JPH04218008A - 自動焦点調節装置 - Google Patents
自動焦点調節装置Info
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- JPH04218008A JPH04218008A JP3077472A JP7747291A JPH04218008A JP H04218008 A JPH04218008 A JP H04218008A JP 3077472 A JP3077472 A JP 3077472A JP 7747291 A JP7747291 A JP 7747291A JP H04218008 A JPH04218008 A JP H04218008A
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- JP
- Japan
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- amount
- defocus amount
- lens
- time
- movement
- Prior art date
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【発明の技術分野】本発明はカメラ等の光学装置の自動
焦点調節装置に関する。
焦点調節装置に関する。
【0002】
【発明の背景】カメラの自動焦点調節装置として、対物
レンズ(結像光学系)の予定焦点面と実際の被写体の結
像面とのずれ量に対応したデフォーカス量を或る時間間
隔で算出し、このデフォーカス信号に応じて対物レンズ
を駆動して自動焦点調節を行うものは知られている。と
ころが、このように離散的に出力されるデフォーカス信
号に応じて対物レンズを駆動する場合、被写体が対物レ
ンズの駆動中に対物レンズの光軸方向に移動していると
、上記レンズ駆動はこの被写体移動と無関係に行なわれ
るので、適正な焦点調節がなされないといった欠点があ
った。
レンズ(結像光学系)の予定焦点面と実際の被写体の結
像面とのずれ量に対応したデフォーカス量を或る時間間
隔で算出し、このデフォーカス信号に応じて対物レンズ
を駆動して自動焦点調節を行うものは知られている。と
ころが、このように離散的に出力されるデフォーカス信
号に応じて対物レンズを駆動する場合、被写体が対物レ
ンズの駆動中に対物レンズの光軸方向に移動していると
、上記レンズ駆動はこの被写体移動と無関係に行なわれ
るので、適正な焦点調節がなされないといった欠点があ
った。
【0003】
【発明の目的】本発明はこれらの欠点を解決し、被写体
が動いている場合にもその動きを予測して合焦追従する
自動焦点調節装置を得る事を目的とする。
が動いている場合にもその動きを予測して合焦追従する
自動焦点調節装置を得る事を目的とする。
【0004】
【実施例】以下に本発明の内容を具体的実施例にもとず
いて説明する。図1はカメラに本発明を適用した構成を
示すブロック図である。同図において撮影レンズ101
の焦点調節状態を検出する焦点検出手段104は、図2
のごとく焦点検出用光学手段201、光電変換手段20
2、焦点検出演算手段203により構成される。光電変
換手段202は撮影レンズ101と焦点検出用光学手段
201とにより形成された被写体像を受けて、その像に
応じたイメージ出力を発生する。
いて説明する。図1はカメラに本発明を適用した構成を
示すブロック図である。同図において撮影レンズ101
の焦点調節状態を検出する焦点検出手段104は、図2
のごとく焦点検出用光学手段201、光電変換手段20
2、焦点検出演算手段203により構成される。光電変
換手段202は撮影レンズ101と焦点検出用光学手段
201とにより形成された被写体像を受けて、その像に
応じたイメージ出力を発生する。
【0005】この光電変換手段202は電荷蓄積型の光
電変換部を持ち、電荷蓄積時間の決定はデバイスの工夫
により光電変換部自体にそのような機能を持たせる事も
できるし、イメージ出力を焦点検出演算手段203によ
り処理して決めるようにしてもよい。いずれにしても焦
点検出手段104は電荷蓄積の開始と終了のタイミング
を制御手段109に伝達する。
電変換部を持ち、電荷蓄積時間の決定はデバイスの工夫
により光電変換部自体にそのような機能を持たせる事も
できるし、イメージ出力を焦点検出演算手段203によ
り処理して決めるようにしてもよい。いずれにしても焦
点検出手段104は電荷蓄積の開始と終了のタイミング
を制御手段109に伝達する。
【0006】電荷蓄積の終了から次の電荷蓄積の開始ま
での間は電荷転送とデフォーカス量の算出にあてられる
。デフォーカス量は公知の方式により算出されてこれも
制御手段109に伝達される。時間計数手段108は制
御手段109から前記電荷蓄積の開始と終了のタイミン
グあるいはその他のタイミングを受け、各タイミングの
時間間隔を計数し、その結果は制御手段109によりメ
モリ110に記憶される。
での間は電荷転送とデフォーカス量の算出にあてられる
。デフォーカス量は公知の方式により算出されてこれも
制御手段109に伝達される。時間計数手段108は制
御手段109から前記電荷蓄積の開始と終了のタイミン
グあるいはその他のタイミングを受け、各タイミングの
時間間隔を計数し、その結果は制御手段109によりメ
モリ110に記憶される。
【0007】図3は、横軸に時間tをとり、縦軸にレン
ズ101の移動位置χをとったもので、実線301、3
01’がレンズ101の移動軌跡を表わし、太い実線3
02は物体が結像レンズ101の光軸方向へ移動した時
の物体移動軌跡に対応するもので、もしその物体が静止
していれば時間軸に平行となり、上記移動があるとき図
示の如く或る傾きを持つ。
ズ101の移動位置χをとったもので、実線301、3
