JP2008203791A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被写体の状況および撮像環境等の少なくともいずれかに応じて、継続的なフォーカス駆動および断続的なフォーカス駆動のいずれかを選択して用いて、精度を損なうことなく、ＡＦ動作の高速化を実現する。
【解決手段】 撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置である。画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有する。撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させ、この移動の際に得られる画像データから、合焦位置を決定する。撮像条件に応じて、第１の移動モードを用いるか、第２の移動モードを用いるかを選択する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、例えば、カメラ付き携帯電話機およびＰＤＡ等のような携帯情報機器の撮像機能を含む撮像装置に係り、特に撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置に好適な撮像装置および撮像方法に関するものである。

ディジタルスティルカメラ等のような電子的な撮像装置は、被写体に対して自動的に焦点を合わせるオートフォーカス（以下、「ＡＦ」と称する）装置を搭載しているのが一般的である。ＡＦ装置におけるＡＦ制御方法として、例えば特許文献１（特公昭３９−５２６５号公報）等に示されるような、山登りＡＦ制御が広く用いられている。この山登りＡＦ制御は、撮像素子が出力する映像信号から近接画素の輝度差の積分値を求め、この輝度差の積分値を、合焦の度合いを示すＡＦ評価値とする。合焦状態にあるときは被写体の輪郭部分がはっきりしており、近接画素間の輝度差が大きくなるので、ＡＦ評価値が大きくなる。非合焦状態のときは、被写体の輪郭部分がぼやけるため、画素間の輝度差は小さくなるので、ＡＦ評価値が小さくなる。ＡＦ動作の実行時には、撮像レンズの少なくとも一部として構成される合焦用のレンズを移動させながらこのようなＡＦ評価値を逐次取得してゆき、ＡＦ評価値が最も大きくなったところ、すなわちピーク位置を合焦点として検出し、該合焦点に合焦用のレンズを位置させ停止させる。
近年、精度を損なうことなく、上述したＡＦ制御方法よりも、合焦動作の高速化を図るような技術も提案されており、例えば、特許文献２（特許第３８５１０２７号公報）および特許文献３（特開２００３−２１５４４０号公報）等に示されている。

特許文献２に示された装置においては、密な間隔でＡＦ評価値をサンプリングするモードと、粗い間隔でサンプリングし、その後に合焦位置近傍について密な間隔でＡＦ評価値をサンプリングするモードとを使い分けることによってＡＦ動作を高速化するようにしている。しかしながら、焦点距離が比較的長い長焦点距離の場合には、全体としてＡＦ動作に要する時間が長くなりがちであり、さらなる高速化が望ましい場合がある。このため、長焦点距離におけるさらなる高速化のための技術が期待されていた。
また、特許文献３に示された装置は、さらなる改善を目指したものであり、合焦用レンズのフォーカス駆動を継続的に行い、その間に断続的にＡＦ評価値を取得することによって、高速化を実現するようにしている。しかしながら、このような装置においては、撮像条件によっては精度が低下することもあり、そのためさらなる改善が必要となる。

特公昭３９−５２６５号公報 特許第３８５１０２７号公報 特開２００３−２１５４４０号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体の状況および撮像環境等の少なくともいずれかに応じて、継続的なフォーカス駆動および断続的なフォーカス駆動のいずれかを選択して用いて、精度を損なうことなく、ＡＦ動作の高速化を実現し得る撮像装置および撮像方法を提供することを目的としている。
すなわち、本発明の請求項１の目的は、被写体の状況および撮像環境等に基づき適切なフォーカス駆動を選択して、高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像装置を提供することにある。
また、本発明の請求項２の目的は、特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける焦点距離に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける繰り出し量に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像装置を提供することにある。

本発明の請求項５の目的は、特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じた速度のレンズ移動のフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像装置を提供することにある。
そして、本発明の請求項６の目的は、被写体の状況および撮像環境等に基づき適切なフォーカス駆動を選択して、高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像方法を提供することにある。
また、本発明の請求項７の目的は、特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける焦点距離に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像方法を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける繰り出し量に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像方法を提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像方法を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じた速度のレンズ移動のフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作を可能とする撮像方法を提供することにある。

請求項１に記載の本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置において、
前記画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと前記画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有し、前記撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させるレンズ移動手段と、
前記レンズ移動手段で移動した際に得られる前記画像データから、合焦位置を決定する自動焦点検出手段と、
撮像条件に応じて、前記レンズ移動手段を第１の移動モードとするか、第２の移動モードとするかを選択する移動モード選択手段と
を具備することを特徴としている。

請求項２に記載の本発明に係る撮像装置は、請求項１に記載した撮像装置であって、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であり、
前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、撮像レンズの焦点距離であることを特徴としている。
請求項３に記載の本発明に係る撮像装置は、請求項１または請求項２に記載した撮像装置であって、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であり、
前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、焦点距離に応じた撮像レンズの繰り出し量であることを特徴としている。
請求項４に記載の本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した撮像装置であって、
前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期であることを特徴としている。

請求項５に記載の本発明に係る撮像装置は、請求項１または請求項４に記載した撮像装置であって、
前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期を判断する周期判断手段と、
前記周期判断手段による前記読み出し周期の判断に基づいて前記撮像レンズを移動する速度を変更する移動速度変更手段と
をさらに備えることを特徴としている。
請求項６に記載の本発明に係る撮像方法は、上述した目的を達成するために、
撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置における撮像方法において、
前記画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと前記画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有し、前記撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させるレンズ移動過程と、
前記レンズ移動過程で移動した際に得られる前記画像データから、合焦位置を決定する自動焦点検出過程と、
撮像条件に応じて、前記レンズ移動過程を第１の移動モードとするか、第２の移動モードとするかを選択する移動モード選択過程と
を有することを特徴としている。

請求項７に記載の本発明に係る撮像方法は、請求項６に記載した撮像方法であって、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であり、
前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、撮像レンズの焦点距離であることを特徴としている。
請求項８に記載の本発明に係る撮像方法は、請求項６または請求項７に記載した撮像方法であって、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であり、
前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、焦点距離に応じた前記撮像レンズの繰り出し量であることを特徴としている。
請求項９に記載の本発明に係る撮像方法は、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載した撮像方法であって、
前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期であることを特徴としている。
請求項１０に記載の本発明に係る撮像方法は、請求項６または請求項９に記載した撮像方法であって、
前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期を判断する周期判断過程と、
前記周期判断過程による前記読み出し周期の判断に基づいて前記撮像レンズを移動する速度を変更する移動速度変更過程と
をさらに有することを特徴としている。

本発明によれば、被写体の状況および撮像環境等の少なくともいずれかに応じて、継続的なフォーカス駆動および断続的なフォーカス駆動のいずれかを選択して用いて、精度を損なうことなく、ＡＦ動作の高速化を実現し得る撮像装置および撮像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に記載の撮像装置によれば、
撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置において、前記画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと前記画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有し、前記撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させるレンズ移動手段と、前記レンズ移動手段で移動した際に得られる前記画像データから、合焦位置を決定する自動焦点検出手段と、撮像条件に応じて、前記レンズ移動手段を第１の移動モードとするか、第２の移動モードとするかを選択する移動モード選択手段とを具備することにより、
被写体の状況および撮像環境等に基づき適切なフォーカス駆動を選択して、高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。

