JPH01167815A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカメラ等に用いられる自動焦点調節装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、−眼レフ・カメラの自動焦点調節方式の多くは「
焦点検出（センサ信号入力、焦点検出演算）、レンズ駆
動」のサイクルを繰り返し行うことによって、被写体に
ピントを合わせようとするものである。各サイクルにお
けるレンズ駆動量はそのサイクルで焦点検出を行った時
点でのデフォーカス量に基づいており、これはレンズ駆
動終了時に焦点検出時のデフォーカス量が解消されるこ
とを期待している。

当然のことながら、焦点検出、レンズ駆動にはそれ相当
の時間を必要とするわけであるが、静止した被写体の場
合には、レンズを駆動しない限りデフォーカス量の変化
がないので、レンズ駆動が終了した時点に解消すべきデ
フォーカス量は、焦点検出時点でのデフォーカス量に等
しく、正しい焦点調節が行われる。

ところが、動きの大きな被写体の場合には、焦点検出、
レンズ駆動中にデフォーカス量が変化し、前記解消すべ
きデフォーカス量と検出デフォーカス量が著しく異なる
ことがあり、結果として、レンズ駆動終了時に被写体に
ピントが合っていないという問題になる。

上記問題の解決を目的とした自動焦点調節方法として、
特開昭６２−１２５３１１号公報、同６２−１３９５１
２号公報、同６２−１３９５１１号公報等が開示されて
いる。

同公報によって開示されている方法の要旨は、上記各サ
イクルにおける検出デフォーカス変化と各サイクルの時
間間隔を鑑みて、被写体の移動に起因するデフォーカス
変化を予測してレンズ駆動量に補正をかけようとするも
の（以下追従補正と称す。）であり、レンズの駆動終了
時のピント精度という見地からは、同方法により上記問
題の改善が期待される。

しかしながら、前記追従補正を実際に行った場合、次の
ような問題が生じてくる。

即ち、追従補正モードで被写体を追っている時に、測距
視野内の被写体が別の被写体に移った場合、像面位置の
変化の連続性が失われるため、そのまま、過去の被写体
のデータと新しい被写体のデータによって予測を行うと
、誤った予測を行い、結果として全く別の所にレンズを
駆動してしまう。

このように、測距視野内の被写体が別の被写体に移った
場合、誤予測をしてしまい、これは古い被写体のデータ
を使って予測制御を行っている間、解消されることがな
いという問題が存在する。

以下図面を用いて上記従来装置の動作につき説明する。

第２図は従来のレンズ駆動補正方法を説明するための図
である。図中の横軸は時刻ｔ、縦軸は被写体の像面位置
Ｘを表わしている。

実線で表わした曲線ｘ（ｔ）は撮影レンズが無限遠にあ
るときに、カメラに対して光軸方向に接近してくる被写
体の時刻ｔにおける像面位置を意味している。破線で表
わした２（１）は時刻ｔにおける撮影レンズ位置を意味
しており、ｘ（ｔ）と１！（１）が一致したときに合焦
となる。そして［ｔ＋、　　ｔ＋’　］が焦点検出動作
、［ｔｉ’　＊　　ｔｔ＋＋］がレンズ駆動動作である
。また、同図に示した従来例では、像面位置が２次関数
に従って変化するという仮定をおいている。

即ち、時刻ｔ３において現在および過去３回の像面位置
（ｔ＋、　　ｘｌ　）　（ｔ２１　　Ｘ２）　（ｔ３．
　Ｘａ）がわかれば、上記式ｘ（ｔ）　＝ａｔ２＋ｂｔ
＋ｃに基づき、時刻ｔ３よりＴＬ　（ＡＦタイムラグ＋
レリーズタイムラグ）後の時刻ｔ４での像面位置Ｘ４が
予測できるものである。

ところが、実際にカメラに検知し得るのは像面位置Ｘｌ
　＋　Ｘ２＋　Ｘ３ではなく、デフォーカス量ＤＦ、、
。

ＤＦ２．ＤＦ３ならびに、像面移動量換算のレンズ駆動
ｆｆ１ＤＬ、　、　　ＤＬ２である。そして時刻ｔ４は
あくまで将来の値であり、実際には、被写体輝度によっ
て蓄積型のヤンサの蓄積時間が変化すると、それに伴っ
て変化する値であるが、ここでは簡単のため、次のよう
に仮定する。

ｔ４−ｔ３　＝　ＴＬ　＝　７Ｍ２＋　（レリーズタイ
ムラグ）　　（１）以上の仮定の下に、時間ｔ３での焦
点検出結果から算出されたレンズ駆動量ＤＬ３は以下の
ように求まる。

ｘ（ｔ）＝ａｔ”＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　　　　　　　
（２）そして、図中の（ｉ１＋ｆ１）を原点と考えると
、ｔ、　＝Ｑ　　　　　　　Ｘｌ　＝ＤＦ１　　　　　
　　　（３）ｔ２＝ＴＭＩ　　　　　Ｘ２　＝ＤＦ２　
＋　ＤＬ　、　　　　（４）ｔ３＝ＴＭ１＋ＴＭ２　　
　Ｘ３　＝ＤＦ３＋ＤＬ、＋ＤＬ２（５）（２）式に（
３）、　　（４）、　　（５）式を代入してａ。

ｂ、　　ｃを求めると、 ｃ　＝ＤＦ１　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
８）よって時刻ｔ４における像面移動量換算のレンズ駆
動量ＤＬ３は、 ＤＬ３＝ｘ４−１３ ＝ｘ４−ｘ３＋ＤＦ３ ＝　ａ　（（ＴＭｌ＋ＴＭ２＋ＴＬ）”　−（ＴＭ１＋
ＴＭ２）”）＋ｂ・ＴＬ＋ＤＦ３（９） のように求まる。

