JP2007249238A - 撮像装置、自動合焦方法及び合焦の手順を記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】合焦検索時の検索時間を短縮することができると共に、撮影に応じて適正な合焦を行うことが可能な撮像装置の提供を目的とする。
【解決手段】デジタルカメラのシャッタボタンを半押しにすることによりＡＦ機能を作動させる。この時、撮影者がスイッチ類を操作することによって予め選択された現在の撮影モードを取得し（１００）、取得された撮影モードに応じてＡＦ検索開始点にフォーカスレンズを移動する。なお、フォーカスレンズの移動する方向は撮影モードに応じて決定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置にかかり、特に、デジタルカメラ等の撮像装置の焦点調整を自動的に行うオートフォーカス機能を備えた撮像装置に関する。

近年、被写体を撮影する撮像装置としてはデジタルカメラが一般的に用いられている。従来のデジタルカメラ（デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ）は、ＣＣＤなどの撮像素子により取得した画像を、デジタルカメラ内部に設けられた内部メモリやＩＣカード、或いは磁気テープ等の記録媒体にデジタル画像データとして記録し、記録されたデジタル画像データに基づいて、プリンタにより記録用紙に画像を記録したり、撮像により取得した画像をモニタに表示することができる。また、このようなデジタルカメラとして、液晶モニタを備えたものも知られている。このように液晶モニタを備えたデジタルカメラにおいては、撮影した画像を直ちに液晶モニタに表示することができる。

また、上述のようなデジタルカメラなどの撮像装置では、被写体を撮影する際に、被写体像を撮像素子に結像するためのレンズを備えており、レンズの焦点を調整することによって、被写体との焦点距離を調整している。そして、被写体との焦点距離調整を自動的に行うオートフォーカス機能を備えた撮像装置が従来より提案されている。

しかしながら、従来の撮像装置におけるオートフォーカス機能は、ＣＣＤなどの撮像素子より濃度データを入手して、コントラスト値を算出して該算出のコントラスト値に基づいて合焦を行っているので、通常の撮影を行う場合、接写撮影を行う場合や周囲の照度が極端に低い場合などでは、正常に機能しない場合がある。

そこで、特許文献１に記載の技術では、マクロモードと通常モードを有し、モードの切り替えに応じてフォーカスレンズを予め移動させて撮影を行うことが提案されている。

また、特許文献２及び特許文献３に記載の技術では、低輝度、すなわち、焦点距離の調整が難しい場合にはオートフォーカス機能により焦点距離を自動的に調整せずに、予め焦点距離を無限遠に設定（所謂置きピン）することが提案されている。
特開平８−１６０２８７号公報 特開平６−２２２２５９号公報 特開平９−１７９０１４号公報

しかしながら、従来の撮像装置では、例えば、合焦位置が合焦検索開始位置から遠い位置の場合には、全ての検索エリアの検索が必要となり、合焦検索時間がかかると、という問題がある。

また、焦点距離の調整が難しい場合には、焦点距離を自動的に調整せずに、予め焦点距離を無限遠に設定するので、接写撮影を行う場合や周囲の照度が極端に低い場合等では、予め設定された無限遠の焦点では適正ではない場合がある、という問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、合焦検索時の検索時間を短縮することができると共に、撮影に応じて適正な合焦を行うことが可能な撮像装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の撮像装置は、被写体像を結像位置に合焦させるために光軸方向へ移動可能なフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを移動する駆動手段と、所定の条件に応じて、合焦位置の検索開始点を決定すると共に、前記駆動手段を制御して前記フォーカスレンズを移動させることによって前記合焦位置を検索し、該検索結果に応じて前記フォーカスレンズを前記合焦位置に調整する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

第１の態様の発明によれば、フォーカスレンズを光軸方向へ移動させることにより当該被写体を結像位置に合焦させる。該フォーカスレンズは駆動手段によって移動され、フォーカスレンズの移動により焦点位置が調整される。また、制御手段により、所定の条件（例えば周囲の照度や撮影範囲等の撮影条件）に応じて、合焦位置を検索する際の検索開始点が決定され、駆動手段が制御されてフォーカスレンズの調整が行われる。すなわち、所定の条件に応じて、合焦位置を検索する際の検索開始点が決定されるので、例えば接写などの撮影条件では、近い位置側を検索開始点として合焦位置の検索を行うことができ、早い時期に焦点位置を検索することができる。従って、合焦検索時の検索時間を短縮することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様の撮像装置であって、前記制御手段が、前記所定の条件に応じて、前記検索を行う範囲を決定することを特徴とする。

