DE68920782T2

DE68920782T2 - Automatisches Scharfeinstellgerät.

Info

Publication number: DE68920782T2
Application number: DE68920782T
Authority: DE
Inventors: Yosuke Kusaka; Masaru Muramatsu; Ken Utagawa; Shozo Yamano
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1989-05-15
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2009-05-16
Also published as: US5510874A; DE68920782D1; EP0347042B1; US5510873A; US5517275A; US5528331A; US5587761A; EP0347042A1; US5504551A; US5512973A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Scharfeinstellvorrichtung für eine Kamera oder ähnliches.

Stand der Technik

Eine sogenannte Nach führ- oder Verfolgungs-Antriebsmethode ist bekannt. Bei dieser Methode wird ein Defokus-Betrag eines Aufnahmeobjektives wiederholt nachgewiesen, und es wird auf der Grundlage des gegenwärtigen und vorhergehenden Defokus-Betrages bestimmt, ob ein aufzunehmendes Objekt sich bewegt oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß das Objekt sich bewegt, wird ein Korrekturbetrag zur Korrektur der Position des Aufnahmeobjektivs bezüglich des sich bewegenden Objekts auf der Grundlage des aktuellen und des vorhergehenden Defokus-Betrages berechnet, und ein Antriebs- Betrag des Aufnahmeobjektivs wird auf der Grundlage der Summe des Defokus-Betrages und des Korrekturbetrages errechnet, wodurch das Aufnahmeobjektiv bezüglich des sich bewegenden Objektes ohne Verzögerung angetrieben wird. Dieses Verfahren ist beispielsweise in JP-A-60-214325 der Anmelderin beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine automatische Scharfeinstellvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine Fokusnachweiseinrichtung zum wiederholten Nachweis eines Defokusbetrages einer Bildebene eines Aufnahmeobjektives von einer vorbestimmten Brennebene und eine Antriebssteuervorrichtung zur Steuerung eines Antriebsvorgangs des Aufnahmeobjektivs auf der Grundlage mindestens des wiederholt nachgewiesenen Defokusbetrages, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiter aufweist eine Beschleunigungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Beschleunigungsinformation, die mit der Beschleunigung des Bildebene bezüglich der vorbestimmten Brennebene verbunden ist, auf der Grundlage des wiederholt nachgewiesenen Defokusbetrages, und die Antriebssteuervorrichtung so ausgebildet ist, daß sie den Antriebsvorgang des Aufnahmeobjektivs zusätzlich auf der Grundlage der Beschleunigungsinformation steuert, so daß der Antriebsvorgang an die Beschleunigung der Bildebene angepaßt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

Figur 1 ist ein Diagraimm zur Erklärung des Arbeitsprinzips einer herkömmlichen automatischen Scharfeinstellvorrichtung,
Figur 2 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb dieser Ausführungsform zeigt,
Figur 3 ist eine graphische Darstellung, die einen Weg einer Bildfläche (Bildebene) eines Objektes und einen Weg einer näherungsweise berechneten Brennfläche (Brennebene) zeigt,
Figur 4 ist eine graphische Darstellung, die einen Weg einer Bildebene zeigt, wenn ein Objekt sich entfernt,
Figuren 5 und 6 sind Flußdiagramme, die eine modifizierte Ausführungsform zur Berechnung einer Beschleunigungskomponente zeigen und
Figur 7 ist ein Flußdiagramm, das Wege einer Bildebene und einer näherungsweise berechneten Brennebene zusammen mit dem Speicherungs-, Berechnungs- und Objektivantriebs-Zyklus und einer Belichtung, wie etwa eines Spiegelhochklapp-Vorgangs, zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMEN

Figur 1 zeigt einen Nachführzustand und stellt einen Weg (durchgezogene Kurve P) einer Bilderzeugungsfläche (Abbildungsebene) eines sich bewegenden Objektes und einen Weg (gepunktete Kurve Q) einer vorbestimmten, zur Filmoberfläche konjugierten Abbildungsebene dar. In Figur 1 ist die Zeit t längs der Abszisse aufgetragen, und der Abstand zwischen der Abbildungsebene und einer virtuellen Einzellinse längs einer optischen Achse ist auf der Ordinate aufgetragen. In Figur 1 repräsentieren die Koordinaten (tn, Xn) die Ladungsspeicherungs- Startzeit tn und eine Position xn der vorbestimmten Abbildungsebene zu dieser Zeit, die Koordinaten (tn', xn') repräsentieren die Aufladungs-Endzeit tn' und eine Position xn' der vorbestimmten Abbildungsebene zu dieser Zeit und die Koordinaten (tn&sup0;, xn&sup0;) repräsentieren die AF-(Autofokus)- Berechnungs-Endzeit tn&sup0; und eine Position xn&sup0; der vorbestimmten Abbildungsebene zu dieser Zeit. Die Kurve Q repräsentiert einen Antriebszustand ohne einen Nachführvorgang und folgt dem Weg P eines Bildes des Objektes. Eine Kurve Q' repräsentiert einen Nachführ-Antriebszustand. Der Nachführvorgang wird längs des Weges P ausgeführt, und ein angenäherter Fokussierungs-(In-Fokus-)Zustand wird stets aufrechterhalten. Die Differenz zwischen Q' und Q entspreicht einem Nachführ- Korrekturbetrag Cn, der durch einen Korrekturabschnitt berechnet wird.
Während des Speicherungs-/Berechnungs-Zeitintervalls (t&sub1; bis t&sub1;&sup0;) wird das Objektiv nicht bewegt: x&sub1; = x&sub1;' = x&sub1;&sup0;. Ein Unschärfe-(Außerhalb-Fokus-)Betrag D&sub1; zur Zeit (t&sub1;+t&sub1;')/2 wird die Differenz (x&sub1; - x&sub1;&sup0;) im Abstand zwischen den Punkten a&sub1; und b&sub1;, und ein durch einen AF-Abschnitt 101 berechneter Defokusbetrag zum Berechnungs-Endzeitpunkt t&sub1;&sup0; ist gleich diesem Wert D&sub1;, wenn es keinen Korrekturfehler gibt. Demnach wird ein durch den AF-Abschnitt berechneter n-ter Defokusbetrag im folgenden durch Dn repräsentiert.
Ein Antriebsvorgang wird ausgeführt, bis die Bildebene sich um einen Betrag gleich dem Defokusbetrag D&sub1; bewegt, wobei unter Verwendung des zur Zeit t&sub1;&sup0; berechneten Defokusbetrages D&sub1; Rückkopplungsimpulse gezählt werden. Wie oben beschrieben, ändert sich die Bildebenenbewegung Δ Bf pro Einheitsbewegung des Aufnahmeobjektives in Abhängigkeit vom Aufnahmeobjektiv, und der Rückkopplungsimpuls-Zählwert Δn, der die Objektivbewegung gibt, variiert tendenziell ebenfalls in Abhängigkeit vom Aufnahmeobjektiv. Ein Umrechnungskoeffizient KB zur Umrechnung der Bildebenenbewegung Δ Bf in den Rückkopplungsimpuls-Zählwert An entsprechend der Beziehung Δn = KB x Δ Bf wird gespeichert, und eine aktuelle Antriebssteuerung wird unter Verwendung dieses Koeffizienten ausgeführt.
Der Speichervorgang wird zur Zeit t&sub2;, zu der der Objektivantriebsvorgang nahezu konvergiert hat, neu gestartet. Ein zweiter Defokusbetrag D&sub2; wird zur Zeit t&sub2;&sup0; berechnet und ist gleich einem Wert (X&sub2; - x&sub2;&sup0;) , der der Differenz zwischen den Punkten a&sub2; und b&sub2; als ein Unschärfebetrag (Außerhalb- Fokus-Betrag) an einem Zwischenpunkt der Speicherzeit (t&sub2; bis t&sub2;') entspricht, wenn es keinen Fehler gibt. Wenn ein Objekt stillsteht und der Nachweisfehler hinreichend klein ist, wird der Defokusbetrag D&sub2; viel kleiner als der Betrag D&sub1;. Im Prinzip kann das Vorliegen/Nichtvorliegen einer Bewegung des Objekts auf der Grundlage des Verhältnisses dieser Werte unterschieden werden.
Wenn eine Bildebene mit einer konstanten Geschwindigkeit in einem Verfolgungszustand ohne Nachführkorrektur-Antriebsbetrieb bewegt wird, konvergieren die berechneten Defokusbeträge Dn niemals auf Null und werden ein nahezu konstanter Wert, womit sich ergibt Dn/Dn-1 1. Wenn dieser Wert überwacht wird, kann das Vorliegen/Nichtvorliegen einer Bewegung des Objekts unterschieden werden. Wenn jedoch ein Aufnahmeobjektiv durch einen zusätzlichen Korrektur-Antriebsvorgang zusätzlich zum Antriebsvorgang auf der Grundlage eines normalen Defokusbetrages wie bei der charakteristischen Kurve Q' in Figur 1 angetrieben wird, ist es schwierig, das Vorliegen/Nichtvorliegen einer Bewegung eines Objekts unter Verwendung der berechneten Defokusbeträge Dn und Dn-1 zu unterscheiden.
