自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ
【課題】コンバージョンレンズを装着したときは、歪みの少ない領域の被写体に対して合焦させることができる自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラを得る。
【解決手段】撮影光学系によって形成された被写体像により焦点検出して焦点調節する自動焦点検出装置を備え、撮影レンズにコンバージョンレンズの着脱が可能なデジタルカメラであって、上記自動焦点調節装置は、撮影画面の中央領域及びその周辺領域を含む複数位置のいずれかの被写体に対して焦点検出及び焦点調節する機能を有し、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、上記撮影画面の中央領域に位置する被写体に対して焦点検出していずれかの被写体に対して焦点調節及び焦点調節する。
【解決手段】撮影光学系によって形成された被写体像により焦点検出して焦点調節する自動焦点検出装置を備え、撮影レンズにコンバージョンレンズの着脱が可能なデジタルカメラであって、上記自動焦点調節装置は、撮影画面の中央領域及びその周辺領域を含む複数位置のいずれかの被写体に対して焦点検出及び焦点調節する機能を有し、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、上記撮影画面の中央領域に位置する被写体に対して焦点検出していずれかの被写体に対して焦点調節及び焦点調節する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、より具体的には、コンバージョンレンズの着脱が可能な自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆるコンパクトタイプのデジタルカメラにおいて、カメラに搭載された撮影レンズの先端部にコンバージョンレンズを着脱できるものが知られている（特許文献１）。コンバージョンレンズのタイプとしては、撮影レンズの焦点距離を長く、画角を狭くする望遠タイプ、逆に焦点距離を短く、画角を広くする広角タイプ、あるいは最短撮影距離を短くするマクロタイプがある。
【０００３】
また、従来のデジタルカメラの自動焦点装置は、いわゆる画像コントラスト法が一般的であって、撮影画面の中に複数のＡＦエリアを設定して焦点検出し、最も近側で合焦するＡＦエリアの被写体に対してピント合わせ（合焦）を行っている。
【特許文献１】特開平１１-３０５１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来のコンバージョンレンズは、デジタルカメラに装着すると画面周辺部で歪みを生じ、画質が劣化してしまう。このようなコンバージョンレンズを装着した状態で撮影する場合、撮影画面の中心から外れ、コンバージョンレンズによる歪みが出ているＡＦエリアで最も近側のピント位置が得られると、そのＡＦエリアの被写体にピントがあった写真を撮影してしまう場合がある。通常、歪んだ画像を主要被写体にして写真を撮るようなことは少なく、歪みの少ない中央位置でピントを合わせることが大半であるにも関わらず、周辺部の歪んだＡＦエリアの被写体にピントが合った撮影をしてしまい、歪みの少ない中央領域の主要被写体がピンぼけになってしまうことがある。
【０００５】
そこで本発明は、コンバージョンレンズを装着したときは、歪みの少ない領域の被写体に対して合焦させることができる自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決する本発明は、撮影光学系によって形成された被写体像により焦点検出して焦点調節する自動焦点検出装置を備え、撮影レンズにコンバージョンレンズの着脱が可能なデジタルカメラであって、上記自動焦点調節装置は、撮影画面の中央領域及びその周辺領域を含む複数位置のいずれかの被写体に対して焦点検出及び焦点調節する機能を有し、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、上記撮影画面の中央領域に位置する被写体に対して焦点検出していずれかの被写体に対して焦点調節及び焦点調節することに特徴を有する。
【０００７】
上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、撮影画面中心を優先的に、または画面中心ほど優先して使用する構成としてもよい。
【０００８】
さらに本発明の自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラの上記自動焦点調節装置は、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されている場合に上記画面の中央領域に位置するいずれの被写体に対しても焦点検出できなかったときは、上記周辺領域に位置する被写体に対して焦点検出及び焦点調節する。
【０００９】
より実際的には、上記デジタルカメラは上記コンバージョンレンズの着脱を検知する検知手段備え、上記自動焦点調節装置は、上記検知手段がコンバージョンレンズが装着されていると検知している場合に、上記コンバージョンレンズが装着されているときの上記焦点検出及び焦点調節をする構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の通り本発明によれば、コンバージョンレンズを装着したときは、ＡＦに使用する焦点検出エリアを歪みの少ない領域に絞るので、周辺の歪みが大きい領域の被写体に対して合焦することが無く、歪みの少ない中央領域の被写体にピントがあった撮影ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、添付図面に示した実施形態を参照して詳述する。図１は、本発明を適用した、コントラストＡＦ方式の焦点調節装置を備えたデジタルカメラの要部構成をブロックで示す図である。
【００１２】
このデジタルカメラ１０は、焦点調節レンズ群Ｌ１を含む撮影レンズＬにより被写体像を、撮像手段としての撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）１１の受光面に形成する。撮像素子１１は、所定間隔で縦横に配置された多数の画素（光電変換素子）を有し、受光した被写体像を各画素が電荷に変換し、蓄積（積分）する。露光が終了すると、蓄積した電荷を画素単位で画像信号として画像信号処理回路１３に出力する。画像信号処理回路１３は、入力した画像信号についてホワイトバランス調整等所定の画像信号処理、Ａ／Ｄ変換処理を施してデジタル画像データをＣＰＵ１５に出力する。つまり、画像信号処理回路１３において所定の処理が施され、画素単位でデジタル変換された画像データが、ＣＰＵ１５に出力される。ＣＰＵ１５は、スルーモード（モニタモード）のときは入力した画像データをＬＣＤ（モニタ）１７で表示可能な画像信号に変換してＬＣＤ１７により表示し、コントラストＡＦ処理のときは設定された焦点検出エリア内の画像データを取り込んで一時的に内部ＲＡＭ（画像キャッシュメモリ）にメモリして処理し、記録モードのときは所定フォーマットの画像データに変換して画像メモリ制御回路１９を介して画像メモリ２１に書き込む。さらにこのデジタルカメラ１０は、ストロボ２９を内蔵している。
【００１３】
ＣＰＵ１５には、メインスイッチＳＷＭ、第１のスイッチとしての測光スイッチＳＷＳ、第２のスイッチとしてのレリーズスイッチＳＷＲ及びコンバージョンレンズＣＬの着脱状態を検知するＣレンズ検出スイッチＳＷＣが接続されている。ＣＰＵ１５は、メインスイッチＳＷＭがオンされると、図示しないバッテリからの電源を各部材に供給（電源ＯＮ）し、第１スイッチとしての測光スイッチＳＷＳがオンされるとＡＦ処理、測光処理等を実行し、第２スイッチとしてのレリーズスイッチＳＷＲがオンされると撮像処理等を実行する。測光スイッチＳＷＳ及びレリーズスイッチＳＷＲは周知の通り、図示しないレリーズボタンに連動していて、レリーズボタンの半押しで測光スイッチＳＷＳがオンし、全押しで測光スイッチＳＷＳはオン状態を維持してレリーズスイッチＳＷＲがオンする。
【００１４】
Ｃレンズ検出スイッチＳＷＣは、撮影レンズＬの鏡筒先端にコンバージョンレンズＣＬが装着されているか否かを検知するスイッチである。Ｃレンズ検出スイッチＳＷＣとしては、レンズ鏡筒先端部に装着できるスイッチ、センサなどを利用できるが、撮影者が手動で設定するスイッチでもよい。
【００１５】