被写体の位置や接写撮影等の撮影条件によっては、焦点位置が予め所定の範囲内に存在する場合がある。そこで、第２の態様の発明によれば、第１の態様の発明において、制御手段により、所定の条件に応じて検索が行われる範囲が決定されることによって、検索範囲を縮小することができる。すなわち、検索範囲の縮小により、検索時間を短縮することができる。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様の撮像装置であって、前記制御手段が、前記所定の条件に応じて、前記焦点の合焦位置算出方法を決定することを特徴とする。

撮影を行う周囲の照度や範囲によっては、合焦位置算出を行うのが困難となる場合がある。そこで、第３の態様の発明によれば、第１の態様または第２の態様の発明において、制御手段により、所定の条件に応じて合焦位置算出方法が決定されることにより、適正な合焦位置算出を行うことができる。すなわち、撮影に応じて適正な合焦を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の第４の態様は、第１の態様〜第３の態様の何れかの撮像装置であって、前記制御手段により前記合焦位置の検索が不可能である場合に、前記所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に前記駆動手段を制御して前記フォーカスレンズを移動することを特徴とする。

制御手段による焦点位置の検索が不可能である場合、例えば、周囲の照度が低い夜景撮影やコントラスト変化の少ない風景撮影等では、焦点位置の検索が不可能となる場合がある。そこで、第４の態様の発明によれば、第１の態様〜第３の態様の何れかの発明において、制御手段により合焦位置の検索が不可能である場合には、所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に駆動手段を制御してフォーカスレンズの移動が行われる。すなわち、所定の条件に応じて予め定められた焦点位置を合焦位置とすることによって、適正な合焦を行うことができる。

本発明の第５の態様は、第１の態様〜第４の態様の何れかの撮像装置であって、前記所定の条件は、人物モード、接写モード、風景モード及び夜景モードの少なくとも一つを含む撮影モードを含むことを特徴とする。

第５の態様の発明によれば、第１の態様〜第４の態様の何れかの発明において、少なくとも人物モード、接写モード（マクロモード）、風景モード及び夜景モードなどの撮影モードを所定の条件としてもよい。なお、撮影モードについては、その他の撮影モード、例えば、広角度撮影を行う広角モードなどを撮影モードとしてもよい。

本発明の第６の態様の自動合焦方法は、被写体像を結像位置に合焦させるために光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動して、自動的に合焦を行う自動合焦方法であって、所定の条件に応じて、合焦位置の検索開始点を決定し、前記検索開始点から前記焦点位置の検索を開始することを特徴とする。

第６の態様の発明によれば、第１の態様について説明したように、所定の条件（例えば周囲の照度や撮影範囲等の撮影条件）に応じて、合焦位置を検索する際の検索開始点を決定し、該検索開始点から合焦位置の検索を開始するので、早い時期に合焦位置を検索することができる。従って、合焦検索時の検索時間を短縮することができる。

本発明の第７の態様は、第６の態様の自動合焦方法であって、前記所定の条件に応じて、前記検索を行う範囲を決定することを特徴とする。

第７の態様の発明によれば、第２の態様と同様に、所定の条件に応じて合焦検索を行う範囲を決定するので、検索範囲を縮小することができる。すなわち、検索範囲の縮小により、検索時間を短縮することができる。

本発明の第８の態様は、第６の態様または第７の態様の自動合焦方法であって、前記所定の条件に応じて、前記焦点の合焦位置算出方法を決定することを特徴とする。

第８の態様の発明によれば、第３の態様と同様に、所定の条件に応じて合焦位置算出方法を決定するので、適正な合焦位置算出を行うことができる。すなわち、撮影に応じて適正な合焦を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の第９の態様は、第６の態様〜第８の態様の何れかの自動合焦方法であって、前記合焦位置の検索が不可能である場合に、前記所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする。

