焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置
【課題】撮影者が構図変更を行った場合でも、適切な焦点状態の調節を行うことができる焦点調節装置を提供すること。
【解決手段】光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段（１６１，１６２）と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段（２１２）と、前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段（１７０）と、前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不可能な場合に、前記焦点調節手段による前記光学系の調節を禁止するとともに、該禁止した状態で、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行う制御手段（１７０）と、を有することを特徴とする焦点調節装置。
【解決手段】光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段（１６１，１６２）と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段（２１２）と、前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段（１７０）と、前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不可能な場合に、前記焦点調節手段による前記光学系の調節を禁止するとともに、該禁止した状態で、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行う制御手段（１７０）と、を有することを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラなどの撮像装置として、焦点調節用のレンズ、および該焦点調節用のレンズを駆動することで光学系の焦点調節を行う焦点調節装置を備えた自動焦点調節が可能な撮像装置が知られている。このような自動焦点調節が可能な撮像装置において、焦点調節の対象である被写体が移動被写体である場合に、該移動被写体を追尾して、焦点調節を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、焦点調節装置が起動したままの状態において、撮影者が構図変更を行い、これにより焦点検出結果が大きく変化した場合には、焦点調節用のレンズの駆動を禁止するような制御がなされたり、あるいは、焦点状態の検出が不能となり、焦点調節用のレンズの駆動が停止したままとなってしまうなど、構図変更後における焦点状態の調節を良好に行うことができないという問題があった。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、撮影者が構図変更を行った場合でも、適切な焦点状態の調節を行うことができる焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、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。
【０００７】
[１]発明に係る焦点調節装置は、光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段（１６１，１６２）と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段（２１２）と、前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段（１７０）と、前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不可能な場合に、前記焦点調節手段による前記光学系の調節を禁止するとともに、該禁止した状態で、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行う制御手段（１７０）と、を有することを特徴とする。
【０００８】
[２]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）による認識結果に信頼性があると判断した場合に、前記焦点調節手段（２１２）により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段（１６１，１６２）による前記焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【０００９】
[３]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）による認識結果の信頼性を判定する際の判定基準を前記認識手段による特定の対象の像の認識が不可能であると判定する判定基準よりも高くするように構成することができる。
【００１０】
[４]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点検出手段（１６１，１６２）を初期化するように構成することができる。
【００１１】
[５]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）よる認識結果に信頼性がないと判断した場合には、前記焦点調節手段（２１２）による調節を禁止するように構成することができる。
【００１２】
[６]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記焦点検出手段（１６１，１６２）により前記光学系の焦点状態を検出できず、かつ、前記認識手段（１７０）により前記特定の対象の像を認識できた場合には、前記焦点調節手段（２１２）による調節を禁止するように構成することができる。
【００１３】
[７]発明に係る撮像装置は、上記発明に係る焦点調節装置と、前記光学系による像を撮像する撮像手段（１１０）とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
[８]上記撮像装置に係る発明において、前記撮像手段（１１０）が、前記像を連続撮影可能であり、前記制御手段（１７０）が、前記像の連続撮影中である場合には、前記焦点調節手段（２１２）による調節を禁止するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、撮影者が構図変更を行った場合でも、適切な焦点状態の調節を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す焦点検出モジュールを示す図である。
【図３】図３は、撮影光学系の撮影画面内に設定された複数の焦点検出エリアの配置例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャート（その２）である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《第１実施形態》
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
以下においては、本発明を一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。ただし本発明は、銀塩フィルムカメラなどのその他の撮像装置にも適用することができる。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図であり、本発明の焦点調節装置および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００１９】
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とを備え、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とはマウント部を介して、着脱可能に結合されている。本実施形態のカメラ１においては、レンズ鏡筒２００は、撮影目的などに応じて、交換可能となっている。
【００２０】
レンズ鏡筒２００には、レンズ２１１，２１２，２１３、および絞り２２０を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００２１】
フォーカスレンズ２１２は、レンズ鏡筒２００の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ２６０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２３０によってその位置が調節される。
【００２２】
このフォーカスレンズ２１２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２００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２１２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２３０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２１２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。なお、レンズ鏡筒２００にはフォーカスレンズ２１２以外のレンズ２１１，２１３が設けられているが、ここではフォーカスレンズ２１２を例に挙げて本実施形態を説明する。
【００２３】
上述したようにレンズ鏡筒２００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２１２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２３０がレンズ鏡筒２００に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ２３０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２３０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２１２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２３０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２１２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００２４】
フォーカスレンズ２１２の位置はエンコーダ２６０によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ２１２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２００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。
【００２５】
本実施形態のエンコーダ２６０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。
【００２６】
フォーカスレンズ２１２は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ１００側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）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２６０で検出されたフォーカスレンズ２１２の現在位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するカメラ制御部１７０へ送出される。そして、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ２１２の駆動量Δｄが、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して送出され、これに基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ２３０は駆動する。