また、本発明の請求項２に記載の撮像装置によれば、請求項１に記載した撮像装置において、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、撮像レンズの焦点距離であることにより、
特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける焦点距離に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。
本発明の請求項３に記載の撮像装置によれば、請求項１または請求項２に記載した撮像装置において、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、焦点距離に応じた撮像レンズの繰り出し量であることにより、
特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける繰り出し量に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。
本発明の請求項４に記載の撮像装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した撮像装置において、
前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期であることにより、
特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。

本発明の請求項５に記載の撮像装置によれば、請求項１または請求項４に記載した撮像装置において、
前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期を判断する周期判断手段と、前記周期判断手段による前記読み出し周期の判断に基づいて前記撮像レンズを移動する速度を変更する移動速度変更手段とをさらに備えることにより、
特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じた速度のレンズ移動のフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。
そして、本発明の請求項６に記載の撮像方法によれば、
撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置における撮像方法において、前記画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと前記画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有し、前記撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させるレンズ移動過程と、前記レンズ移動過程で移動した際に得られる前記画像データから、合焦位置を決定する自動焦点検出過程と、撮像条件に応じて、前記レンズ移動過程を第１の移動モードとするか、第２の移動モードとするかを選択する移動モード選択過程とを有することにより、
被写体の状況および撮像環境等に基づき適切なフォーカス駆動を選択して、高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。

また、本発明の請求項７に記載の撮像方法によれば、請求項６に記載した撮像方法において、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、撮像レンズの焦点距離であることにより、
特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける焦点距離に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。
本発明の請求項８に記載の撮像方法によれば、請求項６または請求項７に記載した撮像方法において、
前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、焦点距離に応じた前記撮像レンズの繰り出し量であることにより、
特に、焦点距離が可変の撮像レンズにおける繰り出し量に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。

本発明の請求項９の撮像方法によれば、請求項６〜請求項８のいずれか１項の撮像方法において、
前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期であることにより、
特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じたフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。
本発明の請求項１０に記載の撮像方法によれば、請求項６または請求項９に記載した撮像方法において、
前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期を判断する周期判断過程と、前記周期判断過程による前記読み出し周期の判断に基づいて前記撮像レンズを移動する速度を変更する移動速度変更過程とをさらに有することにより、
特に、撮像素子からの画像データの読み出し周期に応じた速度のレンズ移動のフォーカス制御による高精度で且つ高速なＡＦ動作が可能となる。

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撮像装置および撮像方法を詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１〜第３の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルスティルカメラの要部の構成を示している。図１は、本発明に係る撮像装置であるディジタルスティルカメラのシステム構成の概要を示すブロック図である。図２、図３および図４は、このディジタルスティルカメラの外観構成を示しており、それぞれ、このディジタルスティルカメラの正面図、平面図および背面図である。
図１〜図４に示すディジタルスティルカメラにおいて、カメラボディＣＢの上面には、レリーズボタン（スイッチ）ＳＷ１、モードダイアルＳＷ２およびサブ液晶ディスプレイ（サブＬＣＤ）（以下、「液晶ディスプレイ」を「ＬＣＤ」と称する）１が配置されている。カメラボディＣＢの正面には、ストロボ発光部３、光学ファインダ４、リモコン受光部６および撮像レンズを含む鏡胴ユニット７が配置されており、カメラボディＣＢの一方の側面部には、メモリカード装填室および電池装填室の蓋２が設けられている。カメラボディＣＢの背面には、光学ファインダ４、ＡＦ用ＬＥＤ（「ＬＥＤ」は、発光ダイオード）８、ストロボＬＥＤ９、ＬＣＤモニタ１０、電源スイッチ１３、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定および解除スイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動およびストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動およびマクロスイッチＳＷ１０、左移動および画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、ならびにクイックアクセススイッチＳＷ１３が配置されている。

ディジタルスティルカメラのシステム構成は、次の通りである。図１において、ディジタルスティルカメラのシステムを構成する各部は、例えばディジタル信号処理ＩＣ（集積回路）等として構成されるディジタルスティルカメラプロセッサ１０４（以下、単に「プロセッサ１０４」と称する）によって制御される。プロセッサ１０４は、第１のＣＣＤ（電荷結合素子）信号処理ブロック１０４−１、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２、ＣＰＵ（中央処理ユニット）ブロック１０４−３、ローカルＳＲＡＭ（ＳＲＡＭ：スタティックランダムアクセスメモリ）１０４−４，ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ブロック１０４−５、シリアルブロック１０４−６、ＪＰＥＧコーデック（ＣＯＤＥＣ）ブロック１０４−７、リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）ブロック１０４−８、ビデオ信号表示ブロック１０４−９およびメモリカードコントローラブロック１０４−１０を有してなり、これらは相互にバスラインで接続されている。プロセッサ１０４の外部には、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データおよびＪＰＥＧ画像データを保存するためのＳＤＲＡＭ（シンクロナスランダムアクセスメモリ）１０３が配置されていて、バスラインを介してプロセッサ１０４に結合されている。

プロセッサ１０４の外部には、また、ＲＡＭ１０７、内蔵メモリ１２０および制御プログラムが格納されたＲＯＭ１０８が配置されており、バスラインを介してプロセッサ１０４に結合されている。
鏡胴ユニット７は、ズームレンズ７−１ａを有するズーム光学系７−１、フォーカスレンズ７−２ａを有するフォーカス光学系７−２、絞り７−３ａを有する絞りユニット７−３およびメカニカルシャッタ７−４ａを有するメカシャッタユニット７−４、を備えている。ズーム光学系７−１、フォーカス光学系７−２、絞りユニット７−３およびメカシャッタユニット７−４は、それぞれズームモータ７−１ｂ、フォーカスレンズ移動手段としてのフォーカスモータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂおよびメカシャッタモータ７−４ｂによって駆動される。これらズームモータ７−１ｂ、フォーカスモータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂおよびメカシャッタモータ７−４ｂの各モータは、プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって制御されるモータドライバ７−５によって動作が制御される。

鏡胴ユニット７のズームレンズ７−１ａおよびフォーカスレンズ７−２ａは、撮像素子であるＣＣＤ１０１の撮像面上に被写体光学像を結像するための撮像レンズを構成し、ＣＣＤ１０１は、前記被写体光学像を電気的な画像信号に変換してＦ／Ｅ−ＩＣ（フロントエンドＩＣ）１０２に入力する。Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング部）１０２−１、ＡＧＣ（自動利得制御部）１０２−２およびＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換部１０２−３を有し、前記画像信号にそれぞれ所定の処理を施し、ディジタル信号に変換して、プロセッサ１０４の第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に入力する。これらの信号処理動作は、プロセッサ１０４の第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１から出力されるＶＤ・ＨＤ（垂直駆動・水平駆動）信号により、ＴＧ（タイミングジェネレータ）１０２−４を介して制御される。なお、第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１は、ＣＣＤ固体撮像素子１０１からＦ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して入力されたディジタル画像データに対してホワイトバランス調整およびγ調整等の信号処理を行うとともに、ＶＤ信号およびＨＤ信号を出力する。

プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３は、音声記録回路１１５−１による音声記録動作を制御する。音声記録回路１１５−１は、マイクロホン１１５−３で変換された音声信号がマイクロホンアンプ１１５−２により増幅された増幅信号を、指令に応じて記録する。また、ＣＰＵブロック１０４−３は、音声再生回路１１６−１の動作も制御する。音声再生回路１１６−１は、指令により、適宜なるメモリに記録されている音声信号をオーディオアンプ１１６−２で増幅してスピーカ１１６−３に入力し、スピーカ１１６−３から音声を再生する。ＣＰＵブロック１０４−３は、また、ストロボ回路１１４を制御して動作させることによってストロボ発光部３から照明光を発光させる。また、ＣＰＵブロック１０４−３は、被写体距離を測定する測距ユニット（図示せず）の動作をも制御する。なお、本発明においては、後述するように撮像された画像データに基づく合焦制御を行うので、測距ユニットによる被写体距離の測定は、かならずしも行わなくとも良く、その場合には、測距ユニットを省いても良い。また、測距ユニットによる被写体距離の測定情報を、ストロボ回路１１４におけるストロボ発光制御に利用しても良い。測距ユニットによる被写体距離の測定情報を、撮像された画像データに基づく合焦制御に対して補助的に利用するようにしても良い。

さらに、ＣＰＵブロック１０４−３は、プロセッサ１０４の外部に配置されたサブＣＰＵ１０９にも結合されており、サブＣＰＵ１０９は、ＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１による表示を制御する。また、サブＣＰＵ１０９は、ＡＦ用ＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、リモコン受光部６、前記スイッチＳＷ１〜ＳＷ１３からなる操作部およびブザー１１３にもそれぞれ結合されている。
ＵＳＢブロック１０４−５は、ＵＳＢコネクタ１２２に結合されており、シリアルブロック１０４−６は、シリアルドライバ回路１２３−１を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタに結合されている。ビデオ信号表示ブロック１０４−９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１０に結合されており、また、ビデオ信号表示ブロック１０４−９は、ビデオアンプ１１８を介してビデオジャック１１９にも結合されている。メモリカードコントローラブロック１０４−１０は、メモリカードスロット１２１のカード接点に結合されており、メモリカード１２１−２がこのメモリカードスロット１２１に装填されると、メモリカード１２１−２の接点に接触してメモリカード１２１−２に対する電気的な接続を達成する。

次に、上述のように構成されたディジタルスティルカメラの動作をいくつかの実施の形態について説明するが、その前に、従来のディジタルスティルカメラの基本的な動作の概要を説明しておく。
図２〜図４に示すモードダイアルＳＷ２を記録モードに設定することによって、当該ディジタルカメラが記録モードで起動する。モードダイアルＳＷ２の設定は、図１における操作部（ＳＷ１〜ＳＷ１３）に含まれるモードダイアルＳＷ２の状態が記録モード−オンになったことをサブＣＰＵ１０９経由でＣＰＵブロック１０４−３が検知し、モータドライバ７−５を制御して、鏡胴ユニット７を撮像可能な位置に移動させる。さらにＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２およびＬＣＤモニタ１０等の各部に電源を投入して動作を開始させる。各部の電源が投入されると、ファインダモードの動作が開始される。

ファインダモードにおいては、鏡胴ユニット７の撮像レンズを通して撮像素子であるＣＣＤ１０１に入射した光は、電気信号に変換されてＲＧＢのアナログ信号としてＣＤＳ回路１０２−１に供給され、ＡＧＣ１０２−２を介してＡ／Ｄ変換器１０２−３に送られる。

Ａ／Ｄ変換器１０２−３でディジタル信号に変換されたＲ、Ｇ、Ｂの各信号は、ディジタルスティルカメラプロセッサ１０４内の第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２によって達成されるＹＵＶ変換手段でＹＵＶ画像データに変換されて、フレームメモリとしてのＳＤＲＡＭ１０３に書き込まれる。なお、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２は、ＲＧＢ画像データにフィルタリング処理等の適切な処理を施してＹＵＶ画像データへ変換する。このＹＵＶ画像データは、ＣＰＵブロック１０４−３により、読み出され、ビデオ信号表示ブロック１０４−９を介してビデオアンプ１１８およびビデオジャック１１９を介してＴＶ（テレビジョン）に送られ、あるいはＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１０へ送られて表示に供される。この処理が１／３０秒間隔で行われ、１／３０秒毎に更新されるファインダモードの表示となる。
操作部のレリーズボタンＳＷ１が押下されると、プロセッサ１０４の第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に取り込まれたディジタルＲＧＢ画像データより、画面内の所定の少なくとも一部における合焦の度合いを示すＡＦ評価値および露光状態を示すＡＥ評価値が算出される。ＡＦ評価値データは、特徴データとしてＣＰＵブロック１０４−３に読み出されて、自動焦点検出手段としての機能によるＡＦ処理に利用される。

すなわち、合焦状態にあるとき、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため、画像の空間周波数における高周波成分が最も高くなる。ＡＦ評価値は、例えば変位に対する微分値のように、このような高周波成分の高さを反映した値となるように設定される。このＡＦ評価値を利用してＡＦ処理における合焦検出を行う。ＡＦ処理における合焦検出動作時は、フォーカスレンズ７−２ａのそれぞれの位置におけるＡＦ評価値を取得して、その極大になる点、すなわちピーク位置、を検出する。また、極大になる点が複数あらわれることも考慮にいれ、複数あった場合には、ピーク位置における評価値の大きさ、およびその周辺位置に対する評価値の下降または上昇の度合いなどを判断し、最も信頼性があると推定される点を合焦位置としてＡＦ動作を実行する。
また、ＡＦ評価値は、ディジタルＲＧＢ画像データ内の特定の範囲から算出することができる。図５がファインダモード時にＬＣＤに表示される画像面の状態であり、この表示内の中心部の図示のような枠内をこのディジタルカメラにおけるＡＦ処理のエリアとする。このＡＦ処理エリアは、例えばＲＧＢ画像データの画面内の中央の水平方向の４０％および垂直方向の３０％として設定する。

