JP2003241074A - 自動焦点調節装置及びカメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速な自動焦点調節を行えるようにする。 【解決手段】 粗調用の第１のアクチュエーターと、微
調用の第２のアクチュエーターと、合焦状態を判定する
合焦状態判定手段とを有し、前記合焦状態判定手段にて
被合焦部材が合焦位置を通過した事を判定されるまでの
期間、前記合焦位置の方向へ前記第１のアクチュエータ
ーによる駆動により前記被合焦部材を移動させ（＃１０
５〜＃１１１）、合焦位置を通過した事を判定されるこ
とにより、前記第１のアクチュエーターによる駆動を停
止すると共に該第１のアクチュエーターによる駆動方向
とは逆方向へ前記第２のアクチュエーターによる駆動に
より前記被合焦部材を移動開始させ、その後は前記合焦
状態判定手段の出力に基づいて前記第２のアクチュエー
ターの駆動方向とその駆動終了を決定する（＃１１２〜
＃１２０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラやビデオカメラ等のオートフォーカスに用いられる
自動焦点調節装置やカメラシステムの改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、銀塩フィルムを用いる交換レンズ
式のオートフォーカス一眼レフカメラにおけるオートフ
ォーカス機構には、ＴＴＬ位相差によるオートフォーカ
ス等が採用されている。このオートフォーカス機構は、
カメラ本体にオートフォーカスの為のデフォーカス検出
機構が設けられ、交換レンズ側のフォーカスレンズをレ
ンズ内若しくはカメラ本体内のモータにより駆動して焦
点調節動作を行っている。

【０００３】また、ビデオカメラ等では、撮像素子から
の信号の高周波成分によりコントラスト検知を行う、所
謂山登りＡＦ（オートフォーカス）が行われている。

【０００４】上記のＴＴＬ位相差によるオートフォーカ
スとコントラスト検知によるオートフォーカスは、それ
ぞれ特徴があり、用途に応じて使い分けられている。

【０００５】特開平５−６４０５６号公報には、コント
ラスト検知によるオートフォーカスのみでは、デフォー
カス方向やデフォーカス量を１回の焦点検出で知る事が
できないので、コントラスト検知によるオートフォーカ
スとＴＴＬ位相差によるオートフォーカスを組み合わせ
て行う技術が開示されている。

【０００６】また、特許第２８９３７２７号によれば、
コントラスト検知によるオートフォーカスを行うものに
おいて、コントラストピークを通過後、フォーカスレン
ズをウォブリング動作をさせながら戻し、合焦位置を求
めるという技術が開示されている。

【０００７】また、特開平７−２８４５０２号公報によ
れば、高速で粗調を行う手段と低速で微調を行う手段の
連携により、粗微調をスムーズに行う顕微鏡のマニュア
ルフォーカス調整の技術が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、それぞれ以下のような欠点があり、高
速かつ高精度で焦点調節を行うことが困難であった。 （１）コントラスト検知によるオートフォーカスを行う
最中に反転動作が生じる事は避けられないにも拘わら
ず、バックラッシュによる影響で高精度にフォーカスレ
ンズを停止させる事が困難であった。 （２）特許第２８９３７２７号による技術では、高精度
制御が可能なアクチュエーターで全てをまかなっている
ので、高速駆動を行う事に適しておらず、大デフォーカ
ス時から高速で合焦させる事が困難であった。 （３）特開平７−２８４５０２号公報には、顕微鏡のマ
ニュアルフォーカスの粗微調を行う技術内容が開示され
ているのみであり、カメラに適用しなおかつマニュアル
フォーカスとは別の技術であるオートフォーカスと連携
を行う方法については何ら開示されていない。

【０００９】（発明の目的）本発明の第１の目的は、高
速な粗調中に合焦位置を確認し、その後微調用の第２の
アクチュエーターで最終合焦動作を行い、微調時のサー
チ範囲と方向を限定するようにして、高速な自動焦点調
節を行えるようにした自動焦点調節装置を提供しようと
するものである。

【００１０】本発明の第２の目的は、第１の被合焦部材
と第２の被合焦部材の駆動の一部オーバーラップ化によ
り更に高速な自動焦点調節を行うことのできる自動焦点
調節装置を提供しようとするものである。

【００１１】本発明の第３の目的は、第１の被合焦部材
と第２の被合焦部材を一体化し、構成を簡単にすること
のできる自動焦点調節装置を提供しようとするものであ
る。

【００１２】本発明の第４の目的は、交換レンズの種別
に応じて最適化を図ることのできる自動焦点調節装置を
提供しようとするものである。

【００１３】本発明の第５の目的は、コントラスト検知
により高精度な合焦精度を得ることのできる自動焦点調
節装置を提供しようとするものである。

【００１４】本発明の第６の目的は、位相差による自動
焦点調節とコントラスト検知による自動焦点調節の双方
を利用することで、コントラスト検知による自動焦点調
節による偽合焦を防止することのできる自動焦点調節装
置を提供しようとするものである。

