JP5930702B2

JP5930702B2 - 焦点調節装置

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Publication number: JP5930702B2
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Inventors: 鈴木　康之; 康之鈴木; 吉田　智一; 智一吉田
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Description

本発明は、カメラ等に用いられる焦点調節装置に関するものである。

従来より、カメラの焦点検出装置に於いて撮影レンズを通った被写体像信号をＡＦセンサに蓄積し、前記ＡＦセンサに蓄積された被写体像信号に基づき、デフォーカス量を検出する焦点検出装置が知られている。

前記焦点検出装置において、動体被写体に対してピントを合わせ続ける場合、連写１コマごとに焦点検出をして将来の被写体移動位置を予測して撮影レンズを動かす予測演算機能（ＡＩ−ＳＥＲＶＯ）がある。

ＡＩ−ＳＥＲＶＯは図２０で示すように、ＡＦセンサに蓄積された信号から相関演算によりデフォーカス量を求め、被写体とのズレ量を計算する。次に、求められた焦点検出結果と過去の焦点検出結果から将来の被写体の像面位置を予測する予測演算を行い、焦点検出結果と予測演算結果を加味した分だけレンズを駆動させることで、動体被写体に対してピントを合わせ続ける。

動体被写体の動きに連動させて撮影レンズを駆動させる制御の詳細については特開２００１−２１７９４号公報に開示されている。

このとき、本発明ではＡＦセンサへの被写体信号の蓄積、像の読み出し、相関演算によるデフォーカス量検出、予測演算までを焦点検出動作と呼ぶ。一般的にミラーダウン中に焦点検出動作を完了させ、ミラーアップから露光までに撮影レンズの駆動と絞り込みを行う。レンズ駆動と絞り込みには所定の時間がかかり、ミラーダウン中に焦点検出動作を完了させないと、ファインダ消失時間が延びることになり、ユーザが被写体を追いづらくなるためである。本発明ではこのミラーダウン中の時間をＡＦ可能時間と呼ぶ。

連写中にカメラが連写速度（以下、コマ速）を維持するためには所定の時間内に焦点検出動作を終わらせる必要がある。しかし、焦点検出時間は、撮影環境（被写体輝度，コントラスト）、焦点検出点数や各焦点検出点での信号蓄積時間、信号の読み出し量、予測演算量によって伸び縮みが発生する。その結果、コマ速が乱れる場合がある。特に、高速で連写させる場合にはコマ速を維持できるＡＦ可能時間が短くなるので、コマ速が乱れやすくなる。

コマ速を維持させるために、焦点検出動作を短縮させる技術が多く開示されている。例えば、特許文献１では選択された焦点検出領域のＡＦセンサへの電荷蓄積時間に応じて、そのほかのＡＦセンサへの電荷蓄積時間の上限を制限することで、焦点検出にかける時間を短縮する手段が開示されている。

特開平９−３１１２６９号公報

ところで、ＡＦセンサには蓄積信号と所定の信号レベルとを個別に比較し、前記蓄積信号が前記所定の信号レベルに達したときに前記蓄積動作を停止させるオートゲインコントロール制御（以下、ＡＧＣ制御）がある。

ＡＦセンサが小型化、コストダウン、消費電力の抑制等の実現のために電荷を蓄積してからすぐに蓄積信号を読み出すことのできない場合においても、コマ速の乱れを極力抑えることが望まれている。

ＡＦセンサの蓄積／ＡＧＣ制御では各ラインセンサへ電荷の蓄積を開始してから読み出すまでにある一定時間待ってから複数のＡＦセンサのＡＧＣ制御を終了させ、その後で電荷の読み出し制御を行うことで焦点検出精度を保証する必要がある。

図２１（ａ）はラインセンサＢの蓄積が完了前にラインセンサＡの蓄積信号を読み出す場合の図２０に示す蓄積／ＡＧＣ制御を示した図である。該ＡＦセンサはラインセンサＡの読み出し中にはラインセンサＢのＡＧＣ制御が停止してラインセンサＢの蓄積が完了しても、蓄積を停止させることができない。すると、ラインセンサＡの読み出し後、ＡＧＣ制御が再度開始するまでにラインセンサＢに蓄積された信号は飽和する場合がある。そこで、図２１（ｂ）に示すようにラインセンサＢの蓄積が図２１（ａ）のタイミングに完了しても蓄積停止処理が適切に行われることを期待してＡＧＣ制御待ち時間を長めに設定することで、ラインセンサＢの飽和を防ぐことができる。

