JP4289712B2 - 焦点検出装置及び測距装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面内に複数の焦点検出点を有する焦点検出装置や複数の測距点を有する測距装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、焦点検出装置のタイプとして、撮影レンズの射出瞳を焦点検出系の光学系によって分割し、各瞳領域を通過した光束が形成する２つの被写体像を、光電変換素子列（例えばＣＣＤセンサ列）で受光し、その出力から撮影レンズの焦点状態を検出し、その検出結果に基づいて撮影レンズを駆動するというような方式が知られている。
【０００３】
ここで、従来知られている焦点検出の基本方式について、図１２を用いて簡単に説明する。
【０００４】
図１２において、焦点検出されるべき撮影レンズ８１と光軸を同じくしてフィールドレンズ８３が配置される。その後方の光軸に関して対称な位置に２個の二次結像レンズ８４ａ，８４ｂが配置される。さらにその後方に光電変換素子列８５ａ，８５ｂが配置される。二次結像レンズ８４ａ，８４ｂの近傍には絞り８６ａ，８６ｂが設けられている。フィールドレンズ８３は撮影レンズ８１の射出瞳を２個の二次結像レンズ８４ａ，８４ｂの瞳面にほぼ結像する。その結果、二次結像レンズ８４ａ，８４ｂにそれぞれ入射する光束は、撮影レンズ１の射出瞳面上において各二次結像レンズ８４ａ，８４ｂに対応するお互いに重なり合うことのない等面積の領域から射出されたものとなる。
【０００５】
フィールドレンズ８３の近傍に形成された空間像が二次結像レンズ８４ａ，８４ｂにより光電変換素子列８５ａ，８５ｂの面上に再結像されると、光軸方向の空中像位置の変位に基づいて光電変換素子列８５ａ，８５ｂ上の２像はその位置を変えることになる。従って、光電変換素子列８５ａ，８５ｂ上の２像の相対位置の変位（ずれ）量を検出すれば、撮影レンズ８１の焦点状態を知ることができる。
【０００６】
前記光電変換素子列８５ａ，８５ｂより出力される光電変換信号を処理する方法は公知であるので、その詳細は省略するが、概略的には、像信号を電気的（仮想的）にずらしながら、なんらかの相関関数を演算していく方法が用いられる。
【０００７】
このようにして相対位置変位を求め、撮影レンズの焦点はずれ量、いわゆるデフォーカス量を検出する。
【０００８】
上記の様なデフォーカス量を検出する検出方法を用いた場合、一対のセンサは被写体空間の特定の領域の輝度分布のみを抽出するため、その領域に輝度分布を有しない被写体ではデフォーカス量を算出することができない。
【０００９】
そこで、センサ対とそれに対応する焦点検出光学系を複数用意して、複数の被写体領域の輝度分布を抽出することによって、より多くの被写体に対して焦点検出を可能とする方法が、これまで特公昭５９−２８８８６号、特開昭６２−２１２６１１号として提案されている。
【００１０】
この焦点検出が可能な小領域を焦点検出点と称し、この焦点検出点をファインダ視野内において複数設けることにより、多くの被写体に対応するようにしている。
【００１１】
焦点検出を行う複数の焦点検出点は、例えば、図１３の６００〜６０４で示されるように横方向に配置（こでは５個具備されている例を示している）されており、これら複数の焦点検出点に対応する複数の焦点検出機構から最終的なデフォーカス量を得る方法としては、中央焦点検出点に重み付けをおいた近点優先アルゴリズムが良く知られている。
【００１２】
図１４は中央焦点検出点に重み付けをおいた自動焦点検出点選択アルゴリズムのフローチャートである。なお、フローチャートでは、焦点検出点をＡＦ点と記している。
【００１３】
まず、ステップ＃５０１において、５個の中に焦点検出可能な焦点検出点があるか否かを判定し、どの焦点検出点も焦点検出不能であればこのフローを終了し、不図示のメインのルーチンにリターンする。一方、焦点検出可能な焦点検出点があればステップ＃５０２へ進み、ここでは焦点検出可能な焦点検出点が１つか２つ以上かを判定する。この結果、１つであればステップ＃５０７へ進み、その１点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点とする。
【００１４】
また、焦点検出可能な焦点検出点が２つ以上あればステップ＃５０３へ進み、ここではこの中に中央の焦点検出点があるか否かを調べ、なければ直ちにステップ＃５０５へ進むが、あればステップ＃５０４へ進み、その中央焦点検出点での焦点情報が近距離か否かを判定し、近距離であればステップ＃５０５へ進む。
【００１５】
つまり、中央焦点検出点が焦点検出可能でかつ近距離であるか、または中央焦点検出点が焦点検出不能である場合はステップ＃５０５へ進む。そして、このステップ＃５０５において、近距離焦点検出点の数が遠距離焦点検出点の数よりも多いかどうかを調べ、多ければ主被写体はかなり撮影者側にあるのでステップ＃５０６へ進み、最近点の焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。一方、近距離焦点検出点の数が少なければ主被写体は遠距離側にある場合であるのでステップ＃５１０へ進み、被写界深度を考慮して遠距離焦点検出点の中での最近点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。
【００１６】
また、上記ステップ＃５０４において、中央焦点検出点での焦点情報が遠距離であった場合はステップ＃５０８へ進み、ここでは遠距離焦点検出点の数が近距離焦点検出点の数より多いかどうかを調べ、多ければ主被写体は中央の焦点検出点を含む遠距離側にあるとしてステップ＃５０９へ進み、中央焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。また、遠距離焦点検出点の数が少なければステップ＃５０６へ進み、前述と同様に最近点の焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。
【００１７】
以上のように、焦点検出可能な焦点検出点があればその中から１つの焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として自動的に選択するように構成されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の焦点検出点選択アルゴリズムは、横長であるカメラの撮影画面に対して横方向に複数の焦点検出点を配置し、この焦点検出点から何れかの焦点検出点を選択するのには有効であるが、多様な被写体に対応するために、横一列の焦点検出点の配置に加え、縦方向にも焦点検出点を追加配置したカメラには一様には適用できないという問題があった。
【００１９】
さらに、縦方向に焦点検出点を追加配置した場合においては、カメラを９０度回転させた、いわゆる縦位置の構え方では、追加した焦点検出点は横方向になり、従来の横方向の焦点検出点は縦方向になるため、縦位置の構えに即した焦点検出点選択アルゴリズムを備えなければならないことになる。
【００２０】
（発明の目的）
本発明の目的は、画面内の二次元方向に複数の焦点検出点もしくは測距点を有するものにおいて、該装置が適用される光学機器の使用姿勢によらず、主たる対象物を捕捉した焦点検出点もしくは測距点を選択し、前記主たる対象物に最適な焦点調節を行わせることのできる焦点検出装置及び測距装置を提供しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、画面内の二次元方向に配置された複数の焦点検出点それぞれにおいてデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量から選んで、設定されたデフォーカス量内の焦点検出点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の焦点検出点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの焦点検出点を選択する選択手段とを有し、前記第１のグルーピング手段が、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる範囲内に存在する対象物を主たる対象物を含む対象物グループとする焦点検出装置とするものである。
また、本発明は、画面内の二次元方向に配置された複数の焦点検出点それぞれにおいてデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量から選んで、設定されたデフォーカス量内の焦点検出点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の焦点検出点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの焦点検出点を選択する選択手段とを有し、前記第１のグルーピング手段が、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる範囲内に存在する対象物を主たる対象物を含む対象物グループとし、当該装置が適用される前記光学機器がカメラであり、前記第１のグルーピング手段が、前記カメラの予定結像面近傍において光軸方向のピントずれ量換算で一定値としたデフォーカス量範囲であるグルーピングデフォーカス量を設定し、各焦点検出点で捕捉した被写体から検出されるデフォーカス量が前記グルーピングデフォーカス量の範囲内に存在する被写体を主被写体を含む被写体グループとし、前記グルーピングデフォーカス量が、第１と第２の設定値に基づいて設定されるものであり、前記第１の設定値範囲内に複数の被写体が存在する場合には、該第１の設定値より小さな設定値である前記第２の設定値範囲を付け加えることにより、前記主被写体グループの存在範囲を拡大したグルーピングデフォーカス量に設定される焦点検出装置とするものである。