次に、測距視野内の被写体が、別の被写体に移った場合
に発生する問題について第３図を使って説明する。

第３図は時間と像面位置の関係を示したものであり、実
線は第１の被写体の像面位置、−点着線は第２の被写体
の像面位置である。

ここで、時刻ｔＩｎ　　ｔ２では第１の被写体に対して
焦点検出を行いレンズを駆動し、ｔ３では第２の被写体
に対して焦点検出を行ったとする。

すると、カメラ側では焦点検出により得られたデフォー
カス量とレンズ駆動量から、時刻ｔＩ＋　ｔ２＋ｔ３で
の像面位置ＸＩ　＋　Ｘ２　＊　Ｘ３′　を算出し、（
ｔｌ。

Ｘ＋　）　（ｉ２＋　Ｘｚ）　（ｊ３１　Ｘ３’　）を
通る二次関数ｆ　（ｔ）を算出し、このｆ　（ｔ）によ
って時刻ｔ４での像面位置ｘ４′を予測する。

しかしながら、時刻ｔ４での第１の被写体の像面位置は
Ｘ　４　、第２の被写体の像面位置はＸ４′　であり、
予測によって得られたＸ４′　はどちらの被写体の像面
位置とも違った位置となってしまう。

これは、第１の被写体の像面位置ｘ４を予測するために
は（ｔｌ−Ｘｌ）（ｔｚ、Ｘｚ）（ｔ３．Ｘｓ）を通る
関数を求める必要があり、第２の被写体の像面位１１Ｘ
４’　を予測するためには（ｔ＋　＋　Ｘ＋’　）　（
ｊｚ　＋ｘ２’　）　（ｔｓ　＋　Ｘｓ’　）を通る関
数を求める必要がある。

しかしながら、カメラ側では第１の被写体と第２の被写
体との区別ができないために、時刻ｔ３で焦点検出によ
って得られたデフォーカス量を使って予測演算を行う。

その結果、予測関数は、第１の被写体の像面位置の近似
関数でもな（、また第２の被写体の近似関数とも違った
ものになってしまい、その予測したレンズ駆動位置も誤
ったものとなってしまう。これは予測に用いるデータの
中に主被写体以外の被写体に対して焦点検出を行ったデ
ータが存在すると上記のような誤った予測を行ってしま
うため、撮影者が第１の被写体を追っている最中に主被
写体を第２の被写体に切換えると必ず発生する問題であ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では像面位置の変化や予測関数の変化。

像信号などによって被写体が前回のものと同一のものか
否かを判別し、もし、別の被写体に移行したと判断され
た場合、予測に用いるデータをリセットし、再度予測に
必要なデータの蓄積を行ってから、予測制御を行うよう
にすることにより、撮影者が被写体を途中で変えても、
誤った予測をすることな（、すぐに新しい被写体に追従
することができるようにしたものである。

〔実施例〕

第４図は本発明に関わる自動焦点装置を備えたカメラの
実施例を示す回路図である。

図においてＰＨ１はカメラの制御装置で、例えば内部に
ＣＰＵ　（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変
換機能を有するｌチップ・マイクロコンピュータである
。コンピュータＰＲ３はＲＯＭに格納されたカメラのシ
ーケンス・プログラムに従って、自動露出制御機能、自
動焦点検出機能、フィルムの巻き上げ等のカメラの一連
の動作を行う。そのために、ＰＨ１は同期式通信用信号
Ｓｏ、Ｓｔ、５ＣＬＫ。

通信選択信号ＣＬＣＭ、Ｃ３ＤＲ，ＣＤＤＲを用イテ、
カメラ本体内の周辺回路およびレンズと通信して、各々
の回路やレンズの動作を制御する。

ＳＯはコンピュータＰＲ３から出力されるデータ信号、
ＳｌはコンピュータＰＲ３へ入力されるデータ信号、５
ＣＬＫは信号Ｓｏ、　Ｓｌの同期クロックである。

ＬＣＭはレンズ通信バッファ回路であり、カメラが動作
中のときにはレンズ用電源端子に電力を供給すると共に
、コンピュータＰＲＳがらの選択信号ＣＬＣＭが高電位
レベル（以下°Ｈ°と略記する）のときにはカメラとレ
ンズ間通信バッファとなる。

即ち、コンピュータＰＲＳがＣＬＣＭをＨ’ｌ：Ｌ。

て、５ＣＬＫに同期して所定のデータをｓｏから送出す
ると、ＬＣＭはカメラ・レンズ間接点を介して、５ＣＬ
Ｋ、Ｓｏの各々のバッファ信号ＬＣＫ、ＤＣＬをレンズ
へ出力する。それと同時にレンズからの信号ＤＬＣのバ
ッファ信号をＳＩとして出力し、コンピュータＰＲ３は
５ＣＬＫに同期して上記ＳＩをレンズからのデータとし
て入力する。

ＳＤＲはＣＯＤ等から構成される焦点検出用のラインセ
ンサ装置ＳＮＳの駆動回路であり、信号Ｃ５ＤＲが“Ｈ
ｏのとき選択されて、Ｓｏ、　Ｓｌ、５ＣＬＫを用いて
ＰＨ１から制御される。

