JPH01287612A

JPH01287612A - 自動焦点調節装置

Info

Publication number: JPH01287612A
Application number: JP11863488A
Authority: JP
Inventors: Masataka Hamada; 正隆浜田; Tokuji Ishida; 石田　徳治
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1989-11-20

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】髪慮ユノＩＬ吐分Ｉ− 本発明はカメラの撮影レンズを通過した被写体光を受光
することにより撮影レンズのピント状層を検出して焦点
調整を行う自動焦点調節装置に関する。

１　　　の口光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズの第１
と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束をそれぞ
れ再結像させて二つの像をつくり、この二つの像の相互
位置関係を求めて、結像位置の予定焦点位置からのずれ
量およびその方向（結像位置が予定焦点位置の前側か後
側か、即ち前ビンか後ビンか）を得るようにした焦点検
出装置が既に提案されている。このような焦点検出装置
の光学系は、第１１図に示すような構成となっておリ、
この光学系は撮影レンズ（２）の後方の予定焦点面（４
）あるいはこの面からさらに後方の位置にコンデンサレ
ンズ（６）を有し、さらにその後方に再結像レンズ（８
）、（１０）を有し、各再結像レンズ＜８）、（１０）
の結像面には、例えばＣＣＤを受光素子として有するイ
メージセンサ（１２）、（１４）を配しである。各イメ
ージセンサ（１２）、　（１４）上の像は、第１２図に
示すように、ピントを合わすべき物体の像が予定焦点面
より前方に結像するいわゆる前ビンの場合、光軸（１８
）に近くなって互いに近づき、反対に後ビンの場合、夫
々光軸（１８）から遠くなる。ピントが合った場合、２
つの像の互いに対応し合う二点の間隔は、ピント検出装
置の光学系の構成によって規定される特定の距離となる
。したがって、原理的には２つの像の互いに対応し合う
二点の間隔を検出すればピント状態が分かることになる
。

この種の焦点検出光学系を内蔵したカメラの自動焦点調
節装置においては、ＣＣＤイメージセンサによる被写体
光量の積分、ＣＣＤイメージセンサ出力を用いたピント
状態検出演算（デフォーカス量演算）、デフォーカス量
に応じたレンズ駆動。

合焦位置での停止（シャッターレリーズ・・・シャッタ
ボタンが押された場合）というシーケンスをマイクロコ
ンピュータよりなる制御回路によってプログラムコント
ロールしている。

そして、この自動焦点調節装置は、被写体像が合焦近傍
にきた場合にも、連続的に上記のシーケンシャルな自動
焦点調節コントロールを行い、合焦位置を最終的に正確
に設定することができるように連続的なＡＰ（自動焦点
調節）を実行する。

ところで、上記のような自動焦点調節装置で、被写体が
カメラに向かって接近してくる場合や遠ざかっていく場
合等、１回の測距によってデフォーカス量を検出し、こ
のデフォーカス量に基づいて撮影レンズを合焦位置に移
動させたときには、その間に被写体が動いているため、
実際には被写体のピントがあった状態ではなくなってい
る。

第１３図にその様子を示す、横軸を時間軸とし、縦軸上
にはフィルム面上でのデフォーカス量をとっである０図
中、曲ａ１は被写体が接近してきたときにフィルム面上
でデフォーカス量が増加する度合を示し、直線論は撮影
レンズが像を結ぼうとしている位置を追跡していったも
のである。

被写体データの取り込み時点は、積分時間の中央Ａ、Ｂ
、Ｃ，・・・で代表させておく、第１３図でＴ。を最初
の積分中央点とする。この時のデフォーカス量をＤｏと
しておく、Ｔ０〜Ｔ１は、積分時間の中央から終了まで
と測距演算に要する時間である。Ｔ１〜Ｔ２はレンズ駆
動時間である。レンズ駆動が終わればレンズを停止させ
、再び次の積分（Ｔ２〜Ｔ、）、演算（Ｔ、〜Ｔ＜）に
入る。レンズ停止時点ではすでに被写体は移動しており
、Ｔ０点と比敦すると既に（ＤＩ−ＤＯ＞のデフォーカ
ス量が生じている０次の被写体のデータを取り込んだの
はＴ、で、このデフォーカス量（Ｄｉ　　Ｄｏ）を求め
レンズを駆動し終えるのはＴ、である、この時はすでに
被写体像は移動しており、レンズを駆動し終えても　（
Ｔ５）さらにデフォーカス量が生じ（Ｄ３　　Ｄ２）と
なり、Ｔ２点に較べてさらにデフす−カス量が大きくな
る。以下同様に、Ｔ８点（Ｄ５−Ｄ、）、ＴＩ、点（Ｄ
ツーＤ、）と合焦状態に近づくどころか逆に広がり、Ａ
ＦＬでいるにもかかわらずどんどん遅れが生じ、ピント
が合っている状態でのレリーズはできなくなる。

このようなＡＦ副制御伴なう追随おくれは、フォーカシ
ング速度が遅い望遠レンズ等の長焦点の交換レンズを用
いる場合にとくに問題となる。

また、動体に対して合焦させようとする場合、フンショ
ットＡＦでは合焦後はレンズ駆動が停止される（ＡＦロ
ック）ので、シャツタレリーズまでの間（この期間は不
定）に動体が移動してピントがどんどんずれてしまうた
め、動体に対する自動焦点調節は行なえなかった。

