(57)【要約】【課題】フォーカスレンズを移動させる範囲を制限している場合においても、正確な合焦判断を行うことができる焦点調節装置を提供する。【解決手段】焦点調節装置は、フォーカスレンズを移動させる範囲を制限範囲として設定する設定部と、焦点調節動作を制御する制御部とを有する。制御部は、コントラスト検出方式による焦点調節動作においては、制限範囲以内及び制限範囲の外側の所定範囲のフォーカスレンズの位置におけるコントラスト評価値を取得し、当該コントラスト評価値に基づいて焦点調節動作を制御する。制御部は、位相差検出方式による焦点調節動作においては、算出されたデフォーカス量に基づいて求められたフォーカスレンズの合焦位置が、制限範囲又は制限範囲よりも外側に境界が設定された第１の制限範囲の外側であるとき、非合焦と判定する。【選択図】図１
2018084701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを移動させることにより焦点調節を行うレンズユニットの焦点調節動作を制御する焦点調節装置であって、
前記フォーカスレンズを移動させる範囲を制限範囲として設定する設定部と、
被写体像のコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求めるコントラスト検出方式による前記焦点調節動作と、位相差に基づいて算出されたデフォーカス量に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める位相差検出方式による前記焦点調節動作とを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記コントラスト検出方式による前記焦点調節動作においては、前記制限範囲以内及び前記制限範囲の外側の所定範囲の前記フォーカスレンズの位置における前記コントラスト評価値を取得し、当該コントラスト評価値に基づいて前記焦点調節動作を制御し、
前記位相差検出方式による前記焦点調節動作においては、算出された前記デフォーカス量に基づいて求められた前記フォーカスレンズの前記合焦位置が、前記制限範囲又は前記制限範囲よりも外側に境界が設定された第１の制限範囲の外側であるとき、非合焦と判定する、
焦点調節装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記コントラスト検出方式による前記焦点調節動作においては、前記コントラスト評価値に基づいて求められた前記フォーカスレンズの前記合焦位置が、前記制限範囲又は前記制限範囲よりも外側に境界が設定された第２の制限範囲の外側であるとき、非合焦と判定する、請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の制限範囲と前記第２の制限範囲とを同一の範囲とする、請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
撮影シーンを判定するシーン判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記シーン判定部が同一の撮影シーンが継続していると判定している場合は、前記シーン判定部が同一の撮影シーンが継続していないと判定している場合に比べて、前記境界を前記制限範囲のより外側に設定する、
請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
前記フォーカスレンズの位置を位置情報として取得する位置取得部をさらに備え、
前記制御部は、前記制限範囲を前記位置情報と同一の形式で算出する、
請求項１乃至４のうち何れか1項に記載の焦点調節装置。
【請求項６】
請求項５に記載の焦点調節装置を有するカメラ本体と前記レンズユニットとを備えるカメラシステムであって、
前記レンズユニットは、前記フォーカスレンズと、前記制限範囲を指定する情報を出力する範囲出力部と、前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出部とを有し、
前記カメラ本体と前記レンズユニットとは、通信部を介して接続されており、
前記制御部は、前記通信部を介して、前記範囲出力部から前記制限範囲を指定する情報を取得し、前記位置検出部から前記位置情報を取得する、
カメラシステム。
【請求項７】
フォーカスレンズを移動させることにより焦点調節を行うレンズユニットの焦点調節動作を制御する焦点調節方法であって、
前記フォーカスレンズを移動させる範囲を制限範囲として設定することと、
被写体像のコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求めるコントラスト検出方式による前記焦点調節動作においては、前記制限範囲以内及び前記制限範囲の外側の所定範囲の前記フォーカスレンズの位置における前記コントラスト評価値を取得して当該コントラスト評価値に基づいて前記焦点調節動作を制御することと、
位相差に基づいて算出されたデフォーカス量に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める位相差検出方式による前記焦点調節動作においては、算出された前記デフォーカス量に基づいて求められた前記フォーカスレンズの前記合焦位置が、前記制限範囲又は前記制限範囲よりも外側に境界が設定された第１の制限範囲の外側であるとき、非合焦と判定することと
を含む焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置、カメラシステム及び焦点調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カメラにおいて、合焦状態を判定し、被写体に合焦するようにレンズユニットのフォーカスレンズを移動させるオートフォーカス機能が知られている。このようなオートフォーカス機能において、種々の理由から、レンズの光学特性に応じて決まる至近端から無限遠端までの合焦可能な範囲のうち合焦させる範囲を制限することが、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００３】
また、オートフォーカスの方式としては、撮像により得られた被写体像のコントラストの変化に基づいて合焦位置を探索するコントラスト検出方式と、例えば撮像素子に設けられたセンサを用いて位相差を検出することで合焦位置を算出する位相差検出方式とが知られている。コントラスト検出方式と位相差検出方式とでは、フォーカスレンズを移動させる範囲を制限する場合において、制限範囲と行われる処理との関係は異なり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６０２８８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２５１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フォーカスレンズを移動させる範囲を制限する場合において、正確な合焦判断を行うことができる焦点調節装置、カメラシステム及び焦点調節方法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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、焦点調節装置は、フォーカスレンズを移動させることにより焦点調節を行うレンズユニットの焦点調節動作を制御する焦点調節装置であって、前記フォーカスレンズを移動させる範囲を制限範囲として設定する設定部と、被写体像のコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