(57)【要約】【課題】  パララックスを克服すべく直接測定ＡＦの測定エリアを撮像信号ＡＦとの切り替えの際に最適な測距エリアを選択するのが困難な場合がある。【解決手段】  複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検出エリアと前記測定エリアとの重なり具合、および各測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御する。【選択図】  図１０
2008026804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記検出エリアと前記測定エリアとの重なり具合、および各測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする自動焦点検出装置。
【請求項２】
前記第１の焦点検出手段は、各測定エリアの測定結果に基づいて、前記測定エリアの重なり具合が大きくなるよう測定エリアを選択することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点検出装置。
【請求項３】
複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、それぞれの測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択する際、予め決められた測定エリアの優先順位に基づいて選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする自動焦点検出装置。
【請求項４】
撮像される撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第１の焦点検出手段とを更に有し、前記第１の焦点検出手段は、それぞれの測定エリアの測距結果に基づいて、前記測定エリアの前記検出エリアに対する重なり具合が所定以上で、かつ予め決められた測定エリアの優先順位に基づいて選択することを特徴とする請求項３に記載の自動焦点検出装置。
【請求項５】
中央の測定エリアの優先順位がそれ以外の測定エリアよりも高いことを特徴とする請求項３又は４に記載の自動焦点検出装置。
【請求項６】
前記複数の測定エリアは撮影光学系に対してパララックスの発生する方向に配置することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１に記載の自動焦点検出装置。
【請求項７】
前記複数の測定エリアは撮影光学系の水平方向に配置することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１に記載の自動焦点検出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、撮影画角に応じて前記測定エリアの選択を変えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の自動焦点検出装置。
【請求項９】
複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、所定の焦点距離の場合には、前記複数測定エリアの測定結果と前記検出エリアの検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動制御し、前記所定の撮影画角よりも望遠側の場合には、前記複数測定エリアのうち選択された測定エリアの測定結果と前記検出エリアの検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする自動焦点検出装置。
【請求項１０】
撮影光学系を通過した光学像を光電変換し撮像信号を出力する撮像手段と、前記自動焦点検出装置を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有する自動焦点調節装置の制御方法であって、
