JP2010204181A - 焦点検出装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像までに要する時間を短縮すること。
【解決手段】焦点検出装置であって、光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、光学系による像のうちの特定の対象の像を繰り返し認識する認識部と、認識部によって特定の対象の像の認識を開始したか否かに応じて焦点検出部の制御を異ならせて焦点状態を検出させる制御部とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置における焦点を検出する焦点検出装置、及び焦点検出装置を備える撮像装置に関する。

近年、オートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）技術と被写体追尾技術とを組み合わせた技術が提案されている。この技術を採用した撮像装置は、特定の対象に対してオートフォーカスを行ってから特定の対象の像を追尾し、撮像前に再度オートフォーカスを行うことによって、追尾していた特定の対象の像に焦点を合わせる（特許文献１参照）。

特開２００８−２９２８９４号公報

しかしながら、特に追尾後のオートフォーカス処理に要する時間のために、撮像までに時間がかかってしまうという問題があった。上記事情に鑑み、本発明は、撮像までに要する時間を短縮することを可能とする焦点検出装置及び撮像装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、焦点検出装置であって、光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記光学系による像のうちの特定の対象の像を繰り返し認識する認識部と、前記認識部によって前記特定の対象の像の認識を開始したか否かに応じて前記焦点検出部の制御を異ならせて前記焦点状態を検出させる制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の焦点検出装置において、前記焦点検出部は、前記光学系の焦点調節状態を変更しながら前記光学系による像のコントラストに関する焦点評価値を前記光学系の焦点調節状態に対応付けて検出することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の焦点検出装置において、前記制御部は、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始していない第１状態では、前記光学系の焦点調節状態を所定の第１焦点調節範囲で変更しながら前記焦点評価値を検出し、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始した第２状態では、前記第１焦点調節範囲とは無関係に設定された第２焦点調節範囲で前記焦点評価値を検出することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の焦点検出装置において、前記焦点検出部は、前記認識部による前記特定の対象の像が認識された後は、該特定の対象の像に対して前記焦点状態を検出し、前記制御部は、前記特定の対象の像に対して検出された前記焦点状態に基づいて前記第２焦点調節範囲を設定することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の焦点検出装置において、前記焦点検出部は、前記光学系を通過する一対の光束の像に基づいて前記光学系による前記特定の対象の像が結像する像面のずれ量を検出可能であり、前記制御部は、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始していない第１状態では、前記像面のずれ量を検出し、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始した第２状態では、前記焦点評価値を検出することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の焦点検出装置において、前記制御部は、前記焦点検出部が前記第２状態において前記焦点評価値を検出する際には、前記光学系をウォブリング駆動するよう制御することを特徴とする。

本発明の一態様は、撮像装置であって、上記の焦点検出装置と、前記光学系による像を撮像する撮像部と、を備える。

本発明の一態様は、上記の撮像装置において、前記制御部は、前記撮像部による前記像の撮像の開始に先立って、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始した後の前記焦点検出部による前記焦点状態の検出を行うことを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の撮像装置において、前記認識部による認識を実行するための第１起動手段と、前記撮像部による撮像を実行するための、前記第１起動手段とは異なる第２起動手段とを備えることを特徴とする。

本発明により、撮像までに要する時間を短縮することが可能となる。

第一実施形態における撮像装置の機能構成を表す概略ブロック図である。 操作部の構成例を表す概略ブロック図である。 ＡＦエリア設定部の処理の具体例を表す図である。 焦点検出装置の機能構成を表す概略ブロック図である。 撮像装置の動作を表すフローチャートである。 第一実施形態の焦点検出装置が行う第１焦点検出処理及び第２焦点検出処理の具体例を表すタイムチャートである。 通常サーチ範囲の具体例を表す図である。 遠距離サーチ範囲の具体例を表す図である。 近距離サーチ範囲の具体例を表す図である。 中距離サーチ範囲の具体例を表す図である。 第三実施形態の焦点検出装置が行う第１焦点検出処理及び第２焦点検出処理の具体例を表すタイムチャートである。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態における撮像装置１の機能構成を表す概略ブロック図である。図１は、撮像装置１が一眼レフレックス・デジタルスチルカメラとして構成される場合の機能構成を表すが、撮像装置１はコンパクトデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の各種撮像装置として構成されても良いし、レンズ交換式であるか否かも問われない。

