JP5463635B2 - 焦点調節装置および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節装置およびこの焦点調節装置を備える撮像装置に関する。

撮影レンズによる被写体像を撮像して得られる撮像信号の高周波数成分を積算した焦点評価値を、撮影レンズのフォーカスレンズを光軸方向に移動させながら求めることにより、焦点評価値のピークが得られるフォーカスレンズ位置を合焦位置として求める、いわゆるコントラスト検出方式の焦点調節装置が知られている。このタイプの焦点調節装置において、最初に粗サーチを行って取得した焦点評価値の最大値がフォーカスレンズ可動端（レンズ可動範囲の端）で得られる場合に該レンズ可動端を含む領域についてサンプリング間隔の狭い細密サーチを行い、細密サーチで取得された焦点評価値に基づいて合焦位置を算出する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−７７９５９号公報

従来技術のように、焦点評価値の最大値がレンズ可動端で得られる場合に細密サーチを行うようにすると、場合によっては合焦のために無駄な時間を費やすという問題があった。

本発明による焦点調節装置は、光学系を該光学系の光軸方向に沿って移動するとともに、前記光学系が前記光軸方向に沿った第１の間隔を移動するごとに、前記光学系を介して得られる撮像信号に基づいて前記光学系の焦点評価値を検出する評価値検出手段と、前記評価値検出手段によって検出された前記焦点評価値の最大値が、前記光学系の移動範囲の端部で検出される場合に、前記光学系の移動範囲の端部において検出される複数の前記焦点評価値の大小関係に応じて、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔で前記光学系の位置を変化させながら前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記光学系のバックラッシュの大きさが前記光学系の焦点深度より大きい場合に前記第２の間隔で前記焦点評価値を検出させ、前記バックラッシュの大きさが前記焦点深度より小さい場合に前記第２の間隔で前記焦点評価値を検出させないように、前記光学系の種類に応じて制御することを特徴とする。
本発明による焦点調節装置は、光学系が光軸方向に沿って移動するごとに前記光学系の焦点評価値を検出する評価値検出手段と、前記光学系が第１の間隔を移動するごとに前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させる第１制御と、前記光学系が前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔を移動するごとに前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させる第２制御とが可能な制御手段とを含み、前記制御手段は、前記光学系の移動範囲の端部近傍で前記焦点評価値の最大値が検出される場合において、前記光学系のバックラッシュの大きさが前記光学系の焦点深度より大きい場合に前記第２制御を行い、前記バックラッシュの大きさが前記焦点深度より小さい場合に前記第２制御を行わないように前記光学系の種類に応じて制御することを特徴とする。

本発明によれば、規定のサンプリング間隔で得られる焦点評価値の最大値がレンズ可動端近傍に存在する場合であっても、サンプリング間隔を狭くした焦点評価値の検出を行うか否かを適切に判定できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による焦点調節装置を備えたカメラを説明する図である。なお、図１ではカメラボディ１に交換可能なレンズ鏡筒２を装着するタイプのカメラを例示するが、レンズ鏡筒を交換できないタイプのカメラであっても構わない。

＜カメラボディ＞
図１において、カメラボディ１は、撮像素子１１と、マイコン（マイクロコンピュータ）１２と、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)１３と、コントラストＡＦ(オートフォーカス)エリア設定操作部材１４と、コントラストＡＦスイッチ１５とを含む。

撮像素子１１は、レンズ鏡筒２の光学系が結像する被写体像を撮像する。撮像素子１１は、光電変換した撮像信号をＡＳＩＣ１３へ送出する。なお、撮像素子１１の撮像面には、不図示のフィルタ群が設けられている。フィルタ群は、赤外光をカットする赤外カットフィルタ、および折り返しノイズを防止するための光学ローパスフィルタによって構成される。

