JPH08129129A - 自動焦点調節装置および自動焦点調節装置を備えたカメ ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動焦点調節装置における静止対および動体
に対するレンズ駆動制御を、できるだけ追従良く、か
つ、安定して行なうことを目的とする。 【構成】 デフォーカス量に基づいてレンズの駆動すべ
き位置情報を算出する駆動位置算出手段と、過去の所定
数の位置情報からなる第１情報により前記レンズを駆動
すべき駆動方向を算出する第１駆動方向算出手段と、前
記所定数より少ない位置情報からなる第２情報により像
面移動速度を算出する像面移動速度算出手段と、前記第
２情報速度算出手段に用いた前記位置情報により前記レ
ンズの駆動すべき駆動方向を算出する第２駆動方向算出
手段と、前記第１駆動方向算出手段と前記像面速度算出
手段と前記第２駆動方向算出手段との出力に基づき前記
物体が動体であるかを判定する動体判定手段とを備えた
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等の撮影装置に
おける自動焦点調節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラ等の撮影装置において、自動焦点
調節装置は一般的には次のように構成される。被写体の
像を捉えるための検出系として、ＣＣＤセンサーなどに
代表される光電変換手段を、撮影光学系ないしは別の焦
点検出光学系を経た後に配し、それによって捉えられた
画像をＡ／Ｄ変換して、マイクロコンピュータ（以後、
マイコンと称する）で焦点検出演算の処理を施すことに
より、撮影レンズによって結像している面とフィルム等
の焦点面とのずれ量（これをデフォーカス量と称する）
を算出する。結像面の位置を焦点面に合致させるための
駆動系としては、撮影レンズを光軸方向に移動させるた
めの機械手段を、モータなどの電動アクチュエータに連
結し、マイコンの指示の下にこのアクチュエータの動き
量を調節することにより、撮影レンズを所定の位置に制
御する。上記検出系と駆動系はマイコンのソフトウェア
により連携して処理され、基本としては検出系の捉えた
デフォーカス量が０となるように、駆動系によって撮影
レンズの位置を調節するという動作が行なわれる。

【０００３】近年のカメラの焦点調節技術においては、
光軸方向に移動している被写体に対して撮影する瞬間の
焦点を焦点面に合わせようとする、いわゆる動体追尾制
御をいかに行なうかというテーマが課題となっている。
この動体追尾制御の基礎的な考え方は次の通りである。
まずシャッターレリーズを行なうまでの準備段階とし
て、被写体の像を捉える検出系によって繰り返し算出さ
れるデフォーカス量を時系列的に捉え、少なくとも過去
２世代のデフォーカス量に関する情報を記憶することに
よって被写体の移動にともなう像面の移動速度を算出す
る。それと現在のレンズ位置とから、目標とするレンズ
の位置の時間に対する推移を表す直線を想定し、その直
線に各時点におけるレンズ位置が合致するようにアクチ
ュエータの駆動を制御する。次に、一眼レフカメラのよ
うにミラーアップにともなって焦点検出系への撮影光束
の入射が消失するタイプのカメラにおいて、シャッター
レリーズがなされた場合には、その直前の時点でそれ以
前の検出によって求められていた目標レンズ位置直線に
よって、シャッター開口による露光の瞬間にあるべき目
標のレンズの位置に、露光よりも前にあるいは露光の瞬
間に実際のレンズ位置を合致させるように、アクチュエ
ータの駆動を制御する。

【０００４】このような動体追尾制御を含む焦点調節機
能を実現するための現実的な方式としては、従来は次の
ような方式が一般的であった。まず上記のように算出し
た像面の移動速度を所定のしきい値と比較して、その被
写体が明らかに移動している被写体なのか、そうでない
のかを判断する。これを動体判定と称する。この動体判
定の結果、被写体が動体でないと判断した場合は、固定
の目標位置に対するレンズの位置制御を行なう。動体判
定の結果、被写体が動体であると判断した場合には、移
動する目標位置に対して目標速度を加味したレンズの位
置及び速度制御を行なう。

【０００５】上記の動体判定を先に行なう目的は、次の
点にある。マイコンが検出したデフォーカス量は、光電
変換手段の検出した被写体の像を基に算出されるので、
光電変換手段のノイズ、Ａ／Ｄ変換器の分解能、マイコ
ンによって行なわれる焦点検出演算の処理能力など種々
の要因による誤差を含んでいる。そういうばらつきを含
んだ情報を基に算出される像面移動速度は、真の被写体
の像面移動速度に対して、やはりある幅のばらつきを含
む。