このデジタルカメラ１０のコントラストＡＦ処理は、次の通りである。測光スイッチＳＷＳがオンされるとＣＰＵ１５は、モータドライバ２７、ＡＦモータ２５及びレンズ駆動機構２３を介して焦点調節レンズ群Ｌ１を、一方の移動限界位置となる近位置（至近合焦位置）又は遠位置（無限遠合焦位置）から他方の移動限界位置となる遠位置又は近位置方向にステップ駆動しながら撮像素子１１により撮像し、撮像した画像信号を取り込んで内部ＲＡＭ１５ａにメモリし、焦点検出エリア内の画像のコントラストを検出する。そうして各焦点検出エリアについてコントラスト値のピークを検出し、そのピークが得られるレンズ位置、つまり合焦レンズ位置を求める焦点サーチ処理を実行する。このようにして得られた合焦レンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる。この実施形態ではコントラスト値のピークを、コントラスト値が所定回連続して高くなり、その後連続して所定回低くなったか否かチェックして求める。コントラストＡＦ処理中及び合焦後に撮像した画像信号は、スルーモードによりモニタ１７に表示される。
【００１６】
この実施形態では、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を、近位置（至近合焦位置）を原点センサ２３ａで検知し、各位置からの駆動パルス数としてカウントする。駆動パルスは、例えばＡＦモータ２５の出力軸に装着されたフォトインタラプタ等のエンコーダ２６が出力するパルスとして定義する。なお、通常は、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置から∞位置まで駆動するのに数百パルスあるいはそれ以上要するが、説明を簡単にするために本実施形態におけるコントラストＡＦ処理では、数パルス又は数十パルス単位でステップ駆動するものとし、１ステップが１個の駆動パルス及び位置パルスに対応するものとする。そうしてこの実施形態では、駆動及び位置パルスをＰＮ、初期位置（この実施形態では近位置）を０とし、∞位置方向に１ずつ加算する。近位置から∞位置方向にサーチする場合も、無限位置合焦位置から近位置方向にサーチする場合も、初期位置における位置パルスを０とし、初期位置から他の位置方向にステップ駆動するときは位置パルスを加算し、初期位置方向にステップ駆動するときは位置パルスを減算する。
【００１７】
このデジタルカメラ１０は、画像コントラストＡＦにおける測距モードとして、いわゆるマルチ測距モードを備えている。通常のマルチ測距モードでは、５箇所の焦点検出エリア内の被写体について測距（焦点検出）し、最短距離の被写体に対して合焦させる。撮影画面と焦点検出エリアとの関係を図２（Ａ）に示した。この実施形態では、撮影画面３０に対して、中央横方向に５個の第１乃至第５焦点検出エリア３１乃至３５が第１焦点検出エリア３１を中心として左右に設定されている。この実施例では、第１の焦点検出エリア３１が撮影画面２０の中央領域にそれぞれの中心が一致した中心に位置し、第２、第３の焦点検出エリア３２、３３が第１の焦点検出エリア３１の左右に位置し、さらに第２、第３の焦点検出エリア３２、３３の両横の周辺領域に第４、第５の焦点検出エリア３４、３５が位置している。これらの焦点検出エリア３１乃至３５内の被写体（被写体の画像データ）について画像コントラスト法によって測距する。つまり、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置から遠位置方向、又は逆に遠位置から近位置方向にステップ駆動しながら焦点検出エリア３１乃至３５内の画像のコントラストを検出するサーチ処理を実行して、最も近位置でコントラストのピークが得られた焦点検出エリア内の被写体に対してピント合わせ、つまり焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させて合焦させる。
【００１８】
ここで、デジタルカメラ１０にコンバージョンレンズＣＬを装着すると、撮影レンズＬの性能、結像特性が、設計性能、設計結像特性と異なってしまう。一般に、結像特性が劣化する。例えば、撮影画面３０周辺になる程歪曲収差が大きくなり、けられを生じることもある。コンバージョンレンズＣＬ装着前の画像を図２（Ａ）に、コンバージョンレンズＣＬ装着後の画像を図２（Ｂ）に示した。これらの図では、均一に塗られた壁を撮影したときの光量分布を示している。この実施例では、コンバージョンレズＣを装着すると、両端の第４、第５焦点検出エリア３４、３５付近から歪曲収差が大きくなり、光量低下を生じているなど、画像が劣化していることが分かる。
【００１９】
そこで本実施形態のデジタルカメラ１０では、Ｃレンズ検出スイッチＳＷＣによってコンバージョンレンズＣＬが装着されていることを検知したときは、コントラストＡＦ処理において、周辺の焦点検出エリア３４、３５の使用を制限することに特徴を有する。
【００２０】
次に、このデジタルカメラ１０におけるコントラストＡＦ動作について、図３乃至図５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。図３は、このデジタルカメラのメインシーケンスをフローチャートで示す図である。このメインシーケンスには、バッテリ（図示せず）が装填されたときに入る。
【００２１】
メインシーケンスに入ると、先ずステップＳ１０１において現在電源がＯＮしているか否かをチェックする。現在電源がＯＮしていない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）はメインスイッチＳＷＭがＯＮであるかどうかをチェックし（Ｓ１０３）、ＯＮでなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。つまり、メインスイッチＳＷＭのチェック処理を繰り返す。メインスイッチＳＷＭがＯＮであれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、内部ＲＡＭ、ポート、変数などハード、ソフト的な初期化を実行し（Ｓ１０５）、電源をオンして各部材に電源を供給する電源ＯＮ処理を実行し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０９に進む。現在電源がＯＮしている場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）は、そのままステップＳ１０９に進む。
【００２２】
ステップＳ１０９では、メインスイッチＳＷＭがＯＮであるかどうかをチェックし、ＯＮでなければ(Ｓ１０９：ＮＯ）、電源ＯＦＦ処理を実行して（Ｓ１２３）、ステップＳ１０１、Ｓ１０３のメインスイッチＳＷＭのチェック処理に戻る。メインスイッチＳＷＭがＯＮであれば（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかチェックする（Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがＯＮしていなければ(Ｓ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。電源ＯＮ状態でＳ１０１に戻るので、現在電源ＯＮと判定し（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０９に進む。つまり、電源ＯＮ状態の間は、メインスイッチＳＷＭがＯＦＦするか、測光スイッチＳＷＳがＯＮするまで、ステップＳ１０１、Ｓ１０９、Ｓ１１１のチェック処理を繰り返す。このチェック処理中にメインスイッチＳＷＭがＯＦＦすると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、電源ＯＦＦ処理を実行して（Ｓ１２３）、ステップＳ１０１、Ｓ１０３のメインスイッチＳＷＭチェック処理に入る。
【００２３】
測光スイッチＳＷＳがＯＮすると（Ｓ１１１；ＹＥＳ）、コントラストＡＦ処理を実行して焦点調節レンズ群Ｌ１を所定の被写体に対して合焦させ（Ｓ１１３）、合焦状態をモニタ１７に表示する（Ｓ１１５）。合焦状態の表示は、例えば、合焦させた焦点検出エリアの枠を緑色で表示するなどである。なお、合焦させることができなかった場合は、焦点検出エリア３１乃至３５の枠を赤く表示するなど、合焦していないことが分かる表示を行う。
【００２４】
合焦表示処理を実行した後に、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかチェックし（Ｓ１１７）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしていればレリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかチェックし（Ｓ１１７；ＹＥＳ、Ｓ１１９）、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしていなければ（Ｓ１１９；ＮＯ）、ステップＳ１１７に戻って測光スイッチＳＷＳ、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかのチェックを繰り返す(Ｓ１１７：ＹＥＳ、Ｓ１１９：ＮＯ、Ｓ１１７）。測光スイッチＳＷＳがＯＦＦすると（Ｓ１１７：ＮＯ）、そのままステップＳ１０１に戻る。
