JP3305733B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動焦点調節装置に関
し、特に被写体がＵターンする場合のように速度の向き
が変わる場合にもその被写体にピントが合う自動焦点調
節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来被写体が動体であるときにそれに追
随して補正を行なう自動焦点調節装置を有するカメラが
提供されている。このようなカメラにおいては、近づい
てくる被写体や遠ざかっていく被写体のいずれか一方に
ついてはそれに追随して補正が行なわれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の動体補正が可能
な自動焦点調節装置においては、被写体が一方向にのみ
移動しているときには対応できたが、たとえばＵターン
するような被写体などのような速度の方向が逆転するよ
うな被写体では、速度の方向が逆転した後も同じ補正を
していたのでは補正しすぎるという問題点があった。従
来はこのような場合においては速度方向が逆転したとき
は追随補正が解除されていた。

【０００４】その結果、動体補正をしても動く被写体に
は追随しきれずにピントの合わない写真が撮られてい
た。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、たとえばＵターンするような、
被写体の速度の向きと加速度の向きが逆のときが存在す
る被写体についても補正が可能な自動焦点調節装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる自動焦
点調節装置は、被写体が動体であるとき、その像面速度
を検出する像面速度検出手段と、像面速度の検出結果に
応じて被写体の移動に追随してその像が合焦するよう、
被写体の位置を予測したレンズ駆動を行う動体補正手段
と、前記像面速度検出手段により検出された複数の像面
速度から平均速度を演算する平均速度演算手段とを含
み、前記動体補正手段は第１の補正手段と第２の補正手
段とを含み、前記平均速度演算手段により演算された平
均速度の符号が変化したことを検出することによって像
面速度の方向が反転したことを検出する反転検出手段
と、反転検出手段の出力に応じて前記前記第１の補正手
段と第２の補正手段とを切換える。

【０００７】

【作用】この発明においては動体の移動速度だけでな
く、その方向の反転、すなわち、加速度の向きも検出し
てそれに応じて動体補正の方法が切換えられる。

【０００８】

【実施例】以下に図面を参照してこの発明の一実施例に
ついて説明する。

【０００９】図１はこの発明にかかる自動焦点調節装置
の要部を示すブロック図である。図１を参照してこの発
明にかかる自動焦点調節装置は全体を制御するＣＰＵ１
１と、ＣＰＵ１１に接続され、被写体の焦点検出および
それに伴うデフォーカス量を検出するための測距部１２
と、測距部１２の検出したデフォーカス量に応じてその
デフォーカス量を減らすように撮影レンズを駆動するた
めのレンズ駆動装置１３と、レンズ駆動量を検出するた
めのレンズ駆動量検出装置１４とを含む。

【００１０】ＣＰＵ１１は、以下に示すような各手段と
して機能する。すなわち、測距部１２から検出されたデ
フォーカス量に応じてデフォーカス速度を演算するため
のデフォーカス速度演算手段２３と、測距間隔を検出す
るための測距間隔検出手段２２と、デフォーカス速度演
算手段２３の結果を用いて平均速度を演算するための平
均速度演算手段２６と、平均速度を用いてスムージング
速度を演算するためのスムージング速度演算手段２８
と、平均速度およびスムージング速度を用いて速度方向
の反転を検出する速度方向反転検出手段２７として機能
する。ＣＰＵ１１はさらに、平均速度、スムージング速
度および速度方向反転のデータに基づいて補正速度を演
算する補正速度演算手段２９と、補正速度およびデフォ
ーカス量に基づいて撮影レンズの駆動量を演算するレン
ズ駆動量演算手段２４と、レンズ駆動量検出装置１４か
らのレンズ駆動量をもとにそれをデフォーカス量に変換
する変換手段２５の機能を果たす。デフォーカス量に変
換されたレンズ駆動量はデフォーカス速度演算手段２３
に送られる。

【００１１】次にフローチャートを参照して図１に示し
たこの発明にかかる自動焦点調節装置の動作について説
明する。図２および図３はこの発明にかかる自動焦点調
節装置が組込まれたカメラの自動焦点検出モード（以下
自動焦点検出のことをＡＦと略す）の概要を示すフロー
チャートである。

【００１２】まず図示のないメインスイッチがオンされ
ると、測距エリアがワイドかまたはローカルかが設定さ
れて、接眼検出スイッチまたはレリーズボタンの１段押
しで表わされる露出前焦点検出開始スイッチＳ１によっ
て焦点検出がスタートする（ステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１２，以下ステップを略す）。次にスイッチＳ１がオ
ンか否かが判断される（Ｓ１２）。スイッチＳ１がオフ
であれば、主被写体の自動判別が行なわれる（Ｓ１
７）。主被写体の自動判別終了後、被写体がローコント
ラストであると判断されたとき（Ｓ１９でＹ）、ローコ
ン動作が行なわれる（Ｓ２０）。Ｓ１９で被写体がロー
コントラストでないと判断されたときは、主被写体の距
離に合わせて自動焦点距離設定（ＡＳＺ）が行なわれ
（Ｓ２１）、レンズ駆動速度の遅い接眼コンティニュア
スＡＦが行なわれる（Ｓ２３）。

