JPH02181739A - 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、上記焦点検出誤差、レンズ駆動誤差の数倍〜
士数倍の大きさに拡大される。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ｔ１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１（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２（１）が一致したときに合焦と
なる。そして［ｔ＋、　　ｔ＋’　］が焦点検出動作時
間、［：　ｔ　＋’　、　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（ａｔ’＋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＋）（ｔ２
．　Ｘ２）　（ｔ３＋　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（Ａ
Ｆ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　ｒ　ｘ２　＋　　Ｘ３ではな（、デフォーカス量Ｄ
Ｆ、、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
く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（ｔｘ、ｆ＋）を原点と考える
と、ｔ１＝ＯＸＩ　：Ｉ）Ｆ’１（３） ｔ、＝＝ＴＭ、　　　　　ｘ２＝ＤＦ２＋ＤＬ１　　　
（４）ｔ３＝ＴＭ１＋ＴＭ２　　ｘ３＝ＤＦ３＋ＤＪ＋
ＤＬ２　（５）（２）式に（３）、（４）、（５）式を
代入してａ。

ｂ、　　ｃを求めると、 ｃ　＝　ＤＦ　１　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（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ＤＬ、は、 ＤＬ３＝ｘ４−１３ ＝ｘ４−ｘ３＋ＤＦ３ ＝　ａ　（（ＴＭ　、　＋ＴＭ２＋ＴＬ）２−　（ＴＭ
　、　＋ＴＭ、）”］＋ｂ−ＴＬ十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、ｔ、及びｔ２でそれぞれ、δ０．
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
となつている。

そこで、（９）式の像面移動量換算のレンズ駆動量ＤＬ
、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。

ＤＬ、　＝ＴＦ−ａ（（ＴＭ　、　＋ＴＭ２＋ＴＬ）２
−（ＴＭ　、　＋ＴＭ２）”１＋ｂ争ＴＬ＋ＤＦ３（１
０） （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（、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）（ａ＞Ｏ，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−ｔ”＋ｂ−ｔ＋Ｃ（１２）（ａ＞
Ｏ，ｂ＞ｏ、０＜ＴＦ＜１） ここで、ｔｌ＋ｔ２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太き（なる。

ここで、近づいて（る被写体の場合、一般的に（１１）
、　　（１２）式の係数ａ、　ｂはａ＞Ｏ，ｂ＞０であ
り、一定速度で近づいて（る場合には、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
）が太き（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δ。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＞Ｏ）であれば常に追従遅れ、すな
わち、後ピン状態となる。

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）　＝ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　　　（１
３）（ａ＞Ｏ，ｂ＜０） 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　拳ａｔ’＋ｂｔ＋ｃ　　　　　
　（１４）（ａ＞Ｏ，ｂ＜Ｏ，Ｏ＜ＴＦ＜１） ここで、１．．１２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、δ。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．ｂｏｏ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、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、強制的に撮影レンズを前ピ
ン側に駆動（シフト）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、コンピュータＰＲＳは同期式
通信用信号５Ｏ１Ｓｌ、５ＣＬＫ、通信選択信号ＣＬＣ
Ｍ、Ｃ３ＤＲ，ＣＤＤＲ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ＰＲＳから出力されるデータ信号、
ＳｌはコンピュータＰＲＳ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、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、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
Ｓｌに出力し、ＰＨ１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、ＳＩ、５ＣＬＫを用いてＰＨ
１から制御される。

信号ＣＫはＣＯＤ駆動駆動用クロックツ１２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、ＡＯ３としてＰＨ１に出力される。

ＰＲＳ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、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　Ｇａ１ｎ　Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）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
ＲＳ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、　　Ｓｌ。

５ＣＬＫを用いてＰＲＳから制御される。即ち、ＰＲＳ
から送られて（るデータに基づいてカメラの表示部材Ｄ
ＳＰ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
ＰＲＳ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、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。ＰＲＳ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Ｉ・ランジ
スタＴＲＩ、ＴＲ２で通電され、ＰＲＳ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ＬＰＲＳ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。

