JP3010681B2

JP3010681B2 - 自動焦点調節装置

Info

Publication number: JP3010681B2
Application number: JP2131626A
Authority: JP
Inventors: 利巳渡邉; 昭小笠原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JPH0426830A; US5189459A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は、カメラなどに用いられる自動焦点調節装置
に関する。

B.従来の技術移動被写体に対して撮影光学系の焦点調節用レンズ
（以下、撮影レンズと呼ぶ）を遅れなく駆動するいわゆ
る追尾または追従駆動と呼ばれる自動焦点調節装置が従
来から知られており、次のようにしてシャッターレリー
ズ動作の開始タイミングを制御している。

シャッターレリーズが操作されたときのデフォーカス
量を所定値と比較して所定値以下であれば、露光開始ま
でに撮影レンズを合焦位置まで駆動できるとして直ちに
レリーズ動作を開始し、一方、所定値より大きいとき
は、所定の時間だけレリーズ動作の開始を遅延させる
（特開昭62−269937号公報参照）か、あるいはレリーズ
動作の開始を禁止している（特開昭62−269939号公報参
照）。

C.発明が解決しようとする課題しかしながら、このような従来の前者の自動焦点調節
装置では、レリーズタイムラグ（例えば、ミラーアップ
から先幕走行開始までのタイムラグ）中に撮影レンズを
駆動して合焦できるかどうかをレリーズ操作時に判定
し、合焦できないと判定されると単に所定時間だけレリ
ーズ動作の開始を遅延させるものであるから、所定時間
延長させても撮影レンズが合焦位置まで移動しないよう
な条件下では、遅延時間後にレリーズ動作を開始しても
ピンボケの写真を撮るという問題がある。

また、シャッターレリーズ操作時のデフォーカス量が
所定値以上のときレリーズ動作開始を禁止する後者の従
来装置では、わずかにレリーズ動作の開始を遅らせれば
合焦できるときでも、レリーズ禁止となってシャッター
チャンスを逃がすという問題がある。

本発明の目的は、撮影光学系による被写体結像面がい
つフィルム面と共役な予定結像面に一致して合焦するか
を算出し、合焦時に露光が行なわれるようにミラーアッ
プ、またはシャッター先幕走行などのレリーズ動作を開
始させる自動焦点調節装置を提供することにある。

D.課題を解決するための手段クレーム対応図である第１図に対応づけて本発明を説
明すると、本発明は、撮影光学系１による被写体の結像
面と、フィルム面と共役な予定結像面との差に対応する
デフォーカス量を繰り返し算出する焦点検出手段２と、
焦点検出手段２により算出された現在および過去のデフ
ォーカス量に基づいて、被写体移動に伴う撮影光学系１
に被写体結像面の移動速度を算出する像面速度算出手段
301と、焦点検出手段２により算出されたデフォーカス
量と像面速度算出手段301により算出された被写体結像
面の移動速度とに基づいて撮影光学系１を駆動制御する
レンズ駆動制御手段4,5とを具備する自動焦点調節装置
に適用される。

そして、焦点検出手段２により算出されたデフォーカ
ス量と、像面速度算出手段301により算出された像面移
動速度と、レンズ駆動制御手段4,5によるレンズ駆動速
度とに基づいて、レンズ駆動制御手段4,5により駆動制
御される撮影光学系１の被写体結像面がいつ予定結像面
に一致するかを示す時間情報を算出する時間情報算出手
段５と、撮影光学系１の被写体結像面が予定結像面に一
致するときに露光が行われるように、時間情報に基づい
てシャッターレリーズ機構部の動作を開始させるシャッ
ターレリーズ制御手段７とを備える。

請求項２の自動焦点調節装置では、時間情報算出手段
６が、焦点検出手段２によりデフォーカス量が算出され
る毎に時間情報を算出する。

請求項３の自動焦点調節装置は、時間情報算出手段６
により算出される時間情報を、焦点検出手段２によりデ
フォーカス量が算出された時点を起点とする時刻または
時間としたものである。

さらにまた、請求項４および５の自動焦点調節装置で
は、請求項１の自動焦点調節装置の時間情報算出手段６
が、シャッタレリーズ操作がなされたときに、このシャ
ッタレリーズ操作時点を起点とする時刻または時間であ
る時間情報を算出する。

次に、請求項６の自動焦点調節装置は、シャッターレ
リーズ制御手段７が、シャッターレリーズ操作がなされ
ると直ちにシャッターレリーズ機構部のミラーを駆動
し、時間情報算出手段６により算出された撮影光学系１
による被写体結像面が予定結像面に一致するときにシャ
ッターレリーズ機構部のシャッター先幕走行を開始させ
る。

E.作用像面速度算出手段301は、焦点検出手段２によって算
出されたデフォーカス量に基づいて、被写体移動に伴う
撮影光学系１による被写体の結像面の移動速度を算出
し、レンズ駆動制御手段4,5は、デフォーカス量とこの
移動速度とに基づいて撮影光学系１を駆動して移動被写
体を追尾する。そして、時間情報算出手段６により算出
された時間情報に基づいて、シャッタレリーズ制御手段
７が、撮影光学系１の被写体像が予定結像面に一致する
ときに露光が行われるようにシャッタレリーズ機構部の
動作を開始させる。

