JP2002072073A - 自動焦点調節装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】距離の異なる複数の被写体が存在する場合にも
高速で正確なピント合わせが可能な自動焦点調節装置及
び方法を提供する。 【解決手段】シャッターボタンの半押し操作に伴い、フ
ォーカスレンズを移動して各位置毎にＣＣＤから得られ
る画像信号よりコントラスト成分に応じた評価値を求め
るＡＦサーチ動作を行う。評価値の最大値（ピーク）を
検出した後、そのピーク位置から一定量以上離れたレン
ズ位置での評価値と所定の閾値とを比較し、当該評価値
が閾値よりも大きいときは、複数の被写体があると判断
して、評価値の取得動作（ＡＦサーチ）を継続する。ま
た、ピーク位置から一定量離れたレンズ位置での評価値
が閾値以下であれば、その先に被写体が存在しないと判
断でき、その時点でＡＦサーチを中断することによって
ＡＦ処理の高速化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動焦点調節装置及
びその方法に係り、特に、撮像素子からの出力信号に基
づいて、画像の高周波成分を検出し、その検出結果を利
用してオートフォーカス（ＡＦ）制御を行う技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被写体を撮像し、その映像信号を出力す
るビデオカメラでは、撮影光学系のうち焦点調節に作用
するフォーカスレンズを移動させながら撮像を行い、そ
の出力映像信号から高周波成分を抽出して合焦のための
評価値を算出する。フォーカスレンズの移動の結果、評
価値が増加する場合には同方向に駆動し続け、反対にレ
ンズ移動に伴い評価値が減少する場合には、逆方向に駆
動して評価値のピークを探すという、いわゆる「山登り
サーボ方式」が採用されている。

【０００３】また、デジタルスチルカメラにおいては、
被写体の至近から無限遠距離までフォーカスレンズを駆
動し、評価値が最大になるところに、フォーカスレンズ
を駆動して合焦させる「コントラストＡＦ方式」が採用
されている。評価値の取得結果から合焦状態を検出する
ものとして、撮像信号の最大値と最小値からローコント
ラストであるか否かを判断するもの（特開平６−１２５
４９３号公報）や、評価値が連続して減少したことを検
知して合焦位置（ピーク位置）を決定するもの（特開２
０００−１５２０６５号公報）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている方法では、フォーカスエリア内に距離の異
なる複数の被写体が存在した場合に、評価値のピークが
複数発生することがあり、評価値のピーク付近の減少傾
向からだけでは、正確な合焦位置を判断できないという
問題がある。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、距離の異なる複数の被写体が存在する場合にも
高速で正確なピント合わせが可能な自動焦点調節装置及
び方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、撮像手段から出力される画像信号に基づい
て、前記撮像手段に被写体の像を結像させるレンズの焦
点位置を調節する自動焦点調節装置において、該装置
は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレンズ移
動手段と、前記撮像手段から出力される画像信号から前
記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コントラスト
成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出
する評価値算出手段と、前記評価値を取得するための各
位置に前記レンズを移動させるように前記レンズ移動手
段を制御する制御手段と、前記評価値の最大値が得られ
たレンズ位置からの移動量及び当該移動量によるレンズ
位置での評価値に基づいて合焦状態を判断する判断手段
と、を備えたことを特徴としている。

【０００７】本発明によれば、焦点調節を行うためのレ
ンズ（フォーカスレンズ）を焦点調節範囲内で移動させ
ながら、各位置で評価値を取得する。評価値の最大値
（ピーク）が検出されてから、そのピーク位置から一定
量以上離れたレンズ位置での評価値を基準にして当該ピ
ーク判定の適否を評価することにより、ＡＦの高速化を
達成できるとともに、距離の異なる複数の被写体が存在
する場合にも正確なピント合わせが可能となり、いわゆ
る「ピント抜け」を防止できる。

【０００８】本発明の一態様によれば、前記判断手段
は、前記最大値が得られたレンズ位置から一定量離れた
位置での評価値と、予め定められている所定の閾値とを
比較し、当該評価値が前記閾値以下のときは前記評価値
の最大値が得られたレンズ位置又はその近傍位置で合焦
状態が得られると判断することを特徴としている。

【０００９】評価値が最大となる位置（ピーク位置）か
ら一定量離れたレンズ位置での評価値が閾値よりも大き
いときは、複数の被写体があると判断でき、評価値の取
得動作（ＡＦサーチ）を継続することにより、正確な焦
点調節が可能になる。また、ピーク位置から一定量離れ
たレンズ位置での評価値が閾値以下であれば、その先に
被写体が存在しないと判断でき、その時点でＡＦサーチ
を中断することによってＡＦ処理の高速化を図ることが
できる。

【００１０】本発明の他の態様によれば、前記制御手段
は、前記焦点調節領域内において前記評価値を取得する
レンズ位置の間隔が比較的大きい第１のサーチ動作と、
前記第１のサーチ制御時よりも小さい間隔で前記評価値
を取得する第２のサーチ動作と、を実行する機能を有
し、前記判断手段は、前記第１のサーチ動作時に前記判
断を行うことを特徴としている。

【００１１】すなわち、先ず、サーチポイントの間隔
（サーチステップ）が大きい第１のサーチ動作（ラフサ
ーチ）を行い、その結果得られたピーク付近をサーチス
テップの小さい第２のサーチ動作（詳細サーチ）で詳細
にサーチすることにより、正確な合焦位置を得る。この
ような制御方式を採用する場合には、サーチステップの
大きな第１のサーチ動作において前記判断手段による合
焦判断を行うことにより、不要なサーチ範囲を省略で
き、ＡＦ処理の高速化を達成できる。

【００１２】本発明の更に他の態様によれば、前記焦点
調節領域の端点から所定量以上離れたレンズ位置での前
記評価値の変化を検出する評価値変化検出手段を有し、
前記判断手段は、前記評価値変化検出手段の検出結果に
基づいて前記判断を行うことを特徴としている。焦点調
節領域の端点（至近端及び無限遠のうち少なくとも一
方）から所定量以上離れた位置での評価値に増加傾向が
認められなければ、その先に被写体は存在しないと判断
でき、その時点でＡＦサーチを中断することによってＡ
Ｆ処理の高速化を図ることができる。

【００１３】また、本発明の他の態様に係る自動焦点調
節装置は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレ
ンズ移動手段と、前記撮像手段から出力される画像信号
から前記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コント
ラスト成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位置毎
に算出する評価値算出手段と、前記評価値を取得するた
めの各位置に前記レンズを移動させるように前記レンズ
移動手段を制御する制御手段と、前記焦点調節領域の端
点から所定量以上離れたレンズ位置での前記評価値の変
化を検出する評価値変化検出手段と、前記評価値算出手
段で得た各位置での評価値及び前記評価値変化検出手段
の検出結果に基づいて合焦状態を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴としている。

【００１４】更に、前記目的を達成する自動焦点調節方
法を提供すべく本発明は、撮像手段から出力される画像
信号に基づいて、前記撮像手段に被写体の像を結像させ
るレンズの焦点位置を調節する自動焦点調節方法におい
て、該方法は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させ
るレンズ移動工程と、前記撮像手段から出力される画像
信号から前記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コ
ントラスト成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位
置毎に算出する評価値算出工程と、前記評価値を取得す
るための各位置に前記レンズを移動させるように前記レ
ンズ移動工程を制御する制御工程と、前記評価値の最大
値が得られたレンズ位置からの移動量及び当該移動量に
よるレンズ位置での評価値に基づいて、前記最大値を得
たレンズ位置の合焦状態を判断する判断工程と、を含む
ことを特徴としている。

【００１５】本発明の他の態様に係る自動焦点調節方法
は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレンズ移
動工程と、前記撮像手段から出力される画像信号から前
記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コントラスト
成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出
する評価値算出工程と、前記評価値を取得するための各
位置に前記レンズを移動させるように前記レンズ移動工
程を制御する制御工程と、前記焦点調節領域の端点から
所定量以上離れたレンズ位置での前記評価値の変化を検
出する評価値変化検出工程と、前記評価値算出工程で得
た各位置での評価値及び前記評価値変化検出工程の検出
結果に基づいて合焦状態を判断する判断工程と、を含む
ことを特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る自動焦点調節装置及び方法の好ましい実施の形態につ
いて説明する。

