JP2010271600A

JP2010271600A - 電子カメラ

Info

Publication number: JP2010271600A
Application number: JP2009124742A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hori; 貴裕堀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-12-02
Also published as: US20100295986A1; US8471954B2

Abstract

【構成】撮像装置１６は、フォーカスレンズ１２を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を周期的に出力する。粗調ＡＦ処理では、ＣＰＵ３０は、撮像周期の長さを被写界の照度に対応する長さに調整し、フォーカスレンズ１２を“Ｗｒｏｕｇｈ”ずつ移動させる。ＣＰＵ３０はさらに、“Ｗｒｏｕｇｈ”毎のレンズ移動処理と並列して撮像装置１６から出力された被写界像に基づいて、合焦点を含む距離範囲を微調整範囲として特定する。微調ＡＦ処理では、ＣＰＵ３０は、撮像周期の長さを被写界のコントラストに対応する長さに調整し、フォーカスレンズ１２を微調整範囲において“Ｗｆｉｎｅ”ずつ移動させる。ＣＰＵ３０はさらに、“Ｗｆｉｎｅ”毎のレンズ移動処理と並列して撮像装置１６から出力された被写界像に基づいて、合焦点に対応する距離を特定する。
【効果】低照度下に存在する高コントラストの物体に対する合焦性能が向上する。
【選択図】図２

Description

この発明は、電子カメラに関し、特にフォーカスレンズから撮像面までの距離を合焦点に対応する距離に調整する、電子カメラに関する。

この種のカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、被写体の明るさが不十分な場合、フォーカス調整時のＣＣＤイメージャのフレームレートが、３０ｆｐｓから１５ｆｐｓに変更される。これによって、カメラ信号のＳ／Ｎ比が改善され、カメラ信号に基づく合焦調整精度が改善される。

特開２００４−２８９８７０号公報

しかし、ＡＦ処理においてＣＣＤイメージャのフレームレートを調整するにあたって、被写体の明るさ以外のパラメータが参照されることはない。このため、背景技術では合焦性能の向上に限界がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、合焦性能を向上させることができる、電子カメラを提供することである。

この発明に従う電子カメラ(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、フォーカスレンズ(12)を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する撮像手段(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する第１変更手段(S39)、第１変更手段の変更処理に関連して指定周期の長さを被写界の照度に対応する長さに調整する第１調整手段(S21~S25)、第１変更手段の変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像に基づいて合焦点を含む距離範囲を特定する第１特定手段(S35, S43)、第１特定手段によって特定された距離範囲においてフォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する第２変更手段(S71)、第２変更手段の変更処理に関連して指定周期の長さを被写界のコントラストに対応する長さに調整する第２調整手段(S53~S57)、および第２変更手段の変更処理と並列して撮像手段によって生成された被写界像に基づいて合焦点に対応する距離を特定する第２特定手段(S67, S77, S79)を備える。

好ましくは、第１変更手段は第１量ずつ距離を変更し、第２変更手段は第１量よりも小さい第２量ずつ距離を変更する。

好ましくは、第１変更手段および第２変更手段の各々は指定周期で距離を変更する。

好ましくは、第１調整手段は被写界の照度が増大するほど指定周期の長さを短縮し、第２調整手段は被写界のコントラストが増大するほど指定周期の長さを短縮する。

好ましくは、撮像手段から出力された被写界像の高周波成分を検出する検出手段(26)がさらに備えられ、第２調整手段は第１変更手段の変更処理と並列して検出手段によって検出された高周波成分に基づいてコントラストの大きさを判別する判別手段(S51, S53)を含む。