撮像装置１は、レンズ鏡筒１０１、撮影光学系１０２、絞り１０３、ズームエンコーダー１０４、焦点調節レンズ位置エンコーダー１０５、クイックリターンミラー１０６、フォーカシングスクリーン１０７、ペンタプリズム１０８、接眼レンズ１０９、撮像素子１１０、サブミラー１１１、ＡＦエリア設定部１１２、制御部１１３、位相差ＡＦ装置１１４、コントラストＡＦ装置１１５、レンズ駆動用モーター１１６、測光用レンズ１１７、測光センサー１１８、焦点距離変更検出部１１９、ＭＦ割り込み検出部１２０、操作部１２１を備える。

レンズ鏡筒１０１は、撮影光学系１０２、絞り１０３、ズームエンコーダー１０４、焦点調節レンズ位置エンコーダー１０５、レンズ駆動用モーター１１６等を所定位置に保持する鏡筒である。レンズ鏡筒１０１は、撮像装置１に固定的に取り付けられて構成されても良いし、撮像装置１から取り外し可能に構成されても良い。

撮影光学系１０２（光学系１０２ａ〜光学系１０２ｄ）は、撮像対象となる被写体像を撮像素子１１０の撮像面上に結像させる。光学系１０２ａ及び光学系１０２ｄは、レンズ鏡筒１０１内に固定して設置される。光学系１０２ｂは、レンズ鏡筒１０１に設けられたズーム環がユーザーによって回転されることによって光軸方向に移動可能な焦点距離調節レンズである。光学系１０２ｃは、レンズ駆動用モーター１１６の動力によって光軸方向に移動可能な焦点調節レンズである。

絞り１０３は、撮像素子１１０に届く光の量を調整する開口絞りである。絞りの設定は、ユーザーによって手動で行われても良いし撮像装置１によって自動で行われても良い。
ズームエンコーダー１０４は、光学系１０２ｂの位置、すなわち焦点距離に関する情報を検出する。

焦点調節レンズ位置エンコーダー１０５は、光学系１０２ｃの位置を検出する。
クイックリターンミラー１０６は、露光前は図示されるように撮像素子１１０に対する入光を塞ぎ、ペンタプリズム１０８に対して光を反射する。一方、クイックリターンミラー１０６は、レリーズスイッチ２０４又はライブビュースイッチ２０５が押下されると、上方に跳ね上がることによってフォーカシングスクリーン１０７の下側に移動し、撮影光学系１０２を通過した光を撮像素子１１０に導入させる。そして、クイックリターンミラー１０６は、撮像素子１１０による撮影の完了や、ライブビュースイッチ２０５がオフになることに応じて、再び図示する位置まで下がり撮像素子１１０に対する入光を塞ぐ。また、クイックリターンミラー１０６は、中心付近がハーフミラーとして構成され、撮影光学系１０２を通過した光の一部を透過させる。

フォーカシングスクリーン１０７は、クイックリターンミラー１０６によって反射された被写体からの光による被写体像を結像する。
ペンタプリズム１０８は、フォーカシングスクリーン１０７上に結像した被写体像の光束を接眼レンズ１０９と測光用レンズ１１７に対して反射する。

接眼レンズ１０９は、ペンタプリズム１０８によって反射されたフォーカシングスクリーン１０７上の被写体像の光を透過させる。ユーザーは、接眼レンズ１０９を覗くことによって、ペンタプリズム１０８を介し、フォーカシングスクリーン１０７上に結像した被写体像を視認することができる。

撮像素子１１０は、ＣＭＯＳセンサー（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の受光素子が配列されて構成され、撮影光学系１０２を透過した被写体からの光を受光して電気信号に変換し画像データを生成する。撮像素子１１０は、赤外光をカットするための赤外カットフィルタや、画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタ等を撮像面の前面に備えても良い。

