JPH10141948A

JPH10141948A - 予測測距装置及び撮影装置

Info

Publication number: JPH10141948A
Application number: JP8293739A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kai; 糾夫甲斐
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2016-11-06
Also published as: JP3735972B2

Abstract

(57)【要約】【課題】斜め方向に移動する移動体の距離変化を、簡
単な補正演算によって、正確に予測して測定することを
可能にする。【解決手段】移動体までの距離を検出して、距離情報
を出力する測距部（Ｓ１２０）と、その距離情報に基づ
いて、移動体までの距離変化速度を演算により算出する
距離変化演算部（Ｓ１３０）と、装置の方向の変化を角
速度として検出して、角速度情報を出力する角速度検出
部（Ｓ１４０）と、その角速度情報に基づいて、角速度
の変化を判定する角速度判定部（１５０，１７０）と、
角速度判定結果に応じて、距離変化演算部の算出する距
離変化速度の補正を行う距離変化補正部（Ｓ１６０，１
８０）と、距離変化補正部の出力に基づいて、移動体ま
での距離を予測して、撮影光学系の合焦駆動を制御する
する合焦駆動部（Ｓ１９０）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動する物体まで
の撮影距離を予測して測定する予測測距装置、及び、そ
の予測測距を撮影光学系の結像状態を調節可能なＡＦ制
御に適用した撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＡＦカメラは、焦点検出装置から
の過去数回のデフォーカス量に基づいて、被写体が移動
しているか否かを判定し、移動していると判定した場合
には、過去数回のデフォーカス量に基づいて、被写体の
動きを予測して、その動きに追従するように、焦点検出
装置のデフォーカス量を補正しており、移動している被
写体に対しても合焦し続けるようにした予測駆動ＡＦ装
置を備えたものが知られている（例えば、特開昭６３−
１４８２１８号，特開平３−２５６０１５号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の予測駆動ＡＦ装置は、斜め方向から接近してくる被写
体に対しては、撮影距離の変化が等速（直線的）ではな
いために、予測演算に誤差が生ずるという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、斜め方向に移動する移動体の距
離変化を、簡単な補正演算によって、正確に予測して測
定できる予測測距装置及び撮影装置を提供することを課
題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、移動体までの距離を検出
して、距離情報を出力する測距部と、前記測距部の出力
する距離情報に基づいて、移動体までの距離変化速度を
演算により算出する距離変化演算部と、装置の方向の変
化を角速度として検出して、角速度情報を出力する角速
度検出部と、前記角速度検出部の出力する角速度情報に
基づいて、角速度の変化を判定する角速度判定部と、前
記角速度判定部の角速度判定結果に応じて、前記距離変
化演算部の算出する距離変化速度の補正を行う距離変化
補正部と、前記距離変化補正部の出力に基づいて、前記
移動体までの距離を予測する予測演算部とを含む。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載の予測
測距装置において、前記距離変化補正部は、前記角速度
判定部の角速度判定結果が角速度増加傾向にあると判定
した場合に、前記距離変化演算部の算出する距離変化速
度を減ずる補正を行うことを特徴とする。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１に記載の予測
測距装置において、前記距離変化補正部は、前記角速度
判定部の角速度判定結果が角速度減少傾向にあると判定
した場合に、前記距離変化演算部の算出する距離変化速
度を増ずる補正を行うことを特徴とする。

【０００８】請求項４の発明は、測定光学系の焦点位置
を検出する合焦検出部と、前記合焦検出部の出力する焦
点位置情報に基づいて、焦点移動速度を演算により算出
する焦点移動速度演算部と、装置の方向の変化を角速度
として検出して、角速度情報を出力する角速度検出部
と、前記角速度検出部の出力する角速度情報に基づい
て、角速度の変化を判定する角速度判定部と、前記角速
度判定部の角速度判定結果に応じて、前記焦点移動速度
演算部の算出する焦点移動速度の補正を行う焦点移動速
度補正部と前記焦点移動速度補正部の出力に基づいて、
前記移動体までの距離を予測する予測演算部とを含む。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４に記載の予測
測距装置において、前記焦点移動速度補正部は、前記角
速度判定部の角速度判定結果が角速度増加傾向にあると
判定した場合に、前記焦点移動速度演算部の算出する焦
点移動速度を減ずる補正を行うことを特徴とする。

【００１０】請求項６の発明は、請求項４に記載の予測
測距装置において、前記焦点移動速度補正部は、前記角
速度判定部の角速度判定結果が角速度減少傾向にあると
判定した場合に、前記焦点移動速度演算部の算出する焦
点移動速度を増ずる補正を行うことを特徴とする。