好ましくは、第１調整手段によって調整された長さが既定条件を満足するとき第２調整手段の調整処理を制限する制限手段(S51)がさらに備えられる。

この発明に従う合焦制御プログラムは、フォーカスレンズ(12)を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する撮像手段(16)を備える電子カメラ(10)のプロセッサ30)に、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する第１変更ステップ(S39)、第１変更ステップの変更処理に関連して指定周期の長さを被写界の照度に対応する長さに調整する第１調整ステップ(S21~S25)、第１変更ステップの変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像に基づいて合焦点を含む距離範囲を特定する第１特定ステップ(S35, S43)、第１特定ステップによって特定された距離範囲においてフォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する第２変更ステップ(S71)、第２変更ステップの変更処理に関連して指定周期の長さを被写界のコントラストに対応する長さに調整する第２調整ステップ(S53~S57)、および第２変更ステップの変更処理と並列して撮像手段によって生成された被写界像に基づいて合焦点に対応する距離を特定する第２特定ステップ(S67, S77, S79)を実行させるための、合焦制御プログラムである。

この発明に従う合焦制御方法は、フォーカスレンズ(12)を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する撮像手段(16)を備える電子カメラ(10)によって実行される合焦制御方法であって、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する第１変更ステップ(S39)、第１変更ステップの変更処理に関連して指定周期の長さを被写界の照度に対応する長さに調整する第１調整ステップ(S21~S25)、第１変更ステップの変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像に基づいて合焦点を含む距離範囲を特定する第１特定ステップ(S35, S43)、第１特定ステップによって特定された距離範囲においてフォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する第２変更ステップ(S71)、第２変更ステップの変更処理に関連して指定周期の長さを被写界のコントラストに対応する長さに調整する第２調整ステップ(S53~S57)、および第２変更ステップの変更処理と並列して撮像手段によって生成された被写界像に基づいて合焦点に対応する距離を特定する第２特定ステップ(S67, S77, S79)を備える。

この発明によれば、フォーカスレンズから撮像面までの距離は、まず合焦点を含む距離範囲を特定するために変更され、次に合焦点に対応する距離を特定するために変更される。また、合焦点を含む距離範囲および合焦点に対応する距離のいずれも、撮像手段から出力された被写界像に基づいて特定される。さらに、被写界像の出力周期の長さは、合焦点を含む距離範囲を特定するとき被写界の照度を参照して調整され、合焦点を特定するとき被写界のコントラストを参照して調整される。

合焦点を大まかに特定するときに被写界の照度を参照して指定周期の長さを調整する一方、合焦点を厳格に特定するときに被写界のコントラストを参照して指定周期の長さを調整することで、低照度下に存在する高コントラストの物体に対する合焦性能を向上させることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の基本的構成を示すブロック図である。この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。撮像面における評価エリアの割り当て状態の一例を示す図解図である。（Ａ）は粗調整用テーブルの一例を示す図解図であり、（Ｂ）は微調整用テーブルの一例を示す図解図である。撮像周期の調整動作の一例を示す図解図である。粗調ＡＦ動作の一例を示すグラフである。微調ＡＦ動作の一例を示すグラフである。図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［基本的構成］

図１を参照して、この発明の電子カメラは、基本的に次のように構成される。撮像手段２は、フォーカスレンズ１を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する。第１変更手段３は、フォーカスレンズ１から撮像面までの距離を変更する。第１調整手段４は、第１変更手段３の変更処理に関連して、指定周期の長さを被写界の照度に対応する長さに調整する。第１特定手段５は、第１変更手段３の変更処理と並列して撮像手段２から出力された被写界像に基づいて、合焦点を含む距離範囲を特定する。第２変更手段６は、第１特定手段５によって特定された距離範囲において、フォーカスレンズ１から撮像面までの距離を変更する。第２調整手段７は、第２変更手段６の変更処理に関連して、指定周期の長さを被写界のコントラストに対応する長さに調整する。第２特定手段８は、第２変更手段６の変更処理と並列して撮像手段２によって生成された被写界像に基づいて、合焦点に対応する距離を特定する。