ＬＰＲ３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
（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、ＬＰＲＳ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ＰＲＳはレンズの駆動が終了す
るまで、レンズ駆動に関して全く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。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ＰＲＳ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ＰＲＳ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（ｏｏｉ）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、ＳＷｌオフの
ときにはステップ（００３）へ移行して、ＰＲ３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（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。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、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、ＳＷｌ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（
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。１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（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駒分が巻上げられる。

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「像信号入力」サブルーチンについ
て説明する。

「像信号人力」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ＰＲ８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ＴＭ、、ＴＭ２に対応
するＴＭｌ、７Ｍ２を更新する。ステップ（１０３）を
実行する以前には、ＴＭ、、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ＴＮｌ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ＴＭ＋、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Ｔ　Ｍ　１　、
　Ｔ　Ｍ　２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ＰＲＳ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ＰＲ８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Ｈ′にし、同時に電荷転送信号ＳＨを所定時間Ｉ
　Ｈｌ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ｏＳ
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ＰＨ１からのクロック
ＣＫに同期してＣＯＤ駆動用クロりクφｌ、φ２を生成
してＳＮＳ内部の制御回路へ与え、ＳＮＳはφｌ、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、ＡＯ３として
ＰＨ１のアナログ入力端子へ入力される。ＰＨ１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「Ｓ」「ＰＴ
Ｈ」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
えば全体く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つて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（駆動量ＦＰが回
路ＬＰＲ８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ＬＰＲ３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ＬＰＲ８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。

第１図は第７図のステップ（ＯＯＳ）に示した「予測演
算」サブルーチンのフローを示したものであり、これに
ついて説明する。

ステップ（３０２）、（３０３）では、今回の予測演算
のためのデータ更新を行っている。即ち、ステップ（３
０２）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ＤＥＦに所定の値ＤＡ
を加えた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
カス量にＤＡを加えた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ＤＦ、には、常に前々回のデフォー
カス量にＤＡを加えたものがストアーされるようになっ
ている。

また、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にＤＡを加えたものが、又
、今回の検出デフォーカス量ＤＥＦに所定の値ＤＡを加
えた値をＤＦ３にストアーして、ＤＦ３には常に今回の
デフォーカス量にＤＡを加えた値が、格納されるように
しである。

ここで、ＤＦ、、ＤＦ２．ＤＦ３はそれぞれ検出された
デフォーカス量に対して所定の値ＤＡを加えた値が格納
されており、これによって、カメラは常に実際のデフォ
ーカス量よりＤＡだけ後ピンと判断することになり、結
果的にＤＡだけ前ピン方向にレンズをくり出すことにな
る。

本実施例では、このシフト量ＤＡを一定としているが、
これは一つの値である必要はなく、後ピン傾向が強くな
る、像面移動速度が大きい場合や、被写体−カメラ間距
離が小さい場合にはＤＡの値を大きくシ、そうでないと
きはＤＡの値を小さ（することも可能である。又、他の
パラメータ（６）、（７）式によって算出される係数ａ
、　ｂを用いてＤＡの値を決定し、常にその状態に応じ
た量だけ適正に前ピン方向にシフトすることも可能であ
る。

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、ＤＬｌに常に前々回のレンズ駆
動量データーをストアーする。又データー〇Ｌ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）ではタイムラグＴＬの演算を行う。

この演算は記憶領域ＴＭ２のデーターとレリーズタイム
ラグＴＲの和を求めることで実行される。記憶領域ＴＭ
２には前述の如く前回から今回までの焦点検出動作時間
が記憶されており、今回の焦点検出動作時間も前回の焦
点検出動作時間と一致しているものとの仮定のもとてタ
イムラグＴＬ＝ＴＭ２＋ＴＲを求める。

ステップ（３０５）、　（３０６）では、各メモリーＤ
Ｆ。

〜ＤＦ３．ＤＬＩ、ＤＬ２．ＴＭｌ、ＴＭ２に格納され
たデーターに基づき（６）、（７）式のａ、　ｂ項を表
わすＡ、　　Ｂを求める。

次のステップ（３０７）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（３０８）へ移行する。

このステップ（３０８）では各メモリーのデータ及びス
テップ（３０４）〜（３０６）の演算値にもとづき、前
述の第１０式に応じた次式のような演算を行い、 ＤＬ　＝　ＴＦ弓（（ＴＭ　、　＋７Ｍ　２＋ＴＬ）”
−（ＴＭ　、　＋７Ｍ　２）”）十Ｂ　＠ＴＬ＋ＤＦ　
３　　　　　　　　　　　　　　　　　　（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（３０９）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（００
９）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。

