JP5906235B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、位相差方式によるオートフォーカス手段の合焦情報を補正する機能を有する一眼レフカメラなどの撮像装置に関するものである。

従来、位相差ＡＦで合焦させる一眼レフカメラは、使用していると、レンズやカメラ本体、各々の耐久により合焦位置が変化し、買った当初より合焦精度が落ちることがあった。

レンズの場合、正しい合焦位置へレンズ駆動するはずが、耐久によるガタが発生してレンズ停止位置がずれてしまう場合が考えられる。

カメラ本体の場合、ミラー駆動しているうちにミラーの角度が変化していき、ＡＦセンサへの光の入り方が変化して正しい合焦位置とはずれた位置を合焦位置だと認識してしまう場合が考えられる。

上記の場合、合焦位置を元の状態に戻すには、ユーザーはカメラをサービスセンターへ持っていき、合焦位置の再調整を依頼するしかなかった。

上記問題を解決するために、例えば特許文献１では、位相差ＡＦの合焦位置を、コントラスト方式を用いて自動で補正できる機能が開示されている。

特開２０００−２９２６８４号公報

しかしながら、特許文献１では、ユーザーが位相差ＡＦの合焦位置を補正した後の合焦精度の確認を行うことができない。

（発明の目的）
本発明の目的は、位相差方式によるオートフォーカス手段で得られた合焦情報を、コントラスト方式を用いて補正する補正値を求める際に、ユーザーが合焦状態の補正を行った後の合焦精度の確認を行うことができる撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、位相差方式によって第１の合焦情報を得る第１のオートフォーカス手段と、コントラスト方式によって第２の合焦情報を得る第２のオートフォーカス手段とを備え、前記第１の合焦情報の補正モードを設定可能な撮像装置であって、撮影された画像を表示するライブビュー表示可能な表示手段を制御する表示制御手段であって、前記第１の合焦情報と前記第２の合焦情報との差に対応させて算出された前記第１の合焦情報の補正値を前記表示手段のライブビュー表示の画面中に表示するよう制御する表示制御手段と、前記補正モードにおいて、前記補正値に対応させて補正された前記第１の合焦情報もしくは前記第２の合焦情報に基づいて合焦状態になるようにフォーカスレンズを駆動制御する制御手段であって、前記補正モードの中で中断された前記表示制御手段による前記表示手段のライブビュー表示を再開する制御手段とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、位相差方式によるオートフォーカス手段で得られた合焦情報を、コントラスト方式を用いて補正する補正値を求める際に、ユーザーが合焦状態の補正を行った後の合焦精度の確認を行うことができる。

本発明のＡＦキャリブレーション動作を示すフローチャートである。 ＡＦキャリブレーションモードの開始画面を示す図である。 合焦状態確認のためのライブビュー表示の画面を示す図である。 他のＡＦキャリブレーション動作を示すフローチャートである。 本発明の補正値変更動作を示すフローチャートである。 補正値変更のためのライブビュー表示の画面を示す図である。 ミラーダウンの際の概略構成を示す断面図である。 ミラーアップの際の概略構成を示す断面図である。 他のＡＦキャリブレーション動作を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例１に記載される通りである。

本発明を適用した撮像装置として、レンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラについて説明する。

図７、図８は本実施例のデジタル一眼レフカメラの概略構成を示す断面図である。

レンズ１内に収容された撮像光学系１０は、１つ又は複数のレンズ群から構成され、その全てもしくは一部を移動させることで焦点距離やフォーカス位置を変化させることが可能とされている。

レンズ駆動手段１１は、撮像光学系１０を構成するレンズ群の全てもしくは一部を移動させて焦点状態を調整する駆動手段である。

レンズ状態検出手段１２は、撮像光学系１０の焦点距離、即ちズーム位置およびフォーカス位置を検出する検出手段である。

また、レンズ制御手段１３は、ＲＯＭ等で構成されたレンズ記憶手段１４を含むレンズ１全体の制御を司る制御手段である。

接点１５は、レンズ１およびカメラ本体２に具備された接点であり、互いに装着された状態では接点１５を介して各種の情報の通信や電源の供給が行われる。

主ミラー２０は、ハーフミラーで構成され、カメラの動作状態に応じて回動可能となっており、被写体を光学ファインダで観察する際は撮影光路へ斜設され、レンズ１からの光束を折り曲げて後述のファインダ光学系へ導く（図７）。また、撮影の際やライブビューの際は撮影光路から退避して、レンズ１からの光束を後述の撮像素子２４へ導いている（図８）。

