JP2006072005A - オートフォーカス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピントが合うまでの時間を短縮できるオートフォーカス装置の提供。
【解決手段】 撮影モード選択スイッチ１１がオンされると、コントラスト評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを駆動する合焦動作を繰り返し行わせるコンティニュアスオートフォーカス制御が行われる。そして、このコンティニュアスオートフォーカス制御と並行して測距装置９による被写体距離の検出を常時行い、コントラスト評価値の最大値が取得できなかった場合には外光式ＡＦにより大まかな位置まで駆動してからサーチ駆動を再開するようにした。そのため、コントラスト評価値の最大値が取得できなかった場合でも、従来のようにフォーカスレンズ２１を最至近位置と無限遠位置との間でスキャン駆動する必要がなく、ピントが合うまでの時間を短縮することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラ等に搭載されるオートフォーカス装置に関する。

従来、ＣＣＤ撮像素子等を用いて撮影を行うカメラでは、撮像素子からの画像信号のコントラスト評価値が最大になるようにフォーカスレンズを駆動するコントラスト検出オートフォーカスが一般的に採用されている。さらに、コントラスト検出オートフォーカスと外光式オートフォーカスとの両方を備えたカメラも知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開平９−１８１９５４号公報 特開２００１−２５５４５６号公報 特開２０００−９８２１７号公報

また、コントラスト検出オートフォーカスでピント合わせを繰り返すコンティニュアスオートフォーカスの場合には、いったん被写体を見失ってしまうと、再びフォーカスレンズを最至近位置と無限遠位置との間でスキャン駆動する必要があるため、レリーズボタンが半押しされてからピントが合うまでに時間がかかるという問題があった。

請求項１の発明によるオートフォーカス装置は、撮影レンズにより結像された被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値演算手段と、被写体光を受光して被写体距離を検出する測距手段と、撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、コントラスト評価値に基づきそのコントラスト評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを駆動する合焦動作を行うコントラスト検出オートフォーカス制御と、測距手段で検出した被写体距離に基づいて合焦動作を行う外光式オートフォーカス制御とのいずれかを選択的に行うオートフォーカス制御手段と、オートフォーカス制御手段に合焦動作を繰り返し実行させるコンティニュアスオートフォーカス手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段によってコントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、測距手段による被写体距離の検出を常時繰り返し行わせる測距制御手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段によってコントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、コントラスト評価値の最大となる位置が取得できたか否かを判定する判定手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段による制御時に測距手段による被写体距離の検出を常時行わせる測距制御手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段による制御時にコントラスト評価値の最大となる位置が取得できたか否かを判定する判定手段と、判定手段により前記コントラスト評価値の最大となる位置が取得できなかったと判定されると、オートフォーカス制御手段における合焦動作をコントラスト検出オートフォーカス制御から外光式オートフォーカス制御へと切り換える制御切換手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明によるオートフォーカス装置は、撮影レンズにより結像された被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値演算手段と、被写体光を受光して被写体距離を検出する測距手段と、撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、コントラスト評価値に基づきそのコントラスト評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを駆動する合焦動作を行うコントラスト検出オートフォーカス制御と、測距手段で検出した被写体距離に基づいて合焦動作を行う外光式オートフォーカス制御とのいずれかを選択的に行うオートフォーカス制御手段と、オートフォーカス制御手段に合焦動作を繰り返し実行させるコンティニュアスオートフォーカス手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段によってコントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、測距手段による被写体距離の検出を常時繰り返し行わせる測距制御手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段によってコントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、測距手段により順に検出された２つの被写体距離の差が所定値以上となったか否かを判定する判定手段と、判定手段により被写体距離の差が所定値以上となったと判定されると、オートフォーカス制御手段における合焦動作をコントラスト検出オートフォーカス制御から外光式オートフォーカス制御へと切り換える制御切換手段とを備えたことを特徴とする。
請求項３の発明によるオートフォーカス装置は、撮影レンズにより結像された被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて、被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値演算手段と、被写体光を受光して被写体距離を検出する測距手段と、撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、コントラスト評価値に基づきそのコントラスト評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを駆動する合焦動作を行うコントラスト検出オートフォーカス制御と、測距手段で検出した被写体距離に基づいて合焦動作を行う外光式オートフォーカス制御とのいずれかを選択的に行うオートフォーカス制御手段と、オートフォーカス制御手段に合焦動作を繰り返し実行させるコンティニュアスオートフォーカス手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段によってコントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、測距手段による被写体距離の検出を常時繰り返し行わせる測距制御手段と、コンティニュアスオートフォーカス手段によってコントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、測距手段により順に検出された２つの被写体距離のそれぞれに基づくフォーカスレンズ駆動量の差が所定値以上となったか否かを判定する判定手段と、判定手段によりフォーカスレンズ駆動量の差が所定値以上となったと判定されると、オートフォーカス制御手段における合焦動作をコントラスト検出オートフォーカス制御から外光式オートフォーカス制御へと切り換える制御切換手段とを備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２または３に記載のオートフォーカス装置において、撮影レンズは焦点距離が可変なズームレンズであって、所定値を前記撮影レンズの焦点距離の大きさに応じて変えるようにしたものである。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、外光式オートフォーカス制御へと切り換えた後に、再びコントラスト検出オートフォーカス制御を行わせるようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項５に記載のオートフォーカス装置において、外光式オートフォーカス制御の合焦動作により、フォーカスレンズを合焦位置から所定量離れた位置に駆動するようにしたものである。
請求項７の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、外光式オートフォーカス制御を行う際に、測距手段による被写体距離の検出が不能であった場合には、フォーカスレンズの駆動を停止するようにしたものである。
請求項８の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、制御切換手段による切換時に測距手段による被写体距離の検出が不能であった場合には、コントラスト検出オートフォーカス制御を継続するようにしたものである。

