JPH0829671A - 自動焦点調節装置及びカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焦点調節を行うべき対象物の移動方向が途中
で切り換わるような場合においても、高い追従性を持っ
たレンズ位置制御（焦点調節制御）を可能とする。 【構成】 焦点調節を行うべき対象物の像面移動の速度
及び加速度によって、該対象物の移動状態を複数のパタ
ーンに分類し、それぞれの移動パターンに応じたアルゴ
リズム及びパラメータを用いて所定時間後の像面位置を
予測する予測演算手段ＰＲＳを設け、対象物の移動パタ
ーンそれぞれに応じてアルゴリズム及びパラメータを用
いて、所定時間後の像面位置を予測するようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦点検出結果に基づい
てレンズ駆動動作を繰返し行わせ、過去の複数回の焦点
調節結果に基づいて所定の時間後の像面位置を予測し、
所定時間後の対象物の像面位置とレンズの像面位置を一
致させるべくレンズ駆動を行わせる予測制御手段を備え
た自動焦点調節装置及びカメラの改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、被写体の移動に起因する像面位置
の変化によって発生する焦点調節の追従遅れを防止する
ため、この像面位置の変化を検知し、追従遅れに相当す
る追従補正を加えた焦点調節を可能とする自動焦点調節
装置が特開昭６３−１４８２１８号や特開平２−１５２
０９号等によって開示されている。

【０００３】上記従来例では、被写体が近づいているの
か、遠ざかっているのかを検知し、この情報に基づいて
補正量を変え、それぞれの移動方向の追従性能を改善す
ることが記載されている。

【０００４】これは、被写体が近づいてくるときには、
補正量が時間とともに増加して補正不足となってしまう
ので補正量を増やし、被写体が遠ざかるときには、補正
量が時間とともに減少して過剰補正となってしまうの
で、補正量を減少させるというものであり、このように
してそれぞれの移動方向の追従性能を改善している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示す様に、最初近づいてきた被写体が、その後遠ざか
っていく場合には、その移動方向が切り換る前後の領域
では、被写体が近づいてきているにもかかわらず像面位
置の変化量が減少し、あるいは被写体が遠ざかっている
にもかかわらず像面位置の変化量が増加している。

【０００６】このような被写体の移動方向が切り換る前
後の領域で、上記従来例を適用すると、被写体が近づい
てきているにもかかわらず像面位置の変化量が減少して
いる領域で従来のように補正量を増やすと、大幅な過剰
補正となってしまい、また、被写体が遠ざかっているに
もかかわらず像面位置の変化量が増加している領域で従
来のように補正量を減少させると、大幅な補正不足とな
ってしまい、追従性能が低下するという問題があった。

【０００７】（発明の目的）本発明の目的は、焦点調節
を行うべき対象物の移動方向が途中で切り換わるような
場合においても、高い追従性を持ったレンズ位置制御を
行うことのできる自動焦点調節装置及びカメラを提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、焦点調節を行うべき対象物の像面移動
の速度及び加速度によって、該対象物の移動状態を複数
のパターンに分類し、それぞれの移動パターンに応じた
アルゴリズム及びパラメータを用いて所定時間後の像面
位置を予測する予測演算手段を設け、対象物の移動パタ
ーンそれぞれに応じてアルゴリズム及びパラメータを用
いて、所定時間後の像面位置を予測するようにしてい
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１０】図４は、本発明の第１の実施例に係る自動
焦点調節装置を具備したカメラの構成を示すブロック図
である。

【００１１】図４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，Ｒ
ＡＭ，Ａ／Ｄ変換機能を有する１チップマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンと記す）である。マイコンＰＲ
Ｓ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，自動焦点調節機能，フィ
ルムの巻上げ等のカメラの一連の動作を行う。そのため
に、マイコンＰＲＳは同期式通信用信号ＳＯ，ＳＩ，Ｓ
ＣＬＫ，通信選択信号ＣＬＣＭ，ＣＳＤＲ，ＣＤＤＲを
用いて、カメラ本体内の周辺回路及びレンズと通信し
て、それぞれの回路やレンズの動作を制御する。

【００１２】ＳＯはマイコンＰＲＳから出力されるデー
タ信号、ＳＩはマイコンＰＲＳへ入力されるデータ信
号、ＳＣＬＫは信号ＳＯ，ＳＩの同期クロックである。

【００１３】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、マイコンＰＲＳからの選択信号ＣＬＣＭ
が高電位レベル（以下、‘Ｈ’と記す）のときにはカメ
ラとレンズ間通信バッファとなる。すなわち、マイコン
ＰＲＳがレンズ通信バッファ回路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、該回路ＬＣＭはカメラ・レンズ間接点を介して、
ＳＣＬＫ，ＳＯの各バッファ信号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として出力し、マイコンＰＲＳはＳ
ＣＬＫ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。

【００１４】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Ｓ
Ｏ，ＳＩ，ＳＣＬＫを用いてマイコンＰＲＳによって制
御される。

【００１５】信号ＣＫはＣＣＤ駆動用クロックφ１，φ
２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マイコンＰＲＳへ知らせる
信号である。

【００１６】ラインセンサ装置ＳＮＳの出力信号ＯＳは
クロックφ１，φ２に同期した時系列の信号であり、駆
動回路ＳＤＲ内の増幅回路で増幅された後、ＡＯＳを通
してマイコンＰＲＳに出力される。マイコンＰＲＳはＡ
ＯＳ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。

【００１７】同じくラインセンサ装置ＳＮＳの出力信号
であるＳＡＧＣは該装置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に入力されてセンサ装置ＳＮＳでの像信号蓄
積制御に用いられる。

【００１８】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はマイコン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って自動
露出制御（ＡＥ）に用いられる。

【００１９】ＤＤＲはスイッチ検知及び表示用回路であ
り、信号ＣＤＤＲが‘Ｈ’のとき選択されて、ＳＯ，Ｓ
Ｉ，ＳＣＬＫを用いてマイコンＰＲＳから制御される。
すなわち、マイコン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マ
イコンＰＲＳへ報知する。

【００２０】ＬＥＤは表示部材ＤＳＰの一例として合焦
表示または非合焦表示を行う発光ダイオードで、合焦，
非合焦を点灯及び点滅にて表示する。

【００２１】ＳＷ１，ＳＷ２は不図示のレリーズボタン
の操作により状態変化するスイッチであり、レリーズボ
タンの第１段階の押下によりスイッチＳＷ１がオンし、
引続いて第２段階までの押下でＳＷ２がオンする。マイ
コンＰＲＳは後述するように、スイッチＳＷ１のオンで
測光，自動焦点調節動作を行い、スイッチＳＷ２のオン
をトリガとして露出制御とフィルムの巻上げを行う。但
し、スイッチＳＷ２はマイコンＰＲＳの「割込み入力端
子」に接続され、スイッチＳＷ１のオン時のプログラム
実行中でも、スイッチＳＷ２の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。

