DE69720924T2

DE69720924T2 - Fokusdetektiergerät und Kamera, die dieses Gerät verwendet

Info

Publication number: DE69720924T2
Application number: DE69720924T
Authority: DE
Inventors: Masaki Higashihara; Masato Ikeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: DE69720924D1; EP0846972A2; EP0846972A3; EP0846972B1; KR19980063906A; KR100295237B1; US6473126B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an einer Fokussierungserfassungseinrichtung, welche als Ausstattung für eine digitale Kamera oder dergleichen vorgesehen ist und welche zeit-sequentiell das ein optisches System durchlaufende fotografische Lichtstrahlenbündel aufteilt in zumindest zwei unterschiedliche Bereiche, zeit-sequentiell auf Bildsensormitteln durch jeweilige Bereiche fokussierte optische Bilder in Bildsignale umwandelt und die Phasendifferenz der Bildsignale erfasst, wobei der Fokussierungszustand des optischen Systems berechnet wird.

Verwandter Stand der Technik

Unter den automatischen Fokussierungseinrichtungen, die in der herkömmlichen Kamera gemäß der einäugigen Spiegelreflex- Bauart verwendet werden, welche Kamera Filme auf der Basis von Silberhalogenid verwendet, werden in weitem Umfang jene verwendet, welche auf dem die Phasendifferenz erfassenden System beruhen.
Fig. 56 ist eine Ansicht, welche die Anordnung des optischen Systems gemäß der einäugigen Spiegelreflex-Bauart ("single lens reflex type") zeigt, welches mit einer herkömmlichen Fokuserfassungseinrichtung bzw. Fokussierungserfassungseinrichtung des Phasendifferenzerfassungssystems versehen ist, wobei ein von einem fotografischen Objektiv 1 heraustretendes Lichtstrahlenbündel 9a teilweise von einem aus einem Halbspiegel bzw. halbtransparenten Spiegel gebildeten Hauptspiegel 2 als ein Lichtstrahlenbündel 9b auf eine Mattscheibe 3 reflektiert wird und ein Bild des Objekts auf eine mattierte Fläche davon fokussiert. Der Fotograf beobachtet das Objektbild auf der Mattscheibe mittels Augenlinsen 5a, 5b und einem Pentagon-Dachprisma 4.
Andererseits wird neben dem Lichtstrahlenbündel 9a ein von dem Hauptspiegel 2 durchgelassener Anteil 9e von einem Subspiegel 6 reflektiert und wird als ein Lichtstrahlenbündel 9f zu einer Fokuserfassungseinrichtung 7 geführt, welche mittels des Lichtstrahlenbündels 9f den Fokuszustand (Defokussierungsbetrag) des fotografischen Objektivs 1 relativ zu einem auf Silberhalogenid basierenden fotografischen Film erfasst bzw. detektiert.
Ist der erfasste Defokussierungsbetrag größer als ein vorbestimmter Fokusbereich bzw. Brennweitenbereich, so dass das fotografische Objektiv als in einem defokussierten Zustand befindlich bewertet wird, so treibt ein nicht dargestellter Steuerungsschaltkreis eine Fokussierungslinse des fotografischen Objektivs 1 an, um den Defokussierungsbetrag auszugleichen, wobei die Fokussierungsfunktion bzw. der Fokussierungsbetrieb erreicht wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 57A bis 57C das Fokuserfassungsprinzip der herkömmlichen Fokuserfassungseinrichtung erläutert werden.
Fig. 57A zeigt einen scharf eingestellten bzw. scharf fokussierten Zustand, wobei die jeweils durch zwei unterschiedliche Pupillen eines fotografischen Objektivs 10 durchlaufenden Lichtstrahlenbündel 16a, 16b auf eine primäre Fokalebene 14 fokussiert werden und Bilder des Objekts auf der derart primären Fokalebene refokussiert werden mittels sekundärer Abbildungslinsen 12a, 12b auf eine Sensorebene 13 mit zwei Linien- bzw. Zeilensensoren für jedes der refokussierten Bilder. Eine Feldlinse 11 ist in der Nähe der primären Bildebene des fotografischen Objektivs 10 vorgesehen, somit auf wirksame Weise das Lichtstrahlenbündel einer vorbestimmten Bildhöhe zu der Sensorebene 13 geführt und der von der Zunahme in der Bildhöhe herrührende Lichtmengenverlust verhindert wird. Die zwei durch die unterschiedlichen Pupillen des fotografischen Objektivs 10 durchlaufenden Lichtstrahlenbündel 16a, 16b sind im Allgemeinen begrenzt von nicht dargestellten Blenden, die unmittelbar vor oder unmittelbar hinter den sekundären Abbildungslinsen 12a, 12b angeordnet sind, und das fotografische Objektiv 10 ist nicht mit einem Element zum Aufteilen der Pupille versehen. Unter der Annahme, dass δ&sub0; der relative Abstand (Phasendifferenz) der Positionen der zwei Bilder in dem scharf eingestellten bzw. fokussierten Zustand ist, kann der Defokussierungsbetrag in dem geltenden Zustand und die Richtung davon anhand der Differenz zwischen δ&sub0; und der tatsächlich gegebenen Phasendifferenz ermittelt werden.
Fig. 57B zeigt einen Zustand, in welchem die Linse bzw. das Objektiv um einen Defokussierungsbetrag d1 davor fokussiert ist, wobei die Phasendifferenz δ&sub1; der zwei Bilder kleiner als δ&sub0; wird und die Differenz (δ&sub0;-δ&sub1;) mit der Zunahme von d1 wächst.
Fig. 57C zeigt einen Zustand, in welchem die Linse bzw. das Objektiv um einen Defokussierungsbetrag d2 dahinter fokussiert ist, wobei die Phasendifferenz δ&sub2; der zwei Bilder größer als δ&sub0; wird und die Differenz (δ&sub2;-δ&sub0;) mit der Zunahme von d1 wächst. Auf diese Weise ermöglicht es die Detektion bzw. Erfassung der Phasendifferenz δer zwei auf die Sensorebene 13 fokussierten Bilder, den Fokuszustand des fotografischen Objektivs oder die Größe und die Richtung des Defokussierungsbetrags zu erfassen bzw. detektieren.
Jedoch wird beim Stand der Technik die einäugige Spiegelreflexkamera unvermeidlich voluminös, um den Raum bzw. Platz für die Fokuserfassungseinrichtung zu sichern und wird wegen der dafür erforderlichen Kosten teuer. Ferner wird die Genauigkeit der Fokussierung verschlechtert, da die relative Positionsrelation zwischen dem fotografischen Film und der Fokuserfassungseinrichtung durch eine Temperaturänderung oder durch eine zeitabhängige Variation bzw. Schwankung bei dem schnellen Rücklaufspiegel verändert wird.
Das Bildaufnehmergerät, wie z. B. eine Digitalkamera, verwendet eine Festkörper - Bildaufnahmeeinrichtung als Bildsensor und kann die oben erwähnten Nachteile vermeiden durch Verwendung von einer derartigen Festkörper - Bildaufnahmeeinrichtung als Fokuserfassungssensor. Ein Verfahren zur Nutzung der Festkörper - Bildaufnahmeeinrichtung für den Fokuserfassungssensor, beispielsweise in Videokameras verwendet, besteht aus der Durchführung des Fokussierungsbetriebs auf der Basis des erfassten Kontrasts des Objektbilds auf der Festkörper - Bildaufnahmeeinrichtung, jedoch ist ein derartiges Verfahren nicht für Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsfokussierung geeignet, da der genaue Defokussierungsbetrag nicht erfassbar ist.
Die hochpräzise Hochgeschwindigkeitsfokussierung kann jedoch ohne die oben erwähnten Nachteile erreicht werden, indem das fotografische Objektiv mit Pupillenaufteilungsmitteln versehen wird, um jeden der zwei unterschiedlichen Pupillenbereiche durchlässig zu machen, und die relative Positionsdifferenz oder die Phasendifferenz zwischen dem Objektbild, das durch das durch den derart durchlässigen Pupillenbereich transmittierte Lichtstrahlenbündel erhalten wird, und einem Objektbild, das durch das durch den anderen Pupillenbereich transmittierte Lichtstrahlenbündel erhalten wird, erfasst wird, wobei der Defokussierungsbetrag erfasst wird.
Ein Beispiel für diese Art von Gerät ist in der JP 08 0949 23 A angegeben.
Jedoch wird in einer derart herkömmlichen Konfiguration das Bildsignal des Objektbilds, das von dem durch einen Pupillenbereich durchgelassenen bzw. transmittierten Lichtstrahlenbündel gebildet wird, zunächst gespeichert und danach wird dasjenige des Objektbilds, das von dem durch den anderen Pupillenbereich durchgelassenen bzw. transmittierten Licht - strahlenbündel gebildet wird, später gespeichert, so dass die zwei Bildsignalspeichervorgänge gegenseitig unterschiedlich in der Zeit sind.
Fig. 58A und 58B sind Ansichten, welche die Phasendifferenzen in dem Fokuserfassungsbetrieb jeweils für ein unbewegliches Objekt zeigen, welches sich in einer konstanten Positionsrelation relativ zu der Kamera befindet, und einem sich bewegenden Objekt, dessen Positionsrelation relativ zu der Kamera variiert, wobei L ein Bildsignal bezeichnet, das einem Objektbild entspricht, welches von einem durch eine linke Pupille des fotografischen Objektivs transmittierten Lichtstrahlenbündel gebildet wird, während R ein Bildsignal bezeichnet, das einem Objektbild entspricht, welches von einem durch eine rechte Pupille des fotografischen Objektivs transmittierten Lichtstrahlenbündel gebildet wird.
Im Falle eines unbeweglichen Objekts, wie in Fig. 58A dargestellt ist, ist die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; zwischen einem zuerst gespeicherten Bildsignal L&sub1; und einem später gespeicherten Bildsignal R&sub2; dieselbe wie die wahre dem Defokussierungsbetrag entsprechende Phasendifferenz δ&sub1;&sub1;, so dass die genaue Fokuserfassung möglich ist.
Andererseits bewegt sich im Falle eines sich bewegenden Objekts, wie in Fig. 58B dargestellt ist, das Objektbild auf der Festkörper - Bildaufnahmeeinrichtung um δm zwischen der Speicherung des Bildsignals L&sub1; und derjenigen des Bildsignals R&sub2;, so dass die durch die Bildsignale L&sub1; und R&sub2; erhaltene Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Summe aus der wahren Phasendifferenz 811 und dem Bewegungsbetrag δm entspricht. Folglich umfasst das Ergebnis der Fokuserfassung einen dem Bewegungsbetrag δm entsprechenden Fehler, wobei die Präzision der Fokuserfassung entsprechend verschlechtert wird.
Ein typisches Beispiel der Änderung in der relativen Positionsrelation zwischen der Kamera und dem Objekt ist im Falle von Handzittern bei einem handgehaltenen fotografischen Betrieb bzw. Vorgang gegeben. Der Fehler bei der Fokuserfassung, der durch derartiges Handzittern verursacht wird, vergrößert sich mit dem fotografischen Objektiv einer längeren Brennweite und mit einer längeren Zeitdifferenz zwischen der Speicherung der zwei Bildsignale.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Aspekt der Anwendung besteht darin, eine Fokuserfassungseinrichtung bzw. Fokussierungserfassungseinrichtung bereitzustellen, welche geeignet ist, die relative Bewegung zwischen dem Objekt und dem fotografischen optischen System zu kompensieren, auch für den Fall, dass das Objekt sich relativ zu dem optischen System im Verlauf des fotografischen Vorgangs bzw. Betriebs bewegt.
Ein Aspekt der Anwendung besteht darin, eine Kamera nach Anspruch 1 und eine davon umfasste Fokuserfassungseinrichtung bereitzustellen, die geeignet sind, die relative Bewegung zwischen dem Objekt und dem fotografischen optischen System zu kompensieren durch, um eine Vielzahl von Bildern für die Fokuserfassung zu erhalten, Speicherung von zumindest dem zweimaligen des Bildes, das von dem durch wenigstens einen Pupillenbereich durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, zusätzlich zu der Speicherung der jeweiligen von den durch die unterschiedlichen Pupillenbereiche durchgelassenen Lichtstrahlenbündeln gebildeten Bilder.
Ein Aspekt der Anwendung besteht darin, eine Fokuserfassungseinrichtung nach Anspruch 3 bereitzustellen, welche zum Eliminieren des Fehlers bei der Fokuserfassung geeignet ist, der sich von einem sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegenden optischen Bild ergibt, wobei zwei Sätze von Phasendifferenzinformationen verwendet werden, die aus drei Bildsignalen erhalten werden.
Ein Aspekt der Anwendung besteht darin, eine Fokuserfassungseinrichtung bereitzustellen, welche zum Eliminieren des Fehlers bei der Fokuserfassung geeignet ist, der sich von einem sich mit einer konstanten Geschwindigkeit oder mit einer konstanten Beschleunigung bewegenden optischen Bild ergibt, wobei zwei Sätze von Phasendifferenzinformationen verwendet werden, die aus drei Bildsignalen erhalten werden.
Ein Aspekt der Anwendung besteht darin, eine Fokuserfassungseinrichtung bereitzustellen, welche zum Eliminieren des Fehlers bei der Fokuserfassung geeignet ist, der sich von einem sich mit einer konstanten Geschwindigkeit oder mit einer konstanten Beschleunigung bewegenden optischen Bild ergibt, wobei zumindest drei Sätze von Phasendifferenzinformationen verwendet werden, die aus zumindest vier Bildsignalen erhalten werden.
Ein Aspekt der Anwendung besteht darin, eine Fokuserfassungseinrichtung bereitzustellen, welche zum Eliminieren des Fehlers bei der Fokuserfassung mittels Verwenden einer Vielzahl von Phasendifferenzinformationen geeignet ist, wobei eine geeignete Zahl von Phasendifferenzinformationen ausgewählt werden gemäß den Bedingungen wie die Brennweite des fotografischen Objektivs und das Zeitintervall der Speicherung der Bildsignale, wobei die Genauigkeit der Fokuserfassung verbessert und die dafür benötigte Zeit reduziert wird.
Noch weitere Aspekte der Anwendung und deren Merkmale werden gänzlich ersichtlich anhand der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration einer Kamera mit einer Fokuserfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2A, 2B und 2C sind Ansichten, welche ein Blendensystem zeigen, das eine in Fig. 1 dargestellte Pupillenpositionsbewegungsmechanik bildet;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration einer Zwischenzeilen - CCD zeigt;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, welche den Bildaufnahmebereich einer CCD zeigt;
Fig. 5 ist ein Wellenformdiagramm, welches den Ansteuerungsvorgang bzw. -betrieb einer CCD zeigt;
Fig. 6 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Korrelationsberechnungsvorgangs;
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, welche einen Korrekturvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8A und 8B sind schematische Ansichten zur Erläuterung des Korrekturvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit Fig. 7;
Fig. 9A, 9B und 9C sind Ansichten, welche durch unterschiedliche Pupillenbereiche durchlaufende Lichtstrahlenbündel und deren Fokuszustände auf einer CCD - Oberfläche in einem scharf eingestellten Zustand in Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 10A, 20B und 10C sind Ansichten, welche durch unterschiedliche Pupillenbereiche durchlaufende Lichtstrahlenbündel und deren Fokuszustände auf einer CCD - Oberfläche in einem davor fokussierten Zustand in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 11A, 11B und 11C sind Ansichten, welche durch unterschiedliche Pupillenbereiche durchlaufende Lichtstrahlenbündel und deren Fokuszustände auf einer CCD - Oberfläche in einem dahinter fokussierten Zustand in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Abschnitt zur Änderung des Pupillenbereichs zeigt, der in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 13 ist eine längs geschnittene Ansicht der in Fig. 12 dargestellten Konfiguration;
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, welches die hauptsächliche elektrische Konfiguration der Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 15A, 15B und 15C sind Ansichten, welche einen Pupillenbereichsveränderungsvorgang bzw. -betrieb in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 16, 17 und 18 sind Ansichten zur Erläuterung des Ansteuerungsverfahrens für die CCD, welche in Fig. 14 dargestellt ist;
Fig. 19 und 20 sind Diagramme zur Erläuterung eines Phasendifferenzerfassungsvorgangs bzw. -betriebs mittels Korrelationsberechnung in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21A und 21B sind Ansichten, welche die Situation für den Fall zeigen, dass die Kamera in der vertikalen Richtung bei dem fotografischen Vorgang bzw. -betrieb zittert bzw. schwankt;
Fig. 22 und 24 sind Diagramme, welche die Korrelationsänderung in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 23 ist eine Darstellung, welche das Interpolationsverfahren in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 25 ist ein Flussdiagramm, welches den Prozess zur Berechnung der Verschiebereichweite in den Kameras gemäß der zweiten bis fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 26 und 27 sind Diagramme, welche das Verfahren zur Erfassung des Handzitterns in der Kamera gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 28 ist ein Flussdiagramm, welches die Steuersequenz in der Kamera gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 29 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs bzw. -betriebs in der Kamera gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 30 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Dekussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 31 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der zureiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 32 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 33 ist eine Darstellung, welche das Verfahren zur Erfassung des Handzitterns in einer Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 34 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 35 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 36 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 37 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 38 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 39 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 40 ist ein Diagramm, welches das Verfahren zur Erfassung des Handzitterns in der Kamera gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 41 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 42 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 43 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 44 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 45 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Fokuserfassungsvorgangs in der Kamera gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 46 ist ein Flussdiagramm, welches ein anderes Beispiel des Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgangs in der Kamera gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 47 ist eine grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Zeitintervall der Speicherung der Bildsignale und dem Berechnungsverfahren in der Kamera gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 48 ist ein Flussdiagramm, welches den Fokuserfassungsvorgang in der Kamera gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 49 ist ein Flussdiagramm, welches einen Teil der Steuersequenz zur Berechnung der Zahl der Bildsignale in der Kamera gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 50 ist eine Fortführung des in Fig. 49 dargestellten Flussdiagramms;
Fig. 51 ist ein Flussdiagramm, welches die Einzelheiten des Vorgangs "Bildsignal-Speicherung 2" von Fig. 48 zeigt;
Fig. 52 ist ein Flussdiagramm, welches die Einzelheiten des Vorgangs "Bildsignal-Speicherung 3" von Fig. 48 zeigt;
Fig. 53 ist ein Flussdiagramm, welches die Einzelheiten des Vorgangs "Bildsignal-Speicherung 4" von Fig. 48 zeigt;
Fig. 54 ist ein Flussdiagramm, welches die Einzelheiten des Vorgangs "Bildsignal-Speicherung 5" von Fig. 48 zeigt;
Fig. 55 ist ein Flussdiagramm, welches den Defokussierungsbetrags-Berechnungsvorgang der Kamera gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 56 ist eine Ansicht, welche die Anordnung des optischen Systems in einer gewöhnlichen einäugigen Spiegelreflexkamera zeigt;
Fig. 57A, 57B und 57C sind Ansichten, welche das Prinzip der Fokuserfassung in einer einäugigen Spiegelreflexkamera der in Fig. 48 dargestellten Konfiguration zeigen; und