ＡＦセンサの詳細については特開平８−１５２５５１号公報に開示されている。

しかし、焦点検出精度を保証するが故に焦点検出時間が長くなり、コマ速の乱れが発生しやすくなる（図５）。またさらに、連写コマ速が上がった場合には焦点検出時間にかけられる時間がより短くなるためにさらにコマ速の乱れが発生しやすくなる。

また、焦点検出点数が多い場合には焦点検出点に割り当てられたＡＦセンサ分だけ電荷の蓄積／読み出しに時間がかかる（図８）。そうすると、現状の焦点検出時間よりも長くなるためにコマ速の乱れが発生しやすくなる。

ユーザがピント優先か撮影速度優先かを設定できるカメラにおいて、ピント優先と撮影速度優先で同じ焦点検出制御を行うと、同じ焦点検出精度を維持するが故に焦点検出時間が長くなり、連写速度（以下、コマ速）の乱れが発生しやすくなる（図１１）。

許容される最大ＡＦ可能時間とコマ速を維持できるか否かはトレードオフの関係にあり、ユーザの撮影設定に応じて許容される最大ＡＦ可能時間を重視するのか、またはコマ速の維持を重視するのか決定する必要がある。

（発明の目的）
本発明の目的は、ＡＦセンサが小型化、コストダウン、消費電力の抑制等の実現のために電荷を蓄積してからすぐに蓄積信号を読み出すことのできない場合においても、連写中の撮影速度の乱れを極力抑えることができる焦点調節装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の焦点調節装置は、被写体像信号をＡＦセンサに蓄積する信号蓄積手段と、前記被写体像信号からデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、過去のデフォーカス量検出結果から予測演算を行って動体被写体を捕捉する被写体捕捉手段と、前記予測演算の結果に基づいて撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段とを有する焦点調節装置において、ユーザの設定に応じて、連写中の前記ＡＦセンサでの蓄積開始から前記予測演算を含む焦点検出動作終了までの時間を調節する時間調節手段を有し、前記時間調節手段は、前記ユーザの設定に応じて、前記被写体捕捉手段による予測演算に用いる前記デフォーカス量検出結果のサンプル数を変更することで、前記被写体捕捉手段の予測演算時間を調節することを特徴とするものである。

本発明によれば、ＡＦセンサが小型化、コストダウン、消費電力の抑制等の実現のために電荷を蓄積してからすぐに蓄積信号を読み出すことのできない場合においても、連写中の撮影速度の乱れを極力抑えることができる。

本発明の実施例１である焦点調節装置の概念を示すブロック図である。実施例１における焦点検出点選択設定の選択モードを示す図である。実施例１を備えた一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。焦点検出ユニットの概略構成を示す図である。実施例１においてコマ速が上がった場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。コマ速が上がった場合にＡＧＣ制御待ち時間を調節する様子を示した図である。ユーザのコマ速設定に応じてＡＧＣ制御待ち時間を調節する処理を示したフローチャートである。ＡＦセンサへの蓄積／読み出し数が増加した場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。ＡＦセンサへの蓄積／読み出し数が増加した場合にＡＧＣ制御待ち時間を調節する様子を示した図である。ユーザが設定した焦点検出点選択に応じてＡＧＣ制御待ち時間を調節する処理を示したフローチャートである。ピント優先設定をした場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。撮影速度優先設定をした場合にＡＧＣ制御待ち時間を調節する様子を示した図である。ユーザの設定が撮影速度優先であることに応じてＡＧＣ制御待ち時間を調節する処理を示したフローチャートである。実施例２においてコマ速が上がった場合にコマ速の乱れが発生する様子を示した図である。ユーザのコマ速設定に応じて予測演算で使用する過去の焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。ＡＦセンサへの蓄積／読み出し数が増加した場合にコマ速の乱れが軽減する様子を示した図である。ユーザが設定した焦点検出点選択に応じて予測演算で使用する過去の焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。撮影速度優先設定をした場合にコマ速の乱れが軽減する様子を示した図である。ユーザ設定が撮影速度優先であることに応じて予測演算で使用する過去の焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。従来のＡＦセンサの制御方法を示す図である。従来の蓄積／ＡＧＣ制御を示す図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例１および２に記載される通りである。