【００２２】ＭＴＲ１はフィルム給送用の、ＭＴＲ２は
ミラーアップ・ダウン及びシャッタばねチャージ用のそ
れぞれモータであり、これらは駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤ
Ｒ２によって正転，逆転の制御が行われる。マイコンＰ
ＲＳからこれら駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２に入力され
ている信号Ｍ１Ｆ，Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｆ，Ｍ２Ｒは、モータ
制御用の信号である。

【００２３】ＭＧ１，ＭＧ２はそれぞれシャッタ先幕，
後幕走行開始用マグネットで、信号ＳＭＧ１，ＳＭＧ
２，増幅トランジスタＴＲ１，ＴＲ２で通電され、マイ
コンＰＲＳによりシャッタ制御が行われる。

【００２４】但し、スイッチ検知及び表示用回路ＤＤ
Ｒ，モータ駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２，シャッタ制御
は、本発明と直接関りがないので、詳しい説明は省略す
る。

【００２５】レンズ内マイクロコンピュータ（以下、レ
ンズ内マイコンと記す）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。

【００２６】レンズ内マイコン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，デフォーカス量対レンズ繰出し量
の係数等）の出力を行う。

【００２７】この実施例では、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・方向にしたがって、焦
点調節用モータＬＭＴＲを信号ＬＭＦ，ＬＭＲによって
制御して光学系を光軸方向に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でモニタして、レンズ内マイコンＬＰＲ
Ｓに具備されたカウンタで計数しており、所定の移動が
完了した時点で、該レンズ内マイコンＬＰＲＳ自信が信
号ＬＭＦ，ＬＭＲを‘Ｌ’にしてモータＬＭＴＲを制動
する。

【００２８】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、カメラ内のマイコン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。

【００２９】また、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。但し、ステッピング・モータはオープン制
御が可能なため、動作をモニタするためのエンコーダを
必要としない。

【００３０】ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコ
ーダ回路であり、レンズ内マイコン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。レンズ内マイコンＬＰＲＳ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、
カメラ側のマイコン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。

【００３１】上記の構成において、不図示の電源スイッ
チがオンとなると、マイコンＰＲＳへの給電が開始さ
れ、該マイコン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。

【００３２】図５は上記構成のカメラの全体の動作を示
すフローチャートである。

【００３３】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）
に進む。ステップ（００２）では、レリーズボタンの第
１段階の押下によりオンとなるスイッチＳＷ１の状態検
知がなされ、該スイッチＳＷ１がオフのときにはステッ
プ（００３）へ移行して、マイコン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。

【００３４】上記ステップ（００２），（００３）はス
イッチＳＷ１がオンとなるか、電源スイッチがオフとな
るまで繰返し実行される。

【００３５】その後、スイッチＳＷ１がオンすると、ス
テップ（００２）からステップ（００５）へ移行する。

【００３６】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。マイコンＰＲＳは
図４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、そのディ
ジタル測光値から最適なシャッタ制御値と絞り制御値を
演算して、ＲＡＭの所定のアドレスへ格納する。そし
て、レリーズ動作時にはこれらの値に基づいて、シャッ
タ及び絞りの制御を行う。

【００３７】続いてステップ（００６）では、「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
ローは図６に示しているが、ここでは詳細な説明は後述
する事とし、このステップ（００６）ではマイコンＰＲ
Ｓが焦点検出用ラインセンサ装置ＳＮＳから像信号の入
力を行う。

【００３８】次のステップ（００７）では、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ＤＦ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号公報等にて開示されているので、その
詳細は省略する。

【００３９】ステップ（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。

【００４０】次のステップ（００９）では、「レンズ駆
動」サブルーチンを実行し、先のステップ（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」サブルーチンは図７にて詳述する。

【００４１】レンズ駆動終了後は再びステップ（００
２）へ移行して、スイッチＳＷ１がオフするか不図示の
レリーズボタンの第２段階の押圧によりスイッチＳＷ２
がオンするまで、ステップ（００５）〜（００９）が繰
返して実行され、動いている被写体に対しても好ましい
焦点調整が行われる。

【００４２】さて、レリーズボタンがさらに押込まれて
スイッチＳＷ２がオンすると、割込み機能によって、何
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。

【００４３】ステップ（０１１）では、レンズ駆動を実
行中かどうかを判断し、駆動中であればステップ（０１
２）に移行し、レンズ停止命令を送出してレンズを停止
させ、ステップ（０１３）に進み、レンズを駆動してい
なければ、直ちにステップ（０１３）に移行する。

【００４４】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、図４
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ＳＯ信号として回路ＬＣＭを介し
てレンズ内マイコンＬＰＲＳへ送出して絞り制御を行わ
せる。

【００４５】上記ステップ（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（０
１５）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で
き、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。何れかが未完了の場合に
は、このステップで待機し、引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。

【００４６】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
るシャッタ秒時にてシャッタの制御を行い、フィルムを
露光する。

【００４７】シャッタの制御が終了すると、次のステッ
プ（０１７）にてレンズに対して、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、引続いてステ
ップ（０１８）にて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，Ｍ２
Ｒを用いてモータＭＴＲ２を制御することで実行され
る。

【００４８】次のステップ（０１９）では、上記ステッ
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（０２０）へ移行する。

【００４９】ステップ（０２０）では、図４に示したモ
ータ制御信号Ｍ１Ｆ，Ｍ１Ｒを適正に制御することでフ
ィルム１駒分が巻上げられる。

【００５０】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。

【００５１】次に、上記図５のステップ（００６）にお
いて実行される「像信号入力」サブルーチンについて、
図６のフローチャートにより説明する。

【００５２】この「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、ステップ（１０１）を経て
ステップ（１０２）へ進む。

【００５３】ステップ（１０２）では、マイコンＰＲＳ
自身が有している自走タイマのタイマ値ＴＩＭＥＲをＲ
ＡＭ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する。

【００５４】次のステップ（１０３）では、レンズ駆動
量の補正式中の時間間隔ＴＭ１，ＴＭ２を更新する。こ
のステップ（１０３）を実行する以前には、メモリＴＭ
１，ＴＭ２には前々回及び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、又、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。

【００５５】よって、ステップ（１０３）での「ＴＮ１
−ＴＮ」は前回から今回までの焦点検出動作の時間間隔
を表し、これがメモリＴＭ２へ格納される。また、メモ
リＴＭ１へは「ＴＭ２←ＴＮ１−ＴＮ」を実行する直前
のデータ、即ち、前々回から前回までの焦点検出時間閣
が格納される。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ＴＮが格納される。こ
のステップ（１０３）にてメモリＴＭ１には常に前々回
の時間間隔データが、また、メモリＴＭ２には前回の時
間間隔データが格納されることとなる。