上記時間情報は、例えば請求項２の装置では焦点検出
手段２によりデフォーカス量が算出される毎に算出され
る。そして、請求項３の装置では、このデフォーカス量
算出時点を起点とした時刻または時間として算出され
る。あるいはまた、この時間情報は、例えば請求項４の
装置ではシャッタレリーズ操作がなされたときに算出さ
れる。そして、請求項５の装置では、このシャッタレリ
ーズ操作時点を起点とした時刻または時間として算出さ
れる。

請求項６の装置では、シャッターレリーズ操作がなさ
れると直ちにシャッターレリーズ機構部のミラーを駆動
し、時間情報算出手段６により算出された撮影光学系１
による被写体結像面が予定結像面に一致するときにシャ
ッターレリーズ機構部のシャッター先幕走行を開始させ
る。

なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために各手段の符号に対応
する実施例の要素と同一の符号を用いたが、これにより
本発明が実施例に限定されるものではない。

F.実施例 −第１の実施例− 第２図は、第１の実施例を示す全体構成図である。

移動被写体ａからの光束は、被写体像をフィルム面Ｆ
に結像させる撮影光学系１を通り、メインミラーＭを介
して通常はフィルム面Ｆと共役な位置にあるファインダ
ースクリーンＳ上に導かれる。また、メインミラーＭの
中央の半透明部を通過した一部の光は、サブミラーSMを
介して焦点検出部２に導かれる。なお、メインミラーＭ
およびサブミラーSMは、露光シーケンス以外は撮影光学
系１の光軸上に光軸に対して傾斜して配置され、露光シ
ーケンスが始まるとフィルム露光に先立って撮影光学系
１の光軸から退避し、露光が終了すると再び撮影光学系
１の光軸上に戻される。

焦点検出部２は周知の構成を有し、焦点検出光学系20
1と、電荷蓄積型イメージセンサ202と、デフォーカス量
演算部203とから構成されている。すなわち、イメージ
センサ202の電荷蓄積終了後、デフォーカス量演算部203
において、例えば特開昭60−37513号公報で本出願人に
より開示された相関演算法などの周知の方法でデフォー
カス量が間欠的に算出される。このデフォーカス量は、
撮影光学系１による被写体の結像面とフィルム面Ｆとの
光軸に沿った距離に対応する量である。なお、イメージ
センサ202は、デフォーカス量演算部203からの電荷蓄積
開始指令によって蓄積を開始し、蓄積を終了するとデフ
ォーカス量演算部203へ蓄積終了信号を出力する機能を
有する。

補正部３は、像面速度算出部301、被写体移動判定部3
02および補正量算出部303から構成され、被写体の移動
に伴う撮影レンズの駆動補正量を算出する。

像面速度算出部301は、焦点検出部２によって焦点検
出が行なわれる度に、焦点検出部２から後述する制御部
４を介して得られる現在および過去のデフォーカス量に
基づいて撮影光学系１による被写体結像面の移動速度を
算出する。

第３図は、移動被写体が撮影光学系１の光軸方向に移
動したときの撮影光学系１により結像される移動被写体
の像面位置の移動軌跡と、撮影光学系１の撮影レンズ位
置の移動軌跡を示す。これらの移動軌跡は、被写体が静
止しているときは時間軸に対して平行となり、被写体が
移動すると図示するように時間軸に対してある傾きを持
つ。そして、移動被写体の像面位置の移動軌跡と撮影レ
ンズの移動軌跡が一致する点で、撮影レンズが移動被写
体に対して合焦状態となる。なお、この焦点検出は、イ
メージセンサ202の電荷蓄積時間中およびデフォーカス
量演算部203での焦点検出演算中もレンズ駆動を行なう
ものとする（以下、オーバーラップサーボと呼ぶ）。

撮影光学系１の像面移動速度算出方法を第３図により
説明する。

前回の焦点検出時から今回の焦点検出時までの撮影光
学系１の像面移動速度V0は、前回と今回の焦点検出の間
に像面が移動した量をその時間間隔で除した値として
（１）式により求められる。

