(57)【要約】      （修正有）【課題】焦点調節を良好に行うことのできる焦点調節装置を提供する。【解決手段】フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像し画像信号を出力する撮像素子を有し、撮影画面内の焦点検出エリアＡ１について、像コントラストの評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を第１レンズ位置として算出する。また、焦点検出エリアＡ１を含み焦点検出エリアＡ１よりも広い拡張エリアＡ２について、像コントラストの評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を第２レンズ位置として算出しする。焦点検出エリアＡ１について算出された前記評価値の最大値が判定閾値以上である場合に、第１レンズ位置と第２レンズ位置との差を用いて、第１レンズ位置または第２レンズ位置を合焦レンズ位置として決定する。【選択図】図８
2014211589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像素子と、
前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動制御することで、前記光学系の焦点状態を変化させる駆動制御部と、
撮影画面内の第１領域について、前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出する第１評価値算出部と、
前記第１領域について算出された評価値の最大値に対応する、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置を第１レンズ位置として算出する第１レンズ位置算出部と、
前記第１領域を含み、前記第１領域よりも広い撮影画面内の第２領域について、前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出する第２評価値算出部と、
前記第２領域について算出された評価値の最大値に対応する、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置を第２レンズ位置として算出する第２レンズ位置算出部と、
前記第１領域について算出された評価値の最大値が、所定の判定閾値以上であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１領域について算出された評価値の最大値が前記判定閾値以上である場合に、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差を用いて、前記第１レンズ位置または前記第２レンズ位置を、合焦レンズ位置として決定する合焦レンズ位置決定部とを備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記合焦レンズ位置決定部は、
前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差が、所定の第１差分値以下である場合には、前記第１レンズ位置を合焦レンズ位置として選択し、
前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差が、前記第１差分より大きく、かつ、前記第１差分値より大きい所定の第２差分値以下である場合には、前記第２レンズ位置を合焦レンズ位置として選択し、かつ、
前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差が、前記第２差分値より大きい場合には、非合焦と判定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点調節装置において、
前記フォーカスレンズの光軸方向における位置ごとに設定された前記光学系の実効焦点距離の情報を取得する取得部をさらに備え、
前記合焦レンズ位置決定部は、
前記第１レンズ位置近傍における、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置の変化量に対する、前記実効焦点距離の変化量が、所定の変化量閾値以上である場合にのみ、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差に基づいて、前記第１レンズ位置または前記第２レンズ位置を、合焦レンズ位置として決定する処理を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の焦点調節装置において、
前記フォーカスレンズの光軸方向における位置ごとに設定された前記光学系の実効焦点距離の情報を取得する取得部をさらに備え、
前記第２評価値算出部は、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置の変化量に対する、前記実効焦点距離の変化量に応じて、前記第２領域の大きさを設定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記フォーカスレンズの光軸方向における位置ごとに設定された前記光学系の実効焦点距離の情報を取得する取得部をさらに備え、
前記合焦レンズ位置決定部は、
前記フォーカスレンズの光軸方向における位置の変化量に対する、前記実効焦点距離の変化量に応じて、前記第１差分値および前記第２差分値を設定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置において、
撮影画面内において、前記第１領域を複数設定することが可能なモード設定部をさらに備え、
前記合焦レンズ位置決定部は、前記モード設定部により、撮影画面内における、前記第１領域の数が１つに設定されている場合にのみ、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差に基づいて、前記第１レンズ位置または前記第２レンズ位置を、合焦レンズ位置として決定する処理を実行することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および該焦点調節装置を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮影画面内に設定された焦点検出エリアについて、フォーカスレンズの駆動に伴う焦点評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出する技術が知られている。このような技術において、たとえば、撮影画面内に設定された焦点検出エリアを含み、該焦点検出エリアよりも広い真偽判定エリアを設定し、焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置と、真偽判定エリアにおける焦点評価値のピーク位置とが所定以上離れている場合に、偽合焦となってしまうことを回避するため、非合焦とする技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来技術では、焦点検出エリアにおける焦点評価値のピーク位置と、真偽判定エリアにおける焦点評価値のピーク位置とが所定以上離れている場合に、一律に非合焦とするものであったため、実際には、偽合焦とならいような場合でも、非合焦と判定されてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９０２９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、焦点調節を良好に行うことのできる焦点調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。
