JPH02181738A - 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２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２．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。

上記問題点の解決を目的とした自動焦点調節方法として
、本出願人は特願昭６２−２６３７２８号を提案してい
る。

同提案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量、レンズ駆動量と各
サイクルの時間間隔を鑑みて、被写体の移動に起因する
像面位置と時間の関係を１次関数および２次関数に近似
し、レンズ駆動量に補正をかけようとするものであり、
上記問題の改善が期待される。

しかしながら、このような予測方法の場合、レンズ駆動
誤差ならびに焦点検出誤差によって、予測したレンズ位
置と実際の像面位置に差（予測誤差）が生じる。この予
測誤差は、通常上記焦点検出誤差、レンズ駆動誤差に対
して数倍〜士数倍の大きさに拡大されて表わされる。こ
のため、従来の自動焦点調節装置では像面深度内に被写
体が入り、ピントが合っていると判断できる場合にも、
前記予測方法を用いると、ピント（結像）位置が像面深
度外に出てしまい、ピンボケ写真になってしまう可能性
があった。このような問題点の解決を目的とした自動焦
点調節方法として、本出願人は特願昭６３−２５４９０
号を提案している。

同提案によって開示されている方法の要旨は、予測演算
に用いる数次の予測関数のうち、焦点検出誤差やレンズ
駆動誤差の影響を受けやすく、予測誤差の発生量が大き
い高次の項を補正することによって、レンズ駆動系や焦
点検出系で発生する誤差の影響を減少させ、予測精度を
向上させようとしたものである。

〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明は上記予
測方法による焦点調節に対する更なる改良に関し、予測
関数の高次の項を補正することによって発生するピント
ズレを解消するものである。

以下、上記補正によって発生するピントズレについて説
明する。

第２図は上述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ｌ＜ｔ）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（ｔ）が一致したときに合焦
となる。そして［ｔ＋、　　ｌ＋’　］が焦点検出動作
時間、［ｔｌ’　＋　　ｔ　＋＋＋　］がレンズ駆動動
作時間を示すものである。また、同図に示した例では、
像面位置が２次関数（ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ）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＋、ｘ＋）（ｊ２１
　ｘ２　）　（ｔａ　＋　Ｘ３）がわかれば、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（
ＡＦタイムラグ：焦点検出及びレンズ駆動に要する時間
、レリーズタイムラグ：レリーズ指令がだされてから、
露光が開始されるまでの時間）。

ところが、実際にカメラが検知し得るのは、像面位置ｘ
ｌ　＋　　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
ズ駆動量ＤＬ、、ＤＬ２である。そして、時刻ｔ４はあ
（まで将来の値であり、実際には、被写体輝度による蓄
積型のセンサの蓄積時間の変化やレンズ駆動量の変化に
よるレンズ駆動時間の変化に従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＝ＴＭ２＋（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（１＋、＊＋）を原点と考えると、
ｔ１＝Ｏ ｔ　２＝ＴＭ。

ｔ、＝ＴＭ、＋ＴＭ２ （２）式に（３）。

ｂ、　　ｃを求めると、 Ｘ、＝ＤＦ、　　　　　　　　　　　（３）ｘ２＝ＤＦ
２＋ＤＬ、　　　　（４） ｘ　３＝ＤＦ　３　＋　ＤＬ　１＋　ＤＬ　２　　（５
）（４）、　　（５）式を代入してａ。

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　［（ＴＭ　、　＋ＴＭ２＋ＴＬ）”　−（ＴＭ
　、　＋ＴＭ２）”］＋ｂ−ＴＬ＋ＤＦ３　　　　（９
） のように求まる。

次に焦点検出誤差やレンズ駆動誤差によって発生する予
測誤差を低減させるための２次の項の補正方法について
第３図を使って説明する。

第３図は像面位置と時間の関係を示したものである。

この図で実線は実際に被写体の移動によって移動してい
る像面位置と仮定し、１．及びｔ２でそれぞれ、レンズ
位置との間に６１．δ２の誤差が生じた場合、予測関数
は一点鎖線のようになり、予測エラーδ。はδ１．δ２
の約１１倍の大きさとなっている。

