JP2883459B2 - 自動焦点カメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラに向って近づい
たり遠ざかる被写体までの距離を撮影前に複数回検出
し、それらの距離情報に基づいて、露光時点での距離を
予測して撮影レンズを合焦制御する、いわゆる動体予測
を行なう自動焦点カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の多くのカメラには、被写体までの
距離を測定して撮影レンズを自動的に移動しピントの合
った写真が撮影できるようにした、いわゆるオートフォ
ーカス装置が設けられている。

【０００３】このような自動焦点カメラで写真撮影を行
なう場合、被写体が人や車などのような動くもの（動体
という）の場合は、レリーズボタンを押して一旦被写体
を測距した後シャッタが実際に開放するまでに、その被
写体がさらに移動してしまうためにピントの外れた写真
になることがある。この傾向は被写体の移動速度が大き
いほど問題になる。

【０００４】そこで、レリーズボタンの操作に同期して
一旦測距した後シャッタ開放までの間に、少なくともも
う１回測距を行ない、両測距データから被写体の移動速
度を演算し、撮影レンズの移動やシャッタ開放に要する
時間を考慮してシャッタ開放時における被写体距離を予
測演算し（いわゆる動体予測）、その演算した被写体距
離に対応した位置まで撮影レンズを移動して撮影を行な
うカメラが提案されている（たとえば、特開昭６３−１
５９８１７号）。このような動体予測を採用したカメラ
によれば動体に対しても静止した被写体同様にピントの
合った写真撮影ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、動体予測を
行なう場合、一般に、レリーズ操作を行ってから露出開
始までに動体予測のための測距回数にもよるが、１回目
の測距から予測演算に要する時間やその後のシャッタ開
放までに要する機械的あるいは電気的に必要な作動時間
まで合わせると数１００ｍｓｅｃ近くにもなるため被写
体の移動速度が早い場合は特にシャッタチャンスを逃す
ことがある。

【０００６】本発明者は、カメラから離れたところにあ
る被写体は被写界深度が大きくこのような場合、測距か
らシャッタ開放すなわち露光までに被写体がカメラに対
し光軸方向に移動しても画面に対する移動距離が、至近
距離にある被写体より比率的にピントに関してはそれほ
ど影響がないという点に着目し、本発明は動体予測を有
効的に行なってシャッタチャンスを逃さないようにした
カメラを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、被写体までの距離を測距して測
距情報を出力する測距手段と、前記測距手段による第１
回目の測距情報が所定距離以遠か否かを判断する判断手
段と、該判断手段により前記第１回目の測距情報が所定
距離以遠であると判断したときは前記第１回目の測距情
報に基づいて、また前記第１回目の測距情報が所定距離
以内であると判断したときは再度測距を行ない、前記第
１回目の測距情報と再測距情報とから被写体距離情報を
算出する演算手段により演算された距離情報に基づい
て、撮影レンズを合焦位置まで移動させる合焦制御手段
とを設けたものである。

【０００８】

【作用】判断手段により第１回の測距情報に基づいて動
体予測を行うための演算動作の要否を判断し、（イ）演
算動作が不要であると判断したとき、測距手段から出力
する測距情報に基づいて、（ロ）また演算動作が必要で
あると判断したとき、すなわち動体予測を行なうと判断
したときは演算手段により演算された距離情報に基づい
て撮影レンズを合焦位置まで移動させるようにした。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明による動体予測カメラの一実
施例の斜視図である。ここに例示したカメラは焦点が可
変できるいわゆるズーム機能と、音圧によりレリーズす
る機能を有するものであるが、本発明はそれに限定され
るものではない。

【００１１】カメラの正面中央には撮影レンズ１があ
り、そのレンズ１を覆うように開閉式のレンズカバー
（バリヤとも呼ばれる）２が設けられている。撮影レン
ズ１のすぐ下には横方向に摺動可能なスライドスイッチ
３が設けられており、このスライドスイッチ３を矢印方
向に摺動させると、カメラのメインスイッチＳ₀ がＯＮ
するとともにレンズカバー２が開放するようになってい
る。さらに、カメラの正面右および左の位置には外部の
音を集音するマイクロホン４と発光ダイオード５が設け
られ、カメラの正面上部には中央にファインダ窓６と、
その左右に測距のための赤外線発光窓７ａおよび受光窓
７ｂと、カメラに向って右端近くにストロボの発光窓８
が設けられている。