【０００６】ここで、もし動体判定をせずに、０を含ん
だ連続値としての算出像面移動速度にそのまま応答して
常に動体追尾制御を行なうようにしてしまうと、真の被
写体が静止している場合でも、検出誤差に起因する目標
とする像面移動速度のばらつきにそのまま応答してしま
い、結果的にレンズがあっちこっちに動いてしまうとい
う不具合が生ずる。そのために、算出した像面移動速度
をあるしきい値で判定し、検出誤差に起因する可能性の
ある成分を排除するための動体判定処理は必要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のごと
き動体判定にも更に、次のような問題点がある。動体と
判定する像面移動速度のしきい値は、検出誤差に起因し
て発生する最大の見かけ上の像面移動速度を上回ってい
ないと、動体の誤判定はなくならない。図１１は横軸に
時間を、縦軸にデフォーカス量検出に基づいて求められ
るレンズの必要駆動位置を表しており、横軸の時刻Ｔ
（０）〜Ｔ（７）は、直近時刻から過去に遡ってデフォ
ーカス量の検出が行なわれた各時点を指している。図中
の黒点は、各時点で求められた必要駆動位置Ｐ（０）〜
Ｐ（７）を示しており、その高さすなわち必要駆動位置
は検出誤差に起因して、真の位置ＰＲに対して上限をＰ
Ｕ、下限をＰＬとする幅の中でばらつく。例えばＰ
（０）が幅の上限、Ｐ（３）が幅の下限に算出されたと
して、目標の速度を３世代前との差から算出するとすれ
ば、Ｐ（０）とＰ（３）を結ぶ直線ＰＴの傾きよりも大
きい速度を動体判定のしきい値としなければならない。

【０００８】一方、焦点合わせの追従性を向上するため
には、真の被写体が静止状態から動き始めた時にいち早
く動体追尾制御に移行する必要があり、そのためには上
記動体判定のしきい値はできるだけ低い値にする必要が
ある。従来の動体判定に残る問題点は、上記２つの要因
によって設定すべき速度のしきい値が折り合わないこと
にあり、実際には適宜なバランス点にしきい値を設定す
るしかないが、動体の誤検出と焦点合わせの追従遅れの
問題点を少しずつ併せ持つことになってしまう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、自動焦点調節装置において、レンズを通過
した物体情報を含む光束に基づいてデフォーカス量を算
出するデフォーカス量算出手段と、前記デフォーカス量
に基づいて前記レンズの駆動すべき位置情報を算出する
駆動位置算出手段と、過去の所定数の位置情報からなる
第１情報により前記レンズを駆動すべき駆動方向を算出
する第１駆動方向算出手段と、前記所定数より少ない位
置情報からなる第２情報により像面移動速度を算出する
像面移動速度算出手段と、前記第２情報速度算出手段に
用いた前記位置情報により前記レンズの駆動すべき駆動
方向を算出する第２駆動方向算出手段と、前記第１駆動
方向算出手段と前記像面速度算出手段と前記第２駆動方
向算出手段との出力に基づき前記物体が動体であるかを
判定する動体判定手段とを備えた構成とした。

【００１０】また、請求項３記載の発明では、請求項１
記載の自動焦点調節装置において、前記動体判定手段
は、前記像面速度算出手段からの像面移動速度が所定値
以上、かつ、前記第１駆動方向算出手段と前記第２駆動
方向算出手段とからの移動方向が一致しているときに、
前記物体が動体であると判定する構成とした。

【００１１】

【作用】本発明においては、前述の第１駆動方向算出手
段と像面速度算出手段と第２駆動方向算出手段との出力
に基づき物体が動体であるかを判定するので、精度よく
動体判定を行うことができる。請求項３記載の発明にお
いては、像面速度算出手段からの像面移動速度が所定値
以上、かつ、第１駆動方向算出手段と第２駆動方向算出
手段とからの移動方向が一致しているときに、物体が動
体であると判定するので、検出系の誤差に起因する動体
の誤検出を排除することができる。また、追従性能を向
上させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を説明する。図１は、本発明の実施例のカメラの構成を
示す概要図である。図１において、本実施例のカメラ２
１は、撮影レンズ４１によって被写体２０１から来る光
束５１をフィルム面２４側へと導くように構成されてい
る。