【００２２】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、画面内の二次元方向に配置された複数の測距点それぞれにおいて対象物までの距離を測定する距離測定手段と、前記複数の測距点にて得られる複数の距離情報から選んで、設定された距離情報内の測距点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の測距点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの測距点を選択する選択手段とを有し、前記第１のグルーピング手段が、前記複数の測距点にて得られる複数の距離情報をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる距離範囲内に存在する対象物を主たる対象物グループとする測距装置とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は本発明の実施の一形態に係る図であり、図１は本発明にかかる焦点検出装置を具備した一眼レフカメラの光学配置図であり、図２はファインダ内における焦点検出点の配置を示す図である。
【００２４】
図１において、１は撮影レンズであり、ここでは便宜上２枚のレンズ１ａ，１ｂで示したが、実際は多数のレンズから構成されている。２は主ミラーであり、観察状態と撮影状態に応じて撮影光路へ斜設されあるいは退去される。３はサブミラーであり、主ミラー２を透過した光束をカメラボディの下方ヘ向けて反射する。４はシャッタ、５は感光部材であり、銀塩フィルムあるいはＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像繋子あるいはビディコン等の撮像管よりなっている。
【００２５】
６は焦点検出装置であり、結像面近傍に配置されたフィールドレンズ６ａ，反射ミラー６ｂ及び６ｃ，二次結像レンズ６ｄ，絞り６ｅ，周知のＣＣＤ等の像信号蓄積型センサである複数の光電変換素子列からなるラインセンサ６ｆ等から構成されている周知の位相差方式を採用している。この焦点検出装置６は、図２に示すように、本実施の形態で採用した横方向の５つの焦点検出点２００〜２０４に加え、縦方向にも追加配置した２つの焦点検出点２０５，２０６の、計７つの焦点検出点において焦点検出可能なように構成されている。
【００２６】
７は撮影レンズ１の予定結像面に配置されたピント板、８はファインダ光路変更用のペンタプリズムである。９，１０は各々観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサであり、結像レンズ９はペンタプリズム８内の反射光路を介してピント板７と測光センサ１０を共役に関係付けている。１１はペンタプリズム８の射出後方に配置されるファインダ視野を拡大視する接眼レンズである。
【００２７】
上記主ミラー２，ピント板７，ペンタプリズム８及び接眼レンズ１１によってファインダ光学系が構成されている。
【００２８】
２３はファインダ視野領域を形成する視野マスクである。２４はファインダ視野外に撮影情報を表示するためのファインダ内ＬＣＤであり、照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５によって照明され、ＬＣＤ２４を透過した光が三角プリズム２６によってファインダ内に導かれ、図２のファインダ視野外に表示され、撮影者は各種の撮影情報を知ることができる。２７はカメラの縦位置，横位置を検出するための姿勢センサであり、縦位置の場合、後述のレリーズ釦４１が地方向または天方向いずれに位置するかの姿勢も検出できる。
【００２９】
３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２は後述する絞り駆動回路１１１を含む絞り駆動装置、３３はレンズ駆動用モータ、３４は駆動ギヤ等から成るレンズ駆動部材である。３５はフォトカプラであり、前記レンズ駆動部材３４に連動するパルス板３６の回転を検知して焦点調節回路１１０に伝えており、該焦点調節回路１１０は、この情報とカメラ側からのレンズ駆動量の情報に基づいて前記レンズ駆動用モータ３３を所定量駆動させ、撮影レンズ１を合焦位置に移動させるようになっている。
【００３０】
３７は撮影レンズ１の位置を検知し、カメラから被写体までの距離情報を得る為に設けた距離情報コード板であり、例えば至近位置から無限位置までを４ｂｉｔ程度のコードパターンから成り、不図示のブラシ接点を用いて合焦位置での被写体距離が検出できるようになっている。３８は撮影レンズ１の焦点距離を検知する焦点距離情報コード板であり、不図示のブラシ接点を用いてズーミングするレンズの動きに応じた焦点距離情報が検出できるようになっている。３７，３８のいずれもレンズ焦点調節回路１１０に接続されている。３９は公知のカメラとレンズとのインターフェースとなるマウント接点である。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）は、上記の構成より成る一眼レフカメラの上面と背面の概略図である。
【００３２】
図３において、４１はレリーズ釦である。４２は外部モニタ表示装置としてのモニタ用ＬＣＤであり、予め決められたパターンを表示する固定セグメント表示部４２ａと、可変数値表示用の７セグメント表示部４２ｂとから成っている。４４は撮影モード等の選択を行うためのモードダイヤルである。４５は他の操作部材及びモードと組み合わせることによって、種々の設定値を設定するための回転式電子ダイヤルである。４６は画面内の複数の焦点検出点２００〜２０６のいずれを用いて焦点検出を行うかを選択する為の焦点検出点選択釦であり、この動作については後で詳細に説明する。また、図３に記載されているその他の操作部材は本発明と特に関係しない為、その説明は省略する。
【００３３】
図４は上記構成の一眼レフカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１等と同一のものは同じ符号を付してある。
【００３４】
図４において、カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す）１００には、測光回路１０２，自動焦点検出回路１０３，信号入力回路１０４，ＬＣＤ駆動回路１０５，ＬＥＤ駆動回路１０６，シャッタ制御回路１０８，モータ制御回路１０９が接続されている。また、撮影レンズ１内に配置された焦点調節回路１１０，絞り駆動回路１１１とは、図１で示したマウント接点３９を介して信号の伝達がなされる。このＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭ１００ａは、記憶手段として撮影者が任意に設定する情報の記憶機能を有している。
【００３５】
前記測光回路１０２は、測光センサ１０からの信号を増幅後、対数圧縮Ａ／Ｄ変換し、各センサの輝度情報としてＣＰＵ１００に送信する。ラインセンサ６ｆは、前述の図２に示すように、画面内の７つの焦点検出点２００〜２０６に対応した７組のラインセンサＣＣＤ−Ｌ２，ＣＣＤ−Ｌ１，ＣＣＤ−Ｃ，ＣＣＤ−Ｒ１，ＣＣＤ−Ｒ２，ＣＣＤ−Ｕ，ＣＣＤ−Ｄから構成される公知のＣＣＤラインセンサである。
【００３６】
ＳＷ−１はレリーズ釦４１の第１ストロークでＯＮし、測光，ＡＦ等を開始させる為のスイッチ、ＳＷ−２はレリーズ釦４１の第２ストロークでＯＮするレリーズスイッチである。ＳＷ−ＡＥＬ，ＳＷ−ＡＦＳＥＬは各々ＡＥロック釦４３，焦点検出点選択釦４６が押された時にＯＮするスイッチである。
【００３７】
図５（ａ）は、図３に示したモニタ用ＬＣＤ４２の全表示セグメントの内容を示したものであり、図５（ｂ）は、ファインダ内ＬＣＤ２４の全表示セグメントの内容を示したものである。
【００３８】
図５（ａ）において、固定セグメント表示部４２ａには、公知の撮影モード表示が設けられている。可変数値表示用の７セグメント表示部４２ｂは、シャッタ秒時を表示する４桁の７セグメント部，絞り値を表示する２桁７セグメント部と小数点部，フィルム枚数を表示する限定数値表示セグメント部と１桁の７セグメント部で構成されている。４２ｃは図２の焦点検出点２００〜２０６に対応した選択焦点検出点表示部であり、本実施の形態の特徴となる部分であるので後で詳細に説明する。
【００３９】
図５（ｂ）において、固定セグメント表示部２４ａには、公知の撮影モード表示が設けられており、可変数値表示部２４ｂには４２ａの一部と同等の表示を行う。選択焦点検出点表示部２４ｃは４２ｃと同じ表示を行っており、合わせて後で詳細に説明する。２４ｄは、ある焦点検出点において合焦した場合に点灯する合焦確認表示部である。
【００４０】
次に、図６を用いて、本実施の形態における複数の焦点検出点から、実際に撮影レンズの焦点調節動作を行うために用いられる焦点検出点を選択する場合について説明する。
【００４１】
