(57)【要約】【課題】２次結像系の光路長の異なる各種カメラに、合焦時の２像間隔である基準２像間隔を検出する焦点検出用センサを共通に使用できるようにする。【解決手段】ＡＦセンサをそれぞれ９本のセンサ列からなる横線検出センサ列１３１ａ，１３１ｂとそれぞれ５本のセンサ列からなる縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄで構成する。そして、このＡＦセンサを光路長の長いハイエンド機のカメラに搭載するときには横線検出センサ列１３１ａ，１３１ｂのアイランドｎ1，ｎ25を除く全てのアイランドを使用する。また、このＡＦセンサを光路長の短いローエンド機のカメラに搭載するときには中央部にあるアイランドｎ1，ｎ2，ｎ3，ｎ7，ｎ17，ｎ25，ｎ26，ｎ27，ｎ31，ｎ41，ｎ49，ｎ50，ｎ51，ｎ54，ｎ55，ｎ63，ｎ64，ｎ72，ｎ73，ｎ74，ｎ77，ｎ78，ｎ86，ｎ87を使用する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を形成する撮影光学系と、
この撮影光学系により形成された被写体像を撮影画面内の複数の測距点に対応して検出する、複数のセンサ画素からなる画素列を複数有する焦点検出用センサと、
前記撮影光学系の異なる瞳位置を通過した被写体象を前記焦点検出用センサに再結像させる再結像光学系と、
前記焦点検出用センサにおける複数の測距点に対応した複数の画素列領域を独立して制御する制御手段と、
前記焦点検出用センサに再結像した２像の間隔に基づいて測距演算を行う演算手段を具備し、
合焦時の２像の間隔である基準２像間隔を複数有することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【請求項２】
焦点検出用センサは、異なる種類のカメラに適用することが可能であり、
適用するカメラの種類に応じて基準２像間隔を異ならせることを特徴とする請求項１に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項３】
基準２像間隔が相対的に短い場合には、制御手段は、撮像手段における複数の画素列領域の中央寄りを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項４】
焦点検出用センサは、異なる種類のカメラに適用した場合に共通に使用される第１の画素列領域と、共通に使用されない第２の画素列領域とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項５】
制御手段は、第２の画素列領域が使用されない場合は、その第２の画素列領域への制御信号の供給を停止することを特徴とする請求項４に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項６】
更に、焦点検出用センサの複数の画素列領域に個々に電力を供給する電力供給手段を備え、
前記電力供給手段は、第２の画素列領域が使用されない場合は、その第２の画素列領域への電力供給を停止することを特徴とする請求項４に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項７】
第２の画素列領域は、基準２像間隔が相対的に長い場合に使用される領域と、相対的に短い場合に使用される領域と、を有する請求項４乃至６の何れか１項に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項８】
焦点検出用センサを異なる種類のカメラに適用した場合、適用するカメラに応じて上記再結像光学系のパワーを変更することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項９】
上記再結像光学系は、互いに交差する二対からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のカメラの焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合焦時の２像の間隔である基準２像間隔を複数有するカメラの焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影画面上の複数領域で焦点検出が可能なカメラの焦点検出装置において、撮影画面上の光軸を含む水平方向に１つの領域を配置し、光軸を通る水平方向の線を挟んで上下に分けられた対角線上に４つの領域を配置して位相差方式による５点測距を実現したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１００１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、カメラにおける測距点は増加の一途を辿っており、多点、広エリア測距の実現が必須である。しかしながら、広エリアを実現すると、必要となる２次結像系の光路長が増大する。すなわち、図１７に示すように、撮影レンズ１に入射した画像を１次結像面２で結像した後、さらに、コンデンサレンズ３、セパレータレンズ４ａ，４ｂからなる２次結像系を経由してセンサ面５に結像させる光学系において、コンデンサレンズ３からの出射角度θは、射出瞳位置におけるＡＦ光束の瞳位置ｌpと撮影レンズ１から１次結像面２までの光路長Ｌtによってほぼ決定される。そして、瞳位置ｌpと光路長Ｌtは交換レンズの構想設計時に確定された値であり、固定値になっていて変更することはできない。このため、角度θを変更することはできない。
【０００４】
光学系の構成によっては、例えば、コンデンサレンズのパワーにより角度θを微小に変更することはできるが、ＡＦ光束はコンデンサレンズ３の近軸上を通過するため、ほとんど光束は屈折しない。従って、角度θを大きく増加させることはできない。  
このようなことから、測距の広エリアを実現するためには、センサ面５での画素列５ａの長さｌsを長くする必要がある。しかし、画素列５ａの長さｌsを長くすると、もう一方の画素列５ｂと重ならないようにするために、基準２像間隔ｌzを大きくする必要がある。なお、基準２像間隔ｌzは合焦時の２像間隔である。そして、角度θは固定値であるため、基準２像間隔ｌzを大きくすることは２次結像系の光路長Ｌを長くすることになる。
【０００５】
このように、２次結像系の光路長Ｌは基準２像間隔によりほぼ決まる。ローエンド機と呼ばれる小型ボディのカメラに搭載するためには光路長Ｌを小さくする必要があり、従って、基準２像間隔を小さくする必要がある。光路長Ｌが大きい場合はハイエンド機と呼ばれる大型ボディのカメラには搭載できても小型ボディのカメラに搭載することは難しい。しかし、ＡＦ検出用のセンサは開発に多大な期間とコストがかかり、カメラの種類に応じて複数種製造することは経済性が悪い。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、２次結像系の光路長の異なる各種カメラに、合焦時の２像間隔である基準２像間隔を検出する焦点検出用センサを共通に使用でき、これにより経済性を高めることができるカメラの焦点検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様によるカメラの焦点検出装置は、被写体像を形成する撮影光学系と、この撮影光学系により形成された被写体像を撮影画面内の複数の測距点に対応して検出する、複数のセンサ画素からなる画素列を複数有する焦点検出用センサと、撮影光学系の異なる瞳位置を通過した被写体象を焦点検出用センサに再結像させる再結像光学系と、焦点検出用センサにおける複数の測距点に対応した複数の画素列領域を独立して制御する制御手段と、焦点検出用センサに再結像した２像の間隔に基づいて測距演算を行う演算手段を具備し、合焦時の２像の間隔である基準２像間隔を複数有する。
