JP2017211487A - 撮像装置及び自動焦点調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＦ速度の向上。【解決手段】撮像装置１０は、フォーカスレンズを含む撮影光学系１６を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子３０と、撮像素子３０の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示すＡＦ評価値を算出するコントラストＡＦ評価値算出回路４６と、位相差検出により焦点検出を行って撮影光学系１６のデフォーカス量を出力する位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８と、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づきＡＦ評価値が極値を示すフォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御するカメラ側ＣＰＵ２８と、を備え、カメラ側ＣＰＵ２８は、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量に基づいて、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づく焦点調節動作に先立って行われるフォーカスレンズの初期位置駆動を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置及びそのような撮像装置における自動焦点調節方法に関する。

撮像装置には、自動的に焦点を合わせる自動焦点調節（所謂オートフォーカス（ＡＦ））機能が搭載されている。このＡＦ機能には様々な方式がある。例えば、撮像素子に設けられた焦点検出用の画素列からの出力信号に基づいて、瞳分割型位相差方式による焦点調節を行う位相差ＡＦ方式が知られている。また、撮像素子に設けられた撮像用画素からの出力信号に基づいて、コントラスト検出方式による焦点調節を行うコントラストＡＦ方式も広く用いられている。さらに、ハイブリッドＡＦ方式と称される、複数のＡＦ方式、例えば位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式との両方を採用した撮像装置も知られている。

特開２０１２−１８９８７８号公報（以下、特許文献１と記す。）には、そのようなハイブリッドＡＦ方式を採用した撮像装置において、コントラストＡＦ方式における初回スキャン方向を、像面位相差情報から検出されたデフォーカス量を用いて決定する技術が提案されている。この技術を用いることで、「初回スキャン方向とピーク方向の不一致によるスキャン反転」の発生を防止することが可能となり、ＡＦ速度・動作品位の向上を実現している。

特開２０１２−１８９８７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、初期位置駆動の要否について言及しておらず、ＡＦ速度向上の観点では対策不充分であった。ここで、「初期位置駆動」とは、レンズ位置が合焦位置にある状態でファーストレリーズの押下によりＡＦ開始が指示された時のＡＦ時間短縮を目的として、図５Ａに示すように、フォーカスレンズのスキャン開始位置をＡＦ開始指示時のレンズ位置（以下、ＡＦ開始位置と記す。）から「ずらす」技術である。この「ずらし量」は、最短で合焦検出可能な駆動量である。ＡＦ開始位置＝合焦位置でＡＦ動作を開始した場合、ピーク検出までのスキャン駆動は１回で済む。このような初期位置駆動を行わないと、図５Ｂに示すように、ピーク検出までのスキャン駆動は２回必要となって、ＡＦ完了までの時間がかかってしまう。

ところが、この初期位置駆動は、図６Ａに示すように、ＡＦ開始位置が合焦位置でない場合には、無意味な動作となってしまい、逆に、ＡＦ速度低化の要因となる。このようなＡＦ開始位置が大ボケ位置である場合には、図６Ｂに示すように、初期位置駆動を行わない方が、ＡＦ完了までの時間が短くて済む。

以上のように、精度面で有利なコン卜ラス卜ＡＦについて、レンズ駆動方向制御を像面位相差情報でアシス卜する、上記特許文献１に開示されているようなハイブリッドＡＦにおいて、コン卜ラス卜ＡＦ特有の「初期位置駆動」は被写***置に関係なく一律実施されるため、ＡＦ速度の低下を招く場合がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ＡＦ速度を向上可能な撮像装置及び自動焦点調節方法を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置の一態様は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出する第１の焦点検出手段と、位相差検出により焦点検出を行って前記撮影光学系のデフォーカス量を出力する第２の焦点検出手段と、前記第１の焦点検出手段の出力に基づき前記評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記第２の焦点検出手段の出力するデフォーカス量に基づいて、前記第１の焦点検出手段の出力に基づく焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を制御する。
また、本発明の撮像装置の別の態様は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力に基づき前記評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記焦点調節動作の前に前記焦点検出手段の出力する前記評価値が、所定の値よりも小さい場合は、前記焦点検出手段の出力に基づく前記焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を禁止するよう制御する。
また、本発明の自動焦点調節方法の一態様は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出して該評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する、評価値に基づく焦点調節動作を行う自動焦点調節方法であって、位相差検出により焦点検出を行って前記撮影光学系のデフォーカス量を算出し、前記算出した前記デフォーカス量に基づいて、前記評価値に基づく前記焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を制御する。
また、本発明の自動焦点調節方法の別の態様は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出して該評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する、評価値に基づく焦点調節動作を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節動作の前に算出した前記評価値が所定の値よりも小さいかどうか判別し、前記評価値が前記所定の値よりも小さい場合は、前記評価値に基づく前記焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を禁止するよう制御する。

