(57)【要約】【課題】後ピン錯覚の発生を防ぐようにした焦点検出装置を得る。【解決手段】ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ８３から撮影レンズ８１の開放Ｆ値、ならびに焦点距離を示す情報をそれぞれ入力し、合焦ゾーンを次のように算出する。１．開放Ｆ値が１より小のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを２０μｍにする。２．開放Ｆ値が４より大のとき、ＦｒＷを５０μｍにする。３．開放Ｆ値が１以上〜４以下の範囲では、２０μｍ〜５０μｍの間で開放Ｆ値に応じた値にする。４．焦点距離が２０ｍｍより短いとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷをＦｒＷの１／４にする。５．焦点距離が８０ｍｍより長いとき、ＲｒＷを幅ＦｒＷと同一幅にする。６．焦点距離が２０ｍｍ以上〜８０ｍｍ以下の範囲では、ＦｒＷの１／４からＦｒＷの間で焦点距離に応じた値にする。ＣＰＵ５１は、モータ５４を駆動制御してデフォーカス量が合焦ゾーン内に収まるようにフォーカスレンズを移動させる。【選択図】図１
2004341197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズのデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
前記撮影レンズの合焦を判定するための前記撮影レンズによる合焦時のデフォーカス量（基準デフォーカス量）に対して前ピン側に設定された第１偏差と、前記基準デフォーカス量に対して後ピン側に設定された第２偏差とを合焦判定範囲として設定する合焦判定範囲設定手段と、
前記撮影レンズの焦点距離、撮影倍率、撮影画面内のデフォーカス分布、および撮影画面内のコントラスト分布の少なくとも１つに応じて前記第２偏差を減少させるように前記合焦判定範囲設定手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記制御手段は、前記撮影レンズの焦点距離に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、前記焦点距離が所定の焦点距離より短いとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さくすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記制御手段は、前記撮影レンズの焦点距離に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、前記焦点距離が前記所定の焦点距離より長いとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の焦点検出装置において、
前記合焦判定範囲設定手段は、
（１）前記焦点距離が第１の焦点距離より短いとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さい所定の偏差にし、
（２）前記焦点距離が前記第１の焦点距離より長い第２の焦点距離よりさらに長いとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とし、
（３）前記焦点距離が前記第１の焦点距離から前記第２の焦点距離の範囲では、前記第２偏差を前記（１）による値から前記（２）による値の間で前記焦点距離に応じた値にすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の焦点検出装置において、
前記制御手段は、前記撮影レンズの撮影倍率に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、前記撮影倍率が所定の倍率より低いとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さくすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の焦点検出装置において、
前記制御手段は、前記撮影レンズの撮影倍率に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、前記撮影倍率が前記所定の倍率より高いとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の焦点検出装置において、
前記合焦判定範囲設定手段は、
（１）前記撮影倍率が第１の倍率より低いとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さい所定の偏差にし、
（２）前記撮影倍率が前記第１の倍率より高い第２の倍率よりさらに高いとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とし、
（３）前記撮影倍率が前記第１の倍率から前記第２の倍率の範囲では、前記第２偏差を前記（１）による値から前記（２）による値の間で前記撮影倍率に応じた値にすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、撮影画面内の複数の領域でそれぞれデフォーカス量を検出し、
前記制御手段は、前記撮影画面内のデフォーカス量の分布に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、主要被写体に対するデフォーカス量と、前記主要被写体以外の被写体に対するデフォーカス量のうち最遠方を示すデフォーカス量との差（デフォーカス量差）について、前記デフォーカス量差が所定の値より小さいとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さくすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、撮影画面内の複数の領域でそれぞれデフォーカス量を検出し、
前記制御手段は、前記撮影画面内のデフォーカス量の分布に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、前記デフォーカス量差が前記所定の値より大きいとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の焦点検出装置において、
前記合焦判定範囲設定手段は、
（１）前記デフォーカス量差が第１の値より小さいとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さい所定の偏差にし、
（２）前記デフォーカス量差が前記第１の値より大きい第２の値よりさらに大きいとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とし、
（３）前記デフォーカス量差が前記第１の値から前記第２の値の範囲では、前記第２偏差を前記（１）による値から前記（２）による値の間で前記デフォーカス量差に応じた値にすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の焦点検出装置において、
前記制御手段は、前記撮影画面内のコントラスト分布に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、主要被写体に対応するコントラスト情報と、前記主要被写体以外の被写体に対応するコントラスト情報のうち最大を示すコントラスト情報との比（コントラスト比）について、前記コントラスト比が所定の値より大きいとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さくすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の焦点検出装置において、
前記制御手段は、前記撮影画面内のコントラスト分布に応じて前記合焦判定範囲設定手段を制御し、
前記合焦判定範囲設定手段は、前記コントラスト比が前記所定の値より小さいとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の焦点検出装置において、
前記合焦判定範囲設定手段は、
（１）前記コントラスト比が第１の値より小さいとき、前記第２偏差を前記第１偏差とほぼ同程度とし、