【００１１】請求項７の発明は、撮影光学系と、請求項
１から請求項６までのいずれか１項に記載の予測測距装
置の予測演算部の出力に基づいて、前記撮影光学系の焦
点位置を調節する合焦駆動部とを含む。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、図面などを参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明を適用し
たカメラの第１実施形態の構成を示す図である。カメラ
ＣＰＵユニット１は、カメラ全体の作動を制御する部分
であり、ブレ検出部３や測距部４などからの各情報に基
づく各種の演算処理、判断処理や、レンズ合焦駆動部５
などの駆動制御を行なう。また、演算に必要な所定値等
を記憶しておく不揮発性のメモリ素子（ＥＥＰＲＯＭ、
フラッシュメモリ等）を備えている。

【００１３】撮影レンズ２は、合焦光学系やブレ補正光
学系などを含む撮影光学系を構成するレンズ群であり、
本実施形態では、簡単のため１枚レンズで図示するが、
この限りではない。ブレ検出部３は、カメラのブレを検
出する部分であり、カメラの左右方向のＸ軸（図では紙
面垂直方向）及び上下方向のＹ軸（紙面でも上下方向）
に関する角速度を検出するピッチ角速度センサ３ａ（Ｘ
軸まわりの角速度を検出）及びヨー角速度センサ３ｂ
（Ｙ軸まわりの角速度を検出）からなり、それぞれのセ
ンサ３ａ，３ｂからの検出出力は、増幅回路等の適切な
処理回路を通した後に、カメラＣＰＵユニット１に出力
される。

【００１４】両角速度センサ３ａ，３ｂは、既に知られ
ている圧電振動ジャイロ等の小型角速度センサが好適に
用いられる。近年、角速度を検出できるジャイロセンサ
の技術進展が著しく、いわゆるブレ補正カメラ等に搭載
可能な小型高性能のジャイロセンサが開発されている。
このようなジャイロセンサを用いれば、カメラ撮影方向
の角度変化（方向変化）を検出することが可能であり、
カメラが向けられる方向の変化、つまり移動被写体の方
向変化を検出することができる。

【００１５】測距部４は、被写体までの撮影距離を検出
する部分であり、コンパクトカメラ等で一般的な三角測
距式の光学的測距センサが好適に用いられる。また、音
波式の測距装置であってもよい。レンズ合焦駆動部５
は、撮影レンズ２の少なくとも一部を光軸方向に駆動
し、撮影レンズ２の焦点状態を調節する部分であり、カ
メラＣＰＵユニット１によって合焦駆動制御される。こ
こでは、ＤＣモータによってカム筒を回転させ、撮影レ
ンズ２を光軸方向に移動させる機構が用いられている。

【００１６】レンズ位置検出部６は、レンズ合焦駆動部
５によって駆動させられた撮影レンズ２の光軸方向の位
置を検出する部分であり、その検出信号は、カメラＣＰ
Ｕユニット１に出力される。このレンズ位置検出部６
は、前述したレンズ合焦駆動部５を構成するカム筒の回
転位置をエンコーダ（光学的ロータリエンコーダやグレ
イコード導通パターンと導電ブラシ等によって構成され
る）によって読み取るようにすることができる。カメラ
ＣＰＵユニット１は、レンズ位置検出部６の検出結果に
基づいて、測距部４で検出した被写体までの撮影距離に
対して、撮影レンズ２の位置が適正であるか否かを判断
する。

【００１７】図２は、第１実施形態に係るカメラの動作
を説明するフロー図である。カメラＣＰＵユニット１
は、カメラの電源スイッチ（不図示）がＯＮしたか、又
は、レリーズ半押しスイッチ（不図示）がＯＮしたこと
を検出して、ステップ（以下Ｓと略す）１００からカメ
ラの一連の撮影準備動作を開始させる。以下の説明で
は、各ステップは、断りの無い場合にはカメラＣＰＵユ
ニット１で行われる。

【００１８】Ｓ１１０において、レリーズ全押しスイッ
チ（不図示）がＯＮとなっているか否かを判断する。レ
リーズ全押しスイッチがＯＮであれば、撮影者によって
露光動作開始が指示されていることになるので、Ｓ２０
０の露光ルーチンに進む。レリーズ全押しスイッチがＯ
Ｎでないときには、露光開始ではないので、Ｓ１２０以
下に進み、合焦駆動等の撮影準備動作を続ける。なお、
Ｓ２００以下の露光ルーチンは、従来からのカメラの動
作に準じるので、ここでは、説明を省略する。

【００１９】Ｓ１２０において、測距部４に被写体まで
の撮影距離を検出させ、測距情報を記憶する。例えば、
時刻ｔ０において、最初に測距した被写体距離をＲ０と
する。Ｓ１３０を最初に通過するときに、つまり、先の
Ｓ１２０で検出した測距情報が初回の測距情報であると
きには、被写体までの距離変化について測定及び演算が
不能であるので、本ステップでは演算を行わずに通過す
る。

