JP5450965B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、位相差検出方式及びコントラスト検出方式による焦点検出機能と、光源に関する検出機能とを有する撮像装置に関する。

撮像装置のＡＦ（オートフォーカス）方式として、位相差検出方式とコントラスト検出方式とがある。

位相差検出方式では、撮像光学系における互いに異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を一対のラインセンサ上に結像させ、該一対のラインセンサにより得られた一対の像信号の位相差から撮像光学系のデフォーカス量を算出する。そして、該デフォーカス量に相当する移動量だけフォーカスレンズを移動させることで合焦状態を得る（特許文献１参照）。ただし、位相差検出方式では、被写体からの光束をラインセンサに導く光路が、被写体からの光束を、被写体画像を生成する撮像素子（撮像面）に導く光路とは異なる。このため、位相差検出方式により合焦状態が得られても、実際のピントが撮像面に対してずれている場合が少なくない。

これに対し、コントラスト検出方式では、フォーカスレンズを移動させながら、撮像素子を用いて得られる映像信号から生成したコントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探索することによって合焦状態を得る（特許文献２参照）。このため、コントラスト検出方式によれば、位相差検出方式に比べて合焦状態が得られるまでに時間を要するが、より精度の高い合焦状態が得られる。

さらに、特許文献３には、位相差検出方式によって得られたフォーカスレンズの合焦位置とコントラスト検出方式で得られた合焦位置との差を補正値として記憶しておく撮像装置が開示されている。この撮像装置では、位相差検出方式により算出されたフォーカスレンズの移動量を該記憶された補正値によって補正し、該補正後の移動量だけフォーカスレンズを移動させることで、位相差検出方式を単独で使用する場合よりも精度の高い合焦状態が得られる。
特開平０９−０５４２４２号公報 特開２００１−００４９１４号公報 特開平２０００−２９２６８４号公報

しかしながら、特許文献３にて開示された撮像装置でも、補正値を得る際の被写体の条件によっては、適切な補正値を得ることができない場合がある。例えば、被写体を照らす光源の波長（つまりは被写体からの光の波長）が異なると、撮像光学系の色収差の影響によって、得られる合焦位置が異なってくるので、補正値自体が誤差を含むことになる。

本発明は、位相差検出方式により得られた合焦位置とコントラスト検出方式により得られた合焦位置との差を補正情報としてフォーカス制御を行う撮像装置において、光源の影響を考慮した精度の高い補正情報が得られるようにすることを目的としている。

本発明の一側面としての撮像装置は、位相差検出方式によりフォーカスレンズの合焦位置までの第１の移動量を求める第１の焦点検出手段と、コントラスト検出方式により前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する第２の焦点検出手段と、前記第１の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置と前記第２の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置との差に応じて、前記第１の移動量に対する補正情報を生成する補正情報生成手段と、光源の発する光の種類に関する情報を検出する光源検出手段と、前記光源の発する光の種類に関する情報が第１の場合には前記補正情報に基づいて前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とするとともに、前記光源の発する光の種類に関する情報が第２の場合には前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とせずに、前記フォーカスレンズを移動させる制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての撮像装置の制御方法は、位相差検出方式によりフォーカスレンズの合焦位置までの第１の移動量を求める第１の焦点検出手段と、コントラスト検出方式により前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する第２の焦点検出手段と、光源の発する光の種類に関する情報を検出する光源検出手段とを有する撮像装置の制御方法であって、前記第１の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置と前記第２の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置との差に応じて、前記第１の移動量に対する補正情報を生成する補正情報生成ステップと、前記光源の発する光の種類に関する情報が第１の場合には前記補正情報に基づいて前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とするとともに、前記光源の発する光の種類に関する情報が第２の場合には前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とせずに、前記フォーカスレンズを移動させる制御ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、位相差検出方式及びコントラスト検出方式によりそれぞれ得られた合焦位置の差を補正情報として用いてフォーカス制御を行う撮像装置において、光源の影響を考慮して補正情報を使用可能とするか否かを切り換える。これにより、光源の影響を考慮した精度の高い補正情報が使用可能となる。すなわち、光源の影響による誤差を含む補正情報がフォーカス制御に使用されることが回避される。この結果、光源にかかわらず高精度な合焦状態を得ることができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

＜デジタルカメラ２００の構成＞
図１は、本発明の実施例であるデジタルカメラ（撮像装置）２００の構成を示すブロック図である。本実施例のデジタルカメラ（以下、単にカメラという）２００には、撮像レンズ１００が不図示のマウント機構を介して着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気的接点群１０７が設けられており、該電気的接点群１０７を介してカメラ２００と撮像レンズ１００との間で通信が行われる。

撮像レンズ１００において、１０１ａは変倍レンズ等のレンズユニット、１０１ｂはフォーカスレンズである。また、１０２は絞りである。１０３はフォーカスレンズ１０１ｂを駆動するアクチュエータ等を含むレンズ駆動機構であり、レンズ制御回路１０４により制御される。また、１０５は絞り１０２を駆動するアクチュエータ等を含む絞り駆動機構であり、絞り制御回路１０６により制御される。

