(57)【要約】【課題】一眼レフレックスカメラにおいて、マニュアルによるフォーカス調整とオートによるフォーカス調整とを組み合わせてフォーカス調整を行う場合に、光学系の特性に応じた最適な調整を行うことができ、且つ意図した被写体に容易に合焦させることができて操作性も良い撮像装置を提供すること。【解決手段】セミオートフォーカスモードにおいて、マニュアルフォーカス後のフォーカス調整範囲を交換レンズ１０１の光学的特性等に従って設定する。ユーザによってマニュアルフォーカス操作がなされた場合、システムコントローラ１２３は、フォーカス調整範囲内でのフォーカススキャンを行い、フォーカススキャン範囲内でコントラストのピークが検出された場合に、コントラストのピークに対応したレンズ位置にフォーカスレンズ１０２を駆動させる。【選択図】図１
2009115921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系により結像された被写体像を映像信号に変換する撮像素子と、
前記光学系によるフォーカスの状態を手動操作に応じて変更するフォーカス操作部と、
前記撮像素子からの映像信号を基に、最良のフォーカス状態が得られるよう、前記光学系のフォーカスを調整するオートフォーカス調整部と、
を具備し、
前記オートフォーカス調整部は、前記フォーカス操作部による前記フォーカス状態の変更後、前記光学系の特性に応じて決定されるフォーカス調整範囲内で前記光学系のフォーカスを調整することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカス調整範囲を手動設定するための範囲設定部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記フォーカス調整範囲を被写体側の距離に置き換えて表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記フォーカス操作部の操作後の半押し操作によって前記オートフォーカス調整部に前記フォーカスの調整を指示し、全押し操作によって撮影開始を指示するためのレリーズ釦をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子からの映像信号に基づいて光学系のフォーカス調整を行う機構を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル一眼レフレックスカメラにおいても、被写体の映像をカメラ背面等に設けられた表示パネルに表示させてファインダの代わりとして利用する電子ファインダ機能（ライブビュー機能とも呼ばれる）が搭載されつつある。
【０００３】
この種の電子ファインダ機能を有するカメラは、被写体の映像を表示パネルに表示することができるため、ファインダを覗かなくとも被写体やフレームの確認を行うことができる。これにより、特殊な撮影、例えば高い位置にカメラを置いての撮影や地面に近い位置での撮影であっても、無理なく映像を確認しながら撮影を行うことができる。また、被写体像を電子映像として表示するため、例えば黒つぶれや白とび等の様々な情報も確認することができる。
【０００４】
一般に、一眼レフレックスカメラでは、フォーカス調整方法として、手動でフォーカスの調整を行うマニュアルフォーカスと、カメラ内部に搭載された測距センサによりフォーカスのずれを検知してフォーカスの調整を自動で行うオートフォーカスとの２種類のフォーカス調整モードを有しているものが多い。
【０００５】
通常、ライブビュー機能を搭載した一眼レフレックスカメラにおいては、ライブビュー機能が動作している間は測距センサを使用することができないため、マニュアルフォーカスが用いられることが多い。しかしながら、ライブビューの映像を見ながらフォーカスの微妙なずれを確認することは困難である。これに対し、デジタルカメラで撮影した画像は、後で容易に拡大表示したりして確認することができる。したがって、ユーザは、撮影後の画像において微妙なフォーカスのずれも気になってしまう。
【０００６】
このようなことから、撮影視野の中から、フォーカスを合わせたい部分を拡大表示し、マニュアルフォーカスを行う手法が提案されている。ただし、この手法は、微妙な調整が必要なことや撮影視野全体が確認できなくなる等の問題もあり、カメラを使い慣れないアマチュアユーザでは非常に難しい操作となることが考えられる。また、使いなれたユーザでも手持ちでの撮影は非常に困難である。
【０００７】
このような問題を解決するための手法として、特許文献１において提案されているような、マニュアルフォーカスをアシストする機能がある。この特許文献１において提案されているデジタルカメラでは、フォーカスリングの回動位置に応じてフォーカスレンズを移動させるマニュアルフォーカス機能と、最良のフォーカス状態が得られる位置にフォーカスレンズを自動設定するフォーカス調整機能とを備えるとともに、フォーカス調整時のフォーカスレンズの移動範囲を段階的に設定可能とすることで、ユーザの意図する被写体と大きく外すことがないようにフォーカス調整を行っている。
