JP2013218204A - 焦点検出装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの所望に応じた焦点検出を行うこと。
【解決手段】焦点検出装置は、所定方向に配列された焦点検出画素から成る焦点検出画素列が複数列並置され、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて結像光学系２０の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて結像光学系２０の焦点調節状態を検出する瞳分割型位相差検出方式の焦点検出手段１２，１４と、指示物の接触位置を検出するタッチパネル１５と、タッチパネル１５に対して複数の指示物が同時に接触したまま移動するドラッグ操作を検出した場合には、当該指示物の数の焦点検出画素列を選択する選択手段１４と、を備え、焦点検出手段１２，１４は、選択手段により選択された焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、結像光学系２０の焦点調節状態を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、焦点検出装置および撮像装置に関する。

タッチパネルによるタッチ操作によって焦点検出エリアを指示することができる焦点検出装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１２８３９５号公報

瞳分割型位相差検出方式によるＡＦ演算では、焦点検出エリアだけでなく、焦点検出画素列の数や方向についても自由度がある。しかしながら上記従来技術では、ユーザは焦点検出列の数や方向については指示することができなかったので、必ずしもユーザの所望に応じた焦点検出を行うことができないという問題があった。

（１）請求項１に記載の発明による焦点検出装置は、所定方向に配列された焦点検出画素から成る焦点検出画素列が複数列並置され、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて結像光学系の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて結像光学系の焦点調節状態を検出する瞳分割型位相差検出方式の焦点検出手段と、指示物の接触位置を検出するタッチパネルと、タッチパネルに対して複数の指示物が同時に接触したまま移動するドラッグ操作を検出した場合には、当該指示物の数の焦点検出画素列を選択する選択手段と、を備え、焦点検出手段は、選択手段により選択された焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、結像光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする。
（２）請求項２に記載の発明による焦点検出装置は、第１の方向に配列された焦点検出画素から成る第１の焦点検出画素列が複数列並置されると共に、第１の方向とは異なる第２の方向に配列された焦点検出画素から成る第２の焦点検出画素列が複数列並置され、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて結像光学系の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて結像光学系の焦点調節状態を検出する瞳分割型位相差検出方式の焦点検出手段と、指示物の接触位置を検出するタッチパネルと、タッチパネルに対して指示物が接触したまま円を描くように移動するドラッグ操作を検出した場合には、第１の焦点検出画素列および第２の焦点検出画素列の双方を選択する選択手段と、を備え、焦点検出手段は、選択手段により選択された焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、結像光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする。
（３）請求項６に記載の発明による撮像装置は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、焦点検出装置により検出された焦点調節状態に基づいて結像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの所望に応じた焦点検出を行うことができる。

本発明の実施の形態によるデジタルカメラの構成を例示する図である。 デジタルカメラの背面を例示する図である。 焦点検出センサの構成を例示する図である。 ＡＦ演算に用いる光電変換素子列を説明する図である。 （Ａ）は焦点検出画素列からの出力信号列を例示する図であり、（Ｂ）は（Ａ）に例示する出力信号列に対してフィルタ処理を施した後の出力信号列を例示する図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に例示する出力信号列を用いて行った相関演算結果を例示する図である。 焦点検出可能な方向を説明する図である。 ドラッグ操作を説明する図である。 焦点検出画素列を説明する図である。 ドラッグ操作を説明する図である。 焦点検出画素列を説明する図である。 ２本のドラッグ操作を説明する図である。 ２列の焦点検出画素列を説明する図である。 円を描くドラッグ操作を説明する図である。 ＡＦ演算処理の流れを説明するフローチャートである。 焦点検出画素列選択処理の流れを説明するフローチャートである。 変形例１におけるデジタルカメラの背面を例示する図である。

図面を参照して、本発明による実施の形態について説明する。図１は、本発明を適用したデジタルカメラの構成を示す横断面図である。なお、本発明に係わる機器および装置以外のカメラの一般的な機器および装置については図示と説明を省略する。本実施形態のデジタルカメラでは、撮影レンズ２０を備えるレンズ鏡筒２がカメラボディ１に装着される。レンズ鏡筒２は、交換可能である。

カメラボディ１には、ハーフミラー１０が設けられている。ハーフミラー１０の後方には撮像素子１１が配置され、ハーフミラー１０の上方には焦点検出センサ１２が配置されている。またカメラボディ１の上部には、ＥＶＦ（電子ビューファインダ）１３が設けられている。さらに、カメラボディ１には、制御装置１４とタッチパネル式の液晶ディスプレイ（以下、単にタッチパネルと呼ぶ）１５とが設けられている。