そこで、（９）式の像面移動量換算のレンズ駆動ｊｌＤ
Ｌ３を計算する際に２次の項を補正系数ＴＦによって次
式のように補正を行う。

ＤＬ３　＝ＴＦ”ａ［（ＴＭ、　＋ＴＭ２＋ＴＬ）”−
（ＴＭ、　＋ＴＭ２）２］＋ｂ−ＴＬ＋ＤＦ３（１０） （ただしＯ＜ＴＦ≦１である） 第３図の場合、補正系数ＴＦ＝０．６とすると、予測関
数は破線のようになり、予測エラーδ。′　は未補正の
予測エラーδ、の約１／８に減少することとなる。

このような補正による対策は非線形な関数を線形な関数
に近づける効果があるため、焦点検出動作時間間隔が小
さく、像面の移動を線形な関数に近似できる場合には、
特に効果が大きい。

しかしながら、像面の移動を線形な関数に近似できない
場合には、補正によるピントズレが発生する。

上記補正によるピントズレの発生を第４図、第５図を使
って説明する。

第４図の縦軸は像面位置、横軸は時刻であり、被写体が
カメラに対して近づいてくる場合の一般的な像面位置の
変化を示したものである。この図の実線は実際に移動す
る像面の位置であり、これを２次関数に近似すると次式
のようになる。

ｘ　（ｔ）　＝ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　　　（１
１）（ａｇｏ、ｂ＞０） これに対して、補正係数ＴＦで補正を行った関数は次式
のようになる。

Ｘ（ｔ）＝ＴＦ−ａ−ｔ２＋ｂ−ｔ＋Ｃ（１２）（ａｇ
ｏ、Ｉ：ｌ＞０．０＜ＴＦ＜１）ここで、１．．１２は
過去に測距（焦点検出）を行った時刻であり、ｔ３は現
在の時刻、そしてｔ４は予測目標となる時刻である。よ
って、次回レンズ駆動を行う目標はＸ４である。

しかしながら、（１２）式のような補正を行うと時刻ｔ
４での予測した像面位置はＸ４　　となり、実際の値ｘ
４に対してδ。という予測誤差（ピントズレ）が発生す
る。これは、予測関数の非線形成分が大きいほど大きく
、また、補正係数が小さいほど大きくなる。

ここで、近づいてくる被写体の場合、一般的に（１１）
、　　（１２）式の係数ａ、　ｂはａ＞Ｏ，ｂ＞Ｏであ
り、一定速度で近づいてくる場合には、遠くの被写体よ
り近くの被写体の方が非線形成分（ここでは２次の成分
）が大きく像面の移動速度も大きい。

すなわち、遠くの被写体では予測関数の補正による予測
誤差δ８は十分小さいが、近くの被写体ではこの誤差が
問題となることがある。そして、そのときのピントズレ
は一般的な条件（ａ＞０）であれば常に追従遅れ、すな
わち、後ビン状態となる。

第５図の縦軸は像面位置、横軸は時刻であり、被写体が
カメラに対して遠ざかる場合の一般的な像面の移動を示
したものである。この図の実線は実際に移動する像面の
位置であり、これを２次関数に近似すると次式のように
なる。

ｘ　（ｔ）　＝ａｔ”＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　　　（１
３）（ａｇｏ、ｂｏｏ） これに対して、補正係数ＴＦによって補正を行った予測
関数は次式のようになる。

ｘ　（ｔ）　＝ＴＦ　争ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　
（１４）（ａ＞Ｏ，ｂ＜０．Ｏ＜ＴＦ＜１） ここで、ｔｌ＋ｔ２は過去に測距を行った時刻であり、
ｔ３は現在の時刻、ｔ４は予測目標となる時刻である。

