JP4497567B2 - 焦点検出装置、測距装置及び光学機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の焦点検出領域を有する焦点検出装置や、複数の測距領域を有する測距装置、さらには前記焦点検出装置又は前記測距装置を有するカメラ等の光学機器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラの自動焦点検出装置として、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結合させ、被写体像を光電変換して得られた一対の像信号の相対位置変位量を求めることにより、被写体のデフォーカス量を検出して、これに基づいて撮影レンズの駆動を行う自動焦点調節方法が広く知られている。
【０００３】
近年の一眼レフカメラの多くは、図２に示すように、この焦点検出領域を撮影画面内に複数配置し、様々な被写体や状況に応じて自動的に焦点検出領域を選択したり、操作者が任意の焦点検出領域を選んだときに、選択された焦点検出領域で焦点検出動作を行うようにしている。
【０００４】
また、近年の半導体製造技術の向上により、図３に示すように、焦点検出領域の数は増える傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
複数の焦点検出領域がある場合、各焦点検出領域毎にデフォーカス量を求めることになる。これまで複数の焦点検出領域を自動的に選択する方法としては、全ての焦点検出領域のデフォーカス量を求め、その検出結果を比較し、画面内における主被写体位置に対応していると判定するのに最もふさわしい焦点検出領域を最終的な焦点検出領域として決定し、その領域にて得られるデフォーカス量を焦点調節に用いるデフォーカス量としていた。
【０００６】
しかしながら、前述した通り、デフォーカス量は一対の像信号の相対位置変位量を求めることであり、これをＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）の演算処理によって求めている。
【０００７】
公知の通り、複数の焦点検出領域における焦点検出動作は、被写体の明るさや光線の向きによってセンサの蓄積時間がばらつき、全ての焦点検出領域において同時に終了するということは希である。また、一般的にＭＰＵの演算処理は逐次処理であり、図３のような４５点もの焦点検出領域の持つ超多点の自動焦点検出カメラでは、全てのデフォーカス量を求めるのに膨大な演算処理時間がかかり、実用的ではなかった。
【０００８】
この問題に対して、特開平５−４５５７６号では、各焦点検出領域で検出されるデフォーカス量のうち、最先に得られたデフォーカス量が所定の基準を満たしている際には他の焦点検出領域でのデフォーカス量とは無関係に、該デフォーカス量が得られた焦点検出領域に主被写体が位置していると判定して、上記最先に得られたデフォーカス量を焦点調節用として選択することにより、迅速な焦点検出動作を可能とする方法を開示している。
【０００９】
この考え方は、確かに高速な焦点検出を可能とするが、焦点検出途中において、ある焦点検出領域のデフォーカス量が所定の基準を満たしているからといっても、残りの焦点検出領域に主被写体位置に対応していると判定することによりふさわしい焦点検出領域が残されている可能性も常にある。この事は、図３に示すように多数の焦点検出領域を有するもの程、顕著である。
【００１０】
（発明の目的）
本発明の第１の目的は、多数の焦点検出領域を有するものにおいても、高速かつ正確な焦点情報の検出を行うことのできる焦点検出装置及び光学機器を提供しようとするものである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、多数の測距領域を有するものにおいても、高速かつ正確な測距情報の検出を行うことのできる測距装置及び光学機器を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明は、複数の焦点検出領域において位相差を検出可能であって、前記複数の焦点検出領域にて得られる出力を基に焦点検出動作を行う演算手段を有する焦点検出装置において、前記演算手段が、前記複数の焦点検出領域のうち予め決められたグループに属する全面に散らばって配置された焦点検出領域の信頼度のいずれかが基準を超えると判断された場合には信頼度が前記基準を超えた焦点検出領域をレンズ駆動に供する焦点検出領域として設定し、前記グループに属する焦点検出領域の信頼度のいずれもが前記基準を超えないと判断された場合には前記グループに属する全面に散らばって配置された焦点検出領域および前記グループに属さない全面に散らばって配置された焦点検出領域のうちからレンズ駆動に供する焦点検出領域を設定する焦点検出装置とするものである。
【００２２】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、画面内に複数の測距領域を持ち、前記複数の測距領域にて得られる出力を基に測距動作を行う演算手段を有する測距装置において、前記演算手段が、前記複数の測距領域のうち予め決められたグループに属する全面に散らばって配置された測距領域の信頼度のいずれかが基準を超えると判断された場合には信頼度が前記基準を超えた測距領域をレンズ駆動に供する測距領域として設定し、前記グループに属する測距領域の信頼度のいずれもが前記基準を超えないと判断された場合には前記グループに属する全面に散らばって配置された測距領域および前記グループに属さない全面に散らばって配置された測距領域のうちからレンズ駆動に供する測距領域を設定する測距装置とするものである。
【００２６】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記焦点検出装置を具備した光学機器とするものである。
【００２７】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記測距装置を具備した光学機器とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の一形態に係る自動焦点検出装置付き一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【００３３】
図１において、１はＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）、２はメモリ、３はＡＦ（オートフォーカス）を行うための焦点検出ユニットである。なお、ＭＰＵ１，メモリ２および焦点検出ユニット３により、焦点検出装置が構成される。
【００３４】
４は焦点検出ユニット３の検出結果に基づき撮影光学系を駆動するレンズ駆動ユニット、５は絞り駆動ユニット、６はシャッタ駆動ユニット、７はフィルム給送ユニットである。８はカメラの諸設定（絞り値、シャッタ速度等）を不図示の液晶ディスプレーに表示したり、 ONE SHOT - AFモードの際、焦点検出制御によって画面内の特定の焦点検出領域が選択されたときに、その焦点検出領域をＬＥＤによって赤いハイライト表示にするための表示ユニットである。
【００３５】
９は ONE SHOT - AFおよび AI SERVO - AFの何れかのＡＦモードを切り換えるためのＡＦ切換えスイッチ、１０は後述するＣＦ（カスタムファンクション）を設定のためのＣＦスイッチ、１１はシャッタ速度，絞り値などを設定するためのメインダイヤル、ＳＷ１はレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し）によりオンするスイッチ、ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク操作（全押し）によりオンするスイッチである。
【００３６】
次に、本発明の実施の一形態のカメラのメイン動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
通常カメラは、電源がオンされ、操作者が何らかの操作( スイッチＳＷ１のオンやシャッタ速度、絞り値等の設定) を一定時間以上行わないと省電力待機モードへ移行し（＃００１→＃００２→＃００３→＃００４）、ＭＰＵ１は停止状態になる。そして、操作者が何らかの操作を行うことによって（ステップ＃００５のＹＥＳ）、ＭＰＵ１に割り込みが入り、その操作に対応する種々の動作・設定を行うようになっている。この種々の動作・設定のうち、本発明に関係のあるＡＦの動作について詳しく説明する。
【００３８】
ステップ＃００２において、スイッチＳＷ１がオンしたことを判定するとステップ＃００６へ進み、ＭＰＵ１は焦点検出領域の選択が自動選択（ＭＰＵ１が自動的に焦点検出点を選択）か任意選択（撮影者が所望の焦点検出領域を４５点の中から１点選択）かを判定する。この結果、自動選択であればステップ＃００７へ進み、「焦点検出領域自動選択撮影」のルーチンを実行する。また、任意選択であった場合にはステップ＃００８へ進み、「焦点検出領域任意選択撮影」のルーチンを実行する。この「焦点検出領域任意選択撮影」については、本発明には関係ないので説明は省略する。
【００３９】
上記「焦点検出領域自動選択」ルーチンは撮影のための一連の動作を行うルーチンであり、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
まず、ステップ＃１０２において、測光を行い、続くステップ＃１０３において、「焦点検出制御」を行うルーチンを実行する。このルーチンについての詳細は図６及び７のフローチャートを用いて後述する。焦点検出制御のルーチンが終了し焦点検出が行われるとステップ＃１０４に進み、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを判定する。
【００４１】
ここで、 ONE SHOT - AFとは、焦点検出を行い、一度レンズ駆動が完了してしまうとスイッチＳＷ１がオフされるまでそのレンズ位置を保持するモードであり、風景やポートレートなど、静止している被写体の撮影に適している。また、 AI SERVO - AFとは、スイッチＳＷ１がオンされている間、スイッチＳＷ２がオンされレリーズ動作に入る直前まで、焦点検出制御とレンズ駆動を繰り返すモードであり、さらには被写体の移動を検知した場合、ＡＦタイムラグとレリーズタイムラグを考慮したレンズ駆動（予測ＡＦ）も行う。モータスポーツやサッカーゲームなどの移動する被写体の撮影に適している。
【００４２】
上記判定の結果、 ONE SHOT - AFモードであればステップ＃１０５へ進み、ここでは合焦しているかどうかを判定する。合焦していなければステップ＃１０７へ進み、レンズ駆動を行い、以下合焦するまで測光，焦点検出制御およびレンズ駆動を繰り返す（＃１０７→＃１０２→＃１０３→＃１０４→＃１０５→＃１０７……）。
【００４３】
また、合焦していればステップ＃１０６に進み、焦点検出を行った焦点検出領域のピント板上への表示を行い、次のステップ＃１１０において、スイッチＳＷ２の状態を調べる。そして、オンしている場合にだけステップ＃１１１へ進み、撮影動作を実行する。その後、ステップ＃１１２において、スイッチＳＷ１の状態を調べ、オンしていればステップ＃１１３へ進み、現在は ONE SHOT - AFモードであるのでこのステップ＃１１３からステップ＃１１０へ戻り、以下、スイッチＳＷ１がオフされるまで、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ１の状態を調べる。その後スイッチＳＷ１がオフされらステップ＃１１４へ進み、このルーチンを終了して図４のメインルーチンへ戻る。
【００４４】
一方、 AI SERVO - AFモードであればステップ＃１０４からステップ＃１０８へ進み、合焦しているかどうかを判定する。そして、合焦していない場合にだけステップ＃１０９へ進み、レンズ駆動を行う。
【００４５】
続いて、 ONE SHOT - AFモードと同様に、ステップ＃１１０において、スイッチＳＷ２の状態を調べる。そして、オンしている場合にだけステップ＃１１１へ進み、撮影動作を実行する。その後、ステップ＃１１２において、スイッチＳＷ１の状態を調べ、オンしていればステップ＃１１３へ進み、現在は AI SERVO - AFモードであるのでこのステップ＃１１３からステップ＃１０２へ戻り、以下、スイッチＳＷ１がオフされるまで、測光，焦点検出制御およびレンズ駆動を繰り返す。その後スイッチＳＷ１がオフされたらステップ＃１１４へ進み、このルーチンを終了して図４のメインルーチンへ戻る。
【００４６】
