(57)【要約】【課題】連続撮影時に２コマ目から合焦精度を保証しながら、連写コマ数を多くすることができる撮像装置、並びにその自動焦点調節装置及びその制御方法を提供することにある。【解決手段】カメラ本体５は、ＡＦセンサ１１の出力信号から焦点のずれを算出する第１の焦点調節手段１２と、画像処理手段１６から得られる画像コントラスト情報に基づいて焦点のずれを算出する第２の焦点調節手段１７とを備える。カメラ制御回路１３は算出されたずれ量に基づいて撮像光学系２を位相差ＡＦによる合焦位置に合焦すると共に、算出された焦点のずれ量に基づいてレンズ制御手段４を介して撮像光学系２の焦点調節用レンズを移動して、撮像光学系２をＴＶＡＦによる合焦位置に合焦させる。カメラ制御回路１３は、位相差ＡＦによる合焦位置とＴＶＡＦによる合焦位置との差を記憶手段１８に記憶させ、連続撮影時に、ＴＶＡＦを行わずに記憶された差に基づいて位相差ＡＦによる合焦位置を補正する。【選択図】図１
2008070890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像手段と、
二つの像の位相差に基づいて、第１の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、
像のコントラストに基づいて、第２の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、
連続撮像の際に、前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節の後に前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行わずに前記撮像手段において被写体像を連続撮像する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の焦点調節手段は、前記第１の焦点調節手段が前記第１の焦点調節を行った後に前記第２の焦点調節を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
第１の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、前記第１の焦点調節手段が前記第１の焦点調節を行った後に第２の焦点調節を行う第２の焦点調節手段とを備える撮像装置の自動焦点調節装置において、連続撮像の際に、前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節の後の前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行わないことを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項４】
前記第１の焦点調節手段によって行われた第１の焦点調節の結果と前記第２の焦点調節手段によって行われた第２の焦点調節の結果との差を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項３記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】
前記第１の焦点調節手段が位相差検出タイプであり、前記第２の焦点調節手段がコントラスト検出タイプであることを特徴とする請求項３又は４記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】
第１の焦点調節手段と第２の焦点調節手段とを備え、前記第１の焦点調節手段の第１の焦点調節を行った後に前記第２の焦点調節手段の第２の焦点調節を行う撮像装置の自動焦点調節装置の制御方法において、前記第１の焦点調節手段と前記第２の焦点調節手段との調節結果の差を記憶する記憶ステップを設け、連続撮像時には前記記憶ステップで記憶した調節結果の差に基づいて前記第１の焦点調節に補正を行い、前記第２の焦点調節を行わないことを特徴とする自動焦点調節装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、並びにその自動焦点調節装置及びその制御方法に関し、特に、位相差検出タイプの自動焦点調節手段と、コントラスト検出タイプの自動焦点調節手段とを持つ交換レンズ式の一眼レフ電子カメラである撮像装置、並びにその自動焦点調節装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交換レンズ式の一眼レフ電子カメラの自動焦点調節装置としては、位相差検出タイプのものが用いられている。この自動焦点調節装置は、カメラ本体に設けられたオートフォーカスのためのデフォーカス検出機構やレンズ内又はカメラ内のモータを用いて、撮影レンズの焦点調節用レンズの焦点調節動作を行っている。
【０００３】
