(57)【要約】【課題】ハイブリッドＡＦでは、位相差ＡＦ用の測距エリアとして設定されていない領域で二方式による焦点調節が行えないため、ハイブリッドＡＦとして焦点調節に使用可能な測距エリアが限定され、２つのＡＦ方式の利点を最大限発揮していないという問題を解決する。【解決手段】選択されたコントラストＡＦエリア３が位相差ＡＦエリア１または位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２に重複している場合、または、コントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１の位置関係が互いに近接している場合、重複または近接する位相差ＡＦエリアで検出される焦点調節状態を用いてハイブリッドＡＦにより焦点調節を行う。それらの条件がいずれも満足していない場合、コントラストＡＦにより焦点調節を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節装置であって、
第１の測距エリアにおける被写体像の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段と、
前記第１の焦点検出手段とは異なる方式で、第２の測距エリアにおける焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段と、
前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが所定の位置関係にあると判定された場合、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果と、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果とに基づき焦点調節を行う焦点調節手段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、
前記第２の測距エリアを撮像画面内の任意の位置に対応して設定する第２のエリア設定手段をさらに備え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、
前記所定の位置関係とは、前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが少なくとも一部重なって存在する場合である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、
前記所定の位置関係とは、前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが互いに近接して存在する場合であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記焦点調節手段は、前記第１の焦点検出手段による焦点検出結果に基づく焦点調節を行った後、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記第１の焦点検出手段は複数の測距エリアにおいて前記焦点調節状態を検出し、
少なくとも１つの測距エリアを前記第１の測距エリアとして設定する第１のエリア設定手段をさらに備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記焦点調節手段は、前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが前記所定の位置関係にない場合、前記第２の焦点検出手段による焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項８】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定する被写体設定部をさらに備え、
前記判定部は、前記被写体設定部により設定された前記被写体の範囲内に前記第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項９】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記エリア設定部により設定された前記第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定する被写体設定部をさらに備え、
前記判定部は、前記被写体設定部により設定された前記被写体の範囲内に前記第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記判定部が前記第２の測距エリアと所定の位置関係にある前記第１の測距エリアが複数あると判定する場合、前記焦点調節部は、前記複数の前記第１の測距エリアについての前記第１の焦点検出部による焦点検出結果に基づき前記焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の焦点調節装置において、
前記焦点調節部は、前記複数の前記第１の測距エリアについての前記第１の焦点検出部による焦点検出結果に基づき、前記第２の焦点検出部による焦点調節時のレンズの駆動方向を決定することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項にに記載の焦点調節装置において、
前記第１の焦点検出部は、位相差ＡＦ方式を実行し、
前記第２の焦点検出部は、コントラストＡＦ方式を実行することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１３】
焦点調節方法であって、
第１の焦点検出方式で被写体像の焦点調節状態を検出する第１の測距エリアと、前記第１の焦点検出方式とは異なる第２の焦点検出方式で焦点調節状態を検出する第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定し、
前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが所定の位置関係にあると判定された場合、前記第１の焦点検出方式による焦点検出結果と、前記第２の焦点検出方式による焦点検出結果とに基づき焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の焦点調節方法において、さらに