第９の態様の発明によれば、第４の態様と同様に、合焦位置の検索が不可能である場合には、所定の条件に応じて予め定められた焦点位置にフォーカスレンズを移動させる。すなわち、所定の条件に応じて予め定められた焦点位置を合焦位置とすることによって、適正な合焦を行うことができる。

本発明の第１０の態様は、第６の態様〜第９の態様の何れかの自動合焦方法であって、前記所定の条件は、人物モード、接写モード、風景モード及び夜景モードの少なくとも一つを含む撮影モードを含むことを特徴とする。

第１０の態様の発明によれば、第５の態様と同様に、少なくとも人物モード、接写モード（マクロモード）、風景モード及び夜景モードなどの撮影モードを所定の条件としてもよい。なお、撮影モードについては、その他の撮影モード、例えば、広角度撮影を行う広角モードなどを撮影モードとしてもよい。

本発明の第１１の 態様の合焦の手順を記録した記録媒体は、被写体像を結像位置に合焦させるために光軸方向へ移動可能なフォーカスレンズを移動して、自動的に合焦を行う合焦の手順を記録した記録媒体であって、所定の条件に応じて、合焦位置の検索開始点を決定し、前記検索開始点から前記合焦位置の検索を開始させる手順を含むことを特徴とする。

第１１の態様の発明によれば、第１の態様および第６の態様と同様に、所定の条件（例えば周囲の照度や撮影範囲等の撮影条件）に応じて、合焦位置を検索する際の検索開始点を決定し、該検索開始点から合焦位置の検索を開始するので、早い時期に合焦位置を検索することができる。従って、合焦検索時の検索時間を短縮することができる。

本発明の第１２の態様は、第１１の態様の合焦の手順を記録した記録媒体であって、前記所定の条件に応じて、前記検索を行う範囲を決定させる手順を含むことを特徴とする。

第１２の態様の発明によれば、第２の態様および第７の態様と同様に、所定の条件に応じて合焦検索を行う範囲を決定するので、検索範囲を縮小することができる。すなわち、検索範囲の縮小により、検索時間を短縮することができる。

本発明の第１３の態様は、第１１の態様または第１２の態様の合焦の手順を記録した記録媒体であって、前記所定の条件に応じて、前記焦点の合焦位置算出方法を決定する手順を含むことを特徴とする。

第１３の態様の発明によれば、第３の態様および第８の態様と同様に、所定の条件に応じて合焦位置算出方法を決定するので、適正な合焦位置算出を行うことができる。すなわち、撮影に応じて適正な合焦を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の第１４の態様は、第１１の態様〜第１３の態様の何れかの合焦の手順を記録した記録媒体であって、前記合焦位置の検索が不可能である場合に、前記所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に前記フォーカスレンズを移動させる手順を含むことを特徴とする。

第１４の態様の発明によれば、第４の態様および第９の態様と同様に、合焦位置の検索が不可能である場合には、所定の条件に応じて予め定められた焦点位置にフォーカスレンズを移動させる。すなわち、所定の条件に応じて予め定められた焦点位置を合焦位置とすることによって、適正な合焦を行うことができる。

本発明の第１５の態様は、第１１の態様〜第１４の態様の何れかの合焦の手順を記録した記録媒体であって、前記所定の条件は、人物モード、接写モード、風景モード及び夜景モードの少なくとも一つを含む撮影モードを含むことを特徴とする。

第１５の態様の発明によれば、第５の態様および第１０の態様と同様に、少なくとも人物モード、接写モード（マクロモード）、風景モード及び夜景モードなどの撮影モードを所定の条件としてもよい。なお、撮影モードについては、その他の撮影モード、例えば、広角度撮影を行う広角モードなどを撮影モードとしてもよい。

本発明によれば、所定の条件に応じて、焦点位置の検索開始点、検索範囲、及び合焦位置算出方法を決定することにより、合焦検索時の検索時間を短縮することができると共に、撮影に応じて適正な合焦を行うことが可能となる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態はデジタルカメラに本発明を適用したものである。

図１には、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の概略図が示されている。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、デジタルカメラ１０の本体１２は略箱型で、正面から見て左側に、本体１２の把持を容易とするための突起（把持部）が形成された形状とされている。本体１２の正面側中央にはレンズ１４が取り付けられており、本体１２のレンズ１４上方には、ユーザが撮影範囲等を目視で確認するための光学ファインダ１６、低照度での撮影等の場合に補助光を発するためのストロボ１８が取り付けられている。

