JP2016114721A - 撮像装置および撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定して高精度なＡＦ調整値の取得を可能にすることを目的とする。【解決手段】 位相差検出方式の第一の焦点検出手段による焦点検出結果を調整するためのＡＦ調整値を取得する調整モードとして、複数の異なる焦点状態の画像の中から使用者により選択された画像の焦点状態に基づいてＡＦ調整値を算出する第一のモードと、撮像面位相差検出方式の第二の焦点検出手段による焦点検出結果に基づいてＡＦ調整値を算出する第二のモードを備える。ＡＦ調整値を算出する対象となる焦点検出領域において、第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向に応じて、第一のモードと第二のモードを切り替える。【選択図】 図８

Description

本発明は、自動焦点調節機能を有する撮像装置に関するものである。

一眼レフカメラなどの撮像装置の自動焦点調節機能（ＡＦ）として、交換レンズ内の撮影光学系を通過した光により形成された一対の像信号の位相差から撮影光学系の焦点状態（デフォーカス量）を検出する位相差検出方式によるＡＦが知られている。このような位相差検出方式によるＡＦを用いてピント合わせを行う際に、種々の原因によりピント誤差が生じる場合がある。例えば、特にレンズ交換式のカメラシステムの場合には、カメラ本体と交換レンズの双方に製造上（例えば、入力された駆動信号に対して実際にフォーカスレンズが駆動される位置）の誤差を含む場合がある。あるいは、ＡＦ結果を補正するための補正値（例えば、焦点検出結果に基づくフォーカスレンズ位置の演算結果と真に合焦が得られるフォーカスレンズ位置とのずれを補正する値）の誤差を含む場合がある。このような誤差があると、許容量より大きくピントがずれてしまう可能性がある。

そこで、使用者が位相差検出方式によるＡＦ結果を任意に微調節するための機能（ＡＦマイクロアジャストメント）が知られている。この機能では、使用者が所望のＡＦ調整値を予め撮像装置に設定し、実際の撮影時に焦点調節を行う際に、設定されたＡＦ調整値を用いてピント位置を調整する。

しかしながら、従来の方法では、使用者が期待するピントの画像を得るには、ＡＦ調整値を入力する作業と、設定したＡＦ調整値で撮影して画像を確認する作業を繰り返す必要がある。そこで、使用者がより簡単に所望のＡＦ調整値を設定するための方法が提案されている。

特許文献１では、所定幅ずつフォーカスレンズを移動させて、複数の異なるレンズ位置それぞれにおいて画像の撮影を順次自動的に行うことが開示されている（フォーカスブラケット撮影）。そして、撮影された複数枚の画像の中から使用者に選択された画像に対応するピント位置変位量を基に、位相差検出方式のＡＦを行う際の補正値を決定することが開示されている。

また、特許文献２では、撮像素子に焦点検出用の画素を備え、撮像面位相差検出方式のＡＦ結果とセンサー別体型位相差検出方式のＡＦ結果とを用いて、センサー別体型位相差検出方式のＡＦを行う際の補正値を決定することが開示されている。

特開２００５−１０９６２１号公報 特開２０１０−１１３０７３号公報

特許文献１のようにブラケット撮影された複数の画像から使用者が所望のピントの画像を選択する場合、ＡＦ調整値のピント精度は使用者の判断に依存する。また、連続する２枚の画像の中間に真の合焦位置がある場合、正確にピントを合わせるためのＡＦ調整値を得ることができない。そこで、特許文献２のように撮像面位相差検出方式を用いた場合に、より細かい画素ピッチで焦点検出を行うことで、精度の高いＡＦ調整値を得ることが期待される。

しかしながら、撮像面位相差検出方式の特性により、撮像面位相差ＡＦを使用できない場面や、使用できたとしても検出結果の信頼性が低くなる場面がある。このような場合、特許文献２の方法で精度の良いＡＦ調整値を取得することができない。

そこで、本発明は、安定して高精度なＡＦ調整値の取得を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも一つの焦点検出領域に対して、焦点検出結果の調整に用いる調整値を取得するための調整モードを有する撮像装置であって、位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を生成する画素を備え、被写体像を光電変換して画像の撮像を行う撮像処理手段と、前記撮像処理手段から出力される像信号と異なる像信号に基づいてデフォーカス量を検出する第一の焦点検出手段と、前記撮像処理手段から出力される像信号に基づいてデフォーカス量を検出する第二の焦点検出手段と、フォーカスレンズの位置を制御する制御手段と、前記第一の焦点検出手段による検出結果の調整に用いる前記調整値を算出する算出手段とを有し、前記調整モードとして、複数の異なる焦点状態の画像の中から使用者により選択された画像の焦点状態に基づいて前記調整値を算出する第一のモードと、前記第二の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記調整値を算出する第二のモードを備え、前記調整値を算出する対象となる前記焦点検出領域において、前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向に応じて、前記第一のモードと前記第二のモードを切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、安定して高精度なＡＦ調整値の取得が可能になる。

本実施形態における撮像装置の概略図 本実施形態における撮像装置及びレンズユニットのシステム構成を示すブロック図 第一焦点検出手段の構成を示す模式図 第一焦点検出手段の測距点と測距ラインを示す図 実施例１における第二焦点検出手段の画素構成、および測距点と測距ラインを示す図 第一調整手段によるＡＦ調整値の算出方法を示す図 第二調整手段によるＡＦ調整値の算出方法を示す図 実施例１におけるＡＦ調整値の取得処理を示すフローチャート 第一の調整モードにおける処理を示すフローチャート 第二の調整モードにおける処理を示すフローチャート 実施例２におけるＡＦ調整値の取得処理を示すフローチャート 実施例３と実施例１のＡＦ調整値の違いを示す図 実施例４における第二焦点検出手段の測距点と測距ラインを示す図 実施例４におけるＡＦ調整値の取得処理を示すフローチャート

