JPH01205115A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

自動焦点調節装置

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JPH01205115A
JPH01205115A JP63029776A JP2977688A JPH01205115A JP H01205115 A JPH01205115 A JP H01205115A JP 63029776 A JP63029776 A JP 63029776A JP 2977688 A JP2977688 A JP 2977688A JP H01205115 A JPH01205115 A JP H01205115A
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Ichiro Onuki
一朗 大貫
Masaki Higashihara
東原 正樹
Akira Akashi
明石 彰
Terutake Kadohara
輝岳 門原
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ちとに予想
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ャッター幕走行時刻)で
の被写体像面位置を予測し、その結果にしたがってレン
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(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I!(1)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+t 
 t+’ ]が焦点検出動作、(ii’ + tI+1
)がレンズ駆動動作時刻である。
したがって、同一時刻tにおけるf (t)と1!(1
)の縦軸d方向の差が、いわゆるデフォーカス量に相当
する。
なお、DF+は時刻tlにおいて検出されたデフォーカ
ス量、DL+は時刻t1−1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。
TMi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次関数にしたがって変化する、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(t、。
f +)+  (t21  r2)、(ta、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r、
、r2.f3ではな(、デフォーカス量DFI。
DF2.DF3ならびに像面移動量換算のレンズ駆動量
DLl、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って蓄積型セン
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t4−t3=i3−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
t 31  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)第
2図中11点を原点と考えると、 f、=DF1. f2=DF2+DL1.  f3=D
F3+DL2+DLl  (3)t 、=O,t 2=
TM1.     t 3=TMl+TM2     
(4)式(3) (4)を式(2) (2)’  (2
)’ に代入してa、 b。
Cを求めると、 c = DPI                  
(7)よって時刻t4における像面移動量換算のレンズ
駆動fiDL3は DL3=f4−n3 =f 4  (f 3  DF3) = a ・(TMI +TM2+TM3)”+b(TM
I+TM2+TM3)+c−(a (TM1+TM2)
j−b (TMl+TM)+cl +DF3= a [
(TM1+TM2+TM3)” (TM1+TM2)2
] +b−TMs+DF3             
  (8)ここでTM3は前述したようにTM3=TM
2なる関係で既知であるものとして、式(8)よりDL
3が求まる。
時刻t4以降のt。におけるレンズ駆動量も同様にして
、過去3回の検出デフォーカス量D Fn−21D F
 n−11D F n sならびに過去2回の実際のレ
ンズ駆動量D L n−2、D L n−l、そして過
去2回の時間間隔TMn−2,TMn−+から求めるこ
とができる。
DLn ” an” ((TMn−2+TMn−1+T
Mn)”  (TMn−2+TMn−1) 2]十bL
l−TM、+DF、                
   (10)式(8) (9) (10)にしたがっ
て検出デフォーカス量DF、からレンズ駆動を行なうた
めのデフォーカス量DL、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。で焦点検出を開始して、to′  で
DL、なるレンズ駆動を行ない、tn++でレンズ駆動
を終了するという状況下で、時刻tx+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
発生して実際にフィ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
って、図中では時刻t xl + T Rにフィルム露
光が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Lxl
でのレンズ像面位置1 xlがそのまま時刻t xl 
十T Rでのレンズの像面位置1 rlであり、このと
き被写体の像面はfrlに位置するから、フィルムに露
光された被写体像はfrl  fr+=dx+のデフォ
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。+1にはj! ni1’に
達し、時刻t !l + T Rでのレンズの像面位置
は1r1′  となり、量的には小さくなるがやはりf
rl−A’ rl ’ = dx ’  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fr2 frz=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−j’ r2’ = d x2’  のピ
ント外れが生じる。
次に、−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tn+i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(1
0)が次のように変形される。
DLn=an e ((TMn−2+TMn−++TM
n十TR)”  (TMn−z十TMn−+)21+b
、−(TMn十TR)+DF、           
      (11)第5図は上式(11)の制御を示
している。−点鎖線で表わしたf’  (t)が−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。
したがって、ファ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
jxl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jxl+THにおいてレンズ
の像面位置はl rlにあり、実際の被写体の像面位置
はfr+であるから、fr+  ’l rl =dx1
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 rl  f r+’ =dxl′ 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fr2  Arz=dx2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 1 r2’ ”dx2’ 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って多少のピント
