JPH05196861A - 予測合焦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズの速度制御を行って予測合焦を行う装
置において、レンズの駆動，停止に関係なく繰り返し測
距を行い、被写体の動きの有無に合わせて最適の駆動を
可能にするとともにフォーカシングの応答性を向上させ
る。 【構成】 測距装置１はレンズの駆動，停止に関係なく
繰り返し測距を行っている。演算装置２は測距データを
基に被写体の移動速度を算出し、これより予測移動速度
を算出する。レンズの駆動制御速度はこの予測移動速度
にピントのずれ量に相当する分だけ補正した速度に決定
される。前回のレンズ速度切換時より演算結果が出るま
での時間が前回のＡＦサイクル時間と等しくなったとき
にはピントのずれ量を考慮した分を削除して予想移動速
度のみをレンズ駆動制御速度に決定して、レンズの速度
を切り換える。上記制御を継続し、露光開始直前にレン
ズを停止することにより円滑に、かつ応答性の良好な予
測制御ができタイムラグの変動に影響されることないレ
リーズができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被写体の予想移動速度と
そのピント面までのずれ量を求め、これらデータを用い
てフォーカシングレンズの駆動速度を決定し、前記フォ
ーカシングレンズを速度制御することによって合焦を行
う予測合焦装置において、演算の簡易化，フォーカシン
グの応答性，過制御等の改善を考慮したカメラの予測合
焦装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の予測合焦方式のＡＦカメラでは繰
り返し測距を行い、その結果よりある時間後の被写体像
位置を予想し、その位置までの駆動量を算出し、それに
したがってレンズを駆動制御していた。しかし、この方
式はある時間の一点を予測するものであり、融通性に欠
けるという問題があった。例えば、測距のサイクル時間
が異なってきたり、電源電圧の変動等によりレリーズタ
イムラグ等が変化した場合にはその影響を受けやすい。
また、応答性に関しては、従来の方式はレンズ駆動開始
時にはそのとき得られた最新の測距結果に基づいてピン
トずれ量分だけの駆動が行われていた。被写体が動いて
いる場合には、最初からそれに応じた駆動制御を行うこ
とが円滑で、かつ応答性が良好となるが、それを想定し
た制御を行うとすると被写体が静止している場合には多
少無理が生じることとなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本件出願人は距離セン
サを用いデフォーカス量をマイクロコンピュータで演算
して焦点検出して撮影レンズを駆動する自動焦点調節装
置を提案している（特願昭６３ー３１８８５７）。これ
は被写体からの反射光を距離センサへ蓄積・演算して測
距を行い、レンズを駆動する速度を下記式の速度に制御
するものである。 ＶL ＝ＶH ＋（ＤＦ／ｔ） ＶL ： レンズ駆動速度 ＶH ： 被写体の像面移動速度または予測像面移動速度 ｔ： 予測蓄積・演算時間 ＤＦ： 今回の演算終了時点でのデフォーカス量 この制御方式によれば測距時間が長いときは静止してい
る被写体に対してはレンズの駆動が必要以上に遅くなる
という欠点があった。

