JP2012159796A - 焦点調節装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの姿勢に応じた焦点検出を適切に行うことが可能な焦点調節装置を提供する。
【解決手段】 焦点調節光学系３２を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部３６と、異なる複数の焦点状態において、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点検出を行う焦点検出部２１と、自装置の姿勢を検出する姿勢検出部３８と、前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢に応じて、前記駆動部による前記焦点調節光学系の駆動を制御する制御部２１と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関するものである。

焦点調節光学系を駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する焦点評価値を取得することにより、光学系の焦点状態を検出する焦点調節装置が知られている。このような焦点調節装置において、カメラの姿勢に応じて、焦点調節光学系を駆動させる範囲を変化させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−２６４８２７号公報

しかしながら、従来技術は、カメラの姿勢に応じて、焦点調節光学系を駆動する範囲自体を拡げるものであるため、焦点調節光学系を駆動する範囲が広くなり、焦点検出に要する時間が長くなる場合があった。

本発明が解決しようとする課題は、カメラの姿勢に応じた焦点検出を適切に行うことが可能な焦点調節装置を提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。

[１] 本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系（３２）を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部（３６）と、異なる複数の焦点状態において、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点検出を行う焦点検出部（２１）と、自装置の姿勢を検出する姿勢検出部（３８）と、前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢に応じて、前記駆動部による前記焦点調節光学系の駆動を制御する制御部（２１）と、を備えることを特徴とする。

［２］上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部（２１）は、前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢に応じて、前記駆動部（３６）による前記焦点調節光学系（３２）の駆動範囲を変化させるように構成することができる。

［３］上記焦点調節装置に係る発明において、任意の焦点調節位置に前記焦点調節光学系（３２）をプリセットするプリセット部をさらに備え、前記制御部（２１）は、自装置の姿勢に応じて、前記プリセット部によりプリセットされた前記焦点調節光学系の位置を補正するように構成することができる。

［４］上記焦点調節装置に係る発明において、前記焦点検出部（２１）により検出された前記評価値のピーク位置の履歴を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部（２１）は、前記評価値のピーク位置の履歴に基づいて、前記評価値のピーク位置が無限遠端となる割合が所定値以上であるかを判断し、前記割合が所定値以上である場合には、自装置の姿勢によらず、前記駆動部（３６）による前記焦点調節光学系の駆動範囲を無限遠側にシフトするように構成することができる。

［５］上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部（２１）は、前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢が上向きの場合は、至近側における前記焦点調節光学系の駆動速度を無限遠側における前記焦点調節光学系（３２）の駆動速度よりも速い速度とし、自装置が下向きの場合は、無限遠側における前記焦点調節光学系の駆動速度を至近側における前記焦点調節光学系の駆動速度よりも速い速度とするように構成することができる。

[６] 本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、カメラの姿勢に応じた焦点検出を適切に行うことができる。

図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。 図２は、カメラの姿勢とフォーカスレンズへの重力の影響との関係を説明するための図である。 図３は、カメラの姿勢に応じて設定されるサーチ範囲の一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係るカメラの動作例を示すフローチャートである。 図５は、調整誤差や経年変化が生じた場合のサーチ範囲の設定方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。

レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。

レンズ３２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３５によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。

このフォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒３に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ３２を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ３６によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。

上述したようにレンズ鏡筒３に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ３６がレンズ鏡筒３に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ３６と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ３６の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ３６の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。

フォーカスレンズ３２の位置はエンコーダ３５によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒３に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。

本実施形態のエンコーダ３５としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量（回転方向でも光軸方向の何れでもよい）に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。

フォーカスレンズ３２は、上述した回転筒の回転によって至近端から無限端までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ３５で検出されたフォーカスレンズ３２の現在位置情報は、レンズ制御部３７を介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３６は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３２の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出される指令信号により駆動する。

絞り３４は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り３４による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３７に入力される。絞り３４の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部３７で現在の開口径が認識される。

また、レンズ鏡筒３には、図１に示すように、カメラ１の姿勢を検知するための加速度センサ３８が内蔵されている。加速度センサ３８は、例えば、カメラ１の光軸Ｌ１と平行する方向の重力成分を検出するように設計されており、カメラ１の上下の傾きに応じた値を出力する。加速度センサ３８の検出結果は、カメラ１の姿勢情報として、レンズ制御部３７を介して、カメラ本体２のカメラ制御部２１に送出される。

一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ２４に記録される。なお、メモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。

カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。

カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へ絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。

また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画像データに基づき、コントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。

