JP3028563B2 - カメラのオートフォーカス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、間欠的に算出された被写体の距離に応じた
焦点検出情報の内、最新の情報と過去のいずれかの情報
とに基づいて短い演算時間で正確に焦点を調節するカメ
ラのオートフォーカス装置に関する。

B.従来の技術 従来から、間欠的に算出された被写体の距離に応じた
焦点検出情報の内、最新の情報と前回の情報とに基づい
て未来の移動被写体位置を予測し、この予測位置に従っ
て撮影レンズを駆動するオートフォーカス装置が知られ
ている。

ところが、焦点検出装置自体には検出誤差が含まれて
おり、最新の情報とすぐ直前の前回の情報とに基づいて
被写体位置を予測すると、焦点検出誤差が拡大されて正
確な位置から大きくずれてしまうという欠点があった。

そこで、この焦点検出誤差の影響をできるだけ少なく
するために、過去の全ての焦点検出情報を統計処理して
未来の移動被写体位置を予測するカメラのオートフォー
カス装置が提案されている。

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した装置では、統計処理のために
は複雑な演算処理が必要となるので、演算時間が長くか
かるという問題がある。

本発明の目的には、簡単な演算処理を行なって短時間
で正確な未来の移動被写体位置を予測するカメラのオー
トフォーカス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 一実施例を示す第１図および第４図に対応づけて本発
明を説明すると、本発明は、被写体の距離に関する焦点
情報を間欠的に算出する焦点検出手段４と、この焦点検
出手段４により繰り返し算出された焦点情報を複数個記
憶する記憶手段5aと、この記憶手段5aに記憶されている
焦点情報に基づいて未来の被写体位置を予測する被写体
位置予測手段５と、この被写体位置予測手段５の予測結
果に基づいて撮影レンズ１を駆動するレンズ駆動手段６
とを備えたカメラのオートフォーカス装置に適用され
る。

そして、請求項１の発明は、被写体位置予測手段５に
よって、記憶手段5aに記憶されている複数個の焦点情報
のうち最新の焦点情報と、それよりも少なくとも２回以
上前に採取した過去の少なくとも１つの焦点情報とに基
づいてのみ未来の被写体位置を予測することにより、上
記目的を達成する。

また、請求項２のカメラのオートフォーカス装置は、
焦点検出手段４の焦点検出領域を測光する測光手段７
と、未来の被写体位置を予測する際、焦点検出手段４に
より算出された過去の焦点情報のどれを用いるかを測光
手段７の検出結果に応じて決定する焦点情報選択手段８
とを備えたものである。

さらに、請求項３のカメラのオートフォーカス装置
は、被写体位置予測手段５によって、最新の焦点情報
と、最新の焦点情報に対しカメラのレリーズタイムラグ
よりも長い時間間隔をおいた過去の少なくとも１つの焦
点情報とに基づいて未来の被写体位置を予測するように
したものである。

さらにまた、請求項４の発明は、被写体位置予測手段
５によって、記憶手段5aに記憶されている複数個の焦点
情報のうち、最新の焦点情報より前に採取した過去の焦
点情報の中から最新の焦点情報との採取時間間隔に基づ
いて少なくとも１つの焦点情報を選択し、その選択した
過去の焦点情報と最新の焦点情報とに基づいて未来の被
写体位置を予測することにより、上記目的を達成する。

請求項５の発明は、前記採取時間間隔をレリーズタイ
ムラグ以上としたものである。

E.作用 請求項１のカメラのオートフォーカス装置では、記憶
手段5aが、焦点検出手段４により繰り返し算出された焦
点情報を複数個記憶する。被写体位置予測手段５は、こ
の記憶されている焦点情報のうち最新の焦点情報と、そ
れよりも少なくとも２回以上前に採取した過去の少なく
とも１つの焦点情報とに基づいてのみ未来の被写体位置
を予測する。そして、レンズ駆動手段６は、この予測結
果に基づいて撮影レンズ１を駆動する。

