(57)【要約】【課題】一眼レフレックスカメラでコントラスト検出方式のフォーカス調整を行った場合でもユーザの意図した被写体に確実に合焦でき、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が選択されると、フォーカスリング２０１の回転操作に従ってフォーカスレンズ１０２が駆動される。この際、所定期間毎に各フォーカス調整エリアにおいてコントラストを評価するための評価値が算出され、評価値に基づいてコントラストのピークが検出される。コントラストのピークが検出された場合に、そのフォーカス調整エリアに対するフォーカスレンズ１０２のフォーカス調整が行われる。【選択図】図３
2009103912.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、
前記光学系を駆動する駆動部と、
手動操作に基づいて、前記光学系の駆動方向と駆動量とを前記駆動部に伝達するフォーカス操作部と、
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、
前記撮像素子からの映像信号から、撮影視野内の１つ以上の領域のフォーカス状態を評価する評価部と、
前記光学系の駆動に連動して、前記評価部による前記１つ以上の領域におけるフォーカス状態の評価の結果、合焦と判定した領域を選択して、合焦に対応する位置に前記光学系を駆動させて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、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記オートフォーカス調整部は、前記１つ以上の領域のうちで、最初に合焦と判定とした領域を選択して、前記光学系の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影視野内で領域を選択する領域選択部をさらに具備し、
前記評価部は、前記領域選択部によって選択された領域以外のフォーカス状態を評価しないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記オートフォーカス調整部による前記フォーカスの調整後、前記フォーカス操作部の操作の停止を検出するまでは、前記光学系を停止した状態を保持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５】
前記評価部は、前記駆動部による前記光学系の駆動量が、所定の閾値に満たない場合は、前記フォーカス状態の評価を行わないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記所定の閾値は、前記光学系の特性により決定されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記所定の閾値は、前記フォーカス操作部の単位時間当たりの手動操作量により決定されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記所定の閾値を設定するための閾値設定部をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記映像信号に基づいて映像表示を行う表示部をさらに具備し、
前記表示部は、前記オートフォーカス調整部により選択された合焦と判定した領域に対応する前記映像上の領域に、合焦と判定した領域が選択されたことを示す重畳表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記オートフォーカス調整部は、前記選択した合焦と判定した領域以外の領域におけるフォーカス状態を前記評価部による評価結果と前記光学系の駆動方向とからさらに判定し、
前記表示部は、前記合焦と判定した領域以外の領域における複数のフォーカス状態を、それぞれ対応する前記映像上の領域に重畳表示することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記駆動部は、駆動開始後は、前記評価部により、合焦と判定された領域が選択されるか、前記光学系の駆動限界まで、前記光学系の駆動を停止させない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）が普及しつつある。
【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か、一旦ライブビュー機能を停止した後で測距センサを用いたオートフォーカスが行われる。
【０００６】
上記の場合、何れもフォーカス調整に手間が掛かるため、コンパクトカメラに用いられるコントラスト検出方式のオートフォーカスを一眼レフレックスカメラに用いることが検討されている。
【０００７】
コントラスト検出方式は、フォーカスレンズの位置を動かしながら、各フォーカスレンズ位置での撮像素子からの映像信号のコントラストを算出し、コントラストのピークを検出することでフォーカスレンズの合焦位置を検出する方法である。このコントラスト検出方式のオートフォーカスを一眼レフレックスカメラに適用する場合、一眼レフレックスカメラはコンパクトカメラと比較して焦点距離が長くフォーカスの調整範囲が広くなるため、被写体のボケも大きくなる。したがって、コンパクトカメラで行われているような撮影視野全体でのコントラストを基にフォーカス調整を行うと、撮影視野内の何れの被写体にもフォーカスが合っていない全体的にボケた画像が撮影されるおそれがある。
【０００８】