【００２７】
絞り２２０は、上記撮影光学系を通過して、カメラボディ１００に備えられた撮像素子１１０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２２０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１７０からレンズ制御部２５０を介して送出されることにより行われる。また、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０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１７０からレンズ制御部２５０に入力される。絞り２２０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２５０で現在の開口径が認識される。
【００２８】
一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。
【００２９】
ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００３０】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出モジュール１６１へ導く。
【００３１】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１２の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタン（不図示）を全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００３２】
クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して観察可能になっている。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００３３】
測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。また、測光センサ１３７は、被写体認識用の撮像素子も兼ねており、撮影光学系により焦点板１３１上に結像された被写体像を電気信号に変換して画像信号を出力する。測光センサ１３７で検出された信号はカメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御および被写体認識処理に用いられる。
【００３４】
焦点検出モジュール１６１は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための焦点検出素子であり、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に固定されている。
【００３５】
図２は、図１に示す焦点検出モジュール１６１の構成例を示す図である。本実施形態の焦点検出モジュール１６１は、コンデンサレンズ１６１ａ、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂ、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび一対のラインセンサ１６１ｄを有し、フォーカスレンズ２１２の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ１６１ｄで受光して得られる一対の像信号の位相ずれを周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。
【００３６】
そして、図２に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６１ｅで結像すると合焦状態となるが、フォーカスレンズ２１２が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラボディ１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。
【００３７】
なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなり、逆に被写体像Ｐの結像点がカメラボディ１００側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。
【００３８】
すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６１ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１２を移動させることでピントを合わせる。
【００３９】
ここで、撮影光学系の撮影画面５０内に設定された複数の焦点検出エリアの配置例を図３に示す。図３に示すように、撮影光学系の撮影画面５０内には複数の焦点検出エリアＡＦＰが設定されており、本実施形態においては、焦点検出モジュール１６１は、各焦点検出エリアＡＦＰに対応して、一対のラインセンサ１６１ｄが複数備えられており、これにより、各焦点検出エリアＡＦＰにおける像信号を取得できるようになっている。本実施形態では、図３にＡＦＰ１〜ＡＦＰ３１で示すように、３１点の焦点検出エリアＡＦＰが設けられ、それぞれの位置が撮像素子１１０の撮像範囲の所定位置に対応している。なお、焦点検出エリアＡＦＰの個数および配置は、図３に示す態様に限定されるものではない。
【００４０】
図１に戻り、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出モジュール１６１に備えられた複数対のラインセンサ１６１ｄにて検出された像信号を、各焦点検出エリアＡＦＰに対応させて読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００４１】
デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた各焦点検出エリアＡＦＰに対応した像信号のずれ量をデフォーカス量に変換し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。
【００４２】
レンズ駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量に基づいて、当該デフォーカス量に応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００４３】
レンズ駆動制御部１６５は、レンズ駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量Δｄに基づいて、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄだけフォーカスレンズ２１２を移動させる。
【００４４】
撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ２１１，２１２，２１３を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。この撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００４５】
操作部１５０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を備えており、連続撮影モードの選択や、自動露出モード／マニュアル露出モードの切換、さらには、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や、また、オートフォーカスモードの中でも、特定被写体を認識するための被写体認識モードの設定が行えるようになっている。また、シャッターレリーズボタンのスイッチは、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。この操作部１５０により設定されたシャッターレリーズボタンのスイッチＳＷ１，ＳＷ２および各種モードはカメラ制御部１７０へ送信される。
【００４６】
カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、レンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０から、レンズ鏡筒２００の焦点調節範囲の情報などを含むレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、上述したように撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。さらに、カメラ制御部１７０は、操作部１５０により、被写体認識モードが選択されている場合には、測光センサ１３７からの画像信号を受信し、受信した画像信号に基づき、撮影画面５０内に存在する特定被写体を検知するための被写体認識処理を行う。また、カメラ制御部１７０は、これらに加えて、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００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。
【００４７】
次に、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図４、図５は、本実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、操作部１５０を介して、被写体認識モードが選択されている場合を例示して説明する。
【００４８】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部１７０が、撮影者によりシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたかどうかを判断し、第１スイッチＳＷ１がオンした場合はステップＳ１０２へ進み、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合はステップＳ１０１で待機する。
【００４９】
ステップＳ１０２では、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２による、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインの調整、およびラインセンサ１６１ｄによる電荷の蓄積が行われる。
【００５０】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部１７０が、測光センサ１３７から被写体認識用の画像信号を受信し、被写体認識処理を行う。被写体認識の方法としては、特に限定されず、公知の方法に従えばよいが、たとえば、人物の顔のテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを行い、撮影光学系の撮影画面５０中から人物の顔を認識し、これにより特定被写体を検出する方法などが挙げられる。
【００５１】
ステップＳ１０４では、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２が、ラインセンサ１６１ｄで蓄積された信号情報を、撮影画面５０内に設定された各焦点検出エリアＡＦＰに対応させて読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００５２】
ステップＳ１０５では、デフォーカス演算部１６３により、撮影光学系の撮影画面５０中に設定された各焦点検出エリアＡＦＰについて、位相差検出方式による像ズレ量の演算が行われ、各焦点検出エリアのデフォーカス量ｄｆが算出される。算出されたデフォーカス量ｄｆは、カメラ制御部１７０およびレンズ駆動量演算部１６４に出力される。