前記第２の測距エリアを撮像画面内の任意の位置に対応して設定することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の焦点調節方法において、
前記所定の位置関係とは、前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが少なくとも一部重なって存在する場合であることを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１６】
請求項１３または１４に記載の焦点調節方法において、
前記所定の位置関係とは、前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが互いに近接して存在する場合であることを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、
前記第１の焦点検出方式による焦点検出結果に基づく焦点調節を行った後、前記第２の焦点検出方式よる焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、
前記第１の焦点検出方式では、複数の測距エリアにおいて前記焦点調節状態が検出され、
少なくとも１つの測距エリアを前記第１の測距エリアとして設定することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１９】
請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、
前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが前記所定の位置関係にない場合、前記第２の焦点検出部方式による焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２０】
請求項１３に記載の焦点調節方法において、
前記第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定し、
前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定するとき、前記設定された前記被写体の範囲内に前記第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載の焦点調節方法において、
前記設定された前記第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定し、
前記第１の測距エリアと前記第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定するとき、前記設定された前記被写体の範囲内に前記第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２２】
請求項１３に記載の焦点調節方法において、
前記第２の測距エリアと所定の位置関係にある前記第１の測距エリアが複数あると判定する場合、前記複数の前記第１の測距エリアについての前記第１の焦点検出方式による焦点検出結果に基づき前記焦点調節が行われることを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の焦点調節方法において、
前記複数の前記第１の測距エリアについての前記第１の焦点検出方式による焦点検出結果に基づき、前記第２の焦点検出方式による焦点調節時のレンズの駆動方向を決定することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２４】
請求項１３〜２３のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、
前記第１の焦点検出方式は、位相差ＡＦ方式であり、
前記第２の焦点検出方式は、コントラストＡＦ方式であることを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２５】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の焦点調節装置を有することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節機能を持つ光学装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラの自動焦点検出／調節（ＡＦ）方式の一つとして、位相差ＡＦおよびコントラストＡＦの両方のＡＦ方式を組み合わせたハイブリッドＡＦに関するものが下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献におけるハイブリッドＡＦでは、ハイブリッドＡＦとして焦点調節に使用可能な測距エリアが限定され、２つのＡＦ方式の利点を最大限発揮できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の焦点調節装置は、第１の測距エリアにおける被写体像の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段と、第１の焦点検出手段とは異なる方式で、第２の測距エリアにおける焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段と、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定する判定手段と、判定手段により第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にあると判定された場合、第１の焦点検出手段による焦点検出結果と、第２の焦点検出手段による焦点検出結果とに基づき焦点調節を行う焦点調節手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焦点調節装置において、第２の測距エリアを撮像画面内の任意の位置に対応して設定する第２のエリア設定手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の焦点調節装置において、所定の位置関係とは、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが少なくとも一部重なって存在する場合であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の焦点調節装置において、所定の位置関係とは、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが互いに近接して存在する場合であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、焦点調節手段は、第１の焦点検出手段による焦点検出結果に基づく焦点調節を行った後、第２の焦点検出手段による焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、第１の焦点検出手段は複数の測距エリアにおいて焦点調節状態を検出し、少なくとも１つの測距エリアを第１の測距エリアとして設定する第１のエリア設定手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、焦点調節手段は、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にない場合、第２の焦点検出手段による焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の焦点調節装置において、第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定する被写体設定部をさらに備え、判定部は、被写体設定部により設定された被写体の範囲内に第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の焦点調節装置において、エリア設定部により設定された第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定する被写体設定部をさらに備え、判定部は、被写体設定部により設定された被写体の範囲内に第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の焦点調節装置において、判定部が第２の測距エリアと所定の位置関係にある第１の測距エリアが複数あると判定する場合、焦点調節部は、複数の第１の測距エリアについての第１の焦点検出部による焦点検出結果に基づき焦点調節を行うことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の焦点調節装置において、焦点調節部は、複数の第１の測距エリアについての第１の焦点検出部による焦点検出結果に基づき、第２の焦点検出部による焦点調節時のレンズの駆動方向を決定することを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、第１の焦点検出部は、位相差ＡＦ方式を実行し、第２の焦点検出部は、コントラストＡＦ方式を実行することを特徴とする。
請求項１３に記載の焦点調節方法は、第１の焦点検出方式で被写体像の焦点調節状態を検出する第１の測距エリアと第１の焦点検出方式とは異なる第２の焦点検出方式で焦点調節状態を検出する第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定し、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にあると判定された場合、第１の焦点検出方式による焦点検出結果と、第２の焦点検出方式による焦点検出結果とに基づき焦点調節を行うことを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の焦点調節方法において、さらに第２の測距エリアを撮像画面内の任意の位置に対応して設定することを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の焦点調節方法において、所定の位置関係とは、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが少なくとも一部重なって存在する場合であることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の焦点調節方法において、所定の位置関係とは、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが互いに近接して存在する場合であることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、第１の焦点検出方式による焦点検出結果に基づく焦点調節を行った後、第２の焦点検出方式よる焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする。
請求項１８に記載の発明は、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、第１の焦点検出方式では、複数の測距エリアにおいて焦点調節状態が検出され、少なくとも１つの測距エリアを第１の測距エリアとして設定することを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の焦点調節方法において、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にない場合、第２の焦点検出部方式による焦点検出結果に基づく焦点調節を行うことを特徴とする。
請求項２０に記載の発明は、請求項１３に記載の焦点調節方法において、第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定し、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定するとき、設定された被写体の範囲内に第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする。
