JPH0541966B2

JPH0541966B2 -

Info

Publication number: JPH0541966B2
Application number: JP63029776A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Oonuki; Masaki Higashihara; Akira Akashi; Terutake Kadohara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-02-11
Filing date: 1988-02-11
Publication date: 1993-06-25
Also published as: JPH01205115A

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〕

動いている被写体を常にAFで追従する際、被
写体移動に起因するピントずれを補正する方法と
して、既に本出願人において特願昭62−263728号
として提案されている。

上記出願の実施例では被写体の像面の動きを２
次関数あるいは１次関数に近似する一方、測距演
算、レンズ駆動あるいはレリーズに要する時間を
ある仮定のもとに予想して、将来のある時刻（例
えばレンズ駆動制御完了時刻、あるいはレリーズ
動作後のシヤツター幕走行時刻）での被写体像面
位置を予測し、その結果にしたがつてレンズ駆動
を行ない、動く被写体に対する追従遅れを解消す
るというものである。

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ｄを表わしている。

実線で表わした曲線ｆ(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
撮影レンズ位置での被写体の像面位置を意味して
おり、区間〔t_i，t_i′〕が焦点検出動作、〔t_i′，t_i+1〕
がレンズ駆動動作時刻である。したがつて、同一
時刻ｔにおけるｆ(t)とｌ(t)の縦軸ｄ方向の差が、
いわゆるデフオーカス量に相当する。

なお、DF_iは時刻t_iにおいて検出されたデフオ
ーカス量、DL_iは時刻t_i-1における焦点検出結果
から実行された像面移動量換算のレンズ駆動量、
TM_iは焦点検出動作の時間間隔をそれぞれ表わし
ている。

同図に示した例では補正するための前提とし
て、被写体の像面位置が２次関数にしたがつて変
化する、という仮定をおいている。すなわち、時
刻t₃において現在および過去３回の像面位置
（t₁，f₁），（t₂，f₂），（t₃，f₃）がわかれば時刻t₄に
おける像面位置f₄が予測できるものとしている。

ところが、実際にカメラが検知し得るのは像面
位置f₁，f₂，f₃ではなく、デフオーカス量DF１，
DF２，DF３ならびに像面移動量換算のレンズ駆
動量DL１，DL２である。そして時刻t₄はあくま
でも将来の値であり、実際には被写体輝度によつ
て蓄積型センサの蓄積時間が変化すると、それに
伴つて変化する値であるが、ここでは簡単のため
t₄−t₃＝t₃−t₂なる関係で既知なるものと仮定し
ている。

以上の仮定の下に、時刻t₃での焦点検出結果か
ら時刻t₃′でt₄に向けてレンズ駆動を行なう際のレ
ンズ駆動量DL３は以下の式で求めてゆく。

at²＋bt＋ｃ＝ｆ(t) (1) at₁ ²＋bt₁＋ｃ＝f₁ (2) at₂ ²＋bt₂＋ｃ＝f₂ (2)′ at₃ ²＋bt₃＋ｃ＝f₃ (2)″ 第２図中l₁点を原点と考えると、 f₁＝DF1，f₂＝DF2＋DL1，f₃＝DF3＋DL2＋DL1
(3) t₁＝０，t²＝TM1，t₃＝TM1＋TM2 (4) 式(3)(4)を式(2)(2)′(2)″に代入してａ，ｂ，ｃを
求
めると、ａ＝DF3＋DL2−DF2／（TM1＋TM2）・TM2＋ DF1−DL1−DF2／（TM1＋TM2）・TM1 (5) ｂ＝DF2＋DL1−DF1−ａ・TM1²／TM1 (6) ｃ＝DF1 (7) よつて時刻t₄における像面移動量換算のレンズ
駆動量DL３は DL3＝f₄−l₃＝f₄−（f₃−DF3）＝ａ・（TM1＋TM2＋TM3）² ＋ｂ（TM1＋TM2＋TM3）＋ｃ −｛ａ（TM1＋TM2）² −ｂ（TM1＋TM）＋ｃ｝＋DF3 ＝ａ｛（TM1＋TM2＋TM3）²− （TM1＋TM2）²｝＋ｂ・TM₃＋DF3 (8) ここでTM３は前述したようにTM3＝TM2な
る関係で既知であるものとして、式(8)よりDL３
が求まる。

時刻t₄以降のt_oにおけるレンズ駆動量は同様に
して、過去３回の検出デフオーカス量DF_o-2，
DF_o-1，DF_o、ならびに過去２回の実際のレンズ
駆動量DL_o-2，DL_o-1、そして過去２回の時間間
隔TM_o-2，TM_o-1から求めることができる。

a_o＝DF_o＋DL_o-1−DF_o-1／（TM_o-2＋TM_o-1）TM_o-1 ＋DF_o-2−DL_o-2−DF_o-1／（TM_o-2＋TM_o-1）TM_o-2 (8) b_o＝DF_o-1＋DL_o-2DF_o-2−ａ・TM² _o-2／TM_o-2 (9) DL_o＝a_o・｛（TM_o-2＋TM_o-1＋TM_o）²−（TM_o-2
＋TM_o-1）²｝＋b_o・TM_o＋DF_o (10) 式(8)(9)(10)にしたがつて検出デフオーカス量DF_o
からレンズ駆動を行なうためのデフオーカス量
DL_oを求めてレンズ駆動を行えば動いている被写
体に対しても、レンズ駆動終了時に常に適正なピ
ント合わせが可能となる。