図６（ａ）〜（ｈ）は、選択焦点検出点表示部４２ｃの表示状態を表したものであり、ファインダ内ＬＣＤ２４の選択焦点検出点表示部２４ｃも同じ表示状態を示す。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｈ）は、焦点検出点選択釦４６を押しながら、電子ダイヤル４５を時計方向に１クリック回転させる毎に、（ａ）→（ｂ）→…→（ｈ）と変化し、さらにもう１クリック回転させることで（ａ）に戻り、サイクリックに表示を行う。また反時計方向に電子ダイヤル４５を回転させたときには、図６の矢印とは正反対の順に表示を行う。
【００４３】
図６（ａ）の表示状態において、他の操作部材の操作に移行すると、カメラが７つの焦点検出点２００〜２０６より撮影レンズの焦点調節動作を行うための焦点検出点を自動的に選択する、焦点検出点自動選択モードに設定される。この焦点検出点自動選択モードにおける、自動選択アルゴリズムが本実施の形態の中心となるので、後で詳細に説明する。
【００４４】
図６（ｂ）〜（ｈ）は、７つの焦点検出点から撮影レンズの焦点調節動作を行うための焦点検出点を、撮影者が予めある１つの焦点検出点に限定しておくための、焦点検出点手動選択モードにおける表示状態を表す。例えば、図６（ｂ）は焦点検出点２００に限定したものであり、（ｃ）は焦点検出点２０１に限定したものである。
【００４５】
この焦点検出点手動選択モードによる焦点検出点選択は、焦点検出点を１点に絞っているために焦点検出時間が短くなり、合焦スピードのアップが図れると同時に、被写体がファインダ視野に対して一定の位置関係に固定されている場合においては、撮影者の意図する主被写体に正確にピント合わせを行うことができるといった効果がある。
【００４６】
逆に焦点検出点が１点しか存在しないために、被写体が動いたり、構図を少し変えただけで主被写体を焦点検出点から外してしまい、焦点検出が不可能となる欠点がある。さらに手動にて焦点検出点を切換えるのは手間がかかり、シャッタチャンスを逃す恐れもある。
【００４７】
そこで、撮影シーンに応じて７つの焦点検出点から任意の１つの焦点検出点を自動的に選択する、焦点検出点自動選択モードが有効となる。
【００４８】
図７及び図８は、図６（ａ）の表示状態において撮影を行う焦点検出点自動選択モードに設定された場合の、自動選択アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００４９】
ここでの自動選択アルゴリズムは、撮影モードにおいて撮影者が被写体に対してカメラを構え、レリーズ釦４１の第１ストロークによってＯＮされるスイッチＳＷ−１をＯＮしたときに開始される。
【００５０】
また、このフローにおいて「ライン」とは、前述したようにそれぞれの焦点検出点に対応した焦点検出光学系における、光電変換素子列からなるラインセンサを指す。実際の焦点検出はこのラインセンサの出力によって行われるので、各焦点検出点に対応した７つのラインを基準に述べる。
【００５１】
スイッチＳＷ−１がＯＮされると、７つのラインセンサによって焦点検出が行われる。このときそれぞれの焦点検出点に対応した被写体領域の輝度分布が抽出され、被写体領域に輝度分布がない場合、そのライン出力はエラーとなる。そして、輝度分布の抽出に成功、すなわち焦点検出に成功したライン数がカウントされる。
【００５２】
この様な状況下において、まずステップ＃１においては、焦点検出成功ラインが１ラインのみで、残り６ラインで出力エラーとなったか否かを判定し、そうであればステップ＃２へ進み、撮影レンズの焦点調節動作を行うための焦点検出点として、このラインに対応した焦点検出点を決定する。
【００５３】
また、ステップ＃２において、複数のラインで焦点検出に成功したと判定した場合はステップ＃３へ移行し、ここではこの複数の焦点検出成功ラインの中で検出されたデフォーカス量から、カメラから被写体の距離が最も近いと認識した検出ラインをラインＡと名付ける。そして、次のステップ＃４において、ラインＡからカメラに対して無限遠側の中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在するか確認する。
【００５４】
ここで、中デフォーカス範囲とは、予定結像面５の近傍において、光軸方向にピントのずれ量換算でａ（ｍｍ）のデフォーカス量を表す。すなわち、撮影レンズ１の焦点距離をｆ（ｍｍ）、予定結像面５からカメラに最も近い被写体までの距離をＬ（ｍｍ）とすると、カメラに最も近い被写体から無限遠側に略｛（Ｌ−ｆ）2 ／ｆ2 ｝×ａ（ｍｍ）の範囲内に存在する被写体のグルーピングを目的とする。本実施の形態では、ａ＝２（ｍｍ）とした。例えば焦点距離５０（ｍｍ）の撮影レンズ１を装着しているときに、カメラに最も近い被写体が結像面から 2.55 （ｍ）の位置に存在すると、その位置から無限遠方向に５（ｍ）の範囲において被写体のグルーピングを行うことになる。
【００５５】
この中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在すればステップ＃５へ進み、存在するこれら全てのラインをラインＢと名付ける。そして、次のステップ＃６において、ラインＢのうちカメラから最も遠い被写体を捉えたラインからさらに、小デフォーカス範囲内に焦点検出ラインが存在するか確認する。このときの小デフォーカス範囲とは、予定結像面５の近傍において、光軸方向にピントのずれ量換算で、ｂ（ｍｍ）のデフォーカス量を表す。但し、ａ＞ｂである。小デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在すればステップ＃７へ進み、それらをラインＣと名付ける。すなわち、カメラから最も近い被写体に対し、中デフォーカス範囲内に被写体が存在する場合には、グルーピングの範囲をもう少し広げることを意図する。本実施の形態では、ｂ＝ 0.2（ｍｍ）とした。そして、ラインＣが存在した場合にはステップ＃８へ進み、ラインＡ，ラインＢ，ラインＣを主被写体グループとする。
【００５６】
また、上記ステップ＃６にて小デフォーカス範囲内に焦点検出ラインが存在しなかった場合、すなわちラインＣが存在しない場合には、ステップ＃９へ進み、ここではラインＡ，ラインＢを主被写体グループとする。
【００５７】
また、上記ステップ＃４において、中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在しない場合にはステップ＃１０へ進み、ラインＡをラインＯと名前を付け直し、２番目にカメラから近い被写体を捉えた焦点検出成功ラインをラインＡとする。続くステップ＃１１においては、上記ステップ＃４と同様に、ラインＡからカメラに対して無限遠側の中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在するか確認する。存在すればステップ＃１２へ進み、それらのラインを全てラインＢと名付け、ステップ＃１３へ進む。
【００５８】
ステップ＃１３においては、上記ステップ＃６と同様に、ラインＢのうちカメラから最も遠い被写体を捉えたラインからさらに小デフォーカス範囲内に焦点検出ラインが存在するか確認する。存在すればステップ＃１４へ進み、それら全てのラインをラインＣと名付ける。そして、次のステップ＃１５において、ラインＯ，ラインＡ，ラインＢ，ラインＣを主被写体グループとする。また、前記ステップ＃１３にて小デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在しないと判定した場合にはステップ＃１６へ進み、ラインＯ，ラインＡ，ラインＢを主被写体グループとする。
【００５９】
また、上記ステップ＃１１において、中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在しない場合にはステップ＃１７へ進み、ここではラインＯ，ラインＡを主被写体グループとする。
【００６０】
以上のように、カメラから最も近い被写体を基準に主被写体グループを定義する。
【００６１】
ここで、図９〜図１１を用いて焦点検出点優先度について説明する。
【００６２】
図９は、図１の姿勢センサ２７によって、カメラが横位置に構えられていると判断された場合の説明図である。
【００６３】
焦点検出点２００〜２０６の７つのうち、カメラ横位置に対して上部に存在する焦点検出点２００〜２０５をグループとする焦点検出点グループ２５０を「優先度１」とする。残りの焦点検出点である焦点検出点２０６を唯一の要素とする焦点検出点グループ２５１を「優先度２」とする。
【００６４】
図１０は、姿勢センサ２７によって、カメラがレリーズ釦４１を地面側にした縦位置に構えられていると判定された場合の説明図である。
【００６５】
このとき天方向に位置する焦点検出点２００，２０１を要素とする焦点検出点グループを２５２とし、これを「優先度１」とする。次に、焦点検出点２０２，２０５，２０６を要素とする焦点検出点グループを２５３とし、これを「優先度２」とする。さらに地方向に位置する焦点検出点２０３，２０４を要素とする焦点検出点グループを２５４とし、これを「優先度３」とする。
【００６６】
図１１は、同じ縦位置の構えでも、図１０とは１８０度回転した状態での説明図である。
【００６７】
この場合、焦点検出点２０３，２０４が天方向に位置し、これらを要素とする焦点検出点グループを２５５とし、これを「優先度１」とする。同様に焦点検出点２０２，２０５，２０６を焦点検出点グループ２５６とし、これを「優先度２」とする。さらにさらに地方向に位置する焦点検出点２００，２０１を要素とする焦点検出点グループを２５４とし、これを「優先度３」とする。