【００１２】カメラの上面には、中央よりやや左寄りに
バッテリーの残量やフィルムの残り枚数などの撮影関連
情報を液晶で表示する表示窓９と、左端に近い位置にレ
リーズボタン１０およびモード切換え用のモードスイッ
チ１１が設けられ、右端近くにはズーム機能の望遠（テ
レＴ）と広角（ワイドＷ）とを切換えるズームスイッチ
１２が設けられている。カメラ正面の左端近くにはバッ
テリーを収納するバッテリー室１３が形成されている。

【００１３】カメラの裏側上部中央の位置にはカメラと
離れた位置に示したようなファインダ接眼レンズ１４が
設けられており、ファインダ接眼レンズ１４を覗くと内
部に（たとえば、被写体が近すぎる場合などの）警告用
の発光ダイオード１５が設けられている。

【００１４】図２は本発明によるカメラの動作を制御す
る回路のブロック線図である。

【００１５】２０は被写体Ｓまでの距離を測距する測距
システムであり、カメラの発光窓７ａから被写体に向け
て発光した赤外光が被写体に当って反射してくるのを受
光窓７ｂから受光し、内部に設けられた受光素子、たと
えばＰＳＤ（Position Sensitive Device)で測距信号に
変換する公知のものである。

【００１６】Ｓ₁ およびＳ₂ はレリーズ動作にともなっ
てＯＮするスイッチであり、レリーズボタン１０を１段
押し下げるとスイッチＳ₁ がＯＮし、撮影関連情報の入
力や演算等を行い、さらに深く押し下げるとスイッチＳ
₂ がＯＮするとカメラ作動を開始する。ＭＯＳはカメラ
の上面に設けられたモードスイッチ１１を押すとＯＮし
てモード切換えを行うスイッチ、２１はカメラが横位置
にあるか縦位置にあるかでＯＮ、ＯＦＦする水銀を利用
したカメラ位置検出スイッチ、２２はズームレンズ（図
示せず）を駆動するモータ、２３はズームレンズ用モー
タドライバ回路、２４はズームレンズの位置を検出する
ズームレンズ位置センサ、２５は撮影レンズ１（図１参
照）を駆動するモータ、２６は撮影レンズ用モータドラ
イバ回路、２７は撮影レンズ１の位置を検出する撮影レ
ンズ位置センサ、２８はシャッタを駆動するモータ、２
９はシャッタ用モータドライバ回路、３０はシャッタ位
置を検出するシャッタ位置センサである。

【００１７】さらに、３１はフィルムの巻上げ、巻もど
しを行なうフィルムモータ、３２はそのドライバ回路、
３３は１コマ分のフィルムが給送されるごとにＯＮする
フィルム送りスイッチである。なお、１５は図１を参照
して説明したが、ファインダ接眼レンズ１４の内部に設
けられた警告用発光ダイオードである。

【００１８】４０は上述した各種のスイッチおよびセン
サからの信号に基づいて所定の判断を行ない測距システ
ム２０が各種モータの駆動ならびに発光ダイオード１５
の発光を制御するマイコン構成（ＣＰＵ）のコントロー
ラであり、内部には動体予測を行なうか否かの判断に用
いるための動体予測用テーブル４０ａと、撮影レンズを
合焦位置まで移動するのに要する時間すなわちレンズド
ライブ時間を予測するのに用いるレンズドライブ時間予
測テーブル４０ｂが格納されている。

【００１９】次に本発明によるカメラにおける動体予測
の動作を説明する。

【００２０】本実施例のカメラはカメラ正面のマイクロ
ホン４から取り込まれる音の音圧レベル（たとえば７０
〜１００ホーン）が所定値以上の状態が所定時間（たと
えば３００msec）以上継続したときにレリーズ動作を行
なうようになっており、その動作原理は本発明の要旨で
はないので説明を省略するが、必要であれば本出願人の
出願したたとえば特開昭６３−３２９１８４号を参照さ
れたい。