求めるコントラスト検出方式による前記焦点調節動作と、位相差に基づいて算出されたデフォーカス量に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める位相差検出方式による前記焦点調節動作とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記コントラスト検出方式による前記焦点調節動作においては、前記制限範囲以内及び前記制限範囲の外側の所定範囲の前記フォーカスレンズの位置における前記コントラスト評価値を取得し、当該コントラスト評価値に基づいて前記焦点調節動作を制御し、前記位相差検出方式による前記焦点調節動作においては、算出された前記デフォーカス量に基づいて求められた前記フォーカスレンズの前記合焦位置が、前記制限範囲又は前記制限範囲よりも外側に境界が設定された第１の制限範囲の外側であるとき、非合焦と判定する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、カメラシステムは、上述の焦点調節装置であり前記フォーカスレンズの位置を位置情報として取得する位置取得部をさらに備え、前記制御部は、前記制限範囲を前記位置情報と同一の形式で算出する焦点調節装置を有するカメラ本体と、前記レンズユニットとを備えるカメラシステムであって、前記レンズユニットは、前記フォーカスレンズと、前記制限範囲を指定する情報を出力する範囲出力部と、前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出部とを有し、前記カメラ本体と前記レンズユニットとは、通信部を介して接続されており、前記制御部は、前記通信部を介して、前記範囲出力部から前記制限範囲を指定する情報を取得し、前記位置検出部から前記位置情報を取得する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、焦点調節方法は、フォーカスレンズを移動させることにより焦点調節を行うレンズユニットの焦点調節動作を制御する焦点調節方法であって、前記フォーカスレンズを移動させる範囲を制限範囲として設定することと、被写体像のコントラスト評価値に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求めるコントラスト検出方式による前記焦点調節動作においては、前記制限範囲以内及び前記制限範囲の外側の所定範囲の前記フォーカスレンズの位置における前記コントラスト評価値を取得して当該コントラスト評価値に基づいて前記焦点調節動作を制御することと、位相差に基づいて算出されたデフォーカス量に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める位相差検出方式による前記焦点調節動作においては、算出された前記デフォーカス量に基づいて求められた前記フォーカスレンズの前記合焦位置が、前記制限範囲又は前記制限範囲よりも外側に境界が設定された第１の制限範囲の外側であるとき、非合焦と判定することとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フォーカスレンズを移動させる範囲を制限する場合において、正確な合焦判断を行うことができる焦点調節装置、カメラシステム及び焦点調節方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一実施形態に係るカメラシステムの構成例の概略を示すブロック図である。
【図２】図２は、一実施形態に係るフォーカスリミットを設定する際に表示される設定画面の一例の概略を示す図である。
【図３】図３は、フォーカスレンズ位置の制御における、距離の逆数とレンズ繰出パルスとの関係の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、一実施形態に係るコントラストＡＦ処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図５】図５は、コントラストＡＦ処理の際のパルス数とコントラスト評価値との関係の一例を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、一実施形態に係る位相差ＡＦ処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、一実施形態に係る位相差ＡＦ処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、一実施形態に係る位相差ＡＦ処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図７】図７は、９つのＡＦエリアを対象とするグループターゲットの一例について説明するための図である。
【図８】図８は、５つのＡＦエリアを対象とするグループターゲットの一例について説明するための図である。
【図９】図９は、オールターゲットを対象とする場合とする場合のＡＦエリアについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係るカメラシステムは、合焦状態を判定し、レンズユニットのフォーカスレンズを移動させることにより焦点を調節する焦点調節動作を行う。本実施形態に係るカメラシステムは、焦点調節動作として、２種類の方式のオートフォーカス（ＡＦ）機能を有する。すなわち、カメラシステムは、コントラスト検出方式と、位相差検出方式とを用いたＡＦ機能を有する。コントラスト検出方式を用いたコントラストＡＦでは、カメラシステムは、撮像により得られた被写体像のコントラストの変化に基づいて合焦位置を探索する。位相差検出方式を用いた位相差ＡＦでは、カメラシステムは、撮像素子に設けられたセンサを用いて位相差を検出することで合焦位置を算出する。さらに、本実施形態に係るカメラシステムは、レンズの光学特性に応じて決まる至近端から無限遠端までの合焦可能な範囲のうち、合焦させる範囲を制限範囲として制限する、いわゆるフォーカスリミット機能を有する。
【００１２】
［カメラシステムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのカメラシステム１の構成の一例の概略を示すブロック図である。ここで、図１において、矢印付き実線はデータの流れを示し、矢印付き破線は制御信号の流れを示す。
【００１３】
カメラシステム１は、レンズユニット１００と、カメラ本体２００とを有している。レンズユニット１００は、カメラ本体２００に装着されるように構成されている。レンズユニット１００がカメラ本体２００に装着されたときに、レンズユニット１００とカメラ本体２００とは通信部を介して制御信号が送受信されるように接続される。なお、カメラシステム１は、必ずしもレンズ交換式のカメラシステムでなくてよい。例えば、カメラシステム１は、レンズ一体型のカメラシステムであってもよい。
【００１４】
レンズユニット１００は、撮影レンズ１０２と、駆動部１１４と、レンズＣＰＵ１１６と、レンズ側記憶部１１８とを有している。
【００１５】
撮影レンズ１０２は、被写体光束を後述するカメラ本体２００の撮像素子２０８に結像させるための光学系である。撮影レンズ１０２は、レンズ１０４と、絞り１０６とを有している。レンズ１０４は、光軸方向に移動することによって撮影レンズ１０２の焦点位置を調節するように構成されているフォーカスレンズを含む。絞り１０６は、レンズ１０４の光軸上に配置され、その開口径が変化するように構成されている。絞り１０６は、レンズ１０４を通過して撮像素子２０８に入射する被写体光束を調整する。駆動部１１４は、レンズＣＰＵ１１６からの制御信号に基づいて、レンズ１０４の位置及び絞り１０６の開口径を変化させる。ここで、撮影レンズ１０２は、ズームレンズとして構成されていてもよい。この場合、駆動部１１４はズーム駆動も行う。駆動部１１４は、フォーカスレンズの位置を検出する位置検出部としての機能を有する。フォーカスレンズの位置は、検出された位置情報を用いて制御される。また、本実施形態において、フォーカスレンズの位置はパルス数を用いて管理される。
