JP2003222790A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レリーズオン時に当該測距結果からレンズの
繰出しを開始する場合であっても複数回の測距結果から
露光時における被写体の位置を正確に予測することがで
きるカメラを提供する。 【解決手段】 カメラは、撮影用レンズを有する撮影光
学系２と異なる測距光学系３を有する測距装置を備え、
前記測距装置の測距結果に基づいて前記撮影光学系のピ
ント調節を行う。そして、撮影状態に応じて決定される
タイムラグ情報を記憶する記憶手段５と、前記測距装置
により検出された複数回の測距結果Ｄｎに基づいて被写
体の移動量を予測演算する予測演算手段６とを備え、前
記予測演算手段６は、前記記憶手段５に記憶されている
タイムラグ情報に基づいて前記撮影状態に応じたレリー
ズタイムラグＴｒを演算し、この結果をもとに、露光時
の被写体距離を予測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトカメ
ラ、デジタルカメラなど、撮影光学系とは異なる測距光
学系を有する測距装置を備えたカメラであって、測距装
置により被写体距離を検出し、被写体の移動を検知した
ときには、露光開始時の被写体の位置を予測して、撮影
レンズの焦点調節を行なうカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平８−２７４２５号公報には、撮影
レンズの焦点距離を繰り返して検出し、複数回にわたっ
てデフォーカス量の変化を求めることによって、露光開
始時の被写体の移動量を予測演算し、その予測位置にレ
ンズを駆動する動体予測の技術が開示されている。

【０００３】上記技術は、動いている被写体について、
複数回にわたって撮影レンズの位置を調整することによ
って焦点調節を行ない、撮影レンズの位置に基づいて定
められる被写体距離から被写体の運動状態を把握するカ
メラにおいて利用される技術である。しかし、上記技術
を撮影レンズと測距光学系とをそれぞれ別々に有するコ
ンパクトカメラなどに用いるためには、以下の問題があ
った。

【０００４】すなわち、コンパクトカメラでは、従来、
レリーズ釦の半押しで測距を一回行い、その測距結果に
基づいてフォーカスロックを行なう。そして、レリーズ
釦の全押しで、その測距値をもとに撮影レンズの繰出し
量を演算し、撮影レンズ（フォーカスレンズ）を駆動・
停止して露光開始を行なっていた。よって、複数回にわ
たり測距を行なうと、レリーズタイムラグが長くなると
いう問題がある。

【０００５】また、コンパクトカメラ（レンズシャッタ
カメラ）では上記処理手順を採用していることに起因し
て、動体予測を行なって焦点調節することが困難であっ
た。

【０００６】すなわち、コンパクトカメラ（レンズシャ
ッタカメラ）は、撮影レンズの焦点状態を検出するので
はなく、被写体までの距離を測定する測距装置の測距結
果に基づいて、撮影レンズ（フォーカスレンズ）の繰出
し量を決定し、撮影レンズを駆動する。

【０００７】そして、フォーカスレンズの繰出しは、基
準位置（ホームポジション）からの距離として行なわれ
る。繰り出し量は、エンコーダなどを利用して、基準位
置からのフォーカスレンズの移動量をカウントしながら
目標の位置で停止させるように制御する。

【０００８】しかし、当該停止位置は、設計上の誤差範
囲の中でばらつきが生じる。したがって、測距結果ごと
にレンズを駆動させるように制御すると、誤差が累積
し、レンズの設定位置が把握できなくなるという問題が
ある。したがって、コンパクトカメラにおいては、撮影
直前に測距値を演算し、確定後に初めてフォーカスレン
ズを繰り出すという制御が行なわれていた。

【０００９】すなわち、レリーズ釦の全押しによるレリ
ーズオン時に測距演算を行い、当該測距結果からレンズ
の繰出し量を求め、繰出し量にしたがって撮影レンズを
駆動させて停止に停止するよう制御したあとで、シャッ
タの動作（露光開始）を行なう。このレリーズオン後か
ら露光開始までは、測距のための演算時間と撮影レンズ
の繰出し時間が加算され、これがレリーズタイムラグと
なる。撮影レンズ駆動時間は、撮影レンズの位置と移動
後の位置の距離によって異なるため、レリーズタイムラ
グは一定しない。