サブミラー１１１は、撮影光学系１０２及びクイックリターンミラー１０６のハーフミラー部分を経由した光を位相差ＡＦ装置１１４へ反射させる。
ＡＦエリア設定部１１２は、後述の被写体追尾処理を実行し、オートフォーカスエリア（ＡＦエリア）を設定する。ＡＦエリア設定部１１２の被写体追尾処理については後述する。

制御部１１３は、ＡＦエリア設定部１１２、位相差ＡＦ装置１１４、コントラストＡＦ装置１１５の動作を制御する。制御部１１３の制御処理については後述する。
位相差ＡＦ装置１１４は、撮像装置１のボディ底面側に設置され、位相差検出方式に基づいてオートフォーカス処理を行う。具体的には、位相差ＡＦ装置１１４は、マスク、セパレーターレンズ、ＣＣＤセンサーユニット等を備えたいわゆるオートフォーカスモジュールを用いて構成される。位相差ＡＦ装置１１４は、撮影光学系１０２の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を受光して得られる受光信号に基づいて、ＡＦエリア設定部１１２によって設定されたＡＦエリアに対するデフォーカス量を算出する。そして、位相差ＡＦ装置１１４は、算出されたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を決定し、レンズ駆動用モーター１１６を駆動する。

コントラストＡＦ装置１１５は、焦点調節レンズ１０２ｃを駆動しながら、撮像素子１１０から出力される画像データに基づいてコントラストに関する焦点評価値を焦点調節レンズ１０２ｃの位置に対応付けて算出する。そして、コントラストＡＦ装置１１５は、焦点評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として求めて、合焦位置まで焦点調節レンズ１０２ｃを移動させるようにレンズ駆動用モーター１１６を駆動する。
レンズ駆動用モーター１１６は、撮影光学系１０２の焦点調節レンズ１０２ｃを光軸方向に駆動するためのアクチュエーターであり、位相差ＡＦ装置１１４又はコントラストＡＦ装置１１５による制御に応じて駆動する。

測光用レンズ１１７は、ペンタプリズム１０８によって反射されたフォーカシングスクリーン１０７上の被写体像の光を測光センサー１１８上に結像する。
測光センサー１１８は、ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ等の複数の受光素子が配列されて構成され、測光用レンズ１１７を透過した光を受光して像の明るさを測定し、シャッタースピードや絞り値を決定する。

焦点距離変更検出部１１９は、ズームエンコーダー１０４からの出力に変化があった場合、すなわち焦点距離が変更された場合に、変更後の焦点距離に関する情報を制御部１１３に出力する。

操作部１２１は、撮像装置１をユーザーが操作するための各種のスイッチやボタン等を有する。図２は、操作部１２１の構成例を表す概略ブロック図である。操作部１２１は、位相差ＡＦスイッチ２０１、コントラストＡＦスイッチ２０２、シーンモード切替スイッチ２０３、レリーズスイッチ２０４、ライブビュースイッチ２０５、被写体追尾スイッチ２０６を備える。

位相差ＡＦスイッチ２０１がユーザーによってオンにされると、クイックリターンミラー１０６が下がった状態で、位相差ＡＦ装置１１４は位相差検出方式に基づいたオートフォーカス（以下、「位相差オートフォーカス」という）を実行する。
後述のライブビュー状態の時などにコントラストＡＦスイッチ２０２がユーザーによってオンにされると、クイックリターンミラー１０６を光路から退避した状態で、コントラストＡＦ装置１１５はコントラスト検出方式に基づいたオートフォーカス（以下、「コントラストオートフォーカス」という）を実行する。