【００２５】
レリーズスイッチＳＷＲがＯＮすると（Ｓ１１９：ＹＥＳ）、撮像処理を実行してから（Ｓ１２１）、ステップＳ１０１に戻る。
【００２６】
次に、Ｓ１１３で実行されるコントラストＡＦ処理の詳細について、さらに図４に示したフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
コントラストＡＦ処理に入ると、まず各フラグ、変数等の初期化を実行する（Ｓ２０１）。この実施形態では、ステータスフラグのクリア（Status=0）、コントラスト値のクリア、コントラストの最大値、最小値を初期化（最小値＝０、最小値＝FFFFFFFF）、レンズ位置パルス数ＰＮの初期化（PN=0）、途中停止ＯＫフラグのクリア（StopOK=0）等を実行する。
【００２８】
ここで、変数、フラグ等は次の通り定義される。
ステータスフラグ（Status）は、焦点検出エリア３１乃至３５についてピーク値が存在したか否かを焦点検出エリア３１乃至３５毎に識別するフラグであって、"１"は存在した場合を表し、"０"は存在しなかった場合を表している。
コントラスト値は、各焦点検出エリア内の画素から出力された画素データから得られた実際のコントラスト値である。
レンズ位置パルス数ＰＮは、エンコーダ２６から出力されるパルスをカウントする変数であって、焦点調節レンズ群Ｌ１が初期位置である近位置にあるときを０とし、ＡＦモータ２５を遠位置方向に駆動したときにエンコーダ２６からパルスが１個出力される毎に１カウントアップする。ＣＰＵ１５は、これをレンズ位置パルスＰＮとして利用する。なお、ＡＦモータ２５を初期位置方向に駆動したときはエンコーダ２６からパルスが１個出力される毎に１カウントダウンされる。
コントラストの最大値、最小値は、各焦点検出エリア毎の実際に得られたコントラスト値の最大値、最小値である。
途中停止ＯＫフラグ（StopOK）は、焦点サーチ処理の途中で停止を許可するフラグであって、"０"は不可、"１"は許可である。この実施形態では、５個の焦点検出エリアについてコントラストのピークを検出したら、サーチ終了端まで達していなくてもサーチを終了させるように、途中停止ＯＫフラグに"１"がセットされる構成である。
【００２９】
次に、フォーカスイニシャライズ処理を実行する（Ｓ２０３）。フォーカスイニシャライズ処理は、焦点調節レンズ群Ｌ１をサーチ開始位置に移動する処理であって、この実施形態では焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置をサーチ開始位置に設定してある。別の実施形態では、望遠のコンバージョンレンズＣＬが装着されているときに限り焦点調節レンズ群Ｌ１のサーチ開始位置を無限遠合焦位置にする。
【００３０】
続いて、サーチ開始位置における画像データを撮像素子１１から取得してコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ２０５）。つまり、撮像素子１１から入力した画像データに基づいて、サーチ開始位置（初期位置、ＰＮ＝０）におけるコントラスト値Ｐ［０］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新する。そうして、ＡＦモータ２５をサーチ終了位置方向に１ステップ駆動して（Ｓ２０７）、レンズ位置パルスＰＮを１インクリメントする（Ｓ２０９）。
【００３１】
撮像素子１１から画像データを入力し、入力した画像データに基づいてコントラスト値Ｐ［ＰＮ］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新するコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ２１１）。
【００３２】
続いて、得られたコントラスト値Ｐ［ＰＮ］が設定条件を満足するピーク値であるか否かをチェックするピークチェック処理を実行する（Ｓ２１３
）。なお、コントラスト値算出処理（Ｓ２１１）及びピークチェック処理（Ｓ２１３）は、各焦点検出エリア３１乃至３５について実行する。
【００３３】
そうして、途中停止ＯＫフラグ（StopOKフラグ）が"１"であるか否かをチェックする（Ｓ２１５）。途中停止ＯＫフラグが"１"でない場合（Ｓ２１５：ＮＯ）は、サーチ終了位置であるか否かをチェックする（Ｓ２１７）。サーチ終了位置でない場合（Ｓ２１７：ＮＯ）はステップＳ２０７に戻ってステップＳ２０７乃至Ｓ２１５、Ｓ２１７の処理を、焦点調節レンズ群Ｌ１をサーチ終了位置方向にステップ駆動しながら繰り返す。
【００３４】
途中停止ＯＫフラグに"１"がセットされるか（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、焦点調節レンズ群Ｌ１がサーチ終了位置に達すると（Ｓ２１７：ＹＥＳ）、ループ処理を抜けてステップＳ２１９に進む。そうして、ステップＳ２０５及びステップＳ２０７からＳ２１９のループ処理で得た各焦点検出エリア３１乃至３５のピーク値が得られた５位置分のコントラストデータに基づいて、ピーク値を近似演算するピーク算出処理を実行する（Ｓ２１９）。ピーク算出処理は、ステップ駆動したレンズ位置単位で求めたコントラスト値のピーク値の前後に真のピーク値が存在する可能性があるので、近似演算によってより正確と推定されるピーク値及びそのピーク値が得られるレンズ位置を近似演算する処理である。
【００３５】
続いて、焦点検出エリア３１乃至３５毎に得たピーク値に基づいて、最も近距離の値が得られた１個の焦点検出エリアを合焦エリアとして選択し、その焦点検出エリア及びレンズ位置を選択するエリア選択処理を実行する（Ｓ２２１）。そうして、選択したエリアのレンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる合焦駆動処理を実行してリターンする（Ｓ２２３、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００３６】
上記ステップＳ２２１で実行されるエリア選択処理について、図５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。このエリア選択処理は、コンバージョンレンズＣＬが装着されていた場合は、周辺の２個の焦点検出エリア３４、３５を使用しないことに特徴を有する。以下詳細に説明する。
【００３７】
エリア選択処理に入ると、先ず、コントラストピーク位置に対応する合焦レンズ位置パルスPeakXの最大値（合焦レンズ位置パルス最大値)の初期化（PeakMAX=FF）、エラーフラグのクリア（Error=1）、最大合焦レンズ位置パルスPeakMaxの初期化（PeakMax = FF）、エラーフラグErrorのクリア（Error = 1）を実行する（Ｓ３０１）。合焦レンズ位置パルス最大値PeakMAXは、ピーク算出処理（Ｓ２１９）で得られた、より正確なピーク値が得られるレンズ位置パルスＰＮのパルス値を表す変数である。合焦レンズ位置パルス最大値PeakMAXは、大きいほど遠距離に被写体が位置することを表している。エラーフラグ（Error=1）は、合焦レンズ位置パルス最大値PeakMAXが選択されたかどうかを識別するフラグであって、"１"は選択できなかったことを表し、"０"は選択できたことを表している。
【００３８】
次に、Ｃレンズ有りか否かをチェックする（Ｓ３０３）。ここでは、Ｃレンズ検知スイッチＳＷＣがオンしているか否かにより判定する。
【００３９】
Ｃレンズ有りでなかった場合（Ｓ３０３：ＮＯ）は、焦点検出エリア３１乃至３５について、以下のステップＳ３０５乃至Ｓ３１５の最短合焦エリア選択ループ処理を実行する。ステータスフラグStatusが１であるかどうか（Ｓ３０７）、エラー無しであるかどうか（Ｓ３０９）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXがこれまでの合焦レンズ位置パルス最大値PeakMax未満であるかどうか（Ｓ３１３）をチェックする。全て肯定であれば（Ｓ３０７：ＹＥＳ、Ｓ３０９：ＹＥＳ、Ｓ３１１：ＹＥＳ）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXを合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxに上書きし、エラーフラグErrorをクリア（"０"をセット）して(Ｓ３１３）、次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３１５）。いずれかが否定であれば（Ｓ３０７：ＮＯ、Ｓ３０９：ＮＯ、又はＳ３１１：ＮＯ）、何もせず次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３０５）。なお、ステップＳ３０９において「エラー無し」とは、その焦点検出エリアについて合焦レンズ位置パルスPeakXが得られていることと同義である。
