JP3977906B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて撮像を行う撮像装置等において撮像光学系を合焦状態に自動的に設定する自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体撮像素子を用いたイメージャにより、被写体像を撮像し、磁気テープ状あるいは半導体メモリで構成される記録媒体に記録する電子的な撮像装置が広く用いられるよになった。
【０００３】
このような電子的な撮像装置における撮像光学系を合焦状態に設定するための自動焦点調節装置としては、例えばイメージャの出力に基づいて被写体像の輪郭あるいは構造を示す撮像信号の高周波成分を抽出し、その高周波成分のピーク値になるレンズ位置に撮像光学系を駆動する方法を採用したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子的な撮像装置においては、撮像条件が異なる場合に適切に対応できなかったため、より適切に対応できる自動焦点調節装置が要請される状況にある。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、撮像条件に応じて適切な自動焦点調節を行うことができる自動焦点調節装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動焦点調節装置は、撮影レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子と、明るいシーンで露光時間を短かくしても良い場合は高速画面レートで動作し、暗いシーンで露光時間を長くしなければならない場合は通常画面レートで動作する撮像処理回路と、前記撮像処理回路により処理された画像データに基づいて焦点状態を表す評価値を算出するオートフォーカス処理回路と、を備え、前記高速画面レートで動作するときは撮像エリアの中央部のみを読み出し、前記通常画面レートで動作するときは撮像エリアの全体を読み出すことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えたデジタルスチルカメラの全体構成を示し、図２はＣＣＤにおけるオートフォーカスに利用される撮像エリアを示し、図３は通常ＡＦでの動作を示すタイミングチャートを示し、図４は高速ＡＦでの動作を示すタイミングチャートを示し、図５は第１の実施の形態の動作内容をフローチャートで示す。
【００１８】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の自動焦点調節装置の機能を備えた電子的撮像装置としてのデジタルスチルカメラ１は撮像を行う撮像光学系２内にフォーカス調節を行うために光軸方向に移動自在のフォーカスレンズ３を有する。この撮像光学系２を経た光線は絞り４及び図示しないシャッタを通って固体撮像素子としての電荷結合素子（ＣＣＤと略記）５に被写体像を結ぶ。
【００１９】
絞り４とフォーカスレンズ３はそれぞれ第１、第２モータドライバ６、７からそれぞれ駆動信号が供給される第１、第２モータ８、９によりそれぞれ駆動され、第１、第２モータ８、９によってそれぞれ絞り量及び光軸方向に駆動（移動）される。なお、シャッタは撮影時にはシャッタ駆動回路を介して駆動される。
【００２０】
ＣＣＤ５はＣＣＤドライバ１０により駆動され、読み出し用の駆動信号が印加されることによりＣＣＤ５で光電変換された信号は撮像回路１１に入力され、この撮像回路１１により、映像信号が生成される。この映像信号はＡ／Ｄ変換器１２によってデジタルの映像信号（画像データ）に変換され、メモリコントローラ１３により、書込、読出しが制御されるメモリ１４に一時格納される。
【００２１】
また、動画モードではＡ／Ｄ変換器１２を経たデジタルの映像信号は切換スイチ１５の接点ａを経てＤ／Ａ変換器１６により、アナログの映像信号に変換され、画像表示手段としての液晶表示素子（ＬＣＤと略記）１７で所定の画面レート（例えば１／３０秒）で被写体像を動画表示する。このＬＣＤ１７はＬＣＤドライバ１８によって駆動される。