【００１６】
レンズＣＰＵ１１６は、通信部としてのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１２０を介して後述するカメラ本体２００のＣＰＵ２１６と通信するように構成されている。レンズＣＰＵ１１６は、フォーカス制御部としての機能を有し、ＣＰＵ２１６の制御下で駆動部１１４の制御を行う。また、レンズＣＰＵ１１６は、Ｉ／Ｆ１２０を介して絞り１０６の絞り値（Ｆ値）やレンズ側記憶部１１８に記憶されているレンズ情報といった情報をＣＰＵ２１６に送信することも行う。
【００１７】
レンズ側記憶部１１８は、レンズユニット１００に関するレンズ情報を記憶している。レンズ情報は、例えば撮影レンズ１０２の焦点距離の情報や収差の情報等を含む。
【００１８】
カメラ本体２００は、メカニカルシャッタ２０２と、駆動部２０４と、操作部２０６と、撮像素子２０８と、撮像制御回路２１０と、アナログ処理部２１２と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）２１４と、ＣＰＵ２１６と、画像処理部２１８と、画像圧縮展開部２２０と、焦点検出回路２２２と、表示部２２４と、バスライン２２６と、ＤＲＡＭ２２８と、本体側記憶部２３０と、記録媒体２３２と、センサ群２３４とを有する。
【００１９】
メカニカルシャッタ２０２は、被写体からの被写体光束の撮像素子２０８への入射時間（撮像素子２０８の露光期間）を調節するように、開閉する。メカニカルシャッタ２０２としては、例えばフォーカルプレーンシャッタが採用され得る。駆動部２０４は、ＣＰＵ２１６からの制御信号に基づいてメカニカルシャッタ２０２を駆動する。
【００２０】
操作部２０６は、電源ボタン、レリーズボタン、動画ボタン、再生ボタン、メニューボタン等といった各種の操作ボタン及びタッチパネル等の各種の操作部材を含む。ＣＰＵ２１６は、操作部２０６の各種の操作部材の操作状態を取得する。
【００２１】
撮像素子２０８は、撮影レンズ１０２の光軸上であって、メカニカルシャッタ２０２の後方で、かつ、撮影レンズ１０２によって被写体光束が結像される位置に配置されている。撮像素子２０８は、画素を構成する受光部（例えばフォトダイオード）が二次元的に配置されて構成されている。撮像素子２０８を構成する受光部は、受光量に応じた電荷を生成する。受光部で発生した電荷は、各受光部に接続されているキャパシタに蓄積される。このキャパシタに蓄積された電荷は、撮像制御回路２１０からの制御信号に従って画素信号として読み出される。本実施形態では、撮像素子２０８は、位相差を検出するための、焦点検出画素を有している。例えば、二次元的に配置された受光部のうち一部の受光部は、対を成すように一部が遮蔽されている。これら対をなす受光部の出力信号に基づいて、位相差が検出され、フォーカスのずれ量（デフォーカス量）が算出される。
【００２２】
撮像制御回路２１０は、撮像素子２０８からの画素信号の読出しの設定に従って撮像素子２０８の露光及び撮像素子２０８からの画素信号の読出しを制御する。
【００２３】
アナログ処理部２１２は、撮像制御回路２１０の制御に従って撮像素子２０８から読み出された画素信号に対して増幅処理等のアナログ処理を行う。ＡＤＣ２１４は、アナログ処理部２１２から出力された画素信号を、デジタル形式の画素データに変換する。なお、以下の説明では、画素データの集まりを画像データと言うことにする。
【００２４】
画像処理部２１８は、画像データに対して各種の画像処理を施す。例えば画像処理部２１８は、静止画像の記録の際には、静止画記録用の画像処理を施す。同様に、画像処理部２１８は、動画像の記録の際には、動画記録用の画像処理を施す。さらに、画像処理部２１８は、ライブビュー表示時には、表示用の画像処理を施す。
【００２５】
画像圧縮展開部２２０は、画像データの記録時には、画像処理部２１８で生成された画像データ（静止画像データ又は動画像データ）を圧縮する。また、画像データの再生時には、記録媒体２３２に圧縮状態で記録された画像データを伸張する。
【００２６】
焦点検出回路２２２は、レンズ１０４の合焦位置に対するフォーカスずれ方向及びフォーカスずれ量を算出するためのフォーカスずれ量演算を行う。位相差ＡＦモードにおいては、焦点検出回路２２２は、撮像素子２０８に設けられた焦点検出画素からの画素データを取得し、取得した画素データに基づき、公知の位相差方式を用いてレンズ１０４の合焦位置に対するフォーカスずれ方向及びフォーカスずれ量を算出する。そして、焦点検出回路２２２は、フォーカスずれ方向及びフォーカスずれ量に基づいてレンズ１０４の駆動すべきレンズ位置を算出する。コントラストＡＦモードにおいては、焦点検出回路２２２は、コントラスト評価値を算出し、得られたコントラスト評価値の変化に基づいて、レンズ１０４の合焦位置に対するフォーカスずれ方向を算出する。そして、焦点検出回路２２２は、フォーカスずれ方向に基づいてレンズ１０４の駆動すべきレンズ位置を算出する。
【００２７】
ＣＰＵ２１６は、本体側記憶部２３０に記憶されているプログラムに従ってカメラシステム１の全体制御を行う制御部である。この制御には、所定の焦点調節方法に従った焦点調節動作も含まれており、ＣＰＵ２１６は、焦点検出回路２２２と協働して、焦点調節装置としても機能する。また、ＣＰＵ２１６が実現する機能としては、フォーカスリミット機能の実現において、フォーカスレンズを移動させる範囲を制限範囲として設定する設定部としても機能も含まれる。
【００２８】
ＣＰＵ２１６は、Ｉ／Ｆ１２０を介してレンズユニット１００と通信し、レンズユニット１００との間で各種制御信号を送受信する。この通信には、位置検出部として機能する駆動部が検出したフォーカスレンズの位置情報を、位置取得部としてのＣＰＵ２１６が取得することや、ＣＰＵ２１６からレンズＣＰＵ１１６へとフォーカスレンズの動作制御信号を送信することなどが含まれる。
【００２９】
表示部２２４は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといった表示装置であって、例えばカメラ本体２００の背面に配置される。この表示部２２４は、ＣＰＵ２１６の制御に従って画像を表示する。表示部２２４は、ライブビュー表示や記録済み画像の表示等に使用される。
【００３０】
バスライン２２６は、撮像制御回路２１０、ＡＤＣ２１４、ＣＰＵ２１６、画像処理部２１８、画像圧縮展開部２２０、焦点検出回路２２２、表示部２２４、ＤＲＡＭ２２８、本体側記憶部２３０、記録媒体２３２、センサ群２３４に接続され、これらのブロックで発生した各種のデータを転送するための転送路として機能する。
【００３１】
ＤＲＡＭ２２８は、電気的に書き換え可能なメモリであり、前述した画像データ（画素データ）、記録用の画像データ、表示用の画像データ、ＣＰＵ２１６における処理データといった各種データを一時的に記憶する。なお、一時記憶用としてＳＤＲＡＭが用いられてもよい。
【００３２】
本体側記憶部２３０は、ＣＰＵ２１６で使用されるプログラム、カメラ本体２００の調整値等の各種データを記憶している。
【００３３】
記録媒体２３２は、カメラ本体２００に内蔵されるか又は装填されるように構成されており、記録用の画像データを所定の形式の画像ファイルとして記録する。
【００３４】
センサ群２３４は、カメラ本体２００の姿勢、動き、位置、方角等を検知するためのセンサのうち必要なものを含む。センサ群２３４は、例えば、加速度センサ、気圧センサ、ジャイロセンサ、磁気センサ、又はＧＰＳシステム等を含む。
【００３５】
撮像制御回路２１０、画像処理部２１８、画像圧縮展開部２２０、焦点検出回路２２２等は、各々が又はそれらのうち複数が、１つ又は複数のＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、又はＦｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等の集積回路によって構成され得る。
【００３６】
［カメラシステムの動作］
上述のとおり、本実施形態に係るカメラシステム１は、ＡＦモードとして、コントラストＡＦモードと位相差ＡＦモードとを有する。コントラストＡＦモードと位相差ＡＦモードとの何れが用いられるかは、どのように決定されていてもよい。例えば、被写体が動く場合や静止画連写撮影時等に用いられる、焦点位置を変更し続けるモードであるコンティニュアスＡＦ（ＣＡＦ）モードにおいては、位相差ＡＦモードが用いられてもよい。また、被写体が静止している場合等に用いられる、合焦したら焦点位置を固定するモードであるシングルＡＦ（ＳＡＦ）モードにおいては、コントラストＡＦモードが用いられてもよい。また、ユーザの指定に基づいて、又はシーン判定部によって被写体に応じて判定される撮影シーンに基づいて、位相差ＡＦモードとコントラストＡＦモードとが切り換えられてもよい。
【００３７】
本実施形態に係るカメラシステム１は、例えばユーザの指定に応じて、ＡＦ動作における合焦する範囲を制限範囲として限定する、フォーカスリミット機能を有する。制限範囲が限定されることで、より短時間で合焦することや、ユーザが意図しない範囲への合焦を防止すること等が可能になる。
【００３８】
カメラシステム１は、設定メニューとして、フォーカスリミットの設定の項目を有している。ユーザが設定画面からフォーカスリミット設定を選択したとき、例えば図２に示すような設定画面５１０が表示部２２４に表示される。設定画面５１０には、近位側リミット値設定表示５１１と、遠位側リミット値設定表示５１２とを含む。近位側リミット値設定表示５１１は、近位側のリミット値をメートル表示で示す複数桁の数値表示を含む。遠位側リミット値設定表示５１２は、遠位側のリミット値をメートル表示で示す複数桁の数値表示を含む。さらに、設定画面５１０は、変更対象表示５１５を含む。変更対象表示５１５の位置は、上述の数値表示の何れかの位置にあり、ユーザの操作に応じて近位側リミット値設定表示５１１又は遠位側リミット値設定表示５１２の何れの数値表示が選択されているかを示す。また、変更対象表示５１５で示された数値は、操作部２０６を用いたユーザの操作に応じて変更される。このようにして、近位側リミット値と遠位側リミット値とはユーザによって入力され、カメラシステム１は近位側のフォーカスリミットと遠位側のフォーカスリミットとの間の制限範囲が設定される。また、例えばユーザが操作部２０６のうちの１つのファンクションボタンを操作することで、フォーカスリミット機能をオンにするかオフにするかを容易に変更できるように、カメラシステム１は構成され得る。
【００３９】
上述のとおり、ユーザはフォーカスリミット値を距離（メートル）で設定する。一方、カメラシステム１において、フォーカスレンズの位置は、レンズ繰出パルス数で制御される。このため、ユーザによって設定された距離の情報は、レンズ繰出パルス数に変換される必要がある。そこで、これに限らないが例えば以下のような変換が行われる。距離の逆数とレンズ繰出パルス数との関係を図３に示す。距離の逆数とレンズ繰出パルス数とは、正確には図３中の破線に示すような非線形な関係を示す。これに対して、図３中に実線で示すような線形近似を考える。このとき、ユーザによって設定される設定距離Ｄｓに基づいて、設定距離までのパルス数Ｐｎｏは、
Ｐｎｏ＝Ｐｄｉｆ（１／Ｄｓ）／（１／Ｄｎ）＋Ｐｆ
で求められる。ここで、Ｐｄｉｆは至近端のパルス数と無限遠端のパルス数との差であり、Ｄｎは至近端の距離であり、Ｐｆは無限遠端のパルス数である。
【００４０】
ユーザの操作に応じてフォーカスリミットが設定される例を示したが、フォーカスリミットの設定はこれに限らない。例えばレンズユニット１００に所定のフォーカスリミットを設定するか否かを切替えるフォーカスリミットスイッチが設けられてもよい。この場合、当該フォーカスリミットスイッチがオンであるとき、範囲出力部として機能するレンズユニット１００のレンズＣＰＵ１１６は、カメラ本体２００のＣＰＵ２１６へと、フォーカスリミットに係る情報を出力する。このフォーカスリミットに係る情報には、フォーカスリミットがオンである旨の情報と、制限範囲を指定する情報としてのフォーカスリミットの距離情報又はパルス数情報とが含まれ得る。ＣＰＵ２１６は、これらの情報を用いて、メニュー画面からユーザによってフォーカスリミットが設定された場合と同様に、フォーカスリミットに係る動作を制御する。
【００４１】
なお、仮にレンズユニット１００に設けられたフォーカスリミットスイッチによる設定と、メニュー画面から設定されたフォーカスリミットの設定とが異なる場合、レンズユニット１００に設けられたフォーカスリミットスイッチによる設定を優先してもよい。この優先順位は、レンズユニット１００に設けられたフォーカスリミットスイッチによる設定の方が、メニュー画面からの設定よりも操作が容易であることに基づく。また、カメラ本体２００にフォーカスリミットスイッチが用意されていたり、カメラ本体２００に設けられたスイッチの何れかにフォーカスリミットスイッチの機能が割り当てられたりするようにカメラ本体２００が構成されていてもよい。
【００４２】
〈コントラストＡＦ処理〉
コントラストＡＦモードにおけるカメラシステム１の合焦動作を図４に示すフローチャートを参照して説明する。図４のフローチャートに示す動作は、例えばコントラストＡＦモードが選択される状況において、２段階に押し込み可能に構成されたレリーズボタンが１段階押し込まれたとき（１ｓｔレリーズ押下がされたとき）に行われる。すなわち、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ２１６は、１ｓｔレリーズ押下がなされたか否かを判定する。１ｓｔレリーズ押下がなされていないとき、処理は、ステップＳ１０１を繰り返して待機する。１ｓｔレリーズ押下がされたとき、処理はステップＳ１０２に進む。
【００４３】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ２１６は、合焦位置を徐々に変更するようにフォーカスレンズを移動させる、フォーカスレンズのスキャン駆動を開始する。すなわち、ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズのＦナンバー、焦点距離などに基づいて、フォーカスレンズの移動速度を決定する。ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズの現在位置が遠位側に位置しているか近位側に位置しているかを判断する。ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズの現在位置が遠位側に位置している場合、フォーカスレンズを近位方向に移動させると決定し、フォーカスレンズの現在位置が近位側に位置している場合、フォーカスレンズを遠位方向に移動させると決定する。ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズの動作指令をレンズＣＰＵ１１６へと送信し、フォーカスレンズをスキャン駆動させる。
