JP2009229927A - オートフォーカス調節装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点距離が比較的長いカメラにおけるコントラスト方式によるＡＦを行なう場合で、撮影視野の端に測距視野がある場合においても偽合焦を防止することができるオートフォーカス調節装置及び撮像装置を提供すること。
【解決手段】オートフォーカス調節装置又は撮像装置に、フォーカス評価値がピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置にフォーカスレンズ102が位置する時点における焦点検出エリア内の映像と、フォーカス評価値がピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置にフォーカスレンズ102が位置する時点における焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出し、前記相関値算出手段により算出された相関値が所定値以上の場合、ピーク値に対応するレンズ位置を合焦時のレンズ位置であると決定するシステムコントローラ123を具備させる。
【選択図】 図１A

Description

本発明は、撮像素子からの映像信号を基にフォーカス調整を行なうオートフォーカス調節装置及び撮像装置に関する。

近年、デジタル一眼レフレックスカメラにおいても、被写体の映像を電子ファインダーや表示パネルに表示する所謂ライブビュー表示を行う機能（以降、ライブビュー表示機能と称する）を有する機種が普及しつつある。

このようなライブビュー表示機能を有するカメラによれば、被写体の映像を表示パネルに表示することができる為、ユーザはファインダーを覗かなくても、被写体像やフレーミングの確認をすることができる。

従って、ライブビュー表示機能を有するカメラによれば、特殊な撮影環境における撮影、例えば高所にカメラを置いての撮影や、地面に近い位置にカメラを置いての撮影においても、被写体像やフレーミングを容易に確認して撮影を行なうことができる。

また、ライブビュー表示機能を有するカメラによれば、被写体像を電子映像として表示するため、例えば“黒つぶれ”や“白とび”等の様々な情報を、当該ライブビュー表示上に重畳して表示することができる。

ところで、一般に一眼レフレックスカメラでは、焦点調整方法としては手動で焦点調整を行なうマニュアルフォーカス（適宜、ＭＦと称する）、及び、当該一眼レフレックスカメラ内部に設けられた測距センサを用いてフォーカスのずれを検知して自動で調整を行なうオートフォーカス（適宜、ＡＦと称する）が用いられている。

ここで、ライブビュー表示機能を有する一眼レフレックスカメラにおいては、ライブビュー表示を実行している間は、測距センサを使用することができない。この為、ライブビュー表示の実行時の焦点調整方法には、様々な方法が用いられている。

例えば、一旦ライブビュー表示を停止させ、測距センサによるオートフォーカスを行なった後に撮影を行なう方法や、撮影視野の一部を拡大して合焦状態を視認し易くしてマニュアルフォーカスにより焦点調整を行なう方法等が用いられている。

前者の方法によれば、ファインダー消失時間とレリーズタイムラグが増大してしまうという問題がある。後者の方法によれば、撮影視野全体の確認が不可能になるという問題がある。つまり、両者の方法の何れも、課題を抱えた焦点調整方法である。

このような事情に鑑みて、コンパクトカメラにおいては多く用いられている焦点調整方法である“コントラスト方式”による焦点調整方法を採用する一眼レフレックスカメラが登場し始めている。

ところで、一般に一眼レフレックスカメラは、コンパクトカメラと比較して焦点距離が長い。この為、被写界深度が浅く、また、無限端と至近端とで撮影視野が大きく異なる。

従って、一眼レフレックスカメラにおいてコントラスト方式による焦点調整を行う場合に、コントラスト検出領域を高コントラストな被写体が横切ると、これにより所謂偽山（偽合焦）を検出してしまい、結果として意図しないフォーカス位置を合焦位置であると判定してしまうことがある。

このような偽合焦を防止する為の技術として、例えば特許文献１には次のような技術が開示されている。

すなわち、特許文献１に開示されている技術では、フォーカスレンズを至近端から無限端に移動させながら、撮像信号から低周波成分を除去した映像信号による積算値（焦点評価値）を複数のレンズ位置に対して算出し、焦点評価履歴を第一のフォーカスエリア及び真偽判定のための第２のフォーカスエリアのそれぞれで得る。第２のフォーカスエリアは、第１のフォーカスエリアを完全に含み第１のフォーカスエリアよりも広く設けられる。