さて、かかる自動焦点調節制御中にレリーズ動
作が発生した場合の動作につき第３図、第４図を
用いて説明する。

第３図は時刻t_oで焦点検出を開始して、t_o′で
DL_oなるレンズ駆動を行ない、t_o+1でレンズ駆動
を終了するという状況下で、時刻t_x1にレリーズ
動作が発生した場合を示している。ここで、レリ
ーズ動作が発生して実際にフイルム露光が行なわ
れるまでの時間、いわゆるレリーズタイムラグを
TRとしている。したがつて、図中では時刻t_x1＋
TRにフイルム露光の行なわれることになる。レ
リーズ動作発生と同時にレンズ駆動を停止させる
ような制御の場合、時刻t_x1でのレンズ像面位置
l_x1がそのまま時刻t_x1＋TRでのレンズの像面位置
l_r1であり、このとき被写体の像面はf_r1に位置す
るから、フイルムに露光された被写体像はf_r1−
l_r1＝d_x1のデフオーカス、すなわちピント外れが
生じることになる。

レリーズ動作が発生してもレンズ駆動を続行さ
せるような制御の場合には、時刻t_o+1にはl_o+1′に
達し、時刻t_x1＋TRでのレンズの像面位置は
l_r1′となり、量的には小さくなるがやはりf_r1−
l_r1′＝d_x′のピント外れが生じる。

第４図はレンズ駆動中にレリーズ動作が発生し
た場合を示している。第３図の場合と同様、レリ
ーズ動作と同時にレンズ駆動を停止させる制御で
はf_r2−l_r2＝d_x2のピント外れが生じ、レンズ駆動
を続行させる制御ではf_r2−l_r2′＝d_x2′のピント外れ
が生じる。

次に、一律のレリーズタイムラグを考慮した補
正方法について説明する。この場合には、時刻
t_o+1がレリーズタイムラグTR分伸びると考えれ
ば良いので、式(10)が次のように変形される。

DL_o＝a_o・｛（TM_o-2＋TM_o-1＋TM_o＋TR）²−
（TM_o-2＋TM_o-1）²｝＋b_o・（TM_o＋TR）＋DF_o (11) 第５図は上式(11)の制御を示している。一点鎖線
で表わしたf′(t)が一律のレリーズタイムラグTR
を考慮した被写体の像面位置であり、レンズをこ
の曲線に沿うように制御すれば良い。したがつ
て、フアインダ内の被写体は常にレリーズタイム
ラグ分ピント外れの状態になる。第３図と同様に
時刻t_x1にレリーズ動作が発生したとすると、レ
ンズ駆動を停止させた場合には時刻t_x1＋TRにお
いてレンズの像面位置はl_r1にあり、実際の被写
体の像面位置はf_r1であるから、f_r1−l_r1＝d_x1のピ
ント外れとなる。レンズ駆動を続行させる場合に
はf_r1−l_r1′＝d_x1′のピント外れが生じることにな
る。第６図はレンズ駆動中にレリーズ動作が発生
した場合を示し、レリーズ動作と同時にレンズ駆
動を停止させた場合にはf_r2−l_r2＝d_x2のピント外
れが生じ、レンズ駆動を続行させる場合には、
f_r2−l_r2′＝d_x2′のピント外れが生じる。

以上説明したようにレリーズタイムラグを考慮
した前述の方法でもレリーズのタイミングによつ
て多少のピント外れは残るものの、かなり良好な
補正が可能である。

次に、第７図は第５図あるいは第６図による補
正方式を適用した場合の焦点検出動作１回目から
の様子を改めて描いたものである。時刻t₁，t₂，
t₃に於いて得たデフオーカス量DF１，DF２，
DF３とレンズ駆動量DL１，DL２より式(8)(9)を
用いてa₃，b₃を決定し、式(11)にてDL３を算出後、
レンズ駆動を行えば時刻t₄にてレンズをl₄に達す
る。そして、この時点でレリーズ信号がくると
TRの後レリーズされ、この時被写体像面はfr₄に
あるのでレンズ位置l₄と一致し、ピントのあつた
写真が撮れる。レリーズ信号が来なければ、前述
の焦点検出動作サイクルを繰返し、４回目、５回
目の焦点検出動作後のレリーズ位置は各々l₅，l₆
となる。

さて、当従来例では被写体位置を２次関数で近
似しているため、l₄以降のレンズ位置は所望の位
置（図中の一点鎖線）に精度良く駆動されるが、
この補正効果が表れるのは３回目のレンズ駆動終
了時刻t₄以降となる。したがつて、それ以前にレ
リーズ信号が来ても補正は効かずピント外れの写
真が撮れてしまうか、あるいはピントを保証する
ためにはt₄までレリーズを待たなければならな
い。そこで、補正を早めにかけるには被写体位置
を１次関数で近似すれば良い。それを第８図に示
す。