Fig. 58A und 58B sind Ansichten, welche die Nachteile in einer herkömmlichen Fokuserfassungseinrichtung zeigen, die zeit-sequentiell das fotografische Lichtstrahlenbündel in zwei Bereiche aufteilt und den Fokuszustand mittels der Phasendifferenz der erhaltenen Bildsignale erfasst.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist eine Ansicht, welche eine Fokuserfassungseinrichtung, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, und eine dieselbe verwendende Kamera zeigt, wobei dargestellt sind: eine fokussierende Linsengruppe 1b eines fotografischen Objektivs; eine andere Linsengruppe 1a davon; eine Linsenantriebsmechanik 2 zum Vorschub der fokussierenden Linsengruppe 1b einschließlich eines Linsenbewegungsmotors und eines Treibers dafür; ein Verschluss-Blende-System 3 einschließlich einer Pupillenpositionsbewegungsmechanik; eine CCD und ein Signalverarbeitungssystem 4 zur Durchführung der fotoelektrischen Konversion eines optischen Bilds zum Erhalten eines Bildsignals; ein A/D--Wandler 5 zum Digitalisleren des Bildsignals; eine digitale Signalverarbeitungseinheit 6 zum Durchführen verschiedener digitaler Signalverarbeitung an dem in dem A/D-Wandler 5 erhaltenen digitalen Bildsignal; eine Systemsteuerungseinheit 7 für die gesamte Kamera; ein PCMCIA-basierender Steckplatz bzw. Einschub 8 ("Slot"), der an ein Aufzeichnungsmedium oder eine Funktionsplatine bzw. - karte und eine Steuerungseinrichtung (Controller) dafür anzuschließen ist; ein Pufferspeicher 9 bestehend beispielsweise aus einem DRAM zum Zwischenspeichern des digitalen Bildsignals; ein elektronischer Sucher ("electronic view finder": EVF) 10; ein Treiber 11 dafür; ein D/A-Wandler 12 zur Versorgung des Treibers mit einem analogen Signal; ein VRAM 13 zum Speichern des auf dem EVF anzuzeigenden Bilds und zum Senden eines digitalen Signals an den D/A-Wandler; eine externe monochromatische Flüssigkristall-Anzeige (EXT. LCD) 14 zum Anzeigen beispielsweise der Betriebsdaten der Kamera; und eine Steuereinrichtung ("Controller") sowie ein Treiber 15 für das EXT. LCD.
Nachstehend wird eine Erläuterung für die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform angegeben, hauptsächlich über das Fokuserfassungsverfahren und die Fokus- bzw. Fokussierungserfassungseinrichtung, welche sich direkt auf die vorliegende Erfindung beziehen. Es wird angenommen, dass die Stromversorgung der Kamera eingeschaltet ist, wobei die Kamera für den fotografischen Betrieb tauglich bzw. einsatzfähig gemacht wird. Das Verschluss-Blende-System ist versehen mit einer Blendenscheibe 3a mit einer Vielzahl fotografischer Blendenöffnungen unterschiedlicher Größen und einer Pupillenzeitaufteilungsphasendifferenzblende ("pupil time-dividing phase difference diaphragm") mit zwei Öffnungen in der horizontalen Richtung zum Bestimmen der Phasendifferenz (nachstehend sei eine Öffnung auf der linkshändigen Seite, gesehen von der Seite der CCD 4, als die linke Pupille bezeichnet und eine Öffnung auf der rechtshändigen Seite als die rechte Pupille bezeichnet), einem Motor 3d zum Drehen der Blendenscheibe 3a, um die konzentrisch vorgesehenen Blenden auszuwählen und um eine gewünschte Blende in den optischen Weg zu bringen, eine Lichtabschattungsplatte 3b zum Schließen von jeder der linken und rechten Pupillen bei dem zeitaufgeteilten Autofokussierungsbetrieb auf der Basis der Phasendifferenz und einem Motor 3c zum Bewegen der Lichtabschattungsplatte 3b.
Zur Durchführung des zeitaufgeteilten Phasendifferenz- Autofokussierungsbetriebs sendet die Systemsteuereinheit 7 eine Anweisung zum Drehen der Blendenscheibe 3a, wobei die Pupillenzeitaufteilungsphasendifferenzblende in den optischen Weg gebracht wird. Fig. 2A bis 2C zeigen die Positionsbeziehung zwischen der Blendenscheibe 3a und der Lichtabschattungsplatte 3b. Ein gestrichelter Kreis A in Fig. 1 und 2A bis 2C bezeichnet die Form der Pupille, wenn die Blende des fotografischen optischen Systems vollständig offen gemacht wird. Zunächst wird die rechte Pupille der Pupillenzeitaufteilungsblende ("pupil time-dividing diaphragm") durch die Lichtabschattungsplatte 3b geblockt, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist, und ein optisches Bild, welches von dem durch den Pupillenbereich der linkshändigen Seite des fotografischen optischen Systems durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, wird auf der CCD fokussiert und wird somit gespeichert. Die autofokussierenden Bilddaten, welche von dem durch den Pupillenbereich der linkshändigen Seite durchlaufenden Lichtstrahlenbündel erhalten werden, werden als ein linkes Bild 1 bezeichnet.
Danach wird, um die autofokussierenden Bilddaten zu erhalten, die von dem durch die unterschiedlichen Pupillenbereiche durchlaufenden Lichtstrahlenbündel erhalten werden, der Motor 3c aktiviert, um die Lichtabschattungsplatte 3b zu versetzen bzw. verschieben, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist, und ein optisches Bild, welches von dem durch den Pupillenbereich der rechtshändigen Seite des fotografischen optischen Systems durchlaufenden Lichtstrahlenbündel gebildet wird, wird auf der CCD fokussiert und wird somit gespeichert. Die autofokussierenden Bilddaten, welche von dem durch den Pupillenbereich der rechtshändigen Seite durchlaufenden Lichtstrahlenbündel erhalten werden, werden als ein rechtes Bild 1 bezeichnet.
Danach wird, um die autofokussierenden Bilddaten zu erhalten, welche von dem durch denselben Pupillenbereich durchlaufenden Lichtstrahlenbündel erhalten werden, die Lichtabschattungsplatte 5b wiederum, wie in Fig. 2A dargestellt, bewegt und ein auf der CCD gebildetes optisches Bild wird gespeichert. Die autofokussierenden Bilddaten, welche von dem durch den Pupillenbereich der linkshändigen Seite durchlaufenden Lichtstrahlenbündel erhalten werden, werden als ein linkes Bild 2 bezeichnet.
Der Belichtungsvorgang zur Speicherung der autofokussierenden Bilddaten wird mittels eines elektronischen Verschlusses oder eines nicht dargestellten mechanischen Verschlusses ausgeführt, schließlich mit einer Vielzahl Pupillenaufteilungsblenden unterschiedlicher Öffnungsbereiche oder mit zusätzlicher Beleuchtung geregelt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Pupillenaufteilungsblende und die fotografischen Blenden durch die Drehung von einer gleichen Blendenscheibe 3a ausgewählt, jedoch können die Pupillenaufteilungsblende und die fotografischen Blenden separat konstruiert sein. In einem derartigen Fall kann die Belichtung mittels der fotografischen Blenden anstelle der Bereitstellung einer Vielzahl Pupillenaufteilungsblenden von unterschiedlichen Blendengrößen geregelt werden.
Die Speicherung der autofokussierenden Bilddaten, die aus dem linken Bild 1, dem rechten Bild 1 und dem linken Bild 2 bestehen, und der nachfolgende fotografische Vorgang bzw. Betrieb werden in erwünschter Weise innerhalb einer so kurz wie möglich gehaltenen Zeit ausgeführt. Aus diesem Grund wird das Datenauslesen zur Speicherung der Autospeicherungs-Bilddaten, was eine lange Zeit beansprucht, falls es von dem gesamten Bereich der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung ausgeführt wird, in einem für die Fokuserfassung erforderlichen Teilbereich ausgeführt, wobei eine kürzere Auslesezeit als bei dem fotografischen Vorgang bzw. Betrieb erreicht wird.
Eine derartige Datenauslesezeit wird nachstehend erläutert werden. Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer Zwischenzeilen-CCD ("interline CCD"), worin Pixel 31, vertikale Ladungstransferelemente 32, ein horizontales Ladungstransferelement 33 und eine Ausgangseinheit 34 dargestellt sind. Signalladungen, welche durch fotoelektrische Konversion in den Pixeln erhalten werden, werden an die vertikalen Ladungstransferelemente übertragen und werden nacheinander zu dem horizontalen Ladungstransferelement entsprechend 4-phasiger Treiberimpulse φV2, φV2, φV3, φV4 übertragen. Das horizontale Ladungstransferelement überträgt die Signalladungen einer von den vertikalen Signaltransferelementen übertragenen horizontalen Reihe nacheinander an die Ausgangseinheit entsprechend 2-phasiger Treiberimpulse φH1, φH2 und die Signalladungen werden in der Ausgangseinheit in Spannungen umgewandelt und ausgegeben.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht des Bildaufnahmebereichs der CCD. In der vorliegenden Ausführungsform werden, um einen Hochgeschwindigkeits-Auslesebetrieb zu erreichen, die Signalladungen mit einer normalen Geschwindigkeit lediglich in einem notwendigen Auslesebereich gelesen, in den anderen Bereichen werden sie jedoch überstreichend ("sweep") übertragen. Das gewöhnliche Signalauslesen wird in einem Bereich 41 ausgeführt, während der mit Hochgeschwindigkeit überstreichende ("sweeping") Signaltransfer in ersteren und letzteren Bereichen 42, 43 ausgeführt wird.
Fig. 5 ist eine Zeittafel einer vertikalen Synchronisationsperiode, falls die vertikalen Ladungstransferelemente der CCD 4-phasig getrieben werden. Ein vertikales Synchronisationssignal VD bezeichnet die vertikale Austastperiode durch einen niedrigen Potentialzustand, während ein horizontales Synchronisationssignal HD die horizontale Austastperiode durch einen niedrigen Potentialzustand bezeichnet. Dargestellt sind ferner 4-phasige Treiberimpulse φV1, φV2, φV3 und φV4 sowie Ausleseimpulse 51, 52 zum Übertragen der durch fotoelektrische Konversion in den Pixeln erhaltenen Signalladungen an die vertikalen Ladungstransferelemente. Unter den 4-phasigen Treiberimpulsen sind jene 53 und 54 Hochgeschwindigkeits- Überstreichungstreiberimpulse zur Hochgeschwindigkeitsübertragung der Signalladungen in den vertikalen Ladungstransferelementen in den Bereichen 42, 43 von Fig. 4. Der teilweise erfolgende Signalauslesebetrieb kann somit innerhalb einer kürzeren Zeit erreicht werden, indem die Signalladungen in einem anderen als dem erforderlichen Auslesebereich herausüberstrichen ("sweeping out") werden.
Die aus dem linken Bild 1, dem rechten Bild 1 und dem linken Bild 2 bestehenden autofokussierenden Bilddaten, die mittels des vorstehend erläuterten Hochgeschwindigkeits-Signallesens erhalten werden, werden in einer Korrelationsberechnung zur Bestimmung des Defokussierungsbetrags verwendet, deren Algorithmus nachstehend erläutert wird.
Zum Zwecke der Einfachheit wird zunächst ein Fall erläutert werden, bei dem sich das Objekt relativ zum dem fotografischen optischen System nicht bewegt.
Gespeichert werden Bilddaten (linkes Bild), die von dem durch den linken Pupillenbereich durchlaufenden Lichtstrahlenbündel gebildet werden, und Bilddaten (rechtes Bild), die von dem durch den rechten Pupillenbereich durchlaufenden Lichtstrahlenbündel gebildet werden, und die Korrelation zwischen den beiden Sätzen der Bilddaten wird berechnet. Die Korrelation wird mittels des sogenannten "max Algorithmus" berechnet, wobei die Korrelation C(τ) dargestellt wird durch:
C(τ) = max[a(i + τ),b(i&sub0; + i)](τ = 0, 1, 2, ..., T)
wobei mit a(i) linke Bilddaten (i = 1, 2, ..., n) bezeichnet und mit b(i) rechte Bilddaten (i = 1, 2, ..., n) bezeichnet sind. Ferner bezeichnet max[a(i + τ), b(i)] den größeren von a(i + τ) und b(i), m bezeichnet die Anzahl der Daten, die aus a(i), b(i) extrahiert sind von n Sätzen mit jedem (m < n) zur Verwendung in der Korrelationsberechnung, und i&sub0; bezeichnet die Anzahl der Auslassungen bzw. Sprünge beim Extrahieren von m Daten von den n rechten Bilddaten.
in der Praxis wird zunächst c(0) bei τ = 0 berechnet. Danach werden um τ = 1 verschobene m Daten aus den linken Bilddaten a(i) extrahiert, wie in Fig. 6 dargestellt ist, und die Korrelation c(1) zwischen diesen Daten und den rechten Bilddaten wird berechnet. Auf diese Weise wird die Korrelation c(τ) nacheinander für τ = 0, 1, 2, ..., T berechnet. Der mit dem Minimalwert der demgemäß berechneten Korrelationen c(τ) korrespondierende Verschiebungsbetrag τ korrespondiert mit der Abweichung zwischen den linken Bilddaten a(i) und den rechten Bilddaten b(i). Um die Genauigkeit der Erfassung zu verbessern, kann der Verschiebungsbetrag durch Interpolation berechnet werden, indem der Minimalwert der Korrektur und ein dazu angrenzender Wert (nämlich die nicht in einem ganzzahligen Wert (in der Einheit eines Pixels) sondern in Bruchzahlen zu berechnende Abweichung τ) verwendet wird.
Die in der Korrelationsberechnung verwendeten Daten können aus einer Vielzahl von Linien bzw. Zeilen entnommen werden. In einem derartigen Fall kann die Abweichung bestimmt werden durch Berechnung der Korrelation in jeder Linie bzw. Zeile und Durchschnittsbildung der erhaltenen Korrelationsbeträge oder durch zuerst erfolgende Durchschnittsbildung der Vielzahl von Linien bzw. Zeilen in der vertikalen Richtung, um Daten einer einzelnen Linie bzw. Zeile zu erhalten, und danach erfolgende Berechnung der Korrelation an derartigen Daten einer einzelnen Linie bzw. Zeile. Es ist ferner möglich, die Korrelation unter der Vielzahl von Linien bzw. Zeilen zu berechnen.
Ferner kann die Korrelation nach Anwenden einer Filterungsverarbeitung auf die Ausgangsdaten der Bildaufnahmeeinrichtung berechnet werden, um den Einfluss des Rasters bzw. Musters oder Kontrasts des Objekts, jenen einer in die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Farbfilteranordnung und jenen des Rauschens zu reduzieren. Soweit das spezifische Berechnungsverfahren der Korrelation sich selbst nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezieht, kann natürlich jedes beliebige bekannte Berechnungsverfahren für die Korrelation anstatt des vorstehend erläuterten Berechnungsverfahrens verwendet werden.
Da die Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag und dem Betrag der Bewegung der Bildebene oder dem Defokussierungsbetrag für jedes optische System feststehend ist, wird der Betrag der Abweichung zur Bestimmung des Defokussierungsbetrags oder des Betrags der zum Fokussieren erforderlichen Linsenbewegung verwendet und es wird eine Fokussierungssteuerung an dem optischen System durchgeführt, um einen fokussierten Zustand zu erreichen.
Vorstehend wurde das Fokuserfassungsverfahren erläutert unter Verwendung einer Vielzahl von Bildern, die von den durch die unterschiedlichen Pupillenbereiche durchlaufenden Lichtstrahlenbündeln gebildet werden, bei Nichtvorhandensein von relativer Bewegung zwischen dem Objekt und dem optischen System.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Bewertung, ob eine relative Bewegung zwischen dem Objekt und dem optischen System vorhanden ist, erläutert werden.
Zum Zwecke der Einfachheit wird ein Fall betrachtet werden, bei dem, wie in Fig. 7 dargestellt ist, sich das Objekt linear mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse des optischen Systems bewegt. Wenn die Intervalle der Speicherungsvorgänge des linken Bilds 1, des rechten Bilds 1 und des linken Bilds 2, welche die autofokussierenden Bilddaten bilden, kurz sind, kann die relative Bewegung zwischen dem Objekt und dem optischen System als eine mit konstanter Geschwindigkeit betrachtet werden, sofern die Geschwindigkeitsänderung nicht besonders signifikant ist.
Fig. 8A und 8B zeigen die linken Bilddaten 1, die rechten Bilddaten 1 und die linken Bilddaten 2 jeweils bei Nichtvorhandensein und bei Vorhandensein der relativen Bewegung zwischen dem Objekt und dem optischen System.
Zur Bewertung, ob die relative Bewegung zwischen dem Objekt und dem optischen System vorhanden ist, wird die Korrelation zwischen den unterschiedlichen Bilddaten, welche von dem durch den gleichen Pupillenbereich durchlaufenden Lichtstrahlenbündel gebildet werden, nämlich den Bilddaten des linken Bilds 1 und des linken Bilds 2, auf eine ähnliche Weise berechnet wie die Korrelationsberechnung zwischen dem linken Bild und dem rechten Bild im Falle des Nichtvorhandenseins der relativen Bewegung zwischen dem Objekt und dem fotografischen optischen System, wobei der Verschiebungsbetrag τ zwischen dem linken Bild 1 und dem linken Bild 2 bestimmt wird. Falls der derartige Verschiebungsbetrag Null ist oder innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwertbereichs ist, wird die relative Bewegung als nicht vorhanden bewertet (vgl. Fig. 8A). In einem derartigen Fall wird die berechnete Korrelation zwischen den linken und rechten Bildern durchgeführt, um die Abweichung dazwischen zu bestimmen, von welcher der Defokussierungsbetrag bestimmt wird.
Andererseits wird, falls der Verschiebungsbetrag τ zwischen dem linken Bild 1 und dem linken Bild 2 nicht Null oder nicht innerhalb des vorbestimmten Schwellenwertbereichs ist, die relative Bewegung als vorhanden bewertet (vgl. Fig. 8B). Von dem somit bestimmten Betrag der Verschiebung wird angenommen, dass er gleich τm ist. Falls das Intervall von der Speicherung des linken Bilds 1 bis zu jener des rechten Bilds 1 gleich dem Intervall von der Speicherung des rechten Bilds 1 bis zu jener des linken Bilds 2 ist, da das Objekt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse des optischen Systems bewegt, wird der Betrag der Abweichung des Bildes infolge der Bewegung des Objekts in der Periode von der Speicherung des linken Bilds 1 zu jener des rechten Bilds 1 durch τm/2 dargestellt. Danach wird der Verschiebungsbetrag τ&sub0; zwischen dem linken Bild 1 und dem linken Bild 2 durch die vorstehend erläuterte Korrelationsberechnung bestimmt. Der Verschiebungsbetrag τ0 enthält eine durch die Defokussierung verursachte Abweichung und eine durch die Bewegung verursachte Abweichung. Somit kann der durch die tatsächliche Defokussierung verursachte Verschiebungsbetrag durch Subtrahieren des durch die Bewegung verursachten Verschiebungsbetrags erhalten werden. Im vorliegenden Fall ist der durch die Defokussierung verursachte Verschiebungsbetrag gegeben durch τ = τ&sub0; - τm/2.
Auf der Basis des somit erhaltenen Werts wird der zur Fokussierung erforderliche Linsenantriebsbetrag bestimmt, danach wird die Fokussierungssteuerung unter Berücksichtigung des Bewegungsbetrags des Objekts innerhalb der Zeit bis zu dem fotografischen Vorgang bzw. Betrieb durchgeführt, um den fokussierten Zustand zu erreichen, und der fotografische Vorgang bzw. Betrieb wird danach durchgeführt.
Der fotografische Vorgang bzw. Betrieb wird nach Drehen der Blendenscheibe 3a durchgeführt, um die Pupillenaufteilungsblende ("pupil dividing diaphragm") aus dem optischen Weg zurückzuziehen und eine Blendenöffnung auszuwählen, wobei die geeignete Belichtung vorgesehen wird unter der Vielzahl fotografischer Blendenöffnungen unterschiedlicher Größen. Danach werden die Daten von der Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung ausgelesen, der Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit 6 unterworfen, danach beispielsweise einer Datenkompression unterworfen und auf einem Aufzeichnungsmedium über den PCMCIA-Steckplatz 8 aufgezeichnet.
Die Bilddaten werden ferner in der Signalverarbeitungseinheit 6 einer Videoverarbeitung zur Anzeige in dem Sucher unterworfen und werden über den VRAM 13 auf dem EVF 10 angezeigt, auf dem der Fotograf das Bild des Objekts bestätigen kann.
Vorstehend wurde das fotografische Objektiv einer einzigen Brennweite betrachtet, jedoch kann auch ein Zoomobjektiv als fotografisches Objektiv verwendet werden.
Ferner ist vorstehend, um unterschiedliche Pupillenbereiche zu erhalten, ein Fall zum Aufteilen der Pupille auf zeitanteiliger Basis in der horizontalen Richtung (links und rechts) erläutert worden, jedoch ist es ebenso möglich, die Pupille in der vertikalen Richtung oder in der diagonalen Richtung aufzuteilen oder in geeigneter Weise diese Aufteilungen entsprechend dem Objekt zu schalten oder die Fokuserfassung mit den Bildern zu bewirken, die durch Aufteilen der Pupille in drei oder mehr Bereiche auf zeitanteiliger Basis erhalten werden.
Ferner ist vorstehend das Schalten der Pupillenbereiche in der Reihenfolge gemäß links, rechts und links durchgeführt worden, jedoch kann es ebenso beispielweise in der Reihenfolge gemäß links, links und rechts oder rechts, links und links durchgeführt werden. Ferner ist vorstehend ein Fall der zweimaligen Speicherung des Bilds von einem gleichen Pupillenbereich erläutert worden, jedoch ermöglicht die dreimalige oder mehrmalige Bildspeicherung von einem gleichen Pupillenbereich, den Betrag der Bewegung auch für den Fall in Erfahrung zu bringen, wenn er nicht eine konstante Bewegung aufweist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der von der relativen Bewegung herrührende Verschiebungsbetrag von dem linken Bild 1 und dem linken Bild 2 bestimmt, jedoch werden für den Fall, dass die Geschwindigkeit schnell variiert wie im Falle von Handzittern, die Verschiebungsbeträge zwischen dem linken Bild 1 und dem rechten Bild 1 und zwischen dem rechten Bild 1 und dem linken Bild 2 jeweils bestimmt und der Durchschnittswert derartiger Verschiebungsbeträge kann als die von der Defokussierung herrührende Abweichung angesehen werden.

