JP2006003471A - 自動焦点調整装置及び当該自動焦点装置を有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影モード（記録方式）に応じて、確実に合焦状態を実現することができる自動焦点調整装置及び撮像装置を提供する。
【解決手段】 被写体を反映する被写体光束の焦点を調整する自動焦点調整装置であって、前記被写体光束から第１の映像信号を生成する第１の信号生成手段と、前記第１の映像信号から少なくとも２つ以上の異なる記録フォーマットに対応した第２の映像信号を生成する第２の信号生成手段と、前記第１の映像信号又は前記第２の映像信号から画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値を生成する評価値生成手段と、前記ＡＦ評価値が最大となるように前記焦点の位置を調節する焦点調節部材を制御する制御手段と、前記記録フォーマットに応じて前記評価値生成手段の特性を変更する第１の変更手段とを有することを特徴とする自動焦点調整装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、撮像装置に係り、特に、撮像装置の自動焦点調節に関する。本発明は、例えば、記録信号のフォーマットに応じて最適なオートフォーカス制御を行う自動焦点装置及び撮像装置に好適である。

近年、ビデオカメラの自動焦点（ＡＦ：オートフォーカス）装置は、撮像素子（例えば、ＣＣＤ）等を介して被写体像を光電変換して得られる映像信号から画面の鮮鋭度を検出してＡＦ評価値とし、かかるＡＦ評価値が最大となるようにフォーカスレンズの位置を制御して焦点の調節を行う方式が主流となっている。

ＡＦ評価値としては、一般に、バンドパスフィルタによって抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いている。これは、通常の被写体を撮影した場合、図１１に示すように、焦点が合ってくる（合焦点に近づく）につれてＡＦ評価値が大きくなり、そのレベルが最大になる点を合焦位置とするものである。なお、ＡＦ評価値の特性として、映像信号の帯域に対してバンドパスフィルタの中心周波数を高くするとグラフの形状が急峻となり、中心周波数を低くするとグラフの形状がなだらかになることが知られている。ここで、図１１は、映像信号の高周波成分と低周波成分におけるＡＦ評価値とフォーカスレンズの位置との関係を示すグラフであって、縦軸にＡＦ評価値を、横軸にフォーカスレンズの位置を採用している。

ＡＦ評価値を抽出するバンドパスフィルタの周波数特性は、合焦点前後にフォーカスレンズを焦点深度以内動かすことで十分なＡＦ評価値の変動（減少）が得られ明確にＡＦ評価値のピークを認識することができ、且つ、合焦点から遠ざかる方向にフォーカスレンズが移動している場合でも焦点深度程度のフォーカスレンズの移動でＡＦ評価値の明確な差分が得られ合焦方向が分かるように決められている。

一方、記録方式においては、従来のＳＤフォーマット（７２０Ｈ×４８０Ｖ）の記録方式に加え、より高精細なＨＤフォーマット（１４４０Ｈ×１０８０Ｖ）の記録方式が提案されている。このようなフォーマットに対して、ＣＣＤの全てのエリアからＨＤフォーマットの映像信号を、ＣＣＤの一部のエリアから縮小処理を施してＳＤフォーマットの映像信号を生成し、記録するビデオカメラが提案されている。このような記録方式の異なる撮影モードを有するビデオカメラにおいては、ＨＤフォーマットの映像信号から同一の処理を行い、ＡＦ評価値を生成してフォーカスレンズの位置を制御し、焦点位置の調節を行う（ＡＦ制御）方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１０７３５９号公報

しかしながら、特許文献１に提案されている方法は、記録される映像信号がＨＤフォーマットであっても、ＳＤフォーマットであっても同一の処理を行ってＡＦ評価値を生成し、ＡＦ制御を行っている。従って、ＨＤフォーマットに合わせた周波数特性のバンドパスフィルタを、合焦点前後にフォーカスレンズをＨＤフォーマットの焦点深度で駆動してもＡＦ評価値の変化（減少）が得られピークが認識できるように設定し、ＡＦ制御もそれに合わせてフォーカス移動量や評価値の変化の判定等を設定することになる。