本発明は、このようなワンショットＡＦ方式の自動焦点
調節装置であっても動体に対する自動焦点調節が行える
ようにすることを目的とする。

：パ　　るｔ・めの本発明は、シャツタレリーズのための手動操作がなされ
ても、それから実際にフィルム露光がなされるまでのレ
リーズタイムラグが存在することに着目し、動体が移動
することによるピントずれ量の補正及びレンズ駆動を手
動操作後に行なわせるようにしたことを特徴とする。

１−歴即ち、被写体が動体の場合には、ワンショットＡＰによ
り一旦レンズが停止されてもシャツタレリーズ操作に応
答して、その動体による補正及びレンズ駆動が、実際に
露出が開始されるまでの期間なされる。

（以下余白）実Ｊｌｌ以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しながら具体
的に説明する。

■、自動焦点調節装置のシステム構成第９（２Ｉにおいて、−点鎖線の左側は交換レンズ（Ｌ
Ｚ）、右側はカメラ本体（ＢＤ）であり、両者はそれぞ
れクラッチ（１０６）、　＜１０７＞を介して機構的に
、接続端子（Ｊ　Ｌ　１　）〜（Ｊ　Ｌ　５）、（Ｊ　
Ｂ　１　）〜（ＪＢ５）を介して電気的に接続される。

このカメラシステムでは、交換レンズ（ＬＺ）のレンズ
系を通過した被写体光が、カメラ本体（ＢＤ）の反射ミ
ラー（１０８）の中央の半透光部を透過し、サブミラー
（１０９）によって反射されＣＣＤイメージセンサ（Ｆ
ＬＭ）に受光されるように、その光学系が構成されてい
る。

インターフェイス回路（１１２）は合焦検出モジュール
（ＡＦＭ）内のＣＣＤイメージセンサ（ＦＬＭ）を駆動
したり、ＣＣＤイメージセンサ（ＦＬＭ）から被写体デ
ータを取り込んだり、またこのデータをＡＰコントロー
ラ（１１３）へ送り出したりする。

（１１３）についている（１１５）はＥ２ＰＲＯＭで、
電源が入ってなくてもデータが消えないメモリである。

ＡＦコントローラ（１１３）はＣＣＤイメージセンサ（
ＦＬＭ）からの信号に基づいて、合焦位置からのズレ量
を示すデフォーカス量１ΔＬｌとデフォーカス方向（前
ビン、　ｆ＆ビン）との信号を算出する。モータ（Ｍｏ
ｌ）はこれら信号に基づいて駆動され、その回転はスリ
ップ機構（ＳＬＰ）、駆動ｆｉｎ（ＬＤＲ）、カメラ本
体側クラッチ（１ｏ７）を介して交換レンズ（ＬＺ）に
伝達される。尚、スリップ機１（ＳＬＰ）は交換レンズ
（ＬＺ）の被動部に所定以上のトルクがかかったときに
すべってモータ（Ｍｏｌ）にその負荷がかからないよう
にするらのである。

レンズ側クラッチ（１０６）には伝達機ｉ（１０５）が
接続され、この伝達機構（１０５）を介してレンズ系を
光軸方向に移動させて焦点調節が行われる。また、交換
レンズ（ＬＺ）を駆動するモータ（Ｍｏｌ＞の駆動量を
モニターするためのエンコーダ（ＥＮＣ）がカメラ本体
（ＢＤ）の駆動機ｔ＃（ＬＤＲ）に連結されており、こ
のエンコーダ（ＥＮＣ）から交換レンズ（ＬＺ）を駆動
するモータ（Ｍｏｌ）の駆動量に対応した数のパルスが
出力される。

ここで、モータ（Ｍｏｌ）の回転数をＮＭ（ｒｏｔ）、
エンコーダ（Ｅ　Ｎ　Ｃ）からのパルス数をＮ、エンコ
ーダ（Ｅ　Ｎ　Ｃ）の分解能をｐ　（１／　ｒｏｔ）、
モータ（Ｍｏｌ）の回転軸からエンコーダ（Ｅ　Ｎ　Ｃ
）の取付軸までの機械伝達系の減速比をμＰ、モータ（
ＭＯｌ）の回転軸からカメラ本体側クラッチ（１０７）
までの機械伝達系の減速化分μＢ、レンズ側クラッチ（
１０６）からレンズ系までの機械伝達系の減速比をμし
、焦点調節部材（１０２）のへりコイドリードをＬ　Ｈ
（ｍｍ／　ｒｏｔ）、フォーカス用レンズ（ＦＬ）の移
動量をΔｄ　（ｍ翔）とすると、Ｎ＝ρ・μＰ−ＮＭ △ｄ＝ＮＭ・μＢ・μＬ−ＬＨ即ち、 △ｃｌ＝Ｎ・μＢ・μＬ−ＬＨ／（ρ・μＰ）・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（１）の関係式が得られる。

