JP2010266524A

JP2010266524A - 光学機器

Info

Publication number: JP2010266524A
Application number: JP2009115544A
Authority: JP
Inventors: Minoru Uchiyama; 実内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-12
Also published as: JP5312189B2

Abstract

【課題】ＭＦ機能とＡＦ機能を備えた光学機器において、ＡＦ中、マニュアル操作でユーザが指示したフォーカス位置近傍でＡＦを行う制御方法がある。しかし、単純にマニュアル操作の後、ＡＦ動作を行っても所望のフォーカス位置に合わないことがある。また、ユーザが故意に被写体に合焦させたくない場合もある。
【解決手段】予めエリア分割されたＡＦ枠ごとに焦点距離に対するＡＦ信号データを保存しておき、マニュアル操作でユーザが指示したフォーカス位置近傍で極大を迎えるＡＦエリアを自動で選択し、ＡＦする。さらに、極大を迎える被写体が存在しない場合、ＡＦ動作を停止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光学機器のフォーカシング操作において、マニュアルフォーカスリングを回転し設定することにより、自動合焦をユーザの意図を反映させるものにするカメラ、ビデオカメラ等の光学機器に関するものである。

オートフォーカス（ＡＦ）技術の従来例として、レンズを介して撮像素子で得られた映像信号の高周波成分の増減を検知して増加する方向に動かすコントラスト方式のＡＦ技術が知られている。しかしながら、フォーカス位置が異なる複数の被写体がある場合、ＡＦ動作は必ずしもユーザが望んだ被写体に合焦してくれるとは限らず、別の被写体に合焦してしまう可能性がある。

特許文献１では、マニュアルフォーカス（ＭＦ）動作で手に入れたコントラスト情報を利用してマニュアル操作後に自動的にＡＦに移行することで高画質な画像に耐えうる合焦を行えるものである。

特登録０２５０４４９９号

しかしながら特許文献１では、ユーザがＭＦ操作によってフォーカス位置を調整していても、それとは別途ＡＦ枠の指定を行うなど、ＭＦ操作と連動していない。

また、ユーザのもう一方の意図として、ボケを活かした画像を作るためにわざと被写体にピントの合っていない位置にフォーカス位置をおきたい場合がある。このような場合、ＡＦ操作が行われるとユーザの望むフォーカス位置で静止せず、近傍の合焦位置へと移動してしまう。

上記課題に鑑み、本発明では、ＡＦ動作中にＭＦ動作によりフォーカス位置を決め、そのフォーカス位置に基づくＡＦ動作を行うフォーカス制御ができ、さらにユーザが被写体に合焦させずに撮影を行うこともできる光学機器を提供する。

上記課題に鑑み、本発明は請求項１に記載のとおり、撮像レンズと、前記撮像レンズによって導かれた光束を取り込み、電気信号に変換する撮影手段と、前記撮影手段によって電気信号に変換された電気映像信号から得られるＡＦ信号を用いて前記撮像レンズの焦点の変更を自動的に行う自動焦点調整手段と、前記撮像レンズの焦点の変更を手動で行えるマニュアル焦点調整手段と、前記撮像レンズとは異なるレンズを用いて被写体距離情報を取得する測距手段と、前記自動焦点調整手段と前記マニュアル焦点調整手段による焦点調整を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記自動焦点調整手段による焦点調整が設定されている状態で前記マニュアル焦点調整手段によって焦点調整がなされ、さらに前記測距手段により得られた前記被写体距離情報と前記マニュアル焦点調整手段によって指示されたフォーカス位置とを比較して、前記フォーカス位置の所定の範囲内に被写体があると判断された場合には、前記フォーカス位置の所定の範囲内で自動焦点調整手段により焦点調整を行い、前記測距手段により得られた前記被写体距離情報と前記フォーカス位置とを比較して、前記フォーカス位置の所定の範囲内に被写体がないと判断された場合には、前記フォーカス位置で自動焦点調整手段の動作を停止することを特徴とする。

本発明によれば、ＡＦ動作中にＭＦ動作によりフォーカス位置を決め、さらにその後ＡＦにより焦点調整を行うフォーカス制御において、ユーザが故意に被写体の合焦位置とは別の位置にフォーカス位置をもっていくこともできる。これによりユーザの多岐にわたる撮影状況に対応できるようになる。

