JPH11295587A

JPH11295587A - 焦点調節装置

Info

Publication number: JPH11295587A
Application number: JP9719198A
Authority: JP
Inventors: Masataka Ide; 昌孝井出
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】被写体が上下方向に移動しても正確に該被写体
を検出して、移動している被写体に確実に合焦させるこ
と。【解決手段】第１の被写体像位置予測部１１にて、第１
の光電変換素子列による複数回の被写体像検出結果に基
づいて所定時間後の被写体像位置が予測される。また、
第２の被写体像位置予測部１２にて、上記第１の光電変
換素子列とは異なる方向に配置された第２の光電変換素
子列による複数回の被写体像検出結果に基づいて所定時
間後の被写体像位置が予測される。そして、上記第１の
被写体像位置予測部１１の出力と、第２の被写体像位置
予測部１２の出力が選択部１３によって選択的に用いら
れ、レンズ駆動部１４によってレンズ駆動が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばカメラ等
に用いられる自動焦点調節装置に関し、より詳細には移
動する被写体の自動焦点調節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラの自動焦点調節装置で
あって、被写体の動きを検出して移動している被写体に
対してピントを合わせることが可能な装置は数多く提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開昭６０
−２１４３２５号公報に開示されているような装置の場
合は、被写体の光軸方向の動きを検出して撮影レンズを
追従させているので、光軸方向に真っ直ぐ動いているよ
うな被写体のピントを合わせることはできるが、次のよ
うな場合はピントを合わせることができない。

【０００４】すなわち、上記装置の場合、デフォーカス
量の変化だけを検出しているので、図２６（ａ）に示さ
れるように、被写体１がカメラ２の光軸に対して直交す
る方向（図示矢印Ｇ₁方向）に動いている時は、デフォ
ーカス検出をしている測距枠より被写体像が外れてしま
う。このため、誤った移動速度を検出してしまう。

【０００５】また、図２６（ｂ）に示されるように、接
近した２つの距離に被写体１及び１′が並んで存在する
時に、撮影者がカメラの構図を少し変えると（図示矢印
Ｇ₂方向）、それだけで測距対象となる被写体が変わっ
てしまう。このために、検出デフォーカス量が変化す
る。

【０００６】このデフォーカス量の変化より、カメラは
被写体が動いているものと判定してレンズ駆動量を補正
してしまうので、ピントの合った写真を得ることができ
なかった。すなわち、単にデフォーカス量の変化だけを
検出しているので、測距対象となる被写体が同一の被写
体であるか否かを検出していなかった。

【０００７】また、特開平８−２９６７０号公報には、
複数の焦点検出エリアのうちから選択したエリアについ
て繰り返しデフォーカス量を検出し、光軸方向に移動す
る被写体に対してレンズ駆動量を補正してピントを合わ
せる装置に於いて、選択エリアで予測制御不能となった
場合には近傍のエリアで検出するようにした技術が開示
されている。しかしながら、この特開平８−２９６７０
号公報に記載の技術も、上記特開昭６０−２１４３２５
号公報と同様に、単にデフォーカス量の変化だけを検出
し、測距対象となる被写体が同一の被写体であるかを検
出していないので、同じ課題を有している。

【０００８】このような課題を解決するために、特開平
５−９３８５０号公報では、一対のイメージセンサ上の
それぞれの被写体像の移動を検出することにより、光軸
方向の動きだけでなく、光軸と直交する横方向の動きを
検出して、常に同一の被写体を検出することにより、移
動している被写体に確実に合焦することができる焦点調
節装置を開示している。

【０００９】しかしながら、上記特開平５−９３８５０
号公報に於いては、次のような課題を有している。

【００１０】上記装置に於いて、図２７に示されるよう
に、撮影画面３上に焦点検出領域４が設定されており、
一対のイメージセンサによって被写体像を検出してい
る。カメラの光軸方向に移動している被写体が上下に振
動するような場合、例えばカメラに向かって走って来る
人物のような被写体を検出する場合、図２８（ａ）及び
（ｂ）に示されるように、異なる時刻ｔ₀、ｔ₁にてイ
メージセンサ５ａ上に形成される被写体像は、上下方向
にずれたものとなる（被写体像ａ、ｂ参照）。

【００１１】このため、異なる時刻に於ける２つの被写
体像ａとｂの相関度が小さくなり、被写体像の移動を検
出することができず、結局、移動している被写体に対し
てピントを合わせることができないという課題が発生す
る。

【００１２】したがって、この発明は上記課題に鑑みて
なされるもので、被写体像の移動を検出することによっ
て、光軸方向の動き及び光軸方向とは異なる複数方向の
動きを検出して、常に同一の被写体を検出することによ
り動いている被写体に確実に合焦することのできる焦点
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】すなわちこの発明は、第
１の光電変換素子列による複数回の被写体像検出結果に
基づいて所定時間後の被写体像位置を予測する第１の被
写体像位置予測手段と、上記第１の光電変換素子列とは
異なる方向に配置された第２の光電変換素子列による複
数回の被写体像検出結果に基づいて所定時間後の被写体
像位置を予測する第２の被写体像位置予測手段と、上記
第１の被写体像位置予測手段の出力と、第２の被写体像
位置予測手段の出力を選択的に用いてレンズ駆動を行う
レンズ駆動手段とを有することを特徴とする。

【００１４】この発明の焦点調節装置にあっては、第１
の被写体像位置予測手段にて、第１の光電変換素子列に
よる複数回の被写体像検出結果に基づいて所定時間後の
被写体像位置が予測され、第２の被写体像位置予測手段
にて、上記第１の光電変換素子列とは異なる方向に配置
された第２の光電変換素子列による複数回の被写体像検
出結果に基づいて所定時間後の被写体像位置が予測され
る。そして、上記第１の被写体像位置予測手段の出力
と、第２の被写体像位置予測手段の出力が選択的に用い
られて、レンズ駆動手段によってレンズ駆動が行われ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００１６】図１は、この発明の焦点調節装置の概念を
示すブロック構成図である。

【００１７】図１に於いて、この焦点調節装置は、瞳分
割された２個の被写体像のそれぞれについて、異なる時
刻に於ける被写体像位置から被写体像の移動量を求め、
更に異なる時刻に於ける被写体像位置を予測する第１の
被写体像位置予測部１１と、この第１の被写体像位置予
測部１１とは異なる方向に瞳分割された２個の被写体像
のそれぞれについて、異なる時刻に於ける被写体像位置
から被写体像の移動量を求め、更に異なる時刻に於ける
被写体像位置を予測する第２の被写体像位置予測部１２
と、上記第１の被写体像位置予測部１１の出力と、第２
の被写体像位置予測部１２の出力の、何れか一方を選択
する選択部１３と、この選択部１３の出力に基づいてレ
ンズ駆動を行うレンズ駆動部１４とを有して構成され
る。

【００１８】そして、このような構成に於いて、第１の
被写体像位置予測部１１では、瞳分割された２個の被写
体像のぞれぞれについて、異なる時刻に於ける被写体像
位置から被写体像の移動量が求められ、これに基づいて
更に異なる時刻に於ける被写体像位置が予測される。ま
た、上記第２の被写体位置予測部１２では、上記被写体
像位置予測部１１とは異なる方向に瞳分割された２個の
被写体像のそれぞれについて、異なる時刻に於ける被写
体像位置から被写体像の移動量が求められ、これに基づ
き更に異なる時刻に於ける被写体像位置が予測される。
そして、上記選択部１３に於いて、上記第１の被写体像
位置予測部１１の出力と、第２の被写体位置予部１２の
出力の何れか一方が選択される。上記レンズ駆動部１４
では、上記選択部１３の出力に基づいてレンズ駆動が行
われ、これにより焦点調節が行われる。

【００１９】次に、この発明の第１の実施の形態につい
て説明する。

【００２０】図２は、この発明の第１の実施の形態を示
す一眼レフレックスカメラの構成を示す断面図である。

【００２１】このカメラは、カメラボディ２０の下部に
焦点検出装置２１を有して成る。カメラボディ２０内で
は、撮影レンズ２２を通過した被写体からの光束が、メ
インミラー２３により反射または透過される。このメイ
ンミラー２３で反射された光束はファインダ２４に導か
れ、メインミラー２３を透過した光束はサブミラー２５
で反射されて焦点検出装置２１に導かれる。

【００２２】上記焦点検出装置２１は、撮影レンズ２２
を通過した光束を絞り込む視野マスク２７と、赤外光成
分をカットする赤外カットフィルタ２８と、光束を集め
るためのコンデンサレンズ２９と、光束を全反射する全
反射ミラー３０と、光束を制限する瞳マスク３１と、光
束を光電変換素子アレイ上に再結像させる再結像レンズ
３２と、フォトダイオードとその処理回路から成るＡＦ
センサ３３とから構成されている。

【００２３】図３は、上記焦点検出装置２１内のフォト
ダイオードアレイ上に被写体からの光束を導く焦点検出
光学系の配置を示した斜視図である。

【００２４】図３に於いて、コンデンサレンズ２９は、
４つの再結像レンズ３２の前面に配置された瞳マスク３
１の像を、撮影レンズ２２上（点線部分）に形成する。

【００２５】また、コンデンサレンズ２９の前面には、
略十字形状の開口を有する視野マスク２７が配置されて
いる。この視野マスク２７の面は撮影レンズ２２の予定
焦点面であり、後述するフィルムと等価な面に位置して
いる。再結像レンズ３２は、視野マスク２７の面の像を
ＡＦセンサ３３上に再結像させるためのものである。

【００２６】以上の構成に於いて、再結像レンズ３２の
うちの１つＨＡ′の、コンデンサレンズ２９による撮影
レンズ２２上の像はＨＡである。同様に、再結像レンズ
３２のうちの１つのＨＢ′の像はＨＢである。

【００２７】撮影レンズ２２のＨＡの円で囲まれた領域
を通過した被写体光によって、視野マスク２７上に形成
された像が、再結像レンズＨＡによりＡＦセンサ３３の
Ｘ１の部分に再結像される。同様にして、撮影レンズ２
２上のＨＢの領域を通過した被写体光によって、視野マ
スク２７上に形成された像が、再結像レンズＨＢ′によ
りＡＦセンサ３３上に形成される。

【００２８】ＡＦセンサ３３上で、略十字形状に示され
る長方形状の部分は、Ｘ１が再結像レンズＨＡ′による
視野マスク２７の十字形状の開口の水平部分の像が再結
像される部分であり、Ｘ２が再結像レンズＨＢ′による
視野マスク２７の十字形状の開口の水平部分の像が再結
像される部分である。尚、Ｙ１及びＹ２についても、同
様にして縦方向に並んだ一対の再結像レンズ３２による
視野マスク２７の十字形状の開口の縦の部分の像が再結
像される部分を示している。