01’がレンズ101の移動軌跡を表わし、太い実線3
02は物体が結像レンズ101の光軸方向へ移動した時
の物体移動軌跡に対応するもので、もしその物体が静止
していれば時間軸に平行となり、上記移動があるとき図
示の如く或る傾きを持つ。
【0008】レンズ101の移動軌跡301、301’
が物体の移動に基づく像面位置の移動を表す物体移動軌
跡302にほぼ一致していれば、結像レンズ101は合
焦状態となっている。レンズ移動軌跡301が物体移動
軌跡302から大きくずれた点Q0 から最初にほぼ一
致する点Q1 までの結像レンズ101の駆動を収束駆
動と称し、レンズ軌跡301’に示す如く点Q1 から
物体移動軌跡302に追従するように結像レンズを駆動
することを追従駆動と称することにする。
が物体の移動に基づく像面位置の移動を表す物体移動軌
跡302にほぼ一致していれば、結像レンズ101は合
焦状態となっている。レンズ移動軌跡301が物体移動
軌跡302から大きくずれた点Q0 から最初にほぼ一
致する点Q1 までの結像レンズ101の駆動を収束駆
動と称し、レンズ軌跡301’に示す如く点Q1 から
物体移動軌跡302に追従するように結像レンズを駆動
することを追従駆動と称することにする。
【0009】時刻tn−1 、tn 、tn+1 、t
n+2 は、光電変換手段202の電荷蓄積を開始する
時点を示し、時刻t’n−1 、t’n 、t’n+1
は、上記電荷蓄積の終了時点を示し、t’n は収束
駆動から追従駆動に移る時点を示す。Tn−1 、Tn
は電荷蓄積時間を表わし、T nc −1、T nc
は、演算時間であり、この間に光電変換手段202か
らのデータに基づき、焦点検出演算制御手段203がデ
フォーカス量を演算し、このデフォーカス量とメモリ1
10に記憶されている情報とに基づいて後に詳述する推
定デフォーカス量Xn−1 、Xn と、対象物体の移
動に伴い推定デフォーカス量を補正する補正量δn−1
(τ)、δn (τ)とがそれぞれ算出される。
n+2 は、光電変換手段202の電荷蓄積を開始する
時点を示し、時刻t’n−1 、t’n 、t’n+1
は、上記電荷蓄積の終了時点を示し、t’n は収束
駆動から追従駆動に移る時点を示す。Tn−1 、Tn
は電荷蓄積時間を表わし、T nc −1、T nc
は、演算時間であり、この間に光電変換手段202か
らのデータに基づき、焦点検出演算制御手段203がデ
フォーカス量を演算し、このデフォーカス量とメモリ1
10に記憶されている情報とに基づいて後に詳述する推
定デフォーカス量Xn−1 、Xn と、対象物体の移
動に伴い推定デフォーカス量を補正する補正量δn−1
(τ)、δn (τ)とがそれぞれ算出される。
【0010】この推定デフォーカス量は時点tn−1
、tn 、tn+1 、tn+2 においてデフォーカ
ス量計数手段106にセットされる。T’n は時点t
’n から時点t’n までの時間を表わし、Mn−1
、Mn は夫々時間Tn−1 、Tn の間にレンズ
101が移動した量を方向を含めて表わし、例えばMn
は時点tn でのレンズ101の位置と時点t’n
でのレンズ101の位置との距離を方向を含めて表わし
た量である。
、tn 、tn+1 、tn+2 においてデフォーカ
ス量計数手段106にセットされる。T’n は時点t
’n から時点t’n までの時間を表わし、Mn−1
、Mn は夫々時間Tn−1 、Tn の間にレンズ
101が移動した量を方向を含めて表わし、例えばMn
は時点tn でのレンズ101の位置と時点t’n
でのレンズ101の位置との距離を方向を含めて表わし
た量である。
【0011】従ってレンズ101が或方向に移動した時
と逆方向に移動した時ではMn−1 やMn の符号は
逆になる。M nc −1、M nc は夫々T nc
−1、T nc の間にレンズ101が移動した量を
方向を含めて表わしている。 本実施例では所定のタイミングにおける像面位置を求め
、これをもとにして物体の移動に伴う像面の移動分を補
正してレンズ101の駆動を行うようにしている。対象
物体(被写体)の移動に関する量を算出する方法につい
ては後述するが、物体の移動に伴う像面の移動の補正量
は時間τの関数としてδ(τ)で表される。
と逆方向に移動した時ではMn−1 やMn の符号は
逆になる。M nc −1、M nc は夫々T nc
−1、T nc の間にレンズ101が移動した量を
方向を含めて表わしている。 本実施例では所定のタイミングにおける像面位置を求め
、これをもとにして物体の移動に伴う像面の移動分を補
正してレンズ101の駆動を行うようにしている。対象
物体(被写体)の移動に関する量を算出する方法につい
ては後述するが、物体の移動に伴う像面の移動の補正量
は時間τの関数としてδ(τ)で表される。
【0012】また、前記推定デフォーカス量は前述の如
く演算終了の時点に確定するが、この時には既に光電変
換された時点から時間が経過しているので、光電変換さ
れた時点(例えば所定のタイミングとしては後述のごと
く電荷蓄積時間の中央)での像面位置に対して上記経過
した時間における物体移動に伴う像面位置の移動分が補
正された量となっている(算出方法は後述する)。
く演算終了の時点に確定するが、この時には既に光電変
換された時点から時間が経過しているので、光電変換さ
れた時点(例えば所定のタイミングとしては後述のごと
く電荷蓄積時間の中央)での像面位置に対して上記経過
した時間における物体移動に伴う像面位置の移動分が補
正された量となっている(算出方法は後述する)。
【0013】このように、推定デフォーカス量自体が予
測された量になっているが、さらにこの推定デフォーカ
ス量は前記δ(τ)を加味することにより演算終了から
τだけ経過した後の像面位置を予測することができる。 第3図において、推定デフォーカス量Xn−1 がデフ
