JP3939828B2 - 多点自動焦点検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、カメラなどの光学機器に搭載される多点自動焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
カメラのオートフォーカス装置の一つである、いわゆる位相差方式の焦点検出装置は、焦点検出領域内の被写体像を二分割して一対の被写体像をＣＣＤラインセンサで受光し、ＣＣＤラインセンサで電気的な信号に変換する。そして、一対の被写体像に関する一対の被写体像信号に基づいてその被写体像の位相差を検出し、位相差に基づいて焦点状態（デフォーカス）を検出している。
【０００３】
近年の、複数領域の被写体について焦点検出可能な多点自動焦点検出（オートフォーカス）装置が種々開発されている。例えば、撮影画面において、Ｈ字状に配置された、水平方向の中央焦点検出領域およびこの中央焦点検出領域を挟む垂直方向の周辺焦点検出領域内の被写体について焦点検出可能なものが開発されている。
【０００４】
このような多点オートフォーカス装置では、複数の焦点検出領域の内、撮影者が選択した焦点検出領域について焦点状態を検出し、合焦処理を行うか、複数の測距領域について焦点状態を検出し、例えば最近距離、あるいは最遠距離の被写体に対して合焦処理を行っていた。
【０００５】
しかし、青空をバックにした人物、風景撮影などにおいて、背景の青空に対して、コントラストは低いがデフォーカス量が求められた場合に、その青空に合焦してまう場合がある。また、逆に、道路上に立った人物を撮影する場合に、人物よりも手前の道路に対してデフォーカス量が求まると、道路に対して合焦処理してしまう場合がある。さらに、いくつかの焦点検出領域について有効な検出ができなかった場合は、自動焦点調節処理ができなかったり、撮影者が全く意図しない距離に合焦したりして、撮影者が意図する被写体はピンぼけ状態になる場合がある。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、前記従来の多点オートフォーカス装置の問題に鑑みてなされたもので、被写体のコントラストが低い場合や立体被写体で焦点検出が困難な場合などの悪条件下でも、撮影者が所望する被写体に対して合焦する多点焦点検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
この目的を達成する本発明は、撮影画面内において相異なる位置に対応する複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点状態に関する焦点情報を検出する焦点検出手段と、前記いずれかの焦点情報を選択する選択手段と、該選択手段により選択された焦点情報に基づいて焦点調節光学系を移動させるレンズ駆動手段と、前記各焦点検出ゾーン内の被写体のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、を備え、前記選択手段は、前記コントラスト検出手段が検出したコントラストが予め設定された所定値よりも高い焦点検出ゾーンの焦点情報に基づいて、最も近距離の焦点検出ゾーンを選択すること、前記焦点検出手段および前記レンズ駆動手段は、焦点情報の検出および焦点調節レンズ群の移動を繰り返し実行すること、さらに前記選択手段は、前回選択した焦点検出ゾーンの今回の焦点情報については一定量近距離にある焦点情報として、他の焦点検出ゾーンにおける今回の焦点情報と比較し、最も近距離に相当する焦点情報が得られた焦点検出ゾーンを選択すること、に特徴を有する。
【０００８】
本発明において、前記選択手段に、前記撮影画面において中央に位置する焦点検出ゾーンの今回の焦点情報を一定量近距離にある焦点情報として前記比較、選択処理させてもよい。
また、本発明にあっては、前記焦点情報をデフォーカス量とし、該デフォーカス量を、前記焦点調節レンズ群を含む撮影レンズによって形成された被写体像面位置とフィルム面との撮影レンズの光軸に沿った距離であって、被写体像面とフィルム面とが一致しているときのデフォーカス量を０、被写体像面がフィルム面よりも光軸上、前記撮影レンズと反対側に位置しているときのデフォーカス量を＋の値、被写体像面がフィルム面よりも光軸上撮影レンズ側に位置しているときのデフォーカス量を−の値とし、、前記選択手段は、前回選択した焦点検出ゾーンに対しては、今回のデフォーカス量に一定のデフォーカス量を加算して前記比較をする構成にできる。この場合、前記最も近距離の焦点情報は、最も大きいデフォーカス量となる。
本発明の多点自動焦点検出装置において、前記レンズ駆動手段は、前記選択手段により選択された焦点検出ゾーンの今回のデフォーカス量に基づいて前記焦点調節光学系の移動を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明を適用した自動焦点（ＡＦ）一眼レフカメラの主要構成を示したブロック図である。このＡＦ一眼レフカメラは、カメラボディ１１と、このカメラボディ１１に着脱可能なＡＦ対応の撮影レンズ５１とを備えている。そしてカメラボディ１１は、いわゆる多点オートフォーカス手段（多点焦点検出手段）、自動焦点調節手段を備えている。
【００１０】
撮影レンズ５１からカメラボディ１１内に入射した被写体光束は、大部分がメインミラー１３により、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム１７に向かって反射され、ペンタプリズム１７で反射されてアイピースから射出するが、メインミラー１３で反射された反射光の一部が測光用ＩＣ１８の受光素子に入射する。一方、メインミラー１３のハーフミラー部１４に入射した被写体光束の一部はここを透過し、サブミラー１５で下方に反射されて、マルチ焦点検出センサユニット２１に入射する。
【００１１】
測光用ＩＣ１８は、受光量に応じて光電変換した電気信号を、電圧信号として対数圧縮し、周辺部制御用回路２３を介して、メインＣＰＵ３５に測光信号として出力する。メインＣＰＵ３５は、測光信号およびフィルム感度情報に基づいて所定の露出演算を実行し、露出用の適正シャッタ速度および絞り値を算出する。そしてメインＣＰＵ３５は、これらのシャッタ速度および絞り値に基づいて撮影処理、つまり、露光機構（シャッタ機構）２５および絞り機構２７を駆動してフィルムに露光する。さらに周辺部制御用回路２３は、撮影処理に際し、モータドライブ回路２９を介してミラーモータ３１を駆動してメインミラー１３のアップ／ダウン処理を行ない、露光終了後にはフィルム巻上モータ３３を駆動してフィルムを１コマ分巻上げる。
【００１２】
マルチ焦点検出センサユニット２１は、いわゆる位相差方式の測距センサであって、図示しないが、撮影画面内における複数の焦点検出ゾーン内に含まれる被写体像を形成する被写体光束を二分割する分割光学系と、二分割された被写体光束をそれぞれ受光して積分（光電変換およびその電荷を蓄積）する３個のセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを備えている。
【００１３】
メインＣＰＵ３５は、マルチ焦点検出センサユニット２１から入力した各焦点検出ゾーンに対応する積分データに基づいて所定の演算によりデフォーカス量を算出する。そして、それらのデフォーカス量に基づいて、使用するデフォーカス量および優先順位を設定し、ＡＦモータ３９の回転方向および回転数（エンコーダ４１が出力するパルス数）を算出する。そしてメインＣＰＵ３５は、その回転方向およびパルス数に基づき、ＡＦモータドライブ回路３７を介してＡＦモータ３９を駆動する。この駆動に際してメインＣＰＵ３５は、ＡＦモータ３９の回転に連動してエンコーダ４１が出力するパルスを検知してカウントし、カウント値が前記パルス数に達したらＡＦモータ３９を停止させる。
【００１４】
メインＣＰＵ３５はＡＦモータ３９を、ＤＣ駆動および、停止前にはエンコーダ４１の出力パルスの間隔に基づいてＰＷＭ制御による一定速度制御をすることができる。ＡＦモータ３９は、その回転を、ギアブロック４６、カメラボディ１１のマウント部に設けられたジョイント４７と撮影レンズ５１のマウント部に設けられたジョイント５７との接続を介して撮影レンズ５１側に伝達する。そして、レンズ駆動機構５５を介して焦点調節用レンズ５３を進退移動させる。
【００１５】
またメインＣＰＵ３５は、プログラム等をメモリしたＲＯＭ３５ａ、演算用、制御用の所定のデータを一時的にメモリするＲＡＭ３５ｂ、計時用の基準タイマー３５ｃ、ハードカウンタ３５ｄおよびＡ／Ｄ変換器３５ｅを内蔵し、外部メモリ手段としてのEEPROM４３が接続されている。このEEPROM４３には、カメラボディ１１特有の各種定数のほかに、本発明の積分制御に必要な所定値などがメモリされている。
【００１６】
さらにメインＣＰＵ３５には、レリーズボタン（図示せず）の半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲ、自動焦点制御とマニュアル焦点制御とを切換える自動焦点スイッチＳＷＡＦ、メインＣＰＵ３５や周辺機器等への電源をON/OFFするメインスイッチＳＷＭが接続されている。メインＣＰＵ３５は、設定されたＡＦ、露出、撮影などのモード、シャッタ速度、絞り値などを表示器４５に表示する。表示器４５は、通常、カメラボディ１１の外面およびファインダ視野内の２か所に設けられた表示器を含む。
【００１７】
このメインＣＰＵ３５は、カメラボディおよび撮影レンズを総括的に制御する制御手段として機能するほかに、マルチ焦点検出センサユニット２１および周辺部制御用回路２３等とで積分制御手段を構成し、ＡＦモータ３９等とでレンズ駆動手段を構成している。
【００１８】
一方撮影レンズ５１には、焦点調節光学系としての焦点調節用レンズ５３を光軸に沿って移動させる焦点調節機構５５、撮影レンズ５１のマウント部に設けられていて、カメラボディ１１のジョイント４７と連結してＡＦモータ３９の回転を焦点調節機構５５に伝達するレンズ側ジョイント５７、及びレンズＣＰＵ６１を備えている。
【００１９】
レンズＣＰＵ６１は、電気接点群５９、４９の接続を介してカメラボディ１１の周辺部制御用回路２３と接続されていて、この周辺部制御用回路２３を介してメインＣＰＵ３５との間で所定のデータ通信を実行する。レンズＣＰＵ６１から周辺部制御用回路２３に伝達されるデータとしては、制御可能な開放絞り値Ａv （開放Ｆ値のアペックス換算値）、最大絞り値Ａv （最小絞りＦ値のアペックス換算値）、レンズ位置、Ｋバリューデータなどがある。なお、Ｋバリューデータとは、撮影レンズ５１により結像された像面を、ＡＦモータ３９を駆動して光軸方向に単位距離（例えば１mm）移動させる間にエンコーダ４１が出力するパルス数（ＡＦモータ３９の回転数）データである。
【００２０】
この一眼レフカメラは、測光スイッチＳＷＳがオンされるとＡＦ処理を開始する。ＡＦ処理では、先ずマルチ焦点検出センサユニット２１が積分を始める。積分終了後、メインＣＰＵ３５は、その積分データを入力し、そのデータに基づいてデフォーカス量、駆動パルス数を算出し、この駆動パルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する。
【００２１】
マルチ焦点検出センサユニット２１には、詳細は図示しないが周知の通り、撮影レンズ５１から入射し、メインミラー１３の中央部ハーフミラー部１４を透過し、さらにサブミラー１５で反射された被写体光が入射する。マルチ焦点検出センサユニット２１に入射した被写体光は、フィルム面と共役な二次結像面上またはその前後位置に結像し、この二次結像面上に配置されたマスクの複数位置に形成された３個の窓を透過して、それぞれ異なる受光手段（図２参照）上に結像される。なお、各３個の窓は焦点検出ゾーンを規制し、各焦点検出ゾーンに含まれる光束はそれぞれ、図示しない分割光学系によって二分割されて、再結像面上に配置された各受光手段に結像される。
【００２２】
マルチ焦点検出センサユニット２１は、センサとしていわゆるＣＣＤラインセンサを有するが、その構成を、図２を参照してより詳細に説明する。マルチ焦点検出センサユニット２１は、１本のＣＣＤ転送部２１１と、ＣＣＤ転送部２１１に隣接し、かつＣＣＤ転送部２１１の長手方向に互いに離反して設けられた、複数の受光手段としての３個のＡセンサ２１２Ａ、Ｂセンサ２１２Ｂ、およびＣセンサ２１２Ｃを備えている。各Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２を備えている。一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２のそれぞれに、分割光学系によって二分割された被写体像が形成される。各受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２は、公知のように、例えば一列に一定の間隔で設けられたフォトダイオードアレイ（画素アレイ）からなる。
なお、図示実施例では３個の一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２をそれぞれ離反して示してあるが、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２はそれぞれ連続した構成でもよい。
【００２３】
各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、詳細は図示しないが公知のように、各受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２の各フォトダイオードが光電変換した電荷をフォトダイオード毎に独立して積分する（蓄積する）ストレージ部、および積分が終了したらストレージ部が蓄積した電荷を一時的にメモリするメモリー部を備えている。つまり、被写体光を受光したフォトダイオードはこれを光電変換し、各フォトダイオードが光電変換した電荷はストレージ部で積分され、ストレージ部で積分された電荷は積分が終了した時にメモリー部に転送され、保持される。そして、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了したら、各メモリー部に保持された電荷は、一斉にＣＣＤ転送部２１１に転送される。ＣＣＤ転送部２１１には、図示しない多数の電極が一定の間隔で形成されていて、これらの電極に印加される二相の転送クロックφ１、φ２によって電荷が画素単位で段階的に転送され、ＣＣＤ転送部２１１の出力変換部（読み出し部）２１３から画素単位で電圧に変換され、出力される。
【００２４】
出力変換部２１３から出力された電圧信号は、増幅器２２６により増幅され、クランプ回路２２７により、ビデオ基準レベルから降下する電圧信号化したビデオ信号VIDEO として出力される。出力されたビデオ信号VIDEO はＣＰＵ３５に取り込まれ、Ａ／Ｄ 変換器３５ｅでディジタル信号に変換されて画素単位でRAM３５ｂにメモリされ、RAM ３５ｂから読み込まれてデフォーカス演算に利用される。
【００２５】
なお、被写体の明るさに応じて各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分時間（積分終了）をコントロールするために、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃに隣接して、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分値（受光光量）をモニタするＡモニタセンサＭＡ、ＢモニタセンサＭＢ、ＣモニタセンサＭＣが設けられている。さらに、Ｂセンサ２１２Ｂの第１受光部Ｂ１に隣接してモニタダークセンサＭＤが設けられている。モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ同様に被写体光を受光し、積分値を出力するセンサであって、それぞれの積分値は積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃで検出される。一方モニタダークセンサＭＤは、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの暗電流成分を除去するための信号を得るセンサであって、遮光されている。
【００２６】
