JP2003344753A - 焦点検出装置、その制御方法、焦点検出装置を備える撮像装置 - Google Patents

焦点検出装置、その制御方法、焦点検出装置を備える撮像装置

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JP2003344753A
JP2003344753A JP2002154459A JP2002154459A JP2003344753A JP 2003344753 A JP2003344753 A JP 2003344753A JP 2002154459 A JP2002154459 A JP 2002154459A JP 2002154459 A JP2002154459 A JP 2002154459A JP 2003344753 A JP2003344753 A JP 2003344753A
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Makoto Oikawa
真 追川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コントラストの被写体などの焦点検出にお
いて、少ない計算量で効率的に焦点検出できる焦点検出
装置を備える撮像装置を提供する。 【解決手段】 被写体像31a、31bの取り込み範囲
を左測距視野36Lと右測距視野36Rに分割し、別々
にコントラスト評価値を算出する。そして、左測距視野
36Lと右測距視野36Rのどちらかにおいて、被写体
像31a、31bの各信号によるコントラスト評価値が
共に所定の閾値を超えた場合に被写体像31a、31b
信号の相関演算可能と判定し相関演算を行なう。さら
に、被写体像31a、31bの各信号によるコントラス
ト評価値のどちらかが閾値以下の場合には相関演算不可
能と判定し、取り込み範囲を相関演算が可能となるまで
拡大してから相関演算を行なう。そして、各像の位相差
(像ずれ量)から撮影レンズの駆動量を算出して撮影レ
ンズを駆動量だけ駆動して合焦状態に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる方向から受
光される物体の相対的な位置関係より焦点状態を検出す
る焦点検出装置、その制御方法およびこの焦点検出装置
を備える撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カメラの焦点検出方式にはいくつかの方
法があるが、センサの各画素にマイクロレンズが形成さ
れた2次元の受光センサを用いて瞳分割方式の焦点検出
を行う装置が特開昭58-24105号公報に開示され
ている。
【0003】図13は、同公報で提案している瞳分割方
式の焦点検出を行う方法の原理説明図である。受光セン
サである10は撮影レンズ5の予定結像面に配置されて
いる。また、受光センサ10の1画素12は2つの光電
変換部13α、13βとから構成されており、各光電変
換部の撮影レンズ側に形成されたマイクロレンズ11に
よって光電変換部13α、13βは撮影レンズ5の瞳の
異なる位置を透過した光束を受光するように構成されて
いる。
【0004】ここで、光電変換部13αは主に撮影レン
ズ5の瞳の下方を透過する光束を受光し、光電変換部1
3βは主に撮影レンズ5の瞳の上方を透過する光束を受
光する。焦点検出時は、各光電変換部からの出力をそれ
ぞれ読み出し、さらに複数の画素からの出力より撮影レ
ンズの異なる瞳位置を透過した光束による像が生成され
る。撮影レンズの異なる瞳位置を透過した光束より生成
される像を用いて焦点検出を行う方法は特開平5-12
7074号公報に開示されているように公知の技術であ
る。
【0005】また、本出願人は瞳分割方式の焦点検出を
行うことが可能な固体撮像装置を特開2000-156
823号公報に開示している。同公報の固体撮像装置
は、光電変換セル群の一部が撮影レンズの瞳の特定領域
を透過する光束を受光するように構成されており、これ
ら特定領域を透過する光束を受光する光電変換セル群の
一部の出力から得られる図14に示す第一の像と第二の
像(以下、二つの被写体像と称す)31a、 31bの
位相差(像ずれ量)に基づいて撮影レンズの焦点状態を
検出するものである。ここで、位相差(像ずれ量という
場合もある)とは二つの被写体像の相対的な位置関係、
すなわち像のずれ量を定量的に示したものである。ま
た、通常の画像を撮像する場合は、前記撮影レンズの特
定領域を透過する光束を受光する光電変換セル群の一部
を除いた光電変換セル群で画像を生成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開2
000-156823号公報に開示されている撮影レン
ズの焦点検出が可能な従来の撮像装置は、撮影レンズの
瞳全域の光束を用いて瞳分割方式の焦点検出を行うた
め、合焦状態から離れたときの被写体像の崩れ方が大き
い。
【0007】そのため図15に示すような人間の顔など
の低コントラストの被写体に取り込み範囲(以下、測距
視野と称す)37を定め焦点検出を行うと、図16に一
例を示すように、第一の像31aと第二の像31bの二
つの被写体像の焦点検出可能な形状でなくなり、焦点検
出ができない問題があった。また、低コントラスト以外
の被写体においても、大デフォーカス時には被写体像が
大きくぼけるため、二つの被写体像から焦点検出可能と
なる波形は、測距視野内では得られないため焦点検出が
不可能となる問題があった。
【0008】これらを解決するために、測距視野を変更
できる焦点検出装置が特開昭63-18314号公報に
開示されている。同公報によれば、焦点検出演算結果か
ら得られたデフォーカス量が所定量以上の時には測距視
野を拡大する。しかしながら同公報の手法では、デフォ
ーカス量を求めるために相関演算処理を一度行う必要が
あり、演算負荷が非常に大きい。
【0009】そこで、デフォーカス量を求めるための相
関演算処理を行う前に測距視野内の被写体像のコントラ
スト評価を行ない相関演算処理が可能か否かの判定をあ
らかじめ行うことによって必要な相関演算処理のみを行
うように制御する手法が考えられる。
【0010】しかしながら、測距視野内の被写体像のコ
ントラストを得るのみのコントラスト評価方法では、図
17に示すように測距視野を初期測距視野33から測距
視野36に拡大しても、二つの被写体像31a、 31
bの異なるエッジ37a、 37bによるコントラスト
を検出して、位相差(像ずれ量)を得るのに十分なコン
トラストがあるとしてしまう恐れがある。位相差を得る
には二つの被写体像の同じ側にあるエッジが必要である
ため、二つの被写体像の異なるエッジが測距視野内に存
在するだけでは焦点検出は行えないという問題点があっ
た。図17の例では、測距視野36よりも広い測距視野
36Iが測距視野として必要である。
【0011】本発明は、上記説明した従来技術の問題点
を解決するためになされたものであり、その目的は、低
コントラストの被写体や大デフォーカス状態であって
も、適切に位相差検出の焦点検出を行うことができる焦
点検出装置およびそれを用いる撮像装置並びにそれらの
制御方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る一実施形態の焦点検出装置は、以下の構
成を有する。すなわち、物体光を異なる方向から受光し
て得られる第1像の信号と第2像の信号との間に生じる
位相差に基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出
装置であって、前記第1像の信号および前記第2像の信
号の各取り込み範囲の少なくとも両側を第1取り込み範
囲と第2取り込み範囲に分割し、前記第1取り込み範囲
に含まれる前記第1像の信号および前記第2像の信号の
コントラスト状態又は前記第2取り込み範囲に含まれる