Dfn:今回のデフォーカス量 Df_n-1:前回のデフォーカス量 Mn:今回の電荷蓄積期間中の駆動量 M_n-1:前回の電荷蓄積期間中の駆動量 M_cn-1:前回の演算中の駆動量 T_cn-1:前回の演算時間 Tn:今回の電荷蓄積時間 T_n-1:前回の電荷蓄積時間被写体移動判定部302は、像面速度算出部301によって
求められた撮影光学系１の像面移動速度V0に基づいて被
写体が移動しているかどうかを判定する。この像面移動
速度V0は静止被写体の場合は０となるべき値であるが、
検出誤差などにより必ずしも０とならない。そこで、V0
の絶対値が所定値Vexp以上で、かつ前回の像面移動速度
V0′との比V0/V0′が所定値以上のとき被写体が移動し
ているとし、さらに、測距フレームからの被写体外れに
よって誤った像面移動速度V0を算出しないためV0/V0′
が所定値以上のときは被写体外れとして処理する。これ
を式で表すと次式になる。

r,k,Vexp:所定の定すなわち、（２）式が真のとき移動体と判定し、偽の
とき静止と判定する。なお、定数ｒは0.3〜0.8、定数ｋ
は３〜６位にすればよい。

補正量算出部303は、被写体移動判定部302が被写体の
移動を判定するとき、今回の演算終了時のデフォーカス
量の予測値Ｘ（以下、予測デフォーカス量と呼ぶ）と、
被写体像面の移動速度による補正量ΔＶを（３）式，
（４）式により算出する。

ここで、ΔＴは、予測デフォーカス量Ｘを被写体移動
に伴って一定時間毎に補正するときの時間間隔である。

制御部４は、被写体が移動しているときは補正部３か
ら予測デフォーカス量Ｘに基づいてレンズ駆動部５を制
御し、撮影光学系１の撮影レンズを駆動しながら、一定
時間ΔＴで割り込みをかけて、予測デフォーカス量Ｘに
対して被写体像面の移動速度による補正量ΔＶを加算ま
たは減算して補正を施し、移動被写体を正確に追尾す
る。なお、被写体が静止しているときはデフォーカス量
演算部203からのデフォーカス量に基づいてレンズ駆動
部５を制御し、撮影レンズを合焦位置まで駆動制御す
る。また、制御部４は、後述する合焦時刻算出部６、レ
リーズ制御部７、指示部８、メモリ10およびカウンタ11
の動作を制御する。

レンズ駆動部５は、図示しないパルスモータによって
撮影レンズを駆動する。この駆動量は、駆動系によって
決定される１パルス当たりの撮影レンズ移動量を単位と
してレンズ駆動部５内のカウンタに設定される。このカ
ウンタの値は、パルスモータの回転により撮影レンズが
目標位置へ移動するに伴いその絶対値が減算され、カウ
ンタ値が０になるとパルスモータは停止する。また、カ
ウンタの設定値の符号によってパルスモータは正転ある
いは逆転し、これによって撮影レンズは前後に駆動され
る。

合焦時刻算出部６は、焦点検出部２が焦点検出を行な
う度にデフォーカス量Dfと被写体像面の移動速度V0とに
基づいて、撮影光学系１による被写体の結像面がフィル
ム面Ｆと共役な予定結像面に一致する合焦時刻tcを
（５）式により算出する。

tc−torg＝Df/（V_L−V0） ……（５）ここで、torg:撮影レンズを駆動開始する時刻 Df:時刻torgの時のデフォーカス量 V_L:撮影レンズの駆動速度なお、静止被写体のときはV0＝０として計算する。

レリーズ制御部７は、シャッターレリーズ９が操作さ
れると露光時刻が合焦時刻tcに一致するようにレリーズ
機構部の動作を制御する。ここで、レリーズ機構部と
は、ミラーアップ・ダウン機構、シャッタ先幕および後
幕、それら先幕の駆動機構などから成り、以下で単にレ
リーズ動作と呼ぶときはこれら各機構，要素のシーレン
シャルな動作を言う。

レリーズ機構部の動作を第４図により説明する。

第４図は、第３図に示すようにオーバーラップサーボ
モードで撮影レンズを駆動し、時刻t_Rにシャッターレリ
ーズ９が操作されたときのミラーM,SMの位置、露光のタ
イミング、撮影レンズ位置および被写体像面位置を示す
タイムチャートである。

時刻t_Rでレリーズ操作がなされると、レリーズ制御部
７は、時刻t_R′でまずミラーM,SMを撮影光学系１の光軸
からミラーアップして退避させ、ミラーアップが終了す
ると続いてシャッター先幕の走行を行なう。ミラーアッ
プ開始からシャッター先幕走行開始までの時間（以下、
基準レリーズタイムラグTRと呼ぶ）はカメラによって一
定である。いま、（t_R＋TR）＜tcのとき、時刻t_Rにレリ
ーズ動作を開始すると合焦時刻tc以前の時刻（t_R＋TR）
に露光を開始するのでピンボケ写真を撮ることになる。
従って、t_R′＋TR＝tcとなる時刻t_R′にレリーズ動作を
開始すればピントの合った写真が撮れる。すなわち、時
刻t_Rにシャッターレリーズ９が操作されても時刻t_R′ま
でレリーズ動作開始を遅延させる。また、オーバーラッ
プサーボにより撮影レンズを駆動しているので、合焦時
刻tc以降は撮影レンズは移動する被写体を追尾して常に
合焦状態にある。従って、（t_R＋TR）≧tcのときは、い
つレリーズ動作を開始してもピントの合った写真が撮れ
る。

