JP2010273194A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【構成】イメージセンサ１６は、フォーカスレンズ１４を通して被写界を捉える撮像面を有し、撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する。調整機構１８ｍｃは、フォーカスレンズ１４から撮像面までの距離をフォーカスモータ１８ｍｔの回転に対応して調整する。ＣＰＵ２６は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転処理と並列してイメージセンサ１６から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する。ＣＰＵ２６はまた、フォーカスモータ１８ｍｔの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ＣＰＵ２６は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量が調整機構１８ｍｃのバックラッシュ量に達するまでフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を低減する。
【効果】合焦調整に要する時間を短縮でき、かつ合焦調整時の静音性を確保できる。
【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、ＡＦスキャンはスキャン開始点で開始され、ＡＦモータはＡＦスキャン中に６２５ＰＰＳの低速で駆動される。フォーカスレンズが至近端位置に到達すると、ＡＦモータの回転方向が反転され、フォーカスレンズは合焦点に向かって移動される。

ＡＦモータは、反転後の４パルスに対応して６２５ＰＰＳで駆動され、続いて１２５０ＰＰＳに加速される。ＡＦモータの回転方向は、合焦点よりもＮパルス越えた点で再度反転される。ＡＦモータは、反転前の４パルスおよび反転後の４パルスに対応して６２５ＰＰＳに減速され、その後に１２５０ＰＰＳに加速し、合焦点の直前４パルスに対応して再度６２５ＰＰＳに減速される。

特開２００５−１０２１９９号公報

しかし、上述によれば、ＡＦモータの駆動速度は方向反転の前後の８パルスに相当する期間に減速されるため、合焦調整に要する期間が長くなる。一方、減速する処理を止めれば、合焦調整に要する時間を短縮できるが、そうすると、ギアのバックラッシュに起因して方向反転時に発生するノイズが増大する。

それゆえに、この発明の主たる目的は、合焦調整に要する時間を短縮でき、かつ合焦調整時の静音性を確保できる、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(14)を通して被写界を捉える撮像面を有し、撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離をフォーカスモータ(18mt)の回転に対応して調整する調整機構(18mc)、フォーカスモータの回転処理と並列して撮像手段から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する探索手段(S17, S19)、フォーカスモータの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する判別手段(S31~S35)、および判別手段の判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたときフォーカスモータの回転量が調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部においてフォーカスモータの回転速度を低減する低減手段(S43, S47)を備える。

好ましくは、フォーカスモータを指定量ずつ指定方向に回転させる回転手段((S39, S45, S133)がさらに備えられ、判別手段はフォーカスモータの回転量が指定量に達する毎に判別処理を実行する。

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抽出する抽出手段(24)がさらに備えられ、探索手段は、抽出手段によって連続して抽出された高周波成分の大小関係に注目して合焦点が存在する方向を判断する方向判断手段(S75~S83)、および抽出手段によって抽出された高周波成分の最大値に注目して合焦点を特定する特定手段(S101~S109)を含む。

さらに好ましくは、方向判断手段の判断処理と並列して変更手段の変更方向を繰り返し反転させる第１反転手段(S91~S93)、および特定手段の特定処理と並列して変更手段の変更方向を反転させる第２反転手段(S111)がさらに備えられる。

好ましくは、判別手段の判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されてからフォーカスモータの回転量が調整機構のバックラッシュ量よりも小さい既定量に達するまでの期間に対応してフォーカスモータの回転速度を第１速度に設定する第１速度設定手段(S131, S135)がさらに備えられ、低減手段はフォーカスモータの回転速度を第１速度よりも低い第２速度に設定する第２速度設定手段(S43)を含む。

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(14)を通して被写界を捉える撮像面を有し、撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段(16)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離をフォーカスモータ(18mt)の回転に対応して調整する調整機構(18mc)を備える電子カメラ(10)のプロセッサ(26)に、フォーカスモータの回転処理と並列して撮像手段から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する探索ステップ(S17, S19)、フォーカスモータの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する判別ステップ(S31~S35)、および判別ステップの判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたときフォーカスモータの回転量が調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部においてフォーカスモータの回転速度を低減する低減ステップ(S43, S47)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(14)を通して被写界を捉える撮像面を有し、撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段(16)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離をフォーカスモータ(18mt)の回転に対応して調整する調整機構(18mc)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、フォーカスモータの回転処理と並列して撮像手段から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する探索ステップ(S17, S19)、フォーカスモータの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する判別ステップ(S31~S35)、および判別ステップの判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたときフォーカスモータの回転量が調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部においてフォーカスモータの回転速度を低減する低減ステップ(S43, S47)を備える。