【００１３】次にＳ２５で被写体が動体であるか否かが
判断され、動体であると判断されると（Ｓ２５でＹ）、
マルチ動体予測ＡＦ（以下コンティニュアスＡＦとい
う）が継続される（Ｓ３１）。次にＳ３３でスイッチＳ
１がオンか否かが判断される。スイッチＳ１がオフであ
ると判断されると（Ｓ３３でＮ）、マルチ動体予測ＡＦ
が行なわれる（Ｓ３１）。スイッチＳ１がオンであると
判断されると（Ｓ３３でＹ）、Ｓ３５で被写体が動体で
なくなったかかどうかが判断され、動体でないと判断さ
れると（Ｓ３５でＹ）、Ｓ２８に進む。Ｓ２５で動体で
ないと判断されると（Ｓ２５でＮ）、Ｓ２７でスイッチ
Ｓ１がオンか否かが判断され、オフであると判断されれ
ば（Ｓ２７でＮ）、以上の動作が繰返される。Ｓ２７で
スイッチＳ１がオンであると判断されれば、被写体がロ
ーコンであるか否かが判断される（Ｓ２８）。Ｓ２８で
ローコンであると判断されれば（Ｓ２８でＹ）、ローコ
ン動作が行なわれる（Ｓ２９）。Ｓ２８でローコンでな
いと判断されれば（Ｓ２８でＮ）、ワンショットＡＦが
行なわれる（Ｓ３７）。

【００１４】次に動体か否かが判断され（Ｓ３８）、動
体と判断されれば（Ｓ３８でＹ）、Ｓ４５に進み、マル
チ動体予測ＡＦが行なわれる。Ｓ３８で動体でないと判
断されれば、Ｓ３９で合焦か否かが判断される。Ｓ３９
で合焦でないと判断されれば（Ｓ３９でＮ）、以上の動
作（Ｓ３７〜Ｓ３９）が繰返される。

【００１５】Ｓ３９で合焦であると判断されれば（Ｓ３
９でＹ）、０．５秒動体判定が行なわれ、被写体が静止
状態であるかどうかが判断される（Ｓ４１〜Ｓ４３）。

【００１６】Ｓ４３で被写体が動体であれば（Ｓ４３で
Ｎ）。マルチ動体予測ＡＦが行なわれ、レリーズボタン
の２段押しでオンされるレリーズスイッチＳ２がオンか
否かが判断される（Ｓ４５〜Ｓ４７）。

【００１７】スイッチＳ２がオンであれば（Ｓ４７で
Ｙ）、露出開始時に合焦するようにミラーアップ中に撮
影レンズが駆動され（Ｓ４８）、露出が行なわれる（Ｓ
５０）。Ｓ４３で被写体が静止状態であると判断された
ときは（Ｓ４３でＹ）、ＡＦロックが行なわれ（Ｓ５
２）、スイッチＳ２がオンするのを待って（Ｓ５４）、
露出動作が行なわれる。Ｓ４３で被写体が動体であると
判断されたとき（Ｓ４３でＮ）およびＳ４７でスイッチ
Ｓ２がオンでないと判断されたとき（Ｓ４７でＮ）、マ
ルチ動体予測ＡＦが行なわれる（Ｓ４５）。

【００１８】Ｓ１３でスイッチＳ１がオンであると判断
されたとき（Ｓ１３でＹ）、ワンショットＡＦが行なわ
れる（Ｓ３７）。図２、図３で示されるフローチャート
の状態遷移図を図２２に示す。また図２、図３および図
２２で示されている動体であるか否かの判定条件を図２
３、図２４に示す。

【００１９】次にこの発明で適用可能な被写体の動体パ
ターンについて説明する。図４は考え得る被写体の動体
パターンを示す図である。この発明においては、図４に
示すように被写体が近づく場合、近づいてきて止まる場
合、止まっている被写体が近づく場合、被写体が遠ざか
る場合、被写体が遠ざかって止まる場合、止まっている
被写体が遠ざかる場合、被写体がカメラの前を横切る場
合、近づいてきた被写体が遠ざかる場合（Ｕターン）お
よび被写体が遠ざかって近づく場合（Ｕターン）のすべ
ての場合について対処可能である。

【００２０】次に図２、図３で説明したマルチ動体予測
ＡＦの内容について説明する。図５はマルチ動体予測Ａ
Ｆの動作を示すフローチャートである。

【００２１】図５を参照して、まず測距が行なわれ、測
距間隔の演算、デフォーカス速度の演算が行なわれる
（Ｓ６１〜Ｓ６５）。次いでデフォーカス速度に基づい
て平均速度の演算、スムージング速度の演算が行なわれ
る（Ｓ６７、Ｓ６９）。次いでこれらの演算結果に基づ
いてＡＦのための補正速度の演算が行なわれる（Ｓ７
１）。演算結果に基づいて合焦判定が行なわれ、合焦位
置へレンズが駆動される（Ｓ７３、Ｓ７５）。

【００２２】次に図６〜図１７を参照して、図５で示し
たマルチ動体予測ＡＦ内の各サブルーチンの内容につい
て説明する。

【００２３】まず図５のＳ６３で示した測距間隔の演算
について図６を参照して説明する。このサブルーチンに
おいては、まず今回の積分中心の時刻から前回の積分中
心の時刻が引かれて測距間隔が演算される（Ｓ８１）。
次いで今回の積分中心の時刻が前回の積分中心の時刻と
される（Ｓ８３）。具体的な測距間隔については、後で
説明する。

【００２４】次にデフォーカス速度の演算について説明
する。デフォーカス速度は今回のデフォーカス量と前々
回のデフォーカス量およびその間に駆動されたレンズ駆
動量に相当するデフォーカス量、前々回の測距から今回
の測距までの間に要した時間によって演算される。フィ
ルム巻上げ中の測距によって得られたデフォーカス量を
用いてデフォーカス速度を演算するような場合には、今
回の測距と前回の測距の間に露光期間を含むことになる
ので、前回の測距と今回の測距の間隔は十分に長い時間
となる。連写中などのようにフィルム巻上げ中にしか測
距が行なわれない場合では、前々回のデフォーカス量を
用いていたのでは演算による時間的な遅れが大きくな
る。フィルム巻上げ中の測距によるデフォーカス量を用
いてデフォーカス速度を演算するときは、今回および前
々回のデフォーカス量を用いて演算する。

