JP5707983B2 - 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撮像装置に関するものである。

従来より、焦点調節光学系を駆動しながら、光学系による像のコントラストに関する焦点評価値を検出し、検出した焦点評価値に基づいて光学系の焦点状態を検出する焦点調節装置が知られている。このような焦点調節装置において、スミアによる偽合焦を防止するために、スミアが発生しているか否かを判定し、スミアが発生していない領域において、合焦位置の検出を行う技術が知られている（特許文献１）。

特開平９−１１６８０５号公報

しかしながら、従来技術は、スミアの発生を判定するための回路を用いて、スミアが発生していているか否かを判定するものであるため、スミアの発生を判定するための回路を、光学系の焦点状態を検出するための構成とは別に備える必要があった。

本発明が解決しようとする課題は、スミアやゴーストによる偽合焦を有効に防止することが可能な焦点検出装置を提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。

［１］本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系（１）を駆動する駆動部（１４）と、前記駆動部により前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させながら、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域のそれぞれについて、被写体像のコントラストに関する評価値を算出する評価値算出部（６）と、前記複数の焦点検出領域ごとに前記評価値のピーク位置を検出し、検出した前記評価値のピーク位置に基づいて合焦位置を検出する焦点検出部（６）と、を備え、前記焦点検出部は、前記評価値の最大値が所定閾値以上、かつ、前記評価値の最大値と最小値との比率（最大値／最小値）が前記評価値の数に応じて設定される所定比率以下である焦点検出領域を除いて合焦位置を検出することを特徴とする。

［２］上記焦点調節装置に係る発明において、前記複数の焦点検出領域ごとの前記評価値のピーク位置の分布を検出するピーク位置分布検出部（６）をさらに備え、前記制御部（６）は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記評価値のピーク位置が、前記分布から所定値以上乖離する焦点検出領域を除いて、合焦位置の検出を行わせるように、前記焦点検出部（６）を制御するように構成することができる。

[３]本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系（１）を駆動する駆動部（１４）と、前記駆動部により前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させながら、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域のそれぞれについて、被写体像のコントラストに関する評価値を算出する評価値算出部（６）と、前記複数の焦点検出領域ごとに、前記評価値のピーク位置を検出し、検出した前記評価値のピーク位置に基づいて合焦位置を検出する焦点検出部（６）と、前記複数の焦点検出領域ごとに、前記評価値の最大値と最小値との比率（最大値／最小値）を算出する評価値比率算出部（６）と、前記複数の焦点検出領域のうち、前記評価値の比率が最大である焦点検出領域を、第１焦点検出領域として選択する第１選択部（６）と、前記複数の焦点検出領域のうち、前記評価値の最大値が前記第１焦点検出領域における前記評価値の最大値よりも大きく、かつ、前記評価値の比率が前記第１焦点検出領域における評価値の比率よりも小さい焦点検出領域を、第２焦点検出領域として選択する第２選択部（６）と、前記第２焦点検出領域における前記評価値のピーク位置が、前記第１焦点検出領域における前記評価値のピーク位置よりも至近側にある場合には、前記第２焦点検出領域を除いて合焦位置を検出することを特徴とする。

［４］上記焦点調節装置に係る発明において、前記複数の焦点検出領域ごとの前記評価値のピーク位置の分布を検出するピーク位置分布検出部（６）をさらに備え、前記制御部（６）は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記焦点評価値のピーク位置が、前記分布から所定値以上乖離する焦点検出領域を除いて、合焦位置の検出を行わせるように、前記焦点検出部（６）を制御するように構成することができる。

［５］上記焦点調節装置に係る発明において、前記所定閾値を、撮影感度に応じて設定するように構成することができる。
[６]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、スミアやゴーストによる偽合焦を有効に防止することができる。

図１は、本実施形態に係る電子カメラを示すブロック図である。 図２は、焦点評価値の算出方法の一例を説明するための図である。 図３は、第１実施形態に係るオートフォーカス動作を示すフローチャートである。 図４は、焦点検出エリアにスミアが発生している場面例を示す図である。 図５は、図４に示す場面例において算出された焦点評価値の一例を示すグラフである。 図６は、第２実施形態に係るオートフォーカス動作を示すフローチャートである。 図７は、焦点検出エリアにゴーストが発生している場面例を示す図である。

