(57)【要約】【課題】背景の光源特性の影響を受けずに、ピントずれを補正するための光源特性を考慮した適切な補正量を得ることができるオートフォーカス装置を提供する。【解決手段】オートフォーカス装置は、測距枠１０１に対して縦横に配置された測距センサ１０２と、測距枠１０１に対して設定される複数の測光ブロック１０３を用いて測光と光源検知とを行う測光センサを有し、測距センサ１０２の測距ライン３０１ａ，３０１ｂと重なる領域にある測光ブロック１０３で光源検知領域３０２ａ，３０２ｂを設定する。測距センサ１０２による測距結果の信頼性が所定範囲内であり、且つ、光源検知領域３０２ａ，３０２ｂで算出される光源検知補正量の差分が所定範囲内ではない場合に、光源検知領域３０２ａ，３０２ｂを構成する測光ブロック１０３を変更し、変更後の光源検知領域で算出した光源検知補正量で被写体に対する測距結果を補正する。【選択図】図１
2014102478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの測距枠に対して交差部分が形成されるように異なる方向に配置された複数の測距センサと、
前記１つの測距枠に対して設定される複数の測光ブロックを用いて測光と光源検知とを行う測光センサと、
前記複数の測光ブロックのうち前記複数の測距センサの測距ラインと重なる領域にある測光ブロックの中から前記測光センサが光源検知を行うための１又は複数の測光ブロックからなる複数の光源検知領域を設定する設定手段と、
前記光源検知領域を構成する測光ブロックを変更する変更手段と、
前記光源検知領域で光源検知補正量を算出する算出手段と、
前記１つの測距枠に対して配置された前記複数の測距センサによる測距結果の信頼性が所定範囲内であり、且つ、前記複数の光源検知領域で算出される光源検知補正量の差分が所定範囲内ではない場合に、前記変更手段により前記光源検知領域を変更し、変更後の前記光源検知領域の光源検知補正量を前記算出手段に算出させる制御手段と、
前記算出手段により算出された光源検知補正量を用いて被写体に対する前記測距センサによる測距結果を補正する補正手段とを備えることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の測距センサの交差部分を含む測光ブロックを前記変更後の光源検知領域に含めることを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記変更後の光源検知領域には、前記変更手段により前記光源検知領域を変更する前の光源検知領域を構成する測光ブロックのうちで輝度が他と所定値以上異なる測光ブロックを含めないことを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のオートフォーカス装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有する撮像装置に関し、各種光源状況下でのＡＦによる合焦精度を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズを介した光束から被写体を測距してピントを合わせるオートフォーカス（ＡＦ）機能を備え、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子で撮像した被写体像を画像として記録するデジタルカメラが普及している。ＡＦ機能を有するデジタルカメラでの焦点検出方法の１つとして、位相差検出方式がある。位相差検出方式では、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を一対のラインセンサ上に結像させ、その被写体像の相対位置の変位量によって被写体のデフォーカス量を求める（特許文献１参照）。また、位相差方式の２像の相関関係の演算から得られたデフォーカス量の信頼性を判定する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
このような焦点検出装置では、撮影レンズや焦点検出装置における光学系の色収差により、異なる波長の光に対して異なった焦点検出がなされることがある。例えば、太陽光下での被写体に最適なピントが得られるように調整されたカメラでは、赤外成分を殆ど含まない蛍光灯下で撮影を行った場合に、被写体の合焦位置に誤差が生じてしまう。また、太陽光下であっても、被写体の色の違いによって被写体からの反射光波長が異なるために、合焦位置に誤差が生じてしまう。
【０００４】
この問題に対して、分光感度特性の異なる２種類の受光素子の出力を比較して光源の種類を判定し、判定した光源の種類と予め用意した色収差のデータとを用いてピントずれを補正する撮像装置が知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−０５４２４２号公報
【特許文献２】特開平０７−２１８８２１号公報