次に、ＡＥ評価値は、図６に示すように、ディジタルＲＧＢ画像データの画像面を複数のエリアに分割し、各分割エリア内の輝度データに基づく値をＡＥ評価値として用いる。例えば、この場合、画像面を水平方向について１６×垂直方向について１６に分割し、全体として２５６個のエリアに分割する。各分割エリア内の画素に対して所定の閾値を超えるものを対象画素とし、それらの輝度値を加算し、対象画素数で乗算することによって求められる値をＡＥ評価値とする。このようなＡＥ評価値から、各エリアの輝度分布に基づいて、適正露光量を算出し、次の画像フレームの取り込みに対して補正を施す。
次に、本発明に係る撮像装置の異なる実施の形態の各々について具体的に説明する。以下に説明する第１〜第３の実施の形態は、それぞれＡＦ処理における動作形態が異なっている。
〔実施の形態１〕
まず、第１の実施の形態に係るディジタルカメラの動作の概略について説明する。本発明に係るディジタルカメラは、ＡＦ処理に際して、粗いＡＦ調整である粗調整、すなわち粗調と、精細なＡＦ調整である微調整、すなわち微調と、をそれぞれ選択して行うことによってＡＦ処理を行っている。そのため、ここでは、それら粗調と微調に関して詳細に説明する。
最初に、粗調処理について説明する。粗調とは、フォーカスレンズ７−２ａを比較的粗いステップで移動させ（少なくとも微調よりは粗いステップでレンズ駆動を行う）、それに伴って、ＡＦ評価値を取得することによって、ＡＦ処理を行うことである。この粗調処理は、精度が比較的低いが、全体的に大まかなＡＦ制御をするために用いるのに適している。また、全体的にＡＦ制御をするといっても、フォーカスレンズ７−２ａの移動が至近から無限遠へ向かう方向への駆動であった場合、ＡＦ制御の基本は近距離優先であるため、実際には粗調の途中においてピークを確認することができた場合は、そこで粗調を終了して次の処理へ移行できるので、被写体によっては、さらに時間的な短縮も可能となり、ＡＦ制御を高速化することが可能である。ピーク検出は、ＡＦ評価値結果において、前回の評価値とカレント（現在最新）評価値を比較して、その結果、ＡＦ評価値が一旦上昇した後に、下降を３回繰り返した場合に、その最高点をピーク位置として認定することによって行う。

また、本発明においては、粗調について２つの方式を選択することができるようにしている。
第１の粗調方式は、同期式粗調である。これは、１回のＶＤ信号に対応して、所定のフォーカス駆動量、すなわち、フォーカスレンズ７−２ａの駆動源であるフォーカスモータ７−２ｂにパルスモータを使用している場合にはパルス数、を設定し、ＶＤ信号のパルスの立下りに対応して、所定のフォーカス駆動量だけ駆動し、つまり所定パルスレートで所定パルス数だけ駆動して、その回の駆動を終了し、次のＶＤ信号を待った後に、再度、所定のフォーカス駆動量だけ駆動することを繰り返す第１の移動モードによって、フォーカス駆動をＶＤ信号、すなわちフレーム周期、に同期させる。
例えば、図７に示すように、１２０ｆｐｓのフレームレートで画像データの取り込みを行う場合、１２０ｆｐｓのＶＤ信号パルスに同期して、所定パルス数（例えば４パルス）だけフォーカス駆動を行う。このとき、１２０ｆｐｓのＶＤ信号パルスに同期して、電子シャッタパルス（電荷掃き出しパルス）期間の終了後に露光が行われ、各フレームの画像データを取り込み、ＡＦ評価値を取得する。

このような、ＶＤ信号パルスに同期して、所定パルス数だけフォーカス駆動を行い、ＡＦ評価値を取得する動作を、ＡＦ評価値のピークが検出されるまで繰り返す。
すなわち、同期式粗調においては、図８に示すフローチャートのように、まず、ＶＤ信号待ちを行い（ステップＳ７−１）、ＶＤ信号パルスに応答して、所定パルス量だけフォーカスレンズ７−２ａを移動（ステップＳ７−２）、その後にＡＦ評価値を取得する（ステップＳ７−３）。取得した結果から、ＡＦ評価値のピークが検出されているか否かを判定し（ステップＳ７−４）、その結果をもとに、ピークが検出されている場合には、終了処理（ステップＳ７−６）へ移行し、同期式粗調処理を終了する。ステップＳ７−４で、ピークが検出されていない場合には、終了位置か否かを判定し（ステップＳ７−５）、終了位置に達するまで、ステップＳ７−１に戻って、ＶＤ信号待ち（ステップＳ７−１）〜フォーカス駆動（ステップＳ７−２）〜ＡＦ評価値取得（ステップＳ７−３）〜ピーク検出判定（ステップＳ７−４）を繰り返す。

一方、第２の粗調方式は、非同期式粗調であり、上述した同期式のような所定フォーカス駆動量毎の間欠的なフォーカス駆動でなく、最大駆動速度でフォーカス駆動を継続的に行う第２の移動モードを用い、同期を取らない方式である。すなわち、ＶＤ信号毎の駆動量は、ＶＤ期間内でのその鏡胴の最大パルスレートでの駆動量となる。これは、ＶＤ信号にかかわらず、最大のフォーカス駆動速度、すなわち、フォーカスレンズ７−２ａの駆動源にパルスモータを使用している場合には、最大のパルスレートで、フォーカス駆動を行いつつ、ＡＦ評価値を取得する。
例えば、図９に示すように、１２０ｆｐｓのフレームレートで画像データの取り込みを行う場合、１２０ｆｐｓのＶＤ信号パルスに同期して、電子シャッタパルス（電荷掃き出しパルス）期間の終了後に露光が行われ、各フレームの画像データを取り込み、ＡＦ評価値を取得する。このとき、１２０ｆｐｓのＶＤ信号パルスにかかわらず、鏡胴の最大パルスレートに従った一定の速度でフォーカス駆動を行いつつ、ＶＤ信号パルスに同期して、取り込まれる画像データに基づきＡＦ評価値を取得する動作を、ＡＦ評価値のピークが検出されるまで継続する。

すなわち、非同期式粗調においては、図１０に示すフローチャートのように、まず、ＶＤ信号待ちを行い（ステップＳ８−１）、ＶＤ信号が与えられると、フォーカス駆動カウント値が「０」、でないか否かを判定し（ステップＳ８−２）、カウント値が「０」ならばフォーカス駆動が開始されていないので、連続的なフォーカス駆動を開始して（ステップＳ８−７）、ＡＦ評価値を取得する（ステップＳ８−３）。ステップＳ８−２において、フォーカス駆動が既に開始されている場合には、カウント値は「０」でないので、そのままステップＳ８−３に移行してＡＦ評価値を取得する。ステップＳ８−３において、ＡＦ評価値が取得されると、ピークが検出されていないか否かを判定し（ステップＳ８−４）、ピークが検出されていない場合には、終了回数に達しているか否かを判定する（ステップＳ８−５）。ステップＳ８−５において、終了回数に達していなければ、カウントしてカウント値を「＋１」インクリメントして（ステップＳ８−８）、ステップＳ８−１のＶＤ信号待ちに戻る。ステップＳ８−１のＶＤ信号待ちにおいて、ＶＤ信号を受け、ステップＳ８−２においてフォーカス駆動カウント値が「０」でないと判定されれば、ステップＳ８−３においてＡＦ評価値を取得する。なお、このとき、フォーカス駆動は、継続的に駆動状態となっている。ステップＳ８−４で、ピークが検出されていると判定された場合には、直ちに、その結果のピーク検出位置に基づく終了処理へ移行する（ステップＳ８−６）。また、ステップＳ８−５において、終了回数に達していると判定された場合にも、ステップＳ８−６に移行し、ピークが検出されていない場合の終了処理が行われる。