【００２９】次に、焦点検出の原理について説明する。

【００３０】Ｘ１、Ｘ２上には、被写体の同じ部分の像
が形成されているが、被写体の撮影レンズ２２による像
が、ちょうど視野マスク２７上に形成されている場合、
すなわちピントが合っている場合は、被写体の同一部分
のＸ１、Ｘ２上の再結像された像の位置を基準にする。

【００３１】そして、被写体像が視野マスク２７より撮
影レンズ２２寄りに形成されている場合、すなわち前ピ
ンの場合は、Ｘ１、Ｘ２上の像位置は互いに近付く。ま
た、逆に被写体像が視野マスク２７より再結像レンズ３
２側に形成されている場合、すなわち後ピンの場合は、
Ｘ１、Ｘ２上の像位置は互いに遠ざかる。

【００３２】そこで、Ｘ１、Ｘ２を連ねる方向にフォト
ダイオードアレイ（ＡＦセンサ３３上）を配置し、像信
号上の処理操作により、Ｘ１上の被写体像信号に対し
て、Ｘ２上の被写体像信号を相対的にずらせて重ね合わ
せ、両方の像信号の相関が最大になる像ずれ量を検出す
るようにする。このようにして求めた像ずれ量より、被
写体像が合焦位置からどちらの方向にどれだけずれてい
るかを求めることができる。

【００３３】以上の原理に従って、ＡＦセンサ３３上に
は、Ｘ１、Ｘ２の並び方向及びそれと直交するＹ１、Ｙ
２の並び方向に沿って、それぞれフォトダイオードアレ
イが配置されている。

【００３４】図４は、上記焦点検出装置２１による撮影
画面内の焦点検出エリア３５を示している。

【００３５】図５は、図２に示されたカメラの電気制御
系の構成を示すブロック図である。

【００３６】図５に於いて、コントローラ４０はカメラ
の制御装置であり、例えば内部にＣＰＵ（中央処理装
置）４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、Ａ／Ｄコンバータ
（ＡＤＣ）４４及びＥＥＰＲＯＭ４５を有して構成され
る。コントローラ４０は、上記ＲＯＭ４３に格納された
カメラのシーケンスプログラムに従ってカメラの一連の
動作を制御する。

【００３７】また、コントローラ４０内のＥＥＰＲＯＭ
４５には、ＡＦ制御、測光等に関する補正データをボデ
ィ毎に記憶することができるようになっている。

【００３８】上記コントローラ４０の外部には、ＡＦセ
ンサ３３の他、レンズ駆動部４７と、エンコーダ４９
と、測光部５１と、シャッタ駆動部５３と、絞り駆動部
５４と、フィルム駆動部５５と、ファーストレリーズス
イッチ（１ＲＳＷ）５７及びセカンドレリーズスイッチ
（２ＲＳＷ）５８とが接続されている。

【００３９】上記レンズ駆動部４７は、コントローラ４
０によって制御され、撮影レンズ２２のフォーカシング
レンズをモータ４８によって駆動するものである。上記
フォーカシングレンズの駆動により、エンコーダ４９に
はフォーカシングレンズの移動量に応じたパルスが発生
され、コントローラ４０でこれが読取られてレンズ駆動
が制御される。

【００４０】測光部５１は、撮影領域に対応したＳＰＤ
（シリコンフォトダイオード）を有しており、被写体の
輝度に応じた出力を発生するものである。コントローラ
４０は、この測光部５１の測光出力を、内蔵するＡ／Ｄ
コンバータ４４でＡ／Ｄ変換して、測光値をＲＡＭ４２
に格納する。

【００４１】シャッタ駆動部５３及び絞り駆動部５４
は、コントローラ４０からの制御信号により動作するも
ので、それぞれ図示されないシャッタ、絞りを駆動する
ことでフィルムに露出を行う。また、フィルム駆動部５
５では、コントローラ４０からの制御信号により、フィ
ルムのオートロード、巻き上げ、巻き戻し動作を行う。

【００４２】上記ファーストレリーズスイッチ５７及び
セカンドレリーズスイッチ５８は、レリーズ釦（図示せ
ず）に連動したスイッチである。このレリーズ釦の第１
段階の押し下げにより、ファーストレリーズスイッチ５
７がオンし、引続いて第２段階の押し下げでセカンドレ
リーズスイッチ５８がオンする。コントローラ４０は、
ファーストレリーズスイッチ５７のオンで測光、ＡＦを
行い、セカンドレリーズスイッチ５８のオンで露出動作
とフィルム巻き上げを行う。

【００４３】次に、ＡＦセンサ３３の内部構成について
説明する。

【００４４】ＡＦセンサ３３には、上述したＸ１、Ｘ２
方向にフォトダイオードアレイ６１ＸＬ、６１ＸＲと、
それに直交するＹ１、Ｙ２方向に配列されるフォトダイ
オードアレイ６１ＹＬ、６１ＹＲと、各フォトダイオー
ドアレイに対応する処理回路６２ＸL 、６２ＸR 、６２
ＹＬ、６２ＹＲ及びセンサ制御回路（ＳＣＣ）６３とか
ら構成されている。

【００４５】上記センサ制御回路６３は、コントローラ
４０からの制御信号ＲＥＳ、ＥＮＤ、ＣＬＫ、ＳＥＬに
応じて、ＡＦセンサ３３内部の動作を制御する。また処
理回路６２ＸL 、６２ＸR 、６２ＹＬ、６２ＹＲからの
モニタ信号Ｂ１Ｘ、Ｂ１Ｙ及び蓄積信号Ｂ２Ｘ、Ｂ２Ｙ
は、制御回路６３内で選択されて、モニタ出力ＭＤＡＴ
Ａと蓄積信号出力ＳＤＡＴＡより、コントローラ４０内
部のＡ／ＤコンバータＡＤＣに対して出力される。

【００４６】図６は、上記ＡＦセンサ３３のフォトダイ
オードアレイ６１ＸＬ、６１ＸＲ、処理回路６２ＸＬ、
６２ＸＲの回路構成を示した図である。尚、ここでは、
フォトダイオードアレイ６１ＸＬ、６１ＸＲについての
み説明し、フォトダイオードアレイ６１ＹＬ、６１ＹＲ
及び処理回路６２ＹＬ、６２ＹＲについては、同様の構
成であるので説明を省略する。

【００４７】図６に於いて、フォトダイオードアレイ６
１ＸＬ、６１ＸＲは、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ２
ｎから構成されており、各フォトダイオードに入射する
光量に応じた電荷を発生する。

【００４８】また、処理回路６２ＸL 、６２ＸR は、フ
ォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ２ｎに接続された画素増幅
回路６５と、この画素増幅回路６５に基準電圧Ｖ_REFを
供給するＶＲＥＦ回路６６と、ピーク検出部６７と、シ
フトレジスタ６８を有して成る。

【００４９】上記画素増幅回路６５は、フォトダイオー
ドアレイＰＤ１〜ＰＤ２ｎで発生する電荷をそれぞれ蓄
積し、それぞれの電荷量に対応する電圧信号に変換して
蓄積信号Ｖｓを発生するものである。

【００５０】図７は、上記画素増幅回路６５の一画素分
（フォトダイオードＰＤ１）に対応する詳細な構成を示
す回路図である。

【００５１】フォトダイオードＰＤ１のアノードがグラ
ウンドＧＮＤに接続され、カソードは初段アンプ部ＡＰ
１に入力される。この初段アンプＡＰ１は、反転増幅器
Ａ１、積分コンデンサＣ１、スイッチＳＷ１とから、い
わゆる「積分回路」を構成している。

【００５２】蓄積動作時は、センサ制御回路６３からの
信号φＲＥＳにより、スイッチＳＷ１をオンとして積分
コンデンサＣ１を初期化した後、スイッチＳＷ１をオフ
して蓄積動作を開始し、蓄積量に応じた電圧が初段アン
プ部ＡＰ１の出力Ｖ１に発生する。この初段アンプ部Ａ
Ｐ１の出力Ｖ１は、２段目アンプ部ＡＰ２の入力に接続
されている。

【００５３】この２段目アンプ部ＡＰ２は、コンデンサ
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、反転増幅器Ａ２、バッファＡ３、ス
イッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５とから構成され
るもので、サンプルホールド機能を有すると共に、増幅
率が−Ｃ２／Ｃ３である反転増幅回路となっている。２
段目アンプ部ＡＰ２は、上記初段アンプ部ＡＰ１の出力
Ｖ１を増幅し、出力Ｖｓ１を発生するものである。

【００５４】上記スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、各々セン
サ制御回路６３からの信号φＲＥＳ、φＲＥＳ１、φＲ
ＥＳ１の反転、φＥＮＤによって、それぞれオン、オフ
制御される。

【００５５】ここで、図８のタイミングチャートを参照
して、画素増幅回路６５の蓄積動作について説明する。

【００５６】最初に、コントローラ４０からの信号ＲＥ
Ｓの“Ｈ（ハイレベル）”→“Ｌ（ローレベル）”の変
化により、センサ制御回路６３ではφＲＥＳ及びφＲＥ
Ｓ１が“Ｈ”に、またφＲＥＳ１の反転が“Ｌ”に設定
されて、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４がオン、スイ
ッチＳＷ５がオフにされる。また、信号ＥＮＤの“Ｌ”
→“Ｈ”の変化により、φＥＮＤが“Ｈ”としてスイッ
チＳＷ３がオンされる。

【００５７】このようにして、各部の初期化が行われる
と共に、コンデンサＣ３にスイッチＳＷ４との接続点の
初期値がＶ_REFとなるように電位を記憶させる。

【００５８】そして、信号ＲＥＳの“Ｌ”→“Ｈ”の変
化により、φＲＥＳが“Ｈ”→“Ｌ”とされてスイッチ
ＳＷ１がオフされる。すると、積分コンデンサＣ１は蓄
積動作が開始され、初段アンプ部ＡＰ１の出力Ｖ１の電
位が上昇する。

【００５９】センサ制御回路６３では、その内部に於い
て、φＲＥＳ１の反転とφＲＥＳ１がφＲＥＳに対して
遅延されて、それぞれ“Ｌ”→“Ｈ”、“Ｈ”→“Ｌ”
とされる。このタイミングで、スイッチＳＷ２、ＳＷ４
がオフ、スイッチＳＷ５がオンされる。

