JP2757396B2

JP2757396B2 - カメラ

Info

Publication number: JP2757396B2
Application number: JP63297342A
Authority: JP
Inventors: 洋介日下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH02143211A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はカメラに関するものである。

［従来技術］従来、撮影光学系を通過する光束により形成される被
写体像を、光電変換手段により光電変換することにより
被写体像信号を得、被写体像信号に所定の演算を行な
い、撮影光学系のデフォーカス量を算出する焦点検出装
置が知られている。

このような焦点検出装置においては、撮影画面中央の
被写体を捕捉するために、比較的狭い範囲に焦点検出領
域が設定されているのが一般的である。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記の如き従来技術においては焦点検
出領域が狭いために、動く被写体を追う場合や手ぶれが
生じた場合には、狙っている被写体が焦点検出領域から
外れ、その代わりに意図しない被写体が焦点検出領域に
入り、結果として意図しない被写体に対して焦点検出を
してしまい、撮影レンズが突然駆動されて別な被写体に
合焦するケースが発生し、使用者にとって使い勝手が悪
いという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、意図した被写体が焦点検出領域から外れても確
実に合焦追従できるようにしたカメラを提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するため本発明にあっては、被写体像
を所定面上に形成するための撮影光学系と；該撮影光学
系を通過する光束により被写体像を形成するための焦点
検出光学系と；複数の受光素子からなり、該被写体像の
強度分布に対応した被写体像信号を発生する光電変換手
段と；該被写体像信号に所定の演算を行なって前記所定
面に対する現在の被写体像面のデフォーカス量を検出す
る焦点検出演算手段とを備えたカメラにおいて、前記撮
影光学系の動きまたは撮影光学系と被写体との相対的な
動きを検出するブレ検出手段と；前記光電変換手段上に
設定された大きさの異なる複数の焦点検出領域のうち比
較的狭い第一の焦点検出領域からの被写体像信号に基づ
いて前記焦点検出演算手段が焦点検出を行なう際に、前
記ブレ検出手段により相対的な動きが検出された場合に
は、第一の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域
に切換えて焦点検出を行なう切換手段；を設けるように
したものである。

［作用］このような構成を備えた本発明のカメラにあっては、
狭い焦点検出領域で焦点検出を行なっている時に、手ぶ
れや被写体の動きが生じた場合には、ブレ検出手段によ
りブレの発生が検出され、ブレ検出に基づき自動的に狭
い焦点検出領域を広い焦点検出領域に切換えて焦点検出
を行なうことができるので、撮影者は常時被写体を狭い
焦点検出領域に捕捉する必要がなくなり、使い勝手が向
上する。

［実施例］第１図は本発明をレンズ交換型一眼レフカメラシステ
ムに適用した場合の構成を示す図であって、カメラボデ
ィ20に対して交換可能なレンズ10が着脱自在にマウント
しうるようになされている。

レンズ10を装着した状態において、被写体から到来す
る撮影光束は、撮影レンズ11を通ってカメラボディ20に
設けられているメインミラー21により一部は反射されて
ファインダーに導かれ、他の一部はメインミラー21を透
過してサブミラー22により反射され、焦点検出用の光束
として焦点検出モジュール23に導かれる。

焦点検出モジュール23の構成例を第２図に示す。焦点
検出モジュールはフィールドレンズ27及び２対の再結像
レンズ28A,28B,38A,38Bからなる焦点検出光学系24と、
２対の受光部29A,29B,39A,39BからなるCCD等の光電変換
手段25とから構成されている。

以上のような構成において撮影レンズ11の射出瞳16に
含まれる光軸17に対して対称な２対の領域18A,18B,19A,
19Bを通る光束はフィールドレンズ27付近で一次像を形
成し、更にフィールドレンズ27及び２対の再結像レンズ
28A,28B,38A,38Bにより光電変換手段25の２対の受光部2
9A,29B,39A,39B上に２対の二次像を形成する。一次像が
不図示のフィルム共役面と一致しているとき、光電変換
手段25上で対になった二次像の受光部並び方向の相対的
位置間隔は焦点検出光学系の構成によって決まる所定値
になる。また一次像がフィルム共役面からずれた面に形
成されている場合には光電変換手段25上で対になった二
次像の相対的位置間隔は、一次像の光軸方向のずれ方向
（即ち前ピンか後ピンか）に応じて前記一致している場
合の所定値から変化する。例えば後ピンの場合は二次像
の相対的位置間隔は広がり、前ピンの場合は狭まる。

第３図に光電変換手段25上での受光部配置構成を示
す。

受光部29A,29Bは各々ｎ個の受光素子Ap,Bp（ｐ＝１〜
ｎ）から成り一次像がフィルム面一致しているときに対
応する受光素子（A1とB1,A2とB2、・・・）の出力が等
しくなるように配置されている。

受光部39A,39Bは各々ｍ個（ｍ＜ｎ）の受光素子Cq,Dq
（ｑ＝１〜ｍ）から成り一次像がフィルム面一致してい
るときに対応する受光素子（C1とD1,C2とD2、・・・）
の出力が等しくなるように配置されている。

後述の第１焦点検出領域における焦点検出演算では相
対的シフト量Ｌ＝０の場合、受光部29A,29Bの受光素子A
p,Bp（ｐ＝ｉ〜１）のデータおよび受光部39A,39Bの受
光素子Cq,Dq（ｑ＝１〜ｍ）のデータが演算に用いら
れ、第２焦点検出領域における焦点検出演算では相対的
シフト量Ｌ＝０の場合、受光部29A,29Bの受光素子Ap,Bp
（ｐ＝１〜ｎ）のデータおよび受光部39A,39Bの受光素
子Cq,Dq（ｑ＝１〜ｍ）のデータが演算に用いられるこ
とになる。