【００５３】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０５におけるデフォーカス量の演算結果から、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。ここで、焦点状態の検出が可能か否かの判定は、たとえば、次の基準で行われる。すなわち、たとえば、撮影画面５０内に存在する被写体が低コントラストであった場合には、一対のラインセンサ１６１ｄにより検出されるセンサ信号に基づく一対のデータ間の信頼性が低下してしまい、結果として、焦点調節精度が低下してしまう。そのため、本実施形態では、このような場合に、焦点状態の検出が可能でないと判断し、ステップＳ１０７に進む。一方、それ以外の場合には、焦点状態の検出が可能であると判断し、ステップＳ１０８に進む。
【００５４】
ステップＳ１０７では、いわゆるスキャン動作（サーチ駆動）を行う。具体的には、まず、カメラ制御部１７０により、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令が送出され、フォーカスレンズ２１２の移動が行われる。なお、この際のフォーカスレンズ２１２の移動量としては、予め定められた量とすればよい。次いで、フォーカスレンズ２１２の移動後のレンズ位置において、ステップＳ１０２と同様にして、ラインセンサ１６１ｄによる電荷の蓄積が行われ、ステップＳ１０４、Ｓ１０５と同様にして、ラインセンサ１６１ｄで蓄積された信号情報の読み出し、デフォーカス量ｄｆの演算が行われ、ステップＳ１０６と同様にして、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。そして、ステップＳ１０７におけるスキャン動作においては、焦点状態の検出が可能と判断されるまで、フォーカスレンズ２１２の移動、ラインセンサ１６１ｄによる電荷の蓄積、蓄積された信号情報の読み出し、デフォーカス量ｄｆの演算、および焦点状態の検出が可能か否かの判定を繰り返し実行する。そして、焦点状態の検出が可能と判断されるとステップＳ１０２に戻る。なお、ステップＳ１０７におけるスキャン動作の結果、焦点状態の検出が可能と判断されることなく、フォーカスレンズ２１２のレンズ位置が駆動範囲の端部（至近側端部または無限遠側端部）まで移動したと判定された場合には、非合焦処理が行われ、本実施形態に係る動作の終了処理が行われる。なお、非合焦処理としては、例えば、フォーカスレンズ２１２を停止し、合焦位置が検出できなかったことをユーザに知らせる警告表示を行う等が挙げられる。
【００５５】
一方、ステップＳ１０６で、焦点状態の検出が可能であると判定された場合には、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、カメラ制御部１７０により、デフォーカス演算部１６３によって算出されたデフォーカス量ｄｆ、およびステップＳ１０３における被写体認識処理の結果に基づき、撮影画面５０中に設定された各焦点検出エリアＡＦＰのうち、焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰを決定するための処理が行われる。本実施形態では、ステップＳ１０３における被写体認識処理により特定被写体が検出された焦点検出エリアＡＦＰのうち、焦点調節に用いるための焦点検出エリアとして適切なエリア（たとえば、特定被写体が検出された焦点検出エリアＡＦＰのうち、最も至近側に位置するエリア）が、焦点検出エリアとして選択される。
【００５６】
ステップＳ１０９では、レンズ駆動量演算部１６４により、ステップＳ１０８にて決定された焦点調節に用いるための焦点検出エリアのデフォーカス量に応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００５７】
ステップＳ１１０では、レンズ駆動制御部１６５により、ステップＳ１０９にて算出されたレンズ駆動量Δｄに基づいて、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令が送出され、フォーカスレンズ２１２の移動が行われる。
【００５８】
そして、図５に進み、図５に示すステップＳ１１１では、カメラ制御部１７０により、撮影者によりシャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたかどうかの判断が行われ、第２スイッチＳＷ２がオンした場合には、ステップＳ１２５に進む。そして、ステップＳ１２５にて、撮像素子１１０により、被写体像の撮影が行われ、撮像素子１１０に備えられた複数の光電変換素子に応じた信号が、センサ制御部１５１に送信され、その後、ステップＳ１０１に戻る。一方、第２スイッチＳＷ２がオンしていない場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００５９】
ステップＳ１１２では、第１スイッチＳＷ１がオフとなっているか否かの判定が行われる。第１スイッチＳＷ１がオフとなっている場合には、焦点調節制御の終了処理がなされ、ステップＳ１０１に戻る。一方、第１スイッチＳＷ１がオンされたままとなっている場合には、ステップＳ１１３に進む。
【００６０】
ステップＳ１１３〜Ｓ１１６では、上述のステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様に、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２による、ラインセンサ１６１ｄのゲインの調整、およびラインセンサ１６１ｄによる、電荷の蓄積（ステップＳ１１３）、カメラ制御部１７０による、測光センサ１３７からの被写体認識用の画像信号に基づく、被写体認識処理（ステップＳ１１４）、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２による、ラインセンサ１６１ｄで蓄積された信号情報の読み出し（ステップＳ１１５）、デフォーカス演算部１６３による、各焦点検出エリアのデフォーカス量ｄｆの算出（ステップＳ１１６）が行われる。
【００６１】
ステップＳ１１７では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０６と同様にして、ステップＳ１１６におけるデフォーカス量の演算結果から、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。焦点状態の検出が可能であると判定された場合にはステップＳ１１８に進み、一方、焦点状態の検出が可能でないと判定された場合には、ステップＳ１２１に進む。
【００６２】
ステップＳ１１８では、カメラ制御部１７０により、デフォーカス演算部１６３によって算出されたデフォーカス量ｄｆ、およびステップＳ１１４における被写体認識処理の結果に基づき、撮影画面５０中に設定された各焦点検出エリアＡＦＰのうち、焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰを決定するための処理が行われる。なお、本実施形態においては、ステップＳ１１４における被写体認識処理において、前回処理時と同じ位置に特定被写体が留まっていると判断された場合には、焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰとして、前回処理時に選択された焦点検出エリアＡＦＰが用いられる。一方、ステップＳ１１４における被写体認識処理において、前回処理時から特定被写体が撮影画面５０内を移動していると判断された場合には、該特定被写体の移動後の位置に対応する焦点検出エリアが、焦点調節用の焦点検出エリアとして選択される。
【００６３】
次いで、ステップＳ１１９〜Ｓ１２０において、ステップＳ１０９〜Ｓ１１０と同様に、レンズ駆動量演算部１６４による、レンズ駆動量Δｄの演算（ステップＳ１１９）、およびレンズ駆動制御部１６５による、フォーカスレンズ２１２の駆動（ステップＳ１２０）が行われた後、ステップＳ１１１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンしたか否かの判定が行われることとなる。
【００６４】
一方、ステップＳ１１７において、焦点状態の検出が可能でないと判定された場合には、ステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１１４における被写体認識処理結果に基づき、ステップＳ１０８において決定された焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰにおいて捕捉された特定被写体が、撮影光学系の撮影画面５０内から消失しているか否か（撮影画面５０内において、認識不可能となっているか否か）の判定が行われる。本実施形態では、ステップＳ１１４における被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ１以上であり、かつ、特定被写体が撮影画面５０内において全く検出できない場合や、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ１以上であり、かつ、前回処理において認識された特定被写体と、今回の処理にて認識された特定被写体との間の一致性または類似性が低い場合に、特定被写体が、撮影画面５０から消失していると判定することができる。特定被写体が消失していると判定された場合には、ステップＳ１２２に進む。一方、特定被写体が消失していないと判定された場合（撮影画面５０内において、特定被写体を検出できた場合）には、ステップＳ１２４に進む。
【００６５】
ステップＳ１２２では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１２１における特定被写体が消失しているとの判定における、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であるか否かの判断が行われる。この場合において、ステップＳ１２２における所定の水準Ｌ２は、ステップＳ１２１における所定の水準Ｌ１よりも高いものとする（Ｌ２＞Ｌ１とする）。これにより、ステップＳ１２１における特定被写体の消失判定の精度をより高いものとすることができる。被写体認識の信頼性が所定の水準Ｌ２以上である場合には、撮影者による構図変更などにより、撮影画面５０内に存在していた特定被写体が、第１スイッチＳＷ１がオンとなっている間（レリーズボタンが半押しされている間）に、撮影画面５０内から消失したと判断し、ステップＳ１２３に進む。一方、被写体認識の信頼性が所定の水準Ｌ２未満である場合には、ステップＳ１２４に進む。
【００６６】
ステップＳ１２３では、上述のステップＳ１０７と同様に、いわゆるスキャン動作（サーチ駆動）を行う。そして、スキャン動作の結果、焦点状態の検出が可能と判断されるとステップＳ１１１に戻る。
【００６７】
一方、ステップＳ１２１において、特定被写体が消失していないと判定された場合、および、ステップＳ１２２においてステップＳ１１４における被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２未満であると判定された場合には、カメラ制御部１７０から、レンズ制御部２５０に、フォーカスレンズ２１２の駆動を禁止するための信号が送信される。そして、レンズ制御部２５０は、該信号に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ２３０を停止させ、これにより、フォーカスレンズ２１２の駆動が停止され、ステップＳ１１１に戻る。
【００６８】
本実施形態のカメラ１は、以上のように動作する。
【００６９】
なお、上述の実施形態においては、ステップＳ１２１において、特定被写体が消失しているとの判定がなされ、かつ、ステップＳ１２２において、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であると判定された場合に、ステップＳ１２３において、スキャン動作を行うような制御としたが、カメラ制御部１７０から、レンズ駆動制御部１６５およびレンズ制御部２５０にスキャン動作を許可する旨の信号を送るような制御とし、これにより、単にスキャン動作可能な状態とするような態様としてもよい。