【００１５】本発明の第７の目的は、移動内容に応じた
調整の最適化を図ることのできるカメラシステムを提供
しようとするものである。

【００１６】本発明の第８の目的は、トータルのカメラ
システムの低コスト化を図ることのできるカメラシステ
ムを提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明は、焦点調節用の駆動
源である粗調用の第１のアクチュエーターと、焦点調節
用の駆動源である微調用の第２のアクチュエーターと、
合焦状態を判定する合焦状態判定手段とを有する自動焦
点調整装置において、前記合焦状態判定手段にて被合焦
部材が合焦位置を通過した事を判定されるまでの期間、
前記合焦位置の方向へ前記第１のアクチュエーターによ
る駆動により前記被合焦部材を移動させ、合焦位置を通
過した事を判定されることにより、前記第１のアクチュ
エーターによる駆動を停止すると共に該第１のアクチュ
エーターによる駆動方向とは逆方向へ前記第２のアクチ
ュエーターによる駆動により前記被合焦部材を移動開始
させ、その後は前記合焦状態判定手段の出力に基づいて
前記第２のアクチュエーターの駆動方向とその駆動終了
を決定する自動焦点調節装置とするものである。

【００１８】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２に記載の発明は、前記被合焦部材を、第１の被
合焦部材と第２の被合焦部材より構成し、前記第１の被
合焦部材は粗調用の前記第１のアクチュエーターの駆動
により移動し、前記第２の被合焦部材は微調用の前記第
２のアクチュエーターの駆動により移動するようにし、
前記第１のアクチュエーターと前記第２のアクチュエー
ターが同時に駆動するタイミングを有する請求項１に記
載の自動焦点調節装置とするものである。

【００１９】また、上記第３の目的を達成するために、
請求項３に記載の発明は、内部に合焦用レンズを有する
フォーカス鏡筒が第１の被合焦部材であり、前記フォー
カス鏡筒内において移動可能に構成された合焦用レンズ
が第２の被合焦部材とする請求項２に記載の自動焦点調
節装置とするものである。

【００２０】また、上記第４の目的を達成するために、
請求項４に記載の発明は、前記第１の被合焦部材は合焦
用レンズであり、前記第２の被合焦部材は、画像記録媒
体であることを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調
節装置とするものである。

【００２１】また、上記第５の目的を達成するために、
請求項５に記載の発明は、被写体からの光を撮像して電
気信号に変換する撮像手段からの信号に基づきコントラ
ストを判定することで合焦状態を評価する合焦状態判定
手段を有する請求項１〜４の何れかに記載の自動焦点調
節装置とするものである。

【００２２】また、上記第６の目的を達成するために、
請求項６に記載の発明は、前記合焦状態判定手段を、被
写体からの光を撮像して電気信号に変換する撮像手段か
らの信号に基づきコントラストを判定することで合焦状
態を評価する第１の合焦状態判定手段と、位相差により
デフォーカス量を算出して合焦状態を評価する第２の合
焦状態判定手段とにより構成し、前記第１の合焦状態判
定手段と前記第２の合焦状態判定手段の双方の出力に基
づいて、前記被合焦部材が合焦位置を通過したことを判
定する請求項１〜５の何れかに記載の自動焦点調節装置
とするものである。

【００２３】また、上記第７の目的を達成するために、
請求項７に記載の発明は、請求項２又は３に記載の自動
焦点調節装置を有する、交換レンズとカメラ本体により
構成されるカメラシステムであって、前記第１の被合焦
部材、前記第２の被合焦部材、前記第１のアクチュエー
ター、及び、前記第２のアクチュエーターは前記交換レ
ンズに内蔵され、前記合焦状態判定手段は前記カメラ本
体側に内蔵されるカメラシステムとするものである。

【００２４】また、上記第８の目的を達成するために、
請求項８に記載の発明は、請求項２又は４に記載の自動
焦点調節装置を有する、交換レンズとカメラ本体により
構成されるカメラシステムであって、前記第１の被合焦
部材及び前記第１のアクチュエーターは前記交換レンズ
に内蔵され、前記第２の被合焦部材、前記第２のアクチ
ュエーター、及び、前記合焦状態判定手段は前記カメラ
本体側に内蔵されるカメラシステムとするものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００２６】（実施の第１の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態に係る電気的構成を示すブロック図であ
り、レンズ交換式のデジタルスチルカメラに適用した例
を示している。

