JPH0241728B2

JPH0241728B2 -

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Publication number: JPH0241728B2
Application number: JP56176758A
Authority: JP
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1990-09-19
Also published as: US4473286A; JPS58126520A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、カメラの自動合焦装置に係り、特に
撮影レンズの透過光を測光し、この測光値に基づ
き撮影レンズを合焦位置に駆動する自動合焦カメ
ラに最適の自動合焦装置に関する。

この様な撮影レンズ透過光の測光値に基づき合
焦動作を行ういわゆるTTL式自動合焦装置はこ
れまで種々提案されている。例えば、撮影レンズ
の所定焦点面の前後に夫々受光装置を配置しこれ
らの受光装置の出力差から前ピン信号（被写体像
が所定焦点面の前方に形成されていることを表わ
す信号）、後ピン信号（被写体像が所定焦点面の
後方に形成されていることを表わす信号）及び合
焦信号（被写体像が実質的に所定焦点面上に形成
されていることを表わす信号）を得て、これらの
焦点検出信号から撮影レンズを合焦位置へ駆動す
る方式、又は撮影レンズの異つた二領域を通つた
光束による一対の被写体像を受光装置で検出し両
被写体像の相対位置を光電的に検出しそれから前
ピン、後ピン、合焦信号を得て合焦動作を行う方
式などが知られている。ところが、これらの方式
はいずれも被写体像が低コントラストであると正
しい焦点検出信号を得ることが出来ない。また後
述の本発明の実施例の如く、被写体像のコントラ
ストとは別に、撮影レンズが合焦位置から大きく
離れると正しい焦点検出信号を得られないものも
ある。被写体像が低コントラストであるとは、被
写体が例えば黒板や台板の如くそれ自体低コント
ラストである場合及び被写体自体は高コントラス
トであるが、撮影レンズが合焦位置から大きく離
れている為に被写体像が非常にボケている場合に
生じ得る。前者の場合には本来的に焦点検出信号
が得られず自動合焦動作が不可能であるが、後者
の場合には、撮影レンズを至近位置（最至近距離
被写体に焦点が合つている時の撮影レンズ位置）
と無限遠位置（無限遠被写体に焦点が合つている
時の撮影レンズ位置）との間を即ち撮影レンズの
移動可能範囲の全領域にわたつて駆動することに
より撮影レンズを合焦位置に近づけることができ
るので、焦点検出信号が得られ、自動合焦が可能
となる。そこで、特開昭56−94334号には被写体
像が低コントラストの為に焦点検出信号を得られ
ない場合に撮影レンズを強制的に上記全移動可能
範囲にわたつて駆動し焦点検出信号を得ることが
開示されている。しかしながら、上記低コントラ
ストが被写体自身の低コントラストに因る場合に
は上記撮影レンズの強制駆動をいくら行つても結
局焦点検出信号が得られず、これはエネルギの無
駄となる。これを避ける為には撮影レンズを少な
くとも全移動可能範囲にわたつて駆動したにもか
かわらず焦点検出信号が得られないときには、撮
影レンズ駆動を停止することが望ましい。しかし
ながら、この様に撮影レンズ駆動を停止した場合
にはその後に被写体が変化して高コントラストの
被写体となつたとしても、それに追従して直ちに
焦点検出動作を行うことができないという問題が
生じる。

以上では、TTL式自動合焦装置について言及
したが上述の如き不都合はそれに限らず被写体に
よつては焦点検出信号を得られない様な焦点検出
装置を使用する自動合焦装置一般に当てはまるこ
とである。

そこで本発明の目的は、被写体が焦点検出不可
能であるときには撮影レンズの駆動を停止する
が、被写体が変化したときには自動的に上記停止
を解除するカメラの自動合焦装置を提供すること
である。

この目的を達成する為に、本発明は被写体が焦
点検出不可能であるとき、撮影レンズの駆動を阻
止すると共に、その被写体に関する情報を記憶
し、その後の被写体に関する情報が上記記憶情報
と異なるときに上記阻止を解除するものである。

以下に本発明のカメラの自動合焦装置の一実施
例を図面を参照して説明する。

第１図において、撮影レンズ１の固定焦点面又
はそれと共役な面にフイールドレンズ２が設けら
れている。カメラでは、固定焦点面にはフイルム
が配置されるので、このフイールドレンズ２は撮
影レンズ１の光路を分路し、その分路した光路中
に設けることになる。再結像レンズ３，４に関し
てフイールドレンズ２すなわち、レンズ１の固定
焦点面と共役な位置にそれぞれ光電素子アレイ
５，６が設けられている。この例では、各アレイ
５，６は８つの光電素子p₁〜p₈，p₁′〜p₈′から構
成されている。撮影レンズが合焦すべき被写体
に、合焦された場合、撮影レンズ１と再結像レン
ズ３，４によつてそれぞれ光電素子アレイ５，６
上に形成される被写体の光像と、対応するアレイ
５，６との位置関係が同一となるように、再結像
レンズ３，４、アレイ５，６の位置関係等が定め
られている。従つて、合焦状態のとき、１対のア
レイ５，６の位置的に対応する光電素子p₁と
p₁′……p₈とp₈′への入射光強度は等しくなる。ま
た、撮影レンズ１による被写体の像がフイールド
レンズ２の前方に形成された時（前ピンの時）ア
レイ５上の像は下方へ、他方アレイ６上の像は上
方へ移動する。逆に、撮影レンズ１による像がフ
イールドレンズ２の後方に形成された時（後ピン
の時）、アレイ５，６上の像はそれぞれ前ピンの
ときと逆方向へ移動する。アレイ５の各光電素子
p₁〜p₈の光電出力はそれぞれ線型増幅されまた
は、対数増幅されたりして、その光電出力に関連
した電気出力v₁〜v₈としてアレイ５の出力端子５
ａ〜５ｈより出力される。アレイ６の光電素子
p₁′〜p₈′の光電出力も同様であつて関連電気出力
v₁′〜v₈′が、出力端子６ａ〜６ｈより出力される。