また、その他に、撮像素子の信号の高周波成分によりコントラスト検知を行うコントラスト検出タイプの自動焦点調節装置や、位相差検出タイプの自動焦点調節装置に加えてコントラスト検出タイプの自動焦点調節装置を併用するものが提案されている。
【０００４】
位相差検出タイプの自動焦点調節装置は、デフォーカス方向やデフォーカス量が１回の焦点検出で知ることができるので、自動焦点調節に要する時間が少なく、交換レンズ式の一眼レフ電子カメラとして重要なレリーズタイムラグが短いという利点がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
コントラスト検出タイプの自動焦点調節装置は、撮像素子自体の信号で焦点検出を行えるので、合焦精度が高いという利点がある。
【特許文献１】特開平０５−６４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、位相差検出タイプの自動焦点調節装置は、焦点検出のためのセンサが撮像素子とは別なので、交換レンズを含めた製造誤差、環境変化、経時変化等によって、焦点検出用センサの合焦位置と撮像素子の合焦位置とに違いが生じる。交換レンズ式の一眼レフ電子カメラの自動焦点調節装置として重要な合焦精度を保証するためには、カメラが大きくなったり、コストが非常に高くなる。コントラスト検出タイプの自動焦点調節装置は、焦点調節用レンズ等を動かしては焦点検出というサイクルを繰り返しながら合焦位置を探すので、レリーズタイムラグが長くなる。
【０００７】
位相差検出タイプの自動焦点調節装置の他にコントラスト検出タイプの自動焦点調節装置を併用するものでは、位相差検出タイプの自動焦点調節装置によりすばやく合焦位置付近まで焦点調節用レンズを駆動した後に、コントラスト検出タイプの自動焦点調節装置によって交換レンズを含めた製造誤差、環境変化、経時変化等による誤差分を補正することが可能だが、２段階の自動焦点調節動作が必要なので連続撮影時の１秒間あたりの撮影可能なフレーム数（以下「連写コマ数」という。）を多くすることができない。
【０００８】
本発明の目的は、連続撮影時に２コマ目から合焦精度を保証しながら、連写コマ数を多くすることができる撮像装置、並びにその自動焦点調節装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、被写体像を撮像する撮像手段と、二つの像の位相差に基づいて、第１の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、像のコントラストに基づいて、第２の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、連続撮像の際に、前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節の後に前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行わずに前記撮像手段において被写体像を連続撮像する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の自動焦点調節装置は、第１の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、前記第１の焦点調節手段が前記第１の焦点調節を行った後に第２の焦点調節を行う第２の焦点調節手段とを備える撮像装置の自動焦点調節装置において、連続撮像の際に、前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節の後の前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行わないことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の制御方法は、第１の焦点調節手段と第２の焦点調節手段とを備え、前記第１の焦点調節手段の第１の焦点調節を行った後に前記第２の焦点調節手段の第２の焦点調節を行う撮像装置の自動焦点調節装置の制御方法において、前記第１の焦点調節手段と前記第２の焦点調節手段との調節結果の差を記憶する記憶ステップを設け、連続撮像時には前記記憶ステップで記憶した調節結果の差に基づいて前記第１の焦点調節に補正を行い、前記第２の焦点調節を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、連続撮像の際に、第１の焦点調節手段による第１の焦点調節の後に第２の焦点調節手段による第２の焦点調節を行わずに撮像手段において被写体像を連続撮像する制御を行うので、連続撮影時に２コマ目からの合焦精度を保証しながら、連写コマ数を多くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る自動焦点調節装置を備える電子カメラの概略構成を示すブロック図であり、電子カメラがファインダ観察状態にある場合を示す。