【特許文献１】特開２００７−１０８２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上述した従来のカメラでは、フォーカスレンズの移動範囲に対して段階的に制限をかけており、交換レンズにあわせた最適な制限方法とは必ずしも言えない。
【０００９】
本来、ファインダ内でフォーカスが合っているかを確認できる範囲内ではフォーカス調整をマニュアル操作で行い、ファインダ内で確認できないような微細なフォーカス調整を自動で行うようにした場合、フォーカスレンズの移動範囲を、光学特性、例えば被写界深度等に応じて制限することが望ましい。しかしながら、このような光学特性は交換レンズの焦点距離や被写体距離によっても変化するため、それに応じてフォーカスレンズの移動範囲の調整が必要になる。この交換レンズの光学特性に応じたフォーカスレンズの移動範囲の制限について特許文献１においては特に言及されていない。
【００１０】
本発明は、上記の事情に着目してなされたものであり、一眼レフレックスカメラにおいて、マニュアルによるフォーカス調整とオートによるフォーカス調整とを組み合わせてフォーカス調整を行う場合に、光学系の特性に応じた最適な調整を行うことができ、且つ意図した被写体に容易に合焦させることができて操作性も良い撮像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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の撮像装置は、被写体像を結像させる光学系と、前記光学系により結像された被写体像を映像信号に変換する撮像素子と、前記光学系によるフォーカスの状態を手動操作に応じて変更するフォーカス操作部と、前記撮像素子からの映像信号を基に、最良のフォーカス状態が得られるよう、前記光学系のフォーカスを調整するオートフォーカス調整部とを具備し、前記オートフォーカス調整部は、前記フォーカス操作部による前記フォーカス状態の変更後、前記光学系の特性に応じて決定されるフォーカス調整範囲内で前記光学系のフォーカスを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一眼レフレックスカメラにおいて、マニュアルによるフォーカス調整とオートによるフォーカス調整とを組み合わせてフォーカス調整を行う場合に、光学系の特性に応じた最適な調整を行うことができ、且つ意図した被写体に容易に合焦させることができて操作性も良い撮像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】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
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デジタル一眼レフレックスカメラ（以下、適宜カメラと略記する）の構成を示す図である。ここで、図１に示すカメラは、撮影光学系のフォーカス調整に係る処理を全て自動で行うオートフォーカスモード、撮影光学系のフォーカス調整をユーザが手動で行うマニュアルフォーカスモード、ならびにセミオートフォーカスモードが選択可能なカメラを想定している。ここで、セミオートフォーカスモードとは、オートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとの中間的なモードであり、基本的なフォーカス調整（被写体の選択）をユーザの手動操作によって行い、選択された被写体に対する細かいフォーカス調整を自動で行うモードである。
【００１４】
以下、本実施形態を詳細に説明するに先立ち、カメラにおけるフォーカス調整機構について説明する。ここで、図１（ａ）は通常のフォーカス時の状態を示す図であり、図１（ｂ）は撮影時又はライブビュー機能の動作時の状態を示す図である。
【００１５】
まず、本実施形態のカメラは、交換レンズ１０１とカメラボディ１１０とを備えている。
【００１６】
交換レンズ１０１は、カメラボディ１１０の前面に設けられた図示しないカメラマウントを介してカメラボディ１１０に着脱自在に構成されている。この交換レンズ１０１は、フォーカスレンズ１０２等からなる撮影光学系と、レンズ駆動部１０３と、レンズＣＰＵ１０４と、フォーカス調整機構１０５と、エンコーダ１０６とを備えている。
【００１７】
フォーカスレンズ１０２は、撮影光学系に含まれるフォーカス調整のためのレンズである。フォーカスレンズ１０２は、レンズ駆動部１０３によってその光軸方向（図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す矢印Ａ方向）に駆動され、撮影光学系のフォーカス位置調整を行う。これにより、撮影光学系を通過した図示しない被写体からの光束は、カメラボディ１１０内の撮像素子１２４にフォーカスの合った像を結ぶ。