次にこの関連電気出力v₁〜v₈，v₁′〜v₈′の処理
を説明する。第２図において空間周波数成分抽出
回路７は、入力端子５ａ〜５ｈを有し、これらの
入力端子５ａ〜５ｈは夫々同一符号のアレイ５の
出力端子５ａ〜５ｈに接続されている。この様に
本実施例の図面では、或る回路の出力端子と他の
回路の入力端子とに共に同一符号を付してあると
き、その出力端子と入力端子とは互に接続されて
いることを表わす。この抽出回路７はアレイ５上
の光像の特定の第１空間周波数成分を表わす第１
電気信号V₁とその1/2の空間周期の空間周波数成
分を表わす第２電気信号V₂とを、上記関連電気
出力v₁〜v₈から抽出する。第２空間周波数成分は
第１空間周波数成分と異なる空間周期を持つもの
であればよく、上記例に限るものでない。この第
１電気信号V₁はアレイ５上の光像が、素子の配
列方向に変位した時、その変位に応じて、一定の
間係で変化する位相情報φ₁と、その抽出空間周
波数成分の大きさを表わす大きさ情報r₁とを含
む。第２電気信号V₂も同様で、位相情報φ₂と大
きさ情報r₂を含む。他方の空間周波数成分抽出回
路８は、回路７と同一のもので、アレイ６の関連
電気出力v₁′〜v₈′から、そのアレイ上の光像の第
１、第２空間周波数成分を抽出しそれらをそれぞ
れ表わす第１、第２電気信号v₁′，v₂′を作る。こ
の第１、第２電気信号v₁′，v₂′はそれぞれ位相情
報φ₁′，φ₂′大きさ情報r₁′，r₂′を含む。

尚、空間周波数成分抽出回路７，８の原理及び
具体的な構成例は特開昭55−98710号に詳細に開
示されている。

空間周波数成分抽出回路７，８の第１電気信号
v₁，v₁′の位相差φ₁−φ₁′は、第３図ａに示す如く
撮影レンズが合焦位置にあるとき零となり、前ピ
ン位置では例えば正となり、後ピン位置では負と
なり、その差の大きさは合焦位置からのずれ量に
応じて大きくなる。

第２電気信号v₂，v₂′の位相差φ₂−φ₂′について
も第３図ｂに示す如く同様である。ところが第３
図ａ，ｂから明らかなように、撮影レンズが合焦
位置の近傍範囲l₁又はl₂内に存在する時は、上記
位相差φ₁−φ₁′，φ₂−φ₂′は充分な精度を有し夫々
撮影レンズが前ピン位置、後ピン位置又は合焦位
置にあることを正確に表わす。しかし、撮影レン
ズが上記範囲l₁，l₂の外に位置する時、上記位相
差は誤つた情報となつてしまう。そこで、撮影レ
ンズが合焦位置近傍であることを検出する相関検
出部９が設けられている。この相関検出部９は、
相関関数＝｛｜v₁−v₁′｜＋２₇ 〓ⁿ⁼² ｜v_o−v_o′｜＋
｜v₈−v₈′｜｝／₇ 〓ⁿ⁼¹ ｛｜v_o−v_o+1｜＋｜v_o′−v_o′₊₁
｜｝を算出する。この相関関数の分子は、物体
の輝度分布がほぼ一様であるとき小さくなり、そ
れに応じて分母も小さくなるので、この相関関数
は輝度分布に無関係に、撮影レンズの焦点位置に
依存するような規格化されたものとなつている。
詳述すると合焦位置のときv_i＝v_i′であるから分子
が零となり、＝０となり、アレイ５上の像がア
レイ６上の像に対して相対的に光電素子１個分ず
れているような後ピン又は前ピンのとき物体の輝
度分布に無関係にv₂′＝v₁，v₃′＝v₂，……v₈′＝v₇
又はv₂＝v₁′、v₃＝v₂′……v₈＝v₇′がそれぞれ成立
するので、＝１となる。こうして、この相関関
数は第３図ｃに示す如く合焦位置α、像の相対
位置が１光電素子分ずれた前ピン位置β、同様の
後ピン位置ｒの３点で規格化されている。この相
関検出部９は、後に詳述する様に撮影レンズが第
３図Ｃの合焦近傍所定範囲内に位置するか否かを
検出する。この合焦近傍所定範囲は、位相差信号
φ₁−φ₁′，φ₂−φ₂′が充分な精度を有し前ピンのと
き正、後ピンのとき負となることを保障する様
に、具体的には第３図ａ及びｂの範囲l₁とl₂の中
に入る様に、定められている。もちろんこのよう
な規格化された相関関数はこれに限るものでな
く、種々のものが考えられる。例えば、′＝₇ 〓ⁿ⁼¹
｜v_o−v_o′｜／（r₁＋r₁′＋r₂＋r₂′）でもよい。