また第２焦点検出領域における焦点検出演算では相対
的シフト量Ｌ＝０の場合、受光部29A,29Bの受光素子Ap,
Bp（ｐ＝１〜ｎ）のデータは３つのゾーン（ゾーンL,C,
R）に分割されて、各々別々に演算処理が行なわれる。

受光部29A,29B,39A,39Bを形成する受光素子は、フォ
トダイオード等の電荷蓄積型素子によって構成されてお
り、光電変換手段25上の照度に応じた電荷蓄積時間だけ
電荷蓄積を行なうことにより受光素子出力を後述の焦点
検出演算に適する出力レベルに制御することができる。

以上のごとく焦点検出光学系を構成することにより、
撮影画面即ちフィルム面上に第４図（Ａ），（Ｂ）の示
すように第１焦点検出領域および第２焦点検出領域が設
定される。第４図（Ａ）の第１焦点検出領域において
は、撮影画面長手方向に設定された焦点検出領域と、そ
れと直角方向に設定された焦点検出領域は長さがほぼ等
しくとられている。いま第４図（Ｂ）の第２焦点検出領
域においては、撮影画面長手方向に設定された焦点検出
領域の長さは、それと直角方向に設定された焦点検出領
域の長さより長くとられている。

再び第１図を参照するに、センサー制御手段26はAFCP
U30のポートP4からの電荷蓄積開始及び終了指令を受け
取り、指令に応じた制御信号を光電変換手段25に与える
ことにより光電変換手段25の電荷蓄積時間を制御する。
また転送クロック信号等を光電変換手段25に与え受光素
子出力信号を時系列的にAFCPU30に転送するとともに、
受光素子出力信号の転送開始に同期した同期信号をAFCP
U30のポートP4に送る。AFCPU30はポートP4の信号に同期
して内蔵したAD変換手段によりポートP3に入力する受光
素子出力信号のAD変換を開始し、受光素子数に応じたAD
変換データを得る。AD変換が終了すると、得られたデー
タに対して後述する焦点検出演算を行ないデフォーカス
量を求める。

AFCPU30は焦点検出結果に基づき、AF表示手段40の表
示部41,42,43,44の表示形態をポートP5を用いて制御す
る。

同じく焦点検出結果に基づいてAFCPU30はAFモータ50
の駆動方向及び駆動量を以下のようにして制御して、撮
影レンズ11を合焦点に移動させる。

まずAFCPU30はデフォーカス量の符号（前ピン、後ピ
ン）に従ってポートP2からAFモータ50を撮影レンズ11が
合焦点に近づく方向へ回転させる駆動信号を発生する。
AFモータ50の回転運動はボディ20に内蔵されたギヤ等か
ら構成されたボディ伝達系51をへて、ボディ20とレンズ
10のマウント部に設けられたボディ側のカップリング53
とこれに嵌合するレンズ側のカップリング14に伝達さ
れ、更にレンズ10に内蔵されたギヤ等から構成されたレ
ンズ伝達系12をへて、最終的に撮影レンズ11を合焦方向
へ移動させる。

また、AFモータ50の駆動量はボディ伝達系51を構成す
るギア等の回転量をフォトインタラプタ等から構成され
るエンコーダ52によりパルス列信号に変換されるポート
P1にフィードバックされ、AFCPU30はパルス数をカウン
トすることによりAFモータ50の駆動量を検出しその制御
を行なう。

以上のようにAFCPU30は主としてAF動作を制御する機
能を受け持っている。

ボディ20の内部にはまたカメラシーケンス、露出動作
を主として制御するメインCPU70が設けられる。メインC
PU70は被写体輝度、フィルム感度、絞り値、シャッター
速度等の露出に関する情報をAE情報手段85からポートQ1
2を通して入力し、該情報に基づいて絞り値、シャッタ
ー速度を決定するとともに、これらの情報をポートQ13
を通じて表示手段86に表示する。また撮影動作におてい
は、ポートQ8からミラー制御手段81によりメインミラー
21のアップ、ダウン動作の制御を行ない、ポートQ10か
ら制御手段83により絞り機構の動作制御を行ない、ポー
トQ9からシャッター制御手段82によるシャッター機構の
動作制御を行なうとともに、撮影動作終了後は次の撮影
動作に備えてポートQ11から巻上チャージ制御手段84に
よる巻上チャージ機構の動作制御を行なう。

またレンズ10にはレンズCPU13が内蔵されており、マ
ウント部に設けられたレンズ側接点15、ボディ側接点63
等から形成された通信バス64を介して、ポートP6により
AFCPU30と、ポートQ1によりメインCPU70と接続されると
ともに、開放Ｆ値等の露出関連情報がメインCPU70に、
レンズのAF関連情報がAFCPU30に送られる。

またレリーズボタン60の操作状態（開放、半押し、全
押し）がレリーズボタン信号RBとしてポートP10よりAFC
PU30に、ポートQ5よりメインCPU70に送られるととも
に、レリーズボタン60が開放状態の場合にはAFCPU30の
電源端子PV、メインCPU70の電源端子QVをOFFし、半押し
または全押しの場合にはONする。

フォーカスモード選択手段62はシングルAF（合焦後フ
ォーカスロックおよびレリーズ）とコンテニュアスAF
（常時レリーズ可、合焦後フォーカスロックしない）を
選択する操作手段であり、選択状態をフォーカスモード
信号FMしてポートP12よりAFCPU30に、ポートQ7よりメイ
ンCPU70に送る。

