JPH0617935B2

JPH0617935B2 - 自動焦点調節装置

Info

Publication number: JPH0617935B2
Application number: JP62328233A
Authority: JP
Inventors: 正樹東原; 一朗大貫; 彰明石; 輝岳門原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH01167815A; US5061953A

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、一眼レフ・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
時点でのデフオ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オ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オーカス量の変化
がないので、レンズ駆動が終了した時点に解消すべきデ
フオーカス量は、焦点検出時点でのデフオーカス量に等
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オーカス量が変化し、前記解消すべ
きデフオーカス量と検出デフオ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62−139512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オ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オーカス
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ｌ(t)が一致したときに合焦となる。そし
て［ti,ti′］が焦点検出動作、［ti′，ｔ_i+1］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（_t1，_x1）（_t2，_x3）（_t3，_x3）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_x1，
_x2，_x3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はあくまで将来の値であり、実際には、被写
体輝度によって蓄積型のセ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＝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)＝at²＋bt＋ｃ (2) そして、図中の（ｔ_１，ｌ_１）を原点と考えると、 t実施例₁＝０ x₁＝DF₁ (3) t₂＝TM1 x₂＝DF₂＋DL₁ (4) t₃＝TM1+TM2 x₃＝DF₃＋DL₁＋DL₂ (5) (2)式に(3)，(4)，(5)式を代入してａ，ｂ，ｃを求める
と、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
₃は、 DL₃＝t₄−l₃ ＝x₄−x₃＋DF₃ ＝ａ{(TM1+TM2+TL)²−(TM1+TM2)²} +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、一点差線は第２の被写体
の像面位置である。

ここで、時刻ｔ_１，ｔ_２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、ｔ_３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オー
カス量とレンズ駆動量から、時刻ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３での
像面位置x₁,x₂,x₃′を算出し、（ｔ_１，ｘ_１）（t₂,
x₂）（t₃,x₃′）を通る二次関数ｆ(t)を算出し、このｆ
(t)によって時刻ｔ_４での像面位置ｘ_４″を予測する。

しかしながら、時刻ｔ_４での第１の被写体の像面位置は
ｘ_４、第２の被写体像面位置はｘ_４′であり、予測によ
って得られたｘ_４″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ｘ_４を予測するために
は（t₁,x₁）（t₂,x₂）（t₃,x₃）を通る関数を求める必
要があり、第２の被写体の像面位置ｘ_４′を予測するた
めには（t₁,x₁′）（t₂,x₂′）（t₃,x₃′）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ｔ_３で焦点検出によ
って得られたデフオ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
関数でもなく、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〕

本発明では所定時間のごとの像面の移動速度の差や予測
関数の変化，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ツトし、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く、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。コンピュー
タPRSはＲＯＭに格納されたカメラのシーケンス・プロ
グラムに従って、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
う。そのために、PRSは同期式通信用信号SO，SI，SCL
K、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S
O，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。

即ち、コンピユータPRSがCLCMを‘Ｈ’にして、SCLK同
期して所定データをＳＯから送出すると、LCMはカメラ
・レンズ間接点を介して、SCLK，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として出力し、コン
ピユータPRSはSCLK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PRSへ知らせる信号である。

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、SDR内の増幅回路で増幅された後、A
OSとしてコンピユータPRSに出力される。コンピユータP
RS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ASGCは、センサ
装置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に入力されてセサ
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従って自動露出制御（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PRS
から制御される。即ち、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って
コンピユータPRSへ報告する。

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SW
1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い、SW2オンをトリガとして
露光制御とフイルムの巻き上げを行う。尚、SW2はマイ
クロコンピユータ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。

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，MDR2により正転・逆転の制御が行われる。
PRSからMDR1，MDR2に入力されている信号MIF，MIR，M2
F，M2Rはモータ制御用の信号である。

MG1，MG2は各々シヤツタ先幕・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、PRSによりシヤツタ制御が行われる。

尚、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D
CL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。