図１は、本発明の実施例１である焦点調節装置の概念を示すブロック図である。図１において、この焦点調節装置は、被写体像信号を一対の光電変換素子列などからなるＡＦセンサに蓄積する信号蓄積手段１０１と、被写体像信号からデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段１０２とを有する。また、前記デフォーカス量から撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段１０４と、撮影レンズが動体被写体に対して焦点を合わせ続ける被写体捕捉手段（ＡＩ−ＳＥＲＶＯ）１０３とを有する。そして、設定された撮影速度（コマ速）に影響を与えるコマ速設定、焦点検出点選択設定、撮影速度優先／ピント優先を個別に設定できるユーザ設定手段１０５を有する。さらに、ユーザ設定手段１０５のユーザの設定に応じて、信号蓄積手段１０１から被写体捕捉手段１０３までの焦点検出時間を連写中に調節する時間調節手段１０６を有する。信号蓄積手段１０１と、デフォーカス量検出手段１０２と、被写体捕捉手段１０３とが、焦点検出動作を行う。焦点検出時間は、連写中のＡＦセンサでの蓄積開始から焦点検出動作終了までの時間である。また、焦点検出動作終了とは、通常の連写ではデフォーカス量検出手段がデフォーカス量の検出を終了すること、ＡＩ−ＳＥＲＶＯでは被写体捕捉手段が予測演算を終了することである。

焦点検出点選択設定は、図２に示される４つの選択モードのいずれかを選択し、設定することである。図２（ａ）は、任意の焦点検出点１１０のうちの１点１２０で焦点検出する任意選択モードを示している。図２（ｂ）は、任意選択された焦点検出点とそれに隣接する焦点検出点１３０から成る領域拡大選択モードを示している。図２（ｃ）は、すべての焦点検出点を複数のゾーンに分けて焦点検出するゾーン選択モードを示しており、点線で囲まれたゾーン内のすべての焦点検出点１４０が選択設定される。図２（ｄ）は、すべての焦点検出点１５０で焦点検出する自動選択モードを示している。

また、撮影速度優先とは、焦点検出精度よりもユーザが設定したコマ速を優先して撮影するモードであり、コマ速の乱れが少ない。

一方、ピント優先とは、コマ速の乱れよりも被写体に対するピント合わせを優先して撮影するモードである。すなわち、撮影速度優先とピント優先はトレードオフの関係にある。

図３は、実施例１である焦点調節装置を備えた一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。

２０１は撮影レンズである。２０２はＡＦ（オートフォーカス）駆動回路である。ＡＦ駆動回路２０２は、例えばＤＣモータや超音波モータによって構成され、マイクロコンピュータ２２１の制御によって撮影レンズ２０１のフォーカスレンズ位置を変化させることによりピントを合わせる。

２０３は絞りである。２０４は絞り駆動回路である。絞り駆動回路２０４は、絞り２０３を駆動する。駆動されるべき量はマイクロコンピュータ２２１によって算出され、光学的な絞り値を変化させる。

２０５は撮影レンズ２０１から入射した光束をファインダ側と撮像素子側とに切り替えるための主ミラーである。主ミラー２０５は常時はファインダへと光束を導くよう反射させるように配されているが、撮影が行われる場合には、撮像素子２１３へと光束を導くように上方に跳ね上がり、光束中から待避する。また、主ミラー２０５はその中央部が光の一部を透過できるようにハーフミラーとなっており、焦点検出を行うための一対のＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂ（図４）に光束の一部を入射するように透過させる。

２０６は主ミラー２０５から透過してきた光束を反射させ焦点検出を行うための一対のＡＦセンサ（焦点検出ユニット２１０内に配置されている）２２９ａ及び２２９ｂに導くためのサブミラーである。

２０７はファインダを構成するペンタプリズムである。ファインダは他にピント板２０８、アイピース２０９などによって構成させる。

２１０は焦点検出ユニットである。主ミラー２０５の中央部を透過し、サブミラー２０６で反射された光束は、焦点検出ユニット２１０の内部に配置された光電変換を行うための一対のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂに至る。被写体に対する撮影レンズ２０１の焦点調節状態を示すデフォーカス量は、一対のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの出力を演算することによって求められる。マイクロコンピュータ２２１は演算結果を評価してＡＦ駆動回路２０２に指示し、撮影レンズ２０１中のフォーカスレンズを駆動させる。

２１１はフォーカルプレーンシャッタである。２１２はシャッタ駆動回路であり、フォーカルプレーンシャッタ２１１を駆動する。フォーカルプレーンシャッタ２１１の開口時間はマイクロコンピュータ２２１によって、制御される。

２１３は撮像素子である。撮像素子２１３には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどが用いられ、撮影レンズ２０１によって結像された被写体像を電気信号に変換する。２１４はクランプ回路である。２１５はＡＧＣ回路である。クランプ回路２１４やＡＧＣ回路２１５は、Ａ／Ｄ変換をする前の基本的なアナログ信号処理を行い、マイクロコンピュータ２２１により、クランプレベルやＡＧＣ基準レベルの変更が行われる。

２１６はＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器２１６は撮像素子２１３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。２１７は映像信号処理回路であり、ゲートアレイなどのロジックデバイスにより実現される。２１８はメモリコントローラである。２１９はメモリである。２２０はバッファメモリである。

映像信号処理回路２１７は、デジタル化された画像データに、フィルタ処理、色変換処理、ガンマ処理を行うと共に、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行い、メモリコントローラ２１８に出力する。

映像信号処理回路２１７は、必要に応じて撮像素子２１３の信号の露出情報やホワイトバランスなどの情報をマイクロコンピュータ２２１に出力することが可能である。それらの情報を基にマイクロコンピュータ２２１はホワイトバランスやゲイン調整の指示を行う。連続撮影動作の場合においては、一旦、未処理画像のままバッファメモリ２２０に撮影データを格納し、メモリコントローラ２１８を通して未処理の画像データを読み出し、映像信号処理回路２１７にて画像処理や圧縮処理を行い、連続撮影を行う。連像撮影枚数は、バッファメモリ２２０の大きさに左右される。

メモリコントローラ２１８では、映像信号処理回路２１７から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ２２０に格納し、処理済みのデジタル画像データをメモリ２１９に格納する。また、逆にバッファメモリ２２０やメモリ２１９から画像データを映像信号処理回路部２１７に出力する。メモリ２１９は取り外し可能である場合もある。

２２１はマイクロコンピュータである。２２２は操作部材である。操作部材２２２は、マイクロコンピュータ２２１にその状態を伝え、マイクロコンピュータ２２１はその操作部材２２２の変化に応じて各部をコントロールする。

また、操作部材２２２は止まっている被写体の撮影に適しているＯＮＥＳＨＯＴモード、撮影距離が絶えず変化する被写体の撮影に適しているＡＩ−ＳＥＲＶＯモード、被写体の状態に応じてＯＮＥＳＨＯＴからＡＩ−ＳＥＲＶＯへとカメラが自動的に切り替わるＡＩ−ＦＯＣＵＳモードへの切り替え操作を行うことができる。

２２３はスイッチ１（以後ＳＷ１）である。２２４はスイッチ２（以後ＳＷ２）である。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチであり、それぞれ操作部材２２２の入力スイッチのうちの１つである。スイッチＳＷ１のみオンの状態はレリーズボタン半押し状態であり、この状態でオートフォーカスの動作を行ったり、測光動作を行う。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオンの状態はレリーズボタンの全押し状態であり、画像を記録するためのレリーズボタンオン状態である。この状態で撮影が行われる。またスイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮし続けている間は、連続撮影動作が行われる。操作部材２２２には、他に、ＩＳＯ設定ボタン、画像サイズ設定ボタン、画質設定ボタン、情報表示ボタンなど不図示のスイッチが接続されており、スイッチの状態が検出されている。

２２５は電源である。電源２２５は、各ＩＣや駆動系に必要な電源を供給する。

図４は、前記焦点検出ユニット２１０の概略構成を示している。なお、図３中の構成要素と同じ構成要素には図３と同じ符号を付している。また、図４では、各構成要素を撮影レンズ２０１の光軸上に展開して示している。ただし、図４では、主ミラー２０５およびサブミラー２０６を省略して示している。

焦点検出ユニット２１０は、フィールドレンズ２２６と一対の開口部を有する絞り２２７と、一対の２次結像レンズ２２８と、一対の光電変換素子列などからなるＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂとを有して構成されている。

光軸２０１ａ上の一点から発した光束は、撮影レンズ２０１を通過した後、撮像素子２１３上に結像するとともに、フィールドレンズ２２６、絞り２２７、および２次結像レンズ２２８を介して一対のＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂ上に一定の間隔を隔てて結像する。

フィールドレンズ２２６は、撮影レンズ２０１の瞳２０１ｂと一対の２次結像レンズ２２８の入射瞳、すなわち絞り２２７付近が結像するように配置されており、絞り２２７の一対の開口部に対応して撮影レンズ２０１の瞳２０１ｂを図中上下方向に分割している。

このような構成において、例えば撮影レンズ２０１を図中左方に繰り出して、撮像素子２１３より左方に光束が結像すると、一対のＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂ上の一対の像は矢印方向に変位する。この一対の像の相対的なずれ量をＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂで検出することで、撮影レンズ２０１の焦点検出を行い、さらに撮影レンズ２０１の焦点調節駆動を行うことが可能である。なお、撮影レンズ２０１を図中右方に繰り出した場合は、一対のＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂ上の一対の像は図中矢印方向とは反対方向に変位する。

以上のような焦点検出ユニット２１０を用いて、撮影レンズ２０１の焦点検出を行う。

以上のように構成されたカメラにより、ＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂの制御をして最適な焦点検出を行う。

次に、本発明の実施例１に係るＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの制御方法について図５を用いて説明する。

ＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの焦点検出では蓄積開始した後、ＡＧＣ制御を行うためにある一定時間（読み出し待ち時間）待つ。その後ＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂに蓄積された電荷を読み出す制御方法である。

本実施例１で、焦点検出時間が伸びてコマ速の乱れが発生し易いユーザ設定のときには、被写体像信号の読み出しを早めることでＡＧＣ制御を多少犠牲にして焦点検出時間の短縮を行うことでコマ速の乱れを軽減させる。

実施例１における第１の時間短縮処理は、ユーザが設定したコマ速に応じて被写体像信号を読み出すまでのＡＧＣ制御待ち時間を短縮して焦点検出時間の短縮を行うものである。

図５は、仮にコマ速が１０コマの場合の１コマあたりに焦点検出動作が行える時間を示し、コマ速が１１コマに設定された場合の１コマあたりに焦点検出動作が行える時間を示した図である。仮にコマ速が１０コマで１コマにかけられるＡＦ可能時間が２５ｍｓで焦点検出時間に２３ｍｓかかったとすると、ＡＦ可能時間内に焦点検出時間は収まる。一方、コマ速が１１コマで焦点検出時間が１０コマ時と同じであるとすると、ＡＦ可能時間の１６ｍｓ内に収まらなくなる。

そうすると、ＡＦ可能時間をカメラは伸ばそうとしてコマ速が１１コマ未満になる。この場合に、ＡＧＣ制御待ち時間を短縮し、信号の読み出し開始を早めることで焦点検出時間をＡＦ可能時間内に収める。図６は、ＡＧＣ制御待ち時間を３ｍｓに短縮し、信号読み出し開始を早めることで焦点検出時間（１４ｍｓ）がＡＦ可能時間（１６ｍｓ）内に収まる様子を示した図である。

ＡＧＣ制御待ち時間を短縮することで、ＡＧＣ制御待ち時間以前に蓄積を完了したラインセンサの信号の読み出し開始を早めることができるが、読み出し中は他のラインセンサのＡＧＣ制御は停止してしまうので、蓄積信号は飽和している場合がある。ＡＧＣ制御待ち時間を短縮することで、たとえ２番目以降に読みだしたラインセンサが飽和していたとしても、始めに読み出したラインセンサの蓄積信号は飽和していない。よって、少なくとも１つ以上の飽和していないラインセンサを使ってデフォーカス量を求めることができる。

以上のようにＡＧＣ制御待ち時間を短縮して焦点検出時間を短縮することで、ＡＦ可能時間内に焦点検出時間を収めてコマ速の乱れを軽減させる。

図７は、ユーザが設定したコマ速設定に応じてＡＧＣ制御待ち時間の短縮処理を示したフローチャートである。

ステップ＃１０１ではユーザが設定したコマ速に応じて、コマ速がある閾値以上であればステップ＃１０２へ進む。ステップ＃１０２ではＡＧＣ制御待ち時間を現在の時間よりも短く設定する。ステップ＃１０１でコマ速がある閾値よりも小さければ、現在のＡＧＣ制御待ち時間の設定のまま終了する。

実施例１における第２の時間短縮処理は、ユーザ設定がゾーン選択または自動選択または領域拡大選択である場合にＡＧＣ制御待ち時間を短縮して焦点検出時間の短縮を行うものである。まず、これらの場合のコマ速の乱れが発生する様子について図８で説明する。