これら２つの粗調方式に関する長所・短所を挙げれば、同期式は、非同期式よりも精度が高いが、ＶＤ間での駆動が断続的な動きとなり、鏡胴ユニットによっては、鏡胴内のギアの遊び等による断続動作時の衝撃により、駆動音が大きくなってしまう。また、非同期式よりも高速化することは不可能である。また、非同期式は、同期式よりも高速化することが可能であるが、その駆動方法に起因して、後に詳述するようなフレームレートによって、粗調の粗さが決まってしまうという欠点がある。また、いずれにしても、レンズ駆動ステップそのものは粗いため、次に説明する微調のような処理を行うことで、最終的な合焦位置を決定しなければならない。
次に、微調処理について説明する。微調においては、フォーカスレンズ７−２ａを比較的微細なステップで移動させるようなレンズ駆動を行い、それに伴って、ＡＦ評価値を取得することによって、ＡＦ処理を行う。この微調では、精度の高いＡＦ処理を行うことが可能である。しかしながら、鏡胴ユニット７の繰り出し量が多ければ多いほど、微調に要する時間が長くなるため、本発明においては、まず、先に粗調を行い、その後に微調を行うようにして、高速で且つ精度の高いＡＦ制御を実現する。

以上が、本発明に係るディジタルカメラの基本的な粗調および微調の動作である。

次に、この第１の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルスティルカメラにおける同期／非同期式粗調を用いたＡＦ方式について説明する。
図１１に示すフローチャートにおいて、まず、操作部のレリーズボタンＳＷ１の第１段（以下、「ＲＬ１」とする）が押下された場合（いわゆる「半押し状態」）（ステップＳ９−１）、撮像レンズの現在のズームポジション（以下、「Ｚｐ」とする）を確認し、そのズームポジションＺｐが所定の中間焦点距離位置（Ｍｅａｎ）より長焦点距離であるか否かを判定する（ステップＳ９−２）。ステップＳ９−２において、所定の中間焦点距離位置よりも長焦点側であると判定されれば、非同期式粗調を選択し（ステップＳ９−３）、そうでないと判定された場合には、同期式粗調を選択する（ステップＳ９−９）。ここで、所定のズームポジションＺｐの決定に際して、この実施の形態では中間焦点距離位置としたが、実際には、使用する鏡胴ユニット７の特性、特に鏡胴ユニット７の繰り出せる量と、最大パルスレートと、ＡＦ時のフレームレートとに依存する。

例えば、図１２に示すように、焦点距離を３５ｍｍフィルム換算で３５ｍｍから１０５ｍｍまでの範囲で変化させ得るズームレンズ７−１ａの鏡胴ユニット７における３５ｍｍから１０５ｍｍまでのズームポジションが０から１６までであるとし、この鏡胴ユニット７のフォーカスレンズ７−２ａの繰り出せる量、つまり与え得る繰り出しパルス数、は、３０から１９０であるとする。この場合の所定のズームポジションは、例えば、繰り出せるパルス数が１００となる換算焦点距離５０ｍｍ近傍のズームポジション７の中間焦点距離位置に設定する。鏡胴ユニット７のフォーカスレンズ７−２ａの繰り出せる量が、少ない場合には、中間焦点距離位置よりもさらに望遠側にズームした位置を所定値とするであろう。また、最大パルスレートが低い場合には、同期式でも非同期式でも精度および速度がほとんど変わらなくなってしまう。また、フレームレートを高速化できればできるほど、粗調の精度は向上する。ちなみに、フレームレートは、ＣＣＤ固体撮像素子の場合、高速で１２０ｆｐｓ程度、ＣＭＯＳ固体撮像素子の場合、高速で２００〜３００ｆｐｓ程度である。

すなわち、図１３において、例えば（１３−ａ）に示すように、フレームレートが１２０ｆｐｓであった場合には、ＶＤ間隔が約８．３ｍｓであり、（１３−ｂ）に示すように、フレームレートが６０ｆｐｓであった場合には、ＶＤ間隔が約１６．７ｍｓである。非同期式粗調で駆動を行うと、パルスレートが１０００ｐｐｓ（１パルス＝１ｍｓ）であった場合には、フレームレートが１２０ｆｐｓでは、１ＶＤ周期あたりおよそ８パルスの駆動量であるのに対し、フレームレートが６０ｆｐｓでは、１ＶＤ周期あたりおよそ１６パルスの駆動量となり、２倍の粗さとなる。つまり、可能であれば、フレームレートは、より高速にすることが望ましい。この実施の形態におけるディジタルカメラについては、パルスレートを１０００ｐｐｓとして、フレームレートを１２０ｆｐｓとし、また同期式のフォーカス駆動パルスは４パルスとしている。
次に、上述したズームポジションの判定に基づいて、粗調方式として同期式を選択するか（ステップＳ９−９）、非同期式を選択するか（ステップＳ９−３）を決定すると、その方式を用いて粗調処理を行う（ステップＳ９−４）。上述したように、粗調に関しては、ピークを検出した時点で粗調処理を停止し得るようにしておく。

ステップＳ９−４の粗調処理が停止すると、次の処理として、駆動方向を反転する（ステップＳ９−５）。このステップＳ９−５は、粗調で全範囲を終了し、または、ピークポジションを検出して終了した状態から、駆動方向を反転し今度は無限遠から至近へと駆動することによって、全体のＡＦ処理時間を短くするためである。
次に、フォーカスレンズ７−２ａを微調開始位置に移動する（ステップＳ９−６）。ステップＳ９−４の粗調においてピーク検出して終了した場合には、そのピーク検出位置から微調を開始するため、その位置を微調開始位置の目標位置とする。ステップＳ９−６において、フォーカスレンズ７−２ａを微調の開始位置へ移動した後に、微調処理を行う（ステップＳ９−７）。微調処理は、フォーカスレンズ駆動量を１パルスとして実行するため、非同期式には不向きである。そのため、同期式で微調処理を行う。最後に、微調処理の結果に基づいて、終了処理によってフォーカスレンズ７−２ａを合焦位置へ移動して終了する（ステップＳ９−８）。
以上が本発明の第１の実施の形態に係るディジタルスティルカメラのＡＦ処理である。なお、このようなＡＦ処理は、全てプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって制御され、移動モード選択手段としての機能を達成する。