【００２２】
また、操作スイッチ１９のレリーズスイッチを操作して記録操作を行った場合には、その指示信号がＣＰＵ２０を介して圧縮／伸張回路２１に送られ、メモリ１４の画像データは圧縮／伸張回路２１の圧縮回路で圧縮された後、記録用メモリ２２に記憶される。
【００２３】
なお、本実施の形態ではレリーズスイッチは２段式スイッチで構成され、第１のレリーズスイッチ（図３等では１ｓｔ レリーズ）をＯＮする第１のレリーズ操作ではＡＥ，ＡＦへの設定がなされ、第２のレリーズスイッチ（図３等では２ｎｄ レリーズ）がＯＮする第２のレリーズ操作により、実際に撮影を行う構成になっている。
【００２４】
また、再生操作が行われた場合には、その指示信号がＣＰＵ２０を介して圧縮／伸張回路２１に送られ、記録用メモリ２２に圧縮されて記憶された画像データは圧縮／伸張回路２１の伸張回路で伸張されてメモリ１４に一時記憶され、その画像データはＣＰＵ２０で切り換えられる切換スイッチ１５の接点ｂを経てＤ／Ａ変換器１６に入力され、アナログの映像信号に変換された後、ＬＣＤ１７に入力されてその表示面に再生画像を表示する。
【００２５】
また、Ａ／Ｄ変換器１２によってＡ／Ｄ変換された画像データはオート露出処理回路（ＡＥ処理回路と略記）２３と、ゲート回路２４を介してオートフォーカス処理回路（ＡＦ処理回路と略記）２５とに入力される。
【００２６】
ＡＥ処理回路２３、ゲート回路２４及びＡＦ処理回路２５にはタイミングジェネレータ（ＴＧと略記）回路２６からタイミング信号が入力される。なお、タイミング信号はＣＣＤドライバ１０、撮像回路１１にも入力される。
【００２７】
ゲート回路２４では、このタイミング信号に同期してゲート開閉信号を生成し、ＡＦ処理回路２５におけるＡＦ処理を行う際の画像データエリアを規定する。
つまり、ゲート回路２４を通すことにより、ＡＦ処理回路２５は通常の１フレーム（１画面）分の画像データに基づいてＡＦ処理を行う第１のモード（具体的には通常画面ＡＦモードあるいは通常ＡＦモード）と、ゲート回路２４で設定された１画面の中央部分のみの画像データに基づいてＡＦ処理を行う第２のモード（具体的には高速画面ＡＦモードあるいは高速ＡＦモード）とのいずれでもＡＦ処理を行うことができるようにしている。
【００２８】
ＣＰＵ２０は、高速ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合にはゲート回路２４に指示信号を出力し、この高速ＡＦモードでは図２（Ｂ）に示すように（ＣＣＤ５の）撮像エリア５ａの例えば縦方向の中央エリア２９ａから読み出された画像データに同期してこのゲートを開くようにさせる。
【００２９】
ＡＥ処理回路２３では、１フレーム（１画面）分の画像データの輝度値を算出する等して被写体の明るさに対応したＡＥ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３０】
ＣＰＵ２０はＡＥ処理回路２３から入力されるＡＥ評価値を例えばＥＥＰＲＯＭ２７に予め格納した適正なＡＥ評価値（ＡＥ基準データ）を参照して、このＡＥ基準データに一致するようなＡＥ評価値が得られるように第１モータドライバ６を介してモータ８を駆動し、絞り４の絞り量とか、撮像回路１１のゲインを自動調節する、つまりＡＥ処理を行う。
【００３１】
ＡＦ処理回路２５は、通常ＡＦモードでは１画面分の画像データに対してその輝度成分における高周波成分をハイパスフィルタなどで抽出して、累積加算値を算出する等して高域側の輪郭成分量等に対応したＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３２】