また、レンズを△ｄ　（ＩＩｍ）だけ移動させたときの
結像面の移動量△Ｌ　（ｍｍ）と上記△ｄとの比をＫｏ
ｐ＝Δｄ／ΔＬ　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（２）で表すと、式（１）、（２＞よりＮ−Ｋｏρ・△Ｌ・ρ・μＰ／（μＢ・μＬ−ＬＨ）　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（３）の関係式が得ら
れる。ここで゛、ＫＬ＝Ｋｏｐ／（μＬ−ＬＨ）　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（４）ＫＢ＝ρ・μＰ／
μＢ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（５）とすると、Ｎ＝ＫＢ　−ＫＬ・ΔＬ　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）の関係
式が得られる。

尚、（６）式において、△ＬはＡＰコントローラ（１１
３）からデフォーカスＪｉｌｔ△Ｌ１とデフォーカス方
向の信号として得られる。

また、（５）式のＫＢはカメラ本体（ＢＤ）での前記減
速比μＢに応じて固定的に定められるデータであり、こ
のデータＫＢはカメラコントローラ（１１１）が持って
いる。

ここで、カメラ本体（Ｂ　Ｄ　）［ｔｌ！Ｉの読取回路
（ＬＤＣ）からレンズ側のレンズ回路（Ｌ　Ｅ　Ｃ）へ
は、端子（ＪＢＩ）、（ＪＬＩ）を介して電源が、端子
（ＪＢ２）、（ＪＬ２）を介して同期用クロックパルス
が、端子（ＪＢ３）、（ＪＬ３）を介して読込開始信号
がそれぞれ送られる。また、レンズ回路（ＬＥＣ）から
読取回路（ＬＤＣ）へは、端子（ＪＬ４＞、（ＪＢ４）
を介してデータＫＬが直列で出力される。

尚、端子（ＪＢ５）、（ＪＬ５）は共通のアース端子で
ある。　レンズ回路（ＬＥＣ）は、端子（Ｊ　Ｂ　３　
＞。

（ＪＬ３）を介して読込開始信号が入力すると、■（Ｌ
のデータを、カメラ本体（ＢＤ）がら端子（ＪＢ２）、
（ＪＬ２）を介して入力されるクロックパルスに同期し
て、直列に読取回路（ＬＤＣ）へ出力する。そして、読
取回路（ＬＤＣ）は端子（ＪＢ２）へ出力するクロック
パルスと同じタロツクパルスに基づいて、端子（Ｊ　Ｂ
　４　）からの直列データを読み取って並列データに変
換する。

カメラコントローラ（１１１）は、読取回路（ＬＤＣ）
からのデータＫＬとその内部のデータＫ　Ｂとに基づい
て、ＫＬ−ＫＢ＝にの演算を行う、ＡＦコントローラ（
１１３）は、インターフェイス回路（１１２）からの被
写体像のデータを使ってデフォーカス量１ΔＬ１を求め
、このデフォーカス量１ΔＬ１と、カメラコントローラ
（１１１）からのデータにとに基づいてＫ・１ΔＬｌ＝Ｎの演算を行い、エンコーダ（ＥＮＣ）で検出すべきパル
ス数を算出する。ＡＦコントローラ（１１３）は、被写
体像のデータを使って求めたデフォーカス方向の信号に
応じてモータドライバ回路（１１４）を通してモータ（
Ｍｏ２）を時計方向或いは反時計方向に回転させ、エン
コーダ（Ｅ　Ｎ　Ｃ）からＡＦコントローラ（１１３）
での算出値Ｎに等しい数のパルスが入力した時点で、交
換レンズ（ＬＺ）が合焦位置までの移動量Δｄだけ移動
したと判断して、モータ（Ｍｏ２）の回転を停止させる
。

以上の説明では、カメラ本体（ＢＤ）側にデータＫ　Ｂ
を固定記憶させ、このデータＫＢに交換レンズ（ＬＺ）
からのデータＫＬを掛けることによりに＝ＫＬ　−ＫＢの値を算出させていたが、Ｋ値の算出は上述の方法に限
定されるものではない０例えば、ＫＢ値が互いに異なる
複数種類のカメラ本体のいずれに対しても交換レンズが
装着可能な場合、交換レンズ（ＬＺ）のレンズ回路（Ｌ
ＥＣ）から特定のＫＢ値を有するカメラ本体に対応したに１＝ＫＬ−ＫＢＩのデータを設定焦点距離に応じて出力するようにする。

一方、この特定機種のカメラ本体では、カメラコントロ
ーラ（１１１）内のデータＫＢと、ＫＬ・ＫＢの演算は
不要として読取回転（ＬＤＣ）からのデータに１をＡＦ
コントローラ（１１３）へ入力しておくようにし、上記
特定のＫＢ値とは異なる値ＫＢ２（≠ＫＢ　１）を有す
る他のカメラ本体に上記レンズが装着されるときは、カ
メラコントローラ（１１１）内にＫＬ＝ＫＢ２／ＫＢＩのデータを持たせ、そしてに２＝に１・ＫＢ２／ＫＢ１＝ＫＬ−ＫＢ２の演算を行
ってＫ　Ｌ　−Ｋ　Ｂ　２の値を得るようにしてもよい
。