このように、フォーカスレンズ１から撮像面までの距離は、まず合焦点を含む距離範囲を特定するために変更され、次に合焦点に対応する距離を特定するために変更される。また、合焦点を含む距離範囲および合焦点に対応する距離のいずれも、撮像手段２から出力された被写界像に基づいて特定される。さらに、被写界像の出力周期の長さは、合焦点を含む距離範囲を特定するとき被写界の照度を参照して調整され、合焦点を特定するとき被写界のコントラストを参照して調整される。

合焦点を大まかに特定するときに被写界の照度を参照して指定周期の長さを調整する一方、合焦点を厳格に特定するときに被写界のコントラストを参照して指定周期の長さを調整することで、低照度下に存在する高コントラストの物体に対する合焦性能を向上させることができる。
［実施例］

図２を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、ドライバ１８ａおよび１８ｂによってそれぞれ駆動されるフォーカスレンズ１２および絞り機構１４を含む。フォーカスレンズ１２および絞り機構１４を経た被写界の光学像は、撮像装置１６の撮像面に照射され、光電変換を施される。これによって、被写界像を表す電荷が生成される。

電源が投入されると、ＣＰＵ３０は、スルー画像処理を実行するべく、ドライバ１８ｃにプリ露光動作および間引き読み出し動作の繰り返しを命令する。ドライバ１８ｃは、ＳＧ(Signal Generator)２０から周期的に発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、撮像面にプリ露光を施し、かつ撮像面で生成された電荷を間引き態様で読み出す。撮像装置１６からは、読み出された電荷に基づく低解像度の生画像データが、ラスタ走査態様で周期的に出力される。

垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの発生周期つまり撮像周期は、ＣＰＵ３０の制御の下で“１／６０秒”および“１／３０秒”のいずれか一方に設定される。プリ露光時間は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの発生周期に相当する時間を上限とする範囲で調整される。また、撮像装置１６から出力される生画像データは、“１／６０秒”に対応して６０ｆｐｓのフレームレートを示し、“１／３０秒”に対応して３０ｆｐｓのフレームレートを示す。

信号処理回路２２は、撮像装置１６から出力された生画像データに白バランス調整，色分離，ＹＵＶ変換などの処理を施し、これによって作成されたＹＵＶ形式の画像データをメモリ制御回路３２を通してＳＤＲＡＭ３４に書き込む。ＬＣＤドライバ３６は、ＳＤＲＡＭ３４に書き込まれた画像データをメモリ制御回路３２を通して繰り返し読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ３８を駆動する。この結果、被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。

図３を参照して、撮像面の中央には評価エリアＥＶＡが割り当てられる。評価エリアＥＶＡは、垂直方向および水平方向の各々において１６分割される。つまり、評価エリアＥＶＡは、合計２５６個の分割エリアの集合に相当する。

輝度評価回路２４は、評価エリアＥＶＡの全体をＡＥエリアとして定義し、信号処理回路２２から出力されたＹデータのうちＡＥエリアに属するＹデータを垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に積分する。これによって得られた積分値は、ＡＥ評価値として輝度評価回路２４から繰り返し出力される。

ＣＰＵ３０は、輝度評価回路２４から出力されたＡＥ評価値に基づいて適正ＥＶ値を算出するべく、上述のスルー画像処理と並列してスルー画像用ＡＥ処理（簡易ＡＥ処理）を繰り返し実行する。算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、ドライバ１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ設定される。この結果、ＬＣＤモニタ３８に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。

キー入力装置２８上のシャッタボタン２８ｓが半押しされると、輝度評価回路２４から出力されたＡＥ評価値に基づいて最適ＥＶ値を算出するべく、厳格な記録用ＡＥ処理が実行される。算出された最適ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、上述と同様、ドライバ１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ設定される。この結果、ＬＣＤモニタ３８に表示されるスルー画像の明るさが厳格に調整される。