本発明によれば、初期位置駆動が必要な場面でのみ初期位置駆動が発動されるので、ＡＦ速度を向上可能な撮像装置及び自動焦点調節方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置のブロック構成図である。 図２は、撮像装置におけるＡＦ動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 図３は、図２中の初期位置駆動サブルーチンの動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 図４は、ＡＦ開始位置に応じた初期位置駆動を説明するための図である。 図５Ａは、合焦位置開始の場合における初期位置駆動有り時のレンズ動作を説明するための図である。 図５Ｂは、合焦位置開始の場合における初期位置駆動無し時のレンズ動作を説明するための図である。 図６Ａは、大ボケ位置開始の場合における初期位置駆動有り時のレンズ動作を説明するための図である。 図６Ｂは、大ボケ位置開始の場合における初期位置駆動無し時のレンズ動作を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る撮像装置１０は、ボディユニット１２と、アクセサリ装置として例えば交換可能なレンズユニット（すなわちレンズ鏡筒）１４と、から成る。

レンズユニット１４は、ボディユニット１２の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して当該ボディユニット１２に対して着脱自在に装着可能である。このレンズユニット１４は、フォーカスレンズを含む撮影光学系１６と、絞り１８と、レンズ枠２０と、レンズモータ２２Ａ及び絞りモータ２２Ｂと、モータドライブ回路２４と、レンズ側ＣＰＵ２６と、から構成される。

撮影光学系１６は、レンズ枠２０によって支持されている。レンズモータ２２Ａは、撮影光学系１６を光軸方向に沿って移動させるべくレンズ枠２０を移動させる。絞りモータ２２Ｂは、絞り１８の開放度を調節させるべく絞り１８を開閉させる。これらのレンズモータ２２Ａ及び絞りモータ２２Ｂは、モータドライブ回路２４を介してレンズ側ＣＰＵ２６からの制御信号に従って駆動される。

レンズ側ＣＰＵ２６は、レンズモータ２２Ａ及び絞りモータ２２Ｂ等、レンズユニット１４内の各部を駆動制御する。このレンズ側ＣＰＵ２６は、図示しない通信コネクタを介して、ボディユニット１２側のカメラ側ＣＰＵ２８と電気的に接続され、当該カメラ側ＣＰＵ２８からの指令に従って制御される。すなわち、カメラ側ＣＰＵ２８とレンズ側ＣＰＵ２６とは、レンズユニット１４の装着時において、通信コネクタを介して通信可能に電気的接続される。レンズ側ＣＰＵ２６は、カメラ側ＣＰＵ２８に従属的に協働しながら稼動する。

一方、ボディユニット１２内には、レンズユニット１４における撮影光学系１６の光軸上に、撮影光学系１６を通過した被写体像を光電変換するための撮像素子３０が設けられている。すなわち、撮影光学系１６と絞り１８を通った光束は、撮像素子３０の撮像面上に結像される。撮像素子３０は、電子シャッタ（例えば電子ローリングシャッタ）により露光制御可能な撮像素子として構成されたものであり、一例としてはＣＭＯＳセンサや、ＣＣＤが挙げられる。ここに、電子ローリングシャッタとは、撮像素子３０の撮像面に２次元状に配列されている複数の画素をリセットする際、または信号を読み出す際に、画素毎に時系列的に、あるいはライン単位で時系列的に、リセットまたは読み出しを行うものをいう。すなわち、撮像素子３０は、各画素または各ラインの信号蓄積時間を電子的に制御することにより、メカニカルシャッタと同様の機能を果たすことができる。また、特に図示はしないが、撮像素子３０は、瞳分割型位相差方式による焦点調節を行うための位相差画素を有している。

また、ボディユニット１２内には、撮像素子３０に接続された撮像制御・信号処理回路３２が設けられている。この撮像制御・信号処理回路３２は、カメラ側ＣＰＵ２８に接続され、カメラ側ＣＰＵ２８の指令に従って、撮像素子３０の電子シャッタを制御する。

カメラ側ＣＰＵ２８には、さらに、画像処理回路３４と、メモリ３６と、記録装置３８と、表示装置４０と、操作部４２と、ＡＥ評価値算出回路４４と、コントラストＡＦ評価値算出回路４６と、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８と、が接続されている。