時刻t₁，t₂における被写体像面をf₁，f₂とする
とこの２点を通る１次関数式は pt＋ｑ＝ｇ(t) (12) l₁を原点としてDF１，DF２，DL１，TM１を用
いて、ｐ，ｑを表わすとｐ＝DF2＋DL1−DF1／TM1 (13) ｑ＝DF1 (14) となる。よつてレリーズタイムラグを考慮した被
写体像面の予想位置はlr₃となり、レンズ駆動要
求量DLは DL＝ｐ（TM1＋TM2＋TR）＋DF1−DL1 (15) となる。

以上の動作を繰り返すとレンズ駆動完了位置は
l₃，l₄，l₅…となるがレリーズタイムラグを考慮
した目標位置f′(t)（一点鎖線）に対して誤差を生
じている。このように被写体位置を１次関数で近
似してしまうと、被写体線面位置が時間に対して
線形でない場合にかなりの補正誤差を生じてしま
う。すなわち、被写体位置を想定する場合に適用
する関数を１種類に固定してしまうと、補正が効
き始めるまでの時間（補正タイムラグ）と補正精
度とは相反することがわかる。又、予測によるレ
ンズ駆動を行なわせるに際して、過去の焦点検出
動作データーの個数が少ない時にレリーズ操作部
材の操作にて直ちにレリーズ動作を行なうと予測
の補正効果が表われていないので上記予測演算を
行なつているにもかかわらず十分な効果を得るこ
とが出来ない。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記事項に鑑みなされたもので、その
構成として焦点検出回路出力に基づいてレンズを
駆動する焦点調節装置において、過去の焦点調節
動作における焦点調節データに基づき所定時間後
における被写体の位置に応じたレンズ駆動量又は
被写体の像面位置に応じたレンズ駆動量を高次の
関数式に基づき予測演算する演算回路を設け、所
定時間後の被写体位置に対して合焦させるべくレ
ンズ駆動を行なうとともに、前記演算回路による
演算式として前記高次の関数式に比して低次の関
数式を設け、更に過去に行なわれた焦点調節動作
回数に応じて焦点調節動作が所定回数行なわれる
以前は予測演算を前記低次の関数式にて行なわ
せ、所定回数行なわれた後に前記高次の関数式に
よる予測演算の実行を許可する制御回路を設け、
補正タイムラグと精度の問題を解消した装置を提
供するものである。

又、更に本発明では、その構成としてレリーズ
操作部材が第１の操作状態にある時繰り返し焦点
検出回路による焦点検出動作及び該焦点検出回路
出力に基づくレンズ駆動を焦点調節装置により行
なわせ、レリーズ操作部材が第１の操作状態から
第２の操作状態へ移行することによりレリーズ動
作を行なうカメラにおいて、前記焦点調節装置として、過去の焦点調節デー
タに基づき所定時間後における被写体の位置に応
じたレンズ駆動量又は被写体の像面位置に応じた
レンズ駆動量を予測演算する演算回路を設け、所
定時間後の被写体位置に対して合焦させるべくレ
ンズ駆動を行なうとともに、レリーズ操作部材が
第１の操作状態となつた後に行なわれた前記予測
演算されたレンズ駆動量に基づくレンズ駆動の回
数が所定値に達していない状態で前記レリーズ操
作部材が第１の操作状態から第２の操作状態へ移
行した時にはレンズ駆動終了後にレリーズ動作を
行なわせ、一方前記回数が所定値に達した後にお
いて前記レリーズ操作部材が第１の操作状態から
第２の操作状態へ移行した時には直ちにレリーズ
動作を行なわせるレリーズ制御回路を設け、補正
タイムラグと精度の問題を解消し、予測演算を行
なつた場合の速写性を向上させたカメラを提供す
るものである。

〔実施例〕

第１図に本発明のレンズ駆動補正方法を示す。

まず、AF起動スイツチ（後述するSW1）のオ
ンにより、t₁で焦点検出動作を示さないデフオー
カス量DF１を得てレンズ駆動をDL１だけ行ない
（この時はDL１＝DF１）、レンズはl₂に達する。

t₂で２回目の焦点検出動作を行ない、DF２を
得てデータDF１，DF２，DL１，TM１，（TM
２＝TM１）から式(15)により１次近似を行なつて
駆動量DL２を計算し、駆動を行ないレンズはl₃
に達する。このレンズ位置l₃は式(15)で１次近似で
の補正であるため不充分な補正であり、理想の位
置に対しdx₃の誤差があるが、該補正を行なわな
い場合に比して、その誤差を大幅に改善出来る。
その後、t₃にて３回目の焦点検出動作を行ない３
回目の焦点検出にてデフオーカス量DF３を得た
ら、今度は２次関数の近似式(11)にてDL３を求め、
レンズをl₄に駆動させる。こうすることで２回目
のレンズ駆動で大雑把な補正がかかり、３回目よ
り正確な補正がかかるので、補正タイムラグが短
くでき、かつ精度の良い補正が可能となる。

