JP2014059400A - 自動合焦装置およびその制御方法ならびに撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＦ精度とＡＦ動作速度の少なくとも一方を改善することが可能な自動合焦装置を提供する。
【解決手段】 ＡＦスキャンの開始位置を、予め定められた初期スキャン範囲の開始位置よりも外側の位置であって、フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置から初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの焦点評価値が算出される位置に設定する。そして、フォーカスレンズがＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、直ちにＡＦスキャンを開始し、ＡＦスキャンが終了するまでの間に得られた焦点評価値のうち、最初に算出された焦点評価値を用いずに焦点評価値のピーク位置を算出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動合焦装置及びその制御方法に関する。また本発明は、自動合焦装置を備える撮像装置に関する。

従来、電子スチルカメラなどでは、ＣＣＤなどの撮像素子から得られる輝度信号に基づいてフォーカスレンズ位置を動かすことで、被写体に焦点を合わせる自動合焦（ＡＦ）装置が用いられている。

自動合焦装置では、例えば、撮影モードごとに予め決められた、フォーカスレンズ駆動範囲（以下、スキャン範囲と呼ぶ）を有する。そして、スキャン範囲内でフォーカスレンズを駆動させている間に所定の周期でサンプリングした画像信号から算出した焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を、合焦位置として検出する（このフォーカスレンズ動作を以下、ＡＦスキャンと呼ぶ）。

ＡＦスキャンを行う場合、まず所定のＡＦスキャン開始位置へフォーカスレンズを駆動する。ＡＦスキャン開始位置は通常、スキャン範囲の一端である。ＡＦスキャン開始位置で焦点評価値を取得したあと、所定の方向へフォーカスレンズの駆動を開始するが、ＡＦスキャン開始位置へフォーカスレンズを駆動した直後は、図７に示すように、時間間隔ＳｔＴの間、フォーカスレンズが振動している。そのため、フォーカスレンズの振動中にサンプリングした画像信号から算出した焦点評価値は、振動によるブレやピント変動によって、フォーカスレンズが振動していない状態でサンプリングした画像信号から算出した焦点評価値よりも低い値となってしまう。一方、その後実行されるＡＦスキャン動作では、フォーカスレンズを停止させないため、焦点評価値は上述したような停止時のレンズ振動を受けない。

ＡＦスキャン中、フォーカスレンズは動いてはいるが、等速駆動であればレンズ駆動による画像信号への影響は各レンズ位置でサンプリングしたそれぞれの画像信号に対してほぼ一律である。従って、各画像信号について取得した焦点評価値から算出した焦点評価値のピーク位置に対してレンズ駆動が与える影響は小さい。

このように、ＡＦスキャン動作において取得する焦点評価値のうち、ＡＦスキャン開始位置で取得した焦点評価値のみ、他のレンズ位置と異なったレンズ挙動中に取得した値となる。焦点評価値を取得するレンズ位置は離散的であるため、焦点評価値の補間曲線を用いて焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を求めることが多い。ＡＦスキャン開始位置で取得した焦点評価値がレンズ振動の影響を受けて本来の値と異なる場合、例えば図８に示すように、補間曲線の形状が影響を受け、焦点評価値のピーク位置が実際の合焦位置からずれてしまう。

また、図９に示すように、停止状態から所定の速度Ｖｓでのフォーカスレンズの駆動を開始した直後（駆動開始０から時間ＡｃＴまでの間）は加速している状態であり、その間は所定の速度Ｖｓよりも遅い速度（例えばＶｆ）となる。ＡＦスキャン中のフォーカスレンズの速度が異なると、レンズ駆動による、サンプリングした画像信号への影響が異なる。所定のフォーカスレンズ速度Ｖｓで駆動中にサンプリングした焦点評価値は、例えば図１０に示すように、Ｖｓよりも遅いフォーカスレンズ速度Ｖｆで駆動中にサンプリングした焦点評価値よりも低い値となる。これは焦点評価値が高周波成分に依存し、またフォーカスレンズ速度が速い方が、レンズ駆動によるローパス効果が高くなるためである。