記録用ＡＥ処理が完了すると、フォーカス評価回路２６の出力に基づくＡＦ処理が実行される。フォーカス評価回路２６は、図３に示す評価エリアＥＶＡの一部をＡＦエリアとして定義し、信号処理回路２２から出力されたＹデータのうちＡＦエリアに属するＹデータの高周波成分を垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して積分する。これによって得られた積分値は、ＡＦ評価値としてフォーカス評価回路２６から繰り返し出力される。

ＣＰＵ３０は、フォーカス評価回路２６からこうして出力されたＡＦ評価値を取り込み、いわゆる山登り処理によって合焦点に対応する位置を探索する。フォーカスレンズ１２は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に光軸方向に段階的に移動した後、合焦点に対応する位置に配置される。

シャッタボタン２８ｓが全押しされると、記録処理が実行される。ＣＰＵ３０は、本露光動作および全画素読み出しを１回ずつ実行することをドライバ１８ｃに命令する。ドライバ１８ｃは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの発生に応答して撮像面に本露光を施し、電荷読み出しエリアで生成された全ての電荷をラスタ走査態様で読み出す。この結果、被写界を表す高解像度の生画像データが撮像装置１６から出力される。

出力された生画像データは上述と同様の処理を施され、この結果、ＹＵＶ形式に従う高解像度の画像データがＳＤＲＡＭ３４に確保される。Ｉ／Ｆ４０は、こうしてＳＤＲＡＭ３４に格納された高解像度の画像データをメモリ制御回路３２を通して読み出し、読み出された画像データをファイル形式で記録媒体４２に記録する。なお、スルー画像処理は、高解像度の画像データがＳＤＲＡＭ３４に格納された時点で再開される。

ＡＦ処理は、合焦点を大まかに特定する粗調ＡＦ処理と、合焦点を厳格に特定する微調ＡＦ処理とによって構成される。粗調ＡＦ処理および微調ＡＦ処理は、次の要領で実行される。

粗調ＡＦ処理ではまず、記録用ＡＥ処理のために参照された最新のＡＥ評価値が“ＡＥｎｅｗ”として定義され、最新ＡＥ評価値ＡＥｎｅｗが基準値ＲＥＦ１と比較される。図５を参照して、ＡＥｎｅｗ≧ＲＥＦ１であれば、被写界の照度は高いとみなされ、撮像周期は“１／６０秒”に設定される。一方、ＡＥｎｅｗ＜ＲＥＦ１であれば、被写界の照度は低いとみなされ、撮像周期は“１／３０秒”に設定される。

撮像周期の調整が完了すると、フォーカスレンズ１２は、図６に示す粗調整範囲の至近側端部に配置され、無限側端部に向けて移動量Ｗｒｏｕｇｈずつ移動される。フォーカス評価回路２６は、移動量Ｗｒｏｕｇｈに相当する距離を隔てた複数のレンズ位置Ｐ（ｉ）（ｉ：１，２，３，…）の各々で捉えられた被写界像の高周波成分を、ＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）として出力する。図４（Ａ）に示す粗調整用テーブルＴＢＬ１には、こうして得られたＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）が記述される。

フォーカス評価回路２６から今回取り込まれたＡＦ評価値は、前回までに取り込まれたＡＦ評価値以上である場合に、最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘとしてレジスタＲＧＳＴ１に登録される。その後に取り込まれたＡＦ評価値が２回連続して最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘを下回ると、フォーカスレンズ１２は合焦点を跨いだとみなされる。すると、レジスタＲＧＳＴ１に登録された最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘに対応するレンズ位置が暫定ピーク位置ＰＰｅａｋとして検出され、検出された暫定ピーク位置ＰＰｅａｋを中心とする一部の範囲が微調整範囲として定義される。微調整範囲の広さは、後述する移動量Ｗｆｉｎｅの５倍に相当する。

図６によれば、ＡＦ評価値はレンズ位置Ｐ（９）に対応して最大となり、レンズ位置Ｐ（９）が暫定ピーク位置ＰＰｅａｋとされる。粗調ＡＦ処理は、レンズ位置Ｐ（１２）〜Ｐ（１７）のＡＦ評価値Ｙｈ（１２）〜Ｙｈ（１７）を取得することなく終了する。