【０００８】
この一態様によれば、再結像光学系が被写体象を焦点検出用センサに再結像させるときの基準２像間隔が異なっても制御手段が撮像手段における複数の測距点に対応した複数の画素列領域を独立して制御することで対処することができる。
【０００９】
また、他の態様によるカメラの焦点検出装置においては、焦点検出用センサは、適用するカメラの種類に応じて基準２像間隔を異ならせる。
【００１０】
また、他の態様によるカメラの焦点検出装置においては、基準２像間隔が相対的に短い場合には、制御手段が撮像手段における複数の画素列領域の中央寄りを制御する。
【００１１】
また、他の態様によるカメラの焦点検出装置においては、焦点検出用センサは異なる種類のカメラに適用した場合に共通に使用される第１の画素列領域と、共通に使用されない第２の画素列領域とを有する。
【００１２】
また、他の態様によるカメラの焦点検出装置においては、制御手段は、第２の画素列領域が使用されない場合は、その第２の画素列領域への制御信号の供給を停止する。
【００１３】
また、他の態様によるカメラの焦点検出装置においては、更に、焦点検出用センサの複数の画素列領域に個々に電力を供給する電力供給手段を備え、電力供給手段は、第２の画素列領域が使用されない場合は、その第２の画素列領域への電力供給を停止する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２次結像系の光路長の異なる各種カメラに、合焦時の２像間隔である基準２像間隔を検出する焦点検出用センサを共通に使用でき、これにより経済性を高めることができるカメラの焦点検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。  
図１は、カメラの焦点検出装置について示した図で、レンズ交換式の一眼レフレックスカメラを想定して図示したものである。このカメラは、交換レンズ１１とカメラボディ１２とから構成されている。
【００１６】
前記交換レンズ１１は、カメラボディ１２の前面に設けられた図示しないカメラマウントを介してカメラボディ１２に着脱自在に取り付けられている。この交換レンズ１１の内部には、フォーカスレンズ１１１と、レンズ駆動部１１２と、レンズＣＰＵ１１３とが設けられている。
【００１７】
前記フォーカスレンズ１１１は、撮影光学系に含まれる焦点調節用のレンズであり、レンズ駆動部１１２内のモータによってその光軸方向（図１の矢印で示す方向）に駆動される。なお、実際の撮影光学系は複数のレンズから構成されているが、図１ではフォーカスレンズ１１１のみを図示している。前記レンズ駆動部１１２は、モータとモータドライバとから構成されている。前記レンズＣＰＵ１１３は、レンズ駆動部１１２の制御などを行う制御回路である。このレンズＣＰＵ１１３は、通信コネクタ１１４を介して前記カメラボディ１２内のＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１と通信可能に構成されている。前記レンズＣＰＵ１１３からＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１には、レンズＣＰＵ１１３に予め記憶されている、フォーカスレンズの製造ばらつき情報やフォーカスレンズの収差情報などのレンズデータが送信される。
【００１８】
前記カメラボディ１２は、以下のように構成されている。  
交換レンズ１１内のフォーカスレンズ１１１を介してカメラボディ１２内に入射した被写体（図示せず）からの光束は、メインミラー１２２で反射されて、フォーカシングスクリーン１２３、ペンタプリズム１２４を介して接眼レンズ１２５に至る。これにより、被写体の状態を観察することができる。
【００１９】
前記メインミラー１２２の中央部はハーフミラーになっており、このメインミラー１２２がダウン位置（図示位置）にあるときには、ハーフミラー部を一部の光束が透過して、メインミラー１２２に設置されたサブミラー１２６で反射される。なお、メインミラー１２２がアップ位置にある時には、サブミラー１２６は折り畳まれるようになっている。また、メインミラー１２２の後方には、撮影光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像素子１２７が配置されている。即ち、前記メインミラー１２２がアップ位置にある場合には、フォーカスレンズ１１１を通った光束が、撮像素子１２７に結像して光電変換される。
【００２０】
また、前記サブミラー１２６で反射された光束は、自動焦点検出を行うためのＡＦ光学系（コンデンサレンズ１２８、全反射ミラー１２９、セパレータレンズ１３０などから構成される。）に導かれ、このＡＦ光学系を通過して、焦点検出用センサとしてのＡＦセンサ１３１に導かれる。そして、このＡＦセンサ１３１に光束が入射した後、この入射光束が電気信号に変換される。前記ＡＦセンサ１３１からの電気信号（センサ出力）は前記ＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１に入力される。
【００２１】
前記ＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１では、入力されたセンサ出力に基づいて後で説明するＡＦ演算が行われる。このＡＦ演算結果がシステムコントローラ１３２に入力され、このシステムコントローラ１３２によりレンズＣＰＵ１１３が制御され、このレンズＣＰＵ１１３によりレンズ駆動部１１２を介してフォーカスレンズ１１１が合焦駆動される。
【００２２】
次に、ＡＦ光学系及びＡＦセンサ１３１について更に詳しく説明する。  
図２の(a)は、図１のカメラで用いられるＡＦ光学系の２次結像系を模式的に示した図である。ＡＦ光学系は、コンデンサレンズ１２８と、全反射ミラー１２９と、セパレータレンズ１３０とから構成されている。なお、図２の(a)における破線は１次結像面を示し、一点鎖線はＡＦ光学系の光路を示している。
【００２３】
前記セパレータレンズ１３０の後方には前記ＡＦセンサ１３１が配置されている。前記ＡＦセンサ１３１は、十字形状に配置された横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂと縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄによって構成されている。  
図２の(b)はフォーカスレンズ１１１からＡＦセンサ１３１に至る光束の様子を図示したものである。図２の(b)では全反射ミラー１２９を省略している。また、光束については撮影画面の横方向に関する焦点状態を検出するための横線検出光束のみを図示し、横線検出光束と直交する縦線検出光束については省略している。なお、以下の説明は横線検出光束を対象としているが、縦線検出光束の場合も同様である。
【００２４】
図２の(b)において、フォーカスレンズ１１１の異なる射出瞳１１１ａ、１１１ｂを通過した１対の横線検出光束は、前記サブミラー１２６で反射された後、コンデンサレンズ１２８に入射してそれぞれ集光される。そして、集光された１対の横線検出光束が全反射ミラー１２９において反射された後、図示しない視野絞りを介してセパレータレンズ１３０ａ、１３０ｂに入射する。さらに、セパレータレンズ１３０ａ、１３０ｂにそれぞれ入射した横線検出光束が、上下方向に配置された前記横線検出センサ列１３１ａ，１３１ｂの特定領域に結像する。
【００２５】
前記ＡＦセンサ１３１は、例えば、図３に示す２３点の測距点Ｘにおける被写体の輝度値を検出して焦点状態を検出するもので、図４に示すセンサアレイ配置になっている。即ち、横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂは、それぞれ９本のセンサ列から構成され、互いに所定の間隔を空けて上下方向に配置されている。
