(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮影画面内に配された複数の焦点検出エリアの中から被写体の移動先を探索し、探索された焦点検出エリアについて焦点制御を続行する焦点調節装置であって、
前記複数の焦点検出エリアについて、焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアの選択順を記憶する記憶手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段と、
前記記憶手段に記憶された「過去の焦点制御時の選択順」に沿って、前記焦点予測手段により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段と
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
カメラの撮影画面内に配された複数の焦点検出エリアの中から被写体の移動先を探索し、探索された焦点検出エリアについて焦点制御を続行する焦点調節装置であって、
前記複数の焦点検出エリアについて、焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアの出現頻度を記憶する記憶手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段と、
前記記憶手段に記憶された出現頻度の順に沿って、前記焦点予測手段により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段と
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
カメラの撮影画面内に配された複数の焦点検出エリアの中から被写体の移動先を探索し、探索された焦点検出エリアについて焦点制御を続行する焦点調節装置であって、
前記複数の焦点検出エリアについて、焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアの転移頻度を記憶する記憶手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段と、
前記記憶手段に記憶された転移頻度の順に沿って、前記焦点予測手段により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段と
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
カメラの撮影画面内に配された複数の焦点検出エリアの中から被写体の移動先を探索し、探索された焦点検出エリアについて焦点制御を続行する焦点調節装置であって、
前記複数の焦点検出エリアについて、焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段と、
手動操作により設定もしくは選択された「焦点検出エリアの設定順」を記憶する記憶手段と、
前記焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段と、
前記記憶手段に記憶された設定順に沿って、前記焦点予測手段により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段と
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置において、
カメラ位置が横位置か縦位置かを検出するカメラ位置検出手段を有し、
前記記憶手段の記憶領域は、前記カメラ位置ごとに専用に設けられ、かつ前記カメラ位置検出手段により検出されるカメラ位置に応じて切り換えられる
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置において、
カメラ位置が横位置か縦位置かを検出するカメラ位置検出手段を有し、
前記記憶手段は、前記カメラ位置検出手段により検出されるカメラ位置に応じて、記憶領域上の焦点検出エリアの配置を回動する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラの撮影画面内に配された複数の焦点検出エリアの中から被写体の移動先を探索し、探索された焦点検出エリアについて焦点制御を続行する焦点調節装置に関し、特に、焦点検出エリアの探索を効率的な順番で行う焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のカメラでは、撮影画面上を動く被写体像を追って、ピントを自動調節するものが知られている。
このようなカメラには、複数の焦点検出エリアの中から被写体像の移動先を探索し、探索された焦点検出エリアについて焦点制御を継続的に実行する焦点調節装置が搭載されている（特開平１−２８８８１６号公報）。
【０００３】
以下、この種の焦点調節装置の動作について概説する。
まず、焦点調節装置は、撮影画面の中央に位置する焦点検出エリアを、焦点制御に使用するエリア（以下「選択エリア」という）として初期設定する。
次に、焦点調節装置は、複数の焦点検出エリアについて、被写体像の像面と撮像面との間隔であるデフォーカス量を個別に計測する。続いて、これらのデフォーカス量に撮影レンズのレンズ位置をおのおの加算することにより、焦点検出エリアごとの像面位置を求める。
【０００４】
焦点調節装置は、一連の選択エリアについて、前回の像面位置と今回の像面位置との連続性を判定する。
像面位置に連続性がある場合、焦点調節装置は、選択エリア内に位置していた被写体像が、選択エリア内に引き続き位置していると判定する。