図示しない被写体からの光束は、撮像レンズ１０１に入射し、レンズユニット１０１ａ、フォーカスレンズ１０１ｂ及び絞り１０２を介して、カメラ２００に導かれる。

カメラ２００において、２０２はクイックリターンミラーである。クイックリターンミラー２０２はハーフミラーにより構成されており、図示のダウン位置に配置されたクイックリターンミラー２０２に導かれた光束のうち一部は反射し、他は透過する。クイックリターンミラー２０２を透過した光束は、その背後に配置されたサブミラー２０３によって反射され、ＡＦセンサ２０４に導かれる。

ＡＦセンサ２０４は、図６に示すように、撮像画面の複数（ここでは、３つ）の焦点検出エリア１〜３で焦点検出を行えるように構成されている。該３つの焦点検出エリア１〜３は、３つの測光エリア１〜３内にそれぞれ含まれている。

クイックリターンミラー２０２で反射された光束は、ペンタプリズム２０１及び接眼レンズ２０６を介して、撮影者の目に導かれる。

クイックリターンミラー２０２及びサブミラー２０３が不図示のアップ位置に退避した状態では、撮像レンズ１００からの光束がフォーカルプレーンシャッタ２０８及び光学フィルタ２０９を介して撮像素子２１０に到達する。撮像素子２１０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成されている。光学フィルタ２０９は、赤外線カット機能とローパスフィルタ機能とを有する。

フォーカルプレーンシャッタ２０８は、先幕及び後幕を走行させることで、撮像素子２１０の露光を制御する。

カメラ２００は、該カメラ２００全体の制御を司るＣＰＵ等により構成されるシステムコントローラ２２３を備えている。

システムコントローラ２２３は、撮像レンズ１００内のレンズ制御回路１０４及び絞り制御回路１０６に対して、フォーカスレンズ１０１ｂ及び絞り１０２の駆動を行わせるための制御信号を送信する。システムコントローラ２２３は、クイックリターンミラー２０２及びサブミラー２０３のアップダウン駆動とフォーカルプレーンシャッタ２０８のシャッタチャージ駆動を行うシャッタチャージ・ミラー駆動機構２１１を制御する。さらに、システムコントローラ２２３は、フォーカルプレーンシャッタ２０８の先幕及び後幕の走行駆動を行うシャッタ制御機構２１２も制御する。

システムコントローラ２２３には、接眼レンズ２０６の近傍に配設された測光センサ（図示せず）に接続された測光回路２０７が接続されている。システムコントローラ２２３には、測光回路２０７からの出力信号を受けてＡＥ（露出）制御を行う。

システムコントローラ２２３には、カメラ２００の制御パラメータ、ＩＤ情報、後述するＡＦ補正量データ、露出補正値等の各種データが記憶された記憶手段としてのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２２２が接続されている。

システムコントローラ２２３には、ＡＦセンサ２０４からの信号を受けて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出回路２０５が接続されている。ＡＦセンサ２０４、焦点検出回路２０５及びシステムコントローラ２２３により、第１の焦点検出手段が構成される。システムコントローラ２２３は、焦点検出回路２０５で求められたデフォーカス量の情報を受けてＡＦ制御（フォーカス制御）を行う制御手段として機能する。

カメラ２００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に代表される外部装置３００を接続可能な通信インターフェース回路２２４を有する。該通信インターフェース回路２２４を介して、外部装置３００とシステムコントローラ２２３とが通信可能となっている。

測光回路２０７は、図６に示した３つの測光エリア１〜３において被写体からの光束の一部を受け、これを光電変換することで被写体輝度を示す信号を出力する。この出力は、システムコントローラ２２３に入力される。システムコントローラ２２３には、測光エリア１〜３のうち測光を行うエリアを撮影者に選択させるための測光エリア選択スイッチ２３５が接続されている。

また、測光回路２０７には、図示しない光源センサも設けられている。この光源センサは、可視光領域に感度を有するフォトダイオードアレイと赤外光領域を含む領域に感度を有するフォトダイオードアレイとで構成されている。これらのフォトダイオードアレイからの出力を比較することにより、被写体を照らす光源の種類を検出（判別）することができる。測光回路２０７は、光源検出手段を構成する。

システムコントローラ２２３には、画像データコントローラ２２０が接続されている。画像データコントローラ２２０は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）により構成され、撮像素子２１０から出力されてＡ／Ｄコンバータ２１６によりデジタル信号に変換された撮像信号に対して各種処理を施し、画像データ（映像信号）を生成する。

画像データコントローラ２２０は、撮像素子２１０の駆動タイミングを制御するために必要なパルス信号を出力するタイミングパルス発生回路２１７を介して撮像素子２１０の駆動を制御する。また、画像データコントローラ２２０には、生成された画像データを一時的に記憶するＤＲＡＭ２２１や、画像データをアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ２１５や、画像データを圧縮する画像圧縮回路２１９が接続されている。

Ｄ／Ａコンバータ２１５によりアナログ信号に変換された画像は、エンコーダ回路２１４を介して、液晶パネル等の画像表示回路２１３に表示される。画像圧縮回路２１９により圧縮された画像データは、半導体メモリや光ディスク等の記録メディア２１８に記録される。

システムコントローラ２２３には、カメラ２００の動作モードの情報や露出情報（シャッタ秒時、絞り値等）を表示する情報表示回路２２５が接続されている。また、システムコントローラ２２３には、測光及び焦点検出等の撮像準備動作を開始させるための第１レリーズスイッチＳＷ１（２３１）と、撮像動作（記録動作）を開始させるための第２レリーズスイッチＳＷ２（２３０）とが接続されている。