よって、次回のレンズ駆動を行う目標はｘ４である。

しかしながら、（１４）式のような補正を行うと時刻ｔ
４での像面位置をＸ４　と予測してしまい、δ０という
予測誤差が発生する。

ここで、遠ざかる被写体の場合、（１３）、　　（１４
）式の係数ａ、　　ｂは一般的にａ＞０．ｂ＜Ｏであり
、−定速度で遠ざかる被写体の場合には、遠くの被写体
より近（の被写体の方が非線形成分（ここでは２次の成
分）が大きく、像面の移動速度も大きい。

すなわち、遠くの被写体では予測関数の非線形成分の補
正による予測誤差は十分に小さいが、非線形成分の大き
い近（の被写体ではこの誤差が問題となることがある。

そして、この予測誤差は一般的条件（ａ＞Ｏ）であれば
、常にレンズが先行気味、すなわち、後ピン状態となる
。

このように、予測関数の高次の項を補正すると、像面位
置の非線形な変化に対する追従性能が低下し、常に後ピ
ン状態となる問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の事項に鑑みなされたもので、被写体の移
動方向を判別し、被写体が近づいてくる場合には、予測
に用いる見込みタイムラグＴＬを長クシ、被写体が遠ざ
かっていく場合には見込みタイムラグＴＬを短（するこ
とにより、従来、常に後ピン方向に制御されていたレン
ズ位置を適正なレンズ位置に制御することを可能にした
ものである。

〔実施例〕

第６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ＰＲＳ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１チツプ・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、コンピュータＰＲ３は同期式
通信用信号Ｓｏ。

ＳＩ、５ＣＬＫ、通信選択信号ＣＬＣＭ、Ｃ５ＤＲ，Ｃ
ＤＤＲを用いて、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、
ＳＩ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ＰＲ３からの選択信号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。

コンピュータＰＲ３がＣＬＣＭを°Ｈ′にして、５ＣＬ
Ｋに同期して所定のデータをＳＯから送出すると、ＬＣ
Ｍはカメラ・レンズ間接点を介して、５ＣＬＫ、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に出力し、ＰＲＳは５ＣＬＫに同期してＳｌから
レンズのデータを入力する。

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Ｃ３ＤＲがＨ゛
のとき選択されて、Ｓｏ　　Ｓｌ、５ＣＬＫを用いてＰ
ＲＳから制御される。

信号ＣＫはＣＯＤ駆動用クロりクφ１．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ＰＲＳへ知らせる信号である。

ＳＮＳの出力信号Ｏ８はクロックφ１．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、ＡＯ８としてＰＨ１に出力される。

ＰＨ１はＡＯ３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、ＲＡ
Ｍの所定のアドレスに順次格納する。

同じ＜　ＳＮＳの出力信号である５ＡＧＣは、ＳＮＳ内
のＡＧＣ（自動利得制御：　Ａｕｔｏ　Ｇａｔｎ　　Ｃ
ｏｎｔｒｏり用センサの出力であり、ＳＤＲに入力され
て、ＳＮＳの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Ｐ
Ｈ１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（ＡＥ）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、　Ｓｔ。

Ｓ　ＣＬ　Ｋを用いてＰＨ１から制御される。即ち、Ｐ
Ｈ１から送られてく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
に連動するスイッチＳＷＳのオン・オフ状態を通信によ
ってＰＨ１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ＰＲ８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ＰＲ８の「割
込み入力端子」に接続され、ＳＷＩ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。

ＭＴＲＩ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Ｍ　Ｄ　Ｒ，１，。

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Ｉ・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１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
（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、ＬＰＲＳ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１ノンズの駆動が終了
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。

ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコーダ回路であ
り、ＬＰＲ３はＥＮＣＺからの信号５ＥＮＣＺを入力し
てズーム位置を検出する。ＬＰＲ８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ＰＨ１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７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ＰＲ３への給電が開始され、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７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
）においてレリーズボタンの第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、ＳＷ１オフの
ときにはステップ（００３）へ移行して、ＰＲ８内のＲ
ＡＭに設定されている制御用のフラグ、変数を総てクリ
アし、初期化する。