＜実施例１＞
以下、本発明に係る実施例１の撮像装置について、図面を参照しながら説明する。図１において、カメラ本体２００の前面にレンズユニット１００が着脱可能に装着されている。カメラ本体２００とレンズユニット１００はマウント接点群１０４を介して電気的に接続される。

まず、レンズユニット１００の構成について説明する。撮影レンズ１０１は、焦点調節のためのフォーカスレンズを含む。図１において、撮影レンズ１０１は１枚で示されているが、複数枚のレンズからなるレンズ群であってもよい。また、撮影レンズ１０１には、変倍のためのズームレンズや固定レンズを含んでもよい。絞り１０５は、カメラ本体２００内に入射する光の量を調節する。撮影レンズ１０１と絞り１０５によって撮影光学系が構成される。

レンズ制御部１０３は、マウント接点群１０４を介してカメラ本体２００とデータ通信を行い、カメラ本体２００からの指示に基づいてレンズ駆動源１０２を制御することで、撮影レンズ１０１の位置を制御する。レンズ駆動源１０２は、撮影レンズ１０１を動かすための駆動源であり、ステッピングモータなどを用いて構成される。

次に、カメラ本体２００の構成について説明する。撮像素子２０９（撮像処理手段）は、ＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサー等を用いて構成され、撮像光学系を通過した光束によって形成される被写体像を光電変換して、撮像信号を出力する。なお、詳細は後述するが、本実施例の撮像素子２０９は、撮像面位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を生成可能である。シャッター２０８は、撮像素子２０９に入射する光量を制限する。

半透過部を有する主ミラー２０１は、撮影時には撮影光束外へ退避し、焦点検出時には撮影光束内（光路中）に斜設される。図１では、主ミラー２０１が撮影光束内に挿入された状態（ミラーダウン）を示している。また、主ミラー２０１は、撮影光束内に斜設された状態で、撮影光学系を通過した光束の一部をピント板２０３、ペンタプリズム２０４、及び、接眼レンズ２０５から構成されるファインダ光学系に導く。また、主ミラー２０１によって反射された光束は、測光ユニットに入射し、撮影光学系を通過した被写体光学像の輝度信号と色差信号が検出される。

サブミラー２０２は、主ミラー２０１の動作に同期して主ミラー２０１に対して折り畳み、展開可能に構成されている。主ミラー２０１の半透過部を通過した光束の一部は、サブミラー２０２によって下方へ反射され、位相差方式の焦点検出ユニット２０７に入射し、フォーカスレンズの焦点状態が検出される。焦点検出ユニット２０７については、図４を用いて後述する。

カメラ本体２００全体の制御を司るシステム制御部２１０は、ＣＰＵと、記憶装置であるＲＡＭなどを用いて構成される。システム制御部２１０は、マウント接点群１０４を介してレンズ制御部１０３とデータ通信を行い、撮影レンズ１０１の駆動命令を送信する。

表示部としてのディスプレイユニット２１２は、撮影情報や撮影画像を表示し、ユーザーが確認できるようにするものである。ディスプレイユニット２１２への表示は、システム制御部２１０によって制御される。

操作部２１３は、システム制御部２１０に接続され、カメラ本体２００の電源をオン・オフするための電源スイッチ、レリーズボタンなど、カメラ本体２００を操作するための操作部材が設けられている。これらのスイッチやボタンを操作すると、その操作に応じた信号がシステム制御部２１０に入力される。なお、レリーズボタンには、使用者により操作されるレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し操作）によりＯＮするレリーズスイッチＳＷ１と、第２ストローク操作（全押し操作）によりＯＮするレリーズスイッチＳＷ２とが接続されている。

カウンター２１４は、システム制御部２１０に接続され、ブラケット撮影を行う際の撮影回数をカウントする。カウンター２１４の計数値リセットは、システム制御部２１０により行われる。

ＥＥＰＲＯＭなどの記憶部２１１には、カメラ本体２００固有のＩＤ情報（識別情報）や、基準レンズ（本カメラの工場調整時に用いられる撮影レンズ）を用いて調整された、撮影に関するパラメータの調整値等が記憶されている。ＥＥＰＲＯＭなどの記憶部２１１への記憶処理は、システム制御部２１０により行われる。

一方、レンズユニット１００において、該レンズユニット１００の焦点距離や開放絞り値等の性能情報、該レンズユニット１００を識別するための固有の情報であるレンズＩＤ（識別）情報を記憶するメモリ（不図示）が設けられている。このメモリには、システム制御部２１０から通信により受け取った情報も記憶される。なお、性能情報およびレンズＩＤ情報は、カメラ本体２００への装着時における初期通信により、レンズ制御部１０３からシステム制御部２１０に送信される。システム制御部２１０は、受信したこれらの情報を記憶部２１１に記憶する。

図２は、本実施例における撮像装置及びレンズユニットのシステム構成を示すブロック図である。図示される各機能は、システム制御部２１０の制御下で、図１で示したハードウェアとソフトウェアの協働により実現される。

撮像手段２００１は、撮像素子２０９を用いて画像を撮影する。第一焦点検出手段２００２は、焦点検出ユニット２０７を用いて位相差検出方式により被写体のデフォーカス量を検出する。第二焦点検出手段２００３は、撮像素子２０９から出力される焦点検出用の像信号を用いて位相差検出方式により被写体のデフォーカス量を検出する。レンズ制御手段２００４は、システム制御部２１０とレンズ制御部１０３により、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御する。