【００１４】
図１の電子カメラは、大サイズの固体撮像素子を使用し、一次結像にて撮像するレンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルスチルカメラである。また、本電子カメラに使用される撮影レンズは、銀塩写真を使用するオートフォーカス一眼レフカメラ用のものである。
【００１５】
図１において、電子カメラは、後述するカメラ本体５と、カメラ本体５に着脱（交換）可能に装着される撮影レンズ１とから成る。図１では、電子カメラがファインダ観察状態にあり、電子カメラが露光状態にある場合は図２に示す。
【００１６】
撮影レンズ１は、焦点調節用レンズを有する撮像光学系２と、焦点調節用レンズを駆動して撮像光学系２の焦点位置を調節するレンズ駆動手段３と、レンズ駆動手段３を制御するレンズ制御手段４とを含む。
【００１７】
カメラ本体５は、主として、中央部がハーフミラーとなっており、撮像光学系２による被写体像を一部は反射すると共に残りはそのまま透過させる第１のミラー６と、下面に、第１のミラー６に導かれた被写体像を結像する拡散面が、上面に、結像した被写体像を集光するフレネルレンズが夫々形成されているファインダスクリーン７と、ファインダスクリーン７の上面で集光された被写体像を反射するペンタプリズム８と、ペンタプリズム８で反射された被写体像をファインダ像として観察するファインダ９と、第１のミラー６を透過した被写体像を反射する第２のミラー１０とを備える。
【００１８】
また、カメラ本体５は、第２のミラー１０の後方に結像光束を遮断するフォーカルプレーンシャッタ１４を有し、その後方に、撮影レンズ２からの被写体像を結像するＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の個体撮像素子１５を有し、さらに、図示しないレリーズスイッチを有する。このレリーズスイッチは、ストローク半ばの第１ストローク位置（第１ストロークスイッチＳＷ１：オン）と、フルストロークの第２ストローク位置（第２ストロークスイッチＳＷ２：オン）とをとる。電子カメラは、第１ストロークでは、合焦動作を行い、第２ストロークでは、シャッタ動作を行う。
【００１９】
第１のミラー６及び第２のミラー１０、並びにフォーカルプレーンシャッタ１４は、電子カメラがファインダ観察状態にある場合は、図１に示すように展開されており、電子カメラが露光状態にある場合は、図２に示すように夫々ミラーアップ又は退避している。
【００２０】
さらに、カメラ本体５は、図１に示すように、第１のミラー６を透過して第２のミラー１０で反射した被写体像を検出する位相差検出タイプのＡＦセンサ１１と、ＡＦセンサ１１の出力信号から焦点のずれを算出する第１の焦点調節手段１２と、第１の焦点調節手段１２で算出された焦点のずれを受容して、レンズ制御回路４に送出するカメラ制御回路１３とを有する。
【００２１】
レンズ制御回路４は、第１の焦点調節手段１２で算出された焦点のずれに基づいてレンズ駆動手段３により撮像光学系２の焦点調節用レンズを駆動して、撮像光学系２の合焦を行う。
【００２２】
上記位相差検出タイプのＡＦセンサ１１によって、撮像光学系２のデフォーカス方向やデフォーカス量に基づいて合焦動作がすばやく行われるが、その合焦精度には、撮影レンズ１を含めた製造誤差、環境変化、経時変化等による誤差が含まれる。
【００２３】
また、カメラ本体５は、図２に示すように、撮像光学系２による被写体像を結像する固体撮像素子１５の出力信号を処理して画像のコントラスト情報を取り出すと共に、ホワイトバランス、γ処理、カラーマトリックス処理等を行って撮像画像を形成する画像処理手段１６と、画像処理手段１６から得られる画像コントラスト情報に基づいて焦点のずれを算出する第２の焦点調節手段１７と、第１の焦点調節手段１２による焦点調節の結果と、第２の焦点調節手段１７による焦点調節の結果との差を記憶する記憶手段１８とを有する。
【００２４】
カメラ制御回路１３は、前述の機能に加えて、第２の焦点調節手段１７で算出された焦点のずれを受容して、レンズ制御回路４に送出する。この際、レンズ制御回路４は、第２の焦点調節手段１７で算出された焦点のずれに基づいてレンズ駆動手段３により撮像光学系２の焦点調節用レンズを駆動して、撮像光学系２を合焦させる。
【００２５】
図３は、図１の電子カメラに設けられた自動焦点調節装置によって実行される自動焦点調節処理を示すフローチャートである。
【００２６】
