JPH02176735A - 焦点調節装置 - Google Patents

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〕

従来、−眼レフ・カメラの自動焦点調節方式の多くは「
焦点検出（センサ信号入力、焦点検出演算）、レンズ駆
動」のサイクルを繰り返し行うことによって、被写体に
ピントを合わせようとするものである。各サイクルにお
けるレンズ駆動量はそのサイクルで焦点検出を行った時
点でのデフォーカス量に基づいており、これはレンズ駆
動終了時に焦点検出時のデフォーカス量が解消されるこ
とを期待している。

当然のことながら、焦点検出、レンズ駆動にはそれ相当
の時間を必要とするわけであるが、静止した被写体の場
合には、レンズを駆動しない限りデフォーカス量の変化
がないので、レンズ駆動が終了した時点に解消すべきデ
フォーカス量は、焦点検出時点でのデフォーカス量に等
しく、正しい焦点調節が行われる。

ところが、動きの大きな被写体の場合には、焦点検出、
レンズ駆動中にデフォーカス量が変化し、前記解消すべ
きデフォーカス量と検出デフォーカス量が著しく異なる
ことがあり、結果として、レンズ駆動終了時に被写体に
ピントが合っていないという問題になる。

上記問題点の解決を目的とした自動焦点調節方法として
、本出願人は特願昭６２−２６３７２８号を提案してい
る。

同提案によって開示されている方法の要旨は、上記各サ
イクルにおける検出デフォーカス量、レンズ駆動量と各
サイクルの時間間隔を鑑みて、被写体の移動に起因する
像面位置と時間の関係を１次関数および２次関数に近似
し、レンズ駆動量に補正をかけようとするものであり、
上記問題の改善が期待される。

しかしながら、このような予測方法の場合、レンズ駆動
量ならびに焦点検出誤差によって、予測したレンズ位置
と実際の像面位置に差（予測誤差）が生じる。この予測
誤差は、上記焦点検出誤差、レンズ駆動誤差の数倍〜士
数倍の大きさに拡大される。このため従来の自動焦点調
節装置では像面深度内に被写体が入り、ピントが合って
いると判断できる場合にも、前記予測方法を用いると、
ピント位置が像面深度外に出てしまい、ピンボケ写真に
なってしまう可能性があった。このような問題点の解決
を目的とした自動焦点調節方法として、本出願人は特願
昭６３−２５４９０号を提案している。

同提案によって開示されている方法の要旨は、予測演算
に用いる数次の予測関数のうち、焦点検出誤差やレンズ
駆動誤差の影響を受けやすく、予測誤差の発生量が大き
い高次の項を補正することによって、レンズ駆動系や焦
点検出系で発生する誤差の影響を減少させ、予測精度を
向上させようとしたものである。

〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明は上記予
測方法による焦点調節に対する更なる改良に関し、予測
関数の高次の項を補正することによって発生するピント
ズレを解消するものである。

以下、上記補正によって発生するピントズレについて説
明する。

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
Ｘを表わしている。

実線で表わした曲線ｘ（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くる被写
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２（１）は時刻ｔにおける撮影レンズ位置を意味
しており、ｘ（ｔ）と２（１）が一致したときに合焦と
なる。そして［ｔ＋、　　ｔ＋’　］が焦点検出動作時
間、［ｔ　＋’　、　　ｔ　＋＋＋　］がレンズ駆動動
作時間を示すものである。また、同図に示した例では、
像面位置が２次関数（ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ）に従って変化
するという仮定をおいている。即ち、時刻ｔ３において
現在および過去３回の像面位置（ｔ１＋Ｘ１）（ｔ２　
＋　Ｘ２　）　（ｔ３　ｒ　Ｘ３　）がわかれば、時刻
ｔ３よりＴＬ　（ＡＦタイムラグ＋レリーズタイムラグ
）後の時刻ｔ４での像面位置Ｘ４が予測できるものであ
る（ＡＦタイムラグ：焦点検出及びレンズ駆動に要する
時間、レリーズタイムラグ：レリーズ指令がだされてか
ら、露光が開始されるまでの時間。

ところが実際にカメラが検知し得るのは、像面位置Ｘ１
．Ｘ２．Ｘ３ではなく、デフォーカス量ＤＦ１゜ＤＦ２
．ＤＦ３ならびに、像面移動量換算のレンズ駆動量ＤＬ
、、ＤＬ２である。そして、時刻ｔ４はあくまで将来の
値であり、実際には、被写体輝度による蓄積型のセンサ
の蓄積時間の変化やレンズの駆動量の変化によるレンズ
駆動時間の変化に従って変化する値であるが、ここでは
簡単のため、次のように仮定する。

ｔ　４　　ｔ　３　　＝　ＴＬ　＝　ＴＭ　２　＋　（
レリーズタイムラグ）　　（１）以上の仮定の下に、時
間ｔ３での焦点検出結果から算出されたレンズ駆動量Ｄ
Ｌ３は以下のように求まる。