【００２７】図１において、１はデジタルスチルカメラ
本体、２は交換レンズである。

【００２８】まず、交換レンズ２側において、３はフォ
ーカスレンズ、４はフォーカスレンズ３を光軸方向に調
整する第２のアクチュエーターであり、該第２の第２の
アクチュエーターと前記フォーカスレンズ３は何れもフ
ォーカス鏡筒５に保持されている。前記フォーカスレン
ズ３はフォーカス鏡筒５に対し、第２のアクチュエータ
ー４により光軸方向に相対位置調整される。６は第１の
アクチュエーターであり、フォーカス鏡筒５を光軸方向
に調整するものである。

【００２９】上記構成により、フォーカスレンズ３は、
第１及び第２のアクチュエーター６，４の何れによって
も位置調整されるようになっている。詳しくは、第２の
アクチュエーター４によりフォーカスレンズ３の微調
が、第１のアクチュエーター６により粗調が、それぞれ
行われることになる。

【００３０】７はレンズコントロール回路であり、デジ
タルスチルカメラ本体１と通信を行うと共に、第２のア
クチュエーター４と第１のアクチュエーター６をそれぞ
れ制御する機能を有している。

【００３１】次に、デジタルスチルカメラ本体１側につ
いて説明する。

【００３２】８はハーフミラー、９は撮像素子、１０は
位相差ＡＦ用のセンサである。前記ハーフミラー８は、
撮影光束を撮像素子９と位相差ＡＦ用のセンサ１０に分
割する機能を有しており、本構成により、撮像動作と位
相差によるオートフォーカス動作を同時に行う事が可能
である。

【００３３】１１は電子ビューファインダ用のＬＣＤパ
ネルであり、バックライトを内蔵している。１２はファ
インダ光学系であり、該ファインダ光学系１２を通して
ＬＣＤパネル１１を観察することができる。１３は第１
の合焦評価回路であり、位相差ＡＦ用のセンサ１０から
の信号より焦点ずれ（デーフォーカス）量を算出する。
１４は画像処理回路であり、撮像素子９の出力信号を処
理し、画像のコントラスト情報を取り出すと共に、ホワ
イトバランス、γ処理、カラーマトリックス処理等を行
い、撮影画像とファインダ用の画像を形成する。

【００３４】上記画像処理回路１４により形成されたフ
ァインダ用の画像はＬＣＤパネル１１に送られ、該ＬＣ
Ｄパネル１１にて表示される。そして、このファインダ
用の画像はファインダ光学系１２を介して撮影者の観察
に供される。

【００３５】１５は第２の合焦評価回路であり、前記画
像処理回路１４から得られるコントラスト情報の履歴を
判定することで合焦評価値を出力する。１６はカメラコ
ントロール回路であり、デジタルスチルカメラ本体１の
全体をコントロールする。１７はレンズインターフェー
ス回路であり、交換レンズ２側に具備された前記レンズ
コントロール回路７と信号の授受を行う。１８はレリー
ズスイッチである。なお、撮影画像は、不図示の不揮発
メモリ等に記憶されるようになっている。

【００３６】上記の構成によるデジタルスチルカメラの
動作について、図２のフローチャートにしたがって説明
する。

【００３７】不図示の電源が投入されると、まずステッ
プ＃１０１にて、カメラコントロール回路１６は初期化
動作を開始し、レンズインターフェース回路１７を介し
てレンズコントロール回路７に初期リセットの指令を送
る。初期リセット指令を受けたレンズコントロール回路
７は、第２のアクチュエーター４によりフォーカスレン
ズ３をフォーカス鏡筒５の所定位置に移動する。本実施
の形態では、フォーカスレンズ３はセンター位置に設定
される。

【００３８】次のステップ＃１０２では、レリーズスイ
ッチ１８が半押し（Ｓ１のオン）され、撮影準備が指示
されるまで待つ。その後、レリーズスイッチ１８が半押
しされて撮影準備の指示がなされるとステップ＃１０３
へ進み、位相差ＡＦ用のセンサ１０より信号を取得し、
第１の合焦評価回路１３によりデフォーカス量を算出す
る。続くステップ＃１０４では、得られたデフォーカス
量から合焦に必要なレンズ駆動量を算出すると共に、こ
の駆動量を補正する。詳しくは、このレンズ駆動量から
所定値を引く補正を行い、補正駆動量を生成する。ここ
で得られる補正駆動量は、位相差ＡＦの検出誤差分より
手前にレンズを駆動するように設定する為のデータであ
り、よって、上記所定値は交換レンズ２の種別やフォー
カス位置、ズーム位置等により異ならせるのが望まし
く、交換レンズ２側から情報を受け取って生成させれば
簡単に決定可能である。