【００１３】カメラ２１の構体内には半透過鏡である主
ミラー２２がある。主ミラー２２は、撮影準備中におい
ては上方へと被写体光束を反射し、ファインダースクリ
ーン２５に被写体像を結像させる。撮影者は、ペンタプ
リズム２６を経由して、その被写体像を視認することが
できる。また、主ミラー２３を透過してきた光束の一部
は、全反射鏡であるサブミラー２３によって下方へと導
かれ、光電変換部３１に入射する。なお、主ミラー２２
およびサブミラー２３は、写真撮影のための露光時には
スクリーン側へはね上げられる。それにより、撮影レン
ズによる光束は、すべてフィルム面２４に到達するよう
になっている。

【００１４】制御部３２は、本実施例の全ての回路部の
制御を司るマイクロコンピュータを有する。また、制御
部３２は、Ａ／Ｄ変換部とメモリと時間計時部とを内蔵
する。光電変換部３１は、ＣＣＤ等の光電変換素子を有
し、制御部３２により駆動され、サブミラー２３によっ
て導かれた光束に応じた画像信号を制御部３２に出力す
る。

【００１５】モータ駆動部３３は、制御部３２からの信
号により、モータ３４を駆動する。モータ３４は、撮影
レンズ４１を駆動する。モータ３４の回転は、１つには
回転検出部３５によってその回転量を制御部３２に入力
するとともに、機械変換部３６によって撮影レンズ４１
の光軸方向の移動に変換され、撮影レンズによる結像面
の移動を司る。

【００１６】図２は、図１の概要図の中の回路部である
光電変換部３１、制御部３２、モータ駆動部３３、モー
タ３４、回転検出部３５を詳細に説明するための図であ
る。図２を用いて、各回路部間の通信について説明す
る。光電変換部３１は、入力端子ＣＭ１と出力端子ＶＯ
ＵＴとを有する。

【００１７】モータ駆動部３３は、２つの入力端子ＩＮ
１、ＩＮ２と出力端子Ｍ１、Ｍ２とを有する。回転検出
部３５は、出力端子ＰＯＵＴを有する。制御部３２は、
出力ポートＰ０１、入力端子ＡＤ１、ＰＷＭ出力ポート
ＰＷＭ１、ＰＷＭ出力ポートＰＷＭ２、カウンタ入力ポ
ートＣＮ１、入力ポートＰ１１の６端子を有している。
それぞれの端子は、他の回路部の端子と電気的に接続さ
れ、通信を行う。制御部３２は、出力ポートＰ０１から
光電変換部３１の入力端子ＣＭ１へ制御信号を出力す
る。光電変換部３１は、その制御信号に基づいて駆動
し、画像信号を出力する。その画像信号は、光電変換部
３１の出力端子ＶＯＵＴから出力され、制御部３２のＡ
／Ｄ変換用入力端子ＡＤ１へ入力される。

【００１８】また、制御部３２は、ＰＷＭ出力ポートＰ
ＷＭ１、ＰＷＭ２から２ビットのパターンＨＬ、ＬＨ、
ＨＨ、ＬＬの信号を出力する。モータ駆動部３３は、入
力端子ＩＮ１、ＩＮ２でその信号を受け、その２ビット
のパターンＨＬ、ＬＨ、ＨＨ、ＬＬに応じて、出力端子
Ｍ１、Ｍ２に接続されたモータ３４を駆動する。モータ
３４は、入力パターンＨＬで正転、ＬＨで逆転、ＨＨで
短絡、ＬＬで開放のモードになる。

【００１９】モータ３４は、不図示の機械的な結合機構
によって回転検出部３５に結合されている。回転検出部
３５は、モータ３４の回転角に比例した数のデジタルパ
ルスを出力端子ＰＯＵＴから出力する。そのデジタルパ
ルスは、制御部３２のカウンタ入力ポートＣＮ１に入
る。

【００２０】ＳＷ１は、撮影者の操作（例えば、不図示
のレリーズボタンの押圧）に連動してオン／オフするス
イッチである。そのオン／オフの信号は、制御部３２の
入力ポートＰ１１に入る。次に本実施例のカメラの動作
を説明する。

【００２１】図６〜図９は、制御部３２による制御動作
を示したフローチャートである。図６は、フリーランで
繰り返されるメインルーチン、図７、図８は、メインル
ーチンからコールされるサブルーチン、図９は、１ｍｓ
ｅｃ毎に実行されるインターバル割込みルーチンであ
る。以下に制御部３２の制御動作を図面のフローチャー
トのステップごと説明する。制御部３２は、不図示の電
源部から電源が供給されると図６のフローチャートの制
御動作を開始する。