【００２５】次に図７を参照して図５のＳ６５で示した
デフォーカス速度の演算について具体的に説明する。

【００２６】デフォーカス速度の演算においては、まず
測距回数カウンタＡＦＣＮＴが１より少ないかどうかが
判断される（Ｓ１０１）。一度以上測距が行なわれてい
るときは、Ｓ１０３でフィルム巻き上げ中に測距が行な
われたかどうかが判断される。Ｓ１０３でフィルム巻き
上げ中に測距が行なわれなかったと判断されたときは、
測距回数カウンタＡＦＣＮＴが３より少ないかどうかが
判断される（Ｓ１０５）。測距回数カウンタＡＦＣＮＴ
が３以上のときおよびフィルム巻き上げ中に測距が行な
われたとＳ１０３で判断されたときは、今回の被写体が
ローコンであるかどうかが判断される（Ｓ１０７）。今
回ローコンでないと判断され（Ｓ１０７でＮ）、前回、
前々回ともローコンでないと判断されたときは（Ｓ１０
９，Ｓ１１１でともにＮのとき）、後に説明する処理Ａ
が行なわれる（Ｓ１１３）。Ｓ１０７，Ｓ１０９で今
回、前回ともローコンでない場合で前々回のみがローコ
ンであったとき（Ｓ１１１でＹ）は、フィルム巻き上げ
中に測距が行なわれたかどうかが判断され（Ｓ１１
５）、フィルム巻き上げ中に測距が行なわれたと判断さ
れたときは（Ｓ１１５でＹ）、処理Ａが行なわれ、フィ
ルム巻き上げ中に測距が行なわれなかったと判断された
ときは（Ｓ１１５でＮ）、処理Ｂが行なわれる（Ｓ１１
７）。Ｓ１０７で今回はローコンでないと判断された
が、前回ローコン（Ｓ１０９でＹ）、のときは前々回が
ローコンであったか否かが判断される（Ｓ１１９）。Ｓ
１１９で前々回はローコンでなかったと判断されたとき
は（Ｓ１１９でＮ）、処理Ａが行なわれ（Ｓ１２１）、
前々回がローコンであると判断されたときは（Ｓ１１９
でＹ）、処理Ｂが行なわれる（Ｓ１２３）。

【００２７】Ｓ１０７で今回はローコンのときは（Ｓ１
０７でＹ）、前回がローコンであったかどうかが判断さ
れる（Ｓ１２５）。前回がローコンであると判断された
ときは（Ｓ１２５でＹ）、測距カウンタＡＦＣＮＴおよ
びデフォーカス速度Ｖｄｆともに０に設定される（Ｓ１
２９）。Ｓ１２５で前回ローコンでなかった（Ｎ）と判
断されたときは、処理Ｂが行なわれる（Ｓ１２７）。一
度も測距が行なわれていない場合および測距が２回以下
でかつフィルム巻上中に測距が行なわれなかったときは
（Ｓ１０１でＹまたはＳ１０５でＹ）のときは、デフォ
ーカス速度Ｖｄｆが０にセットされ（Ｓ１３１）、プロ
グラムはリターンする。

【００２８】次に図８を参照して図７で述べた処理Ａ、
処理Ｂについて説明する。（Ａ）は処理Ａのフローを示
すフローチャートであり、（Ｂ）は処理Ｂの処理を示す
フローチャートである。

【００２９】（Ａ）を参照して、処理Ａにおいてはまず
前回ローコンであったかどうかが判断され前回ローコン
でなかったとき（Ｓ１３１でＮ）でかつフィルム巻き上
げ中の測距でないと判断されたとき（Ｓ１１３でＮ）、
デフォーカス速度Ｖｄｆは次の式で表わされる。

【００３０】Ｖｄｆ＝（ＤＦ３−ＤＦｆ１＋ｅｒｒｄｆ
１＋ｅｒｒｄｆ２）／（ｄｔ１＋ｄｔ２） Ｓ１３３でフィルム巻き上げ中の測距であると判断され
たとき（Ｙ）はデフォーカス速度は次の式で求められる
（Ｓ１３７）。

【００３１】 Ｖｄｆ＝（ＤＦ３−ＤＦ２＋ｅｒｒｄｆ２）／ｄｔ２ Ｓ１３１で前回ローコンであったと判断されたとき
（Ｙ）でかつフィルム巻き上げ中の測距ではないと判断
されたとき（Ｓ１３９でＮ）、デフォーカス速度Ｖｄｆ
は次の式で求められる（Ｓ１４１）。

【００３２】Ｖｄｆ＝（ＤＦ３−ＤＦ１＋ｅｒｒｄｆ１
＋ｅｒｒｄｆ２＋ｅｒｒｄｆｓ）／（ｄｔ１＋ｄｔ２＋
ｄｔＳ） フィルム巻き上げ中の測距であると判断されたとき（Ｓ
１３９でＹ）は、デフォーカス速度Ｖｄｆは次の式で表
わされる（Ｓ１４３）。

【００３３】Ｖｄｆ＝（ＤＦ３−ＤＦ２＋ｅｒｒｄｆ２
＋ｅｒｒｄｆｓ）／（ｄｔ２＋ｄｔＳ） 以上のようにしてデフォーカス速度が求められた後、い
ずれの場合においても前回のローコンフラグがクリアさ
れる（Ｓ１４５）。