また、ＡＦ処理回路２５は、高速ＡＦモードではゲート回路２４でのゲートが開いたゲート開期間での一部の画像データに対してその輝度成分における高周波成分をハイパスフィルタなどで抽出して、累積加算値を算出する等して高域側の輪郭成分量等に対応したＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３３】
自動焦点調節時には、ＣＰＵ２０は第２モータドライブ回路７を介してモータ９を駆動して、フォーカスレンズ３を光軸方向に所定の送り量で移動し、移動された各レンズ位置でＡＦ処理回路２５から入力されるＡＦ評価値をＣＰＵ内部のレジスタ等に一時記憶し、最も大きなＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズ３を設定する、つまりフォーカスレンズ３を合焦位置に駆動するＡＦ処理を行う。
【００３４】
なお、ＣＰＵ２０にはＴＧ回路２６から画面レートに同期した所定のタイミング信号が入力され、ＣＰＵ２０はこのタイミング信号に同期して、各種の制御動作を行う。
【００３５】
また、本実施の形態では自動焦点調節を行う場合に、ＣＰＵ２０はＡＥ処理回路２３からの明るさ情報により、予め設定した基準の明るさ以上か否かの判断を行い、基準の明るさ以上の場合にはＴＧ回路２６からのタイミング信号の周期（具体的には１画面に１つ出力される垂直同期信号（ＶＤと略記）を短い周期、つまり高速ＡＦモード）に変更するようにＴＧ回路２６を制御する。
【００３６】
このＴＧ回路２６からのタイミング信号が入力されるＣＣＤドライバ１０は、通常ＡＦモードでは１／３０秒で１画面の読み出しを行うが、高速ＡＦモードでは例えば１／６０秒で１画面の撮像信号を出力させる。
【００３７】
この高速ＡＦモードでは、ＣＣＤ５から少なくとも１画面分の撮像信号を出力させるが、ゲート回路２４で設定されたゲート期間では高速の読み出しを行い、その他の期間では高速の掃き出しを行う。
【００３８】
つまり、通常ＡＦモードでは図２（Ａ）に示すように（ＣＣＤ５の）撮像エリア５ａの斜線で示す全ラインあるいは全撮像エリアの読み出しを行うが、高速ＡＦモードでは、図２（Ｂ）の斜線で示すように撮像エリア５ａの縦方向における中央部付近の一部のライン（例えばｎライン）の中央エリア２９ａのみから読み出す部分読み出しを行う（白地部分のデータは掃き捨てられる）。
【００３９】
このように本実施の形態は通常画面レートでイメージャとしてのＣＣＤ５を駆動すると共に、駆動されたＣＣＤ５から読み出された撮像信号に対してオートフォーカスの信号処理を行う通常画面レートのモードで動作すると共に、高速画面レートでイメージャとしてのＣＣＤ５を駆動すると共に、駆動されたＣＣＤ５から読み出された撮像信号に対してオートフォーカスの信号処理を行う高速画面レートのモードで動作する撮像処理回路を備えて自動焦点調節装置を形成している。
【００４０】
図３は通常ＡＦモードでの動作をタイミングチャートで示す。ＡＥ処理回路２３でＡＥ処理されることにより、通常の画面レート、つまりＶＤが１／３０秒の画面レートで露光時間（撮像時間）が高速ＡＦモードでの画面レート（あるいは最大露光時間の１／６０秒）より長い、例えば１／５０秒を設定するものとする。 この状態で第１のレリーズスイッチがＯＮ（図３では“Ｌ”から“Ｈ”）されると、カメラモード（撮影モード）はＡＥ処理された通常モードから通常ＡＦモードに移る。
【００４１】
この通常ＡＦモードではＣＰＵ２０は１／３０秒毎に第２モータドライバ７を介して第２モータ９を駆動し、フォーカスレンズ３を所定の送り量で駆動（移動）し、各レンズ位置で露光され、ＣＣＤ５で光電変換され、撮像回路１１を経て映像信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換された画像データは、１／３０秒開いているゲート回路２４を経てＡＦ処理回路２５に入力され、ＡＦ処理回路２５ではＡ／Ｄ変換された１画面分の画像データに対してその高周波成分を抽出してそれらの累積加算値を算出して合焦状態の評価値に対応するＡＦ評価値を得て、ＣＰＵ２０に出力する。
【００４２】