【００１８】
レンズ駆動部１０３は、レンズＣＰＵ１０４からのパルス信号により、例えばＤＣモータによってフォーカスレンズ１０２を駆動する。
【００１９】
レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３の制御等を行う制御回路である。このレンズＣＰＵ１０４は、通信コネクタ１０７を介してカメラボディ１１０内のシステムコントローラ１２３と通信可能になされている。レンズＣＰＵ１０４からシステムコントローラ１２３へは、例えばレンズＣＰＵ１０４に予め記憶された、フォーカスレンズの製造ばらつき情報やフォーカスレンズの収差情報等の撮影光学系の光学特性を示す各種レンズデータが通信される。
【００２０】
フォーカス操作部としてのフォーカス調整機構１０５は、マニュアルフォーカスモード及びセミオートフォーカスモードにおいて、ユーザが直接フォーカスレンズ１０２の駆動を制御するための操作機構である。このフォーカス調整機構１０５は、至近側（フォーカスレンズ１０２を含む撮影光学系の主点と結像面との距離が短くなる側。図では右側）又は無限遠側（フォーカスレンズ１０２を含む撮影光学系の主点と結像面との距離が長くなる側。図では左側）への駆動方向と駆動量を与えることができる。エンコーダ１０６は、フォーカス調整機構１０５の駆動方向及び駆動量を電気信号として検出してレンズＣＰＵ１０４に伝達する。レンズＣＰＵ１０４は、エンコーダ１０６からの信号に応じた駆動方向及び駆動量でフォーカスレンズ１０２が駆動されるようにレンズ駆動部１０３を制御する。
【００２１】
カメラボディ１１０は、メインミラー１１１と、フォーカシングスクリーン１１２、ペンタプリズム１１３、接眼レンズ１１４からなるファインダ光学系と、サブミラー１１６と、コンデンサレンズ１１７、全反射ミラー１１８、セパレータ絞り１１９、セパレータレンズ１２０からなるＡＦ光学系と、ＡＦセンサ１２１と、ＡＦコントローラ１２２と、システムコントローラ１２３と、撮像素子１２４と、表示部１２５と、メモリカード１２６と、ロータリースイッチ１２７と、レリーズスイッチ１２８と、設定スイッチ１２９とを備えている。
【００２２】
メインミラー１１１は、回動可能に構成され、その中央部がハーフミラーで構成されたミラーである。メインミラー１１１は、ダウン位置（図１（ａ）に示す位置）にあるときに、交換レンズ１０１を介してカメラボディ１１０内に入射する図示しない被写体からの光束の一部を反射し、一部を透過させる。フォーカシングスクリーン１１２は、メインミラー１１１で反射された光束が結像される。ペンタプリズム１１３は、フォーカシングスクリーン１１２に結像された被写体像を正立像として、接眼レンズ１１４に入射させる。接眼レンズ１１４はペンタプリズム１１３からの被写体像をユーザが観察可能なように拡大する。このようにして、図示しない被写体の状態を観察することができる。
【００２３】
サブミラー１１６は、メインミラー１１１のハーフミラー部の背面に設置され、メインミラー１１１のハーフミラー部を透過した光束をＡＦ光学系の方向に反射する。
【００２４】
ＡＦ光学系のコンデンサレンズ１１７は、サブミラー１１６で反射され、図示しない１次結像面に結像した光束を集光して全反射ミラー１１８の方向に入射させる。全反射ミラー１１８は、コンデンサレンズ１１７からの光束をＡＦセンサ１２１の側に反射させる。セパレータ絞り１１９はＡＦセンサ１２１の前面に配され、全反射ミラー１１８からの光束を瞳分割する。セパレータレンズ１２０はセパレータ絞り１１９で瞳分割された光束を集光してＡＦセンサ１２１に再結像させる。
【００２５】
ＡＦセンサ１２１は、瞳分割され再結像された視差をもつ被写体像を映像信号に変換する。ここで、ＡＦセンサ１２１は、撮影視野内の複数のフォーカス検出エリアにおける焦点状態を検出可能なように構成されている。
【００２６】
ＡＦコントローラ１２２は、ＡＦセンサ１２１から、対をなす映像信号を読み出し、読み出した映像信号より被写体像の２像間隔値を例えば相関演算によって算出する。システムコントローラ１２３は、図１のカメラの全体の動作を制御する。また、フォーカス調整時に、システムコントローラ１２３は、２像間隔値から各フォーカス検出エリア（測距点）に対応したデフォーカス量を算出し、複数の測距点に対応して算出されるデフォーカス量の中から、フォーカス調整に使用すべきデフォーカス量を選択し、該選択したデフォーカス量をレンズＣＰＵ１０４に送信する。レンズＣＰＵ１０４は、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０２のフォーカス調整を行う。
【００２７】
撮像素子１２４は、メインミラー１１１が図１（ｂ）に示すようにして光軸上から退避されたときに、撮影光学系を介して結像される被写体像を映像信号に変換する。撮像素子１２４において被写体像が映像信号に変換された場合、システムコントローラ１２３は、撮像素子１２４で得られた映像信号に対して種々の画像処理を施した後、これによって得られる画像を表示部１２５に表示させたり、メモリカード１２６に格納したりする。