LPRS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，デフオーカス
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SENCF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、LP
RS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階に従って、絞り駆動用として
は公知のステツピング・モータDMTRを駆動する。尚、ス
テツピング・モータはオープ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。レンズ内制御
回路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
ーチヤートに従って説明する。

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５図は上記プログラムの全体の流れを表わすフローチ
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、ステツプ(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ツチ
SW1の状態検知がなされ、SW1オフのときにはステツプ(0
03)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、変数を全てクリアし、初期化す
る。

上記ステツプ(002)(003)はスイツチ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くり返し実
行される。ＳＷ１がオンすることによりステツプ(002)
からステツプ(005)へ移行する。

ステツプ(005)では露出制御のための「測定」サブルー
チンを実行する。コンピユータPRSは第４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変換を行って、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、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う。

続いてステツプ(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６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う。詳細は後述する。

次のステツプ(007)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って特願昭61−160824号公報等に開
示されているので詳細な説明は省略する。

ステツプ(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。

次のステツプ(009)では「レンズ駆動」サブルーチンを
実行し、先のステツプ(008)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ツプ(002)へ移動して、SW1がオフか
不図示のレリーズスイツチの第２ストロークＳＷ２がオ
ンするまで、ステツプ(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ツチＳ
Ｗ２がオンすると、割込み機能によって、いずれのステ
ツプにあっても直ちにステツプ(010)へ移行してレリー
ズ動作を開始する。

ステツプ(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、ステツプ(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、ステツプ(0
13)に進み、レンズを駆動していなければ、直ちにステ
ツプ(013)に移行する。ステツプ(013)ではカメラのクイ
ツクリターンミラーのミラーアツプを行う。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。次のステツプ(014)では先のステツプ(00
5)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信号として回路LCMを介してレンズ内制御回路LPRS
へ送出して絞り制御を行わせる。

ステツプ(013)(014)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(015)で検知するわけであるが、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
き状態検知を行う。両者の制御終了が確認されるとステ
ツプ(016)へ移行される。

ステツプ(016)では先のステツプ(005)の測光サブルーチ
ンで既に格納されているシヤツタ秒時にてシヤツタの制
御を行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(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、引き続いてステツプ(018)でミラ
ーダウンを行う。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(019)ではステツプ(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ツプ(002)へ移行す
る。

ステツプ(020)では第４図に示したモータ制御用信号M1
F，M1R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。

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
テツプ(101)を経てステツプ(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って、焦点
検出動作の開始時刻を記憶している。

次のステツプ(103)では、レンズ駆動量補正式(8)(9)(1
0)中の時間間隔TM_n-2，TM_n-1に対応するTM1，TM2を更新
する。ステツプ(103)を実行する以前には、ＴＭ１，Ｔ
Ｍ２には前回の焦点検出動作における時間間隔TM_n-，TM
_n-1が記憶されており、またTN1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TM2は前々回から前回まで、TN1−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TM_n-2，TM_n-1に相当するＲＡＭ上の記憶
領域TM1，TM2に格納されるわけである。そしてTN1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Ｔ
Ｎが格納される。

さて、次のステツプ(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ユータPRSが
セサ駆動回路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(105)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(106)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ITENDを‘Ｌ’
にし、センサ装置SNSからのAGC信号SAGCをモニターし、
該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(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ツプ(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ツプ(10
7)へ移行する。

ステツプ(107)では自走タイマのタイマ値TIMERから、ス
テツプ(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。次のステツ
プ(108)ではＴＥと定数MAXINTを比較して、TEがMAXINT
未満ならばステツプ(106)へ戻り、再び蓄積終了待ちと
なる。TEがMAXINT以上になるとステツプ(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ユ
ータPRS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。SDR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。ステツプ(109)
までのフローでセンサの蓄積は終了することになる。