【００５６】さて、次のステップ（１０４）では、ライ
ンセンサ装置ＳＮＳに光像の蓄積を開始させる。具体的
には、マイコンＰＲＳが駆動回路ＳＤＲに通信にて「蓄
積開始コマンド」を送出して、これを受けて該駆動回路
ＳＤＲはラインセンサ装置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。

【００５７】続くステップ（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。

【００５８】そして、次のステップ（１０６）では、マ
イコン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。駆動回路ＳＤＲは蓄積
開始と同時に信号ＩＮＴＥＮＤを‘Ｌ’にし、ラインセ
ンサ装置ＳＮＳからのＡＧＣ信号ＳＡＧＣをモニタし、
該信号ＳＡＧＣ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
‘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。

【００５９】ステップ（１０６）では、ＩＮＴＥＮＤ端
子が‘Ｈ’か否かを判断し、もし‘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。

【００６０】ステップ（１０７）では、自走タイマのタ
イマ値ＴＩＭＥＲから、上記ステップ（１０５）で記憶
した時刻ＴＩを減じて変数ＴＥに格納する。従って、変
数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。

【００６１】次のステップ（１０８）では、上記の変数
ＴＥと定数ＭＡＸＩＮＴ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。一方、ＴＥがＭＡＸＩＮＴ以上になるとステ
ップ（１０９）へ移行して、強制的に蓄積を終了させ
る。強制蓄積終了はマイコン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。駆
動回路ＳＤＲはマイコン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。

【００６２】上記のステップ（１０９）までの動作によ
り、センサの蓄積は終了することになる。

【００６３】次のステップ（１１０）では、ラインセン
サ装置ＳＮＳの像信号ＯＳを駆動回路ＳＤＲで増幅した
信号ＡＯＳのＡ／Ｄ変換及びそのディジタル信号のＲＡ
Ｍ格納を行う。

【００６４】更に詳しく述べるならば、駆動回路ＳＤＲ
はマイコンＰＲＳからのクロックＣＫに同期してＣＣＤ
駆動用クロックφ１，φ２を生成し、ラインセンサ装置
ＳＮＳはこのクロックφ１，φ２によってその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。この信号は駆動回路ＳＤＲ
内部の増幅器で増幅された後に、ＡＯＳとしてマイコン
ＰＲＳのアナログ入力端子へ入力される。マイコンＰＲ
Ｓ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変換後のデジタル像信号を順次ＲＡ
Ｍの所定アドレスに格納していく。

【００６５】このようにして像信号の入力を終了する
と、ステップ（１１１）にてこの「像信号入力」サブル
ーチンをリターンする。

【００６６】次に、図５のステップ（００９）にて実行
される「レンズ駆動」サブルーチンについて、図７のフ
ローチャートにより説明する。

【００６７】このサブルーチンがコールされると、ステ
ップ（２０２）において、レンズと通信して２つのデー
タ「Ｓ」「ＰＴＨ」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繰出し量の係
数」であり、全体繰出し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、エンコーダＥＮＣＺにて
各ズーム位置を検出し制御回路ＬＰＲＳにてズーム位置
に応じたＳの値を決定する。「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ＥＮＣ
Ｆからの出力パルス１パルス当りの焦点調節レンズの繰
出し量である。

【００６８】従って、焦点調節すべきレンズ駆動量に換
算したデフォーカス量ＤＬ、上記Ｓ，ＰＴＨにより焦点
調節レンズの繰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を表すパルス数ＦＰは
次式で与えられることになる。

【００６９】ＦＰ＝ＤＬ×Ｓ／ＰＴＨ 次のステップ（２０３）では、上式をそのまま実行して
いる。

【００７０】続くステップ（２０４）では、上記ステッ
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。

【００７１】次のステップ（２０５）では、レンズと通
信してステップ（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
テップ（２０６）へ移行し、この「レンズ駆動」サブル
ーチンをリターンする。

【００７２】このレンズ駆動完了検知は、上述の如くレ
ンズ内マイコンＬＰＲＳのカウンタで上記エンコーダＥ
ＮＣＦ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。

【００７３】次に、図５のステップ（００８）にて実行
される「予測演算」サブルーチンについて、図１のフロ
ーチャートにより説明する。

【００７４】この「予測演算」サブルーチンは、像面移
動の速度及び加速度から、被写体の移動状態を「反転制
御」，「フォワード制御」，「バックワード制御」の３
種類に分類し、それぞれの状態での最適制御を行うよう
にしたものである。

【００７５】ステップ（３０２）では、予測制御に必要
なデータの蓄積がなされたかどうかを判定するためのカ
ウンタＣＯＵＮＴをカウントアップするかどうかを判定
する。本実施例では、４回以上の測距データ，レンズ駆
動データが蓄積されている場合、すなわち「ＣＯＵＮＴ
＞３」であれば予測演算可能であり、これ以上のカウン
トアップは必要ないのでステップ（３０４）へ進む。ま
た、「ＣＯＵＮＴ≦３」であればステップ（３０３）へ
進み、ここでＣＯＵＮＴをカウントアップした後にステ
ップ（３０４）へ進む。

【００７６】ステップ（３０４）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。そのデータとして
は、今回のデフォーカス量ＤＦ３、前回及び前々回、前
々々回のデフォーカス量ＤＦ２，ＤＦ１，ＤＦ０、前
回，前々回のレンズ駆動量ＤＬ１，ＤＬ０である。ここ
で、レンズ駆動量ＤＬは像面移動量に換算されたもので
ある。

【００７７】ステップ（３０５）では、予測演算に必要
なデータの蓄積がなされているか否かが再度判定され、
「ＣＯＵＮＴ＞３」であれば、予測演算を行うことが可
能なのでステップ（３０６）に進み、そうでなければ予
測演算を行うことが不可能なのでステップ（３１２）へ
移行する。

【００７８】ステップ（３０６）では、今回検出された
デフォーカス量が予測制御に適したものであるか否か
を、像面移動の連続性から判定する。この連続性判定の
詳細な説明は後述するが、このサブルーチンにて像面移
動の連続性があり、予測制御に適していると判断される
とステップ（３１３）へ進み、そうでなければステップ
（３０７）へと移行する。

【００７９】ステップ（３０７）〜（３０９）では、上
記ステップ（３０６）にて今回の焦点検出結果が不適切
と判断されたので再度焦点検出を行う。

【００８０】まず、ステップ（３０７）は「像信号入力
２」サブルーチンであり、そのフローは図３に示してい
るが、ここでは詳細な説明は後述することとし、このス
テップでは、マイコンＰＲＳが焦点検出用ラインセンサ
装置ＳＮＳから像信号の入力を行う。次のステップ（３
０８）では、図５のステップ（００７）と同様に、ステ
ップ（３０７）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ＤＦを演算する。ステップ（３０９）
では、上記ステップ（３０８）で演算されたデフォーカ
ス量ＤＦをＤＦ３に入力してＤＦ３の値を更新する。