ォーカス量計数手段106にセットされた時点tn−1
において、その時点のレンズ101の位置Q0 から
推定デフォーカス量Xn−1 だけ離れた点をQ2とす
る。この点Q2 は演算終了のタイミングtn−1 に
おける予測された像面位置になっている。この点Q2
から物体移動軌跡302にほぼ平行に補正直線310(
破線で示してある。)を描くと、点Q2 からの水平線
と、この補正直線310との各時点tn−1 +τでの
距離が上記補正量δn−1 (τ)を表わしている。
測された量になっているが、さらにこの推定デフォーカ
ス量は前記δ(τ)を加味することにより演算終了から
τだけ経過した後の像面位置を予測することができる。 第3図において、推定デフォーカス量Xn−1 がデフ
ォーカス量計数手段106にセットされた時点tn−1
において、その時点のレンズ101の位置Q0 から
推定デフォーカス量Xn−1 だけ離れた点をQ2とす
る。この点Q2 は演算終了のタイミングtn−1 に
おける予測された像面位置になっている。この点Q2
から物体移動軌跡302にほぼ平行に補正直線310(
破線で示してある。)を描くと、点Q2 からの水平線
と、この補正直線310との各時点tn−1 +τでの
距離が上記補正量δn−1 (τ)を表わしている。
【0014】補正量δn (τ)についても全く同様で
あって、時点tn におけるレンズ位置Q2 と、この
時の推定デフォーカス量Xn とから時点tn のタイ
ミングにおける予測された像面位置として点Q4 が決
定され、この点Q4 から物体移動軌跡302にほぼ平
行に補正直線311が描かれる。再び図1において、制
御手段109は時間経過とともに、時刻点tn−1 +
τにおける補正量がδn−1 (τ)となるようにδn
−1 (τ)に応じた周波数の被写体移動補正パルスを
デフォーカス量計数手段106に送り、被写体の動きを
追尾するべく推定デフォーカス量の値を補正する。
あって、時点tn におけるレンズ位置Q2 と、この
時の推定デフォーカス量Xn とから時点tn のタイ
ミングにおける予測された像面位置として点Q4 が決
定され、この点Q4 から物体移動軌跡302にほぼ平
行に補正直線311が描かれる。再び図1において、制
御手段109は時間経過とともに、時刻点tn−1 +
τにおける補正量がδn−1 (τ)となるようにδn
−1 (τ)に応じた周波数の被写体移動補正パルスを
デフォーカス量計数手段106に送り、被写体の動きを
追尾するべく推定デフォーカス量の値を補正する。
【0015】このようにしてデフォーカス量計数手段1
06には被写体の動きも考慮した各瞬間における推定デ
フォーカス量が保持されており、駆動信号発生手段は1
05はデフォーカス量計数手段106の内容に応動し、
その内容が正の値、負の値、又は零であるかに応じて夫
々レンズ101の駆動用モータを正転、逆転、停止させ
る信号を発生する。
06には被写体の動きも考慮した各瞬間における推定デ
フォーカス量が保持されており、駆動信号発生手段は1
05はデフォーカス量計数手段106の内容に応動し、
その内容が正の値、負の値、又は零であるかに応じて夫
々レンズ101の駆動用モータを正転、逆転、停止させ
る信号を発生する。
【0016】上記駆動用モータを含む駆動手段102は
、この信号を受けてレンズ101を駆動する。移動量信
号発生手段103はレンズ101の移動に伴いパルスを
発生する。その方法としては、特開昭58−88710
記載のごとく独立した手段を設けても良いし、上記駆動
モータがパルスモータである場合には駆動パルスで代用
することも可能である。
、この信号を受けてレンズ101を駆動する。移動量信
号発生手段103はレンズ101の移動に伴いパルスを
発生する。その方法としては、特開昭58−88710
記載のごとく独立した手段を設けても良いし、上記駆動
モータがパルスモータである場合には駆動パルスで代用
することも可能である。
【0017】このレンズ移動量に関する信号パルスは移
動量計数手段107により計数されるが、計数値は電荷
蓄積の開始tn−1 及び終了tn−1 ’のタイミ
ングに合わせて読みとられた後に零にリセットされる。 このようにして移動量計数手段107により各時間間隔
におけるレンズ移動量Mn−1 、M nc −1が検
出されてメモリ110に記憶される。
動量計数手段107により計数されるが、計数値は電荷
蓄積の開始tn−1 及び終了tn−1 ’のタイミ
ングに合わせて読みとられた後に零にリセットされる。 このようにして移動量計数手段107により各時間間隔
におけるレンズ移動量Mn−1 、M nc −1が検
出されてメモリ110に記憶される。
【0018】駆動信号発生手段105によるレンズの駆
動はデフォーカス量計数手段106の内容に基づいてデ
フォーカス量計数手段106の内容を零にする方向に行
われるのであるから、デフォーカス量計数手段106に
入力される移動量信号発生手段103からのレンズの移
動量に関する信号パルスにより、デフォーカス量計数手
段106内の推定デフォーカス量は零に近づく方向にア
ップカウントまたはダウンカウントされる。
動はデフォーカス量計数手段106の内容に基づいてデ
フォーカス量計数手段106の内容を零にする方向に行
われるのであるから、デフォーカス量計数手段106に
入力される移動量信号発生手段103からのレンズの移
動量に関する信号パルスにより、デフォーカス量計数手
段106内の推定デフォーカス量は零に近づく方向にア
ップカウントまたはダウンカウントされる。
【0019】このようにしてデフォーカス量計数手段1
06の保持する推定デフォーカス量がレンズの移動に伴
って漸次減少し零に近づき、系は合焦状態に近ずいてゆ
く。図3の場合tn−1 →tn の間は、このような