これにより、カメラは、第１のフォーカスエリアによる焦点評価値履歴の極大位置、第２のフォーカスエリアの焦点評価値履歴の極大値が合致するか否かを判定し、合致の場合に合焦レンズ位置を算出し、合致しない場合は合焦レンズ位置を算出しないことで、偽合焦を防止する。
特開２００５−２０８２７４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、測距視野が撮影視野の中心にある場合は問題は無いが、撮影視野の端に測距視野がある場合には、被写体が撮影視野の中心を基準として、フォーカスの変化に応じて移動するため、フォーカスエリア及び真偽判定のフォーカスエリア共に偽合焦を検出する恐れがある。

本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、例えば一眼レフレックスカメラ等の焦点距離が比較的長いカメラにおけるコントラスト方式によるＡＦで、撮影視野の端に測距視野がある場合においても偽合焦を防止することができるオートフォーカス調節装置及び撮像装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成する為に、本発明の第１の態様によるオートフォーカス調節装置は、駆動されたフォーカスレンズが所定のレンズ位置に位置した時点で撮影視野内の焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、前記フォーカスレンズの駆動に応じて前記評価値算出手段により算出された前記フォーカス評価値に基づいて、前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上である場合、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、合焦時の前記フォーカスレンズのレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、を具備することを特徴とする。

前記の目的を達成する為に、本発明の第２の態様による撮像装置は、駆動されたフォーカスレンズが各々のレンズ位置に位置する時点で撮影視野内の焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価算出手段により算出された前記フォーカス評価値に基づいて、前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上の値である場合、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、合焦時の前記フォーカスレンズのレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、例えば一眼レフレックスカメラ等の焦点距離が比較的長いカメラにおけるコントラスト方式によるＡＦで、撮影視野の端に測距視野がある場合においても偽合焦を防止することができるオートフォーカス調節装置及び撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置について説明する。なお、本一実施形態においてはオートフォーカス調節装置及び撮像装置としてデジタル一眼レフレックスカメラを想定する。

図１Ａ及び図１Ｂは、本一実施形態に係るデジタル一眼レフレックスカメラ（以下、カメラと略称する）の構成を示す図である。詳細には、図１Ａは通常のフォーカス調整時（位相差検出法によるＡＦ時）の状態における構成を示す図である。一方、図１Ｂは撮影が行なわれている状態及びライブビュー表示の実行時における構成を示す図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本一実施形態に係るカメラは、交換レンズ１０１と、カメラボディ１１０と、を具備する。

前記交換レンズ１０１は、当該カメラボディ１１０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１１０に着脱自在に構成されている。そして、この交換レンズ１０１は、フォーカスレンズ１０２及び図示しない撮影光学系と、レンズ駆動部１０３と、レンズＣＰＵ１０４と、フォーカス調整機構１０６と、エンコーダ１０７と、を有する。

前記フォーカスレンズ１０２は、撮影光学系（不図示）に含まれるフォーカス調整の為のレンズである。前記フォーカスレンズ１０２は、レンズ駆動部１０３によってその光軸方向（図１Ａ及び図１Ｂに示す矢印Ａ方向）に駆動され、撮影光学系（不図示）のフォーカス位置調整を行う。これにより、撮影光学系（不図示）を通過した図示しない被写体からの光束は、カメラボディ１１０内の撮像素子１２４上においてピントの合った像を結像する。

前記レンズ駆動部１０３は、レンズＣＰＵ１０４からのパルス信号によりＤＣモータでフォーカスレンズ１０２を駆動する。

前記レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３の制御等を行う制御回路である。このレンズＣＰＵ１０４は、通信コネクタ１０５を介してカメラボディ１１０内のシステムコントローラ１２３と通信可能に構成されている。レンズＣＰＵ１０４からシステムコントローラ１２３へは、例えばレンズＣＰＵ１０４に予め記憶された、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等の各種レンズデータが通信される。

前記フォーカス調整機構１０６は、マニュアルフォーカスモード及びセミオートフォーカスモードにおいて、ユーザが直接にフォーカスレンズ１０２の駆動を制御するための操作機構である。このフォーカス調整機構１０６は、至近側（フォーカスレンズ１０２を含む撮影光学系の主点と結像面の距離が最小。図１Ａ及び図１Ｂにおいては右側）又は無限遠側（フォーカスレンズ１０２を含む撮影光学系の主点と結像面の距離が最大。図１Ａ及び図１Ｂにおいては左側）への駆動方向と駆動量を与えることができる。