【００４０】
全ての焦点検出エリア３１乃至３５について最短合焦エリア選択ループ処理が終了したらリターンする（Ｓ３０５、Ｓ３１５、ＲＥＴＵＲＮ）。以上の処理により、最も近距離に相当する合焦焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXが合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxとして設定される。
【００４１】
Ｃレンズ有りの場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）は、先ず、周辺の２個の焦点検出エリア３４、３５を除いた３個の焦点検出エリア３１乃至３３について、以下のステップＳ３１７乃至Ｓ３２７の最短合焦エリア選択ループ処理を実行する（Ｓ３１７乃至Ｓ３２７）。
【００４２】
ステータスフラグStatusが１であるかどうか（Ｓ３１９）、エラー無しであるかどうか（Ｓ３２１）、合焦レンズ位置パルスPeakXがこれまでの合焦レンズ位置パルス最大値PeakMax未満であるかどうか（Ｓ３２３）をチェックする。全て肯定であれば（Ｓ３１９：ＹＥＳ、Ｓ３２１：ＹＥＳ、Ｓ３２３：ＹＥＳ）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXを合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxに上書きし、エラーフラグErrorをクリア（"０"をセット）して（Ｓ３２５）、次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３２７）。いずれかが否定であれば（Ｓ３１９：ＮＯ、Ｓ３２１：ＮＯ、又はＳ３２３：ＮＯ）、何もせず次の焦点検出エリアについての処理に進む（Ｓ３１７）。
【００４３】
３個の焦点検出エリア３１乃至３３について合焦エリア選択ループ処理が終了したら、ステップＳ３２９に進む。いずれか１個の焦点検出エリアについて合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られて、エラーフラグErrorに"０"がセットされていたら（Ｓ３２９）リターンする（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００４４】
以上のステップＳ３０３、Ｓ３１７乃至Ｓ３２７、Ｓ３２９：ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ処理により、コンバージョンレンズＬＣが装着されていた場合は、画像劣化の少ない中央の３個の焦点検出エリア３１乃至３３を使用してピークチェック処理を実行し、焦点検出エリアを選択するので、画像品質の良好な領域の被写体に対して合焦させることが可能になる。
【００４５】
何れの焦点検出エリアからも合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られず、エラーフラグErrorに"１"がセットされたままの場合（Ｓ３２９：ＹＥＳ）は、周辺の２個の焦点検出エリア３４、３５についても、上記同様の最短合焦位置選択ループ処理を実行する。
【００４６】
ステータスフラグ１かどうか（Ｓ３３３）、エラー無しかどうか（Ｓ３３５）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXが合焦レンズ位置パルス最大値PeakMax未満であるかどうか（Ｓ３３７）をチェックする。全て肯定であれば（Ｓ３３３：ＹＥＳ、Ｓ３３５：ＹＥＳ、Ｓ３３７：ＹＥＳ）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXを合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxに上書きし、エラーフラグErrorをクリア（"０"をセット）して（Ｓ３３９）、次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３４１）。いずれかが否定であれば（Ｓ３０７：ＮＯ、Ｓ３０９：ＮＯ、又はＳ３１１：ＮＯ）、何もせず次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３０５）。
【００４７】
そうして２個の焦点検出エリア３４、３５について最短合焦エリア選択ループ処理が終了したらリターンする（Ｓ３３１、Ｓ３４１、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００４８】
コンバージョンレンズＣＬを装着している場合に、中央の３個の焦点検出エリア３１乃至３３から合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られなかった場合は、ステップＳ３２９：ＹＥＳ、Ｓ３３１乃至Ｓ３４１の処理によって、残りの焦点検出エリア３４、３５についてもピークチェック処理を実行するので、いずれかの焦点検出エリアから合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られる可能性が高くなる。
【００４９】
以上、本発明について画像コントラスト法による自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラに適用した実施形態につき説明したが、本発明は、ＴＴＬ方式の焦点調節装置を備え、コンバージョンレンズを着脱可能なデジタルカメラ一般に適用可能である。
この実施形態では、コンバージョンレンズＣＬが装着された場合は画面周辺の焦点検出エリアを除く焦点検出エリアを優先する構成としたが、他の実施形態ででは、光軸を含む中央の１個の焦点検出エリアを優先する構成とする。
この実施形態では焦点検出エリアを固定位置の５個としたが、位置、数はこれに限定されず、また焦点検出エリアは固定せずに、例えば顔検出して検出した顔領域を焦点検出エリアとしてもよい。この場合も、コンバージョンレンズＣＬが装着された場合は、周辺領域の顔領域は焦点検出エリアとして使用しない構成にする。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の焦点検出方法を適用したデジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同デジタルカメラにおけるマルチ焦点検出エリアの位置と画像劣化状態との関係を示す図であって、（Ａ）はコンバージョンレンズを装着していない場合を示す図、（Ｂ）はコンバージョンレンズを装着した場合を示す図であって、白い程歪みが大きいことを表している。
【図３】本発明を適用したデジタルカメラのメインシーケンスの実施形態をフローチャートで示す図である。
【図４】同メインシーケンス中で実行される、本実施形態の焦点検出方装置におけるコントラストＡＦ処理をフローチャートで示す図である。
【図５】同コントラストＡＦ処理中のエリア選択処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ デジタルカメラ
１１ 撮像素子（撮像手段）
１３ 画像信号処理回路
１５ ＣＰＵ（焦点調節装置）
１７ ＬＣＤ
１９ メモリ制御回路
２１ 画像メモリ
２３ レンズ駆動機構
２３ａ 原点センサ
２５ ＡＦモータ
２６ エンコーダ
２７ モータドライバ
２９ ストロボ
ＣＬ コンバージョンレンズ
Ｌ 撮影レンズ
Ｌ１ 焦点調節レンズ群
ＳＷＣ Ｃレンズ検知スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、より具体的には、コンバージョンレンズの着脱が可能な自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆるコンパクトタイプのデジタルカメラにおいて、カメラに搭載された撮影レンズの先端部にコンバージョンレンズを着脱できるものが知られている（特許文献１）。コンバージョンレンズのタイプとしては、撮影レンズの焦点距離を長く、画角を狭くする望遠タイプ、逆に焦点距離を短く、画角を広くする広角タイプ、あるいは最短撮影距離を短くするマクロタイプがある。
【０００３】
また、従来のデジタルカメラの自動焦点装置は、いわゆる画像コントラスト法が一般的であって、撮影画面の中に複数のＡＦエリアを設定して焦点検出し、最も近側で合焦するＡＦエリアの被写体に対してピント合わせ（合焦）を行っている。