画像処理を行うための画像処理回路３４には、撮像制御・信号処理回路３２が接続されている。ボディユニット１２は、これらのカメラ側ＣＰＵ２８、撮像素子３０、撮像制御・信号処理回路３２、画像処理回路３４、メモリ３６及び記録装置３８によって、電子撮像機能を提供できるように構成されている。

画像処理回路３４は、カメラ側ＣＰＵ２８の指令に従って、撮像制御・信号処理回路３２を介して撮像素子３０の出力する撮像信号を取り込む。この撮像信号は、画像処理回路３４によりビデオ信号に変換され、カメラ側ＣＰＵ２８を介して表示装置４０に出力表示される。撮影者は、この表示装置４０の表示画像から、撮影した画像を確認することができる。

記憶領域として設けられたメモリ３６は、例えば、ＳＤＲＡＭ及びフラッシュ（ＦＬＡＳＨ）ＲＯＭを含む。ここで、ＳＤＲＡＭは、撮像信号の一時的保管用メモリであり、撮像信号が変換される際のワークエリア等に使用される。この撮像信号は、各種の画像処理が行われＪＰＥＧデータに変換された後には、記録装置３８に保管されるように設定されている。記録装置３８は、各種のメモリカードや外付けのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外部記録媒体であり、撮像装置１０のボディユニット１２と通信可能で、かつ交換可能に装着される。ＦＬＡＳＨ ＲＯＭは、カメラ側ＣＰＵ２８で実行される制御プログラムや、その制御プログラム実行中に参照／書き換えられる制御パラメータ、モード設定値、などのデータを不揮発性に記憶している。

操作部４２は、特に図示はしていないが、例えば撮影動作の実行を指示するレリーズスイッチ、撮影モードと画像表示モードを切り替えるモード変更スイッチ及びパワースイッチ等、当該撮像装置１０を操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群で構成される。レリーズスイッチは、レリーズ釦の半押し動作すなわちファースト（１ｓｔ）レリーズ押下の動作と、全押し動作であるセカンド（２ｎｄ）レリーズ押下の動作とがある。

ＡＥ評価値算出回路４４は、撮像素子３０が出力する撮像信号からＡＥ（Automatic Exposure、自動露出）評価値を算出する。カメラ側ＣＰＵ２８は、このＡＥ評価値算出回路４４が算出したＡＥ評価値に基づいて、露出状態（シャッタスピード、絞り値）を設定する。絞り値を示す情報は、カメラ側ＣＰＵ２８からレンズ側ＣＰＵ２６に送られ、レンズ側ＣＰＵ２６は、それに従って絞り１８の開度を制御する。

コントラストＡＦ評価値算出回路４６は、撮像制御・信号処理回路３２を介して撮像素子３０の出力する撮像信号を取り込み、該撮像信号に基づいてコントラストを示すＡＦ評価値を算出する。カメラ側ＣＰＵ２８は、このコントラストＡＦ評価値算出回路４６で算出したＡＦ評価値に基づいて、撮影光学系１６が備えるフォーカスレンズの焦点が合うレンズ位置を決定する。

また、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８は、撮像素子３０が備える位相差画素からの信号を撮像制御・信号処理回路３２を介して取り込み、位相差検出により焦点検出を行って、撮影光学系１６のデフォーカス量を出力する。カメラ側ＣＰＵ２８は、この位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量に基づいて、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づく焦点調節動作に先立って行われるフォーカスレンズの初期位置駆動を制御する。なお、撮像素子３０に位相差画素を設ける代わりに、専用のセンサを用意して、そのセンサからの信号を用いて位相差を算出するようにしても良い。

上記の如く構成された撮像装置１０においては、撮影光学系１６から入射した光束は、絞り１８を介して撮像素子３０に導かれる。この撮像素子３０により撮像信号が生成される。画像処理回路３４は、カメラ側ＣＰＵ２８からの指令に従って撮像制御・信号処理回路３２を制御し、撮像素子３０から撮像信号を取り込む。この取り込まれた撮像信号は、カメラ側ＣＰＵ２８を介して、一時保管用メモリであるメモリ３６に取り込まれる。このメモリ３６に取り込まれた撮像信号は、カメラ側ＣＰＵ２８を介して画像処理回路３４により読み出され、ビデオ信号に変換されて、カメラ側ＣＰＵ２８を介して表示装置４０に出力表示される。これにより、撮影者は、この表示装置４０の表示画像から撮影した画像を確認する、いわゆるライブビュー画像を確認することができる。

