JP2881817B2 - 被写体追尾装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モーター等により撮影レンズを自動的に駆
動する装置を備えたカメラの被写体追尾装置に関する。

［従来の技術］ 従来この種の被写体追尾装置としては、自動焦点検出
装置を備えたTTL方式のオートフォーカスカメラが知ら
れている。このオートフォーカスカメラにあっては、撮
影レンズを通過した光線を自動焦点検出装置に導いてフ
ィルム等価面に対する被写体像のデフォーカス量を求
め、デフォーカス量に基づいて撮影レンズを合焦位置へ
駆動するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のオートフォーカスカ
メラにあっては、撮影動作中には被写体光がミラーアッ
プにより遮られて焦点検出が不能となるため、連写をし
た場合などに撮影レンズの駆動が断続的になり、撮影レ
ンズの光軸方向に移動する被写体を追尾しきれない場合
があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、撮影レンズの光軸方向に移動する被写体を正確
に追尾する合焦制御により連写を可能とする被写体追尾
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するための本発明にあっては、被写体
の合焦状態を検出する焦点検出手段と；該焦点検出手段
の検出信号に基づくレンズ駆動により撮影レンズの焦点
を被写体に合わせるレンズ駆動手段と；を備えたオート
フォーカスカメラを対象として次のように構成する。

即ち、オートフォーカスカメラにつき本発明の被写体
追尾装置にあっては、被写体の動きに焦点を連続的に合
わせた非撮影時の前記レンズ駆動手段によるレンズ駆動
量を計測する駆動量計測手段と；所定時間ごとにタイマ
ー信号を発生するタイマー手段と；該タイマー手段から
タイマー信号が発生される毎に前記駆動量計測手段によ
り計測されたレンズ駆動量を順次記憶する記憶手段と；
を設け、実際の撮影時には前記記憶手段の記憶情報に基
づいて撮影レンズを駆動するようにしたものである。

ここで、前記駆動量計測手段は撮影レンズの移動量に
応じたパルスを計数するカウンタを有し、前記タイマー
手段から一定時間のタイマー信号が得られる毎に該カウ
ンタの値を前記記憶手段に記憶すると共にカウンタをリ
セットして次のパルスカウントを行なう。更に、前記カ
ウンタの値は撮影レンズの駆動方向に従って増減され
る。

一方、単に撮影レンズを電気的に駆動して被写体に焦
点を合わせることのできるカメラについては、次のよう
に本発明の被写体追尾装置を構成する。

即ち、移動開始距離、移動終了距離、移動速度等の被
写体情報を入力する移動情報入力手段と；該移動情報に
基づいて撮影レンズの駆動情報を決定する駆動情報決定
手段と；該駆動情報に基づいて実際の撮影時に撮影レン
ズを駆動するレンズ駆動手段と；を設ける。

［作用］ このような構成を備えた本発明の被写体追尾装置によ
れば、例えば陸上競技の100m競争等の被写体の移動速度
が予め把握可能な場合、あるいはサーキットでのモータ
ースポーツ等、被写体の移動が同一パターンで繰り返さ
れる場合には、連写をした場合でも撮影動作とは無関係
にレンズが駆動され続けて被写体を正確に追尾すること
ができる。

［実施例］ 第１図はオートフォーカスカメラを対象とした本発明
の第１実施例を示した実施例構造図である。

第１図において、１は撮影レンズ、２は撮影レンズを
介した光線を不図示のファインダーとAFセンサーに分割
するメインミラー、３はメインミラーを透過した光線を
AFセンサーに導くためのサブミラー、４はAFセンサー、
５はAFセンサーを駆動するためのセンサーインターフェ
ース、６はレンズを駆動するためのモーター、７はモー
ターをドライブするための駆動回路、８はモーターの動
力をレンズに伝える歯車列、９はモーターの回転を検出
しパルスを発生するパルス発生器である。