【００８１】このようにして再度焦点検出を行ったデー
タにＤＦ３を更新すると、次のステップ（３１０）に
て、上記のステップ（３０６）と同様に、像面移動の連
続性から再度焦点検出を行ったデータが予測制御に適し
ているか否かを判断し、適していると判断されればステ
ップ（３１３）へ移行し、適していないと判断されると
ステップ（３１１）へ進む。

【００８２】ステップ（３１１）では、予測制御を続行
することができないと判断し、予測データの蓄積状態を
示すカウンタＣＯＵＮＴをリセットして、予測制御を初
期化する。

【００８３】ステップ（３１２）では、予測制御を行わ
ない場合のレンズ駆動量ＤＬを演算するステップであ
り、今回検出されたデフォーカス量ＤＦ３のピントズレ
を解消するためレンズ駆動量ＤＬにＤＦ３を入力し、ス
テップ（３２３）で本サブルーチンをリターンする。

【００８４】ステップ（３１３）では、像面移動の平均
速度ＶＡを用いて最小二乗法によって一次の予測関数を
求めたときの予測関数と現在のレンズ位置とのズレ量Ｄ
Ａ（従来の予測制御時のＤＦ３に相当するもの）を演算
する。

【００８５】次のステップ（３１４）では、二次関数予
測演算を行うときの二次の項の係数Ａの値を演算し、ス
テップ（３１５）では、二次関数予測演算を行うときの
一次の項の係数Ｂを演算する。これらの係数Ａ，Ｂの演
算方法に関しては本出願人によって開示されているの
で、詳細な説明は省略する。

【００８６】ステップ（３１６）では、像面移動の平均
速度ＶＡと前回の焦点検出から今回の焦点検出までの像
面移動速度Ｖ２の差ＶＡ−Ｖ２が所定の値ＪＡより大き
いか否かが判断され、「ＶＡ−Ｖ２＞ＪＡ」であればス
テップ（３１７）に進み、そうでなければステップ（３
２０）へ移行する。

【００８７】ここで、「ＶＡ−Ｖ２」は像面移動速度の
変化量、すなわち像面移動の加速度成分と考えることが
できる。そして、「ＶＡ−Ｖ２」が正の場合は負の加速
状態であり、又負の場合には正の加速状態であり、平均
速度ＶＡとＶ２の差を用いているのは、ＶＡの方が安定
した値であり誤差等の影響を受けにくいので、より的確
に判断できるためである。

【００８８】そして、図１３を見るとわかるように、移
動方向の反転を行っているときには負の加速状態とな
り、「ＶＡ−Ｖ２」は正の値となり、それ以外の被写体
が近づく、あるいは遠ざかる領域は正の加速状態であ
り、「ＶＡ−Ｖ２」は負の値となっている。このため、
「ＶＡ−Ｖ２」が正の場合には被写体の移動方向が反転
していると考えられる。

【００８９】そこで、「ＶＡ−Ｖ２」が所定の値ＪＡよ
り大きいときには移動方向が反転していると判断してス
テップ（３１７）へ進み、そうでなければステップ（３
２０）へ進む。ここで、ＪＡの値としては0.5 mm/s程度
の値とし、誤って移動方向反転時の制御を行わないよう
にしてある。

【００９０】ステップ（３１７）では、前々回のレンズ
駆動量ＤＬ１が“０”か否かを判断し、「ＤＬ１＝０」
であればステップ（３２０）へ移行し、そうでなければ
ステップ（３１８）に進む。ステップ（３１８）では、
上記ステップ（３１７）と同様に、前回のレンズ駆動量
ＤＬ２が“０”か否かが判断され、「ＤＬ２＝０」であ
ればステップ（３２０）へ移行し、そうでなければステ
ップ（３１９）へと進む。

【００９１】上記ステップ（３１７），（３１８）で
は、二次関数予測演算に必要な３回の焦点検出の間でレ
ンズ駆動が行われていたか否かが判断され、レンズ駆動
が行われた場合にはステップ（３１９）で反転制御演算
を行い、そうでないときにはステップ（３２０）に進
む。これは、反転制御演算では二次関数を使った予測演
算を行うので、比較的安定した予測制御を行うためには
各焦点検出を行ったときの時間間隔がある程度広がって
いることが必要であるためであり、更に、連続的に焦点
検出のみを行った場合には、時間間隔が狭く焦点検出誤
差によってステップ（３１６）で誤判定を行ってしまう
可能性が高くなるためである。

【００９２】ステップ（３２０）では、平均速度ＶＡが
正か負かが判定され、ＶＡが正（ＶＡ＞０）であれば被
写体が近づいてきていると判断しステップ（３２１）に
進み、フォワード制御演算を行い、そうでなければステ
ップ（３２２）へ移行し、遠ざかる被写体に対する制御
を行うためにバックワード制御演算を行う。

【００９３】このように、像面移動の速度及び加速度成
分によって３種類の制御モード「反転制御」，「フォワ
ード制御」，「バックワード制御」に分類し、それぞれ
の撮影状態に適した制御を行うようになっている。ここ
で、上記「反転制御演算」，「フォワード制御演算」，
「バックワード制御演算」の詳細な説明は後述するの
で、ここでの説明は省略する。

【００９４】ステップ（３１９），（３２１），（３２
２）のいずれかを実行すると、ステップ（３２３）にて
このサブルーチンをリターンする。

【００９５】次に、図１のステップ（３０６），（３１
０）における「連続性判定」サブルーチンについて、図
２のフローチャートにより説明する。

【００９６】このサブルーチンでは、像面移動の連続性
から予測制御に適したデータであるか否かが判断され
る。

【００９７】ステップ（４０２）では、前々々回〜前々
回の焦点検出の間の像面移動速度Ｖ０及び前々回〜前回
の焦点検出の間の像面移動速度Ｖ１、前回〜今回の像面
移動速度Ｖ２を演算する。

【００９８】次のステップ（４０３）では、前々々回〜
前々回の焦点検出の時間間隔ＴＭ０、前々回〜前回の焦
点検出の時間間隔ＴＭ１、前回〜今回の焦点検出の時間
間隔ＴＭ２を用いて像面移動の加重平均値ＶＡを演算す
る。そして、次のステップ（４０４）では、像面移動速
度Ｖ１，Ｖ２の変化率を示すパラメータＶＣＸを演算す
る。