具体的には、カメラ制御部２１は、撮像素子２２から読みだした画像データの空間周波数から所定の高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値を積算することで、フォーカスレンズ３２により撮影光学系の焦点調節を行う際に利用される焦点評価値を算出する。

そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に制御信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置において、焦点評価値を算出し、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求め、焦点評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズ３２を駆動させる。

また、本実施形態において、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７を介して送出された加速度センサ３８の検出結果を取得し、取得した加速度センサ３８の検出結果に基づいて、焦点評価値を算出するためにフォーカスレンズ３２を駆動させるサーチ範囲を設定する。

ここで、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、カメラ１の姿勢に応じてフォーカスレンズ３２が受ける重力の影響を説明するための図であり、図２（Ａ）は、カメラ１が水平（光軸Ｌ１が重力方向と直交する方向）に保持されている場面を表しており、図２（Ｂ）は、カメラ１が上向きに保持されている場面を表しており、図２（Ｃ）は、カメラ１が下向きに保持されている場面を表している。また、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）においては、重力方向を、紙面下方向に向かう矢印で表しており、フォーカスレンズ３２が受ける光軸Ｌ１方向に平行する方向の重力成分を、撮像素子２２方向に向かう矢印で表している。例えば、図２（Ａ）に示すように、カメラ１が水平に保持されている場面では、重力の影響により、フォーカスレンズ３２のレンズ位置が変化することはないが、図２（Ｂ）に示すように、カメラ１が上向きに保持されている場合には、フォーカスレンズ３２が重力の影響を受けて、フォーカスレンズ３２の自重により、フォーカスレンズ３２のレンズ位置が、カメラ制御部２１により駆動制御されたレンズ位置よりも、カメラ本体２側に移動する場合がある。また、同様に、図２（Ｃ）に示すように、カメラ１が下向きに保持されている場合には、フォーカスレンズ３２は重力の影響を受けて、フォーカスレンズ３２の自重により、フォーカスレンズ３２のレンズ位置が、カメラ制御部２１に駆動制御されたレンズ位置よりも、被写体側に移動する場合がある。特に、カメラ１の傾きが大きいほど、フォーカスレンズ３２は重力の影響を大きく受け、フォーカスレンズ３２は、カメラ制御部２１に駆動制御されたレンズ位置よりも、至近側または無限遠側に大きく移動する傾向がある。

そこで、本実施形態において、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３２への重力の影響を軽減するために、加速度センサ３８の検出結果に基づいて、フォーカスレンズ３２を駆動するサーチ範囲を設定する。具体的には、カメラ制御部２１は、以下に説明するように、サーチ範囲の設定を行う。

例えば、カメラ１が鉛直方向上向きに保持されている場合の加速度センサ３８の出力が「＋Ｇ」であるとすれば、カメラ１が水平に保持されている場合の加速度センサ３８の出力は「０」となり、カメラ１が鉛直方向下向きに保持されている場合の加速度センサ３８の出力は「−Ｇ」となる。この場合において、カメラ制御部２１は、下記式（１）に示すように、加速度センサ３８の出力値Ｙに基づいて、カメラ１（光軸Ｌ１）の水平面に対する傾斜角度θを算出することができる。
θ ＝ ａｒｃｓｉｎ（Ｙ／Ｇ） ・・・（１）
これにより、カメラ制御部２１は、上記式（１）により、カメラ１が鉛直方向上向きに保持されている場合には、カメラ１の傾斜角度θを９０°として算出し、カメラ１が水平に保持されている場合にはカメラ１の傾斜角度θを０°として算出し、カメラ１が鉛直方向下向きに保持されている場合には、カメラ１の傾斜角度θを−９０°として算出することができる。

そして、カメラ制御部２１は、算出したカメラ１の傾斜角度θに基づいて、カメラ１の姿勢に応じたサーチ範囲を設定する。ここで、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、無限遠から０．５ｍまでの距離に存在する被写体に合焦することが可能なフォーカスレンズ３２において設定されるサーチ範囲の一例を示す図であり、図３（Ａ）は、カメラ１が水平に保持されている場面に設定されるサーチ範囲を表しており、図３（Ｂ）は、カメラ１が水平よりも上向きに保持されている場面に設定されるサーチ範囲を表しており、図３（Ｃ）は、カメラ１が下向きに保持されている場面に設定されるサーチ範囲を表している。