【００１７】図１は、本発明が適用されたデジタルカメ
ラの外観図である。このデジタルカメラ１０の前面に
は、撮影レンズ１２、ファインダー窓１４、ストロボ発
光部１６が設けられ、カメラ上面には、シャッターボタ
ン１８及び電源スイッチ２０が配設されている。また、
グリップ部２２と反対側のカメラ側面には、メモリカー
ド２４を装着するためのカードスロット２６が設けられ
ている。

【００１８】撮影レンズ１２にはズームレンズが適用さ
れ、撮影レンズ１２の後方にＣＣＤイメージセンサ（図
１中不図示、図３において符号５２として記載）が配置
されている。シャッターボタン１８は２段階式に構成さ
れ、シャッターボタン１８を軽く押して止める「半押
し」の状態で自動ピント合わせ（ＡＦ）及び自動露出制
御（ＡＥ）が作動してＡＦとＡＥをロックし、「半押
し」から更に押し込む「全押し」の状態で撮影が実行さ
れる。

【００１９】電源スイッチ２０は、モード切換スイッチ
と兼用されており、電源ＯＦＦとなる「ＯＦＦ位置」、
静止画撮影モードで電源ＯＮとなる「撮影ＯＮ位置」、
及び再生モードで電源ＯＮとなる「再生ＯＮ位置」の３
ポジションを切り換えることができる。なお、本例のよ
うな電源スイッチ（以下、電源兼用モードスイッチとい
う。）２０に代えて、電源ＯＮ／ＯＦＦのみの電源スイ
ッチと、静止画撮影モード及び再生モードを切り換える
モードダイヤル等のモード切換手段を設けてもよい。

【００２０】図２は、デジタルカメラ１０の背面側外観
図である。デジタルカメラ１０の背面には、ファインダ
ー２８、液晶モニタ３０、ズームスイッチ３２、多機能
の十字ボタン３４、ＡＥロックボタン３６、メニューキ
ー３８、実行キー４０及びキャンセルキー４２が設けら
れている。液晶モニタ３０は、撮影時に画角確認用の電
子ファインダーとして使用できるとともに、撮影した画
像のプレビュー画やメモリカード２４から読み出した再
生画像等を表示可能な表示手段である。また、十字ボタ
ン３４を使用したメニューの選択や各メニューにおける
各種項目の設定なども液晶モニタ３０の表示画面を用い
て行われる。

【００２１】ズームスイッチ３２は、上下方向に操作可
能なレバースイッチで構成され、該スイッチを上方向に
操作することで望遠（TELE）方向にズーム移動し、下方
向に操作することで広角（WIDE）方向にズーム移動す
る。十字ボタン３４は、上下左右のいずれかの縁部を押
圧することによって、対応する４方向（上、下、左、
右）の指示を入力できるようにしたもので、メニュー画
面における各種設定項目の選択や設定内容の変更を指示
する操作ボタンとして使用されるとともに、電子ズーム
の倍率調整や再生コマの送り／戻しを指示する手段とし
て用いられる。

【００２２】メニューキー３８は、各モードの通常画面
からメニュー画面へ遷移させる時に使用される。実行キ
ー４０は、選択内容の確定、処理の実行（確認）指示の
時などに使用される。キャンセルキー４２は、メニュー
から選んだ項目の取消（キャンセル）や一つ前の操作状
態に戻る時などに使用される。

【００２３】撮影者は、ファインダー２８又は液晶モニ
タ３０に映し出されるリアルタイム画像（スルー画）を
確認しながら、ズームスイッチ３２を操作して画角を決
定し、シャッターボタン１８を押下して撮影を行う。

【００２４】図３は、デジタルカメラ１０の内部構成を
示すブロック図である。撮影レンズ１２は、固定レンズ
４４、変倍レンズ４６Ａ、補正レンズ４６Ｂ及びフォー
カスレンズ４８の４群型インナーフォーカス式ズームレ
ンズで構成されている。

【００２５】変倍レンズ４６Ａと補正レンズ４６Ｂは、
図示せぬカム機構によって両者の位置関係が規制されな
がら光軸に沿って移動し、焦点距離を変更する。なお、
説明の便宜上、変倍レンズ４６Ａと補正レンズ４６Ｂか
ら成る変倍光学系を「ズームレンズ４６」と呼ぶことに
する。

【００２６】撮影レンズ１２を通過した光は、絞り５０
により光量が調節された後、ＣＣＤイメージセンサ（以
下、ＣＣＤという。）５２に入射する。ＣＣＤ５２の受
光面には、フォトセンサが平面的に配列されており、撮
影レンズ１２を介してＣＣＤ５２の受光面に結像された
被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた
量の信号電荷に変換される。なお、ＣＣＤ５２は、シャ
ッターゲートパルスのタイミングによって各フォトセン
サの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、
いわゆる電子シャッター機能を有している。

【００２７】各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、
ＣＣＤドライバ５４から与えられるパルスに基づいて信
号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出
される。ＣＣＤ５２から出力された画像信号は、アナロ
グ処理部５６に送られる。アナログ処理部５６は、サン
プリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等
の信号処理回路を含み、このアナログ処理部５６におい
て、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，
Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レ
ベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。

【００２８】アナログ処理部５６から出力された信号
は、Ａ／Ｄ変換器５８によりデジタル信号に変換された
後、メモリ６０に格納される。タイミングジェネレータ
（ＴＧ）６２は、ＣＰＵ６４の指令に従ってＣＣＤドラ
イバ５４、アナログ処理部５６及びＡ／Ｄ変換器５８に
対してタイミング信号を与えており、このタイミング信
号によって各回路の同期がとられている。

【００２９】メモリ６０に格納されたデータは、バス６
６を介して信号処理部６８に送られる。信号処理部６８
は、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャー
プネス補正回路、コントラスト補正回路、ホワイトバラ
ンス補正回路等を含むデジタルシグナルプロセッサ（Ｄ
ＳＰ）で構成された画像処理手段であり、ＣＰＵ６４か
らのコマンドに従って画像信号を処理する。

【００３０】信号処理部６８に入力された画像データ
は、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）
に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施
された後、メモリ６０に格納される。撮影画像を表示出
力する場合、メモリ６０から画像データが読み出され、
表示用メモリ７０に転送される。表示用メモリ７０に記
憶されたデータは、表示用の所定方式の信号（例えば、
ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、
Ｄ／Ａ変換器７２を介して液晶モニタ（ＬＣＤ）３０に
出力される。こうして、当該画像データの画像内容が液
晶モニタ３０の画面上に表示される。

【００３１】ＣＣＤ５２から出力される画像信号によっ
てメモリ６０内の画像データが定期的に書き換えられ、
その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ３
０に供給されることにより、ＣＣＤ５２を介して入力す
る画像がリアルタイムに液晶モニタ３０に表示される。
撮影者は、液晶モニタ３０に映し出される画像（スルー
画）、或いは光学式のファインダー２８によって撮影画
角を確認することができる。

【００３２】撮影者がズームスイッチ３２を操作する
と、その指示信号がＣＰＵ６４に入力され、ＣＰＵ６４
はズームスイッチ３２からの信号に基づいてズーム駆動
部７４を制御してズームレンズ４６をテレ（TELE）方向
又はワイド（WIDE）方向に移動させる。ズーム駆動部７
４は図示せぬモータを含み、該モータの駆動力によって
ズームレンズ４６が駆動される。ズームレンズ４６の位
置（ズーム位置）は、ズーム位置センサ７６によって検
出され、該センサ７６の検出信号はＣＰＵ６４に入力さ
れる。

【００３３】同様に、フォーカス駆動部７８は図示せぬ
モータを含み、該モータの駆動力によってフォーカスレ
ンズ４８が光軸に沿って前後動する。フォーカスレンズ
４８の位置（フォーカス位置）は、フォーカス位置セン
サ８０によって検出され、該センサ８０の検出信号はＣ
ＰＵ６４に入力される。

【００３４】電源兼用モードスイッチ２０によって静止
画撮影モードが設定され、シャッターボタン１８が押下
されると、撮影開始指示（レリーズＯＮ）信号が発せら
れる。ＣＰＵ６４は、レリーズＯＮ信号を検知して記録
用の撮像動作を実行する。すなわち、ＣＰＵ６４は、後
述する評価値演算の結果に基づいてフォーカス駆動部７
８を制御してフォーカスレンズ４８を合焦位置に移動さ
せるとともに、絞り５０の開口径やＣＣＤ５２の電子シ
ャッターを制御することにより露出制御を行う。また、
ＣＰＵ６４は必要に応じてストロボ制御回路８２にコマ
ンドを送り、スロトボ発光部１６の発光を制御する。

【００３５】こうして、シャッターボタン１８の押下操
作に応動して、記録用の画像データの取り込みが開始さ
れる。画像データを圧縮記録するモードが選択されてい
る場合、ＣＰＵ６４は圧縮伸張回路８４にコマンドを送
る。圧縮伸張回路８４は、メモリ６０に取り込まれた画
像データをＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮す
る。

【００３６】圧縮された画像データは、カードインター
フェース８６を介してメモリカード２４に記録される。
非圧縮の画像データを記録するモード（非圧縮モード）
が選択されている場合には、圧縮伸張回路８４による圧
縮処理は省略され、非圧縮のまま画像データがメモリカ
ード２４に記録される。

【００３７】本例のデジタルカメラ１０では、画像デー
タを保存する手段として、例えばスマートメディア（So
lid-State Floppy Disk Card）が適用される。記録メデ
ィアの形態はこれに限定されず、ＰＣカード、コンパク
トフラッシュ（登録商標）、磁気ディスク、光ディス
ク、光磁気ディスク、メモリスティックなどでもよく、
電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組み合
わせによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用
いることができる。使用される媒体に応じた信号処理手
段とインターフェースが適用される。異種、同種の記録
メディアを問わず、複数の媒体を装着可能な構成にして
もよい。また、画像ファイルを保存する手段は、カメラ
本体に着脱可能なリムーバブルメディアに限らず、デジ
タルカメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）で
あってもよい。

【００３８】電源兼用モードスイッチ２０によって再生
モードが設定されると、メモリカード２４から画像ファ
イルが読み出される。読み出された画像データは、必要
に応じて圧縮伸張回路８４によって伸張処理され、表示
メモリ７０を介して液晶モニタ３０に出力される。

【００３９】ＣＰＵ６４は、本カメラシステムの各回路
を統括制御する制御部である。ＣＰＵ６４は、電源兼用
モードスイッチ２０、シャッターボタン１８、ズームス
イッチ３２その他の操作部から受入する入力信号に基づ
き、対応する回路の動作を制御するとともに、液晶モニ
タ３０における表示制御、オートフォーカス（ＡＦ）制
御及び自動露出（ＡＥ）制御等を行う。

【００４０】ここでオートフォーカス制御について説明
する。Ａ／Ｄ変換器５８によってデジタル信号に変換さ
れた画像信号は、評価値演算部８８に入力される。評価
値演算部８８は、高周波成分抽出回路９０と積算回路９
２を有し、入力される画像信号のうちＧ成分のデータを
サンプリングしてＡＦ検出対象エリア（図４中符号９４
として記載、以下フォーカスエリアという。）内での高
周波成分を抽出するとともにその絶対値をとり、フォー
カスエリア９４内で絶対値データを積算して得られた値
（評価値に相当）をＣＰＵ６４に提供する。

【００４１】ＡＦ検出の対象エリアは、画像領域の全体
である必要はなく、図４に示したように、画像の中央部
分の一部領域がフォーカスエリア９４として設定されて
いる。ＡＦ動作時にＣＰＵ６４は、フォーカスレンズ４
８を焦点調節領域内で無限遠から至近（又は至近から無
限遠）の方向に移動させながら、複数のＡＦ検出ポイン
ト（サーチポイント）で画像中央部分のコントラストを
検出し、評価値を算出する。そして、各ポイントで算出
された評価値を総合して、評価値が最大となるレンズ位
置を合焦位置として決定し、求めた合焦位置にフォーカ
スレンズ４８を移動させるようにフォーカス駆動部７８
を制御する。

【００４２】撮影レンズ１２の焦点距離が長くなるにつ
れて、また、絞り５０の開口径が大きくなるに従って被
写界深度が浅くなり、無限遠から至近までのレンズ駆動
量が多くなる。図５には撮影レンズ１２の焦点距離と焦
点調節領域３００との関係が示されている。同図は、焦
点距離を７ｍｍから２１ｍｍまで段階的に変更できる撮
影レンズ１２の例が示され、撮影レンズ１２の焦点距離
が長くなるに従ってフォーカスレンズ４８による焦点調
節領域３００が広くなっている。例えば、焦点距離７ｍ
ｍの時には、無限遠から最至近までのフォーカスレンズ
４８の移動可能範囲は８．１７μｍ、焦点距離２１ｍｍ
のときの焦点調節領域３００は７３５μｍである。

【００４３】ＣＰＵ６４は、撮影レンズ１２の焦点距離
に対応して可変する焦点調節領域３００に応じて、評価
値を算出するレンズ位置（サーチポイント）の幅を示す
ＡＦステップ幅３０２とステップ段数（検出ポイント
数）を設定する。

【００４４】フォーカス段数は、各焦点距離における焦
点調節領域３００をＡＦステップ幅３０２で等分割して
もよいし、近距離（至近限界）側のＡＦステップ幅３０
２を無限遠側よりも短くして、近距離側でのサーチポイ
ントを多くして、焦点精度を高めるように設定してもよ
い。

【００４５】図５に示したように、撮影レンズ１２の焦
点距離が長くなるに従って焦点調節領域３００が広くな
り、その領域内のどこに被写体がいるかの判定が困難に
なる。そこで、本実施の形態では、図６に示すように、
現在のフォーカス位置と焦点調節領域３００の関係に応
じてＡＦサーチの初期位置とサーチ方向を変更する。す
なわち、同図（ａ）に示したように、現在位置が焦点調
節領域３００の中間位置Ｍよりも遠距離側にあるとき
は、まず、無限遠にフォーカス駆動し、無限遠から至近
に向かってＡＦサーチを実行して各ポイントで評価値を
取得していく。同図（ａ）の例では、至近方向（NEAR方
向）に向かうＡＦサーチ動作によるフォーカス移動に伴
って評価値が次第に上昇する。やがて、評価値のピーク
を越えて評価値が減少に転じ、所定の条件を満たすとＡ
Ｆサーチが中断される。そして、検出されたピーク位置
に対応するフォーカス位置（合焦位置）にフォーカスレ
ンズ４８を移動して合焦状態を得る。

【００４６】逆に、図６（ｂ）に示したように、現在の
フォーカス位置が中間位置Ｍよりも近距離側にあるとき
は、まず、至近側にフォーカス駆動し、至近限界から無
限遠に向かってＡＦサーチを実行して各ポイントで評価
値を取得する。同図（ｂ）によれば、無限遠方向（FAR
方向) に向かうサーチ動作によるフォーカス移動に伴っ
て評価値は次第に上昇し、ピークを越えて評価値が減少
に転じて所定の条件を満たすとＡＦサーチが中断され
る。そして、検出されたピーク位置に対応するフォーカ
ス位置（合焦位置）にフォーカスレンズを移動して合焦
状態を得る。

【００４７】このように、現在のフォーカス位置に応じ
てＡＦサーチ方向を自動選択したことより、フォーカス
レンズ４８をサーチ開始位置（初期位置）に駆動する平
均時間を短縮することができる。また、シャッターボタ
ン１８の半押しが続けて行われるような場合には、この
間に被写体距離が大きく変わることは少ないため、繰り
返し時のＡＦサーチ時間は高速となる。

【００４８】図７にＡＦ制御のフローチャートを示す。
シャッターボタン１８の半押し操作により、ＡＦ処理が
スタートすると、ＣＰＵ６４は、先ず、フォーカスエリ
ア９４の設定を行う（ステップＳ１１０）。例えば、撮
影画面を等面積で８×８の６４個ブロックに分割し、中
央部分の所定の複数ブロックが評価値演算対象のフォー
カスエリア９４に設定される。

【００４９】次いで、「ピーク有りフラグ」の状態をク
リアし、初期設定としてピーク有りフラグ＝ＯＦＦをセ
ットする（ステップＳ１１２）。その後、撮影レンズ１
２の焦点距離の現在値、すなわち現在のズーム位置（ZO
OMPOS)の情報を取得する（ステップＳ１１４）。ステッ
プＳ１１４の後は、ステップＳ１１６に進み、ＡＦサー
チの初期位置を決定するための演算処理を行う。なお、
このフォーカスレンズ初期位置演算処理の内容について
は図８で後述する。

【００５０】図７のステップＳ１１６におけるフォーカ
スレンズ初期位置演算処理の結果に従い、フォーカスレ
ンズ４８は初期位置に移動される（ステップＳ１１
８）。

【００５１】続くステップＳ１２０において、現在のフ
ォーカス段（サーチポイント）における評価値が算出さ
れ、得られた評価値はＣＰＵ６４に入力される。ＣＰＵ
６４は、当該サーチポイントにおける評価値を図示せぬ
メモリに記憶する。

【００５２】次いでステップＳ１２２に進み、ＡＦサー
チ動作を中断するか否かの判定処理を行う。この中断判
定処理の内容については図１８で後述する。図７のステ
ップＳ１２２における中断判定処理の結果に基づいて、
ＣＰＵ６４は、ＡＦサーチ動作の継続／中断を判断する
（ステップＳ１２４）。「継続」の場合には、ステップ
Ｓ１２６に進み、フォーカスレンズ４８がサーチポイン
トの最終段の位置に到達したか否かが判定される。

【００５３】ステップＳ１２６において、ＮＯ判定を得
た場合には、ステップＳ１２８に進み、現在のフォーカ
ス段からサーチステップの１ステップ分（ＡＦステップ
幅３０２）だけフォーカスレンズ４８を移動し、ステッ
プＳ１２０に戻る。こうして、次のサーチポイントへ移
動され、フォーカス位置の異なるフレーム画像データか
ら評価値が算出される。焦点調節領域３００内の各ポイ
ントについてステップＳ１２０〜Ｓ１２８の処理が繰り
返され、各ポイントの評価値が順次取得される。

【００５４】ステップＳ１２６でフォーカスレンズ４８
が最終段の位置に到達した場合、又はステップＳ１２４
において「中断」の判定を得た場合にはステップＳ１３
０に移行する。ステップＳ１３０では、各ポイントで得
た評価値の結果から、最大の評価値が得られる位置（合
焦位置）が求められ、その合焦位置にフォーカスレンズ
４８が移動される。シャッターボタン１８の半押し状態
が解除されるまでフォーカスレンズ４８はその合焦位置
に保持される。それとともに、評価値演算部８８の動作
が停止され、撮影記録許可の状態となる（ステップＳ１
３２）。こうして、自動焦点調節処理が終了する。

【００５５】撮影記録許可な状態が得られると、ＣＰＵ
６４によってシャッターボタン１８の操作状態が確認さ
れ、シャッターボタン１８の全押しに応動して、現在の
ズーム位置及び合焦されたフォーカス位置によって被写
体が撮像され、所定の信号処理を経た画像データが付属
情報とともにメモリカード２４に記録される。

【００５６】図８は、初期位置演算処理の手順を示すフ
ローチャートである。図７で説明したステップＳ１１４
の後、ステップＳ１１６として図８のサブルーチンに移
行する。この初期位置演算処理では、まず、フォーカス
の現在位置（Ｐ）の情報が取得される（ステップＳ２１
０）。次いで、焦点調節領域３００を規定する至近側位
置（Ｎ）及び無限遠側位置（Ｉ）の情報を取得した後
（ステップＳ２１２）、フォーカスサーチ範囲の中間位
置Ｍを次式（１）、

【００５７】

【数１】 Ｍ＝（Ｉ＋Ｎ）／２ …（１） に従って計算する（ステップＳ２１４）。

【００５８】そして、フォーカス現在位置（Ｐ）が中間
位置Ｍよりも無限遠側にあるか、至近側にあるかの判定
を行う（ステップＳ２１６）。現在位置が無限遠側にあ
るときは、ステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８
では、ＡＦサーチの開始位置となるフォーカス初期位置
を「無限遠」に決定するとともに、ＡＦサーチ時の遠レ
ンズ駆動方向を無限遠から至近側へ向かう方向と定め
る。

【００５９】その一方、ステップＳ２１６において、現
在位置が至近側にあるときは、ステップＳ２２０に進
む。ステップＳ２２０では、ＡＦサーチの開始位置とな
るフォーカス初期位置を「至近」に決定するとともに、
ＡＦサーチ時の遠レンズ駆動方向を至近から無限遠へ向
かう方向と定める。なお、図８では、ステップＳ２１６
において「Ｐ＜Ｍ」の正否を判定しており、現在位置が
中間位置Ｍに一致している場合にはステップＳ２２０に
進むことになるが、現在位置が中間位置Ｍに一致する場
合にフォーカス初期位置を無限遠側に設定してもよい。

【００６０】ステップＳ２１８又はステップＳ２２０に
よってフォーカス初期位置とサーチ方向が決定したら、
本サブルーチンを終了して図７のフローチャートに復帰
する。

【００６１】図８で説明した初期位置演算処理に代え
て、現在のズーム位置に応じてフォーカス初期位置とサ
ーチ方向を決定する態様も可能である。ズーム機能を搭
載したカメラにおいては、撮影距離を考えた場合、テレ
側では被写体は遠い距離にある場合が多く、ワイド側で
は至近側にある場合が多い。かかる観点から、焦点距離
によってフォーカスのサーチ方向を変更することによ
り、高速なフォーカスサーチが可能となる。

【００６２】図９に各ズームポジションにおけるフォー
カスサーチ方向の例を示す。同図によれば、撮影レンズ
１２は、ワイド端からテレ端まで１１段階のズームポジ
ションで停止できるものとし、各ズームポジションにつ
いてフォーカスサーチ方向が規定されている。現在のズ
ーム位置がワイド側のズームポジション「０」から
「４」まで範囲のにあるときは、フォーカス初期位置を
至近（NEAR）とし、至近（NEAR）から無限遠（FAR)に向
けてサーチ動作を行う。また、現在のズーム位置がテレ
側の「５」〜「１０」の範囲にあるときは、フォーカス
初期位置を無限遠(FAR) とし、無限遠(FAR) から至近(N
EAR)に向けてサーチ動作を行う。

【００６３】図９に示したようなテーブルを不揮発性メ
モリに格納しておき、ＡＦサーチ開始時に当該テーブル
を参照してサーチ方向を決定する。すなわち、図７のス
テップＳ１１６として図１０のサブルーチンに移行し、
ステップＳ３１０において、現在の焦点距離の情報に基
づいて図９のテーブルを参照してフォーカス初期位置と
サーチ方向を決定して、図７のフローチャートに復帰す
る態様も可能である。

【００６４】次に、初期位置演算処理の更に他の態様に
ついて説明する。

【００６５】上述の図６では、フォーカス範囲の中間位
置Ｍを基準にして現在のフォーカス位置が無限遠側にあ
るか、至近側にあるかを判別したが、フォーカス初期位
置の切り換えを判断する基準位置（切換位置）をズーム
位置に応じて変動させる態様も可能である。例えば、図
１１に示すように、切換位置Ｍ′は、無限遠を始点とし
て焦点調節領域全体のｍ％の位置という具合に規定さ
れ、この切換位置係数ｍ（％）をズーム位置に応じて定
めたテーブルとして予め用意しておく。そして、現在の
ズーム位置からテーブルを参照して切換位置Ｍ′を決定
する。

【００６６】同図（ａ）に示したように、現在位置が切
換位置Ｍ′よりも無限遠側にあるときは、まず、無限遠
にフォーカス駆動し、無限遠から至近に向かってＡＦサ
ーチを実行して各ポイントで評価値を取得する。

【００６７】逆に、図１１（ｂ）に示したように、現在
のフォーカス位置が切換位置Ｍ′よりも至近側にあると
きは、まず、至近にフォーカス駆動し、至近から無限遠
に向かってＡＦサーチを実行して各ポイントで評価値を
取得する。

【００６８】例えば、ズームのワイド側では焦点調節領
域の中間位置Ｍ（ｍ＝５０％）を切換位置Ｍ′とし、ズ
ームがテレ側に移動するに伴い切換位置Ｍ′を至近側に
シフトさせる。こうすることで、ズームがテレ側にある
ほどフォーカス初期位置が無限遠側となる確率が高ま
る。テレ側での撮影時には被写体が遠距離にある場合が
多いと考えられるので、無限遠側からＡＦサーチを開始
することにより、早期に評価値のピークを検出できる可
能性が高く、ピーク検出に伴うＡＦサーチの中断処理と
相まって、ＡＦ処理の平均時間を一層短縮化できる。

【００６９】図１２は、切換位置Ｍ′を可変してフォー
カス初期位置を決定する演算処理のフローチャートであ
る。図８で説明したフローチャートに代えて、図１２に
示す初期位置演算処理を適用することができる。同図に
よれば、まず、フォーカスの現在位置（Ｐ）の情報を取
得する（ステップＳ４１０）。次いで、至近側位置
（Ｎ）及び無限遠側位置（Ｉ）の情報を取得した後（ス
テップＳ４１２）、切換位置Ｍ′を次式（２）、

【００７０】

【数２】 Ｍ′＝（Ｉ−Ｎ）×ｍ …（２） に従って計算する（ステップＳ４１４）。ただし、ｍは
切換位置係数（％）を示す。

【００７１】そして、フォーカス現在位置（Ｐ）が切換
位置Ｍ′よりも無限遠側にあるかそれとも至近側にある
かの判定を行う（ステップＳ４１６）。現在位置が無限
遠側にあるときは、ステップＳ４１８に進む。ステップ
Ｓ４１８では、ＡＦサーチの開始位置となるフォーカス
初期位置を「無限遠」に決定するとともに、ＡＦサーチ
時のレンズ駆動方向を無限遠から至近側へ向かう方向と
定める。

【００７２】その一方、ステップＳ４１６において、現
在位置が至近側にあるときは、ステップＳ４２０に進
む。ステップＳ４２０では、ＡＦサーチの開始位置とな
るフォーカス初期位置を「至近」に決定するとともに、
ＡＦサーチ時のレンズ駆動方向を至近から無限遠へ向か
う方向と定める。ステップＳ４１８又はステップＳ４２
０によってフォーカス初期位置とサーチ方向が決定した
ら、本サブルーチンを終了して図７のフローチャートに
復帰する。

【００７３】図１２で説明した形態の変形例として、図
１３に示すようなテーブルを用いてもよい。同図によれ
ば、ズームのワイド端ではフォーカスの現在位置によら
ず、ＡＦサーチ時には必ずNEAR側に駆動して、至近（NE
AR）から無限遠（FAR ）方向にサーチ動作を行うように
設定されている。これにより、ワイド端付近では常にNE
AR側からＡＦサーチが開始される。

【００７４】また、ズームのミドル領域では現在のフォ
ーカス位置が切換位置係数（ｍ）で規定される切換位置
Ｍ′よりも無限遠側にあるときはFAR 側から、切換位置
Ｍ′よりも至近側にあるときはNEAR側からＡＦサーチが
開始され、テレ端付近では常にFAR 側からＡＦサーチが
開始される。このように、現在のズーム位置とフォーカ
ス位置を総合的に考慮してＡＦサーチ方向を決定する方
法を採用することにより、より細かな制御が可能にな
る。

【００７５】次に、ＡＦサーチ動作を中断するときの制
御内容について説明する。図１４は、ＡＦサーチによっ
て評価値を取得した例が示されている。フォーカスエリ
ア９４内に主要な被写体が一つだけ存在する場合には、
図１４のように評価値のピークは一つだけ現れる。この
場合、ピークが検出されたレンズ位置（Ｐ）を合焦位置
として、ここにフォーカスレンズ４８を移動させればよ
い。これに対し、図１５に示すように、フォーカスエリ
ア９４内に複数の被写体が存在する場合には、両方の被
写体に対して合焦させることができず、どちらか一方の
被写体についてピント合わせを行う必要がある。

【００７６】図１６は、フォーカスエリア９４内に複数
の被写体が存在する場合の評価値の取得結果の一例を示
す。同図に示すようにフォーカスエリア９４内に複数の
被写体が存在する場合には、評価値の曲線において複数
のピークが存在する。一つの山を検出してＡＦサーチを
終了してしまう場合は、片方の山のみしか検出できず、
複数の山を検出できない。例えば、図１６において、無
限遠側からＡＦサーチ動作を開始し、無限遠側のピーク
を検出した時点でＡＦサーチ動作を終了してしまうと、
至近側にある別のピークを検出することができず、至近
側の主要被写体にピントを合わせることができない。

【００７７】また、別の方法として、必ず至近側からＡ
Ｆサーチ動作を開始することによって、最初の山で合焦
させる方法も考えられるが、高倍率ズームレンズの場合
は、遠い距離にある被写体を撮影する状況も多いため、
ＡＦ処理の高速化を考慮すると、無限遠側からサーチを
開始する方が好ましいとも言える。

【００７８】そこで、本実施の形態では、効率的なＡＦ
サーチ動作を実現するために、以下のような工夫がなさ
れている。すなわち、図１４と図１６を比較してみる
と、図１４のグラフでは、無限遠から至近へ向かうＡＦ
サーチ動作によって評価値のピークを検出した後、更に
同方向のレンズ移動で評価値を取得した場合、フォーカ
スレンズ４８がピーク位置Ｐから一定の距離ｄだけ離れ
ると評価値がゼロレベル近くまで下がるのに対し、図１
６のように複数の被写体が存在するときは、第１のピー
クを検出した以後、評価値がゼロレベル近くまで下がり
きらずに、再度増加に転じている。

【００７９】かかる事実に注目して、評価値のピークを
検出したレンズ位置から一定の距離ｄだけ離れた位置で
の評価値が所定の閾値Ｔ以下ならば、その先に被写体が
存在しないと判断し、ＡＦサーチを終了するとともに、
検出した最初のピーク位置にフォーカスレンズ４８を駆
動する。

【００８０】その一方、評価値のピークを検出したレン
ズ位置から一定の距離ｄだけ離れた位置での評価値が所
定の閾値Ｔよりも大きい値ならば、その先に別の被写体
が存在する可能性があると判断し、同方向のＡＦサーチ
動作を継続する。なお、ピーク位置Ｐからの距離ｄは、
許容錯乱円の約１０倍〜２０倍程度に設定することが好
ましい。そして、かかるＡＦサーチ動作によって複数の
ピークが検出された場合には、最も近距離のピーク位置
を合焦位置として決定する。

【００８１】ところで、被写体が暗い場合など、撮像信
号のノイズが発生し、図１７に示すように、ピークは一
つのみでも評価値が閾値Ｔ以下にならない状況が起こり
得る。しかし、図１７と図１６を比較すると分かるよう
に、至近側に別の被写体がある場合（図１６）は、最至
近よりもある程度手前の位置から評価値が増加する傾向
が認められる。これに対し、ノイズ等の原因で評価値が
低下しない場合（図１７）には、最至近よりも一定の距
離ｗ以上手前であっても評価値は増加傾向に転じない。

【００８２】したがって、最至近から一定距離ｗ以遠で
評価値が増加方向にあるか否かを判断することよって至
近側に別の被写体が存在するか否かの判別が可能であ
る。最至近から一定距離ｗ以遠での評価値が増加方向に
無ければ、至近側に被写体が存在しないものとして、Ａ
Ｆサーチ動作を終了し、ピークを検出したレンズ位置に
フォーカス駆動する。なお、一定距離ｗは、許容錯乱円
の約５倍〜１０倍程度に設定することが好ましい。図１
７では至近側を説明したがFAR 方向のＡＦサーチ動作に
ついても同様に無限遠から一点距離ｗだけ離れた位置で
評価値が増加傾向になければ、無限遠側に被写体が存在
するものと判断できる。

【００８３】図１８は、中断判定処理のフローチャート
である。図７で説明したステップＳ１２０後のステップ
Ｓ１２２として図１８のサブルーチンに移行する。中断
判定処理がスタートすると、まず、評価値が増加から減
少に転じるピークが検出されたか否かの判定を行う（ス
テップＳ５１０）。この判定は、後述の「ピーク有りフ
ラグ」の状態に基づいて判断される。

【００８４】ステップＳ５１０において、ピークが検出
されなければ（ＮＯ判定時）、ステップＳ５１２に進
み、評価値が減少したか否かの判定を行う。ステップＳ
５１２でＮＯ判定を得たときは評価値取得処理の継続を
決定し（ステップＳ５１８）、本サブルーチンを終了し
て図７のフローチャートに復帰する。

【００８５】ステップＳ５１２において、評価値が減少
したことが検出されると、ステップＳ５１４に分岐す
る。ステップＳ５１４では、減少する前の評価値が増加
傾向にあったか否かの判定を行う。ステップＳ５１４で
ＹＥＳ判定を得た場合には、「ピーク有りフラグ」をＯ
Ｎにセットするととも、ピークを検出したフォーカス位
置（ピーク位置）を示す変数Ｐのデータを更新する（ス
テップＳ５１６）。ステップＳ５１６の後、又はステッ
プＳ５１４においてＮＯ判定を得た場合には、ステップ
Ｓ５１８へ進み、評価値取得処理の継続を決定する。

【００８６】「ピーク有りフラグ」がＯＮにセットされ
ると、ステップＳ５１０においてＹＥＳ判定となる。こ
の場合、ステップＳ５２０に進み、サーチ方向がNEAR方
向であるか否かの判定を行う。サーチ方向がNEAR方向で
あるとき（ＹＥＳ判定時）は、現在のフォーカス位置
（サーチポイント）が、ピーク位置Ｐから所定の距離
（ｄ）を超えて至近側にあるか否かの判定を行う（ステ
ップＳ５２２）。現在位置がピーク位置Ｐから所定距離
ｄ以内の範囲にあれば（ＮＯ判定時）、ステップＳ５２
８へ進み、サーチ方向についての残り検出ポイント数が
所定の値（ｗ）よりも小さいか否かの判定を行う。この
所定値ｗは図１７で説明した距離ｗに相当する値であ
る。

【００８７】ステップＳ５２８において、残り検出ポイ
ント数が所定値ｗ以上であるときは（ＮＯ判定時）、評
価値取得処理の継続を決定し（ステップＳ５３２）、図
７のフローチャートに復帰する。その一方、ステップＳ
５２８でＹＥＳ判定を得たときは、ステップＳ５３０に
進み、評価値が増加したか否かを判定する。

【００８８】ステップＳ５３０で評価値の増加が検出さ
れると（ＹＥＳ判定時）、ステップＳ５３２に進んで評
価値取得処理の継続を決定するが（ステップＳ５３
２）、ステップＳ５３０において評価値が増加していな
ければ（ＮＯ判定時）、ステップＳ５３６に移行して評
価値取得処理の中断を決定し、図７のメインルーチンへ
復帰する。

【００８９】また、ステップＳ５２２において現在のフ
ォーカス位置がピーク位置Ｐから所定距離ｄを超えて至
近側にあるとき（ＹＥＳ判定時）は、ステップＳ５２４
に分岐する。ステップＳ５２４では、現在のフォーカス
位置における評価値が所定の閾値Ｔよりも小さい値であ
るか否かを判定する。

【００９０】ステップＳ５２４で評価値が閾値Ｔ以上で
あれば（ＮＯ判定時）、現在位置よりも至近側に被写体
が存在する可能性に配慮してステップＳ５２８に進む。
その一方、ステップＳ５２４において評価値が閾値Ｔよ
りも小さい値のときは（ＹＥＳ判定時）、現在位置より
も至近側に被写体は存在しないものと判断し、評価値取
得処理の中断を決定する（ステップＳ５３６）。

【００９１】ステップＳ５２０でＮＯ判定の場合、すな
わち、サーチ方向がFAR 方向であるときは、ステップＳ
５２６へ進む。ステップＳ５２６では、評価値が連続し
て所定回数減少したか否かの判定を行う。連続減少回数
の判断基準となる基準値は被写界深度等を考慮して適宜
設定される。

【００９２】ステップＳ５２６においてＮＯ判定を得た
場合には、ステップＳ５２８へ進み、上述したステップ
Ｓ５２８〜Ｓ５３６によって中断又は継続の決定が行わ
れる。その一方、ステップＳ５２６においてＹＥＳ判定
を得た場合には、ステップＳ５３８へ進み、評価値取得
処理の中断を決定し、図７のフローチャートへ復帰す
る。

【００９３】図１８に示した中断判定処理に従うことで
NEAR方向及びFAR 方向の何れのサーチ方向についても、
被写体に対応する評価値のピークを正確、かつ高速に検
出することができ、ＡＦ処理の高速化を実現できる。

【００９４】次に、ＡＦ処理の更なる高速化を達成し得
る制御例を説明する。撮影レンズ１２の焦点距離が長く
なるにつれ、焦点調節領域３００（無限遠から至近ま
で）のフォーカス送り量（パルス数）が多くなり、ＡＦ
時間が長くなることは図５で説明した通りである。そこ
で、最初にフォーカス送り量を多くしたＡＦサーチステ
ップで評価値を取得する「ラフサーチ」を行い、ラフサ
ーチによっておよその合焦位置を検出したらその近傍領
域について、更にフォーカス送り量を小さくしたサーチ
ステップで評価値を取得する「詳細サーチ」を行うこと
が好ましい。

【００９５】図１９にラフサーチと詳細サーチの概念図
を示す。同図では、無限遠から至近までのフォーカス送
り量が２４０パルスであり、ラフサーチ時のフォーカス
送りパルス数は２０パルス、詳細サーチ時のフォーカス
送りパルス数は２パルスに設定されているものとする。

【００９６】同図によれば、まず、無限遠からNEAR方向
にラフサーチが開始される。ラフサーチは、２０パルス
毎にサーチポイントが変更され、各ポイントで評価値の
算出を行うとともに、図１８で説明したような中断判定
処理を行う。

【００９７】ラフサーチにおいてピークが検出され、例
えば、１００パルスのポジションで評価値取得処理の中
断が決定されると、詳細サーチの初期位置（Ｐds) にフ
ォーカス移動され、ここからFAR 方向に詳細サーチが開
始される。詳細サーチでは２パルス毎にサーチポイント
が変更され、各ポイントで評価値の算出を行い、ピーク
検出後、連続して所定回数評価値が減少したら評価値取
得処理の中断を決定し、ピーク位置（合焦位置）にフォ
ーカスレンズ４８を駆動する。

【００９８】図２０にはラフサーチと詳細サーチを組み
合わせたＡＦ制御のフローチャートが示されている。同
図において、ラフサーチ部分を含むステップＳ６１０〜
Ｓ６２８は、図７で説明したフローチャートのステップ
Ｓ１１０〜Ｓ１２８と同様の処理であり、その説明は省
略する。また、図２０のステップＳ６２２における中断
判定（１）処理は、図１８で説明した中断判定処理のフ
ローチャートが適用される。

【００９９】図２０のステップＳ６２４で「中断」との
判定を得た場合、又はステップＳ６２６においてフォー
カス段の最終位置に到達した時は、ステップＳ６４０に
進む。ステップＳ６４０では、ラフサーチの結果を基に
詳細サーチの範囲を求める演算を行う。そして、求めた
詳細サーチ範囲に従い、フォーカスレンズ４８を詳細サ
ーチ開始位置（詳細サーチ初期位置）に駆動する処理を
行う（ステップＳ６４２）。

【０１００】次いで、ＣＰＵ６４のレジスタｎに初期値
「０」を設定してから（ステップＳ６４４）、ステップ
Ｓ６４６に進む。ステップＳ６４６では、現在のフォー
カス位置（サーチポイント）における評価値が算出さ
れ、得られた評価値はＣＰＵ６４に入力される。ＣＰＵ
６４は、当該サーチポイントにおける評価値を図示せぬ
メモリに記憶する。

【０１０１】次いで、ステップＳ６４８に進み、ＡＦサ
ーチを中断するか否かの判定処理を行う。この「中断判
定（２）処理」の内容については図２１で後述する。Ｃ
ＰＵ６４は、中断判定（２）処理（ステップＳ６４８）
の結果に基づいて、ＡＦサーチの中断又は継続を判断す
る（ステップＳ６５０）。ステップＳ６５０で「継続」
との判定を得た時は、ステップＳ６５２に進み、サーチ
ポイントの最終位置に到達したか否かが判定される。

【０１０２】ステップＳ６２５において、ＮＯ判定を得
た場合には、ステップＳ６５４に進み、現在のフォーカ
ス位置からＡＦサーチステップの１ステップ分（２パル
ス）だけフォーカスレンズ４８を移動し、ステップＳ６
４６に戻る。こうして、次のサーチポイントへ移動さ
れ、フォーカス位置の異なるフレーム画像データから評
価値が算出される。詳細サーチ範囲の各ポイントについ
てステップＳ６４６〜Ｓ６５４の処理が繰り返され、各
サーチポイントの評価値が取得される。

【０１０３】ステップＳ６５２でフォーカスレンズ４８
がサーチポイントの最終位置に到達した場合、又はステ
ップＳ６５０において「中断」の判定を得た場合にはス
テップＳ６６０に移行する。ステップＳ６６０では、各
ポイントで得た評価値の結果から、評価値が最大となる
位置が求められ、その位置（合焦位置）にフォーカスレ
ンズ４８が移動される。こうして、撮影記録許可の状態
となり（ステップＳ６６２）、自動焦点調節処理が終了
する。

【０１０４】図２１には、図２０のステップＳ６４８で
示した中断判定（２）処理のフローチャートが示されて
いる。この中断判定（２）処理では、まず、レジスタＣ
に現在の焦点距離[ZOOMPOS] に対応するテーブル値「C
＿TABLE 」がセットされる（ステップＳ７１０）。これ
は、各フォーカス段（サーチポイント）で算出される評
価値が連続して減少した場合に、ＡＦサーチを中断する
ことを決定するための判断基準となる中断判定値Ｃを設
定する処理である。

【０１０５】中断判定値Ｃは、短焦点側（ワイド側）で
はフォーカス段数と同じ数値（図５の例では「４」）若
しくはそれに近い値が設定され、実質的には中断処理を
行わないように設定されている。また、長焦点側（テレ
側）に近づくにつれて中断判定値Ｃは大きな値となり、
フォーカス段数の約５０％〜３０％の整数値に設定され
る。

【０１０６】次いで、ステップＳ７１２に進み、取得さ
れた評価値が減少したか否かの判定を行う。評価値が減
少していないとき（ＮＯ判定時）は、ＡＦサーチの継続
を決定して（ステップＳ７２２）、本サブルーチンを抜
け、図２０のフローチャートに復帰する。

【０１０７】ステップＳ７１２において評価値が減少し
ているとの判定を得たときは（ＹＥＳ判定時）、レジス
タｎの値に１が加算され（ステップＳ７１４）、続くス
テップＳ７１６においてレジスタｎの値がレジスタＣの
値を超えているか否かが判定される。レジスタｎの値が
レジスタＣの値以下の場合（ＮＯ判定時）には、ステッ
プＳ７２２に進んでＡＦサーチの継続を決定し、図２０
のフローチャートに復帰する。これにより、評価値が連
続してＣ回減少するまで、ＡＦサーチが継続される。

【０１０８】ステップＳ７１６においてＹＥＳ判定を得
た場合、すなわち、評価値が連続してＣ回減少したこと
が検出されると、ステップＳ７１８に進む。ステップＳ
７１８では、詳細サーチによって算出された評価値の最
大値（AFmax ）と最小値（AFmin)との差が所定の値Ｋよ
りも大きいか否かが判定される。評価値の差が所定の値
Ｋよりも大きい場合（ＹＥＳ判定時）には、所定のコン
トラストがあることを示しているので、ＡＦサーチの中
断が決定される（ステップＳ７２０）。また、評価値の
差が所定の値Ｋ以下の場合（ＮＯ判定時）は、ステップ
Ｓ７２２に進み、ＡＦサーチの継続が決定される。

【０１０９】ステップＳ７２０又はステップＳ７２２に
よって「中断」又は「継続」の決定が行われると、本サ
ブルーチンを終了して、図２０のフローチャートのステ
ップＳ６５０に移行する。その後の処理内容は図２０で
説明した通りである。

【０１１０】上記実施の形態では、光学ズームによって
撮影倍率を変更する例を述べたが、光学ズームに代え
て、又はこれと併用して電子ズーム機能によってズーム
動作を行うカメラについても、本発明を適用することが
できる。

【０１１１】＜付記＞上記実施の形態によれば、以下に
示す構成の発明（１）〜（７）を得ることができる。そ
して、これらの発明（１）〜（７）は「特許請求項の範
囲」に記載した各請求項の発明と組み合わせることが可
能である。

【０１１２】発明（１）： 撮像手段から出力される画
像信号に基づいて前記撮像手段に被写体の像を結像させ
るレンズの焦点位置を調節する自動焦点調節装置におい
て、該装置は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させ
るレンズ移動手段と、前記レンズの位置を検出するレン
ズ位置検出手段と、前記撮像手段から出力される画像信
号から前記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コン
トラスト成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位置
毎に算出する評価値算出手段と、前記レンズ位置検出手
段で検出した現在のレンズ位置に基づいて焦点調節動作
時のレンズ移動方向を決定する方向決定手段と、前記方
向決定手段の決定に従って前記評価値を取得するための
レンズ移動を制御するとともに、前記評価値がピークと
なる位置に前記レンズを移動させて合焦状態を得るよう
に前記レンズ移動手段を制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする自動焦点調節装置。

【０１１３】発明（２）： 前記方向決定手段は、前記
焦点調節領域を近距離領域と遠距離域との２つの領域に
区分する切換位置を設定し、現在のレンズ位置と前記切
換位置との位置関係を比較して、現在のレンズ位置が前
記近距離領域にあるときは前記評価値の取得開始位置を
至近側とし、前記評価値を取得する際の前記レンズ移動
方向を至近から無限遠に向かう方向に決定する一方、現
在のレンズ位置が前記遠距離領域にあるときは前記評価
値の取得開始位置を無限遠側とし、前記評価値を取得す
る際の前記レンズ移動方向を無限遠から至近に向かう方
向に決定することを特徴とする発明（１）に記載の自動
焦点調節装置。

【０１１４】発明（３）： 撮像手段から出力される画
像信号に基づいて前記撮像手段に被写体の像を結像させ
るレンズの焦点位置を調節する自動焦点調節装置におい
て、該装置は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させ
るレンズ移動手段と、撮影倍率を変化させるズーム手段
と、前記ズーム手段によるズーム位置を検出するズーム
位置検出手段と、前記撮像手段から出力される画像信号
から前記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コント
ラスト成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位置毎
に算出する評価値算出手段と、前記ズーム位置検出手段
で検出した現在のズーム位置に基づいて焦点調節動作時
のレンズ移動方向を決定する方向決定手段と、前記方向
決定手段の決定に従って前記評価値を取得するためのレ
ンズ移動を制御するとともに、前記評価値がピークとな
る位置に前記レンズを移動させて合焦状態を得るように
前記レンズ移動手段を制御する制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする自動焦点調節装置。

【０１１５】発明（４）： 発明（３）に記載の自動焦
点調節装置において、前記方向決定手段は、現在のズー
ム位置がワイド側にあるときは前記評価値の取得開始位
置を至近側とし、前記評価値を取得する際の前記レンズ
移動方向を至近から無限遠に向かう方向に決定する一
方、現在のズーム位置がテレ側にあるときは前記評価値
の取得開始位置を無限遠側とし、前記評価値を取得する
際の前記レンズ移動方向を無限遠から至近に向かう方向
に決定することを特徴とする自動焦点調節装置。

【０１１６】発明（５）： 発明（３）に記載の自動焦
点調節装置において、該装置は、前記レンズの位置を検
出するレンズ位置検出手段を有し、前記方向決定手段
は、前記レンズ位置検出手段から得られるレンズ位置及
び前記ズーム位置検出手段から得られるズーム位置に基
づいて前記レンズ移動方向を決定することを特徴とする
自動焦点調節装置。

【０１１７】発明（６）： 撮像手段から出力される画
像信号に基づいて前記撮像手段に被写体の像を結像させ
るレンズの焦点位置を調節する自動焦点調節方法におい
て、該方法は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させ
るレンズ移動工程と、前記レンズの位置を検出するレン
ズ位置検出工程と、前記撮像手段から出力される画像信
号から前記被写体のコントラスト成分を抽出し、該コン
トラスト成分に応じた評価値を前記レンズの各移動位置
毎に算出する評価値算出工程と、前記レンズ位置検出手
段で検出した現在のレンズ位置に基づいて焦点調節動作
時のレンズ移動方向を決定する方向決定工程と、前記方
向決定工程の決定に従って前記評価値を取得するための
レンズ移動を制御する評価値取得制御工程と、前記評価
値取得制御工程で得た評価値に基づき、前記評価値がピ
ークとなる位置に前記レンズを移動させて合焦状態を得
るように前記レンズ移動手段を制御する制御工程と、を
含むことを特徴とする自動焦点調節方法。