このような問題を解決するための手法として、撮影視野内の一部領域のコントラストを基にフォーカス調整を行うことで、目的の被写体にフォーカスの合った画像を撮影できるようにした手法が、種々提案されている。撮影視野内の一部領域を選択するための方法として、例えば、特許文献１において提案されているカメラは、カメラ本体に視野選択用の設定ダイヤル等を設け、この設定ダイヤル等を回動操作することによって、ファインダ視野内に重畳表示された測距視野を、設定ダイヤル等の駆動方向に沿って切り換え得るように構成されている。このカメラによれば、設定ダイヤル等の駆動方向に沿って測距視野が順次切り換え選択されるようになされているため、設定ダイヤル等の操作と測距視野の切り換えとを直感的に関連付けて認識することができる等の利点を備えている。
【特許文献１】特開平１−２８８８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上述した従来のカメラでは、測距視野を切り換えるために、設定ダイヤル等の別の操作部材を必要とするため、その分だけ構成が複雑化し、且つコストアップにつながりやすい。
【００１０】
また、視野選択用の設定ダイヤル等を設けた場合、一度ファインダを覗き、フレーミングを確定した後に測距視野を選択して撮影に移る必要がある。このため、操作が煩雑になり、場合によってはシャッターチャンスを逃してしまうおそれがある。
【００１１】
ところで、一般に撮影を行うべく、カメラの撮影レンズを被写体に向けて撮影の機会を窺うような場合には、被写体の動向から視野を転じたり指を移動させたりすることなく測距視野を変更し得ることが望ましい。しかるに、上述した特許文献１のように、カメラ本体に設定ダイヤル等の別の操作部材を設けた場合には、操作を行う毎に操作部材の位置等を確認しなければならないため、撮影動作の集中が妨げられる可能性がある。
【００１２】
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でコントラスト検出方式のフォーカス調整を行った場合でもユーザの意図した被写体に確実に合焦でき、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】
【００１３】
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、前記光学系を駆動する駆動部と、手動操作に基づいて、前記光学系の駆動方向と駆動量とを前記駆動部に伝達するフォーカス操作部と、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、前記撮像素子からの映像信号から、撮影視野内の１つ以上の領域のフォーカス状態を評価する評価部と、前記光学系の駆動に連動して、前記評価部による前記１つ以上の領域におけるフォーカス状態の評価の結果、合焦と判定した領域を選択して、合焦に対応する位置に前記光学系を駆動させて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することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、一眼レフレックスカメラでコントラスト検出方式のフォーカス調整を行った場合でもユーザの意図した被写体に確実に合焦でき、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】
【００１５】
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。  
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、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（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。
【００１６】
以下、本発明の第１の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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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にピントの合った像を結ぶ。
【００２０】
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。
【００２１】
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各種レンズデータが通信される。
【００２２】
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マニュアル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パルス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からのパルス信号をカウントすることで、フォーカスレンズ１０２の駆動方向及び駆動量を検出し、検出した駆動方向及び駆動量に応じてフォーカスレンズ１０２が駆動されるようにレンズ駆動部１０３を制御する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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調整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。