【００３４】なおここでｄｔ２は今回の測距間隔を示
し、ｄｔ１は前回の測距間隔を示し、ｄｔｓは保存され
ている測距間隔を示す。同様にＤＦ３は今回のデフォー
カス量を表わし、ＤＦ２は前回のデフォーカス量を表わ
し、ＤＦ１は前々回のデフォーカス量を表わす。ｅｒｒ
ｄｆ２は今回レンズが駆動されたことによるデフォーカ
ス量であり、ｅｒｒｄｆ１は前回レンズが駆動されたこ
とによるデフォーカス量であり、ｅｒｒｄｆｓは保存さ
れている駆動されたデフォーカス量である。Ｖｄｆはデ
フォーカス速度を示す。これらの値の詳細については、
後に説明する。

【００３５】次に処理Ｂについて説明する。処理Ｂにお
いては、ｄｔｓにｄｔ２が代入されてｅｒｒｄｆｓにｅ
ｒｒｄｆ２が代入され（Ｓ１４７）、リターンする。

【００３６】次に図９を参照して図５のＳ６７で示した
平均速度の演算について説明する。図９は平均速度の演
算のサブルーチンを示すフローチャートである。

【００３７】図９を参照して、平均速度の演算式は測距
回数カウンタＡＦＣＮＴの値とフィルム巻き上げ中に測
距が行なわれたかどうかによって次のそれぞれの式で計
算される。

【００３８】すなわち、測距回数カウンタＡＦＣＮＴが
５以上でかつフィルム巻き上げ中の測距が行なわれなか
ったときは（Ｓ１５１〜Ｓ１５５でＮ）、平均速度Ｖａ
ｖｅは次の式で表わされる（Ｓ１５７）。

【００３９】 Ｖａｖｅ＝（Ｖｄｆ０＋Ｖｄｆ１＋Ｖｄｆ２）／３ 測距回数カウンタＡＦＣＮＴが２以上５未満のとき、お
よびフィルム巻き上げ中に測距が行なわれたときは（Ｓ
１５３でＹ，Ｓ１５５でＹ）、平均速度Ｖａｖｅは次の
式で表わされる（Ｓ１５９）。

【００４０】Ｖａｖｅ＝（Ｖｄｆ０＋Ｖｄｆ１）／２ 測距回数カウンタＡＦＣＮＴが２未満ときは（Ｓ１５１
でＹ）、平均速度Ｖａｖｅは＝０と表わされる（Ｓ１６
１）。

【００４１】図１０は図５のＳ６１９で表されたスムー
ジング速度の演算のサブルーチンを示すフローチャート
である。図１０を参照してスムージング速度の演算のサ
ブルーチンについて説明する。

【００４２】スムージング速度Ｖｓは測距回数カウンタ
ＡＦＣＮＴの値とフィルム巻き上げ中に測距が行なわれ
たかどうかによって次の式で表わされる。

【００４３】すなわち、測距回数カウンタＡＦＣＮＴが
５以上でかつフィルム巻き上げ中に測距が行なわれなか
ったときは（Ｓ１７１〜Ｓ１７７でＮ）、スムージング
速度Ｖｓは次の式で表わされる（Ｓ１７９）。

【００４４】Ｖｓ＝（Ｖａｖｅ０＋Ｖａｖｅ１＋Ｖａｖ
ｅ２＋Ｖａｖｅ３）／4 フィルム巻き上げ中に測距が行なわれたときまたは測距
回数カウンタＡＦＣＮＴの値が３以上５未満のときは
（Ｓ１７３およびＳ１７７でＹ）、スムージング速度Ｖ
ｓは次の式で表わされる。（Ｓ１８１） Ｖｓ＝（Ｖａｖｅ０＋Ｖａｖｅ１＋）／２ 測距回数カウンタＡＦＣＮＴが３未満のときおよびフィ
ルム巻き上げ中の測距が行なわれなかったが測距回数カ
ウンタＡＦＣＮＴが４未満のときは（Ｓ１７１，Ｓ１７
５でＹ）、スムージング速度Ｖｓ＝０（Ｓ１８３）と表
わされる。

【００４５】次に図１１を参照して以上で述べてきたデ
フォーカス量ＤＦ，測距間隔ｄｔ，測距間に駆動された
デフォーカス量ｅｒｒｄｆ，デフォーカス速度Ｖｄｆ，
平均速度Ｖａｖｅの関係について説明する。図１１はＸ
軸に時間、Ｙ軸にデフォーカス量をとり、各時間毎の被
写体の動きとそれに追随するレンズの動きを示す図であ
る。今Ｏ点でＡＦが開始されたとすると、そのときのデ
フォーカス量ＤＦ１は図に示すとおりである。ここから
所定の測距間隔ｄｔ１で測距が行なわれる。具体的には
図示のないＣＣＤで積分が行なわれ、それに基づいて演
算された位置へレンズが駆動される。実際には積分およ
び演算をしている間レンズ自身が移動されるため、それ
に伴って測距間にレンズが駆動されたことによるデフォ
ーカス量ｅｒｒｄｆ１が発生する。このようにしてレン
ズか被写体の動きに追随される。

【００４６】図１１の内容をもとにデフォーカス速度Ｖ
ｄｆ，平均速度Ｖａｖｅがそれぞれ測距間隔ｄｔ，デフ
ォーカス量ＤＦ，測距間のデフォーカス量ｅｒｒｄｆと
どのような関係にあるかを示したのが図１２である。図
１２を参照して、測距間隔ｄｔ１，ｄｔ２・・・に対応
するデフォーカス量がＤＦ１，ＤＦ２・・・でありそれ
ぞれの間にレンズ駆動によって生じたデフォーカス量が
ｅｒｒｄｆ１，ｅｒｒｄｆ２，・・・である。そしてデ
フォーカス速度Ｖｄｆ１，Ｖｄｆ２，・・・のデフォー
カス速度はそれぞれ測距間隔ｄｔ１，ｄｔ２，・・・に
対応し、平均速度Ｖａｖｅ１，Ｖａｖｅ２，・・・もそ
れぞれ測距間隔ｄｔ１，ｄｔ２，・・・に対応する。