本実施例のモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの一方の受光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２をそれぞれ５分割して受光するモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５を含む。
【００２７】
以上のＡ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分動作（電荷蓄積）、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣからＣＣＤ転送部２１１への電荷（積分値）の転送、ＣＣＤ転送部２１１における電荷の転送、出力変換部２１３での電荷から電圧への変換、クランプ回路２２７によるクランプ処理などは、ＣＣＤ制御回路２２１、タイミング発生回路２２２、ドライバー回路２２３が出力するクロック（パルス信号）によってなされる。
【００２８】
この一眼レフカメラの焦点検出処理は、測光スイッチＳＷＳのオンを条件に開始される。測光スイッチＳＷＳがオンすると、ＣＰＵ３５から出力される通信データによりＣＣＤ制御回路２２１が積分開始信号φINT を立ち上げて、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣおよびモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが積分を開始する。
【００２９】
モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が、予め設定されている積分終了レベルＶRMを越えたことを積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが検知し、検知した積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが積分終了信号END-A 〜END-C を出力したときに、対応するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了する。本実施例では、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのそれぞれの５個のモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５の内、いずれかの積分値が積分終了レベルＶRMに達したときに、積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃが対応するセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分を終了させる。積分終了レベルＶRMは、周辺部制御用回路２３から出力される基準信号（AGC レベル）と、モニタダークセンサＭＤから出力される暗電流ＭＤとによって決まる信号である。
【００３０】
一方、予め設定されている最大積分時間内に全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了しなかったとき、つまり、予め設定した最大積分時間内にいずれかのモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値が積分終了レベルに達しなかったときには、最大積分時間経過時に、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制終了する。積分の強制終了は、ＣＣＤ制御回路２２１が各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂに強制積分終了信号FENDint を出力し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂが積分終了信号を出力することで実行される。なお、ＣＰＵ３５は、積分開始時から積分時間の計測を開始し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが出力する積分終了信号を入力して各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃの積分時間を計測する。
【００３１】
全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了すると、ドライバー回路２２３が転送パルスφTGを出力して各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃが積分した信号電荷をＣＣＤ転送部２１１に転送する。ＣＣＤ転送部２１１に転送された各信号電荷は、基準クロックφＭに同期して生成される転送／読出しクロックφ1 、φ2 によって画素単位でＣＣＤ転送部２１１を転送される。そして各電荷は、出力変換部２１３で画素単位で逐一電圧に変換されて出力（読出）され、増幅器２２６で増幅され、クランプ回路２２７でクランプされて、画素単位のビデオVIDEO 信号として出力される。クランプ回路２２７は、サンプルホールドパルスφSHに同期して出力をサンプルホールドし、ビデオ信号VIDEO として出力する。
【００３２】
ＣＰＵ３５は、入力したビデオ信号VIDEO を内蔵のＡ／Ｄ変換器３５ｅで１０bit のディジタル信号に変換し、さらに、２倍または４倍して、８bit または９bit 精度のデータに変換し、ＲＡＭ３５ｂに書き込む。
【００３３】
マルチ焦点検出センサユニット２１の焦点検出ゾーンの配置の一実施例を図３に、その光学系の一実施例を図４に示した。本実施例の焦点検出ゾーン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃは、センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの数に対応して３個である。しかし焦点検出ゾーン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃの配置パターンは、撮影画面７０内においてＨ型であるが、センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの配置パターンは一直線型である。図４は、Ｈ型に配置された３個の焦点検出ゾーン内の被写体光束を、一直線上に配置されたセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃに導くための光学系の一実施例を示している。
【００３４】
マルチ焦点検出センサユニット２１には、撮影レンズ５１によって被写体像が形成される予定焦点面（不図示のフィルム面と共役な位置）またはその前後近傍に、被写体像の一部分を取り出すための長方形の開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを備えたカバー（焦点検出ゾーン規制板）７３が配置されている。各開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、第１のパターンとしてＨ形状に配置されていて、それぞれが焦点検出ゾーンを規定する。つまり、各開口（焦点検出ゾーン）７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを透過する輪郭が長方形の被写体像について焦点検出がなされる。
【００３５】
開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、ファインダー視野において、撮影レンズの光軸を中心として、横長の中央開口７３Ｂと、中央開口７３Ｂの左右に位置する縦長の２つの周辺開口７３Ｃ、７３Ａとからなる。
【００３６】
カバー７３の後方には、リレーレンズとして機能するコンデンサレンズ７５（７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ）が各開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃと対応して設けられている。中央開口７３Ｂの後方には、中央開口７３Ｂおよびコンデンサレンズ７５Ｂを通った光束を９０゜偏向する中央ミラー７７Ｂが配置されている。一方の周辺開口７３Ａの後方には、周辺開口７３Ａおよびコンデンサレンズ７５Ａを通った被写体光束を９０゜づつ偏向する第１の周辺ミラー７７Ａおよび第２の周辺ミラー７８Ａを備え、他方の周辺開口７３Ｃの後方には、周辺開口７３Ｃおよびコンデンサレンズ７５Ｃを通った被写体光束を９０゜づつ偏向する第１の周辺ミラー７７Ｃおよび第２の周辺ミラー７８Ｃを備えている。
【００３７】
第１、第２の周辺ミラー７７Ａ、７８Ａおよび第１、２の周辺ミラー７７Ｃ、７８Ｃは、被写体光束をそれぞれ軸周りに９０゜回転させる機能を有する。つまり本実施の形態では、周辺開口７３Ａ、７３Ｃによって規定される長方形の焦点検出ゾーンを左、右に９０゜回転させて、中央開口７３Ｂによって規定される焦点検出ゾーンと一列に配置する。
【００３８】
中央ミラー７７Ｂおよび第２の周辺ミラー７８Ａ、７８Ｃのそれぞれの後方には順番に、補助レンズ８１、マスク８３、セパレータレンズ８５およびラインセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃが配置されている。これらは、各開口７３Ａ、３Ｂ、７３Ｃに対応して、補助レンズ８１は３個の補助レンズ８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃを備え、マスク８３はそれぞれが一対からなる３個の開口８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃを備え、セパレータレンズ部８５はそれぞれが一対からなる３個のセパレータレンズ８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃを備えている。各一対のセパレータレンズ８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃは、開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを通る被写体光束を二分割して、センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ（受光部Ａ１、Ａ２、受光部Ｂ１、Ｂ２、受光部Ｃ１、Ｃ２）上に、開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、すなわち焦点検出ゾーン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃに対応する被写体像が形成される。
【００３９】
この本発明の多点焦点検出装置を搭載した一眼レフカメラの動作を、さらに図５〜図１０を参照して説明する。
【００４０】
「メイン処理」
図５は、この一眼レフカメラのメイン処理に関するフローチャートである。このメイン処理では、測光スイッチＳＷＳがオンされるのを待ち、測光スイッチＳＷＳがオンされたら測光および露出演算処理（ＡＥ処理）を実行して最適な絞り値およびシャッタ速度を求め、焦点検出処理およびいずれかのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃで検出したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動処理（ＡＦ処理）を実行して焦点検出用レンズ５３を合焦位置まで移動し、レリーズスイッチＳＷＲがオンされたらＡＥ処理で求めた絞り値およびシャッタ速度で露光処理を実行する。
【００４１】
このメイン処理には、バッテリが装填されたときに入る。この処理に入ると先ず、ＲＡＭ３５ｂをイニシャライズする（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵ３５以外の回路、部品への電源供給を遮断し、測光スイッチＳＷＳがオンするのを待つ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）。測光スイッチＳＷＳがオンされると、周辺機器への電力供給を開始してＶＤＤループ処理を実行する（Ｓ１０７）。
【００４２】
ＶＤＤループ処理に入ると、ＶＤＤループ時間タイマをスタートさせて（Ｓ１１１）、各スイッチの状態をチェックし（Ｓ１１３）、レンズＣＰＵ６１との間で所定のレンズ通信を実行して、開放絞り値、最小絞り値、焦点距離データなどのレンズデータを入力する（Ｓ１１５）。
【００４３】
そして、ＡＥ演算処理を実行し（Ｓ１１７）、演算によって求めたシャッタ速度など、撮影に関する表示を行う（Ｓ１１９）。ＡＥ演算処理とは、測光ＩＣ１８によって被写体輝度を測定し、被写体輝度データおよびフィルム感度データなどに基づき、所定の露出モード、例えばプログラム露出モードによって適正シャッタ速度および絞り値を演算により求める処理である。
【００４４】
シャッタ速度および絞り値が求まると、焦点調節レンズ５３を移動し、焦点検出した被写体に合焦させるＡＦ処理を実行する（Ｓ１２１）。このＡＦ処理を、ループ時間が経過するまで繰り返し実行する（Ｓ１２３）。
【００４５】
ループ時間が経過したら、測光スイッチＳＷＳの状態をチェックし、オンしていたらＶＤＤループ処理に戻る（Ｓ１２５、Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていたら、パワーホールド中フラグがセットされているかどうかをチェックし、セットされていなければパワーホールド中タイマをスタートさせ、パワーホールド中フラグをセットしてからパワーホールドタイマがタイムアップするまで、ＶＤＤループ処理を繰り返す（Ｓ１２５、Ｓ１２７、Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３３、Ｓ１１１）。そして、パワーホールド時間が経過したら、パワーホールド中フラグをクリアしてパワーダウン処理に戻る（Ｓ１３３、Ｓ１３５、Ｓ１０３）。
【００４６】
「ＡＦ処理」
Ｓ１２１のＡＦ処理について、図６を参照してより詳細に説明する。ＡＦ処理に入ると、先ず、測光スイッチＳＷＳがオン状態にあるかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていれば、ＡＦロックフラグをクリアしてリターンする（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。ＡＦロックフラグは、一度合焦したときにセットされるフラグで、一旦ある被写体に合焦したときには、その被写体に対する合焦状態を維持する、いわゆるフォーカスロックを可能にするフラグである。
【００４７】
測光スイッチＳＷＳがオン状態にあれば、ＡＦロックフラグがセットされているかどうかをチェックする。ＡＦロックフラグがセットされていればリターンするが、合焦していないときにはセットされていないので、全センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分をスタートさせる（Ｓ２０５、Ｓ２０７）。積分が終了したらＣＣＤビデオデータを入力し、測距値選択処理を実行して１個の焦点検出ゾーン（センサ）を選択し、選択された焦点検出ゾーンについてデフォーカス計算を実行してデフォーカス量を求める（Ｓ２０９、Ｓ２１０、Ｓ２１１）。そして、計算したデフォーカス量から合焦しているかどうかをチェックし、合焦していなければデフォーカス量およびＫバリューデータからＡＦパルス数を演算し、演算したＡＦパルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する（Ｓ２１３、Ｓ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１９）。合焦していたら、ＡＦロックフラグをセットしてリターンする（Ｓ２１５、Ｓ２２１）。
【００４８】
「積分スタート処理」
Ｓ２０７の積分スタート処理について、図７を参照してより詳細に説明する。この積分スタート処理は、マルチ焦点検出センサユニット２１に積分を開始させ、適正積分値で積分を終了させる処理である。
【００４９】