【００２２】まずステップ３０１で、初期化作業とし
て、変数ｎ、ｃ、ｃ１と、配列変数Ｔ（０）〜Ｔ
（７）、Ｐ（０）〜Ｐ（７）とのすべてのデータを０ク
リアする。変数ｎ、ｃ、ｃ１、配列変数Ｔ（０）〜Ｔ
（７）、Ｐ（０）〜Ｐ（７）については、後述する。ス
テップ３０２で、光電変換部３１に対して画像信号の出
力を指示し、光電変換部３１から出力され、Ａ／Ｄ変換
用入力端子ＡＤ１に入ってくる画像信号をＡ／Ｄ変換し
つつ、制御部３２内のメモリに取り込む。

【００２３】次にステップ３０３で、制御部３２内のの
時間計時部により現在の時刻を変数Ｔ（０）としてメモ
リに記憶する。ステップ３０４で、現在の変数ｃの内容
を、光電変換部３１から画像信号を取り込んだ時点での
レンズ位置Ｃ０として記憶する。変数ｃについては後述
する。ステップ３０２〜ステップ３０４が時間差なく行
なわれた後、ステップ３０５では光電変換部３１から取
り込んだ画像信号に基づいて、所定のアルゴリズムによ
り結像面と焦点面（フィルム面）の光軸方向のずれ量で
あるデフォーカス量ｄＦ０を演算する。このデフォーカ
ス量を演算するためのアルゴリズムは、本発明の主旨に
は直接関係ないので省略する。

【００２４】ステップ３０６では、不図示の手段で取得
した撮影レンズに固有の変換係数を用いて、求めたデフ
ォーカス量ｄＦ０を０にするために必要なレンズ駆動量
を、回転検出部３４の出力に対応する数値に合わせたパ
ルス数ｄＰ０に変換する。ステップ３０７で、上記パル
ス数ｄＰ０の符号を、正を０、負を１として駆動方向フ
ラグとして記憶する。

【００２５】ステップ３０８で、パルス数ｄＰ０を先に
記憶したレンズ位置Ｃ０に加えることで、必要なレンズ
駆動位置Ｐ０を計算する。次にステップ３０９で、速度
計算サブルーチンを実行する。速度計算サブルーチンは
図７に示してある。以下に図７を用いて速度計算サブル
ーチンを説明する。

【００２６】ステップ３２１で、変数ｎが３以上か否か
をチェックし、３未満の場合はステップ３２２へ進み、
３以上の場合はステップ３２３へ進む。ここで、変数ｎ
は、メインルーチンの繰り返された回数を示す。ステッ
プ３２２で、変数ＶＰ０を０と置く。変数ＶＰ０は、レ
ンズの必要移動速度（単位はパルス数／ｓｅｃ）であ
る。

【００２７】ステップ３２３では、次の（１）式でＶＰ
０を求める。

【００２８】

【数１】

【００２９】この式において、Ｐ（０）とＰ（３）はそ
れぞれ直近と３世代前の必要駆動位置、Ｔ（０）とＴ
（３）はそれぞれ直近と３世代前の画像信号取り込みの
時刻である。従って、必要移動速度ＶＰ０は、３世代前
の必要駆動位置のデータが存在する場合に限り、３世代
前と直近回の必要駆動位置の差から算出することを意味
している。

【００３０】続いてステップ３２４で、前述の撮影レン
ズ固有の変換係数を再び用いて、パルス次元の必要駆動
速度ＶＰ０を、距離次元の像面移動速度ＶＦ０（単位は
ｍｍ／ｓｅｃ）に変換してリターンする。図６のメイン
ルーチンに戻り、ステップ３１０で、動体判定サブルー
チンをコールする。動体判定サブルーチンは図８に示し
た。図８を用いて動体判定サブルーチンを説明する。

【００３１】まずステップ３４１で、先の速度計算の結
果求められた像面移動速度ＶＦ０を固定のしきい値であ
る０. ７５ｍｍ／ｓｅｃと比較し、ＶＦ０の方が小さけ
れば動体ではないと即断し、ステップ３４７へ進む。Ｖ
Ｆ０の方が大きければ、動体である可能性が残り、ステ
ップ３４２に進む。ステップ３４２で、変数ｍを０とす
る。