ここで、算出されたＤＬは、常にＤＡだけ前ピン方向に
シフトした位置に１メンズを駆動する値であり、従来、
後ピン方向にズしてぃた予測誤差とＤＡの値がほぼ等し
ければ、レンズは常にピントの合った適正な位置に駆動
される。

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１０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（４０２）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　＋　＋ＴＭ
２　）／（２・ＴＬ）を各記憶領域ＴＭ、。

ＴＭ２のデータ及び上記ステップ（３０４）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（４０３）では、ステップ（４０２）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かくな
ることに着目し、ＴＸが小さくなると補正係数ＴＦも小
さ（なるように設定した（０＜ＴＦ≦１）。また、ＴＸ
が大きい場合にはＴＦを過剰に小さくすると逆に悪影響
を与えるため、ＴＸが大きいときにはＴＦが１に近づく
ように設定した。

以上の如く、本発明ではステップ（３０８）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１１図、第１２図は本発明を実施した場合の効果を示
したものである。

第１１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、ｔＩ、ｔ２は過去の測距時刻であり、ｔ３は
今回測距を行った時刻、モして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
正を行った従来の予測関数、そして−点鎖線が本発明に
よる予測関数である。

この図のＸＩｎ　ｘ２＋　ｘ３は従来の予測関数を求め
るのに用いられる像面位置である。これに対して本発明
ではｘＩ’　、　　Ｘ２　　、　　Ｘ３’すなわちＸし
Ｘ２＋Ｘ３をＤＡだけシフトした点を用いて予測関数を
算出している。このため、従来は時刻ｔ４でδ。の追従
遅れが発生していたが、本発明によると、シフト量ＤＡ
だけ改善されて、より高い追従性能を得ることが可能と
なる。すなわち、予測誤差δ。と等価なりＡを選べば、
常に適正な焦点調節が可能となる。

次に第１２図は像面位置、横軸は時刻であり、被写体が
カメラから遠ざかる場合の変化を示したものである。こ
こで、ｔｌ＊ｔ２は過去に測距を行った時刻であり、ｔ
３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
が補正を行った従来の予測関数、そして−点鎖線が本発
明による予測関数である。

この図のＸ　ｌ　＋　　Ｘ２　＋　　Ｘ３は従来の予測
関数を求めるのに用いられる像面位置である。これに対
して本発明ではＸＩｎ　　ｘ２＋　ｘ３をそれぞれＤＡ
だけシフトしたｘｉ　　）　ｘ２　Ｊ　ｘ３′を用いて
予測関数を算出している。このため、従来は時刻ｔ４で
δ。

だけレンズが先行し過ぎて、後ピンとなってしまう。こ
れに対して本発明ではシフト量ＤＡだけ改善され、より
高い追従性能を得ることが可能となる。

すなわち、予測誤差δ。と等価な量となるようにＤＡを
選べば、常に適正な焦点調節が可能となる。

以上の如く、上記実施例では検出デフォーカス量ＤＦＥ
に対して一定量ＤＡを加えた値をフォーカスデーターと
して第１図のステップ（３０８）に示した予測演算を行
っているため、常にＤＡ分前ピン方向にシフトした位置
にレンズを駆動制御することが出来、上述の後ピン状態
を補正することが出来るものである。

第１３図は本発明の予測演算サブルーチンの他の一例を
示すプログラムである。該サブルーチンについて説明す
る。ステップ（５０２）、（５０３）では、今回の予測
演算のためのデーターの更新を行っている。

即ち、ステップ（５０２）ではメモリー〇Ｆ２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の内容は前前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Ｄ
Ｆ、には常に前前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
カス量ＤＥＦ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（５０３）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（５０２）、（５０３）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（５０４）ではタイムラグＴＬの演算を行う。

