JP2003241070A - カメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法 - Google Patents

カメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法

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JP2003241070A
JP2003241070A JP2002041427A JP2002041427A JP2003241070A JP 2003241070 A JP2003241070 A JP 2003241070A JP 2002041427 A JP2002041427 A JP 2002041427A JP 2002041427 A JP2002041427 A JP 2002041427A JP 2003241070 A JP2003241070 A JP 2003241070A
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    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合焦走査に関連する動作を適正化して無駄
な動作を抑制し、合焦走査の効率および確実性を向上す
る。 【解決手段】 システムコントローラ10は、被写体
像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求め、被
写体像の合焦状態を変化させるフォーカスレンズ1aを
連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させなが
ら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価
値を得る合焦走査により、合焦評価値が最も適正な値と
なる合焦点を探索し、前記フォーカス作動手段を前記合
焦点に駆動させてピント合わせを行なう。システムコン
トローラ10は、前記合焦走査に際し、フォーカスレン
ズ1aの初動位置から所定の方向に第1の所定量だけ走
査開始位置を移動させた後、前記走査開始位置から前記
所定の方向とは逆の方向に向かって走査を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、AFシステム(オ
ートフォーカシングシステムあるいはオートフォーカス
システム)などとも称される自動合焦システムに係り、
特に被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じ
た被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を
求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走
査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を
探索してピント合わせを行なう自動合焦システムおよび
自動合焦方法、並びにそれを使用したカメラ、並びにカ
メラのみならずイメージスキャナおよび複写機を含む画
像入力装置と、顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡および内視鏡を
含む光学的観察装置とをも含む被写体像取得装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディジタルカメラにおいては、
撮影光学系のうちの合焦に寄与するフォーカスレンズ
(フォーカシングレンズ)を駆動しながら、例えばCC
D(電荷結合素子)撮像素子等の撮像素子により画像情
報を取込み、例えばその画像情報の高周波成分を合焦評
価値、すなわち「AF(オートフォーカシング)評価
値」としてフォーカス駆動範囲を走査し、前記AF評価
値がピークとなる位置に前記フォーカスレンズを再設定
することにより、自動合焦(AF)動作を行っているも
のが多い。通常この自動合焦(AF)方式をCCDAF
と称する。図10および図11に、最も基本的なCCD
AF動作を模式的に示す。このCCDAF動作において
は、自動合焦のための合焦走査を開始しようとするその
時点におけるフォーカスレンズ位置、すなわち初動位
置、にかかわらず、まず走査開始点を無限遠端に移動さ
せ、そこから最至近端までを走査して、ピーク位置を検
出し、そのピーク位置に合焦させる。図10および図1
1中の曲線は、走査によって検出されるAF評価値を縦
軸にとって模式的に示している。なお、レンズ駆動系の
構成によっては、ギヤのバックラッシュ等を除去するた
めの動作が必要となるが、それは周知のしかも多種多様
の技術に係るものであるので、以下の説明および関連す
る各図においては、バックラッシュ等を除去するための
構成および動作についての説明は省略している。
【0003】図10および図11に示すように、自動合
焦が指令されると、初動位置(すなわち、その時点での
フォーカスレンズ停止位置)Poから走査開始点である
無限遠端、つまり無限遠合焦位置Piへフォーカスレン
ズがこの場合繰り込み方向へ一旦移動され、そこから最
至近端、つまり最至近合焦位置Pnまで繰り出し方向へ
の合焦走査範囲全域の合焦走査が行なわれる。この全域
走査によりAF評価値のピーク位置を合焦点、つまり最
終合焦位置Peとして検出し、全域走査後にフォーカス
レンズを前記繰り込み方向への戻し動作により最終合焦
位置Peに設定して自動合焦を完了する。図10は、初
動位置Poがレンズ移動範囲の中央位置Pcよりも無限
遠寄りにある場合であり、図11は、初動位置Poがレ
ンズ移動範囲の中央位置Pcよりも最至近点寄りにある
場合を示している。
【0004】図10および図11においては、走査開始
点への移動動作および合焦点への戻し動作などの実際の
合焦走査以外のレンズ駆動が比較的多く存在するため、
無駄な時間を費やしている。例えば、図11では、初動
位置Poが最至近端Pnに近いにもかかわらず、一旦、
無限遠端Piまで戻すため、ほぼレンズ移動範囲全体を
戻すことになる。これに対して、図12、図13および
図14に示す方式は、フォーカスレンズを初動位置Po
から、無限遠端および最至近端のうちの「近い方の端」
まで一旦戻して、そこから走査するようにしたものであ
る。すなわち、図12〜図14に示すように、自動合焦
が指令されると、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置
Piおよび最至近合焦位置Pnのうちの初動位置Poか
ら近い方の一端を走査開始点として、当該位置へフォー
カスレンズが一旦移動され、そこから他端まで合焦走査
範囲全域の合焦走査が行なわれる。この全域走査により
AF評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置
Peとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを戻
し動作により最終合焦位置Peに設定して自動合焦を完
了する。
【0005】図12は、初動位置Poがレンズ移動範囲
の中央位置Pcよりも無限遠寄りにある場合であり、図
13は、初動位置Poがレンズ移動範囲の中央位置Pc
よりも最至近点寄りにある場合であり、そして図14
は、初動位置Poがレンズ移動範囲の中央位置Pcより
も最至近点寄りにあり、特に、図14は、最終合焦位置
Peが初動位置Poから前記近い方の一端までの間に存
在する場合を示している。このような方式により、全域
走査の走査開始までの時間を短縮することができる。但
し、この図12〜図14の方式では、初動位置Poによ
って走査方向が変化するため、AF評価値に「走査方向
依存性」がある場合には、その分の補正が必要である。
現実に、上述したようなバックラッシュや、フォーカス
レンズの移動方向の違いによる機械的時定数等の相違に
起因して、AF評価値には走査方向依存性があるのが普
通であるので、試作段階においてデータを取得して適正
な走査方向依存性補正を施す必要がある。
【0006】さらに、自動合焦動作を高速化しようとす
る場合には、合焦走査時間の短縮が重要な項目となる。
すなわち、図10および図11、並びに図12〜図14
において、自動合焦時間の大半を実際に占めているの
は、初動位置Poから走査開始点までの移動動作や全域
走査後の最終合焦位置Peへの戻し動作ではなく、全域
操作時間、すなわち合焦走査範囲の全域を走査するのに
要する時間、である。走査によって取得すべきデータの
数は、フォーカスレンズや撮像素子としてのCCDの性
能によって決定されるが、通常の場合は、フォーカスレ
ンズを駆動するフォーカスモータがパルスモータであれ
ば、該フォーカスモータの2〜4パルスに1つ程度のデ
ータが必要になる。撮像素子等の画像情報取得周期は、
通常1/30秒程度であるので、フォーカスモータの1
パルスあたり、1/60〜1/120秒程度の時間を要
するような駆動が要求される。すなわち、フォーカスモ
ータパルスレートとしては、60〜120ppsで駆動
させながら、データを取得することになる。一方、走査
開始点への移動動作や、合焦点への戻し動作は、作動機
構における機械的な制約のみで決定されるため、通常は
500〜1000ppsのパルスレートで駆動される。
すなわち、同一のパルス数を移動するとしても、両者の
間には4〜17倍もの時間の差があることになる。よっ
て、自動合焦動作に要する自動合焦時間の短縮には、走
査すべき範囲を狭くすることの方が効果的である。
【0007】図15、図16および図17は、上述した
状況を考慮した従来の他の自動合焦方式を示しており、
合焦走査において「AF評価値のピークを検出した場合
は、そこで走査を中断し、そのピーク位置へレンズを移
動させる」というシーケンスを用いて高速化する方式で
ある。この方式においては、「何をもってピークを判断
するか?」ということが非常に重要である。すなわち、
実際の被写体としては、いくつかの遠近の被写体が混在
し得るため、AF評価値にも複数のピークが発生するこ
とが少なくない。このように、AF評価値に複数のピー
クが発生している場合に、撮影者の意図したピークに適
切に合焦させるためには、ピークにおけるAF評価値の
絶対値や他のAF評価値(周辺のAF評価値、他のピー
ク状部分のAF評価値など)に対する相対値、さらに
は、ピーク前後でのAF評価値の傾斜の程度等を厳密に
判断して、ピークを検出することになる。
【0008】そのため、図15〜図17に示すように、
走査過程においてピークらしき部分を通過した後も、し
ばらく、すなわちある程度の範囲、は、走査を継続して
から判断することになる。すなわち、図15〜図17の
ように、自動合焦が指令されると、レンズ移動範囲両端
の無限遠合焦位置Piおよび最至近合焦位置Pnのうち
の初動位置Poから近い方の一端を走査開始点として、
当該位置へフォーカスレンズが一旦移動され、そこから
他端へ向かって合焦走査が行なわれる。この合焦走査の
過程でAF評価値のピークが検出されるとその後もある
程度の範囲は走査を継続しつつ先のピークを判定し、そ
の判定に基づいてAF評価値のピーク位置を合焦点、つ
まり最終合焦位置Peとして検出して走査を停止し、フ
ォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Peに設
定して自動合焦を完了する。図15は、初動位置Poが
レンズ移動範囲の中央位置Pcよりも無限遠寄りにある
場合であり、図16は、初動位置Poがレンズ移動範囲
の中央位置Pcよりも最至近点寄りにある場合であり、
そして図17は、初動位置Poがレンズ移動範囲の中央
位置Pcよりも最至近点寄りにあり、最終合焦位置Pe
が初動位置Poから前記近い方の一端までの間に存在す
る場合を示している。
【0009】このような方式においては、通常の場合、
合焦ミスを最低限とするために、ピーク判定の基準をか
なり厳しく設定しておき、曖昧な場合には全域走査とな
るようにする場合が多い。とはいえ、ピークが検出され
た場合には、図14の場合に対応する図17のように、
走査範囲を格段に狭くすることができるため、走査時間
が激減し、自動合焦動作の高速化を図ることができる。
上述したような「逆方向走査」および「ピーク検出で走
査中断」以外の高速化手法としては、特開平5−241
066号公報に示されるように「初動位置からいきなり
走査を開始する」という方式が考えられる。すなわち、
特開平5−241066号公報には、自動合焦の高速化
のために、合焦走査を初動位置から近い方の端の方向に
向けて開始し、初動位置から近い方の端までの間でピー
クが検出されない場合には、前記初動位置に戻して、今
度は遠い方の端に向けて再び合焦走査を実施することが
示されている。その具体的な挙動を図18、図19およ
び図20に示している。
【0010】すなわち、図18〜図20に示すように、
自動合焦が指令されると、初動位置Poを走査開始点と
して、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Piおよび
最至近合焦位置Pnのうちの初動位置Poから近い方の
一端まで第1回目の合焦走査(図示「走査1」)が行な
われ、さらに、元の初動位置Poへフォーカスレンズが
一旦移動され、その初動位置Poから他端まで第2回目
の合焦走査(図示「走査2」)が行なわれる。この走査
によりAF評価値のピーク位置を合焦点つまり最終合焦
位置Peとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズ
を戻し動作により最終合焦位置Peに設定して自動合焦
を完了する。図18は、初動位置Poがレンズ移動範囲
の中央位置Pcよりも無限遠寄りにある場合であり、図
19は、初動位置Poがレンズ移動範囲の中央位置Pc
よりも最至近点寄りにある場合であり、そして図20
は、初動位置Poがレンズ移動範囲の中央位置Pcより
も最至近点寄りにあり、且つ最終合焦位置Peが初動位
置Poから前記近い方の一端までの間に存在する場合を
示している。
【0011】図20の場合には、自動合焦が指令され、
初動位置Poを走査開始点として、レンズ移動範囲両端
のうちの初動位置Poから近い方の一端まで第1回目の
合焦走査(走査1)が行なわれた時点で、この走査によ
りAF評価値のピークを検出すると、初動位置Poから
他端までの第2回目の合焦走査(走査2)を行なうこと
なく、そのピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置P
eとして検出し、フォーカスレンズを戻し動作により最
終合焦位置Peに設定して自動合焦を完了する。この特
開平5−241066号公報の方式により、走査開始点
への移動動作が排除されるため、その分だけ自動合焦の
高速化を図ることができる。図18〜図20に示す特開
平5−241066号公報の方式は、図12〜図14の
方式に適用しているため、「ピーク検出での走査中断」
動作は考慮していないが、当然、「ピーク検出での走査
中断」動作を組み合わせることも可能であり、そうすれ
ば更に動作が高速化される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ただし、上述した特開
平5−241066号公報に基づく図18〜図20にお
ける「初動位置から走査を開始する」動作には、幾つか
の問題点がある。すなわち、この方式では、特に、図1
8および図19に示すように、初動位置Poから一端ま
で合焦走査を行なってから、フォーカスレンズを元の初
動位置Poに戻し、初動位置Poから他端までの合焦走
査を行なうことになり、合焦走査の一部が不連続となっ
てしまう。この「走査の一部が不連続となることが、性
能的に悪影響しないか?」という点がこの方式の問題点
である。現実に、走査不連続点では、AF評価値の取得
時刻にずれがあるため、AF評価値自体も不連続となる
懸念が生じるし、その上、走査不連続点では走査方向も
異なるため、走査方向依存性がAF評価値に何らかの悪
影響を及ぼす危険もある。すなわち、図21に示すよう
に、ピーク位置Peと走査不連続点とがほぼ重なる場合
には、ピーク検出精度が低下するおそれがある。しか
も、更に重大なことに、走査不連続点と初動位置だけで
なく、さらに初動位置は多くの場合前回合焦位置とも一
致することから、同一被写体の連続撮影を考えた場合
に、最も合焦点が存在する可能性が高い部分において、
走査の不連続が生じ、ピーク検出精度が多少低下してし
まうという事実である。
【0013】さらには、同一被写体の連続撮影を考えて
初動位置Po付近に合焦点のある確率が高いことを考慮
すると、この付近にある合焦点を、第1回目の走査(図
18〜図20に示す走査1)で検出することができれ
ば、高い確率で第2回目の走査(図18〜図20に示す
走査2)を行なわずに済むのに対して、初動位置Poか
ら走査を開始すると、図22に示すように、走査方向と
は逆方向にわずかにずれた被写体に対しては、どうして
も第2回目の合焦走査(走査2)の範囲になってしま
う。このような観点からも特開平5−241066号公
報に示された技術は一考の余地がある。また、特開平5
−241066号公報の技術においては、初動位置Po
が端点に近い場合にも、好ましくない状況が発生する。
すなわち、図23に示すように、第1回目の合焦走査
(走査1)が非常に短くなってしまい、そのため、この
範囲にピークらしきものがあっても、これをピークと断
定するのは困難となる。すると、必然的に第2回目の合
焦走査(走査2)へ移行することになり、自動合焦の高
速化の効果が失効してしまい、走査不連続点の存在に起
因する合焦精度の低下の懸念だけが残ることになる。す
なわち、デメリットのみが残ってしまう状況が存在する
わけである。
【0014】したがって、上述を考慮すると、典型的に
は、次の2つの点が解決すべき課題として要求されてい
る。 (1)同一の被写体の連続撮影時において、合焦精度を
確保するとともに、より一層の高速化を図ること。すな
わち、初動位置Po近傍が走査不連続点とならないよう
にして、初動位置Po近傍での合焦精度を確保するとと
もに、当該初動位置Po近傍に存在する可能性が高い合
焦点を、洩らすことなく、第1回目の合焦走査(走査
1)にて検出可能にする。 (2)無限遠近傍または最至近近傍の撮影後の走査シー
ケンスの適正化を図り、より一層高い合焦精度を維持す
るようにすること。すなわち、第1回目の合焦走査(走
査1)として、ピークを認識するために充分な長さを確
保することができない場合には、自動合焦を有効に高速
化することが困難となり、合焦精度の低下の可能性のみ
が残る。よって、自動合焦の走査シーケンスの上で、こ
のような状況を避けるような構成とする。
【0015】すなわち、本発明は、上述した事情に鑑み
てなされたもので、合焦走査に関連する動作を適正化し
て無駄な動作を抑制し、合焦走査の効率および確実性を
効果的に向上し得るカメラ、被写体像取得装置、自動合
焦システムおよび自動合焦方法を提供することを目的と
している。本発明の請求項1の目的は、合焦走査に関連
する動作を適正化して無駄な動作を抑制し、特に、同一
の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する