【００６０】このようにして、初段アンプ部ＡＰ１の蓄
積開始初期に、出力Ｖ１に発生するスイッチングノイズ
とフィールドスルーの影響が除去される。

【００６１】そして、２段目アンプ部ＡＰ２の出力ＶＳ
１は、ＶＲＥＦ電位から変化が開始され、初段アンプ部
ＡＰ１の出力変化分ΔＶ１が、上記増幅率−Ｃ２／Ｃ３
で増幅されて出力ＶＳ１が発生される。ＶＳ１＝Ｖ_REF−（Ｃ２／Ｃ３）・ΔＶ１ …（１）次に、信号ＥＮＤの“Ｈ”→“Ｌ”の変化によるφＥＮ
Ｄの“Ｈ”→“Ｌ”の変化により、スイッチＳＷ３がオ
フされると、ホールドコンデンサＣ４に、その時点で蓄
積量に対応する電圧レベルがホールドされて、蓄積レベ
ルが保持される。この時、画素増幅回路６５の蓄積動作
は終了し、出力ＶＳ１の電位は一定となる。

【００６２】ホールドコンデンサＣ４にホールドされた
蓄積レベルは、センサ制御回路６５からの初期化信号φ
ＲＥＳ＝Ｌ、φＥＮＤ＝Ｈが入力されない限り保持され
る。

【００６３】図６に戻って、画素増幅回路６５の各出力
Ｖｓ１〜Ｖｓ２ｎには、ピーク検出部６７内のＰＭＯＳ
トランジスタＰ１〜Ｐ２ｎのゲートが、各々接続されて
いる。これらのＰＭＯＳトランジスタＰ１〜Ｐ２ｎのド
レインは、全てグラウンドＧＮＤに接続されており、一
方それぞれのＰＭＯＳトランジスタのソースは全て共通
に定電流負荷Ｉ_Lに接続されており、更にバッファＢ１
に入力される。

【００６４】上記ＰＭＯＳトランジスタＰ１〜Ｐ２ｎ、
定電流負荷Ｉ_L、バッファＢ１は、画素増幅回路６５の
各回路Ｅ１〜Ｅ２ｎの各蓄積レベルのＭＡＸ値を検出す
る、上述したピーク検出部６７を構成している。すなわ
ち、最も入射光量の大きいフォトダイオードに対応する
画素増幅回路６５の出力Ｖｓに応じたモニタ信号Ｖ
_Mが、バッファＢ１に入力される。

【００６５】また、画素増幅回路６５の各回路Ｅ１〜Ｅ
２ｎの各出力Ｖｓ１〜Ｖｓ２ｎは、スイッチＳＷｓ１〜
ＳＷｓ２ｎを介した後、バッファＢ２に入力される。

【００６６】上記スイッチＳＷｓ１〜ＳＷｓ２ｎは、セ
ンサ制御回路６３からの信号φＣＬＫをシフトレジスタ
６８に入力することにより、これに同期してシフトレジ
スタ６８により順次オンされて、画素増幅回路６５の各
回路Ｅ１〜Ｅ２ｎの各出力をバッファＢ２に順次入力さ
せる。

【００６７】読み出し方式は、このように画素増幅回路
６５の各回路Ｅ１〜Ｅ２ｎに、それぞれホールドされて
いる蓄積レベルが読み出し動作によって破壊されること
のない、いわゆる非破壊読み出し方式である。したがっ
て、全画素の蓄積信号が読み出された後、再度シフトレ
ジスタ６８に信号φＣＬＫが入力されることによって、
同一の蓄積信号データが繰り返し読み出されることが可
能である。

【００６８】図９は、ＡＦセンサ３３の蓄積動作と蓄積
信号読み出し動作を説明するタイミングチャートであ
る。以下、このタイミングチャートに従って説明する。

【００６９】先ず、信号ＲＥＳが“Ｈ”→“Ｌ”、信号
ＥＮＤが“Ｌ”→“Ｈ”と変化されることにより、画素
増幅回路６５内の各部の初期化が行われる。そして、所
定時間後に信号ＲＥＳが“Ｌ”→“Ｈ”と変化されるこ
とにより、画素増幅回路６５の蓄積動作が開始される。

【００７０】蓄積動作中は、各フォトダイオード毎の入
射光量に応じた傾きで、画素増幅回路６５の各回路Ｅ１
〜Ｅ２ｎの出力Ｖｓ１〜Ｖｓ２ｎのレベルが下降してい
く。ＭＤＡＴＡ出力には、これらのＶｓ１〜Ｖｓ２ｎの
うちで最もレベルの低い出力（ＭＡＸ）に追従した出力
が、モニタ信号として出力される。

【００７１】コントローラ４０では、このＭＤＡＴＡ出
力が所定のタイミングでＡ／Ｄ変換されて、Ａ／Ｄ変換
値Ｍを所定の判定値Ｍthと比較される。そして、モニタ
レベルＭが判定値Ｍthよりも小さくなると、信号ＥＮＤ
が“Ｈ”→“Ｌ”と変化されることにより、各画素ブロ
ックの蓄積レベルが、上述したホールドコンデンサＣ４
に保持されて蓄積動作が終了する。

【００７２】尚、コントローラ４０は、ＡＦセンサ３３
の蓄積を開始すると、内部の図示されないカウンタを動
作させて、蓄積時間の計測が開始される。そして、カウ
ンタ出力に基づく蓄積時間Ｔを蓄積リミット時間ＴＬと
比較し、蓄積時間Ｔが蓄積リミット時間ＴＬを越える
と、強制的に蓄積動作を終了する。

【００７３】次に、各画素の蓄積信号である被写体像デ
ータの読み出しが行われる。

【００７４】コントローラ４０より、ＡＦセンサ３３の
ＣＬＫ端子読み出しクロックが入力されると、シフトレ
ジスタ６８が動作されて信号Ｓ１〜Ｓ２ｎが出力され、
それにより各画素の蓄積信号出力Ｖｓ１〜Ｖｓ２ｎが端
子ＳＤＡＴＡに順次出力される。

【００７５】コントローラ４０では、ＳＤＡＴＡ出力が
信号ＣＬＫに同期してＡ／Ｄ変換されて、被写体像デー
タが読み出され、この被写体像データが内部のＲＡＭ４
２に格納される。

【００７６】尚、コントローラ４０からの制御信号ＳＥ
Ｌにより、センサ制御回路６３内部で、フォトダイオー
ドアレイ６１ＸＬ、６１ＸＲと６１ＹＬ、６１ＹＲに対
応するモニタ信号と蓄積信号の選択がなされる。すなわ
ち、蓄積動作中に於いては、ＳＥＬ＝Ｌでフォトダイオ
ードアレイ６１ＸＬ、６１ＸＲのモニタ信号が、ＳＥＬ
＝Ｈでフォトダイオードアレイ６１ＹＬ、６１ＹＲのモ
ニタ信号が、ＭＤＡＴＡ端子に出力される。また、蓄積
データ読み出し動作中に於いては、ＳＥＬ＝Ｌでフォト
ダイオードアレイ６１ＸＬ、６１ＸＲの蓄積信号が、Ｓ
ＥＬ＝Ｈでフォトダイオードアレイ６１ＹＬ、６１ＹＲ
の蓄積信号が、ＳＤＡＴＡ端子に出力される。

【００７７】次に、上記のようにして得られた被写体像
データに基づくＡＦ検出演算について説明する。但し、
この第１の実施の形態では２種類の相関演算を行う。１
つは焦点検出光学系により分割された第１の被写体像と
第２の被写体像の間で相関演算を行い、２像のずれ量
（像ずれ量）を求めるものである。もう１つは、時刻ｔ
₀での被写体像と時刻ｔ₁での被写体像の間で相関演算
を行い、被写体像の移動量を求めるものである。

【００７８】先ず、第１の被写体像と第２の被写体像の
間の像ずれ量を求める相関演算について、図１０のフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００７９】二対の被写体像データが得られるが、同一
の演算処理を行うので、ここでは一対の被写体像データ
について説明する。一対の被写体像データを、それぞれ
Ｌ（Ｉ）、Ｒ（Ｉ）（Ｉ＝１〜ｎ）とし、本実施の形態
ではｎ＝６４とする。

【００８０】初めに、ステップＳ１では、変数Ｓ_L、Ｓ
_R及びＦ_MINの初期値が設定され、次いでステップＳ２
にて変数Ｊの初期値が入力される。そして、ステップＳ
３では、相関値Ｆ（ｓ）を求めるために、下記（２）式
の相関計算が行われる。Ｆ（ｓ）＝Σ｜Ｌ（Ｓ_L＋Ｉ）−Ｒ（Ｓ_R＋Ｉ）｜ …（２）（但し、ｓ＝Ｓ_L−Ｓ_R、Ｉ＝０〜２６）Ｓ_L、Ｓ_Rは、それぞれ被写体像データＬ（Ｉ）、Ｒ
（Ｉ）のうちの相関演算を行うブロックの先頭位置を示
す変数である。また、Ｊは被写体像データＬ（Ｉ）上で
のブロックのシフト回数を記憶する変数である。ブロッ
クの被写体像データ数は２７とする。

【００８１】次に、ステップＳ４に於いて、は相関値Ｆ
（ｓ）とＦ_MIN（最初は初期値Ｆ_MI _N0、２回目以降は初
期値または更新された値）とが比較される。ここで、Ｆ
（ｓ）の方が小さい場合は、ステップＳ５に移行してＦ
_MINがＦ（ｓ）に、Ｓ_LM及びＳ_RMがそれぞれＳ_L及びＳ
_Rに更新される。一方、Ｆ_MINの方が小さい場合は、更
新しないでステップＳ６へ移行する。

【００８２】このステップＳ６では、Ｓ_R、及びＪか
ら、それぞれ１が減算されて次のブロックが設定され
る。そして、ステップＳ７ではＪ＝０であるか否かが判
定される。ここで、Ｊ＝０でない場合はステップＳ３に
戻って上述した相関演算が繰り返される。このように被
写体像データＬ（Ｉ）でのブロックが固定され被写体像
Ｒ（Ｉ）でのブロックが１素子分ずつシフトされて相関
演算が行われる。一方、Ｊ＝０の場合はステップＳ８に
移行する。

【００８３】ステップＳ８では、変数Ｓ_L、Ｓ_Rにそれ
ぞれ４、３が加算されて、次のブロックが設定される。
そして、ステップＳ９に於いて、Ｓ_L＝２９であるか否
かが判定される。ここで、Ｓ_L＝２９ではない場合は上
記ステップＳ２に戻って上述した相関演算が続けられ、
Ｓ_L＝２９の場合は相関演算が終了する。

【００８４】このように、被写体像データＬ（Ｉ）、Ｒ
（Ｉ）上に相関演算が行われるブロックが設定されて繰
り返し相関演算が行われる。各ブロックの相関演算結果
は、図１１（ａ）に示されるように、被写体像データの
相関が最も高いシフト量ｓ＝ｘに於いて相関値Ｆ（ｓ）
が最小になる。そして、Ｓ_LM、Ｓ_RMには、この最小相関
値Ｆ（ｘ）の時のＳ_L、Ｓ_Rが記憶されている。