前記第1像の信号および前記第2像の信号のコントラス
ト状態の少なくともいずれか一方のコントラスト状態に
基づいて前記第1像の信号および前記第2像の信号によ
り前記位相差の検出を行うか否かを決定する制御手段を
有することを特徴とする。
【0013】ここで、例えば、前記第1取り込み範囲と
第2取り込み範囲の分割は、前記第1像の信号および前
記第2像の信号の各取り込み範囲の略中心を境にするこ
とが好ましい。
【0014】ここで、例えば、前記制御手段は、前記コ
ントラスト状態に基づいて前記位相差の検出を行わない
と決定した場合には、前記各取り込み範囲を増加し、前
記増加した各取り込み範囲を用いて再度前記位相差の検
出を行うか否かを決定することが好ましい。
【0015】ここで、例えば、前記制御手段は、前記第
1像の信号および前記第2像の信号のコントラスト状態
が共に所定の閾値を超えた場合に前記位相差の検出を行
うことが好ましい。
【0016】ここで、例えば、前記制御手段は、前記位
相差の検出を行うことを決定した場合に前記第1像の信
号および前記第2像の信号の相関演算を行うことが好ま
しい。
【0017】ここで、例えば、前記制御手段は、前記第
1像の信号および前記第2像の信号における各隣接画素
間の絶対値和である1次コントラストと、前記第1像の
信号および前記第2像の信号における各隣接画素間の2
乗和である2次コントラストとに基づいて前記位相差の
検出を行うか否かを決定することが好ましい。
【0018】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態の撮像装置は、以下の構成を有する。すなわ
ち、上記のいずれかに記載された焦点検出装置を備えた
ことを特徴とする。
【0019】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態の焦点検出装置の制御方法は、以下の構成を有
する。すなわち、物体光を異なる方向から受光して得ら
れる第1像の信号と第2像の信号との間に生じる位相差
に基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置の
制御方法であって、前記第1像の信号および前記第2像
の信号の各取り込み範囲の少なくとも両側を第1取り込
み範囲と第2取り込み範囲に分割し、前記第1取り込み
範囲に含まれる前記第1像の信号および前記第2像の信
号のコントラスト状態又は前記第2取り込み範囲に含ま
れる前記第1像の信号および前記第2像の信号のコント
ラスト状態の少なくともいずれか一方のコントラスト状
態に基づいて前記第1像の信号および前記第2像の信号
により前記位相差の検出を行うか否かを決定する制御工
程を有することを特徴とする。
【0020】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態の画像形成装置は、以下の構成を有する。すな
わち、物体光を異なる方向から受光して得られる第1像
の信号と第2像の信号との間に生じる位相差に基づいて
光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置を制御する制
御プログラムであって、前記第1像の信号および前記第
2像の信号の各取り込み範囲の少なくとも両側を第1取
り込み範囲と第2取り込み範囲に分割し、前記第1取り
込み範囲に含まれる前記第1像の信号および前記第2像
の信号のコントラスト状態又は前記第2取り込み範囲に
含まれる前記第1像の信号および前記第2像の信号のコ
ントラスト状態の少なくともいずれか一方のコントラス
ト状態に基づいて前記第1像の信号および前記第2像の
信号により前記位相差の検出を行うか否かを決定する制
御工程のコードを有することを特徴とする。
【0021】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態のコンピュータ可読記憶媒体は、以下の構成を
有する。すなわち、上記の制御プログラムを格納したこ
とを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
係る一実施の形態の焦点検出装置を備える撮像装置につ
いてを説明する。
【0023】本実施の形態では、焦点検出装置の一例と
してイメージセンサを、撮像装置の一例としてデジタル
スチルカメラを用いて説明するが、本発明の範囲を記載
例に限定する趣旨のものではない。
【0024】[カメラの構成:図1]まずデジタルスチ
ルカメラの構成について説明する。
【0025】図1において、10はイメージセンサで、
デジタルスチルカメラ1の撮影レンズ5の予定結像面に
配置されている。デジタルスチルカメラ1は、カメラ全
体を制御するCPU20、イメージセンサ10を駆動制
御するイメージセンサ制御回路21、イメージセンサ1
0にて撮像した画像信号を画像処理する画像処理回路2
4、画像処理された画像を表示する液晶表示素子9とそ
れを駆動する液晶表示素子駆動回路25、液晶表示素子
9に表示された被写体像を観察するための接眼レンズ
3、イメージセンサ10にて撮像された画像を記録する
メモリ回路22、画像処理回路24にて画像処理された
画像をカメラ外部に出力するためのインターフェース回
路23より構成されている。メモリ回路22には、各種
情報に加えて、撮影レンズの固有情報も記憶されてい
る。
【0026】撮影レンズ5は、図1では、便宜上2枚の
レンズ5a、5bで図示しているが、実際は多数枚のレ
ンズで構成され、デジタルスチルカメラ1のCPU20
から送られてくる焦点調節情報に基づいて撮影レンズ駆
動機構26によって合焦状態に調節される。なおCPU
20は、焦点検出手段も兼ねている。また30は絞り部
で、絞り駆動機構27によって所定の絞り値に絞り込ま
れるようになっている。
【0027】[撮像動作の全体の流れ:図4]次に、図
4のフローチャートを用いて、上記説明したデジタルス
チルカメラの動作について説明する。なお下記の処理
は、CPU20がメモリ回路22に格納されている制御
プログラムに基づいて、各部を制御しながら行うもので
ある。
【0028】まず、ステップS102において、CPU
20は、図1に不図示のデジタルスチルカメラ1のメイ
ンスイッチの状態を調べ、メインスイッチが撮影者によ
って押された(ONにした)のを検出すると、ステップ
S201に進み、CPU20は撮影レンズ5の焦点検出
を実行する。なおステップS201における焦点検出の
詳細な説明は図5を用いて後述するので、ここでの説明
は省略する。
【0029】次に、撮影レンズ5を所定位置まで駆動し
焦点調節が終了すると、ステップS103に進み、カメ
ラ1のCPU20は、イメージセンサ制御回路21に撮
像信号を送ってイメージセンサ10にて撮像を行わせ
る。イメージセンサ10にて撮像された画像信号は、イ
メージセンサ制御回路21にてA/D変換された後に画
像処理回路24にて画像処理が行われる。
【0030】次にステップS104において、画像処理
が行われた画像信号はCPU20を介して液晶表示素子
駆動回路25に送られ液晶表示素子9に表示される。撮
影者は接眼レンズ3を通して液晶表示素子9に表示され
た被写体像を観察することが可能となる。
【0031】次にステップS105において、CPU2
0は撮像画像を記録するための操作スイッチSW2の状
態を確認し、撮影者が操作スイッチSW2を操作してい
なければ(OFF状態)、ステップS102に戻り、引
き続きCPU20はメインスイッチの状態を調べる。一
方、ステップS105において、操作スイッチSW2が
被写体を撮影しようとする撮影者によって押された(O
Nにした)のを検出すると、ステップS106に進み、
CPU20はメージセンサ制御回路21に撮像信号を送
ってイメージセンサ10にて本撮像を行う。
【0032】次に、ステップS107において、イメー
ジセンサ制御回路21によってA/D変換された画像信