実施例１におけるカメラシステムのブロック図被写体とＡＦ信号の関係図被写体とＡＦ信号とＡＦ枠の関係図実施例１のフォーカス操作に関するフローチャート図実施例２におけるカメラシステムのブロック図実施例２におけるフォーカスユニットの詳細図外測センサの原理図実施例２のフォーカス操作に関するフローチャート図

（実施例１）
図１は本実施例に利用できるカメラ、ビデオカメラ等の光学機器の一例であるレンズ交換式ビデオカメラのブロック図である。この撮影システムは大きくレンズユニット１２１とカメラユニット１２２から構成され両ユニットは電気的な接点を持ったマウント部を介して自由に着脱できるようになっている。

外部から入射された光束は、撮像レンズを含む光学系、すなわち第１レンズ１０２、ズームレンズ１０３、絞り１０４、シャッタ１０５、第３レンズ１０６、フォーカスレンズ１０７を通り、ＣＣＤ等の撮像素子１０８上で結像する。撮像素子１０８上で電気信号に変換された電気映像信号は信号処理装置１０９に送られ、信号増幅などの信号処理を経てデジタル映像信号となり、さらに色補正、ホワイトバランスなどの撮像処理が施され、記録処理装置１１０への映像出力が行われる。

また電気映像信号は信号処理装置１０９からレンズ制御データ演算装置１１７にも送られ、レンズ制御データ演算装置１１７は自動露光、自動焦点、動きベクトルなどのためのレンズ制御に必要な信号（ＡＥ信号、ＡＦ信号、ベクトル信号）を生成する。ＡＥ信号は輝度信号について１画面分もしくは、特定領域分を積分し、その輝度が適正露出状態からどれだけ離れているかを評価する評価値データを作成することで作られる。ＡＦ信号は輝度信号を複数の特定領域分をレンズ制御データ演算装置１１７内のハイパスフィルターによって摘出された高周波成分の量を積分した１つもしくは複数の高周波信号積分値を利用することによって生成される。ベクトル信号は１画面分もしくは、複数の特定領域分について、１つ前の過去の画像と比較してそれぞれの画面内の被写体がどこに移動したかを計算し、その中で画面全体の移動と判断される動き量を判断し、そのベクトルを生成したものである。ベクトル信号は振れ補正に利用され、また、急激なベクトル信号の変化によって、外部からの振れではなくパンニングが行われたと判断するための情報としても利用される。このようなレンズ制御データはカメラマイコン１２０に送られる。

一方カメラマイコン１２０はレンズマイコン１１９とは所定の周期で通信しあっており、カメラユニット１２２からレンズ制御データや操作情報やカメラの状態を送り、レンズユニット１２１はレンズの状態を送っている。レンズマイコン１１９は、カメラマイコン１２０から受け取った各種レンズ制御データや、レンズユニットにあるＡＦのオン／オフを切り替えるＡＦスイッチ１１８や、フォーカス操作ユニット１０１の操作情報を元に各種部位を動かしている。

フォーカスレンズ１０７はフォーカスレンズ駆動装置１１６、シャッタはシャッタ駆動装置１１５、絞り１０４は絞り駆動装置１１４、ズームレンズ１０３はズームレンズ駆動装置１１３に、それぞれレンズマイコン１１９からの指令で駆動される。フォーカスレンズ駆動装置１１６は自動的に焦点の調整が行われる自動焦点調整（ＡＦ）と外部からのユーザの操作によって手動で焦点が調整される手動焦点調整（ＭＦ）の２通りの方法でレンズマイコン１１９から指令を受ける。このＡＦとＭＦの切り換えはＡＦスイッチ１１８のオン／オフで主に行われる。ＡＦがオンになった状態でＭＦになるなど、特別な場合もあるが、それについては後述する。

外測センサ１２８（測距手段）は後述する方法によってセンサから被写体までの距離（被写体距離情報）が絶対値で分かる。この外測センサ出力を信号処理装置１０９で演算し、そのデータをカメラマイコン１２０が受け取る。さらにそのデータをレンズマイコン１１９が受け取る。