上記ステップ（００２）、（００３）はスイッチＳＷ１
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Ｊサブ
ルーチンを実行する。ＰＲＳは第６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、それぞれを
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「像信号入力」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８図に示
しているが、ＰＲＳ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（ＯＯＳ）では「予測演算」サブルーチンを実
行する。「予測演算」サブルーチンはレンズ駆動量の補
正を行うものであり、そのフローを第１図に示している
。

続いて、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（ＯＯＳ）で補正された
レンズ駆動量ＤＬ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９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（００２）へ
移行して、ＳＷＩがオフするか不図示のスイッチ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ｆ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、
レンズに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
、すぐにステップ（０１３）に進む。

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６図に示したモー
タ制御用信号Ｍ２Ｆ、Ｍ２ＲにてモーターＭＴＲ２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レンズへ送出してレンズに絞り
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ッタ制御値にて
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
送り、引き続いてステップ（ｏ　ｉ　ｓ）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６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モーターＭＴ
Ｒ１を制御し、フィルムｌ均分が巻上げられる。

以上が予測ＡＦを実施したカメラのシーケンスである。

次に第８図に示した「像信号人力」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ＰＲＳ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（６
）、（７）、（９）中の時間間隔Ｔ　Ｍ　１．　Ｔ　Ｍ
　２に対応するＴＭ　ｌ、７Ｍ２を更新する。ステップ
（１０３）を実行する以前には、ＴＭＩ、７Ｍ２には前
回の焦点検出動作における時間間隔が記憶されており、
またＴＮ、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７Ｍ２は前々回から前回まで、ＴＮ、−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（６）、　　（７）、　　（９）中のＴＭ、。

７Ｍ２に相当するＲＡＭ上の記憶領域ＴＭＩ、ＴＭ２に
格納されるわけである。モしてＴＮ、には次回の焦点検
出動作のために今回の時刻ＴＮが格納される。

即ち、ステップ（１０３）にて記憶領域ＴＭ、、ＴＭ２
には常に前々回から前回までと前回から今回までの焦点
検出動作時間が記憶される。

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Ｃ３ＤＲをＨとなし、センサ駆動回路ＳＤＲ
に通信にてＳＯとしての「蓄積開始コマンド」を送出し
て、これを受けて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ＰＲＳへの入
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（蓄積量を表わす信号）をモニタ
し、該５ＡＧＣが所定レベルに達すると、信号ＩＮＴＥ
ＮＤをｌ　Ｈｌ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（１］、　Ｏ）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ＴＥ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から上記通信号にて
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。ＳＤＲはＰＨ１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ＳＮＳ内部の制御回路へ与え、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ＳＤＲ内部の増巾器で増巾された後に、ＡＯＳとして
ＰＲＳのアナログ入力端子へ入力される。ＰＲＳ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「像信号入力」サブルーチンをリターンする
。

第９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。「Ｓ」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
。「ＰＴＨｊ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の出力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（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（全体くり出し型
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（２０５）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。

尚、レンズ駆動の終了検知は上述の如く駆動量ＦＰが回
路ＬＰＲ５入力され、且つレンズ駆動がなされるとエン
コーダー回路ＥＮＣＦのパルス５ＥＮＣＦがＬＰＲＳ内
のカウンターにて計数されており、この計数値が上記Ｆ
Ｐと一致したか否かの判別が回路ＬＰＲ３内にて行われ
、計数値とＦＰとが一致した際のＬＰＲ３の出力状態を
上記ステップ（２０５）での通信にて検知され上記ステ
ップ（２０６）へ移行するものである。

次に「予測演算」サブルーチンのフローを第１図で説明
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、レリーズタイムラグ及びＡＦ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）、（３０３）では、今回の予測演算のた
めのデータの更新を行っている。

即ち、ステップ（３０２）では、メモリーＤＦ２のデー
タをＤＦ、に入力する。メモリーＤＦ２には今回の該サ
ブルーチンが行われる以前には前回のデフォーカス量が
入力されているが、今回の該サブルーチンが実行される
時点ではＤＦ２の内容は前々回のデフォーカス量となっ
てしまうので、これをメモリーＤＦ、に入力し、メモリ
ー〇Ｆ、には常に前々回のデフォーカス量がストアーさ
れる様なしている。