またAFCPU30とメインCPU70の間には直結の信号ライン
もある。MRはミラー信号であり、ミラーアップ中か否か
の情報がメインCPU70のポートQ2よりAFCPU30のポートP7
へ送られる。AFCPU30はこの情報に基づいてミラーアッ
プ中は光電変換手段25の蓄積を禁止する。RLは合焦信号
であり、合焦から否かの情報がAFCPU30のポートP8より
メインCPU70のポートQ3へ送られる。メインCPU30はフォ
ーカスモードがシングルAFの場合この情報に基づいてレ
リーズ動作を行なう。

以上が本発明を一眼レフカメラに適用した実施例の構
成及び動作の概要である。本発明の中心となる相関演算
はAFCPU30内部で行なわれるわけであるが、次にその相
関演算について詳細な説明を行なう。

まず第５図、第６図、第７図を用いて相関演算の概要
について説明する。

AFCPU30がAD変換して得た、受光素子Ap,Bp（ｐ＝１〜
ｎ）およびCq,Dq（ｑ＝１〜ｍ）に対応する受光素子出
力データをap,bp（ｐ＝１〜ｎ）およびcq,dq（ｑ＝１〜
ｍ）とする。簡単のため以後の相関演算の説明において
は、受光素子出力データap,bpについてのみ説明を行な
うが、受光素子出力データcq,dqについても同様であ
る。受光素子出力データap,bpに対してまず（１）式に
示す相関演算によって相関量Ｃ（Ｌ）が求められる。

ただし（１）式においてＬは整数であり、一対の受光
素子出力データの受光素子のピッチを単位とした相対的
シフト量（ずらし量）である。また（１）式の積算演算
においてパラメータｉのとる範囲は、シフト量Ｌおよび
データ数ｎに応じて適宜決定される。

受光素子出力データap,bpをマトリックスの行列に対
応させた場合、例えば第５図のごとく（１）式における
受光素子出力データの組合せ、即ちパラメータｉのとる
範囲をｉ＝±４の範囲に決めることができる。第５図に
おいてシフト量Ｌは−４〜＋４の範囲で動かされ、＊お
よび０により各シフト量Ｌで演算が行なわれる受光素子
出力データの組合せをマトリックス上の位置で表してい
る。この様に設定された場合、パラメータｉのとる範囲
は次式のようになる。

INT（（Ｌ＋１）/2＋３）≦ｉ≦INT（（Ｌ＋１）/2＋ｎ−２）・・・・（２）（１）式の演算結果は、第６図において相対的シフト
量Ｌを横軸、相関量Ｃ（Ｌ）を縦軸にとって示すよう
に、受光素子出力データの相関が高いシフト量Ｌにおい
て相関量Ｃ（Ｌ）が最小になる。

ところが実際上相関量Ｃ（Ｌ）は離散的にしか求める
ことができないので、第７図に示す３点内挿の手法を用
いて連続的な相関量に対する最小値Ｃ（Ｌ）minを求め
る。第７図において離散的に求められた相関量Ｃ（Ｌ）
の最小値が、シフト量Ｌ＝ｘにおいて得られ、その時の
相関量をＣ（ｘ）となる。また前後のシフト量Ｌ＝ｘ−
１、ｘ＋１における相関量Ｃ（ｘ−１）、Ｃ（ｘ＋１）
とする。まず最小相関量Ｃ（ｘ）と、残る２個の相関量
Ｃ（ｘ−１）、Ｃ（ｘ＋１）のうち大きい相関量（第７
図の場合Ｃ（ｘ＋１））とを結ぶ直線Ｈを引き、次に残
る相関量Ｃ（ｘ−１）を通り直線Ｈと傾きが反対な直線
Ｊを引いてこれらの２直線H,Jの交点Ｗを求める。

この交点Ｗを座標をシフト量xmとその相関量Ｃ（xm）
とすると次式で表すことができる。

xm＝ｘ＋（D/SLOP）・・・（３）Ｃ（xm）＝Ｃ（ｘ）−|D| ・・・（４）ただし（３），（４）式においてＤおよびSLOPは次式
で求められる。

Ｄ＝｛Ｃ（Ｘ−１）−Ｃ（Ｘ＋１）｝/2・・・（５） SLOP＝MAX（Ｃ（ｘ＋１）−Ｃ（ｘ）、Ｃ（ｘ−１）−Ｃ（ｘ））・・・（６）また（３）式で求めたシフト量xmよりデフォーカス量
DEFを次式で求めることができる。

DEF＝（KX）×（PY）×（xm）・・・（７）（７）式においてPYは受光素子の並び方向のピッチ、
KXは第２図の焦点検出光学系の構成によって決まる係数
である。

また（６）式で求めたパラメータSLOPはその値が大き
いほど第５図で示す相関量Ｃ（Ｌ）のへこみが深く、相
関が大きいことを示し、従って求められたデフォーカス
量DEFの信頼性が高いことを示している。

以上が相関演算の概要である。次に第１焦点検出領域
及び第２焦点検出領域の使い分け及び相関演算方法につ
いて説明する。

第８図（Ａ），（Ｂ）は本発明の原理を示す図であっ
て、ブレが生じた場合に従来例（第８図（Ａ））では焦
点検出領域を固定しているために、ブレが生じる前に焦
点検出領域に捕捉していた被写体が焦点検出領域外に出
てしまうとともに、意図しない被写体が焦点検出量域内
に入ってきて、結果として意図しない被写体に対して焦
点検出を行ない撮影レンズを駆動するので、狙っていた
被写体がピンボケになってしまう。一方、本発明の実施
例（第８図（Ｂ））では、ブレが生じた場合には焦点検
出領域を広くするために、ブレが生じる前に焦点検出領
域に捕捉していた被写体を焦点検出領域に捕捉し続ける
ことができるとともに、広い焦点検出領域で焦点検出を
行なった結果、ブレが生じる前に狙っていた被写体に近
い被写体を選択することにより、意図しない被写体に対
して撮影レンズを駆動してしまうような不安定AF動作を
防止できる。

