JPH11258492A

JPH11258492A - 焦点検出装置、方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

Info

Publication number: JPH11258492A
Application number: JP5783998A
Authority: JP
Inventors: Masato Ikeda; 政人池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタルカメラの焦点検出のための演算時間
を高速化する。【解決手段】左右の瞳３ａ、３ｂを遮光板５で交互に
遮光しながらＣＣＤ９により複数回撮像して複数の画像
信号を得、それらの相関演算により位相差を求め、この
位相差に基づいてフォーカスレンズ１ａのデフォーカス
量を検出する演算を行い、フォーカス制御を行う場合に
おいて、合焦確認のために、２回以上焦点検出を行う場
合、２回目以降では、前回検出したデフォーカス量に基
づいて上記複数の画像信号のサーチ範囲を狭くして相関
演算を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラな
どの撮像素子を用いた撮像装置の焦点検出装置、方法及
びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、一眼レフ方式の銀塩カメラなどに
用いられている自動焦点装置には、位相差検出方式の焦
点検出装置が数多く用いられている。図１４は、従来の
位相差検出方式の焦点検出装置を有する一眼レフカメラ
の断面図であり、撮影レンズ１００から射出してきた光
束１０９ａはハーフミラーでできた主ミラー１０２にて
反射する光束１０９ｂと透過する光束１０９ｅとに分け
られる。反射した光束１０９ｂはピント板１０３の拡散
面上に被写体を結像し、撮影者は接眼レンズ１０５ａ、
１０５ｂおよびペンタプリズム１０４を介してピント板
１０３上の被写体像を観察するように構成されている。

【０００３】一方、主ミラー１０２を透過した光束１０
９ｅはサブミラー１０６によって反射し、焦点検出装置
１０７へと導かれ、焦点検出装置１０７は撮影レンズ１
００からの光束１０９ｆによって、撮影レンズ１００の
銀塩フィルム１０８に対する焦点状態（デフォーカス
量）を検出するようになっている。検出されたデフォー
カス量が所定の合焦幅より大きく、非合焦状態であると
判定されると、検出されたデフォーカス量を解消するよ
うに撮影レンズ１００のフォーカス調整用レンズを駆動
し焦点調節を行う。

【０００４】次に図１５、図１６を使って従来の焦点検
出装置の焦点検出原理について説明する。図１５（ａ）
はピントの合った状態すなわち合焦状態であり、撮影レ
ンズ１００の異なる２つの瞳を通過してきた光束１１６
ａ、１１６ｂは１次結像面１１４で結像し、１次結像面
上の被写体像は２次結像レンズ１１２ａ、１１２ｂによ
って各々２つのラインセンサ１１３ａ、１１３ｂが配置
されるセンサ面上に再結像する。ここで、フィールドレ
ンズ１１１は撮影レンズ１００の１次結像面１１４の近
傍に配置され、所定の像高の光束を効率よくセンサ面に
導き、像高の増加に伴って発生する光量低下を防止す
る。一般に、撮影レンズ１００の異なる瞳を通過してく
る２つの光束１１６ａ、１１６ｂを規定するのは２次結
像レンズ１１２ａ、１１２ｂの直前あるいは直後に配置
される不図示の絞りであり、撮影レンズ１００に瞳分割
するような部材は持たない。

【０００５】ラインセンサ１１３ａ、１１３ｂ上に結像
される２つの像は、異なる瞳を通過した光束のため、レ
ンズの繰り出し量により、像の相対位置が図１５、図１
６のように、合焦、前ピン、後ピンの各状態で異なる。
図１５（ａ）、図１６（ａ）は、合焦状態の時でライン
センサ１１３ａ、１１３ｂ上に結像される２つの像の間
隔は、２つのラインセンサの相対的な距離ｅ０と等し
く、合焦の時は常に一定である。

【０００６】図１５（ｂ）、図１６（Ｂ）は、デフォー
カス量ｄ１だけ前ピン状態の時で、２つの像の間隔ｅ１
は、ｅ０より小さくなり、デフォーカス量ｄ１が大きく
なればｅ０とｅ１の差δ１も大きくなる。図１５
（ｃ）、図１６（ｃ）は、デフォーカス量ｄ２だけ後ピ
ン状態の時で、２つの像の間隔ｅ２は、ｅ０より大きく
なる。そして、デフォーカス量ｄ２が大きくなるとｅ２
とｅ０の差δ２も大きくなる。

【０００７】このように、２つの像の間隔から、その時
のデフォーカス量の大きさと方向が分かる。そこで、現
在のデフォーカス状態での２つの像の間隔ｅと、合焦の
時の基準像間隔ｅ０との差、つまり、２つの像の相対的
なずれ量（位相差）δ＝ｅ−ｅ０を、２つのラインセン
サ１１３ａ、１１３ｂの出力信号の相関をとることによ
り計算し、この位相差から光学系のデフォーカス量とそ
の方向を求め、フォーカスレンズを制御して合焦を行っ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１回目
の焦点検出で求めた位相差からフォーカスレンズを移動
しても、デフォーカス量が所定の許容デフォーカス量よ
り大きく、さらに焦点検出が必要な場合は、再び位相差
を求めるため相関演算を行うことになるが、その時の焦
点検出演算方法は、デフォーカス状態や、その他の撮影
条件により変化する。

【０００９】このような条件の変化にも係わらず、例え
ば、デフォーカス量が前回の焦点検出時よりも、次回の
焦点検出時の方が小さくなっている場合、前回と同じ相
関演算をしていたのでは、余計な計算をすることになり
演算時間を要する。焦点検出に要する時間のことを考え
ると、演算時間は短い方がよく、どのうような条件のと
きでも同じ焦点検出演算方法を用いることには問題があ
る。

【００１０】従って、本発明の目的は、焦点検出用の位
相差検出用信号を用いて、位相差を求める焦点検出演算
を行う際、その時の焦点検出に適した焦点検出演算方法
を用いることで、演算時間の高速化をはかることにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による焦点検出装
置は、撮像面に結像された被写体の光学像を撮像して画
像信号を出力する撮像手段と、上記光学像を瞳領域を通
じて上記撮像面に結像する光学系手段と、上記瞳領域を
複数の位置に移動させる移動手段と、上記複数の位置に
おいてそれぞれ撮像して得られる複数の画像信号の位相
差を相関演算により検出し、この位相差に基づいて上記
光学系手段の焦点検出を行う演算手段と、上記演算手段
に複数回の演算を行わせると共に各回に対して複数の演
算方法のうち１つを選択して与える制御手段とを設けて
いる。