そして、ＣＰＵ２０は例えば山登り方式のオートフォーカス法により、ＡＦ評価値の山を登る方向にフォーカスレンズ３を移動し、最大のＡＦ評価値を越えてそのＡＦ評価値が下がるレンズ位置まで移動してＡＦ評価値のピークを検出したら、最大のＡＦ評価値が得られたレンズ位置にフォーカスレンズ３を移動設定して、フォーカスレンズ３の駆動を終了する。そしてこの状態では、オートフォーカスされた通常モードの状態にとなり、第２のレリーズ操作待ちとなる。
【００４３】
一方、高速ＡＦモードでは図４（Ａ），（Ｂ）に示すようなタイミングチャートになる。なお、図４（Ａ）は高速ＡＦモードの期間全体を示し、図４（Ｂ）はこの高速ＡＦモード期間中の２画面期間を詳細に示す。
【００４４】
ＡＥ処理回路２３でＡＥ処理されることにより、通常の画面レート、つまりＶＤが１／３０秒の画面レートで露光（撮像時間）が高速の画面レートの時間以上の例えば１／１００秒に設定するものとする。
【００４５】
この状態で第１のレリーズスイッチがＯＮ（図４では“Ｌ”から“Ｈ”）されると、カメラモード（撮影モード）はＡＥ処理された通常モードから高速ＡＦモードに移る。
【００４６】
この高速ＡＦモードではＣＰＵ２０はＴＧ回路２６に高速ＡＦモードでのタイミング設定の指示をする。また、ゲート回路２４にも高速ＡＦモードでのゲート開閉の指示信号を出力する。また、第２モータドライバ７に駆動の指示信号を出力し、１／６０秒毎に第２モータ９を駆動し、フォーカスレンズ３を所定の送り量で駆動（移動）する。
【００４７】
そして、各レンズ位置で露光（撮像）され、ＣＣＤ５で光電変換され、さらに撮像回路１１を経て映像信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換された画像データは、ゲート回路２４を経てＡＦ処理回路２５に入力される。
【００４８】
この高速ＡＦモードでは、ゲート回路２４が開くまではあるいは図２（Ｂ）の中央エリア２９ａに対応する画像データが読み出されるまでは、図４（Ｂ）の出力（ＣＣＤ出力）に示すように高速掃出が行われる。つまり、ＣＣＤ５の光電変換部の信号電荷を垂直転送部に転送した後、高速の垂直転送クロック（垂直転送信号）で垂直方向に転送し、同様に高速の水平転送信号で水平転送部から掃き捨てる（この場合における画像データはＡＦ処理等の信号処理系で利用されない）。また、ゲートが閉じた場合にも同様に高速でＣＣＤ出力は掃き捨てられる。
【００４９】
そして、ゲートが開いた時には通常モードと同じ垂直転送信号及び水平転送信号によって信号の読み出しを行う。上記のようにゲートが開いた時以外は高速で信号が掃き捨てられるので、１画面の信号を読み出す時間は短くなり、画面レートを高速化できる。
【００５０】
ゲート回路２４はＣＰＵ２０からの制御により各ＶＤ期間（ＶＤが“Ｈ”の期間）における中央付近でのみ、ゲートが開くようになる（ゲート回路２４は例えばＶＤの立ち上がりから図示しない垂直転送クロックをゲート回路２４に内蔵したカウンタ回路で計数し、図２（Ｂ）に示す撮像エリア５ａの中央エリア２９ａの上側の水平ラインを読み出す計数値に達した時にゲートを開く）。
【００５１】
また、カウンタ回路が中央エリア２９ａの上側の水平ラインを読み出す計数値に達した時から所定数（例えばｎ）を計数すると、ゲート回路２４はゲートを閉じる。なお、図４（Ｂ）では水平同期信号（ＨＤと略記）を示している。
【００５２】
本実施の形態では中央エリア２９ａに対応した一部の画像データを用いて高速ＡＦ処理を行うので、全エリアを用いた場合よりもはるかに高速のオートフォーカスを行うことができるようにしている。
【００５３】
つまり、高速モードは画面の上下を高速で掃き捨ててしまうので、１画面読み出すのに要する時間は、通常モードに比べて非常に短い。従って、通常モードの１画面分の期間で高速モードでは２画面以上の画像が得られるので高速のオートフォーカスを行うことができる。
【００５４】
