(57)【要約】【課題】コントラスト評価値の取得目標位置で評価値を的確に取得し、焦点位置読み飛ばしによる精度の悪化やオートフォーカス時間の増大を抑える。【解決手段】被写体の焦点位置をコントラスト評価値により検出する焦点検出手段を有するレンズ交換式の撮像装置において、交換レンズのフォーカス位置についての駆動可能デフォーカス量と駆動速度のうち、少なくとも一つを交換レンズから取得する取得手段（Ｓ４０２、Ｓ４０３、Ｓ４０７）と、駆動可能デフォーカス量、駆動速度、焦点検出に用いられる信号を取得するための撮像手段での電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、焦点検出時のレンズ駆動方式を変更する変更手段（Ｓ４１０、Ｓ４１１、Ｓ４１２）とを有する。【選択図】図４
2010139786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の焦点位置をコントラスト評価値により検出する焦点検出手段を有するレンズ交換式の撮像装置において、
交換レンズのフォーカス位置についての駆動可能デフォーカス量と駆動速度のうち、少なくとも一つを前記交換レンズから取得する取得手段と、
前記駆動可能デフォーカス量、前記駆動速度、焦点検出に用いられる信号を取得するための撮像手段での電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、焦点検出時のレンズ駆動方式を変更する変更手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記取得手段は、焦点検出時のフォーカス駆動方向にあるフォーカス駆動限界までのデフォーカス量を、前記駆動可能デフォーカス量として取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記取得手段は、焦点検出時のフォーカス可動範囲全体のデフォーカス量を、前記駆動可能デフォーカス量として取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記取得手段は、前記交換レンズから焦点検出時のフォーカス駆動方向にあるフォーカス駆動限界までの駆動値を入力し、該駆動値を取得した上で、該駆動値に基づいて駆動可能デフォーカス量を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記レンズ駆動方式とは、駆動の停止が要求されるまで駆動し続ける第１駆動方式と、要求された駆動値だけ駆動する第２駆動方式であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記変更手段は、前記駆動可能デフォーカス量、前記駆動速度、前記電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、前記第１駆動方式と前記第２駆動方式のいずれかを選択することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記駆動速度の設定は複数の中より選択可能であり、
前記変更手段は、前記駆動可能デフォーカス量、前記駆動速度、前記電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、前記第１駆動方式における前記駆動速度を変更することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記焦点検出手段は、前記変更手段におけるレンズ駆動方式の変更に応じて、焦点位置を検出する際に用いられる閾値を変更することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出機能を有するレンズ交換式の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＦ（オートフォーカス）については、いわゆるコントラスト方式（または山登り方式、ＴＶ−ＡＦ方式）と呼ばれる技術が適用されている。このコントラスト方式は、撮像レンズに含まれるフォーカスレンズ、または撮像素子を光軸方向に駆動させつつ、各駆動段階で得られる撮像画像のコントラストを評価値として取得する。そして、最も評価値の高いレンズ位置をもって合焦位置とする方式である。コントラスト方式のＡＦについては、例えば特許文献１に詳細に述べられている。
【０００３】
コントラスト方式のＡＦでは、被写体像の高周波成分から成る評価値を複数のフォーカス位置で取得することで、合焦位置を求める。このとき、フォーカス位置を移動させるためのレンズ駆動は、評価値の目標取得位置で駆動を一旦停止する手法（例えば特許文献２に開示）と、駆動させ続けながら評価値を取得する手法（例えば特許文献３に開示）がある。以下、前者をステップ駆動方式、後者をサーチ駆動方式と記す。
【０００４】
ステップ駆動方式は、比較的短いデフォーカス量の駆動を間欠的に行いながら、駆動停止位置における評価値を取得する。このステップ駆動方式は、駆動完了時に停止するフォーカス位置が定まっているため、確実に所定フォーカス位置で評価値を取得できる。しかし、短いデフォーカス量のレンズ駆動は加減速を行う期間が生じるため、同じデフォーカス量だけ等速駆動した場合と比べて駆動完了までの時間が長くなる。
【０００５】