特に、フォーカス用レンズが前述のようにズーム用レン
ズよりも前方に配置されている前群繰出型のズームレン
ズの場合には、Ｋｏｐの値は、ＫＯｐ＝（［１／ｆ）２
　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）ｆｌ
：フォーカス用レンズの焦点距離となり、１つのズームレンズについてのＫＬ値またはに
値が非常に広範囲に変化する。この場合、レンズに記憶
するデータＫＬ或いはＫを、指数部のデータと有効数字
のデータ（例えば、８ビツトのデータであれば、上位４
ビツトを指数部、下位４ビツトを有効数字部とする）に
分け、カメラ本体の読取回路（ＬＤＣ）で読取ったデー
タのうち下位４ビツトのデータを指数部のデータだけシ
フトさせてカメラコントローラ（１１１）へ入力するよ
うにすれば、ＫＬまたはＫの値が大幅に変化しても充分
に対応できる。なお、（１１１）につながっているスイ
ッチＳ２とはレリーズ要求スイッチである。

尚、上記第９図についての説明では、本発明の全体的な
機能および作用を理解しやすくするために本発明の装置
が回路ブロックの組合せによって構成されるように示し
たが、実際には、それらの回路ブロックの機能のほとん
どは、以下に述べるように、マイクロコンピュータによ
り達成される。

次に、本発明に係る焦点検出制御回路全体のブロック図
を第１０図に示す。

第１０図において、マイクロコンピュータにより構成さ
れる制御回路（３１）は、焦点検出モードスイッチ（図
示せず）がオンのとき、図示しないシャツタレリーズボ
タンの一段押しで焦点検出の動作を開始する。

まず、制御回路（３１）から光電変換回路（２ｏ）に設
けられた第１および第２の光電変換素子アレイとしての
ＣＣＤイメージセンサにパルス状の積分クリア信号ＩＣ
Ｇ５が出力され、これにより光電変換回路（２０）のＣ
ＣＤイメージセンサの各画素が初期状態にリセットされ
ると共に、ＣＣＤイメージセンサに内蔵された輝度モニ
タ回路（図示せず）の出力ＡＧＣＯ３が電源電圧レベル
にセットされる。また、制御回路（３１）はこれと同時
に“Ｈｉｇｈ”レベルのシフトパルス発生許可信号５Ｈ
ＥＮを出力する。そして、積分クリア信号ＩＣＧ５が消
えると同時に、光電変換回路（２０）のＣＣＤイメージ
センサ内の各画素では光電流の積分が開始され、同時に
光電変換回路（２０）の輝度モニタ回路の出力ＡＧＣＯ
Ｓが被写体輝度に応じた速度で低下し始めるが、光電変
換回路（２０）に内蔵された基準信号発生回路からの基
準信号出力り。

Ｓは一定の基準レベルに保たれる。利得制御回路（３２
）はＡＧＣＯ３をＤＯＳと比較し、所定時間（焦点検出
時には１００ｍ５ｅｃ）内にＡＧＣＯ３がＤＯＳに対し
てどの程度低下するかによって、利得可変の差動アンプ
（２６）の利得を制御する。又、利得制御回路く３２）
は、積分クリア信号Ｉ　ＣＧＳの消滅後、所定時間内に
ＡＧＣＯ３がＤＯＳに対して所定レベル以上低下したこ
とを検出すると、その時°“ＨｉＦｉｈ″レベルのＴＩ
ＮＴ信号を出力する。

このＴＩＮＴ信号は、アンド回路（ＡＮ）及びオア回路
（ＯＲ）を通ってシフトパルス発生回路（３４）に入力
され、これに応答してこの回路（３４）からシフトパル
スＳＨが出力される。このシフトパルスＳＨが光電変換
回路（２０）に入力されると、ＣＣＤイメージセンサの
各画素による光電流積分が終わり、この積分値に応じた
電荷がＣＣＤイメージセンサから光電変換回路２０内の
シフトレジスタの対応するセルに並列的に転送される。

一方、制御回路（３１）からのクロックパルスＣＬに基
づいて、転送パルス発生回路（３６）からは位相が１８
０°ずれた２つのセンサー駆動パルスφ１．φ２が出力
され、光電変換回路（２０）に入力される。

光電変換回路（２０）のＣＣＤイメージセンサは、これ
らのセンサ駆動パルスφ１．φ２のうち、φ１の立上り
と同期してＣＣＤシフトレジスタの各画素の電荷を１つ
ずつ端から直列的に排出し、画像信号を形成するＯ８信
号が順次出力される。この○Ｓ信号は対応する画素への
入射強度が低い程高い電圧となっており、減算回路（２
２）がこれを上述の基準信号ＤＯ３から差し引いて、（
ＤＯ３−○Ｓ）を画素信号として出力する。尚、積分ク
リア信号ＩＣＧの消滅後ＴＩＮＴ信号が出力されずに所
定時間が経過すると、制御回路（３１）はＨｉｇ’ｈ”
レベルのシフトパルス発生指令信号ＳＨＭを出力する。

したがって、積分クリア信号ＩＣＧの消滅後所定時間経
過しても利得制御回路（３２）から“Ｈｉｇｈ”レベル
のＴＩＮＴ信号が出力されない場合は、このシフトパル
ス発生指令信号ＳＨＭに応答して、シフトパルス発生回
路（３４）がシフトパルスＳＨを発生する。

一方、上述の動作において、制御回路（３１）は光電変
換回路（２０）のＣＣＤイメージセンナの第７番目から
第１０番目までの画素に対応する画素信号が出力される
ときに、サンプルホールド信号Ｓ　／　Ｈを出力する。

ＣＣＤイメージセンサのこの部分は暗出力成分を除去す
る目的でアルミマスクが施され、ＣＣＤイメージセンサ
の受光画素としては遮光状態になっている部分である。

一方、サンプルホールド信号によって、ピークホールド
回路（２４）は光電変換回路（２０）のＣＣＤイメージ
センサのアルミマスク部に対応する出力Ｏ８とＤＯ８と
の差を保持し、以降この差出力■Ｐと画素信号ＤＯ３’
とが利得可変アンプ（２６）に入力される。そして、利
得可変アンプ（２６）は、画素信号とその差出力の差を
利得制御回路（３２）により、制御された利得でもって
増幅し、その増幅出力ＤＯＳ”がＡ／Ｄ変換器（２８）
によってＡ／Ｄ変換された後、画素信号データとして制
御回路（３１）に取込まれる。Ａ／Ｄ変換回路（２８）
のＡ／Ｄ変換は８ビツトで行われるが、制御回路（３１
）へは上位、下位の４ビツトずつ転送される。

この後、制御回路（３１）は、この画素信号データを内
部のメモリに順次保存するが、ＣＣＤイメージセンナの
全画素に対応するデータの保存が完了すると、そのデー
タを所定のプログラムに従って処理して、デフォーカス
量及びその方向を算出し、表示回路（３８）にそれらを
表示させると共に、一方ではレンズ駆動装置（４０）を
デフォーカス量及びその方向に応じて駆動し、撮影レン
ズ（ＬＺ）の自動焦点調節を行う。

■、自動焦点調整方式＜ｌｌ−１＞　　全体の自動焦点調整フロー全体の自動
焦点調整のメインルーチンのフローを第１図に示す。

以下第１図にしたがって、全体フローを説明する。

ステップ＃１でＣＣＤイメージセンサ（ＦＬＭ）の積分
を行い、被写体のデータをＣＣＤイメージセンサにため
こむ、＃２（以下「ステップ」は略）では、ＣＣＤイメ
ージセンサから各画素データをＡ／Ｄ変換しながら取り
込む、＃３でデフォーカス量を演算する。デフォーカス
量の演算の方法は後に例示する。＃４では、デフォーカ
ス量の検出が可能かどうかを判定する。被写体が大ぼけ
か又はローコントラストであれば検出不能として＃５へ
進む。

＃５．＃６．＃７はローコントラスト時処理で、ローコ
ントラスト用のレンズスキャンが未だならレンズをスキ
ャンし、測距を繰返しながらコントラストのある部分を
捜す（ローコントラストスキャン、以下ローコンスキャ
ンという）、このローコンスキャンが終わってもなおロ
ーコントラストであれば、＃７で焦点検出不能である旨
を示す点滅表示を行う。

＃３でのデフォーカス量演算結果からデフォーカス量の
検出が可能であると判定されれば＃４から＃８へ進み、
レンズ駆動量を計算する。＃９ではレンズが停止中かど
うかの判別をし、停止中であれば＃１０で合焦判断をし
、合焦であれば＃１０３へ進み合焦表示をし、レリーズ
要求を待つ。

＃１０で非合焦であれば、＃１２で前回のＡＦでのレン
ズ駆動方向と今回のＡＦで求めたデフォーカス方向（レ
ンズ駆動方向）とが異方向である、即ち、反転していれ
ば＃１３へ進んで、反転時の誤差要因となるレンズ駆動
系のバックラッシュ量を補正する。レンズ駆動方向が反
転していなければ＃１４へ進む、この＃１４では、後に
詳述するように、追随補正をするＡＰ駆動のモード、す
なわち追随モードが必要なＡＰ状態かどうかを判定する
。追随モードが必要であれば、＃１５で追随補正を行う
条件もしくは時期の判定をしくこの判定については、後
に詳述する）、条件が満たされれば＃１６でレンズ駆動
量を補正する。この駆動量補正については、後に詳述す
る。

レンズを駆動している最中の場合は＃９から＃２１へ進
み、被写体データ取り込み時点から演算終了までのレン
ズ行きすぎ量を求め（特開昭５６−７８８２３号公報参
照）、＃２２でこのレンズの移動骨の補正を行う、ここ
では、レンズの移動骨だけの補正を行っているが、被写
体の移動骨も補正することが可能である。＃２３では、
これまでのレンズ駆動方向と今回求めたデフォーカス方
向くこれには＃２２での補正分も含まれる）とを比較し
、方向が反転していると判断されれば＃２４に進み、レ
ンズを停止させ、＃１へもどって次の測距に入る。ここ
でレンズを停止するのは、レンズを移動させながら測距
演算すると測距結果の信顆度が低いからである０反転し
ていなければ＃１７へ進み、レンズ停止時と同じフロー
に回帰する。