第一調整手段２００５は、後述する第一の調整モードにおいて、焦点検出ユニット２０７による焦点検出結果を調整するためのＡＦ調整値を算出する。第一調整手段２００５は、第一焦点検出手段２００２により検出される合焦位置と使用者が選ぶ合焦位置とのデフォーカス量の差分からＡＦ調整値を算出する。

第二調整手段２００６は、後述する第二の調整モードにおいて、焦点検出ユニット２０７の焦点検出結果を調整するためのＡＦ調整値を算出する。第二調整手段では、第一焦点検出手段２００２により検出されるデフォーカス量と、同位置において第二焦点検出手段２００３により検出されるデフォーカス量の差分からＡＦ調整値を算出する。記憶手段２００７は、第一調整手段２００５或いは第二調整手段２００６により算出されたＡＦ調整値を記憶部２１１に記憶する。

次に、図３および図４を用いて、第一焦点検出手段２００２（焦点検出ユニット２０７）について説明する。図４は、焦点検出ユニット２０７の構成を示す模式図である。

図４において、予定焦点面の付近に配置されたフィールドレンズ４０１、２つのレンズからなる２次結像系のレンズ４０２ａと４０２ｂが示されている。また、２次結像系の２つのレンズ４０２ａと４０２ｂに対応してその後方に配置された２つのラインセンサー列４０３ａと４０３ｂを含む光電変換素子４０３、２つの開口部４０４ａと４０４ｂを有する絞り４０４が示されている。さらに、分割された２つの領域４０５ａと４０５ｂを含む撮影レンズ１０１の射出瞳４０５が示されている。

図４の構成において、射出瞳４０５は、絞り４０４を投影しているので径は小さく、光電変換素子（ラインセンサー）４０３から取り出される信号はぼけにくくはっきりとした信号となる。したがって、例えば撮影レンズ１０１を図中左方に大きく繰り出して、撮像素子２０９より左方に光束が結像しても、光電変換素子４０３上の一対の像信号はぼけずに矢印Ａの方向に変位する。この光電変換素子４０３で得られた一対の像信号の相対的な位置ずれ量を検出することで、撮影レンズ１０１の焦点状態（デフォーカス量）が検出される。つまり、焦点検出ユニット２０７において一度電荷蓄積動作を行えば、フォーカスレンズを移動すべき量と方向が得られる。そして、デフォーカス量の検出結果に基づいて、システム制御部２１０は、撮影レンズ１０１（フォーカスレンズ）の駆動を制御することで、焦点調節を行うことが可能である。なお、撮影レンズ１０１を図中右方に繰り込んだ場合、光電変換素子４０３上の一対の像信号は、図中矢印Ａの方向とは反対方向に変位する。

図３は、一次結像面におけるラインセンサー（光電変換素子）の逆投影像を示している。図３において、水平方向のラインセンサーに対応する測距ライン３０１、３０３、３０４は、縦線を主とする被写体の焦点検出に適している。また、垂直方向のラインセンサーに対応する測距ライン３０２、３０５、３０６は、横線を主とする被写体の焦点検出に適している。なお、斜め方向のラインセンサーをさらに備えてもよい。図中のＡ〜Ｅは測距点（焦点検出領域）を示す。測距点Ａは、水平方向と垂直方向の測距ラインから構成され、クロス目と呼ぶ。測距点ＢとＣは、水平方向の測距ラインから構成され横目と呼び、測距点ＤとＥは、垂直方向の測距ラインから構成され縦目と呼ぶ。本実施例では、中央の測距点Ａに対してＡＦ調整値を算出し、周りの測距点Ｂ〜Ｅにも同じＡＦ調整値を反映させるものとして説明する。

なお、測距点と測距ラインの配置や数は、図３の構成に限定されない。例えば、クロス目の測距ラインを有する測距点を複数備えてもよい。

次に、図５を用いて、第二焦点検出手段２００３による、撮像素子２０９から出力される像信号を用いた撮像面位相差検出方式の焦点検出（以下、撮像面位相差ＡＦ）について説明する。図５（Ａ）は、撮像面位相差ＡＦに対応した撮像素子２０９の画素の構成例を示す模式図である。ここでは、ベイヤ配列の原色カラーフィルタが設けられているものとする。

図５（Ａ）の画素構成では、一画素が水平方向に二分割されており、ＡとＢ二つのフォトダイオード（光電変換素子）が設けられている。各画素に入射する光束をマイクロレンズで分離し、画素に設けられた二つのフォトダイオードで受光することで、一つの画素で撮像用とＡＦ用の二つの信号が取得できる。つまり、画素内の二つのフォトダイオードＡ、Ｂ（Ａ画素、Ｂ画素）のそれぞれで得られる信号がＡＦ用の二つの像信号であり、加算信号が撮像信号である。なお、上述した焦点検出ユニット２０７で用いる一対の像信号が複数の画素を有するラインセンサーの一対により生成されるように、撮像面位相差ＡＦで用いる一対の像信号も、複数のＡ画素と複数のＢ画素の出力から得られる。第一焦点検出手段２００２と同様に、撮像面位相差ＡＦにおいても、ＡＦ用の一対の像信号に対して相関演算を行い、相対的な位置ずれ量を検出することで、撮影レンズ１０１の焦点状態（デフォーカス量）が検出される。第二焦点検出手段２００３の画素ピッチは第一焦点検出手段２００２のラインセンサーの画素ピッチより小さく、より高精度な焦点検出が可能である。