【００４４】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ２１６は、方向判断の確定を待つ。すなわち、ＣＰＵ２１６は、焦点検出回路２２２から演算結果を取得し、コントラスト評価値が一定値以上増加又は減少するまで待機する。コントラスト評価値が一定値以上増加又は減少したら、処理はステップＳ１０４に進む。
【００４５】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２１６は、方向判断確定結果が順方向であるか逆方向であるかを判定する。ＣＰＵ２１６は、コントラスト評価値が増加しているとき、順方向であると判定し、コントラスト評価値が減少しているとき、逆方向であると判定する。方向判断結果が逆方向であると判定されたとき、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、ＣＰＵ２１６は、レンズ駆動を一旦停止させ、その後フォーカスレンズの駆動方向を逆転させ、逆方向にフォーカスレンズを駆動させる。その後、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０４において、方向判断結果が順方向であると判定されたとき、処理はステップＳ１０６に進む。すなわち、フォーカスレンズの駆動方向をステップＳ１０２で決定された方向に維持したまま、フォーカスレンズの駆動を維持する。
【００４６】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ２１６は、焦点検出回路２２２によって、コントラスト評価値のピークが検出されるのを待つ。例えば、ステップＳ１０４の方向判断によってコントラスト評価値は上昇しているので、焦点検出回路２２２は、コントラスト評価値が最大値を超えてから、一定フレーム数以上連続して減少したとき、ピークが検出されたと判断する。連続して減少するフレーム数は、例えば２フレームであってもよい。このようないわゆる山登りＡＦが行われ、合焦位置を探す間は継続してレンズ駆動が行われる（スキャン駆動が行われる）。ピークが検出されたと判断されたとき、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４７】
ステップＳ１０６のスキャン駆動中において、フレーム毎に、レンズ位置が無限遠端又は至近端に到達していないかの判断が行われる。具体的には、ＣＰＵ２１６は、レンズユニット１００からフォーカスレンズのレンズ位置に係る位置情報を取得する。この情報には、レンズ位置が無限遠端又は至近端に到達したときに値が変更される端点当てつきフラグが含まれている。ＣＰＵ２１６は、この端点当てつきフラグをチェックすることで、レンズ位置が無限遠端又は至近端に到達していないか否かを判定する。
【００４８】
さらに、ステップＳ１０６のスキャン駆動中において、フォーカスリミット機能がオンであるとき、レンズ位置がフォーカスリミット位置に到達していないかの判断が行われる。具体的には、以下の演算が行われる。フォーカスリミット位置は、上述のとおり、レンズ繰出パルス数で管理されている。近位側のフォーカスリミットと遠位側のフォーカスリミットとの間の制限範囲内のコントラストピーク、特にフォーカスリミット近傍のコントラストピークを確実にとらえるために、カメラシステム１は、レンズ位置がフォーカスリミット位置を超えて所定フレームの間は、フォーカスレンズの駆動とコントラスト評価値の判定を継続する。フォーカスリミット位置を超えてスキャン駆動を継続するのは、コントラストＡＦ（山登りＡＦ）では、合焦位置を超えてオーバーランさせることで、ピークがあったか否かを検出する必要があるためである。ここで、フォーカスリミット位置を超える所定のフレーム数は、例えば４フレームなどに設定され得る。
【００４９】
コントラストＡＦの際のパルス数とコントラスト評価値との関係の一例を図５に示す。図５は、遠位側から近位側に向けてレンズ位置をスキャン駆動しているときに取得されるコントラスト評価値を示す。図５において、点線で示した位置（Ｐｌｉｍ＿ｎ）を至近側のフォーカスリミット位置とする。また、一点鎖線で示した位置（Ｐｆ）を合焦位置とする。この例では、スキャン駆動中に、点線で示したフォーカスリミットに到達するまでに、丸印で示したように徐々に増加するコントラスト評価値が取得される。この例では、さらに、フォーカスリミット位置を超えて四角印で示したように４フレーム分のスキャン駆動とコントラスト評価値の取得とを継続する。
【００５０】
スキャン駆動の範囲は、例えば以下のように決定される。フォーカスリミット位置よりも４フレーム分外側のスキャン駆動範囲の遠位側の端であるスキャン遠位端Ｐｓ＿ｆ［パルス］は、遠位側のフォーカスリミット位置Ｐｌｉｍ＿ｆ［パルス］と、レンズ位置の移動速度Ｖ［パルス／フレーム］とを用いて、
Ｐｓ＿ｆ＝Ｐｌｉｍ＿ｆ−Ｖ×４
で決定される。
【００５１】
フォーカスリミット位置よりも４フレーム分外側のスキャン駆動範囲の近位側の端であるスキャン近位端Ｐｓ＿ｎ［パルス］は、近位側のフォーカスリミット位置Ｐｌｉｍ＿ｎ［パルス］と、レンズ位置の移動速度Ｖ［パルス／フレーム］とを用いて、
Ｐｓ＿ｎ＝Ｐｌｉｍ＿ｎ＋Ｖ×４
で決定される。
【００５２】
本実施形態では、後述するように、ステップＳ１０７移行の処理で以下を行う。すなわち、スキャン近位端とスキャン遠位端との間のスキャン駆動の範囲内で、コントラスト評価値のピークを正しく検出したときは、焦点検出回路２２２は、合焦位置を算出する。算出された合焦位置が結果的にフォーカスリミットとフォーカスリミットとの間の制限範囲の外にあるとき、焦点検出回路２２２は、非合焦と判断する。このように、フォーカスリミット位置を超えてスキャン駆動を継続することで、フォーカスリミット近傍のコントラスト評価値のピークも検出され得る。一方、スキャン駆動範囲を超えてもコントラスト評価値のピークを検出できないとき、焦点検出回路２２２は、非合焦と判断する。非合焦であると判断したとき、ＣＰＵ２１６は、非合焦である旨を表示部２２４に表示させ、フォーカスレンズの移動を停止させ、コントラストＡＦ処理を終了する。
【００５３】
算出された合焦位置が制限範囲の外にあり非合焦とするか否かの判定は、例えば以下のようにしてもよい。すなわち、算出した合焦位置Ｐｆ［パルス］について、繰り返し判定用マージンＭ［パルス］を用いて、
Ｐｆ＜Ｐｌｉｍ＿ｆ−Ｍ、又は
Ｐｆ＞Ｐｌｉｍ＿ｎ＋Ｍ
のとき、非合焦とする。ここで、Ｐｌｉｍ＿ｆは、遠位側のフォーカスリミット位置［パルス］であり、Ｐｌｉｍ＿ｎは、近位側のフォーカスリミット位置［パルス］である。
【００５４】
繰り返し判定用マージンＭは、例えば、フォーカスリミット近傍に探索している合焦位置があるときに、撮影シーンは全く同一であるにもかかわらず、誤差等によって合焦と判断されたり非合焦と判断されたりすることがないようにするためのマージンである。繰り返し判定用マージンは、例えば、以下のように設定される。  
（１）前回のＡＦ動作で合焦したと判断されていること、
（２）前回合焦位置がフォーカスリミット位置±１Ｆδの範囲内であること、
（３）撮影シーンが変化していないこと
の３つの条件をすべて満たすとき、繰り返し判定用マージンは、１Ｆδに設定される。上記の（１）乃至（３）の何れかの条件を満たさないとき、繰り返し判定用マージンは、０Ｆδに設定される。
【００５５】
上記（３）の撮影シーンが変化したか否かの判断は、例えば以下のように行われる。  
（ａ）前回のＡＦ動作における合焦したとの判断の後、一度もカメラ本体２００のパン又はチルトが検出されていないこと、