次に、図５のステップ＃１０３にて実行される「焦点検出制御」について、図６及び図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
ステップ＃２０２においては、ＣＦスイッチ（操作者が撮影する被写体に応じて焦点検出制御を変更するカスタムファンクションスイッチ）１０がオンされているかを調べ、オンされている場合はステップ＃２０７へ進み、「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンを呼び出して図５のルーチンに戻る。このルーチンについての詳細は、図１８及び図１９のフローチャートを用いて後述する。次のステップ＃２０３においては、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを調べ、 AI SERVO - AFモードの場合はステップ＃２０６へ進み、「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンを呼び出して図５のルーチンに戻る。このルーチンについての詳細は、図８及び図９のフローチャートを用いて後述する。一方、ＣＦスイッチオフかつ ONE SHOT - AFモードの場合はステップ＃２０４へ進み、「第一優先領域の設定」ルーチンを呼ぶ。このルーチンは、図８及び図９の「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンからも、又図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるので、まずこのルーチンについて、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、ステップ＃４０２において、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを判定し、 ONE SHOT - AFモードならステップ＃４０３へ、 AI SERVO - AFモードならステップ＃４０４へ進み、それぞれＣＦスイッチがオンされているかどうかを判定する。この結果、 ONE SHOT - AFモードかつＣＦスイッチがオフされているのなら、ステップ＃４０３からステップ＃４０５へ進み、ここでは ONE SHOT - AFにおける第一優先領域の設定を行い、ＣＦスイッチがオンなら、ステップ＃４０３からステップ＃４０６へ進み、ここでは ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定を行う。一方、 AI SERVO - AFモードかつＣＦスイッチがオフされているのなら、ステップ＃４０４からステップ＃４０７へ進み、ここでは AI SERVO - AFにおける第一優先領域の設定を行い、ＣＦスイッチがオンなら、ステップ＃４０４からステップ＃４０８へ進み、ここでは AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定を行う。
【００４９】
図６のステップ＃２０４からこの図１０の「第一優先領域の設定」ルーチンが呼ばれた場合、前述した図１０のステップ＃４０５の ONE SHOT - AFにおける第一優先領域の設定が行われることになる。この設定は具体的には、図１２（ａ）の様に、４５点の焦点検出領域のうち、黒色の枠で示される１，４，７，１８，２０，２３，２６，２８，３９，４２および４５の計１１の焦点検出領域を第一優先領域として設定している。
【００５０】
図６に戻り、第一優先領域の設定後はステップ＃２０５へ進み、変数ＦＬＡＧ１に０を代入して焦点検出センサの蓄積を開始し、次のステップ＃２０８において、最大蓄積時間のチェックを行う。センサの蓄積が予め設定した時間（最大蓄積時間）を経過しても終了しない場合にはステップ＃２１０へ進み、センサの蓄積を強制的に終了させ、全ての像信号を読み出す。そして、次のステップ＃２１１において、焦点検出領域の評価、つまり４５点の焦点検出領域の中から主被写体位置に対応していると判定するのに最もふさわしい焦点検出領域（以下、この有効な焦点検出領域とも記す）として最終的な焦点検出領域（焦点調節に用いるデフォーカス量が得られる領域）を探し出す。この最終的な焦点検出領域の具体的な決定方法は、後述する第一優先領域の評価において説明する。そして、ステップ＃２２１へ進み、探し出された焦点検出領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量が得られる最終的な焦点検出領域として設定する。
【００５１】
一方、上記ステップ＃２０８にて最大蓄積時間を経過していないと判定した場合はステップ＃２０９へ進み、センサの読み出しチェックおよび読み出しを行う。この動作としては、まず、各センサの蓄積が終了しているかどうかを判定し、各センサのうち蓄積終了したセンサがある場合、未だそのセンサの像信号を読み出しを完了していなければ、そのセンサに対して像信号の読み出しを行う。そして、次のステップ＃２１２において、新たな像信号の読み出しを行ったかを判定し、読み出しを行っていない場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出しを繰り返す（＃２１２→＃２０８……）。
【００５２】
また、新たな像信号の読み出しが行われたことを判定した場合はステップ＃２１３へ進み、その相関演算を行い、相関演算終了後は図７のステップ＃２１４へ進み、ＦＬＡＧ１が０であるかどうかを判定する。なお、ＦＬＡＧ１は第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。ここで、ＦＬＡＧ１が０と判定した場合はステップ＃２１５へ進み、上記ステップ＃２０９で新たな像信号の読み出したことによって、第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したかどうかを判定する。ここで、終了していないと判定した場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃２１５→＃２０８→＃２０９……）。
【００５３】
一方、終了したと判定した場合にはステップ＃２１６へ進み、ＦＬＡＧ１を１に設定し、ステップ＃２１７において、第一優先領域の評価を行い、第一優先領域の中から有効な焦点検出領域を最終的な焦点検出領域候補として決定する。
【００５４】
具体的には、図１６のフローチャートで示す様に、まずステップ＃６０２において、焦点検出領域候補として第一優先領域の焦点検出領域を全て設定する。そして、次のステップ＃６０４において、第一優先領域の焦点検出領域一つ一つに対して焦点検出信頼度の判定を行う。焦点検出信頼度は、図１７のステップ＃７０２〜＃７０７に示す様に、コントラストと相対位置変位量を求める際に対にする２つの像信号の一致度、この２つの要素を加味して求めている。この動作は一般的であるので、これ以上の説明は省略する。
【００５５】
上記の様にして全ての領域の信頼度を判定し終えるとステップ＃６０６へ進み、信頼度がある基準値を満たす焦点検出領域の中から最も有効な焦点検出領域候補を決定する。焦点検出領域候補は、画面内の各焦点検出領域に予め設定されている重み付けや相関演算によって算出されたデフォーカス量などを基に総合的に求めている。この焦点検出領域候補の決定方法は、様々な手法が提案され公知の技術であり、本発明とは関係ないので説明を省略する。
【００５６】
図７に戻って、ステップ２１８においては、選択された焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合にはステップ＃２２１へ進み、この領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００５７】
また、基準値を超えない場合には、第一優先領域以外の図１２（ｂ）に示す焦点検出領域に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるので図６のステップ＃２０８へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００５８】
具体的には、ステップ＃２１６でＦＬＡＧ１は１に設定されたので、ステップ＃２１４ではステップ＃２１９へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す。ステップ＃２１９において残りの焦点検出の相関演算が全て終了したと判定されるとステップ＃２２０へ進み、残りの焦点検出領域の評価を行う。ここで、第一優先領域の評価とそれ以外の焦点検出領域の評価から最も評価の高い焦点検出領域を選択する。選択終了後、ステップ＃２２１へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００５９】
上記の ONE SHOT - AFにおいては、画面内の４５点の焦点検出領域を図１２（ａ）および（ｂ）に示すように２つのグループに分割し、分割した一方のグループ（図１２（ａ）の１１点）を第一優先領域として設定し、このグループでの演算とその信頼性評価を実施し、前記評価結果が所定の判定値を満足すればその時点のグループにて演算を終了している。つまり、他のグループ（図１２（ｂ）のグループ）についは演算やその評価は行わないようしている。
【００６０】
上記の構成においては、被写体の移動を考慮しない ONE SHOT - AFにおいては、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行う訳ではないので、特に風景などの被写体などで、高速かつ正確な焦点検出を行うことが可能になる。
【００６１】
次に、図６のステップ＃２０６において実行される「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンについて、図８及び図９のフローチャートを用いて説明する。処理の基本的な流れは、上記図６及び図７の焦点検出制御や後述する図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンとほぼ同じである。
【００６２】
まず、ステップ＃３０２において、図１０の「第一優先領域の設定」のルーチンを呼ぶ。このルーチンは、前述した通り、図６の「焦点検出制御」や後述する図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるが、このルーチンがステップ＃３０２から呼ばれると、図１０のステップ＃４０７において、 AI SERVO - AFにおける第一優先領域の設定が行われる。
【００６３】
この設定は具体的には、図１４（ａ）の様に、４５点の焦点検出領域の中央の黒色の枠で示される２３の焦点検出領域のみを第一優先領域としている。但しこれは初期状態であり、前述した通り、 AI SERVO - AFは被写体の移動にレンズ駆動を追従させる撮影モードであり、焦点検出を繰り返す間に被写体が移動し、焦点検出領域が移動した場合、その焦点検出領域が第一優先領域に設定される。
【００６４】
図８に戻り、第一優先領域の設定後はステップ＃３０３へ進み、変数ＦＬＡＧ１およびＦＬＡＧ２に０を代入し、焦点検出センサの蓄積を開始する。
【００６５】
蓄積開始によりステップ＃３０４へ進むと、ここで最大蓄積時間のチェックを行う。センサの蓄積が予め設定した時間（最大蓄積時間）を経過しても終了しない場合はステップ＃３０８へ進み、センサの蓄積を強制的に終了させ、全ての像信号を読み出す。そして、次のステップ＃３０９において、焦点検出領域の評価、つまり読み出された焦点検出領域の中から最も有効な焦点検出領域を選択する。そしてステップ＃３２４へ進み、ここで選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００６６】
一方、上記ステップ＃３０４にて最大蓄積時間を経過していないと判定した場合にはステップ＃３０５へ進み、センサの読み出しチェックおよび読み出しを行う。この動作としては、まず、各センサの蓄積が終了しているかどうかを判定し、各センサのうち蓄積終了したセンサがある場合、未だそのセンサの像信号の読み出しを完了していなければ、そのセンサに対して像信号の読み出しを行う。そして、ステップ＃３０６において、新たな像信号の読み出しを行ったかを判定し、読み出しを行っていない場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出しを繰り返す（＃３０６→＃３０４→＃３０５→＃３０６……）。
【００６７】
