自動焦点調節装置および撮像装置
【課題】コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めること
【解決手段】自動焦点調節装置は、被写体の一対の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行うＳＡＦ手段４０と、撮影レンズと撮像素子１６の一方をウォブリングして被写体の像のコントラスト値の変化を観察することによって合焦位置への追従を行うコントラストＡＦ手段５０と、コントラストＡＦ手段５０によるウォブリング中にＳＡＦ手段４０による焦点検出を行わせ、ＳＡＦ手段４０による焦点検出結果に対してコントラストＡＦ手段５０による微小往復駆動の振幅分のずれを補正するカメラＭＰＵ２０と、を有する。
【解決手段】自動焦点調節装置は、被写体の一対の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行うＳＡＦ手段４０と、撮影レンズと撮像素子１６の一方をウォブリングして被写体の像のコントラスト値の変化を観察することによって合焦位置への追従を行うコントラストＡＦ手段５０と、コントラストＡＦ手段５０によるウォブリング中にＳＡＦ手段４０による焦点検出を行わせ、ＳＡＦ手段４０による焦点検出結果に対してコントラストＡＦ手段５０による微小往復駆動の振幅分のずれを補正するカメラＭＰＵ２０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、コントラスト方式を使用したオートフォーカス（以下、「コントラストＡＦ」と略す）と焦点検出センサを使用した位相差ＡＦを組み合わせたハイブリッドＡＦを開示している。特許文献２は、撮像素子に焦点検出用画素と瞳分割手段を設けて位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ（以下、「ＳＡＦ」と称する場合がある））機能を持たせたことを開示している。
【０００３】
特許文献３は、フォーカスレンズと撮像素子の一方を一方向に駆動しコントラスト値のピーク位置を探す山登りＡＦと、前記一方を微小往復駆動（ウォブリング）して焦点調節の追従を行うウォブリングＡＦを有するコントラストＡＦを開示している。例えば、コントラストＡＦを用いた動画撮影においてデフォーカス量が大きい時に山登りＡＦを行い、合焦位置近傍でウォブリングＡＦを行って動体追従を行うことができる。特許文献４は、２次結像光学系による位相差ＡＦを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５１０６５号公報
【特許文献２】特開２００９−００３１２２号公報
【特許文献３】特開２００９−０１４８５０号公報
【特許文献４】特開２００７−４０３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のコントラストＡＦは移動する被写体への追従に時間がかかる、あるいは、追従できないという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めることが可能な自動焦点検出装置および撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自動焦点調節装置は、一対の被写体の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、撮影レンズと撮像素子の一方をウォブリングして被写体の像のコントラスト値の変化を観察することによって合焦位置への追従を行う第２の焦点検出手段と、前記第２の焦点検出手段によるウォブリング中に前記第１の焦点検出手段による焦点検出を行わせ、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果に対して前記第２の焦点検出手段によるウォブリングの振幅のずれ分を補正する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めることが可能な自動焦点調節装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用可能なデジタルカメラのブロック図である。
【図２】ウォブリングＡＦを説明するためのグラフである。
【図３】本実施例の焦点調節方法を説明するためのグラフである。
【図４】本実施例の焦点検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示すＳ１８０の詳細なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施例のデジタルカメラ（撮像装置）の焦点調節に関連する主要部分のブロック図である。本実施例のデジタルカメラは交換レンズ式一眼レフカメラであり、カメラ本体１０とレンズユニット６０とを有する。但し、本発明が適用可能な撮像装置は、デジタルビデオカメラやレンズ一体型のカメラなど種類は問わない。
【００１１】
レンズユニット６０は、カメラ本体１０に交換可能に構成されており、撮影レンズ６２、レンズＭＰＵ７０を有する。カメラ本体１０とレンズユニット６０とは、二点鎖線で示すマウントに設けられた不図示のコネクタを介して機械的かつ電気的に接続されている。
【００１２】
撮影レンズ６２は、一点鎖線で示す光軸方向に移動して焦点調節を行う不図示のフォーカスレンズを含み、被写体の光学像を形成する。図１において、Ｌは撮影レンズ６２の光軸である。
【００１３】
レンズＭＰＵ７０は、撮影レンズ６２に係る全ての演算、制御を行い、撮影レンズ６２のフォーカスレンズの駆動を制御する。また、レンズＭＰＵ７０は、レンズＭＰＵ７０からの指示により、フォーカスレンズを微小往復（ウォブリング）することも可能である。また、レンズＭＰＵ７０は、現在のレンズ位置を検出し、カメラＭＰＵ２０からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。
【００１４】
カメラ本体１０は、メインミラー１１、ファインダー光学系１３、撮像素子１６、画像処理回路１８、カメラＭＰＵ２０、メモリ２２、撮像面位相差ＡＦ手段（ＳＡＦ手段）４０、コントラストＡＦ手段５０を有する。カメラＭＰＵ２０、ＳＡＦ手段４０及びコントラストＡＦ手段５０は自動焦点調節装置を構成する。
【００１５】
撮影レンズ６２と撮像素子１６との間には、ファインダー光学系１３による観察時には撮影レンズ６２から撮像素子１６までの光路内に配置され、撮影時には光束外へ退避するメインミラー１１が配置されている。メインミラー１１はハーフミラーにより構成され、ファインダー観察時には、撮影レンズ６２からの光束はファインダー光学系に導かれる反射光と、不図示のサブミラーに入射する透過光とに分離される。反射光は、不図示のピント板のマット面上に結像し、マット面上の像は、ペンタプリズムおよび接眼レンズを介して撮影者によって観察される。