【００２８】
ロータリースイッチ１２７は、カメラボディ１１０の外装に設けられる回転操作部材の操作によって状態が切り換わるスイッチであり、操作量をシステムコントローラ１２３に与える。詳細は後述するが、ロータリースイッチ１２７はフォーカス位置をスキャンする範囲の調整に用いられる。レリーズスイッチ１２８は、カメラボディ１１０の外装に設けられるレリーズ釦の操作によって状態が切り換わるスイッチであり、ＡＦ開始の指示及び撮像開始の指示をシステムコントローラ１２３に与える。このレリーズスイッチ１２８は１ｓｔレリーズスイッチと２ｎｄレリーズスイッチとから構成されている。そして、レリーズ釦の半押しによって１ｓｔレリーズスイッチがオンしてＡＦ開始の指示をシステムコントローラ１２３に与える。また、レリーズ釦の全押しによって２ｎｄレリーズスイッチがオンして撮像開始の指示をシステムコントローラ１２３に与える。設定スイッチ１２９は、カメラボディ１１０の外装に設けられる設定釦の操作によって状態が切り換わるスイッチであり、ユーザからの各種設定指示をシステムコントローラ１２３に与える。本実施形態では、オートフォーカスモード、マニュアルフォーカスモード、セミオートフォーカスモードの切り換え等に用いられる。
【００２９】
図２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すカメラの外観斜視図である。図２において、交換レンズ１０１に設けられたフォーカス調整機構１０５の一部としてのフォーカスリング２０１はユーザによって回転操作される。このフォーカスリング２０１の駆動方向及び駆動量はエンコーダ１０６において検出される。また、ファインダ２０２は内部に接眼レンズ１１４が配され、このファインダ２０２を覗くことで、ユーザは被写体を観察可能である。回転操作部材２０３、レリーズ釦２０４、設定釦２０５はそれぞれ対応するスイッチを操作するための操作部材である。
【００３０】
以下、本実施形態のカメラにおける作用について説明する。  
まず、設定スイッチ１２９がオートフォーカスモードに切り換えられた場合について説明する。なお、オートフォーカスモードでは、画面内の複数の測距点の中から１つの測距点を所定のアルゴリズムに従って選択し、その測距点に対してフォーカス調整を行うシングルショットオートフォーカスモードや、動体撮影に適したモードであり指定された被写体を逐次追従しながらフォーカス調整を行うコンティニュアスオートフォーカスモード等があるが、ここでは、シングルショットオートフォーカスモードについて説明する。
【００３１】
レリーズ釦２０４が半押しされ１ｓｔレリーズスイッチがオンされると、システムコントローラ１２３はＡＦコントローラ１２２を制御して測距点毎の２像間隔値を演算させ、この２像間隔値を用いて、各測距点におけるデフォーカス量を算出する。なお、デフォーカス量の演算については既存の手法を用いればよいのでここでは詳細は説明しない。複数の測距点に対して複数のデフォーカス量が求められた場合、システムコントローラ１２３は、各測距点の重み付けや最至近の測距点を選択する等の周知のアルゴリズムを用いて、１つのデフォーカス量を選択し、レンズＣＰＵ１０４に通知する。レンズＣＰＵ１０４は、受け取ったデフォーカス量に従ってレンズ駆動部１０３を制御し、フォーカスレンズ１０２を駆動する。このような制御により、任意の被写体へのフォーカス調整が完了する。
【００３２】
次に、設定スイッチ１２９がマニュアルフォーカスモードに切り換えられた場合について説明する。
【００３３】
この場合は、ユーザがフォーカスリング２０１を回転操作することにより、その駆動方向及び駆動量がエンコーダ１０６によって検出される。そして、エンコーダ１０６からフォーカスリング２０１の駆動方向及び駆動量を示す信号がレンズＣＰＵ１０４に通知される。レンズＣＰＵ１０４はフォーカスリング２０１の駆動方向及び駆動量を示す信号からフォーカスレンズ１０２の駆動方向及び駆動量を演算し、この演算結果に従ってレンズ駆動部１０３を制御することによりフォーカスレンズ１０２を駆動する。このような制御により、ユーザによるフォーカスリング２０１の回転操作に合わせてフォーカスレンズ１０２が駆動される。
【００３４】
次に、設定スイッチ１２９がセミオートフォーカスモードに切り換えられた場合について説明する。図３は、本実施形態におけるセミオートフォーカスモード時のシステムコントローラ１２３のメインの処理について示すフローチャートである。
【００３５】
セミオートフォーカスモードの開始を検知すると、システムコントローラ１２３は、交換レンズ１０１のレンズＣＰＵ１０４と通信を行って、装着された交換レンズ１０１のレンズデータを読み出す（ステップＳ１）。続いて、システムコントローラ１２３は、読み出したレンズデータに基づいてフォーカススキャンを行う範囲（フォーカススキャン範囲）の初期値とフォーカススキャン範囲の制限値とを決定する（ステップＳ２）。