本発明によれば、コンティニュアスオートフォーカス手段による制御時にコントラスト評価値が最大となる位置が得られなかった場合でも、合焦動作をコントラスト検出オートフォーカスから被写体距離に基づく外光式オートフォーカス制御に切り換えることにより、ピントが合うまでの時間を短縮することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す図であり、オートフォーカス装置を搭載したデジタルスチルカメラのブロック図である。なお、図１のブロック図では、発明に関係する構成要素のみを示した。カメラに設けられた撮影レンズ２は、焦点距離が可変なズームレンズ２２と、焦点調節を行うためのフォーカスレンズ２１とを備えている。

ズームレンズ２２は、ズームレンズ駆動装置３によって光軸方向に駆動される。ズームレンズ２２の光軸方向位置は、ズームレンズ位置検出装置４によって検出される。また、フォーカスレンズ２１はフォーカスレンズ駆動装置５により光軸方向に駆動され、フォーカスレンズ２１の光軸方向位置はフォーカスレンズ位置検出装置６によって検出される。撮像装置７の撮像面上には撮影レンズ２による被写体像が結像されるが、フォーカスレンズ２１を駆動して焦点調節を行うことによりピントの合った被写体像が得られる。

撮像装置７にはＣＣＤ撮像素子、ＭＯＳ型撮像素子などが用いられ、撮像装置７から出力された画像信号はカメラの制御を行う制御装置１に入力され、そこで画像データに変換される。制御装置１のコントラスト評価値演算部１００では、ＡＦエリア内の画像データの空間周波数から所定の高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値を積算することによりコントラスト評価値が算出される。そして、このコントラスト評価値が最大となるようにフォーカスレンズ２１を駆動することにより、コントラスト検出オートフォーカス処理が行われる。

コントラスト検出オートフォーカス処理による合焦動作では、画像データを逐次取り込んでコントラスト評価値を算出し、その算出値をその前の算出値と比較してコントラスト評価値が最大となるレンズ位置にフォーカスレンズ２１を徐々に近づける。そのため、合焦速度が遅いという欠点を有しているが、高精度な合焦を行わせることができるという利点を有している。