サーチ駆動方式は、レンズ駆動をし続けてフォーカス位置を連続的に変化させながら、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積間隔に応じた所定時間間隔ごとに評価値を取得する。このサーチ駆動方式は、駆動開始時と駆動終了時を除いて加減速が激しく行われないため、２点の評価値取得位置の間を駆動させるのに掛かる時間が、ステップ駆動方式より早くなる。しかし、電荷蓄積間隔が一定とすると、レンズの駆動速度が速くなるにつれて、評価値取得間隔が広がる。
【０００６】
図６は、ステップ駆動方式とサーチ駆動方式とで、評価値の取得タイミングと検出される評価値レベルを比較した模式図である。
【０００７】
図６（ａ）は、被写体の評価値の出力レベルを各フォーカス位置で図示した一例である。６０１は評価値の出力を示す波形であり、横軸にフォーカス位置、縦軸にフォーカス位置に応じたコントラスト評価値のレベルを示している。６０２は評価値の出力ピークレベルを示した補助線である。
【０００８】
図６（ｂ）は、速度Ｖ１でフォーカスレンズをサーチ駆動させた場合の評価値取得タイミングと、検出される評価値レベルを示したものである。６０３は、速度Ｖ１でのサーチ駆動中、単位時間当たりにフォーカスレンズが進むデフォーカス量を示している。６０４，６０５，６０６の矢印は、速度Ｖ１でサーチ駆動したときの評価値取得タイミングを示している。６０７は、速度Ｖ１でのサーチ駆動中、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が短く設定され、評価値取得タイミング直前のフォーカス位置で電荷蓄積された場合における、検出される評価値の推移を示している。６０８は評価値６０７の出力ピークレベルを示した補助線である。６０９は、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が評価値取得間隔程度に長く設定され、２点の評価値取得タイミングの中間点付近が電荷蓄積のフォーカス重心となる場合における、検出される評価値の推移を示している。６１０は評価値６０９の出力ピークレベルを示した補助線である。なお、破線は、評価値の出力を示す波形６０１を図６（ｂ）に図示したものである。図６（ｂ）に示すように、電荷蓄積時間が短くなるにつれて、評価値推移の瞬間値が検出されるようになる。また、速度Ｖ１でフォーカスレンズをサーチ駆動させた場合、評価値取得間隔が広がり、被写体のコントラスト評価値の出力ピークレベル６０２を大きく下回る評価値が検出されやすくなる。
【０００９】
図６（ｃ）は、速度Ｖ１より遅い速度Ｖ２でフォーカスレンズをサーチ駆動させた場合の評価値取得タイミングと、検出される評価値レベルを示したものである。６１１は、速度Ｖ２でのサーチ駆動中、単位時間当たりにフォーカスレンズが進むデフォーカス量を示している。６１２，６１３，６１４の矢印は、速度Ｖ２でサーチ駆動したときの評価値取得タイミングを示している。６１５は、速度Ｖ２でのサーチ駆動中、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が短く設定され、評価値取得タイミング直前のフォーカス位置で電荷蓄積された場合における、検出される評価値の推移を示した波形である。また、６１６は評価値６１５の出力ピークレベルを示した補助線である。６１７は、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が評価値取得間隔程度に長く設定され、２点の評価値取得タイミングの中間点付近が電荷蓄積のフォーカス重心となる場合における、検出される評価値の推移を示した波形である。６１８は評価値６１７の出力ピークレベルを示した補助線である。なお、破線は評価値の出力を示す波形６０１を図６（ｃ）に図示したものである。図６（ｃ）に示すように、サーチ駆動速度が遅くなるにつれて、フォーカス軸上の評価値取得間隔が短くなり、被写体のコントラスト評価値の出力ピークレベル６０２に近いレベルの評価値を得られやすくなる。
【００１０】
図６（ｄ）は、速度Ｖ２よりさらに遅い速度Ｖ３でフォーカスレンズをサーチ駆動させた場合の評価値取得タイミングと、検出される評価値レベルを示したものである。６１９は、速度Ｖ３でのサーチ駆動中、単位時間当たりにフォーカスレンズが進むデフォーカス量を示している。６２０，６２１，６２２の矢印は、速度Ｖ３でサーチ駆動したときの評価値取得タイミングを示している。６２３は、速度Ｖ３でのサーチ駆動中、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が短く設定され、評価値取得タイミング直前のフォーカス位置で電荷蓄積された場合における、検出される評価値の推移を示した波形である。６２４は評価値６２３の出力ピークレベルを示した補助線である。６２５は、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が評価値取得間隔程度に長く設定され、２点の評価値取得タイミングの中間点付近が電荷蓄積のフォーカス重心となる場合における、検出される評価値の推移を示したグラフである。６２６は評価値６２５の出力ピークレベルを示した補助線である。なお、破線は評価値の出力を示す波形６０１を図６（ｄ）に図示したものである。図６（ｄ）に示すように、サーチ駆動速度がさらに遅くなると、電荷蓄積時間の短い場合、被写体のコントラスト評価値の出力ピークレベル６０２に近いレベルが、評価値変化の瞬間値として検出されやすくなる。