収束駆動が続いている。ただし、電荷蓄積時間Tn−1
に相当する期間はレンズが一様速度で動いている事が
好ましいが、転送・演算時間Tn−1 C の期間は必
ずしも一定速度で動いている必要はない。例えば電荷転
送時間中は停止するなどしていてもかまわない。
06の保持する推定デフォーカス量がレンズの移動に伴
って漸次減少し零に近づき、系は合焦状態に近ずいてゆ
く。図3の場合tn−1 →tn の間は、このような
収束駆動が続いている。ただし、電荷蓄積時間Tn−1
に相当する期間はレンズが一様速度で動いている事が
好ましいが、転送・演算時間Tn−1 C の期間は必
ずしも一定速度で動いている必要はない。例えば電荷転
送時間中は停止するなどしていてもかまわない。
【0020】次に、時刻tn から始まる次のサイクル
をついて説明する。時刻tn の時点では期間Tn−1
で受光されたデータにもとずくデフォーカス量が期間
Tn−1 C で焦点検出手段104により、すでに算
出されている。 このデフォーカス量とメモリ110に記憶された内容と
を用いて、新しい推定デフォーカス量Xn と補正量δ
n (τ)とが算出される。
をついて説明する。時刻tn の時点では期間Tn−1
で受光されたデータにもとずくデフォーカス量が期間
Tn−1 C で焦点検出手段104により、すでに算
出されている。 このデフォーカス量とメモリ110に記憶された内容と
を用いて、新しい推定デフォーカス量Xn と補正量δ
n (τ)とが算出される。
【0021】この算出される時刻tn の時点でこの新
しい推定デフォーカス量Xn がデフォーカス量計数手
段106にセットされると同時に光電変換手段202の
電荷蓄積が再開始される。時間の経過とともにδn(τ
)に基づき推定デフォーカス量の補正がなされるのは前
に述べた通りである。レンズ駆動は時刻t’’n まで
は前回と同様な収束駆動が行なわれる。時刻t’’n
では合焦状態となり、デフォーカス量計数手段106内
の推定デフォーカス量が丁度零に等しくなる。この結果
、駆動信号発生手段106は駆動を停止する信号を駆動
手段102に伝達し、レンズ101は停止する。この停
止状態では移動量信号も発生しないので、デフォーカス
量計数手段106の保持する推定デフォーカス量もわず
かの間零に止まる。
しい推定デフォーカス量Xn がデフォーカス量計数手
段106にセットされると同時に光電変換手段202の
電荷蓄積が再開始される。時間の経過とともにδn(τ
)に基づき推定デフォーカス量の補正がなされるのは前
に述べた通りである。レンズ駆動は時刻t’’n まで
は前回と同様な収束駆動が行なわれる。時刻t’’n
では合焦状態となり、デフォーカス量計数手段106内
の推定デフォーカス量が丁度零に等しくなる。この結果
、駆動信号発生手段106は駆動を停止する信号を駆動
手段102に伝達し、レンズ101は停止する。この停
止状態では移動量信号も発生しないので、デフォーカス
量計数手段106の保持する推定デフォーカス量もわず
かの間零に止まる。
【0022】しかし、制御手段109は、被写体が動い
ている時には補正量δn (τ)に応じた周波数で被写
体移動補正パルスを発生している。このパルスはδn
(τ)の正負に応じてデフォーカス量計数手段106で
アップカウント又はダウンカウントされる。従ってデフ
ォーカス量計数手段106の内容である推定デフォーカ
ス量は零でなくなる。これによって駆動信号発生手段1
05からレンズ駆動信号が発生してレンズが動き、レン
ズ移動量信号が発生してデフォーカス量計数手段106
の推定デフォーカス量が再び零となる。
ている時には補正量δn (τ)に応じた周波数で被写
体移動補正パルスを発生している。このパルスはδn
(τ)の正負に応じてデフォーカス量計数手段106で
アップカウント又はダウンカウントされる。従ってデフ
ォーカス量計数手段106の内容である推定デフォーカ
ス量は零でなくなる。これによって駆動信号発生手段1
05からレンズ駆動信号が発生してレンズが動き、レン
ズ移動量信号が発生してデフォーカス量計数手段106
の推定デフォーカス量が再び零となる。
【0023】しばらくすると、被写体の移動に伴い合焦
状態がくずれようとすると、被写体移動補正パルスが再
び発生して、同様の事が少くとも電荷蓄積終了時点t’
n まで続けられる。勿論時刻tn+1 まで続けられ
るのがよい。この間は、図3のごとく被写体の動きによ
る補正量δn (τ)にそってレンズが駆動されるので
、追従駆動の期間となる。
状態がくずれようとすると、被写体移動補正パルスが再
び発生して、同様の事が少くとも電荷蓄積終了時点t’
n まで続けられる。勿論時刻tn+1 まで続けられ
るのがよい。この間は、図3のごとく被写体の動きによ
る補正量δn (τ)にそってレンズが駆動されるので
、追従駆動の期間となる。
【0024】この追従駆動の間もレンズは補正量δn
(τ)を表わす破線で示した直線311にそって動かす
事になるので、微少駆動と停止が多数回含まれる事もあ
るが、平均してみればほぼ一様な速さで動いている事に
なり、予測演算に基づいて被写体が移動した場合でもレ
ンズは適正な焦点調節が成される。次に図4を用いて、
推定デフォーカス量X(o )と補正量δn(τ)の算
出方法について詳述する。図4は図3の一部を拡大した
ものである。Tn−1 の期間のように蓄積時間中にレ
ンズ駆動速度が一定の場合はもう少し単純となるが、図
4では最も複雑な場合、すなわち蓄積時間中にレンズ駆
動速度の変化があり、且つ実際には不可避の誤差が含ま
れる場合を解析しようとするものである。
(τ)を表わす破線で示した直線311にそって動かす
事になるので、微少駆動と停止が多数回含まれる事もあ
るが、平均してみればほぼ一様な速さで動いている事に
なり、予測演算に基づいて被写体が移動した場合でもレ
