JP4887889B2 - オートフォーカス装置およびカメラ - Google Patents
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Description
本発明に係るカメラは、上記オートフォーカス装置を有して成る。
図1は本実施形態における電子カメラの概略構成図であり、フォーカス関連部分のみ示している。鏡筒100は、合焦レンズ11を含む撮影光学系10を内蔵し、撮影光学系10を透過した被写体光束がカメラボディ200に導かれる。カメラボディ200にはハーフミラー21が設けられ、ミラー21で反射された被写体光束は、第一の光電変換素子22に受光される。
本実施形態のカメラは、コントラスト方式のAF制御(コントラストAF)を行う。コントラストAFでは、撮像によって得られた画像信号から所定帯域の高周波成分を抽出し、その絶対値を積分して焦点評価値を演算する。焦点評価値は、像のコントラストに応じて変化する量であり、コントラストが高いほどその値は大きくなる。合焦レンズ11が合焦位置に近いほど画像信号のコントラストが高くなることから、焦点評価値がピーク(極大)となる位置に合焦レンズ11をもたらすことで、被写体に合焦させることができる。焦点評価値がピークとなるレンズ位置を求める動作をAFサーチと呼ぶ。
図2は合焦レンズ位置に対する焦点評価値の変化を示す図で、今、合焦レンズ11はP(1)位置にあり、そのときの焦点評価値はa(1)である。P(n)(n=1,2,・・・)はサンプリングポイントであり、この点で焦点評価値が演算される。この例では、焦点評価値のピーク位置を中心とする所定領域に合焦レンズ11が位置していれば、合焦とみなすものとする。
CPU24は、合焦レンズ11を駆動すべき方向が決まると、その駆動方向に応じて第二の光電変換素子25の位置を算出し、光電変換素子駆動手段26によりその位置に第二の光電変換素子25を移動させる。
(b(n)−a(n))/第一,第二の光電変換の入射光路長差
で与えられる。図2の例では、当初はb(n)>a(n)であるから、勾配は正の値である。
(勾配(n)−勾配(n−1))/サンプリングピッチ
で与えられる。図2の例では、たまたまP(7)において勾配が0となるので、ピーク位置はP(8)とP(9)の中央であると推定できる。
11 合焦レンズ
12 レンズ駆動手段
22 第一の光電変換素子
24 CPU
25 第二の光電変換素子
26 光電変換素子駆動手段
51 光学素子
52 光路長変更手段
a(n),b(n) 第一,第二の評価値
P(n) サンプリングポイント
Claims (11)
- 被写体光束を受光して光電変換する光電変換手段と、その光電変換変換出力に基づいて、焦点調節状態を表す焦点評価値を演算する演算手段とを有し、合焦レンズを所定のサンプリングピッチずつ駆動しながら各サンプリング位置で焦点評価値を演算し、それらの演算結果に基づいて合焦レンズを合焦位置にもたらすオートフォーカス装置において、
前記光電変換手段は焦点面上に備えられた第1受光面を有する第一の光電変換素子と、前記焦点面と等価な面に対して光軸方向に移動可能に備えられた第2受光面を有する第二の光電変換素子とを含み、
前記合焦レンズの駆動方向に応じて、前記第2受光面の位置を前記第1受光面から光路長差を有する所定位置に制御する制御部とを含み、
前記合焦レンズを前記駆動方向に前記サンプリングピッチずつ駆動したときに、前記第二の光電変換素子が前記第一の光電変換素子よりも先に前記焦点評価値のピークを検出することを特徴とするオートフォーカス装置。 - 前記第一の光電変換素子は、保存すべき画像データを得るために用いられる光電変換素子であり、
前記第二の光電変換素子は、保存すべき画像データを得るために用いられない光電変換素子であることを特徴とする請求項1に記載のオートフォーカス装置。 - 前記入射光路長差は、前記サンプリングピッチと同等かそれよりも長いことを特徴とする請求項1または2記載のオートフォーカス装置。
- 前記第二の焦点評価値が、前記第1の焦点評価値よりもレンズ駆動方向に対して先の値を示すように前記入射光路長を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。
- 前記第一,第二の焦点評価値の差を求め、その差の変化に基づいて前記合焦レンズを駆動制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。
- 前記第一の光電変換素子の光路長は固定とし、前記第二の光電変換素子の光路長を可変とすることで前記光路長差を生ぜしめることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。
- 前記第一の光電変換変換素子の出力を解像度変換し、前記焦点評価値演算用の信号を得る解像度変換手段を備え、前記第二の光電変換素子は、前記焦点評価値演算用の画像信号と同等の解像度の信号を出力するよう構成されていることを特徴とする請求項2に記載のオートフォーカス装置。
- 前記光路長差を撮影光学系の焦点深度に基づいて決定することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。
- 前記合焦レンズが合焦位置に近づいたことを示す条件が成立すると、前記光路長差を小さくすることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。
- 前記制御部に含まれる前記光路長差を発生させる手段は、前記いずれかの光電変換素子の位置を変更する手段、前記いずれかの光電変換素子の入射光路内に設けられた光路長変更素子の屈折率を変更する手段、前記光路長変更素子の厚みを変更する手段のいずれかであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のオートフォーカス装置。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載ののオートフォーカス装置を有するカメラ。
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