次に制御部１０を説明する。

第４図において、位相情報φ₁，φ₁′を表わす交
流信号は夫々スイツチング用FET１１，１２を
介して波形整形回路１３，１４に入力される。同
様に位相情報φ₂，φ₂′を表わす交流信号は夫々ス
イチング用FET１５，１６を介して上述の波形
整形回路１３，１４に入力される。一対のFET
１１，１２と一対のFET１５，１６は択一的に
オンオフされる。前ピン・後ピン信号作成用Ｄ−
フリツプフロツプ１７（以下フリツプフロツプは
FFと略記する。）は、整形回路１３，１４の両矩
形波出力の位相差の正負に応じてそのＱ出力端子
がＨレベル又はＬレベル出力を発生する。即ちＤ
−FF１７はFET１１，１２がオンの場合、Ｑ出
力が位相差φ₁−φ₁′＞０のとき即ち前ピンのとき
Ｈレベルとなり、位相差φ₁−φ₁′＜０のとき即ち
後ピンのときＬレベルとなり、またFET１５，
１６がオンの場合、Ｑ出力がφ₂−φ₂′＞０のとき
即ち前ピンのとき、Ｈレベル、φ₂−φ₂′＜０のと
き即ち後ピンのときＬレベルとなる。排他的論理
和回路１８は、波形整形回路１３，１４の出力の
位相差の絶対値即ち｜φ₁−φ₁′｜又は｜φ₂−φ₂′｜
を出力する。抵抗R₁とコンデンサC₁とから成る
平滑回路は回路１８の出力を平滑する。合焦信号
作成用比較器１９は平滑された位相差の絶対値｜
φ₁−φ₁′｜又は｜φ₂−φ₂′｜と基準電圧Vf₁と比較
し、前者が後者より小さいとき合焦信号としてＨ
レベル信号を出力する。ここで基準電圧Vf₁の大
きさは撮影レンズの焦点深度を考慮に入れて撮影
レンズが合焦状態になつたときに比較器１９が合
焦信号を発生する様に選定されている。この様に
要素５〜８，１３，１４，１７〜１９は、前ピ
ン、後ピン、合焦信号を作成する焦点検出装置を
構成する。比較器２０とその入力抵抗R₂〜R₆及
びインバータINV１から構成される選択回路は、
第１空間周波数成分と第２空間周波数成分のいず
れに基づき焦点検出信号を作成するかを決定する
ものである。この入力抵抗R₂〜R₅はすべて同一
抵抗値で、抵抗R₆の２倍の値を有する。比較器
２０は第１空間周波数成分に関する大きさ情報
r₁，r₁′の和の1/2と、第２空間周波数成分の大き
さ情報r₂，r₂′の和とを比較し、前者が大きいと
き、Ｈレベル出力となり、位相φ₁，φ₁′に関する
FET１１，１２をオンし、他方、後者が大きい
とき、Ｌレベル出力となりインバータINV１を
介して位相φ₂−φ₂′に関するFET１５，１６をオ
ンする。尚、大きさ情報r₁とr₁′の和を1/2倍した
のは、第２空間周波数成分に関する位相情報の方
が、第１空間周波数成分に比べて精度が良い為で
ある。こうして、Ｄ−FF１７と比較器１９はア
レイ５，６上の光像中の第１空間周波数成分がそ
の第２空間周波数成分に比べて充分大きいとき、
前者の位相情報φ₁，φ₁′に基づき、またその逆の
とき、後者の位相情報φ₂，φ₂′に基づき、夫々前
ピン信号又は後ピン信号及び合焦信号を出力す
る。

被写体像のコントラストが低いと、第１、第２
空間周波数成分の大きさが小さくなり、位相差
φ₁−φ₁′又はφ₂−φ₂′はノイズの影響が大きくなる
ため前ピン、後ピン及び合焦信号の精度が低下す
る。そこでアレイ上の被写体像のコントラストが
高いか低いかを検出するコントラスト検出回路が
設けられている。このコントラスト検出回路は、
比較器２２−２５、基準電圧源Vf₂，Vf₃，ORゲ
ートOR１，OR２，OR３、ANDゲートAND１，
AND２から構成されている。この比較器２２，
２３は夫々第１空間周波数成分の大きさr₁，r₁′と
基準電圧Vf₂とを比較し、その大きさr₁，r₁′が焦
点検出信号の精度を充分保障できる程、大きいと
き、夫々Ｌレベルとなる。同様に比較器２４，２
５は第２空間周波数成分の大きさr₂，r₂′が上記精
度を保障できる程大きいとき夫々Ｌレベルとな
る。第１空間周波数成分が大きい為選択回路の比
較器２０がＨレベル出力となると、インバータ
INV１はＬレベル出力となる。従つて、ANDゲ
ートAND２は強制的にＬレベルとなり、大きさ
r₁，r₁′が共に、上述の程度大きいときのみ、OR
ゲートOR３がＬレベル出力となる。逆に、第２
空間周波数成分が大きい場合にはANDゲート
AND１が強制的にＬレベル出力となるので、OR
ゲードOR３は、大きさr₂，r₂′が共に上述の程度
大きいときＬレベル出力となる。

比較器２６は、相関信号Ｉと基準電圧Vf₄とを
比較し、前者が後者より小さい時Ｌレベル出力と
なり、逆の時Ｈレベル出力となる。このＬレベル
出力及びＨレベル出力は撮影レンズが合焦位置の
近傍所定範囲内及び外にあることを示す合焦近傍
所定範囲内信号及び範囲外信号として働く。

加算回路２７は、第１、第２アレイ５，６の全
電気出力v₁〜v₈、v₁′〜v₈′を加算する。従つてこ
の回路２７の出力は両アレイ上の被写体像の明る
さを表わす。比較器２８は加算回路２７の出力と
基準電圧Vf₅とを比較し、上述の焦点検出を行う
ことが出来ない程被写体輝度が低いときＬレベル
出力となる。

分圧抵抗R₇とR₈は、この自動合焦装置の駆動
電源の電圧Vccを分圧する。電源電圧検出用比較
器２９は、この分圧電圧と基準電圧Vf₆とを比較
し、電源電圧Vccが自動合焦装置の正常動作を保
障し得る値以上のときＨレベル信号をそれ以下の
ときＬレベル信号を出力する。