【００３９】次にステップ＃１０５へ進み、カメラコン
トロール回路１６は上記補正駆動量をレンズインターフ
ェース回路１７を介して交換レンズ２側のレンズコント
ロール回路７に送る。すると、該レンズコントロール回
路７は第１のアクチュエーター６によりフォーカス鏡筒
５の駆動（粗調）を開始することになる。そして、次の
ステップ＃１０６にて、補正駆動量分の駆動が完了した
か否か（補正駆動量の近傍か否か）を判定し、完了して
いなければステップ＃１０３へ戻り、以下同様の動作を
繰り返す。つまり、位相差によるオートフォーカス駆動
中の焦点検出動作となり、上記ステップ＃１０３〜＃１
０５にて、補正駆動量を随時見直しながらフォーカス鏡
筒５を移動させていく処理を行うことになる。

【００４０】その後、補正駆動量分の駆動が完了すると
ステップ＃１０６からステップ＃１０７へ進み、補正駆
動量に達したので直ちに低速駆動に切り換える。この為
に、補正駆動量に近づいてきたら減速動作を行ってお
く。そして、次のステップ＃１０８にて、撮像素子９の
画角中の、前記位相差ＡＦ用のセンサ１０の信号の取り
出される位置に対応した部分の画像から、画像処理回路
１４によりＴＶ，ＡＦの評価値となる画像コントラスト
情報を取り出す。続くステップ＃１０９では、第２の合
焦評価回路１５による画像コントラスト情報の評価及び
その履歴を記憶する。この際、前回の評価値がある時に
は前回の評価値との比較を行い、無い時には評価値の記
憶は行わない。

【００４１】次のステップ＃１１０では、位相差による
オートフォーカス結果から想定される合焦予想範囲を超
えているか否かの判定を行い、超えていれば１回目のコ
ントラストＡＦでピーク位置を判別できなかったものと
して後述のステップ＃１１２へ進むが、超えていなけれ
ばステップ＃１１１へ進み、ここでは合焦位置（コント
ラストピーク）を通過したか否かを判定し、通過してい
なければステップ＃１０８へ戻り、同様の動作を繰り返
す。一方、通過したことを判定するとステップ＃１１２
へ進む。

【００４２】上記ステップ＃１０８〜＃１１１での処理
は、位相差ＡＦの想定誤差範囲を最初にコントラストＡ
Ｆでスキャンし、コントラストピークを越えた時点で想
定誤差範囲の途中であってもスキャンを打ち切る処理で
ある。従って、被写体依存により、コントラストＡＦの
有効な評価値が得られない時には、位相差ＡＦの想定誤
差範囲全体がスキャンされ、有効な評価値が得られた時
には一部のスキャンのみで打ち切られる。

【００４３】コントラストＡＦの評価値の有効な評価値
が得られないままステップ＃１１２へ進む場合もあり、
その場合は後述するように再度想定誤差範囲をスキャン
し、それでも駄目な場合には位相差ＡＦの予想合焦位置
にレンズを移動させている。

【００４４】ステップ＃１１２へ進むと、カメラコント
ロール回路１６はレンズインターフェース回路１７を介
して交換レンズ２側のレンズコントロール回路７にフォ
ーカス鏡筒５の停止命令を送る。命令を受け取ったレン
ズコントロール回路７は第１のアクチュエーター６をコ
ントロールし、フォーカス鏡筒５を減速させる。なお、
実際の停止は以下のステップ＃１１４で完了する。そし
て、次のステップ＃１１３にて、今度はレンズコントロ
ール回路７に微調整命令を指示する。すると、レンズコ
ントロール回路７は、第２のアクチュエーター４により
フォーカスレンズ３を逆方向（合焦位置であるコントラ
ストピークを超えているので）へ低速移動を開始する。
次のステップ＃１１４では、減速させられた前記フォー
カス鏡筒５が停止する。

【００４５】上記ステップ＃１１２でのフォーカス鏡筒
５の減速から上記ステップ＃１１４の停止までの間に、
フォーカスレンズ３は逆方向への駆動が開始されている
ので、オートフォーカスの為のトータルの駆動時間を短
縮できている。また、このような制御を行う構成にする
ことにより、フォーカス鏡筒５を急激に停止させる必要
が無く、該フォーカス鏡筒５の支持部材との衝撃を防止
できる。さらに、衝撃時に発生することのあった像ぶれ
も無くすことができる。

【００４６】次のステップ＃１１５では、撮像素子９の
画角中の、位相差ＡＦ用のセンサ１０の信号の取り出さ
れる位置に対応した部分の画像から、画像処理回路１４
により画像コントラスト情報を取り出す。そして、次の
ステップ＃１１６にて、第２の合焦評価回路１５による
画像コントラスト情報の評価及びその履歴を記憶する。
続くステップ＃１１７では、合焦位置（コントラストピ
ーク）を通過したか否かを判定し、通過した場合にはス
テップ＃１２０へ進み、カメラコントロール回路１６は
レンズインターフェース回路１７を介してレンズコント
ロール回路７に上記ステップ＃１１６で記憶されたピー
ク位置にレンズを移動させる命令を送る。これより、フ
ォーカスレンズ３は上記ステップ＃１１６で得られたピ
ーク位置に移動させられる。移動終了後は後述のステッ
プ＃１２１へ進む。