【００２８】
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調整エリア（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。また、システムコントローラ１２３は、ＡＦコントローラ１２２により求められた２像間隔値より算出されるデフォーカス量を記憶するメモリを有している。
【００２９】
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。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、第１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１２３の処理について示すフローチャートである。なお、図３の処理はセミオートフォーカスモードの開始から所定時間毎に行われるものである。また、セミオートフォーカスモード時において、ユーザはフォーカスリング２０１を回転させて所望の被写体へのフォーカス調整を行っているものとする。さらに、セミオートフォーカスモード時は、図１（ｂ）に示すようにしてメインミラー１１１が撮影光学系の光軸上から退避しており、ライブビュー機能を利用して被写体像の観察を行うものとする。
【００３７】
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と通信を行って現在のフォーカスレンズ１０２の位置ＬＰを取得し、取得したフォーカスレンズ１０２の位置ＬＰを現在のレンズ位置ＬＰ１としてメモリに保持する（ステップＳ１０１）。ただし、初回は、フォーカスレンズ１０２の位置が不明であるため、所定位置に対応した値（例えば０）を保持するようにしておく。
【００３８】
なお、セミオートフォーカスの開始は、例えば表示部１２５に表示されるメニュー画面上でユーザが設定スイッチ１２９を操作して、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等の複数のフォーカスモードの中から、セミオートフォーカスモードが選択された場合に検知される。この情報は、システムコントローラ１２３の内部のメモリに変数として保持される。
【００３９】
レンズ位置ＬＰ１を保持した後、システムコントローラ１２３は、撮像素子１２４からの映像信号を読み出し、撮影視野内の各フォーカス調整エリアにおける映像信号の評価値を算出する（ステップＳ１０２）。この評価値は、例えば映像信号のコントラストであり、各フォーカス調整エリアに対応する映像信号から輝度信号を生成し、生成した輝度信号の最大値と最小値の差を算出することで求める。なお、複数のフォーカス調整エリアのうち、何れかのエリアのみが設定スイッチ１２９を介して選択されている場合には、選択されたエリア内でのみ評価値を算出する。
【００４０】
評価値を算出した後、システムコントローラ１２３は、ステップＳ１０２において算出した各フォーカス調整エリアの評価値を現在のフォーカスレンズ１０２の位置ＬＰ１と関連付けてメモリに保持する（ステップＳ１０３）。ただし、現在のフォーカスレンズ１０２の位置ＬＰ１が前回の処理において保持したレンズ位置から定まる未検出領域内にある場合には評価値の保持を行わない。これは、フォーカスが合った状態での細かいフォーカスレンズ１０２の駆動を抑制するための処理である。未検出領域は、例えば撮影光学系の光学特性により決定する。例えば、前回のレンズ位置を中心として撮影光学系の焦点深度の範囲を未検出領域とすれば、フォーカスレンズ１０２が未検出領域にある場合にはフォーカスが合った状態であるため、レンズ駆動は不要となる。なお、撮影光学系の光学特性は、電源起動時に交換レンズ１０１のレンズＣＰＵ１０４に記憶されているレンズデータを読み出すことで取得すれば良い。
【００４１】
また、未検出領域をユーザが設定できるようにしても良い。これは、例えば表示部１２５に表示されたメニュー画面上で設定スイッチ１２９を用いて設定する。ユーザは、撮影シーンに応じて、例えばマクロ撮影であれば細かい制御がしたいので未検出領域を狭く設定する等の対応が可能になる。
【００４２】
また、フォーカスリング２０１の単位時間あたりの駆動量が大きい場合（フォーカスリング２０１が速く回された場合）には未検出領域を広くし、小さい場合（フォーカスリング２０１がゆっくり回された場合）には未検出領域を狭くするようにしても良い。一般に、ユーザは、フォーカスレンズ１０２を大きく移動させたい場合にはフォーカスリング２０１を速く回し、フォーカスの微調整を行う場合はフォーカスリング２０１をゆっくり回す傾向がある。そこで、フォーカスリング２０１が速く回された場合は未検出領域を大きくしてフォーカシング精度を低くし、フォーカスリング２０１がゆっくり回された場合は未検出領域を狭くしてフォーカシング精度を高くすることでユーザの意図にあったフォーカシング制御を行うことが可能である。
【００４３】
ステップＳ１０３の後、システムコントローラ１２３は、ステップＳ１０３で保持した評価値からコントラストのピークが検出されたかを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の判定において、コントラストのピークが検出されない場合には、図３の処理を終了する。図３の処理の終了から所定時間の経過後に図３のステップＳ１０１から処理が再度実行される。
【００４４】