しかし、ＳＤフォーマットは、画像を縮小して表示するため、画面上でボケを認識できるフォーカス移動量が、ＨＤフォーマットよりも大きくなる。従って、ＳＤフォーマットの映像信号の表示画面では、ＨＤフォーマットの映像信号の表示画面と比較して、同一のフォーカス移動量でボケの変化が見えにくく、撮影者がＡＦの動きを認識しにくくなる。換言すれば、ＳＤフォーマット時にＨＤフォーマットと同様なＡＤ動作を行うと、ＡＦの対応に対する使用感が著しく低下してしまう。

また、ＳＤフォーマットのＡＦ評価値の生成処理をＨＤフォーマットに合わせると、バンドパスフィルタの中心周波数が高く、従来のＳＤフォーマットのＡＦ評価値よりも急峻な特性となり、大ボケ時に合焦点の方向が判別しにくく、他のＳＤフォーマット専用の機種に比べてＡＦ性能が劣ることになる。

一方、ＳＤフォーマットに合わせた周波数特性のバンドパスフィルタを用いると、ＡＦ評価値のフォーカスレンズ位置に対する形状がブロードになり、ＨＤフォーマットの焦点深度内では合焦点前後にフォーカスレンズを駆動しても、合焦点が明確に認識できないといったことが生じる。

従って、ＨＤフォーマットにはＨＤフォーマットに最適なＡＦ評価値が、ＳＤフォーマットにはＳＤフォーマットに最適なＡＦ評価値が必要となるが、従来、フォーマットに応じて最適なＡＦ評価値を生成することができる撮像装置及び／又はＡＦ装置は存在していなかった。

そこで、本発明は、このような従来の課題を解決し、撮影モード（記録方式）に応じて、確実に合焦状態を実現することができる自動焦点調整装置及び撮像装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての自動焦点調整装置は、被写体を反映する被写体光束の焦点を調整する自動焦点調整装置であって、前記被写体光束から第１の映像信号を生成する第１の信号生成手段と、前記第１の映像信号から少なくとも２つ以上の異なる記録フォーマットに対応した第２の映像信号を生成する第２の信号生成手段と、前記第１の映像信号又は前記第２の映像信号から画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値を生成する評価値生成手段と、前記ＡＦ評価値が最大となるように前記焦点の位置を調節する焦点調節部材を制御する制御手段と、前記記録フォーマットに応じて前記評価値生成手段の特性を変更する第１の変更手段とを有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての撮像装置は、上述の自動焦点調整装置を有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての制御方法は、被写体を反映する被写体光束から画像を生成し、前記画像を少なくとも２つ以上の異なる記録フォーマットで記録可能な露光装置において、前記被写体光束の焦点を合焦状態に制御する制御方法であって、前記画像を記録する際の前記記録フォーマットを取得するステップと、前記取得ステップで取得した前記記録フォーマットに応じて、最適な前記画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値を設定するステップと、前記ＡＦ評価値が最大となるように前記焦点の位置を移動させるステップとを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、撮影モード（記録方式）に応じて、確実に合焦状態を実現することができる自動焦点調整装置及び撮像装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の撮像装置１の概略ブロック図である。

図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は第１群レンズ１０１及び変倍レンズ１０２を透過する光量を制御する光量調節手段としての絞り（露出手段）、１０４は固定の第２群レンズ、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ（以下、「フォーカスレンズ」と称する。）である。

１０６は第１群レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２群レンズ１０４及びフォーカスレンズ１０５を透過した被写体像が結像し、これを光電変換するＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、「ＣＣＤ」と称する。）である。本実施形態のＣＣＤ１０６は、図２に示すように、ＨＤフォーマットに十分な画素を有し、アスペクト比は１６：９である。ここで、図２は、撮像装置１のＣＣＤ１１６を示す概略平面図である。

図２を参照するに、ＣＣＤ１０６は、ＳＤフォーマット及びＨＤフォーマットに対して、例えば、１６：９（アスペクト比）のエリア（１４４０Ｈ×１０８０Ｖ）からＨＤフォーマット（１４４０Ｈ×１０８０Ｖ）の映像信号を、４：３（アスペクト比）のエリア（例えば、１０８０Ｈ×１０８０Ｖ）から縮小処理を施してＳＤフォーマット（７２０Ｈ×４８０Ｖ）の映像信号を生成することができる。

１０７は所定のタイミングでＣＣＤ１０６を駆動するタイミング信号を発生するパルス発生器（タイミングジェネレータ（ＴＧ））である。１０８はＣＣＤ１０６によって光電変換された電気信号をサンプリング及びゲイン調整した後、デジタル画像信号に変換する（デジタル化）ＣＤＳ／ＡＧＣ／Ａ／Ｄコンバーター（以下、「Ａ／Ｄコンバーター」と称する。）である。