【００７０】
本実施形態によれば、撮影画面５０内において、焦点状態の検出が不能な場合であり、かつ、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、スキャン動作（焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２、およびデフォーカス演算部１６３による焦点状態の検出動作、およびフォーカスレンズ２１２の移動による焦点調節動作）を行うような構成（または、スキャン動作を許可する構成）とする。特に、本実施形態においては、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、撮影者により構図変更が行われたと判断し、これにより、スキャン動作を行う（または、スキャン動作を許可する）ものである。そして、これにより、たとえば、レリーズボタンが半押しされている間（第１スイッチＳＷ１がオンとなっている間）に、撮影者により構図変更が行われた場合において、フォーカスレンズ２１２の応答性を向上させることができ、結果として、構図変更後における焦点調節を良好に行うことができる。
【００７１】
《第２実施形態》
次いで、本発明の第２実施形態を説明する。本発明の第２実施形態は、上述した第１実施形態のカメラ１において、以下に説明するように動作する以外は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
以下においては、第２実施形態の動作について、説明する。図６は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、第１実施形態における図４に示すフローチャートの続きのフローチャートに相当する。そして、第２実施形態においては、図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１２１において、特定被写体が消失しているとの判定がなされ、かつ、ステップＳ１２２において、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であると判定された場合に、ステップＳ１２３’に進み、ステップＳ１２３’にて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行い、次いで、ステップＳ１２３に進んで、スキャン動作を実行する以外は、第１実施形態と同様に動作する。
【００７３】
なお、図６に示すフローチャートにおいては、スキャン動作に先立って、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行う場合を例示したが、ラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化は、スキャン動作を行う際に実行すればよく、たとえば、スキャン動作を行った後に、ラインセンサ１６１ｄの初期化を行うような構成としてもよい。
【００７４】
また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステップＳ１２３において、スキャン動作を行うような制御としたが、カメラ制御部１７０から、レンズ駆動制御部１６５およびレンズ制御部２５０にスキャン動作を許可する旨の信号を送り、単にスキャン動作可能な状態とするような態様としてもよい。
【００７５】
第２実施形態によれば、第１実施形態における効果に加えて、次の効果を奏する。すなわち、第２実施形態によれば、焦点状態の検出が不能な場合であり、かつ、撮影画面５０内において、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、スキャン動作（または、スキャン動作の許可）に加えて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行う。そのため、たとえば、レリーズボタンが半押しされている間に、撮影者により構図変更が行われた場合において、構図変更後、ラインセンサ１６１ｄにより、速やかに構図変更後の被写体に対応する輝度情報の取得を行うことができる。すなわち、構図変更に速やかに対応することができる。そして、その結果として、構図変更後における焦点調節をより良好に行うことができる。
【００７６】
《第３実施形態》
次いで、本発明の第３実施形態を説明する。本発明の第３実施形態は、上述した第１実施形態のカメラ１において、以下に説明するように動作する以外は、第１実施形態と同様である。
【００７７】
以下においては、第３実施形態の動作について、説明する。図７は、第３実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、第１実施形態における図４に示すフローチャートの続きのフローチャートに相当する。
【００７８】
すなわち、第３実施形態においては、第１実施形態と同様に、図４に示す各ステップＳ１０１〜Ｓ１１０が実行され、また、第１実施形態と同様に、図７に示す各ステップＳ１１１〜Ｓ１１６が実行される。
【００７９】
そして、第３実施形態においては、第１実施形態と異なり、ステップＳ１１６において、デフォーカス演算部１６３による、各焦点検出エリアのデフォーカス量ｄｆの算出の後に、ステップＳ２０１に進み、図５に示すステップＳ１２１と同様にして、特定被写体の消失判定が行われる。すなわち、第３実施形態では、焦点状態の検出が可能か否かの判定（図５に示すステップＳ１１７に相当）を行う前に、特定被写体の消失判定が行われる。
【００８０】
そして、ステップＳ２０１における、特定被写体の消失判定の結果、特定被写体が、撮影画面５０内から消失していると判定された場合には、ステップＳ２０６に進み、図５に示すステップＳ１２２と同様にして、ステップＳ２０１における特定被写体が消失しているとの判定における、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であるか否かの判断が行われる。その結果、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であると判定された場合には、ステップＳ２０７に進み、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの初期化が行われ、ステップＳ１１１に戻る。一方、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２未満である場合には、ステップＳ２０２に進む。
【００８１】
一方、ステップＳ２０１における、特定被写体の消失判定の結果、特定被写体が、撮影画面５０内から消失していないと判定された場合には、ステップＳ２０２に進み、図５に示すステップＳ１１７と同様にして、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。そして、その結果、焦点状態の検出が可能であると判定された場合には、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５において、図５に示すステップＳ１１８〜Ｓ１２０と同様にして、焦点調節用の焦点検出エリアの決定（ステップＳ２０３）、レンズ駆動量Δｄの演算（ステップＳ２０４）、およびレンズ駆動制御部１６５による、フォーカスレンズ２１２の駆動（ステップＳ２０５）が行われた後、ステップＳ１１１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンしたか否かの判定が行われることとなる。あるいは、焦点状態の検出が可能でないと判定された場合には、図５に示すステップＳ１２４と同様にして、フォーカスレンズ２１２の駆動停止処理が行われ、ステップＳ１１１に戻ることとなる。
【００８２】
上述のように、第３実施形態は、光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段と、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点検出手段を初期化する焦点調節装置に係るものである。
【００８３】
そして、このような第３実施形態によれば、撮影画面５０内において、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行う。そのため、第３実施形態によれば、たとえば、レリーズボタンが半押しされている間に、撮影者により構図変更が行われた場合において、構図変更後、ラインセンサ１６１ｄにより、速やかに構図変更後の被写体に対応する輝度情報の取得を行うことができる。すなわち、構図変更に速やかに対応することができる。そして、その結果として、構図変更後における焦点調節を良好に行うことができる。
【００８４】
なお、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。
【００８５】
たとえば、上述した第１実施形態および第２実施形態において、操作部１５０を介して、連続撮影モードが選択されており、かつ、連続撮影が行われている場合には、ステップＳ１２３におけるスキャン動作（または、スキャン動作の許可）を行わず、その代わりに、フォーカスレンズ２１２の駆動を一時的に禁止するような構成としてもよい。このような構成とすることにより、連続撮影中などフォーカスレンズ２１２が駆動することが望ましくない状況においては、フォーカスレンズ２１２の駆動を制限できる一方で、レリーズボタンが半押しされている間に、撮影者により構図変更が行われた場合に、構図変更後における焦点調節を良好なものとすることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１５０…操作部
１６１…焦点検出モジュール
１６２…ＡＦ−ＣＣＤ制御部
１６３…デフォーカス演算部
１６４…レンズ駆動量演算部
１６５…レンズ駆動量制御部
１７０…カメラ制御部
２００…レンズ鏡筒
２１２…フォーカスレンズ
２３０…フォーカスレンズ駆動モータ
２５０…レンズ制御部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラなどの撮像装置として、焦点調節用のレンズ、および該焦点調節用のレンズを駆動することで光学系の焦点調節を行う焦点調節装置を備えた自動焦点調節が可能な撮像装置が知られている。このような自動焦点調節が可能な撮像装置において、焦点調節の対象である被写体が移動被写体である場合に、該移動被写体を追尾して、焦点調節を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、焦点調節装置が起動したままの状態において、撮影者が構図変更を行い、これにより焦点検出結果が大きく変化した場合には、焦点調節用のレンズの駆動を禁止するような制御がなされたり、あるいは、焦点状態の検出が不能となり、焦点調節用のレンズの駆動が停止したままとなってしまうなど、構図変更後における焦点状態の調節を良好に行うことができないという問題があった。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、撮影者が構図変更を行った場合でも、適切な焦点状態の調節を行うことができる焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、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。
【０００７】
[１]発明に係る焦点調節装置は、光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段（１６１，１６２）と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段（２１２）と、前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段（１７０）と、前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不可能な場合に、前記焦点調節手段による前記光学系の調節を禁止するとともに、該禁止した状態で、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行う制御手段（１７０）と、を有することを特徴とする。