【０００６】
[１]本発明に係る焦点調節装置は、フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像素子と、前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動制御することで、前記光学系の焦点状態を変化させる駆動制御部と、撮影画面内の第１領域について、前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出する第１評価値算出部と、前記第１領域について算出された評価値の最大値に対応する、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置を第１レンズ位置として算出する第１レンズ位置算出部と、前記第１領域を含み、前記第１領域よりも広い撮影画面内の第２領域について、前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を算出する第２評価値算出部と、前記第２領域について算出された評価値の最大値に対応する、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置を第２レンズ位置として算出する第２レンズ位置算出部と、前記第１領域について算出された評価値の最大値が、所定の判定閾値以上であるか否かを判定する第１判定部と、前記第１領域について算出された評価値の最大値が前記判定閾値以上である場合に、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差を用いて、前記第１レンズ位置または前記第２レンズ位置を、合焦レンズ位置として決定する合焦レンズ位置決定部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
[２]本発明の焦点調節装置において、前記合焦レンズ位置決定部が、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差が、所定の第１差分値以下である場合には、前記第１レンズ位置を合焦レンズ位置として選択し、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差が、前記第１差分より大きく、かつ、前記第１差分値より大きい所定の第２差分値以下である場合には、前記第２レンズ位置を合焦レンズ位置として選択し、かつ、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差が、前記第２差分値より大きい場合には、非合焦と判定するように構成することができる。
【０００８】
[３]本発明の焦点調節装置において、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置ごとに設定された前記光学系の実効焦点距離の情報を取得する取得部をさらに備え、前記合焦レンズ位置決定部が、前記第１レンズ位置近傍における、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置の変化量に対する、前記実効焦点距離の変化量が、所定の変化量閾値以上である場合にのみ、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差に基づいて、前記第１レンズ位置または前記第２レンズ位置を、合焦レンズ位置として決定する処理を行うように構成することができる。
【０００９】
[４]本発明の焦点調節装置において、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置ごとに設定された前記光学系の実効焦点距離の情報を取得する取得部をさらに備え、前記第２評価値算出部が、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置の変化量に対する、前記実効焦点距離の変化量に応じて、前記第２領域の大きさを設定するように構成することができる。
【００１０】
[５]本発明の焦点調節装置において、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置ごとに設定された前記光学系の実効焦点距離の情報を取得する取得部をさらに備え、前記合焦レンズ位置決定部が、前記フォーカスレンズの光軸方向における位置の変化量に対する、前記実効焦点距離の変化量に応じて、前記第１差分値および前記第２差分値を設定するように構成することができる。
【００１１】
[６]本発明の焦点調節装置において、撮影画面内において、前記第１領域を複数設定することが可能なモード設定部をさらに備え、前記合焦レンズ位置決定部が、前記モード設定部により、撮影画面内における、前記第１領域の数が１つに設定されている場合にのみ、前記第１レンズ位置と前記第２レンズ位置との差に基づいて、前記第１レンズ位置または前記第２レンズ位置を、合焦レンズ位置として決定する処理を実行するように構成することができる。
【００１２】
[７]本発明に係る撮像装置は、上記いずれかに記載の焦点調節装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点調節を良好に行うことのできる焦点調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図３】図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【図４】図４（Ａ）は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図４（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｃ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｄ）は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図、図４（Ｅ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図４（Ｆ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、フォーカスレンズ３３の駆動による画角変化の一例を示す図である。