Ein Betrag Pn' der durch die Gleichung (I) gegeben wird, wird als Nachführ-Defokusbetrag berechnet und als Bezugswert verwendet. (unmittelbar vorhergehender Antriebsbetrag)
Die Gleichung (1) ergibt zur Zeit tn&sup0;, zu der ein n-ter Defokusbetrag Dn berechnet wird, eins. In Gleichung (1) ist Dn der aktuell berechnete Defokusbetrag, und Dn-1 ist der unmittelbar vorhergehende Defokusbetrag, das heißt der vorige Defokusbetrag. Der (unmittelbar vorhergehende Antriebsbetrag) ist der Wert X(n-1), um den durch den Antriebsvorgang des Aufnahmeobjektives zwischen den Zeitpunkten t&sup0;n-1 bis tn angetrieben wird, oder ein berechneter Wert Dn-1' als Bezugswert zum Antrieb des Objektivs um den Betrag X(n-1). Natürlich sind, wenn es keinen Fehler gibt, diese Werte einander gleich (Dn' = X(n)).
Wenn der Korrekturbetrag für den Nachführbetrieb durch Cn dargestellt ist, ist der Antriebsbetrag Dn' gegeben durch:
Dn' = Dn + Cn (2)
Unter Verwendung dieser Gleichung kann die Gleichung (1) umgeschrieben werden als:
Pn = Dn + Cn-1 (1').
Wie aus Figur 1 entsprechend der Definition von Gleichung (1) zu ersehen ist, ist für n ≥ 3 der Nachführ-Defokusbetrag Pn die Streckendifferenz zwischen den Punkten an und an-1 (z. B. P&sub4; = D&sub4; + C&sub3;), das heißt der Antriebsbetrag eines Objektbildes.
Ob sich ein Objekt bewegt oder nicht, wird durch den Vergleich von Pn/Pn-1 und einer vorbestimmten Konstanten (Schwellwert) k unterschieden. In Anbetracht des Einflusses verschiedener Fehler ist ein praktikabler Bereich für die Konstante k: 0,3 ≤ k ≤ 0,8.
Ein optimaler Bereich ist 0,4 ≤ k ≤ 0,6. Wenn Pn/Pn-1 ≥ k ist, ist entschieden, daß sich das Objekt bewegt. Ein Bildebenen-Bewegungsbetrag, der der Bewegung eines Objekts in einem Zyklus zu dieser Zeit entspricht ist nahezu durch Pn gegeben.
Der Nachführ-Korrekturbetrag Cn für einen Nachführvorgang wird berechnet. Spezieller ist, wenn ein Objektbewegungs- Unterscheidungsabschnitt bestimmt, daß sich ein Objekt bewegt,
Cn = Pn.
Wenn er bestimmt, daß sich das Objekt nicht bewegt, ist
Cn = 0.
Jedoch wird bei diesem Gerät eine Beschleunigung der Bewegung der Bildebene nicht in Betracht gezogen. Beispielsweise wird, auch wenn ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit näherkommt, die Bewegungsgeschwindigkeit der Bildebene in einem kurzbrennweitigen Objektiv abrupt erhöht, wenn das Objekt näherkommt, und ein Nachführbetrieb wird tendenziell verzögert. Wenn ein Objekt sich entfernt, wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Bildebene abrupt verringert, und ein Nachführvorgang neigt zum Überschießen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein sich bewegendes Objekt verfolgt wird, ein Antriebsbetrag des Aufnahmeobjektivs unter In-Rechnung-Stellung einer Beschleunigungskomponente der Bewegung der Bildebene korrigiert.
Wie oben beschrieben, entspricht der Nachführ-Defokusbetrag Pn einem Bildebenen-Bewegungsbetrag, der einer Objektbewegung in einem Zyklus der sequentiellen Objektivantriebs-Verarbeitung entspricht. Daher sind unter der Annahme, daß die Bildebenen-Bewegungsgeschwindigkeit nahezu konstant ist, die Nachführ-Defokusbeträge Pn in entsprechenden Zyklen einander nahezu gleich. Damit kann der Nachführ-Defokusbetrag Pn direkt als der Nachführ-Korrekturbetrag Cn als näherungsweise berechneter Wert der Bildebenenbewegung benutzt und beim nächsten Objektivantriebsvorgang verwendet werden. Diese Methode ist ein Objektivantriebsverfahren, wie es im Stand der Technik beschrieben ist. Wenn die Bildebenen- Bewegungsgeschwindigkeit jedoch nicht konstant ist, kann der beim unmittelbar vorhergehenden Objektivantriebsvorgang verwendete abgeschätzte Wert Pn nicht direkt bei einem nächsten Objektivantriebsvorgang verwendet werden. Spezieller muß, wenn eine Bildebene beschleunigt wird, ein größerer Wert als der vom unmittelbar vorhergehenden Zyklus verwendete abgeschätzte Wert Pn verwendet werden. Andererseits muß, wenn die Bildebene verzögert wird, ein kleinerer Wert als der abgeschätzte Wert Pn verwendet werden, der beim unmittelbar vorhergehenden Zyklus verwendet wurde.