【０００８】
[２]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）による認識結果に信頼性があると判断した場合に、前記焦点調節手段（２１２）により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段（１６１，１６２）による前記焦点状態の検出を行わせるように構成することができる。
【０００９】
[３]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）による認識結果の信頼性を判定する際の判定基準を前記認識手段による特定の対象の像の認識が不可能であると判定する判定基準よりも高くするように構成することができる。
【００１０】
[４]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点検出手段（１６１，１６２）を初期化するように構成することができる。
【００１１】
[５]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記認識手段（１７０）よる認識結果に信頼性がないと判断した場合には、前記焦点調節手段（２１２）による調節を禁止するように構成することができる。
【００１２】
[６]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）が、前記焦点検出手段（１６１，１６２）により前記光学系の焦点状態を検出できず、かつ、前記認識手段（１７０）により前記特定の対象の像を認識できた場合には、前記焦点調節手段（２１２）による調節を禁止するように構成することができる。
【００１３】
[７]発明に係る撮像装置は、上記発明に係る焦点調節装置と、前記光学系による像を撮像する撮像手段（１１０）とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
[８]上記撮像装置に係る発明において、前記撮像手段（１１０）が、前記像を連続撮影可能であり、前記制御手段（１７０）が、前記像の連続撮影中である場合には、前記焦点調節手段（２１２）による調節を禁止するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、撮影者が構図変更を行った場合でも、適切な焦点状態の調節を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す焦点検出モジュールを示す図である。
【図３】図３は、撮影光学系の撮影画面内に設定された複数の焦点検出エリアの配置例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャート（その１）である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャート（その２）である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《第１実施形態》
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
以下においては、本発明を一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。ただし本発明は、銀塩フィルムカメラなどのその他の撮像装置にも適用することができる。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図であり、本発明の焦点調節装置および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００１９】
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とを備え、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とはマウント部を介して、着脱可能に結合されている。本実施形態のカメラ１においては、レンズ鏡筒２００は、撮影目的などに応じて、交換可能となっている。
【００２０】
レンズ鏡筒２００には、レンズ２１１，２１２，２１３、および絞り２２０を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００２１】
フォーカスレンズ２１２は、レンズ鏡筒２００の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ２６０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２３０によってその位置が調節される。
【００２２】
このフォーカスレンズ２１２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２００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２１２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２３０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２１２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。なお、レンズ鏡筒２００にはフォーカスレンズ２１２以外のレンズ２１１，２１３が設けられているが、ここではフォーカスレンズ２１２を例に挙げて本実施形態を説明する。
【００２３】
上述したようにレンズ鏡筒２００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２１２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２３０がレンズ鏡筒２００に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ２３０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２３０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２１２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２３０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２１２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。
【００２４】
フォーカスレンズ２１２の位置はエンコーダ２６０によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ２１２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２００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。
【００２５】
本実施形態のエンコーダ２６０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。
【００２６】
フォーカスレンズ２１２は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ１００側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）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２６０で検出されたフォーカスレンズ２１２の現在位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するカメラ制御部１７０へ送出される。そして、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ２１２の駆動量Δｄが、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して送出され、これに基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ２３０は駆動する。
【００２７】
絞り２２０は、上記撮影光学系を通過して、カメラボディ１００に備えられた撮像素子１１０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２２０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１７０からレンズ制御部２５０を介して送出されることにより行われる。また、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０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１７０からレンズ制御部２５０に入力される。絞り２２０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２５０で現在の開口径が認識される。
【００２８】
一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。
【００２９】
ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００３０】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出モジュール１６１へ導く。
【００３１】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１２の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタン（不図示）を全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００３２】
クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して観察可能になっている。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００３３】
測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。また、測光センサ１３７は、被写体認識用の撮像素子も兼ねており、撮影光学系により焦点板１３１上に結像された被写体像を電気信号に変換して画像信号を出力する。測光センサ１３７で検出された信号はカメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御および被写体認識処理に用いられる。
【００３４】
焦点検出モジュール１６１は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための焦点検出素子であり、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に固定されている。
【００３５】
図２は、図１に示す焦点検出モジュール１６１の構成例を示す図である。本実施形態の焦点検出モジュール１６１は、コンデンサレンズ１６１ａ、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂ、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび一対のラインセンサ１６１ｄを有し、フォーカスレンズ２１２の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ１６１ｄで受光して得られる一対の像信号の位相ずれを周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。