また、本体１２の上面には、正面から見て右側に電源スイッチ２０が、左側（把持部に対応する位置）にシャッタボタン２２が各々設けられており、本体１２の正面から右側側面には、メモリカード（図示省略）を装填可能なスロット２４が設けられている。

更に、ストロボ１８の下方には、交流電源から電源を得るためのＡＣアダプタを接続するＡＣアダプタ接続口２８が設けられており、交流電源をデジタルカメラ１０に供給可能なように構成されている。

また、図１（Ｂ）に示すように、本体１２の背面には、透過型液晶（半透過型液晶でもよい）からなるカラーディスプレイ２６が設けられており、ディスプレイ２６は、蛍光管やＬＥＤ等によって構成されるバックライトを備えた構成とされている。なお、ディスプレイ２６はファインダ１６の機能を有する。

本体１２の背面には、向かって左側に、メニュー（ＭＥＮＵ）スイッチ３０、実行／画面切換（ＥＸ／ＶＩＥＷ ＣＨＧ）スイッチ３２、及び、選択（ＳＥＬＥＣＴ）スイッチ３４が各々設けられており、ディスプレイ２６の上方には、キャンセル（ＣＡＮＣＥＬ）スイッチ３６が設けられている。なお、選択スイッチ３４は、メニュースイッチ３０を押下することによって表示されたメニュー画面等のモード等を実行するスイッチであり、キャンセルスイッチ３６は種々のモード等をキャンセルするためのスイッチである。

図２にはデジタルカメラ１０の電気系の概略構成を示すブロック図が示されている。上述したレンズ１４は、詳しくはオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたズームレンズ（焦点距離可変レンズ）であり、レンズ１４のＡＦ機能及びズーム機構は図示しない駆動回路によって駆動される。なお、ズームレンズにかえて、ＡＦ機能のみを備えた焦点距離レンズとして用いてもよい。

上述のＡＦ機能は、図２に示すフォーカスレンズ４０を移動することによって焦点調整が行われ、該焦点調整は、ＣＰＵ４２の制御によりフォーカスレンズ４０を移動するためのステッピングモータ等の駆動手段をステップ駆動することによって行われる。

本体１２の内部におけるレンズ１４の焦点位置に相当する位置には、エリアＣＣＤセンサ等で構成される撮像デバイス４４が配置されており、被写体を反射してレンズ１４に入射された光は撮像デバイス４４の受光面に結像される。撮像デバイス４４は、上記駆動回路が内蔵しているタイミングで駆動され、画像信号（受光面上にマトリクス状に配列された多数個の光電変換セルの各々における受光量を表す信号）を出力する。

レンズ１４と撮像デバイス４４との間にはシャッタ４６及び絞り４８が配置されている。シャッタ４６及び絞り４８は、上記駆動回路によって駆動される。シャッタ４６は撮像デバイス４４から画像信号が出力されたときに、撮像デバイス４４の受光面に光が入射されることでスミアが発生することを防止するためのものであり、撮像デバイス４４の構成によっては省略可能である。又絞り４８は、絞り量を連続的に変更可能な単一な絞りで構成してもよいし、絞り量が異なる複数の絞りを切り替える構成であってもよい。なお、上述のＡＦ機能は、シャッタ４６を半押しすることによって作動する構成とされている。

撮像デバイス４４の信号出力はＡ／Ｄ変換器５２によりデジタルデータに変換されて、合焦制御（焦点調整）を行う制御部５０に入力される。制御部５０は、ルックアップテーブル５４、デジタルフィルタ５６、積算部５８及びＣＰＵ４２を備えており、ルックアップテーブル５４には、撮像デバイス４４より出力される画像信号から得られるコントラストに基づいてＡＦ機能を制御するＡＦ制御値が定められている。デジタルフィルタ５６は、ルックアップテーブル５４から得られるＡＦ制御値のノイズ成分を除去する。また、積算部５８は、デジタルフィルタ５６で除去されたＡＦ制御値の積算値（ＡＦ評価値）を算出し、算出結果をＣＰＵ４２に出力するようになっている。なお、図示は省略するが、ＣＰＵ４２はＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等の周辺回路を含んで構成されている。