号は、画像処理回路24にて画像処理された後、液晶表
示素子駆動回路25に送られ液晶表示素子9に表示され
る。
【0033】次に、ステップS108において、CPU
20は撮像された画像信号をそのままカメラ1のメモリ
回路22に記憶してからステップS102に戻る。
【0034】ステップS102において、撮影動作が終
了し、撮影者がメインスイッチをOFFにしたのを検出
すると、ステップS109に進み、CPU20はカメラ
の電源を落とし一連の作業を終了し、待機状態にする。
【0035】[焦点調節の詳細:図5]次に、図5を用
いて、図4のステップS201に示す焦点調節サブルー
チンの動作について説明する。
【0036】まずステップS202において、デジタル
スチルカメラ1のCPU20は、焦点調節が実行される
と、イメージセンサ制御回路21に焦点検出のための撮
像開始信号を送ってイメージセンサ10にて焦点検出光
束の撮像を行わせる。次に、CPU20は同一色相の出
力信号より、撮影レンズ5の瞳領域40(図2)における
ある領域41aを透過した焦点検出光束による被写体像
を生成し、同様に撮影レンズ5の瞳領域40における4
1aとは異なる、ある領域41bを透過した焦点検出光
束による被写体像を生成する。
【0037】次にステップS301において、相関演算
可能判定を行う。なおステップS301における相関演
算可能判定の詳細な説明は図6を用いて後述するので、
ここでの説明は省略する。
【0038】次にステップS203に進み、相関演算処
理が可能か否かの判定を行い、相関演算可能判定フラッ
グPJを出力する。PJ=1の場合は、相関演算が可能
であることを意味し、PJ=0の場合は相関演算不可能
を意味する。ステップS203では、PJ=1(相関演
算が可能)の場合には、ステップS204に進み、ステ
ップS202の撮像において検出される2つの被写体像
を用いて相関演算を行い、各像の位相差(像ずれ量)か
ら撮影レンズ5のデフォーカス量を算出する。
【0039】次に、ステップS205に進み、撮影レン
ズの駆動量を算出し、次に、ステップS206で、CP
U20は撮影レンズ駆動機構26にレンズ駆動信号を送
って、撮影レンズ5を算出されたデフォーカス量に対応
した量だけ駆動して合焦状態となるように設定してか
ら、ステップS208に進み、メインルーチンへリター
ンする。
【0040】一方、ステップS203において、相関演
算可能判定フラッグPJ=0の場合には、ステップS2
07に進み、CPU20はデフォーカス量の算出が不可
能であると判断し、撮影レンズ駆動機構26にレンズ駆
動信号を送って撮影レンズ5を所定量ずつサーチ駆動さ
せてから、ステップS208に進み、メインルーチンへ
リターンする。
【0041】[相関演算が可能か否かの判定の詳細:図
6A、図6B]次に、図6Aおよび図6Bを用いて、図
5のステップS301に示す相関演算可能判定サブルー
チンの動作について説明する。
【0042】まずステップS301において、相関演算
可能判定が実行されると、ステップS401に進み、デ
ジタルスチルカメラ1のCPU20は初期測距視野コン
トラスト評価を行う。なおステップS401における初
期測距視野コントラスト評価の詳細な説明は図7を用い
て後述するので、ここでの説明は省略する。図3におけ
る初期測距視野33は全視野の略1/10とする。
【0043】ステップS401における視野初期測距視
野コントラスト評価から得られる初期測距視野コントラ
スト評価フラッグCJ0=1の場合には、ステップS3
07に進み、相関演算可能判定フラッグPJ=1(相関
演算可能)を返してから、ステップS308に進み焦点
調節サブルーチンへリターンする。
【0044】一方、ステップS302において、初期測
距視野コントラスト評価フラッグCJ0=0(相関演算
不可能)の場合には、ステップS303に進み、図3の
左右測距視野36R、36Lにおけるコントラスト評価
値である1次コントラストCRA1、 CRB1、 CL
A1、 CLB1及び2次コントラストCRA2、 CR
B2、 CLA2、 CLB2を算出する(図6B参
照)。ここで、1次コントラストとは、ステップS20
2の焦点検出光束の撮像により得られた被写体像におけ
る隣接画素間の出力差の絶対値和である。また2次コン
トラストとは、ステップS202の焦点検出光束の撮像
により得られた被写体像における隣接画素間の出力差の
2乗和である。
【0045】CRA1、 CRB1は右測距視野内の二
つの被写体像から得られる1次コントラスト、CLA
1、 CLB1は左測距視野内の二つの被写体像から得
られる1次コントラスト、CRA2、 CRB2は右測
距視野内の二つの被写体像から得られる2次コントラス
ト、CLA2、 CLB2は左測距視野内の二つの被写
体像から得られる2次コントラストである。
【0046】右測距視野におけるセンサ画素数をNR、
右測距視野におけるi番目のセンサ画素からの出力をA
R(i)、 BR(i)とし、左測距視野におけるセンサ画
素数をNL、左測距視野におけるi番目のセンサ画素か
らの出力をAL(i)、 BL(i)とすると、1次コント
ラストCRA1、 CRB1、 CLA1、 CLB1及
び2次コントラストCRA2、 CRB2、 CLA2、
CLB2は、図6Bの(1)〜(8)式で求めること
ができる。
【0047】なお1次コントラストは、低周波の被写体
像に対してもコントラスト値が得られるが、2次コント
ラストは、高周波の被写体像に対して非常に大きな値が
得られる。二つの被写体像から相関演算を行う場合、低
周波数成分しか持たない被写体像では相関演算が行えな
い恐れがある。そこで、1次コントラストと2次コント
ラストの両方のコントラスト評価を行うことで、二つの
被写体像の相関演算に必要なコントラストがあるか否か
の判定が可能となる。
【0048】次に、ステップS304でループ回数Nを
「0」に設定してからステップS501に進み、1次コ
ントラスト評価を実行する。なおステップS501にお
ける1次コントラスト評価の詳細な説明は図8を用いて
後述するので、ここでの説明は省略する。なおループ回
数Nは、測距視野拡大を行った回数を表し、測距視野拡
大量は、例えば全視野の略1/10とし、ループ回数の
上限値Nmaxは、図3の測距視野36が例えば全視野
の8/10になるときの測距視野拡大を行った回数(N
max=8)である。
【0049】次にステップS305において、ステップ
S501の1次コントラスト評価から得られる1次コン
トラスト評価フラッグCJ1=1の場合にはステップS
601に進み、2次コントラスト評価を実行し、1次コ
ントラスト評価フラッグCJ1=0の場合にはステップ
S309に進む。なおステップS601における2次コ
ントラスト評価の詳細な説明は図9を用いて後述するの
で、ここでの説明は省略する。ここで1次コントラスト
評価フラッグCJ1=1(相関演算可能)の場合には、
1次コントラストが相関演算処理可能なほど得られてい
ることを意味し、1次コントラスト評価フラッグCJ1
=0(相関演算不可能)の場合には、1次コントラスト
が相関演算処理可能なほど得られていないことを意味す
る。
【0050】次に、ステップS306において、ステッ
プS601の2次コントラスト評価から得られる2次コ
ントラスト評価フラッグCJ2=1の場合には、ステッ
プS307に進み、相関演算可能判定フラッグPJに
「1」を返してからステップS308に進み焦点調節サ
ブルーチンへリターンする。またステップS601の2
次コントラスト評価から得られる2次コントラスト評価
フラッグCJ2=0の場合には、ステップS309に進
む。
【0051】ここで2次コントラスト評価フラッグCJ
2=1(相関演算可能)の場合には、2次コントラスト
が相関演算処理可能なほど得られていることを意味し、
2次コントラスト評価フラッグCJ2=0(相関演算不