ｘ（ｔ）＝ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ　　　、　　　　　　　　
　（２）そして、図中の（１＋、２＋）を原点と考える
と、ｔ１＝ＯＸｉ　：ＤＦ、　　　　　　　　（３）ｔ
２＝ＴＭ、　　　　　ｘ２＝ＤＦ２＋ＤＬ１　　　　　
（４）ｔ３＝ＴＭ、＋ＴＭ２　ｘ３＝ＤＦ３＋ＤＬ１＋
ＤＬ２　　（５）（２）式に（３）、　　（４）、　　
（５）式を代入してａ。

ｂ、　　ｃを求めると、 ｃ＝ＤＦ、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（８）よって時刻ｔ４における像面移動量換算の
レンズ駆動量ＤＬ３は、 ＤＬ３＝ｘ４−１！３ ＝Ｘ４−Ｘ３＋ＤＦ３ ＝　ａ　（（ＴＭ　、　＋ＴＭ　２＋ＴＬ）２−（ＴＭ
　、　＋ＴＭ　２）’］十ｂ−ＴＬ＋ＤＦ３　　　　　
（９） のように求まる。

次に焦点検出誤差やレンズ駆動誤差によって発生する予
測誤差を低減させるための２次の項の補正方法について
第３図を使って説明する。

第３図は像面位置と時間の関係を示したものである。

この図で実線は実際に被写体の移動によって移動してい
る像面位置と仮定し、ｔｌ及びｔ２でそれぞれ、δ１．
δ２の誤差が生じた場合、予測関数は一点鎖線のように
なり、予測エラーδ８はδ１゜δ２の約１１倍の大きさ
となっている。

そこで、（９）式の像面移動量換算のレンズ駆動量ＤＬ
３を計算する際に２次の項を補正系数ＴＦによって次式
のように補正を行う。

ＤＬ３　＝ＴＦ−ａ（（ＴＭ１＋ＴＭ２＋ＴＬ）２−（
ＴＭ、　＋ＴＭ２）”］＋ｂ−ＴＬ＋ＤＦ　３（Ｉ　Ｏ
） （ただしＯ＜ＴＦ≦１である） 第３図の場合、補正系数ＴＦ＝０．６とすると、予測関
数は破線のようになり、予測エラーδ８′　は未補正の
予測エラーδ８の約１／８に減少することとなる。

このような補正による対策は非線形な関数を線形な関数
に近づける効果があるため、焦点検出動作時間間隔が小
さ（、像面の移動を線形な関数に近似できる場合には、
特に効果が大きい。

しかしながら、像面の移動を線形な関数に近似できない
場合には、補正によるピントズレが発生する。

上記補正によるピントズレの発生を第４図、第５図を使
って説明する。

第４図は縦軸は像面位置、横軸は時刻であり、被写体が
カメラに対して近づいて（る場合の一般的な像面位置の
変化を示したものである。この図の実線は実際に移動す
る像面の位置であり、これを２次関数に近似すると次式
のようになる。

ｘ　（ｔ）　＝ａｔ２＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　　　　（
１１）これに対して、補正係数ＴＦで補正を行った関数
は次式のようになる。

Ｘ（ｔ）＝ＴＦ−ａ−ｔ２＋ｂ−ｔ＋ｃ　　　（１２）
（ａｇｏ、ｂｏｏ、Ｏ＜ＴＦ＜１） ここで、Ｆ＋　ｔ２は過去に測距（焦点検出）を行った
時刻であり、ｔ３は現在の時刻、そしてｔ４は予測目標
となる時刻である。よって、次回レンズ駆動を行う目標
はＸ４である。

しかしながら、（１２）式のような補正を行うと時刻ｔ
４での予測した像面位置はＸ４　　となり、実際の値Ｘ
４に対してδ８という予測誤差（ピントズレ）が発生す
る。これは、予測関数の非線形成分が大きいほど大きく
、また、補正係数が小さいほど大きくなる。

ここで、近づいてくる被写体の場合、一般的に（１１）
、　　（１２）式の係数ａ、　ｂはａ＞Ｏ，ｂｏｏであ
り、一定速度で近づいてくる場合には、遠（の被写体よ
り近くの被写体の方が非線形成分（ここでは２次の成分
）が太き（像面の移動速度も大きい。

すなわち、遠くの被写体では予測関数の補正による予測
誤差δ８は十分小さいが、近くの被写体ではこの誤差が
問題となることがある。そして、そのときのピントズレ
は一般的な条件（ａ＞Ｏ）であれば常に追従遅れ、すな
わち、後ピン状態となる。

次に、第５図の縦軸は像面位置、横軸は時刻であり、被
写体がカメラに対して遠ざかる場合の一般的な像面の移
動を示したものである。この図の実線は実際に移動する
像面の位置であり、これを２次関数に近似すると次式の
ようになる。