しかし、第５図に示すように移動被写体の移動速度が
早く、撮影レンズを最高速度で駆動しても追尾できない
ときは、（５）式により（tc−torg）を算出すると負の
値となる。また、（tc−torg）が負にはならないが、基
準レリーズタイムラグTRに比べてかなり大きくなること
がある。このように、合焦までに時間を要するときはレ
リーズ動作を禁止する。

以上説明したレリーズ動作条件と動作内容を第６図に
整理して示す。なお、ここで所定値ＡはTR〜2TR位にす
るか、または精度優先のとき長く、速度優先のとき短く
設定してもよい。

次に、指示部８は、合焦時刻算出部６によって算出さ
れる現在の時刻ｔから合焦時刻tcまでの時間（tc−ｔ）
が０≦（tc−ｔ）≦TRを満たすとき、基準レリーズタイ
ムラグTR後に露光が行える状態であることをファインダ
ーＳ上に表示したり、ブザーなどを鳴動させて撮影者に
知らせる。

また、メモリ10は、前回の演算時間を記憶するメモリ
10（Tcn_-1）、前回の演算時間中の撮影レンズの駆動量
を記憶するメモリ10（Mcn_-1）、前回と今回の電荷蓄積
時間を記憶するメモリ10（Tn_-1）,10（Tn）、前回と今
回の電荷蓄積時間中の撮影レンズ駆動量を記憶するメモ
リ10（Mn_-1）,10（Mn）、前回と今回の被写体像面の移
動速度を記憶するメモリ10（V0′）,10（V0）、前回と
今回のデフォーカス量を記憶するメモリ10（Dfn−１）,
10（Dfn）、電荷蓄積前，後の撮影レンズ位置を記憶す
るメモリ10（tn）,10（tcn）を有する。なお、これらの
メモリは、新たにデータを格納する都度今回分記憶用メ
モリへ最新データが記憶され、今回分として記憶されて
いるデータが前回分記憶用メモリへ転送される。

また、カウンタ11は、イメージセンサ202の電荷蓄積
時間および焦点検出演算時間計測用タイマカウンタC1、
撮影レンズ駆動量計測カウンタC2、駆動量補正割り込み
発生用タイマカウンタC3、合焦時刻計測用タイマカウン
タC4、レリーズ割り込み発生用タイマカウンタC5を有す
る。

以上説明したデフォーカス量演算部203、補正部３、
制御部４、合焦時刻算出部６およびタイマカウンタ５を
マイクロコンピュータで実現する場合、第７図に示すプ
ログラムによってそれぞれの処理を行なう。第７図によ
り第１の実施例の動作を説明する。

マイクロコンピュータは、不図示のAFモードスイッチ
をコンティニュアスAFサーボモード、すなわち自動追尾
モード（以下、Ｃ−AFモードと呼ぶ）にすると第７図に
示すプログラムの実行を開始する。

ステップS1において、初期設定を行う。すなわち、カ
ウンタC1〜C5をリセットし、フラグＦをセットする。さ
らに、駆動量補正割り込みおよびレリーズ割り込みを禁
止する。ステップS2で、AFモードスイッチがＣ−AFモー
ドかどうかを判定し、Ｃ−AFモードのままであればステ
ップS3へ進んで、自動追尾モードの処理を行なう。他の
モードへ切り換えられたときはステップS4へ進んで、レ
ンズ駆動部５を介して撮影レンズの駆動を停止し、メイ
ンプログラムへ戻る。

以下、この自動焦点調節装置の動作を理解しやすくす
るため、第３図に示す時刻tnからの動作を説明する。な
お、以下の各ステップにおいて現在時刻と表記する時刻
はそのステップの動作を行う時点での時刻とする。ステ
ップS3で、タイマカウンタC1の現在値を読み出して前回
の演算時間Tcn_-1としてメモリ10（Tcn_-1）へ記憶する。
この後、タイマカウンタC1をクリヤして再びカウントス
タートさせる。次にステップS5へ進み、カウンタC2の値
を読み出し、電荷蓄積開始前の撮影レンズ位置Ｍ（tn）
としてメモリ10（tn）へ記憶する。さらに、前回の演算
時間中の撮影レンズの駆動量Mcn_-1を次式により算出し
てメモリ10（Mcn_-1）へ記憶する。

Mcn_-1＝Ｍ（tn）−Ｍ（tcn） ……（６）ここで、Ｍ（tn）：電荷蓄積開始時のカウンタC2の値 M（tcn）：電荷蓄積終了時のカウンタC2の値ステップS6で、電荷蓄積開始指令をイメージセンサ20
2へ出力して光電変換を開始させる。続くステップS7に
おいて、イメージセンサ202から電荷蓄積終了信号が発
せられるのを待ち、電荷蓄積終了信号を受信するとステ
ップS8へ進んで、タイマカウンタC1の現在値を読み出
し、今回の電荷蓄積時間Tnとしてメモリ10（Tn）へ記憶
する。この後、タイマカウンタC1をクリヤして再びカウ
ントスタートさせる。ステップS9において、カウンタC2
の値を読み出し、メモリ10（Tcn）へ記憶する。さら
に、今回の電荷蓄積時間中の撮影レンズの駆動量Mnを次
式により算出してメモリ10（Mn）へ記憶する。