【００３２】ステップ３４３で、必要駆動位置の直近か
ら７世代前までの履歴の配列変数から、引数ｍによって
指示される値Ｐ（ｍ）とその１世代前の値Ｐ（ｍ＋１）
の差、（Ｐ（ｍ）−Ｐ（ｍ＋１））の符号が、先に求め
た像面移動速度ＶＦ０の符号と一致するかどうかの判定
を行なう。ここで両者の符号が一致しない場合は、被写
体が動体ではないと判断し、ステップ３４７へ進む。両
者の符号が一致する場合は、ステップ３４４へ進む。

【００３３】ステップ３４４で、変数ｍをインクリメン
トする。ステップ３４５で、ｍが７に達したか否かをチ
ェックする。ここでｍが７でない場合は、インクリメン
トされたｍで再びステップ３４３に進む。ｍ＝７の場合
はステップ３４６に進む。ステップ３４６で、動体フラ
グに１を立てて、リターンし、図６のメインルーチンに
戻る。

【００３４】このステップ３４２からステップ３４５の
判定ループは、直近から過去の７世代にわたって、１世
代前からの必要駆動位置の変化の方向が、直近に算出し
た像面移動速度の方向と一致しているかどうかを判定
し、もしも１回でも速度と逆の方向の変化が存在した場
合には、動体とはみなさないという判断を下すための処
理である。

【００３５】例えば前述の図１１の場合は、Ｐ（０）と
Ｐ（３）の差に基づいて算出した像面移動速度が所定の
しきい値を上回ったとしても、この図では（Ｐ（１）−
Ｐ（２））の符号が上記像面移動速度の符号と逆になる
ので、動体とは判定しない。一方、図１０は、図１１と
同じ横軸と縦軸で被写体の別な動きの例を示したもので
あり、被写体の真の動きに一致させるためのレンズの必
要駆動位置の動きを直線ＰＲに、算出したレンズの必要
駆動位置の検出系の誤差に起因するばらつきを幅が上限
ＰＵと下限ＰＬによって示されている。この例の場合
は、各時刻での必要駆動位置が上限下限の幅の中でばら
ついているが、Ｐ（０）からＰ（７）のそれぞれの高さ
はすべて引数の順に並んでおり、隣接する値の差の符号
は、はＰ（０）とＰ（３）との間で算出される像面移動
速度の符号とすべて一致している。この実施例のプログ
ラムでは、図１０のような場合に初めて動体と判定する
のである。

【００３６】図８のステップ３４１で、像面移動速度Ｖ
Ｆ０が０. ７５ｍｍ／ｓｅｃ以下であった場合と、ステ
ップ３４３で符号の不一致があった場合は、いずれもス
テップ３４７で動体フラグをクリアし、ステップ３４８
で必要駆動速度ＶＰ０を０に置き換えてリターンする。
次に再び図６のメインルーチンに戻って、ステップ３１
１で、変数ｍに６を入れて、ステップ３１２からステッ
プ３１４のループを回す。

【００３７】すなわちステップ３１２で、変数Ｔ（ｍ）
を変数Ｔ（ｍ＋１）に、変数Ｐ（ｍ）を変数Ｐ（ｍ＋
１）にそれぞれコピーする。次に、ステップ３１３で、
変数ｍをデクリメントする。そして、ステップ３１４で
ｍ＝−１に達するまでこのループを回す。つまり、画像
信号を取り込んだ時刻Ｔ（ｍ）とその回のレンズの必要
駆動位置Ｐ（ｍ）をそれぞれ１世代古い方の記憶領域に
移動させて、このメインルーチンによる処理サイクルご
とに、常に最新から８世代分の時刻と必要駆動位置の履
歴を更新してゆくのである。

【００３８】続いてステップ３１５で、変数ｎが７に達
しているか否かをチェックし、７未満であればステップ
３１６へ進み、７に達していればループの先頭であるス
テップ３０２へ戻る。ステップ３１６で、ｎをインクリ
メントし、ループの先頭であるステップ３０２へ戻る。

【００３９】制御部３２は、以上のように図６のフロー
チャートで示されるメインルーチンを繰り返し実行す
る。また、一方で図９のフローチャートで示されるイン
ターバル割込みを１ｍｓｅｃ毎に処理する。以下に図９
を用いてインターバル割り込みについて説明する。ステ
ップ４０１で、カウンタ入力ポートＣＮ１に入力したパ
ルス数をカウントした結果のカウント値を変数ｂに取得
する。

【００４０】ステップ４０２で、駆動方向フラグを参照
し、０の場合はステップ４０３へ進み、１の場合はステ
ップ４０４へ進む。ステップ４０３で、（ｂ−ｂ１）を
作業変数ｄｃとして暫時記憶する。また、ステップ４０
４では、−（ｂ−ｂ１）を作業変数ｄｃとして暫時記憶
する。