ＡＳＩＣ１３は、焦点評価値算出部１３ａを含む集積回路である。焦点評価値算出部１３ａは、コントラスト検出方式の焦点調節を行うために必要な焦点評価値を算出する。焦点評価値は、撮影画面のうち所定領域（ＡＦエリア）に対応する撮像信号の所定の周波数成分を積算したものである。焦点評価値算出部１３ａは、コントラストＡＦエリア設定操作部材１４からの操作信号に基づいて、ＡＦエリアに対応する画像信号を用いて焦点評価値を算出する。算出した焦点評価値情報は、マイコン１２へ送られる。

コントラストＡＦエリア設定操作部材１４は、ユーザー操作に応じた操作信号をＡＳＩＣ１３へ送出する。焦点評価値算出部１３ａは、コントラストＡＦエリア設定操作部材１４からの操作信号に基づいて、ピント合わせの対象とするＡＦエリアの撮影画面における位置および大きさを決定する。

コントラストＡＦスイッチ１５は、ユーザー操作に応じたオン操作信号をＡＳＩＣ１３およびマイコン１２へそれぞれ送出する。コントラストＡＦスイッチ１５は、カメラにオートフォーカス調節させる場合にオン操作され、オン操作が解除されるとオフ状態に自動的に復帰する。

マイコン１２は、焦点状態判定部１２ａおよびレンズ駆動指示部１２ｂを含む制御回路である。焦点状態判定部１２ａは、ＡＳＩＣ１３から送信される焦点評価値情報と、後述するレンズ位置検出部２２から送信されるレンズ位置情報とを用いて焦点調節状態（合焦位置探索中、合焦位置検出、合焦、合焦位置検出不能など）を判定し、判定結果を示す信号をレンズ駆動指示部１２ｂへ送出する。

レンズ駆動指示部１２ｂは、焦点状態判定部１２ａからの信号と、後述するレンズ情報送信部２３から送信されるレンズ情報とに基づいて、焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）２１の光軸Ａｘ方向への移動を指示する信号をレンズ鏡筒２へ送る。

＜レンズ鏡筒＞
図１において、レンズ鏡筒２は、焦点調節レンズ２１と、レンズ位置検出部２２と、レンズ情報送信部と２３と、レンズ駆動機構２４とを含む。焦点調節レンズ２１はレンズ鏡筒２による焦点位置を調節するためのレンズであり、所定数のギヤトレインを有するレンズ駆動機構２４によって光軸Ａｘに沿って進退駆動される。レンズ駆動機構２４は、たとえばレンズ鏡筒２に搭載されるモータ（不図示）を駆動源とし、レンズ鏡筒２のレンズの種類（口径や焦点距離など）によってギヤトレインを構成するギヤ枚数が異なる。なお、カメラボディ１側に搭載されるモータ（不図示）を駆動源としてレンズ駆動機構２４を駆動させるように構成してもよく、この場合にレンズ駆動機構２４のギヤトレインを構成するギヤ枚数は、レンズ鏡筒２にモータが搭載される場合に比べて多くなる。

レンズ情報送信部２３は、レンズ鏡筒２の情報（ギヤ枚数に起因するバックラッシュの大きさなど）を示す信号をカメラボディ１側（レンズ駆動指示部１２ｂ）へ送信する。レンズ位置検出部２２は、たとえば、レンズ駆動機構２４を駆動するモータ（不図示）の駆パルス信号をカウントし、このカウント値に基づいて焦点調節レンズ２１の位置を検出する。焦点調節レンズ２１の位置検出信号は、カメラボディ１側（焦点状態判定部１２ａ）へ送信される。なお、レンズ駆動機構２４には、焦点調節レンズ２１がレンズ可動範囲の両端（至近端および無限端）に到達したことをそれぞれ検出するマイクロスイッチ（不図示）が設けられている。このマイクロスイッチによる検出信号がレンズ位置検出部２２へ入力されるため、レンズ位置検出部２２は、マイクロスイッチによる検出信号により焦点調節レンズ２１が上記至近端、無限端に到達したか否かを判定する。