Mn＝Ｍ（tcn）−Ｍ（tn） ……（７）ステップS10において、イメージセンサ202から一対の
被写体像信号を読み出し、続くステップS11で、これら
の信号に基づいてデフォーカス量Dfnを演算してメモリ
Ｍ（Dfn）へ記憶する。ステップS12へ進み、フラグＦが
セットされているかどうかを判定する。すなわち、Ｃ−
AFモードが選択された直後は移動被写体の像面速度を演
算するための過去のデータの蓄積がないので、初回に算
出されたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動を行なう
だけで再びステップS2へ戻る。すなわち、フラグＦがセ
ットされていればステップS13に進んで、このフラグＦ
をクリヤし、続くステップS14で、初回に演算されたデ
フォーカス量に基づいて撮影レンズの駆動量を算出して
レンズ駆動部５へ出力する。レンズ駆動部５は、このレ
ンズ駆動量をカウンタに設定し、パルスモータを起動し
て撮影レンズを駆動する。その後、ステップS2へ戻る。

ステップS12でフラグＦがセットされていないと判定
されるとステップS15へ進み、被写体像面の移動速度V0
を上述した（１）式により算出し、メモリ10（V0）へ記
憶する。次にステップS16において、現在時刻から合焦
時刻tcまでの時間Tcを上述した（５）式により算出し、
タイマカウンタC4へセットしてカウントスタートさせ
る。このタイマカウンタC4は時間経過につれてダウンカ
ウントするカウンタであり、合焦時刻に０となる。

ステップS17において、０≦Tc≦TRの真偽が判定さ
れ、真であればステップS18へ進んで、指示部８を介し
てファインダーＳ上に例えば“OK"を表示し、撮影者に
いつシャッターレリーズ９を操作してもピントの合った
写真が撮れることを知らせる。ステップS17で偽と判定
されるとステップS18をスキップする。

ステップS19において、上述した（２）式により被写
体が移動しているかどうかを判定し、移動しているとき
はステップS20へ進み、静止しているときはステップS21
へ進む。ステップS20で、予測デフォーカス量Ｘを
（３）式により算出し、続くステップS22において、こ
のデフォーカス量Ｘを撮影レンズ駆動量に換算してレン
ズ駆動部５へ出力する。レンズ駆動部５は、このレンズ
駆動量をカウンタに設定して撮影レンズを駆動する。

ステップS23において、被写体像面の移動速度補正
量、すなわち被写体の移動に伴う撮影レンズの駆動補正
量ΔＶを（４）式により算出する。この撮影レンズ駆動
量の補正は、所定時間ΔＴ毎に割り込みをかけて後述す
る割り込みルーチンを起動して、レンズ駆動部５のカウ
ンタにそのΔＶを加算または減算して行う。ステップS2
4で駆動量補正割り込みを禁止し、続くステップS25で、
駆動量補正割り込み発生用タイマカウンタC3に所定時間
ΔＴを設定し、カウントスタートさせる。そしてステッ
プS26で再び駆動量補正割り込みを許可してステップS27
へ進む。

一方、ステップS19において被写体が静止していると
判定されたときは、撮影レンズの駆動量を補正する必要
がないためステップS21へ進み、ステップS11で算出され
たデフォーカス量Dfnに基づいて撮影レンズの駆動量を
算出し、レンズ駆動部５へ出力する。レンズ駆動部５は
この駆動量をカウンタに設定して撮影レンズを駆動す
る。そして、ステップS27へ進む。

ステップS27において、シャッターレリーズ９が操作
されたかどうかを判定し、操作されいるとステップS28
へ進み、操作されていなければステップS2へ戻る。ステ
ップS28で、タイマカウンタC4の値を読み出す。このと
きのカウンタC4のカウント値は、ステップS16でセット
したTcからダウンカウントされたTc′であり、これは上
述した（tc−t_R）を示す。次にステップS29で、（tc−t
_R）＜０かどうかを判定し、肯定されると第６図に示す
ようにレリーズ動作を行わずステップS2へ戻る。否定さ
れるとステップS30において、０≦（tc−t_R）≦TRかど
うかを判定し、肯定されるとステップS31において、レ
リーズ制御部７へレリーズ動作開始指令を出力する。す
なわち、時間TR後までに撮影レンズが合焦位置まで駆動
されて停止し、そこで露光が行われてピントの合った写
真が撮れる。ステップS30が否定されるとステップS32へ
進み、TR＜（tc−t_R）≦Ａかかどうかを判定し、肯定さ
れるとステップS33へ進んで、タイマカウンタC5に時間
（tc−t_R−TR）すなわち時刻t_R′を設定してカウントス
タートさせ、続くステップS34でレリーズ割り込みを許
可する。すなわち、後述するレリーズ割り込みルーチン
によって上述した第４図に示す時刻t_R′（＝tc−TR）に
レリーズ動作が開始される。なお、ステップS32が否定
されるのは、第６図に示すようにＡ＜（tc−t_R）の場合
でありレリーズ動作を行なわずステップS2へ戻る。