一方、測距装置９は、受光レンズ８を通して被写体光を受光することにより、公知のパッシブ測距やアクティブ測距を行う外光ＡＦ方式の測距装置であり、被写体までの距離に相当する測距データを制御装置１に出力する。制御装置１の被写体距離算出部１０１では、取得した測距データに基づいて被写体距離を算出する。制御装置１は、算出した被写体距離をフォーカスレンズ２１の駆動量に変換し、駆動信号としてフォーカスレンズ駆動装置５に出力する。なお、図１の測距装置９では受光レンズ８からの被写体光に基づいて測距データを得たが、一眼レフカメラで用いられている位相差検知方式のように撮影レンズ２からの被写体光を用いて測距を行うような構成としても良い。

制御装置１には、レリーズボタン（不図示）の半押しでオンする半押しスイッチ１０と、撮影モード選択スイッチ１１とが接続されている。半押しスイッチ１０をオンすると、撮像装置７および測距装置９を駆動して露出準備動作が行われる。撮影モード選択スイッチ１１は、シングルオートフォーカスモードとコンティニュアスオートフォーカス（以下ではＣ−ＡＦと称する）モードとのいずれかを選択するスイッチである。撮影モード選択スイッチ１１がオフのときにはシングルオートフォーカスモードが選択され、オンのときにはＣ−ＡＦモードが選択される。シングルオートフォーカスモードとは、半押しスイッチ１０がオンされてからピント合わせを行うモードである。一方、Ｃ−ＡＦモードとは、半押しスイッチ１０がオンされる前から常にピント合わせを繰り返し行うモードである。

図２〜４は、コンティニュアスオートフォーカス処理を説明するフローチャートである。カメラの電源がオンの状態において撮影モード選択スイッチ１１がオンされると、Ｃ−ＡＦモードが選択されて図２に示す処理が開始される。ステップＳ２０１では、図４に示す被写体距離算出処理のステップＳ２９１およびステップＳ２９２を実行する。図４に示すフローチャートは、測距装置９の測距データに基づいて行われる被写体距離算出処理の手順を示したものである。ステップＳ２９１では測距装置９を駆動して外光ＡＦ方式により測距を行う。続くステップＳ２９２では、得られた測距データに基づいて被写体までの距離（被写体距離）を算出する。

ステップＳ２０１において被写体距離を算出したならば、ステップＳ２０２に進んで図４に示す被写体距離算出処理をバックグラウンドにて開始する。すなわち、図２に示す処理とは別に、図４に示す処理が実行される。バックグラウンド処理においては、ステップＳ２９２の算出処理が終了すると再びステップＳ２９１へと戻り、ステップＳ２９１およびステップＳ２９２の処理が繰り返し実行される。そのため、バックグラウンドにおいて、被写体距離が次々と時系列的に算出されることになる。

ステップＳ２０３では、ステップＳ２０１で算出された被写体距離とフォーカスレンズ位置検出装置６で検出されている現在のレンズ位置とに基づいて、フォーカスレンズ２１の駆動量、すなわち、現在のレンズ位置と合焦レンズ位置との差が算出される。ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出された駆動量に基づいてフォーカスレンズ２１を実際に駆動開始する。

すなわち、フォーカスレンズ位置検出装置６で検出されているレンズ位置が、図５のLP1のように合焦レンズ位置よりも至近側にある場合には、フォーカスレンズ２１を無限遠側へと駆動開始する。逆に、レンズ位置が符号LP2のように合焦レンズ位置よりも無限遠側にある場合には至近側へと駆動開始する。図５において、横軸はレンズ位置を表し、縦軸は焦点評価値を表している。また、破線Ｌ１は、ステップＳ２０１の測距時点におけるレンズ位置とコントラスト評価値との関係を示したものである。点Ｐが合焦レンズ位置であって、フォーカスレンズ２１を移動すべき目標位置である。

ステップＳ２０５では、目標位置とフォーカスレンズ位置検出装置６で検出されるレンズ位置との差が所定量となったか否かを判定し、その差が所定量となったならばステップＳ２０６へと進む。例えば、図５に示すようにレンズ駆動開始位置がLP1である場合にはフォーカスレンズ２１を無限遠側へと駆動し、目標位置Ｐとレンズ位置との差が所定量Ｈ／２となったならば、ステップＳ２０６へ進んでフォーカス駆動状態をサーチ駆動状態に設定する。