さらに、この方式では次のような利点も生ず
る。第７図においてはTM３＝TM２として像面
位置fr₄を予測しているがTM３およびTM２は像
データ蓄積・演算・レンズ駆動の各時間より成つ
ており、蓄積・演算時間はあらかじめ認知できる
ものの駆動時間は実際に駆動してみないとわから
ないのでTM３は必ず見込み誤差を有することに
なる。そして、第７図の例ではDL３《DL２なの
でTM３は実際にはTM２より大きくなるはず
で、実際のl₄は第７図の位置より右にずれる。ま
た、次のサイクルではDL４＜DL３なので、同様
にl₅位置も理想的な位置に対してずれ、結局レン
ズがf′(t)に収束するのはl₆あたりからとなつてし
まう。一方、本発明の第１図ではDL１≠DL２で
あるが、DL２≒DL３なのでl₄でかなり良い収束
を見る。以上のように本発明は収束性の点でも大
幅に向上している。

第９図は上記第１図のレンズ駆動を行なわせる
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。

図においてコンピユータ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・マイクロコンピユータである。コンピユータ
PRSはROMに格納されたカメラのシーケンス・
プログラムにしたがつて、自動露出制御機能、自
動焦点検出機能、フイルムの巻き上げ等のカメラ
の一連の動作を行なう。そのために、コンピユー
タPRSは同期式通信用信号SO、SI、SCIK、通信
選択信号CLCM、CSDR、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はコンピユータPRSから出力されるデータ
信号、SIはコンピユータPRSへ入力されるデー
タ信号、SCLKは信号SO、SIの同期クロツクで
ある。

LCMはレンズ通信バツフア回路であり、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ユータ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ツフアとな
る。

コンピユータPRSがCLCMを‘H'にして、
SCLK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、
SCLM、SOの各々のバツフア信号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のバツフア信号をSIに出力し、コンピユ
ータPRSはSCLKに同期してSIからレンズのデー
タを入力する。

SDRは、CCD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
CSDRが‘H'のとき選択されて、SO、SI、
SCLKを用いてコンピユータPRSから制御され
る。

信号CKはCCD駆動用クロツクφ1，φ2を生成す
るためのクロツクであり、信号INTENDは蓄積
動作が終了したことをコンピユータPRSへ知ら
せる信号である。

センサ装置SNSの出力信号OSはクロツクφ1，
φ2に同期した時系列の像信号であり、駆動回路
SDR内の増幅回路で増幅された後、AOSとして
コンピユータPRSに出力される。コンピユータ
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SAGC
は、SNS内のAGC（自動利得制御：Auto Gain
Control）用センサの出力であり、駆動回路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
SSPCはコンピユータPRS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
したがつて自動露出制御（AE）に用いられる。

DDRはスイツチ検知および表示用回路であり、
信号CDDRが‘H'のとき選択されて、SO、SI、
SCLKを用いてコンピユータPRSから制御され
る。すなわち、コンピユータPRS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のオ
ン・オフ状態を通信によつてコンピユータPRS
へ報知する。

スイツチSW１，SW２は不図示のレリーズボ
タンに連動したスイツチで、レリーズボタンの第
１段階の押下によりSW１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
ユータPRSは後述するように、SW１オンで測
光、自動焦点調節動作を行ない、SW２オンをト
リガとして露出制御とフイルムの巻き上げを行な
う。なお、SW２はマイクロコンピユータである
PRSの「割込み入力端子」に接続され、SW１オ
ン時のプログラム実行中でもSW２オンによつて
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。

MTR１はフイルム給送用、MTR２はミラー
アツプ・ダウンおよびシヤツタばねチヤージ用の
モータであり、各々の駆動回路MDR１，MDR
２により正転・逆転の制御が行なわれる。コンピ
ユータPRSからMDR１，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。

MG１，MG２は各々シヤツター先幕・後幕走
行開始用マグネツトで、信号SMG１，SMG２、
増幅トランジスタTR１，TR２で通電され、コ
ンピユータPRSによりシヤツター制御が行なわ
れる。

なお、スイツチ検知および表示用回路DDR、
モータ駆動回路MDR１，MDR２、シヤツター
制御は、本発明と直接関わりがないので、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
動作があらかじめ決められている。

LPRSは、所定の手続きにしたがつてその命令
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の動作状況（焦点調節
光学系がどれぐらい動動したか、絞りが何段絞ら
れているか等）やパラメータ（開放Ｆナンバー、
焦点距離、デフオーカス量対繰り出し量の係数
等）の出力を行なう。

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・方向にしたがつて焦
点調節用モータLMTRを信号LMF、LMRによ
つて駆動して、光学系を光軸方向移動させて焦点
調節を行なう。光学系の移動量はエンコーダ回路
ENCFのパルス信号SENCFでモニタして、
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、LPRS自身が信号LMF、
LMRを‘L'にしてモータLMTRを制動する。

このため、一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コンピユータ
PRSはレンズの駆動が終了するまで、レンズ動
動に関して全く関与する必要がない。また、必要
に応じて上記カウンタの内容をカメラに送出する
ことも可能な構成になつている。

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したがつて、
絞り駆動用としては公知のステツピング・モータ
ー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、制御回路LPRSはエンコーダ回路
ENCZからの信号SENCZを入力してズーム位置
を検出する。LPRS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
コンピユータPRSから要求があつた場合には、
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１０
図以下のフローチヤートにしたがつて説明する。