【００１１】
図６（ｅ）は、フォーカスレンズをステップ駆動させた場合の評価値取得タイミングと、検出される評価値レベルを示したものである。同図において、ステップ駆動量は速度Ｖ３でサーチ駆動した場合の評価値取得間隔の期間で進むデフォーカス量に一致させて図示している。６２７は、ステップ駆動１回でフォーカスレンズが進むデフォーカス量を示している。６２８，６２９，６３０の矢印は、ステップ駆動での評価値取得タイミングを示しており、ステップ駆動の停止位置と一致している。６３１は、ステップ駆動中、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が短く設定され、評価値取得タイミング直前のフォーカス位置で電荷蓄積された場合における、検出される評価値の推移を示した波形である。６３２は、６３１の評価値の出力ピークレベルを示した補助線である。６３３は、焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間が評価値取得間隔程度に長く設定され、２点の評価値取得タイミングの中間点付近が電荷蓄積のフォーカス重心となる場合における、検出される評価値の推移を示した波形である。６３４は、評価値６３３の出力ピークレベルを示した補助線である。なお、破線は評価値の出力を示す波形６０１を図６（ｅ）に図示したものである。図６（ｅ）に示すように、ステップ駆動の場合、駆動完了後に評価値を取得するため、電荷蓄積時間に関わらず検出される評価値は同じになる。また、ステップ駆動の場合、駆動完了した位置における電荷蓄積結果を取得するため、電荷蓄積期間中、駆動完了した位置で静止していることになる。したがって、電荷蓄積時間が長くても短くても同じ評価値が得られる。
【００１２】
上述したように、サーチ駆動でフォーカスレンズを連続的に駆動させながら評価値を取得する場合、フォーカスレンズの駆動速度と焦点検出に用いるセンサの電荷蓄積時間に応じて、検出される評価値のレベルが変化する。また、ステップ駆動で駆動停止の度に評価値を取得する場合、ステップ駆動の駆動量に応じて、検出される評価値のレベルが変化する。
【特許文献１】特許第２８２１２１４号公報
【特許文献２】特開平６−１４１２２３号公報
【特許文献３】特開２００２−７２０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
レンズ交換式の撮像装置において、コントラスト方式のＡＦをサーチ駆動方式で行う場合、装着された交換レンズによってはフォーカスレンズの駆動速度が速過ぎて、目標位置で評価値が得られない場合があった。フォーカスレンズの駆動速度が速過ぎて、評価値の取得間隔が広がると、ピント位置前後の高いコントラストが得られるフォーカス位置で評価値が得られず、ピントを正しく検出できなくなる。この場合、評価値レベルの出力ピークレベルが低く検出されることになり、ピント位置を誤判定して精度が悪化したり、ピント位置をフォーカスレンズが通過しても引き続きピント位置（焦点位置）を探し続けてＡＦ時間が長くなったりする可能性があった。
【００１４】
（発明の目的）
本発明の目的は、コントラスト評価値の取得目標位置で評価値を的確に取得し、焦点位置読み飛ばしによる精度の悪化やオートフォーカス時間の増大を抑えることのできる撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、被写体の焦点位置をコントラスト評価値により検出する焦点検出手段を有するレンズ交換式の撮像装置において、交換レンズのフォーカス位置についての駆動可能デフォーカス量と駆動速度のうち、少なくとも一つを前記交換レンズから取得する取得手段と、前記駆動可能デフォーカス量、前記駆動速度、焦点検出に用いられる信号を取得するための撮像手段での電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、焦点検出時のレンズ駆動方式を変更する変更手段とを有する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コントラスト評価値の取得目標位置で評価値を的確に取得し、焦点位置読み飛ばしによる精度の悪化やオートフォーカス時間の増大を抑えることができる撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【実施例】
【００１８】
図１は本発明の一実施例に係る撮像装置であるところのデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施例に係るカメラ本体２００には、交換式の撮像レンズ１００が不図示のマウント部のレンズ装着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、電気接点ユニット１０７が設けられている。この電気接点ユニット１０７には、通信クロックライン、データ送信ライン、データ受信ラインなどからなる通信バスライン用の端子が有る。これらによりカメラ本体２００と撮像レンズ１００が通信可能となっている。カメラ本体２００は、撮像レンズ１００とこの電気接点ユニット１０７を介して通信を行い、撮像レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１および光量を調節する絞り１０２の駆動を制御する。なお、図１には、撮像レンズ１００内のレンズとしてフォーカスレンズ１０１のみを示しているが、この他に変倍レンズや固定レンズが設けられ、これらを含めてレンズユニットを構成する。