第８図は、駆動量補正割り込みによって実行される割
り込みルーチンを示すフローチャートで、タイマカウン
タC3がタイムアップすると実行される。

ステップS101で駆動量補正割り込みを禁止してステッ
プS102に進み、このステップS102において、補正量ΔＶ
を撮影レンズ駆動量に換算してレンズ駆動部５へ出力す
ると、レンズ駆動部５はこの補正駆動量を現在のカウン
ト値に加算する。次にステップS103で所定時間ΔＴをタ
イマカウンタC3に設定し、さらにステップS104で再び駆
動量補正割り込みを許可してリターンする。

第９図（ａ）は、レリーズ動作割り込みを示すフロー
チャートで、タイマカウンタC5がタイムアップすると実
行される。

ステップS201でレリーズ動作割り込みを禁止し、続く
ステップS202でレリーズ動作の開始指令をレリーズ制御
部７へ出力してレリーズ動作を開始させる。すなわち、
上述したように時間TR後までに撮影レンズが合焦位置ま
で駆動されて停止し、そこで露光が行われてピントの合
った写真が撮れる。そしてステップS203で、再びレリー
ズ動作割り込みを許可してリターンする。

このように第１の実施例では、撮影レンズを移動被写
体に追尾して駆動しながら合焦する時刻tcを算出し、レ
リーズ動作を開始する時刻を合焦時刻tcから基準レリー
ズタイムラグTR時間前の時刻（tc−TR）としたので、合
焦時刻tcに露光が行われて常にピントが合った写真を撮
ることができる。また、移動被写体を追尾中に撮影が可
能な状態になるとファインダーにその旨を表示し、さら
に、合焦するまでにかなり時間を要するときはレリーズ
を禁止することにしたので、操作性がよく移動被写体を
確実に捕捉することができる。

−第２の実施例− この第２の実施例は、第10図に示すように、シャッタ
ーレリーズ操作後すぐにミラーアップ動作を開始する
が、ミラーアップ動作が完了してもすぐにシャッター先
幕の走行をおこなわず、合焦時刻tcに露光が行なわれる
ようにシャッター先幕の走行を遅延させるものである。
すなわち、ミラーアップ動作開始前に時間調整する第１
の実施例に対して、シャッター先幕走行前に時間調整す
る実施例である。

このようなレリーズ制御をした場合、ミラーアップに
よってファインダーで被写体像が見えなくなる像消失時
間が（tc−t_R−TR）の時間だけ長くなるが、シャッター
レリーズ操作後すぐにミラーアップ動作を開始するので
シャッターレリーズの操作感覚がよい。ただし、像消失
時間があまり長くなると逆効果になるので、所定時間以
上長くなるときはレリーズ禁止にする。以上のレリーズ
動作条件と動作内容をまとめて第11図に示す。

第２の実施例の自動焦点調節装置は、第２図に示す第
１の実施例と同じ構成で実現できる。また、第７図〜第
９図（ａ）に示すマイクロコンピュータのプログラム
は、第７図のステップS32を第12図に示すステップS3
2′,32aとし、さらに第９図（ａ）のステップS202を第
９図（ｂ）に示すステップS202′とするだけでよい。

なお、上記ステップS32′や第11図における所定値Ｂ
を決定するにあたっては、一般的にカメラの基準レリー
ズタイムラグTRが50〜100ms位であることを考慮し、所
定値Ｂは大きくても150ms位がよい。そのため、所定値
Ｂはあまり大きな値に設定できないので、この実施例で
はレリーズ禁止になる可能性が大きい。そこで、変形例
として第１と第２の実施例を複合する方法がある。すな
わち、所定値Ａ、ＢをＡ＞Ｂとなるように設定し、TR＜
（tc−t_R）≦Ｂで先幕の走行タイミングを調整し、Ｂ＜
（tc−t_R）≦Ａでレリーズ動作開始タイミングを調整
し、さらにＡ＜（tc−t_R）でレリーズ禁止とすればよ
い。

このように第２の実施例では、シャッターレリーズ操
作後すぐにミラーアップ動作を開始し、合焦時刻tcに露
光するようにシャッター幕の走行を遅延制御するように
したので操作感覚がさらによくなる。

上述した第１および第２の実施例では、焦点検出が行
なわれる度に合焦時刻tcを算出しているが、シャッター
レリーズ９が操作されたときだけ合焦時刻を算出するよ
うにしてもよい。すなわち、第13図に示すように、シャ
ッターレリーズ９が操作されるまでは階段状に撮影レン
ズを駆動し、シャッターレリーズ９が操作されると撮影
レンズを目標位置まで一気に駆動する。