ここで被写体とＡＦ信号の関係図を、図２を用いて説明する。図２のようにカメラによって遠景に木、中景に人、近景に花がある景色を撮影した場合、撮影画面上は右側の撮影画像のようになる。そのときフォーカス位置を無限から至近まで振ったとき下図のようなＡＦ信号を出力する。ユーザが近景の花の写真を撮影したい場合でも、ＡＦを用いて撮影すると遠景や中景の木や人にあってしまう場合がある。これを防ぐために花のエリアにフォーカス位置の駆動範囲を設定することによってＡＦによって花にフォーカスを合わせることができる。

図３（ａ）は被写体とＡＦ信号とＡＦ枠の関係図である。このようにＡＦ枠をさらに複数のエリアに分けることによって、被写体に依存した各種ＡＦ信号を生成することができる。また、（ｂ）ＡＦ枠１から５６までを加算して平均を取ったＡＦ信号のフォーカス位置による全体の出力変化である。（ｃ）はＡＦ枠６〜８，１４，１５，１６，２２〜２４、（ｄ）は２０，２１，３６，３７，４４，４５、（ｅ）は３３〜３５，４１〜４３，４９〜５１までを加算して平均を取ったＡＦ信号のフォーカス位置による被写体が人であるときの出力変化である。このようにＡＦ枠を複数のエリアに分け、それらの中から適宜エリアを選択して合焦を行わせることで、複数の被写体から選択的に合焦を行うことができる。

ここで図４のフローチャートを用いて、本実施例においてレンズマイコン１１９が実行する制御の流れを説明する。図４（ａ）はメイン処理である。まずＡＦスイッチ１１８がＡＦオンの状態かオフの状態か検知する処理Ｓ４０２を行い、オフの場合は、Ｓ４０１へ移り、オンの場合はＳ４０３に移る。

次にＳ４０３ではＦリング操作があるかどうか検知し、ある場合は、Ｓ４１３に移る。ない場合は、Ｓ４０４の処理に移る。Ｓ４０５ではＡＦ合焦ＦｌａｇをＦａｌｓｅに設定し非合焦状態にし、次の処理Ｓ４０６で、操作されたＦリング操作量、速度の記憶を行う。そして次に設定されているＡＦ枠のＡＦ信号をフォーカス位置ごとに記録しておく。この記録するデータ量が多すぎる場合には、ＡＦ信号の極大極小になるフォーカス位置だけのデータでもよい。次にＳ４０７でＦリング操作位置にしたがいフォーカス移動を行う。Ｓ４０８ではＦリング操作位置が示すフォーカス位置から所定の範囲内に外測センサで被写体が発見できない場合、Ｓ４０９に移る。もし被写体が発見できる場合はＳ４１０に移る。ここで所定の範囲とは、現在のＦ値と焦点距離から計算されてる被写界深度に所定の係数をかけた値であり、所定の係数は予め決めてあっても良いし、不図示のユーザカメラ設定でユーザに自由選択させることができる。また、被写界深度を用いずに、被写体距離範囲でフォーカス位置の距離にして「±５％以内」など不図示のユーザカメラ設定で自由選択させてもよい。マニュアル操作において指示されたフォーカス位置から所定の範囲内に被写体が発見できない場合は、ユーザがわざとピントの合っていない場所にピントを合わせたいという場合が想定される。上記の「±５％以内」はその判断基準の一例であり、これによりユーザの意図を推測するという効果を奏する。Ｓ４０９ではＡＦ合焦Ｆｌａｇをオンにして合焦状態であるとすることで、後のＡＦ動作を行わないようにする。これによってわざとピントの合っていない場所へフォーカス位置を置きたいというユーザの意図を汲み取りながらＡＦ動作とＭＦ操作を両立させている。