サブミラー２１は、主ミラー２０とともに回動し、主ミラー２０が撮影光路へ斜設されている際に主ミラー２０を透過した光束を折り曲げて後述のＡＦセンサ２２へ導き（図７）、撮影の際やライブビューの際は主ミラー２０とともに回動して撮影光路から退避する（図８）。

ＡＦセンサ２２は、２次結像レンズや複数のＣＣＤまたはＣＭＯＳからなるエリアセンサ等から構成されており、公知の方法である位相差方式で焦点検出を可能とするものである。

シャッター２３は、レンズ１からの光束を後述の撮像素子２４に入射制御するためにあり、通常は閉じた状態（図７）で、撮影の際やライブビューの際に開いた状態（図８）となる。

撮像素子２４は、ＣＭＯＳイメージセンサとその周辺回路で構成されている。

ピント板３０は、レンズ１の一次結像面に配置され、入射面にはフレネルレンズ（集光レンズ）が設けられ、射出面には被写体像（ファインダ像）が結像している。ペンタプリズム３１は、ファインダ光路を変更するもので、ピント板３０の射出面に結像した被写体像を正立正像に補正する。

接眼レンズ３２は、ユーザーがファインダをのぞいた際、ユーザーの目に合わせて視度を調節できるような構成になっている。ここで、ピント板３０、ペンタプリズム３１、接眼レンズ３２により構成されている光学系を、ファインダ光学系と称する。

ＡＥセンサ３３は、多分割された撮像領域内の各領域に対応したフォトダイオードから構成されており、ピント板３０の射出面に結像した被写体像の輝度を測定する。

カメラ制御手段４０は、カメラ本体２の制御とレンズ１を含むカメラ全体の制御を行うもので、例えばマイクロコンピュータが用いられる。ＡＦセンサ２２とカメラ制御手段４０は位相差方式によって第１の合焦情報を得る第１のオートフォーカス手段（焦点検出手段）を構成する。

デジタル制御手段４１は、画像データの各種制御を行うもので、例えばメモリコントローラが用いられる。このデジタル制御手段４１は、撮像素子２４で撮影された画像のコントラスト検出を行い、コントラスト評価値によって合焦フォーカス位置（以下合焦位置という）を判定するコントラスト方式のオートフォーカス手段（焦点検出手段）を含むことができる。デジタル制御手段４１はコントラスト方式によって第２の合焦情報を得る第２のオートフォーカス手段（焦点検出手段）を構成する。

カメラ記憶手段４２は、各種制御を行うための設定、調整データ等を格納しているもので、フラッシュＲＯＭが用いられる。

液晶モニタ４３は、撮影した画像や各種の撮影情報を表示するものである。液晶モニタ４３はＡＦキャリブレーションモード（合焦情報の補正モード）に設定されたときに合焦状態確認のためにライブビュー表示を行う表示手段に相当する。

なお、図７、図８には不図示であるが、ＳＥＴボタンとキャンセルボタンが設けられている。液晶モニタ４３にＳＥＴボタン表示がされている場合、このＳＥＴボタンを押すことで、決定や選択等の操作ができる。また、液晶モニタ４３にキャンセルボタン表示がされている場合、このキャンセルボタンを押すことで、一つ前の状態に戻る、特定のモードを終了する等の操作ができる。

デジタル制御手段４１には、コントラスト方式による出力と、ＡＦセンサ２２からの出力により演算するカメラ制御手段４０の位相差方式の出力との差分による補正値を算出する演算手段が設けられている。該演算手段により算出された差は、補正値としてカメラ記憶手段４２に記憶される。

