JP2008083097A - 焦点調節装置、カメラ、及び焦点調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッドＡＦのコントラストＡＦにおいて、より確実に合焦可能にする焦点調節装置と、これを有するカメラ。
【解決手段】被写体の像を撮影レンズを介して撮像する前記撮像素子からの出力信号のコントラスト情報に基づく焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、前記焦点評価値に基づき前記被写体に対して焦点調節を行うコントラスト式焦点調節手段と、前記コントラスト式焦点調節手段とは異なる焦点検出手段と、前記コントラスト式焦点調節手段の焦点検出エリアと前記焦点検出手段の焦点検出エリアとの一致、不一致を判定するエリア判定手段と、前記焦点検出手段により焦点調節したのち前記コントラスト式焦点調節手段で焦点調節する際に、前記判定結果に基づき前記コントラスト式焦点調節手段の前記撮影レンズの駆動範囲を変更する制御手段と、を備えた焦点調節装置と、これを有するカメラ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、異なる焦点検出方式を併用する焦点調節装置と、これを有するカメラ、及び焦点調節方法に関する。

従来、所謂位相差検出方式の焦点調節装置（以後、位相差ＡＦと記す）と、被写体像のコントラスト情報を用いたコントラスト検出方式の焦点調節装置（以後、コントラストＡＦと記す）とを用いた焦点調節装置（以後、ハイブリッドＡＦと記す）と、これを備えたカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３０９８６６号公報

しかしながら、従来のハイブリッドＡＦでは、位相差ＡＦで合焦動作を行ったのちコントラストＡＦによる合焦動作を行う際に、コントラストＡＦによる検出範囲で合焦点が得られないことがあった。

上記課題を解決するために、本発明は、被写体の像を撮影レンズを介して撮像する撮像素子と、前記撮像素子からの出力信号のコントラスト情報に基づく焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、前記撮影レンズを駆動しながら検出される前記焦点評価値に基づき前記被写体に対して焦点調節を行うコントラスト式焦点調節手段と、前記コントラスト式焦点調節手段とは異なる方式によって前記被写体に対する前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、前記出力信号のうち前記焦点評価値を求める信号に対応する撮像素子の領域を示す焦点検出エリアと前記焦点検出手段の焦点検出エリアとの一致、不一致を判定するエリア判定手段と、前記焦点検出手段による焦点調節状態に基づいて焦点調節したのち前記コントラスト式焦点調節手段で焦点調節する際に、前記エリア判定手段の判定結果に基づき前記コントラスト式焦点調節手段による焦点調節における前記撮影レンズの駆動範囲を変更する制御手段と、を備えたことを特徴とする焦点調節装置を提供する。

また、本発明は、前記焦点調節装置を有することを特徴とするカメラを提供する。

また、本発明は、被写体の像を撮影レンズを介して撮像素子で撮像し、前記撮像素子からの出力信号のコントラスト情報に基づく焦点評価値を算出し、前記撮影レンズを駆動しながら検出される前記焦点評価値に基づき前記被写体に対して焦点調節を行う第１の焦点調節方法と、該第１の式焦点調節方法とは異なる方法によって前記被写体に対する前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する第２の焦点検出方法とを用いる焦点調節方法であって、前記出力信号のうち前記焦点評価値を求める信号に対応する撮像素子の領域を示す焦点検出エリアと前記第２の焦点検出方法における焦点検出エリアとの一致、不一致を判定し、前記第２の焦点検出方法による焦点調節状態に基づいて焦点調節したのち前記第１の焦点調節方法で焦点調節する際に、前記判定の結果に基づき前記第１の焦点調節方法による焦点調節における前記撮影レンズの駆動範囲を変更して焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節方法を提供する。

本発明によれば、ハイブリッドＡＦのコントラストＡＦにおいてより確実に合焦可能にする焦点調節装置と、これを有するカメラ、及び焦点検出方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。

図１は、実施の形態に係る焦点調節装置と、これを有するカメラの概略構成図を示す。図１において、カメラ１は、カメラボディ１０に撮影レンズ２００を装着し、撮影レンズ２００を介して不図示の被写体を撮像素子２０で撮像するデジタル一眼レフカメラを示している。