【００４１】そして、ステップ４０５で、リアルタイム
な現在レンズ位置を記憶する変数ｃに作業変数ｄｃを加
えたものを新たなレンズ位置ｃとして記憶する。ステッ
プ４０２からステップ４０５の処理は、駆動方向の別な
くカウンタ入力ポートから入ってくるレンズ移動にとも
なうパルスを、駆動方向を区別しつつ積算するための処
置である。

【００４２】次にステップ４０６で、入力ポートＰ１１
によりスイッチＳＷ１のオン／オフを検知し、オフの場
合はステップ４０７へ進み、オンの場合はステップ４０
８へ進む。ステップ４０７で、２本のＰＷＭ出力ポート
ＰＷＭ１、ＰＷＭ２からともにＬを出力し、モータ駆動
回路Ｕ３に対してモータ開放を指示する。スイッチＳＷ
１は撮影者の操作により、自動焦点調節動作を行なわせ
たい時にオンし、そうでない時にオフするようになって
おり、ステップ４０７は自動焦点調節を効かせたくない
場合なのでモータにパワーを与えない処置をしてから、
最後のステップ４１９へ飛ぶ。

【００４３】ステップ４０８では、自動焦点調節のため
のレンズ駆動制御に入る。ステップ４０８でまず現在の
リアルタイムな残駆動量ｉを次の式で計算する。

【００４４】

【数２】

【００４５】この式で、ｔはその時点での現在時刻であ
り、現在の残駆動量を画像取り込み時点からの目標の移
動分を加味した現在の瞬間の目標レンズ位置と、現在の
実際のレンズ位置の差としている。次にステップ４０９
で、動体フラグの１／０を判定する。動体フラグはメイ
ンルーチンにおいて、目標駆動速度が所定値以上か否か
で判定済みのフラグである。これが０の時、すなわち非
動体と判定した場合は、ステップ４１０に進む。

【００４６】ステップ４１０で、残駆動量ｉを引数とし
て固定値をＲＯＭのテーブルに記憶させた所定の関数ｆ
１（ｉ）を参照し、その値を変数Ｖに入れる。関数ｆ１
は、残駆動量に対する理想駆動速度であり、その最適値
は焦点調節の駆動系の機械的な特性によって決まる性質
のものである。その一例としては図５のようなパターン
が考えられる。図５は横軸に残駆動量ｉ、縦軸に理想速
度ｆ１（ｉ）を取ると図に記した曲線が各残駆動量に対
する理想速度を与えている。実際のテーブルは、横軸ｉ
を例えば４刻みにポジション分けし、各ポジションを代
表する値を固定値で格納するという手段を講じることに
より、ＲＯＭ消費量を抑える工夫を施す場合もある。

【００４７】非動体の場合ではさらにステップ４１１
で、非動体時に最適化した固定の係数γs を変数γに入
れる。一方ステップ４０９で、動体フラグが１、すなわ
ち動体と判定した場合は、ステップ４１２で必要駆動速
度ＶＰ０を変数Ｖに入れる。次にステップ４１３で、動
体時に最適化した固定の係数γmを変数γに入れる。

【００４８】動体／非動体いずれの場合も次はステップ
４１４に行き、共通の計算式である次の式で駆動パワー
の値を計算する。

【００４９】

【数３】

【００５０】この式で、ｔｉｎｔはこの割込み処理が入
るインターバル時間であり、本実施例の場合は１ｍｓｅ
ｃである。ｉ１は前回この割込み処理が行なわれた時の
残駆動量ｉの値を記憶しておいたものである。従って、
（ｉ−ｉ１）／ｔｉｎｔはｉの変化速度であるｄｉ／ｄ
ｔと等価である。次に、ステップ４１５で、符号付きの
変数であるＥの絶対値｜Ｅ｜を引数として固定値をＲＯ
Ｍのテーブルに記憶させた所定の関数ｆ２（｜Ｅ｜）を
参照し、レンズ駆動用モータの駆動デューティ値ＤＵＴ
Ｙを決定する。関数ｆ２は、与えたいモータパワーの絶
対値に対応したモータに実際の実効電流を決定するため
の関数であり、おおまかには比例傾向になる関数である
が、詳細には焦点調節の駆動系の機械的な特性によって
その最適なパターンが決まる。