（２）前記コントラスト比が前記第１の値より大きい第２の値よりさらに大きいとき、前記第２偏差を前記第１偏差より小さい所定の偏差にし、
（３）前記コントラスト比が前記第１の値から前記第２の値の範囲では、前記第２偏差を前記（１）による値から前記（２）による値の間で前記コントラスト比に応じた値にすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の焦点検出装置と、
前記焦点検出手段により検出されるデフォーカス量が前記合焦判定範囲内に収まるように前記撮影レンズに対するレンズ駆動を指示するレンズ駆動指示手段とを有することを特徴とするオートフォーカスカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焦点調節を自動で行う焦点検出装置およびオートフォーカスカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮影レンズを通過した光束を用いて撮影レンズの焦点調節状態、すなわちデフォーカス量を検出し、検出したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させることにより自動的にピント合わせを行うオートフォーカスカメラが知られている。デフォーカス量は、フォーカスレンズの合焦位置からのズレ量およびその方向を示す。一般に、ノイズなどに起因する焦点検出演算結果のバラツキや、進退駆動したフォーカスレンズの停止精度等により、デフォーカス量を完全に０にすることは困難である。そこで、デフォーカス量＝０を基準とする所定範囲（たとえば、±７０μｍ）内にピント合わせできれば合焦と見なされる。この所定範囲（深度）は合焦ゾーン（合焦判定範囲）と呼ばれる。このような合焦ゾーンに関して以下の技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−２９８９６号公報
【特許文献２】
特開平５−５８２８号公報
【特許文献３】
特開昭５７−７２１１２号公報
【０００４】
特許文献１のものは、被写体に対応するコントラストが低い場合に合焦ゾーンを広くするものである。特許文献２のものは、フォーカスレンズを駆動する向きよって合焦ゾーンを変えるものである。特許文献３のものは、撮影レンズの開放Ｆ値もしくは焦点距離によって合焦ゾーンを変えるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
主要被写体が人の顔のように比較的低コントラストであり、背景の被写体がビルの窓のように高コントラストである場合には、主要被写体が合焦ゾーン内に入って当該被写体にピントが合っているにもかかわらず、高コントラストの背景に影響されて画面全体を見ると主要被写体に対して後ピンであるように錯覚することがある。このような錯覚を後ピン錯覚と呼ぶ。従来は、このような後ピン錯覚に対処する焦点検出装置がなかった。
【０００６】
本発明は、後ピン錯覚の発生を防ぐようにした焦点検出装置およびオートフォーカスカメラを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による焦点検出装置は、撮影レンズのデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、撮影レンズの合焦を判定するための撮影レンズによる合焦時のデフォーカス量（基準デフォーカス量）に対して前ピン側に設定された第１偏差と、基準デフォーカス量に対して後ピン側に設定された第２偏差とを合焦判定範囲として設定する合焦判定範囲設定手段と、撮影レンズの焦点距離、撮影倍率、撮影画面内のデフォーカス分布、および撮影画面内のコントラスト分布の少なくとも１つに応じて第２偏差を減少させるように合焦判定範囲設定手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、制御手段は、撮影レンズの焦点距離に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、焦点距離が所定の焦点距離より短いとき、第２偏差を第１偏差より小さくすることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、制御手段は、撮影レンズの焦点距離に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、焦点距離が所定の焦点距離より長いとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の焦点検出装置において、合焦判定範囲設定手段は、（１）焦点距離が第１の焦点距離より短いとき、第２偏差を第１偏差より小さい所定の偏差にし、（２）焦点距離が第１の焦点距離より長い第２の焦点距離よりさらに長いとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とし、（３）焦点距離が第１の焦点距離から第２の焦点距離の範囲では、第２偏差を（１）による値から（２）による値の間で焦点距離に応じた値にすることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の焦点検出装置において、制御手段は、撮影レンズの撮影倍率に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、撮影倍率が所定の倍率より低いとき、第２偏差を第１偏差より小さくすることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の焦点検出装置において、制御手段は、撮影レンズの撮影倍率に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、撮影倍率が所定の倍率より高いとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の焦点検出装置において、合焦判定範囲設定手段は、（１）撮影倍率が第１の倍率より低いとき、第２偏差を第１偏差より小さい所定の偏差とし、（２）撮影倍率が第１の倍率より高い第２の倍率よりさらに高いとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とし、（３）撮影倍率が第１の倍率から第２の倍率の範囲では、第２偏差を（１）による値から（２）による値の間で撮影倍率に応じた値にすることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の焦点検出装置において、焦点検出手段は、撮影画面内の複数の領域でそれぞれデフォーカス量を検出し、制御手段は、撮影画面内のデフォーカス量の分布に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、主要被写体に対するデフォーカス量と、主要被写体以外の被写体に対するデフォーカス量のうち最遠方を示すデフォーカス量との差（デフォーカス量差）について、デフォーカス量差が所定の値より小さいとき、第２偏差を第１偏差より小さくすることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の焦点検出装置において、焦点検出手段は、撮影画面内の複数の領域でそれぞれデフォーカス量を検出し、制御手段は、撮影画面内のデフォーカス量の分布に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、デフォーカス量差が所定の値より大きいとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の焦点検出装置において、合焦判定範囲設定手段は、（１）デフォーカス量差が第１の値より小さいとき、第２偏差を第１偏差より小さい所定の偏差にし、（２）デフォーカス量差が第１の値より大きい第２の値よりさらに大きいとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とし、（３）デフォーカス量差が第１の値から第２の値の範囲では、第２偏差を（１）による値から（２）による値の間でデフォーカス量差に応じた値にすることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の焦点検出装置において、制御手段は、撮影画面内のコントラスト分布に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、主要被写体に対応するコントラスト情報と、主要被写体以外の被写体に対応するコントラスト情報のうち最大を示すコントラスト情報との比（コントラスト比）について、コントラスト比が所定の値より大きいとき、第２偏差を第１偏差より小さくすることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の焦点検出装置において、制御手段は、撮影画面内のコントラスト分布に応じて合焦判定範囲設定手段を制御し、合焦判定範囲設定手段は、コントラスト比が所定の値より小さいとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とすることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の焦点検出装置において、合焦判定範囲設定手段は、（１）コントラスト比が第１の値より小さいとき、第２偏差を第１偏差とほぼ同程度とし、（２）コントラスト比が第１の値より大きい第２の値よりさらに大きいとき、第２偏差を第１偏差より小さい所定の偏差にし、（３）コントラスト比が第１の値から第２の値の範囲では、第２偏差を（１）による値から（２）による値の間でコントラスト比に応じた値にすることを特徴とする。
本発明によるオートフォーカスカメラは、請求項１〜１３のいずれかに記載の焦点検出装置と、焦点検出手段により検出されるデフォーカス量が合焦判定範囲内に収まるように撮影レンズに対するレンズ駆動を指示するレンズ駆動指示手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第一の実施の形態）
図１は、本発明の第一の実施の形態による焦点検出装置を搭載した一眼レフオートフォーカスカメラを側面から見た図である。図１において、カメラ本体５０に着脱可能な交換レンズ８０が装着されている。被写体からの光束は、撮影レンズ８１を通過した後、メインミラー６１で一部が上方に反射されてファインダースクリーン６３上に結像され、ペンタプリズム６４および接眼レンズ６５を介して撮影者によって観察される。被写体光束の他の一部はメインミラー６１を透過してサブミラー６２で下方に反射され、焦点検出用の光束として焦点検出モジュール５２へ導かれる。
【０００９】
ＣＰＵ５１は、焦点検出演算部２、合焦ゾーン設定部１、およびモータ駆動制御部３を含む。焦点検出演算部２は、焦点検出モジュール５２から出力される信号を用いて後述する焦点検出演算を実行し、撮影レンズ８１によるデフォーカス量［μｍ］を算出する。合焦ゾーン設定部１は、交換レンズ８０内に備えられているレンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）が出力するレンズ情報等に基づいて、合焦ゾーンを設定する。モータ駆動制御部３は、焦点検出演算部２が算出したデフォーカス量と、合焦ゾーン設定部１が設定した合焦ゾーンとに基づいて、モータ５４を駆動制御し、撮影レンズ８１が合焦状態となるように不図示のフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させる。
【００１０】
撮影時には、メインミラー６１が上方に跳ね上げられてメインミラー６１およびサブミラー６２がファインダー方向に退避する。撮影レンズ８１によって形成される光像は、撮像素子５３上に結像する。撮像素子５３は、たとえば、二次元ＣＣＤイメージセンサによって構成され、撮像面上の被写体像を撮像する。
【００１１】
本実施の形態では、オートフォーカスカメラ５０が位相差検出方式による焦点検出演算を行う。図２は、焦点検出モジュール５２の構成を説明する図である。図２において、焦点検出用の光束のうち撮影レンズ１００の領域１０１を介して入射した光束は、視野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０１および再結像レンズ５０１を通り、イメージセンサアレイ６００のＡ列上に結像する。
【００１２】
同様に、焦点検出用の光束のうち撮影レンズ１００の領域１０２を介して入射した光束は、視野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０２および再結像レンズ５０２を通り、イメージセンサーアレイ６００のＢ列上に結像する。これらイメージセンサーアレイ６００のＡ列、Ｂ列上に結像した一対の被写体像は、撮影レンズ１００が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦時には、イメージセンサーアレイ６００のＡ列、Ｂ列上の一対の被写体像が相対的に一致する。したがって、一対の被写体像をイメージセンサーアレイ６００のＡ列、Ｂ列のそれぞれで光電変換して電気信号に変え、一対の被写体像を示す信号を演算処理してＡ列およびＢ列間の被写体像の相対位置ズレ量を求めることにより、撮影レンズ１００の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。
【００１３】
イメージセンサーアレイ６００のＡ列、Ｂ列用の再結像レンズ５０１、５０２による投影像は、予定焦点面近傍で重なる。投影像が重なる領域は、撮影画面における焦点検出モジュール５２の焦点検出領域に対応する。
【００１４】
イメージセンサアレイ６００は、入射光の強さに応じた信号を出力する複数の光電変換素子を一次元的に並べたセンサーアレイ（たとえば、ＣＣＤラインセンサ）によって構成される。ＣＰＵ５１は、被写体の輝度が低くてイメージセンサーアレイ６００に入射する光量が少ない場合は、イメージセンサーアレイ６００の電荷蓄積時間を長く設定し、被写体の輝度が高くてイメージセンサーアレイ６００に入射する光量が多い場合は、電荷蓄積時間を短く設定する。電荷蓄積時間を変化させることにより、イメージセンサー６００の出力信号レベルが焦点検出演算処理に適した信号レベルに調整される。
【００１５】
ＣＰＵ５１は、デフォーカス量の演算処理を以下のように行う。イメージセンサーアレイ６００のＡ列およびＢ列の出力信号を、それぞれデータ列ａ［１］，ａ［２］，．．．，ａ［ｎ］、データ列ｂ［１］，ｂ［２］，．．．ｂ［ｎ］で表すと、Ａ列の出力信号波形は図３（ａ）で、Ｂ列の出力信号波形は図３（ｂ）で、それぞれ表される。図３（ａ）、（ｂ）は、横軸が各センサーアレイの画素番号（１〜ｎ）を表し、縦軸が画素単位の出力信号を表す。デフォーカス量演算では、これら一対のデータ列のうち所定範囲のデータを相対的に所定データ数Ｌずつシフトさせながら、次式（１）により相関量Ｃ［Ｌ］の演算を行う。最大シフト数をｌｍａｘとすると、Ｌの範囲は−ｌｍａｘから＋ｌｍａｘとなる。
【数１】
2004341197.tif 000003
ただし、Ｌ＝−ｌｍａｘ，．．．，−２，−１，０，１，２，．．．，ｌｍａｘであり、上述のごとくデータ列のシフト量に当たる整数である。
【００１６】
初項ｋと最終項ｒは、たとえば、次式（２）の如く、シフト量Ｌに依存して変化させる。
【数２】
2004341197.tif 000004
ここでｋ０、ｒ０はシフト量Ｌが０の時の初項と最終項である。
【００１７】
図４は、上式（２）によって初項ｋおよび最終項ｒを変化させる場合の、上式（１）においてＡ列、Ｂ列のデータ列の差分の絶対値を算出する組み合わせ、ならびに差分の絶対値を加算する演算範囲を例示する図である。図４において、シフト量Ｌの変化に伴い、Ａ列、Ｂ列のデータ列の相関演算に使用する範囲にズレが生じている。
【００１８】
初項ｋおよび最終項ｒを、シフト量Ｌにかかわらず一定にするようにしてもよい。この場合には、Ａ列およびＢ列のうち一方のデータ列の相関演算に使用する範囲が常に一定となり、他方のデータ列の演算使用範囲のみがズレる。
【００１９】
相対位置ズレ量は、一対のデータ列が一致したときのシフト量Ｌとなる。ＣＰＵ５１は、相関量Ｃ［Ｌ］の中で極小値を与えるシフト量を検出し、このシフト量に対して所定の定数を掛けてデフォーカス量を算出する。したがって、最大シフト数ｌｍａｘが大きいほど、大きなデフォーカス量を検出できる。
【００２０】
相関量Ｃ［Ｌ］は、図３（ｃ）に示すように離散的な値をとる。すなわち、検出可能なデフォーカス量の最小単位は、イメージセンサーアレイ６００を構成する光電変換素子の画素ピッチ幅によって制限される。そこで、図３（ｃ）で示される離散的な相関量Ｃ［Ｌ］に対し、次式（３）、（４）による３点内挿演算を行って相関量カーブの極小点に対応するシフト量Ｌｓを算出する（図５）。図５においてシフト量Ｌｓは、相関量Ｃ［Ｌ］の最小点Ｃ［Ｌｅ］と点Ｃ［Ｌｅ−１］とを通る傾きαの直線と、点Ｃ［Ｌｅ＋１］を通る傾き−αの直線との交点に対応する。シフト量Ｌｓに対応する相関量の極小値を、真の極小値Ｃｅｘとする。
【００２１】
【数３】
2004341197.tif 000005
ただし、Ｅはスロープである。ＭＡＸ｛Ｃａ，Ｃｂ｝は、ＣａおよびＣｂのうち大きい方を選択する演算を表す。
【数４】
Ｌｓ＝Ｌｅ＋ＤＬ／Ｅ                                  （４）
【００２２】
デフォーカス量ＤＦは、シフト量Ｌｓを用いて次式（５）によって算出される。
【数５】
ＤＦ＝Ｋｆ×Ｌｓ                                    （５）
ただし、Ｋｆは図２の光学系およびイメージセンサーアレイ６００の光電変換素子の画素ピッチ幅によってあらかじめ決定される定数である。
【００２３】
ＣＰＵ５１は、デフォーカス量ＤＦについて次式（６）を用いて信頼性判定する。
【数６】
2004341197.tif 000006
ただし、数値Ｅ１、Ｇ１はそれぞれ所定の判定閾値である。スロープＥは、値が大きいほどコントラストが高く信頼性が高いことを示す。相関量の極小値Ｃｅｘは、一対のデータ列が最も一致するときの差分であり、理論的に０となる。しかしながら、実際にはノイズの影響、領域１０１および領域１０２間で生じる視差に起因して一対の被写体像間に微妙な差が生じるので０にならない。そこで、Ｃｅｘ／Ｅを判定閾値Ｇ１と比較することにより、真のデフォーカス量が得られているか否かの判定を行う。Ｃｅｘ／Ｅが０に近いほど、一対のデータ列の一致度が高く、信頼性が高いことを示す。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、上式（６）の両式が成立する場合に信頼性有りを判定し、少なくとも一方が成立しない場合に信頼性無しを判定する。信頼性有りの場合は、デフォーカス量ＤＦが真のデフォーカス量を示しているとみなす。信頼性無しの場合は、ノイズ等によって生じた相関量の揺らぎの影響を受けているおそれがあるとみなす。
【００２５】
なお、スロープＥの代わりに一対のデータ列の一方に関するコントラストを算出し、これを用いて信頼性判定を行ってもよい。
【００２６】
本実施の形態では、上式（１）〜上式（６）の相関演算、補間演算、および信頼性判定をまとめて焦点検出演算と呼ぶ。また、スロープＥをコントラスト情報Ｅと呼ぶことにする。ＣＰＵ５１は、焦点検出演算に関して信頼性有りを判定すると、デフォーカス量ＤＦに基づくフォーカスレンズの駆動を行う。一般に、ノイズに起因する焦点検出演算結果のバラツキや、進退駆動したフォーカスレンズの停止精度等により、デフォーカス量ＤＦ＝０まで追い込むことは困難である。そこで、ＣＰＵ５１は、デフォーカス量ＤＦ＝０を基準とする所定範囲（合焦ゾーン）内に追い込めれば合焦と見なし、フォーカスレンズの進退駆動を停止する。本説明では、デフォーカス量ＤＦ＝０より前ピン側のゾーン幅と、デフォーカス量ＤＦ＝０より後ピン側のゾーン幅とを合わせて合焦ゾーンと呼ぶ。
【００２７】
本発明は、上記合焦ゾーンの設定に特徴を有する。第一の実施の形態では、カメラ本体５０にマウントされている交換レンズ８０が有するレンズ８１の焦点距離に基づいて、ＣＰＵ５１が合焦ゾーンの後ピン側を設定する。一般に、撮影レンズ８１の焦点距離が短いほど被写界深度が大きいので、主要被写体とその背景間のデフォーカス量の差は小さくなる。したがって、焦点距離が短いほど後ピン錯覚が生じる可能性が高い。そこで、焦点距離が短い場合には合焦ゾーンの後ピン側ゾーン幅を初期の設定よりも狭く設定する（減少させる）。
【００２８】
ＣＰＵ５１で行われる第一の実施の形態による焦点検出演算処理について、図６および図７のフローチャートを参照して説明する。焦点検出演算処理は、たとえば、不図示のレリーズボタンが半押し操作されると起動する。図６のステップＳ１において、ＣＰＵ５１は、焦点検出モジュール５２のイメージセンサーアレイ６００から出力信号を取り込んでステップＳ２へ進む。
【００２９】
ステップＳ２において、ＣＰＵ５１は、焦点検出演算を実行してデフォーカス量ＤＦを算出し、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ＣＰＵ５１は、合焦ゾーンを設定してステップＳ４へ進む。合焦ゾーンを設定する処理の詳細については後述する。
【００３０】
ステップＳ４において、ＣＰＵ５１は信頼性判定を行う。ＣＰＵ５１は、信頼性有りを判定するとステップＳ４を肯定判定してステップＳ５へ進み、信頼性無しを判定するとステップＳ４を否定判定してステップＳ７へ進む。ステップＳ７へ進む場合は、フォーカスレンズの進退駆動を行わない。
【００３１】
ステップＳ５において、ＣＰＵ５１は、デフォーカス量ＤＦが合焦ゾーン以内であるか否かを判定する。ＣＰＵ５１は、デフォーカス量ＤＦが合焦ゾーン内（すなわち、焦点深度内）にある場合にステップＳ５を肯定判定してステップＳ７へ進み、合焦ゾーンから外れている場合にステップＳ５を否定判定し、ステップＳ６へ進む。ステップＳ７へ進む場合は、フォーカスレンズの進退駆動を行わない。
【００３２】
ステップＳ６において、ＣＰＵ５１は、デフォーカス量ＤＦだけフォーカスレンズを移動するようにモータ５４の駆動を制御してステップＳ７へ進む。ステップＳ７において、ＣＰＵ５１は、終了操作が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ５１は、不図示のレリーズボタンの半押し操作が解除されるとステップＳ７を肯定判定し、図６による処理を終了する。ＣＰＵ５１は、レリーズボタンの半押し操作が解除されない場合は、ステップＳ７を否定判定してステップＳ１へ戻り、以上の焦点検出処理を繰り返す。
【００３３】
合焦ゾーンを設定する処理の詳細について、図７のフローチャートを参照して説明する。図７のステップＳ１１において、ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐを示す情報を入力し、ステップＳ１２へ進む。ここで、開放絞り値Ａｐはアペックス値で示されている。ステップＳ１２において、ＣＰＵ５１は、開放絞り値Ａｐを用いて次式（７）によって合焦ゾーンの前ピン側ゾーン幅ＦｒＷ［μｍ］を算出し、ステップＳ１３へ進む。
【数７】
2004341197.tif 000007
【００３４】
図８は、上式（７）で算出される前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを示す図である。図８において、開放絞り値Ａｐが１〜４の範囲では、開放絞り値Ａｐが小さくなる（すなわち、明るく焦点深度が浅い）ほどＦｒＷが２０μｍに近づき、開放絞り値Ａｐが大きくなる（すなわち、焦点深度が深い）ほどＦｒＷが２５μｍに近づく。
【００３５】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）８３から撮影レンズ８１の焦点距離Ｆｍ［ｍｍ］を示す情報を入力し、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ５１は、焦点距離Ｆｍを用いて次式（８）によって合焦ゾーンの後ピン側ゾーン幅ＲｒＷ［μｍ］を算出し、図７による処理を終了する。
【数８】
ＲｒＷ＝αＦ×ＦｒＷ                                （８）
ただし、Ｆｍ＜２０のとき、係数αＦ＝０．２５
２０≦Ｆｍ≦８０のとき、  係数αＦ＝Ｆｍ×０．２５／２０
８０＜Ｆｍのとき、        係数αＦ＝１
図９は、上式（８）で算出される後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを示す図である。図９において、焦点距離Ｆｍが２０〜８０の範囲では、焦点距離が短かくなるにつれてＲｒＷがＦｒＷ×１／４に近づき、焦点距離が長くなるにつれてＲｒＷがＦｒＷに近づく。
【００３６】
以上説明した第一の実施の形態についてまとめる。
（１）ＣＰＵ５１は、交換レンズ８０のレンズＣＰＵ８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐ、ならびに撮影レンズ８１の焦点距離Ｆｍ［ｍｍ］を示す情報をそれぞれ入力し（ステップＳ１１、Ｓ１３）、合焦ゾーンを次のように算出する（ステップＳ１２、Ｓ１４）。
１．開放Ｆ値Ａｐが１より小のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを２０μｍにする。
２．開放Ｆ値Ａｐが４より大のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを５０μｍにする。
３．開放Ｆ値が１以上〜４以下の範囲では、２０μｍ〜５０μｍの間で開放Ｆ値に応じた値にする。
４．焦点距離Ｆｍが２０ｍｍより短いとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４にする。
５．焦点距離Ｆｍが８０ｍｍより長いとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にする。
６．焦点距離Ｆｍが２０ｍｍ以上〜８０ｍｍ以下の範囲では、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４および前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの間で焦点距離に応じた値にする。
【００３７】
（２）ＣＰＵ５１は、焦点検出モジュール５２による一対の被写体像に基づいてデフォーカス量ＤＦを求め（ステップＳ２）、モータ５４を駆動制御してフォーカスレンズを合焦位置へ移動させる（ステップＳ６）。
【００３８】
上記（１）、（２）によれば、後ピン錯覚が生じやすい場合、たとえば、焦点距離ｆ＝２０ｍｍ、開放Ｆ値２．８（アペックス値Ａｐ＝３）の広角レンズを使用する場合に、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷが４０μｍに、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷが１０μｍに、それぞれ設定される。これにより、デフォーカス量ＤＦ＝０に対して後ピン側でフォーカスレンズが停止する確率を低くできる上に、フォーカスレンズが後ピン側で停止した場合でもデフォーカス量を１０μｍ以内に小さく抑えられるので、後ピン錯覚の発生を防止することができる。一方、後ピン錯覚が生じにくい場合、たとえば、焦点距離ｆ＝８５ｍｍ、開放Ｆ値２．０（アペックス値Ａｐ＝２）の望遠レンズを使用する場合には、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷ、および後ピン側ゾーン幅ＲｒＷがともに３０μｍに設定される。ゾーン幅がデフォーカス量ＤＦ＝０に対して前後対称で広くされるので、素早い合焦動作を行う事ができる。
【００３９】
以上の説明では、開放Ｆ値Ａｐに応じて前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを変化させるようにしたが、変化させずに一定値にしてもよい。
【００４０】
開放Ｆ値Ａｐおよび前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの関係は、ステップＳ１２において例示した数値どおりでなくてもよく、適宜設定してよい。
【００４１】
焦点距離Ｆｍが８０ｍｍより長いとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にしたが、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷより若干大きくてもよい。
【００４２】
焦点距離Ｆｍ［ｍｍ］および上式（８）の係数αＦの関係は、ステップＳ１４において例示した数値どおりでなくてもよく、適宜設定してよい。
【００４３】
（第二の実施の形態）
第二の実施の形態は、カメラ本体５０にマウントされている交換レンズ８０が有するレンズ８１の焦点距離および撮影距離（被写体距離）から撮影倍率を算出し、この撮影倍率に基づいて合焦ゾーンの後ピン側を設定するものである。撮影倍率は、たとえば、焦点距離ｆ／（被写体距離Ｉ−焦点距離ｆ）で表す。
【００４４】
焦点距離が短くても撮影距離が近くて撮影倍率が高ければ、主要被写体と背景間のデフォーカス量の差が大きくなり、後ピン錯覚が生じにくい。また、焦点距離が長いレンズであっても撮影距離が遠くて撮影倍率が低ければ、主要被写体と背景間のデフォーカス量の差が小さくり、後ピン錯覚が生じる可能性が高まる。そこで、撮影倍率が低い場合に合焦ゾーンの後ピン側ゾーン幅を初期の設定よりも狭く設定する。
【００４５】
合焦ゾーンを設定する処理の詳細について、図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０による処理は、第一の実施の形態による図７の処理に代えて行う。図１０のステップＳ２１において、ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐを示す情報を入力し、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、ＣＰＵ５１は、開放絞り値Ａｐを用いて上式（７）によって合焦ゾーンの前ピン側ゾーン幅ＦｒＷ［μｍ］を算出し、ステップＳ２３へ進む。ステップＳ２２およびステップＳ２３は、それぞれ図７のステップＳ１１およびステップＳ１２と同一である。
【００４６】
ステップＳ２３において、ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）８３から撮影レンズ８１の焦点距離Ｆｍ、およびその時点でのフォーカスレンズ位置Ｌｐ［ｍ］を示す情報をそれぞれ入力し、ステップＳ２４へ進む。レンズ位置Ｌｐは、当該レンズ位置において合焦している撮影距離を表す。ステップＳ２４において、ＣＰＵ５１は、焦点距離Ｆｍおよびレンズ位置Ｌｐを用いて次式（９）によって撮影倍率Ｖｐを算出し、ステップＳ２５へ進む。
【数９】
Ｖｐ＝Ｆｍ／（１０００×Ｌｐ−２×Ｆｍ）            （９）
【００４７】
ステップＳ２５において、ＣＰＵ５１は、撮影倍率Ｖｐを用いて次式（１０）によって合焦ゾーンの後ピン側ゾーン幅ＲｒＷ［μｍ］を算出し、図１０による処理を終了する。
【数１０】
ＲｒＷ＝αＶ×ＦｒＷ                                （１０）
ただし、Ｖｐ＜１／１００のとき、  係数αＶ＝０．２５
１／１００≦Ｖｐ≦１／２５のとき、係数αＶ＝１．２５−１／（Ｖｐ×１００）
１／２５＜Ｖｐのとき、            係数αＶ＝１
図１１は、上式（１０）で算出される後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを示す図である。図１１において、撮影倍率Ｖｐが１／１００〜１／２５の範囲では、撮影倍率が低くなるにつれてＲｒＷがＦｒＷ×１／４に近づき、撮影倍率が高くなるにつれてＲｒＷがＦｒＷに近づく。
【００４８】
以上説明した第二の実施の形態についてまとめる。
（１）ＣＰＵ５１は、交換レンズ８０のレンズＣＰＵ８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐ、撮影レンズ８１の焦点距離Ｆｍ［ｍｍ］、ならびにレンズ位置Ｌｐ［ｍ］を示す情報をそれぞれ入力し（ステップＳ２１、Ｓ２３）、合焦ゾーンを次のように算出する（ステップＳ２２、Ｓ２４）。
１．開放Ｆ値Ａｐが１より小のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを２０μｍにする。
２．開放Ｆ値Ａｐが４より大のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを５０μｍにする。
３．開放Ｆ値が１以上〜４以下の範囲では、２０μｍ〜５０μｍの間で開放Ｆ値に応じた値にする。
４．撮影倍率Ｖｐが１／１００より小のとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４にする。
５．撮影倍率Ｖｐが１／２５より大のとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にする。
６．撮影倍率Ｖｐが１／１００〜１／２５の範囲では、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４および前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの間で撮影倍率に応じた値にする。
【００４９】
（２）ＣＰＵ５１は、焦点検出モジュール５２による一対の被写体像に基づいてデフォーカス量ＤＦを求め（ステップＳ２）、モータ５４を駆動制御してフォーカスレンズを合焦位置へ移動させる（ステップＳ６）。
【００５０】
上記（１）、（２）によれば、たとえば、焦点距離ｆ＝２０ｍｍ、開放Ｆ値２．８（アペックス値Ａｐ＝３）の広角レンズで撮影距離が近距離（０．４４ｍ）の場合に、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷ、および後ピン側ゾーン幅ＲｒＷがともに４０μｍに設定される。一般に、近距離撮影では主要被写体と背景間のデフォーカス量差が大きい事が多く、後ピン錯覚が生じにくい。この場合にゾーン幅をデフォーカス量ＤＦ＝０に対して前後対称で広く設定すると、素早い合焦動作を行う事ができる。一方、たとえば、焦点距離ｆ＝８５ｍｍ、開放Ｆ値２．０（アペックス値Ａｐ＝２）の望遠レンズで撮影距離が１０ｍの場合は、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷが３０μｍに、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷが７．５μｍに、それぞれ設定される。撮影倍率が１／１００より低くなる場合は、主要被写体と背景間のデフォーカス量差が小さい可能性が高く、後ピン錯覚が起きやすい。この場合にデフォーカス量ＤＦ＝０に対して後ピン側でフォーカスレンズが停止する確率を低くし、後ピン側でフォーカスレンズが停止する場合でもデフォーカス量を７．５μｍ以内に小さく抑えることで、後ピン錯覚を防止することができる。
【００５１】
撮影倍率Ｖｐおよび上式（１０）の係数αＶの関係は、ステップＳ２５において例示した数値どおりでなくてもよく、適宜設定してよい。
【００５２】
撮影倍率Ｖｐが１／２５より大のとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にしたが、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷより若干大きくてもよい。
【００５３】
（第三の実施の形態）
第三の実施の形態は、第一の実施の形態および第二の実施の形態に比べて、撮影画面内に複数の焦点検出領域を設け、主要被写体以外の被写体に関するデフォーカス量も用いる点が異なる。本実施の形態では、図１２に示すように、撮影画面内に５つの焦点検出領域Ｆａ１〜Ｆａ５を設ける。各焦点検出領域に対応して、図２の光学系と同様の焦点検出光学系がそれぞれ設けられている。各焦点検出領域で得られる一対のデータ列を用いた焦点検出演算をそれぞれ行うことにより、５つの焦点検出領域Ｆａ１〜Ｆａ５に関するデフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］がそれぞれ算出される。
【００５４】
一般に、焦点検出領域を複数有する場合は、主として合焦させるべき領域を選択する必要がある。この選択には、撮影者が操作部材を操作して選択する方法や、カメラのＣＰＵ５１が複数の焦点検出領域に対応するデフォーカス量のうち最至近を示すデフォーカス量に対応する焦点検出領域を選択する方法などがある。ここでは、図６による処理のステップＳ２において、あらかじめ決められているいずれかの方法で１つの選択デフォーカス量ＤＦｓ（すなわち、１つの選択焦点検出領域）が決定されることとする。また、選択デフォーカス量ＤＦｓは、主要被写体に対するデフォーカス量を表すものとする。
【００５５】
第三の実施の形態は、撮影画面内で複数得られるデフォーカス量、すなわち、デフォーカス量の分布に基づいて合焦ゾーンの後ピン側を設定するものである。主要被写体に対応する選択デフォーカス量ＤＦｓと、最も遠方の被写体に対応するデフォーカス量との差分が小さい場合は、後ピン錯覚が生じる可能性が高い。また、選択デフォーカス量ＤＦｓと、最も遠方の被写体に対応するデフォーカス量との差分が大きい場合には、後ピン錯覚が生じにくい。そこで、上記差分が小さい場合に後ピン側ゾーン幅を初期の設定よりも狭く設定する。
【００５６】
合焦ゾーンを設定する処理の詳細について、図１３のフローチャートを参照して説明する。図１３による処理は、第一の実施の形態による図７の処理に代えて行う。図１３のステップＳ３１において、ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐを示す情報を入力し、ステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２において、ＣＰＵ５１は、開放絞り値Ａｐを用いて上式（７）によって合焦ゾーンの前ピン側ゾーン幅ＦｒＷ［μｍ］を算出し、ステップＳ３３へ進む。ステップＳ３１およびステップＳ３２は、それぞれ図７のステップＳ１１およびステップＳ１２と同一である。
【００５７】
ステップＳ３３において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２（図６）で選択されている選択デフォーカス量ＤＦｓを入力し、ステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２（図６）で算出されている焦点検出領域Ｆａ１〜Ｆａ５に関するデフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］をそれぞれ入力し、ステップＳ３５へ進む。
【００５８】
ステップＳ３５において、ＣＰＵ５１は、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］の中で最も遠方を表す最遠方デフォーカス量ＤＦｆを検出し、ステップＳ３６へ進む。ステップＳ３６において、ＣＰＵ５１は、選択デフォーカス量ＤＦｓと最遠方デフォーカス量ＤＦｆとの差＝デフォーカス量差ＤＦｄを算出し、ステップＳ３７へ進む。
【００５９】
ステップＳ３７において、ＣＰＵ５１は、デフォーカス量差ＤＦｄを用いて次式（１１）によって合焦ゾーンの後ピン側ゾーン幅ＲｒＷ［μｍ］を算出し、図１３による処理を終了する。
【数１１】
ＲｒＷ＝αＤ×ＦｒＷ                                （１１）
ただし、ＤＦｄ＜７０のとき、係数αＤ＝０．２５
７０≦ＤＦｄ≦２８０のとき、係数αＤ＝ＤＦｄ×０．２５／７０
２８０＜ＤＦｄのとき、      係数αＤ＝１
【００６０】
図１４は、上式（１１）で算出される後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを示す図である。図１４において、デフォーカス量差ＤＦｄが７０〜２８０の範囲では、デフォーカス量差が小さいほどＲｒＷが１／４×ＦｒＷに近づき、デフォーカス量差が大きいほどＲｒＷがＦｒＷに近づく。
【００６１】
以上説明した第三の実施の形態についてまとめる。
（１）オートフォーカスカメラ５０に５つの焦点検出用領域Ｆａ１〜Ｆａ５を備え、ＣＰＵ５１は、焦点検出用領域Ｆａ１〜Ｆａ５のそれぞれに対応してデフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］を算出する。ＣＰＵ５１はさらに、あらかじめ決められた方法で設定されている選択デフォーカス量ＤＦｓと、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］の中で最遠方を表す最遠方デフォーカス量ＤＦｆとの差＝デフォーカス量差ＤＦｄを算出する（ステップＳ３６）。
【００６２】
（２）ＣＰＵ５１は、交換レンズ８０のレンズＣＰＵ８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐを示す情報を入力し（ステップＳ３１）、合焦ゾーンを次のように算出する（ステップＳ３２、Ｓ３７）。
１．開放Ｆ値Ａｐが１より小のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを２０μｍにする。
２．開放Ｆ値Ａｐが４より大のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを５０μｍにする。
３．開放Ｆ値が１以上〜４以下の範囲では、２０μｍ〜５０μｍの間で開放Ｆ値に応じた値にする。
４．デフォーカス量差ＤＦｄが７０より小さいとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４にする。
５．デフォーカス量差ＤＦｄが２８０より大きいとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にする。
６．デフォーカス量差ＤＦｄが７０〜２８０の範囲では、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４および前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの間でデフォーカス量差に応じた値にする。
【００６３】
（２）ＣＰＵ５１は、焦点検出モジュール５２による一対の被写体像に基づいてデフォーカス量ＤＦを求め（ステップＳ２）、モータ５４を駆動制御してフォーカスレンズを合焦位置へ移動させる（ステップＳ６）。
【００６４】
上記（１）、（２）によれば、主要被写体と背景間のデフォーカス量差が大きい場合に、ゾーン幅をデフォーカス量ＤＦ＝０に対して前後対称で広く設定するので、素早い合焦動作を行う事ができる。一方、主要被写体と背景間のデフォーカス量差が小さい場合は、デフォーカス量ＤＦ＝０に対して後ピン側でフォーカスレンズが停止する確率を低くするとともに、後ピン側でフォーカスレンズが停止する場合でも前ピン側に比べてデフォーカス量を小さく抑えることで、後ピン錯覚の発生を抑えることができる。
【００６５】
デフォーカス量差ＤＦｄおよび上式（１１）の係数αＤの関係は、ステップＳ３７において例示した数値どおりでなくてもよく、適宜設定してよい。
【００６６】
デフォーカス量差ＤＦｄが２８０より大きいとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にしたが、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷより若干大きくてもよい。
【００６７】
また、選択デフォーカス量ＤＦｓは、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］の中のいずれか１つでなくてもよく、たとえば、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］の中の複数のデフォーカス量の平均値を用いてもよい。
【００６８】
（第四の実施の形態）
第四の実施の形態は、撮影画面内で複数得られるコントラスト情報、すなわち、コントラスト分布に基づいて合焦ゾーンの後ピン側を設定するものである。コントラストは、複数の焦点検出領域ごとに得る。コントラストを表す数値としては、上式（３）で得られるコントラスト情報Ｅを用いる。第三の実施の形態と同様に、撮影画面内に５つの焦点検出領域Ｆａ１〜Ｆａ５を設け、それぞれの焦点検出領域で焦点検出演算を行うことにより、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］をそれぞれ算出する。本実施の形態ではさらに、焦点検出領域Ｆａ１〜Ｆａ５に対応するコントラスト情報Ｅ［１］〜Ｅ［５］をそれぞれ算出する。なお、図６による処理のステップＳ２において、選択デフォーカス量ＤＦｓが決定される。
【００６９】
第四の実施の形態では、選択デフォーカス量ＤＦｓに対応する（同一の焦点検出領域において算出される）選択コントラスト情報Ｅｓと、選択コントラスト情報Ｅｓを除いた中で最も高いコントラストを表すコントラスト情報とを比較する。選択コントラスト情報が十分に大きい場合には、後ピン錯覚が生じにくい。また、選択コントラスト情報が十分に大きくない場合には、後ピン錯覚が生じる可能性が高い。そこで、上記選択コントラスト情報が十分大でない場合に後ピン側ゾーン幅を初期の設定よりも狭く設定する。
【００７０】
合焦ゾーンを設定する処理の詳細について、図１５のフローチャートを参照して説明する。図１５による処理は、第一の実施の形態による図７の処理に代えて行う。図１５のステップＳ４１において、ＣＰＵ５１は、レンズＣＰＵ（Ｌ＿ＣＰＵ）８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐを示す情報を入力し、ステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２において、ＣＰＵ５１は、開放絞り値Ａｐを用いて上式（７）によって合焦ゾーンの前ピン側ゾーン幅ＦｒＷ［μｍ］を算出し、ステップＳ４３へ進む。ステップＳ４１およびステップＳ４２は、それぞれ図７のステップＳ１１およびステップＳ１２と同一である。
【００７１】
ステップＳ４３において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２（図６）で選択されている選択デフォーカス量ＤＦｓに対応する選択コントラスト情報Ｅｓを入力し、ステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４において、ＣＰＵ５１は、ステップＳ２（図６）で算出されている焦点検出領域Ｆａ１〜Ｆａ５に対応するコントラスト情報Ｅ［１］〜Ｅ［５］をそれぞれ入力し、ステップＳ４５へ進む。
【００７２】
ステップＳ４５において、ＣＰＵ５１は、コントラスト情報Ｅ［１］〜Ｅ［５］から選択コントラスト情報Ｅｓを除いた値のうち最大値をとる最大コントラスト情報Ｅｘを検出し、ステップＳ４６へ進む。ステップＳ４６において、ＣＰＵ５１は、選択コントラスト情報Ｅｓと最大コントラスト情報Ｅｘとのコントラスト比Ｅｒ（＝Ｅｘ／Ｅｓ）を算出し、ステップＳ４７へ進む。
【００７３】
ステップＳ４７において、ＣＰＵ５１は、コントラスト比Ｅｒを用いて次式（１２）によって合焦ゾーンの後ピン側ゾーン幅ＲｒＷ［μｍ］を算出し、図１５による処理を終了する。
【数１２】
ＲｒＷ＝αＣ×ＦｒＷ                                （１２）
ただし、Ｅｒ＜３のとき、係数αＣ＝１
３≦Ｅｒ≦１２のとき、  係数αＣ＝１．２５−Ｅｒ／１２
１２＜Ｅｒのとき、      係数αＣ＝０．２５
【００７４】
図１６は、上式（１２）で算出される後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを示す図である。図１６において、コントラスト比Ｅｒが３〜１２の範囲では、コントラスト比が小さいほどＲｒＷがＦｒＷに近づき、コントラスト比が大きいほどＲｒＷが１／４×ＦｒＷに近づく。
【００７５】
以上説明した第四の実施の形態についてまとめる。
（１）オートフォーカスカメラ５０に５つの焦点検出用領域Ｆａ１〜Ｆａ５を備え、ＣＰＵ５１は、焦点検出用領域Ｆａ１〜Ｆａ５のそれぞれに対応してデフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］、ならびにコントラスト情報Ｅ［１］〜Ｅ［５］を算出する。ＣＰＵ５１はさらに、あらかじめ決められた方法で設定されている選択デフォーカス量ＤＦｓと同一の焦点検出領域において算出される選択コントラスト情報Ｅｓと、コントラスト情報Ｅ［１］〜Ｅ［５］から選択コントラスト情報Ｅｓを除外した中で最大値をとる最大コントラスト情報Ｅｘとの比Ｅｒを算出する（ステップＳ４６）。
【００７６】
（２）ＣＰＵ５１は、交換レンズ８０のレンズＣＰＵ８３から撮影レンズ８１の開放絞り値Ａｐを示す情報を入力し（ステップＳ４１）、合焦ゾーンを次のように算出する（ステップＳ４２、Ｓ４７）。
１．開放Ｆ値Ａｐが１より小のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを２０μｍにする。
２．開放Ｆ値Ａｐが４より大のとき、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷを５０μｍにする。
３．開放Ｆ値が１以上〜４以下の範囲では、２０μｍ〜５０μｍの間で開放Ｆ値に応じた値にする。
４．コントラスト比Ｅｒが３より小さいとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にする。
５．コントラスト比Ｅｒが１２より大きいとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４にする。
６．コントラスト比Ｅｒが３〜１２の範囲では、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷおよび前ピン側ゾーン幅ＦｒＷの１／４の間でコントラスト比に応じた値にする。
【００７７】
これにより、選択デフォーカス量ＤＦｓに対応する焦点検出領域に位置する被写体（すなわち、主要被写体）のコントラストが、他の焦点検出領域のコントラストに比べて十分大きい場合に、ゾーン幅をデフォーカス量ＤＦ＝０に対して前後対称で広く設定するので、素早い合焦動作を行う事ができる。一方、主要被写体のコントラストが他の焦点検出領域のコントラストに比べて十分大きくない場合には、デフォーカス量ＤＦ＝０に対して後ピン側でフォーカスレンズが停止する確率を低くするとともに、後ピン側でフォーカスレンズが停止する場合でも前ピン側に比べてデフォーカス量を小さく抑えることで、後ピン錯覚の発生を抑えることができる。
【００７８】
コントラスト比Ｅｒおよび上式（１２）の係数αＣの関係は、ステップＳ４７において例示した数値どおりでなくてもよく、適宜設定してよい。
【００７９】
コントラスト比Ｅｒが３より小さいとき、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを前ピン側ゾーン幅ＦｒＷと同一幅にしたが、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷより若干大きくてもよい。
【００８０】
また、選択デフォーカス量ＤＦｓは、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］の中のいずれか１つでなくてもよく、たとえば、デフォーカス量ＤＦ［１］〜ＤＦ［５］の中の複数のデフォーカス量の平均値を用いてもよい。この場合には、選択デフォーカス量ＤＦｓの算出に使用した複数のデフォーカス量ＤＦ［＊］（ただし、＊は、１〜５の値）と同一の焦点検出領域においてそれぞれ算出される複数のコントラスト情報Ｅ［＊］の平均値を、選択コントラスト情報Ｅｓとして用いる。
【００８１】
上述した第一の実施の形態〜第四の実施の形態を組み合わせてもよい。たとえば、第一の実施の形態と第四の実施の形態とを組み合わる場合には、係数αＦおよびαＣから新たな係数αＮを決定する。係数αＮの値は、たとえば、次式（１３）によって最小を示す値とする。
【数１３】
αＮ＝Ｍｉｎ（αＦ、αＣ）                            （１３）
【００８２】
あるいは、次式（１４）のように両者の積をとってもよい。ただし、αＮが小さすぎると後ピン側に合焦ゾーンが存在しなくなるので、所定の制限値（たとえば、０．２５）を設けるのが好ましい。
【数１４】
αＮ＝αＦ×αＣ                                      （１４）
この様に決定した係数αＮを用いて、実際の処理に用いる後ピン側ゾーン幅ＲｒＷを次式（１５）により算出する。
【数１５】
ＲｒＷ＝αＮ×ＦｒＷ                                  （１５）
【００８３】
同様の方法により、第一の実施の形態〜第四の実施の形態の中から少なくとも二つを任意に組み合わせることができる。
【００８４】
以上の説明では、位相差検出方式のオートフォーカスカメラを例に説明したが、撮像素子からの出力信号を用いたコントラスト検出方式のオートフォーカスカメラでも本発明を適用することができる。この場合には、いわゆる焦点評価値を最大にするフォーカスレンズ位置を真の合焦位置とする。合焦判定するための判定閾値は、上記真の合焦位置に対して前ピン側および後ピン側にそれぞれ設ける。カメラは、後ピン錯覚の発生を防ぐように、後ピン側の判定閾値を真の合焦位置に近づけるように変化させる。
【００８５】
オートフォーカスカメラは、電子カメラに限らず銀塩カメラであってもよい。また、一眼レフカメラでも一眼レフでないカメラであってもよい。
【００８６】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。焦点検出手段は、たとえば、焦点検出モジュール５２およびＣＰＵ５１によって構成される。第１偏差は、たとえば、前ピン側ゾーン幅ＦｒＷが対応する。第２偏差は、たとえば、後ピン側ゾーン幅ＲｒＷが対応する。合焦判定範囲は、たとえば、合焦ゾーンが対応する。合焦判定範囲設定手段、制御手段およびレンズ駆動指示手段は、たとえば、ＣＰＵ５１によって構成される。所定の焦点距離および第２の焦点距離は、たとえば、８０ｍｍが対応する。第１の焦点距離は、たとえば、２０ｍｍが対応する。所定の偏差は、たとえば、第１偏差の１／４が対応する。
【００８７】
所定の倍率および第２の倍率は、たとえば、１／２５が対応する。第１の倍率は、たとえば、１／１００が対応する。デフォーカス量差の所定の値および第２の値は、たとえば、２８０μｍが対応する。第１の値は、たとえば、７０μｍが対応する。コントラスト比の所定の値および第１の値は、たとえば、３が対応する。第２の値は、たとえば、１２が対応する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、撮影レンズの合焦判定を行うために設定する前ピン側の合焦判定範囲を示す第１偏差、および後ピン側合焦判定範囲を示す第２偏差について、撮影レンズの焦点距離、撮影倍率、撮影画面内のデフォーカス分布、撮影画面内のコントラスト分布の少なくとも一つに応じて第２偏差を減少させるようにしたので、いわゆる後ピン錯覚が生じやすい状況で後ピン側の合焦ゾーンを狭く設定し、後ピン錯覚の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による焦点検出装置を有する一眼レフオートフォーカスカメラを側面から見た図である。
【図２】焦点検出モジュールの構成を説明する図である。
【図３】（ａ）Ａ列の出力信号波形図、（ｂ）Ｂ列の出力信号波形図、（ｃ）Ａ列およびＢ列波形の相関を示す図である。
【図４】Ａ列、Ｂ列のデータ列の差分の絶対値を算出する組み合わせ、ならびに差分の絶対値を加算する演算範囲を例示する図である。
【図５】３点内挿演算を説明する図である。
【図６】第一の実施の形態による焦点検出演算処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】第一の実施の形態による合焦ゾーン設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図８】前ピン側ゾーン幅を示す図である。
【図９】後ピン側ゾーン幅を示す図である。
【図１０】第二の実施の形態による合焦ゾーン設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１１】後ピン側ゾーン幅を示す図である。
【図１２】焦点検出領域を説明する図である。
【図１３】第三の実施の形態による合焦ゾーン設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１４】後ピン側ゾーン幅を示す図である。
【図１５】第四の実施の形態による合焦ゾーン設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１６】後ピン側ゾーン幅を示す図である。
【符号の説明】
５０…カメラ本体、                  ５１…ＣＰＵ、
５２…焦点検出モジュール、          ５３…撮像素子、
５４…モータ、                      ８０…交換レンズ、
８１…撮影レンズ、                  ８３…レンズＣＰＵ
【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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