請求項２１に記載の発明は、請求項１４に記載の焦点調節方法において、設定された第２の測距エリアに位置する被写体に対応する被写体の範囲を設定し、第１の測距エリアと第２の測距エリアとが所定の位置関係にあるかどうかを判定するとき、設定された被写体の範囲内に第１の測距エリアが存在するかどうかを判定することを特徴とする。
請求項２２に記載の発明は、請求項１３に記載の焦点調節方法において、第２の測距エリアと所定の位置関係にある第１の測距エリアが複数あると判定する場合、複数の第１の測距エリアについての第１の焦点検出方式による焦点検出結果に基づき焦点調節が行われることを特徴とする。
請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の焦点調節方法において、複数の第１の測距エリアについての第１の焦点検出方式による焦点検出結果に基づき、第２の焦点検出方式による焦点調節時のレンズの駆動方向を決定することを特徴とする。
請求項２４に記載の発明は、請求項１３〜２３のいずれか一項にに記載の焦点調節方法において、第１の焦点検出方式は、位相差ＡＦ方式であり、第２の焦点検出方式は、コントラストＡＦ方式であることを特徴とする。
請求項２５に記載のカメラは、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の焦点調節装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、測距エリア選択の自由度が高い２つの焦点検出方式を用いる焦点調節装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
―第一の実施形態―
以下、図面に基づき、焦点調節装置付きカメラの第一の実施形態を説明する。この実施の形態のカメラは、位相差ＡＦと、コントラストＡＦと、これら両ＡＦを併用するハイブリッドＡＦのいずれかを選択して焦点検出／調節を行うものである。図１は、本発明によるカメラの要部構成を説明するブロック図である。カメラボディ１０には、撮影レンズ１２０を備えるレンズ鏡筒１１０が交換可能に装着されている。
【０００８】
レンズ鏡筒１１０内には、レンズ群１２０ａ〜１２０ｃから成る撮影レンズ１２０、ＡＦ駆動モータ１３０、絞り部材１４０が設けられている。１２０ｂは、ＡＦ駆動モータ１３０で駆動される、焦点調節レンズである。
【０００９】
カメラボディ１０の内部には、被写体を撮像するための撮像素子２０が設けられている。撮像素子２０はＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用される。撮影レンズ１２０と撮像素子２０との間には、撮影レンズ１２０を通過した被写体光をファインダ光学系へと反射するクイックリターンミラー７０が配設されている。被写体光の一部はクイックリターンミラー７０の半透過領域を透過し、サブミラー８０にて下方に反射され、さらにミラー８１で反射された後に位相差式ＡＦ検出素子１００へ入射される。
【００１０】
位相差式ＡＦ検出素子１００は、たとえば、焦点検出光束を一対の焦点検出用光像に分割する焦点検出光学系と、分割された一対の光像が入射し、それに応じた焦点検出信号を出力する一対のＣＣＤラインセンサとを備える。ＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号は制御回路３００に入力され、後述するように、制御回路３００は、焦点調節レンズ１２０ｂを合焦位置まで駆動させるレンズ駆動信号を出力する。
【００１１】
クイックリターンミラー７０で反射された被写体光は、撮像素子２０と光学的に等価な位置に設けられたファインダスクリーン９０上に結像する。ファインダスクリーン９０上に結像された被写体像は、ペンタプリズム３０からリレーレンズ５０を通って接眼部６０に導かれるとともに、ペンタプリズム３０から測光素子４０の受光面上に結像する。なお、撮影の際にはクイックリターンミラー７０が被写体光の光路上から光路外へと移動され、撮像素子２０上に被写体像が結像される。
【００１２】
制御回路３００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種周辺回路から構成されている。図１に示すように、機能的には、位相差式ＡＦ検出素子１００を制御するＣＣＤ制御部２２０と、予定焦点面に対する結像面の像面ずれ量（以下、デフォーカス量と呼ぶ）を演算するデフォーカス量演算部２４０と、撮像素子２０から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算するコントラスト検出部２３０と、デフォーカス量に基づいて焦点調節レンズ１２０ｂの目標位置を演算したり、コントラスト検出部２３０での演算結果に基づいて、焦点調節レンズ１２０ｂの目標位置を演算するレンズ目標位置演算部２５０と、ＡＦレンズ目標位置に基づいてＡＦレンズ駆動信号を演算するレンズ駆動信号演算部２６０とを備えている。
【００１３】
デフォーカス量演算部２４０は、ＣＣＤ制御部２２０から出力される蓄積信号に基づいて周知のデフォーカス量演算を行う。撮影レンズ１２０の異なる領域を通過する一対のデフォーカス量検出用光束による被写体像は、それぞれがＣＣＤラインセンサに入射する。一対のＣＣＤラインセンサから出力される信号を相関演算することにより、２つの像の相対位置ずれ量（相対間隔）が算出される。この一対のＣＣＤラインセンサ上の一対の被写体像は、撮影レンズ１２０が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦状態では、一対の被写体像が相対的に一致する。このように、一対の被写体像の相対位置ずれ量を求めることにより、撮影レンズ１２０のフォーカス調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。
【００１４】
コントラスト検出部２３０は、撮像素子２０から出力される撮像信号から高周波成分を抽出して周知の焦点評価値演算を行う。撮影レンズ１２０が撮像素子２０上に尖鋭像を結ぶ合焦状態では、被写体像のエッジのボケが最小となりコントラストは最大になるので、焦点評価値も最大となる。
【００１５】