【特許文献３】特開２００８−２０３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献３に記載された撮像装置では、受光素子に測光センサを用いており、測光センサは、その要求精度上、測距に用いるラインセンサよりも粗い領域を検出していることが一般的である。このように測距センサに対して測光センサの分割が粗くなると、背景の光源特性の影響を受けてしまい、ピントずれを補正するための光源特性を考慮した補正量が適切でない値となることがある。
【０００７】
これに対して、背景の光源特性の影響を抑えるために、測光センサの分割数を増やして測距に用いるラインセンサの領域に近づけたとしても、被写体が小さい場合や被写体を測距点の中心で捉えていない場合には、やはり、背景の光源特性の影響を受けてしまう。
【０００８】
本発明は、背景の光源特性の影響を受けずに、ピントずれを補正するための、光源特性を考慮した適切な補正量を得ることができるオートフォーカス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、本発明に係るオートフォーカス装置は、１つの測距枠に対して交差部分が形成されるように異なる方向に配置された複数の測距センサと、前記１つの測距枠に対して設定される複数の測光ブロックを用いて測光と光源検知とを行う測光センサと、前記複数の測光ブロックのうち前記複数の測距センサの測距ラインと重なる位置にある測光ブロックの中から前記測光センサが光源検知を行うための１又は複数の測光ブロックからなる複数の光源検知領域を設定する設定手段と、前記光源検知領域を構成する測光ブロックを変更する変更手段と、前記光源検知領域で光源検知補正量を算出する算出手段と、前記１つの測距枠に対して配置された前記複数の測距センサによる測距結果の信頼性が所定範囲内であり、且つ、前記複数の光源検知領域で算出される光源検知補正量の差分が所定範囲内ではない場合に、前記変更手段により前記光源検知領域を変更し、変更後の前記光源検知領域の光源検知補正量を前記算出手段に算出させる制御手段と、前記算出手段により算出された光源検知補正量を用いて被写体に対する前記測距センサによる測距結果を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、背景の光源特性の影響を受けることなく、ピントずれを補正するための、光源特性を考慮した適切な補正量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラでの１つの測距枠に対する測距センサと測光センサの関係を示す図、及び、比較のために示した１つの測距枠に対する測距センサと従来の測光センサの関係を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデジタルカメラでのファインダ像面における測距センサと測光センサとの関係を示す図、及び、比較のために示したファインダ像面における測距センサと従来の測光センサとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るデジタルカメラにおいて、測距センサに対応した光源検知領域の設定例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るデジタルカメラにおいて、測距センサによる被写体の測距中に光源検知領域を変更することにより適切な光源検知補正量を算出する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る撮像装置として、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を用いて画像を撮影するデジタルカメラを取り上げることとする。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、オートフォーカス機能（ＡＦ機能）を用いて被写体に対する合焦動作を行い、撮像を行う撮像機能を備えた各種の電子機器に適用することができる。例えば、このような電子機器としては、カメラ付きのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、携帯電話（スマートフォン）、ゲーム機等を挙げることができる。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラでの１つの測距枠に対する測距センサと測光センサの関係を示す図であり、図１（ｂ）は、比較のために示した、１つの測距枠に対する測距センサと従来の測光センサの関係を示す図である。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）のそれぞれに示す測距枠１０１は、不図示のデジタルカメラのファインダ上において測距可能な領域を示している。撮影者は、測距枠１０１を被写体に重ねて、測距動作を行うことができる。また、図１（ａ），（ｂ）のそれぞれに示すように、１つの測距枠１０１に対して、２つの測距センサ１０２が交差部分を形成するように縦方向と横方向とに配置されている。測距センサ１０２の配置は、このような形態に限定されるものではなく、交差部分が形成するように互いに異なる方向に配置されていればよい。また、１つの測距枠１０１に対して、複数の測距センサ１０２が設けられていればよく、その数は２つに限定されるものではない。なお、測距センサ１０２には、ラインセンサが用いられる。