ンズは適正な焦点調節が成される。次に図4を用いて、
推定デフォーカス量X(o )と補正量δn(τ)の算
出方法について詳述する。図4は図3の一部を拡大した
ものである。Tn−1 の期間のように蓄積時間中にレ
ンズ駆動速度が一定の場合はもう少し単純となるが、図
4では最も複雑な場合、すなわち蓄積時間中にレンズ駆
動速度の変化があり、且つ実際には不可避の誤差が含ま
れる場合を解析しようとするものである。
【0025】時刻tn までのデータから時刻tn に
おける推定デフォーカス量Xn 及び被写体の動きを反
映して時間的に変わる補正量δn (τ)は図示のごと
くなる。 ここで推定デフォーカス量Xn が完全に正しければX
n の先端は太い実線302の上に来るべきものである
が、一般には誤差Δが含まれ、図のようになる。この誤
差Δは、一般に結像レンズ101が合焦位置から大きく
離れている時には比較的大きいが、合焦位置に近づくに
つれて小さくなる。図4の状態ではレンズ101は合焦
位置にかなり近づいているので、上記誤差Δは、レンズ
移動軌跡301の点Q1 においてレンズ101が実質
的に合焦状態にあるとみなせる程、非常に小さい値とな
っている。
おける推定デフォーカス量Xn 及び被写体の動きを反
映して時間的に変わる補正量δn (τ)は図示のごと
くなる。 ここで推定デフォーカス量Xn が完全に正しければX
n の先端は太い実線302の上に来るべきものである
が、一般には誤差Δが含まれ、図のようになる。この誤
差Δは、一般に結像レンズ101が合焦位置から大きく
離れている時には比較的大きいが、合焦位置に近づくに
つれて小さくなる。図4の状態ではレンズ101は合焦
位置にかなり近づいているので、上記誤差Δは、レンズ
移動軌跡301の点Q1 においてレンズ101が実質
的に合焦状態にあるとみなせる程、非常に小さい値とな
っている。
【0026】レンズ101の動く軌跡は実線301のご
とく推定デフォーカス量Xn と補正量δn (τ)か
ら決る推定軌跡の破線310に向って進み(収束駆動)
点Q1 で一致した後は推定軌跡にそって進む(追従駆
動)。 さらに図4においてmn 、m’n 、mn+1 は時
点tn 、t’n 、tn+1 でのレンズ101の位
置を示している。 又、Xn の先端Q4 と太い実線302における電荷
蓄積時間の中点(tn +Tn /2、χn )を結ぶ
直線lが蓄積終了時刻t’n の時間軸と交わる点から
m’n までの方向を含む大きさを図示のごとくX’n
とし、この中点の座標χn からmn+1 までの方
向を含む大きさを図示のごとくZn+1 とする。
とく推定デフォーカス量Xn と補正量δn (τ)か
ら決る推定軌跡の破線310に向って進み(収束駆動)
点Q1 で一致した後は推定軌跡にそって進む(追従駆
動)。 さらに図4においてmn 、m’n 、mn+1 は時
点tn 、t’n 、tn+1 でのレンズ101の位
置を示している。 又、Xn の先端Q4 と太い実線302における電荷
蓄積時間の中点(tn +Tn /2、χn )を結ぶ
直線lが蓄積終了時刻t’n の時間軸と交わる点から
m’n までの方向を含む大きさを図示のごとくX’n
とし、この中点の座標χn からmn+1 までの方
向を含む大きさを図示のごとくZn+1 とする。
【0027】電荷蓄積時間における状況がこのようであ
る場合に、この時のイメージ出力から焦点検出手段10
4によって算出されるデフォーカス量をPn+1 とす
れば以下の関係がある。
る場合に、この時のイメージ出力から焦点検出手段10
4によって算出されるデフォーカス量をPn+1 とす
れば以下の関係がある。
【0028】
【数1】
【0029】尚、Pn+1 は焦点検出演算手段203
の出力として、T’n 、Tn は時間計数手段108
の出力として、M nc 、Mn は移動量計数手段1
07の出力として、Xn は前回の演算結果として夫々
得られ、これらはメモリ110に記憶されている。被写
体の動きによる補正量δn+1 (τ)を算出するには
いろいろなやり方が可能である。例えば前回の推定デフ
ォーカス量と今回の推定デフォーカス量のさし示す位置
を結んでこれを求めてもよい。
の出力として、T’n 、Tn は時間計数手段108
の出力として、M nc 、Mn は移動量計数手段1
07の出力として、Xn は前回の演算結果として夫々
得られ、これらはメモリ110に記憶されている。被写
体の動きによる補正量δn+1 (τ)を算出するには
いろいろなやり方が可能である。例えば前回の推定デフ
ォーカス量と今回の推定デフォーカス量のさし示す位置
を結んでこれを求めてもよい。
【0030】しかし、この場合は各回の前記誤差Δが清
算されるという欠点がある。図5は図3と同じもので説
明に必要な部分のみを表わしたものである。前記補正量
δn+1 (τ)を求めるには、過去複数回の電荷蓄積
時間Tn−1 、Tn の中央における太い実線上の座
標χn 、χn−1 、χn−2 …を用いるのが良い
。 図5のごとくdTn 、ΔTn を定めるとそれぞれ
dTn =T nc −1+1/2(Tn−1 +T
n ) ,ΔTn =T nc +1/2Tn 従って
、傾きkn+1 (像面移動速度)は、kn+1 =(
χn −χn−1 )/dTn より
算されるという欠点がある。図5は図3と同じもので説
明に必要な部分のみを表わしたものである。前記補正量
δn+1 (τ)を求めるには、過去複数回の電荷蓄積
時間Tn−1 、Tn の中央における太い実線上の座
標χn 、χn−1 、χn−2 …を用いるのが良い
。 図5のごとくdTn 、ΔTn を定めるとそれぞれ
dTn =T nc −1+1/2(Tn−1 +T
n ) ,ΔTn =T nc +1/2Tn 従って
、傾きkn+1 (像面移動速度)は、kn+1 =(
χn −χn−1 )/dTn より
【0031】