【００２０】次に、Ｓ１４０において、ブレ検出部３に
角速度を検出させ、カメラに加えられる角速度の情報を
記憶する。例えば、時刻ｔ０’（ｔ０と同時であっても
よいし、違っていてもよい）において、最初に検出した
角速度をω０とする。Ｓ１５０からＳ１８０までの判定
及び補正のステップも、Ｓ１３０と同様に、最初に通過
するときは、角速度の変化について判定不能であるの
で、これらのステップでは、演算を行わずに通過する。

【００２１】Ｓ１９０において、先のＳ１２０で得られ
た被写体までの距離情報に基づいて、レンズ合焦駆動部
５の合焦動制御を行って、撮影レンズ２の焦点位置を調
節する。

【００２２】次に、２回目以降のルーチンについて説明
する。Ｓ１１０、Ｓ１２０を実行し、Ｓ１３０では、こ
れまでに得られた測距情報に基づいて、近づいてくる被
写体までの距離変化の速度を算出する。２回目以降のル
ーチンにおいて、Ｓ１３０で行われる演算は、以下の式
による。１つ前のルーチンにおいて、時刻ｔ０で測距し
た被写体距離をＲ０とする。今回のルーチンにおいて、
時刻ｔ１で測距した被写体距離をＲ１とする。前回の測
距から今回の測距までの時間をｄｔとすれば、被写体ま
での距離変化の速度ｄＲ／ｄｔは、次式のようになる。ｄＲ／ｄｔ＝（Ｒ１−Ｒ０）／ｄｔ・・・（式１）

【００２３】以上のように得られた距離変化の速度によ
って、今後の距離変化の予測が可能となる。例えば、時
刻ｔ１よりも更にｄｔ時間後の時刻ｔ２での被写体距離
（推定値）Ｒ２＾は、以下の値として算出される。Ｒ２＾＝Ｒ１＋ｄＲ・ｄｔ＝２・Ｒ１−Ｒ０・・・（式２）

【００２４】後のＳ１９０で行う合焦駆動制御は、上記
結果に基づいて、撮影レンズ２の焦点位置調節を、レン
ズ合焦駆動部５に実行させればよいが、更に以下に述べ
るＳ１５０からＳ１８０までの状況の判定及び補正を行
うと、レンズ合焦駆動部５による合焦駆動の精度が向上
する。

【００２５】Ｓ１５０からＳ１８０における判定及び補
正について、以下に述べる。Ｓ１４０において、一つ前
のルーチンで時刻ｔ０’において検出した角速度情報を
ω０とする。また、今回のルーチンで時刻ｔ１’（先の
ｔ１と同時であってもよいし、違っていてもよい）にお
いて検出した角速度情報をω１とする。

【００２６】Ｓ１５０において、上記ω０とω１の大小
の比較を行う。ω０＜ω１であれば、Ｓ１６０に進む。
そうでなければ、Ｓ１６０をジャンプしてＳ１７０に進
む。ω０＜ω１である場合は、移動する被写体を撮影領
域に捉え続けようとするときに、カメラに加えられる角
速度が、増加傾向にあるときである。

【００２７】図３は、第１実施形態に係るカメラが等速
で移動する被写体までの距離変化と、被写体を撮影領域
に捉え続けようとするときに、カメラに加えられる角速
度の変化を説明する図である。時刻ｔ０’（ここでは、
簡単のために、ｔ０’＝ｔ０とする）に、角速度検出を
行い、角速度検出値ω０を得たとする。このときの移動
被写体の移動速度をＶとすれば、ω０は以下の式で表す
ことができる。 ω０＝（Ｖ・ｓｉｎθ０）／Ｒ０・・・（式３）

【００２８】次に、時刻ｔ１’（簡単のために、ｔ１’
＝ｔ１とする）に、角速度検出を行い、角速度検出値ω
１を得たとする。移動被写体は、同じ移動速度Ｖで移動
しており、ω１は以下の式で表すことができる。 ω１＝（Ｖ・ｓｉｎθ１）／Ｒ１・・・（式４）

【００２９】ここで、ω０とω１の大小を検討してみ
る。被写体が近づいてくる状況であるから、θは０≦θ
≦π／２（ｒａｄ）である。図３から、ｓｉｎθ０＜ｓ
ｉｎθ１、であることが分かる。また、Ｒ０＞Ｒ１であ
ることが分かる。よって、先の（式３）及び（式４）の
右辺の分子及び分母の大小関係から、図３の状況では、
ω０＜ω１であることが分かる。

【００３０】以上の大小関係から、等速で移動する被写
体が斜めに近づいてくるときには、ω０＜ω１が成り立
つ。また、上記で説明した（式３）及び（式４）の関係
から、被写体が最接近するまでは角速度が増加傾向であ
り、それとは逆に、被写体が最接近位置を通り過ぎて、
遠ざかっていくときには、角速度が減少傾向であること
が分ける。