積分スタート処理に入ると、先ず、最大積分時間経過フラグおよび強制終了フラグをクリアする（Ｓ３０１）。最大積分時間経過フラグは、使用するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ（に対応するモニタセンサＭＡ〜ＭＣ）が、予め定めてある最大積分時間を経過しても積分値が積分終了レベルＶRMに達しなかったこと（積分が終了しなかったこと）を識別するフラグ、強制終了フラグは、モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が積分終了レベルＶRMに達しないにもかかわらず、強制的に積分を終了させたことを識別するフラグである。なお、本実施の形態では、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを使用するものとする。
【００５０】
次に、ＲＡＭ３５ｂに、最大積分時間をセットし、積分許可センサ２１２Ａ〜２１２Ｃをセットし、ＡＧＣレベル（ＶAGC ）をセットする（Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７）。そして、積分をスタートさせ、積分時間カウントをスタートする（Ｓ３０９、Ｓ３１１）。なお、ＡＧＣレベルは、EEPROM４３に予め設定されたデジタルデータを、ＣＰＵ３５を介して周辺回路２３が読み込み、内蔵のＤ／Ａ変換器２３ａで変換して出力する電圧である。
【００５１】
そして、許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ全ての積分が終了するか、最大積分時間が経過するのを待つ（Ｓ３１３〜Ｓ３２３）。つまり、積分を許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分終了および積分時間をチェックする積分時間チェック処理を実行し（Ｓ３１３）、強制積分終了フラグがセットされているかどうかをチェックし（Ｓ３１５）、セットされていなければ最大積分時間が経過しているかどうかをチェックし（Ｓ３１７）、経過していなければ積分を許可した全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分終了したかどうかをチェックし（Ｓ３１９）、いずれかのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了していなければＳ３１３に戻る。
【００５２】
積分を許可した全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了したら、そのままリターンする（Ｓ３１９）。また、強制終了フラグがセットされたとき、または強制終了フラグはセットされていないが最大積分時間が経過したときは、最大積分終了処理を実行し（Ｓ３１５、Ｓ３２１またはＳ３１５、Ｓ３１７、Ｓ３２１）、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制的に終了させてリターンする（Ｓ３２３）。
【００５３】
「ＣＣＤデータ入力処理」
次に、Ｓ２０９のＣＣＤデータ入力処理について、図８に示したフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００５４】
本実施例では、クランプ回路２２７から逐次出力されてＣＰＵ３５に入力された、画素単位のアナログのビデオ信号を、ＣＰＵ３５内蔵のＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタルのビデオデータに変換する。ビデオデータに変換したら、強制積分終了がされておらず、かつ最大積分時間経過前に積分終了したデータであれば、基準出力との比とビデオデータを乗算し、乗算値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。強制積分終了されたか最大積分時間が経過しているビデオデータは、すでに増幅器２２６においてゲインコントロールがされているので、その値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。
【００５５】
以上の処理を、全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全画素についてのビデオ信号について実行する。なお、本実施例では、ビデオ信号を、先ずＡ／Ｄ変換器３５ｅで１０bit のディジタルデータに変換する。さらに、焦点検出演算に使用する精度に応じて、９bit または８bit のディジタルデータに変換している。
【００５６】
ＣＣＤデータ入力処理に入ると、まず、Ａ／Ｄ変換器３５ｅを１０bit モードに設定し、Ａ／Ｄ変換するビット数（画素数）を内蔵カウンタにセットする（Ｓ６０１、Ｓ６０３）。Ａ／Ｄ変換同期信号φＡＤがローレベルに落ちるのを待って、ローレベルに落ちたらＡ／Ｄ変換器３５ｅにＡ／Ｄ変換をスタートさせる（Ｓ６０５、Ｓ６０７、Ｓ６０９）。Ａ／Ｄ変換を終了したら、変換したディジタルデータを入力し、反転する（Ｓ６０９、Ｓ６１１）。この反転処理は、ビデオ信号がビデオ基準値から明るくなるに従って降下する信号、つまり明るいほど小さい値になるので、明るいほど大きくなるように変換する処理である。
【００５７】
Ｓ６１９では９bit 精度かどうかをチェックする。９bit 精度か８bit 精度かは、マルチ焦点検出センサユニット２１の最大出力電圧、カメラの性能などに応じて設定され、製造時にEEPROM４３にメモリされている。
【００５８】
９bit 精度が設定されている場合は、１０bit 変換値を２で割って９bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２１）、９bit データがＦＦｈ（１６進数、１０進数では２５５）を越えているかどうかをチェックする。ＦＦｈを越えていたらＦＦｈとするリミット処理を実行してそのデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２３、Ｓ６２５、Ｓ６３３）。このリミット処理は、例えば、Ａ／Ｄ変換器３５ｅのフルレンジが４ボルトの場合は、最大ビデオデータ（入力電圧）を２Ｖに相当する値でカットする処理である。９bit データがＦＦｈ以下の場合は、そのデータをＲＡＭ３５ｂにメモリする。
【００５９】
一方、８bit 精度が設定されている場合は１０bit 変換値を４で割って８bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２７）、変換後のデータが飽和出力レベルを越えているかどうかをチェックし、越えている場合は飽和出力レベルでリミットをかけて、リミットをかけた値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３１、Ｓ６３３）。本実施例での飽和出力レベルは、例えば２. ７Ｖ（ＡＣｈ）に相当する。８bit データに変換後のデータが飽和出力レベルに達していないときは、その変換後のデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３１、Ｓ６３３）。
【００６０】
ビデオデータメモリが終了したら、カウンタのビット数を１減算し、減算後のビット数が０でなければＳ６０５に戻ってＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を繰り返す。つまり、以上のＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を、使用する全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全ビデオ信号VIDEO について実行してからリターンする。
【００６１】
本実施の形態の特徴である焦点検出値選択処理について説明する。本発明を適用した図示一眼レフカメラは、３個のセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃで焦点検出処理を実行し、測距値（デフォーカス量）の中から、最短距離の被写体に対して合焦処理を行う。本実施例は、その際、いずれかのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを介して得た測距値（デフォーカス量）の信頼度が低い場合、あるいはいずれかのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃから測距値が得られなかった場合の処理に特徴を有する。
【００６２】
ＡＦ処理に入ると、先ず、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ（Ａセンサ、Ｂセンサ、Ｃセンサ）それぞれについて積分処理を実行し、各Ａ〜Ｃセンサの各一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２の全ての画素（フォトダイオード）の積分値（ビデオ信号VIDEO ）をＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタルデータに変換し、ＲＡＭ３５ｂにメモリする。ＲＡＭ３５ｂには、各一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２のデータ毎に各一対の受光部の各フォトダイオードの積分値に関する画素データがメモリされる。以上の処理が、積分処理およびＣＣＤデータ入力処理である。
【００６３】
そしてＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３５ｂに書き込んだ画素データを読み込んで、相関法により一対の受光部の位相差を求め、その位相差に基づいてデフォーカス量を求める。以上の処理が、デフォーカス計算、測距演算またはＡＦ測距演算処理である。
【００６４】
公知の相関法では、被写体のコントラストが低い場合（ローコンの場合）、たとえば白壁など、被写体がカメラからの距離が極端に相違する立体的な場合、あるいは繰り返し模様の場合などに、正確なデフォーカス量を求められない場合がある。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、隣接する画素データの差を逐次加算してコントラストを求め、そのコントラストによってローコン（ローコントラスト）かどうかを判断する。さらに、相関法によって求まる相関関数（一対の受光部の画素データ群の一致度）からデータの信頼度を判断する。そうしてこれらの判断結果に基づいて、焦点調節に使用する１個のセンサ（測距値、焦点検出ゾーン）を選択する。
【００６６】
（１）全てのセンサについて有効なデフォーカス量が得られなかったときは、測距ＮＧ処理を行い、合焦不能の表示などを行う。
（２）有効なデフォーカス量は求められたが、全てのセンサのデータ（被写体像）がローコントラストの場合には、
（２-1）中央のＢセンサ２１２Ｂについて有効なデフォーカス量が得られていたらこのＢセンサ２１２Ｂ（のデフォーカス量）を選択し、
（２-2）中央のＢセンサ２１２Ｂについて有効なデフォーカス量が得られていなかったら有効なデフォーカス量の中で、最も近距離に相当するデフォーカス量を選択する。
（２-2-1） 前回選択されたセンサを優先する。
ここで「優先」とは、前回選択されたデフォーカス量の絶対値が一定値よりも小さいときには、その絶対値よりもより小さい絶対値のデフォーカス量が他にあっても、前記選択されたセンサのデフォーカス量を選択することを意味する。
（３）有効なデフォーカス量が求められたが、ローコンではないデータがあった場合は、ローコントラストではないデータの中で、最も近距離に相当するデフォーカス量を選択するが、その際、
（３-1）前回選択されたセンサを優先し、
（３-2）中央のＢセンサ２１２Ｂを優先する。
【００６７】
ここでデフォーカス量は、被写体像面位置とフィルム面との撮影レンズ５１の光軸に沿った間隔（距離）を表し、デフォーカス量は±の符号を有するベクトル量である。被写体像面とフィルム面とが一致しているときのデフォーカス量を０、被写体像面がフィルム面よりも光軸上撮影レンズ５１とは反対側（後方に）位置しているときのデフォーカス量を＋の値、被写体像面がフィルム面よりも光軸上手前（撮影レンズ側）に位置しているときのデフォーカス量を−の値とする。デフォーカス量が０のときが合焦状態であり、このときの被写体までの距離が撮影距離であり、被写体の位置を合焦位置とする。
デフォーカス量が「＋」のときには、被写体は合焦位置よりも近距離に位置し、かつデフォーカス量が大きいほど（絶対値が大きいほど）被写体は近距離に位置する。
デフォーカス量が「−」のときには、被写体は合焦位置よりも遠距離に位置し、かつデフォーカス量が小さいほど（絶対値が大きいほど）被写体は遠距離に位置する。
したがって、最も近距離に相当するデフォーカス量とは、符号が＋のときには絶対値が最も大きいものを意味し、符号が−のときには絶対値が最も小さいものを意味する。つまり、最も大きなデフォーカス量を意味する。本実施例では、Ａセンサ２１２Ａ、Ｂセンサ２１２ＢおよびＣセンサ２１２Ｃによって得られたデフォーカス量の内、もっとも大きなデフォーカス量が最も近距離に相当するデフォーカス量に該当する。
【００６８】
また、本実施の形態では、以下の設定ができる。
設定１：ローコンのデータを使用するかまたは使用しないかの選択。
設定２：全てのデータがローコンのときには、Ｂセンサ２１２Ｂを選択するかまたは最も近距離に相当するデフォーカス量を選択するかの選択。
設定３：全センサがローコンでＢセンサ２１２Ｂのデータが有効ではなかったときに、測距ＮＧにする（自動焦点調節処理を終了する）か、最も近距離に相当するデフォーカス量を選択するかの選択。
【００６９】
これらの選択結果はEEPROM４３に書き込んでおくが、書き込みは、製造者が製造時に予め選択して書き込むか、あるいは撮影者が選択して書き込める構成にできる。本実施例において、設定１はローコン時未選択bit で識別し、“１”が使用、“０”が不使用である。設定２は全ローコン時Ｂ選択bit で識別し、“１”がＢセンサ２１２Ｂの選択、“０”が最も近距離に相当するデフォーカス量の選択である。設定３はＢセンサＮＧ時ＮＧbit で識別し、“１”が測距ＮＧ、“０”が最も近距離に相当するデフォーカス量の選択である。
【００７０】
次に、測距値選択処理について、図９に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。
測距値選択処理にはいると、まず、Ａ、Ｂ、Ｃセンサそれぞれの画素データについて測距演算を実行する（Ｓ４０１）。そして、全てのセンサについての測距演算がＮＧであったかどうかをチェックし、測距演算全てＮＧであれば、測距ＮＧ処理を実行してリターンする（Ｓ４０３：Ｙ、Ｓ４０５）。測距ＮＧ処理は、例えば、測光スイッチＳＷＳがオンしている間は、表示器４５に合焦不能である旨の表示をして、所定時間は他の処理、ＡＦ処理、積分スタート処理、測距値選択処理を禁止する処理である。測光スイッチＳＷＳがオフされてオンされると、ＶＤＤループ処理に入り、ＡＦ処理、積分スタート処理、測距値選択処理を実行する。なお、測距ＮＧ処理はこれらに限定されない。
【００７１】
１個でも測距演算ＮＧでないものがあれば、ローコン時未選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ４０３：Ｎ、Ｓ４０７）。ローコン時未選択bit に“１”がセットされていなければ、測距ＯＫでローコンでもないセンサの内で最も近距離のもの（最も近距離に相当するデフォーカス量）を選択してリターンする（Ｓ４０９：Ｎ、Ｓ４１１）。
【００７２】
ローコン時未選択bit に“１”がセットされており、測距ＯＫの全てのセンサがローコンならば、全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ４０９：Ｙ、Ｓ４１３）。全ローコン時Ｂ選択bit “１”がセットされていなければ、測距ＯＫのセンサの中で最も近距離のもの（最も近距離に相当するデフォーカス量）を選択してリターンする（Ｓ４１３：Ｎ、Ｓ４１５）。
【００７３】
全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされていれば、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていればＢセンサ２１２Ｂを選択してリターンする（Ｓ４１３：Ｙ、Ｓ４１７：Ｙ、Ｓ４１９）。Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければ、ＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていれば測距ＮＧ処理を実行してリターンする（Ｓ４１７：Ｎ、Ｓ４２１：Ｙ、Ｓ４２３）。ＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされていなければ測距ＯＫのセンサの内で最も近距離（最も近距離に相当するデフォーカス量）を選択してリターンする（Ｓ４２１：Ｎ、Ｓ４２５）。