このような制御では、まず、シャッターレリーズ９が
操作されたときのデフォーカス量Df_Rを計算し、このデ
フォーカス量Df_Rと像面移動速度V0とに基づいて次式に
より合焦時刻tcを算出する。

tc−t_R＝Df_R/（V_L−V0） ……（８）そして、（tc−t_R）＜０のときはレリーズを禁止し、
０≦（tc−t_R）≦TRのときは時刻（t_R＋TR）の像面位置
を計算し、その位置へ撮影レンズを駆動しながら時刻
（t_R＋TR）に露光を行なう。また、TR＜（tc−t_R）≦Ａ
のときは時刻tcの被写体像面位置を計算してその位置へ
撮影レンズを駆動し、時刻（tc−TR）にミラーアップを
開始して時刻tcに露光を行う。さらに、Ａ≦（tc−t_R）
のときはレリーズを禁止する。所定値Ａは第１の実施例
で用いた値である。なお、第２の実施例と同様にシャッ
ター幕の走行でタイミングを調整してもよい。

また、上述した第１および第２の実施例では、被写体
の像面位置を一次関数で近似して合焦時刻を算出してい
るが、二次以上の高次関数で近似してもよい。二次関数
で被写体の像面位置を近似する例を第14図により説明す
る。

制御部４は、被写体の像面位置を二次関数Ｙ＝at²＋b
t＋ｃで近似して各係数a,b,cを算出し、時刻tcに撮影レ
ンズ位置がa tc²＋b tc＋ｃになるように撮影レンズを
駆動する。合焦時刻算出部６は、時刻torgから撮影レン
ズを駆動したとして合焦時刻tcを算出する。時刻（torg
＋ｔ′）の撮影レンズおよび被写体像面の位置は次式で
表される。

Ｙ＝V_Lt′＋ｄ：撮影レンズＹ＝ａ（ｔ′＋torg）^２＋ｂ（ｔ′Ｔ＋torg）＋ｃ被
写体 ……（９）上式から合焦時刻tcは（10）式に示す二次式の根であ
る。

a tc²＋（2a torg＋ｂ−V_L）tc＋a torg²＋b torg＋ｃ−ｄ＝０ ……（10）上式が実根を持たないときは第14図の実線で示すよう
になり、合焦時刻tcが算出できないのでレリーズ禁止に
する。また、２つの実根がある場合は（tc−torg）＞０
である根の内（tc−torg）が小さい方を合焦時刻tcとす
る。そして、この合焦時刻tcに基づいてレリーズ制御部
７でレリーズ動作を制御する。なお、（tc−torg）＞０
の根がない場合はレリーズ禁止にする。

さらに上述の実施例では、撮影レンズの駆動速度が一
定の場合について述べたが、何段階か速度を変えてレン
ズ駆動を行なってもよい。この場合は上述の実施例の構
成におけるレンズ駆動部５と合焦時刻算出部６とが異な
るのでそれについて説明する。

レンズ駆動部５は、内蔵するレンズ駆動量設定カウン
タの残量が所定値D1以下のときは速度S1で撮影レンズを
駆動し、所定値D1より大きいときは速度S2（＞S1）で撮
影レンズを駆動する。また、合焦時刻算出部６は、速度
S1で駆動する時間Td1および速度S2で駆動する時間Td2を
（11）式により算出する。

Df:速度S2で駆動を開始した時のデフォーカス量に相
当するレンズ駆動量設定カウンタ設定値 S1,S2:撮影レンズ９駆動速度（S1＜S2） V0:被写体像面移動速度従って、合焦時刻tcは（12）式のように表される。

tc＝torg＋Td1＋Td2 ……（12）ここで、torg:速度S2で駆動を開始した時刻なお、（11），（12）式は|Df|＞|D1|の場合に用いら
れるもので、|Df|＜|D1|のときは合焦時刻tcまでレンズ
駆動速度を変更しないので、第１の実施例と同様にして
算出すればよい。

以上、２段階に速度を変える場合について説明した
が、Ｎ段階に速度を変えてもよい。合焦時刻tcまでレン
ズ駆動速度ｍ段階（１≦ｍ≦Ｎ）に変える場合は次式で
表される。

Df:速度Smで駆動を開始した時のデフォーカス量に相
当するレンズ駆動量設定カウンタの設定値 Sm…S1:撮影レンズ９の駆動速度（Sm＞Sm_-1＞…S1）すなわち、（13）式により算出された合焦時刻tcに基
づいてレリーズ動作を制御する。

G.発明の効果以上説明したように本発明によれば、撮影光学系のデ
フォーカス量と、撮影光学系の被写体結像面の移動速度
と、レンズ駆動速度とに基づいて、撮影光学系の被写体
結像面がいつ予定結像面に一致するかを示す時間情報を
算出し、その時間情報に基づいて撮影光学系の被写体結
像面が予定結像面に一致するときに露光が行われるよう
にシャッターレリーズ機構部の動作を開始させるようし
たので、操作性がよく常にピントの合った写真が撮れ
る。