図５（Ｂ）は、本実施例の第二焦点検出手段２００３の測距ラインを示す図である。本実施例においては、図５（Ａ）で説明したように、撮像面位相差ＡＦに用いられる各画素が水平方向に二分割されているものとする。そのため、第一焦点検出手段２００２とは異なり、第二焦点検出手段２００３では水平方向の測距ライン５０１のみ存在する。したがって、本実施例の第二焦点検出手段２００３は、横線を主とする被写体の焦点検出には適さない。

また、第二焦点検出手段２００３では、測距ライン５０１を、周辺領域を除く枠５０２内に自由に設定することができる。そのため、第一焦点検出手段２００２の測距ラインが存在する場所に合わせて第二焦点検出手段２００３の測距ラインを設定し、それぞれのデフォーカス量を比較することで、第二調整手段２００６による調整値の算出が可能になる。なお、本実施例では、画面上の領域において第二焦点検出手段２００３で焦点検出可能な範囲は、第一焦点検出手段２００２で焦点検出可能な範囲を含むものとして説明するが、この構成に限定されるものではない。仮に、第一焦点検出手段２００２における測距点に対応する第二焦点検出手段２００３の測距ラインが存在しない場合、第一調整手段２００５によりＡＦ調整値を取得することが可能である。

図６を用いて、第一調整手段２００５において実行される、第一の調整モードについて説明する。第一の調整モードでは、ピントをずらしながら複数枚の画像を撮影し（フォーカスブラケット撮影）、複数枚の画像の中から使用者により選択された画像の焦点状態に基づいてＡＦ調整値が算出される。図６において、矢印は、レンズ制御手段２００４によるフォーカスレンズの駆動方向と駆動量を示している。図中のレンズ位置６０５は、フォーカスブラケット撮影を開始する前に第一焦点検出手段２００２により焦点検出を行って得られた合焦位置を示している。

第一の調整モードでは、レンズ位置６０５で示される合焦位置から、開始位置にフォーカスレンズを第一の駆動量動かし、そこを起点として、より細かい第二の駆動量ずつフォーカスレンズを駆動させる。第一の駆動量は、フォーカスレンズの合焦判定幅（合焦位置から当該幅の範囲内であれば合焦とみなす）を基準として決めるのが通常であり、合焦判定幅の２、３倍が目安となる。駆動量が大きすぎるとピントの変化が粗すぎることになり、小さすぎるとピントの変化が細かすぎて、後で複数の画像から１つを選択することが困難となる。図中のレンズ位置６０１〜６０９は、それぞれデフォーカス量の検出、および、撮影動作を行うフォーカスレンズ位置を表している。即ち、最初に焦点検出を行って得られた合焦位置６０５に対して、至近側と無限側の両方で、第二の駆動量ずつフォーカスレンズを移動しながらデフォーカス量の検出と撮影動作を所定回数分行う。

使用者は、レンズ位置６０１〜６０９のそれぞれで撮影された画像Ｐ_６０１〜Ｐ_６０９の中から所望のピントの画像を選択する。同図では、レンズ位置６０７で撮影された画像Ｐ_６０７が使用者により選択されたとする。システム制御部２１０は、選択された画像のレンズ位置におけるデフォーカス量Ｄ_６０７と、合焦位置６０５でのデフォーカス量Ｄ_６０５との差分に基づいてＡＦ調整値を算出する。本実施例では、デフォーカス量を所定の単位系（例えば、深度を示すＦδの関数を１単位とする）に換算することで、ＡＦ調整値が算出される。算出されたＡＦ調整値は、第一の調整モードにおけるＡＦ調整値として、記憶手段２００７により記憶部２１１に記憶される。以上が、第一調整手段２００５によりＡＦ調整値を算出する流れである。

次に、図７を用いて、第二調整手段２００６において実行される、第二の調整モードについて説明する。第二の調整モードでは、まずレンズ制御手段２００４は、第一焦点検出手段２００２（焦点検出ユニット２０７）により検出された結果に基づく合焦位置７０５までフォーカスレンズを駆動する。そして、第一焦点検出手段２００２によりデフォーカス量Ｄ_７０５を算出し、合わせて第二焦点検出手段２００３によりデフォーカス量Ｅ_７０５を算出する。システム制御部２１０は、Ｄ_７０５とＥ_７０５との差分に基づいてＡＦ調整値を算出する。第二の調整モードにおいても、デフォーカス量を上述した所定の単位系に換算することで、ＡＦ調整値が算出される。算出されたＡＦ調整値は、第二の調整モードにおけるＡＦ調整値として、記憶手段２００７により記憶部２１１に記憶される。なお、第二の調整モードにおいては、使用者は第一の調整モードのように画像を選択する必要がないので、合焦位置７０５において画像Ｐ_７０５を撮影しなくてよい。以上が、第二調整手段２００６によりＡＦ調整値を算出する流れである。

上述のように、第一調整手段２００５に比べ、第二調整手段２００６のほうが処理がシンプルで効率的である。また、第一調整手段２００５では、ＡＦ調整値のピント精度が使用者の判断に依存する。さらに、２枚の画像の中間に真の合焦位置がある場合、正確にピントを合わせるためのＡＦ調整値を得ることができない。そのため、高精度なＡＦ調整値を得るには第二調整手段２００６を使用するのが望ましい。