また、本実施例によるカメラは、前述した補正値を算出し、記憶するためのＡＦキャリブレーションモードが設定可能に構成されている。

以下、位相差ＡＦの補正を行う機能（以下、ＡＦキャリブレーション）について説明する。

（位相差検出方式で得られた合焦位置の補正後の合焦位置にレンズを移動させる方法）
図１は、実施例のＡＦキャリブレーション動作を示すフローチャートである。

まずフローに入る前に、被写体を決めておく作業が必要である。被写体を決めたところで、ＡＦキャリブレーションをスタートさせる。この際の開始画面は図２の様になる。

ＡＦキャリブレーションはユーザーの指示によって開始する。ユーザーは前述したＡＦキャリブレーションモードである状態において、図２の開始ボタン２０５を押すことでＡＦキャリブレーションを開始させる。図２において、２０１はＡＦキャリブレーションモードの別称であるＡＦマイクロアジャストメントを表示するモード名表示枠、２０２はレンズ名称、２０３は目盛、２０４は補正値の指標、２０６はキャンセルボタンである。

ステップＳ１０１では、コントラスト検出方式（コントラスト方式と同じ意味）によって被写体に合焦させる。

ステップＳ１０２では、カメラ制御手段４０がレンズ制御手段１３に信号を送り、レンズ駆動手段１１を通じてフォーカスレンズを所定位置に移動させる。

ステップＳ１０３では、撮像素子２４から得られる画像信号のコントラストをデジタル制御手段４１に検出させる。

ステップＳ１０４では、所定回数Ｎに達するまで、ステップＳ１０２でのフォーカスレンズの微小移動とステップＳ１０３でのコントラスト検出とを繰り返し行わせる。

ステップＳ１０５では、デジタル制御手段４１が、Ｎ個のコントラスト検出結果のうち最もコントラストの高い画像信号が得られたフォーカス位置を合焦位置と判定し、カメラ制御手段４０に信号を送る。カメラ制御手段４０はそのときのレンズ状態検出手段１２からの位置情報を、レンズ制御手段１３を通じて得て、合焦位置情報を作成する。つまり、条件を満たす高いコントラスト評価値をフォーカス位置に換算して合焦位置としている。

ステップＳ１０６では、カメラ制御手段４０が、ＡＦセンサ２２に位相差ＡＦによる焦点検出を行わせ、そのときの検出結果、すなわち焦点ずれ量（デフォーカス量）をフォーカスレンズの合焦方向への駆動量に換算した値を、レンズ状態検出手段１２からのフォーカス位置情報に加えて合焦位置情報を作成する。

ステップＳ１０７では、カメラ制御手段４０が、デジタル制御手段４１により合焦判定されたときの合焦位置情報と、ＡＦセンサ２２による検出結果から得られた合焦位置情報との差分である合焦位置補正値を、デジタル制御手段４１に算出させる。

ステップＳ１０８では、デジタル制御手段４１に算出された合焦位置補正値をカメラ記憶手段４２に記憶させる。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０６で作成した合焦位置情報を、カメラ記憶手段４２に記憶されている合焦位置補正値によって補正する。

ステップＳ１１０では、カメラ制御手段４０がレンズ制御手段１３に信号を送り、レンズ駆動手段１１を通じてフォーカスレンズをステップＳ１０９で補正した合焦位置に移動させる。このとき、位相差ＡＦによる焦点ずれ量（デフォーカス量）の算出、その焦点ずれ量（デフォーカス量）をカメラ記憶手段４２に記憶されている合焦位置補正値による補正、その補正後の値を使ってのフォーカスレンズの移動を、少なくとも２回は行うようにする。２回以上行うことにより、フォーカスレンズの駆動部材（ギヤ、モータなど）のガタによる目標位置に対するずれを無くすことができる。

ステップＳ１１１では、ＡＦキャリブレーションモードの中で中断されたライブビュー表示を再開し、液晶モニタ４３にライブビュー画像を表示する。ステップＳ１１０において、合焦位置補正値を使って、フォーカスレンズを移動させ、かつ、これを２回以上行うことによって、合焦度の高いライブビュー表示を行うことができるのである。

この際のライブビュー表示の画面は図３の様になる。図３の例では指標２０４が＋１０の位置を指示しているように、画面中に表示される補正値は＋１０となっている。このときユーザーは、液晶モニタ４３に表示されているライブビュー画像画面を見ることにより補正値とその補正値に対応するピント精度を確認することができる。図３において、２０７はライブビュー表示の画面中に表示される確認ボタンであり、この確認ボタン２０７をユーザーが押すことにより補正値が確定される。