【００９９】ステップ（４０５）では、ＶＣＸの値が、
正か負かが判定され、ＶＣＸの値が負（ＶＣＸ＜０）の
ときはステップ（４０７）に進み、そうでなければステ
ップ（４０６）に移行する。

【０１００】ステップ（４０６）では、ＶＣＸの値が所
定の値ＪＣ１より小さいか否かが判別され、「ＶＣＸ＜
ＪＣ１」であれば像面移動の連続性があると判断し、ス
テップ（４１１）へ進み、そうでなければステップ（４
０７）へ移行する。ここで、ＪＣ１の値は約 2.7程度の
値が望ましく、ＶＣＸの値が２に近いほど像面移動の連
続性が高い。また、ステップ（４０６）での判定は比較
的像面移動速度が低い場合には、誤判断を行うことがあ
る。

【０１０１】ステップ（４０７）では、像面移動速度Ｖ
１，Ｖ２の差｜Ｖ１−Ｖ２｜が所定の値ＪＣ２より小さ
いか否かが判断され、「｜Ｖ１−Ｖ２｜＜ＪＣ２」であ
れば、像面移動の連続性が高いと判断され、ステップ
（４１１）へ移行し、そうでなければステップ（４０
８）へ移行する。これは、像面移動速度が比較的小さい
ときに有効である。

【０１０２】ステップ（４０８）では、像面移動の平均
速度ＶＡが所定の値ＪＣ３より小さいか否かが判断さ
れ、「｜ＶＡ｜＜ＪＣ３」であればステップ（４０９）
に進み、そうでなければステップ（４１０）へ移行す
る。ステップ（４０９）では、デフォーカス量ＤＦ３が
所定値ＪＣ４より小さいとき、つまり「｜ＤＦ３｜＜Ｊ
Ｃ４」のとき、像面移動の連続性があると判断し、ステ
ップ（４１１）へ移行し、そうでなければステップ（４
１０）へ進む。

【０１０３】ステップ（４０８），４０９）は、像面移
動速度が非常に小さくレンズ駆動を行わないことの多い
場合（焦点検出の時間々隔が小さい場合）に有効な判定
方法であり、ステップ（４０８）にて、像面移動の平均
速度ＶＡが小さい場合のみステップ（４０９）に進み、
ＪＣ３の値としては0.2mm/s 程度の値が好ましい。そし
て、ステップ（４０９）では、デフォーカス量ＤＦ３が
小さいときにステップ（４１１）に進むようになってお
り、ＪＣ４の値としては、0.2mm 程度の値が適してい
る。これは、レンズ駆動を行わず焦点検出時間々隔が小
さくなっている場合には、像面移動速度による判定の信
頼性が低くなるのでデフォーカス量を用いた判定方法が
好ましい。

【０１０４】そして、ステップ（４１０）に進んだ場合
には像面移動の連続性はないと判断され、ステップ（４
１１）へ進んだ場合には像面移動の連続性があると判断
されたことになる。

【０１０５】次に、図１のステップ（３０７）における
「像信号入力２」サブルーチンについて、図３のフロー
チャートにより説明する。

【０１０６】このサブルーチンは、再度焦点検出を行う
ときの像信号の入力を行うものである。

【０１０７】図３のサブルーチンは、ステップ（５０
３），（５０４）以外は前述の図６の「像信号入力」サ
ブルーチンと同じであり、ここではステップ（５０
３），（５０４）についてのみ説明を行い、他の部分の
説明は省略する。

【０１０８】ステップ（５０３）では、前回から今回の
焦点検出時間々隔ＴＭ２を算出するステップであるが、
この場合、ステップ（００６）での「像信号入力」並び
にステップ（００７）での「焦点検出演算」によって得
られた前回のデフォーカス量ＤＦ３が予測演算に不適切
と判定されているため、ここでは前々回から今回の焦点
検出の時間々隔をＴＭ２としなければならない。そこ
で、前々回から前回までの焦点検出時間々隔ＴＭ２と前
回から今回の測距時間々隔ＴＮ１−ＴＮの和をＴＭ２と
する。次のステップ（５０４）では、今回の焦点検出開
始時刻ＴＮをＴＮ１へ入力し、以下のフローへ移行す
る。

【０１０９】この後のフローは前記図６の「像信号入
力」サブルーチンと同じであり、前述した様にここでは
説明を省略する。そして、このサブルーチンにて像信号
の取込みを終了すると、このサブルーチンをリターンす
る。

【０１１０】次に、図１のステップ（３２１）における
「フォワード制御演算」サブルーチンについて、図８の
フローチャートにより説明する。

【０１１１】このサブルーチンは、近づいてくる被写体
に対して最適な制御を行うように構成されている。

【０１１２】ステップ（６０２）では、予測演算に用い
るタイムラグＴＬを演算する。ここでは前回の焦点検出
から今回の焦点検出までの時間（ＡＦタイムラグ）ＴＭ
２とレリーズタイムラグＴＲＦの和をタイムラグＴＬに
入力する。このとき、レリーズタイムラグＴＲＦは実際
のレリーズタイムラグより２０msec大きな値にしてあ
る。これは、被写体が近づいてくるような撮影シーンで
はレンズ駆動量が増加してくるためにレンズ駆動時間も
増加する。このため、前回よりも焦点調節に要する時間
（ＡＦタイムラグ）が長くなる。これを解消するために
あらかじめレリーズタイムラグに２０msec程度加算した
値をＴＲＦに入力してある。

【０１１３】次のステップ（６０３）では、予測タイム
ラグＴＬ＝０としたときに最小二乗法によって求まるレ
ンズ駆動量ＤＬＡを演算するが、これは図１のステップ
（３１３）によって演算されるＤＡと等しいのでこの値
を入力する。

【０１１４】次のステップ（６０４）では、最小二乗法
によって求まった一次関数を使った予測演算で得られる
レンズ駆動量ＤＬＢを演算する。ステップ（６０５）で
は、従来と同様に一次関数を使った予測演算によってレ
ンズ駆動量ＤＬＣを演算する。次のステップ（６０６）
では、図１のステップ（３１４），（３１５）で演算さ
れた二次関数を使った予測演算によってレンズ駆動量Ｄ
ＬＤを演算する。

【０１１５】ステップ（６０７）では、像面移動の平均
速度ＶＡと所定の値ＪＦ１を比較し、「ＶＡ＞ＪＦ１」
であればステップ（６０８）へ進み、そうでなければス
テップ（６０９）へ移行する。ここで、ＪＦ１の値とし
ては0.8mm/sec 程度の値が好ましい。そして、ステップ
（６０８）では、二次関数を使った予測演算によって求
まったレンズ駆動量ＤＬＤを今回のレンズ駆動量ＤＬに
入力し、ステップ（６１６）へ進む。