１０９はＡ／Ｄコンバーター１０８の出力からＨ方向について、後述するカメラ信号処理回路１１０で使用する領域の信号のみ（例えば、ＨＤフォーマットでは、１Ｈ：１４４０画素全てを、ＳＤフォーマットでは、１Ｈ：１０８０画素のみ）を切り出すと共に、クロックのタイミングを合わせるＦＩＦＯメモリである。

１１０はカメラ信号処理回路であって、ＦＩＦＯメモリ１０９からの出力信号を後述する記録装置１１１に対応した信号に処理する。カメラ信号処理回路１１０は、例えば、ＨＤフォーマットでは１４４０Ｈ×１０８０Ｖの映像信号を、ＳＤフォーマットでは縮小処理を行い７２０Ｈ×４８０Ｖの映像信号を生成する。

１１１は磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等からなる画像データを記録する記録装置、１１２は記録モードをＨＤフォーマット又はＳＤフォーマットに切り換える切り換えスイッチである。

１１３はフォーカスレンズ１０５を駆動させるためのアクチュエータであるモータ、１１４はモータ１１３を後述する制御部１１５からの信号により駆動するドライバである。

１１５はＦＩＦＯメモリ１０９の出力信号中から焦点検出に用いられる高周波成分を抽出するＡＦ評価値処理回路、１１６はＡＦ評価値処理回路１１５の出力信号に基づいて、ドライバ１１４を制御し、フォーカスレンズ１０５を駆動する制御部である。

以下、撮像装置１の撮像動作について説明する。まず、撮像装置１の第１群レンズ１０１及び変倍レンズ１０２を透過した被写体光束は絞り１０３によってその光量が調整された後、第２群レンズ１０４及びフォーカスレンズ１０５を介してＣＣＤ１０６の受光面に結像される。この被写体像は、ＣＣＤ１０６による光電変換処理により電気的な信号に変換されＡ／Ｄコンバーター１０８に出力される。Ａ／Ｄコンバーター１０８では、入力された信号に対して各種の信号処理を処理を施し、所定の画像信号を生成すると共に、デジタル信号（画像データ）に変換される。

Ａ／Ｄコンバーター１０８から出力されたデジタル信号は、ＦＩＦＯメモリ１０９において、信号処理回路１１０で使用する領域の信号のみが切り出された後、カメラ処理処理回路１１０に送られ、記録装置１１１に対応した信号に処理され、映像信号として記録装置１１１に記録される。

一方、ＦＩＦＯメモリ１０９によって切り出された信号は、上述した信号処理回路１１０とは別にＡＦ評価値処理回路１１５に対しても出力される。まず、ＡＦ評価値処理回路１１５においては、入力された信号を受けて、高周波成分をバンドパスフィルタ等を介して抽出し、ＡＦ評価値信号を算出する。このように、ＡＦ評価値処理回路１１５は、ＡＦ制御を行う工程において、ＣＣＤ１０６によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の機能を有する。

ＴＧ１０７は所定のタイミング信号をＣＣＤ１０６に出力し、ＣＣＤ１０６はこのタイミング信号を受け、これに同期して駆動する。

制御部１１６は、ドライバ１１４を制御することにより、モータ１１３を介してフォーカスレンズ１０５を駆動制御する。即ち、制御部１１６は、ＡＦ評価値処理回路１１５において算出されたＡＦ評価値に基づいて、ドライバ１１４を制御してモータ１１３を駆動し、フォーカスレンズ１０５を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。

以下、図３乃至図９を参照して、撮像装置１の制御部１１６で行われるＡＦ制御について詳細に説明する。図３は、撮像装置１におけるＡＦ制御３００を説明するためのフローチャートである。

まず、制御部１１６は、ＡＦ評価値処理回路１１５内の、後述するフィルタ係数を設定することでバンドパスフィルタの周波数特性を変更するとともに、ＡＦ評価値処理回路１１５よりＡＦ評価値を取り込む（ステップ３０１）。ここで、図４を参照して、フィルタ係数の設定及びＡＦ評価値の取り込みについて説明する。図４は、ステップ３０１のフィルタ係数の設定及びＡＦ評価値の取り込みを詳細なフローチャートである。

まず、撮像装置１がＨＤフォーマットモード又はＳＤフォーマットモードのどちらの撮影モードを選択されているか判断する（ステップ３０１１）。本実施形態では、例示的に、撮像装置１がＨＤフォーマットモードであるか判断しているが、勿論、ＳＤフォーマットモードであるか判断してもよいことは言うまでもない。

撮像装置１の撮影モードがＨＤフォーマットモードであれば、ＨＤフォーマット用のフィルタ設定を行い（ステップ３０１２）、ＳＤフォーマットモードであれば（即ち、ＨＤフォーマットモードでなければ）ＳＤフォーマット用のフィルタ設定を行う（ステップ３０１３）。ここで、フィルタ設定とは、ＡＦ評価値処理回路１１５内のバンドパスフィルタの設定値を変更することである。具体的には、図５に示すような、ＦＩＲ型のデジタルフィルタである場合、ｈ_０乃至ｈ_４を変更することでバンドパスフィルタの設定値の変更を実現することができる。本実施形態では、バンドパスフィルタの構成の一例としてＦＩＲ型のデジタルフィルタを挙げたが、バンドパスフィルタの構成はこれに限らず、ＩＩＲ型やその他のどのような構成であっても構わない。図５は、バンドパスフィルタの構成の一例としてのＦＩＲ型のデジタルフィルタを示す概略ブロック図である。

フィルタの設定の終了後、設定されたフィルタに応じた（即ち、ＨＤフォーマットモード又はＳＤフォーマットモードに対応する）ＡＦ評価値を取り込み（ステップ３０１４）、処理を終了する。例えば、ＨＤフォーマット、ＳＤフォーマットいずれの場合においても、ＡＦ評価値の頂点が一致するようにゲイン調整する。

ステップ３０１１乃至ステップ３０１３によって、ＨＤフォーマットモード又はＳＤフォーマットモードの異なる撮影モードに応じてＡＦ評価値生成処理の特性を変えることが可能となり、それぞれの撮影モードに最適なＡＦ評価値を得ることができる。

従って、ＳＤフォーマットモードでは、従来のＳＤフォーマットと同様なＡＦ評価値の特性が得られるようにバンドフィルタの周波数特性が設定され、ＳＤフォーマット専用の機種と同等のＡＦ性能を実現することができる。

一方、ＨＤフォーマットモードでは、バンドパスフィルタの中心周波数をＳＤフォーマットモードよりも高くし、バンドパスフィルタをＳＤフォーマットのＡＦ評価値より急峻な特性とすることで、合焦点前後にＨＤフォーマットの焦点深度内でフォーカスレンズ１０５を駆動すれば合焦点が明確に認識することが可能となり、確実に合焦状態にすることができる。

フィルタ係数の設定及びＡＦ評価値の取り込みが終了すると、撮像装置１が微小駆動モードであるかどうか判断する（ステップ３０２）。撮像装置１が微小駆動モードであるならば微小駆動処理が行われ（ステップ３０３）、微小駆動モードでなければ後述するステップ３０９に進む。

微小駆動処理は、フォーカスレンズ１０５を画面上で認識できないような微小な振幅で動かすことで、合焦状態であるか、合焦状態でなければどちらの方向にフォーカスレンズ１０５を駆動すれば合焦状態となるか（即ち、どちらの方向に合焦点があるか）を判別する。ここで、図６を参照して、微小駆動処理について説明する。図６は、ステップ３０３の微小駆動処理の詳細なフローチャートである。

図６を参照するに、まず、現在のモードが０であるかどうか判断する（ステップ３０３１）。現在のモードが０であるならば至近側のレンズ位置における処理が行われ、０でなければ後述するステップ３０３４に進む。

至近側のレンズ位置における処理としては、まず、ＡＦ評価値を無限側ＡＦ評価値として保存する（ステップ３０３２）。なお、ここでのＡＦ評価値は、後述するモード２において無限側にフォーカスレンズ１０５が配置されているときにＣＣＤ１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。そして、モードを加算し（ステップ３０３３）、微小駆動処理（至近側のレンズ位置における処理）を終了する。なお、モードを加算すると４以上になる場合には、０に戻す。

ステップ３０３１において現在のモードが０でないと判断されると、次いで、現在のモードが１であるかどうか判断する（ステップ３０３４）。現在のモードが１であるならばレンズを無限に駆動する処理が行われ、１でなければ後述するステップ３０４６に進む。