【００１０】よって、被写体距離を検出する測距装置か
らの情報に基づいて頂点調節制御を行なうカメラは、当
該測距装置により複数回の測距を繰り返し、これらの情
報をもとに被写体位置の予測をしようとしても、最後の
測距時から実際の露光開始時までの時間が確定しておら
ず、被写体位置の予測演算をすることができなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする技術的課題は、レリーズオン時に当該
測距結果からレンズの繰出しを開始するカメラであっ
て、複数回の測距結果から露光時における被写体の位置
を予測することができるカメラを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のカ
メラを提供する。

【００１３】カメラは、撮影用レンズを有する撮影光学
系と異なる測距光学系を有する測距装置を備え、前記測
距装置の測距結果に基づいて前記撮影光学系のピント調
節を行うものである。そして、撮影状態に応じて決定さ
れるタイムラグ情報を記憶する記憶手段と、前記測距装
置により検出された複数回の測距結果に基づいて被写体
の移動量を予測演算する予測演算手段とを備え、前記予
測演算手段は、前記記憶手段に記憶されているタイムラ
グ情報に基づいて前記撮影状態に応じたレリーズタイム
ラグを演算し、前記レリーズタイムラグをもとに、露光
時の被写体距離を予測演算する。

【００１４】上記構成において、カメラは、撮影光学系
と異なる測距光学系を有する測距装置を備える。すなわ
ち、例えば、外光パッシブ式や赤外線アクティブ方式の
測距装置を用いたカメラである。そして、これらの測距
装置によって被写体距離を複数回検出し、被写体の光軸
方向への移動に伴なって、露光時に被写体が存在するで
あろう位置を予測して、その位置にピントが合うように
撮影光学系のピント調節を行なう。

【００１５】すなわち、レリーズオンの状態において、
所定時間ごとに被写体距離を計測して被写体の光軸方向
への移動方向を検知し、予測演算手段により露光開始ま
でに必要な時間の間に被写体が移動するであろう距離を
演算し、その位置にピントが合うように撮影光学系を調
節する。

【００１６】予測演算手段は、レリーズオンの状態にお
いて、露光開始までに必要な時間であるレリーズタイム
ラグの演算を行なう。そして、レリーズタイムラグの演
算に必要なタイムラグ情報を記憶した記憶手段を有す
る。タイムラグ情報は、撮影状態に応じてそれぞれその
撮影状態に対応する値であり、具体的には、撮影光学系
の焦点距離、レンズ移動量などによってそれぞれ固有の
値を有する。

【００１７】上記構成によれば、記憶手段に格納されて
いるタイムラグ情報に基づいて、カメラの撮影状態に応
じてレリーズタイムラグを調整することができるので、
レリーズタイムラグが変化するカメラにおいても動体予
測を行うことができる。よって、レリーズオン時に当該
測距結果からレンズの繰出しを開始するカメラにおいて
も、複数回の測距結果から露光時における被写体の位置
を予測することができる。

【００１８】本発明のカメラは、具体的には以下のよう
に種々の態様で構成することができる。

【００１９】好ましくは、前記撮影状態は、前記撮影光
学系の焦点距離、被写体距離、前記撮影レンズの位置、
周囲温度の群から選択される少なくとも１つの情報であ
る。

【００２０】上記構成において、撮影状態として、撮影
光学系の焦点距離、撮影レンズの位置、周囲温度の状態
に応じてタイムラグ情報を決定する。具体的には、撮影
光学系の焦点距離が変わることにより、撮影レンズの位
置（ホームポジション）が異なり、撮影レンズの駆動に
必要な距離が変化する。また、撮影光学系の焦点距離が
長くなって撮影範囲が狭くなる結果、配置されている測
距エリアが撮影範囲を超えて配置されるようになるた
め、当該超えた部分の測距エリアの演算を省略し、測距
演算する測距エリアの幅を短くすることで処理演算量が
減少する。したがって、撮影光学系の焦点距離はレリー
ズタイムラグに影響を及ぼす因子となり、撮影状態に加
えることにより、より高精度の動体予測を行うことがで
きる。