Ｓ４１０ではＳ４０５で記憶したフォーカス位置ごとのＡＦ信号データに基づいてユーザのマニュアル操作によって指定されたフォーカス位置に適切だと思われるＡＦ枠を選択し、ＡＦ枠を変更する処理に移る。次にＳ４１１ではズーム位置やフォーカス位置、絞り状態などから被写界深度計算を行う。次にＳ４１２ではＳ４１０の被写界深度データとフォーカス操作量と速度よりＡＦ動作において、フォーカス可動範囲（Ｆ可動範囲）を設定する。このとき、被写界深度が浅くて、ユーザによりフォーカス操作の操作量が予め決められた値よりも小さい場合や速度が遅い場合、ユーザが自分の手でより詳細にフォーカス決めを行いたいと判断してＦ可動範囲を小さくする。これは、被写界深度が浅い場合で、人の顔の目と鼻のような微小な距離に合焦候補があり、例えば目にフォーカスを合わせたいにも関わらず、鼻の方のＡＦ信号レベルが高く、目にはＡＦで合焦できない場合などに効果を発揮する。Ｓ４１２の処理が終わったら、Ｓ４１３のＡＦ処理に移り、不図示の各種カメラレンズ制御処理が終わった後に次回またＳ４０２の処理に戻ることになる。

次に図４（ｂ）に示すサブルーチンであるＳ４１３のＡＦ処理について説明する。最初にＳ４１４でＡＦ合焦Ｆｌａｇの状態を判別し、合焦状態の場合は、Ｓ４２２に移り、非合焦の場合はＳ４１５に移る。Ｓ４１５ではＡＦ移動方向が分かっているかどうか判断し、分かっていない場合は、Ｓ４１８の処理に移り、分かっている場合はＳ４１６の処理に移る。

Ｓ４１６では、フォーカスレンズ１０７を撮影映像には分からない程度に微小に無限側、至近側に動かす処理を行い、どちらの方向にフォーカスのピークがあるのかどうか探る処理を行う。そして次の処理Ｓ４１７でＳ５２４の結果を受けてＡＦ移動方向を決定する。そしてＳ５１１の一連の処理を抜ける。

一方Ｓ４１８では分かっているＡＦ移動方向に向けてフォーカスレンズ１０７を大きくフォーカスが合焦する方向へ移動させる処理を行う。次にＳ４１９でＡＦ信号が極大になったかどうか判断し、極大になった場合Ｓ４２０でＡＦ合焦Ｆｌａｇを合焦状態にして、Ｓ４２１の処理に移り、極大になっていない場合にはＳ４２１でＦａｌｓｅにし、非合焦状態に設定し、次の処理Ｓ４２２に移る。Ｓ４２２ではＡＦ信号がある決められた値よりも大きく変化したかどうか計算し、もし大きく変化している場合はＳ４２５に移る。もし大きく変化していない場合はＳ４２３に移る。Ｓ４２３ではパンニング移動があったかどうか判断し、もしあった場合には４２５に移り、ない場合にはＳ４２４に移る。パンニング移動は、前記したベクトル信号から大きく移動があった場合にはカメラがパンもしくはチルド動作されたと判断してパンニング移動があったと判断する信号である。次にＳ４２４ではユーザのズーム操作によって画角が大きく変わったかどうかズームレンズ１０３の位置から判断して、大きく変わっていればＳ４２５の処理に移り、画角変わっていなければＳ４１３の一連の処理を抜ける。

Ｓ４２４ではＡＦ枠を最初の状態に戻し、Ｆ可動範囲を解除する処理を行い、次の処理Ｓ４２５に移る。Ｓ４２５ではＡＦ合焦ＦｌａｇをＦａｌｓｅに設定して、合焦状態を非合焦に設定し、Ｓ４１３の一連の処理を抜ける。

Ｓ４２２〜４２６の一連の処理は、Ｓ４１０とＳ４１２で設定されたＡＦ枠とＦ可動範囲指定をリセットする処理である。これはユーザが求める被写体が各種変化によって変化してしまい、設定されたＡＦ枠やＦ可動範囲が被写体にＡＦさせるために悪影響となってしまうからである。

本実施例ではフォーカス位置から所定の範囲内での被写体の有無の判断に外測センサを用いたが、これに限らず別途フォーカス位置に関する情報をセンシングすることが出来るものであれば、コントラスト情報を取得する素子や超音波センサなどでもよい。