この発明によれば、フォーカスモータの回転速度は、フォーカスモータの回転方向が反転されてからフォーカスモータの回転量が調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部において低減される。回転速度を低減させることで、方向反転に起因するバックラッシュノイズが低減され、これによって合焦調整時の静音性が確保される。また、回転速度を低減させる期間を限定することで、合焦調整に要する時間が短縮される。

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。 レンズ位置に対するフォーカス評価値の変化の一例を示すグラフである。 レンズ位置に対する相対比の変化の一例を示すグラフである。 方向判断時のフォーカスレンズの動作の一例を示す図解図である。 図２実施例に適用されるドライバの構造の一例を示す図解図である。 図７実施例に適用されるピニオンおよびラックの一部を拡大した状態を示す図解図である。 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。 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。 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。 方向判断時のフォーカスレンズの動作の他の一例を示す図解図である。 他の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。

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、撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する。調整機構３は、フォーカスレンズ１から撮像面までの距離をフォーカスモータ４の回転に対応して調整する。探索手段５は、フォーカスモータ４の回転処理と並列して撮像手段２から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する。判別手段６は、フォーカスモータ４の回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する。低減手段７は、判別手段６の判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたとき、フォーカスモータ４の回転量が調整機構３のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部においてフォーカスモータ４の回転速度を低減する。

したがって、フォーカスモータ４の回転速度は、フォーカスモータ４の回転方向が反転されてからフォーカスモータ４の回転量が調整機構３のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部において低減される。回転速度を低減させることで、方向反転に起因するバックラッシュノイズが低減され、これによって合焦調整時の静音性が確保される。また、回転速度を低減させる期間を限定することで、合焦調整に要する時間が短縮される。
［実施例］

図２を参照して、この実施例のビデオカメラ１０は、ドライバ１８ａおよび１８ｂによってそれぞれ駆動されるズームレンズ１２およびフォーカスレンズ１４を含む。被写界の光学像は、ズームレンズ１２およびフォーカスレンズ１４を経てイメージセンサ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撮像面で生成される。

電源が投入されると、ＣＰＵ２６は、動画取り込み処理のために撮像タスクの下でドライバ１８ｃを起動する。ドライバ１８ｃは、１／６０秒毎に発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、撮像面を露光し、撮像面で生成された電荷をラスタ走査態様で読み出す。イメージセンサ１６からは、被写界を表す生画像データが６０ｆｐｓのフレームレートで出力される。

信号処理回路２０は、イメージセンサ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３０を通してＳＤＲＡＭ３２に書き込む。ＬＣＤドライバ３４は、ＳＤＲＡＭ３２に格納された画像データをメモリ制御回路３０を通して読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ３６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。

キー入力装置２８に向けて記録開始操作が行われると、ＣＰＵ２６は、ファイル作成＆オープンをＩ／Ｆ３８に命令する。Ｉ／Ｆ３８は、動画ファイルが記録媒体４０に新規に作成し、かつ作成された動画ファイルをオープンする。

ＣＰＵ２６は続いて、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、記録処理の実行をＩ／Ｆ３８に命令する。Ｉ／Ｆ３８は、ＳＤＲＡＭ３２に格納された１フレームの画像データをメモリ制御回路３０を通して読み出し、読み出された画像データを圧縮状態で動画ファイルに書き込む。キー入力装置２８に向けて記録終了操作が行われると、ＣＰＵ２６はファイルクローズをＩ／Ｆ３８に命令する。Ｉ／Ｆ３８は、画像データの読み出しを停止し、オープン状態にある動画ファイルをクローズする。

キー入力装置２８によってズーム操作が実行されると、ＣＰＵ２６は、ズーム＆ＡＥ制御タスクの下でズームレンズ１２を光軸方向に移動させる。この結果、ＬＣＤモニタ３６に表示されるスルー画像の倍率が変化する。

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。したがって、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。