【００２６】
前記横線検出センサ列１３１ａは、中央に４つのアイランドｎ1，ｎ2，ｎ3，ｎ4からなるセンサ列を、アイランドｎ1を中央に近い一番下方に位置させて配置している。そして、その中央のセンサ列の左側に２つのアイランドｎ5，ｎ6からなるセンサ列と３つのアイランドｎ7，ｎ8，ｎ9からなるセンサ列と２つのアイランドｎ10，ｎ11からなるセンサ列と３つのアイランドｎ12，ｎ13，ｎ14からなるセンサ列の計４本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ5，ｎ7，ｎ10，ｎ12を中央に近い一番下方に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００２７】
また、中央のセンサ列の右側に２つのアイランドｎ15，ｎ16からなるセンサ列と３つのアイランドｎ17，ｎ18，ｎ19からなるセンサ列と２つのアイランドｎ20，ｎ21からなるセンサ列と３つのアイランドｎ22，ｎ23，ｎ24からなるセンサ列の計４本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ15，ｎ17，ｎ20，ｎ22を中央に近い一番下方に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００２８】
前記横線検出センサ列１３１ｂは、中央に４つのアイランドｎ25，ｎ26，ｎ27，ｎ28からなるセンサ列を、アイランドｎ25を中央に近い一番上方に位置して配置している。そして、その中央のセンサ列の左側に２つのアイランドｎ29，ｎ30からなるセンサ列と３つのアイランドｎ31，ｎ32，ｎ33からなるセンサ列と２つのアイランドｎ34，ｎ35からなるセンサ列と３つのアイランドｎ36，ｎ37，ｎ38からなるセンサ列の計４本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ29，ｎ31，ｎ34，ｎ36を中央に近い一番上方に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００２９】
また、中央のセンサ列の右側に２つのアイランドｎ39，ｎ40からなるセンサ列と３つのアイランドｎ41，ｎ42，ｎ43からなるセンサ列と２つのアイランドｎ44，ｎ45からなるセンサ列と３つのアイランドｎ46，ｎ47，ｎ48からなるセンサ列の計４本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ39，ｎ41，ｎ44，ｎ46を中央に近い一番上方に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００３０】
前記縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄは、それぞれ５本のセンサ列から構成され、互いに所定の間隔を空けて左右方向に、その一部が前記横線検出センサ列１３１ａ，１３１ｂの間隔内に入り込むようにして配置されている。
【００３１】
前記縦線検出センサ列１３１ｃは、中央に５つのアイランドｎ49，ｎ50，ｎ51，ｎ52，ｎ53からなるセンサ列を、アイランドｎ49を中央に近い一番左側に位置させて配置している。そして、その中央のセンサ列の上側に４つのアイランドｎ54，ｎ55，ｎ56，ｎ57からなるセンサ列と５つのアイランドｎ58，ｎ59，ｎ60，ｎ61，ｎ62からなるセンサ列の計２本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ54，ｎ58を中央に近い一番左側に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００３２】
また、中央のセンサ列の下側に４つのアイランドｎ63，ｎ64，ｎ65，ｎ66からなるセンサ列と５つのアイランドｎ67，ｎ68，ｎ69，ｎ70，ｎ71からなるセンサ列の計２本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ63，ｎ67を中央に近い一番左側に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００３３】
前記縦線検出センサ列１３１ｄは、中央に５つのアイランドｎ72，ｎ73，ｎ74，ｎ75，ｎ76からなるセンサ列を、アイランドｎ72を中央に近い一番右側に位置させて配置している。そして、その中央のセンサ列の上側に４つのアイランドｎ77，ｎ78，ｎ79，ｎ80からなるセンサ列と５つのアイランドｎ81，ｎ82，ｎ83，ｎ84，ｎ85からなるセンサ列の計２本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ77，ｎ81を中央に近い一番右側に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００３４】
また、中央のセンサ列の下側に４つのアイランドｎ86，ｎ87，ｎ88，ｎ89からなるセンサ列と５つのアイランドｎ90，ｎ91，ｎ92，ｎ93，ｎ94からなるセンサ列の計２本のセンサ列を、それぞれアイランドｎ86，ｎ90を中央に近い一番右側に位置させ、互いに所定の間隔を空けて配置している。
【００３５】
前記各検出センサ列１３１ａ〜１３１ｄの各アイランドｎ1〜ｎ94は、図５に示すように、例えば、３ラインの画素列１４１，１４２，１４３によって構成されている。そして、各画素列１４１，１４２，１４３は、等間隔の画素ピッチで複数のセンサ画素ＳＰを配列した構成になっている。前記各画素列１４１，１４２，１４３は、互いに１／２画素ピッチずらして配置している。即ち、画素列１４１に対して画素列１４２を図中左側に１／２画素ピッチずらし、画素列１４２に対して画素列１４３を図中右側に１／２画素ピッチずらした、いわゆる千鳥配置になっている。なお、１つのセンサ画素ＳＰのサイズは、例えば１０μｍ×５０μｍ、となっている。
【００３６】
次に、前記ＡＦセンサ１３１の回路構成について述べる。この回路は、横線検出光束に対しては横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂの一方を基準部、他方を参照部として機能させる。また、縦線検出光束に対しては縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄの一方を基準部、他方を参照部として機能させる。なお、ここでは縦線検出センサ列の各センサ列のうち、５つのアイランドからなる中央のセンサ列に対する回路構成について説明する。
【００３７】
基準部のセンサ列も参照部のセンサ列も３本の画素列１４１，１４２，１４３によって構成されるのは前述した通りであるが、具体的には、図６に示すように、各画素列１４１，１４２，１４３を、センサ画素ＳＰを構成するフォトダイオードを配列したフォトダイオード列１５１と、各フォトダイオードが検知した受光出力を画素信号として蓄積する蓄積列１５２と、画素信号を転送する転送路１５３と、前記蓄積列１５２から画素信号を転送路１５３に出力する転送スイッチ列１５４によって構成している。
【００３８】
そして、画素列１４１と画素列１４２は互いにフォトダイオード列１５１を対向させ、外側に転送路１５３を配置し、画素列１４２と画素列１４３との間にモニタ用のフォトダイオード列１５５を配置し、そのフォトダイオード列１５５に画素列１４３のフォトダイオード列１５１を対向して配置し、この画素列１４３の転送路１５３を外側に配置している。なお、図中Ｎ1〜Ｎ5は、各アイランドを示している。
