JP6205523B2

JP6205523B2 - 合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、合焦制御プログラム

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Publication number: JP6205523B2
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Description

本発明は、合焦制御装置、レンズ装置、撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラムに関する。

近年、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、スマートフォン等の携帯電話機等の撮像機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。

これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、位相差ＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ、自動合焦）方式（例えば特許文献１〜３参照）が採用されている。

特許文献１には、フォーカスレンズと、フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを通り撮像素子に向かう光線の一部に基づいて２つの像の像ずれ量である位相差を検出する位相差検出素子と、を備える撮像装置が記載されている。

この撮像装置では、レンズ装置から撮像素子までの距離を示すフランジバックが温度によって変化することを考慮し、位相差から変換されたデフォーカス量に温度補正を加えている。

特許文献２には、位相差検出用画素を含む撮像素子を用いて検出した位相差に基づいてフォーカスレンズを駆動する撮像装置が記載されている。特許文献２には、レンズが温度変化によって伸縮することでフランジバックが変化することを考慮し、この変化を温度によって補正することが記載されている。

特許文献３には、フォーカスレンズと、フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを通り撮像素子に向かう光線の一部に基づいて２つの像の像ずれ量である位相差を検出する位相差検出素子と、を備える撮像装置が記載されている。この撮像装置では、温度を考慮したフォーカスレンズの駆動量の補正については言及されていない。

特開２０１１−０９０１７７号公報特開２０１３−２４２３５３号公報特開２０１４−２１９６４３号公報

特許文献１及び特許文献３に記載された撮像装置のように、フォーカスレンズと、撮像素子と、フォーカスレンズを通り撮像素子に向かう光線の一部に基づいて２つの像の像ずれ量である位相差を検出する位相差検出素子と、を備える構成においては、被写体像を２つの像に分離するためのセパレータレンズ等の光学系が位相差検出素子前方に配置される場合がある。

位相差検出素子前方の光学系とフォーカスレンズとの温度特性に違いがあると、この違いによって、位相差を検出するときのフォーカスレンズの位置が同じであっても、撮像装置周辺の温度によっては、検出される位相差が異なる。

特許文献１から特許文献３では、位相差が温度に依存して変化することの課題についての認識はされていない。

特許文献１では、フランジバックが温度によって変化することは記載されているが、位相差検出素子は、このフランジバックの変化も含めて位相差検出を行うものであるため、位相差に誤差が生じることはない。

特許文献１では、検出された位相差から変換されたデフォーカス量に、フランジバックの変化量に起因する誤差が含まれていることから、この誤差を補正するものであり、位相差に含まれる誤差を補正することは想定されていない。

特許文献２に記載の撮像装置は、位相差検出用画素を含む撮像素子を用いて検出した位相差に基づいてフォーカスレンズを駆動するものであり、上述した課題が生じる構成になっていない。

特許文献３では、温度を考慮した位相差の補正については言及されていない。

以上の説明では、位相差が温度に依存して変化することを説明したが、この位相差に基づくフォーカスレンズの合焦位置は、位相差に誤差が生じていれば同様に誤差を含むことになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、環境温度に依存する位相差の誤差による合焦制御の精度低下を防ぐことのできる合焦制御装置、これを備えるレンズ装置、これを備える撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の合焦制御装置は、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、上記センサから出力される上記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出部と、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、上記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、上記被写体光の上記一部を除いた残りを上記センサに導く光学素子と、上記光学素子と上記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、上記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、温度と、上記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、上記記憶部に記憶されたデータと、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、上記位相差検出部により検出された位相差である検出位相差に基づく上記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正部と、上記補正部により補正された合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御部と、を備えるものである。

本発明のレンズ装置は、上記合焦制御装置と、上記撮像光学系と、を備えるものである。

本発明の撮像装置は、上記合焦制御装置と、上記撮像素子と、を備えるものである。

本発明の合焦制御方法は、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、上記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、上記被写体光の上記一部を除いた残りを上記センサに導く光学素子と、上記光学素子と上記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、温度と、上記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、を含む合焦制御装置による合焦制御方法であって、上記センサから出力される上記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出ステップと、上記記憶部に記憶されたデータと、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、上記位相差検出部により検出された位相差である検出位相差に基づく上記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正ステップと、上記補正ステップにより補正された合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御ステップと、を備えるものである。

本発明の合焦制御プログラムは、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、上記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、上記被写体光の上記一部を除いた残りを上記センサに導く光学素子と、上記光学素子と上記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、温度と、上記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、を含む合焦制御装置によって上記フォーカスレンズの合焦制御を行うための合焦制御プログラムであって、上記センサから出力される上記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出ステップと、上記記憶部に記憶されたデータと、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、上記位相差検出ステップにより検出された位相差である検出位相差に基づく上記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正ステップと、上記補正ステップにより補正された合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、環境温度に依存する位相差の誤差による合焦制御の精度低下を防ぐことのできる合焦制御装置、これを備えるレンズ装置、これを備える撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態を説明するためのカメラシステムの概略構成を示す図である。図１に示すレンズ装置１の内部構成を示すブロック図である。図２に示す制御部２６の機能ブロックを示す図である。記憶部２７に記憶されるデータの一例を示す図である。図１に示すカメラシステムのＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。図１に示すカメラシステムのＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。図１に示すカメラシステムのＡＦ動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。第二の変形例の動作を説明するための図である。合焦制御装置をカメラ装置に内蔵するカメラシステムの構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を説明するためのカメラシステムの概略構成を示す図である。このカメラシステムは、放送用や映画用等の業務用のカメラシステムに好適である。