【００１２】本発明による焦点検出方法は、撮像面に結
像された被写体の光学像を撮像して画像信号を出力する
撮像手順と、上記光学像を上記撮像面に結像する光学系
における瞳領域を複数の位置に移動させる移動手順と、
上記複数の位置においてそれぞれ撮像して得られる複数
の画像信号の位相差を相関演算により検出し、この位相
差に基づいて上記光学系の焦点検出を行う演算手順と、
上記演算手順において複数回の演算を行わせると共に各
回に対して複数の演算方法のうち１つを選択して与える
制御手順とを設けている。

【００１３】本発明による記憶媒体は、撮像面に結像さ
れた被写体の光学像を撮像して画像信号を出力する撮像
処理と、上記光学像を上記撮像面に結像する光学系にお
ける瞳領域を複数の位置に移動させる移動処理と、上記
複数の位置においてそれぞれ撮像して得られる複数の画
像信号の位相差を相関演算により検出し、この位相差に
基づいて上記光学系手段の焦点検出を行う演算処理と、
上記演算処理に複数回の演算を行わせると共に各回に対
して複数の演算方法のうち１つを選択して与える制御処
理とを実行するためのプログラムを記憶している。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による焦点検出装
置およびそれを用いたカメラの実施の形態を示す図であ
り、１ｂは撮影レンズのフォーカス用レンズ群、１ａは
撮影レンズのフォーカス用レンズ群１ｂ以外のレンズ
群、２はフォーカス用レンズ群１ｂを繰り出すためのレ
ンズ繰り出し機構で、レンズの移動を行うモータを含ん
でいる。３は焦点検出用絞り、４は焦点検出用絞り３を
光路中に入れるためのモータ、５は焦点検出用絞り３に
ある２つの開口部３ａ、３ｂのうちいずれか一方を遮光
するための遮光板、６は遮光板５を移動させるためのモ
ータである。７は光学ローパスフィルタ、８は赤外カッ
トフィルタ、９は撮像面に結像された光学像を光電変換
して電気信号にする撮像素子としてのＣＣＤである。こ
のＣＣＤ９の撮像面には、後述する図６（ａ）に示す色
フィルタが設けられている。

【００１５】１０はＣＣＤ９からの出力を増幅するため
のアンプ、１１はアンプ１０より所定のゲインで増幅さ
れたアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器、１２
はＡ／Ｄ変換されたデジタル信号の様々なデジタル信号
処理を行うデジタル信号処理部、１３はカメラ全体の制
御を行うシステムコントロール部、１４はＣＣＤ９の駆
動制御およびアンプ１０の増幅率の設定を行うためのＣ
ＣＤドライバ、１５はフォーカス用レンズ群１ｂの繰り
出し制御を行うレンズコントロール部である。

【００１６】１６はデジタル信号を一時記憶しておく場
合等に使われる例えばＤＲＡＭなどのバッファメモリ、
１７は記録媒体やファンクションカード等と接続される
カードスロットとそのコントロール部、１８は電子ビュ
ーファインダー（ＥＶＦ）、１９はそのＬＣＤのドライ
バ部、２０はドライバ部１９へアナログ信号を送るため
のＤ／Ａ変換器、２１はＥＶＦ１８に表示する画像を保
持し、Ｄ／Ａ変換器２０へデジタル信号を出力するＶＲ
ＡＭ、２２はカメラの設定等の表示をする外部白黒液晶
（ＬＣＤ）、２３はそのＬＣＤの表示のためのＬＣＤド
ライバ、２４はカメラの撮影モードの設定やレリーズ操
作を検知するための操作スイッチである。

【００１７】次に、図１を用いて本発明に直接関係する
焦点検出方法と焦点検出装置を中心に説明する。今、カ
メラの電源が投入されており、撮影可能状態であるとす
る。焦点検出用絞り３は、瞳時分割位相差ＡＦを行うた
めに、水平方向に同じ形状の二つの開口部（以下、ＣＣ
Ｄ９の側から見て、左側の開口部を左側瞳３ａ、右側の
開口部を右側瞳３ｂと呼ぶ）を持っており、焦点検出時
には、モータにより撮影レンズの光路中に挿入され、モ
ータ６で遮光板５を動かし、上記左側瞳３ａまたは右側
瞳３ｂのいずれかを遮光して、異なる瞳領域を通過した
光束によりなる光学像をＣＣＤ９上に結像することがで
きる。

【００１８】瞳時分割位相差ＡＦを行うために、システ
ムコントロール部１３の指示により、光路中に焦点検出
用絞り３を挿入する。図２は焦点検出用絞り３と遮光板
５の位置関係を示す図である。図２（ａ）は、撮影時の
状態で、焦点検出用絞り３および遮光板５は撮影レンズ
の光路外に退避した位置にある。２５は撮影レンズの撮
影用絞りを開放にしたときの瞳形状を示している。

【００１９】まず、図２（ｂ）のように、焦点検出用絞
りの右側瞳３ｂを、遮光板５で塞ぎ、撮影レンズの左側
瞳３ａを開放して、これを通過する光束よりなる光学像
をＣＣＤ９上に結像して画像を取り込む。このとき左側
瞳３ａを通過した光束よりなる焦点検出用画像データを
左画像１とする。次に、異なる瞳領域を通過する光束よ
りなる焦点検出用画像データを得るため、モータ６を駆
動して遮光板５を図２（ｃ）のように移動し、撮影光学
系の右側瞳３ｂを開放しこれを通過した光束よりなる光
学像をＣＣＤ９上に結像して画像を取り込む。このとき
右側瞳３ｂを通過した光束よりなる焦点検出用画像デー
タを右画像２とする。

【００２０】さらに、左画像１と同じ左側瞳３ａを通過
した光束よりなる焦点検出用画像データを取り込むため
に、遮光板５を再び図２（ｂ）のように移動し、このと
き、ＣＣＤ９上に結像する画像を取り込む。このときの
左側瞳３ａを通過した光束よりなる焦点検出用画像デー
タを左画像３とする。同様にして、右画像４、左画像５
を取り込む。なお、焦点検出用画像データを取り込む際
の露出は、電子シャッタ、図示しないメカシャッタ、ア
ンプ１０のゲイン調整、後述するＣＣＤ９内での加算読
み出し、場合によっては、補助光を用意しておき、それ
らを用いて調整することにより行う。

【００２１】ところで、焦点検出用画像データである左
画像１、右画像２、左画像３、右画像４、左画像５を取
り込み焦点検出を行うが、これらの画像データは時系列
的に画像の取り込みを行っており、カメラと被写体の相
対移動（手振れや被写体の移動など）による焦点検出誤
差を小さくするため、各画像の取り込み間隔はできるだ
け短い時間で行われることが望ましい。そこで、焦点検
出用画像データの読み出しは、撮影用の画像を読み出す
時のように、ＣＣＤ９の全画面を読み出すと、読み出し
に時間がかかるので、焦点検出用に必要な画像の一部分
だけを、通常の本撮影の場合より高速に読み出す。

【００２２】上記のような読み出し方を以下に説明す
る。図３にインターライン型ＣＣＤの概略図を示す。３
１は画素、３２は垂直電荷転送素子、３３は水平電荷転
送素子、３４は出力部となっている。各画素３１で光電
変換された信号電荷は、垂直電荷転送素子３２に送ら
れ、４相駆動パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３およびφＶ
４により水平電荷転送素子３３の方向へ順に転送され
る。水平電荷転送素子３３は、垂直電荷転送素子３２か
ら転送されてきた水平一列分の信号電荷を２相駆動パル
スφＨ１およびφＨ２により出力部４に転送し、そこで
電圧に変換されて出力される。

【００２３】図４にＣＣＤの撮像領域の概略図を示す。
本実施の形態では、読み出し動作の高速化のため、焦点
検出に必要な読み出し領域のみ通常の速さで読み出し、
それ以外は高速に読み出す掃き出し転送を行う。図４に
おいて、４１は焦点検出に用いる通常の速さで読み出す
領域、４２および４３は、それぞれ前半および後半の高
速掃き出し転送領域となっている。

【００２４】図５はＣＣＤの垂直電荷転送素子３２を４
相駆動とした場合の一垂直同期期間分のタイミングチャ
ートを示している。ＶＤは垂直同期信号で、垂直ブラン
キング期間をＬＯＷ電位で示し、ＨＤは水平同期信号
で、水平ブランキング期間をＬＯＷ電位で示す。φＶ
１、φＶ２、φＶ３およびφＶ４は、垂直電荷転送素子
３２の４相駆動パルス、５１および５２は、画素３１で
光電変換された信号電荷を水平電荷転送素子３３に転送
する読み出しパルスを示している。４相駆動パルスのう
ち５３および５４は、それぞれ、図４の４２および４３
の領域部分の垂直電荷転送素子３２に読み出された信号
電荷を高速に転送する高速掃き出し転送パルスを示して
いる。このようにして必要な読み出し領域以外を高速に
掃き出すことで、部分読み出し動作の高速化を行うこと
ができる。

【００２５】なお、焦点検出用信号の読み出し時には、
複数ラインの信号電荷を水平電荷転送素子３３を用いて
加算し、複数ラインを加算読み出しすることが可能とな
っている。これは、本撮影時の撮影用絞りを開放にした
ときより、焦点検出用絞り３の瞳３ａ、３ｂが小さいた
め、焦点検出時に起こる光量不足を補うためのもので、
アンプ３のゲインアップとともに感度を上げるために用
いる。

【００２６】このようにして高速読み出しをした、焦点
検出用画像データである左画像１、右画像２、左画像
３、右画像４、左画像５を用いて、各画像間の相関演算
を行い、各画像間の位相差を求めることにより、焦点検
出を行うわけであるが、一眼レフ方式の銀塩カメラで用
いられているような焦点検出専用のモノクロセンサと異
なり、撮影用の撮像素子と焦点検出用のセンサとを兼用
している場合、撮影用の撮像素子である単板のカラーセ
ンサ上に色フィルタが作り込まれているため、ＣＣＤか
らの出力信号を、位相差検出用信号として用いるために
は、信号処理を施さなければならない。

【００２７】前述したように、撮影用の輝度信号処理回
路を用いて作られた輝度信号を、位相差検出用信号とし
て用いることは可能であるが、撮影用の輝度信号は所定
のマトリクス演算が用いられており、焦点検出に要する
時間のことを考えると、撮像素子の出力信号から位相差
検出用信号を作る演算処理の時間は短い方が良いが、撮
影用の輝度信号処理回路を用いて位相差検出用信号を演
算するには時間がかかりすぎて問題がある。

【００２８】以下、ＣＣＤの出力信号から焦点検出用の
位相差検出用信号を求める演算処理について説明する。
図６（ａ）は、ＣＣＤ上に作り込まれた色フィルタ配列
を示す図である。色フィルタを構成するＹｅ、Ｃｙ、Ｍ
ｇ、Ｇ（イエロー、シアン、マゼンタ、グリーン）の４
色を各１画素ずつ加算すると、Ｙｅ＋Ｃｙ＋Ｍｇ＋Ｇ＝
２Ｂ＋３Ｇ＋２Ｒとなるので、隣接した２×２画素の１
ブロックの出力の加算平均を位相差検出用信号として用
いる。

【００２９】実際には、前述したようにＣＣＤ９から読
み出し時にライン加算読み出しが可能なので、２ライン
加算読み出しを行うことで、ＣＣＤ内で縦２画素の加算
を行い（図６ｂ）、このアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１
１でデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部１２内
で横方向２画素の演算を行う（図６（ｃ））ことで、２
×２画素の１ブロックの出力を加算平均した位相差検出
用信号を求める。

【００３０】図６では、ＣＣＤの画素ピッチｐに対し
て、位相差検出用信号のピッチはｐとなっている。な
お、本実施例では縦加算については、Ｓ／Ｎをよくする
ため、縦加算についてはＣＣＤ内で行ったが、ライン加
算は行わず読み出しを行い、縦加算もデジタル処理で行
ってもよい。

【００３１】次に、上述のように求めた位相差検出用信
号を用いて、相関演算を行い位相差を求める。図７、
８、９は本発明に関する瞳時分割位相差ＡＦの焦点検出
原理を説明するための図である。図７はピントの合った
状態すなわち合焦状態の時であり、図７（ｃ）の撮影状
態では、撮影レンズ１を透過してきた光束２７は、ＣＣ
Ｄ９の受光面上に焦点を結び、デフォーカス量はゼロで
ある。

【００３２】図７（ａ）は、撮影レンズの光路上に焦点
検出用絞り３を挿入し、遮光板５により右側瞳３ｂを遮
光し、左側瞳３ａを開けた状態で、左側瞳３ａを通過し
た光束２７ａは、ＣＣＤ９の受光面上で光軸２６からゼ
ロ離れた位置に結像する。図７（ｂ）は、遮光板５によ
り左側瞳３ａを遮光し、右側瞳３ｂを開けた状態で、右
側瞳３ｂを通過した光束２７ａは、ＣＣＤ９の受光面上
で光軸２６からゼロ離れた位置に結像する。このよう
に、合焦状態では、異なる二つの瞳３ａ、３ｂを通過し
てきた光束よりなる光学像は、ＣＣＤ９の受光面上で共
に光軸２６からゼロの同じ位置に入射するので、２つの
像の位相差はゼロとなる。