【０１１６】ステップ（６０９）では、平均像面移動速
度ＶＡを所定の値ＪＦ２と比較し、「ＶＡ＞ＪＦ２」で
あればステップ（６１０）へ進み、そうでなければステ
ップ（６１１）へ移行する。ここで、ＪＦ２の値として
は0.6mm/sec 程度の値が好ましい。そして、ステップ
（６１０）に進むのは「ＪＦ１≧ＶＡ＞ＪＦ２」のとき
であり、このステップでは、一次関数を使ったレンズ駆
動量ＤＬＣと二次関数を使ったレンズ駆動量ＤＬＤの間
をＶＡ，ＪＦ１，ＪＦ２を使って補間して求めた値を今
回のレンズ駆動量ＤＬに入力する。

【０１１７】ステップ（６１１）では、平均像面移動速
度ＶＡを所定の値ＪＦ３と比較し、「ＶＡ＞ＪＦ３」で
あればステップ（６１２）へ進み、そうでなければステ
ップ（６１３）へ移行する。ここで、ＪＦ３の値として
は0.4mm/sec 程度の値が好ましい。そして、ステップ
（６１２）に進むのは「ＪＦ２≧ＶＡ＞ＪＦ３」のとき
であり、最小二乗法を使ったレンズ駆動量ＤＬＢと一次
関数を使ったレンズ駆動量ＤＬＣの間をＶＡ，ＪＦ２，
ＪＦ３を使って補間して求めた値を今回のレンズ駆動量
ＤＬに入力する。

【０１１８】ステップ（６１３）では、平均像面移動速
度ＶＡを所定の値ＪＦ４と比較し、「ＶＡ＞ＪＦ４」で
あればステップ（６１４）へ進み、そうでなければステ
ップ（６１５）へ移行する。ここで、ＪＦ４の値として
は0.2mm/sec 程度の値が好ましい。そしてステップ（６
１４）に進むのは「ＪＦ３≧ＶＡ＞ＪＦ４」のときであ
り、最小二乗法でタイムラグＴＬ＝０のときのレンズ駆
動量ＤＬＡと最小二乗法を使ったレンズ駆動量ＤＬＢの
間をＶＡ，ＪＦ３，ＪＦ４を使って補間して求めた値を
今回のレンズ駆動量ＤＬに入力する。

【０１１９】ステップ（６１５）へは「ＪＦ４≧ＶＡ≧
０」のときに進み、このステップでは最小二乗法でタイ
ムラグＴＬ＝０のときのレンズ駆動量ＤＬＡを今回のレ
ンズ駆動量ＤＬに入力する。

【０１２０】次のステップ（６１６）では、前回のレン
ズ駆動方向と今回のレンズ方向が同じか否かが判別さ
れ、駆動方向が同じであればステップ（６１８）に進
み、駆動方向が反転していればステップ（６１７）へ移
行する。ステップ（６１７）では、レンズ駆動量ＤＬの
値を半分にする。これは、焦点検出やレンズ駆動の誤差
によって前回のレンズ駆動が多すぎた場合、次のレンズ
駆動でレンズ駆動方向が反転することがあり、このよう
な場合の多くは次のレンズ駆動で戻り過ぎる傾向があ
る。そこでレンズ駆動方向が反転した場合には、レンズ
駆動を戻し過ぎないように駆動量ＤＬを半分にするよう
にしてある。

【０１２１】ステップ（６１８）では、レンズ駆動量Ｄ
Ｌと撮影レンズの開放ＦナンバーＦＮ及び所定の係数δ
（本実施例では、許容錯乱円径0.035mm)の積「ＦＮ・
δ」を比較し、「｜ＤＬ｜＜ＦＮ・δ」であればステッ
プ（６１９）へ移行し、そうでなければステップ（６２
０）にてリターンする。

【０１２２】「ＦＮ・δ」は像面深度を表し、レンズ駆
動量ＤＬが「ＦＮ・δ」より小さいということはレンズ
駆動をしなくても合焦状態を維持できるので、次のステ
ップ（６１９）では、レンズ駆動の必要がないので「Ｄ
Ｌ＝０」とする。そして、このステップを終了すると次
のステップ（６２０）にてこのサブルーチンをリターン
する。

【０１２３】次に、図１のステップ（３１９）における
「反転制御演算」サブルーチンについて、図９のフロー
チャートにより説明する。

【０１２４】このサブルーチンは、被写体の移動方向が
反転する際に適した制御を行うように構成されている。

【０１２５】ステップ（７０２）では、予測演算に用い
るタイムラグＴＬを演算する。ここでは、前回の焦点検
出から今回の焦点検出までの時間ＴＭ２とレリーズタイ
ムラグＴＲＴの和をタイムラグＴＬに入力する。このと
きのレリーズタイムラグＴＲＴは実際のレリーズタイム
ラグと同じにしてある。これは、加速領域と減速領域が
反転時にあるので両方の領域でのバランスを考え、とも
に悪影響が少ない値として実際のレリーズタイムラグを
使っている。

【０１２６】次のステップ（７０３）では、二次関数を
使った予測演算によってレンズ駆動量ＤＬを演算する。
そして、ステップ（７０４），（７０５）にて前回と今
回のレンズ駆動方向が反転していればレンズ駆動量ＤＬ
を半分にし、そうでなければそのままステップ（７０
６）にてこのサブルーチンをリターンする。

【０１２７】このサブルーチンでは、常時二次関数を使
った予測演算を行うようにしてあるが、これは像面移動
の加速，減速が大きく非線形成分が大きいため、線形近
似の一次関数では予測誤差が大きくなってしまう。この
ため、非線成分も考慮とした予測演算が可能な二次関数
を用いるようにしてある。

【０１２８】次に、図１のステップ（３２２）における
「バックワード制御演算」サブルーチンについて、図１
０のフローチャートにより説明する。

【０１２９】このサブルーチンは、被写体が遠ざかって
いく場合に適した制御を行うようになっている。ここで
の制御の考え方は「フォワード制御」サブルーチンと同
じだが、パラメータの設定については異なる。

【０１３０】ステップ（８０２）では、予測演算に用い
るタイムラグＴＬを演算する。ここでは前回の焦点検出
から今回の焦点検出までの時間（ＡＦタイムラグ）ＴＭ
２とレリーズタイムラグＴＲＲの和をタイムラグＴＬに
入力する。このとき、レリーズタイムラグＴＲＲは実際
のレリーズタイムラグより２０msec小さな値にしてあ
る。これは被写体が遠ざかるような撮影シーンではレン
ズ駆動量が減少してくるため、レンズ駆動時間も減少す
る。このため前回よりも焦点調節に要する時間（ＡＦタ
イムラグ）が短くなる。そこでこれを解消するためにあ
らかじめレリーズタイムを２０msec減算した値をＴＲＲ
に入力しておく。