システムコントローラ２２３には、カメラ２００の動作モードを撮影者に選択させるためのモード設定スイッチ２２９が接続されている。また、システムコントローラ２２３には、ＡＦセンサ２０４内の複数の焦点検出エリア１〜３から焦点検出を行うエリアを撮影者に選択させるための焦点検出エリア選択スイッチ２２８が接続されている。

さらに、システムコントローラ２２３には、その他、決定スイッチ２２７、ブラケット量設定スイッチ２３２、電子ダイヤルスイッチ２２６、カウンタ２３３及びブザー２３４が接続されている。ブラケット量設定スイッチ２３２は、いわゆるブラケット撮像を行う回数を撮影者に選択させるためのスイッチであり、カウンタ２３３は、ブラケット撮像における撮像回数をカウントする。

＜デフォーカス量検出について＞
次に、位相差検出方式によるデフォーカス量の検出方法を、図７及び図８を用いて説明する。これらの図において、ＯＢＪは被写体、１０１ｂはフォーカスレンズ、２１０′は撮像素子２１０の撮像面と光学的に等価な面（以下、等価面という）を示す。また、５０１，５０３はＡＦセンサ２０４に設けられたコンデンサレンズ及びセパレータレンズ（二次結像レンズ）である。５０４は同じくＡＦセンサ２０４に設けられた一対のラインセンサを示す。一対のラインセンサ５０４は、図６に示した焦点検出エリアごとに設けられている。

撮像面から見て被写体ＯＢＪにピントが合っているとき、セパレータレンズ５０３によって分割された２つの光束により一対のラインセンサ５０４上に形成された２像の間隔（基準２像間隔Ｌｏ）は所定値となる。ラインセンサ５０４上の２像間隔が基準２像間隔Ｌｏより狭いときは前ピン状態であり、基準２像間隔Ｌｏより広いときは後ピン状態である。

図８は、図７に示す焦点検出光学系からコンデンサレンズ５０１を省いたモデル図である。

セパレータレンズ５０３により分割された各光束の主光線ＰＲが光軸となす角度をθとし、セパレータレンズ５０３の倍率をβとする。また、等価面２１０′上及びラインセンサ５０４上での２像の移動量をそれぞれΔＬ，ΔＬ’とすると、デフォーカス量ｄは以下の式で求まる。

ここで、βｔａｎθは、焦点検出光学系の設計上定まるパラメータであり、ΔＬ’は基準２像間隔（Ｌｏ）と検出した２像間隔（Ｌｘ）との差である。

システムコントローラ２２３は、求められたデフォーカス量ｄと現在のフォーカスレンズ１０１ｂの位置情報とに基づいて、フォーカスレンズ１０１ｂの合焦位置までの移動量（第１の移動量：以下、位相差フォーカス移動量という）を算出する。そして、フォーカスレンズ１０１ｂを位相差フォーカス移動量に基づいて（該位相差フォーカス移動量に相当する移動量だけ）移動させることで、位相差検出方式ＡＦによる合焦状態が得られる。

＜コントラスト検出方式ＡＦについて＞
コントラスト検出方式ＡＦでは、撮像素子２１０からの出力信号に基づいて画像データコントローラ２２０により生成された映像信号から高周波成分を抽出し、映像のコントラスト状態を示すコントラスト評価値（ＡＦ評価値ともいう）を生成する。そして、フォーカスレンズ１０１ｂを移動させながらコントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ１０１ｂの位置、すなわち合焦位置を探索する。このコントラスト検出方式ＡＦは、システムコントローラ２２３が第２の焦点検出手段として行う。

＜焦点検出エリア選択シーケンス＞
図２には、本実施例における焦点検出エリアの選択シーケンスを示す。該シーケンスは、システムコントローラ２２３が、その内部に格納されたコンピュータプログラムに従って実行する。このことは、後述する他のシーケンスも同じである。

まずステップＳ００１では、システムコントローラ２２３は、焦点検出エリア選択スイッチ２２８がＯＮされたかどうかを判別する。ＯＮされていればステップＳ００２へ移行する。ＯＦＦであればステップＳ００１を繰り返す。

ステップＳ００２では、システムコントローラ２２３は、電子ダイヤルスイッチ２２６が操作されたかどうかを判別し、操作されていればその操作方向と操作量の検出を行う。操作されていなければ、ステップＳ００２を繰り返す。

ステップＳ００３では、システムコントローラ２２３は、電子ダイヤルスイッチ２２６の操作方向及び操作量に応じて、選択焦点検出エリアを、全部⇔焦点検出エリア１⇔焦点検出エリア２⇔焦点検出エリア３⇔全部という順序で切り換える。

ステップＳ００４では、システムコントローラ２２３は、焦点検出エリア選択スイッチ２２８がＯＮされたかどうか判別し、ＯＮされていればステップＳ００２へ移行し、ＯＦＦならば本シーケンスを終了する。