また、新たな像信号の読み出しが行われたことが判定した場合はステップ＃３０７へ進み、その相関演算を行い、相関演算終了後にステップ＃３１０へ進み、ここではＦＬＡＧ２が０であるかどうか判定する。なお、ＦＬＡＧ２は後述する第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ２が０と判定した場合は図９のステップ＃３１１へ進み、１と判定した場合はステップ＃３１７へ進む。
【００６８】
図９のステップ＃３１１へ進んだ場合、今度はＦＬＡＧ１が０であるかどうか判定する。前述した様に、ＦＬＡＧ１は第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ１が０と判定した場合はステップ＃３１２へ進み、上記ステップ＃３０５で新たな像信号の読み出したことによって、第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したかどうかを判定する。ここで、終了していないと判定した場合は、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃３１２→＃３０４→＃３０５……）。
【００６９】
一方、終了したと判定した場合はステップ＃３１３へ進み、ＦＬＡＧ１を１に設定し、次のステップ＃３１４において、先述した第一優先領域の評価を行い、第一優先領域の中から最も有望な焦点検出領域を最終的な焦点検出領域候補として決定する。
【００７０】
そして、ステップ＃３１９において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合は図８のステップ＃３２４へ進み、この領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００７１】
また、基準値を超えない場合には、第一優先領域以外の図１４（ｂ）に示す第二優先領域に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるのでステップ＃３２０へ進み、ＦＬＡＧ２を１に設定し、次のステップ＃３２１において、「第二優先領域の設定」ルーチンを実行する。このルーチンについては、図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるので、まずこのルーチンについて、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
まず、ステップ＃５０２において、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを判定し、 ONE SHOT - AFモードならステップ＃５０３へ進み、 ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行う。また、 AI SERVO - AFモードならステップ＃５０４へ進み、ＣＦスイッチがオンされているかどうかを判定する。この結果、 AI SERVO - AFモードでＣＦスイッチがオフされているのならステップ＃５０５へ進み、 AI SERVO - AFにおける第二優先領域の設定を行い、 AI SERVO - AFでＣＦスイッチがオンならステップ＃５０６へ進み、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行う。
【００７３】
図９に戻って、ステップ＃３２１からこの「第二優先領域の設定」のルーチンが呼ばれると、前述した図１１のステップ＃５０５の AI SERVO - AFモードにおける第二優先領域の設定が行われることになる。この設定は、具体的には図１４（ａ）の２３の焦点検出領域が第一優先領域として設定された場合、図１４（ｂ）の様に、２３の焦点検出領域の周辺の１２，１３，２２，２４，３３および３４の計６つの焦点検出領域を第二優先領域として設定している。
【００７４】
上記の様にステップ＃３２０でＦＬＡＧ２が１に設定され、ステップ＃３２１で第二優先領域が設定されると、図８のステップ＃３１０ではステップ＃３１７へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃３２１→＃３０４→＃３０５→＃３０６→＃３０７→＃３１０→＃３１７……）。そして、ステップ＃３１７において、第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したと判定するとステップ＃３１８へ進み、第二優先領域の評価を行い、第二優先領域の中から最も有効な焦点検出領域候補を選択する。そして、次のステップ＃３２２において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合にはステップ３２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００７５】
また、基準値を超えない場合にはステップ＃３２３へ進み、ＦＬＡＧ２を０に戻して（このときＦＬＡＧ１は１）、第一優先領域と第二優先領域以外の焦点検出領域（図１４（ｃ））に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるので図８のステップ＃３０４へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００７６】
具体的には、ＦＬＡＧ２が０、ＦＬＡＧ１が１に設定された場合、ステップ＃３１０ではステップ＃３１１へ、ステップ＃３１１ではステップ＃３１５へ進むことになり、最大蓄積時間が経過しない限り、像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃３２３→＃３０４→＃３０５→＃３０６→＃３０７→＃３１０→＃３１１→＃３１５……）。ステップ＃３１５において、残りの焦点検出の相関演算が全て終了したと判定するとステップ＃３１６へ進み、残りの焦点検出領域の評価を行う。ここで、第一優先領域、第二優先領域、そしてそれ以外の焦点検出領域の中から最も評価の高い焦点検出領域を選択する。選択終了後、図８のステップ＃３２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００７７】
以上の AI SERVO - AFにおいては、画面内の４５点の焦点検出領域を、過去に選択された最終的な焦点検出領域（通常は前回のレンズ駆動に供したデフォーカス量を得た最終的な焦点検出領域）に応じて、図１４（ａ）に示すグループの第一優先領域と図１４（ｂ）に示すグループの第二優先領域に分割（但し、 AI SERVO - AF時であるので、これらグループは過去に選択された最終的な焦点検出領域に応じて動的に変化することになる）し、これらグループに演算処理の優先順位を設け、この優先順位に従って各グループの演算と評価を実施し、それぞれのグループの評価結果が所定の判定値を満足すればその時点で演算を終了している。
【００７８】
上記構成においては、被写体の移動を考慮した AI SERVO - AFにおいて、撮影者が移動する被写体を画面内で追従する場合、一度選択された焦点検出領域が再び選択され易いことに注目し、画面内の焦点検出領域において、一度選択された焦点検出領域を中心に複数のグループに分割して評価を行い、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行わずに、途中の評価結果によってその時点で演算を終了し、撮影者の満足のいく焦点検出結果が得られるようにしているので、モータスポーツなどの移動している被写体で、特に撮影条件によってより高速な焦点検出が必要な場合においても、正確な焦点検出を行うことができる。
【００７９】
次に、図６のステップ＃２０７において実行される「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンについて、図１８及び図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
まず、ステップ＃８０２において、図１０の「第一優先領域の設定」のルーチンを呼ぶ。このルーチンは、前述した通り、図６の焦点検出制御のルーチンからも共通して呼ばれるが、このルーチンがステップ＃８０２から呼ばれると、図１０において、ＣＦスイッチがオンで ONE SHOT - AFモードの場合にはステップ＃４０６において、 ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定が行われ、ＣＦスイッチがオンで AI SERVO - AFモードの場合にはステップ＃４０８において、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定が行われることになる。
【００８１】
この設定は具体的には、ステップ＃４０６の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定では、図１３（ａ）の様に、４５点の焦点検出領域のうち、黒色の枠で示される４，１８，２０，２３，２６，２８および４２の計７つの焦点検出領域を第一優先領域として設定している。
【００８２】
また、ステップ＃４０８の AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定では、上記の第一優先領域の設定に加え、過去に選択された最終的な焦点検出領域を組み合わせた設定を行う。前述した通り、 AI SERVO - AFは被写体の移動にレンズ駆動を追従させる撮影モードであり、例えば、焦点検出を繰り返す間に被写体の移動し、主焦点検出領域が図１５（ａ）の６に焦点検出点が移動したとすると、この焦点検出領域に加えて、４，１８，２０，２３，２６，２８および４２の焦点検出領域も第一優先領域として設定する。
【００８３】
図１８に戻り、各々の撮影モードに合わせて第一優先領域の設定後はステップ＃８０３へ進み、変数ＦＬＡＧ１およびＦＬＡＧ２に０を代入し、焦点検出センサの蓄積を開始する。
【００８４】
蓄積開始によりステップ＃８０４へ進むと、ここで最大蓄積時間のチェックを行う。センサの蓄積が予め設定した時間（最大蓄積時間）を経過しても終了しない場合はステップ＃８０８へ進み、センサの蓄積を強制的に終了させ、全ての像信号を読み出す。そして、次のステップ＃８０９において、焦点検出領域の評価、つまり読み出された焦点検出領域の中から最も有効な焦点検出領域を選択する。そしてステップ＃８２４へ進み、ここで選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００８５】
一方、上記ステップ＃８０４にて最大蓄積時間を経過していないと判定した場合にはステップ＃８０５へ進み、センサの読み出しチェックおよび読み出しを行う。この動作としては、まず、各センサの蓄積が終了しているかどうかを判定し、各センサのうち蓄積終了したセンサがある場合、未だそのセンサの像信号の読み出しを完了していなければ、そのセンサに対して像信号の読み出しを行う。そして、ステップ＃８０６において、新たな像信号の読み出しを行ったかを判定し、読み出しを行っていない場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出しを繰り返す（＃８０６→＃８０４→＃８０５→＃８０６……）。
【００８６】
また、新たな像信号の読み出しが行われたことが判定した場合はステップ＃８０７へ進み、その相関演算を行い、相関演算終了後にステップ＃８１０へ進み、ここではＦＬＡＧ２が０であるかどうか判定する。なお、ＦＬＡＧ２は後述する第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ２が０と判定した場合は図１９のステップ＃８１１へ進み、１と判定した場合はステップ＃８１７へ進む。
【００８７】
図１９のステップ＃８１１へ進んだ場合、今度はＦＬＡＧ１が０であるかどうか判定する。前述した様に、ＦＬＡＧ１は第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ１が０と判定した場合はステップ＃８１２へ進み、上記ステップ＃８０５で新たな像信号の読み出したことによって、第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したかどうかを判定する。ここで、終了していないと判定した場合は、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃８２１→＃８０４→＃８０５……）。
【００８８】