【００４７】また、上記ステップ＃１１７にて合焦位置
（コントラストピーク）を通過していないと判定した場
合はステップ＃１１８へ進み、前回得られたピーク位置
から所定量通過したか否かを調べる。これは、コントラ
ストＡＦ時に位相差ＡＦによる合焦予想位置を大きく越
えることを防止し、コントラストＡＦの誤動作を防止す
る為の処理である。この結果、超えていなければステッ
プ＃１１５に戻り、同様の動作を繰り返す。一方、超え
ていればステップ＃１１９へ進み、レンズコントロール
回路７に前回得られたピーク位置にレンズを移動させる
命令を送る。これにより、フォーカスレンズ３は最初に
得られたピーク位置に移動させられる。移動終了後はス
テップ＃１２１へ進む。

【００４８】次のステップ＃１２１では、ＬＣＤパネル
１１に合焦表示を行う。そして、ステップ＃１２２に
て、通常の撮影シーケンスを実行する。撮影終了後はス
テップ＃１０１へ戻る。

【００４９】上記シーケンスに示されているように、第
２のアクチュエーター４は最終合焦の為の微調動作に用
いられ、第１のアクチュエーター６は合焦位置近傍まで
の粗調整とコントラストＡＦにおけるピーク位置の通過
確認の為に用いられる。

【００５０】本構成では、上記機能を達成するため、二
つのアクチュエーターに異なる特性をもたせている。

【００５１】詳しくは、第２のアクチュエーター４は片
寄せを行い、ガタの影響を排除すると共に焦点調節ピッ
チが細かく設定されている。一方、第１のアクチュエー
ター６は高速動作を最優先に設定されており、駆動負荷
低減の為にガタも多くなっている。また、焦点調節ピッ
チも粗くなっている。この為、反転時のバックラッシュ
量は大きく、又微調整も出来なくなっている。

【００５２】図３〜図５は、図２のフローチャートにし
たがって説明したぞれぞれの動作時の、コントラストＡ
Ｆの評価値の変化と合焦動作を示した図であり、縦軸が
評価値、横軸がレンズ位置を示している。また、図中の
白丸が粗調モードでのレンズ位置、黒丸が微調モードで
のレンズ位置を示し、又図３及び図４において、下に伸
びる縦線はデフォーカス量検出の為のサンプリングタイ
ミングを示している。

【００５３】図３が、図２のステップ＃１０８〜＃１１
３の動作部分に対応し、最初に粗調モードで合焦位置
（コントラストピーク）の粗い検出を行っている。ま
た、図４が、図２のステップ＃１１２〜＃１１８の動作
部分に対応し、微調モードで合焦ピーク位置の詳細確認
を行っている。また、図５が、図２のステップ＃１２０
の動作部分に対応し、最終合焦位置への移動を示してい
る。

【００５４】図３と図４でサンプリングタイミングが異
なっているのは、レンズの移動速度が異なっている事に
起因している。もちろん、サンプリングタイミングは、
装着されるレンズにより適した値にする事が可能であ
り、レンズの焦点距離・絞り値・駆動速度の制御範囲等
により設定する事ができる。

【００５５】上記実施の第１の形態によれば、図３〜図
５に示したように、最初は第１のアクチュエーター６を
用いて、粗調モードにより高速で粗く合焦位置（コント
ラストピーク）を探し、その後は第２のアクチュエータ
ー４を用いて、微調モードにより合焦位置を正確に検出
し、合焦させている。

【００５６】また、位相差によるオートフォーカスでの
合焦予想位置検出と予想合焦範囲内をコントラスト検知
によるオートフォーカスによりサーチするので、該コン
トラスト検知によるオートフォーカスの偽合焦を防止す
る事ができる。

【００５７】（実施の第２の形態）図６は本発明の第２
の実施の形態に係る電気的構成を示すブロック図であ
り、図１と同様、レンズ交換式のデジタルスチルカメラ
に適用した例を示している。

【００５８】この実施の第２の形態では、第１のアクチ
ュエーターを交換レンズ側に、第２のアクチュエーター
をデジタルスチルカメラ本体側に搭載した場合を想定し
ている。

【００５９】図６において、５１はデジタルスチルカメ
ラ本体、５２は交換レンズである。

【００６０】まず、交換レンズ５２側において、５３は
フォーカスレンズ、５４は第１のアクチュエーターであ
り、フォーカスレンズ５３を光軸方向に調整する。５５
はレンズコントロール回路であり、デジタルスチルカメ
ラ本体５１と通信を行うと共に、第１のアクチュエータ
ー５４をコントロールする。