＜モード設定シーケンス＞
図３には、本実施例におけるモード設定シーケンスを示す。

まずステップＳ１０１にて、システムコントローラ２２３は、モード設定スイッチ２２９がＯＮしたかどうか判定する。ＯＮしていれば、ユーザーによってモード設定操作が開始されたものと判定してステップＳ１０２に移行する。ＯＦＦであれば、ステップＳ１０１を繰り返す。

ステップＳ１０２では、システムコントローラ２２３は、電子ダイヤルスイッチ２２６が操作されたかどうかを判別し、操作されていればその操作方向と操作クリック数を検出する。そして、操作クリック毎に、撮像モードを「ＴＶ（シャッタ速度優先）モード」⇔「ＡＶ（絞り優先）モード」⇔「Ｐ（プログラム）モード」⇔「ＡＦキャリブレーションモード」⇔「ＴＶモード」・・・と変化させる。ＡＦキャリブレーションモードは、焦点検出エリア選択シーケンスにおいて焦点検出エリア１〜３の中から１つだけが選択されていなければ選択できないようになっている。電子ダイヤルスイッチ２２６が操作されていなければ、ステップＳ１０２を繰り返す。

ステップＳ１０３では、システムコントローラ２２３は、モード設定スイッチ２２９がＯＦＦしたかどうかを判定する。ＯＦＦしたのであれば、そのときに選択されていた撮像モードを選択し、ステップＳ１０４で撮像モードをステップＳ１０３で選択された撮像モードに設定する。

ステップＳ１０５では、システムコントローラ２２３は、設定された撮像モードがＡＦキャリブレーションモードであるかどうかを判別する。ＡＦキャリブレーションモード以外である場合は、ステップＳ１１１に移行し、設定された撮像モードに応じた撮像シーケンスへ移行する。ここでいうＡＦキャリブレーションモードとは、位相差検出方式ＡＦで得られた合焦位置とコントラスト検出方式ＡＦで得られた合焦位置との差をＡＦ補正量データ（補正情報）としてメモリ２２２に記憶させるモードである。システムコントローラ２２３は、このＡＦキャリブレーションモードでＡＦ補正データを生成する補正情報生成手段として機能する。

ステップＳ１０６では、システムコントローラ２２３は、ブラケット量設定スイッチ２３２がＯＮされたかどうかを判別する。ＯＮされていれば、ステップＳ１０７へ移行する。ＯＮされていなければＡＦキャリブレーション撮像におけるＡＦブラケットステップ量の基準値ａを設定する。そして、ステップＳ１１０へ移行し、ＡＦキャリブレーション撮像シーケンスへと移る。

ステップＳ１０７では、システムコントローラ２２３は、電子ダイヤルスイッチ２２６が操作されたか否かを判別し、操作されていればその操作方向と操作クリック数を検出する。そして、電子ダイヤルスイッチ２２６の操作クリック毎に、ＡＦブラケットステップ量を基準値ａに対して「基準値ａ×０．２５」⇔「基準値ａ×０．５」⇔「基準値ａ」⇔「基準値ａ×２」⇔「基準値ａ×４」と変化させる。ただし、「基準値×０．２５」及び「基準値×４」をそれぞれ上限値及び下限値とし、それ以上変化させない。

基準値ａは、絞り制御回路１０６から開放絞り値（ＦＮＯ）の情報を受け取ったシステムコントローラ２２３が、下記式により決定する。

基準値a＝FNO×ε （FNOは開放絞り値、εは許容錯乱円径）
本実施例では、基準値ａを焦点深度δ（＝FNO×ε）と同じ値としている。例えば、ε＝０．０３ｍｍとしている。

上記のようにＡＦブラケットステップ量を可変とすることで以下のメリットがある。すなわち、大きなピント補正が必要な場合でも、ＡＦキャリブレーションステップ量を大きなステップ量から小さいステップ量へと段階的に変化させてＡＦキャリブレーション撮像を複数回行うことにより、ピント補正量を適切な値まで絞り込むことができる。

ステップＳ１０８では、システムコントローラ２２３は、ブラケット量設定スイッチ２３２がＯＦＦしたかどうかを判定する。ＯＦＦしたときは、そのときに選択されていたブラケットステップ量を選択し、ステップＳ１０９でブラケットステップ量“Ａ”をステップＳ１０８で選択されたブラケットステップ量に設定する。

ステップＳ１１０では、システムコントローラ２２３は、ＡＦキャリブレーション撮像シーケンスへ移行する。

＜ＡＦキャリブレーション撮像シーケンス＞
図４及び図５には、本実施例におけるＡＦキャリブレーション撮像シーケンス（補正情報生成ステップ）を示している。ここでは、ＡＦキャリブレーション撮像により７枚のＡＦキャリブレーション画像を取得するものとする。

まず、図４のステップＳ２０１で、システムコントローラ２２３は、カウンタ２３３のリセットを行う。

ステップＳ２０２では、システムコントローラ２２３は、第１レリーズスイッチＳＷ１（２３１）がＯＮしたかどうかを判別する。ＯＮであれば、撮像露出の決定及び光源の検出を行うステップＳ２０３とステップＳ２０５に分岐して移行する。

ステップＳ２０３では、システムコントローラ２２３は、撮像レンズ１００を通りクイックリターンミラー２０２で反射されてペンタプリズム２０１を通過した光束を、測光回路２０７に測光させる。また同時に、測光回路２０７に配置された光源センサの出力から被写体を照らす光源（の種類）を検出する。