ユーザが設定した焦点検出点選択がゾーン選択または自動選択または領域拡大選択の場合には任意選択の場合に比べて、蓄積／読み出しをするラインセンサの数が増え、焦点検出時間が延びる。仮に任意選択の場合にＡＦ可能時間が２５ｍｓで焦点検出時間に２３ｍｓかかったとすると、ＡＦ可能時間内に焦点検出時間は収まる。一方、領域拡大選択のように焦点検出点数が多くなると、蓄積／読み出しをするラインセンサが多くなり、焦点検出時間が延びる（２７ｍｓ）。そうすると、ＡＦ可能時間の２５ｍｓ内に収まらなくなる。

この場合に、ＡＧＣ制御待ち時間を短縮し、信号の読み出しを早めることで焦点検出時間をＡＦ可能時間内に収める。

図９は、ＡＧＣ制御待ち時間を５ｍｓ短縮し、信号読み出し時間を早めて焦点検出時間を１８ｍｓにすることでＡＦ可能時間（２０ｍｓ）内に収まる様子を示した図である。

同様に、ゾーン選択と自動選択の時にも任意選択よりもラインセンサの本数が増えるので、蓄積／読み出しにかかる時間が増加して焦点検出時間が長くなる。この場合にも信号の読み出しを早めることでＡＧＣ制御を多少犠牲にして焦点検出時間を短縮し、コマ速の乱れを軽減させる。

図１０はユーザが設定した焦点検出点選択に応じてＡＧＣ制御待ち時間の短縮処理を示したフローチャートである。

ステップ＃２０１ではユーザが設定した焦点検出点選択がゾーン選択または自動選択または領域拡大選択であれば、ステップ＃２０２へ進む。ステップ＃２０２ではＡＧＣ制御待ち時間を任意選択で設定されたＡＧＣ制御待ち時間よりも短く設定する。

ステップ＃２０１でユーザが設定した焦点検出点が１つの場合には現在のＡＧＣ制御待ち時間設定のまま終了する。

実施例１における第３の時間短縮処理は、撮影速度優先に応じてＡＧＣ制御待ち時間を短縮して焦点検出時間の短縮を行うものである。まず、ユーザ設定がピント優先の場合にコマ速の乱れが発生する様子について図１１で説明する。

仮にＡＦ可能時間が２５ｍｓであればコマ速の乱れが発生せずに撮影を行える時に、ユーザがピント優先を選択した場合には、焦点検出精度を優先したことで仮に焦点検出時間に２７ｍｓかかり、ＡＦ可能時間内に収まらずにコマ速の乱れが発生する。しかし、ピント優先設定はユーザの意思で撮影速度優先よりも焦点検出精度を重視して撮影を行うモードであるので、コマ速の乱れが発生したとしても許容できる。

一方、撮影速度優先の場合には設定されたコマ速を重視して撮影を行うので焦点検出時間が間延びして、ＡＦ可能時間内に収まらずにコマ速が乱れることをユーザは極力望んでいない。

よって、撮影速度優先が設定された場合には、ＡＧＣ制御待ち時間を短縮し、信号の読み出しを早めることで焦点検出時間をＡＦ可能時間内に収める。

図１２は、ＡＧＣ制御待ち時間を４ｍｓ短縮し、信号読み出し時間を早めて焦点検出時間を２３ｍｓにすることでＡＦ可能時間（２５ｍｓ）内に収まる様子を示した図である。これによりコマ速の乱れを軽減させる。

図１３は、ユーザ設定が撮影速度優先設定か、またはピント優先設定かに応じてＡＧＣ制御待ち時間の短縮処理を示したフローチャートである。

ステップ＃３０１ではユーザ設定が撮影速度優先設定であればステップ＃３０２へ進む。ステップ＃３０２ではＡＧＣ制御待ち時間をピント優先で設定された待ち時間のときよりも短く設定する。ステップ＃３０１でユーザ設定がピント優先設定の場合には現在のＡＧＣ制御待ち時間設定のまま終了する。

以上のようにコマ速設定、焦点検出点選択設定、優先設定においてユーザの設定に応じてＡＧＣ制御待ち時間を調節する。

なお、これらのユーザ設定が同時に複数設定された場合にも、あるいはこのうちどれか１つでも設定された場合にも、ＡＧＣ制御待ち時間の調節を行う。

以下、本発明の実施例２について説明する。

実施例２は実施例１と同様の焦点調節装置の構成およびカメラ構成で、焦点検出ユニット２１０を用いて撮影レンズ２０１の焦点検出を行い、ＡＦセンサ２２９ａ及び２２９ｂの制御をして最適な焦点検出を行う。但し、図１の時間調節手段１０６は、実施例１ではＡＧＣ制御待ち時間（読み出し待ち時間）を調節しているが、実施例２では予測演算時間を調節する。