一方、終了したと判定した場合はステップ＃８１３へ進み、ＦＬＡＧ１を１に設定し、次のステップ＃８１４において、先述した第一優先領域の評価を行う。そして、第一優先領域の中から最も有望な焦点検出領域候補を決定する。次のステップ＃８１９において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合はステップ＃８２０へ進み、ＦＬＡＧ２を１に設定し、次のステップ＃８２１において、「第二優先領域の設定」ルーチンを実行する。このルーチンは前述した通り、図８の「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるが、このルーチンがステップ＃８２１から呼ばれると、図１１において、ＣＦスイッチオンかつ ONE SHOT - AFモードの場合は、ステップ＃５０３において、 ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行い、ＣＦスイッチオンかつ AI SERVO - AFモードの場合は、ステップ＃５０６において、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行う。
【００８９】
この設定は具体的には、ステップ＃５０３の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定では、例えば、図１３（ａ）の７点の焦点検出領域のうち、２６の焦点検出領域が有望と判定した場合、図１３（ｂ）の様に、２６の焦点検出領域の周辺の７，１５，１６，２５，２７，３６，３７および４５の計８つの焦点検出領域を第二優先領域として設定している。
【００９０】
また、ステップ＃５０６の AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定においては、図１５（ａ）の８点の焦点検出領域のうち、６の焦点検出領域が有望と判定した場合、図１５（ｂ）の様に、６の焦点検出領域の周辺の５，７，１４および１５の計４つの焦点検出領域を第二優先領域として設定している。
【００９１】
図１９に戻って、ステップ＃８１９において、上記ステップ＃８１４にて決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えない場合には、第一優先領域には有望な焦点検出領域は存在しないことになるが、それ以外の焦点検出領域により有効な焦点検出領域が存在する可能性もあるので、図１８のステップ＃８０４へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００９２】
具体的には、図１９のステップ＃８１３でＦＬＡＧ１は１に設定されたので、ステップ＃８１１ではステップ＃８１５へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す。そして、ステップ＃８１５において、残りの焦点検出の相関演算が全て終了したと判定するとステップ＃８１６へ進み、残りの焦点検出領域の評価を行う。ここで、全ての焦点検出領域の中から最も評価の高い焦点検出領域を選択する。選択終了後は図１８のステップ＃８２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００９３】
一方、図１９のステップ＃８２０でＦＬＡＧ２が１に設定され、ステップ＃８２１で第二優先領域が設定されると、図１８のステップ＃８１０ではステップ＃８１７へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す。そして、ステップ＃８１７において、第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したと判定するとステップ＃８１８へ進み、第二優先領域の評価を行い、第二優先領域の中から最も有効な焦点検出領域を焦点検出領域候補として決定する。そして、次のステップ＃８２２において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合にはステップ＃８２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００９４】
また、基準値を超えない場合にはステップ＃８２３へ進み、ＦＬＡＧ２を０に戻して（このときＦＬＡＧ１は１）、第一優先領域と第二優先領域以外の焦点検出領域（（図１４（ｃ），図１５（ｃ））に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるので図８のステップ＃８０４へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００９５】
以上の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおいては、画面内の４５点の焦点検出領域を、まず、図１３（ａ）に示すグループを第一優先領域として設定し、このグループでの演算とその信頼性の評価を実施し、第一優先領域の評価結果によって、更に前記第一優先領域のグループに属する焦点検出領域を含む複数の焦点検出領域にグループ化（図１３（ｂ）参照）して演算とその信頼性評価を実施し、前記評価結果が所定の判定値を満足すればその時点のグループにて演算を終了している。
【００９６】
上記構成においては、被写体の移動を考慮しない ONE SHOT - AFにおいて、ある特定の焦点検出領域が最終的な焦点検出領域として有望と判定した場合、その近傍の焦点検出領域も評価することによって、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行わずとも途中の評価結果によって、撮影者の満足のいく焦点検出結果が得られることに注目しているので、特にポートレート撮影などの静止している被写体で、より繊細な焦点検出が必要な場合において、高速かつより正確な焦点検出を行うことができる。
【００９７】
また、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおいて、画面内の４５の焦点検出領域を、過去に選択された最終的な焦点検出領域（通常は前回のレンズ駆動に供したデフォーカス量を得た最終的な焦点検出領域）に応じて、図１５（ａ）に示すグループを第一優先領域に動的に（ AI SERVO - AF時であるので）分割し、このグループを最先の演算の処理順位とし、この順位に従って演算と評価を実施するが、第一優先領域の評価結果によっては、図１５（ｂ）に示すグループの第二優先領域を動的に設定し、このグループにて所定の判定値を満足すればその時点で演算を終了している。
【００９８】
上記構成においては、被写体の移動を考慮した AI SERVO - AFにおいて、一度選択された焦点検出領域のみならず、画面内の焦点検出領域を複数の領域に分割しての評価も同時に行い、ある特定の焦点検出領域が最終的な焦点検出領域として有望と判定した場合、その近傍の焦点検出領域を評価することによって、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行わずに、途中の評価結果によってその時点で演算を終了し、撮影者の満足のいく焦点検出結果が得られるようにしているので、移動している被写体で、特に動きの激しくかつ撮影者の主被写体が頻繁に変化するサッカーゲームのような撮影でも、高速かつ正確な焦点検出を行うことができる。
【００９９】
（発明と実施の形態の対応）
上記実施の形態において、ＭＰＵ１内の図６，図７の動作を行う部分が本発明の演算手段に相当する。
【０１００】
（変形例）
上記実施の形態において、例えば図１３では、第一優先領域の中に満足する領域があった場合、その領域を中心とした第二の優先領域を新たにグループ化し、このグループの中に適切な領域があった場合は、その時点で演算を終了するようにしているが、これに限定されるものではなく、更にこのグループの中の最適な領域を中心とした第三の優先領域、さらには第四の優先領域を新たにグループ化し、これらグループの中に適切な領域があった時点で演算を終了するようにしても良い。
【０１０１】
また、図１４の例では、第１の優先領域が満足すれば、その時点で演算を終了するようにしているが、これを満足した場合に、更にその周辺の領域も演算して評価して（図１４（ｂ）の状態）、この中に満足する領域が存在すればこの時点で演算を終了する様な実施の形態にする事を可能であり、これにより、図１４（ｂ）に示す各６つの領域の方が最適な焦点検出の対象領域となる被写体に対して、有効なカメラとなる。
【０１０２】
本実施の形態では、一眼レフカメラについて説明したが、本発明はビデオカメラや電子スチルカメラ等の他の光学機器にも適用可能である。
【０１０３】
また、焦点検出装置を例にしているが、被写体までの距離を測定するのに用いられる複数の測距領域を有した測距装置にも適用できる事は言うまでもない。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多数の焦点検出領域や測距領域を有するものにおいても、高速かつ正確な焦点情報や測距情報の検出を行うことのできる焦点検出装置、測距装置又は光学機器を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る自動焦点検出機能付き一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】従来のカメラのファインダ内に設定された焦点検出領域を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るカメラのファインダ内に設定された焦点検出領域を示す図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るカメラのメイン動作を示すフローチャートである。
【図５】図４のステップ＃００７で実行される測距点自動選択撮影の動作を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ＃１０３で実行される焦点検出制御の動作の一部を示すフローチャートである。
【図７】図６の動作の続きを示すフローチャートである。
【図８】図６のステップ＃２０６で実行される焦点検出制御の動作の一部を示すフローチャートである。
【図９】図８の動作の続きを示すフローチャートである。
【図１０】図６のステップ＃２０４や図８のステップ＃３０２で実行される第一優先領域の設定の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図９のステップ＃３２１で実行される第二優先領域の設定の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域の AI SERVO - AFにおける焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域の AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１６】図７のステップ＃２１６や図９のステップ＃３１４で実行される第一優先領域の評価の動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１６のステップ＃６０４で実行される焦点検出信頼度判定の動作を示すフローチャートである。
【図１８】図６のステップ＃２０７で実行される焦点検出制御の動作の一部を示すフローチャートである。
【図１９】図１８の動作の続きを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＭＰＵ
２ メモリ
３ 焦点検出ユニット
４ レンズ駆動ユニット
９ ＡＦ切換えスイッチ
１０ ＣＦスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の焦点検出領域を有する焦点検出装置や、複数の測距領域を有する測距装置、さらには前記焦点検出装置又は前記測距装置を有するカメラ等の光学機器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラの自動焦点検出装置として、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結合させ、被写体像を光電変換して得られた一対の像信号の相対位置変位量を求めることにより、被写体のデフォーカス量を検出して、これに基づいて撮影レンズの駆動を行う自動焦点調節方法が広く知られている。
【０００３】
近年の一眼レフカメラの多くは、図２に示すように、この焦点検出領域を撮影画面内に複数配置し、様々な被写体や状況に応じて自動的に焦点検出領域を選択したり、操作者が任意の焦点検出領域を選んだときに、選択された焦点検出領域で焦点検出動作を行うようにしている。
【０００４】