又、メモリーＤＦ３の内容をＤＦ２に入力し、ＤＦ２に
常に前回のデフォーカス量が、又、今回の検出デフォー
カスｆｉＤＥＦをＤＦ３にストアーして、ＤＦ３に常に
今回のデフォーカス量が格納される様なしている。

又、ステップ（３０３）ではメモリーＤＬ２のデーター
をメモリーＤＬ、に入力し、ＤＬ、に常に前々回のレン
ズ駆動量データーをストアーする。又データーＤＬをメ
モリーＤＬ２に入力する。データーＤＬは前回の駆動量
データーであり、メモリーＤＬ２には常に直前に行われ
たレンズ駆動量データーが格納される。

以上のステップ（３０２）、（３０３）にて過去複数回
前から今回のデフォーカス量及びレンズ駆動量データー
が各メモリーに更新され格納される。

ステップ（３０４）、（３０５）ではメモリーＤＦ１〜
ＤＦ３．ＤＬ、、ＤＬ２．ＴＭｌ、ＴＭ２に格納された
データに基づき、（６）、　　（７）式のａ、　　ｂ項
を表わすＡ、　　Ｂを求める。

次のステップ（３０６）では後述のサブルーチンにて被
写体が近づいているか、遠ざかっているか、停止してい
るかを判定する。

ステップ（３０７）では後述のサブルーチンにて、見込
みタイムラグＴＬを計算し、ステップ（３０８）へ移行
する。

ステップ（３０８）では後述のサブルーチンにて補正係
数ＴＦを求めステップ（３０９）へ移行する。

ステップ（３０９）では各メモリーのデータ及びステッ
プ（３０４）、　　（３０５）、　　（３０７）、　　
（３０８）の演算結果にもとづき、前述の第１０式に応
じた次式のような演算を行い ■μＴＦ−Ａ　（（ＴＭ　、　＋ＴＭ　２＋ＴＬ）２−
　（ＴＭ　、　＋ＴＭ　２）”）十ＢφＴＬ＋ＤＦ３　
　　　　　　　　（１５）今回の像面移動量換算のレン
ズ駆動量ＤＬを求める。この後ステップ（３１０）にて
リターンする。

この様にして予測演算が行われると、ステップ（００９
）にて上述のレンズ駆動がなされ、レンズは像面位置を
一致させる位置へ移行される。

次＋；　ｒ被写体の移動方向判定」サブルーチンのフロ
ーについて説明する。

第１θ図は「被写体の移動方向判定」のフローを示した
ものであり、ステップ（４０２）では、測距時間間隔Ｔ
Ｍ２での平均像面移動速度ｖ１を演算する。この平均像
面移動速度は次式のように計算される。

Ｖ１＝　（ｘ３−ｘ２　）／ＴＭ２ ＝　（ＤＦ３　＋ＤＬ２　　ＤＦ２）／ＴＭ２　　　（
１６）次のステップ（４０３）では像面移動速度ｖ１が
ある所定の値ＶＡより小さいかどうか比較し、小さけれ
ばステップ（４０５）へ、大きければステップ（４０４
）へ移行する。ここで所定の値ＶＡは正の値であり、本
実施例ではＶＡ＝０．５ｍｍ／ｓｅｃとし、ｖｌがＶＡ
より大きければ被写体が近づいてくると判断し、ステッ
プ（４０４）に進み、このステップ（４０４）でＤＶを
ｒｌＪにし、次のステップ（４０８）でリターンする。

またステップ（４０３）でＶｌがＶＡより小さい場合に
はステップ（４０５）に進み、ステップ（４０５）では
ｖｌを所定の値ＶＢと比較し、ＶｌがＶＢより大きけれ
ばステップ（４０７）へ移行し、そうでなければステッ
プ（４０８）へ移行する。但しＶＢの値は負の値であり
、ここではＶＢ＝−０，５ｍｍ／ｓｅｃの像面移動速度
とする。