信号ＣＫはＣＯＤ駆動用クロりクφｌ、φ２を生成する
ためのクロックであり、信号ＩＮＴＥＮＤは蓄積動作が
終了したことをＰＨ１へ知らせる信号である。

ＳＮＳの出力信号Ｏ８はクロックφｌ、φ２に同期した
時系列の像信号であり、ＳＤＲ内の増幅回路で増幅され
た後、ＡＯＳとしてコンピュータＰＲＳに出力される。

コンピュータＰＲ３はＡＯＳをアナログ入力端子から入
力し、ＣＫに同期して、内部のＡ／Ｄ変換機能でＡ／Ｄ
変換後、ＲＡＭの所定のアドレスに順次格納する。

同じくセンサ装置ＳＮＳの出力信号である５ＡＧＣは、
センサ装置ＳＮＳ内のＡＧＣ（自動利得制御：　Ａｕｔ
。

Ｇａ１ｎ　　Ｃｏｎｔｒｏｌ）用センサの出力であり、
駆動回路ＳＤＲに入力されてセンサ装置ＳＮＳでの像信
号蓄積制御に用いられる。

ＳＰＣは撮影レンズを介した被写体からの光を受光する
露出制御用の測光センサであり、その出力５ｓｐｃはコ
ンピュータＰＲ３のアナログ入力端子に入力され、Ａ／
Ｄ変換後、所定のプログラムに従って自動露出制御（Ａ
Ｅ）に用いられる。

ＤＤＲはスイッチ検知および表示用回路であり、信号Ｃ
ＤＤＲがＨ°のとき選択されて、ＳＯ，ＳＩ、　５ＣＬ
Ｋを用いてＰＨ１から制御される。即ち、ＰＨ１から送
られて（るデータに基づいてカメラの表示部材ＤＳＰの
表示を切り替えたり、カメラの各種操作部材のオン・オ
フ状態を通信によってコンピュータＰＲ８へ報知する。

スイッチＳＷＩ、ＳＷ２は不図示のレリーズボタンに連
動したスイッチで、レリーズボタンの第１段階の押下に
よりＳＷＩがオンし、引き続いて第２段階までの押下で
ＳＷ２がオンする。コンピュータＰＲ３は後述するよう
に、ＳＷｌオンで測光、自動焦点調節動作を行い、ＳＷ
２オンをトリガとして露出制御とフィルムの巻き上げを
行う。尚、ＳＷ２はマイクロコンピュータＰＲ３の「割
込み入力端子」に接続され、ＳＷｌオン時のプログラム
実行中でもＳＷ２オンによって割込みがかかり、直ちに
所定の割込みプログラムへ移行することが出来る。

ＭＴＲｌはフィルム給送用、ＭＴＲ２はミラーアップ・
ダウンおよびシャッタばねチャージ用のモータであり、
各々の駆動回路ＭＤＲＩ、ＭＤＲ２により正転・逆転の
制御が行われる。ＰＨ１からＭＤＲＩ。

ＭＤＲ２に入力されている信号ＭＩＦ、ＭＩＲ，Ｍ２Ｆ
。

Ｍ２Ｒはモータ制御用の信号である。

ＭＣＩ、ＭＧ２は各々シャッタ先幕・後幕走行開始用マ
グネットで、信号ＳＭＧＩ、５ＭＧ２、増幅トランジス
タＴＲＩ、ＴＲ２で通電され、ＰＨ１によりシャッタ制
御が行われる。

尚、スイッチ検知および表示用回路ＤＤＲ、モータ駆動
回路ＭＤＲＩ、ＭＤＲ２、シャッタ制御は、本発明と直
接間わりがないので、詳しい説明は省略する。

レンズ内制御回路ＬＰＲ３にＬＣＫに同期して入力され
る信号ＤＣＬは、カメラからレンズＦＬＮＳに対する命
令のデータであり、命令に対するレンズの動作が予め決
められている。

ＬＰＲ８は、所定の手続きに従ってその命令を解析し、
焦点調節や絞り制御の動作や、出力ＤＬＣからのレンズ
の各種パラメータ（開放Ｆナンバー、焦点距離、デフォ
ーカス量対繰り出し量の係数等）の出力を行う。

実施例では、ズームレンズの例を示しており、カメラか
ら焦点調節の命令が送られた場合には、同時に送られて
くる駆動量・方向に従って、焦点調節用モータＬＭＴＲ
を信号ＬＭＦ、ＬＭＲによって駆動して、光学系を光軸
方向移動させて焦点調節を行う。光学系の移動量はエン
コーダ回路ＥＮＣＦのパルス信号５ＥＮＣＦでモニター
して、ＬＰＲ３内のカウンタで計数しており、所定の移
動が完了した時点で、ＬＰＲ３自身が信号ＬＭＦ、ＬＭ
Ｒを“Ｌ′にしてモータＬＭＴＲを制動する。

このため、−旦カメラから焦点調節の命令が送られた後
は、カメラ内の制御装置ＰＲ３はレンズの駆動が終了す
るまで、レンズ駆動に関して全（関与する必要がない。

又、カメラから絞り制御の命令が送られた場合には、同
時に送られてくる絞り段数に従って、絞り駆動用として
は公知のステッピング・モータＤＭＴＲを駆動する。尚
、ステッピング・モータはオーブン制御が可能なため、
動作をモニターするためのエンコーダを必要としない。

ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコーダ回路であ
り、レンズ内制御回路ＬＰＲ３はエンコーダ回路ＥＮＣ
Ｚからの信号５ＥＮＣＺを入力してズーム位置を検出す
る。レンズ内制御回路ＬＰＲ３内には各ズーム位置にお
けるレンズパラメータが格納されており、カメラ側のコ
ンピュータＰＲ８から要求があった場合には、現在のズ
ーム位置に対応したパラメータをカメラへ送出する。