第９図は第１焦点検出領域の画面長手方向の検出領域
および第２焦点検出領域のゾーンＣにおける（１）式の
相関演算が行なわれる範囲を、受光素子出力データap,b
pのマトリックス上で＊で表した図である。シフト量Ｌ
＝０における受光素子出力データ範囲はai〜a1,bi〜b1
となる。

第10図は第２焦点検出領域のゾーンL,Rにおける
（１）式の相関演算が行なわれる範囲を、受光素子出力
データap,bpのマトリックス上でL,Rで表した図である。
シフト量Ｌ＝０における受光素子出力データ範囲はゾー
ンＬの場合a1〜aj,b1〜bj、ゾーンＲの場合ak〜an,bk〜
bnとなる。

第１及び第２検出領域の画面長手方向と直角な検出領
域においては、第９図と同様な範囲で相関演算が行なわ
れる。

第11図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に相関演算によって求
められたシフト量Ｌに対する相関量Ｃ（Ｌ）のグラフ例
を示す。第11図（Ａ）は被写体が合焦近傍にあり、比較
的信頼度（SLOP）も大きい場合である。第11図（Ｂ）は
被写体がかなりデフォーカスしており、信頼度（SLOP）
が小さい場合である。第11図（Ｃ）は被写体が低コント
ラストで相関量Ｃ（Ｌ）のへこみがなく焦点検出不能の
場合である。

第12図はメインCPU70の動作フローチャートである。

レリーズボタンが半押しされると、メインCPU70の電
源が入り＃100よりメインCPUの動作がスタートすると、
まず＃105で内蔵タイマーを所定値になったら終了する
ようにセットしスタートさせる。このタイマーは電源ON
からの経過時間を測定するためのものである。＃110か
ら＃125で露出演算を行なう。＃110ではレンズCPUとの
通信によりレンズAE情報を収集し、＃115ではAE情報手
段によりボディAE情報を収集する、＃120では収集したA
E情報に基づいてAE演算を行なう。＃125で演算結果を表
示手段で表示する。

＃130ではレリーズボタン信号RBを調べ全押しか否か
チェックし、全押しでない場合は＃110に戻り露出演算
を繰り返す。全押し出あった場合には、＃135で＃105で
セットしたタイマーが終了したかチェックし終了してい
ない場合、即ち、半押しによる電源ONから所定時間以内
に全押しとなった場合には、設定されたフォーカスモー
ドとは無関係に＃150以降の露出制御動作を行なう。従
来、フォーカスモードがシングルAFに設定されていた場
合には、合焦しないとレリーズができなかったので、と
っさの場合にレリーズしようとしてもレリーズができず
いちいちフォーカスモードをコンテニュアスAFに切り替
えねばならなかった。しかし＃135のように電源ONから
所定時間内に全押しされた場合には、フォーカスモード
に関わらずレリーズ可能とすることにより、とっさの場
合には一旦レリーズボタンを離して再度レリーズボタン
を一気に全押しすればレリーズすることができ使い勝手
が改善される。

＃135でタイマーが終了していた場合には＃140でフォ
ーカスモード信号FMによりフォーカスモードがシングル
AFであるかチェックする。シングルAFでなかった場合、
即ち、コンテニュアスAFであった場合には、＃150以降
の露出制御動作を行なう。シングルAFであった場合には
＃145で合焦信号RLにより合焦か否かチェックする。合
焦でなかった場合は露出制御動作を行なわずに＃110に
戻り、露出演算を繰り返す。合焦であった場合には＃15
0以降の露出制御動作を行なう。

＃150ではミラー信号MRをミラーアップとして出力す
る。＃155ではミラー制御手段、シャッター制御手段、
絞り制御手段を制御して露出制御動作を行なう。＃160
ではミラー信号MRをミラーダウンとして出力する。＃16
5では巻上チャージ手段を制御して巻上チャージを行な
い、＃110に戻り露出演算を行なう。

第13図はAFCPU30の動作フローチャートである。

レリーズボタンが半押しされメインCPU70の電源が入
ると、＃170によりAFCPUの動作がスタートする。＃175
ではミラー信号MRによりミラーダウンしているかチェッ
クし、ミラーダウンしていない場合は光電変換手段の電
荷蓄積をせずに＃175の処理を繰り返す。ミラーダウン
している場合は＃185で今回の光電変換手段の電荷蓄積
時間を、前回行なった光電変換手段の電荷蓄積時間と光
電素子データに基づいて決定する。電源ON直後の場合は
電荷蓄積時間を所定値とする。＃185ではセンサー制御
手段により光電変換手段の電荷蓄積時間が＃180で決定
された時間となるよう制御する。＃190では電荷蓄積を
終了し、転送されてくる光電素子出力をAD変換し、その
データをメモリに記憶する。

＃195では後述する処理によりブレの検出を行ない、
ブレがなかった場合には比較的狭い第１焦点検出領域
で、ブレがあった場合には比較的広い第２焦点検出領域
で相関演算を行ない、シフト量を求める。

＃200ではレンズCPUとの通信によりレンズAF情報を収
集し、＃205では該レンズAF情報と＃195で求められたシ
フト量とに基づいてデフォーカス量を演算し、その結果
をAF表示手段により表示する。