ＡＦスキャン中の速度がレンズ位置によって異なると、レンズ駆動が焦点評価値に与える影響が一律とならない。そのため、所定のフォーカスレンズ速度とは異なる速度でフォーカスレンズが移動中に得られた焦点評価値を補間演算に用いてピーク位置を求めると、図１０に示すように、実際の合焦位置とずれてしまう。なお、図１０では、図８と同様に、最初の焦点評価値はレンズ振動の影響を受けて本来の値と異なっている。

特許文献１では、クイックリターン方式のミラーを採用するカメラにおいて、ミラーバウンドによるフォーカスレンズの振動が収まるまでＡＦ動作の開始を待つようにして、フォーカスレンズの振動によるＡＦ精度の低下を防いでいる。

特開２０１０−１２８２７３号公報

しかし、特許文献１の方法では、フォーカスレンズの振動が収まるまでＡＦ動作を開始しない。そのため、特許文献１の方法を適用して、上述したＡＦスキャン開始位置へフォーカスレンズを駆動した後の振動が収まるまでＡＦスキャンの開始を待つようにすると、待ち時間の分だけＡＦ時間が長くなってしまうという問題がある。また、特許文献１では、フォーカスレンズの駆動速度の差異が焦点評価値に与える影響については何ら考慮されていない。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みなされたもので、ＡＦ精度とＡＦ動作速度の少なくとも一方を改善することが可能な自動合焦装置および制御方法ならびに撮像装置を提供することを目的とする。

上述の目的は、ＡＦスキャンの開始位置からフォーカスレンズを駆動し、異なるフォーカスレンズ位置で撮像された画像データに基づく焦点評価値から焦点評価値のピーク位置を算出する自動合焦装置であって、ＡＦスキャンの開始位置を、予め定められた初期スキャン範囲の開始位置よりも外側の位置であって、フォーカスレンズがＡＦスキャンの開始位置から初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの焦点評価値が算出される位置に設定する設定手段と、フォーカスレンズがＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、直ちにＡＦスキャンを開始する制御手段と、ＡＦスキャンが終了するまでの間に得られた焦点評価値のうち、最初に算出された焦点評価値を用いずに焦点評価値のピーク位置を算出するピーク算出手段と、を有することを特徴とする自動合焦装置によって達成される。

このような構成により、本発明によれば、ＡＦ精度とＡＦ動作速度の少なくとも一方を改善することが可能となる。

本発明の実施形態に係る自動合焦装置を適用した撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図 本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００における、ＳＷ１ １１９およびＳＷ２ １２０の状態とＡＥ処理、ＡＦ動作、撮影動作との関係を示すフローチャート 図２におけるＳ２０３のＡＦ動作の詳細を説明するフローチャート 図３のＳ３０３で行うＡＦスキャン開始位置StartPosの算出処理の詳細を説明するフローチャート 本発明の実施形態におけるＡＦ動作の具体例を模式的に示す図である。 図３におけるＳ３１４の焦点評価値のピーク位置算出動作の詳細を説明するフローチャート ＡＦスキャン開始位置へのフォーカスレンズ駆動直後のレンズ振動状態を説明する図 フォーカスレンズの振動が焦点評価値に与える影響を説明する図 ＡＦスキャン駆動開始直後のフォーカスレンズの速度変化の例を示す図 ＡＦスキャン駆動開始直後のフォーカスレンズの速度変化が焦点評価値に与える影響を説明する図

以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る自動合焦装置を適用した撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図である。なお、本発明に係る自動合焦装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置はもとより、撮像装置を内蔵もしくは接続可能な任意の装置に適用可能である。このような装置には、携帯電話機、コンピュータ、ゲーム機、タブレット端末、家電製品、車両など様々なものが含まれる。
なお、自動合焦装置にはフォーカスレンズの駆動を制御する機能があれば足り、フォーカスレンズやその駆動機構は含まれなくてよい。