また、請求項２のカメラのオートフォーカス装置で
は、焦点情報選択手段８が、未来の被写体位置を予測す
るときに焦点検出手段４により算出された過去の焦点情
報のうちどれを用いるかを測光手段７の検出結果に応じ
て決定し、被写体位置予測手段５は、焦点情報選択手段
８により決定された焦点情報に基づいて未来の被写体位
置を予測する。そして、レンズ駆動手段６は、この予測
結果に基づいて撮影レンズ１を駆動する。

さらに、請求項３のカメラのオートフォーカス装置で
は、被写体位置予測手段５が、最新の焦点情報と、最新
の焦点情報に対しカメラのレリーズタイムラグよりも長
い時間間隔をおいた過去の少なくとも１つの焦点情報と
に基づいて未来の被写体位置を予測する。

さらにまた、請求項４のカメラのオートフォーカス装
置では、被写体位置予測手段５が、記憶手段5aに記憶さ
れている複数個の焦点情報のうち、最新の焦点情報より
前に採取した過去の焦点情報の中から最新の焦点情報と
の採取時間間隔に基づいて少なくとも１つの焦点情報を
選択し、その選択した過去の焦点情報と最新の焦点情報
とに基づいて未来の被写体位置を予測する。

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実施例の図を用いた
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１図は、本発明の第１の実施例を示すブロック図で
ある。

被写体からの光束は、撮影レンズ１を通過し、クイッ
クリターンミラー２へ達する。同ミラー２の半透過部を
通過した一部の光束は、サブミラー３により反射され、
焦点検出部４へ導かれる。

焦点検出部４は、周知の焦点検出光学系，イメージセ
ンサおよび焦点検出演算部から構成され、所定結像面で
あるフィルム共役面と撮影レンズ１の像面との光軸に沿
った距離に対応する量、すなわちデフォーカス量を間欠
的に算出する。

被写体位置予測部５は、マイクロコンピュータおよび
メモリ5a（記憶手段）などの周辺部品から構成され、焦
点検出部４により算出されたデフォーカス量に基づいて
未来の被写体像の像面位置を予測し、レンズ駆動部６に
より撮影レンズ１の像面位置が予測像面位置に一致する
ように撮影レンズ１を駆動制御する。

第２図は、追尾駆動時の時刻ｔに対する移動被写体の
実際の像面位置と焦点検出部４により各検出時刻に検出
された像面位置を示す。なお、追尾駆動とは、撮影レン
ズ１の像面位置が実際の被写体像面位置に常に一致する
ように撮影レンズ１を駆動するレンズ駆動方式である。

図において、実線で示す軌跡が実際の被写体の像面位
置であり、d0〜dnが焦点検出部４により検出された被写
体像面の位置である。これらの検出位置のうち、d0が最
新の位置情報、d1〜dnが過去の位置情報である。ここで
dnは、最新の位置情報d0よりｎ回前の位置情報を表す。
また、これらの各検出位置は、実際の被写体像の位置を
示す実線とのズレ、すなわち検出誤差を含む。

ここで、時刻txにおける被写体像面の位置dxの算出方
法について説明する。

いま、時刻t0における被写体像面の移動速度Vzは次式
により算出される。

Vz＝（d0−dn）／（t0−tn） ここで、n:1,2,3,・・ （１） 従って、時刻txにおける像面位置dxは次式により求め
られる。

dx＝Vz・（tx−t0）＋d0 （２） 時刻txで撮影レンズ１の像面位置が上式により算出さ
れたdxになるように撮影レンズ１を駆動制御すれば、時
刻txにおいて合焦状態となりピントのあった写真が撮影
できる。また、時刻tx以後、移動する被写体像面位置を
追尾して撮影レンズ１を駆動すれば、いつシャッターレ
リーズ操作を行なってもピントのあった写真撮影が可能
である。

