JP6089972B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
ここで、位相差焦点検出方式では、被写体が周期パターンを有する場合、正しい焦点位置以外にピントが合ってしまう偽合焦現象を生ずることがある。
そこで、位相差式焦点検出方式とコントラスト検出方式の双方を備え、偽合焦現象を回避する構成が提案されている(特許文献1等参照)。
請求項1に記載の発明は、合焦レンズを含む撮像光学系を介した被写体像の合焦状態を位相差方式で検出する焦点検出部と、前記焦点検出部の検出結果に基づいて、焦点検出値を演算する焦点検出値演算部と、前記焦点検出値をもとに、前記合焦レンズの焦点調節制御を行う焦点調節制御部と、前記被写体像の光学ファインダ像を撮像するファインダ撮像部と、前記焦点検出部の検出結果から、前記被写体が周期被写体である可能性の有無を判定する第1判定部と、前記ファインダ撮像部での撮像結果より、前記被写体が周期被写体である可能性の有無を判定する第2判定部と、を備え、前記焦点調節制御部は、前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定しなかった場合には、現在の第1焦点検出値とは異なる焦点検出値を用いて焦点調節を行うこと、を特徴とする撮像装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記焦点調節制御部は、前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定した場合には、前記第1焦点検出値を用いて焦点調節を行うこと、を特徴とする撮像装置である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の撮像装置であって、前記焦点調節制御部は、前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定しない場合には、前記合焦レンズを駆動している方向に、前記合焦レンズを駆動し続け、前記異なる焦点検出値を求めること、を特徴とする撮像装置である。
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の撮像装置であって、前記焦点調節制御部は、前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定しない場合には、前記合焦レンズの駆動途中における前記第2判定部の検出結果に応じて、前記合焦レンズの駆動方向を変更して、前記異なる焦点検出値を求めること、を特徴とする撮像装置である。
図1は、本発明における撮像装置の一実施形態であるカメラ1の概略図である。なお、以下の説明図には、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸OAを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置(以下、正位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をXプラス方向、正位置において上側に向かう方向をYプラス方向、正位置において被写体に向かう方向をZプラス方向とする。また、以下の説明においては、被写体に向かうZプラス方向を前面側、その逆側のZマイナス側を背面側ともいう。
カメラ本体10は、いわゆる一眼レフのカメラであって、ミラー部11と、撮像部12と、焦点検出部13と、光学ファインダ部14と、測光部15と、制御部16と、を備えている。
メインミラー11Mは、撮像レンズ20からの像光の光路中に介在する作用位置と、像光の撮像部12への入射を妨げない不作用位置との間を揺動可能に設けられている。メインミラー11Mは、作用位置では、像光を後述する光学ファインダ部14に向けて反射する。また、メインミラー11Mは、その一部がハーフミラーとなっており、作用位置において、像光の一部を透過させる。
サブミラー11Sは、メインミラー11Mの背面側に、そのハーフミラー部分を透過した像光を反射して後述する焦点検出部13に入射させるように設けられている。
シャッター12Aは、制御部16からの制御信号によって開閉し、像光の撮像素子12Bへの露光時間を制御する。
撮像素子12Bは、撮影レンズ20が結像した像を電気信号に変換するCCDやCMOS等である。
すなわち、撮影画面中に複数設定された焦点検出点(AFエリア)の各々に対応して、図示しないセパレータレンズで分割した一対のデフォーカス検出用光束の像に対応する画像情報を読み出す焦点検出用センサ列を備えている。