不図示の被写体からの光は、撮影レンズ２００の各レンズを通過して、クイックリターンミラー７０で反射されフォーカシングスクリーン２５に結像される。フォーカシングスクリーン２５に結像された被写体像は、ペンタプリズム３０で正立像にされ、リレーレンズ５０および接眼部６０を介して撮影者に拡大観察される。ペンタプリズム３０の射出側近傍には測光素子４０が配設され、リレーレンズ５０に入射する被写体像からの光の一部を分離して測光素子４０に入射し、被写体近傍の明るさを測定し、ＣＰＵ５００を介して絞り２５０や不図示のシャッタの開閉速度等の制御に用いられる。

クイックリターンミラー７０の中央付近はハーフミラーで構成され、撮影レンズ２００に入射した光の一部が透過してサブミラー８０と固定ミラー９０で反射されて位相差ＡＦ検出素子１００に入射し、後述する位相差ＡＦによる焦点検出を行う。

撮影レンズ２００は、オートフォーカス・ズームレンズを示しており、ズーミング時に移動させるズーミングレンズ２１０ｂとフォーカシング時に移動させる合焦レンズ２１０ｃを有している。ズーミングレンズ２１０ｂには、レンズの位置を検出するズーミングレンズ位置検出エンコーダ２２０が配設されている。なお、ズーミングレンズ２１０ｂの移動は手動でも電動でも可能である。また、合焦レンズ２１０ｃには、後述するオートフォーカス（以後、ＡＦと記す）動作時に合焦レンズ２１０ｃを駆動する合焦レンズ駆動モータ２４０が設けられ、合焦レンズ２１０ｃを電動で駆動する。

なお、撮影レンズ２００は、レンズ鏡筒の外周に設けられた不図示の合焦リングを回動することにより手動で合焦操作することが可能である。電動、手動のいずれの場合でも、合焦レンズ２１０ｃの光軸に沿った位置は、合焦レンズ位置検出エンコーダ２３０で検出され、後述するＡＦ動作時の合焦レンズ２１０ｃの位置情報として使用される。また、撮影レンズ２００は、他のオートフォーカスレンズも使用可能である。

カメラ１は、レリーズ釦５１０を操作することで、クイックリターンミラー７０が光路から退避して撮像素子２０で被写体像を撮像し、画像処理部３９０およびＣＰＵ５００を介して液晶表示画面４００（図２参照）に画像が表示される。この際、コントラストＡＦスイッチ９５がＯＮ状態であれば、コントラストＡＦエリア指定部３２０で指定されているコントラストＡＦ用の焦点検出エリアの焦点評価値を、撮像素子２０から出力される画像信号のコントラスト情報をに基づいて焦点評価値算出部３３０で算出しながら、後述するコントラストＡＦによる合焦動作を行う。

カメラ１の焦点調節装置は、上述した位相差ＡＦによる焦点検出結果に基いて合焦動作を行ったのちにコントラストＡＦにより合焦動作を行うハイブリッドＡＦによる合焦動作が可能である。また、位相差ＡＦによる合焦動作のみ、コントラストＡＦによる合焦動作のみの動作も可能であり、位相差ＡＦスイッチ９２、コントラストＡＦスイッチ９５、或いはモード選択部５２０により、各モードを選択することができる。以下、各ＡＦ動作について簡単に説明する。

位相差ＡＦは、位相差ＡＦスイッチ９２がＯＮ状態の時に実行され、被写体からの光を位相差ＡＦ検出素子１００上に結像させ、位相差ＡＦエリア設定部３００で設定された焦点検出エリア（図２中の４１０〜４５０の少なくとも一つ参照）のデフォーカス量をデフォーカス量演算部３１０で算出する。この結果に基き、フォーカシングスクリーン２５、撮像素子２０の撮像面等の予定焦点面に合焦させるために必要な合焦レンズ２１０ｃの移動量及び方向をレンズ駆動量設定部３６０で算出する。レンズ駆動量設定部３６０で算出された駆動量及び方向に基づき、レンズ駆動部３７０は合焦レンズ駆動モータ２４０を駆動して合焦レンズ２１０ｃを移動し、予定焦点面に被写体像を合焦させる。このように位相差ＡＦは、合焦に必要な合焦レンズ２１０ｃの移動方向及び移動量を、被写体像のデフォーカス量と方向とから直接算出することができるので合焦動作を高速に行うことが可能である。