【００２１】また、撮影レンズの位置は、焦点調節時に
撮影レンズが移動する量に影響を及ぼす。すなわち、レ
ンズの移動量が多い場合には、調節終了までに必要な時
間が長くなるのに対して、レンズの移動量が少ない場合
は、調節終了は短時間ですむ。したがって、撮影レンズ
の位置はレリーズタイムラグに影響を及ぼす因子とな
り、撮影状態に加えることにより、より高精度の動体予
測を行うことができる。

【００２２】また、周囲温度は、焦点調節時に撮影レン
ズを移動させる速度に影響を及ぼす。すなわち、撮影レ
ンズの駆動系は電源やモーター及び駆動メカなど温度特
性を持つ機構で構成されているので、周囲温度が低くな
るにつれて駆動速度が鈍くなる結果、撮影レンズの移動
に必要な時間が多くかかることになる。したがって、周
囲温度はレリーズタイムラグに影響を及ぼす因子とな
り、撮影状態に加えることにより、より高精度の動体予
測を行うことができる。

【００２３】上記構成によれば、レリーズタイムラグに
影響を及ぼす撮影条件として、撮影光学系の焦点距離、
撮影レンズの位置、周囲温度から少なくとも１つを選択
することによって、レリーズタイムラグをより高精度で
演算することができ、動体予測の精度をより向上させる
ことができる。

【００２４】好ましくは、前記レリーズタイムラグは、
少なくとも予測演算を含む演算時間と、撮影光学系のピ
ント調節のための前記撮影レンズの繰出し時間とを含
む。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
カメラについて、図面を参照しながら説明する。

【００２６】図１は、本発明の実施形態にかかるカメラ
の構成を示すブロック図である。カメラ１は、被写体光
を受ける撮影光学系２と、当該撮影光学系２によって結
像された被写体光を受光するフィルムやＣＣＤなどの撮
像手段４と、１対の対物レンズを有し被写体によって反
射された被写体光を受光して左右それぞれの被写体画像
を出力する測距光学ユニット３と、撮影状態に関するレ
リーズタイムラグの演算因子を記憶する電気的に読み書
き可能な記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ）５と、測距光学ユニ
ット３を制御するとともに測距光学ユニット３からの情
報を受けて被写体距離の検出を行なうマイコン６と、マ
イコン６の演算結果に基づいて、焦点調節を行うために
撮影光学系の撮影レンズを駆動させるモーター７と、カ
メラの周囲の温度を計測する温度計測部８とを有する。

【００２７】カメラ１は、撮影者の操作により、光軸方
向に移動中の被写体についての移動量及び移動方向を演
算して露出時における被写体の位置を検出し、当該検出
された位置に存在する被写体にピントが合うように撮影
光学系を調節する追尾モードを選択して撮影できるよう
に構成されている。

【００２８】撮影光学系２は、撮影者の操作により、そ
の焦点距離を変化させることができる。撮影光学系の焦
点距離に関する情報は、マイコン６へ出力される。

【００２９】測距光学ユニット３は、一対の撮像素子１
０Ｌ，１０Ｒを備え、それぞれの撮像素子に対応した対
物レンズを備え、対物レンズを通してそれぞれの撮像素
子１０Ｌ，１０Ｒ上に被写体光を結像させて画像を得、
マイコン６に送信する。

【００３０】記憶手段５は、追尾モードにおいて被写体
の予測位置を演算するための因子である撮影状態につい
て、それぞれ対応する固有の値を有するタイムラグ情報
を格納している。

【００３１】本実施形態におけるカメラ１では、タイム
ラグ情報として、撮影光学系の焦点距離、被写体距離、
周囲の温度に基づいてそれぞれ固有のタイムラグ情報が
格納されている。

【００３２】マイコン６は、測距光学ユニットから受信
した左右の被写体画像のずれの量を検出することによ
り、被写体距離を演算する。また、マイコン６は、追尾
モードによる被写体位置予測を行うための測距値や経過
時間の記憶手段、経時手段を備えている。

