JP5417899B2 - 焦点検出装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節可能な光学系による像の焦点状態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。

従来、コントラスト検出方式によるオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）として、焦点調節レンズを駆動しながら所定間隔で焦点評価値を検出し、焦点評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として検出するものが知られている（特許文献１参照）。

このとき、焦点評価値が最大となるレンズ位置を検出するためには、最低でも３つの異なるレンズ位置における焦点評価値が必要となる。

特開平１０−１４２４８８号公報

しかしながら、コントラスト検出方式では焦点評価値が最大となる位置を検出するためのサンプリング間隔が、使用されるレンズによっては焦点調節範囲よりも大きくなってしまうことがあった。このような場合、３つの異なるレンズ位置における焦点評価値を検出することができず、合焦位置を検出することができないという問題が生じていた。上記事情に鑑み、本発明は、確実に３つ以上の異なるレンズ位置における焦点評価値を検出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、焦点調節可能な光学系による像の焦点状態を、前記光学系を焦点調節した際の複数の像面の位置のそれぞれに対応付けて検出する焦点検出部と、前記光学系に応じて変化する範囲であって、前記光学系を焦点調節した際の前記像面の位置の移動範囲を焦点調節範囲として検出する検出部と、前記焦点調節範囲に基づいて、前記複数の像面の位置の間隔を決定する制御部とを備え、前記焦点検出部は、予め設定された第１の間隔を置いた複数の前記像面の位置に対応付けて前記焦点状態を検出するよう設定されており、前記制御部は、前記焦点調節範囲が前記第１の間隔以下である場合に、前記焦点検出部による焦点状態の検出に際して、前記複数の像面の位置を前記焦点調節範囲よりも短い第２の間隔に変更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、前記焦点検出部によって前記焦点状態を検出するための前記像を結像する前記光学系のＦ値に基づいて前記複数の像面の位置の間隔を決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、前記焦点調節範囲の両端に対応する前記像面の位置と、前記焦点調節範囲の一端から前記制御部で決定した前記像面の位置の間隔を置いた前記像面の位置とに対応付けて前記焦点状態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、前記検出部は、前記光学系からの固有情報として前記焦点調節範囲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、前記検出部は、前記光学系を至近端から無限遠端まで駆動した結果に基づいて前記焦点調節範囲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、前記光学系を前記至近端から前記無限遠端まで駆動させて前記焦点状態を検出し、前記制御部は、前記焦点検出部によって検出された前記焦点状態の数が三つ未満である場合に、前記至近端から前記無限遠端までの駆動結果に基づいて検出した前記焦点調節範囲に基づいて前記像面の位置の間隔を決定する、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。

本発明の焦点検出装置は、焦点調節範囲を検出し、焦点調節範囲に基づいて複数の像面の位置の間隔を決定する。そのため、焦点検出に必要な数の焦点状態を検出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。 焦点調節範囲の概略を表す図である。 コントラストＡＦ装置の機能構成を表す概略ブロック図である。 第一実施形態における撮像装置の動作を表すフローチャートである。 コントラスト検出方式による焦点検出処理の概略を表す概略図である。 サンプリング間隔が再設定された場合のコントラスト検出方式による焦点検出処理の概略を表す概略図である。 第二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。 第二実施形態における撮像装置の動作を表すフローチャートである。 第二実施形態における焦点検出処理の概略を表す概略図である。

［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、位相差ＡＦ装置１１２、コントラストＡＦ装置１１３、レンズ駆動用モーター１１４、測光用レンズ１１５、測光センサー１１６、操作部１１８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１１４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（１０２ａ〜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１１４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。例えば撮像装置１がプログラムモードやシャッタースピード優先モードに設定されている場合には、測光センサー１１６の出力に基づいて絞りの設定が撮像装置１によって自動的に決定される。絞り１０３の開口部の大きさは、設定された値に応じて不図示の絞り制御モーターが駆動することによって変更される。

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（焦点調節レンズ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、後述するレリーズスイッチ又はライブビュースイッチが押下されると、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１１５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１１２へ反射させる。
位相差ＡＦ装置１１２は、撮像装置１のボディ底面側に設置され、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デフォーカス量を求める。そして、位相差ＡＦ装置１１２は、求めたデフォーカス量に基づいて、焦点調節レンズ１０２ｃの移動量を決定し、レンズ駆動用モーター１１４を制御する。

コントラストＡＦ装置１１３は、撮像素子１１０から出力される画像データ（後述するライブビューデータ）に基づく焦点評価値を、撮影光学系１０２の焦点調節レンズ１０２ｃの位置に対応付けて算出し、焦点評価値が最大となるレンズ位置にレンズ駆動用モーター１１４を制御する。