具体的には、カメラ制御部２１は、カメラ１の傾斜角度θに応じて、図３（Ａ）に示すように、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲を、該サーチ範囲よりも至近側または無限遠側となるように変化させる。例えば、カメラ制御部２１は、図２（Ｂ）に示すように、カメラ１が上向きに保持されている場合には、フォーカスレンズ３２のレンズ位置が、カメラ制御部２１に駆動制御されたレンズ位置よりもカメラ本体２側に位置していると判断し、図３（Ｂ）に示すように、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲と比べて、フォーカスレンズ３２のサーチ範囲を至近側に変化させる。また、図２（Ｃ）に示すように、カメラ１が下向きに保持されている場合には、フォーカスレンズ３２のレンズ位置が、カメラ制御部２１に駆動制御されたレンズ位置よりも被写体側に移動していると判断し、図３（Ｃ）に示すように、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲と比べて、フォーカスレンズ３２のサーチ範囲を無限遠側に変化させる。なお、本実施形態において、カメラ制御部２１は、カメラ１の姿勢に応じて、サーチ範囲をカメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲よりも至近側または無限遠側に変化させるものであり、サーチ範囲の大きさ自体を変化させるものではない。

また、カメラ制御部２１は、カメラ１の傾斜角度θの大きさに応じて、サーチ範囲を至近側または無限遠側に変化させるために、カメラ１の傾斜角度θの大きさに応じた補正量を算出する。例えば、下記の表１に示すように、予め、カメラ１の傾斜角度θの大きさに応じた適切なサーチ範囲を実際に計測しておき、計測したサーチ範囲に変化させるための補正量を、テーブル値としてメモリ２４に保持しておくことで、カメラ制御部２１は、このテーブルを参照して、カメラ１の傾斜角度θに応じたサーチ範囲を効率的かつ迅速に設定することができる。また、下記の表１に示すように、補正値を、焦点距離（またはズームレンズの位置）ごとに求めておくことがより好適である。これにより、例えば、カメラ制御部２１は、カメラ１の傾斜角度θが−４５°であり、撮影光学系の焦点距離（またはズームレンズのレンズ位置）がＺ１である場合に、下記の表１に示すテーブルを参照して、補正量として＋３を算出し、カメラ１が水平に保持されている場合の基準となるサーチ範囲を、３パルス分だけ被写体側に変化させることで、カメラ１の姿勢に応じたサーチ範囲を設定することができる。なお、下記の表１は一例であり、補正値は表１に記載された値に限定されるものではない。

操作部２８は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。

次いで、本実施形態に係るカメラ１の動作を説明する。図４は、本実施形態のカメラ１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、例えば、オートフォーカスモードにおいて、操作部２８のシャッターレリーズボタンが半押しされ、第１スイッチＳＷ１がＯＮになった場合に実行される。

まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、加速度センサ３８の検出結果の取得が行われる。なお、本実施形態では、レンズ駆動などの微振動による外乱振動信号の混入を防止するために、サーチ動作中に検出された加速度センサ３８の検出結果を取得するのではなく、サーチ動作開始直前に検出された加速度センサ３８の検出結果の取得を行う。

そして、ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０１で取得された加速度センサ３８の検出結果に基づいて、サーチ範囲を設定するための補正量の算出が行われる。例えば、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０１で取得した加速度センサ３８の検出結果に基づいて、カメラ１の傾斜角度θを算出し、上記の表１に示すテーブルを参照して、カメラ１の傾斜角度θに応じた補正量を算出する。

ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０２で算出された補正量に基づいて、サーチ範囲の設定が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、図３（Ａ）に示すように、カメラ１が水平に保持されている場合のフォーカスレンズ３２のサーチ範囲を、ステップＳ１０２で算出した補正量に応じて、至近側または無限遠側に変化させることで、カメラ１の姿勢に応じたサーチ範囲を設定する。例えば、図２（Ｂ）に示すように、カメラ１が上向きに保持されている場合には、図３（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３２のサーチ範囲を、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲と比べて至近側に変更させ、反対に、図２（Ｃ）に示すように、カメラ１が下向きに保持されている場合には、図３（Ｃ）に示すように、フォーカスレンズ３２のサーチ範囲を、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲と比べて無限遠側に変更させることで、カメラ１の姿勢に応じたサーチ範囲を設定することができる。

ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０３で設定されたサーチ範囲において、フォーカスレンズ３２を駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得するサーチ動作が実行される。そして、カメラ制御部２１は、取得した複数の焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピークの検出を行う。例えば、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０４で算出した少なくても３つの焦点評価値に基づいて、３点内挿法により、焦点評価値のピークの検出を行うことができる。

ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０４において焦点評価値のピークが検出された場合には、検出された焦点評価値のピークの位置を合焦位置と判断し、合焦位置が検出されたと判断する。合焦位置が検出されたと判断された場合は、ステップＳ１０６に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ３２を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、合焦位置が検出されなかったと判断された場合は、ステップＳ１０７に進み、合焦不能処理が行われる。合焦不能処理の一例としては、フォーカスレンズ３２を予め定められた所定のレンズ位置へ移動させる処理などが挙げられる。