【００７４】
測距値選択処理の実施例について、図１０から図１２に示したフローチャートを参照して説明する。この実施例は、第１の実施例を詳細に示したときの処理である。
【００７５】
この焦点検出値選択処理に入ると、測距値選択ＯＫビットをクリア（“０”をセット）する（Ｓ５０１）。測距値選択ＯＫビットは、測距値を選択したかしていないかを識別するフラグであって、選択していないときは“０”がセットされ、選択したときは“１”がセットされる。
【００７６】
Ａ、Ｂ、Ｃセンサそれぞれのデータについて測距演算を実行する（Ｓ５０３）。測距演算結果に基づいて、それぞれの測距ＯＫフラグが全て“０”であるかどうかをチェックし、全ての測距ＯＫフラグが“０”であればリターンする（Ｓ５０５：Ｙ）。測距ＯＫフラグは、適切な測距値が得られたどうかを識別するフラグであって、得られていれば“１”がセットされ、得られていなければ“０”がセットされる。
【００７７】
少なくとも１個のセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃによって適正な測距値が得られていたら、得られたデフォーカス量をそれぞれＲＡＭ３５ｂの作業エリアにメモリ（セット）する（Ｓ５０５：Ｎ、Ｓ５０７）。
【００７８】
そして、各センサごとに対応するセンサ測距ＯＫフラグをチェックし、“１”がセットされていないときは、そのセンサによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに、最遠値をセットする。つまり、Ａセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければ、Ａセンサ２１２Ａによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに、最遠値をセットし（Ｓ５０９：Ｎ、Ｓ５１１）、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければＢセンサ２１２Ｂによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに最遠値をセットし（Ｓ５１３：Ｎ、Ｓ５１５）、Ｃセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければ、Ｃセンサ２１２Ｃによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに、最遠値をセットする（Ｓ５１７：Ｎ、Ｓ５１９）。
【００７９】
この「最遠値」とは、デフォーカス量がマイナスの値で絶対値が最大の値を意味し、逆に「最近値」とは、デフォーカス量がプラスの値で絶対値が最大の値を意味する。
【００８０】
以上のＳ５０９〜Ｓ５１９の処理によって、有効な測距値が得られなかったセンサのデフォーカス量として、最遠値に相当するデフォーカス量がＲＡＭ３５ｂの所定アドレスにセットされる。
【００８１】
次に、ローコン時未選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ５２１）。ローコン時未選択bit は、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃから得られたデータがローコントラストのときには選択しないかどうかを識別するビットであって、“１”がセットされているときは選択せず、“０”がセットされているときは選択する。
【００８２】
ローコン時未選択bit に“１”がセットされているときには、少なくとも１個のセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃに対応する被写体像がローコントラストではないときは、Ａセンサ２１２Ａがローコンであるか、Ｂセンサがローコンであるか、Ｃセンサ２１２Ｃがローコンであるかどうかをそれぞれチェックする（Ｓ５２１：Ｙ、Ｓ５２３：Ｎ、Ｓ５２５、Ｓ５２９、Ｓ５３３）。
【００８３】
Ａセンサ２１２ＡがローコントラストであればＡセンサ２１２Ａによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに最遠値をセットし（Ｓ５２５：Ｎ、Ｓ５２７）、ＢセンサがローコントラストであればＢセンサ２１２Ｂによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに最遠値をセットし（Ｓ５２９：Ｎ、Ｓ５３１）、Ｃセンサ２１２ＣがローコントラストであればＣセンサ２１２Ｃによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂに最遠値をセットする（Ｓ５３３：Ｎ、Ｓ５３５）。
【００８４】
以上の処理によって、ローコン時未選択bit に“１”がセットされているときは、測距ＯＫであっても、ローコンのときには、最も遠距離に相当するデフォーカス量がそのセンサのデフォーカス量としてＲＡＭ３５ｂの所定アドレスにメモリされる。
【００８５】
全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃに対応する被写体がローコントラストのときには、全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ５２３：Ｙ、Ｓ５３７）。全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされているときは、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていないときは、ＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていたらリターンする（Ｓ５３７：Ｙ、Ｓ５３９：Ｎ、Ｓ５４１：Ｙ）。ＢセンサＮＧ時ＮＧbit は、Ｂセンサ２１２Ｂにより有効な測距値が得られなく、その他のセンサの測距値がローコンかＮＧのときは自動焦点調節処理を中止するかどうかを設定するbit であって、製造時にEEPROM４３に書き込まれる。Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていたときは、Ｂセンサ２１２Ｂによって有効な測距値が得られているので、Ｂセンサ２１２Ｂを選択し、測距選択ＯＫビットに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５３７：Ｙ、Ｓ５３９：Ｙ、Ｓ５４３、Ｓ５６７）。
【００８６】
また、全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされていなかったとき、セットされていても、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされておらず、かつＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされていなかったときは、Ｓ５４５に進む（Ｓ５３７：Ｎ、Ｓ５４５、またはＳ５３７：Ｙ、Ｓ５３９：Ｎ、Ｓ５４１：Ｎ、Ｓ５４５）。
【００８７】
次に、Ｓ５４５〜Ｓ５５５では、前回選択していたセンサは比較的信頼度が高いのでそのセンサのデフォーカス量を優先する処理である。つまり、前回どのセンサを選択していたかどうかをチェックし、前回選択していたセンサのデフォーカス量に一定量プラスする処理を実行する。まず、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していたかどうかをチェックし、Ａセンサ２１２Ａを選択していたときはＡセンサ２１２Ａを優先するために、Ａセンサ２１２Ａのデフォーカス量に一定量をプラスする。
この一定量は、前回選択したセンサをどの程度優先するかを決める値であり、予めEEPROM４３に書き込まれている。
【００８８】
Ｓ５４５では、前回の選択がＡセンサ２１２Ａであるかどうか、つまり前回Ａセンサ２１２Ａを選択したかどうかをチェックし、Ａセンサ２１２Ａを選択していれば、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＡセンサ２１２Ａのデフォーカス量を、これに一定量のデフォーカス量をプラスしたデフォーカス量で書き換えてＳ５４９に進み（Ｓ５４５：Ｙ、Ｓ５４７、Ｓ５４９）、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していなければそのままＳ５４９に進む（Ｓ５４５：Ｎ、Ｓ５４９）。
【００８９】
Ｓ５４９では、前回の選択がＢセンサ２１２Ｂであるかどうか、つまり前回Ｂセンサ２１２Ｂを選択したかどうかをチェックし、Ｂセンサ２１２Ｂを選択していれば、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量を、これに一定量のデフォーカス量をプラスしたデフォーカス量で書き換えてＳ５５３に進み（Ｓ５４９：Ｙ、Ｓ５５１、Ｓ５５３）、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していなければそのままＳ５５３に進む（Ｓ５４９：Ｎ、Ｓ５５３）。
【００９０】
Ｓ５５３では、前回の選択がＣセンサ２１２Ｃであるかどうか、つまり、前回Ｃセンサ２１２Ｃを選択したかどうかをチェックし、Ｃセンサ２１２Ｃを選択していれば、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量に一定量を、これに一定量のデフォーカス量をプラスしたデフォーカス量で書き換えてＳ５５７に進み（Ｓ５５３：Ｙ、Ｓ５５５、Ｓ５５７）、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していなければそのままＳ５５７に進む（Ｓ５５３：Ｎ、Ｓ５５７）。 なお、前回どのセンサを選択したかは、ＲＡＭ３５ｂに書き込まれている。
【００９１】
Ｓ５５７では、まず、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量に一定量のデフォーカス量をプラスしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ５５７）。
【００９２】
そして、Ａセンサ２１２ＡとＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量を比較し、Ａセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が小さければＣセンサ２１２ＣとＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量を比較し、等しいかＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量の方が小さければＢセンサ２１２Ｂを選択し、Ｃセンサ２１２Ｃのデフォーカス量の方が大きければＣセンサ２１２Ｃを選択して測距選択ＯＫビットに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５５９：Ｙ、Ｓ５６１：Ｙ、Ｓ５６３、Ｓ５６７、またはＳ５５９：Ｙ、Ｓ５６１：Ｎ、Ｓ５６５、Ｓ５６７）。
【００９３】
Ｓ５５９でＡセンサ２１２ＡとＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量の比較において、等しいかＡセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が大きいときにはＡセンサ２１２ＡとＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量を比較し、等しいかＡセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が小さければＢセンサ２１２Ｂを選択し、Ａセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が大きければＡセンサ２１２Ａを選択して測距選択ＯＫビットに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５５９：Ｎ、Ｓ５６９：Ｙ、Ｓ５７１、Ｓ５６７、またはＳ５５９：Ｎ、Ｓ５６９：Ｎ、Ｓ５７３、Ｓ５６７）。
【００９４】
以上、本発明を図示実施例に基づいて説明したが、焦点検出ゾーン、測距センサの数は２個、または４個以上でもよく、それらの配置も図示実施例に限定されない。
【００９５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明の多点自動焦点検出装置は、複数の焦点検出ゾーンについて得られた焦点情報を比較して最も近距離の焦点検出ゾーンを選択するアルゴリズムにおいて、前回選択した焦点検出ゾーンの焦点情報は一定量近距離にある焦点情報として、前回選択されなかった焦点検出ゾーンにおける今回の焦点情報と比較するので、一度選択された焦点検出ゾーンが選択される確率が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焦点検出装置を一眼レフカメラに適用した一実施の形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサユニットの一実施例を示す図である。
【図３】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサユニットの焦点検出ゾーンの配置の一実施例を示す図である。
【図４】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサユニットの光学系の一実施例を示す図である。
【図５】同一眼レフカメラの主要動作に関するフローチャートを示す図である。
【図６】同一眼レフカメラのＡＦ処理に関するフローチャートを示す図である。
【図７】同一眼レフカメラの積分スタート処理に関するフローチャートを示す図である。
【図８】同一眼レフカメラのＣＣＤデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【図９】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例の詳細に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図１１】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例の詳細に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図１２】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例の詳細に関するフローチャートの一部を示す図である。
【符号の説明】
１１ カメラボディ
１３ メインミラー
１４ ハーフミラー部
１５ サブミラー
２１ マルチ焦点検出センサユニット
２１１ ＣＣＤ転送部
２１２Ａ Ａセンサ
２１２Ｂ Ｂセンサ
２１２Ｃ Ｃセンサ
２２１ ＣＣＤ制御回路
３５ メインＣＰＵ（制御手段）
３５ｂ ＲＡＭ
４３ EEPROM
５１ 撮影レンズ
５３ 焦点調節レンズ
【発明の技術分野】
本発明は、カメラなどの光学機器に搭載される多点自動焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
カメラのオートフォーカス装置の一つである、いわゆる位相差方式の焦点検出装置は、焦点検出領域内の被写体像を二分割して一対の被写体像をＣＣＤラインセンサで受光し、ＣＣＤラインセンサで電気的な信号に変換する。そして、一対の被写体像に関する一対の被写体像信号に基づいてその被写体像の位相差を検出し、位相差に基づいて焦点状態（デフォーカス）を検出している。
【０００３】
近年の、複数領域の被写体について焦点検出可能な多点自動焦点検出（オートフォーカス）装置が種々開発されている。例えば、撮影画面において、Ｈ字状に配置された、水平方向の中央焦点検出領域およびこの中央焦点検出領域を挟む垂直方向の周辺焦点検出領域内の被写体について焦点検出可能なものが開発されている。