デジタルカメラ１００は、ズーム機構を含む撮影レンズ１０１と、光量を制御する絞り及びシャッター１０２、撮影レンズ１０１を撮像素子１０７の撮像面に合焦させるためのフォーカスレンズ１０４、フォーカスレンズ１０４を駆動するモータ１０５を有する。撮像素子１０７は、たとえばＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサであり、被写体像を画素単位の電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０８は、撮像素子１０７の出力信号に対してノイズ除去を適用したり、非線形増幅処理を適用したりした後、デジタル信号に変換する。

ＡＥ処理部１０３は、システム制御部１１３の制御に従って絞り及びシャッター１０２の動作を制御する。ＡＦ処理部１０６は、システム制御部１１３の制御に従ってモータ１０５を制御し、フォーカスレンズ１０４を駆動する。また、フォーカスレンズ１０４の位置を検出し、システム制御部１１３に通知する。画像処理部１０９は、Ａ／Ｄ変換部１０８の出力するデジタル信号に対して色補間処理、ホワイトバランス調整処理などの画像処理を適用して画像データを生成する。

フォーマット変換部１１０は、ＲＧＢ形式の画像データをＹＣｒＣｒ形式に変換する。
ＤＲＡＭ１１１は高速な内蔵メモリであり、一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどに使用される。

画像記録部１１２はメモリーカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなり、画像データを所定のファイルシステムに従って記録する。システム制御部１１３は、例えばＣＰＵやＭＰＵ等のプログラマブルプロセッサであり、予め記憶されたプログラムを実行することにより、後述する自動合焦制御を始めとしたデジタルカメラ１００の動作全体を制御する。画像表示用メモリ（以下VRAM）１１４は、表示用の画像データを記憶するメモリである。画像表示部１１５は、画像表示の他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示の他、撮影時には撮影画面と、焦点検出領域を表す指標を表示する。

操作部１１６はスイッチ、ボタン、タッチパネルなど、デジタルカメラ１００に外部から指示を与えるための入力デバイス群である。操作部１１６には、例えば次のようなものが含まれる。撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズのズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切換えスイッチ。撮影モードスイッチ１１７は、マクロモード、遠景モード、スポーツモードなど、デジタルカメラ１００が有する撮影モードを指定するために用いられる。本実施形態のデジタルカメラ１００は、撮影モードに応じて焦点検出する距離範囲やＡＦ動作などが変更されてもよい。

メインスイッチ１１８は、デジタルカメラ１００に電源を投入したり電源を切断するために用いられる。ＳＷ１ １１９およびＳＷ２ １２０は例えばレリーズスイッチの押下状態によってＯＮするスイッチである。例えばＳＷ１ １１９はレリーズスイッチの半押し状態でＯＮし、ＳＷ２ １２０はレリーズスイッチの全押し状態でＯＮする。ＳＷ１ １１９のＯＮは、ＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作の開始指示であり、ＳＷ２ １２０のＯＮは撮影指示である。なお、ＳＷ１ １１９およびＳＷ２ １２０がＯＮする条件は、レリーズボタンの押下状態に限らず、操作部１１６に含まれる入力デバイスの、撮影スタンバイ動作の開始を指示するための操作、撮影開始を指示するための操作であってよい。

（デジタルカメラ１００の動作概要）
図２は、デジタルカメラ１００における、ＳＷ１ １１９およびＳＷ２ １２０の状態とＡＥ処理、ＡＦ動作、撮影動作との関係を示すフローチャートである。ここでは、電源が投入されると、撮像素子１０７によって動画撮影を開始し、撮影した動画を画像表示部１１５に表示することで、画像表示部１１５を電子ビューファインダーとして機能させるものとする。また、動画撮影は撮影動作が開始されるまで、所定のフレームレートで継続されるものとする。