次に、（２）式により算出される時刻txにおける予測
像面位置dxの誤差について検討する。

まず、（１）式により算出される被写体像面の移動速
度Vzには、焦点検出部４により検出された被写体像面位
置d0,dnの検出誤差に起因する誤差分が含まれ、この誤
差は、検出時間間隔（t0−tn）が長いほど小さくなる。
さらに、この像面移動速度Vzに基づいて（２）式により
算出される予測像面位置dxには、像面移動速度Vzの誤差
に比例した誤差が含まれ、この誤差は、予測時刻txが時
刻t0に近いほど小さくなる。

以上のことから、次のような結論を得ることができ
る。すなわち、最新の位置情報d0とそれよりも２回以上
前の過去の位置情報の内のいずれか１つを用いて像面位
置dxを予測すれば、（１）式で算出される被写体像面の
移動速度Vzに含まれる誤差が小さくなり、この結果、
（２）式で算出される予測位置dxの誤差も小さくなる。

いま、この実施例では、ｎ＝２とし、最新の位置情報
d0とそれよりも２回前の位置情報d2を用いて像面位置dx
を予測するものとする。この場合は、最新の位置情報d0
と前回の位置情報d1とを用いて像面位置dxを予測する場
合に比べて、（１）式の検出時間間隔（t0−tn）が２倍
になるので像面移動速度Vzの誤差は1/2となり、従っ
て、予測像面位置dxの誤差も1/2になる。

なお、像面位置dxの予測に用いる位置情報の検出時間
間隔（t0−tn）は、少なくともカメラに固有のレリーズ
タイムラグ（シャッタレリーズから実際に露光されるま
でのタイムラグなど）tdよりも長い時間間隔が望まし
い。従って、位置情報の検出時間間隔（t0−tn）が短い
ときは、最新の位置情報d0とそれより２回以上前の過去
の位置情報の中から、検出時間間隔が（t0−tn）≧tdと
なるような位置情報を選択して用いればよい。

第３図は、被写体位置予測部５で実行される被写体位
置予測演算プログラムである。このプログラムは、焦点
検出部４で焦点検出情報が算出される毎に実行される。
第３図により第１の実施例の動作を説明する。

ステップS1において焦点検出部４からの最新の被写体
像位置情報d0を読み込んだ後、ステップS2へ進み、（ｎ
＋１）回以上、すなわち３回以上被写体像面の位置情報
を検出したかどうかを判別する。そして、肯定されると
ステップS3へ進み、否定されるとステップS5へ進む。ス
テップS3では、被写体位置情報d0とd2を用いて上述した
（１），（２）式により被写体像面の予測位置dxを算出
する。そして、ステップS4において、この予測位置と現
在位置との差（dx−d0）を求め、撮影レンズ１の駆動量
に変換してレンズ駆動部６へ出力し、撮影レンズ１を駆
動制御する。

次にステップS5では、検出された被写体像面の位置ｄ
と検出時刻ｔの記憶情報の更新が行なわれる。すなわ
ち、dn−１がdnに、tn−１がtnにそれぞれ記憶される。
以上の処理を終えるとプログラムの実行を終了する。

このように、所定の時間間隔で算出される焦点検出情
報のうち、最新の位置情報とそれよりも２回以上前の過
去の位置情報のうちの１つの情報を用いて被写体像面の
位置を予測するので、従来のように過去の全ての焦点検
出情報を統計処理して位置を予測する場合に比べ短い時
間で正確な位置を算出できる。

−第２の実施例− 次に、CCDなどの電荷蓄積型のイメージセンサを焦点
検出に用いた場合、１回の焦点検出時間は撮影画面の輝
度が明るいほど短くなり、暗いほど長くなる。従って、
撮影画面の輝度が明るいときは焦点検出時間間隔も短く
なるので、上述したように、所定の検出時間間隔（t0−
tn）を確保して予測位置の誤差を最小にするために、予
測演算に用いる過去の位置情報を撮影画面の明るさに応
じて最新の位置情報よりも３回前、４回前、あるいはそ
れ以上前の位置情報とする。