≪第１実施形態≫
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、太陽光下シーンなどの高輝度条件下では、光源を中心としてスミアと呼ばれる垂直方向や水平方向に直線状の白飛び線が発生する場合があり、また、レンズ鏡筒内に反射した強い光が鏡筒内で乱反射し、ゴースト（虚像）が発生する場合がある。以下においては、このようなスミアやゴーストによる偽合焦を有効に防止することができる電子カメラ１００を例示して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る電子カメラ１００の要部構成を示す図である。図１に示すように、電子カメラ１００は、撮像レンズ群１、光量調節部２、撮像素子３、Ａ／Ｄ変換部４、タイミングジェネレータ（ＴＧ）５、ＣＰＵ６、カードメモリ７、カードインタフェース（カードＩ／Ｆ）８、内蔵メモリ９、操作部１０、表示回路１１、表示部１２、レンズ駆動部１４および光量調節制御部１５から構成される。ＣＰＵ６、カードＩ／Ｆ８、内蔵メモリ９、操作部１０および表示回路１１は、バス１３を介して接続されており、互いに情報の授受が可能となっている。

撮影レンズ群１は、１枚または複数枚のレンズで構成され、固定焦点距離のレンズまたはズームレンズのような可変焦点距離のレンズを用いることができる。撮影レンズ群１には、当該撮影レンズ群１を通過した被写体像が撮像素子３の撮像面上に結像するように焦点位置を調節するフォーカスレンズが含まれている。このフォーカスレンズは、カメラ側の至近端から被写体側の無限端までの間を撮像素子３の光軸Ｌに沿って移動可能に設けられ、不図示のエンコーダによりその位置が検出されつつ、レンズ駆動部１４によりその位置が調節される。

光量調節部２は、絞り機構およびシャッター機構を備え、被写体像を撮像素子３で撮像させるために、被写体からの光束（光軸Ｌ１）を、シャッター速度で決まる時間（露光時間）の間、撮像素子３の受光面へ通す。なお、光量調節部２の絞り動作およびシャッター動作は、ＣＰＵ６の指令に基づいて、光量調節制御部１５により制御される。

撮像素子３は、被写体からの光軸Ｌ上であって、撮影レンズ群１の予定焦点面となる位置に固定されている。そして、撮像素子３は、ＴＧ５が発するタイミングパルスに応じて、撮像レンズ群１により撮像素子３の画素上に結像された被写体像を、アナログの電気信号（画素信号）に変換して出力する。被写体光に応じて撮像素子３から出力されたアナログの画素信号は、Ａ／Ｄ変換部４でデジタルの画素信号に変換され、ＣＰＵ６へ転送される。なお、撮像素子３は、複数の光電変換素子が二次元に配列された二次元ＣＣＤイメージセンサに限られず、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどのデバイスからも構成できる。

ＣＰＵ６は、撮像素子３から画素信号を読み出して、読み出した画素信号に基づいて画像データを生成する他、画像データの補正、焦点調節状態の検出、および絞り調節状態の検出など、電子カメラ１００全体の制御を司る。

また、ＣＰＵ６は、撮像素子３から読み出した画素信号に基づいて、撮影レンズ群１の焦点調節を行う際に利用される焦点評価値の算出を行う。具体的には、ＣＰＵ６は、まず、ハイパスフィルタ特性またはバンドパスフィルタ特性を有する検波フィルタを用いて、焦点検出を行うための焦点検出エリアにおいて、被写体の高周波成分（エッジ成分）の抽出を行う。例えば、撮像素子３を構成する複数の画素のうち、図２に示すように、横方向に連続する３つの画素（画素列の配列方向ｘ−１，ｘ，ｘ＋１番目の画素）から出力された画素信号を、それぞれ、Ｐ（ｘ−１），Ｐ（ｘ），Ｐ（ｘ＋１）とした場合、ＣＰＵ６は、これら画素信号を検波フィルタでフィルタ処理することで、下記式（１）に示すような、被写体の高周波成分（エッジ成分）の評価関数ｆ（ｘ）を、画素ごとに取得する。
ｆ（ｘ）＝｜Ｃ_０・Ｐ（ｘ−１）＋Ｃ_１・Ｐ（ｘ）＋Ｃ_２・Ｐ（ｘ＋１）｜ ・・・（１）
なお、上記式（１）において、Ｃ_０〜Ｃ_２は、検波フィルタのフィルタ特性係数を表す。例えば、ＣＰＵ６は、検波フィルタを、Ｃ_０およびＣ_２が−０．５、Ｃ_１が＋１となるように設定することで、横方向に連続する３つの画素内に高周波成分（エッジ成分）が存在する場合に得られる評価関数ｆ（ｘ）の値を高くすることができる。なお、図２は、焦点評価値の算出方法を説明するための図である。