[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]

Fig. 9A bis 9C, 10A bis 10C sowie 11A bis 11C sind Ansichten, welche das Erfassungsprinzip einer Fokuserfassungseinrichtung zeigen, was eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
Fig. 9A bis 9C veranschaulichen Lichtstrahlenbündel in einem scharf eingestellten Zustand. In einem in Fig. 9A dargestellten Zustand wird das aus dem fotografischen Objektiv 20 heraustretende Lichtstrahlenbündel 23a auf der optischen Achse 24 davon und zwar auf der lichtempfangenden Seite einer Bildaufnahmeeinrichtung 22 mit einem Defokussierungsbetrag von Null fokussiert. Auch wenn eine Blende 21b, die eine Öffnung (erster Pupillenbereich) in dem oberen Teil des fotografischen Objektivs 20 aufweist, eingesetzt wird, wie in Fig. 9B dargestellt ist, tritt das daraus heraustretende Lichtstrahlenbündel 23b dennoch auf der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeinrichtung 22 in eine Position auf der optischen Achse 24 des fotografischen Objektivs ein. Auch wenn eine Blende 21c, die eine Öffnung (zweiter Pupillenbereich) in dem unteren Teil des fotografischen Objektivs 20 aufweist, eingesetzt wird, wie in Fig. 9C dargestellt ist, tritt das daraus heraustretende Lichtstrahlenbündel 23c dennoch auf der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 in eine Position auf der optischen Achse 24 des fotografischen Objektivs ein.
Somit treten in dem scharf eingestellten Zustand das Lichtstrahlenbündel, das durch den ersten Pupillenbereich (nachstehend einfach als "erste Pupille" bezeichnet) durchgelassen wird, und jenes, das von dem zweiten Pupillenbereich (nachstehend einfach als "zweite Pupille" bezeichnet) durchgelassen wird, in eine gleiche Position auf der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ein, so dass die Phasendifferenz zwischen den zwei Bildern Null ist.
Fig. 10A bis 10C veranschaulichen die Lichtstrahlenbündel in einem davor fokussierten Zustand. In einem in Fig. 10A dargestellten Zustand wird das aus dem fotografischen Objektiv 20 heraustretende Lichtstrahlenbündel 25a an einer Position fokussiert, welche um da vor der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ist, so dass der Defokussierungsbetrag da ist. Fig. 10B zeigt einen Zustand, in welchem eine Blende 21b, die eine Öffnung (erste Pupille) in dem oberen Teil des fotografischen Objektivs 20 aufweist, eingesetzt ist. Das aus dem fotografischen Objektiv 20 heraustretende Lichtstrahlenbündel 25b tritt auf der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 in eine Position ein, welche um einen Abstand δa/2 unter der optischen Achse 24 des fotografischen Objektivs ist. Auch falls eine Blende 21c, die eine Öffnung (zweite Pupille) in dem unteren Teil des fotografischen Objektivs 20 aufweist, eingesetzt wird, wie in Fig. 10C dargestellt ist, tritt das aus dem fotografischen Objektiv 20 heraustretende Lichtstrahlenbündel 25c auf der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 in eine Position ein, welche um einen Abstand δa/2 über der optischen Achse 24 des fotografischen Objektivs ist.
Somit erzeugen in einem derart rückfokussierten Zustand die jeweils durch die ersten und zweiten Pupillen durchgelassenen Lichtstrahlenbündel eine Phasendifferenz δa auf der Bildaufnahmeeinrichtung.
Fig. 11A bis 11C veranschaulichen die Lichtstrahlenbündel in einem rückfokussierten Zustand. In einem in Fig. 11A dargestellten Zustand wird das aus dem fotografischen Objektiv 20 herauskommende Lichtstrahlenbündel 26a an einer Position fokussiert, welche um db hinter der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 ist, so dass der Defokussierungsbetrag db ist. Fig. 11B zeigt einen Zustand, in dem eine Blende 21b, die eine Öffnung (erste Pupille) in dem oberen Teil des fotografischen Objektivs 20 aufweist, eingesetzt wird. Das aus dem fotografischen Objektiv 20 herauskommende Lichtstrahlenbündel 26b tritt auf der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 in eine Position ein, welche um einen Abstand δb/2 über der optischen Achse 24 des fotografischen Objektivs ist. Ebenso tritt für den Fall, dass eine Blende 21c, die eine Öffnung (zweite Pupille) in dem unteren Teil des fotografischen Objektivs 20 aufweist, eingesetzt wird, wie in Fig. 11C dargestellt ist, das aus dem fotografischen Objektiv 20 herauskommende Lichtstrahlenbündel 26c auf der lichtempfangenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung 22 in eine Position ein, welche um einen Abstand δb/2 unter der optischen Achse 24 des fotografischen Objektivs ist.
Somit erzeugen in einem derart rückfokussierten Zustand die jeweils von den ersten und zweiten Pupillen durchgelassenen Lichtstrahlenbündel eine Phasendifferenz δb auf der Bildaufnahmeeinrichtung.
Indem die Phasendifferenz als positiv genommen wird, falls das Objektbild, das von dem durch die zweite Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, über jenem positioniert ist, das von dem durch die erste Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, wird die Phasendifferenz in dem davor fokussierten Zustand, der in Fig. 10A bis 100 dargestellt ist, mit "+δa" bezeichnet, während jene in dem rückfokussierten Zustand, der in Fig. 11A bis 11C dargestellt ist, mit "-δb" bezeichnet wird. Somit kann die Größe und die Richtung des Defokussierungsbetrags aus der Größe und dem Vorzeichen der Phasendifferenz in Erfahrung gebracht werden.
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des optischen Systems einer Kamera zeigt, welche eine Fokuserfassungseinrichtung verwendet, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, und Fig. 13 ist eine im Längsschnitt gehaltene Ansicht des in Fig. 12 dargestellten optischen Systems.
In diesen Zeichnungen bezeichnen die Bezugsziffern 60, 61 ein fotografisches Objektiv, in welchem eine Fokussierungslinse 61 von einem nicht dargestellten Linsenantriebsmotor zum Durchführen der Fokussierung angetrieben wird. Ferner sind dargestellt ein optisches Tiefpassfilter 62, ein Infrarot- Kantenfilter 63, eine Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung 64, die aus einer CCD besteht, zum Umwandeln eines optischen Bilds in ein Bildsignal, eine fokuserfassende Blende 65, welche mittels eines Motors 66 in den optischen Weg des fotografischen Objektivs einsetzbar und aus dem optischen Weg zurückziehbar ist, und eine fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67, die mittels eines Motors 68 in den optischen Weg des fotografischen Objektivs einsetzbar und aus dem optischen Weg des fotografischen Objektivs zurückziehbar ist.
Fig. 14 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration der Kamera mit der Fokuserfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 14 gibt eine Festkörper - Bildaufnahmeeinrichtung 70, bestehend aus einer CCD (entsprechend der in Fig. 12 dargestellten CCD 64) ein analoges Bildsignal frei, welches mittels eines A/D-Wandlers 71 in ein digitales Signal umgewandelt und an eine digitale Signalverarbeitungseinheit 72 gesendet wird. Es sind ferner vorgesehen ein VRAM 73, das Speichermittel zum Speichern von auf einem elektronischen Sucher ("electronic view finder": EVF) 76 anzuzeigenden Bilddaten bildet; ein D/A-Wandler 74 zum Umwandeln der Bilddaten von dem VRAM 73 in ein analoges Signal; und ein LCD- Treiber 75 zur Steuerung ("controlling") des elektronischen Suchers (EVF) 76 zum darin Anzeigen des von dem VRAM 73 freigegebenen Bilds.
Es sind ferner vorgesehen ein Pufferspeicher 77, bestehend aus beispielsweise einem DRAM zum Zwischenspeichern des digitalen Bildsignals und verschiedener Daten; ein Speicher 78 zum Speichern der fotografierten Bilddaten; eine Systemsteuerungseinheit 79 zum Steuern der gesamten Kamera; ein Anzeigebauteil 80 zum Anzeigen der Einstellung der Kamera und deren Steuerungszustand; ein LCD-Treiber 81 zum Treiben des Anzeigebauteils 80; ein CCD-Treiber 82 zum Treiben der CCD 70; eine Linsensteuerungseinheit 83 zum Steuern der Blende und der Lichtabschattungsplatte zur Fokuserfassung, der Blende zum Fotografieren und der Fokussierungslinse; und ein Betriebsschalter 84 zum Einstellen des Fotografiermodus und zum Erfassen des Verschlussfreigabevorgangs.
Das vorerwähnte stellt die prinzipielle Konfiguration der Kamera gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
Fig. 15A bis 15C veranschaulichen die Funktion der fokuserfassenden Blende 65 und der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67, welche in Fig. 12 und 13 dargestellt wurden. Wenn der Fokuserfassungsvorgang bzw. -betrieb nicht durchgeführt wird, werden die fokuserfassende Blende 65 und die Lichtabschattungsplatte 67 zurückgezogen, wie in Fig. 15A dargestellt ist, und zwar aus einem Pupillenbereich 69, was der vollständig offenen fotografischen Blende (Durchlassbereich des effektiven Lichtstrahlenbündels) entspricht. Wenn der Fokuserfassungsvorgang durchgeführt wird, wird die fokuserfassende Blende 65 mittels des Motors 66 in den optischen Weg des fotografischen Objektivs eingesetzt, wie in Fig. 15B und 15C dargestellt ist, während die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 mittels des Motors 68 bewegt wird, um entweder eine Öffnung bzw. Apertur 65a oder 65b der Blende 65 zu bedecken.
Ein Bildsignal, das von dem durch die linke Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel erhalten wird, wird in dem in Fig. 15B dargestellten Zustand mit L dargestellt, während ein Bildsignal, das von dem durch die rechte Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel erhalten wird, in dem in Fig. 15C dargestellten Zustand mit R dargestellt wird.
Nachstehend wird das Treiber- bzw. Ansteuerungsverfahren für die Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung oder CCD unter Bezugnahme auf Fig. 16, 17 und 18 erläutert werden.
In der Fokuserfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Pupillenaufteilung auf zeitanteiliger Basis verwendet wird, wird das Bildsignal L, das von dem durch die linke Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, zunächst gespeichert und danach wird das Bildsignal R, das von dem durch die rechte Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, gespeichert und das Zeitintervall der Speicherung der Bildsignale L und R ist in erwünschter Weise so kurz wie möglich, da ein kürzeres Intervall den Fehler bei der Fokuserfassung reduziert, welcher von der Bewegung des Objektbilds herrührt, die beispielsweise durch Handzittern verursacht wird.
Das Auslesen der Pixeldaten, falls es auf dem gesamten Bereich der CCD wie bei dem fotografischen Vorgang bzw. Betrieb durchgeführt wird, wird ein lange Zeit beanspruchen und somit das Zeitintervall zwischen den Speicherungen der Bildsignale verlängern. Aus diesem Grund wird die Speicherung des Bildsignals zur Fokuserfassung durch das Pixelauslesen mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt, wie nachstehend erläutert werden wird.
Fig. 16 ist eine schematische Ansicht einer Zwischenzeilen- CCD, wobei Pixel 31, vertikale Ladungstransferelemente 32, ein horizontales Ladungstransferelement 33 und eine Ausgangseinheit 34 dargestellt sind.
Signalladungen, die durch fotoelektrische Konversion in den Pixeln erhalten werden, werden an die vertikalen Ladungstransferelemente 32 übertragen und werden nacheinander zu dem horizontalen Ladungstransferelement 33 gemäß 4-phasiger Treiberimpulse φV1, φV2, φV3, φV4 übertragen. Das horizontale Ladungstransfereletent 33 überträgt die Signalladungen einer horizontalen Reihe, übertragen von den vertikalen Signaltransferelementen 32, nacheinander zu der Ausgangseinheit 34 gemäß 2-phasiger Treiberimpulse φH1, φH2 und die Signalladungen werden in der Ausgangseinheit 34 in Spannungen umgewandelt und ausgegeben.
Fig. 17 ist eine schematische Ansicht des Bildaufnahmebereichs der CCD. In der vorliegenden Ausführungsform werden, um einen Hochgeschwindigkeits-Auslesebetrieb zu erzielen, die Signalladungen bei einer normalen Geschwindigkeit lediglich in einem für die Fokuserfassung benutzten Bereich 41 gelesen, werden jedoch bei einer höheren Geschwindigkeit in den anderen Bereichen 42, 43 überstreichend ("sweep") übertragen.
Fig. 18 ist eine Zeittafel einer vertikalen Synchronisationsperiode, falls die vertikalen Ladungstransferelemente 32 der vorstehend erwähnten GCD 4-phasig getrieben werden.
Ein vertikales Synchronisationssignal VD bezeichnet die vertikale Austastperiode durch einen niedrigen Potentialzustand, während ein horizontales Synchronisationssignal HD die horizontale Austastperiode durch einen niedrigen Potentialzustand bezeichnet. Dargestellt sind ferner 4-phasige Treiberimpulse φV1, φV2, φV3 und φV4 für die vertikalen Ladungstransferelemente 32 sowie Ausleseimpulse 51, 52 zum Übertragen der durch fotoelektrische Konversion in den Pixeln 31 erhaltenen Signalladungen an die vertikalen Ladungstransferelemente 32. Unter den 4-phasigen Treiberimpulsen sind jene 53 und 54 Hochgeschwindigkeits-Überstreichungstreiberimpulse zur Hochgeschwindigkeitsübertragung der Signalladungen in die vertikalen Ladungstransferelemente 32 in den Bereichen 42, 43 von Fig. 17 und werden mit einer höheren Rate als bei den gewöhnlichen Treiberimpulsen erzeugt.
Durch Herausüberstreichen ("sweeping out") der Signalladungen bei einer hohen Geschwindigkeit in den nicht zur Fokuserfassung genutzten Bereichen, wird es möglich gemacht, die zum Auslesen des Bildsignals erforderliche Zeit zu reduzieren, wobei die Verschlechterung der Präzision der Fokuserfassung verhindert wird und der Fokuserfassungsbetrieb bei einer höheren Geschwindigkeit erreicht wird.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Bestimmen der Phasendifferenz mittels Korrelationsberechnung unter Bezugnahme auf Fig. 19 und 20 erläutert werden.
Fig. 19 zeigt das Bildsignal L, das von dem durch die linke Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, und das Bildsignal R, das von dem durch die rechte Pupille durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, wobei die zwei Bildsignale eine Phasendifferenz δ aufweisen. Das Bildsignal L ist aus Werten 1&sub1;-1&sub2;&sub3; zusammengesetzt, jeweils den Signalladungen der Pixel entsprechend, während das Bildsignal R in ähnlicher Weise aus Werten r&sub1;-r&sub2;&sub3; zusammengesetzt ist, Zunächst wird eine Korrelation C(τ) anhand der Bildsignale L und R berechnet gemäß der folgenden Formel:
C(τ) = max[l(i + 6),r(i + τ + 6)] ... (1)
wobei max[l(i + 6), r(i + τ + 6)] bedeutet, den größeren aus l(i + 6) und r( i + τ + 6) auszuwählen, wobei t variiert wird von -6 bis +6.
Fig. 20 zeigt die Änderung der Korrelation C(τ), welche kleiner wird, wenn der Wert τ sich der Phasendifferenz δ nähert. Eine interpolierende Berechnung wird an den Korrelationen C(3), C(4) und C(5) durchgeführt, um C(δ) zu berechnen, das der Minimum-Korrelation zwischen C(3) und C(4) entspricht, und ein Wert τ, der mit C(δ) mit der Minimum-Korrelation korrespondiert, bezeichnet die Phasendifferenz δ. Auf diese Weise kann die Phasendifferenz der Bildsignale L und R berechnet werden. Die Maximum- und Minimum-Werte von τ und die Anzahl der Pixeldaten sind nicht auf jene der vorher erläuterten Ausführungsform beschränkt.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Korrektur der Phasendifferenz erläutert werden, falls das Objektbild sich in der vertikalen Richtung auf der CCD aufgrund von Handzittern bewegt.
Fig. 21A und 21B zeigen einen Fall, bei dem die Kamera aufgrund des Handzitterns nach unten geneigt ist, in einer Periode von der Speicherung des Objektbilds L, das von dem durch die linke Pupille (Fig. 21A) durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, bis zu jener des Objektbilds R, das von dem durch die rechte Pupille (Fig. 21B) durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet wird, wobei sich das Objektbild aufwärts bewegt, wie veranschaulicht ist. In einem derartigen Fall erscheint ein Bildsignal Rc, das an einer Position ist, welche gleich jener des Bildsignals Lc ist, an einer niedrigeren Position des Objekts als in dem Bildsignal Lc, somit eine unterschiedliche Form angenommen wird. Die Korrelationsberechnung auf der Basis der Bildsignale derart unterschiedlicher Formen wird zu einer fehlerhaften Phasendifferenz führen.
Folglich werden Korrelationsberechnungen zwischen dem Bildsignal Lc und den Bildsignalen Ra, Rb, Rc, Rd und Re durchgeführt, um Minimum-Korrelationswerte Ca(δ), Cb(δ), Cc(δ), Cd(δ) und Ce(δ) sowie Phasendifferenzen δa, δb, δc, δd und δe zu erhalten. Unter diesen Minimum-Korrelationswerten Ca(δ)-Ce(δ) bezeichnet der kleinste die höchste Korrespondenz der zwei Bilder. Somit werden die Bildsignale, welche den kleinsten in den Minimum-Korrelationswerten liefern, als von einem gleichen Abschnitt des Objekts erhalten berücksichtigt und die Phasendifferenz in einem derartigen Zustand kann verwendet werden, um den Fehler zu minimieren, der von dem Handzittern in der vertikalen Richtung herrührt. Folglich bildet die Bewegung des Bildsignals, was in der Korrelationsberechnung zu verwenden ist, auf der Basis der vorstehend erläuterten Analyse, das grundsätzliche Prinzip des Korrekturverfahrens zur Reduktion des Fehlers bei der Fokuserfassung, welcher von dem Handzittern in der vertikalen Richtung verursacht wird.
Fig. 22 zeigt die graphische Darstellung der Minimumwerte Ca(δ), Cb(δ), Cc(δ), Cd(δ) und Ce(δ) der Korrelationen zwischen dem in Fig. 21A dargestellten Bildsignal Lc und den in Fig. 21B dargestellten Bildsignalen Ra, Rb, Rc, Rd und Re, wobei Cb(δ) am kleinsten ist, da das Bildsignal Rb an einer Position erscheint, die gleich jener des Bildsignals Lc ist. Folglich ist der Fehler, der durch Handzittern in der vertikalen Richtung verursacht wird, signifikant reduzierbar, indem die Phasendifferenz δb zwischen den Bildsignalen Lc und Rb verwendet wird, um den Defokussierungsbetrag zu berechnen.
In der vorstehend erläuterten Ausführungsform wurde die Korrektur in der Teilung ("pitch") einer Pixelzeile bzw. -linie der CCD gemacht, jedoch tritt die tatsächliche Bildbewegung durch das Handzittern nicht in einer derartigen Teilung auf, Somit können zur Korrektur mit einer höheren Präzision Bildsignale einer Teilung von beispielsweise 0.5 Zeilen bzw. Linien durch Interpolation erzeugt werden.
Fig. 23 zeigt ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildsignals Rab einer Teilung von 0.5 Zeilen bzw. Linien von den Bildsignalen Ra und Rb.
Die Pixel-Ausgänge Ral-Ran des Bildsignals Ra und jene Rbl - Rbn des Bildsignals Rb sind jeweils gemittelt gemäß Rabl - Rabn, wie dargestellt ist durch:
Rab1 = (Ra1 + Rb1)/2
und
Rabi = (Rai + Rbi)/2 i = 1 bis n
Für eine feinere Interpolation mit einer Teilung, die kleiner als 0.5 Linien bzw. Zeilen ist, kann die vorstehend erwähnte Mittelung durch eine gewichtete Mittelung ersetzt werden. Auf diese Weise wird es möglich gemacht, eine feinere Korrektur in der vertikalen Richtung zu erreichen, wobei die Genauigkeit der Fokuserfassung verbessert wird.
In einem Objekt, das eine kleine Änderung der Form in der vertikalen Richtung (Objekt mit einer niedrigen Ortsfrequenz) zeigt, variiert jedoch der Minimum-Wert C(δ) der Korrelation nicht sehr um die Position des Bildsignals. Ebenso variiert der Wert von C(δ) bis zu einem bestimmten Maß um eine Rauschkomponente des Bildsignals. Folglich kann in einem derartigen Fall das Bildsignal an einer Position, wo das C(δ) am kleinsten wird, von einer fehlerhaften Position sein.
Eine derart fehlerhafte Bewertung kann auftreten, falls die Differenz zwischen der Korrelation Cc(δ) an einer Position, die mit dem Bildsignal Lc korrespondiert, und dem kleinsten Cb(δ) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. In einem derartigen Fall, welcher in Fig. 24 dargestellt ist, wird das Bildsignal Rc übernommen, und ein derartiges Verfahren kann die Präzision nicht verbessern, kann jedoch eine weitere Verschlechterung der Präzision durch den entgegenwirkenden Effekt der fehlerhaften Bewertung verhindern. Dieses Verfahren ist besonders effektiv, falls das Objekt ein Muster ("pattern") f diagonaler Linien aufweist, da in einem derartigen Fall der Wert C(δ) ungeachtet der Position gleich bleibt, während die Phasendifferenz δ in Abhängigkeit von der Position signifikant variiert, wobei die Möglichkeit der fehlerhaften Bewertung ziemlich hoch ist und eine derart fehlerhafte Bewertung zu einer signifikanten Verschlechterung in der Präzision der Fokuserfassung führt. Ferner verhält sich in einem derartigen Objekt der Fehler in der Phasendifferenz, welcher von der vertikalen Bewegung verursacht wird, ähnlich wie jener, welcher von der horizontalen Bewegung verursacht wird, und kann auf ähnliche Weise durch das Verfahren zur Reduktion des Fehlers in der horizontalen Richtung korrigiert werden, wie später erläutert wird.
Der vertikale Bewegungsbetrag der Bildsignale L und R, hervorgerufen durch das Handzittern, wird mit der Brennweite des fotografischen Objektivs und mit dem Intervall der Speicherungen der Bildsignale L und R größer. Auf der Basis dieser Fakten kann die Größe des Berechnungsbereichs bzw. der Berechnungsfläche, welcher bzw. welche für die Korrektur in der vertikalen Richtung verwendet wird, ausgewählt werden gemäß der Brennweiteninformation des fotografischen Objektivs und dem Intervall der Speicherung der Bildsignale, was anhand der Bildakkumulationszeit und der Antriebszeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte bestimmt wird, um auf die Berechnung in einem unnötig weiten Bereich zu verzichten, wobei die Berechnungszeit reduziert wird. Ebenso kann der Betrag des zu lesenden Bildsignals reduziert werden, wobei die erforderliche Speicherkapazität verringert und die zum Signalauslesen erforderliche Zeit reduziert wird.
Fig. 25 ist ein Flussdiagramm eines "Verschiebe Reichweite Berechnung" - Unterprogramms zum Einstellen des Berechnungsbereichs, welches bei einem Schritt 2402 über einen Schritt 2401 aktiviert wird.