際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し
得るカメラを提供することにある。本発明の請求項2の
目的は、特に、合焦走査の効率を一層高め得るカメラを
提供することにある。本発明の請求項3の目的は、特
に、初動位置が合焦走査範囲の端部に近い場合の合焦走
査の効率を一層高め得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項4の目的は、特に、被写体が同一の被写
体で且つ同一の状況に近い可能性の程度に対応させて合
焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上し得るカメ
ラを提供することにある。
【0016】本発明の請求項5の目的は、特に、被写体
が同一の被写体で且つ同一の状況に近い可能性の程度に
さらに的確に対応させて合焦走査の効率および合焦の確
実性を一層向上し得るカメラを提供することにある。本
発明の請求項6の目的は、特に、さらに光学系の焦点距
離変化にも的確に対応させて合焦走査の効率および合焦
の確実性を一層向上し得るカメラを提供することにあ
る。本発明の請求項7の目的は、合焦走査に関連する動
作を適正化して無駄な動作を抑制し、特に、同一の被写
体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際にお
ける合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る被
写体像取得装置を提供することにある。本発明の請求項
8の目的は、特に、合焦走査の効率を一層高め得る被写
体像取得装置を提供することにある。本発明の請求項9
の目的は、特に、初動位置が合焦走査範囲の端部に近い
場合の合焦走査の効率を一層高め得る被写体像取得装置
を提供することにある。
【0017】本発明の請求項10の目的は、特に、被写
体が同一の被写体で且つ同一の状況に近い可能性の程度
に対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層
向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。本
発明の請求項11の目的は、特に、被写体が同一の被写
体で且つ同一の状況に近い可能性の程度にさらに的確に
対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向
上し得る被写体像取得装置を提供することにある。本発
明の請求項12の目的は、特に、種々の装置としての被
写体像取得装置を提供することにある。本発明の請求項
13の目的は、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で
連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率お
よび合焦の確実性を向上し得る自動合焦システムを提供
することにある。本発明の請求項14の目的は、特に、
合焦走査の効率を一層高め得る自動合焦システムを提供
することにある。本発明の請求項15の目的は、合焦走
査に関連する動作を適正化し、無駄な動作を抑制し、特
に、初動位置が合焦走査範囲の端部に近い場合の合焦走
査の効率を一層高め得る自動合焦システムを提供するこ
とにある。
【0018】本発明の請求項16の目的は、特に、被写
体が同一の被写体で且つ同一の状況に近い可能性の程度
に対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層
向上し得る自動合焦システムを提供することにある。本
発明の請求項17の目的は、特に、被写体が同一の被写
体で且つ同一の状況に近い可能性の程度にさらに的確に
対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向
上し得る自動合焦システムを提供することにある。本発
明の請求項18の目的は、合焦走査に関連する動作を適
正化し、無駄な動作を抑制し、特に、同一の被写体をほ
ぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合
焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る自動合焦
方法を提供することにある。本発明の請求項19の目的
は、特に、合焦走査の効率を一層高め得る自動合焦方法
を提供することにある。本発明の請求項20の目的は、
特に、初動位置が合焦走査範囲の端部に近い場合の合焦
走査の効率を一層高め得る自動合焦方法を提供すること
にある。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した本発
明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、被
写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系
と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段
と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光
学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれ
かを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上
の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段
と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦
状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手
段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の
少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出
手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、
合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記
フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合
わせを行なう合焦制御手段とを有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位
置から所定の方向に第1の所定量だけ移動させた点か
ら、前記所定の方向とは逆の方向に向かって走査を開始
するように、前記走査の走査開始点および走査方向を設
定する第1の走査制御手段を含むことを特徴としてい
る。
【0020】請求項2に記載した本発明に係るカメラ
は、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向を、当
該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置から遠い
側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
【0021】請求項3に記載した本発明に係るカメラ
は、上述した目的を達成するために、被写体像を所定の
結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体
像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光
学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および
前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向
に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合
焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手
段によって得られる撮像データから合焦状態の目安とな
る合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォ
ーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方
にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させ
て複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最
も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォーカス作動
手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合
焦制御手段とを有するカメラであって、前記合焦制御手
段は、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該走
査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側の
端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に、前
記近い側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端点
へ向かって走査を開始するように、前記走査の走査開始
点および走査方向を設定する第2の走査制御手段を含む
ことを特徴としている。
【0022】請求項4に記載した本発明に係るカメラ
は、前記合焦制御手段が、次に行われる合焦動作が装置
電源投入後の1回目の合焦動作か、2回目以降の合焦動
作かを判別する動作回数判別手段と、前記合焦動作にお
いて、合焦点が検出されたか否かを示す動作結果を記憶
する動作結果記憶手段とのうちの少なくともいずれか一
方と、前記第1の所定量および前記第2の所定量のうち
の少なくとも一方を、前記動作回数判別手段の判別結果
に応じて可変制御する第3の走査制御手段と、前記第1
の所定量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一
方を、前記動作結果記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における動作結果に基づいて可変制御する第4
の走査制御手段とのうちの少なくともいずれか一方とを
含むことを特徴としている。
【0023】請求項5に記載した本発明に係るカメラ
は、前記合焦制御手段が、前記合焦動作における最終的
な合焦評価値を記憶する評価値記憶手段と、装置電源投
入状態において常時継続的に合焦評価値を取得し且つ記
憶する継続評価値記憶手段とのうちの少なくともいずれ
か一方と、前記第1の所定量を、前記評価値記憶手段に
記憶されている前回の合焦動作時における最終的な合焦
評価値と当該合焦動作開始時における合焦評価値との比
較結果に応じて可変制御する第5の走査制御手段と、前
記第1の所定量を、前記継続評価値記憶手段に記憶され
ている前回の合焦動作終了時から当該合焦動作開始時に
至るまでの合焦評価値の時系列的な変化状況に応じて可
変制御する第6の走査制御手段とのうちの少なくともい
ずれか一方とを含むことを特徴としている。
【0024】請求項6に記載した本発明に係るカメラ
は、前記撮影光学系が、焦点距離可変の光学系であると
ともに、その焦点距離に関する焦点距離情報を出力する
焦点距離出力手段を含み、且つ前記合焦制御手段が、前
記第1の所定量および前記第2の所定量のうちの少なく
とも一方を、前記焦点距離出力手段による焦点距離情報
に応じて可変制御する第7の走査制御手段を含むことを
特徴としている。
【0025】請求項7に記載した本発明に係る被写体像
取得装置は、上述した目的を達成するために、被写体像
を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被
写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手
段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態
を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手
段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安と
なる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フ
ォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一
方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動さ
せて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が
最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォーカス作
動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう
合焦制御手段とを有する被写体像取得装置であって、前
記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置
から所定の方向に第1の所定量だけ移動させた点から、
前記所定の方向とは逆の方向に向かって走査を開始する
ように、前記走査の走査開始点および走査方向を設定す
る第1の走査制御手段を含むことを特徴としている。
【0026】請求項8に記載した本発明に係る被写体像
取得装置は、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方
向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置
から遠い側の端点へ向かう方向とすることを特徴として
いる。
【0027】請求項9に記載した本発明に係る被写体像
取得装置は、上述した目的を達成するために、被写体像
を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被
写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手
段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態
を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手
段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安と
なる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フ
ォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一
方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動さ
せて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が
最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォーカス作
動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう
合焦制御手段とを有する被写体像取得装置であって、前
記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置
から、当該走査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位
置に近い側の端点までの距離が第2の所定量よりも小さ
い場合に、前記近い側の端点へ移動させた後に、該端点
から他の端点へ向かって走査を開始するように、前記走
査の走査開始点および走査方向を設定する第2の走査制
御手段を含むことを特徴としている。
【0028】請求項10に記載した本発明に係る被写体
像取得装置は、前記合焦制御手段が、次に行われる合焦
動作が装置電源投入後の1回目の合焦動作か、2回目以
降の合焦動作かを判別する動作回数判別手段、前記合焦
動作において、合焦点が検出されたか否かを示す動作結
果を記憶する動作結果記憶手段、および前記像取得手段
の焦点距離に関する焦点距離情報を出力する焦点距離出
力手段のうちの少なくともいずれかと、前記第1の所定
量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一方を、
前記動作回数判別手段の判別結果、前記動作結果記憶手
段に記憶されている前回の合焦動作時における動作結
果、および前記焦点距離出力手段による焦点距離情報の
うちの少なくともいずれかに基づいて可変制御する第3
の走査制御手段とを含むことを特徴としている。
【0029】請求項11に記載した本発明に係る被写体
像取得装置は、前記合焦制御手段が、前記合焦動作にお
ける最終的な合焦評価値を記憶する評価値記憶手段、お
よび装置電源投入状態において常時継続的に合焦評価値
を取得し且つ記憶する継続評価値記憶手段のうちの少な
くとも一方と、前記第1の所定量を、前記評価値記憶手
段に記憶されている前回の合焦動作時における最終的な
合焦評価値と当該合焦動作開始時における合焦評価値と
の比較結果、および前記継続評価値記憶手段に記憶され
ている前回の合焦動作終了時から当該合焦動作開始時に
至るまでの合焦評価値の時系列的な変化状況の少なくと
も一方に基づいて可変制御する第4の走査制御手段とを
含むことを特徴としている。請求項12に記載した本発
明に係る被写体像取得装置は、前記被写体像取得装置
が、カメラと、イメージスキャナおよび複写機を含む画
像入力装置と、顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡および内視鏡を
含む光学的観察装置とのうちのいずれかであることを特
徴としている。
【0030】請求項13に記載した本発明に係る自動合
焦システムは、上述した目的を達成するために、被写体
像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写
体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合
焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカ
ス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて
駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複
数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適
正な値となる合焦点を探索し、前記フォーカス作動手段
を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制
御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォー
カス作動手段の初動位置から所定の方向に第1の所定量
だけ走査開始位置を移動させる手段と、前記走査開始位
置から前記所定の方向とは逆の方向に向かって走査を開
始させる手段とを有する第1の走査制御手段を含むこと
を特徴としている。
【0031】請求項14に記載した本発明に係る自動合
焦システムは、前記第1の走査制御手段が、前記所定の
方向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位
置から遠い側の端点へ向かう方向とすることを特徴とし
ている。請求項15に記載した本発明に係る自動合焦シ
ステムは、上述した目的を達成するために、被写体像の
合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像
に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評
価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作
動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動
させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の
合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な
値となる合焦点を探索し、前記フォーカス作動手段を前
記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手
段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス
作動手段の初動位置から、当該走査範囲の両側の端点の
うちの、前記初動位置に近い側の端点までの距離が第2
の所定量よりも小さい場合には、走査開始位置を前記近
い側の端点へ移動させる手段と、前記走査開始位置の移
動後に、該端点から他の端点へ向かって走査を開始させ
る手段とを有する第2の走査制御手段を含むことを特徴
としている。
【0032】請求項16に記載した本発明に係る自動合
焦システムは、前記合焦制御手段が、次に行われる合焦
動作が装置電源投入後の1回目の合焦動作か、2回目以
降の合焦動作かを判別する動作回数判別手段、前記合焦
動作において、合焦点が検出されたか否かを示す動作結
果を記憶する動作結果記憶手段、および前記像取得手段
の焦点距離に関する焦点距離情報を出力する焦点距離出
力手段のうちの少なくともいずれかと、前記第1の所定
量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一方を、
前記動作回数判別手段の判別結果、前記動作結果記憶手
段に記憶されている前回の合焦動作時における動作結
果、および前記焦点距離出力手段による焦点距離情報の
うちの少なくともいずれかに基づいて可変制御する第3
の走査制御手段とを含むことを特徴としている。
【0033】請求項17に記載した本発明に係る自動合
焦システムは、前記合焦制御手段が、前記合焦動作にお
ける最終的な合焦評価値を記憶する評価値記憶手段、お
よび装置電源投入状態において常時継続的に合焦評価値
を取得し且つ記憶する継続評価値記憶手段のうちの少な
くとも一方と、前記第1の所定量を、前記評価値記憶手
段に記憶されている前回の合焦動作時における最終的な
合焦評価値と当該合焦動作開始時における合焦評価値と
の比較結果、および前記継続評価値記憶手段に記憶され
ている前回の合焦動作終了時から当該合焦動作開始時に
至るまでの合焦評価値の時系列的な変化状況の少なくと
も一方に基づいて可変制御する第4の走査制御手段とを
含むことを特徴としている。
【0034】請求項18に記載した本発明に係る自動合
焦方法は、上述した目的を達成するために、被写体像の
合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報
から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記
合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変
化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合
焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索してピント
合わせを行なうにあたり、前記合焦走査の初動位置から
所定の方向に第1の所定量だけ走査開始位置を移動させ
る走査開始点設定ステップと、前記走査開始位置から前
記所定の方向とは逆の方向に向かって走査を開始させる
走査開始ステップとを有することを特徴としている。
【0035】請求項19に記載した本発明に係る自動合
焦方法は、前記走査開始点設定ステップが、前記所定の
方向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位
置から遠い側の端点へ向かう方向に設定するステップを
含むことを特徴としている。請求項20に記載した本発
明に係る自動合焦方法は、上述した目的を達成するため
に、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じ
た被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を
求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走
査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を
探索してピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査
の初動位置から、当該走査範囲の両側の端点のうちの、
前記初動位置に近い側の端点までの距離が第2の所定量
よりも小さいか否かを判別する走査位置判別ステップ
と、前記合焦走査の初動位置から前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に
は、走査開始位置を前記近い側の端点へ移動させる走査
開始点設定ステップと、前記走査開始位置の移動後に、
該端点から他の端点へ向かって走査を開始させる走査開
始ステップとを有することを特徴としている。
【0036】尚、本発明に係る自動合焦方法は、次に行
われる合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦動作
か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判別ス
テップ、前記合焦動作において、合焦点が検出されたか
否かを示す動作結果を記憶させる動作結果記憶ステッ
プ、および前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離
情報を得る焦点距離検知ステップのうちの少なくともい
ずれかと、前記走査開始点設定ステップにおける前記第
1の所定量および前記第2の所定量のうちの少なくとも
一方を、前記動作回数判別ステップの判別結果、前記動
作結果記憶ステップによって記憶されている前回の合焦
動作時における動作結果、および前記焦点距離検知ステ
ップによる焦点距離情報のうちの少なくともいずれかに
基づいて可変制御するステップとを含む構成としてもよ
い。
【0037】また、本発明に係る自動合焦方法は、前記
合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶させる評価
値記憶ステップ、および装置電源投入状態において常時
継続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記
憶ステップのうちの少なくとも一方と、前記走査開始点
設定ステップにおける前記第1の所定量を、前記評価値
記憶ステップによって記憶されている前回の合焦動作時
における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始時にお
ける合焦評価値との比較結果、および前記継続評価値記
憶ステップによって記憶されている前回の合焦動作終了
時から当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時
系列的な変化状況の少なくとも一方に基づいて可変制御
するステップとを含む構成としてもよい。
【0038】
【作用】すなわち、本発明の請求項1によるカメラは、
被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学
系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手
段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の
光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいず
れかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段
上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手
段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合
焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出
手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的
の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検
出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査によ
り、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、
前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピン
ト合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦
制御手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から所
定の方向に第1の所定量だけ移動させた点から、前記所
定の方向とは逆の方向に向かって走査を開始するよう
に、前記走査の走査開始点および走査方向を設定する第
1の走査制御手段を含む。このような構成により、合焦
走査に関連する動作を適正化して無駄な動作を抑制し、
特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返
し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実
性を向上することができる。
【0039】また、本発明の請求項2によるカメラは、
前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向を、当該走
査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置から遠い側の
端点へ向かう方向とする。このような構成により、特
に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
【0040】本発明の請求項3によるカメラは、被写体
像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手
段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれか
を、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の
被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段
と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦
状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手
段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の
少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出
手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、
合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記
フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合
わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御
手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該
走査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に、
前記近い側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端
点へ向かって走査を開始するように、前記走査の走査開
始点および走査方向を設定する第2の走査制御手段を含
む。このような構成により、特に、初動位置が合焦走査
範囲の端部に近い場合の合焦走査の効率を一層高めるこ
とができる。
【0041】本発明の請求項4によるカメラは、次に行
われる合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦動作
か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判別手
段と、前記合焦動作において、合焦点が検出されたか否
かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手段とのうち
の少なくともいずれか一方と、前記第1の所定量および
前記第2の所定量のうちの少なくとも一方を、前記動作
回数判別手段の判別結果に応じて可変制御する第3の走
査制御手段と、前記第1の所定量および前記第2の所定
量のうちの少なくとも一方を、前記動作結果記憶手段に
記憶されている前回の合焦動作時における動作結果に基
づいて可変制御する第4の走査制御手段とのうちの少な
くともいずれか一方とを、前記合焦制御手段が含む。こ
のような構成により、特に、被写体が同一の被写体で且
つ同一の状況に近い可能性の程度に対応させて合焦走査
の効率および合焦の確実性を一層向上することができ
る。
【0042】本発明の請求項5によるカメラは、前記合
焦動作における最終的な合焦評価値を記憶する評価値記
憶手段と、装置電源投入状態において常時継続的に合焦
評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記憶手段とのう
ちの少なくともいずれか一方と、前記第1の所定量を、
前記評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作時
における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始時にお
ける合焦評価値との比較結果に応じて可変制御する第5
の走査制御手段と、前記第1の所定量を、前記継続評価
値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時から
当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系列的
な変化状況に応じて可変制御する第6の走査制御手段と
のうちの少なくともいずれか一方とを、前記合焦制御手
段が含む。このような構成により、特に、被写体が同一
の被写体で且つ同一の状況に近い可能性の程度にさらに
的確に対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を
一層向上することができる。
【0043】本発明の請求項6によるカメラは、前記撮
影光学系が、焦点距離可変の光学系であるとともに、そ
の焦点距離に関する焦点距離情報を出力する焦点距離出
力手段を含み、且つ前記合焦制御手段が、前記第1の所
定量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一方
を、前記焦点距離出力手段による焦点距離情報に応じて
可変制御する第7の走査制御手段を含む。このような構
成により、特に、さらに光学系の焦点距離変化にも的確
に対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層
向上することができる。
【0044】本発明の請求項7による被写体像取得装置
は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写
体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための
像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体
像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記
像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦
状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手
段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の
少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出
手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、
合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記
フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合
わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御
手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から所定の