そして、ＣＰＵ６は、焦点検出エリア内の各画素に対応する評価関数ｆ（ｘ）を積算することで、当該焦点検出エリアにおける焦点評価値を算出する。具体的には、ＣＰＵ６は、下記式（２）に示すように、焦点検出エリアごとに、焦点検出エリア内の各画素に対応する評価関数ｆ（ｘ）を積算することで、各焦点検出エリアにおける焦点評価値ＡＦＶを算出する。
ＡＦＶ＝Σｆ（ｘ） ・・・（２）

また、ＣＰＵ６は、レンズ駆動部１４に駆動信号を送出してフォーカスレンズを所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれのレンズ位置Ｌｘにおける焦点評価値ＡＦＶを焦点検出エリアごとに算出し、算出した焦点評価値ＡＦＶを、焦点評価値の履歴データとして、フォーカスレンズのレンズ位置Ｌｘに関連付けて内蔵メモリ９に記憶する。そして、ＣＰＵ６は、複数の焦点検出エリアの中から、焦点調節に用いるための焦点検出エリアを選択し、焦点評価値の履歴データに基づいて、選択した焦点検出エリアの焦点評価値ＡＦＶがピークとなるフォーカスレンズのレンズ位置（以下、焦点評価値のピーク位置とも称する。）を、フォーカスレンズの合焦位置として検出する。

さらに、本実施形態において、ＣＰＵ６は、合焦位置の検出を行う際に、スミアやゴーストによる偽合焦を有効に防止するために、各焦点評価値ＡＦＶの履歴データに基づいて、各焦点検出エリアにスミアやゴーストが発生しているか否かの判断し、スミアやゴーストが発生していると判断された焦点検出エリアを、合焦位置の検出対象から除いて、合焦位置の検出を行う。なお、スミアやゴーストが発生しているか否かを判断する方法の詳細については後述する。

カードＩ／Ｆ８には、カードメモリ７が着脱可能に装着される。内蔵メモリ９に記憶された画像データは、ＪＰＥＧ形式またはＹＵＶ形式などの圧縮形式に変換され、カードメモリ７に記録される。

内蔵メモリ９には、ＣＰＵ６により生成された画像データが記憶される他、ＣＰＵ６が電子カメラ１００を制御するための制御プログラムや、電子カメラ１００を制御するために必要なテーブルなどが記憶されている。内蔵メモリ９に記憶されている画像データ、制御プログラム、およびテーブルは、バス１３を介して、ＣＰＵ６から適時参照される。なお、内蔵メモリ９として、半導体メモリのうち任意の不揮発性メモリを適宜選択して用いることができる。

操作部１０は、撮影者による操作内容に応じた操作信号をＣＰＵ６に出力する。操作部１０には、例えば、電源ボタンやレリーズボタンが含まれる。なお、これら操作部１０に含まれる各種ボタンは、表示部１２の画面に表示されるタッチパネル形式のボタンであってもよい。

表示部１２は、表示回路１１を介して、撮像素子３が撮像したスルー画などの動画や静止画像などを表示部１２が備える表示モニタ上に表示する。なお、表示部１２として、液晶モニタなどを適宜選択して用いることができる。

次いで、図３を参照して、本実施形態に係るオートフォーカス動作（以下、ＡＦ動作ともいう。）を説明する。図３は、本実施形態におけるＡＦ動作の一例を示すフローチャートであり、ＣＰＵ６で行われるオートフォーカス処理を示す。図３のフローチャートによる処理は、例えば、操作部１０のレリーズスイッチからの半押し操作信号がＣＰＵ６に入力されると開始される。