レンズ目標位置演算部２５０は、デフォーカス量演算部２４０によって算出されたデフォーカス量に基づいてレンズ目標位置を算出する。また、レンズ目標位置演算部２５０は、コントラスト検出部２３０によって算出された焦点評価値に基づき、焦点評価値が最大となるような、焦点調節レンズ１２０ｂのレンズ目標位置を演算する。レンズ目標位置演算部２５０で演算されたレンズ目標位置に基づいて、レンズ駆動信号演算部２６０はレンズの駆動量を演算し、ＡＦ駆動モータ１３０に対してレンズ駆動信号を送出する。ＡＦ駆動モータ１３０は、レンズ駆動信号に応じて焦点調節レンズ１２０ｂを光軸方向に進退移動させ、これにより、焦点調節状態が調節される。
【００１６】
カメラには、ＡＦモード切替スイッチ２００が備えられ、これを操作することによりＡＦ選択信号が制御回路３００へ送信され、ＡＦモードを「位相差ＡＦ」に設定することができる。なお、ＡＦモード切替スイッチ２００は機械的なスイッチに限定されず、メニュー画面で切り替える形式でもよい。また、カメラには、ＡＦスイッチ２１０と、コントラストＡＦエリア選択操作部２７０とが設けられている。ＡＦスイッチ２１０がオンされると、制御回路３００へ信号が送信され、測光、焦点検出などが開始する。さらに、コントラストＡＦエリア選択操作部２７０を操作すると、コントラストＡＦエリアを撮影画面の任意の位置に対応させて設定することができる。
【００１７】
次に、測距エリアの配置例を図２に示す。
図２において、９つの位相差ＡＦエリア１ａ〜１ｉ（以下、総称する場合、単に符号１で示す。）が設けられている。各エリア１ａ〜１ｉと重複して破線で示す四角形状の領域２は、位相差ＡＦ用の一対のラインセンサの１次像面上の像を表している。通常、位相差ＡＦ使用時は、これら測距エリアの少なくとも一つを用いて、焦点検出を行う。たとえば、全ての測距エリアのデフォーカス量に基づいて、最もカメラに対して近距離に相当するデフォーカス量を採用し、焦点検出を行う。この場合、各測距エリアのデフォーカス量を使用しつつ、近距離側のデフォーカス量に大きな重み付けをするなど種々の方式が採用できる。太線で示す枠３は、コントラストＡＦ使用時の測距エリアである。上述したように、コントラストＡＦエリア選択部２７０により、撮影者は、コントラストＡＦエリア３を手動で任意の位置に変えることが可能である。
【００１８】
図２では、位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とがなす所定の位置関係として、コントラストＡＦエリア３が位相差ＡＦエリア１ａまたは位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２に部分的に重複している場合の一例を示している。位相差ＡＦエリア１はファインダ視野内や電子ビューファインダ上で被写体像と重畳表示されるが、位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２は表示されない。
【００１９】
以下で、上記構成のカメラの動作を、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートは、図１の制御回路３００において、焦点検出／調節制御用プログラムを実行して行われる手順を示すものである。
図４のステップＳ１０１では、ＡＦ切替スイッチ２００に基づいて、撮影者の切替操作により位相差ＡＦモードが選択されたか否かを判別する。位相差ＡＦ選択信号を受信せず、位相差ＡＦモードが選択されていないと判定された場合は、コントラストＡＦモードが使用可能なモードであると判定して、ステップＳ１０２へ進む。位相差ＡＦモードが選択された場合には、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、位相差ＡＦにより周知の方式で焦点検出が行われ、その検出結果により、焦点調節を行う。
【００２０】
ステップＳ１０２では、コントラストＡＦエリア選択部２７０からの信号に基づいて、コントラストＡＦで焦点調節を行うコントラストＡＦエリア３の位置が決定されたか否かを判定する。コントラストＡＦエリア３の位置が決定されたと判定された場合は、ステップＳ１０３へ進む。コントラストＡＦエリア３の位置が未決定と判定された場合は、コントラストＡＦエリア３の位置が決定されるまで待機する。
【００２１】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で選択したコントラストＡＦエリア３が、図２に示すように位相差ＡＦエリア１または位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２に部分的に重複しているか否かを判定する。コントラストＡＦエリア３が位相差ＡＦエリア１または位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２に部分的に重複していると判定された場合は、ステップＳ１０５へ進む。図３に示すように、コントラストＡＦエリア３が位相差ＡＦエリア１および位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２の双方に重複していない場合はステップＳ１０６へ進み、コントラストＡＦにより周知の方法で焦点調節を行なう。
【００２２】
ステップＳ１０５では、位相差ＡＦとコントラストＡＦの組み合わせによるハイブリッドＡＦにより焦点調節を行う。たとえば、位相差ＡＦによりデフォーカス量を算出後、レンズ駆動方向のみを決めてコントラストＡＦさせる。あるいは、位相差ＡＦでデフォーカス量を算出後、ＡＦレンズ１２０ｂを合焦位置の近傍まで駆動した後にコントラスト式によってレンズを駆動してから焦点評価値を算出し、コントラスト値が最大となるレンズ位置にレンズ位置決めする。つまり、位相差ＡＦにより駆動方向を決定する、あるいは、大まかなフォーカスレンズの駆動を行い、コントラストＡＦで精密にＡＦを行う。これにより、迅速かつ精度の高いＡＦが可能となる。
【００２３】
以上で説明したように、第一の実施形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）コントラストＡＦエリア３を撮影者のマニュアル操作により自由に設定可能としたとき、コントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１とが重複するという所定の位置関係にあれば、ハイブリッドＡＦによる焦点調節を可能とした。したがって、測距エリア選択の自由度が拡大したハイブリッドＡＦによる焦点調節が可能になる。