＃210ではデフォーカス量が合焦ゾーンに入っている
かチェックし、入っていない場合は＃235で合焦信号RL
を非合焦として＃240以降の駆動制御動作を行なう。入
っている場合は＃215で合焦信号RLを合焦として、＃220
でフォーカスモード信号FMによりフォーカスモードがシ
ングルAFであるかチェックする。シングルAFでなかった
場合、即ちコンテニュアスAFであった場合には、＃240
以降の駆動制御動作を行なう。シングルAFであった場合
には＃225でミラー信号MRによりミラーアップを待機
し、ミラーアップ状態になると＃230で合焦信号RLを非
合焦として＃175のミラーダウン検出に戻り、次回の焦
点検出サイクルを開始する。＃225と＃230の処理はシン
グルAFにおいて合焦後一回だけ撮影動作を許可するため
の処理である。

一方、＃240では今回焦点検出不能であったかチェッ
クし、不能でなかった場合には＃245で求められたデフ
ォーカス量により撮影レンズの駆動量を演算し、該駆動
量に応じたAFモータ、エンコーダを用いて駆動動作の制
御を行ない、駆動が修了すると＃175のミラーダウン検
出に戻り次回の焦点検出サイクルを開始する。不能であ
った場合には＃250で所定方向へのレンズスキャン駆動
動作を開始し、その後＃175のミラーダウン検出に戻り
次回の焦点検出サイクルを開始する。

第14図は第13図の＃195におけるブレ検出および焦点
検出の一例を詳細に示したフローチャートである。

まず＃260で電源ON直後かチェックする。電源ON直後
の場合は前回の受光素子データがなくブレ検出ができな
いので、＃295に進み比較的広い第２焦点検出領域で焦
点検出を行なう。電源ON直後でなかった場合には、＃26
5で前回焦点検出不能であったかチェックする。前回焦
点検出不能の場合はブレ検出ができないとして＃295に
進み、比較的広い第２焦点検出領域で焦点検出を行な
う。不能でなかった場合には＃270で前回の第１焦点検
出領域の画面長手方向（横方向）のデータ（データap）
と今回の第１焦点検出領域の画面長手方向のデータ（デ
ータap）とで前述した相関演算を行ないシフト量を求め
る。前回のデータと今回のデータとのシフト量は、第15
図に示すように、前回から今回までの時間中に被写体と
カメラが受光素子の並び方向に相対的に動いた場合のブ
レ量に相当する。従って、＃270で求められたシフト量
は横方向のブレ量となる。＃275で前回の第１焦点検出
領域の画面長手方向と直角方向（縦方向）のデータ（デ
ータcq）と今回の第１焦点検出領域の縦方向のデータ
（データcq）とで相関演算を行ない縦方向のブレ量を求
める。

＃280では＃270および＃275で求めた横ブレ量、縦ブ
レ量のいずれか一方が検出可能でかつそのブレ量が所定
値以下であるかチェックし、この条件を満足しない場合
はブレが生じたと判断して＃295に進み比較的広い第２
焦点検出領域で焦点検出を行なう。＃280の条件を満足
する場合はブレが生じなかったとして＃285に進み比較
的狭い第１焦点検出領域で焦点検出を行なう。＃290で
はその結果焦点検出不能であったかチェックし、不能で
あった場合には改めて＃295で第２焦点検出領域で焦点
検出を行なう。＃290で不能でなかった場合および＃295
で第２焦点検出領域で焦点検出を行なった場合、次の＃
300に進み今回の第１焦点検出領域の横方向のデータ
（データap）と縦方向のデータ（データcq）を次回のブ
レ検出のためメモリの別領域に記憶する。

第16図（Ａ）は第14図＃295の第２焦点検出領域にお
ける焦点検出の一例を詳細に示したフローチャートであ
る。

＃380ではゾーンL,C,Rにおいて第10図に示す相関演算
の範囲で相関演算を行ない、各々のゾーンにおけるシフ
ト量を求める。＃385ではその結果２ゾーン以上で焦点
検出が可能であったか否かチェックする。＃385の条件
を満足しない場合は、そのまま終了する。＃385の条件
を満足する場合は、＃390の選択方法により一つのゾー
ン結果を選択する。＃390では各々のゾーンにおける信
頼度（SLOP）に最良相関を示すシフト量（xm）と所定値
を加えたものを乗じた値が最大なゾーンの焦点検出結果
を採用し、第２焦点検出領域における焦点検出を終了す
る。信頼度のみで選択する場合には、合焦点に近傍にあ
りぼけていないゾーンが優先されるのに対し、＃390の
ようにすると信頼度をシフト量で重み付けするので、本
来はコントラストが高く信頼度も大きな被写体がフォー
カスされている場合にも救うことができる。

第16図（Ｂ）は第16図（Ａ）の変形であって、＃390
の選択方法のみが異なる。第16図（Ｂ）では＃390のか
わりに＃391において各々のゾーンにおける信頼度（SLO
P）を最良相関を示しシフト量（xm）で割った値が最大
なゾーンの焦点検出結果を採用し、第２焦点検出領域に
おける焦点検出を終了する。信頼度のみで選択する場合
には、コントラストが高いゾーンが優先されるのに対
し、＃391のようにすると信頼度をシフト量の逆数で重
み付けするので、合焦近傍にあるゾーンが優先される。
このようにすればある被写体に対して狭い焦点検出領域
で合焦させた後に手ブレ等で被写体が狭い焦点検出領域
をはずれても広い焦点検出領域内に被写体が捕らえられ
れば、合焦近傍の結果が採用されるのでその被写体に対
して焦点を合わせておくことができる。

第17図は第14図の変形であって＃281から＃284の部分
のみが異なっている。第14図の例では＃280の条件を満
足しなかった場合はブレが生じたとして＃295に進み、
比較的広い第２焦点検出領域で焦点検出を行なっていた
が、第17図の例ではブレが生じたと判断した場合には、
ブレ方向に応じて焦点検出領域を選択し、まず＃281で
横ブレ量が検出可能であってかつその横ブレ量が所定値
以上であるかチェックする。＃281の条件を満足しなか
った場合は＃295に進み比較的広い第２焦点検出領域で
焦点検出を行なう。＃281の条件を満足した場合には＃2
82でシフト量の符号によりブレ方向を判別して、ゾーン
Ｌの方向であった場合は＃283でゾーンＬ、Ｃで焦点検
出を行ない、ゾーンＲの方向であった場合は＃284でゾ
ーンＲ、Ｃで焦点検出を行ない、＃290へ進むようにな
っている。

第18図は第13図＃195におけるブレ検出および焦点検
出の一例を詳細に示したフローチャートである。

第18図の例においては、第19図に示すように焦点検出
結果であるデフォーカス量またはシフト量の著しい変化
によりブレ検出を行なっている。＃400ではまず比較的
狭い第１焦点検出領域で焦点検出を行なう。次に＃405
で焦点検出不能であったかをチェックし、不能であった
場合には改めて＃430で第２焦点検出領域で焦点検出を
行なう。不能でなかった場合は＃410で電源ON直後かチ
ェックする。電源ON直後の場合は前回の焦点検出結果が
なくブレ検出ができないのでそのまま終了する。電源ON
直後でなかった場合には、＃415でフォーカスモード信
号FMによりシングルAFかチェックする。シングルAFの場
合、合焦後はフォーカスロックしてしまい正しい焦点検
出結果が出ないのでそのまま終了する。シングルAFでな
かった場合は＃420で前回合焦していたかチェックす
る。前回合焦していない場合はブレ検出をしないでその
まま終了する。前回合焦していた場合は＃425で今回の
シフト量が所定値以上であるかをチェックすることによ
りブレ検出を行なう。所定値以下であった場合はブレが
生じていないとしてそのまま終了する。所定値以上あっ
た場合はブレ量が生じたとし判定して＃430で第２焦点
検出領域で焦点検出を行なう。

第20図は第13図の＃195におけるブル検出を行なうた
めの他の実施例の構成であって、横ブレ検出手段200及
び縦ブレ検出手段210が各々加速度センサー202及び積分
部204から構成されており、各々の検出手段200,210が発
生する横ブレ信号、縦ブレ信号がポートP13,P15よりAFC
PU30に取り込まれると同時に、ポートP14から出力され
るリセット信号により各々の検出手段200,210がリセッ
トされる。横ブレ検出手段200及び縦ブレ検出手段210は
各々撮影画面長手方向及びそれと直角方向にブレを検出
できるように配置されている。加速度センサー202は図
に示すように加速度に応じた電圧を静止時の電圧V1を中
心に加速度信号として発生する。積分部204は電圧V1と
加速度信号の差の絶対値を取り、それを積分した電圧を
ブレ信号として発生する。AFCPU30は焦点検出サイクル
に同期したタイミングまたは所定のタイミング（T1,T
2）で積分部204をリセットするとともに、リセットする
直前にブレ信号をAD変換して焦点検出サイクル間または
所定時間におけるブレ量を検出する。このブレ量を焦点
検出時間間隔で割ったものをブレ量としてもよい。

第21図は第20図の構成を用いて第13図の＃195におけ
るブレ検出および焦点検出を行なう場合の詳細なフロー
チャートである。

＃435で横ブレ信号及び縦ブレ信号をAD変換して各々
のブレ量の和を求め、その和が所定値以上であるかチェ
ックする。所定値以上であった場合はブレが生じたと判
定して＃455で比較的広い第２焦点検出で焦点検出を行
なう。所定値以下であった場合はブレが生じなかったと
して＃445に進み、比較的狭い第１焦点検出領域で焦点
検出を行なう。＃450では焦点検出不能であったかチェ
ックし、不能であった場合には改めて＃455で第２焦点
検出領域では焦点検出を行なう。不能でなかった場合お
よび第２焦点検出領域で焦点検出を行なったあとは＃46
0でブレ検出手段をリセットする。

第22図は第21図の変形であって、＃440から＃444まで
の部分が異なっている。第22図の実施例ではブレ量が小
さい方向の光電素子データを用いて焦点検出を行なう。

＃440では横ブレ信号及び縦ブレ信号をAD変換して各
々のブレ量が両方とも所定値以下であるかチェックす
る。＃440の条件を満足する場合にはブレが生じなかっ
たとして＃445に進み、比較的狭い第１焦点検出領域で
焦点検出を行なう。＃440の条件を満足しない場合には
＃441で各々のブレ量が両方とも所定値以上であるかチ
ェックする。＃441の条件を満足する場合には、ブが生
じたと判定した＃445で第２焦点検出領域で焦点結果を
行なう。＃441の条件を満足しない場合には＃442でどち
ら方向のブレ量が小さいかチェックして、横方向のブレ
量が小さければ＃443で横方向の受光素子データ（a,b）
を用いて焦点検出を行ない、縦方向のブレ量が小さけれ
ば＃444で縦方向の受光素子データ（c,d）を用いて焦点
検出を行ない＃450に進む。

第13図において焦点検出不能時には＃250で所定方向
へのレンズスキャン駆動動作を行なっていたが、スキャ
ン方向と被写体が存在する方向が反対であった場合は、
一旦レンズ端に突ち当ってから反転するので被写体に合
焦するまで多くの時間を必要とした。つぎにこのような
問題点を解決してレンズスキャン時間を最短とする実施
例について説明する。