【００５１】続いて、ステップ４１６で、モータパワー
の値Ｅの符号に応じてモータパワーをどちら向きに与え
るかを切り換える。すなわちＥが負の値の場合は、ステ
ップ４１７へ進む。逆に、Ｅが正の値の場合は、ステッ
プ４１８へ進む。ステップ４１７で、ＰＷＭ出力ポート
ＰＷＭ１からＨレベルの定常出力を行ない、ＰＷＭ２か
ら決定したＤＵＴＹのＰＷＭ波形を出力する。

【００５２】ステップ４１８では、ＰＷＭ出力ポートＰ
ＷＭ２からＨレベルの定常出力を行ない、ＰＷＭ１から
決定したＤＵＴＹのＰＷＭ波形を出力する。これにより
与えたいパワーの値の正負全域にわたって、連続的にモ
ータに加える実効電流をコントロールできる。最後にス
テップ４１９では、すべての場合について共通の処理と
して、この回に取り込んだカウンタ値ｂと残駆動量ｉを
それぞれ前回分の記憶領域であるｂ１、ｉ１に記憶して
この割込み処理をリターンする。

【００５３】図３および図４は、以上のプログラムによ
って、自動焦点調節のためのレンズ駆動制御が実際にど
のような動きになるのかを示した図である。いずれの図
も上半部と下半部に分かれ、両部とも横軸は時間であ
る。縦軸は、上半部が被写体目標または実際のレンズの
位置の推移、下半部がモータパワーの値である。

【００５４】被写体が動体でないと判断した場合には、
図３のように被写体目標位置は水平な直線であり変化し
ない。それに対して実際のレンズ位置が大きく離れてい
る間は、数式（３）の第１項であるα・ ｉの項が効いて
モータパワーを１００％かける制御になる。それによっ
てフルスピードで目標に近づきつつ、かつ実際のレンズ
移動速度が理想の速度に対して上回り始めると、数式
（３）の第２項であるγ・ （（ｉ−ｉ１）／ｔｉｎｔ
＋ Ｖ）の項が相対的にウェイトを占めるようになり、
モータパワーを減速方向に逆転させる。その急制動効果
により実際のレンズ速度が理想速度を下回り始めると、
上記第２項がまたプラス方向の値に戻るにつれて上記第
１項の効きも復活し、モータパワーはわずかに加速方向
に転ずる。以上のようなフィードバックは、実際にはも
っと短い時間スパンで細かく繰り返され、最終的には滑
らかに目標位置に漸近する。

【００５５】一方、図４は被写体が動体であると判断し
た場合である。被写体目標位置が右上がりの直線である
とすると、目標直線自体がメインルーチンのサイクルご
とにリフレッシュされるので、長い時間スパンでみると
折れ線になる。それに対して、最初のレンズ位置が下方
の方に離れている場合は、まず数式（３）の第１項の効
きが大きく、モータパワーはある期間１００％になる。
時間の経過とともに実際のレンズ位置が目標の直線にあ
る程度近づいてくると、第１項の効きは小さくなり、第
２項が数式（３）の大部分を占めるようになる。もしも
実際のレンズ速度が被写体目標速度を上回ってくると、
モータパワーを減少させようとするが、動体の場合には
目標速度だけに比例するフィードフォワード成分が存在
するので、制動要因が発生してもパワーを大きく逆転さ
せる場合はあまり出現しない。そのうちに、さらに安定
したフィードバックがかかるようになり、目標直線自体
が変化しない限りは、一方向で一定のモータパワーを持
続する状態に落ちつく。この場合も、実際にはもっと短
い時間スパンで細かなフィードバック動作が繰り返され
るはずである。本実施例においては、直近の算出像面移
動速度が所定のしきい値を上回り（条件１）、かつ、過
去の所定の複数世代にわたる駆動目標位置の変化方向が
前記算出像面移動速度に示す方向と一致している（条件
２）場合にのみ、動体と判定するようにしたので、従来
の条件１のみによって動体判定をする場合に比べて、像
面移動速度のしきい値を従来よりも下げて設定しても、
検出系の誤差に起因する動体誤検出は条件２の方で排除
することができ、かつ、しきい値が下げられることによ
り、被写体が静止状態から動き始める場合の焦点合わせ
の追従性能を向上することが可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１駆動
方向算出手段と像面速度算出手段と第２駆動方向算出手
段との出力に基づき物体が動体であるかを判定するの
で、精度よく動体判定を行うことができ、正確な焦点調
節を行うことができる。また、請求項３記載の発明によ
れば、像面速度算出手段からの像面移動速度が所定値以
上、かつ、第１駆動方向算出手段と第２駆動方向算出手
段とからの移動方向が一致しているときに、物体が動体
であると判定するので、検出系の誤差に起因する動体の
誤検出を排除することができる。また、追従性能を向上
させることができ、静止状態から動き始める被写体に対
する焦点合わせの高い追従性を確保しつつ、検出系の持
つ誤差要因に起因する動体判定の誤りを最小限にくい止
めることができ、高い安定性をも併せ持つ焦点調節を行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す図。