【００６１】次に、デジタルスチルカメラ本体５１側に
ついて説明する。

【００６２】５６はハーフミラー、５７は撮像素子であ
る。５８は第２のアクチュエーターであり、撮像素子５
７を光軸方向に調節する。５９は位相差ＡＦ用のセンサ
である。

【００６３】この実施の第２の形態では、交換レンズ５
２側に具備した第１のアクチュエーター５４は粗調用、
デジタルスチルカメラ本体５１側の第２のアクチュエー
ター５８は微調用、としてそれぞれ用いられる。

【００６４】前記ハーフミラー５６は、撮影光束を撮像
素子５７と位相差ＡＦ用のセンサ５９に分割するもので
あり、本構成により、撮像動作と位相差によるオートフ
ォーカス動作を同時に行う事ができる。

【００６５】６０は電子ビューファインダ用のＬＣＤパ
ネルであり、バックライトを内蔵している。６１はファ
インダ光学系であり、該ファインダ光学系６１を通して
ＬＣＤパネル６０を観察可能である。６２は第１の合焦
評価回路であり、位相差ＡＦ用のセンサ５９の出力から
デフォーカス量を算出する。６３は画像処理回路であ
り、撮像素子５７の出力信号を処理し、画像のコントラ
スト情報を取り出すと共に、ホワイトバランス、γ処
理、カラーマトリックス処理等を行い、撮影画像とファ
インダ用の画像を形成する。

【００６６】上記画像処理回路６３により形成されたフ
ァインダ用の画像はＬＣＤパネル６０に送られ、該ＬＣ
Ｄパネル６０に表示される。これにより、ファインダ用
の画像はファインダ光学系６１を介して撮影者の観察に
供されることになる。

【００６７】６４は第２の合焦評価回路であり、画像処
理回路６３から得られるコントラスト情報の履歴を判定
することで合焦評価値を出力する。６５はカメラコント
ロール回路であり、デジタルスチルカメラ本体５１の全
体をコントロールする。６６はレンズインターフェース
回路であり、交換レンズ５２のレンズコントロール回路
５５と信号の授受を行う。６７はレリーズスイッチであ
る。なお、撮影画像は不揮発メモリ等に記憶されるよう
になっている。

【００６８】上記構成によるデジタルスチルカメラの動
作は、上記実施の第１の形態と同様であるので、その詳
細は省略する。

【００６９】この実施の第２の形態においても、上記第
１の実施の形態と同様に、第２のアクチュエーター５８
は最終合焦の為の微調動作に用いられ、第１のアクチュ
エーター５４は合焦位置近傍までの粗調整とコントラス
ト検知によるオートフォーカスにおけるピーク位置の通
過確認に用いられる。

【００７０】以上の実施の各形態によれば、以下の効果
を有する。

【００７１】１）焦点調節用の駆動源として、第１のア
クチュエーターと第２のアクチュエーターを有し、図２
のステップ＃１０８〜＃１１３の動作部分（図３参照）
に相当する、合焦位置（コントラストピーク）を通過し
た事を判定するまでの期間、前記第１のアクチュエータ
ーによる駆動にて焦点調節動作を行い、合焦位置を通過
したことを判定した後は、図２のステップ＃１１２〜＃
１１８の動作部分（図４参照）に相当する、前記第１の
アクチュエーターによる駆動を停止すると共に該第１の
アクチュエーターによる駆動方向と逆方向に第２のアク
チュエーターを駆動されての焦点調節動作を開始し、そ
の後はコントラスト検知によるオートフォーカス結果に
基づいて前記第２のアクチュエーターの駆動方向と駆動
終了を決定して、フォーカスレンズ３を合焦位置に設定
するようにしている。

【００７２】よって、高速な粗調中に合焦点を確認し、
その後微調用のアクチュエーターで最終合焦動作を行う
ので、微調時のサーチ範囲と方向を限定する事ができ、
高速な自動焦点調節が可能となる。

【００７３】２）第１のアクチュエーターと第２のアク
チュエーターが同時に動作するタイミングを有するの
で、動作のオーバーラップ化で更に合焦動作を高速化で
きる。詳しくは、図２のステップ＃１１２でのフォーカ
ス鏡筒５（第１のアクチュエーターの駆動による）の減
速から上記ステップ＃１１４の停止までの間に、フォー
カスレンズ３を第２のアクチュエーターにより逆方向に
駆動するようにしているので、オートフォーカスの為の
トータルの駆動時間を短縮できている。また、フォーカ
ス鏡筒５を急激に停止させる必要が無く、該フォーカス
鏡筒５の支持部材との衝撃を防止でき、かつ像ぶれも無
くすことができる。