【０００４】
このような多点オートフォーカス装置では、複数の焦点検出領域の内、撮影者が選択した焦点検出領域について焦点状態を検出し、合焦処理を行うか、複数の測距領域について焦点状態を検出し、例えば最近距離、あるいは最遠距離の被写体に対して合焦処理を行っていた。
【０００５】
しかし、青空をバックにした人物、風景撮影などにおいて、背景の青空に対して、コントラストは低いがデフォーカス量が求められた場合に、その青空に合焦してまう場合がある。また、逆に、道路上に立った人物を撮影する場合に、人物よりも手前の道路に対してデフォーカス量が求まると、道路に対して合焦処理してしまう場合がある。さらに、いくつかの焦点検出領域について有効な検出ができなかった場合は、自動焦点調節処理ができなかったり、撮影者が全く意図しない距離に合焦したりして、撮影者が意図する被写体はピンぼけ状態になる場合がある。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、前記従来の多点オートフォーカス装置の問題に鑑みてなされたもので、被写体のコントラストが低い場合や立体被写体で焦点検出が困難な場合などの悪条件下でも、撮影者が所望する被写体に対して合焦する多点焦点検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
この目的を達成する本発明は、撮影画面内において相異なる位置に対応する複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点状態に関する焦点情報を検出する焦点検出手段と、前記いずれかの焦点情報を選択する選択手段と、該選択手段により選択された焦点情報に基づいて焦点調節光学系を移動させるレンズ駆動手段と、前記各焦点検出ゾーン内の被写体のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、を備え、前記選択手段は、前記コントラスト検出手段が検出したコントラストが予め設定された所定値よりも高い焦点検出ゾーンの焦点情報に基づいて、最も近距離の焦点検出ゾーンを選択すること、前記焦点検出手段および前記レンズ駆動手段は、焦点情報の検出および焦点調節レンズ群の移動を繰り返し実行すること、さらに前記選択手段は、前回選択した焦点検出ゾーンの今回の焦点情報については一定量近距離にある焦点情報として、他の焦点検出ゾーンにおける今回の焦点情報と比較し、最も近距離に相当する焦点情報が得られた焦点検出ゾーンを選択すること、に特徴を有する。
【０００８】
本発明において、前記選択手段に、前記撮影画面において中央に位置する焦点検出ゾーンの今回の焦点情報を一定量近距離にある焦点情報として前記比較、選択処理させてもよい。
また、本発明にあっては、前記焦点情報をデフォーカス量とし、該デフォーカス量を、前記焦点調節レンズ群を含む撮影レンズによって形成された被写体像面位置とフィルム面との撮影レンズの光軸に沿った距離であって、被写体像面とフィルム面とが一致しているときのデフォーカス量を０、被写体像面がフィルム面よりも光軸上、前記撮影レンズと反対側に位置しているときのデフォーカス量を＋の値、被写体像面がフィルム面よりも光軸上撮影レンズ側に位置しているときのデフォーカス量を−の値とし、、前記選択手段は、前回選択した焦点検出ゾーンに対しては、今回のデフォーカス量に一定のデフォーカス量を加算して前記比較をする構成にできる。この場合、前記最も近距離の焦点情報は、最も大きいデフォーカス量となる。
本発明の多点自動焦点検出装置において、前記レンズ駆動手段は、前記選択手段により選択された焦点検出ゾーンの今回のデフォーカス量に基づいて前記焦点調節光学系の移動を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明を適用した自動焦点（ＡＦ）一眼レフカメラの主要構成を示したブロック図である。このＡＦ一眼レフカメラは、カメラボディ１１と、このカメラボディ１１に着脱可能なＡＦ対応の撮影レンズ５１とを備えている。そしてカメラボディ１１は、いわゆる多点オートフォーカス手段（多点焦点検出手段）、自動焦点調節手段を備えている。
【００１０】
撮影レンズ５１からカメラボディ１１内に入射した被写体光束は、大部分がメインミラー１３により、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム１７に向かって反射され、ペンタプリズム１７で反射されてアイピースから射出するが、メインミラー１３で反射された反射光の一部が測光用ＩＣ１８の受光素子に入射する。一方、メインミラー１３のハーフミラー部１４に入射した被写体光束の一部はここを透過し、サブミラー１５で下方に反射されて、マルチ焦点検出センサユニット２１に入射する。
【００１１】
測光用ＩＣ１８は、受光量に応じて光電変換した電気信号を、電圧信号として対数圧縮し、周辺部制御用回路２３を介して、メインＣＰＵ３５に測光信号として出力する。メインＣＰＵ３５は、測光信号およびフィルム感度情報に基づいて所定の露出演算を実行し、露出用の適正シャッタ速度および絞り値を算出する。そしてメインＣＰＵ３５は、これらのシャッタ速度および絞り値に基づいて撮影処理、つまり、露光機構（シャッタ機構）２５および絞り機構２７を駆動してフィルムに露光する。さらに周辺部制御用回路２３は、撮影処理に際し、モータドライブ回路２９を介してミラーモータ３１を駆動してメインミラー１３のアップ／ダウン処理を行ない、露光終了後にはフィルム巻上モータ３３を駆動してフィルムを１コマ分巻上げる。
【００１２】
マルチ焦点検出センサユニット２１は、いわゆる位相差方式の測距センサであって、図示しないが、撮影画面内における複数の焦点検出ゾーン内に含まれる被写体像を形成する被写体光束を二分割する分割光学系と、二分割された被写体光束をそれぞれ受光して積分（光電変換およびその電荷を蓄積）する３個のセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを備えている。
【００１３】
メインＣＰＵ３５は、マルチ焦点検出センサユニット２１から入力した各焦点検出ゾーンに対応する積分データに基づいて所定の演算によりデフォーカス量を算出する。そして、それらのデフォーカス量に基づいて、使用するデフォーカス量および優先順位を設定し、ＡＦモータ３９の回転方向および回転数（エンコーダ４１が出力するパルス数）を算出する。そしてメインＣＰＵ３５は、その回転方向およびパルス数に基づき、ＡＦモータドライブ回路３７を介してＡＦモータ３９を駆動する。この駆動に際してメインＣＰＵ３５は、ＡＦモータ３９の回転に連動してエンコーダ４１が出力するパルスを検知してカウントし、カウント値が前記パルス数に達したらＡＦモータ３９を停止させる。
【００１４】
メインＣＰＵ３５はＡＦモータ３９を、ＤＣ駆動および、停止前にはエンコーダ４１の出力パルスの間隔に基づいてＰＷＭ制御による一定速度制御をすることができる。ＡＦモータ３９は、その回転を、ギアブロック４６、カメラボディ１１のマウント部に設けられたジョイント４７と撮影レンズ５１のマウント部に設けられたジョイント５７との接続を介して撮影レンズ５１側に伝達する。そして、レンズ駆動機構５５を介して焦点調節用レンズ５３を進退移動させる。
【００１５】
またメインＣＰＵ３５は、プログラム等をメモリしたＲＯＭ３５ａ、演算用、制御用の所定のデータを一時的にメモリするＲＡＭ３５ｂ、計時用の基準タイマー３５ｃ、ハードカウンタ３５ｄおよびＡ／Ｄ変換器３５ｅを内蔵し、外部メモリ手段としてのEEPROM４３が接続されている。このEEPROM４３には、カメラボディ１１特有の各種定数のほかに、本発明の積分制御に必要な所定値などがメモリされている。
【００１６】
さらにメインＣＰＵ３５には、レリーズボタン（図示せず）の半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲ、自動焦点制御とマニュアル焦点制御とを切換える自動焦点スイッチＳＷＡＦ、メインＣＰＵ３５や周辺機器等への電源をON/OFFするメインスイッチＳＷＭが接続されている。メインＣＰＵ３５は、設定されたＡＦ、露出、撮影などのモード、シャッタ速度、絞り値などを表示器４５に表示する。表示器４５は、通常、カメラボディ１１の外面およびファインダ視野内の２か所に設けられた表示器を含む。
【００１７】
このメインＣＰＵ３５は、カメラボディおよび撮影レンズを総括的に制御する制御手段として機能するほかに、マルチ焦点検出センサユニット２１および周辺部制御用回路２３等とで積分制御手段を構成し、ＡＦモータ３９等とでレンズ駆動手段を構成している。
【００１８】
一方撮影レンズ５１には、焦点調節光学系としての焦点調節用レンズ５３を光軸に沿って移動させる焦点調節機構５５、撮影レンズ５１のマウント部に設けられていて、カメラボディ１１のジョイント４７と連結してＡＦモータ３９の回転を焦点調節機構５５に伝達するレンズ側ジョイント５７、及びレンズＣＰＵ６１を備えている。
【００１９】
レンズＣＰＵ６１は、電気接点群５９、４９の接続を介してカメラボディ１１の周辺部制御用回路２３と接続されていて、この周辺部制御用回路２３を介してメインＣＰＵ３５との間で所定のデータ通信を実行する。レンズＣＰＵ６１から周辺部制御用回路２３に伝達されるデータとしては、制御可能な開放絞り値Ａv （開放Ｆ値のアペックス換算値）、最大絞り値Ａv （最小絞りＦ値のアペックス換算値）、レンズ位置、Ｋバリューデータなどがある。なお、Ｋバリューデータとは、撮影レンズ５１により結像された像面を、ＡＦモータ３９を駆動して光軸方向に単位距離（例えば１mm）移動させる間にエンコーダ４１が出力するパルス数（ＡＦモータ３９の回転数）データである。
【００２０】
この一眼レフカメラは、測光スイッチＳＷＳがオンされるとＡＦ処理を開始する。ＡＦ処理では、先ずマルチ焦点検出センサユニット２１が積分を始める。積分終了後、メインＣＰＵ３５は、その積分データを入力し、そのデータに基づいてデフォーカス量、駆動パルス数を算出し、この駆動パルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する。
【００２１】
マルチ焦点検出センサユニット２１には、詳細は図示しないが周知の通り、撮影レンズ５１から入射し、メインミラー１３の中央部ハーフミラー部１４を透過し、さらにサブミラー１５で反射された被写体光が入射する。マルチ焦点検出センサユニット２１に入射した被写体光は、フィルム面と共役な二次結像面上またはその前後位置に結像し、この二次結像面上に配置されたマスクの複数位置に形成された３個の窓を透過して、それぞれ異なる受光手段（図２参照）上に結像される。なお、各３個の窓は焦点検出ゾーンを規制し、各焦点検出ゾーンに含まれる光束はそれぞれ、図示しない分割光学系によって二分割されて、再結像面上に配置された各受光手段に結像される。
【００２２】
マルチ焦点検出センサユニット２１は、センサとしていわゆるＣＣＤラインセンサを有するが、その構成を、図２を参照してより詳細に説明する。マルチ焦点検出センサユニット２１は、１本のＣＣＤ転送部２１１と、ＣＣＤ転送部２１１に隣接し、かつＣＣＤ転送部２１１の長手方向に互いに離反して設けられた、複数の受光手段としての３個のＡセンサ２１２Ａ、Ｂセンサ２１２Ｂ、およびＣセンサ２１２Ｃを備えている。各Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２を備えている。一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２のそれぞれに、分割光学系によって二分割された被写体像が形成される。各受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２は、公知のように、例えば一列に一定の間隔で設けられたフォトダイオードアレイ（画素アレイ）からなる。
なお、図示実施例では３個の一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２をそれぞれ離反して示してあるが、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２はそれぞれ連続した構成でもよい。
【００２３】
各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、詳細は図示しないが公知のように、各受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２の各フォトダイオードが光電変換した電荷をフォトダイオード毎に独立して積分する（蓄積する）ストレージ部、および積分が終了したらストレージ部が蓄積した電荷を一時的にメモリするメモリー部を備えている。つまり、被写体光を受光したフォトダイオードはこれを光電変換し、各フォトダイオードが光電変換した電荷はストレージ部で積分され、ストレージ部で積分された電荷は積分が終了した時にメモリー部に転送され、保持される。そして、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了したら、各メモリー部に保持された電荷は、一斉にＣＣＤ転送部２１１に転送される。ＣＣＤ転送部２１１には、図示しない多数の電極が一定の間隔で形成されていて、これらの電極に印加される二相の転送クロックφ１、φ２によって電荷が画素単位で段階的に転送され、ＣＣＤ転送部２１１の出力変換部（読み出し部）２１３から画素単位で電圧に変換され、出力される。
【００２４】
出力変換部２１３から出力された電圧信号は、増幅器２２６により増幅され、クランプ回路２２７により、ビデオ基準レベルから降下する電圧信号化したビデオ信号VIDEO として出力される。出力されたビデオ信号VIDEO はＣＰＵ３５に取り込まれ、Ａ／Ｄ 変換器３５ｅでディジタル信号に変換されて画素単位でRAM３５ｂにメモリされ、RAM ３５ｂから読み込まれてデフォーカス演算に利用される。
【００２５】
なお、被写体の明るさに応じて各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分時間（積分終了）をコントロールするために、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃに隣接して、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分値（受光光量）をモニタするＡモニタセンサＭＡ、ＢモニタセンサＭＢ、ＣモニタセンサＭＣが設けられている。さらに、Ｂセンサ２１２Ｂの第１受光部Ｂ１に隣接してモニタダークセンサＭＤが設けられている。モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ同様に被写体光を受光し、積分値を出力するセンサであって、それぞれの積分値は積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃで検出される。一方モニタダークセンサＭＤは、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの暗電流成分を除去するための信号を得るセンサであって、遮光されている。
【００２６】
本実施例のモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの一方の受光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２をそれぞれ５分割して受光するモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５を含む。
【００２７】
以上のＡ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分動作（電荷蓄積）、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣからＣＣＤ転送部２１１への電荷（積分値）の転送、ＣＣＤ転送部２１１における電荷の転送、出力変換部２１３での電荷から電圧への変換、クランプ回路２２７によるクランプ処理などは、ＣＣＤ制御回路２２１、タイミング発生回路２２２、ドライバー回路２２３が出力するクロック（パルス信号）によってなされる。
【００２８】