可能)の場合には2次コントラストが相関演算処理可能
なほど得られていないことを意味する。
【0052】次にステップS309において、1次コン
トラスト評価フラッグCJ1と2次コントラスト評価フ
ラッグCJ2のどちらかが「0」の場合には、ループ回数
Nを一つ増やしてからステップS310に進む。
【0053】ステップS310では、ループ回数Nがル
ープ回数の上限値Nmaxより大きい場合には、ステッ
プS311に進み、相関演算可能判定フラッグPJに
「0」(相関演算不可能)を返してからステップS30
8に進み、焦点調節サブルーチンへリターンする。
【0054】一方、ステップS310において、ループ
回数Nがループ回数の上限値Nmax以下の場合には、
ステップS312に進み、測距視野の拡大を行なってか
らステップS313に進む。
【0055】ステップS313では、左右の測距視野の
拡大部の1次コントラスト、2次コントラストΔCRA
1、ΔCRB1、ΔCLA1、ΔCLB1、ΔCRA
2、ΔCRB2、ΔCLA2、ΔCLB2(図6B参
照)を算出してから、ステップS314に進み、左右測
距視野36R、36Lの1次コントラスト、2次コント
ラスト CRA1、CRB1、 CLA1、CLB1、C
RA2、CRB2、CLA2、CLB2に、算出したΔ
CRA1、ΔCRB1、ΔCLA1、ΔCLB1、ΔC
RA2、ΔCRB2、ΔCLA2、ΔCLB2をそれぞ
れ加えてから、ステップS501の1次コントラスト評
価にもどる。
【0056】なお図6Bに示すΔCRA1、ΔCRB1
は、右測距視野長拡大部の二つの被写体像から得られる
1次コントラストであり、ΔCLA1、ΔCLB1は、
左測距視野長拡大部の二つの被写体像から得られる1次
コントラスト、ΔCRA2、ΔCRB2は、右測距視野
拡大部の二つの被写体像から得られる2次コントラスト
であり、ΔCLA2、ΔCLB2は、左測距視野拡大部
の二つの被写体像から得られる2次コントラストであ
る。
【0057】右測距視野拡大部におけるセンサ画素数を
ΔNR、右測距視野長拡大部におけるi番目のセンサ画
素からの出力をAR(i)、BR(i)とし、左測距視野拡
大部におけるセンサ画素数をΔNL、左測距視野拡大部
におけるi番目のセンサ画素からの出力をAL(i)、B
L(i)とすると、左右拡大部の1次コントラスト、2次
コントラストΔCRA1、ΔCRB1、ΔCLA1、Δ
CLB1、ΔCRA2、ΔCRB2、ΔCLA2、ΔC
LB2は、図6Bの(11)〜(16)式で求めること
ができる。
【0058】なお特開昭63-18314号公報で提案
されている方式では、測距視野長を変える前に相関演算
処理を行ない、そこから得られるデフォーカス量に基づ
いて測距視野長を決めている。しかしこの方法では、相
関演算処理は演算負荷が大きく、測距視野長決定に時間
がかかる恐れがある。
【0059】しかし本実施形態では、特開昭63-18
314号公報で提案されているような演算負荷が大きい
演算をする必要がなく、上記説明したような少ない演算
で効率的に測距視野の拡大が行えるのが特徴である。
【0060】[初期測距視野コントラスト評価の詳細:
図7]次に、図7を用いて、図6AのステップS401
に示す初期測距視野コントラスト評価サブルーチンの動
作について説明する。
【0061】まず、初期測距視野コントラスト評価が実
行されると、ステップS402に進み、デジタルスチル
カメラ1のCPU20は、図3の初期測距視野33で、
図6Bに示す1次コントラストCcA1、CcB1と2
次コントラストCcA2、CcB2を算出する。なお初
期測距視野33におけるセンサ画素数をN、初期測距視
野33におけるi番目のセンサ画素からの出力をA
(i)、B(i)とすると、初期測距視野33における1次
コントラストCcA1、CcB1、2次コントラストC
cA2、CcB2は、図6Bの(17)〜(20)式で
求めることができる。
【0062】次に、ステップS403〜ステップS40
6において、CcA1、 CcB1が共に初期測距視野
1次コントラスト閾値CC1thより大きく、かつ2次
コントラストCcA2、CcB2が共に初期測距視野2
次コントラスト閾値CC2thより大きい場合には、ス
テップS407に進み、初期測距視野コントラスト評価
フラッグCJ0に「1」を返してからステップS408
に進み、相関演算可能判定サブリーチンへリターンす
る。
【0063】ここで初期測距視野コントラスト評価フラ
ッグCJ0=1(相関演算可能)の場合には初期測距視
野コントラストが相関演算処理可能なほど得られている
ことを意味し、初期測距視野コントラスト評価フラッグ
CJ0=0(相関演算不可能)の場合には初期測距視野
コントラストが相関演算処理可能なほど得られていない
ことを意味する。
【0064】一方、ステップS403〜ステップS40
6において、1次コントラストCcA1、 CcB1の
どちらかが初期測距視野1次コントラスト閾値CC1t
h以下である場合、あるいは2次コントラスト CcA
2、 CcB2のどちらかが初期測距視野2次コントラ
スト閾値CC2th以下である場合には、ステップS4
09に進み、初期測距視野コントラスト評価フラッグC
J0に「0」を返してからステップS408に進み 、
相関演算可能判定サブルーチンへリターンする。
【0065】[1次コントラストの詳細:図8]次に、
図8を用いて、図6AのステップS501に示す1次コ
ントラスト評価サブルーチンの動作について説明する。
【0066】まず1次コントラスト評価が実行される
と、ステップS502およびステップS503におい
て、右測距視野内における二つの被写体像の1次コント
ラストCRA1、CRB1が共に1次コントラスト閾値
C1thより大きいと判断した場合にはステップS50
4に進み、1次コントラスト評価フラッグCJ1に
「1」を返してからステップS505に進み、相関演算
可能判定サブルーチンへリターンする。
【0067】一方、ステップS502およびステップS
503において、右測距視野内における二つの被写体像
の1次コントラストCRA1、CRB1のどちらかが1
次コントラスト閾値C1th以下の場合には、ステップ
S506に進む。
【0068】ステップS506およびステップS507
において、左測距視野内における二つの被写体像の1次
コントラストCLA1、CLB1が共に1次コントラス
ト閾値C1thより大きい場合には、ステップS504
に進み、1次コントラスト評価フラッグCJ1に「1」
を返してから、ステップS505に進み、相関演算可能
判定サブルーチンへリターンする。
【0069】またステップS502およびステップS5
03において、右測距視野内における二つの被写体像の
1次コントラストCRA1、CRB1のどちらかが1次
コントラスト閾値C1th以下の場合には、ステップS
506〜ステップS507に進み、1次コントラスト評
価フラッグCJ1に「0」を返してから、ステップS5
05に進み、相関演算可能判定サブルーチンへリターン
する。
【0070】上記説明したように左右別々にコントラス
ト評価することにより、下記に示す従来の問題を解決す
ることができる。すなわち、従来は、図17に示すよう
に、初期測距視野33が測距視野36まで拡大される
と、測距視野36は相関演算を行えるまで十分に拡大さ
れた視野ではないにもかかわらず、測距視野36におい
て二つの被写体像31a、31bの異なるエッジ37
a、37bによるコントラストを検出してしまった。
【0071】そのため、測距視野36では位相差(像ず
れ量)を得るのに十分なコントラストがないにもかかわ
らず位相差(像ずれ量)を得るのに十分なコントラスト
があるとしてしまう問題が生じていた。しかし、上記説
明した左右別々のコントラスト評価を行うことにより、
測距視野36を位相差(像ずれ量)を得るのに適切な範
囲まで拡大してから二つの被写体像31a、31bの適
切なエッジを検出することができるようになったため適