上記ゲート回路２４のゲートが開いた期間の画像データはＡＦ処理回路２５によりその高周波成分を抽出してそれらの累積加算値を算出して合焦状態の評価値に対応するＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に送る。
【００５５】
そして、ＣＰＵ２０では最大のＡＦ評価値のレンズ位置にフォーカスレンズ３を設定すると、フォーカスレンズ３の駆動を終了し、ＴＧ回路２６に高速ＡＦモード終了の信号を送り、ＶＤ等のタイミング信号は通常のレート（周期）に戻されてオートフォーカスされた通常モード状態となり、第２のレリーズ操作待ちとなる。
【００５６】
なお、ＣＰＵ２０に接続され、電気的に書換可能で、不揮発性の読み出し専用メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ２７にはＣＰＵ２０を介して各種の制御等を行うプログラムとか、各種の動作を行うのに使用されるデータ等が格納されており、この撮像装置１の電源がＯＮされた場合などに読み出されて使用される。
また、ＣＰＵ２０は電池２８の電圧を検出して、所定の電圧値以下になった事を検出した場合には、ＬＣＤ１７で電池２８の残量が少ないとか、電池の充電或いは交換などを促す表示を行う。
【００５７】
本実施の形態では、撮像（画像記録）を行う撮像モードにおいては、このＥＥＰＲＯＭ２７に、被写体の明るさに応じて、第１のモードあるいは第２のモードでオートフォーカスを行うかを決定するプログラムを記憶していることが特徴となっている。
【００５８】
次に本実施の形態の特徴的な動作を図５を参照して説明する。本撮像装置１の電源がＯＮされて撮像モードに設定されると、ＣＰＵ２０はＥＥＰＲＯＭ２７のプログラム情報を読み出し、そのプログラムに沿って図５に示す処理をスタートさせる。
【００５９】
まず、ステップＳ１に示すようにＴＧの設定処理を行う。つまり、ＣＰＵ２０はＴＧ回路２６に対し、通常の画面レートで撮像を行うように設定指示信号を出力し、ＴＧ回路２６は通常の画面レート、例えば１／３０秒で１画面の撮像を行うようにＶＤ，ＨＤ等のタイミング信号を各回路に出力する。この場合にはＶＤは１／３０秒となり、ステップＳ１の右側にこの値を示す。
【００６０】
次にステップＳ２のオート露出処理（図５では単にＡＥと略記。他の図面でも同様）を行う。この処理によって、被写体の明るさに応じた露光時間に設定される。この処理の際に、ＡＥ評価値がＣＰＵ２０に送られる。
【００６１】
次にＣＰＵ２０はステップＳ３の第１のレリーズ操作が行われたか否かを判断し、この操作が行われるのを待つ待機状態となる。そして、この第１のレリーズ操作が行われると、ＣＰＵ２０はステップＳ４の被写体が明るいか否かを判断する。
つまり、ＣＰＵ２０はＡＥ処理回路２３からのＡＥ評価値により、所定の明るさ以上か否かを判断する。
【００６２】
そして、所定の明るさ以上の場合にはステップＳ５ａのＴＧ回路２６の設定処理を行う。つまり、ＣＰＵ２０はＴＧ回路２６に高速の画面レートで撮像を行うように設定指示信号を出力し、ＴＧ回路２６は高速の画面レート、例えば１／６０秒で１画面の撮像を行うようにＶＤ，ＨＤ等のタイミング信号を各回路に出力する。この場合にはＶＤは１／６０秒となり、ステップＳ５ａの右側にこの値を示す。
【００６３】
次に、ステップＳ５ｂの高速ＡＦの処理を行う。この高速ＡＦの処理では図４で説明したようにフォーカスレンズ３を高速の画面レートでの送り量で光軸方向に移動し、この送り量で移動された各レンズ位置でＣＣＤ５から出力される撮像信号に対し、撮像エリア５ａの中央エリア２９ａのみに対応する画像データを通すゲート回路２４を介してＡＦ処理回路２５に入力する。
【００６４】
そして、ＡＦ処理回路２５により得られるＡＦ評価値をＣＰＵ２０は参照して、最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズ３を移動設定して、高速のオートフォーカスを行い、合焦状態に設定する。合焦状態に設定した後に、ステップＳ５ｃのＴＧの設定処理を行う。つまり、ＣＰＵ２０は通常の画面レートで撮像を行うように設定指示信号をＴＧ回路２６に出力し、ＴＧ回路２６はステップＳ１と同様に通常の画面レートでのタイミング信号を出力する状態になる。そして、次のステップＳ６に移る。