微調ＡＦ処理は、微調整範囲が定義された後に開始される。再び図５を参照して、粗調ＡＦ処理時の撮像周期が１／６０秒であれば、微調ＡＦ処理時の撮像周期もまた１／６０秒に設定される。粗調ＡＦ処理時の撮像周期が１／３０秒であれば、レジスタＲＧＳＴ１に登録された最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘが基準値ＲＥＦ２と比較される。ＡＦｍａｘ≧ＲＥＦ２であれば、被写界のコントラストは高いとみなされ、撮像周期は“１／６０秒”に設定される。一方、ＡＦｍａｘ＜ＲＥＦ２であれば、被写界のコントラストは低いとみなされ、撮像周期は“１／３０秒”に設定される。

撮像周期の調整が完了すると、フォーカスレンズ１２は、図７に示す微調整範囲の至近側端部に配置され、無限側端部に向けて移動量Ｗｆｉｎｅずつ移動される。ここで、“Ｗｆｉｎｅ”は“Ｗｒｏｕｇｈ”よりも小さい。フォーカス評価回路２６は、上述と同様、移動量Ｗｆｉｎｅに相当する距離を隔てた複数のレンズ位置Ｐ（ｉ）（ｉ：１，２，３，…）の各々で捉えられた被写界像の高周波成分をＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）として出力する。図４（Ｂ）に示す微調整用テーブルＴＢＬ２には、こうして得られたＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）が記述される。

微調整範囲の無限側端部に対応するＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）が取得されると、微調整用テーブルＴＢＬ２から最大ＡＦ評価値が検出され、検出された最大ＡＦ評価値に対応するレンズ位置が確定ピーク位置ＦＰｅａｋ（合焦点に対応する位置）として特定される。フォーカスレンズ１２は、こうして特定された確定ピーク位置Ｆｐｅａｋに配置される。

図７によれば、ＡＦ評価値はレンズ位置Ｐ（３）に対応して最大となり、レンズ位置Ｐ（３）が確定ピーク位置ＦＰｅａｋとされる。フォーカスレンズ１２は、レンズ位置Ｐ（３）に配置される。

ＣＰＵ３０は、図８〜図１２に示す撮像タスクに従う処理を実行する。この撮像タスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４４に記憶される。

まず、ステップＳ１で撮像周期を“１／６０秒”に設定し、ステップＳ３でスルー画像処理を実行する。この結果、６０ｆｐｓのフレームレートを有する生画像データに基づくスルー画像がＬＣＤモニタ３８から出力される。ステップＳ５ではシャッタボタン２８ｓが半押しされたか否かを判別し、判別結果がＮＯである限りステップＳ７のスルー画像用ＡＥ処理を繰り返す。この結果、スルー画像の明るさが適度に調整される。

シャッタボタン２８ｓが半押しされると、ステップＳ９で記録用ＡＥ処理を実行し、ステップＳ１１およびＳ１３で粗調ＡＦ処理および微調ＡＦ処理をそれぞれ実行する。記録用ＡＥ処理によってスルー画像の明るさが厳格に調整される。また、粗調ＡＦ処理によって合焦点が大まかに特定され、微調ＡＦ処理によって合焦点が厳格に特定される。フォーカスレンズ１２は、こうして特定された合焦点に対応する位置に配置される。

ステップＳ１５ではシャッタボタン２８ｓが全押しされたか否かを判別し、ステップＳ１７ではシャッタボタン２８ｓの操作が解除されたか否かを判別する。ステップＳ１５でＹＥＳであればステップＳ１９の記録処理を経てステップＳ３に戻る。ステップＳ１７でＹＥＳであればそのままステップＳ５に戻る。