切なコントラストが評価でき、従来の問題を防ぐことが
できる。
【0072】[2次コントラスト評価の詳細:図9]次
に、図9を用いて、図6AのステップS601に示す1
次コントラスト評価サブルーチンの動作について説明す
る。
【0073】まず2次コントラスト評価が実行されると
ステップS602およびステップS603において、デ
ジタルスチルカメラ1のCPU20は、右測距視野内に
おける二つの被写体像の2次コントラストCRA2、C
RB2が共に2次コントラスト閾値C2thより大きい
と判断した場合には、ステップS604に進み、2次コ
ントラスト評価フラッグCJ2に「1」を返してからス
テップS605に進み、相関演算可能判定サブルーチン
へリターンする。
【0074】一方、ステップS602およびステップS
603において、右測距視野内における二つの被写体像
の2次コントラストCRA2、CRB2のどちらかが2
次コントラスト閾値C2th以下と判断した場合には、
ステップS606に進む。
【0075】ステップS606およびステップS607
において、CPU20は左測距視野内における二つの被
写体像の2次コントラストCLA2、CLB2が共に2
次コントラスト閾値C2thより大きいと判断した場合
には、ステップS604に進み、2次コントラスト評価
フラッグCJ2に「1」を返してからステップS605
に進み、相関演算可能判定サブルーチンへリターンす
る。
【0076】一方、ステップS606およびステップS
607において、CPU20は左測距視野内における二
つの被写体像の2次コントラストCLA2、CLB2の
どちらかが2次コントラスト閾値C2th以下と判断し
た場合には、ステップS608に進み、2次コントラス
ト評価フラッグCJ2に「0」を返してからステップS
605に進み、相関演算可能判定サブルーチンへリター
ンする。
【0077】このように左右別々にコントラスト評価す
ることにより、図17に示すように測距視野36が相関
演算を行えるまで拡大されていないにもかかわらず二つ
の被写体像31a、31bの異なるエッジ37a、37
bによるコントラストを検出して位相差(像ずれ量)を
得るのに十分なコントラストがあると誤認してしまう問
題を防ぐことができる。
【0078】[低コントラスト被写体像の焦点調節の概
要:図4、図5、図6A]次に、図3に示すような低コ
ントラスト被写体を測距した場合の図4のステップS2
01における焦点調節サブルーチンの動作について説明
する。
【0079】図4のステップS201の焦点調節サブル
ーチン実行されると、図5のステップS301の相関演
算可能判定サブルーチンが実行される。相関演算可能判
定サブルーチンが実行されると、図6AのステップS4
01の初期測距視野コントラスト評価サブルーチンが実
行され、図3の初期測距視野33の範囲内で1次コント
ラストCcA1、CcB1と2次コントラストCcA
2、CcB2が算出される。
【0080】しかしながら、図3の初期測距視野33で
は1次コントラストCcA1が1次コントラスト閾値C
C1th以下であるため(ステップS403)、初期測距
視野コントラスト評価フラッグCJ0に「0」を返し
(ステップS409) 、相関演算可能判定サブルーチン
へリターンする(ステップS408)。
【0081】次に、初期測距視野コントラスト評価フラ
ッグCJ0が「0」であるので(ステップS302)、左右
測距視野36R、36Lで1次コントラストCRA1、
CRB1、CLA1、CLB1、2次コントラストCR
A2、CRB2、CLA2、CLB2を算出し(ステッ
プS303)、ループ回数Nを「0」にして(ステップS
304)、1次コントラスト評価を実行する(ステップS
501)。
【0082】次に、ループ回数Nが「0」のときの1次コ
ントラスト評価(ステップS501)では、右測距視野の
1次コントラスト CRA1と左測距視野の1次コント
ラストCLA1が共に1次コントラスト閾値C1th以
下のため(ステップS502、ステップS506)、1次
コントラスト評価フラッグCJ1に「0」を返して(ステ
ップS508)、相関演算可能判定サブルーチンへリタ
ーンする(ステップS505)。次に、1次コントラスト
評価フラッグCJ1が「0」のため(ステップS304)、
ループ回数Nを1つ増やす(ステップS309)。すると
ループ回数Nは1になり、ループ回数Nはループ回数上
限値Nmax以下であるため測距視野を拡大する(ステ
ップS312)。
【0083】次に、左右拡大部の1次コントラスト、2
次コントラストΔCRA1、ΔCRB1、ΔCLA1、
ΔCLB1、ΔCRA2、ΔCRB2、ΔCLA2、Δ
CLB2を算出し(ステップS313)、左右測距視野
36R、36Lの1次コントラスト・2次コントラスト
CRA1、CRB1、CLA1、CLB1、CRA2、
CRB2、CLA2、CLB2に加え(ステップS31
4)、1次コントラスト評価(ステップS501)に戻
る。
【0084】次に、右測距視野内における二つの被写体
像の1次コントラストCRA1、CRB1が共に1次コ
ントラスト閾値C1thより大きくなる(ステップS5
02、ステップS503)、もしくは左測距視野内にお
ける二つの被写体像の1次コントラストCLA1、CL
B1が共に1次コントラスト閾値C1thより大きくな
る場合(ステップS506、ステップS507)、1次コ
ントラスト評価フラッグCJ1が「1」になり(ステップ
S504、ステップS305)、2次コントラスト評価
を実行する(ステップS601)。
【0085】次に、2次コントラスト評価(ステップS
601)では、右測距視野内における二つの被写体像の
2次コントラストCRA2、CRB2のどちらかが2次
コントラスト閾値C2th以下であり(ステップS60
2、ステップS603)、かつ左測距視野内における二
つの被写体像の2次コントラストCLA2、CLB2の
どちらかが2次コントラスト閾値C2th以下である場
合は(ステップS606、ステップS607)、2次コン
トラスト評価フラッグCJ2に「0」を返し(ステップ
S608)、相関演算可能判定サブルーチンへリターン
する(ステップS605)。
【0086】するとCJ2が「0」のため(ステップS3
06)、ループ回数Nを1つ増やす(ステップS30
9)。ループ回数Nがループ回数上限値Nmax以下で
ある場合は測距視野を拡大する(ステップS312)。
【0087】次に、左右拡大部の1次コントラスト、2
次コントラストΔCRA1、ΔCRB1、ΔCLA1、
ΔCLB1、ΔCRA2、ΔCRB2、ΔCLA2、Δ
CLB2を算出し(ステップS313)、左右測距視野
36R、36Lの1次コントラスト、2次コントラスト
CRA1、CRB1、CLA1、CLB1、CRA2、
CRB2、CLA2、CLB2に加え(ステップS31
4)、1次コントラスト評価(ステップS501、ステッ
プS305)を経て、2次コントラスト評価(ステップS
601)に戻る。
【0088】次に、右測距視野内における二つの被写体
像の2次コントラスト CRA2、CRB2が共に2次
コントラスト閾値C2thより大きくなる(ステップS
602、ステップS603)、もしくは左測距視野内に
おける二つの被写体像の2次コントラストCLA2、C
LB2が共に2次コントラスト閾値C2thより大きく
なる場合(ステップS606、ステップS607)、2次
コントラスト評価フラッグCJ2が「1」になり(ステッ
プS604、ステップS306)、相関演算可能判定フ
ラッグPJに「1」を返して(ステップS307)、焦点調
整サブルーチンへリターンする(ステップS308)。
【0089】次に、ループ回数Nがループ回数上限値N
maxを超えた場合は(ステップS310)、相関演算可
能判定フラッグPJに「0」を返して(ステップS31
1)、焦点調整サブルーチンへリターンする(ステップ
S308)。
【0090】[低コントラスト被写体像の焦点調節の詳