レンズ駆動用モーター１１４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１１２、コントラストＡＦ装置１１３による制御に応じて駆動する。

測光用レンズ１１５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１１６上に結像する。
測光センサー１１６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１１５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。

レンズデータ送信部１１７は、撮影光学系１０２の焦点調節レンズ１０２ｃの固有情報として、焦点調節範囲をコントラストＡＦ装置１１３へ出力する。
図２は、焦点調節範囲の概略を表す図である。図２では、説明の簡略のために撮影光学系１０２が１枚のレンズで構成された場合を例に記載する。

図２Ａは、被写体が無限遠とみなせる位置にある場合の撮影光学系１０２の結像の様子を表す図である。図２Ａの場合、撮影光学系１０２から距離ｆだけ離れたところに焦点が結ばれ像面が形成される。このように、被写体が無限遠に位置する場合の撮影光学系１０２と焦点との距離ｆを焦点距離という。また、以下の説明において被写体が無限遠である場合のレンズ位置を無限端位置という。

図２Ｂは、被写体が上記の無限遠とはみなせない有限の距離にある場合、たとえば撮影距離が最短撮影距離Ｒである場合の撮影光学系１０２の結像の様子を表す図である。このように、焦点を合わせることができる最短の撮影距離を最短撮影距離Ｒという。なお、撮影距離とは焦点から被写体までの距離を表す。図２Ｂの場合、撮影光学系１０２の厚さを無視すれば、ａ＋ｂ＝Ｒが成立する。ここで、ａは被写体から撮影光学系１０２までの距離を表し、ｂは撮影光学系１０２から焦点までの距離を表す。以下の説明において、最短撮影距離Ｒの位置にある被写体に合焦するレンズ位置を至近端位置という。

焦点調節範囲は、撮影光学系１０２の焦点距離ｆと最短撮影距離Ｒとで決まる値である。すなわち、焦点調節範囲は、撮影距離が無限遠である場合の像面の位置（焦点位置）と撮影距離が最短撮影距離Ｒである場合の像面の位置との差（ｂとｆとの差）として表される。したがって、焦点調節範囲は、像面の位置の移動範囲を表す。

図１に戻って撮像装置１の構成の説明を続ける。操作部１１８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。操作部１１８は、例えば、位相差ＡＦスイッチ、コントラストＡＦスイッチ、レリーズスイッチ、ライブビュースイッチ等を備える。

位相差ＡＦスイッチ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１１２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。

一方、コントラストＡＦスイッチ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１１３はライブビューデータを用いて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。

レリーズスイッチがユーザーによって押下されると、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。

図３は、コントラストＡＦ装置１１３の機能構成を表す概略ブロック図である。コントラストＡＦ装置１１３は、焦点評価値算出部２０１（焦点検出部）、レンズ駆動量設定部２０２（焦点検出部）、レンズ駆動部２０３、焦点検出処理制御部２０４（検出部、制御部）を備える。

焦点評価値算出部２０１は、コントラスト検出方式に基づいて撮影光学系１０２による像の焦点状態を検出する。具体的には、焦点評価値算出部２０１は、撮像素子１１０から出力される撮像信号（ライブビューデータ）を入力し、コントラストに関する焦点評価値を複数のレンズ位置（複数の像面の位置）のそれぞれに対応づけて算出する。例えば、焦点評価値算出部２０１は、撮像信号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。

レンズ駆動量設定部２０２は、焦点評価値算出部２０１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求め、求めたレンズ位置に焦点調節レンズ１０２ｃを移動させるためのレンズ駆動量を設定する。

レンズ駆動部２０３は、レンズ駆動量設定部２０２や焦点検出処理制御部２０４によって設定されたレンズ駆動量にしたがってレンズ駆動信号をレンズ駆動用モーター１１４へ出力し、レンズ駆動用モーター１１４を駆動させ焦点調節レンズ１０２ｃを移動させる。
焦点検出処理制御部２０４は、コントラストＡＦ装置１１３が備える各機能部の動作を制御する。焦点検出処理制御部２０４の動作の詳細については後述する。