【００３９】
前記各画素列１４１，１４２，１４３の転送路１５３に出力される画素信号をＦＤＡ（Floating Diffusion Amplifier）１５６によって順次取出し、増幅回路１５７によって増幅した後、出力選択回路１５８に出力している。すなわち、制御対象の全てのアイランドの蓄積が終了すると転送路１５３による電荷転送を開始する。そして、電荷転送はシフトパルスを印加することで、１画素ずつ電荷をＦＤＡ１５６に転送し、このＦＤＡ１５６にて電荷量を電圧に変換し、増幅回路１５７にて出力電圧を増幅する。
【００４０】
また、前記モニタ用のフォトダイオード列１５５が検知した受光出力をモニタ出力として前記出力選択回路１５８及び積分時間制御回路１５９に出力している。前記積分時間制御回路１５９は、モニタ出力を取り込み、その出力が一定値以上になったときセンサ回路内において自動的に積分を終了させる制御や、モニタ出力が一定値以上にならなくても最大積分時間に達したとき自動的に積分を終了させる制御を行う。なお、一定値や最大積分時間は調整可能になっている。
【００４１】
前記出力選択回路１５８は、各画素列１４１，１４２，１４３からの画素信号をＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１に出力させるか、モニタ出力をＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１に出力させるか選択制御する。なお、出力選択回路１５８は、温度センサ１６０の検知温度によって出力電圧を温度補償するようになっている。前記ＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１は、入力したセンサ出力信号をＡＤ変換器にてデジタル信号に変換した後、内部のメモリにデータとして保持する。
【００４２】
このような回路構成を持つＡＦセンサ１３１の出力に基づいて測距点Ｘの焦点状態を検出することができる。このときの焦点状態の検出手法としては、例えば相関演算を用いた手法がある。次に、この相関演算を用いた手法について説明する。
【００４３】
相関演算を行うのに先立って、まず、前記ＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１は、ＡＦセンサ１３１から入力された各測距点Ｘのセンサデータ（画素信号を処理したデータ）を内部のメモリに記憶させる。そして、各センサ列１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄの各アイランドの各画素列１４１，１４２，１４３を構成するフォトダイオードの出力の不均一性を補正するための補正データを用いて記憶したセンサデータを補正する。ここでの補正データは、例えば均一輝度面を観察したときのセンサデータのばらつきを補正するようなデータを用いればよい。
【００４４】
センサデータの補正が終了した後、相関演算を行う。ここでの相関演算は、対をなすセンサ列間、例えば、横線検出センサ列１３１ａと横線検出センサ列１３１ｂの各対をなすセンサ列間や縦線検出センサ列１３１ｃと縦線検出センサ列１３１ｄの各対をなすセンサ列間に入射した２像の間隔、すなわち、像ずれ量を算出する演算である。
【００４５】
この相関演算においては、対をなすセンサ列間でセンサデータの比較（相関値の算出演算）が行われ、この比較の結果、相関値が最も小さくなるような像ずれ量が算出される。この相関演算では、相関ブロック分割の手法が使用される。すなわち、図７の(a)、図７の(b)に示すように、測距枠Ｍに対して、中央相関演算枠Ｒ1、左相関演算枠Ｒ2、右相関演算枠Ｒ3を設定し、測距枠Ｍの検出データを３ブロックに分割して相関演算する。この分割して演算する理由は、１つの測距枠Ｍ内に複数の遠近混在した被写体が存在する場合でも検出可能にするためである。
【００４６】
そして、算出した像ずれ量に基づいて被写体距離やフォーカスレンズ１１１を駆動する際のデフォーカス量を算出する。  
例えば、３本の画素列１４１，１４２，１４３からなるセンサ列において、このセンサ列が被写体の同一部位の光束を取得している場合には、隣り合う２本の画素列を合成して１組のラインセンサと考える。すなわち、画素列１４１と画素列１４２を１組のラインセンサと考え、画素列１４２と画素列１４３をもう１組のラインセンサと考える。
【００４７】
そして、各画素列１４１，１４２，１４３のセンサ画素ＳＰに対して図８に示すように画素番号1〜15…を付したときに、１組のラインセンサについては、画素1→画素2→画素4→画素5→画素7→画素8→画素10…の順に画素を並べ替えて相関演算を行い、２像間隔、即ち、像ずれ量を算出する。また、もう１組のラインセンサについては、画素2→画素3→画素5→画素6→画素8→画素9→画素11…の順に画素を並べ替えて相関演算を行い、２像間隔、即ち、像ずれ量を算出する。そして、算出した複数の像ずれ量を信頼性で加重加算平均する。  
また、センサ列が被写体の同一部位の光束を取得していない場合には、最至近を示す１つの画素列を選択して像ずれ量を算出する。
【００４８】
このような演算処理を行うことで、センサ列が被写体の同一部位の光束を取得している場合には、２つの画素列の合成によって精度を√２倍高めることができ、また、算出した複数の像ずれ量の平均を取ることで精度をさらに√２倍高めることができ、総合的には精度を２倍に高めることができる。
【００４９】
各画素列１４１，１４２，１４３からなるセンサ列における相関演算処理をフローチャートで示すと、図９に示すようになる。この相関演算処理は演算手段を構成するＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１によって行われる。  
画素列番号をｋ、類似性なし又は被写体距離が異なることを判定したときインクリメントされるカウンタをＮＧとすると、先ず、ステップＳ１にて、画素列番号ｋ＝１にし、ステップＳ２にて、カウンタＮＧ＝０にする。
【００５０】
そして、ステップＳ３にて、ｋラインと（ｋ＋１）ラインで類似性を有するかを判定する。ここではｋラインは画素列１４１に相当し、（ｋ＋１）ラインは画素列１４２に相当する。ステップＳ３にて類似性があると判定した時には、さらに、ステップＳ４にて、ｋラインで像ずれ量に基づいて算出したデフォーカス量と（ｋ＋１）ラインで像ずれ量に基づいて算出したデフォーカス量が同一であるかを判定する。即ち、ｋラインと（ｋ＋１）ラインは被写体の同一部位を検出しているか否かを判定する。そして、デフォーカス量が同一であることを判定したときには、ｋラインと（ｋ＋１）ラインは被写体の同一部位の光束を取得していると判定し、ステップＳ５にて、ｋラインと（ｋ＋１）ラインの信号を合成して相関演算し、合成像ずれ量を算出する。即ち、２像の間隔を算出する。
【００５１】
また、ステップＳ３にて、ｋラインと（ｋ＋１）ラインで類似性がないと判定するか、ステップＳ３にて類似性ありと判定してもステップＳ４にてｋラインと（ｋ＋１）ラインのデフォーカス量が同一でないと判定したときには、ｋラインと（ｋ＋１）ラインは被写体の同一部位の光束を取得していないと判定し、ステップＳ６にて、カウンタＮＧを＋１インクリメントする。そして、ステップＳ７にて、ｋラインの画素信号と（ｋ＋１）ラインの画素信号を個々に相関演算し像ずれ量を算出する。即ち、２像の間隔を算出する。
【００５２】
像ずれ量の算出を終了すると、ステップＳ８にてｋの値に１を加算し、ステップＳ９にてｋ＝３になったかを判定する。ここではｋ＝２でｋ＝３になっていないので、ステップＳ３に戻って同様の処理を行う。今度は、ｋラインは画素列１４２に相当し、（ｋ＋１）ラインは画素列１４３に相当する。そして、同様に処理を行い、ステップＳ５又はＳ７にて像ずれ量を算出し、この算出が終了すると、ステップＳ８にてｋの値に１を加算する。今度はｋ＝３になるので、ステップＳ９にてｋ＝３を判定し、ステップＳ１０の判定に移行する。