【０００４】また、蓄積・演算時間の大きさで条件分け
をして、レンズ駆動速度の決定を行っているので演算が
煩雑になり、応答性が良好とは言えなかった。さらに決
定した速度でレンズを駆動する時間を蓄積時間の２倍の
時間を用いて算出する場合があり、過制御を行う場合が
あった。本発明の目的は上記諸欠点を解決するもので、
カメラの電気系が作動している場合はレンズの駆動，停
止に関係なく繰り返し測距を行い、それに合わせてレン
ズの駆動制御速度の算出を行うことにより、被写体の動
きの有無に合わせて最適の駆動を可能にするとともにフ
ォーカシングの応答性を向上させた予測合焦装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による予測合焦装置は被写体の予想移動速度と
そのピント面までのずれ量を求め、これらデータを用い
てフォーカシングレンズの駆動速度を決定し、前記フォ
ーカシングレンズを速度制御することによって合焦を行
う予測合焦装置において、繰り返し測距して得た少なく
とも２つの速度より演算した速度を被写体の予測移動速
度とするか、測距して得た速度が１つの場合はその速度
を予想移動速度とし、前記予想移動速度に対し、ピント
のずれ量に対応する分を補正した速度を前記フォーカシ
ングレンズの駆動制御速度に設定し、前回フォーカシン
グレンズの駆動速度を切り換えたときから今回の測距デ
ータが出るまでの時間が前回のＡＦサイクル時間より長
い場合は前記ピントのずれ量に対応する分を取り去った
駆動制御速度を前記フォーカシングレンズの駆動制御速
度とし、レンズが停止状態でも繰り返し測距と演算を行
い、被写体の速度およびレンズの駆動速度を算出してお
き、被写体が動体のときはレンズ始動時から速度制御を
行うように構成されている。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、測距時間やレリーズのタイ
ムラグの変動に影響を受けることはなく、過制御を防止
でき、演算の簡略化により応答性が向上し、被写体の動
きの有無に合わせて最適の駆動が可能になる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図１は本発明によるカメラの予測合焦装置の
実施例を示すブロック図である。本実施例は撮影レンズ
３，センサ８および測距装置１を含む撮像系，演算装置
２，メモリ４，レンズ駆動装置５，露出装置６ならびに
レリーズボタン７を含んで構成されている。図示しない
被写体の反射光は撮影レンズ３を介してセンサ７に入力
する。測距装置１はこのセンサ７の出力に基づき距離を
測定し、その電気信号を演算装置２に送出する。距離測
定はレンズ停止している状態から連続して繰り返し行わ
れる。

【０００８】演算装置２は測距装置１からの測距結果を
得て演算を行い、ピントのずれ量（デフォーカス量：ピ
ント面から実際の被写体距離の像位置までのずれ）を算
出したり、被写体の移動速度を算出したりする。そし
て、レンズ駆動装置５に対し駆動信号を出力する。ま
た、レンズ駆動装置５からの実際のレンズの駆動状況を
モニタする。さらにこれらの情報をメモリ４に格納す
る。レンズ駆動装置５は演算装置２からの情報にしたが
って撮影レンズ（フォーカシングレンズ）３の駆動制御
を行う。また、実際の駆動量をモニタし、上記演算装置
２にフィードバックする。メモリ４は演算装置２により
加工された測距データや駆動量のデータを格納するもの
で、格納データは演算装置２が演算するときに用いられ
る。露光装置６は演算装置２から露光すべき旨の指示信
号を受けたとき露光動作を行うもので、一定のタイムラ
グを有している。

【０００９】図２は被写体の像位置に対しレンズ駆動速
度制御の軌跡を説明するための図である。縦軸はレンズ
を無限位置から至近まで移動させたときの像位置を、横
軸は時間軸をそれぞれ表している。Ａは被写体の像面位
置，Ｂはレンズの駆動制御軌跡をそれぞれ示しており、
それらの間の像面位置のずれ量はＤＦ１〜５，ＤＦRTで
それぞれ表されている。また、Ｔcyc は測距サイクル時
間を表しており、前回の測距時刻（蓄積時間の中心時
刻）から今回の測距時刻までの時間または前回の演算終
了から今回の演算終了までの時間である。

【００１０】演算装置２は測距装置１で繰り返し測距を
行った結果からまず被写体の速度を算出する。前回の測
距結果から得た像面位置のずれ量ＤＦn −1 と今回の測
距結果のずれ量をＤＦn を比較することにより被写体の
移動量を求める。これを前回測距時点から今回の測距時
点までのＡＦサイクル時間Ｔcyc で割ることによって被
写体の移動速度ＶH を算出する。下記にその式を示す。 ＶH ＝（ＤＦn −1 −ＤＦn ）／Ｔcyc …（１） さらに繰り返し測距を行うことにより速度の変化を知る
ことができ、速度の予測を行う。予測移動速度をＶHn＋
1 , 今回の移動速度をＶHn，前回の移動速度をＶHn−1
とすると、予測移動速度は（２）式で求めることができ
る。 ＶHn＋1 ＝ＶHn² ／ＶHn−1 …（２）