すなわち、ステップＳ２０５までの処理が測距データを用いる外光式ＡＦに対応しており、ステップＳ２０７以降はコントラスト評価値に基づいてＡＦを行うコントラストＡＦの処理となる。ここで、サーチ駆動とは、コントラストＡＦによりピントの合う位置を大まかにサーチする処理を指す。

図５から分かるように、レンズ駆動開始時の位置が至近側のLP1である場合には、目標位置Ｐよりも至近側に駆動距離Ｈ／２だけ離れた位置LP3に駆動される。逆に、レンズ駆動開始時の位置が無限遠側のLP2である場合には、目標位置Ｐよりも無限遠側に駆動距離Ｈ／２だけ離れた位置LP8に駆動される。すなわち、目標位置Ｐを含む範囲Ｈは、サーチ駆動範囲を示している。

ステップＳ２０７では、撮像装置７により被写体像を撮像し、さらにその撮像データに基づいてコントラスト評価値演算部１００によりコントラスト評価値が算出される。ステップＳ２０８では、ステップＳ７で算出されたコントラスト評価値とその時のレンズ位置LP3とに基づいて、次にフォーカスレンズ２１を移動すべき位置であるサーチ目標位置を算出する。例えば、サーチ駆動における１ステップ当たりの駆動量が予め定められている場合には、駆動方向を決定することがこのサーチ目標位置算出に相当することになる。図５においてサーチ駆動開始位置がLP3である場合には、サーチ目標位置はLP4となる。

次いで、図３のステップＳ２０９では、フォーカス駆動状態がサーチ駆動状態であるか否かを判定し、ＹＥＳ（サーチ駆動状態）と判定されるとステップＳ２１０へ進み、ＮＯ（非サーチ駆動状態）と判定されるとステップＳ２１８へと進む。まず、ステップＳ２０９でサーチ駆動状態と判定されてステップＳ２１０へ進んだ場合について説明する。ステップＳ２１０では、サーチ駆動によりピントの合う位置の大まかなサーチが終了したか否かを判定する。

ここで、ステップＳ２１０における終了か否かの判定は、次のように行う。例えば、コントラスト評価値の分布が図５の破線の状態に維持されている場合、すなわち、被写体に時間的変化がない場合、レンズ位置がLP3からサーチ駆動を開始してLP4→LP5→LP6→LP7のようにサーチが進行する。このとき、各レンズ位置でのコントラスト評価値C3，C4，C5，C6はC3＜C4＜C5＜C6のように増加しているが、レンズ位置LP7のコントラスト評価値C7に関してはC7＜C6のように減少に転じている。そこで、コントラスト評価値が増加から減少または維持の状態に転じた場合にはサーチ終了と判断する。これは、無限遠側のレンズ位置LP8からサーチを開始した場合も同様である。

また、ステップＳ２０１で焦点距離を算出したときには図５のようなコントラスト評価値分布であったものが、サーチ駆動中に被写体が移動するなどして図６のような分布に変化してしまった場合が考えられる。このような場合には、コントラスト評価値の大小関係が増加から減少に転じることがないので、LP4→LP5→LP6→LP7→LP8のようにサーチ範囲の反対側までサーチして、レンズ位置がLP8またはサーチ範囲外となったならばサーチ終了と判定する。

ステップＳ２１０でサーチが終了したと判定されるとステップＳ２１１へ進み、サーチが終了していないと判定されるとステップＳ２１６へ進む。例えば、図５においてレンズ位置がLP4の場合を説明すると、ステップＳ２１０で終了していないと判定されてステップＳ２１６へ進む。ステップＳ２１６へ進んだ場合には、ステップＳ２０８の目標位置算出値に基づいてフォーカスレンズ２１をLP4から次のレンズ位置LP5まで移動するための駆動量を算出する。そして、ステップＳ２１７において、実際にフォーカスレンズ２１をLP4からLP5へと駆動し、ステップＳ２０７へ戻る。