ステップＳ１１の粗調ＡＦ処理は、図９〜図１０に示すサブルーチンに従って実行される。まずステップＳ２１で、記録用ＡＥ処理のために参照された最新のＡＥ評価値を“ＡＥｎｅｗ”として検出する。ステップＳ２３では、検出された最新ＡＥ評価値ＡＦｎｅｗが基準値ＲＥＦ１を下回るか否かを判別する。判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２５で撮像周期を“１／３０秒”に設定してからステップＳ２７に進む。判別結果がＮＯであれば、そのままステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、フォーカスレンズ１２を粗調整範囲の至近側端部に配置する。ステップＳ２９では変数ｉを“１”に設定し、ステップＳ３１ではフォーカスレンズ１２の移動量を“Ｗｒｏｕｇｈ”に設定する。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するとステップＳ３３からステップＳ３５に進み、ＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）をフォーカス評価回路２６から取り込む。取り込まれたＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）は、レンズ位置Ｐ（ｉ）に関連付けて図４（Ａ）に示す粗調整用テーブルＴＢＬ１に記述される。

ステップＳ３７では、フォーカスレンズ１２が合焦点を跨いだか否かを粗調整用テーブルＴＢＬ１に記述された複数のＡＦ評価値に基づいて判別する。ここでＮＯであれば、ステップＳ３９でフォーカスレンズ１２を移動量Ｗｒｏｕｇｈだけ無限側に移動させ、ステップＳ４１で変数ｉをインクリメントし、そしてステップＳ３３に戻る。ステップＳ３７の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、レジスタＲＧＳＴ１に登録された最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘに対応するレンズ位置を暫定ピーク位置ＴＰｅａｋとして検出し、検出された暫定ピーク位置を含む一部の範囲を微調整範囲として定義する。ステップＳ４３の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

図８に示すステップＳ１３の微調ＡＦ処理は、図１１〜図１２に示すサブルーチンに従って実行される。まずステップＳ５１で現時点の撮像周期が１／３０秒であるか否かを判別し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ５３に進む一方、判別結果がＮＯであればステップＳ５９に進む。

ステップＳ５３ではレジスタＲＧＳＴ１から最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘを検出し、ステップＳ５５では検出された最大ＡＦ評価値ＡＦｍａｘが基準値ＲＥＦ２以上であるか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、そのままステップＳ５９に進む。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ５７で撮像周期を“１／６０秒”に設定してからステップＳ５９に進む。

ステップＳ５９では、微調整範囲の至近側端部にフォーカスレンズ１２を配置する。ステップＳ６１では変数ｉを“１”に設定し、ステップＳ６３ではフォーカスレンズ１２の移動量を“Ｗｆｉｎｅ”に設定する。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するとステップＳ６５からステップＳ６７に進み、ＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）をフォーカス評価回路２６から取り込む。取り込まれたＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ）は、レンズ位置Ｐ（ｉ）に関連付けて図４（Ｂ）に示す微調整用テーブルＴＢＬ２に記述される。

ステップＳ６９では、フォーカスレンズ１２が微調整範囲の無限側端部に到達したか否かを判別する。ここでＮＯであれば、ステップＳ７１でフォーカスレンズ１２を移動量Ｗｆｉｎｅだけ無限側に移動させる。移動処理が完了すると、ステップＳ７３で変数ｉをインクリメントし、ステップＳ６５に戻る。

ステップＳ６９でＹＥＳであれば、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの発生を待ってステップＳ７５からステップＳ７７に進み、ＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ＋１）をフォーカス評価回路２６から取り込む。取り込まれたＡＦ評価値Ｙｈ（ｉ＋１）は、レンズ位置Ｐ（ｉ＋１）に関連付けて微調整用テーブルＴＢＬ２に記述される。