不図示の電源スイツチがオンとなるとマイクロ
コンピユータPRSへの給電が開始され、コンピ
ユータ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１０図は上記プログラムの全体の流れを示す
フローチヤートである。上記操作にてプログラム
の実行が開始されると、ステツプ（001）を経て
（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ツチSW１の状態検知がなさ
れ、SW１オフの時には（003）へ移行して、コ
ンピユータPRS内のRAMに設定されている制御
用のフラグ、変数を総てクリアして初期化し、
（004）にて測距回数をカウントするカウンタ
AFCNTをクリアする。上記（002）〜（004）は
SW１がオンとなるか、あるいは電源スイツチが
オフとなるまで繰返し実行される。

SW１がオンすることにより（002）から
（005）へ移行する。

（005）においては、これから新しい測距を開
始するので、AFCNTの値を１つ増加させて、測
距回数をカウントする。

（006）では露出制御のための「測光」サブル
ーチンを実行する。コンピユータPRSは第９図
に示した測光用センサSPCの出力SSPCをアナロ
グ入力端子に入力し、Ａ／Ｄ変換を行なつて、そ
のデイジタル測光値から最適なシヤツタ制御値、
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ヤツタおよび絞りの制御
を行なう。

続いて（007）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１１
図に示しているが、コンピユータPRSは焦点検
出用センサ装置SNSから像信号の入力を行なう。
詳細は後述する。

次の（008）で入力した像信号に基づいて撮影
レンズのデフオーカス量DEFを演算する。具体
的な演算方法は、本出願人によつて特願昭61−
160824号公報等により開示されているので詳細な
説明は省略する。

（009）いおいてAFCNTの内容検知を行ない、
AFCNT＝１なら予測演算はまだできないので、
（007）におけるDEFをそのままレンズ駆動量DL
とし、（011）にて「レンズ駆動」サブルーチンを
行なう。（011）は後述する。そしてレンズ駆動終
了後（002）へ戻る。

（009）において、AFCNT＝２の時、すなわ
ち測距データが２回ある時は被写体像位置を１次
関数で近似することが可能なので（012）にて１
次関数による「予測演算１」のサブルーチンを行
ない、（013）で「レンズ駆動」を行なう。（014）
ではレリーズスイツチSW２の状態を検知する
が、これは後述のSW２割込み動作にて説明す
る。ここではSW２がオフとして（002）へ戻る。

（009）においてAFCNT≧３の場合、すなわ
ち測距データが３個以上ある場合は（015）の
「予測演算２」サブルーチンにおいて、２次関数
による予測演算を行ない（916）を行なつて
（002）へ戻る。

なお、（011）（013）（016）は同じレンズ駆動サ
ブルーチンである。

次に、破線で囲まれた上記（005）〜（016）実
行中にスイツチSW２オンによるレリーズ割込み
が入つた場合について説明する。スイツチSW２
は先に説明したようにコンピユータPRSの割込
み入力端子へ接続されており、スイツチSW２が
オンした時にはいずれのステツプを実行中でも割
込み機能にて直ちに（021）へ移行するように構
成されている。

破線で囲まれたステツプを実行中に（021）の
SW２割込みが入ると（022）でAFCNTの状態検
知を行なう。そしてAFCNT≦２の時は予測演算
によるレンズ補正が未完なので（023）にて元の
ステツプへ割込みリターンする。

すなわち、AFCNT＝１の時は焦点検出動作サ
イクル１回目すなわち（005）〜（011）のフロー
中に割込まれたことになるので、割込みリターン
して元へ戻り最終的に（011）を実行して（002）
へ戻る。

AFCNT＝２の場合は焦点検出動作サイクル２
回目、すなわち（005）〜（013）のフロー中で割
込まれたことになるので、これも割込みリターン
して（014）へ行く。（014）でSW２の状態検知
を行なうが、今度は割込みリターン後のフローな
のでSW２オンであり（025）のレリーズへ移行
する。（025）以降は後述する。

（022）においてAFCNT＝３の場合、すなわ
ち（005）〜（016）のフロー中に割込まれた場合
には、（024）でレンズを強制的に停止させ（025）
の「レリーズ」に移る。すなわち、この場合には
１次近似による予測演算およびレンズ駆動が完了
しているので直ちにレリーズ動作に移行して良い
わけである。（025）については後述する。次に
（026）でフイルム巻上げを行なうが、これは第９
図において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イルム１駒分が巻上げ
られるわけであるが、詳しい動作説明は省略す
る。

次に第１１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」サブルーチンは新たな焦点検出
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（101）を経て（102）に
てマイクロコンピユータ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つて、焦点検出動作
の開始時刻を記憶している。

次の（103）では、AFCNTの状態を検知し、
AFCNT＝１なら最初の焦点検出なので焦点検出
動作時間間隔というものは存在せず、したがつて
TNをTN１に格納するのみで（107）に進む。

AFCNT＝２の時は１次関数近似を行なうので
TM１←TN−TN１により前回と今回の焦点検
出動作時間間隔TM１を定義する（TNは今回の
焦点検出動作開始時刻、TN１は（104）で定義
した前回の焦点検出動作開始時刻、よつてTN−
TN１が焦点検出動作時間間隔）また、TN２←
TM１と置く。一次近似ではTM２は無意味の値
だが、これを定義した理由は後述する。そして
TNはTN１に格納しTN１の更新を行なう。