【００６８】
これらの優先度とは、カメラの被写体の傾向として、主被写体がファインダ視野内に対してどの位置に存在する可能性が高いかを考慮して与えられるものであり、「優先度１＞優先度２＞優先度３」の順に主被写体が存在する可能性が高いものとする。したがって、優先度が高いとは、優先度３より優先度２、優先度２より優先度１を意味する。
【００６９】
再び図８に戻り、ステップ＃１８においては、主被写体グループのラインのうち、優先度の最も高い焦点検出点グループに対応する、焦点検出ラインを抽出する。次のステップ＃１９においては、抽出ラインが複数かどうかを判定し、もし１ラインであるならばステップ＃２１へ進み、そのラインに対応する焦点検出点において撮影レンズの焦点調節動作を行うことを決定する。また、上記ステップ＃１９において複数のラインが抽出されたと判定されるとステップ＃２０へ進み、それら複数のラインのうち最もカメラに近い被写体を検出したラインを選択し、そのラインに対応する焦点検出点において撮影レンズの焦点調節動作を行うことを決定する。
【００７０】
以上のアルゴリズムにより、複数存在する焦点検出点から主被写体が存在すると思われる焦点検出点を抽出し、その焦点検出点において撮影レンズの焦点調節動作が行われることとなる。焦点検出点が選択されてからの撮影動作は公知であるので、ここでは省略する。
【００７１】
以上の実施の形態によれば、横方向に一列に配置された焦点検出点に加え、縦方向にも配置された焦点検出点から、主被写体を捕捉していると思われる焦点検出点を抽出するために、カメラに対して最も近い位置に存在する近接被写体を基準に、該近接被写体から無限遠側に、撮影レンズの焦点距離および該近接被写体のカメラからの距離によって可変である距離範囲内にのみ存在する全ての被写体を少なくとも一つの被写体グループと捉え、さらにカメラの姿勢に応じて、ファインダ視野に対し主被写体が存在する傾向が高い順に複数の焦点検出点を複数の焦点検出点グループにグループ化し、それぞれの焦点検出点グループに優先度を設定し、前記被写体グループと前記焦点検出点グループ優先度によって、主被写体を捕捉していると思われる焦点検出点の抽出を行うようにしている。
【００７２】
つまり、複数存在する焦点検出点に対応した被写体を、デフォーカス量をパラメータとして、カメラに最も近い位置に存在する近接被写体を基準にグルーピングを行い、さらにカメラの姿勢に応じて、ファインダ視野に対して主被写体が存在する可能性が高い位置に優先度の順位を設定することで、主被写体が存在する可能性が最も高いと思われる焦点検出点を選択するアルゴリズムを構築している。よって、従来の単なる近接被写体優先や中央焦点検出点優先では成し得なかった、横一列に加え、縦方向にも焦点検出点を追加配置した構成の焦点検出装置をカメラに適用しても、主被写体の捕捉率を実現することが可能となった。
【００７３】
また、上記のようなアルゴリズムにすることにより、カメラが縦位置に構えられた際に則した自動選択アルゴリズムと、横位置に構えられた際に則した自動選択アルゴリズムを別々に備えるといった必要がなくなる。
【００７４】
（変形例）
本実施の形態での優先度の設定は、被写体の傾向に即して焦点検出点グループの要素を変更しても良い。また、中デフォーカス範囲でのａ（ｍｍ）、小デフォーカス範囲でのｂ（ｍｍ）は、本実施の形態では固定値としたが、撮影レンズの焦点距離等に応じて柔軟に変更できるようにしても良い。
【００７５】
また、本実施の形態では、焦点検出点は７つに限定したが、焦点検出点数は任意に変更できるのは言うまでもない。
【００７６】
また、上記実施の形態では、カメラに適用した場合を例にしているが、これに限定されるものではなく、焦点検出機能を具備した携帯機器であれば同様に適用できるものである。
【００７７】
さらに、デフォーカス量を検出する焦点検出点を複数ファインダ内に具備したカメラを例にしているが、カメラから被写体までの距離を測定する為の測距点を複数有するカメラ、及びその他の焦点検出機能を具備した携帯機器であれば同様に適用できるものである。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画面内の二次元方向に複数の焦点検出点もしくは測距点を有するものにおいて、当該装置が適用される光学機器の使用姿勢によらず、複数の中より主たる対象物を捕捉した焦点検出点もしくは測距点を選択し、前記主たる対象物に最適な焦点調節を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る一眼レフカメラの光学配置図である。
【図２】図１の一眼レフカメラのファインダ内における焦点検出点野は位置を示す図である。
【図３】図１の一眼レフカメラの上面及び背面を示す外観図である。
【図４】図１の一眼レフカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図５】図３のモニタ用ＬＣＤの全セグメントを示す図である。
【図６】図３のモニタ用ＬＣＤの一部の表示状態の説明する為の図である。
【図７】図１の一眼レフカメラにおける焦点検出点自動選択アルゴリズムの一部を示すフローチャートである。
【図８】図７の動作の続きを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の一形態において焦点検出点のグループ分けに関する第１の例を説明する為の図である。
【図１０】本発明の実施の一形態において焦点検出点のグループ分けに関する第２の例を説明する為の図である。
【図１１】本発明の実施の一形態において焦点検出点のグループ分けに関する第３の例を説明する為の図である。
【図１２】一般的な二次結像方式の焦点検出装置の光学系を説明する為の図である。
【図１３】従来のカメラのファインダ視野例を示す図である。
【図１４】従来の焦点検出点自動選択アルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 撮影レンズ
６ 焦点検出装置
６ｆ イメージセンサ
１０ 測光センサ
２４ ファインダ内ＬＣＤ
２７ 姿勢センサ
４６ 焦点検出点選択釦
１００ ＣＰＵ
１０３ 焦点検出回路
１０５ ＬＣＤ駆動回路
１１０ 焦点調節回路
２００〜２０６ 焦点検出点
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面内に複数の焦点検出点を有する焦点検出装置や複数の測距点を有する測距装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、焦点検出装置のタイプとして、撮影レンズの射出瞳を焦点検出系の光学系によって分割し、各瞳領域を通過した光束が形成する２つの被写体像を、光電変換素子列（例えばＣＣＤセンサ列）で受光し、その出力から撮影レンズの焦点状態を検出し、その検出結果に基づいて撮影レンズを駆動するというような方式が知られている。
【０００３】
ここで、従来知られている焦点検出の基本方式について、図１２を用いて簡単に説明する。
【０００４】
図１２において、焦点検出されるべき撮影レンズ８１と光軸を同じくしてフィールドレンズ８３が配置される。その後方の光軸に関して対称な位置に２個の二次結像レンズ８４ａ，８４ｂが配置される。さらにその後方に光電変換素子列８５ａ，８５ｂが配置される。二次結像レンズ８４ａ，８４ｂの近傍には絞り８６ａ，８６ｂが設けられている。フィールドレンズ８３は撮影レンズ８１の射出瞳を２個の二次結像レンズ８４ａ，８４ｂの瞳面にほぼ結像する。その結果、二次結像レンズ８４ａ，８４ｂにそれぞれ入射する光束は、撮影レンズ１の射出瞳面上において各二次結像レンズ８４ａ，８４ｂに対応するお互いに重なり合うことのない等面積の領域から射出されたものとなる。
【０００５】
フィールドレンズ８３の近傍に形成された空間像が二次結像レンズ８４ａ，８４ｂにより光電変換素子列８５ａ，８５ｂの面上に再結像されると、光軸方向の空中像位置の変位に基づいて光電変換素子列８５ａ，８５ｂ上の２像はその位置を変えることになる。従って、光電変換素子列８５ａ，８５ｂ上の２像の相対位置の変位（ずれ）量を検出すれば、撮影レンズ８１の焦点状態を知ることができる。
【０００６】
前記光電変換素子列８５ａ，８５ｂより出力される光電変換信号を処理する方法は公知であるので、その詳細は省略するが、概略的には、像信号を電気的（仮想的）にずらしながら、なんらかの相関関数を演算していく方法が用いられる。
【０００７】
このようにして相対位置変位を求め、撮影レンズの焦点はずれ量、いわゆるデフォーカス量を検出する。
【０００８】
上記の様なデフォーカス量を検出する検出方法を用いた場合、一対のセンサは被写体空間の特定の領域の輝度分布のみを抽出するため、その領域に輝度分布を有しない被写体ではデフォーカス量を算出することができない。
【０００９】
そこで、センサ対とそれに対応する焦点検出光学系を複数用意して、複数の被写体領域の輝度分布を抽出することによって、より多くの被写体に対して焦点検出を可能とする方法が、これまで特公昭５９−２８８８６号、特開昭６２−２１２６１１号として提案されている。
【００１０】
この焦点検出が可能な小領域を焦点検出点と称し、この焦点検出点をファインダ視野内において複数設けることにより、多くの被写体に対応するようにしている。
【００１１】