ＡＥ評価回路２２は、信号処理回路２０から出力されたＹデータのうち評価エリアＥＶＡに属するＹデータを垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して積分する。積分値は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎にＡＥ評価値としてＡＥ評価回路２２から出力される。

ＣＰＵ２６は、ＡＥ評価回路２４から出力されたＡＥ評価値をズーム＆ＡＥ制御タスクの下で繰り返し取り込み、取り込まれたＡＥ評価値に基づいてイメージセンサ１６の露光量を調整する。この結果、ＬＣＤモニタ３６に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。

ＡＦ評価回路２４は、評価エリアＥＶＡに属する一部のＹデータを信号処理回路２０の出力から切り出し、切り出されたＹデータのうちカットオフ周波数ＣＦ＿Ｌを上回る周波数成分およびカットオフ周波数ＣＦ＿Ｈを上回る周波数成分を垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して個別に積分する。なお、カットオフ周波数ＣＦ＿Ｈは、カットオフ周波数ＣＦ＿Ｌよりも大きい。

カットオフ周波数ＣＦ＿Ｌを上回る周波数成分の積分値は、フォーカス評価値ＡＦ＿ＬとしてＡＦ評価回路２４から出力される。また、カットオフ周波数ＣＦ＿Ｈを上回る周波数成分の積分値は、フォーカス評価値ＡＦ＿ＨとしてＡＦ評価回路２４から出力される。

ＣＰＵ２６は、こうして出力されたフォーカス評価値ＡＦ＿ＬおよびＡＦ＿ＨをコンティニュアスＡＦタスクの下で取り込み、取り込まれたフォーカス評価値ＡＦ＿ＬおよびＡＦ＿Ｈに基づいてフォーカスレンズ１２の位置を継続的に調整する。

なお、フォーカス評価値ＡＦ＿Ｌがフォーカスレンズ１４の位置に対して図４に示す曲線Ｃｆ＿Ｌを描く場合、フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈはフォーカスレンズ１４の位置に対して図４に示す曲線Ｃｆ＿Ｈを描く。さらに、曲線Ｃｆ＿Ｌに対するＣｆ＿Ｈの変化つまりフォーカス評価値ＡＦ＿ＬおよびＡＦ＿Ｈの相対比は、図５に示す曲線ＣＶ１で表される。

コンティニュアスＡＦタスクは、大まかに、方向判断処理，山登り処理および監視処理によって構成される。方向判断処理は、合焦点が存在する方向つまり合焦方向を特定する処理である。山登り処理は、特定された合焦方向にフォーカスレンズ１４を移動させて合焦点を特定する処理である。監視処理は、被写界に動きが発生したか否かを監視する処理である。

フォーカス評価値ＡＦ＿ＬおよびＡＦ＿Ｈは、これらの処理から独立してＡＦ評価回路２４から繰り返し取得され、数１に従う相対比ＲＴの算出処理のために参照される。フォーカス評価値ＡＦ＿Ｌ，ＡＦ＿Ｈおよび相対比ＲＴは、方向判断処理，山登り処理および監視処理の各々で必要に応じて参照される。
［数１］

ＲＴ＝ＡＦ＿Ｈ／ＡＦ＿Ｌ

方向判断処理では、フォーカスレンズ１４の移動量は“Ｗ＿Ｓ”に設定される。また、フォーカスレンズ１４の移動方向は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが２回発生する毎に反転される。この結果、フォーカスレンズ１４は、図６に示す要領で至近側位置，中央位置および無限側位置の３点の間を変位する。

フォーカスレンズ１４が至近側位置に配置されたときに検出されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈは、至近側レジスタＲ１に設定される。また、フォーカスレンズ１４が中央位置に配置されたときに検出されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈは、中央レジスタＲ２に設定される。さらに、フォーカスレンズ１４が無限側位置に配置されたときに検出されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈは、無限側レジスタＲ３に設定される。

至近側レジスタＲ１，中央レジスタＲ２および無限側レジスタＲ３に設定されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈの大小関係はフォーカスレンズ１４が指定方向に変位する毎に判別され、判別結果に応じて頂点カウンタＣ１のカウント値が更新される。

頂点カウンタＣ１は、中央レジスタＲ２に設定されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが至近側レジスタＲ１に設定されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈおよび無限側レジスタＲ３に設定されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈの両方を上回るときにインクリメントされ、この条件を満足しないときに“０”に設定される。