【００２１】カメラの正面下部に設けられたスライドス
イッチ３を矢印方向に摺動させると、メインスイッチＳ
₀ がオンされて制御回路に電源が供給され、レンズカバ
ー２が開放する。メインスイッチＳ₀ がオンされたこと
によりカメラのレリーズ動作で始まる一連のメインシー
ケンス（撮影関連情報の入力、測距、測光、被写体距離
の演算、撮影レンズの移動、シャッタ開放、フィルム給
送など）がスタートする。その後カメラ上面に設けられ
たモードスイッチ１１を操作してカメラが音圧によりレ
リーズされる音圧レリーズモードが選択可能になる。

【００２２】次に、動体予測動作の説明に入る前に本発
明において動体予測を行なうか行なわないかの判断につ
いて説明する。

【００２３】本発明においては、基本的に、被写体がカ
メラに比較的近い場所にいるときは動体予測を行なう
が、遠い場所にいるときは動体予測を行なわないという
考えをとる。そのために、動体予測を行なうか行なわな
いかの判断基準として、たとえば被写体である人物が、
撮影レンズの光軸方向に略一定の速度で近づくか遠ざか
る場合、カメラのレリーズ動作からシャッタ開口までの
数１００ｍｓの間に人物がある距離移動しても、被写界
深度の効果によりピントには影響が出ない被写体距離の
場合には動体予測を行わず、そうでない場合には動体予
測を行うものとし、焦点距離ごとに動体予測を行う被写
体距離範囲を予め定めてテーブル（このテーブルが動体
予測用テーブル４０ａである）を作成しておく。なお、
ズームの場合は操作に連動してテーブルを切換えればよ
い。

【００２４】次に動体予測を行う被写体距離範囲を決め
る手法の実施例を示す。

【００２５】いま、被写体が人物であり且つ歩行により
移動するものとした場合、カメラのレリーズ動作からシ
ャッター開口までに被写体が移動する距離ｄは次式より
求めることができる。

【００２６】ｄ＝Ｖ×Ｔ ここでＶは被写体の歩行速度、Ｔはレリーズ動作からシ
ャッタ開口までに要する時間を示す。

【００２７】一般に歩行速度は時速４ｋｍといわれ、こ
の値をＶに適用する。またＴは通常数１００ｍｓを要す
るもので、本実施例では５００ｍｓとすると、上記ｄは
０．５６ｍとなる。すなわち、レリーズ動作からシャッ
タ開口までの間に被写体は約０．５ｍ移動する。

【００２８】一方、カメラ側の被写界深度は、レンズの
焦点距離、レンズのＦ値、許容錯乱円、絞り値などによ
り決定されるが、その計算方法は公知であるので、ここ
では省略する。

【００２９】いま、レンズの焦点距離を３５ｍｍ、レン
ズのＦ値を３．５、許容錯乱円を０．０５とすると、レ
ンズの設定位置に対する被写界深度は下記のようにな
る。

【００３０】 〈レンス゛ 位置〉 〈近側被写界深度距離〉 〈遠側被写界深度距離〉 １．５０ｍ １．２４ｍ １．９０ｍ ２．２０ｍ １．６８ｍ ３．１８ｍ なお、レンズ位置は上記内容に限られるものではなく、
ここでは本実施例の説明に必要な部分のみ記載した。

【００３１】上記したレンズ位置に対する被写界深度距
離の表を用いて、以下に被写体距離に応じて動作予測を
行うか否かの判断を説明する。

【００３２】いま第１の例として、被写体が１．５ｍの
位置にあった場合を説明する。

【００３３】このときカメラは被写体距離情報に応じて
撮影レンズのレンズ位置を１．５ｍに設定する。ここ
で、被写界深度距離を前記表により求めると、近側被写
界深度距離は１．２４ｍ、遠側被写界深度距離は１．９
０ｍとなり、被写体距離１．５０ｍに対しては１．２４
〜１．９０ｍの範囲で被写界深度効果によりピントがあ
った写真がとれることになる。