【００４７】次に図５のＳ７１で示した補正速度の演算
について図１３〜図１７のフローチャートを参照して説
明する。なお以下の図においては、括弧内にそれ以降の
処理の概要についての説明を記載する。

【００４８】まず動体補正コンティニュアスか否かが判
断され、動体補正コンティニュアスでないと判断される
と、Ｖｈｏｓｅｉに０が代入される（Ｓ２００，Ｓ２０
２）。Ｓ２００で動体コンティニュアスと判断される
と、被写体が近づく被写体かどうかが判断される（Ｓ２
０１）。

【００４９】近づいてくる被写体であれば（Ｓ２０１で
Ｙ）、平均速度Ｖａｖｅが０より大きいか小さいかが判
断される（Ｓ２０３）。平均速度Ｖａｖｅが負であると
判断されたとき（Ｓ２０３でＹ）、被写体がカメラの前
を通過する場合であるので、被写体が遠ざかる処理を行
なうため、近づく被写体であることを示すフラグをクリ
アし、速度変化フラグをクリアし、補正速度Ｖｈｏｓｅ
ｉにスムージング速度Ｖｓを代入する（Ｓ２０５，Ｓ２
０７）。

【００５０】平均速度Ｖａｖｅが正の値であるときは
（Ｓ２０３でＮ）、平均速度Ｖａｖｅが４ｍｍ／ｓより
大きいかどうかが判断される（Ｓ２２５）。平均速度Ｖ
ａｖｅが４ｍｍ／ｓより小さいと判断されたときは（Ｓ
２２５でＮ）、被写体が減速中かどうかが判断され（Ｓ
２０９）、減速中であれば被写体が減速中の処理が行な
われる。すなわち、スムージング速度Ｖｓが０より小さ
いかどうかか判断され、小さければ以後遠ざかる被写体
の処理を行なうために通過被写体フラグをクリアし、減
速フラグをクリアし、スムージング速度Ｖｓが正である
ときはそのようなフラグのクリアをすることなくいずれ
の場合も補正速度Ｖｈｏｓｅｉとしてβ・Ｖｓを採用す
る（Ｓ２１１〜Ｓ２１５）。被写体が減速中でないと判
断されたとき（βは定数）（Ｓ２０９でＮ）は、カメラ
の前を通過しようとしている被写体かどうかが判断され
（Ｓ２１７）、通過被写体であれば（Ｓ２１７でＹ）、
通過しようとしている被写体の処理が行なわれる。

【００５１】すなわち、二次補正中であれば（Ｓ２１９
でＹ）、以降も通過被写体処理を行なうため、速度変化
フラグをクリアし、補正速度ＶｈｏｓｅｉとしてＶａｖ
ｅ−Ｖｓを代入する（Ｓ２１１，Ｓ２２３）。

【００５２】被写体が二次補正中でないと判断されたと
きは（Ｓ２１９でＮ）、前回補正および今回の補正が過
多であるかどうかが判断される（Ｓ２４３，Ｓ２４
５）。ともに補正過多であると判断されたときは、一次
補正中に前回、今回ともに補正過多なので、以降減速中
の処理を行なうため、減速中フラグをセットし、補正速
度Ｖｈｏｓｅｉとしてβ・Ｖｓが代入される（Ｓ２４
７，Ｓ２４９）。前回の補正または今回の補正のいずれ
かが補正過多でないと判断されたときは（Ｓ２４３，Ｓ
２４５でＮ）、以後通過被写体処理を止めるため、通過
被写体フラグをクリアし、補正速度Ｖｈｏｓｅｉとして
Ｖｓを代入する（Ｓ２５１，Ｓ２５３）。

【００５３】Ｓ２１７で通過被写体でないと判断された
とき（Ｓ２１７でＮ）およびＳ２２５で平均速度Ｖａｖ
ｅが４ｍｍ／ｓより大であると判断されたときは、速度
の傾きに変化があったかどうかが判断される（Ｓ２２
７）。速度の傾きに変化があると判断されたときは（Ｓ
２２７でＹ）、スムージング速度Ｖｓと平均速度Ｖａｖ
ｅとが比較され、スムージング速度Ｖｓの方が大きいと
判断されたとき（Ｓ２３１でＹ）は、速度傾きに変化あ
りと判断され、前回にも速度変化があったかどうかが判
断される（Ｓ２３３）。前回も今回も速度変化ありと判
断されたときは（Ｓ２３１，Ｓ２３３でともにＹ）、以
後通過被写体処理を行なうため、通過被写体フラグをセ
ットし、二次補正の有無によって補正速度Ｖｈｏｓｅｉ
としてＶａｖｅ−ＶｓまたはＶｈｏｓｅｉとしてβ・Ｖ
ｓが代入される（Ｓ２３５〜Ｓ２４１）。

【００５４】Ｓ２３３で前回速度変化がなしと判断され
たときは（Ｓ２３３でＮ）、初めての速度傾きの変化で
あるとして、速度変化ありフラグをセットし、二次補正
の有無およびデフォーカス量ＤＦの絶対値が５００μｍ
より大きいか小さいかによって補正速度Ｖｈｏｓｅｉは
０またはＶａｖｅが代入される（Ｓ２９７〜Ｓ３０
５）。

【００５５】Ｓ２３１でスムージング速度Ｖｓよりも平
均速度Ｖａｖｅの方が大きいと判断されたときは、速度
傾きに変化なしと判断され、速度変化ありフラグがクリ
アされ（Ｓ２７９）、前回補正が補正過多であったかど
うかが判断される（Ｓ２８１）。前回補正が不足してい
ると判断されたときは（Ｓ２８１，Ｓ２８３でともに
Ｎ）は、前回補正が適性で今回補正が過多であるとして
補正速度ＶｈｏｓｅｉとしてＶｓが代入される（Ｓ２８
５）。前回補正は不足であるが今回補正は過多であると
きは（Ｓ２８１でＮ，Ｓ２８３でＹ）は、補正速度Ｖｈ
ｏｓｅｉとしてＶｓか代入される（Ｓ２８７）。

【００５６】前回補正が過多であると判断されたときは
（Ｓ２８１でＹ）、二次補正の有無によって次のように
処理される。すなわち、二次補正が行なわれたときは
（Ｓ２８９でＹ）、二次補正で補正過多なので一次補正
で補正するため二次補正フラグがクリアされ、一次補正
フラグがセットされ、補正速度ＶｈｏｓｅｉとしてＶｓ
が代入される（Ｓ２９１，Ｓ２９３）。二次補正が行な
われなかったときは（Ｓ２８９でＮ）、一次補正で補正
過多なので補正速度を１／２倍するため補正速度Ｖｈｏ
ｓｅｉとしてＶｓ／２が代入される（Ｓ２９５）。

【００５７】今回の補正が過多であると判断されたとき
は（Ｓ２２９でＮ）、今回の補正が不足かどうかが判断
される（Ｓ２５５）。今回の補正が不足であると判断さ
れたとき（Ｓ２５５でＹ）は、強制一次補正および二次
補正の有無によって一次補正フラグのクリアおよび二次
補正フラグのセットが行なわれ、補正速度Ｖｈｏｓｅｉ
としてＶｓ＋α・Ｖｓ² またはＶｓが代入される（Ｓ２
５７〜Ｓ２６３）。今回補正不足でないと判断されたと
き（Ｓ２５５でＮ）は、そのまま補正速度Ｖｈｏｓｅｉ
としてＶｓ＋α・Ｖｓ² またはＶｓが代入される（Ｓ２
６５）。

【００５８】次に遠ざかる被写体の処理（Ｓ２０１で
Ｎ）の処理について説明する。平均速度Ｖａｖｅが正か
どうかが判断され（Ｓ２６７）、負であると判断される
と通過被写体かどうかが判断される（Ｓ２６９）。Ｓ２
６７およびＳ２６９でともにＮであると判断されたとき
は、遠ざかる被写体の処理が行なわれる。すなわち、前
回および今回において補正が過多であったかどうかによ
って強制的に一次補正フラグのクリアが、一次補正フラ
グのクリアおよび二次補正フラグのセットが行なわれ、
補正速度ＶｈｏｓｅｉとしてＶ＋α・Ｖｓ² またはＶｓ
が代入される（２７１〜Ｓ２７７）。

【００５９】Ｓ２６９で通過被写体であると判断された
とき（Ｓ２６９でＹ）は、通過被写体であるとして平均
速度Ｖａｖｅとスムージング速度Ｖｓとが比較される
（Ｓ３０７）。平均速度Ｖａｖｅの方が小さいときは、
速度傾きに変化なしとして、今回および前回の補正が補
正過多であるかどうかが判断され、強制一次補正および
一次補正の有無によって強制一次フラグおよび一次補正
フラグのクリアならびに二次補正フラグのセットが行な
われ、補正速度ＶｈｏｓｅｉとしてＶｓ＋α・Ｖｓ² ま
たはＶｓもしくはＶａｖｅ−Ｖｓのいずれかが代入され
る（Ｓ３０９〜Ｓ３２１）。

【００６０】Ｓ３０７で平均速度Ｖａｖｅがスムージン
グ速度Ｖｓよりも大きいと判断されたときは（Ｓ３０７
でＹ）、速度傾きに変化ありとして前回に速度変化があ
ったかどうかが判断される（Ｓ３２３）。前回に速度変
化があったと判断されたとき（Ｓ３２３でＹ）は、前
回，今回ともに速度傾きが変化したとして以後遠ざかる
被写体の処理をするため速度変化ありフラグおよび通過
被写体フラグをクリアし、補正速度Ｖｈｏｓｅｉとして
Ｖｓ＋α・Ｖｓ² またはＶｓが代入される（Ｓ３２５，
Ｓ３２７）。

【００６１】Ｓ３２３で前回速度変化なしと判断された
とき（Ｓ３２３でＮ）は、今回は速度変化があり、前回
は速度変化がなかったため、速度変化ありフラグをセッ
トし、補正速度ＶｈｏｓｅｉとしてＶａｖｅ−Ｖｓが代
入される（Ｓ３２９，Ｓ３３３１）。

【００６２】Ｓ２６７で平均速度Ｖａｖｅが正であると
判断されたとき（Ｓ２６７でＹ）は、以後近づく被写体
処理として近づく被写体フラグをセットし、補正速度Ｖ
ｈｏｓｅｉとしてＶｓ＋α・Ｖｓ² またはＶｓが代入さ
れる（Ｓ３３３，Ｓ３３５）。