更に10はマイクロコンピュータであり、内部に演算手
段10a、制御手段10b、アップダウンカウンタ10c,10d、
タイマ10e、記憶手段10fの各機能が設けられる。またマ
イクロコンピュータ10には、抵抗R1,R2でVccにプルアッ
プされたレンズ駆動情報の記憶を行なうための記憶スイ
ッチSW1と、撮影開始のためのスタートスイッチSW2が接
続されている。

ここで通常のオートフォーカス動作を説明すると、不
図示のシャッター釦の半押操作等によりオートフォーカ
ス動作が開始され、被写体像をAFセンサー４がとらえ、
このときのピントのずれ量、即ち、デフォーカス量をマ
イクロコンピュータ10の演算手段10aによって演算し、
デフォーカス量を合焦させるために必要なモーター６の
駆動量を示す駆動パルス数に変換してアップダウンカウ
ンタ10cにセットする。次にアップダウンカウンタ10cセ
ットされたパルス数がゼロになるように駆動回路７を介
してモーター６を回転させ、撮影レンズを移動させる。
このモーター６の回転量はパルス発生器９によってアッ
プダウンカウンタ10cにフィードバックされ、必要な量
だけ撮影レンズ１が駆動されれば、即ちアップダウンカ
ウンタ10cがゼロになった時、モーター６が停止され
る。また被写体が動いている場合でも常にピントが合う
ようにするためには、この動作を連続的に行なう所謂コ
ンティニュアスモードとすればよい。

ここで動いている被写体にピントを合わせながら撮影
しようとす場合、撮影時にはメインミラー２が上昇する
ためAFセンサ４に基づくピントの検出はできなくなる。
このため動いている被写体に撮影時もピントを合わせる
ためには、ミラーアップ開始よりシャッターが走行する
までの間、それ以前の被写体の速度と移動方向、さらに
ミラーアップからシャッター走行までのタイムラグを基
に、予測してレンズを駆動することになる。しかし、こ
のような予測制御では被写体の移動速度や移動方向が変
化した場合、ピントのあった写真を撮ることができな
い。

そこで第１図に示した本発明の第１の実施例では、撮
影前に被写体の動きを追尾するためのレンズの動作を記
憶し、撮影時にそれを再現するようにレンズを駆動しよ
うとするものである。

このために本発明では通常のオートフォーカス動作に
必要な要素以外に、撮影レンズ１の動きを記憶するため
の記憶手段10f、一定時間毎にタイマー信号を発生する
タイマ10e、パルス発生器９からフィードバックパルス
をカウントすると共にタイマ10eからのパルス信号によ
りリセットされるアップダウンカウンタ10d、撮影レン
ズ１の動きの記憶を開始するための記憶スイッチSW1、
及び実際の撮影時に記憶したレンズ動作を実行させるた
めのスタートスイッチSW2が新たに設けられる。

次に第１図に実施例の動作を説明する。

先ず撮影に先立って撮影時の被写体の動きと同じ動き
をする板の被写体に対して撮影レンズ１を向け、被写体
を追尾し始めるときに記憶開始スイッチSW1を押す。こ
の記憶開始時点からそれ以降の被写体の動きに追従する
撮影レンズ１の動きが記憶手段10fに記憶されていく。

即ち、撮影レンズ１は逐次算出されるデフォーカス量
に基づくモータ駆動により被写体の動きに追従して焦点
を合わせていくことから、このときパルス発生器９より
出力されるパルスをアップダウンカウンタ10dでカウン
トする。アップダウンカウンタ10dは、タイマー10eから
の一定時間毎のタイマー信号を受けると、その時点のカ
ウント値を記憶回路10fに送ると共に、カウント内容を
リセットし、新たなカウントを開始する。記憶手段10f
ではアップダウンカウンタ10dから送られてきた内容
（一定時間当りの駆動パルス数）を順次記憶していく。
そして、この動作は記憶スイッチSW1を離すまで繰り返
される。このようにして被写体の動きに追従した撮影レ
ンズ１の動きが記憶手段10fに記憶される。