ハーフミラー１０は、透過光と反射光を分割するための光学部材であり、例えばペリクルミラーなどの薄いミラーが用いられる。撮像素子１１および焦点検出センサ１２は、それぞれ、ＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、撮影レンズ２０の予定焦点面上に配置される。撮像素子１１および焦点検出センサ１２は、それぞれ、撮影レンズ２０により結像された被写体像を電気信号に変換して出力する。ＥＶＦ１３は、撮像素子１１による撮像画像を液晶表示素子に表示して、撮影者に視認させるものである。

制御装置１４は、不図示のマイクロコンピューター、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバーターなどから構成される。焦点検出センサ１２および制御装置１４は、位相差検出方式の焦点検出装置を構成し、撮影レンズ２０の焦点調節状態を示すデフォーカス量を算出する。

レンズ鏡筒２は、撮影レンズ２０、レンズ駆動部２１などを備えている。レンズ駆動部２１は、不図示のアクチュエータにより撮影レンズ２０を駆動する。なお、カメラボディ１の制御装置１４とレンズ鏡筒２のレンズ駆動部２１とは、不図示の接点を介して電気的に接続されており、各種情報の授受を行う。

撮影レンズ２０を透過した被写体光の一部は、ハーフミラー１０を透過して撮像素子１１へ導かれ、撮像素子１１により撮像される。撮像素子１１から出力された画像信号は、所定の信号処理が施された後、不図示の記録媒体（メモリカードなど）に書き込まれる。また、撮像素子１１から出力された画像信号は、所定の信号処理が施された後、ＥＶＦ１３やタッチパネル１５に表示される。

撮影レンズ２０を透過した被写体光の残りの一部は、ハーフミラー１０により反射され、焦点検出センサ１２へ導かれる。制御装置１４は、焦点検出センサ１２からの出力信号に基づいて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２０におけるフォーカシングレンズの駆動量を算出して、レンズ駆動部２１に出力する。レンズ駆動部２１は、この駆動量に基づいてフォーカシングレンズを駆動して合焦位置へ移動させる。

タッチパネル１５は、図２に示すように、カメラボディ１の背面に設けられており、指示物（例えば指やペンなど）をタッチパネル１５にタッチさせて行う操作（以下、タッチ操作と呼ぶ）が可能である。タッチパネルの方式には、抵抗膜方式や静電容量方式、赤外線方式など様々な方式があるが、ここでは一例として、多点検出が容易な静電容量方式を用いるものとする。タッチパネル１５は、同時に複数のタッチ位置が検出可能であり、マルチタッチ操作に対応する。

タッチパネル１５は、タッチパネル１５上の任意の位置が指でタッチされると、タッチされた位置（すなわちタッチ位置）の座標を検出し、このタッチ位置の座標を示す入力信号を制御装置１４に送る。また、タッチパネル１５は、ドラッグ操作が行われているときなど、タッチされ続けている間は、一定時間ごとに、タッチ位置の座標を示す入力信号を制御装置１４に送るようになっている。なお、ドラッグ操作とは、タッチパネル１５に指をタッチさせたまま移動させる操作である。

制御装置１４は、タッチパネル１５から送られてくる入力信号に基づいて、タッチパネル１５の画面上のどの位置がタッチされたのかを認識する。また制御装置１４は、一定時間ごとに送られてくる入力信号に基づいて、タッチ位置がどのように動いたのか（すなわちタッチ位置の軌跡）を認識する。そして制御装置１４は、このようにして認識したタッチ位置とその軌跡とに基づいて、画面上のどの位置に対して、どのようなタッチ操作が行われたのかを判別するようになされている。

−焦点検出センサの構成−
図３（Ａ）は、焦点検出センサ１２の詳細な構成を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、焦点検出センサ１２の詳細な構成を示す正面図である。焦点検出センサ１２は、マイクロレンズアレイ１２１と光電変換素子アレイ１２２とを備える。なお、光電変換素子アレイ１２２はマイクロレンズアレイ１２１の背後のごく近傍に配置されるが、図３（Ａ）では説明のために実際より離して記載している。

マイクロレンズアレイ１２１は、複数のマイクロレンズＭＬが二次元状に配列された構成であり、撮影レンズ２０のピントを合わせようとする面、すなわち撮像素子１１の撮像面と等価な面の近傍に配置される。なお、マイクロレンズＭＬは、約１００μｍのピッチで配列される。