＃１７では、求まっているデフォーカス量が合焦近傍に
あるかどうかの判別をし、近傍であればニアゾーンとい
うことで＃１９へ進み、レンズをロースピード駆動する
ようセットし、合焦近傍でなければニアゾーン外である
ので、＃１８でレンズをハイスピード駆動するようにセ
ットする。そして、＃２０ではレンズ駆動を始める。レ
ンズ駆動中であれば継続してレンズを駆動させる。

＃１０１では合焦非確認フラグをチエツクして、フラグ
がなければ再び＃１に戻り、デフォーカス量を所定のタ
イミングで演算しく＃３）、これに対応する今回のレン
ズ駆動量を演算しく＃８）、以下前述したフローを再度
実行する。

＃１０１で非確認フラグがたっていれば＃１゜２でレン
ズが停止するのを待ち、＃１ｏ３で合焦表示をして＃１
０４でレリーズが入るのを待つ。

＜ｌｌ−２＞　　デフォーカス量演算第１図の＃３で行うデフォーカス量演算を第２図に示す
。

なお、ここで行うデフォーカス量演算の原理は、本願出
願人が特開昭５９−１２６５１７号公報や同６０−４９
１４号公報において詳細に開示しているので、以下では
具体的処理について述べる。

具体的フローの説明に移る前に、ＣＣＤイメージセンサ
の構成を説明する。第３図に示すように、ＣＣＤイメー
ジセンサは、中間の分離帯を間にして、画素！、〜ｌ、
。からなる基準部りと画素ｒ。

〜ｒ４Ｂからなる参照部Ｒとに区分される。基準部りは
、画素１１〜１２゜までの第１ブロツクＩ１画素！■〜
ｌ、。までの第２ブロツク■１画素Ｌ＋〜１４゜までの
第３ブロツク■というように互いにオーバーラツプさせ
てブロック分けされる。相関演算は、基準部りの中央に
ある第２ブロツクＨについてまず行い、第２ブロツク■
についての相関演算の結果、有効な最小値が見出せない
場合には、第１ブロックＩ、第３ブロツク■の順で相関
演算を実行する。この場合、第４図および第５図に示す
ように、各ブロックについて検出する像間隔ずれ量は、
一部でオーバーラツプして求められるようになっている
。

次に、第２図に示すフローチャートにしたがってデフォ
ーカス量の演算方式を説明する。第２図に示すように、
まずステップ＃２５．＃２６では被写体画素データの前
処理を行う、それぞれ基準部り、参照部Ｒの画素データ
がら夫々、３つおきの画素差分データＮＳｋ、ｒｓｋを
作る。このデータ加工は、一種のローパスフィルタ効果
を狙ったもので、焦点検出光学系の製造誤差による２つ
の像のアンバランスを原因とする焦点検出誤差の除去に
有効である。＃２７では、才ず第２ブロツク■で基準部
り、参照部Ｒの相関を計算する。この範囲は合焦から±
８画素ピッチであり、参照部画素位置＜ｒｓｋ二１）で
言うと１＝６〜２２である（第５図参照）、＃２８では
、＃２７で求まる相関関数Ｈ，（１）から最も相関の高
い関数値Ｈ２（ｆｆｉＭ　２）を演算する。

＃２９では、今求めた相関計算が信頼性が高く、デフォ
ーカス量を求めることが可能がどうかの判定をして、検
出可能であると判定されれば＃３゜に進み、＃３０のブ
ロック内に示したような式で補間計算を行い、最大相開
位置ＸＭ２を求める。

これによって精度よく求まった最大相関位置ＸＭ。

を用いて＃３１で像間隔ずれ量Ｐを求め、＃３２で像間
隔ずれ旦Ｐを用いてデフォーカス量ＤＦを算出する。

＃２９で検出不能と判断されている場合には、＃３３に
進み第１ブロツク■での相関計算を行う。

この第１ブロツク■の範囲は、−４から＋１４ピツチで
あり、参照部画素位置で言うと１＝Ｏ〜１８である（第
５図参照）、第２ブロツク■と同様に、＃３４で最大相
関位置１Ｍ、を求め、＃３５で検出不能かどうかの判定
をする。検出可能であれば＃３６へ進み、＃３０と同様
の補間計算を行う。

ただし＃３０の式でＩＭ、はＩＭ、に、ＸＭ２はＸＭ、
に、Ｈ２にＨｌに置きがわる。そして＃３７で最大相関
位置ＸＭ、を用いて像間隔ずれｉＰを求め、＃３２へ進
んでデフォーカスｉＤＦを求める。

＃３５で検出不能であれば＃３８へ進み、第３ブロツク
■での相関計算を行う、第３ブロツク■の範囲は、−１
４ピツチがら＋４ピツチまでで、第５図に示すように、
参照部画素位置で！・１０〜２８である。以下、第２．
第１ブロック■、■と同様に最大相関位置ＸＭ、　、像
間隔ずれＩＰ、デフォーカス量ＤＦを求める（＃３８．
＃３９゜＃４０．＃４１．＃４２）、ここで＃４ｏで検
出不能であるとなれば、どのブロックによってもデフォ
ーカス量の算出ができないということになるので、＃４
３で検出不能フラグをたてて第１図の＃３にもどる。こ
のフラグは第１［２Ｉの＃４で用い、検出不能フラグが
たっていれば、＃５がらのローコントラスト処理に入る
わけである。