上記構成によるカメラの動作について第５図以下のフロ
ーチャートに従って説明する。

不図示の電源スィッチがオンとなると、マイクロコンピ
ュータＰＲＳへの給電が開始され、コンピュータＰＲＳ
はＲＯＭに格納されたシーケンスプログラムの実行を開
始する。

第５図は上記プログラムの全体の流れを表わすフローチ
ャートである。上記操作にてプログラムの実行が開始さ
れると、ステップ（００１）を経て、ステップ（００２
）においてレリーボタンの第１段階押下によりオンとな
るスイッチＳＷＩの状態検知がなされ、ＳＷＩオフのと
きにはステップ（００３）へ移行して、コンピュータＰ
Ｒ８内のＲＡＭに設定されている制御用のフラグ、変数
を全てクリアし、初期化する。

上記ステップ（００２）（００３）はスイッチＳＷＩが
オンとなるか、あるいは電源スィッチがオフとなるまで
くり返し実行される。ＳＷＩがオンすることによりステ
ップ（００２）からステップ（００５）へ移行する。

ステップ（００５）では露出制御のための「測光」サブ
ルーチンを実行する。コンピュータＰＲＳは第４図に示
した測光用センサＳＰＣの出力５ｓｐｃをアナログ入力
端子に入力し、Ａ／Ｄ変換を行って、そのディジタル測
光値から最適なシャッタ制御値。

絞り制御値を演算して、ＲＡＭの所定アドレスへ格納す
る。そして、レリーズ動作時にはこれら値に基づいてシ
ャッタおよび絞りの制御を行う。

続いてステップ（００６）で「像信号人力」サブルーチ
ンを実行する。このサブルーチンのフローは第６図に示
しているが、コンピュータＰＲ３は焦点検出用センサ装
置ＳＮＳから像信号の入力を行う。

詳細は後述する。

次のステップ（００７）で、入力した像信号に基づいて
撮影レンズのデフォーカス量ＤＥＦを演算する。具体的
な演算方法は本出願人によって特願昭６１−１６０８２
４号公報等に開示されているので詳細な説明は省略する
。

ステップ（００８）では「予測演算」サブルーチンを実
行する。この「予測演算」サブルーチンではレンズ駆動
量の補正を行うものであり、詳細は後述する。

次のステップ（００９）では「レンズ駆動」サブルーチ
ンを実行し、先のステップ（ＯＯａ）で補正されたレン
ズ駆動量に基づいてレンズ駆動を行う。

この「レンズ駆動」サブルーチンは第７図にそのフロー
を示している。レンズ駆動終了後は再びステップ（００
２）へ移動して、ＳＷｌがオフか不図示のレリーズスイ
ッチの第２ストロークＳＷ２がオンするまで、ステップ
（００５）〜（００９）がくり返して実行され、動いて
いる被写体に対しても好ましい焦点調節が行われる。

さて、レリーズボタンがさらに押しこまれてスイッチＳ
Ｗ２がオンすると、割込み機能によって、いずれのステ
ップにあっても直ちにステップ（０１０）へ移行してレ
リーズ動作を開始する。

ステップ（０１１）ではレンズ駆動を実行中かどうか判
別し、駆動中であれば、ステップ（０１２）に移行し、
レンズ駆動停止命令を送出し、レンズを停止させ、ステ
ップ（０１３）に進み、レンズを駆動していなければ、
直にステップ（０１３）に移行する。

ステップ（０１３）ではカメラのクイックリターンミラ
ーのミラーアップを行う。これは、第４図に示したモー
タ制御用信号Ｍ２Ｆ、Ｍ２Ｒを制御することで実行され
る。次のステップ（０１４）では先のステップ（００５
）の測光サブルーチンで既に格納されている絞り制御値
をｓｏ倍信号して回路ＬＣＭを介してレンズ内制御回路
ＬＰＲ３へ送出して絞り制御を行わせる。

ステップ（０１３）　（０１４）のミラーアップと絞り
制御が完了したか否かはステップ（０１５）で検知する
わけであるが、ミラーアップはミラーに付随した不図示
の検知スイッチにて確認することが出来、絞り制御は、
レンズに対して所定の絞り値まで駆動したか否かを通信
で確認する。いずれかが未完了の場合には、このステッ
プで待機し、引き続き状態検知を行う。両者の制御終了
が確認されるとステップ（０１６）へ移行される。

ステップ（０１６）では先のステップ（００５）の測光
サブルーチンで既に格納されているシャツタ秒時にてシ
ャッタの制御を行いフィルムを露光する。

シャッタの制御が終了すると次のステップ（０１７）で
はレンズに対して、絞りを開放状態にするように命令を
前述の通信動作にて送り、引き続いてステップ（０１８
）でミラーダウンを行う。ミラーダウンはミラーアップ
と同様にモータ制御用信号Ｍ２Ｆ。

Ｍ２Ｒを用いてモータＭＴＲ２を制御することで実行さ
れる。

次のステップ（０１９）ではステップ（０１５）と同様
にミラーダウンと絞り開放が完了するのを待つ、ミラー
ダウンと絞り開放制御がともに完了するとステップ（０
２０）へ移行する。

ステップ（０２０）では第４図に示したモータ制御用信
号ＭＩＦ、ＭＩＲを適正に制御することでフィルムｌ駒
分が巻上げられる。

以上が予測ＡＦを実施したカメラの全体シーケンスであ
る。

次に第６図に示した「像信号入力」サブルーチンについ
て説明する。

「像信号入力」は新たな焦点検出動作の最初に実行され
る動作であり、このサブルーチンがコールされると、ス
テップ（１０１）を経てステップ（１０２）にて、マイ
クロコンピュータＰＲ３自身が有している自走タイマの
タイマ値ＴＩＭＥＲをＲＡＭ上の記憶領域ＴＮに格納す
ることによって、焦点検出動作の開始時刻を記憶してい
る。