【００２０】
上記電気接点ユニット１０７には、通信用バスラインの他に、カメラ本体２００側から画像の蓄積タイミングを撮像レンズ１００側に伝達するための同期信号ラインも設けられている。
【００２１】
不図示の被写体からの光束は、撮像レンズ１００内のフォーカスレンズ１０１を含むレンズユニットおよび絞り１０２を介して、カメラ本体２００内のクイックリターンミラー２０３に導かれる。クイックリターンミラー２０３は、撮影光路内に光軸に対して斜めに配置されていて、被写体からの光束を上方のファインダ光学系に導く第１の位置（図示した位置）と、撮影光路外に退避する第２の位置とに移動可能である。
【００２２】
クイックリターンミラー２０３で反射された光束は、ピント面に存在するファインダスクリーン２０２、および、ペンタプリズム２０１、接眼レンズ２０７により構成されるファインダ光学系を介して撮影者の目に達する。
【００２３】
上記クイックリターンミラー２０３が第２の位置にアップ（撮影光路外に退避）した際には、撮像レンズ１００からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２１０および光学フィルタ２１１を介して撮像素子２１２に達する。光学フィルタ２１１は、赤外線をカットして可視光線のみを撮像素子２１２へ導く機能と、光学ローパスフィルタとしての機能とを有する。また、フォーカルプレーンシャッタ２１０は、先幕および後幕を有して構成されており、撮像レンズ１００からの光束の透過および遮断を制御する。
【００２４】
なお、クイックリターンミラー２０３が第２の位置にアップしたときには、サブミラー（不図示）もクイックリターンミラー２０３に対して折り畳まれて撮影光路外に退避する。静止画撮影時のみならず、ライブビュー時もクイックリターンミラー２０３は第２の位置にアップする。
【００２５】
本実施例１に係るカメラ本体２００は、当該デジタルカメラ全体の制御を司るシステムコントローラ２３０を有する。システムコントローラ２３０は、ＣＰＵやＭＰＵ等により構成され、後述する各回路等の動作を制御する。システムコントローラ２３０は、電気接点ユニット１０７を介して、通信バスラインにより、撮像レンズ１００内のレンズコントローラ１０８に対して通信を行う。レンズコントローラ１０８もシステムコントローラ２３０と同様にＣＰＵやＭＰＵ等により構成され、撮像レンズ１００内の各回路等の動作を制御する。
【００２６】
システムコントローラ２３０とレンズコントローラ１０８間の通信では、フォーカスレンズ１０１の駆動命令や停止命令および駆動量や要求駆動速度や絞り１０２の駆動量、およびレンズ側の各種データの送信要求がシステムコントローラ２３０から送信される。レンズコントローラ１０８からは、フォーカスレンズ１０１や絞り１０２などが駆動中かどうかを示すステータス情報や、開放Ｆ値や焦点距離や設定可能な駆動速度などのレンズ側の各種パラメータが送信される。
【００２７】
フォーカス制御の際、システムコントローラ２３０はレンズコントローラ１０８に対して、レンズ駆動方向や駆動量および駆動速度についての指令を通信によって行う。レンズコントローラ１０８は、システムコントローラ２３０からのレンズ駆動命令を受信すると、レンズ駆動制御部１０４を介して、フォーカスレンズ１０１を光軸方向に駆動してピント合わせを行うレンズ駆動機構１０３を制御する。レンズ駆動機構１０３は、ステッピングモータやＤＣモータを駆動源として有する。
【００２８】
レンズコントローラ１０８は、システムコントローラ２３０からの絞り駆動命令を受信すると、絞り制御駆動部１０６を介して、絞り１０２を駆動する絞り駆動機構１０５を制御し、指令された値まで絞り１０２を駆動する。
【００２９】
システムコントローラ２３０は、シャッタ制御部２１５と測光部２０９とにも接続されている。シャッタ制御部２１５は、システムコントローラ２３０からの信号に応じて、フォーカルプレーンシャッタ２１０の先幕および後幕の走行駆動を制御する。また、システムコントローラ２３０は、レンズコントローラ１０８にレンズ駆動命令を送信してレンズ駆動制御部１０４を介してレンズ駆動機構１０３を制御する。このことにより、被写体像が撮像素子２１２上に結像される。
【００３０】
カメラＤＳＰ２２７の内部にはコントラストＡＦのためのコントラスト値算出を行う回路ブロック、被写体の動き検出のための動きベクトル算出を行う回路ブロック、ＡＦ枠の表示サイズや表示位置を決定する回路ブロックが内蔵されている。これら回路ブロックについての詳しくは後述する。カメラＤＳＰ２２７には、タイミングジェネレータ２１９、セレクタ２２２を介してＡ／Ｄコンバータ２１７、ビデオメモリ２２１、ワークメモリ２２６がそれぞれ接続されている。
【００３１】
ここで、撮像素子２１２は、全体の駆動タイミングを決定しているタイミングジェネレータ２１９からの信号に基づき、画素毎の水平駆動並びに垂直駆動を制御するドライバー２１８からの出力で駆動される。これにより、被写体像を光電変換して画像信号を生成して出力する。Ａ／Ｄコンバータ２１７からの出力は、システムコントローラ２３０からの信号に基づいて信号を選択するセレクタ２２２を介してメモリコントローラ２２８に入力され、フレームメモリであるＤＲＡＭ２２９に全て転送される。