ステツプ(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
イジタル信号のRAM格納を行う。より詳しく述べるなら
ば、SDRはPRSからのクロツクCKに同期してCCD駆動用ク
ロツク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、CC
D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(11
1)にて「像信号入力」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ってＳは変化する。「Ｐ
ＴＨ」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１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オーカス量DL，上記Ｓ，PTH
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＝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。

次のステツプ(206)で、レンズと通信してステツプ(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。このレンズ駆
動完了検知は上述の如く制御回路LPRS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。

ステツプ(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COUNTによってデー
タの数を積算する。そして、次のステツプ(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、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
オーカス量DF₃、前回及び前々回のデフオーカス量DF₁，
DF₂、前回のレンズ駆動量DL₂、前回のレンズ駆動量D
L₁、前回及び前々回の時間間隔TM₁，TM₂、今回の時間間
隔ＴＬを必要とする。よって、ステツプ(303)では焦点
検出が行われるごとに今回検出された演算されたデフオ
ーカス量DFをRAM上の記憶領域DF₃に入力し、前回のデフ
オーカス量を記憶領域DF₂に、又、前々回のデフオーカ
ス量を記憶領域DF₁に入力し、更に前回のレンズ駆動量D
Lを記憶領域DL₂に、又前々回のレンズ駆動量を記憶領域
DL₁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。

ステツプ(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。上記の如く
予測演算は今回，前回，前々回の少なくとも３回デフオ
ーカス量を必要とし、過去３回（今回を含めて）以上ス
テツプ(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、ステツプ(302)にて焦点調
節動作が行われるごとにカウンターCOUNT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ツプ(306)へ、又、不
可能な時にステツプ(305)へ移行させる。

ステツプ(305)では今回検知されたデフオーカス量を像
面移動量に換算したレンズ駆動量DL（第７図におけるデ
フオーカス量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、ステツプ(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定
したものであるかどうかにについて「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ツプ(3
07)へ移行し、このステツプでカウンターCOUNTをリセツ
トしステツプ(305)へ進む。よって、この場合は今回検
出されたデフオ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
にはステツプ(308)へ移行する。

ステツプ(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、又ステツプ(309)では(7)式の演算を行
う。

次のステツプ(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、ステツプ(311)にて上記(9)式の演算
を行う。この後ステツプ(312)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ツ
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。

ステツプ(402)は各記憶領域のデータに基づき（DF2+DL1
-DF1）／TM1なる演算を行う。この演算は第２図の時刻t
₁とt₂間の像面移動速度の平均値Ｖ１を計算するステツ
プである。次のステツプ(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を計算するステツプで
ある。この後ステツプ(404)へ進む。

ステツプ(404)では、ステツプ(402)，(403)で求めた像
面移動速度V1，V2の差の絶対値VAを計算し、ステツプ(4
05)へ移行する。

ステツプ(405)ではステツプ(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AX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倣し、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倣し、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である。これは検出されたデフオ
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
るデフオーカス量が大きく変化する場合が少なく、検知
デフオーカス量が所定値より大の時に非予測と判定する
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」サブルーチンが繰返し行われ
る。上記「像信号入力」サブルーチンでは記領域TM1，T
M2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
は今回のデフオーカス量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
オ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
おけるデフオーカス量DF₁，DF₂，DF₃および前回および
前々回のデフオーカス量DF₁，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TM1，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、検出デフオーカス量が
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を見倣し、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オーカス量に応じてレンズ駆動を
行う。

以上の動作て上記の如く、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」サブルーチンの他一実施例
を示すフローチヤートである。該サブルーチンにおいて
はステツプ(606)〜(609)までの前述の(9)式の演算を行
った後、ステツプ(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10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
示すフローチヤートである。

該第11図におけるステツプ(702)では第10図のステツプ
(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
_１との差ABを求める。尚、このＡ_１はステツプ(704)に
て新たなＡが求められるごとにＡ_１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。

ステツプ(703)では上記AB絶対値と一定値FXとの比較が
なされ、｜ＡＢ｜＜FXの時にはステツプ(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、ステツプ(70
6)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倣し、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、一次の項の係数Ｂあるいは一次び二次の
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10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に良く表われ、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。