光電変換素子アレイ１２２では、複数の光電変換素子を二次元状に配列した焦点検出画素ＰＤが、各々のマイクロレンズＭＬに対応する形で二次元状に配列されている。なお、図３では、１つのマイクロレンズＭＬに対応して、５行５列に配列された２５個の光電変換素子からなる焦点検出画素ＰＤが設けられているが、１つのマイクロレンズＭＬに対応する光電変換素子の数は、この一実施の形態の数に限定されない。

−位相差検出方式によるＡＦ演算−
本実施形態では、瞳分割型位相差検出方式によるＡＦ演算を行う。瞳分割型位相差検出方式では、撮影レンズ２０の瞳の一対の領域を通った一対の光束を受光する一対の光電変換素子の出力を繋げた一対の出力信号列に対して公知の相関演算を行い、像ずれ量（シフト量）を求める。そして、この像ずれ量に基づいてデフォーカス量を算出する。

例えば、水平方向について像ずれ量を求める場合には、図４に示すように、各焦点検出画素ＰＤにおいて水平方向に並ぶ一対の光電変換素子の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝（ｉ＝１，２，３，・・・）を用いる。

具体的には、撮影レンズ２０が開放Ｆ値である場合、図４（Ａ）に示すように検出開角αが広いので、例えば、各焦点検出画素ＰＤの左端の光電変換素子ｐ１の出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各焦点検出画素ＰＤの右端の光電変換素子ｐ５の出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。なお、実際には、図４（Ｂ）に示すように、各焦点検出画素ＰＤにおいて左端列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各焦点検出画素ＰＤにおいて右端列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。

また、開放Ｆ値よりも絞り口径が小さくなるほど、図４（Ｃ）に示すように、検出開角αが狭くなるので、例えば、各焦点検出画素ＰＤの左から２番目の光電変換素子ｐ２の出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各焦点検出画素ＰＤの右から２番目の光電変換素子ｐ４の出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。なお、実際には、図４（Ｄ）に示すように、各焦点検出画素ＰＤにおいて左から２番目の列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各焦点検出画素ＰＤにおいて右から２番目の列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。

図５（Ａ）は、撮影レンズ２０が開放Ｆ値である場合における、上記出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の一例を示す図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝に対して、ローパスフィルタやハイパスフィルタなどのフィルタ処理を行った後の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の一例を示す図である。

制御装置１４は、ＡＦ演算における相関演算において、このフィルタ処理後の出力信号列｛ａ（ｉ）｝に対して出力信号列｛ｂ（ｉ）｝を相対的にずらしながら（１）式により２つの信号列間のシフト量Ｌにおける相関量Ｃ（Ｌ）を演算する。なお、（１）式において、Σはｉに関する所定範囲の総和演算を表す。
Ｃ（Ｌ）＝Σ｜ａ（ｉ）−ｂ（ｉ＋Ｌ）｜・・・（１）

制御装置１４は、この相関演算において、シフト量Ｌ＝０の状態からＬを正負に１ずつシフトさせて相関の高いシフト量Ｌを算出する。（１）式の演算結果は、一対の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関が最も高いシフト量において、相関量Ｃ（Ｌ）が最小（小さいほど相関度が高い）となる。またフォーカシングレンズがピント面に近づくにつれ、シフト量Ｌが小さくなり、０に近づく。図５（Ｃ）は、相関量Ｃ（Ｌ）の一例を示す図である。なお、図５（Ｃ）では、横軸がシフト量Ｌを示し、縦軸はシフト量Ｌに応じた相関量Ｃ（Ｌ）を示す。図５（Ｃ）では、シフト量Ｌ＝１３のときの相関量Ｃ（１３）が最小となっている。

制御装置１４は、（１）式により得られた離散的な相関量における最小値Ｃｏを求め、最小値Ｃｏに対応するシフト量Ｋを求めると、続いて下記（２）〜（４）式による３点内挿の手法を用い、連続的な相関量に対する最小値Ｃ（Ｌａ）を与えるシフト量Ｌａを求める。なお、（２）〜（４）式において、シフト量Ｋ＋１における相関量をＣｒ、シフト量Ｋ−１における相関量をＣｆとする。
ＤＬ＝（Ｃｒ−Ｃｆ）／２ ・・・（２）
ＳＬＰ＝ｍａｘ｛Ｃｆ−Ｃｏ，Ｃｒ−Ｃｏ｝ ・・・（３）
Ｌａ＝Ｋ＋ＤＬ／ＳＬＰ ・・・（４）