【００６３】なお上記の処理で二次補正とは補正速度Ｖ
ｈｏｓｅｉとしてＶｓ＋α・Ｖｓ²を用いたことをい
う。

【００６４】次に上記した補正速度が実際の被写体の動
きとどのように対応しているかを図２０を参照して説明
する。図２０は眼の前を通過する被写体の速度と時間と
の関係を示す図である。（Ａ）は定速でカメラの前を通
過する被写体の場合を示し、（Ｂ）は減速しながらカメ
ラの前を通過する場合を示す。（Ａ）を参照して、被写
体が近づく領域、逆方向の加速度がついて遠ざかってい
く領域をそれぞれ極値および速度が０になる点を境界と
して各領域をＩ〜ＩＶのように区別すると、一番下の欄
に示すような補正式を用いて速度が補正される。（Ｂ）
の場合も同様である。

【００６５】次に図２１を参照して図２０に示した動体
補正ゾーンＩ〜ＩＶのゾーンの切換えポイントの定め方
について説明する。デフォーカス量ＤＦと測距間隔ｄｔ
よりデフォーカス速度Ｖｄｆを求める。デフォーカス速
度を平均して平均速度Ｖａｖｅを求める。平均速度をさ
らに平均してスムージング速度Ｖｓを求める。それぞれ
をグラフ化すると図２１に示すようになる。ここで実線
がデフォーカス速度Ｖｄｆを表わし、点線が平均速度Ｖ
ａｖｅを表わし、一点鎖線がスムージング速度Ｖｓを表
わす。

【００６６】本来デフォーカス速度あるいは平均速度あ
るいはスムージング速度を微分して極値を求めるのが理
想的ではあるが、この方法をとると計算量が非常に多く
なる。あるいはデフォーカス速度（平均速度，スムージ
ング速度）のｎ回目とｎ−１回目あるいはｎ−ｍ回目の
値の大小を比較して速度のピークを求めると演算誤差の
影響を受けやすくなる。したがってここでは次のような
方法でゾーンの切換えポイントを定めている。

【００６７】すなわち、デフォーカス速度からＶｄｆを
平均して平均速度Ｖａｖｅを、平均速度Ｖａｖｅを平均
してスムージング速度Ｖｓを求めていることから、それ
ぞれの速度の増加あるいは減少の仕方はまずデフォーカ
ス速度Ｖｄｆが変化してから平均速度Ｖａｖｅが、平均
速度Ｖａｖｅが変化してからスムージング速度Ｖｓが変
化している。したがって図２１に示すようにそれぞれの
速度の変化の仕方には時間的な遅れが生じている。

【００６８】したがってこの時間的な遅れを利用してゾ
ーンの切換えのポイントが定められる。すなわち、演
算、ばらつきのより少ない平均速度Ｖａｖｅとスムージ
ング速度Ｖｓの速度を用いてこれら２つの値の大小関係
が逆転したところをゾーンの切換えポイント（ＩからＩ
Ｉ，ＩＩＩからＩＶ）を定められる。ゾーンＩＩからＩ
ＩＩへの切換えポイントは、平均速度Ｖａｖｅの符号が
変わるところ（プラスからマイナス，マイナスからプラ
ス）を用いて切換えポイントとする。

【００６９】次に図２３および図２４を参照して動体判
定条件について説明する。まずＡＦの状態が接眼コンテ
ィニュアスである場合について説明する。平均速度Ｖａ
ｖｅが１ｍｍ／ｓ以上のとき、あるいは−３ｍｍ／ｓ以
下のとき、ノーマルコンティニュアスＡＦ（マルチ動体
予測ＡＦ）にＡＦの状態遷移する。接眼コンティニュア
スでスイッチＳ１がオフからオンになったとき、最新の
個々の平均速度、すなわちＶａｖｅ，Ｖａｖｅ−１，Ｖ
ａｖｅ−２，Ｖａｖｅ−３，Ｖａｖｅ−４すべてが１ｍ
ｍ／ｓ以下、−１ｍｍ／ｓ以上のとき、ワンショットＡ
Ｆに、それ以外のとき、ノーマルコンティニュアスに状
態が遷移する。ノーマルコンティニュアスに状態が遷移
した後の状態遷移については後に説明する。

【００７０】ＡＦの状態がワンショットＡＦである場
合、撮影倍率が１／２５以上のとき、あるいは、積分時
間が４０ｍｓ以上のとき、ノーマルコンティニュアスへ
の状態の遷移が禁止される。４回以上連続駆動して合焦
確認しても合焦とならない場合、あるいは、１回のレン
ズ駆動で８回以上の測距をしてもレンズを停止できなか
った場合は、ノーマルコンティニュアスに状態が遷移す
る。

【００７１】レンズが停止しているときの合焦判定で合
焦となった場合、静動判定ＡＦへ状態が遷移する。それ
以外の場合、ワンショットＡＦの状態を維持する。

【００７２】ＡＦの状態が静動判定ＡＦである場合につ
いて説明する。撮影倍率が１／２５以上のとき、あるい
は積分時間が４０ｍｓ以上のとき、ノーマルコンティニ
ュアスへの状態の遷移が禁止される。静動判定に状態が
遷移した直後、２回のデフォーカスの平均値であるベー
スデフォーカス（以後ベースＤＦと略す）より、最新の
２つのデフォーカスの平均値が４００μｍ以上近づいた
値となる場合、あるいは最新の５個の平均速度、すなわ
ちＶａｖｅ，Ｖａｖｅ−１，Ｖａｖｅ−２，Ｖａｖｅ−
３，Ｖａｖｅ−４すべてが−３ｍｍ／ｓ以下、あるいは
１ｍｍ／ｓ以上のとき、ノーマルコンティニュアスへ状
態が遷移する。ベースＤＦより最新の２つのデフォーカ
スの平均値が３００μｍ以上遠ざかった値となる場合、
あるいは予め定められた回数の測距が終了した場合、Ａ
Ｆロックに状態が遷移する。