【００３２】
ビデオやコンパクトデジタルカメラでは、撮影前状態時に、この結果をビデオメモリ２２１に定期的（毎フレーム）に転送することで、モニター表示部２２０によりファインダ表示（ライブビュー）等を行っている。一眼レフ方式のデジタルカメラでは、通常、撮影前時点ではクイックリターンミラー２０３やフォーカルプレーンシャッタ２１０により撮像素子２１２は遮光されているため、ライブビュー表示は行えない。
【００３３】
この点、クイックリターンミラー２０３をアップし、撮影光路より退避させてからフォーカルプレーンシャッタ２１０を開いた状態にすることで、ライブビュー動作が可能となる。また、ライブビュー時に撮像素子２１２からの画像信号をカメラＤＳＰ２２７もしくはシステムコントローラ２３０が処理することで、画像の鮮鋭度に対応するコントラスト評価値を得ることができる。そして、該評価値を用いてコントラスト方式のＡＦを行うことが可能である。
【００３４】
撮影時には、システムコントローラ２３０からの制御信号によって、１フレーム分の各画素データをＤＲＡＭ２２９から読み出し、カメラＤＳＰ２２７で画像処理を行ってから、一旦、ワークメモリ２２６に記憶する。そして、ワークメモリ２２６のデータを圧縮・伸張部２２５で所定の圧縮フォーマットに基づいて圧縮し、その結果を外部の不揮発性メモリ（外部メモリ）２２４に記憶する。不揮発性メモリ２２４として、通常、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを使用される。また、ハードディスク、磁気ディスク等などであってもよい。
【００３５】
システムコントローラ２３０と接続されている表示部２３１は、後述する各スイッチ類により設定又は選択されたカメラの動作状態を、液晶素子やＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ等の表示素子により表示する。操作スイッチ２３２は、カメラ本体２００の各種設定項目に対する操作入力を行う操作部材である。レリーズスイッチＳＷ１（２３３）は、測光・焦点検出エリアなどの撮影準備動作を開始させるためのスイッチである。レリーズスイッチＳＷ２（２３４）は、撮影動作（静止画像を取得するための電荷蓄積および電荷読み出し動作）を開始させるためのスイッチである。ライブビューモードスイッチは、ライブビュー表示の入切を制御するためのスイッチである。
【００３６】
一方、レンズユニットとしての撮像レンズ１００において、レンズコントローラ１０８には、メモリ１０９が設けられている。メモリ１０９には、該撮像レンズ１００の焦点距離や開放絞り値等の性能情報、該撮像レンズ１００を識別するための固有の情報であるレンズＩＤ（識別）情報、フォーカス位置に応じたレンズ端からの距離情報が記憶されている。また、システムコントローラ２３０から通信により受け取った情報を記憶する。詳細については後述するが、コントラストＡＦ動作中に同期信号ラインからの蓄積タイミング信号によってレンズ位置情報がラッチされ、この複数のレンズ位置情報をストアするためにも用いられる。
【００３７】
なお、性能情報およびレンズＩＤ情報は、カメラ本体２００への装着時における初期通信により、システムコントローラ２３０に送信され、システムコントローラ２３０はこれらをＥＥＰＲＯＭ２２３に記憶させる。
【００３８】
また、撮像レンズ１００には、フォーカスレンズ１０１の位置情報を検出するためのレンズ位置情報検出部１１０が設けられている。レンズ位置情報検出部１１０で検出されたレンズ位置情報はレンズコントローラ１０８に読み取られる。この複数のレンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０１の駆動制御等に用いられたり、電気接点ユニット１０７を介してシステムコントローラ２３０にレンズ位置情報として送られたりする。
【００３９】
レンズ位置情報検出部１１０は、例えばレンズ駆動機構１０３を構成するモータの回転パルス数を検出するパルスエンコーダ等により構成される。その出力はレンズコントローラ１０８内の図示されないハードウェアカウンタに接続され、フォーカスレンズ１０１が駆動されるとその位置情報はハード的にカウントされる。レンズコントローラ１０８がレンズ位置情報を読み取る際には、内部のハードウェアカウンタのレジスタにアクセスし、記憶されているカウンタ値を読み込む。
【００４０】
図２は、距離情報の概要を説明するための模式図である。
【００４１】
図２において、今、フォーカスレンズ１０１は、至近端から無限端までの途中の、至近端まで距離Ｎｋかつ無限端まで距離Ｆｋの位置にあるとする。この場合、至近端までの距離Ｎｋと無限端までの距離Ｆｋからなる一対の情報により、フォーカスレンズ１０１の位置の区分距離情報を成し、この区分距離情報はフォーカス位置毎にレンズコントローラ１０８に記憶されている。レンズコントローラ１０８は、レンズ位置情報検出部１１０を通じてフォーカスレンズ１０１の現在位置を認識し、該フォーカスレンズ１０１の現在位置に対応した区分距離情報を、カメラ本体２００側の出力要求に応じて距離情報として出力する。
【００４２】
次に、カメラＤＳＰ２２７内のコントラスト評価値算出用の回路ブロックについて、図３を用いて説明する。
【００４３】