次に、制御装置１４は、（４）式で求めたシフト量Ｌａに対して、下記（５）式を用いて焦点検出面の位置に応じた補正量（定数）を加えることにより、焦点検出面上での像ずれ量Δｌを算出する。
Δｌ＝Ｌａ＋ｃｏｎｓｔ ・・・（５）

さらに、制御装置１４は、検出開角の大きさにより決められる定数Ｋｆを用いて、下記（６）式により、像ずれ量Δｌから撮影レンズ２０のデフォーカス量Ｄｆを算出する。
Ｄｆ＝Ｋｆ×Δｌ ・・・（６）

なお、焦点検出の可能または不能、つまりデフォーカス量Ｄｆの信頼性があるかどうかは、次のようにして判定される。一対の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関度が低い場合は、内挿された相関量の最小値Ｃ（Ｌａ）の値が大きくなる。したがって、制御装置１４は、相関量の最小値Ｃ（Ｌａ）が所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。また制御装置１４は、コントラストに比例した値となるＳＬＰが所定値以下の場合は、被写体が低コントラストであり、算出されたデフォーカス量Ｄｆの信頼性が低いと判定する。

−焦点検出画素列の選択処理−
ところで、上述したように焦点検出センサ１２では、複数のマイクロレンズＭＬが２次元状に配列されていると共に、１つのマイクロレンズＭＬに対応して２次元状に配列された複数の光電変換素子からなる焦点検出画素ＰＤが設けられている。したがって、本実施形態のデジタルカメラ１００は、複数方向の像ずれ量を算出してデフォーカス量を算出することができる。

焦点検出センサ１２において、焦点検出可能な方向（すなわち像ずれ量を検出可能な方向）は、一例として、図６に示す第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８がある。第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８のうち、マイクロレンズＭＬのピッチ幅が最も狭い（すなわちＡＦ演算精度が最も高い）方向が第１方向（水平方向）ｄ１および第４方向（鉛直方向）ｄ４の４方向（図６中、マイクロレンズＭＬの並びを灰色で塗りつぶして示す）である。次にマイクロレンズＭＬのピッチ幅が狭い方向が、第３方向ｄ３および第７方向ｄ７の２方向（図６中、マイクロレンズＭＬの並びを斜線のハッチングで示す）である。さらに、次に、マイクロレンズＭＬのピッチ幅が狭い方向が、第２方向ｄ２、第４方向ｄ４、第６方向ｄ６および第８方向ｄ８の４方向（図６中、マイクロレンズＭＬの並びを縦線のハッチングで示す）である。

位相差検出方式では、被写体のエッジに垂直な方向において焦点検出を行った方が、焦点検出精度が高くなる。そこで本実施形態のデジタルカメラでは、ユーザがタッチパネル１５に表示されたスルー画像を確認しながら、タッチパネル１５に対するタッチ操作によって焦点検出方向を指示できるようになっている。なお、スルー画像とは、撮影指示前に所定のフレームレートで撮像素子１１により撮像されるモニタ用の画像である。

具体的には、図７に示すように、ユーザは、タッチパネル１５に対して焦点検出を指示したい方向（図７では第３方向ｄ３）に線分を描くようなドラッグ操作を行うことで、焦点検出方向を指示することができる。制御装置１４は、ドラッグ操作が行われた方向を焦点検出方向として決定する。そして制御装置１４は、図８に示すように、ドラッグ操作が行われた方向（図８では第３方向ｄ３）に並ぶ焦点検出画素列Ｓ１を選択し、選択した焦点検出画素列Ｓ１において、ドラッグ操作が行われた方向に並ぶ一対の光電変換素子からの出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いてデフォーカス量を算出する。なお、図８（後述する図１０および図１２においても同様）では、説明のため、焦点検出画素ＰＤにおいて出力信号を使用する光電変換素子を黒く塗りつぶして示している。また図８では、一つの光電変換素子からの出力信号を一つの出力信号（ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２，…）として用いるように示しているが、実際には、上述したように、複数の光電変換素子からの出力信号の平均値を一つの出力信号として用いる。さらに実際には、上述したように、検出開角の大きさによっても用いる光電変換素子列は異なる。

なお、タッチパネル１５に対するドラッグ操作は３６０度どの方向にも可能であるため、制御装置１４は、焦点検出可能な８方向ｄ１〜ｄ８のうち、ドラッグ操作の方向と最も近接する方向を焦点検出方向として決定する。