【００３６】
ここで、フォーカススキャンとは、コントラスト方式のフォーカス制御でコントラストのピークを検出するための一連の動作を示している。本実施形態においては、フォーカススキャン範囲を決定するためのパラメータとして例えば焦点深度を用い、焦点深度の任意の倍数をフォーカススキャン範囲とする。例えば、その時点における撮影光学系の焦点距離やフォーカスレンズ１０２の位置を考慮した焦点深度を基に、その１０倍の像面移動範囲をフォーカススキャン範囲の初期値とする。ここで、焦点深度は、焦点側でフォーカスが合っていると判定できる像面の範囲である。これに対し、被写界深度は焦点深度に対応して被写体側でフォーカスが合っていると判定できる範囲のことである。
【００３７】
このような焦点深度を用いたフォーカススキャン範囲の決定手法は、ファインダ側での被写体像のぼやけ具合と関連を持った制御を行うことを目的としている。
【００３８】
なお、上述の例では、焦点深度を基に、フォーカススキャン範囲の初期値を決定しているが、これに限定されるものではなく、例えばレンズの収差や倍率等のパラメータを用いても良い。
【００３９】
また、フォーカススキャン範囲の制限値は、フォーカスレンズ１０２の駆動可能範囲等の所定値とする。
【００４０】
フォーカススキャン範囲の初期値及び制限値を決定した後、システムコントローラ１２３は、レリーズ釦２０４が半押しされ、１ｓｔレリーズスイッチがオンされたかを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされた場合に、システムコントローラ１２３は、詳細は後述する合焦処理を行う。
【００４１】
一方、ステップＳ３の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされていない場合に、システムコントローラ１２３は、回転操作部材２０３の操作によってロータリースイッチ１２７が操作されたかを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の判定において、ロータリースイッチ１２７が操作された場合に、システムコントローラ１２３は、その操作方向に従ってフォーカススキャン範囲を更新する（ステップＳ５）。図４は、ロータリースイッチ１２７の上面図である。図４に示すようにロータリースイッチ１２７は回転操作部材２０３の操作に従って＋側（反時計方向）又は−側（時計方向）に回転させることが可能に構成されている。システムコントローラ１２３は、ロータリースイッチ１２７が＋側に回転操作された場合にはフォーカススキャン範囲を拡大させ、−側に回転操作された場合にはフォーカススキャン範囲を縮小させる。なお、フォーカススキャン範囲の拡大は焦点深度に掛ける倍率の値を増加させることで、フォーカススキャン範囲の縮小は焦点深度に掛ける倍率の値を減少させることで行う。
【００４２】
ここで、フォーカススキャン範囲がステップＳ２において決定された制限値を超えてしまう場合やフォーカススキャンで検出できる最小範囲を下回ってしまう場合には、フォーカススキャン範囲の更新は行わないようにする。また、フォーカススキャン範囲を狭くすると操作性に影響がでる。したがって、操作性に影響がでないように、予め撮影光学系の光学特性に応じてフォーカススキャン範囲の下限値を決めておいても構わない。
【００４３】
また、ステップＳ４の判定において、ロータリースイッチ１２７が操作されていない場合に、システムコントローラ１２３は、レンズＣＰＵ１０４と通信を行ってフォーカスレンズ１０２のレンズ位置を取得する（ステップＳ６）。その後、システムコントローラ１２３は、セミオートフォーカスモード中のフォーカスレンズ１０２の位置及びフォーカススキャン範囲を示すための表示を表示部１２５に表示させる（ステップＳ７）。図５は、フォーカスレンズ位置及びフォーカススキャン範囲を示すための表示の表示例を示す図である。図５の例においては、撮影視野内に複数のフォーカス検出エリア（図では１〜９の９箇所）を設定しておき、設定したフォーカス検出エリアをユーザが視認可能なように表示させている。さらに、至近端（０ｍ）を基準とした現在のフォーカスレンズ位置とこのフォーカスレンズ位置を中心として決定されるフォーカススキャン範囲を示すインジケータ表示３０１を表示させるとともに、フォーカススキャン範囲の実際の値を示す表示３０２を表示させている。なお、インジケータ表示３０１は、フォーカススキャン範囲を被写体側における範囲に変換して示している。この変換の係数は、像倍率により求めることができるが、ここでは説明を省略する。
【００４４】