【００８５】次に、ステップＳ１０にて、後述する信頼
性係数を算出するための最小相関値Ｆ（ｘ）の前後のシ
フト位置での相関値Ｆ_M、Ｆ_Pが、下記（３）及び
（４）式より求められる。Ｆ_M＝Σ｜Ｌ（Ｓ_LM＋Ｉ）−Ｒ（Ｓ_RM＋Ｉ−１）｜ …（３）（但し、Ｉ＝０〜２６）Ｆ_P＝Σ｜Ｌ（Ｓ_LM＋Ｉ）−Ｒ（Ｓ_RM＋Ｉ＋１）｜ …（４）（但し、Ｉ＝０〜２６）続くステップＳ１１では、相関演算の信頼性を判定する
ための信頼性係数ＳＫが計算される。信頼性係数ＳＫ
は、最小相関値Ｆ（ｘ）と２番目に小さい相関値Ｆ
_P（またはＦ_M）との和が被写体像データのコントラス
ト相当の値（Ｆ_M−Ｆ（ｘ）またはＦ_P−Ｆ（ｘ））で
規格化された数値であり、下記（５）式または（６）式
により求められる。ＳＫ＝（Ｆ（ｘ）＋Ｆ_P）／（Ｆ_M−Ｆ（ｘ）） …（５）（Ｆ_P＜Ｆ_M）ＳＫ＝（Ｆ（ｘ）＋Ｆ_M）／（Ｆ_P−Ｆ（ｘ）） …（６）（Ｆ_P≧Ｆ_M）次いで、ステップＳ１２に於いて、信頼性係数ＳＫの値
が判定される。ここで、信頼性係数ＳＫが所定値α以上
の場合は信頼性が低いと判定され、この場合はステップ
Ｓ１４へ移行して検出不能フラグがセットされる。一
方、信頼性がある場合はステップＳ１３に移行し、像ず
れ量ΔＺが計算される。

【００８６】図１１（ｂ）に示されるように、３点補間
の手法が用いられて連続的な相関量に対する最小値Ｆ
_MIN＝Ｆ（ｘ０）を与えるシフト量ｘ０が求められる。

【００８７】ｘ０＝Ｓ_RM−Ｓ_LM ＋（Ｆ_M−Ｆ_P）／｛２・（Ｆ_M−Ｆ（ｘ））｝ …（７）（Ｆ_M≧Ｆ_P）ｘ０＝Ｓ_RM−Ｓ_LM ＋（Ｆ_M−Ｆ_P）／｛２・（Ｆ_P−Ｆ（ｘ））｝ …（８）（Ｆ_M＜Ｆ_P）上記ｘ０が用いられて、像ずれ量ΔＺは、下記（９）式
により求めることができる。 ΔＺ＝ｘ０−ΔＺ０ …（９）（ΔＺ０：合焦時の像ずれ量）また、上式で求められた像ずれ量ΔＺより、被写体像面
の予定焦点面に対するデフォーカス量ΔＤは、下記（１
０）式により求めることができる。 ΔＤ＝Ｂ／（Ａ−ΔＺ）＋Ｃ …（１０）（但し、Ａ、Ｂ、Ｃは焦点検出光学系により決まる定数）更に、デフォーカス量ΔＤからレンズ駆動量ΔＬが、下
記（１１）により求められる。 ΔＬ＝ｂ−ａ・ｂ／（ａ・ΔＤ）＋ｃ・ΔＤ …（１１）（但し、ａ、ｂ、ｃは撮影光学系により決まる定数）次に、被写体像位置を予測するための原理について説明
する。

【００８８】図１２（ａ）〜（ｄ）は、移動する被写体
に対する焦点検出の原理を説明するためのもので、被写
体、カメラ及びＡＦセンサの関係を示した図である。

【００８９】例えば、図１２（ａ）に示されるように、
カメラ２０に向かって被写体１０が真っ直ぐに近付いて
くる（図示矢印Ｇ₃方向）場合、後述する焦点調節装置
の原理により、第１及び第２センサ上の第１及び第２被
写体像は、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁の間に、互いに外側へ
移動する。この場合、被写体像の移動量ΔｘＬとΔｘＲ
は等しい。

【００９０】また、図１２（ｂ）に示されるように、カ
メラ２０に向かって被写体１０が光軸と直交する横方向
（図示矢印Ｇ₁方向）に平行移動する場合、２つの被写
体像は同じ向きに移動する。この場合、被写体像の移動
量ΔｘＬとΔｘＲは等しい。

【００９１】更に、図１２（ｃ）に示されるように、カ
メラ２０に向かって被写体１０が左手前に近付く（図示
矢印Ｇ₄方向）場合、第１の被写体像（Ｌ）は近付いて
くることによる外側への移動量と、左に平行移動するこ
とによる左側への移動量が相殺されて移動量は小さくな
る。

【００９２】同様に、図１２（ｄ）に示されるように、
カメラ２０に向かって被写体１０が左後方に遠ざかる場
合は、第１の被写体像（Ｌ）は遠ざかることによる内側
への移動量と、左に平行移動することによる左側への移
動量が相殺されて移動量は小さくなる。一方、第２の被
写体像（Ｒ）は遠ざかることによる内側への移動量と、
左に平行移動することによる左側への移動量が加算され
て移動量は大きくなる。

【００９３】ここで、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁の被写体像
から、後述する相関演算等の手段により第１及び第２の
被写体像の移動量ΔｘＬ、ΔｘＲを検出して、右方向へ
の移動を“＋”とする符号を付けると、光軸方向の被写
体像の移動量はΔｘＲ−ΔｘＬ、横方向の被写体像の移
動量はΔｘＲ＋ΔｘＬで求めることができる。

【００９４】時刻ｔ₀から時刻ｔ₁までの被写体像の移
動量ΔｘＲ、ΔｘＬが求まれば、時刻ｔ₂での被写体像
の位置を予測することができる。

【００９５】被写体が定速度で動いているとすると、横
方向の被写体像の移動速度は定速度となる。また、光軸
方向への被写体像の移動速度は、厳密には定速度にはな
らないが、微少な時間間隔では定速度と考えてよい。

【００９６】したがって、時刻ｔ₀での第１の被写体像
の予測位置は、時刻ｔ₁の被写体像位置より、下記（１
２）式に示されるΔｘＬ′だけ移動する。 ΔｘＬ′＝（ｔ₂−ｔ₁）／（ｔ₁−ｔ₀）・ΔｘＬ …（１２）同様に、第２の被写体像の予測位置は、下記（１３）式
に示されるΔｘＲ′だけ移動する。 ΔｘＲ′＝（ｔ₂−ｔ₁）／（ｔ₁−ｔ₀）・ΔｘＲ …（１３）また、時刻ｔ₁での第１、第２の被写体像の間隔、すな
わちピントずれ量をΔＺとすると時刻ｔ₂での予測ピン
ト位置ずれ量ΔＺ′は、下記（１４）式のようにして求
められる。 ΔＺ′＝ΔＺ＋（ΔｘＲ′−ΔｘＬ′）＝ΔＺ＋（ｔ₂−ｔ₁）／（ｔ₁−ｔ₀）・（ΔｘＲ−ΔｘＬ） …（１４）この予測ピントずれ量ΔＺ′に基づいて、レンズ駆動量
が求められる。時刻ｔ₂を露光開始までの時間とするこ
とにより、ピントの合った写真を得ることができる。

【００９７】次に、被写体像の移動を求めるための相関
演算、信頼性判定について説明する。

【００９８】先ず、被写体像の移動を求めるための相関
演算について説明する。

【００９９】時刻ｔ₀での被写体像Ｌ′（Ｉ）、Ｒ′
（Ｉ）と、上述した２像間の相関演算により求められた
相関ブロックＳ_LM′、Ｓ_RM′、相関性係数ＳＫ′、像ず
れ量ΔＺは、コントローラ４０内のＲＡＭ４２に記憶さ
れる。次いで、時刻ｔ₁での被写体像信号Ｌ（Ｉ）、Ｒ
（Ｉ）が検出される。

【０１００】以下、図１３の被写体像の移動を示す図
と、図１４のフローチャートを参照して説明する。

【０１０１】先ず、第１の被写体像信号について、時刻
ｔ₀での被写体像信号Ｌ′（Ｉ）と時刻ｔ₁での被写体
像信号Ｌ（Ｉ）について相関演算が行われる。

【０１０２】被写体像の移動を検出する移動量検出ルー
チンでは、ステップＳ２１にて変数Ｓ_LにＳ_LM′−１０
が代入される。また、ステップＳ２２にて、相関範囲を
カウントする変数Ｊに、初期値２０が代入される。

【０１０３】そして、ステップＳ２３にて、下記（１
５）式の相関式により相関出力Ｆ（ｓ）が計算される。Ｆ（ｓ）＝Σ｜Ｌ′（Ｓ_LM′＋Ｉ）−（Ｓ_L＋Ｊ＋Ｉ）｜…（１５）（Ｉ＝０〜２６）次いで、ステップＳ２４に於いて、上述した相関演算と
同様にＦ（ｓ）とＦ_MI _Nが比較される。ここで、Ｆ
（ｓ）がＦ_MINより小さければ、ステップＳ２５へ移行
して、Ｆ_MINにＦ（ｓ）が代入され、その時のＳ_LがＳ
_LMに記憶される。この場合、相関をとるブロックの素子
数は、上述した像ずれ量を求める時のブロックの素子数
と同じ２７である。

【０１０４】次に、ステップＳ２６にて、Ｓ_Lに１が加
算され、Ｊから１が減算される。そして、ステップＳ２
７に於いて、Ｊ＝０となるまで相関式Ｆ（ｓ）が繰り返
される。

【０１０５】このように、±１０素子まで変化させて相
関をとるが、この相関範囲は検出したい移動量範囲によ
り決定される。

【０１０６】次に、信頼性の判定が行われる。

【０１０７】ステップＳ２８では、上述した第１、第２
の被写体像の像ずれ量を求める時と同様に、最小相関値
Ｆ（ｘ）の前後のシフト量での相関値Ｆ_M、Ｆ_Pが、下
記（１６）式及び（１７）式の如く求められる。Ｆ_M＝Σ｜Ｌ′（Ｓ_LM′＋Ｉ）−Ｌ（Ｓ_LM＋Ｉ−１）｜ …（１６）（Ｉ＝０〜２６）Ｆ_P＝Σ｜Ｌ′（Ｓ_LM′＋Ｉ）−Ｌ（Ｓ_LM＋Ｉ＋１）｜ …（１７）（Ｉ＝０〜２６）また、ステップＳ２９に於ける信頼性係数ＳＫの計算
は、上述した（５）式及び（６）式により求められるの
で詳細は省略する。

【０１０８】次いで、ステップＳ３０にて、信頼性係数
ＳＫの値が判定される。ここで、ＳＫ≦βの場合は、信
頼性ありと判定されて、ステップＳ３１に移行して移動
量が求められる。