また、以下においては、図４に示す場面例を用いて、本実施形態におけるＡＦ動作を説明する。図４は、予め設定された焦点検出エリアＡ１〜Ａ３のうち、焦点検出エリアＡ２に、主要被写体である人物が存在し、焦点検出エリアＡ３に高輝度被写体（太陽）が存在している場面であって、焦点検出エリアＡ３において、光源である太陽を中心として垂直に強い白飛び線（スミア）が発生している場面を例示している。

まず、ステップＳ１０１では、焦点検出エリアごとに、焦点評価値の算出が行われる。具体的には、ＣＰＵ６は、レンズ駆動部１４に駆動信号を出力し、フォーカスレンズをサーチ開始位置、例えば、至近端に移動させる。そして、ＣＰＵ６は、フォーカスレンズを、例えば至近側から無限遠側に、所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれのレンズ位置における焦点評価値を焦点検出エリアごとに算出する。算出された焦点評価値は、焦点評価値の履歴データとして、焦点評価値取得時のフォーカスレンズのレンズ位置Ｌｘと関連付けて内蔵メモリ９に記憶される。

例えば、図４に示す場面例において、ＣＰＵ６は、フォーカスレンズを駆動させながら、複数のフォーカスレンズのレンズ位置Ｌｘにおいて、各焦点検出エリアＡ１〜Ａ３の焦点評価値ＡＦＶ１〜ＡＦＶ３をそれぞれ算出することで、例えば、図５に示すような焦点評価値ＡＦＶ１〜ＡＦＶ３の履歴データを取得することができる。なお、図５は、図４に示す場面例において算出された焦点評価値ＡＦＶ１〜ＡＦＶ３の一例を示すグラフであり、焦点検出エリアＡ１〜Ａ３ごとのフォーカスレンズのレンズ位置（横軸）に対する焦点評価値の大きさ（縦軸）を表している。

そして、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で算出した焦点評価値の履歴データに基づいて、焦点評価値のピークの検出が焦点検出エリアごとに行われ、続くステップＳ１０３では、ステップＳ１０２の焦点評価値のピークの検出結果に基づいて、焦点評価値のピークが検出されたか否かの判断が行われる。焦点評価値のピークが検出された場合は、ステップＳ１０４に進み、焦点評価値のピークが検出されない場合は、ステップＳ１０９に進む。なお、焦点評価値のピークの検出方法は、特に限定されないが、例えば、ステップＳ１０１で算出した少なくても３つの焦点評価値を用いて、３点内挿法により、焦点評価値のピークの検出を行うことができる。

ここで、図４に示す場面例では、焦点検出エリアＡ２に人物が存在しており、図５に示すように、焦点検出エリアＡ２において焦点評価値ＡＦＶ２のピークが検出される。また、図４に示す場面例では、太陽（スミア）が存在している焦点検出エリアＡ３においても、図５に示すように、スミアの影響により、焦点評価値ＡＦＶ３のピークが検出される。なお、焦点検出エリアＡ１においては焦点評価値ＡＦＶ１のピークは検出されない。このように、図４に示す場面例では、焦点検出エリアＡ２，Ａ３において焦点評価値のピークが検出され、ステップＳ１０４に進むこととなる。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０１で取得した焦点評価値の履歴データに基づいて、焦点検出エリアごとに、焦点評価値の最小値と最大値との評価値比率（最大値／最小値）の算出が行われる。例えば、図４に示す場面例において、ＣＰＵ６は、焦点検出エリアＡ１〜Ａ３ごとに、焦点評価値の最大値と最小値とを抽出し、抽出した焦点評価値の最大値と最小値との比率（最大値／最小値）を評価値比率として算出する。