【００３１】次に、Ｓ１６０で行うプラス補正に関して
説明する。Ｓ１３０で演算される距離変化速度は、図３
に示すような等速で移動する被写体が斜めに近づいてく
るときには、誤差を生じる。時刻ｔ０に測距を行い、測
距値Ｒ０を得たとする。図３に示すように、このときの
被写体位置（座標）を、以下のようにする。（Ｘ０，Ｙ０）＝（Ｒ０，０）・・・（式５）

【００３２】つまり、撮影位置を原点とするＸＹ座標系
を設定し、このＸ軸上Ｒ０の距離の地点としてやる。ま
た、被写体の移動速度をＶとし、そのＸ軸方向成分をＶ
ｘ、Ｙ軸方向成分をＶｙとする。被写体の移動方向と上
記において規定したＸ軸との成す角度をθ０とする。つ
ぎに、ｄｔ時間後の時刻ｔ１に測距を行い、測距値Ｒ１
を得たとする。この間、被写体は（Ｒ０，０）の位置か
ら（−Ｖｘ・ｄｔ，Ｖｙ・ｄｔ）だけ移動する。Ｒ１は
以下の値になる。Ｒ１＝ＳＱＲＴ｛（Ｒ０−Ｖｘ・ｄｔ）²＋（Ｖｙ・ｄｔ）²｝（ただし、ＳＱＲＴ：平方根を表す）・・・（式６）

【００３３】よって、更にｄｔ時間後の時刻ｔ２におけ
る被写体までの距離の推定値Ｒ２＾は、以下の式にな
る。Ｒ２＾＝Ｒ１＋ｄＲ＝２・Ｒ１−Ｒ０・・・（式７）＝（式２）例えば、時刻ｔ０における被写体位置（Ｘ０，Ｙ０）＝
（２０，０）、Ｖｘ・ｄｔ＝４、Ｖｙ・ｄｔ＝３として
みると、Ｒ０＝２０Ｒ１＝ＳＱＲＴ｛（２０−４）²＋（３）²｝＝１６．２７８８・・・（式８）ｄＲ＝３．７２１２・・・（式９）よって、Ｒ２＾＝１６．２７８８−３．７２１２＝１２．５５７６・・・（式１０）

【００３４】ところが、被写体の時刻ｔ２における真の
位置は、（Ｒ０−２・Ｖｘ・ｄｔ，２・Ｖｙ・ｄｔ）の
位置であり、真の被写体までの距離Ｒ２は、以下の値に
なる。Ｒ２＝ＳＱＲＴ［｛２０−（２×４）｝²＋（２×３）²｝］＝１３．４１６４・・・（式１１）

【００３５】以上のように、（式７）＝（式２）の演算
による被写体までの距離の推定値に比較して、等速で移
動する被写体が斜めに近づいてくるときには、予想より
も距離の変化速度が小さく、所定時間後の距離が予想よ
りも遠くなってしまう。つまり、距離変化速度を小さく
見積り直してやらなくてはいけないことになる。

【００３６】先の図２の説明に戻る。Ｓ１５０で上記ω
０とω１の大小の比較を行う。ω０＜ω１であればＳ１
６０に進む。そうでなければＳ１７０に進む。Ｓ１６０
では、移動する被写体が斜めに近づいてくる状況に応じ
て、Ｓ１３０で算出された距離変化速度に縮小補正（距
離変化速度の絶対値が小さくなるように補正）を行う。
補正係数に関しては、被写体の移動速度や斜めに近づい
てくる移動経路の状況により異なるが、カメラが実際に
使用される状況の頻度を考慮した実験により、角速度変
化に応じていくつかの補正係数をカメラＣＰＵユニット
１内の記憶部分に記憶させておけばよい。

【００３７】次に、Ｓ１７０でω０＞ω１であるか否か
の判定を行う。ω０＞ω１であればＳ１８０に進む。ω
０＞ω１でなければ、Ｓ１８０をジャンプしてＳ１９０
に進む。Ｓ１８０では、移動する被写体が斜めに遠ざか
る状況に応じて、Ｓ１３０で算出された距離変化速度に
拡大補正（距離変化速度の絶対値が大きくなるように補
正）を行う。補正係数に関しては、被写体の移動速度や
斜めに遠ざかる移動経路の状況により異なるが、カメラ
が実際に使用される状況の頻度を考慮した実験により、
Ｓ１６０と同様に、角速度変化に応じていくつかの補正
係数をカメラＣＰＵユニット１内の記憶部分に記憶させ
ておけばよい。

【００３８】Ｓ１９０では、先のＳ１３０で得られた被
写体までの距離変化速度演算結果、又は、その演算結果
に対して、Ｓ１６０又はＳ１８０で行われた補正に基づ
いて、レンズ合焦駆動部５の合焦動制御を行って、撮影
レンズ２の焦点位置を調節する。Ｓ１９０の後に、Ｓ１
１０に戻りレリーズ全押しスイッチ（不図示）がＯＮか
否かを判断して、撮影者による露光動作開始指示の有無
を判定する。以下、露光動作に移行しない場合には、先
に説明したＳ１２０以下のフローを繰り返す。