撮影光学系１６が備えるフォーカスレンズの焦点合わせは次のように行われる。すなわち、フォーカスレンズの位置を順次変更するスキャン駆動を行い、順次撮像し、コントラストＡＦ評価値算出回路４６でＡＦ評価値を順次に生成する。なお、本実施形態に係る撮像装置１０では、このスキャン駆動に先立って、カメラ側ＣＰＵ２８は、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズの初期位置駆動の必要性を判別して、必要であれば、必要な量のフォーカスレンズの初期位置駆動を行う。そして、カメラ側ＣＰＵ２８は、コントラストＡＦ評価値算出回路４６で生成したＡＦ評価値に基づいて、撮像画像の最もコントラストの高いレンズ位置を演算する。この演算したレンズ位置は、カメラ側ＣＰＵ２８からボディユニット１２のレンズ側ＣＰＵ２６に伝達され、レンズ側ＣＰＵ２６が撮影光学系１６のフォーカスレンズをそのレンズ位置へ位置制御する。

また、ＡＥ評価値算出回路４４は、撮像素子３０が出力する撮像信号から光量を検出し、それに基づき周知の測光処理を行う機能を有している。

撮影時には、撮像制御・信号処理回路３２は、カメラ側ＣＰＵ２８からシャッタを駆動制御するための信号を受け取ると、この信号に基づいて電子シャッタを制御する。

画像処理回路３４は、前述のように、カメラ側ＣＰＵ２８からの指令に従って撮像素子３０から撮像信号をメモリ３６に取り込む。その後、画像処理回路３４は、このメモリ３６に取り込まれた撮像信号に対して各種の画像処理を施した後、ＪＰＥＧデータに変換し、記録装置３８に保管する。ここで、撮像信号が動画である場合は、ＭＰＥＧデータ等に変換して、記録装置３８に保管する。

撮影者によって操作部４２の中のモード変更スイッチが操作され、撮影モードから画像表示モードへ切り換えられると、記録装置３８に保管されている撮像信号が読み出されて表示装置４０に表示可能となる。すなわち、記録装置３８から読み出された撮像信号は、画像処理回路３４によりビデオ信号に変換され、カメラ側ＣＰＵ２８を介して表示装置４０にて出力表示される。

次に、上記の如く構成された撮像装置１０におけるＡＦ動作の詳細を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、撮影者によって操作部４２のパワースイッチが操作されて、ボディ電源がオンされると、カメラ側ＣＰＵ２８は、所定の初期化動作を行った後、撮影待機状態となり、表示装置４０にライブビュー表示を行う（ステップＳ１）。

その後、カメラ側ＣＰＵ２８は、撮影者により操作部４２内のレリーズスイッチが半押し動作されたか否か、すなわち１ｓｔレリーズ押下による１ｓｔレリーズ入力が有ったか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、１ｓｔレリーズ入力が無いと判定した場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、処理を上記ステップＳ１に戻す。この１ｓｔレリーズ入力の有無判定は、定期的（例えば、撮像のフレームレート単位）に行われる。また、カメラ側ＣＰＵ２８は、レンズ側ＣＰＵ２６と定期的に通信を行ってフォーカスレンズの位置情報等の各種情報を取得する。

これに対して、１ｓｔレリーズ入力が有ったと判定した場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、ＡＦ用露出設定を行う（ステップＳ３）。すなわち、ＡＥ評価値算出回路４４により周知の測光処理を行って、ＡＦ用の露出状態（シャッタスピード、絞り値）を設定する。

その後、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動サブルーチンを実行する（ステップＳ４）。これは、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量に基づいて、必要によりフォーカスレンズの初期位置駆動を実施するものである。この初期位置駆動サブルーチンの詳細については後述する。

次に、カメラ側ＣＰＵ２８は、フォーカスレンズのスキャン駆動を開始する（ステップＳ５）。すなわち、カメラ側ＣＰＵ２８は、コントラストＡＦ評価値算出回路４６によるＡＦ評価値の取得を開始させると共に、モータドライブ回路２４及びレンズモータ２２Ａを駆動して撮影光学系１６のフォーカスレンズの移動を開始させる。なお、フォーカスレンズのレンズ駆動制御は、カメラ側ＣＰＵ２８からレンズ側ＣＰＵ２６に送信される制御コマンドに基づいてなされる。

次に、カメラ側ＣＰＵ２８は、コントラストＡＦ評価値算出回路４６で求めたＡＦ評価値が増加しているか否かを判断することにより、方向判定を行う（ステップＳ６）。ここで、ＡＦ評価値が増加していると判断した場合には、そのままスキャン駆動を続ける。これに対して、ＡＦ評価値が減少していると判断した場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、フォーカスレンズの移動方向を反転しスキャン駆動を行うことになる。