しかしながら、第二調整手段２００６で高精度なＡＦ調整値を得るには、第一焦点検出手段２００２と第二焦点検出手段２００３でデフォーカス量の検出方向が同じという条件を満たす必要がある。図４および図５で説明したように、本実施例では、第一焦点検出手段２００２は横目と縦目のいずれか、あるいは両方に対応する測距点を備えるが、第二焦点検出手段２００３は横目しか備えていない。そのため、第一焦点検出手段２００２の縦目の測距点を用いる場合、第二調整手段２００６によりＡＦ調整値を算出することができない。

このように、第一焦点検出手段２００２でデフォーカス量を検出可能な方向と、第二焦点検出手段２００３でデフォーカス量を検出可能な方向が必ずしも一致しない場合が想定される。そこで、実施例１では、図８のフローチャートに示す通り、撮影条件により第一調整手段２００５と第二調整手段２００６を切り替える。

図８は、実施例１におけるＡＦ調整値の取得処理を示すフローチャートである。まずステップＳ８０１において、調整対象となる第一焦点検出手段２００２（焦点検出ユニット２０７）の測距点に対応するラインセンサーのデフォーカス量検出方向（測距ラインの方向）を判定する。本実施例では中央の測距点（クロス目）のみに対してＡＦ調整値を算出するものとして説明するが、中央以外の測距点でもＡＦ調整値を算出可能にしてもよい。その場合、複数の測距点の中からＡＦ調整値を算出する測距点を選択する方法として、使用者の操作により選択する方法や、カメラが自動で選択する方法などが適用可能である。デフォーカス量検出方向が垂直方向の場合（図３の測距点Ｄ、Ｅ）はステップＳ８０２へ、水平方向の場合（図３の測距点Ｂ、Ｃ）はステップＳ８０３へ、クロスの場合（図３の測距点Ａ）はステップＳ８０４へ進む。

ステップＳ８０２に進んだ場合は、上述したように第二調整手段２００６によりＡＦ調整値を算出することができないため、第一調整手段２００５により第一の調整モードを実行してＡＦ調整値を算出する。第一の調整モードの詳細については、図９を用いて後述する。

一方、ステップＳ８０３に進んだ場合は、第二調整手段２００６により第二の調整モードを実行してＡＦ調整値を算出する。第二の調整モードの詳細については、図１０を用いて後述する。

ステップＳ８０４に進んだ場合、調整に用いるラインセンサーを選択する処理を行う。ステップＳ８０４では、システム制御部２１０は、調整対象の測距点に対応する水平方向と垂直方向のラインセンサーでデフォーカス量を検出するように焦点検出ユニット２０７を制御する。

ステップＳ８０４で検出されたデフォーカス量に基づいて、ステップＳ８０５では、システム制御部２１０は、レンズ制御部１０３に駆動命令を送信して、フォーカスレンズを駆動するように制御する。なお、水平方向と垂直方向それぞれのラインセンサーで検出されたデフォーカス量の中で、像信号の信頼性が高いラインセンサーで検出されたものがフォーカスレンズの駆動制御に用いられる。像信号の信頼性の評価については、ステップＳ８０７で後述する。ステップＳ８０６で合焦状態と判定するまでステップＳ８０４とＳ８０５の処理を繰り返し、合焦状態と判定するとステップＳ８０７へ進む。

ステップＳ８０７では、システム制御部２１０は、水平方向と垂直方向それぞれのラインセンサーの焦点検出結果から像信号の信頼性が最も高いラインセンサーを選択し記憶する。ここでの像信号の信頼性とは、例えば像信号のコントラストに関する値で評価される。この場合、像信号のコントラストが高いほど信頼性が高いといえる。信頼性の指標として、例えば特開２００７−５２０７２号公報にて開示されているＳレベル値を用いてもよい。Ｓレベル値は、像信号に関する情報として、一対の像信号の一致度、エッジの数（相関変化量）、シャープネスおよび明暗比とをパラメータとする値である。ステップＳ８０７で選択される光電変換素子を後述するフォーカスブラケット撮影時の焦点検出に用いることで、より高いコントラストの像信号が得られるため、高精度にデフォーカス量を検出することができる。また、合焦位置では被写体のエッジ方向が判別しやすいため、本実施例のように合焦と判定された状態での像信号を用いてラインセンサーの選択を行うことで、被写体のエッジ方向に応じた適切なラインセンサーの選択を行うことが可能になる。

ステップＳ８０８では、ステップＳ８０７で選択されたラインセンサーのデフォーカス量検出方向を判定する。選択されたラインセンサーが垂直方向であればステップＳ８０９へ、水平方向であればステップＳ８１０へ進む。ステップＳ８０９に進んだ場合は、第一の調整モードを実行してＡＦ調整値を算出する。一方、ステップＳ８１０に進んだ場合は、第二の調整モードを実行してＡＦ調整値を算出する。

ステップＳ８０２、Ｓ８０３、Ｓ８０９、Ｓ８１０のいずれかでＡＦ調整値が算出されると、ステップＳ８１１へ進む。ステップＳ８１１では、記憶手段２００７により、ＡＦ調整値を記憶部２１１に記憶する。実施例１では、中央の測距点に、縦目・横目いずれかで算出されたＡＦ調整値が記憶される。記憶されたＡＦ調整値は、実際の撮影時（記録用画像の撮影）において、第一焦点検出手段２００２（焦点検出ユニット２０７）によって検出される位相差ＡＦの焦点検出結果を調整するのに用いられる。