この記憶動作を第２図から第４図を用いてさらに詳述
に説明する。

今、第２図のように動いてくる被写体に対して記憶を
行なうとする。

第２図は縦軸に被写体までの距離、横軸に記憶スイッ
チSW1を押してからの時間の経過を示している。この被
写体に対して合焦させるための撮影レンズの動作は第３
図のようになる。第３図の左側に示す縦軸は無限大位置
からの撮影レンズの繰り出し量を示している。

ここで歯車列８の減速比を、撮影レンズ1mmの繰り出
しに対しパルス発生器９から100パルス出力させるよう
に設定しておけば、無限大位置からの撮影レンズ１の移
動量を駆動パルスに換算した場合、第３図の右側の縦軸
に示すようになる。タイマ10eから出力されるタイマー
信号が100msec間隔とすれば、この時記憶手段10fに記憶
される内容は第４図のようになる。

第４図において、アドレス100から130までは記憶デー
タ（16進データ）のMSBが０であり被写体が近づいてい
る状態を示し、またアドレス131から142は記憶データの
MSBが１でありカウンタ10dが逆方向にカウントされたこ
とを示し、被写体が遠ざかっていることを示す。更に、
アドレス143から149は記憶データが０なのでレンズが停
止していることを示す。従って各アドレスにおける記憶
された内容は基準時間（100msec）毎のレンズの駆動量
（駆動パルス数）とその方向を示す。

次に実際の撮影時には、スタートスイッチSW2をONさ
せると、タイマ10eにより定められた一定時間（100mse
c）毎にアドレス100から順次記憶されたカウント値が読
出されてアップダウンカウンタ10cにセットされ、読出
カウント数だけモーター６により撮影レンズ１が駆動さ
れる。この時の撮影レンズ１の動作はオートフォーカス
動作とは無関係に行なわれるので、オートフォーカス動
作から独立してレンズを駆動することが可能となる。勿
論、スタートスイッチSW2をONした際には、演算手段10a
によるデフォーカス量に従ったレンズ駆動は禁止され
る。

第５図は本発明の第２の実施例を示し実施例構成図で
あり、第１の実施例においては記憶した被写体の動きを
再生させるにあたり、レンズのスタート点へは予めマニ
ュアル操作等によりもっていく必要があったが、本実施
例はそれをさらに改良したものである。尚、第５図にお
いて第１図と同一の要素には同一の番号が付している。

第５図においては、抵抗R3によりVccにプルアップさ
れた撮影レンズ１が無限大位置にきたときにONするスイ
ッチSW3が新たに設けられる。このスイッチSW3及び記憶
スイッチSW1の出力がアップダウンカウンタ10dに接続さ
れる。またアップダウンカウンタ10dの内容が直接に制
御回路10bに送られるラインも追加されている。アップ
ダウンカウンタ10dは、記憶開始スイッチSW1がOFFの時
にはタイマ10eの出力とは無関係にスイッチSW3のONによ
ってのみリセットされる。従って、通常のAF動作によっ
てレンズが駆動されているときには、アップダウンカウ
ンタ10dの内容は、その時点のレンズ位置が無限大位置
からどれだけのところにあるかを駆動パルスに換算した
値、即ち第３図の右側の縦軸の値となっている。

記憶開始スイッチSW1をONさせると、アップダウンカ
ウンタ10dは、まずその時のカウント内容を記憶手段10f
に送って記憶させ、その後は第１の実施例と同じ動作を
行なう。従って、第２図に示す被写体の動きを記憶した
場合、その内容は第６図のようになる。

第６図において、アドレス90と91の２バイトをレンズ
スタート時の無限大位置からのレンズ駆動量の記憶用に
使用している。そしてアドレス100以降は第１の実施例
と同じである。