〔実施の形態２〕
第２の実施の形態に係るディジタルカメラは、第１の実施の形態と同様に、ＡＦ処理に際して、粗調と、微調とを選択的に切り換えて行うことによってＡＦ処理を行っており、さらに、粗調について同期式と非同期式の２つの方式を選択することができるようにしている。微調においては、フォーカスレンズ７−２ａを比較的微細なステップで移動させるようなレンズ駆動を行い、それに伴って、ＡＦ評価値を取得することによって、ＡＦ処理を行う。この微調では、精度の高いＡＦ処理を行うことが可能であるが、鏡胴ユニット７の繰り出し量が多ければ多いほど、微調に要する時間が長くなるため、まず、先に粗調を行い、その後に微調を行うようにして、高速で且つ精度の高いＡＦ制御を実現する。
次に、この第２の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルスティルカメラにおける同期／非同期式粗調を用いたＡＦ方式について説明する。
図１４に示すフローチャートにおいて、まず、操作部のレリーズボタンＳＷ１の第１段ＲＬ１が押下された場合（半押し状態）（ステップＳ１０−１）、ＲＧＢ信号からのＡＥ評価値に基づく測光処理を行い、被写体環境輝度（Ｌｖ値）を算出する（ステップＳ１０−２）。この被写体環境輝度に基づいて、図１５のフローチャートに示すような、ＡＦ時のフレームレートの設定を行う（ステップＳ１０−３）。このステップＳ１０−３のフレームレートの設定においては、被写体環境輝度が低く、露光量が不足すると、ノイズが増えて、精度が低下するので、そのような場合には、フレームレートを遅くして露光量を増す。

すなわち、図１５において、被写体環境輝度がＬｖ７より高い場合か否かを判定し（ステップＳ１１−１）、被写体環境輝度がＬｖ７より高ければ、フレームレートを１２０ｆｐｓに設定（ステップＳ１１−２）し、その結果をプロセッサ１０４へ送信する（ステップＳ１１−３）。ステップＳ１１−１において、もしも、被写体環境輝度がＬｖ７以下であった場合には、フレームレートを６０ｆｐｓに設定（ステップＳ１１−４）し、結果をプロセッサ１０４へ送信する（ステップＳ１１−３）。
図１４に戻り、ステップＳ１０−３において、フレームレートが設定されると、フレームレートが１２０ｆｐｓか否かを判定して（ステップＳ１０−４）、非同期粗調か同期粗調かを選択する処理に移行する。ステップＳ１０−３のフレームレート設定処理の結果が、ステップＳ１０−４で、１２０ｆｐｓであると判定された場合には、非同期粗調を選択する（ステップＳ１０−５）。ステップＳ１０−４で、フレームレートが１２０ｆｐｓでないと判定された場合には、フレームレートは６０ｆｐｓであり、その場合には、同期粗調を選択する（ステップＳ１０−１１）。図１３に示した通り、例えば１２０ｆｐｓ（１３−ａ）である場合には、ＶＤ間隔が約８．３ｍｓであり、６０ｆｐｓ（１３−ｂ）である場合には、ＶＤ間隔が約１６．７ｍｓである。当然、１２０ｆｐｓにおいて、非同期式粗調で駆動を行うと、パルスレートが１０００ｐｐｓである場合には、１ＶＤあたりおよそ８パルスの駆動量であるのに対して、６０ｆｐｓでは１６パルスの駆動量となり、２倍分粗くなって精度が悪くなるためである。

よって、輝度が低いような環境下でフレームレートを落としたＡＦ制御を用いるのであれば、非同期式粗調は不向きであり、同期式粗調を選択するべきである。なお、このディジタルスティルカメラのパルスレートは１０００ｐｐｓとしている。
ステップＳ１０−４の判定で、粗調方式を非同期式（ステップＳ１０−５）または同期式（ステップＳ１０−１１）に決定すると、その決定された方式を用いて粗調処理を行う（ステップＳ１０−６）。この粗調処理は、先に述べたように、ピークを検出した時点で停止させる。ステップＳ１０−６の粗調処理が完了すると、次に駆動方向を反転する（ステップＳ１０−７）。このステップＳ１０−７は、粗調において、全範囲をスキャンし、または、ピークを検出して、粗調を完了した状態から、駆動方向を反転し、今度は無限遠から至近へと駆動することによって、全体のＡＦ時間を短くするための処理である。ステップＳ１０−７で駆動方向を変更した後に、フォーカスレンズ７−２ａを微調開始位置に移動する（ステップＳ１０−８）。ステップＳ１０−６において、ピークを検出して粗調処理を終了した場合には、その位置から微調を開始すべく、その位置を目標位置とする。

ステップＳ１０−８で、フォーカスレンズ７−２ａを微調の開始位置へ移動した後に、微調処理を行う（ステップＳ１０−９）。ステップＳ１０−９の微調処理は、フォーカスレンズ駆動量を１パルスとして実行するため、非同期式には不向きである。そのため、同期式で微調処理を行う。最後に、ステップＳ１０−９の微調処理の結果に基づいて、終了処理によってフォーカスレンズ７−２ａを合焦位置へ移動して終了する（ステップＳ１０−１０）。
なお、この実施の形態に係るディジタルカメラでは、フレームレートは、１２０ｆｐｓと６０ｆｐｓの２つの設定しか行っていないが、可能であれば、より高速のフレームレートや、より低速フレームレートを用いるような処理をすることがさらに望ましい。
以上が本発明の第２の実施の形態に係るディジタルスティルカメラのＡＦ処理である。なお、このようなＡＦ処理は、全てプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって制御される。

〔実施の形態３〕
第３の実施の形態に係るディジタルカメラは、第１および第２の実施の形態と同様に、ＡＦ処理に際して、粗調と、微調とを選択的に切り換えて行うことによってＡＦ処理を行っており、さらに、粗調について同期式と非同期式の２つの方式を選択することができるようにしている。微調においては、フォーカスレンズ７−２ａを比較的微細なステップで移動させるようなレンズ駆動を行い、それに伴って、ＡＦ評価値を取得することによって、ＡＦ処理を行う。この微調では、精度の高いＡＦ処理を行うことが可能であるが、鏡胴ユニット７の繰り出し量が多ければ多いほど、微調に要する時間が長くなるため、まず、先に粗調を行い、その後に微調を行うようにして、高速で且つ精度の高いＡＦ制御を実現する。
次に、この第３の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルスティルカメラにおける同期／非同期式粗調を用いたＡＦ方式について説明する。

図１６に示すフローチャートにおいて、まず、操作部のレリーズボタンＳＷ１の第１段ＲＬ１が押下された場合（半押し状態）（ステップＳ１３−１）、ＲＧＢ信号からのＡＥ評価値に基づく測光処理を行い、被写体環境輝度（Ｌｖ値）を算出する（ステップＳ１３−２）。この被写体環境輝度に基づいて、図１５のフローチャートに示すような、ＡＦ時のフレームレートの設定を行う（ステップＳ１３−３）。このステップＳ１３−３のフレームレートの設定においては、被写体環境輝度が低く、露光量が不足すると、ノイズが増えて、精度が低下するので、そのような場合には、フレームレートを遅くして露光量を増す。
すなわち、図１５において、被写体環境輝度がＬｖ７より高い場合か否かを判定し（ステップＳ１１−１）、被写体環境輝度がＬｖ７より高ければ、フレームレートを１２０ｆｐｓに設定（ステップＳ１１−２）し、その結果をプロセッサ１０４へ送信する（ステップＳ１１−３）。ステップＳ１１−１において、もしも、被写体環境輝度がＬｖ７以下であった場合には、フレームレートを６０ｆｐｓに設定（ステップＳ１１−４）し、結果をプロセッサ１０４へ送信する（ステップＳ１１−３）。