図４は、第一実施形態における撮像装置１の動作を表すフローチャートである。まず、コントラストＡＦスイッチがオンになるまで焦点検出処理制御部２０４は待機する（ステップＳ１０１−ＮＯ）。コントラストＡＦスイッチがオンになると（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、クイックリターンミラー１０６が上方へ移動し、焦点検出処理制御部２０４がレンズデータ送信部１１７から焦点調節範囲を検出する（ステップＳ１０２）。次に、焦点検出処理制御部２０４が、ユーザーにより操作部１１８が操作されることによって設定されたＦ値を取得し、取得されたＦ値に応じたサンプリング間隔を取得する（ステップＳ１０３）。サンプリング間隔とは、焦点評価値算出部２０１が焦点評価値を算出する像面の位置の間隔である。具体的には、焦点検出処理制御部２０４は、予めＦ値とサンプリング間隔とを対応付けたテーブルを記憶しており、このテーブルを参照することによってＦ値に対応付けられたサンプリング間隔を取得する。例えば、このテーブルでは、１．４のＦ値には０．１ミリメートルのサンプリング間隔が対応付けられており、Ｆ値が一段絞られる毎にサンプリング間隔が１．４倍となるように対応付けがなされている。

次に、焦点検出処理制御部２０４が、ステップＳ１０３において取得されたサンプリング間隔（第１の間隔）と焦点調節範囲との大小を比較する（ステップＳ１０４）。サンプリング間隔が焦点調節範囲より小さい場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、焦点検出処理制御部２０４は、ステップＳ１０３において取得されたサンプリング間隔及び予め設定されている探索駆動範囲に基づいて、コントラスト検出方式による焦点検出処理を実行する（ステップＳ１０７）。

図５は、コントラスト検出方式による焦点検出処理の概略を表す概略図である。コントラスト検出方式では、焦点検出処理制御部２０４は、焦点評価値算出部２０１、レンズ駆動量設定部２０２、レンズ駆動部２０３を以下のように制御する。

レンズ駆動部２０３は、焦点調節レンズ１０２ｃを図５に表されるレンズの軌跡のように駆動させる。具体的には、レンズ駆動部２０３は、初期駆動、探索駆動、合焦駆動の三段階で焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。初期駆動では、レンズ駆動部２０３は、コントラストＡＦスイッチがオンになった位置（初期位置）から探索駆動を開始する所定の位置（サーチ開始位置）まで焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。

探索駆動では、レンズ駆動部２０３は、ステップＳ１０３の処理で取得されたサンプリング間隔に応じて探索駆動範囲内で像面の位置が移動するように焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。このとき、サンプリング間隔毎に焦点評価値算出部２０１が焦点評価値を算出し、レンズ駆動量設定部２０２が合焦位置（焦点が撮像面に一致するときの焦点調節レンズ１０２ｃの位置）の検出を実行する。焦点評価値算出部２０１、レンズ駆動量設定部２０２、レンズ駆動部２０３は、合焦位置が検出されるか又は合焦位置の検出が不可能という判定結果が得られるまでこの処理を繰り返し実行する。

合焦駆動では、焦点検出処理制御部２０４は、探索駆動において決定した合焦位置に焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させるように、レンズ駆動量設定部２０２及びレンズ駆動部２０３を制御する。なお、図５ではレンズ位置が等間隔に移動すると像面の位置も等間隔に移動することを前提として横軸をレンズ位置として表しているが、この前提が成立しない撮影光学系１０２が用いられる場合には、像面の位置が等間隔となるようにレンズ位置の移動の幅が調整される。

図４に戻って撮像装置１の動作の説明を続ける。ステップＳ１０４において、サンプリング間隔が焦点調節範囲以上である場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、焦点検出処理制御部２０４は、サンプリング間隔を再設定する（ステップＳ１０５）。具体的には、焦点検出処理制御部２０４は、ステップＳ１０２の処理において取得された焦点調節範囲よりも短い間隔を新たなサンプリング間隔（第２の間隔）として設定する。例えば、焦点検出処理制御部２０４は、焦点調節範囲の値を１／ｎ（ｎは１より大きい値）することによって得られた値を新たなサンプリング間隔として設定する。

次に、焦点検出処理制御部２０４は、探索駆動範囲を、至近端から無限端までの間の範囲として設定する（ステップＳ１０６）。そして、焦点検出処理制御部２０４は、ステップＳ１０５において再設定されたサンプリング間隔及びステップＳ１０６において再設定された探索駆動範囲に基づいて、コントラスト検出方式による焦点検出処理を実行する（ステップＳ１０７）。

図６は、サンプリング間隔が再設定された場合のコントラスト検出方式による焦点検出処理の概略を表す概略図である。この場合、焦点検出処理制御部２０４は、焦点評価値算出部２０１、レンズ駆動量設定部２０２、レンズ駆動部２０３を以下のように制御する。