以上でＡＦキャリブレーションが終了する。

（コントラスト検出方式で得られた合焦位置にレンズを移動させる方法）
また、ステップＳ１１０において、位相差ＡＦから得られた合焦位置を補正した位置にフォーカスレンズを移動した。この点、コントラスト検出方式によって得られた合焦位置に移動させてもよい。その場合のＡＦキャリブレーションのフローは図４のようになる。図４は、図１のフローに倣ったものである。

図４のステップＳ３０９では、ステップＳ３０５においてコントラスト検出方式によって得られた合焦位置を事前にカメラ記憶手段４２またはＲＡＭに記憶しておき、取得する。

ステップＳ３１０では、カメラ制御手段４０がレンズ制御手段１３に信号を送り、レンズ駆動手段１１を通じてフォーカスレンズをステップＳ３０９で取得した合焦位置に移動させる。

ここで、ステップＳ３１０ではコントラスト検出方式によって得られた合焦位置にレンズを移動させる方法を説明した。この点、ＡＦキャリブレーションは位相差ＡＦの補正を行うものなので、ステップＳ１１０で位相差ＡＦを補正した合焦位置にレンズを移動させる方法の方が好ましい。コントラスト検出方式によって得られた合焦位置を目指してレンズを移動させても、レンズの駆動部材（ギヤ、モータなど）のガタによって、上述の例に比べて合焦度が幾分低下したライブビュー表示になってしまうからである。ただし、ライブビュー表示は、一般にカメラに付属する、小型の背面モニタ、または可動式モニタによって、視認するため、上述の合焦度の低下は許容できる場合もある。

（コントラスト検出方式で得られた合焦位置に近づいて位相差検出方式で合焦位置を取得する方法）
図１のステップ１０６では、コントラスト検出が終わった後のレンズ駆動の前に位相差方式で合焦位置情報を取得した。この点、ステップＳ１０５で得られたコントラスト検出方式での合焦位置情報にしたがって、当該合焦位置にレンズ駆動により近づけてから、位相差方式で合焦位置情報を取得するようにしてもよい。その場合のＡＦキャリブレーションのフローは図４のようになる。図９は、図１のフローに倣ったものである。

ステップＳ９０５で得られたコントラスト検出方式での合焦位置情報にしたがって、当該合焦位置にレンズ駆動により近づける（ステップＳ９２０）。そして、ステップＳ９０６で、位相差方式で合焦位置情報を作成するのである。

この図９に示すフローに従えば、位相差方式で合焦位置の検出は、精度が高くすることができる。このタイミングで取得する像は、コントラス検出のためのレンズ駆動が終了したタイミングで取得した像と比較してボケていないからである。したがって、図１のフローのステップＳ１１０で行った複数回の位相差ＡＦによる焦点ずれ量（デフォーカス量）の算出、その焦点ずれ量（デフォーカス量）の複数回の補正は、行わなくて済む。もちろん、図１のフローのように複数回行ってもよい。

なお、この場合、ステップＳ９２０において位相差方式で合焦位置情報を取得した後、ステップＳ９０９で、ステップＳ９０６で作成した合焦位置情報を、カメラ記憶手段４２に記憶されている合焦位置補正値によって補正する。これは、図１のステップＳ１０９と同様である。

また、ステップＳ１１０と同様に、ステップＳ９１０では、カメラ制御手段４０がレンズ制御手段１３に信号を送り、レンズ駆動手段１１を通じてフォーカスレンズをステップＳ９０９で補正した合焦位置に移動させる。

（ユーザーによる補正値の変更）
次に、ＡＦキャリブレーション実行後に、ユーザーが補正値を変更する場合について説明する。図５は、ユーザーによる補正値の変更が可能であることを説明するフローチャートである。

ステップＳ５０１では、図１または図４の一連のＡＦキャリブレーション動作を実行する。この場合においては、ステップＳ１１１またはＳ３１１でライブビュー表示をした際の画面は図６の様になる。