AFCNT≧３の時は更新すべき焦点検出動作間
隔データはTM１，TM２の２個あるので（106）
の式にて更新を行ない、TN１の更新も（105）
と同様に行なう。なお、AFCNT＝３の時のTM
１は（105）で定義したTM１を用いるが、TM
１←TM２と更新が行なわれるので、そのために
はTM２も定義されている必要がある。これが
（105）において、一見無意味なTM２の定義を行
なつた理由である。すなわち、AFCNT＝３の時
はAFCNT＝２の時に定義したTM１がそのまま
TM１として残ることになり、AFCNT≧４の時
にはTM１←TM２の更新が行なわれる。

さて、次のステツプ（107）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
コンピユータPRS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。

ステツプ（108）では自走タイマのタイマ値を
変数TIに格納して現在の時刻を記憶する。

次のステツプ（109）ではコンピユータPRS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SAGCをモニタし、
SAGC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。

ステツプ（109）でINTEND端子が‘H'なら
ば蓄積が終了したということでステツプ（113）
へ移行し、‘L'ならば未だ蓄積が終了していない
ということでステツプ（110）へ移行する。

ステツプ（110）では自走タイマのタイマ値
TIMERから、ステツプ（108）で記憶した時刻
TIを減じて該TEに格納する。したがつて、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。

次にステツプ（111）ではTEと定数MAXINT
を比較し、TEがMAXINT未満ならばステツプ
（109）へ戻り、再び蓄積終了待ちとなる。TEが
MAXINT以上になるとステツプ（112）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ユータPRSから駆動回
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はコンピユータ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。ステツプ（112）までのフ
ローでセンサの蓄積は終了することになる。

ステツプ（113）ではセンサ装置SNSの像信号
OSをセンサ駆動回路SDRで増巾した信号AOSの
Ａ／Ｄ変換およびそのデイジタル信号のRAM格
納を行なう。より詳しく述べるならば、SDRは
コンピユータPRSからのクロツクCKに同期して
CCD駆動用クロツクφ1，φ2を生成してSNS内部
の制御回路SSCNTへ与え、センサ装置SNSは
φ1，φ2によつてCCD部が駆動され、CCD内の電
荷は像信号として出力OS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としてコンピユータPRSのアナロ
グ入力端子へ入力される。コンピユータPRSは
自らが出力しているクロツクCKに同期してＡ／
Ｄ変換を行ない、Ａ／Ｄ変換後のデイジタル像信
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
テツプ（114）にて「像信号入力」サブルーチン
をリターンする。

第１２図に「レンズ駆動」サブルーチンのフロ
ーチヤートを示す。

このサブルーチンが実行されると、ステツプ
（202）においてレンズと通信して、２つのデータ
「Ｓ」、「PTH」を入力する。「Ｓ」は撮影レンズ
固有の「デフオーカス量対焦点調節レンズ繰り出
し量の係数」であり、例えば全体繰り出し型の単
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。
「PTH」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１パルス当
たりの焦点調節レンズの繰り出し量である。

したがつて、焦点調節すべきデフオーカス量
DL、上記Ｓ，PTHにより焦点調節レンズの繰り
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＝DL×Ｓ／PTH ステツプ（203）は上式をそのまま実行してい
る。

ステツプ（204）ではステツプ（203）で求めた
FPをレンズに送出して焦点調節レンズ（全体繰
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。

次のステツプ（205）で、レンズと通信してス
テツプ（204）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
テツプ（206）へ移行して「レンズ駆動」サブル
ーチンをリターンする。

なお、当サブルーチンは（011）（013）（016）
すべてにおいて共通である。

なお、上記レンズ駆動量FP分の駆動終了の検
知は上述の通信にてレンズ駆動量FPが制御回路
LPRS内のカウンターに入力され、このカウンタ
ー値とレンズ駆動にともなつてエンコーダー
ENCFから出力されるパルスSENCFの計数値の
一致を上記制御回路LPRSにて検知することで実
行する。

第１３図に予測演算１のフローチヤートを示
す。これは焦点検出動作データが２回の時に、被
写体像面位置を１次関数で近似し、将来の像面位
置を予測するフローである。

まず（302）において、今回から次回までの焦
点検出動作の時間間隔TM２は前回から今回まで
の間隔TM１と等しいと仮定する。（303）におい
て、今回の焦点検出動作にて得られたデフオーカ
ス量DEFをメモリーDF２に格納し、（304）で前
回の駆動量DLをメモリーDL１に格納する。

（305）では式(13)にしたがつてｐを求め、その
結果をＰとしているが、この式でDL１，DF１は
第１０図の（010）で定義したものである。

（306）では式(15)にしたがつて今回のレンズ駆
動量DLを計算し、（307）にてリターンする。

第１４図に予測演算２のフローチヤートを示
す。これは、焦点調節サイクルでのデータが３回
以上ある時に、最新の３回の上記サイクルの実行
にて得られたデータをもとに被写体像面位置を２
次関数で近似し、将来の像面位置を予測するフロ
ーである。