【００３３】図８はデフォーカス量がｄだけ前ピン状態
の時であり、図８（ｃ）の撮影状態では、撮影レンズ１
を透過してきた光束２７は、ＣＣＤ９の受光面よりｄだ
け手前に焦点を結ぶ。図８（ａ）は、撮影レンズ１の光
路上に焦点検出用絞り３を挿入し、左側瞳３ａを開けた
状態で、左側瞳３ａを通過した光束２７ａは、ＣＣＤ９
の受光面上で光軸２６から＋δ／２だけ離れた位置に結
像する。図８（ｂ）は、右側瞳３ｂを開けた状態で、右
側瞳３ｂを通過した光束２７ａは、ＣＣＤ９の受光面上
で光軸２６から−δ／２だけ離れた位置に結像する。こ
のように、前ピン状態では、異なる二つの瞳３ａ、３ｂ
を通過してきた光束よりなる２つの像の位相差は（＋δ
／２）−（−δ／２）＝δとなる。

【００３４】図９はデフォーカス量がｄだけ後ピン状態
の時であり、図９（ｃ）の撮影状態では、撮影レンズ１
を透過してきた光束２７は、ＣＣＤ９の受光面よりｄだ
け後ろに焦点を結ぶ。図９（ａ）は、撮影レンズ１の光
路上に焦点検出用絞り３を挿入し、左側瞳３ａを開けた
状態で、左側瞳３ａを通過した光束２７ａは、ＣＣＤ９
の受光面上で光軸２６から−δ／２だけ離れた位置に結
像する。図９（ｂ）は、右側瞳３ｂを開けた状態で、右
側瞳３ｂを通過した光束２７ａは、ＣＣＤ９の受光面上
で光軸２６から＋δ／２だけ離れた位置に結像する。こ
のように、前ピン状態では、異なる二つの瞳３ａ、３ｂ
を通過してきた光束よりなる２つの像の位相差は（−δ
／２）−（＋δ／２）＝−δとなる。上述のようにし
て、左側瞳３ａ、右側瞳３ｂを通過した光束よりなる２
つの像の位相差検出用信号の位相差を求めることにより
焦点状態を検出することができる。

【００３５】次に、位相差の計算アルゴリズムについて
説明する。初めに、説明を簡単にするために、被写体と
撮影光学系との相対位置が移動していない場合を例にあ
げて説明する。左の瞳領域を通過した光束よりなる位相
差検出用信号（左画像）と右の瞳領域を通過した光束よ
りなる位相差検出用信号（右画像）との位相差を、相関
演算により求める。今、位相差検出用信号は、図１０に
示すように、それぞれ横Ｍ個×縦Ｎ個からなり、この中
からｍ×ｎ個を切り出して相関演算を行う。

【００３６】相関のとりかたは、次式（１）に示すよう
に、左画像：ａの切り出し位置は固定し、右画像：ｂ
は、左画像に対して順次位相（τｘ，τｙ）をずらしつ
つａとｂの積の積分値Ｃ（τｘ，τｙ）［τｘ，τｙは
整変数とする］を演算し、各位相（τｘ，τｙ）毎に求
まる値Ｃ（τｘ，τｙ）を、２つの像の相関量とする。

【００３７】

【数１】

【００３８】この相関量Ｃ（τｘ，τｙ）は最小値をと
り、このときの位相（τｘ，τｙ）が、左画像のデータ
ａと右画像のデータｂとの位相差（δｘ，δｙ）に相当
する。さらに、位相差の検出精度を高める位相（τｘ，
τｙ）を整数の値（図６のように、位相差検出用信号の
信号ピッチは、ＣＣＤの画素ピッチと同じではなく、小
数点以下の値まで求めるためには、相関量の最小値とそ
の前後の値を用いて、補間計算により、位相差を計算す
ればよい。

【００３９】なお、被写体と撮影光学系との相対位置が
移動していない場合は、ノイズなどの影響がなければ、
δｙは原理的にゼロとなる。また、被写体の模様、コン
トラスト等による影響、撮影条件の違いによる影響、固
体撮像素子に作り込まれている色フィルタアレイの影
響、ノイズによる影響などを軽減するため、位相差検出
用信号にフィルタ処理を施した後、相関演算を行っても
よい。

【００４０】光学系によって、位相差と像面移動量、デ
フォーカス量との関係は決まっているので、その位相差
からデフォーカス量を求め、合焦に必要な繰り出し量を
求めて、光学系のフォーカス制御を行い、合焦させる。
ここまでは、被写体と光学系の相対移動がない場合に、
異なる瞳領域を通過した光束よりなる２つの画像を用い
て、焦点検出を行う方法について述べた。

【００４１】次に、被写体と光学系の相対移動がある場
合について、位相差の計算アルゴリズムを述べる。位相
差は、異なる瞳領域の光束よりなる２つの像（左画像と
右画像）から求めることができるが、本実施の形態で
は、左画像と右画像を時系列的に取り込んでおり、被写
体と光学系の相対運動（手振れや被写体の移動）などが
あると、その影響で焦点検出誤差を含んでしまう。

【００４２】そのため、前述したように、焦点検出用画
像データの読み出しは、撮影用の画像を読み出す時のよ
うに、ＣＣＤの全画面を読み出さず、焦点検出用に必要
な画像の一部分だけを、通常の本撮影の場合より高速に
読み出し、像の取り込み間隔をできるだけ短くする工夫
を行っている。しかし、左画像と右画像の信号取り込み
は、動作が時間的に異なっており、この間にカメラと被
写体の相対移動があると位相差検出に誤差が生じること
は避けられない。

【００４３】そこで、本実施の形態では、前述したよう
に、位相差検出用信号として、左画像１、右画像２、左
画像３、右画像４、左画像５と、時系列的に５つの画像
の取り込み、各画像間より求めた複数の位相差を用い
て、カメラと被写体の相対移動（手振れや被写体の移動
など）による検出誤差の補正を行うようにしている。カ
メラと被写体が相対的に移動すると、その影響は２つの
画像の位相差（δｘ，δｙ）に表れる。ここで、δｙは
画像の縦方向の位相差であり、光学的のデフォーカス量
に応じて生じる位相ずれ方向とは垂直な方向なので、デ
フォーカスによる位相ずれ成分は含まれず、カメラと被
写体の相対移動による位相ずれ成分のみである。そのた
め、カメラと被写体の相対移動による縦方向の像移動の
補正量として、δｙの値はそのまま用いる。

【００４４】δｘは画像の横方向の位相差であり、光学
的のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向にあた
るので、カメラと被写体の相対移動を含む２つの画像よ
り求めた値δｘには、デフォーカスによる位相ずれ成分
と、カメラと被写体の相対移動による位相ずれ成分が含
まれている。

【００４５】図１１は、縦方向のカメラと被写体の相対
移動による像移動を補正した後の、カメラと被写体の相
対移動による画像の横方向（ｘ方向）の位置と、各画像
間の位相差との関係を示している。実線のＬ１、Ｒ２、
Ｌ３、Ｒ４、Ｌ５は、位相差検出を行うために、時系列
的に瞳を切り替えて取り込んだ、左画像１、右画像２、
左画像３、右画像４、左画像５であり、ｔ＝ｔ１、ｔ
２、ｔ３、ｔ４、ｔ５は各画像の取り込み時刻で、各画
像の取り込み時間間隔は等しくなっている。破線のＲ
１′、Ｌ２′、Ｒ３′、Ｌ４′、Ｒ５′は、実線のＬ
１、Ｒ２、Ｌ３、Ｒ４、Ｌ５に対して、仮に同じ時刻で
取り込みを行った場合の、異なる瞳を通過した光束より
なる像の位置を示したもの、実際には取り込みを行うこ
とができない信号である。

【００４６】ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４は、各画像取り込
み時刻の間に、カメラと被写体の相対移動による画像上
での移動量であり、δは、光学系のデフォーカスによる
位相ずれ成分で、焦点検出として求めたい位相差であ
る。

【００４７】まず、異なる瞳よりなる画像Ｌ１とＲ２、
Ｒ２とＬ３、Ｌ３とＲ４、Ｒ４とＬ５のそれぞれの位相
差δ１、δ２、δ３、δ４を、左画像を基準に求める。
図１１から判るように、ここで求めた各位相差は、デフ
ォーカスによる位相ずれ成分と、カメラと被写体の相対
運動による位相ずれ成分が含まれている。

【００４８】図１２は、位相差検出誤差を補正する方法
を説明するための図であり、横軸は時間軸ｔ、縦軸は横
方向の被写体像の位置ｘである。Ｌ１、Ｒ２、Ｌ３、Ｒ
４、Ｌ５は、時系列に取り込んだ被写体像の位置で、こ
の信号を取り込む間の、カメラと被写体の相対運動によ
る被写体像の移動を２次関数近似することにより、時刻
ｔ２、ｔ４における左画像の被写体の位置Ｌ２′、Ｌ
４′の位置を求める。そして、Ｌ２′とＲ２の位相差δ
２′と、Ｌ４とＲ４′の位相差δ４′の平均値を最終的
に求める位相差δとする。

【００４９】（ｔ１，ｘ１）、（ｔ３，ｘ３）、（ｔ
５，ｘ５）を通る２次関数ｙ＝Ａｔ²＋Ｂｔを、ｔ１＝
０、ｘ１＝０として求め、最終的に求める位相差δをδ
２′とδ４′の平均値から求めると、今、各画像の取り
込み間隔が等しいことから、補正後の位相差δは、次式
（２）になる。 δ＝（δ１＋３×δ２＋３×δ３＋δ４）／８ ………（２）

【００５０】このようにして求めた、カメラと被写体の
相対移動を補正した位相差δから合焦に必要な繰り出し
量を求め、光学系のフォーカス制御を行い、合焦させた
後、撮影を行う。

【００５１】１回目の焦点検出、光学系のフォーカス制
御で、所定の許容デフォーカス量以内に収まるカメラシ
ステムの場合は、確認のための２回目の焦点検出を行わ
ず（見切り合焦）、撮影に入ってもよい。しかし、通常
は合焦確認のため、２回目以降の焦点検出を行う。この
場合、再び位相差を求めるために相関演算を行うが、デ
フォーカス量が１回目より小さくなっている場合、２回
目と同じ相関演算をしていたのでは、余計な計算をする
ことになる。

【００５２】そこで、本発明の第１の実施の形態では、
２回目以降の焦点検出では、前回の焦点検出情報である
デフォーカス量に基づいて、位相差検出時の像信号のサ
ーチ範囲を狭くして、相関演算を行うようにしている。
実際には、相関演算式（１）のτｘのサーチ範囲である
Ｔｘの値を、１回目で検出された位相差δ１まで求めら
れる値になるように小さくすればよい。このように大デ
フォーカス時には、サーチ範囲を広くとり、合焦近傍に
きたらサーチ範囲を狭くすることで、２回目以降の相関
演算に要する時間を短くすることができる。

【００５３】ここでは、（ｉ＋１）回目でのサーチ範囲
を、１回目で検出された位相差δ１まで求められる値に
なるよう小さくする例について述べたが、（ｉ＋１）回
目の焦点検出を行うときの位相差は、１回目より小さく
なっているので、１回目の位相差δ１に対して、所定の
位相差δ１′（＜δ１）まで求められるサーチ範囲に変
えればよい。

【００５４】このようにして、合焦を行った後、焦点検
出用絞り３を撮影レンズの光路中から退避させ、撮影を
行う。そして記録のためにＣＣＤ９のデータを読み出
し、デジタル信号処理部１２で画像信号処理を施し、必
要であれば画像データ圧縮などの処理をして、カードス
ロット１３を介して記録媒体に記録する。なお、この画
像データはデジタル信号処理部１２でファインダ表示の
ためのビデオ処理が施され、ＶＲＡＭ２１を経てＥＶＦ
１８に表示される。これにより撮影者は被写体を確認す
ることができる。

【００５５】次に、第２の実施の形態を説明する。第２
の実施の形態は、前回までの焦点検出と次回とで、位相
差を求める相関演算での像信号をシフトするステップ数
を変えるというものである。以下、第１の実施の形態と
異なるところのみを述べ、第１の実施の形態と同じ部分
についての説明は省略する。

【００５６】合焦させるために、焦点検出、光学系のフ
ォーカス制御を２回以上行う必要がある場合、大デフォ
ーカス状態のときは、始めは大デフォーカス状態で焦点
検出を行い、最後に合焦近傍の状態で焦点検出を行うこ
とになる。このため、始めは大まかに焦点検出して合焦
付近までレンズを移動させ、その後、精度良く焦点を合
わせればよい。

【００５７】そこで、１回目の焦点検出では、位相差を
求める相関演算式（１）で、τｘのずらし方をτｘ＝−
Ｔｘ、−Ｔｘ＋２…、−４、−２、０、２、４、…、Ｔ
ｘ−２、Ｔｘとして、像信号をシフトするステップ量を
倍にする。そして、前回の位相差δが所定の値より小さ
くなったところで、像信号をシフトするステップ数を１
づつずらすように変更して、相関演算を行う。つまり、
始めは焦点検出精度を低くして大まかに焦点を合わせ、
合焦近傍に来たら精度良く検出を行うように、焦点検出
精度を変えるのである。このようにステップ量を粗くし
た分だけ計算量が減り、相関演算時間が短くなる。尚、
τｙについても同様なことを行ってもよい。

【００５８】次に第３の実施の形態を説明する。第３の
実施の形態では、前回までの焦点検出と次回とで、相関
演算に用いる位相差検出用信号の領域の大きさを変える
というものである。以下、第１の実施の形態と異なると
ころのみを述べ、第１の実施の形態と同じ部分について
の説明は省略する。

【００５９】通常、相関演算に用いる位相差検出用信号
の領域の大きさは、所定の大きさに固定されているが、
被写体のコントラストが低く、位相差検出が行えない場
合、または検出精度が悪い場合、その領域を広げると被
写体のエッジが領域内に入るようになり、検出精度が向
上する。しかし、通常はその領域が大きすぎると、領域
内に被写体距離が遠い被写体と、近い被写体が起き易く
なり検出精度が落ちるため（遠近競合）、所定の大きさ
に固定されている。

【００６０】そこで、前回までの焦点検出結果を見て、
焦点検出が行えないか、焦点検出を所定の回数行っても
合焦しない場合、領域の大きさを所定の値だけ大きくす
る。このことにより、領域内に被写体のエッジが入って
いない状態で、無駄に焦点検出を繰り返すことを防止
し、焦点検出回数を減らすことができるので、演算時間
を短くすることができる。尚、領域を広げるのは、横方
向だけでなく、縦方向に関して行ってもよい。

【００６１】次に、第４の実施の形態は、相関演算によ
り、光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方
向に対して略垂直な方向のシフト演算を行うか行わない
かを選択するというものである。以下、第１の実施の形
態と異なるところのみを説明する。本実施の形態の焦点
検出装置は、瞳領域の異なる光束よりなる光学像を取り
込む際、左画像と右画像とでは取り込む時刻が異なる。
このため、前述したように被写体と光学系の相対移動が
ある場合の対策を施しているが、手振れなどが大きい場
合、相関演算により光学系のデフォーカス量に応じて生
じる位相ずれ方向に対して略垂直な方向である縦方向の
シフト演算を行うと、かえって位相差δ１、δ２、δ
３、δ４、δ５がバラツキ、位相差δの検出精度が悪く
なる。

【００６２】また、位相差検出用信号のＳ／Ｎが悪い場
合、例えば被写体が暗くて光量が足りず、アンプ１０で
ＣＣＤ９からの出力を大きくゲインアップしている場合
も、相関演算により、光学系のデフォーカス量に応じて
生じる位相ずれ方向に対して略垂直な方向である縦方向
のシフト演算を行うと、かえって位相差δ１、δ２、δ
３、δ４、δ５がバラツキ、位相差δの検出精度が悪く
なる。

【００６３】このため、このような撮影条件の時は、相
関演算するとき、光学系のデフォーカス量に応じて生じ
る位相ずれ方向に対して略垂直な方向である縦方向のシ
フト演算を行わないようにする。実際には、光量の調整
をする露出判定の値から、Ｓ／Ｎが悪いと判断し、縦方
向のシフト演算を行わない。また、異なる瞳よりなる画
像Ｌ１とＲ２、Ｒ２とＬ３、Ｌ３とＲ４、Ｒ４とＬ５の
それぞれの縦方向の位相差δｙ１、δｙ２、δｙ３、δ
ｙ４、δｙ５のバラツキが所定の値より大きいとき、手
振れが大きいと判断して、縦方向のシフト演算を行わな
い。

【００６４】このように、光学系のデフォーカス量に応
じて生じる位相ずれ方向に対して略垂直な方向である縦
方向のシフト演算を行うと、かえって位相差δの検出精
度が悪くなるときは、その方向の相関演算を行わないこ
とにより、検出精度の低下が防止でき、演算時間も短く
なる。

【００６５】次に、第５の実施の形態は、位相差を求め
る相関演算において、相関演算に用いる領域内にある位
相差検出用信号のデータを間引いて相関演算を行うこと
ができる間引き手段を有し、前回までの焦点検出結果に
基づいて、間引きを行うか否かかを変えるというもので
ある。以下、第１の実施の形態と異なる部分について説
明する。

【００６６】第１の実施の形態で述べたように、位相差
を求める相関演算を行う際、相関演算に用いる領域（図
１０のｍ個×ｎ個の領域）内にあるすべての位相差検出
用信号のデータをそのまま用いている。この時の位相差
検出用信号の信号ピッチは、前述したようにＣＣＤの画
素ピッチと同じである。しかし、合焦させるため、焦点
検出、光学系のフォーカス制御を２回以上行う必要があ
る場合、大デフォーカス状態のときは、始めは大デフォ
ーカス状態で焦点検出を行い、最後に合焦近傍の状態で
焦点検出を行うことになる。つまり、始めは大まかに合
焦付近までレンズを移動させ、その後、精度良く焦点を
合わせればよい。

【００６７】そこで、１回目の焦点検出の時には、光学
系のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向にあた
る、横方向のデータについては、図１３のように、相関
演算に用いるｍ個×ｎ個の領域のデータを１画素おきに
間引き、相関演算に用いる位相差検出用信号の信号ピッ
チをＣＣＤの画素ピッチの１／２にして相関演算を行
う。図１３の斜線の部分が相関演算に用いるデータであ
る。そして、前回の焦点検出結果である位相差δが所定
の値より小さくなったところで、間引き行わないように
して相関演算を行う。

【００６８】つまり、始めは焦点検出精度を低くして大
まかに焦点を合わせ、合焦近傍に来たら精度良く検出を
行うように焦点検出精度を変えるのである。このように
間引きをすることにより、相関演算に用いるデータ数が
ｍ／２×ｎとなり、相関演算に要する時間が短くなる。
尚、本実施の形態では、間引き量を１／２としたが、焦
点結果によって間引き量を変更してもよい。また縦方向
についても同様に間引きを行ってもよい。

【００６９】さらに第６の実施の形態において、第５の
実施の形態と異なる点は、前回までの焦点検出結果では
なく、検出回数に基づいて、間引きを行うか否かを変え
るという点である。第１の実施の形態で述べたように、
位相差を求める相関演算を行う際、相関演算に用いる領
域（図１０のｍ個×ｎ個の領域）内にあるすべての位相
差検出用信号のデータをそのまま用いている。この時の
位相差検出用信号の信号ピッチは、前述したようにＣＣ
Ｄの画素ピッチと同じである。

【００７０】しかし、合焦させるため、焦点検出、光学
系のフォーカス制御を２回以上行う必要がある場合、大
デフォーカス状態のときは、始めは大デフォーカス状態
で焦点検出を行い、最後に合焦近傍の状態で焦点検出を
行うことになる。つまり、始めは大まかに合焦付近まで
レンズを移動させ、その後、精度良く焦点を合わせれば
よい。