次のステップ（１０３）では、レンズ駆動量補正式（８
）　（９）　（１０）中の時間間隔ＴＭｎ−２，ＴＭｎ
−１に対応するＴＭＩ、ＴＮ２を更新する。ステップ（
１０３）を実行する以前には、ＴＭＩ、ＴＮ２には前回
の焦点検出動作における時間間隔ＴＭｎ−２，ＴＭｎ−
＋が記憶されており、またＴＮＩには前回の焦点検出動
作を開始した時刻が記憶されている。

従ってＴＮ２は前々回から前回まで、ＴＮＩ−ＴＮは前
回から今回までの焦点検出動作の時間間隔を表わし、こ
れが式（８）　（９）　（１０）中のＴ　Ｍ　ｎ−２１
ＴＭｎ−１に相当するＲＡＭ上の記憶領域ＴＭＩ、ＴＭ
２に格納されるわけである。そしてＴＮＩには次回の焦
点検出動作のために今回の焦点検出開始時刻ＴＮが格納
される。

さて、次のステップ（１０４）でセンサ装置ＳＮＳに光
像の蓄積を開始させる。具体的にはマイクロコンピュー
タＰＲ３がセンサ駆動回路ＳＤＲに通信にて「蓄積開始
コマンド」を送出して、これを受けて駆動回路ＳＤＲは
センサ装置ＳＮＳの光電変換素子部のクリア信号ＣＬＲ
を“Ｌ′にして電荷の蓄積を開始させる。

ステップ（１０５）では自走タイマのタイマ値を変数Ｔ
Ｉに格納して現在の時刻を記憶する。

次のステップ（１０６）ではコンピュータＰＲ３の入力
ＩＮＴＥＮＤ端子の状態を検知し、蓄積が終了したか否
かを調べる。センサ駆動回路ＳＤＲは蓄積開始と同時に
信号ＩＮＴＥＮＤをＬ゛にし、センサ装置ＳＮＳからの
ＡＧＣ信号５ＡＧＣをモニターし、該５ＡＧＣが所定レ
ベルに達すると、信号ＩＮＴＥＮＤを°Ｈ′にし、同時
に電荷転送信号ＳＨを所定時間゛Ｈ°にして、光電変換
素子部の電荷をＣＣＤ部に転送させる構造を有している
。

ステップ（１０６）でＩＮＴＥＮＤ端子がＨ°ならば蓄
積が終了したということでステップ（１１０）へ移行し
、°Ｌ′ならば未だ蓄積が終了していないということで
ステップ（１０７）へ移行する。

ステップ（１０７）では自走タイマのタイマ値ＴＩＭＥ
Ｒから、ステップ（１０５）で記憶した時刻ＴＩを減じ
て変数ＴＥに格納する。従ってＴＨには蓄積開始してか
らここまでの時刻、いわゆる蓄積時間が格納されること
になる。次のステップ（１０８）ではＴＥと定数ＭＡＸ
ＩＮＴを比較し、ＴＥがＭＡＸＩＮＴ未満ならばステッ
プ（１０６）へ戻り、再び蓄積終了待ちとなる。ＴＥが
ＭＡＸＩＮＴ以上になるとステップ（１０９）へ移行し
て、強制的に蓄積終了させる。

強制蓄積終了はコンピュータＰＲ３から回路ＳＤＲへ「
蓄積終了コマンド」を送出することで実行される。ＳＤ
ＲはＰＲＳから「蓄積終了コマンド」が送られると、電
荷転送信号ＳＨを所定時間°Ｈ°にして光電変換部の電
荷をＣＣＤ部へ転送させる。ステップ（１０９）までの
フローでセンサの蓄積は終了することになる。

ステップ（１１０）ではセンサ装置ＳＮＳの像信号Ｏ８
をセンサ駆動回路ＳＤＲで増幅した信号ＡＯＳのＡ／Ｄ
変換およびそのディジタル信号のＲＡＭ格納を行う。よ
り詳しく述べるならば、ＳＤＲはＰＲＳからのクロック
ＣＫに同期してＣＯＤ駆動用クロりクφ１．φ２を生成
してセンサ装置ＳＮＳへ与え、センサ装置ＳＮＳはφ１
．φ２によってＣＣＤ部が駆動され、ＣＣＤ内の電荷は
、像信号として出力Ｏ８から時系列的に出力される。こ
の信号は駆動回路ＳＤＲ内部の増巾器で増巾された後に
、ＡＯＳとしてコンピュータＰＲ３のアナログ入力端子
へ入力される。

コンピュータＰＲ８は自らが出力しているクロックＣＫ
に同期してＡ／Ｄ変換を行い、Ａ／Ｄ変換後のディジタ
ル像信号を順次ＲＡＭの所定アドレスに格納してゆく。

このようにして像信号の入力を終了するとステップ（１
１１）にて「像信号人力」サブルーチンをリターンする
。

第７図に「レンズ駆動」サブルーチンのフローチャート
を示す。

このサブルーチンが実行されると、ステップ（２０２）
においてレンズと通信して、２つのデータｒｓＪ　ｒＰ
ＴＨＪを入力する。ｒＳＪは撮影レンズ固有の「デフォ
ーカス量対焦点調節レンズくり出し量の係数」であり、
例えば全体（り出し型の単レンズの場合には、撮影レン
ズ全体が焦点調節レンズであるからＳ＝１であり、ズー
ムレンズの場合には各ズーム位置によってＳは変化する
。ｒＰＴＨＪは焦点調節レンズＬＮＳの光軸方向の移動
に連動したエンコーダＥＮＣＦからの出力パルスｌパル
ス当たりの焦点調節レンズのくり出し量である。