【００３９】カメラに対して斜めに等速で接近してくる
被写体を撮影するとき、カメラに加えられる角速度は最
初は小さいが、だんだんと大きくなっていき、最接近点
で最大となる。そしてカメラから被写体が遠ざかると
共に、再び角速度は小さくなる。一方、上記被写体とカ
メラとの相対的な距離変化を考えると、最初は被写体の
移動速度とほぼ同じ速度で距離が縮まるが、被写体が近
づいてくるとカメラに向かって斜め方向に移動すること
になり、お互いの距離変化は、被写体の移動速度よりも
小さくなる。最接近点では、被写体は、カメラに対して
横方向の移動となるので、距離変化はわずかでしかな
い。再び被写体がカメラから遠ざかるときには、近づく
場合の逆となる。

【００４０】以上の動作により、移動する被写体に対す
る測距情報、及び、被写体を撮影領域に捉え続けようと
するときにカメラに加えられる角速度情報を用いて、移
動被写体の距離変化速度を演算により求めることがで
る。つまり、本発明においては、被写体までの距離とカ
メラに加えられる角速度の変化を検出し、それらの検出
信号からカメラと移動被写体間の相対的な距離変化を補
正して算出するようにしたので、簡単な演算で撮影距離
の変化を予測できるようになった。そして、その結果に
基づいた正確な合焦駆動が行えるので、特に、斜め方向
に移動する被写体の撮影に対して良好な画像を得ること
ができるようになる。

【００４１】なお、図２で説明した例では、Ｓ１５０及
びＳ１７０の判断をω０＜ω１若しくはω０＞ω１とし
たが、これをω０−ω１＜Ｃ１若しくはω０−ω１＞Ｃ
２のようにして、所定の不感領域を持たせてもよい（Ｃ
１、Ｃ２は所定の定数）。これは、補正が頻繁に掛かり
過ぎて、合焦駆動制御が不安定になるのを防ぐ効果があ
るからである。

【００４２】また、Ｒ０、Ｒ１を検出する時刻ｔ０、ｔ
１と、ω０、ω１を検出する時刻ｔ１’、ｔ２’は、そ
れぞれ同時刻の必要がないと記したが、これは角速度に
ついては増加傾向なのか若しくは減少傾向なのかを判定
するだけであるので、必ずしも測距するタイミングと同
一の必要がないためである。また、以上の例では、被写
体までの距離変化速度を現在及び過去の２つの測距情報
から直線的な係数を求める形としたが、この方法に限ら
ない。現在及び過去の３つ以上の測距情報を用いて、２
次以上の回帰曲線を求める演算方式であってもよい。

【００４３】また、角速度の変化を現在及び過去の角速
度情報から求めたが、これも角加速度センサを用いて角
加速度情報を得るようにしてもよい。もちろん、２個以
上の加速度センサを組み合わせて用いて、それらの加速
度センサの差から角加速度を算出するようにしてもよ
い。

【００４４】（第２実施形態）図４は、本発明を適用し
たカメラの第２実施形態の構成を示す図である。図４に
示した一眼レフカメラは、図１で説明したカメラの測距
部４の代わりに撮影レンズ２を通して得られる被写体像
の焦点位置を検出する焦点検出部８を有している。カメ
ラＣＰＵユニット１，撮影レンズ２，ブレ検出部３，レ
ンズ合焦駆動部５，レンズ位置検出部６は、図１の実施
形態と同じであるので、以下、図１と異なる部分のみ説
明する。

【００４５】ミラー部７は、撮影レンズ２を透過した被
写体光をファインダスクリーンと焦点検出部８（後述）
に、それぞれ導くミラーであり、半透ミラーであるメイ
ンミラーと、反射ミラーであるサブミラーとから構成さ
れている。

【００４６】焦点検出部８は、撮影レンズ２を通して得
られる被写体像の焦点位置を検出する部分であり、ここ
では、分割瞳方式の焦点検出装置が用いられている。

【００４７】レンズ位置検出部６は、レンズ合焦駆動部
５によって駆動させられた撮影レンズ２の光軸方向の位
置を検出する。カメラＣＰＵユニット１は、その検出結
果に基づいて、測距部４によって検出した被写体までの
撮影距離に対して、撮影レンズ２の位置が適正であるか
否かをモニタする。

【００４８】ここで、本実施形態のカメラＣＰＵユニッ
ト１は、焦点検出部８から得られる焦点位置情報及びレ
ンズ位置検出部６から得られるレンズ位置情報から、被
写体までの距離を演算によって求める。この演算は、レ
ンズの焦点距離及び焦点位置が分かれば、幾何光学的に
簡単に行なうことができる。