【００３６】
そして、図２に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６１ｅで結像すると合焦状態となるが、フォーカスレンズ２１２が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラボディ１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。
【００３７】
なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなり、逆に被写体像Ｐの結像点がカメラボディ１００側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。
【００３８】
すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６１ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１２を移動させることでピントを合わせる。
【００３９】
ここで、撮影光学系の撮影画面５０内に設定された複数の焦点検出エリアの配置例を図３に示す。図３に示すように、撮影光学系の撮影画面５０内には複数の焦点検出エリアＡＦＰが設定されており、本実施形態においては、焦点検出モジュール１６１は、各焦点検出エリアＡＦＰに対応して、一対のラインセンサ１６１ｄが複数備えられており、これにより、各焦点検出エリアＡＦＰにおける像信号を取得できるようになっている。本実施形態では、図３にＡＦＰ１〜ＡＦＰ３１で示すように、３１点の焦点検出エリアＡＦＰが設けられ、それぞれの位置が撮像素子１１０の撮像範囲の所定位置に対応している。なお、焦点検出エリアＡＦＰの個数および配置は、図３に示す態様に限定されるものではない。
【００４０】
図１に戻り、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出モジュール１６１に備えられた複数対のラインセンサ１６１ｄにて検出された像信号を、各焦点検出エリアＡＦＰに対応させて読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００４１】
デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた各焦点検出エリアＡＦＰに対応した像信号のずれ量をデフォーカス量に変換し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。
【００４２】
レンズ駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量に基づいて、当該デフォーカス量に応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００４３】
レンズ駆動制御部１６５は、レンズ駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量Δｄに基づいて、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄだけフォーカスレンズ２１２を移動させる。
【００４４】
撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ２１１，２１２，２１３を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。この撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００４５】
操作部１５０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を備えており、連続撮影モードの選択や、自動露出モード／マニュアル露出モードの切換、さらには、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や、また、オートフォーカスモードの中でも、特定被写体を認識するための被写体認識モードの設定が行えるようになっている。また、シャッターレリーズボタンのスイッチは、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。この操作部１５０により設定されたシャッターレリーズボタンのスイッチＳＷ１，ＳＷ２および各種モードはカメラ制御部１７０へ送信される。
【００４６】
カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、レンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０から、レンズ鏡筒２００の焦点調節範囲の情報などを含むレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、上述したように撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。さらに、カメラ制御部１７０は、操作部１５０により、被写体認識モードが選択されている場合には、測光センサ１３７からの画像信号を受信し、受信した画像信号に基づき、撮影画面５０内に存在する特定被写体を検知するための被写体認識処理を行う。また、カメラ制御部１７０は、これらに加えて、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００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。
【００４７】
次に、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図４、図５は、本実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、操作部１５０を介して、被写体認識モードが選択されている場合を例示して説明する。
【００４８】
まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部１７０が、撮影者によりシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたかどうかを判断し、第１スイッチＳＷ１がオンした場合はステップＳ１０２へ進み、第１スイッチＳＷ１がオンしていない場合はステップＳ１０１で待機する。
【００４９】
ステップＳ１０２では、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２による、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄのゲインの調整、およびラインセンサ１６１ｄによる電荷の蓄積が行われる。
【００５０】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部１７０が、測光センサ１３７から被写体認識用の画像信号を受信し、被写体認識処理を行う。被写体認識の方法としては、特に限定されず、公知の方法に従えばよいが、たとえば、人物の顔のテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを行い、撮影光学系の撮影画面５０中から人物の顔を認識し、これにより特定被写体を検出する方法などが挙げられる。
【００５１】
ステップＳ１０４では、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２が、ラインセンサ１６１ｄで蓄積された信号情報を、撮影画面５０内に設定された各焦点検出エリアＡＦＰに対応させて読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００５２】
ステップＳ１０５では、デフォーカス演算部１６３により、撮影光学系の撮影画面５０中に設定された各焦点検出エリアＡＦＰについて、位相差検出方式による像ズレ量の演算が行われ、各焦点検出エリアのデフォーカス量ｄｆが算出される。算出されたデフォーカス量ｄｆは、カメラ制御部１７０およびレンズ駆動量演算部１６４に出力される。
【００５３】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０５におけるデフォーカス量の演算結果から、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。ここで、焦点状態の検出が可能か否かの判定は、たとえば、次の基準で行われる。すなわち、たとえば、撮影画面５０内に存在する被写体が低コントラストであった場合には、一対のラインセンサ１６１ｄにより検出されるセンサ信号に基づく一対のデータ間の信頼性が低下してしまい、結果として、焦点調節精度が低下してしまう。そのため、本実施形態では、このような場合に、焦点状態の検出が可能でないと判断し、ステップＳ１０７に進む。一方、それ以外の場合には、焦点状態の検出が可能であると判断し、ステップＳ１０８に進む。
【００５４】
ステップＳ１０７では、いわゆるスキャン動作（サーチ駆動）を行う。具体的には、まず、カメラ制御部１７０により、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令が送出され、フォーカスレンズ２１２の移動が行われる。なお、この際のフォーカスレンズ２１２の移動量としては、予め定められた量とすればよい。次いで、フォーカスレンズ２１２の移動後のレンズ位置において、ステップＳ１０２と同様にして、ラインセンサ１６１ｄによる電荷の蓄積が行われ、ステップＳ１０４、Ｓ１０５と同様にして、ラインセンサ１６１ｄで蓄積された信号情報の読み出し、デフォーカス量ｄｆの演算が行われ、ステップＳ１０６と同様にして、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。そして、ステップＳ１０７におけるスキャン動作においては、焦点状態の検出が可能と判断されるまで、フォーカスレンズ２１２の移動、ラインセンサ１６１ｄによる電荷の蓄積、蓄積された信号情報の読み出し、デフォーカス量ｄｆの演算、および焦点状態の検出が可能か否かの判定を繰り返し実行する。そして、焦点状態の検出が可能と判断されるとステップＳ１０２に戻る。なお、ステップＳ１０７におけるスキャン動作の結果、焦点状態の検出が可能と判断されることなく、フォーカスレンズ２１２のレンズ位置が駆動範囲の端部（至近側端部または無限遠側端部）まで移動したと判定された場合には、非合焦処理が行われ、本実施形態に係る動作の終了処理が行われる。なお、非合焦処理としては、例えば、フォーカスレンズ２１２を停止し、合焦位置が検出できなかったことをユーザに知らせる警告表示を行う等が挙げられる。
【００５５】
一方、ステップＳ１０６で、焦点状態の検出が可能であると判定された場合には、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、カメラ制御部１７０により、デフォーカス演算部１６３によって算出されたデフォーカス量ｄｆ、およびステップＳ１０３における被写体認識処理の結果に基づき、撮影画面５０中に設定された各焦点検出エリアＡＦＰのうち、焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰを決定するための処理が行われる。本実施形態では、ステップＳ１０３における被写体認識処理により特定被写体が検出された焦点検出エリアＡＦＰのうち、焦点調節に用いるための焦点検出エリアとして適切なエリア（たとえば、特定被写体が検出された焦点検出エリアＡＦＰのうち、最も至近側に位置するエリア）が、焦点検出エリアとして選択される。
【００５６】
ステップＳ１０９では、レンズ駆動量演算部１６４により、ステップＳ１０８にて決定された焦点調節に用いるための焦点検出エリアのデフォーカス量に応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００５７】