【００７４】３）撮像素子からの信号に基づきコントラ
ストを判定することで合焦状態を評価する事により、高
精度な合焦精度が得られる。

【００７５】４）撮像素子からの信号に基づきコントラ
ストを判定することで合焦状態を評価する第１の合焦評
価回路と、位相差にてデフォーカス量を検出する第２の
合焦評価回路を有し、これら双方の情報に基づき合焦位
置を通過した事を判定しているので、つまり位相差によ
るオートフォーカスとコントラスト検知によるオートフ
ォーカスの双方を利用するようにしているので、コント
ラスト検知によるオートフォーカスのみの場合とは異な
り、偽合焦となることを防止できる。

【００７６】５）図１に示す様に、第１のアクチュエー
ターと第２のアクチュエーターが何れもフォーカスレン
ズ３を直接もしくはフォーカス鏡筒５を介して移動させ
る事により、移動する部材を一体化することで構成を簡
単にする事ができる。

【００７７】６）図１に示す様に、フォーカスレンズと
第１のアクチュエーターと第２のアクチュエーターを交
換レンズに内蔵し、合焦評価回路をデジタルスチルカメ
ラ本体に内蔵するようにしているので、交換レンズの種
別に応じて最適化を図ることができる。詳しくは、シス
テム全体で統一されている最終目標精度と、レンズ毎に
異なるフォーカス敏感度とフォーカス駆動方式の整合性
を個々のレンズで最適化を図ることが可能となり、不必
要な高精度化によるコストアップやフォーカス制御の低
下を排除することができる。

【００７８】７）図６に示す様に、第１のアクチュエー
ターによりフォーカスレンズを移動させ、第２のアクチ
ュエーターにより撮像素子を移動させる構成にしている
ので、移動内容に応じた調整の最適化を図ることができ
る。詳しくは、特に望遠レンズの様にフォーカスレンズ
の敏感度が「１」より大きい場合等の粗調整には撮像面
に対してフォーカス敏感度の高いフォーカスレンズ側で
粗調整を行うことが可能になり、調整の最適化を図るこ
とができる。

【００７９】８）図６に示す様に、フィーカスレンズと
第１のアクチュエーターを交換レンズに内蔵し、第２の
アクチュエーターと合焦評価回路をデジタルスチルカメ
ラ本体に内蔵するようにしているので、交換レンズ毎に
二つの駆動源を具備する必要が無くなり、交換レンズシ
ステムのメリットを生かし、トータルシステムの低コス
ト化を図ることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、高速な粗調中に合焦位置を確認し、その
後微調用の第２のアクチュエーターで最終合焦動作を行
い、微調時のサーチ範囲と方向を限定するようにして、
高速な自動焦点調節を行えるようにした自動焦点調節装
置を提供できるものである。

【００８１】また、請求項２に記載の発明によれば、第
１の被合焦部材と第２の被合焦部材の駆動の一部オーバ
ーラップ化により更に高速な自動焦点調節を行うことが
できる自動焦点調節装置を提供できるものである。

【００８２】また、請求項３に記載の発明によれば、第
１の被合焦部材と第２の被合焦部材を一体化し、構成を
簡単にすることができる自動焦点調節装置を提供できる
ものである。

【００８３】また、請求項４に記載の発明によれば、交
換レンズの種別に応じて最適化を図ることができる自動
焦点調節装置を提供できるものである。

【００８４】また、請求項５に記載の発明によれば、コ
ントラスト検知により高精度な合焦精度を得ることがで
きる自動焦点調節装置を提供できるものである。

【００８５】また、請求項６に記載の発明によれば、位
相差による自動焦点調節とコントラスト検知による自動
焦点調節の双方を利用することで、コントラスト検知に
よる自動焦点調節による偽合焦を防止することができる
自動焦点調節装置を提供できるものである。

【００８６】また、請求項７に記載の発明によれば、移
動内容に応じた調整の最適化を図ることができるカメラ
システムを提供できるものである。

【００８７】また、請求項８に記載の発明によれば、ト
ータルのカメラシステムの低コスト化を図ることができ
るカメラシステムを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るデジタルスチ
ルカメラの電気的構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の第１の形態に係るデジタルスチ
ルカメラの動作を示すフローチャートである。

【図３】図２のステップ＃１０８〜＃１１３の動作部分
に相当する評価値とレンズ位置との関係を示す図であ
る。

【図４】図２のステップ＃１１２〜＃１１８の動作部分
に相当する評価値とレンズ位置との関係を示す図であ
る。

【図５】図２のステップ＃１２０の動作部分に相当する
評価値とレンズ位置との関係を示す図である。

【図６】本発明の実施の第２の形態に係るデジタルスチ
ルカメラの電気的構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，５１ デジタルスチルカメラ本体 ２，５２ 交換レンズ ３，５３ フォーカスレンズ ４，５４ 第２のアクチュエーター ５ フォーカス鏡筒 ６，５８ 第１のアクチュエーター ７，５５ レンズコントロール回路 ９，５７ 撮像素子 １０，５９ 位相差ＡＦセンサ １１，６０ ＬＣＤパネル １２，６１ ファインダ光学系 １３，６２ 第１の合焦評価回路 １４，６３ 画像処理回路 １５，６４ 第２の合焦評価回路 １６，６５ カメラコントロール回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/36 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ Ｇ０３Ｂ 3/04 Ｄ 13/32 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ 13/36 Ｇ０２Ｂ 7/04 Ｅ Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｆ // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０３Ｂ 3/04 Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA21 BA31 CA14 CA16 CA21 2H044 BC01 BE01 BE06 BE14 DA01 DB08 DC02 DC11 2H051 AA00 BA02 BA47 CE14 DA02 DD16 DD20 EB20 FA38 FA42 FA45 FA48 5C022 AA13 AB27 AC69 AC74

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点調節用の駆動源である粗調用の第１
   のアクチュエーターと、焦点調節用の駆動源である微調
   用の第２のアクチュエーターと、合焦状態を判定する合
   焦状態判定手段とを有する自動焦点調整装置において、 前記合焦状態判定手段にて被合焦部材が合焦位置を通過
   した事を判定されるまでの期間、前記合焦位置の方向へ
   前記第１のアクチュエーターによる駆動により前記被合
   焦部材を移動させ、合焦位置を通過した事を判定される
   ことにより、前記第１のアクチュエーターによる駆動を
   停止すると共に該第１のアクチュエーターによる駆動方
   向とは逆方向へ前記第２のアクチュエーターによる駆動
   により前記被合焦部材を移動開始させ、その後は前記合
   焦状態判定手段の出力に基づいて前記第２のアクチュエ
   ーターの駆動方向とその駆動終了を決定することを特徴
   とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】 前記被合焦部材は、第１の被合焦部材と
   第２の被合焦部材より成り、前記第１の被合焦部材は粗
   調用の前記第１のアクチュエーターの駆動により移動
   し、前記第２の被合焦部材は微調用の前記第２のアクチ
   ュエーターの駆動により移動する構成であり、 前記第１のアクチュエーターと前記第２のアクチュエー
   ターが同時に駆動するタイミングを有することを特徴と
   する請求項１に記載の自動焦点調節装置。
3. 【請求項３】 前記第１の被合焦部材は内部に合焦用レ
   ンズを有するフォーカス鏡筒であり、前記第２の被合焦
   部材は、前記フォーカス鏡筒内において移動可能に構成
   された合焦用レンズであることを特徴とする請求項２に
   記載の自動焦点調節装置。
4. 【請求項４】 前記第１の被合焦部材は合焦用レンズで
   あり、前記第２の被合焦部材は、画像記録媒体であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
5. 【請求項５】 前記合焦状態判定手段は、被写体からの
   光を撮像して電気信号に変換する撮像手段からの信号に
   基づきコントラストを判定することで合焦状態を評価す
   ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動
   焦点調節装置。
6. 【請求項６】 前記合焦状態判定手段は、被写体からの
   光を撮像して電気信号に変換する撮像手段からの信号に
   基づきコントラストを判定することで合焦状態を評価す
   る第１の合焦状態判定手段と、位相差によりデフォーカ
   ス量を算出して合焦状態を評価する第２の合焦状態判定
   手段とにより成り、 前記第１の合焦状態判定手段と前記第２の合焦状態判定
   手段の双方の出力に基づいて、前記被合焦部材が合焦位
   置を通過したことを判定することを特徴とする請求項１
   〜５の何れかに記載の自動焦点調節装置。
7. 【請求項７】 請求項２又は３に記載の自動焦点調節装
   置を有する、交換レンズとカメラ本体により構成される
   カメラシステムであって、 前記第１の被合焦部材、前記第２の被合焦部材、前記第
   １のアクチュエーター、及び、前記第２のアクチュエー
   ターは前記交換レンズに内蔵され、前記合焦状態判定手
   段は前記カメラ本体側に内蔵されることを特徴とするカ
   メラシステム。
8. 【請求項８】 請求項２又は４に記載の自動焦点調節装
   置を有する、交換レンズとカメラ本体により構成される
   カメラシステムであって、 前記第１の被合焦部材及び前記第１のアクチュエーター
   は前記交換レンズに内蔵され、前記第２の被合焦部材、
   前記第２のアクチュエーター、及び、前記合焦状態判定
   手段は前記カメラ本体側に内蔵されることを特徴とする
   カメラシステム。