Bei dieser Ausführungsform wird die mit einer Beschleunigung der Bildebene verknüpfte Information aus zwei Nachführ- Defokusbeträgen, das heißt dem alten und dem neuen (abgeschätzten) Wert Pn und Pn-1 berechnet, und der letzte Nachführ-Defokusbetrag Pn wird entsprechend der berechneten Beschleunigung korrigiert, womit der beim nächsten Objektivantriebsvorgang verwendete Nachführ-Korrekturbetrag Cn berechnet wird.
Ein Bildebenen-Bewegungsbetrag bei Bewegung eines Objektes wird auf der Grundlage des aktuellen Defokusbetrages Dn, des aktuellen und des vorhergehenden Nachführ-Defokusbetrages Pn und Pn-1 und des vorherigen Nachführ-Korrekturbetrages Cn-1 berechnet, indem eine Bildebenenbeschleunigung in Rechnung gestellt wird, wodurch ein neuer Nachführ-Korrekturbetrag Cn berechnet wird. Spezieller wird der aktuelle Nachführ- Defokusbetrag Pn berechnet durch:
Pn = Dn + Cn-1 (3)
Ein Parameter β , der eine Bildebenenbeschleunigung repräsentiert (auf den nachfolgend als Bildebenenbeschleunigungsparameter Bezug genommen wird) wird berechnet durch:
Ein neuer Nachführ-Korrekturbetrag Cn wird berechnet durch:
Cn = α Pn (5)
Bei dieser Ausführungsform ist α = β .
Zu diesem Zweck wird der Nachführ-Defokusbetrag Pn auf der Grundlage der Gleichung (3) berechnet, und es wird geprüft, ob Pn > k x Pn-1 ist, wodurch das Vorliegen/Nichtvorliegen einer Objektbewegung unterschieden wird. Dann wird der Bildebenen-Beschleunigungsparameter β auf Grundlage der Gleichung (4) berechnet, und ein Korrekturterm α wird aus dem Beschleunigungsparameter β berechnet. Auf der Grundlage der Gleichung (5) kann der Nachführ-Korrekturbetrag Cn berechnet werden.
Die Antriebs-Sequenz des Aufnahmeobjektivs entsprechend dieser Ausführungsform wird unten unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben.
Im Schritt S1 wird eine Initialisierung ausgeführt. Im Schritt S2 wird ein Speichervorgang gestartet, und dieser wird im Schritt S3 beendet. Eine AF-Berechnung wird im Schritt S4 gestartet und im Schritt S5 beendet, wodurch der Defokusbetrag Dn berechnet wird. Wenn der AF-Abschnitt den Defokusbetrag Dn ausgibt, wird der Objektivantriebsvorgang normal auf der Grundlage dieses Wertes ausgeführt. Jedoch unterliegt bei dieser Ausführungsform der Defokusbetrag Dn einer Verarbeitung für einen Nachführantriebsvorgang.
Im Schritt S6 wird ein Nachführ-Defokusbetrag Pn auf Grundlage der Gleichung (3) berechnet. Wenn Pn > k x Pn-1 im Schritt S7 ist, wird entschieden, daß ein Objekt sich bewegt. Wenn im Schritt S7 entschieden wird, daß das Objekt sich bewegt, schreitet der Ablauf zum Schritt S8 voran. Im Schritt S8 wird die Bildebenenbeschleunigung β auf der Grundlage der Gleichung (4) berechnet. Im Schritt S9 wird aus der Bildebenenbeschleunigung β der Korrekturterm α berechnet. Bei dieser Ausführungsform wird β direkt als α verwendet. Im Schritt S10 wird der Nachführ-Korrekturbetrag Cn aufgrund der Gleichung (5) berechnet. Wenn im Schritt S7 bestimmt wurde, daß das Objekt sich nicht bewegt, wird im Schritt S15 für Cn Null eingesetzt.
Ein Antriebsbetrag Dn' (Dn + Cn) wird im Schritt S11 berechnet, und die für die nächste Berechnung nötigen Werte Pn und Cn werden im Schritt S12 gespeichert. Im Schritt S13 wird ein Objektivantriebsvorgang gestartet. Die Antriebssteuerung wird unter Verwendung der Entsprechung zwischen dem Wert Dn' und dem Rückkopplungsimpuls-Zählwert in Verknüpfung durch den gespeicherten Umrechnungskoeffizienten KB ausgeführt. Im Schritt S11 wird der Antriebsbetrag Dn' als (Dn + Cn) berechnet, um einen Objektivantriebsvorgang auszuführen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann Cn zerlegt und in einem Antriebssteuerzyklus zu Dn addiert werden, so daß während des Speicherbetriebes und der AF-Berechnung kontinuierlich ein Antriebsvorgang ausgeführt wird. Wenn im Schritt S14 ermittelt wird, daß eine Antriebs-Stop-Bedingung erfüllt ist, wird der Objektivantriebsvorgang gestoppt. Der Ablauf kehrt dann zum Schritt S2 zurück, und der Speichervorgang wird neu gestartet.