【特許文献１】特開平１１-３０５１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来のコンバージョンレンズは、デジタルカメラに装着すると画面周辺部で歪みを生じ、画質が劣化してしまう。このようなコンバージョンレンズを装着した状態で撮影する場合、撮影画面の中心から外れ、コンバージョンレンズによる歪みが出ているＡＦエリアで最も近側のピント位置が得られると、そのＡＦエリアの被写体にピントがあった写真を撮影してしまう場合がある。通常、歪んだ画像を主要被写体にして写真を撮るようなことは少なく、歪みの少ない中央位置でピントを合わせることが大半であるにも関わらず、周辺部の歪んだＡＦエリアの被写体にピントが合った撮影をしてしまい、歪みの少ない中央領域の主要被写体がピンぼけになってしまうことがある。
【０００５】
そこで本発明は、コンバージョンレンズを装着したときは、歪みの少ない領域の被写体に対して合焦させることができる自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決する本発明は、撮影光学系によって形成された被写体像により焦点検出して焦点調節する自動焦点検出装置を備え、撮影レンズにコンバージョンレンズの着脱が可能なデジタルカメラであって、上記自動焦点調節装置は、撮影画面の中央領域及びその周辺領域を含む複数位置のいずれかの被写体に対して焦点検出及び焦点調節する機能を有し、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、上記撮影画面の中央領域に位置する被写体に対して焦点検出していずれかの被写体に対して焦点調節及び焦点調節することに特徴を有する。
【０００７】
上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、撮影画面中心を優先的に、または画面中心ほど優先して使用する構成としてもよい。
【０００８】
さらに本発明の自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラの上記自動焦点調節装置は、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されている場合に上記画面の中央領域に位置するいずれの被写体に対しても焦点検出できなかったときは、上記周辺領域に位置する被写体に対して焦点検出及び焦点調節する。
【０００９】
より実際的には、上記デジタルカメラは上記コンバージョンレンズの着脱を検知する検知手段備え、上記自動焦点調節装置は、上記検知手段がコンバージョンレンズが装着されていると検知している場合に、上記コンバージョンレンズが装着されているときの上記焦点検出及び焦点調節をする構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の通り本発明によれば、コンバージョンレンズを装着したときは、ＡＦに使用する焦点検出エリアを歪みの少ない領域に絞るので、周辺の歪みが大きい領域の被写体に対して合焦することが無く、歪みの少ない中央領域の被写体にピントがあった撮影ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、添付図面に示した実施形態を参照して詳述する。図１は、本発明を適用した、コントラストＡＦ方式の焦点調節装置を備えたデジタルカメラの要部構成をブロックで示す図である。
【００１２】
このデジタルカメラ１０は、焦点調節レンズ群Ｌ１を含む撮影レンズＬにより被写体像を、撮像手段としての撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）１１の受光面に形成する。撮像素子１１は、所定間隔で縦横に配置された多数の画素（光電変換素子）を有し、受光した被写体像を各画素が電荷に変換し、蓄積（積分）する。露光が終了すると、蓄積した電荷を画素単位で画像信号として画像信号処理回路１３に出力する。画像信号処理回路１３は、入力した画像信号についてホワイトバランス調整等所定の画像信号処理、Ａ／Ｄ変換処理を施してデジタル画像データをＣＰＵ１５に出力する。つまり、画像信号処理回路１３において所定の処理が施され、画素単位でデジタル変換された画像データが、ＣＰＵ１５に出力される。ＣＰＵ１５は、スルーモード（モニタモード）のときは入力した画像データをＬＣＤ（モニタ）１７で表示可能な画像信号に変換してＬＣＤ１７により表示し、コントラストＡＦ処理のときは設定された焦点検出エリア内の画像データを取り込んで一時的に内部ＲＡＭ（画像キャッシュメモリ）にメモリして処理し、記録モードのときは所定フォーマットの画像データに変換して画像メモリ制御回路１９を介して画像メモリ２１に書き込む。さらにこのデジタルカメラ１０は、ストロボ２９を内蔵している。
【００１３】
ＣＰＵ１５には、メインスイッチＳＷＭ、第１のスイッチとしての測光スイッチＳＷＳ、第２のスイッチとしてのレリーズスイッチＳＷＲ及びコンバージョンレンズＣＬの着脱状態を検知するＣレンズ検出スイッチＳＷＣが接続されている。ＣＰＵ１５は、メインスイッチＳＷＭがオンされると、図示しないバッテリからの電源を各部材に供給（電源ＯＮ）し、第１スイッチとしての測光スイッチＳＷＳがオンされるとＡＦ処理、測光処理等を実行し、第２スイッチとしてのレリーズスイッチＳＷＲがオンされると撮像処理等を実行する。測光スイッチＳＷＳ及びレリーズスイッチＳＷＲは周知の通り、図示しないレリーズボタンに連動していて、レリーズボタンの半押しで測光スイッチＳＷＳがオンし、全押しで測光スイッチＳＷＳはオン状態を維持してレリーズスイッチＳＷＲがオンする。
【００１４】
Ｃレンズ検出スイッチＳＷＣは、撮影レンズＬの鏡筒先端にコンバージョンレンズＣＬが装着されているか否かを検知するスイッチである。Ｃレンズ検出スイッチＳＷＣとしては、レンズ鏡筒先端部に装着できるスイッチ、センサなどを利用できるが、撮影者が手動で設定するスイッチでもよい。
【００１５】
このデジタルカメラ１０のコントラストＡＦ処理は、次の通りである。測光スイッチＳＷＳがオンされるとＣＰＵ１５は、モータドライバ２７、ＡＦモータ２５及びレンズ駆動機構２３を介して焦点調節レンズ群Ｌ１を、一方の移動限界位置となる近位置（至近合焦位置）又は遠位置（無限遠合焦位置）から他方の移動限界位置となる遠位置又は近位置方向にステップ駆動しながら撮像素子１１により撮像し、撮像した画像信号を取り込んで内部ＲＡＭ１５ａにメモリし、焦点検出エリア内の画像のコントラストを検出する。そうして各焦点検出エリアについてコントラスト値のピークを検出し、そのピークが得られるレンズ位置、つまり合焦レンズ位置を求める焦点サーチ処理を実行する。このようにして得られた合焦レンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる。この実施形態ではコントラスト値のピークを、コントラスト値が所定回連続して高くなり、その後連続して所定回低くなったか否かチェックして求める。コントラストＡＦ処理中及び合焦後に撮像した画像信号は、スルーモードによりモニタ１７に表示される。
【００１６】
この実施形態では、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を、近位置（至近合焦位置）を原点センサ２３ａで検知し、各位置からの駆動パルス数としてカウントする。駆動パルスは、例えばＡＦモータ２５の出力軸に装着されたフォトインタラプタ等のエンコーダ２６が出力するパルスとして定義する。なお、通常は、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置から∞位置まで駆動するのに数百パルスあるいはそれ以上要するが、説明を簡単にするために本実施形態におけるコントラストＡＦ処理では、数パルス又は数十パルス単位でステップ駆動するものとし、１ステップが１個の駆動パルス及び位置パルスに対応するものとする。そうしてこの実施形態では、駆動及び位置パルスをＰＮ、初期位置（この実施形態では近位置）を０とし、∞位置方向に１ずつ加算する。近位置から∞位置方向にサーチする場合も、無限位置合焦位置から近位置方向にサーチする場合も、初期位置における位置パルスを０とし、初期位置から他の位置方向にステップ駆動するときは位置パルスを加算し、初期位置方向にステップ駆動するときは位置パルスを減算する。
【００１７】