ＣＰＵ４２は、積算部５８によって算出されるＡＦ評価値に応じてフォーカスレンズ４０の位置を移動する駆動ステッピングモータなどの駆動手段を制御して、被写体像に対して合焦を自動的に行うように構成されている。

また、ＣＰＵ４２には、上述した電源スイッチ２０、メニュースイッチ３０、実行／画面切換スイッチ３２、選択スイッチ３４やキャンセルスイッチ３６等のデジタルカメラ１０の操作を行うスイッチ類を含む操作部６０が接続されており、操作部６０に入力される操作情報に従ってデジタルカメラ１０の制御がＣＰＵ４２によって行われるようになっている。操作部６０に入力される操作情報としては、オート撮影（ＡＦ、ＡＥ等）、マニュアル撮影、連写、動画、人物撮影、風景撮影、夜景撮影、ストロボ撮影等の各種の撮影モードなどの操作情報が入力されるようになっている。なお、撮影モードについては、上述した撮影モードに限定されるものではなく、例えば、上述の撮影モードの他に、望遠（ズーム）撮影を行う望遠モードや広角度の撮影を行う広角モード等の撮影モードが挙げられる。

また、撮像デバイス４４から出力される画像データは、ホワイトバランス補正等の各種の補正が行われた後に色補正・γ補正・Ｙ／Ｃ変換等の各種の処理が行われて、ＲＡＭ等で構成されたメモリ６２及び表示メモリ６４に一時記憶される。

表示メモリ６４に一時記憶された画像データは、複数の画像データが表示メモリ６４に記憶されている場合には、選択スイッチ３４の操作によって画像データの選択を行い、選択された画像データに対して所定の処理を行った後にディスプレイ２６へ画像データの転送を行う。これにより、表示メモリ６４に一時記憶されている画像データが表す画像がディスプレイ２６に表示される。

また、シャッタボタン２２が操作された等により、スロット２４に装填されたメモリカード６８への画像データの格納が指示された場合、ＣＰＵ４２はメモリ６２に一時記憶されている画像データを読み出して圧縮伸張部６６へ転送する。これにより、画像データは圧縮伸張部６６で圧縮された後にメモリカード６８に格納される。なお、撮影モード等によって画像データが圧縮されることなくメモリカード６８に格納される場合もある。

また、装填されたメモリカード６８に格納されている画像データが表す画像の再生（表示）が指示された場合には、メモリカード６８から画像データが読み出され、読み出された画像データが圧縮伸張部６６で伸張（解凍）された後、表示メモリ６４に一時記憶される。そして、表示メモリ６４に一時記憶されていた画像データを用いてディスプレイ２６への画像の表示（再生）が行われる。

続いて、上述したＡＦ機能について説明する。本実施の形態のデジタルカメラ１０は、撮影条件に応じて合焦方法を変更するように構成されている。

ＡＦの検索を行う際、例えば夜景撮影モードのストロボオフ／風景モードでは、遠距離撮影を行うことが多い。すなわち、合焦位置としては、図３実線で示すように遠い位置（ＩＮＦ側）の方に合焦位置がある。従って、ＡＦの検索は、遠い位置（ＩＮＦ側）を開始点として近い位置（Ｎｅａｒ側）の方向に向かって検索することにより、早い時期に焦点を検出することができ、検索エリア全域を検出することなく焦点を検出することができる。また。例えば夜景撮影モードのストロボオン、人物やマクロ撮影（接写モード）等では、逆に図３点線で示すように近い位置（Ｎｅａｒ側）の方に合焦位置がある。従って、ＡＦの検索は、近い位置（Ｎｅａｒ側）を開始点として遠い位置（ＩＮＦ側）に向かって検索することにより、早い時期に焦点を検出することができ、全域を検出することなく焦点を検出することができる。

また、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、ＡＦの検索エリアが予め図４に示すように複数の検索エリアが定められており、それぞれの検索エリアを検索することによって、合焦を行うようになっている。なお、本実施の形態では、複数のエリアとして、エリアＡ、エリアＢ、エリアＣ及びエリアＤが定められている。