次に、カメラ側ＣＰＵ２８は、ピーク検出を行う（ステップＳ７）。そして、ＡＦ評価値のピークが検出されたならば、カメラ側ＣＰＵ２８は、合焦位置を算出する（ステップＳ８）。その後、カメラ側ＣＰＵ２８は、この算出した合焦位置にフォーカスレンズを移動する合焦位置駆動を行う（ステップＳ９）。

その後は、特に図示はしていないが、レリーズスイッチの全押し動作である２ｎｄレリーズ入力に応じて、カメラ側ＣＰＵ２８は、露光動作を行い、撮像素子３０から撮像信号に対して各種の画像処理を施した後、記録装置３８に保管することになる。

次に、上記ステップＳ４で実行される初期位置駆動サブルーチンの詳細を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

この初期位置駆動サブルーチンにおいては、カメラ側ＣＰＵ２８は、まず、本撮像装置１０が位相差ＡＦを行い得る位相差機であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。

ここで、本撮像装置１０が位相差機であると判定したならば、カメラ側ＣＰＵ２８は、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８によりデフォーカス量ｄｅｆを算出させる（ステップＳ４０２）。その後、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖを算出する（ステップＳ４０３）。例えば、この初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖは、１ｆｒａｍｅあたりのスキャン駆動量をｆｒａｍｅ＿ｄｒｖ、必要フレーム数をｎ、調整係数をｋとすると、
ｉｎｉｔ＿ｄｒｖ ＝ ｆｒａｍｅ＿ｄｒｖ ＊ ｎ ＋ ｋ
として求められる。

ここで、必要フレーム数ｎは、図４に示すように、最短で合焦検出可能な、ＡＦ評価値最大値前の必要フレーム露光分である（ＡＦ評価値の最大値に達する前に、合焦位置を検出するために必要とされる最小のフレーム数であり、たとえばｎ＝２と設定される）。これは、最大値位置に差し掛かるまでに、最大値前位置のＡＦ評価値を確実に得る（＝最大値位置で方向判断が完了させられる）ために必要なフレーム数となる。また、調整係数ｋは、停止状態にあるフォーカスレンズがスキャン駆動においてＡＦ評価値を取得可能な速度に達するまでに必要なレンズ加速距離である。

なお、初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖ、１ｆｒａｍｅあたりのスキャン駆動量ｆｒａｍｅ＿ｄｒｖは、フォーカスレンズの移動量そのものではなく、レンズモータ２２Ａの駆動ピッチ数（ｐｌｓ）で表される。

こうして初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖが算出されたならば、カメラ側ＣＰＵ２８は、上記ステップＳ４０２で算出されたデフォーカス量ｄｅｆの信頼度が低いか否かを判定する（ステップＳ４０４）。そして、デフォーカス量ｄｅｆの信頼度が低くなければ、つまり、このデフォーカス量ｄｅｆを使用しても問題ないときには、ステップＳ４０５以降に処理を進めて、このデフォーカス量ｄｅｆを使用しての、初期位置駆動の実施の可否を決定する。

すなわち、カメラ側ＣＰＵ２８は、上記ステップＳ４０３で算出された初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖと上記ステップＳ４０２で算出されたデフォーカス量ｄｅｆの絶対値との差分ｄｅｌｔａを算出する（ステップＳ４０５）。そして、その結果より、カメラ側ＣＰＵ２８は、デフォーカス量ｄｅｆの方が初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０６）。すなわち、差分ｄｅｌｔａが０より小さいか否かを判定する。デフォーカス量ｄｅｆの方が初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖよりも大きい場合、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動を行わずに、本初期位置駆動サブルーチンの処理を終了して、上記ステップＳ５のスキャン駆動開始処理へと処理を進める。

このように、デフォーカス量が算出可能であり、ＡＦ開始位置のデフォーカス量ｄｅｆが初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖより大きい場合、初期位置駆動を実施しない。これは、図４における「ケース１」に相当する。すなわち、ＡＦ開始位置が、初期位置駆動必要量の領域外にあるようなボケ状態の位置である場合には、初期位置駆動を行ったとしても、それは、図６Ａを参照して前述したように、無意味な動作となってしまい、逆に、ＡＦ速度低化の要因となる。このようなボケ状態の位置であるか否かはデフォーカス量ｄｅｆによって判断することができる。そこで、本実施形態に係る撮像装置１０では、カメラ側ＣＰＵ２８は、デフォーカス量ｄｅｆに基づいて初期位置駆動しない方が良い場合を判断して、不必要な初期位置駆動を回避できるようにしている。