以上をまとめると、前ピン・後ピン信号用端子
T₁には前ピンのときＨレベル信号が、後ピンの
ときＬレベル信号が出力され、合焦信号用端子
T₂には合焦のときＨレベル信号が出力され非合
焦のときＬレベル信号が出力され、コントラスト
信号用端子T₃には被写体像が高コントラストで
あるときＬレベル信号が、低コントラストである
ときＨレベル信号が夫々出力され、合焦近傍所定
範囲信号用端子T₄には撮影レンズが合焦位置の
近傍所定範囲内にあるときＬレベル信号が、外に
あるときＨレベル信号が夫々出力され、そして、
輝度信号用端子T₅には、被写体輝度が焦点検出
に充分な程高いときＬレベル信号が、低いときＨ
レベル信号が夫々出力される。また電源電圧検出
信号用端子T₆には電源電圧がこの自動合焦装置
の正常動作に充分であるときＨレベル信号が、不
充分であるときＬレベル信号が夫々出力される。

次に、第４図の各出力に基づき、撮影レンズを
駆動する撮影レンズ駆動系と、焦点検出状態を表
示する表示系とを夫々第５図及び第６図により説
明する。

第５図において、入力端子T₁〜T₆は夫々同一
符号の第４図の出力端子T₁〜T₆に接続されてい
る。入力端子T₇には、撮影レンズが無限遠位置
に達した時Ｈレベル信号がそれ以外の時Ｌレベル
信号が入力され、入力端子T₈には撮影レンズが
至近位置に達した時Ｈレベル信号がそれ以外の時
Ｌレベル信号が入力される。この端子T₇，T₈に
入力される信号は、例えば撮影レンズが無限遠位
置と至近位置に達したとき夫々作動する一対のス
イツチを設けることにより作成できる。入力端子
T₉は後述する撮影レンズ駆動の阻止を解除する
解除信号が入力される。

端子T₁はインバータINV２を介してノアゲー
トNOR１に接続されると共に、直接にノアゲー
トNOR２に接続される。両ノアゲートNOR１，
NOR２の各々の他方の入力端子は共に端子T₄に
接続される。ノアゲートNOR１の出力端子はFF
３０のセツト入力端子と、ナンドゲートNAND
１の一方の入力端子に、またノアゲートNOR２
の出力端子はFF３０のリセツト入力端子と、ナ
ンドゲートNAND２の一方の入力端子とに夫々
接続される。ナンドゲートNAND１，NAND２
はその他方の入力端子が夫々端子T₇とT₈に接続
される。FF３０は、合焦近傍所定範囲内信号か
ら範囲外信号に変化した時、その変化直前におけ
る端子T₁に入力された前ピン信号又は後ピン信
号を上記範囲外信号の発生中記憶する。このFF
３０のＱ出力は順次アンドゲートAND３、オア
ゲートOR４、ナンドゲートNAND３を介してノ
アゲートNOR３に送られ、また出力はアンド
ゲートAND４、オアゲートOR５、ナンドゲート
NAND４を介してノアゲートNOR４に送られ
る。モータを含むモータ駆動回路３１はノアゲー
トNOR３とNOR４の出力により制御され、撮影
レンズをノアゲートNOR３がＨレベル出力の時
前ピン駆動、即ち無限遠位置に向けて駆動し、他
方ノアゲートNOR４がＨレベル出力の時後ピン
駆動、即ち至近位置に向けて駆動し、両者がＬレ
ベルの時、駆動を停止する。アンドゲートAND
３，AND４の各々の他の二つの入力端子は共に
ナンドゲートNAND５の出力端子の出力端子及
びオアゲートOR６の出力端子に夫々接続され
る。このオアゲートOR６の両入力端子は入力端
子T₄と、インバータINV３を介して端子T₂とに
夫々接続される。インバータINV１０は入力端
子がナンドゲードNAND５の出力端子に、出力
端子がアンドゲートAND５，AND６に夫々接続
される。このアンドゲートAND５，AND６の出
力端子は夫々オアゲートOR４，OR５に接続さ
れる。アンドゲートAND７は両入力端子が端子
T₃と、インバータINV４を介して端子T₄とに
夫々接続され、出力端子がノアゲートNOR３と
NOR４に接続される。端子T₅はノアゲートNOR
３とNOR４に、端子T₆はナンドゲートNAND３
とNAND４に夫々接続される。端子T₇とT₈FF
３２のセツト入力端子とリセツト入力端子とに
夫々接続され、このFF３２のＱ出力端子はイン
バータINV５を介してアンドゲートAND５と、
直接にアンドゲートAND６に夫々接続される。
端子T₇とT₈はまたオアゲートOR７を介してFF
３３のセツト入力端子に接続される。このFF３
３のＱ出力端子はナンドゲートNAND５の入力
端子に、クリア端子ClはインバータINV６を介
して端子T₄に接続される。端子T₄とT₉はナンド
ゲートNAND６の入力端子に夫々接続され、こ
のナンドゲートの出力端子はFF３４とFF３５の
各々のクリア端子Clに接続される。FF３４のセ
ツト入力端子は端子T₈に、Ｑ出力端子はFF３５
のＤ入力端子に、夫々接続され、FF３５のクロ
ツク入力端子は端子T₇に、出力端子はナンド
ゲートNAND３とNAND４の入力端子及び、被
写体情報記憶回路３６に夫々接続される。被写体
情報検出回路３７は、焦点検出対象の被写体の輝
度やコントラスト等の情報を検出する。記憶回路
３６はFF３５の出力がＬレベルとなつたとき、
検出回路３７の出力を記憶する。解除回路３８
は、記憶回路３６の記憶値と検出回路３７の検
出々力とを比較し、両者の差が所定値以上になつ
たとき端子T₉にＬレベル出力を送出する。