【図２】本発明の実施例の電気回路の構成を示すブロッ
ク図。

【図３】本発明の実施例の動作の一例を示す図。

【図４】本発明の実施例の動作の一例を示す図。

【図５】本発明の実施例のテーブルの一例を示す図。

【図６】本発明の実施例のフローチャートを示す図。

【図７】本発明の実施例のフローチャートを示す図。

【図８】本発明の実施例のフローチャートを示す図。

【図９】本発明の実施例のフローチャートを示す図。

【図１０】本発明の実施例の動作を示す図。

【図１１】本発明の従来例および実施例の動作を示す
図。

【符号の説明】

３１・・・光電変換部 ３２・・・制御部 ３３・・・モータ駆動部 ３４・・・モータ ３５・・・回転検出部 ３６・・・機械変換部 ４１・・・撮影レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを通過した物体情報を含む光束に
   基づいてデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出
   手段と、 前記デフォーカス量に基づいて前記レンズの駆動すべき
   位置情報を算出する駆動位置算出手段と、 過去の所定数の位置情報からなる第１情報により前記レ
   ンズを駆動すべき駆動方向を算出する第１駆動方向算出
   手段と、 前記所定数より少ない位置情報からなる第２情報により
   像面移動速度を算出する像面移動速度算出手段と、 前記第２情報により前記レンズの駆動すべき駆動方向を
   算出する第２駆動方向算出手段と、 前記第１駆動方向算出手段と前記像面速度算出手段と前
   記第２駆動方向算出手段との出力に基づき前記物体が動
   体であるかを判定する動体判定手段とを備えたことを特
   徴とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】 前記動体判定手段は、前記像面速度算出
   手段からの像面移動速度が所定値以上、かつ、前記第１
   駆動方向算出手段と前記第２駆動方向算出手段とからの
   移動方向が一致しているときに、前記物体が動体である
   と判定することを特徴とする請求項１記載の自動焦点調
   節装置。
3. 【請求項３】 前記第２情報は、前記駆動位置算出手段
   から算出される最新の位置情報を含むことを特徴とする
   請求項１記載の自動焦点調節装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の自動焦点調節装置と、 前記物体の像を記録媒体に記録するために露光する露光
   手段とを有し、 前記デフォーカス量は、前記露光手段の露光面からの光
   軸方向のずれ量であることを特徴とする自動焦点調節装
   置を備えたカメラ。
5. 【請求項５】撮影レンズによって被写体の像を焦点面に
   結ぶことによって画像を捉える撮影装置において、 前記撮影レンズを光軸方向に駆動するための駆動手段
   と、 被写体の像を捉えて電気信号に変換する光電変換手段
   と、 前記レンズによって結ばれた像の前記焦点面からの光軸
   方向のずれ量であるデフォーカス量を、前記光電変換手
   段の出力から算出するデフォーカス量算出手段と、 前記デフォーカス量算出手段の出力に基づいて、焦点合
   わせのために前記撮影レンズを駆動すべき位置を算出す
   る必要駆動位置算出手段と、 前記必要駆動位置データの履歴を所定の第１の世代数分
   記憶する必要駆動位置履歴記憶手段と、 前記必要駆動位置の直近のデータと前記第１の世代数よ
   りも少ない所定の第２の世代数前のデータの差から被写
   体像面速度を算出する手段と、 前記被写体が動体であるか否かを判定する動体判定手段
   と、 前記動体判定手段の結果に応じて前記駆動手段を駆動制
   御するレンズ駆動制御手段とを備え、 前記動体判定手段は、前記被写体像面速度算出手段によ
   って求められた被写体像面速度が所定量以上であり、か
   つ、前記必要駆動位置履歴記憶手段に記憶された各々の
   必要駆動位置とその１世代前との差の符号が、いずれも
   前記被写体像面速度の符号に一致した時のみ、前記被写
   体が動体であると判定することを特徴とする自動焦点調
   節装置。