細:図10A、B]上記説明した相関演算可能判定サブ
ルーチンを測距視野長拡大量と左右測距視野36R、3
6Lにおける1次コントラストの関係図10Aと、測距
視野長拡大量と左右測距視野36R、36Lにおける2
次コントラストの関係図10Bから説明する。
【0091】図10Aの(a)(b)に示す左測距視野36
Lの1次コントラストCLA1、CLB1が共に1次コ
ントラスト閾値C1thを超えたときの視野長拡大量Δ
LL1と、右測距視野36Rの1次コントラストCRA
1、CRB1が共に1次コントラスト閾値C1thを超
えたときの視野長拡大量ΔLR1のうち、小さい方ΔL
L1が1次コントラスト評価による視野長拡大量の候補
となる。
【0092】また図10Bの(a)(b)に示す左測距視野
36Lの2次コントラストCLA2、CLB2が共に2
次コントラスト閾値C2thを超えたときの視野長拡大
量ΔLL2と、右測距視野36Rの2次コントラストC
RA2、CRB2が共に2次コントラスト閾値C2th
を超えたときの視野長拡大量ΔLR2のうち、小さい方
ΔLL2が2次コントラスト評価による視野拡大量の候
補となる。
【0093】次に、前記拡大量の候補ΔLL1、ΔLL
2のうち、大きい方ΔLL2が視野長拡大量となる。初
期視野長33と前記視野長拡大量ΔLL2を足したもの
が焦点調整サブルーチンへリターンした際(ステップS
308)の測距視野36となる。
【0094】次に、相関演算可能判定フラッグPJが
「1」の場合、撮影(ステップS202)において検出され
る2つの被写体像を用いて相関演算を行い、各像の位相
差(像ずれ量)から撮影レンズ5のデフォーカス量が算
出される(ステップS204)。
【0095】次に、撮影レンズ5のデフォーカス量が算
出されると(ステップS204)、撮影レンズの駆動量が
算出される(ステップS205)。
【0096】次に、CPU20は撮影レンズ駆動機構2
6にレンズ駆動信号を送って、撮影レンズ5を算出され
たデフォーカス量に対応した量だけ駆動して合焦状態に
設定し(ステップS206)、メインサブルーチンへリタ
ーンする(ステップS208)。
【0097】一方、相関演算可能判定(ステップS30
1)から得られる相関演算可能判定フラッグPJが「0」
の場合(ステップS204)、CPU20はデフォーカス
量の算出が不可能であると判断し、撮影レンズ駆動機構
26にレンズ駆動信号を送って撮影レンズ5をサーチ駆
動させ(ステップS207)、メインルーチンへリターン
する(ステップS208)。
【0098】[大デフォーカス時の焦点調節の概要:図
11]次に、図11に示すような大デフォーカス時に得
られる二つの被写体像を測距した場合の焦点調節サブル
ーチン(ステップS201)の動作フローを説明する。ま
ず焦点調節サブルーチン実行されると(ステップS20
1)、相関演算可能判定サブルーチン(ステップS30
1)が実行される。
【0099】次に、相関演算可能判定サブルーチンが実
行されると(ステップS301)、初期測距視野コントラ
スト評価サブルーチン(ステップS401)が実行さ
れ、初期測距視野33の範囲内で1次コントラストCc
A1、CcB1と2次コントラストCcA2、CcB2
が算出される。
【0100】図11の初期測距視野33では1次コント
ラストCcA1が1次コントラスト閾値CC1th以下
であるため(ステップS403)、初期測距視野コントラ
スト評価フラッグCJ0に「0」を返し(ステップS4
09) 、相関演算可能判定サブルーチンへリターンする
(ステップS408)。
【0101】次に、初期測距視野コントラスト評価フラ
ッグCJ0が「0」であるので(ステップS302)、左右
測距視野36R、36Lで1次コントラストCRA1、
CRB1、CLA1、CLB1、2次コントラストCR
A2、CRB2、CLA2、CLB2を算出し(ステッ
プS303)、ループ回数Nを「0」にして(ステップS
304)、1次コントラスト評価を実行する(ステップS
501)。
【0102】次に、ループ回数Nが「0」のときの1次コ
ントラスト評価(ステップS501)では、右測距視野の
1次コントラストCRA1と左測距視野の1次コントラ
ストCLA1が共に1次コントラスト閾値C1th以下
のため(ステップS502、ステップS506)、1次コ
ントラスト評価フラッグCJ1に「0」を返して(ステッ
プS508)、相関演算可能判定サブルーチンへリター
ンする(ステップS505)。次に、1次コントラスト評
価フラッグCJ1が「0」のため(ステップS304)、ル
ープ回数Nを1つ増やす(ステップS309)。するとル
ープ回数Nは1になり、ループ回数Nはループ回数上限
値Nmax以下であるため測距視野長を拡大する(ステ
ップS312)。
【0103】次に、左右拡大部の1次コントラスト、2
次コントラストΔCRA1、ΔCRB1、ΔCLA1、
ΔCLB1、ΔCRA2、ΔCRB2、ΔCLA2、Δ
CLB2を算出し(ステップS313)、左右測距視野
36R、36Lの1次コントラスト、2次コントラスト
CRA1、CRB1、CLA1、CLB1、CRA2、
CRB2、CLA2、CLB2にそれぞれ加え(ステッ
プS314)、1次コントラスト評価(ステップS50
1)に戻る。
【0104】次に、右測距視野内における二つの被写体
像の1次コントラストCRA1、CRB1が共に1次コ
ントラスト閾値C1thより大きくなる(ステップS5
02、ステップS503)、もしくは左測距視野内にお
ける二つの被写体像の1次コントラストCLA1、CL
B1が共に1次コントラスト閾値C1thより大きくな
る場合(ステップS506、ステップS507)、1次コ
ントラスト評価フラッグCJ1が「1」になり(ステップ
S504、ステップS305)、2次コントラスト評価
を実行する(ステップS601)。
【0105】次に、2次コントラスト評価(ステップS
601)では、右測距視野内における二つの被写体像の
2次コントラストCRA2、CRB2のどちらかが2次
コントラスト閾値C2th以下であり(ステップS60
2、ステップS603)、かつ左測距視野内における二
つの被写体像の2次コントラストCLA2、CLB2の
どちらかが2次コントラスト閾値C2th以下である場
合は(ステップS606、ステップS607)、2次コン
トラスト評価フラッグCJ2に「0」を返し(ステップ
S608)、相関演算可能判定サブルーチンへリターン
する(ステップS605)。
【0106】するとCJ2が「0」のため(ステップS3
06)、ループ回数Nを1つ増やす(ステップS30
9)。ループ回数Nがループ回数上限値Nmax以下で
ある場合は測距視野長を拡大する(ステップS312)。
【0107】左右拡大部の1次コントラスト、2次コン
トラストΔCRA1、ΔCRB1、ΔCLA1、ΔCL
B1、ΔCRA2、ΔCRB2、ΔCLA2、ΔCLB
2を算出し(ステップS313)、左右測距視野36
R、36Lの1次コントラスト、2次コントラストCR
A1、CRB1、CLA1、CLB1、CRA2、CR
B2、CLA2、CLB2にそれぞれ加え(ステップS
314)、1次コントラスト評価(ステップS501、ス
テップS305)を経て、2次コントラスト評価(ステッ
プS601)に戻る。
【0108】次に、右測距視野内における二つの被写体
像の2次コントラストCRA2、CRB2が共に2次コ
ントラスト閾値C2thより大きくなる(ステップS6
02、ステップS603)、もしくは左測距視野内にお
ける二つの被写体像の2次コントラストCLA2、CL
B2が共に2次コントラスト閾値C2thより大きくな
る場合(ステップS606、ステップS607)、2次コ
ントラスト評価フラッグCJ2が「1」になり(ステップ
S604、ステップS306)、相関演算可能判定フラ
ッグPJに「1」を返して(ステップS307)、焦点調整
サブルーチンへリターンする(ステップS308)。