まず、Ｓ２０１でＡＥ処理部１０３が画像処理部１０９の出力から得られる被写体輝度等に基づいて、露出条件を予め設定されたプログラム線図などに従って決定するＡＥ処理を行う。Ｓ２０２でシステム制御部１１３はＳＷ１ １１９の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０３へ、そうでなければＳ２０１へ処理を進める。Ｓ２０３でシステム制御部１１３は、後述するＡＦ動作を行う。ここで、ＡＦ動作中の露出条件（シャッター速度、絞り、感度）は、直前のＳ２０１のＡＥ処理で決定する。Ｓ２０４でシステム制御部１１３は、ＳＷ１ １１９の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０５へ、そうでなければＳ２０１へ処理を進める。Ｓ２０５でシステム制御部１１３は、ＳＷ２ １２０の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０６へ、そうでなければＳ２０４へ処理を進める。Ｓ２０６でシステム制御部１１３は、撮影動作を行い、Ｓ２０１へ処理を進める。

（ＡＦ動作の全体）
図３は、図２におけるＳ２０３のＡＦ動作の詳細を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ３０１でシステム制御部１１３は、画面内の所定の領域に焦点検出領域を設定する。焦点検出領域は例えば予め設定された領域に設定したり、人物の顔など特定の被写体に対応する領域に設定したりすることができる。

Ｓ３０２でシステム制御部１１３は、撮影モードスイッチ１１７で設定されている撮影モードや、撮影レンズ１０１の焦点距離（画角）に応じた初期スキャン範囲を設定する。
Ｓ３０３でシステム制御部１１３は、後述するＡＦスキャン開始位置StartPosを算出する。
Ｓ３０４でシステム制御部１１３は、ＡＦ処理部１０６を通じてモータ１０５を動作させ、フォーカスレンズ１０４をＳ３０３で算出したＡＦスキャン開始位置StartPosへ駆動する。

Ｓ３０５でシステム制御部１１３は、Ｓ３０３のＡＦスキャン開始位置StartPos算出処理において設定されるレンズ駆動待ちＦｌｇ（フラグ）がTRUEかどうかを調べ、TRUEであればＳ３０６へ、そうでなければＳ３０７へ処理を進める。
Ｓ３０６でシステム制御部１１３は、フォーカスレンズ１０４を所定時間だけ停止させる。これは、Ｓ３０４においてフォーカスレンズ１０４をＡＦスキャン開始位置StartPosへ駆動し、停止させた後、フォーカスレンズの振動が後述するＳ３０７で取得する焦点評価値に影響を与えてしまうのを防ぐための処理である。ここで、所定時間は、例えば予め測定した、フォーカスレンズ１０４の振動幅が所定範囲内に収まるまでの時間であってよい。または、フォーカスレンズ１０４の位置がＡＦスキャン開始位置StartPosから所定の範囲内に所定時間収まっていることが判断できるまでの時間としてもよい。

Ｓ３０７でシステム制御部１１３は、Ｓ３０１で設定した焦点検出領域内の画像データから、焦点評価値を、フォーカスレンズ１０４をＡＦスキャン開始位置StartPosで停止させた状態で取得する。焦点評価値の取得方法に特に制限は無く、公知の方法から適切なものを用いることができる。

Ｓ３０８でシステム制御部１１３は、ＡＦ処理部１０６を通じて現在のフォーカスレンズ１０４の位置を取得する。
Ｓ３０９でシステム制御部１１３は、予め設定した所定の速度Ｖｓで所定の方向にフォーカスレンズ１０４の駆動を行うようＡＦ処理部１０６に指示する。ＡＦ処理部１０６は指示された方向および速度でフォーカスレンズ１０４を駆動するようモータ１０５を制御する。

Ｓ３１０でシステム制御部１１３は、Ｓ３０１で設定した焦点検出領域内の画像データから焦点評価値を取得する。
Ｓ３１１でシステム制御部１１３は、ＡＦ処理部１０６を通じて現在のフォーカスレンズ１０４の位置を取得する。
Ｓ３１２でシステム制御部１１３は、Ｓ３１１で取得した現在のフォーカスレンズ１０４の位置が、Ｓ３０２で設定したＡＦスキャン範囲内にあるかどうかを調べ、ＡＦスキャン範囲内にあればＳ３１０へ、そうでなければＳ３１３へ処理を進める。