ステップＳ２０７ではレンズ位置LP5におけるコントラスト評価値を取得し、以後、レンズ位置LP5に関して上述したステップＳ２０８からステップＳ２１７までの処理を実行する。このようにして、ステップＳ２１０でサーチ終了と判定されるまで、ステップＳ２０７→ステップＳ２０８→ステップＳ２０９→ステップＳ２１０→ステップＳ２１６→ステップＳ２１７の処理を繰り返し実行する。

そして、レンズ位置が図５のLP7または図６のLP8となったときには、ステップＳ２１０においてサーチ終了と判定されステップＳ２１１へと進む。ステップＳ２１１ではサーチ駆動により得られたコントラスト評価値Ｃ３〜Ｃ７（図５の場合）に基づいて、コントラスト評価値がピークとなる合焦レンズ位置Ｐの算出を行う。ただし、図６の破線Ｌ２のようにサーチ範囲Ｈ内に合焦レンズ位置Ｐがない場合には、サーチ駆動によって図５に示すようなコントラスト評価値のピークが得られないので、合焦レンズ位置の算出が不能であるとする。

ステップＳ２１２では、ステップＳ２１１で合焦レンズ位置が算出できたか否かを判定し、算出できた場合にはステップＳ２１３へ進み、算出できなかった場合にはステップＳ２１４へと進む。ステップＳ２１２からステップＳ２１３へ進んだ場合には、ステップＳ２１３においてフォーカス駆動状態を合焦駆動状態に設定する。さらに、ステップＳ２１３からステップＳ２１６へ進んだ場合には、ステップＳ２１１の算出結果（合焦レンズ位置）に基づいて、フォーカスレンズ２１をLP7から合焦レンズ位置Ｐまで移動するための駆動量を算出する。そして、ステップＳ２１７では、ステップＳ２１６の算出結果に基づいて、フォーカスレンズ駆動装置５によるフォーカスレンズ２１の合焦レンズ位置Ｐへの駆動動作を開始する。

その後、ステップＳ２０７→ステップＳ２０８→ステップＳ２０９と進む。この場合、ステップＳ２１３において合焦駆動状態と設定されているので、ステップＳ２０９ではサーチ駆動状態ではない（ＮＯ）と判定されてステップＳ２１８へと進む。ステップＳ２１８では、フォーカスレンズ２１が合焦レンズ位置に到達したか否かを判定する。ステップＳ２１８で到達していないと判定されるとステップＳ２１６へ戻って駆動動作を継続し、到達したと判定されるとステップＳ２１９へ進んでフォーカスレンズ駆動装置５によるフォーカスレンズ２１の駆動を停止する。

その後、Ｃ−ＡＦ起動処理を呼び出した処置に戻る。Ｃ−ＡＦモードにおいては、ステップＳ２１９までの処理が行われてピント合わせが終了した後でも、所定時間後に再起動してピント合わせを行う。その結果、ピント合わせが繰り返し行われることになる。なお、Ｃ−ＡＦの再起動処理はステップＳ２０６から開始され、直ちにコントラスト評価値によるＡＦ処理を開始する。

一方、ステップＳ２１２からステップＳ２１４に進んだ場合、すなわち、ステップＳ２１１での合焦レンズ位置の算出が不能であった場合について説明する。この場合、ステップＳ２１４では、バックグラウンドで実行されている被写体距離算出処理により算出される被写体距離を取得する。そして、ステップＳ２１５においてフォーカス駆動状態を外光式ＡＦが実行されるＰＡＦ駆動状態に設定した後に、ステップ２０３へと戻る。そして、バックグラウンドで算出された被写体距離に基づいてフォーカスレンズ２１を図５のレンズ位置LP3へ移動し、ステップＳ２０７以降のサーチ駆動を再び実行する。

なお、ステップＳ２１４の被写体距離取得に関して、コントラストの低い被写体の撮影や暗い場所での撮影のように、外光式ＡＦ（パッシブＡＦ）により被写体距離が求まらない場合には、フォーカスレンズ２１を一旦停止して被写体距離が求まるまで待機しても良い。また、ステップＳ２１４からステップＳ２０６に戻るようにしても良い。