＜ｌｌ−３＞　　追随モード、追随条件等第６図は第１
図の＃８がら＃１６までのレンズ停止中のフローを詳し
く説明したフローチャートである０本実施例では、追随
モードの設定は被写体が近づいてきた場合を想定してい
る。第１図の＃４で検出可能と判定されると、第６図の
＃４４へ移り求まっているデフォーカス量ＤＦに変換係
数Ｋ（Ｋ＝ＫＬ　−ＫＢ）を積算して、レンズ駆動量に
対応したエンコーダ（Ｅ　Ｎ　Ｃ）の駆動パルス数ＥＲ
Ｒ（以下、単にレンズ駆動量ＥＲＲという）を求める（
ＥＲＲ＝ＤＦＸＫ＞、＃４５でレンズが停止中であるか
どうか判断して、停止中でなければ第１図の＃２１へ、
停止中であれば＃４６へ進む。

＃４６ではレンズ駆動ＪｉＥＲＲと予め設定した合焦領
域ＦＺＣと比較し、ＥＲＲ＜ＦＺＣとなり、合焦と判断
されれば＃４７へ進んで、合焦を示す緑色のＬＥＤ表示
をし、＃４８で今回の演算結果であるレンズ駆動ｆｆ１
ＥＲＲと今回のデフォーカス方向をそれぞれＬＡＳＴ、
前回方向として次の測距ルーズに備えて保存しておく。

＃４６で合焦でないと判断されると＃５ｏへ進み、これ
までのレンズ駆動方向と今回のデフォーカス方向とが反
転しているがどうかを判断し、反転していれば＃５１へ
進み、今回のレンズ駆動量ＥＲＲに対しレンズ駆動系の
バックラッシュｊｌｃＮＶを補正する。そして、＃５２
では＃４８と同様に、補正済レンズ駆動量ＥＲＲとその
デフォーカス方向を保存しておき、第１図の＃１７へ進
んでいく。

＃５０で方向反転していなければ＃５３へ進む。

＃５３では追随モードが可能かどうかを判定し、次いで
＃５４から＃５９までで被写体が近づいてきており、か
つ追随おくれが生じてきているかどうか又、追随条件が
満たされているか判定を行う。

まず、＃５３ではレンズ駆動の回数ＬＮＳＣＮＴが３回
以上であったかを判定し、３回以上ではじめて動体判定
のフローへ進む、これは２回までの駆動の原因が、レン
ズのバックラッシュ量であったかもしれないし、大デフ
ォーカスからのＡＰによる誤差かもしれないということ
である。＃５４ではＣＣＤイメージセンサのゲインが４
倍より小さい高輝度時には追随補正を有効に行えるが４
倍以上では暗くてノイズ大きくなり補正を正しく行えな
いからである。これは、センサの積分時間によって判定
することもできる。＃１５５では今回の演算結果を判定
し方向が０、すなわち、後ビンで被写体が近づいて来て
いるという判定をする。

＃５６では今回の演算結果のデフォーカス量が、３００
μｍ以下かどうかの判定をし、３００μｍ以下のみ、追
随補正する。これは、動体判定の誤検出を防ぐためで、
息な大デフォーカスは、カメラ分振ったり、被写体の前
を別の物が横切ったりといったような別の理由であると
考え、追随補正できる限界を設定している。

＃５７では、前回方向をチエツクして、近づく方向かど
うかを見、＃５８では前回の演算結果が３００μ…以下
かどうかの判定をする。＃５９ではレリーズ要求があっ
たかどうか、すなわち、第１５図の８２スイツチが押さ
れているかのチエツクを行う。

Ｓ、が押されていれば＃６０へ進んで、追随補正のフロ
ーを進む。Ｓ２が押されていなければ＃９１へ進んで、
レンズカウントＬＮＳＣＮＴを＋１して＃５２へ進む。

＃６０からの追随補正のフローでは、まず、非確認フラ
グをセットする。これは動体と検知し、レリーズが入っ
て追随補正が入れば、合焦確認をせずに（＃　１０１で
＃１へ進まず、＃１０２へ進む）、レンズ駆動が終われ
ばすぐ合焦表示をしてレリーズさせてしまうためである
。

＃６１では、駆動の補正を行うため今回のデフォーカス
量と、前回のデフォーカス量を加算し、＃６２で４倍し
ておく、そして、＃６３でＥ　２Ｐ　ＲＯＭにメモリ（
カメラを組み立てて、出荷する時に決めた値）された値
をカウンタにもってくる。

＃６４で補正量を再び１／２するが、この回数はカウン
タが０になるまで行う、＃６６では追随の補正量はデフ
ォーカス（μｍ）単位で求まっているので＃４４と同様
にＫと乗算してレンズ駆動量換算の補正量△ＥＲＲを求
める。