コントラストＡＦによる合焦動作は、コントラストＡＦスイッチ９５がＯＮ状態の時に実行され、レンズ駆動量設定部３６０、レンズ駆動部３７０、及び合焦レンズ駆動モータ２４０によって合焦レンズ２１０ｃを駆動しながら被写体像を撮像し、撮像素子２０から出力される画像信号の中から高周波成分を抽出して、コントラストＡＦエリア設定部３２０で設定された焦点検出エリア（図２中の４９０参照）の焦点評価値を焦点評価算出部３３０で算出する。この焦点評価値が増大する方向に合焦レンズ２１０ｃを駆動し、焦点評価値がピーク値に到達した位置を合焦位置とする。

このようにコントラストＡＦは、被写体像を撮像する撮像素子２０からのコントラスト情報に基づく焦点評価値により合焦判定を行うので被写体に対して高精度で合焦を行うことができる利点を有する。一方、レンズを駆動しながら撮像素子２０からのコントラスト情報に基づく焦点評価値を算出し、焦点評価値がピークとなるレンズの位置を求めて合焦位置とするため、合焦速度が位相差ＡＦに比較して遅い。なお、撮像素子２０からの信号を用いる代わりに、コントラストＡＦ用の撮像素子を別途設け、これからの信号を用いても同様の効果を奏することができる。

実施の形態に係る焦点調節装置では、高速で合焦することができる位相差ＡＦと高精度で合焦することができるコントラストＡＦとを組み合わせたハイブリッドＡＦを採用し、位相差ＡＦで用いる焦点検出エリアと異なる焦点検出エリアでコントラストＡＦによる合焦動作を行う際に、後述する焦点検出探索範囲を変更することを可能にしている。ここで、焦点検出探索範囲とは、コントラストＡＦによる焦点検出動作の際に駆動する合焦レンズ２１０ｃの光軸方向に沿った移動範囲を示している。そして、位相差ＡＦによって焦点調節した後、撮影レンズ２００を操作して焦点距離を変更したり、手動で合焦操作をしたり、或いはコントラストＡＦによる合焦動作で用いる焦点検出エリア４９０の位置を変更したりした時に、コントラストＡＦによる合焦動作の焦点検出探索範囲を変更することを可能にしている。

図２は、ファインダ又は液晶表示画面における焦点検出エリアの例を示し、（ａ）は位相差ＡＦによる合焦動作の焦点検出エリアとコントラストＡＦによる合焦動作の焦点検出エリアが一致している場合を、（ｂ）は位相差ＡＦによる合焦動作の焦点検出エリアとコントラストＡＦによる合焦動作の焦点検出エリアが異なる場合をそれぞれ示している。

実施の形態に係る焦点調節装置では、ファインダ又は液晶表示画面４００に五箇所の位相差ＡＦ用の焦点検出エリア４１０、４２０、４３０、４４０、及び４５０が設定可能であり、また一箇所のコントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０が設定可能である。撮影者は、位相差ＡＦエリア設定部３００を介して五箇所の位相差ＡＦ用の焦点検出エリア４１０〜４５０の少なくとも一つを選択可能であり、選択したエリアに対して検出された焦点調節状態に基づく合焦動作を行うことができる。

また、コントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０は、コントラストＡＦ設定部３２０を介して図２（ａ）のように、位相差ＡＦ用の焦点検出エリアと一致させてコントラストＡＦによる合焦動作を行うことができるし、図２（ｂ）に示すように、位相差ＡＦ用の焦点検出エリアとは異なる位置に設定することができる。なお、コントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０の位置設定は、位相差ＡＦによる合焦動作を開始する前、或いは位相差ＡＦによる合焦動作が終了した後でも、コントラストＡＦエリア設定部３２０を介して撮影者が適宜設定することができる。この際、位相差ＡＦ用の焦点検出エリアとコントラストＡＦ用の焦点検出エリアとの一致、不一致は、エリア判定部３８０で検出され、この情報はＣＰＵ５００またはレンズ駆動量設定部３６０を介して後述する焦点検出探索範囲の変更に使用される。

このように実施の形態に係る焦点調節装置では、位相差ＡＦによる焦点調節を行ったのち、コントラストＡＦによる焦点調節を行うことで、高速かつ高精度に合焦することを可能にしている。

ハイブリッドＡＦによる焦点調節では、図２（ａ）に示すような、位相差ＡＦ用の焦点調節エリア４１０とコントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０とが一致している場合には、合焦レンズ２１０ｃの位置は、位相差ＡＦによる焦点調節でほぼ合焦位置近傍に設定されているので、コントラストＡＦによる焦点調節の焦点検出探索範囲は、位相差ＡＦによる焦点調節で得られた合焦位置近傍の「狭い探索範囲」を焦点検出すれば良いので高速にコントラストＡＦによる焦点調節で被写体に合焦することができる。

しかし、両者の焦点検出エリア４１０と４９０とが一致している場合、例えばカメラ１０が固定されて用いられるスタジオ撮影等では、撮影者の意図する焦点検出エリアでコントラストＡＦによる合焦動作を行うように設定することができないことが問題となる。例えば、カメラアングルが固定されている場合、図２（ｂ）に示すようなコントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０で焦点調節しようとすると、従来のハイブリッドＡＦではコントラストＡＦによる焦点検出探索範囲を位相差ＡＦによる合焦位置とは無関係に合焦レンズ２１０ｃを光軸に沿って全移動領域を移動して合焦動作を行う必要があり、合焦動作に時間がかかってしまう。

実施の形態に係るハイブリッドＡＦでは、図２（ｂ）に示すような、位相差ＡＦ用の焦点調節エリアとコントラストＡＦ用の焦点検出エリアが一致していない場合、近傍の位相差ＡＦ用の焦点調節エリア（例えば、４２０、４４０）に対して焦点調節した後、コントラストＡＦによる焦点検出探索範囲を、近傍の位相差ＡＦ用の焦点検出エリアの合焦位置情報を基準として、図２（ａ）の焦点検出エリアが一致している場合に比べて広い探索範囲とする。これにより、前述の全移動領域を探索する場合に比べ合焦時間を短くすることができる。この場合の「広い探索範囲」（図４参照）は、図２（ａ）の場合の「狭い探索範囲」（図３参照）に対して、数倍（例えば５倍程度）程度の範囲にする事が好ましい。また、コントラストＡＦによる焦点調節時の探索範囲は、カメラ１に装着する撮影レンズ２００毎にＣＰＵ５００或いはレンズ駆動量設定部３６０の所定のメモリに格納され、これにより、カメラ１に装着される撮影レンズ２００に対応して、最適な「狭い探索範囲」及び「広い探索範囲」の焦点距離探索範囲を設定することができる。

また、コントラストＡＦによる焦点調節を行う前に、撮影者が撮影レンズ２００の焦点距離を変更した場合や、手動で不図示の合焦リングを操作して被写体に対して合焦操作を行った場合は、コントラストＡＦに移行した際の前述の焦点検出探索範囲を「広い探索範囲」に設定して焦点調節を行うように構成されている。焦点距離の変更の有無は焦点距離変更検出部３４０で、手動による合焦操作の有無はＭＦ割り込み検出部３５０でそれぞれ検出され、その情報はレンズ駆動量設定部３６０やＣＰＵ５００に送られ、コントラストＡＦによる焦点調節における焦点検出探索範囲の設定に用いられる。

以下、焦点検出探索範囲に関して説明する。

図３、図４は、実施の形態に係るハイブリッドＡＦによる合焦動作を模式的に示した図である。図３は、「狭い探索範囲」のハイブリッドＡＦによる合焦動作を示している。図４は、「広い探索範囲」のハイブリッドＡＦによる合焦動作を示している。

撮影者が被写体に撮影レンズ２００を向け、カメラ１のレリーズ釦５１０を半押し状態にした際、カメラ１は位相差ＡＦエリア設定部３００を介して選択された焦点検出エリア（例えば、図２の４１０参照）において被写体に合焦するように、撮影レンズ２００の合焦レンズ２１０ｃをデフォーカス量演算部３１０の演算結果に基づきレンズ駆動量設定部３６０、レンズ駆動部３７０を介して合焦レンズ駆動モータ２４０で駆動する。合焦レンズ２１０ｃの移動量は、合焦レンズ位置検出エンコーダ２３０で検出され、デフォーカス量演算部３１０にフィードバックされる。位相差ＡＦによる焦点調節は、求めたデフォーカス量に応じた移動量で合焦レンズ２１０ｃを移動し、検出されるデフォーカス量がほぼ合焦と見なせる合焦位置ａまでレンズを駆動して終了する。

位相差ＡＦによる焦点調節で合焦位置ａ（図３参照）に合焦レンズ２１０ｃが移動されると、撮影者によるレリーズ釦５１０の全押し操作に応答してコントラストＡＦによる焦点調節が開始する。レリーズ釦５１０の全押しで、クイックリターンミラー７０が光軸から退避し、撮像素子２０で被写体像が撮像される。これと同時に、合焦レンズを移動しながら、所定移動量（駆動ステップ）毎に撮像素子２０で得られる画像信号のコントラスト情報に基づき焦点評価値算出部３３０において焦点評価値が算出される。この算出結果と直前の算出結果に基づき、レンズ駆動量設定部３６０において合焦レンズ２１０ｃの移動量と移動方向が定められ、レンズ駆動部３７０を介して合焦レンズ駆動モータ２４０が駆動され合焦レンズ２１０ｃが移動され、コントラストＡＦによる焦点調節が実行される。コントラストＡＦによる焦点調節は、初期駆動、探索駆動、及び合焦駆動の三つの駆動で合焦動作が行われる。

（初期駆動）
初期駆動は、図３、図４において、位相差ＡＦによる焦点調節で位置決めした合焦位置ａ、或いは手動で焦点調節して位置決めした合焦位置ａ’から真の合焦位置Ａを超え所定量離れた位置ｂ、ｂ’まで合焦レンズ２１０ｃを駆動する。この初期駆動は、図３に示す小さい駆動量と、図４に示す大きい駆動量が設定されている。

図３に示す小さい駆動量は、図２（ａ）に示すように、位相差ＡＦ用の焦点検出エリア４１０とコントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０とが一致しており（エリア判定部３８０の判定が「一致」）、コントラストＡＦによる焦点調節の開始時に位相差ＡＦによる焦点調節が完了し、手動合焦操作によるＭＦ割り込み検出部３５０からの信号がない、かつ撮影レンズ２００の焦点距離に変更操作がなく焦点距離変更検出部３４０からの信号がない時に設定される。

図４に示す大きい駆動量は、図２（ｂ）に示すように、位相差ＡＦ用の焦点検出エリア４１０〜４５０とコントラストＡＦ用の焦点検出エリア４９０が一致していない場合（エリア判定部３８０の判定が「不一致」）、或いは一致していても位相差ＡＦによる合焦動作のあとで焦点距離を変更してしまった場合、手動で合焦操作を行った場合（ＭＦ割り込み検出部３５０の判定「有り」）、或いは撮影レンズ２００の焦点距離が変更された場合（焦点距離変更検出部３４０の判定「有り」）など、コントラストＡＦによる焦点調節開始時の焦点調節状態が位相差ＡＦによる焦点調節した際の焦点調節状態とは異なっている可能性がある場合に設定される。

ここで、図３、図４における、ａはａ’より、ｂはｂ’より、後述するｃはｃ’より合焦位置Ａに近い位置を示している。

（探索駆動）
予め決められた駆動ステップで合焦レンズ２１０ｃを駆動し、焦点評価値算出部３３０で焦点評価値を算出し直前の評価値と比較して焦点評価値がピークとなる合焦レンズ２１０ｃの位置を探索し、焦点評価値がピークとなる合焦レンズ２１０ｃの位置を合焦位置Ａとする。探索範囲は、ｂから合焦位置Ａを超えた位置ｃ、またはｂ’から合焦位置Ａを越えた位置ｃ’までそれぞれ行われる。

探索範囲は、図３に示す小さい駆動量の場合には、「狭い探索範囲」に設定され、図４に示す大きい駆動量の場合には、「広い探索範囲」に設定される。なお、「広い探索範囲」は、「狭い探索範囲」の数倍（５倍程度）に設定することが好ましい。また、「狭い探索範囲」は、撮影レンズ２００に応じて前もってＣＰＵ５００或いはレンズ駆動量設定部３６０の所定のメモリに記憶され、カメラ１に装着された撮影レンズ２００に対応して適宜読み出して使用される。

「狭い探索範囲」は、位相差ＡＦによる焦点調節が実行されて位置決めされた合焦位置ａをずらすような操作が行われていない場合には、位相差ＡＦによる合焦位置ａと真の合焦位置Ａとの差が大きくなっていないため、焦点検出探索範囲が狭くても真の合焦位置Ａを検出することができることから設定する範囲であり、この結果、コントラストＡＦによる合焦動作を早く完結することができる。

一方、「広い探索範囲」は、コントラストＡＦによる焦点調節開始時の合焦レンズ２１０ｃの位置が位相差ＡＦによって位置決めした合焦位置からずれており、かつ位相差ＡＦによる合焦位置から大きくずれていない可能性がある場合に設定する範囲である。探索範囲を上述の「狭い探索範囲」より広くすることにより、合焦位置を確実に検出可能にすることができる。また、「広い探索範囲」を「狭い探索範囲」の数倍程度の範囲に設定することでコントラストＡＦにおける合焦動作の高速化を達成することができる。

（合焦駆動）
合焦駆動は、図３、図４に示すように探索駆動で合焦レンズ２１０ｃが止まっている位置ｃまたはｃ’から、一旦合焦位置Ａを越えてｂまたはｂ’方向に所定量移動したのち、合焦位置Ａに向けて移動する。これは探索駆動における、合焦レンズ２１０ｃの移動方向と一致させるために行われ、探索駆動方向と合焦駆動方向を一致させることで、合焦レンズ２１０ｃの機械的なガタに起因する誤差を最小にすることができる。

次に、実施の形態に係るカメラ１のＡＦ動作に関して図５を参照しつつ説明する。図５は、カメラ１のＡＦ動作の例を示すフローである。

（ステップＳ１００）
撮影者が、撮影レンズ２００を被写体に向け、撮影を開始する（例えば、レリーズ釦５１０を半押しする）と、位相差ＡＦスイッチ９２のＯＮ−ＯＦＦ状態が判定される。

（ステップＳ２００）
位相差ＡＦスイッチ９２がＯＦＦの場合、ＣＰＵ５００はカメラ１の操作状態をモニタする。ここで、ＣＰＵ５００は、エリア判定部３８０、ＭＦ割り込み検出部３５０、及び焦点距離変更検出部３４０の各信号の有無をモニタしている。即ち、エリア判定部３８０では、位相差ＡＦ用の焦点検出エリアとコントラストＡＦ用の焦点検出エリアが一致しているか否かの信号を出力する。ＭＦ割り込み検出部３５０では、撮影レンズ２００の合焦リングを撮影者が手動で操作したか否かの信号を出力する。また、焦点距離変更検出部３４０では、撮影レンズ２００の焦点距離が変更されたか否かの信号を出力する。

（ステップＳ３００）
位相差ＡＦスイッチ９２がＯＮの場合、位相差ＡＦ動作が開始される。

（ステップＳ４００）
位相差ＡＦ動作が開始され被写体に対する合焦状態がモニタされ、焦点調節状態が記憶される。

（ステップＳ５００）
コントラストＡＦスイッチ９５のＯＮ−ＯＦＦ状態が判定され、コントラストＡＦスイッチ９５がＯＦＦの場合はステップＳ１６００にジャンプする。

（ステップＳ６００）
コントラストＡＦスイッチ９５が最初にＯＮされたか否かを判定する。初めてコントラストＡＦスイッチ９５がＯＮされた場合は、ステップＳ７００に、それ以外はステップＳ１４００にジャンプする。

（ステップＳ７００）
ステップＳ４００における合焦状態モニタの結果から、位相差ＡＦで合焦した状態か否かを判定する。否定判定の場合は、合焦レンズ２１０ｃが合焦位置近傍にある可能性が低いためステップＳ１１００にジャンプする。肯定判定の場合は、ステップＳ７５０を実行する。

（ステップＳ７５０）
位相差ＡＦによる焦点調節実行後に撮影者が手動で撮影レンズ２００の焦点調節操作をしたか否かを判定する。否定判定の場合は、撮影者の手動操作によって合焦レンズ２１０ｃが位相差検出ＡＦによる焦点検出での合焦位置近傍からずらされた可能性があるため、ステップＳ１１００にジャンプする。肯定判定の場合は、ステップＳ８００を実行する。

（ステップＳ８００）
コントラストＡＦ用の焦点検出エリアと位相差ＡＦ用の焦点検出エリアが一致しているか否かを判定する。一致していない場合（否定判定の場合）は、位相差ＡＦによる焦点検出で合焦状態にあってもコントラストＡＦ用の焦点検出エリアが合焦位置付近にあると言う保証がないためステップＳ１１００にジャンプする。一致している場合（肯定判定の場合）は、ステップＳ９００を実行する。

（ステップＳ９００）
撮影者が撮影レンズ２００を操作して焦点距離を変更したか否かを判定する。撮影レンズ２００の焦点距離が変更された場合（否定判定の場合）は、合焦レンズ２１０ｃの合焦位置がずれている可能性があるのためステップＳ１１００にジャンプする。焦点距離が変更されていない場合（肯定判定の場合）は、ステップＳ１０００を実行する。

（ステップＳ１０００）
コントラストＡＦにおける焦点調節の焦点検出探索範囲を「狭い探索範囲」に設定し、ステップＳ１２００に進む。

（ステップＳ１１００）
コントラストＡＦにおける焦点調節の焦点検出探索範囲を「広い探索範囲」に設定し、ステップＳ１２００に進む。

（ステップＳ１２００）
クイックリターンミラー７０を光軸から退避し、撮像素子２０で被写体像を撮像する。

（ステップＳ１３００）
撮像素子２０で撮像された被写体像のスルー画出力を開始する。これにより、不図示の液晶表示装置に被写体像が表示される。

（ステップＳ１４００）
ステップＳ１０００またはＳ１１００で設定された探索範囲でコントラストＡＦによる焦点調節を実行する。

（ステップＳ１５００）
コントラストＡＦにおける合焦状態をモニタし合焦したか否かを判定する。合焦していない場合（否定判定の場合）は、コントラストＡＦによる焦点調節を継続する。合焦した場合（肯定判定の場合）は、ステップＳ１６００にジャンプする。

（ステップＳ１６００）
コントラストＡＦを停止する。

以上で、カメラ１のＡＦ動作フローが完了する。このフローの実行中、或いはＡＦ動作フロー終了後（ステップＳ１６００）に、シャッタを開閉する撮影割り込み動作（例えば、レリーズ釦５１０を全押しする等）が実行されることによって、被写体像が撮像素子２０で撮像され、画像として取得され、不図示のメモリに保存される。

なお、カメラ１は、モード選択部５２０の設定によって、ＡＦモードを選択することができる構成である。位相差ＡＦによる焦点調節とコントラストＡＦによる焦点調節の焦点検出エリアが一致しており、位相差ＡＦによる焦点調節から「狭い探索範囲」のコントラストＡＦによる焦点調節へと自動で行う通常のハイブリッドＡＦモード、合焦時に位相差ＡＦスイッチ９２、コントラストＡＦスイッチ９５を操作して被写体に合焦する個別ＡＦモード、或いは前述したように、撮影レンズ２００の焦点距離の変更、手動焦点調節操作、或いはコントラストＡＦ用の焦点検出エリアの変更等に対応してコントラストＡＦによる焦点調節の焦点検出探索範囲を変更する特殊ＡＦモード等に設定することができる。

以上述べたように、本実施の形態に係る焦点調節装置によれば、コントラストＡＦによる焦点調節の焦点検出探索範囲をコントラストＡＦによる焦点調節開始前の状態によって「狭い探索範囲」と「広い探索範囲」とから選択することで、ハイブリッドＡＦの合焦速度を向上させることができる。

また、本実施の形態に係るカメラによれば、装着した撮影レンズに応じた最適な焦点検出探索範囲が、撮影者の操作状態によって設定されることで、合焦速度が向上し撮影者の撮影意図を反映した構図の画像を撮影することが可能になる。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

実施の形態に係る焦点調節装置と、これを有するカメラの概略構成図。 位相差ＡＦによる合焦動作とコントラストＡＦによる合焦動作の焦点検出エリアを示し、（ａ）は両者の焦点検出エリアが一致している場合を、（ｂ）は両者の焦点検出エリアが異なっている場合をそれぞれ示す。 実施の形態に係るハイブリッドＡＦによる合焦動作における「狭い探索範囲」を模式的に示す図。 実施の形態に係るハイブリッドＡＦによる合焦動作における「広い探索範囲」を模式的に示す図。 実施の形態に係るカメラのＡＦ動作フロー図。

符号の説明

１０ カメラボディ
２０ 撮像素子
２５ フォーカシングスクリーン
３０ ペンタプリズム
４０ 測光素子
５０ リレーレンズ
６０ 接眼部
７０ クイックリターンミラー
８０ サブミラー
９０ 固定ミラー
９２ 位相差ＡＦスイッチ
９５ コントラストＡＦスイッチ
１００ 位相差ＡＦ検出素子
２００ 撮影レンズ
２２０ ズーミングレンズ位置検出用エンコーダ
２３０ 合焦レンズ位置検出用エンコーダ
２４０ 合焦レンズ駆動モータ
２５０ 絞り
３００ 位相差ＡＦエリア設定部
３１０ デフォーカス量演算部
３２０ コントラストＡＦエリア設定部
３３０ 焦点評価値算出部
３４０ 焦点距離変更検出部
３５０ マニュアルフォーカス（ＭＦ）割り込み検出部
３６０ レンズ駆動量設定部
３７０ レンズ駆動部
３８０ エリア判定部
３９０ 画像処理部
４００ ファインダ
４１０、４２０、４３０、４４０、４５０ 位相差ＡＦ検出エリア
４９０ コントラストＡＦ検出エリア
５００ ＣＰＵ
５１０ レリーズ釦
５２０ モード選択部

Claims (10)

1. 被写体の像を撮影レンズを介して撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子からの出力信号のコントラスト情報に基づく焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、
   前記撮影レンズを駆動しながら検出される前記焦点評価値に基づき前記被写体に対して焦点調節を行うコントラスト式焦点調節手段と、
   前記コントラスト式焦点調節手段とは異なる方式によって前記被写体に対する前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
   前記出力信号のうち前記焦点評価値を求める信号に対応する撮像素子の領域を示す焦点検出エリアと前記焦点検出手段の焦点検出エリアとの一致、不一致を判定するエリア判定手段と、
   前記焦点検出手段による焦点調節状態に基づいて焦点調節したのち前記コントラスト式焦点調節手段で焦点調節する際に、前記エリア判定手段の判定結果に基づき前記コントラスト式焦点調節手段による焦点調節における前記撮影レンズの駆動範囲を変更する制御手段と、を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
2. 前記撮影レンズに特定の操作が行われたことを検出する撮影レンズ状態検出手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記撮影レンズ状態検出手段により前記撮影レンズに特定の操作が行われたことが検出された際、前記コントラスト式焦点調節手段による前記駆動範囲を変更することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
3. 前記制御手段は、前記エリア判定手段の判定が不一致の場合の前記駆動範囲を、前記エリア判定手段の判定が一致の場合の前記駆動範囲より広い範囲に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
4. 前記制御手段は、前記撮影レンズ状態検出手段により前記撮影レンズに特定の操作が行われたことが検出された際の前記駆動範囲を、前記エリア判定手段の判定が一致の場合の前記駆動範囲より広い範囲に設定することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
5. 前記撮影レンズに対する前記特定の操作は、前記撮影レンズの焦点距離を変更する操作であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
6. 前記撮影レンズに対する前記特定の操作は、前記撮影レンズを手動で駆動する操作であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
7. 前記撮影レンズに対する前記特定の操作は、前記焦点検出エリアを変更する操作であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
8. 請求項１から請求項７に記載の焦点調節装置を有することを特徴とするカメラ。
9. 被写体の像を撮影レンズを介して撮像素子で撮像し、前記撮像素子からの出力信号のコントラスト情報に基づく焦点評価値を算出し、前記撮影レンズを駆動しながら検出される前記焦点評価値に基づき前記被写体に対して焦点調節を行う第１の焦点調節方法と、該第１の式焦点調節方法とは異なる方法によって前記被写体に対する前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する第２の焦点検出方法とを用いる焦点調節方法であって、
   前記出力信号のうち前記焦点評価値を求める信号に対応する撮像素子の領域を示す焦点検出エリアと前記第２の焦点検出方法における焦点検出エリアとの一致、不一致を判定し、前記第２の焦点検出方法による焦点調節状態に基づいて焦点調節したのち前記第１の焦点調節方法で焦点調節する際に、前記判定の結果に基づき前記第１の焦点調節方法による焦点調節における前記撮影レンズの駆動範囲を変更して焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節方法。
10. 前記第２の焦点検出方法による焦点調節から前記第１の焦点調節方法に移行する際に、前記撮影レンズに特定の操作が行われた場合に、前記第１の焦点調節方法による焦点調節における前記撮影レンズの駆動範囲を変更して焦点調節を行うことを特徴とする請求項９に記載の焦点調節方法。

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