【００７３】ＡＦ状態がノーマルコンティニュアスＡＦ
である場合について説明する。デフォーカス・パルス変
換係数が１．０以上の場合、撮影倍率が１／２５以上の
とき、あるいは積分時間が４０ｍｓ以上のとき、他のＡ
Ｆの状態への遷移が禁止され、ノーマルコンティニュア
スの状態が維持される。合焦、非合焦の状態が合焦後３
回連続して非合焦の場合、すなわち、ノーマルコンティ
ニュアスＡＦのレンズ駆動で被写体に追いつけない場
合、あるいは合焦が連続しない場合、すなわち一旦レン
ズが被写体に追いついた後に被写体がレンズ位置より離
れていく場合、あるいは平均速度が−３ｍｍ／ｓ以下あ
るいは、１ｍｍ／ｓ以上の場合動体補正コンティニュア
スＡＦに状態が遷移する。

【００７４】次にＡＦ状態が動体補正コンティニュアス
ＡＦである場合について説明する。ＣＣＤのアンプのゲ
インが４倍以上のとき、レンズ終端で終端方向にレンズ
を駆動しようとするとき、動体補正の状態が速度の傾き
の変化中でなく、平均速度の絶対値が０．７５ｍｍ／ｓ
以下のとき、レンズを前回のレンズ駆動の方向に平均速
度によって決まる量以上駆動しようとしたとき、レンズ
を前回の駆動方向と逆方向に２０パルス以上駆動しよう
としたときにノーマルコンティニュアスＡＦ状態に状態
が遷移する。

【００７５】前回のレンズ位置より所定の量以上遠ざか
った位置に被写体を見つけた場合、（以後被写体ぬけと
称する）、あるいは、被写体がローコンとなった場合、
ウエイトコンティニュアスＡＦに状態が遷移する。

【００７６】ＡＦの状態がウエイトコンティニュアスＡ
Ｆである場合について説明する。予め定められていた回
数の測距が終了した場合、あるいは、２回連続してロー
コンとなった場合、ノーマルコンティニュアスＡＦに状
態が遷移する。被写体がローコンでなくなった場合、あ
るいは、被写体ぬけから復帰した場合、動体補正コンテ
ィニュアスＡＦに状態が遷移する。

【００７７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、動体の
移動速度だけでなく、その方向の反転すなわち加速度の
向きも検出してそれに応じて動体の補正方法が切換えら
れる。その結果、Ｕターンする被写体のような速度の向
きと加速度の向きが逆の場合が存在する被写体について
も補正が可能な自動焦点調節装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる自動焦点調節装置の要部を示
すブロック図である。

【図２】ＡＦモードを示すフローチャートである。

【図３】ＡＦモードを示すフローチャートである。

【図４】この発明で適用可能な動体のパターンの種類を
示す図である。

【図５】マルチ動体予測ＡＦを示すフローチャートであ
る。

【図６】測距間隔の演算を示すフローチャートである。

【図７】デフォーカス速度の演算を示すフローチャート
である。

【図８】デフォーカス速度の演算で用いた処理Ａ，処理
Ｂの内容を説明するフローチャートである。

【図９】平均速度の演算を示すフローチャートである。

【図１０】スムージング速度の演算内容を示すフローチ
ャートである。

【図１１】デフォーカス量と時間の関係を示す図であ
る。

【図１２】測距間隔ｄｔ，デフォーカス量ｄｆ，デフォ
ーカス速度Ｖｄｆ，平均速度Ｖａｖｅなどの間の関係を
示す図である。

【図１３】補正速度の演算の内容を示すフローチャート
である。

【図１４】補正速度の演算の内容を示すフローチャート
である。

【図１５】補正速度の演算内容を示すフローチャートで
ある。

【図１６】補正速度の演算内容を示すフローチャートで
ある。

【図１７】補正速度の演算内容を示すフローチャートで
ある。

【図１８】補正速度の演算内容を示すフローチャートで
ある。

【図１９】補正速度の演算内容を示すフローチャートで
ある。

【図２０】眼の前を通過する被写体の各ゾーン毎の補正
速度の演算式を示す図である。

【図２１】動体補正ゾーンの切換えポイントの定め方を
説明するための図である。

【図２２】ＡＦ状態の遷移状況を示す図である。

【図２３】動体判定条件を示す図である。

【図２４】動体判定条件を示す図である。

【符号の説明】

１１ ＣＰＵ １２ デフォーカス量検出手段 １３ レンズ駆動装置 １４ レンズ駆動量検出装置 ２２ 測距間隔検出手段 ２３ デフォーカス速度演算手段 ２４ レンズ駆動量演算手段 ２５ レンズ駆動量デフォーカス量に変換する手段 ２６ 平均速度演算手段 ２７ 速度方向反転検出手段 ２８ スムージング速度演算手段 ２９ 補正速度演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−15213（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−77055（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199113（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体が動体であるとき、その像面速度
   を検出する像面速度検出手段と、 前記像面速度の検出結果に応じて前記被写体の移動に追
   随してその像が合焦するよう、前記被写体の位置を予測
   したレンズ駆動を行う動体補正手段と、 前記像面速度検出手段により検出された複数の像面速度
   から平均速度を演算する平均速度演算手段とを含み、 前記動体補正手段は第１の補正手段と第２の補正手段と
   を含み、 前記平均速度演算手段により演算された平均速度の符号
   が変化したことを検出することによって像面速度の方向
   が反転したことを検出する反転検出手段と、 前記反転検出手段の出力に応じて前記第１の補正手段と
   第２の補正手段とを切換える、自動焦点調節装置。