以上のように、本実施例ではＡＦ動作中にＭＦ動作によりフォーカス位置を決め、さらにその後ＡＦにより焦点調整を行うことができる。これにより、ユーザが望む被写体に合焦させるときにでもより精度の高い合焦を行うことができる。さらに、ユーザが敢えて被写体に合焦させずに撮影を行いたいという場合を検知し、ＡＦ動作を停止させることで、ユーザの多岐にわたる撮影状況に対応できるようになる。

（実施例２）
図５は本実施例に利用できるレンズ交換式カメラのブロック図である。実施例１と違う部分は、フォーカスユニット５０１である。フォーカスユニット５０１は、相対ＭＦ操作部材５２３と絶対ＭＦ操作部材５２４と絶対ＭＦ操作部材のフォーカス位置を示す距離表示部材５２５とを備える。これにより絶対ＭＦ操作と相対ＭＦ操作が切り換え可能である。それらの状態を検知するセンサとして相対位置センサ５１２、結合状態検出センサ５２６、絶対位置センサ５２７がある。相対ＭＦ操作部材５２３と絶対ＭＦ操作部材５２４は、ユーザによって自由に連結できるようになっている。また相対ＭＦ操作部材５２３の操作量はＭＲＡ（磁気抵抗素子）などの素子を用いた相対位置センサ５１２で操作量を相対的に読まれる。絶対ＭＦ操作部材５２４の操作位置は可変抵抗などの素子を用いた絶対位置センサ５２７で部材の絶対位置として読み取られ、レンズマイコン１１９に送られる。相対ＭＦ操作部材５２３と絶対ＭＦ操作部材５２４の連結状態は結合状態検出センサ５２６によって検知し、レンズマイコン１１９に送られる。その他実施例１と共通する部分には同じ番号を付し、説明を省略する。

図６を参照してフォーカスユニット５０１の構成をさらに詳しく説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は相対ＭＦ操作部材５２３と絶対ＭＦ操作部材５２４が接続された状態、（ｄ）〜（ｆ）は接続を外した状態である。また（ａ）、（ｄ）が相対ＭＦ操作部材５２３を、（ｃ）、（ｆ）が絶対ＭＦ操作部材５２４を前から見た図である。

まず接続された状態では、絶対ＭＦ操作部材５２４の内側にギヤを配置し、絶対位置センサ５２７がギヤに接するように配置されている。絶対位置センサは回転型可変抵抗などを用いて実現されている。絶対ＭＦ操作部材５２４が回転操作されると絶対位置センサ５２７が回転され、操作部材の絶対位置が電気的に分かるようになっている。また絶対ＭＦ操作部材５２４の内側にメカ的なストッパ６２９が配置され、絶対位置センサ５２７の動きに制限をかけている。これによってフォーカス位置が制限され、操作部材の位置に一対一に対応した絶対値操作を達成させている。

また絶対ＭＦ操作部材５２４の外部に記載された指標と距離表示部材５２５の指標があり、それを見ると共に、端のあるフォーカスによってユーザはフォーカス位置を直感的に知ることができる。

一方相対ＭＦ操作部材５２３は絶対ＭＦ操作部材５２４と同様に内側にギヤを配置し、相対位置センサ５１２がギヤに接するように配置されている。相対位置センサには回転型ＧＭＲ（磁気抵抗素子）を用いて実現され、回転に応じて２相の概サイン波が出力され、その２相をつなぎ合わせることで相対操作量を絶対位置センサよりも高い精度で検知することができる。この２つの操作部材が連結されている場合、絶対ＭＦ操作部材５２４が駆動範囲に制限があるため相対位置センサも同様の可動制限を受けるようになる。

一方、（ｄ）〜（ｆ）のように絶対ＭＦ操作部材５２４を右側に移動させることにより取り外すことができ、相対値操作に切り換えることができる。この状態で相対ＭＦ操作部材５２３を回転させると、現在のフォーカス位置から相対的に焦点の変更を行える。このとき距離表示部材５２５の指標を隠すことでユーザに相対値操作しか出来ないことを知らせることができる。また絶対ＭＦ操作部材５２４が外されていることにより、相対ＭＦ操作部材５２３は駆動範囲に制限なくユーザによって駆動させることができる。