レンズ駆動部２０３は、焦点調節レンズ１０２ｃを図６に表されるレンズの軌跡のように駆動させる。初期駆動では、レンズ駆動部２０３は、コントラストＡＦスイッチがオンになった位置（初期位置）からサーチ開始位置（至近端位置）まで焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。

探索駆動では、レンズ駆動部２０３は、ステップＳ１０５の処理で取得されたサンプリング間隔に応じてステップＳ１０６の処理で設定された探索駆動範囲内で像面の位置が移動するように焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。このとき、像面の位置が至近端である場合と無限端である場合とサンプリング間隔分移動する毎に、焦点評価値算出部２０１が焦点評価値を算出する。そして、レンズ駆動量設定部２０２が合焦位置の検出を実行する。すなわち、少なくとも焦点調節レンズ１０２ｃが至近端位置に位置する場合と、無限端位置に位置する場合と、至近端位置と無限端位置との間に位置する場合との３箇所で焦点評価値算出部２０１は焦点評価値を算出する。

焦点評価値算出部２０１、レンズ駆動量設定部２０２、レンズ駆動部２０３は、合焦位置が検出されるか又は合焦位置の検出が不可能という判定結果が得られるまでこの処理を繰り返し実行する。そして、レンズ駆動量設定部２０２は、三つの焦点評価値に基づいて合焦位置を検出し、検出された合焦位置に応じてレンズ駆動量を設定する。

合焦駆動では、焦点検出処理制御部２０４は、探索駆動において決定した合焦位置に焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させるように、レンズ駆動量設定部２０２及びレンズ駆動部２０３を制御する。

図４に戻って撮像装置１の動作の説明を続ける。焦点検出処理が完了し合焦位置への焦点調節レンズ１０２ｃの駆動が終了すると、撮像装置１はレリーズ待機状態となる。そして、レリーズスイッチが押下されると、その時点のレンズ位置で撮像素子１１０が撮影を行う。また、レリーズスイッチが押下される前に再度コントラストＡＦスイッチがオンになると、ステップＳ１０２以降の処理が再度実行される。

このように構成された撮像装置１によれば、サンプリング間隔が焦点調節範囲よりも大きくなってしまう場合であっても、焦点評価値算出部２０１は３箇所以上のレンズ位置に対応付けて焦点評価値を算出することができる。そのため、レンズ駆動量設定部２０２は、３箇所以上のレンズ位置における焦点評価値に基づいて合焦位置を検出し、合焦位置へ焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させることが可能となる。

＜変形例＞
ステップＳ１０４において、焦点検出処理制御部２０４は、サンプリング間隔と焦点調節範囲のｍ倍の値（ｍは１以上の値）とを比較しても良い。

また、レンズ駆動部２０３は、初期駆動においてサーチ開始位置として無限端位置に焦点調節レンズ１０２ｃを移動させても良い。この場合、レンズ駆動部２０３は探索駆動において無限端位置から至近端位置まで焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させる。

［第二実施形態］
図７は、第二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。第二実施形態の撮像装置１は、レンズデータ送信部１１７を備えない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。

図８は、第二実施形態における撮像装置１の動作を表すフローチャートである。図９は、第二実施形態における焦点検出処理の概略を表す概略図である。以下、図８及び図９を用いて第二実施形態における撮像装置１の動作について説明する。まず、コントラストＡＦスイッチがオンになるまで焦点検出処理制御部２０４は待機する（ステップＳ２０１−ＮＯ）。コントラストＡＦスイッチがオンになると（ステップＳ２０１−ＹＥＳ）、クイックリターンミラー１０６が上方へ移動する。

次に、焦点検出処理制御部２０４が、設定されたＦ値を取得し、取得されたＦ値に応じたサンプリング間隔を取得する（ステップＳ２０２）。次に、焦点検出処理制御部２０４は、所得されたサンプリング間隔で焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させることによって初期駆動及び探索駆動を実行する（ステップＳ２０３）。次に、焦点検出処理制御部２０４は、探索駆動において焦点調節レンズ１０２ｃが至近端から無限端へ向けて駆動され、無限端に達するまでに得られた焦点評価値が３つ以上であるか否か判定する（ステップＳ２０４）。例えば、焦点検出処理制御部２０４は、焦点調節レンズ位置エンコーダー１０５からの出力に基づいて、焦点調節レンズ１０２ｃが至近端から無限端に達するまで駆動されたか否かを判定する。