本実施形態のカメラ１は、以上のように動作する。

本実施形態に係るカメラ１は、加速度センサ３８の検出結果に基づいて、カメラ１の姿勢を判断し、カメラ１が上向きに保持されていると判断した場合には、図３（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３２が駆動するサーチ範囲を、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲よりも至近側に変化させ、一方、カメラ１が下向きに保持されていると判断した場合には、図３（Ｃ）に示すように、フォーカスレンズ３２が駆動するサーチ範囲を、カメラ１が水平に保持されている場合のサーチ範囲よりも無限遠側に設定する。これにより、本実施形態によれば、フォーカスレンズ３２への重力の影響を軽減し、カメラ１の姿勢に応じた焦点検出を適切かつ迅速に行うことができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述した実施形態では、カメラ１の姿勢に応じて、フォーカスレンズ３２のサーチ範囲を変化させる構成を例示したが、この構成に加えて、例えば、マニュアルフォーカスモードにおいて、予め設定したレンズ位置（プリセット位置）で被写体の撮影を行う場合に、カメラ制御部２１は、カメラ１の姿勢に応じて、プリセット位置をシフトし、シフトしたレンズ位置にフォーカスレンズ３２を駆動させる構成としてもよい。例えば、カメラ制御部２１は、カメラ１が上向きに保持されていると判断した場合には、フォーカスレンズ３２をプリセット位置よりも至近側の位置に駆動させ、反対に、カメラ１が下向きに保持されていると判断した場合には、フォーカスレンズ３２をプリセット位置よりも無限遠側の位置に駆動させる構成としてもよい。これにより、プリセット位置に応じた被写体の撮影を、カメラ１の姿勢に応じて、適切に行うことができる。

また、調整誤差や経年変化などにより、フォーカスレンズ３２を駆動させるサーチ範囲を変更させる構成としてもよい。例えば、カメラ１が水平に保持されている場合に、風景などの遠景にある被写体は、図５に示す破線のように、無限遠端において焦点評価値のピークが検出されるが、調整誤差や経年変化が生じた場合には、図５に示す実線のように、風景などの遠景にある被写体に応じた焦点評価値のピークが、無限遠端を超えた位置に存在する場合がある。また、本来は、無限遠端に焦点評価値のピークが存在しない被写体も、調整誤差や経年変化などにより、無限遠端または無限遠端を超えた位置で焦点評価値がピークとなる場合がある。そこで、カメラ制御部２１は、例えば、焦点評価値のピーク位置を履歴データとして記憶しておき、該履歴データに基づいて、焦点評価値のピーク位置が無限遠端である割合が所定値以上であるか否かを判断し、焦点評価値のピーク位置が無限遠端である割合が所定値以上である場合には、調整誤差や経年変化が生じていると判断し、カメラ１の姿勢に関係なく、フォーカスレンズ３２を駆動するサーチ範囲を、無限遠側に変化させてもよい。なお、サーチ範囲を無限遠側に変化させる補正量は、特に限定されないが、例えば、図５に示す破線のように、無限遠端に存在する被写体の焦点評価値のピークを検出するために、フォーカスレンズ３２を、無限遠端を超えた位置（無限遠端から図５に示すＬ１だけ進んだ位置）まで駆動させてサーチ動作を行っている場合には、サーチ範囲を、図５に示すＬ１だけ無限遠側に変化させる構成としてもよい。なお、構造的な制約により、サーチ範囲をＬ１だけ無限遠側に変化させることができない場合には、サーチ範囲を確保可能な分だけ無限遠側に変化させればよい。これにより、調整誤差や経年変化が生じた場合でも、焦点評価値のピークが無限遠端で検出される被写体に適切にピントを合わせることができる。なお、図５は、調節誤差や経年変化が生じた場合のサーチ範囲の設定方法を説明するための図である。

さらに、上述した実施形態では、カメラ１の姿勢に応じて、フォーカスレンズ３２のサーチ範囲を変化させる構成を例示したが、この構成に加えて、カメラ１が上向きに保持されている場合には、撮影者が撮影したい被写体は比較的遠くに存在するものと判断し、至近側におけるフォーカスレンズ３２の駆動速度を、無限遠側におけるフォーカスレンズ３２の駆動速度よりも速い速度とするように制御する構成としてもよい。これにより、撮影者が撮影したい比較的遠くに存在する被写体に、より迅速に焦点を合わせることができる。同様に、カメラ１が下向きに保持されている場合には、撮影者が撮影したい被写体は比較的近くに存在するものと判断し、無限遠側におけるフォーカスレンズ３２の駆動速度を至近側におけるフォーカスレンズ３２の駆動速度よりも速い速度とするように制御する構成としてもよい。これにより、撮影者が撮影したい比較的近くに存在する被写体に、より迅速に焦点を合わせることができる。