図１６に戻り、撮像レンズの現在のズームポジションＺｐを確認し、そのズームポジションＺｐが所定の中間焦点距離位置（Ｍｅａｎ）より長焦点距離であるか否かを判定する（ステップＳ１３−４）。ステップＳ１３−４において、所定の中間焦点距離位置よりも長焦点側であると判定されれば、非同期式粗調を選択し（ステップＳ１３−５）、そうでないと判定された場合には、同期式粗調を選択する（ステップＳ１３−１３）。ここで、所定のズームポジションＺｐの決定に際して、この実施の形態では中間焦点距離位置としたが、実際には、使用する鏡胴ユニット７の特性、特に鏡胴ユニット７の繰り出せる量と、最大パルスレートと、ＡＦ時のフレームレートとに依存する。鏡胴ユニット７のフォーカスレンズ７−２ａの繰り出せる量が、少ない場合には、中間焦点距離位置よりもさらに望遠側にズームした位置を所定値とするであろう。また、最大パルスレートが低い場合には、同期式でも非同期式でも精度および速度がほとんど変わらなくなってしまう。また、フレームレートを高速化できればできるほど、粗調の精度は向上する。

すなわち、図１３において、例えば図１３（ａ）に示すように、フレームレートが１２０ｆｐｓであった場合には、ＶＤ間隔が約８．３ｍｓであり、図１３（ｂ）に示すように、フレームレートが６０ｆｐｓであった場合には、ＶＤ間隔が約１６．７ｍｓである。非同期式粗調で駆動を行うと、パルスレートが１０００ｐｐｓ（１パルス＝１ｍｓ）であった場合には、フレームレートが１２０ｆｐｓでは、１ＶＤ周期あたりおよそ８パルスの駆動量であるのに対し、フレームレートが６０ｆｐｓでは、１ＶＤ周期あたりおよそ１６パルスの駆動量となり、２倍の粗さとなる。つまり、可能であれば、フレームレートは、より高速にすることが望ましい。この実施の形態におけるディジタルカメラについては、パルスレートを１０００ｐｐｓとして、フレームレートを１２０ｆｐｓとし、また同期式のフォーカス駆動パルスは４パルスとしている。

次に、上述したズームポジションの判定に基づいて、粗調方式として同期式を選択するか（ステップＳ１３−１３）、非同期式を選択するか（ステップＳ１３−５）を決定すると、次は、非同期式粗調が選択されたか否かを判定して（ステップＳ１３−６）、非同期式粗調が選択されていれば、選択されたフレームレートに対応するパルスレート設定処理を行う（ステップＳ１３−７）。
ステップＳ１３−７のパルスレート設定処理は、先に述べたように、フレームレートが６０ｆｐｓである時に、１０００ｐｐｓのパルスレートで粗調を行った場合、フレームレートが１２０ｆｐｓの場合と比べて２倍粗くなってしまうことから、１２０ｆｐｓでは１０００ｐｐｓに設定し、６０ｆｐｓでは１０００ｐｐｓで設定しているパルスレートを５００ｐｐｓに変更して、粗さを改善する。
すなわち、図１７のフローチャートに示すように、フレームレートが１２０ｆｐｓか否かを判定し（ステップＳ１４−１）、フレームレートが１２０ｆｐｓであれば、パルスレートを１０００ｐｐｓに設定する（ステップＳ１４−２）。ステップＳ１４−１において、フレームレートが１２０ｆｐｓでなければ、フレームレートが６０ｆｐｓであり、この６０ｆｐｓ時には、１０００ｐｐｓで設定しているパルスレートを５００ｐｐｓに変更することによって粗さを改善する（ステップＳ１４−３）。

図１８に示す通り、フレームレートに応じてパルスレートを変更し、フレームレートが１２０ｆｐｓであれば、パルスレートを１０００ｐｐｓに設定し図１８（ａ）、フレームレートが６０ｆｐｓであれば、パルスレートを５００ｐｐｓに変更することによって粗さを改善する図１８（ｂ）。
一方、図１６のステップＳ１３−６において、同期式粗調を選択していると判定した場合には、同期させる駆動パルスを、フレームレートおよび焦点距離に応じて変更する。すなわち、図１９に示す通り、フレームレートが１２０ｆｐｓであるか否かを調べ（ステップＳ１５−１）、フレームレートが１２０ｆｐｓである場合には、フォーカス駆動パルスを４パルスとする（ステップ１５−２）。フレームレートが１２０ｆｐｓでない場合、つまり６０ｆｐｓである場合には、ズームポジションＺｐが所定の中間焦点距離位置よりも長焦点側であるか否かを調べる（ステップＳ１５−３）。ステップＳ１５−３において、ズームポジションＺｐが、所定の中間焦点距離位置よりも長焦点側であると判定された場合には、駆動パルスを８パルスとし（ステップＳ１５−４）、所定の中間焦点距離位置またはそれより短焦点側であると判定された場合には、駆動パルスを４パルスとして設定する（ステップＳ１５−５）。

これは、図１２に示した通り、焦点距離が大きくなり、長焦点距離になるにつれて、フォーカスレンズ７−２ａを繰り出せる量も大きくなり、駆動パルス数、つまりレンズ駆動量を一層大きくすることによって、高速化を図るとともに、同期可能な駆動パルス量に設定する必要があるためである。
図１６に戻り、ステップＳ１３−４およびＳ１３−６の判定に基づいて、粗調方式、パルスレートおよび駆動パルス量が決定すると、その決定された方式を用いて粗調処理を行う（ステップＳ１３−８）。この粗調処理は、先に述べたように、ピークを検出した時点で停止させる。ステップＳ１３−８の粗調処理が完了すると、次に駆動方向を反転する（ステップＳ１３−９）。このステップＳ１３−９は、粗調において、全範囲をスキャンし、または、ピークを検出して、粗調を完了した状態から、駆動方向を反転し、今度は無限遠から至近へと駆動することによって、全体のＡＦ時間を短くするための処理である。ステップＳ１３−９で駆動方向を変更した後に、フォーカスレンズ７−２ａを微調開始位置に移動する（ステップＳ１３−１０）。ステップＳ１３−８において、ピークを検出して粗調処理を終了した場合には、その位置から微調を開始すべく、その位置を目標位置とする。

ステップＳ１３−１０で、フォーカスレンズ７−２ａを微調の開始位置へ移動した後に、微調処理を行う（ステップＳ１３−１１）。ステップＳ１３−１１の微調処理は、フォーカスレンズ駆動量を１パルスとして実行するため、非同期式には不向きである。そのため、同期式で微調処理を行う。最後に、ステップＳ１３−１１の微調処理の結果に基づいて、終了処理によってフォーカスレンズ７−２ａを合焦位置へ移動して終了する（ステップＳ１３−１２）。
以上が本発明の第３の実施の形態に係るディジタルスティルカメラのＡＦ処理である。なお、このようなＡＦ処理は、全てプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって制御される。