また、シャッターレリーズ操作がなされると直ちにシ
ャッターレリーズ機構部のミラーを駆動し、撮影光学系
の被写体結像面が予定結像面に一致するときにシャッタ
ーレリーズ機構部のシャッター先幕走行を開始させるよ
うにしたので、操作性がよく常にピントの合った写真が
撮れる上に、シャッターレリーズの操作感覚をよくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。第２図は第１の実施例を示す全体構成図、第３図は移動
被写体を追尾駆動するときの被写体像面位置と撮影レン
ズ位置の軌跡を示す図、第４図はシャッターレリーズを
操作したときのミラー位置、露光のタイミング、レンズ
位置および被写体像面位置を示す図、第５図は撮影レン
ズを最高速度で駆動しても被写体像面位置を追尾できな
い状態を示す図、第６図は第１の実施例のレリーズ動作
条件と動作内容を説明する図、第７図（ａ）〜第７図
（ｃ）は第１の実施例のマイクロコンピュータのプログ
ラムを示すフローチャート、第８図は第７図の駆動量補
正割り込みルーチンを示すフローチャート、第９図は第
７図のレリーズ割り込みルーチンを示すフローチャー
ト、第10図はレリーズ動作をシャッター先幕の走行前で
時間調整したときのミラー位置、露光タイミング、レン
ズ位置および被写体像面位置を示す図、第11図は第２の
実施例のレリーズ動作条件と動作内容を説明する図、第
12図は第７図（ａ）〜第７図（ｃ）に示すマイクロコン
ピュータのプログラムを第２の実施例に用いる場合の変
更部分を示す図、第13図はシャッターレリーズを操作し
たときだけ合焦時刻を算出して移動被写体を追尾する第
２の実施例の変形例を示す図、第14図は被写体像面位置
を二次関数で近似する場合を示す図、第15図はレンズ駆
動速度を２段階に変えて駆動しながら被写体像面位置を
追尾する場合を示す図である。 1:撮影光学系、2:焦点検出部 3:補正部、4:制御部 5:レンズ駆動部、6:合焦時刻算出部 7:レリーズ制御部、8:指示部 9:シャッターレリーズ、10:メモリ 11:カウンタ、201:焦点検出光学系 202:イメージセンサ 203:デフォーカス量演算部 301:像面速度算出部 302:被写体移動判定部 303:補正量算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系による被写体の結像面と、フィ
ルム面と共役な予定結像面との差に対応するデフォーカ
ス量を繰り返し算出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段により算出された現在および過去のデ
フォーカス量に基づいて、被写体移動に伴う前記撮影光
学系の被写体結像面の移動速度を算出する像面速度算出
手段と、前記焦点検出手段により算出されたデフォーカス量と前
記像面速度算出手段により算出された被写体結像面の移
動速度とに基づいて撮影光学系を駆動制御するレンズ駆
動制御手段とを具備する自動焦点調節装置において、前記焦点検出手段により算出されたデフォーカス量と、
前記像面速度算出手段により算出された像面移動速度
と、前記レンズ駆動制御手段によるレンズ駆動速度とに
基づいて、前記レンズ駆動制御手段により駆動制御され
る前記撮影光学系の被写体結像面がいつ前記予定結像面
に一致するかを示す時間情報を算出する時間情報算出手
段と、前記撮影光学系の被写体結像面が前記予定結像面に一致
するときに露光が行われるように、前記時間情報に基づ
いてシャッターレリーズ機構部の動作を開始させるシャ
ッターレリーズ制御手段とを備えることを特徴とする自
動焦点調節装置。
【請求項２】請求項１に記載の自動焦点調節装置におい
て、前記時間情報算出手段は、前記焦点検出手段によりデフ
ォーカス量が算出される毎に前記時間情報を算出するこ
とを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項３】請求項２に記載の自動焦点調節装置におい
て、前記時間情報算出手段により算出される前記時間情報
は、前記焦点検出手段によりデフォーカス量が算出され
た時点を起点とする時刻または時間であることを特徴と
する自動焦点調節装置。
【請求項４】請求項１に記載の自動焦点調節装置におい
て、前記時間情報算出手段は、シャッターレリーズ操作がな
されたときに前記時間情報を算出することを特徴とする
自動焦点調節装置。
【請求項５】請求項４に記載の自動焦点調節手段におい
て、前記時間情報算出手段により算出される前記時間情報
は、前記シャッターレリーズ操作がなされたときを起点
とする時刻または時間であることを特徴とする自動焦点
調節装置。
【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかに記載の自
動焦点調節装置において、前記シャッターレリーズ制御手段は、前記シャッターレ
リーズ操作がなされると直ちに前記シャッターレリーズ
機構部のミラーを駆動し、前記時間情報算出手段により
算出された前記撮影光学系による被写体結像面が前記予
定結像面に一致するときに前記シャッターレリーズ機構
部のシャッター先幕走行を開始させることを特徴とする
自動焦点調節装置。