図１に示すカメラシステムは、レンズ装置１と、レンズ装置１が装着される撮像装置としてのカメラ装置３とを備える。

レンズ装置１は、フォーカスレンズ１１と、焦点距離を変更するためのズームレンズ１２，１３と、絞り１４と、マスターレンズ群１５と、を備え、これらが被写体側から順に並べて配置されている。

フォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２及び１３、絞り１４、及びマスターレンズ群１５は、撮像光学系を構成する。撮像光学系は、少なくともフォーカスレンズ１１を含む。

フォーカスレンズ１１は、撮像光学系の焦点を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。フォーカスレンズ１１が撮像光学系の光軸Ｋ方向に移動することで焦点調節が行われる。

レンズ装置１は、更に、反射面１６ａを含むビームスプリッタ１６と、ミラー１７と、集光レンズ１８、セパレータレンズ１９、及び撮像素子２０を含むＡＦユニット２１と、温度検出部１０と、を備える。

ビームスプリッタ１６は、光軸Ｋ上で絞り１４とマスターレンズ群１５との間に配置されている。

ビームスプリッタ１６は、撮像光学系に入射し絞り１４を通過した被写体光の一部（例えば被写体光の８０％）をそのまま透過させ、この被写体光の一部を除いた残り（例えば被写体光の２０％）を光軸Ｋに対して直交する方向に反射面１６ａにて反射させる。

ビームスプリッタ１６の位置は図１に示したものに限らず、光軸Ｋ上で撮像光学系の最も被写体側にあるレンズよりも後ろに配置されていればよい。

ミラー１７は、ビームスプリッタ１６の反射面１６ａで反射された光の光路上に配置されており、この光を反射させてＡＦユニット２１の集光レンズ１８に入射させる。

集光レンズ１８は、ミラー１７で反射した光を集光する。

セパレータレンズ１９は、一方向に並べた配置された２つのレンズから構成される。

集光レンズ１８によって集光された被写体光は、これら２つのレンズの各々を通過して、撮像素子２０の受光面（複数の画素が配置された面）の異なる位置に結像する。つまり、撮像素子２０の受光面には、一方向にずれた一対の被写体光像が結像する。

ビームスプリッタ１６及びミラー１７は、撮像光学系を通して被写体光像を撮像するカメラ装置３の撮像素子３１に、撮像光学系に入射する被写体光の一部を入射させ、この被写体光の一部を除いた残りを撮像素子２０に入射させる光学素子として機能する。なお、ミラー１７を削除し、ビームスプリッタ１６で反射された光を集光レンズ１８に直接入射させる構成であってもよい。

集光レンズ１８及びセパレータレンズ１９は、上記光学素子と撮像素子２０の間に設けられる光学系を構成する。

撮像素子２０は、受光面に複数の画素が二次元状に配置されたエリアセンサであり、受光面に結像した２つの被写体光像の各々に応じた画像信号を出力する。つまり、撮像素子２０は、撮像光学系によって結像される１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサである。撮像素子２０としてエリアセンサを使うことで、２つのラインセンサを用いる構成と比較して、ラインセンサ同士の位置を精密に合わせる難しさを回避することができる。

温度検出部１０は、レンズ装置１に含まれる撮像光学系と集光レンズ１８及びセパレータレンズ１９からなる光学系の置かれる環境温度を検出するものであり、周知の温度センサが用いられる。

カメラ装置３は、レンズ装置１の光軸Ｋ上に配置されたＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の撮像素子３１と、撮像素子３１により被写体光像を撮像して得られる画像信号を処理して撮像画像データを生成する画像処理部３２と、を備える。

図２は、図１に示すレンズ装置１の内部構成を示すブロック図である。

レンズ装置１は、図１で説明した構成要素の他に、撮像素子駆動部２２と、レンズ駆動部２３と、絞り駆動部２４と、操作部２５と、全体を統括制御する制御部２６と、記憶部２７と、を備える。

撮像素子駆動部２２は、制御部２６の指令にしたがって撮像素子２０を駆動する。

レンズ駆動部２３は、制御部２６の指令にしたがって、フォーカスレンズ１１を光軸Ｋ方向に駆動して焦点調節を行ったり、ズームレンズ１２，１３を光軸Ｋ方向に駆動してズーム倍率を変更したりする。

絞り駆動部２４は、制御部２６の指令にしたがって、絞り１４の開口量を制御して露光量を調整する。

なお、レンズ装置１は、図示しないズームリング、フォーカスリング、絞りリングを備えている。ズームリングは、ズームレンズ１２，１３の光軸Ｋ方向位置を手動で変更するためのものである。フォーカスリングは、フォーカスレンズ１１の光軸Ｋ方向位置を手動で変更するためのものである。絞りリングは、絞り１４の開口量を手動で変更するためのものである。

操作部２５は、制御部２６に指示信号を入力するためのユーザインターフェースである。操作部２５には、モード設定を変更するためのボタン等が含まれる。

図３は、図２に示す制御部２６の機能ブロックを示す図である。この機能ブロックは、制御部２６に含まれるプロセッサが合焦制御プログラムを実行することで構成されるものである。

制御部２６は、位相差検出部２６Ａと、補正部２６Ｂと、レンズ制御部２６Ｃと、を備える。

位相差検出部２６Ａは、撮像素子２０から出力される一対の画像信号の位相差（一方向にずれた２つの画像信号の位相差）を検出する。

記憶部２７は、温度と、フォーカスレンズ１１の位置（以下、フォーカスレンズ位置という）と、ズームレンズ１２及び１３の位置で決まるズーム倍率と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する。

合焦位置補正用の情報とは、撮像素子２０から出力される一対の画像信号の位相差を補正するための情報（以下、位相差の補正量という）である。

この位相差が補正されると、補正された位相差に基づいて移動させるフォーカスレンズ１１の位置（合焦位置）も補正されることになる。したがって、位相差の補正量は、合焦位置補正用の情報となる。

位相差検出部２６Ａによって検出される位相差は、フォーカスレンズ位置、ズーム倍率、及び温度のそれぞれによって変化する。

記憶部２７は、この温度とフォーカスレンズ位置とズーム倍率に依存する位相差の補正量を記憶する。

図４は、記憶部２７に記憶されるデータの一例を示す図である。図４に示すデータは、例えばレンズ装置１の置かれる環境温度が２５℃のときのものであり、このようなデータが例えば５℃刻みで複数記憶される。

図４に示すテーブルには、フォーカスレンズ位置Ｘ（無限遠に対応する位置ＩＮＦを基点としてそこからの物理的な位置）とズーム倍率の組み合わせ毎に、その組み合わせに固有の係数ａ，ｂが記憶されている。

位相差の補正量Ｙは、フォーカスレンズ位置Ｘを変数とする一次関数（Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂ）の形で記憶部２７に記憶されている。

係数は、全ての組み合わせについて記憶していなくてもよい。代表的な組み合わせについてのみ係数を記憶しておき、係数が記憶されていない組み合わせについては、記憶されている係数から線形補間を行うことで係数を補間生成するようにしてもよい。

または、係数が記憶されている組み合わせのうち、係数が記憶されていない組み合わせに最も近い組み合わせに対応する係数を、係数が記憶されていない組み合わせの係数として扱うようにしてもよい。

図３の説明に戻り、補正部２６Ｂは、記憶部２７に記憶されたデータと、温度検出部１０により検出される温度、現在のフォーカスレンズ位置、及びズームレンズ１２及び１３の位置で決まるズーム倍率とに基づいて、位相差検出部２６Ａにより検出された位相差である検出位相差の補正量を生成する。補正部２６Ｂは、生成した補正量を用いて検出位相差を補正する。言い換えると、補正部２６Ｂは、検出位相差を補正することで、検出位相差に基づく合焦位置を補正する。

図３には図示していないが、制御部２６は、現在のフォーカスレンズ位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、現在のズーン倍率を検出するズーム倍率検出部としても機能する。

レンズ制御部２６Ｃは、レンズ駆動部２３を介して、補正部２６Ｂにより補正された検出位相差にしたがって、この検出位相差がゼロとなるようにフォーカスレンズを移動させる。言い換えると、レンズ制御部２６Ｃは、補正部２６Ｂにより補正された合焦位置にフォーカスレンズ１１を移動させる。

図５は、図１に示すカメラシステムのＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。

位相差検出部２６Ａは、撮像素子２０から出力される撮像画像信号を取得し、取得した撮像画像信号に基づいて位相差Ｐを検出する（ステップＳ１）。

次に、補正部２６Ｂは、温度検出部１０によって検出された温度の情報と、現在のフォーカスレンズ位置の情報と、現在のズーム倍率の情報とを取得し、取得した情報の組み合わせに対応する補正量Ｙを、取得した情報と記憶部２７に記憶されたデータとに基づいて生成する（ステップＳ２）。

補正部２６Ｂは、取得した情報の組み合わせに対応する係数が記憶部２７に記憶されている場合は、そのままその係数を読み出し、Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂの演算を行うことで補正量Ｙを生成する。

補正部２６Ｂは、記憶部２７に係数が記憶されていない場合は、係数を線形補間によって生成し、生成した係数を用いてＹ＝ａ×Ｘ＋ｂの演算を行うことで補正量Ｙを生成する。

図１の例では、記憶部２７に記憶されるデータに含まれる位相差の補正量を一次関数の係数の形で記憶するものとしたが、位相差の補正量をそのまま生の値として記憶部２７に記憶しておくこともできる。この場合、補正部２６Ｂは、取得した情報の組み合わせに対応する補正量が記憶部２７に記憶されている場合は、そのままその補正量を読み出して取得することで、補正量Ｙを生成する。

また、補正部２６Ｂは、取得した情報の組み合わせに対応する補正量が記憶部２７に記憶されていない場合は、この組み合わせに近い組み合わせに対応して記憶部２７に記憶されている補正量から線形補間によって補正量Ｙを生成する。

補正量Ｙを生成した後、補正部２６Ｂは、生成した補正量Ｙを用いて位相差Ｐを補正する（ステップＳ３）。例えば、位相差Ｐから補正量Ｙを減算する。この補正により、補正前の位相差Ｐに基づく合焦位置が補正されることとなる。

位相差Ｐが補正された後、レンズ制御部２６Ｃは、補正後の位相差Ｐに対応するフォーカスレンズ１１の駆動量（補正後の位相差Ｐをゼロにするための駆動量）を求め、求めた駆動量にしたがってフォーカスレンズ１１を移動させる（ステップＳ４）。

これにより、補正後の位相差Ｐに基づく合焦位置（ステップＳ３で補正された合焦位置）にフォーカスレンズ１１が移動することになる。

以上のように、図１のカメラシステムによれば、温度とフォーカスレンズ位置とズーム倍率とに対応する補正量を用いて検出位相差を補正し、補正後の検出位相差に基づく合焦位置にフォーカスレンズ１１を移動させる。このため、温度とフォーカスレンズ位置とズーム倍率とに依存した検出位相差の誤差を減らした状態で合焦制御を行うことができ、合焦精度を高めることができる。

なお、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法としてはコントラストＡＦ方式も知られている。コントラストＡＦ方式は、フォーカスレンズ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位置を合焦位置として判定し、この合焦位置にフォーカスレンズを移動させるものである。

つまり、ＡＦ動作時に温度やズーム倍率を考慮した上で合焦位置が決まるため、温度やズーム倍率によって合焦位置を補正するという概念はない。

また、コントラストＡＦ方式は、フォーカスレンズを動かして合焦位置を決める必要があるため、フォーカスレズ位置毎に例えばコントラスト評価値の補正を行うのでは、処理量が多くなり高速なＡＦができない。本実施形態のカメラシステムによれば、高速かつ高精度の合焦制御が可能となる。

図６は、図１に示すカメラシステムのＡＦ動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。

位相差検出部２６Ａは、撮像素子２０から出力される撮像画像信号を取得し、取得した撮像画像信号に基づいて位相差Ｐを検出する（ステップＳ１１）。

次に、補正部２６Ｂは、位相差Ｐにしたがってフォーカスレンズ１１を現在位置から移動させた状態でのフォーカスレンズ１１の位置である想定レンズ位置Ｘａを算出する（ステップＳ１２）。

次に、補正部２６Ｂは、現在のズーム倍率の情報と、温度検出部１０によって検出された温度の情報と、ステップＳ１２で算出した想定レンズ位置Ｘａと、の組み合わせに対応する補正量Ｙａを記憶部２７に記憶されたデータに基づいて生成する（ステップＳ１３）。

次に、補正部２６Ｂは、位相差Ｐを補正量Ｙａで補正する（ステップＳ１４）。ここで補正後の位相差を位相差Ｐａとする。

次に、レンズ制御部２６Ｃは、位相差Ｐａが第一の閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の判定がＹＥＳのとき、レンズ制御部２６Ｃは、位相差Ｐａに基づく合焦位置にフォーカスレンズ１１を移動させ（ステップＳ１６）、ステップＳ１１に処理を戻す。

ステップＳ１５の判定がＮＯになるのは、補正後の位相差がゼロに近い状態であり、フォーカスレンズ１１が合焦位置近傍に存在するため、ステップＳ１５の判定がＮＯのときはＡＦ動作が終了する。

この第一の変形例によれば、フォーカスレンズ１１を真の合焦位置に少しずつ近づけていくことが可能となる。このため、真の合焦位置を跨いでフォーカスレンズ１１が行ったり来たりする現象を抑制することができ、スムーズな合焦制御が可能となる。

図７は、図１に示すカメラシステムのＡＦ動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。

位相差検出部２６Ａは、撮像素子２０から出力される撮像画像信号を取得し、取得した撮像画像信号に基づいて位相差Ｐを検出する（ステップＳ２１）。

次に、補正部２６Ｂは、位相差Ｐにしたがってフォーカスレンズ１１を現在位置から移動させた状態でのフォーカスレンズ１１の位置である第ｎの想定レンズ位置Ｘｎ（ｎは１以上の自然数、初期値は１）を算出する（ステップＳ２２）。図８には、現在のフォーカスレンズ位置から想定レンズ位置Ｘｎにフォーカスレンズ１１を移動させたと仮定した図を示している。

次に、補正部２６Ｂは、現在のズーム倍率の情報と、温度検出部１０によって検出された温度の情報と、ステップＳ２２で算出した想定レンズ位置Ｘｎと、の組み合わせに対応する補正量Ｙｎを記憶部２７に記憶されたデータに基づいて生成する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３は第一の処理を構成する。

次に、補正部２６Ｂは、位相差Ｐを補正量Ｙｎで補正する（ステップＳ２４）。ここで補正後の位相差を位相差Ｐｎとする。

次に、補正部２６Ｂは、位相差Ｐｎにしたがってフォーカスレンズ１１を現在位置から移動させた状態でのフォーカスレンズ１１の位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置Ｘｎ＋１を算出する（ステップＳ２５）。図８には、想定レンズ位置Ｘｎ＋１にフォーカスレンズ１１を移動させたと仮定した図を示している。

次に、補正部２６Ｂは、現在のズーム倍率の情報と、温度検出部１０によって検出された温度の情報と、ステップＳ２５で算出した想定レンズ位置Ｘｎ＋１と、の組み合わせに対応する補正量Ｙｎ＋１を記憶部２７に記憶されたデータに基づいて生成する（ステップＳ２６）。ステップＳ２５とステップＳ２６は第二の処理を構成する。

次に、レンズ制御部２６Ｃは、補正量Ｙｎと補正量Ｙｎ＋１の差の絶対値を算出し、この絶対値が第二の閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７の判定がＹＥＳのとき、レンズ制御部２６Ｃは、ｎをｎ＋１に変更して、ステップＳ２４に処理を戻す。

ステップＳ２７の判定がＮＯのとき、レンズ制御部２６Ｃは、ステップＳ２４で生成した位相差Ｐｎに基づく想定レンズ位置Ｘｎ＋１にフォーカスレンズ１１を移動させて（ステップＳ２８）、ＡＦ動作を終了する。

ステップＳ２１で検出された位相差Ｐは、真の位相差成分Ｐｔと誤差成分Ｐｅの和として以下の式（１）で表現することができる。

Ｐ＝Ｐｔ＋Ｐｅ・・（１）

また、補正量Ｙｎで位相差Ｐを補正して得た補正後の位相差Ｐｎは以下の式（２）で表される。

Ｐｎ＝Ｐｔ＋Ｐｅ−Ｙｎ・・（２）

式（２）の“Ｐｅ−Ｙｎ”がゼロとなっていれば、位相差Ｐｎは正しい値となる。しかし、補正量Ｙｎは、現在のフォーカスレンズ位置に対応する補正量ではなく、想定レンズ位置Ｘｎに対応する補正量である。この想定レンズ位置Ｘｎは、位相差Ｐから決めたものであり、位相差Ｐは式（１）に示すように誤差成分Ｐｅを含む。したがって、補正量Ｙｎは誤差Ｐｅと一致しない可能性もある。

そこで、補正部２６Ｂは、更に、補正量Ｙｎ＋１を生成する。この補正量Ｙｎ＋１で位相差Ｐを補正して得られる補正後の位相差Ｐｎ＋１は以下の式（３）で表される。

Ｐｎ＋１＝Ｐｔ＋Ｐｅ−Ｙｎ＋１・・（３）

式（２）と式（３）がほぼ一致している、すなわち、補正量Ｙｎと補正量Ｙｎ＋１がほぼ同じ値になっていれば、補正量Ｙｎと補正量Ｙｎ＋１のどちらも信頼性が高いと判定できる。そのため、レンズ制御部２６Ｃは、ステップＳ２７の判定がＮＯのときに、位相差Ｐｎに基づく想定レンズ位置Ｘｎ＋１にフォーカスレンズ１１を移動させている。

一方、ステップＳ２７の判定がＹＥＳとなると、補正量Ｙｎと補正量Ｙｎ＋１のどちらかに誤りがある可能性が高い。この場合には、補正量Ｙｎと補正量Ｙｎ＋１の信頼性が高いと判定されるまで、ステップＳ２４〜ステップＳ２７の処理を繰り返す。

この第二の変形例によれば、信頼性の高い位相差の補正量にしたがって位相差を補正することができるため、合焦精度を更に向上させることができる。

図７のステップＳ２８では、位相差Ｐｎに基づく想定レンズ位置Ｘｎ＋１にフォーカスレンズ１１を移動させる代わりに、位相差Ｐを補正量Ｙｎ＋１で補正して得た位相差Ｐｎ＋１に基づく第ｎ＋２の想定レンズ位置Ｘｎ＋２にフォーカスレンズ１１を移動させてもよい。補正量Ｙｎと補正量Ｙｎ＋１はほぼ同じ値になっているため、どちらの方法でも、精度の高い合焦制御が可能となる。

記憶部２７に記憶される補正量Ｙは、レンズ装置１の機種毎に決まる設計値である。実際には、機種毎に個体差があり、同じ機種であっても補正量が異なることがある。

そこで、記憶部２７には、補正量Ｙに対応付けて、この補正量Ｙの実測値との誤差（以下、オフセット値ともいう）を記憶しておく。

例えば、任意の温度、任意のフォーカスレンズ１１の位置、及び任意のズーム倍率に対応する設計上の補正量Ｙには、基準となる温度、基準となるフォーカスレンズ１１の位置、及び基準となるズーム倍率の条件下でレンズ装置１により実際に求めた位相差の補正量との誤差を対応付けて記憶する。

図５のステップＳ２において、補正部２６Ｂは、温度、フォーカスレンズ１１の位置、及びズーム倍率に対応する係数から求めた設計上の補正量にオフセット値を加算して、補正量Ｙを生成する。

図６のステップＳ１３においても同様に、補正部２６Ｂは、温度とズーム倍率と想定レンズ位置Ｘａに対応する係数から求めた補正量Ｙにオフセット値を加算し、加算後の補正量を補正量Ｙａとして生成する。

図７のステップＳ２３においても同様に、補正部２６Ｂは、温度とズーム倍率と想定レンズ位置Ｘｎに対応する係数から求めた補正量Ｙにオフセット値を加算し、加算後の補正量を補正量Ｙｎとして生成する。

図７のステップＳ２６においても同様に、補正部２６Ｂは、温度とズーム倍率と想定レンズ位置Ｘｎ＋１に対応する係数から求めた補正量Ｙにオフセット値を加算し、加算後の補正量を補正量Ｙｎ＋１として生成する。

このように、位相差の補正量の設計値と実測値の誤差をオフセット値として記憶部２７に記憶しておくことで、より正確な位相差の補正が可能となり、合焦制御の精度を高めることができる。

なお、オフセット値は、基準温度、基準フォーカスレンズ位置、及び基準ズーム倍率に対応する値として１つ記憶するものとした。オフセット値は、基準温度、基準フォーカスレンズ位置、及び基準ズーム倍率を異なる値にした複数パターンの基準条件に対してそれぞれ求めておき、記憶部２７に記憶してもよい。

この場合は、記憶部２７に記憶される補正量Ｙをグループ分けし、各グループに対し、そのグループに対応する温度、フォーカスレンズ位置、及びズーム倍率と近い基準条件に対するオフセット値を対応付けて記憶しておけばよい。

以上の説明では、合焦位置補正用の情報を位相差の補正量としたが、合焦位置補正用の情報は、位相差に対応するフォーカスレンズ１１の駆動量（位相差をゼロにするために必要なフォーカスレンズ１１の駆動量）の補正量としてもよい。この駆動量が補正されると、補正された駆動量にしたがって移動されるフォーカスレンズ１１の位置（合焦位置）も補正されることになる。したがって、駆動量の補正量は、合焦位置補正用の情報となる。

また、以上の説明では、記憶部２７に記憶される補正量Ｙが、温度とフォーカスレンズ位置とズーム倍率の組み合わせに対応するものとした。カメラシステムにおいてはズーム機能がないものもある。このため、記憶部２７には、温度とフォーカスレンズ位置の組み合わせに対応する補正量Ｙを記憶する構成としてもよい。

この場合は、補正部２６Ｂは、図５のステップＳ２において、温度とフォーカスレンズ位置に対応する補正量Ｙを生成する。また、補正部２６Ｂは、図６のステップＳ１３において、温度と想定レンズ位置Ｘａに対応する補正量Ｙａを生成する。また、補正部２６Ｂは、図７のステップＳ２３において、温度と想定レンズ位置Ｘｎに対応する補正量Ｙｎを生成する。また、補正部２６Ｂは、図７のステップＳ２６において、温度と想定レンズ位置Ｘｎ＋１に対応する補正量Ｙｎ＋１を生成する。

以上説明したレンズ装置１における温度検出部１０、ビームスプリッタ１６、ミラー１７、集光レンズ１８、セパレータレンズ１９、撮像素子２０、及び制御部２６は、合焦制御装置を構成する。

図１のカメラシステムでは、この合焦制御装置がレンズ装置１に設けられているが、この合焦制御装置をカメラ装置３が有する構成としてもよい。

図９は、合焦制御装置をカメラ装置に内蔵するカメラシステムの構成例を示す図である。

図９に示すカメラシステムは、レンズ装置１が図２に示すレンズ駆動部２３及び絞り駆動部２４を備え、カメラ装置３に内蔵された合焦制御装置とレンズ装置１とが通信可能に構成される。図９に示すカメラシステムは、レンズ装置が交換可能なデジタルカメラと、レンズ装置が一体化されたデジタルカメラのどちらにも適用可能である。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された合焦制御装置は、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、上記センサから出力される上記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出部と、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、上記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、上記被写体光の上記一部を除いた残りを上記センサに導く光学素子と、上記光学素子と上記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、上記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、温度と、上記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、上記記憶部に記憶されたデータと、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、上記位相差検出部により検出された位相差である検出位相差に基づく上記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正部と、上記補正部により補正された合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御部と、を備えるものである。

開示された合焦制御装置は、上記補正部は、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を上記データに基づいて生成し、生成した情報を用いて合焦位置を補正するものである。

開示された合焦制御装置は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、上記補正部は、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の補正量を上記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて上記検出位相差を補正し、上記レンズ制御部は、上記補正部による補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、上記補正後の検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御装置は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、ｎを１以上の自然数とし、上記補正部は、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、上記第ｎの想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を上記データに基づいて生成する第一の処理と、上記第ｎの補正量で上記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、上記第ｎ＋１の想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を上記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、上記レンズ制御部は、上記第ｎの補正量と上記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、上記第ｎの補正量又は上記第ｎ＋１の補正量を用いて上記補正部により補正された上記検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御装置は、上記補正部は、上記第二の処理の結果、上記第ｎの補正量と上記第ｎ＋１の補正量の差が上記第二の閾値を超える場合は、ｎを１つ増やして再び上記第二の処理を行うものである。

開示された合焦制御装置は、上記撮像光学系はズームレンズを含み、上記記憶部の上記データは、更に、上記ズームレンズのズーム倍率が上記合焦位置補正用の情報に対応付けられたものであり、上記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出部を更に備え、上記補正部は、上記データと、上記温度検出部により検出される温度と、上記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率と、上記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて合焦位置補正用の情報を生成するものである。

開示された合焦制御装置は、上記補正部は、上記温度検出部により検出される温度、上記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率、及び上記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を上記データに基づいて生成するものである。

開示された合焦制御装置は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、上記補正部は、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度と上記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率との組み合わせに対応する位相差の補正量を上記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて上記検出位相差を補正し、上記レンズ制御部は、上記補正部による補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、上記補正後の検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御装置は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、上記撮像光学系はズームレンズを含み、上記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出部を更に備え、ｎを１以上の自然数とし、上記補正部は、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、上記第ｎの想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度と上記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を上記データに基づいて生成する第一の処理と、上記第ｎの補正量で上記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、上記第ｎ＋１の想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度と上記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を上記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、上記レンズ制御部は、上記第ｎの補正量と上記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、上記第ｎの補正量又は上記第ｎ＋１の補正量を用いて上記補正部により補正された上記検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御装置は、上記記憶部には、上記データに含まれる設計上の上記合焦位置補正用の情報とその合焦位置補正用の情報の実測値との差分データが更に記憶されており、上記補正部は、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置に基づいて生成した合焦位置補正用の情報に上記差分データを加算した情報を最終的な合焦位置補正用の情報として生成するものである。

開示されたレンズ装置は、上記合焦制御装置と、上記撮像光学系と、を備えるものである。

開示された撮像装置は、上記合焦制御装置と、上記撮像素子と、を備えるものである。

開示された合焦制御方法は、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、上記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、上記被写体光の上記一部を除いた残りを上記センサに導く光学素子と、上記光学素子と上記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、温度と、上記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、を含む合焦制御装置による合焦制御方法であって、上記センサから出力される上記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出ステップと、上記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出ステップと、上記記憶部に記憶されたデータと、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、上記位相差検出ステップにより検出された位相差である検出位相差に基づく上記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正ステップと、上記補正ステップにより補正された合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御ステップと、を備えるものである。

開示された合焦制御方法は、上記補正ステップでは、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を上記データに基づいて生成し、生成した情報を用いて合焦位置を補正するものである。

開示された合焦制御方法は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、上記補正ステップでは、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の補正量を上記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて上記検出位相差を補正し、上記レンズ制御ステップでは、上記補正ステップによる補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、上記補正後の検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御方法は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、ｎを１以上の自然数とし、上記補正ステップでは、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、上記第ｎの想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を上記データに基づいて生成する第一の処理と、上記第ｎの補正量で上記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、上記第ｎ＋１の想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を上記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、上記レンズ制御ステップでは、上記第ｎの補正量と上記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、上記第ｎの補正量又は上記第ｎ＋１の補正量を用いて上記補正ステップで補正された上記検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御方法は、上記補正ステップでは、上記第二の処理の結果、上記第ｎの補正量と上記第ｎ＋１の補正量の差が上記第二の閾値を超える場合は、ｎを１つ増やして再び上記第二の処理を行うものである。

開示された合焦制御方法は、上記撮像光学系はズームレンズを含み、上記記憶部の上記データは、更に、上記ズームレンズのズーム倍率が上記合焦位置補正用の情報に対応付けられたものであり、上記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出ステップを更に備え、上記補正ステップでは、上記データと、上記温度検出部により検出される温度と、上記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率と、上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて合焦位置補正用の情報を生成するものである。

開示された合焦制御方法は、上記補正ステップでは、上記温度検出部により検出される温度、上記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率、及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を上記データに基づいて生成するものである。

開示された合焦制御方法は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、上記補正ステップでは、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度と上記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率との組み合わせに対応する位相差の補正量を上記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて上記検出位相差を補正し、上記レンズ制御ステップでは、上記補正ステップによる補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、上記補正後の検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御方法は、上記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、上記撮像光学系はズームレンズを含み、上記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出ステップを更に備え、ｎを１以上の自然数とし、上記補正ステップでは、上記検出位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、上記第ｎの想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度と上記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を上記データに基づいて生成する第一の処理と、上記第ｎの補正量で上記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって上記フォーカスレンズを移動させた状態での上記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、上記第ｎ＋１の想定レンズ位置と上記温度検出部により検出される温度と上記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を上記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、上記レンズ制御ステップでは、上記第ｎの補正量と上記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、上記第ｎの補正量又は上記第ｎ＋１の補正量を用いて上記補正ステップで補正された上記検出位相差に基づいて上記フォーカスレンズを移動させるものである。

開示された合焦制御方法は、上記記憶部には、上記データに含まれる設計上の上記合焦位置補正用の情報とその合焦位置補正用の情報の実測値との差分データが更に記憶されており、上記補正ステップでは、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置に基づいて生成した合焦位置補正用の情報に上記差分データを加算した情報を最終的な合焦位置補正用の情報として生成するものである。

開示された合焦制御プログラムは、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、上記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、上記被写体光の上記一部を除いた残りを上記センサに導く光学素子と、上記光学素子と上記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、温度と、上記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、を含む合焦制御装置によって上記フォーカスレンズの合焦制御を行うための合焦制御プログラムであって、上記センサから出力される上記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出ステップと、上記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出ステップと、上記記憶部に記憶されたデータと、上記温度検出部により検出される温度及び上記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、上記位相差検出ステップにより検出された位相差である検出位相差に基づく上記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正ステップと、上記補正ステップにより補正された合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明は、特に、高精度の合焦制御が求められる業務用のカメラシステムに適用して利便性が高く、有効である。

１レンズ装置
１０温度検出部
１１フォーカスレンズ
１２，１３ズームレンズ
１６ビームスプリッタ
１７ミラー
１８集光レンズ
１９セパレータレンズ
２０撮像素子
２６制御部
２６Ａ位相差検出部
２６Ｂ補正部
２６Ｃレンズ制御部
２７記憶部
３カメラ装置
３１撮像素子