なお、ステップＳ７５〜Ｓ７７の処理は、撮像装置１６からの生画像データの出力動作が撮像面の露光動作から１フレーム期間遅れることを考慮した処理である。

ステップＳ７９では、微調整用テーブルＴＢＬ２から最大ＡＦ評価値を検出し、検出された最大ＡＦ評価値に対応するレンズ位置を確定ピーク位置ＦＰｅａｋとして特定する。ステップＳ８１では、特定された確定ピーク位置ＦＰｅａｋにフォーカスレンズ１２を配置する。フォーカスレンズ１２の配置が完了すると、ステップＳ８３で撮像周期を“１／６０秒”に設定し、その後に上階層のルーチンに復帰する。

以上の説明から分かるように、撮像装置１６は、フォーカスレンズ１２を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を周期的に出力する。粗調ＡＦ処理において、ＣＰＵ３０は、撮像周期の長さを被写界の照度に対応する長さに調整し(S21~S25)、フォーカスレンズ１２を“Ｗｒｏｕｇｈ”ずつ移動させる(S39)。ＣＰＵ３０はさらに、“Ｗｒｏｕｇｈ”毎のレンズ移動処理と並列して撮像装置１６から出力された被写界像に基づいて、合焦点を含む距離範囲を微調整範囲として特定する(S35, S43)。

微調ＡＦ処理において、ＣＰＵ３０は、撮像周期の長さを被写界のコントラストに対応する長さに調整し(S53~S57)、フォーカスレンズ１２を微調整範囲において“Ｗｆｉｎｅ”ずつ移動させる(S71)。ＣＰＵ３０はさらに、“Ｗｆｉｎｅ”毎のレンズ移動処理と並列して撮像装置１６から出力された被写界像に基づいて、合焦点に対応する距離を特定する(S67, S77, S79)。

このように、フォーカスレンズ１２の位置は、まず微調整範囲を特定するために変更され、次に合焦点に対応する距離を特定するために変更される。また、微調整範囲および合焦点に対応する距離のいずれも、撮像装置１６から出力された被写界像に基づいて特定される。さらに、撮像周期の長さは、微調整範囲を特定するとき被写界の照度を参照して調整され、合焦点を特定するとき被写界のコントラストを参照して調整される。

なお、この実施例では、ＡＦ処理の際にフォーカスレンズ１２を光軸方向に移動させるようにしているが、フォーカスレンズ１２の代わりに或いはフォーカスレンズ１２とともに、撮像面を光軸方向に移動させるようにしてよい。

また、この実施例では、粗調ＡＦ処理において、フォーカスレンズ１２が合焦点を跨いだ時点でレンズ移動動作を終了するようにしている（図１０のステップＳ３７参照）。しかし、フォーカスレンズ１２が粗調整範囲の無限側端部に達した後に粗調整処理を終了するようにしてもよい。

さらに、この実施例では、粗調ＡＦ処理および微調ＡＦ処理のいずれにおいても、フォーカスレンズ１２を至近側端部の近傍から無限側に移動させるようにしている（図９〜図１０のステップＳ２７，Ｓ３９、および図１１〜図１２のステップＳ５７，Ｓ６９参照）。しかし、粗調ＡＦ処理の後に実行される微調ＡＦ処理においては、フォーカスレンズ１２を無限側端部から至近側に移動させるようにしてもよい。また、粗調整ＡＦ時にフォーカスレンズ１２を無限側端部から至近側端部に移動させるようにしてもよい。

また、この実施例では、微調ＡＦ処理において、フォーカスレンズ１２が微調整範囲の無限側端部に到達するまでレンズ移動動作を継続するようにしている（図１２のステップＳ６７参照）。しかし、粗調ＡＦ処理の後に実行される微調ＡＦ処理においては、フォーカスレンズ１２が合焦点を跨いだ時点でレンズ移動動作を終了するようにしてもよい。

さらに、この実施例では、微調整用テーブルＴＢＬ２に記述された最大ＡＦ評価値に対応するレンズ位置を確定ピーク位置ＦＰｅａｋとして検出するようにしている。しかし、微調整用テーブルＴＢＬ２に記述された複数のＡＦ評価値に曲線近似を施し、これによって作成された近似曲線のピークに対応するレンズ位置を確定ピーク位置ＦＰｅａｋとして検出するようにしてもよい。