【０１０９】上記判定値βは、第１、第２の被写体像ず
れ量を求める時の判定値αよりも大きな値とする。これ
は、被写体が移動していると波形が変形する場合が多い
ので相関性が悪くなる可能性が大きいためである。

【０１１０】ステップＳ３１では、被写体像の移動量Δ
ｘＬが求められる。ここでは、上述した第１、第２の被
写体像の像ずれ量の計算時と同様に３点補間の手法によ
り、下記（１８）式及び（１９）式により求められる。 ΔｘＬ＝Ｓ_LM−Ｓ_LM′ ＋１／２・{(Ｆ_M−Ｆ_P）／（Ｆ_M−Ｆ（ｘ）)} …（１８）（Ｆ_M≧Ｆ_Pの時） ΔｘＬ＝Ｓ_LM−Ｓ_LM′ ＋１／２・{(Ｆ_M−Ｆ_P）／（Ｆ_P−Ｆ（ｘ）)} …（１９）（Ｆ_M＜Ｆ_Pの時）一方、上記ステップＳ３０にてＳＫ≦βの関係でなけれ
ば、ステップＳ３２に移行して、検出不能フラグがセッ
トされる。

【０１１１】第２被写体像Ｒ（Ｉ）、Ｒ′（Ｉ）につい
ても、詳細は省略するが、同様の移動量検出ルーチンが
実行され、相関が最も高いブロック位置Ｓ_RM、移動量Δ
ｘＲが求められる。

【０１１２】第１、第２の被写体像の移動量ΔｘＬ、Δ
ｘＲが求められると、同刻ｔ₁での像ずれ量ΔＺ′は、
時刻ｔ₀の時の像ずれ量ΔＺより、下記（２０）式のよ
うにして求められる。 ΔＺ′＝ΔＺ＋ΔｘＲ−ΔｘＬ …（２０）時刻ｔ₀の像ずれ量ΔＺに基づく、時刻ｔ₂での像ずれ
量ΔＺ″の予測式は、下記（２１）式のようになる。 ΔＺ″＝ΔＺ′ ＋（ｔ₂−ｔ₁）・（ΔｘＲ−ΔｘＬ）／（ｔ₁−１０）＝ΔＺ＋（ｔ₂−ｔ₀）・（ΔｘＲ−ΔｘＬ）／（ｔ₁−１０） …（２１）時刻ｔ₂を後述する方法で求めて、ΔＺ″に基づいた量
だけレンズ駆動することにより、時刻ｔ₂に於いて、移
動している被写体にピントを合わせることができる。

【０１１３】尚、被写体像の移動速度ｖ＝（ΔｘＲ−Δ
ｘＬ）／（ｔ₁−ｔ₀）が大きすぎる場合は、検出値に
信頼性がないものとして像ずれ量の予測はしない。ま
た、被写体像の移動速度が小さく検出誤差と見なされる
場合は、移動速度を０にする。

【０１１４】次に、像ずれ量を予測する時刻ｔ₂の求め
る方法について説明する。

【０１１５】上述したように、時刻ｔ₂の像ずれ量Δ
Ｚ″は時刻ｔ₁の像ずれ量ΔＺ、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁
の被写体像の移動量ΔｘＲ、ΔｘＬを用いて、上記（２
１）式により求められる。

【０１１６】いま、露出時に合焦状態になるような時刻
ｔ₂が下記（２２）式により求められる。

【０１１７】ｔ₂＝ｔ₁＋ｔｄ＋ｋｅ・ΔＺ″＋ｔｅ …（２２）ここで、ｔｄは時刻ｔ₁からレンズ駆動を開始するまで
の時間であり、これには上述した相関演算時間等、カメ
ラ内部の処理時間が含まれる。また、ｋｅは、像ずれ量
ΔＺ″に比例したレンズ駆動時間を求める変換係数であ
る。

【０１１８】レンズ駆動量ΔＬは、像ずれ量ΔＺ″に基
づいて、上記（１０）式及び（１１）式により求められ
るが、像ずれ量ΔＺ″が充分に小さい領域に於いては、
デフォーカス量ΔＤ、レンズ駆動量ΔＬは像ずれ量Δ
Ｚ″に比例すると近似して精度的に問題ない。

【０１１９】更に、上記ｔｅはレンズ駆動終了からシャ
ッタ幕が解放されて露出が開始されるまでの時間であ
り、カメラの露出演算、絞り制御、ミラーアップ等の時
間を含んでいる。

【０１２０】上記（２１）式及び（２２）式を解いて、
予測像ずれ量を求める下記（２３）式が導かれる。 ΔＺ″＝｛ΔＺ＋（ｔ₁−ｔ₀＋ｔｄ＋ｔｅ）・（ΔｘＬ−ΔｘＲ）／（ｔ₁−ｔ₀）｝／｛１−ｋｅ・（ΔｘＬ−ΔｘＲ）／（ｔ₁−ｔ₀）｝ …（２３）このΔＺ″より、上記（１０）式及び（１１）式でレン
ズ駆動量ΔＬが求められてレンズ駆動が行われることに
より、移動している被写体に対して露出時に合焦状態と
することができる。

【０１２１】また、レンズ駆動終了時の合焦となるよう
な時刻ｔ₂は、下記（２４）のようになる。ｔ₂＝ｔ₁＋ｔｄ＋ｋｅ・ΔＺ″ …（２４）同様に、上記（２１）式、（２４）式を解いて、下記
（２５）式が導かれる。 ΔＺ″＝｛ΔＺ＋（ｔ₁−ｔ₀＋ｔｄ）・（ΔＸL −ΔＸR ）／（ｔ₁−ｔ₀）｝／｛１−ｋｅ・（ΔｘＬ−ΔｘＲ）／（ｔ₁−ｔ₀）｝ …（２５）このΔＺ″より、上記（１０）式及び（１１）式でレン
ズ駆動量ΔＬが求められてレンズ駆動が行われることに
より、移動している被写体に対してレンズ駆動終了時に
合焦状態とすることができる。

【０１２２】次に、この発明の第１の実施の形態に於け
る具体的な動作プログラムについて、図１５及び図１６
のフローチャートに従って説明する。

【０１２３】図１５及び図１６のフローチャートに於い
て、ＡＦ検出動作ルーチンはカメラの電源がオンの間は
繰り返し実行されている。尚、フォトダイオードアレイ
６１ＸＬ、６１ＸＲをＸセンサ、フォトダイオードアレ
イ６１ＹＬ、６１ＹＲをＹセンサとして以下の説明を行
うものとする。

【０１２４】先ず、ステップＳ４１にて、ＡＦセンサ３
３の積分が実行され、該積分が終了するとＡＦセンサ３
３より被写体像データが読み出される。次いで、ステッ
プＳ４２にて、被写体像ずれ量が検出済みであるか否か
が判定される。ここで検出済みでない場合はステップＳ
４３、Ｓ４４に移行して、Ｘセンサ、Ｙセンサの像ずれ
量が求められる。

【０１２５】そして、ステップＳ４５に於いて、Ｘ、Ｙ
センサの両方が検出不能か否かが判定される。ここで、
少なくとも何れか一方で検出可能の場合はステップＳ４
６に移行して、Ｘセンサが検出可能で有るか否かが判定
される。Ｘセンサが検出可能の場合はステップＳ４７に
てＸ検出可能フラグがセットされる。一方、ステップＳ
４６でＸセンサが検出可能でないと判断されると、ステ
ップＳ４８に移行する。次いで、ステップＳ４８で像ず
れ検出済フラグがセットされた後、ステップＳ４９で像
移動検出済フラグがクリアされてリターンする。

【０１２６】一方、上記ステップＳ４５にて、両方のセ
ンサの何れも検出できなかった場合は、ステップＳ５０
に移行して検出不能フラグがセットされる。そして、ス
テップＳ５１で像ずれ検出済フラグがクリアされた後、
ステップＳ４９にて像移動検出済フラグがクリアされて
リターンする。

【０１２７】上記ステップＳ４２に於いて、既に像ずれ
量が検出できている場合は、第１、第２の被写体像毎に
被写体像の時間に対する移動量が検出される。ここで
は、Ｘセンサ出力が優先されて移動量検出が行われ、Ｘ
センサで検出不能の場合にＹセンサ出力により移動量検
出が行われる。

【０１２８】ステップＳ５２に於いて、Ｘセンサで像ず
れ量が検出できたか否かがＸ検出可能フラグにて判定さ
れる。ここで、Ｘセンサで検出できた場合は、ステップ
Ｓ５３に移行して、Ｘセンサの第１の被写体像について
前回（時刻ｔ₀）のＡＦ検出で記憶しておいた被写体像
データと、今回（時刻ｔ₁）の被写体像データとの相関
演算が行われて移動量が検出される。そして、ステップ
Ｓ５４にて、第１の被写体像の移動量が検出できたか否
かが判定され、移動量が検出できた場合にはステップＳ
５５に移行する。

【０１２９】ステップＳ５５では、Ｘセンサの第２の被
写体像に対する移動量が検出され、更にステップＳ５６
では、Ｘセンサの第２の被写体像の移動量が検出できた
か否か判定される。ここで、移動量が検出できた場合は
ステップＳ６１に移行する。

【０１３０】一方、上記ステップＳ５２に於いて、Ｘセ
ンサで像ずれ量が検出できないと判定された場合、及び
上記ステップＳ５４及びＳ５６に於いて、Ｘセンサの第
１、第２の被写体像について何れかの移動量が検出でき
ない場合は、ステップＳ５７に移行する。

【０１３１】ステップＳ５７〜Ｓ６０では、Ｙセンサに
ついての被写体像移動量が検出される。

【０１３２】先ず、ステップＳ５７にて、Ｙセンサの第
１の被写体像について前回のＡＦ検出で記憶しておいた
被写体像データと、今回の被写体像データとの相関演算
が行われて移動量が検出される。そして、ステップＳ５
８でＹセンサの第１被写体像の移動量が検出できたかが
判定され、移動量が検出できた場合はステップＳ５９に
進む。

【０１３３】このステップＳ５９では、Ｙセンサの第２
被写体像の移動量が検出される。そして、ステップＳ６
０にて、Ｙセンサの第２被写体像の移動量が検出できた
か否かが判定され、移動量が検出できた場合はステップ
Ｓ６１に移行する。

【０１３４】また、上記ステップＳ５８、Ｓ６０にて、
Ｙセンサの第１、第２の被写体像の何れかの移動量が検
出できない場合は、上記ステップＳ４３に移行する。こ
の場合は、第１、第２の被写体像の像ずれ量の計算が行
われ、移動量の検出は次回のＡＦ検出からやり直され
る。