前記エンコーダ１０７は、フォーカス調整機構１０６の駆動方向及び駆動量をパルス信号として検出してレンズＣＰＵ１０４に伝達する。レンズＣＰＵ１０４は、エンコーダ１０７からのパルス信号をカウントすることで、駆動量及び駆動方向を検知し、それに応じてフォーカスレンズ１０２が駆動されるようにレンズ駆動部１０３を制御する。

ところで、前記カメラボディ１１０は、メインミラー１１１と、フォーカシングスクリーン１１２と、ペンタプリズム１１３と、接眼レンズ１１４と、サブミラー１１６と、コンデンサレンズ１１７と、全反射ミラー１１８と、セパレータ絞り１１９と、セパレータレンズ１２０と、ＡＦセンサ１２１と、ＡＦコントローラ１２２と、システムコントローラ１２３と、撮像素子１２４と、表示部１２５と、メモリカード１２６と、ロータリースイッチ１２７と、レリーズ釦１２８と、設定スイッチ１２９と、を有する。

なお、前記フォーカシングスクリーン１１２と、前記ペンタプリズム１１３と、前記接眼レンズ１１４と、はファインダー光学系を構成している。同様に、前記コンデンサレンズ１１７と、前記全反射ミラー１１８と、前記セパレータ絞り１１９と、前記セパレータレンズ１２０と、はＡＦ光学系を構成している。

前記メインミラー１１１は、回動可能に構成され、その中央部がハーフミラーで構成されたミラーである。このメインミラー１１１は、ダウン位置（図１−Ａ）にあるときに、交換レンズ１０１を介してカメラボディ１１０内に入射する図示しない被写体からの光束の一部を反射し、一部を透過させる。

前記フォーカシングスクリーン１１２は、メインミラー１１１で反射された光束が結像される。

前記ペンタプリズム１１３は、フォーカシングスクリーン１１２に結像された被写体像を正立像として、接眼レンズ１１４に入射させる。

前記接眼レンズ１１４は、ペンタプリズム１１３からの被写体像を、ユーザが観察可能なように拡大する。このようにして、図示しない被写体の状態を観察することができる。

前記サブミラー１１６は、メインミラー１１１のハーフミラー部の背面に設置され、メインミラー１１１のハーフミラー部を透過した光束をＡＦ光学系の方向に反射する。

前記ＡＦ光学系のコンデンサレンズ１１７は、サブミラー１１６で反射され、図示しない１次結像面に結像した光束を集光して全反射ミラー１１８の方向に入射させる。

前記全反射ミラー１１８は、コンデンサレンズ１１７からの光束をＡＦセンサ１２１の側に反射させる。

前記セパレータ絞り１１９はＡＦセンサ１２１の前面に配され、全反射ミラー１１８からの光束を瞳分割する。

前記セパレータレンズ１２０はセパレータ絞り１１９で瞳分割された光束を集光してＡＦセンサ１２１に再結像させる。

前記ＡＦセンサ１２１は、瞳分割され再結像された視差をもつ被写体像を映像信号に変換する。このＡＦセンサ１２１は、撮影画面内の複数の焦点検出エリアにおける焦点状態を検出可能なように構成されている。

前記ＡＦコントローラ１２２は、ＡＦセンサ１２１から、対をなす映像信号を読み出し、読み出した映像信号より被写体像の２像間隔値を例えば相関演算によって算出する。このＡＦコントローラ１２２により求められた２像間隔値よりデフォーカス量を算出する。また、フォーカス調整時には、複数の測距点に対応して算出されるデフォーカス量の中から、フォーカス調整に使用すべきデフォーカス量を選択し、該選択したデフォーカス量をレンズＣＰＵ１０４に送信する。前記レンズＣＰＵ１０４は、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０２のフォーカス調整を行う。このようにして駆動制御手段が構成されている。

前記システムコントローラ１２３は、図１のカメラの全体の動作を統括的に制御する。また、このシステムコントローラ１２３は、ＡＦコントローラ１２２により求められた２像間隔値より算出されるデフォーカス量を記憶する記憶手段としてのメモリを有している。

前記撮像素子１２４は、メインミラー１１１が光軸から退避されたときに（図１Ｂ参照）、撮影光学系を介して結像される被写体像を映像信号に変換する。この撮像素子１２４において被写体像が映像信号に変換された場合、システムコントローラ１２３は、撮像素子１２４で得られた映像信号に対して種々の画像処理を施した後、これによって得られる画像を表示部１２５に表示させたり、メモリカード１２６に格納したりする。

前記設定スイッチ１２９は、当該カメラボディ１１０の外装に設けられる設定釦の操作によって状態が切り換わるスイッチであり、ユーザからの各種設定指示をシステムコントローラ１２３に与える。本一実施形態においては、予備撮影への移行や、予備撮影での結果を基に撮影する本撮影への移行及び、撮影範囲の設定操作も含む。

前記ロータリースイッチ１２７は、当該カメラボディ１１０の外装に設けられ、撮影モードによって目的の機能が切り換わるスイッチであり、可動量をシステムコントローラ１２３に与える。本発明の撮影モードにおいては、撮影範囲の選択に用いる。

前記レリーズ釦１２８は、当該カメラボディ１１０の外装に設けられるレリーズ釦１２８の操作によって状態が切り換わるスイッチであり、ＡＦ開始の指示及び撮像開始の指示をシステムコントローラ１２３に与える。このレリーズ釦１２８は、１ｓｔレリーズスイッチ（不図示）と、２ｎｄレリーズスイッチ（不図示）と、を備えている。レリーズ釦１２８の半押しによって前記１ｓｔレリーズスイッチをオンすることで、ＡＦ開始の指示をシステムコントローラ１２３に与える。そして、レリーズ釦１２８の全押しによって前記２ｎｄレリーズスイッチをオンすることで、撮像開始の指示をシステムコントローラ１２３に与える。

図２は、本一実施形態に係るカメラの外観斜視図である。図２において、前記交換レンズ１０１に設けられた前記フォーカス調整機構１０６の一部としてのフォーカスリング２０５は、ユーザによって回転操作される。このフォーカスリング２０５の駆動方向及び駆動量はエンコーダ１０７において検出される。

また、ファインダー２０３は、その内部に図１Ａ及び図１Ｂに示す前記接眼レンズ１１４が配されている。ユーザは、このファインダー２０３を覗くことで被写体を観察することができる。

なお、レリーズ釦１２８、設定スイッチ１２９、及びロータリースイッチ１２７は、それぞれ図１Ａ及図１Ｂを参照して説明した各々に対応するスイッチを操作するための操作部材である。

図３Ａ乃至図３Ｅは、ファインダー２０３におけるファインダー像（撮影視野）の一例を示す図である。同図に示す例では、被写体は３本の線から成るチャート３０１である。また、同図に示す例では、本一実施形態に係る撮像装置は撮影視野内に９個のフォーカス調整エリアＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３，・・・，ＦＡ７，ＦＡ８，ＦＡ９を有する。

図３Ｃに示すファインダー像が、合焦時におけるファインダー像である。

図３Ａ、図３Ｂに示すファインダー像は、結像面に対してピントが合っている面がフォーカスレンズ１０２側にある時（所謂“前ピン”の時）におけるファインダー像である。

図３Ｄ、図３Ｅに示すファインダー像は、結像面に対してピントが合っている面が撮影者側にある時（所謂“後ピン”の時）におけるファインダー像である。

ここで、図４は、図３Ａ乃至図３Ｅに示すファインダー像と、フォーカスレンズ１０２の位置と、の対応関係の一例を示す図である。

図４中に示すレンズ位置Ａ〜Ｅは、それぞれ図３Ａ〜３Ｅに示すファインダー像を得られる時のレンズ位置を示している。また、図４に示す各々のレンズ位置の下には、それぞれのレンズ位置にフォーカスレンズ１０２が位置する時のフォーカス調整エリアＦＡ１乃至ＦＡ９及びそれらフォーカス調整エリアＦＡ１乃至ＦＡ９内の被写体像であるチャート３０１を示している。

さらに、図５は、各々のフォーカス調整エリアＦＡ１乃至ＦＡ９におけるコントラストの算出値を縦軸にとり、フォーカスレンズ１０２のレンズ位置を横軸にとり、コントラストとレンズ位置との相関関係のグラフを示す図である。

図５に示すように、レンズ位置Ｃでは、フォーカス調整エリアＦＡ４，ＦＡ５，ＦＡ６において合焦位置として正しいコントラストのピークを示していることがわかる。レンズ位置Ｂでは、フォーカス調整エリアＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３，ＦＡ７，ＦＡ８，ＦＡ９においてピークを示しているが、実際には合焦位置ではない為、誤ったコントラストのピーク（偽山）として当該ピークを検出している。

なお、図５に示す上述したピーク（合焦、偽山）に対応する各々のレンズ位置の下には、それらレンズ位置の前後のレンズ位置におけるフォーカス調整エリアＦＡ１，ＦＡ５内の被写体表示（チャート３０１）を示している。

すなわち、同図から分かるように、偽山のピーク（レンズ位置Ｂ）に対応するレンズ位置の前後のレンズ位置（レンズ位置Ａとレンズ位置Ｃと）におけるフォーカス調整エリアＦＡ１内の被写体表示（チャート３０１）には、互いに全く相関関係が無い。

他方、合焦のピーク（レンズ位置Ｃ）に対応するレンズ位置の前後のレンズ位置（レンズ位置Ｂとレンズ位置Ｄと）におけるフォーカス調整エリアＦＡ５内の被写体表示（チャート３０１）は相関関係を有する。

この相関関係を利用して、本一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置では、ライブビュー表示中におけるオートフォーカス制御を行う。

以下、本一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置のシステムコントローラ１２３による、ライブビュー表示中におけるオートフォーカス制御について、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。

まず、ユーザにより、ライブビュー表示を行うライブビューモードに設定される（ステップＳ１）。このステップＳ１では、ユーザにより、例えば表示部１２５のメニュー表示画面を参照して設定スイッチ１２９が操作され、ライブビューモードに設定される。

ライブビューモードに移行すると、表示部１２５には、交換レンズ１０１を介して撮像素子１２４に結像された被写体像を表示させる。

その後、ユーザによりレリーズ釦１２８が半押しされ、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたか否かを判定する（ステップＳ２）。このステップＳ２をＮＯに分岐する場合には、再びステップＳ２に戻る。つまり、このステップＳ２は、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされるのを待つステップである。

前記ステップＳ２をＹＥＳに分岐する場合、以下の一連のフォーカス調整処理を開始する。

まず、レンズＣＰＵ１０４との通信を介して、フォーカスレンズ１０２を無限遠側又は至近端側に移動させると共に、エンコーダ１０７によって検出されたレンズ位置を取得する（ステップＳ３）。

さらに、このステップＳ３におけるフォーカスレンズ１０２の駆動と並行して、撮像素子１２４によって、フォーカスレンズ１０２により結像した被写体像を映像信号に変換する（ステップＳ４）。

続いて、撮像素子１２４からの映像信号を表示部１２５に出力表示させると共に、被写体像の輝度成分を抽出し、その評価値を算出する（ステップＳ５）。ここでは評価値としてコントラスト値を用いるとする。

なお、このコントラスト値は、抽出された輝度成分のデータであり、各フォーカス調整領域内での最大値と最小値との差を取ることで、算出することができる。

そして、前記ステップＳ５において算出した評価値と、フォーカスレンズ１０２のレンズ位置と、を関連付けて、当該システムコントローラ１２３内のメモリに記録する（ステップＳ６）。

以上説明したステップＳ３乃至ステップＳ６の一連の調整処理を繰り返し行うことで、上述した図５に示すようなフォーカスレンズ１０２のレンズ位置とコントラストとの関係を得ることができる。

そして、この関係を参照して、コントラストのピークを検出したか否かを判定する（ステップＳ７）。このステップＳ７をＮＯに分岐する場合は、前記ステップＳ３に移行する。つまり、コントラストのピークを検出するまで上述したステップＳ３乃至ステップＳ６における一連の処理を行う。

一方、前記ステップＳ７をＹＥＳに分岐する場合は、コントラストがピークを取る時点のレンズ位置の前後のレンズ位置におけるフォーカス調整エリア内の映像（被写体表示）の相関値を算出する（ステップＳ８）。

続いて、前記ステップＳ８において算出した相関値に基づいて、コントラストがピークを取る時のレンズ位置の前後のレンズ位置におけるフォーカス調整エリア内の映像（被写体表示）同士に相関性が有るか否かを判定する（ステップＳ９）。

前記ステップＳ９をＮＯに分岐する場合は、当該コントラストのピークに対応するレンズ位置は、合焦位置としての信頼性は無いと判定して（ステップＳ１１）、当該オートフォーカス制御の処理を終了する。

前記ステップＳ９をＹＥＳに分岐する場合は、当該コントラストのピークに対応するレンズ位置に、フォーカスレンズ１０２の位置を合わせる（ステップＳ１０）。

以下、前記ステップＳ７乃至前記ステップＳ１１における一連の処理を、図５に示す例を参照して具体的に説明する。

ここで、上述したように、図５に示す例ではフォーカスレンズ１０２の位置がレンズ位置Ｂ及びレンズ位置Ｃの時に、コントラストのピークが検出されている。

≪レンズ位置Ｃについて≫
フォーカス調整エリアＦＡ５内の映像（被写体表示）に関して、直前のレンズ位置であるレンズ位置Ｂの時と、直後のレンズ位置であるレンズ位置Ｄの時と、の相関値を算出し、相関性を判定する。図５に示す例では相関性が有る（合焦の信頼性有り）と判定し、レンズ位置Ｃにフォーカスレンズ１０２を合わせる。

≪レンズ位置Ｂについて≫
フォーカス調整エリアＦＡ１内の映像（被写体表示）に関して、直前のレンズ位置であるレンズ位置Ａの時と、直後のレンズ位置であるレンズ位置Ｃの時と、の相関値を算出し、相関性を判定する。図５に示す例では相関性が無い（合焦の信頼性無し）と判定し、レンズ位置Ｂを、フォーカスレンズ１０２を合わせる対象から外す。

ところで、図７は、本一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置によって撮影を行う場合の、表示部１２５における一表示例を示す図である。

図７に示す例では、フォーカス調整エリアＦＡ５に対してピントが合っている状態であるが、それ以外のフォーカス調整エリアに対しては、前ピンを示す表示（上に凸の三角形状の記号）や、後ピン（下に凸の三角形状の記号）を示す表示が、重畳して表示されている。

図８は、図７に示す例における、コントラストと、フォーカスレンズ１０２の位置と、の関係を示す図である。この関係は、上述したように前記ステップＳ３乃至前記ステップＳ６における一連の処理を行うことで取得できる。なお、本例においては、フォーカスレンズ１０２を至近側から無限遠側に向かって駆動する。

図８に示すように、フォーカス調整エリアＦＡ８，ＦＡ９では、レンズ駆動に伴ってコントラスト値が減少しており、上述した所謂“前ピン”の状態であることが分かる。一方、フォーカス調整エリアＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３，ＦＡ４、ＦＡ６、及びＦＡ７では、レンズ駆動に伴ってコントラストが上昇しているので、上述した所謂“後ピン”の状態であることが分かる。

このようにして取得した“合焦”、“前ピン”、及び“後ピン”等の合焦状態を示す情報を、図７に示すように被写体映像に重畳して表示部１２５に表示する。

なお、焦点状態の判定方法は例えば以下の通りである。

・フォーカスレンズ１０２を無限遠側に駆動中（本例と同様の駆動）に、コントラストが下降した場合は“後ピン”
・フォーカスレンズ１０２を無限遠側に駆動中（本例と同様の駆動）に、コントラストが上昇した場合は“前ピン”
・フォーカスレンズ１０２を至近側に駆動中に、コントラストが下降した場合は“前ピン”
・フォーカスレンズ１０２を至近側に駆動中に、コントラストが上昇した場合は“後ピン”
以上説明したように、本一実施形態によれば、例えば一眼レフレックスカメラ等の焦点距離が比較的長いカメラにおけるコントラスト方式によるＡＦ処理で、撮影視野の端に測距視野がある場合においても偽合焦を防止することができるオートフォーカス調節装置及び撮像装置を提供することができる。

また、ＡＦ処理にかかる計算量、データ量をおさえた構成であるので、撮影視野内に複数のフォーカス調整領域を持つ場合でも合焦検出までに要する時間の増加量が少なく、結果としてシャッターチャンスを逃しにくくなる。

さらに、遠近の混在する複雑な被写体に対しても合焦を検出できる。

このように、一眼レフレックスカメラ特有の様々な撮影シーンに対応できる。

すなわち、本一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置のフォーカス制御によれば、コントラストがピークを取るレンズ位置の近傍のレンズ位置における画像同士を比較して、当該コントラストのピークの信頼性（合焦信頼性）を判定する。これにより、演算時間を増加させずに偽合焦を防止することができる。

（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。

（１） 複数のレンズ位置へ駆動されるフォーカスレンズに応じて、該フォーカスレンズが各々のレンズ位置に位置する時点の焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価算出手段により算出された前記フォーカス評価値に基づいて、前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定値以上の値である場合、前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、合焦時のレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、
を具備することを特徴とするオートフォーカス調節装置。

（実施形態との対応）
前記フォーカスレンズには例えばフォーカスレンズ１０２が対応し、前記焦点検出エリアには例えばフォーカス調整エリアＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３，ＦＡ４，ＦＡ５，ＦＡ６，ＦＡ７，ＦＡ８，ＦＡ９が対応し、前記評価値算出手段、前記ピーク値検出手段、前記相関値算出手段、及び前記合焦レンズ位置決定手段には例えばシステムコントローラ１２３が対応する。

（作用）
フォーカスレンズにより結像され、撮像素子１２４により光電変換された映像データを、システムコントローラ１２３は輝度成分に分離し、この輝度成分に基づいてコントラストを算出する。これらの処理を、フォーカスレンズ１０２を駆動しながら行っていき、コントラストのピーク値を検出する。ここで、検出したピーク値に対応するレンズ位置よりも所定の間隔だけ無限遠側のレンズ位置において取得した映像と、検出したピーク値に対応するレンズ位置よりも所定の間隔だけ至近側の映像と、を比較し、これらに相関性が有る場合には、当該レンズ位置を合焦位置とする。他方、相関性が無い場合には、偽合焦であると判定する。

（効果）
偽合焦を防止することができ、且つＡＦ処理に係る時間の増加及び苦手被写体の無いオートフォーカス調節装置及び撮像装置を提供することができる。また、フォーカス調整エリア付近に高コントラストな被写体がある場合の偽合焦を防止でき、且つ演算量の増加を抑止することができる。

（２） 撮影視野内に設けられた１つ以上の焦点検出エリアと、
複数のレンズ位置へ駆動されるフォーカスレンズに応じて、該フォーカスレンズが各々のレンズ位置に位置する時点の、各々の前記焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス評価値に基づいて前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
各々の前記焦点検出エリアについて、前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、
各々の前記焦点検出エリア毎に、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定値以上の値であるか否かを判定し、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定値以上の値であると判定した場合には、前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、各々の前記焦点検出エリアにおける合焦時のレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、
を具備することを特徴とするオートフォーカス調節装置。

（作用）
撮影視野を複数の領域に分割し、その領域ごとに評価値を算出する。

（効果）
上記（１）に記載のオートフォーカス調節装置と同様の効果を奏する上に、撮影視野内の一部にピントを合わせることが可能で、対応できる撮影シーンの幅がより広がる。

（３） 各々の前記焦点検出エリア毎に、前記焦点検出エリアの前記フォーカス評価値の増減状態を検出し、且つ、前記増減状態及び前記レンズの駆動方向に基づいて、当該焦点検出エリアにおけるフォーカス状態を検出するフォーカス状態検出手段と、
各々の前記焦点検出エリア毎に、前記フォーカス状態と、当該焦点検出エリア内の映像と、を重畳させて表示する表示手段と、
を含むことを特徴とする（２）に記載のオートフォーカス調節装置。

（作用）
フォーカスレンズの駆動方向とコントラストの変化とに基づいて、フォーカスに関して合焦状態以外の焦点状態を、表示手段上で映像に重畳して表示する。

以上一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施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、種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

さらに、上述した実施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み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施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、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係るデジタル一眼レフレックスカメラの構成を示す図。 本発明の一実施形態に係るデジタル一眼レフレックスカメラの構成を示す図。 本発明の一実施形態に係るカメラの外観斜視図。 ファインダー像（撮影視野）の一例を示す図。 ファインダー像（撮影視野）の一例を示す図。 ファインダー像（撮影視野）の一例を示す図。 ファインダー像（撮影視野）の一例を示す図。 ファインダー像（撮影視野）の一例を示す図。 図３Ａ乃至図３Ｅに示すファインダー像と、フォーカスレンズの位置と、の対応関係の一例を示す図。 各々のフォーカス調整エリアにおけるコントラストの算出値を縦軸にとり、フォーカスレンズのレンズ位置を横軸にとり、コントラストとレンズ位置との相関関係を示す図。 本発明の一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置のシステムコントローラによる、ライブビュー表示中におけるオートフォーカス制御のシーケンスのフローチャートを示す図。 本発明の一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置のシステムコントローラによる、ライブビュー表示中におけるオートフォーカス制御のシーケンスのフローチャートを示す図。 本発明の一実施形態に係るオートフォーカス調節装置及び撮像装置によって撮影を行う場合の表示部における一表示例を示す図。 図７に示す例における、コントラストと、フォーカスレンズ１０２の位置と、の関係を示す図。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…レンズ位置、 ＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３，ＦＡ４，ＦＡ５，ＦＡ６，ＦＡ７，ＦＡ８，ＦＡ９…フォーカス調整エリア、 １０１…交換レンズ、 １０２…フォーカスレンズ、 １０３…レンズ駆動部、 １０４…レンズＣＰＵ、 １０５…通信コネクタ、 １０６…フォーカス調整機構、 １０７…エンコーダ、 １１０…カメラボディ、 １１１…メインミラー、 １１２…フォーカシングスクリーン、 １１３…ペンタプリズム、 １１４…接眼レンズ、 １１６…サブミラー、 １１７…コンデンサレンズ、 １１８…全反射ミラー、 １２０…セパレータレンズ、 １２１…ＡＦセンサ、 １２２…ＡＦコントローラ、 １２３…システムコントローラ、 １２４…撮像素子、 １２５…表示部、 １２６…メモリカード、 １２７…ロータリースイッチ、 １２８…レリーズ釦、 １２９…設定スイッチ、 ２０３…ファインダー、 ２０５…フォーカスリング、 ２０８…表示モニタ、 ３０１…チャート。

Claims (6)

1. 駆動されたフォーカスレンズが所定のレンズ位置に位置した時点で撮影視野内の焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
   前記フォーカスレンズの駆動に応じて前記評価値算出手段により算出された前記フォーカス評価値に基づいて、前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
   前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、
   前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上である場合、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、合焦時の前記フォーカスレンズのレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、
   を具備することを特徴とするオートフォーカス調節装置。
2. 撮影視野内に設けられた１つ以上の焦点検出エリアと、
   駆動されたフォーカスレンズが所定のレンズ位置に位置した時点で前記焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
   各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス評価値に基づいて前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
   各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から、無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、
   各々の前記焦点検出エリア毎に、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上であるか否かを判定し、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上であると判定した場合には、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、各々の前記焦点検出エリアにおける合焦時の前記フォーカスレンズのレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、
   を具備することを特徴とするオートフォーカス調節装置。
3. 各々の前記焦点検出エリア毎に前記フォーカス評価値の増減状態を検出し、且つ、前記増減状態及び前記フォーカスレンズの駆動方向に基づいて、各々の前記焦点検出エリアにおけるフォーカス状態を検出するフォーカス状態検出手段と、
   各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス状態と、当該焦点検出エリア内の映像と、を重畳させて表示する表示手段と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス調節装置。
4. 駆動されたフォーカスレンズが各々のレンズ位置に位置する時点で撮影視野内の焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
   前記評価算出手段により算出された前記フォーカス評価値に基づいて、前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
   前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、
   前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上の値である場合、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、合焦時の前記フォーカスレンズのレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
5. 撮影視野内に設けられた１つ以上の焦点検出エリアと、
   駆動されたフォーカスレンズが各々のレンズ位置に位置する時点の、各々の前記焦点検出エリアにおけるフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
   各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス評価値に基づいて前記フォーカス評価値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、
   各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から至近側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置から無限遠側に所定の間隔だけ離れたレンズ位置に前記フォーカスレンズが位置する時点における前記焦点検出エリア内の映像と、の相関値を算出する相関値算出手段と、
   各々の前記焦点検出エリア毎に、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上の値であるか否かを判定し、前記相関値算出手段により算出された前記相関値が所定の値以上の値であると判定した場合には、前記フォーカス評価値が前記ピーク値を取る時点におけるレンズ位置を、各々の前記焦点検出エリアにおける合焦時の前記フォーカスレンズのレンズ位置であると決定する合焦レンズ位置決定手段と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
6. 各々の前記焦点検出エリア毎に、前記焦点検出エリアにおける前記フォーカス評価値の増減状態を検出し、且つ、前記増減状態及び前記レンズの駆動方向に基づいて、当該焦点検出エリアにおけるフォーカス状態を検出するフォーカス状態検出手段と、
   各々の前記焦点検出エリアについて、前記フォーカス状態と、当該焦点検出エリア内の映像と、を重畳させて表示する表示手段と、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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