絶対ＭＦ操作部材の接続状態は、結合状態検出センサ５２６によって検知されており、フォトインタラプタなどを用いて絶対ＭＦ操作部材５２４のメカ的な遮光構成により状態を検知することができる。

図７は外測センサの原理図である。外測センサは、２つの撮像センサと２つの光学系から構成され、その２つの視差に基づいて、撮像センサに結ばれる位置の違いから被写体までの距離を求めることができるものである。ここで、被写体までの距離をＬ、レンズから撮像センサまでの焦点距離をｆ、視差をＢとおく。また被写体像の光が光学系を通り、撮像センサに像が結ばれる時のそれぞれの光学系、撮像センサの光軸からのズレ量を図のようにＸ１、Ｘ２と置く。このとき、相似系の三角形が、辺の２乗の比と面積比が比例になることを利用して、
Ｌ＝（Ｂ・ｆ）／（Ｘ２−Ｘ１）
という関係を求めることができる。これによって被写体までの距離を求めることができる。

ここで図８のフローチャートを用いて、本実施例においてレンズマイコン１１９が行う処理を説明する。図８（ａ）はメイン処理である。まずＡＦスイッチ１１８がＡＦオンの状態かオフの状態か検知する処理Ｓ８０４を行い、オフの場合はＳ８０２へ進み、オンの場合はＳ８０５に移る。次に、Ｓ８０２では相対ＭＦ操作部材５２３と絶対ＭＦ操作部材５２４の連結状態を結合状態検出センサ５２６で検知し、結合している場合は絶対ＭＦ操作処理Ｓ８０３に移り、非結合の場合、相対ＭＦ処理Ｓ８０１に移る。Ｓ８０３ではＦリングで示されるフォーカス位置に一対一に対応させるＭＦ操作を行う。絶対ＭＦ操作処理Ｓ８０３が終了したら、不図示の各種カメラレンズ制御処理が終わった後に、次回またＳ８０４の処理に戻ることになる。またＳ８０１では相対ＭＦ操作処理を行い、フォーカスの操作量に対応したフォーカスのマニュアル操作を行う。相対ＭＦ操作処理Ｓ８０１が終了したら、不図示の各種カメラレンズ制御処理が終わった後に、次回またＳ８０４の処理に戻ることになる。

次に前記Ｓ８０５でも同様に連結状態を結合状態検出センサ５２６で検知し、結合している場合は絶対ＭＦ操作処理Ｓ８１２に移り、非結合の場合、Ｓ８０６に移る。Ｓ８０６の処理ではＡＦ枠を初期状態に変更し、Ｆ可動範囲つまり、フォーカス可動範囲の制限を解除する処理を行う。Ｓ８０６の処理は、Ｓ８１２以降の処理の絶対ＭＦ操作部材５２４が結合されていて、ＡＦオン時にかけられるＡＦ枠の制限や、フォーカス可動範囲の制限、合焦Ｆｌａｇを解除し通常ＡＦを行うための処理である。Ｓ８１０では、Ｆリング操作があるかどうか判断し、ない場合は、Ｓ８１１に示すサブルーチン、ＡＦ処理へと進む。ある場合にはＳ８０８に移りＡＦ合焦ＦｌａｇをＦＡＬＳＥにして非合焦状態であることを示し、次に相対ＭＦ操作処理Ｓ８０９に移る。基本的にＳ８０１とＳ８０９は同一の処理である。Ｓ８０９やＳ８１１の処理が終わった後に、次回またＳ８０４の処理に戻ることになる。

次にＳ８１２ではＦリング操作を検知しない場合は、Ｓ８１９に移る。ある場合には、Ｓ８１３の処理に移る。Ｓ８１３ではＡＦ合焦ＦｌａｇをＦａｌｓｅに設定し非合焦状態にして、次の処理Ｓ８１４で操作されたＦリング操作量、速度の記憶を行う。そして次にＳ８１５で設定されているＡＦ枠のＡＦ信号をフォーカス位置ごとに記録しておく。この記録するデータ量が多すぎる場合には、ＡＦ信号の極大極小になるフォーカス位置だけのデータでもよい。次にＳ８１６でＦリング操作位置にしたがいフォーカス移動を行う。Ｓ８１７ではＦリング操作位置が示すフォーカス位置から所定の範囲内に外測センサで被写体が発見できない場合、Ｓ８１８に移る。被写体が発見できた場合はＳ８１９に移る。