以上において、ノアゲートNOR１，NOR２，
FF３０、モータ駆動回路３１などから撮影レン
ズ駆動装置を構成し、ナンドゲートNAND３、
NAND４、FF３４，３５から駆動阻止装置を構
成する。

次に表示装置の構成を第６図により説明する。
入力端子T₁〜T₆は夫々第４図の出力端子T₁〜T₆
に接続されている。オアゲートOR８の両入力端
子は夫々端子T₁とT₂に、オアゲートOR９の入力
端子はインバータINV７を介して端子T₁と直接
に端子T₂とに夫々接続される。オアゲートOR１
０の入力端子は端子T₃とT₄とT₅とに接続され、
ナンドゲートNAND７の入力端子は端子T₅とク
ロツクパルス発生器３９に接続される。アンドゲ
ートAND８は入力端子がオアゲートOR８と、イ
ンバータINV８を介してオアゲートOR１０と、
して端子T₆とに夫々接続され、出力端子が抵抗
Ｒ９を介して発光ダイオードLED１に接続され
る。アンドゲートAND９は、入力端子がオアゲ
ートOR９とインバータINV８と、端子T₆に夫々
接続され、出力端子が抵抗Ｒ１０を介して発光ダ
イオードLED２に接続される。アンドゲート
AND１０は入力端子がオアゲートOR１０と、ナ
ンドゲートNAND７と、端子T₆に夫々接続さ
れ、出力端子が抵抗Ｒ１１を介して発光ダイオー
ドLED３に接続される。

次に第５図と第６図の作用を述べる。

（）被写体像が高コントラストで、被写体輝
度と電源電圧が共に充分高い場合。

この場合、端子T₃には高コントラストを表わ
すＬレベル信号が、端子T₅には高輝度を表わす
Ｌレベル信号が、そして端子T₆には高電源電圧
を表わすＨレベル信号が夫々入力される。

（・１）撮影レンズが合焦近傍所定範囲内の
時、この時、端子T₄に合焦近傍所定範囲内信号で
あるＬレベル信号が入力される。この信号によ
り、ナンドゲートNAND５、NAND６が共にＨ
レベル出力となる。この後者のＨレベル出力によ
りFF３４，３５がクリアされる。

（・１・ａ）前ピンのとき前ピンのとき端子T₁にはＨレベル信号が入力
される。このＨレベル信号とT₄のＬレベル信号
とにより、ノアゲートNOR１がＨレベル出力、
ノアゲートNOR２がＬレベル出力となり、FF３
０のＱ出力がＨレベル、出力がＬレベルとな
る。端子T₂は非合焦なのでＬレベル信号が入力
され、また上述の如くナンドゲートNAND５は
Ｈレベル出力であるのでアンドゲートAND３は
ゲートを開いている。FF３０のＱ出力はこのア
ンドゲートAND３、オアゲートOR４を介してナ
ンドゲートNAND３に入力される。今、撮影レ
ンズが無限遠位置と至近位置との間に位置してい
るとすると、端子T₇はＬレベル信号であるので
ナンドゲートNAND１はＨレベル出力であり、
かつFF３５の出力はＨレベル出力であり、端
子T₆はＨレベル信号であるので、オアゲートOR
４のＨレベル出力によりナンドゲートNAND３
はＬレベル出力となる。端子T₃のＬレベル信号
によりアンドゲートAND７もＬレベル出力とな
り、また端子T₅もＬレベル信号であるので、上
述のナンドゲートNAND３のＬレベル出力によ
りノアゲートNOR３はＨレベル出力となる。こ
のＨレベル出力によりモータ駆動回路３１はモー
タを正転し、撮影レンズを無限遠位置へ向けて駆
動し合焦位置に近づける。

この時の表示状態を次に述べる。

第６図において、オアゲートOR８，OR９，
OR１０が夫々Ｈレベル出力、Ｌレベル出力、Ｌ
レベル出力になり、ナンドゲートNAND７がＨ
レベル出力となる。これによりアンドゲート
AND８はＨレベル出力となり発光ダイオード
LED１を点灯する。他のアンドゲートAND９，
AND１０は共にＬレベル出力なので他の発光ダ
イオードLED２，LED３は消灯する。こうして
発光ダイオードLED１のみの点灯により前ピン
状態を表示する。

（・１・ｂ）後ピンのとき端子T₁に後ピン信号のＬレベル信号が入力さ
れ、上述の如く端子T₄に合焦近傍所定範囲内信
号のＬレベル信号が入力されるのでノアゲート
NOR１，NOR２は夫々Ｌレベル出力、Ｈレベル
出力になり、FF３０の出力がＨレベルとなる。
このＨレベル出力はアンドゲートAND４，オア
ゲートOR５、ナンドゲートNAND４を通つてノ
アゲートNOR４をＨレベル出力とする。これに
よりモータ駆動回路３１は、モータを逆転し撮影
レンズを至近位置の方に向つて駆動し、合焦位置
に近づける。

この後ピンの表示態様は、第６図において、前
ピンのときに比べて、端子T₁がＬレベルに反転
しているので、発光ダイオードLED１，LED３
は消灯し、LED２が点灯する。

（・１・ｃ）合焦のとき第５図において、撮影レンズが合焦位置に達す
ると、端子T₂にＨレベル信号が入力され、これ
はインバータINV３、オアゲートOR６を介し
て、アンドゲートAND３，AND４の両方のゲー
トを閉じる。これによりノアゲートNOR３と
NOR４が共にＬレベル出力となり、モータ駆動
回路３１は撮影レンズの駆動を停止し、合焦位置
に静止させる。