第23図はレンズスキャン時間を短縮する実施例の構成
であって、同図（Ａ）（Ｂ）に示すように第２図の再結
像レンズ28A,28B,38A,38Bの前に配置される絞りマスク3
00がEC（エレクトロクロミック素子）によって構成され
るとともに、光電変換手段（センサー）25の受光素子構
造が受光部の面積が可変できるようになっている。EC絞
りマスク300は第23図（Ａ）（Ｂ）に示すごとく４つの
再結像レンズに対応した４つの開口部を形成し、対をな
す開口部の中心間の距離が広がり開口部面積も大きな状
態と中心間距離が狭く開口部面積も小さい状態を有し、
２つの状態をEC制御部が発生するEC制御信号によって切
り替えることができる。第23図（Ｂ）のように、開口部
の中心間の距離広がり開口部面積も大きな状態は、検出
開角が大きくデフォーカス検出精度も高いので通常の焦
点検出動作時に選択される。一方、第23図（Ａ）のよう
に開口部の中心間距離が狭く開口部面積も小さな状態
は、検出開角が小さくデフォーカス検出精度は低いが反
対に大きくデフォーカスしても２つの像があまりずれず
受光素子が存在する範囲内におさまるので大きなデフォ
ーカス量を検出する場合に選択される。装置構成として
は第23図（Ｃ）に示すように、EC絞りマスク300とEC制
御部310によりマスク制御手段320が形成されており、こ
のマスク制御手段320に対してAFCPU30はポートP16より
マスク選択信号を送りEC絞りマクス300の２つの状態を
選択することができる。

第24図に第１図の光電変換手段25の平面構造を示し、
光電変換手段25は電荷転送部400、電荷蓄積部402、第１
の受光素子列404、第２の受光素子列406、オーバーフロ
ードレイン408の間がNo.1〜No.4ゲート410,412,414,416
によって仕切られている。

第25図は第24図に破線Ｘ−Ｘで示す方向の断面ポテン
シャル図であっで、同図（Ａ）は受光素子面積が小さい
場合の蓄積時のポテンシャルを示し、同図（Ｂ）は受光
素子面積が大きい場合の蓄積時のポテンシャルを示して
いる。第25図（Ａ）においてはゲートNo.1,3のポテンシ
ャルが高く、ゲートNo.2,4のポテンシャルが低いので、
第２の受光素子列で発生した電荷はオーバーフロードレ
イン408に流れ込んで受光素子出力に寄与しない。一
方、第25図（Ｂ）においては、ゲートNo.1,4のポテンシ
ャルが高くゲートNo.3,4のポテンシャルが低いので受光
素子列で発生した電荷はオーバーフロードレイン408に
流れ込まず、蓄積部402に流れ込むので受光素子出力に
寄与する。第25図（Ａ）（Ｂ）とも蓄積が終了するとゲ
ートNo.2のポテンシャルを高くしNo.1,3,4のポテンシャ
ルが低くして蓄積部402に蓄積された電荷を転送部＃400
に送り、転送部400の動作によって外部に受光素子信号
として出力する。第23図（Ｂ）に示したEC絞りマスク30
0の開口部の中心間の距離が広がり開口部面積も大きな
状態では光量も十分取れるので第25図（Ａ）の蓄積動作
が選択され、一方、第23図（Ａ）に示した開口部の中心
間の距離が狭く開口部面積も小さな状態では光量が少な
くなるので第25図（Ｂ）の蓄積動作が選択される。この
選択動作は第23図（Ｃ）に示したAFCPU30がポートP4よ
り受光素子面積選択信号をセンサー制御手段26に送り、
センサー制御手段26はこの信号に応じて光電変換手段25
に対してゲート信号を送ることにより行なわれる。

第26図は以上のような構成を用いて第13図の＃250に
おける焦点検出不能時の処理を行なった場合のフローチ
ャートである。まず通常の焦点検出動作の結果焦点検出
不能であった場合には、＃520でマスク選択信号によりE
C絞りマスクを開口部の中心間距離が狭く開口部面積も
小さな状態とし、検出開角を小さくして大きなデフォー
カス量を検出しやすくする。同時に受光素子面積選択信
号により受光素子面積を大きくし感度を上げる。＃525
ではこのような設定のもとで焦点検出動作を行ない、第
２焦点検出領域で焦点検出を行なう。＃530ではマスク
選択信号によりEC絞りマスクを開口部の中心間距離が広
く開口部面積も大きな状態とし、検出開角を大きくする
と同時に受光素子面積選択信号により受光素子面積を狭
くし通常の焦点検出動作の設定に戻す。

＃535では＃525における焦点検出の結果、焦点検出不
能であったかチェックし、不能でなかった場合には＃52
5で求められたデフォーカス量により撮影レンズの駆動
量を演算し、該駆動量に応じAFモータ、エンコーダを用
いて駆動動作の制御を行ない、駆動が終了すると第13図
の＃175のミラーダウン検出に戻り、次回の焦点検出サ
イクルを開始する。不能であった場合には＃545で所定
方向へレンズスキャン駆動動作を開始し、その後第13図
の＃175のミラーダウン検出に戻り次回の焦点検出サイ
クルを開始する。

上記のように本実施例では通常の焦点検出動作で焦点
検出不能の場合、EC絞りマスクを取り替えて焦点検出光
学系の検出開角を小さくして検出可能なデフォーカス範
囲を拡大するので、通常の焦点検出動作では検出できな
かった大きなデフォーカス量が検出可能になるととも
に、光量が少なくなった分を光電素子面積の受光面積を
増加させるので応答性を損なうこともない。尚、上記実
施例では絞りマスクをECで形成していたが、もちろん液
晶等のEC以外の電気光学素子を用いてもよい。