【００７１】そこで、１回目の焦点検出では、図１３の
ように光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相ずれ
方向にあたる横方向のデータについては、相関演算に用
いるｍ個×ｎ個の領域のデータを１画素おきに間引き、
相関演算に用いる位相差検出用信号の信号ピッチをＣＣ
Ｄの画素ピッチの１／２にして相関演算を行う。図１３
の斜線の部分が相関演算に用いるデータである。そし
て、２回目以降の焦点検出では、間引き行わないように
して相関演算を行う。

【００７２】つまり、デフォーカス量が大きいことがあ
る１回目の焦点検出の時は、焦点検出精度を低くし、回
目以降の焦点検出は精度を高くして検出を行う。このよ
うに間引きをすることにより、１回目の焦点検出では、
相関演算に用いるデータ数がｍ／２×ｎとなり、相関演
算に要する時間が短くなる。

【００７３】尚、図１の各機能ブロックによるシステム
は、ハード的に構成してもよく、また、ＣＰＵやメモリ
等から成るマイクロコンピュータシステムに構成しても
よい。マイクロコンピュータシステムに構成する場合、
上記メモリは本発明による記憶媒体を構成する。この記
憶媒体には、各実施の形態において説明した処理を実行
するためのプログラムが記憶されている。またこの記憶
媒体としてはＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリ、光ディ
スク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてもよく、こ
れらをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、磁気テー
プ、不揮発性のメモリカードとして用いてもよい。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の発
明は、焦点検出のための複数の演算方法を選択すると共
に複数回の演算を行うことを特徴とする。このことによ
り、その時の焦点検出に適した演算方法を選択すること
が可能となり、一つの演算方法をすべての場合に用いる
ときに比べ、余計な計算を省くことができるので、演算
時間の高速化をはかることができる。

【００７５】また、第２の発明は、前回までの焦点検出
情報に基づいて次回の焦点検出のための演算方法を選択
することを特徴とする。このことにより、前回までの焦
点検出情報である焦点検出結果や焦点検出回数や焦点検
出条件を基に、前回までと次回の演算方法を変えること
が可能となり、次回の焦点検出時に余計な計算を省くこ
とができるので、演算時間の高速化をはかることができ
る。

【００７６】また、第３の発明は、位相差を求める相関
演算において、前回までと次回とで位相差検出時の画像
信号のサーチ範囲を変えることを特徴とする。このこと
により、デフォーカス量が大きいときは、位相差検出時
のサーチ範囲を大きくし、デフォーカス量が小さいとき
は、サーチ範囲を小さくすることが可能になる。前回の
デフォーカス量を基に次回のサーチ範囲を設定すること
により余計な計算を省くことができるので、演算時間の
高速化をはかることができる。

【００７７】また、第４の発明は、位相差を求める相関
演算において、前回までと次回とで、位相差検出時の画
像信号をシフトするステップ量を変えることを特徴とす
る。このことにより、焦点検出精度が低くても良い場合
は、ステップ数を大きくし、焦点検出に高い精度が必要
な場合は、ステップ数を小さくすることで、必要な焦点
検出精度に見合った演算を行うことが可能となり、演算
時間の高速化をはかることができる。

【００７８】第５の発明は、位相差を求める相関演算に
おいて、前回までと次回とで、相関演算に用いる複数の
画像信号の領域の大きさを変えることを特徴とする。こ
のことにより、焦点検出に用いる被写体の領域を変化さ
せることが可能となり、焦点検出精度を高くするととも
に、余計な計算を省くことができるので、演算時間の高
速化をはかることができる。

【００７９】第６の発明は、位相差を求める相関演算に
おいて、光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相ず
れ方向に対して略垂直な方向のシフト演算を行うか行わ
ないかを選択することを特徴とする。このことにより、
デフォーカス量に応じて生じる位相ずれ方向に対して垂
直な方向のシフト演算を行うことにより、焦点検出精度
が悪くなる場合、この方向のシフト演算を行なわないこ
とが可能となり、焦点検出精度を高くするとともに、余
計な計算を省くことができるので、演算時間の高速化を
はかることができる。

【００８０】第７の発明は、相関演算に用いる領域内に
ある複数の画像信号のデータを間引いて相関演算を行う
ように成し、前回までの焦点検出情報に基づいて、間引
きを行うか否かを変えることを特徴とする。このことに
より、必要な焦点検出精度に応じて、前回までと次回と
で、相関演算に用いるデータの間引き方を変えることが
可能となり、余計な計算を省くことができるので、演算
時間の高速化をはかることができる。

【００８１】第８の発明は、上記焦点検出情報は、焦点
検出結果であることを特徴とする。このことにより、前
回の焦点検出結果よりデフォーカス状態が分かるので、
それに応じて、相関演算に用いるデータの間引き方を変
えることが可能となり、余計な計算を省くことができる
ので、演算時間の高速化をはかることができる。

【００８２】第９、第１０の発明では、上記焦点検出情
報は、焦点検出回数であることを特徴とする。このこと
により、焦点検出回数に応じて相関演算に用いるデータ
の間引き方を変えることが可能となり、デフォーカス量
が大きい確率が高い、始めの焦点検出では間引きを行
い、回数が増えるに従って、間引きをしないようにする
ことにより、余計な計算を省くことができるので、演算
時間の高速化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焦点検出装置およびそれを用いたカメ
ラの実施の形態を示す構成図である。