合焦の判定方法は、ＡＦの検索によって取得したＡＦ評価値が良好か否かを判断することによって行われるが、該判断は以下に示す条件に基づいて行われる。

(1)ＡＦ評価値のピーク値と所定量デフォーカス位置（明らかにぼけている位置）のＡＦ評価値との差分
(2)ピーク値が２重以上になっていないこと
(3)複数エリアにおいてＡＦ評価値のピーク位置が一致していること
ところで、被写体が低コントラストや低輝度などの場合には、ＡＦ検出エリア全域を検出しても正しい合焦位置を検出することができずにＡＦ不能となる。そこで、このような場合には合焦不能であることを撮影者に警告した上で、撮影頻度が最も高い被写体距離に合焦するように、或いは、パンフォーカス位置に焦点を合わせて撮影するように構成されている。例えば、撮影モード別に最も頻度が高いと思われる被写体撮影距離で合焦させたり、人物モードでは図５に示すような撮影フレームに応じた距離で合焦させる。なお、図５には、撮影フレームとして、Ｕｐフレーム（図５（Ａ）参照）、Ｂｕｓｔフレーム（図５（Ｂ）参照）及びＫｎｅｅフレーム（図５（Ｃ）参照）の３種類のポートレートフレーム（ＰＲ）が示されている。

続いて、上述したＡＦ機能（撮影モードとＡＦ動作の関係）の一例を表１に示す。

続いて上述のように構成されたデジタルカメラ１０におけるＡＦ機能の作用について図６のフローチャートを参照して説明する。

デジタルカメラ１０のシャッタボタン２２を半押しにするとＡＦ機能が作動し、ステップ１００で現在の撮影モードの取得が行われる。なお、現在の撮影モードの取得は、撮影者がスイッチ類を操作することによって予め選択された撮影モードが取得される。

ステップ１０２では、取得された撮影モードに応じてＡＦ検索開始位置にフォーカスレンズ４０が移動され、ステップ１０４では、ＡＦ検索開始位置からフォーカスレンズ４０がステップ駆動されてＡＦ検索が開始される。本実施の形態のデジタルカメラ１０では、上述したように撮影モードに応じてＡＦ検索開始点、検索方向及び検索範囲が予め定められている。従って、ＡＦ検索の早い時期に合焦位置を検索することができる。すなわち、ＡＦ検索に要する時間を短縮することができる。

ステップ１０６では、ＡＦ検索によって検索されたＡＦ評価値が随時取得される。そして、ステップ１０８では、検索範囲全域が終了したか否かの判定が行われる。判定が肯定された場合には、ステップ１１０へ移行してエリアＡが条件ａ及び条件ｂを満たしているか否か判定される。なお、条件ａは、ピーク値と所定量デフォーカス位置のＡＦ評価値との差分値を所定値（ＣＰＵ４２に含まれるＲＯＭ等に記憶された一定の値（ＥＥＰＲＯＭパラメータ））と大小比較することによって、ＡＦ評価値が十分大きいと判断された場合であり、ＡＦ評価値が被写体のコントラストに比例して大きいほど良好と判断される。また、条件ｂは、ピーク位置と隣接する位置のＡＦ評価値より大きくなるＡＦ評価値がピーク位置＋１（Ｎｅａｒ方向）のＡＦ評価値に対して所定範囲を越えて近い側にない場合、及びピーク位置−１（ＩＮＦ方向）のＡＦ評価値に対して所定範囲を越えて遠い側にない場合であり、ピーク位置（ほぼ合焦と判断される位置）に隣接する位置（ややぼけている位置）のＡＦ評価値と所定量デフォーカス位置（明らかにぼけている位置）のＡＦ評価値とが近似している場合は、ＡＦ評価値にコントラスト情報以外の情報が多く含まれているか、検出エリア内に距離の異なる被写体が含まれている場合が考えられ、ＡＦ検出エリアが十分近ければ、前者の場合が圧倒的に多い。

また、ステップ１１０の判定が否定された場合には、ステップ１１２へ移行する。ステップ１１２では、エリアＢが上述の条件ａ及び条件ｂを満たしているか否か判定される。判定が否定された場合には、ステップ１１４へ移行して、エリアＣについて同様に、条件ａ及び条件ｂを満たしているか否か判定される。判定が否定された場合には、ステップ１１８へ移行する。