ｘ　（ｔ）　＝ａｔ”＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　　　（１
３）（ａ＞ｏ、ｂ＜ｏ） これに対して、補正係数ＴＦによって補正を行った予測
関数は次式のようになる。

ｘ　（ｔ）　＝ＴＦ−ａｔ”＋ｂｔ＋ｃ　　　　　　（
１４）（ａ＞０．ｂ＜ｏ、Ｏ＜ＴＦ＜１） ここで、１．．１２は過去に測距を行った時刻であり、
ｔ３は現在の時刻、ｔ４は予測目標となる時刻である。

よって、次回のレンズ駆動を行う目標はｘ４である。

しかしながら、（１４）式のような補正を行うと時刻ｔ
４での像面位置をＸ４　と予測してしまい、δ８という
予測誤差が発生する。

ここで、遠ざかる被写体の場合、（１３）、　　（１４
）式の係数ａ、　ｂは一般にａｇｏ、ｂ＜Ｏであり、一
定速度で遠ざかる被写体の場合には、遠くの被写体より
近くの被写体の方が非線形成分（ここでは２次の成分）
が大きく、像面の移動速度も大きい。すなわち、遠くの
被写体では予測関数の非線形成分の補正による予測誤差
は十分に小さいが、非線形成分の大きい近くの被写体で
はこの誤差が問題となることがある。そして、この予測
誤差は一般的条件（ａ＞Ｏ）であれば、常にレンズが先
行気味、すなわち、後ピン状態となる。

このように、予測関数の高次の項を補正すると、像面位
置の非線形な変化に対する追従性能が低下し、常に後ピ
ン状態となる問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の事項に鑑みなされたもので、焦点検出誤
差、レンズ駆動誤差が小さくなる条件下では予測関数の
高次の項の補正をゆるめる、あるいは補正を無くすこと
により予測関数の補正によって発生する上述の予測誤差
を低減させるものである。

〔実施例〕

第６図は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ＰＨ１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１チツプ・マイクロコンピュータである。

コンピュータＰＲ３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
の動作を行う。そのために、コンピュータＰＲ８は同期
式通信用信号５Ｏ１ＳＩ、５ＣＬＫ、通信選択信号ＣＬ
ＣＭ、Ｃ３ＤＲ，ＣＤＤＲ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ＰＲ８から出力されるデータ信号、
ＳＩはコンピュータＰＲＳへ入力されるデータ信号、５
ＣＬＫは信号Ｓｏ、　ＳＩ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ＰＲ８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ＰＲ８がＣＬＣＭをＨ′にして、５ＣＬＫ
に同期して所定のデータをＳＯから送出すると、ＬＣＭ
はカメラ・レンズ間接点を介して、５ＣＬＫ、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のバツファ信号を
ＳＩに出力し、ＰＨ１は５ＣＬＫに同期してＳＩからレ
ンズのデータを入力する。

ＳＤＲはＣＯＤ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ＣＳ　Ｄ　Ｒ。

が′Ｈ′のとき選択されて、Ｓｏ、ＳＩ、５ＣＬＫを用
いてＰＨ１から制御される。

信号ＣＫはＣＯＤ駆動用クロりク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ＰＨ１へ知らせる信号である。

ＳＮＳの出力信号Ｏ８はクロックφｌ、φ２に同期した
時系列の像信号であり、ＳＤＲ内の増幅回路で増幅され
た後、ＡＯ３としてＰＨ１に出力される。

ＰＨ１はＡＯ５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、ＲＡ
Ｍの所定のアドレスに順次格納する。

同じ＜　ＳＮＳの出力信号である５ＡＧＣは、ＳＮＳ内
のＡＧＣ（自動利得制御：　Ａｕｔｏ　Ｇａ１ｎ　Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）用センサの出力であり、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Ｐ
Ｈ１のアナログ入力端子に入力され、Ａ／Ｄ変換後、所
定のプログラムに従って自動露出制御（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ＰＨ１から制御される。即ち、ＰＨ１
から送られてくるデータに基づいてカメラの表示部材Ｄ
ＳＰの表示を切り替えたり、カメラの各種操作部材に連
動するスイッチＳＷＳのオン・オフ状態を通信によって
ＰＨ１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ＰＲ８は後述するよう
に、ＳＷ１オンで測光、自動焦点調節動作を行い、ＳＷ
２オンをトリガとして露出制御とフィルムの巻き上げを
行う。尚、ＳＷ２はマイクロコンピュータＰＲ５の「割
込み入力端子」に接続され、ＳＷ１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
の制御が行われる。ＰＨ１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、ＰＨ１によりシャッタ制
御が行われる。

尚、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予め決
められている。

ＬＰＲ３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
カス量対繰り出し量の係数等）の出力を行う。

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・方向に従って、焦点調節用モータＬＭＴＲ
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でモニター
して、ＬＰＲ３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、ＬＭ
Ｒ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ＰＲ５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。

又、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。

ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコーダ回路であ
り、ＬＰＲ５はＥＮＣＺかラノ信号５ＥＮＣＺを入力し
てズーム位置を検出する。ＬＰＲ３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ＰＦ３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７図以下のフロ
ーチャートに従って説明する。

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ＰＲ３への給電が開始され、ＰＦ３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７図は上記プログラムの全体の流れを表わすフローチ
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、ステップ（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、ＳＷＩオフの
ときにはステップ（００３）へ移行して、ＰＲ８内のＲ
ＡＭに設定されている制御用のフラグ、変数を総てクリ
アし、初期化する。

上記ステップ（００２）、（００３）はスイッチＳＷ１
がオンとなるか、あるいは電源スィッチがオフとなるま
でくり返し実行される。ＳＷｌがオンすることによりス
テップ（００２）からステップ（００５）へ移行する。

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。ＰＦ３は第４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
を行う。

続いてステップ（００６）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８図に示
しているが、ＰＦ３は焦点検出用センサ装置ＳＮＳから
像信号の入力を行う。詳細は後述する。

次のステップ（００７）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ＤＥＦ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６１−１６０８２
４号公報等に開示されているので詳細な説明は省略する
。

ステップ（ＯＯＳ）では「コントラスト判定」サブルー
チンを実行する。「コントラスト判定」サブルーチンは
焦点検出演算に用いた像信号のコントラストを評価する
ものであり、そのフローを第１０図に示している。

続いて、ステップ（００９）では「レンズ駆動方向判定
」サブルーチンを実行する。このサブルーチンは、レン
ズの駆動方向の反転、非反転を判定するものであり、そ
のフローを第１１図に示す。

ステップ（０１０）では「予測演算」サブルーチンを実
行する。「予測演算」サブルーチンはレンズ駆動量の補
正を行うものであり、そのフローを第１図に示している
。

続いて、ステップ（０１１）では「レンズ駆動」サブル
ーチンを実行し、先のステップ（０１０）で補正された
レンズ駆動量ＤＬに基づいてレンズ駆動を行う。この「
レンズ駆動」サブルーチンは第９図にそのフローを示し
ている。レンズ駆動終了後は再びステップ（００２）へ
移行して、ＳＷｌがオフするか不図示のスイッチＳＷ２
がオンするまで、ステップ（００５）〜（０１１）がく
り返して実行され、動いている被写体に対しても好まし
い焦点調節が行われる。

さて、レリーズボタンがさらに押しこまれてスイッチＳ
Ｗ２がオンすると、割込み機能によって、いずれのステ
ップにあっても直ちにステップ（０１２）へ移行してレ
リーズ動作を開始する。

ステップ（０１３）ではレンズ駆動を実行中かどうか判
別し、駆動中であれば、ステップ（０１４）に移行し、
レンズに駆動停止命令を送出し、レンズを停止させ、ス
テップ（０１５）に進み、レンズを駆動していなければ
、すぐにステップ（０１５）に進む。

ステップ（０１５）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、第６図に示したモー
タ制御用信号Ｍ２Ｆ、Ｍ２Ｒにてモータ二ＭＴＲ２を制
御することで実行される。次のステップ（０１６）では
先のステップ（００５）の測光サブルーチンで既に格納
されている絞り制御値をレンズへ送出してレンズに絞り
制御を行わせる。

ステップ（０１５）、（０１６）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（０１７）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う。両者の制御終了
が確認されるとステップ（０１８）へ移行される。

ステップ（０１８）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制御値にて
シャッタの制御を行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（０１９）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（０２０）でミラーダウンを
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、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（０２１）ではステップ（０１７）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（０
２２）へ移行する。

ステップ（０２２）では第６図に示したモータ制御用信
号ＭＩＦ、ＭＩＲを適正に制御することでモーターＭＴ
ＲＩを制御し、フィルム１駒分が巻上げられる。

以上が予測ＡＦを実施したカメラのシーケンスである。

次に第８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」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）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。

次のステップ（１０３）では、レンズ駆動量補正式（６
）、（７）、（９）中の時間間隔に対応するＴＭ、。

１Ｍ２を更新する。ステップ（１０３）を実行する以前
には、ＴＭｌ、１Ｍ２には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、またＴＮ、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。

従って１Ｍ２は前々回から前回まで、ＴＮ、−ＴＮは前
回から今回までの焦点検出動作の時間間隔を表わし、こ
れが式（６）、　　（７）、　　（９）中のＴＭ、。

１Ｍ２に相当するＲＡＭ上の記憶領域ＴＭ１．ＴＭ２に
格納されるわけである。そしてＴＮ、には次回の焦点検
出動作のために今回の時刻ＴＮが格納される。

即ち、ステップ（１０３）にて記憶領域Ｔ　Ｍ　Ｈ、Ｔ
　Ｍ　２には常に前々回から前回までと前回から今回ま
での焦点検出動作時間が記憶される。

さて、次のステップ（１０４）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Ｃ３ＤＲをＨとなし、センサ駆動回路ＳＤＲ
に通信にてＳＯとしての「蓄積開始コマンド」を送出し
て、これを受けてＳＤＲはセンサ装置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。

ステップ（１０５）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（１０６）ではコンピュータＰＲ８への入
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Ｌ′にし、センサ装置ＳＮＳから
のＡＧＣ信号５ＡＧＣ（蓄積量を表わす信号）をモニタ
し、該５ＡＧＣ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。

ステップ（１０６）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（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。

ステップ（１０７）では自走タイマのタイマ値ＴＩＭＥ
Ｒから、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ＴＨ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（１０８）ではＴＥと定数ＭＡＸ
ＩＮＴ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。ＴＥが
ＭＡＸＩＮＴ以上になるとステップ（１０９）へ移行し
て、強制的に蓄積終了させる。

強制蓄積終了はコンピュータＰＲ３から上記通信号にて
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ＰＨ１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（
１０９）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（１１０）ではセンサ装置ＳＮＳの像信号Ｏ８
をセンサ駆動回路ＳＤＲで増幅した信号ＡＯ８のＡ／Ｄ
変換およびそのディジタル信号のＲＡＭ格納を行う。よ
り詳しく述べるならば、ＳＤＲはＰＨ１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
してＳＮＳ内部の制御回路へ与え、ＳＮＳはφ１．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、ＡＯ８として
ＰＨ１のアナログ入力端子へ入力される。ＰＨ１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変換後のディジタル像信号を順次ＲＡＭ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（１
１１）にて「像信号入力」サブルーチンをリターンする
。

第９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レンズ（り出し量の係数」であり、
例えば全体く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
。「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ＥＮＣＦの出力１パルス当たりの
焦点調節レンズの（り出し量である。

従って焦点調節すべきデフォーカス量ＤＬ、上記Ｓ、Ｐ
ＴＨにより焦点調節レンズのく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量ＦＰ
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（全体くり出し型
単レンズの場合には撮影レンズ全体）の駆動を命令する
。これによりモーターＬＭＴＲが回転し、レンズ駆動が
行われる。

次のステップ（２０５）で、レンズと通信してステップ
（２０６）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。

尚、レンズ駆動の終了検知は上述の如く駆動量ＦＰが回
路ＬＰＲ８入力され、且つレンズ駆動がなされるとエン
コーダー回路ＥＮＣＦのパルス５ＥＮＣＦがＬＰＲ３内
のカウンターにて計数されており、この計数値が上記Ｆ
Ｐと一致し−たか否かの判別が回路ＬＰＲ８内にて行わ
れ、計数値とＦＰとが一致した際のＬＰＲ８の出力状態
を上記ステップ（２０５）での通信にて検知され上記ス
テップ（２０６）へ移行するものである。

次に「予測演算」サブルーチンのフローを第１図で説明
する。第１図は「予測演算」サブルーチンのフローを示
したものであり、レリーズタイムラグを考慮したレンズ
駆動量を計算するものである。

ステップ（３０２）は予測に必要なデータ（デフォーカ
ス量、レンズ駆動量）が蓄積されたかどうかを判定する
カウンターＣ０ＵＮＴをカウントアツプする。このＣ０
ＵＮＴは初期状態では常に「０」であり、またステップ
（３０３）の変数クリアによっても初期化される。そし
て、カウントアツプが終了すると、次のステップに進む
。ステップ（３０３）。

（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。

即ち、ステップ（３０３）ではメモリーＤＦ２のデータ
をＤＦ、に入力する。メモリーＤＦ２には今回の該サブ
ルーチンが行われる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ＤＦ、に入力しメモリーＤ
Ｆ、には常に前前回のデフォーカス量がストアーされる
様なしている。

又、メモリーＤＦ３の内容をＤＦ２に入力し、ＤＦ２に
常に前回のデフォーカス量が、又、今回の検出デフォー
カスｆｉ　ＤＥＦをＤＦ３にストアーしてＤＦ３に常に
今回のデフォーカス量が格納される様なしている。

又、ステップ（３０４）ではメモリーＤＬ２のデーター
をメモリーＤＬ、に入力し、ＤＬ、に常に前々回のレン
ズ駆動量データーをストアーする。又データーＤＬをメ
モリーＤＬ２に入力する。データーＤＬは前回の駆動量
データーであり、メモリーＤＬ２には常に直前に行われ
たレンズ駆動量データーが格納される。