前記検出エリアと前記測定エリアとの重なり具合、および各測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有する自動焦点調節装置の制御方法であって、
それぞれの測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択する際、予め決められた測定エリアの優先順位に基づいて選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有する自動焦点調節装置の制御方法であって、
所定の焦点距離の場合には、前記複数測定エリアの測定結果と前記検出エリアの検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動制御し、前記所定の撮影画角よりも望遠側の場合には、前記複数測定エリアのうち選択された測定エリアの測定結果と前記検出エリアの検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動焦点検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォーカスレンズを動かしながら撮像信号の高周波成分を抽出して、これが最大になるフォーカスレンズの位置（山の頂点）を探して、合焦点を検出する、ＴＴＬ（Ｔｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ  ）方式のオートフォーカス（以下、ＡＦともいう。）方式が提案されている。以後、この方式のＡＦを撮像信号ＡＦと呼ぶことにする。この方式は、自動焦点検出の為のメカ部材等が必要無いので、低コストで実現できる。また、撮像信号から合焦度の判断を行うために、精度が高い。さらに、経時変化が無いなどの特徴がある。特に、高画素の撮像素子での撮影などでは、ピント精度に対する要求高いために、メカ部材の経時変化の影響を受けない撮像信号ＡＦが非常に有効である。この方式は、山の頂点、すなわち合焦点を判別するためには、端から端までスキャンをして山の形を把握するか、もしくは、いわゆる山登り動作を行う。スキャンで山の形を把握すると、ピントがボケたり合ったりする動作が見えてしまうために、動画撮影やモニタにプレビューしている状態には不適切である欠点がある。また、山登り動作は、動画撮影やモニタでのプレビュー動作で一般的に良く用いられる。しかしながら、合焦点から遠く離れた位置からレンズの移動を開始する場合は、山の形状が平坦な部分からの開始になる。したがって、山の頂上の方向がどちらにあるかの判別が難しい。そして、山の頂上の方向を間違えると、山の頂上とは逆の端まで行ってから戻る等見苦しい動作をするとともに、合焦までの時間が大幅にかかってしまう。
【０００３】
一方、赤外線三角測距方式や瞳分割位相差検出方式を用いた、ＴＴＬや外部方式のオートフォーカス（以下、直接測定ＡＦともいう。）は、直接被写体距離に関する情報を測定することが可能である。そうすると、合焦点の位置を検出するのにスキャン動作や山登り動作を必要としない。したがって、高速に合焦点が判別できる特徴がある。ただし、自動焦点検出のためのメカ部材等が必要になり、撮像系とは異なる系で測定するため、経時変化や温度変化で合焦位置が狂いやすい欠点を有している。
【０００４】
これらの２つのＡＦ方式を組み合わせて、お互いの欠点を補うようにシステムを構成することで、高精度で高速なオートフォーカスを実現するハイブリッドＡＦが提案されている。さて、撮像信号ＡＦと直接測定ＡＦのそれぞれの被写体が大きく異なるような場合に、両方式を組み合わせると方式を切換えた際検出或いは測定する被写体が変わってしまう。そこで、交換レンズのＡＦシステムにおいて、交換レンズ側のＡＦの測距点と、カメラボディ内のＡＦの測距点を関連づけて選択しつつＡＦを行うシステムが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