【００２４】
（２）加えてコントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１および位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２とが互いに所定の位置関係にない場合には、コントラストＡＦにより焦点調節を行なう。このため、コントラストＡＦエリア３の位置選択の際に、焦点調節がコントラストＡＦにより行なわれるか、もしくは、ハイブリッドＡＦにより行なわれるかを意識することなく操作できるので、撮影者による操作性が向上する。
【００２５】
―第二の実施形態―
以下で、第二の実施形態の焦点調節装置付きカメラについて、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、図５のフローチャートにおいて、図４に示すフローチャートでの処理と同一内容の処理については同じ処理番号を付し、説明を省略する。また、構成要素については、第一の実施形態による焦点調節装置付きカメラと同一とする。
【００２６】
図３は、第二の実施の形態における位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とがなす位置関係を示す図である。第二の実施の形態の測距エリアの配置は、第一の実施の形態の図２と同様である。図３では、コントラストＡＦエリア３がいずれの位相差ＡＦエリア１や位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２にも重複していないが位相差ＡＦエリア１ｅに近接している場合の一例を示している。
【００２７】
図５のステップＳ１０２が肯定された場合、すなわち、コントラストＡＦエリア３の位置が決定されたと判定された場合は、Ｓ１０７へ進む。
【００２８】
ステップＳ１０７において、位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とが、所定の位置関係として互いに近接しているか否かを判定する。たとえば、図３に示す例では、中央の位相差ＡＦエリア１ｅとコントラストＡＦエリア３とが互いに近接していると判定する。このように、ステップＳ１０７が肯定されると、ステップＳ１０５へ進み、ハイブリッドＡＦによる焦点調節を行う。ステップＳ１０７が否定される、すなわち、コントラストＡＦエリア３に近接する位相差ＡＦエリア１が存在しないと判定される場合は、ステップＳ１０６へ進み、コントラストＡＦで焦点調節を行う。位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とが互いに近接しているとの判定は、たとえば、次のようにすることができる。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、撮影画面を各位相差ＡＦエリア１を中心とした複数のブロックに分割し、コントラストＡＦエリア３を設定した際にこのコントラストＡＦエリア３が属するブロック内に位相差ＡＦエリア１が存在する場合に、位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とが互いに近接していると判定する。図６（ａ）の例では、コントラストＡＦエリア３が位相差ＡＦエリア１ｅおよび位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２のいずれとも重複していないが、コントラストＡＦエリア３を設定したブロック内に位相差ＡＦエリア１ｅが存在している。なお、図６（ｂ）に示すように、コントラストＡＦエリア３を設定したブロック内に位相差ＡＦエリア１のいずれも存在しない場合は、コントラストＡＦにより焦点調節を行う。反対に、複数のブロックに跨るように設定した場合は、コントラストＡＦエリア３が最も多く属しているブロックを採用すればよい。
【００３０】
以上で説明した第二の実施形態によるカメラでも、第一の実施の形態によるカメラと同様の作用効果を得ることができるが、特に、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、コントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１および位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲２が互いに重複していない場合でも、コントラストＡＦエリア３の近傍の位相差ＡＦエリア１を用いてハイブリッド方式の焦点検出を行うことができる。したがって、位相差ＡＦエリア１をさらに有効に活用することができるので、ハイブリッドＡＦの使用範囲を広げることが可能になる。
【００３１】
なお、第二の実施の形態では、ハイブリッドＡＦの可否を判定する目的で撮影画面を複数のブロックに分割したが、コントラストＡＦエリア３の中心から位相差ＡＦエリア１ａ〜１ｉのそれぞれの中心までの距離のうち、最も小さいものの値が所定値以下であれば、その最も近い位相差ＡＦエリア１を近接する測距エリアと判定してもよい。
【００３２】
また、ブロックに分割する場合、各位相差ＡＦエリア１ａ〜１ｉのそれぞれの中心から所定の距離の範囲を各ブロックの範囲とするようにしてもよい。
【００３３】
―第三の実施形態―
第三の実施の形態では、コントラストＡＦエリア３がいずれの位相差ＡＦエリア１とも重複していないが、コントラストＡＦエリア３が含まれる同一被写体の範囲内にいずれかの位相差ＡＦエリアが含まれる場合、ハイブリッドＡＦを行う例について説明する。第三の実施の形態の焦点調節装置付きカメラの構成は、第一の実施形態による焦点調節装置付きカメラと同様であるので、図１を参照することとする。
【００３４】
図７は、第三の実施の形態における位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とがなす位置関係を示す図である。第三の実施の形態の位相差ＡＦ用の測距エリアの配置は、第一の実施の形態の図２と同様である。図７（ａ）は、コントラストＡＦエリア３が含まれる同一被写体の範囲４内に位相差ＡＦエリア１ａが含まれる場合が示されている。このような場合には、位相差ＡＦエリア１ａを使用する位相差ＡＦとコントラストＡＦエリア３を使用するコントラストＡＦを併用するハイブリッドＡＦが行われる。