そこで、焦点調節装置は、この選択エリアについて像面位置の変動を予測し、焦点の予測制御を行う。
【０００５】
一方、像面位置に連続性がない場合、焦点調節装置は、選択エリア内に位置していた被写体像が、選択エリアの外に移動したと判定する。
そこで、焦点調節装置は、全ての焦点検出エリアから、最新の像面位置を取り込み、選択エリアにおける前回の像面位置との差分を求め、像面速度を算出する。
このように算出される像面速度は、選択エリアに前回位置した被写体像が、その他の焦点検出エリアに移動したと仮定した場合の像面速度である。
【０００６】
焦点調節装置は、これら全ての像面速度の中から、選択エリアの前回の像面速度に最も近いものを選び出す。このように選ばれたエリアは、選択エリア内に位置していた被写体像の移動先と判断できるので、今回以降の選択エリアとして設定される。
焦点調節装置は、このように変更された選択エリアについて焦点制御を続行する。
【０００７】
このような動作を繰り返すことにより、撮影画面上を移動する被写体像に追従して、焦点検出エリアを自動的に切り換えつつ、焦点制御を継続することができる。
また、特開平５−４５５７６号公報では、デフォーカス量の検出を早く完了した焦点検出エリアから優先的に、被写体の移動先を探索する装置が開示されている。
【０００８】
この種の装置では、全てのデフォーカス量の検出完了を待たずに、被写体像の移動先の探索を迅速に開始することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平１−２８８８１６号公報に記載されるような焦点調節装置では、全ての焦点検出エリアのデフォーカス量から、焦点制御に最適なエリアを選択している。そのため、全てのデフォーカス量について検出完了を待たなければ、被写体像の移動先を特定することができず、探索に所要する時間が長いという問題点があった。
【００１０】
また、特開平５−４５５７６号公報に記載されるような装置では、全てのデフォーカス量の検出完了を待たず、デフォーカス量の検出順に被写体像の移動先を探索する。しかしながら、デフォーカス量の検出順は、焦点検出エリアの照度により左右される順番であり、被写体像の移動方向との相関はない。そのため、探索を迅速に開始することは保証されるが、必ずしも移動先を迅速に見つけ出すとは限らない。
【００１１】
さらに、デフォーカス量の検出順と被写体の移動方向との間には相関がないため、たまたま先に探索した別の物体を、被写体と誤判別してしまう可能性が高く、探索結果の信頼性が低いという問題点があった。
そこで、請求項１〜４に記載の発明では、このような問題点を解決するために、被写体像の移動先を効率的な順番で適確に探索することができる焦点調節装置を提供することを目的とする。
【００１２】
請求項５，６に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項の目的と併せて、カメラ位置の変化に適確に対応して、探索順を正確に決定することができる焦点調節装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
請求項１に記載の発明は、複数の焦点検出エリアについて焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段１と、焦点制御に使用された焦点検出エリアの選択順を記憶する記憶手段２ａと、焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段３と、記憶手段２ａに記憶された「過去の焦点制御時の選択順」に沿って、焦点予測手段３により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段４ａと、探索手段４ａにより探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段５とを備えて構成する。
【００１４】
図２は、請求項２に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
請求項２に記載の発明は、複数の焦点検出エリアについて焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段１と、焦点制御に使用された焦点検出エリアの出現頻度を記憶する記憶手段２ｂと、焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段３と、記憶手段２ｂに記憶された出現頻度順に沿って、焦点予測手段３により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段４ｂと、探索手段４ｂにより探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段５とを備えて構成する。
【００１５】
図３は、請求項３に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
請求項３に記載の発明は、複数の焦点検出エリアについて焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段１と、焦点制御に使用された焦点検出エリアの転移頻度を記憶する記憶手段２ｃと、焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段３と、記憶手段２ｃに記憶された転移頻度に沿って、焦点予測手段３により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段４ｃと、探索手段４ｃにより探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段５とを備えて構成する。