＜通常のＡＦ処理＞
マイコン１２は、焦点調節レンズ２１が光軸方向に第１間隔の移動をするごとに算出される焦点評価値を用いて第１サーチを行う。第１の間隔は、たとえば、像面移動量換算で２００μｍ〜３００μｍである。図２は、焦点調節レンズ２１の位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図２の上段において、横軸は焦点調節レンズ２１の光軸上の位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、主要被写体に対する合焦位置である。

第１サーチにおける焦点評価値の演算は、たとえば、焦点調節レンズ２１を至近端側から∞（無限端）側に向けて移動させながら行う。焦点評価値算出部１３ａが繰り返し焦点評価値を算出する場合の算出レートは、撮像素子１１よる撮像時間、焦点評価値算出部１３ａによるフィルタ処理および積算値演算に要する時間によって決定される。したがって、図２において黒丸で示すように、焦点評価値は算出レートごとの離散データとしてプロットされる。レンズ駆動指示部１２ｂは、焦点評価値が第１間隔ごとに得られるように焦点調節レンズ２１の移動速度を指示する。

焦点状態判定部１２ａは、図３に例示するように、焦点評価値の最大点Ｐ２およびその両隣のＰ１、Ｐ３の３点について、いわゆる３点内挿演算を行って焦点評価値曲線の極大点に対応するレンズ位置Ｄ１を算出する。レンズ位置Ｄ１は、最大点Ｐ２と点Ｐ１とを通る傾きαの直線Ｌ１と、点Ｐ３を通る傾き−αの直線Ｌ２との交点に対応する。このレンズ位置Ｄ１は、撮像素子１１によって撮像される被写体像のエッジのボケをなくし、画像のコントラストを最大にする位置である。

図２の下段において、横軸は焦点調節レンズ２１の位置を表し、縦軸は時間を表す。時刻ｔ１において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ移動を始める（第１サーチの開始）。焦点状態判定部１２ａは、焦点評価値が増加から減少に転じた場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ２において焦点調節レンズ２１が至近端方向へ移動を始める。

焦点状態判定部１２ａは、合焦位置Ｄ１より所定量（たとえば、バックラッシュの１０倍）至近端側へ焦点調節レンズ２１が戻った場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、再び焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ３において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ移動を始める（合焦駆動の開始）。

レンズ駆動指示部１２ｂは、合焦位置Ｄ１に焦点調節レンズ２１が達したことを示す信号が焦点状態判定部１２ａから出力される時点で焦点調節レンズ２１の移動を停止するようにレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、焦点調節レンズ２１が第１サーチの開始時と同方向に進んで合焦位置Ｄ１で停止する。通常のＡＦ処理では、第１サーチの次に合焦駆動を行い、後述する第２サーチは行わない。

＜レンズ端部におけるＡＦ処理＞
（イ）バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合
マイコン１２は、通常のＡＦ処理と同様に、第１サーチおよび合焦駆動を行う。図４は、焦点調節レンズ２１の位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図４の上段において、横軸は焦点調節レンズ２１の光軸上の位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、レンズ可動端（本例では無限端）の近傍にある。この場合に取得される焦点評価値を黒丸で表す。

図４の下段において、横軸は焦点調節レンズ２１の位置を表し、縦軸は時間を表す。時刻ｔ１において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ移動を始める（第１サーチの開始）。焦点状態判定部１２ａは、焦点調節レンズ２１が無限端に達した場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ２において焦点調節レンズ２１が至近端方向へ移動を始める。

焦点状態判定部１２ａは、合焦位置Ｄ１より所定量（たとえば、バックラッシュの１０倍）至近端側へ焦点調節レンズ２１が戻った場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、再び焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ３において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ移動を始める（合焦駆動の開始）。

レンズ駆動指示部１２ｂは、合焦位置Ｄ１に焦点調節レンズ２１が達したことを示す信号が焦点状態判定部１２ａから出力される時点で焦点調節レンズ２１の移動を停止するようにレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、焦点調節レンズ２１が第１サーチの開始時と同方向に進んで合焦位置Ｄ１で停止する。このように、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合は後述する第２サーチを行わない。