【００１１】演算装置２はこれら被写体の予測移動速度
とピントのずれ量のデータを用いてレンズの駆動制御速
度を決定する。ここで、速度が１つだけしか求められて
いない場合には、この速度とピントのずれ量を基に
（３）式によってレンズの駆動速度ＶL を決定する。 ＶL ＝被写体の像速度＋（ピントのずれ量／ＡＦサイクル時間）…（３） 一方、繰り返し測距を行って被写体の移動速度の変化を
知ることができる場合には（２）式を用いて速度の予測
が可能である。この予想被写体速度を基にレンズの駆動
速度ＶL を（４）式により決定する。 ＶL ＝予想した被写体の像速度 ＋（ピントのずれ量／ＡＦサイクル時間）…（４） ただし、ここでの「ピントのずれ量」は測距結果そのも
のではなく演算終了時点でのピントのずれ量の計算値Ｄ
ＲRTである。

【００１２】本発明における制御は次回の演算終了時点
（ＡＦサイクル時間経過後）にレンズが被写体像に追い
つくような制御を想定してこの駆動速度を決定してい
る。したがって、予想移動速度とピントずれ量により決
定したレンズ制御速度で駆動中に、この速度で駆動して
いる時間が前回のＡＦサイクル時間に等しくなった場合
にはレンズのピント位置が被写体のピント位置に追いつ
いたものと見なし、その時点で（３）式および（４）式
から（ピントのずれ量／ＡＦサイクル時間）の項を除去
したＶL ＝予想した被写体の像速度（または被写体の像
速度）に切り換え速度制御を継続している。

【００１３】図３は本発明による予測合焦制御手順を説
明するためのフローチャートである。以下、本図に基づ
き制御手順を説明する。カメラに電源が投入され、電気
回路が駆動可能状態になると、レンズが静止している状
態でも繰り返し測距と上記（１）（２）（３）および
（４）の演算を行うことにより、常にレンズの駆動制御
速度を算出している（ステップ１，２，３および４）。
そして、レンズ駆動を開始するとき（チェックまたはレ
リーズオン時など）、この駆動制御速度で速度制御を開
始する。

【００１４】演算装置２は測距演算結果の新しいデータ
が得られたか否か判断しており（ステップ１）、新しい
データが得られた場合には予測演算を行う（ステップ
２）。速度が１つだけ求められている場合は（３）式
を、被写体の速度変化を知ることができる場合には
（４）式の演算が行われ、ＶL ＝ＶH ＋ＤＦRT／Ｔcyc
を出力する（ステップ３，４）。そして駆動しているレ
ンズの速度をその演算結果の速度に切り換える（ステッ
プ５）。図２においては演算終了時に前回のＡＦサイク
ルが終わり、その直後にレンズの駆動制御速度が切り換
えられる（レンズ駆動像面軌跡の折れ曲がった点）。一
方、ステップ３で測距結果が１つだけで速度を求めるこ
とができない場合または被写体が静止しているときは、
速度制御によるレンズ駆動を行わず、測距結果にしたが
ったピントのずれ量分の駆動のみを行う（ステップ
６）。このように制御することにより余分な駆動を行う
危険性を回避している。

【００１５】また、測距演算結果の新しいデータが得ら
れていない場合には予測制御中すなわち前回の設定速度
でレンズが駆動中か否かを判断する（ステップ６）。設
定速度でレンズが駆動中でない場合はステップ１に戻
り、設定速度でレンズが駆動中の場合は前回速度が切り
換えられてから演算結果が算出されるまでの時間が前回
のＡＦサイクル時間Ｔcyc を経過するか否かを監視して
いる（ステップ７）。前回のＡＦサイクル時間Ｔcyc を
経過する以前はステップ１に戻っており、新しいデータ
が得られた否かを監視する。そして、前回のＡＦサイク
ル時間Ｔcyc 内に新しいデータが得られた場合には予測
演算を行うこととなる（ステップ２）。今回の演算結果
が出るまでに前回のＡＦサイクル時間Ｔcyc を経過した
ときには、上述したようにその時点でレンズが被写体像
のピント面に追いついたものとしてレンズ駆動制御速度
をＶL ＝ＶH に決定する（ステップ８）。そしてステッ
プ５においてレンズ制御速度をＶL （ＶH ）に切り換え
る。以下、ステップ１に戻って同様な制御を繰り返す。