また、ユーザは、ドラッグ操作を行う位置および長さによって、焦点検出画素列の位置および長さを指示することができる。例えば、図９の上の矢印ｙ１のように長いドラッグ操作を行えば、図１０に示すように焦点検出画素列Ｓ２を長く指示でき、図９の下の矢印ｙ２のように短いドラッグ操作を行えば図１０に示すように焦点検出画素列Ｓ３を短く指示できる。なお、図９では、図示の都合上、焦点検出画素列Ｓ２およびＳ３に含まれる焦点検出画素ＰＤの数が少なくなっているが、実際には、焦点検出画素列には、焦点検出可能な数の焦点検出画素ＰＤが含まれる。

ここで、焦点検出センサ１２における各焦点検出画素ＰＤの位置座標は、撮像素子１１による撮像画面の座標に対応している。またタッチパネル１５にはスルー画像が表示され、タッチパネル１５におけるタッチ位置の座標は、撮像素子１１による撮像画面の座標に対応している。すなわちタッチパネル１５では、撮像画面を触っている感覚で撮像画面上の位置を指示することで、指示した撮像画面上の位置の焦点検出を行う焦点検出画素ＰＤを選択できる。

制御装置１４は、ドラッグ操作により描かれた線分の中心位置に対応する焦点検出画素ＰＤを求め、求めた焦点検出画素ＰＤを中心とし且つドラッグ操作により描かれた線分の長さに対応する長さの焦点検出画素列を選択する。そして選択した焦点検出画素列からの出力信号列を用いてデフォーカス量を算出する。

さらに、ユーザは、ドラッグ操作を行う指の本数によって、焦点検出画素列の数を指示することができる。例えば、図１１に示すように、同時に２本の指をタッチパネル１５にタッチしてドラッグ操作を行うことで、図１２に示すように焦点検出画素列（ｓ４，ｓ５）の数を２列と指示することができる。複数の指でドラッグ操作が行われた場合、制御装置１４は、ドラッグ操作が行われた本数の焦点検出画素列を選択して、選択した複数の焦点検出列においてそれぞれ像ずれ量を求めてデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量の平均値を撮影レンズ２０の焦点調節に用いる。

また、ユーザは、図１３に示すように、タッチパネル１５に対して円を描くようなドラッグ操作を行うことで、焦点検出可能な８方向ｄ１〜ｄ８全てで焦点検出を行うよう指示することができる。この場合、制御装置１４は、８方向ｄ１〜ｄ８についてそれぞれ像ずれ量を求めてデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量の平均値を撮影レンズ２０の焦点調節に用いる。

なお、円を描くドラッグ操作の場合、制御装置１４は、ドラッグ操作により描かれた円の中心位置に対応する焦点検出画素ＰＤを求め、求めた焦点検出画素ＰＤを中心とし且つドラッグ操作により描かれた円の直径に対応する長さの焦点検出画素列を選択する。

このように本実施形態のデジタルカメラでは、ユーザがタッチパネル１５に対するドラッグ操作を行うことで、焦点検出画素列の位置、長さ、数および方向（焦点検出方向）を指示することができるようになっている。

＜ＡＦ演算処理＞
次に、図１４に示すフローチャートを用いてＡＦ演算処理の流れを説明する。制御装置１４は、電源がオンされると撮影モードで起動し、所定のフレームレートで撮像素子１１により撮像を行わせてタッチパネル１５にスルー画像を表示させると共に、図１４に例示するＡＦ演算処理を起動する。

ステップＳ１０１において、制御装置１４は、上述したようにタッチパネル１５に対するドラッグ操作に基づいて焦点検出画素列を選択する焦点検出画素列選択処理を実行する。ここで図１５に示すフローチャートを用いて、この焦点検出画素列選択処理の流れを説明する。

ステップＳ２０１において、制御装置１４は、タッチパネル１５に対するタッチ操作が任意の方向に向かって線分を描くようなドラッグ操作であるか否かを判定する。ステップＳ２０１を肯定判定する場合の制御装置１４はステップＳ２０２へ進み、ステップＳ２０１を否定判定する場合の制御装置１４はステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０２において、制御装置１４は、焦点検出可能な８方向ｄ１〜ｄ８のうち、ドラッグ操作の方向と最も近接する方向を焦点検出方向として選択して、ステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３において、制御装置１４は、ドラッグ操作によって描かれた線分の中心位置に対応する焦点検出画素ＰＤを求める。そして、制御装置１４は、焦点検出センサ１２の中から、求めた焦点検出画素ＰＤを中心とし、ドラッグ操作により描かれた線分の長さに対応する長さで、上記選択した焦点検出方向に並ぶ焦点検出画素列を選択する。また、制御装置１４は、ドラッグ操作の本数が複数あった場合には、各ドラッグ操作に対応する焦点検出画素列をそれぞれ選択する。そして図１５の処理を終了する。