この演算は記憶領域ＴＭ２のデーターとレリーズタイム
ラグＴＲの和を求めることで実行される。

記憶領域ＴＭ２には前述の如く前回から今回までの焦点
検出動作時間が記憶されており、今回の焦点検出動作時
間も前回の焦点検出動作時間と一致しているものとの仮
定のもとてタイムラグＴＬ＝ＴＭ２＋ＴＲを求める。

ステップ（５０５）、　（５０６）では、各メモリーＤ
Ｆ１〜ＤＦ３．ＤＬ、、ＤＬ２．ＴＭ、、ＴＭ２に格納
されたデータに基づき（６）、（７）式のａ、　　ｂの
項を表わすＡ、　　Ｂを求める。

次のステップ（５０７）では第１Ｏ図示のサブルーチン
にて補正係数ＴＦを求め、ステップ（５０８）へ移行す
る。

このステップ（５０８）では各メモリーのデータ及びス
テップ（５０４）〜（５０７）の演算値にもとづいて、
次式より今回の像面移動量換算のレンズ駆動量ＤＬを次
式より求める。

ＤＬ＝ＴＦ−Ａｌ：（ＴＭ　、　＋ＴＭ　２＋ＴＬ）”
−（ＴＭ　、　十ＴＭ　２）”］＋Ｂ−ＴＬ十ＤＦ　、
＋ＤＡ　　　　　　　　　　・・・　（１６）ここでＤ
Ｌ算出時に従来のものに対してＤＡだけ加えることによ
って、レンズはＤＡだけ前ピン側に（り出されることに
なる。そして、この後ステップ（５０９）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！ノンズ駆動がなされ、レンズは像面位置を
一致させる位置へ移行される。

該実施例では、所定の値ＤＡだけ前ピン側にレンズがシ
フトするように加算したが、このＤＡの値は、特定の値
に限定するものではなく、たとえばカメラ−被写体間距
離が小さい場合や、像面移動速度が大きい場合のように
、従来の予測方法では後ピン傾向が強くなるようなとき
にはＤＡを太き（し、そうでないときにはＤＡの値を小
さくすることも可能であり、その他のパラメータ（６）
、（７）式のａ２ｂなどによってＤＡを変えることも可
能である。

更に被写界深度は、手前側よりも奥側に深くなるので、
常に、少し前ピン気味になるように設定すれば、より効
果的被写界深度を利用できる。これは、サーボＡＦに限
ることではな（、フンショットオートフォーカスでも有
効な手段である。

このようにして、前ピン側にレンズをＤＡだけ駆動する
ことにより、従来、後ピン傾向にあったレンズ位置をよ
り適切なレンズ位置へ駆動でき、従来の方法で後ピンと
なる予測誤差とほぼ同じ大きさのＤＡを選択すれば、常
に高精度な予測ＡＦを提供することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、レンズ駆動位置を前ピン方向にシ
フトすることにより、従来、常に後ピン方向に駆動され
ていた１／ンズ位置を適正な位置に駆動でき、より高精
度の追従補正を行った焦点調節が可能となる。

【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１０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１１図、第１２図は本発明による効果を説明するため
の説明図、 第１３図は本発明の他の「予測演算」サブルーチンの説
明図である。 ＰＨ１・・・マイクロコンピュータ− ＬＰＲ３・・・制御回路 ＬＣＭ・・・通信バッファー回路 呵側ｔ ａ−ト書・コＡ２ 叫刻乙 ｑき＞１

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
   けるデーターに基づいて所定時間後の被写体位置を合焦
   とするレンズ駆動量を予測演算する演算回路を設け、該
   演算されたレンズ駆動量レンズを駆動するとともに、前
   記演算にて得られるレンズ駆動量に対して前ピン方向に
   所定量レンズをシフトさせた位置に移行させる制御回路
   を設けたことを特徴とする自動焦点調節装置。
2. （２）焦点検出回路出力に応じてレンズを駆動する自動
   焦点調節装置において、過去複数回の焦点調節動作にお
   けるデーターに基づいて所定時間後の被写体位置を合焦
   とするレンズ駆動量を予測演算する演算回路を設けると
   ともに、該演算回路での演算に際し、所定量レンズを前
   ピン状態とする様に補正を行う補正演算を行わせること
   を特徴とする自動焦点調節装置。