一方、ステップＳ１０４の判定において、コントラストのピークが検出された場合に、システムコントローラ１２３は、コントラストのピークを含むと推定される複数点（例えば５点）の評価値を用いた補間演算により、実際のピーク位置に当たるフォーカスレンズ１０２の位置を算出する（ステップＳ１０５）。ピーク位置を算出した後、システムコントローラ１２３は、コントラストのピークに相当するレンズ位置を、目標レンズ位置として、レンズＣＰＵ１０４に通知する（ステップＳ１０６）。目標レンズ位置の通知を受けてレンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、フォーカスレンズ１０２を駆動させてフォーカス調整を行う。
【００４５】
フォーカスレンズ１０２のフォーカス調整後、システムコントローラ１２３は、表示部１２５に表示されている被写体の映像に、合焦しているフォーカス調整エリアを視認可能なように重畳表示する（ステップＳ１０７）。その後、図３の処理を終了する。図３の処理の終了から所定時間の経過後に図３のステップＳ１０１から処理が再度実行される。
【００４６】
図４は、合焦表示の一例を示した図である。図４においては、フォーカス調整エリア５においてフォーカスが合っている例を示している。このとき、フォーカス調整エリア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。
【００４７】
次に、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０６の自動のフォーカス調整に係る処理についてさらに説明する。図５は、図４の撮影視野に対応してフォーカスレンズ１０２の位置と各フォーカス調整エリアにおける評価値との関係を示した図である。
【００４８】
図５においては、例として、フォーカス調整エリア５にフォーカスが合うレンズ位置にフォーカスレンズ１０２が位置している。この状態でフォーカスリング２０１が無限遠側に操作された場合、所定期間毎に各フォーカス調整エリアにおける評価値が順次算出される。図５の例では、レンズ位置がａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１となる期間で評価値が算出される例を示している。ここで、例えば、フォーカス調整エリア６に着目すると、レンズ位置ｃ１までは評価値が上昇しているが、ｄ１以降は下降に転じている。本実施形態では、評価値の下降を２点検出したところでピークがあったと認識し、ピークを含む５点（図４の例ではａ１〜ｅ１の５点）の評価値をもとに補間演算を行い、ピーク位置（図５に示す∞遠側次回合焦位置）を算出する。ピーク位置が算出された後は、ピーク位置に対応した位置へのフォーカスレンズ１０２の駆動が行われる。
【００４９】
同様に、図５のレンズ位置から、至近側に操作が行われた場合には、ａ２〜ｅ２の５点の結果を用いてピーク位置（図５に示す至近側次回合焦位置）を算出する。ピーク位置に対応した位置へのフォーカスレンズ１０２の駆動が行われる。
【００５０】
ここで、図５の例では、５点の検出結果をもとにピーク位置を算出しているが、最低３点で算出することが可能である。これは、撮影光学系の被写界深度が深く、比較的高精度を必要としない場合である。また、上述したように、図５に示す未検出領域では他のフォーカス調整エリアのコントラストのピークが存在していても、評価値の保持を行わず、その後のフォーカスレンズ１０２のフォーカス調整も行わない。
【００５１】
次に、第１の実施形態の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６のフローチャートを参照して説明する。なお、図６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６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。
【００５２】
セミオートフォーカスモードにおいて、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の回転操作量をパルス信号に変換し、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からのパルス信号をカウントし、このカウント値ＥＣを現在のエンコーダ１０６の回転操作量を示すカウント値ＥＣ１として読み出す（ステップＳ５０１）。次に、カウント値の変化からフォーカスレンズ１０２の駆動量Ｄを算出する（ステップＳ５０２）。駆動量Ｄは、前回のエンコーダ１０６の回転操作量を示すカウント値ＥＣ２と今回のカウント値ＥＣ１との差分であるＤ＝ＥＣ２−ＥＣ１から算出する。この式において、レンズ駆動量はＤの絶対値から、駆動方向はＤの符号から判別することが可能である。なお、初回は、カウント値ＥＣ２が取得できないのでステップＳ５０２の処理を行わず、駆動量は０としておく。
【００５３】
次に、レンズＣＰＵ１０４は、ステップＳ５０１において読み出したカウント値ＥＣ１をカウント値ＥＣ２として保持する（ステップＳ５０３）。ここで保持したカウント値ＥＣ２が次回の処理における駆動量Ｄの演算に用いられることになる。カウント値ＥＣ２を保持した後、レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、フォーカスレンズ１０２を駆動させる（ステップＳ５０４）。次に、レンズＣＰＵ１０４は、システムコントローラ１２３から目標レンズ位置が通知されたかを判定する（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０５の判定において、目標レンズ位置が通知された場合に、レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、フォーカスレンズ１０２を目標レンズ位置に駆動させる（ステップＳ５０６）。その後、詳細は後述するフォーカスリング停止判定処理を実行する。一方、ステップＳ５０５の判定において、目標レンズ位置が通知されていない場合に、レンズＣＰＵ１０４は、図６の処理を終了する。そして、図６の処理の終了から所定時間の経過後に図６のステップＳ５０１からの処理を再度実行する。