まず（312）において、今回から次回までの焦
点調節サイクルの時間間隔TM₃を前回から今回
までの焦点調節サイクル間隔TM₂と等しいと仮
定してメモリーTM₂のデータをメモリーTM₃に
入力する。

（313）にてカウンターAFCNTの状態を検知
し、AFCNT＝３の時、すなわち該サブルーチン
が初めてコールされた時にはステツプ（314）へ
進む。ステツプ（314）では今回の焦点検出演算
サブルーチンで求められた今回の検出デフオーカ
ス量DEFをメモリーDF₃に格納し、ステツプ
（317）に進み、前回のレンズ駆動量データDLを
メモリーDL₂に入力する。誤データDLはステツ
プ（306）に入力されたデータである。

ステツプ（316）では、(5)または(8)式の演算を
行ないa_oを求める。なお、この時のメモリー
DF₂，DF₁，DL₁のデーターは前回の焦点検出動
作サイクル、すなわち一次近似予測におけるデー
タであり、これとステツプ（314）、（315）にて得
られた前回のレンズ駆動量と今回のデフオーカス
量と、ステツプ（106）にて求めメモリーTM₁，
TM₂に入力されている前前回と前回の焦点調節
サイクル時間間隔データーに基づき上記(5)式の演
算を行ないa_oを求め、これをＡと置く。

ステツプ（317）では、(6)または(9)式にしたが
つてb_oを求め、これをＢと置く。なお、このステ
ツプでのデーターも、メモリーDF₂，DF₁，DL₁、
メモリーTM₁に入力されている各データーを用
いる。ステツプ（318）では(11)式の演算を行ない、
今回のレンズ駆動量DLを求める。

この際の駆動量DLは(11)式にて求められるもの
であるので、レリーズタイムラグを考慮した被写
体の像面位置とレンズの像面位置を一致させるた
めの量であり、これにて上記の像面位置合わせを
行なう予測演算２を終了しステツプ（319）にて
リターンする。

また、該予測演算サブルーチン中の（313）で
AFCNT≠３、すなわちAFCNT≧４の時にはス
テツプ（320）、（321）がなされる。

ステツプ（320）ではメモリーDF₂のデーター
をDF₁に入力する。メモリーDF₂には今回の該サ
ブルーチンが行なわれ以前には前回のデフオーカ
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
オーカス量となつてしまうので、これをメモリー
DF₁に入力する。

また、メモリーDF３の内容も今回の該サブル
ーチンが実行される時点ではもはや前回のデフオ
ーカス量となつてしまうので、これをメモリー
DF₂に入力する。このステツプ（320）の処理に
て焦点調節サイクルが実行され、新らたなデフオ
ーカス量が求められるごとにメモリーDF₁，DF₂
の内容が順次更新され、常にメモリーDF₁には前
前回のデフオーカス量が、またDF₂に前回のデフ
オーカス量が格納されることとなる。

また、ステツプ（321）ではメモリーDL₂のデ
ーターがメモリーDL₁に入力される。この処理も
上記のステツプ（320）と同一の目的のための処
理であり、これにてメモリーDL₁には常に前前回
のレンズ駆動量を格納する。

この後ステツプ（314）、（315）が実行され、メ
モリーDF₃には今回のデフオーカス量が、また
DL₂にて前回の予測演算サブルーチンのステツプ
（318）にて求められたレンズ駆動量DL、すなわ
ち前回のレンズ駆動量が入力され、これらの各デ
ーターに基づき上述のステツプ（316）〜（318）
を実行し、焦点調節サイクルが４回以上行なわれ
た時にも各回のサイクル終了時のレンズの像面位
置がレリーズタイムラグを考慮した位置となるよ
うにするためのレンズ駆動量DLが求められる。

第１５図にレリーズサブルーチンのフローを示
す。

まず、ステツプ（402）にてカメラのクイツク
リターンミラーのミラーアツプを行なう。これは
第９図に示したモータ制御用信号M2F、M2Rを
用いて駆動回路MDR２を介してモータMTR２
を制御することで実行される。

次のステツプ（403）では先のステツプ（006）
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
なわせる。

ステツプ（402）（403）のミラーアツプと絞り
制御が完了したか否かはステツプ（404）で検知
するわけであるが、通常両者の制御には数十ミリ
秒を要し、これがいわゆるレリーズタイムラグと
呼ばれるものの主要因である。

ステツプ（404）では先のステツプ（402）
（403）でのミラーアツプと絞り制御が既に終了し
ているかどうかを検知する。ミラーアツプはミラ
ーに付随した不図示の検知スイツチにて確認する
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ツプで待機
し、引き続き状態検知を行なう。両者の制御が確
認されるとステツプ（405）へ移行する。この時
点で露光の準備が整つたことになる。

ステツプ（405）では先のステツプ（006）の測
光サブルーチンで既に格納されているシヤツタ制
御値にてシヤツタの制御を行ない、フイルムを露
光する。

シヤツタの制御が終了すると、次のステツプ
（406）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、引き続いてステツプ（407）
でミラーダウンを行なう。ミラーダウンはミラー
アツ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。

次のステツプ（408）ではステツプ（404）と同
様にミラーダウンと絞り開放制御が完了するのを
待つ。ミラーダウンと絞り開放制御がともに完了
するとステツプ（409）へ移行してリターンする。