この合焦時の表示態様を述べる。第６図におい
て端子T₂のＨレベル信号がオアゲートOR８，
OR９アンドゲートAND８，AND９を介して発
光ダイイオードLED１，LED２を共に点灯する。
発光ダイオードLED３は消灯している。この様
な両発光ダイオードLED１，LED２点灯により
合焦を表示する。

尚、後ピン信号に応じて撮影レンズを至近位置
の方へ駆動し、最終的に至近位置にもたらして
も、焦点検出装置の故障の場合や、又は、被写体
が撮影レンズの合焦可能な最短距離位置よりも更
にカメラに近い場合には、依然として後ピン信号
が端子T₁に入力される。この後ピン信号は撮影
レンズが既にその移動可能範囲の一方の終端であ
る至近位置に達しているにもかかわらず、更に同
方向に撮影レンズを駆動せんとするもので好まし
くない。そこで、撮影レンズが至近位置に達する
と端子T₈にＨレベル信号が入力され、このＨレ
ベル信号とノアゲートNOR２のＨレベル信号と
によりナンドゲートNAND２がＬレベル出力と
なりナンドゲートNAND４をＨレベル出力に反
転し、後ピン信号の発生にもかかわらず、強制的
にノアゲートNOR４をＬレベル出力とし、撮影
レンズ駆動を停止する。同様に、撮影レンズが無
限遠位置に達しても前ピン信号が依然として発生
している場合には、無限遠位置への到達により端
子T₇にＨレベル信号が入力し、このＨレベル信
号とノアゲートNOR１のＨレベル信号とにより
ナンドゲートNAND１がＬレベル出力となる。
このＬレベル出力により強制的にナンドゲート
NAND３をＨレベル出力とし撮影レンズ駆動を
停止させる。

この様な異常事態は、撮影レンズが停止したに
もかかわらず第６図の発光ダイオードLED１と
LED２のいずれか一方のみが点灯していること
で認識される。

（・２）合焦近傍所定範囲外の時この時、端子T₄に合焦近傍所定範囲外信号で
あるＨレベル信号が入力される。このＨレベル信
号は、端子T₂の合焦信号に無関係にオアゲート
OR６をＨレベルとすると共に、インバータINV
４を介してアンドゲートAND７を端子T₅のコン
トラスト信号に無関係にＬレベル出力とする。こ
の様に、合焦近傍所定範囲外の時は、合焦信号及
びコントラスト信号は共に撮影レンズ駆動に何ら
関与しなくなる。上述の端子T₄のＨレベル信号
は更に、ノアゲートNOR１とNOR２とを共にＬ
レベル出力とする。これによりFF３０の出力は
合焦近傍所定範囲外になる直前の状態に保持され
る。従つてこの所定範囲外になると、その後の端
子T₁への前ピン信号又は後ピン信号に全く無関
係に、所定範囲外になる直前の端子T₁への入力
によつて決まる方向に撮影レンズが強的に駆動さ
れる。この強制駆動により、撮影レンズが合焦近
傍所定範囲内に入ると端子T₄にＬレベル信号が
入力し、前述の（・１・ａ）〜（・１・ｃ）
の動作が行われる。ところが、上述の強制駆動に
より撮影レンズが合焦近傍所定範囲内に入ること
なく、無限遠位置又は至近位置に到達した場合に
は以下の如き動作となる。

合焦近傍所定範囲外となつたときFF３０は
出力がＨレベルであつたとする。この時、撮影レ
ンズは後ピン駆動となり至近位置に向かつて強制
駆動される。この所定範囲外のまま至近位置に達
すると、端子T₈にＨレベル信号が入力され、こ
のＨレベル信号はFF３３，FF３４を共にセツト
しかつFF３２をリセツトする。このFF３４のセ
ツトによりFF３５のＤ入力端子にはＨレベル信
号が入力される。こうして撮影レンズが至近位置
に到達したことがFF３４，FF３５に記憶され
る。また上述のFF３３のセツトによりナンドゲ
ートNAND５はＬレベル出力となりアンドゲー
トAND３，AND４を共にＬレベル出力とし、撮
影レンズの後ピン駆動を停止させる。ナンドゲー
トNAND５のＬレベル出力によりインバータ
INV１０はＨレベル出力となり、かつ上述FF３
２のリセツトによつてインバータINV５はＨレ
ベル出力となるので、アンドゲートAND５がＨ
レベル出力となる。このＨレベル出力はオアゲー
トOR４、ナンドゲートNAND３を介してノアゲ
ートNOR３をＨレベル出力とし、撮影レンズの
駆動を反転し、前ピン駆動とし撮影レンズを無限
遠位置の方へ強制駆動する。この無限遠位置への
強制駆動により、合焦近傍所定範囲内信号が生ず
ると直ちに上述の（・１・ａ）〜（・１・
ｂ）の動作が行われる。ところが、合焦対象の被
写体に奥行きがあつたり又は被写体自体が低コン
トラストであると、この強制駆動によつても合焦
近傍所定範囲内信号が得られず、結局撮影レンズ
は無限遠位置に達する。すると、端子T₇にＨレ
ベル信号が入力され、この信号はFF３２をセツ
トすると共にFF３５にFF３４のＱ出力を読み込
ませる。この読込みによりFF３５の出力がＬ
レベルとなり、記憶回路３６にそのときの被写体
情報に関する検出回路３７の出力を記憶させると
共に、両ナンドゲートNAND３，NAND４をＨ
レベル出力とし撮影レンズ駆動を停止させる。こ
の様に、合焦近傍所定範囲外信号が発生してる場
合、即ち正しい焦点検出信号が発生することが保
障されていない場合には、その原因が撮影レンズ
が合焦位置から大きく離れていることによる被写
体像の低コントラストに起因するものは否かを判
別する為に、撮影レンズをそのときの焦点検出信
号とは無関係に強制的に駆動する。この強制駆動
が至近位置と無限遠位置との間の全移動範囲にわ
たつて行われても結局合焦近傍所定範囲内信号が
得られないときは、上記原因が被写体自体の性質
によるものと判断し、無限遠位置で撮影レンズ駆
動を阻止すると共に、その時の被写体情報を記憶
する。