ステップＳ２０１を否定判定して進むステップＳ２０４において制御装置１４は、タッチパネル１５に対するタッチ操作が円を描くようなドラッグ操作であるか否かを判定する。ステップＳ２０４を肯定判定する場合の制御装置１４はステップＳ２０５へ進み、ステップＳ２０４を否定判定する場合の制御装置１４はステップＳ２０１へ戻る。

ステップＳ２０５において、制御装置１４は、焦点検出可能な８方向ｄ１〜ｄ８全てを、焦点検出方向として選択して、ステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６において、制御装置１４は、ドラッグ操作によって描かれた円の中心位置に対応する焦点検出画素ＰＤを求める。そして、制御装置１４は、焦点検出センサ１２の中から、求めた焦点検出画素ＰＤを中心とし、ドラッグ操作により描かれた円の直径に対応する長さの焦点検出画素列を、焦点検出可能な８方向それぞれにおいて選択する。また、制御装置１４は、ドラッグ操作の本数が複数あった場合には、各ドラッグ操作に対応する焦点検出画素列をそれぞれ選択する。そして図１５の処理を終了する。

制御装置１４は、このようにして図１５の焦点検出画素列選択処理を行うと、ステップＳ１０２（図１４）へ進む。ステップＳ１０２において、制御装置１４は、不図示のＡＦ起動スイッチ（ＳＷ１）がオンされているか否かを判定する。制御装置１４は、ＡＦ起動スイッチがオンされている場合にはステップＳ１０２を肯定判定してステップＳ１０３へ進む。一方、制御装置１４は、ＡＦ起動スイッチがオンされていない場合にはステップＳ１０２を否定判定し、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０３において、制御装置１４は、焦点検出センサ１２の蓄積制御を行い、ステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４において、制御装置１４は、焦点検出センサ１２から受光信号を読み出して、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５において、制御装置１４は、ステップＳ１０１の焦点検出画素列選択処理によって選択した焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、上述したようにデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量から焦点検出可能か否かを判定する。そして制御装置１４は、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６において制御装置１４は、デフォーカス量に基づいて、フォーカシングレンズの合焦位置までのレンズ駆動量を演算して、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７において制御装置１４は、フォーカシングレンズが合焦位置に到達完了したか否かを判定する。フォーカシングレンズが合焦位置に到達完了した場合には、ステップＳ１０７を肯定判定して、図１４の処理を終了する。一方、フォーカシングレンズが合焦位置に到達完了していない場合にはステップＳ１０７を否定判定し、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８において制御装置１４は、ステップＳ１０６で演算したレンズ駆動量をレンズ駆動部２１に出力し、レンズ駆動部２１によりフォーカシングレンズを駆動させ、ステップＳ１０１へ戻る。なお、上述したステップＳ１０５において制御装置１４は、デフォーカス量演算の際に焦点検出可能でないと判定した場合には、レンズ駆動部２１によりフォーカシングレンズを至近端と無限遠端との間で駆動させる動作（いわゆるスキャン動作）を行って合焦位置を探索する。また制御装置１４は、レンズ駆動部２１によりフォーカシングレンズを動かしていた途中で被写体を見失った場合は、先に検出できていたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズのレンズ駆動を継続させる。

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態の焦点検出装置は、所定方向に配列された焦点検出画素ＰＤから成る焦点検出画素列が複数列並置された焦点検出センサ１２と、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて撮影レンズ２０の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出する制御装置１４と、指示物の接触位置を検出するタッチパネル１５と、タッチパネル１５に対して複数の指示物が同時に接触したまま移動するドラッグ操作を検出した場合には、当該指示物の数の焦点検出画素列を選択する制御装置１４と、を備え、制御装置１４は、当該選択した焦点検出画素列からの出力信号に基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出するように構成した。これにより、ユーザの所望に応じた数の焦点検出画素列を用いて焦点検出を行うことができる。また、ユーザは所望の数の指示物でドラッグ操作を行うという簡易な操作で、全ての焦点検出方向を指示できる。

（２）上記（１）の焦点検出装置において、制御装置１４は、ドラッグ操作が行われた位置（中心位置）および長さに応じて、焦点検出画素列の位置および長さを選択するように構成したので、ユーザの所望に応じた位置および長さの焦点検出画素列を用いて焦点検出を行うことができる。