また、上述した実施形態においては、加速度センサ３８の検出結果を用いて、カメラ１の傾斜角度θを算出しているが、例えば、加速度センサ３８の検出結果への手振れや電気的なノイズによる影響を軽減するために、サーチ動作を開始するまでの間（例えば、サーチ動作を開始するまでの０．１秒間）に、加速度センサ３８の検出結果を複数取得し、取得した加速度センサ３８の検出結果の平均値を算出し、算出した加速度センサ３８の検出結果の平均値を用いて、カメラ１の傾斜角度θを算出する構成としてもよい。

さらに、上述した実施形態では、カメラ１の姿勢に応じて、フォーカスレンズ３２を駆動させるサーチ範囲を変化させる構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、ズームレンズ３１の駆動制御処理や、ズームレンズ３１を駆動しながらフォーカスレンズ３２を駆動させるズームトラッキング処理などにおいて、カメラ１の姿勢に応じて、ズームレンズ３１の駆動範囲を変化させる構成としてもよい。ズームレンズ３１も、フォーカスレンズ３２と同様に、カメラ１の姿勢に応じた重力の影響を受けるためである。

また、上述した実施形態では、カメラ制御部２１により、カメラ１の姿勢が上向きであると判断された場合に、サーチ範囲を至近側に変化させ、カメラ１が下向きであると判断された場合に、サーチ範囲を無限遠側に変化させてしているが、この構成に限定されるものではなく、撮影光学系の光学的特性に応じて、適宜、サーチ範囲を変化させることができる。すなわち、撮影光学系の光学的特性によっては、カメラ制御部２１は、カメラ１の姿勢が上向きであると判断された場合に、サーチ範囲を無限遠側に変化させ、カメラ１が下向きであると判断された場合に、サーチ範囲を至近側に変化させてもよい。

加えて、上述した実施形態では、加速度センサ３８をレンズ鏡筒３に内蔵しているが、この構成に限定されず、加速度センサ３８をカメラ本体２に内蔵してもよい。また、カメラ１の姿勢を判断するためのセンサは、加速度センサ３８に限定されず、例えば、角速度センサなどのセンサを用いて、カメラ１の姿勢を判断してもよい。

なお、本実施形態に係るカメラ１は、特に限定されず、例えば、一眼レフデジタルカメラ、デジタルコンパクトカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。

１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
３…レンズ鏡筒
３１…ズームレンズ
３２…フォーカスレンズ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部
３８…加速度センサ

Claims (6)

1. 焦点調節光学系を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動部と、
   異なる複数の焦点状態において、光学系による像のコントラストに関する評価値を算出することで、前記光学系の焦点検出を行う焦点検出部と、
   自装置の姿勢を検出する姿勢検出部と、
   前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢に応じて、前記駆動部による前記焦点調節光学系の駆動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする焦点調節装置。
2. 請求項１に記載の焦点調節装置であって、
   前記制御部は、前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢に応じて、前記駆動部による前記焦点調節光学系の駆動範囲を変化させることを特徴とする焦点調節装置。
3. 請求項１または２に記載の焦点調節装置であって、
   任意の焦点調節位置に前記焦点調節光学系をプリセットするプリセット部をさらに備え、
   前記制御部は、自装置の姿勢に応じて、前記プリセット部によりプリセットされた前記焦点調節光学系の位置を補正することを特徴とする焦点調節装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
   前記焦点検出部により検出された前記評価値のピーク位置の履歴を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記評価値のピーク位置の履歴に基づいて、前記評価値のピーク位置が無限遠端となる割合が所定値以上であるかを判断し、前記割合が所定値以上である場合には、自装置の姿勢によらず、前記駆動部による前記焦点調節光学系の駆動範囲を無限遠側にシフトすることを特徴とする焦点調節装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
   前記制御部は、前記光学系の焦点検出を行う際に、自装置の姿勢が上向きの場合は、至近側における前記焦点調節光学系の駆動速度を無限遠側における前記焦点調節光学系の駆動速度よりも速い速度とし、自装置が下向きの場合は、無限遠側における前記焦点調節光学系の駆動速度を至近側における前記焦点調節光学系の駆動速度よりも速い速度とすることを特徴とする焦点調節装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。

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