そして、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２において焦点評価値のピークが検出された焦点検出エリアについて、スミアまたはゴーストが発生しているか否かの判断が行われる。ここで、スミアまたはゴーストが発生している焦点検出エリアでは、通常、被写体の輝度が高くなるため、図５に示す焦点検出エリアＡ３の焦点評価値ＡＦＶ３のように、焦点評価値の最大値が大きくなる傾向がある。また、スミアまたはゴーストが発生して焦点検出エリアでは、通常、被写体のコントラストが低くなるため、図５に示す焦点検出エリアＡ３の焦点評価値ＡＦＶ３のように、極大値を含む焦点評価値の傾斜が緩やかとなり、焦点評価値の最大値と最小値との評価値比率（最大値／最小値）が小さくなる傾向がある。そこで、本実施形態において、ＣＰＵ６は、ステップＳ１０２において焦点評価値のピークが検出された焦点検出エリアについて、ステップＳ１０１で算出した焦点評価値の最大値が所定の評価値閾値以上であり、かつ、ステップＳ１０４で算出した評価値比率が所定の比率閾値以下である場合に、焦点検出エリアにスミアまたはゴーストが発生していると判断する。

ここで、本実施形態においては、焦点検出エリアにスミアまたはゴーストの発生を判断するための評価値閾値を、下記の表１に示すように、ＩＳＯ感度に応じた値に設定する構成とすることが好適である。ＩＳＯ感度が高くなるほどノイズが増加するため、評価値閾値をより高く設定することで、スミアまたはゴーストの発生の判断をより精度高く行うことができるためである。同様に、比率閾値を、下記の表２に示すように、焦点評価値の履歴個数に応じた値に設定する構成とすることが好適である。このように、ＩＳＯ感度および焦点評価値の履歴個数に応じて、評価値閾値および比率閾値をそれぞれ設定することにより、焦点検出エリアにスミアまたはゴーストが発生しているか否かをより高い精度で判断することができる。なお、表１および表２に記載された評価値閾値および比率閾値は一例であって、これに限定されるものでない。

ステップＳ１０５における判断の結果、焦点評価値のピークが検出された全ての焦点検出エリアにおいて、スミアまたはゴーストが発生していないと判断された場合は、ステップＳ１０６に進み、一方、少なくとも１つの焦点検出エリアにおいて、スミアまたはゴーストが発生していると判断された場合は、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６では、焦点評価値のピークが検出された全ての焦点検出エリアにおいて、スミアまたはゴーストが発生していないと判断されているため、焦点評価値のピークが検出された全ての焦点検出エリアの中から、焦点調節に用いるための焦点検出エリアが選択され、選択された焦点検出エリアの焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出される。なお、焦点調節に用いるための焦点検出エリアの選択方法は、特に限定されないが、例えば、焦点評価値の最大値が最も大きい焦点検出エリアを選択する方法や、最も至近側にある焦点検出エリアを選択する方法、あるいは、撮影画面内において、中央部分に位置する焦点検出エリアを選択する方法（例えば、図４に示す例では、焦点検出エリアＡ１〜Ａ３のうち、中央部分に位置する焦点検出エリアＡ２を選択する方法）などが挙げられる。

一方、ステップＳ１０５で、少なくとも１つの焦点検出エリアにおいて、スミアまたはゴーストが発生していると判断された場合は、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、スミアまたはゴーストが発生していると判断された焦点検出エリアが合焦位置の検出対象から除かれ、焦点評価値のピークが検出された残りの焦点検出エリアの中から、焦点調節に用いるための焦点検出エリアが選択され、選択された焦点検出エリアの焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出される。例えば、図４に示す場面例において、焦点検出エリアＡ３の焦点評価値ＡＦＶ３の最大値が評価値閾値以上であり、かつ、焦点検出エリアＡ３の焦点評価値ＡＦＶ３の最大値と最小値との評価値比率（最大値／最小値）が比率閾値以下である場合、ＣＰＵ６は、焦点検出エリアＡ３においてスミアまたはゴーストが発生していると判断し、焦点検出エリアＡ３を焦点位置の検出対象から除き、残りの焦点検出エリアの中から、焦点調節に用いるための焦点検出エリアを選択する。ここで、焦点検出エリアＡ１においては焦点評価値ＡＦＶ１のピークが検出されていないため、ＣＰＵ６は、焦点調節に用いるための焦点検出エリアとして、主要被写体（人物）が存在する焦点検出エリアＡ２を選択し、焦点検出エリアＡ２の焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出することができる。