Claims

カメラ装置と共に用いられるレンズ装置に組み込まれる合焦制御装置であって、
１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、
前記センサから出力される前記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出部と、
フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、前記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、前記被写体光の前記一部を除いた残りを前記センサに導く光学素子と、
前記光学素子と前記センサの間に設けられる光学系と、
温度を検出する温度検出部と、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
温度と、前記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたデータと、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、前記位相差検出部により検出された位相差である検出位相差に基づく前記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正部と、
前記補正部により補正された合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御部と、を備える合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記補正部は、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を前記データに基づいて生成し、生成した情報を用いて合焦位置を補正する合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
前記補正部は、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の補正量を前記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて前記検出位相差を補正し、
前記レンズ制御部は、前記補正部による補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、前記補正後の検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
ｎを１以上の自然数とし、前記補正部は、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、前記第ｎの想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を前記データに基づいて生成する第一の処理と、前記第ｎの補正量で前記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、前記第ｎ＋１の想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を前記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、
前記レンズ制御部は、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、前記第ｎの補正量又は前記第ｎ＋１の補正量を用いて前記補正部により補正された前記検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御装置。
請求項４記載の合焦制御装置であって、
前記補正部は、前記第二の処理の結果、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が前記第二の閾値を超える場合は、ｎを１つ増やして再び前記第二の処理を行う合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記撮像光学系はズームレンズを含み、
前記記憶部の前記データは、更に、前記ズームレンズのズーム倍率が前記合焦位置補正用の情報に対応付けられたものであり、
前記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出部を更に備え、
前記補正部は、前記データと、前記温度検出部により検出される温度と、前記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率と、前記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて合焦位置補正用の情報を生成する合焦制御装置。
請求項６記載の合焦制御装置であって、
前記補正部は、前記温度検出部により検出される温度、前記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率、及び前記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を前記データに基づいて生成する合焦制御装置。
請求項６記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
前記補正部は、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度と前記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率との組み合わせに対応する位相差の補正量を前記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて前記検出位相差を補正し、
前記レンズ制御部は、前記補正部による補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、前記補正後の検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
前記撮像光学系はズームレンズを含み、
前記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出部を更に備え、
ｎを１以上の自然数とし、前記補正部は、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、前記第ｎの想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度と前記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を前記データに基づいて生成する第一の処理と、前記第ｎの補正量で前記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、前記第ｎ＋１の想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度と前記ズーム倍率検出部により検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を前記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、
前記レンズ制御部は、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、前記第ｎの補正量又は前記第ｎ＋１の補正量を用いて前記補正部により補正された前記検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御装置。
請求項９記載の合焦制御装置であって、
前記補正部は、前記第二の処理の結果、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が前記第二の閾値を超える場合は、ｎを１つ増やして再び前記第二の処理を行う合焦制御装置。
請求項１記載の合焦制御装置であって、
前記記憶部には、前記データに含まれる設計上の前記合焦位置補正用の情報と当該合焦位置補正用の情報の実測値との差分データが更に記憶されており、
前記補正部は、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出部により検出されるフォーカスレンズの位置に基づいて生成した合焦位置補正用の情報に前記差分データを加算した情報を最終的な合焦位置補正用の情報として生成する合焦制御装置。
請求項１〜１１のいずれか１項記載の合焦制御装置と、
前記撮像光学系と、を備えるレンズ装置。
請求項１〜１１のいずれか１項記載の合焦制御装置と、
前記撮像素子と、を備える撮像装置。
カメラ装置と共に用いられるレンズ装置に組み込まれる合焦制御装置であって、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、前記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、前記被写体光の前記一部を除いた残りを前記センサに導く光学素子と、前記光学素子と前記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、温度と、前記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、を含む合焦制御装置による合焦制御方法であって、
前記センサから出力される前記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出ステップと、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出ステップと、
前記記憶部に記憶されたデータと、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、前記位相差検出ステップにより検出された位相差である検出位相差に基づく前記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正された合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御ステップと、を備える合焦制御方法。
請求項１４記載の合焦制御方法であって、
前記補正ステップでは、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を前記データに基づいて生成し、生成した情報を用いて合焦位置を補正する合焦制御方法。
請求項１４記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
前記補正ステップでは、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の補正量を前記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて前記検出位相差を補正し、前記レンズ制御ステップでは、前記補正ステップによる補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、前記補正後の検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御方法。
請求項１４記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
ｎを１以上の自然数とし、前記補正ステップでは、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、前記第ｎの想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を前記データに基づいて生成する第一の処理と、前記第ｎの補正量で前記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、前記第ｎ＋１の想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を前記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、
前記レンズ制御ステップでは、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、前記第ｎの補正量又は前記第ｎ＋１の補正量を用いて前記補正ステップで補正された前記検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御方法。
請求項１７記載の合焦制御方法であって、
前記補正ステップでは、前記第二の処理の結果、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が前記第二の閾値を超える場合は、ｎを１つ増やして再び前記第二の処理を行う合焦制御方法。
請求項１４記載の合焦制御方法であって、
前記撮像光学系はズームレンズを含み、
前記記憶部の前記データは、更に、前記ズームレンズのズーム倍率が前記合焦位置補正用の情報に対応付けられたものであり、
前記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出ステップを更に備え、
前記補正ステップでは、前記データと、前記温度検出部により検出される温度と、前記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率と、前記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて合焦位置補正用の情報を生成する合焦制御方法。
請求項１９記載の合焦制御方法であって、
前記補正ステップでは、前記温度検出部により検出される温度、前記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率、及び前記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置の組み合わせに対応する合焦位置補正用の情報を前記データに基づいて生成する合焦制御方法。
請求項１９記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
前記補正ステップでは、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度と前記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率との組み合わせに対応する位相差の補正量を前記データに基づいて生成し、生成した位相差の補正量を用いて前記検出位相差を補正し、
前記レンズ制御ステップでは、前記補正ステップによる補正後の検出位相差が第一の閾値を超える場合に、前記補正後の検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御方法。
請求項１４記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置補正用の情報は、位相差の補正量であり、
前記撮像光学系はズームレンズを含み、
前記ズームレンズのズーム倍率を検出するズーム倍率検出ステップを更に備え、
ｎを１以上の自然数とし、前記補正ステップでは、前記検出位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎの想定レンズ位置を算出し、前記第ｎの想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度と前記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎの補正量を前記データに基づいて生成する第一の処理と、前記第ｎの補正量で前記検出位相差を補正して得られる補正後位相差にしたがって前記フォーカスレンズを移動させた状態での前記フォーカスレンズの位置である第ｎ＋１の想定レンズ位置を算出し、前記第ｎ＋１の想定レンズ位置と前記温度検出部により検出される温度と前記ズーム倍率検出ステップにより検出されるズーム倍率の組み合わせに対応する位相差の第ｎ＋１の補正量を前記データに基づいて生成する第二の処理と、を行い、
前記レンズ制御ステップでは、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が第二の閾値以下の場合に、前記第ｎの補正量又は前記第ｎ＋１の補正量を用いて前記補正ステップで補正された前記検出位相差に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御方法。
請求項２２記載の合焦制御方法であって、
前記補正ステップでは、前記第二の処理の結果、前記第ｎの補正量と前記第ｎ＋１の補正量の差が前記第二の閾値を超える場合は、ｎを１つ増やして再び前記第二の処理を行う合焦制御方法。
請求項１４記載の合焦制御方法であって、
前記記憶部には、前記データに含まれる設計上の前記合焦位置補正用の情報と当該合焦位置補正用の情報の実測値との差分データが更に記憶されており、
前記補正ステップでは、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置に基づいて生成した合焦位置補正用の情報に前記差分データを加算した情報を最終的な合焦位置補正用の情報として生成する合焦制御方法。
カメラ装置と共に用いられるレンズ装置に組み込まれる合焦制御装置であって、１つの被写体光像に対し、一方向にずれた一対の画像信号を出力するセンサと、フォーカスレンズを含む撮像光学系を通して被写体光像を撮像する撮像素子に、前記撮像光学系に入射する被写体光の一部を導き、前記被写体光の前記一部を除いた残りを前記センサに導く光学素子と、前記光学素子と前記センサの間に設けられる光学系と、温度を検出する温度検出部と、温度と、前記フォーカスレンズの位置と、合焦位置補正用の情報と、を対応付けたデータを記憶する記憶部と、を含む合焦制御装置によって前記フォーカスレンズの合焦制御を行うための合焦制御プログラムであって、
前記センサから出力される前記一対の画像信号の位相差を検出する位相差検出ステップと、
前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカスレンズ位置検出ステップと、
前記記憶部に記憶されたデータと、前記温度検出部により検出される温度及び前記フォーカスレンズ位置検出ステップにより検出されるフォーカスレンズの位置とに基づいて、前記位相差検出ステップにより検出された位相差である検出位相差に基づく前記フォーカスレンズの合焦位置を補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正された合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるレンズ制御ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラム。