(57)【要約】【課題】フォーカス調整速度の高速化を図る。【解決手段】位相差オートフォーカスとコントラスト検知オートフォーカスの両方の評価値が得られる自動焦点調節装置にあって、粗調用の第１の焦点調節手段６と、微調用の第２の焦点調節手段４とを備え、撮影時のレンズの焦点距離と絞り値から錯乱円を求め、許容錯乱円と比較し必要が無いと判断されたときには位相差オートフォーカスで目標調整位置を求めた粗調動作のみを行い、最終合焦の為の微調動作を行わないので、合焦速度の高速化が達成される。【選択図】      図１
2004219581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相差オートフォーカスの評価値を得る評価値取得手段と、
コントラスト検知オートフォーカスの評価値を得る評価値取得手段と、
粗調用の焦点調節手段と、
微調用の焦点調節手段と、
フォーカス調整を前記粗調用の焦点調節手段のみで行う第１の状態と、前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を組み合わせて行う第２の状態とを選択する選択手段とを備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等に撮像装置に用いられる自動焦点調節装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銀塩フィルムを用いる交換レンズ式のオートフォーカス一眼レフカメラのオートフォーカス機構としては、ＴＴＬ位相差オートフォーカス等が用いられている。このオートフォーカス機構はカメラ本体にオートフォーカスの為のデフォーカス検出機構が設けられ、交換レンズの焦点調節レンズをレンズ内若しくはカメラ内のモータにより焦点調節動作を行っている。
【０００３】
また、ビデオカメラ等では、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所謂山登りサーボ方式オートフォーカスが行われている。
【０００４】
ＴＴＬ位相差オートフォーカスとコントラスト検知オートフォーカスはそれぞれ特徴があり、用途に応じて使い分けられている。
【０００５】
特許文献１によれば、コントラスト検知オートフォーカスのみでは、デフォーカス方向や、デフォーカス量が一回の焦点検出で知る事ができないので、コントラスト検知オートフォーカスと、ＴＴＬ位相差オートフォーカスを組み合わせて行う技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２によれば、焦点深度範囲又は被写界深度範囲の相違により合焦判定範囲を変化させる技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−６４０５６号公報
【特許文献２】
特開昭５５−４８７３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例においては、以下のような欠点があり、合焦速度の高速化が難しかった。特許文献１や特許文献２による従来例において、焦点調節の最終精度を上げる為には、焦点位置調整の分解能を十分に細かくする必要があり、そのためには焦点調節機構を細かく制御せねばならず、調節の為の速度がどうしても犠牲になり調整速度が低くなるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたものであり、合焦精度を向上させながら調整速度の低下を防止し、特に撮影条件に対して最適化を行った合焦調整の高速化を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動焦点調節装置は、位相差オートフォーカスの評価値を得る評価値取得手段と、コントラスト検知オートフォーカスの評価値を得る評価値取得手段と、粗調用の焦点調節手段と、微調用の焦点調節手段と、フォーカス調整を前記粗調用の焦点調節手段のみで行う第１の状態と、前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を組み合わせて行う第２の状態とを選択する選択手段とを備えた点に特徴を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態の自動焦点調節装置の構成を示す図であり、レンズ交換式のデジタルスチルカメラに適用した例で、粗調用アクチュエータと微調用アクチュエータの両方を交換レンズに搭載している。
【００１２】
図１において、１はデジタルスチルカメラ本体、２は交換レンズである。交換レンズ２にはフォーカスレンズ３が含まれ、フォーカスレンズ３により焦点調節がなされる。
【００１３】
４は第２の焦点調節手段であり、フォーカスレンズ３を光軸方向に調整する。第２の焦点調節手段４が微調用アクチュエータとして機能する。フォーカスレンズ３と第２の焦点調節手段４はフォーカス鏡筒５に保持されている。フォーカスレンズ３はフォーカス鏡筒５に対し第２の焦点調節手段４により光軸方向に相対調整される。また、第２の焦点調節手段４はフォーカス鏡筒５とフォーカスレンズ３の相対位置関係を示す位置エンコーダを有している。
【００１４】
６は第１の焦点調節手段であり、フォーカス鏡筒５を光軸方向に調整する。第１の焦点調節手段６が粗調用アクチュエータとして機能する。
【００１５】
前記構成では、フォーカスレンズ３が第１、２の焦点調節手段６、４の何れによっても調整可能になっている。本実施の形態においては、第１の焦点調節手段６が粗調用、第２の焦点調節手段４が微調用になっている。
【００１６】
７はレンズコントロール回路であり、デジタルスチルカメラ本体１と通信すると共に、第１の焦点調節手段６と第２の焦点調節手段４をコントロールする。
【００１７】
８はハーフミラー、９は撮像素子、１０は位相差ＡＦセンサである。ハーフミラー８は撮影光束を撮像素子９と位相差ＡＦセンサ１０に分割する。本構成により、撮像動作と位相差ＡＦ検出動作を同時に行う事が出来る。
【００１８】
１１は電子ビューファインダ用のＬＣＤパネルであり、バックライトを内蔵している。１２はファインダ光学系である。本構成により、ファインダ光学系１２を通してＬＣＤパネル１１は観察される。
【００１９】
１３は第１の合焦評価手段であり、位相差ＡＦセンサ１０の出力から焦点ずれ量を算出する。
【００２０】
１４は画像処理手段であり、撮像素子９の出力信号を処理し、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い、撮影画像とファインダ用の画像を形成する。画像処理手段１４により形成されたファインダ用の画像はＬＣＤパネル１１に送られ、ＬＣＤパネル１１に表示されたファインダ用の画像はファインダ光学系１２を介して観察される。
【００２１】
１５は第２の合焦評価手段であり、画像処理手段１４から得られるコントラスト情報の履歴を判断することで合焦評価値を出力する。
【００２２】
１６はカメラコントロール回路であり、デジタルスチルカメラ本体１の全体をコントロールする。
【００２３】
１７はレンズインターフェース回路であり、交換レンズ２のレンズコントロール回路７と信号の授受を行う。
【００２４】
１８はレリーズスイッチであり、２段スイッチの構成をとっている。１９は露出モード設定手段であり、回転式のスイッチで構成されている。露出モード設定手段１９は、図２に示すようにプログラムＰ、絞り優先Ａｖ、シャッタ速度優先Ｔｖ、マニュアルＭの各露出モードを有している。
【００２５】
２０はメイン電子ダイヤル、２１はサブ電子ダイヤルである。両ダイヤル２０、２１はエンドレス回転で回転量を検出可能に構成されている。メイン電子ダイヤル２０とサブ電子ダイヤル２１の機能を図３に示す。同図に示すように、各露出モードで異なっている。
【００２６】
以上述べたデジタルスチルカメラにより撮影された画像は、図示しない不揮発メモリ等に記憶される。
【００２７】
以下、第１の焦点調節手段６、第２の焦点調節手段４の制御精度について説明する。既述したように、第１の焦点調節手段６は粗調整、第２の焦点調節手段４は微調整の役目をなしている。
【００２８】
本実施の形態での精度に関係する諸元は以下の通りである。
撮像素子サイズ        ・・・  縦２４ｍｍ、横３６ｍｍ
画素ピッチ            ・・・  ５μｍ
有効画素数            ・・・  ３４５６万画素（４８００  ＊  ７２００  Ｐｉｘｅｌ）
画素構成              ・・・  ＲＧＢベイヤー配列
ＥＶＦ画素構成        ・・・  ３００  ＊  ４５０  ＊  ＲＧＢ  Ｐｉｘｅｌ
ＥＶＦモード読み出し  ・・・  縦横とも１／１６間引き読み
ＥＶＦ許容錯乱円径    ・・・  １００μｍ
粗調許容錯乱円径      ・・・  ３５μｍ
微調許容錯乱円径      ・・・  １０μｍ
【００２９】
ここで、粗調許容錯乱円径は、画像をキャビネサイズにプリントアウトし、明視距離で鑑賞するという条件で決定されている。
【００３０】
ＥＶＦ許容錯乱円径と微調錯乱円径は、サンプリング定理よりサンプリング間隔の２倍として決定されている。
【００３１】
微調時の許容錯乱円径は、撮影した画像をピクセル等倍以上に拡大して画像確認を行う用途に対応している。
【００３２】
前記錯乱円径を達成するために、以下の関係が満たされている。第１の焦点調節手段６の制御ピッチは１／２＊Ｆ＊３５μｍで制御され、ここでＦは該当レンズの開放Ｆｎｏ．である。位相差ＡＦの検出精度も１／２＊Ｆ＊３５μｍ以下に設定されている。第２の焦点調節手段４の制御ピッチは１／２＊Ｆ＊１０μｍである。なお、本実施の形態では交換レンズ２側に第２の焦点調節手段４を搭載しているが、カメラ本体１側に搭載した場合は１／２＊１＊１０μｍ等の固定値で設定すれば良い。
【００３３】
次に、図４〜９のフローチャートを参照して、本実施の形態のデジタルスチルカメラの処理動作を説明する。不図示の電源が投入されるとステップＳ１０１から処理が始まる。
【００３４】
ステップＳ１０１において、カメラコントロール回路１６は初期化動作を開始し、レンズインターフェース回路１７を介してレンズコントロール回路７に初期リセットの指令を送る。初期リセット指令を受けたレンズコントロール回路７は第２の焦点調節手段４によりフォーカスレンズ３をフォーカス鏡筒５の所定位置、例えばセンタ位置に移動する。
【００３５】
ステップＳ１０２において、微調位置がセンタである事を記憶する。変形例としては正方向、逆方向への微調可能範囲の形式で記憶しても良い。
【００３６】
ステップＳ１０３において、撮像素子９の駆動を開始し、撮像素子９の像信号を画像処理手段１４により処理しＬＣＤパネル１１に表示することでＥＶＦ表示をスタートさせる。
【００３７】
ステップＳ１０４において、ＬＣＤパネル１１のファインダ画像にオーバーラップさせてカメラの撮影情報を表示する。ここで表示される撮影情報は撮影モードと設定シャッタ速度、絞り値、露出補正情報のうち、その時点で確定している情報が表示される。
【００３８】
ステップＳ１０５において、レリーズスイッチ１８の１段目のスイッチであるＳｗ１がオンしていれば図５のフローチャートのステップＳ１２０に、オフであればステップＳ１０６に進む。
【００３９】
ステップＳ１０６において、露出モード設定手段１９が変更されていれば図６のフローチャートのステップＳ１６１に、変更されていなければステップＳ１０７に進む。
【００４０】
ステップＳ１０７において、メイン電子ダイヤル２０が回転していれば図７のフローチャートのステップＳ１７１に、回転していなければステップＳ１０８に進む。
【００４１】
ステップＳ１０８において、サブ電子ダイヤル２１が回転していれば図８のフローチャートのステップＳ１７５に、回転していなければステップＳ１０５に戻る。
【００４２】
前記ステップＳ１０５〜Ｓ１０８のループで操作部材の状態変更を監視している。
【００４３】
図５のステップＳ１２０からは、レリーズスイッチが半押しされた後、ＡＦ〜撮影の流れを示している。ステップＳ１２０において、記憶されている微調位置を取得し、無限・至近方向に対する可動範囲を算出する。ここで得られる可動範囲をＸｉｎｆ（無限方向）、Ｘｎｅａｒ（至近方向）とする。
【００４４】
ステップＳ１２１において、位相差ＡＦセンサ１０から信号を取得し、第１の合焦評価手段１３により焦点ずれ量を算出する。
【００４５】
ステップＳ１２２において、得られた焦点ずれ量から、焦点ずれ量を合焦状態にする為に第１の焦点調節手段６と第２の焦点調節手段４それぞれ単独で行うとしたらどれだけの駆動が必要になるか算出する。第１の焦点調節手段６の駆動量をＸ１、第２の焦点調節手段４の駆動量をＸ２とする。
【００４６】
ステップＳ１２３において、駆動量Ｘ１が粗調目標範囲以内でありかつ駆動量Ｘ２が以下の条件に入っていればステップＳ１３０に、入っていなければステップＳ１２４に進む。ここで、粗調目標範囲は、開放Ｆｎｏ．＊３５μｍを基準に設定されており、同時にファインダであるＥＶＦで確認可能な錯乱円を基準に決定される。これにより、粗調段階でＥＶＦは合焦状態と認識されると共に、パソコン等でピクセル等倍以上等極端に拡大するような用途以外でのプリントアウト評価では十分な精度が得られる。
【００４７】
駆動量Ｘ２の条件は、ステップＳ１２２で算出された第２の焦点調節手段４の必要駆動量Ｘ２に位相差ＡＦの想定誤差量ＸｄとコントラストＡＦピーク確認量Ｘａｆを加え、その値を可動範囲Ｘｉｎｆ又はＸｎｅａｒと比較し、微調可能範囲で確実に合焦可能かで判断される。
Ｘ２の値が無限方向の時は、（Ｘ１＋Ｘｄ＋Ｘａｆ）＜Ｘｉｎｆ
Ｘ２の値が至近方向の時は、（Ｘ１＋Ｘｄ＋Ｘａｆ）＜Ｘｎｅａｒ
【００４８】
ステップＳ１２４において、第２の焦点調節手段４のリセット位置と現在位置の差分だけＸ１の駆動量を補正する。ここで得られる最終駆動量をＸ１’とする。
【００４９】
ステップＳ１２５において、最終駆動量Ｘ１’をレンズコントロール回路７に送る。レンズコントロール回路７は第１の焦点調節手段６によりフォーカス鏡筒５の駆動を開始する。
【００５０】
ステップＳ１２６において、微調用の第２の焦点調節手段４がリセット位置にあればステップＳ１２９に、リセット位置に無ければステップＳ１２７に進む。
【００５１】
ステップＳ１２７において、レンズインターフェース回路１７を介してレンズコントロール回路７に初期リセットの指令を送る。初期リセット指令を受けたレンズコントロール回路７は第２の焦点調節手段４によりフォーカスレンズ３をフォーカス鏡筒５の所定位置に移動する。前記動作により、フォーカス鏡筒５の駆動中にフォーカスレンズ３のフォーカス鏡筒５の所定位置へのリセット動作が平行して行われる。また、フォーカス鏡筒５の最終駆動量Ｘ１’はリセット動作によるフォーカスレンズ３の移動量を加味しているので、リセット動作により駆動量が不適正になる事も防止している。ステップＳ１２８において、微調位置がセンタである事を記憶する。
【００５２】
ステップＳ１２９において、最終駆動量Ｘ１’の駆動が完了すればステップＳ１２１へ、未だであればステップＳ１２９に戻る。前記ステップＳ１２１〜Ｓ１２９のループで合焦動作の粗調整が完了する。
【００５３】
ステップＳ１３０において、露出モードがマニュアルであればステップＳ１３３へ、マニュアルでなければステップＳ１３１に進む。
【００５４】
ステップＳ１３１において、撮像素子９から得られる像信号から測光を行い、Ｐ、Ｔｖ，Ａｖのうち選択された露出モードで自動露出計算を行う。ここで、シャッタ速度と絞り値の組み合わせが決定される。ステップＳ１３２において、シャッタ速度と絞り値の組み合わせが決定され、決定後ステップＳ１３４に進む。
【００５５】
ステップＳ１３３において、手動入力されたシャッタ速度と絞り値の組み合わせが決定される。
【００５６】
ステップＳ１３４において、決定された絞り値並びに撮影レンズの使用焦点距離を基に調整残存量による錯乱円を計算する。
【００５７】
ステップＳ１３５において、ステップＳ１３４で計算された錯乱円が基準とする最終許容錯乱円（＝１０μｍ）に収まっていればステップＳ１３８へ、最終許容錯乱円を超えていればステップＳ１３６に進む。
【００５８】
ステップＳ１３６において、検出された最終合焦位置の前後ΔＸの範囲を第２の焦点調節手段４によりサーチし、コントラストＡＦの評価値を得ると共に、最適位置に第２の焦点調節手段４を停止させる。ここで、サーチ範囲はΔＸ＝Ｘｄ＋Ｘａｆであり、位相差ＡＦの検出誤差をカバーし、なおかつコントラストＡＦ時にピーク確認を行う事の可能な最小限の領域に設定してある。ステップＳ１３６の内容は図９のフローチャートに示す。ステップＳ１３７において、微調済フラグをオンにし、その後ステップＳ１３９に進む。
【００５９】
ステップＳ１３８において、微調済フラグをオフにする。
【００６０】
ステップＳ１３９において、ＥＶＦ内に合焦表示を出す。ステップＳ１４０において、フォーカスレンズ３の現在位置を記憶する。
【００６１】
ステップＳ１４１において、レリーズスイッチの１段目のＳｗ１がオフしていたら撮影準備の中断が指示されていたとしてステップＳ１０４に戻る。
【００６２】
ステップＳ１４２において、レリーズスイッチの２段目のＳｗ２がオンしていたら撮影指示がされたとしてステップＳ１５２に進む。
【００６３】
ステップＳ１４３において、メイン電子ダイヤル２０又はサブ電子ダイヤル２１が回転していれば、露出コントロール指示が入ったとしてステップＳ１４４に進み、回転していなければステップＳ１４１に戻る。
【００６４】
ステップＳ１４４において、設定露出モードに従って、ステップＳ１４３で指示された内容に基づき露出コントロールを行う。露出コントロールは、図３に示す関係に基づいて行われる。
【００６５】
ステップＳ１４５において、露出コントロールの更新結果をＥＶＦ内に表示する。
【００６６】
ステップＳ１４６において、微調済フラグがオンであればステップＳ１４１に戻り、オフであればステップＳ１４７に進む。
【００６７】
ステップＳ１４７において、決定された絞り値並びに撮影レンズの使用焦点距離を基に調整残存量による錯乱円を計算する。
【００６８】
ステップＳ１４８において、ステップＳ１４７で計算された錯乱円が基準とする最終許容錯乱円（＝１０μｍ）に収まっていればステップＳ１４１へ、最終許容錯乱円を超えていればステップＳ１４９に進む。
【００６９】
ステップＳ１４９において、検出された最終合焦位置の前後ΔＸの範囲を第２の焦点調節手段４によりサーチし、コントラストＡＦの評価値を得ると共に、最適位置に第２の焦点調節手段４を停止させる。ここで、サーチ範囲はΔＸ＝Ｘｄ＋Ｘａｆであり、位相差ＡＦの検出誤差をカバーし、なおかつコントラストＡＦ時にピーク確認を行う事の可能な最小限の領域に設定してある。ステップＳ１４９の内容は図９のフローチャートに示す。
【００７０】
ステップＳ１５０において、微調済フラグをオンにする。ステップＳ１５１において、フォーカスレンズ３の現在位置を記憶し、その後ステップＳ１４１に戻る。
【００７１】
ステップＳ１５２において、撮影シーケンスが行われる。ステップＳ１５３において、撮影された画像が不揮発メモリに記録される。
【００７２】
記録終了で撮影動作は完了し、ステップＳ１０４に戻る。以上で、撮影シーケンスが行われている。
【００７３】
図６は露出モード設定手段１９が回転したときの動作を示すフローチャートである。
【００７４】
ステップＳ１６１において、露出モード設定手段１９がプログラムモードに入っていたらステップＳＳ１７０に進む。
【００７５】
ステップＳ１６２において、露出モード設定手段１９がシャッタ速度優先モードに入っていたらステップＳ１６８に進む。
【００７６】
ステップＳ１６３において、露出モード設定手段１９が絞り優先モードに入っていたらステップＳ１６６に進む。
【００７７】
ステップＳ１６４において、露出モードをマニュアルに設定する。ステップＳ１６５において、シャッタ速度と絞り値を既定値に設定する。設定後ステップＳ１０４に戻る。
【００７８】
ステップＳ１６６において、露出モードを絞り優先モードに設定する。ステップＳ１６７において、絞り値を既定値に設定する。設定後ステップＳ１０４に戻る。
【００７９】
ステップＳ１６８において、露出モードをシャッタ速度優先モードに設定する。ステップＳ１６９において、シャッタ速度を既定値に設定する。設定後ステップＳ１０４に戻る。
【００８０】
ステップＳ１７０において、露出モードをプログラムモードに設定する。設定後ステップＳ１０４に戻る。
【００８１】
以上が露出モード設定手段１９の回転に対応した動作である。
【００８２】
図７はメイン電子ダイヤル２０の回転に対応した動作を示すフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ１７１において、露出モードがプログラムモードであれば、メイン電子ダイヤル２０の機能はプログラムシフトでありシャッタ速度と絞り値が決定していない時点では無効であるのでステップＳ１０４に戻る。
【００８４】
ステップＳ１７２において、露出モードが絞り優先であればステップＳ１７４に進む。
【００８５】
ステップＳ１７３において、露出モードがマニュアルかシャッタ速度優先であるので、メイン電子ダイヤルの回転方向に応じてシャッタ速度を変更する。変更後ステップＳ１０４に戻る。
【００８６】
ステップＳ１７４において、露出モードが絞り優先であるので、メイン電子ダイヤルの回転方向に応じて絞り値を変更する。変更後ステップＳ１０４に戻る。
【００８７】
以上がメイン電子ダイヤル２０の回転に対応した動作である。
【００８８】
図８はサブ電子ダイヤル２１の回転に対応した動作を示すフローチャートである。
【００８９】
ステップＳ１７５において、露出モードがマニュアルであればステップＳ１７７に、それ以外の時にはステップＳ１７６に進む。
【００９０】
ステップＳ１７６において、露出補正量をサブ電子ダイヤル２１の回転方向に応じて変更する。変更後ステップＳ１０４に戻る。
【００９１】
ステップＳ１７７において、絞り値をサブ電子ダイヤルの回転方向に応じて変更する。変更後ステップＳ１０４に戻る。
【００９２】
以上がサブ電子ダイヤル２１の回転に対応した動作である。
【００９３】
図９はステップＳ１３６とステップＳ１４９のＴＶＡＦ動作を示すフローチャートである。
【００９４】
ステップＳ２０１において、コントラストＡＦのサーチ範囲を設定する。サーチ範囲は位相差ＡＦの示す位置を中心位置とし、その前後ΔＸに設定される。ΔＸの内容は前述したものと同じである。
【００９５】
ステップＳ２０２において、現在位置から、サーチ範囲端の近い側に第２の焦点調節手段４をコントロールしてフォーカスレンズ３を移動する。
【００９６】
ステップＳ２０３において、コントラストＡＦの評価値を取り込む。
【００９７】
ステップＳ２０４において、ステップＳ２０３で取得した評価値とフォーカスレンズ３の位置を評価値履歴として記憶する。
【００９８】
ステップＳ２０５において、評価値履歴を参照し、合焦点を通過したか確認する。通過していればステップＳ２０８へ、通過していなければステップＳ２０６に進む。
【００９９】
ステップＳ２０６において、ステップＳ２０１で設定されたサーチ範囲を全てサーチし終わっていればステップＳ２１０へ、サーチする領域が残っていればステップＳ２０７に進む。
【０１００】
ステップＳ２０７において、第２の焦点調節手段４をコントロールし、フォーカスレンズ３の位置を更新する。更新後ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３〜Ｓ２０７の処理で、コントラストＡＦのピーク探索が行われる。
【０１０１】
ステップＳ２０８において、評価値履歴からピーク位置を示した位置に第２の焦点調節手段４を移動する。ステップＳ２０９において、コントラストＡＦの結果であるピーク評価値を記憶して処理を終了。メインルーチンに戻る。
【０１０２】
ステップＳ２１０において、サーチ範囲の中心位置に第２の焦点調節手段４によりフォーカスレンズ３を移動する。位相差ＡＦの結果の中心値の位置に移動した事と等価である。ステップＳ２１１において、コントラストＡＦが不能であった事を記憶して処理を終了。メインルーチンに戻る。
【０１０３】
以上で撮影シーケンスが実行される。電源オンのまま２コマ目以降が撮影される場合は、最初に第２の焦点調節手段４の初期化が入っていないので、ステップＳ１４０若しくはステップＳ１４９で記憶された位置を基準にステップＳ１２３の判断が行われる。
【０１０４】
前記シーケンスに示されている様に、第２の焦点調節手段４は最終合焦の為の微調動作に用いられ、第１の焦点調節手段６は合焦位置近傍までの粗調整である。
【０１０５】
本構成では、前記機能を達成するため、２つの焦点調節手段に異なる特性を持たせている。すなわち、第２の焦点調節手段４は片寄せを行いガタの影響を排除すると共に焦点調節ピッチが細かく設定されている。それに対して、第１の焦点調節手段６は高速動作を最優先に設定されており、駆動負荷低減の為にガタも多くなっている。また、焦点調節ピッチも粗くなっている。この為、反転時のバックラッシュ量は大きく、また微調整も出来なくなっている。
【０１０６】
以上述べたように、撮影時のレンズの焦点距離と絞り値から錯乱円を求め、許容錯乱円と比較し必要が無いと判断されたときには最終合焦の為の微調動作を行わないので、合焦速度の高速化が達成されている。
【０１０７】
また、一度粗調のみで合焦完了していた場合でも、最終撮影迄の間に撮影絞り値が変化した場合は再度微調の必要性判定を行い、微調が必要であれば微調を行うので必要な合焦精度を保つことが出来る。
【０１０８】
更に、交換レンズ側に粗調と微調の両方の調節手段を内蔵しているので、粗調と微調の範囲の最適化を図ることが容易に達成されると共に、トータルシステムの複雑化を避ける事が可能になる。
【０１０９】
本実施の形態では、微調の有無、すなわち本発明でいう粗調のみの第１の状態と、粗調と微調を組み合わせて行う第２の状態について最終撮影の絞り値に依存して自動設定を行ったが、使用者の意図に応じて微調の有無を切換える切換え手段を設ける事も可能である。切換え手段は、ＡＦモード切替スイッチ等の１ポジションとして設定すれば簡便に実現する事が可能である。手動切換え手段を設ければ、使用者がシャッタタイミング優先やピント優先等どのような意図をもって撮影を行っているか、誤解無くカメラに設定する事が出来、適切なピント調整モードを提供する事が可能である。
【０１１０】
（第２の実施の形態）
図１０は第２の実施の形態の自動焦点調節装置の構成を示す図であり、レンズ交換式のデジタルスチルカメラに適用した例で、粗調用アクチュエータを交換レンズ側に、微調用アクチュエータをカメラ本体側に搭載している。
【０１１１】
図１０において、５１はデジタルスチルカメラ本体、５２は交換レンズである。交換レンズ５２にはフォーカスレンズ５３が含まれ、フォーカスレンズ５３により焦点調節がなされる。
【０１１２】
５４は第１の焦点調節手段であり、フォーカスレンズ５３を光軸方向に調整する。
【０１１３】
５５はレンズコントロール回路であり、デジタルスチルカメラ本体５１と通信すると共に、第１の焦点調節手段５４をコントロールする。
【０１１４】
５６はハーフミラー、５７は撮像素子、５８は第２の焦点調節手段であり、撮像素子５７を光軸方向に調節する。
【０１１５】
本実施の形態においては、交換レンズ５２側の第１の焦点調節手段５４が粗調用、デジタルスチルカメラ本体５１側の第２の焦点調節手段が微調用になっている。
【０１１６】
５９は位相差ＡＦセンサである。ハーフミラー５６は撮影光束を撮像素子５７と位相差ＡＦセンサ５９に分割する。本構成により、撮像動作と位相差ＡＦ検出動作を同時に行う事が出来る。
【０１１７】
６０は電子ビューファインダ用のＬＣＤパネルであり、バックライトを内蔵している。６１はファインダ光学系である。本構成により、ファインダ光学系６１を通してＬＣＤパネル６０は観察される。
【０１１８】
６２は第１の合焦評価手段であり、位相差ＡＦセンサ５９の出力から焦点ずれ量を算出する。
【０１１９】
６３は画像処理手段であり、撮像素子５７の出力信号を処理し、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い、撮影画像とファインダ用の画像を形成する。画像処理手段６３により形成されたファインダ用の画像はＬＣＤパネル６０に送られ、ＬＣＤパネル６０に表示されたファインダ用の画像はファインダ光学系６１を介して観察される。
【０１２０】
６４は第２の合焦評価手段であり、画像処理手段６３から得られるコントラスト情報の履歴を判断することで合焦評価値を出力する。
【０１２１】
６５はカメラコントロール回路であり、デジタルスチルカメラ本体５１の全体をコントロールする。
【０１２２】
６６はレンズインターフェース回路であり、交換レンズ５２のレンズコントロール回路５５と信号の授受を行う。
【０１２３】
６７はレリーズスイッチである。６８は露出モード設定手段であり、第１の実施の形態の露出モード設定手段１９と同様に構成されている。
【０１２４】
６９はメイン電子ダイヤル、７０はサブ電子ダイヤルである。両ダイヤル６９、７０はエンドレス回転で回転量を検出可能に構成されている。メイン電子ダイヤル６９とサブ電子ダイヤル７０は、第１の実施の形態のメイン電子ダイヤル２０とサブ電子ダイヤル２１と同様に構成されている。
【０１２５】
以上述べたデジタルスチルカメラにより撮影された画像は、図示しない不揮発メモリ等に記憶される。
【０１２６】
以下、第１の焦点調節手段５４、第２の焦点調節手段５８の制御精度について説明する。本実施の形態での精度に関係する諸元は以下の通りである。
撮像素子サイズ        ・・・  縦２４ｍｍ、横３６ｍｍ
画素ピッチ            ・・・  ５μｍ
有効画素数            ・・・  ３４５６万画素（４８００  ＊  ７２００  Ｐｉｘｅｌ）
画素構成              ・・・  ＲＧＢベイヤー配列
ＥＶＦ画素構成        ・・・  ３００  ＊  ４５０  ＊  ＲＧＢ  Ｐｉｘｅｌ
ＥＶＦモード読み出し  ・・・  縦横とも１／１６間引き読み
ＥＶＦ許容錯乱円径    ・・・  １００μｍ
粗調許容錯乱円径      ・・・  ３５μｍ
微調許容錯乱円径      ・・・  １０μｍ
【０１２７】
ここで、粗調許容錯乱円径は、画像をキャビネサイズにプリントアウトし、明視距離で鑑賞するという条件で決定されている。
【０１２８】
ＥＶＦ許容錯乱円径と微調錯乱円径は、サンプリング定理よりサンプリング間隔の２倍として決定されている。
【０１２９】
微調時の許容錯乱円径は、撮影した画像をピクセル等倍以上に拡大して画像確認を行う用途に対応している。
【０１３０】
前記錯乱円径を達成するために、以下の関係が満たされている。第１の焦点調節手段５８の制御ピッチは１／２＊Ｆ＊３５μｍで制御され、ここでＦは該当レンズの開放Ｆｎｏ．である。位相差ＡＦの検出精度も１／２＊Ｆ＊３５μｍ以下に設定されている。第２の焦点調節手段５４の制御ピッチは１／２＊Ｆ＊１０μｍである。
【０１３１】
前記構成による第２の実施の形態のデジタルスチルカメラの動作は、第１の実施の形態と同様に行う事が出来る。
【０１３２】
本構成によれば、交換レンズ５２側に粗調用の第１の焦点調節手段５８が搭載され、デジタルスチルカメラ本体５１側に微調用の第２の焦点調節手段５４が搭載されていることにより、複数レンズを包含した場合のシステムコストの低減が達成される。
【０１３３】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置或いはシステム内のコンピュータに対し、前記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ或いはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【０１３４】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体は本発明を構成する。そのプログラムコードの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネット等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【０１３５】
さらに、前記プログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１３６】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることはいうまでもない。
【０１３７】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることはいうまでもない。
【０１３８】
なお、前記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【０１３９】
以下、本発明の実施態様の例を列挙する。
（実施態様１）位相差オートフォーカスの評価値を得る評価値取得手段と、
コントラスト検知オートフォーカスの評価値を得る評価値取得手段と、
粗調用の焦点調節手段と、
微調用の焦点調節手段と、
フォーカス調整を前記粗調用の焦点調節手段のみで行う第１の状態と、前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を組み合わせて行う第２の状態とを選択する選択手段とを備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
【０１４０】
（実施態様２）前記選択手段は、撮影時の許容合焦範囲を決定する許容合焦範囲決定手段と、前記決定された許容合焦範囲が粗調整で対応可能か否かを判断する判断手段とを備えており、粗調整で可能な場合は前記第１の状態を選択することを特徴とする実施態様１に記載の自動焦点調節装置。
【０１４１】
このようにした実施態様２では、撮影時の絞り値とレンズ焦点距離及びデフォーカス量から求められる錯乱円と許容錯乱円を比較し、微調整が不要であれば粗調整のみを行うので、フォーカス調整速度の最適化を自動的に行う事が可能になる。
【０１４２】
（実施態様３）前記選択手段は、想定錯乱円が変化した場合、必要であれば再度オートフォーカスを開始して前記第２の状態を選択することを特徴とする実施態様２に記載の自動焦点調節装置。
【０１４３】
このようにした実施態様３では、シャッタ半押し後に絞り値を変更した場合等想定錯乱円が変化した場合に必要に応じて再度微調を行う事で合焦精度を保証する事が可能になる。
【０１４４】
（実施態様４）粗調整は前記粗調用の焦点調節手段で行い、粗調整時の目標調整位置は位相差オートフォーカスで求めることを特徴とする実施態様２又は３に記載の自動焦点調節装置。
【０１４５】
このようにした実施態様４では、最初の粗調時に使用するフォーカス調整手段とフォーカス検出手段を限定することで、合焦速度の高速化が可能になる。
【０１４６】
（実施態様５）微調整は前記微調用の焦点調節手段で行い、微調整はコントラスト検知オートフォーカスの評価値を基に行うことを特徴とする実施態様２〜４のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【０１４７】
このようにした実施態様５では、微調整の高精度化を図る事が可能になる。
【０１４８】
（実施態様６）粗調用はファインダ観察像が合焦と判別される調整精度を有することを特徴とする実施態様２〜５のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【０１４９】