更に、前記実施例においてはブレを検出した場合に焦
点検出を行なう領域を比較的狭い第１焦点検出領域から
比較的広い第２焦点検出領域に切換えているが、次に低
輝度状態の補助光照射時に焦点検出領域を切換える実施
例について説明する。

第27図はこの実施例の構成であって、カメラボディ2
0、レンズ10は第１図に示す構成となっている。カメラ
ボディ20は低輝度時に補助光を被写体に照射するための
投光手段500を備えており、この投光手段500はAFCPU30
が出力する制御信号に応じて動作する。図に示すごとく
レンズ10を通して焦点検出モジュール（光電変換手段）
25の焦点検出領域がレンズ10の光軸を中心として距離に
応じて被写体側に設定されていた場合に、投光手段500
はレンズ10の光軸から画面長手方向に設定された焦点検
出領域の延びている方向に配置されるとともに、投光光
軸はレンズ光軸を含み画面長手方向に設定された焦点検
出領域の延びている方向に広がる平面内に設定され、好
ましくはレンズ光軸と平行かあるいは所定距離において
レンズ光軸と交わるように設定される。従来のごとく投
光手段500をレンズ光軸から焦点検出領域の延びている
方向と直角方向に配置した場合には被写体距離に応じた
パララックスが生ずるので、投光ビームを広げねばなら
ず、従って投光手段のパワーが分散し結局補助光照射時
の焦点検出限界距離が短くなってしまった。これに対し
本実施例のように投光手段500を配置すると被写体距離
に応じたパララックスがなく、投光ビームを絞って投光
手段のパワーを集中することができるので補助光照射時
の焦点検出限界距離を長くすることができる。

以上のような構成において焦点検出領域を比較的狭い
第１焦点検出領域に設定すると、近距離にある被写体に
対しては焦点検出領域に投光ビームが当たらず焦点検出
不能となる場合があるので、補助光を照射して焦点検出
を行なう場合は焦点検出領域を比較的広い第２焦点検出
領域に切換えたほうが有利である。また焦点検出領域が
広いと投光手段の光軸調整等も容易にできるという利点
もある。

第28図は第27図の構成を用いて第13図の＃185におけ
る蓄積時間制御処理を行なった場合のフローチャートで
ある。＃181で測光手段あるいは蓄積時間により低輝度
であるかチェックする。低輝度でなかった場合は＃185
で通常の蓄積時間制御を行なう。低輝度であった場合は
＃182で投光手段に対し制御信号を出力し補助光の照射
を開始する。＃183で補助光照射時の蓄積時間制御を行
なう。蓄積が終了すると＃184で投光手段に対し制御手
段を出力し補助光の照射を終了する。

第29図は補助光照射時の焦点検出領域の切換えを第14
図におけるブレ検出および焦点検出の実施例に応用した
場合のフローチャートである。第14図では＃265で前回
焦点検出不能でなかった場合は＃270以降のブレ検出を
行なっていたが、第29図では＃265で前回焦点検出不能
でなかった場合は＃266で今回補助光を照射したかチェ
ックし、照射した場合には＃295に進み強制的に焦点検
出領域に切換えて焦点検出を行なう。照射しなかった場
合は＃270以降のブレ検出を行なう。

以上のようにこの実施例では補助光照射時に焦点検出
領域を拡大するので、焦点検出領域の範囲内に投光ビー
ムを確実に捕捉できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、ブレを検出した
場合には、自動的に焦点検出領域を拡大するように切換
えられるため、手ぶれ等で狙った被写体が中央の焦点検
出領域から外れても、確実に被写体を拡大された焦点検
出領域内に捕捉して合焦追従させることができ、安定且
つ確実な焦点検出動作を保証して使い勝手を大幅に向上
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による焦点検出装置の構成図；第２図は本発明に用いられる焦点検出光学系の説明図；第３図は光電変換手段の構成図；第４図、第５図、第６図、第７図、第８図、第９図、第
10図、第11図は焦点検出演算の説明図；第12図はメインCPUのフローチャート；第13図はAFCPUのフローチャート；第14図、第15図は本発明による一実施例のフローチャー
トおよび説明図；第16図は焦点検出のフローチャート；第17図は本発明による他の実施例のフローチャート；第18図、第19図は本発明による他の実施例のフローチャ
ートおよび説明図；第20図、第21図、第22図は本発明による他の実施例のフ
ローチャートおよび構成図；第23図、第24図、第25図、第26図は本発明による他の実
施例のフローチャートおよび構成図；第27図、第28図、第29図は本発明による他の実施例のフ
ローチャートおよび構成図である。図中、 10:撮影レンズ 13:レンズCPU 20:カメラボディ 24:焦点検出光学系 25:光電変換手段 30:AFCPU 40:AF表示手段 50:AFモータ 70:メインCPU

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を所定面上に形成するための撮影
光学系と；該撮影光学系を通過する光束により被写体像を形成する
ための焦点検出光学系と；複数の受光素子からなり、該被写体像の強度分布に対応
した被写体像信号を発生する光電変換手段と；該被写体像信号に所定の演算を行なって前記所定面に対
する現在の被写体像面のデフォーカス量を検出する焦点
検出演算手段と；を備えたカメラにおいて、前記撮影光学系の光軸の動きまたは撮影光学系と被写体
との相対的な動きを検出してブレ状態を判定するブレ手
段と；該ブレ検出手段の検出結果に応じて、前記光電変換手段
上に設定された大きさの異なる複数の焦点検出領域を切
換えて前記焦点検出演算手段により焦点検出を行なう切
換手段と；を設けたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】前記切換手段は、前記ブレ検出手段の検出
出力が得られた時に、その時の焦点検出領域に対しより
広い焦点検出領域に切換えることを特徴とする請求項１
記載のカメラ。