ステップＳ１１０では、レンズ駆動制御部１６５により、ステップＳ１０９にて算出されたレンズ駆動量Δｄに基づいて、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令が送出され、フォーカスレンズ２１２の移動が行われる。
【００５８】
そして、図５に進み、図５に示すステップＳ１１１では、カメラ制御部１７０により、撮影者によりシャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたかどうかの判断が行われ、第２スイッチＳＷ２がオンした場合には、ステップＳ１２５に進む。そして、ステップＳ１２５にて、撮像素子１１０により、被写体像の撮影が行われ、撮像素子１１０に備えられた複数の光電変換素子に応じた信号が、センサ制御部１５１に送信され、その後、ステップＳ１０１に戻る。一方、第２スイッチＳＷ２がオンしていない場合には、ステップＳ１１２に進む。
【００５９】
ステップＳ１１２では、第１スイッチＳＷ１がオフとなっているか否かの判定が行われる。第１スイッチＳＷ１がオフとなっている場合には、焦点調節制御の終了処理がなされ、ステップＳ１０１に戻る。一方、第１スイッチＳＷ１がオンされたままとなっている場合には、ステップＳ１１３に進む。
【００６０】
ステップＳ１１３〜Ｓ１１６では、上述のステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様に、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２による、ラインセンサ１６１ｄのゲインの調整、およびラインセンサ１６１ｄによる、電荷の蓄積（ステップＳ１１３）、カメラ制御部１７０による、測光センサ１３７からの被写体認識用の画像信号に基づく、被写体認識処理（ステップＳ１１４）、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２による、ラインセンサ１６１ｄで蓄積された信号情報の読み出し（ステップＳ１１５）、デフォーカス演算部１６３による、各焦点検出エリアのデフォーカス量ｄｆの算出（ステップＳ１１６）が行われる。
【００６１】
ステップＳ１１７では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０６と同様にして、ステップＳ１１６におけるデフォーカス量の演算結果から、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。焦点状態の検出が可能であると判定された場合にはステップＳ１１８に進み、一方、焦点状態の検出が可能でないと判定された場合には、ステップＳ１２１に進む。
【００６２】
ステップＳ１１８では、カメラ制御部１７０により、デフォーカス演算部１６３によって算出されたデフォーカス量ｄｆ、およびステップＳ１１４における被写体認識処理の結果に基づき、撮影画面５０中に設定された各焦点検出エリアＡＦＰのうち、焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰを決定するための処理が行われる。なお、本実施形態においては、ステップＳ１１４における被写体認識処理において、前回処理時と同じ位置に特定被写体が留まっていると判断された場合には、焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰとして、前回処理時に選択された焦点検出エリアＡＦＰが用いられる。一方、ステップＳ１１４における被写体認識処理において、前回処理時から特定被写体が撮影画面５０内を移動していると判断された場合には、該特定被写体の移動後の位置に対応する焦点検出エリアが、焦点調節用の焦点検出エリアとして選択される。
【００６３】
次いで、ステップＳ１１９〜Ｓ１２０において、ステップＳ１０９〜Ｓ１１０と同様に、レンズ駆動量演算部１６４による、レンズ駆動量Δｄの演算（ステップＳ１１９）、およびレンズ駆動制御部１６５による、フォーカスレンズ２１２の駆動（ステップＳ１２０）が行われた後、ステップＳ１１１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンしたか否かの判定が行われることとなる。
【００６４】
一方、ステップＳ１１７において、焦点状態の検出が可能でないと判定された場合には、ステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１１４における被写体認識処理結果に基づき、ステップＳ１０８において決定された焦点調節に用いるための焦点検出エリアＡＦＰにおいて捕捉された特定被写体が、撮影光学系の撮影画面５０内から消失しているか否か（撮影画面５０内において、認識不可能となっているか否か）の判定が行われる。本実施形態では、ステップＳ１１４における被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ１以上であり、かつ、特定被写体が撮影画面５０内において全く検出できない場合や、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ１以上であり、かつ、前回処理において認識された特定被写体と、今回の処理にて認識された特定被写体との間の一致性または類似性が低い場合に、特定被写体が、撮影画面５０から消失していると判定することができる。特定被写体が消失していると判定された場合には、ステップＳ１２２に進む。一方、特定被写体が消失していないと判定された場合（撮影画面５０内において、特定被写体を検出できた場合）には、ステップＳ１２４に進む。
【００６５】
ステップＳ１２２では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１２１における特定被写体が消失しているとの判定における、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であるか否かの判断が行われる。この場合において、ステップＳ１２２における所定の水準Ｌ２は、ステップＳ１２１における所定の水準Ｌ１よりも高いものとする（Ｌ２＞Ｌ１とする）。これにより、ステップＳ１２１における特定被写体の消失判定の精度をより高いものとすることができる。被写体認識の信頼性が所定の水準Ｌ２以上である場合には、撮影者による構図変更などにより、撮影画面５０内に存在していた特定被写体が、第１スイッチＳＷ１がオンとなっている間（レリーズボタンが半押しされている間）に、撮影画面５０内から消失したと判断し、ステップＳ１２３に進む。一方、被写体認識の信頼性が所定の水準Ｌ２未満である場合には、ステップＳ１２４に進む。
【００６６】
ステップＳ１２３では、上述のステップＳ１０７と同様に、いわゆるスキャン動作（サーチ駆動）を行う。そして、スキャン動作の結果、焦点状態の検出が可能と判断されるとステップＳ１１１に戻る。
【００６７】
一方、ステップＳ１２１において、特定被写体が消失していないと判定された場合、および、ステップＳ１２２においてステップＳ１１４における被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２未満であると判定された場合には、カメラ制御部１７０から、レンズ制御部２５０に、フォーカスレンズ２１２の駆動を禁止するための信号が送信される。そして、レンズ制御部２５０は、該信号に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ２３０を停止させ、これにより、フォーカスレンズ２１２の駆動が停止され、ステップＳ１１１に戻る。
【００６８】
本実施形態のカメラ１は、以上のように動作する。
【００６９】
なお、上述の実施形態においては、ステップＳ１２１において、特定被写体が消失しているとの判定がなされ、かつ、ステップＳ１２２において、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であると判定された場合に、ステップＳ１２３において、スキャン動作を行うような制御としたが、カメラ制御部１７０から、レンズ駆動制御部１６５およびレンズ制御部２５０にスキャン動作を許可する旨の信号を送るような制御とし、これにより、単にスキャン動作可能な状態とするような態様としてもよい。
【００７０】
本実施形態によれば、撮影画面５０内において、焦点状態の検出が不能な場合であり、かつ、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、スキャン動作（焦点検出モジュール１６１、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２、およびデフォーカス演算部１６３による焦点状態の検出動作、およびフォーカスレンズ２１２の移動による焦点調節動作）を行うような構成（または、スキャン動作を許可する構成）とする。特に、本実施形態においては、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、撮影者により構図変更が行われたと判断し、これにより、スキャン動作を行う（または、スキャン動作を許可する）ものである。そして、これにより、たとえば、レリーズボタンが半押しされている間（第１スイッチＳＷ１がオンとなっている間）に、撮影者により構図変更が行われた場合において、フォーカスレンズ２１２の応答性を向上させることができ、結果として、構図変更後における焦点調節を良好に行うことができる。
【００７１】
《第２実施形態》
次いで、本発明の第２実施形態を説明する。本発明の第２実施形態は、上述した第１実施形態のカメラ１において、以下に説明するように動作する以外は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
以下においては、第２実施形態の動作について、説明する。図６は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、第１実施形態における図４に示すフローチャートの続きのフローチャートに相当する。そして、第２実施形態においては、図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１２１において、特定被写体が消失しているとの判定がなされ、かつ、ステップＳ１２２において、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であると判定された場合に、ステップＳ１２３’に進み、ステップＳ１２３’にて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行い、次いで、ステップＳ１２３に進んで、スキャン動作を実行する以外は、第１実施形態と同様に動作する。
【００７３】
なお、図６に示すフローチャートにおいては、スキャン動作に先立って、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行う場合を例示したが、ラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化は、スキャン動作を行う際に実行すればよく、たとえば、スキャン動作を行った後に、ラインセンサ１６１ｄの初期化を行うような構成としてもよい。
【００７４】
また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステップＳ１２３において、スキャン動作を行うような制御としたが、カメラ制御部１７０から、レンズ駆動制御部１６５およびレンズ制御部２５０にスキャン動作を許可する旨の信号を送り、単にスキャン動作可能な状態とするような態様としてもよい。
【００７５】