焦点検出を行う複数の焦点検出点は、例えば、図１３の６００〜６０４で示されるように横方向に配置（こでは５個具備されている例を示している）されており、これら複数の焦点検出点に対応する複数の焦点検出機構から最終的なデフォーカス量を得る方法としては、中央焦点検出点に重み付けをおいた近点優先アルゴリズムが良く知られている。
【００１２】
図１４は中央焦点検出点に重み付けをおいた自動焦点検出点選択アルゴリズムのフローチャートである。なお、フローチャートでは、焦点検出点をＡＦ点と記している。
【００１３】
まず、ステップ＃５０１において、５個の中に焦点検出可能な焦点検出点があるか否かを判定し、どの焦点検出点も焦点検出不能であればこのフローを終了し、不図示のメインのルーチンにリターンする。一方、焦点検出可能な焦点検出点があればステップ＃５０２へ進み、ここでは焦点検出可能な焦点検出点が１つか２つ以上かを判定する。この結果、１つであればステップ＃５０７へ進み、その１点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点とする。
【００１４】
また、焦点検出可能な焦点検出点が２つ以上あればステップ＃５０３へ進み、ここではこの中に中央の焦点検出点があるか否かを調べ、なければ直ちにステップ＃５０５へ進むが、あればステップ＃５０４へ進み、その中央焦点検出点での焦点情報が近距離か否かを判定し、近距離であればステップ＃５０５へ進む。
【００１５】
つまり、中央焦点検出点が焦点検出可能でかつ近距離であるか、または中央焦点検出点が焦点検出不能である場合はステップ＃５０５へ進む。そして、このステップ＃５０５において、近距離焦点検出点の数が遠距離焦点検出点の数よりも多いかどうかを調べ、多ければ主被写体はかなり撮影者側にあるのでステップ＃５０６へ進み、最近点の焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。一方、近距離焦点検出点の数が少なければ主被写体は遠距離側にある場合であるのでステップ＃５１０へ進み、被写界深度を考慮して遠距離焦点検出点の中での最近点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。
【００１６】
また、上記ステップ＃５０４において、中央焦点検出点での焦点情報が遠距離であった場合はステップ＃５０８へ進み、ここでは遠距離焦点検出点の数が近距離焦点検出点の数より多いかどうかを調べ、多ければ主被写体は中央の焦点検出点を含む遠距離側にあるとしてステップ＃５０９へ進み、中央焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。また、遠距離焦点検出点の数が少なければステップ＃５０６へ進み、前述と同様に最近点の焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として選択する。
【００１７】
以上のように、焦点検出可能な焦点検出点があればその中から１つの焦点検出点をデフォーカス量を得る為の焦点検出点として自動的に選択するように構成されている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の焦点検出点選択アルゴリズムは、横長であるカメラの撮影画面に対して横方向に複数の焦点検出点を配置し、この焦点検出点から何れかの焦点検出点を選択するのには有効であるが、多様な被写体に対応するために、横一列の焦点検出点の配置に加え、縦方向にも焦点検出点を追加配置したカメラには一様には適用できないという問題があった。
【００１９】
さらに、縦方向に焦点検出点を追加配置した場合においては、カメラを９０度回転させた、いわゆる縦位置の構え方では、追加した焦点検出点は横方向になり、従来の横方向の焦点検出点は縦方向になるため、縦位置の構えに即した焦点検出点選択アルゴリズムを備えなければならないことになる。
【００２０】
（発明の目的）
本発明の目的は、画面内の二次元方向に複数の焦点検出点もしくは測距点を有するものにおいて、該装置が適用される光学機器の使用姿勢によらず、主たる対象物を捕捉した焦点検出点もしくは測距点を選択し、前記主たる対象物に最適な焦点調節を行わせることのできる焦点検出装置及び測距装置を提供しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、画面内の二次元方向に配置された複数の焦点検出点それぞれにおいてデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量から選んで、設定されたデフォーカス量内の焦点検出点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の焦点検出点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの焦点検出点を選択する選択手段とを有し、前記第１のグルーピング手段が、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる範囲内に存在する対象物を主たる対象物を含む対象物グループとする焦点検出装置とするものである。
また、本発明は、画面内の二次元方向に配置された複数の焦点検出点それぞれにおいてデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量から選んで、設定されたデフォーカス量内の焦点検出点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の焦点検出点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの焦点検出点を選択する選択手段とを有し、前記第１のグルーピング手段が、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる範囲内に存在する対象物を主たる対象物を含む対象物グループとし、当該装置が適用される前記光学機器がカメラであり、前記第１のグルーピング手段が、前記カメラの予定結像面近傍において光軸方向のピントずれ量換算で一定値としたデフォーカス量範囲であるグルーピングデフォーカス量を設定し、各焦点検出点で捕捉した被写体から検出されるデフォーカス量が前記グルーピングデフォーカス量の範囲内に存在する被写体を主被写体を含む被写体グループとし、前記グルーピングデフォーカス量が、第１と第２の設定値に基づいて設定されるものであり、前記第１の設定値範囲内に複数の被写体が存在する場合には、該第１の設定値より小さな設定値である前記第２の設定値範囲を付け加えることにより、前記主被写体グループの存在範囲を拡大したグルーピングデフォーカス量に設定される焦点検出装置とするものである。
【００２２】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、画面内の二次元方向に配置された複数の測距点それぞれにおいて対象物までの距離を測定する距離測定手段と、前記複数の測距点にて得られる複数の距離情報から選んで、設定された距離情報内の測距点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の測距点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの測距点を選択する選択手段とを有し、前記第１のグルーピング手段が、前記複数の測距点にて得られる複数の距離情報をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる距離範囲内に存在する対象物を主たる対象物グループとする測距装置とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は本発明の実施の一形態に係る図であり、図１は本発明にかかる焦点検出装置を具備した一眼レフカメラの光学配置図であり、図２はファインダ内における焦点検出点の配置を示す図である。
【００２４】
図１において、１は撮影レンズであり、ここでは便宜上２枚のレンズ１ａ，１ｂで示したが、実際は多数のレンズから構成されている。２は主ミラーであり、観察状態と撮影状態に応じて撮影光路へ斜設されあるいは退去される。３はサブミラーであり、主ミラー２を透過した光束をカメラボディの下方ヘ向けて反射する。４はシャッタ、５は感光部材であり、銀塩フィルムあるいはＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像繋子あるいはビディコン等の撮像管よりなっている。
【００２５】
６は焦点検出装置であり、結像面近傍に配置されたフィールドレンズ６ａ，反射ミラー６ｂ及び６ｃ，二次結像レンズ６ｄ，絞り６ｅ，周知のＣＣＤ等の像信号蓄積型センサである複数の光電変換素子列からなるラインセンサ６ｆ等から構成されている周知の位相差方式を採用している。この焦点検出装置６は、図２に示すように、本実施の形態で採用した横方向の５つの焦点検出点２００〜２０４に加え、縦方向にも追加配置した２つの焦点検出点２０５，２０６の、計７つの焦点検出点において焦点検出可能なように構成されている。
【００２６】
７は撮影レンズ１の予定結像面に配置されたピント板、８はファインダ光路変更用のペンタプリズムである。９，１０は各々観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサであり、結像レンズ９はペンタプリズム８内の反射光路を介してピント板７と測光センサ１０を共役に関係付けている。１１はペンタプリズム８の射出後方に配置されるファインダ視野を拡大視する接眼レンズである。