次に第６図に示すように記憶された内容に基づき、実
際のレンズ駆動を説明する。

先ずスタートスイッチSW2をONさせると、アドレス90,
91の内容が制御手段10bへ送られる。また制御手段10b
は、この時のアップダウンカウンタ10dの内容も読み取
る。この時、記憶開始スイッチSW1はOFFしているので、
アップダウンカウンタ10dの内容は、その時点における
無限大からのレンズの位置を示している。よって、アッ
プダウンカウンタ10dの内容とアドレス90,91の内容の差
分だけレンズを動かせば、レンズが記憶されたスタート
点へ導かれる。

このようにしてレンズをスタート点へと駆動させた
後、制御手段10bは演算手段10aのデフォーカス量を読み
取り、合焦しているか否かを判定する。そして合焦して
いなければ、合焦するまでの間、この状態で待機する。
合焦した場合は再び記憶手段10fの記憶データに基づき
アドレス100以降の駆動を開始し、以下は第１の実施例
と同じ動作を行なう。

以上のように第５図の第２実施例においては、まずレ
ンズをスタート点へと駆動し、その後、被写体がそのポ
イントにきた瞬間から記憶されたレンズの動作を開始さ
せるので、より正確に被写体の動きに追従して合焦させ
ることが可能となる。

第７図は本発明の第３の実施例を示した実施例構成図
であり、第1,5図の実施例と同じ要素は同一の符号で示
す。

この第３実施例においては、マイクロコンピュータ10
に情報設定手段10gが新たに設けられ、更に情報入力手
段11及び設定情報表示手段12がマイクロコンピュータ10
に接続されている。

第１及び第２の実施例では被写体の動作をオートフォ
ーカス動作に基づくレンズ駆動により追尾し、その時の
レンズ駆動パターンを記憶することにより撮影時のレン
ズ駆動を行なうようにしたが、この第３実施例において
はオートフォーカス機能は利用せず、撮影に先立って被
写体の動作情報、例えば被写体までの距離、移動速度、
移動時間等を情報入力手段11を用いて入力することによ
り撮影時のレンズ駆動を行なう。情報入力手段11により
入力された移動情報は、設定情報表示手段12により表示
され、確認を行なうことができる。

ここで入力する移動情報の組合せ例示すると次のよう
になる。

駆動開始位置L1（ｍ）、駆動終了位置L2 （ｍ）、移動速度Ｖ（km/h）； ［例］50mから10mまでの間を時速30km/hで近づいてく
る。

駆動開始位置L1（ｍ）、駆動終了位置L2 （ｍ）、所要時間Ｔ（秒）； ［例］50mから10までの間を５秒で移動する。

次に入力された移動情報に基づいてレンズを駆動
する制御処理を説明する。

［移動情報の場合］ レンズの駆動スタート点は、次式により求められる。

但し、 X:無限大位置からのレンズ繰り出し量（mm） R:被写体距離（mm）∴Ｒ＝1000L1 f:レンズの焦点距離（mm） よって、無限大位置からの駆動パルス数Ｎは、他の実
施例と同様にレンズ1mmの繰り出しに対し100パルスとす
ると、 Ｎ＝100X となる。これが第６図に示した第２の実施例のアドレス
90,91の内容と対応する。

レンズを駆動する際の単位駆動時間を100msecとする
と、駆動開始後、単位駆動時間毎の被写体の距離Ｌ
（ｍ）は次のようになる。

よって、それぞれの時点における被写体距離Ｌに対し
て、無限大位置からの駆動パルス数Ｎを上式によって求
め、単位駆動時間毎にレンズがその位置にくるように駆
動してやればよい。

また駆動すべき時間Ｔ（sec）は、被写体がL1からL2
に達する時間となるので Ｔ＝3600（L1−L2）/1000V となり、単位駆動時間100msecであるので、Ｔ×10回の
駆動を行なえばよいことになる。

［移動情報の場合］ L1,L2.Tより、被写体の移動速度Ｖを求めることによ
り、と同様になる。

このようにして単位駆動時間毎にレンズのあるべき位
置を求めておけば、後は第1,第２実施例と同様にしてレ
ンズを駆動していけばよい。

このように第３実施例においては、撮影に先立って、
予め被写体の移動情報をカメラに入力し、移動情報に基
づいてレンズを駆動するようにしたので、第1,第２の実
施例のように仮の被写体を用いてレンズの動きを記憶さ
せる必要がなくなり、被写体の動作が予め把握できるよ
うな場合に便利である。