また、近年の半導体製造技術の向上により、図３に示すように、焦点検出領域の数は増える傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
複数の焦点検出領域がある場合、各焦点検出領域毎にデフォーカス量を求めることになる。これまで複数の焦点検出領域を自動的に選択する方法としては、全ての焦点検出領域のデフォーカス量を求め、その検出結果を比較し、画面内における主被写体位置に対応していると判定するのに最もふさわしい焦点検出領域を最終的な焦点検出領域として決定し、その領域にて得られるデフォーカス量を焦点調節に用いるデフォーカス量としていた。
【０００６】
しかしながら、前述した通り、デフォーカス量は一対の像信号の相対位置変位量を求めることであり、これをＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）の演算処理によって求めている。
【０００７】
公知の通り、複数の焦点検出領域における焦点検出動作は、被写体の明るさや光線の向きによってセンサの蓄積時間がばらつき、全ての焦点検出領域において同時に終了するということは希である。また、一般的にＭＰＵの演算処理は逐次処理であり、図３のような４５点もの焦点検出領域の持つ超多点の自動焦点検出カメラでは、全てのデフォーカス量を求めるのに膨大な演算処理時間がかかり、実用的ではなかった。
【０００８】
この問題に対して、特開平５−４５５７６号では、各焦点検出領域で検出されるデフォーカス量のうち、最先に得られたデフォーカス量が所定の基準を満たしている際には他の焦点検出領域でのデフォーカス量とは無関係に、該デフォーカス量が得られた焦点検出領域に主被写体が位置していると判定して、上記最先に得られたデフォーカス量を焦点調節用として選択することにより、迅速な焦点検出動作を可能とする方法を開示している。
【０００９】
この考え方は、確かに高速な焦点検出を可能とするが、焦点検出途中において、ある焦点検出領域のデフォーカス量が所定の基準を満たしているからといっても、残りの焦点検出領域に主被写体位置に対応していると判定することによりふさわしい焦点検出領域が残されている可能性も常にある。この事は、図３に示すように多数の焦点検出領域を有するもの程、顕著である。
【００１０】
（発明の目的）
本発明の第１の目的は、多数の焦点検出領域を有するものにおいても、高速かつ正確な焦点情報の検出を行うことのできる焦点検出装置及び光学機器を提供しようとするものである。
【００１１】
本発明の第２の目的は、多数の測距領域を有するものにおいても、高速かつ正確な測距情報の検出を行うことのできる測距装置及び光学機器を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明は、複数の焦点検出領域において位相差を検出可能であって、前記複数の焦点検出領域にて得られる出力を基に焦点検出動作を行う演算手段を有する焦点検出装置において、前記演算手段が、前記複数の焦点検出領域のうち予め決められたグループに属する全面に散らばって配置された焦点検出領域の信頼度のいずれかが基準を超えると判断された場合には信頼度が前記基準を超えた焦点検出領域をレンズ駆動に供する焦点検出領域として設定し、前記グループに属する焦点検出領域の信頼度のいずれもが前記基準を超えないと判断された場合には前記グループに属する全面に散らばって配置された焦点検出領域および前記グループに属さない全面に散らばって配置された焦点検出領域のうちからレンズ駆動に供する焦点検出領域を設定する焦点検出装置とするものである。
【００２２】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、画面内に複数の測距領域を持ち、前記複数の測距領域にて得られる出力を基に測距動作を行う演算手段を有する測距装置において、前記演算手段が、前記複数の測距領域のうち予め決められたグループに属する全面に散らばって配置された測距領域の信頼度のいずれかが基準を超えると判断された場合には信頼度が前記基準を超えた測距領域をレンズ駆動に供する測距領域として設定し、前記グループに属する測距領域の信頼度のいずれもが前記基準を超えないと判断された場合には前記グループに属する全面に散らばって配置された測距領域および前記グループに属さない全面に散らばって配置された測距領域のうちからレンズ駆動に供する測距領域を設定する測距装置とするものである。
【００２６】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記焦点検出装置を具備した光学機器とするものである。
【００２７】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、本発明の上記測距装置を具備した光学機器とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の一形態に係る自動焦点検出装置付き一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【００３３】
図１において、１はＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）、２はメモリ、３はＡＦ（オートフォーカス）を行うための焦点検出ユニットである。なお、ＭＰＵ１，メモリ２および焦点検出ユニット３により、焦点検出装置が構成される。
【００３４】
４は焦点検出ユニット３の検出結果に基づき撮影光学系を駆動するレンズ駆動ユニット、５は絞り駆動ユニット、６はシャッタ駆動ユニット、７はフィルム給送ユニットである。８はカメラの諸設定（絞り値、シャッタ速度等）を不図示の液晶ディスプレーに表示したり、 ONE SHOT - AFモードの際、焦点検出制御によって画面内の特定の焦点検出領域が選択されたときに、その焦点検出領域をＬＥＤによって赤いハイライト表示にするための表示ユニットである。
【００３５】
９は ONE SHOT - AFおよび AI SERVO - AFの何れかのＡＦモードを切り換えるためのＡＦ切換えスイッチ、１０は後述するＣＦ（カスタムファンクション）を設定のためのＣＦスイッチ、１１はシャッタ速度，絞り値などを設定するためのメインダイヤル、ＳＷ１はレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し）によりオンするスイッチ、ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク操作（全押し）によりオンするスイッチである。
【００３６】
次に、本発明の実施の一形態のカメラのメイン動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
通常カメラは、電源がオンされ、操作者が何らかの操作( スイッチＳＷ１のオンやシャッタ速度、絞り値等の設定) を一定時間以上行わないと省電力待機モードへ移行し（＃００１→＃００２→＃００３→＃００４）、ＭＰＵ１は停止状態になる。そして、操作者が何らかの操作を行うことによって（ステップ＃００５のＹＥＳ）、ＭＰＵ１に割り込みが入り、その操作に対応する種々の動作・設定を行うようになっている。この種々の動作・設定のうち、本発明に関係のあるＡＦの動作について詳しく説明する。
【００３８】
ステップ＃００２において、スイッチＳＷ１がオンしたことを判定するとステップ＃００６へ進み、ＭＰＵ１は焦点検出領域の選択が自動選択（ＭＰＵ１が自動的に焦点検出点を選択）か任意選択（撮影者が所望の焦点検出領域を４５点の中から１点選択）かを判定する。この結果、自動選択であればステップ＃００７へ進み、「焦点検出領域自動選択撮影」のルーチンを実行する。また、任意選択であった場合にはステップ＃００８へ進み、「焦点検出領域任意選択撮影」のルーチンを実行する。この「焦点検出領域任意選択撮影」については、本発明には関係ないので説明は省略する。
【００３９】
上記「焦点検出領域自動選択」ルーチンは撮影のための一連の動作を行うルーチンであり、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
まず、ステップ＃１０２において、測光を行い、続くステップ＃１０３において、「焦点検出制御」を行うルーチンを実行する。このルーチンについての詳細は図６及び７のフローチャートを用いて後述する。焦点検出制御のルーチンが終了し焦点検出が行われるとステップ＃１０４に進み、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを判定する。
【００４１】
ここで、 ONE SHOT - AFとは、焦点検出を行い、一度レンズ駆動が完了してしまうとスイッチＳＷ１がオフされるまでそのレンズ位置を保持するモードであり、風景やポートレートなど、静止している被写体の撮影に適している。また、 AI SERVO - AFとは、スイッチＳＷ１がオンされている間、スイッチＳＷ２がオンされレリーズ動作に入る直前まで、焦点検出制御とレンズ駆動を繰り返すモードであり、さらには被写体の移動を検知した場合、ＡＦタイムラグとレリーズタイムラグを考慮したレンズ駆動（予測ＡＦ）も行う。モータスポーツやサッカーゲームなどの移動する被写体の撮影に適している。
【００４２】
上記判定の結果、 ONE SHOT - AFモードであればステップ＃１０５へ進み、ここでは合焦しているかどうかを判定する。合焦していなければステップ＃１０７へ進み、レンズ駆動を行い、以下合焦するまで測光，焦点検出制御およびレンズ駆動を繰り返す（＃１０７→＃１０２→＃１０３→＃１０４→＃１０５→＃１０７……）。
【００４３】
また、合焦していればステップ＃１０６に進み、焦点検出を行った焦点検出領域のピント板上への表示を行い、次のステップ＃１１０において、スイッチＳＷ２の状態を調べる。そして、オンしている場合にだけステップ＃１１１へ進み、撮影動作を実行する。その後、ステップ＃１１２において、スイッチＳＷ１の状態を調べ、オンしていればステップ＃１１３へ進み、現在は ONE SHOT - AFモードであるのでこのステップ＃１１３からステップ＃１１０へ戻り、以下、スイッチＳＷ１がオフされるまで、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ１の状態を調べる。その後スイッチＳＷ１がオフされらステップ＃１１４へ進み、このルーチンを終了して図４のメインルーチンへ戻る。
【００４４】
一方、 AI SERVO - AFモードであればステップ＃１０４からステップ＃１０８へ進み、合焦しているかどうかを判定する。そして、合焦していない場合にだけステップ＃１０９へ進み、レンズ駆動を行う。
【００４５】
続いて、 ONE SHOT - AFモードと同様に、ステップ＃１１０において、スイッチＳＷ２の状態を調べる。そして、オンしている場合にだけステップ＃１１１へ進み、撮影動作を実行する。その後、ステップ＃１１２において、スイッチＳＷ１の状態を調べ、オンしていればステップ＃１１３へ進み、現在は AI SERVO - AFモードであるのでこのステップ＃１１３からステップ＃１０２へ戻り、以下、スイッチＳＷ１がオフされるまで、測光，焦点検出制御およびレンズ駆動を繰り返す。その後スイッチＳＷ１がオフされたらステップ＃１１４へ進み、このルーチンを終了して図４のメインルーチンへ戻る。
【００４６】
次に、図５のステップ＃１０３にて実行される「焦点検出制御」について、図６及び図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