以上説明した本実施の形態のオートフォーカス装置では、コントラスト検出オートフォーカスにおけるサーチ駆動で合焦位置が算出されなかった場合、外光式ＡＦによる測距結果に応じた大まかな位置（図５の位置LP3）までフォーカスレンズ２１を駆動してからサーチ駆動を再開するようにした。そのため、従来のようにフォーカスレンズ２１を最至近位置と無限遠位置との間でスキャン駆動する必要がなく、ピントが合うまでの時間を短縮することができる。

［変形例１］
図７は上述した実施の形態の変形例１を示す図であり、図４のフローチャートに代えて図７のフローチャートを用いる。なお、図７のフローチャートにおいて図４と異なる部分は、ステップＳ２１３以後のステップＳ３１６からステップＳ３１８までの処理であり、その他の処理は上述した第１の実施の形態と同様である。

ステップＳ３１６では、バックグラウンドで実行されている被写体距離算出処理により算出される被写体距離を取得する。次いで、ステップＳ３１７において、前回取得した被写体距離とステップＳ３１６で取得した今回の被写体距離との差が、所定距離よりも小さいか否かを判定する。ここでは、前回の被写体距離はステップＳ２０１またはステップＳ２１４で得られた被写体距離であるが、サーチ駆動開始時（Ｓ２０６）にバックグラウンドで得られた被写体距離でも良い。また、被写体距離の算出はバックグラウンドで繰り返し行われており、ステップＳ３１６で取得した被写体距離の一つ前に算出された被写体距離を前回の被写体距離としても良い。

ステップＳ２０１またはステップＳ２１４で得られる被写体距離は、図５のようにフォーカスレンズ２１がレンズ位置LP1またはLP2にあるときの被写体距離であり、この時点では合焦レンズ位置Ｐはサーチ範囲Ｈの中心にある。そして、被写体が静止していて被写体距離がほとんど変化ない場合には、ステップＳ３１７でＹＥＳと判定されてステップＳ２１６へ進み、以後は上述した第１の実施の形態と同様の処理が行われる。

一方、動作の速い被写体の場合には、ステップＳ２０１やステップＳ２１４で図５のような破線Ｌ１に対応する被写体距離が得られても、サーチの最中に被写体距離が大きく変化して、図６の破線Ｌ２のように合焦レンズ位置Ｐがサーチ範囲Ｈから大きく外れてしまう場合がある。このような場合にはステップＳ３１７においてＮＯと判定され、ステップＳ３１８へと進んでフォーカス駆動状態をＰＡＦ駆動状態に設定し、その後、図２のステップＳ２０３に戻る。すなわち、サーチ範囲Ｈを再設定した後にサーチ駆動を再び行う。

なお、ステップＳ３１７における所定距離をズームレンズ２２の焦点距離に対応させて変化させても良い。具体的には、焦点距離が長くなるほど判定値である所定距離を短くする。ステップＳ３１６の被写体距離取得に関して、被写体距離を求めることができなかった場合には、フォーカスレンズ２１を一旦停止して被写体距離が求まるまで待機しても良いし、ステップＳ３１７をスキップしても良い。

上述した実施の形態では、図６の破線Ｌ２のような状態になった場合、ステップＳ２１２で合焦算出不能と判定されてステップＳ２１４およびＳ２１５が実行されるまで、すなわち、フォーカスレンズ２１をサーチ範囲Ｈの他方の端点まで移動させてサーチ駆動が終了するまで、サーチ範囲Ｈの再設定が行われない。

一方、上述した変形例１では、サーチ駆動中に図６の破線Ｌ２のような状態になった場合にはステップＳ３１７でＮＯと判定され、速やかにサーチ範囲Ｈの再設定が行われる。そのため、動作の速い被写体に対しても素早くピント合わせを行うことができる。また、ステップＳ３１７における所定距離をズームレンズ２２の焦点距離に対応させて変化させているので、焦点距離が異なる場合でもほぼ等しい判定条件で判定されることになる。