以上のように、セミオートフォーカスモードでは、１ｓｔレリーズスイッチがオンされるまではマニュアルフォーカスモードと同様に、ユーザによるフォーカスリング２０１の操作に従ってフォーカスレンズ１０２が駆動される。この場合、フォーカスレンズ１０２は、ユーザの操作に従って常に動いている可能性があるので、システムコントローラ１２３は、フォーカスレンズ１０２のレンズ位置を常に監視することで、ユーザによるフォーカスリング２０１の操作が行われているかを検出している。また、システムコントローラ１２３は、検出したレンズ位置に従って、図４に示す、インジケータ表示３０１を表示させ、フォーカスレンズ１０２の位置と、フォーカススキャン範囲をユーザに告知する。
【００４５】
次に、図６を参照して合焦処理について説明する。合焦処理において、システムコントローラ１２３は、フォーカスレンズ１０２をフォーカススキャンの開始位置に移動させるように、レンズＣＰＵ１０４に指示を送る（ステップＳ１０１）。なお、開始位置は以下のように決定される。
【００４６】
まず、１ｓｔレリーズスイッチがオンされた時点でのフォーカスレンズ１０２の位置をフォーカススキャン範囲の中心位置とする。フォーカススキャン範囲は、ステップＳ２において決定されているので、フォーカススキャンの開始位置は、中心位置からフォーカスレンズ１０２の駆動方向に対してフォーカススキャン範囲の１／２に相当する距離だけ戻った位置となる。例えば、フォーカスレンズ１０２の駆動方向を無限方向とした場合、フォーカススキャンの開始位置は、中心位置から至近方向にフォーカススキャン範囲の１／２に相当する距離だけ戻った位置、即ちフォーカススキャン範囲の至近側の端の位置となる。逆に、フォーカスレンズ１０２の駆動方向を至近方向とした場合、フォーカススキャンの開始位置は、フォーカススキャン範囲の無限側の端の位置となる。
【００４７】
フォーカスレンズ１０２をフォーカススキャンの開始位置に移動させた後、システムコントローラ１２３は、フォーカススキャンを開始する。まず、システムコントローラ１２３は、撮像素子１２４を駆動させて映像信号を取り込む（ステップＳ１０２）。次に、システムコントローラ１２３は、読み出した映像信号のうち、フォーカス検出エリア内のコントラストを検出する（ステップＳ１０３）。その後に、システムコントローラ１２３は、フォーカスレンズ１０２を所定量だけ駆動させるようにレンズＣＰＵ１０４に指示を送る（ステップＳ１０４）。レンズ駆動後、システムコントローラ１２３は、フォーカスレンズ１０２がフォーカススキャンの終了位置に達したかを判定する（ステップＳ１０５）。フォーカススキャンの終了位置は、フォーカスレンズ１０２の駆動方向を無限方向とした場合には、フォーカススキャン範囲の無限側の端位置となる。一方、フォーカスレンズ１０２の駆動方向を至近方向とした場合には、フォーカススキャン範囲の至近側の端位置が終了位置となる。ステップＳ１０５の判定において、フォーカスレンズ１０２がフォーカススキャンの終了位置に達していない場合には、処理がステップＳ１０２に戻る。
【００４８】
一方、ステップＳ１０５の判定において、フォーカスレンズ１０２がフォーカススキャンの終了位置に達した場合には、各フォーカスレンズ位置に対応して検出したコントラストからコントラストのピークを検出する（ステップＳ１０６）。次に、システムコントローラ１２３は、ステップＳ１０６の処理において、コントラストのピークが検出できたかを判定する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の判定において、コントラストのピークが検出できなかった場合には、合焦処理を抜けてシステムコントローラ１２３は、図３のステップＳ３以後の処理を実行する。
【００４９】
また、ステップＳ１０７の判定において、コントラストのピークが検出できた場合には、現在のフォーカスレンズ１０２の位置とピークに対応するレンズ位置との間のデフォーカス量を算出する（ステップＳ１０８）。その後に、システムコントローラ１２３は、デフォーカス量をレンズＣＰＵ１０４に通知する（ステップＳ１０９）。これにより、レンズＣＰＵ１０４は、受け取ったデフォーカス量に応じてフォーカスレンズ１０２を駆動させる。
【００５０】
フォーカスレンズ１０２が合焦位置に停止した後、システムコントローラ１２３は、表示部１２５に合焦表示を行う（ステップＳ１１０）。その後に、システムコントローラ１２３は、詳細は後述する撮影処理を実行する。
【００５１】
図５に示す例においては、フォーカス検出エリア５において合焦している例を示している。このとき、フォーカス検出エリア５はハイライト表示され、ユーザは、現在、何れの被写体にフォーカスが合っているかを容易に知ることが可能である。
【００５２】
図７は、図５に示す撮影視野における被写体のコントラストとレンズ位置との関係を示した図である。図７においては、図５に示すフォーカス検出エリア５におけるコントラストのピークが検出され、フォーカス検出エリア５に対してフォーカスが合っているものとする。ユーザの操作手順に沿って合焦までの流れを説明すると、まずマニュアルフォーカスによってフォーカス検出エリア５内の被写体である人にフォーカスレンズ１０２のフォーカスが合わせられる。このマニュアルフォーカスによって停止したフォーカスレンズ１０２の位置を図７の「マニュアル操作後のレンズ位置」とする。この位置を中心としてフォーカススキャン範囲が決定される。フォーカススキャン範囲の決定後、フォーカスレンズ１０２がフォーカススキャンの開始位置に移動され、この位置からフォーカススキャン、即ちコントラストの検出を開始される。