ステップ＃２０２においては、ＣＦスイッチ（操作者が撮影する被写体に応じて焦点検出制御を変更するカスタムファンクションスイッチ）１０がオンされているかを調べ、オンされている場合はステップ＃２０７へ進み、「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンを呼び出して図５のルーチンに戻る。このルーチンについての詳細は、図１８及び図１９のフローチャートを用いて後述する。次のステップ＃２０３においては、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを調べ、 AI SERVO - AFモードの場合はステップ＃２０６へ進み、「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンを呼び出して図５のルーチンに戻る。このルーチンについての詳細は、図８及び図９のフローチャートを用いて後述する。一方、ＣＦスイッチオフかつ ONE SHOT - AFモードの場合はステップ＃２０４へ進み、「第一優先領域の設定」ルーチンを呼ぶ。このルーチンは、図８及び図９の「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンからも、又図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるので、まずこのルーチンについて、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、ステップ＃４０２において、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを判定し、 ONE SHOT - AFモードならステップ＃４０３へ、 AI SERVO - AFモードならステップ＃４０４へ進み、それぞれＣＦスイッチがオンされているかどうかを判定する。この結果、 ONE SHOT - AFモードかつＣＦスイッチがオフされているのなら、ステップ＃４０３からステップ＃４０５へ進み、ここでは ONE SHOT - AFにおける第一優先領域の設定を行い、ＣＦスイッチがオンなら、ステップ＃４０３からステップ＃４０６へ進み、ここでは ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定を行う。一方、 AI SERVO - AFモードかつＣＦスイッチがオフされているのなら、ステップ＃４０４からステップ＃４０７へ進み、ここでは AI SERVO - AFにおける第一優先領域の設定を行い、ＣＦスイッチがオンなら、ステップ＃４０４からステップ＃４０８へ進み、ここでは AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定を行う。
【００４９】
図６のステップ＃２０４からこの図１０の「第一優先領域の設定」ルーチンが呼ばれた場合、前述した図１０のステップ＃４０５の ONE SHOT - AFにおける第一優先領域の設定が行われることになる。この設定は具体的には、図１２（ａ）の様に、４５点の焦点検出領域のうち、黒色の枠で示される１，４，７，１８，２０，２３，２６，２８，３９，４２および４５の計１１の焦点検出領域を第一優先領域として設定している。
【００５０】
図６に戻り、第一優先領域の設定後はステップ＃２０５へ進み、変数ＦＬＡＧ１に０を代入して焦点検出センサの蓄積を開始し、次のステップ＃２０８において、最大蓄積時間のチェックを行う。センサの蓄積が予め設定した時間（最大蓄積時間）を経過しても終了しない場合にはステップ＃２１０へ進み、センサの蓄積を強制的に終了させ、全ての像信号を読み出す。そして、次のステップ＃２１１において、焦点検出領域の評価、つまり４５点の焦点検出領域の中から主被写体位置に対応していると判定するのに最もふさわしい焦点検出領域（以下、この有効な焦点検出領域とも記す）として最終的な焦点検出領域（焦点調節に用いるデフォーカス量が得られる領域）を探し出す。この最終的な焦点検出領域の具体的な決定方法は、後述する第一優先領域の評価において説明する。そして、ステップ＃２２１へ進み、探し出された焦点検出領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量が得られる最終的な焦点検出領域として設定する。
【００５１】
一方、上記ステップ＃２０８にて最大蓄積時間を経過していないと判定した場合はステップ＃２０９へ進み、センサの読み出しチェックおよび読み出しを行う。この動作としては、まず、各センサの蓄積が終了しているかどうかを判定し、各センサのうち蓄積終了したセンサがある場合、未だそのセンサの像信号を読み出しを完了していなければ、そのセンサに対して像信号の読み出しを行う。そして、次のステップ＃２１２において、新たな像信号の読み出しを行ったかを判定し、読み出しを行っていない場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出しを繰り返す（＃２１２→＃２０８……）。
【００５２】
また、新たな像信号の読み出しが行われたことを判定した場合はステップ＃２１３へ進み、その相関演算を行い、相関演算終了後は図７のステップ＃２１４へ進み、ＦＬＡＧ１が０であるかどうかを判定する。なお、ＦＬＡＧ１は第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。ここで、ＦＬＡＧ１が０と判定した場合はステップ＃２１５へ進み、上記ステップ＃２０９で新たな像信号の読み出したことによって、第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したかどうかを判定する。ここで、終了していないと判定した場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃２１５→＃２０８→＃２０９……）。
【００５３】
一方、終了したと判定した場合にはステップ＃２１６へ進み、ＦＬＡＧ１を１に設定し、ステップ＃２１７において、第一優先領域の評価を行い、第一優先領域の中から有効な焦点検出領域を最終的な焦点検出領域候補として決定する。
【００５４】
具体的には、図１６のフローチャートで示す様に、まずステップ＃６０２において、焦点検出領域候補として第一優先領域の焦点検出領域を全て設定する。そして、次のステップ＃６０４において、第一優先領域の焦点検出領域一つ一つに対して焦点検出信頼度の判定を行う。焦点検出信頼度は、図１７のステップ＃７０２〜＃７０７に示す様に、コントラストと相対位置変位量を求める際に対にする２つの像信号の一致度、この２つの要素を加味して求めている。この動作は一般的であるので、これ以上の説明は省略する。
【００５５】
上記の様にして全ての領域の信頼度を判定し終えるとステップ＃６０６へ進み、信頼度がある基準値を満たす焦点検出領域の中から最も有効な焦点検出領域候補を決定する。焦点検出領域候補は、画面内の各焦点検出領域に予め設定されている重み付けや相関演算によって算出されたデフォーカス量などを基に総合的に求めている。この焦点検出領域候補の決定方法は、様々な手法が提案され公知の技術であり、本発明とは関係ないので説明を省略する。
【００５６】
図７に戻って、ステップ２１８においては、選択された焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合にはステップ＃２２１へ進み、この領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００５７】
また、基準値を超えない場合には、第一優先領域以外の図１２（ｂ）に示す焦点検出領域に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるので図６のステップ＃２０８へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００５８】
具体的には、ステップ＃２１６でＦＬＡＧ１は１に設定されたので、ステップ＃２１４ではステップ＃２１９へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す。ステップ＃２１９において残りの焦点検出の相関演算が全て終了したと判定されるとステップ＃２２０へ進み、残りの焦点検出領域の評価を行う。ここで、第一優先領域の評価とそれ以外の焦点検出領域の評価から最も評価の高い焦点検出領域を選択する。選択終了後、ステップ＃２２１へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００５９】
上記の ONE SHOT - AFにおいては、画面内の４５点の焦点検出領域を図１２（ａ）および（ｂ）に示すように２つのグループに分割し、分割した一方のグループ（図１２（ａ）の１１点）を第一優先領域として設定し、このグループでの演算とその信頼性評価を実施し、前記評価結果が所定の判定値を満足すればその時点のグループにて演算を終了している。つまり、他のグループ（図１２（ｂ）のグループ）についは演算やその評価は行わないようしている。
【００６０】
上記の構成においては、被写体の移動を考慮しない ONE SHOT - AFにおいては、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行う訳ではないので、特に風景などの被写体などで、高速かつ正確な焦点検出を行うことが可能になる。
【００６１】
次に、図６のステップ＃２０６において実行される「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンについて、図８及び図９のフローチャートを用いて説明する。処理の基本的な流れは、上記図６及び図７の焦点検出制御や後述する図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンとほぼ同じである。
【００６２】
まず、ステップ＃３０２において、図１０の「第一優先領域の設定」のルーチンを呼ぶ。このルーチンは、前述した通り、図６の「焦点検出制御」や後述する図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるが、このルーチンがステップ＃３０２から呼ばれると、図１０のステップ＃４０７において、 AI SERVO - AFにおける第一優先領域の設定が行われる。
【００６３】
この設定は具体的には、図１４（ａ）の様に、４５点の焦点検出領域の中央の黒色の枠で示される２３の焦点検出領域のみを第一優先領域としている。但しこれは初期状態であり、前述した通り、 AI SERVO - AFは被写体の移動にレンズ駆動を追従させる撮影モードであり、焦点検出を繰り返す間に被写体が移動し、焦点検出領域が移動した場合、その焦点検出領域が第一優先領域に設定される。
【００６４】
図８に戻り、第一優先領域の設定後はステップ＃３０３へ進み、変数ＦＬＡＧ１およびＦＬＡＧ２に０を代入し、焦点検出センサの蓄積を開始する。
【００６５】
蓄積開始によりステップ＃３０４へ進むと、ここで最大蓄積時間のチェックを行う。センサの蓄積が予め設定した時間（最大蓄積時間）を経過しても終了しない場合はステップ＃３０８へ進み、センサの蓄積を強制的に終了させ、全ての像信号を読み出す。そして、次のステップ＃３０９において、焦点検出領域の評価、つまり読み出された焦点検出領域の中から最も有効な焦点検出領域を選択する。そしてステップ＃３２４へ進み、ここで選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００６６】
一方、上記ステップ＃３０４にて最大蓄積時間を経過していないと判定した場合にはステップ＃３０５へ進み、センサの読み出しチェックおよび読み出しを行う。この動作としては、まず、各センサの蓄積が終了しているかどうかを判定し、各センサのうち蓄積終了したセンサがある場合、未だそのセンサの像信号の読み出しを完了していなければ、そのセンサに対して像信号の読み出しを行う。そして、ステップ＃３０６において、新たな像信号の読み出しを行ったかを判定し、読み出しを行っていない場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出しを繰り返す（＃３０６→＃３０４→＃３０５→＃３０６……）。
【００６７】
また、新たな像信号の読み出しが行われたことが判定した場合はステップ＃３０７へ進み、その相関演算を行い、相関演算終了後にステップ＃３１０へ進み、ここではＦＬＡＧ２が０であるかどうか判定する。なお、ＦＬＡＧ２は後述する第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ２が０と判定した場合は図９のステップ＃３１１へ進み、１と判定した場合はステップ＃３１７へ進む。
【００６８】
図９のステップ＃３１１へ進んだ場合、今度はＦＬＡＧ１が０であるかどうか判定する。前述した様に、ＦＬＡＧ１は第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ１が０と判定した場合はステップ＃３１２へ進み、上記ステップ＃３０５で新たな像信号の読み出したことによって、第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したかどうかを判定する。ここで、終了していないと判定した場合は、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃３１２→＃３０４→＃３０５……）。
【００６９】
一方、終了したと判定した場合はステップ＃３１３へ進み、ＦＬＡＧ１を１に設定し、次のステップ＃３１４において、先述した第一優先領域の評価を行い、第一優先領域の中から最も有望な焦点検出領域を最終的な焦点検出領域候補として決定する。