ここで、Ｓ３１０〜Ｓ３１２の一連の動作は、現在のフレームレートにおける１フレーム分の時間で行われるものとする。またシステム制御部１１３は、Ｓ３０７で取得した焦点評価値とＳ３０８で取得したレンズ位置、Ｓ３１０で取得した焦点評価値とＳ３１１で取得したレンズ位置、をそれぞれ対応付け、後述するＳ３１４の焦点評価値のピーク位置算出で用いる。例えばシステム制御部１１３は、ｉ番目（ｉは０以上の整数）に取得した焦点評価値、レンズ位置をそれぞれafVal[i]、Pos[i]として、取得した焦点評価値の総数DataCntに等しい数、例えばＤＲＡＭ１１１に格納しておく。

なお、ＡＦ動作中、フォーカスレンズ１０４は連続して移動している。そのため、システム制御部１１３は、対応するフレームを撮影した露光時間の中心のタイミングでのフォーカスレンズ１０４の位置を算出して焦点評価値と対応付ける。

Ｓ３１３でシステム制御部１１３は、ＡＦ処理部１０６を通じてフォーカスレンズ１０４の駆動を停止する。
Ｓ３１４でピーク算出手段としてのシステム制御部１１３は、Ｓ３０７およびＳ３１０で取得した焦点評価値と、対応するフォーカスレンズ１０４の位置（Ｓ３０８、Ｓ３１１で取得）を用いて、焦点評価値のピーク位置を算出する。焦点評価値のピーク位置算出の詳細は後述する。
Ｓ３１５でシステム制御部１１３は合焦判定を行う。
Ｓ３１６でシステム制御部１１３は、Ｓ３１４で求めた焦点評価値のピーク位置に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ１０４を駆動するようＡＦ処理部１０６に指示し、ＡＦ動作を終了する。

（ＡＦスキャン開始位置StartPosの算出処理）
図４は、図３のＳ３０３で行うＡＦスキャン開始位置StartPosの算出処理の詳細を説明するフローチャートである。
ここでは、ＡＦスキャン開始位置StartPosが現在のフォーカスレンズ位置よりも遠側方向で、かつＳ３０９におけるＡＦスキャン時のレンズ駆動方向が近側方向である場合を例として、ＡＦ動作について説明する。

まず、Ｓ４０１でシステム制御部１１３は、Ｓ３０２で設定した初期スキャン範囲の遠端レンズ位置PosFと近端レンズ位置PosNを取得する。これらのレンズ位置は、初期スキャン範囲が固定であれば予め記憶しておくことができる。また、初期スキャン範囲が例えば現在のフォーカスレンズ位置に対する相対範囲であれば、現在のフォーカスレンズ位置から算出することができる。もちろん、他の方法で取得してもよい。

Ｓ４０２でシステム制御部１１３は、Ｓ３０７で取得する焦点評価値と、その後Ｓ３１０で順次取得する焦点評価値のうち、ピーク位置算出に用いない焦点評価値の数（削除するスキャン点数）MaxDelPointを取得する。ここで、削除するスキャン点数MaxDelPointは、上述したフォーカスレンズ１０４の駆動停止後の振動や所定の駆動速度に満たない駆動速度の影響を受ける期間の長さと、サンプリング周期とから予め設定しておくことができる。