＃９０では求まっているレンズ駆動量ＥＲＲと△ＥＲＲ
をなして今回の駆動量ＥＲＲを求める。

ここで追随補正について、第７図で説明する。

これはＣＣＤの積分、測距演算、レンズ駆動をくりかえ
したもので、横軸に時間、縦軸にフィルム面上のデフォ
ーカスｉ（被写体の動きとレンズの動き）を表したもの
である。被写体は近づく動体である。第６図のフローの
ように積分３回、レンズ駆動３回行った後の測距■の所
で追随補正が入る。各測距■〜■でＡＦしたが確認時に
ピントがずれており、レンズ駆動をくりかえして■まで
来ている。■でのデフォーカスはｄである。■で駆動量
をｄとして動かしたとしても点Ｘまでしか動かない。ま
だデフォーカスしている。そこで、積分、演算、レンズ
駆動を１周期と考えると、■におけるこの周期Ａと■に
おける周期Ｂはほぼ同じと考えられる（なお、被写体の
フィルム面での動きを直線と考えた場合）。そこで、次
の１周期Ｂを予想し被写体が同一スピードで動いている
として、測距■でレンズ駆動した後のデフォーカスｄ′
はｄ′″＝ｄであると予想できる。この分を予想駆動し
たとしたら、点Ｙまで動く、よってここでピントを合わ
そうと思えば、補正量は今回のデフォーカスｄを加算す
ればよい、ところが、レリーズが入って露光している時
にピントが合っていることを目凛としているので、ミラ
ーアップ等のレリーズタイムラグの時間のおくれも予想
しないといけない。この時間をＡＦ周期Ａ＃Ｂ＃Ｂ’＃
Ｃと設計しておけばレリーズタイムラグ中にずれるであ
ろうデフォーカスｄ”もｄ”＃ｃｌと考えられる。そこ
で補正量は２ｄということになる。しかし、測距演算ば
らつきでｄが信頼しきったデータになっていない事も考
えられる。そこで、１つ前のデータＣも使用しくｄ＋Ｃ
）として平均データを追随補正量としておけば、誤差も
へる。そこで、今回と前回のデフォーカスの相をとり、
これを補正量にしているのが＃６１である。

ところで、＃６２で４倍し＃６４で１／２倍をｎ回行っ
ているのは、このレリーズタイムラグの時間が長いカメ
ラや短いカメラを考え、又、被写体のスピードが一定な
らフィルム面でのスピードは１／Ｘの関数でスピードが
上がっている事や、動体が一定スピードでない場合を考
えると、補正係数をカメラに合わせて決めておけるよう
に用意しているためである。

Ｆ！！想的には、ｎ＝２でよいが、はやい動体しか撮ら
ないカメラはｎ＝１０行ったり来たりするような被写体
には、補正を小さめにｎ＝３や４などと大きな値を入れ
ればよい、このｎはＥ２ＰＲＯＭに書けるようにしてお
く。

なお、本実施例ではレリーズ要求が来なくても動体の判
定をし、レリーズが来てから動体補正しているが、第８
図のようにレリーズ要求が来てから、動体の判定をし、
動体補正をするようにしてもよい。

又、第７．第８図では近づく被写体だけ考えていたが、
＃５５．＃５７の方向チエツクを、単純に今回と前回と
が同方向であればというふうにかえれば、遠ざかる動体
にも近づ（動体にも対応できる。

なお、レリーズが入った後のフローは略するが、−眼レ
フなのでミラーアップし、フォーカルブレーンシャッタ
ーの１幕を走行させ露光し、２幕を走行させ露光が終了
する。あと、ミラーダウン、メカチャージ等を行って、
撮影が終了する。

廟−１上述のように本発明によれば、被写体が動体の場合には
、一旦合焦となってＡＦロックがなされても、シャツタ
レリーズ繰作に応答して、その動体の移動分の補正及び
レンズ駆動が、実際に露出が開始されるまでの間、なさ
れるので、ワンショットＡＦ方式の自動焦点調節装置で
あっても動体に対して充分追随して露出時には合焦とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の作動を示すフローチャー
ト、第２図は、その要部の作動を示すフローチャート、
第３図ないし第５図は、第２図の具体的方法を説明する
図、第６図ないし第８図は、第１図の要部の作動を示す
フローチャート、第９図及び第１０図は本発明が適用さ
れるカメラシステムの全体構成を示すブロック図、第１
１図ないし第１３図は従来例を示す図である。出願人　ミノルタカメラ株式会社第　７図第１／図第１？図

Claims

【特許請求の範囲】

撮影レンズにより形成される被写体像の予定焦点位置に
対するずれの量及び方向を算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撮影レンズが合焦位置に
あるか否かを判定する判定手段と、撮影レンズを合焦位
置まで移動させる駆動手段と、判定手段により非合焦と
判定されるとレンズを駆動し、一旦合焦と判定されると
以降のレンズ駆動を停止させる駆動制御手段と、被写体
が動体であるか否かを判定する動体判定手段と、動体が
判定されると上記算出ずれ量に応じたレンズ駆動量に対
して動体に応じた補正を加える動体補正手段と、シャッ
タレリーズのために手動操作される手動操作部材と、該
手動操作部材の操作によりシャッタレリーズが開始され
るときにのみ前記動体補正手段を作動させる補正制御手
段とを備えた自動焦点調節装置。