【００１５】
図１（ｂ）に示す測光枠１１０は、従来の測光センサによる測光領域を示しており、測光枠１１０が１ブロックとなっている。このため、測光センサは、測距センサ１０２に対して粗い領域を検出しており、測距センサ１０２に応じた光源検知を行うことはできない。また、測距枠１０１に対して測光枠１１０が広いために、背景の光源の影響を受けやすくなる。
【００１６】
これに対して図１（ａ）に示すように、本発明の実施形態に係るデジタルカメラが備える測光センサでは、測光枠１１０が破線で示される複数の測光ブロック１０３に細かく分割されており、測光ブロック１０３毎に測光と光源検知とを行うことが可能となっている。これにより、以下に説明する通り、背景の光源の影響を適切に考慮したオートフォーカス性能を得ることができる。
【００１７】
図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラでのファインダ像面における測距センサ１０２と測光センサとの関係を示す図である。また、図２（ｂ）は、比較のために示した、ファインダ像面における測距センサ１０２と従来の測光センサとの関係を示す図である。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）には、ファインダ像面２０１内に、図１に示した測光枠１１０が縦横に配置された形態が示されている。ファインダ像面２０１の中央部に所定のパターンで配置された所定数の測光枠１１０は、図１を参照して説明した測距枠１０１（測距センサ１０２により測距可能な領域）を含み、測光と光源検知を実行することが可能となっている。一方、ファインダ像面２０１の周辺部に配置された測光枠１１０では、測光のみを行うことができるようになっている。
【００１９】
図２（ｂ）の従来構造では、図１（ｂ）に対応して、ファインダ像面２０１内に縦横に配置された測光枠１１０は、測光を行うブロックである。これに対して、図２（ａ）の本実施形態に係る構造では、図１（ａ）に対応して、ファインダ像面２０１内に縦横に配置された測光枠１１０は、複数の測光ブロック１０３に細かく分割されており、測光ブロック１０３毎に測光と光源検知とを行うことが可能となっている。
【００２０】
図３は、本実施形態において、測距センサ１０２に対応した光源検知領域の設定例を示す図である。図３（ａ），（ｂ）は、図１（ａ）の測距センサ１０２による測距ライン３０１ａ，３０１ｂに対して、測光センサが測光を行う測光ブロック１０３に光源検知領域３０２ａ，３０２ｂを設定した例を示している。この例では、測距ライン３０１ａ，３０１ｂとほぼ等価の領域（測距ライン３０１ａ，３０１ｂと重なる領域）にある測光ブロック１０３を光源検知領域３０２ａ，３０２ｂとして測光を行うようになっている。
【００２１】
図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、測距センサ１０２に対して、測光ブロックの光源検知領域を変更した例を示している。図３（ｃ）では測距ライン３０１ａ，３０１ｂの交差部分に光源検知領域３０３が設定され、図３（ｄ）では測距ライン３０１ａ，３０１ｂの交差部分及び測距ライン３０１ａの一部に光源検知領域３０４が設定されている。これら図３（ａ）〜（ｄ）の設定のいずれを選択するかについては、次に説明する図４のフローチャートに従う処理と関連付けて、併せて説明する。
【００２２】
図４は、測距センサ１０２による被写体の測距中に光源検知領域を変更することにより、適切な光源検知補正量を算出する処理のフローチャートである。なお、光源検知補正量とは、光源の種類に応じて生じるピントずれを補正するための補正量であり、その算出方法としては、例えば、先に従来技術として取り上げた特許文献３に記載された方法を用いることができる。即ち、分光感度特性が異なる２種類の受光素子の出力を比較して光源の種類を判定し、判定した光源の種類と予め用意した色収差のデータとを用いてピントずれを補正するための補正量を求める。
【００２３】
本実施形態において光源検知補正量を求める際に用いられる光源検知領域は、図３（ａ），（ｂ）に示されている光源検知領域３０２ａ，３０２ｂである。図３（ａ），（ｂ）では、測距点に対して十字方向に配置された測距ライン３０１ａ，３０１ｂを実線で示し、測距ライン３０１ａ，３０１ｂに対して設定された光源検知領域３０２ａ，３０２ｂを破線で示している。横方向の測距ライン３０１ａが選択されたときの光源検知領域３０２ａは３つの測光ブロックで構成されており、同様に、縦方向の測距ライン３０１ｂが選択されたときの光源検知領域３０２ｂも３つの測光ブロックで構成されている。
【００２４】
図４のフローチャートに示す各処理は、デジタルカメラの動作制御を司る不図示のシステム制御部（ＣＰＵ）によって実行される。先ず、ステップＳ４０１において、ＣＰＵは、測距動作を行う測距点（図２に示した測距枠１０１）を選択する。なお、このとき、任意の１点を選択してもよいし、全ての測距点を選択してもよい。続くステップＳ４０２では、ＣＰＵは、ステップＳ４０１において選択された測距点に配置された測距センサ１０２で測距動作を行う。その後、ステップＳ４０３において、ＣＰＵは、ステップＳ４０１で選択された測距点に配置された測距センサに応じた光源検知領域を設定する。そして、ステップＳ４０４において、ＣＰＵは、ステップＳ４０３において設定された光源検知領域で光源検知補正量を算出する。
【００２５】
次に、ステップＳ４０５において、ＣＰＵは、ステップＳ４０２で実行した測距動作から、測距点に含まれる測距ラインにおける測距結果の信頼性（以下「測距信頼性」という）が所定範囲内であるか否かを判定する。ステップＳ４０５の判定方法としては、例えば、先に従来技術として取り上げた特許文献２に記載されているような従来技術、即ち、位相差検出方式の２像の相関関係の演算から得られたデフォーカス量の信頼性を判定する方法を用いることができる。この方法では、選択された測距点に複数の測距センサが存在する場合、測距信頼性が所定範囲内にあれば同一の被写体を検出していると判断することができる。
【００２６】
ＣＰＵは、測距信頼性が所定範囲内にある場合（Ｓ４０５でＹＥＳ）、同一被写体を検出していると判定して処理をステップＳ４０６へ進める。一方、ＣＰＵは、測距信頼性が所定範囲内にない場合（Ｓ４０５でＮＯ）、同一の被写体ではないと判定して処理をステップＳ４０９へ進める。
【００２７】
ステップＳ４０６において、ＣＰＵは、光源検知補正量が所定範囲内か否かを判定する。ステップＳ４０６では、図３（ａ），（ｂ）に示したように縦方向の光源検知領域３０２ａと横方向の光源検知領域３０２ｂでそれぞれ算出された光源検知補正量の差分が所定範囲内にある場合、同一被写体による光源検知補正量を適切に検出していると判定する。
【００２８】
ＣＰＵは、光源検知補正量が所定範囲内である場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、処理をステップＳ４０９へ進め、光源検知補正量が所定範囲内でない場合（Ｓ４０６でＮＯ）、処理をステップＳ４０７へ進める。ステップＳ４０７では、ＣＰＵは、測距ライン上に光源の影響があると考え、光源検知領域を測距ラインの交差部分を含むように変更する。
【００２９】
具体的には、図３（ａ）のように横方向の測距ライン３０１ａが選択されて光源検知領域３０２ａが設定されている場合にステップＳ４０６の判定が「ＮＯ」となった場合、図３（ｃ）のように、光源検知領域は測距ライン３０１ａ，３０１ｂの交差部分を含む光源検知領域３０３に変更される。同様に、図３（ｂ）のように縦方向の測距ライン３０１ｂが選択されて光源検知領域３０２ｂが設定されている場合にステップＳ４０６の判定が「ＮＯ」となった場合も、図３（ｃ）の光源検知領域３０３に変更される。
【００３０】
但し、これに限定されず、光源検知領域として設定された複数の測光ブロックのうちで、測定された輝度が所定値以上異なる測光ブロック（他のものと大きく異なる測光ブロック輝度が）を除外して、新たな光源検知領域を設定してもよい。例えば、図３（ｄ）は、図３（ａ）の光源検知領域３０２ｂの３つの測光ブロックのうち、図示右側の測光ブロックを除いた測光ブロックを光源検知領域３０４として設定し直した例を示している。
【００３１】
ＣＰＵは、ステップＳ４０７による光源検知領域を変更した後に、再度、ステップＳ４０７で変更後の光源検知領域で光源検知補正量を算出し、その後、処理をステップＳ４０９へ進める。ＣＰＵは、ステップＳ４０９において、ステップＳ４０９に至る過程で求められた光源検知補正量を用いて、測距結果を補正し、その後、本処理を終了させる。
【００３２】
以上の説明の通り、本実施形態によれば、測距センサ１０２の測距ラインに対して適切に光源検知領域が設定されるため、背景の光源特性の影響を受けることなく、適切な光源検知補正量を算出して被写体に対する測距結果を補正する。これにより、被写体に対するピントずれを適切に補正することができ、ＡＦによる合焦精度を高めることができる。
【００３３】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【００３４】
また、本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介して撮像装置に供給し、その撮像装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００３５】
１０１    測距枠
１０２    測距センサ
１０３    測光ブロック
１１０    測光枠
３０１ａ，３０１ｂ    測距ライン
３０２ａ，３０２ｂ，３０３，３０４    光源検知領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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