（ロ）バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合
マイコン１２は、第１サーチの後に、焦点調節レンズ２１が光軸Ａｘ方向に第２間隔（｜第１間隔｜＞｜第２間隔｜）の移動をするごとに算出される焦点評価値を用いて第２サーチを行う。第２の間隔は、たとえば、像面移動量換算で５０μｍ〜１００μｍである。第２間隔は第１間隔の約１／４（１／５〜１／３の範囲で適宜調節して構わない）とする。

図５は、焦点調節レンズ２１の位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図５の上段において、横軸は焦点調節レンズ２１の光軸上の位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、レンズ可動端（本例では無限端）の近傍にある。第１サーチで取得される焦点評価値を黒丸で表す。

図５の下段において、横軸は焦点調節レンズ２１の位置を表し、縦軸は時間を表す。時刻ｔ１において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ移動を始める（第１サーチの開始）。焦点状態判定部１２ａは、焦点調節レンズ２１が無限端に達した場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ２において焦点調節レンズ２１が至近端方向へ移動を始める。

焦点状態判定部１２ａは、合焦位置Ｄ１より所定量（たとえば、バックラッシュの１０倍）至近端側へ焦点調節レンズ２１が戻った場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、再び焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示するとともに、焦点評価値が第１間隔より狭い第２間隔ごとに得られるように焦点調節レンズ２１の移動速度を指示する。これにより、時刻ｔ３において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ第１サーチの場合より低速で移動を始める（第２サーチの開始）。第２サーチで取得される焦点評価値を黒四角で表す。

焦点状態判定部１２ａは、焦点評価値が増加から減少に転じた場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ４において焦点調節レンズ２１が至近端方向へ移動を始める。

焦点状態判定部１２ａは、合焦位置Ｄ１より所定量（たとえば、バックラッシュの１０倍）至近端側へ焦点調節レンズ２１が戻った場合に、これをレンズ駆動指示部１２ｂへ知らせる。レンズ駆動指示部１２ｂは、再び焦点調節レンズ２１の移動方向の反転をレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、時刻ｔ５において焦点調節レンズ２１が無限端方向へ移動を始める（合焦駆動の開始）。

レンズ駆動指示部１２ｂは、合焦位置Ｄ１に焦点調節レンズ２１が達したことを示す信号が焦点状態判定部１２ａから出力される時点で焦点調節レンズ２１の移動を停止するようにレンズ鏡筒２へ指示する。これにより、焦点調節レンズ２１が第２サーチの開始時と同方向に進んで合焦位置Ｄ１で停止する。このように、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合は、第１サーチ、第２サーチ、および合焦駆動を行う。

以上の説明では、焦点調節レンズ２１の可動範囲の端（レンズ端部）として無限端を例に説明したが、至近端についても同様である。

以上説明した第一の実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）第１サーチ時にＡＳＩＣ１３によって検出された焦点評価値の最大値が、焦点調節レンズ２１の可動範囲の端（レンズ端部）で検出される場合に、該レンズ端部で検出される複数の焦点評価値の大小関係に応じて、第１サーチ時の第１間隔より狭い第２間隔で第２サーチをさせるマイコン１２を備えるようにした。これにより、第１サーチ時にレンズ可動端近傍で焦点評価値の最大値が得られる場合に、サンプリング間隔を狭くした第２間隔で焦点評価値の検出を行うか否かを適切に判定できる。

（２）バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小であるレンズ鏡筒２の場合には、レンズ端部でのＡＦ処理（たとえば、第１サーチ時に焦点調節レンズ２１がレンズ可動端に達した場合）として第２サーチを行わないので、第２サーチを行う場合に比べて合焦までに要する時間を短縮できる。第１サーチ時にレンズ可動端に到達しても、ギヤトレインの遊びが縮まることに起因するレンズ位置精度の低下が生じない（後述する焦点深度内に抑えられる）ため、第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出しても、カメラ本来の合焦精度が得られる。判定閾値Ａは、たとえば、レンズ鏡筒２の光学系の焦点深度より小さい値とする。