ステップ（４０６）　テはＤＶをｒ−１１１：して、次
のステップ（４０８）でリターンする。またステップ（
４０７）　テＩｔＤＶを「０」ニし、次ノステップ（４
０８）でリターンする。

このように本実施例では、像面移動速度がＶＡ（０，５
ｍｍ／５ｅｃ）以上であれば被写体が近づいてきている
と判断し、ＤＶ＝１とし、像面移動速度がＶ　Ｂ　（−
０、５ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ　）以上、ＶＡ　（０，
５ｍｍ／５ｅａ）以下であれば被写体はほとんど移動し
ていないと判断しＤＶ＝０とする。また像面移動速度が
ＶＢ（−０，５ｍｍ／　５ｅｃ）以下であれば被写体が
遠ざかっていくと判断しＤＶ＝−１とする。

このように、このサブルーチンでは被写体の移動方向が
近づいているときをＤＶ＝１、遠ざかっているときをＤ
Ｖ＝−１，そして停止しているかあるいはあまり移動し
ていない場合をＤＶ＝０としている。

次に「見込みタイムラグＴＬ演算」サブルーチンのフロ
ーについて説明する。

第１１図は「見込みタイムラグＴＬ演算」のフローを示
したものであり、ステップ（５０２）では先のフローで
設定されたＤＶがｒｌＪかどうかを判別し、ＤＶ＝１で
あればステップ（５０３）へ進み、ＤＶ）１であればス
テップ（５０４）へ移行する。ステップ（５０３）では
被写体が近づいてくる場合の見込みタイムラグＴＬを計
算し、本実施例では次式のように算出される。

ＴＬ＝ＴＭ２＋ＴＲ＋ＴＡ　　　　　　　　（１７）但
し、ＴＡ＝２０ｍｓｅｃとする。

また従来のＴＬに対してＴＡ＝２０ｍｓｅｃだけ見込み
タイムラグを長（とったが、これは２０ｍ５ｅｃである
必要はなく他の値でも良く、また他のパラメータ、たと
えば像面移動速度やカメラ−被写体間の距離、撮影レン
ズのＩＤや焦点距離、（６）、　　（７）式で算出され
る係数ａ、　ｂによって後ピン傾向が強くなるときには
ＴＡが大きくなるように変えても良い。

次にステップ（５０４）ではＤＶ＝０かどうか判別し、
ＤＶ＝Ｏであればステップ（５０５）へ進みＤＶ≠０で
あればステップ（５０６）へ進む。ステップ（５０５）
では被写体はあまり移動していないのでＴＬは特に補正
の必要はな（、従来と同様に次式のように計算される。

ＴＬ＝ＴＭ２＋ＴＲ（１８） そしてステップ（５０５）を終えるとステップ（５０７
）へ進みリターンする。

またステップ（５０６）では被写体が遠ざかっている場
合の見込みタイムラグＴＬを次式のようにして算出する
。

ＴＬ＝ＴＭ２　＋ＴＲ−ＴＢ　　　　　　　　（１９）
但し、ＴＢ＝２０ｍｓ これは従来のＴＬに対してＴＢ　（＝２０ｍｓ）だけ短
（ＴＬをとったものであるが、これは２０ｍ５である必
要はなく、他の値でも良く、また他のパラメータ、たと
えば像面移動速度、カメラ−被写体間の距離、撮影レン
ズのＩＤや焦点距離、（６）、　　（７）式の係数ａ、
　　ｂなどによって後ピン傾向が強（なるときにはＴＢ
を大きくするように変えるものでも良い。

そしてステップ（５０６）を終了するとステップ（５０
７）へ進みリターンにこのフローを終了する。

すなわち被写体が近づいてくる場合には、ＴＬを従来の
ものより２０　ｍ　ｓ長くし、遠ざかっていく場合には
２０　ｍ　ｓ短（している。

次に「補正係数演算」サブルーチンのフローについて説
明する。

第１２図は「補正係数演算」のフローを示したものであ
り、ステップ（６０２）では、焦点検出動作時間間隔と
予測に用いるタイムラグとの比ＴＸ＝（ＴＭ、＋７Ｍ２
）／（２・ＴＬ）を各記憶領域ＴＭＩ。