各焦点検出用センサ列は、検出方向(クロスセンサの場合にはX−Yの両方向)において、セパレータレンズで分割した一対のデフォーカス検出用光束の像に対応する画像情報を読み出す。そして、この2つの像(画像情報)の相対位置ずれ量に基づいて、後述する制御部16におけるデフォーカス量演算部16Aがデフォーカス量を検出する演算を行う。
スクリーン部14Aは、詳細は示さないが、スクリーンと、視野枠と、AFエリア指標表示部等が重層配設されている。
三角プリズム15Aは、光学ファインダ部14におけるペンタプリズム14Bの出射側に配設され、測光用像光を測光レンズ15Bに向けて反射させる。
測光レンズ14Cは、三角プリズム15Aによって分岐された測光用像光を、測光用撮像部15Cの受光面に再結像させる。
測光用撮像部15Cは、カメラ本体10における制御部16に接続されており、撮像情報(測光用撮像画像)を制御部16に出力する。
デフォーカス量演算部16Aは、焦点検出部13からの入力される検出情報に基づいて、既知の位相差方式による焦点検出演算を行い、デフォーカス量を算出する。
すなわち、切り出した画像を1ピッチ毎にずらして元の画像との差の絶対値和、あるいは積を、検出範囲に対して加算し、相関が高い(差の絶対値和では値が小さくなる、積では値が大きくなる)ズレ位置が周期的にあらわれるかを判定する。ここで、相関が高いズレ位置が周期的に検出されれば、周期被写体であるといえる。
すなわち、制御部16は、焦点検出部13による焦点検出情報を用いてAF制御を行い、測光部15による測光情報を露出制御のための被写体輝度情報と周期被写体制御に用いる。なお、AF制御に伴う周期被写体制御については、後に詳述する。
レンズ制御部22は、CPU等を備えて構成され、撮像レンズ20が装着されたカメラ本体10における制御部16の制御下で、AF駆動機構21を含む前記撮像レンズ20における各作動部の作動を制御する。
図2は、周期被写体に焦点検出点(AFエリア31)を重ねて例示した図である。図3は、図2に示す焦点検出点(AFエリア31)における一対の縦方向センサ13S(A列・B列)上の像の例を示す。図4は、図3と対応する焦点検出点(AFエリア31)における測光部15の測光用撮像部15Cによる撮像の画像情報であり、(a)は合焦状態,(b)は偽合焦状態を示す。図5は、周期被写体制御を含むAF制御のフローチャートである。
たとえば、図2に示すように、窓40に設置された水平なブラインド41を焦点検出点(AFエリア31)において合焦制御する場合を例として考える。
一方、第1判定部16Cによって周期被写体として検出された被写体に対して、第2判定部16Dが周期被写体と判定できない場合には、その時点における焦点検出値が正しくなく、偽合焦していると判定し、焦点検出値を変更して再度合焦動作(レンズ駆動・焦点調節)を行う。
AF制御は、カメラ1のレリーズスイッチの半押し等によるオートフォーカス起動の指示によって開始(AF制御起動)する。
なお、ステップ01とステップ02は、どちらが先でも良い。また、非同期で露光を行っても良い。ただし非同期で、焦点検出と測光のサイクルが十分に早くはない場合は、それぞれのタイミングの違いを考慮する必要があるため、例えばそれぞれの露光時刻を制御部16のカウンターを用いて記憶しておき、時刻が所定量より大きくずれている情報を互いに参照しないように構成すれば良い。
前述したように、焦点検出部13には複数の焦点検出エリアの各々に対応して焦点検出用センサ列が搭載されており、ここでは、撮影者が選択した、またはカメラ1(制御部16)が自動的に選択した焦点検出エリアにおいて、縦・横方向それぞれ焦点検出を行う。
ここで、合焦点付近とは、デフォーカス量が所定の(予め定められた)目標値以内であるとの意味である。なお、このステップ04は、必須では無く、省略可能である。
一方、ステップ04において合焦点付近にあると判断された場合(Yes)には、つぎに、第1判定部16Cによって周期被写体か否かの判断を行う(S05)。
一方、ステップ05において周期被写体であると判定された場合(Yes)には、第2判定部16Dによって測光部15における測光用撮像部15Cによる測光用撮像画像から周期被写体検出を行う(S06)。
一方、測光用撮像画像から周期被写体が検出されない(相関が高いズレ位置が周期的に検出されない)場合は、偽合焦している可能性が高い。
ステップ07において、周期被写体が検出されていないと判定された場合(No)には、焦点検出演算にて、現在採用している焦点検出値とは異なる、相関の高いズレ量を選択するようフィードバックする(S08)。