【図７】図７は、図６に示す場面における、フォーカスレンズ３３のレンズ位置と、焦点評価値との関係を示す図である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、一場面例における、本実施形態の動作を説明するための図である。
【図９】図９は、図８に示す場面における、フォーカスレンズ３３のレンズ位置と、焦点評価値との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、別の場面例における、本実施形態の動作を説明するための図である。
【図１２】図１２は、フォーカスレンズ３３のレンズ位置と、焦点評価値および実効焦点距離との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。
【００１７】
レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３，３４、および絞り３５を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００１８】
レンズ３３は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３３は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３３２によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３３１によってその位置が調節される。なお、エンコーダ３３２で検出されたフォーカスレンズ３３の現在位置情報は、レンズ制御部３６介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３３１は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３３の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６を介して送出されることにより駆動する。
【００１９】
また、レンズ３２は、ズームレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の撮影倍率を調節可能となっている。ズームレンズ３２も、上述したフォーカスレンズ３３と同様に、ズームレンズ用エンコーダ３２２によってその位置が検出されつつズームレンズ駆動モータ３２１によってその位置が調節される。ズームレンズ３２の位置は、操作部２８に設けられたズームボタンを操作することにより、あるいは、カメラ鏡筒３に設けられたズーム環（不図示）を操作することにより調節される。
【００２０】
絞り３５は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り３５による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３６に入力される。絞り３５の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部３６で現在の開口径が認識される。
【００２１】
レンズメモリ３７は、レンズ鏡筒３の撮影距離や、フォーカスレンズ３３の駆動速度の情報などの各種レンズ情報を記憶するメモリである。また、レンズメモリ３７は、フォーカスレンズ３３の光軸Ｌ１方向におけるレンズ位置と、該レンズ位置における実効焦点距離との関係を示すレンズ位置−実効焦点距離テーブルを備えている。なお、フォーカスレンズ３３のレンズ位置が同じ場合でも、ズームレンズ３２のレンズ位置が異なる場合には、実効焦点距離も異なるものとなるため、レンズメモリ３７には、ズームレンズ３２のレンズ位置ごとに、レンズ位置−実効焦点距離テーブルを備えられている。
【００２２】
レンズ制御部３６は、カメラ制御部２１とマウント部４に設けられた電気信号接点部４１により電気的に接続され、カメラ制御部２１からの指令に基づき、ズームレンズ３２の駆動や、フォーカスレンズ３３の駆動、絞り３５による開口径の調節などを行なうとともに、ズームレンズ３２の位置や、フォーカスレンズ３３の位置、絞り３５の開口径などのレンズ情報をカメラ制御部２１に送信する。また、レンズ制御部３６は、レンズメモリ３７に記憶されているレンズ位置−実効焦点距離テーブルを参照し、フォーカスレンズ３３の現在のレンズ位置における、実効焦点距離をカメラ制御部２１に送信する。
【００２３】
一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。なお、カメラメモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。
【００２４】
カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
【００２５】
また、カメラ本体２には、カメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部３６と電気的に接続され、このレンズ制御部３６からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３６へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やカメラメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００２６】
また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。
【００２７】
操作部２８は、シャッターレリーズボタンや、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オードフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。
【００２８】
次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。
【００２９】
図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。
【００３０】
本実施形態の撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群２２３を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。
【００３１】
なお、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。
【００３２】
図４（Ａ）は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図４（Ｄ）は断面図である。一つの撮像画素２２１は、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、図示しないカラーフィルタから構成され、図４（Ｄ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。
【００３３】
また、撮像素子２２の撮像面の中心、および中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図３に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００３４】
なお、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、または二箇所等にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、ユーザが操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出位置として選択することもできる。
【００３５】
図４（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｅ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図４（Ｃ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｆ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図４（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ａと、半円形状の光電変換部２２２２ａとから構成され、図４（Ｅ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ａが形成されている。また、焦点検出画素２２２ｂは、図４（Ｃ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ｂと、光電変換部２２２２ｂとから構成され、図４（Ｆ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ｂが形成されている。そして、これら焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、図３に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。
【００３６】
なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
【００３７】
また、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。
【００３８】
ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。
【００３９】
図５は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３５０の測距瞳３５１，３５２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−２，ＡＢ２−２をそれぞれ受光していることを示している。なお、図５においては、複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのうち、撮影光軸Ｌ１近傍に位置するもののみを例示して示したが、図５に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３５１，３５２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。
【００４０】
ここで、射出瞳３５０とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３５１，３５２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。
【００４１】
なお、図５において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３５１，３５２の並び方向と一致している。
【００４２】
また、図５に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３５０上に投影され、その投影形状は測距瞳３５１，３５２を形成する。
【００４３】
すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３５０上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３５１，３５２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
【００４４】
図５に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１ａ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ａ−２の光電変換部２２２２ａ−２は測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ２２２１ａ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４５】
また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズ２２２１ｂ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ｂ−２の光電変換部２２２２ｂ−２は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４６】
そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
【００４７】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。
【００４８】
なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。
【００４９】
また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算することでも求めることができる。
【００５０】
そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に制御信号を送出してフォーカスレンズ３３を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３３の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、このような焦点評価値の演算およびこれに基づくコントラスト検出方式による焦点検出は、撮影画面内に設けられた所定の焦点検出エリアＡ１に対応して行われる。
【００５１】