【００５３】
ステップＳ１０にて、カウンタＮＧ＝０か否かを判定する。そして、ＮＧ＝０であれば、ステップＳ１１にて、算出した複数の像ずれ量を信頼性で加重加算平均して最終的な像ずれ量を算出し、この像ずれ量に基づいて被写体との距離を演算することになる（演算手段）。こうして、一連の処理を終了する。
【００５４】
相関演算の結果として算出された像ずれ量の信頼性が低い場合には、誤ったデフォーカス量が算出されるおそれがあるので、デフォーカス量の算出を行うのに先立ってセンサデータの信頼性を判定することが好ましく、ステップＳ１１の処理は信頼性判定にて信頼性が高いと判定した結果に基づいて行われる。そして、算出した被写体との距離により撮影光学系の合焦動作を行うことになる。
【００５５】
また、ステップＳ１０にて、ＮＧ＝０でないことを判定すると、ステップＳ１２にて、最至近を示す画素列の像ずれ量を採用する。すなわち、ＮＧ＝０でないということは、画素列間で類似性がないと判定されたか、同一デフォーカス量でないと判定された場合であり、このような場合には最至近を示す画素列の画素出力を採用して最終的な像ずれ量を算出し、この像ずれ量に基づいて被写体との距離を演算することになる（演算手段）。こうして、一連の処理を終了する。そして、算出した被写体との距離により撮影光学系の合焦動作を行うことになる。
【００５６】
図９の相関演算処理におけるステップＳ３での類似性の判定は、ｋライン画素列と（ｋ＋１）ライン画素列との２ライン同士にて相関演算を行い、ラインセンサが同一被写体を検出しているか判定することで行う。すなわち、図１０に示すように、ｋライン画素列と（ｋ＋１）ライン画素列が図中斜線で示すように被写体検出を行っているとすると、ｋライン画素列からの出力信号ｓ1と（ｋ＋１）ライン画素列からの出力信号ｓ2との間の相関値Ｆを、
Ｆ＝Σ|ＤＬ(i)−ＤＲ(i)|
の式で、シフト量を−４〜＋４として計算し、最大相関が成り立つ相関値Ｆを求める。そして、最大相関が得られる画素数分、画素をシフトさせるようなシフト量を求める。
【００５７】
また、ステップＳ４での同一デフォーカス量の判定は、隣接した画素列を合成しない状態での像ずれ量を算出し、同一の像ずれ量になっているかで判定する。具体的には、
ｍａｘ（像ずれ量−平均像ずれ量）＜閾値
であれば、同一像ずれ量、即ち、同一デフォーカス量になっていると判定する。
【００５８】
また、ステップＳ５におけるｋライン画素列と（ｋ＋１）ライン画素列の信号合成においては、図１１に示すように、ｋライン画素列と（ｋ＋１）ライン画素列が図中斜線で示すように被写体検出を行っているとすると、ｋライン画素列からは出力信号ｓ1が得られ、（ｋ＋１）ライン画素列からは出力信号ｓ2が得られる。
【００５９】
この出力信号ｓ1と出力信号ｓ2をそのまま合成したのでは被写体の一定の傾き量を反映しない波形になるため、ｋライン画素列の信号出力ｓ1を、例えば１画素分図中左へシフトしてから、（ｋ＋１）ライン画素列の信号出力ｓ2を合成する。これにより、被写体の一定の傾き量を反映した階段状の合成信号ｓ3の波形が得られる。この波形を使用すると基準画素列と参照画素列とで波形が異なる場合が生じることなく、適正な相関演算結果が得られ、合成の効果が得られる。
【００６０】
前記ステップＳ１１における最終像ずれ量の算出は、ステップＳ５にて、ｋラインの画素列と（ｋ＋１）ラインの画素列の画素信号の合成処理を行っているので、算出する最終像ずれ量Ｒ（合成）は、画素列１４１の画素信号と画素列１４２の画素信号の合成によって求めた合成像ずれ量をＰ12、画素列１４２の画素信号と画素列１４３の画素信号の合成によって求めた合成像ずれ量をＰ23、画素列１４１の画素信号と画素列１４２の画素信号との信頼性をＱ12、画素列１４２の画素信号と画素列１４３の画素信号との信頼性をＱ23とすると、
Ｒ（合成）＝｛（Ｐ12×Ｑ12）＋（Ｐ23×Ｑ23）｝／（Ｑ12＋Ｑ23）
によって求める。
【００６１】
なお、ステップＳ１１では、ｋライン画素列と（ｋ＋１）ライン画素列の画素信号の合成処理を行った信号に基づく最終像ずれ量の算出を行ったが、ｋライン画素列と（ｋ＋１）ライン画素列の画素信号を合成せずに最終像ずれ量を算出してもよい。この場合の最終像ずれ量Ｒ（非合成）は、画素列１４１の画素信号によって求めた像ずれ量をＰ1、画素列１４２の画素信号によって求めた像ずれ量をＰ2、画素列１４３の画素信号によって求めた像ずれ量をＰ3、画素列１４１の信頼性をＱ1、画素列１４２の信頼性をＱ2、画素列１４３の信頼性をＱ3とすると、
Ｒ（非合成）＝｛（Ｐ1×Ｑ1）＋（Ｐ2×Ｑ2）＋（Ｐ3×Ｑ3）｝／（Ｑ1＋Ｑ2＋Ｑ3）
によって求める。
【００６２】
また、場合によっては、最終像ずれ量を、信頼性を加味しないで算出してもよい。この場合には算出された複数の像ずれ量の平均値によって求める。  
すなわち、合成処理を伴う最終像ずれ量Ｒ（合成）は、
Ｒ（合成）＝（Ｐ12＋Ｐ23）／２
によって求め、また、合成処理を伴わない最終像ずれ量Ｒ（非合成）は、
Ｒ（非合成）＝（Ｐ1＋Ｐ2＋Ｐ3）／３
によって求める。
【００６３】
なお、信頼性を加味するか否かは、例えばシステムコントローラ１３２において設定すればよい。  
信頼性の判定は信頼性判定手段を設け、この信頼性判定手段が各画素列１４１，１４２，１４３の画素出力に基づく相関演算結果から測距データの信頼性を判定する。例えば、一例として、像ずれ量を得たときの最大相関値を信頼性として用いた場合について述べる。
【００６４】
信頼性判定における閾値は、センサ列が同一の被写体を受光し、かつ、被写体との距離が同一のときには、信頼性判定の閾値をそれ以外の場合よりも小さくする。これは各画素列が被写体を受光して得た画素出力に類似性があり、かつ同一の被写体距離を検出しているときには信頼性の判定を容易にすることであり、合成／平均化したブロックの像ずれ量を採用しやすくすることになる。なお、被写体との距離はデフォーカス量として見ることができる。  
なお、信頼性判定の閾値を小さくする条件としては、ｋラインと（ｋ＋１）ラインとの類似性と、ｋラインと（ｋ＋１）ラインとの同一デフォーカス量の両方を満足したときのみでなく、何れか一方を満足したときに行うようにしてもよい。
【００６５】
最大相関を示したときの相関量をＦmin(k)とすると、相関量Ｆmin(k)は、
Ｆmin(k)＝Σ|ＤＬ(i)−ＤＲ(i)|
で表される。なお、kは画素列番号である。  
センサ列が同一の被写体を受光し、かつ、被写体との距離が同一のときは、（Ｆmin(1,2)＜閾値１）で、かつ、（Ｆmin(2,3)＜閾値１）のとき、信頼性ありと判定する。なお、Ｆmin(k,k’)は、合成時の最大相関量を示している。  
それ以外は、（Ｆmin(1)＜閾値２）で、かつ、（Ｆmin(2)＜閾値２）で、かつ、（Ｆmin(3)＜閾値２）のとき、信頼性ありと判定する。なお、閾値１と閾値２との関係は、閾値１＜閾値２である。
【００６６】
また、前述した図７における相関演算ブロックの選択は、
優先度１：（中央部の信頼性＞閾値）であれば中央相関演算枠Ｒ1を選択、
優先度２：（右部の信頼性＞閾値）であれば右相関演算枠Ｒ3を選択、
優先度３：（左部の信頼性＞閾値）であれば左相関演算枠Ｒ2を選択、
により行われる。
【００６７】
信頼性が判定された後、カメラの測距点選択モードに応じて測距点の選択が行われる。測距点選択モードがシングルポイントモードの場合には、撮影者によって指定された測距点を使用する。また、測距点選択モードがマルチモードの場合には、全測距点の中で信頼性の高いセンサデータを出力する測距点を抽出し、その中で更に、最至近の測距点を選択する。その後、カメラの設定状況によって第１処理又は第２処理を選択的に行う。