【００３４】一方、被写体が歩行速度で移動するとした
場合のレリーズ動作からシャッタ開口までに移動する距
離は前記の如く約０．５ｍであるため、レリーズ動作時
の第１回目の測距情報のみ、すなわち被写体が１．５０
ｍの位置にあるという情報のみでレンズ位置を１．５０
ｍに移動して撮影しようとすると、シャッタ開口時には
被写体は移動しているので、カメラに対し近づく移動の
場合は、被写体距離は１．０であり、カメラに対し遠ざ
かる移動の場合は、被写体距離は２．０ｍになってい
る。従って、いずれの場合も前記した被写界深度効果に
よりピントの合う範囲１．２４〜１．９０ｍをはずれて
しまうのでこの様な場合は動体予測動作を行うと判断す
る。

【００３５】第２の例として、被写体が２．２０ｍの位
置にあった場合を説明する。

【００３６】第１の例と同様に、このときカメラは被写
体距離情報に応じて撮影レンズのレンズ位置を２．２０
ｍに設定する。ここで、第１の例と同様に、被写界深度
距離を前記表により求めると、近側深度距離は１．６８
ｍ、遠側深度距離は３．１８ｍとなり、被写体距離２．
２０ｍに対しては、１．６８〜３．１８ｍの範囲で被写
界深度効果によりピントがあった写真がとれることにな
る。

【００３７】一方、第１の例と同様に、被写体の移動距
離は０．５ｍであるため、レリーズ動作時の第１回目の
測距情報のみでレンズ位置を２．２０ｍに移動して撮影
しようとすると、被写体距離は移動しているので、１．
７０ｍ〜２．７０ｍになっている。従って、被写体は前
記被写界深度効果によりピントの合う範囲１．６８ｍ〜
３．１８ｍに入っているので、この様な場合は動体予測
動作は行わないと判断する。

【００３８】上記の如く、被写体距離が２．２０ｍ以上
の場合は、測距によって求められた位置にレンズを停止
すれば、被写体が歩行速度で移動したとしても被写界深
度の効果によりピントのあった写真を撮ることができ
る。言い換えれば２．２０ｍ未満の被写体に対してのみ
動体予測を行えばよい。同様にして、レンズの焦点距離
ｆを変えたときの動体予測を行う被写体距離を求めると
次の表のようになる。

【００３９】上記表がテーブル４０ａとしてコントロー
ラ４０に格納されており、各焦点距離において測距して
得られた被写体距離がテーブル４０ａの右欄に示す範囲
に入るか否かにより動体予測をするか否かを判断してい
る。

【００４０】図３は上記判断に基づいて動体予測を行な
う場合のフローチャートである。

【００４１】レリーズボタン１０を軽く１段押し下げる
とスイッチＳ₁ がオンして（Ｆ−１）、測距システム２
０による第１回目の測距が行なわれ（Ｆ−２）、被写体
距離として測距データｄ₁ が得られる。一方、ズームレ
ンズ位置センサ２４の出力から焦点距離（ｆ）情報を入
力する（Ｆ−３）。

【００４２】コントローラ４０においては、上記測距デ
ータｄ₁ および焦点距離情報からテーブル４０ａを参照
して測距データｄ₁ が動体予測を行なうか否かを判断す
る（Ｆ−４）。その結果、測距データｄ₁ が動体予測を
行なう被写体距離範囲に入っていないときは動体予測を
行なわずに、レリーズボタン１０をさらに深く押し下げ
てスイッチＳ₂ をオンした（Ｆ−５）後第１回目の測距
データｄ₁ を用いて（−６）撮影レンズ１の駆動に始ま
る通常の撮影シーケンスに進む（Ｆ−１４からＦ−１
６）。

【００４３】これに対して、測距データｄ₁ がテーブル
４０ａの動体予測を行なう被写体距離範囲内に入ってい
るときは、ステップ（Ｆ−４）において動体予測を行な
うと判断し、１００msecの遅延時間を設定し（Ｆ−
７）、第２回目の測距を行なって測距データｄ₂ を得る
（Ｆ−８）。コントローラ４０では、第１回目の測距デ
ータｄ₁ と第２回目の測距データｄ₃ とから被写体の移
動速度を次の式で演算する（Ｆ−９）。