【００３３】次に追尾モードにおける処理手順について
説明する。図２は、追尾モードにおける処理手順の動作
説明図である。図３及び図４は、追尾モードにおける処
理の流れを示すフロー図である。

【００３４】追尾モードが開始されると、マイコン６
は、カウンタをｎ＝１に初期化する（＃１１）。そし
て、撮影準備動作の開始を示すスイッチＳ１がＯＮされ
るまで、待機する。本実施形態においては、レリーズ釦
の半押し操作によってスイッチＳ１がＯＮになるように
構成されている。

【００３５】レリーズ釦が半押しされ、スイッチＳ１が
ＯＮされると（＃１２）、マイコン６はタイマーをスタ
ートさせる（＃１３）。このタイマーは、後続の複数回
の測距のタイミングを検出するためのものであり、測
光、測距動作が開始される。

【００３６】測光、測距動作の開始と併行して温度計測
部８により周囲の温度検知が行なわれる（＃１４）。温
度計測部８による周囲温度の情報は、マイコン６に送信
される。

【００３７】測光処理（＃１５）により、撮像素子１０
Ｌ，１０Ｒについての積分時間が決定され、適切なコン
トラストの被写体画像が得られることにより、マイコン
６は、これらの画像から被写体までの距離を計測する
（＃１６）。被写体画像が測距光学モジュールから送信
されたときのタイマーの値Ｔ１について計測する（＃１
７）。

【００３８】上記ステップ１６によって被写体距離の演
算が終了すると、その測距値Ｄ１をマイコン６に記憶す
る。そして、ステップ１７においてタイマーによって計
測された値から時間間隔ＴＩ１を演算し、マイコン６に
記憶する。次いでカウンターを１つ繰り上げる（＃２
０）。

【００３９】カウンタｎが３以下である場合、すなわ
ち、測距値Ｄｎが複数存在しないときは、上記ステップ
１６〜ステップ１９までを強制的に行なう。カウンタが
３以上、すなわち測距値Ｄｎが複数存在する場合は、上
記ステップ１６〜ステップ２１までを繰り返し、レリー
ズ釦の全押しであるスイッチＳ２がＯＮされるまで待機
する。

【００４０】図２においては、測距値Ｄｎの演算が４回
終了した場合を示している。すなわち、ステップ２０に
おいて、カウンタを繰り上げた後、タイミングＴ２にお
いて、マイコン６が測距光学モジュール３から被写体画
像を受信し、２回目の測距演算が開始される。そして、
演算結果である測距値Ｄ２及び測距間隔ＴＩ２について
マイコン６に記憶する。同様に測距値Ｄ３、Ｄ４につい
ても演算され、マイコン６に記憶される。

【００４１】なお、本制御においては、前回の測距演算
終了後すぐに測距光学モジュールから被写体画像を受信
し、そのタイミングによって、測距間隔を演算するよう
に構成されている。その結果、測距の間隔は測距演算時
間により変更される。一方、測距の間隔を一定にするこ
ともできる。すなわち、タイマにより所定時間経過した
後にマイコン６が被写体画像を取得するように構成する
ようにしてもよい。ただしこの場合、被写体画像を取得
する所定時間経過は、測距演算により測距値Ｄｎの演算
が終了するよりも長く設定することが必要となる。

【００４２】レリーズ釦の全押しであるスイッチＳ２が
ＯＮされると、マイコン６は、上記の繰り返し測距を中
断し、レリーズタイムラグの演算を行う。たとえば、図
２における例では、測距演算５の途中にＳ２がＯＮされ
る結果、測距演算５の処理を途中で中断し、以下の被写
体位置の予測処理に移行する。その結果測距演算５は未
完成となる。

【００４３】被写体位置の予測処理ではまず、撮影光学
系２から送信された撮影光学系の焦点距離ｆｌの情報を
読み出す（＃２３）。そして、記憶手段５に格納されて
いる当該撮影光学系の焦点距離ｆｌ及び最も新しく演算
された測距値Ｄｎ（図２においてはＤ４）に基づいてタ
イムラグ情報を決定し、これに基づいてレリーズタイム
ラグＴｒを演算する（＃２４）。レリーズタイムラグ
は、温度係数ｋにより補正され（＃２５）、最終的なレ
リーズタイムラグが算出される。