【００１６】
撮像素子１６はＣＣＤセンサやＣ−ＭＯＳセンサとその周辺回路で構成され、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素の受光ピクセル上に１つの光電変換素子が配置され、被写体像を光電変換する。撮像素子１６は、全画素独立出力が可能なように構成されている。また一部の画素が焦点検出用画素となっており、撮像面でＳＡＦが可能となっている。
【００１７】
具体的には、撮像素子１６は、撮影レンズの射出瞳の全域を通る光を受光して被写体像を光電変換する複数の撮影用画素と、撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通る光を受光して被写体像を光電変換する複数の焦点検出用画素を有する。すなわち、撮像素子１６は、撮影レンズ６２の射出瞳の異なる領域を通過した光束を各焦点検出用画素に導く瞳分割手段を更に有する。
【００１８】
例えば、撮像素子１６は、２行×２列の画素のうち、対角に配置される一対のＧ画素は撮影用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素を焦点検出用画素に置き換える。瞳分割手段は、特許文献２の図６や図７に記載されているようなマイクロレンズや開口部を有する配線層などである。
【００１９】
このように、撮像素子１６は撮像用画素と焦点検出用画素を有する。焦点検出用画素は離散的に配置され、焦点検出時には離散的な画素出力を繋ぎ合わせた画像信号を用いて焦点検出を行う。一方、撮影時には、焦点検出用画素はキズ画素として扱われ、周囲の画素から補間演算などによりキズ補正処理されることで撮影画像を形成する。
【００２０】
画像処理回路１８は、撮像素子１６と不図示のＡ／Ｄ変換器を経た画像データにγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮など所定の処理を施す。得られた画像データのうち焦点検出に対応する画像データは、画像処理回路１８で焦点検出用画像データに変換され、カメラＭＰＵ２０へ送られる。
【００２１】
カメラＭＰＵ（制御部）２０は、カメラ本体１０に係る全ての演算や制御を行うマイクロコンピュータ（プロセッサ）である。カメラＭＰＵ２０はレンズＭＰＵ７０と通信可能に接続され、レンズＭＰＵ７０に対して撮影レンズ６２の位置の取得や所定の駆動量でのレンズ駆動要求を発行したり、レンズユニット６０に固有の光学情報（焦点距離など）を取得したりする。
【００２２】
カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦ手段４０とコントラストＡＦ手段５０によって焦点検出された検出結果に基づいてレンズＭＰＵ７０を介してフォーカスレンズを駆動するＡＦ制御を行う。カメラＭＰＵ２０は、コントラストＡＦ手段５０のウォブリングＡＦによるウォブリング中にＳＡＦ手段４０による焦点検出を行わせる。そして、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦ手段４０による焦点検出結果であるデフォーカス量を後述する数式１及び２を用いて、コントラストＡＦ手段５０のウォブリングＡＦによる微小往復駆動（ウォブリング）の振幅のずれ分を補正する制御手段として機能する。
【００２３】
メモリ２２は、カメラＭＰＵ２０の動作に必要な情報を格納する。例えば、メモリ２２は、後述する焦点調節方法を実行するためのプログラムや、それに使用される後述する第１の閾値、第２の閾値、第３の閾値などを格納する。
【００２４】
ＳＡＦ手段４０は、撮像素子１６に埋め込まれた焦点検出用画素を利用して位相差検出方式によって撮影レンズ６２の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段である。即ち、ＳＡＦ手段４０は、撮影レンズ６２の一対の瞳領域を通過する光束により撮像素子１６の焦点検出用画素に形成される一対の被写体像の位相差を撮像面で検出し、周知の相関演算によって撮影レンズ６２の焦点状態を検出する。
【００２５】
ＳＡＦの原理は、特許文献２の図５〜７などで説明されているものと同様であり、ＳＡＦ手段４０は、特許文献２の図８に開示された合成手段、連結手段、演算手段を有する。
【００２６】
なお、本発明で適用可能な位相差ＡＦは、ＳＡＦに限定されない。例えば、専用のセンサ（ラインセンサ）を使用した（内測または外測の）位相差ＡＦや、一眼レフタイプのカメラで多用される、特許文献４に開示されているミラー光路分割による２次結像タイプの位相差ＡＦであってもよい。
【００２７】
コントラストＡＦ手段５０は、画像処理回路１８にて得られた画像情報のコントラスト成分によりコントラスト検出方式で焦点検出を行う第２の焦点検出手段である。
【００２８】
コントラストＡＦは、焦点を検出する領域を規定する焦点検出枠といわゆる山登り方式によってフォーカスレンズを移動してコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズの位置を検出する山登りＡＦモードを有する。
【００２９】
また、コントラストＡＦは、合焦位置付近で撮影レンズ６２と撮像素子１６の間隔を変化するようにその一方を微小往復駆動してコントラスト値の変化を観察することによって被写体の合焦位置への追従を行うウォブリングＡＦモードを有する。なお、本実施例では、上述したように、ウォブリングＡＦで駆動されるものは撮影レンズ６２のフォーカスレンズである。
【００３０】
図２は、ウォブリングＡＦにおけるフォーカスレンズの動作を説明するためのグラフで、横軸は時間、縦軸はフォーカスレンズの位置を示している。図２において、Ａの間に撮像素子１６に蓄積された画像信号（斜線楕円で示す）に対するコントラストＡＦ手段５０で演算されるコントラスト評価値ＥＶＡが時刻ＴＡで取り込まれる。また、Ｂの間に撮像素子１６に蓄積された画像信号（斜線楕円で示す）に対する評価値ＥＶＢが時刻ＴＢで取り込まれる。時刻ＴＣでは、評価値ＥＶＡとＥＶＢを比較し、ＥＶＢ＞ＥＶＡであれば振幅中心を移動させる。一方、ＥＶＡ＞ＥＶＢであれば振幅中心を移動させない。これを繰り返し行うことで、焦点調節の追従を行う。
【００３１】
なお、本実施例のＡＦではフォーカスレンズを移動するが撮像素子１６を移動してもよく、撮影レンズ６２によって形成される焦点位置と撮像素子１６の相対位置を変化させることができれば足りる。
【００３２】
ＳＡＦは、撮像素子１６による瞳分割を行っているため、撮影レンズ６２のケラレなどにより焦点検出精度が低下する。そこで、本実施例は比較的大ボケ時やコントラストＡＦの補助的な役割として使用する際にはＳＡＦを用い、合焦近傍ではコントラスト方式ＡＦを用いることで、大ボケ時の焦点調節時間短縮を行うと共に移動被写体に対しても高精度な焦点合わせを実現する。また、本実施例は、コントラスト方式ＡＦを行っている最中にも、常にＳＡＦを行うことで被写体の移動を検知して焦点調節の追従を行う。