Ein Weg Q' der AF-Ebene (der zum Film konjugierten Ebene) durch den Objektivantriebsvorgang auf der Grundlage der oben genannten Verarbeitungsfolge und eines Weges P der Bildebene werden unten im einzelnen unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben.
In Figur 3 repräsentiert der durch die durchgezogene Kurve P repräsentierte Weg der Bildebene einen Fall, in dem die Bildebene beschleunigt wird, und der Weg der AF-Ebene, die der Bildebene folgt, ist durch eine gestrichelte Kurve Q' repräsentiert. Die Objektivantriebs-Verarbeitung besteht aus einem Zyklus eines Ladungsspeichervorganges in einem CCD-Bildsensor, einer Berechnung des Defokusbetrages Dn und des Nachführ-Korrekturbetrages Cn und dem Objektivantriebsvorgang, und eine Differenz zwischen der Bildebene an einem Zwischenpunkt der Speicherzeit und der AF-Ebene wird dem AF-Vorgang unterzogen. Wenn ein Kreis PT die aktuelle Zeit ist, ist der letzte (aktuelle) Defokusbetrag Dn bekannt. Ein Bildebenen-Bewegungsbetrag in einem unmittelbar vorhergehenden Zyklus, das heißt der Nachführ-Defokusbetrag Pn' kann unter Verwendung der Gleichung (3) auf der Grundlage von Dn und des Nachführ-Korrekturbetrages Cn-1' die beim unmittelbar vorhergehenden Objektivantriebsvorgang verwendet wurden, berechnet werden. Es ist zu beachten, daß die Gleichung (3') anstelle von (3) verwendet werden kann.
Pn = Dn + (Bewegungsbetrag der AF-Ebene nach Objektivantriebsvorgang zwischen einem Zwischenpunkt des Speichervorgangs nach Berechnung von Dn-1 und einem Zwischenpunkt des Speichervorgangs nach Berechnung von Dn) - Dn-1
(3')
Der Beschleunigungsparameter β wird aus dem Nachführ- Defokusbetrag Pn-1' der ähnlich beim unmittelbar vorhergehenden Objektivantriebsvorgang berechnet wird, und dem aktuell berechneten Nachführ-Defokusbetrag Pn berechnet.
Wenn die Beschleunigung β beim nächsten Objektivantriebsvorgang nicht in Rechnung gestellt wird, ist der Nachführ- Korrekturbetrag Cn gleich Pn und wird ein Wert, der in Figur 3 mit ξ bezeichnet ist. Aus diesem Grunde kann ein Nachführvorgang nicht befriedigend ausgeführt werden, und die Differenz zwischen der Bildebene und der AF-Ebene nach der Belichtung ist groß. Wenn der Beschleunigungsparameter β beim nächsten Objektivantriebsvorgang in Rechnung gestellt wird, wie bei dieser oben beschriebenen Ausführungsform, wird der Nachführ-Korrekturbetrag Cn gegeben durch α x Pn und wird der in Figur 3 mit η bezeichnete Wert. Im Ergebnis dessen wird die Differenz zwischen der Bildebene und der AF-Ebene bei Belichtung verringert, und es kann ein Nachführvorgang mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
Figur 3 zeigt charakteristische Kurven, wenn ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit der Kamera näher kommt. Wie in Figur 4 gezeigt, verringert sich, wenn ein Objekt sich von der Kamera mit konstanter Geschwindigkeit entfernt, die Geschwindigkeit der Bildebene mit zunehmender Zeit. In diesem Falle kann die Nachführgenauigkeit verbessert werden, wie in Figur 3.
Der aus Pn und Pn-1 berechnete Beschleunigungsparameter β wird direkt als α verwendet. Wenn jedoch β hinreichend groß ist, darf eine solche unmittelbare Beschleunigung nicht ausgeführt werden, und es kann einen Nachweisfehler geben. Beispielsweise ist, wenn β » 1,5 ist, α = 1,5, wenn 1,5 > β > 0, 5, ist α = β, und wenn β < 0,5, ist α = 0 75. Es ist zu beachten, daß der obere Grenzwert von α vorzugsweise etwa 1,3 bis 2 ist.
Alternativ kann α unter Bezugnahme auf die folgende Tabelle in Korrespondenz zu β erhalten werden: oder mehr oder weniger
Entsprechend dieser Korrespondenz kann, da der Wert α kleiner als der Wert β wird, die Tendenz zum Uberschießen unterdrückt werden.