Zunächst berechnet ein Schritt 2402 die Bildakkumulationszeit TC aus der Luminanz-Information des Objekts, danach berechnet ein Schritt 2403 die Antriebs- bzw. Treiberzeit TD der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 und ein nächster Schritt 2404 berechnet das Intervall TA der Speicherung der Bildsignale als Summe der vorstehend erwähnten Akkumulationszeit TC und der Antriebs- bzw. Treiberzeit TD. Ein Schritt 2405 erfasst die Brennweite FA des fotografischen Zoom- Objektivs durch Lesen von einer Zoom-Codiereinrichtung davon.
Ein Schritt 2406 unterscheidet, ob das Speicherungsintervall TA der Bildsignale kleiner als 10 msec ist und falls es kleiner ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2407 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 2412 weiter. Der Schritt 2407 unterscheidet, ob die Brennweite FA kleiner als 30 mm ist und falls sie kleiner ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2410 weiter, falls Jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 2408 weiter. Der Schritt 2410 gibt 1 als LS ein, um den Berechnungsbereich so zu setzen, dass eine obere Linie bzw. Zeile und eine untere Linie bzw. Zeile umfasst sind. Danach unterscheidet ein Schritt 2808, ob FA kleiner als 60 mm ist und falls es kleiner ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2411 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 2409 weiter. Der Schritt 2411 gibt 2 als LS ein, um den Berechnungsbereich so zu setzen, dass zwei obere Linien bzw. Zeilen und zwei untere Linien bzw. Zeilen umfasst sind, und der Schritt 2409 gibt 3 als LS ein.
Demgemäss wird LS = 1 gewählt, falls TA 10 msec beträgt und FA < 30 mm ist. Falls 30 mm ≤ FA < 60 mm, wird LS = 2 gewählt und falls FA ≥ 60 mm wird LS = 3 gewählt. Auf ähnliche Weise wird in den Schritten 2412 bis 2417, falls 10 msec ≤ TA 20 msec und FA < 30 mm, LS = 2 gewählt. Falls 30 mm ≤ FA < 60 mm, wird LS = 4 gewählt und falls FA ≥ 60 mm, wird LS = 5 gewählt. Auf ähnliche Weise wird in den Schritten 2418 bis 2422, falls TA ≥ 20 msec und FA < 30 mm, LS = 3 gewählt. Falls 30 mm ≤ FA < 60 mm, wird LS = 5 gewählt und falls FA ≥ 60 mm wird LS = 6 gewählt.
Die Variation des Berechnungsbereichs LS gemäß der Brennweite des fotografischen Objektivs und dem Speicherungsintervall der Bildsignale erlaubt es, auf die unnötige Berechnung und das unnötige Signalauslesen zu verzichten. Der Berechnungsbereich LS wird auf natürliche Weise kleiner gemacht (mit einer geringeren Anzahl von Linien bzw. Zeilen) im Falle einer kürzeren Brennweite des fotografischen Objektivs oder eines kürzeren Speicherungsintervalls der Bildsignale, was den Einfluss des Handzitterns reduziert.
Fig. 26 ist eine graphische Darstellung, welche das Prinzip der Eliminierung des Erfassungsfehlers, welcher durch das Handzittern verursacht wird, in einem angenommenen Fall zeigt, bei dem das Objektbild sich von links nach rechts mit einer konstanten Geschwindigkeit aufgrund des Handzitterns bewegt. Es wird angenommen, dass die Bildsignale bei einem konstanten Intervall gespeichert werden. L&sub1;, R&sub2; und L&sub3; bezeichnen die tatsächlich gespeicherten Bildsignale und R&sub1;, L&sub2; und R&sub3; bezeichnen die anderen Bildsignale, falls sie bei den gleichen Zeiteinteilungen ("timings") gespeichert sind.
Da das Objektbild sich um einen Abstand δm in der Periode von der Speicherung des Bildsignals L&sub1; zu jener des Bildsignals R&sub2; bewegt, wird die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; zwischen den Bildsignalen L&sub1; und R&sub2; um δm größer als die wahre Phasendifferenz δ&sub1;&sub1;, so dass:
δ&sub1;&sub2; = δ&sub1;&sub1; + δm ... (2)
Ferner bewegt sich das Objektbild auf ähnliche Weise um einen Abstand δm in der Periode von der Speicherung des Bildsignals R&sub2; zu jener des Bildsignals L&sub3;, so dass die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; zwischen den Bildsignalen R&sub2; und L&sub3; um δm kleiner als die wahre Phasendifferenz δ&sub1;&sub1; wird, so dass:
δ&sub2;&sub3; = δ&sub1;&sub1; - δm ... (3)
Die wahre Phasendifferenz δ&sub1;&sub1; kann anhand von δ&sub1;&sub2; und δ&sub2;&sub3; gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden:
δ = (δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3;)/2 = (δ&sub1;&sub1; + δm + δ&sub1;&sub1; - δm)/ = δ&sub1;&sub1; ... (4)
Die Berechnung der Phasendifferenz δ in dieser Weise erlaubt es, den Fehler bei der Fokuserfassung zu eliminieren, welcher aus der Objektbewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit resultiert und zwar durch das Handzittern verursacht. Da die vorstehend erwähnte Bedingung für den Fall steht, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungen hinreichend kurz ist, ist dieses Verfahren sehr effektiv, wenn die Antriebs- bzw. Treibergeschwindigkeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 schnell ist und die Bildakkumulationszeit kurz ist.
In der vorangegangenen Beschreibung wurde angenommen, dass die Zeit, die zum Treiben der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 von der rechten Pupille zu der linken Pupille der fokuserfassenden Blende 65 erforderlich ist, gleich jener von der linken Pupille zu der rechten Pupille ist und dass die Bildakkumulationszeit der CCD für alle drei Bildsignale gleich bleibt, so dass die Speicherungen der Bildsignale innerhalb desselben Intervalls realisiert werden, jedoch kann es eine Fluktuation in der Treiberzeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 oder in der Bildakkumulationszeit geben. Nachfolgend wird demgemäß ein Berechnungsverfahren für den Fall, dass das Intervall der Speicherungen der Bildsignale variiert wird, erläutert werden.
Fig. 27 zeigt die Beziehung zwischen der Bildsignalspeicherungszeit und der Position des Objektbilds, wobei T&sub1;&sub2; das Intervall der Speicherungen der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; ist, T&sub2;&sub3; das Intervall der Speicherungen der Bildsignale R&sub2; und L&sub3; ist und δ&sub1;&sub2; sowie δ&sub2;&sub3; jeweils die Phasendifferenzen zwischen L&sub1; und R&sub2; und zwischen R&sub2; und L&sub3; sind.
Die Neigung einer durchgezogenen Linie, welche die Bildsignale L darstellt, ist bezeichnet durch:
(δ&sub2;&sub3; - δ&sub1;&sub2;)/(T&sub1;&sub2; + T&sub2;&sub3;)
und die Phasendifferenz zwischen L&sub1; und L&sub2; wird dargestellt durch:
T&sub1;&sub2;(δ&sub2;&sub3; - δ&sub1;&sub2;)/(T&sub1;&sub2; + T&sub2;&sub3;)
Ferner wird die Phasendifferenz δ zwischen L&sub2; und R&sub2; dargestellt durch:
entsprechend einem gewichteten Mittelwert aus den Intervallen T&sub1;&sub2; und T&sub2;&sub3;.
Nachstehend wird die Funktion der Autofokussierungseinrichtung der Kamera gemäß der oben erläuterten Konfiguration unter Bezugnahme auf die beigefügten Flussdiagramme erläutert werden.
Fig. 28 ist ein Flussdiagramm, welches die Hauptsteuerungssequenz bzw. -befehlsfolge der gesamten Kamera zeigt. Wenn ein Stromschalter eingeschaltet wird, um die verschiedenen Schaltkreise zu aktivieren, geht die Sequenz von einem Schritt 001 zu einem Schritt 002 weiter, um die Anzeige auf dem Sucher auszuführen. Noch genauer, wird das Bildsignal von der CCD gespeichert und auf dem elektronischen Sucher (EVF) nach verschiedenen Signalverarbeitungen angezeigt. Ein nächster Schritt 003 erfasst den Zustand eines Schalters SW1, welcher durch Niederdrücken mittels eines ersten Anschlags eines Verschlussfreigabeknopfs einzuschalten ist und, falls er aus(geschaltet) ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 004 weiter, um ein Kennzeichen ("flag") JF zum Erfassen des Fokussierungszustands zu initialisieren. Falls der Schalter SW1 eingeschaltet ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 005 weiter.
Ein Schritt 005 berechnet die Luminanz des Objekts auf der Basis des Ausgangs des von der CCD gespeicherten Bildsignals, der Verstärkung des Signalverarbeitungsschaltkreises, der Bildakkumulationszeit der CCD und der F-Zahl des fotografischen Objektivs. Ein nächster Schritt 006 berechnet die geeignete Verschlussgeschwindigkeit (Belichtungszeit) und Aperturblende (F-Wert) auf der Basis der berechneten Objekt - Luminanz, des Fotografiermodus der Kamera und der Belichtungskorrekturinformation und speichert die somit berechneten Werte in einem vorbestimmten Speicherbereich. Bei dem Verschlussfreigabevorgang bzw. -betrieb, der später zu erläutern ist, werden der Verschluss und die Blende entsprechend der somit in dem Speicherbereich gespeicherten Daten gesteuert.
Ein nächster Schritt 007 unterscheidet den Zustand des Kennzeichens JF zum Erfassen des Fokussierungszustands. Falls JF = 1 ist, was bedeutet, dass die Fokussierung schon ausgeführt ist und das fotografische Objektiv in einem scharf eingestellten Zustand ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 012 weiter, jedoch geht, falls JF = 0 ist, was bedeutet, dass der scharf eingestellte Zustand noch nicht erreicht ist, die Sequenz zu einem Schritt 008 weiter, um den Fokussierungsvorgang zu bewirken bzw. durchzuführen.
Ein Schritt 008 ist ein "Fokuserfassungs" - Unterprogramm zum Erfassen des Defokussierungsbetrags des fotografischen Objektivs, was im einzelnen später erläutert wird. Ein nächster Schritt 009 vergleicht den in dem Schritt 008 erfassten Defokussierungsbetrag mit einem zulässigen Defokussierungsbetrag, welcher von dem Durchmesser eines zulässigen Schwankungskreises und der F-Zahl des fotografischen Objektivs bestimmt wird, und, falls der erstgenannte kleiner ist, was einen scharf - eingestellten Zustand bezeichnet, geht die Sequenz zu einem Schritt 010 weiter, um eine 1 in das Kennzeichen JF einzugeben, wobei der scharf eingestellte Zustand gespeichert wird, und danach geht die Sequenz zu einem Schritt 012 weiter.
Andererseits führt, falls der Schritt 009 identifiziert, dass der scharf eingestellte Zustand noch nicht erreicht wurde, ein Schritt 011 den Fokussierungsvorgang bzw. -betrieb durch Antreiben der fokussierenden Linsengruppe des fotografischen Objektivs durch, um den Defokussierungsbetrag aufzugleichen, der in dem vorangegangenen Schritt 008 erfasst wurde, und danach kehrt die Sequenz zu dem Schritt 002 zurück.
Auf diese Weise wird der Fokussierungsvorgang wiederholt, bis der scharf eingestellte Zustand erreicht wird oder der Schalter SW1 ausgeschaltet wird.
Wenn der scharf eingestellte Zustand erreicht ist, unterscheidet ein Schritt 012 den Zustand eines Schalters SW2, welcher durch Niederdrücken des Verschlussfreigabeknopfs mittels eines zweiten Anschlags einzuschalten ist und, falls er ausgeschaltet ist, kehrt die Sequenz zu dem Schritt 002 zurück, jedoch, falls er eingeschaltet ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 013 weiter, um den Verschlussfreigabevorgang zu bewirken bzw. durchzuführen.
Ein Schritt 013 steuert die Objektivblende zu einem in dem Schritt 006 berechneten Blendenwert und ein nächster Schritt 014 schließt den Verschluss, setzt die Ladungen in der CCD zurück und steuert den Verschluss mit der in dem Schritt 006 berechneten Verschlusszeit, wobei der Belichtungsvorgang der CCD durchgeführt wird. Ein nächster Schritt 015 treibt die CCD, um das Bildsignal freizugeben bzw. auszulösen und wendet eine vorbestimmte Signalverarbeitung darauf an. Ein nächster Schritt 016 führt einen Kompressionsprozess durch, wobei das komprimierte Bildsignal in dem Speichermedium in einem Schritt 017 gespeichert wird.
Ein Schritt 018 öffnet den Verschluss, um den anfänglichen Zustand wiederherzustellen und danach kehrt die Sequenz zu dem Schritt 002 zurück.
Nachstehend wird eine Erläuterung zu dem "Fokuserfassung" Unterprogramm unter Bezugnahme auf ein in Fig. 29 dargestelltes Flussdiagramm angegeben werden.
Wenn das Fokuserfassungsunterprogramm in dem Schritt 008 von Fig. 28 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 101 zu einem Schritt 102 weiter.
Ein Schritt 102 bewegt die fokuserfassende Blende 65, welche sich in einem in Fig. 15A dargestellten Zustand befunden hat, in den optischen Weg des fotografischen Objektivs und ein nächster Schritt 103 bewegt die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67, welche sich in einem in Fig. 15A dargestellten Zustand befunden hat, in den optischen Weg des fotografischen Objektivs. Nach den Schritten 102 und 103 werden die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 in einen in Fig. 15B dargestellten Zustand verschoben bzw. versetzt bzw. verstellt, wobei das durch die linke Apertur bzw. Öffnung 65a der Blende 65 durchgelassene Lichtstrahlenbündel alleine auf die CCD fokussiert wird.
Ein Schritt 104 führt die Bildakkumulation in der CCD durch und ein nächster Schritt 105 liest das in dem Schritt 104 ackumulierte Bildsignal L&sub1; und speichert es in einem vorbestimmten Speicherbereich. Im Unterschied zu dem gewöhnlichen Auslesevorgang bzw. -betrieb wird der Auslesevorgang des Bildsignals L&sub1; nur in einem für die Fokuserfassung notwendigen Bereich durchgeführt und in den unnötigen Bereichen wird das Bildsignal bei einer hohen Geschwindigkeit weggeworfen, wie vorstehend erläutert wurde, wobei die Reduktion in der Bildsignalauslesezeit realisiert werden kann.
Ein nächster Schritt 106 bewegt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15C dargestellten Zustand, wobei das von der rechten Apertur bzw. Öffnung 65b der Blende 65 durchgelassene Lichtstrahlenbündel alleine auf die CCD fokussiert wird. Ein nächster Schritt 107 führt die Bildakkumulation wie in dem vorangegangenen Schritt 104 durch und ein Schritt 108 liest und speichert das Bildsignal R&sub2; in einem vorbestimmten Speicherbereich wie in dem vorangegangenen Schritt 105.
Ein nächster Schritt 109 bewegt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand, wobei das von der linken Apertur bzw. Öffnung 65a der Blende 65 durchgelassene Lichtstrahlenbündel alleine auf die CCD fokussiert wird. Danach führt ein nächster Schritt 110 die Bildakkumulation durch und ein Schritt 111 liest und speichert das Bildsignal L&sub3; in einem vorbestimmten Speicherbereich.
Ein Schritt 112 zieht die fokuserfassende Blende 65 zurück und ein Schritt 113 zieht die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zurück. Nach den Schritten 112 und 113 wird der in Fig. 15A dargestellte anfängliche Zustand wiederhergestellt.
Ein Schritt 114 ist ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm, welches den Defokussierungsbetrag des fotografischen Objektivs auf der Basis der Bildsignale L&sub1;, R&sub2; und L&sub3; berechnet, wie später in weiteren Einzelheiten erläutert wird. Nach dem Schritt 114 wird das "Fokuserfassungs" - Unterprogramm in einem Schritt 115 beendet.
Die Bildakkumulierungsvorgänge in den zuvor erläuterten Schritten 104, 107 und 110 können mit einer gleichen Akkumulationszeit und einer gleichen Verstärkung bzw. Ausbeute durchgeführt werden, um die Ausgangsniveaus der Bildsignale gleichzumachen bzw. auszugleichen, wobei die Korrelation in der Korrelationsberechnung erhöht wird und eine hohe und stabile Genauigkeit der Erfassung erzielt wird.
Nachstehend werden die Einzelheiten des "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramms unter Bezugnahme auf ein in Fig. 30 dargestelltes Flussdiagramm erläutert werden.
Wenn das "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm in dem Schritt 114 von Fig. 29 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 201 zu einem Schritt 202 weiter.
Ein Schritt 202 berechnet die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2;, danach berechnet ein Schritt 203 auf ähnliche Weise die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;, und ein Schritt 204 berechnet die endgültige Phasendifferenz δ, welche nicht den Erfassungsfehler infolge von der Handzittern - Komponente bei konstanter Geschwindigkeit aufweist, gemäß der folgenden Berechnung:
δ = (δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3;)/2 ... (6)
Ein nächster Schritt 205 berechnet den Defokussierungsbetrag DF des fotografischen Objektivs auf der Basis der Phasendifferenz δ, welche in dem vorangegangenen Schritt 204 bestimmt wurde, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems, welche durch die fokuserfassende Blende und das fotografische optische System bestimmt wird, und der Pixel-Teilung P der CCD gemäß der folgenden Formel:
DF = 8·K·P ... (7)
Nach dem Schritt 205 wird das vorliegende Unterprogramm durch den Schritt 206 beendet.
Nachstehend wird ein anderer Fall erläutert werden, bei dem das Intervall der Bildsignalspeicherungen variiert aufgrund der Variation bzw. Schwankung der Treiberzeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67. Die nachfolgende Erläuterung wird auf die Unterschiede bei dem Fokuserfassungsverfahren konzentriert sein, da die Konfiguration der Kamera und die Steuerungssequenz dafür dieselben sind wie jene, die vorstehend erläutert wurden.
Fig. 31 zeigt ein Flussdiagramm des "Fokuserfassungs" - Unterprogramms. Wenn es in dem Schritt 008 von Fig. 28 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 301 zu einem Schritt 302 weiter.
Die Schritte 302 und 303 treiben die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand wie in den Schritten 102 und 103 von Fig. 28, wobei auf den Fokuserfassungsvorgang vorbereitet wird.
Ein nächster Schritt 304 speichert die Startzeit des Bildackumulierungsvorgangs bzw. -betriebs für das Bildsignal L&sub1;, indem der Zähler ("count") TIMER eines selbstlaufenden Timers bzw. Zeitgebers der Systemsteuereinheit in einem RAM - Speicherbereich T&sub1; gespeichert wird. Ein nächster Schritt 305 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub1; durch und ein Schritt 306 führt das Auslesen davon durch.
Danach bewegt ein Schritt 307 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem Zustand, welcher in Fig. 15C dargestellt ist, und ein nächster Schritt 308 speichert die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals R&sub2;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub2; gespeichert wird. Danach führen die Schritte 309, 310 die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals R&sub2; durch.
Danach bewegt ein Schritt 311 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem Zustand, Welcher in Fig. 15B dargestellt ist, und ein nächster Schritt 312 speichert die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals L&sub3;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub3; gespeichert wird. Danach führen die Schritte 313, 314 die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub3; durch.
Die Schritte 315 und 316 ziehen die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem Zustand zurück, welcher in Fig. 15A dargestellt ist, und ein Schritt 317 berechnet den Defokussierungsbetrag. Danach beendet ein Schritt 318 das vorliegende Unterprogramm.
Nunmehr wird das Berechnungsverfahren für den Defokussierungsbetrag unter Bezugnahme auf Fig. 32 erläutert werden, welche ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm zeigt, das für den Fall zu verwenden ist, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungen variiert. Wenn dieses Unterprogramm in dem Schritt 317 von Fig. 31 aufgerufen wird, geht die Sequenz über ein Schritt 401 zu einem Schritt 402 weiter.
Ein Schritt 402 berechnet das Intervall T&sub1;&sub2; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; und ein Schritt 403 berechnet auf ähnliche Weise das Intervall T&sub2;&sub3; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;. Danach berechnet ein Schritt 404 die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; mittels Korrelationsberechnung und ein Schritt 405 berechnet auf ähnliche Weise die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;.
Ein Schritt 406 berechnet die endgültige Phasendifferenz δ durch Eliminieren des aus der Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit des optischen Bilds resultierenden Erfassungsfehlers auf der Basis der Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3; und der Intervalle T&sub1;&sub2;, T&sub2;&sub3; gemäß der folgenden Formel:
Ein nächster Schritt 407 berechnet den Defokussierungsbetrag DF des fotografischen Objektivs auf der Basis der Phasendifferenz δ, welche in dem vorangegangenen Schritt 406 bestimmt wurde, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung P der CCD. Nach diesem Schritt wird das vorliegende Unterprogramm durch einen Schritt 408 beendet.
Für den Fall, dass das Intervall der Starts der Ladungsakkumulierungsvorgänge variiert, sind ein Speicher zum Messen des Intervalls und ein komplexe Berechnung erforderlich, wie oben erläutert wurde. Folglich ist es wünschenswert, das Intervall konstant zu halten, wobei der Berechnungsprozess vereinfacht und innerhalb einer kürzeren Zeit bei einer reduzierten Speicherkapazität durchgeführt werden kann.
Noch genauer, wenn die Treiberzeit für die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 mit einem bestimmten Maß fluktuiert, wenn jedoch die obere Grenze für eine derartige Treiberzeit bekannt ist, kann der Start des Ladungsakkumulierungsvorgangs warten, bis zu dem Ablauf der derartigen oberen Zeitgrenze selbst nachdem das Antreiben der Lichtabschattungsplatte ausgeführt ist, so lange wie die Treiberzeit hinreichend kurz bemessen ist. Es ist somit möglich, ein konstantes Intervall der Starts der Akkumulierungsvorgänge in einem derartigen Fall durch Verwenden einer gleichen Akkumulierungszeit aufrechtzuerhalten, wobei der Berechnungsprozess leicht vereinfacht wird. Ferner liefert das Vorhandensein eines Timers bzw. Zeitgebers zum Stabilisieren des Intervalls der Starts der Ladungsakkumulierungsvorgänge den Vorteil, auf die Mittel zum Erfassen der vollendeten Durchführung des Antriebs- bzw. Steuervorgangs der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 zu verzichten.