このようにした実施態様６では、粗調整で止めてもファインダでは合焦状態に見えるのでユーザーの安心感を得る事が出来る。
【０１５０】
（実施態様７）撮像装置本体と、交換レンズとを備え、実施態様１〜６のいずれか１項に記載の自動焦点調節装置を有することを特徴とする撮像装置。
【０１５１】
（実施態様８）前記交換レンズに前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を搭載したことを特徴とする実施態様７に記載の撮像装置。
【０１５２】
（実施態様９）前記交換レンズに前記粗調用の焦点調節手段を、前記撮像装置本体に前記微調用の焦点調節手段を搭載したことを特徴とする実施態様７に記載の撮像装置。
【０１５３】
（実施態様１０）粗調用の焦点調節手段と、微調用の焦点調節手段とを用いて焦点を調節するための焦点調節方法であって、
位相差オートフォーカスの評価値を得る手順と、
コントラスト検知オートフォーカスの評価値を得る手順と、
フォーカス調整を前記粗調用の焦点調節手段のみで行う第１の状態と、前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を組み合わせて行う第２の状態とを選択する手順とを有することを特徴とする焦点調節方法。
【０１５４】
（実施態様１１）粗調用の焦点調節手段と、微調用の焦点調節手段とを備えた自動焦点調節装置を制御するためのプログラムであって、
位相差オートフォーカスの評価値を得る処理と、
コントラスト検知オートフォーカスの評価値を得る処理と、
フォーカス調整を前記粗調用の焦点調節手段のみで行う第１の状態と、前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を組み合わせて行う第２の状態とを選択する処理とを実行させることを特徴とするプログラム。
【０１５５】
（実施態様１２）実施態様１１に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【０１５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フォーカス調整を前記粗調用の焦点調節手段のみで行う第１の状態と、前記粗調用の焦点調節手段及び前記微調用の焦点調節手段を組み合わせて行う第２の状態とを選択するようにしたので、微調整を必要な場合にのみ行う事が出来、フォーカス調整速度の高速化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の自動焦点調節装置の構成を示す図である。
【図２】露出モード設定手段１０を説明するための図である。
【図３】メイン電子ダイヤル２０とサブ電子ダイヤル２１の機能を説明するための図である。
【図４】本実施の形態のデジタルスチルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【図５】デジタルスチルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【図６】デジタルスチルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【図７】デジタルスチルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【図８】デジタルスチルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【図９】デジタルスチルカメラの処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態の自動焦点調節装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    デジタルスチルカメラ本体
２    交換レンズ
３    フォーカスレンズ
４    第２の焦点調節手段
５    フォーカス鏡筒
６    第１の焦点調節手段
７    レンズコントロール回路
８    ハーフミラー
９    撮像素子
１０  位相差ＡＦセンサ
１１  ＬＣＤパネル
１２  ファインダ光学系
１３  第１の合焦評価手段
１４  画像処理手段
１５  第２の合焦評価手段
１６  カメラコントロール回路
１７  レンズインターフェース回路
１８  レリーズスイッチ
１９  露出モード設定手段
２０  メイン電子ダイヤル
２１  サブ電子ダイヤル
【図１】
2004219581.tif 000003
【図２】
2004219581.tif 000004
【図３】
2004219581.tif 000005
【図４】
2004219581.tif 000006
【図５】
2004219581.tif 000007
【図６】
2004219581.tif 000008
【図７】
2004219581.tif 000009
【図８】
2004219581.tif 000010
【図９】
2004219581.tif 000011
【図１０】
2004219581.tif 000012