【００３３】
図３は、本実施例のハイブリッドＡＦにおける被写体への追従を説明するためのグラフであり、横軸は時間、縦軸は撮影レンズ６２のフォーカスレンズの位置である。実線Ｓは、被写体の像面移動軌跡をフォーカスレンズの軌跡に変換したものであり、被写体Ｓは、説明を簡略化するため時間Ｔ０からＴ１の間は静止し、時間Ｔ１以降はフォーカスレンズが等速で移動すると仮定している。点線Ｕは、フォーカスレンズが本実施例のハイブリッドＡＦにより被写体に追従している様子を示している。
【００３４】
楕円１ａ〜１ｂは、撮像素子１６で画像信号を蓄積する期間を示す。まず、楕円１ａにおいて画像信号が蓄積され、楕円１ｂまでの間に蓄積された画像信号が読み出されて、コントラストＡＦによる評価値とＳＡＦ（位相差ＡＦ）によるデフォーカス量が算出される。
【００３５】
楕円１ｂでは、楕円１ａのデフォーカス量が所定値以上（第１の閾値以上）である場合には、ＳＡＦによる結果のみでフォーカスレンズが駆動され、楕円１ｃに移動する。楕円１ｃでは、同様に楕円１ｂで蓄積された画像信号に対して、評価値とデフォーカス量が算出される。このとき、デフォーカス量が所定値以上である場合でも、前回（楕円１ａ）と今回（楕円１ｂ）のデフォーカス量の変化量が所定値以下（第２の閾値以下）である場合は、フォーカスレンズの駆動が行われずに楕円１ｄとなる。
【００３６】
楕円１ｄでは、楕円１ｃにおける評価値とデフォーカス量が算出される。デフォーカス量が所定値以下（第２の閾値以下）である場合にはウォブリングＡＦに移行する。楕円１ｄ〜楕円１ｉは、ウォブリングＡＦによりフォーカスレンズの制御を行う。そして、ウォブリングＡＦを行う楕円１ｄ〜１ｉの期間においてもＳＡＦによりデフォーカス量を算出する。デフォーカス量の変化を観察することで移動被写体の追従を行う。
【００３７】
ウォブリングＡＦ中にＳＡＦを行うとウォブリングＡＦの影響で、被写体があたかも動体であるかのようにデフォーカス量が変化してしまう。例えば、楕円１ｇから楕円１ｈの期間にかけては被写体が静止している。しかし、ウォブリングＡＦの影響で、楕円１ｇで蓄積された画像信号によるデフォーカス量に対して楕円１ｈで蓄積された画像信号によるデフォーカス量は変化してしまうため、被写体を移動被写体と判定してしまう。
【００３８】
そこで、本実施例では、ウォブリングＡＦ中にＳＡＦを行う場合、ウォブリングＡＦによる振幅分のズレを補正することによって高精度な位相差ＡＦを行う。まず、撮影レンズ６２のＦナンバーをＦ、そのときの撮像素子１６上における許容錯乱円径をδと定義すると、ウォブリングＡＦの撮像素子１６上における振幅Ｗは次式で表すことができる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
ここで、ｋは振幅の大きさを決める係数で、１／４や１／３など１以下の数値が用いられることが多い。そして、ウォブリングＡＦ中のＳＡＦのデフォーカス量をＰ１とすると、ウォブリングＡＦによる影響を補正したデフォーカス量Ｐ２は次式で表すことができる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
なお、数式２において、±の符号は、ウォブリングＡＦの振幅によるフォーカスレンズの位置が至近側もしくは無限側のどちらかによって補正する方向が変わるためである。
【００４３】
以上の補正でウォブリングＡＦ中に高精度にＳＡＦを実現することができる。従って、本実施例では、楕円１ｄ〜楕円１ｉの期間においては、デフォーカス量の変化量が所定値以下となるため、静止被写体と判定されてウォブリングＡＦのみによる追従が実施される。
【００４４】
楕円１ｊでは、楕円１ｉにおける評価値とデフォーカス量が算出される。このとき、被写体Ｓが移動しているが、楕円１ｉにおける結果しかないため、被写体の移動を検知できず、ウォブリングＡＦが継続されている。
【００４５】
楕円１ｋでは、楕円１ｊにおける評価値とデフォーカス量が算出される。ここでは、デフォーカス量の変化量が所定値以上（第２の閾値以上）であるから、この変化量に対応したフォーカスレンズ位置にウォブリングＡＦの振幅中心位置を移動する。このときＳＡＦの結果には、数式２によるウォブリングＡＦによる影響を補正したものが用いられる。
【００４６】
楕円１ｌでも、楕円１ｋと同様に、ウォブリングＡＦの振幅中心移動が行われる。
【００４７】
楕円１ｍでは、楕円１ｌにおける評価値とデフォーカス量が算出される。楕円１ｍでは、楕円１ｊ、楕円１ｋ、楕円１ｌと位相差ＡＦによるデフォーカス量の変化が３回以上（第３の閾値以上）連続して観測されている。このため、ＳＡＦの結果から予測される被写体の像面移動速度を算出して、この被写体の像面移動速度に基づいて振幅中心の移動が行われる。
【００４８】
楕円１ｍ〜楕円１ｐにおいては、ＳＡＦによる予測ＡＦとウォブリングＡＦの両者に基づいて移動被写体Ｓへの追従が行われる。このときＳＡＦの結果には、数式２によるウォブリングＡＦによる影響を補正したものが用いられる。
【００４９】
以上、本実施例ではウォブリングＡＦとＳＡＦにより移動被写体に対しても良好な追従を行い、そのときのＳＡＦはウォブリングＡＦによる振幅移動の影響を補正することで高精度なＡＦを実現することができる。
【００５０】
次に、カメラＭＰＵ２０が行う焦点調節方法について説明する。図４は、カメラＭＰＵ２０が行う焦点調節を説明するためのフローチャートである。図４において、「Ｓ」はステップの略であり、これは後述する図５にも当てはまる。
【００５１】
まず、カメラＭＰＵ２０は、不図示の操作部が操作されて焦点検出動作が開始されたと判断すると（Ｓ１１０）、撮像素子１６からの画像信号を蓄積する（Ｓ１２０）。その後、カメラＭＰＵ２０は、蓄積された画像信号を読み出して（Ｓ１３０）、画像処理回路１８を介してコントラストＡＦ手段５０へ送り、コントラストＡＦ手段５０を介してコントラストＡＦの評価値を算出する（Ｓ１４０）。
【００５２】
次に、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１２０で画像信号を蓄積したときにウォブリングＡＦによるレンズ駆動を行っているか否かを判断する（Ｓ１５０）。
【００５３】
カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１５０においてウォブリングＡＦを行っていると判断した場合は（Ｓ１５０のＹｅｓ）、カメラＭＰＵ２０は、コントラストＡＦ手段５０を介して数式１及び２を用いてＳＡＦの補正されたデフォーカス量を算出する（Ｓ１６０）。一方、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１５０において行っていないと判断した場合は（Ｓ１５０のＮｏ）、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦ手段４０を介してＳＡＦの検出結果によるデフォーカス量のみを算出する（Ｓ１７０）。