その後、例えばカメラを別の被写体に向ける等
の操作により、合焦対象被写体が変化すると、解
除回路３８は、その変化後の被写体の情報を表わ
す検出回路３７の検出々力と記憶回路３６の記憶
出力とからその変化量を求めそれが所定値以上で
ある時、Ｌレベル出力を端子T₉に送出する。こ
のＬレベル出力を受けてナンドゲートNAND６
はFF３４，３５をクリアし、上述の撮影レンズ
駆動阻止を解除する。この解除により、この時合
焦近傍所定範囲内であれば、上述の（・１）の
動作が、範囲外であれば（・２）の動作が夫々
行われる。

尚、本実施例では、FF３４，３５のクリア、
即ち撮影レンズ駆動阻止の解除は、解除回路３８
の出力の外に合焦近傍所定範囲内信号によつても
行われる。この理由は所定範囲外から範囲内に変
化するとき一般に検出回路３７の出力も変化し、
解除回路３８もＬレベル出力を発生するが、も
し、検出回路３７の検出すべき被写体情報、例え
ば輝度又はコントラスト等の選定によつては、合
焦近傍所定範囲内となつても解除回路３８が解除
信号を発生しないことがあるからである。

以上においては、合焦近傍所定範囲外のとき、
まず撮影レンズを後ピン駆動し次いで前ピン駆動
して無限遠位置で停止する例を述べたが、所定範
囲外となつたとき、FF３０のＱ出力がＨレベル
で前ピン駆動となる場合には撮影レンズは最初に
無限遠位置に達した後、後ピン駆動され至近位置
に達し、そこで更に前ピン駆動されて無限遠位置
で停止される。本実施例では撮影レンズ最終停止
位置は常に無限遠位置であるがもちろん、それを
至近位置としてもその他の任意の位置としてもよ
い。

次に、合焦近傍所定範囲外のときの表示態様を
述べる。第６図にいて端子T₄に入力されるＨレ
ベル信号はインバータINV８で反転されアンド
ゲートAND８，AND９に入力するので発光ダイ
オードLED１とLED２は共に消灯する。他方、
被写体輝度が高いため端子T₅にはＬレベル信号
が入力されているので、ナンドゲートNAND７
はＨレベル出力となつている。また電源電圧も高
いので端子T₆にはＨレベル信号が入力されてお
り、結局アンドゲートAND１０はすべての入力
がＨレベルとなるので、発光ダイオードLED３
が点灯する。

（）低コントラストの場合被写体像が低コントラストであると、端子T₃
にＨレベル信号が入力される。この時、合焦近傍
所定範囲外であるとアンドゲートAND７はＬレ
ベル出力となり、ノアゲートNOR，NOR４のゲ
ートを開けるので撮影レンズはナンドゲート
NAND３，NAND４の出力に応じて、上述の
（・２）に述べた如く強制駆動される。

他方、合焦近傍所定範囲内であると、アンドゲ
ートAND７はＨレベル出力となりノアゲート
NOR３，NOR４を共にＬレベル出力とし撮影レ
ンズを停止させる。この様に所定範囲内であつて
も低コントラストの場合はその低コントラストは
被写体自体の低コントラストに起因すると考えら
れるので、正しい焦点検出が不可能であり、よつ
て撮影レンズ駆動を停止する。

この低コントラストの時の表示態様は端子T₃
にＨレベル信号が入力され、合焦近傍所定範囲外
の時と全く同一となり、発光ダイオードLED１，
LED２が消灯し、発光ダイオードLED３が点灯
する。

（）低輝度の場合この場合、光電素子の出力が極めて小さくなり
正しい焦点検出ができない。そこで端子T₅に入
力されたＨレベル信号がノアゲートNOR３，
NOR４を共にＬレベル出力とし撮影レンズ駆動
を停止する。

次に表示態様を述べる。第６図において、端子
T₅に入力されたＨレベル信号は、インバータ
INV８で反転され発光ダイオードLED１，LED
２を消灯する。また上述のＨレベル信号によりナ
ンドゲートNAND７の出力はクロツクパルス発
生器３９の出力を反転したものとなり、発光ダイ
オードLED３を点滅させる。

（）電源電圧の低下の場合電源電圧が低下すると端子T₆にＬレベル信号
が入力され、これはナンドゲートNAND３，
NAND４を共にＨレベル出力とし撮影レンズ駆
動を停止させる。このときの表示態様は端子T₆
のＬレベル信号がアンドゲートAND８〜AND１
０を入力されるので、すべての発光ダイオード
LED１〜LED３が消灯する。