ＴＭ２のデーター及び上記ステップ（３０７）にて求め
たＴＬに基づき計算し、次のステップへ進む。

ステップ（６０３）では、ステップ（６０２）で得られ
たＴＸによって２次の項を補正する係数ＴＦを算出し、
リターンする。

本実施例では、レリーズタイムラグが一定であれば、Ｔ
Ｘの値が小さいときは焦点検出動作時間間隔が短くなる
ことに着目し、ＴＸが小さくなると補正係数ＴＦも小さ
くなるように設定した（０＜ＴＦ≦１）。また、ＴＸが
大きい場合にはＴＦを過剰に小さ（すると逆に悪影響を
与えるため、ＴＸが大きいときにはＴＦが１に近づ（よ
うに設定した。

以上の如く、本発明ではステップ（３０９）にて（９）
式にて求めるレンズ駆動量における２次項の係数を低減
する様補正しているので、（９）式に基づいたレンズ駆
動量の誤差を減少させることが出来る。

第１３図、第１４図は実際に本発明を実施した場合の効
果を示したものである。

第１３図の縦軸は像面位置、横軸は時刻であり、被写体
がカメラに近づいてくる場合の変化を示したものである
。ここでｔｌ＋　ｉ２は過去の測距時刻であり、ｔ３は
今回測距を行った時刻、そしてｔ４が予測目標とする時
刻である。また実線は実際の像面位置であり、破線が補
正を行った予測関数である、 この図で従来は予測目標ｔ４に対して、次式のようにＴ
Ｌを設定していた。

ＴＬ＝　ｔ　４ｔ　３　　　　　　　　　　　（２０）
すると、そのときの予測誤差はδｅだけ後ピンとなって
しまう。それに対し、本発明によるＴＬの設定はｔ４　
を目標とするようになっており、次式％式％ そしてＴＬをＴＡだけ長くすることにより予測誤差δｅ
　は従来のδｅよりも大幅に減少している。すなわち、
より実際の像面位置に近い位置にレンズを駆動し、高精
度のレンズ制御が可能となるわけである。

第１４図も同様に縦軸が像面位置、横軸は時刻であり、
この場合は被写体がカメラから遠ざかっていくときの変
化を示したものである。

ここで、ｊｌ＋　　ｔ２は過去に測距を行った時刻、ｔ
３は今回測距を行った時刻であり、ｔ４が予測目標とす
る時刻である。また実線は実際の像面位置であり、破線
は補正を行った予測関数である。

この図で従来は予測目標に対してＴＬを次式のように設
定していた。

ＴＬ＝ｔ　４−ｔ　３ すると、このときの予測値はδｅだけ後ビンとなってし
まう。それに対して、本発明のＴＬはｔ４ではな（、Ｔ
Ｂだけ手前のｔ　４１　　を目標とするように設定する
ため次式のようになる。

ＴＬ−ｔ　４−ｔ　３＝ｔ　４−ｔ　３−ＴＢすると、
このときの予測誤差はδｅ′　に減少し、従来のものよ
り高精度のＩノンズ制御を行うことが出来る。

以上の本発明の動作をまとめると以下の様になる。

第１図における予測演算サブルーチン中のステップ（３
０６）にて被写体の移動方向を検知して被写体が近づい
てくると判定した時にはステップ（３０７）にてＴＬを
通常時より長めに設定する。これによりステップ（３０
９）で求められるレンズ駆動量は通常予測時よりも大、
即ち所定量上乗せさせることが出来、上述の後ビン量を
減少させることとなる。

一方１、移動方向が遠ざかっていると判定した時にはＴ
Ｌを短めに設定することとなり、レンズ駆動量を通常予
測時よりも少、即ち所定量減少させることが出来、この
場合も後ビン量を減少させることが出来る。