【００５４】
Ｓ１６０またはＳ１７０の後で、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１４０〜Ｓ１７０で算出された評価値またはデフォーカス量に基づいて撮影レンズ６２のフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８０）。
【００５５】
図５は、Ｓ１８０の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦによる焦点検出結果であるデフォーカス量が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１８１）。
【００５６】
カメラＭＰＵ２０は、デフォーカス量が所定値以上（第１の閾値以上）であると判定した場合は（Ｓ１８１のＹｅｓ）、前回と今回の位相差ＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下（第２の閾値以下）であるかどうかを判定する（Ｓ１８２）。カメラＭＰＵ２０は、前回と今回のＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値よりも大きいと判定すると（Ｓ１８２のＮｏ）、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦの結果のみで撮影レンズ６２のフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８３）。
【００５７】
一方、カメラＭＰＵ２０は、デフォーカス量が所定値よりも大きい（第１の閾値よりも大きい）と判定した場合は（Ｓ１８１のＮｏ）、前回と今回のＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下（第２の閾値以下）であるかどうかを判定する（Ｓ１８４）。
【００５８】
カメラＭＰＵ２０は、前回と今回の位相差ＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下であると判定すると（Ｓ１８４のＹｅｓ）、ウォブリングＡＦで撮影レンズ６２のフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８５）。ここでは、撮影レンズ６２のＦナンバー情報と、予め記憶された許容錯乱円径δ、係数ｋに基づいてウォブリングの振幅が設定される。
【００５９】
一方、カメラＭＰＵ２０は、前回と今回のＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値よりも大きいと判定すると（Ｓ１８４のＮｏ）、ＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以上である場合が３回以上（第３の閾値以上）連続したか否かを判定する（Ｓ１８６）。
【００６０】
カメラＭＰＵ２０は、３回以上連続（第３の閾値以上連続）していないと判定すると（Ｓ１８６のＮｏ）、デフォーカス量を用いてウォブリングＡＦの振幅中心の移動量を算出し、その分だけ振幅中心を移動する（Ｓ１８７）。このときＳＡＦの結果には、数式２によるウォブリングＡＦによる影響を補正したものが用いられる。
【００６１】
一方、カメラＭＰＵ２０は、３回以上連続したと判定すると（Ｓ１８６のＹｅｓ）、ＳＡＦの検出結果を用いて、ＳＡＦ手段４０による焦点検出結果から予測される被写体の像面移動速度を算出し、それに基づいて振幅中心を移動する（予測ＡＦ）。その後、カメラＭＰＵ２０は、ウォブリングＡＦによる振幅移動分を加えてフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８８）。
【００６２】
一方、カメラＭＰＵ２０は、前回と今回の位相差ＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下であると判定すると（Ｓ１８２のＹｅｓ）、フォーカスレンズ駆動が行われずに本フローを終了する。同様に、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１８３、Ｓ１８５、Ｓ１８７またはＳ１８８の後で本フローを終了する。
【００６３】
再び図４に戻り、最後に、カメラＭＰＵ２０は、焦点検出動作の終了となったかどうかを判断し（Ｓ１０９）、そうであればフローを終了し、そうでなければフローはＳ１０２に戻る。
【００６４】
本実施例によれば、ウォブリングＡＦ中にＳＡＦを行う際に、ウォブリングＡＦの振幅移動による影響を補正することによって動画撮影における大ボケ時の焦点調節時間を短縮すると共に、移動被写体に対しても高精度に焦点調節を実現することができる。このため、コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めることができる。
【００６５】
図４及び図５に示す焦点調節方法はコンピュータが実行可能なプログラムとして実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１６ 撮像素子
２０ カメラＭＰＵ（コンピュータ、制御手段）
４０ 撮像面位相差ＡＦ手段（ＳＡＦ手段、第１の焦点検出手段）
５０ コントラストＡＦ手段（第２の焦点検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、コントラスト方式を使用したオートフォーカス（以下、「コントラストＡＦ」と略す）と焦点検出センサを使用した位相差ＡＦを組み合わせたハイブリッドＡＦを開示している。特許文献２は、撮像素子に焦点検出用画素と瞳分割手段を設けて位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ（以下、「ＳＡＦ」と称する場合がある））機能を持たせたことを開示している。
【０００３】
特許文献３は、フォーカスレンズと撮像素子の一方を一方向に駆動しコントラスト値のピーク位置を探す山登りＡＦと、前記一方を微小往復駆動（ウォブリング）して焦点調節の追従を行うウォブリングＡＦを有するコントラストＡＦを開示している。例えば、コントラストＡＦを用いた動画撮影においてデフォーカス量が大きい時に山登りＡＦを行い、合焦位置近傍でウォブリングＡＦを行って動体追従を行うことができる。特許文献４は、２次結像光学系による位相差ＡＦを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５１０６５号公報
【特許文献２】特開２００９−００３１２２号公報
【特許文献３】特開２００９−０１４８５０号公報