【００４４】本実施形態においては、レリーズタイムラ
グＴｒは、被写体についての測距演算を含む予測位置に
ピントが合うようなレンズ位置を決定するために必要な
演算時間及び当該演算によって求められた位置にレンズ
を移動させるために必要な時間とで構成される。演算時
間及び繰出し時間はそれぞれ記憶手段に記憶されたタイ
ムラグ情報により算出される。

【００４５】記憶手段５には、図５から図７に記載され
ているように各撮影状態によって決定されるタイムラグ
情報のテーブルが格納されている。撮影状態としては、
上述のように撮影光学系の焦点距離、被写体距離、周囲
温度があげられる。図５に示すテーブルには、焦点距離
に対応する演算時間のタイムラグ情報について定義され
ている。すなわち、焦点距離に応じて区分されたワイ
ド、ミドル、テレの各領域それぞれについて、演算時間
が定められる。図６に示すテーブルには被写体距離に応
じて焦点距離ごとに区分された演算時間が定義されてい
る。すなわち、撮影光学系の焦点距離がワイド領域にあ
る場合であって、被写体距離が５ｍである場合は、繰出
し時間として１５０ｍｓが定められる。図７に示すテー
ブルには、周囲温度による繰出し時間の補正係数が定義
される。

【００４６】そして、これらによって決定したタイムラ
グ情報に基づいて、以下の数式レリーズタイムラグＴｒ
＝演算時間＋繰出し時間×温度係数Ｋにしたがって、レ
リーズタイムラグが算出される。

【００４７】具体的な例として、焦点距離が３５ｍｍ、
被写体距離が５ｍ、周囲温度が１０℃である場合を想定
する。このとき、演算時間は３００ｍｓ、繰出し時間は
１５０ｍｓ、温度係数ｋは１．１であるので、上記数式
によると、レリーズタイムラグは４６５ｍｓと算出され
る。

【００４８】次に、マイコン６は、最新の２つの測距値
に基づいて、被写体の移動速度Ｖｎを演算する（＃２
６）。すなわち、図２における測距値Ｄ３、Ｄ４及び測
距間隔ＴＩ４を用いて、被写体の移動速度が算出され
る。

【００４９】次いで、マイコン６は、ステップ２５で演
算されたレリーズタイムラグ後での被写体距離Ｄｔｒを
演算する（＃２７）。すなわち、予測被写体距離Ｄｔｒ
は、最新の２つの測距値Ｄ３及びＤ４、測距間隔ＴＩ
４、レリーズタイムラグＴｒによって、次の式（１）に
より算出される。

【００５０】

【数１】

【００５１】次に、マイコン６は、ステップ２７によっ
て演算された予測被写体距離Ｄｔｒに基づいて、ホーム
ポジションからのレンズ繰出し量を演算する（＃２
８）。レンズ繰出し量が決定すると、マイコンは、モー
ター７を駆動させて、レンズ繰出し量分だけ撮影レンズ
を繰出し、所定位置で停止させる（＃２９）。撮影レン
ズが停止した後に、マイコン６はシャッターを切り、露
光が開始する（＃３０）。

【００５２】本実施形態にかかるカメラによれば、撮影
状況により一定しないレリーズタイムラグを演算によっ
て決定するように構成されているため、より正確な予測
演算が可能となる。すなわち、図２に示すように、露光
時において、実際の被写体距離５２と予測演算された被
写体距離５１との距離差Ａは、実際の被写体距離５２と
最終測距距離５０との距離差Ｂよりも少なく、実際の被
写体により鮮明にピントがあった写真を撮影することが
できる。

【００５３】以上説明したように、本発明にかかるカメ
ラによれば、レリーズオン時に当該測距結果からレンズ
の繰出しを開始する場合であっても複数回の測距結果か
ら露光時における被写体の位置をより正確に予測するこ
とができる。

【００５４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。具
体的には、次の各態様により実施することもできる。