また、この実施例では、被写界に属する物体のコントラストの高低判断のために最大ＡＦ評価値の大きさを利用しているが、その他コントラストの高低の判断の目安とすることが可能であれば、どのような指標を利用してもよい。

１０ …ディジタルカメラ
１２ …フォーカスレンズ
１６ …撮像装置
２４ …輝度評価回路
２６ …フォーカス評価回路
３０ …ＣＰＵ
４４ …フラッシュメモリ

Claims

フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する撮像手段、
前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する第１変更手段、
前記第１変更手段の変更処理に関連して前記指定周期の長さを前記被写界の照度に対応する長さに調整する第１調整手段、
前記第１変更手段の変更処理と並列して前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて合焦点を含む距離範囲を特定する第１特定手段、
前記第１特定手段によって特定された距離範囲において前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する第２変更手段、
前記第２変更手段の変更処理に関連して前記指定周期の長さを前記被写界のコントラストに対応する長さに調整する第２調整手段、および
前記第２変更手段の変更処理と並列して前記撮像手段によって生成された被写界像に基づいて前記合焦点に対応する距離を特定する第２特定手段を備える、電子カメラ。
前記第１変更手段は第１量ずつ前記距離を変更し、
前記第２変更手段は前記第１量よりも小さい第２量ずつ前記距離を変更する、請求項１記載の電子カメラ。
前記第１変更手段および前記第２変更手段の各々は前記指定周期で前記距離を変更する、請求項１または２記載の電子カメラ。
前記第１調整手段は前記被写界の照度が増大するほど前記指定周期の長さを短縮し、
前記第２調整手段は前記被写界のコントラストが増大するほど前記指定周期の長さを短縮する、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子カメラ。
前記撮像手段から出力された被写界像の高周波成分を検出する検出手段をさらに備え、
前記第２調整手段は前記第１変更手段の変更処理と並列して前記検出手段によって検出された高周波成分に基づいて前記コントラストの大きさを判別する判別手段を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子カメラ。
前記第１調整手段によって調整された長さが既定条件を満足するとき前記第２調整手段の調整処理を制限する制限手段をさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の電子カメラ。
フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する撮像手段を備える電子カメラのプロセッサに、
前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する第１変更ステップ、
前記第１変更ステップの変更処理に関連して前記指定周期の長さを前記被写界の照度に対応する長さに調整する第１調整ステップ、
前記第１変更ステップの変更処理と並列して前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて合焦点を含む距離範囲を特定する第１特定ステップ、
前記第１特定ステップによって特定された距離範囲において前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する第２変更ステップ、
前記第２変更ステップの変更処理に関連して前記指定周期の長さを前記被写界のコントラストに対応する長さに調整する第２調整ステップ、および
前記第２変更ステップの変更処理と並列して前記撮像手段によって生成された被写界像に基づいて前記合焦点に対応する距離を特定する第２特定ステップを実行させるための、合焦制御プログラム。
フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を指定周期で出力する撮像手段を備える電子カメラによって実行される合焦制御方法であって、
前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する第１変更ステップ、
前記第１変更ステップの変更処理に関連して前記指定周期の長さを前記被写界の照度に対応する長さに調整する第１調整ステップ、
前記第１変更ステップの変更処理と並列して前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて合焦点を含む距離範囲を特定する第１特定ステップ、
前記第１特定ステップによって特定された距離範囲において前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する第２変更ステップ、
前記第２変更ステップの変更処理に関連して前記指定周期の長さを前記被写界のコントラストに対応する長さに調整する第２調整ステップ、および
前記第２変更ステップの変更処理と並列して前記撮像手段によって生成された被写界像に基づいて前記合焦点に対応する距離を特定する第２特定ステップを備える、合焦制御方法。