撮像素子２１２で生成された画像電気信号は、上記のようにＣＤＳ／ＡＧＣ回路２１６で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２１７でデジタル信号に変換され、デジタル化された画像データがセレクタ２２２を介してカメラＤＳＰ２２７に入力される。
【００４４】
カメラＤＳＰ２２７に入力された画像データは、コントラスト方式のＡＦを行うための鮮鋭度に対応するコントラスト評価値を算出するためには、まずカメラＤＳＰ２２７内のＤＳＰ内部メモリ２４１を経て焦点検出領域抽出ブロック２４２に入力される。焦点検出領域抽出ブロック２４２は、全画面の画像データから主被写体近傍の領域だけの画像をトリミングして、次段のコントラスト評価値算出ブロック２４３に送るためのものである。焦点検出領域の大きさとしては、画面の外枠に対して長さ方向で１／５〜１／１０程度が望ましい。なお、焦点検出領域の画面内の位置、縦方向、横方向の大きさは、システムコントローラ２３０より焦点検出領域抽出ブロック２４２に対して設定が行えるように構成される。
【００４５】
次に、本実施例に係る主要部分の動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。特に説明しない限り、下記制御はシステムコントローラ２３０の制御により行われる。
【００４６】
図４において、この動作は、レリーズスイッチＳＷ１が押下されてＡＦ開始命令が生じることにより開始される。なお、レリーズスイッチＳＷ１の代わりに操作スイッチ２３２の押下であっても良い。また、カメラ本体２００は、予め電源が投入されてライブビュー動作が行われているものとする。
【００４７】
先ず、ステップＳ４０１において、撮像素子２１２における電荷蓄積間隔の情報をドライバー２１８から取得する。そして、次のステップＳ４０２において、レンズコントローラ１０８から設定可能なレンズ最低駆動速度の情報を取得する。続くステップＳ４０３においては、現在のフォーカス位置からフォーカス端までの距離情報を出力できる装着レンズ（撮像レンズ１００）かどうかを示す情報が含まれたレンズＩＤ情報を取得する。
【００４８】
次のステップＳ４０４においては、フォーカス端までの距離情報を有するレンズであるかどうかを判定し、距離情報を有するレンズであればステップＳ４０５へ進み、距離情報に基づいて所定のルールに従ってスキャンする進行方向（移動方向）を決定する。上記所定のルールは公知のアルゴリズムで良く、例えば近景を優先的にＡＦするために近いフォーカス端へスキャンし始めても良く、逆に遠景を優先的にＡＦするために遠いフォーカス端へスキャンし始めても良い。進行方向の決定後はステップＳ４０７へ進み、進行方向にあるフォーカス端までの距離を取得し、ステップＳ４０８へ進む。なお、フォーカス端までの距離とは、至近端までの距離Ｎｋもしくは無限端までの距離Ｆｋのことである。
【００４９】
一方、上記ステップＳ４０４にて距離情報を有しないレンズであると判定した場合はステップＳ４０６へ進み、まず至近側に被写体が存在する確率が高いと推測して至近側へ進行方向を決定する。進行方向の決定後は、後述のステップＳ４１２へと進む。
【００５０】
上記ステップＳ４０７からステップＳ４０８へ進むと、以下の式（１）
Ｄ＜Ｔ×Ｖａ×Ｎ                          …………………（１）
を満たすかどうかを判定する。この式（１）は、現在のレンズ駆動速度設定で進行方向のフォーカス端までサーチ駆動を行いつつ、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかどうかを判定するものである。Ｄは進行方向にあるフォーカス端から現在のフォーカス位置までの距離、Ｔは焦点検出に用いる撮像素子２１２での電荷蓄積時間、Ｖａは現在のレンズ駆動速度である。また、Ｎはコントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値取得位置の数（評価値必要数）であり、単純に評価値の極大を検出する場合はＮ＝３となる。さらに周辺のフォーカス位置も含めて評価値のピークを検出する場合はＮ＞３となる。なお、上記パターン判定とは、例えば、隣接３点の評価値を判定に用いて（上記Ｎ＝３）、至近方向に単調増加しているか、あるいは無限方向に単調増加しているか、あるいはピーク（評価値変化の凸）であるかを判定するものである。
【００５１】
上記ステップＳ４０８にて式（１）を満たしていないと判定すると、現在のレンズ駆動速度で引き続きサーチ駆動を行うためにステップＳ４１１へ進む。
【００５２】
また、上記式（１）を満たしていると判定した場合はステップＳ４０９へ進み、ここでは以下の式（２）
Ｄ≧Ｔ×Ｖｂ × Ｎ                          …………………（２）
を満たすかどうかを判定する。なお、Ｖｂはレンズ最低駆動速度であり、その他のＤ，Ｔ，Ｎは上記した通りである。この式（２）は、レンズ最低駆動速度に設定することで、進行方向のフォーカス端までサーチ駆動を行いつつ、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかどうかを判定するものである。
【００５３】
上記式（２）を満たすと判定した場合はステップＳ４１０へ進む。また、そうでない場合は後述のステップＳ４１２へと進む。
【００５４】