方向に第1の所定量だけ移動させた点から、前記所定の
方向とは逆の方向に向かって走査を開始するように、前
記走査の走査開始点および走査方向を設定する第1の走
査制御手段を含む。このような構成により、特に、同一
の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する
際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上す
ることができる。
【0045】本発明の請求項8による被写体像取得装置
は、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向を、当
該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置から遠い
側の端点へ向かう方向とする。このような構成により、
特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
【0046】本発明の請求項9による被写体像取得装置
は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写
体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための
像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体
像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記
像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦
状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手
段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の
少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出
手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、
合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記
フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合
わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御
手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該
走査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に、
前記近い側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端
点へ向かって走査を開始するように、前記走査の走査開
始点および走査方向を設定する第2の走査制御手段を含
む。このような構成により、特に、初動位置が合焦走査
範囲の端部に近い場合の合焦走査の効率を一層高めるこ
とができる。
【0047】本発明の請求項10による被写体像取得装
置は、次に行われる合焦動作が装置電源投入後の1回目
の合焦動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作
回数判別手段、前記合焦動作において、合焦点が検出さ
れたか否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手
段、および前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離
情報を出力する焦点距離出力手段のうちの少なくともい
ずれかと、前記第1の所定量および前記第2の所定量の
うちの少なくとも一方を、前記動作回数判別手段の判別
結果、前記動作結果記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における動作結果、および前記焦点距離出力手
段による焦点距離情報のうちの少なくともいずれかに基
づいて可変制御する第3の走査制御手段とを、前記合焦
制御手段が含む。このような構成により、特に、被写体
が同一の被写体で且つ同一の状況に近い可能性の程度に
対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向
上することができる。
【0048】本発明の請求項11による被写体像取得装
置は、前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶
する評価値記憶手段、および装置電源投入状態において
常時継続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価
値記憶手段のうちの少なくとも一方と、前記第1の所定
量を、前記評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦
動作時における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始
時における合焦評価値との比較結果、および前記継続評
価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時か
ら当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系列
的な変化状況の少なくとも一方に基づいて可変制御する
第4の走査制御手段とを、前記合焦制御手段が含む。こ
のような構成により、特に、被写体が同一の被写体で且
つ同一の状況に近い可能性の程度にさらに的確に対応さ
せて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上する
ことができる。
【0049】本発明の請求項12による被写体像取得装
置は、前記被写体像取得装置が、カメラと、イメージス
キャナおよび複写機を含む画像入力装置と、顕微鏡、望
遠鏡、双眼鏡および内視鏡を含む光学的観察装置とのう
ちのいずれかである。このような構成により、特に、種
々の装置としての被写体像取得装置を提供することがで
きる。
【0050】本発明の請求項13による自動合焦システ
ムは、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動
手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の
目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段
が、前記フォーカス作動手段の初動位置から所定の方向
に第1の所定量だけ走査開始位置を移動させる手段と、
前記走査開始位置から前記所定の方向とは逆の方向に向
かって走査を開始させる手段とを有する第1の走査制御
手段を含む。このような構成により、特に、同一の被写
体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際にお
ける合焦走査の効率および合焦の確実性を向上すること
ができる。
【0051】本発明の請求項14による自動合焦システ
ムは、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向を、
当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置から遠
い側の端点へ向かう方向とする。このような構成によ
り、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
【0052】本発明の請求項15による自動合焦システ
ムは、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動
手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の
目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段
が、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該走査
範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側の端
点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合には、走
査開始位置を前記近い側の端点へ移動させる手段と、前
記走査開始位置の移動後に、該端点から他の端点へ向か
って走査を開始させる手段とを有する第2の走査制御手
段を含む。このような構成により、特に、初動位置が合
焦走査範囲の端部に近い場合の合焦走査の効率を一層高
めることができる。
【0053】本発明の請求項16による自動合焦システ
ムは、次に行われる合焦動作が、装置電源投入後の1回
目の合焦動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動
作回数判別手段、前記合焦動作において、合焦点が検出
されたか否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手
段、および前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離
情報を出力する焦点距離出力手段のうちの少なくともい
ずれかと、前記第1の所定量および前記第2の所定量の
うちの少なくとも一方を、前記動作回数判別手段の判別
結果、前記動作結果記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における動作結果、および前記焦点距離出力手
段による焦点距離情報のうちの少なくともいずれかに基
づいて可変制御する第3の走査制御手段とを、前記合焦
制御手段が含む。このような構成により、特に、被写体
が同一の被写体で且つ同一の状況に近い可能性の程度に
対応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向
上することができる。
【0054】本発明の請求項17による自動合焦システ
ムは、前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶
する評価値記憶手段、および装置電源投入状態において
常時継続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価
値記憶手段のうちの少なくとも一方と、前記第1の所定
量を、前記評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦
動作時における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始
時における合焦評価値との比較結果、および前記継続評
価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時か
ら当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系列
的な変化状況の少なくとも一方に基づいて可変制御する
第4の走査制御手段とを、前記合焦制御手段が含む。こ
のような構成により、特に、被写体が同一の被写体で且
つ同一の状況に近い可能性の程度にさらに的確に対応さ
せて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上する
ことができる。
【0055】本発明の請求項18による自動合焦方法
は、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じ
た被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を
求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走
査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を
探索してピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査
の初動位置から所定の方向に第1の所定量だけ走査開始
位置を移動させる走査開始点設定ステップと、前記走査
開始位置から前記所定の方向とは逆の方向に向かって走
査を開始させる走査開始ステップとを有する。このよう
にすることにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状
況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効
率および合焦の確実性を向上することができる。
【0056】本発明の請求項19による自動合焦方法
は、前記走査開始点設定ステップが、前記所定の方向
を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置か
ら遠い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含
む。このようにすることにより、特に、合焦走査の効率
を一層高めることができる。
【0057】本発明の請求項20による自動合焦方法
は、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じ
た被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を
求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走
査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を
探索してピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査
の初動位置から、当該走査範囲の両側の端点のうちの、
前記初動位置に近い側の端点までの距離が第2の所定量
よりも小さいか否かを判別する走査位置判別ステップ
と、前記合焦走査の初動位置から前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に
は、走査開始位置を前記近い側の端点へ移動させる走査
開始点設定ステップと、前記走査開始位置の移動後に、
該端点から他の端点へ向かって走査を開始させる走査開
始ステップとを有する。このようにすることにより、特
に、初動位置が合焦走査範囲の端部に近い場合の合焦走
査の効率を一層高めることができる。
【0058】尚、本発明の自動合焦方法は、次に行われ
る合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦動作か、2
回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判別ステッ
プ、前記合焦動作において、合焦点が検出されたか否か
を示す動作結果を記憶させる動作結果記憶ステップ、お
よび前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離情報を
得る焦点距離検知ステップのうちの少なくともいずれか
と、前記走査開始点設定ステップにおける前記第1の所
定量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一方
を、前記動作回数判別ステップの判別結果、前記動作結
果記憶ステップによって記憶されている前回の合焦動作
時における動作結果、および前記焦点距離検知ステップ
による焦点距離情報のうちの少なくともいずれかに基づ
いて可変制御するステップとを含ませてもよい。このよ
うにすることにより、特に、被写体が同一の被写体で且
つ同一の状況に近い可能性の程度に対応させて合焦走査
の効率および合焦の確実性を一層向上することができ
る。
【0059】また、本発明の自動合焦方法は、前記合焦
動作における最終的な合焦評価値を記憶させる評価値記
憶ステップ、および装置電源投入状態において常時継続
的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記憶ス
テップのうちの少なくとも一方と、前記走査開始点設定
ステップにおける前記第1の所定量を、前記評価値記憶
ステップによって記憶されている前回の合焦動作時にお
ける最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始時における
合焦評価値との比較結果、および前記継続評価値記憶ス
テップによって記憶されている前回の合焦動作終了時か
ら当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系列
的な変化状況の少なくとも一方に基づいて可変制御する
ステップとを含むようにしてもよい。このようにするこ
とにより、特に、被写体が同一の被写体で且つ同一の状
況に近い可能性の程度にさらに的確に対応させて合焦走
査の効率および合焦の確実性を一層向上することができ
る。
【0060】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き、図面を参照して本発明に係るカメラ、被写体像取得
装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法について詳
細に説明する。図1〜図9は、本発明の実施の形態に係
るディジタルカメラの構成および動作を説明するための
図である。図1は、本発明の一つの実施の形態に係るデ
ィジタルカメラの要部の構成を示す模式的なブロック
図、図2〜図7は、当該ディジタルカメラの自動合焦動
作における合焦走査を説明するための図、そして図8お
よび図9は、当該カメラの自動合焦動作の概略を説明す
るためのフローチャートである。図1に示すカメラは、
光学系1、シャッタ/絞り部2、フォーカス駆動系3、
ズーム駆動系4、シャッタ/絞り駆動系5、ローパスフ
ィルタ(LPF)6、撮像素子7、A/D(アナログ−
ディジタル)変換器8、画像処理部9、システムコント
ローラ10、メモリ群11、表示部12、半押し検出部
13、全押し検出部14、受光部15、ストロボ発光部
16、ストロボ制御部17、カメラ操作部18およびレ
リーズ押圧部19を具備している。図1において、被写
体光は、撮影光学系である光学系1に入射される。光学
系1は、光軸方向に沿う進退移動により被写体像のピン
ト合わせ、つまり合焦動作のための焦点調節を行なうフ
ォーカスレンズ(フォーカシングレンズ群)1aと、光
軸方向に沿う進退により光学系1の焦点距離を調節して
被写体像の拡大/縮小を行なうズームレンズ(ズーミン
グレンズ群)1bと、フォーカスレンズ1aおよびズー
ムレンズ1bと共に被写体像を結像させる対物レンズ1
cとを備えている。フォーカスレンズ1aとズームレン
ズ1bとの間には、シャッタ/絞り部2が配置され、こ
のシャッタ/絞り部2により、フォーカスレンズ1aに