【００３５】
一方、図７（ｂ）は、コントラストＡＦエリア３が含まれる同一被写体の範囲４内にいずれの位相差ＡＦエリア１も含まれない場合が示されている。このような場合には、コントラストＡＦエリア３を使用するコントラストＡＦのみが行われる。
【００３６】
図８は、第三の実施の形態の制御回路３００が実行する処理のフローチャートを示す図である。図８のフローチャートにおいて、図４に示すフローチャートでの処理と同一内容の処理については同じ処理番号を付し、説明を省略する。
【００３７】
図８のステップＳ１０２が肯定された場合、すなわち、コントラストＡＦエリア３の位置が決定されたと判定された場合は、Ｓ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、同一被写体の範囲すなわち主要被写体である被写体の領域を決定する。主要被写体とは、コントラストＡＦエリア３でＡＦの対象となる被写体である。すなわち、主要被写体とは、コントラストＡＦエリア３が含まれる位置の被写体であり、同一被写体の範囲とは、その被写体の同一性が保たれる範囲である。例えば、主要被写体が人物の顔であれば、その肌色の範囲が同一被写体の範囲である。また、エッジ検出で顔の輪郭が検出できる場合は、その輪郭の範囲が同一被写体の範囲である。
【００３８】
ステップＳ１１１では、位相差ＡＦエリア１とコントラストＡＦエリア３とが、所定の位置関係にあるか、すなわち、同一被写体の範囲内にいずれかの位相差ＡＦエリア１が存在するかどうかを判定する。ステップＳ１１１が肯定されると、ステップＳ１０５へ進み、ハイブリッドＡＦによる焦点調節を行う。ステップＳ１１１が否定される、すなわち、コントラストＡＦエリア３が含まれる同一被写体の範囲内にいずれの位相差ＡＦエリア１も存在しないと判定される場合は、ステップＳ１０６へ進み、コントラストＡＦで焦点調節を行う。
【００３９】
以上で説明した第三の実施形態によるカメラでも、第一の実施の形態によるカメラと同様の作用効果を得ることができる。特に、コントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１が互いに重複していない場合でも、同一被写体の範囲内にコントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１が存在する場合、その同一被写体の範囲に対してハイブリッドＡＦを行うことができる。その結果、主要被写体に対して迅速にしかも精度高くＡＦを行うことができる。
【００４０】
―第四の実施形態―
第四の実施の形態では、コントラストＡＦエリア３がいずれの位相差ＡＦエリア１とも重複していない場合であって、コントラストＡＦエリア３の近傍に存在する位相差ＡＦエリアのデフォーカスの分布に基づき、ＡＦの駆動方向を決定する例について説明する。第四の実施の形態の焦点調節装置付きカメラの構成は、第一の実施形態による焦点調節装置付きカメラと同様であるので、図１を参照することとする。
【００４１】
図９は、第四の実施の形態におけるコントラストＡＦエリア３周辺の位相差ＡＦエリア１のデフォーカスの分布を示す図である。第四の実施の形態の位相差ＡＦ用の測距エリアの配置は、第一の実施の形態の図２と同様である。
【００４２】
図９（ａ）は、コントラストＡＦエリア３周辺の位相差ＡＦエリア１ａのデフォーカス量が−５０μｍ、位相差ＡＦエリア１ｂのデフォーカス量が−９０μｍ、位相差ＡＦエリア１ｄのデフォーカス量が−８０μｍであり、デフォーカス量の方向がすべて同一方向であることが示されている。このような場合、フォーカスレンズが合焦するための駆動方向が想定できるため、ハイブリッドＡＦを行う、すなわち、位相差ＡＦエリア１ａ、位相差ＡＦエリア１ｂ、位相差ＡＦエリア１ｄのデフォーカス量の方向に基づいて、フォーカスレンズの駆動方向を決定し、次に、その方向へフォーカスレンズを駆動しながらコントラストＡＦエリア３に基づいてコントラストＡＦを行うというハイブリッドＡＦを行う。
【００４３】
一方、図９（ｂ）は、コントラストＡＦエリア３周辺の位相差ＡＦエリア１ａのデフォーカス量が−３０μｍ、位相差ＡＦエリア１ｂのデフォーカス量が６０μｍ、位相差ＡＦエリア１ｄのデフォーカス量が−２０μｍであり、デフォーカス量の方向は必ずしもすべて一致していない。このような場合、位相差ＡＦエリア１の測距データに基づいてフォーカスレンズの駆動方向を決定するのは困難なので、コントラストＡＦエリア３に基づいて、通常のコントラストＡＦのみが行われる。
【００４４】
図１０は、第四の実施の形態の制御回路３００が実行する処理のフローチャートを示す図である。図１０のフローチャートにおいて、図４に示すフローチャートでの処理と同一内容の処理については同じ処理番号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図１０のステップＳ１０２が肯定された場合、すなわち、コントラストＡＦエリア３の位置が決定されたと判定された場合は、Ｓ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、コントラストＡＦエリア３に近接している位相差ＡＦエリア１があるかどうか判定する。ステップＳ１２０が肯定されると、ステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１２１では、コントラストＡＦエリア３に近接している位相差ＡＦエリア１が複数あるかどうか判定する。すなわち、コントラストＡＦエリア３から所定の範囲内にいくつ位相差ＡＦエリア１があるか判定する。
【００４６】
ステップＳ１２１で複数あると判定されると、ステップＳ１２２に進み、検出されるデフォーカス方向がすべて同一方向かどうか判定する。ステップＳ１２２で複数の位相差ＡＦエリア１で検出されるデフォーカス方向がすべて同一方向であると判定されると、ステップＳ１０５に進み上述のハイブリッドＡＦを行う。ステップＳ１２１で、位相差ＡＦエリア１が１つしか近接していないと判定された場合も、ステップＳ１０５に進み上述のハイブリッドＡＦを行う。