【００１６】
図４は、請求項４に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
請求項４に記載の発明は、複数の焦点検出エリアについて焦点状態に対応する焦点検出情報を個別に検出する焦点検出手段１と、手動操作により設定もしくは選択された「焦点検出エリアの設定順」を記憶する記憶手段２ｄと、焦点制御に使用された焦点検出エリアについて、焦点検出情報の動向を外延し、焦点検出情報の予測値を算出する焦点予測手段３と、記憶手段２ｄに記憶された設定順に沿って、焦点予測手段３により算出された予測値と合致する焦点検出エリアを探索する探索手段４ｄと、探索手段４ｄにより探索された焦点検出エリアについて焦点制御を行う焦点制御手段５とを備えて構成する。
【００１８】
図５は、請求項５，６に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置において、カメラ位置が横位置か縦位置かを検出するカメラ位置検出手段６を有し、記憶手段２の記憶領域は、カメラ位置ごとに専用に設けられ、カメラ位置検出手段６により検出されるカメラ位置に応じて切り換えられることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置において、カメラ位置が横位置か縦位置かを検出するカメラ位置検出手段６を有し、記憶手段２は、カメラ位置検出手段６により検出されるカメラ位置に応じて、記憶領域上の焦点検出エリアの配置を回動することを特徴とする。
【００２０】
（作用）
請求項１に記載の焦点調節装置では、記憶手段２ａが、焦点検出エリアの選択順を記憶する。探索手段４ａは、この過去の選択順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
【００２１】
一般に、路上を移動する自動車や歩行者を撮影する場合、個々の被写体像は撮影画面上の同一コースを立て続けに通過する。
このように移動コースの再現性が高い被写体像については、上記のように過去の選択順に沿って被写体像の移動先を探索することにより、移動先を見つけ出すまでの時間が効率的に短縮される。
【００２２】
したがって、１回目の探索については従来と同様の探索時間を所要するが、２回目以降の探索については、探索時間を飛躍的に短縮することが可能となる。
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うことにより、被写体以外の物体を、被写体と誤判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性は格段に高くなる。
【００２３】
請求項２に記載の焦点調節装置では、記憶手段２ｂが、焦点検出エリアの出現頻度（出現確率）を記憶する。探索手段４ｂは、この過去の出現頻度の高い順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
一般に、風に揺れる草花をマクロ撮影する場合や、ぶらんこに乗る子供を撮影するような場合、被写体像は撮影画面上の同一コースを周期的に通過する。
【００２４】
このような被写体像については、単振動の両端に位置する時間が最も長く、両端に対応する焦点検出エリアの出現頻度が高くなる。そのため、上記のように過去の出現頻度の順番に沿って被写体像の移動先を探索することにより、移動先を見つけ出すまでの時間が効率的に短縮される。
したがって、初期の探索については従来と同様の探索時間を所要するが、時間がたつに従って、出現頻度を適確に把握し、探索時間を飛躍的に短縮することが可能となる。
【００２５】
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うことにより、被写体以外の物体を、被写体と誤判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性は格段に高くなる。
請求項３に記載の焦点調節装置では、記憶手段２ｃが、現在の焦点検出エリアから次に移動する焦点検出エリアの頻度（以下「転移頻度」という）を記憶する。探索手段４ｃは、この過去の転移頻度の高い順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
【００２６】
一般に、路上を移動する自動車や歩行者を撮影する場合、個々の被写体像は撮影画面上の同一コースを立て続けに通過する。
このように移動コースの再現性が高い被写体像については、上記のように転移頻度の順に沿って被写体像の移動先を探索することにより、移動先を見つけ出すまでの時間が効率的に短縮される。
【００２７】
したがって、初期の探索については従来と同様の探索時間を所要するが、時間がたつに従って、転移頻度を適確に把握し、探索時間を飛躍的に短縮することが可能となる。
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うことにより、被写体以外の物体を、被写体と誤判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性は格段に高くなる。
【００２８】
請求項４に記載の焦点調節装置では、探索手段４ｄが、手動設定（手動選択）された設定順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
一般に、路上を移動する自動車や歩行者を撮影する場合、被写体像は、予想される移動コースをおおよそ通過する。
このように移動コースをある程度予想できる被写体像については、撮影者が設定順を決定することにより、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
【００２９】
また、撮影者の設定順に沿って探索を行うので、撮影者にとって予想外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
【００３１】
請求項５に記載の焦点調節装置では、カメラ位置検出手段６を介して、カメラ位置が横位置か縦位置かを検出する。記憶手段２は、このカメラ位置に従って、専用の記憶領域を切り換える。
【００３２】
なお、この場合は、記憶手段２をカメラ位置ごとに複数備えてもよいし、記憶手段２の記憶領域をカメラ位置ごとに区切ってもよい。
一般に、横位置と縦位置とでは、被写体像の移動コースが異なる場合が多い。そこで、カメラ位置ごとに専用の記憶領域を設けることにより、カメラ位置の違いによる移動コースの変化を、記憶手段２の履歴結果に正確に反映させることができる。
【００３３】
したがって、カメラ位置の状態を加味して、被写体像の探索順をより正確に決定することが可能となる。
請求項６に記載の焦点調節装置では、カメラ位置検出手段６を介して、カメラ位置が横位置か縦位置かを検出する。記憶手段２は、このカメラ位置に応じて、記憶領域上の焦点検出エリアの配置を回動する。
【００３４】
一般に、横位置と縦位置とでは、被写体像の移動コースが９０°程度に回転している場合が多い。そこで、カメラ位置に応じて、記憶手段２の記憶内容を回動させることにより、カメラ位置による移動コースの違いを吸収することができる。
したがって、カメラ位置の状態にかかわらず、被写体像の探索順を正確に決定することが可能となる。
【００３５】
また、横位置と縦位置とについて移動コースの履歴を一元的に収集できるので、記憶手段２に記憶される標本数が多くなる。したがって、被写体像の探索順をより正確に決定することが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００３７】
図６は、第１の実施形態（請求項１，５に対応する）を示す図である。
図６において、カメラボディ１１の前面には鏡筒１２が取り付けられ、鏡筒１２の内部には撮影光学系１３が配置される。
撮影光学系１３の光軸上には、ミラー１４およびサブミラー１５が順に配置され、サブミラー１５の反射方向には焦点検出部１６が配置される。この焦点検出部１６の画像信号出力は、Ａ／Ｄ変換部１７を介してマイクロプロセッサ１８に接続される。
【００３８】
マイクロプロセッサ１８のＰＷＭ（パルス幅変調）出力は、ドライブ回路を介してモータ１９に接続され、モータ１９の駆動力は、鏡筒１２内のレンズ駆動機構２０に伝達される。このレンズ駆動機構２０は、撮影光学系１３の焦点調節用レンズ群を前後に繰り出す。
モータ１９の駆動軸には、回転数を検出するエンコーダ２１が設置され、エンコーダ２１のパルス出力は、マイクロプロセッサ１８に接続される。
【００３９】
また、マイクロプロセッサ１８には、横位置撮影用のレリーズ釦２２と、縦位置撮影用の縦位置レリーズ釦２３と、被写体コース選択釦１１ａとが各々接続される。
図７は、焦点検出部１６の内部構成を示す分解斜視図である。
図７において、焦点検出部１６の上面には、レンズホルダ部５１が設けられ、レンズホルダ部５１にコンデンサレンズ５２が嵌合される。
【００４０】
このコンデンサレンズ５２の上面には、遮光板５３が配置され、遮光板５３には、焦点検出エリアの配置に合わせて視野マスク５３ａ〜ｅが穿孔される。この遮光板５３の上面には、赤外光を遮る赤外カットフィルタ５４が配置される。
また、コンデンサレンズ５２の直下にはミラー５５が斜めに配置され、ミラー５５の反射軸に沿って、絞り板５７，レンズ板５８およびイメージセンサ５９が順に配置される。イメージセンサ５９の出力は、Ａ／Ｄ変換部１７を介してマイクロプロセッサ１８に接続される。
【００４１】
さらに、上記の絞り板５７には、焦点検出エリアの配置に合わせて一対の開口部からなる絞りマスク５７ａ〜ｅがそれぞれ穿孔され、また、レンズ板５８には、焦点検出エリアの配置に合わせて一対の結像レンズからなるセパレータレンズ５８ａ〜ｅが一体に成形される。
また、イメージセンサ５９の受光面には、焦点検出エリアの配置に合わせて一対の受光素子列からなる受光部５９ａ〜ｅがそれぞれ形成される。
【００４２】
なお、請求項１に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、焦点検出手段１が焦点検出部１６に対応し、記憶手段２ａがマイクロプロセッサ１８の「選択順の記憶機能」に対応し、焦点予測手段３がマイクロプロセッサ１８の「像面位置の予測機能」に対応し、探索手段４ａがマイクロプロセッサ１８の「被写体の移動先の探索機能」に対応し、焦点制御手段５はモータ１９，レンズ駆動機構２０，エンコーダ２１およびマイクロプロセッサ１８の「焦点制御の機能」に対応する。
【００４３】
請求項５に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、カメラ位置検出手段６が、レリーズ釦２２，縦位置レリーズ釦２３およびマイクロプロセッサ１８の「カメラ位置の判定機能」に対応する。
図８は、第１の実施形態の動作を説明する流れ図である。
【００４４】
以下、これらの図を用いて、第１の実施形態の動作を説明する。
まず、撮影光学系１３の透過光は、ミラー１４の透過部を通過した後、サブミラー１５に反射されて、焦点検出部１６内の遮光板５３近傍に結像する。
遮光板５３は、視野マスク５３ａ〜ｅを介して焦点検出エリア以外の光を選択的に遮蔽する。このようにして遮光板５３を通過した光束は、コンデンサレンズ５２およびミラー５５を介して、絞り板５７に到達する。
【００４５】
絞り板５７では、絞りマスク５７ａ〜ｅを介して光束が個別に分割される。これらの分割光束は、セパレータレンズ５８ａ〜ｅを介して個別にアオリ結像され、イメージセンサ５９の受光面に複数対の光像を形成する。
このような状態において、レリーズが半押しされると（図８Ｓ１）、マイクロプロセッサ１８は、縦位置もしくは横位置のどちらのレリーズ釦が押されたかを判断して、後述する選択順の記憶領域を切り換える（図８Ｓ２）。
【００４６】
次に、マイクロプロセッサ１８は、イメージセンサ５９を制御して光電荷の蓄積を実行する。この電荷蓄積期間中に、マイクロプロセッサ１８は、エンコーダ２１のパルス出力に基づいてレンズ位置を検出する（図８Ｓ３）。
受光部５９ａ〜ｅは、光電荷の蓄積を完了した順番に光電荷を転送し、画像信号としてマイクロプロセッサ１８に出力する。
【００４７】
ここで、マイクロプロセッサ１８は、次のように焦点検出エリアの探索順Ｐ（ｉ）を決定する。
まず、マイクロプロセッサ１８は、選択順の記憶領域から、前回の焦点制御時における焦点検出エリアの選択順を読み出す（図８Ｓ４）。
マイクロプロセッサ１８は、この選択順を順にたどって、現在の選択エリア（一回目の焦点検出時には、初期設定されたエリア）から出発する探索順Ｐ（ｉ）を決定する（図８Ｓ５）
例えば、図９に示すように、前回の被写体像が焦点検出エリアを「ａ→ｃ→ｄ」の順に通過しており、現在の選択エリアが「ａ」のときは、探索順Ｐ（ｉ）は、
Ｐ（１）＝ａ
Ｐ（２）＝ｃ
Ｐ（３）＝ｄ
となる。
【００４８】
なお、残りの探索順については、ランダムに決定してもよいし、図９に示すような被写体の移動コースを平行移動することにより、
Ｐ（４）＝ｂ
Ｐ（５）＝ｅ
としてもよい。
【００４９】
このように探索順Ｐ（ｉ）が設定された後、マイクロプロセッサ１８は変数ｉを１に初期設定し（図８Ｓ６）、焦点検出エリアの探索を開始する。
まず、マイクロプロセッサ１８は、探索順Ｐ（ｉ）に対応する焦点検出エリアについて、公知の相関演算を行い、デフォーカス量を検出する（図８Ｓ７）。
このように検出されたデフォーカス量とレンズ位置とを加算することにより、像面位置を算出する（図８Ｓ８）。
【００５０】
このように算出された像面位置は、撮影光学系１３から被写体像までの像距離（Image Distance）に相当する値であり、被写体の前後方向の運動を直接示す値となる。
マイクロプロセッサ１８は、選択エリアにおける過去の像面位置に基づいて像面速度Ｖｉｍを求め、図１０に示すように、今回の像面位置が「像面速度Ｖｉｍの０．５倍〜１．５倍」からなる許容範囲内に入るか否かを判定する（図８Ｓ９）。
【００５１】
ここで、今回の像面位置が許容範囲内に入らない場合、像面位置の連続性がないので、追尾中の被写体像は焦点検出エリア内には存在しないと判断できる。そこで、マイクロプロセッサ１８は、変数ｉを歩進した後にステップＳ７に戻り（図８Ｓ１０）、次の探索順Ｐ（ｉ）が示す焦点検出エリアに対して、上記の判定を繰り返す。
【００５２】
このような探索にもかかわらず、該当する焦点検出エリアが見つからないときは（図８Ｓ１１）、追尾中の被写体が撮影画面からフレームアウトしたと判断できる。そこで、マイクロプロセッサ１８は、選択エリアを初期設定して、次回の焦点制御に移行する（図８Ｓ１２）。
一方、像面位置が許容範囲内に入った場合（図８Ｓ９）、像面位置の連続性が保たれているので、追尾中の被写体像がその焦点検出エリア内に位置している可能性が高い。そこで、マイクロプロセッサ１８は、現在のＰ（ｉ）が示す焦点検出エリアを選択エリアとして設定し、記憶領域内の選択順を更新する（図８Ｓ１３，Ｓ１４）。
【００５３】
次に、マイクロプロセッサ１８は、一連の選択エリアにおける「所定標本数の像面位置および蓄積中心時刻」とについて回帰分析を行い、最新の予測関数Ｑｒ（ｔ）を算出する（図８Ｓ１５）。なお、データ数が所定標本数に満たない場合、マイクロプロセッサ１８は、現在のデータ数の範囲で回帰分析を行う。
マイクロプロセッサ１８は、この最新の予測関数Ｑｒ（ｔ）に応じてモータ１９を駆動し、焦点調節を実行する（図８Ｓ１６）。
【００５４】
以上説明した動作により、第１の実施形態では、過去の選択順に沿って被写体像の移動先を探索するので、移動コースの再現性が高い被写体については、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うので、被写体以外の物体を誤って被写体と判別してしまうおそれが少なくなり、被写体の移動先を正確に探索することが可能となる。
【００５５】
また、カメラ位置ごとに専用の記憶領域を設けているので、カメラ位置の違いを考慮して、被写体像の探索順を最適に決定することが可能となる。
次に、別の実施形態について説明する。
図１１は、第２の実施形態（請求項２，６に対応する）の動作を説明する図である。
【００５６】
なお、第２の実施形態の構成は、マイクロプロセッサ１８の内部機能を除いて、第１の実施形態の構成（図６，図７）と同一なので、ここでの説明を省略する。
また、請求項２に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、焦点検出手段１が焦点検出部１６に対応し、記憶手段２ｂがマイクロプロセッサ１８の「出現頻度の記憶機能」に対応し、焦点予測手段３がマイクロプロセッサ１８の「像面位置の予測機能」に対応し、探索手段４ｂがマイクロプロセッサ１８の「被写体の移動先の探索機能」に対応し、焦点制御手段５はモータ１９，レンズ駆動機構２０，エンコーダ２１およびマイクロプロセッサ１８の「焦点制御の機能」に対応する。
【００５７】
請求項６に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、カメラ位置検出手段６が、レリーズ釦２２，縦位置レリーズ釦２３およびマイクロプロセッサ１８の「カメラ位置の判定機能」に対応する。
以下、図６，図７，図１１に基づいて、第２の実施形態の動作を説明する。
カメラのレリーズが半押しになると（図１１Ｓ１）、マイクロプロセッサ１８は、縦位置もしくは横位置のどちらのレリーズ釦が押されたかを判断し、記憶領域の割り当てを入れ替える（図１１Ｓ２）。
【００５８】
すなわち、図１２（Ａ）に示されるように、前回まで横位置であったカメラボディ１１が反時計回りに９０°だけ回動された場合、マイクロプロセッサ１８は、記憶領域の割り当てを入れ替え、焦点検出エリアの配置関係を反時計回りに９０°だけ回動する。図１３は、このようなカメラ位置に応じて変化する記憶領域の割り当てを示した図である。
【００５９】
なお、縦位置としては、図１２（Ｂ）に示されるように、横位置の状態から時計回りに９０°だけ回動された状態も存在する。したがって、姿勢センサなどを用いて１つの横位置と２つの縦位置とを区別し、これら３つのカメラ位置に応じて記憶領域を入れ替えてもよい。
ここで、マイクロプロセッサ１８は、イメージセンサ５９を制御して光電荷の蓄積を実行する。この電荷蓄積期間中に、マイクロプロセッサ１８は、エンコーダ２１のパルス数を数えてレンズ位置を検出する（図１１Ｓ３）。
【００６０】
次に、マイクロプロセッサ１８は、プロセッサ内部の記憶領域から、焦点検出エリアの出現頻度を読み出す（図１１Ｓ４）。
マイクロプロセッサ１８は、この出現頻度を降順にたどって、現在の選択エリア（一回目の焦点検出時には、初期設定されたエリア）から出発する探索順Ｐ（ｉ）を決定する（図１１Ｓ５）
このように決定された探索順Ｐ（ｉ）に沿って、被写体の移動先を順次に探索する（図１１Ｓ６〜１２）。
【００６１】
マイクロプロセッサ１８は、このように探索された焦点検出エリアを選択エリアとして設定し、記憶領域内の出現頻度を更新する（図１１Ｓ１３，Ｓ１４）。
このように設定された選択エリアについて、焦点調節を実行する（図１１Ｓ１５，Ｓ１６）。
以上説明した動作により、第２の実施形態では、焦点検出エリアの出現頻度の順に被写体像の移動先を探索するので、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
【００６２】
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うので、被写体以外の物体を誤って被写体と判別してしまうおそれが少なくなり、被写体の移動先を正確に探索することが可能となる。
また、カメラ位置に応じて、記憶領域の内容を回動するので、カメラ位置の変化による移動コースの違いを吸収し、移動コースの履歴を一元的に記憶することができる。
【００６３】
次に、別の実施形態について説明する。
図１４は、第３の実施形態（請求項３に対応する）の動作を説明する図である。
なお、第３の実施形態の構成は、マイクロプロセッサ１８の内部機能を除いて、第１の実施形態の構成（図６，図７）と同一なので、ここでの説明を省略する。
また、請求項３に記載の発明と第３の実施形態との対応関係については、焦点検出手段１が焦点検出部１６に対応し、記憶手段２ｃがマイクロプロセッサ１８の「転移頻度の記憶機能」に対応し、焦点予測手段３がマイクロプロセッサ１８の「像面位置の予測機能」に対応し、探索手段４ｃがマイクロプロセッサ１８の「被写体の移動先の探索機能」に対応し、焦点制御手段５はモータ１９，レンズ駆動機構２０，エンコーダ２１およびマイクロプロセッサ１８の「焦点制御の機能」に対応する。
【００６４】
第３の実施形態における動作上の特徴点は、転移頻度の高い順に沿って探索順Ｐ（ｉ）を設定する点である（図１４Ｓ３，Ｓ４）。
例えば、図１５に示すような転移頻度の状態において、現在の選択エリアを「ａ」とすると、探索順Ｐ（ｉ）は、焦点検出エリアａから転移する頻度が高い順に、
Ｐ（１）＝ａ
Ｐ（２）＝ｃ
Ｐ（３）＝ｄ
Ｐ（４）＝ｂ
Ｐ（５）＝ｅ
に設定される。
【００６５】
このような探索順Ｐ（ｉ）を採用することにより、第３の実施形態では、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うので、被写体以外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
【００６６】
次に、別の実施形態について説明する。
図１６は、第４の実施形態（請求項４に対応する）の動作を説明する図である。
なお、第４の実施形態の構成は、マイクロプロセッサ１８の内部機能を除いて、第１の実施形態の構成（図６，図７）と同一なので、ここでの説明を省略する。
また、請求項４に記載の発明と第４の実施形態との対応関係については、焦点検出手段１が焦点検出部１６に対応し、記憶手段２ｄが被写体コース選択釦１１ａおよびマイクロプロセッサ１８の「設定順の記憶機能」に対応し、焦点予測手段３がマイクロプロセッサ１８の「像面位置の予測機能」に対応し、探索手段４ｄがマイクロプロセッサ１８の「被写体の移動先の探索機能」に対応し、焦点制御手段５はモータ１９，レンズ駆動機構２０，エンコーダ２１およびマイクロプロセッサ１８の「焦点制御の機能」に対応する。
【００６７】
第４の実施形態における動作上の特徴点は、被写体コース選択釦１１ａを介して手動選択された順番に沿って、探索順Ｐ（ｉ）を設定する点である（図１６Ｓ３，Ｓ４）。
例えば、手動設定された順番が「ａ→ｃ→ｄ→ｅ」であり、現在の選択エリアが「ｃ」のときは、探索順Ｐ（ｉ）は、
Ｐ（１）＝ｃ
Ｐ（２）＝ｄ
Ｐ（３）＝ｅ
に設定される。なお、残りの探索順については、例えば、ランダムに設定する。
【００６８】
このような動作により、第４の実施形態では、移動コースをある程度予想できる被写体については、撮影者が設定順を適宜に決定することにより、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
また、撮影者の設定順に沿って探索を行うので、撮影者にとって予想外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
【００７１】
なお、上述した実施形態では、焦点検出情報としてデフォーカス量を使用しているが、その構成に限定されるものではなく、焦点状態を表す検出値もしくは算出値であれば、焦点検出情報として使用することができる。例えば、被写体までの測距値，被写体像面の位置，外光パッシブ式の像間隔，撮影光学系の目標駆動位置，外光アクティブ式の受光角度または受光位置などを焦点検出情報として使用してもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態では、統計予測に基づいて焦点検出情報の予測値を求めているが、焦点予測手段３の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、０次ホールドや１次ホールドその他の線形予測に基づいて、焦点検出情報の予測値を求めてもよい。
【００７３】
さらに、第１および第２の実施形態では、縦位置レリーズ釦２３の押圧によって縦位置を判断しているが、カメラ位置検出手段６の構成はこれに限定されるものではない。例えば、カメラに姿勢センサを設けてカメラ位置を検出してもよい。
また、第２の実施形態では、出現頻度を記憶しているが、その構成に限定されるものではなく、出現頻度に対応する値を記憶してもよい。例えば、出現確率などを記憶してもよい。
【００７４】
さらに、第３の実施形態では、転移頻度を記憶しているが、その構成に限定されるものではなく、転移頻度に対応する値を記憶してもよい。例えば、転移確率などを記憶してもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、過去の選択順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
【００７６】
例えば、路上を移動する自動車や歩行者のように、一定の軌道に沿って移動する被写体は、移動コースの再現性が高い。このような被写体を撮影する場合、過去の選択順に沿って被写体像の移動先を探索することにより、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
したがって、上記の被写体が高速に移動するような場合においても、移動先を見失うことなく迅速に探索し、ピントを合せ続けることが可能となる。
【００７７】
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うので、被写体以外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
請求項２に記載の発明では、過去の出現頻度の高い順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
【００７８】
例えば、風に揺れる草花や、ぶらんこに乗る子供のように、一定の軌道に沿って周期運動する被写体像は、周期軌道の両端に位置する時間が最も長く、両端に対応する焦点検出エリアの出現頻度が高くなる。
このように特定箇所に多く出現する被写体を撮影する場合、過去の出現頻度の順番に沿って被写体像の移動先を探索することにより、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
【００７９】
したがって、上記の被写体が高速に移動するような場合においても、移動先を見失うことなく迅速に探索し、ピントを合せ続けることが可能となる。
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うので、被写体以外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
【００８０】
請求項３に記載の発明では、過去の転移頻度の高い順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
例えば、路上を移動する自動車や歩行者のように、一定の軌道に沿って移動する被写体は、移動コースの再現性が高い。このような被写体を撮影する場合、過去の転移頻度の順に沿って被写体像の移動先を探索することにより、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
【００８１】
したがって、上記の被写体が高速に移動するような場合においても、移動先を見失うことなく迅速に探索し、ピントを合せ続けることが可能となる。
また、確率の高い焦点検出エリアから優先的に探索を行うので、被写体以外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
【００８２】
請求項４に記載の発明では、手動設定（選択）された探索順に沿って、被写体像の移動先を探索する。
一般に、路上を移動する自動車や歩行者を撮影する場合、被写体像は、予想される移動コースをおおよそ通過する。
したがって、このように移動コースを予想できる被写体像については、撮影者が設定した順番に沿って探索順を決定することにより、探索に所要する時間を効率的に短縮することができる。
【００８３】
したがって、探索時間を飛躍的に短縮し、高速に移動する被写体像を迅速に探索し、ピントを合せ続けることが可能となる。
また、撮影者の設定順に沿って探索を行うので、撮影者にとって予想外の物体を誤って被写体と判別してしまう可能性が低く、探索結果の信頼性を格段に向上させる効果がある。
【００８４】
さらに、自動設定では対応できないような複雑な探索順についても、手動設定（選択）により柔軟に対応することが可能となる。したがって、撮影者の綿密な撮影意図に沿って、焦点調節を計画的に実行することができる。
【００８６】
請求項５に記載の発明では、カメラ位置に従って、記憶手段の記憶領域を専用に切り換える。
このような動作により、カメラ位置の違いによる移動コースの変化を、記憶手段の履歴結果に正確に反映させることができる。
【００８７】
したがって、カメラ位置の違いを考慮して、被写体像の探索順をより適確に決定することが可能となる。
請求項６に記載の発明では、カメラ位置に応じて、記憶手段の記憶内容を回動する。
したがって、カメラ位置の変化による移動コースの違いを吸収し、移動コースの履歴を一元的に記憶することができる。
【００８８】
したがって、カメラ位置の変化にかかわらず、被写体像の探索順を正確に決定することが可能となる。
また、横位置と縦位置とについて移動コースの履歴を一元的に収集できるので、記憶手段に記憶される標本数が多くなる。したがって、被写体像の探索順をより確実に決定することが可能となる。
【００８９】
以上説明したように、各請求項に記載の発明を選択的もしくは単独で採用した焦点調節装置においては、被写体状況に柔軟に適応して、被写体像を迅速かつ適確に追尾し、ピントを着実に合わせ続けることが可能となる。したがって、焦点調節装置の応答性が効果的に向上し、焦点調節動作の性能を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
【図２】  請求項２に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
【図３】  請求項３に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
【図４】  請求項４に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
【図５】  請求項５，６に記載の発明に対応する原理ブロック図である。
【図６】  第１の実施形態（請求項１，５に対応する）を示す図である。
【図７】  焦点検出部１６の内部構成を示す分解斜視図である。
【図８】  第１の実施形態の動作を説明する流れ図である。
【図９】  撮影画面上の被写体移動を説明する図である。
【図１０】  焦点検出エリアの探索を説明する図である。
【図１１】  第２の実施形態（請求項２，６に対応する）の動作を説明する図である。
【図１２】  カメラ位置の変化を説明する図である。
【図１３】  カメラ位置の変更に伴う記憶領域の割り当て変更を示す図である。
【図１４】  第３の実施形態（請求項３に対応する）の動作を説明する図である。
【図１５】  エリアの転移頻度の一例を示す図である。
【図１６】  第４の実施形態（請求項４に対応する）の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  焦点検出手段
２  記憶手段
２ａ〜ｄ  記憶手段
３  焦点予測手段
４ａ〜ｄ  探索手段
５  焦点制御手段
６  カメラ位置検出手段
１１  カメラボディ
１１ａ  被写体コース選択釦
１２  鏡筒
１３  撮影光学系
１４  ミラー
１５  サブミラー
１６  焦点検出部
１７  Ａ／Ｄ変換部
１８  マイクロプロセッサ
１９  モータ
２０  レンズ駆動機構
２１  エンコーダ
２２  レリーズ釦
２３  縦位置レリーズ釦
５１  レンズホルダ部
５２  コンデンサレンズ
５３  遮光板
５３ａ〜ｅ  視野マスク
５４  赤外カットフィルタ
５５  ミラー
５７  絞り板
５７ａ〜ｅ  絞りマスク
５８  レンズ板
５８ａ〜ｅ  セパレータレンズ
５９  イメージセンサ
５９ａ〜ｅ  受光部
【図１】
0003677867.tif 000002
【図２】
0003677867.tif 000003
【図３】
0003677867.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003677867.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003677867.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003677867.tif 000013
【図１３】
0003677867.tif 000014
【図１４】
0003677867.tif 000015
【図１５】
0003677867.tif 000016
【図１６】
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