【0109】次に、ループ回数Nがループ回数上限値N
maxを超えた場合は(ステップS310)、相関演算可
能判定フラッグPJに「0」を返して(ステップS31
1)、焦点調整サブルーチンへリターンする(ステップ
S308)。
【0110】[大デフォーカス時の焦点調節の詳細:図
12A、B]上記説明した相関演算可能判定サブルーチ
ンを測距視野長拡大量と左右測距視野36R、36Lに
おける1次コントラストの関係図12Aと、測距視野長
拡大量と左右測距視野36R、36Lにおける2次コン
トラストの関係図12Bから説明する。
【0111】図12Aの(a)(b)に示す左測距視野36
Lの1次コントラストCLA1、CLB1が共に1次コ
ントラスト閾値C1thを超えたときの視野長拡大量Δ
LL1と、右測距視野36Rの1次コントラストCRA
1、CRB1が共に1次コントラスト閾値C1thを超
えたときの視野長拡大量ΔLR1のうち、小さい方ΔL
R1が1次コントラスト評価による視野長拡大量の候補
となる。
【0112】また図12Bの(a)(b)左測距視野36L
の2次コントラストCLA2、CLB2が共に2次コン
トラスト閾値C2thを超えたときの視野長拡大量ΔL
L2と、右測距視野36Rの2次コントラストCRA
2、CRB2が共に2次コントラスト閾値C2thを超
えたときの視野長拡大量ΔLR2のうち、小さい方ΔL
R2が2次コントラスト評価による視野拡大量の候補と
なる。
【0113】次に、前記拡大量の候補ΔLR1、ΔLR
2のうち、大きい方ΔLR1が視野長拡大量となる。
【0114】次に、初期視野長33と前記視野長拡大量
ΔLR2を足したものが焦点調整サブルーチンへリター
ンした際(ステップS308)の測距視野36となる。
【0115】次に、相関演算可能判定フラッグPJが
「1」の場合、撮影(ステップS202)において検出され
る2つの被写体像を用いて相関演算を行い、各像の位相
差(像ずれ量)から撮影レンズ5のデフォーカス量が算
出される(ステップS204)。
【0116】次に、撮影レンズ5のデフォーカス量が算
出されると(ステップS204)、撮影レンズの駆動量が
算出される(ステップS205)。
【0117】次に、CPU20は撮影レンズ駆動機構2
6にレンズ駆動信号を送って、撮影レンズ5を算出され
たデフォーカス量に対応した量だけ駆動して合焦状態に
設定し(ステップS206)、メインサブルーチンへリタ
ーンする(ステップS208)。
【0118】次に、相関演算可能判定(ステップS30
1)から得られる相関演算可能判定フラッグPJが「0」
の場合(ステップS204)、CPU20はデフォーカス
量の算出が不可能であると判断し、撮影レンズ駆動機構
26にレンズ駆動信号を送って撮影レンズ5をサーチ駆
動させ、メインルーチンへリターンする(ステップS2
08)。
【0119】以上説明したように、本実施形態の複数の
光電変換部からの信号である第一の像と第一の像とは異
なる第二の像との位相差(像ずれ量)を用いて撮影光学
系の焦点状態を検出する焦点検出装置を備える撮像装置
は、第一及び第二の像の取り込み範囲の略中心を境に取
り込み範囲を第一の取り込み範囲及び第二の取り込み範
囲に分割し、第一の取り込み範囲及び第二の取り込み範
囲において別々にコントラスト評価値を算出する。
【0120】そして、第一及び第二の取り込み範囲のど
ちらかにおいて、第一の像信号によるコントラスト評価
値と第二の像信号によるコントラスト評価値が共に所定
の閾値を超えた場合に第一の像信号と第二の像信号の相
関演算可能と判定し相関演算を行なう。さらに、第一と
第二の像信号によるコントラスト評価値のどちらかが閾
値以下の場合には相関演算不可能と判定して取り込み範
囲を拡大し、相関演算可能か否かの判定結果が可能とな
るまで取り込み範囲の拡大と相関演算可能か否かの判定
を繰り返し行う。
【0121】そして、相関演算可能な場合に、各像の位
相差(像ずれ量)から撮影レンズのデフォーカス量を算
出し、このデフォーカス量に基づいて撮影レンズの駆動
量を算出し、撮影レンズ駆動機構を用いて撮影レンズを
駆動量だけ駆動して合焦状態に設定する。
【0122】このようにして、従来困難であった低コン
トラストの被写体に対する焦点検出や大デフォーカス時
での焦点検出においても、少ない計算量で効率的に取り
込み範囲を決定し、焦点検出を行うことが可能である。
【0123】なお上記説明した焦点検出を行う方法は一
例であり、像ずれ量に基づいて焦点検出を行う方法であ
れば他の公知の方法を用いても良い。
【0124】
【他の実施形態】なお本発明の目的は、前述した実施形
態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを
記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムある
いは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピ
ュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納され
たプログラムコードを読み出し実行することによって
も、達成されることは言うまでもない。
【0125】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
は本発明を構成することになる。また、コンピュータが
読み出したプログラムコードを実行することにより、前
述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプ
ログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働
しているオペレーティングシステム(OS)などが実際
の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述
した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは
言うまでもない。
【0126】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【0127】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した(図4〜9に示す)フロ
ーチャートに対応するプログラムコードが格納されるこ
とになる。
【0128】また、以上の実施の形態においては、最初
のコントラスト判定では、被写体像の取り込み範囲を分
けていないが、最初のコントラスト判定からこの被写体
像の取り込み範囲を分けて行うようにしてもよい。
【0129】また、以上の実施の形態においては、コン
トラスト判定のための被写体像の取り込み範囲を該取り
込み範囲の略中心を境に2分割しているが、これは、取
り込み範囲の略中心でなくとも、また、2分割でなくて
も本発明は適用できるものである。
【0130】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コントラストの被写体や大デフォーカス状態であって
も適切に位相差検出の焦点検出を行うことができる焦点
検出装置およびそれを用いる撮像装置並びにそれらの制
御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カメラの構成図である。
【図2】撮影レンズの瞳領域を示す図である。
【図3】低コントラスト被写体像と測距視野長の拡大の
様子を示す図である。
【図4】デジタルスチルカメラの動作を説明するフロー
チャートである。
【図5】焦点調節サブルーチンの動作を説明するフロー
チャートである。
【図6A】相関演算可能判定サブルーチンの動作を説明
するフローチャートである。
【図6B】1次コントラストおよび2次コントラストの
評価式をまとめた図である。