（ｂ）前回のＡＦ動作における合焦したとの判断の後、抽出された画面内のＡＦエリア範囲内の動きベクトルに変化がないこと
の２つの条件を満たすとき、撮影シーンは変化していないと判断される。なお、カメラ本体２００のパン又はチルトは、カメラ本体２００のセンサ群２３４に含まれるジャイロセンサ等の出力に基づいて判断され得る。
【００５６】
図４に戻って説明を続ける。ステップＳ１０７において、ＣＰＵ２１６は、合焦位置算出結果を取得する。すなわち、焦点検出回路２２２は、ピーク付近の３点のコントラスト評価値とフォーカスレンズのレンズ位置とを用いて、例えば二次曲線の近似式を求める。焦点検出回路２２２は、求めた二次曲線に基づいて、合焦位置となるレンズパルス位置を算出する。焦点検出回路２２２は、算出した合焦位置をＣＰＵ２１６へと送信する。
【００５７】
ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２１６は、フォーカスリミット機能がオンになっており、焦点検出回路２２２が算出した合焦位置が、近位側のフォーカスリミットと遠位側のフォーカスリミットとの間の制限範囲内であるか否かを判定する。合焦位置がフォーカスリミットの範囲内であるとき、又はフォーカスリミットの機能がオフになっているとき、処理はステップＳ１０９に進む。
【００５８】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ２１６は、表示部２２４に合焦したことを示す情報を表示させる。ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２１６は、焦点検出回路２２２が算出した合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。その後、本コントラストＡＦ処理は終了する。
【００５９】
ステップＳ１０８において、フォーカスリミット機能がオンであるが、算出された合焦位置がフォーカスリミットの範囲内にないと判定されたとき、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、ＣＰＵ２１６は、表示部２２４に合焦しなかったことを示す情報を表示させる。ステップＳ１１２において、ＣＰＵ２１６は、焦点検出回路２２２が算出した合焦位置に近い方のフォーカスリミット位置に、フォーカスレンズを移動させる。その後、本コントラストＡＦ処理は終了する。
【００６０】
〈位相差ＡＦ処理〉
位相差ＡＦモードにおけるカメラシステム１の動作を図６Ａ乃至図６Ｃに示すフローチャートを参照して説明する。図６Ａ乃至図６Ｃのフローチャートに示す動作は、例えば位相差ＡＦモードが選択された状況においてカメラ本体２００の電源がオンにされたり、電源がオンの状態で位相差ＡＦモードが選択されたりすると開始される。なお、カメラシステム１は、ここで説明する静止画連写撮影動作以外の撮影動作、例えば動画撮影動作をすることもできるように構成されていてもよい。
【００６１】
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ２１６は、１ｓｔレリーズ押下がなされているか否かを判定する。１ｓｔレリーズ押下がなされていないとき、処理はステップＳ２０２に進む。
【００６２】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ２１６は、ライブビュー用の画像データを取り込む。まず、メカニカルシャッタ２０２を全開状態とするように駆動部２０４の制御信号を切換えるとともに、絞り１０６を駆動するようにレンズＣＰＵ１１６に指示する。そして、ＣＰＵ２１６は、絞り１０６が開放され、かつ、メカニカルシャッタ２０２が全開状態となるだけの所定時間の経過後に、撮像素子２０８によるライブビュー用の露光動作を開始する。このライブビュー用の露光動作のフレームレートは、例えば６０ｆｐｓである。取り込まれたライブビュー画像用の画像は、画像処理部２１８でライブビュー用の画像処理が施され、ライブビュー画像が表示部２２４に表示される。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。すなわち、１ｓｔレリーズが押下されるまで、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理は繰り返され、表示部２２４がライブビュー画像を表示する状態で、処理は待機する。
【００６３】
ステップＳ２０１で１ｓｔレリーズが押下されたと判定されたとき、処理はステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３において、ＣＰＵ２１６は、ＡＦ用の画像データの取り込み、又はライブビュー用の画像データの取り込みを行う。ＡＦ用の画像データを取り込む際には、ＣＰＵ２１６は、撮像素子２０８にＡＦ用の露光動作を行わせる。ＡＦ用の露光動作における露光期間は、ライブビュー表示用の露光動作における露光期間と異ならせてもよい。また、ＡＦ用の露光動作においては、画素信号は、焦点検出画素のみから読み出されてもよい。ライブビュー用の画像データを取り込むと、ステップＳ２０２と同様の処理が行われ、表示部２２４にライブビュー画像が表示される。
【００６４】
本実施形態では、撮像範囲内に所定数のＡＦエリアが設けられている。ここでは、一例として、縦１１行、横１１列に計１２１個のＡＦエリアが設定されている場合を考える。本実施形態では、１２１個のＡＦエリアの全てにおいて、縦方向及び横方向のフォーカスずれ量（デフォーカス量）の算出が行われる。
【００６５】
ステップＳ２０４において、焦点検出回路２２２は、信頼性判定を行う。信頼性判定では、例えば上述の１２１個のＡＦエリアの全てに対して、また、それぞれのＡＦエリアに対して縦方向及び横方向を区別して、以下を行う。すなわち、
（１）焦点検出画素の出力についてコントラストが所定値より大きい、
（２）相関演算の結果として得られる極小値が所定値より小さい、
（３）相関演算の結果として得られる極小値と、その両隣の相関演算の結果として得られる値のうち大きい方の値との傾きが所定値より大きい
の３つの条件を全て満たすＡＦエリアを信頼性があるＡＦエリアとする。以降の処理は、信頼性があると判定されたＡＦエリアのみを対象として行われる。
【００６６】
ステップＳ２０５において、焦点検出回路２２２は、デフォーカス量を検出する。すなわち、焦点検出回路２２２は、信頼性があると判定されたＡＦエリアについて、２像間隔値にＡＦエリア毎に異なる感度値を乗算することで、デフォーカス量［ｍｍ］を取得する。ここで、２像間隔値は、最小となる相関演算結果を示す像ずれ量である。さらに、焦点検出回路２２２は、ＡＦエリア毎に異なる補正量である、レンズユニット１００のレンズ１０４のコントラストベストずれ補正量を、上述のデフォーカス量に加算する。ここで、コントラストベストずれ補正量は、ほぼ撮影レンズの周波数ずれ量に相当する。
【００６７】
焦点検出回路２２２は、以上のようにして求めたデフォーカス量を、フォーカスレンズ位置（レンズパルス位置）に変換する。この変換は、例えばデフォーカス量に対するレンズ位置を示す近似式を用いて行われる。近似式としては、例えばレンズユニット１００毎に予め求められている３次式等が用いられ得る。この３次式の一例として、合焦位置Ｐｆは、現在のレンズ位置Ｐｋｎｏｗとデフォーカス量ｄとを用いて、
Ｐｆ＝Ｐｋｎｏｗ＋ａｄ３＋ｂｄ２＋ｃｄ
で表され得る。ここで、ａ，ｂ及びｃは、レンズユニット１００のズーム値、現在のレンズ位置等によってレンズユニット１００の状態毎に一意に決まる値である。したがって、ａ，ｂ及びｃは、例えば、レンズ側記憶部１１８にテーブルとして記憶されており、焦点検出回路２２２は、このテーブルを読み出して演算を行う。