【００６５】
一方、ステップＳ４の判断で明るくないと判断した場合にはステップＳ５ｄの通常ＡＦの処理を行う。この場合には図３で説明したように、フォーカスレンズ３を通常の画面レートでの送り量で光軸方向に移動し、この送り量で移動された各レンズ位置でＣＣＤ５から出力される撮像信号に対し、撮像エリア５ａに対応する１画面分の画像データをゲート回路２４を介してＡＦ処理回路２５に入力する。
【００６６】
そして、ＡＦ処理回路２５により得られるＡＦ評価値をＣＰＵ２０を参照して、最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズ３を移動設定して、通常のオートフォーカスを行い、合焦状態に設定する。合焦状態に設定した後に、ステップＳ６の第１のレリーズ操作が解除されたか否かの判断を行う。
【００６７】
第１のレリーズ操作が解除された場合にはステップＳ２に戻り、ＡＥ処理等を行い、これとは反対に第１のレリーズ操作が解除されない場合には次のステップＳ７の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断を行う。
【００６８】
この第２のレリーズ操作が行われない場合にはステップＳ６の第１のレリーズ操作が解除されたか否かの処理に戻り、これとは反対に第２のレリーズ操作が行われた場合には次のステップＳ８の本露光用のＴＧの設定処理を行う。
【００６９】
ＣＰＵ２０はステップＳ２のＡＥ結果を参照して、適正な露光時間の情報をＴＧ回路２６に出力し、ＴＧ回路２６は適正な露光時間の後にシャッタを閉じるようにシャッタ駆動回路を動作させるタイミング信号と、ＣＣＤドライバ１０に対して適正な露光時間の後に光電変換部に蓄積された信号電荷を転送部に転送させるタイミング信号の設定を行う。
【００７０】
そして、次のステップＳ９の撮影処理を行う。ＣＰＵ２０は、第１モータドライバ６を介して絞り４を適正な絞り量に設定し、またＴＧ回路２６は適正な露光時間でシャッタを閉じさせると共に、ＣＣＤドライバ１０に対しても、ＣＣＤ５の撮像部（光電変換部）の信号電荷を転送部に転送させる。そして、ＣＣＤドライバ１０は転送後に読み出し信号（垂直及び水平転送信号）をＣＣＤ５に印加して転送部の信号電荷をＣＣＤ５から出力させる。
【００７１】
ＣＣＤ５の出力信号は撮像回路１１、Ａ／Ｄ変換回路１２を経てメモリ１４に一時格納され、圧縮／伸張回路２１を介して記録用メモリ２２に圧縮された画像データが記録される。また、ＣＰＵ２０は１駒の画像を記録したことをＥＥＰＲＯＭ２７に記憶する。そして、前の記録枚数（駒数）を１つ増加するように記録枚数の情報を更新する。
このようにして撮影処理が終了した後に、再びステップＳ１に戻り、次の撮影操作に備える。
【００７２】
本実施の形態によれば、明るい場合には高速の画面レートでオートフォーカスを行い、暗い場合には撮像エリア５ａの全ての画像データを用いてオートフォーカスを行うようにしているので、明るいシーンの場合には高速でオートフォーカスを行うことができ、暗いシーンの場合には精度の良いオートフォーカスを行うことができる。
【００７３】
また、高速の画面レートでオートフォーカスを行う場合には撮像エリア５ａの一部の領域のみの画像データを用いてオートフォーカスを行い、残りの画像データを高速で掃き捨てるようにしているので、撮像エリア５ａ全ての画像データを用いてオートフォーカスを行う場合よりも、高速でオートフォーカスを行うことができる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。本実施の形態のハートウェアの構成は図１と同様であり、第１の実施の形態では明るさに応じて高速ＡＦモードと通常ＡＦモードのいずれを採用するかを決めていたが、本実施の形態では電池２８の残量に応じて高速ＡＦモードと通常ＡＦモードのいずれを採用するかを決めるようにしている。