【図7】初期測距視野コントラスト評価サブルーチンの
動作を説明するフローチャートである。
【図8】1次コントラスト評価サブルーチンの動作を説
明するフローチャートである。
【図9】2次コントラスト評価サブルーチンの動作を説
明するフローチャートである。
【図10A】測距視野長拡大量と低コントラスト被写体
の1次コントラストの関係を説明する図である。
【図10B】測距視野長拡大量と低コントラスト被写体
の2次コントラストの関係を説明する図である。
【図11】大デフォーカス時の被写体像と測距視野長の
拡大の様子を説明する図である。
【図12A】大デフォーカス時の測距視野長拡大量と1
次コントラストの関係を説明する図である。
【図12B】大デフォーカス時の測距視野長拡大量と2
次コントラストの関係を説明する図である。
【図13】瞳分割方式の焦点検出を行う方法の原理説明
図である。
【図14】従来方式における特定光電変換セルの出力か
らの二つの被写体像を説明する図である。
【図15】低コントラストの被写体における測距視野の
例を説明する図である。
【図16】従来方式における低コントラストの被写体の
被写体像を説明する図である。
【図17】従来方式における低コントラスト被写体像の
測距視野の拡大を説明する図である。
【符号の説明】
1 カメラ 3 接眼レンズ 5 撮影レンズ 9 液晶表示素子 10 イメージセンサ 20 CPU 21 イメージセンサ制御回路 22 メモリー回路 23 インターフェイス回路 24 画像処理回路 25 液晶表示素子駆動回路 26 レンズ駆動機構 27 絞り駆動機構 30 絞り装置 31a、31b 二つの被写体像 32a、32b 二つの被写体像の同じ側のエッジ 33 初期測距視野 36 拡大された測距視野 37 測距視野拡大しない従来方式での測距視野 40 撮影レンズの瞳領域 41a、41b 撮影レンズ瞳領域におけるある領域

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体光を異なる方向から受光して得られ
    る第1像の信号と第2像の信号との間に生じる位相差に
    基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置であ
    って、 前記第1像の信号および前記第2像の信号の各取り込み
    範囲の少なくとも両側を第1取り込み範囲と第2取り込
    み範囲に分割し、前記第1取り込み範囲に含まれる前記
    第1像の信号および前記第2像の信号のコントラスト状
    態又は前記第2取り込み範囲に含まれる前記第1像の信
    号および前記第2像の信号のコントラスト状態の少なく
    ともいずれか一方のコントラスト状態に基づいて前記第
    1像の信号および前記第2像の信号により前記位相差の
    検出を行うか否かを決定する制御手段を有することを特
    徴とする焦点検出装置。
  2. 【請求項2】 前記第1取り込み範囲と第2取り込み範
    囲の分割は、前記第1像の信号および前記第2像の信号
    の各取り込み範囲の略中心を境にすることを特徴とする
    請求項1に記載の焦点検出装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記コントラスト状態
    に基づいて前記位相差の検出を行わないと決定した場合
    には、前記各取り込み範囲を増加し、前記増加した各取
    り込み範囲を用いて再度前記位相差の検出を行うか否か
    を決定することを特徴とする請求項1または請求項2に
    記載の焦点検出装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、前記第1像の信号およ
    び前記第2像の信号のコントラスト状態が共に所定の閾
    値を超えた場合に前記位相差の検出を行うことを特徴と
    する請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の焦点
    検出装置。
  5. 【請求項5】 前記制御手段は、前記位相差の検出を行
    うことを決定した場合に前記第1像の信号および前記第
    2像の信号の相関演算を行うことを特徴とする請求項1
    乃至請求項4のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
  6. 【請求項6】 前記制御手段は、前記第1像の信号およ
    び前記第2像の信号における各隣接画素間の絶対値和で
    ある1次コントラストと、前記第1像の信号および前記
    第2像の信号における各隣接画素間の2乗和である2次
    コントラストとに基づいて前記位相差の検出を行うか否
    かを決定することを特徴とする請求項1乃至請求項5の
    いずれか1項に記載の焦点検出装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に
    記載された焦点検出装置を備えたことを特徴とする撮像
    装置。
  8. 【請求項8】 物体光を異なる方向から受光して得られ
    る第1像の信号と第2像の信号との間に生じる位相差に
    基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置の制
    御方法であって、 前記第1像の信号および前記第2像の信号の各取り込み
    範囲の少なくとも両側を第1取り込み範囲と第2取り込
    み範囲に分割し、前記第1取り込み範囲に含まれる前記
    第1像の信号および前記第2像の信号のコントラスト状
    態又は前記第2取り込み範囲に含まれる前記第1像の信
    号および前記第2像の信号のコントラスト状態の少なく
    ともいずれか一方のコントラスト状態に基づいて前記第
    1像の信号および前記第2像の信号により前記位相差の
    検出を行うか否かを決定する制御工程を有することを特
    徴とする焦点検出装置の制御方法。
  9. 【請求項9】 物体光を異なる方向から受光して得られ
    る第1像の信号と第2像の信号との間に生じる位相差に
    基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置を制
    御する制御プログラムであって、 前記第1像の信号および前記第2像の信号の各取り込み
    範囲の少なくとも両側を第1取り込み範囲と第2取り込
    み範囲に分割し、前記第1取り込み範囲に含まれる前記
    第1像の信号および前記第2像の信号のコントラスト状
    態又は前記第2取り込み範囲に含まれる前記第1像の信
    号および前記第2像の信号のコントラスト状態の少なく
    ともいずれか一方のコントラスト状態に基づいて前記第
    1像の信号および前記第2像の信号により前記位相差の
    検出を行うか否かを決定する制御工程のコードを有する
    ことを特徴とする焦点検出装置を制御する制御プログラ
    ム。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の制御プログラムを格
    納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007052072A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Canon Inc 焦点検出装置、光学機器および焦点検出方法
EP3015892A4 (en) * 2013-06-26 2017-01-25 Olympus Corporation Image pickup device and image pickup method

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