この一眼レフカメラの焦点検出処理は、測光スイッチＳＷＳのオンを条件に開始される。測光スイッチＳＷＳがオンすると、ＣＰＵ３５から出力される通信データによりＣＣＤ制御回路２２１が積分開始信号φINT を立ち上げて、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣおよびモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが積分を開始する。
【００２９】
モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が、予め設定されている積分終了レベルＶRMを越えたことを積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが検知し、検知した積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが積分終了信号END-A 〜END-C を出力したときに、対応するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了する。本実施例では、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのそれぞれの５個のモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５の内、いずれかの積分値が積分終了レベルＶRMに達したときに、積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃが対応するセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分を終了させる。積分終了レベルＶRMは、周辺部制御用回路２３から出力される基準信号（AGC レベル）と、モニタダークセンサＭＤから出力される暗電流ＭＤとによって決まる信号である。
【００３０】
一方、予め設定されている最大積分時間内に全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了しなかったとき、つまり、予め設定した最大積分時間内にいずれかのモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値が積分終了レベルに達しなかったときには、最大積分時間経過時に、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制終了する。積分の強制終了は、ＣＣＤ制御回路２２１が各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂに強制積分終了信号FENDint を出力し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂが積分終了信号を出力することで実行される。なお、ＣＰＵ３５は、積分開始時から積分時間の計測を開始し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが出力する積分終了信号を入力して各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃの積分時間を計測する。
【００３１】
全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了すると、ドライバー回路２２３が転送パルスφTGを出力して各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃが積分した信号電荷をＣＣＤ転送部２１１に転送する。ＣＣＤ転送部２１１に転送された各信号電荷は、基準クロックφＭに同期して生成される転送／読出しクロックφ1 、φ2 によって画素単位でＣＣＤ転送部２１１を転送される。そして各電荷は、出力変換部２１３で画素単位で逐一電圧に変換されて出力（読出）され、増幅器２２６で増幅され、クランプ回路２２７でクランプされて、画素単位のビデオVIDEO 信号として出力される。クランプ回路２２７は、サンプルホールドパルスφSHに同期して出力をサンプルホールドし、ビデオ信号VIDEO として出力する。
【００３２】
ＣＰＵ３５は、入力したビデオ信号VIDEO を内蔵のＡ／Ｄ変換器３５ｅで１０bit のディジタル信号に変換し、さらに、２倍または４倍して、８bit または９bit 精度のデータに変換し、ＲＡＭ３５ｂに書き込む。
【００３３】
マルチ焦点検出センサユニット２１の焦点検出ゾーンの配置の一実施例を図３に、その光学系の一実施例を図４に示した。本実施例の焦点検出ゾーン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃは、センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの数に対応して３個である。しかし焦点検出ゾーン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃの配置パターンは、撮影画面７０内においてＨ型であるが、センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの配置パターンは一直線型である。図４は、Ｈ型に配置された３個の焦点検出ゾーン内の被写体光束を、一直線上に配置されたセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃに導くための光学系の一実施例を示している。
【００３４】
マルチ焦点検出センサユニット２１には、撮影レンズ５１によって被写体像が形成される予定焦点面（不図示のフィルム面と共役な位置）またはその前後近傍に、被写体像の一部分を取り出すための長方形の開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを備えたカバー（焦点検出ゾーン規制板）７３が配置されている。各開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、第１のパターンとしてＨ形状に配置されていて、それぞれが焦点検出ゾーンを規定する。つまり、各開口（焦点検出ゾーン）７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを透過する輪郭が長方形の被写体像について焦点検出がなされる。
【００３５】
開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、ファインダー視野において、撮影レンズの光軸を中心として、横長の中央開口７３Ｂと、中央開口７３Ｂの左右に位置する縦長の２つの周辺開口７３Ｃ、７３Ａとからなる。
【００３６】
カバー７３の後方には、リレーレンズとして機能するコンデンサレンズ７５（７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ）が各開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃと対応して設けられている。中央開口７３Ｂの後方には、中央開口７３Ｂおよびコンデンサレンズ７５Ｂを通った光束を９０゜偏向する中央ミラー７７Ｂが配置されている。一方の周辺開口７３Ａの後方には、周辺開口７３Ａおよびコンデンサレンズ７５Ａを通った被写体光束を９０゜づつ偏向する第１の周辺ミラー７７Ａおよび第２の周辺ミラー７８Ａを備え、他方の周辺開口７３Ｃの後方には、周辺開口７３Ｃおよびコンデンサレンズ７５Ｃを通った被写体光束を９０゜づつ偏向する第１の周辺ミラー７７Ｃおよび第２の周辺ミラー７８Ｃを備えている。
【００３７】
第１、第２の周辺ミラー７７Ａ、７８Ａおよび第１、２の周辺ミラー７７Ｃ、７８Ｃは、被写体光束をそれぞれ軸周りに９０゜回転させる機能を有する。つまり本実施の形態では、周辺開口７３Ａ、７３Ｃによって規定される長方形の焦点検出ゾーンを左、右に９０゜回転させて、中央開口７３Ｂによって規定される焦点検出ゾーンと一列に配置する。
【００３８】
中央ミラー７７Ｂおよび第２の周辺ミラー７８Ａ、７８Ｃのそれぞれの後方には順番に、補助レンズ８１、マスク８３、セパレータレンズ８５およびラインセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃが配置されている。これらは、各開口７３Ａ、３Ｂ、７３Ｃに対応して、補助レンズ８１は３個の補助レンズ８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃを備え、マスク８３はそれぞれが一対からなる３個の開口８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃを備え、セパレータレンズ部８５はそれぞれが一対からなる３個のセパレータレンズ８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃを備えている。各一対のセパレータレンズ８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃは、開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを通る被写体光束を二分割して、センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ（受光部Ａ１、Ａ２、受光部Ｂ１、Ｂ２、受光部Ｃ１、Ｃ２）上に、開口７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、すなわち焦点検出ゾーン７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃに対応する被写体像が形成される。
【００３９】
この本発明の多点焦点検出装置を搭載した一眼レフカメラの動作を、さらに図５〜図１０を参照して説明する。
【００４０】
「メイン処理」
図５は、この一眼レフカメラのメイン処理に関するフローチャートである。このメイン処理では、測光スイッチＳＷＳがオンされるのを待ち、測光スイッチＳＷＳがオンされたら測光および露出演算処理（ＡＥ処理）を実行して最適な絞り値およびシャッタ速度を求め、焦点検出処理およびいずれかのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃで検出したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動処理（ＡＦ処理）を実行して焦点検出用レンズ５３を合焦位置まで移動し、レリーズスイッチＳＷＲがオンされたらＡＥ処理で求めた絞り値およびシャッタ速度で露光処理を実行する。
【００４１】
このメイン処理には、バッテリが装填されたときに入る。この処理に入ると先ず、ＲＡＭ３５ｂをイニシャライズする（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵ３５以外の回路、部品への電源供給を遮断し、測光スイッチＳＷＳがオンするのを待つ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）。測光スイッチＳＷＳがオンされると、周辺機器への電力供給を開始してＶＤＤループ処理を実行する（Ｓ１０７）。
【００４２】
ＶＤＤループ処理に入ると、ＶＤＤループ時間タイマをスタートさせて（Ｓ１１１）、各スイッチの状態をチェックし（Ｓ１１３）、レンズＣＰＵ６１との間で所定のレンズ通信を実行して、開放絞り値、最小絞り値、焦点距離データなどのレンズデータを入力する（Ｓ１１５）。
【００４３】
そして、ＡＥ演算処理を実行し（Ｓ１１７）、演算によって求めたシャッタ速度など、撮影に関する表示を行う（Ｓ１１９）。ＡＥ演算処理とは、測光ＩＣ１８によって被写体輝度を測定し、被写体輝度データおよびフィルム感度データなどに基づき、所定の露出モード、例えばプログラム露出モードによって適正シャッタ速度および絞り値を演算により求める処理である。
【００４４】
シャッタ速度および絞り値が求まると、焦点調節レンズ５３を移動し、焦点検出した被写体に合焦させるＡＦ処理を実行する（Ｓ１２１）。このＡＦ処理を、ループ時間が経過するまで繰り返し実行する（Ｓ１２３）。
【００４５】
ループ時間が経過したら、測光スイッチＳＷＳの状態をチェックし、オンしていたらＶＤＤループ処理に戻る（Ｓ１２５、Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていたら、パワーホールド中フラグがセットされているかどうかをチェックし、セットされていなければパワーホールド中タイマをスタートさせ、パワーホールド中フラグをセットしてからパワーホールドタイマがタイムアップするまで、ＶＤＤループ処理を繰り返す（Ｓ１２５、Ｓ１２７、Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３３、Ｓ１１１）。そして、パワーホールド時間が経過したら、パワーホールド中フラグをクリアしてパワーダウン処理に戻る（Ｓ１３３、Ｓ１３５、Ｓ１０３）。
【００４６】
「ＡＦ処理」
Ｓ１２１のＡＦ処理について、図６を参照してより詳細に説明する。ＡＦ処理に入ると、先ず、測光スイッチＳＷＳがオン状態にあるかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていれば、ＡＦロックフラグをクリアしてリターンする（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。ＡＦロックフラグは、一度合焦したときにセットされるフラグで、一旦ある被写体に合焦したときには、その被写体に対する合焦状態を維持する、いわゆるフォーカスロックを可能にするフラグである。
【００４７】
測光スイッチＳＷＳがオン状態にあれば、ＡＦロックフラグがセットされているかどうかをチェックする。ＡＦロックフラグがセットされていればリターンするが、合焦していないときにはセットされていないので、全センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分をスタートさせる（Ｓ２０５、Ｓ２０７）。積分が終了したらＣＣＤビデオデータを入力し、測距値選択処理を実行して１個の焦点検出ゾーン（センサ）を選択し、選択された焦点検出ゾーンについてデフォーカス計算を実行してデフォーカス量を求める（Ｓ２０９、Ｓ２１０、Ｓ２１１）。そして、計算したデフォーカス量から合焦しているかどうかをチェックし、合焦していなければデフォーカス量およびＫバリューデータからＡＦパルス数を演算し、演算したＡＦパルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する（Ｓ２１３、Ｓ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１９）。合焦していたら、ＡＦロックフラグをセットしてリターンする（Ｓ２１５、Ｓ２２１）。
【００４８】
「積分スタート処理」
Ｓ２０７の積分スタート処理について、図７を参照してより詳細に説明する。この積分スタート処理は、マルチ焦点検出センサユニット２１に積分を開始させ、適正積分値で積分を終了させる処理である。
【００４９】
積分スタート処理に入ると、先ず、最大積分時間経過フラグおよび強制終了フラグをクリアする（Ｓ３０１）。最大積分時間経過フラグは、使用するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ（に対応するモニタセンサＭＡ〜ＭＣ）が、予め定めてある最大積分時間を経過しても積分値が積分終了レベルＶRMに達しなかったこと（積分が終了しなかったこと）を識別するフラグ、強制終了フラグは、モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が積分終了レベルＶRMに達しないにもかかわらず、強制的に積分を終了させたことを識別するフラグである。なお、本実施の形態では、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを使用するものとする。
【００５０】
次に、ＲＡＭ３５ｂに、最大積分時間をセットし、積分許可センサ２１２Ａ〜２１２Ｃをセットし、ＡＧＣレベル（ＶAGC ）をセットする（Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７）。そして、積分をスタートさせ、積分時間カウントをスタートする（Ｓ３０９、Ｓ３１１）。なお、ＡＧＣレベルは、EEPROM４３に予め設定されたデジタルデータを、ＣＰＵ３５を介して周辺回路２３が読み込み、内蔵のＤ／Ａ変換器２３ａで変換して出力する電圧である。