【００６８】
第１処理は、１点にて測距する場合で、最至近として選択された測距点の像ずれ量を使用して行う。また、第２処理は、複数測距点にて測距する場合で、最至近として選択された測距点の像ずれ量とほぼ同一な像ずれ量を持つ測距点が複数存在する場合は、それらの測距点の像を同一被写体と見なし、同一像ずれ量を持つ複数測距点の像ずれ量の平均値を使用して行う。像ずれ量の演算は、前述した図９の相関演算処理に従う。
【００６９】
そして、測距点における像ずれ量に基づいてデフォーカス量の算出が行われる。すなわち、像ずれ量から、光学的に算出されたデフォーカス係数によりデフォーカス量を算出する。そして、算出したデフォーカス量に対し、温度補正、製造時のボディばらつきの補正、製造時のフォーカスレンズのばらつきの補正などを行って最終的なデフォーカス量を決定する。  
デフォーカス量が算出された後は、算出されたデフォーカス量がレンズＣＰＵ１１３に送信される。この送信されたデフォーカス量に基づいてレンズＣＰＵ１１３がレンズ駆動部１１２を制御することにより、フォーカスレンズ１１１の合焦駆動が行われる。
【００７０】
また、選択された測距点はファインダ内にスーパーインポーズによって表示される。測距点選択モードがシングルポイントモードの場合には選択された測距点のみがファインダ内にスーパーインポーズされる。また、測距点選択モードがマルチモードの場合には、像ずれ量の平均値算出に使用した全ての測距点がファインダ内にスーパーインポーズされる。
【００７１】
図１２はこの実施の形態に係る焦点検出装置を搭載したカメラの全体的な電気回路の構成を示すブロック図である。このブロック図では交換レンズ１１とカメラボディ１２とを区別せずに図示している。  
カメラの所定位置にはフォーカスレンズ１１１を含むズームレンズ系１６１が配設されている。このズームレンズ系１６１は、上記フォーカスレンズ１１１を含む撮影光学系を１つのレンズによって代表して図示したものである。このズームレンズ系１６１は前記レンズ駆動部１１２によって駆動される。レンズ駆動部１１２は前記レンズＣＰＵ１１３によって制御される。
【００７２】
ズームレンズ系１６１の入射光の光路上には前記撮像素子１２７が配置されている。この撮像素子１２７は、撮像回路１６２、Ａ／Ｄ変換回路１６３を介してバスライン１６４に接続されている。前記バスライン１６４には、前記システムコントローラ１３２とＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１が接続されている。そして、前記ＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１にはＡＦセンサ１３１が接続されている。
【００７３】
前記バスライン１６４には、また、各種の制御プログラムや各種データ処理用の情報等を記憶した記憶手段としてのＲＯＭ１６５、データの一時記憶用のＲＡＭ１６６、ドライブコントローラ１６７、外部Ｉ／Ｆ部１６８及びビデオエンコーダ１６９が接続されている。そして、前記ドライブコントローラ１６７にメディアドライブ１７０を介してディスク状又はカード状の記録媒体１７１が接続され、前記外部Ｉ／Ｆ部１６８に外部入出力端子１７２が接続され、前記ビデオエンコーダ１６９にビデオ出力端子１７３が接続されるとともにＬＣＤドライバ１７４を介してＬＣＤ表示部１７５が接続されている。
【００７４】
前記システムコントローラ１３２は、各部の制御処理や画像処理などカメラ全体の制御を司るものであり、レンズＣＰＵ１１３と通信可能に構成されている。また、前記システムコントローラ１３２には、操作部ドライバ１７６を介してモード設定などのカメラに対して各指示の入力を行う操作部の操作状態を検出するためのダイヤル部１７７やスイッチ部１７８が接続されるとともに、各部に電源を供給する電源部１７９が接続されている。前記電源部１７９には、外部からの電源供給を受けるための外部電源入力端子１８０が接続されている。  
前記システムコントローラ１３２には、さらに、閃光発光を行うためのストロボ発光部１８１及び当該カメラの姿勢が縦位置であるか横位置であるかを検出するための姿勢検出センサ１８２が接続されている。
【００７５】
このような構成において、ＡＦセンサ１３１からのセンサ出力がＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１に入力されると、ＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１において前述したようなＡＦ演算が行われてデフォーカス量が算出され、この算出されたデフォーカス量に基づいてレンズＣＰＵ１１３を介してレンズ駆動部１１２が制御されて、ズームレンズ系１６１内のフォーカスレンズのフォーカス駆動が行われる。
【００７６】
また、被写体の像がズームレンズ系１６１を介して撮像素子１２７に結像すると、この被写体像が光電変換された撮像信号として撮像素子１２７から出力される。この撮像信号が、後段の撮像回路１６２において処理され、更に、Ａ／Ｄ変換回路１６３においてデジタルの画像データに変換される。このデジタル画像データが、バスライン１６４を介してシステムコントローラ１３２に入力される。
【００７７】
システムコントローラ１３２では、入力された画像データのＪＰＥＧ圧縮伸張処理等の各種信号処理等が行われる。システムコントローラ１３２による信号処理の際やＡＦ演算ＡＳＩＣ１２１におけるＡＦ演算の際には、各種データの一時的記憶用としてＲＡＭ１６６が用いられる。
【００７８】
また、画像データ等の記録用のディスク状又はカード状の記録媒体１７１がメディアドライブ１７０に装着されると、当該記録媒体１７１に画像データが記録され、或いは画像データが読み込まれることになる。このとき、ドライブコントローラ１６７により、メディアドライブ１７０の動作が制御される。記録媒体１７１から画像データが読み込まれた場合には、読み込まれた画像データがバスライン１６４を介してシステムコントローラ１３２に送られ、前述した撮像信号による画像データの場合と同様の信号処理がなされる。
【００７９】
また、パソコン等の周辺機器は、外部入出力端子（例えばＵＳＢ端子）１７２及び外部Ｉ／Ｆ部１６８を介してバスライン１６４に接続される。そして、周辺機器が保持する画像データ等は、外部入出力端子１７２及び外部Ｉ／Ｆ部１６８を介して取り込まれ、ドライブコントローラ１６７の制御の下、メディアドライブ１７０が駆動され、記録媒体１７１に記録されるようになっている。
【００８０】
更に、ビデオエンコーダ１６９では、Ａ／Ｄ変換回路１６３でＡ／Ｄ変換された画像信号、又は記録媒体１７１から読み出されシステムコントローラ１３２でＪＰＥＧ伸長処理された画像信号がエンコードされ、ＬＣＤ表示部１７５において所定の表示がなされる。このとき、ＬＣＤドライバ１７４によりＬＣＤ表示部１７５が駆動される。更に、このカメラでは、ビデオ出力端子１７３を介して映像信号の外部出力も可能となっている。
【００８１】
このように、この実施の形態においては、横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂ及び縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄからなるＡＦセンサ１３１を使用し、横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂ及び縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄを構成する各センサ列はそれぞれ３本の画素列１４１，１４２，１４３によって構成されている。