【００１６】図４はレンズ速度制御の合焦動作を行って
いる状態におけるレリーズのタイミングを説明するため
の図である。予測に基づいた速度制御が行われていると
きに、レリーズが押されて撮影が開始されるときは、露
光開始前までレンズを速度制御のまま駆動させ、露光開
始直前にレンズを停止させてから露出を行う。この例は
時刻ｔrsでレリーズオンし、時刻ｔ’で今回の経過時間
が前回のＡＦサイクル時間と等しくなった例であり、こ
の時点でレンズ制御速度ＶL は ＶL ＝予想した被写体の像速度（または被写体の像速
度） に切り換えられる。そしてミラーアップ完了した時刻の
直後にレンズが停止し、時刻ｔs でシャッタの走行が開
始する。

【００１７】

【発明の効果】以上、説明したような予測制御を行って
いるので、本発明は従来の提案に比較し次のような点で
利点が得られる。前回のＡＦサイクル時間でピントずれ
量を補正するようにレンズの駆動速度を設定し、レンズ
駆動速度切り換えからの今回の演算結果を得るまでの時
間が前回のＡＦサイクル時間を経過したときはレンズ駆
動速度を被写体の速度に合わせるように切り換えるの
で、従来は決定した速度で駆動するリミット時間を測距
のための蓄積時間の２倍の時間を使って算出する場合が
あったが、そのような過制御はなくなる。

【００１８】また、従来は蓄積・演算時間の大きさで条
件分けをしてレンズ駆動速度の決定を行ない、さらにレ
ンズ駆動速度を算出するために蓄積，転送および演算と
いう時間の要素に分解して扱っていた。本発明は条件分
けは行わず、時間も要素別に分解しないで一括してＡＦ
サイクル時間のみでレンズ駆動速度を算出しており、時
間計測の手間が軽減化するとともに演算が簡略化し、ま
た、上述のように過制御も無くなるので、フォーカシン
グレンズの応答性が向上する。さらにレンズ停止状態で
も測距および演算を行い、連続して測距結果が得られれ
ば、それにより、また、１つだけ速度が求まっていれ
ば、その速度を予測速度として用いているので、被写体
の動きに合わせた最適の駆動すなわち円滑でかつ応答性
の良好な予測合焦制御が可能になる。また、従来はレリ
ーズ時、レリーズタイムラグを基にレンズ駆動速度を改
めて算出しているが、本発明によれば、現在の制御を継
続し、露光直前にレンズを停止するので、レリーズタイ
ムラグの変動の影響を受けることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカメラの予測合焦装置の実施例を
示すブロック図である。

【図２】被写体の像位置に対しレンズ駆動速度制御の軌
跡を説明するための図である。

【図３】本発明による予測合焦制御手順を説明するため
のフローチャートである。

【図４】レンズ速度制御の合焦動作を行っている状態に
おいてレリーズが実行されたときの速度切換えのタイミ
ングを説明するための図である。

【符号の説明】

１…測距装置 ２…演算装置 ３…撮影レンズ ４…メモリ ５…レンズ駆動装置 ６…露出装置 ７…レリーズボタン ８…センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の予想移動速度とそのピント面ま
   でのずれ量を求め、これらデータを用いてフォーカシン
   グレンズの駆動速度を決定し、前記フォーカシングレン
   ズを速度制御することによって合焦を行う予測合焦装置
   において、 繰り返し測距して得た少なくとも２つの速度より演算し
   た速度を被写体の予測移動速度とするか、測距して得た
   速度が１つの場合はその速度を予想移動速度とし、前記
   予想移動速度に対し、ピントのずれ量に対応する分を補
   正した速度を前記フォーカシングレンズの駆動制御速度
   に設定し、 前回フォーカシングレンズの駆動速度を切り換えたとき
   から今回の測距データが出るまでの時間が前回のＡＦサ
   イクル時間より長い場合は前記ピントのずれ量に対応す
   る分を取り去った駆動制御速度を前記フォーカシングレ
   ンズの駆動制御速度とし、 レンズが停止状態でも繰り返し測距と演算を行い、被写
   体の速度およびレンズの駆動速度を算出しておき、 被写体が動体のときはレンズ始動時から速度制御を行う
   ように構成したことを特徴とする予測合焦装置。