図９を用いて第一の調整モードで実行される処理について説明する。図９は、第一の調整モードにおける処理の手順を示すフローチャートである。

まずステップＳ９０１では、システム制御部２１０は、第一焦点検出手段２００２による焦点検出結果に基づいて、合焦位置までフォーカスレンズを駆動するよう制御する。ステップＳ８０９に進んで本フローを実行する場合は、すでに合焦状態へフォーカスレンズを駆動しているため、ステップＳ９０１の処理を省略してよい。

ステップＳ９０２では、第一焦点検出手段２００２によりデフォーカス量Ｄ_０を検出する。ここで複数回デフォーカス量を検出して、その平均値をデフォーカス量Ｄ_０としてもよい。理想的にはデフォーカス量Ｄ_０は０になるが、被写体の変化やフォーカスレンズの停止位置のずれ等により、デフォーカス量Ｄ_０が必ずしも０にならない可能性がある。

ステップＳ９０３では、システム制御部２１０は、レンズ制御部１０３へ駆動命令を送信して、フォーカスレンズを駆動するよう制御する。第一の調整モード開始直後（１枚目の撮影）においては、フォーカスブラケット撮影動作を開始するフォーカスレンズ位置（開始位置）まで、上述の第一の移動量だけフォーカスレンズを駆動させる。２枚目以降の撮影においては、上述の第二の移動量ずつフォーカスレンズを駆動させる。

ステップＳ９０４では、現在のフォーカスレンズ位置で第一焦点検出手段２００２によりデフォーカス量Ｄ_ｉを検出する。ここで複数回デフォーカス量を検出して、その平均値をデフォーカス量Ｄ_ｉとしてもよい。

ステップＳ９０５では、システム制御部２１０は、ステップＳ９０２とＳ９０４で検出されたデフォーカス量Ｄ_０とＤ_ｉから、デフォーカス量の差分Ｔ_ｉを算出する。

ステップＳ９０６では、撮像手段２００１により画像Ｐ_ｉを撮影する。ステップＳ９０７では、記憶手段２００７は、ステップＳ９０５で算出された差分Ｔ_ｉとステップＳ９０６で撮影された画像を対応づけて内部メモリに記憶する。

ステップＳ９０８では、システム制御部２１０は、撮影回数がブラケット撮影回数ｉ（本実施例ではｉ＝９）に達したかどうかを判定する。撮影回数がｉ回に達していればステップＳ９０９へ進み、撮影回数がｉ回に達していなければステップＳ９０３へ戻る。

ステップＳ９０９では、システム制御部２１０は、ステップＳ９０６で撮影された複数枚の画像Ｐ_１〜Ｐ_９をディスプレイユニット２１２に表示するよう制御し、使用者によって画像が選択されるのを待つ。画像が選択されるとステップＳ９１０へ進む。

ステップＳ９１０では、ステップＳ９０９で選択された画像に対応づけて記憶されている差分Ｔ_ｉを上述した方法でＡＦ調整値に換算する。なお、本実施例ではデフォーカス量の差分Ｔ_ｉをＡＦ調整値に換算して記憶することとするが、差分Ｔ_ｉをキャリブレーションのための調整情報として記憶してもよい。以上が、第一の調整モードにおける処理のフローである。

次に、図１０を用いて第二の調整モードで実行される処理について説明する。図１０は、第二の調整モードの処理を示すフローチャートである。

まずステップＳ１００１では、システム制御部２１０は、第一焦点検出手段２００２による焦点検出結果に基づいて、合焦位置までフォーカスレンズを駆動するよう制御する。ここでは、水平方向のラインセンサーを用いて焦点検出を行うこととなる。なお、ステップＳ８１０に進んで本フローを実行する場合は、すでに合焦状態へフォーカスレンズを駆動しているため、ステップＳ１００１の処理を省略してよい。

ステップＳ１００２では、第一焦点検出手段２００２によりデフォーカス量Ｄ_０を検出する。ここで複数回デフォーカス量を検出して、その平均値をデフォーカス量Ｄ_０としてもよい。理想的にはデフォーカス量Ｄ_０は０になるが、被写体の変化やフォーカスレンズの停止位置のずれ等により、デフォーカス量Ｄ_０が必ずしも０にならない可能性がある。

ステップＳ１００３では、第二焦点検出手段２００３によりデフォーカス量Ｅ_０を検出する。ここで複数回デフォーカス量を検出して、その平均値をデフォーカス量Ｅ_０としてもよい。

ステップＳ１００４では、第一焦点検出手段２００２と第二焦点検出手段２００３のデフォーカス量の検出方向（測距ラインの検出方向）が同じか否かを判定する。検出方向が同じ場合はステップＳ１００５へ、異なる場合はステップＳ１００７へ進む。なお、本実施例においては、第二焦点検出手段２００３は横目のみなので、ステップＳ１００４の分岐は必ずＹｅｓに進む。

ステップＳ１００５では、システム制御部２１０は、ステップＳ１００２とＳ１００３で検出されたデフォーカス量Ｄ_０とＥ_０から、デフォーカス量の差分Ｔ_０を算出する。ステップＳ１００６では、システム制御部２１０は、ステップＳ１００５で算出されたデフォーカス量の差分Ｔ_０の絶対値が閾値Ｔｈより小さいか否かを判定する。デフォーカス量の差分Ｔ_０の絶対値が閾値Ｔｈより小さい場合はステップＳ１００７へ進み、閾値Ｔｈ以上の場合はステップＳ１００８へ進む。

ステップＳ１００７では、ステップＳ１００５で算出されたデフォーカス量の差分Ｔ_０を上述した方法でＡＦ調整値に換算する。なお、本実施例ではデフォーカス量の差分Ｔ_０をＡＦ調整値に換算して記憶することとするが、差分Ｔ_０をキャリブレーションのための調整情報として記憶してもよい。