［変形例２］
図８は変形例２を説明する図であり、図４のフローチャートに代えて用いられる。以下では、図４と異なる処理（ステップＳ４１６〜ステップＳ４１８）を中心に説明する。ステップＳ４１６では、バックグラウンドで実行されている被写体距離算出処理により算出される被写体距離を取得する。次いで、ステップＳ４１７では、前回取得した被写体距離から算出されるフォーカスレンズ２１の駆動量と、ステップＳ４１６で取得した今回の被写体距離から算出されるレンズ駆動量とを比較し、それらの差が所定駆動量よりも小さいか否かを判定する。ここで、前回の被写体距離とは、変形例１と同様にステップＳ２０１またはステップＳ２１４で得られた被写体距離でも良いし、ステップＳ４１６で取得した被写体距離の一つ前に算出された被写体距離でも良い。

ステップＳ４１７においてレンズ駆動量の差が所定駆動量よりも小さい場合にはステップＳ２１６へ進み、それ以後の処理は第１の実施の形態と同様である。一方、レンズ駆動量の差が所定駆動量以上の場合には、ステップＳ４１７でＮＯと判定されてステップＳ４１８へ進む。変形例１のステップＳ３１７では被写体距離によって判定を行ったが、変形例２ではレンズ駆動量で判定するようにした。ＡＦ時のレンズ駆動に要する時間はレンズ駆動量に比例するので、より実態に即した制御となっている。

なお、ステップＳ４１７における所定駆動量をズームレンズ２２の焦点距離に対応させて変化させても良い。具体的には、焦点距離が長くなるほど判定値である所定駆動量を小さくする。また、ステップＳ４１６の被写体距離取得に関して、被写体距離を求めることができなかった場合には、フォーカスレンズ２１を一旦停止して被写体距離が求まるまで待機しても良いし、ステップＳ４１７をスキップしても良い。

上述した実施の形態では、本発明によるオートフォーカス装置をデジタルスチルカメラに適用した場合について説明したが、カメラに限らず種々の撮影装置に適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、測距装置９および被写体距離算出部１０１は測距手段を、コントラスト評価値演算部１００は評価値演算手段を、フォーカスレンズ駆動装置５は駆動手段を、制御装置１はオートフォーカス制御手段，コンティニュアスオートフォーカス手段，測距制御手段，判定手段および制御切換手段をそれぞれ構成する。

本発明の一実施の形態を示す図であり、オートフォーカス装置を搭載したデジタルスチルカメラのブロック図である。 コンティニュアスオートフォーカス処理を説明するフローチャートである。 図２に続く処理手順を示すフローチャートである。 被写体距離算出処理を示すフローチャートである。 コントラスト評価値を説明する図である。 被写体の動作が速い場合のコントラスト評価値を説明する図である。 変形例１を説明するフローチャートである。 変形例２を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 制御装置
２ 撮影レンズ
３ ズームレンズ駆動装置
４ ズームレンズ位置検出装置
５ フォーカスレンズ駆動装置
６ フォーカスレンズ位置検出装置
７ 撮像装置
８ 受光レンズ
９ 測距装置
１０ 半押しスイッチ
１１ 撮影モード選択スイッチ
２１ フォーカスレンズ
２２ ズームレンズ
１００ コントラスト評価値算出部
１０１ 被写体距離算出部

Claims (8)