ステップ１１８では、撮影モードが風景／夜景モード（ストロボオフ）か否か判定される。判定が肯定された場合には、ステップ１２０へ移行する。

ステップ１２０では、エリアＤが上述の条件ａ及び条件ｂを満たしているか否か判定される。判定が否定された場合にはステップ１２２へ移行して、エリアＤが条件ａ´及び条件ｃを満たしているか否か判定される。なお、条件ａ´は、ピーク値と最小値のＡＦ評価値との差分値を所定値（ＣＰＵ４２に含まれるＲＯＭ等に記憶された一定の値（ＥＥＰＲＯＭパラメータ））とを大小比較することによって、ＡＦ評価値が比較的大きいと判断された場合であり、ＡＦ評価値が被写体のコントラストに比例して大きいほど良好と判断される。また、条件ｃは、エリアＡ、Ｂ、ＣのＡＦ評価値のピーク位置がズーム位置毎にフォーカスパルス数（ＥＥＰＲＯＭパラメータ）で規定された所定範囲内で一致している場合であり、ＡＦ評価値が十分大きくない場合には、ＡＦ評価値中のコントラスト情報とノイズの切り分けが困難であるが、検出エリアが異なるＡＦ評価値でピーク位置がほぼ同一であれば、ピーク位置を示すＡＦ評価値にはコントラスト情報が十分含まれると判断される。

ステップ１２２の判定が否定された場合には、ステップ１２４へ移行して、合焦位置をパンフォーカス位置が合焦位置に設定され、ステップ１２６では合焦位置にフォーカスレンズ４０が移動されて、一連のＡＦ処理を終了する。なお、パンフォーカス位置は、上述した表１に示すように、撮影モードに応じて設定されたＡＦ不能時の置きピン（予め設定された焦点）位置に合焦される。従って、ＡＦ不能時の合焦タフネス性を向上することができる。

一方、ステップ１１８の判定が否定された場合には、そのままステップ１２２へ移行する。

また、ステップ１２２の判定が肯定された場合には、ステップ１２８へ移行して、合焦位置算出演算２が行われる。合焦位置算出演算２は各エリアのピーク位置平均値（合焦位置＝（エリアＡのピーク位置＋エリアＢのピーク位置＋エリアＣのピーク位置）／３）を算出することによって求められ、ステップ１２６で算出された合焦位置にフォーカスレンズ４０が移動されて一連の処理を終了する。

一方、ステップ１１０、ステップ１１２、ステップ１１４、及びステップ１２０のそれぞれの判定が肯定された場合には、それぞれのエリアの位置に合焦位置があるので、ステップ１３０へ移行して合焦位置算出演算１が行われて、ステップ１２６で算出された合焦位置にフォーカスレンズ４０が移動されて一連の処理を終了する。

合焦位置算出演算１は、取得したＡＦ評価値が最大値となる焦点位置と該フォーカス位置に隣接するＡＦ評価値に隣接する焦点位置から真のピーク位置を補間演算によって算出する。

図７に示すように、取得したＡＦ評価値が最大となる焦点位置とＡＦ評価値を（Ｘ₀、Ｙ₀）、取得したＡＦ評価値が最大となる焦点位置Ｘ₀と隣接した焦点位置と該焦点位置のＡＦ評価値を各々（Ｘ_-1、Ｙ_-1）、（Ｘ₊₁、Ｙ₊₁）とすると、図７のａ（ａ＝Ｙ₀−Ｙ₊₁）及びｂ（ｂ＝Ｙ₀−Ｙ_-1）の関係が、ｂ≧ａの場合、真のピーク値Ｘは補間演算Ｘ＝Ｘ₀＋ｄ、ｄ＝０．５−ａ／２ｂによって算出される。また、ｂ＜ａの場合、真のピーク値Ｘは補間演算Ｘ＝Ｘ₀−ｄ、ｄ＝０．５−ｂ／２ａによって算出される。

また、ステップ１０８の判定が否定された場合には、ステップ１３２へ移行してエリアＡの評価値が減少傾向にあるか否か判定される。判定が否定された場合にはステップ１０２へ戻り再び上述したステップ１０２からの処理が繰り返される。