これにより、ケース１では、１ｓｔレリーズ押下に応じてスキャン駆動が開始され、レンズ位置とＡＦ評価値との関係を示すコントラストカーブのピーク検出つまり最大値位置の検出が行われ、ピーク検出がなされたならばスキャン駆動が終了されて、合焦位置が算出され、その算出された合焦位置への合焦位置駆動が行われる。なお、合焦位置駆動は、目的のレンズ位置への絶対位置駆動であるので、その目的のレンズ位置へフォーカスレンズが最高速で駆動される。これに対して、スキャン駆動は、その最高速よりも遅い速度で、順次フレーム露光をしながらフォーカスレンズが駆動されるものである。

また、上記ステップＳ４０６において、デフォーカス量ｄｅｆの方が初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖよりも大きくない場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動を行うことになる。すなわち、カメラ側ＣＰＵ２８は、現在のフォーカスレンズ位置ｐｏｓ＿ｎｏｗに、上記ステップＳ４０５で算出された差分ｄｅｌｔａを加算することで、初期位置駆動の開始位置である初期位置ｉｎｉｔ＿ｐｏｓを算出する（ステップＳ４０７）。なお、現在のフォーカスレンズ位置ｐｏｓ＿ｎｏｗは、カメラ側ＣＰＵ２８はレンズ側ＣＰＵ２６と通信して、上記ステップＳ１の初期化動作時や定期的な通信の時に取得しておくことができる。勿論、それ以外の任意のタイミングで取得することが可能である。そして、カメラ側ＣＰＵ２８は、算出した初期位置ｉｎｉｔ＿ｐｏｓに、フォーカスレンズを絶対位置駆動する（ステップＳ４０８）。その後、カメラ側ＣＰＵ２８は、本初期位置駆動サブルーチンの処理を終了して、上記ステップＳ５のスキャン駆動開始処理へと処理を進める。

このように、デフォーカス量が算出可能であり、ＡＦ開始位置のデフォーカス量ｄｅｆの絶対値が初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖより大きくない場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖではなくて、両者の差分ｄｅｌｔａを初期位置駆動量として設定する。これは、図４における「ケース２」のように、ＡＦ開始位置が初期位置駆動必要量の領域内に位置する場合に相当する。このように、本実施形態に係る撮像装置１０では、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖとデフォーカス量ｄｅｆの絶対値との差分ｄｅｌｔａの量に対応する駆動量だけ、初期位置駆動を実行するので、初期位置駆動量を必要最小限とすることができ、初期位置駆動の所要時間と、初期位置駆動によって増加するスキャン時間増加と、を抑制することができる。

なお、上記ステップＳ４０１において本撮像装置１０が位相差機ではないと判定した場合、あるいは、上記ステップＳ４０４においてデフォーカス量ｄｅｆの信頼度が低いと判定した場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、さらに、コントラストが極端に低いか否かを判定する（ステップＳ４０９）。つまり、カメラ側ＣＰＵ２８は、焦点調節動作の前にコントラストＡＦ評価値算出回路４６が出力するＡＦ評価値が所定の値よりも低いか否かを判定する。ここで、コントラストは極端には低くないと判別した場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、従来と同様のデフォーカス量ｄｅｆに基づかない初期位置駆動を実行する。すなわち、カメラ側ＣＰＵ２８は、現在のフォーカスレンズ位置ｐｏｓ＿ｎｏｗに、上記ステップＳ４０３で算出された初期位置駆動必要量ｉｎｉｔ＿ｄｒｖを加算することで、初期位置駆動の開始位置である初期位置ｉｎｉｔ＿ｐｏｓを算出する（ステップＳ４１０）。そして、カメラ側ＣＰＵ２８は、その算出した初期位置ｉｎｉｔ＿ｐｏｓに、フォーカスレンズを絶対位置駆動する（ステップＳ４０８）。その後、カメラ側ＣＰＵ２８は、本初期位置駆動サブルーチンの処理を終了して、上記ステップＳ５のスキャン駆動開始処理へと処理を進める。

このように、デフォーカス量の検出が不能の場合、または、デフォーカス量の信頼度が低い場合は、カメラ側ＣＰＵ２８は、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量ｄｅｆに基づかないで、初期位置駆動を実行する。これは、一例として、図４の「ケース３」のように、ＡＦ開始位置が合焦位置である場合には、本実施形態に係る撮像装置１０では、従来と同様の初期位置駆動を実行することができるので、ピーク検出までのスキャン駆動の時間を、初期位置駆動を行わない場合よりも短縮することができる。

また、上記ステップＳ４０９においてコントラストが極端に低いと判定した場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動を行わずに、本初期位置駆動サブルーチンの処理を終了して、上記ステップＳ５のスキャン駆動開始処理へと処理を進める。