【特許文献４】特開２００７−４０３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のコントラストＡＦは移動する被写体への追従に時間がかかる、あるいは、追従できないという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めることが可能な自動焦点検出装置および撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自動焦点調節装置は、一対の被写体の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、撮影レンズと撮像素子の一方をウォブリングして被写体の像のコントラスト値の変化を観察することによって合焦位置への追従を行う第２の焦点検出手段と、前記第２の焦点検出手段によるウォブリング中に前記第１の焦点検出手段による焦点検出を行わせ、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果に対して前記第２の焦点検出手段によるウォブリングの振幅のずれ分を補正する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めることが可能な自動焦点調節装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用可能なデジタルカメラのブロック図である。
【図２】ウォブリングＡＦを説明するためのグラフである。
【図３】本実施例の焦点調節方法を説明するためのグラフである。
【図４】本実施例の焦点検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示すＳ１８０の詳細なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施例のデジタルカメラ（撮像装置）の焦点調節に関連する主要部分のブロック図である。本実施例のデジタルカメラは交換レンズ式一眼レフカメラであり、カメラ本体１０とレンズユニット６０とを有する。但し、本発明が適用可能な撮像装置は、デジタルビデオカメラやレンズ一体型のカメラなど種類は問わない。
【００１１】
レンズユニット６０は、カメラ本体１０に交換可能に構成されており、撮影レンズ６２、レンズＭＰＵ７０を有する。カメラ本体１０とレンズユニット６０とは、二点鎖線で示すマウントに設けられた不図示のコネクタを介して機械的かつ電気的に接続されている。
【００１２】
撮影レンズ６２は、一点鎖線で示す光軸方向に移動して焦点調節を行う不図示のフォーカスレンズを含み、被写体の光学像を形成する。図１において、Ｌは撮影レンズ６２の光軸である。
【００１３】
レンズＭＰＵ７０は、撮影レンズ６２に係る全ての演算、制御を行い、撮影レンズ６２のフォーカスレンズの駆動を制御する。また、レンズＭＰＵ７０は、レンズＭＰＵ７０からの指示により、フォーカスレンズを微小往復（ウォブリング）することも可能である。また、レンズＭＰＵ７０は、現在のレンズ位置を検出し、カメラＭＰＵ２０からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。
【００１４】
カメラ本体１０は、メインミラー１１、ファインダー光学系１３、撮像素子１６、画像処理回路１８、カメラＭＰＵ２０、メモリ２２、撮像面位相差ＡＦ手段（ＳＡＦ手段）４０、コントラストＡＦ手段５０を有する。カメラＭＰＵ２０、ＳＡＦ手段４０及びコントラストＡＦ手段５０は自動焦点調節装置を構成する。
【００１５】
撮影レンズ６２と撮像素子１６との間には、ファインダー光学系１３による観察時には撮影レンズ６２から撮像素子１６までの光路内に配置され、撮影時には光束外へ退避するメインミラー１１が配置されている。メインミラー１１はハーフミラーにより構成され、ファインダー観察時には、撮影レンズ６２からの光束はファインダー光学系に導かれる反射光と、不図示のサブミラーに入射する透過光とに分離される。反射光は、不図示のピント板のマット面上に結像し、マット面上の像は、ペンタプリズムおよび接眼レンズを介して撮影者によって観察される。
【００１６】
撮像素子１６はＣＣＤセンサやＣ−ＭＯＳセンサとその周辺回路で構成され、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素の受光ピクセル上に１つの光電変換素子が配置され、被写体像を光電変換する。撮像素子１６は、全画素独立出力が可能なように構成されている。また一部の画素が焦点検出用画素となっており、撮像面でＳＡＦが可能となっている。
【００１７】
具体的には、撮像素子１６は、撮影レンズの射出瞳の全域を通る光を受光して被写体像を光電変換する複数の撮影用画素と、撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通る光を受光して被写体像を光電変換する複数の焦点検出用画素を有する。すなわち、撮像素子１６は、撮影レンズ６２の射出瞳の異なる領域を通過した光束を各焦点検出用画素に導く瞳分割手段を更に有する。
【００１８】
例えば、撮像素子１６は、２行×２列の画素のうち、対角に配置される一対のＧ画素は撮影用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素を焦点検出用画素に置き換える。瞳分割手段は、特許文献２の図６や図７に記載されているようなマイクロレンズや開口部を有する配線層などである。
【００１９】
このように、撮像素子１６は撮像用画素と焦点検出用画素を有する。焦点検出用画素は離散的に配置され、焦点検出時には離散的な画素出力を繋ぎ合わせた画像信号を用いて焦点検出を行う。一方、撮影時には、焦点検出用画素はキズ画素として扱われ、周囲の画素から補間演算などによりキズ補正処理されることで撮影画像を形成する。
【００２０】
画像処理回路１８は、撮像素子１６と不図示のＡ／Ｄ変換器を経た画像データにγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮など所定の処理を施す。得られた画像データのうち焦点検出に対応する画像データは、画像処理回路１８で焦点検出用画像データに変換され、カメラＭＰＵ２０へ送られる。
【００２１】
カメラＭＰＵ（制御部）２０は、カメラ本体１０に係る全ての演算や制御を行うマイクロコンピュータ（プロセッサ）である。カメラＭＰＵ２０はレンズＭＰＵ７０と通信可能に接続され、レンズＭＰＵ７０に対して撮影レンズ６２の位置の取得や所定の駆動量でのレンズ駆動要求を発行したり、レンズユニット６０に固有の光学情報（焦点距離など）を取得したりする。
【００２２】
カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦ手段４０とコントラストＡＦ手段５０によって焦点検出された検出結果に基づいてレンズＭＰＵ７０を介してフォーカスレンズを駆動するＡＦ制御を行う。カメラＭＰＵ２０は、コントラストＡＦ手段５０のウォブリングＡＦによるウォブリング中にＳＡＦ手段４０による焦点検出を行わせる。そして、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦ手段４０による焦点検出結果であるデフォーカス量を後述する数式１及び２を用いて、コントラストＡＦ手段５０のウォブリングＡＦによる微小往復駆動（ウォブリング）の振幅のずれ分を補正する制御手段として機能する。
【００２３】
メモリ２２は、カメラＭＰＵ２０の動作に必要な情報を格納する。例えば、メモリ２２は、後述する焦点調節方法を実行するためのプログラムや、それに使用される後述する第１の閾値、第２の閾値、第３の閾値などを格納する。
【００２４】
ＳＡＦ手段４０は、撮像素子１６に埋め込まれた焦点検出用画素を利用して位相差検出方式によって撮影レンズ６２の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段である。即ち、ＳＡＦ手段４０は、撮影レンズ６２の一対の瞳領域を通過する光束により撮像素子１６の焦点検出用画素に形成される一対の被写体像の位相差を撮像面で検出し、周知の相関演算によって撮影レンズ６２の焦点状態を検出する。
【００２５】
ＳＡＦの原理は、特許文献２の図５〜７などで説明されているものと同様であり、ＳＡＦ手段４０は、特許文献２の図８に開示された合成手段、連結手段、演算手段を有する。
【００２６】
なお、本発明で適用可能な位相差ＡＦは、ＳＡＦに限定されない。例えば、専用のセンサ（ラインセンサ）を使用した（内測または外測の）位相差ＡＦや、一眼レフタイプのカメラで多用される、特許文献４に開示されているミラー光路分割による２次結像タイプの位相差ＡＦであってもよい。
【００２７】
コントラストＡＦ手段５０は、画像処理回路１８にて得られた画像情報のコントラスト成分によりコントラスト検出方式で焦点検出を行う第２の焦点検出手段である。
【００２８】
コントラストＡＦは、焦点を検出する領域を規定する焦点検出枠といわゆる山登り方式によってフォーカスレンズを移動してコントラスト値がピークとなるフォーカスレンズの位置を検出する山登りＡＦモードを有する。
【００２９】
また、コントラストＡＦは、合焦位置付近で撮影レンズ６２と撮像素子１６の間隔を変化するようにその一方を微小往復駆動してコントラスト値の変化を観察することによって被写体の合焦位置への追従を行うウォブリングＡＦモードを有する。なお、本実施例では、上述したように、ウォブリングＡＦで駆動されるものは撮影レンズ６２のフォーカスレンズである。
【００３０】
図２は、ウォブリングＡＦにおけるフォーカスレンズの動作を説明するためのグラフで、横軸は時間、縦軸はフォーカスレンズの位置を示している。図２において、Ａの間に撮像素子１６に蓄積された画像信号（斜線楕円で示す）に対するコントラストＡＦ手段５０で演算されるコントラスト評価値ＥＶＡが時刻ＴＡで取り込まれる。また、Ｂの間に撮像素子１６に蓄積された画像信号（斜線楕円で示す）に対する評価値ＥＶＢが時刻ＴＢで取り込まれる。時刻ＴＣでは、評価値ＥＶＡとＥＶＢを比較し、ＥＶＢ＞ＥＶＡであれば振幅中心を移動させる。一方、ＥＶＡ＞ＥＶＢであれば振幅中心を移動させない。これを繰り返し行うことで、焦点調節の追従を行う。
【００３１】
なお、本実施例のＡＦではフォーカスレンズを移動するが撮像素子１６を移動してもよく、撮影レンズ６２によって形成される焦点位置と撮像素子１６の相対位置を変化させることができれば足りる。
【００３２】
ＳＡＦは、撮像素子１６による瞳分割を行っているため、撮影レンズ６２のケラレなどにより焦点検出精度が低下する。そこで、本実施例は比較的大ボケ時やコントラストＡＦの補助的な役割として使用する際にはＳＡＦを用い、合焦近傍ではコントラスト方式ＡＦを用いることで、大ボケ時の焦点調節時間短縮を行うと共に移動被写体に対しても高精度な焦点合わせを実現する。また、本実施例は、コントラスト方式ＡＦを行っている最中にも、常にＳＡＦを行うことで被写体の移動を検知して焦点調節の追従を行う。
【００３３】
図３は、本実施例のハイブリッドＡＦにおける被写体への追従を説明するためのグラフであり、横軸は時間、縦軸は撮影レンズ６２のフォーカスレンズの位置である。実線Ｓは、被写体の像面移動軌跡をフォーカスレンズの軌跡に変換したものであり、被写体Ｓは、説明を簡略化するため時間Ｔ０からＴ１の間は静止し、時間Ｔ１以降はフォーカスレンズが等速で移動すると仮定している。点線Ｕは、フォーカスレンズが本実施例のハイブリッドＡＦにより被写体に追従している様子を示している。
【００３４】
楕円１ａ〜１ｂは、撮像素子１６で画像信号を蓄積する期間を示す。まず、楕円１ａにおいて画像信号が蓄積され、楕円１ｂまでの間に蓄積された画像信号が読み出されて、コントラストＡＦによる評価値とＳＡＦ（位相差ＡＦ）によるデフォーカス量が算出される。
【００３５】
楕円１ｂでは、楕円１ａのデフォーカス量が所定値以上（第１の閾値以上）である場合には、ＳＡＦによる結果のみでフォーカスレンズが駆動され、楕円１ｃに移動する。楕円１ｃでは、同様に楕円１ｂで蓄積された画像信号に対して、評価値とデフォーカス量が算出される。このとき、デフォーカス量が所定値以上である場合でも、前回（楕円１ａ）と今回（楕円１ｂ）のデフォーカス量の変化量が所定値以下（第２の閾値以下）である場合は、フォーカスレンズの駆動が行われずに楕円１ｄとなる。
【００３６】
楕円１ｄでは、楕円１ｃにおける評価値とデフォーカス量が算出される。デフォーカス量が所定値以下（第２の閾値以下）である場合にはウォブリングＡＦに移行する。楕円１ｄ〜楕円１ｉは、ウォブリングＡＦによりフォーカスレンズの制御を行う。そして、ウォブリングＡＦを行う楕円１ｄ〜１ｉの期間においてもＳＡＦによりデフォーカス量を算出する。デフォーカス量の変化を観察することで移動被写体の追従を行う。
【００３７】
ウォブリングＡＦ中にＳＡＦを行うとウォブリングＡＦの影響で、被写体があたかも動体であるかのようにデフォーカス量が変化してしまう。例えば、楕円１ｇから楕円１ｈの期間にかけては被写体が静止している。しかし、ウォブリングＡＦの影響で、楕円１ｇで蓄積された画像信号によるデフォーカス量に対して楕円１ｈで蓄積された画像信号によるデフォーカス量は変化してしまうため、被写体を移動被写体と判定してしまう。
【００３８】
そこで、本実施例では、ウォブリングＡＦ中にＳＡＦを行う場合、ウォブリングＡＦによる振幅分のズレを補正することによって高精度な位相差ＡＦを行う。まず、撮影レンズ６２のＦナンバーをＦ、そのときの撮像素子１６上における許容錯乱円径をδと定義すると、ウォブリングＡＦの撮像素子１６上における振幅Ｗは次式で表すことができる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