【０１３５】このようにして、ＸセンサまたはＹセンサ
について第１、第２の被写体像の両方の移動量が検出で
きた場合は、ステップＳ６１で被写体像の光軸方向の移
動速度ｖが、下記（２６）式に従って計算される。ｖ＝（ΔｘＲ−ΔｘＬ）／（ｔ₁−ｔ₀） …（２６）続いて、ステップＳ６２に於いて、計算された移動速度
ｖが所定速度ｖ_thと比較されて、被写体が光軸方向に移
動しているか否かが判定される。

【０１３６】ここで、被写体が光軸方向に移動している
と判定できる場合はステップＳ６３に移行して被写体移
動フラグがセットされ、移動していないと判定された場
合はステップＳ６５に移行して上記フラグがクリアされ
る。

【０１３７】上記ステップＳ６３の後は、ステップＳ６
４に移行して、像移動検出済フラグがセットされてリタ
ーンする。

【０１３８】図１７は、カメラの光軸方向に移動すると
共に上下方向にも動いている被写体、例えばカメラに向
かって走ってくる人物のような被写体の時刻ｔ₀、ｔ₁
に於けるＸセンサ、Ｙセンサの被写体像データを示した
ものである。

【０１３９】時刻ｔ₀に於けるＸセンサ被写体像データ
Ｘ１（ｔ₀）と時刻ｔ₁に於けるＸセンサ被写体像デー
タＸ１（ｔ₁）とは相関がとれず像移動量の検出は不可
能である。時刻ｔ₀に於けるＸセンサ被写体像データＸ
２（ｔ₀）と時刻ｔ₁に於けるＸセンサ被写体像データ
Ｘ２（ｔ₁）についても同様である。

【０１４０】一方、時刻ｔ₀に於けるＹセンサ被写体像
データＹ１（ｔ₀）と時刻ｔ₁に於けるＹセンサ被写体
像データＸ２（ｔ₁）とは、相関があり、像移動量が検
出可能である。また、時刻ｔ₀に於けるＹセンサ被写体
像データＹ２（ｔ₀）と時刻ｔ₁に於けるＹセンサ被写
体像データＹ２（ｔ₁）についても同様に検出可能であ
る。

【０１４１】このように、通常はＸセンサ出力で像移動
量を検出し、検出できない場合はＹセンサ出力で移動量
を検出することによって、図１７に示されるような、上
下動のある被写体についても検出することができる。

【０１４２】次に、この発明が適用されたカメラの動作
について、図１８及び図１９に示されるフローチャート
に従って説明する。

【０１４３】図１８及び図１９は、コントローラ４０に
よる動作制御手順を示すメインルーチンである。

【０１４４】先ず、コントローラ４０の動作が開始され
ると、図１８及び図１９のメインルーチンが実行され、
最初にステップＳ７１にて、ＥＥＰＲＯＭ４５に予め記
憶されているＡＦ、ＡＥ処理に於いて使用される各種補
正データが読み込まれてＲＡＭ４２に展開される。

【０１４５】続く、ステップＳ７２では、１ＲＳＷ（フ
ァーストレリーズスイッチ）５７がオンされているか否
かが判定され、オンでなければステップＳ７３に移行す
る。このステップＳ７３では、ファーストレリーズスイ
ッチ５７、セカンドレリーズスイッチ５８以外の他のス
イッチの状態が判定され、オンされたスイッチがあれ
ば、ステップＳ７４に移行して、そのスイッチに応じた
処理が実行される。その後、上記ステップＳ７２に戻
る。

【０１４６】一方、上記ステップＳ７２にて、ファース
トレリーズスイッチ５７がオンであれば、ステップＳ７
５に移行して、ＡＦ動作モードがシングルＡＦかコンテ
ィニュアスＡＦであるかが判定される。

【０１４７】シングルＡＦモードの場合は、一度合焦す
ると、フォーカスロックをしてレンズ駆動しないので、
ステップＳ７６で合焦済と判定された場合は、ＡＦ駆動
が行われない。上記ステップＳ７５にて、シングルＡＦ
モードでないと判定された場合はコンティニュアスＡＦ
モードであるので、一度合焦した後も被写体の変化に追
従してＡＦ駆動が繰り返される。

【０１４８】シングルＡＦモードで合焦していない場
合、或いはコンティニュアスＡＦモードの場合は、ステ
ップＳ７７に移行して、測光済か否かが判定される。こ
こで、測光済でなければ露出量が決定されるために、ス
テップＳ７８に移行して、測光部５１が動作されて被写
体輝度が測定される測光動作が行われる。

【０１４９】ステップＳ７９では、上述したサブルーチ
ンＡＦが実行される。このＡＦ動作の結果、ステップＳ
８０にて、上述した検出不能フラグが参照されて検出不
能か否かが判定される。ここで、検出可能の場合はステ
ップＳ８２に移行し、被写体像の移動量が検出済か否か
が判定される。

【０１５０】一方、上記ステップＳ８０にて検出不能の
場合は、ステップＳ８１に移行して、フォーカスレンズ
が駆動されながらＡＦ検出可能なレンズ位置を探すスキ
ャン動作が行われる。このスキャン動作が行われた場合
は、全てのフラグがクリアされてＡＦ検出が最初からや
り直される。

【０１５１】上記ステップＳ８２に於いて、被写体像の
移動量が検出済の場合は、像ずれ量の予測が行われる。
すなわち、ステップＳ８９に移行して、セカンドレリー
ズスイッチ５８がオンされている否かが判定される。こ
こで、セカンドレリーズスイッチ５８がオンの場合は、
ステップＳ９０に移行して露出開始時の像ずれ量が予測
される。一方、セカンドレリーズスイッチ５８がオフの
場合は、ステップＳ９１に移行して、ＡＦ動作が行われ
るだけなのでレンズ駆動終了時の像ずれ量が予測され
る。その後、ステップＳ８４に移行する。

【０１５２】上記ステップＳ８２に於いて、被写体像の
移動量が検出済でないと判定された場合は、続くステッ
プＳ８３にて被写体が移動中であるか否かが判定され
る。像移動検出済フラグは、後述するようにレンズ駆動
後クリアされるので、コンティニュアスＡＦモードでレ
ンズ駆動後は像移動検出されていなくても被写体移動中
フラグがセットされている。したがってステップＳ８３
で被写体が移動中の場合は、上記ステップＳ７２に戻っ
て被写体像移動が再度検出し直される。

【０１５３】一方、上記ステップＳ８３にて移動中では
ない場合は、ステップＳ８４に移行する。このステップ
Ｓ８４では、検出された像ずれ量、または予測された像
ずれ量がデフォーカス量に変換され、合焦許容範囲に入
っているかが判定される。

【０１５４】上記ステップＳ８４にて、合焦と判定され
なかった場合は、ステップＳ８５に移行してレンズ駆動
量が求められ、フォーカスレンズが駆動される。レンズ
駆動ルーチン内ではレンズ駆動後に像ずれ検出済フラ
グ、検出不能フラグ、像移動検出済フラグがクリアされ
る。これは、一度フォーカスレンズが駆動された後は、
被写体像が大きく変化すると考えられるので、ＡＦ検出
を最初からやり直すためである。

【０１５５】尚、上述したように、被写体像移動中フラ
グはクリアしない。これはコンティニュアスＡＦモード
で、レンズ駆動後に最初のＡＦ検出で合焦判定してしま
わないようにして、引き続き被写体の移動を検出するよ
うにするためである。

【０１５６】また、上記ステップＳ８４に於いて、合焦
の場合はステップＳ８６に移行し、セカンドレリーズス
イッチ５８の状態が判定される。ここで、セカンドレリ
ーズスイッチ５８がオンされている場合は、ステップＳ
８７に移行して、上記測光値に基づいて絞りとシャッタ
が制御されて露出動作が行われる。そして、ステップＳ
８８にて、撮影されたフィルムが巻き上げられて、次の
駒の位置に給送され、一連の撮影動作が終了する。

【０１５７】以上述べたように、第１の実施の形態に於
いては、複数のイメージセンサを水平方向及び垂直方向
に配置しているために、上下動のある移動被写体の場
合、或いは手ブレが発生した場合にも、予測制御が可能
となり、正確にピントを合わせることができる。

【０１５８】また、実際に撮影する被写体では、コント
ラスト分布が垂直方向より水平方向の方が多いので、水
平方向に配置されたイメージセンサ出力を優先して使用
することにより予測制御を行うので、より良好な予測制
御が行われる。

【０１５９】次に、この発明の第２の実施の形態を説明
する。

【０１６０】図２０及び図２１は、この発明の第２の実
施の形態に於けるＡＦ検出プログラムの動作を説明する
フローチャートである。尚、図２０及び図２１以外の部
分については、上述した第１の実施の形態と同一である
ので説明を省略する。

【０１６１】図２０及び図２１のフローチャートに於い
て、ＡＦ検出動作ルーチンは、上述した第１の実施の形
態と同様に、カメラの電源がオンの間は繰り返し実行さ
れている。また、フォトダイオードアレイ６１ＸＬ、６
１ＸＲをＸセンサ、フォトダイオードアレイ６１ＹＸ、
６１ＹＲをＹセンサとして以下の説明を行うものとす
る。

【０１６２】ステップＳ１０１にて、ＡＦセンサ３３の
積分が実行され、積分が終了するとＡＦセンサ３３より
被写体像データが読み出される。次いで、ステップＳ１
０２に於いて、被写体像ずれ量が検出済であるか否かが
判定される。ここで、検出できていない場合はステップ
Ｓ１０３及びＳ１０４に移行し、Ｘセンサ、Ｙセンサの
像ずれ量が求められる。

【０１６３】そして、ステップＳ１０５では、Ｘ、Ｙセ
ンサの両方に於いて像ずれ量検出不能か否かが判定され
る。ここで、少なくとも何れか一方で検出可能の場合は
ステップＳ１０６に移行する。

【０１６４】そして、ステップＳ１０６でＸセンサが検
出可能で有るか否かが判定され、検出可能の場合はステ
ップＳ１０７に移行して、Ｘ検出可能フラグがセットさ
れる。次に、ステップＳ１０８でＹセンサが検出可能で
あるか判定される。ここで、検出可能の場合は、続くス
テップＳ１０９にてＹ検出可能フラグがセットされる。

【０１６５】ＸセンサとＹセンサが両方検出可能な場合
は、続くステップＳ１１０にて、後ピン側、すなわち近
距離側のデータが選択される。そして、ステップＳ１１
１にて、像ずれ検出済フラグがセットされる。

【０１６６】一方、上記ステップＳ１０５に於いて、両
方のセンサで検出できなかった場合は、ステップＳ１１
２に移行して、像ずれ検出不能フラグがセットされる。
次いで、ステップＳ１１３にて、像ずれ検出済フラグが
クリアされる。

【０１６７】その後、ステップＳ１１４にて像移動検出
済フラグがクリアされてリターンする。

【０１６８】上記ステップＳ１０２に於いて、既に像ず
れ量が検出できている場合は、ＸセンサまたはＹセンサ
の第１、第２の被写体像毎に被写体像の時間に対する移
動量が検出される。