（３）バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上であるレンズ鏡筒２の場合には、レンズ端部でのＡＦ処理（たとえば、第１サーチ時に焦点調節レンズ２１がレンズ可動端に達した場合）において、レンズ可動端到達時にギヤトレインの遊びが縮まることに起因するレンズ位置精度の低下が生じたとしても、第２サーチにおいてレンズ可動端への到達を回避する確率が高まる。第２サーチ時にレンズ可動端へ到達しない場合には、第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出することで、本来の合焦精度が得られる。

（４）第１サーチ、第２サーチおよび合焦駆動時の焦点調節レンズ２１の移動方向を揃えたので、バックラッシュの影響を確実に除くことができる。

（第二の実施形態）
第二の実施形態では、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小のレンズ鏡筒２でも、第１サーチで得られた焦点評価値の変化の状態によって第２サーチを行う。なお、通常のＡＦ処理は第１の実施形態と同様なので説明を省略し、レンズ端部におけるＡＦ処理を中心に説明する。

（イ）第１サーチ時に焦点調節レンズ２１の移動方向に沿ってレンズ可動端から所定範囲内で得られる複数の焦点評価値が増加から減少に転じる場合
マイコン１２は、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小であれば、第１サーチおよび合焦駆動を行う。図６は、焦点調節レンズ２１の位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図６において、横軸は焦点調節レンズ２１の光軸上の位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、レンズ可動端（本例では無限端）の近傍にある。この場合に取得される焦点評価値を黒丸で表す。

図６において、レンズ端における焦点評価値Ｐ１より大きい焦点評価値の最大値Ｐ２がレンズ可動範囲側に存在する。このように、第１サーチによって焦点評価値の最大値Ｐ２がレンズ可動端と異なるレンズ位置で取得されている場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合は、第２サーチを行うことなく、第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

一方、マイコン１２は、第１サーチによって焦点評価値の最大値Ｐ２がレンズ可動端と異なるレンズ位置で取得されている場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合は、第１サーチ後の第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

（ロ）第１サーチ時に焦点調節レンズ２１の移動方向に沿った焦点評価値の増加率がレンズ可動端において低下する場合
マイコン１２は、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小であれば、第１サーチおよび合焦駆動を行う。図７は、焦点調節レンズ２１の位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図７において、横軸は焦点調節レンズ２１の光軸上の位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、レンズ可動端（本例では無限端）の近傍にある。この場合に取得される焦点評価値を黒丸で表す。

図７において、焦点評価値Ｐ３から焦点評価値Ｐ２への増加率を示す直線Ｌ１の傾きと、焦点評価値Ｐ２から焦点評価値Ｐ１への増加率を示す直線Ｌ２の傾きとの間に｜Ｌ１傾き｜＞｜Ｌ２傾き｜が成立する場合、すなわち、焦点評価値の増加率がレンズ可動端に近づくほど低下する場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合は、第２サーチを行うことなく、第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

一方、マイコン１２は、焦点評価値の増加率がレンズ可動端に近づくほど低下する場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合は、第１サーチ後の第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

（ハ）第１サーチ時に焦点調節レンズ２１の移動方向に沿った焦点評価値の増加率がレンズ可動端に近いほど高い場合
マイコン１２は、バックラッシュの大きさにかかわらず、第１サーチ、第２サーチおよび合焦駆動を行う。図８は、焦点調節レンズ２１の位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図８において、横軸は焦点調節レンズ２１の光軸上の位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、レンズ可動端（本例では無限端）の近傍にある。この場合に取得される焦点評価値を黒丸で表す。