ここで、ｋは振幅の大きさを決める係数で、１／４や１／３など１以下の数値が用いられることが多い。そして、ウォブリングＡＦ中のＳＡＦのデフォーカス量をＰ１とすると、ウォブリングＡＦによる影響を補正したデフォーカス量Ｐ２は次式で表すことができる。
【００４１】
【数２】
【００４２】
なお、数式２において、±の符号は、ウォブリングＡＦの振幅によるフォーカスレンズの位置が至近側もしくは無限側のどちらかによって補正する方向が変わるためである。
【００４３】
以上の補正でウォブリングＡＦ中に高精度にＳＡＦを実現することができる。従って、本実施例では、楕円１ｄ〜楕円１ｉの期間においては、デフォーカス量の変化量が所定値以下となるため、静止被写体と判定されてウォブリングＡＦのみによる追従が実施される。
【００４４】
楕円１ｊでは、楕円１ｉにおける評価値とデフォーカス量が算出される。このとき、被写体Ｓが移動しているが、楕円１ｉにおける結果しかないため、被写体の移動を検知できず、ウォブリングＡＦが継続されている。
【００４５】
楕円１ｋでは、楕円１ｊにおける評価値とデフォーカス量が算出される。ここでは、デフォーカス量の変化量が所定値以上（第２の閾値以上）であるから、この変化量に対応したフォーカスレンズ位置にウォブリングＡＦの振幅中心位置を移動する。このときＳＡＦの結果には、数式２によるウォブリングＡＦによる影響を補正したものが用いられる。
【００４６】
楕円１ｌでも、楕円１ｋと同様に、ウォブリングＡＦの振幅中心移動が行われる。
【００４７】
楕円１ｍでは、楕円１ｌにおける評価値とデフォーカス量が算出される。楕円１ｍでは、楕円１ｊ、楕円１ｋ、楕円１ｌと位相差ＡＦによるデフォーカス量の変化が３回以上（第３の閾値以上）連続して観測されている。このため、ＳＡＦの結果から予測される被写体の像面移動速度を算出して、この被写体の像面移動速度に基づいて振幅中心の移動が行われる。
【００４８】
楕円１ｍ〜楕円１ｐにおいては、ＳＡＦによる予測ＡＦとウォブリングＡＦの両者に基づいて移動被写体Ｓへの追従が行われる。このときＳＡＦの結果には、数式２によるウォブリングＡＦによる影響を補正したものが用いられる。
【００４９】
以上、本実施例ではウォブリングＡＦとＳＡＦにより移動被写体に対しても良好な追従を行い、そのときのＳＡＦはウォブリングＡＦによる振幅移動の影響を補正することで高精度なＡＦを実現することができる。
【００５０】
次に、カメラＭＰＵ２０が行う焦点調節方法について説明する。図４は、カメラＭＰＵ２０が行う焦点調節を説明するためのフローチャートである。図４において、「Ｓ」はステップの略であり、これは後述する図５にも当てはまる。
【００５１】
まず、カメラＭＰＵ２０は、不図示の操作部が操作されて焦点検出動作が開始されたと判断すると（Ｓ１１０）、撮像素子１６からの画像信号を蓄積する（Ｓ１２０）。その後、カメラＭＰＵ２０は、蓄積された画像信号を読み出して（Ｓ１３０）、画像処理回路１８を介してコントラストＡＦ手段５０へ送り、コントラストＡＦ手段５０を介してコントラストＡＦの評価値を算出する（Ｓ１４０）。
【００５２】
次に、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１２０で画像信号を蓄積したときにウォブリングＡＦによるレンズ駆動を行っているか否かを判断する（Ｓ１５０）。
【００５３】
カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１５０においてウォブリングＡＦを行っていると判断した場合は（Ｓ１５０のＹｅｓ）、カメラＭＰＵ２０は、コントラストＡＦ手段５０を介して数式１及び２を用いてＳＡＦの補正されたデフォーカス量を算出する（Ｓ１６０）。一方、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１５０において行っていないと判断した場合は（Ｓ１５０のＮｏ）、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦ手段４０を介してＳＡＦの検出結果によるデフォーカス量のみを算出する（Ｓ１７０）。
【００５４】
Ｓ１６０またはＳ１７０の後で、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１４０〜Ｓ１７０で算出された評価値またはデフォーカス量に基づいて撮影レンズ６２のフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８０）。
【００５５】
図５は、Ｓ１８０の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦによる焦点検出結果であるデフォーカス量が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ１８１）。
【００５６】
カメラＭＰＵ２０は、デフォーカス量が所定値以上（第１の閾値以上）であると判定した場合は（Ｓ１８１のＹｅｓ）、前回と今回の位相差ＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下（第２の閾値以下）であるかどうかを判定する（Ｓ１８２）。カメラＭＰＵ２０は、前回と今回のＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値よりも大きいと判定すると（Ｓ１８２のＮｏ）、カメラＭＰＵ２０は、ＳＡＦの結果のみで撮影レンズ６２のフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８３）。
【００５７】
一方、カメラＭＰＵ２０は、デフォーカス量が所定値よりも大きい（第１の閾値よりも大きい）と判定した場合は（Ｓ１８１のＮｏ）、前回と今回のＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下（第２の閾値以下）であるかどうかを判定する（Ｓ１８４）。
【００５８】
カメラＭＰＵ２０は、前回と今回の位相差ＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下であると判定すると（Ｓ１８４のＹｅｓ）、ウォブリングＡＦで撮影レンズ６２のフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８５）。ここでは、撮影レンズ６２のＦナンバー情報と、予め記憶された許容錯乱円径δ、係数ｋに基づいてウォブリングの振幅が設定される。
【００５９】
一方、カメラＭＰＵ２０は、前回と今回のＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値よりも大きいと判定すると（Ｓ１８４のＮｏ）、ＳＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以上である場合が３回以上（第３の閾値以上）連続したか否かを判定する（Ｓ１８６）。