[Dritte Ausführungsform]

In einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vier Bildsignale zeit-sequentiell gespeichert, um den Erfassungsfehler zu eliminieren, welcher durch eine Bewegung des optischen Bilds mit konstanter Beschleunigung und zwar infolge des Handzitterns oder der Bewegung des Objekts verursacht wird.
Fig. 33 zeigt in der vorliegenden Ausführungsform das Prinzip der Eliminierung des Erfassungsfehlers, der vom Handzittern herrührt, wobei von dem Objektbild angenommen wird, dass es sich von links nach rechts mit einer konstanten Beschleunigung aufgrund des Handzitterns bewegt, und es wird ferner angenommen, dass die Bildsignale bei einem konstanten Intervall gespeichert werden.
L&sub1;, R&sub2;, L&sub3; und R&sub4; bezeichnen die tatsächlich gespeicherten Bildsignale und R&sub1;, L&sub2;, R&sub3; und L&sub4; bezeichnen die anderen Bildsignale, falls sie bei den gleichen Zeiteinteilungen ("timings") gespeichert werden.
Das Objektbild bewegt sich um einen Abstand δm1 in der Periode von der Speicherung des Bildsignals L&sub1; zu jener des Bildsignals R&sub2; und das Objektbild bewegt sich um einen Abstand δm2 in der Periode von der Speicherung des Bildsignals R&sub2; zu jener des Bildsignals L&sub3; mit einer Relation δm1 < δm2. Demgemäß wird wie in der vorangegangenen zweiten Ausführungsform die Phasendifferenz δ&sub1;, welche von den Bildsignalen L&sub1;, R&sub2; und L&sub3; bestimmt wird, um δd1 kleiner als die wahre Phasendifferenz δ&sub1;&sub1;, wie angegeben wird durch:
δ = (δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3;)/2 = δ&sub1;&sub1; - δd1... (9)
Dieser Fehler δd1 stammt von der Variation bzw. Schwankung in der Geschwindigkeit und zwar induziert durch die Beschleunigung.
Ebenso wird die Phasendifferenz δ&sub2;, welche durch die Bildsignale R&sub2;, L&sub3; und R&sub4; wie in der vorhergehenden zweiten Ausführungsform bestimmt wird, wobei δm2 < δm3 ist, um δd2 größer als die wahre Phasendifferenz δ&sub1;&sub1;, wie angegeben wird durch:
δ&sub2; = (δ&sub2;&sub3; + δ&sub3;&sub4;)/2 = δ&sub1;&sub1; + δd2 ... (10)
Im Falle der Bewegung mit einer konstanten Beschleunigung besteht die Relation:
δd1 = δd2 ... (11)
die Phasendifferenz δ nach der Eliminierung der Erfassungsfehler δd1, δd2 ist gegeben durch:
δ = (δ&sub1; + δ&sub2;)/2 = (δ&sub1;&sub1; - δ&sub1; + δ&sub1;&sub1; + δd2)/2 = δ&sub1;&sub1; ... (12) = (δ&sub1;&sub2; + 2δ&sub2;&sub3; + δ&sub3;&sub4;)/4 ... (13)
Auf diese Weise wird es möglich gemacht, die Erfassungsfehler zu eliminieren, die durch die Bewegung mit konstanter Beschleunigung verursacht werden, wobei die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3; und δ&sub3;&sub4; verwendet werden, die von den vier Bildsignalen L&sub1;, R&sub2;, L&sub3; und R&sub4; bestimmt werden, wobei die Präzision der Fokuserfassung signifikant verbessert wird.
Nachstehend wird ein Berechnungsverfahren für die Phasendifferenz δ erläutert werden für den Fall, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungen fluktuiert.
Für ein Intervall T&sub1;&sub2; von der Speicherung des Bildsignals L&sub1; zu jener des Bildsignals R&sub2;, ein Intervall T&sub2;&sub3; von der Speicherung des Bildsignals R&sub2; zu jener des Bildsignals L&sub3; und ein Intervall T&sub3;&sub4; von der Speicherung des Bildsignals L&sub3; zu jener des Bildsignals R&sub4;, sind die Phasendifferenzen δ&sub1;, δ&sub2; wie in der zweiten Ausführungsform gegeben durch die folgenden Formeln:
Ferner ist die Phasendifferenz δ gegeben durch:
Unter der Annahme, dass die Zeit, die zum Bewegen der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 erforderlich ist, konstant ist und dass die Ladungsakkumulationszeit ebenso konstant innerhalb eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs bleibt, besteht die Relation:
T&sub1;&sub2; = T&sub3;&sub4; ... (18)
so dass die vorangegangene Formel transformierbar ist wie:
Auf diese Weise kann die Berechnung signifikant vereinfacht werden, indem den Intervallen der Bildsignalspeicherungen eine Regelmäßigkeit bzw. Gesetzmäßigkeit gegeben wird.
Die Konfiguration der Kamera und deren hauptsächliche (Arbeits-) Vorgänge in der vorliegenden dritten Ausführungsform sind dieselben wie jene in der vorhergehenden ersten Ausführungsform und werden demgemäß nicht erläutert werden. Nachstehend wird eine Erläuterung über die Unterschiede bei dem Fokuserfassungsvorgang zu der vorhergehenden zweiten Ausführungsform angegeben werden.
Fig. 34 zeigt ein Flussdiagramm eines "Fokuserfassungs" - Unterprogramms, falls das Intervall dar Bildsignalspeicherungen ständig variiert. Wenn dieses Unterprogramm aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 501 zu einem Schritt SO&sub2; weiter.
Die Schritte 502 und 503 treiben die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand, wobei der Fokuserfassungsvorgang vorbereitet wird.
Ein nächster Schritt SO&sub4; speichert die Startzeit des Ladungsakkumulierungsvorgangs für das Bildsignal L&sub1;, indem der Zähler TIMER eines selbstlaufenden Timers bzw. Zeitgebers der Systemsteuereinheit in einem RAM - Speicherbereich T&sub1; gespeichert wird. Ein nächster Schritt 505 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub1; durch und ein Schritt 506 führt dessen Auslesen durch.
Danach bewegt ein Schritt 507 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem Zustand, der in Fig. 15C dargestellt ist.
Ein nächster Schritt 508 speichert die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals R&sub2;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub2; gespeichert wird. Danach führt ein Schritt 509 die Akkumulation des Bildsignals R&sub2; durch und ein Schritt 510 führt das Auslesen des Bildsignals R&sub2; durch.
Danach bewegt ein Schritt 511 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand, sodann speichert ein Schritt 512 die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals L&sub3;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub3; gespeichert wird, ein Schritt 513 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub3; durch und ein Schritt 514 führt das Auslesen des Bildsignals L&sub3; durch.
Danach bewegt ein Schritt 515 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15C dargestellten Zustand, danach speichert ein Schritt 516 die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals R&sub4;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub4; gespeichert wird, ein Schritt 517 führt die Akkumulation des Bildsignals R&sub4; durch und ein Schritt 518 führt das Auslesen des Bildsignals R&sub4; durch.
Dann treiben die Schritte 519, 520 die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15C dargestellten Zustand. Ein nächster Schritt 521 berechnet den Defokussierungsbetrag und ein Schritt 522 beendet das vorliegende Unterprogramm.
Nunmehr wird das Berechnungsverfahren für den Defokussierungsbetrag im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 35 erläutert werden, welche ein "Defokussierungsbetragsberechnungs"- Unterprogramm zeigt. Wenn dieses Unterprogramm in dem Schritt 521 von Fig. 34 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 601 zu einem Schritt 602 weiter.
Ein Schritt 602 berechnet das Intervall T&sub1;&sub2; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale L&sub1; und R&sub2;, danach berechnet ein Schritt 603 auf ähnliche Weise das Intervall T&sub2;&sub3; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;, und ein Schritt 604 berechnet das Intervall T&sub3;&sub4; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale L&sub3; und R&sub4;.
Danach berechnet ein Schritt 605 die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; mittels Korrelationsberechnung, dann berechnet ein Schritt 606 auf ähnliche Weise die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; der Bildsignale R&sub2; und L&sub3; und ein Schritt 607 berechnet die Phasendifferenz δ&sub3;&sub4; der Bildsignale L&sub3; und R&sub4;.
Die Schritte 608, 609 berechnen die Phasendifferenzen δd1, δd2 durch Eliminieren des Fehlers von der Komponente mit konstanter Geschwindigkeit und ein Schritt 610 berechnet die Phasendifferenz δ durch Eliminieren des Fehlers von der Komponente mit konstanter Beschleunigung. Ein nächster Schritt 611 berechnet den Defokussierungsbetrag DF des fotografischen Objektivs auf der Basis der Phasendifferenz δ nach der Elimination des Fehlers von der Komponente mit konstanter Beschleunigung, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung P der CCD. Danach wird das vorliegende Unterprogramm durch einen Schritt 612 beendet.
Vorstehend ist das Prinzip der Fokuserfassung für den Fall erläutert worden, dass das Intervall der Starts der Ladungsakkumulationsvorgänge variiert.
Nachstehend wird ein Fall erläutert werden, bei dem die Treiber- bzw. Antriebszeit, die für fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 erforderlich ist, in den unterschiedlichen Treiber- bzw. Antriebsrichtungen unterschiedlich ist, jedoch im wesentlichen die gleiche in derselben Treiber- bzw. Antriebsrichtung ist, nämlich in einer Situation, wo die Intervalle der Starts der Ladungsakkumulierungsvorgänge eine bestimmte Regelmäßigkeit bzw. Gesetzmäßigkeit derart aufweisen, dass das Intervall von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals L bis zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals R konstant innerhalb eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs ist und ebenso das Intervall von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals R bis zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals L konstant innerhalb eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs ist, jedoch mit einem einzelnen Fokuserfassungsvorgang das Intervall von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals L bis zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals R verschieden von dem Intervall von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals R bis zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals L ist, wie dargestellt ist durch:
T&sub1;&sub2; = T&sub3;&sub4;, T&sub1;&sub2; ≠ T&sub2;&sub3; ... (20)
entsprechend der Form der vorangegangenen Ausführungsformen.
Fig. 36 ist ein Flussdiagramm, welches das fokuserfassende Unterprogramm für den Fall zeigt, dass die vorstehend erläuterte Regelmäßigkeit bzw. Gesetzmäßigkeit in den Intervallen der Starts der Ladungsakkumulierungsvorgänge vorhanden ist. Dieses Flussdiagramm wird nicht weiter erläutert werden, da es dasselbe wie das in Fig. 34 dargestellte Flussdiagramm ist mit der Ausnahme, dass die Startzeit T&sub4; für die Akkumulation des Bildsignals R&sub4; unnötig ist und demgemäß nicht gemessen wird.
Wenn ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm in einem Schritt 720 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 801 zu einem Schritt 802 weiter.
Ein Schritt 802 berechnet das Intervall T&sub1;&sub2; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; und ein Schritt 803 berechnet das Intervall T&sub2;&sub3; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;.
Danach berechnen die Schritte 804 bis 806 die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3; und δ&sub3;&sub4; auf ähnliche Weise wie die Schritte 605 bis 607 von Fig. 34, danach berechnet ein Schritt 807 die Phasendifferenz δ und ein Schritt 808 berechnet den Defokussierungsbetrag DF des fotografischen Objektivs auf der Basis der Phasendifferenz δ, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung P der CCD. Danach wird das vorliegende Unterprogramm durch einen Schritt 809 beendet.
Vorstehend wurde der Fokuserfassungsvorgang für den Fall erläutert, dass die Intervalle der Starts der Ladungsakkumulationen eine bestimmte Regelmäßigkeit bzw. Gesetzmäßigkeit aufweisen. Eine derartige Regelmäßigkeit in den Intervallen erlaubt es, die Berechnung der Phasendifferenz δ zu vereinfachen im Vergleich zu dem Fall des Fehlens einer derartigen Regelmäßigkeit mit den Vorteilen einer reduzierten Speicherkapazität und einer reduzierten Berechnungszeit.
Nachstehend wird der Fokuserfassungsvorgang für den Fall erläutert werden, dass die Intervalle der Starts der Ladungsackumulationen konstant innerhalb eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs sind.
Fig. 38 ist ein Flussdiagramm des Fokuserfassungsunterprogramms für den Fall, dass die Intervalle der Starts der Ladungsakkumulationen konstant sind. Dieses Flussdiagramm wird nicht im einzelnen erläutert werden, da es jenem in Fig. 34 dargestellten ähnlich ist mit der Ausnahme, dass die Akkumulationsstartzeiten nicht gelesen werden, da die Messung der Intervalle nicht notwendig ist. In anderen Teilen werden der Antrieb der fokuserfassenden Blende 65 und der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 und die Akkumulation und das Auslesen der Bildsignale L&sub1;, R&sub2;, L&sub3; sowie R&sub4; auf eine ähnliche Weise durchgeführt wie in dem in Fig. 34 dargestellten Flussdiagramm.
Wenn ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm in einem Schritt 917 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1001 zu einem Schritt 1002 weiter, um das "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm auszuführen.
Die Schritte 1002 bis 1004 berechnen die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3; und δ&sub3;&sub4; durch Korrelationsberechnungen in ähnlicher Weise wie jene in den Schritten 605 bis 607 von Fig. 34, danach berechnet ein Schritt 1005 die Phasendifferenz δ durch Eliminieren des Fehlers, der durch die Bewegung mit konstanter Beschleunigung verursacht wird, und ein Schritt 1006 berechnet den Defokussierungsbetrag DF auf der Basis der Phasendifferenz δ, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung P der CCD. Danach wird das vorliegende Unterprogramm durch einen Schritt 1007 beendet.
Vorstehend wurde der Fokuserfassungsvorgang bzw. -betrieb für den Fall erläutert, dass die Intervalle der Starts der Ladungsakkumulationen konstant sind. Die Berechnung der Phasendifferenz δ, die nicht den Fehler infolge der Bewegung mit konstanter Beschleunigung umfasst, kann weiter vereinfacht werden mit den Vorteilen, dass die Speicherkapazität und die Berechnungszeit reduziert wird und auf die Notwendigkeit der Speicherung der Startzeiten der Ladungsakkumulationen verzichtet wird.
Den Intervallen der Starts der Bildakkumulationen kann eine Regelmäßigkeit bzw. Gesetzmäßigkeit gegeben werden oder sie können konstant gemacht werden, indem ein stabilisierender Timer bzw. Zeitgeber vorgesehen wird, welcher den Bildakkumulierungsvorgang nach dem Verlauf einer vorbestimmten Zeit startet, selbst wenn der Antrieb der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 innerhalb einer kurzen Zeit ausgeführt wird. Die Ablaufzeit eines derart stabilisierenden Timers bzw. Zeitgebers braucht lediglich länger als die maximale Antriebszeit zu sein. Ferner erlaubt es das Vorhandensein eines derart stabilisierenden Timers bzw. Zeitgebers, auf Erfassungsmittel zum Erfassen der vollendeten Durchführung des Antriebs bzw. Antriebsvorgangs der Lichtabschattungsplatte 67 zu verzichten.