【数2】
【0032】これを用いて推定デフォーカス量Xn+1
、補正量δn+1 (τ)は
、補正量δn+1 (τ)は
【0033】
【数3】
【0034】となる。被写体が静止している場合あるい
は判定不可能な場合には一応被写体が静止しているもの
として時刻tn+1 における推定デフォーカス量Xn
+1 、補正量δn+1 (τ)は次のように決定され
る。
は判定不可能な場合には一応被写体が静止しているもの
として時刻tn+1 における推定デフォーカス量Xn
+1 、補正量δn+1 (τ)は次のように決定され
る。
【0035】
【数4】
【0036】傾きkはさらに過去数回の傾きkn 、k
n−1 、kn+2 …を荷重平均して求めても良いし
、過去3回以上の像面位置の座標χn 、χn−1 、
χn−2 …から最も適合する適当な次数の曲線、例え
ば2次曲線を求め、次回の傾きkn+1を内挿してもよ
い。又、こうして求められたkn+1 に1>α>0な
る定数を用いてαkn+1 の傾きで追従させるように
してもよい。
n−1 、kn+2 …を荷重平均して求めても良いし
、過去3回以上の像面位置の座標χn 、χn−1 、
χn−2 …から最も適合する適当な次数の曲線、例え
ば2次曲線を求め、次回の傾きkn+1を内挿してもよ
い。又、こうして求められたkn+1 に1>α>0な
る定数を用いてαkn+1 の傾きで追従させるように
してもよい。
【0037】制御手段109は、レンズが図4の破線3
11にそって追従駆動されるようにデフォーカス量計数
手段106に対して上記傾きkn+1 から決る時間間
隔でパルスを送出する。具体的には像面移動速度|kn
+1|が大きい程、その時時間間隔が小さいパルスを送
出するが、しかしレンズの移動が図4の破線311の後
追いとならないように、幾分先行してパルスを送出する
のが良い。
11にそって追従駆動されるようにデフォーカス量計数
手段106に対して上記傾きkn+1 から決る時間間
隔でパルスを送出する。具体的には像面移動速度|kn
+1|が大きい程、その時時間間隔が小さいパルスを送
出するが、しかしレンズの移動が図4の破線311の後
追いとならないように、幾分先行してパルスを送出する
のが良い。
【0038】又、上記説明では簡単な為焦点検出される
レンズ101として全群固定して動かす場合を念頭にお
いたが、一群のみを動かしてフォーカスする場合でも、
全群として等価な単レンズを考え、その単レンズの動き
がレンズ101の動きに相当しているとして扱われるこ
とになる。さらに図1のブロック105、106、10
7、108、109、110及び図2のブロック203
はその全部あるいは一部をマイクロコンピュータにより
構成することができる。
レンズ101として全群固定して動かす場合を念頭にお
いたが、一群のみを動かしてフォーカスする場合でも、
全群として等価な単レンズを考え、その単レンズの動き
がレンズ101の動きに相当しているとして扱われるこ
とになる。さらに図1のブロック105、106、10
7、108、109、110及び図2のブロック203
はその全部あるいは一部をマイクロコンピュータにより
構成することができる。
【0039】次に全体の時間的な流れをフローチャート
を用いて説明する。図6でステップ1動作開始(STA
RT)の後、ステップ2で後述の2種類の割込みを不可
とし、パラメータVintを零にセットする。ステップ
3で推定デフォーカス量Xo に対応するXp と補正
量δ0 (τ)を決めるパルス間隔Tp を決める。
を用いて説明する。図6でステップ1動作開始(STA
RT)の後、ステップ2で後述の2種類の割込みを不可
とし、パラメータVintを零にセットする。ステップ
3で推定デフォーカス量Xo に対応するXp と補正
量δ0 (τ)を決めるパルス間隔Tp を決める。
【0040】初めはレンズを動かさずに焦点検出するの
でXp =0、Tp =0とする。ただしTp の値は
それが零以外の値のときは被写体移動補正パルスを制御
手段109がデフォーカス量計数手段106に送るパル
ス間隔を示しているが、Tp =0はパルス発生なしを
意味するものとする。又、デフォーカス量計数手段10
6はTp >0及びTp <0に対応して受けたパルス
で計数内容をそれぞれアップカウント及びダウンカウン
トするものとする。ステップ4で移動量計数手段107
の内容を零にして計数開始にそなえる。ステップ5でデ
フォーカス量計数手段106のカウンターにXp の値
をセットする。 Xp ≠0の時はXp の極性即ち符号に応じて駆動信
号発生手段105は駆動手段102を介してレンズ10
1を前進又は後退させる。
でXp =0、Tp =0とする。ただしTp の値は
それが零以外の値のときは被写体移動補正パルスを制御
手段109がデフォーカス量計数手段106に送るパル
ス間隔を示しているが、Tp =0はパルス発生なしを
意味するものとする。又、デフォーカス量計数手段10
6はTp >0及びTp <0に対応して受けたパルス
で計数内容をそれぞれアップカウント及びダウンカウン
トするものとする。ステップ4で移動量計数手段107
の内容を零にして計数開始にそなえる。ステップ5でデ
フォーカス量計数手段106のカウンターにXp の値
をセットする。 Xp ≠0の時はXp の極性即ち符号に応じて駆動信
号発生手段105は駆動手段102を介してレンズ10
1を前進又は後退させる。
【0041】今の場合Xp =0なのでレンズ101は
静止している。ステップ6で被写体移動補正パルス発生
のため制御手段109のカウンターにTp の値が設定
される。このカウンターは所定の速さでダウンカウント
され、カウンターの内容が零となった時に制御手段10
9からデフォーカス量計数手段106に1パルスが送ら
れる。
静止している。ステップ6で被写体移動補正パルス発生