第２実施形態によれば、第１実施形態における効果に加えて、次の効果を奏する。すなわち、第２実施形態によれば、焦点状態の検出が不能な場合であり、かつ、撮影画面５０内において、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、スキャン動作（または、スキャン動作の許可）に加えて、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行う。そのため、たとえば、レリーズボタンが半押しされている間に、撮影者により構図変更が行われた場合において、構図変更後、ラインセンサ１６１ｄにより、速やかに構図変更後の被写体に対応する輝度情報の取得を行うことができる。すなわち、構図変更に速やかに対応することができる。そして、その結果として、構図変更後における焦点調節をより良好に行うことができる。
【００７６】
《第３実施形態》
次いで、本発明の第３実施形態を説明する。本発明の第３実施形態は、上述した第１実施形態のカメラ１において、以下に説明するように動作する以外は、第１実施形態と同様である。
【００７７】
以下においては、第３実施形態の動作について、説明する。図７は、第３実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、第１実施形態における図４に示すフローチャートの続きのフローチャートに相当する。
【００７８】
すなわち、第３実施形態においては、第１実施形態と同様に、図４に示す各ステップＳ１０１〜Ｓ１１０が実行され、また、第１実施形態と同様に、図７に示す各ステップＳ１１１〜Ｓ１１６が実行される。
【００７９】
そして、第３実施形態においては、第１実施形態と異なり、ステップＳ１１６において、デフォーカス演算部１６３による、各焦点検出エリアのデフォーカス量ｄｆの算出の後に、ステップＳ２０１に進み、図５に示すステップＳ１２１と同様にして、特定被写体の消失判定が行われる。すなわち、第３実施形態では、焦点状態の検出が可能か否かの判定（図５に示すステップＳ１１７に相当）を行う前に、特定被写体の消失判定が行われる。
【００８０】
そして、ステップＳ２０１における、特定被写体の消失判定の結果、特定被写体が、撮影画面５０内から消失していると判定された場合には、ステップＳ２０６に進み、図５に示すステップＳ１２２と同様にして、ステップＳ２０１における特定被写体が消失しているとの判定における、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であるか否かの判断が行われる。その結果、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２以上であると判定された場合には、ステップＳ２０７に進み、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの初期化が行われ、ステップＳ１１１に戻る。一方、被写体認識処理の信頼性が所定の水準Ｌ２未満である場合には、ステップＳ２０２に進む。
【００８１】
一方、ステップＳ２０１における、特定被写体の消失判定の結果、特定被写体が、撮影画面５０内から消失していないと判定された場合には、ステップＳ２０２に進み、図５に示すステップＳ１１７と同様にして、焦点状態の検出が可能か否かの判定が行われる。そして、その結果、焦点状態の検出が可能であると判定された場合には、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５において、図５に示すステップＳ１１８〜Ｓ１２０と同様にして、焦点調節用の焦点検出エリアの決定（ステップＳ２０３）、レンズ駆動量Δｄの演算（ステップＳ２０４）、およびレンズ駆動制御部１６５による、フォーカスレンズ２１２の駆動（ステップＳ２０５）が行われた後、ステップＳ１１１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンしたか否かの判定が行われることとなる。あるいは、焦点状態の検出が可能でないと判定された場合には、図５に示すステップＳ１２４と同様にして、フォーカスレンズ２１２の駆動停止処理が行われ、ステップＳ１１１に戻ることとなる。
【００８２】
上述のように、第３実施形態は、光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段と、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点検出手段を初期化する焦点調節装置に係るものである。
【００８３】
そして、このような第３実施形態によれば、撮影画面５０内において、前回処理以前では認識されていた特定被写体が認識されなくなった場合（消失したと判断できる場合）に、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄの蓄積データの初期化を行う。そのため、第３実施形態によれば、たとえば、レリーズボタンが半押しされている間に、撮影者により構図変更が行われた場合において、構図変更後、ラインセンサ１６１ｄにより、速やかに構図変更後の被写体に対応する輝度情報の取得を行うことができる。すなわち、構図変更に速やかに対応することができる。そして、その結果として、構図変更後における焦点調節を良好に行うことができる。
【００８４】
なお、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。
【００８５】
たとえば、上述した第１実施形態および第２実施形態において、操作部１５０を介して、連続撮影モードが選択されており、かつ、連続撮影が行われている場合には、ステップＳ１２３におけるスキャン動作（または、スキャン動作の許可）を行わず、その代わりに、フォーカスレンズ２１２の駆動を一時的に禁止するような構成としてもよい。このような構成とすることにより、連続撮影中などフォーカスレンズ２１２が駆動することが望ましくない状況においては、フォーカスレンズ２１２の駆動を制限できる一方で、レリーズボタンが半押しされている間に、撮影者により構図変更が行われた場合に、構図変更後における焦点調節を良好なものとすることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１５０…操作部
１６１…焦点検出モジュール
１６２…ＡＦ−ＣＣＤ制御部
１６３…デフォーカス演算部
１６４…レンズ駆動量演算部
１６５…レンズ駆動量制御部
１７０…カメラ制御部
２００…レンズ鏡筒
２１２…フォーカスレンズ
２３０…フォーカスレンズ駆動モータ
２５０…レンズ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、
前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段と、
前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不可能な場合に、前記焦点調節手段による前記光学系の調節を禁止するとともに、該禁止した状態で、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行う制御手段と、
を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段による認識結果に信頼性があると判断した場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段による認識結果の信頼性を判定する際の判定基準を前記認識手段による特定の対象の像の認識が不可能であると判定する判定基準よりも高くすることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか１項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点検出手段を初期化することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項２から４までの何れか１項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段よる認識結果に信頼性がないと判断した場合には、前記焦点調節手段による調節を禁止することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか１項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記焦点検出手段により前記光学系の焦点状態を検出できず、かつ、前記認識手段により前記特定の対象の像を認識できた場合には、前記焦点調節手段による調節を禁止することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか１項に記載の焦点調節装置と、前記光学系による像を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記撮像手段は、前記像を連続撮影可能であり、
前記制御手段は、前記像の連続撮影中である場合には、前記焦点調節手段による調節を禁止することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、
前記光学系による像のうち特定の対象の像を認識する認識手段と、
前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不可能な場合に、前記焦点調節手段による前記光学系の調節を禁止するとともに、該禁止した状態で、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行う制御手段と、
を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段による認識結果に信頼性があると判断した場合に、前記焦点調節手段により焦点調節状態を調節しながら前記焦点検出手段による前記焦点状態の検出を行わせることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段による認識結果の信頼性を判定する際の判定基準を前記認識手段による特定の対象の像の認識が不可能であると判定する判定基準よりも高くすることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか１項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段により前記特定の対象の像の認識が不可能となった場合に、前記焦点検出手段を初期化することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項２から４までの何れか１項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記認識手段よる認識結果に信頼性がないと判断した場合には、前記焦点調節手段による調節を禁止することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか１項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、前記焦点検出手段により前記光学系の焦点状態を検出できず、かつ、前記認識手段により前記特定の対象の像を認識できた場合には、前記焦点調節手段による調節を禁止することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか１項に記載の焦点調節装置と、前記光学系による像を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記撮像手段は、前記像を連続撮影可能であり、
前記制御手段は、前記像の連続撮影中である場合には、前記焦点調節手段による調節を禁止することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２７６６７５（Ｐ２０１０−２７６６７５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２６３８４（Ｐ２００９−１２６３８４）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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