第７図に第５図の記憶回路、被写体情報検出回
路、解除回路の具体的構成例を示す。

第７図において、検出回路３７は、第２図の第
１、第２空間周波数成分の大きさ情報r₁，r₁′、
r₂，r₂′を加算し、加算出力v₀を出力する加算回路
４０と、ボルテージフオロワ４１とから構成され
る。上記空間周波数成分の大きさは被写体像のコ
ントラストを表わしているので、上記検出回路３
７は被写体情報としてコントラストを検出してい
る。記憶回路３６は、FF３５の出力がＨレベ
ル、Ｌレベルの時夫々オン、オフとなるスイツチ
ングFET４２と、このFET４２を介してボルテ
ージフオロワ４１に接続された記憶用コンデンサ
Ｃ２とから構成される。解除回路３８は、基準電
圧源４３，４４と、電圧源４３の出力とコンデン
サＣ２の出力とを比較する比較器４５と、電圧源
４４の出力とコンデンサＣ２の出力と比較する比
較器４６と、出力抵抗Ｒ１２，Ｒ１３と、比較器
４５，４６の出力によりオンオフ制御されるトラ
ンジスタ４７と、その出力抵抗Ｒ１４とから構成
され、トランジスタ４７のコレクタに端子T₉が
接続される。この様な構成であるので、今、FF
３５の出力がＨレベルであるときFET４２が
オンであるので比較器４５の反転入力端子にはボ
ルテージフオロワ４１を介して加算出力v₀が、非
反転入力端子には、加算出力v₀から基準電圧４３
を引いた電圧が夫々印加される。また比較器４６
の反転入力端子には加算出力v₀に基準電圧４４を
加えた電圧が、非反転入力端子には加算出力v₀が
夫々印加される。従つて、FET４２がオンのと
き、両比較器４５，４６は共に被写体情報、即ち
加算出力v₀に無関係にＬレベル出力となり、トラ
ンジスタ４７をオフし端子T₉にＨレベル信号を
送出する。

FF３５のがＬレベル出力となると、FET４
２がオフとなり、コンデンサＣ２はそのときの加
算出力v₀を充電々圧として記憶する。その後被写
体が変化して、加算出力v₀が変化し、これが記憶
電圧より所定値以上大きくなると比較器４５がＨ
レベル出力となる。同様に変化した加算出力v₀が
記憶電圧より所定値以下小さくなつた場合には比
較器４６がＨレベルとなる。比較器４５と４６の
一方のＨレベル出力によりトランジスタ４７がオ
ンし、端子T₉がＬレベルとなり、モータ駆動阻
止を解除する。

この様に、第７図の例では被写体情報が記憶値
に対して所定値以上増大又は減少した時、上記解
除を行つている。しかしこの解除は上記所定値以
上の増大及び減少の一方のみにより行う様にして
もよい。また被写体情報として上述の例ではコン
トラストに関連する情報を選んだが、被写体輝度
を含め、被写体の変化に対応して変化しやすい情
報であればいかなるものであつてもよい。

また、本実施例は、前ピン、後ピン、合焦信号
を被写体像の特定空間周波数成分に基づき作成し
たが、本発明はそれに限ることなくいかなる手段
を用いてもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明による
と、被写体が焦点検出不可能であるときには、撮
影レンズの駆動を停止すると共にその時の被写体
情報を記憶しておき、その後被写体が変化した場
合、上記記憶情報と変化後の被写体情報とに基づ
き、上記駆動停止を解除する。従つて上記駆動停
止により電源の無駄な消費を防止でき、かつ上記
駆動停止の解除により、被写体が変化したとき自
動的に合焦動作に入り迅速な自動合焦が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学配置図、第２
図は上記実施例の一部を示すブロツク図、第３図
ａは第２図の第１電気信号の位相差と前ピン、後
ピン及び合焦との関係を示すグラフ、第３図ｂは
第３図ａと同様のグラフ、第３図ｃは、相関関数
を示すグラフ、第４図は上記実施例の一部である
焦点検出信号等を作成する装置の回路図、第５図
は上記実施例の一部である撮影レンズ駆動系の回
路図、第６図は表示系の回路図、第７図は第６図
の一部の具体的な回路図である。５〜８，１３，１４，１７〜１９……焦点検出
装置、NOR１，NOR２，３０，３１……撮影レ
ンズ駆動装置、NAND３，NAND４，３４，３
５……駆動阻止装置、３７……情報検出装置、３
６……記憶装置、３８……解除装置。

Claims

【特許請求の範囲】１焦点検出装置と、前記焦点検出装置の有効な焦点検出出力に基づ
き撮影レンズを合焦位置へ駆動すると共に、該有
効な焦点検出出力が得られず焦点検出不可能であ
ることが検出されると、前記撮影レンズの強制駆
動によるサーチ動作を行う撮影レンズ駆動装置
と、前記サーチ動作の結果、前記焦点検出装置の焦
点検出出力が得られないことが検出されると前記
撮影レンズ駆動装置による前記撮影レンズの駆動
を阻止する駆動阻止装置と、前記被写体の情報を検出する情報検出装置と、前記有効な焦点検出出力が得られなかつたとき
前記情報検出装置の出力を記憶する記憶装置と、前記駆動阻止装置により前記撮影レンズの駆動
が阻止された後、前記情報検出装置の出力が前記
記憶装置の記憶値と異なるとき、前記駆動阻止装
置による阻止を解除する解除装置とを具備するこ
とを特徴とするカメラの自動合焦装置。２上記焦点検出装置は、撮影レンズを透過した
被写体光を測光して焦点検出を行い、上記撮影レ
ンズ駆動装置は、上記焦点検出装置が焦点検出不
可能であるとき撮影レンズをその移動全範囲にわ
たつて移動し、上記駆動阻止装置は、撮影レンズ
が少なくとも上記移動全範囲にわたつて駆動され
ても焦点検出できない時、被写体が焦点検出不可
能であるとして上記阻止を行い、上記記憶装置
は、上記阻止動作に応じて上記記憶を行うことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動合
焦装置。