のため制御手段109のカウンターにTp の値が設定
される。このカウンターは所定の速さでダウンカウント
され、カウンターの内容が零となった時に制御手段10
9からデフォーカス量計数手段106に1パルスが送ら
れる。
【0042】カウンターの内容は再びTp の値が設定
される。このようにして時間間隔Tp ごとにパルスが
発生する。さらにTp の極性に応じてアップカウント
か、ダウンカウントかの指示もデフォーカス量計数手段
106に伝えられる。この様にしてカウンターには、く
り返しTpの値が設定されるが、レンズの動きがδn
(τ)の直線の後追いにならないように第1回目のパル
スはTp より短かい適当な時間で発生させてもよい。
される。このようにして時間間隔Tp ごとにパルスが
発生する。さらにTp の極性に応じてアップカウント
か、ダウンカウントかの指示もデフォーカス量計数手段
106に伝えられる。この様にしてカウンターには、く
り返しTpの値が設定されるが、レンズの動きがδn
(τ)の直線の後追いにならないように第1回目のパル
スはTp より短かい適当な時間で発生させてもよい。
【0043】例えば、カウンターにセットする第1回目
の値だけ0.5Tpとする。ここでTp の値は式5の
kn に対してTp =q/kn で与えられ、qはカ
ウンターのディスカウントの速さや移動量信号発生手段
103がレンズ101のどれだけの移動に対して1パル
スを発生するか等により決定される定数である。次に、
ステップ7で時間計数手段108のカウンターを零にし
てカウントを開始すると同時にステップ8て電荷蓄積を
開始する。続いてステップ9、10て速度変更割込みと
電荷蓄積終了の割込みとを可とする。系が図3のTn
の回には時刻t’n で速度変更割込みが発生する。そ
の為に速度変更割込みは、例えば、デフォーカス量計数
手段106の内容が非零から零に変化した時に発生され
る。これにより図7の速度変更割込発生のルーチンに飛
ぶ。次いでステップ12で以後の速度変更割込みを禁止
し、ステップ13て時間計数手段108のカウンターの
内容をT’n に記憶する。
の値だけ0.5Tpとする。ここでTp の値は式5の
kn に対してTp =q/kn で与えられ、qはカ
ウンターのディスカウントの速さや移動量信号発生手段
103がレンズ101のどれだけの移動に対して1パル
スを発生するか等により決定される定数である。次に、
ステップ7で時間計数手段108のカウンターを零にし
てカウントを開始すると同時にステップ8て電荷蓄積を
開始する。続いてステップ9、10て速度変更割込みと
電荷蓄積終了の割込みとを可とする。系が図3のTn
の回には時刻t’n で速度変更割込みが発生する。そ
の為に速度変更割込みは、例えば、デフォーカス量計数
手段106の内容が非零から零に変化した時に発生され
る。これにより図7の速度変更割込発生のルーチンに飛
ぶ。次いでステップ12で以後の速度変更割込みを禁止
し、ステップ13て時間計数手段108のカウンターの
内容をT’n に記憶する。
【0044】次いで速度変更割込みか発生した事を示す
パラメータVintを1にセットしてRETURNされ
る。 その後電荷蓄積終了の割込みが発生して図8へ移る。ま
ず、ステップ17で速度変更割込みを禁止し、ステップ
18で時間計数手段108のカウンターの内容をTn
に記憶する。この値が電荷蓄積時間にあたる。その後、
このカウンターは零にセットされる。
パラメータVintを1にセットしてRETURNされ
る。 その後電荷蓄積終了の割込みが発生して図8へ移る。ま
ず、ステップ17で速度変更割込みを禁止し、ステップ
18で時間計数手段108のカウンターの内容をTn
に記憶する。この値が電荷蓄積時間にあたる。その後、
このカウンターは零にセットされる。
【0045】速度変更割込みがあった時には図3のT’
n に相当する量即ち速度変更割込み発生から電荷蓄積
終了までの時間を算出する必要があり、このことがステ
ップ19、20、22で行なわれる。ステップ21は移
動量計数手段107の内容を読み込み、この間のレンズ
101の移動量としてMn を記憶する。そして再びカ
ウンター内容を零とする。
n に相当する量即ち速度変更割込み発生から電荷蓄積
終了までの時間を算出する必要があり、このことがステ
ップ19、20、22で行なわれる。ステップ21は移
動量計数手段107の内容を読み込み、この間のレンズ
101の移動量としてMn を記憶する。そして再びカ
ウンター内容を零とする。
【0046】ステップ23で図2の光電変換手段202
から焦点検出演算手段203へデータ転送し、焦点検出
演算制御手段203でデフォーカスPn+1を求める演
算を行なう。ステップ23の終了と同時にステップ24
でレンズ駆動を停止し、ステップ25、26でデータ転
送と演算とにかかった時間Tnc 及びレンズ移動量M
nc を演算する。
から焦点検出演算手段203へデータ転送し、焦点検出
演算制御手段203でデフォーカスPn+1を求める演
算を行なう。ステップ23の終了と同時にステップ24
でレンズ駆動を停止し、ステップ25、26でデータ転
送と演算とにかかった時間Tnc 及びレンズ移動量M
nc を演算する。
【0047】ステップ27は、これらXn 、Tn 、
T’n 、T nc 、Mn 、M nc 、Pn+1
を用いて式4、5、6、7を用いて推定デフォーカス
量Xn+1 と補正の傾きkn+1 を算出する。ステ
ップ28ではこれらの値を実際の駆動パルス数Xp 及
びパルス間隔Tp に換算し、ステップ30でAにもど
って次の電荷蓄積の周期を開始する。以降はこのくり返
しとなる。
T’n 、T nc 、Mn 、M nc 、Pn+1
を用いて式4、5、6、7を用いて推定デフォーカス
量Xn+1 と補正の傾きkn+1 を算出する。ステ
ップ28ではこれらの値を実際の駆動パルス数Xp 及