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tl+  j2+t3に於いて
得たデフォーカス量DFI、DF2.DF3とレンズ駆
動量DLL、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にてレンズは14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β4と一致し、ピントのあった写真が撮れる。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I!5.!!6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、14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
たがって、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jl+  t2における被写体像面をfl+’2と
するとこの2点を通る1次関数式は pt+q=g (t)           (12)
11を原点としてD F 1 、  D F 2 、 
 D L 1 、  T M 1を用いて、p、  q
を表わすと となる。よっ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j7r3となり、レンズ駆動要求fiD
Lは DL=p (TM1+TM2+TR)+DF1−DLI
       (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’ 3+
  ’ 4+  1!5・・・となるがレリーズタイム
ラグを考慮した目標位置f’(t)(−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、被写体像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
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は従来のレンズ駆動補正方法の改良に関し、過去
の焦点検出動作データの個数が少ない場合、すなわち焦
点検出動作サイクルを開始後、そのサイクル数が少ない
うちは低次の関数式を用いて補正を行ない、焦点検出動
作サイクルの回数の増加に応じて高次の関数式に自動的
に切り換えることにより常にレンズを被写体の像面位置
と一致させるようなした自動焦点調節装置を提供せんと
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起動スイッチ(後述する5WI)のオンによ
り、tlで焦点検出動作を示さないデフォーカス1DF
1を得てレンズ駆動をDLlだけ行ない(この時はDL
1=DFl)、レンズはI!2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DFI、DF2.DLI、TMI、(TM2=TM
1)から式(15)により1次近似を行なって駆動fi
DL2を計算し、駆動を行ないレンズはI!3に達する
。このレンズ位置13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dx
3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ォー
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14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7M3および7M2は像データ蓄積・演算・
レンズ駆動の各時間より成っており、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7M3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 (DL
2なので7M3は実際には7M2より大きくなるはずで
、実際の1!4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
15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16あたりからとなってし
まう。一方、本発明の第1図ではDLI≠DL2である
が、DL2#DL3なので1!4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。
図においてコンピュータPR3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lチップ・マ
イクロコンピュータである。コンピュータPR3はRO
Mに格納されたカメラのシーケンス・プログラムにした
がって、自動露出制御機能、自動焦点検出機能、フィル
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、コンピュータPR3は同期式通信用信号So、S
I、5CLK、通信選択信号CLCM、C3DR,CD
DR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はコンピュータPRSから出力されるデータ信号、
SlはコンピュータPR3へ入力されるデータ信号、5
CLKは信号so、  srの同期クロックである。
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
、コンピュータ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
ンズ間通信バッファとなる。
コンピュータPR3がCLCMを°H°にして、5CL
Kに同期して所定のデータをSOから送出すると、LC
Mはカメラ・レンズ間接点を介して、SCLM、Soの
各々のバッファ信号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Slに出力し、コンピュータPR3は5CLK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C3DRが°
H°のとき選択されて、So、 Sl、 5CLKを用
いてコンピュータPR3から制御される。
信号CKはCCD駆動用クロックφl、φ2を生成する
ためのクロックであり、信号INTENDは蓄積動作が
終了したことをコンピュータPR3へ知らせる信号であ
る。
センサ装置SNSの出力信号O3はクロック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、AO3としてコンピュータP
R3に出力される。コンピュータPR8はAO3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5AGCは、
SNS内のAGC(自動利得制御: Auto  Ga
1nControl)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5SPCはコ
ンピュータPR3のアナログ入力端子に入力され、A/
D変換変換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。
DDRはスイッチ検知および表示用回路であり、信号C
DDRが“H′のとき選択されて、SO,SI。
5CLKを用いてコンピュータPR3から制御される。
すなわち、コンピュータPR8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
ってコンピュータ PRSへ報知する。
スイッチSWI、SW2は不図示のレリーズボタンに連
動したスイッチで、レリーズボタンの第1段階の押下に
よりSWI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。コンピュータPRSは後述するよう
に、SWIオンで測光、自動焦点調節動作を行ない、S
W2オンをトリガとして露出制御とフィルムの巻き上げ
を行なう。なお、SW2はマイクロコンピュータである
PRSの「割込み入力端子」に接続され、SWI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。
MTRlはフィルム給送用、MTR2はミラーアップ・
ダウンおよびシャッタばねチャージ用のモータであり、
各々の駆動回路MDRI、MDR2により正転・逆転の
制御が行なわれる。コンピュータPR3からMDRI、
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。
MCI、MG2は各々シャッター先幕・後幕走行開始用
マグネットで、信号SMGI、5MG2.増幅トランジ
スタTRI、TR2で通電され、コンピュータPR3に
よりシャッター制御が行なわれる。
なお、スイッチ検知および表示用回路DDR。
モータ駆動回路MDRI、MDR2,シャッター制御は
、本発明と直接間わりがないので、詳しい説明は省略す
る。
レンズ内制御回路LPR3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。
LPR3は、所定の手続きにしたが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
ンズの各種の動作状況(焦点調節光学系がどれぐらい駆
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、デフォ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・方向にしたがって焦点調節用モータLMT
R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なう。光学系の移動量は
エンコーダ回路ENCFのパルス信号5ENCFでモニ
タして、LPR5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、LPR3自身が信号LMF、L
MRをL′にしてモータLMTRを制動する。
このため、−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ュータPR8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。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っている。
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って、絞り駆動用として
は公知のステッピング・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LPR5はエンコーダ回路ENCZからの
信号5ENCZを入力してズーム位置を検出する。LP
R5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、カメラ側のコンピュータPR3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10図以下の
フローチャートにしたがって説明する。
不図示の電源スィッチがオンとなるとマイクロコンピュ
ータPRSへの給電が開始され、コンピュータPR8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
ャートである。上記操作にてプログラムの実行が開始さ
れると、ステップ(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ッ
チSWIの状態検知がなされ、SWlオフの時には(0
03)へ移行して、コンピュータPR3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SWIがオンとなるか、あるいは電源スィッチがオ
フとなるまで繰返し実行される。
SWl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。コンピュータPR3は第9図に示した測光
用センサSPCの出力5spcをアナログ入力端子に入
力し、A/D変換を行なって、そのディジタル測光値か
ら最適なシャッタ制御値。
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
基づいてシャッ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、コンピュータPR8は焦点検出用センサ装置SN
Sから像信号の入力を行なう。詳細は後述する。
次の(OOS)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fiDEF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、A
FCNT=1なら予測演算はまだできないので、(00
7)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(00
2)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面位置を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l」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
ッチ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)を行なって(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
中にスイッチSW2オンによるレリーズ割込みが入った
場合について説明する。スイッチSW2は先に説明した
ようにコンピュータPR3の割込み入力端子へ接続され
ており、スイッチSW2がオンした時にはいずれのステ
ッ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ップを実行中に(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)にて元のステップへ割込
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)でフィルム巻上
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ィルム
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
ピュータPR8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(103)では、AFCNTの状態を検知し、AF
CNT=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、したがってTNをTNIに
格納するのみで(to7)に進む。
AFONT=2の時は1次関数近似を行なうのでTMI
−TN−TNIにより前回と今回の焦点検出動作時間間
隔TMIを定義する(TNは今回の焦点検出動作開始時
刻、TNIは(104)で定義した前回の焦点検出動作
開始時刻、よってTN−TNIが焦点検出動作時間間隔
)また、TM2←TMIと置(。−次近似では7M2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をTNIに格納しTNIの更新を行なう。
Al’CNT≧3の時は更新すべき焦点検出動作間隔デ
ータはTMI、7M2の2個あるので(106)の式に