マニュアル操作において指示されたフォーカス位置から所定の範囲内に被写体が発見できない場合は、ユーザがわざとピントの合っていない場所にピントを合わせたいという場合が想定される。そこでＳ８１８ではＡＦ合焦Ｆｌａｇをオンにして合焦状態であるとすることで、後のＡＦ動作を行わないようにする。これによってわざとピントの合っていない場所へフォーカス位置を置きたいというユーザの意図を汲み取りながらＡＦ動作とＭＭＦ操作を両立させている。

Ｓ８１９ではＳ８１４で記憶したフォーカス位置ごとのＡＦ信号データに基づいてユーザのマニュアル操作によって指定されたフォーカス位置にもっとも最適だと思われるＡＦ枠を選択し、ＡＦ枠を変更する処理に移る。次にＳ８２０ではズーム位置やフォーカス位置、絞り状態などから被写界深度計算を行う。次にＳ８２１ではＳ８２０の被写界深度データとフォーカス操作量と速度よりＡＦ動作におけるフォーカス可動範囲（Ｆ可動範囲、焦点移動範囲）を設定する。

このとき、被写界深度が浅くて、ユーザによるフォーカス操作が所定の速度よりも小さいか、または所定の操作量よりも小さい場合、ユーザが自分の手でより詳細にフォーカス決めを行いたいと判断してＦ可動範囲を小さくしたり、ＡＦを停止したりする。これは、被写界深度が浅い場合で、人の顔の目と鼻のような微小な距離に合焦候補があり、例えば目にフォーカスを合わせたいにも関わらず、鼻の方のＡＦ信号レベルが高く、目にはＡＦで合焦できない場合などに効果を発揮する。

Ｓ８２１の処理が終わったら、Ｓ８１１のＡＦ処理に移り、不図示の各種カメラレンズ制御処理が終わった後に次回またＳ８０４の処理に戻ることになる。

次に、図８（ｂ）に示すサブルーチンであるＳ８１１のＡＦ処理について説明する。最初にＳ８２２で指定ＡＦ枠の被写体に対して大ボケかどうか外測センサ１２８の結果を用いて判別し、大ボケの場合は、Ｓ８２６の処理に移り、そうでない場合はＳ８２３に移る。Ｓ８２３ではＡＦ移動方向が分かっているかどうか判断し、分かっていない場合は、Ｓ８２４の処理に移り、分かっている場合はＳ８２６の処理に移る。

Ｓ８２４では、フォーカスレンズ１０７を撮影映像には分からない程度に微小に無限側、至近側に動かす処理を行い、どちらの方向にフォーカスのピークがあるのかどうか探る処理を行う。そして次の処理Ｓ８２５でＳ８２４の結果を受けてＡＦ移動方向を決定する。そしてＳ８１１の一連の処理を抜ける。

一方Ｓ８２６では分かっているＡＦ移動方向に向けてフォーカスレンズ１０７を大きくフォーカスが合焦する方向へ移動させる処理を行う。次にＳ８２９でＡＦ信号が極大になったかどうか判断し、極大になった場合Ｓ８３０でＡＦ合焦ＦｌａｇをＴｒｕｅにして、極大になっていない場合にはＳ８３５でＦａｌｓｅにし、非合焦状態に設定し、Ｓ８３１に移る。Ｓ８３１ではＡＦ信号が所定値よりも大きく変化したかどうか計算し、もし大きく変化している場合はＳ８３５に移る。大きく変化していない場合はＳ８３２に移る。Ｓ８３２ではパンニング移動があったかどうか判断し、あった場合にはＳ８３６に移り、ない場合にはＳ８３２に移る。パンニング移動は、前記したベクトル信号から大きく移動があった場合にはカメラがパンもしくはチルド動作されたと判断してパンニング移動があったと判断する信号である。次にＳ８３３ではユーザのズーム操作によって画角が大きく変わったかどうかズームレンズ１０３の位置から判断して、大きく変わっていればＳ８３６の処理に移り、変わっていなければＳ８１１の一連の処理を抜ける。