以下、本実施形態における、コントラスト検出方式による焦点検出について、詳細に説明する。以下においては、図６（Ａ）に示すように、撮影画面の中心を含む所定領域に、焦点検出エリアＡ１が設定されている場合を例示して説明する。ここで、図６（Ａ）は、撮影画面内に「山」と「樹木」が存在し、かつ、焦点検出エリアＡ１内に「山」が捕捉されており、「樹木」は焦点検出エリアＡ１の範囲外となっている場面である。そして、このような場合において、コントラスト検出方式による焦点検出を行うために、フォーカスレンズ３３を、無限遠側から至近側にサーチ駆動した場合には、図６（Ａ）に示すように、フォーカスレンズ３３のレンズ位置が無限遠側にある場合には、焦点検出エリアＡ１内に「樹木」が入っていない場合でも、フォーカスレンズ３３を至近側に駆動し、フォーカスレンズ３３の駆動に伴い、実効焦点距離が変化し、画角が変化することで、図６（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３３のレンズ位置が至近側に移動した際に、焦点検出エリアＡ１内に「樹木」が入り込んでしまうこととなる。
【００５２】
そして、このような場合には、焦点検出エリアＡ１内の輝度情報から算出される焦点評価値は、図７に示すものとなる。すなわち、図７に示すように、フォーカスレンズ３３の駆動を無限遠側から至近側に開始した当初には、焦点検出エリアＡ１内には「樹木」が入り込んでおらず、「山」が存在するのみであるため（図６（Ａ）参照）、まず、「山」の像面位置に対応するレンズ位置Ｌ１において、ピーク（極大値）が検出されることとなる。しかしその一方で、フォーカスレンズ３３をさらに至近側に駆動させていくと、図６（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３３の駆動に伴い、実効焦点距離が変化し、画角が変化してしまい、焦点検出エリアＡ１内に「樹木」が入り込んでしまい、これにより、図７に示すように、「樹木」に起因するピークが、レンズ位置Ｌ３において検出されることとなる。
【００５３】
ここで、「樹木」の像面位置に対応するレンズ位置は、図７中に示すように、Ｌ２の位置であるのに対して、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す例においては、「樹木」に起因するピークは、Ｌ３の位置に偽ピークとして検出されることとなる。特に、Ｌ３の位置に検出される偽ピークは、「樹木」の実際の像面位置ではなく、フォーカスレンズ３３の駆動に伴う画角変動により、焦点検出エリアＡ１内に「樹木」が入り込んだ時のレンズ位置に表われるものであるため、通常は、「樹木」の実際の像面位置とは一致しないものとなる。そして、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す場面においては、偽ピークのレンズ位置Ｌ３が、焦点評価値の最大値が検出された位置となり、この偽ピークのレンズ位置Ｌ３にフォーカスレンズ３３を駆動すると、「山」および「樹木」のいずれにも、焦点が合わずボケた画像となってしまうという不具合が発生してしまう。なお、本実施形態においては、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７に示すように、フォーカスレンズ３３が無限遠側から至近側に駆動することにより、画角が広くなる（実効焦点距離が短くなる）ような例を例示したが、レンズ構成によっては、フォーカスレンズ３３を至近側から無限遠側に駆動した場合に、画角が広くなる（実効焦点距離が短くなる）ような場合もあり、この場合でも同様である。
【００５４】
これに対し、本実施形態では、このような不具合の発生を防止するために、図８（Ａ）に示すように、焦点検出エリアＡ１に加えて、焦点検出エリアＡ１を含み、かつ、焦点検出エリアＡ１よりも広い所定エリアから構成される拡張エリアＡ２を備える構成とする。特に、上述した図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す場面と同様の場面において、図８（Ａ）に示すように、フォーカスレンズ３３のレンズ位置が無限遠側にある時から、拡張エリアＡ２内には「樹木」が捕捉されており、フォーカスレンズ３３を無限遠側から至近側に駆動させた場合に、常に、拡張エリアＡ２内に「樹木」が捕捉された状態とすることができる（図８（Ｂ）参照）。そして、この場合には、図９に実線で示すように、焦点検出エリアＡ１においては、偽ピークのレンズ位置Ｌ３が、焦点評価値が最大値となるレンズ位置として検出されてしまう一方で、図９に一点鎖線で示すように、拡張エリアＡ２においては、偽ピークは検出されず、「樹木」の像面位置に対応するレンズ位置Ｌ２が、焦点評価値が最大値となるレンズ位置として検出されることとなる。そのため、本実施形態では、コントラスト検出方式による焦点検出を行う際に、拡張エリアＡ２を設定し、拡張エリアＡ２内の輝度情報から算出される焦点評価値のデータを参照することで、上述したフォーカスレンズ３３の画角変動に伴い偽ピークが検出されてしまうことを防止するものである。なお、拡張エリアＡ２としては、焦点検出エリアＡ１と重心位置が同じであり、かつ、一辺の長さ比で、焦点検出エリアＡ１に対して数割程度大きなエリアとすることができる。また、この場合において、液晶駆動回路２５および電子ビューファインダ２６を介して表示を行う際には、焦点検出エリアＡ１に基づくエリアのみを表示することが望ましい。
【００５５】
以下、具体的な動作例を、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。なお、以下に説明する動作例は、図１に示すカメラにおいて、フォーカスレンズ３３を無限遠側から至近側にサーチ駆動させながら、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力に基づいて、焦点評価値を算出し、これに基づいてコントラスト検出方式による焦点検出を実行する際における動作例である。なお、以下の動作は、カメラ制御部２１により実行される。
【００５６】
まず、ステップＳ１では、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６を介してフォーカスレンズ駆動モータ３３１に駆動信号を出力し、フォーカスレンズ３３をサーチ駆動開始位置に移動させる。なお、サーチ駆動開始位置としては、たとえば、本実施形態では、無限遠端とすることができる。
【００５７】
次いで、ステップＳ２では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動を開始するための処理が実行される。具体的には、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６を介してフォーカスレンズ駆動モータ３３１に駆動信号を出力することで、フォーカスレンズ３３を無限遠側から至近側に向かって、所定の速度で駆動を行わせる。
【００５８】
そして、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動が開始されると、ステップＳ３に進み、ステップＳ３では、カメラ制御部２１により、撮像素子２２を構成する撮像画素２２１（図３参照）の画素出力を読み出しが行われ、次いで、ステップＳ４において、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより焦点評価値の演算が行われる。なお、焦点評価値の演算は、図８（Ａ）に示す焦点検出エリアＡ１および拡張エリアＡ２の２つのエリアそれぞれについて行われる。
【００５９】
次いで、ステップＳ５では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３３が所定のサーチ終了端まで移動したか否かの判定が行われる。なお、サーチ終了端としては、たとえば、本実施形態では、至近端とすることができる。フォーカスレンズ３３がサーチ終了端まで移動していない場合には、ステップＳ３に戻り、フォーカスレンズ３３を無限遠側から至近側まで駆動させながら、異なるレンズ位置において、撮像画素２２１の画素出力の読み出し（ステップＳ４）、および焦点評価値の演算（ステップＳ５）が、フォーカスレンズ３３がサーチ終了端に移動するまで、所定の間隔で繰返し実行される。そして、フォーカスレンズ３３がサーチ終了端まで移動した場合には、ステップＳ６に進む。
【００６０】
ステップＳ６では、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動を行った際に、焦点検出エリアＡ１について算出された焦点評価値から、焦点検出エリアＡ１における焦点評価値の最大値を求め、焦点評価値の最大値に対応するフォースレンズ３３のレンズ位置Ｐ１を検出する。たとえば、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９に示す例においては、レンズ位置Ｌ３が、焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ１として検出される。なお、レンズ位置Ｐ１は、通常、像面位置に換算した値で算出される。
【００６１】
ステップＳ７では、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動を行った際に、拡張エリアＡ２について算出された焦点評価値から、拡張エリアＡ２における焦点評価値の最大値を求め、焦点評価値の最大値に対応するフォースレンズ３３のレンズ位置Ｐ２を検出する。たとえば、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９に示す例においては、レンズ位置Ｌ２が、焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ２として検出される。なお、レンズ位置Ｐ２は、上述したレンズ位置Ｐ１と同様に、通常、像面位置に換算した値で算出される。
【００６２】
次いで、ステップＳ８では、上述したステップＳ６で算出された焦点検出エリアＡ１における焦点評価値の最大値が、予め定められた判定閾値α以上であるか否かの判定が行われる。なお、判定閾値αは、検出された焦点評価値の最大値が、被写体位置を検出したことにより得られたものであるか否かを判定するための閾値であり、たとえば、白紙などのローコントラスト物体が原因となる偽合焦を避けるために設けられ、通常、撮像素子２２の感度や、撮像画素２２１の画素出力レベルなどに応じて設定することができる。焦点検出エリアＡ１における焦点評価値の最大値が、判定閾値α以上である場合には、ステップＳ９に進み、一方、判定閾値α未満である場合には、ステップＳ１３に進む。
【００６３】
ステップＳ９では、上述したステップＳ６で算出した焦点検出エリアＡ１の焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ１と、上述したステップＳ７で算出した拡張エリアＡ２の焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰ（ΔＰ＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）を算出し、算出したレンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、所定の第１差分閾値ΔＰ１以下、すなわち、ΔＰ≦ΔＰ１であるか否かの判定を行う。ΔＰ≦ΔＰ１である場合には、ステップＳ１０に進み、ΔＰ≦ΔＰ１でない場合には、ステップＳ１１に進む。なお、第１差分閾値ΔＰ１としては、たとえば、被写界深度の１〜２倍程度の範囲に設定することができる。すなわち、第１差分閾値ΔＰ１としては、焦点検出エリアＡ１の焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ１と、拡張エリアＡ２の焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ２とが実質的に同じ被写体に対応する位置となっていると判断できるような値に設定することができる。そのため、たとえば、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す場面例のように、図１１（Ａ）に示すように、フォーカスレンズ３３のレンズ位置が無限遠側にある場合も、図１１（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ３３のレンズ位置が至近側にある場合も、焦点検出エリアＡ１および拡張エリアＡ２が、主要被写体として「山」のみを捕捉している場合（すなわち、「樹木」が各エリアＡ１，Ａ２に入ってこない場合）には、ΔＰ≦ΔＰ１となるため、ステップＳ１０に進む。あるいは、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図９に示す場面例のように、フォーカスレンズ３３の駆動による画角変動に起因する偽合焦ピークが検出された場合には、ΔＰ≦ΔＰ１が成り立たないため、ステップＳ１１に進む。
【００６４】
ステップＳ９において、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、所定の第１差分閾値ΔＰ１以下と判定された場合には、焦点検出エリアＡ１と、拡張エリアＡ２とで同じ被写体に基づく焦点位置が検出できたと判定し、レンズ位置Ｐ１を、合焦駆動を行うための目標駆動位置に決定する。そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６を介してフォーカスレンズ駆動モータ３３１に駆動信号を出力し、フォーカスレンズ３３をレンズ位置Ｐ１に駆動させる。たとえば、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示す場面例においては、レンズ位置Ｐ１として、「山」の像面位置に対応するレンズ位置が検出されるため、「山」の像面位置に対応するレンズ位置に、フォーカスレンズ３３を駆動させる処理が実行される。
【００６５】