次に、実施例２に係るＡＦセンサ２２９ａ、２２９ｂの制御方法について説明する。

実施例２では、焦点検出時間が伸びてコマ速の乱れが発生し易いユーザ設定の時に動体被写体の動きに連動させて撮影レンズを駆動させる制御（以下、ＡＩ−ＳＥＲＶＯ）の予測演算時間を短縮し、焦点検出時間を短縮することでコマ速の乱れを軽減させる。

ＡＩ−ＳＥＲＶＯは過去複数回の像面位置（デフォーカス量検出結果）とその検出時刻の変化から将来の像面位置を予測するのに最も適した関数を選択し、該選択した関数によって将来の像面位置の変化を予測し、レンズ駆動を行う予測手段である。

ＡＩ−ＳＥＲＶＯの予測演算について、過去複数回の像面位置とその検出時刻のサンプル数が多いほど、将来の像面位置の変化を予測する精度はよくなるが、その反作用として予測演算にかかる時間が長くなる。

予測演算にかかる時間が長くなればなるほど焦点検出時間も相対的に長くなり、コマ速の乱れが発生しやすくなる。

実施例２における第１の時間短縮処理は、ユーザが設定したコマ速に応じてＡＩ−ＳＥＲＶＯの予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を決定し、焦点検出時間を調節する。

実施例１に係る図５でも説明したように、コマ速が上がった場合にはＡＦ可能時間に対して焦点検出動作が収まらなくなり、コマ速の乱れを起こす場合がある。

図５に示すように、仮に、コマ速が１０コマの時にＡＩ−ＳＥＲＶＯの予測演算時間が９ｍｓの場合、コマ速が１１コマに設定された時にはＡＦ可能時間（２５ｍｓ）に対して焦点検出時間（２７ｍｓ）が収まらずにコマ速の乱れが発生する。この場合に、予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を仮に１０コマの時には１０点だったものを１１コマに設定された時にはサンプル数を９点以下に減らすことで、予測演算時間を低減させる。図１４は予測演算時間を３ｍｓに短縮し、焦点検出時間を１７ｍｓにすることで、ＡＦ可能時間内（１６ｍｓ）には収まらないが、コマ速の乱れを軽減させた様子を示した図である。

図１５はユーザが設定したコマ速に応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。

ステップ＃４０１ではユーザが設定したコマ速に応じて、コマ速がある閾値以上であればステップ＃４０２へ進む。ステップ＃４０２では予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を少なくして予測演算する。ステップ＃４０１でコマ速がある閾値よりも小さければ現在の予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数で予測演算する。

実施例２における第２の時間短縮処理は、ユーザがゾーン選択または自動選択または領域拡張選択の場合にＡＩ−ＳＥＲＶＯの予測演算にかける過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を調節する。

実施例１に係る図８でも説明したように、ユーザが設定した焦検出点選択がゾーン選択または自動選択または領域拡大選択の場合には、任意選択に設定した場合に比べて、蓄積／読み出しするラインセンサ数が増えて焦点検出時間が伸びる。

この場合に、予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を仮に任意選択の時には１０点だったものを、ゾーン選択または自動選択または領域拡大選択にされた時にはサンプル数を９点以下に減らすことで、予測演算時間を低減させる。図１６は、予測演算時間を３ｍｓに短縮し、焦点検出時間を２３ｍｓにすることで、ＡＦ可能時間内（２５ｍｓ）に収めて、コマ速の乱れを軽減させた様子を示した図である。

図１７は、ユーザが設定した焦点検出点選択に応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を調節する処理を示したフローチャートである。

ステップ＃５０１ではユーザが設定した焦点検出点選択がゾーン選択または自動選択または領域拡大選択であればステップ＃５０２へ進む。ステップ＃５０２では予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を任意選択設定時よりも少なくして予測演算する。ステップ＃５０１でユーザが任意選択を選択した場合にはデフォルト設定のままのサンプル数で予測演算を行う。

実施例２における第３の時間短縮処理は、ユーザ設定が撮影速度優先かまたはピント優先かに応じてＡＩ−ＳＥＲＶＯの予測演算にかける過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を調節する。