そして、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６またはステップＳ１０７で検出された合焦位置に、フォーカスレンズを駆動させる合焦駆動が行われ、合焦位置にフォーカスレンズを駆動した後に、このオートフォーカス動作を終了する。

なお、ステップＳ１０３において、全ての焦点検出エリアで焦点評価値のピークが検出されなかった場合は、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、焦点評価値のピークが検出できなかったため、合焦不能処理が行われる。例えば、ＣＰＵ６は、合焦不能処理として、合焦不能の表示を表示部１２に表示することや、合焦不能の情報を内蔵メモリ９に記憶することができる。

以上のように、第１実施形態では、焦点評価値の最大値が所定の評価値閾値以上であり、かつ、焦点評価値の最大値と最小値との評価値比率（最大値／最小値）が所定の比率閾値以下である焦点検出エリアに、スミアまたはゴーストが発生していると判断し、スミアまたはゴーストが発生していると判断された焦点検出エリアを、焦点位置の検出対象から除いて、焦点評価値のピークが検出された残りの焦点検出エリアにおいて合焦位置の検出を行う。これにより、第１実施形態では、スミアまたはゴーストが発生している焦点検出エリアが、焦点位置の検出対象から除かれるため、スミアまたはゴーストによる偽合焦を有効に防止することができる。そのため、例えば、図４に示す場面例のように、焦点検出エリアＡ３においてスミアが発生しており、図５に示すように、スミアが発生している焦点検出エリアＡ３の焦点評価値のピーク位置が検出された場合でも、本実施形態によれば、焦点検出エリアＡ３においてスミアまたはゴーストが発生していると判断し、焦点検出エリアＡ３が焦点位置の検出対象から除くことができるため、主要被写体（人物）が存在する焦点検出エリアＡ２の焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出することができる。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態では、図１に示す電子カメラ１００において、図６に示すように、電子カメラ１００が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図６を参照して、第２実施形態に係る電子カメラ１００の動作について説明する。なお、図６は第２実施形態に係る電子カメラ１００のオートフォーカス動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４では、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様に、焦点検出エリアごとに、焦点評価値の算出が行われ（ステップＳ２０１）、焦点評価値のピークの検出が行われる（ステップＳ２０２）。そして、焦点評価値のピークが検出された場合は（ステップＳ２０３＝ＹＥＳ）、評価値比率が算出される（ステップＳ２０４）。

次いで、ステップＳ２０５では、複数の焦点検出エリアのうち、焦点評価値の最大値と最小値との評価値比率（最大値／最小値）が最も大きい焦点検出エリアが、第１焦点検出エリアとして選択される。例えば、図４に示す場面例では、図５に示すように、焦点検出エリアＡ１〜Ａ３のうち、焦点検出エリアＡ２における評価値比率が最も大きいため、焦点検出エリアＡ２が第１焦点検出エリアとして選択される。

続くステップＳ２０６では、複数の焦点検出エリアのうち、焦点評価値の最大値が、第１焦点検出エリアにおける焦点評価値の最大値よりも大きく、かつ、評価値比率が第１焦点検出エリアにおける評価値比率よりも小さい焦点検出エリアが、第２焦点検出位置として選択される。例えば、図４に示す場面例では、焦点検出エリアＡ２が第１焦点検出エリアとして選択されるため、図５に示すように、焦点検出エリアＡ１，Ａ３のうち、焦点評価値の最大値が、焦点検出エリアＡ２における焦点評価値ＡＦＶ２の最大値よりも大きく、かつ、評価値比率が焦点検出エリアＡ２における評価値比率よりも小さい焦点検出エリアＡ３が、第２焦点検出エリアとして選択される。

そして、ステップＳ２０７では、第２焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置が、第１焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置よりも至近側にあるか否かの判定が行われる。第２焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置が、第１焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置よりも至近側にない場合には、ステップＳ２０８に進み、ステップＳ２０８において、第１実施形態のステップＳ１０６と同様に、焦点評価値のピークが検出された全ての焦点検出エリアの中から、焦点調節に用いるための焦点検出エリアが選択され、選択された焦点検出エリアの焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出される。一方、第２焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置が、第１焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置よりも至近側にある場合には、ステップＳ２０９に進み、ステップＳ２０９において、第２焦点検出エリアが焦点位置の検出対象から除かれ、焦点評価値のピークが検出された残りの焦点検出エリアの中から、焦点調節に用いるための焦点検出エリアが選択され、選択された焦点検出エリアの焦点評価値のピーク位置が合焦位置として検出される。