一方、ステップＳ１００８に進んだ場合、ＡＦ調整値を検出不能とする。ここで、ステップＳ１００６の分岐でＮｏに進んだ場合、すなわちデフォーカス量Ｄ_０とＥ_０の差分が大きい場合は、第二焦点検出手段２００３の検出誤差が大きいことが推測される。そのため、デフォーカス量Ｅ_０を用いてＡＦ調整値を算出すると、誤差を含んだＡＦ調整値となるおそれがある。そのため、本実施例では、デフォーカス量Ｄ_０とＥ_０の差分が大きい場合は、ＡＦ調整値を検出不能とする。以上が、第二の調整モードにおける処理のフローである。

以上説明したように、実施例１では、使用者の判断に基づいてＡＦ調整値を取得する第一の調整モードと、異なる焦点検出手段による検出結果の差分を用いてＡＦ調整値を取得する第二の調整モードを備える。そして、撮影条件に応じて適切な調整モードを選択する。より具体的には、第一焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向に応じて、第一の調整モードと第二の調整モードを切り替える。これにより、精度の高いＡＦ調整値を算出可能な第二の調整モードを活用しつつ、第二の調整モードが使用できない場面では第一の調整モードによりＡＦ調整値を算出することができる。

＜実施例２＞
次に、実施例２に係るＡＦ調整値の取得処理について説明する。第二の調整モードでＡＦ調整値の検出が不能と判定された場合に、実施例１ではＡＦ調整値が記憶されずに処理を終了したが、実施例２では第一の調整モードでＡＦ調整値を検出する。カメラの構成など実施例１と共通する部分については説明を省略する。

図１１は、図８に換えて、本実施例で行われるＡＦ調整値の取得処理を示すフローチャートである。図１１におけるステップＳ１１０１〜Ｓ１１１１の処理は、図８におけるステップＳ８０１〜Ｓ８１１の処理と同様であるので、説明を省略する。

ステップＳ１１０３において第二の調整モードが実行されると、ステップＳ１１１２へ進み、システム制御部２１０は、ＡＦ調整値の検出が不能であったか否かを判定する（図１０のステップＳ１００８参照）。ＡＦ調整値の検出が不能でない場合はステップＳ１１１１へ進み、算出されたＡＦ調整値が記憶部２１１に記憶される。一方、ＡＦ調整値の検出が不能の場合はステップＳ１１０２へ進み、第一の調整モードが実行される。

同様に、ステップＳ１１１０で第二の調整モードが実行された場合も、ステップＳ１１１３においてＡＦ調整値の検出が不能と判定されたか否かが判定され、その結果に応じて処理を切り替える。

以上説明したように、本実施例では第二の調整モードでＡＦ調整値の検出が不能の場合でも、第一の調整モードによりＡＦ調整値を検出することが可能である。

＜実施例３＞
実施例１では、中央の測距点において、かつ縦目と横目いずれかで算出されたＡＦ調整値が記憶される場合について説明した。一方、実施例３では、中央の測距点（クロス目）において、縦目と横目それぞれで算出されたＡＦ調整値が記憶可能である。

図１２は、実施例１と実施例３の記憶手段２００７により記憶部２１１に記憶されるＡＦ調整値の数を比較した表である。実施例１では中央の測距点に対して一つのＡＦ調整値しか記憶されないが、実施例３では中央の測距点に対して測距ラインの方向の数だけＡＦ調整値が記憶される。つまり中央の測距点が縦目と横目のクロス目であればＡＦ調整値を２つ持つことが可能である。ＡＦ調整値の算出方法は、実施例１あるいは実施例２で説明した方法を用いるが、縦目と横目でそれぞれＡＦ調整値を算出する必要がある。そのため、ステップＳ８０７あるいはＳ１１０７では、水平方向と垂直方向いずれのラインセンサーも選択され得る。もし片方のＡＦ調整値が不能の場合、もう片方のＡＦ調整値が代わりに記憶される。

以上説明したように、実施例３では、中央の測距点（クロス目）に対し、横目と縦目でそれぞれＡＦ調整値を持つ。また周辺の測距点についても、測距ラインの検出方向ごとに中央の測距点で算出されたＡＦ調整値と同値を反映させる。

なお、上記では中央の測距点のみＡＦ調整値を算出する場合について説明したが、周辺の各測距点においてもＡＦ調整値を算出してもよい。また、周辺の測距点もクロス目の場合には、それぞれ縦目と横目のＡＦ調整値を算出して記憶してもよい。

＜実施例４＞
次に、実施例４に係るＡＦ調整値の取得処理について説明する。実施例４では、第二焦点検出手段２００３において水平方向と垂直方向の両方で焦点検出が可能である。カメラの構成など実施例１と共通する部分については説明を省略する。

図１３は、本実施例の第二焦点検出手段２００３の測距ラインを示す図である。実施例１では、図５（Ａ）で説明したように、撮像素子２０９中の画素が水平方向に二分割されている場合を説明したが、本実施例では画素が垂直方向にも分割されている。そのため、水平方向の測距ライン１３０１と垂直方向の測距ライン１３０２の両方向で焦点検出が可能である。この場合、第一焦点検出手段２００２のいずれの測距点においても、第二調整手段２００６によるＡＦ調整値の算出が可能になる。