【０１１８】発明（７）： 撮像手段から出力される画
像信号に基づいて前記撮像手段に被写体の像を結像させ
るレンズの焦点位置を調節する自動焦点調節方法におい
て、該方法は、前記レンズを焦点調節領域内で移動させ
るレンズ移動工程と、撮影倍率を変化させるズーム手段
によるズーム位置を検出するズーム位置検出工程と、前
記撮像手段から出力される画像信号から前記被写体のコ
ントラスト成分を抽出し、該コントラスト成分に応じた
評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出する評価値算
出工程と、前記ズーム位置検出手段で検出した現在のズ
ーム位置に基づいて焦点調節動作時のレンズ移動方向を
決定する方向決定工程と、前記方向決定手段の決定に従
って前記評価値を取得するためのレンズ移動を制御する
評価値取得制御工程と前記評価値取得制御工程で得た評
価値に基づき、前記評価値がピークとなる位置に前記レ
ンズを移動させて合焦状態を得るように前記レンズ移動
手段を制御する制御工程と、を含むことを特徴とする自
動焦点調節方法。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、評
価値のピークが検出されたあと、当該ピーク位置から一
定量以上離れたレンズ位置での評価値を基準にして当該
ピーク判定の適否を判断するようにしたので、ＡＦ処理
の高速化を達成できるとともに、距離の異なる複数の被
写体が存在する場合にも正確なピント合わせが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの正面
側外観図

【図２】図１に示したデジタルカメラの背面側外観図

【図３】本例のデジタルカメラの内部構成を示すブロッ
ク図

【図４】画面中央部に設定されたフォーカスエリアの例
を示す図

【図５】ズーム位置及びフォーカス位置に応じたＡＦサ
ーチステップ幅の変化を示す図

【図６】ＡＦ開始時のフォーカス位置に応じてＡＦサー
チ開始位置とサーチ方向を変更する制御例を示す概念図

【図７】本例の自動焦点調節の制御手順を示すフローチ
ャート

【図８】図７に示したフォーカスレンズ初期位置演算処
理の内容を示すフローチャート

【図９】ズーム位置に応じてＡＦサーチ方向を指定する
テーブルの例を示す図表

【図１０】図９のテーブルを利用する初期位置演算処理
のフローチャート

【図１１】ＡＦ開始時のフォーカス位置に応じてＡＦサ
ーチ開始位置とサーチ方向を変更する他の制御例を示す
概念図

【図１２】図１１に示した制御例を実施するための初期
位置演算処理のフローチャート

【図１３】ズーム位置とフォーカス位置に応じてＡＦサ
ーチ方向を指定するテーブルの例を示す図表

【図１４】フォーカスレンズの移動に伴って変化する評
価値の例を示すグラフ

【図１５】フォーカスエリア内に複数の被写体が存在す
る様子を示した図

【図１６】複数の被写体が存在する場合にフォーカスレ
ンズの移動に伴って変化する評価値の例を示すグラフ

【図１７】ノイズ等の影響によって評価値が下がらない
現象を例示したグラフ

【図１８】図７に示した中断判定処理の内容を示すフロ
ーチャート

【図１９】ラフサーチと詳細サーチを組み合わせた自動
焦点調節動作の概念図

【図２０】ラフサーチと詳細サーチを組み合わせた自動
焦点調節の制御手順を示すフローチャート

【図２１】図２０に示した中断判定（２）処理の内容を
示すフローチャート

【符号の説明】

１０…デジタルカメラ、１２…撮影レンズ、４６…ズー
ムレンズ（ズーム手段）、４８…フォーカスレンズ、５
２…ＣＣＤ（撮像手段）、６４…ＣＰＵ（制御手段、判
断手段、評価値変化検出手段）、７８…フォーカス駆動
部（レンズ移動手段）、８８…評価値演算部（評価値算
出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段から出力される画像信号に基づ
   いて、前記撮像手段に被写体の像を結像させるレンズの
   焦点位置を調節する自動焦点調節装置において、該装置
   は、 前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレンズ移動手
   段と、 前記撮像手段から出力される画像信号から前記被写体の
   コントラスト成分を抽出し、該コントラスト成分に応じ
   た評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出する評価値
   算出手段と、 前記評価値を取得するための各位置に前記レンズを移動
   させるように前記レンズ移動手段を制御する制御手段
   と、 前記評価値の最大値が得られたレンズ位置からの移動量
   及び当該移動量によるレンズ位置での評価値に基づいて
   合焦状態を判断する判断手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】 前記判断手段は、前記最大値が得られた
   レンズ位置から一定量離れた位置での評価値と、予め定
   められている所定の閾値とを比較し、当該評価値が前記
   閾値以下のときは、前記評価値の最大値が得られたレン
   ズ位置又はその近傍位置で合焦状態が得られると判断す
   ることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の自動焦点調節装置にお
   いて、前記制御手段は、前記判断手段によって合焦状態
   が得られると判断された場合に前記評価値の取得動作を
   中断することを特徴とする自動焦点調節装置。
4. 【請求項４】 前記判断手段は、前記評価値を取得する
   ためのレンズ移動方向が無限遠から至近に向かう方向の
   動作時に前記判断を行うことを特徴とする請求項１、２
   又は３に記載の自動焦点調節装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記焦点調節領域内に
   おいて前記評価値を取得するレンズ位置の間隔が比較的
   大きい第１のサーチ動作と、前記第１のサーチ制御時よ
   りも小さい間隔で前記評価値を取得する第２のサーチ動
   作と、を実行する機能を有し、前記判断手段は、前記第
   １のサーチ動作時に前記判断を行うことを特徴とする請
   求項１乃至４の何れか１項に記載の自動焦点調節装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れか１項に記載の自
   動焦点調節装置において、該装置は、前記焦点調節領域
   の端点から所定量以上離れたレンズ位置での前記評価値
   の変化を検出する評価値変化検出手段を有し、 前記判断手段は、前記評価値変化検出手段の検出結果に
   基づいて前記判断を行うことを特徴とする自動焦点調節
   装置。
7. 【請求項７】 撮像手段から出力される画像信号に基づ
   いて、前記撮像手段に被写体の像を結像させるレンズの
   焦点位置を調節する自動焦点調節装置において、該装置
   は、 前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレンズ移動手
   段と、 前記撮像手段から出力される画像信号から前記被写体の
   コントラスト成分を抽出し、該コントラスト成分に応じ
   た評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出する評価値
   算出手段と、 前記評価値を取得するための各位置に前記レンズを移動
   させるように前記レンズ移動手段を制御する制御手段
   と、 前記焦点調節領域の端点から所定量以上離れたレンズ位
   置での前記評価値の変化を検出する評価値変化検出手段
   と、 前記評価値算出手段で得た各位置での評価値及び前記評
   価値変化検出手段の検出結果に基づいて合焦状態を判断
   する判断手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記評価値変化検出手
   段によって前記評価値の増加傾向が検出されない場合
   に、前記評価値の取得動作を中断することを特徴とする
   請求項１乃至７の何れか１項に記載の自動焦点調節装
   置。
9. 【請求項９】 撮像手段から出力される画像信号に基づ
   いて、前記撮像手段に被写体の像を結像させるレンズの
   焦点位置を調節する自動焦点調節方法において、該方法
   は、 前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレンズ移動工
   程と、 前記撮像手段から出力される画像信号から前記被写体の
   コントラスト成分を抽出し、該コントラスト成分に応じ
   た評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出する評価値
   算出工程と、 前記評価値を取得するための各位置に前記レンズを移動
   させるように前記レンズ移動工程を制御する制御工程
   と、 前記評価値の最大値が得られたレンズ位置からの移動量
   及び当該移動量によるレンズ位置での評価値に基づいて
   合焦状態を判断する判断工程と、 を含むことを特徴とする自動焦点調節方法。
10. 【請求項１０】 撮像手段から出力される画像信号に基
    づいて、前記撮像手段に被写体の像を結像させるレンズ
    の焦点位置を調節する自動焦点調節方法において、該方
    法は、 前記レンズを焦点調節領域内で移動させるレンズ移動工
    程と、 前記撮像手段から出力される画像信号から前記被写体の
    コントラスト成分を抽出し、該コントラスト成分に応じ
    た評価値を前記レンズの各移動位置毎に算出する評価値
    算出工程と、 前記評価値を取得するための各位置に前記レンズを移動
    させるように前記レンズ移動工程を制御する制御工程
    と、 前記焦点調節領域の端点から所定量以上離れたレンズ位
    置での前記評価値の変化を検出する評価値変化検出工程
    と、 前記評価値算出工程で得た各位置での評価値及び前記評
    価値変化検出工程の検出結果に基づいて合焦状態を判断
    する判断工程と、 を含むことを特徴とする自動焦点調節方法。