したがって、頂点カウンタＣ１は、フォーカスレンズ１４が合焦点の近傍で微動するときにインクリメントされ、フォーカスレンズ１４が合焦点から離れた位置で微動するときに“０”を維持する。頂点カウンタＣ１のカウント値が閾値Ａを上回ると、フォーカスレンズ１４は合焦状態にあるとみなされ、方向判断処理が終了されるとともに監視処理が開始される。

方向判断処理では、上述のレジスタ設定処理および頂点カウンタＣ１の更新処理と並行して、前フレームで取得されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈ（前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈ）と現フレームで取得されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈ（現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈ）との大小関係が判別される。

この判別処理もまた、フォーカスレンズ１４が指定方向に変位する毎に実行される。数値が無限方向に向かって増加傾向にあれば、方向カウンタＣ２がインクリメントされ、数値が至近方向に向かって増加傾向にあれば、方向カウンタＣ２がディクリメントされる。

頂点カウンタＣ１のカウント値が“０”を示すときは、このような方向カウンタＣ２のカウント値が注目される。方向カウンタＣ２のカウント値が閾値Ｂを上回ると、無限方向が合焦方向として決定される。これに対して、方向カウンタＣ２のカウント値が閾値“−Ｂ”を下回ると、至近方向が合焦方向として決定される。こうして合焦方向が決定されると、方向判断処理が終了され、山登り処理が開始される。なお、フォーカスレンズ１４から撮像面までの距離が拡大する方向が至近方向であり、フォーカスレンズ１４から撮像面までの距離が縮小する方向が無限方向である。

山登り処理では、決定された合焦方向に向かってフォーカスレンズ１４が移動され、ＡＦ評価回路２４によって検出されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈの最大値が最大値レジスタＲ４に設定される。ダウンカウンタＣ４は、最大値レジスタＲ４の更新に応答して“０”に設定され、その後に検出されたフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが最大値レジスタＲ４の設定値を下回る毎にインクリメントされる。ダウンカウンタＣ４のカウント値が閾値Ｃを上回ると、フォーカスレンズ１４は合焦点を越えたとみなされる。フォーカスレンズ１４の移動方向は反転され、フォーカスレンズ１４は合焦点に配置される。

監視処理では、被写界に動きが発生したか否かが相対比ＲＴまたはフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを参照して判別される。この判別処理は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に実行される。監視カウンタＣ５は、判別結果が肯定的であるときにインクリメントされ、判別結果が否定的であるときに“０”に設定される。監視カウンタＣ５のカウント値が閾値Ｄを上回ると、方向判断処理が再起動される。

図７および図８を参照して、ドライバ１８ｂは、フォーカスモータ１８ｍｔおよび調整機構１８ｍｃを備える。また、調整機構１８ｍｃは、円盤状のピニオン１８ｐ，および平板状のラック１８ｒによって構成される。ピニオン１８ｐはフォーカスモータ１８ｍｔのシャフト１８ｓによって軸支され、ピニオン１８ｐの外周に形成された歯１８ｔｐはラック１８ｒの上面に形成された歯１８ｔｒと係合する。

フォーカスモータ１８ｍｔつまりシャフト１８ｓが回転すると、ピニオン１８ｐが周方向に回転し、これによってラック１８ｒが水平方向に移動する。フォーカスレンズ１４はラック１８ｒによって支持され、かつラック１８ｒの水平方向はフォーカスレンズ１４の光軸方向と一致する。したがって、フォーカスレンズ１４は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転によって光軸方向に移動する。

ただし、図８から分かるように、ピニオン１８ｐに形成された歯１８ｔｐとラック１８ｒに形成された歯１８ｔｒとの間には、バックラッシュＢＬ１が存在する。このため、フォーカスレンズ１４の移動方向が反転すると、歯１８ｔｐが歯１８ｐｒに衝突したときの衝撃音がノイズとして発生する。さらに、フォーカスレンズ１４の移動方向は方向判断処理において繰り返し反転され、歯１８ｔｐと歯１８ｐｒとの衝突に起因するノイズは継続的に発生する。この実施例では、このようなノイズを低減するために、次のようなレンズ移動処理が実行される。