すなわち、コン卜ラスト値が極端に小さい場合とは、ＡＦ開始位置が大ボケ位置であるということである。したがって、本実施形態に係る撮像装置１０では、焦点調節動作の前にコントラストＡＦ評価値算出回路４６が出力するＡＦ評価値が、所定の値よりも小さい場合には、カメラ側ＣＰＵ２８は、初期位置駆動を実行しない。これにより、デフォーカス量が不明瞭な状況においても、初期位置駆動に因る合焦時間増加を高い確率で防止することが可能になる。

以上説明したような初期位置駆動サブルーチンの処理を行うことで、初期位置駆動実施の適応的な使い分けが可能になり、不必要な合焦時間増加を防止することが可能になる。

以上のように、一実施形態に係る撮像装置１０は、フォーカスレンズを含む撮影光学系１６を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子３０と、撮像素子３０の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示すＡＦ評価値を算出する第１の焦点検出手段であるコントラストＡＦ評価値算出回路４６と、位相差検出により焦点検出を行って撮影光学系１６のデフォーカス量を出力する第２の焦点検出手段である位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８と、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づきＡＦ評価値が極値を示すフォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御する制御手段であるカメラ側ＣＰＵ２８と、を備える。そして、カメラ側ＣＰＵ２８は、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量に基づいて、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づく焦点調節動作に先立って行われるフォーカスレンズの初期位置駆動を制御する。
従って、初期位置駆動が必要な場面でのみ初期位置駆動が発動されて且つその駆動量も必要最小限とすることができるので、ＡＦ速度を向上することが可能となる。

ここで、カメラ側ＣＰＵ２８は、デフォーカス量の絶対値が、初期位置駆動の所定の駆動量よりも大きい場合は、初期位置駆動を実行しない。
これにより、不必要な初期位置駆動に因る、合焦時間増加を回避することが可能になる。

また、カメラ側ＣＰＵ２８は、デフォーカス量の絶対値が、初期位置駆動の所定の駆動量よりも大きくない場合は、所定の駆動量とデフォーカス量の絶対値との差分の量に対応する駆動量だけ、初期位置駆動を実行する。
これにより、初期位置駆動置を必要最小限とすることができ、初期位置駆動の所要時間と、初期位置駆動によって増加するスキャン時間増加と、を抑制することができる。

また、カメラ側ＣＰＵ２８は、デフォーカス量の検出が不能の場合、または、デフォーカス量の信頼度が低い場合は、位相差ＡＦデフォーカス量算出回路４８の出力するデフォーカス量に基づかないで、初期位置駆動を実行する。
これにより、たとえば、ＡＦ開始位置が合焦位置である場合には、従来と同様の初期位置駆動を実行することができるので、ピーク検出までのスキャン駆動の時間を、初期位置駆動を行わない場合よりも短縮することができる。

なおこのとき、カメラ側ＣＰＵ２８は、焦点調節動作の前にコントラストＡＦ評価値算出回路４６が出力するＡＦ評価値が、所定の値よりも小さい場合は、初期位置駆動を実行しない。
これにより、デフォーカス量が不明瞭な状況においても、初期位置駆動に因る合焦時間増加を高い確率で防止することが可能になる。

また、以上のような一実施形態に係る撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系１６を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子３０と、撮像素子３０の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示すＡＦ評価値を算出する焦点検出手段であるコントラストＡＦ評価値算出回路４６と、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づきＡＦ評価値が極値を示すフォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御する制御手段であるカメラ側ＣＰＵ２８と、を備える。そして、カメラ側ＣＰＵ２８は、焦点調節動作の前にコントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力するＡＦ評価値が、所定の値よりも小さい場合は、コントラストＡＦ評価値算出回路４６の出力に基づく焦点調節動作に先立って行われるフォーカスレンズの初期位置駆動を禁止するよう制御する。
従って、初期位置駆動が必要な場面でのみ初期位置駆動が発動されるので、ＡＦ速度を向上可能となる。

また、一実施形態に係る自動焦点調節方法は、フォーカスレンズを含む撮影光学系１６を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子３０の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示すＡＦ評価値を算出して該ＡＦ評価値が極値を示すフォーカスレンズの位置を検出する、ＡＦ評価値に基づく焦点調節動作を行う自動焦点調節方法であって、位相差検出により焦点検出を行って撮影光学系１６のデフォーカス量ｄｅｆを算出し（ステップＳ４０２）、算出したデフォーカス量ｄｅｆに基づいて、ＡＦ評価値に基づく焦点調節動作に先立って行われるフォーカスレンズの初期位置駆動を制御する（ステップＳ４０５〜Ｓ４０８）。
従って、初期位置駆動が必要な場面でのみ発動されて且つ駆動量も必要最小限とすることができるので、ＡＦ速度を向上可能となる。