このデジタルカメラ１０は、画像コントラストＡＦにおける測距モードとして、いわゆるマルチ測距モードを備えている。通常のマルチ測距モードでは、５箇所の焦点検出エリア内の被写体について測距（焦点検出）し、最短距離の被写体に対して合焦させる。撮影画面と焦点検出エリアとの関係を図２（Ａ）に示した。この実施形態では、撮影画面３０に対して、中央横方向に５個の第１乃至第５焦点検出エリア３１乃至３５が第１焦点検出エリア３１を中心として左右に設定されている。この実施例では、第１の焦点検出エリア３１が撮影画面２０の中央領域にそれぞれの中心が一致した中心に位置し、第２、第３の焦点検出エリア３２、３３が第１の焦点検出エリア３１の左右に位置し、さらに第２、第３の焦点検出エリア３２、３３の両横の周辺領域に第４、第５の焦点検出エリア３４、３５が位置している。これらの焦点検出エリア３１乃至３５内の被写体（被写体の画像データ）について画像コントラスト法によって測距する。つまり、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置から遠位置方向、又は逆に遠位置から近位置方向にステップ駆動しながら焦点検出エリア３１乃至３５内の画像のコントラストを検出するサーチ処理を実行して、最も近位置でコントラストのピークが得られた焦点検出エリア内の被写体に対してピント合わせ、つまり焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させて合焦させる。
【００１８】
ここで、デジタルカメラ１０にコンバージョンレンズＣＬを装着すると、撮影レンズＬの性能、結像特性が、設計性能、設計結像特性と異なってしまう。一般に、結像特性が劣化する。例えば、撮影画面３０周辺になる程歪曲収差が大きくなり、けられを生じることもある。コンバージョンレンズＣＬ装着前の画像を図２（Ａ）に、コンバージョンレンズＣＬ装着後の画像を図２（Ｂ）に示した。これらの図では、均一に塗られた壁を撮影したときの光量分布を示している。この実施例では、コンバージョンレズＣを装着すると、両端の第４、第５焦点検出エリア３４、３５付近から歪曲収差が大きくなり、光量低下を生じているなど、画像が劣化していることが分かる。
【００１９】
そこで本実施形態のデジタルカメラ１０では、Ｃレンズ検出スイッチＳＷＣによってコンバージョンレンズＣＬが装着されていることを検知したときは、コントラストＡＦ処理において、周辺の焦点検出エリア３４、３５の使用を制限することに特徴を有する。
【００２０】
次に、このデジタルカメラ１０におけるコントラストＡＦ動作について、図３乃至図５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。図３は、このデジタルカメラのメインシーケンスをフローチャートで示す図である。このメインシーケンスには、バッテリ（図示せず）が装填されたときに入る。
【００２１】
メインシーケンスに入ると、先ずステップＳ１０１において現在電源がＯＮしているか否かをチェックする。現在電源がＯＮしていない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）はメインスイッチＳＷＭがＯＮであるかどうかをチェックし（Ｓ１０３）、ＯＮでなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。つまり、メインスイッチＳＷＭのチェック処理を繰り返す。メインスイッチＳＷＭがＯＮであれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、内部ＲＡＭ、ポート、変数などハード、ソフト的な初期化を実行し（Ｓ１０５）、電源をオンして各部材に電源を供給する電源ＯＮ処理を実行し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０９に進む。現在電源がＯＮしている場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）は、そのままステップＳ１０９に進む。
【００２２】
ステップＳ１０９では、メインスイッチＳＷＭがＯＮであるかどうかをチェックし、ＯＮでなければ(Ｓ１０９：ＮＯ）、電源ＯＦＦ処理を実行して（Ｓ１２３）、ステップＳ１０１、Ｓ１０３のメインスイッチＳＷＭのチェック処理に戻る。メインスイッチＳＷＭがＯＮであれば（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかチェックする（Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがＯＮしていなければ(Ｓ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。電源ＯＮ状態でＳ１０１に戻るので、現在電源ＯＮと判定し（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０９に進む。つまり、電源ＯＮ状態の間は、メインスイッチＳＷＭがＯＦＦするか、測光スイッチＳＷＳがＯＮするまで、ステップＳ１０１、Ｓ１０９、Ｓ１１１のチェック処理を繰り返す。このチェック処理中にメインスイッチＳＷＭがＯＦＦすると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、電源ＯＦＦ処理を実行して（Ｓ１２３）、ステップＳ１０１、Ｓ１０３のメインスイッチＳＷＭチェック処理に入る。
【００２３】
測光スイッチＳＷＳがＯＮすると（Ｓ１１１；ＹＥＳ）、コントラストＡＦ処理を実行して焦点調節レンズ群Ｌ１を所定の被写体に対して合焦させ（Ｓ１１３）、合焦状態をモニタ１７に表示する（Ｓ１１５）。合焦状態の表示は、例えば、合焦させた焦点検出エリアの枠を緑色で表示するなどである。なお、合焦させることができなかった場合は、焦点検出エリア３１乃至３５の枠を赤く表示するなど、合焦していないことが分かる表示を行う。
【００２４】
合焦表示処理を実行した後に、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかチェックし（Ｓ１１７）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしていればレリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかチェックし（Ｓ１１７；ＹＥＳ、Ｓ１１９）、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしていなければ（Ｓ１１９；ＮＯ）、ステップＳ１１７に戻って測光スイッチＳＷＳ、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかのチェックを繰り返す(Ｓ１１７：ＹＥＳ、Ｓ１１９：ＮＯ、Ｓ１１７）。測光スイッチＳＷＳがＯＦＦすると（Ｓ１１７：ＮＯ）、そのままステップＳ１０１に戻る。
【００２５】
レリーズスイッチＳＷＲがＯＮすると（Ｓ１１９：ＹＥＳ）、撮像処理を実行してから（Ｓ１２１）、ステップＳ１０１に戻る。
【００２６】
次に、Ｓ１１３で実行されるコントラストＡＦ処理の詳細について、さらに図４に示したフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
コントラストＡＦ処理に入ると、まず各フラグ、変数等の初期化を実行する（Ｓ２０１）。この実施形態では、ステータスフラグのクリア（Status=0）、コントラスト値のクリア、コントラストの最大値、最小値を初期化（最小値＝０、最小値＝FFFFFFFF）、レンズ位置パルス数ＰＮの初期化（PN=0）、途中停止ＯＫフラグのクリア（StopOK=0）等を実行する。
【００２８】
ここで、変数、フラグ等は次の通り定義される。
ステータスフラグ（Status）は、焦点検出エリア３１乃至３５についてピーク値が存在したか否かを焦点検出エリア３１乃至３５毎に識別するフラグであって、"１"は存在した場合を表し、"０"は存在しなかった場合を表している。
コントラスト値は、各焦点検出エリア内の画素から出力された画素データから得られた実際のコントラスト値である。
レンズ位置パルス数ＰＮは、エンコーダ２６から出力されるパルスをカウントする変数であって、焦点調節レンズ群Ｌ１が初期位置である近位置にあるときを０とし、ＡＦモータ２５を遠位置方向に駆動したときにエンコーダ２６からパルスが１個出力される毎に１カウントアップする。ＣＰＵ１５は、これをレンズ位置パルスＰＮとして利用する。なお、ＡＦモータ２５を初期位置方向に駆動したときはエンコーダ２６からパルスが１個出力される毎に１カウントダウンされる。
コントラストの最大値、最小値は、各焦点検出エリア毎の実際に得られたコントラスト値の最大値、最小値である。
途中停止ＯＫフラグ（StopOK）は、焦点サーチ処理の途中で停止を許可するフラグであって、"０"は不可、"１"は許可である。この実施形態では、５個の焦点検出エリアについてコントラストのピークを検出したら、サーチ終了端まで達していなくてもサーチを終了させるように、途中停止ＯＫフラグに"１"がセットされる構成である。
【００２９】