また本実施例では、像面移動速度が小さい場合には、特
に見込みタイムラグＴＬを操作する必要はないので従来
のＴ　Ｌと同じ設定としたが、これによって被写体が近
づいたり、遠ざかったりする場合、あるいはあまり太き
（移動していない場合に、急激にＴＬの値が大きく切換
わるのを防止することができる。また、この領域ではＴ
Ｌの補正値を−ＴＢからＴＡに連続的あるいは多段階に
変化するように設定すれば、よりスムーズにＴＬを切換
えることが可能となる。

更に像面移動速度が小さい領域では、追従補正の必要性
はないので、この領域では追従補正を禁止し、最後に得
られた焦点検出結果に対してデフォーカス量が「Ｏｊと
なるようにレンズ制御を行ってもなんら問題はない。

また本実施例においては、被写体の動きを検知して、見
込みタイムラグの切換えを行ったが、これは被写体の動
きによって切換えるだけでな（、例えばカメラの撮影モ
ードが、単写、連写では各シーケンスに差があるため、
当然見込みタイムラグについても変更する必要がある。

また同じ連写においても、過去複数回の測距データを用
いる予測ＡＦでは１コマ目、２コマ目、あるいはそれ以
降のコマ数では各測距の間に他のシーケンスが入るため
見込みタイムラグを変更する必要がある。このようにカ
メラの撮影条件や撮影モードによって見込みタイムラグ
を変更する必要のある場合には、見込みタイムラグを適
切なタイムラグに変更することにより、高精度の焦点調
節を広い範囲に渡って行うことが可能となる。

更に被写体の動き、及び撮影条件による見込みタイムラ
グの変更単独に行うことに限定するものではなく、両方
の状態を考慮して見込みタイムラグを考慮しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、従来の予測ＡＦ（追従補正）を行
う場合に、焦点検出誤差やレンズ駆動誤差による予測誤
差を減少させるために、予測関数の高次の項に補正をか
けていたが、これによって像面の非線形な移動に対する
追従性能が低下し、常に後ビンになる傾向があったが、
本発明の見込みタイムラグの補正により常にピントの合
った高精度の予測ＡＦが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焦点調節装置に用いる予測演算動作を
説明するためのプログラムを示す説明図、第２図は本発
明の焦点調節装置による予想動作の原理を説明するため
の説明図、 第３図は予想動作時における焦点検出誤差やレンズ駆動
誤差によって発生する予測誤差の説明図、第４図、第５
図は予測関数の補正による予測誤差発生の説明図、 第６図は本発明の焦点調節装置の一実施例を示す回路図
、 第７図は第６図示の自動焦点調節装置の動作を説明する
プログラムフローを示す説明図、第８図は第７図中の「
像信号入力」サブルーチンを示す説明図、 第９図は第７図中の「レンズ駆動」サブルーチンを示す
説明図、 第ｉｏ図は第１図中の「被写体の移動方向判定」サブル
ーチンを示す説明図、 第１１図は第１図中の「見込みタイムラグ演算」サブル
ーチンを示す説明図、 第１２図は第１図中の「補正係数演算」サブルーチンを
示す説明図、 第１３図、第１４図は本発明の効果を示した説明図であ
る。 ＰＨ１・・・マイクロコンピュータ ＬＰＲ３・・・制御回路 ＬＣＭ　　・・・通信バッファ回路 ｔ／ ｌｉ　　１こ ｚ　ｔｉ ｌ） χ４ ｑ利ｔ 時刻乙 （１０υ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）焦点検出回路出力に応じてレンズを駆動し、自動
   焦点調節動作を繰り返し実行する自動焦点調節装置にお
   いて、過去複数回の焦点調節動作におけるデーターを用
   いて所定時間後の被写体位置に対して合焦とするレンズ
   駆動量を演算する演算回路を設け、所定時間後の被写体
   に対して合焦位置へレンズ駆動するとともに、前記所定
   時間の長さを被写体の移動方向に応じて調定する調定回
   路を設けたことを特徴とする自動焦点調節装置。
2. （２）前記調定回路は被写体が近づいてくる移動方向を
   示している時には所定時間を長く調定する特許請求の範
   囲第（１）項に記載の自動焦点調節装置。