【００４４】 ｖ＝（ｄ₁mm −ｄ₂mm ）／１００msec その後レリーズボタン１０がさらに深く押し下げられて
スイッチＳ₂ がオンした後（Ｆ−１０）、第３回目の測
距を行ない、測距データｄ₃ を得る（Ｆ−１１）。続い
て撮影レンズを合焦位置まで移動するのに要する時間や
シャッタ開放に要する時間などの合計できまるタイムラ
グＴ_x を演算する（Ｆ−１２）。このタイムラグＴ_x の
うち、撮影レンズを合焦位置まで移動するのに要する時
間（レンズドライブ時間）は、コントローラ４０内に格
納されている次のようなレンズドライブ時間予測テーブ
ル４０ｂを用い、合焦のために撮影レンズ１を駆動する
段歯数から求めることができる。なお、駆動段歯数は撮
影レンズ位置センサ２７の出力から知ることができる。 また撮影レンズやシャッタの駆動機構の動作時間は一定
としてもよいが、カメラの使用環境温度やカメラの使用
通算時間などによって変化するのでその都度演算しても
よいし、季節によって変えてもよい。

【００４５】こうして演算したタイムラグＴ_x と被写体
の移動速度とから第３回測距後の被写体移動距離ｄ_x を
演算する（Ｆ−１３）。

【００４６】その後は撮影レンズの駆動（Ｆ−１４）か
ら始まる一連の撮影シーケンスに入り、シャッタ駆動
（Ｆ−１５）、フィルム巻上げ（Ｆ−１６）を経てフィ
ルム１コマの撮影が終了したときメインシーケンスにも
どる。

【００４７】図５に示したフローチャートにおいて、ス
テップ（Ｆ−４）からステップ（Ｆ−１３）に及ぶ一連
の動作が動体予測動作であり、被写体がカメラから近い
場所にあるときこのような動体予測を行なうことにより
移動被写体に対してもピントの合った写真撮影ができ
る。

【００４８】これに対して被写体がカメラから遠い場所
にあるときは、動体予測を行なわずに直ちに撮影シーケ
ンス（ステップ（Ｆ−１４）以後）に進むので、動体予
測に要する数１００msecの経過前にシャッタを開放する
ことができ、シャッタチャンスを逃すことなく所望のタ
イミングで写真撮影ができる。

【００４９】なお、レンズドライブ時間予測テーブルの
内容は、設計思想により任意に決めることができる。

【００５０】本実施例ではアクティブ方式の測距手段に
例をとって説明したが、本発明はこれに限らず被写体か
らの反射光像を検出して空間周波数の変化を検出するパ
ッシブ方式の測距手段にも適用することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、被写体がカメラから所定の近距離範囲内にあるとき
のみ動体予測を行なうようにしたので、被写体の遠距離
時における無駄な測距を禁止するのでシャッタチャンス
を逃すことなく、所望のタイミングで写真撮影ができ
る。さらにまた、従来のカメラのように遠距離領域で移
動する人などを動体予測する場合に人自体が小さいため
に測距ポイントが複数回測距するうちにズレて、目的と
する人以外の領域で測距をしてしまうことがあり、この
ような場合、すべての被写体距離について動体予測を行
なう場合と比べてピント外れが少ないカメラが提供で
き、且つ電源電池の消耗も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動焦点カメラの一実施例の外観
を示す斜視図である。

【図２】図１に示した自動焦点カメラの制御回路であ
る。

【図３】本発明における動体予測の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 撮影レンズ ３ スライドスイッチ １０ レリーズボタン ２０ 測距システム ２２ ズームレンズモータ ２４ ズームレンズ位置センサ ２５ 撮影レンズモータ ２７ 撮影レンズ位置センサ ２８ シャッタモータ ３０ シャッタ位置センサ ４０ コントローラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体までの距離を測距して測距情報を
   出力する測距手段と、該測距手段による第１回目の測距
   情報が所定距離以遠か否かを判断する判断手段と、該判
   断手段により前記第１回目の測距情報が所定距離以遠で
   あると判断したときは前記第１回目の測距情報に基づい
   て、また前記第１回目の測距情報が所定距離以内である
   と判断したときは再度測距を行ない前記第１回目の測距
   情報と再測距情報とから被写体距離情報を算出する演算
   手段により演算された距離情報に基づいて撮影レンズを
   合焦位置まで移動させる合焦制御手段とを有することを
   特徴とする自動焦点カメラ。