【図２】焦点検出用絞りと遮光板との位置関係を示す構
成図である。

【図３】インターライン型ＣＣＤの構成図である。

【図４】ＣＣＤの撮像領域の構成図である。

【図５】ＣＣＤの垂直電荷転送素子を４相駆動とした場
合の一垂直同期期間分のタイミングチャートである。

【図６】位相差検出用信号を求めるときの演算処理につ
いて説明するための構成図である。

【図７】焦点検出原理を説明するための図である。

【図８】焦点検出原理を説明するための図である。

【図９】焦点検出原理を説明するための図である。

【図１０】位相差を相関演算により求める時の相関の取
り方を説明するための構成図である。

【図１１】カメラと被写体の相対移動による画像の横方
向の位置と各画像間の位相差との関係を示す波形図であ
る。

【図１２】位相差検出誤差を補正する方法を説明するた
めの特性図である。

【図１３】相関に用いるデータの間引き方を説明するた
めの構成図である。

【図１４】従来の位相差検出方式の焦点検出装置を有す
る一眼レフカメラの構成図である。

【図１５】従来の焦点検出原理を説明するための構成図
である。

【図１６】従来の焦点検出原理を説明するための波形図
である。

【符号の説明】

１ａ撮影レンズのフォーカス用レンズ群１ｂ撮影レンズのフォーカス用レンズ群１ｂ以外のレ
ンズ群２レンズ繰り出し機構３焦点検出用絞り４モータ５遮光板６モータ９ＣＣＤ１２デジタル信号処理部１３システムコントロール部１４ＣＣＤドライバ２４操作スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像面に結像された被写体の光学像を撮
像して画像信号を出力する撮像手段と、上記光学像を瞳領域を通じて上記撮像面に結像する光学
系手段と、上記瞳領域を複数の位置に移動させる移動手段と、上記複数の位置においてそれぞれ撮像して得られる複数
の画像信号の位相差を相関演算により検出し、この位相
差に基づいて上記光学系手段の焦点検出を行う演算手段
と、上記演算手段に複数回の演算を行わせると共に各回に対
して複数の演算方法のうち１つを選択して与える制御手
段とを備えた焦点検出装置。
【請求項２】上記制御手段は、前回までに得られた焦
点検出情報に基づいて次回の演算方法を選択することを
特徴とする請求項１記載の焦点検出装置。
【請求項３】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記位相差検出時の画像信号の
サーチ範囲を変えることを特徴とする請求項２記載の焦
点検出装置。
【請求項４】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記位相差検出時の画像信号を
シフトするステップ量を変えることを特徴とする請求項
２記載の焦点検出装置。
【請求項５】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記相関演算に用いる上記複数
の画像信号の領域の大きさを変えることを特徴とする請
求項２記載の焦点検出装置。
【請求項６】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、上記光学系手段のデフォーカス量に応じて生じる位
相ずれ方向に対して略垂直な方向のシフト演算を行うか
行わないかを選択することを特徴とする請求項２記載の
焦点検出装置。
【請求項７】上記相関演算に用いる領域内にある上記
複数の画像信号のデータを間引いて相関演算を行うため
の間引き手段を有し、前回までに得られた焦点検出情報
に基づいて上記間引きを行うか否かを選択することを特
徴とする請求項２記載の焦点検出装置。
【請求項８】上記焦点検出情報は、上記焦点検出結果
であることを特徴とする請求項７記載の焦点検出装置。
【請求項９】上記焦点検出情報は、上記焦点検出回数
であることを特徴とする請求項７記載の焦点検出装置。
【請求項１０】上記焦点検出結果はデフォーカス量で
あり、始めの焦点検出は間引いて相関演算を行い、合焦
近傍にきたら間引かないで相関演算を行うことを特徴と
する請求項７記載の焦点検出装置。
【請求項１１】撮像面に結像された被写体の光学像を
撮像して画像信号を出力する撮像手順と、上記光学像を上記撮像面に結像する光学系における瞳領
域を複数の位置に移動させる移動手順と、上記複数の位置においてそれぞれ撮像して得られる複数
の画像信号の位相差を相関演算により検出し、この位相
差に基づいて上記光学系の焦点検出を行う演算手順と、上記演算手順において複数回の演算を行わせると共に各
回に対して複数の演算方法のうち１つを選択して与える
制御手順とを備えた焦点検出方法。
【請求項１２】上記制御手順は、前回までに得られた
焦点検出情報に基づいて次回の演算方法を選択すること
を特徴とする請求項１１記載の焦点検出方法及び焦点検
出装置。
【請求項１３】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記位相差検出時の画像信号の
サーチ範囲を変えることを特徴とする請求項１２記載の
焦点検出方法。
【請求項１４】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記位相差検出時の画像信号を
シフトするステップ量を変えることを特徴とする請求項
１２記載の焦点検出方法。
【請求項１５】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記相関演算に用いる上記複数
の画像信号の領域の大きさを変えることを特徴とする請
求項１２記載の焦点検出方法。
【請求項１６】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、上記光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相ず
れ方向に対して略垂直な方向のシフト演算を行うか行わ
ないかを選択することを特徴とする請求項１２記載の焦
点検出方法。
【請求項１７】上記相関演算に用いる領域内にある上
記複数の画像信号のデータを間引いて相関演算を行うた
めの間引き手順を有し、前回までに得られた焦点検出情
報に基づいて上記間引きを行うか否かを選択することを
特徴とする請求項１２記載の焦点検出方法。
【請求項１８】上記焦点検出情報は、上記焦点検出結
果であることを特徴とする請求項１７記載の焦点検出方
法。
【請求項１９】上記焦点検出情報は、上記焦点検出回
数であることを特徴とする請求項１７記載の焦点検出方
法。
【請求項２０】上記焦点検出結果はデフォーカス量で
あり、始めの焦点検出は間引いて相関演算を行い、合焦
近傍にきたら間引かないで相関演算を行うことを特徴と
する請求項１７記載の焦点検出方法。
【請求項２１】撮像面に結像された被写体の光学像を
撮像して画像信号を出力する撮像処理と、上記光学像を上記撮像面に結像する光学系における瞳領
域を複数の位置に移動させる移動処理と、上記複数の位置においてそれぞれ撮像して得られる複数
の画像信号の位相差を相関演算により検出し、この位相
差に基づいて上記光学系手段の焦点検出を行う演算処理
と、上記演算処理に複数回の演算を行わせると共に各回に対
して複数の演算方法のうち１つを選択して与える制御処
理とを実行するためのプログラムを記憶したコンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２２】上記制御処理は、前回までに得られた
焦点検出情報に基づいて次回の演算方法を選択すること
を特徴とする請求項２１記載のコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体。
【請求項２３】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記位相差検出時の画像信号の
サーチ範囲を変えることを特徴とする請求項２２記載の
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２４】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記位相差検出時の画像信号を
シフトするステップ量を変えることを特徴とする請求項
２２記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２５】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、前回までと次回とで上記相関演算に用いる上記複数
の画像信号の領域の大きさを変えることを特徴とする請
求項２２記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２６】上記演算方法は、上記相関演算におい
て、上記光学系のデフォーカス量に応じて生じる位相ず
れ方向に対して略垂直な方向のシフト演算を行うか行わ
ないかを選択することを特徴とする請求項２２記載のコ
ンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２７】上記相関演算に用いる領域内にある上
記複数の画像信号のデータを間引いて相関演算を行うた
めの間引き手段を有し、前回までに得られた焦点検出情
報に基づいて上記間引きを行うか否かを選択することを
特徴とする請求項２２記載のコンピュータ読み取り可能
な記憶媒体。
【請求項２８】上記焦点検出情報は、上記焦点検出結
果であることを特徴とする請求項２７記載のコンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２９】上記焦点検出情報は、上記焦点検出回
数であることを特徴とする請求項２７記載のコンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項３０】上記焦点検出結果はデフォーカス量で
あり、始めの焦点検出は間引いて相関演算を行い、合焦
近傍にきたら間引かないで相関演算を行うことを特徴と
する請求項２７記載のコンピュータ読み取り可能な記憶
媒体。