さらに、外部の直接測定方式とのパララックスの欠点を克服するために、パララックス方向に複数の測距点を配置する方式が提案されている（特許文献２）。これは、外部測定ＡＦでは、主撮像系との間に視差（パララックス）が存在するために、距離に応じて、測距点が変化するためである。
【特許文献１】特開２０００−１５５２５６号公報
【特許文献２】特開２００１−３５００８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、パララックスを克服すべく直接測定ＡＦの測定エリアを、複数個配置したとしても、撮像信号ＡＦとの切り替えの際に最適な測距エリアを選択するのが困難な場合がある。本発明は、上述の問題点を解決することを目的とし、外部測定方式のＡＦから、ＴＴＬ方式のＡＦへ切り替えることを可能に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、本願記載の自動焦点検出装置は、複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検出エリアと前記測定エリアとの重なり具合、および各測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御する。
【０００８】
また、別の側面の自動焦点装置は、複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、それぞれの測定エリアの測定結果から１以上の測定エリアを選択する際、予め決められた測定エリアの優先順位に基づいて選択し、当該選択結果に応じてフォーカスレンズを駆動制御する。
【０００９】
更に、別の側面の自動焦点装置は、複数測定エリアのそれぞれにおいて被写体距離に関する情報を測定する第１の焦点検出手段と、撮像信号の画面内の検出エリアから抽出された高周波成分に基づいて前記光学系の合焦点を検出する第２の焦点検出手段と、フォーカスレンズを駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、所定の焦点距離の場合には、前記複数測定エリアの測定結果と前記検出エリアの検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動制御し、前記所定の撮影画角よりも望遠側の場合には、前記複数測定エリアのうち選択された測定エリアの測定結果と前記検出エリアの検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動制御する。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明の自動焦点検出技術によれば、従来に比べて画期的に所望の被写体に的確にピントを合わせることが可能になり、スムーズでかつ高速な自動焦点検出が可能になると共に、高精度に合焦点を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
＜第１、第２実施例  共通説明＞
図１は、概念図である。（ａ）のＳ１０１は直接測定ＡＦユニットで、検出結果として被写体距離に関する信号Ｐ（Ｘ）（Ｘは測定エリアを表す）を出力する。Ｓ１０８では、Ｐ（Ｘ）と撮像信号ＡＦの検出エリア情報からのクロス率（後述）に基づいて測定エリアを選択して所定の信号Ｐ（Ｘ）をスイッチＳ１０６へ出力する。Ｓ１０２は撮像信号ＡＦでの検出で、撮像信号の高周波成分から撮像信号ＡＦでの評価値ＦＶを出力する。Ｓ１０３では撮像信号ＡＦで評価値ＦＶを用いた山登り動作による合焦点探索動作である。Ｓ１０２に含まれる合焦度検出Ｓ１０４では、どのくらい合焦点に近づいているかを知る指標となる合焦度ＩＦＡを検出して、ＡＦ方式選択Ｓ１０５へ送る。Ｓ１０５のＡＦ方式選択では、合焦度に基づいて直接測定ＡＦと、撮像信号ＡＦを選択するように、スイッチＳ１０６を切り換える。これにより、Ｓ１０７のレンズ駆動（例えば、フォーカスレンズの駆動。）へと伝える。
【００１３】
図１（ｂ）は、本発明の概念を説明する図である。横方向はレンズ位置で、合焦点から離れた場所にレンズがあるときは、直接測定ＡＦで方向やモータ速度を決定する。合焦点に近づくと、撮像信号ＡＦを優先して、合焦点に追い込む。