また、一実施形態に係る自動焦点調節方法は、フォーカスレンズを含む撮影光学系１６を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子３０の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示すＡＦ評価値を算出して該ＡＦ評価値が極値を示すフォーカスレンズの位置を検出する、ＡＦ評価値に基づく焦点調節動作を行う自動焦点調節方法であって、焦点調節動作の前に算出したＡＦ評価値が所定の値よりも小さいかどうか判別し（ステップＳ４０９）、ＡＦ評価値が所定の値よりも小さい場合は、ＡＦ評価値に基づく焦点調節動作に先立って行われるフォーカスレンズの初期位置駆動を禁止するよう制御する。
従って、初期位置駆動が必要な場面でのみ初期位置駆動が発動されるので、ＡＦ速度を向上可能となる。

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や応用が可能なことは勿論である。

例えば、上記実施形態では、ボディユニット１２と当該ボディユニット１２に着脱可能なレンズユニット１４から構成されるレンズ交換式の撮像装置１０を例に説明したが、レンズユニット１４がボディユニット１２に着脱できないレンズ一体式の撮像装置にも同様に適用可能である。

１０…撮像装置、 １２…ボディユニット、 １４…レンズユニット、 １６…撮影光学系、 １８…絞り、 ２０…レンズ枠、 ２２Ａ…レンズモータ、 ２２Ｂ…絞りモータ ２４…モータドライブ回路、 ２６…レンズ側ＣＰＵ、 ２８…カメラ側ＣＰＵ、 ３０…撮像素子、 ３２…撮像制御・信号処理回路、 ３４…画像処理回路、 ３６…メモリ、 ３８…記録装置、 ４０…表示装置、 ４２…操作部、 ４４…ＡＥ評価値算出回路、 ４６…コントラストＡＦ評価値算出回路、 ４８…位相差ＡＦデフォーカス量算出回路。

Claims (8)

1. フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子と、
   前記撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出する第１の焦点検出手段と、
   位相差検出により焦点検出を行って前記撮影光学系のデフォーカス量を出力する第２の焦点検出手段と、
   前記第１の焦点検出手段の出力に基づき前記評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記制御手段は、前記第２の焦点検出手段の出力するデフォーカス量に基づいて、前記第１の焦点検出手段の出力に基づく焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を制御する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記デフォーカス量の絶対値が、前記初期位置駆動の所定の駆動量よりも大きい場合は、前記初期位置駆動を実行しない、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記デフォーカス量の絶対値が、前記初期位置駆動の所定の駆動量よりも大きくない場合は、前記所定の駆動量と前記デフォーカス量の絶対値との差分の量に対応する駆動量だけ、前記初期位置駆動を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記デフォーカス量の検出が不能の場合、または、前記デフォーカス量の信頼度が低い場合は、前記第２の焦点検出手段の出力する前記デフォーカス量に基づかないで、前記初期位置駆動を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記焦点調節動作の前に前記第１の焦点検出手段が出力する前記評価値が、所定の値よりも小さい場合は、前記初期位置駆動を実行しない、ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子と、
   前記撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出する焦点検出手段と、
   前記焦点検出手段の出力に基づき前記評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する焦点調節動作を制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記制御手段は、前記焦点調節動作の前に前記焦点検出手段の出力する前記評価値が、所定の値よりも小さい場合は、前記焦点検出手段の出力に基づく前記焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を禁止するよう制御する、
   ことを特徴とする撮像装置。
7. フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出して該評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する、評価値に基づく焦点調節動作を行う自動焦点調節方法であって、
   位相差検出により焦点検出を行って前記撮影光学系のデフォーカス量を算出し、
   前記算出した前記デフォーカス量に基づいて、前記評価値に基づく前記焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を制御する、
   ことを特徴とする自動焦点調節方法。
8. フォーカスレンズを含む撮影光学系を介して被写体光を撮像して撮像信号を生成する撮像素子の出力する撮像信号に基づいてコントラストを示す評価値を算出して該評価値が極値を示す前記フォーカスレンズの位置を検出する、評価値に基づく焦点調節動作を行う自動焦点調節方法であって、
   前記焦点調節動作の前に算出した前記評価値が所定の値よりも小さいかどうか判別し、
   前記評価値が前記所定の値よりも小さい場合は、前記評価値に基づく前記焦点調節動作に先立って行われる前記フォーカスレンズの初期位置駆動を禁止するよう制御する、
   ことを特徴とする自動焦点調節方法。