【０１６９】ステップＳ１１５では、Ｘセンサが選択さ
れているか否かが判定され、Ｘセンサが選択されている
場合は、ステップＳ１１６に移行して、Ｘセンサの第１
の被写体像（Ｌ）について前回のＡＦ検出で記憶してお
いた被写体像データと、今回の被写体像データとの相関
演算が行われて、移動量が検出される。そして、ステッ
プＳ１１７にて、第１の被写体像の移動量が検出できた
か否かが判定される。

【０１７０】ここで、移動量が検出できた場合はステッ
プＳ１１８に移行し、Ｘセンサの第２の被写体像（Ｒ）
に対する移動量が検出され、更にステップＳ１１９に於
いて、Ｘセンサの第２の被写体像の移動量が検出できた
か否かが判定される。移動量が検出できた場合は、ステ
ップＳ１２０に移行する。

【０１７１】一方、上記ステップＳ１１７、Ｓ１１９に
て、Ｘセンサの第１、第２の被写体像の何れかの移動量
が検出できない場合は、ステップＳ１２５に移行する。
このステップＳ１２５以降については後述する。

【０１７２】ステップＳ１２０では、上記（２６）式に
より被写体像の光軸方向の移動速度ｖが計算される。そ
して、ステップＳ１２１にて、計算された移動速度ｖが
所定速度ｖ_thと比較されて、被写体が光軸方向に移動し
ているか否かが判定される。

【０１７３】ここで、被写体が光軸方向に移動している
と判定できる場合は、ステップＳ１２２に移行して移動
中フラグがセットされ、更にステップＳ１２３に移行し
て像移動検出済フラグがセットされた後、リターンす
る。

【０１７４】一方、上記ステップＳ１２１にて移動して
いないと判定された場合は、ステップＳ１２４に移行し
て上記移動中フラグがクリアされた後、上記ステップＳ
１０３に戻り、現在の時刻に於ける第１、第２像間の像
ずれ量が再計算される。

【０１７５】上述したように、上記ステップＳ１１７及
びＳ１１９にてＸセンサの第１、第２の被写体像につい
て何れかの移動量が検出できない場合は、ステップＳ１
２５以降でＹセンサ上の移動量が求められる。

【０１７６】このステップＳ１２５に於いて、Ｙセンサ
の像ずれ量が検出可能であったか否かが判定される。こ
こで、Ｙセンサで検出可能であれば、ステップＳ１２６
〜Ｓ１２９でＹセンサ上の像移動量が検出される。

【０１７７】そして、Ｙセンサ上の像移動量が検出可能
であれば、上記ステップＳ１２０以降の処理が実行され
る。また、移動量が検出できない場合は、上記ステップ
Ｓ１０３に移行して、再度像ずれ量が求められる。

【０１７８】上記ステップＳ１１５に於いて、Ｙセンサ
が選択されている場合は、ステップＳ１３０〜Ｓ１３３
でＹセンサ上の被写体像移動量が検出される。そして、
検出可能であれば、上記ステップＳ１２０に移行する。
一方、Ｙセンサ上の移動量が検出不能の場合は、ステッ
プＳ１３４〜Ｓ１３８でＸセンサ上の被写体像移動量が
求められる。但し、ステップＳ１３４にてＸセンサで像
ずれ量検出不可であった場合は、上記ステップＳ１０３
に戻って現時刻での像ずれ量が計算される。

【０１７９】以上のようにして求められた被写体像移動
量に基づいて予測制御が行われ、移動する被写体に対し
てピントを合わせることが可能となる。

【０１８０】このように、第２の実施の形態では、Ｘセ
ンサ、Ｙセンサそれぞれの２像の像ずれ量データより後
ピン側のデータを優先して選択し、選択したセンサ上の
像移動量を検出して予測制御を行うので、雑被写体の影
響を受けずに移動する被写体を検出することができる。

【０１８１】次に、この発明の第３の実施の形態を説明
する。

【０１８２】図２２は、この発明の第３の実施の形態に
よる焦点検出光学系を示した斜視図である。

【０１８３】撮影レンズ２２を通過した被写体からの光
束７０は、メインミラー２３によりその一部は反射さ
れ、残りの部分は透過される。メインミラー２３で反射
された光束７０は、図示されないファインダに導かれ
る。他方、メインミラー２３を通過した光束７０は、サ
ブミラー２５で反射されて、焦点検出装置に導かれる。

【０１８４】上記焦点検出装置は、撮影レンズ２２を通
過した光束７０を制限する視野マスク２７と、光束７０
を集めるためのコンデンサレンズ２９と、光束７０を全
反射する反射ミラー３０と、光束７０を制限する瞳マス
ク３１と、光束７０を再結像させる再結像レンズ３２及
びＡＦセンサ３３とから構成されている。

【０１８５】図２２に示されるように、ＡＦセンサ３３
には３つの一対の光電変換素子アレイ３３ａ、３３ｂ、
３３ｃが設けられている。これらの光電変換素子アレイ
３３ａ〜３３ｃのうち、１つの光電変換素子アレイ３３
ａは光軸を含む水平位置に配置され、２つの光電変換素
子アレイ３３ｂ、３３ｃは光電変換素子アレイ３３ａに
対して垂直方向で光軸を含まない位置に配置されてい
る。

【０１８６】ＡＦセンサ３３の前面に設けられる再結像
レンズ３２には、光電変換素子アレイ３３ａ〜３３ｃに
それぞれ対応する再結像レンズ３２ａ〜３２ｃが一体的
に形成されている。再結像レンズ３２ａ〜３２ｃの前面
に設けられる瞳マスク３１には、それぞれ対をなす再結
像レンズ３２ａ〜３２ｃにそれぞれ対応する開口３１ａ
〜３１ｃが形成されている。

【０１８７】上記サブミラー２５と反射ミラー３０との
間には、瞳マスク３１に対向し、該瞳マスク３１の開口
３１ａ〜３１ｃに対応する各コンデンサレンズ２９ａ〜
２９ｃが一体的に形成されているコンデンサレンズ２９
が配置されている。コンデンサレンズ２９の上面には、
焦点検出光束を、位置及び方向がそれぞれ異なる光電変
換素子アレイ３３ａ〜３３ｃに対応させるよう分離させ
るための開口２７ａ〜２７ｃを有する視野マスク２７が
設けられている。この視野マスク２７は、略フィルム等
価面に配置される。

【０１８８】以上の構成において、一対の再結像レンズ
３２ａの、コンデンサレンズ２９ａによる撮影レンズ２
２上の像は、２２Ｘ１、２２Ｘ２である。同様に、コン
デンサレンズ２９ｂの像は２２Ｙ１、２２Ｙ２である。

【０１８９】撮影レンズ２２上の２２Ｘ１、２２Ｘ２で
示す円で囲まれた領域を通過した被写体光によって、視
野マスク２７ａ上に形成された像が、一対の再結像レン
ズ３２ａによりＡＦセンサ３３の３３ａの部分に再結像
される。同様にして、撮影レンズ２２上の２２Ｙ１、２
２Ｙ２の領域を通過した被写体光によって、視野マスク
２７ｂ、２７ｃ上に形成された像が、それぞれ一対の再
結像レンズ３２ｂ、３２ｃによりＡＦセンサ３３の３３
ｂ、３３ｃ上にそれぞれ形成される。

【０１９０】図２３（ａ）は、カメラの撮影画面内７２
に対する焦点検出エリア及びファインダ表示を示した図
である。ここでは、撮影画面７２に対し画面内に実線で
測距枠表示７３ａ〜７３ｃを、破線で焦点検出エリア７
４ａ〜７４ｃを示している。

【０１９１】また、図２３（ｂ）は、ＡＦセンサ３３上
の光電変換素子アレイ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの配置を
示し、それぞれ上記一対の再結像レンズ群に対応して一
対のアレイ３３ａＬ〜３３ｃＬ、３３ａＲ〜３３ｃＲよ
り構成されている。

【０１９２】焦点検出の原理については、上述した第１
の実施の形態に於いて説明した内容と同様の位相差検出
方式に基づくものであるので、ここでは説明は省略す
る。

【０１９３】図２４及び図２５は、この第３の実施の形
態によるＡＦ検出動作を説明するためのフローチャート
である。

【０１９４】先ず、ステップＳ１４１にて、ＡＦセンサ
３３の積分が実行される。この積分が終了すると、ＡＦ
センサ３３よりアレイ３３ａ〜３３ｃの被写体像データ
が読み出される。

【０１９５】次いで、ステップＳ１４２にて、被写体像
ずれ量が検出済みであるか否かが判定される。ここで検
出できていない場合は、続くステップＳ１４３〜Ｓ１４
５が実行され、アレイ３３ａ〜３３ｃの像ずれ量が求め
られる。

【０１９６】ステップＳ１４６では、アレイ３３ａ〜３
３ｃの全部のセンサが検出不能か否かが判定される。こ
こで、少なくとも何れかで検出可能の場合はステップＳ
１４７に移行する。そして、このステップＳ１４７に
て、アレイ３３ａのセンサが検出可能で有るかが判定さ
れ、検出可能の場合はステップＳ１４８に移行してａ検
出可能フラグがセットされる。同様に、ステップＳ１４
９ではアレイ３３ｂのセンサが検出可能か否かが判定さ
れ、検出可能の場合はステップＳ１５０に移行してｂ検
出可能フラグがセットされる。

【０１９７】そして、ステップＳ１５１、Ｓ１５４で、
それぞれ像ずれ検出済フラグがセット、像移動検出済フ
ラグがクリアされ、その後リターンする。

【０１９８】一方、上記ステップＳ１４６で全てのセン
サで検出できなかった場合は、ステップＳ１５２に移行
して、検出不能フラグがセットされる。その後、ステッ
プＳ１５３にて像ずれ検出済フラグがクリアされて、ス
テップＳ１５４に移行する。

【０１９９】また、上記ステップＳ１４２に於いて、既
に像ずれ量が検出できている場合は、ステップＳ１５５
に移行して、第１、第２の被写体像毎に被写体像の時間
に対する移動量が検出される。ここではアレイ３３ａの
センサ出力を優先して移動量検出が行われ、アレイ３３
ａのセンサで検出不能の時にアレイ３３ｂ、アレイ３３
ｃのセンサ出力により移動量検出が行われる。

【０２００】ステップＳ１５５では、アレイ３３ａのセ
ンサで像ずれ量が検出できたかがａ検出可能フラグにて
判定される。ここで、アレイ３３ａのセンサで検出でき
た場合は、ステップＳ１５６に移行して、アレイ３３ａ
のセンサの第１の被写体像について前回（時刻ｔ₀）の
ＡＦ検出で記憶しておいた被写体像データと、今回（時
刻ｔ₁）の被写体像データとの相関演算が行われて、移
動量が検出される。そして、ステップＳ１５７にて、第
１の被写体像の移動量が検出できたか否かが判定され、
移動量が検出できた場合はステップＳ１５８に移行す
る。