以下、この第２の実施例を示す第４図により説明す
る。なお、第１図に示す第１の実施例と同様な要素に対
しては同符号を付して相違点を中心に説明する。

焦点検出部４へ導かれる被写体からの光束の一部は、
焦点検出部４の不図示のイメージセンサの近くに設置さ
れる測光部７へも導かれる。この測光部７は、焦点検出
部４の焦点検出領域を測光して輝度情報を算出し、焦点
検出情報選択部８へ出力する。

焦点検出情報選択部８は、これらの輝度情報に基づい
て過去の被写体像面の位置情報の中から被写体位置の予
測演算に用いる位置情報を選択する。すなわち、輝度が
明るければ明るいほど古い位置情報を採用する。

第５図は第２の実施例の被写体位置予測演算プログラ
ムであり、同図により第２の実施例の動作を説明する。
なお、第５図において、第１の実施例の被写体位置予測
演算プログラムを示す第３図と同様のステップに対して
は同ステップ番号を付して相違点を中心に説明する。

ステップS1において、最新の被写体像位置情報d0を読
み込んだ後、ステップS10へ進み、測光部７により撮影
画面を測光して得られた輝度情報を読み込む。そして、
ステップS11において、上記ステップにて読み込まれた
輝度情報に基づいて被写体像面位置の予測演算に用いる
過去の位置情報を選択する。例えば、輝度が明るいとき
は最新位置情報d0よりも５回前の位置情報d5を選択し、
暗いときは３回前の位置情報d3を選択する。なお、この
とき上述したように（d0−dn）≧tdとなるように選択す
ることが望ましい。

続くステップS12で、（ｎ＋１）回以上被写体像面の
位置情報を検出したかどうかを判別し、肯定されるとス
テップS3へ進み、否定されるとステップS5へ進む。

以下のステップS3〜S5においては、ステップS11で選
択された被写体位置情報を用いて第１の実施例と同様
に、被写体像面の予測位置dxを算出し、この予測位置dx
に基づいて撮影レンズ１を駆動制御して合焦させた後、
位置情報ｄおよび検出時刻ｔの更新を行なってプログラ
ムの実行を終了する。

このように、被写体像面の位置を予測するときに撮影
画面の輝度に応じて過去の位置検出情報を選択して用い
るので、撮影画面の明暗に関わらず常に正確な位置が短
時間で算出できる。

なお、上述した第２の実施例では、焦点検出部４のイ
メージセンサ近くに設けられた測光部７により測光した
が、ファインダー内に設けられる測光部によって測光し
てもよい。また、焦点検出部４のイメージセンサ自体を
用いて測光を行ってもよい。

また、上述した各実施例では、撮影レンズを移動被写
体に追尾駆動する場合を例にあげて説明したが、シャッ
ターレリーズが操作されて露光が行なわれるときだけ撮
影レンズを駆動制御する場合でも本発明を適用でき、短
時間で正確な被写体位置を予測できる。

G.発明の効果 以上説明したように請求項１の発明によれば、繰り返
し算出された焦点情報の中から、最新の焦点情報と、そ
れよりも少なくとも２回以上前に採取した過去の少なく
とも１つの焦点情報とに基づいてのみ未来の被写体位置
を予測するようにしたので、短い演算時間で正確な予測
位置を算出できる。

また、請求項２のカメラのオートフォーカス装置で
は、過去の焦点情報のうちのどれを用いて未来の被写体
位置を予測するかを焦点検出領域の測光結果に応じて決
定するようにしたので、上記効果に加え撮影画面の明暗
に関わらず正確な予測位置が得られる。

さらに、請求項３のカメラのオートフォーカス装置で
は、最新の焦点情報と、最新の焦点情報に対しカメラの
レリーズタイムラグよりも長い時間間隔をおいた過去の
少なくとも１つの焦点情報とに基づいて未来の被写体位
置を予測するようにしたので、さらに正確な予測位置を
算出できる。