【００５１】
そして、許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ全ての積分が終了するか、最大積分時間が経過するのを待つ（Ｓ３１３〜Ｓ３２３）。つまり、積分を許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分終了および積分時間をチェックする積分時間チェック処理を実行し（Ｓ３１３）、強制積分終了フラグがセットされているかどうかをチェックし（Ｓ３１５）、セットされていなければ最大積分時間が経過しているかどうかをチェックし（Ｓ３１７）、経過していなければ積分を許可した全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分終了したかどうかをチェックし（Ｓ３１９）、いずれかのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了していなければＳ３１３に戻る。
【００５２】
積分を許可した全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了したら、そのままリターンする（Ｓ３１９）。また、強制終了フラグがセットされたとき、または強制終了フラグはセットされていないが最大積分時間が経過したときは、最大積分終了処理を実行し（Ｓ３１５、Ｓ３２１またはＳ３１５、Ｓ３１７、Ｓ３２１）、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制的に終了させてリターンする（Ｓ３２３）。
【００５３】
「ＣＣＤデータ入力処理」
次に、Ｓ２０９のＣＣＤデータ入力処理について、図８に示したフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００５４】
本実施例では、クランプ回路２２７から逐次出力されてＣＰＵ３５に入力された、画素単位のアナログのビデオ信号を、ＣＰＵ３５内蔵のＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタルのビデオデータに変換する。ビデオデータに変換したら、強制積分終了がされておらず、かつ最大積分時間経過前に積分終了したデータであれば、基準出力との比とビデオデータを乗算し、乗算値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。強制積分終了されたか最大積分時間が経過しているビデオデータは、すでに増幅器２２６においてゲインコントロールがされているので、その値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。
【００５５】
以上の処理を、全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全画素についてのビデオ信号について実行する。なお、本実施例では、ビデオ信号を、先ずＡ／Ｄ変換器３５ｅで１０bit のディジタルデータに変換する。さらに、焦点検出演算に使用する精度に応じて、９bit または８bit のディジタルデータに変換している。
【００５６】
ＣＣＤデータ入力処理に入ると、まず、Ａ／Ｄ変換器３５ｅを１０bit モードに設定し、Ａ／Ｄ変換するビット数（画素数）を内蔵カウンタにセットする（Ｓ６０１、Ｓ６０３）。Ａ／Ｄ変換同期信号φＡＤがローレベルに落ちるのを待って、ローレベルに落ちたらＡ／Ｄ変換器３５ｅにＡ／Ｄ変換をスタートさせる（Ｓ６０５、Ｓ６０７、Ｓ６０９）。Ａ／Ｄ変換を終了したら、変換したディジタルデータを入力し、反転する（Ｓ６０９、Ｓ６１１）。この反転処理は、ビデオ信号がビデオ基準値から明るくなるに従って降下する信号、つまり明るいほど小さい値になるので、明るいほど大きくなるように変換する処理である。
【００５７】
Ｓ６１９では９bit 精度かどうかをチェックする。９bit 精度か８bit 精度かは、マルチ焦点検出センサユニット２１の最大出力電圧、カメラの性能などに応じて設定され、製造時にEEPROM４３にメモリされている。
【００５８】
９bit 精度が設定されている場合は、１０bit 変換値を２で割って９bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２１）、９bit データがＦＦｈ（１６進数、１０進数では２５５）を越えているかどうかをチェックする。ＦＦｈを越えていたらＦＦｈとするリミット処理を実行してそのデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２３、Ｓ６２５、Ｓ６３３）。このリミット処理は、例えば、Ａ／Ｄ変換器３５ｅのフルレンジが４ボルトの場合は、最大ビデオデータ（入力電圧）を２Ｖに相当する値でカットする処理である。９bit データがＦＦｈ以下の場合は、そのデータをＲＡＭ３５ｂにメモリする。
【００５９】
一方、８bit 精度が設定されている場合は１０bit 変換値を４で割って８bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２７）、変換後のデータが飽和出力レベルを越えているかどうかをチェックし、越えている場合は飽和出力レベルでリミットをかけて、リミットをかけた値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３１、Ｓ６３３）。本実施例での飽和出力レベルは、例えば２. ７Ｖ（ＡＣｈ）に相当する。８bit データに変換後のデータが飽和出力レベルに達していないときは、その変換後のデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３１、Ｓ６３３）。
【００６０】
ビデオデータメモリが終了したら、カウンタのビット数を１減算し、減算後のビット数が０でなければＳ６０５に戻ってＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を繰り返す。つまり、以上のＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を、使用する全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全ビデオ信号VIDEO について実行してからリターンする。
【００６１】
本実施の形態の特徴である焦点検出値選択処理について説明する。本発明を適用した図示一眼レフカメラは、３個のセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃで焦点検出処理を実行し、測距値（デフォーカス量）の中から、最短距離の被写体に対して合焦処理を行う。本実施例は、その際、いずれかのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを介して得た測距値（デフォーカス量）の信頼度が低い場合、あるいはいずれかのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃから測距値が得られなかった場合の処理に特徴を有する。
【００６２】
ＡＦ処理に入ると、先ず、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ（Ａセンサ、Ｂセンサ、Ｃセンサ）それぞれについて積分処理を実行し、各Ａ〜Ｃセンサの各一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２の全ての画素（フォトダイオード）の積分値（ビデオ信号VIDEO ）をＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタルデータに変換し、ＲＡＭ３５ｂにメモリする。ＲＡＭ３５ｂには、各一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２のデータ毎に各一対の受光部の各フォトダイオードの積分値に関する画素データがメモリされる。以上の処理が、積分処理およびＣＣＤデータ入力処理である。
【００６３】
そしてＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３５ｂに書き込んだ画素データを読み込んで、相関法により一対の受光部の位相差を求め、その位相差に基づいてデフォーカス量を求める。以上の処理が、デフォーカス計算、測距演算またはＡＦ測距演算処理である。
【００６４】
公知の相関法では、被写体のコントラストが低い場合（ローコンの場合）、たとえば白壁など、被写体がカメラからの距離が極端に相違する立体的な場合、あるいは繰り返し模様の場合などに、正確なデフォーカス量を求められない場合がある。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、隣接する画素データの差を逐次加算してコントラストを求め、そのコントラストによってローコン（ローコントラスト）かどうかを判断する。さらに、相関法によって求まる相関関数（一対の受光部の画素データ群の一致度）からデータの信頼度を判断する。そうしてこれらの判断結果に基づいて、焦点調節に使用する１個のセンサ（測距値、焦点検出ゾーン）を選択する。
【００６６】
（１）全てのセンサについて有効なデフォーカス量が得られなかったときは、測距ＮＧ処理を行い、合焦不能の表示などを行う。
（２）有効なデフォーカス量は求められたが、全てのセンサのデータ（被写体像）がローコントラストの場合には、
（２-1）中央のＢセンサ２１２Ｂについて有効なデフォーカス量が得られていたらこのＢセンサ２１２Ｂ（のデフォーカス量）を選択し、
（２-2）中央のＢセンサ２１２Ｂについて有効なデフォーカス量が得られていなかったら有効なデフォーカス量の中で、最も近距離に相当するデフォーカス量を選択する。
（２-2-1） 前回選択されたセンサを優先する。
ここで「優先」とは、前回選択されたデフォーカス量の絶対値が一定値よりも小さいときには、その絶対値よりもより小さい絶対値のデフォーカス量が他にあっても、前記選択されたセンサのデフォーカス量を選択することを意味する。
（３）有効なデフォーカス量が求められたが、ローコンではないデータがあった場合は、ローコントラストではないデータの中で、最も近距離に相当するデフォーカス量を選択するが、その際、
（３-1）前回選択されたセンサを優先し、
（３-2）中央のＢセンサ２１２Ｂを優先する。
【００６７】
ここでデフォーカス量は、被写体像面位置とフィルム面との撮影レンズ５１の光軸に沿った間隔（距離）を表し、デフォーカス量は±の符号を有するベクトル量である。被写体像面とフィルム面とが一致しているときのデフォーカス量を０、被写体像面がフィルム面よりも光軸上撮影レンズ５１とは反対側（後方に）位置しているときのデフォーカス量を＋の値、被写体像面がフィルム面よりも光軸上手前（撮影レンズ側）に位置しているときのデフォーカス量を−の値とする。デフォーカス量が０のときが合焦状態であり、このときの被写体までの距離が撮影距離であり、被写体の位置を合焦位置とする。
デフォーカス量が「＋」のときには、被写体は合焦位置よりも近距離に位置し、かつデフォーカス量が大きいほど（絶対値が大きいほど）被写体は近距離に位置する。
デフォーカス量が「−」のときには、被写体は合焦位置よりも遠距離に位置し、かつデフォーカス量が小さいほど（絶対値が大きいほど）被写体は遠距離に位置する。
したがって、最も近距離に相当するデフォーカス量とは、符号が＋のときには絶対値が最も大きいものを意味し、符号が−のときには絶対値が最も小さいものを意味する。つまり、最も大きなデフォーカス量を意味する。本実施例では、Ａセンサ２１２Ａ、Ｂセンサ２１２ＢおよびＣセンサ２１２Ｃによって得られたデフォーカス量の内、もっとも大きなデフォーカス量が最も近距離に相当するデフォーカス量に該当する。
【００６８】
また、本実施の形態では、以下の設定ができる。
設定１：ローコンのデータを使用するかまたは使用しないかの選択。
設定２：全てのデータがローコンのときには、Ｂセンサ２１２Ｂを選択するかまたは最も近距離に相当するデフォーカス量を選択するかの選択。
設定３：全センサがローコンでＢセンサ２１２Ｂのデータが有効ではなかったときに、測距ＮＧにする（自動焦点調節処理を終了する）か、最も近距離に相当するデフォーカス量を選択するかの選択。
【００６９】
これらの選択結果はEEPROM４３に書き込んでおくが、書き込みは、製造者が製造時に予め選択して書き込むか、あるいは撮影者が選択して書き込める構成にできる。本実施例において、設定１はローコン時未選択bit で識別し、“１”が使用、“０”が不使用である。設定２は全ローコン時Ｂ選択bit で識別し、“１”がＢセンサ２１２Ｂの選択、“０”が最も近距離に相当するデフォーカス量の選択である。設定３はＢセンサＮＧ時ＮＧbit で識別し、“１”が測距ＮＧ、“０”が最も近距離に相当するデフォーカス量の選択である。
【００７０】
次に、測距値選択処理について、図９に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。
測距値選択処理にはいると、まず、Ａ、Ｂ、Ｃセンサそれぞれの画素データについて測距演算を実行する（Ｓ４０１）。そして、全てのセンサについての測距演算がＮＧであったかどうかをチェックし、測距演算全てＮＧであれば、測距ＮＧ処理を実行してリターンする（Ｓ４０３：Ｙ、Ｓ４０５）。測距ＮＧ処理は、例えば、測光スイッチＳＷＳがオンしている間は、表示器４５に合焦不能である旨の表示をして、所定時間は他の処理、ＡＦ処理、積分スタート処理、測距値選択処理を禁止する処理である。測光スイッチＳＷＳがオフされてオンされると、ＶＤＤループ処理に入り、ＡＦ処理、積分スタート処理、測距値選択処理を実行する。なお、測距ＮＧ処理はこれらに限定されない。
【００７１】
１個でも測距演算ＮＧでないものがあれば、ローコン時未選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ４０３：Ｎ、Ｓ４０７）。ローコン時未選択bit に“１”がセットされていなければ、測距ＯＫでローコンでもないセンサの内で最も近距離のもの（最も近距離に相当するデフォーカス量）を選択してリターンする（Ｓ４０９：Ｎ、Ｓ４１１）。
【００７２】
ローコン時未選択bit に“１”がセットされており、測距ＯＫの全てのセンサがローコンならば、全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ４０９：Ｙ、Ｓ４１３）。全ローコン時Ｂ選択bit “１”がセットされていなければ、測距ＯＫのセンサの中で最も近距離のもの（最も近距離に相当するデフォーカス量）を選択してリターンする（Ｓ４１３：Ｎ、Ｓ４１５）。
【００７３】
全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされていれば、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていればＢセンサ２１２Ｂを選択してリターンする（Ｓ４１３：Ｙ、Ｓ４１７：Ｙ、Ｓ４１９）。Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければ、ＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていれば測距ＮＧ処理を実行してリターンする（Ｓ４１７：Ｎ、Ｓ４２１：Ｙ、Ｓ４２３）。ＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされていなければ測距ＯＫのセンサの内で最も近距離（最も近距離に相当するデフォーカス量）を選択してリターンする（Ｓ４２１：Ｎ、Ｓ４２５）。
【００７４】
測距値選択処理の実施例について、図１０から図１２に示したフローチャートを参照して説明する。この実施例は、第１の実施例を詳細に示したときの処理である。
【００７５】
この焦点検出値選択処理に入ると、測距値選択ＯＫビットをクリア（“０”をセット）する（Ｓ５０１）。測距値選択ＯＫビットは、測距値を選択したかしていないかを識別するフラグであって、選択していないときは“０”がセットされ、選択したときは“１”がセットされる。
【００７６】