尚、上記の第３実施例では入力する情報として移動開
始位置L1,移動終了位置L2,移動速度V,所用時間Ｔを用い
たが、これ以外にも例えば加速度Ａ等を用いてもよい。

また上記の第３実施例はオートフォーカスカメラを例
にとるものであったが、この場合、オートフォーカス機
能は利用していないので、単にモータ駆動により電気的
に撮影レンズを駆動することのできる例えばパワーフォ
ーカス機能を備えたカメラについても同様に適用するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、動きが予め
把握可能な被写体であれば、被写体の動きに正確に追従
した合焦駆動ができるように撮影レンズを滑らかに駆動
することができ、移動被写体を連写した場合に合焦追従
遅れを起こすことなくピントの合った連続写真を撮影す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示した実施例構成図； 第２図は被写体距離の時間変化を示した説明図； 第３図は第２図の被写体に対応したレンズ駆動の時間変
化を示した説明図； 第４図は第３図のレンズ駆動を格納した記憶手段の説明
図； 第５図は本発明の第２実施例を示した実施例構成図； 第６図は第２実施例による記憶手段の内容を示した説明
図； 第７図は本発明の第３実施例を示した実施例構成図であ
る。 1:撮影レンズ 2:メインミラー 3:サブミラー 4:AFセンサー 5:センサーインタフェース 6:モーター 7:駆動回路 8:歯車列 9:パルス発生器 10:マイクロコンピュータ 10a:演算手段 10b:制御手段 10c,10d:アップダウンカウンタ 10e:タイマ 10f:記憶手段 10g:情報設定手段 11:情報入力手段 12:設定情報表示手段 SW1:記憶開始スイッチ SW2:スタートスイッチ SW3:レンズ無限大位置スイッチ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の合焦状態を検出する焦点検出手段
   と、 前記焦点検出手段からの検出信号に基づくレンズ駆動に
   より撮影レンズの焦点を前記被写体に合わせるレンズ駆
   動手段と、を備えたオートフォーカスカメラに於いて、 前記被写体の動きに焦点を連続的に合わせた時の前記レ
   ンズ駆動手段によるレンズ駆動量を計測する駆動量計測
   手段と、 所定時間ごとにタイマー信号を発生するタイマー手段
   と、 前記タイマー手段からタイマー信号が発生される毎に前
   記駆動量計測手段により計測されたレンズ駆動量を順次
   記憶する記憶手段と、を備え、 実際の撮影時に前記記憶手段の記憶情報に従って撮影レ
   ンズを駆動することを特徴とする被写体追尾装置。
2. 【請求項２】前記駆動量計測手段は、前記撮影レンズの
   移動量に応じたパルスを計数するカウンタを有し、前記
   タイマー手段から一定時間のタイマー信号が得られる毎
   に該カウンタの値を前記記憶手段に記憶すると同時にカ
   ウンタをリセットして次のパルス計測を行うことを特徴
   とする請求項１記載の被写体追尾装置。
3. 【請求項３】前記駆動量計測手段は、前記撮影レンズの
   駆動方向を検出し駆動方向に従って前記カウンタの値を
   増減することを特徴とする請求項２記載の被写体追尾装
   置。
4. 【請求項４】撮影レンズを電気的に駆動して被写体に焦
   点を合わせることのできるカメラにおいて、 移動開始距離、移動終了距離、移動速度等の被写体の移
   動情報を入力する移動情報入力手段と、 該移動情報に基づき撮影レンズの駆動情報を決定する駆
   動情報決定手段と、 該駆動情報に基づいて実際の撮影時に撮影レンズを駆動
   するレンズ駆動手段と、 を備えたことを特徴とする被写体追尾装置。