次に、フォーカスイニシャライズ処理を実行する（Ｓ２０３）。フォーカスイニシャライズ処理は、焦点調節レンズ群Ｌ１をサーチ開始位置に移動する処理であって、この実施形態では焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置をサーチ開始位置に設定してある。別の実施形態では、望遠のコンバージョンレンズＣＬが装着されているときに限り焦点調節レンズ群Ｌ１のサーチ開始位置を無限遠合焦位置にする。
【００３０】
続いて、サーチ開始位置における画像データを撮像素子１１から取得してコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ２０５）。つまり、撮像素子１１から入力した画像データに基づいて、サーチ開始位置（初期位置、ＰＮ＝０）におけるコントラスト値Ｐ［０］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新する。そうして、ＡＦモータ２５をサーチ終了位置方向に１ステップ駆動して（Ｓ２０７）、レンズ位置パルスＰＮを１インクリメントする（Ｓ２０９）。
【００３１】
撮像素子１１から画像データを入力し、入力した画像データに基づいてコントラスト値Ｐ［ＰＮ］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新するコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ２１１）。
【００３２】
続いて、得られたコントラスト値Ｐ［ＰＮ］が設定条件を満足するピーク値であるか否かをチェックするピークチェック処理を実行する（Ｓ２１３
）。なお、コントラスト値算出処理（Ｓ２１１）及びピークチェック処理（Ｓ２１３）は、各焦点検出エリア３１乃至３５について実行する。
【００３３】
そうして、途中停止ＯＫフラグ（StopOKフラグ）が"１"であるか否かをチェックする（Ｓ２１５）。途中停止ＯＫフラグが"１"でない場合（Ｓ２１５：ＮＯ）は、サーチ終了位置であるか否かをチェックする（Ｓ２１７）。サーチ終了位置でない場合（Ｓ２１７：ＮＯ）はステップＳ２０７に戻ってステップＳ２０７乃至Ｓ２１５、Ｓ２１７の処理を、焦点調節レンズ群Ｌ１をサーチ終了位置方向にステップ駆動しながら繰り返す。
【００３４】
途中停止ＯＫフラグに"１"がセットされるか（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、焦点調節レンズ群Ｌ１がサーチ終了位置に達すると（Ｓ２１７：ＹＥＳ）、ループ処理を抜けてステップＳ２１９に進む。そうして、ステップＳ２０５及びステップＳ２０７からＳ２１９のループ処理で得た各焦点検出エリア３１乃至３５のピーク値が得られた５位置分のコントラストデータに基づいて、ピーク値を近似演算するピーク算出処理を実行する（Ｓ２１９）。ピーク算出処理は、ステップ駆動したレンズ位置単位で求めたコントラスト値のピーク値の前後に真のピーク値が存在する可能性があるので、近似演算によってより正確と推定されるピーク値及びそのピーク値が得られるレンズ位置を近似演算する処理である。
【００３５】
続いて、焦点検出エリア３１乃至３５毎に得たピーク値に基づいて、最も近距離の値が得られた１個の焦点検出エリアを合焦エリアとして選択し、その焦点検出エリア及びレンズ位置を選択するエリア選択処理を実行する（Ｓ２２１）。そうして、選択したエリアのレンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる合焦駆動処理を実行してリターンする（Ｓ２２３、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００３６】
上記ステップＳ２２１で実行されるエリア選択処理について、図５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。このエリア選択処理は、コンバージョンレンズＣＬが装着されていた場合は、周辺の２個の焦点検出エリア３４、３５を使用しないことに特徴を有する。以下詳細に説明する。
【００３７】
エリア選択処理に入ると、先ず、コントラストピーク位置に対応する合焦レンズ位置パルスPeakXの最大値（合焦レンズ位置パルス最大値)の初期化（PeakMAX=FF）、エラーフラグのクリア（Error=1）、最大合焦レンズ位置パルスPeakMaxの初期化（PeakMax = FF）、エラーフラグErrorのクリア（Error = 1）を実行する（Ｓ３０１）。合焦レンズ位置パルス最大値PeakMAXは、ピーク算出処理（Ｓ２１９）で得られた、より正確なピーク値が得られるレンズ位置パルスＰＮのパルス値を表す変数である。合焦レンズ位置パルス最大値PeakMAXは、大きいほど遠距離に被写体が位置することを表している。エラーフラグ（Error=1）は、合焦レンズ位置パルス最大値PeakMAXが選択されたかどうかを識別するフラグであって、"１"は選択できなかったことを表し、"０"は選択できたことを表している。
【００３８】
次に、Ｃレンズ有りか否かをチェックする（Ｓ３０３）。ここでは、Ｃレンズ検知スイッチＳＷＣがオンしているか否かにより判定する。
【００３９】
Ｃレンズ有りでなかった場合（Ｓ３０３：ＮＯ）は、焦点検出エリア３１乃至３５について、以下のステップＳ３０５乃至Ｓ３１５の最短合焦エリア選択ループ処理を実行する。ステータスフラグStatusが１であるかどうか（Ｓ３０７）、エラー無しであるかどうか（Ｓ３０９）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXがこれまでの合焦レンズ位置パルス最大値PeakMax未満であるかどうか（Ｓ３１３）をチェックする。全て肯定であれば（Ｓ３０７：ＹＥＳ、Ｓ３０９：ＹＥＳ、Ｓ３１１：ＹＥＳ）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXを合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxに上書きし、エラーフラグErrorをクリア（"０"をセット）して(Ｓ３１３）、次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３１５）。いずれかが否定であれば（Ｓ３０７：ＮＯ、Ｓ３０９：ＮＯ、又はＳ３１１：ＮＯ）、何もせず次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３０５）。なお、ステップＳ３０９において「エラー無し」とは、その焦点検出エリアについて合焦レンズ位置パルスPeakXが得られていることと同義である。
【００４０】
全ての焦点検出エリア３１乃至３５について最短合焦エリア選択ループ処理が終了したらリターンする（Ｓ３０５、Ｓ３１５、ＲＥＴＵＲＮ）。以上の処理により、最も近距離に相当する合焦焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXが合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxとして設定される。
【００４１】
Ｃレンズ有りの場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）は、先ず、周辺の２個の焦点検出エリア３４、３５を除いた３個の焦点検出エリア３１乃至３３について、以下のステップＳ３１７乃至Ｓ３２７の最短合焦エリア選択ループ処理を実行する（Ｓ３１７乃至Ｓ３２７）。
【００４２】
ステータスフラグStatusが１であるかどうか（Ｓ３１９）、エラー無しであるかどうか（Ｓ３２１）、合焦レンズ位置パルスPeakXがこれまでの合焦レンズ位置パルス最大値PeakMax未満であるかどうか（Ｓ３２３）をチェックする。全て肯定であれば（Ｓ３１９：ＹＥＳ、Ｓ３２１：ＹＥＳ、Ｓ３２３：ＹＥＳ）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXを合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxに上書きし、エラーフラグErrorをクリア（"０"をセット）して（Ｓ３２５）、次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３２７）。いずれかが否定であれば（Ｓ３１９：ＮＯ、Ｓ３２１：ＮＯ、又はＳ３２３：ＮＯ）、何もせず次の焦点検出エリアについての処理に進む（Ｓ３１７）。
【００４３】
３個の焦点検出エリア３１乃至３３について合焦エリア選択ループ処理が終了したら、ステップＳ３２９に進む。いずれか１個の焦点検出エリアについて合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られて、エラーフラグErrorに"０"がセットされていたら（Ｓ３２９）リターンする（ＲＥＴＵＲＮ）。
【００４４】