図８において、焦点評価値の増加率がレンズ可動端に近づくほど高くなる。焦点評価値Ｐ３から焦点評価値Ｐ２への増加率を示す直線Ｌ１の傾きと、焦点評価値Ｐ２から焦点評価値Ｐ１への増加率を示す直線Ｌ２の傾きとの間に｜Ｌ１傾き｜≦｜Ｌ２傾き｜が成立する場合は、第１サーチ後の第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

以上説明した第二の実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）第１サーチによって焦点評価値の最大値Ｐ２がレンズ可動範囲の端（レンズ端）と異なる位置で取得されている（レンズ端において焦点評価値が増加から減少に転じる）場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合は、第２サーチを行うことなく、第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。
（２）第１サーチ時の焦点評価値の増加率がレンズ端に近づくほど低下する場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合は、第２サーチを行うことなく、第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

上記（１）、（２）によれば、第２サーチを行わないので、第２サーチを行う場合に比べて合焦までに要する時間を短縮できる。焦点調節レンズ２１がレンズ端に到達してもギヤトレインの遊びが縮まることに起因するレンズ位置精度の低下が生じない（焦点深度内に抑えられる）ため、第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出しても、本来の合焦精度が得られる。なお、判定閾値Ａを、たとえば、レンズ鏡筒２の光学系の焦点深度より小さい値とする点は第一の実施形態と同様である。

（３）第１サーチによって焦点評価値の最大値Ｐ２がレンズ端と異なるレンズ位置で取得されている場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合は、第１サーチ後の第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。
（４）第１サーチ時の焦点評価値の増加率がレンズ端に近づくほど低下する場合であって、バックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合は、第１サーチ後の第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。
（５）第１サーチ時に焦点調節レンズ２１の移動方向に沿った焦点評価値の増加率がレンズ端に近いほど高い場合は、バックラッシュの大きさにかかわらず、第１サーチ後の第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

上記（３）、（４）によれば、第１サーチでは焦点調節レンズ２１がレンズ端に到達してギヤトレインの遊びが縮まることに起因するレンズ位置精度の低下が生じても、第２サーチでレンズ可動端への到達が避けられる場合には、第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出することで、本来の合焦精度が得られる。さらに上記（５）によれば、レンズ端のぎりぎりの位置に合焦位置がある場合でも合焦することが可能になる。

（変形例）
上述した説明では、コントラスト検出方式による焦点調節装置のみを備えるカメラに適用する例を説明した。この代わりに、位相差検出方式による焦点調節装置とコントラスト検出方式による焦点調節装置とを備える、いわゆるハイブリッド方式の焦点調節装置を用いた焦点調節の場合に本発明を適用することもできる。

（ａ）たとえば、位相差検出方式による焦点調節装置で先に焦点調節を行い、当該位相差方式による合焦位置がレンズ端の場合であって、レンズ鏡筒２のバックラッシュの大きさが判定閾値Ａより小の場合は、コントラスト検出方式による焦点調節装置で第１サーチを行い、該第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。なお、位相差方式による合焦位置がレンズ端でない場合は、レンズ鏡筒２のバックラッシュの大きさにかかわらず、コントラスト検出方式による焦点調節装置で第１サーチを行い、該第１サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

上記（ａ）によれば、第１サーチは第２サーチに比べて所要時間が短いので、合焦までに要する時間を短縮できる。

（ｂ）一方、位相差検出方式による焦点調節装置で先に焦点調節を行い、当該位相差方式による合焦位置がレンズ端の場合であって、レンズ鏡筒２のバックラッシュの大きさが判定閾値Ａ以上の場合は、コントラスト検出方式による焦点調節装置で第２サーチを行い、該第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出する。

上記（ｂ）によれば、レンズ鏡筒のバックラッシュが大きい場合でも、第１サーチに比べて焦点調節レンズ２１の移動速度が遅い第２サーチを行うことによって焦点調節レンズ２１がレンズ端へ到達することを避けることができ、第２サーチによって得られた焦点評価値に基づいて合焦位置Ｄ１を算出することで、本来の合焦精度が得られる。

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。

本発明の第一の実施形態による焦点調節装置を備えたカメラを説明する図である。 焦点調節レンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。 ３点内挿演算を説明する図である。 焦点調節レンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。 焦点調節レンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。 焦点調節レンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。 焦点調節レンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。 焦点調節レンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。

符号の説明

１…カメラボディ
２…レンズ鏡筒
１１…撮像素子
１２…マイコン
１３…ＡＳＩＣ
１４…コントラストＡＦエリア設定操作部材
１５…コントラストＡＦスイッチ
２１…焦点調節レンズ

Claims (8)

1. 光学系を該光学系の光軸方向に沿って移動するとともに、前記光学系が前記光軸方向に沿った第１の間隔を移動するごとに、前記光学系を介して得られる撮像信号に基づいて前記光学系の焦点評価値を検出する評価値検出手段と、
   前記評価値検出手段によって検出された前記焦点評価値の最大値が、前記光学系の移動範囲の端部で検出される場合に、前記光学系の移動範囲の端部において検出される複数の前記焦点評価値の大小関係に応じて、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔で前記光学系の位置を変化させながら前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記光学系のバックラッシュの大きさが前記光学系の焦点深度より大きい場合に前記第２の間隔で前記焦点評価値を検出させ、前記バックラッシュの大きさが前記焦点深度より小さい場合に前記第２の間隔で前記焦点評価値を検出させないように、前記光学系の種類に応じて制御することを特徴とする焦点調節装置。
2. 光学系が光軸方向に沿って移動するごとに前記光学系の焦点評価値を検出する評価値検出手段と、
   前記光学系が第１の間隔を移動するごとに前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させる第１制御と、前記光学系が前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔を移動するごとに前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させる第２制御とが可能な制御手段とを含み、
   前記制御手段は、前記光学系の移動範囲の端部近傍で前記焦点評価値の最大値が検出される場合において、前記光学系のバックラッシュの大きさが前記光学系の焦点深度より大きい場合に前記第２制御を行い、前記バックラッシュの大きさが前記焦点深度より小さい場合に前記第２制御を行わないように前記光学系の種類に応じて制御することを特徴とする焦点調節装置。
3. 請求項２に記載された焦点調節装置において、
   前記制御手段は、前記第１制御を行うことにより前記光学系の移動範囲の端部近傍で前記焦点評価値の最大値を検出した後に、前記光学系のバックラッシュの大きさが所定値より大きい場合に前記第２制御を行い、前記バックラッシュの大きさが前記所定値より小さい場合に前記第２制御を行わないように制御することを特徴とする焦点調節装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載された焦点調節装置において、
   前記光学系を有するレンズ鏡筒から情報を受信する受信手段を有し、
   前記制御手段は、前記受信手段で受信した前記情報を用いて、前記第２制御を行うか否かを決定することを特徴とする焦点調節装置。
5. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された焦点調節装置において、
   前記制御手段は、前記光学系の移動方向に沿って得られる前記焦点評価値の増加率が前記端部に近いほど高い場合に、前記第２の間隔で前記光学系の位置を変化させながら前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させることを特徴とする焦点調節装置。
6. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された焦点調節装置において、
   前記制御手段は、前記光学系の移動方向に沿って得られる前記焦点評価値の増加率が前記端部において低下する場合に、前記光学系の前記バックラッシュの大きさに応じて前記第２の間隔で前記光学系の位置を変化させながら前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させることを特徴とする焦点調節装置。
7. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された焦点調節装置において、
   前記制御手段は、前記端部において前記光学系の移動方向に沿って得られる複数の前記焦点評価値が増加から減少に転じる場合に、前記光学系の前記バックラッシュの大きさに応じて前記第２の間隔で前記光学系の位置を変化させながら前記評価値検出手段に前記焦点評価値を検出させることを特徴とする焦点調節装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の焦点調節装置を有することを特徴とする撮像装置。

Images