ステップＳ５０２では、ユーザーは補正値を変更することができる。ユーザーは図６の画面中に表示される補正値変更ボタン（前方向）２０８または補正値変更ボタン（後方向）２０９を押すことにより、補正値を前方向、後方向のいずれかに変更する。また、変更が必要ない場合は、確認ボタン２０７を押すことによって、補正値を確定する。この際、ユーザーは、図１のステップＳ１１１でライブビュー表示が再開されているので、ライブビュー表示される被写体像を確認しながら補正値を変更することができる。

ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で補正値の変更があったか否かを判定する。補正値の変更があった場合は、ステップＳ５０４に進む。補正値の変更がなかった場合は、ステップＳ５０５へ進む。

ステップＳ５０４では、補正値の変更量に応じてカメラ制御手段４０がレンズ制御手段１３に信号を送り、レンズ駆動手段１１を通じてフォーカスレンズを移動させる。ステップＳ５０５では、補正値をカメラ記憶手段４２に記憶させる。

以上の実施例により、以下の様な効果が得られる。

位相差ＡＦによって得られた合焦位置を補正した後の合焦位置にレンズ駆動し、その際の画像を表示することによって、ユーザーはＡＦキャリブレーション後の位相差ＡＦのピント精度を確認することができる。

また、ユーザーがピント精度を確認するときに補正値を変更することができ、ユーザーの意図を反映した位相差ＡＦの補正を行うことができる。

なお、位相差方式による第１のオートフォーカス手段として、ＡＦセンサ２２とカメラ制御手段４０により構成されるものを説明しているが、これに限定されるものではない。撮像素子２４の撮像面の焦点検出領域に焦点検出用画素を配置した撮像面位相差方式のオートフォーカス手段を用いることもできる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

本願は、２０１１年３月２５日提出の日本国特許出願特願２０１１-０６７８１３を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

２２ ＡＦセンサ
２４ 撮像素子
４０ カメラ制御手段
４１ デジタル制御手段
４３ 液晶モニタ
２０７ 確認ボタン
２０８ 補正値変更ボタン（前方向）
２０９ 補正値変更ボタン（後方向）

Claims (5)

1. 位相差方式によって第１の合焦情報を得る第１のオートフォーカス手段と、コントラスト方式によって第２の合焦情報を得る第２のオートフォーカス手段とを備え、前記第１の合焦情報の補正モードを設定可能な撮像装置であって、
   撮影された画像を表示するライブビュー表示可能な表示手段を制御する表示制御手段であって、前記第１の合焦情報と前記第２の合焦情報との差に対応させて算出された前記第１の合焦情報の補正値を前記表示手段のライブビュー表示の画面中に表示するよう制御する表示制御手段と、
   前記補正モードにおいて、前記補正値に対応させて補正された前記第１の合焦情報もしくは前記第２の合焦情報に基づいて合焦状態になるようにフォーカスレンズを駆動制御する制御手段であって、前記補正モードの中で中断された前記表示制御手段による前記表示手段のライブビュー表示を再開する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 位相差方式によって第１の合焦情報を得る第１のオートフォーカス手段と、コントラスト方式によって第２の合焦情報を得る第２のオートフォーカス手段とを備え、前記第１の合焦情報の補正モードを設定可能な撮像装置であって、
   撮影された画像を表示するライブビュー表示可能な表示手段を制御する表示制御手段であって、前記第１の合焦情報と前記第２の合焦情報との差に対応させて算出された前記第１の合焦情報の補正値を確定するための確認ボタンをライブビュー表示の画面中に表示するよう制御する表示制御手段と、
   前記補正モードにおいて、前記補正値に対応させて補正された前記第１の合焦情報もしくは前記第２の合焦情報に基づいて合焦状態になるようにフォーカスレンズを駆動制御する制御手段であって、前記補正モードの中で中断された前記表示制御手段による前記表示手段のライブビュー表示を再開する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
3. 前記第１の合焦情報は、デフォーカス量がフォーカス位置に換算されたものであり、前記第２の合焦情報は、コントラスト評価値がフォーカス位置に換算されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記補正値を変更する補正値変更手段を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記表示手段は、ライブビュー表示の画面中に前記補正値を変更するための補正値変更ボタンを表示することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。

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