従って焦点調節すべきデフォーカス量ＤＬ、上記Ｓ、Ｐ
ＴＨにより焦点調節レンズのくり出し量をエンコーダの
出力パルス数に換算した値、いわゆるレンズ駆動量ＦＰ
は次式で与えられることになる。

ＦＰ＝ＤＬＸＳ／ＰＴＨ ステップ（２０３）は上式をそのまま実行している。

ステップ（２０４）ではステップ（２０３）で求めたＦ
Ｐをレンズに送出して焦点調節レンズ（全体（り出し型
単レンズの場合には撮影レンズ全体）の駆動を命令する
。

次のステップ（２０６）で、レンズと通信してステップ
（２０６）で命令したレンズ駆動量ＦＰの駆動が終了し
たか否かを検知し、駆動が終了するとステップ（２０６
）へ移行して「レンズ駆動」サブルーチンをリターンす
る。このレンズ駆動完了検知は上述の如く制御回路ＬＰ
Ｒ３内のカウンターで上記エンコーダＥＮＣＦのパルス
信号をカウントしており、該カウント値が上記レンズ駆
動量ＦＰと一致したか否かを上述の通信にて検知するこ
とで実行される。

次に「予測演算」サブルーチンのフローを第１図を用い
て説明する。第１図は「予測演算」サブルーチンのフロ
ーを示したものであり、予測演算の可否を判定し、予測
可能であれば、ＡＦタイムラグとレリーズタイムラグを
考慮したレンズ駆動量を計算するものである。

ステップ（３０２）は、予測に必要なデータの蓄積がな
されたか否かを判定するためカウンターＣ０ＵＮＴによ
ってデータの数を積算する。そして、次のステップ（３
０３）では、今回の予測演算のためのデー夕の更新を行
っている。

即ち、予測演算は式（６）、　（７）、　（８）、　（
９）に基づいて行われるため、そのデータとしては第２
図における今回のデフォーカス量ＤＦ３、前回及び前々
回のデフォーカス量ＤＰ１．ＤＦ２、前回のレンズ駆動
量ＤＬ２、前回のレンズ駆動量ＤＬ、　、前回及び前々
回の時間間隔ＴＭＩ、ＴＭ２、今回の時間間、隔ＴＬを
必要とする。よって、ステップ（３０３）では焦点検出
が行われるごとに今回検出され演算されたデフォーカス
量ＤＦをＲＡＭ上の記憶領域ＤＦ３に入力し、前回のデ
フォーカス量を記憶領域ＤＦ２に、又、前々回のデフォ
ーカス量を記憶領域ＤＦ、に入力し、更に前回のレンズ
駆動量ＤＬを記憶領域ＤＬ２に、又前々回のレンズ駆動
量を記憶領域ＤＬ、に入力し、各記憶領域のデータを今
回を基準として上記各式での演算に必要な最新な過去デ
ータに更新する。

ステップ（３０４）では予測演算に必要なデータが上記
各記憶領域に入力されているか否かを判別する。上記の
如（予測演算は今回、前回、前々回の少な（とも３回デ
フォーカス量を必要とし、過去３回（今回を含めて）以
上ステップ（００６）〜（００９）の焦点調節動作が行
われていることを条件としている。よって、ステップ（
３０２）にて焦点調節動作が行われるごとにカウンター
Ｃ０ＵＮＴに＋１を行い、カウンターに焦点調節動作が
行われた回数をカウントさせ、その回数が回数〉２とな
ったか否か、即ち３回以上上記の動作が行われたか否か
を判別し、３回以上行われ、予測演算が可能な時にステ
ップ（３０６）へ、又、不可能な時にステップ（３０５
）へ移行させる。

ステップ（３０５）では今回検知されたデフォーカス量
を像面移動量に換算したレンズ駆動量ＤＬ（第７図にお
けるデフォーカス量ＤＬと同一）としてこの予測演算を
終了し、第７図のレンズ駆動サブルーチンにてこのＤＬ
に基づいたレンズ駆動を行わせる。

又、ステップ（３０６）へ進んだ場合は蓄積されたデー
タが予測に適しているかどうか、すなわち同じ被写体を
測距したものであるかどうかについて「予測、非予測判
定」サブルーチンにて判定させる。この「予測、非予測
判定」サブルーチンで、予測に用いる上記記憶領域のデ
ータが予測に適していないと判断された場合ステップ（
３０７）へ移行し、このステップでカウンターＣ０ＵＮ
Ｔをリセットしステップ（３０５）へ進む。よって、こ
の場合は今回検出されたデフォーカス量に基づくレンズ
駆動がなされる。また、予測に適したデータであると判
断された場合にはステップ（３０８）へ移行する。

ステップ（３０８）では上記各記憶領域のデータに基づ
き（６）式の演算を行い、又ステップ（３０９）では（
７）式の演算を行う。

次のステップ（３１０）では（９）式における時間間隔
ＴＬを上記記憶領域ＴＭ２のデータとレリーズタイムラ
グＴＲ（一定）とを加算して求め、ステップ（３１１）
にて上記（９）式の演算を行う。この後ステップ（３１
２）にてリターンをする。