例えば、図４に示す場面例では、図５に示すように、第２焦点検出エリアである焦点検出エリアＡ３の焦点評価値ＡＦＶ３のピーク位置が、第１焦点検出エリアである焦点検出エリアＡ２の焦点評価値ＡＦＶ２のピーク位置よりも至近側に存在するため、ステップＳ２０９に進み、第２焦点検出エリアである焦点検出エリアＡ３が合焦位置の検出対象から除かれ、残りの焦点検出エリアにおける焦点評価値に基づいて合焦位置の検出が行われる。この場合、焦点検出エリアＡ１では焦点評価値ＡＦＶ１のピークが検出されないため、主要被写体（人物）が存在する焦点検出エリアＡ２における焦点評価値ＡＦＶ２のピーク位置が、合焦位置として検出される。

そして、ステップＳ２０８またはステップＳ２０９において合焦位置が検出された後は、ステップＳ２１０において、検出された合焦位置にフォーカスレンズを駆動させる合焦駆動が行われる。

なお、ステップＳ２０３において、焦点評価値のピークを検出できなかった場合は、ステップＳ２１１に進み、第１実施形態のステップＳ１０９と同様に、合焦不能処理が行われる。

以上のように、第２実施形態では、複数の焦点検出エリアのうち、評価値比率が最も大きい焦点検出エリアを第１焦点検出エリアとして選択するとともに、焦点評価値の最大値が、第１焦点検出エリアにおける焦点評価値の最大値よりも大きく、かつ、評価値比率が第１焦点検出エリアにおける評価値比率よりも小さい焦点検出エリアを第２焦点検出エリアとして選択する。そして、第２焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置が、第１焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置よりも至近側にある場合に、第２焦点検出エリアを合焦位置の検出対象から除き、焦点評価値のピークが検出された残りの焦点検出エリアにおいて合焦位置の検出を行う。これにより、第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、至近側に存在するスミアやゴーストに偽合焦してしまい、撮像画像が全体的にぼけてしまうことを、有効に防止するという効果を奏することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述した第１実施形態では、焦点評価値のピークが所定の評価値閾値以上であり、かつ、焦点評価値の最大値と焦点評価値の最小値との評価値比率（最大値／最小値）が所定の比率閾値以下であるとの条件を満たす焦点検出エリアを、合焦位置の検出対象から除外しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、上記条件に加えて、ＣＰＵ６により、各焦点検出エリアの焦点評価値のピーク位置の分布を検出し、複数の焦点検出エリアのうち、焦点評価値のピーク位置が、焦点評価値のピーク位置の分布から所定値以上乖離するとの条件を満たす焦点検出エリアを、合焦位置の検出対象から除いてもよい。スミアやゴーストが発生している焦点検出エリアでは、他の焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置よりも離れた位置に、焦点件評価値のピークが検出される可能性が高いためである。これにより、例えば、図７に示すように、予め設定された９個の焦点検出エリアのうち、１つの焦点検出エリア（図７中右上の焦点検出エリア）においてゴーストが発生している場面において、ゴーストが発生している焦点検出エリアをより高い精度で判断することができ、ゴーストによる偽合焦をより有効に防止することができる。なお、この構成は、上述した第２実施形態の構成においても、第１実施形態と同様に適用することができる。

また、上述した実施形態では、スミアまたはゴーストの発生を判断するための評価値閾値をＩＳＯ感度に応じて設定し、また、比率閾値を焦点評価値の履歴個数に応じて設定しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、検波フィルタのフィルタ特性、撮像素子上の画素の数、およびゲインなどに応じて、適宜、評価値閾値および比率閾値を設定する構成としてもよい。