ステップＳ２０４の条件が満たされる場合（ステップＳ２０４−ＹＥＳ）、レンズ駆動量設定部２０２は、ステップＳ２０３の探索駆動によって得られた焦点評価値に基づいて、焦点評価値が最大となるレンズ位置を求め、求めたレンズ位置に焦点調節レンズ１０２ｃを移動させるためのレンズ駆動量を設定し、レンズ駆動部２０３がレンズ駆動量に基づいて合焦駆動を実行する（ステップＳ２０５）。

一方、ステップＳ２０４の条件が満たされない場合（ステップＳ２０４−ＮＯ）、焦点検出処理制御部２０４は、ステップＳ２０３の探索駆動における焦点調節レンズ位置エンコーダー１０５からの出力に基づいて、焦点調節範囲の大きさを検出する（ステップＳ２０６）。すなわち、この場合は探索駆動において焦点調節レンズ１０２ｃが至近端から無限端まで駆動されるため（図９の符号Ａ）、このときの焦点調節レンズ位置エンコーダー１０５からの出力に基づいて焦点調節範囲の大きさを検出することができる。

次に、焦点検出処理制御部２０４が第一実施形態におけるステップＳ１０５と同様の処理によって、焦点調節範囲に基づいてサンプリング間隔を設定する（ステップＳ２０７）。また、焦点検出処理制御部２０４は、探索駆動範囲を、至近端から無限端までの間の範囲として設定する（ステップＳ２０８）。そして、レンズ駆動部２０３は、探索駆動の後段（図９の符号Ｂ）において、再設定された探索駆動範囲及びサンプリング間隔に基づいて焦点検出処理を実行しレンズ駆動部２０３が焦点調節レンズ１０２ｃを合焦位置まで駆動させる（ステップＳ２０９）。

このように構成された第二実施形態の撮像装置１によれば、レンズデータ送信部１１７から焦点調節範囲が取得されない場合であっても、実際に至近端位置から無限端位置まで焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させることによって焦点検出処理制御部２０４が焦点調節範囲を取得する。そのため、レンズデータ送信部１１７から焦点調節範囲を取得できない場合にも、レンズ駆動量設定部２０２は、３箇所以上のレンズ位置における焦点評価値に基づいて合焦位置を検出し、合焦位置へ焦点調節レンズ１０２ｃを駆動させることが可能となる。

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…位相差ＡＦ装置， １１３…コントラストＡＦ装置， １１４…レンズ駆動用モーター， １１５…測光用レンズ， １１６…測光センサー， １１７…レンズデータ送信部， １１８…操作部， ２０１…焦点評価値算出部， ２０２…レンズ駆動量設定部， ２０３…レンズ駆動部， ２０４…焦点検出処理制御部

Claims (7)

1. 焦点調節可能な光学系による像の焦点状態を、前記光学系を焦点調節した際の複数の像面の位置のそれぞれに対応付けて検出する焦点検出部と、
   前記光学系に応じて変化する範囲であって、前記光学系を焦点調節した際の前記像面の位置の移動範囲を焦点調節範囲として検出する検出部と、
   前記焦点調節範囲に基づいて、前記複数の像面の位置の間隔を決定する制御部とを備え、
   前記焦点検出部は、予め設定された第１の間隔を置いた複数の前記像面の位置に対応付けて前記焦点状態を検出するよう設定されており、
   前記制御部は、前記焦点調節範囲が前記第１の間隔以下である場合に、前記焦点検出部による焦点状態の検出に際して、前記複数の像面の位置を前記焦点調節範囲よりも短い第２の間隔に変更す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、
   前記制御部は、前記焦点検出部によって前記焦点状態を検出するための前記像を結像する前記光学系のＦ値に基づいて前記複数の像面の位置の間隔を決定することを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出部は、前記焦点調節範囲の両端に対応する前記像面の位置と、前記焦点調節範囲の一端から前記制御部で決定した前記像面の位置の間隔を置いた前記像面の位置とに対応付けて前記焦点状態を検出することを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の焦点検出装置において、
   前記検出部は、前記光学系からの固有情報として前記焦点調節範囲を検出することを特徴とする焦点検出装置。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の焦点検出装置において、
   前記検出部は、前記光学系を至近端から無限遠端まで駆動した結果に基づいて前記焦点調節範囲を検出することを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項５に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出部は、前記光学系を前記至近端から前記無限遠端まで駆動させて前記焦点状態を検出し、
   前記制御部は、前記焦点検出部によって検出された前記焦点状態の数が三つ未満である場合に、前記至近端から前記無限遠端までの駆動結果に基づいて検出した前記焦点調節範囲に基づいて前記像面の位置の間隔を決定する、
   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。

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