Ｓ８２５ではＡＦ枠を最初の状態に戻し、Ｆ可動範囲を解除する処理を行い、次の処理Ｓ８３７に移る。Ｓ８３７ではＡＦ合焦ＦｌａｇをＦａｌｓｅに設定して、合焦状態を非合焦に設定し、Ｓ８１１の一連の処理を抜ける。

Ｓ８３１，Ｓ８３２，Ｓ８３３，Ｓ８３６，Ｓ８３７の一連の処理は、Ｓ８１９とＳ８２１で設定されたＡＦ枠とＦ可動範囲指定をリセットする処理である。これはユーザが求める被写体が各種変化によって変化してしまい、設定されたＡＦ枠やＦ可動範囲が被写体にＡＦさせるために悪影響となってしまうからである。

以上のように、本実施例では、ＡＦ動作中に絶対ＭＦ動作によりフォーカス位置を決め、さらにその後ＡＦにより焦点調整を行うことができる。これにより、ユーザが望む被写体に合焦させるときにでもより精度の高い合焦を行うことができ、絶対ＭＦ動作であることで実施例１に比べてユーザの利便性も向上する。さらに、ユーザが敢えて被写体に合焦させずに撮影を行いたいという場合を検知し、ＡＦ動作を停止させることで、ユーザの多岐にわたる撮影状況に対応できるようになる。

１０８撮像素子
１０９信号処理装置
１１０記録処理装置
１１７レンズ制御データ演算装置
１１８ＡＦスイッチ
１１９レンズマイコン
１２０カメラマイコン
１２１レンズユニット
１２２カメラユニット
５１２相対位置センサ
５２３相対ＭＦ操作部材
５２４絶対ＭＦ操作部材
５２５距離表示部材
５２６結合状態検出センサ
５２７絶対位置センサ

Claims

撮像レンズと、
前記撮像レンズによって導かれた光束を取り込み、電気信号に変換する撮影手段と、
前記撮影手段によって電気信号に変換された電気映像信号から得られるＡＦ信号を用いて前記撮像レンズの焦点の変更を自動的に行う自動焦点調整手段と、
前記撮像レンズの焦点の変更を手動で行える手動焦点調整手段と、
前記撮像レンズとは異なるレンズを用いて被写体距離情報を取得する測距手段と、
前記自動焦点調整手段と前記手動焦点調整手段による焦点調整を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記自動焦点調整手段による焦点調整が設定されている状態で前記手動焦点調整手段によって焦点調整がなされ、
さらに前記測距手段により得られた前記被写体距離情報と前記手動焦点調整手段によって指示されたフォーカス位置とを比較して、前記フォーカス位置の所定の範囲内に被写体があると判断された場合には、前記フォーカス位置の所定の範囲内で自動焦点調整手段により焦点調整を行い、
前記測距手段により得られた前記被写体距離情報と前記フォーカス位置とを比較して、前記フォーカス位置の所定の範囲内に被写体がないと判断された場合には、前記フォーカス位置で自動焦点調整手段の動作を停止することを特徴とする光学機器。
前記手動焦点調整手段は絶対値操作と相対値操作とに切り換え可能であり、
前記自動焦点調整手段による焦点調整が設定されている状態で行われる前記手動焦点調整手段による焦点調整は、前記絶対値操作による焦点調整であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
前記制御手段は、前記自動焦点調整手段による焦点調整が設定されている状態で前記手動焦点調整手段によって焦点調整がなされ、さらに前記手動焦点調整手段が所定の速度よりも小さく、または所定の操作量よりも小さく操作された場合には、ＡＦ動作を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
前記制御手段は、前記自動焦点調整手段による焦点調整が設定されている状態で前記手動焦点調整手段によって焦点調整がなされ、さらに前記手動焦点調整手段が所定の速度よりも小さく、または所定の操作量よりも小さく操作された場合には、前記手動焦点調整手段が所定の速度よりも小さく、または所定の操作量よりも小さく操作されていない場合に比べて、焦点移動範囲を小さくすることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。