先ず、レリーズスイッチの第１ストロークスイッチＳＷ１がオンになって第１ストローク位置にあると（ステップＳ１でＹＥＳ）、カメラ制御回路１３は、レリーズスイッチが第１ストロークにあることを「１」で示すフラグ１ＳＴを「１」にセットした（ステップＳ２）後、位相差ＡＦ（自動焦点調節）を実行する(ステップＳ３)。ステップＳ３では、第１の焦点調節手段１２は、ＡＦセンサ１１の出力信号から、焦点のずれ量を算出し、カメラ制御回路１３は算出されたずれ量に基づいて撮影レンズ１のレンズ制御手段４を介して撮像光学系２の焦点調節用レンズを移動して、撮像光学系２を位相差ＡＦによる合焦位置に合焦させる（ステップＳ３）。
【００２７】
次いで、カメラ制御回路１３は、フラグ１ＳＴが「１」か否かを判別する（ステップＳ４）。初めは、フラグ１ＳＴは「１」にセットされているので、そのままレリーズスイッチが第１ストローク位置にあり続けているか否かを判別する（ステップＳ５）。
【００２８】
ステップＳ５の判別の結果、レリーズスイッチが第１ストローク位置にないときは（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ１以降処理を繰り返すが、レリーズスイッチが第１ストローク位置にあり続けているときは（ステップＳ５でＹＥＳ）、レリーズスイッチが第２ストロークスイッチＳＷ２がオンになって第２ストローク位置にあるか否かを判別する（ステップＳ６）。
【００２９】
ステップＳ６の判別の結果、レリーズスイッチが第２ストローク位置にないときは、ステップＳ５以降の処理を繰り返す一方、レリーズスイッチが第２ストローク位置にあるときは（ステップＳ６でＹＥＳ）、カメラ制御回路１３は撮影シーケンスを始めるために、第１のミラー６と第２のミラー１０及びフォーカルプレーンシャッタ１４を撮影位置（図２の位置）に退避させるためのミラーアップを行う（ステップＳ７）。
【００３０】
次いで、カメラ制御回路１３はフラグ１ＳＴが「１」か否かを判別する（ステップＳ８）。初めは、フラグ１ＳＴは「１」にセットされているので、コントラスト検知オートフォーカス（ＴＶＡＦ）を実行する（ステップＳ９）。ステップＳ９のＴＶＡＦでは、画像処理手段１６は、固体撮像素子１５から画角中でＡＦセンサ１１の信号が取り出される位置に対応した部分の画像を高速で読出し、画像コントラスト情報を取出し、第２の焦点調節手段１７は、画像コントラスト情報に基づいて焦点のずれ量を算出し、そして、カメラ制御回路１３は算出された焦点のずれ量に基づいてレンズ制御手段４を介して撮像光学系２の焦点調節用レンズを移動して、撮像光学系２をＴＶＡＦによる合焦位置に合焦させる。
【００３１】
ステップＳ９のＴＶＡＦが終了して、撮像光学系２が固体撮像素子１５に対する合焦位置に達した時点で、位相差ＡＦによる合焦位置（焦点調節の結果）とＴＶＡＦによる合焦位置(焦点調節の結果)の差を記憶手段１８に記憶させる（ステップＳ１０）。
【００３２】
次いで、撮影レンズ１の図示しない絞りが設定絞り値まで絞り込まれ、固体撮像素子１５の正規の駆動を行ない、電子シャッタにより露出時間を制御して露出動作を行う（ステップＳ１１）。この時、画像処理手段１６によりホワイトバランス、γ処理、カラーマトリックス処理等を行い、撮影画像を形成する。
【００３３】
さらに、フォーカルプレーンシャッタ１４を閉じて、遮断状態に復帰させ、レンズ１の絞りを開放位置に復帰させ、そして、第１のミラー６と第２のミラー１０をファインダ観察状態に復帰させる（ステップＳ１２）。
【００３４】
その後、フラグ１ＳＴを「０」にリセットし（ステップＳ１３）、ステップ１１で形成された撮影画像を、不揮発性メモリ等に記憶する。
【００３５】
続くステップＳ１４では、撮影画像の記録終了後、レリーズスイッチがそのまま第１ストローク位置にあり続けているか否かを判別し（ステップＳ１４）、レリーズスイッチが第１のストローク位置を越えて元の位置に戻ったときは、本処理を終了する一方、レリーズスイッチが第１ストローク位置にあり続けているときは（ステップＳ１４でＹＥＳ）、連続撮影を行うためにステップＳ３以降の処理を繰り返す。
【００３６】
ステップＳ３以降の処理において、連続撮影の場合は（ステップＳ１４でＹＥＳ）、フラグ１ＳＴが「０」にリセットされている（ステップＳ１３）ので、位相差ＡＦ実行（ステップＳ３）後に、ステップＳ４の判別により、ステップＳ１５へと進み、ステップＳ１０で記憶された位相差ＡＦによる合焦位置とＴＶＡＦによる合焦位置の差を補正すべく、撮像光学系２を移動させてＡＦ補正を実行し、さらに、ステップＳ８の判別により、ステップＳ９、Ｓ１０をスキップして、ＴＶＡＦを実行せずに、ステップＳ１１で露出動作を行う。
【００３７】
図３の処理によれば、位相差ＡＦによる合焦位置とＴＶＡＦによる合焦位置との差を記憶し、連続撮影時に、ＴＶＡＦを行わずに、記憶された差に基づいて位相差ＡＦによる合焦位置を補正するので、連続撮影時に２コマ目から合焦精度を保証しながら連写コマ数を多くすることできる。
【００３８】