入射する光量が制限される。フォーカスレンズ1aは、
フォーカス作動手段としてのフォーカス駆動系3によ
り、ズームレンズ1bは、ズーム駆動系4により、そし
てシャッタ/絞り部2は、シャッタ/絞り駆動系5によ
りそれぞれ駆動される。光学系1を通過した被写体光
は、光の高周波成分を除去するローパスフィルタ6を介
して、撮像手段としての撮像素子7に入射する。撮像素
子7は、複数の光電変換画素を2次元マトリクス状に配
列した撮像面を有し、前記撮像面に被写体光に基づいて
入射結像される被写体像を電気信号からなる画像データ
に変換して出力する。
【0061】上述したフォーカスレンズ1a、ズームレ
ンズ1bおよび対物レンズ1cからなる光学系1と、シ
ャッタ/絞り部2と、ローパスフィルタ6と、撮像素子
7とで、鏡胴ユニットUを構成している。撮像素子7か
ら出力された画像データは、A/D変換器8によりディ
ジタル値に変換された後、画像処理部9に与えられる。
画像処理部9は、与えられた画像データに対して圧縮/
伸長処理および解像度の変更等のような所要の画像処理
を施す。
【0062】システムコントローラ10は、当該ディジ
タルカメラ全体の制御を行なうものであり、所定のプロ
グラムに従って各種演算処理を行なうマイクロプロセッ
サ等を用いて構成したCPU(中央処理ユニット)、C
PUの処理プログラム等を格納した読出し専用の半導体
メモリ等からなるROM(リードオンリメモリ)、およ
びCPUにおける各種処理の過程で利用するワークエリ
アや各種データを格納するデータ格納エリアなどを有す
る書込み/読出し自在の半導体メモリ等からなるRAM
(ランダムアクセスメモリ)などを有している。また、
システムコントローラ10には、先に述べたフォーカス
駆動系3、ズーム駆動系4およびシャッタ/絞り駆動系
5と、画像処理部9で得られる画像データを格納するた
めのメモリ等を含むメモリ群11と、前記画像データを
表示する液晶ディスプレイ等のモニタ、撮影等に係る各
種情報を表示する表示液晶ディスプレイ(表示LCD)
および自動合焦による焦点調整結果を報知するAF発光
ダイオード(AFLED)などを含む表示部12とが接
続されている。システムコントローラ10は、これら接
続された各部を制御する。
【0063】また、このディジタルカメラには、2段操
作のレリーズボタン等のレリーズ押圧部Bが設けられ、
撮影者がレリーズ押圧部Bの1段目操作、つまり半押し
操作により、自動合焦(オートフォーカシング)等の被
写体像調整の指示を与え、さらにレリーズ押圧部Bの2
段目操作、つまり全押し操作により被写体像撮像の指示
を与えるようにしている。すなわち、このディジタルカ
メラは、レリーズ押圧部Bの半押し操作を検出する半押
し検出部13、およびレリーズ押圧部Bの全押し操作を
検出する全押し検出部14を備えており、これら半押し
検出部13および全押し検出部14は、システムコント
ローラ10に接続されている。さらに、このディジタル
カメラは、被写体輝度を計測する受光部15、被写体に
照明光を照射するストロボ発光部16、および受光部1
5で計測される被写体輝度に基づいてストロボ発光部1
6の発光制御を行なうストロボ制御部17を備えてお
り、ストロボ制御部17は、システムコントローラ10
からのストロボ発光についての制御指示に基づいてスト
ロボの発光制御を行なう。また、当該ディジタルカメラ
には、ストロボモードを設定するストロボモードスイッ
チ等のように撮影者の操作により撮影動作を設定するた
めのカメラ操作部18が設けられており、システムコン
トローラ10は、カメラ操作部18の操作に基づいて撮
影動作に関する種々の設定を行なう。
【0064】図1に示したディジタルカメラは、基本的
な構成自体には特別な構成はなく、従来の一般に市販さ
れているディジタルカメラと同等である。本願発明に係
る自動合焦機能は、レリーズ押圧部Bの半押し動作を半
押し検出部13が検出すると、システムコントローラ1
0がそれに応答し、光学系1のフォーカスレンズ1aを
フォーカス駆動系3を介して、連続的に、または間欠的
に、あるいは両者を適宜組み合わせて駆動しつつ、A/
D変換器8および画像処理部9を介して得られる撮像素
子7で取得された画像データに基づいてAF評価値を求
めて合焦走査を実行することによって行なわれる。
【0065】なお、システムコントローラ10は、撮像
素子7によって得られる画像データから合焦状態の目安
となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段、および
フォーカス駆動系3を介してフォーカスレンズ1aを駆
動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数
の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正
な値となる合焦点を探索し、フォーカスレンズ1aを前
記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手
段、そして前記合焦制御手段において、フォーカスレン
ズ1aの初動位置から所定の方向に第1の所定量だけ移
動させた点から、前記所定の方向とは逆の方向に向かっ
て走査を開始するように、前記走査の走査開始点および
走査方向を設定する第1の走査制御手段、フォーカスレ
ンズ1aの初動位置から、当該走査範囲の両側の端点の
うちの、前記初動位置に近い側の端点までの距離が第2
の所定量よりも小さい場合に、前記近い側の端点へ移動
させた後に、該端点から他の端点へ向かって走査を開始
するように、前記走査の走査開始点および走査方向を設
定する第2の走査制御手段、次に行われる合焦動作が電
源投入後の1回目の合焦動作か、2回目以降の合焦動作
かを判別する動作回数判別手段、前記合焦動作におい
て、合焦点が検出されたか否かを示す動作結果を記憶す
る動作結果記憶手段、前記合焦動作における最終的な合
焦評価値を記憶する評価値記憶手段、装置電源投入状態
において常時継続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する
継続評価値記憶手段、前記第1の所定量および前記第2
の所定量のうちの少なくとも一方を、前記動作回数判別
手段の判別結果に応じて可変制御する第3の走査制御手
段、前記第1の所定量および前記第2の所定量のうちの
少なくとも一方を、前記動作結果記憶手段に記憶されて
いる前回の合焦動作時における動作結果に基づいて可変
制御する第4の走査制御手段、前記第1の所定量を、前
記評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作時に
おける最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始時におけ
る合焦評価値との比較結果に応じて可変制御する第5の
走査制御手段、前記第1の所定量を、前記継続評価値記
憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時から当該
合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系列的な変
化状況に応じて可変制御する第6の走査制御手段、およ
び前記第1の所定量および前記第2の所定量のうちの少
なくとも一方を、光学系1の焦点距離情報に応じて可変
制御する第7の走査制御手段等の各機能を有している。
【0066】次に、従来、対応が要求されていた課題に
対するこの実施の形態における対応策について、図2〜
図7に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して説明す
る。まず、課題(1)の回避方法であるが、この実施の
形態においては、図2〜図7に示すように、走査開始点
Psを、開始しようとする合焦走査の走査方向とは逆方
向に初動位置Poからずらしてスタート位置を補正し、
第1回目の走査(走査1)で初動位置Poを通過するよ
うにする(請求項1、請求項7、請求項13および請求
項18に対応)。このようにすることにより、図5およ
び図6に示すように、初動位置Poが合焦位置Peにほ
ぼ一致していても、初動位置Po付近での走査は常に連
続となり、この近傍における合焦精度を低下させること
がなくなる。その上、直前の合焦位置とは微妙に被写体
距離が変化した場合にも、第1回目の合焦走査(走査
1)の範囲内で検出することが可能となり、同一被写体
に対する連続撮影時における画期的な自動合焦の高速化
を図ることができる(図5および図6を参照)。このス
タート位置補正のためのずらし量(Po→Ps)が第1
の所定量であり、以下の説明においては、これを「フォ
ーカス戻し量Fr」と称する。
【0067】フォーカス戻し量Frを大きくするほど、
第1回目の合焦走査(走査1)で初動位置近傍に位置す
る合焦点を検出することができる可能性は高くなるが、
その分だけ、フォーカス戻し量Frについての戻し時間
が大きくなり、自動合焦の高速化には逆行するので、適
切な戻し量を設定することが重要である。このようなフ
ォーカス戻し量の設定については、後述する。次に、第
1回目の合焦走査(走査1)の走査方向について、常に
一定方向に走査する方式と、条件によって至近方向と無
限遠方向との走査を使い分ける方式とが考えられる。特
に、AF評価値の走査方向依存性が顕著で、容易に補正
できないレベルである場合には、走査方向を1方向に規
定せざるをえなくなる。逆に、AF評価値の走査方向依
存性が容易に補正できる場合は、図18〜図23の特開
平5−241066号公報の場合とほぼ同様に第1回目
の合焦走査(走査1)を近い方の端部へ向かう走査とす
るようにフォーカス戻しによるスタート位置補正の方向
を設定すると(請求項2、請求項8、請求項14および
請求項19に対応)、第1回目の合焦走査(走査1)後
に第2回目の合焦走査(走査2)の開始点までの戻し量
が少なくて済むため、自動合焦動作の高速化の点では、
若干有利になると考えられる。
【0068】さらに、第1回目の合焦走査(走査1)の
終了後に、該第1回目の合焦走査(走査1)の範囲内に
おいてピーク判定して、ピークが検出された場合には第
2回目の合焦走査を省略する方式を前提とした場合に
は、近い方の端点方向へ第1回目の合焦走査(走査1)
を開始した方が、全走査に対する第1回目の合焦走査
(走査1)の割合が小さくなり、第1回目の合焦走査
(走査1)の範囲内に合焦点があった場合の自動合焦の
高速化に寄与する。そして、課題(2)についての対策
としては、単純に「第1回目の走査と第2の回目の走査
に分けるメリットがないと予測される場合には、走査開
始点を一方の端点まで移動させて他方の端点へ向けて走
査を開始する」ということになる。具体的には、初動位
置Poから近い方の端点までの距離(Fs)が第2の所
定量としての所定値(Fs1)よりも小さい場合には、
全フォーカス範囲の途中からの走査をせずに、図7に示
すように、素直にその近い方の端点まで移動させた後
に、遠い方の端点に向かって走査を開始させるようなシ
ーケンスを用いる(請求項3、請求項9、請求項15お
よび請求項20に対応)。
【0069】このようにすることにより、不連続な分割
走査による高速化のメリットがないと予想される状況の
もとでは、より確実な全域連続走査を実施することにな
り、合焦精度を犠牲にする状況の発生を低減させること
ができる。次に、上述の第1の所定量であるフォーカス
戻し量(Fr)の設定について説明する。既に説明した
ように、フォーカス戻しによるスタート位置補正によっ
て初動位置近傍を走査する本方式においては、同一被写
体の連続撮影時にその威力を発揮する。逆に言えば、電
源オン直後の1ショット目(厳密には、最初の撮影動作
ではなく、合焦動作として初めてかどうか)では、あま
り意味がないことになるので、シーケンスを変えた方が
賢明である場合が発生する。すなわち、電源オンの直後
は、通常は、「常焦点(パンフォーカス〜一般的に撮影
される被写体の多くが存在する被写体距離であり、通常
は、なるべく絞りを絞り込んで被写界深度が広くなるよ
うにして被写体の多くが被写界深度内となるようにす
る)」位置にフォーカス駆動されるが、この状態で、レ
リーズ操作によって、この常焦点位置近傍を最初に走査
しても、合焦点が存在する可能性は高くない。
【0070】このような場合の対応策として幾つかの処
置が考えられる。まずは、電源オン後の1ショット目は
素直に、走査範囲のいずれか一方の端点から走査を開始
するという方法であり、これは、1ショット目において
は、上述した第2の所定量である所定値Fs1の値を大
きくすることにより、実現される。もう一つは、電源オ
ン後の1ショット目であっても、やはり被写体が存在す
る確率が高いのは常焦点位置の周辺であろうという予測
のもとに、2ショット目以降よりはフォーカス戻し量F
r(第1の所定量)を大きめに設定するという方法であ
る(請求項4、請求項10、請求項16に対応)。前者
は、撮影可能な最至近距離が長めのカメラ(例えば、撮
影可能距離80cm〜∞)において有効であるが、撮影
可能な最至近距離が短めのカメラ(例えば、撮影可能距
離30cm〜∞)では、後者が有効となる。なぜなら
ば、仮に30cmまで撮影可能であっても、実際に30
cm近辺で撮影する状況は、一般の撮影者にとっては、
極めてまれであり、したがって、至近端からの走査では
なく、常焦点位置から特定のフォーカス量を戻した点の
ような特定の距離位置から走査する方が、自動合焦が短
時間で終了する可能性が高くなるからである。これらの
方法によって、電源オン後の1ショット目においてもよ
り適切なAF動作を実施することが可能となる。
【0071】同様にして、2ショット目以降であって
も、前回の合焦結果があまり信用できない場合や、明ら
かに被写体が変化または大きく移動している場合などに
おいても、フォーカス戻し量Frおよび端点から走査を
開始させるかどうかの判定値Fs1の少なくともいずれ
かを適切に設定し直した方が、自動合焦の一層の高速
化、および高精度化を図ることができるはずである。す
なわち、まず、「前回の合焦結果が合焦失敗(AFN
G)」であった場合について考える。合焦走査の結果、
ピークが見つからなかった場合には、やむを得ず常焦点
位置にフォーカス駆動するのが一般的であるが、この場
合にも上述した場合と同様に、この点周辺に被写体が存
在する確率は高くない。したがって、素直に端点からの
合焦走査とするか、またはフォーカス戻し量を大きめに
設定する(請求項4、請求項10および請求項16に対
応)ことが望ましい。これによって、前回に合焦失敗で
あった後においても、一層適切な合焦動作を実施するこ
とができるはずである。
【0072】次に、もっと積極的に「同一被写体の連続
撮影かどうか」を判断して、その結果に応じて、フォー
カス戻し量(Fr)を設定するという手法が考えられ
る。例えば、前回の合焦完了時のAF評価値を記憶して
おいて、今回のAF動作前のAF評価値と比較して、こ
れらがほぼ同一であるならば、被写体が変化していない
と判断し、フォーカス戻し量を比較的小さい値にするこ
とにより初動位置のごく近傍を最初に走査するようにす
ることができる。逆に、AF評価値が全く異なる場合
は、その近傍に合焦点がある可能性は低いので、フォー
カス戻し量を「0」とすると効率的である(請求項5、
請求項11、請求項17に対応)。この場合、上述した
「初回の自動合焦」や「前回の合焦失敗」の場合と同様
に、逆にフォーカス戻し量を(0とする代わりに)大き
めに設定することも、場合によっては有効である。
【0073】さらに高度な手法として、前回の合焦後か
ら継続的にAF評価値を取込むようにして、途中で1回
でも大きな変化があった場合には、被写体が変化したと
判断するようなこともできる(請求項5、請求項11、
請求項17に対応)。いずれの場合も、AF評価値の相
違の程度および変化の度合いによって、被写体の変化の
程度を段階的に判断し、それによってフォーカス戻し量
の値を、細かく設定することも可能であり、このような
制御により、それぞれの状況に応じて、精度および速度
の面で常に最適な自動合焦動作を実施させることができ
る。なお、「被写体が変化していないと判断される場合
は自動合焦動作を実施しない」という手法も、高速化に
おいては有効な方法であるが、どうしても、微妙なピン
トのずれが発生する懸念があり、合焦精度を保つという
観点では、本実施の形態のように狭い範囲であっても走
査を実施し、合焦点を探る方が好ましい場合が多いと思
われる。
【0074】そして、ズーム位置によって、上述した2
つの所定量を示す数値FrおよびFs1の少なくとも一
方を微調整することも有意義である(請求項6、請求項
10、請求項16に対応)。すなわち、通常、ワイド
(Wide:広角〜単焦点)とテレ(Tele:望遠〜
長焦点)では、ワイドの方がフォーカス駆動範囲が狭く
なるため、合焦走査時間としては短くなる。したがっ
て、ワイド状態においては、合焦動作の高速化を最重点
で考える必要が薄いので、より精度重視に数値を変更す
る。例えば、ワイドの時は、極力走査不連続点が発生し
ないように、数値Fs1の値を大き目にとって、多くの
場合で端点からの走査開始となるように設定することが
好ましい。このようにすることにより、ズーム点に応じ
て、精度と速度の釣り合いが取れた自動合焦動作を実現
することができる。なお、ズーム情報検出手段つまり光
学系の焦点距離情報を検出出力する焦点距離出力手段と
しては、光学系1に関連して配設した抵抗板等を用いて
各ズーム点での出力値を検出する手段でもよく、ズーム
域のうちの1点の基準点のみを機械的に検出し、それ以
外はモータパルスをカウントすることによって相対的に
ズーム情報を検出するような手段であっても構わない。
【0075】次に、上述した実施の形態における具体的
な処理の一例を図8および図9に示すフローチャートを
参照して説明する。このフローチャートに示す制御処理
は、主としてシステムコントローラ10において行なわ
れる。ちなみに、このフローチャートにおいては、被写
体の変化を前回のAF評価値との比較により判別する手
法と、ズーム位置検出情報を用いて上述した2つの所定
量を示す数値FrおよびFs1の少なくとも一方を制御
する手法については、反映させていない。まず、図8お
よび図9に示すように、カメラの電源がオンとなると
(ステップ#1)、合焦動作回数の初期化およびフォー
カスレンズ1aの常焦点位置Pjへの移動等の初期設定
がなされ(ステップ#2、ステップ#3)、レリーズ押
圧部Bが半押しされるのを待つ(ステップ#5)。この
ステップ#3とステップ#5との間にAF評価値を継続
的に取得し(ステップ#4)、後にフォーカス戻し量設
定時に「被写体が変化したかどうか?」の判定(ステッ
プ#9、ステップ#10)の材料として用いられる。こ
の時点で、合焦動作が未実施(Nt=0)である場合に
は、この継続的AF評価値は必要ないので、合焦動作回
数Ntの値に応じて、ステップ#4でAF評価値を取得
するか否かを判断するようにしてもよいが、制御の流れ
が煩雑になること、不要の情報を取得しても特に問題は
ないことから、常に取得するようなシーケンスとしてい
る。
【0076】レリーズ押圧部Bの半押しが半押し検出部
13により検出されると(ステップ#5)、引き続き撮
影準備動作に移行する。まず、合焦動作が1回目か?
(ステップ#6)、もしくは前回の合焦動作が合焦失敗
(AFNG)で終了しているか?(ステップ#7)を判
別し、合焦動作が1回目もしくは前回が合焦失敗であっ
た場合には、フォーカス戻し量として値Fr1を選択す
る(ステップ#8)。この値Fr1(電源オン直後に合
焦失敗の後(常焦点位置)におけるフォーカス戻し量
(Po〜Ps))は比較的大きい数値であり、その後の
合焦動作で、まず常焦点中心の広いエリアを走査するよ
うな設定である。合焦動作時間優先という見地におい
て、Fr1の値を、比較的大きい数値ではなく、「0」
に設定することもカメラの構成によってはあり得る。
【0077】さらに、ステップ#9およびステップ#1
0においては、前回の合焦動作時から、被写体が変化し
ているか否かを、3段階に判別し、Frの値をそれぞれ
で設定する。すなわち、完全に被写体が変化していると
判断される場合には、初動位置から戻して走査を実施す
るメリットが少ないため、値Fr=0に設定し(ステッ
プ#11)、逆に、ほぼ同一条件での連続撮影だと判断
される場合には、Frを比較的小さいFr3(前回撮影
と同一シーンであると思われる場合のフォーカス戻し
量)という値に設定する(ステップ#13)。これらの
中間的な場合、すなわち概ね被写体は変化していないと
判断される場合、には、Fr3よりは大きめのFr2
(前回撮影とおおむね同一シーンであると思われる場合
のフォーカス戻し量(Fr1>Fr2>Fr3))とい
う数値に設定される(ステップ#12)。なお、被写体
が変化しているか否かを判別するファクタとして前回合
焦以後の経過時間を含めても良い。すなわち、長時間が
経過していれば被写体が変化している可能性が高いし、
長時間が経過していなければ被写体が変化している可能
性が低いことを判定に利用する。
【0078】次に、初動位置Poがいずれかの端点に近
い場合は、端点まで移動してから合焦走査を開始する方
が高い合焦精度が期待できるため、端点までの近さを判
定する(ステップ#14、ステップ#15)。初回の合
焦動作時や前回合焦失敗(AFNG)時は、いずれもス
テップ#8を通過しており、既に端点から近くないこと
が明確であるが、制御の流れを簡略化するため、同一の
流れの上に戻している。ステップ#15で端点まで近い
と判断された場合は、近い方の端点まで移動し(ステッ
プ#16)、遠い方の端点に向けて合焦走査を開始する
(ステップ#17)。走査途中でピークが検出された場
合は(ステップ#18、ステップ#19)、走査を中断
して、「合焦成功(AFOK)表示」を行った後にピー
ク位置にフォーカスレンズ1aを駆動させる(ステップ
#29)。合焦成功表示および後述する合焦失敗(AF
NG)表示は、通常はファインダ近辺に配置された合焦
発光ダイオード(AFLED)の点灯または点滅によっ
て行われることが多いが、他の方法を採用しても良い。
一方、全域走査してもピークが検出されなかった場合に
は(ステップ#18、ステップ#19)、再度、全域の
AF評価値を検証して、ピークと判断できるポイントが
あるかどうかを判断する(ステップ#27)。
【0079】ここで、ステップ#18のピーク判定は、
偽合焦(間違ったピークに合焦させてしまうこと)を避
けるために、比較的厳しい判定を実施するが、ステップ
#27のピーク判定は、全域のデータを用いて判定する
ため、比較的緩い基準でピークを判定するようになって
いる。ステップ#27でピークありと判断された場合
は、ステップ#18の場合と同様にステップ#29へ進
み、表示動作および合焦動作を実施する。一方、全域走
査でもピークが検出されない場合には、「合焦失敗(A
FNG)」表示を行うとともに、次回に備えて、合焦失
敗(AFNG)であった事実を記憶させ、常焦点位置へ
とフォーカスレンズを駆動させる(ステップ#28)。
一方、ステップ#15で端点まで遠いと判断した場合に
は、設定されているFrの値の分だけフォーカス位置を
遠い方の端点に向かって移動させ(ステップ#20)、
その位置から、近い方の端点に向かって走査を開始する
(ステップ#21)。この場合にも、上述と同様に、走
査中にもピーク判定を実施しながら走査を行ない(ステ
ップ#22、ステップ#23)、端点に到達した場合
は、残りの領域を走査すべく、第1回目の走査(走査
1)の走査開始点まで戻してから、ピーク検出を実施し
つつ(ステップ#25、ステップ#26)、遠い方の端
点まで第1回目の走査(走査1)とは逆方向に第2回目
の走査(走査2)を実施する。ステップ#22またはス
テップ#25のピーク検出においてピークが検出された
場合の挙動は、ステップ#18におけるピーク検出の場
合と同様であり、全域走査が完了(ステップ#26)し
た後の挙動も、ステップ#19の全域走査完了後の挙動
と同様である。次に、ステップ#28またはステップ#
29において合焦結果の表示やフォーカスレンズ1aの
駆動を済ませた後に、レリーズ半押しが継続しているか
?(ステップ#31)、レリーズ押圧部Bが全押しされ
ているか?(ステップ#32)、を半押し検出部13お
よび全押し検出部14を用いて検出する。この際、継続
的にAF評価値を取得し(ステップ#30)、ステップ
#4におけるAF評価値の取得の場合と同様に、次回の
被写体変化の判定(ステップ#9、ステップ#10)で
用いることになる。
【0080】ステップ#31において、レリーズ半押し
解除が検出された場合には、合焦動作回数をアップカウ
ントしてから(ステップ#34)、初めのステップ#5
におけるレリーズ半押し待ち状態へ移行し、あるいは、
ステップ#32においてレリーズ全押しが検出された場
合には、所定の撮影動作を実施した後に(ステップ#3
3)、ステップ#34の合焦動作回数のアップカウン
ト、ステップ#5のレリーズ半押し待ちへと移行する。
いずれの場合にも、フォーカスレンズ1aの位置は、ス
テップ#28またはステップ#29にて設定された合焦
位置もしくは常焦点位置を保ったまま、ステップ#5へ
と移行する。なお、図8および図9においては、煩雑に
なるのを防止するため、合焦動作に係る動作以外の動作
(AEおよびAWB等)についての説明は省略してあ
る。
【0081】以上が本発明の一つの実施の形態によるデ
ィジタルカメラであるが、本発明の主要構成を逸脱しな
い限り、様々な方式と組み合わせることが可能である。
例えば、ピーク検出により合焦走査を中断する/しない
や、第2回目の合焦走査(走査2)の走査方向を第1回
目の合焦走査(走査1)の走査方向と同一とする/逆に
する等々は、対応する機種の特性や要求される性能によ
って、それぞれにメリットがあり、本発明は、いずれに
も対応させることができる。また、上述においては、本
発明による自動合焦方法を用いた自動合焦システムをデ
ィジタルカメラに適用した実施の形態について説明した
が、その他のカメラに適用しても良いし、本発明の自動
合焦方法および自動合焦システムは、カメラに限らず、
他の画像入力装置、例えばイメージスキャナまたは複写
機等、あるいは、光学的観察装置、例えば顕微鏡、望遠
鏡、双眼鏡または内視鏡等、のような被写体像を取得す
る被写体像取得装置に広く適用することができる。
【0082】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、合
焦走査に関連する動作を適正化して無駄な動作を抑制
し、合焦走査の効率および確実性を効果的に向上し得る
カメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自
動合焦方法を提供することができる。すなわち、本発明
の請求項1のカメラによれば、被写体像を所定の結像面
上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映
像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の
全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮
像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動
することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態
を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によ
って得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦
評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス
作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆
動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数
の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正
な値となる合焦点を探索し、前記フォーカス作動手段を
前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御
手段とを有し、且つ前記合焦制御手段が、前記フォーカ
ス作動手段の初動位置から所定の方向に第1の所定量だ
け移動させた点から、前記所定の方向とは逆の方向に向
かって走査を開始するように、前記走査の走査開始点お
よび走査方向を設定する第1の走査制御手段を含むこと
により、合焦走査に関連する動作を適正化して無駄な動
作を抑制し、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連
続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率およ
び合焦の確実性を向上することが可能となる。
【0083】また、本発明の請求項2のカメラによれ
ば、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向を、当
該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置から遠い
側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走
査の効率を一層高めることが可能となる。
【0084】本発明の請求項3のカメラによれば、被写
体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系
と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段
と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光
学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれ
かを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上
の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段
と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦
状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手
段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の
少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出
手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、
合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記
フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合
わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御
手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該
走査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に、
前記近い側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端
点へ向かって走査を開始するように、前記走査の走査開
始点および走査方向を設定する第2の走査制御手段を含
むことにより、特に、初動位置が合焦走査範囲の端部に
近い場合の合焦走査の効率を一層高めることが可能とな
る。
【0085】本発明の請求項4のカメラによれば、次に
行われる合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦動作
か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判別手
段と、前記合焦動作において、合焦点が検出されたか否
かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手段とのうち
の少なくともいずれか一方と、前記第1の所定量および
前記第2の所定量のうちの少なくとも一方を、前記動作
回数判別手段の判別結果に応じて可変制御する第3の走
査制御手段と、前記第1の所定量および前記第2の所定
量のうちの少なくとも一方を、前記動作結果記憶手段に
記憶されている前回の合焦動作時における動作結果に基
づいて可変制御する第4の走査制御手段とのうちの少な
くともいずれか一方とを、前記合焦制御手段が含むこと
により、特に、被写体が同一の被写体で且つ同一の状況
でに近い可能性の程度に対応させて合焦走査の効率およ
び合焦の確実性を一層向上することが可能となる。
【0086】本発明の請求項5のカメラによれば、前記
合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶する評価値
記憶手段と、装置電源投入状態において常時継続的に合
焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記憶手段との
うちの少なくともいずれか一方と、前記第1の所定量
を、前記評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動
作時における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開始時
における合焦評価値との比較結果に応じて可変制御する
第5の走査制御手段と、前記第1の所定量を、前記継続
評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時
から当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系
列的な変化状況に応じて可変制御する第6の走査制御手
段とのうちの少なくともいずれか一方とを、前記合焦制
御手段が含むことにより、特に、被写体が同一の被写体
で且つ同一の状況に近い可能性の程度にさらに的確に対
応させて合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上
することが可能となる。
【0087】本発明の請求項6のカメラによれば、前記
撮影光学系が、焦点距離可変の光学系であるとともに、
その焦点距離に関する焦点距離情報を出力する焦点距離
出力手段を含み、且つ前記合焦制御手段が、前記第1の
所定量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一方
を、前記焦点距離出力手段による焦点距離情報に応じて
可変制御する第7の走査制御手段を含むことにより、特
に、さらに光学系の焦点距離変化にも的確に対応させて
合焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上すること
が可能となる。
【0088】本発明の請求項7の被写体像取得装置によ
れば、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被
写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るため
の像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写
体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前
記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合
焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出
手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的
の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検
出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査によ
り、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、
前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピン
ト合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦
制御手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から所
定の方向に第1の所定量だけ移動させた点から、前記所
定の方向とは逆の方向に向かって走査を開始するよう
に、前記走査の走査開始点および走査方向を設定する第
1の走査制御手段を含むことにより、特に、同一の被写
体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際にお
ける合焦走査の効率および合焦の確実性を向上すること
が可能となる。
【0089】本発明の請求項8の被写体像取得装置によ
れば、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向を、
当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置から遠
い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦
走査の効率を一層高めることが可能となる。
【0090】本発明の請求項9による被写体像取得装置
は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写
体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための
像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体
像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記
像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦
状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手
段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の
少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出
手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、
合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記
フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合
わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御
手段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該
走査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に、
前記近い側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端
点へ向かって走査を開始するように、前記走査の走査開
始点および走査方向を設定する第2の走査制御手段を含
むことにより、特に、初動位置が合焦走査範囲の端部に
近い場合の合焦走査の効率を一層高めることが可能とな
る。
【0091】本発明の請求項10の被写体像取得装置に
よれば、次に行われる合焦動作が装置電源投入後の1回
目の合焦動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動
作回数判別手段、前記合焦動作において、合焦点が検出
されたか否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手
段、および前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離
情報を出力する焦点距離出力手段のうちの少なくともい
ずれかと、前記第1の所定量および前記第2の所定量の
うちの少なくとも一方を、前記動作回数判別手段の判別
結果、前記動作結果記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における動作結果、および前記焦点距離出力手
段による焦点距離情報のうちの少なくともいずれかに基
づいて可変制御する第3の走査制御手段とを、前記合焦
制御手段が含むことにより、特に、被写体が同一の被写
体で且つ同一の状況に近い可能性の程度に対応させて合
焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上することが
可能となる。
【0092】本発明の請求項11の被写体像取得装置に
よれば、前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記
憶する評価値記憶手段、および装置電源投入状態におい
て常時継続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評
価値記憶手段のうちの少なくとも一方と、前記第1の所
定量を、前記評価値記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開
始時における合焦評価値との比較結果、および前記継続
評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時
から当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系
列的な変化状況の少なくとも一方に基づいて可変制御す
る第4の走査制御手段とを、前記合焦制御手段が含むこ
とにより、特に、被写体が同一の被写体で且つ同一の状
況に近い可能性の程度にさらに的確に対応させて合焦走
査の効率および合焦の確実性を一層向上することが可能
となる。
【0093】本発明の請求項12の被写体像取得装置に
よれば、前記被写体像取得装置が、カメラと、イメージ
スキャナおよび複写機を含む画像入力装置と、顕微鏡、
望遠鏡、双眼鏡および内視鏡を含む光学的観察装置との
うちのいずれかであることにより、特に、種々の装置と
しての被写体像取得装置を提供することが可能となる。
【0094】本発明の請求項13の自動合焦システムに
よれば、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作
動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態
の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段
と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少
なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手
段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合
焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フ
ォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わ
せを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手
段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から所定の方
向に第1の所定量だけ走査開始位置を移動させる手段
と、前記走査開始位置から前記所定の方向とは逆の方向
に向かって走査を開始させる手段とを有する第1の走査
制御手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ
同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦
走査の効率および合焦の確実性を向上することが可能と
なる。
【0095】本発明の請求項14の自動合焦システムに
よれば、前記第1の走査制御手段が、前記所定の方向
を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置か
ら遠い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、
合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【0096】本発明の請求項15の自動合焦システムに
よれば、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作
動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態
の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段
と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少
なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手
段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合
焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フ
ォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わ
せを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手
段が、前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該走
査範囲の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側の
端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合には、
走査開始位置を前記近い側の端点へ移動させる手段と、
前記走査開始位置の移動後に、該端点から他の端点へ向
かって走査を開始させる手段とを有する第2の走査制御
手段を含むことにより、特に、初動位置が合焦走査範囲
の端部に近い場合の合焦走査の効率を一層高めることが
可能となる。
【0097】本発明の請求項16の自動合焦システムに
よれば、次に行われる合焦動作が装置電源投入後の1回
目の合焦動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動
作回数判別手段、前記合焦動作において、合焦点が検出
されたか否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手
段、および前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離
情報を出力する焦点距離出力手段のうちの少なくともい
ずれかと、前記第1の所定量および前記第2の所定量の
うちの少なくとも一方を、前記動作回数判別手段の判別
結果、前記動作結果記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における動作結果、および前記焦点距離出力手
段による焦点距離情報のうちの少なくともいずれかに基
づいて可変制御する第3の走査制御手段とを、前記合焦
制御手段が含むことにより、特に、被写体が同一の被写
体で且つ同一の状況に近い可能性の程度に対応させて合
焦走査の効率および合焦の確実性を一層向上することが
できる。
【0098】本発明の請求項17の自動合焦システムに
よれば、前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記
憶する評価値記憶手段、および装置電源投入状態におい
て常時継続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評
価値記憶手段のうちの少なくとも一方と、前記第1の所
定量を、前記評価値記憶手段に記憶されている前回の合
焦動作時における最終的な合焦評価値と当該合焦動作開
始時における合焦評価値との比較結果、および前記継続
評価値記憶手段に記憶されている前回の合焦動作終了時
から当該合焦動作開始時に至るまでの合焦評価値の時系
列的な変化状況の少なくとも一方に基づいて可変制御す
る第4の走査制御手段とを、前記合焦制御手段が含むこ
とにより、特に、被写体が同一の被写体で且つ同一の状
況に近い可能性の程度にさらに的確に対応させて合焦走
査の効率および合焦の確実性を一層向上することが可能
となる。
【0099】本発明の請求項18の自動合焦方法によれ
ば、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じ
た被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を
求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走
査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を
探索してピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査
の初動位置から所定の方向に第1の所定量だけ走査開始
位置を移動させる走査開始点設定ステップと、前記走査
開始位置から前記所定の方向とは逆の方向に向かって走
査を開始させる走査開始ステップとを有することによ
り、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰
り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の
確実性を向上することが可能となる。
【0100】本発明の請求項19の自動合焦方法によれ
ば、前記走査開始点設定ステップが、前記所定の方向
を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位置か
ら遠い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含む
ことにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることが
可能となる。
【0101】本発明の請求項20の自動合焦方法によれ
ば、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じ
た被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を
求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なく
とも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走
査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を
探索してピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査
の初動位置から、当該走査範囲の両側の端点のうちの、
前記初動位置に近い側の端点までの距離が第2の所定量
よりも小さいか否かを判別する走査位置判別ステップ
と、前記合焦走査の初動位置から前記初動位置に近い側
の端点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合に
は、走査開始位置を前記近い側の端点へ移動させる走査
開始点設定ステップと、前記走査開始位置の移動後に、
該端点から他の端点へ向かって走査を開始させる走査開
始ステップとを有することにより、特に、初動位置が合
焦走査範囲の端部に近い場合の合焦走査の効率を一層高
めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係るディジタルカ
メラの構成を模式的に示すブロック図である。
【図2】図1のディジタルカメラの第1の状態における
合焦動作を説明するための模式図である。
【図3】図1のディジタルカメラの第2の状態における
合焦動作を説明するための模式図である。
【図4】図1のディジタルカメラの第3の状態における
合焦動作を説明するための模式図である。
【図5】図1のディジタルカメラの第4の状態における
合焦動作を説明するための模式図である。
【図6】図1のディジタルカメラの第5の状態における
合焦動作を説明するための模式図である。
【図7】図1のディジタルカメラの第6の状態における
合焦動作を説明するための模式図である。
【図8】図1のディジタルカメラの合焦動作の制御の流
れの一部を説明するためのフローチャートである。
【図9】図1のディジタルカメラの合焦動作の制御の流
れの残部を説明するためのフローチャートである。
【図10】従来の最も基本的なディジタルカメラの第1
の状態における合焦動作を説明するための模式図であ
る。
【図11】図10と同様の従来の最も基本的なディジタ
ルカメラの第2の状態における合焦動作を説明するため
の模式図である。
【図12】高速化を図った従来の第1のディジタルカメ
ラの第1の状態における合焦動作を説明するための模式
図である。
【図13】図12の従来のディジタルカメラの第2の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図14】図12の従来のディジタルカメラの第3の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図15】高速化を図った従来の第2のディジタルカメ
ラの第1の状態における合焦動作を説明するための模式
図である。
【図16】図15の従来のディジタルカメラの第2の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図17】図15の従来のディジタルカメラの第3の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図18】高速化を図った従来の(特開平5−2410
66号公報に示された)第3のディジタルカメラの第1
の状態における合焦動作を説明するための模式図であ
る。
【図19】図18の従来のディジタルカメラの第2の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図20】図18の従来のディジタルカメラの第3の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図21】図18の従来のディジタルカメラの第4の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図22】図18の従来のディジタルカメラの第5の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図23】図18の従来のディジタルカメラの第6の状
態における合焦動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
1 光学系 1a フォーカスレンズ(フォーカシングレンズ) 1b ズームレンズ(ズーミングレンズ) 1c 対物レンズ 2 シャッタ/絞り部 3 フォーカス駆動系 4 ズーム駆動系 5 シャッタ/絞り駆動系 6 ローパスフィルタ(LPF) 7 撮像素子 8 A/D(アナログ−ディジタル)変換器 9 画像処理部 10 システムコントローラ 11 メモリ群 12 表示部 13 半押し検出部 14 全押し検出部 15 受光部 16 ストロボ発光部 17 ストロボ制御部 18 カメラ操作部 19 レリーズ押圧部 B レリーズ押圧部 U 鏡胴ユニット
───────────────────────────────────────────────────── 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) H04N 5/232 G03B 3/00 A Fターム(参考) 2H011 BA31 BB04 2H044 BA07 DA01 DA02 DC00 DC02 2H051 AA01 BA45 CB22 DA08 DA39 EA09 5C022 AA00 AA09 AA13 AB28 AC01 AC42 AC54 AC69 AC74

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体像を所定の結像面上に結像させる
    ための撮影光学系と、 前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、 前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手
    段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれか
    を、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の
    被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段
    と、 前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態
    の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段
    と、 前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
    とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
    作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
    価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
    カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
    行なう合焦制御手段とを有するカメラであって、 前記合焦制御手段は、 前記フォーカス作動手段の初動位置から所定の方向に第
    1の所定量だけ移動させた点から、前記所定の方向とは
    逆の方向に向かって走査を開始するように、前記走査の
    走査開始点および走査方向を設定する第1の走査制御手
    段を含むことを特徴とするカメラ。
  2. 【請求項2】 前記第1の走査制御手段は、前記所定の
    方向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位
    置から遠い側の端点へ向かう方向とすることを特徴とす
    る請求項1に記載のカメラ。
  3. 【請求項3】 被写体像を所定の結像面上に結像させる
    ための撮影光学系と、 前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、 前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手
    段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれか
    を、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の
    被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段
    と、 前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態
    の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段
    と、 前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
    とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
    作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
    価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
    カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
    行なう合焦制御手段とを有するカメラであって、 前記合焦制御手段は、 前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該走査範囲
    の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側の端点ま
    での距離が第2の所定量よりも小さい場合に、前記近い
    側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端点へ向か
    って走査を開始するように、前記走査の走査開始点およ
    び走査方向を設定する第2の走査制御手段を含むことを
    特徴とするカメラ。
  4. 【請求項4】 前記合焦制御手段は、 次に行われる合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦
    動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判
    別手段と、前記合焦動作において、合焦点が検出された
    か否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手段との
    うちの少なくともいずれか一方と、 前記第1の所定量および前記第2の所定量のうちの少な
    くとも一方を、前記動作回数判別手段の判別結果に応じ
    て可変制御する第3の走査制御手段と、前記第1の所定
    量および前記第2の所定量のうちの少なくとも一方を、
    前記動作結果記憶手段に記憶されている前回の合焦動作
    時における動作結果に基づいて可変制御する第4の走査
    制御手段とのうちの少なくともいずれか一方とを含むこ
    とを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1
    項に記載のカメラ。
  5. 【請求項5】 前記合焦制御手段は、 前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶する評
    価値記憶手段と、装置電源投入状態において常時継続的
    に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記憶手段
    とのうちの少なくともいずれか一方と、 前記第1の所定量を、前記評価値記憶手段に記憶されて
    いる前回の合焦動作時における最終的な合焦評価値と当
    該合焦動作開始時における合焦評価値との比較結果に応
    じて可変制御する第5の走査制御手段と、前記第1の所
    定量を、前記継続評価値記憶手段に記憶されている前回
    の合焦動作終了時から当該合焦動作開始時に至るまでの
    合焦評価値の時系列的な変化状況に応じて可変制御する
    第6の走査制御手段とのうちの少なくともいずれか一方
    とを含むことを特徴とする請求項1〜請求項4のうちの
    いずれか1項に記載のカメラ。
  6. 【請求項6】 前記撮影光学系は、焦点距離可変の光学
    系であるとともに、その焦点距離に関する焦点距離情報
    を出力する焦点距離出力手段を含み、且つ前記合焦制御
    手段は、前記第1の所定量および前記第2の所定量のう
    ちの少なくとも一方を、前記焦点距離出力手段による焦
    点距離情報に応じて可変制御する第7の走査制御手段を
    含むことを特徴とする請求項1〜請求項5のうちのいず
    れか1項に記載のカメラ。
  7. 【請求項7】 被写体像を取得するための像取得手段
    と、 前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得
    るための像情報取得手段と、 前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化
    させるフォーカス作動手段と、 前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から
    合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検
    出手段と、 前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
    とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
    作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
    価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
    カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
    行なう合焦制御手段とを有する被写体像取得装置であっ
    て、 前記合焦制御手段は、 前記フォーカス作動手段の初動位置から所定の方向に第
    1の所定量だけ移動させた点から、前記所定の方向とは
    逆の方向に向かって走査を開始するように、前記走査の
    走査開始点および走査方向を設定する第1の走査制御手
    段を含むことを特徴とする被写体像取得装置。
  8. 【請求項8】 前記第1の走査制御手段は、前記所定の
    方向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動位
    置から遠い側の端点へ向かう方向とすることを特徴とす
    る請求項7に記載の被写体像取得装置。
  9. 【請求項9】 被写体像を取得するための像取得手段
    と、 前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得
    るための像情報取得手段と、 前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化
    させるフォーカス作動手段と、 前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から
    合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検
    出手段と、 前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
    とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
    作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
    価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
    カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
    行なう合焦制御手段とを有する被写体像取得装置であっ
    て、 前記合焦制御手段は、 前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該走査範囲
    の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側の端点ま
    での距離が第2の所定量よりも小さい場合に、前記近い
    側の端点へ移動させた後に、該端点から他の端点へ向か
    って走査を開始するように、前記走査の走査開始点およ
    び走査方向を設定する第2の走査制御手段を含むことを
    特徴とする被写体像取得装置。
  10. 【請求項10】 前記合焦制御手段は、 次に行われる合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦
    動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判
    別手段、前記合焦動作において、合焦点が検出されたか
    否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手段、およ
    び前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離情報を出
    力する焦点距離出力手段のうちの少なくともいずれか
    と、 前記第1の所定量および前記第2の所定量のうちの少な
    くとも一方を、前記動作回数判別手段の判別結果、前記
    動作結果記憶手段に記憶されている前回の合焦動作時に
    おける動作結果、および前記焦点距離出力手段による焦
    点距離情報のうちの少なくともいずれかに基づいて可変
    制御する第3の走査制御手段とを含むことを特徴とする
    請求項7〜請求項9のうちのいずれか1項に記載の被写
    体像取得装置。
  11. 【請求項11】 前記合焦制御手段は、 前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶する評
    価値記憶手段、および装置電源投入状態において常時継
    続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記憶
    手段のうちの少なくとも一方と、 前記第1の所定量を、前記評価値記憶手段に記憶されて
    いる前回の合焦動作時における最終的な合焦評価値と当
    該合焦動作開始時における合焦評価値との比較結果、お
    よび前記継続評価値記憶手段に記憶されている前回の合
    焦動作終了時から当該合焦動作開始時に至るまでの合焦
    評価値の時系列的な変化状況の少なくとも一方に基づい
    て可変制御する第4の走査制御手段とを含むことを特徴
    とする請求項7、請求項8、および請求項10のうちの
    いずれか1項に記載の被写体像取得装置。
  12. 【請求項12】 前記被写体像取得装置は、カメラと、
    イメージスキャナおよび複写機を含む画像入力装置と、
    顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡および内視鏡を含む光学的観察
    装置とのうちのいずれかであることを特徴とする請求項
    7〜請求項11のうちのいずれか1項に記載の被写体像
    取得装置。
  13. 【請求項13】 被写体像の合焦状態を変化させるフォ
    ーカス作動手段と、 被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安とな
    る合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、 前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
    とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
    作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
    価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
    カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
    行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段
    は、 前記フォーカス作動手段の初動位置から所定の方向に第
    1の所定量だけ走査開始位置を移動させる手段と、前記
    走査開始位置から前記所定の方向とは逆の方向に向かっ
    て走査を開始させる手段とを有する第1の走査制御手段
    を含むことを特徴とする自動合焦システム。
  14. 【請求項14】 前記第1の走査制御手段は、前記所定
    の方向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記初動
    位置から遠い側の端点へ向かう方向とすることを特徴と
    する請求項13に記載の自動合焦システム。
  15. 【請求項15】 被写体像の合焦状態を変化させるフォ
    ーカス作動手段と、 被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安とな
    る合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、 前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なく
    とも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を
    作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評
    価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記フォー
    カス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを
    行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段
    は、 前記フォーカス作動手段の初動位置から、当該走査範囲
    の両側の端点のうちの、前記初動位置に近い側の端点ま
    での距離が第2の所定量よりも小さい場合には、走査開
    始位置を前記近い側の端点へ移動させる手段と、前記走
    査開始位置の移動後に、該端点から他の端点へ向かって
    走査を開始させる手段とを有する第2の走査制御手段を
    含むことを特徴とする自動合焦システム。
  16. 【請求項16】 前記合焦制御手段は、 次に行われる合焦動作が装置電源投入後の1回目の合焦
    動作か、2回目以降の合焦動作かを判別する動作回数判
    別手段、前記合焦動作において、合焦点が検出されたか
    否かを示す動作結果を記憶する動作結果記憶手段、およ
    び前記像取得手段の焦点距離に関する焦点距離情報を出
    力する焦点距離出力手段のうちの少なくともいずれか
    と、 前記第1の所定量および前記第2の所定量のうちの少な
    くとも一方を、前記動作回数判別手段の判別結果、前記
    動作結果記憶手段に記憶されている前回の合焦動作時に
    おける動作結果、および前記焦点距離出力手段による焦
    点距離情報のうちの少なくともいずれかに基づいて可変
    制御する第3の走査制御手段とを含むことを特徴とする
    請求項13〜請求項15のうちのいずれか1項に記載の
    自動合焦システム。
  17. 【請求項17】 前記合焦制御手段は、 前記合焦動作における最終的な合焦評価値を記憶する評
    価値記憶手段、および装置電源投入状態において常時継
    続的に合焦評価値を取得し且つ記憶する継続評価値記憶
    手段のうちの少なくとも一方と、 前記第1の所定量を、前記評価値記憶手段に記憶されて
    いる前回の合焦動作時における最終的な合焦評価値と当
    該合焦動作開始時における合焦評価値との比較結果、お
    よび前記継続評価値記憶手段に記憶されている前回の合
    焦動作終了時から当該合焦動作開始時に至るまでの合焦
    評価値の時系列的な変化状況の少なくとも一方に基づい
    て可変制御する第4の走査制御手段とを含むことを特徴
    とする請求項13、請求項14、および請求項16のう
    ちのいずれか1項に記載の自動合焦システム。
  18. 【請求項18】 被写体像の合焦状態を変化させ且つ被
    写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる
    合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間
    欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値
    を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値と
    なる合焦点を探索してピント合わせを行なうにあたり、 前記合焦走査の初動位置から所定の方向に第1の所定量
    だけ走査開始位置を移動させる走査開始点設定ステップ
    と、 前記走査開始位置から前記所定の方向とは逆の方向に向
    かって走査を開始させる走査開始ステップとを有するこ
    とを特徴とする自動合焦方法。
  19. 【請求項19】 前記走査開始点設定ステップは、前記
    所定の方向を、当該走査範囲の両側の端点のうちの前記
    初動位置から遠い側の端点へ向かう方向に設定するステ
    ップを含むことを特徴とする請求項18に記載の自動合
    焦方法。
  20. 【請求項20】 被写体像の合焦状態を変化させ且つ被
    写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる
    合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間
    欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値
    を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値と
    なる合焦点を探索してピント合わせを行なうにあたり、 前記合焦走査の初動位置から、当該走査範囲の両側の端
    点のうちの、前記初動位置に近い側の端点までの距離が
    第2の所定量よりも小さいか否かを判別する走査位置判
    別ステップと、 前記合焦走査の初動位置から前記初動位置に近い側の端
    点までの距離が第2の所定量よりも小さい場合には、走
    査開始位置を前記近い側の端点へ移動させる走査開始点
    設定ステップと、 前記走査開始位置の移動後に、該端点から他の端点へ向
    かって走査を開始させる走査開始ステップとを有するこ
    とを特徴とする自動合焦方法。
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