ステツプ(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ツプ(713)へ進み、そうでなけ
ればステツプ(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。

ステツプ(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、ステツプ(716)
へ進み、ＡがDXより小さいときステツプ(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DL1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、全く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
フオ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。尚、実施例におい
て、像面移動速度差に基づいて同一被写体か否かの判定
を行なっているので像面移動速度が遅い場合においても
適正な判定を行なうことが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図，第10図は本発明の「予測演算」のフローチヤー
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ヤートを示す説明図、第６図は「像信号入力」サブルーチンのフローチヤート
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ヤート
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ヤート図
を示す説明図である。ＰＲＳ……カメラ内制御装置ＬＣＭ……レンズ通信バツフア回路ＳＤＲ……センサ駆動回路 SW1,SW2……レリーズボタンの押下により段階的にオン
となるスイツチＦＬＮＳ……レンズＬＰＲＳ……レンズ内制御装置ＥＮＣＦ……焦点調節用レンズの移動量検出エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者門原輝岳神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献特開昭62−253107（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−148218（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズを介した光束を受光手段にて受
光し、該受光手段出力に基づいてデフォーカス量を検知
する焦点検知回路と、該焦点検知回路出力に基づく撮影
レンズの駆動を行う駆動回路を備え、前記デフォーカス
量の検知及び撮影レンズ駆動からなるオートフォーカス
動作を繰り返し行う自動焦点調節装置おいて、前記焦点
検知回路にて検知された最新のデフォーカス量及び過去
のオートフォーカス動作における焦点調節データーに基
づいて被写体の像面位置の変化状態を検知し所定時間後
の像面位置に対応する位置に撮影レンズを移動させるた
めのデーターを焦点検知回路によりデフォーカス量の検
知が行われるごとに予測演算する演算回路を設け、該演
算回路にて演算された前記データーに基づいて撮影レン
ズを前記駆動回路により駆動させるとともに、前記演算
回路にて検知される像面位置の変化状態により各回のデ
フォーカス量の検知が行われるごとの像面の移動速度を
求め、今回と前回の移動速度の差が所定値以上となった
か否かを判定する判定回路と、該判定回路にて前記移動
速度の差が所定値以上となったと判定された際に前記予
測演算による撮影レンズの駆動に変えて前記焦点検知回
路にて検知されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズ
を前記駆動回路により駆動させる駆動状態切り替え回路
を設けたことを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】撮影レンズを介した光束を受光手段にて受
光し、該受光手段出力に基づいてデフォーカス量を検知
する焦点検知回路と、該焦点検知回路出力に基づく撮影
レンズの駆動を行う駆動回路を備え、前記デフォーカス
量の検知及び撮影レンズ駆動からなるオートフォーカス
動作を繰り返し行う自動焦点調節装置において、前記焦
点検知回路にて検知された最新のデフォーカス量及び過
去複数回のオートフォーカス動作における焦点調節デー
ターに基づいて被写体の像面位置の変化を求めるための
高次式における係数を特定し該高次式に従って最新のデ
フォーカス量の検知時点から所定時間後の被写体の像面
位置を予測演算する演算回路を設け、前記焦点検知回路
にてデフォーカス量の検知がなされるごとに前記演算回
路にて予測演算を行わせ、該予測演算された像面位置に
対応する位置に撮影レンズを前記駆動回路により移動さ
せるとともに、前記特定された係数が所定値よりも大か
否かまたは、前回と今回の特定された係数が所定値より
も離れているか否かを判定する判定回路と、該判定回路
にて係数が所定値よりも大または係数が所定値よりも離
れていると判定された際に前記予測演算結果に基づく撮
影レンズの駆動に変えて前記焦点検知回路にて検知され
たデフォーカス量に基づいて撮影レンズを前記駆動回路
により駆動させる駆動状態切り替え回路を設けたことを
特徴とする自動焦点調節装置。