【００５４】
ここで、フォーカスリング停止判定処理について図７を参照して説明する。図７において、まず、レンズＣＰＵ１０４は、現在のエンコーダ１０６からのパルス信号のカウント値ＥＣ１を読み出す（ステップＳ６０１）。次に、レンズＣＰＵ１０４は、現在保持しているカウント値ＥＣ２と読み出したカウント値ＥＣ１とを比較して、両者が等しいかを判定する（ステップＳ６０２）。ステップＳ６０２の判定において、カウント値ＥＣ２とカウント値ＥＣ１とが等しくない場合にレンズＣＰＵ１０４は、フォーカスリング２０１の回転操作が継続されていると判定する。この場合には、前回のカウント値ＥＣ１をカウント値ＥＣ２として保持した後（ステップＳ６０３）、図７の処理を終了させずにステップＳ６０１に戻り、カウント値ＥＣ２とカウント値ＥＣ１との比較を再び行う。即ち、一度、目標位置が通知され、フォーカスレンズ１０２を駆動させた場合には、フォーカスリング２０１の操作の停止を検出するまでは次のフォーカスレンズ１０２の駆動が行われないようにする。
【００５５】
一方、ステップＳ６０２の判定において、カウント値ＥＣ２とカウント値ＥＣ１とが等しい場合に、レンズＣＰＵ１０４は、フォーカスリング２０１の回転操作が終了されたとして処理を終了する。そして、図７の処理の終了から所定時間の経過後に図６のステップＳ５０１からの処理を再度実行する。
【００５６】
以上説明してきたように、第１の実施形態では、フォーカスレンズ１０２をユーザのフォーカスリング２０１の操作に従って移動させながら、撮像素子１２４から取得される映像信号のコントラストを評価し、コントラストのピークを見つけた時点で、自動でフォーカスの合う位置にフォーカスレンズ１０２を停止させる。これにより、ユーザが所望の被写体にフォーカスを合わせるべくフォーカスリング２０１を回転操作するだけの簡単な操作で、確実に意図した被写体にフォーカスを合わせることが可能である。
【００５７】
また、フォーカスリング２０１の回転操作に応じて、近い被写体から順次フォーカスが合うようになっているので、フォーカス調整エリアをフォーカスリング２０１の調整で簡単に切り替えることができ、撮影姿勢を崩さずに素早く撮影に移行できる。
【００５８】
また、一度、フォーカスレンズ１０２の自動合焦調整を行った後は、フォーカスリング２０１の回転操作が終了するまではレンズ駆動が行われないので、フォーカスリング２０１を操作しすぎて、フォーカスが合った後、再度フォーカスレンズ１０２が移動してフォーカスがずれてしまうことを防止することができる。
【００５９】
また、フォーカスリング２０１の操作の結果として移動したフォーカスレンズ１０２の位置が未検出領域内にある場合には自動フォーカス調整を行わないようにしているため、被写界深度内でのフォーカスレンズ１０２の細かな駆動を抑制することができる。
【００６０】
ここで、図４の例では、フォーカスリング２０１の回転操作に伴って合焦位置（ピーク位置）が検出された場合にその旨を視認可能に重畳表示させているが、フォーカスレンズ１０２の駆動方向と評価値の変化との関係を用いて、フォーカスに係わる合焦以外の状態を検出して表示させることも可能である。例えば、図５のフォーカス調整エリア６のピークを検出したレンズ位置で考えると、この位置からフォーカスレンズ１０２を無限遠側に移動させながら評価値を検出した場合、フォーカス調整エリア１では評価値が上昇を続けている。したがって、フォーカス調整エリア１ではコントラストのピークがさらに無限遠側にあることが分かり、フォーカス調整エリア１は対応する被写体に対して前ピンであると判断できる。また、フォーカス調整エリア８では評価値が減少を続けている。したがって、フォーカス調整エリア８ではコントラストのピークがさらに至近側にあることが分かり、フォーカス調整エリア８は対応する被写体に対して後ピンであると判断できる。
【００６１】
このような前ピン、後ピンといった合焦以外のフォーカスに係る情報を被写体の映像にさらに重畳表示させた例を図８に示す。図８では、ユーザにフォーカスリング２０１を操作する方向が分かり易いように、フォーカスが合っているフォーカス調整エリア５に対して、前ピンであるフォーカス調整エリア１、２、４、６、７については上側の矢印表示を点灯させ、後ピンであるフォーカス調整エリア８、９については下側の矢印表示を点灯させている。なお、フォーカス調整エリア３は、低コントラストのため焦点検出が不能であったエリアである。
【００６２】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、構成及び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の処理は第１の実施形態と同様である。したがって、ここでは第１の実施形態と異なるセミオートフォーカスモード時のレンズＣＰＵ１０４の処理についてのみ図９を参照して説明する。
【００６３】