【００５５】上記実施形態では、繰出し時間のタイムラ
グ情報として、焦点距離及び被写体距離双方によって繰
出し時間を変化させているが、撮影光学系の焦点距離に
よる繰出し時間に比べて、被写体距離による繰出し時間
の差が小さく、動体予測演算時の誤差として微小である
場合は、被写体距離による繰出し時間を定数として焦点
距離による変数として扱ってもよい。

【００５６】なお、測距装置が被写体の２次元領域を測
距するように構成されている場合、選択したモード（例
えば、スポットＡＦモード、ワイドＡＦモード）などに
応じて測距演算時間が異なるので、選択したモードに応
じて演算時間を設定し、レリーズタイムラグに反映させ
るようにしてもよい。

【００５７】上記実施形態においては、スイッチＳ１の
開始をレリーズ釦の半押しにより開始しているが、他の
スイッチを採用してもよい。たとえば、ファインダの接
眼検知装置の検出開始から、測距動作の開始及び繰り返
しを行なうようにしてもよい。すなわち、使用者がカメ
ラを構えたことをファインダの接眼窓近傍に設置したセ
ンサにより検出し、測距動作を開始する。そして、構え
ている状態が続く間は測距を繰り返し、測距値及び測距
間隔を記憶するようにする。

【００５８】また、上記実施形態においては、被写体の
予測位置の演算の方法として、最新の２つの測距値及び
測距間隔に基づいて算出するように構成されているが、
測距値の値を増やしてもよい。この場合は各測距値の近
似線を求め、この近似線から露出時すなわち、レリーズ
タイムラグ経過後に予測される被写体位置を決定するよ
うにしてもよい。

【００５９】また、上記実施例においては、レリーズタ
イムラグＴrを使って被写体距離を予測しているが、測
距値Ｄ４を記憶したＴ４のタイミングからＳ２ＯＮのタ
イミングまでの時間をタイマーで計時しているから、当
該時間を記憶し、式（１）において、Ｔｒに加算して予
測被写体距離Ｄｔｒを演算してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態にかかるカメラの構成を示
すブロック図である。

【図２】 図１のカメラの追尾モードにおける処理手順
の動作説明図である。

【図３】 追尾モードにおける処理の流れを示すフロー
図である。

【図４】 追尾モードにおける処理の流れを示すフロー
図である。

【図５】 記憶手段に記憶されている演算時間テーブル
の構成を示す図である。

【図６】 記憶手段に記憶されている繰出し時間テーブ
ルの構成を示す図である。

【図７】 記憶手段に記憶されている周辺温度テーブル
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ カメラ ２ 撮影光学系 ３ 測距光学ユニット ４ 撮像手段 ５ 記憶手段 ６ マイコン ７ モーター ８ 温度検出部 １０Ｌ，１０Ｒ 撮像素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H011 AA01 BA01 BB04 CA01 2H051 AA02 BB01 CD22 DA13 DD14 EA25 EB13 FA76 GB12 5C022 AA13 AB24 AB26 AC52 AC69

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影用レンズを有する撮影光学系と異な
   る測距光学系を有する測距装置を備え、前記測距装置の
   測距結果に基づいて前記撮影光学系のピント調節を行う
   カメラにおいて、 撮影状態に応じて決定されるタイムラグ情報を記憶する
   記憶手段と、 前記測距装置により検出された複数回の測距結果に基づ
   いて被写体の移動量を予測演算する予測演算手段とを備
   え、 前記予測演算手段は、前記記憶手段に記憶されているタ
   イムラグ情報に基づいて前記撮影状態に応じたレリーズ
   タイムラグを演算し、 前記レリーズタイムラグをもとに、露光時の被写体距離
   を予測演算することを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 前記撮影状態は、前記撮影光学系の焦点
   距離、被写体距離、前記撮影レンズの位置、周囲温度の
   群から選択される少なくとも１つの情報であることを特
   徴とする、請求項１記載のカメラ。
3. 【請求項３】 前記レリーズタイムラグは、少なくとも
   予測演算を含む演算時間と、撮影光学系のピント調節の
   ための前記撮影レンズの繰出し時間とを含むことを特徴
   とする、請求項１又は２に記載のカメラ。