上記の予測演算サブルーチンにて（９）式の演算にてレ
ンズ駆動量ＤＬが求められ、レンズ駆動サブルーチンに
て上記ＤＬに基づいた予測位置へレンズが駆動される。

次に第８図を用いて「予測演算」サブルーチンのステッ
プ（３０６）における「予測、非予測判定」のサブルー
チンについて説明する。

ステップ（４０２）は各記憶領域のデータに基づき（Ｄ
Ｆ２＋ＤＬ１−ＤＰＩ）／ＴＭＩなる演算を行う。

この演算は第２図の時刻１．とｔ２間の像面移動速度の
平均値Ｖｌを計算するステップである。次のステップ（
４０３）での演算は同様に時刻ｔ２とｔ３間の像面移動
速度の平均値ｖ２を計算するステップである。この後ス
テップ（４０４）へ進む。

ステップ（４０４）では、ステップ（４０２）、　　（
４０３）で求めた像面移動速度Ｖｌ、Ｖ２の差の絶対値
ＶＡを計算し、ステップ（４０５）へ移行する。

ステップ（４０５）ではステップ（４０４）で求まった
ＶＡとあらかじめ設定された数ＡＸを比較し、ＶＡがＡ
Ｘより大のときは非予測、ＶＡがＡＸより小のときには
予測可能と判断される。

上記フローによる予測、非予測の判定原理は同一被写体
を追っていればその時の像面移動速度も連続的に変化す
ることになることに基づいている。

そこで、時間的に隣接した、像面移動速度を算出し、こ
の差が小さければ像面移動速度が連続的に変化している
ものと見做し、同一の被写体を測距していると判断して
予測演算を行う。これに対し像面移動速度の変化が十分
大きい場合には、像面移動速度が連続的に変化していな
いと見做し、別の被写体を測距したと判断し、予測演算
を禁止する。

第９図は「予測、非予測判定」サブルーチンの他の実施
例のフローを示したものである。これは検出されたデフ
ォーカス量ＤＦの絶対値が、ある値ＢＸよりも大きくな
った場合、別の被写体を測距したと判断し、予測演算を
禁止するものである。

即ち、同一被写体を追従測定している状態では検出され
るデフォーカス量が大きく変化する場合が少な（、検知
デフォーカス量が所定値より大の時には非予測と判定す
るものである。

以上説明した動作をまとめると本願発明のカメラにおい
ては以下の如く作動する。

レリーズ操作部材の第１ストローク操作がなされている
状態では「測光」「像信号入力」「焦点検出演算」「予
測演算」「レンズ駆動」サブルーチンが繰り返し行われ
る。上記「像信号入力」サブルーチンでは記憶領域ＴＭ
Ｉ、ＴＭ２に前回及び前々回の焦点検出及びレンズ駆動
に要する時間間隔が記憶され、「焦点検出演算」サブル
ーチンでは今回のデフォーカス量ＤＦが求められる。そ
して「予測演算」サブルーチンでは第１ストローク操作
後、上記焦点検出及びレンズ駆動から成る一連の焦点検
出動作が過去２回以上行われるまでは、その時点で求め
られたデフォーカス信号に基づくレンズ駆動を行わせ、
予測演算処理を行わない。

又、上記一連の焦点検出動作が過去２回以上行われてい
る時には前回及び前々回のおよび今回の焦点検出動作に
おけるデフォーカス量ＤＦ１．ＤＦ２゜ＤＦ３および前
回および前々回のデフォーカス量ＤＦ、、ＤＦ２に応じ
た像面移動量換算のレンズ駆動量ＤＬ１．ＤＬ２並びに
前回及び前々回の焦点検出動作時間間隔ＴＭＩ、ＴＭ２
及び今回の予定焦点検出動作時間ＴＬに基づいて（９）
式に示した予測演算を行い、被写体の像面位置とレンズ
の像面位置を一致すべく過去の焦点検出データに基づき
レンズ駆動を行わせる。この予測演算過程において、以
前の連続する像面位置移動動作における速度が大巾に変
化したり、検出デフォーカス量が大となった時には以前
の被写体とは異なる被写体が測距視野にとらえられてい
るものと見做し、上記（９）式にて求めたレンズ駆動量
制御を禁止し、今回、焦点検出された被写体に対するデ
フォーカス量に応じてレンズ駆動を行う。

以上の動作にて上記の如く、レンズを被写体の像面位置
と常に一致させる様像面位置を過去の焦点検出データに
基づき制御している際に、それ以前と異なる被写体に対
する焦点検出を行った時には、現在の被写体に対して合
焦とすべくレンズ駆動を行わせることとなる。

第１０図は上述の「予測演算」サブルーチンの他の一実
施例を示すフローチャートである。該サブルーチンにお
いてはステップ（６０６）〜（６０９）までの前述の（
９）式の演算を行った後、ステップ（６１０）にて「予
測、非予測判定」サブルーチンを行わせた点が第１図実
施例と異なっており、他の動作は第１図と同一であるの
でその説明は省略する。

第１１図は第１Ｏ図における「予測演算」サブルーチン
にて採用される「予測、非予測判定」サブルーチンの一
例を示すフローチャートである。

該第１１図におけるステップ（７０２）では第１０図の
ステップ（６０６）にて求めた今回の（６）式の係数Ａ
と前回の「予測演算」サブルーチンにて求められた前回
の（６）式の係数Ａ、との差ＡＢを求める。尚、このＡ
、はステップ（７０４）にて新たなＡが求められるごと
にＡ１に入力されることとなるので、Ａが求められるご
とに更新され、常に前回の焦点検出動作にて求められた
係数Ａが入力されている。

ステップ（７０３）では上記ＡＢの絶対値と一定値ＦＸ
との比較がなされ、ｌ　ＡＢ　ｌ　＜ＦＸの時にはステ
ップ（７０４）に進み、上記の係数Ａを更新動作を行い
予測可能と判断する。