【０１３１】ステップ（８０３）〜（８０６）では、
「フォワード制御演算」サブルーチンと同様にして、予
測タイムラグＴＬ＝０としたときに最小二乗法によって
求まるレンズ駆動量ＤＬＡ、最小二乗法によって求まっ
た一次関数を使った予測演算によるレンズ駆動量ＤＬ
Ｂ、一次関数を使った予測演算によるレンズ駆動量ＤＬ
Ｄ、二次関数を使った予測演算によるレンズ駆動量ＤＬ
Ｄを順次演算する。

【０１３２】次のステップ（８０７）では、平均像面移
動速度ＶＡを所定の値ＪＲ１と比較し、「ＶＡ＜ＪＲ
１」であればステップ（８０８）へ、そうでなければス
テップ（８０９）へ移行する。ここで、ＪＲ１の値とし
ては−0.9mm/sec 程度の値が好ましい。そして、ステッ
プ（８０８）では、二次関数を使った予測演算によって
求まったレンズ駆動量ＤＬＤを今回のレンズ駆動量ＤＬ
に入力する。

【０１３３】ステップ（８０９）では、平均像面移動速
度ＶＡの所定の値ＪＲ２と比較し、「ＶＡ＜ＪＲ２」で
あればステップ（８１０）に進み、そうでなければステ
ップ（８１１）へ移行する。ここで、ＪＲ２の値として
は−0.7mm/sec 程度の値が好ましく、ステップ（８１
０）では、レンズ駆動量ＤＬＤ，ＤＬＣを補間して今回
のレンズ駆動量ＤＬを演算する。

【０１３４】ステップ（８１１）では、平均像面移動速
度ＶＡを所定の値ＪＲ３と比較し、「ＶＡ＜ＪＲ３」で
あればステップ（８１２）へ進み、そうでなければステ
ップ（８１３）へ移行する。ここで、ＪＲ３の値として
は−0.5mm/sec 程度の値が好ましく、ステップ（８１
２）では、レンズ駆動量ＤＬＣ，ＤＬＢを補間して今回
のレンズ駆動量ＤＬを演算する。

【０１３５】ステップ（８１３）では、平均像面移動速
度ＶＡを所定の値ＪＲ４と比較し、「ＶＡ＜ＪＲ４」で
あればステップ（８１４）へ進み、そうでなければステ
ップ（８１５）へ移行する。ここで、ＪＲ４の値として
は−0.3mm/sec 程度の値が好ましく、ステップ（８１
４）では、レンズ駆動量ＤＬＢ，ＤＬＡを補間して今回
のレンズ駆動量ＤＬを演算する。そして、ステップ（８
１５）ではＤＬＡを今回のレンズ駆動量ＤＬに入力す
る。

【０１３６】ステップ（８１６）〜（８２０）では「フ
ォワード制御演算」サブルーチンと同じであり、説明は
省略する。そして、ステップ（８２０）にてこのサブル
ーチンをリターンする。

【０１３７】このように、像面移動の速度，加速度によ
って被写体の移動パターンを １）被写体が近づいてくる場合（フォワード制御） ２）写体の移動方向が反転する場合（反転制御） ３）被写体が遠ざかっていく場合（バックワード制御） の３種類に分類し、それぞれ異なる予測タイムラグでレ
ンズ駆動制御を行うとともに、フォワード制御，バック
ワード制御では、低速域では安定性重視、高速域では追
従性重視へと像面移動速度に応じて制御状態を切換える
とともに制御状態が急激に変化することのないように、
各制御状態の間を像面移動速度によって補間することに
よって、制御状態が連続的に変化するようにしてある。

【０１３８】そして、反転制御では、非線形な変化成分
が多くなるので、このような条件下で高い追従性能を持
つ、二次関数を使った制御を行うようにしてある。

【０１３９】ここで、最小二乗法による一次関数の求め
方について説明する。

【０１４０】座標（ｘｉ，ｙｉ）と一次関数ｙ＝ａｘ＋
ｂとの距離Ｌｉは次式のように表せる。

【０１４１】 Ｌｉ² ＝（ｘｉ−ｘ）² ＋（ｙｉ−ｙ）² ＝（ｘｉ−ｘ）² ＋（ｙｉ−ａｘ−ｂ）² ………（１） ここで、Ｌｉ² が極小になるのは ∂Ｌｉ² ／∂ｘ＝−２（ｘｉ−ｘ）−２ａ（ｙｉ−ａｘ
−ｂ）＝０ ｘ＝（ｘｉ＋ａｙｉ−ａｂ）／（ａ² ＋１） となる。

【０１４２】これを上記の（１）式に代入すると Ｌｉ² ＝（ａｘｉ−ｙｉ＋ｂ）² ／（ａ² ＋１） となる。

【０１４３】ここで、ａの値として平均速度ＶＡを使
い、ｎ個の点に対する距離Ｌｉ² の値が最小となるｂ
は、次のようになる。

【０１４４】上記の式を用いて、第１の実施例の最小二
乗法ではｂの値を演算している。

【０１４５】（第２の実施例）図１１は本発明の第２の
実施例に係るカメラの主要部分の動作を示すフローチャ
ートであり、該カメラの構成やカメラ全体の動作等は第
１の実施例と同様であるので、ここでは省略する。

【０１４６】図１１はこの第２の実施例における「反転
制御」サブルーチンを示したものであり、反転動作中の
加速領域と減速領域で予測演算に用いるタイムラグＴＬ
の値を適切に補正するものである。

【０１４７】ステップ（９０２）にて、像面移動速度Ｖ
２が正か負かが判別され、正の場合にはステップ（９０
３）へ進み、負の場合はステップ（９０４）へ進む。

【０１４８】ステップ（９０３）に進む場合はＶ２が正
の場合であり、このときは像面移動速度は減速中であ
り、レンズ駆動は減少してきているので実際のレリーズ
タイムラグから２０msec減算した値ＴＲＲと前回ＡＦタ
イムラグＴＭ２の和を予測タイムラグＴＬに入力する。
一方、ステップ（９０４）では、Ｖ２の値は負であり、
このとき像面移動速度は加速（増加）中で、レンズ駆動
量は増加してきている。このため、実際のレリーズタイ
ムラグに２０msec加算した値ＴＲＦと前回のＡＦタイム
ラグＴＭ２の和を予測タイムラグＴＬに入力する。

【０１４９】ステップ（９０５）以降のフローは第１の
実施例と同じであり、ここでは説明を省略する。

【０１５０】このように第２の実施例では、像面移動方
向が反転するときにもその移動方向から像面移動の加減
速を判断し、この加速及び減速によって発生するレンズ
駆動時間の増加を補正するように構成してあるので、第
１の実施例よりも高い精度の予測制御を行うことができ
る。