て更新を行ない、TNIの更新も(105)と同様に行
なう。なお、AFCNT=3の時のTMIは(105)
で定義したTMlを用いるが、TM1←TM2と更新が
行なわれるので、そのためには7M2も定義されている
必要がある。これが(105)において、−見無意味な
7M2の定義を行なった理由である。すなわち、AFC
NT=3の時はAFCNT=2の時に定義したTMIが
そのままTMIとして残ることになり、AFCNT≧4
の時にはTMI←TM2の更新が行なわれる。
さて、次のステップ(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ュー
タPR3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“Loにして電荷の蓄積を開始させる。
ステップ(108)では自走タイマのタイマ値を変数T
Iに格納して現在の時刻を記憶する。
次のステップ(109)ではコンピュータPR3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“Loにし、センサ装置SNSから
のAGC信号5AGCをモニタし、5AGC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。
ステップ(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ップ(113)へ移行し
、“Lo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(110)へ移行する。
ステップ(110)では自走タイマのタイマ値TIME
Rから、ステップ(108)で記憶した時刻TIを減じ
て該THに格納する。したがって、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。
次のステップ(111)ではTEと定数MAXINTを
比較し、TEがMAXINT未満ならばステップ(10
9)へ戻り、再び蓄積終了待ちとなる。TEがMAXI
NT以上になるとステップ(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ュータPR3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はコンピュータPR3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。ステップ
(112)までのフローでセンサの蓄積は終了すること
になる。
ステップ(113)ではセンサ装置SNSの像信号O8
をセンサ駆動回路SDRで増巾した信号AO3のA/D
変換およびそのディジタル信号のRAM格納を行なう。
より詳しく述べるならば、SDRはコンピュータPR3
からのクロックCKに同期してCOD駆動用クロりクφ
l、φ2を生成してSNS内部の制御回路5SCNTへ
与え、センサ装置SNSはφl、φ2によってCCD部
が駆動され、CCD内の電荷は像信号として出力O8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としてコンピュータPR3
のアナログ入力端子へ入力される。コンピュータPR5
は自らが出力しているクロックCKに同期してA/D変
換を行ない、A/D変換後のディジタル像信号を順次R
AM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、ステップ(
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ャー
トを示す。
このサブルーチンが実行されると、ステップ(202)
においてレンズと通信して、2つのデータrsJ、rP
THJを入力する。rSJは撮影レンズ固有の「デフォ
ーカス量対焦点調節し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ってSは変化する
。[PTHJ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。
したがって、焦点調節すべきデフォーカス量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
fiFPは次式で与えられることになる。
FP=DLxS/PTH ステップ(203)は上式をそのまま実行している。
ステップ(204)ではステップ(203)で求めたF
P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
次のステップ(205)で、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LPR3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
ともなってエンコーダーENCFから出力されるパルス
5ENCF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lのフローチャートを示す。
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TMI
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ォーカス量DEFをメモリー
DF2に格納し、(304)で前回の駆動iDLをメモ
リーDLLに格納する。
(305)では式(13)にしたがってpを求め、その
結果をPとしているが、この式でDLI、DPIは第1
0図の(010)で定義したものである。
(306)では式(15)にしたがって今回のレンズ駆
動fttDLを計算し、(307)にてリターンする。
第14図に予測演算2のフローチャートを示す。
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TM
2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ップ(314)へ進む。ステッ
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ォーカス量DEFをメモリーD
F3に格納し、ステップ(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はステップ(306)に入力されたデータであ
る。
ステップ(316)では、(5)または(8)式の演算
を行ないanを求める。なお、この時のメモリーDF2
.DF、、DL、のデーターは前回の焦点検出動作サイ
クル、すなわち−次近似予測におけるデータであり、こ
れとステップ(314)。
(315)にて得られた前回のレンズ駆動量と今回のデ
フォーカス量と、ステップ(106)にて求めメモリー
TM (、TM 2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anを求め、これをAと置(。
ステップ(317)では、(6)または(9)式にした
がってbnを求め、これをBと置く。なお、このステッ
プでのデーターも、メモリーDF2゜DF 、 、DL
、 、メモリーTM、に入力されている各データーを用
いる。ステップ(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
了しステップ(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AFC
NT≠3、すなわちAFCNT≧4の時にはステツブ(
320)、(321)がなされる。
ステップ(320)ではメモリーDF2のデーターをD
F 、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ォーカス量が入力
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ォーカス量となってし
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ォーカス量となっ