又、ＡＢの絶対値がＦＸより大きい場合には、ステップ
（７０６）に移行し予測不可能と判断する。

該第１１図に示した判定原理は同一の被写体を測距して
いれば、像面位置は連続的に変化し、このとき、予測関
数の係数も連続的に変化すると見做し、予測関数の二次
の項の係数Ａの変化を調べ、Ａの値の変化が小さいとき
予測可能と判断している。

ここでは二次の項の係数Ａにのみ着目したが、−次の項
の係数Ｂあるいは一次及び二次の項の係数の変化から判
断しても良い。即ち、第２図の予測関数ｘ　（ｔ）のａ
項又はｂ項は同一被写体に対して焦点検出動作ごとには
あまり大きく変化しないこととなるので、このａ項又は
ｂ項の変化率の大小検知して予測、非予測判定を行って
いる。

第１２図は第１Ｏ図に採用する他の「予測、非予測判定
」サブルーチンを示すもので、そのフローを説明する。

該第１２図の原理は測距している被写体が途中で別の被
写体に移った場合、この影響は上記予測関数の一次の項
Ｂより二次の項Ａに良（表われ、Ａの値の絶対値が非常
に大きくなることに着目しており、Ａの値の絶対値によ
って、予測可能か不可能か判断している。

ステップ（７１２）では予測関数の二次の項の係数Ａが
ある数Ｃｘより大であればステップ（７１３）へ進み、
そうでなければステップ（７１６）へ移行し、予測不可
能と判断する。但し、任意の数Ｃｘは負の数である。

ステップ（７１３）では予測関数の二次の項の係数Ａが
ある数ＤＸより大のとき予測不可能と判断し、ステップ
（７１６）へ進み、ＡがＤＸより小さいときステップ（
７１５）へ移行し予測可能と判断する。但し、ＤＸは正
の数である。

第１３図は他の「予測、非予測判定」サブルーチンの一
例を示すフローであり、このフローはレンズ駆動量の変
化から予測可能かどうか判断するものである。このフロ
ーでは前回のレンズ駆動量ＤＬＩと今回のレンズ駆動量
ＤＬを比較し、その変化率がある数ＥＸより大きければ
予測不可能と判断するものである。

〔他の実施例〕

上記実施例は全て、像面移動速度や像面位置変化の連続
性によって、同一の被写体に対して測距を行っているか
どうか判断したが、これらの実施例を組合せた判定手段
によっても本発明が有効であることは明らかである。ま
た、全（別の判定手段として、前回の像信号と今回測距
で得られた像信号を比較し、両者の像信号が同一の被写
体のものであると判断された場合に予測演算を行うこと
ができる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、従来のレンズ駆動量補正では、
焦点調節動作の各サイクル間での被写体の移動によるデ
フォーカス量の変化を予測する場合に、途中で別の被写
体を測距すると誤測距となり、予測値も大きく誤ったも
のになってしまう危険性があった。

しかし、本発明による補正可否判定手段によって、前回
（過去）測距を行った被写体と今回測距を行った被写体
が同一のものであるかどうかを判定し、この結果に基づ
いて補正を行うため、撮影者が主被写体を別の被写体に
換えても、誤った予測を行うことなく新しい被写体の追
従補正を再開するため、自然な使用感が得られ、かつ高
い追従性能を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第１Ｏ図は本発明の「予測演算」のフローチャ
ートを示す説明図、 第２図は追従補正の予測原理説明図、 第３図は従来技術の説明図、 第４図は本発明の実施例であるカメラ及びレンズの回路
図、 第５図は本発明のメインフローチャートを示す説明図、 第６図は「像信号入力」サブルーチンのフロー腿チャー
トを示す説明図、 第７図は「レンズ駆動」サブルーチンのフローチャート
を示す説明図、 第８図、第９図、第１１図、第１２図、第１３図はそれ
ぞれ「予測、非予測判定」サブルーチンのフローチャー
ト図を示す説明図である。 ＰＲＳ　・・・・・・・曲回カメラ内制御装置ＬＣＭ　
・・・・・川・・曲レンズ通信バッファ回路ＳＤＲ・・
・・・・・・川−ｏセンサ駆動回路ＳＷＩ、　ＳＷ２・
間レリーズボタンの押下により段階的にオンとなるスイ
ッチ ＦＬＮＳ・・・川・・・・・・レンズ ＬＰＲＳ−−−―…間しンズ内制御装置ＥＮＣＦ・・・
・曲間焦点調節用レンズの移動量検出エンコーダ 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 結像光学系のフォーカス状態を検知しフォーカス信号を
   出力する焦点検知回路と、該焦点検知回路からの出力に
   基づいて結像光学系を合焦位置へ駆動する駆動回路を備
   え、前記焦点検知回路によるフォーカス状態の検知動作
   と駆動回路による結像光学系の駆動動作を交互に繰り返
   し行わせる自動焦点調節装置において、 今回の焦点検知回路にて検知したフォーカス状態に基づ
   くフォーカス信号と過去に焦点検知回路にて検知された
   フォーカス状態に基づくフォーカス信号と、少なくとも
   過去１回の焦点検知回路によるフォーカス検知動作の時
   間間隔とを演算し前記駆動回路へ伝えるレンズ駆動量信
   号を演算する演算回路を設け、結像光学系の像面位置と
   被写体像の像面位置とを一致させるレンズ駆動量を求め
   るとともに前記演算回路にて演算された演算結果又は該
   演算に用いられる上記各データーの変化を検知し、該変
   化が所定の変化を示した際に上記演算回路にて求められ
   た演算結果を無効とする判定回路を設けたことを特徴と
   する自動焦点調節装置。