[Vierte Ausführungsform]

In einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden fünf Bildsignale zeit-sequentiell gespeichert und die Bewegung des optischen Bilds, welche durch das Handzittern oder durch die Bewegung des Objekts verursacht wird, wird approximiert durch eine Funktion zweiter Ordnung, wobei der Fehler bei der Fokuserfassung infolge einer derartigen Bewegung reduziert wird.
Fig. 40 ist ein Flussdiagramm, welches das fehlerreduzierende Verfahren gemäß der vorliegenden vierten Ausführungsform zeigt, wobei die Objektposition y in der Ordinate dargestellt ist und zwar als eine Funktion der Zeit t in der Abszisse. Die Kamera speichert Bildsignale L&sub1;, R&sub2;, L&sub3;, R&sub4; und L&sub5; auf zeit-sequentielle Weise, während abwechselnd die Pupillen geschaltet werden. Es wird angenommen, dass die Bewegung des Objektbilds in einer Periode von der Speicherung des Bildsignals L&sub1; bis zu jener des Bildsignals L&sub5; durch eine Funktion zweiter Ordnung approximiert werden kann. Es wird eine Funktion zweiter Ordnung bestimmt:
y = At + Bt²
die durch die Positionen der Bildsignale L&sub1;, L&sub3; und L&sub5; durchgeht, danach werden die Positionen der imaginären Bildfunktionen L&sub2;, L&sub4; bestimmt durch eine Interpolation unter Verwendung einer derartigen Funktion zweiter Ordnung und der Mittelwert der Phasendifferenz zwischen L&sub2; und R&sub2; und jener zwischen L&sub4; und R&sub4; wird als die endgültige Ziel-Phasendifferenz δ übernommen.
Dieses Berechnungsverfahren wird nachfolgend erläutert werden.
Unter der Annahme, dass das Bildsignal L&sub1; eine Position y&sub1; und eine Zeit t&sub1; aufweist, das Bildsignal L&sub3; y&sub3; und t&sub3; aufweist und das Bildsignal L&sub5; y&sub5; und t&sub5; aufweist und für eine Anfangsbedingung von y&sub1; = 0 und t&sub1; = 0 die Funktion zweiter Ordnung:
y = At + Bt²
umgeschrieben werden kann als:
y&sub3; = At&sub3; + Bt&sub3;² ...(21)
y&sub5; = At&sub5; + Bt&sub5;² ... (22)
Anhand dieser zwei Gleichungen können die Koeffizienten A und B folgendermaßen bestimmt werden:
Ebenso können die Positionen y&sub2;, y&sub4; der imaginären Bildsignale L&sub2;, L&sub4; wie folgt angegeben werden:
Somit ist die Phasendifferenz δ&sub2;&sub2; zwischen dem imaginären Bildsignal L&sub2; und dem Bildsignal R&sub2; gegeben durch:
Ebenso ist die Phasendifferenz δ&sub4;&sub4; zwischen dem imaginären Bildsignal L&sub4; und dem Bildsignal R&sub4; gegeben durch:
da
t&sub1; = 0, y&sub1; = 0 ...(33)
kann bestimmt werden:
t&sub2; = T&sub1;&sub2;, y&sub2;' = -δ&sub1;&sub2; ...(34)
t&sub3; = T&sub1;&sub2; + T&sub2;&sub3;, y&sub3; = -δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3; ... (35)
t&sub4; = T&sub1;&sub2; + T&sub2;&sub3; + T&sub3;&sub4;, y&sub4;' = -δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3; - δ&sub3;&sub4; ... (36)
t&sub5; = T&sub1;&sub2; + T&sub2;&sub3; + T&sub3;&sub4; + T&sub4;&sub5;, y&sub5; = -δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3; - δ&sub3;&sub4; + δ&sub4;&sub5; ... (37)
wobei δ&sub1;&sub2; die Phasendifferenz zwischen den Bildsignalen L&sub1; und R&sub2; bezeichnet, δ&sub2;&sub3; die Phasendifferenz zwischen den Bildsignalen R&sub2; und L&sub3; bezeichnet, δ&sub3;&sub4; die Phasendifferenz zwischen den Bildsignalen L&sub3; und R&sub4; bezeichnet und δ&sub4;&sub5; die Phasendifferenz zwischen den Bildsignalen R&sub4; und L&sub5; bezeichnet.
Durch Substitution der Relationen (34) bis (37) in die Gleichungen (23) und (24) werden erhalten:
Ferner sind δ&sub2;&sub2; und δ&sub4;&sub4; gegeben durch:
δ&sub2;&sub2; = A·T&sub2; +B·T&sub1;&sub2;² + δ&sub1;&sub2; ... (40)
δ&sub4;&sub4; = A·(T&sub1;&sub2; + T&sub2;&sub3; +T&sub3;&sub4;) + B·(T&sub1;&sub2; +T&sub2;&sub3; + T&sub3;&sub4;)² + δ&sub1;&sub2; - δ&sub2;&sub3; + δ&sub3;&sub4; ... (41)
Die endgültig gewünschte Phasendifferenz δ, die der Mittelwert von δ&sub2;&sub2; und δ&sub4;&sub4; ist, wird dargestellt durch:
Das vorstehende zeigt das Berechnungsverfahren für die Phasendifferenz δ für den Fall, dass die Intervalle der Bildsignalspeicherungen konstant variieren.
Für den Fall, dass die Zeit, die zum Bewegen der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 in einer gleichen Richtung erforderlich ist, ständig konstant ist und die Bildakkumulationszeiten während eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs gleich bleiben, werden erhalten:
T&sub1;&sub2; = T&sub3;&sub4;, T&sub2;&sub3; = T&sub4;&sub5; ... (44)
Durch Substitution dieser Bedingungen in die Gleichungen (38), (39) und (40) werden erhalten:
Das vorstehende zeigt das Berechnungsverfahren für die Phasendifferenz δ für den Fall, dass die Intervalle der Bildsignalspeicherungen eine Regelmäßigkeit bzw. Gesetzmäßigkeit aufweisen.
Nachstehend wird das Berechnungsverfahren für die Phasendifferenz δ erläutert werden für den Fall, dass die Intervalle der Bildsignalspeicherungen innerhalb eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs bzw. -betriebs konstant bleiben. Unter einer derartigen Bedingung werden erhalten:
T&sub1;&sub2; = T&sub2;&sub3; = T&sub3;&sub4; = T&sub4;&sub5; ... (48)
so dass:
Somit können die Berechnungsformeln signifikant vereinfacht werden, indem den Intervallen der Bildsignalspeicherungen eine Regelmäßigkeit gegeben wird oder indem derartige Intervalle bei einem gleichen Wert gewählt werden.
Die Konfiguration der Kamera der vorliegenden vierten Ausführungsform und die Hauptsteuersequenz werden nicht erläutert werden, da sie dieselben sind wie jene der vorhergehenden zweiten Ausführungsform, und nachfolgend werden die Unterschiede bei dem Fokuserfassungsvorgang zu den vorhergehenden zweiten und dritten Ausführungsformen erläutert werden.
Fig. 41 ist ein Flussdiagramm, welches das Fokuserfassungs- Unterprogramm für den Fall zeigt, dass die Intervalle der Bildsignalspeicherungen konstant variieren. Wenn dieses Unterprogramm aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1101 zu einem Schritt 1102 weiter.
Die Schritte 1102 und 1103 treiben jeweils die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand.
Ein nächster Schritt 1104 speichert die Startzeit des Ladungsakkumulierungsvorgangs für das Bildsignal L&sub1;, indem der Zähler TIMER eines selbstlaufenden Timers bzw. Zeitgebers der Systemsteuereinheit in einem RAM - Speicherbereich T&sub1; gespeichert wird. Ein nächster Schritt 1105 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub1; durch und ein Schritt 1106 führt das Auslesen davon durch.
Danach bewegt ein Schritt 1107 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15C dargestellten Zustand. Ein nächster Schritt 1108 speichert die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals R&sub2;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub2; gespeichert wird. Danach führt ein Schritt 1109 die Akkumulation des Bildsignals R&sub2; durch und ein Schritt 1110 führt das Aus lesen des Bildsignals R&sub2; durch.
Danach bewegt ein Schritt 1111 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand, dann speichert ein Schritt 1112 die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals L&sub3;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub3; gespeichert wird, ein Schritt 1113 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub3; durch und ein Schritt 1114 führt das Auslesen des Bildsignals L&sub3; durch.
Danach bewegt ein Schritt 1115 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15C dargestellten Zustand, dann speichert ein Schritt 1116 die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals R&sub4;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub4; gespeichert wird, ein Schritt 1117 führt die Akkumulation des Bildsignals R&sub4; durch und ein Schritt 1118 führt das Auslesen des Bildsignals R&sub4; durch.
Danach bewegt ein Schritt 1119 die Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15B dargestellten Zustand, dann speichert ein Schritt 1120 die Startzeit der Akkumulation des Bildsignals L&sub5;, indem der Timer- bzw. Zeitgeberzähler TIMER in einem Speicherbereich T&sub5; gespeichert wird, ein Schritt 1121 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub5; durch und ein Schritt 1122 führt das Auslesen des Bildsignals L&sub5; durch.
Dann treiben die Schritte 1123, 1124 die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu einem in Fig. 15A dargestellten Zustand. Ein nächster Schritt 1125 berechnet den Defokussierungsbetrag und ein Schritt 1126 beendet das vorliegende Unterprogramm.
Nachstehend wird das Berechnungsverfahren für den Defokussierungsbetrag unter Bezugnahme auf Fig. 42 erläutert werden, welche ein "Defokussierungsbetragsberechnungs"-Unterprogramm zeigt. Wenn dieses Unterprogramm in dem Schritt 1125 von Fig. 41 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1201 zu einem Schritt 1202 weiter.
Die Schritte 1202 bis 1205 berechnen die Intervalle T&sub1;&sub2;, T&sub2;&sub3;, T&sub3;&sub4;, T&sub4;&sub5; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale, danach berechnen die Schritte 1206 bis 1209 die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3;, δ&sub3;&sub4;, δ&sub4;&sub5; der Bildsignale durch Korrelationsberechnung. Sodann berechnet ein Schritt 1210 den Koeffizienten A des Terms erster Ordnung von der Funktion zweiter Ordnung und ein Schritt 1211 berechnet den Koeffizienten B des Terms zweiter Ordnung. Ein nächster Schritt 1212 berechnet die Phasendifferenz δ durch die Approximation mit der Funktion zweiter Ordnung und ein Schritt 1213 berechnet den Defokussierungsbetrag DF des fotografischen Objektivs auf der Basis der Phasendifferenz δ, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung der CCD. Danach wird das Unterprogramm durch einen Schritt 1214 beendet.
Vorstehend wurde der Fokuserfassungsvorgang bzw. -betrieb für den Fall erläutert, dass die Intervalle der Startzeiten der Bildakkumulationen variieren.
Nachfolgend wird ein Fall erläutert werden, bei dem die Treiber- bzw. Antriebszeit, die für die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 erforderlich ist, in den verschiedenen Treiber- bzw. Antriebsrichtungen unterschiedlich ist, jedoch in derselben Treiberrichtung konstant ist, nämlich in einer Situation, wo die Intervalle der Starts der Bildakkumulierungsvorgänge eine bestimmte Regelmäßigkeit derart aufweisen, dass die Intervalle T&sub1;&sub2;, T&sub3;&sub4; von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals L zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals R gleich sind und ebenso die Intervalle T&sub2;&sub3;, T&sub4;&sub5; von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals R zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals L gleich sind, jedoch das Intervall von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals L zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals R verschieden ist von dem Intervall von dem Start der Akkumulation eines Bildsignals R zu jenem der Akkumulation eines Bildsignals L, wie dargestellt ist durch:
T&sub1;&sub2; = T&sub3;&sub4;, T&sub2;&sub3; = T&sub4;&sub5;, T&sub1;&sub2; ≠ T&sub2;&sub3; ... (54)
Fig. 43 ist ein Flussdiagramm, welches das fokuserfassende Unterprogramm für den Fall zeigt, dass die vorstehend erläuterte Regelmäßigkeit in den Intervallen der Starts der Ladungsakkumulierungsvorgänge vorhanden ist. Dieses Flussdiagramm wird nicht weiter erläutert werden, da es das gleiche wie das in Fig. 41 dargestellte Flussdiagramm ist mit der Ausnahme, dass die Startzeiten T&sub4;, T&sub5; für die Akkumulation der Bildsignale R&sub4;, R&sub5; unnötig sind und demgemäß nicht gemessen werden.
Wenn ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm in einem Schritt 1324 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1401 zu einem Schritt 1402 weiter.
Ein Schritt 1402 berechnet das Intervall T&sub1;&sub2; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; und ein Schritt 1403 berechnet das Intervall T&sub2;&sub3; der Starts der Akkumulationen der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;. Danach berechnen die Schritte 1404 bis 1407 die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3;, δ&sub3;&sub4; und δ&sub4;&sub5; in ähnlicher Weise zu den Schritten 1206 bis 1209 von Fig. 42, sodann berechnet ein Schritt 1408 den Koeffizienten A des Terms erster Ordnung der Funktion zweiter Ordnung und ein Schritt 1409 berechnet den Koeffizienten B des Terms zweiter Ordnung.
Ein Schritt 1410 berechnet die Phasendifferenz δ, die durch die Approximation mit einer Funktion zweiter Ordnung bestimmt wird, und ein Schritt 1411 berechnet den Defokussierungsbetrag DF des fotografischen Objektivs auf der Basis der Phasendifferenz δ, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung P der CCD. Danach wird das vorliegende Unterprogramm durch einen Schritt 1412 beendet.
Vorstehend wurde der Fokuserfassungsvorgang für den Fall erläutert, dass die Intervalle der Starts der Bildakkumulationen eine bestimmte Regelmäßigkeit aufweisen. Eine derartige Regelmäßigkeit in den Intervallen erlaubt es, die Berechnung der Phasendifferenz δ zu vereinfachen im Vergleich zu dem Fall des Fehlens einer derartigen Regelmäßigkeit mit den Vorteilen einer reduzierten Speicherkapazität und einer reduzierten Berechnungszeit.
Nachstehend wird der Fokuserfassungrsvorgang für den Fall erläutert werden, dass die Intervalle der Starts der Bildakkumulationen innerhalb eines einzelnen Fokuserfassungsvorgangs konstant sind.
Fig. 45 ist ein Flussdiagramm des Fokuserfassungsunterprogramms für den Fall, dass die Intervalle der Starts der Ladungsakkumulationen konstant sind. Dieses Flussdiagramm wird nicht im einzelnen erläutert werden, da es jenem in Fig. 41 dargestellten ähnlich ist mit der Ausnahme, dass die Akkumulationsstartzeiten nicht gelesen werden, da die Messung der Intervalle nicht erforderlich ist. In anderen Teilen wird das Treiben der fokuserfassenden Blende 65 und der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 und die Akkumulation und das Auslesen der Bildsignale L&sub1;, R&sub2;, L&sub3;, R&sub4; und L&sub5; auf eine ähnliche Weise durchgeführt wie in dem in Fig. 41 dargestellten Flussdiagramm.
Wenn ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm in einem Schritt 1520 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1601 zu einem Schritt 1602 weiter, um das "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm durchzuführen.
Die Schritte 1602 bis 1605 berechnen die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3;, δ&sub3;&sub4; und δ&sub4;&sub5; durch Korrelationsberechnungen in ähnlicher Weise wie jene in den Schritten 1206 bis 1209 von Fig. 42, danach berechnet ein Schritt 1607 die Phasendifferenz δ, die durch Approximation mit der Funktion zweiter Ordnung korrigiert wird. Danach berechnet ein Schritt 1607 den Defokussierungsbetrag DF auf der Basis der Phasendifferenz δ, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel- Teilung P der CCD. Danach wird das vorliegende Unterprogramm durch einen Schritt 1608 beendet.
Vorstehend wurde der Fokuserfassungsvorgang für den Fall erläutert, dass die Intervalle der Starts der Bildakkumulationen konstant sind. Die Berechnung der Phasendifferenz δ kann weiter vereinfacht werden durch die Approximation mit der Funktion zweiter Ordnung mit den Vorteilen, dass die Speicherkapazität und die Berechnungszeit signifikant reduziert werden. Der Speicher und die Berechnungszeit werden weiter reduziert, da die Speicherung der Startzeiten der Bildakkumulationen unnötig ist.
Falls die Treiber- bzw. Antriebszeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 um ein bestimmtes Niveau fluktuiert, kann ein stabilisierender Timer bzw. Zeitgeber vorgesehen sein, welcher den Bildakkumulierungsvorgang nach dem Verlauf einer vorbestimmten Zeit startet, selbst wenn das Antreiben der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 innerhalb einer kurzen Zeitspanne ausgeführt wird, wobei auf einfache Weise den Intervallen der Startzeiten der Bildakkumulationen eine Regelmäßigkeit gegeben wird oder derartige Intervalle konstant gehalten werden. Die Ablaufzeit eines derart stabilisierenden Timers bzw. Zeitgebers braucht lediglich länger als die maximale Treiber- bzw. Antriebszeit zu sein. Ferner erlaubt es das Vorhandensein des derart stabilisierenden Timers bzw. Zeitgebers, auf die Erfassungsmittel zum Erfassen der vollendeten Durchführung des Antreibens der Lichtabschattungsplatte 67 zu verzichten.
Die vorstehenden Ausführungsformen verwenden 3 bis 5 Bildsignale zum Berechnen der Phasendifferenz und zwar korrigiert für die Objektbewegung auf der CCD infolge der Bewegung des Objekts oder des Handzitterns. Beispielsweise können mit einem konstanten Intervall der Bildakkumulationen 6 Bildsignale L&sub1;, R&sub2;, L&sub3;, R&sub4;, L&sub5; und R&sub6; verwendet werden, um die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3;, δ&sub3;&sub4;, δ&sub4;&sub5; und δ&sub5;&sub6; zu bestimmen, von welchen die Phasendifferenz δ berechnet werden kann gemäß der folgenden Gleichung:
δ = (δ12b + 3δ&sub2;&sub3; + 4δ&sub3;&sub4; + 3δ&sub4;&sub5; + δ&sub5;&sub6;)/12 ... (55)
Auf ähnliche Weise können 7 Bildsignale L&sub1;, R&sub2;, L&sub3;, R&sub4;, L&sub5;, R&sub6; und L&sub7; verwendet werden, um die Phasendifferenzen δ&sub1;&sub2;, δ&sub2;&sub3;, δ&sub3;&sub4;, δ&sub4;&sub5;, δ&sub5;&sub6; und δ&sub6;&sub7; zu bestimmen, von welchen die Phasendifferenz δ berechnet werden kann gemäß der folgenden Gleichung:
δ = (δ&sub1;&sub2; + 3δ&sub2;&sub3; + 4δ&sub3;&sub4; + 4δ&sub4; + 3δ&sub5; + δ&sub6;&sub7;)/16 ... (56)