図１４は、図８に換えて、本実施例で行われるＡＦ調整値の取得処理を示すフローチャートである。まずステップＳ１４０１において、第二調整手段２００６による第二の調整モードが実行される。本実施例では、第一焦点検出手段２００２の測距点がクロス目の場合、ステップＳ１００１で合焦位置へ移動した状態で検出された像信号の信頼性が高いほうの測距ラインを用いて、ステップＳ１００２でデフォーカス量Ｄ_０を検出する。また、第二焦点検出手段２００３においても、水平方向と垂直方向のうち、像信号の信頼性が高いほうの測距ラインを用いて、ステップＳ１００３でデフォーカス量Ｅ_０を検出する。ここで、ステップＳ１００２とＳ１００３の測距ラインの方向が異なる場合、ステップ１００４でＮｏに進むことになる。

ステップＳ１４０２では、システム制御部２１０は、ステップＳ１４０１で行われた第二の調整モードにおいてＡＦ調整値の検出が不能であったか否かを判定する。ＡＦ調整値の検出が不能の場合はステップＳ１４０３に進んで、第一調整手段２００５により第一の調整モードを実行する。一方、ＡＦ調整値の検出が不能でない場合はステップＳ１４０４へ進む。ステップＳ１４０４では、記憶手段２００７は、ステップＳ１４０４あるいはＳ１４０３で算出されたＡＦ調整値を記憶部２１１に記憶する。

以上説明したように、実施例４では、第二焦点検出手段２００３においても複数の異なる方向に焦点検出が可能であり、高精度なＡＦ調整値の算出が可能な第二の調整モードをより活用することができる。

１０１ 撮影レンズ
２００ カメラ本体
２０７ 焦点検出ユニット
２０９ 撮像素子
２１０ システム制御部
２１１ 記憶部

Claims (11)

1. 少なくとも一つの焦点検出領域に対して、焦点検出結果の調整に用いる調整値を取得するための調整モードを有する撮像装置であって、
   位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を生成する画素を備え、被写体像を光電変換して画像の撮像を行う撮像処理手段と、
   前記撮像処理手段から出力される像信号と異なる像信号に基づいてデフォーカス量を検出する第一の焦点検出手段と、
   前記撮像処理手段から出力される像信号に基づいてデフォーカス量を検出する第二の焦点検出手段と、
   フォーカスレンズの位置を制御する制御手段と、
   前記第一の焦点検出手段による検出結果の調整に用いる前記調整値を算出する算出手段とを有し、
   前記調整モードとして、複数の異なる焦点状態の画像の中から使用者により選択された画像の焦点状態に基づいて前記調整値を算出する第一のモードと、前記第二の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記調整値を算出する第二のモードを備え、
   前記調整値を算出する対象となる前記焦点検出領域において、前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向に応じて、前記第一のモードと前記第二のモードを切り替えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記調整値を算出する対象となる前記焦点検出領域において、前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向が、前記第二の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出が可能な方向と対応する場合、前記第二のモードで前記調整値の算出が行われることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記調整値を算出する対象となる前記焦点検出領域において、前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向が、前記第二の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出が可能な方向と対応しない場合、前記第一のモードで前記調整値の算出が行われることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出が可能な方向は、前記第二の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出が可能な方向を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記第一の焦点検出手段は、少なくとも一つの前記焦点検出領域に対して複数の異なる方向にデフォーカス量を検出可能であって、当該複数の異なる方向のうち、像信号のコントラストを示す指標がより高い方向のデフォーカス量が前記調整値の算出に用いられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記第二のモードにおいて、前記調整値の算出が不能であることが判定された場合、前記第一のモードで前記調整値の算出が行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記第一のモードにおいて、
   前記制御手段は、異なる複数のレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動するように制御し、
   前記複数のレンズ位置の各レンズ位置において、前記撮像処理手段による画像の撮像と前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出を行い、
   前記算出手段は、複数の前記画像の中から使用者により選択された画像に対応する前記デフォーカス量に基づいて前記調整値を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記第二のモードにおいて、
   前記算出手段は、前記第一の焦点検出手段により検出された第一のデフォーカス量と前記第二の焦点検出手段により検出された第二のデフォーカス量の差分に基づいて前記調整値を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記第二のモードにおいて、前記算出手段は、前記第一の焦点検出手段の検出結果に基づく合焦位置に前記フォーカスレンズが移動された状態で検出された前記第一のデフォーカス量と前記第二のデフォーカス量の差分に基づいて前記調整値を算出することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記第二のモードにおいて、前記第一のデフォーカス量と前記第二のデフォーカス量の差分が所定の閾値より大きい場合、前記第一のモードに切り替えて前記調整値の算出が行われることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 少なくとも一つの焦点検出領域に対して、焦点検出結果の調整に用いる調整値を取得するための調整モードを有し、位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を生成する画素を備え、被写体像を光電変換して画像の撮像を行う撮像処理手段を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記撮像処理手段から出力される像信号と異なる像信号に基づいてデフォーカス量を検出する第一の焦点検出ステップと、
    前記撮像処理手段から出力される像信号に基づいてデフォーカス量を検出する第二の焦点検出ステップと、
    フォーカスレンズの位置を制御する制御ステップと、
    前記第一の焦点検出ステップによる検出結果の調整に用いる前記調整値を算出する算出ステップとを有し、
    前記調整モードとして、複数の異なる焦点状態の画像の中から使用者により選択された画像の焦点状態に基づいて前記調整値を算出する第一のモードと、前記第二の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記調整値を算出する第二のモードを備え、
    前記調整値を算出する対象となる前記焦点検出領域において、前記第一の焦点検出手段によるデフォーカス量の検出方向に応じて、前記第一のモードと前記第二のモードを切り替えることを特徴とする撮像装置の制御方法。

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