【００４７】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１２２で複数の位相差ＡＦエリア１で検出されるデフォーカス方向がすべて同一方向であると判定された場合は、その複数の位相差ＡＦエリア１のデフォーカス量に基づきフォーカスレンズの駆動方向を決定し、その方向にフォーカスレンズを駆動しながらコントラストＡＦを行うというハイブリッドＡＦを行う。ステップＳ１２１で、位相差ＡＦエリア１が１つしか近接していないと判定された場合も、その１つの位相差ＡＦエリア１のデフォーカス量に基づきフォーカスレンズの駆動方向を決定し、その方向にフォーカスレンズを駆動しながらコントラストＡＦを行うというハイブリッドＡＦを行う。
【００４８】
一方、ステップＳ１２０において、コントラストＡＦエリア３に近接している位相差ＡＦエリア１がないと判定された場合は、ステップＳ１０６に進みコントラストＡＦエリア３に基づいて、通常のコントラストＡＦのみを行う。また、ステップＳ１２２において、複数の位相差ＡＦエリア１のデフォーカス方向がすべて一致していないと判定された場合も、ステップＳ１０６に進みコントラストＡＦエリア３に基づいて、通常のコントラストＡＦのみを行う。
【００４９】
以上説明した第四の実施形態によるカメラでは、コントラストＡＦエリア３と位相差ＡＦエリア１が互いに重複していない場合でも、コントラストＡＦエリア３に近接する複数の位相差ＡＦエリア１に基づき、フォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。このように、コントラストＡＦの駆動方向が位相差ＡＦエリア１のデフォーカス量を使用して決定できれば、迅速かつ精度の高いＡＦが可能となる。なお、第四の実施の形態では、複数の位相差ＡＦエリア１に基づき駆動方向のみを決定する例を説明したが、駆動量まで決定するようにしてもよい。
【００５０】
上記第１〜第４の実施の形態では、ステップＳ１０２において、撮影者が、コントラストＡＦエリア選択部２７０により、コントラストＡＦエリア３を手動で任意の位置に設定する例を説明した。しかし、画像処理により自動的に主要被写体を判定し、その位置に自動的にコントラストＡＦエリア３を設定するようにしてもよい。この場合は、エッジ検出などにより人間の顔を検出したり、肌色検出で人間の顔を検出したりし、検出した領域を主要被写体の領域である同一被写体の範囲とすればよい。また、その他の様々な公知な手法で主要被写体を検出するようにしてもよい。
【００５１】
以上で説明した位相差ＡＦエリア１の配置位置は、図２、図３、図６、図７、および図９に示す配置位置に限定されるものではない。また、画面のブロック分割は、図６（ａ）、（ｂ）に示す分割形態に限定されるものではない。さらに、位相差ＡＦとコントラストＡＦとの組み合わせについて説明したが、この組み合わせに限定されるものではなく、異なる２つのＡＦ方式を組み合わせた種々のハイブリッドＡＦについて本発明を適用できる。例えば、コントラストＡＦと外光パッシブ方式ＡＦ、あるいは、コントラストＡＦと赤外線を使用したアクティブ方式ＡＦの組み合わせなどが考えられる。また、位相差ＡＦおよびコントラストＡＦの実施形態も上述したものに何ら限定されない。
【００５２】
本実施の形態においては、レンズ鏡筒が交換可能なカメラとして説明したが、これに限定されるものではなく、レンズ一体型のカメラであってもよい。
【００５３】
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の焦点調節装置を内蔵したカメラのブロック図である。
【図２】測距エリアを説明する図であり、位相差ＡＦエリアとコントラストＡＦエリアとが互いに重複している場合を示す。
【図３】測距エリアを説明する図であり、位相差ＡＦエリアとコントラストＡＦエリアとが互いに重複していない場合を示す。
【図４】本発明による第一の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明による第二の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図６】画面をブロック分割した場合の測距エリアを説明する図であり、（ａ）はコントラストＡＦエリアと位相差ＡＦエリアとが近接する場合、（ｂ）はコントラストＡＦエリアと位相差ＡＦエリアとが近接しない場合を示す。
【図７】第三の実施の形態における位相差ＡＦエリアとコントラストＡＦエリアとがなす位置関係を示す図である。
【図８】第三の実施の形態の制御回路が実行する処理のフローチャートを示す図である。
【図９】第四の実施の形態におけるコントラストＡＦエリア周辺の位相差ＡＦエリアのデフォーカスの分布を示す図である。
【図１０】第四の実施の形態の制御回路が実行する処理のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１        位相差ＡＦエリア            ２        位相差ＡＦセンサで検出可能な範囲
３        コントラストＡＦセンサ      １０      カメラボディ
２０      撮像素子                    １００    位相差式ＡＦ検出素子
１１０    レンズ鏡筒                  １２０    撮影レンズ  
１２０ｂ  焦点調節レンズ              １３０    ＡＦ駆動モータ
２２０    ＣＣＤ制御部                ２３０    デフォーカス量演算部
２４０    コントラスト検出部          ２５０    レンズ目標位置演算部
２６０    レンズ駆動部                ２７０    コントラストＡＦエリア選択部
３００    制御回路
【図１】
2007179029.tif 000003
【図２】
2007179029.tif 000004
【図３】
2007179029.tif 000005
【図４】
2007179029.tif 000006
【図５】
2007179029.tif 000007
【図６】
2007179029.tif 000008
【図７】
2007179029.tif 000009
【図８】
2007179029.tif 000010
【図９】
2007179029.tif 000011
【図１０】
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