【００６８】
ステップＳ２０６において、焦点検出回路２２２は、算出された合焦位置が近位側のフォーカスリミットと遠位側のフォーカスリミットとの間の制限範囲内か否かを確認する。合焦位置が制限範囲内にないとき、ＣＰＵ２１６は、当該ＡＦエリアを処理の対象から外す。
【００６９】
合焦位置が制限範囲内か否かは例えば次のように判断する。現在のレンズ位置Ｐｋｎｏｗと、デフォーカス量ｄと、上述のレンズユニット１００の状態に応じた定数ａ，ｂ及びｃと、繰り返し判定用マージンＭとを用いて、
Ｐｋｎｏｗ＋α（ａｄ３＋ｂｄ２＋ｃｄ）＜Ｐｌｉｍ＿ｆ−Ｍ、又は
Ｐｋｎｏｗ＋α（ａｄ３＋ｂｄ２＋ｃｄ）＞Ｐｌｉｍ＿ｎ＋Ｍ
のとき、制限範囲外であるとする。ここで、Ｐｌｉｍ＿ｆは、遠位側のフォーカスリミット位置であり、Ｐｌｉｍ＿ｎは、近位側のフォーカスリミット位置である。αは、デフォーカス量が大きいときに、範囲外であると誤検出しないようにするための係数である。αは例えば０.９程度の値とすることができる。
【００７０】
また、繰り返し判定用マージンＭは、コントラストＡＦ処理で用いられる繰り返し判定用マージンＭと同一の値であることが好ましい。すなわち、位相差ＡＦ処理における境界Ｐｌｉｍ＿ｆ−Ｍから境界Ｐｌｉｍ＿ｎ＋Ｍまでの範囲を第１の制限範囲とし、コントラストＡＦ処理における境界Ｐｌｉｍ＿ｆ−Ｍから境界Ｐｌｉｍ＿ｎ＋Ｍまでの範囲を第２の制限範囲としたときに、第１の制限範囲と第２の制限範囲とは同一の範囲となる。コントラストＡＦ処理と位相差ＡＦ処理とで共通の繰り返し判定用マージンＭが用いられることで、ＡＦ方式が切り換わっても、正確で安定したフォーカスリミットに関する判断が可能となる。
【００７１】
ステップＳ２０７において、ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズ位置の目標に設定するＡＦエリアを選択するエリア選択処理を行う。ＡＦエリアの選択は、例えば、最も近位側の合焦位置を示すＡＦエリアを選択すること、信頼性が最も高いＡＦエリアを選択すること、動体予測に関するＡＦエリアを選択すること等に基づいて行われ得る。ここでは、合焦のターゲットとなるエリアが、上述の１２１個のＡＦエリアのうち、（１）１つのＡＦエリアを対象とするシングルターゲットの場合、（２）複数のＡＦエリアを対象とするグループターゲットの場合、（３）１２１個のＡＦエリアを全て対象とするオールターゲットの場合について、一例として最も近位側の合焦位置が選択される場合を示す。最も近位側で合焦するとは、絶対値でなく符号付きでデフォーカス量を比較したときに、デフォーカス量が最も大きいＡＦエリアを合焦の対象とすることである。
【００７２】
（１）シングルターゲットの場合
１つのＡＦエリア内の縦方向と横方向とのうち、信頼性があると判定された方であって、デフォーカス量が最大値を示すデフォーカス量が採用される。
【００７３】
（２）グループターゲットの場合
９つのＡＦエリアを対象とするグループターゲットの一例を図７に示す。すなわち、図７において、画像範囲６０１の中にＡＦ対象領域６１１が設けられている。このＡＦ対象領域６１１は、１１行１１列からなる１２１個のＡＦエリアに区切られている。図７に示す例では、このＡＦエリアのうち、枠６２１で囲んだ９つのＡＦエリアがグループターゲットとして指定されている。５個のＡＦエリアを対象とするグループターゲットの一例を図８に示す。図７と同様に、図８に示す例では、１２１個のＡＦエリアのうち、枠６３１で囲んだ５つのＡＦエリアがグループターゲットとして指定されている。
【００７４】
グループターゲットを対象としている場合、グループに属するＡＦエリアのうち、信頼性があると判定されたＡＦエリアであって、デフォーカス量が最大値を示すデフォーカス量が採用される。
【００７５】
（３）オールターゲットの場合
オールターゲットを対象とする場合、まず、１２１個のＡＦエリアのうち、図９において実線枠６４１で囲んだ中央の２５個のＡＦエリアを対象として、採用するデフォーカス量を決定する。すなわち、中央の２５個のＡＦエリアのうち、信頼性があると判定されたＡＦエリアであって、デフォーカス量が最大値を示すデフォーカス量が採用される。
【００７６】
中央の２５個のＡＦエリアにおいて何れも信頼性がないと判定された場合には、図９において破線枠６４２で囲んだ中央の４９個のＡＦエリアを対象として、採用するデフォーカス量を決定する。すなわち、中央の４９個のＡＦエリアのうち、信頼性があると判定されたＡＦエリアであって、デフォーカス量が最大値を示すデフォーカス量が採用される。
【００７７】
中央の４９個のＡＦエリアにおいて何れも信頼性がないと判定された場合には、１２１個の全てのＡＦエリアを対象として、採用するデフォーカス量を決定する。すなわち、１２１個のＡＦエリアのうち、信頼性があると判定されたＡＦエリアであって、デフォーカス量が最大値を示すデフォーカス量が採用される。
【００７８】
ステップＳ２０８において、ＣＰＵ２１６は、選択されたＡＦエリアについて、合焦状態であるか否かを判定する。合焦状態であるか否かの判定は、例えばデフォーカス量が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定することによって行われる。レンズ位置が合焦位置でないとき、処理はステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９において、ＣＰＵ２１６は、フォーカスずれ方向及びフォーカスずれ量に応じてフォーカスレンズが駆動されるよう、レンズＣＰＵ１１６に対して指示する。この指示を受けて、レンズＣＰＵ１１６は、駆動部１１４を介してレンズ１０４を駆動する。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。上述の処理が繰り返される結果、フォーカスレンズのレンズ位置は、合焦位置に調整される。
【００７９】
このように、ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０９の処理は、１ｓｔレリーズが押下されてから最初に合焦するまでの処理である。
【００８０】
ステップＳ２０８の判定においてレンズ位置が合焦位置であると判定されたとき、処理はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０において、ＣＰＵ２１６は、ステップＳ２０３と同様に、ＡＦ用の画像データの取り込み、又はライブビュー用の画像データの取り込みを行う。ステップＳ２１１において、焦点検出回路２２２は、ステップＳ２０４と同様に信頼性判定を行う。ステップＳ２１２において、焦点検出回路２２２は、ステップＳ２０５と同様に、デフォーカス量を検出する。ステップＳ２１３において、焦点検出回路２２２は、ステップＳ２０６と同様に、算出された合焦位置が制限範囲内か否かを確認する。ステップＳ２１４において、焦点検出回路２２２は、ステップＳ２０７と同様に、エリア選択処理を行う。
【００８１】
ステップＳ２１５において、ＣＰＵ２１６は、動体予測演算のため、ＡＦエリアとデフォーカス量との関係を示す履歴情報をＤＲＡＭ２２８に記憶する。
【００８２】
ステップＳ２１６において、ＣＰＵ２１６は、２段階に押し込み可能に構成されたレリーズボタンが２段階押し込まれたか否か、すなわち、２ｎｄレリーズが押下されたか否かを判定する。２ｎｄレリーズが押下されていないとき、処理はステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１７において、ＣＰＵ２１６は、選択されたＡＦエリアについて、合焦状態であるか否かを判定する。レンズ位置が合焦位置であるとき、処理はステップＳ２１０に戻り、レンズ位置が合焦位置に維持される。ステップＳ２１７においてレンズ位置が合焦位置でないと判定されたとき、処理はステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８において、ＣＰＵ２１６は、デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズを移動させる。その後、処理はステップＳ２１０に戻る。
【００８３】
このように、ステップＳ２１０乃至ステップＳ２１８の処理は、一度合焦状態となった後の処理であり、合焦状態が維持されるようにカメラシステム１が動作する処理である。
【００８４】
ステップＳ２１６において、２ｎｄレリーズが押下されたとき、処理はステップＳ２１９に進む。ステップＳ２１９において、焦点検出回路２２２は、ＤＲＡＭ２２８に記憶されたＡＦエリアとデフォーカス量との関係を示す履歴情報に基づいて、動体予測演算を行う。すなわち、焦点検出回路２２２は、履歴情報に基づいて、今回のフォーカスレンズの駆動すべき位置を予測する。
【００８５】
ステップＳ２２０において、ＣＰＵ２１６は、静止画連写撮影の本露光を行うために、メカニカルシャッタ２０２の動作を開始させる。このメカニカルシャッタ２０２の動作は、本露光の前後のメカニカルシャッタ２０２の開閉動作と、本露光の後でライブビュー用及びＡＦ用の露光動作を開始するためのメカニカルシャッタ２０２の全開動作とを含む。  ステップＳ２２１において、ＣＰＵ２１６は、レンズＣＰＵ１１６に対してレンズ１０４及び絞り１０６を同時駆動させるように指示する。ここで、ステップＳ２２１においては、ＡＥ用の露光量演算等で予め決定された静止画連写撮影に必要な開口径まで絞り１０６を絞り込む駆動を行うように指示が行われる。
【００８６】
ステップＳ２２２において、ＣＰＵ２１６は、本露光を開始させる。本露光は、記録用の画像データを取得するための露光動作である。本露光において、ＣＰＵ２１６は、予め決定された静止画連写撮影に必要な露光期間だけメカニカルシャッタ２０２を開かせるように駆動部２０４を制御する。そして、ＣＰＵ２１６は、露光期間中に撮像素子２０８の撮像動作を開始する。露光期間の終了後、撮像制御回路２１０は、撮像素子２０８の各画素からの画素信号を読み出す。画素信号の読出し後、画像処理部２１８は、焦点検出画素の画素出力の補正及びその他の記録用の画像データを生成するための処理を行う。画像処理の完了後に画像圧縮展開部２２０は、記録用画像データを圧縮する。圧縮の完了後、ＣＰＵ２１６は、圧縮された記録用画像データを画像ファイルとして記録媒体２３２に記録する。
【００８７】
ステップＳ２２３において、ＣＰＵ２１６は、レンズＣＰＵ１１６に対してレンズ１０４及び絞り１０６を同時駆動させるように指示する。ステップＳ２２３においては、ライブビュー用の露光及びＡＦ用の露光に必要な開口径（例えば開放絞り）まで絞り１０６を開放する駆動を行うように指示が行われる。
【００８８】
ステップＳ２２４において、ＣＰＵ２１６は、１ｓｔレリーズが押下されているか否かを判定する。１ｓｔレリーズが押下されているとき、処理はステップＳ２１０に戻る。したがって、２ｎｄレリーズが押下され続けているときは、ステップＳ２１０乃至ステップＳ２２４の処理が繰り返される。このように、ステップＳ２１０乃至ステップＳ２２４の処理は、連続撮影中の処理であり、動体予測演算によって合焦状態が維持されるようにカメラシステム１が動作する処理である。
【００８９】
ステップＳ２２４において１ｓｔレリーズが押下されていないと判定されたとき、処理はステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２５において、カメラシステム１の電源がオフになったか否かを判定する。電源がオフでないとき、すなわち、電源がオンで維持されているとき、処理はステップＳ２０１に戻る。一方、電源がオフになったとき、位相差ＡＦ処理は終了する。
【００９０】
［本実施形態のカメラシステムの特長］
本実施形態に係るカメラシステム１によれば、詳細なフォーカスリミット値の設定に適合するように、フォーカスレンズの駆動範囲を最小限としながら、合焦判断を行う範囲を正確な範囲とすることが可能となる。コントラストＡＦ処理において、フォーカスリミット値から数フレーム分以上外側までスキャン駆動を実施することによって、フォーカスリミット近傍の合焦位置も正しく検出することができる。位相差ＡＦ処理において、デフォーカス量から算出される合焦位置が制限範囲外又はマージンを考慮した第１の制限範囲外であるとき、非合焦であると判断することで、合焦判断を行う範囲を正確な範囲とすることが可能となる。
【００９１】
一度合焦した後、同一の撮影シーンが継続している場合には、合焦位置が制限範囲外であるか否かの判断を行うにあたって、マージンが設けられることによって、合焦位置が誤って制限範囲外であると判断されることが防止される。また、このマージンが、コントラストＡＦにおいても位相差ＡＦにおいても共通の値が用いられることで、ＡＦ方式の違いによって異なる判断がされることなく、正しい判断が行われ得る。
【００９２】
距離をパルス位置で管理し、また、レンズユニット１００でフォーカスリミットが設定される場合にもフォーカスリミットに係る動作をカメラ本体２００で制御することで、種々の状況において一律な制御が可能となる。
【００９３】
なお、以上で説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムを用いて実現され得る。このプログラムは、記録媒体や記録部に収められ得る。この記録媒体又は記録部への記録の方法は様々であり、製品出荷時に記録されてもよく、配布された記録媒体が利用されて記録されてもよく、インターネットを介したダウンロードが利用されて記録されてもよい。
【００９４】
また、上述の技術は、例えばスマートフォンやタブレット端末といった情報携帯端末にも適用され得る。情報携帯端末には、ウェアラブル端末も含まれる。また、上述の技術は、コンシューマ用のカメラ等に限らず、監視カメラや、顕微鏡用のカメラや、検査用等の産業用機器や、各種医療用の観察装置にも適用され得る。なお、上述の実施形態では、位相差を検出するためのセンサが撮像素子２０８に配置された場合を説明したが、撮像素子２０８とは別に位相差検出用のセンサが設けられていてもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００９５】
１…カメラシステム、１００…レンズユニット、１０２…撮影レンズ、１０４…レンズ、１１４…駆動部、１１８…レンズ側記憶部、１２０…インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１２１…計、２００…カメラ本体、２０２…メカニカルシャッタ、２０４…駆動部、２０６…操作部、２０８…撮像素子、２１０…撮像制御回路、２１２…アナログ処理部、２１４…アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）、２１８…画像処理部、２２０…画像圧縮展開部、２２２…焦点検出回路、２２４…表示部、２２６…バスライン、２３０…本体側記憶部、２３２…記録媒体、２３４…センサ群。
【図１】
2018084701.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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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