以上のステップ（３０３）、（３０４）にて過去複数回
前から今回のデフォーカス量及びレンズ駆動量データー
が各メモリーに更新され格納される。

次のステップ（３０５）では、後で説明する「コントラ
スト判定」サブルーチンによって計算されたＣＩ＝Ｏか
どうかを判定する。ここでＣＩ＝Ｏの場合像信号のコン
トラストが非常に低く（低コン）焦点検出精度が悪いと
いうことでステップ（３０６）へ進む、ステップ（３０
６）ではカウンターを初期化し、予測に必要なデータの
再蓄積を行うようにする。これによって非常に信頼性の
低いデータによる予測精度の悪い予測演算を防止するこ
とができる。

ステップ（３０５）でＣＩ＝Ｏでない、すなわち、像信
号のコントラストがあるレベル以上であり、焦点検出精
度が所定のレベル以上である場合にはステップ（３０７
）へ進む。

ステップ（３０７）では先のカウンターＣ０ＵＮＴが２
以上か否かを判定し、２以下であればステップ（３０８
）へ移行し、そうでなければステップ（３０９）へ進む
、ステップ（３０８）へはステップ（３０６）を終了し
た場合もステップ（３０８）へ移行する。このステップ
（３０８）は予測を行わない場合のレンズ駆動量を演算
するものであり、そのレンズ駆動量ＤＬは今回検出され
たデフォーカス量ＤＥＦである。ステップ（３０８）を
終了するとステップ（３１４）にてリターンする。

ステップ（３０７）にてカウンターＣ０ＵＮＴが「２」
より大きければ、予測可能と判断し、ステップ（３０９
）に進む。

ステップ（３０９）、　（３１０）では、各メモリーＤ
Ｆ１〜ＤＦ３．ＤＬ１．ＤＬ２．ＴＭｌ、ＴＭ２に格納
されたデータに基づき（６）、（７）式のａ、　ｂの項
を表わすＡ、　　Ｂを求める。

ステップ（３１１）では見込タイムラグＴＬの演算を行
う。この演算は記憶領域ＴＭ２のデーターとレリーズタ
イムラグＴＲ（一定）の和を求めることで実行される。

記憶領域ＴＭ２には前述の如く前回から今回までの焦点
検出動作時間が記憶されており、今回の焦点検出動作時
間も前回の焦点検出動作時間と一致しているものとの仮
定のもとてタイムラグＴＬ＝ＴＭ２＋ＴＲを求める。

次のステップ（３１２）では後述のサブルーチンにて補
正係数ＴＦを求め、ステップ（３１３）へ移行する。

このステップ（３１３）では各メモリーのデータ及びス
テップ（３０９）〜（３１２）の演算値にもとづいて次
式（前述の（１０）式）のような演算を行い、 ＤＬ　＝　ＴＦ−Ａ　〔（ＴＭ、＋７Ｍ２＋ＴＬ）”−
（ＴＭ　１＋ＴＭ２）’）＋Ｂ−ＴＬ＋ＤＦ　３　　　
　　　　　　　　　（１５）今回の像面移動量換算のレ
ンズ駆動量ＤＬを求める。

この後ステップ（３１４）にてリターンする。

この様にして、予測演算が行われると、ステップ（０１
１）にて上述のレンズ駆動がなされ、レンズは像面位置
を一致させる位置へ移行される。

次に「コントラスト判定」サブルーチンのフローを第１
０図で説明する。第１０図は「コントラスト判定」サブ
ルーチンのフローを示したものであり、像信号のコント
ラスト、すなわち、焦点検出結果の信頼性の有無につい
て判定するものである。

ステップ（４０２）では前述の像信号入力サブルーチン
にて得た光電変換素子の像パターンに応じたデジタル値
からコントラストＣＮＴを求める。このコントラストＣ
ＮＴ検知は公知であり、その詳細な説明は省略する。

次のステップ（４０３）では、先に求まったコントラス
トＣＮＴが所定の値ＣＡより大きいかどうか比較する。

もし、ＣＮＴ＞ＣＡであればステップ（４０４）に進み
、そうでなければステップ（４０５）へ移行する。ステ
ップ（４０４）ではコントラストが非常に高く、焦点検
出の精度が高いと判断し焦点検出の信頼性を評価するＣ
Ｉ＝２とする。そしてステップ（４０４）を終えるとス
テップ（４０８）でリターンする。

また、ステップ（４０３）からステップ（４０５）に進
むと、再度コントラストＣＮＴを所定の値ＣＢと比較し
、ＣＮＴ＞ＣＢであればステップ（４０６）へそうでな
ければステップ（４０７）へ移行する。ステップ（４０
６）では焦点検出結果についである程度の信頼性がある
と判断し、焦点検出の信頼性を評価するＣＩ＝１とする
。ステップ（４０７）では、コントラストが非常に低（
焦点検出結果の信頼性が低いと判断し、信頼性を評価す
るＣＩ＝０とする。

そしてステップ（４０６）あるいは（４０７）を終了す
るとステップ（４０８）でリターンする。

ここでＣＡ＞ＣＢであり、ＣＢの値は予測演算に耐えつ
る信頼性の下限値としている。

本実施例では、信頼性を３段階の評価としたが、３段階
である必要はなく、多段階、あるいは無段階の評価を行
っても良い。

次に、「レンズ駆動方向判定」サブルーチンのフローを
第１１図で説明する。第１１図は「レンズ駆動方向判定
」のフローを示したものであり、レンズの駆動方向が前
回と今回で反転したか否かを判定するものである。

ステップ（５０２）では、前回のレンズ駆動量ＤＬ。

と今回のレンズ駆動量ＤＬ２からＩＤＬ、−ＤＬ２を計
算駿、この値と１ＤＬ２＋の大きさの比較を行う。ここ
で、今回と前回のレンズ駆動が同じ方向であればＤＬ、
とＤＬ２の符合は同じであり、次式％式％ これに対して、今回と前回のレンズ駆動方向が逆であれ
ば、ＤＬ、とＤＬ２の符合は逆であり、次式のようにな
る。

ＤＬ、−ＤＬ２　＞　ｌ　ＤＬ２ すなわち、レンズの駆動方向が反転していなければステ
ップ（５０４）に進み、反転していればステップ（５０
３）へ移行する。

ステップ（５０４）ではレンズ駆動方向が同じことを示
すＬＩ＝１とし、ステップ（５０３）ではレンズ駆動方
向が反転したことを示すＬＩ＝Ｏとし、ステップ（５０
５）にてこのサブルーチンをリターンする。

このサブルーチンではレンズの駆動方向が反転すると、
レンズ駆動系のバックラッシュによりレンズ駆動精度が
低下し、そうでないときにはレンズ駆動精度は高いと考
えている。すなわち、ＬＩはレンズ駆動精度を評価する
パラメータである。

ここで、本実施例ではレンズ駆動精度のパラメータであ
るＬＩはレンズの駆動方向により２段階の評価を行った
が、駆動精度の良し悪しをレンズのＩＤや開放Ｆ　Ｈａ
などのパラメータと合せて評価しても良い。

次に、「補正係数演算」サブルーチンのフローを第１２
図で説明する。第１２図は「補正係数演算」サブルーチ
ンのフローを示したものであり、ステップ（６０２）で
は焦点検出精度評価パラメータＣＩとレンズ駆動精度評
価パラメータＬＩから、ＣＩ＋ＬＩ＝３のときにはステ
ップ（６０３）へ、そうでないときにはステップ（６０
４）へ移行する。

ここで、ＣＩ＋ＬＴ＝３となる条件とはＣＩ＝２．　Ｌ
Ｉ＝１であり、これは焦点検出精度及びレンズ駆動精度
が高い状態、すなわち、焦点検出誤差やレンズ駆動誤差
による予測誤差が小さいことを示す。

ステップ（６０３）では補正の必要はないと判断し、Ｔ
Ｆ＝１とし、ステップ（６０６）でリターンする。

ステップ（６０４）では焦点検出精度やレンズ駆動精度
が補正を無くせるほど高くないと判断し、焦点検出動作
時間間隔と予測に用いるタイムラグとの比ＴＸ＝　（Ｔ
Ｍ、＋ＴＭ２）／　（２・ＴＬ）を各記憶領域ＴＭ　３
，７Ｍ２のデータ及び上記ステップ（３１１）にて求め
たＴＬに基づき計算し、次のステップへ進む。

ステップ（６０５）では、ステップ（６０４）で得られ
たＴＸによって２次の項を補正する係数ＴＦを算出し、
リターンする。

本実施例では、レリーズタイムラグが一定であれば、Ｔ
Ｘの値が小さいときは焦点検出動作時間間隔が短か（な
ることに着目し、ＴＸが小さくなると補正係数ＴＦも小
さくなるように設定した（０＜ＴＦ≦１）。また、ＴＸ
が大きい場合にはＴＦを過剰に小さ（すると逆に悪影響
を与えるため、ＴＸが大きいときにはＴＦが１に近づ（
ように設定した。

以上の如く構成されているので、第７図のステップ８に
おけるコントラスト判定、及びレンス駆動方向判定サブ
ルーチン結果として、ＣＩ＝２．　ＬＩ＝１の判定がな
されている時には第１２図の補正係数演算にてＴＦ＝１
が設定される。従って、予測関数の補正を行うことなく
予測演算がなされる。

又、上記ＣＩ＝２．　　ＬＩ＝１以外の時には予測関数
の補正がなされることとなる。

従って、焦点検出誤差やレンズ駆動誤差による予測誤差
が小の時には予測関数の補正を行うことなく予測演算さ
れ、上記補正による誤差を防止し、一方予測誤差が大の
時には上記補正を行い予測誤差を小となる様にしている
。

上述の実施例においては、焦点検出精度を評価する上で
像信号のコントラストのみ゛によって評価したが、それ
以外のパラメータ、例えば光電変換素子の蓄積時間が長
くなったり、前記素子の温度が高温になった場合には像
信号の中でのノイズ成分が拡大され、焦点検出精度が低
下する。このように蓄積時間や温度、湿度によって焦点
検出精度を評価しても良く、また光学的なゴーストなど
によっても焦点検出精度が低下するため、逆光の検知手
段や２像の相似性によって焦点検出精度を評価しても良
い。

レンズ駆動精度については、そのアクチュエーターや駆
動系の構成によって駆動精度が異なるため、レンズＩＤ
やその他のパラメータ、開放Ｆ＆。

レンズ構成によって評価しても良い。

そして、前記パラメータによって予測が不適切であると
判断された場合には予測を禁止し、また、補正が必要な
条件下では補正を加えるなどの判断を行うことができる
。

また、上記実施例では、ＤＬ２でのバックラッシュ及び
ＤＦ３でのコントラストの精度しか評価していないが、
ＤＦｌ、ＤＦ２．ＤＦ３．ＤＬ、、ＤＬ２の各精度を考
慮し、補正の有無あるいは強弱、更には予測可否を判定
しても良い。

また、連続してレンズの駆動方向が反転するような場合
には、予測の不必要な被写体、あるいは不適切な被写体
であることが考えられるため、このような場合には予測
ＡＦを禁止することも可能である。

本発明は、予測ＡＦにおいて焦点検出精度、レンズ駆動
精度を評価し、これによって予測関数の補正の可非を判
定したが、同様にして、予測ＡＦの適。

不敵を判定し、必要ならば予測ＡＦの禁止を行うことも
可能である。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、従来、レンズ駆動誤差。

焦点検出誤差による予測誤差を防止するために予測関数
の高次の項の補正を行い、これによって像面の非線形な
動きに対する追従性能が低下していたが、本発明による
とレンズ駆動精度、焦点検出精度が高いと判断できると
き、すなわち、予測誤差が小さいと判断できるときには
補正を中止することにより、このような条件下での非線
形な動きに対する追従性能を向上させることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焦点調節装置における予測演算動作を
説明するプログラムを示す説明図。 第２図は本発明の焦点調節装置のレンズ駆動を原理を説
明する原理説明図。 第３図は焦点検出誤差やレンズ駆動誤差によって発生す
る予測誤差の説明図。 第４図、第５図は予測関数の補正による予測誤差発生の
説明図。 第６図は本発明の焦点調節装置の一実施例を示す回路図
。 第７図は第６図示の自動焦点調節装置の全体動作を説明
するプログラムフローを示す説明図。 第８図は第７図における「像信号入力」サブルーチンを
示す説明図。 第９図は第７図における「レンズ駆動」サブルーチンを
示す説明図。 第１０図は第７図における「コントラスト判定」サブル
ーチンを示す説明図。 第１１図は第７図における「レンズ駆動方向判定」サブ
ルーチンを示す説明図。 第１２図は第１図における「補正係数演算」サブルーチ
ンを示す説明図である。 ＰＨ１・・・マイクロコンピュータ ＬＣＭ・・・バッファ回路 ＳＮＳ　　・・・センサー装置 （θ６υ （ｄｏｌ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）焦点検出回路出力に基づいてレンズを駆動する焦
   点調節装置において、過去複数回の焦点調節動作におけ
   る焦点調節データに基づき所定時間後における被写体の
   位置に応じたレンズ駆動量又は被写体の像面位置を所定
   の関数に基づいて演算する演算回路を設け、所定時間後
   の被写体位置に対して合焦させるべくレンズ駆動を行う
   とともに、前記関数に対して補正を行い補正関数により
   上記演算を行わせる補正回路と、前記焦点調節動作にお
   ける上記焦点調節データに応じて前記補正回路の作動非
   作動を決定する決定回路を設けたことを特徴とする焦点
   調節装置。
2. （２）前記決定回路は前記焦点調節データの精度を判定
   し、精度が低い時に補正回路を作動させ、精度が高い時
   には補正回路を不作動とする特許請求の範囲第１項記載
   の焦点調節装置。
3. （３）前記関数は数次の関数であり、前記補正回路は該
   関数の高次項の係数を低減させる特許請求の範囲第２項
   記載の焦点調節装置。
4. （４）焦点検出回路出力に基づいてレンズを駆動する焦
   点調節装置において、過去複数回の焦点調節動作におけ
   る焦点調節データに基づき所定時間後における被写体の
   位置に応じたレンズ駆動量又は被写体の像面位置を所定
   の関数に基づいて演算する演算回路を設け、所定時間後
   の被写体位置に対して合焦させるべくレンズ駆動を行う
   とともに、前記所定の関数とは異なる第２の関数にて前
   記演算を行わせる演算制御回路と、前記焦点調節動作に
   おける上記焦点調節データに応じて該演算制御回路の作
   動非作動を決定する決定回路を設けたことを特徴とする
   焦点調節装置。