てしまうので、これをメモリーDF2に入力する。この
ステップ(320)の処理にて焦点調節サイクルが実行
され、新らたなデフォーカス量が求められるごとにメモ
リーDF、、DF2の内容が順次更新され、常にメモリ
ーDF、には前前回のデフォーカス量が、またDF2に
前回のデフォーカス量が格納されることとなる。
また、ステップ(321)ではメモリーDL2のデータ
ーがメモリーDL、に入力される。この処理も上記のス
テップ(320)と同一の目的のための処理であり、こ
れにてメモリーDL、には常に前前回のレンズ駆動量を
格納する。
この後ステップ(314)、  (315)が実行され
、メモリーDF3には今回のデフォーカス量が、またD
L2にて前回の予測演算サブルーチンのステップ(31
8)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
上述のステップ(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、ステップ(402)  にてカメラのクイックリ
ターンミラーのミラーアップを行なう。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。
次のステップ(403)では先のステップ(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。
ステップ(402) (403)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(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。
ステップ(404)では先のステップ(402) (4
03)でのミラーアッ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
テップで待機し、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ップ(405)へ移行する。この
時点で露光の準備が整ったことになる。
ステップ(405)では先のステップ(006)の測光
サブルーチンで既に格納されているシャッタ制御値にて
シャッタの制御を行ない、フィルムを露光する。
シャッタの制御が終了すると、次のステップ(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、引き続いてステップ(407)でミラーダウンを
行なう。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、M2Rを用いてモータMTR2を制御
することで実行される”。
次のステップ(408)ではステップ(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ップ
(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
イッチSW1オン後の焦点検出動作サイ2111回目は
(005)〜(011)のフローにより検出されたデフ
ォーカスfiDEFの値にしたがっ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)〜(01
3)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ッチSW2
オンによりレリーズ割込みが入った場合、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、SWIオン後、短時間でSW
2が来た時には、焦点調節動作を2回行なった後にレリ
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(−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。
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1
5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。 PR3曲曲曲曲曲間曲曲曲曲曲コンヒュータLCMS 
・・曲曲曲・曲レンズ通信バッファ回路5DR3・・・
・・・・・・・・・・・・・・・曲・・・・・用…曲セ
ンサ駆動回路FLNSS・・・曲曲曲曲曲曲曲曲曲曲曲
曲しンスLPR8S・曲曲曲曲曲曲曲・レンズ内制御装
置乙r  rirLLzLl  C1匈  L/   
          ttxt+TF j′αノ ti!千71? 第74図 (319)、六D

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)結像光学系のフォーカス状態を検知してフォーカ
    ス信号を出力する焦点検出回路と、該焦点検出回路にて
    検出されたフォーカス信号に基づいて前記結像光学系を
    駆動する駆動回路を備え、前記フォーカス状態検知およ
    び結像光学系の駆動動作を含む焦点検出動作サイクルを
    繰り返し行なう自動焦点調節装置において、 過去複数回の焦点検出動作サイクルにおける検知フォー
    カス信号に基づく焦点検出動作データに応じてフォーカ
    ス検知動作が行なわれた時点から被写体の移動にともな
    う像面位置の変化を予測演算し、焦点検出回路にて検出
    されたフォーカス信号に対して補正を行なう補正回路を
    設け、該補正回路にて補正された補正値に応じて前記駆
    動回路にて結像光学系を駆動するとともに、前記補正回
    路による予測演算式を使用する焦点検出動作データ数に
    応じて異ならしめたことを特徴とする自動焦点調節装置
  2. (2)初回の焦点検出動作サイクルが実行されてから所
    定回数該サイクルが行なわれるまで前記予測演算式を第
    1の式にて行なわせ所定回数行なわれた後、前記予測演
    算式を第2の式にて行なわせる切換手段を設けた特許請
    求の範囲第1項記載の自動焦点調節装置。
  3. (3)前記予測演算を第1の式としての低次の関数式か
    ら第2の式としての高次の関数式に切り換える特許請求
    の範囲第2項記載の自動焦点調節装置。
  4. (4)前記焦点検出動作サイクルがn回行なわれるまで
    前記第1の式としてn−1次の関数式にて予測演算を行
    ない、上記サイクルがn+1回以上行なわれた後には前
    記第2の式としてn次の関数式にて予測演算を行なう特
    許請求の範囲第2項記載の自動焦点調節装置。
  5. (5)結像光学系のフォーカス状態を検知してフォーカ
    ス信号を出力する焦点検出回路と、該焦点検出回路にて
    検出されたフォーカス信号に基づいて前記結像光学系を
    駆動する駆動回路を備え、前記フォーカス状態検知およ
    び結像光学系の駆動動作を含む焦点検出動作サイクルを
    繰り返し行なう自動焦点調節装置を有するカメラにおい
    て、 過去複数回の焦点検出動作サイクルにおける検知フォー
    カス信号に基づく焦点検出動作データに応じてフォーカ
    ス検知動作が行なわれた時点から被写体の移動にともな
    う像面位置の変化を予測演算し、焦点検出回路にて検出
    されたフォーカス信号に対して補正を行なう補正回路を
    設け、該補正回路にて補正された補正値に応じて前記駆
    動回路にて結像光学系を駆動するとともに、該補正値に
    基づく結像光学系の駆動回数を検知し、該回数が所定値
    に達していない時にはレリーズ操作によるレリーズ動作
    を結像光学系の駆動終了後に行なわせ、上記回数が所定
    値に達した後にはレリーズ操作によるレリーズ動作を直
    ちに行なわせるレリーズ制御回路を設けたことを特徴と
    する自動焦点調節装置を有するカメラ。
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