フォーカスレンズ１４の移動方向に反転が生じなければ、フォーカスモータ１８ｍｔの回転速度は通常速度に設定される。フォーカスモータ１８ｍｔは、指定方向（＝設定されたレンズ移動方向に対応する方向）に通常速度で回転する。フォーカスモータ１８ｍｔは、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量が指定量（＝設定されたレンズ移動量に対応する量）に達した後に停止される。

フォーカスレンズ１４の移動方向に反転が生じると、フォーカスモータ１８ｍｔの回転速度は低速度に設定される。フォーカスモータ１８ｍｔは、指定方向に低速度で回転する。フォーカスモータ１８ｍｔの回転速度は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量がバックラッシュＢＬ１に相当する量に達した時点で通常速度に変更される。フォーカスモータ１８ｍｔはその後、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量が指定量に達した時点で停止される。

このように、フォーカスレンズ１４の移動方向が反転されたときは、バックラッシュＢＬ１に相当する量の回転に対応して回転速度が低減される。これによって、ノイズの低減が実現される。また、回転速度が低減される期間は限定的であるため、合焦調整に要する時間の長期化を回避することができる。

コンティニュアスＡＦタスクは、図９〜図１７に示すフロー図に従って実行される。なお、コンティニュアスＡＦタスクを含む複数のタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４６に記憶される。

図９を参照して、ステップＳ１では初期化処理を実行する。動作モードは方向判断モードに設定され、頂点カウンタＣ１，方向カウンタＣ２および実行回数カウンタＣ３のカウント値は“０”に設定される。また、レンズ移動量は“０”に設定される。

垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するとステップＳ３でＹＥＳと判断し、ステップＳ５でフォーカス評価値ＡＦ＿ＬおよびＡＦ＿ＨをＡＦ評価回路２４から取得する。ステップＳ７では、上述の数１に従って相対比ＲＴを算出する。ステップＳ９では現時点のレンズ移動量が“０”であるか否かを判別し、ＹＥＳであればそのままステップＳ１３に進む一方、ＮＯであればステップＳ１１のレンズ移動処理を経てステップＳ１３に進む。１回目の処理を実行する時点では、レンズ移動量は“０”でかつ移動方向は未定である。したがって、フォーカスレンズ１４は当初、現在位置に停止し続ける。

ステップＳ１３では現時点の動作モードが方向判断モードであるか否かを判別し、ステップＳ１５では動作モードが山登りモードであるか否かを判別する。ステップＳ１３でＹＥＳであれば、ステップＳ１７で方向判断処理を実行し、ステップＳ１５でＹＥＳであればステップＳ１９で山登り処理を実行し、そしてステップＳ１５でＮＯであればステップＳ２１で監視処理を実行する。ステップＳ１７，Ｓ１９またはＳ２１の処理が完了するとステップＳ３に戻る。

図１０に示すステップＳ１１のレンズ移動処理は、図１１に示すサブルーチンに従って実行される。ステップＳ３１では、フォーカスレンズ１４の今回の移動方向が無限方向であるか否かを判別する。また、ステップＳ３３およびＳ３５の各々では、フォーカスレンズ１４の前回の移動方向が無限方向であるか否かを判別する。

ステップＳ３１およびＳ３３のいずれもＹＥＳであるか、或いはステップＳ３１およびＳ３５のいずれもＮＯであれば、フォーカスレンズ１４の移動方向に反転は生じていないとみなし、ステップＳ３７に進む。これに対して、ステップＳ３１でＹＥＳでかつステップＳ３３でＮＯであるか、或いはステップＳ３１でＮＯでかつステップＳ３５でＹＥＳであれば、フォーカスレンズ１４の移動方向に反転が生じたとみなし、ステップＳ４３に進む。

ステップＳ３７ではフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を通常速度に設定し、ステップＳ３９ではフォーカスモータ１８ｍｔを駆動する。フォーカスモータ１８ｍｔは、指定方向に通常速度で回転する。ステップＳ４１では、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量が指定量に達したか否かを判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ４９でフォーカスモータ１８ｍｔを停止し、その後に上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ４３ではフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を低速度に設定し、ステップＳ４５ではフォーカスモータ１８ｍｔを駆動する。フォーカスモータ１８ｍｔは、指定方向に低速度で回転する。ステップＳ４７では、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量がバックラッシュＢＬ１に相当する量に達したか否かを判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ４８でフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を通常速度に変更し、その後にステップＳ４１に進む。