一方、ステップＳ１０において、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、所定の第１差分閾値ΔＰ１超であると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、ステップＳ１１において、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、所定の第２差分閾値ΔＰ２以下であるか否かの判定が行われる。すなわち、ΔＰ１＜ΔＰ≦ΔＰ２を充足するか否かの判定が行われる。なお、第２差分閾値ΔＰ２としては、たとえば、第１差分閾値ΔＰ１の２倍程度に設定することができる。そして、ΔＰ１＜ΔＰ≦ΔＰ２を充足する場合には、ステップＳ１１に進み、ステップＳ１１において、レンズ位置Ｐ２を、合焦駆動を行うための目標駆動位置に決定し、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６を介してフォーカスレンズ駆動モータ３３１に駆動信号を出力し、フォーカスレンズ３３をレンズ位置Ｐ２に駆動させる。あるいは、ΔＰ１＜ΔＰ≦ΔＰ２を充足しない場合には、ステップＳ１３に進む。
【００６６】
ここで、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示す場面例において、焦点検出エリアＡ１については、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動開始時には、「樹木」がその範囲内に入っていないものの、フォーカスレンズ３３の駆動に伴う画角変動により、焦点検出エリアＡ１内に「樹木」が入り込み、そのため、図９に示すように、レンズ位置Ｌ３に偽ピークが検出されてしまうこととなる。しかしその一方で、拡張エリアＡ２については、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動開始時からサーチ駆動終了時まで「樹木」がその範囲内に入っているため、図９に示すように、焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ２として、「樹木」の像面位置に対応するレンズ位置を適切に検出することができる。そのため、本実施形態では、このような場合には、拡張エリアＡ２において検出されたレンズ位置Ｐ２を合焦位置として決定するものである。
【００６７】
ただし、その一方で、拡張エリアＡ２は、本来焦点検出を行うためのエリアである焦点検出エリアＡ１よりも広いエリアであり、さらには、サーチ駆動中の倍率変動が発生するような撮影シーンにて焦点評価値を用いて合焦位置の探索を行っていることから、信頼性に問題がある場合も否定できない。特に、拡張エリアＡ２としては、焦点検出エリアＡ１と比較して、比較的広いエリアが設定されているため、エリア内に複数被写体が存在し、複数被写体混在に起因する遠近競合された位置が、焦点評価値のピーク位置として検出されるおそれもある。したがって、本実施形態では、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、第２差分閾値ΔＰ２以下である場合のみ、拡張エリアＡ２において検出されたレンズ位置Ｐ２を合焦位置として決定することとしている。
【００６８】
一方、ステップＳ１１において、ΔＰ１＜ΔＰ≦ΔＰ２を充足しないと判定された場合、さらには、上述したステップＳ８において、焦点検出エリアＡ１における焦点評価値の最大値が、判定閾値α未満であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、非合焦処理が行われる。具体的には、フォーカスレンズ３３を予め定められた所定のレンズ位置に駆動し、液晶駆動回路２５および電子ビューファインダ２６を介して非合焦表示が行われる。
【００６９】
本実施形態に係るカメラ１は以上のように動作する。
【００７０】
本実施形態においては、撮影画面内に、焦点検出エリアＡ１に加えて、焦点検出エリアＡ１を含み、焦点検出エリアＡ１よりも広い拡張エリアＡ２を設定し、これらのエリアＡ１，Ａ２において、それぞれ焦点評価値の算出および焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ１，Ｐ２の検出を行う。そして、これらレンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、所定の第１差分閾値ΔＰ１以下である場合には、フォーカスレンズ３３の駆動による画角変動に起因する、偽ピークが発生していなものと判定し、焦点検出エリアＡ１で検出されたレンズ位置Ｐ１を合焦駆動を行うための目標駆動位置に設定する。そのため、本実施形態よれば、フォーカスレンズ３３の駆動による画角変動による偽ピークに起因する、ボケの発生を適切に防止することができる。
【００７１】
加えて、本実施形態によれば、これらレンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰが、所定の第１差分閾値ΔＰ１超である場合でも、所定の第２差分閾値ΔＰ２以下である場合には、拡張エリアＡ２で検出されたレンズ位置Ｐ２を合焦駆動を行うための目標駆動位置に設定する。特に、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示す場面例のように、拡張エリアＡ２において、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動開始時からサーチ駆動終了時まで「樹木」がその範囲内に入っている場合には、図９に示すように、焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ２として、「樹木」の像面位置に対応するレンズ位置を適切に検出することができるものである。そして、この場合には、レンズ位置Ｐ２を合焦駆動を行うための目標駆動位置に設定することが望ましいため、本実施形態では、レンズ位置Ｐ２を合焦駆動を行うための目標駆動位置に設定するものであり、これにより、偽合焦となってしまうことを有効に防止しながら、合焦となる場面を増やすことができ、これにより、撮影者にとっての利便性を向上させることができる。また、過度に非合焦と判定されてしまうことを抑制し、これにより撮影者に煩わしさを与えてしまうことを有効に防止することができる。
【００７２】
なお、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。
【００７３】
たとえば、上述した実施形態では、フォーカスレンズ３３の駆動による実効焦点距離の変動割合に関係なく、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰに基づいて、合焦駆動を行うための目標駆動位置を決定する態様を例示したが、たとえば、フォーカスレンズ３３の駆動による実効焦点距離の変動割合に応じて、処理を切り替えるような構成としてもよい。具体的には、カメラ制御部２１は、フォーカスレンズ３３のサーチ駆動中に、レンズ位置ごとに、焦点検出エリアＡ１および拡張エリアＡ２における焦点評価値を算出することに加え、レンズ制御部３６から、レンズ位置ごとの実効焦点距離の情報を取得する。ここで、図１２に示すように、実効焦点距離は、フォーカスレンズ３３のレンズ位置の変化に応じて一様に変化するものではなく、レンズ位置によって、その変動割合も変化するという特性を有する。そして、フォーカスレンズ３３の画角変動による偽ピークの発生は、画角変動が大きいほど、発生可能性が高くなるという特性を有する。
【００７４】
そのため、本実施形態では、まず、焦点検出エリアＡ１について焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ１を検出し、レンズ制御部３６から取得したレンズ位置ごとの実効焦点距離の情報に基づいて、該レンズ位置Ｐ１近傍における実効焦点距離の変動割合を算出する。そして、レンズ位置Ｐ１近傍における、フォーカスレンズ３３の位置の変化量に対する、実効焦点距離の変化量が、所定の変化量閾値以上であるか否かを判定し、所定の変化量閾値未満である場合には、画角変動の影響は小さいと判定し、レンズ位置Ｐ１を合焦駆動を行うための目標駆動位置とすることができる。あるいは、所定の変化量閾値以上である場合には、画角変動の影響を考慮する必要があると判定し、上述したように、拡張エリアＡ２を設定し、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰに基づいて、合焦駆動を行うための目標駆動位置を決定するような態様とすることができる。このように、画角変動の影響が懸念される場合のみ、拡張エリアＡ２における焦点検出結果を参照することにより、演算負荷を軽減しながら、焦点状態の検出および焦点調節を適切に行うことができる。なお、レンズ位置ごとの実効焦点距離の情報は、たとえば、レンズメモリ３７に記憶されたフォーカスレンズ３３の光軸Ｌ１方向におけるレンズ位置と、該レンズ位置における実効焦点距離との関係を示すレンズ位置−実効焦点距離テーブルを参照することにより得ることができる。あるいは、実効焦点距離の情報に代えて、レンズ鏡筒の光学特性として、フォーカスレンズ３３の駆動方向と、画角変動量を識別できるようなフラグ情報を用いるような構成としてもよい。
【００７５】
また、上述した実施形態において、拡張エリアＡ２を、レンズ制御部３６から取得したレンズ位置ごとの実効焦点距離の情報に基づいて、そのサイズを変動させるような構成としてもよい。たとえば、フォーカスレンズ３３を無限遠端から至近端まで駆動した場合における、実効焦点距離の変化量に応じて、拡張エリアＡ２のサイズを設定することができ、具体的には、実効焦点距離の変化量が大きいほど、拡張エリアＡ２のサイズを大きく設定し、実効焦点距離の変化量が小さいほど、拡張エリアＡ２のサイズを小さく設定することができ、これにより、実効焦点距離の変化に起因する画角変動量に応じた焦点検出および焦点調節をより適切に行うことができる。
【００７６】
さらに、上述した実施形態においては、第１差分閾値ΔＰ１を被写界深度の１〜２倍程度とし、第２差分閾値ΔＰ２を第１差分閾値ΔＰ１の２倍程度としたが、第１差分閾値ΔＰ１および第２差分閾値ΔＰ２の値を、フォーカスレンズ３３を無限遠端から至近端まで駆動した場合における、実効焦点距離の変化量に基づいて、設定するような構成としてもよい。具体的には、実効焦点距離の変化量が大きいほど、第１差分閾値ΔＰ１および第２差分閾値ΔＰ２の値を大きく設定し、実効焦点距離の変化量が小さいほど、第１差分閾値ΔＰ１および第２差分閾値ΔＰ２の値を小さく設定することができ、これにより、実効焦点距離の変化に起因する画角変動量に応じた焦点検出および焦点調節をより適切に行うことができる。
【００７７】
あるいは、第１差分閾値ΔＰ１および第２差分閾値ΔＰ２のうち、第１差分閾値ΔＰ１を被写界深度の１〜２倍程度の値に固定し、第２差分閾値ΔＰ２のみを、フォーカスレンズ３３を無限遠端から至近端まで駆動した場合における、実効焦点距離の変化量に基づいて、設定するような構成としてもよい。特に、この場合には、第１差分閾値ΔＰ１を被写界深度の１〜２倍程度の値に固定することで、焦点検出エリアＡ１の焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ１と、拡張エリアＡ２の焦点評価値の最大値に対応するレンズ位置Ｐ２とが実質的に同じ被写体に対応する位置となっていると判断できた場合のみ、レンズ位置Ｐ１を合焦駆動を行うための目標位置として設定することができる一方で、拡張エリアＡ２については、実効焦点距離の変化に起因する画角変動量に応じた焦点検出および焦点調節が可能となるため、これにより、さらに適切に焦点検出および焦点調節を行うことができる。
【００７８】
また、上述した実施形態においては、焦点検出エリアＡ１が１つのみである場合を例示して説明したが、本実施形態のカメラ１は、操作部２８を介して、焦点検出エリアＡ１として、固定シングルエリアや顔認識エリアなどの１つの焦点検出エリアＡ１のみが設定されるモードや、輝度情報や撮影モードなどから、複数の焦点検出エリアＡ１から、自動的に優先エリアを選択するオートエリアモードなどを設定できるようになっていてもよいが、この場合には、１つの焦点検出エリアＡ１のみが設定されるモードが選択されている場合のみ、拡張エリアＡ２を設定し、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰに基づいて、合焦駆動を行うための目標駆動位置を決定する態様とすることが望ましい。特に、複数の焦点検出エリアＡ１を用いて焦点検出を行うモードにおいては、そのエリア数の多さから、画角変動による影響を受ける可能性が高く、そのため、このような場合には、拡張エリアＡ２を設定した制御を行うと、焦点状態の検出および焦点調節を適切に行うことができない場合がある。そのため、このような不具合を避けるために、１つの焦点検出エリアＡ１のみが設定されるモードが選択されている場合のみ、拡張エリアＡ２を設定し、レンズ位置Ｐ１とレンズ位置Ｐ２との差の絶対値ΔＰに基づいて、合焦駆動を行うための目標駆動位置を決定する態様とすることが望ましい。
【００７９】
なお、上述した実施形態では、図１に示すような構成を有するカメラ１を例示して説明したが、特にこのような構成に限定されるものではなく、たとえば、レンズとカメラ本体が一体となった一体型のカメラや、レンズ交換式の一眼レフカメラなど他の構成を有するカメラにももちろん適用することができる。なお、レンズとカメラ本体が一体となった一体型のカメラにおいては、上述したレンズ位置ごとの実効焦点距離の情報は、たとえば、カメラ本体に設けられたメモリに記憶させておくような構成とすることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
３…レンズ鏡筒
３２…ズームレンズ
３３…フォーカスレンズ
３６…レンズ制御部
３７…レンズメモリ
【図１】
2014211589.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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