例えば、所定の駆動速度に満たない駆動速度の影響を受ける焦点評価値の数（スキャン点数）は、図９のＡｃＴと焦点評価値のサンプリング周期とを用いて予め算出して設定しておく。あるいは、ＡＦスキャン中に検出したレンズ位置よりレンズ加速度もしくはレンズ速度を算出し、レンズ加速度が０近傍に達するまでの期間や、レンズ速度が所定速度に達するまでの期間と、サンプリング周期とを用いても良い。なお、フォーカスレンズ１０４の駆動停止後の振動の影響を受ける焦点評価値の数は、レンズ駆動待ちFlg=TRUEの場合は０であり、レンズ駆動待ちFlg=FALSEの場合は１である。従って、Ｓ４０２を最初に処理する場合には、レンズ駆動待ちFlgの初期値に応じてなお、フォーカスレンズ１０４の駆動停止後の振動の影響を受ける焦点評価値の数を決定する。システム制御部１１３は、削除するスキャン点数MaxDelPointを、所定の駆動速度に満たない駆動速度の影響を受ける焦点評価値の数と、駆動停止後の振動の影響を受ける焦点評価値の数の合計として設定することができる。

Ｓ４０３でシステム制御部１１３は、ＡＦスキャン間隔（焦点評価値を求めるフォーカスレンズ位置の間隔）ScanIntを例えば内蔵する不揮発性メモリなどから取得する。
Ｓ４０４でシステム制御部１１３は、フォーカスレンズ１０４の駆動可能範囲の端であるFarLimitPosを例えば内蔵する不揮発性メモリなどから取得する。
Ｓ４０５でシステム制御部１１３は、ＡＦスキャン開始位置StartPosに、初期スキャン範囲の遠端レンズ位置PosFを設定する。
Ｓ４０６でシステム制御部１１３は、レンズ振動待ちFlgをTRUEに初期化する。
Ｓ４０７でシステム制御部１１３は、実際に削除するスキャン点数DelPointを０に初期化する。

Ｓ４０８でシステム制御部１１３は、実削除スキャン点数DelPointが削除スキャン点数MaxDelPoint以上かどうかを調べ、そうであればＳ４１２へ、そうでなければＳ４０９へ処理を進める。
Ｓ４０９でシステム制御部１１３は、StartPos−ScanInt×(DelPoint+1)がFarLimitPos以上かどうかを調べ、そうであればＳ４１０へ、そうでなければＳ４１３へ処理を進める。
Ｓ４１０でシステム制御部１１３は、実削除スキャン点数DelPointをインクリメント（１増加）させる。
Ｓ４１１でシステム制御部１１３は、スキャン開始位置StartPosに、StartPos−ScanInt×DelPointを設定し、処理をＳ４０８に進める。

実削除スキャン点数DelPointが削除スキャン点数MaxDelPoint以上の場合、Ｓ４１２でシステム制御部１１３は、レンズ振動待ちFlgをFALSEに設定する。
Ｓ４１３でシステム制御部１１３は、この時点で設定されているスキャン開始位置StartPosから、初期スキャン範囲の近端レンズ位置PosNまでの範囲をスキャン範囲として設定し、Ｓ３０４へ処理を進める。このように、フォーカスレンズの可動範囲を超えない範囲で、初期スキャン範囲の外側の位置であって、削除スキャン点数MaxDelPoint以下かつ最大の実削除スキャン点数DelPointとなるようにＡＦスキャンの開始位置を設定する。

図５に、削除スキャン点数MaxDelPoint=2の時の、（ａ）実削除スキャン点数DelPointが２の場合、（ｂ）実削除スキャン点数DelPointが０の場合、のＡＦ動作の例を模式的に示す。図５（ａ）に示すように、実削除スキャン点数≧削除スキャン点数となる場合、システム制御部１１３は、ＡＦスキャン開始位置StartPosにフォーカスレンズ１０４を駆動した後、直ちにＡＦスキャンを開始する。