1. 撮影レンズにより結像された被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて、前記被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値演算手段と、
   被写体光を受光して被写体距離を検出する測距手段と、
   前記撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
   前記コントラスト評価値に基づきそのコントラスト評価値が最大となる位置に前記フォーカスレンズを駆動する合焦動作を行うコントラスト検出オートフォーカス制御と、前記測距手段で検出した被写体距離に基づいて合焦動作を行う外光式オートフォーカス制御とのいずれかを選択的に行うオートフォーカス制御手段と、
   前記オートフォーカス制御手段に合焦動作を繰り返し実行させるコンティニュアスオートフォーカス手段と、
   前記コンティニュアスオートフォーカス手段によって前記コントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、前記測距手段による被写体距離の検出を常時繰り返し行わせる測距制御手段と、
   前記コンティニュアスオートフォーカス手段によって前記コントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、前記コントラスト評価値の最大となる位置が取得できたか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記コントラスト評価値の最大となる位置が取得できなかったと判定されると、前記オートフォーカス制御手段における合焦動作を前記コントラスト検出オートフォーカス制御から前記外光式オートフォーカス制御へと切り換える制御切換手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
2. 撮影レンズにより結像された被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて、前記被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値演算手段と、
   被写体光を受光して被写体距離を検出する測距手段と、
   前記撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
   前記コントラスト評価値に基づきそのコントラスト評価値が最大となる位置に前記フォーカスレンズを駆動する合焦動作を行うコントラスト検出オートフォーカス制御と、前記測距手段で検出した被写体距離に基づいて合焦動作を行う外光式オートフォーカス制御とのいずれかを選択的に行うオートフォーカス制御手段と、
   前記オートフォーカス制御手段に合焦動作を繰り返し実行させるコンティニュアスオートフォーカス手段と、
   前記コンティニュアスオートフォーカス手段によって前記コントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、前記測距手段による被写体距離の検出を常時繰り返し行わせる測距制御手段と、
   前記コンティニュアスオートフォーカス手段によって前記コントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、前記測距手段により順に検出された２つの被写体距離の差が所定値以上となったか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記被写体距離の差が所定値以上となったと判定されると、前記オートフォーカス制御手段における合焦動作を前記コントラスト検出オートフォーカス制御から前記外光式オートフォーカス制御へと切り換える制御切換手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
3. 撮影レンズにより結像された被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて、前記被写体像のコントラスト評価値を算出する評価値演算手段と、
   被写体光を受光して被写体距離を検出する測距手段と、
   前記撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
   前記コントラスト評価値に基づきそのコントラスト評価値が最大となる位置に前記フォーカスレンズを駆動する合焦動作を行うコントラスト検出オートフォーカス制御と、前記測距手段で検出した被写体距離に基づいて合焦動作を行う外光式オートフォーカス制御とのいずれかを選択的に行うオートフォーカス制御手段と、
   前記オートフォーカス制御手段に合焦動作を繰り返し実行させるコンティニュアスオートフォーカス手段と、
   前記コンティニュアスオートフォーカス手段によって前記コントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、前記測距手段による被写体距離の検出を常時繰り返し行わせる測距制御手段と、
   前記コンティニュアスオートフォーカス手段によって前記コントラスト検出オートフォーカス制御による合焦動作が繰り返し実行されている時に、前記測距手段により順に検出された２つの被写体距離のそれぞれに基づくフォーカスレンズ駆動量の差が所定値以上となったか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記フォーカスレンズ駆動量の差が所定値以上となったと判定されると、前記オートフォーカス制御手段における合焦動作を前記コントラスト検出オートフォーカス制御から前記外光式オートフォーカス制御へと切り換える制御切換手段とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
4. 請求項２または３に記載のオートフォーカス装置において、
   前記撮影レンズは焦点距離が可変なズームレンズであって、
   前記所定値を前記撮影レンズの焦点距離の大きさに応じて変えることを特徴とするオートフォーカス装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、
   前記外光式オートフォーカス制御へと切り換えた後に、再び前記コントラスト検出オートフォーカス制御を行わせることを特徴とするオートフォーカス装置。
6. 請求項５に記載のオートフォーカス装置において、
   前記外光式オートフォーカス制御の合焦動作により、前記フォーカスレンズを合焦位置から所定量離れた位置に駆動することを特徴とするオートフォーカス装置。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、
   前記外光式オートフォーカス制御を行う際に、前記測距手段による被写体距離の検出が不能であった場合には、前記フォーカスレンズの駆動を停止することを特徴とするオートフォーカス装置。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、
   前記制御切換手段による切換時に前記測距手段による被写体距離の検出が不能であった場合には、前記コントラスト検出オートフォーカス制御を継続することを特徴とするオートフォーカス装置。

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