図１０に示すステップＳ１７の方向判断処理は、図１２〜図１５に示すサブルーチンに従って実行される。まず、レンズ移動量をステップＳ５１で“Ｗ＿Ｓ”に設定し、実行回数カウンタＣ３が“０”であるか否かをステップＳ５３で判別する。判別結果がＹＥＳであればステップＳ５５に進み、フォーカスレンズ１４の移動方向を至近方向に設定する。続いて、ステップＳ５７で現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈとして退避させ、ステップＳ５９で実行回数カウンタＣ３をインクリメントする。ステップＳ６１では、現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを中央レジスタＲ２に設定し、かつ至近側レジスタＲ１および無限側レジスタＲ３をクリアする。ステップＳ６１の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ５３でＮＯと判断されると、実行回数カウンタＣ３のカウント値が“３”以上であるか否かをステップＳ６３で判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ７５に進み、判別結果がＹＥＳであればステップＳ６５に進む。

ステップＳ６５では、中央レジスタＲ２の設定値が無限側レジスタＲ１の設定値および至近側レジスタＲ３の設定値のいずれよりも大きいか否かを判別する。判別結果がＹＥＳであれば、フォーカスレンズ１４は合焦位置の近傍に存在するとみなし、ステップＳ６７で頂点カウンタＣ１をインクリメントする。これに対して、判別結果がＮＯであれば、フォーカスレンズ１４は合焦位置から離れた位置に存在するとみなし、ステップＳ６９で頂点カウンタＣ１を“０”に設定する。ステップＳ６７の処理が完了したときはステップＳ７１に進み、ステップＳ６９の処理が完了したときはステップＳ７５に進む。

ステップＳ７１では頂点カウンタＣ１のカウント値が閾値Ａを上回るか否かを判別し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ７３に進む一方、判別結果がＮＯであればステップＳ７５に進む。ステップＳ７３では、動作モードを監視モードに設定し、監視カウンタを“０”に設定する。ステップＳ７３の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ７５では、現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈと前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈとの大小関係を参照して、方向カウンタＣ２をインクリメントまたはディクリメントする。

方向カウンタＣ２は、今回の移動方向が無限方向でかつ現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを上回るか、或いは今回の移動方向が至近方向でかつ現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈ以下であるときに、インクリメントされる。

方向カウンタＣ２はまた、今回の移動方向が無限方向でかつ現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈ以下であるか、或いは今回の移動方向が至近方向でかつ現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを上回るときに、ディクリメントされる。

ステップＳ７５の処理が完了すると、方向カウンタＣ２のカウント値が閾値Ｂを上回るか否かをステップＳ７７で判別し、方向カウンタＣ２のカウント値が閾値“−Ｂ”を下回るか否かをステップＳ７９で判別する。

ステップＳ７７でＹＥＳと判断されると、無限方向が合焦方向であるとみなし、ステップＳ８１で移動方向を無限方向に設定する。ステップＳ７９でＹＥＳと判別されると、至近方向が合焦方向であるとみなし、ステップＳ８３で移動方向を至近方向に設定する。ステップＳ８１またはＳ８３の処理が完了すると、ステップＳ８５に進む。ステップＳ８５では、動作モードを山登りモードに設定し、ダウンカウンタＣ４を“０”に設定し、そして最大値レジスタＲ４をクリアする。ステップＳ８５の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ７７およびＳ７９のいずれもＮＯであればステップＳ８７に進み、現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを前フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈとして退避させる。退避処理が完了すると、ステップＳ８９で実行回数カウンタＣ３をインクリメントし、移動方向の反転タイミングが到来したか否かをステップＳ９１で判別する。判別結果がＮＯであればそのままステップＳ９５に進み、判別結果がＹＥＳであればステップＳ９３で移動方向を反転させてからステップＳ９５に進む。

反転タイミングは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが２回発生する毎に到来する。また、現時点の移動方向が至近方向であれば無限方向が次回の移動方向として設定され、現時点の移動方向が無限方向であれば至近方向が次回の移動方向として設定される。したがって、フォーカスレンズ１４は、至近側位置，中央位置および無限側位置の３点の間を図６に示す要領で変位する。