一方、ステップ07において、周期被写体が検出されていると判定された場合(Yes)には、正しく合焦している可能性が高いと判断し、現在採用している焦点検出値を用いて焦点調節を続行する(S09)。
ステップ11において合焦と判定されると、ステップ12においてAFモードに応じた判定を行い、シングルモード(図中Sで示す)の場合はAF制御を終了し、コンティニュアスモード(図中Cで示す)の場合にはステップ01に戻り、レリーズスイッチの半押しなどオートフォーカス起動要因がONの間はAF制御を繰り返して継続する。
たとえば、はじめに目標とした焦点検出値(デフォーカス量)に向かう合焦レンズの駆動方向の前方側にある、相関が高いズレ位置を新たな焦点検出値(デフォーカス量)に設定する。これにより、新たな焦点検出値をランダムに設定するより、合理的に合焦位置を探索することができる。
そして、合焦レンズの駆動途中で、相関が高いズレ位置が周期的に検出されたピークがあれば、その位置近傍を新たな焦点検出値(デフォーカス量)として設定し、駆動方向を切り換えてAF動作を行うようにする。一方、ピークが無い場合には、前述したように合焦レンズの駆動方向を変えずにその前方側に新たな焦点検出値を設定する。これによっても、合理的かつ迅速な合焦が可能となる。
(1)カメラ1では、制御部16は、焦点検出部13による検出結果から周期被写体とされると共に、測光部15による測光用撮像画像によっても周期被写体としても判定され、且つ、両者で周期が略同等であれば、その時点における焦点検出値は正しく、合焦していると判定する。一方、焦点検出部13による検出結果から周期被写体とされた被写体に対して、測光部15による測光用撮像画像が周期被写体として判定できない場合には、その時点における焦点検出値が正しくなく、偽合焦していると判定し、焦点検出値を変更して再度合焦動作(レンズ駆動・焦点調節)を行う。これにより、周期パターンを有する被写体に対して、偽合焦を防いで正しく合焦させることができる。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)上記実施形態は、本発明をレンズ交換式の一眼レフデジタルカメラに適用したものである。しかし、本発明はこれに限らず、フィルムを用いるいわゆる銀塩カメラやレンズ固定式のカメラに適用しても良い。
Claims (4)
- 合焦レンズを含む撮像光学系を介した被写体像の合焦状態を位相差方式で検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部の検出結果に基づいて、焦点検出値を演算する焦点検出値演算部と、
前記焦点検出値をもとに、前記合焦レンズの焦点調節制御を行う焦点調節制御部と、
前記被写体像の光学ファインダ像を撮像するファインダ撮像部と、
前記焦点検出部の検出結果から、前記被写体が周期被写体である可能性の有無を判定する第1判定部と、
前記ファインダ撮像部での撮像結果より、前記被写体が周期被写体である可能性の有無を判定する第2判定部と、を備え、
前記焦点調節制御部は、前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定しなかった場合には、現在の第1焦点検出値とは異なる焦点検出値を用いて焦点調節を行うこと、
を特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置であって、
前記焦点調節制御部は、前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定した場合には、前記第1焦点検出値を用いて焦点調節を行うこと、
を特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置であって、
前記焦点調節制御部は、
前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定しない場合には、
前記合焦レンズを駆動している方向に、前記合焦レンズを駆動し続け、前記異なる焦点検出値を求めること、
を特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置であって、
前記焦点調節制御部は、
前記第1判定部が周期被写体と判定し、前記第2判定部が周期被写体と判定しない場合には、
前記合焦レンズの駆動途中における前記第2判定部の検出結果に応じて、前記合焦レンズの駆動方向を変更して、前記異なる焦点検出値を求めること、
を特徴とする撮像装置。
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