【０１５１】（第３の実施例）図１２は本発明の第３の
実施例に係るカメラの主要部分の動作を示すフローチャ
ートであり、該カメラの構成やカメラ全体の動作等は第
１の実施例と同様であるので、ここでは省略する。

【０１５２】図１２はこの第３の実施例における「予測
演算」サブルーチンを示したものであり、第１の実施例
と異なるのは、ステップ（１０１６），（１０２０）の
みである。

【０１５３】ここでは、加速度による像面移動の状態判
定としてステップ（１０１６）では、前々回の焦点検出
から前回の焦点検出の間の像面移動速度Ｖ１と前回の焦
点検出から今回の焦点検出までの像面移動速度Ｖ２の差
Ｖ１−Ｖ２が、所定の値ＪＡより大きいか否かによって
反転制御を行うか否かを判定しており、状況の変化に対
するレスポンスを高くすることができる。（第１の実施
例では安定した判定を行うように安定性重視の設定にし
てある。） 他の部分については、第１の実施例と同じなので説明は
省略する。

【０１５４】（第４の実施例）最小二乗法によって一次
関数ｙ＝ａｘ＋ｂを求める場合、ａの値が比較的小さけ
れば点（ｘｉ，ｙｉ）とｙ＝ａｘ＋ｂの距離Ｌｉは次式
で近似することができる。

【０１５５】 Ｌｉ＝ｙ−ｙｉ＝ａｘｉ＋ｂ−ｙｉ ……（２） ｎ個の点との距離が極小となるａ，ｂは次式のようにな
る。 上記（３）式を整理すると となり、上記（４）式を整理すると となり、上記（５），（６）式からａ，ｂを求めると となる。

【０１５６】このようにして求めた一次関数ｙ＝ａｘ＋
ｂを用いて低速域の制御を行うことができる。これが、
本発明の第４の実施例の特徴である。

【０１５７】以上の各実施例によれば、像面移動の速
度，加速度によって被写体の移動状態を分類し、それぞ
れの状況に応じて予測演算アルゴリズムやパラメータを
変更するようにしてあるので、様々な撮影条件下で高精
度の予測制御を行うことができる効果がある。

【０１５８】更に詳述すると、像面変化の加速度成分等
によって被写体の移動方向の切り換わりを検知し、この
情報に基づいて、 １）被写体が近づいてくる ２）移動方向反転 ３）被写体が遠ざかる の３つの状態を分類し、それぞれの被写体の移動状態に
適した制御を行い、被写体方向が途中で切り換わるよう
な場合にも、高い追従性能を持った追従制御を行うこと
ができるようにしている。

【０１５９】（発明と実施例の対応）本実施例におい
て、ラインセンサ装置ＳＮＳ、駆動回路ＳＤＲ、マイコ
ンＰＲＳが本発明の焦点検出手段に相当し、レンズ内マ
イコンＬＰＲＳ、焦点調節用モータＬＭＴＲ、エンコー
ダ回路ＥＮＣＦが本発明のレンズ駆動手段に相当し、マ
イコンＰＲＳが本発明の予測制御手段，予測演算手段に
相当する。

【０１６０】以上が実施例の各構成と本発明の各構成の
対応関係であるが、本発明は、これら実施例の構成に限
定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施
例がもつ機能が達成できる構成であればどのようなもの
であってもよいことは言うまでもない。

【０１６１】（変形例）本発明は、一眼レフカメラ，レ
ンズシャッタカメラ，ビデオカメラ等のカメラに適用し
た場合を述べているが、その他の光学機器や他の装置、
更には構成ユニットとしても適用することができるもの
である。

【０１６２】更に、本発明は、以上の各実施例、又はそ
れらの技術を適当に組み合わせた構成にしてもよい。

【０１６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
焦点調節を行うべき対象物の像面移動の速度及び加速度
によって、該対象物の移動状態を複数のパターンに分類
し、それぞれの移動パターンに応じたアルゴリズム及び
パラメータを用いて所定時間後の像面位置を予測する予
測演算手段を設け、対象物の移動パターンそれぞれに応
じてアルゴリズム及びパラメータを用いて、所定時間後
の像面位置を予測するようにしている。

【０１６４】よって、焦点調節を行うべき対象物の移動
方向が途中で切り換わるような場合においても、高い追
従性を持ったレンズ位置制御（焦点調節制御）を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における「予測演算」サ
ブルーチンを示すフローチャートである。

【図２】本発明の第１の実施例における「連続性判定」
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図３】本発明の第１の実施例における「像信号入力
２」サブルーチンを示すフローチャートである。

【図４】本発明の第１の実施例に係るカメラの概略を示
すブロック図である。

【図５】図５のカメラの全体の概略動作を示すフローチ
ャートである。

【図６】本発明の第１の実施例における「像信号入力」
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図７】本発明の第１の実施例における「レンズ駆動」
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図８】本発明の第１の実施例における「フォワード制
御演算」サブルーチンを示すフローチャートである。

【図９】本発明の第１の実施例における「反転制御演
算」サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第１の実施例における「バックワー
ド制御演算」サブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１１】本発明の第２の実施例における「反転制御演
算」サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１２】本発明の第２の実施例における「予測演算」
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１３】像面移動の状態について説明するための図で
ある。

【符号の説明】

ＰＲＳ マイコン ＬＰＲＳ レンズ内マイコン ＳＮＳ 焦点検出用ラインセンサ装置 ＳＤＲ 駆動回路 ＬＭＴＲ 焦点調節用モータ ＥＮＣＦ エンコーダ回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズのデフォーカス量を検出する
   焦点検出手段と、該焦点検出手段の出力に基づいてレン
   ズの駆動を行うレンズ駆動手段と、焦点検出結果に基づ
   いてレンズ駆動動作を繰返し行わせ、過去の複数回の焦
   点調節結果に基づいて所定の時間後の像面位置を予測
   し、所定時間後の対象物の像面位置とレンズの像面位置
   を一致させるべくレンズ駆動を行わせる予測制御手段と
   を備えた自動焦点調節装置において、前記予測制御手段
   内に、焦点調節を行うべき対象物の像面移動の速度及び
   加速度によって、該対象物の移動状態を複数のパターン
   に分類し、それぞれの移動パターンに応じたアルゴリズ
   ム及びパラメータを用いて所定時間後の像面位置を予測
   する予測演算手段を設けたことを特徴とする自動焦点調
   節装置。
2. 【請求項２】 前記複数の移動パターンは、対象物の移
   動方向が切り換わる際のパターンと、切り換わる直前の
   パターンと、切り換わる直後のパターンであることを特
   徴とする請求項１記載の自動焦点調節装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の自動焦点調節装置を具備
   したことを特徴とするカメラ。