ここで、「直ちに」とは、図７におけるStTの期間内にＡＦスキャンを開始することであり、
・フォーカスレンズ１０４の振動が収まるのを待たずに、
・フォーカスレンズ１０４の振動が収まる所定時間が経過する前に、
・フォーカスレンズ１０４がＡＦスキャン開始位置StartPosに達したことが検出されたことに応じて、
のいずれかを意味する。
なお、「ＡＦスキャンの開始」とは、焦点評価値の算出開始およびフォーカスレンズ１０４の駆動（ＡＦスキャン駆動）開始の少なくとも一方である。
そして、後述するように、最初に（Ｓ３０７で）得られた焦点評価値と、ＡＦスキャン駆動開始後に最初に得られた２番目の焦点評価値は、ピーク位置算出に用いない。

このように、本実施形態によれば、ＡＦスキャン開始位置を、初期スキャン範囲の外側の位置であって、フォーカスレンズが初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの焦点評価値が得られる位置に設定する。あるいは、フォーカスレンズの振動や加速中のレンズ挙動による影響を受ける焦点評価値が初期スキャン範囲で得られる焦点評価値に含まれることを抑制するようにスキャン範囲を広げる。これにより、フォーカスレンズの振動が収まるまで待つことなくＡＦスキャン動作を開始しても、振動の影響を受けた焦点評価値がピーク位置の算出に用いられることを抑制できる。そのため、ＡＦ動作に要する時間を削減することができるほか、ピーク位置の精度を向上させることができる。

一方、フォーカスレンズの駆動可能範囲の制約によってスキャン範囲を広げることができない場合は、レンズ振動待ちFlgをTRUEのままとして、Ｓ３０６において所定時間レンズ停止させる。これにより、レンズの振動が収まるまでの待ち時間の削減よりも、Ｓ３０７の焦点評価値にレンズの振動が影響を与えないようにすることを優先する。

（ピーク位置算出動作）
図６は、図３におけるＳ３１４の焦点評価値のピーク位置算出動作の詳細を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ６０１でシステム制御部１１３は、変数ｉを０に初期化する。
Ｓ６０２でシステム制御部１１３は、変数ｉがＳ３０３で決定した実削除スキャン点数DelPoint以上かどうかを調べ、そうであればＳ６０４へ、そうでなければＳ６０３へ処理を進める。
Ｓ６０３でシステム制御部１１３は、変数ｉをインクリメントし、処理をＳ６０４へ進める。

Ｓ６０４でシステム制御部１１３は、変数AFValue[i-DelPoint]に、焦点評価値afVal[i]を、変数FocusPos[i-DelPoint]に対応するレンズ位置Pos[i]をそれぞれ設定する。
Ｓ６０５でシステム制御部１１３は、変数ｉが(取得した焦点評価値の総数DataCnt)-1以上かどうかを調べ、そうであればＳ６０７へ、そうでなければＳ６０６へ処理を進める。

Ｓ６０６でシステム制御部１１３は、変数ｉをインクリメントしてＳ６０５へ処理を進める。
Ｓ６０７でシステム制御部１１３は、AFValue[i]とFocusPos[i]（ｉ=0,...,DataCnt-DelPoint-1）を用いて焦点評価値のピーク位置を補間計算してＳ３１５へ処理を進める。
これにより、削除された焦点評価値をピーク位置算出に使用しないようにすることができる。

なお、本実施形態の効果は、実削除スキャン点数DelPoint≧削除スキャン点数MaxDelPointとなる場合に最も大きくなるが、実削除スキャン点数DelPoint≧１であれば、ＡＦ時間の短縮とＡＦ精度の向上効果は得ることができる。これは、初期に得られる焦点評価値ほどレンズの振動およびレンズ加速中の挙動の影響を大きく受けるからである。

本実施形態によれば、ＡＦスキャン開始位置を、フォーカスレンズが初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの焦点評価値が得られる位置に設定し、フォーカスレンズをＡＦスキャン開始位置に駆動後、直ちにＡＦスキャン動作を開始する。ＡＦスキャン開始位置に駆動後、直ちにＡＦスキャン動作を開始するため、駆動後にフォーカスレンズの振動が収まるまで待つ場合よりもＡＦ動作の時間短縮を実現でき、ＡＦ動作速度を改善できる。また、ＡＦスキャン開始位置の設定により、ＡＦスキャン開始位置に駆動直後のフォーカスレンズの振動や、ＡＦスキャン時の駆動速度まで加速している際のレンズ挙動の影響を受ける焦点評価値が焦点評価値のピーク位置算出結果に与える影響を低減できる。その結果、ＡＦ精度を改善することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (11)