【００６０】
カメラＭＰＵ２０は、３回以上連続（第３の閾値以上連続）していないと判定すると（Ｓ１８６のＮｏ）、デフォーカス量を用いてウォブリングＡＦの振幅中心の移動量を算出し、その分だけ振幅中心を移動する（Ｓ１８７）。このときＳＡＦの結果には、数式２によるウォブリングＡＦによる影響を補正したものが用いられる。
【００６１】
一方、カメラＭＰＵ２０は、３回以上連続したと判定すると（Ｓ１８６のＹｅｓ）、ＳＡＦの検出結果を用いて、ＳＡＦ手段４０による焦点検出結果から予測される被写体の像面移動速度を算出し、それに基づいて振幅中心を移動する（予測ＡＦ）。その後、カメラＭＰＵ２０は、ウォブリングＡＦによる振幅移動分を加えてフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１８８）。
【００６２】
一方、カメラＭＰＵ２０は、前回と今回の位相差ＡＦのデフォーカス量の変化量が所定値以下であると判定すると（Ｓ１８２のＹｅｓ）、フォーカスレンズ駆動が行われずに本フローを終了する。同様に、カメラＭＰＵ２０は、Ｓ１８３、Ｓ１８５、Ｓ１８７またはＳ１８８の後で本フローを終了する。
【００６３】
再び図４に戻り、最後に、カメラＭＰＵ２０は、焦点検出動作の終了となったかどうかを判断し（Ｓ１０９）、そうであればフローを終了し、そうでなければフローはＳ１０２に戻る。
【００６４】
本実施例によれば、ウォブリングＡＦ中にＳＡＦを行う際に、ウォブリングＡＦの振幅移動による影響を補正することによって動画撮影における大ボケ時の焦点調節時間を短縮すると共に、移動被写体に対しても高精度に焦点調節を実現することができる。このため、コントラストＡＦにおいて移動する被写体への追従性を高めることができる。
【００６５】
図４及び図５に示す焦点調節方法はコンピュータが実行可能なプログラムとして実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１６ 撮像素子
２０ カメラＭＰＵ（コンピュータ、制御手段）
４０ 撮像面位相差ＡＦ手段（ＳＡＦ手段、第１の焦点検出手段）
５０ コントラストＡＦ手段（第２の焦点検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の被写体の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
撮影レンズと撮像素子の一方をウォブリングして被写体の像のコントラスト値の変化を観察することによって合焦位置への追従を行う第２の焦点検出手段と、
前記第２の焦点検出手段によるウォブリング中に前記第１の焦点検出手段による焦点検出を行わせ、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果に対して前記第２の焦点検出手段によるウォブリングの振幅のずれ分を補正する制御手段と、
を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果であるデフォーカス量が第１の閾値よりも小さく、前記デフォーカス量の変化量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果の変化量に対応する量だけ前記第２の焦点検出手段によるウォブリングの振幅中心を移動することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記デフォーカス量の変化量が前記第２の閾値よりも大きい結果が第３の閾値以上連続していない場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を使用して焦点調節を行い、
前記デフォーカス量の変化量が前記第２の閾値よりも大きい結果が前記第３の閾値以上連続した場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果から予測される被写体の像面移動速度を算出し、当該被写体の像面移動速度に基づいて前記振幅中心を移動することを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の自動焦点調節装置を有する撮像装置。
【請求項１】
一対の被写体の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
撮影レンズと撮像素子の一方をウォブリングして被写体の像のコントラスト値の変化を観察することによって合焦位置への追従を行う第２の焦点検出手段と、
前記第２の焦点検出手段によるウォブリング中に前記第１の焦点検出手段による焦点検出を行わせ、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果に対して前記第２の焦点検出手段によるウォブリングの振幅のずれ分を補正する制御手段と、
を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果であるデフォーカス量が第１の閾値よりも小さく、前記デフォーカス量の変化量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果の変化量に対応する量だけ前記第２の焦点検出手段によるウォブリングの振幅中心を移動することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記デフォーカス量の変化量が前記第２の閾値よりも大きい結果が第３の閾値以上連続していない場合に、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果を使用して焦点調節を行い、
前記デフォーカス量の変化量が前記第２の閾値よりも大きい結果が前記第３の閾値以上連続した場合に、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果から予測される被写体の像面移動速度を算出し、当該被写体の像面移動速度に基づいて前記振幅中心を移動することを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の自動焦点調節装置を有する撮像装置。
【図４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５３３１５（Ｐ２０１２−５３３１５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６３５９（Ｐ２０１０−１９６３５９）
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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