【００８２】
そして、例えば、画素列１４１と画素列１４２との画素出力に類似性があることを判定し、さらに、画素列１４１と画素列１４２との画素出力が同一の被写体距離を示す、すなわち、同一のデフォーカス量を示していることを判定すると、画素列１４１と画素列１４２を１組のラインセンサと見なして、各画素列１４１，１４２における各センサ画素ＳＰの画素信号を１画素ずつ交互に取り出して相関演算を行って合成の像ずれ量を算出する。このとき、各画素列１４１，１４２からの画素信号間において最大相関が成り立つ相関値Ｆを求め、最大相関が得られる画素数分、例えば画素列１４１の画素をシフトさせて合成を行う。
【００８３】
また、画素列１４２と画素列１４３との画素出力に類似性があることを判定し、さらに、画素列１４２と画素列１４３との画素出力が同一の被写体距離を示す、すなわち、同一のデフォーカス量を示していることを判定すると、画素列１４２と画素列１４３を１組のラインセンサと見なして、各画素列１４２，１４３における各センサ画素ＳＰの画素信号を１画素ずつ交互に取り出して相関演算を行って合成の像ずれ量を算出する。このときも各画素列１４２，１４３からの画素信号間において最大相関が成り立つ相関値Ｆを求め、最大相関が得られる画素数分、例えば画素列１４２の画素をシフトさせて合成を行う。
【００８４】
このような合成を行うことで常に適正な相関演算結果が得られる。そして、算出した２つの合成像ずれ量から最終の像ずれ量Ｒ（合成）を、信頼性Ｑを加味して、Ｒ（合成）＝｛（Ｐ12×Ｑ12）＋（Ｐ23×Ｑ23）｝／（Ｑ12＋Ｑ23）の演算によって求める。  
こうして算出した最終の像ずれ量に基づいてデフォーカス量を算出してフォーカスレンズ１１１の合焦駆動を行う。これにより、被写体の焦点状態又は被写体までの距離を正確に検出できて測距精度を向上でき、合焦性能を向上できる。
【００８５】
また、画素列１４１と画素列１４２との画素出力に類似性がないと判定した場合や、類似性ありと判定しても画素列１４１と画素列１４２との画素出力が同一のデフォーカス量を示していない判定したときには、画素列１４１と画素列１４２の画素信号を合成せずに個々に取り出して相関演算を行って像ずれ量を算出する。これは、画素列１４２と画素列１４３との画素出力に類似性がないと判定した場合や、類似性ありと判定しても画素列１４２と画素列１４３との画素出力が同一のデフォーカス量を示していない判定したときにおいても同様である。そして、この場合の最終の像ずれ量は最至近を示す画素列の像ずれ量を使用することになる。
【００８６】
また、ステップＳ１１においては、複数の像ずれ量を信頼性で加重加算平均して最終の像ずれ量を算出したが、信頼性を加味せずに、最終の像ずれ量Ｒ（合成）を、Ｒ（合成）＝（Ｐ12＋Ｐ23）／２の単なる平均化演算によって求めてもよく、このようにしても各画素列の被写体検出状態に応じて適切な演算処理を行って被写体の焦点状態又は被写体までの距離を正確に検出でき、合焦性能を向上できる。
【００８７】
なお、図９の相関演算処理では、ステップＳ３にて画素列間で類似性があることを判定し、ステップＳ４にて画素列間のデフォーカス量が同一であることを判定したときに、ステップＳ５にてｋラインと（ｋ＋１）ラインの信号を合成する処理を行ったが、ステップＳ３による類似性の判定前に、相関値Ｆ＝Σ|ＤＬ(i)−ＤＲ(i)|、の式から最大相関が成り立つ相関値Ｆを求めることで基準画素列と参照画素列の最大相関が得られるシフト量を求め、基準画素列と参照画素列とで同一のシフト量が得られない場合にはステップＳ５の合成処理を行わずに、ステップＳ７の画素列毎の演算処理を行うようにしてもよい。  
このようにすれば、基準画素列と参照画素列とで適正な相関演算結果が得られない場合に合成を行わないので、合成時には常に適正な相関演算結果が得られることになり、合成時の測距精度を高めることができる。
【００８８】
また、この実施の形態では、測距点Ｘとして図３に示す２３点の測距点配置を使用し、また、ＡＦセンサ１３１とし図４に網目で示す２つのアイランドｎ1，ｎ25以外の全てのアイランドを使用して各測距点Ｘにおける被写体の輝度値を検出する。そして、このときには、ＡＦセンサ１３１における画素列の長さを長く設定し、また、基準２像間隔も大きくなる。即ち、図１３に示すように、１次結像面とＡＦセンサ１３１との距離を距離Ｌ1に設定し、画素列の長さも長さｌs1に設定する。これにより、基準２像間隔も大きく設定される。
【００８９】
このような焦点検出装置を搭載するカメラはハイエンド機と呼ばれる大型ボディのカメラである。そして、このときに１次結像面に配置される視野マスクは図１４の(a)に示すように中央部が長方形の開孔した視野マスク１９０を使用し、２３点の測距点Ｘを全て測距に使用できるようにする。この視野マスク１９０により、横線検出センサ列１３１ａ，１３１ｂと縦線検出センサ列１３１ｃ，１３１ｄの光束同士を分離する。
【００９０】
これに対し、ローエンド機である小型ボディのカメラに前記ＡＦセンサ１３１を含む焦点検出装置を搭載する場合は、長い光路長を取ることができない。即ち、図１３に示すように、１次結像面とＡＦセンサ１３１′との距離を距離Ｌ2（＜Ｌ1）に設定することになる。このため、必要な画素列の長さも長さｌs2（＜ｌs1）になり、基準２像間隔も小さくなる。
【００９１】
このときに１次結像面に配置される視野マスクは図１４の(b)に示すように中央部がひし形に開孔した視野マスク１９１を使用し、このときに測距に使用する測距点は図１５に示すようにひし形に配置された９点の測距点Ｘを使用して測距を行う。この視野マスク１９１により、横線検出センサ列１３１ａ，１３１ｂと縦線検出センサ列１３１ｃ，１３１ｄの光束同士を分離する。また、基準２像間隔が小さくなるので、セパレータレンズ１３０もローエンド機に合わせたものを使用する。そして、ＡＦセンサ１３１において使用するアイランドは、図１６に斜線で示すように、中央寄りのアイランドを使用して各測距点Ｘにおける被写体の輝度値を検出する。
【００９２】
すなわち、横線検出センサ列１３１ａの中央の３つのアイランドｎ1，ｎ2，ｎ3とその両側にある２つのアイランドｎ7，ｎ17を使用し、横線検出センサ列１３１ｂの中央の３つのアイランドｎ25，ｎ26，ｎ27とその両側にある２つのアイランドｎ31，ｎ41を使用する。また、縦線検出センサ列１３１ｃの中央の３つのアイランドｎ49，ｎ50，ｎ51とその上側の２つのアイランドｎ54，ｎ55、その下側の２つのアイランドｎ63，ｎ64使用し、横線検出センサ列１３１ｄの中央の３つのアイランドｎ72，ｎ73，ｎ74とその上側の２つのアイランドｎ77，ｎ78、その下側の２つのアイランドｎ86，ｎ87を使用する。
【００９３】
このようにＡＦセンサ１３１のアイランドｎ2，ｎ3，ｎ7，ｎ17，ｎ26，ｎ27，ｎ31，ｎ41，ｎ49，ｎ50，ｎ51，ｎ54，ｎ55，ｎ63，ｎ64，ｎ72，ｎ73，ｎ74，ｎ77，ｎ78，ｎ86，ｎ87はハイエンド機のカメラにもローエンド機のカメラにも共通に使用するアイランドであり、これらは各種のカメラに共通に使用される第１の画素列領域を形成している。
【００９４】
また、前記ＡＦセンサ１３１をハイエンド機のカメラに使用する時には、横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂの中央の１つのアイランドｎ1、ｎ25については使用しない。また、このＡＦセンサ１３１をローエンド機のカメラに使用する時には、多数のアイランドｎ4〜ｎ6，ｎ8〜ｎ16，ｎ18〜ｎ24，ｎ28〜ｎ30，ｎ32〜ｎ40，ｎ42〜ｎ48，ｎ52，ｎ53，ｎ56〜ｎ62，ｎ65〜ｎ71，ｎ75，ｎ76，ｎ79〜ｎ85，ｎ88〜ｎ94については使用しない。これらのアイランドは共通に使用されない第２の画素列領域を形成している。