まず、セミオートフォーカスモードが開始すると、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からのパルス信号をカウントし、このカウント値ＥＣを現在のエンコーダ１０６の回転操作量を示すカウント値ＥＣ１として読み出す（ステップＳ７０１）。次に、カウント値の変化からフォーカスレンズ１０２の駆動方向（Ｄの符号）を算出する（ステップＳ７０２）。なお、初回は、カウント値ＥＣ２が取得できないのでステップＳ７０２の処理を行わず、駆動は行わない。
【００６４】
次に、レンズＣＰＵ１０４は、ステップＳ７０１において読み出したカウント値ＥＣ１をカウント値ＥＣ２として保持する（ステップＳ７０３）。ここで保持したカウント値ＥＣ２が次回の処理における駆動方向の演算に用いられることになる。カウント値ＥＣ２を保持した後、レンズＣＰＵ１０４は、現在のレンズ位置を検出し、現在、フォーカスレンズ１０２が至近端（至近側の駆動限界位置）又は無限端（無限側の駆動限界位置）であるかを判定する（ステップＳ７０４）。ステップＳ７０４の判定において、フォーカスレンズ１０２の位置が至近端又は無限端の場合に、レンズＣＰＵ１０４は、フォーカスレンズ１０２の駆動が可能であるかを判定する（ステップＳ７０５）。即ち、フォーカスレンズ１０２が無限端にあるとき、至近側への駆動は可能であるが、無限側への駆動はできない。また、フォーカスレンズ１０２が至近端にあるとき、無限側への駆動は可能であるが、至近側への駆動はできない。したがって、ステップＳ７０５の判定は、フォーカスレンズ１０２が無限端にある場合にはレンズの駆動方向が至近側であるかを判定し、フォーカスレンズ１０２が至近端にある場合にはレンズの駆動方向が無限側であるかを判定することで行う。ステップＳ７０５の判定において、フォーカスレンズ１０２が駆動可能でない場合に、レンズＣＰＵ１０４は、図９の処理を終了させる。
【００６５】
ステップＳ７０４の判定においてフォーカスレンズ１０２が至近端にも無限端にもない場合、又はステップＳ７０５の判定においてフォーカスレンズ１０２が駆動可能である場合に、レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、ステップＳ７０２で判定した駆動方向へのフォーカスレンズ１０２の駆動を開始させる（ステップＳ７０６）。次に、レンズＣＰＵ１０４は、システムコントローラ１２３から目標レンズ位置が通知されたかを判定する（ステップＳ７０７）。ステップＳ７０７の判定において、目標レンズ位置が通知された場合に、レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３を制御して、フォーカスレンズ１０２を目標レンズ位置に駆動させる（ステップＳ７０８）。その後、図７に示したフォーカスリング停止判定処理を実行する。ここで、第１の実施形態において説明したように、フォーカスリング停止判定処理は、フォーカスの自動調整後にさらにフォーカスレンズ１０２が移動してフォーカスが外れてしまうことを防止する効果があるが、必ずしもこの処理を行う必要はない。また、フォーカスの自動調整後に所定時間（１秒程度）待つようにするだけでも、類似の効果を得ることが可能である。
【００６６】
また、ステップＳ７０７の判定において、目標レンズ位置が通知されていない場合に、レンズＣＰＵ１０４は、ステップＳ７０４以後の処理を再び実行する。即ち、第２の実施形態においては、目標レンズ位置が通知されるか、フォーカスレンズ１０２が至近端又は無限端に到達し、レンズ駆動が不能となるまではフォーカスレンズ１０２の駆動が継続される。
【００６７】
以上説明してきたように、第２の実施形態によれば、次の被写体にフォーカスが合うまではフォーカスリング２０１の回転方向に従ってフォーカスレンズ１０２を駆動し続けるので、フォーカスリング２０１の回転操作量が少なくとも被写体へのフォーカス調整を行うことができる。これにより、素早いフォーカス調整を行うことができ、結果として手振れの防止にも効果がある。
【００６８】
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。また、上述した例ではフォーカス調整エリアが撮影視野内に９箇所設けられている例について説明したが、これに限定されるものではない。さらに、合焦以外のフォーカスに係る情報として図８の例では前ピンを上側矢印、後ピンを下側矢印で表示するようにしたが、合焦位置からのデフォーカス量に応じて色の濃さを変えるといった、色で表現する等しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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】第１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処理について示すフローチャートである。
【図４】合焦表示の一例を示した図である。
【図５】図４の撮影視野に対応してフォーカスレンズの位置と各フォーカス調整エリアにおける評価値との関係を示した図である。
【図６】第１の実施形態の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。
【図７】フォーカスリング停止判定処理について示すフローチャートである。
【図８】合焦以外のフォーカスに係る情報の重畳表示の例を示す図である。
【図９】第２の実施形態の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】
【００７０】
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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