【００７５】
図６に示すフローチャートは図５におけるステップＳ４の明るいか否かの判断処理の代わりにステップＳ４′の電池残量ＯＫか否かの判断処理を行うようにしている。
【００７６】
つまり、ＣＰＵ２０は電池２８の例えば電圧の値を調べ、その値が高速ＡＦモードでオートフォーカスを行っても、十分に電池残量がある値であると判断した場合には次のステップＳ５ａのＴＧの設定処理を経てステップＳ５ｂの高速ＡＦの処理を行い、逆に高速ＡＦモードでオートフォーカスを行った場合には、その後の撮影等に支障が生じるような電池残量であると判断した場合にはステップＳ５ｄの通常ＡＦでオートフォーカスを行うようにしている。
このような処理をするのは、高速ＡＦモードの場合は高速で画面の上下部分を掃き捨てるとき、大量の電力を消費するからである。
【００７７】
その他は図５のフローチャートと同様である。本実施の形態によれば、電池残量に応じて、つまり電池残量が十分にある場合には電池の消耗が大きい高速ＡＦの処理を行い、逆に電池残量が十分でない場合には電池の消耗が少ない通常ＡＦでオートフォーカスを行うので、電池の残量が十分でない場合に、消耗が大きい高速ＡＦを多用する等して電池切れで撮影が中断しなければならなくなる事態を未然に防止できる。
【００７８】
なお、本実施の形態の変形例として、ステップＳ４′とステップＳ５ａとの間に図５のステップＳ４の明るさの判断処理を行い、所定の明るさ以上の場合にはステップＳ５ａに移り、その他の場合にはステップＳ５ｄの通常ＡＦでオートフォーカスを行うようにしても良い。
【００７９】
つまり、電池残量が十分で、かつ被写体が所定の明るさ以上の場合のみ高速ＡＦでオートフォーカスを行い、その他の場合には通常ＡＦでオートフォーカスを行うようにする。
この変形例によれば、第１の実施の形態の効果と第２の実施の形態の効果を備えたものとなる。
【００８０】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図７を参照して説明する。本実施の形態は速度優先のオートフォーカスを行うものである。本実施の形態のハートウェアの構成は図１と同様であり、第１の実施の形態では明るさに応じて高速ＡＦモードと通常ＡＦモードのいずれを採用するかを決めていたが、本実施の形態ではまず、高速ＡＦモードを優先してオートフォーカスを行い、この高速ＡＦモードで合焦状態に設定できない場合には続いて通常ＡＦモードでオートフォーカスを行うようにしたものである。
【００８１】
図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１１からステップＳ１３までは図５のステップＳ１からステップＳ３までと同じであり、その説明を省略する。そして、第１のレリーズ操作が行われると、次のステップＳ１４で（図５のステップＳ５ａと同様に高速ＡＦ用のタイミングにする）ＴＧの設定処理を行った後、次のステップＳ１５の高速ＡＦでオートフォーカスを行う。
【００８２】
そして、この高速ＡＦ処理の後に、次のステップＳ１６で合焦（にできた）か否かを判断する。ＣＰＵ２０は例えばＡＦ評価値のピーク値を検出できたか否かとか、ピーク値が誤差のために不確定となったか否か等により、合焦か否かを判断する。
【００８３】
そして、フォーカスレンズ３を移動して他のＡＦ評価値に比べ突出したＡＦ評価値が得られず、ピーク値の検出に失敗した場合のように合焦に出来なかったと判断した場合にはステップＳ１７ａのＴＧ設定により、通常の画面レートでのタイミング状態に設定して、ステップＳ１８の通常ＡＦの処理でオートフォーカスを行い、次のステップＳ１９に移る。
【００８４】