実施例１に係る図１２でも説明したように、ユーザ設定が撮影速度優先の場合にはＡＦ可能時間に対して焦点検出動作が収まらなくなり、コマ速の乱れを起こし、撮影速度を優先しているにもかかわらず設定したコマ速で撮影できない場合がある。

この場合に、予測演算で用いる過去の像面位置とその検出時刻のサンプル数を仮にピント優先の時には１０点だったものを撮影速度優先が設定された時にはサンプル数を９点以下に減らすことで、予測演算時間を低減させる。図１８は、予測演算時間を４ｍｓに短縮して焦点検出時間を２３ｍｓにすることで、ＡＦ可能時間内（２５ｍｓ）に収めて、コマ速の乱れを軽減させた様子を示した図である。

図１９は、ユーザ設定が撮影速度優先設定か、またはピント優先設定かに応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を減らす処理を示したフローチャートである。

ステップ＃６０１ではユーザ設定が撮影速度優先であればステップ＃６０２へ進む。ステップ＃６０２では予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を少なくして予測演算する。ステップ＃６０１でユーザ設定がピント優先の場合にはデフォルト設定のままのサンプル数で予測演算を行う。

以上のようにコマ速設定、焦点検出点選択設定、優先設定におけるユーザの設定に応じて予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数の調節を行うことで焦点検出時間を調節する。

なお、これらのユーザ設定は同時に複数設定された場合にも、このうちどれか１つでも設定された場合にも、予測演算にかける焦点検出結果のサンプル数を減らして予測演算の時間を調節する。

さらに、実施例１のＡＧＣ制御待ち時間の短縮と、実施例２の予測演算時間の短縮を同時に行うことで、さらなる焦点検出時間の短縮を行うことができ、ユーザ設定に応じて最適な焦点検出を行うことができる。

１０１信号蓄積手段
１０２デフォーカス量検出手段
１０３被写体捕捉手段
１０４焦点調節手段
１０５ユーザ設定手段
１０６時間調節手段
２０１撮影レンズ
２２９ＡＦセンサ

Claims

被写体像信号をＡＦセンサに蓄積する信号蓄積手段と、
前記被写体像信号からデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、
過去のデフォーカス量検出結果から予測演算を行って動体被写体を捕捉する被写体捕捉手段と、
前記予測演算の結果に基づいて撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段とを有する焦点調節装置において、
ユーザの設定に応じて、連写中の前記ＡＦセンサでの蓄積開始から前記予測演算を含む焦点検出動作終了までの時間を調節する時間調節手段を有し、
前記時間調節手段は、前記ユーザの設定に応じて、前記被写体捕捉手段による予測演算に用いる前記デフォーカス量検出結果のサンプル数を変更することで、前記被写体捕捉手段の予測演算時間を調節することを特徴とする焦点調節装置。
前記ユーザの設定は、撮影速度であり、
前記時間調節手段は、前記撮影速度の速さに応じて前記予測演算時間を調節する請求項１に記載の焦点調節装置。
前記ユーザの設定は、焦点検出点選択の設定が、任意選択、領域拡大選択、ゾーン選択、自動選択のうちのいずれか１つであり、
前記時間調節手段は、前記領域拡大選択またはゾーン選択または自動選択に応じて前記予測演算時間を調節することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
前記ユーザの設定は、撮影速度優先またはピント優先であり、
前記時間調節手段は、前記撮影速度優先が設定された場合に前記予測演算時間を調節することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
前記時間調節手段は、さらに、前記ＡＦセンサでの蓄積開始から前記被写体像信号を読み出すまでの読み出し待ち時間を調節することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
前記ユーザの設定は、撮影速度であり、
前記時間調節手段は、前記撮影速度の速さに応じて前記読み出し待ち時間を調節する請求項５に記載の焦点調節装置。
前記ユーザの設定は、焦点検出点選択の設定が、任意選択、領域拡大選択、ゾーン選択、自動選択のうちのいずれか１つであり、
前記時間調節手段は、前記領域拡大選択またはゾーン選択または自動選択に応じて前記読み出し待ち時間を調節することを特徴とする請求項５に記載の焦点調節装置。
前記ユーザの設定は、撮影速度優先またはピント優先であり、
前記時間調節手段は、前記撮影速度優先が設定された場合に前記読み出し待ち時間を調節することを特徴とする請求項５に記載の焦点調節装置。