Bei der obigen Ausführungsform wird der Bildebenen-Beschleunigungsparameter β aus dem Verhältnis zwischen dem neuen und dem alten Nachführ-Defokusbetrag Pn und Pn-1 berechnet.
Jedoch kann auch γ = Pn - Pn-1
berechnet werden, und der Korrekturterm α kann aus diesem Bild-Beschleunigungsparameter γ berechnet werden. In diesem Falle haben γ und α die folgende Beziehung zueinander:
(1) Wenn α = γ oder
(2) wenn γ gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist,
α = vorbestimmter Wert x γ / γ .
Andernfalls kann α = γ gesetzt werden. In diesem Falle kann, da γ begrenzt ist, der Betrieb stabilisiert werden.
(3) α kann durch a = γ x q (wobei q innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 1 abfällt) berechnet werden. In diesem Fall kann die Überschießtendenz unterdrückt werden.
Figur 5 zeigt die Schrittfolge für diesen Fall. Wenn der Korrekturterm α verwendet wird, wird der Nachführ-Korrekturbetrag Cn berechnet aus Pn + α , wie im Schritt S10' in Figur 5 angegeben.
Eine andere Ausführungsform zur Berechnung des Korrekturterms α wird unten unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird der Korrekturterm α der Bildebenenbeschleunigung auf der Grundlage des Abstandes Y des Objektes von Unendlich berechnet.
Der Abstand Y von Unendlich stellt einen Wert Y in der sogenannten Newton'schen Formel dar, die die folgende Beziehung definiert:
A x Y = f x f
worin A der Abstand zwischen dem objektseitigen Brennpunkt und dem Objekt, Y der Abstand zwischen dem bildseitigen Brennpunkt und der Bildebene und f die Brennweite ist. Der Abstand Y kann auf der Grundlage des Auszugsbetrages von Unendlich eines Objektivs berechnet werden. Wenn ein zu verwendendes Aufnahmeobjektiv nicht vom Gruppen-Auszugstyp ist, entspricht der Bewegungs-Betrag des Objektivs nicht direkt Y. In diesem Falle kann die Beziehung zwischen den Objektiven und Y als Gleichung oder Tabelle gespeichert werden, was die Berechnung von Y erlaubt.
Spezieller kann der Abstand Y durch die folgenden Verfahren berechnet werden.
(1) Wenn ein Aufnahmeobjektiv einen Abstandskodierer aufweist, wird ein Objektabstand A oder eine Vergrößerung M aus dem Ausgang des Kodierers ausgelesen, und gleichzeitig wird die Brennweite f aus einem Objektiv-ROM des Aufnahmeobjektivs gelesen. Auf der Grundlage dieser Werte wird der Abstand Y berechnet:
Y = f x f/A oder
Y = f/M
(2) Wenn ein Aufnahmeobjektiv keinen Abstandskodierer aufweist, wird ein Gesamtwert einer Impulszählung, nachdem das Objektiv bei Unendlich anstößt, gezählt. Dieser Zählwert entspricht der Position eines Distanzringes. Somit wird der Abstand Y auf der Grundlage des Gesamt-Zählwertes und des aus der Objektivinformation gelesenen Umrechnungskoeffizienten KB zur Umwandlung des Impulszählwertes in einen Defokusbetrag berechnet.
Wenn ein Objekt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, kann der Bildebenen-Beschleunigungsparameter β berechnet werden durch
β = 1 + 2 x Pn/Y
Der Nachführ-Korrekturbetrag Cn wird unter Berechnung des Bildebenen-Beschleunigungsparameters β auf dieselbe Weise wie oben beschrieben berechnet, womit der Objektivantriebsbetrag Dn' errechnet wird.
Bei der obigen Beschreibung sind der Zyklus eines Speichervorganges des CCD-Bildsensors, der durch halbes Niederdrücken des Auslöserknopfes gestartet wird, die Berechnung eines Objektivantriebsbetrages und ein Objektivantriebsvorgang konstant. Es wird ein Fall beschrieben, in dem der Spiegel-Hochklappvorgang in den Zyklus bei voll ständigem Niederdrücken des Auslöserknopfes eingeschlossen ist. Wenn in Reaktion auf das vollständige Niederdrücken des Auslöserknopfes ein Spiegel- Hochklappvorgang erlaubt ist, wird ein tatsächlicher Spiegel- Hochklappvorgang nach dem Objektivantriebsvorgang oder nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne vom Beginn des Objektivantriebsvorganges an ausgeführt.
Figur 7 ist eine Darstellung, die einen Fall zeigt, bei dem der Zustand des halbniedergedrückten Auslöserknopfes in den vollständig niedergedrückten Zustand übergeht. In Figur 7 ist P der Weg der Bildebene und Q' ist der Weg der AF-Ebene, wie in Figur 3.