レンズを無限に駆動する処理としては、まず、撮像装置１がＨＤフォーマットモード又はＳＤフォーマットモードのどちらの撮影モードを選択されているか判断する（ステップ３０３５）。本実施形態では、例示的に、撮像装置１がＨＤフォーマットモードであるか判断しているが、勿論、ＳＤフォーマットモードであるか判断してもよいことは言うまでもない。

撮像装置１の撮影モードがＨＤフォーマットモードであれば、ＨＤフォーマットモード用の振動振幅、中心移動振幅が演算される（ステップ３０３６）。これらの振幅は、焦点深度を基準とし、画面で認識できないよう振幅に設定するのが一般的である。

撮像装置１の撮影モードがＳＤフォーマットモードであれば（即ち、ＨＤフォーマットモードでなければ）ＳＤフォーマットモード用の振動振幅、中心移動振幅が演算される（ステップ３０３７）。これらの振幅は、焦点深度を基準とし、更に縮小処理も考慮し、画面で認識できないよう振幅に設定するのが一般的である。

ＨＤフォーマット用又はＳＤフォーマット用の振動振幅、中心移動振幅の演算が終了すると、モード０における無限側ＡＦ評価値と後述するモード３（ＨＤ又はＳＤモードにあたる）における至近側ＡＦ評価値とを比較する（ステップ３０３８）。

ステップ３０３８において、無限側ＡＦ評価値が至近側ＡＦ評価値よりも大きいと判断されると、レンズの駆動振幅を振動振幅＋中心移動振幅とし（ステップ３０３９）、無限側ＡＦ評価値が至近側ＡＦ評価値よりも小さと判断されると、レンズの駆動振幅を振動振幅とする（ステップ３０４０）。

次いで、フォーカスレンズ１０５を無限方向へステップ３０３９又はステップ３０４０で決められた駆動振幅で駆動する（ステップ３０４１）。フォーカスレンズ１０５を駆動する際には、所定の回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であるかどうか判断する（ステップ３０４２）。

所定の回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であれば、合焦方向が判別できたとして（ステップ３０４３）、ステップ３０３３に進む。一方、所定の回数連続して合焦方向と判断される方向が同一でなければ、更に、フォーカスレンズ１０５が同一エリアで所定の回数往復を繰り返しているかどうか判断する（ステップ３０４４）。

フォーカスレンズ１０５が同一エリアで所定の回数往復を繰り返していなければ、モードを加算して（ステップ３０３３）微小駆動処理を終了し、繰り返していれば、合焦判定ができたとして（ステップ３０４５）、ステップ３０３３に進む。

ステップ３０３４において現在のモードが１でないと判断されると、次いで、現在のモードが２であるかどうか判断する（ステップ３０４６）。現在のモードが２であるならば無限のレンズ位置における処理が行われ、２でなければ後述するステップ３０４８に進む。

無限のレンズ位置における処理としては、取り込んだＡＦ評価値を至近側ＡＦ評価値として保存し（ステップ３０４７）、ステップ３０３３に進む。なお、ここでのＡＦ評価値は、モード０において至近側にフォーカスレンズ１０５が配置されているときにＣＣＤ１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。

ステップ３０４６において現在のモードが２でないと判断されるモード３と判断され、次いで、撮像装置１がＨＤフォーマットモード又はＳＤフォーマットモードのどちらの撮影モードを選択されているか判断する（ステップ３０４８）。

撮像装置１の撮影モードがＨＤフォーマットモードであれば、ＨＤフィーマットモード用の振動振幅、中心移動振幅が演算される（ステップ３０４９）。これらの振幅は、焦点深度を基準とし、画面で認識できないよう振幅に設定するのが一般的である。

撮像装置１の撮影モードがＳＤフォーマットモードであれば（即ち、ＨＤフォーマットモードでなければ）、ＳＤフォーマット用の振動振幅、中心移動振幅が演算される（ステップ３０５０）。これらの振幅は、焦点深度を基準とし、更に縮小処理も考慮し、画面で認識できないよう振幅に設定するのが一般的である。

ＨＤフォーマット用又はＳＤフォーマット用の振動振幅、中心移動振幅の演算が終了すると、モード０における無限側とモード２における至近側ＡＦ評価値とを比較する（ステップ３０５１）。

ステップ３０５１において、至近側ＡＦ評価値が無限側ＡＦ評価値よりも大きいと判断されると、レンズの駆動振幅を振動振幅＋中心移動振幅とし（ステップ３０５２）、至近側ＡＦ評価値が無限側ＡＦ評価値よりも小さと判断されると、レンズの駆動振幅を振動振幅とする（ステップ３０５３）。

次いで、フォーカスレンズ１０５を無限方向へステップ３０５２又はステップ３０５３で決められた駆動振幅で駆動し、ステップ３０４２に進む。

ステップ３０３１乃至ステップ３０５４で説明した微小駆動処理を行った際の時間経過に対するフォーカスレンズ１０５の動作を図７に示す。図７は、横軸に時間を、縦軸にフォーカスレンズ１０５の位置を採用し、また、上部に図示する下に凸の周期は映像信号の垂直同期信号を表している。

図７を参照するに、期間Ａの間にＣＣＤ１０６に蓄積された電荷（図中斜線楕円）に対するＡＦ評価値ＥＶ_Ａが時刻Ｔ_Ａで制御部１１６に取り込まれ、期間Ｂの間にＣＣＤ１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値ＥＶ_Ｂが時刻Ｔ_Ｂで制御部１１６に取り込まれる。また、時刻Ｔ_Ｃでは、ＡＦ評価値ＥＶ_ＡとＡＦ評価値ＥＶ_Ｂとを比較し、ＥＶ_Ｂ＞ＥＶ_Ａであれば振動中心を移動し、一方、ＥＶ_Ａ＞ＥＶ_Ｂであれば振動中心を移動しない。なお、図７におけるフォーカスレンズ１０５の移動は、焦点深度を基準とし、画面で認識できないような移動量に設定する。

微小駆動処理（ステップ３０３）が終了すると、合焦判定（ステップ３０４５）ができたかどうか判断する（ステップ３０４）。合焦判定ができた場合には、合焦状態時のＡＦ評価値を記憶し（ステップ３０５）、再起動モードへの移行を行う（ステップ３０６）。

合焦判定ができていない場合には、微小駆動処理（ステップ３０３）において合焦方向が判別（ステップ３０４３）できたかどうか判断し（ステップ３０７）、合焦方向が判別できた場合には、山登り駆動モードへの移行を行い（ステップ３０８）、合焦方向が判別できていない場合には、ステップ３０２に戻って微小駆動処理を継続する。

ステップ３０２において、撮像装置１が微小駆動モードでないと判断されると、次いで、撮像装置１が山登り駆動モードでるかどうか判断する（ステップ３０９）。撮像装置１が山登り駆動モードであるならば山登り駆動処理が行われ（ステップ３１０）、山登り駆動モードでなければ後述するステップ３１４に進む。

山登り駆動処理では、ＡＦ評価値が大きくなる方向へ所定の速度でフォーカスレンズ１０５を駆動する。ここで、図８を参照して、山登り駆動処理について説明する。図８は、ステップ３１０の山登り駆動処理の詳細なフローチャートである。

図８を参照するに、まず、ＡＦ評価値が前回の評価値よりも大きいかどうか判断し（ステップ３１０１）、ＡＦ評価値が前回の評価値よりも大きいならば前回の順方向に所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動して（ステップ３１０２）、山登り駆動処理を終了する。

ステップ３１０１において、ＡＦ評価値が前回の評価値よりも小さいと判断された場合には、次いで、ＡＦ評価値がピークを越えて減っているかどうか判断する（ステップ３１０３）。ＡＦ評価値がピークを越えて減っている場合には、山登り駆動処理を終了した後、微小駆動処理へ移行する。一方、ＡＦ評価値がピークを越えて減っていない場合には、前回と逆方向に所定の一定速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動して、山登り駆動処理を終了する。

山登り駆動処理を行った際のフォーカスレンズ１０５の動作を図９に示す。図９は、横軸にフォーカスレンズ１０５の位置を、縦軸にＡＦ評価値を採用している。図９を参照するに、αについては、ＡＦ評価値がピークを越えて減少しているので合焦点があるとして山登り駆動処理を終了し、微小駆動処理に移行する。一方、βについては、ＡＦ評価値がピークを越えずに減少しているのでフォーカスレンズ１０５を移動する方向を間違えたものとして反転させ、山登り駆動処理を継続する。

山登り駆動処理（ステップ３１０）が終了すると、山登り駆動処理においてＡＦ評価値がピークを越えたかどうか判断する（ステップ３１１）。ＡＦ評価値がピークを越えていないと判断された場合には、ステップ３０１に戻って山登り駆動処理を継続する。

ＡＦ評価値がピークを越えたと判断された場合には、ステップ３１０の山登り駆動処理においてＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ１０５の位置にフォーカスレンズ１０５を戻す設定を行い（ステップ３１２）、その後、停止モードへ移行する（ステップ３１３）。

ステップ３０９において、撮像装置１が山登り駆動モードでないと判断されると、次いで、撮像装置１が停止モードであるかどうか判断する（ステップ３１４）。撮像装置１が停止モードの場合には、更に、ＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ１０５の位置に戻ったかどうかを判断し（ステップ３１５）、ＡＦ評価値がピークに戻っている場合には、微小駆動モードへ移行し（ステップ３１６）、ＡＦ評価値がピークに戻っていない場合には、そのままＡＦ評価値をピークに戻す処理を継続し、ステップ３０１に戻る。撮像装置１が停止モードでない場合には、ステップ３１７以降の合焦及び再起動判定処理に進む。

合焦及び再起動判定処理では、まず、ＡＦ評価値と最新のＡＦ評価値とを比較し、ＡＦ評価値の変動が大きいかどうか判断する（ステップ３１７）。ＡＦ評価値が大きく変動していれば、微小駆動モードへ移行し（ステップ３１８）、ＡＦ評価値が大きく変動していなければ（ＡＦ評価値が変動していなければ）、そのまま停止しステップ３０１に戻る。

以上説明したように、制御部１１６は、再起動判定処理、微小駆動処理、微小駆動処理、山登り駆動処理、停止、微小駆動処理、再起動判定処理を繰り返しながらフォーカスレンズ１０５を駆動させ、ＡＦ評価値を常に最大するように制御しており、合焦状態を維持することができる。

次に、図１０を参照して、撮像装置１の変形例である撮像装置１Ａについて説明する。図１０は、撮像装置１の変形例である撮像装置１Ａの概略ブロック図である。撮像装置１は、図１０に示すように、第１群レンズ１０１と、変倍レンズ１０２と、絞り１０３と、第２群レンズ１０４と、フォーカスレンズ１０５と、ＣＣＤ１０６と、パルス発生器（ＴＧ）１０７と、Ａ／Ｄコンバーター１０８と、ＦＩＦＯメモリ１０９と、カメラ信号処理回路１１０と、記録装置１１１と、切り換えスイッチ１１２と、モータ１１３と、ドライバ１１４と、ＡＦ評価値処理回路１１５Ａと、制御部１１６とを有する。

ＡＦ評価値処理回路１１５Ａは、カメラ信号処理回路１１０の出力信号中から焦点検出に用いられる高周波成分を抽出する。但し、ＡＦ評価値処理回路１１５Ａへの入力信号は、本実施形態では、ＳＤフォーマットの場合は縮小処理が行われた後であるので、サンプリング周波数が撮像装置１とは異なる。そこで、ＡＦ評価値処理回路１１５Ａ内のバンドパスフィルタの設定もサンプリング周期を考慮した異なる設定が必要となり、撮像装置１のＨＤフォーマット又はＳＤフォーマットのそれぞれと同様な周波数帯域が抜き出せるように係数を設定する。

制御部１１６のＡＦ制御については、ＡＦ信号処理回路１１５Ａへの入力が異なるだけであるので、図３乃至図９を用いて説明したＡＦ制御と同様である。

撮像装置１及び１Ａ、並びに、撮像装置１及び１ＡのＡＦ制御３００によれば、ＨＤフォーマットモード又はＳＤフォーマットモードの異なる撮影モードに応じてＡＦ評価値生成処理の特性を変えることが可能となり、それぞれの撮影モードに最適なＡＦ評価値を得ることができる。

従って、撮像装置１及び１Ａは、ＳＤフォーマットモードにおいて、従来のＳＤフォーマットと同様なＡＦ評価値の特性が得られるようにバンドパスフィルタの周波数特性を設定することが可能であり、ＳＤフォーマット専用機種と同様のＡＦ性能を実現することができる。

一方、ＨＤフォーマットにおいては、バンドパスフィルタの中心周波数をＳＤフォーマットモードよりも高くし、バンドパスフィルタをＳＤフォーマットのＡＦ評価値より急峻な特性とすることで、合焦点前後にＨＤフォーマットの焦点深度内でフォーカスレンズ１０５を駆動すれば合焦点が明確に認識することが可能となり、確実に合焦状態にすることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての撮像装置の概略ブロック図である。 図１に示す撮像装置のＣＣＤの一例を示す概略平面図である。 撮像装置におけるＡＦ制御を説明するためのフローチャートである。 図３に示すステップ３０１のフィルタ係数の設定及びＡＦ評価値の取り込みを詳細なフローチャートである。 バンドパスフィルタの構成の一例としてのＦＩＲ型のデジタルフィルタを示す概略ブロック図である。 図３に示すステップ３０３の微小駆動処理を詳細なフローチャートである。 微小駆動処理を行った際の時間経過に対するフォーカスレンズの位置を示すグラフである。 図３に示すステップ３１０の山登り駆動処理の詳細なフローチャートである。 山登り駆動処理を行った際のフォーカスレンズの動作を示すグラフである。 図１に示す撮像装置の変形例である撮像装置の概略ブロック図である。 映像信号の高周波成分と低周波成分におけるＡＦ評価値とフォーカスレンズの位置との関係を示すグラフである。

符号の説明

１及び１Ａ 撮像装置
１０１ 第１群レンズ
１０２ 変倍レンズ
１０３ 絞り
１０４ 第２群レンズ
１０５ フォーカスレンズ
１０６ ＣＣＤ
１０７ パルス発生器（ＴＧ）
１０８ ＣＤＳ／ＡＧＣ／Ａ／Ｄコンバーター
１０９ ＦＩＦＯメモリ
１１０ カメラ信号処理回路
１１１ 記録装置
１１２ 切り換えスイッチ
１１３ モータ
１１４ ドライバ
１１５ ＡＦ評価値処理回路
１１６ 制御部

Claims (9)

1. 被写体を反映する被写体光束の焦点を調整する自動焦点調整装置であって、
   前記被写体光束から第１の映像信号を生成する第１の信号生成手段と、
   前記第１の映像信号から少なくとも２つ以上の異なる記録フォーマットに対応した第２の映像信号を生成する第２の信号生成手段と、
   前記第１の映像信号又は前記第２の映像信号から画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値を生成する評価値生成手段と、
   前記ＡＦ評価値が最大となるように前記焦点の位置を調節する焦点調節部材を制御する制御手段と、
   前記記録フォーマットに応じて前記評価値生成手段の特性を変更する第１の変更手段とを有することを特徴とする自動焦点調整装置。
2. 前記評価値生成手段は、バンドパスフィルタを有し、
   前記評価値生成手段の特性は、前記バンドパスフィルタの周波数特性であることを特徴とする請求項１記載の自動焦点調整装置。
3. 前記バンドパスフィルタは、デジタルフィルタであることを特徴とする請求項２記載の自動焦点調整装置。
4. 前記デジタルフィルタは、ＦＩＲ型又はＩＩＲ型であることを特徴とする請求項３記載の自動焦点調整装置。
5. 前記記録フォーマットに応じて前記焦点調節部材の特性を変更する第２の変更手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の自動焦点調整装置。
6. 前記焦点調節部材の特性は、前記焦点調節部材の移動量であることを特徴とする請求項５記載の自動焦点調整装置。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の自動焦点調整装置を有することを特徴とする撮像装置。
8. 被写体を反映する被写体光束から画像を生成し、前記画像を少なくとも２つ以上の異なる記録フォーマットで記録可能な露光装置において、前記被写体光束の焦点を合焦状態に制御する制御方法であって、
   前記画像を記録する際の前記記録フォーマットを取得するステップと、
   前記取得ステップで取得した前記記録フォーマットに応じて、最適な前記画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値を設定するステップと、
   前記ＡＦ評価値が最大となるように前記焦点の位置を移動させるステップとを有することを特徴とする制御方法。
9. 前記設定ステップは、前記画像にフィルタ処理を行う際のフィルタ係数を前記記録フォーマットに応じて変更するステップと、
   前記変更ステップで変更した前記フィルタ係数でフィルタ処理を行い、前記最適なＡＦ評価値を求めるステップとを有することを特徴とする請求項８記載の制御方法。