シーンモード切替スイッチ２０３は、ユーザーが複数のシーンモードの中から一つを選択して設定するためのスイッチである。シーンモードが切り替えられることにより、撮像装置１は、撮影された画像に対して行う画像処理の内容やシャッタースピードや絞り値等の設定を変更する。シーンモードの具体例には、オートモード、風景モード、夜景モード、ポートレートモード、クローズアップモードがある。オートモードとは、殆どの被写体や撮影シーンで平均的に使用できるモードである。風景モードとは、風景の撮影に最適化されたモードである。夜景モードとは、夜景の撮影に最適化されたモードである。ポートレートモードとは、人物ポートレートの撮影に最適化されたモードである。クローズアップモードとは、マクロ撮影に最適化されたモードである。シーンモードは、上記したもの以外にも設定されても良い。

レリーズスイッチ２０４がユーザーによってオンされると、クイックリターンミラー１０６が下方に位置する場合には上方に移動し、撮像素子１１０によって撮影が行われる。
ライブビュースイッチ２０５がユーザーによってオンにされると、撮像装置１はライブビューモードとなる。ライブビューモードでは、クイックリターンミラー１０６は上方に移動した状態で止まり、撮像素子１１０は連続的に画像データ（以下「ライブビューデータ」という）を出力する。
被写体追尾スイッチ２０６がユーザーによってオンにされると、ＡＦエリア設定部１１２は被写体追尾処理を開始する。

図３は、ＡＦエリア設定部１１２の処理の具体例を表す図である。具体的には、ＡＦエリア設定部１１２は、注目被写体（特定の対象）が未設定の場合（図３Ａの場合）には、画面の中央部の所定の領域をＡＦエリアとして設定する。このとき、被写体追尾スイッチ２０６がオンとなっている場合には、ＡＦエリア設定部１１２は、ＡＦエリアとして設定された中央部の所定の領域内の像を注目被写体として設定する。一方、被写体追尾スイッチ２０６がオンとなって注目被写体が設定されている場合（図３Ｂの場合）には、ＡＦエリア設定部１１２は、設定された注目被写体の像をライブビューデータの画像内で繰り返し認識し（追尾し）、注目被写体の像が位置する所定の大きさの領域をＡＦエリアとして設定する（被写体追尾処理）。例えば、ＡＦエリア設定部１１２は、注目被写体の像をパターン画像として記憶し、パターンマッチング処理によって注目被写体の像を繰り返し認識することによって追尾を行う。

図４は、ＡＦエリア設定部１１２、制御部１１３、位相差ＡＦ装置１１４、コントラストＡＦ装置１１５の構成を詳細に表す図である。以下、ＡＦエリア設定部１１２、制御部１１３、位相差ＡＦ装置１１４、コントラストＡＦ装置１１５をまとめて焦点検出装置という。

次に、図４を用いてコントラストＡＦ装置１１５について説明する。コントラストＡＦ装置１１５は、焦点評価値算出部３０１、レンズ駆動部３０２を備える。
焦点評価値算出部３０１は、撮像素子１１０から出力されるライブビューデータを入力し、ＡＦエリア設定部１１２によって設定されたＡＦエリアのコントラストに関する焦点評価値をレンズ位置（焦点調節状態）に対応づけて算出する。例えば、焦点評価値算出部３０１は、ライブビューデータの画像に高周波成分強調フィルタ処理を施しその結果を積算することによって焦点評価値を算出する。

レンズ駆動部３０２は、焦点調節レンズ１０２ｃを駆動しながら焦点評価値算出部３０１によって算出された焦点評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として求めて、合焦位置へ焦点調節レンズ１０２ｃを駆動する。

図５は、ライブビューモード中の撮像装置１の動作を表すフローチャートである。以下、図５を用いて撮像装置１の動作について説明する。まず、制御部１１３が、被写体追尾スイッチ２０６がオンになっているか否か判定する（ステップＳ１０１）。被写体追尾スイッチ２０６がオフの場合（ステップＳ１０１−ＮＯ）、制御部１１３は被写体追尾スイッチ２０６がオンになるまで繰り返し判定を行う。

被写体追尾スイッチ２０６がオンになっている場合（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、制御部１１３は、第１焦点検出処理によって焦点検出を行うように焦点検出装置（ＡＦエリア設定部１１２、コントラストＡＦ装置１１５）を制御する（ステップＳ１０２）。次に、制御部１１３による制御にしたがってＡＦエリア設定部１１２が被写体追尾処理を開始する（ステップＳ１０３）。

次に、制御部１１３が、レリーズスイッチ２０４が押下されたか否か判定する（ステップＳ１０４）。レリーズスイッチ２０４が押下されていない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、制御部１１３は、レリーズスイッチ２０４が押下されるまで繰り返しこの判定を行い、その間ＡＦエリア設定部１１２は被写体追尾処理を継続して実行する。レリーズスイッチ２０４が押下されると（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、制御部１１３は第２焦点検出処理によって焦点検出を行うように焦点検出装置を制御する（ステップＳ１０５）。そして、第２焦点検出処理の後に焦点調節レンズ１０２ｃの駆動が完了すると、クイックリターンミラー１０６が上方に跳ね上がり撮像素子１１０が撮影を行う（ステップＳ１０６）。

図６は、撮像装置１の焦点検出装置が行う第１焦点検出処理及び第２焦点検出処理の具体例を表すタイムチャートである。図６において、横軸は時間を表し、左側から右側へ時間が進行する。また、縦軸はレンズの位置を表し、下方の破線が至近端に焦点を合わせる場合のレンズ位置を表し、上方の破線が無限端に焦点を合わせる場合のレンズ位置を表す。

第１焦点検出処理では、焦点検出装置は制御部１１３の制御に従って以下のように動作する。レンズ駆動部３０２は、まず初期駆動として焦点調節レンズ１０２ｃを所定の初期位置（図６では無限端のレンズ位置）まで移動させ、探索駆動として初期位置から所定の幅の間（第１焦点調節範囲）で焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。焦点評価値算出部は、探索駆動が行われている間繰り返し焦点評価値を算出し、各焦点評価値に基づいて合焦位置（第１合焦位置）を求める。このとき、レンズ駆動部３０２は、焦点調節レンズ１０２ｃを駆動している最中に合焦位置を求めることができた場合には、まだ第１焦点調節範囲の全範囲にわたって焦点調節レンズ１０２ｃを駆動していない場合であっても、その時点で探索駆動を終了しても良い。そして、レンズ駆動部３０２が合焦駆動として、第１合焦位置まで焦点調節レンズ１０２ｃを移動させ、第１焦点検出処理が終了する。なお、第１焦点検出処理において検出された合焦位置と第２焦点検出処理において検出された合焦位置とを区別するため、それぞれ「第１合焦位置」、「第２合焦位置」という。

第１焦点検出処理が終了すると、制御部１１３は、ＡＦエリア設定部１１２に対し被写体追尾処理を開始させ、ＡＦエリア設定部１１２は第２焦点検出処理が開始されるまで被写体追尾処理を継続する。

第２焦点検出処理では、制御部１１３は、第１合焦位置に基づいて探索駆動の初期位置を決定し、レンズ駆動部３０２は初期駆動として焦点調節レンズ１０２ｃを初期位置まで移動させる。例えば、制御部１１３は、図６に図示されるように第１合焦位置から所定幅だけ至近端にレンズ位置を近づけた位置を初期位置として決定しても良い。また、制御部１１３は、第１合焦位置を所定位置として決定しても良いし、第１合焦位置から所定幅だけ無限端にレンズ位置を近づけた位置を初期位置として決定しても良い。

次に、レンズ駆動部３０２は、探索駆動として初期位置から所定の幅の間（第２焦点調節範囲）で焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。第２焦点調節範囲は、第１焦点調節範囲とは無関係に設定される範囲であり、例えば第１合焦位置を中心とした所定の幅の間の範囲として制御部１１３によって設定される。焦点評価値算出部３０１は、探索駆動が行われている間繰り返し焦点評価値を算出する。レンズ駆動部３０２は、探索駆動が行われている間に算出された各焦点評価値に基づいて、焦点調節レンズ１０２ｃを駆動する合焦位置（第２合焦位置）を求める。このとき、レンズ駆動部３０２は、焦点調節レンズ１０２ｃを駆動している最中に合焦位置を求めることができた場合には、まだ第２焦点調節範囲の全範囲にわたって焦点調節レンズ１０２ｃを駆動していない場合であっても、その時点で探索駆動を終了しても良い。そして、レンズ駆動部３０２が合焦駆動として、第２合焦位置まで焦点調節レンズ１０２ｃを移動させ、第２焦点検出処理が終了する。

このように構成された撮像装置１の焦点検出装置によれば、被写体追尾処理が開始される前に行われる焦点検出処理（第１焦点検出処理）と、被写体追尾処理が開始された後に行われる焦点検出処理（第２焦点検出処理）とで、制御部１１３は異なる制御を行う。具体的には、第１焦点検出処理では所定の初期位置を一端とする第１焦点調節範囲において探索駆動が行われるのに対し、第２焦点検出処理では第１合焦位置に基づいて設定される第２焦点調節範囲において探索駆動が行われる。第１合焦位置は追尾対象となっている被写体に対して焦点を合わせるためのレンズ位置であるため、この第１合焦位置に基づいて設定された第２焦点調節範囲において探索駆動が行われる第２焦点検出処理では、第１合焦位置に基づくことなく探索駆動が行われる場合に比べて、より早く合焦位置を検出することが可能となる。すなわち、追尾後の焦点検出処理に要する時間を短縮させ、撮像までに要する時間を短縮することが可能となる。

＜変形例＞
コントラストＡＦスイッチ２０２は、レリーズスイッチ２０４と同一のボタンとして構成されても良い。このように構成された場合、撮像装置１はレリーズスイッチ２０４が半押し状態となった際にコントラストＡＦスイッチ２０２が押下されたのと同じように動作する。また、被写体追尾スイッチ２０６は、レリーズスイッチ２０４と同一のボタンとして構成されても良い。このように構成された場合、撮像装置１はレリーズスイッチ２０４が半押し状態となった際に被写体追尾スイッチ２０６が押下されたのと同じように動作する。また、コントラストＡＦスイッチ２０２と被写体追尾スイッチ２０６とが同一のボタンとして構成されても良い。このように構成された場合、撮像装置１は、このボタンがオンになった際に、コントラストＡＦスイッチ２０２及び被写体追尾スイッチ２０６がオンになったものとして動作する。

また、ＡＦエリア設定部１１２は、ライブビューデータの画像を用いて被写体追尾を行うのではなく、測光センサー１１８によって受光された画像を用いて被写体追尾を行うように構成されても良い。このように構成されることにより、ＡＦエリア設定部１１２は、ライブビューモードに設定されていない場合であっても、すなわちクイックリターンミラー１０６が下がった状態で位相差オートフォーカスが実行されている場合であっても、被写体追尾を行うことが可能となる。
また、制御部１１３は、第１焦点検出処理では位相差ＡＦ装置１１４によって位相差オートフォーカスを実行し、第２焦点検出処理を上述したように第２焦点調節範囲でコントラストオートフォーカスを実行するように構成されても良い。

［第二実施形態］
第二実施形態の撮像装置１では、制御部１１３がシーンモード切替スイッチ２０３によって設定されているシーンモードに応じて第１焦点調節範囲を決定する点で第一実施形態の撮像装置１と異なる。以下、第二実施形態の撮像装置１について、第一実施形態の撮像装置１と異なる点を説明する。

第二実施形態における制御部１１３は、シーンモードがオートモードである場合には第１焦点調節範囲として通常サーチ範囲を設定し、シーンモードが風景モード又は夜景モードである場合には第１焦点調節範囲として遠距離サーチ範囲を設定し、シーンモードがポートレートモードである場合には第１焦点調節範囲として中距離サーチ範囲を設定し、シーンモードがクローズアップモードである場合には第１焦点調節範囲として近距離サーチ範囲を設定する。

図７は、通常サーチ範囲の具体例を表す図である。通常サーチ範囲は、被写体追尾スイッチ２０６がオンとなった時点のレンズ位置（事前位置）に基づいて設定される。例えば、制御部１１３は、事前位置を中心とした第１探索幅の区間を通常サーチ範囲として設定する。

図８は、遠距離サーチ範囲の具体例を表す図である。遠距離サーチ範囲は無限端から所定幅の範囲に設定され、このときの初期位置は無限端の位置に設定される。

図９は、近距離サーチ範囲の具体例を表す図である。近距離サーチ範囲は至近端から所定幅の範囲に設定され、このときの初期位置は至近端の位置に設定される。

図１０は、中距離サーチ範囲の具体例を表す図である。中距離サーチ範囲は、所定距離の位置に基づいて設定される。例えば、制御部１１３は、所定距離の位置を中心とした所定幅の区間を中距離サーチ範囲として設定する。このとき、制御部１１３は、撮影倍率が１／４０〜１／５０となる付近を中距離サーチ範囲として設定し、焦点距離に応じて所定距離を変更するように構成されても良い。具体的には、制御部１１３は、焦点距離に比例させて所定距離を変更する。

このように構成された第二実施形態の撮像装置１の焦点検出装置によれば、シーンモードに応じて最適な第１焦点調節範囲が設定されるため、第１焦点検出処理における第１合焦位置の検出をより高速に行い合焦時間を短くすることが可能となる。例えば、シーンモードが風景モード又は夜景モードに設定されている場合には、ユーザーが遠景を撮影することが多い。そのため、遠距離サーチ範囲として無限端から焦点検出処理が行われることにより、第１合焦位置の検出をより高速に行うことが可能となる。また、ポートレートモードに設定されている場合には、ユーザーが人物を撮影する可能性が高く、その場合は撮影倍率が１／４０〜１／５０であることが多いため、その撮影倍率となるレンズ位置の範囲に相当する中距離サーチ範囲において焦点検出処理が行われることにより、第１合焦位置の検出をより高速に行うことが可能となる。また、クローズアップモードに設定されている場合には、ユーザーが至近距離の被写体を撮影することが多い。そのため、近距離サーチ範囲として至近端から焦点検出処理が行われることにより、第１合焦位置の検出をより高速に行うことが可能となる。

＜変形例＞
第二実施形態における撮像装置１は、第一実施形態における撮像装置１と同様に変形して構成されても良い。

［第三実施形態］
第三実施形態の撮像装置１では、制御部１１３が第２焦点検出処理の初期駆動においてウォブリング駆動を行う点と、第２焦点調節範囲をウォブリング駆動の結果に応じて設定する点で第一実施形態の撮像装置１と異なる。以下、第三実施形態の撮像装置１について、第一実施形態の撮像装置１と異なる点を説明する。

図１１は、第三実施形態における撮像装置１の焦点検出装置が行う第１焦点検出処理及び第２焦点検出処理の具体例を表すタイムチャートである。図１１において、横軸は時間を表し、左側から右側へ時間が進行する。また、縦軸はレンズの位置を表し、下方の破線が至近端に焦点を合わせる場合のレンズ位置を表し、上方の破線が無限端に焦点を合わせる場合のレンズ位置を表す。

第三実施形態における第１焦点検出処理は第一実施形態における第１焦点検出処理と同じであるため説明を省く。第三実施形態における第２焦点検出処理では、制御部１１３は、第１合焦位置を中心とした所定幅で焦点調節レンズ１０２ｃを前後に駆動するように（ウォブリング駆動するように）コントラストＡＦ装置１１５を制御する。第三実施形態における焦点評価値算出部３０１は、ウォブリング駆動中に、焦点調節レンズ１０２ｃの位置が第１合焦位置から至近端側に移動した時点の焦点評価値と無限端側に移動した時点の焦点評価値とをそれぞれ算出する。そして、制御部１１３は、この焦点評価値に基づいて、第２合焦位置が無限端側と至近端側とのどちら側に存在するかを判定し、第２合焦位置が存在すると判定された方向に向けて第２焦点調節範囲を設定する。例えば焦点評価値が最も高いレンズ位置が合焦位置となる場合には、制御部１１３は、ウォブリング駆動中に算出された焦点評価値のうち相対的に高い焦点評価値が得られた方向に第２合焦位置が存在すると判定する。

このように構成された第三実施形態の撮像装置１の焦点検出装置によれば、第２焦点検出処理において、第２合焦位置の存在しない方向へ焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させて無駄に焦点検出処理を行ってしまうことを防止し、第２合焦位置をより高速に検出することが可能となる。

＜変形例＞
第三実施形態における撮像装置１は、第一実施形態における撮像装置１と同様に変形して構成されても良い。また、第三実施形態の焦点検出装置は、第１焦点検出処理において第二実施形態の焦点検出装置のように動作するよう構成されても良い。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…撮像装置， １０１…レンズ鏡筒， １０２…撮影光学系， １０３…絞り， １０４…ズームエンコーダー，１０５…焦点調節レンズ位置エンコーダー， １０６…クイックリターンミラー， １０７…フォーカシングスクリーン， １０８…ペンタプリズム， １０９…接眼レンズ， １１０…撮像素子， １１１…サブミラー， １１２…ＡＦエリア設定部， １１３…制御部， １１４…位相差ＡＦ装置， １１５…コントラストＡＦ装置， １１６…レンズ駆動用モーター， １１７…測光用レンズ， １１８…測光センサー， １１９…焦点距離変更検出部， １２０…ＭＦ割り込み検出部， １２１…操作部， ２０１…位相差ＡＦスイッチ， ２０２…コントラストＡＦスイッチ， ２０３…シーンモード切替スイッチ， ２０４…レリーズスイッチ， ２０５…ライブビュースイッチ， ２０６…被写体追尾スイッチ， ３０１…焦点評価値算出部， ３０２…レンズ駆動部

Claims (9)

1. 光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
   前記光学系による像のうちの特定の対象の像を繰り返し認識する認識部と、
   前記認識部によって前記特定の対象の像の認識を開始したか否かに応じて前記焦点検出部の制御を異ならせて前記焦点状態を検出させる制御部とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
2. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出部は、前記光学系の焦点調節状態を変更しながら前記光学系による像のコントラストに関する焦点評価値を前記光学系の焦点調節状態に対応付けて検出することを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項２に記載の焦点検出装置において、
   前記制御部は、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始していない第１状態では、前記光学系の焦点調節状態を所定の第１焦点調節範囲で変更しながら前記焦点評価値を検出し、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始した第２状態では、前記第１焦点調節範囲とは無関係に設定された第２焦点調節範囲で前記焦点評価値を検出することを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項３に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出部は、前記認識部による前記特定の対象の像が認識された後は、該特定の対象の像に対して前記焦点状態を検出し、
   前記制御部は、前記特定の対象の像に対して検出された前記焦点状態に基づいて前記第２焦点調節範囲を設定することを特徴とする焦点検出装置。
5. 請求項２に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出部は、前記光学系を通過する一対の光束の像に基づいて前記光学系による前記特定の対象の像が結像する像面のずれ量を検出可能であり、
   前記制御部は、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始していない第１状態では、前記像面のずれ量を検出し、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始した第２状態では、前記焦点評価値を検出することを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
   前記制御部は、前記焦点検出部が前記第２状態において前記焦点評価値を検出する際には、前記光学系をウォブリング駆動するよう制御することを特徴とする焦点検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の焦点検出装置と、
   前記光学系による像を撮像する撮像部と、
   を備える撮像装置。
8. 請求項７に記載の撮像装置において、
   前記制御部は、前記撮像部による前記像の撮像の開始に先立って、前記認識部による前記特定の対象の像の認識を開始した後の前記焦点検出部による前記焦点状態の検出を行うことを特徴とする撮像装置。
9. 請求項７または８に記載の撮像装置において、
   前記認識部による認識を実行するための第１起動手段と、
   前記撮像部による撮像を実行するための、前記第１起動手段とは異なる第２起動手段とを備えることを特徴とする撮像装置。

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