以上のステップＳ３０３、Ｓ３１７乃至Ｓ３２７、Ｓ３２９：ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ処理により、コンバージョンレンズＬＣが装着されていた場合は、画像劣化の少ない中央の３個の焦点検出エリア３１乃至３３を使用してピークチェック処理を実行し、焦点検出エリアを選択するので、画像品質の良好な領域の被写体に対して合焦させることが可能になる。
【００４５】
何れの焦点検出エリアからも合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られず、エラーフラグErrorに"１"がセットされたままの場合（Ｓ３２９：ＹＥＳ）は、周辺の２個の焦点検出エリア３４、３５についても、上記同様の最短合焦位置選択ループ処理を実行する。
【００４６】
ステータスフラグ１かどうか（Ｓ３３３）、エラー無しかどうか（Ｓ３３５）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXが合焦レンズ位置パルス最大値PeakMax未満であるかどうか（Ｓ３３７）をチェックする。全て肯定であれば（Ｓ３３３：ＹＥＳ、Ｓ３３５：ＹＥＳ、Ｓ３３７：ＹＥＳ）、現焦点検出エリアの合焦レンズ位置パルスPeakXを合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxに上書きし、エラーフラグErrorをクリア（"０"をセット）して（Ｓ３３９）、次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３４１）。いずれかが否定であれば（Ｓ３０７：ＮＯ、Ｓ３０９：ＮＯ、又はＳ３１１：ＮＯ）、何もせず次の焦点検出エリアについての処理に移行する（Ｓ３０５）。
【００４７】
そうして２個の焦点検出エリア３４、３５について最短合焦エリア選択ループ処理が終了したらリターンする（Ｓ３３１、Ｓ３４１、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００４８】
コンバージョンレンズＣＬを装着している場合に、中央の３個の焦点検出エリア３１乃至３３から合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られなかった場合は、ステップＳ３２９：ＹＥＳ、Ｓ３３１乃至Ｓ３４１の処理によって、残りの焦点検出エリア３４、３５についてもピークチェック処理を実行するので、いずれかの焦点検出エリアから合焦レンズ位置パルス最大値PeakMaxが得られる可能性が高くなる。
【００４９】
以上、本発明について画像コントラスト法による自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラに適用した実施形態につき説明したが、本発明は、ＴＴＬ方式の焦点調節装置を備え、コンバージョンレンズを着脱可能なデジタルカメラ一般に適用可能である。
この実施形態では、コンバージョンレンズＣＬが装着された場合は画面周辺の焦点検出エリアを除く焦点検出エリアを優先する構成としたが、他の実施形態ででは、光軸を含む中央の１個の焦点検出エリアを優先する構成とする。
この実施形態では焦点検出エリアを固定位置の５個としたが、位置、数はこれに限定されず、また焦点検出エリアは固定せずに、例えば顔検出して検出した顔領域を焦点検出エリアとしてもよい。この場合も、コンバージョンレンズＣＬが装着された場合は、周辺領域の顔領域は焦点検出エリアとして使用しない構成にする。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の焦点検出方法を適用したデジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同デジタルカメラにおけるマルチ焦点検出エリアの位置と画像劣化状態との関係を示す図であって、（Ａ）はコンバージョンレンズを装着していない場合を示す図、（Ｂ）はコンバージョンレンズを装着した場合を示す図であって、白い程歪みが大きいことを表している。
【図３】本発明を適用したデジタルカメラのメインシーケンスの実施形態をフローチャートで示す図である。
【図４】同メインシーケンス中で実行される、本実施形態の焦点検出方装置におけるコントラストＡＦ処理をフローチャートで示す図である。
【図５】同コントラストＡＦ処理中のエリア選択処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ デジタルカメラ
１１ 撮像素子（撮像手段）
１３ 画像信号処理回路
１５ ＣＰＵ（焦点調節装置）
１７ ＬＣＤ
１９ メモリ制御回路
２１ 画像メモリ
２３ レンズ駆動機構
２３ａ 原点センサ
２５ ＡＦモータ
２６ エンコーダ
２７ モータドライバ
２９ ストロボ
ＣＬ コンバージョンレンズ
Ｌ 撮影レンズ
Ｌ１ 焦点調節レンズ群
ＳＷＣ Ｃレンズ検知スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系によって形成された被写体像により焦点検出して焦点調節する自動焦点検出装置を備え、撮影レンズにコンバージョンレンズの着脱が可能なデジタルカメラであって、
上記自動焦点調節装置は、撮影画面の中央領域及びその周辺領域を含む複数位置のいずれかの被写体に対して焦点検出及び焦点調節する機能を有し、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、上記撮影画面の中央領域に位置する被写体に対して焦点検出していずれかの被写体に対して焦点調節及び焦点調節すること、を特徴とする自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１記載の自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラの自動焦点調節装置は、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されている場合に上記画面の中央領域に位置するいずれの被写体に対しても焦点検出できなかったときは、上記周辺領域に位置する被写体に対して焦点検出及び焦点調節する自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラにおいて、上記デジタルカメラは上記コンバージョンレンズの着脱を検知する検知手段備え、上記自動焦点調節装置は、上記検知手段がコンバージョンレンズが装着されていると検知している場合に、上記コンバージョンレンズが装着されているときの上記焦点検出及び焦点調節をする自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ。
【請求項１】
撮影光学系によって形成された被写体像により焦点検出して焦点調節する自動焦点検出装置を備え、撮影レンズにコンバージョンレンズの着脱が可能なデジタルカメラであって、
上記自動焦点調節装置は、撮影画面の中央領域及びその周辺領域を含む複数位置のいずれかの被写体に対して焦点検出及び焦点調節する機能を有し、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されているときは、上記撮影画面の中央領域に位置する被写体に対して焦点検出していずれかの被写体に対して焦点調節及び焦点調節すること、を特徴とする自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１記載の自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラの自動焦点調節装置は、上記撮影光学系にコンバージョンレンズが装着されている場合に上記画面の中央領域に位置するいずれの被写体に対しても焦点検出できなかったときは、上記周辺領域に位置する被写体に対して焦点検出及び焦点調節する自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラにおいて、上記デジタルカメラは上記コンバージョンレンズの着脱を検知する検知手段備え、上記自動焦点調節装置は、上記検知手段がコンバージョンレンズが装着されていると検知している場合に、上記コンバージョンレンズが装着されているときの上記焦点検出及び焦点調節をする自動焦点調節装置を備えたデジタルカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１０２１６５（Ｐ２０１０−１０２１６５Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７４１７６（Ｐ２００８−２７４１７６）
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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