以上のフローを改めて概説すると、第１０図に
おいてスイツチSW１オン後の焦点検出動作サイ
クル１回目は（005）〜（011）のフローにより検
出されたデフオーカス量DEFの値にしたがつて
レンズ駆動を行ない、焦点検出動作サイクル２回
目は（005）〜（013）のフローにより前回の焦点
調節結果と今回の焦点検出動作結果により、１次
関数式（(15)式）による予測駆動を行ない、焦点検
出動作サイクル３回目以降は（005）〜（016）の
フローにて過去２回の焦点調節結果と今回の焦点
検出結果により、２次関数式(11)式による予測駆動
を行なう。

そして、上記焦点検出動作サイクル中にスイツ
チSW２オンによりレリーズ割込みが入つた場
合、焦点検出動作サイクル１回目なら直ちに割込
みリターンしてレリーズはさせずに上記フロー
（005）〜（011）を実行後（002）へ戻る。焦点検
出動作サイクル２回目なら、これも割込みリター
ンするが（014）にてレリーズ動作へ移行する。
すなわち、SW１オン後、短時間でSW２が来た
時には、焦点調節動作を２回行なつた後にレリー
ズされるわけである。そして焦点検出動作サイク
ル３回目以降にレリーズ割込みが来た場合には直
ちにレリーズ動作へ移行する。

〔効果〕

以上述べたごとく、本発明では焦点検出動作サ
イクルが過去所定回数以下の時には予測演算を低
次の（一次）の関数式に基づき行ないレンズ駆動
をなし、また、所定回数以上の時には予測演算を
高次（２次）関数式に基づき行ないレンズ駆動を
なすようにしているので、初回の焦点検出動作サ
イクルの開始後、短時間で上記被写体の像面位置
とレンズ位置を一致させるレンズ駆動が行なわれ
ることとなる。又、過去の焦点検出動作回数が少
ない時には、レンズの駆動が終了してからレリー
ズ動作へ移行させ、過去の焦点検出動作回数が多
い時にはレリーズ操作にて直ちにレリーズ動作を
行なわせているので、予測によるレンズ駆動の効
果を速写性を十分満足させた上達成し得ることと
なる。

なお、該実施例では１次関数式と２次関数式を
切換えて用いるようにしたが、焦点検出動作サイ
クル回数が増したら、さらに高次の関数式を使う
ようにしても良い。

また、該実施例での２次関数は放物線である
が、代わりに円、楕円、あるいは双曲線関数等を
用いても良いのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点調節装置の動作を説
明するための説明図、第２図〜第８図はそれぞれ
レンズ補正予測演算によるレンズ駆動例を説明す
る説明図、第９図は本発明に係る焦点調節装置を
用いたカメラの一実施例を示す回路図、第１０図
は本発明に係る焦点調節装置の動作を制御するた
めのプログラムフローを示す説明図、第１１図〜
第１５図はそれぞれ第１０図のフローに用いるサ
ブルーチンフローを示す説明図である。 PRS……コンピユータ、LCMS……レンズ通
信バツフア回路、SDRS……センサ駆動回路、
FINSS……レンズ、LPRSS……レンズ内制御装
置。

Claims

【特許請求の範囲】１焦点検出回路出力に基づいてレンズを駆動す
る焦点調節装置において、過去の焦点調節動作に
おける焦点調節データに基づき所定時間後におけ
る被写体の位置に応じたレンズ駆動量又は被写体
の像面位置に応じたレンズ駆動量を高次の関数式
に基づき予測演算する演算回路を設け、所定時間
後の被写体位置に対して合焦させるべくレンズ駆
動を行なうとともに、前記演算回路による演算式
として前記高次の関数式に比して低次の関数式を
設け、更に過去に行なわれた焦点調節動作回数に
応じて焦点調節動作が所定回数行なわれる以前は
予測演算を前記低次の関数式にて行なわせ、所定
回数行なわれた後に前記高次の関数式による予測
演算の実行を許可す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レリーズ操作部材が第１の操作状態にある時
繰り返し焦点検出回路による焦点検出動作及び該
焦点検出回路出力に基づくレンズ駆動を焦点調節
装置により行なわせ、レリーズ操作部材が第１の
操作状態から第２の操作状態へ移行することによ
りレリーズ動作を行なうカメラにおいて、前記焦点調節装置として、過去の焦点調節デー
タに基づき所定時間後における被写体の位置に応
じたレンズ駆動量又は被写体の像面位置に応じた
レンズ駆動量を予測演算する演算回路を設け、所
定時間後の被写体位置に対して合焦させるべくレ
ンズ駆動を行なうとともに、レリーズ操作部材が
第１の操作状態となつた後に行なわれた前記予測
演算されたレンズ駆動量に基づくレンズ駆動の回
数が所定値に達していない状態で前記レリーズ操
作部材が第１の操作状態から第２の操作状態へ移
行した時にはレンズ駆動終了後にレリーズ動作を
行なわせ、一方前記回数が所定値に達した後にお
いて前記レリーズ操作部材が第１の操作状態から
第２の操作状態へ移行した時には直ちにレリーズ
動作を行なわせるレリーズ制御回路を設けたこと
を特徴とするカメラ。