また、上記実施の形態では、連続撮影でのＡＦ補正の実行を位相差ＡＦ実行後に行ったが、連続撮影での位相差ＡＦの実行時に補正分を含めた撮影レンズの駆動を行う方が、トータルの駆動時間が短くなるので望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動焦点調節装置を備える電子カメラの概略構成を示すブロック図であり、電子カメラがファインダ観察状態にある場合を示す。
【図２】本発明の実施の形態に係る自動焦点調節装置を備える電子カメラの概略構成を示すブロック図であり、露光状態を示す。
【図３】図１の電子カメラに設けられた自動焦点調節装置によって実行される自動焦点調節処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  撮影レンズ
２  撮影光学系
３  レンズ駆動手段
４  レンズ制御回路
５  電子カメラ本体
６  第１のミラー
１０  第２のミラー
１１  位相差ＡＦセンサ
１２  第１の焦点調節手段
１３  カメラ制御回路
１４  フォーカルプレーンシャッタ
１５  固体撮像素子
１６  画像処理手段
１７  第２の焦点調節手段
１８  記憶手段
【図１】
2008070890.tif 000003
【図２】
2008070890.tif 000004
【図３】
2008070890.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月23日(2007.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像手段と、
二つの像の位相差に基づいて、第１の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、
像のコントラストに基づいて、第２の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、
連続撮像の際に、１回目の撮像においては前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節の後に前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行い前記撮像手段において被写体像を撮像し、
２回目以降の撮像においては前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節後、前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行わずに前記撮像手段において被写体像を撮像する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の焦点調節手段は、前記第１の焦点調節手段が前記第１の焦点調節を行った後に前記第２の焦点調節を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、位相差検出タイプの自動焦点調節手段と、コントラスト検出タイプの自動焦点調節手段とを持つ交換レンズ式の一眼レフ電子カメラである撮像装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の目的は、連続撮影時に２コマ目から合焦精度を保証しながら、連写スピードを上げて、連写回数を増やすことができる撮像装置、並びにその自動焦点調節装置及びその制御方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、被写体像を撮像する撮像手段と、二つの像の位相差に基づいて、第１の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、像のコントラストに基づいて、第２の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、連続撮像の際に、１回目の撮像においては前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節の後に前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行い前記撮像手段において被写体像を撮像し、２回目以降の撮像においては前記第１の焦点調節手段による前記第１の焦点調節後、前記第２の焦点調節手段による前記第２の焦点調節を行わずに前記撮像手段において被写体像を撮像する制御手段とを有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、２回目以降の撮像においては第１の焦点調節手段による第１の焦点調節の後に第２の焦点調節手段による第２の焦点調節を行わずに撮像手段において被写体像を連続撮像する制御を行うので、連続撮影時に２コマ目からの合焦精度を保証しながら、連写スピードを上げて、連写回数を増やすことができる。