びパルス間隔Tp に換算し、ステップ30でAにもど
って次の電荷蓄積の周期を開始する。以降はこのくり返
しとなる。
【0048】
【発明の効果】以上本発明によれば、最終のデフォーカ
ス量を含む過去の複数回のデフォーカス量に基づいてデ
フォーカス量算出サイクルより短い間隔でその補間量を
準連続的に出力する補間手段を有するので、デフォーカ
ス量が間欠的に出力される間の期間においても補間され
た補間量に基づいて準連続的に撮影レンズを駆動でき、
その結果、結像光学系の駆動中に対象物体が移動しても
迅速な自動焦点調節が可能である。
ス量を含む過去の複数回のデフォーカス量に基づいてデ
フォーカス量算出サイクルより短い間隔でその補間量を
準連続的に出力する補間手段を有するので、デフォーカ
ス量が間欠的に出力される間の期間においても補間され
た補間量に基づいて準連続的に撮影レンズを駆動でき、
その結果、結像光学系の駆動中に対象物体が移動しても
迅速な自動焦点調節が可能である。
【図1】図1は、本発明の一実施例を示すブロック図、
【図2】図2は図1の焦点検出手段の構成例を示すブロ
ック図、
ック図、
【図3】図3は結像レンズの移動と対象物体の移動との
関係を示すグラフ、
関係を示すグラフ、
【図4】図4は図3の一部を拡大したグラフ、
【図5】
図5は補正量δ(τ)を求めるためのグラフ、
図5は補正量δ(τ)を求めるためのグラフ、
【図6】
図6本実施例の動作を説明するためのフローチャート、
図6本実施例の動作を説明するためのフローチャート、
【図7】図7本実施例の動作を説明するためのフローチ
ャート、
ャート、
【図8】図8は本実施例の動作を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
101…撮影レンズ
102…駆動手段
103…移動量信号発生手段
104…焦点検出手段
106…デフォーカス量計数手段
Claims (1)
- 1.対象物体の光像を形成する結像光学系と、予定結像
面と上記光像の結像面とのずれ量に相当するデフォーカ
ス量を間欠的に検出するデフォーカス量検出手段と、最
終の前記デフォーカス量を含む過去の複数回の前記デフ
ォーカス量に基づいてデフォーカス量算出サイクルより
短い間隔でその補間量を準連続的に出力する補間手段と
、前記補間された前記補間量に基づいてデフォーカス量
が間欠的に出力される間の期間においても準連続的に撮
影レンズを駆動する駆動手段を具備することを特徴とす
る自動焦点調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077472A JPH0766104B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077472A JPH0766104B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 自動焦点調節装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210984A Division JPH0736055B2 (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218008A true JPH04218008A (ja) | 1992-08-07 |
| JPH0766104B2 JPH0766104B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=13634931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3077472A Expired - Lifetime JPH0766104B2 (ja) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766104B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6064825A (en) * | 1993-04-22 | 2000-05-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for image blur prevention apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS584108A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-11 | Kyocera Corp | 自動焦点調節装置 |
-
1991
- 1991-04-10 JP JP3077472A patent/JPH0766104B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS584108A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-11 | Kyocera Corp | 自動焦点調節装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6064825A (en) * | 1993-04-22 | 2000-05-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus for image blur prevention apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766104B2 (ja) | 1995-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |