(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、
前記撮影光学系による撮影画面内の中央および周辺に設定された複数の焦点検出領域での焦点状態を検出するための焦点検出光学系と、
前記焦点検出光学系により形成された複数の被写体像を前記焦点検出領域毎に分けて受光する複数の電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、
前記複数の電荷蓄積時間を各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて制御する電荷蓄積時間制御手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域における前記撮影光学系による像面の予定焦点面に対するデフォーカス量を演算する焦点検出演算手段と、
前記焦点検出演算手段が前記複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数のデフォーカス量に基づいて前記複数の焦点検出領域ごとの像面移動速度を演算する像面移動速度演算手段と、
前記像面移動速度演算手段が前記焦点検出領域ごとに算出した複数の像面移動速度の中から１つの像面移動速度を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された像面移動速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していないと判別した場合は、前記デフォーカス量に基づいて前記撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、前記被写体が移動していると判別した場合は、前記選択された像面移動速度に基づき前記被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように前記撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、
前記被写体像の輝度が所定値以下でかつ前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していると判別した場合は、前記受光手段が備える前記複数の電荷蓄積型センサーのうち前記撮影画面内の中央に設定された焦点検出領域に対応する電荷蓄積型センサーの出力のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【請求項２】
予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、
前記撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域での焦点状態を検出するための焦点検出光学系と、
前記焦点検出光学系により形成された複数の被写体像を前記焦点検出領域毎に分けて受光する複数の電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、
前記複数の電荷蓄積時間を各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて制御する電荷蓄積時間制御手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域における前記撮影光学系の像面の前記予定焦点面に対するデフォーカス量を演算する焦点検出演算手段と、
前記焦点検出演算手段が前記複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数のデフォーカス量に基づいて前記複数の焦点検出領域ごとの像面移動速度を演算する像面移動速度演算手段と、
前記像面移動速度演算手段が前記焦点検出領域ごとに算出した複数の像面移動速度の中から１つの像面移動速度を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された像面移動速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していないと判別した場合は、前記デフォーカス量に基づいて前記撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、前記被写体が移動していると判別した場合は、前記像面移動速度に基づき前記被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように前記撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していると判別した場合は、前記受光手段が備える前記複数の電荷蓄積型センサーのうち、前記電荷蓄積時間制御手段により制御された電荷蓄積時間が相対的に短い電荷蓄積型センサーの出力のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【請求項３】
予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、
前記撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域での焦点状態を検出するための焦点検出光学系と、
前記焦点検出光学系により形成された複数の被写体像を前記焦点検出領域毎に分けて受光する複数の電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域における前記撮影光学系の像面の前記予定焦点面に対するデフォーカス量を演算する焦点検出演算手段と、
前記焦点検出演算手段が前記複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数のデフォーカス量に基づいて前記複数の焦点検出領域ごとの像面移動速度を演算する像面移動速度演算手段と、
前記像面移動速度演算手段が前記焦点検出領域ごとに算出した複数の像面移動速度の中から１つの像面移動速度を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された像面移動速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していないと判別した場合は、前記デフォーカス量に基づいて前記撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、前記被写体が移動していると判別した場合は、前記像面移動速度に基づき前記被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように前記撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していると判別した場合は、前記受光手段が備える前記複数の電荷蓄積型センサーのうち、前記選択手段により選択された像面移動速度を算出した焦点検出領域に対応する電荷蓄積型センサーの出力のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備え、
前記被写体移動判別手段は、前記被写体が移動していると判別した場合、そのとき前記焦点検出領域選択手段により選択されている焦点検出領域をその後の被写体移動の判別に継続して使用し、その焦点検出領域において算出された像面移動速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別することを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【請求項４】
予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、
前記撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域にそれぞれ結像する被写体像に応じた電気信号を出力する電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、
前記各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて各焦点検出領域ごとに電荷蓄積時間を制御する電荷蓄積時間制御手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域に結像する被写体像の焦点調節状態を演算する焦点検出演算手段と、
前記焦点検出演算手段が前記複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数の焦点調節状態それぞれの変化速度を演算する変化速度演算手段と、
前記変化速度演算手段が前記焦点検出領域ごとに算出した複数の焦点調節状態の変化速度の中から１つの変化速度を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された変化速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していないと判別した場合は、前記焦点調節状態に基づいて前記撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、前記被写体が移動していると判別した場合は、前記変化速度に基づき前記被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように前記撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、
前記被写体像の輝度が所定値以下でかつ前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していると判別した場合は、前記撮影画面内の中央に設定された焦点検出領域に対応する蓄積電荷を当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【請求項５】
予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、
前記撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域にそれぞれ結像する被写体像に応じた電気信号を出力する電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、
前記各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて電荷蓄積時間を制御する電荷蓄積時間制御手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域に結像する被写体像の焦点調節状態を演算する焦点検出演算手段と、
前記焦点検出演算手段が前記複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数の焦点調節状態それぞれの変化速度を演算する変化速度演算手段と、
前記変化速度演算手段が前記焦点検出領域ごとに算出した複数の焦点調節状態の変化速度の中から１つの変化速度を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された変化速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していないと判別した場合は、前記焦点調節状態に基づいて前記撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、前記被写体が移動していると判別した場合は、前記変化速度に基づき前記被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように前記撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していると判別した場合は、前記電荷蓄積時間制御手段により制御された電荷蓄積時間が相対的に短い焦点検出領域の蓄積電荷を当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【請求項６】
予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、
前記撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域にそれぞれ結像する被写体像に応じた電気信号を出力する電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域に結像する被写体像の焦点調節状態を演算する焦点検出演算手段と、
前記焦点検出演算手段が前記複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数の焦点調節状態それぞれの変化速度を演算する変化速度演算手段と、
前記変化速度演算手段が前記焦点検出領域ごとに算出した複数の焦点調節状態の変化速度の中から１つの変化速度を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された変化速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していないと判別した場合は、前記焦点調節状態に基づいて前記撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、前記被写体が移動していると判別した場合は、前記変化速度に基づき前記被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように前記撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、
前記被写体移動判別手段により前記被写体が移動していると判別した場合は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記選択手段により選択された変化速度を算出した焦点検出領域に対応する蓄積電荷のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備え、
前記被写体移動判別手段は、前記被写体が移動していると判別した場合、そのとき前記焦点検出領域選択手段により選択されている焦点検出領域をその後の被写体移動の判別に継続して使用し、その焦点検出領域において算出された焦点調節状態の変化速度に基づいて前記被写体が移動しているか否かを判別することを特徴とする自動焦点調節カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、移動する被写体に対しても遅れなく追従する自動焦点調節カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来焦点検出光学系によって形成された被写体像を電荷蓄積型センサーを用いて受光し、センサー出力を演算処理して撮影光学系の予定焦点面に対する被写体像面のデフォーカス量を検出し、該デフォーカス量に応じてフォーカシングレンズを駆動することにより撮影光学系の合焦を達成する自動焦点調節カメラが知られている。
さらに、時系列的に発生する複数のデフォーカス量から被写体が移動しているか否かを判定し、被写体が移動していると判定した場合は通常のレンズ駆動量を補正して駆動することにより、移動する被写体にも追随してピントが合い続ける駆動方式（以下、予測駆動と言う。）が知られている。
【０００３】
図１２を用いて上述の予測駆動方式における被写体移動判別の基本的な原理を説明する。
図１２において縦軸は像面の位置を表し、横軸は時間を表している。また実線は撮影光学系が理想的に移動被写体に追随して駆動された場合の被写体像面の軌跡を表し、破線は実際のレンズ位置に対応する像面の位置を表す。従って実線と破線との差が像面位置の差＝デフォーカス量を表すことになる。ここで時刻ｔ１におけるデフォーカス量をｄ１、時刻ｔ２におけるデフォーカス量をｄ２、時刻ｔ１とｔ２の間のレンズ駆動に伴う像面移動量をＬ１２とすると、被写体移動に伴う像面の移動速度ｖ１２は式（１）のようになる。
【数１】
0003574157.tif 000002
像面移動速度ｖ１２の絶対値が所定値以上であれば被写体が移動していると判別することができる。
【０００４】
被写体が移動していると判定された場合には、被写体移動に伴う像面の移動を考慮し、時刻ｔ３に実線と破線が一致してデフォーカス量が０となるようにレンズ駆動を行うことができる。
この時のレンズ駆動量は、デフォーカス量ｄ２を式（２）により補正した補正デフォーカス量ｄ２’に対応して定めればよい。
【数２】
0003574157.tif 000003
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の方式では２つの時刻間のデフォーカス量から被写体像面の移動速度を算出するので、像面の移動速度の変化に対する応答性はデフォーカス量を求める時刻のインターバルに依存する。したがって、正確な予測駆動を行なうには上記のインターバルを十分短く設定しておくことが望ましい。
しかしながら、被写体輝度が低くなった場合には、電荷蓄積型センサーの受光量が減少して電荷の蓄積時間が長くなるため、デフォーカス量の検出間隔が伸びてしまい、被写体速度が急変する場合には正しい像面移動速度を測定することができず、結果的に予測駆動によりオーバーランを生じたりしてしまった。
【０００６】
また上記焦点検出光学系とセンサーを複数備え、撮影画面に設定された複数の焦点検出領域において、焦点検出を行って複数のデフォーカス量を求め、該複数のデフォーカス量に基づき１つの最終デフォーカス量を決定し、該最終デフォーカス量に応じてフォーカシングレンズを駆動することにより撮影光学系の合焦を達成するいわゆるマルチＡＦエリア方式の自動焦点調節カメラも知られている。しかしながらマルチＡＦエリア方式の自動焦点調節カメラは、シングルＡＦエリア方式、すなわち単一の焦点検出領域でのデフォーカス量に基づいてフォーカシング動作を行なうカメラと比較して焦点検出領域が増大した分、センサーの電荷蓄積時間、電荷転送時間、焦点検出演算時間等を含めた焦点調節にかかる時間（以後ＡＦ時間という。）が増大し、デフォーカス量の検出間隔が伸びてしまい、低輝度時と同様な理由で、被写体速度が急変する場合には正しい像面移動速度を測定することができず、結果的に予測駆動によりオーバーランを生じたりしてしまった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決し、低輝度時にも正確な予測駆動が可能な自動焦点調節カメラを提供することを目的とする。
また、複数の焦点検出領域を有する自動焦点調節カメラにおいて、予測駆動時の精度を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による自動焦点調節カメラは、予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、撮影光学系による撮影画面内の中央および周辺に設定された複数の焦点検出領域での焦点状態を検出するための焦点検出光学系と、焦点検出光学系により形成された複数の被写体像を焦点検出領域毎に分けて受光する複数の電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、複数の電荷蓄積時間を各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて制御する電荷蓄積時間制御手段と、受光手段の出力に基づいて複数の焦点検出領域における撮影光学系の像面の予定焦点面に対するデフォーカス量を演算する焦点検出演算手段と、焦点検出演算手段が複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数のデフォーカス量に基づいて複数の焦点検出領域ごとの像面移動速度を演算する像面移動速度演算手段と、像面移動速度演算手段が焦点検出領域ごとに算出した複数の像面移動速度の中から１つの像面移動速度を選択する選択手段と、選択手段により選択された像面移動速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、デフォーカス量に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、選択された像面移動速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、被写体像の輝度が所定値以下でかつ被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、受光手段が備える複数の電荷蓄積型センサーのうち撮影画面内の中央に設定された焦点検出領域に対応する電荷蓄積型センサーの出力のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の焦点制御手段は、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、デフォーカス量に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、選択された像面移動速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する。
【００１０】
そして、請求項１の自動焦点調節カメラでは、被写体像の輝度が所定値以下でかつ被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、複数の電荷蓄積型センサーのうち撮影画面内の中央に設定された焦点検出領域に対応する電荷蓄積型センサーの出力のみを用いて焦点調節を行う。
【００１１】
請求項２の発明による自動焦点調節カメラは、予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域での焦点状態を検出するための焦点検出光学系と、焦点検出光学系により形成された複数の被写体像を焦点検出領域毎に分けて受光する複数の電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、複数の電荷蓄積時間を各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて制御する電荷蓄積時間制御手段と、受光手段の出力に基づいて複数の焦点検出領域における撮影光学系の像面の予定焦点面に対するデフォーカス量を演算する焦点検出演算手段と、焦点検出演算手段が複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数のデフォーカス量に基づいて複数の焦点検出領域ごとの像面移動速度を演算する像面移動速度演算手段と、像面移動速度演算手段が焦点検出領域ごとに算出した複数の像面移動速度の中から１つの像面移動速度を選択する選択手段と、選択手段により選択された像面移動速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、デフォーカス量に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、像面移動速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、受光手段が備える複数の電荷蓄積型センサーのうち、電荷蓄積時間制御手段により制御された電荷蓄積時間が相対的に短い電荷蓄積型センサーの出力のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の焦点制御手段は、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、デフォーカス量に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、選択された像面移動速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する
【００１３】
被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、複数の電荷蓄積型センサーのうち、電荷蓄積時間制御手段により制御された電荷蓄積時間が相対的に短い電荷蓄積型センサーの出力のみを用いて焦点調節を行う。
【００１４】
請求項３の発明による自動焦点調節カメラは、予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域での焦点状態を検出するための焦点検出光学系と、焦点検出光学系により形成された複数の被写体像を焦点検出領域毎に分けて受光する複数の電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、受光手段の出力に基づいて複数の焦点検出領域における撮影光学系の像面の予定焦点面に対するデフォーカス量を演算する焦点検出演算手段と、焦点検出演算手段が複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数のデフォーカス量に基づいて複数の焦点検出領域ごとの像面移動速度を演算する像面移動速度演算手段と、像面移動速度演算手段が焦点検出領域ごとに算出した複数の像面移動速度の中から１つの像面移動速度を選択する選択手段と、選択手段により選択された像面移動速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、デフォーカス量に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、像面移動速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、受光手段が備える複数の電荷蓄積型センサーのうち、選択手段により選択された像面移動速度を算出した焦点検出領域に対応する電荷蓄積型センサーの出力のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備え、被写体移動判別手段は、被写体が移動していると判別した場合、そのとき焦点検出領域選択手段により選択されている焦点検出領域をその後の被写体移動の判別に継続して使用し、その焦点検出領域において算出された像面移動速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の焦点制御手段は、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、デフォーカス量に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、選択された像面移動速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する。被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、複数の電荷蓄積型センサーのうち、選択手段により選択された像面移動速度を算出した焦点検出領域に対応する電荷蓄積型センサーの出力のみを継続して用いて焦点調節を行う。
【００１６】
請求項４および５の発明による自動焦点調節カメラは、それぞれ、予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域にそれぞれ結像する被写体像に応じた電気信号を出力する電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、各焦点検出領域における被写体像の輝度に応じて各焦点検出領域ごとに電荷蓄積時間を制御する電荷蓄積時間制御手段と、受光手段の出力に基づいて複数の焦点検出領域に結像する被写体像の焦点調節状態を演算する焦点検出演算手段と、焦点検出演算手段が複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数の焦点調節状態それぞれの変化速度を演算する変化速度演算手段と、変化速度演算手段が焦点検出領域ごとに算出した複数の焦点調節状態の変化速度の中から１つの変化速度を選択する選択手段と、選択手段により選択された変化速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、焦点調節状態に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、変化速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段とを備える。
そして請求項４の自動焦点調節カメラは、被写体像の輝度が所定値以下でかつ被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、撮影画面内の中央に設定された焦点検出領域に対応する蓄積電荷を当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段を備えることを特徴とする。
また請求項５の自動焦点調節カメラは、被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、電荷蓄積時間制御手段により制御された電荷蓄積時間が相対的に短い焦点検出領域の蓄積電荷を当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段を備えることを特徴とする。
さらに請求項６の発明による自動焦点調節カメラは、予定焦点面上に被写体像を形成するための撮影光学系と、撮影光学系による撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域にそれぞれ結像する被写体像に応じた電気信号を出力する電荷蓄積型センサーを備えた受光手段と、受光手段の出力に基づいて複数の焦点検出領域に結像する被写体像の焦点調節状態を演算する焦点検出演算手段と、焦点検出演算手段が複数の焦点検出領域ごとに時系列的に算出した複数の焦点調節状態それぞれの変化速度を演算する変化速度演算手段と、変化速度演算手段が焦点検出領域ごとに算出した複数の焦点調節状態の変化速度の中から１つの変化速度を選択する選択手段と、選択手段により選択された変化速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別する被写体移動判別手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していないと判別した場合は、焦点調節状態に基づいて撮影光学系の焦点位置を調節するとともに、被写体が移動していると判別した場合は、変化速度に基づき被写体移動に伴うピント誤差を減少させるように撮影光学系の焦点位置の調節量を補正する焦点制御手段と、被写体移動判別手段により被写体が移動していると判別した場合は、複数の焦点検出領域のうち、選択手段により選択された変化速度を算出した焦点検出領域の蓄積電荷のみを当該受光手段の出力として選択する焦点検出領域選択手段とを備え、被写体移動判別手段は、被写体が移動していると判別した場合、そのとき焦点検出領域選択手段により選択されている焦点検出領域をその後の被写体移動の判別に継続して使用し、その焦点検出領域において算出された焦点調節状態の変化速度に基づいて被写体が移動しているか否かを判別することを特徴とする。
【００１７】
【実施例】
−第１実施例−
本発明の第１実施例を図１〜図４を参照して説明する。
図１は本実施例のブロック図である。ボディ１に対しレンズ２は交換可能に構成され、図ではレンズ２がボディ１に装着されている。レンズ２は撮影光学系３を備え、撮影光学系３を通過した被写体からの光束はハーフミラーを用いたメインミラー４によりサブミラー５とファインダー６の方向に分割される。サブミラー５によりボディ１の底方向（図の下側）に偏向された光束は、撮影光学系３の予定焦点面の近傍に配置された焦点検出光学系７に導かれる。
【００１８】
図２に焦点検出光学系７と焦点検出用の受光素子８の概略構成を示す。
焦点検出光学系７は、開口部７０を有する視野マスク７１と、コンデンサーレンズ７２と、一対の絞り開口部７３，７４を有する絞りマスク７５と、一対の再結像レンズ７６，７７とを備えている。受光素子８は、受光素子８の下部に並ぶ一対の受光部８０，８１と、受光素子８の上部に並ぶ一対の受光部８２，８３とを備え、受光部８０，８１が第１のセンサー９を、受光部８２，８３が第２のセンサー１０を構成する。撮影光学系３（図１）により光軸上の開口部７０の近傍に形成された１次像は受光部８０〜８３上に左右を一対とする２次像として再結像する。
【００１９】
図３に示すように受光部８０，８１および受光部８２，８３はそれぞれの並び方向に連設された複数の矩形状の画素ＰＳ１，ＰＳ２を有し、これら画素ＰＳ１，ＰＳ２の受光量に応じた電荷を蓄積して後述するマイコン１４へ出力する。受光部８０，８１の画素ＰＳ１のピッチＰ１および高さＷ１は、受光部８２，８３の画素ＰＳ２のピッチＰ２および高さＷ２よりも小さく定められている。したがって、受光部８２，８３の画素面積Ｐ２×Ｗ２は、受光部８０，８１の画素面積Ｐ１×Ｗ１より大きく、同一の出力レベルを得るための電荷蓄積時間は第２の受光部８２，８３のほうが短い。すなわち、第２の受光部８２，８３の方が被写体像の検出感度が高い。
【００２０】
図２に示すように、一対の絞り開口部７３，７４はコンデンサーレンズ７２により撮影光学系３の射出瞳近傍の面３０の光軸に対して対称な一対の領域３１，３２に投影される。これらの領域３１，３２を通る光束は、視野マスク７１付近でまず一次像を形成する。視野マスク７１の開口部７０に形成された一次像は更にコンデンサーレンズ７２および一対の絞り開口部７３，７４を通り、一対の再結像レンズ７６，７７により受光素子８上の受光部８０，８２上と受光部８１，８３上とに一対の二次像として形成される。二次像の強度分布は受光部８０〜８３で光電変換されて電気的な被写体像信号となる。この際、受光部８０，８１と受光部８２，８３とは画素面積が異なっているので焦点検出演算処理を行うのに適正な出力レベルとなるようにそれぞれ独立に電荷蓄積時間が設定される。
【００２１】
図１に示すように、第１のセンサー９の一対の電気的な被写体像信号および第２のセンサー１０の一対の電気的な被写体像信号は制御手段１１の制御動作にしたがってマイコン１４の焦点検出演算手段１２へ取り込まれる。焦点検出演算手段１２は取り込まれた被写体像信号の相対的位置関係を演算して撮影光学系３の像面と予定焦点面とのデフォーカス量ｄを検出する。
マイコン１４の被写体移動判別手段１３は、焦点検出演算手段１２により算出されたデフォーカス量とその算出時刻とをペアで記憶する。また、後述するモーター１５の回転量をモニターして前回のデフォーカス量の算出時刻から今回のデフォーカス量の算出時刻までのレンズ駆動量を測定し、該レンズ駆動量を像面移動量に変換する。次に前回のデフォーカス量をｄ１、算出時刻をｔ１、今回のデフォーカス量をｄ２、算出時刻をｔ２、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのレンズ駆動によって生ずる像面移動量をＬ１２として、式（１）により時刻ｔ１とｔ２間の像面移動速度ｖ１２を求める。
【００２２】
像面移動速度ｖ１２の絶対値が所定値Ｖより小さい場合は被写体が静止していると判別し、マイコン１４に含まれる駆動制御手段１６に今回のデフォーカス量ｄ２に応じてモーター１５の回転方向と回転量を制御させる。制御されたモーター１５の回転により撮影光学系３が光軸方向へデフォーカス量ｄが０となるように駆動されて撮影光学系３が合焦状態となる。
像面移動速度ｖ１２の絶対値が所定値Ｖより小さい場合は被写体が移動していると判別し、時刻ｔ３において合焦するように式（２）により補正デフォーカスｄ２’を算出し、該補正デフォーカス量ｄ２’に応じて駆動制御手段１６にモーター１５の回転方向と回転量を制御させる。
【００２３】
被写体移動判別手段１３の判別結果は制御手段１１に送られる。制御手段１１は、被写体が移動している場合は蓄積時間を短縮するために第２のセンサー１０を駆動させ、被写体が静止している場合は第１のセンサー９を駆動させる。
【００２４】
図４は制御手段１１、焦点検出演算手段１２、被写体移動判別手段１３、駆動制御手段１６を備えたマイコン１４の動作フローチャートである。
ステップＳ１００では、電源ＯＮによりステップＳ１０１に進む。
ステップＳ１０１では、前回の被写体移動判別結果に応じて被写体が移動しているか否かを判別する。移動していない場合には比較的低感度の第１のセンサー９を駆動対象に選択してステップＳ１０２に進み、移動している場合には受光素子８からの被写体像信号の出力間隔を短縮するために高感度の第２のセンサー１０を駆動対象に選択してステップＳ１０３に進む。なお、電源ＯＮ直後およびデフォーカス量が１回しか検出されていない時点では、前回の被写体移動判別結果がないのでステップＳ１０１から無条件にステップＳ１０２またはステップＳ１０３に進むようにしておく。
【００２５】
被写体が移動していると判別した場合に高感度の第２のセンサー１０を選択する理由は、電荷の蓄積時間を短縮してデフォーカス量の算出時刻の間隔を短縮し、算出した像面移動速度が正しく像面の時間変化を反映するようにするためである。被写体が移動していないと判別した場合に比較的低感度の第１のセンサー９を選択する理由は、第２のセンサー１０と比較して画素ピッチが細かく画素の高さも小さい第１のセンサー９により、微細な被写体に対する検出能力を高めるためである。すなわち、像面移動速度の検出に高い応答性が要求される場合には応答性を重視して第２のセンサー１０を選択し、応答性が要求されない場合には微細検出能力を重視して第１のセンサー９を選択する。
【００２６】
ステップＳ１０２では第１のセンサー９を選択して電荷蓄積動作を行わせ、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０３では第２のセンサー１０を選択して電荷蓄積動作を行わせ、ステップＳ１０４に進む。
電荷蓄積時間の制御は、第１のセンサー９および第２のセンサー１０の受光部の近傍に光量モニター素子を配置して、これらセンサー９，１０の電荷蓄積開始に同期して該光量モニター素子の出力をモニターし、モニター出力が所定レベルに達した時点でセンサー９，１０の電荷蓄積を終了させる方式でもよい。その場合、第１のセンサー９と第２のセンサー１０の感度が異なっているので、第１のセンサー９を駆動させる場合と第２のセンサー１０を駆動させる場合とで前記所定レベルを異なるようにしておく。
あるいは、前回の第１のセンサー９または第２のセンサー１０の出力レベルと蓄積時間から今回の第１のセンサー９または第２のセンサー１０の出力レベルが所定値になるように今回の蓄積時間を電荷蓄積前に予め計算して、該蓄積時間となるように第１のセンサー９または第２のセンサー１０の電荷蓄積制御を行うようにしてもよい。
【００２７】
ステップＳ１０４では、第１のセンサー９または第２のセンサー１０より被写体像データを読み込む。ステップＳ１０５では、被写体像データを処理してデフォーカス量を演算する。ステップＳ１０６では前回のデフォーカス量と算出時刻、今回のデフォーカス量と算出時刻、前回のデフォーカス量の算出時刻から今回のデフォーカス量の算出時刻までのレンズ駆動によって生ずる像面移動量とから、式（１）により像面移動速度を算出する。
【００２８】
ステップＳ１０７では算出された像面移動速度の絶対値を所定値と比較する。所定値以上の場合は被写体が移動していると判別し、所定値以下の場合は被写体が移動していないと判別する。ステップＳ１０８では被写体が移動している場合にはステップＳ１０９に進み、移動していない場合にはステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０９では式（２）に基づき所定時間後に移動被写体に合焦するように今回のデフォーカス量を補正する。ステップＳ１１０では今回のデフォーカス量または補正デフォーカス量に応じて撮影光学系３を合焦させるためのレンズ駆動量を演算する。なお、電源ＯＮ直後は、前回のデフォーカス量がないのでステップＳ１０５からステップＳ１０６、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９をスキップしてステップＳ１１０に無条件に進むようにしておく。ステップＳ１１１ではモーター１５を駆動して、算出されたレンズ駆動量だけ撮影光学系３を移動させる。この後はステップＳ１０１に戻り、上述の動作を繰り返す。
【００２９】
以上の処理によれば、被写体が移動していると判断されると被写体像の検出感度が高い第２のセンサー１０が優先的に駆動され、その出力に基づいてデフォーカス量や補正量の演算が行なわれるので、焦点調節量の演算周期を短縮して特に低輝度時における予測駆動の応答性を大きく改善できる。被写体が移動していないときは第１のセンサー９により微細な被写体が検出され、高い焦点検出精度が得られる。
【００３０】
上記の実施例では被写体が移動していると判別された場合に第２のセンサー１０を選択したが、さらに被写体輝度の条件を加えて、被写体が移動していると判別され、かつ電荷蓄積時間が不所望に長くなるほど被写体輝度が低下した場合に第２のセンサー１０を選択してもよい。
また、実施例では被写体が移動しているとき第２のセンサー１０のみを駆動したが、２つのセンサー９，１０を常時駆動させ、被写体移動の判別結果に応じていずれか一方の出力をマイコン１４へ取り込むようにしてもよい。センサー９，１０の出力を常時マイコン１４に取り込み、被写体移動の判別結果に応じていずれか一方からの出力信号をデフォーカス量の演算情報に選択してもよい。要は、デフォーカス量やその補正量を演算するための受光素子８の出力として被写体移動時に第２のセンサー１０の出力が選択されるようにすればよい。
【００３１】
上記実施例ではセンサー９，１０の画素面積に応じて被写体像の検出感度を変化させたが、焦点検出光学系をセンサー毎に設けて被写体像の再結像倍率を変化させても感度を変更できる。その一例を図５に示す。
図５（ａ）の例では、第１の焦点検出光学系７Ａにより第１のセンサー９Ａ上に被写体像が形成され、第２の焦点検出光学系７Ｂにより第２のセンサー１０Ａ上に被写体像が形成される。焦点検出光学系７Ａ，７Ｂによる被写体像の再結像倍率は異なる値に設定され、図５（ｂ）に示すように焦点検出光学系７Ａ，７Ｂの物体空間側の１次像面Ｘ（視野マスク７１の位置にほぼ等しい）上でのセンサー９Ａ，１０Ａの投影像Ｈ１，Ｈ２の画素面積は、第１のセンサー９Ａより第２のセンサー１０Ａの方が大きくなっている。これにより被写体像の検出感度は第２のセンサー１０Ａの方が高くなる。なお、この例ではセンサー９Ａ，１０Ａ自身の画素面積の大小は問題でなく、あくまで１次像面Ｘ上への投影像Ｈ１，Ｈ２での画素面積の大小がセンサー９Ａ，１０Ａの選択指標となる。
【００３２】
−第２実施例−
図６および図７により本発明の第２実施例を説明する。なお、図１〜図４と共通する部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図６は本実施例のブロック図である。本実施例が第１実施例と異なる点は、受光素子８Ａが単一の電荷蓄積型のセンサー９によって構成され、センサー９の一対の被写体像信号出力を増幅するための増幅手段１７が新たにセンサー９と焦点検出演算手段１２の間に加わった点である。焦点検出光学系７の構成は図２と同様であり、センサー９は一対の受光部８０，８１を備えている。
【００３３】
増幅手段１７は、第１のゲインと第１のゲインよりも高い第２のゲインを有し、制御手段１１Ａからの制御信号に基づき、第１のゲインと第２のゲインのいずれかを選択する。被写体移動判別手段１３の判別結果は制御手段１１Ａに送られる。制御手段１１Ａは、被写体が移動している場合にはセンサー９の蓄積時間を短縮するために増幅手段１７を第２のゲイン（高ゲイン）で動作させ、被写体が静止している場合には増幅手段１７を第１のゲイン（低ゲイン）で動作させる。
【００３４】
図６は制御手段１１Ａ、焦点検出演算手段１２、被写体移動判別手段１３、駆動制御手段１６を備えたマイコン１４Ａの動作フローチャートである。
ステップＳ２００では、電源ＯＮによりステップＳ２０１に進む。
ステップＳ２０１では、前回の被写体移動判別結果に応じて被写体が移動しているか否かを判別する。移動していない場合にはステップＳ２０２で増幅手段１７のゲインを第１のゲインに設定し、移動している場合にはステップＳ２０４でセンサーの蓄積時間を短縮するために増幅手段１７のゲインを第２のゲインに設定する。なお、電源ＯＮ直後およびデフォーカス量が１回しか検出されていない時点では、前回の被写体移動判別結果がないのでステップＳ２０１では無条件にステップＳ２０２またはステップＳ２０４に進むようにしておく。
【００３５】
被写体が移動していると判別した場合に高ゲインを選択する理由は、電荷の蓄積時間を短縮してデフォーカス量の算出時刻の間隔を短縮し、算出した像面移動速度が正しく像面の時間変化を反映するようにするためである。被写体が移動していないと判別した場合に低ゲインを選択する理由は、センサー９からの被写体像信号の生出力レベルをできるだけ高くし、Ｓ／Ｎ比を向上させるためである。すなわち、像面移動速度の検出に高い応答性が要求される場合には応答性を重視して第２のゲインを選択し、応答性が要求されない場合には被写体像信号のＳ／Ｎを重視して第１のゲインを選択することになる。
【００３６】
ステップＳ２０３では第１のゲインで被写体像信号を増幅した場合に被写体像信号が焦点検出演算に適したレベルとなるように電荷蓄積時間を定め、センサー９に電荷蓄積動作を行わせ、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０５では第２のゲインで被写体像信号を増幅した場合に被写体像信号が焦点検出演算に適したレベルとなるように電荷蓄積時間（この時間はステップＳ２０３で定めた電荷蓄積時間より短くなる）を定め、センサー９に電荷蓄積動作を行わせ、ステップＳ２０６に進む。
【００３７】
電荷蓄積時間の制御は、センサ９ーの受光部の近傍に光量モニター素子を配置して、センサー９の電荷蓄積開始に同期して該光量モニター素子の出力をモニターし、モニター出力が所定レベルに達した時点でセンサー９の電荷蓄積を終了させる方式でもよい。その場合第１ゲインと第２ゲインで増幅する場合とで前記所定レベルを異なるようにしておく。
あるいは、前回のセンサー９の出力レベルＱ１と蓄積時間Ａ１とゲインＧ１と今回選択されたゲインＧ０から今回のセンサー９の出力レベルが所定値Ｑ０になるように今回の蓄積時間Ａ０を式（３）の如く電荷蓄積前に予め計算して、該蓄積時間となるようにセンサー９の電荷蓄積制御を行うようにしてもよい。
【数３】
0003574157.tif 000004
【００３８】
ステップＳ２０６では増幅手段１７からの被写体像データを読み込む。ステップＳ２０７では被写体像データを処理してデフォーカス量を演算する。ステップＳ２０８では前回のデフォーカス量と算出時刻、今回のデフォーカス量と算出時刻、前回のデフォーカス量算出時刻から今回のデフォーカス量算出時刻までのレンズ駆動によって生ずる像面移動量とから、式（１）により像面移動速度を算出する。
【００３９】
ステップＳ２０９では、算出された像面移動速度の絶対値を所定値と比較し所定値以上の場合は被写体が移動していると判別し、所定値以下の場合は被写体が移動していないと判別する。ステップＳ２１０では被写体が移動している場合にはステップＳ２１１に進み、移動していない場合にはステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１１では式（２）に基づき所定時間後に移動被写体に合焦するように、今回のデフォーカス量を補正する。ステップＳ２１２では今回のデフォーカス量または補正デフォーカス量に応じて撮影光学系３を合焦させるために駆動すべきレンズ駆動量を演算する。なお、電源ＯＮ直後は、前回のデフォーカス量がないのでステップＳ２０７からステップＳ２０８、ステップＳ２０９、ステップＳ２１０、ステップＳ２１１をスキップしてステップＳ２１２に無条件に進むようにしておく。ステップＳ２１３ではモーター１５を駆動して、算出されたレンズ駆動量だけ撮影光学系３を移動させる。この後はステップＳ２０１に戻り、上述の動作を繰り返す。
【００４０】
以上の処理によれば、被写体が移動していると判断されると増幅手段１７のゲインが高い側の第２のゲインに設定されるので、焦点調節量の演算周期を短縮して特に低輝度における予測駆動の応答性を大きく改善できる。被写体が移動していないときは増幅手段１７のゲインが低く設定され、被写体像信号のＳ／Ｎ比が向上して高い焦点検出精度が得られる。
【００４１】
上記の実施例では被写体が移動していると判別された場合に第２のゲインを選択したが、さらに被写体輝度の条件を加えて、被写体が移動していると判別され、かつ電荷蓄積時間が不所望に長くなるほど被写体輝度が低下した場合に第２のゲインを選択してもよい。
【００４２】
−第３実施例−
図８〜図１０により本発明の第３実施例を説明する。上述した第１、第２実施例との共通部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図８は本実施例のブロック図である。本実施例では、焦点検出光学系２０からの光束が、第１センサー２１、第２センサー２２、第３センサー２３の３つの電荷蓄積型センサーを備えた受光素子２４に導かれる。
【００４３】
図９に焦点検出光学系２０と受光素子２４の構成を示す。
焦点検出光学系２０は、撮影光学系３による撮影画面の中央位置と、その左右の３つの焦点検出領域に対応する３つの再結像光学系を有している。すなわち、焦点検出光学系２０は、開口部２００ａ〜２００ｃを有する視野マスク２００と、開口部２００ａ〜２００ｃに対応した３つのコンデンサーレンズ２０１ａ〜２０１ｃと、上下を一対とする合計三対の絞り開口部２０２ａ１，２０２ａ２、２０２ｂ１，２０２ｂ２、２０２ｃ１，２０２ｃ２を有する絞りマスク２０２と、絞り開口部に対応して配置された三対の再結像レンズ２０３ａ１，２０３ａ２、２０３ｂ１，２０３ｂ２、２０３ｃ１，２０３ｃ２とを備えている。
【００４４】
受光素子２４は、上下を一対とする合計三対の受光部２１０，２１１、２２０，２２１、２３０，２３１を備え、図の左側の受光部２１０，２１１が第１センサー２１を、中央の受光部２２０，２２１が第２センサー２２を、右側の受光部２３０，２３１が第３センサー２３を構成する。これら受光部は上述した図２に示すものと同様、受光量に応じた電荷を蓄積する画素を、対となる受光部の並び方向（図の上下方向）へ一直線に配列したものである。
撮影光学系３により光軸上の開口２００ｂの近傍に形成された１次像は一対の２次像として受光部２２０，２２１上に、開口２００ａの近傍に形成された１次像は一対の２次像として受光部２１０，２１１上に、開口２００ｃの近傍に形成された１次像は一対の２次像として受光部２３０，２３１上に再結像する。
【００４５】
三対の絞り開口部２０２ａ１，２０２ａ２、２０２ｂ１，２０２ｂ２、２０２ｃ１，２０２ｃ２は、コンデンサーレンズ２０１ａ〜２０１ｃにより撮影光学系３の射出瞳近傍の面３０の光軸に対して対称な一対の領域３４，３５に投影される。これらの領域３４，３５を通る光束は、視野マスク２００付近でまず一次像を形成する。
視野マスク２００の開口部２００ｂに形成された一次像は更に、コンデンサーレンズ２０１ｂ、一対の絞り開口部２０２ｂ１，２０２ｂ２を通り、一対の再結像レンズ２０３ｂ１，２０３ｂ２により受光素子２４の受光部２２０、２２１上に一対の二次像として形成される。
視野マスク２００の開口部２００ａに形成された一次像は更に、コンデンサーレンズ２０１ａ、一対の絞り開口部２０２ａ１，２０２ａ２を通り、一対の再結像レンズ２０３ａ１，２０３ａ２により受光素子２４の受光部２２０、２２１上に一対の二次像として形成される。
視野マスク２００の開口部２００ｃに形成された一次像は更に、コンデンサーレンズ２０１ｃ、一対の絞り開口部２０２ｃ１，２０２ｃ２を通り、一対の再結像レンズ２０３ｃ１，２０３ｃ２により受光素子２４の受光部２２０、２２１上に一対の二次像として形成される。
三対の二次像の強度分布は受光部２２０，２２１、２１０，２１１、２３０，２３１で光電変換され、電気的な被写体像信号となる。
【００４６】
図８に示すように、被写体移動判別手段１３Ａの判別結果は制御手段１１Ｂに送られ、制御手段１１Ｂは判別結果に応じて第１、第２、第３センサー２１〜２３の出力動作を制御する。すなわち、被写体が移動している場合は被写体像信号の転送時間、焦点検出演算時間を短縮するために移動中の被写体を捕捉しているセンサーのみを動作させ、被写体が静止している場合は全センサー２１〜２３を動作させる。
【００４７】
焦点検出演算手段１２Ａは、受光素子２４の全センサー２１〜２３から被写体信号が出力されたときには各センサ２１〜２３の出力に対応するデフォーカス量を個別に演算して被写体移動判別手段１３Ａへ出力し、いずれか一のセンサーから被写体信号が出力されたときはこれに対応するデフォーカス量のみを演算して出力する。
被写体移動判別手段１３Ａは第１実施例と同様に式（１）により被写体像面の移動速度ｖ１２を求めて被写体移動の有無を判別する。ただし、焦点検出演算手段１２Ａから３つの焦点検出領域のデフォーカス量が入力されたときは、各焦点検出領域での像面移動速度ｖ１２を演算し、最も移動速度が大きい焦点検出領域を主要被写体の検出位置と認定して当該領域の移動速度から被写体移動の有無を判別する。そして、被写体移動と判別したときは主要被写体の位置と認定した焦点検出領域のデフォーカス量および像面移動速度ｖ１２を式（２）に代入して補正デフォーカス量ｄ２’を算出する。主要被写体の位置と認定した焦点検出領域に関する情報は制御手段１１Ｂに出力されて既述のセンサー２１〜２３の選択に用いられる。
【００４８】
図１０は制御手段１１Ａ、焦点検出演算手段１２Ａ、被写体移動判別手段１３Ａ、駆動制御手段１６を備えたマイコン１４Ｂの動作フローチャートである。
ステップＳ３００では、電源ＯＮによりステップＳ３０１に進む。
ステップＳ３０１では、前回の被写体移動判別結果に応じて被写体が移動しているか否かを判別し、移動していない場合にはステップＳ３０２で全センサー２１〜２３を駆動対象に選択して電荷蓄積を行わせる。移動している場合には焦点検出演算時間を短縮するためにステップＳ３０３で移動被写体を捕捉しているセンサーのみを駆動対象に選択して電荷蓄積を行わせる。なお、電源ＯＮ直後およびデフォーカス量が１回しか検出されていない時点では、前回の被写体移動判別結果がないのでステップＳ３０１では無条件にステップＳ３０２に進むようにしておく。
【００４９】
上述のように被写体が移動していると判別した場合に移動被写体を捕捉しているセンサーを選択して電荷蓄積を行わせる理由は、その後の焦点検出演算に使用するデータを少なくし、被写体像信号の転送時間、焦点検出演算時間を短縮し、最終的にはデフォーカス量算出時間間隔を短縮することにより、算出した像面移動速度が正しく像面の時間変化を反映するようにするためである。
一方、被写体が移動していないと判別した場合に全センサー２１〜２３の電荷蓄積を行わせる理由は、応答性の要求が低い場合には画面内の複数の位置で焦点検出を行い、その結果に基づいて最終結果を出すことにより、主要被写体を確実に捕捉するためである。すなわち、像面移動速度検出に高い応答性が要求される場合には応答性を重視して移動被写体を捕捉しているセンサーのみを動作させ、応答性が要求されない場合には主要被写体を確実に捕捉するために全センサーを動作させることになる。
【００５０】
ステップＳ３０４では、全センサー２１〜２３または移動被写体を捕捉しているセンサーより被写体像データを読み込む。ステップＳ３０５では、被写体像データを処理してデフォーカス量を演算する。ステップＳ３０６では前回のデフォーカス量と算出時刻、今回のデフォーカス量と算出時刻、前回のデフォーカス量算出時刻から今回のデフォーカス量算出時刻までのレンズ駆動によって生ずる像面移動量とから、式（１）により像面移動速度を算出する。
ここで、既述のように全センサー２１〜２３で電荷蓄積が行われたときは、第１、第２、第３センサーのデータに対応する３つの像面移動速度が算出され、この中で一番大きな像面移動速度が後述する被写体移動の有無の判定情報に用いられる。また、像面移動速度が最大となったセンサーが移動被写体を捕捉しているセンサーであると認定する。
【００５１】
ステップＳ３０７では、算出された像面移動速度の絶対値を所定値と比較し所定値以上の場合は被写体が移動していると判別し、所定値以下の場合は被写体が移動していないと判別する。ステップＳ３０８では被写体が移動している場合にはステップＳ３０９に進み、移動していない場合にはステップＳ３１０に進む。
ステップＳ３０９では式（２）に基づき所定時間後に移動被写体に合焦するように、今回のデフォーカス量を補正する。ステップＳ３１０では今回のデフォーカス量または補正デフォーカス量に応じて撮影光学系３を合焦させるために駆動すべきレンズ駆動量を演算する。なお電源ＯＮ直後は、前回のデフォーカス量がないのでステップＳ３０５からステップＳ３０６、ステップＳ３０７、ステップＳ３０８、ステップＳ３０９をスキップしてステップＳ３１０に無条件に進むようにしておく。ステップＳ３１１ではモーター１５を駆動して、算出されたレンズ駆動量だけ撮影光学系３を移動させる。この後はステップＳ３０１に戻り、上述の動作を繰り返す。
【００５２】
以上の処理によれば、被写体が移動していると判断されると移動被写体を捕捉するセンサーのみが駆動され、その出力に基づいてデフォーカス量や補正量の演算が行なわれるので、予測駆動中の演算処理に要する時間を短くして焦点調節量の演算周期を短縮し、予測駆動の応答性を大きく改善できる。被写体が移動していないときは全センサー２１〜２３の出力に基づいて主要被写体が特定されて焦点調節がなされるので、高い焦点検出精度が得られる。
【００５３】
上記実施例では被写体が移動している場合に３つのセンサー２１〜２３から移動被写体を捕捉しているセンサーのみを選択したが、画面中央の焦点検出に使用される第２センサー２２のみで被写体移動を判別し、被写体が移動している場合には第２センサー２２のみを作動させ、被写体が静止したときに全センサー２１〜２３を動作させてもよい。
【００５４】
上記実施例では被写体が移動している場合に３つのセンサー２１〜２３から移動被写体を捕捉しているセンサーを選択するようにしたが、十字型の焦点検出領域に対応した２つのセンサーで焦点検出を行う場合には、被写体が移動している場合にどちらか一方のセンサーのみを動作させるようにしてもよい。
【００５５】
図１１は、十字型の焦点検出領域で焦点検出を行う場合の焦点検出光学系４０と受光素子４１の構成を示す。
焦点検出光学系４０は十字型の開口部４００ａを有する視野マスク４００と、コンデンサーレンズ４０１と、上下左右をそれぞれ対とする絞り開口部４０２ｈ１，４０２ｈ２、４０２ｖ１，４０２ｖ２を有する絞りマスク４０２と、これらの絞り開口部に対応する再結像レンズ４０３ｈ１，４０３ｈ２、４０３ｖ１，４０３ｖ２とを備えている。受光素子４１は左右方向に並ぶ一対の受光部４２０，４２１と、上下方向に並ぶ一対の受光部４３０，４３１を備え、受光部４２０，４２１が第１センサー４２を、受光部４３０，４３１が第２センサー４３を構成する。撮影光学系３により光軸上の開口部の近傍に形成された１次像は受光部上にそれぞれ二対の２次像として再結像する。
【００５６】
左右方向へ並ぶ一対の絞り開口部４０２ｈ１，４０２ｈ２はコンデンサーレンズ４０１により図１１のごとく撮影光学系３の射出瞳近傍の面３０の光軸に対して対称な一対の領域３１，３２に投影され、残る一対の絞り開口部４０２ｖ１，４０２ｖ２はコンデンサーレンズ４０１により撮影光学系３の射出瞳近傍の面３０の光軸に対して対称な一対の領域３４，３５に投影される。
これら領域を通る光束は、視野マスク４００の付近でまず一次像を形成する。視野マスク４００の開口部４００ａに形成された一次像は更に、コンデンサーレンズ４０１、絞り開口部４０２ｈ１，４０２ｈ２、４０２ｖ１，４０２ｖ２を通り、再結像レンズ４０３ｈ１，４０３ｈ２、４０３ｖ１，４０３ｖ２により受光素子４１の受光部４２０，４２１、４３０，４３１上に上下および左右をそれぞれ一対とする合計二対の二次像として形成される。二次像の強度分布は受光部４２０，４２１、４３０，４３１で光電変換され、電気的な被写体像信号となる。
【００５７】
図１１の例でも、被写体が移動するときには、移動被写体を捕捉する第１センサー４２または第２センサー４３を駆動させ、被写体が移動していないときには第１センサー４２および第２センサー４３の双方を駆動させて図８〜図１０の第３実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
上記実施例では被写体が移動している場合に複数のセンサーから移動被写体を捕捉しているセンサーを選択したが、被写体が移動している場合に予め定められた特定のセンサー（例えば画面中央の焦点検出を行うセンサー）のみを動作させてもよい。複数のセンサーの中で蓄積時間が相対的に短いセンサー即ち高輝度な被写体を検出しているセンサーを選択的に動作させてもよい。この場合、被写体までの距離が小さくて複数の検出領域のすべてに移動被写体が捕えられていれば、電荷蓄積時間が短縮されて予測駆動の応答性が向上する。
実施例では被写体輝度に関係なくセンサーの選択を行なったが、高輝度側での予測駆動の応答性が問題とならず、低輝度側での電荷蓄積時間の増加による予測駆動の応答性の低下が問題となるときは、低輝度時のみセンサーの選択を行なって、電荷蓄積時間の増加を演算処理時間の短縮で相殺してもよい。
単一のセンサーで焦点検出を行う場合でも、焦点検出演算時間を短縮するために、被写体が移動している場合には焦点検出領域を縮小して応答性を向上させてもよい。
【００５９】
上述した図４，７，１０の処理では、被写体移動と判別した場合にデフォーカス量を式（２）で補正してからレンズ駆動量を演算したが、今回のデフォーカス量に基づいて先にレンズ駆動量を演算した後、その演算値を被写体像の移動速度に応じて補正してもよく、要は被写体が移動しているときに撮影光学系の焦点位置の調節量が補正されるものであれば演算の手順を問わない。
【００６０】
以上の実施例と請求項との対応において、撮影光学系３が撮影光学系を、焦点検出光学系２０が請求項１〜６の焦点検出光学系を、受光素子２４が請求項１〜３の受光手段を、焦点検出演算手段１２Ａが請求項１〜４の焦点検出演算手段を、被写体移動判別手段１３Ａが請求項１〜４の被写体移動判別手段を、第１センサー２１，第２センサー２２，第３センサー２３が請求項１〜３の複数のセンサーを、被写体移動判別手段１３Ａおよび制御手段１１Ｂが焦点検出領域選択手段を構成する。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は次のような効果を奏する。
（１）請求項１や４に係る発明によれば、低輝度移動被写体撮影時には、一般に暗い背景光を捕捉しやすい軸外（撮影画面周辺）の焦点検出領域での蓄積電荷を用いずに、撮影画面中央の焦点検出領域での蓄積電荷による焦点検出結果を用いるので、無駄な電荷蓄積時間を避けることができる。その結果、レスポンスの高い追尾駆動を行うことができる。
（２）請求項２や５に係る発明によれば、低輝度移動被写体撮影時には、電荷蓄積時間がもっとも短い焦点検出領域で電荷蓄積を行うようにしたので、無駄な電荷蓄積時間を避けることができる。その結果、レスポンスの高い追尾駆動を行うことができる。
（３）請求項３や６に係る発明によれば、像面移動速度や焦点調節状態変化速度を算出した焦点検出領域での蓄積電荷のみで焦点調節を行うようにしたので、レスポンスの高い焦点検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のブロック図である。
【図２】第１実施例の焦点検出光学系の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施例の受光素子の平面図である。
【図４】第１実施例の動作フローチャートである。
【図５】第１実施例の変形例を示す図で、（ａ）は変形部分のブロック図、（ｂ）は焦点検出光学系の物体空間側への受光素子の投影像を示す図。
【図６】本発明の第２実施例のブロック図である。
【図７】第２実施例の動作フローチャートである。
【図８】本発明の第３実施例のブロック図である。
【図９】第３実施例の焦点検出光学系の構成を示す斜視図である。
【図１０】第３実施例の動作フローチャートである。
【図１１】第３実施例の焦点検出光学系の変形例を示す斜視図である。
【図１２】予測駆動の基本原理の説明図である。
【符号の説明】
１  ボディ
２  レンズ
３  撮影光学系
４  メインミラー
５  サブミラー
６  ファインダー
７，２０  焦点検出光学系
７Ａ  第１の焦点検出光学系
７Ｂ  第２の焦点検出光学系
８，８Ａ，２４  受光素子
９  第１のセンサー
１０  第２のセンサー
１１，１１Ａ，１１Ｂ  制御手段
１２，１２Ａ  焦点検出演算手段
１３，１３Ａ  被写体移動判別手段
１４，１４Ａ，１４Ｂ  マイコン
１５  モーター
１６  駆動制御手段
１７  増幅手段
２１  第１センサー
２２  第２センサー
２３  第３センサー
【図１】
0003574157.tif 000005
【図２】
0003574157.tif 000006
【図３】
0003574157.tif 000007
【図４】
0003574157.tif 000008
【図５】
0003574157.tif 000009
【図６】
0003574157.tif 000010
【図７】
0003574157.tif 000011
【図８】
0003574157.tif 000012
【図９】
0003574157.tif 000013
【図１０】
0003574157.tif 000014
【図１１】
0003574157.tif 000015
【図１２】
0003574157.tif 000016