【００４９】また、撮影レンズ２がズームレンズであっ
て、撮影時のレンズの焦点距離が変化する可能性がある
場合は、レンズ位置検出部６に、ズーム位置検出部（不
図示）をさらに追加して、先の図３や数式の箇所で説明
した時刻ｔ０、ｔ１等の焦点検出部８による焦点位置検
出時刻における、撮影レンズ２の実焦点距離の情報を得
られるようにすればよい。このようにすれば、カメラＣ
ＰＵユニット１は、各時刻における被写体までの距離を
演算することが可能となる。

【００５０】（第３実施形態）第３実施形態のカメラ
は、図４で説明したカメラにおいて、レンズ位置検出部
６の機能の一部であるズーム位置検出部（不図示）等を
省略したものである。この第３実施形態のように、レン
ズ位置検出部６の一部機能を省略すると、カメラＣＰＵ
ユニット１は、焦点位置情報から被写体までの距離を換
算できなくなるが、現在の焦点位置と正規の合焦位置と
の差は分かるので、レンズ合焦駆動部５の駆動制御は、
可能である。

【００５１】図５は、本発明が適用されるカメラの第３
実施形態で行われる動作を説明するフロー図である。図
２と同様の部分は、説明を省略する。カメラＣＰＵユニ
ット１は、Ｓ３００からカメラの一連の撮影準備動作を
開始させる。Ｓ３１０でレリーズ全押しスイッチ（不図
示）がＯＮとなっているか否かを判断し、レリーズ全押
しスイッチがＯＮであれば、Ｓ２００の露光ルーチンに
進み、ＯＮでないときには、Ｓ３２０以下に進む。

【００５２】Ｓ３２０において、焦点検出部８に焦点位
置を検出させ、焦点位置情報を記憶する。例えば、時刻
ｔ０において最初に検出した焦点位置をＺ０とする。以
下、Ｓ３３０及びＳ３５０からＳ３８０を最初に通過す
るときは、先の第１実施形態で説明した場合と同じく、
各処理を行わずに通過する。

【００５３】Ｓ３４０では、ブレ検出部３に角速度を検
出させ、カメラに加えられる角速度の情報を記憶する。
例えば、時刻ｔ０’（ｔ０と同時であってもよいし、違
っていてもよい）において、最初に検出した角速度をω
０とする。Ｓ３９０では、先のＳ３２０で得られた焦点
位置情報に基づいて、レンズ合焦駆動部５の合焦動制御
を行い、撮影レンズ２の焦点位置を調節する。

【００５４】次に、２回目以降のルーチンについて説明
する。２回目以降のＳ３３０では、これまでに得られた
情報に基づいて、被写体像の焦点位置変化速度を算出す
る。１つ前のルーチンで、時刻ｔ０において検出した焦
点位置をＺ０とする。今回のルーチンで、時刻ｔ１にお
いて検出した焦点位置をＺ１とする。前回と今回の時間
間隔をｄｔとすれば、焦点位置変化の速度ｄＺ／ｄｔ
は、下記のようになる。ｄＺ／ｄｔ＝（Ｚ１−Ｚ０）／ｄｔ・・・（式１２）

【００５５】以上のように、被写体像の焦点位置変化速
度が算出でき、今後の焦点位置の予測が可能となる。例
えば、時刻ｔ１よりも更にｄｔ時間後の時刻ｔ２での焦
点位置（推定値）Ｚ２＾は、以下の値として算出され
る。Ｚ２＾＝Ｚ１＋ｄＺ・ｄｔ＝２・Ｚ１−Ｚ０・・・（式１３）前回検出の焦点位置Ｚ０に基づいて、既に撮影レンズ２
の焦点位置がレンズ合焦駆動部５によって合焦駆動され
ている場合には、既に駆動された量（−Ｚ０）を考慮す
る必要があるので、焦点位置の変化の速度ｄＺｃ／ｄｔ
は、下記の式になる。ｄＺｃ／ｄｔ＝｛Ｚ１−（−Ｚ０）｝／ｄｔ＝（Ｚ１＋Ｚ０）／ｄｔ・・・（式１４）

【００５６】Ｓ３４０では、時刻ｔ１’（ｔ１と同時で
あってもよいし、違っていてもよい）において、角速度
をω１を検出して記憶する。１つ前のルーチンで、時刻
ｔ０’において検出した角速度情報はω０であり、今回
のルーチンで検出した角速度情報はω１である。

【００５７】Ｓ３５０からＳ３８０における判定及び補
正についても、先の第１実施形態と同様である。等速で
移動する被写体が斜めに近づいてくる場合に、被写体が
最接近するまではω０＜ω１が成り立ち、角速度が増加
傾向であり、それとは逆に、被写体が最接近位置を通り
過ぎ遠ざかっていくときには、ω０＞ω１となり、角速
度が減少傾向となる。このため、先ずＳ３５０でω０＜
ω１の判定を行う。ω０＜ω１であればＳ３６０に進
む。そうでなければ、Ｓ３７０に進む。