本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラの要部の構成を模式的に示すブロック図である。 図１のディジタルカメラの外観構成を模式的に示す正面図である。 図１のディジタルカメラの外観構成を模式的に示す平面図である。 図１のディジタルカメラの外観構成を模式的に示す背面図である。 通常のディジタルカメラの画面におけるＡＦ処理の枠の一例を模式的に示す図である。 通常のディジタルカメラの画面におけるＡＥ処理の測光エリアの一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態で用いる同期式粗調処理を説明するためのタイミング波形図である。 図７の同期式粗調処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態で用いる非同期式粗調処理を説明するためのタイミング波形図である。 図９の非同期式粗調処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラにおける同期／非同期式粗調を用いたＡＦ処理について説明するためのフローチャートである。 図１１のディジタルカメラにおけるズームポジションと繰り出せるパルス数の関係の模式的な一例を示す図である。 図１１のディジタルカメラにおけるフレームレート１２０ｆｐｓ（ａ）およびフレームレート６０ｆｐｓ（ｂ）における非同期式粗調処理を説明するためのタイミング波形図である。 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラにおける同期／非同期式粗調を用いたＡＦ処理について説明するためのフローチャートである。 図１４のフローチャートにおけるフレームレート設定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラにおける同期／非同期式粗調を用いたＡＦ処理について説明するためのフローチャートである。 図１６のフローチャートにおけるパルスレート設定処理の一例を示すフローチャートである。 図１６のフローチャートにおけるパルスレート設定処理を説明するためのフレームレートによるパルスレートの変更の一例を、フレームレート１２０ｆｐｓ（ａ）とフレームレート６０ｆｐｓ（ｂ）について模式的に示すタイミング波形図である。 図１６のフローチャートにおける駆動パルスのパルス量設定処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ サブ液晶ディスプレイ（サブＬＣＤ）
２ メモリカード装填室および電池装填室の蓋
３ ストロボ発光部
４ 光学ファインダ
６ リモコン受光部
７ 撮像レンズを含む鏡胴ユニット
８ ＡＦ用ＬＥＤ（発光ダイオード）
９ ストロボＬＥＤ
１０ ＬＣＤモニタ
１３ 電源スイッチ
１０１ 固体撮像素子であるＣＣＤ（電荷結合素子）
１０２ Ｆ／Ｅ−ＩＣ（フロントエンドＩＣ）
１０３ ＳＤＲＡＭ（シンクロナスランダムアクセスメモリ）
１０４ ディジタルスティルカメラプロセッサ（プロセッサ）
１０７ ＲＡＭ
１０８ 制御プログラムが格納されたＲＯＭ
１０９ サブＣＰＵ
１１１ ＬＣＤドライバ
１１３ ブザー
１１４ ストロボ回路
１１７ ＬＣＤドライバ
１１８ ビデオアンプ
１１９ ビデオジャック
１２０ 内蔵メモリ
１２１ メモリカードスロット
１２２ ＵＳＢコネクタ
７−１ ズーム光学系
７−２ フォーカス光学系
７−３ 絞りユニット
７−４ メカシャッタユニット
７−５ モータドライバ
７−１ａ ズームレンズ
７−２ａ フォーカスレンズ
７−３ａ 絞り
７−４ａ メカニカルシャッタ
７−１ｂ ズームモータ
７−２ｂ フォーカスモータ
７−３ｂ 絞りモータ
７−４ｂ メカシャッタモータ
１０２−１ ＣＤＳ（相関２重サンプリング部）
１０２−２ ＡＧＣ（自動利得制御部）
１０２−３ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換部
１０２−４ ＴＧ（タイミングジェネレータ）
１０４−１ 第１のＣＣＤ信号処理ブロック
１０４−２ 第２のＣＣＤ信号処理ブロック
１０４−３ ＣＰＵ（中央処理ユニット）ブロック
１０４−４ ローカルＳＲＡＭ（スタティックランダムアクセスメモリ）
１０４−５ ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ブロック
１０４−６ シリアルブロック
１０４−７ ＪＰＥＧコーデック（ＣＯＤＥＣ）ブロック
１０４−８ リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）ブロック
１０４−９ ビデオ信号表示ブロック
１０４−１０ メモリカードコントローラブロック
１１５−１ 音声記録回路
１１５−３ マイクロホン
１１５−２ マイクロホンアンプ
１１６−１ 音声再生回路
１１６−２ オーディオアンプ
１１６−３ スピーカ
１２３−１ シリアルドライバ回路
ＣＢ カメラボディ
ＳＷ１ レリーズボタン（スイッチ）
ＳＷ２ モードダイアル
ＳＷ３ 広角方向ズームスイッチ
ＳＷ４ 望遠方向ズームスイッチ
ＳＷ５ セルフタイマの設定および解除スイッチ
ＳＷ６ メニュースイッチ
ＳＷ７ 上移動およびストロボセットスイッチ
ＳＷ８ 右移動スイッチ
ＳＷ９ ディスプレイスイッチ
ＳＷ１０ 下移動およびマクロスイッチ
ＳＷ１１ 左移動および画像確認スイッチ
ＳＷ１２ ＯＫスイッチ
ＳＷ１３ クイックアクセススイッチ

Claims (10)

1. 撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置において、
   前記画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと前記画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有し、前記撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させるレンズ移動手段と、
   前記レンズ移動手段で移動した際に得られる前記画像データから、合焦位置を決定する自動焦点検出手段と、
   撮像条件に応じて、前記レンズ移動手段を第１の移動モードとするか、第２の移動モードとするかを選択する移動モード選択手段と
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、
   前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、撮像レンズの焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、
   前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、焦点距離に応じた撮像レンズの繰り出し量であ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. 前記移動モード選択手段で用いる撮像条件は、前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期を判断する周期判断手段と、
   前記周期判断手段による前記読み出し周期の判断に基づいて前記撮像レンズを移動する速度を変更する移動速度変更手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の撮像装置。
6. 撮像レンズを通過した被写体の光を受光する撮像素子から周期的に画像データを読み出す撮像装置における撮像方法において、
   前記画像データの読み出し周期に同期してレンズを移動させる第１の移動モードと前記画像データの読み出し周期には同期せずにレンズを移動させる第２の移動モードとを有し、前記撮像レンズの少なくとも一部を、前記第１の移動モードおよび第２の移動モードのいずれか一方の移動モードにて移動させるレンズ移動過程と、
   前記レンズ移動過程で移動した際に得られる前記画像データから、合焦位置を決定する自動焦点検出過程と、
   撮像条件に応じて、前記レンズ移動過程を第１の移動モードとするか、第２の移動モードとするかを選択する移動モード選択過程と
   を有することを特徴とする撮像方法。
7. 前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、
   前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、撮像レンズの焦点距離であることを特徴とする請求項６に記載の撮像方法。
8. 前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であって、
   前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、焦点距離に応じた前記撮像レンズの繰り出し量であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像方法。
9. 前記移動モード選択過程で用いる撮像条件は、前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期であることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の撮像方法。
10. 前記撮像素子からの前記画像データの読み出し周期を判断する周期判断過程と、
    前記周期判断過程による前記読み出し周期の判断に基づいて前記撮像レンズを移動する速度を変更する移動速度変更過程と
    をさらに有することを特徴とする請求項６または請求項９に記載の撮像方法。

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