ステップ１３２の判定が肯定された場合には、ステップ１３４へ移行し、ステップ１１０と同様にエリアＡが条件ａ及び条件ｂを満たしているか否か判定される。判定が否定された場合にはステップ１０２へ戻り再び上述したステップ１０２からの処理が繰り返され、判定が肯定された場合には、上述したステップ１３０へ移行して合焦位置算出演算１が行われ、一連の処理を終了する。

このように、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、ＡＦ検索開始位置、ＡＦ検索方向、ＡＦ検索範囲、ＡＦ検索エリア及びＡＦ不能時の置きピン位置を撮影モードに応じて変えることにより、ＡＦに要する時間を短縮することができると共に、合焦タフネス性を向上することができる。

なお、上記の実施の形態では、デジタルカメラ１０を例に挙げて説明したが、ＡＦ機能を備えるものであれば、全ての撮像装置に適用可能である。

本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は裏面図である。 本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の構成を示すブロック図である。 ＡＦ検索の概略イメージを示す図である。 複数の検索エリアを示す図である。 撮影フレームを示す図であり、（Ａ）はＵｐフレームを示し、（Ｂ）はＢｕｓｔフレームを示し、（Ｃ）はＫｎｅｅフレームを示す。 本発明の実施の形態に係るデジタルカメラにおけるＡＦ機能の作用を説明するためのフローチャートである。 合焦位置算出演算１を説明するための図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
４０ フォーカスレンズ
４２ ＣＰＵ
５０ 制御部
５４ ＬＵＴ
５６ デジタルフィルタ
５８ 積算部

Claims (15)

1. 被写体像を結像位置に合焦させるために光軸方向へ移動可能なフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを移動する駆動手段と、
   所定の条件に応じて、合焦位置の検索開始点を決定すると共に、前記駆動手段を制御して前記フォーカスレンズを移動させることによって前記合焦位置を検索し、該検索結果に応じて前記フォーカスレンズを前記合焦位置に調整する制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段が、前記所定の条件に応じて、前記検索を行う範囲を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段が、前記所定の条件に応じて、前記焦点の合焦位置算出方法を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段により前記合焦位置の検索が不可能である場合に、前記所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に前記駆動手段を制御して前記フォーカスレンズを移動することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記所定の条件は、人物モード、接写モード、風景モード及び夜景モードの少なくとも一つを含む撮影モードを含むことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 被写体像を結像位置に合焦させるために光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動して、自動的に合焦を行う自動合焦方法であって、所定の条件に応じて、合焦位置の検索開始点を決定し、前記検索開始点から前記焦点位置の検索を開始することを特徴とする自動合焦方法。
7. 前記所定の条件に応じて、前記検索を行う範囲を決定することを特徴とする請求項６に記載の自動合焦方法。
8. 前記所定の条件に応じて、前記焦点の合焦位置算出方法を決定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の自動合焦方法。
9. 前記合焦位置の検索が不可能である場合に、前記所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の自動合焦方法。
10. 前記所定の条件は、人物モード、接写モード、風景モード及び夜景モードの少なくとも一つを含む撮影モードを含むことを特徴とする請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の自動合焦方法。
11. 被写体像を結像位置に合焦させるために光軸方向へ移動可能なフォーカスレンズを移動して、自動的に合焦を行う合焦の手順を記録した記録媒体であって、所定の条件に応じて、合焦位置の検索開始点を決定し、前記検索開始点から前記合焦位置の検索を開始させる手順を含むことを特徴とする合焦の手順を記録した記録媒体。
12. 前記所定の条件に応じて、前記検索を行う範囲を決定させる手順を含むことを特徴とする請求項１１に記載の合焦の手順を記録した記録媒体。
13. 前記所定の条件に応じて、前記焦点の合焦位置算出方法を決定する手順を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の合焦の手順を記録した記録媒体。
14. 前記合焦位置の検索が不可能である場合に、前記所定の条件に応じて予め定められた焦点位置に前記フォーカスレンズを移動させる手順を含むことを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の合焦の手順を記録した記録媒体。
15. 前記所定の条件は、人物モード、接写モード、風景モード及び夜景モードの少なくとも一つを含む撮影モードを含むことを特徴とする請求項１１〜１４の何れか１項に記載の合焦の手順を記録した記録媒体。

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