ステップＳ２０４では、システムコントローラ２２３は、測光回路２０７の出力に応じて撮像時の露出量（シャッタ速度、絞り値等）を決定する。

ステップＳ２０５では、システムコントローラ２２３は、ＡＦセンサ２０４及び焦点検出回路２０５に焦点検出（デフォーカス量の算出）を行わせる。

ステップＳ２０６では、システムコントローラ２２３は、ステップＳ２０５で焦点検出ができたかどうかを判別する。焦点検出の対象である被写体が低コントラストである場合や暗い場合には焦点検出できないことがある。焦点検出ができなかった場合は、ステップＳ２１０へ移行して警告を行う。

焦点検出の再開用に必要なデータを保存して、シーケンスを終了する。焦点検出ができた場合は、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、システムコントローラ２２３は、ステップＳ２０５で得られたデフォーカス量から位相差フォーカス移動量（第１の移動量）を算出し、該位相差フォーカス移動量に基づいてフォーカスレンズ１０１ｂを移動させる。これにより、フォーカスレンズ１０１ｂは位相差検出方式ＡＦによる合焦位置（以下、位相差合焦位置という）に移動する。

ステップＳ２０８では、システムコントローラ２２３は、前述したコントラスト検出方式ＡＦによってフォーカスレンズ１０１ｂの合焦位置（以下、コントラスト合焦位置という）を検出する。このとき、コントラスト検出方式ＡＦにおいて異常な結果が得られた場合には、異常とされるデータを排除した上で動作を継続したり、異常な状態でなくなるまで動作をホールドしたりする。

ステップＳ２０９では、ステップＳ２０５で求めた位相差合焦位置とステップＳ２０８で求めたコントラスト合焦位置との差を求める。

そして、ステップＳ２１１では、システムコントローラ２２３は、レリーズスイッチＳＷ２（２３０）がＯＮしたかどうかを判別する。ＯＮしていれば、ステップＳ２１２へ移行し、ＯＦＦであればステップＳ２１１を繰り返す。

ステップＳ２１２では、システムコントローラ２２３は、ピント位置ずらし量“ＤＦ”を算出する。システムコントローラ２２３は、カウンタ２３３から現在のカウント数Ｎを受け取り、ピント位置ずらし量“ＤＦ”を以下の式により算出する。

ＤＦ＝Ａ×（Ｎ−４）
ここで、Ａはブラケットステップ量、「４」は１〜７（７枚の画像）のうち中央の値である。

ステップＳ２１３では、カウント数Ｎを１つカウントアップする。

ステップＳ２１４では、シーケンスコントローラ２２３は、ステップＳ２１２で算出したピント位置ずらし量“ＤＦ”をレンズ制御回路１０４に送信する。レンズ制御回路１０４は、レンズ駆動回路１０３を制御してフォーカスレンズ１０１ｂをピント位置ずらし量“ＤＦ”に対応する位置まで移動させる。

ステップＳ２１５では、システムコントローラ２２３は、シャッタチャージ・ミラー駆動機構２１１を制御して、クイックリターンミラー２０２及びサブミラー２０３のアップ動作を行わせる。

ステップＳ２１６では、システムコントローラ２２３は、ステップＳ２０４で設定された絞り値の情報を絞り制御回路１０６に送信する。絞り制御回路１０６は、絞り駆動機構１０５を介して設定された絞り値まで絞り１０２を絞り込む。

ステップＳ２１７では、システムコントローラ２２３は、フォーカルプレーンシャッタ１０を開くように制御する。さらに、ステップＳ２１８では、画像データコントローラ２２０に対して撮像素子２１０の電荷蓄積動作を指示する。

ステップＳ２１９では、システムコントローラ２２３は、所定時間の間待機する。そして電荷蓄積時間が終了すると、ステップＳ２２０へ移行し、フォーカルプレーンシャッタ１０を閉じる。

システムコントローラ２２３は、ステップＳ２２１において次回の撮像（ＡＦキャリブレーション画像又は通常画像の撮像）に備えてフォーカルプレーンシャッタ２０８のチャージ動作及びミラーダウン駆動を行う。

ステップＳ２２２において、システムコントローラ２２３は、絞り制御回路１０６に絞り１０２を開放へと駆動させる。

ステップＳ２２３では、システムコントローラ２２３は、画像データコントローラ２２０に対して、撮像素子２１０からの出力信号に基づいてＡＦキャリブレーション画像データを生成するように指示する。この際、ＡＦキャリブレーション画像データは、ＡＦに使用された焦点検出エリアを含む限定されたエリアの画像データでもよい。

ステップＳ２２４では、システムコントローラ２２３は、画像データコントローラ２２０に対して、現在のピント位置ずらし量“ＤＦ”を送信する。システムコントローラ２２３は、撮像レンズ１００のＩＤ情報とＡＦキャリブレーション画像データとピント位置ずらし量“ＤＦ”とを互いに関連付けて、画像圧縮回路２１９を通じて記録メディア２１８に記録する。

ステップＳ２２５では、システムコントローラ２２３は、カウンタ“Ｎ”の値を確認する。カウンタ値が予め設定された値（ここでは、７とする）になっていればＡＦキャリブレーション撮像シーケンスが完了したと判定して、図５の画像選択シーケンスへと移行する。カウンタ値が予め設定された値になっていなければ、ステップＳ２１１に戻る。