【００２７】
上記主ミラー２，ピント板７，ペンタプリズム８及び接眼レンズ１１によってファインダ光学系が構成されている。
【００２８】
２３はファインダ視野領域を形成する視野マスクである。２４はファインダ視野外に撮影情報を表示するためのファインダ内ＬＣＤであり、照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５によって照明され、ＬＣＤ２４を透過した光が三角プリズム２６によってファインダ内に導かれ、図２のファインダ視野外に表示され、撮影者は各種の撮影情報を知ることができる。２７はカメラの縦位置，横位置を検出するための姿勢センサであり、縦位置の場合、後述のレリーズ釦４１が地方向または天方向いずれに位置するかの姿勢も検出できる。
【００２９】
３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２は後述する絞り駆動回路１１１を含む絞り駆動装置、３３はレンズ駆動用モータ、３４は駆動ギヤ等から成るレンズ駆動部材である。３５はフォトカプラであり、前記レンズ駆動部材３４に連動するパルス板３６の回転を検知して焦点調節回路１１０に伝えており、該焦点調節回路１１０は、この情報とカメラ側からのレンズ駆動量の情報に基づいて前記レンズ駆動用モータ３３を所定量駆動させ、撮影レンズ１を合焦位置に移動させるようになっている。
【００３０】
３７は撮影レンズ１の位置を検知し、カメラから被写体までの距離情報を得る為に設けた距離情報コード板であり、例えば至近位置から無限位置までを４ｂｉｔ程度のコードパターンから成り、不図示のブラシ接点を用いて合焦位置での被写体距離が検出できるようになっている。３８は撮影レンズ１の焦点距離を検知する焦点距離情報コード板であり、不図示のブラシ接点を用いてズーミングするレンズの動きに応じた焦点距離情報が検出できるようになっている。３７，３８のいずれもレンズ焦点調節回路１１０に接続されている。３９は公知のカメラとレンズとのインターフェースとなるマウント接点である。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）は、上記の構成より成る一眼レフカメラの上面と背面の概略図である。
【００３２】
図３において、４１はレリーズ釦である。４２は外部モニタ表示装置としてのモニタ用ＬＣＤであり、予め決められたパターンを表示する固定セグメント表示部４２ａと、可変数値表示用の７セグメント表示部４２ｂとから成っている。４４は撮影モード等の選択を行うためのモードダイヤルである。４５は他の操作部材及びモードと組み合わせることによって、種々の設定値を設定するための回転式電子ダイヤルである。４６は画面内の複数の焦点検出点２００〜２０６のいずれを用いて焦点検出を行うかを選択する為の焦点検出点選択釦であり、この動作については後で詳細に説明する。また、図３に記載されているその他の操作部材は本発明と特に関係しない為、その説明は省略する。
【００３３】
図４は上記構成の一眼レフカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１等と同一のものは同じ符号を付してある。
【００３４】
図４において、カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す）１００には、測光回路１０２，自動焦点検出回路１０３，信号入力回路１０４，ＬＣＤ駆動回路１０５，ＬＥＤ駆動回路１０６，シャッタ制御回路１０８，モータ制御回路１０９が接続されている。また、撮影レンズ１内に配置された焦点調節回路１１０，絞り駆動回路１１１とは、図１で示したマウント接点３９を介して信号の伝達がなされる。このＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭ１００ａは、記憶手段として撮影者が任意に設定する情報の記憶機能を有している。
【００３５】
前記測光回路１０２は、測光センサ１０からの信号を増幅後、対数圧縮Ａ／Ｄ変換し、各センサの輝度情報としてＣＰＵ１００に送信する。ラインセンサ６ｆは、前述の図２に示すように、画面内の７つの焦点検出点２００〜２０６に対応した７組のラインセンサＣＣＤ−Ｌ２，ＣＣＤ−Ｌ１，ＣＣＤ−Ｃ，ＣＣＤ−Ｒ１，ＣＣＤ−Ｒ２，ＣＣＤ−Ｕ，ＣＣＤ−Ｄから構成される公知のＣＣＤラインセンサである。
【００３６】
ＳＷ−１はレリーズ釦４１の第１ストロークでＯＮし、測光，ＡＦ等を開始させる為のスイッチ、ＳＷ−２はレリーズ釦４１の第２ストロークでＯＮするレリーズスイッチである。ＳＷ−ＡＥＬ，ＳＷ−ＡＦＳＥＬは各々ＡＥロック釦４３，焦点検出点選択釦４６が押された時にＯＮするスイッチである。
【００３７】
図５（ａ）は、図３に示したモニタ用ＬＣＤ４２の全表示セグメントの内容を示したものであり、図５（ｂ）は、ファインダ内ＬＣＤ２４の全表示セグメントの内容を示したものである。
【００３８】
図５（ａ）において、固定セグメント表示部４２ａには、公知の撮影モード表示が設けられている。可変数値表示用の７セグメント表示部４２ｂは、シャッタ秒時を表示する４桁の７セグメント部，絞り値を表示する２桁７セグメント部と小数点部，フィルム枚数を表示する限定数値表示セグメント部と１桁の７セグメント部で構成されている。４２ｃは図２の焦点検出点２００〜２０６に対応した選択焦点検出点表示部であり、本実施の形態の特徴となる部分であるので後で詳細に説明する。
【００３９】
図５（ｂ）において、固定セグメント表示部２４ａには、公知の撮影モード表示が設けられており、可変数値表示部２４ｂには４２ａの一部と同等の表示を行う。選択焦点検出点表示部２４ｃは４２ｃと同じ表示を行っており、合わせて後で詳細に説明する。２４ｄは、ある焦点検出点において合焦した場合に点灯する合焦確認表示部である。
【００４０】
次に、図６を用いて、本実施の形態における複数の焦点検出点から、実際に撮影レンズの焦点調節動作を行うために用いられる焦点検出点を選択する場合について説明する。
【００４１】
図６（ａ）〜（ｈ）は、選択焦点検出点表示部４２ｃの表示状態を表したものであり、ファインダ内ＬＣＤ２４の選択焦点検出点表示部２４ｃも同じ表示状態を示す。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｈ）は、焦点検出点選択釦４６を押しながら、電子ダイヤル４５を時計方向に１クリック回転させる毎に、（ａ）→（ｂ）→…→（ｈ）と変化し、さらにもう１クリック回転させることで（ａ）に戻り、サイクリックに表示を行う。また反時計方向に電子ダイヤル４５を回転させたときには、図６の矢印とは正反対の順に表示を行う。
【００４３】
図６（ａ）の表示状態において、他の操作部材の操作に移行すると、カメラが７つの焦点検出点２００〜２０６より撮影レンズの焦点調節動作を行うための焦点検出点を自動的に選択する、焦点検出点自動選択モードに設定される。この焦点検出点自動選択モードにおける、自動選択アルゴリズムが本実施の形態の中心となるので、後で詳細に説明する。
【００４４】
図６（ｂ）〜（ｈ）は、７つの焦点検出点から撮影レンズの焦点調節動作を行うための焦点検出点を、撮影者が予めある１つの焦点検出点に限定しておくための、焦点検出点手動選択モードにおける表示状態を表す。例えば、図６（ｂ）は焦点検出点２００に限定したものであり、（ｃ）は焦点検出点２０１に限定したものである。
【００４５】
この焦点検出点手動選択モードによる焦点検出点選択は、焦点検出点を１点に絞っているために焦点検出時間が短くなり、合焦スピードのアップが図れると同時に、被写体がファインダ視野に対して一定の位置関係に固定されている場合においては、撮影者の意図する主被写体に正確にピント合わせを行うことができるといった効果がある。
【００４６】
逆に焦点検出点が１点しか存在しないために、被写体が動いたり、構図を少し変えただけで主被写体を焦点検出点から外してしまい、焦点検出が不可能となる欠点がある。さらに手動にて焦点検出点を切換えるのは手間がかかり、シャッタチャンスを逃す恐れもある。
【００４７】
そこで、撮影シーンに応じて７つの焦点検出点から任意の１つの焦点検出点を自動的に選択する、焦点検出点自動選択モードが有効となる。
【００４８】
図７及び図８は、図６（ａ）の表示状態において撮影を行う焦点検出点自動選択モードに設定された場合の、自動選択アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００４９】
ここでの自動選択アルゴリズムは、撮影モードにおいて撮影者が被写体に対してカメラを構え、レリーズ釦４１の第１ストロークによってＯＮされるスイッチＳＷ−１をＯＮしたときに開始される。
【００５０】
また、このフローにおいて「ライン」とは、前述したようにそれぞれの焦点検出点に対応した焦点検出光学系における、光電変換素子列からなるラインセンサを指す。実際の焦点検出はこのラインセンサの出力によって行われるので、各焦点検出点に対応した７つのラインを基準に述べる。
【００５１】
スイッチＳＷ−１がＯＮされると、７つのラインセンサによって焦点検出が行われる。このときそれぞれの焦点検出点に対応した被写体領域の輝度分布が抽出され、被写体領域に輝度分布がない場合、そのライン出力はエラーとなる。そして、輝度分布の抽出に成功、すなわち焦点検出に成功したライン数がカウントされる。
【００５２】
この様な状況下において、まずステップ＃１においては、焦点検出成功ラインが１ラインのみで、残り６ラインで出力エラーとなったか否かを判定し、そうであればステップ＃２へ進み、撮影レンズの焦点調節動作を行うための焦点検出点として、このラインに対応した焦点検出点を決定する。
【００５３】
また、ステップ＃２において、複数のラインで焦点検出に成功したと判定した場合はステップ＃３へ移行し、ここではこの複数の焦点検出成功ラインの中で検出されたデフォーカス量から、カメラから被写体の距離が最も近いと認識した検出ラインをラインＡと名付ける。そして、次のステップ＃４において、ラインＡからカメラに対して無限遠側の中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在するか確認する。
【００５４】
ここで、中デフォーカス範囲とは、予定結像面５の近傍において、光軸方向にピントのずれ量換算でａ（ｍｍ）のデフォーカス量を表す。すなわち、撮影レンズ１の焦点距離をｆ（ｍｍ）、予定結像面５からカメラに最も近い被写体までの距離をＬ（ｍｍ）とすると、カメラに最も近い被写体から無限遠側に略｛（Ｌ−ｆ）2 ／ｆ2 ｝×ａ（ｍｍ）の範囲内に存在する被写体のグルーピングを目的とする。本実施の形態では、ａ＝２（ｍｍ）とした。例えば焦点距離５０（ｍｍ）の撮影レンズ１を装着しているときに、カメラに最も近い被写体が結像面から 2.55 （ｍ）の位置に存在すると、その位置から無限遠方向に５（ｍ）の範囲において被写体のグルーピングを行うことになる。
【００５５】
この中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在すればステップ＃５へ進み、存在するこれら全てのラインをラインＢと名付ける。そして、次のステップ＃６において、ラインＢのうちカメラから最も遠い被写体を捉えたラインからさらに、小デフォーカス範囲内に焦点検出ラインが存在するか確認する。このときの小デフォーカス範囲とは、予定結像面５の近傍において、光軸方向にピントのずれ量換算で、ｂ（ｍｍ）のデフォーカス量を表す。但し、ａ＞ｂである。小デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在すればステップ＃７へ進み、それらをラインＣと名付ける。すなわち、カメラから最も近い被写体に対し、中デフォーカス範囲内に被写体が存在する場合には、グルーピングの範囲をもう少し広げることを意図する。本実施の形態では、ｂ＝ 0.2（ｍｍ）とした。そして、ラインＣが存在した場合にはステップ＃８へ進み、ラインＡ，ラインＢ，ラインＣを主被写体グループとする。
【００５６】
また、上記ステップ＃６にて小デフォーカス範囲内に焦点検出ラインが存在しなかった場合、すなわちラインＣが存在しない場合には、ステップ＃９へ進み、ここではラインＡ，ラインＢを主被写体グループとする。
【００５７】
また、上記ステップ＃４において、中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在しない場合にはステップ＃１０へ進み、ラインＡをラインＯと名前を付け直し、２番目にカメラから近い被写体を捉えた焦点検出成功ラインをラインＡとする。続くステップ＃１１においては、上記ステップ＃４と同様に、ラインＡからカメラに対して無限遠側の中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在するか確認する。存在すればステップ＃１２へ進み、それらのラインを全てラインＢと名付け、ステップ＃１３へ進む。
【００５８】
ステップ＃１３においては、上記ステップ＃６と同様に、ラインＢのうちカメラから最も遠い被写体を捉えたラインからさらに小デフォーカス範囲内に焦点検出ラインが存在するか確認する。存在すればステップ＃１４へ進み、それら全てのラインをラインＣと名付ける。そして、次のステップ＃１５において、ラインＯ，ラインＡ，ラインＢ，ラインＣを主被写体グループとする。また、前記ステップ＃１３にて小デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在しないと判定した場合にはステップ＃１６へ進み、ラインＯ，ラインＡ，ラインＢを主被写体グループとする。
【００５９】
また、上記ステップ＃１１において、中デフォーカス範囲内に焦点検出成功ラインが存在しない場合にはステップ＃１７へ進み、ここではラインＯ，ラインＡを主被写体グループとする。
【００６０】
以上のように、カメラから最も近い被写体を基準に主被写体グループを定義する。
【００６１】
ここで、図９〜図１１を用いて焦点検出点優先度について説明する。
【００６２】
図９は、図１の姿勢センサ２７によって、カメラが横位置に構えられていると判断された場合の説明図である。
【００６３】
焦点検出点２００〜２０６の７つのうち、カメラ横位置に対して上部に存在する焦点検出点２００〜２０５をグループとする焦点検出点グループ２５０を「優先度１」とする。残りの焦点検出点である焦点検出点２０６を唯一の要素とする焦点検出点グループ２５１を「優先度２」とする。
【００６４】
図１０は、姿勢センサ２７によって、カメラがレリーズ釦４１を地面側にした縦位置に構えられていると判定された場合の説明図である。
【００６５】
このとき天方向に位置する焦点検出点２００，２０１を要素とする焦点検出点グループを２５２とし、これを「優先度１」とする。次に、焦点検出点２０２，２０５，２０６を要素とする焦点検出点グループを２５３とし、これを「優先度２」とする。さらに地方向に位置する焦点検出点２０３，２０４を要素とする焦点検出点グループを２５４とし、これを「優先度３」とする。
【００６６】
図１１は、同じ縦位置の構えでも、図１０とは１８０度回転した状態での説明図である。
【００６７】
この場合、焦点検出点２０３，２０４が天方向に位置し、これらを要素とする焦点検出点グループを２５５とし、これを「優先度１」とする。同様に焦点検出点２０２，２０５，２０６を焦点検出点グループ２５６とし、これを「優先度２」とする。さらにさらに地方向に位置する焦点検出点２００，２０１を要素とする焦点検出点グループを２５４とし、これを「優先度３」とする。
【００６８】
これらの優先度とは、カメラの被写体の傾向として、主被写体がファインダ視野内に対してどの位置に存在する可能性が高いかを考慮して与えられるものであり、「優先度１＞優先度２＞優先度３」の順に主被写体が存在する可能性が高いものとする。したがって、優先度が高いとは、優先度３より優先度２、優先度２より優先度１を意味する。
【００６９】
再び図８に戻り、ステップ＃１８においては、主被写体グループのラインのうち、優先度の最も高い焦点検出点グループに対応する、焦点検出ラインを抽出する。次のステップ＃１９においては、抽出ラインが複数かどうかを判定し、もし１ラインであるならばステップ＃２１へ進み、そのラインに対応する焦点検出点において撮影レンズの焦点調節動作を行うことを決定する。また、上記ステップ＃１９において複数のラインが抽出されたと判定されるとステップ＃２０へ進み、それら複数のラインのうち最もカメラに近い被写体を検出したラインを選択し、そのラインに対応する焦点検出点において撮影レンズの焦点調節動作を行うことを決定する。
【００７０】
以上のアルゴリズムにより、複数存在する焦点検出点から主被写体が存在すると思われる焦点検出点を抽出し、その焦点検出点において撮影レンズの焦点調節動作が行われることとなる。焦点検出点が選択されてからの撮影動作は公知であるので、ここでは省略する。
【００７１】
以上の実施の形態によれば、横方向に一列に配置された焦点検出点に加え、縦方向にも配置された焦点検出点から、主被写体を捕捉していると思われる焦点検出点を抽出するために、カメラに対して最も近い位置に存在する近接被写体を基準に、該近接被写体から無限遠側に、撮影レンズの焦点距離および該近接被写体のカメラからの距離によって可変である距離範囲内にのみ存在する全ての被写体を少なくとも一つの被写体グループと捉え、さらにカメラの姿勢に応じて、ファインダ視野に対し主被写体が存在する傾向が高い順に複数の焦点検出点を複数の焦点検出点グループにグループ化し、それぞれの焦点検出点グループに優先度を設定し、前記被写体グループと前記焦点検出点グループ優先度によって、主被写体を捕捉していると思われる焦点検出点の抽出を行うようにしている。
【００７２】
つまり、複数存在する焦点検出点に対応した被写体を、デフォーカス量をパラメータとして、カメラに最も近い位置に存在する近接被写体を基準にグルーピングを行い、さらにカメラの姿勢に応じて、ファインダ視野に対して主被写体が存在する可能性が高い位置に優先度の順位を設定することで、主被写体が存在する可能性が最も高いと思われる焦点検出点を選択するアルゴリズムを構築している。よって、従来の単なる近接被写体優先や中央焦点検出点優先では成し得なかった、横一列に加え、縦方向にも焦点検出点を追加配置した構成の焦点検出装置をカメラに適用しても、主被写体の捕捉率を実現することが可能となった。
【００７３】
また、上記のようなアルゴリズムにすることにより、カメラが縦位置に構えられた際に則した自動選択アルゴリズムと、横位置に構えられた際に則した自動選択アルゴリズムを別々に備えるといった必要がなくなる。
【００７４】
（変形例）