【００５３】
フォーカスレンズ１０２がフォーカススキャンの終了位置に達した時点で、コントラストのピークが検出されたかが判定される。ピークがあった場合には、ピークに対応するレンズ位置（図７の調整後のレンズ位置）にフォーカスレンズ１０２が移動される。図７の例では、フォーカススキャン範囲内ではフォーカス検出エリア５のみでコントラストのピークが検出されているために、フォーカス検出エリア５に対するフォーカス調整がなされ、フォーカス調整後に、フォーカス検出エリア５に対して合焦表示がなされる。もし、フォーカススキャン範囲内に複数のフォーカス検出エリアに対応するコントラストのピークが検出された場合には、例えば予め設定されているフォーカス検出エリアの優先度に従ってフォーカス調整を行うフォーカス検出エリアを選択する。この優先度の設定手法としては、例えば撮影視野の中央ほど優先度を高くする手法や、マニュアルフォーカス後のレンズ位置に近いほど優先度を高くする手法等が考えられる。
【００５４】
次に、図８を参照して撮影処理について説明する。撮影処理において、システムコントローラ１２３は、１ｓｔレリーズスイッチがオフされたかを判定する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオフされた場合に、システムコントローラ１２３は、撮影処理を抜けて、図３のステップＳ３以後の処理を実行する。一方、ステップＳ２０１の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンのままである場合に、システムコントローラ１２３は、レリーズ釦２０４が全押しされ、２ｎｄレリーズスイッチがオンされたかを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがオンされていない場合にはステップＳ２０１に戻り、システムコントローラ１２３は、再度１ｓｔレリーズスイッチがオンされるのを待つ。一方、ステップＳ２０２の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがオンされた場合に、システムコントローラ１２３は、撮影動作を行う（ステップＳ２０３）。この撮影動作とは、システムコントローラ１２３が撮像素子１２４の動作を制御して撮像素子１２４から映像信号を読み出し、読み出した映像信号に種々の画像処理を施した後、処理後の映像信号をメモリカード１２６に記録する動作である。
【００５５】
次に、セミオートフォーカスモード時におけるレンズＣＰＵ１０４の処理について図９のフローチャートを参照して説明する。なお、図９においては、セミオートフォーカスに係わる処理についてのみ説明するが、実際には図９の処理と並行して他の処理も行われている。この他の処理としては、例えば、システムコントローラ１２３からフォーカスレンズ１０２の位置に関する問い合わせがあった場合にフォーカスレンズ１０２の位置を通知する等の処理である。
【００５６】
セミオートフォーカスモードにおいて、まずレンズＣＰＵ１０４は、システムコントローラ１２３からデフォーカス量が通知されたかを判定する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の判定において、デフォーカス量が通知されていない場合にはフォーカスリング２０１の回転操作を検出する（ステップＳ３０２）。フォーカス調整機構１０５の一部であるフォーカスリング２０１の回転操作はフォーカス調整機構１０５を介してエンコーダ１０６に伝達される。エンコーダ１０６は、フォーカスリング２０１の回転操作量を電気信号に変換し、レンズＣＰＵ１０４に出力する。レンズＣＰＵ１０４は、内部の図示しないカウンタによってエンコーダ１０６からの信号をカウントすることで、フォーカスリング２０１の駆動量及び駆動方向を検出する。ここで、駆動量は前回のエンコーダ１０６の信号のカウント値と今回のカウント値との差の絶対値から求めることができる。また、駆動方向はカウント値の差の符号から求めることが可能である。
【００５７】
次に、レンズＣＰＵ１０４は、ステップＳ３０２の処理において、フォーカスリング２０１の回転操作が検出できたか、即ちカウント値の差を検出できたかを判定する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３の判定において、フォーカスリング２０１の回転操作が検出できなかった場合には、ステップＳ３０１に戻る。一方、ステップＳ３０３の判定において、フォーカスリング２０１の回転操作が検出できた場合に、レンズＣＰＵ１０４はステップＳ３０２において検出された駆動量及び駆動方向に従ってフォーカスレンズ１０２の目標駆動位置を算出する（ステップＳ３０４）。その後、レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、目標駆動位置にフォーカスレンズ１０２を駆動させる（ステップＳ３０５）。