レンズ最低駆動速度Ｖｂに設定することで、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できると判定した場合は上記したようにステップＳ４０９からステップＳ４１０へ進み、ここではレンズの駆動速度を上記式（２）を満たすまで下げる。その後はステップＳ４１１へ進み、駆動方式としてサーチ駆動を選択し、ステップＳ４１３へ進む。ステップＳ４１３では、サーチ駆動速度（ＶａもしくはＶｂ）に適したパターン判定閾値を決定する。パターン判定閾値はサーチ駆動速度が速いほど高く設定する。
【００５５】
ここで、図５を用いて、サーチ駆動速度に応じた上記パターン判定閾値の設定について説明する。
【００５６】
図５において、５０１はピント位置付近を示すコントラスト評価値の極大値の軌跡である。５０２はレンズ駆動速度Ｖａでのサーチ駆動を示しており、単位時間の移動量を矢印の長さで示している。５０３はレンズ駆動速度Ｖａよりも遅いレンズ駆動速度Ｖｂでのサーチ駆動を示しており、単位時間の移動量を矢印の長さで示している。５０４はステップ駆動を示しており、１ステップの移動量（駆動量）を矢印の長さで示している。
【００５７】
また、５０５は評価値のパターン判定閾値の一例であり、レンズ駆動速度Ｖａでのサーチ駆動で一旦コントラスト評価値を取得してから次の評価値を取得するまでの所定時間当たりの移動量に応じて設定される。このパターン判定閾値だけ評価値のピークの高さがあれば、ピント位置を示すピークであると判定する。つまり、評価値の変化がパターン判定閾値を越えた場合に、その時の評価値がピークと判定するものであり、あまりにも急峻にピークが表れたら、他にこれ以上のピークがないと推定して、当該ピークを最終的なピント位置を表すピークと見なす動作である。実際には、パターン判定閾値を大きく設定する。同様に、５０６は速度Ｖｂのサーチ駆動で所定時間の移動量に応じて設定されるコントラスト評価値のパターン判定閾値、５０７はステップ駆動で１ステップの移動量に応じて設定されるコントラスト評価値のパターン判定閾値を示している。
【００５８】
図５に示したように、各駆動のコントラスト評価値のパターン判定閾値５０５ないし５０７は、対応する駆動における、一旦コントラスト評価値を取得してから次の評価値を取得するまでの所定時間当たりの移動量に応じて設定される。
【００５９】
図４に戻り、上記ステップＳ４１３にてパターン判定閾値の決定後はステップＳ４１４へ進む。そして、ステップＳ４１４では、選択されたサーチ駆動を行いながらコントラスト評価を行うスキャン動作を開始する。
【００６０】
また、上記ステップＳ４０６またはステップＳ４０９の後にステップＳ４１２へ進むと、ここでは駆動方式としてステップ駆動を選択し、コントラスト評価値の取得目標位置で必ず評価値が得られるようにする。駆動方式の決定後はステップＳ４１３へ進み、ステップ駆動に適したパターン判定閾値を設定してステップＳ４１４へ進み、選択されたステップ駆動を行いながらコントラスト評価を行うスキャン動作を開始する。
【００６１】
次のステップＳ４１５では、スキャン動作でコントラスト評価値のピークを検出し、ピークの評価値のレベルが所定のピーク判定閾値を超えていれば、合焦位置を検出できたと判定する。合焦位置が検出できたことを判定するとステップＳ４１６へ進み、合焦位置へフォーカスレンズ１０１の駆動を制御し、ＡＦ動作を終了する。一方、ステップＳ４１５で合焦位置の検出ができなかった判定した場合は、ＡＦ動作を終了する。
【００６２】
なお、本実施例では、ステップＳ４０９にて、レンズの最低駆動速度を設定することで、進行方向のフォーカス端までサーチ駆動を行いつつ、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかを判定していた。しかし、これに限らず、進行方向にあるフォーカス端から現在のフォーカス位置までの距離のみに基づいて、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかどうかを簡易的に判定しても良い。また、レンズの最低駆動速度あるいは現在の設定駆動速度のみに基づいて、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかどうかを簡易的に判定しても良い。また、焦点検出に用いる撮像素子２１２の電荷蓄積間隔のみに基づいて、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかどうかを簡易的に判定しても良い。これらの変形動作は、上記式（１）ないし式（２）で用いられている判定要素が全て揃えられない交換レンズが装着された場合や、システムコントローラ２３０の処理負荷を軽くするため情報取得処理を削減したい場合に好適である。
【００６３】
また、本実施例では、フォーカス端までの距離情報を有しないレンズは一律に駆動方式としてステップ駆動に設定していた。しかし、フォーカス端までの距離情報を有しないレンズであっても、至近端から無限端までのフォーカス可能範囲全体の情報を有するレンズであるとする。この場合は、フォーカス可能範囲全体の長さに基づいて、コントラスト評価値のパターン判定に必要となる評価値を取得できるかどうかを簡易的に判定しても良い。
【００６４】
また、本実施例では、レンズコントローラ１０８よりフォーカスレンズ１０１の現在位置に応じた距離情報をデフォーカス量で出力していた。しかし、これに限らず、レンズコントローラ１０８内の図示されないハードウェアカウンタにおけるカウントを単位とする数値（駆動パルス数）で距離情報を示し、この数値をカメラ本体２００に出力する。そして、システムコントローラ２３０側でデフォーカス量にデコードするよう構成しても差し支えない。このような構成にすることで、レンズ交換式の撮像レンズ１００の構成を簡素にでき、１台のカメラ本体２００に対して複数の撮像レンズ１００を持つ場合に合理的なシステム構成を構築できる。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、コントラスト評価値により焦点位置を検出するコントラスト評価方式の焦点検出機能を備え、交換レンズを装着可能なレンズ交換式の撮像装置に関するものである。この種の撮像装置において、交換レンズのフォーカス位置についての駆動可能デフォーカス量と駆動速度のうち少なくとも一つを、装着された交換レンズから取得する。そして、駆動可能デフォーカス量、駆動速度、焦点検出に用いられる信号を取得するための撮像素子２１２での電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、焦点検出時のレンズ駆動方式を変更するようにしている。なお、レンズ駆動方式とは、駆動の停止が要求されるまで駆動し続ける第１駆動方式であるサーチ駆動方式と、要求された駆動値だけ駆動する第２駆動方式であるステップ駆動方式である。
【００６６】
詳しくは、コントラスト評価方式のＡＦを行うときに以下の判定を行う。つまり、装着された交換レンズの駆動可能デフォーカス量、駆動速度、撮像素子２１２での電荷蓄積間隔のうち少なくとも一つに基づいて、レンズ駆動中に所望のフォーカス位置でのコントラスト評価値を取得できるか判定する（ステップＳ４０９）。なお、所望とは、パターン判定でピークを読み飛ばさないほど細かいデフォーカス間隔で評価値を取得できるようにするために望まれるフォーカス位置（間隔）である。サーチ駆動で望み通りのフォーカス位置でコントラスト評価値を取得できるかを判定するために、上記式（２）の判定を設けている。そして、その判定の結果、取得不能であれば、コントラスト評価値の取得目標位置で正確に駆動停止する第２駆動方式であるステップ駆動（間欠駆動）に切り換える（ステップＳ４０９→Ｓ４１２）。
【００６７】
一方、取得可能であれば駆動速度を下げ（ステップＳ４０９→Ｓ４１１）、第１駆動方式であるサーチ駆動を行う。別言すれば、フォーカス位置の駆動速度の設定を複数から選択可能であり、所望のフォーカス位置でのコントラスト評価値を取得可能な場合は、第１駆動方式におけるフォーカス位置の駆動速度を変更する。
【００６８】
上記駆動可能デフォーカス量とは、焦点検出時のフォーカス駆動方向にあるフォーカス駆動限界（フォーカス端）までのデフォーカス量、または、焦点検出時のフォーカス可動範囲全体（至近端から無限端間）のデフォーカス量をいう。
【００６９】
また、撮像レンズ１００は、焦点検出時のフォーカス駆動方向にあるフォーカス駆動限界までの駆動値（駆動パルス数）を出力するものであり、カメラ本体２００側では該駆動値を取得し、該駆動値に基づいて駆動可能デフォーカス量を算出するようにしている。
【００７０】
また、静止画を撮像をするために用いられる撮像素子２１２を、焦点検出に用いる信号を取得するためのセンサ手段として用いている。
【００７１】
また、レンズ駆動方式の変更に応じて、焦点位置を検出する際に用いられる閾値を変更するようにしている。
【００７２】
よって、本実施例によれば、所望のフォーカス位置でコントラスト評価値を的確に取得可能になり、ピント位置読み飛ばしによる精度の悪化やＡＦ時間の伸長を抑えることができるデジタルカメラとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施例に係わるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係わる距離情報を説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施例に係わるコントラスト評価値算出用回路について説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の一実施例に係る主要部分の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例に係わるパターン判定閾値を説明する模式図である。
【図６】コントラスト評価方式のＡＦにおけるステップ駆動方式とサーチ駆動方式とで評価値の取得タイミングを比較した模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  撮像レンズ
１０１  フォーカスレンズ
１０３  レンズ駆動機構
１０４  レンズ駆動制御部
１０８  レンズコントローラ
１１０  レンズ位置情報検出部
２１２  撮像素子
２２７  カメラＤＳＰ
２３０  システムコントローラ
２４２  コントラスト値算出ブロック
【図１】
2010139786.tif 000003
【図２】
2010139786.tif 000004
【図３】
2010139786.tif 000005
【図４】
2010139786.tif 000006
【図５】
2010139786.tif 000007
【図６】
2010139786.tif 000008