本実施の形態での優先度の設定は、被写体の傾向に即して焦点検出点グループの要素を変更しても良い。また、中デフォーカス範囲でのａ（ｍｍ）、小デフォーカス範囲でのｂ（ｍｍ）は、本実施の形態では固定値としたが、撮影レンズの焦点距離等に応じて柔軟に変更できるようにしても良い。
【００７５】
また、本実施の形態では、焦点検出点は７つに限定したが、焦点検出点数は任意に変更できるのは言うまでもない。
【００７６】
また、上記実施の形態では、カメラに適用した場合を例にしているが、これに限定されるものではなく、焦点検出機能を具備した携帯機器であれば同様に適用できるものである。
【００７７】
さらに、デフォーカス量を検出する焦点検出点を複数ファインダ内に具備したカメラを例にしているが、カメラから被写体までの距離を測定する為の測距点を複数有するカメラ、及びその他の焦点検出機能を具備した携帯機器であれば同様に適用できるものである。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画面内の二次元方向に複数の焦点検出点もしくは測距点を有するものにおいて、当該装置が適用される光学機器の使用姿勢によらず、複数の中より主たる対象物を捕捉した焦点検出点もしくは測距点を選択し、前記主たる対象物に最適な焦点調節を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る一眼レフカメラの光学配置図である。
【図２】図１の一眼レフカメラのファインダ内における焦点検出点野は位置を示す図である。
【図３】図１の一眼レフカメラの上面及び背面を示す外観図である。
【図４】図１の一眼レフカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図５】図３のモニタ用ＬＣＤの全セグメントを示す図である。
【図６】図３のモニタ用ＬＣＤの一部の表示状態の説明する為の図である。
【図７】図１の一眼レフカメラにおける焦点検出点自動選択アルゴリズムの一部を示すフローチャートである。
【図８】図７の動作の続きを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の一形態において焦点検出点のグループ分けに関する第１の例を説明する為の図である。
【図１０】本発明の実施の一形態において焦点検出点のグループ分けに関する第２の例を説明する為の図である。
【図１１】本発明の実施の一形態において焦点検出点のグループ分けに関する第３の例を説明する為の図である。
【図１２】一般的な二次結像方式の焦点検出装置の光学系を説明する為の図である。
【図１３】従来のカメラのファインダ視野例を示す図である。
【図１４】従来の焦点検出点自動選択アルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 撮影レンズ
６ 焦点検出装置
６ｆ イメージセンサ
１０ 測光センサ
２４ ファインダ内ＬＣＤ
２７ 姿勢センサ
４６ 焦点検出点選択釦
１００ ＣＰＵ
１０３ 焦点検出回路
１０５ ＬＣＤ駆動回路
１１０ 焦点調節回路
２００〜２０６ 焦点検出点
Claims (8)
- 画面内の二次元方向に配置された複数の焦点検出点それぞれにおいてデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、
前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量から選んで、設定されたデフォーカス量内の焦点検出点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、
当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の焦点検出点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、
前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの焦点検出点を選択する選択手段とを有し、
前記第１のグルーピング手段は、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる範囲内に存在する対象物を主たる対象物を含む対象物グループとすることを特徴とする焦点検出装置。 - 前記第２のグルーピング手段は、当該装置が適用される光学機器が横位置に構えられた場合と縦位置に構えられた場合それぞれに応じて、複数の焦点検出点を複数のグループに分類し、該複数の各グループに対し主たる対象物の存在する傾向に合わせて優先度を付けることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
- 当該装置が適用される前記光学機器はカメラであり、前記第１のグルーピング手段は、前記カメラの予定結像面近傍において光軸方向のピントずれ量換算で一定値としたデフォーカス量範囲であるグルーピングデフォーカス量を設定し、各焦点検出点で捕捉した被写体から検出されるデフォーカス量が前記グルーピングデフォーカス量の範囲内に存在する被写体を主被写体を含む被写体グループとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点検出装置。
- 前記グルーピングデフォーカス量は、第１と第２の設定値に基づいて設定されるものであり、前記第１の設定値範囲内に複数の被写体が存在する場合には、該第１の設定値より小さな設定値である前記第２の設定値範囲を付け加えることにより、前記主被写体グループの存在範囲を拡大したグルーピングデフォーカス量に設定されることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
- 画面内の二次元方向に配置された複数の焦点検出点それぞれにおいてデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、
前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量から選んで、設定されたデフォーカス量内の焦点検出点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、
当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の焦点検出点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、
前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの焦点検出点を選択する選択手段とを有し、
前記第１のグルーピング手段は、前記複数の焦点検出点にて得られる複数のデフォーカス量をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる範囲内に存在する対象物を主たる対象物を含む対象物グループとし、
当該装置が適用される前記光学機器はカメラであり、前記第１のグルーピング手段は、前記カメラの予定結像面近傍において光軸方向のピントずれ量換算で一定値としたデフォーカス量範囲であるグルーピングデフォーカス量を設定し、各焦点検出点で捕捉した被写体から検出されるデフォーカス量が前記グルーピングデフォーカス量の範囲内に存在する被写体を主被写体を含む被写体グループとし、
前記グルーピングデフォーカス量は、第１と第２の設定値に基づいて設定されるものであり、前記第１の設定値範囲内に複数の被写体が存在する場合には、該第１の設定値より小さな設定値である前記第２の設定値範囲を付け加えることにより、前記主被写体グループの存在範囲を拡大したグルーピングデフォーカス量に設定されることを特徴とする焦点検出装置。 - 当該装置が適用される前記光学機器はカメラであり、前記第２のグルーピング手段は、前記カメラが横位置に構えられた場合もしくは縦位置に構えられた場合のいずれにおいても、天方向に位置するグループの優先度を高くすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の焦点検出装置。
- 画面内の二次元方向に配置された複数の測距点それぞれにおいて対象物までの距離を測定する距離測定手段と、
前記複数の測距点にて得られる複数の距離情報から選んで、設定された距離情報内の測距点を対象物グループとする第１のグルーピング手段と、
当該装置が適用される光学機器の姿勢に応じて、前記複数の測距点を優先度を付けてグループ化する第２のグルーピング手段と、
前記第１のグルーピング手段によりグループ化された対象物グループと前記第２のグルーピング手段によりグループ化されたグループの優先度を基に、少なくとも一つの測距点を選択する選択手段とを有し、
前記第１のグルーピング手段は、前記複数の測距点にて得られる複数の距離情報をパラメータとして、当該装置に最も近い位置に存在する対象物を基準に、該近接対象物から無限遠側に、前記光学機器の光学系の焦点距離および該近接対象物までの距離によって定まる距離範囲内に存在する対象物を主たる対象物グループとすることを特徴とする測距装置。 - 前記第２のグルーピング手段は、当該装置が適用される光学機器が横位置に構えられた場合と縦位置に構えられた場合それぞれに応じて、複数の測距点を複数のグループに分類し、該複数の各グループに対し主たる対象物の存在する傾向に合わせて優先度を付けることを特徴とする請求項７に記載の測距装置。
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