【００９５】
従って、第２の画素列領域は、基準２像間隔が相対的に短いローエンド機で使用されるアイランドｎ1、ｎ25からなる領域と、基準２像間隔が相対的に長いハイエンド機で使用されるアイランドｎ4〜ｎ6，ｎ8〜ｎ16，ｎ18〜ｎ24，ｎ28〜ｎ30，ｎ32〜ｎ40，ｎ42〜ｎ48，ｎ52，ｎ53，ｎ56〜ｎ62，ｎ65〜ｎ71，ｎ75，ｎ76，ｎ79〜ｎ85，ｎ88〜ｎ94からなる領域に分離される。
【００９６】
そして、ＡＦセンサ１３１をローエンド機に使用するときには第２の画素列領域のアイランドｎ1とｎ25と中央寄りの第１の画素列領域のアイランドを使用して測距を行う。これにより、２像間隔が小さい場合に対処できる。また、ＡＦセンサ１３１をハイエンド機に使用するときには第１の画素列領域の全てのアイランドと第２の画素列領域のアイランドｎ1とｎ25以外の全てのアイランドを使用して測距を行う。これにより、２像間隔が大きい場合に対処できる。  
このようにＡＦセンサ１３１がハイエンド機にもローエンド機にも共通に使用できることで、ＡＦセンサの開発に多大な期間とコストがかかっても、製造する種類を少なく、しかも量産ができるので、総合的にコスト低下を図ることができ、経済性を向上できる。
【００９７】
また、ＡＦセンサ１３１においては、アイランド毎にシフトパルスの印加により電荷転送を行っているが、このＡＦセンサ１３１をハイエンド機のカメラに使用する時には、横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂのアイランドｎ1、ｎ25を使用しない。また、このＡＦセンサ１３１をローエンド機のカメラに使用する時には、多数のアイランドｎ4〜ｎ6，ｎ8〜ｎ16，ｎ18〜ｎ24，ｎ28〜ｎ30，ｎ32〜ｎ40，ｎ42〜ｎ48，ｎ52，ｎ53，ｎ56〜ｎ62，ｎ65〜ｎ71，ｎ75，ｎ76，ｎ79〜ｎ85，ｎ88〜ｎ94を使用しない。
【００９８】
そこで、これらの使用しないアイランドについてシフトパルスの印加を行わず、また、使用しないアイランドに対応したＦＤＡ１５６や増幅回路１５７への電力供給も停止させる。これにより、消費電力を抑えることができる。特に、ローエンド機では使用しないアイランドが多数あるので、充分な省電力化を図ることができる。
【００９９】
また、ＡＦセンサ１３１の各アイランドｎ1〜ｎ94に対して個々に電力を供給する電力供給手段を備え、使用しないアイランドについては電力そのものを供給しない、即ち、電力供給を停止する制御を行うようにしてもよい。このようにすれば、より効率的な省電力化を図ることができる。
【０１００】
また、ＡＦセンサ１３１をローエンド機に搭載するときには、セパレータレンズ１３０もローエンド機に合わせたものを使用することになるが、基準２像間隔がハイエンド機に比べて小さくなるため、使用するセパレータレンズの面頂間隔は小さくなる。ＡＦセンサ１３１は共用しているので画素ピッチを変更することはできない。従って、２次結像系の倍率はハイエンド機の場合と等しくする必要がある。  
このことから、ハイエンド機からローエンド機に光路長が変わっても、倍率が同等となるように、コンデンサレンズ及びセパレータレンズのパワーを変更する必要がある。即ち、適用するカメラに応じて再結像光学系のパワーを変更することになる。
【０１０１】
再結像光学系は、コンデンサレンズ及びセパレータレンズを使用することで、光束を撮影画面の横方向に関する焦点状態を検出するための横線検出光束と横線検出光束と直交する縦線検出光束とに分離し、それぞれ横線検出センサ列１３１ａ、１３１ｂと縦線検出センサ列１３１ｃ、１３１ｄに当てる構成になっている。このように、最結像光学系は光束を縦横に分離するために互いに交差する二対の光学系によって構成されている。
【０１０２】
なお、前述した実施の形態は、３本の画素列を互いに１／２画素ピッチずらして千鳥配置したセンサ列を使用したものについて述べたが、４本の画素列を互いに１／２画素ピッチずらして千鳥配置したセンサ列を使用したものであってもよい。この場合に隣接した１対の画素列を１組のラインセンサと見なすことで合計３本のラインセンサの組を構成できる。  
また、３本の画素列を互いに１／３画素ピッチずらして千鳥配置したセンサ列や４本の画素列を互いに１／４画素ピッチずらして千鳥配置したセンサ列等を使用してもよい。  
なお、センサ列を構成する画素列の数は５本以上であってもよいのは勿論である。
【０１０３】
なお、その他についても、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。  
さらに、前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、前述した実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても本発明の課題を解決することができ、本発明の作用効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカメラの焦点検出装置の構成を示す図である。
【図２】同実施の形態におけるＡＦセンサ周囲の構成を示す図で、(a)は図１のカメラにおけるＡＦ光学系の２次結像系について示した図であり、(b)はフォーカスレンズからＡＦセンサに至る光束について示した図である。
【図３】同実施の形態のＡＦセンサをハイエンド機で使用するときの測距点配置を示す図である。
【図４】同実施の形態におけるＡＦセンサのセンサアレイ配置を示す図である。
【図５】同実施の形態におけるセンサ列の各アイランドを構成する画素列の配置を示す図である。
【図６】同実施の形態におけるセンサ列の構成及びセンサ列から信号を取出す回路構成を示す図である。
【図７】同実施の形態における相関ブロックの分割の手法を説明するための図である。
【図８】同実施の形態におけるセンサ列から画素信号を取出すときの信号順序を説明するための図である。
【図９】同実施の形態におけるセンサ列から取出した画素信号に基づく相関演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９の相関演算処理における類似性判定を説明するための図である。
【図１１】図９の相関演算処理における信号合成を説明するための図である。
【図１２】同実施の形態におけるカメラの全体的な電気回路の構成を示すブロック図である。
【図１３】同実施の形態における１次結像面とＡＦセンサとの距離と画素列の長さ、基準２像間隔との関係を説明するための図である。
【図１４】同実施の形態において使用する視野マスクを示す図で、(a)はハイエンド機で使用する視野マスクを示す図、(b)はローエンド機で使用する視野マスクを示す図である。
【図１５】同実施の形態のＡＦセンサをローエンド機で使用するときの測距点配置を示す図である。
【図１６】同実施の形態におけるＡＦセンサをローエンド機で使用するときのアイランド使用状態を示す図である。
【図１７】１次結像系の光路長と２次結像系の光路長とセンサ面での画素列の長さ、基準２像間隔の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１１１…フォーカスレンズ、１２１…ＡＦ演算ＡＳＩＣ、１２７…撮像素子、１２８…コンデンサレンズ、１３０…セパレータレンズ、１３１…ＡＦセンサ、１３１ａ，１３１ｂ…横線検出センサ列、１３１ｃ，１３１ｄ…縦線検出センサ列、１３２…システムコントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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