【００５８】
また、ステップＳ３０１の判定において、デフォーカス量の通知があった場合に、レンズＣＰＵ１０４は通知されたデフォーカス量に従ってフォーカスレンズ１０２の目標駆動位置を算出する。その後、レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、目標駆動位置にフォーカスレンズ１０２を駆動させる。
【００５９】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、ユーザはマニュアルフォーカスの要領で目的の被写体にフォーカスを合わせ、その後にレリーズ釦２０４を半押しするだけで、所望の被写体に自動でフォーカスを合わせることができる。このように、本実施形態では、簡単且つ確実に目的の被写体にフォーカスを合わせることが可能である。また、フォーカススキャン範囲の初期値を交換レンズ１０１の光学的特性により決定することで、交換レンズ毎に最適な操作性でフォーカス調整を行うことができる。さらに、レリーズ釦２０４の半押しに従って自動のフォーカス調整を行うことにより、ユーザが任意のタイミングでフォーカス調整を行うことが可能である。これは、構図を決めた後に、目的の被写体がフレームインする場合等に有効である。
【００６０】
また、フォーカススキャン範囲をユーザによるロータリースイッチ１２７の操作によって変更可能とすることにより、フォーカススキャン範囲をユーザが撮影シーンに応じて設定することができる。例えば、マクロ撮影を行う場合等、微細なフォーカス調整が必要な場合にはフォーカススキャン範囲を狭くし、ズーム撮影等ではフォーカススキャン範囲を広くするといった使い分けが可能である。
【００６１】
また、フォーカススキャン範囲を被写体側の距離に換算して表示部１２５に表示させることにより、ユーザは被写体に対してどの程度の範囲でフォーカス調整がなされるかをイメージし易い。
【００６２】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。上述した各実施形態では、撮像装置がレンズ交換式の一眼レフレックスカメラの場合について説明しているが、必ずしもレンズ交換式のカメラである必要は無い。
【００６３】
また、上述の実施形態ではＡＦコントローラ１２２とシステムコントローラ１２３とを別体としているが、これらを一体としても良い。
【００６４】
さらに、上述の実施形態では、レリーズ釦２０４の半押し後に自動のフォーカス調整に移行するようにしているが、フォーカスリング２０１の停止が検出された後に移行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタル一眼レフレックスカメラの構成を示す図である。
【図２】図１の一眼レフレックスカメラの外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるセミオートフォーカスモード時のシステムコントローラのメインの処理について示すフローチャートである。
【図４】ロータリースイッチの上面図である。
【図５】フォーカスレンズ位置及びフォーカススキャン範囲を示すための表示の表示例を示す図である。
【図６】合焦処理について示すフローチャートである。
【図７】図５に示す撮影視野における被写体のコントラストとレンズ位置との関係を示した図である。
【図８】撮影処理について示すフローチャートである。
【図９】セミオートフォーカスモード時におけるレンズＣＰＵの処理について示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１０１…交換レンズ、１０２…フォーカスレンズ、１０３…レンズ駆動部、１０４…レンズＣＰＵ、１０５…フォーカス調整機構、１０６…エンコーダ、１０７…通信コネクタ、１１０…カメラボディ、１１１…メインミラー、１１２…フォーカシングスクリーン、１１３…ペンタプリズム、１１４…接眼レンズ、１１６…サブミラー、１１７…コンデンサレンズ、１１８…全反射ミラー、１２０…セパレータレンズ、１２１…ＡＦセンサ、１２２…ＡＦコントローラ、１２３…システムコントローラ、１２４…撮像素子、１２５…表示部、１２６…メモリカード、１２７…ロータリースイッチ、１２８…レリーズスイッチ、１２９…設定スイッチ、２０１…フォーカスリング、２０２…ファインダ、２０３…回転操作部材、２０４…レリーズ釦、２０５…設定釦
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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