Gemäß Figur 7 werden vor dem vollständigen Niederdrücken der Speicher-, der Berechnungs- und der Antriebsvorgang in einer Zeitspanne F&sub0; ausgeführt. Nach dem vollständigen Niederdrücken werden verschiedene Belichtungen bei hochgeklapptem Spiegel zwischen dem Speicher-/Berechnungs-Vorgang und dem Antriebsvorgang ausgeführt. Die bildgebende Fläche und die AF-Ebene fallen vorzugsweise am (mit E in Figur 7 bezeichneten und einer zentralen Zeit während der Belichtungszeit entsprechenden) Zwischen-Punkt der Belichtung während der Belichtung zusammen. Der Zustand des vollständigen Niederdrückens wird nachgewiesen, und der Objektivantriebsbetrag unmittelbar vor dem Hochklappen des Spiegels wird gegenüber demjenigen im halbniedergedrückten Zustand erhöht. Im Aufnahmeserienbetrieb wird eine Mehrzahl von Spiegel-Hochklapp-Vorgängen in Reaktion auf den Vorgang des vollständigen Niederdrückens ausgeführt. In diesem Falle ist, da die Zeitdauer eines Zyklus bei dem ersten Spiegel-Hochklappvorgang sich von derjenigen eines Zyklus bei einem zweiten oder nachfolgenden Spiegel-Hochklappvorgängen unterscheidet, ein Erkennungsabschnitt zur Erkennung des aktuellen Belichungszustandes vorgesehen, und dessen Erkennungsergebnis PCOUNT wird in einem Zustand des vollständigen Niederdrückens als 0, im ersten Spiegelhochklappzustand als 1, in einem zweiten Spiegelhochklappzustand als 2 und in einem dritten Spiegelhochklappzustand als 3 gesetzt.
Nachfolgend wird ein Korrekturverfahren für den Objektivantriebsbetrag bei Variation in einem Zyklus, wenn die Bildebenen-Bewegungsgeschwindigkeit konstant ist, beschrieben.
Der Nachführ-Korrekturbetrag Cn vor dem vollständigen Niederdrücken ist gegeben durch:
Cn = Pn x α (5)
für α = 1.
Vor dem vollständigen Niederdrücken wird der Scharfstell- (In-Fokus-)Zustand an jedem Zwischenpunkt des Speichervorgangs erreicht. Daher ist die Zykluszeit F&sub0; zwischen benachbarten Speichervorgängen konstant und α = F&sub0;/F&sub0; = 1. Jedoch muß nach vollständigem Niederdrücken der Fall eines optimalen Scharfeinstellzustandes einem Zwischenpunkt der Belichtung entsprechen. Zu diesem Zwecke wird der Korrekturterm α berechnet als:
α = (Zeit vom Speichervorgang unmittelbar vor dem Spiegel-Hochklappen bis zum Zwischenpunkt der aktuellen Belichtung)/(Zeit zwischen benachbarten Speichervorgängen unmittelbar vor dem Spiegel- Hochklappen) (6)
Daher wird beim Spiegel-Hochklappvorgang nach voll ständigem Niederdrücken, das heißt, wenn PCOUNT = 1 ist, α berechnet durch:
Nach dem zweiten Spiegel-Hochklappvorgang, das heißt, wenn PCOUNT = 2 ist, wird α berechnet durch:
Weiterhin wird nach dem dritten Spiegel-Hochklappvorgang, das heißt wenn PCOUNT = 3 ist, α berechnet durch:
Auf diese Weise wird der Korrekturterm α unter Verwendung der Gleichung (6) berechnet, um den Nachführ-Korrekturbetrag Cn zu errechnen. Somit kann ein hochgenauer Nachführbetrieb unter Kompensation einer Variation in der Zyklus zeit ausgeführt werden. Damit kann ein genauerer Nachführbetrieb unter In-Rechnung-Stellung einer Kompensation bei Variation der Zyklus zeit und einer Korrektur unter Verwendung einer Bildebenenbeschleunigung ausgeführt werden.
Der Nachführ-Korrekturbetrag wird wie folgt berechnet.
Der dem Erkennungsergebnis PCOUNT entsprechende Korrekturterm α wird gemäß der unten stehenden Tabelle erhalten, und der Nachführ-Korrekturbetrag Cn kann aus Gleichung (5) erhalten werden.
F&sub1;'/F&sub0;, F&sub2;'/F&sub1; und F&sub3;'/F&sub2; können durch Messung der Zeit vom Speichervorgang bis zum Beginn des Objektivantriebsvorgangs und Addition der Zeit vom Spiegel-Hochklappen bis zum Zwischenpunkt bis zur Belichtung (mittels Berechnung) erhalten werden. Alternativ hierzu können typische Werte als numerische Werte vorgespeichert und dann verwendet werden.
In der obigen Beschreibung ist der Objektivantriebsvorgang intermittierend zusammen mit dem Nachführ-Korrekturbetrag ausgeführt. Das Objektiv kann kontinuierlich angetrieben werden, um den Nachführ-Korrekturbetrag im gesamten Zyklus zu erreichen.