さらに、上述した実施形態において、例えば、焦点評価値取得時の被写体の輝度に応じて、焦点評価値のピークを判定するための閾値Ｆｔｈを設定し、焦点評価値ＡＦＶの最大値が閾値Ｆｔｈ以上となる焦点検出エリアにおいて、焦点評価値ＡＦＶのピークが検出されたと判断する構成としてもよい。これにより、ノイズ成分などの影響による偽合焦を有効に防止することができる。また、焦点評価値は、検波フィルタのフィルタ特性、撮像素子３の出力特性、焦点評価値ＡＦＶ取得毎の露出制御量、撮像光学系の特性などのカメラシステムの構成に依存するため、閾値Ｆｔｈを、一定値とするのではなく、例えば、焦点評価値取得時の撮像素子３の制御感度値ＳＶに応じて変化するように、例えば、補正式やテーブル値などで設定することが好ましい。

なお、本実施形態に係る電子カメラ１００は、特に限定されず、例えば、一眼レフデジタルカメラ、デジタルコンパクトカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。

１００…電子カメラ
１…撮像レンズ群
２…光量調節部
３…撮像素子
４…Ａ／Ｄ変換部
５…タイミングジェネレータ（ＴＧ）
６…ＣＰＵ
７…カードメモリ
８…カードインタフェース（カードＩ／Ｆ）
９…内蔵メモリ
１０…操作部
１１…表示回路
１２…表示部
１３…バス
１４…レンズ駆動部
１５…光量調節制御部

Claims (6)

1. 焦点調節光学系を駆動する駆動部と、
   前記駆動部により前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させながら、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域のそれぞれについて、被写体像のコントラストに関する評価値を算出する評価値算出部と、
   前記複数の焦点検出領域ごとに前記評価値のピーク位置を検出し、検出した前記評価値のピーク位置に基づいて合焦位置を検出する焦点検出部と、を備え、
   前記焦点検出部は、前記評価値の最大値が所定閾値以上、かつ、前記評価値の最大値と最小値との比率（最大値／最小値）が前記評価値の数に応じて設定される所定比率以下である焦点検出領域を除いて合焦位置を検出することを特徴とする焦点調節装置。
2. 請求項１に記載の焦点調節装置であって、
   前記複数の焦点検出領域ごとの前記評価値のピーク位置の分布を検出するピーク位置分布検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記評価値のピーク位置が、前記分布から所定値以上乖離する焦点検出領域を除いて、合焦位置の検出を行わせるように、前記焦点検出部を制御することを特徴とする焦点調節装置。
3. 焦点調節光学系を駆動する駆動部と、
   前記駆動部により前記焦点調節光学系を光軸方向に駆動させながら、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域のそれぞれについて、被写体像のコントラストに関する評価値を算出する評価値算出部と、
   前記複数の焦点検出領域ごとに、前記評価値のピーク位置を検出し、検出した前記評価値のピーク位置に基づいて合焦位置を検出する焦点検出部と、
   前記複数の焦点検出領域ごとに、前記評価値の最大値と最小値との比率（最大値／最小値）を算出する評価値比率算出部と、
   前記複数の焦点検出領域のうち、前記評価値の比率が最大である焦点検出領域を、第１焦点検出領域として選択する第１選択部と、
   前記複数の焦点検出領域のうち、前記評価値の最大値が前記第１焦点検出領域における前記評価値の最大値よりも大きく、かつ、前記評価値の比率が前記第１焦点検出領域における評価値の比率よりも小さい焦点検出領域を、第２焦点検出領域として選択する第２選択部と、を備え、
   前記焦点検出部は、前記第２焦点検出領域における前記評価値のピーク位置が、前記第１焦点検出領域における前記評価値のピーク位置よりも至近側にある場合には、前記第２焦点検出領域を除いて合焦位置を検出することを特徴とする焦点調節装置。
4. 請求項３に記載の焦点調節装置であって、
   前記複数の焦点検出領域ごとの前記評価値のピーク位置の分布を検出するピーク位置分布検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記焦点評価値のピーク位置が、前記分布から所定値以上乖離する焦点検出領域を除いて、合焦位置の検出を行わせるように、前記焦点検出部を制御することを特徴とする焦点調節装置。
5. 請求項１に記載の焦点調節装置であって、
   前記所定閾値は、撮影感度に応じて設定されることを特徴とする焦点調節装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
   

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