図５のステップＳ３０００において、システムコントローラ２２３は、画像選択方法として手動が設定されているか自動が設定されているかを判断する。手動の場合には、ステップＳ３０１へ、自動の場合にはステップＳ３００１へ進む。

ステップＳ３００１では、システムコントローラ２２３は、７枚のＡＦキャリブレーション画像のコントラスト評価値を取り込む。続いてステップＳ３００２では、これらＡＦキャリブレーション画像のコントラスト評価値を比較して、その中で最大のコントラスト評価値を有するＡＦキャリブレーション画像を選択する。そして、ステップＳ３１３に進む。

ステップＳ３１３では、システムコントローラ２２３は、選択されたＡＦキャリブレーション画像に関連付けられて記録メディア２１８に記録されているピント位置ずらし量“ＤＦ”をＡＦ補正量データ（ＣＡＬデータ：補正情報）として決定する。選択されたＡＦキャリブレーション画像に関連付けられたピント位置ずらし量“ＤＦ”は、位相差検出方式ＡＦで得られた合焦位置とコントラスト検出方式ＡＦで得られた合焦位置との差に相当する。

次に、ステップＳ３１４では、システムコントローラ２２３は、測光回路２０７に設けられた光源センサの出力に基づいて判別された光源（の種類）が赤外光を含まない蛍光灯である場合には、「補正ＮＧ」としてステップＳ３１６に進む。そして、ステップＳ３１６では、全てのＡＦキャリブレーション画像データとこれらを格納していたフォルダを記録メディア２１８から削除し、本シーケンスを終了する。

一方、ステップＳ３１４において、光源が赤外光を含まない蛍光灯以外の光源である場合は、「補正ＯＫ」としてステップＳ３１５に進む。

ステップＳ３１５では、システムコントローラ２２３は、決定されたＡＦ補正量データ（ＣＡＬデータ）を、焦点検出を行った焦点検出エリア及びそのときのズーム位置と関連付けて、撮像レンズ１００のＩＤ情報とともに、メモリ２２２に記憶させる。以上の処理を焦点検出エリアやズーム位置を変化させて行い、焦点検出エリアやズーム位置に応じたＡＦ補正量データを取得してメモリ２２２に記憶させた後、ステップＳ３１６に進み、本シーケンスを終了する。

一方、ステップＳ３０１において、シーケンスコントローラ２２３は、画像データコントローラ２２０に対し、カウンタ値“１”のＡＦキャリブレーション画像データを画像表示回路２１３に表示させる。ＡＦキャリブレーション画像データを表示する際には、ＡＦキャリブレーションモード以外の撮像モードで取得された画像を表示する場合とは異なる画像処理を施して表示する。具体的には、ＡＦキャリブレーション画像に対してエッジ強調を行うと、本来ピントがずれているはずの画像部分がピントが合っているように見えてしまう。これにより、実際にはピントがずれているＡＦキャリブレーション画像をピントが最も合っている画像として誤って選択してしまうおそれがある。このため、ＡＦキャリブレーション画像に対するエッジ強調は行わない。

ステップＳ３０２では、システムコントローラ２２３は、決定スイッチ２２７がＯＮしたかどうかを判別する。ＯＮであればステップＳ３１３へ進む。ＯＮでなければステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０３では、システムコントローラ２２３は、電子ダイヤルスイッチ２２６の操作状態を検出する。電子ダイヤルスイッチ２２６が左回転操作された場合はステップＳ３０４へ、右回転操作された場合はステップＳ３０８へ移行する。

ステップＳ３０４では、システムコントローラ２２３は、カウンタ値“Ｎ”から１だけデクリメントする。ステップＳ３０５では、カウンタ値“Ｎ”が“０”以下か否かを判別する。“Ｎ”が“０”以下である場合は、ステップＳ３０６において、選択表示できるＡＦキャリブレーション画像データがないことを画像表示回路２１３及びブザー２３４のうち少なくとも一方を用いて警告を行う。そして、ステップＳ３０７において、カウンタ値“Ｎ”を１だけインクリメントする。

また、ステップＳ３０５において、カウンタ値“Ｎ”が“０”より大きい場合は、ステップＳ３１２へ移行する。

一方、ステップＳ３０８では、システムコントローラ２２３は、カウンタ値“Ｎ”を１だけインクリメントする。そして、ステップＳ３０９では、カウンタ値“Ｎ”が“７”より大きいか否かを判別する。“Ｎ”が“７”より大きい場合は、ステップＳ３１０において、選択表示できるＡＦキャリブレーション画像データがないことを画像表示回路２１３及びブザー２３４のうち少なくとも一方を用いて警告を行う。そして、ステップＳ３１１において、カウンタ値“Ｎ”を１だけデクリメントする。

また、ステップＳ３０９で、カウンタ値“Ｎ”が“７”以下である場合は、ステップＳ３１２へ移行する。

ステップＳ３１２では、システムコントローラ２２３は、電子ダイヤルスイッチ２２６の操作に応じて変化したカウンタ値“Ｎ”に対応するＡＦキャリブレーション画像データを記録メディア２１８から読み出して画像表示回路２１３に表示させる。