Claims

1. Automatische Fokussiervorrichtung mit

- einer Fokusnachweiseinrichtung zum wiederholten Nachweis eines Defokusbetrages (D1) einer Bildebene eines Aufnahmeobjektivs von einer vorbestimmten Brennebene und

- einer Antriebssteuervorrichtung zur Steuerung eines Antriebsvorgangs des Aufnahmeobjektivs auf der Grundlage mindestens des wiederholt nachgewiesenen Defokusbetrages

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Vorrichtung weiter aufweist eine Beschleunigungs- Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Beschleunigungsinformation, die mit der Beschleunigung der Bildebene bezüglich der vorbestimmten Brennebene verbunden ist, auf der Grundlage des wiederholt nachgewiesenen Defokusbetrages, und

- die Antriebssteuervorrichtung so ausgebildet ist, daß sie den Antriebsvorgang des Aufnahmeobjektivs zusätzlich auf der Grundlage der Beschleunigungsinformation steuert, so daß der Antriebsvorgang an die Beschleunigung der Bildebene angepaßt wird.

2. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Antriebssteuervorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die mit der Geschwindigkeit der Bildebene verbundene Geschwindigkeitsinformation auf der Grundlage des wiederholt nachgewiesenen Defokusbetrages berechnet und einen Antriebsbetrag aufgrund der Geschwindigkeitsinformation, der Beschleunigungsinformation, und des aktuellen Defokusbetrages berechnet.

3. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Antriebssteuervorrichtung so ausgebildet ist, daß sie einen Korrekturbetrag auf der Grundlage der Geschwindigkeitsinformation und der Beschleunigungsinformation berechnet und den Antriebsbetrag auf der Grundlage des aktuellen Defokusbetrages des Korrekturbetrages berechnet.

4. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der

die Beschleunigungsinformations-Berechnungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Beschleunigungsinformation auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem aktuellen und einem vorhergehenden Defokusbetrag berechnet.

5. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Beschleunigungsinformations-Berechnungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie das Verhältnis des aktuellen Defokusbetrages zum vorhergehenden Defokusbetrag als Beschleunigungsinformation berechnet.

6. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Beschleunigungsinformations-Berechnungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie die arithmetische Differenz zwischen dem aktuellen Defokusbetrag und dem vorhergehenden Defokusbetrag als Beschleunigungsbetrag berechnet.

7. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der

die Beschleunigungsinformations-Berechnungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Beschleunigungsinformation auf der Grundlage eines Objektabstandes oder einer Vergrößerung berechnet.

8. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der

die Beschleunigungsinformations-Berechnungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Beschleunigungsinformation auf der Grundlage der Nummer der Aufnahme, die gerade in einem fortlaufenden Aufnahmebetrieb vorgenommen wird, berechnet.