ステップＳ９５では、現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを至近側レジスタＲ１，中央レジスタＲ２および無限側レジスタＲ３のいずれか１つに設定する。現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈは、フォーカスレンズ１４の現在位置が至近側位置であるとき至近側レジスタＲ１に設定され、フォーカスレンズ１４の現在位置が中央位置であるとき中央レジスタＲ２に設定され、そしてフォーカスレンズ１４の現在位置が無限側位置であるとき無限側レジスタＲ３に設定される。ステップＳ９５の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

図１０に示すステップＳ１９の山登り処理は、図１６に示すサブルーチンに従って実行される。ステップＳ１０１では、現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈが最大値レジスタＲ４の設定値を上回るか否かを判別する。判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１０３で現フォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを最大値レジスタＲ４に設定し、ステップＳ１０５でダウンカウンタＣ４を“０”に設定する。一方、判別結果がＮＯであれば、ステップＳ１０７でダウンカウンタＣ４をインクリメントする。ステップＳ１０５またはＳ１０７の処理が完了すると、ダウンカウンタのカウント値が閾値Ｃを上回るか否かをステップＳ１０９で判別する。

判別結果がＮＯであれば、フォーカスレンズ１４は未だ合焦点を越えていないとみなし、そのまま上階層のルーチンに復帰する。判別結果がＹＥＳであれば、フォーカスレンズ１４は合焦点を越えたとみなし、ステップＳ１１１でフォーカスレンズ１４の移動方向を反転させる。ステップＳ１１３では、閾値Ｃに対応する距離を合焦点までの距離とみなし、この距離をレンズ移動量として設定する。続くステップＳ１１５では、動作モードを監視モードに設定し、監視カウンタＣ５を“０”に設定する。ステップＳ１１５の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

図１０に示すステップＳ２１の監視処理は、図１７に示すサブルーチンに従って実行される。ステップＳ１２１では、被写界に動きが発生したか否かを相対比ＲＴまたはフォーカス評価値ＡＦ＿Ｈを参照して判別する。判別結果がＹＥＳであればステップＳ１２３で監視カウンタＣ５をインクリメントする一方、判別結果がＮＯであればステップＳ１２５で監視カウンタＣ５を“０”に設定する。

ステップＳ１２７では監視カウンタＣ５のカウント値が閾値Ｄを上回ったか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、そのまま上階層のルーチンに復帰する。判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１２９で上述のステップＳ７１と同様の初期化処理を実行してから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、イメージセンサ１６は、フォーカスレンズ１４を通して被写界を捉える撮像面を有し、撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する。調整機構１８ｍｃは、フォーカスレンズ１４から撮像面までの距離をフォーカスモータ１８ｍｔの回転に対応して調整する。ＣＰＵ２６は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転処理と並列してイメージセンサ１６から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する(S17, S19)。ＣＰＵ２６はまた、フォーカスモータ１８ｍｔの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する(S31~S35)。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ＣＰＵ２６は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転量が調整機構１８ｍｃのバックラッシュ量に達するまでフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を低減する(S43, S47)。

したがって、フォーカスモータ１８ｍｔの回転速度は、フォーカスモータ１８ｍｔの回転方向が反転されてからフォーカスモータ１８ｍｔの回転量が調整機構１８ｍｃのバックラッシュ量に達するまでの期間に低減される。回転速度を低減させることで、方向反転に起因するバックラッシュノイズが低減され、これによって合焦調整時の静音性が確保される。また、回転速度を低減させる期間を限定することで、合焦調整に要する時間が短縮される。

なお、この実施例では、フォーカス調整にあたってフォーカスレンズ１４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１４に代えてあるいはフォーカスレンズ１４とともにイメージセンサ１６を光軸方向に移動させるようにしてもよい。

また、この実施例では、方向判断モードにおいてフォーカスレンズ１４を図６に示す要領で移動させるようにしているが、これに代えて図１８に示す要領でフォーカスレンズ１４を移動させるようにしてもよい。

さらにこの実施例では、フォーカスモータ１８ｍｔの回転方向が反転されてからフォーカスモータ１８ｍｔの回転量が調整機構１８ｍｃのバックラッシュ量に達するまでフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を低減するようにしている（図１１のステップＳ３３〜Ｓ３５，Ｓ４３〜Ｓ４７参照）。しかし、フォーカスモータ１８ｍｔの回転方向が反転されてからフォーカスモータ１８ｍｔの回転量が調整機構１８ｍｃのバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部においてフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を低減するようにしてもよい。この場合、好ましくは、図１９に示す処理が代替的に実行される。