【００５８】Ｓ３６０では、先の第１実施形態のＳ１６
０で説明したのと同様に、焦点位置変化速度に対して補
正を行う。Ｓ３６０に至る状況は、移動する被写体が斜
めに近づいてくる場合であり、第１実施形態で説明した
ように、被写体は予想よりも近づかない。つまり、被写
体までの距離変化速度を小さく補正し直さなければいけ
ない。これは、焦点位置変化速度についても、位置変化
速度の縮小補正（位置変化速度の絶対値が小さくなるよ
うに補正）をする必要がある。よって、Ｓ３６０ではＳ
３３０で算出された焦点位置変化速度に対して、縮小補
正を行う。補正係数に関しては、被写体の移動速度や斜
めに近づいてくる移動経路の状況により異なるが、カメ
ラが実際に使用される状況の頻度を考慮した実験によ
り、角速度変化に応じて、いくつかの補正係数をカメラ
ＣＰＵユニット１内の記憶部分に記憶させておけばよ
い。

【００５９】次に、Ｓ３７０で今度はω０＞ω１か否か
の判定を行う。ω０＞ω１である場合には、Ｓ３８０に
進む。そうでない場合には、Ｓ３９０に進む。Ｓ３８０
では、移動する被写体が斜めに遠ざかる状況に応じて、
Ｓ３３０で算出された焦点位置変化速度に拡大補正（位
置変化速度の絶対値が大きくなるように補正）を行う。
補正係数に関しては、被写体の移動速度や斜めに遠ざか
る移動経路の状況により異なるが、カメラが実際に使用
される状況の頻度を考慮した実験により、Ｓ３６０と同
様に、角速度変化に応じて、いくつかの補正係数をカメ
ラＣＰＵユニット１内の記憶部分に記憶させておけばよ
い。

【００６０】Ｓ３９０では、先のＳ３３０で得られた被
写体までの焦点位置変化速度の演算結果、又は、その演
算結果に対してＳ３６０又はＳ３８０で行われた補正に
基づいて、レンズ合焦駆動部５の合焦動制御を行い、撮
影レンズ２の焦点位置を調節する。

【００６１】Ｓ３９０の後に、Ｓ３１０に戻りレリーズ
全押しスイッチ（不図示）がＯＮか否かを判断して、撮
影者による露光動作開始指示の有無を判定する。以下、
露光動作に移行しない場合には、先に説明したＳ３２０
以下のフローを繰り返す。

【００６２】以上の動作により、被写体の焦点位置情
報、及び、被写体を撮影領域に捉え続けようとするとき
にカメラに加えられる角速度情報を用いて、被写体像の
焦点位置変化速度を演算により求めることができ、その
結果に基づいた正確な合焦駆動が行える。これらによっ
て、特に、斜め方向に移動する被写体の撮影に対して、
良好な画像を得ることができるようになる。

【００６３】なお、図５で説明した例では、Ｓ３５０及
びＳ３７０の判断をω０＜ω１若しくはω０＞ω１とし
たが、これをω０−ω１＜Ｃ３若しくはω０−ω１＞Ｃ
４のようにして、所定の不感領域を持たせてもよい（Ｃ
３、Ｃ４は所定の定数）。これは、補正が頻繁に掛かり
過ぎて合焦駆動制御が不安定になるのを防ぐ効果がある
からである。

【００６４】また、Ｒ０、Ｒ１を検出する時刻ｔ０、ｔ
１と、ω０、ω１を検出する時刻ｔ１’、ｔ２’は、そ
れぞれ同時刻の必要がないと記したが、これは角速度に
ついては増加傾向なのか若しくは減少傾向なのかを判定
するだけであるので、必ずしも測距するタイミングと同
一の必要がないためである。さらに、以上の例では、被
写体像の焦点位置変化速度を現在及び過去の２つの焦点
検出情報から直線的な係数を求める形としたが、この方
法に限らない。現在及び過去の３つ以上の情報を用い
て、２次以上の回帰曲線を求める演算方式であってもよ
い。さらにまた、角速度の変化を現在及び過去の角速度
情報から求めたが、これも角加速度センサを用いて角加
速度情報を得るようにしてもよい。もちろん、２個以上
の加速度センサを組み合わせて用いて、それらの加速度
センサの差から角加速度を算出するようにしてもよい。