1. ＡＦスキャンの開始位置からフォーカスレンズを駆動し、異なるフォーカスレンズ位置で撮像された画像データに基づく焦点評価値から前記焦点評価値のピーク位置を算出する自動合焦装置であって、
   前記ＡＦスキャンの開始位置を、予め定められた初期スキャン範囲の開始位置よりも外側の位置であって、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置から前記初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの前記焦点評価値が算出される位置に設定する設定手段と、
   前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、直ちに前記ＡＦスキャンを開始する制御手段と、
   前記ＡＦスキャンが終了するまでの間に得られた焦点評価値のうち、最初に算出された焦点評価値を用いずに前記焦点評価値のピーク位置を算出するピーク算出手段と、を有することを特徴とする自動合焦装置。
2. 前記設定手段が、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置から前記初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに予め定められた数の焦点評価値が算出される位置に前記ＡＦスキャンの開始位置を設定することを特徴とする請求項１記載の自動合焦装置。
3. 前記予め定められた数が、前記フォーカスレンズが加速中に得られる焦点評価値の数に基づいて決定されることを特徴とする請求項２記載の自動合焦装置。
4. 前記予め定められた数が、前記フォーカスレンズが停止した状態から、前記ＡＦスキャンにおける前記フォーカスレンズの駆動速度に達するまでの間に算出される前記焦点評価値の数に基づいて決定されることを特徴とする請求項２または３記載の自動合焦装置。
5. 前記設定手段は、前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を超えない範囲で前記ＡＦスキャンの開始位置を設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
6. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、前記フォーカスレンズの振動が収まるのを待たずに前記ＡＦスキャンを開始することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
7. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、前記フォーカスレンズの振動が収まる所定時間が経過する前に前記ＡＦスキャンを開始することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
8. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置に達したことが検出されたことに応じて前記ＡＦスキャンを開始することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
9. 前記設定手段は、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置から前記初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの前記焦点評価値が算出される位置に前記ＡＦスキャンの開始位置を設定できない場合、前記初期スキャン範囲の開始位置に前記ＡＦスキャンの開始位置を設定し、
   前記制御手段は、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、前記フォーカスレンズの振動が収まるのを待って前記ＡＦスキャンを開始し、
   前記ピーク算出手段は、前記最初に算出された焦点評価値を含む、前記ＡＦスキャンが終了するまでの間に得られた焦点評価値を用いて前記焦点評価値のピーク位置を算出する、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の自動合焦装置を有し、前記ピーク算出手段が算出した前記焦点評価値のピーク位置に対応する位置に撮影レンズのフォーカスレンズを駆動する撮像装置。
11. ＡＦスキャンの開始位置からフォーカスレンズを駆動し、異なるフォーカスレンズ位置で撮像された画像データに基づく焦点評価値から前記焦点評価値のピーク位置を算出する自動合焦装置の制御方法であって、
    設定手段が、前記ＡＦスキャンの開始位置を、予め定められた初期スキャン範囲の開始位置よりも外側の位置であって、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置から前記初期スキャン範囲の開始位置に至るまでに少なくとも１つの前記焦点評価値が算出される位置に設定する設定ステップと、
    制御手段が、前記フォーカスレンズが前記ＡＦスキャンの開始位置に駆動された後、直ちに前記ＡＦスキャンを開始させる制御ステップと、
    ピーク算出手段が、前記ＡＦスキャンが終了するまでの間に得られた焦点評価値のうち、最初に算出された焦点評価値を用いずに前記焦点評価値のピーク位置を算出するピーク算出ステップと、を有することを特徴とする自動合焦装置の制御方法。

Images