ステップＳ３３でＮＯと判断されるか、或いはステップＳ３５でＹＥＳと判断されると、ステップＳ１３１でフォーカスモータ１８ｍｔの回転速度を通常速度に設定し、ステップＳ１３３でフォーカスモータ１８ｍを駆動する。ステップＳ１３５ではフォーカスモータ１８ｍｔの回転量が既定量ＢＬ２に達したか否かを判別し、判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されるとステップＳ４３に進む。ここで、既定量ＢＬ２は、“０”よりも大きくかつバックラッシュＢＬ１に相当する回転量よりも小さい量に相当する。これによって、フォーカスモータ１８ｍｔの回転速度が低減される期間が上述の実施例よりも短くなり、合焦調整に要する時間をさらに短縮させることができる。

１０ …ビデオカメラ
１２ …ズームレンズ
１４ …フォーカスレンズ
１６ …イメージセンサ
２２ …ＡＥ評価回路
２４ …ＡＦ評価回路
２６ …ＣＰＵ
２８ …キー入力装置

Claims (7)

1. 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、前記撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段、
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離をフォーカスモータの回転に対応して調整する調整機構、
   前記フォーカスモータの回転処理と並列して前記撮像手段から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する探索手段、
   前記フォーカスモータの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する判別手段、および
   前記判別手段の判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたとき前記フォーカスモータの回転量が前記調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部において前記フォーカスモータの回転速度を低減する低減手段を備える、電子カメラ。
2. 前記フォーカスモータを指定量ずつ指定方向に回転させる回転手段をさらに備え、
   前記判別手段は前記フォーカスモータの回転量が前記指定量に達する毎に前記判別処理を実行する、請求項１記載の電子カメラ。
3. 前記撮像手段から出力された被写界像の高周波成分を抽出する抽出手段をさらに備え、
   前記探索手段は、前記抽出手段によって連続して抽出された高周波成分の大小関係に注目して前記合焦点が存在する方向を判断する方向判断手段、および前記抽出手段によって抽出された高周波成分の最大値に注目して前記合焦点を特定する特定手段を含む、請求項１または２記載の電子カメラ。
4. 前記方向判断手段の判断処理と並列して前記変更手段の変更方向を繰り返し反転させる第１反転手段、および
   前記特定手段の特定処理と並列して前記変更手段の変更方向を反転させる第２反転手段をさらに備える、請求項３記載の電子カメラ。
5. 前記判別手段の判別結果が前記否定的な結果から前記肯定的な結果に更新されてから前記フォーカスモータの回転量が前記調整機構のバックラッシュ量よりも小さい既定量に達するまでの期間に対応して前記フォーカスモータの回転速度を第１速度に設定する第１速度設定手段をさらに備え、
   前記低減手段は前記フォーカスモータの回転速度を前記第１速度よりも低い第２速度に設定する第２速度設定手段を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子カメラ。
6. 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、前記撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段、および前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離をフォーカスモータの回転に対応して調整する調整機構を備える電子カメラのプロセッサに、
   前記フォーカスモータの回転処理と並列して前記撮像手段から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する探索ステップ、
   前記フォーカスモータの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する判別ステップ、および
   前記判別ステップの判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたとき前記フォーカスモータの回転量が前記調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部において前記フォーカスモータの回転速度を低減する低減ステップを実行させるための、合焦制御プログラム。
7. 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、前記撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段、および前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離をフォーカスモータの回転に対応して調整する調整機構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、
   前記フォーカスモータの回転処理と並列して前記撮像手段から出力される被写界像に基づいて合焦点を探索する探索ステップ、
   前記フォーカスモータの回転方向が反転されたか否かを繰り返し判別する判別ステップ、および
   前記判別ステップの判別結果が否定的な結果から肯定的な結果に更新されたとき前記フォーカスモータの回転量が前記調整機構のバックラッシュ量に達するまでの期間の少なくとも一部において前記フォーカスモータの回転速度を低減する低減ステップを備える、合焦制御方法。

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