Ａ、Ｂ、Ｃセンサそれぞれのデータについて測距演算を実行する（Ｓ５０３）。測距演算結果に基づいて、それぞれの測距ＯＫフラグが全て“０”であるかどうかをチェックし、全ての測距ＯＫフラグが“０”であればリターンする（Ｓ５０５：Ｙ）。測距ＯＫフラグは、適切な測距値が得られたどうかを識別するフラグであって、得られていれば“１”がセットされ、得られていなければ“０”がセットされる。
【００７７】
少なくとも１個のセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃによって適正な測距値が得られていたら、得られたデフォーカス量をそれぞれＲＡＭ３５ｂの作業エリアにメモリ（セット）する（Ｓ５０５：Ｎ、Ｓ５０７）。
【００７８】
そして、各センサごとに対応するセンサ測距ＯＫフラグをチェックし、“１”がセットされていないときは、そのセンサによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに、最遠値をセットする。つまり、Ａセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければ、Ａセンサ２１２Ａによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに、最遠値をセットし（Ｓ５０９：Ｎ、Ｓ５１１）、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければＢセンサ２１２Ｂによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに最遠値をセットし（Ｓ５１３：Ｎ、Ｓ５１５）、Ｃセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていなければ、Ｃセンサ２１２Ｃによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに、最遠値をセットする（Ｓ５１７：Ｎ、Ｓ５１９）。
【００７９】
この「最遠値」とは、デフォーカス量がマイナスの値で絶対値が最大の値を意味し、逆に「最近値」とは、デフォーカス量がプラスの値で絶対値が最大の値を意味する。
【００８０】
以上のＳ５０９〜Ｓ５１９の処理によって、有効な測距値が得られなかったセンサのデフォーカス量として、最遠値に相当するデフォーカス量がＲＡＭ３５ｂの所定アドレスにセットされる。
【００８１】
次に、ローコン時未選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ５２１）。ローコン時未選択bit は、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃから得られたデータがローコントラストのときには選択しないかどうかを識別するビットであって、“１”がセットされているときは選択せず、“０”がセットされているときは選択する。
【００８２】
ローコン時未選択bit に“１”がセットされているときには、少なくとも１個のセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃに対応する被写体像がローコントラストではないときは、Ａセンサ２１２Ａがローコンであるか、Ｂセンサがローコンであるか、Ｃセンサ２１２Ｃがローコンであるかどうかをそれぞれチェックする（Ｓ５２１：Ｙ、Ｓ５２３：Ｎ、Ｓ５２５、Ｓ５２９、Ｓ５３３）。
【００８３】
Ａセンサ２１２ＡがローコントラストであればＡセンサ２１２Ａによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに最遠値をセットし（Ｓ５２５：Ｎ、Ｓ５２７）、ＢセンサがローコントラストであればＢセンサ２１２Ｂによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂの所定アドレスに最遠値をセットし（Ｓ５２９：Ｎ、Ｓ５３１）、Ｃセンサ２１２ＣがローコントラストであればＣセンサ２１２Ｃによって得られたデフォーカス量をメモリするＲＡＭ３５ｂに最遠値をセットする（Ｓ５３３：Ｎ、Ｓ５３５）。
【００８４】
以上の処理によって、ローコン時未選択bit に“１”がセットされているときは、測距ＯＫであっても、ローコンのときには、最も遠距離に相当するデフォーカス量がそのセンサのデフォーカス量としてＲＡＭ３５ｂの所定アドレスにメモリされる。
【００８５】
全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃに対応する被写体がローコントラストのときには、全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ５２３：Ｙ、Ｓ５３７）。全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされているときは、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていないときは、ＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされているかどうかをチェックし、“１”がセットされていたらリターンする（Ｓ５３７：Ｙ、Ｓ５３９：Ｎ、Ｓ５４１：Ｙ）。ＢセンサＮＧ時ＮＧbit は、Ｂセンサ２１２Ｂにより有効な測距値が得られなく、その他のセンサの測距値がローコンかＮＧのときは自動焦点調節処理を中止するかどうかを設定するbit であって、製造時にEEPROM４３に書き込まれる。Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされていたときは、Ｂセンサ２１２Ｂによって有効な測距値が得られているので、Ｂセンサ２１２Ｂを選択し、測距選択ＯＫビットに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５３７：Ｙ、Ｓ５３９：Ｙ、Ｓ５４３、Ｓ５６７）。
【００８６】
また、全ローコン時Ｂ選択bit に“１”がセットされていなかったとき、セットされていても、Ｂセンサ測距ＯＫフラグに“１”がセットされておらず、かつＢセンサＮＧ時ＮＧbit に“１”がセットされていなかったときは、Ｓ５４５に進む（Ｓ５３７：Ｎ、Ｓ５４５、またはＳ５３７：Ｙ、Ｓ５３９：Ｎ、Ｓ５４１：Ｎ、Ｓ５４５）。
【００８７】
次に、Ｓ５４５〜Ｓ５５５では、前回選択していたセンサは比較的信頼度が高いのでそのセンサのデフォーカス量を優先する処理である。つまり、前回どのセンサを選択していたかどうかをチェックし、前回選択していたセンサのデフォーカス量に一定量プラスする処理を実行する。まず、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していたかどうかをチェックし、Ａセンサ２１２Ａを選択していたときはＡセンサ２１２Ａを優先するために、Ａセンサ２１２Ａのデフォーカス量に一定量をプラスする。
この一定量は、前回選択したセンサをどの程度優先するかを決める値であり、予めEEPROM４３に書き込まれている。
【００８８】
Ｓ５４５では、前回の選択がＡセンサ２１２Ａであるかどうか、つまり前回Ａセンサ２１２Ａを選択したかどうかをチェックし、Ａセンサ２１２Ａを選択していれば、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＡセンサ２１２Ａのデフォーカス量を、これに一定量のデフォーカス量をプラスしたデフォーカス量で書き換えてＳ５４９に進み（Ｓ５４５：Ｙ、Ｓ５４７、Ｓ５４９）、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していなければそのままＳ５４９に進む（Ｓ５４５：Ｎ、Ｓ５４９）。
【００８９】
Ｓ５４９では、前回の選択がＢセンサ２１２Ｂであるかどうか、つまり前回Ｂセンサ２１２Ｂを選択したかどうかをチェックし、Ｂセンサ２１２Ｂを選択していれば、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量を、これに一定量のデフォーカス量をプラスしたデフォーカス量で書き換えてＳ５５３に進み（Ｓ５４９：Ｙ、Ｓ５５１、Ｓ５５３）、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していなければそのままＳ５５３に進む（Ｓ５４９：Ｎ、Ｓ５５３）。
【００９０】
Ｓ５５３では、前回の選択がＣセンサ２１２Ｃであるかどうか、つまり、前回Ｃセンサ２１２Ｃを選択したかどうかをチェックし、Ｃセンサ２１２Ｃを選択していれば、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量に一定量を、これに一定量のデフォーカス量をプラスしたデフォーカス量で書き換えてＳ５５７に進み（Ｓ５５３：Ｙ、Ｓ５５５、Ｓ５５７）、前回Ａセンサ２１２Ａを選択していなければそのままＳ５５７に進む（Ｓ５５３：Ｎ、Ｓ５５７）。 なお、前回どのセンサを選択したかは、ＲＡＭ３５ｂに書き込まれている。
【００９１】
Ｓ５５７では、まず、ＲＡＭ３５ｂにメモリしたＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量に一定量のデフォーカス量をプラスしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ５５７）。
【００９２】
そして、Ａセンサ２１２ＡとＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量を比較し、Ａセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が小さければＣセンサ２１２ＣとＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量を比較し、等しいかＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量の方が小さければＢセンサ２１２Ｂを選択し、Ｃセンサ２１２Ｃのデフォーカス量の方が大きければＣセンサ２１２Ｃを選択して測距選択ＯＫビットに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５５９：Ｙ、Ｓ５６１：Ｙ、Ｓ５６３、Ｓ５６７、またはＳ５５９：Ｙ、Ｓ５６１：Ｎ、Ｓ５６５、Ｓ５６７）。
【００９３】
Ｓ５５９でＡセンサ２１２ＡとＣセンサ２１２Ｃのデフォーカス量の比較において、等しいかＡセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が大きいときにはＡセンサ２１２ＡとＢセンサ２１２Ｂのデフォーカス量を比較し、等しいかＡセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が小さければＢセンサ２１２Ｂを選択し、Ａセンサ２１２Ａのデフォーカス量の方が大きければＡセンサ２１２Ａを選択して測距選択ＯＫビットに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５５９：Ｎ、Ｓ５６９：Ｙ、Ｓ５７１、Ｓ５６７、またはＳ５５９：Ｎ、Ｓ５６９：Ｎ、Ｓ５７３、Ｓ５６７）。
【００９４】
以上、本発明を図示実施例に基づいて説明したが、焦点検出ゾーン、測距センサの数は２個、または４個以上でもよく、それらの配置も図示実施例に限定されない。
【００９５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明の多点自動焦点検出装置は、複数の焦点検出ゾーンについて得られた焦点情報を比較して最も近距離の焦点検出ゾーンを選択するアルゴリズムにおいて、前回選択した焦点検出ゾーンの焦点情報は一定量近距離にある焦点情報として、前回選択されなかった焦点検出ゾーンにおける今回の焦点情報と比較するので、一度選択された焦点検出ゾーンが選択される確率が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焦点検出装置を一眼レフカメラに適用した一実施の形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサユニットの一実施例を示す図である。
【図３】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサユニットの焦点検出ゾーンの配置の一実施例を示す図である。
【図４】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサユニットの光学系の一実施例を示す図である。
【図５】同一眼レフカメラの主要動作に関するフローチャートを示す図である。
【図６】同一眼レフカメラのＡＦ処理に関するフローチャートを示す図である。
【図７】同一眼レフカメラの積分スタート処理に関するフローチャートを示す図である。
【図８】同一眼レフカメラのＣＣＤデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【図９】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例の詳細に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図１１】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例の詳細に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図１２】同一眼レフカメラの、測距値選択処理の一実施例の詳細に関するフローチャートの一部を示す図である。
【符号の説明】
１１ カメラボディ
１３ メインミラー
１４ ハーフミラー部
１５ サブミラー
２１ マルチ焦点検出センサユニット
２１１ ＣＣＤ転送部
２１２Ａ Ａセンサ
２１２Ｂ Ｂセンサ
２１２Ｃ Ｃセンサ
２２１ ＣＣＤ制御回路
３５ メインＣＰＵ（制御手段）
３５ｂ ＲＡＭ
４３ EEPROM
５１ 撮影レンズ
５３ 焦点調節レンズ
Claims (5)
- 撮影画面内において相異なる位置に対応する複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点状態に関する焦点情報を検出する焦点検出手段と、
前記いずれかの焦点情報を選択する選択手段と、
該選択手段により選択された焦点情報に基づいて焦点調節光学系を移動させるレンズ駆動手段と、
前記各焦点検出ゾーン内の被写体のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、を備え、
前記選択手段は、前記コントラスト検出手段が検出したコントラストが予め設定された所定値よりも高い焦点検出ゾーンの焦点情報を比較して、最も近距離の焦点検出ゾーンを選択すること、
前記焦点検出手段および前記レンズ駆動手段は、焦点情報の検出および焦点調節レンズ群の移動を繰り返し実行すること、
さらに前記選択手段は、前回選択した焦点検出ゾーンの今回の焦点情報については一定量近距離にある焦点情報として、他の焦点検出ゾーンにおける今回の焦点情報と比較し、最も近距離に相当する焦点情報が得られた焦点検出ゾーンを選択すること、を特徴とする多点自動焦点検出装置。 - 前記選択手段は、前記撮影画面において中央に位置する焦点検出ゾーンの今回の焦点情報を一定量近距離にある焦点情報として前記比較、選択処理することを特徴とする請求項１に記載の多点自動焦点検出装置。
- 前記焦点情報はデフォーカス量であって、該デフォーカス量は、前記焦点調節レンズ群を含む撮影レンズによって形成された被写体像面位置とフィルム面との撮影レンズの光軸に沿った距離であって、被写体像面とフィルム面とが一致しているときのデフォーカス量を０、被写体像面がフィルム面よりも光軸上、前記撮影レンズと反対側に位置しているときのデフォーカス量を＋の値、被写体像面がフィルム面よりも光軸上撮影レンズ側に位置しているときのデフォーカス量を−の値とし、前記選択手段は、前回選択した焦点検出ゾーンに対しては、今回のデフォーカス量に一定のデフォーカス量を加算して前記比較をすること、を特徴とする請求項１または２に記載の多点自動焦点検出装置。
- 前記最も近距離の焦点情報は、最も大きいデフォーカス量である請求項３に記載の多点自動焦点検出装置。
- 前記レンズ駆動手段は、前記選択手段により選択された焦点検出ゾーンの今回のデフォーカス量に基づいて前記焦点調節光学系の移動を行う請求項３または４に記載の多点自動焦点検出装置。
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