[Fünfte Ausführungsform]

Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt die Anzahl der Bildsignale und das Berechnungsverfahrens dafür aus gemäß der Brennweite des fotografischen Objektivs und der Intervalle der Speicherungen der Bildsignale.
Fig. 47 ist eine simulierte grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Intervall der Bildsignalspeicherungen und der Brennweite des fotografischen Objektivs zeigt, für welche der Erfassungsfehler bzw. Detektionsfehler aufgrund des Handzitterns gleich dem zulässigen Fehler (zulässige Brennweite) bei verschiedenen Gegenmaßnahmen zum Reduzieren des Einflusses des Handzitterns wird.
Nachstehend wird angenommen, dass die Bildsignale L&sub1; und R&sub2; eine Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; aufweisen, die Bildsignale L&sub3; und R&sub2; eine Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; aufweisen, die Bildsignale L&sub3; und R&sub4; eine Phasendifferenz δ&sub3;&sub4; aufweisen, die Bildsignale L&sub5; und R&sub4; eine Phasendifferenz δ&sub4;&sub5; aufweisen und die Intervalle der Bildsignalspeicherungen konstant sind. Im Folgenden:
Nichtgegenmaßnahme: Die Phasendifferenz δ, die in der Defokussierungsbetragsberechnung zu benutzen ist, ist δ = δ12
Gegenmaßnahme 1: die Phasendifferenz δ, die in der Defokussierungsbetragsberechnung zu benutzen ist, ist δ = (δ&sub1;&sub2; + δ&sub2;&sub3;)/2
Gegenmaßnahme 2: die Phasendifferenz δ, die in der Defokussierungsbetragsberechnung zu benutzen ist, wird dargestellt durch: δ = (δ&sub1;&sub2; + 2·δ&sub2;&sub3; + δ34)/4
Gegenmaßnahme 3: die Phasendifferenz δ, die in der Defokussierungsbetragsberechnung zu benutzen ist, wird dargestellt durch: δ = (δ&sub1;&sub2; + 3·δ&sub2;&sub3; + 3δ&sub3;&sub4; + δ&sub4;&sub5;)/8
Gegenmaßnahme 4: die Phasendifferenz δ, die in der Defokussierungsbetragsberechnung zu benutzen ist, wird dargestellt durch: δ = (δ&sub1;&sub2; + 2δ&sub2;&sub3; + 2δ&sub3;&sub4; + δ&sub4;&sub5;)/6 und die Ergebnisse werden unter der Bedingung simuliert, dass die Intervalle der Bildsignalspeicherungen konstant sind.
Diese grafische Darstellung bedeutet, dass die zulässige Brennweite für ein kürzeres Intervall der Speicherung der Bildsignale und für eine größere Zahl der in einer einzelnen Berechnung verwendeten Bildsignale größer wird.
Indes verbessert eine Erhöhung der Zahl der in der Berechnung benutzten Bildsignale die Präzision der Erfassung, jedoch nimmt die für die Speicherung des Bildsignals erforderliche Zeit zu, so dass die für die Fokuserfassung erforderliche Zeit verlängert wird und die Betriebsfähigkeit ("operability") verschlechtert wird.
Die vorliegende Ausführungsform soll demgemäß die für die Fokuserfassung erforderliche Zeit minimieren und zwar durch Auswählen einer minimal notwendigen Zahl der Bildsignale, die zum Sichern der notwendigen Präzision erforderlich ist, und eines abgestimmten Berechnungsverfahrens entsprechend der Brennweite des tatsächlich verwendeten fotografischen Objektivs, der Bildakkumulationszeit und der Treiber- bzw. Antriebszeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67.
Unter Bezugnahme auf Fig. 47 ist die Gegenmaßnahme 4 effektiver im Vergleich zu der Gegenmaßnahme 3, wenn das Intervall der Bildsignalspeicherungen länger als 15 msec ist, jedoch weniger effektiv für den Fall, dass das Intervall 15 msec nicht überschreitet. Aus diesem Grund wird die Gegenmaßnahme 4 oder 3 jeweils für den Fall angewandt, dass das Speicherintervall länger oder kürzer als 15 msec ist.
Die Konfiguration der Kamera gemäß der fünften Ausführungsform und deren hauptsächliche Funktionen sind dieselben wie jene der vorherigen zweiten Ausführungsform und werden demgemäß nicht erläutert werden und nachstehend wird der Fokuserfassungsvorgang bzw. -betrieb erläutert werden.
Fig. 48 zeigt ein Flussdiagramm eines "Fokuserfassungs"- Unterprogramms. Wenn es aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1701 zu einem Schritt 1702 weiter.
Ein Schritt 1702 berechnet die Akkumulationszeit TC und die Verstärkung ("gain") der Fokuserfassung auf der Basis der Objekt-Luminanz und des Aperturwerts bzw. Blendenwerts der fokuserfassenden Blende 65, was aus einem Lichtausmessungs- Unterprogramm des in Fig. 28 dargestellten Schrittes 005 erhalten wird, danach liest ein Schritt 1703 die Treiber- bzw. Antriebszeit TD für die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zum Pupillenschalten anhand der in dem ROM gespeicherten Daten, und ein Schritt 1704 berechnet das Intervall der Bildsignalspeicherungen als die Summe von TC und TD.
Ein Schritt 1705 erfasst die Brennweite FA des fotografischen Objektivs durch Lesen der Zoom-Codiereinrichtung des Zoomobjektivs. Ein Schritt 1706 berechnet die Zahl NA der Bildsignale, die für eine einzelne Fokuserfassung erforderlich sind, von dem Intervall TA der Bildsignalspeicherungen und der Brennweite FA des fotografischen Objektivs. Dieses Berechnungsverfahren wird später in weiteren Einzelheiten erläutert werden.
Die Schritte 1707 und 1708 treiben jeweils die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15B dargestellten Zustand.
Ein Schritt 1709 unterscheidet, ob die in dem vorangegangenen Schritt 1706 berechnete Zahl NA gleich 2 ist und, falls NA = 2 geht die Sequenz zu einem Schritt 1713 weiter, falls nicht, geht jedoch die Sequenz weiter zu einem Schritt 1710. Der Schritt 1710 unterscheidet, falls NA = 3 und, falls dem so ist, geht die Sequenz weiter zu einem Schritt 1714, falls nicht, geht jedoch die Sequenz weiter zu einem Schritt 1711. Der Schritt 1711 unterscheidet, ob NA = 4 und, falls dem so ist, geht die Sequenz weiter zu einem Schritt 1715, falls NA ≠ 4, muß jedoch NA gleich 5 sein und die Sequenz geht weiter zu einem Schritt 1712.
Ein Schritt 1713 ist ein "Bildsignalspeicherung 2" - Unterprogramm zur Speicherung zweier Bildsignale; ein Schritt 1714 ist ein "Bildsignalspeicherung 3" - Unterprogramm zur Speicherung dreier Bildsignale; ein Schritt 1715 ist ein "Bildsignalspeicherung 2" - Unterprogramm zur Speicherung zweier Bildsignale; und ein Schritt 1712 ist ein "Bildsignalspeicherung 5" - Unterprogramm zur Speicherung von fünf Bildsignalen.
Die Unterprogramme in den Schritten 1712 bis 1715 werden später in näheren Einzelheiten erläutert.
Nach jedem der Unterprogramme in den Schritten 1712 bis 1715 geht die Sequenz zu den Schritten 1716, 1717 weiter, um jeweils die fokuserfassende Blende 65 und die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15A dargestellten Zustand zu treiben.
Ein nächster Schritt 1718 berechnet den Defokussierungsbetrag des fotografischen Objektivs durch ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm und ein Schritt 1719 beendet dieses Unterprogramm. Die Einzelheiten des "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramms werden später erläutert.
Fig. 49 und 50 sind Flussdiagramme des "Bildsignal - Zahl NA Berechnung" - Unterprogramms. Wenn dieses Unterprogramm in dem in Fig. 48 dargestellten Schritt 1706 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt. 1801 zu einem Schritt 1802 weiter.
Ein Schritt 1802 unterscheidet, ob das Intervall TA der Bildsignalspeicherungen kürzer als 5 msec ist und, falls TA < 5 msec geht die Sequenz weiter zu einem Schritt 1803, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1810 weiter. Der Schritt 1810 unterscheidet, ob das Intervall TA der Bildsignalspeicherungen kürzer als 10 msec ist und, falls TA < 10 msec ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 1811 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1818 weiter. Der Schritt 1818 unterscheidet, ob das Intervall TA der Bildsignalspeicherungen kürzer als 15 msec ist, und, falls TA < 15 msec ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 1819 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1824 weiter. Der Schritt 1824 unterscheidet, ob das Intervall TA der Bildsignalspeicherungen kürzer als 20 msec ist, und, falls TA < 20 msec ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 1825 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1830 weiter.
Unter der Annahme, dass der obere Grenzwert der Akkumulationszeit TC 20 msec ist und die Treiber- bzw. Antriebszeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 3 msec ist, geht die Sequenz zu dem Schritt 1803 weiter für den Fall von TA < 5 msec, zu dem Schritt 1811 für den Fall von 5 msec ≤ TA < 10 msec, zu dem Schritt 1819 für den Fall von 10 msec ≤ TA < 15 msec, zu dem Schritt 1825 für den Fall von 15 msec ≤ TA < 20 msec oder zu dem Schritt 1830 für den Fall von 20 msec TA < 23 msec.
Der Schritt 1803 unterscheidet, ob die Brennweite FA des fotografischen Objektivs kleiner als 11 mm ist und, falls FA < 11 mm ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 1807 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1804 weiter. Der Schritt 1804 unterscheidet, ob FA kleiner als 83 mm ist, und, falls FA < 83 mm ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 1808 weiter, um 3 als NA einzugeben, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1805 weiter. Der Schritt 1805 unterscheidet, ob FA kleiner als 207 mm ist, und, falls FA < 207 mm ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 1809 weiter, um 4 als NA einzugeben, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 1806 weiter, um 5 als NA einzugeben.
Auf diese Weise wählen die Schritte 1803 bis 1809 NA = 2 aus, falls die Brennweite FA < 11 mm ist; NA = 3, falls 11 mm ≤ FA < 83 mm; NA = 4, falls 83 mm ≤ FA < 207 mm ist; oder NA = 5, falls FA ≥ 207 mm ist.
Auf ähnliche Weise wählen die Schritte 1811 bis 1817 NA = 2 aus, falls FA < 6 mm ist; NA = 3, falls 6 mm ≤ FA < 23 mm; NA = 4, falls 23 mm ≤ FA < 77 mm ist; oder NA = 5, falls FA ≥ 77 mm ist.
Auf ähnliche Weise wählen die Schritte 1819 bis 1823 NA = 3 aus, falls FA < 11 mm ist; NA = 4, falls 11 mm ≤ FA < 26 mm ist; oder NA = 5, falls FA ≥ 26 mm ist.
Auf ähnliche Weise wählen die Schritte 1825 bis 1829 NA = 3 aus, falls FA < 6 mm ist; NA = 4, falls 6 mm ≤ FA < 12 mm ist; oder NA = 5, falls FA ≥ 12 mm ist. Ebenso wählen die Schritte 1830 bis 1832 NA = 4 aus, falls FA < 10 mm; oder NA = 5, falls FA ≥ 10 mm ist.
Nachdem die Zahl NA der Bildsignale, die bei einer einzelnen Fokuserfassung zu verwenden sind, von dem Intervall TA der Bildsignalspeicherungen und der Brennweite FA des fotografischen Objektivs bestimmt ist, beendet ein Schritt 1833 dieses Unterprogramm.
Fig. 51 zeigt ein Flussdiagramm des "Bildsignalspeicherung 2"-Unterprogramms zur Speicherung zweier Bildsignale L&sub1; und R&sub2;. Wenn dieses Unterprogramm in dem in Fig. 48 dargestellten Schritt 1713 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 1901 zu einem Schritt 1902 weiter.
Ein Schritt 1902 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub1; durch und ein nächster Schritt 1903 führt das Auslesen davon durch. Ein Schritt 1904 treibt die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15C dargestellten Zustand, danach führt ein Schritt 1905 die Akkumulation des Bildsignals R&sub2; durch, ein Schritt 1906 führt das Auslesen davon durch und ein Schritt 1907 beendet dieses Unterprogramm.
Fig. 52 zeigt ein Flussdiagramm des "Bildsignalspeicherung 3" - Unterprogramms zur Speicherung dreier Bildsignale L&sub1;, R&sub2; und L&sub3;. In dem vorliegenden Fall wird angenommen, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungsen konstant ist, nämlich die Treiber- bzw. Antriebszeit TD der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 und die Akkumulationszeit TC konstant sind. Folglich ist die Messung des Intervalls unnötig und wird demgemäß nicht durchgeführt.
Wenn das "Bildsignalspeicherung 3"- Unterprogramm in dem in Fig. 48 dargestellten Schritt 1714 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 2001 zu einem Schritt 2002 weiter.
Ein Schritt 2002 führt die Akkumulation des Bildsignals L&sub1; durch und ein nächster Schritt 2003 führt das Auslesen davon durch. Ein Schritt 2004 treibt die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15C dargestellten Zustand und die Schritte 2005 und 2006 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals R&sub2; durch. Ein Schritt 2007 treibt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15B dargestellten Zustand und die Schritte 2008 und 2009 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub3; durch. Danach beendet ein Schritt 2010 dieses Unterprogramm.
Fig. 53 zeigt ein Flussdiagramm des "Bildsignalspeicherung 4" - Unterprogramms zur Speicherung von vier Bildsignalen L&sub1;, R&sub2;, L&sub3; und R&sub4;. Ebenso wird in dem vorliegenden Fall angenommen, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungen konstant ist, so dass die Messung des Intervalls nicht durchgeführt wird. Wenn das "Bildsignalspeicherung 4" - Unterprogramm in dem in Fig. 48 dargestellten Schritt 1715 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 2101 zu einem Schritt 2102 weiter.
Die Schritte 2102 und 2103 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub1; durch. Ein Schritt 2104 treibt die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15C dargestellten Zustand und die Schritte 2105 und 2106 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals R&sub2; durch. Ein Schritt 2107 treibt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15B dargestellten Zustand und die Schritte 2108 und 2109 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub3; durch. Ein Schritt 2110 treibt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15C dargestellten Zustand und die Schritte 2111 und 2112 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals R&sub4; durch. Danach beendet ein Schritt 2113 dieses Unterprogramm.
Fig. 54 zeigt ein Flussdiagramm des "Bildsignalspeicherung 5" - Unterprogramms zur Speicherung von fünf Bildsignalen L&sub1;, R&sub2;, L&sub3;, R&sub4; und L&sub5;. Ebenso wird in dem vorliegenden Fall angenommen, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungen konstant ist, so dass die Messung des Intervalls nicht durchgeführt wird. Wenn das "Bildsignalspeicherung 5" - Unterprogramm in dem in Fig. 48 dargestellten Schritt 1712 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 2201 zu einem Schritt 2202 weiter.
Die Schritte 2202 und 2203 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub1; durch. Ein Schritt 2204 treibt die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15C dargestellten Zustand und die Schritte 2205 und 2206 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals R&sub2; durch. Ein Schritt 2207 treibt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15B dargestellten Zustand und die Schritte 2208 und 2209 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub3; durch. Ein Schritt 2210 treibt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15C dargestellten Zustand und die Schritte 2211 und 2212 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals R&sub4; durch. Ein Schritt 2213 treibt erneut die fokuserfassende Lichtabschattungsplatte 67 zu dem in Fig. 15B dargestellten Zustand und die Schritte 2214 und 2215 führen die Akkumulation und das Auslesen des Bildsignals L&sub5; durch. Danach beendet ein Schritt 2216 dieses Unterprogramm.
Fig. 55 zeigt ein "Defokussierungsbetragsberechnungs" - Unterprogramm, welches die Berechnungsformel entsprechend den fotografischen Bedingungen schaltet, um die notwendige Präzision der Erfassung zu sichern.
Wenn dieses Unterprogramm in einem in Fig. 48 dargestellten Schritt 1718 aufgerufen wird, geht die Sequenz über einen Schritt 2301 zu einem Schritt 2302 weiter.
Ein Schritt 2302 unterscheidet, ob NA gleich 5 ist und, falls NA = 5 ist, führt ein Schritt 2303 einen Berechnungsprozess unter Verwendung von 5 Bildsignalen durch, falls jedoch NA ≠ 5 ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2310 weiter, Der Schritt 2310 unterscheidet, ob NA gleich 4 ist und, falls NA = 4 ist, führt ein Schritt 2311 einen Berechnungsprozess unter Verwendung von 4 Bildsignalen durch, falls jedoch NA ≠ 4 ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2315 weiter. Der Schritt 2315 unterscheidet, ob NA gleich 3 ist und, falls NA = 3 ist, führt ein Schritt 2316 einen Berechnungsprozess unter Verwendung von 3 Bildsignalen durch, falls jedoch NA ≠ 3 ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2319 weiter, um einen Berechnungsprozess unter Verwendung von 2 Bildsignalen durchzuführen.
Der Schritt 2303 berechnet die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; durch Korrelationsberechnung, danach berechnet ein Schritt 2304 die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;, ein Schritt 2305 berechnet die Phasendifferenz δ&sub3;&sub4; der Bildsignale L&sub3; und R&sub4; und ein Schritt 2306 berechnet die Phasendifferenz δ&sub4;&sub5; der Bildsignale R&sub4; und L&sub5;.
Ein nächster Schritt 2307 unterscheidet, ob das Intervall TA der Bildsignalspeicherungen länger als 15 msec ist und falls TA > 15 msec ist, geht die Sequenz zu einem Schritt 2308 weiter, falls jedoch nicht, geht die Sequenz zu einem Schritt 2309 weiter. Dies aus dem Grund, wie in Fig. 47 dargestellt ist, da die zulässige Brennweite größer bei der Gegenmaßnahme 4 ist als in der Gegenmaßnahme 3 für den Fall, dass das Intervall der Bildsignalspeicherungen länger als 15 msec ist. Somit geht für den Fall, dass das Intervall TA länger als 15 msec ist, die Sequenz zu dem Schritt 2308 weiter, um die Berechnung gemäß der Gegenmaßnahme 4 durchzuführen, jedoch, falls das Intervall TA kürzer als 15 msec ist, geht die Sequenz zu dem Schritt 2309 weiter, um die Berechnung gemäß der Gegenmaßnahme 4 durchzuführen, wobei die Phasendifferenz δ berechnet wird, die in der Berechnung des Defokussierungsbetrags zu verwenden ist.
Ein Schritt 2311 berechnet die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2;, danach berechnet ein Schritt 2312 die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; der Bildsignale R&sub2; und L&sub3; und ein Schritt 2313 berechnet die Phasendifferenz δ&sub3;&sub4; der Bildsignale L&sub3; und R&sub4;. Ein nächster Schritt 2314 berechnet die Phasendifferenz δ, die in der Berechnung des Defokussierungsbetrags zu verwenden ist, gemäß dem Berechnungsprozess der Gegenmaßnahme 2.
Ein Schritt 2316 berechnet die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; und ein Schritt 2317 berechnet die Phasendifferenz δ&sub2;&sub3; der Bildsignale R&sub2; und L&sub3;. Ein nächster Schritt 2318 berechnet die Phasendifferenz δ, die in der Berechnung des Defokussierungsbetrags zu verwenden ist, gemäß dem Berechnungsprozess der Gegenmaßnahme 1.
Ein Schritt 2319 berechnet die Phasendifferenz δ&sub1;&sub2; der Bildsignale L&sub1; und R&sub2; und ein Schritt 2320 gibt δ&sub1;&sub2; als die Phasendifferenz δ ein, die in der Berechnung des Defokussierungsbetrags zu verwenden ist.
Nach der Berechnung der Phasendifferenz δ durch die Schritte 2308, 2309, 2314, 2318 oder 2320 geht die Sequenz zu einem Schritt 2321 weiter, um den Defokussierungsbetrag DF gemäß der Phasendifferenz δ, der Empfindlichkeit K des Fokuserfassungssystems und der Pixel-Teilung P der CCD zu berechnen und ein Schritt 2322 beendet dieses Unterprogramm.
Die vorangegangene Ausführungsform, die geeignet zum Auswählen der minimalen Anzahl der Bildsignale und des Berechnungsverfahrens ist, welches zur Sicherung der notwendigen Präzision der Erfassung geeignet ist gemäß den fotografischen Bedingungen (Brennweite des fotografischen Objektivs und Intervall der Bildsignalspeicherungen) kann auf den Speicherungsvorgang bzw. -betrieb für die unnötigen Bildsignale verzichten, wobei die für die Fokuserfassung erforderliche Zeit reduziert und ferner der elektrische Stromverbrauch reduziert wird.
Die vorangegangenen Ausführungsformen verwenden eine CCD als Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung, wobei eine derartige CCD nicht auf einen Flächen- bzw. Bereichssensor beschränkt ist, sondern ebenso aus einem Linien- bzw. Zeilensensor bestehen kann. Ebenso sind die Mittel zur Änderung der Pupillenform aus der fokuserfassenden Blende 65 gebildet, jedoch kann es ebenso aus einer Blende gebildet sein unter Verwendung einer physikalischen Eigenschaft wie beispielsweise einer aus einer LCD gebildeten Blende.
Der Einzug und der Rückzug der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 in und aus dem fotografischen optischen Weg werden von einem Motor durchgeführt, jedoch kann ein Aktuator bzw. Stellglied wie beispielsweise ein Kolben ebenso zu diesem Zweck eingesetzt werden.
Vorstehend wurde eine Kamera mit zwei Pupillenbereichen betrachtet, jedoch können drei oder mehr Pupillenbereiche vorgesehen sein. Ferner sind diese Pupillenbereiche derart angeordnet, dass sie in der horizontalen Richtung (zusammen mit der Richtung der Linien bzw. Zeilen der CCD) sind, wenn die Kamera in der normalen Position gehalten wird, jedoch ist eine derartige Anordnung nicht beschränkend und die Pupillenbereiche können so angeordnet sein, um in der vertikalen Richtung zu sein, wenn die Kamera in der normalen Position gehalten wird.
Ferner wird der Bewegungsbetrag-Erfassungsbereich zum Erfassen des Bewegungsbetrags des Objekts in der vertikalen Richtung (senkrecht zu der Richtung der Anordnung der Pupillenbereiche) bestimmt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 25 erläutert wurde, unter Berücksichtigung der Brennweite des fotografischen Objektivs, des Intervalls der Bildsignalspeicherungen, der Bildsignalakkumulierungszeit und der Treiber- bzw. Antriebszeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 (Mittel zum Ändern der Pupillenform), jedoch kann die Wirkung eines bestimmten Niveaus durch Berücksichtigen von wenigstens einer dieser Informationen erhalten werden. Insbesondere für den Fall, dass der Einzug und der Rückzug der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 in und aus dem fotografischen optischen Weg von einem Motor wie in den vorangegangenen Ausführungsformen durchgeführt werden, ist die Treiber- bzw. Antriebszeit der Lichtabschattungsplatte beinahe konstant und diese Information ist demgemäß beinahe vernachlässigbar.
Ferner wird die Anzahl der Bildsignale, welche zum Erfassen des Bewegungsbetrags des Objekts in der vertikalen Richtung (senkrecht zu der Richtung der Anordnung der Pupillenbereiche) zu verwenden sind, bestimmt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 49 und 50 erläutert wurde, unter Berücksichtigung der Brennweite des fotografischen Objektivs, des Intervalls der Bildsignalspeicherungen, der Bildsignalakkumulierungszeit und der Treiber- bzw. Antriebszeit der fokuserfassenden Lichtabschattungsplatte 67 (Mittel zum Ändern der Pupillenform), jedoch kann die Wirkung eines bestimmten Niveaus durch Berücksichtigen von wenigstens einer dieser Informationen erhalten werden.
Ferner beabsichtigen die vorangegangenen Ausführungsformen den Fehler bei der Fokuserfassung zu reduzieren, welcher von dem Handzittern oder der Bewegung des Objekts resultiert, beispielsweise durch Speicherung der Bildsignale L&sub1;, R&sub2;, L&sub3;, R&sub4; und L&sub5; und durch Verwendung der Phasendifferenzen zwischen den Bildsignalen L&sub1; und R&sub2;, zwischen R&sub2; und L&sub3;, zwischen L&sub3; und R&sub4; und zwischen R&sub4; und L&sub5;, jedoch kann eine derartige Reduktion des Fehlers der Fokuserfassung ebenso erreicht werden durch derartige Berechnungen einer Vielzahl von Zeiten und indem der Mittelwert oder der gewichtete Mittelwert der erhaltenen Resultate genommen wird.
Außerdem ist, obgleich die vorliegende Erfindung durch deren Anwendung auf eine Digitalkamera erläutert wurde, sie gleichfalls auch auf eine Videokamera einer herkömmlichen Kamera anwendbar, welche einen Film auf der Basis von Silberhalogenid verwendet.
Diese Erfindung offenbart eine Fokuserfassungseinrichtung zum Erfassen von Bildern von unterschiedlichen Pupillenbereichen auf zeitanteiliger Basis und zum Erfassen der Phasendifferenz der Bilder von den unterschiedlichen Bereichen, wobei der Defokussierungsbetrag erfasst wird. Die Fokuserfassungseinrichtung dieser Art ist nicht zur exakten Defokussierungsbetragserfassung fähig und zwar aufgrund des Einflusses der relativen Bewegung zwischen dem Objekt und dem fotografischen optischen System.
Diese Erfindung soll den exakten Defokussierungsbetrag erzielen, indem Bilder von einem gleichen Pupillenbereich auf zeitanteiliger Basis erfasst werden, die Phasendifferenz zwischen derartigen Bildern bestimmt wird und eine Korrektur, die mit der Phasendifferenz zwischen den Bildern von dem gleichen Pupillenbereich korrespondiert, durchgeführt wird und zwar beim Berechnen des Defokussierungsbetrags.