【００６５】（他の実施形態）以上説明した実施形態に
限定されることなく、種々の変形や変更が可能であっ
て、それらも本発明の均等の範囲内である。前述した実
施形態では、カメラＣＰＵユニット１によって演算した
被写体までの距離の変化（予測値）は、レンズ合焦駆動
部５の動作制御のために用いたが、他の用途に使用する
ことができる。例えば、前記予測値を表示する表示部を
設け、所定の撮影距離にピントを合わせておき、その位
置に被写体が到達する時点を予測してシャッタをきる、
いわゆる置きピン撮影をする目安とするようにしてもよ
い。また、ストロボ撮影を行なう場合に、そのガイドナ
ンバに応じた、撮影可能距離（ストロボ光到達距離）
に、被写体が移動してすることを予測して、発光するよ
うに制御することができる。さらに、同様なシーンを同
じ縮尺で撮影したい場合に、移動被写体の位置を予測し
て、同一地点で撮影するときに使用してもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上詳しく説明したように本発明は、移
動体までの距離と装置に加えられる角速度を検出し、そ
れらの検出情報に基づいて、移動体までの距離変化の速
度を算出するようにしたので、簡単な演算によって、撮
影距離の変化を正確に予測できる。そして、それに応じ
て適切な撮影レンズの合焦駆動ができるようになったの
で、移動する被写体に対して、常に鮮明な画像で撮影す
ることができる。

【００６７】また、移動体までの距離を焦点位置検出及
び測定光学系の位置情報によって得られるようにしたの
で、焦点検出部を有するＡＦ一眼レフカメラ等の撮影装
置にも容易に適用できる。

【００６８】さらに、移動体の像の焦点位置と、装置に
加えられる角速度を検出し、それらの検出情報から、移
動体の像の位置変化の速度を算出するようにしたので、
簡単な演算によって、焦点位置の変化を正確に予測でき
る。そして、それに応じて適切な撮影レンズの合焦駆動
ができるようになったので、移動する被写体に対して、
常に鮮明な画像で撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したカメラの第１実施形態の構成
を示す図である。

【図２】第１実施形態に係るカメラの動作を説明するフ
ロー図である。

【図３】第１実施形態に係るカメラの移動体に対する測
距値の変化を説明するための図である。

【図４】本発明を適用したカメラの第２実施形態の構成
を示す図である。

【図５】本発明が適用されるカメラの第３実施形態で行
なわれる動作を説明するフロー図である。

【符号の説明】

１カメラＣＰＵユニット２撮影レンズ３ブレ検出部４測距部５レンズ合焦駆動部６レンズ位置検出部７ミラー部８焦点検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体までの距離を検出して、距離情報
を出力する測距部と、前記測距部の出力する距離情報に基づいて、移動体まで
の距離変化速度を演算により算出する距離変化演算部
と、装置の方向の変化を角速度として検出して、角速度情報
を出力する角速度検出部と、前記角速度検出部の出力する角速度情報に基づいて、角
速度の変化を判定する角速度判定部と、前記角速度判定部の角速度判定結果に応じて、前記距離
変化演算部の算出する距離変化速度の補正を行う距離変
化補正部と、前記距離変化補正部の出力に基づいて、前記移動体まで
の距離を予測する予測演算部とを含む予測測距装置。
【請求項２】請求項１に記載の予測測距装置におい
て、前記距離変化補正部は、前記角速度判定部の角速度判定
結果が角速度増加傾向にあると判定した場合に、前記距
離変化演算部の算出する距離変化速度を減ずる補正を行
うことを特徴とする予測測距装置。
【請求項３】請求項１に記載の予測測距装置におい
て、前記距離変化補正部は、前記角速度判定部の角速度判定
結果が角速度減少傾向にあると判定した場合に、前記距
離変化演算部の算出する距離変化速度を増ずる補正を行
うことを特徴とする予測測距装置。
【請求項４】測定光学系の焦点位置を検出する合焦検
出部と、前記合焦検出部の出力する焦点位置情報に基づいて、焦
点移動速度を演算により算出する焦点移動速度演算部
と、装置の方向の変化を角速度として検出して、角速度情報
を出力する角速度検出部と、前記角速度検出部の出力する角速度情報に基づいて、角
速度の変化を判定する角速度判定部と、前記角速度判定部の角速度判定結果に応じて、前記焦点
移動速度演算部の算出する焦点移動速度の補正を行う焦
点移動速度補正部と前記焦点移動速度補正部の出力に基
づいて、前記移動体までの距離を予測する予測演算部と
を含む予測測距装置。
【請求項５】請求項４に記載の予測測距装置におい
て、前記焦点移動速度補正部は、前記角速度判定部の角速度
判定結果が角速度増加傾向にあると判定した場合に、前
記焦点移動速度演算部の算出する焦点移動速度を減ずる
補正を行うことを特徴とする予測測距装置。
【請求項６】請求項４に記載の予測測距装置におい
て、前記焦点移動速度補正部は、前記角速度判定部の角速度
判定結果が角速度減少傾向にあると判定した場合に、前
記焦点移動速度演算部の算出する焦点移動速度を増ずる
補正を行うことを特徴とする予測測距装置。
【請求項７】撮影光学系と、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の予測
測距装置の予測演算部の出力に基づいて、前記撮影光学
系の焦点位置を調節する合焦駆動部とを含む撮影装置。