（３）上記（１）または（２）の焦点検出装置において、焦点検出センサ１２には、第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８に配列された焦点検出画素からなる焦点検出画素列が複数並置されており、制御装置１４は、ドラッグ操作が行われた方向に基づいて、第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８に配列された焦点検出画素列のいずれかを選択するように構成した。これにより、ユーザの所望に応じた方向の焦点検出画素列を用いて焦点検出を行うことができる。

（４）本実施形態の焦点検出装置は、第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８に配列された焦点検出画素ＰＤからなる焦点検出画素列が複数並置された焦点検出センサ１２と、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて撮影レンズ２０の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出する制御装置１４と、指示物の接触位置を検出するタッチパネル１５と、タッチパネル１５に対して指示物が接触したまま円を描くように移動するドラッグ操作を検出した場合には、第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８全てを焦点検出方向として選択する制御装置１４と、を備え、制御装置１４は、当該選択した方向に並ぶ焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出するように構成した。これにより、ユーザの所望に応じて、全ての焦点検出可能方向の焦点検出画素列を用いて焦点検出を行うことができる。また、ユーザはドラッグ操作で円を描くという簡易な操作で、全ての焦点検出方向を指示できる。

（５）上記（４）の焦点検出装置において、制御装置１４は、ドラッグ操作によって描かれた円の位置（中心位置）および大きさ（直径）に応じて、焦点検出画素列の位置および長さを選択するように構成したので、ユーザの所望に応じた位置および長さの焦点検出画素列を用いて焦点検出を行うことができる。

（変形例１）
上述した実施の形態では、カメラボディ１の背面の液晶ディスプレイをタッチパネル式とする例について説明した。しかしながら、図１６に示すように、ユーザがＥＶＦ１３を見ながらタッチ操作を行える位置（例えばカメラボディ１を把持する右手の親指の位置）に、タッチパネル３０を設け、このタッチパネル３０に対するドラッグ操作で上述した焦点検出画素列の方向、位置、長さおよび数を指示できるようにしてもよい。

この場合、タッチパネル３０は、例えば、表示機能を備えないタッチパネルとし、制御装置１４が、ユーザにより行われたタッチパネル３０に対するドラッグ操作を示す情報をＥＶＦ１３に表示させることで、ユーザが自身の行ったドラッグ操作を確認できるようにする。表示方法としては、例えば、ＥＶＦ１３にカーソルを表示させ、タッチパネル３０に対するドラッグ操作に応じてカーソルを移動させるようにしてもよいし、タッチパネル３０に対するドラッグ操作の軌跡をＥＶＦ１３に表示させるようにしてもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、タッチパネル１５に対するドラッグ操作に基づいて焦点検出画素列の方向、位置、長さおよび数を決定した後、ＡＦ駆動を開始する例について説明した。しかしながら、ＡＦ駆動を行っている状態において、同時にタッチパネル１５に対するドラッグ操作に基づいて焦点検出画素列の方向、位置、長さおよび数を決定するようにしてもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、タッチパネル１５に対するドラッグ操作に基づいて焦点検出画素列の方向、位置、長さおよび数を決定する例について説明した。しかしながら、タッチパネル１５に対するドラッグ操作に基づいて、焦点検出画素列の方向、位置、長さおよび数の少なくとも一つを決定するようにしてもよい。

（変形例４）
制御装置１４が電子ズーム機能によりスルー画像を拡大または縮小してタッチパネル１５に表示させた状態で、上述したドラッグ操作によって焦点検出画素列の方向、位置、長さおよび数を指示できるようにしてもよい。

（変形例５）
タッチパネル１５に対して任意の方向へ指を移動させるドラッグ操作を行った後、当該方向と逆方向へ指を移動させるドラッグ操作によって、焦点検出方向の指示を取り消すことができるようにしてもよい。この場合の制御装置１４は、タッチパネル１５に対して任意の方向へ指を移動させるドラッグ操作を行った後、所定時間以内に、当該方向と逆方向へ指を移動させるドラッグ操作が行われると、焦点検出方向の指示が取り消されたと認識する。

（変形例６）
上述した実施の形態では、焦点検出可能な方向が第１〜第８方向ｄ１〜ｄ８方向の８方向である焦点検出装置に本発明を適用する例について説明したが、これに限らず、焦点検出可能な方向が８方向より多い焦点検出装置または少ない焦点検出装置にも本発明を適用してもよい。