【００７０】
そして、ステップ＃３１９において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合は図８のステップ＃３２４へ進み、この領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００７１】
また、基準値を超えない場合には、第一優先領域以外の図１４（ｂ）に示す第二優先領域に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるのでステップ＃３２０へ進み、ＦＬＡＧ２を１に設定し、次のステップ＃３２１において、「第二優先領域の設定」ルーチンを実行する。このルーチンについては、図１８及び図１９の「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるので、まずこのルーチンについて、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
まず、ステップ＃５０２において、 ONE SHOT - AFモードか AI SERVO - AFモードかを判定し、 ONE SHOT - AFモードならステップ＃５０３へ進み、 ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行う。また、 AI SERVO - AFモードならステップ＃５０４へ進み、ＣＦスイッチがオンされているかどうかを判定する。この結果、 AI SERVO - AFモードでＣＦスイッチがオフされているのならステップ＃５０５へ進み、 AI SERVO - AFにおける第二優先領域の設定を行い、 AI SERVO - AFでＣＦスイッチがオンならステップ＃５０６へ進み、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行う。
【００７３】
図９に戻って、ステップ＃３２１からこの「第二優先領域の設定」のルーチンが呼ばれると、前述した図１１のステップ＃５０５の AI SERVO - AFモードにおける第二優先領域の設定が行われることになる。この設定は、具体的には図１４（ａ）の２３の焦点検出領域が第一優先領域として設定された場合、図１４（ｂ）の様に、２３の焦点検出領域の周辺の１２，１３，２２，２４，３３および３４の計６つの焦点検出領域を第二優先領域として設定している。
【００７４】
上記の様にステップ＃３２０でＦＬＡＧ２が１に設定され、ステップ＃３２１で第二優先領域が設定されると、図８のステップ＃３１０ではステップ＃３１７へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃３２１→＃３０４→＃３０５→＃３０６→＃３０７→＃３１０→＃３１７……）。そして、ステップ＃３１７において、第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したと判定するとステップ＃３１８へ進み、第二優先領域の評価を行い、第二優先領域の中から最も有効な焦点検出領域候補を選択する。そして、次のステップ＃３２２において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合にはステップ３２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００７５】
また、基準値を超えない場合にはステップ＃３２３へ進み、ＦＬＡＧ２を０に戻して（このときＦＬＡＧ１は１）、第一優先領域と第二優先領域以外の焦点検出領域（図１４（ｃ））に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるので図８のステップ＃３０４へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００７６】
具体的には、ＦＬＡＧ２が０、ＦＬＡＧ１が１に設定された場合、ステップ＃３１０ではステップ＃３１１へ、ステップ＃３１１ではステップ＃３１５へ進むことになり、最大蓄積時間が経過しない限り、像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃３２３→＃３０４→＃３０５→＃３０６→＃３０７→＃３１０→＃３１１→＃３１５……）。ステップ＃３１５において、残りの焦点検出の相関演算が全て終了したと判定するとステップ＃３１６へ進み、残りの焦点検出領域の評価を行う。ここで、第一優先領域、第二優先領域、そしてそれ以外の焦点検出領域の中から最も評価の高い焦点検出領域を選択する。選択終了後、図８のステップ＃３２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００７７】
以上の AI SERVO - AFにおいては、画面内の４５点の焦点検出領域を、過去に選択された最終的な焦点検出領域（通常は前回のレンズ駆動に供したデフォーカス量を得た最終的な焦点検出領域）に応じて、図１４（ａ）に示すグループの第一優先領域と図１４（ｂ）に示すグループの第二優先領域に分割（但し、 AI SERVO - AF時であるので、これらグループは過去に選択された最終的な焦点検出領域に応じて動的に変化することになる）し、これらグループに演算処理の優先順位を設け、この優先順位に従って各グループの演算と評価を実施し、それぞれのグループの評価結果が所定の判定値を満足すればその時点で演算を終了している。
【００７８】
上記構成においては、被写体の移動を考慮した AI SERVO - AFにおいて、撮影者が移動する被写体を画面内で追従する場合、一度選択された焦点検出領域が再び選択され易いことに注目し、画面内の焦点検出領域において、一度選択された焦点検出領域を中心に複数のグループに分割して評価を行い、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行わずに、途中の評価結果によってその時点で演算を終了し、撮影者の満足のいく焦点検出結果が得られるようにしているので、モータスポーツなどの移動している被写体で、特に撮影条件によってより高速な焦点検出が必要な場合においても、正確な焦点検出を行うことができる。
【００７９】
次に、図６のステップ＃２０７において実行される「ＣＦスイッチオンにおける焦点検出制御」のルーチンについて、図１８及び図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
まず、ステップ＃８０２において、図１０の「第一優先領域の設定」のルーチンを呼ぶ。このルーチンは、前述した通り、図６の焦点検出制御のルーチンからも共通して呼ばれるが、このルーチンがステップ＃８０２から呼ばれると、図１０において、ＣＦスイッチがオンで ONE SHOT - AFモードの場合にはステップ＃４０６において、 ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定が行われ、ＣＦスイッチがオンで AI SERVO - AFモードの場合にはステップ＃４０８において、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定が行われることになる。
【００８１】
この設定は具体的には、ステップ＃４０６の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定では、図１３（ａ）の様に、４５点の焦点検出領域のうち、黒色の枠で示される４，１８，２０，２３，２６，２８および４２の計７つの焦点検出領域を第一優先領域として設定している。
【００８２】
また、ステップ＃４０８の AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第一優先領域の設定では、上記の第一優先領域の設定に加え、過去に選択された最終的な焦点検出領域を組み合わせた設定を行う。前述した通り、 AI SERVO - AFは被写体の移動にレンズ駆動を追従させる撮影モードであり、例えば、焦点検出を繰り返す間に被写体の移動し、主焦点検出領域が図１５（ａ）の６に焦点検出点が移動したとすると、この焦点検出領域に加えて、４，１８，２０，２３，２６，２８および４２の焦点検出領域も第一優先領域として設定する。
【００８３】
図１８に戻り、各々の撮影モードに合わせて第一優先領域の設定後はステップ＃８０３へ進み、変数ＦＬＡＧ１およびＦＬＡＧ２に０を代入し、焦点検出センサの蓄積を開始する。
【００８４】
蓄積開始によりステップ＃８０４へ進むと、ここで最大蓄積時間のチェックを行う。センサの蓄積が予め設定した時間（最大蓄積時間）を経過しても終了しない場合はステップ＃８０８へ進み、センサの蓄積を強制的に終了させ、全ての像信号を読み出す。そして、次のステップ＃８０９において、焦点検出領域の評価、つまり読み出された焦点検出領域の中から最も有効な焦点検出領域を選択する。そしてステップ＃８２４へ進み、ここで選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００８５】
一方、上記ステップ＃８０４にて最大蓄積時間を経過していないと判定した場合にはステップ＃８０５へ進み、センサの読み出しチェックおよび読み出しを行う。この動作としては、まず、各センサの蓄積が終了しているかどうかを判定し、各センサのうち蓄積終了したセンサがある場合、未だそのセンサの像信号の読み出しを完了していなければ、そのセンサに対して像信号の読み出しを行う。そして、ステップ＃８０６において、新たな像信号の読み出しを行ったかを判定し、読み出しを行っていない場合には、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出しを繰り返す（＃８０６→＃８０４→＃８０５→＃８０６……）。
【００８６】
また、新たな像信号の読み出しが行われたことが判定した場合はステップ＃８０７へ進み、その相関演算を行い、相関演算終了後にステップ＃８１０へ進み、ここではＦＬＡＧ２が０であるかどうか判定する。なお、ＦＬＡＧ２は後述する第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ２が０と判定した場合は図１９のステップ＃８１１へ進み、１と判定した場合はステップ＃８１７へ進む。
【００８７】
図１９のステップ＃８１１へ進んだ場合、今度はＦＬＡＧ１が０であるかどうか判定する。前述した様に、ＦＬＡＧ１は第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了した場合には１、そうでない場合には０となるフラグ変数である。上記ＦＬＡＧ１が０と判定した場合はステップ＃８１２へ進み、上記ステップ＃８０５で新たな像信号の読み出したことによって、第一優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したかどうかを判定する。ここで、終了していないと判定した場合は、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す（＃８２１→＃８０４→＃８０５……）。
【００８８】
一方、終了したと判定した場合はステップ＃８１３へ進み、ＦＬＡＧ１を１に設定し、次のステップ＃８１４において、先述した第一優先領域の評価を行う。そして、第一優先領域の中から最も有望な焦点検出領域候補を決定する。次のステップ＃８１９において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合はステップ＃８２０へ進み、ＦＬＡＧ２を１に設定し、次のステップ＃８２１において、「第二優先領域の設定」ルーチンを実行する。このルーチンは前述した通り、図８の「 AI SERVO - AFにおける焦点検出制御」のルーチンからも共通して呼ばれるが、このルーチンがステップ＃８２１から呼ばれると、図１１において、ＣＦスイッチオンかつ ONE SHOT - AFモードの場合は、ステップ＃５０３において、 ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行い、ＣＦスイッチオンかつ AI SERVO - AFモードの場合は、ステップ＃５０６において、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定を行う。
【００８９】
この設定は具体的には、ステップ＃５０３の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定では、例えば、図１３（ａ）の７点の焦点検出領域のうち、２６の焦点検出領域が有望と判定した場合、図１３（ｂ）の様に、２６の焦点検出領域の周辺の７，１５，１６，２５，２７，３６，３７および４５の計８つの焦点検出領域を第二優先領域として設定している。
【００９０】
また、ステップ＃５０６の AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける第二優先領域の設定においては、図１５（ａ）の８点の焦点検出領域のうち、６の焦点検出領域が有望と判定した場合、図１５（ｂ）の様に、６の焦点検出領域の周辺の５，７，１４および１５の計４つの焦点検出領域を第二優先領域として設定している。
【００９１】
図１９に戻って、ステップ＃８１９において、上記ステップ＃８１４にて決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えない場合には、第一優先領域には有望な焦点検出領域は存在しないことになるが、それ以外の焦点検出領域により有効な焦点検出領域が存在する可能性もあるので、図１８のステップ＃８０４へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００９２】
具体的には、図１９のステップ＃８１３でＦＬＡＧ１は１に設定されたので、ステップ＃８１１ではステップ＃８１５へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す。そして、ステップ＃８１５において、残りの焦点検出の相関演算が全て終了したと判定するとステップ＃８１６へ進み、残りの焦点検出領域の評価を行う。ここで、全ての焦点検出領域の中から最も評価の高い焦点検出領域を選択する。選択終了後は図１８のステップ＃８２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００９３】
一方、図１９のステップ＃８２０でＦＬＡＧ２が１に設定され、ステップ＃８２１で第二優先領域が設定されると、図１８のステップ＃８１０ではステップ＃８１７へ進むことになり、最大蓄積時間を経過しない限り像信号の読み出しチェックおよび読み出し、そして相関演算を繰り返す。そして、ステップ＃８１７において、第二優先領域の全ての焦点検出領域において相関演算が終了したと判定するとステップ＃８１８へ進み、第二優先領域の評価を行い、第二優先領域の中から最も有効な焦点検出領域を焦点検出領域候補として決定する。そして、次のステップ＃８２２において、前記決定した焦点検出領域候補の信頼度が予め定められた基準値を超えるかどうかを判定し、基準値を超えると判定した場合にはステップ＃８２４へ進み、選択された領域をレンズ駆動に供するデフォーカス量を得る最終的な焦点検出領域として設定する。
【００９４】
また、基準値を超えない場合にはステップ＃８２３へ進み、ＦＬＡＧ２を０に戻して（このときＦＬＡＧ１は１）、第一優先領域と第二優先領域以外の焦点検出領域（（図１４（ｃ），図１５（ｃ））に、より有効な焦点検出領域が存在する可能性があるので図８のステップ＃８０４へ戻り、残りの焦点検出領域の調査をする。
【００９５】
以上の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおいては、画面内の４５点の焦点検出領域を、まず、図１３（ａ）に示すグループを第一優先領域として設定し、このグループでの演算とその信頼性の評価を実施し、第一優先領域の評価結果によって、更に前記第一優先領域のグループに属する焦点検出領域を含む複数の焦点検出領域にグループ化（図１３（ｂ）参照）して演算とその信頼性評価を実施し、前記評価結果が所定の判定値を満足すればその時点のグループにて演算を終了している。
【００９６】
上記構成においては、被写体の移動を考慮しない ONE SHOT - AFにおいて、ある特定の焦点検出領域が最終的な焦点検出領域として有望と判定した場合、その近傍の焦点検出領域も評価することによって、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行わずとも途中の評価結果によって、撮影者の満足のいく焦点検出結果が得られることに注目しているので、特にポートレート撮影などの静止している被写体で、より繊細な焦点検出が必要な場合において、高速かつより正確な焦点検出を行うことができる。
【００９７】
また、 AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおいて、画面内の４５の焦点検出領域を、過去に選択された最終的な焦点検出領域（通常は前回のレンズ駆動に供したデフォーカス量を得た最終的な焦点検出領域）に応じて、図１５（ａ）に示すグループを第一優先領域に動的に（ AI SERVO - AF時であるので）分割し、このグループを最先の演算の処理順位とし、この順位に従って演算と評価を実施するが、第一優先領域の評価結果によっては、図１５（ｂ）に示すグループの第二優先領域を動的に設定し、このグループにて所定の判定値を満足すればその時点で演算を終了している。
【００９８】
上記構成においては、被写体の移動を考慮した AI SERVO - AFにおいて、一度選択された焦点検出領域のみならず、画面内の焦点検出領域を複数の領域に分割しての評価も同時に行い、ある特定の焦点検出領域が最終的な焦点検出領域として有望と判定した場合、その近傍の焦点検出領域を評価することによって、必ずしも全ての焦点検出領域で焦点検出を行わずに、途中の評価結果によってその時点で演算を終了し、撮影者の満足のいく焦点検出結果が得られるようにしているので、移動している被写体で、特に動きの激しくかつ撮影者の主被写体が頻繁に変化するサッカーゲームのような撮影でも、高速かつ正確な焦点検出を行うことができる。
【００９９】
（発明と実施の形態の対応）
上記実施の形態において、ＭＰＵ１内の図６，図７の動作を行う部分が本発明の演算手段に相当する。
【０１００】
（変形例）
上記実施の形態において、例えば図１３では、第一優先領域の中に満足する領域があった場合、その領域を中心とした第二の優先領域を新たにグループ化し、このグループの中に適切な領域があった場合は、その時点で演算を終了するようにしているが、これに限定されるものではなく、更にこのグループの中の最適な領域を中心とした第三の優先領域、さらには第四の優先領域を新たにグループ化し、これらグループの中に適切な領域があった時点で演算を終了するようにしても良い。
【０１０１】
また、図１４の例では、第１の優先領域が満足すれば、その時点で演算を終了するようにしているが、これを満足した場合に、更にその周辺の領域も演算して評価して（図１４（ｂ）の状態）、この中に満足する領域が存在すればこの時点で演算を終了する様な実施の形態にする事を可能であり、これにより、図１４（ｂ）に示す各６つの領域の方が最適な焦点検出の対象領域となる被写体に対して、有効なカメラとなる。
【０１０２】
本実施の形態では、一眼レフカメラについて説明したが、本発明はビデオカメラや電子スチルカメラ等の他の光学機器にも適用可能である。
【０１０３】
また、焦点検出装置を例にしているが、被写体までの距離を測定するのに用いられる複数の測距領域を有した測距装置にも適用できる事は言うまでもない。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多数の焦点検出領域や測距領域を有するものにおいても、高速かつ正確な焦点情報や測距情報の検出を行うことのできる焦点検出装置、測距装置又は光学機器を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る自動焦点検出機能付き一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】従来のカメラのファインダ内に設定された焦点検出領域を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るカメラのファインダ内に設定された焦点検出領域を示す図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るカメラのメイン動作を示すフローチャートである。
【図５】図４のステップ＃００７で実行される測距点自動選択撮影の動作を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップ＃１０３で実行される焦点検出制御の動作の一部を示すフローチャートである。
【図７】図６の動作の続きを示すフローチャートである。
【図８】図６のステップ＃２０６で実行される焦点検出制御の動作の一部を示すフローチャートである。
【図９】図８の動作の続きを示すフローチャートである。
【図１０】図６のステップ＃２０４や図８のステップ＃３０２で実行される第一優先領域の設定の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図９のステップ＃３２１で実行される第二優先領域の設定の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域の ONE SHOT - AF，ＣＦスイッチオンにおける焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１４】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域の AI SERVO - AFにおける焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいて４５点の焦点検出領域の AI SERVO - AF，ＣＦスイッチオンにおける焦点検出領域を複数にグループ化した状態を示す図である。
【図１６】図７のステップ＃２１６や図９のステップ＃３１４で実行される第一優先領域の評価の動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１６のステップ＃６０４で実行される焦点検出信頼度判定の動作を示すフローチャートである。
【図１８】図６のステップ＃２０７で実行される焦点検出制御の動作の一部を示すフローチャートである。
【図１９】図１８の動作の続きを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＭＰＵ
２ メモリ
３ 焦点検出ユニット
４ レンズ駆動ユニット
９ ＡＦ切換えスイッチ
１０ ＣＦスイッチ
Claims (6)
- 複数の焦点検出領域において位相差を検出可能であって、前記複数の焦点検出領域にて得られる出力を基に焦点検出動作を行う演算手段を有する焦点検出装置において、
前記演算手段は、前記複数の焦点検出領域のうち予め決められたグループに属する全面に散らばって配置された焦点検出領域の信頼度のいずれかが基準を超えると判断された場合には信頼度が前記基準を超えた焦点検出領域をレンズ駆動に供する焦点検出領域として設定し、前記グループに属する焦点検出領域の信頼度のいずれもが前記基準を超えないと判断された場合には前記グループに属する全面に散らばって配置された焦点検出領域および前記グループに属さない全面に散らばって配置された焦点検出領域のうちからレンズ駆動に供する焦点検出領域を設定することを特徴とする焦点検出装置。 - 前記演算手段は、前記判断を終了した時点で評価結果が最も有効な焦点検出領域を、最終的な焦点検出領域として設定することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
- 画面内に複数の測距領域を持ち、前記複数の測距領域にて得られる出力を基に測距動作を行う演算手段を有する測距装置において、
前記演算手段は、前記複数の測距領域のうち予め決められたグループに属する全面に散らばって配置された測距領域の信頼度のいずれかが基準を超えると判断された場合には信頼度が前記基準を超えた測距領域をレンズ駆動に供する測距領域として設定し、前記グループに属する測距領域の信頼度のいずれもが前記基準を超えないと判断された場合には前記グループに属する全面に散らばって配置された測距領域および前記グループに属さない全面に散らばって配置された測距領域のうちからレンズ駆動に供する測距領域を設定することを特徴とする測距装置。 - 前記演算手段は、前記判断を終了した時点で評価結果が最も有効な測距領域を、最終的な測距領域として設定することを特徴とする請求項３に記載の測距装置。
- 請求項１に記載の焦点検出装置を具備したことを特徴とする光学機器。
- 請求項３に記載の測距装置を具備したことを特徴とする光学機器。
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