【０２０１】このステップＳ１５８では、アレイ３３ａ
のセンサの第２の被写体像に対する移動量が検出され、
更にステップＳ１５９でアレイ３３ａのセンサの第２の
被写体像の移動量が検出できたか否かが判定される。こ
こで、移動量が検出できた場合はステップＳ１６１に移
行する。

【０２０２】一方、上記ステップＳ１５７及びＳ１５９
にて、アレイ３３ａのセンサの第１、第２の被写体像に
ついて何れかの移動量が検出できない場合は、ステップ
Ｓ１６５に移行する。

【０２０３】ステップＳ１６５〜Ｓ１６９では、アレイ
３３ｂのセンサについて、上述したステップＳ１６５〜
Ｓ１５９と同様に被写体像移動量が検出され、検出可能
であればステップＳ１６０に移行する。

【０２０４】また、上記ステップＳ１６７及びＳ１６９
にてアレイ３３ｂのセンサの第１、第２の被写体像の何
れかの移動量が検出できない場合は、上記ステップＳ１
４３に移行する。この場合は、第１、第２の被写体像の
像ずれ量の計算が行われ、移動量の検出は次回のＡＦ検
出からやり直される。

【０２０５】また、上記ステップＳ１６５にて、アレイ
３３ｂのセンサの像ずれ量が検出不能であった場合は、
ステップＳ１７０〜Ｓ１７３に移行して、アレイ３３ｃ
のセンサについて移動量が検出される。そして、移動量
検出可能であれば、ステップＳ１６０に移行する。一
方、ステップＳ１７１及びＳ１７３にてアレイ３３ｃの
センサの第１、第２の被写体像の何れかの移動量が検出
できない場合は、上記ステップＳ１４３に移行する。

【０２０６】尚、ステップＳ１６０への移行について
は、上述した第１の実施の形態と同一であるので説明を
省略する。

【０２０７】以上述べたように、第３の実施の形態で
は、撮影レンズの光軸上に水平の焦点検出エリアと、光
軸外に垂直の焦点検出エリアを設けたので、上下動のあ
る移動被写体に対して正確にピントを合わせることが可
能となる。

【０２０８】また、移動被写体を撮影する場合に手ブレ
が発生しても正確にピントを合わせることができる。

【０２０９】そして、実際に撮影する被写体では、コン
トラスト分布が垂直方向より水平方向の方が多いので、
水平方向に配置されたイメージセンサ出力を優先して使
用することにより予測制御を行うので、より良好な予測
制御が行われる。

【０２１０】更に、撮影レンズの光軸外に位置する移動
被写体に対しても正確にピントを合わせることが可能と
なる。

【０２１１】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成を得ることができる。

【０２１２】すなわち、（１）瞳分割された２個の被写体像のそれぞれについ
て、異なる時刻に於ける被写体像位置から被写体像の移
動量を求め、更に異なる時刻に於ける被写体像位置を予
測する第１の被写体像位置予測手段と、上記第１の被写
体像位置予測手段とは異なる方向に瞳分割された２個の
被写体像のそれぞれについて、異なる時刻に於ける被写
体像位置から被写体像の移動量を求め、更に異なる時刻
に於ける被写体像位置を予測する第２の被写体像位置予
測手段と、上記第１の被写体像位置予測手段と第２の被
写体像位置予測手段の出力の何れか一方を選択する選択
手段と、上記選択手段の出力に基づいてレンズ駆動を行
うレンズ駆動手段と、を有することを特徴とする焦点調
節装置。

【０２１３】（２）上記第１の被写体像位置予測手段
は第１の光電変換素子列を有し、上記第２の被写体像位
置予測手段は第２の光電変換素子列を有し、上記第１の
光電変換素子列と第２の光電変換素子列は直交する方向
に配列されていることを特徴とする上記（１）に記載の
焦点調節装置。

【０２１４】（３）上記選択手段は第１の被写体像位
置予測手段と第２の被写体像位置予測手段の出力のう
ち、水平方向の被写体像移動量を検出する方の出力を優
先することを特徴とする上記（１）に記載の焦点調節装
置。

【０２１５】（４）上記第１の被写体像位置予測手段
に対応する第１の像ずれ量検出手段と、上記第２の被写
体像位置予測手段に対応する第２の像ずれ量検出手段
と、上記第１の像ずれ量検出手段と第２の像ずれ量検出
手段の出力より後ピン側の出力を判別する判別手段とを
有し、上記選択手段は上記判別手段の出力に基づいて、
上記第１の被写体像位置予測手段と第２の被写体像位置
予測手段の出力の何れか一方を選択することを特徴とす
る上記（１）に記載の焦点調節装置。

【０２１６】（５）瞳分割された２個の被写体像の移
動量から、所定時間後の被写体像位置を予測する第１の
被写体像位置予測手段と、この第１の被写体像位置予測
手段とは異なる方向に瞳分割された２個の被写体像の移
動量から、所定時間後の被写体像位置を予測する第２の
被写体像位置予測手段と、上記第１の被写体像位置予測
手段の出力と、第２の被写体像位置予測手段の出力を選
択的に用いてレンズ駆動を行うレンズ駆動手段と、を有
することを特徴とする焦点調節装置。

【０２１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被写
体像の移動を検出して光軸方向の動きだけでなく、光軸
とは異なる複数方向に於ける動きも検出して、常に同一
の被写体を検出することにより動いている被写体に確実
に合焦することができる焦点調節装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の焦点調節装置の概念を示すブロック
構成図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態を示す一眼レフレ
ックスカメラの構成を示す断面図である。

【図３】焦点検出装置２１内のフォトダイオードアレイ
上に被写体からの光束を導く焦点検出光学系の配置を示
した斜視図である。

【図４】焦点検出装置２１による撮影画面内の焦点検出
エリア３５を示した図である。

【図５】図２に示されたカメラの電気制御系の構成を示
すブロック図である。

【図６】ＡＦセンサ３３のフォトダイオードアレイ６１
ＸＬ、６１ＸＲ、処理回路６２ＸＬ、６２ＸＲの回路構
成を示した図である。

【図７】画素増幅回路６５の一画素分（フォトダイオー
ドＰＤ１）に対応する詳細な構成を示す回路図である。

【図８】画素増幅回路６５の蓄積動作について説明する
タイミングチャートである。

【図９】ＡＦセンサ３３の蓄積動作と蓄積信号読み出し
動作を説明するタイミングチャートである。

【図１０】第１の被写体像と第２の被写体像の間の像ず
れ量を求める相関演算について説明するフローチャート
である。

【図１１】第１の実施の形態に於けるシフト量と相関量
との関係を示した図である。

【図１２】移動する被写体に対する焦点検出の原理を説
明するためのもので、被写体、カメラ及びＡＦセンサの
関係を示した図である。

【図１３】第１の実施の形態に於ける被写体像の移動を
示した図である。

【図１４】第１の実施の形態による被写体像移動量検出
の動作を説明するフローチャートである。

【図１５】この発明の第１の実施の形態に於けるＡＦ検
出の動作プログラムについて説明するフローチャートで
ある。

【図１６】この発明の第１の実施の形態に於けるＡＦ検
出の動作プログラムについて説明するフローチャートで
ある。

【図１７】第１の実施の形態による上下動のある移動被
写体に対する被写体像データの変化を示した図である。

【図１８】コントローラ４０によるカメラのメインルー
チンの動作制御を説明するフローチャートである。

【図１９】コントローラ４０によるカメラのメインルー
チンの動作制御を説明するフローチャートである。

【図２０】この発明の第２の実施の形態に於けるＡＦ検
出プログラムの動作を説明するフローチャートである。

【図２１】この発明の第２の実施の形態に於けるＡＦ検
出プログラムの動作を説明するフローチャートである。

【図２２】この発明の第３の実施の形態による焦点検出
光学系を示した斜視図である。

【図２３】（ａ）は、カメラの撮影画面内７２に対する
焦点検出エリア及びファインダ表示を示した図、（ｂ）
はＡＦセンサ３３上の光電変換素子アレイ３３ａ、３３
ｂ、３３ｃの配置を示した図である。

【図２４】この発明の第３の実施の形態によるＡＦ検出
動作を説明するためのフローチャートである。

【図２５】この発明の第３の実施の形態によるＡＦ検出
動作を説明するためのフローチャートである。

【図２６】従来例の焦点検出エリアを示した図である。

【図２７】従来例の撮影画面と焦点検出領域を示した図
である。

【図２８】従来例の課題である被写体像のずれを表した
図である。

【符号の説明】

１１第１の被写体像位置予測部、１２第２の被写体像位置予測部、１３選択部、１４レンズ駆動部、２０カメラボディ、２１焦点検出装置、２２撮影レンズ、２３メインミラー、２４ファインダ、２５サブミラー、２７視野マスク、２８赤外カットフィルタ、２９コンデンサレンズ、３０全反射ミラー、３１瞳マスク、３２再結像レンズ、３３ＡＦセンサ、４０コントローラ、４１ＣＰＵ（中央処理装置）、４２ＲＡＭ、４３ＲＯＭ、４４Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）ね４５ＥＥＰＲＯＭ、４７レンズ駆動部、４９エンコーダ、５１測光部、５３シャッタ駆動部、５４絞り駆動部、５５フィルム駆動部、５７ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）、５８セカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の光電変換素子列による複数回の被
写体像検出結果に基づいて所定時間後の被写体像位置を
予測する第１の被写体像位置予測手段と、上記第１の光電変換素子列とは異なる方向に配置された
第２の光電変換素子列による複数回の被写体像検出結果
に基づいて所定時間後の被写体像位置を予測する第２の
被写体像位置予測手段と、上記第１の被写体像位置予測手段の出力と、第２の被写
体像位置予測手段の出力を選択的に用いてレンズ駆動を
行うレンズ駆動手段と、を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】上記第１の光電変換素子列は水平方向に
被写体像を検出するように配置され、上記第２の光電変
換素子列は上記第１の光電変換素子列に対して直交する
方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載
の焦点調節装置。
【請求項３】上記レンズ駆動手段は、上記第１の被写
体像位置予測手段による被写体像検出結果の信頼性が低
いと判定した場合に、上記第２の被写体像位置予測手段
の出力を用いてレンズ駆動を行うことを特徴とする請求
項２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】上記レンズ駆動手段は、上記第１の被写
体像位置予測手段の出力と、第２の被写体像位置予測手
段の出力のうち、後ピン側の出力を用いてレンズ駆動を
行うことを特徴とする請求項１若しくは２に記載の焦点
調節装置。