Claims

1. Kamera mit einer fotografischen Bildaufnahmeeinrichtung (4), einem fotografischen optischen System (1a, 1b), einer Pupillenpositionsversetzungseinrichtung (3a, 3b, 3c, 3d) zum zeit-sequentiellen Aufteilen des fotografischen Lichtstrahlenbündels in dem optischen System in zumindest zwei unterschiedliche Pupillenbereiche zum Projizieren von Bildern, die mittels der durch die unterschiedlichen Pupillenbereiche des fotografischen optischen Systems durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet werden, auf die Bildaufnahmeeinrichtung (4), und einer Fokussierungssteuerungseinrichtung zum Fokussieren der optischen Bilder (2, 1b), die mittels der von den durch die Pupillenpositionsversetzungseinrichtung (3a, 3b, 3c, 3d) bestimmten zumindest zwei unterschiedlichen Pupillenbereichen durchgelassenen Lichtstrahlenbündel gebildet werden, auf der Bildaufnahmeeinrichtung (4), wobei sodann der Defokussierungsbetrag des optischen Systems mittels der Korrelationsberechnung von zumindest zwei von der Bildaufnahmeeinrichtung erhaltenen Ausgabebildern bestimmt wird, und die Fokussierungssteuerung des optischen Systems auf der Basis des Defokussierungsbetrags durchgeführt wird, gekennzeichnet durch:

a) eine Bildspeicherschaltung zum Speichern von zumindest zwei Bildern desselben Pupillenbereichs aus zumindest einem der unterschiedlichen Pupillenbereiche, und

b) eine Fokuserfassungseinrichtung zum Bewirken einer Korrektur der relativen Bewegung zwischen dem Objekt und dem fotografischen optischen System auf der Basis der in der Speicherschaltung gespeicherten zumindest zwei Bilder durch denselben Pupillenbereich.

2. Kamera nach Anspruch 1, ferner mit einer Bewertungsschaltung, die vorgesehen ist zur Korrektur der relativen Bewegung des Objekts und des fotografischen optischen Systems zur Erfassung, ob sich die relative Position des Objekts zu dem fotografischen optischen System ändert, durch Bestimmen mittels einer Korrelationsberechnung der gespeicherten Vielzahl von Bildern durch denselben Pupillenbereich, ob sich der Defokussierungsbetrag des optischen Systems ändert.

3. Fokussierungserfassungseinrichtung mit einem fotografischen Bildaufnahmeteil, einem fotografischen optischen System, einem Pupillenformveränderungsteil zum zeitsequentiellen Aufteilen des das optische System durchlaufenden Lichtstrahlenbündels auf zumindest zwei unterschiedliche Pupillenbereiche und zum Fokussieren auf dem Bildaufnahmeteil, und einer Berechnungsschaltung zur Berechnung des Fokussierungszustands des optischen Systems durch Umwandeln der auf dem Bildaufnahmeteil in zeit-sequentieller Weise fokussierten optischen Bilder durch die jeweiligen Bereiche in Bildsignale und Erfassen der Phasendifferenz der Bildsignale: dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsschaltung einen Korrekturberechnungsteil aufweist zum Korrigieren des Einflusses infolge der Bewegung des optischen Bilds entsprechend einer relativen Positionsänderung zwischen dem Objekt und einer Kamera aus der Phasendifferenz zweier durch unterschiedliche Bereiche erzeugte Bildsignale, unter Verwendung der Phasendifferenz von drei oder mehreren Bildsignalen, wobei zumindest zwei der Bildsignale durch denselben Pupillenbereich gebildet sind und zumindest eines der Bildsignale durch einen anderen Pupillenbereich gebildet ist, und vorgesehen ist zum Erfassen der Phasendifferenz der zwei durch unterschiedliche Bereiche erzeugten Bilder nach der Korrektur des Einflusses infolge der Bewegung des optischen Bilds entsprechend der relativen Positionsänderung zwischen dem Objekt und der Kamera.

4. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei der Korrekturberechnungsteil vorgesehen ist, auf der Basis eines durch ein durch den ersten Bereich durchgelassenes Lichtstrahlenbündel erzeugten Bildsignals und eines zweiten, durch ein durch einen zweiten Bereich durchgelassenes Lichtstrahlenbündel erzeugten Bildsignals und eines darauffolgend durch ein durch den ersten Bereich durchgelassenes Lichtstrahlenbündel erhaltenen dritten Signals, die Phasendifferenz der beiden Bilder zu erfassen, die bezüglich des Einflusses infolge einer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit des optischen Bilds mittels der Phasendifferenz korrigiert wurden, die aus den ersten und zweiten Bildsignalen bestimmt wurde und der Phasendifferenz, die aus dem zweiten und dritten Bildsignal bestimmt wurde.

5. Fokussierungserfassungsbereich nach Anspruch 3, wobei der Korrekturberechnungsteil vorgesehen ist zum alternierenden Speichern von vier Bildsignalen, die von durch den ersten und zweiten Bereich durchgelassenen Lichtstrahlenbündeln gebildet sind, und zur Erfassung der Phasendifferenz der zwei Bilder, die bezüglich des Einflusses der Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit oder konstanter Beschleunigung des optischen Bilds korrigiert wurde aus der Phasendifferenz, die aus dem ersten und zweiten Bildsignal bestimmt wurde, derjenigen, die aus dem zweiten und dritten Bildsignal bestimmt wurde, und derjenigen, die aus dem dritten und vierten Bildsignal bestimmt wurde.

6. Fokuserfassungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei der Korrekturberechnungsteil vorgesehen ist zur alternierenden Speicherung von zumindest vier Bildsignalen der durch die mittels des ersten und zweiten Bereichs durchgelassenen Lichtstrahlenbündel erzeugten Bildsignale, und zum Approximieren einer Bewegung des optischen Bilds mit einer Funktion zweiter Ordnung auf der Basis einer Vielzahl von Phasendifferenzinformationen, die aus von unterschiedlichen Bereichen paarweise erhaltenen Bildsigna len erhalten wird, wobei die Phasendifferenz der zwei Bilder bestimmt wird, die bezüglich des Einflusses der Bewegung des optischen Bilds korrigiert wurden.

7. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 3, ferner mit einer Speicherschaltung zum zeit-sequentiellen Speichern der drei oder mehreren Bildsignale, wobei die Intervalle des Speicherns der Bildsignale einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit folgen.

8. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Intervalle des Speicherns der Vielzahl der Bildsignale, die zumindest für eine Fokussierungserfassung erforderlich sind, konstant eingestellt wird.

9. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Intervalle vom Start der vorhergehenden Akkumulation des Bildsignals zu dem Start der nachfolgenden Akkumulation des Bildsignals konstant eingestellt werden.

10. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Akkumulationszeit jedes Bildsignals konstant eingestellt wird und die Veränderungszeit der Pupillenformveränderungseinrichtung von einem Bereich zu einem anderen Bereich oder diejenige von dem anderen Bereich zu dem erstgenannten Bereich konstant eingestellt wird.

11. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Akkumulationszeit jedes Bildsignals konstant eingestellt wird, und das Intervall von dem Ende der vorhergehenden Akkumulationszeit des Bildsignals zu dem Start der nachfolgenden Akkumulationszeit des Bildsignals konstant eingestellt wird.

12. Fokussierungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei der Korrekturberechnungsteil eine Vielzahl von unterschiedlichen Berechnungsverarbeitungsbetriebsarten aufweist und eine Auswähleinrichtung umfasst zum Auswählen einer der Vielzahl der Betriebsarten gemäß den fotografischen Bedingungen.

13. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl der Betriebsarten jeweils unterschiedliche Anzahlen von Bildsignalen für diese Verarbeitung benötigen.

14. Fokussierungserfassungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei die Auswähleinrichtung vorgesehen ist zum Auswählen einer Betriebsart aus der Vielzahl der Betriebsarten auf der Basis zumindest eines Werts der Brennweite des fotografischen Objektivs, dem Intervall des Speicherns des Bildsignals, einer Zeit zum Antreiben der Pupillenformveränderungseinrichtung oder einer Zeit zum Akkumulieren des optischen Bilds.