【００１４】
図２は、第１実施例と第２実施例共通の、自動焦点検出装置を搭載したカメラの構成を表す図である。ここで言うカメラとは、動画や静止画を撮影してテープや固体メモリ、光ディスクや磁気ディスク等のさまざまなメディアに記録する、いわゆるビデオカメラやデジタルスチルカメラ等を総称してカメラと呼ぶ。カメラ内の各ユニットは、バス２５８を介して接続されており、各ユニットはメインＣＰＵ２５１によって制御される構造になっている。
【００１５】
レンズユニット２０１には、固定１群レンズ２０２、ズームレンズ２１１、絞り２０３、固定３郡レンズ２２１、フォーカスレンズ２３１が含まれる。これらの光学部材を通して、撮像素子２４１上に結像することで、被写体の撮像を行う。ズーム制御２１３は、メインＣＰＵ２５１の指示に従いズームモータ２１２を介してズームレンズ２１１を駆動して焦点距離を変える。
【００１６】
撮像素子２４１に結像された画像は撮像素子２４１にて光電変換され撮像信号処理２４２で画像信号として整えられると共に、撮像信号ＴＶＳがＡＦ信号処理回路２３４へと入力される。ＡＦ信号処理回路２３４では、山登りＡＦ制御のための評価値ＦＶと、合焦度を表すＩＦＡ信号を作成しフォーカス制御２３３へ入力する。
【００１７】
一方、レンズユニット２０１の外部に設けられている直接測定ＡＦ検出モジュール２３０は、被写体距離に関する情報である信号Ｐ（ｘ）を算出してフォーカス制御２３３へ入力する。この被写体距離に関する情報の算出は、直接測定ＡＦ用の瞳分割光学系２３８を通して位相差検出器としてのセンサ２３９へ結像された２つの被写体像を、センサ２３９で２像の位相差量を検出することにより行う。フォーカス制御２３３では、直接測定ＡＦによる信号Ｐ（Ｘ）と撮像信号ＡＦによる評価値ＦＶや合焦度ＩＦＡに基づく。すなわち、これらの信号に基づいてフォーカスモータ２３２を介してフォーカスレンズ２３１を駆動することで、オートフォーカス（ＡＦ）を実現する。
【００１８】
撮像信号処理２４２で整えられた画像信号は、一時的にＲＡＭ２５４に蓄積される。ＲＡＭ２５４に蓄積された画像信号は、画像圧縮解凍回路２５３にて圧縮処理され、画像記録用メディア２５７に記録される。これと並行して、ＲＡＭ２５４に蓄積された画像信号は、画像処理２５２にて最適なサイズに縮小・拡大処理がなされる。最適なサイズに処理された画像信号は、モニタディスプレイ２５０に表示されることで、リアルタイムで撮影画像を撮影者に対してフィードバックする。また、撮影直後には、モニタディスプレイに所定時間だけ撮影画像を表示することで、撮影画像の確認を行うことも可能になる。
【００１９】
これらの動作に先立って、カメラがＯＦＦ状態から起動すると、フラッシュメモリ２５５に格納されていたプログラムがＲＡＭ２５４の一部にロードされてメインＣＰＵ２５１はこのＲＡＭ２５４にロードされたプログラムにしたがって動作を行う。
以上が、自動焦点検出装置を搭載したカメラの構成の説明である。
【００２０】
ここで、本実施例のレンズユニット２０１に対して外部に設けられた直接測定ＡＦユニット２３０の動作原理について図３を参照して説明する。３０１は被写体、３０４および３０５はそれぞれ、光電変換センサが並んで配置されたセンサ２３９であるセンサアレイ（以下、ラインセンサともいう。）左および右である。ラインセンサ左３０４、ラインセンサ右３０５にはそれぞれＡＦセンサレンズ左３０２、ＡＦセンサレンズ右３０３が配置されている。被写体３０１からの光束はそれぞれの光路を通り、ラインセンサ左３０４、右３０５で検出される。ここでは、これらＡＦセンサレンズ左３０２、ＡＦセンサレンズ右３０３、ラインセンサ左３０４、ラインセンサ右３０５からなる外測三角測距用センサ群を直接測定ＡＦモジュール２３０としている。直接測定ＡＦモジュール２３０から被写体３０１までの距離ｌは直接測定ＡＦモジュール２３０の基線長をＢ、焦点距離をｆ、ラインセンサ右３０５を基準とした位相差をｎとしたときｌ＝Ｂ×ｆ／ｎで求めることができる。よって、この結果に基づいて被写体距離に関する情報としての距離ｌまたは位相差ｎを関数としたフォーカスレンズ２３１の合焦位置までの繰出し量を求めることができる。