さらにまた、請求項４および請求項５の発明によれ
ば、記憶されている複数個の焦点情報のうち、最新の焦
点情報より前に採取した過去の焦点情報の中から最新の
焦点情報との採取時間間隔に基づいて少なくとも１つの
焦点情報を選択し、その選択した過去の焦点情報と最新
の焦点情報とに基づいて未来の被写体位置を予測するよ
うにしたので、短い演算時間で正確な予測位置を算出で
きる。なお、採取時間間隔をレリーズタイムラグ以上と
するのが望ましい。

【図面の簡単な説明】 第１図は第１の実施例を示すブロック図、第２図は時刻
ｔに対する実際の被写体の像面位置および撮影レンズの
像面位置を示す図、第３図は第１の実施例の被写体位置
予測演算プログラムを示すフローチャート、第４図は第
２の実施例を示すブロック図、第５図は第２の実施例の
被写体位置予測演算プログラムを示すフローチャートで
ある。 1:撮影レンズ、4:焦点検出部 5:被写体位置予測部、5a:メモリ 6:レンズ駆動部、7:測光部 8:焦点検出情報選択部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の距離に関する焦点情報を間欠的に
   算出する焦点検出手段と、 この焦点検出手段により繰り返し算出された前記焦点情
   報を複数個記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている前記焦点情報に基づいて
   未来の被写体位置を予測する被写体位置予測手段と、 この被写体位置予測手段の予測結果に基づいて撮影レン
   ズを駆動するレンズ駆動手段とを備えたカメラのオート
   フォーカス装置において、 前記被写体位置予測手段は、前記記憶手段に記憶されて
   いる複数個の前記焦点情報のうち最新の焦点情報と、そ
   れよりも少なくとも２回以上前に採取した過去の少なく
   とも１つの焦点情報とに基づいてのみ未来の被写体位置
   を予測することを特徴とするカメラのオートフォーカス
   装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のカメラのオートフォーカ
   ス装置において、 前記焦点検出手段の焦点検出領域を測光する測光手段
   と、 未来の被写体位置を予測する際、前記焦点検出手段によ
   り算出された過去の焦点情報のどれを用いるかを前記測
   光手段の検出結果に応じて決定する焦点情報選択手段と
   を備えることを特徴とするカメラのオートフォーカス装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のカメラの
   オートフォーカス装置において、 前記被写体位置予測手段は、前記最新の焦点情報と、前
   記最新の焦点情報に対し前記カメラのレリーズタイムラ
   グよりも長い時間間隔をおいた前記過去の少なくとも１
   つの焦点情報とに基づいて未来の被写体位置を予測する
   ことを特徴とするカメラのオートフォーカス装置。
4. 【請求項４】被写体の距離に関する焦点情報を間欠的に
   算出する焦点検出手段と、 この焦点検出手段により繰り返し算出された前記焦点情
   報を複数個記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている前記焦点情報に基づいて
   未来の被写体位置を予測する被写体位置予測手段と、 この被写体位置予測手段の予測結果に基づいて撮影レン
   ズを駆動するレンズ駆動手段とを備えたカメラのオート
   フォーカス装置において、 前記被写体位置予測手段は、前記記憶手段に記憶されて
   いる複数個の前記焦点情報のうち、最新の焦点情報より
   前に採取した過去の焦点情報の中から最新の焦点情報と
   の採取時間間隔に基づいて少なくとも１つの焦点情報を
   選択し、その選択した過去の焦点情報と最新の焦点情報
   とに基づいて未来の被写体位置を予測することを特徴と
   するカメラのオートフォーカス装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載のカメラのオートフォーカ
   ス装置において、 前記採取時間間隔をレリーズタイムラグ以上としたこと
   を特徴とするカメラのオートフォーカス装置。