ステップＳ３１３では、システムコントローラ２２３は、ステップＳ３０２にて決定スイッチ２２７がＯＮされたときのＡＦキャリブレーション画像データに関連付けて記録メディア２１８に記録されているピント位置ずらし量“ＤＦ”を読み出す。そして、該ＡＦ補正量データ（ＣＡＬデータ：補正情報）として決定する。

次に、ステップＳ３１４では、システムコントローラ２２３は、前述したように、測光回路２０７に設けられた光源センサの出力に基づいて判別された光源が赤外光を含まない蛍光灯である場合には、「補正ＮＧ」としてステップＳ３１６に進む。そして、ステップＳ３１６では、全てのＡＦキャリブレーション画像データとこれらを格納していたフォルダを記録メディア２１８から削除し、本シーケンスを終了する。

また、光源が赤外光を含まない蛍光灯以外の光源である場合には、「補正ＯＫ」としてステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、ステップＳ３１３において決定されたＡＦ補正量データ（ＣＡＬデータ）を焦点検出を行った焦点検出エリアのＡＦ補正量データとして、撮像レンズ１００のＩＤ情報及びズーム位置とともにメモリ２２２に書き込む。そして、ステップＳ３１６に進み、本シーケンスを終了する。

このように、本実施例のＡＦキャリブレーションモードでは、光源の検出（判別）結果に応じてＡＦ補正量データをメモリ２２２に保存するか否かを切り換える。具体的には、光源が蛍光灯以外の光源である場合にはＡＦキャリブレーションモードで得られたＡＦ補正量を保存し、光源が蛍光灯である場合にはＡＦ補正量データを保存しない。言い換えれば、光源に関する情報に応じて、ＡＦ補正量データを使用可能とするか否かを切り換える。

これにより、光源に起因した誤差を含むＡＦ補正量データが使用されることがなくなり、結果として、ＡＦキャリブレーションの精度を向上させることができる。

なお、本実施例では、光源が蛍光灯である場合でもＡＦ補正量データを生成した上で保存しないようにする。しかし、光源が蛍光灯である場合にＡＦ補正量データを生成しないようにしてもよい。この場合も、光源に関する情報に応じてＡＦ補正量データを使用可能とするか否かを切り換えることに相当する。

また、本実施例では、光源に関する情報に応じてＡＦ補正量データを使用可能とするか否かを切り換えることによって、ＡＦキャリブレーションの精度を向上させる場合について説明したが、他の方法でＡＦキャリブレーションの精度を向上させてもよい。

例えば、光源の検出結果に応じた位相差フォーカス移動量の補正データを予めメモリ２２２に記憶させておく。そして、位相差フォーカス移動量を該補正データによって補正して得られる位相差合焦位置とコントラスト合焦位置との差を求めることによりＡＦ補正量データを生成する。

このように、光源の検出結果に応じて補正された位相差合焦位置を用いてＡＦ補正量データを生成し、このＡＦ補正量に対して使用可能とするか否かを切り換えることで、ＡＦキャリブレーションの精度を向上させることができる。

＜通常撮像シーケンス＞
図９を用いて、通常撮像シーケンスについて説明する。

まず、ステップＳ４０１では、システムコントローラ２２３は、第１レリーズスイッチＳＷ１（２３１）がＯＮしたかどうかを判別する。ＯＮであればステップＳ４０２とステップＳ４０４に分岐して移行する。

ステップＳ４０２では、システムコントローラ２２３は、測光回路２０７に測光を行わせる。そして、ステップＳ４０３では、測光回路２０７の出力に基づいて、撮像時の露出値（シャッタ秒時及び絞り値等）を決定する。そして、ステップＳ４０６に進む。

一方、ステップＳ４０４では、システムコントローラ２２３は、ＡＦセンサ２０４及び焦点検出回路２０５に焦点検出を行わせ、焦点検出回路２０５からのデフォーカス量の情報に基づいて位相差フォーカス移動量を算出する。

ステップＳ４０５では、システムコントローラ２２３は、焦点検出ができたか否かを判別する。前述したように、焦点検出の対象である被写体が低コントラストの場合や暗い場合には焦点検出ができないことがある。焦点検出ができなかった場合は、ステップＳ４０９へ移行して警告を行う。また、ステップＳ４０５で焦点検出ができた場合には、ステップＳ４２１に進み、測光回路２０７に設けられた光源センサにより光源（の種類）を検出する。そして、ステップＳ４０６に進む。

ステップ４０６では、システムコントローラ２２３は、撮像レンズ１００のＩＤ情報を受け取り、該ＩＤ情報に対応し、かつ焦点検出に使用している焦点検出エリアに対応するＡＦ補正量データ（ＣＡＬデータ）がメモリ２２２に記憶されているか否かを判別する。また、光源検出結果において光源が蛍光灯であるか否かを判別する。