【００２１】
なお、ラインセンサ左３０４およびラインセンサ右３０５は、３つに分割されており、左側からＬ、Ｃ、Ｒの測定エリアになる。そして算出された被写体距離に関する情報としての距離ｌは、各測定エリアごとの信号Ｐ（Ｘ）（Ｘは、Ｌ、Ｃ、Ｒ）としてフォーカス制御回路２３３に入力されることになる。ここで、ＡＦセンサレンズ左３０２とＡＦセンサレンズ右３０３は、基線長Ｂがほぼ一定になるように、一体に成型されている。
【００２２】
図４は、第１実施例の自動焦点検出動作のアルゴリズムを表したフローチャートである。特に、指示しない限りメインＣＰＵ２５１の制御により動作する。ステップＳ４０１から開始して、ステップＳ４０２では、まず、ＡＦの状態を表すＡＦＭＯＤＥに１を代入する。ステップＳ４０３では、撮像信号処理回路２４２による撮像信号処理、ＡＦ信号処理回路２３４によるＡＦ信号処理、センサ２３９からの出力から位相差を検出する処理を同期して行う。ステップＳ４０４では、ＡＦ信号処理回路２３４から評価値ＦＶとＩＦＡ信号を取得し、センサ２３９から距離信号Ｐ（Ｌ）、Ｐ（Ｃ）、Ｐ（Ｒ）を取得する。ステップＳ４０５では、後述のエリア選択アルゴリズムにしたがって、エリアＬ，Ｃ，Ｒから所定のエリアを選択して、Ｘに代入する。
【００２３】
ステップＳ４０６では、ＡＦＭＯＤＥにしたがって、ステップＳ４１１、ステップＳ４２１、ステップＳ４３１へ分岐する。最初はＡＦＭＯＤＥが１なので、ステップＳ４１１へ分岐する。ステップＳ４１１では、ステップＳ４０５で取得した検出エリア情報に基づいた信号Ｐ（Ｘ）と、現在のフォーカスレンズ２３１の位置に基づいてレンズ駆動方向と速度を決定する。つまりは、信号Ｐ（Ｘ）の位置にフォーカスレンズの位置が近づく方向に、距離が離れている場合は高速で、距離が近い場合は低速になるように方向と速度を決定する。ステップＳ４１２では、信号Ｐ（Ｘ）と現在のフォーカスレンズ位置が一致したかどうかの合焦判断をおこなう。合焦と判断した場合フォーカスレンズ駆動速度は停止の決定をするとともに、ステップＳ４１３でＡＦＭＯＤＥに２を代入する。そして、ステップＳ４４１へ進みモータを停止する。ステップＳ４１２で合焦では無いと判断された場合は、ステップＳ４４１へ進み、ステップＳ４１１で決定されたモータ速度と方向でレンズを駆動する。ステップＳ４０３へと進み、以後撮像素子の読み出し周期（撮像信号処理周期）に同期して繰り返す。次に、ステップＳ４０５にて、ＡＦＭＯＤＥが２の場合は、ステップＳ４２１へ分岐する。ステップＳ４２１では、ステップＳ４０４で取得した評価値を示す評価値ＦＶが増加しているか減少しているかの判断を行う。なお、撮像素子２４１の前回の読み出し結果との増減比較なので、アルゴリズム中に記述していないが、前回の評価値ＦＶを保持している。もしステップＳ４２１で評価値ＦＶが増加している場合はステップＳ４４１へ進み、増加していない場合はステップＳ４２２へ進む。ステップＳ４２２では、レンズ駆動方向を逆転してステップＳ４２３で評価値ＦＶのピークを通過した後の減少かどうかの判別を行う。ステップＳ４２３でピークを通過していない判断をした場合はステップＳ４４１へすすみ、ピークを通過した判断をした場合はステップＳ４２４へと進む。ステップＳ４２４では、ＡＦＭＯＤＥに３を代入する。ステップＳ４０６でＡＦＭＯＤＥが３の判定をした場合は、ステップＳ４３１へ進む。ステップＳ４３１では、評価値ＦＶのピーク位置へとレンズを戻し停止する（合焦と判断したものである。）。ステップＳ４３２では、評価値ＦＶがピークとなるフォーカスレンズの位置（合焦位置）での評価値ＦＶのレベルからどのくらい変化したかを監視する。並行して信号Ｐ（Ｘ）が合焦位置から変化したかどうかの監視も行う。変化していない場合はステップＳ４４１へすすみ、合焦状態を維持する。一方、変化した場合は、ステップＳ４３３でＩＦＡ信号が合焦度しきい値ＩＦＡｔｈよりも小さいかどうかの判別（大ぼけか、小ぼけかの判断）を行い、小さい場合は、大きくぼけていると判断して、ステップＳ４３４へ進む。そして、ＡＦＭＯＤＥに１を代入してステップＳ４４１へ進む（モード１からの再起動）。一方、ステップＳ４３３でＩＦＡ信号がＩＦＡｔｈ以上の場合は、ぼけ量が小さいと判断して、ステップＳ４３５へ進む。そして、ＡＦＭＯＤＥに２を代入してステップＳ４４１へ進む。そして、モード２からの再起動となる。
【００２４】
次に、図５は、直接測定ＡＦモジュール２３０の設置レイアウトを表した図である。図５は、カメラを被写体側から正面に見た図で、撮像光学系としてのレンズユニット２０１の左側に直接測定ＡＦ検出モジュール２３０が設置されている。これは、ほんの一例で、右側や斜め上／下に設置しても構わないが、以後は、レンズユニット２０１の左側に設置された例で説明を行う。さて、第５図のごとくＡＦ検出モジュール２３０を設置した場合、距離変化に対して撮像光学系とＡＦ光学系とで視差（パララックス）が発生する。
【００２５】
図６は、このパララックスを説明する図である。６０１は撮像光学系の撮像素子２４１の物理位置を表し、６１１はＡＦ光学系のセンサ２３９の物理位置を表す。撮像素子２４１とセンサ２３９に写る像を近距離（例えば１ｍ）、中距離（例えば３ｍ）、遠距離（例えば１００ｍ）で考える。近距離では、６０２の被写体が撮像素子位置６０１に投影され、６１２の被写体がセンサ２３９の位置に投影される。また、中距離では、６０３の被写体が撮像素子位置６０１に投影され、６１３の被写体がセンサ２３９に投影される。そして、遠距離では、６０４の被写体が撮像素子位置６０１に投影され、６１４の被写体がセンサ２３９の位置に投影される。
【００２６】
図７は、パララックスによる距離ごとの撮像素子とセンサ２３９の撮像位置の関係を表す図である。近距離（１ｍ）被写体の撮影では、直接測定ＡＦ検出モジュール２３０におけるＡＦセンサ２３９の測定エリア７０３の３つのエリアＬ、Ｃ、Ｒは、撮像エリア７０２に対して右よりに位置している。撮像信号から高周波成分を抽出する検出エリア７０１に対しても右よりに位置する。近距離の場合は、撮像エリア７０２には６０２の被写体が写っていて、直接測定センサの測距領域７０３には６１２の被写体が写っている。この場合、検出エリア７０１と重なる面積が多いのは測定エリアＬ（７１１）である。次に、中距離（３ｍ）被写体の撮影では、ＡＦセンサ２３９の測定エリア７０３の３つのエリアＬ、Ｃ、Ｒは、撮像エリア７０２と中心がほぼ一致しており、検出エリア７０１に対しても中心が一致する。中距離の場合は、撮像エリア７０２には６０３の被写体が写っており、センサ２３９の測定エリア７０３には６１３の被写体が写っている。この場合、撮像ＡＦエリア６０３と重なる面積が多いのは、測定エリアＣ（７２２）である。そして、遠距離（１００ｍ）被写体の撮影では、センサ２３９の測定エリア７０３の３つの領域Ｌ、Ｃ、Ｒは、撮像エリア７０２に対して左よりに位置しており、検出エリア７０１に対しても左よりに位置する。遠距離の場合は、撮像エリア７０２には６０４の被写体が写っており、センサ２３９の測定エリア７０３には６１４の被写体が写っている。この場合、検出エリア７０１と重なる面積が多いのは、測定エリアＲ（７３３）エリアである。
【００２７】
図８は、検出エリアと測定エリアとの重なり具合を表すクロス率の計算方法を説明する図である。ａ（８０１）は、センサ２３９の測定エリアＣの幅であり、ｂ（８０２）は、所定の被写体距離における撮像信号から高周波成分を抽出する検出エリアと直接測定ＡＦのセンサ２３９の測定エリアＣが重なっている部分の幅である。よって図８での測定エリアＣのクロス率ＣＣ（被写体距離）は、次のようにあらわされる。
ＣＣ（被写体距離）＝ｂ／ａ
測定エリアＬ、測定エリアＲのそれぞれのクロス率ＬＣ（被写体距離）、ＲＣ（被写体距離）に関しても、同様に求められる。
【００２８】
図９は、クロス率の被写体距離による変化を表したグラフである。本実施例のカメラではこのグラフに対応したパラメータを予め保持している。横軸が被写体距離で、縦軸がクロス率である。１ｍ近辺で測定エリアＬのクロス率ＬＣが最大になり、３ｍ近辺で測定エリアＣのクロス率ＣＣが最大になり、１００ｍ近辺で測定エリアＲのクロス率ＲＣが最大になる。また、Ｄ１を境に測定エリアＬのクロス率ＬＣより測定エリアＣのクロス率ＣＣが大きくなり、Ｄ２を境に測定エリアＣのクロス率ＣＣより測定エリアＲのクロス率ＲＣの方が大きくなる。
【００２９】
＜第１実施例＞
図１０は、本発明の第１の実施例のエリア選択アルゴリズムを表したフローチャートである。エリア選択１のサブルーチンは、図４のステップＳ４０５で実行されるエリア選択のアルゴリズムの例である。
【００３０】
ステップＳ１００１から開始する。まず、ステップＳ１００２では、測定エリアＣの信号Ｐ（Ｃ）に対応する距離がＤ１より大きく、かつ、Ｄ２よりも小さいときステップＳ１００５へ進み測定エリアＣを選択する。一方、ステップＳ１００２で、Ｎの場合は、ステップＳ１００３へと進む。このように、まず測定エリアＣの信号Ｐ（Ｃ）に対応する距離について確認するのは、測定エリアＣを他の測定エリアよりも優先するためである。一般に動画撮影の場合、撮影者が意図する主被写体は画面の中央にくることが多いからである。
【００３１】
ステップＳ１００３では、測定エリアＬの信号Ｐ（Ｌ）に対応する距離がＤ１以下の場合はステップＳ１００６へと進み、測定エリアＬを選択する。ステップＳ１００３にて信号Ｐ（Ｌ）に対応する距離がＤ１より大きい場合は、ステップＳ１００４へと進む。
【００３２】
ステップＳ１００４では、測定エリアＲの信号Ｐ（Ｒ）に対応する距離がＤ２以下の場合はステップＳ１００７へと進み測定エリアＲを選択する。ステップＳ１００４にて測定エリアＲの信号Ｐ（Ｒ）に対応する距離がＤ２以上の場合は、ステップＳ１００５へと進み測定エリアＣを選択する。ここで、測定エリアＣを選択するのは、上述のようにやはり測定エリアＣを他の測定エリアよりも優先するためである。したがって、図１０のフローでは、Ｓ１００３において測定エリアＬ、Ｓ１００４において測定エリアＲについて判断したが、この順番は逆でもよい。すなわち、Ｓ１００３において測定エリアＲ、Ｓ１００４において測定エリアＬについて判断してもよい。この場合には、測定エリアＲの方が測定エリアＬよりも優先されることになる。
【００３３】
このように測定測地エリアＣが優先されるということは、本実施例では、被写体距離３ｍが優先されるということになる。
【００３４】
ステップＳ１００５、ステップＳ１００６、ステップＳ１００７で測定エリアを選択してＸに代入したあとは、ステップＳ１００８へと進み、サブルーチンから復帰する。
【００３５】
＜第２実施例＞
図１１は、本発明の第２の実施例のエリア選択アルゴリズムを表したフローチャートである。エリア選択２のサブルーチンも、図４のステップＳ４０５で実行されるエリア選択のアルゴリズムの例である。
【００３６】
ステップＳ１１０１から開始して、ステップＳ１１０２では、測定エリアＬのクロス率ＬＣ（Ｐ（Ｌ））と、測定エリアＲのクロス率ＲＣ（Ｐ（Ｒ））の大小比較を行う。クロス率ＬＣ（Ｐ（Ｌ））は、測定エリアＬの信号Ｐ（Ｌ）に対応する距離における測定エリアＬのクロス率である。また、クロス率ＲＣ（Ｐ（Ｒ））は、測定エリアＲの信号Ｐ（Ｃ）に対応する距離における測定エリアＲのクロス率である。そして、クロス率ＬＣ（Ｐ（Ｌ））の方が大きい場合はステップＳ１１０３へ進み、小さい場合はステップＳ１１０４へと進む。
【００３７】
ステップＳ１１０３では、測定エリアＣのクロス率ＣＣ（Ｐ（Ｃ））が測定エリアＬのクロス率ＬＣ（Ｐ（Ｃ））よりも小さいときはステップＳ１１０５に進み測定エリアＬを選択する。クロス率ＬＣ（Ｐ（Ｌ））は、測定エリアＣの信号Ｐ（Ｃ）に対応する距離における測定エリアＣのクロス率である。一方、クロス率ＣＣ（Ｐ（Ｃ））がクロス率ＬＣ（Ｐ（Ｃ））より大きいときは、ステップＳ１１０６へと進み測定エリアＣを選択する。
【００３８】
ステップＳ１１０４では、測定エリアＣのクロス率ＣＣ（Ｐ（Ｃ））が測定エリアＲのクロス率ＲＣ（Ｐ（Ｒ））よりも小さいときはステップＳ１１０７に進み測定エリアＲエリアを選択する。一方、測定エリアＣのクロス率ＣＣ（Ｐ（Ｃ））が測定エリアＲのクロス率ＲＣ（Ｐ（Ｒ））より大きいときは、ステップＳ１１０６へと進み測定エリアＣを選択する。ステップＳ１１０５、ステップＳ１１０６、ステップＳ１１０７で測定エリアエリアを選択してＸに代入したあとは、ステップＳ１００８へと進み、サブルーチンから復帰する。
【００３９】
このようにクロス率を考慮することにより、検出エリアに対して重なり具合の高い測定エリアを選択することができる。したがって、検出エリアから抽出した高周波成分を利用した合焦位置の判断と測定エリアでの合焦位置の判断との一致の可能性が高く、スムーズな焦点調節制御を行うことができる。
【００４０】
なお、上記実施例において、図１２に示すように、ズーム制御２１３での焦点距離や電子ズームを考慮してもよい。図１２は、図６に対応するパララックスを説明する図であり、６１２’、６１３’、及び６１４’の被写体が６１２、６１３、及び６１４の被写体よりも６０２〜６０４の被写体に対して相対的に小さい。すなわち、図１２では、図６に対して、撮影画角が広角側にある関係を示す。このように撮影画角が広角側にある場合には、クロス率が高くなる性質を有しているため、図９で説明した距離に対するクロス率の関係を示すパラメータを撮影画角ごとに有するようにしてもよい。また、重なり具合が高くなる広角側では、測定エリアＬ，Ｃ，Ｒから特定の測定エリアを選択せずに全部を使ってそれぞれの被写体距離に関する情報を利用して焦点調節をしてもよい。撮影画角が望遠側の場合に、上述したような測定エリアの選択をするようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施例では、距離を測定する直接測距ＡＦ方式の一例として、外測の位相差検出で説明しているが、被写体に投光した赤外線を受光することで、三角測距の原理から被写体の距離を求める赤外ＡＦでも構わない。
【００４２】
また、本実施例では、ＡＦ合焦度信号ＩＦＡを撮像信号から生成する例を示したが、位相差検出信号Ｐ（Ｘ）から生成した合焦度信号を使用しても構わない。
【００４３】
また、上記実施例では、測定エリアとして３つとしたが、それに限らない。また、選択フローとして１つの測定エリアを選択することとしたが、２以上の測定エリアを選択するようにしてもよい。
【００４４】
以上説明した自動焦点検出技術によれば、従来に比べて画期的に所望の被写体に的確にピントを合わせることが可能になり、スムーズでかつ高速な自動焦点検出が可能になると共に、高精度に合焦点を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例の概念を説明する図である。
【図２】実施例のシステムの構成を表す図である。
【図３】実施例のシステムの一部の構成図である。
【図４】自動焦点調節動作を説明するフローチャートである。
【図５】直接測定ＡＦモジュールを説明する図である。
【図６】パララックスを説明する図である。
【図７】パララックスの各距離ごとの位置関係を説明する図である。
【図８】検出エリアと測定エリアとの重なり具合を説明する図である。
【図９】クロス率の被写体距離による変化を説明するグラフである。
【図１０】第１実施例を説明するフローチャートである。
【図１１】第２実施例を説明するフローチャートである。
【図１２】パララックスを説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
２０１  レンズユニット
２１１  ズームレンズ
２１３  ズーム制御
２３１  フォーカスレンズ
２３２  フォーカスモータ
２３３  フォーカス制御
２３４  ＡＦ信号処理回路
２４１  撮像素子
２４２  撮像信号処理
２５１  メインＣＰＵ
２５４  ＲＡＭ
【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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