この場合、焦点検出可能な方向が複数方向ある焦点検出装置については、上述したように任意の方向へ線を描くドラッグ操作が行われた場合、制御装置１４は、当該複数方向の中から当該ドラッグ操作の方向と最も近接する方向を焦点検出方向として選択する。そして制御装置１４は、当該選択した方向と、当該ドラッグ操作の位置、長さおよび数に基づいて焦点検出画素列を選択する。また、上述したように円を描くドラッグ操作が行われた場合、制御装置１４は、当該複数方向の全てを焦点検出方向として選択し、当該円の位置、大きさおよび数に基づいて焦点検出画素列を選択する。

また焦点検出可能な方向が一方向のみの焦点検出装置については、ドラッグ操作による焦点検出方向の選択は行わない。すなわち、上述したように任意の方向へ線を描くドラッグ操作が行われた場合、制御装置１４は、当該ドラッグ操作の位置、長さおよび数に基づいて焦点検出画素列を選択する。

（変形例７）
本発明を一眼レフタイプのデジタルカメラに適用するようにしてもよい。この場合、ミラーダウン時において、メインミラーを透過した被写体光がサブミラーによって焦点検出センサ１２に導かれるように、焦点検出センサ１２を配置すればよい。

また本発明を、例えば携帯端末などの、カメラが内蔵され且つタッチパネルが設けられた電子機器に適用するようにしてもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。また、上記実施形態に各変形例の構成を適宜組み合わせてもかまわない。

１…カメラボディ、２…レンズ鏡筒、１０…ハーフミラー、１１…撮像素子、１２…焦点検出センサ、１４…制御装置、１５…タッチパネル、２０…撮影レンズ、２１…レンズ駆動部、ＭＬ…マイクロレンズ、ＰＤ…焦点検出画素

Claims (9)

1. 所定方向に配列された焦点検出画素から成る焦点検出画素列が複数列並置され、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて結像光学系の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて前記結像光学系の焦点調節状態を検出する瞳分割型位相差検出方式の焦点検出手段と、
   指示物の接触位置を検出するタッチパネルと、
   前記タッチパネルに対して複数の指示物が同時に接触したまま移動するドラッグ操作を検出した場合には、当該指示物の数の焦点検出画素列を選択する選択手段と、
   を備え、
   前記焦点検出手段は、前記選択手段により選択された焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、前記結像光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする焦点検出装置。
2. 第１の方向に配列された焦点検出画素から成る第１の焦点検出画素列が複数列並置されると共に、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された焦点検出画素から成る第２の焦点検出画素列が複数列並置され、各焦点検出画素列からの出力信号に基づいて結像光学系の瞳の一対の領域を通った一対の光束による一対の像のずれ量を検出し、当該ずれ量に基づいて前記結像光学系の焦点調節状態を検出する瞳分割型位相差検出方式の焦点検出手段と、
   指示物の接触位置を検出するタッチパネルと、
   前記タッチパネルに対して指示物が接触したまま円を描くように移動するドラッグ操作を検出した場合には、前記第１の焦点検出画素列および前記第２の焦点検出画素列の双方を選択する選択手段と、
   を備え、
   前記焦点検出手段は、前記選択手段により選択された焦点検出画素列からの出力信号に基づいて、前記結像光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記選択手段は、前記ドラッグ操作が行われた位置および長さに応じて、前記焦点検出画素列の位置および長さを選択することを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項１または３に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出手段には、第１の方向に配列された焦点検出画素から成る第１の焦点検出画素列が複数列並置されると共に、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された焦点検出画素から成る第２の焦点検出画素列が複数列並置されており、
   前記選択手段は、前記ドラッグ操作が行われた方向に基づいて、前記第１の焦点検出画素列または前記第２の焦点検出画素列のいずれかを選択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、
   前記選択手段は、前記ドラッグ操作によって描かれた円の位置および大きさに応じて、前記焦点検出画素列の位置および長さを選択することを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、
   前記焦点検出装置により検出された前記焦点調節状態に基づいて前記結像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項６に記載の撮像装置において、
   前記結像光学系からの光束を２つに分割する分割手段と、
   前記分割手段により分割された２つの光束のうち一方の光束が入射される撮像素子と、
   をさらに備え、
   前記焦点検出装置には、前記２つの光束のうち他方の光束が入射されることを特徴とする撮像装置。
8. 請求項６または７に記載の撮像装置において、
   ファインダと、
   前記タッチパネルに対して行われたドラッグ操作を示す情報を前記ファインダに表示させる表示制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記タッチパネルは、表示機能を有するタッチパネルであり、前記撮像素子により撮像された画像を電子ズーム機能により拡大または縮小して前記タッチパネルに表示させた状態で、前記ドラッグ操作を検出可能であることを特徴とする撮像装置。