ＡＦ補正量データが記憶されていない又は光源が蛍光灯である場合及びその両方である場合（すなわち、ＡＦ補正量データが使用可能でない場合）には、ＡＦ補正量を位相差フォーカス移動量に加算しない。言い換えれば、ＡＦ補正量データを用いた位相差フォーカス移動量の補正を行わない。ＡＦ補正量データが記憶されており、かつ光源が蛍光灯ではない場合（すなわち、ＡＦ補正量データが使用可能である場合）は、ステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０７では、システムコントローラ２２３は、位相差フォーカス移動量にＡＦ補正量を加算する。言い換えれば、ＡＦ補正量データを用いた位相差フォーカス移動量の補正を行う。これにより、補正後の位相差フォーカス移動量（第２の移動量：以下、補正後フォーカス移動量という）が、
補正後フォーカス移動量＝補正前の位相差フォーカス移動量＋製造誤差に基づく補正値（調整データ）＋ＡＦ補正量（ＣＡＬデータ）
により得られる。そして、ステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０８では、システムコントローラ２２３は、補正後フォーカス移動量をレンズ制御回路１０４に送信する。レンズ制御回路１０４は、該補正後フォーカス移動量に基づいてレンズ駆動機構１０３を制御し、フォーカスレンズ１０１ｂを合焦位置に移動させる。

次に、ステップＳ４１０では、システムコントローラ２２３は、第２レリーズスイッチＳＷ２（２３０）がＯＮしたか否かを判別する。ＯＮであれば、ステップＳ４１１へ移行する。

ステップＳ４１１では、システムコントローラ２２３は、シャッタチャージ・ミラー駆動機構２１１を制御して、ミラーアップ動作を行わせる。

ステップＳ４１２では、システムコントローラ２２３は、ステップＳ４０３で設定された絞り値の情報を絞り制御回路１０６に送信する。絞り制御回路１０６は、絞り駆動機構１０５を制御して、絞り１０２を設定された絞り値まで絞り込む。

ステップＳ４１３では、システムコントローラ２２３は、フォーカルプレーンシャッタ２０８を開かせる。さらにステップＳ４１４では、画像データコントローラ２２０に対して、撮像素子２１０の電荷蓄積動作を指示する。ステップＳ４１５で所定の電荷蓄積時間が経過すると、ステップＳ４１６へ移行し、システムコントローラ２２３はフォーカルプレーンシャッタ１０を閉じさせる。

ステップＳ４１７では、システムコントローラ２２３は、次回の撮像に備えて、フォーカルプレーンシャッタ２０８のチャージ動作及びミラーダウン動作を行わせる。また、ステップＳ４１８において、絞り１０２を開放状態に動作させる。

ステップＳ４１９では、システムコントローラ２２３は、画像データコントローラ２２０に対して、撮像素子２１０からの出力信号に基づく画像データの生成を指示する。

ステップＳ４２０では、システムコントローラ２２３は、生成された画像データを画像圧縮回路２１９を介して記録メディア２１８に記録させる。

本実施例によれば、光源の影響による誤差を含むＡＦ補正量データが通常撮像時のフォーカス制御に使用されることが回避されるので、光源にかかわらず高精度な合焦状態を得ることができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記実施例では、レンズ交換式のデジタルカメラについて説明したが、本発明は、レンズ一体型のデジタルカメラにも適用することができる。

本発明の実施例であるカメラの構成を示すブロック図。 実施例における焦点検出エリア選択シーケンスを示すフローチャート。 実施例におけるモード設定シーケンスを示すフローチャート。 実施例におけるＡＦキャリブレーション撮像シーケンスを示すフローチャート。 実施例におけるＡＦキャリブレーション画像選択シーケンスを示すフローチャート。 実施例における撮像画面と焦点検出エリア及び測光エリアとの関係を示す図。 実施例におけるデフォーカス量検出の原理を説明する図。 実施例における焦点検出光学系の構成を示す模式図。 実施例における通常撮像シーケンスを示すフローチャート。

符号の説明

１００ 撮像レンズ
１０１ｂ フォーカスレンズ
１０２：絞り
２００ デジタルカメラ
２０４ ＡＦセンサ
２０７ 測光回路
２１０ 撮像素子
２１３ 画像表示回路
２１８ 記録メディア
２２０ 画像データコントローラ
２２２ メモリ
２２３ システムコントローラ

Claims (2)

1. 位相差検出方式によりフォーカスレンズの合焦位置までの第１の移動量を求める第１の焦点検出手段と、
   コントラスト検出方式により前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する第２の焦点検出手段と、
   前記第１の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置と前記第２の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置との差に応じて、前記第１の移動量に対する補正情報を生成する補正情報生成手段と、
   光源の発する光の種類に関する情報を検出する光源検出手段と、
   前記光源の発する光の種類に関する情報が第１の場合には前記補正情報に基づいて前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とするとともに、前記光源の発する光の種類に関する情報が第２の場合には前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とせずに、前記フォーカスレンズを移動させる制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 位相差検出方式によりフォーカスレンズの合焦位置までの第１の移動量を求める第１の焦点検出手段と、コントラスト検出方式により前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する第２の焦点検出手段と、光源の発する光の種類に関する情報を検出する光源検出手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
   前記第１の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置と前記第２の焦点検出手段を用いて得られた合焦位置との差に応じて、前記第１の移動量に対する補正情報を生成する補正情報生成ステップと、
   前記光源の発する光の種類に関する情報が第１の場合には前記補正情報に基づいて前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とするとともに、前記光源の発する光の種類に関する情報が第２の場合には前記第１の焦点検出手段により検出された第１の移動量を第２の移動量とせずに、前記フォーカスレンズを移動させる制御ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。