一方、合焦に出来たと判断した場合には、ステップＳ１７ｂのＴＧ設定により通常の画面レートに戻してからステップＳ１９の第１のレリーズ操作が解除されたか否かを判断する処理に移る。この第１のレリーズ操作が解除された場合にはステップＳ１２のＡＥ処理に戻る。一方、この第１のレリーズ操作が解除されない場合には次のステップＳ２０の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断を行う。
【００８５】
この第２のレリーズ操作が行われない場合にはステップＳ１９に戻り、逆に第２のレリーズ操作が行われた場合には次のステップＳ２１の本露光用のＴＧ設定の処理及びステップＳ２２の撮影の処理を行い、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理は図５のステップＳ８及びステップＳ９の処理と同様であり、その説明を省略する。
【００８６】
本実施の形態によれば、高速ＡＦで優先してオートフォーカスを行うようにしているので、多くの場合に高速でオートフォーカスを行うことができ、仮に高速ＡＦでオートフォーカスできなかった場合にも、通常ＡＦで精度のよいオートフォーカスを行うことができる。
【００８７】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図８及び図９を参照して説明する。第１の実施の形態では図２に示すように高速ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合には、ＡＦ検出エリア縦方向の中央エリア２９ａで狭く、通常ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合には、ＡＦ検出エリアは撮像エリア５ａ全体で広いが、本実施の形態はさらにその範囲内でＡＦ検出エリアをより適切な範囲に設定して行うものである。
【００８８】
このため、本実施の形態では通常ＡＦモードでは図９（Ａ）に示すように撮像エリア５ａにおける周辺部を除く比較的広い領域をＡＦ検出エリア３０ａとし、高速ＡＦモードでは図９（Ｂ）に示すように中央エリア２９ａにおけるさらに横方向の中央部分をＡＦ検出エリア３０ｂに設定する。
【００８９】
そして、通常モードでは例えばゲート回路２４はＡＦ検出エリア３０ａに対応する画像データが入力されるタイミングでは開き、このＡＦ検出エリア３０ａの外の撮像エリアの画像データが入力されるタイミングでは閉じるように設定してある。
【００９０】
また、高速ＡＦモードでもゲート回路２４はＡＦ検出エリア３０ｂに対応する画像データが入力されるタイミングでは開き、このＡＦ検出エリア３０ｂの外の画像データが入力されるタイミングでは閉じるように設定してある。
【００９１】
次に図８のフローチャートを参照して本実施の形態の動作を説明する。図８のステップＳ３１からステップＳ３３までは図５のステップＳ１からステップＳ３までと同様である。
【００９２】
ステップＳ３３の判断で第１のレリーズ操作が行われた場合には、次のステップＳ３４の高速ＡＦ（モード）でオートフォーカスを行うか否かの判断が行われる。つまり、ＣＰＵ２０はＡＦモード選択スイッチで選択されているＡＦモードが高速ＡＦモードであるか、あるいはＡＦモード選択スイッチで選択されていない場合には明るさにより高速ＡＦモードが使用されるかを判断する。
【００９３】
そして、高速ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合には、ステップＳ３５ａで小エリア設定の処理（つまり、図９（Ｂ）に示すＡＦ検出エリア３０ｂの画像データ部分でゲートが開くようにゲート回路２４のゲート開閉の設定）を行い、次にステップＳ３５ｂのＴＧ設定の処理を行って、ステップＳ３５ｃの高速ＡＦの処理を行い、さらにステップＳ３５ｄのＴＧ設定の処理を行ってステップＳ３６に移る。
【００９４】
一方、ステップＳ３４の高速ＡＦ（モード）でオートフォーカスを行わないと判断した場合には、ＣＰＵ２０はゲート回路２４を制御してステップＳ３５ｅの大エリア設定の処理（つまり、図９（Ａ）に示すＡＦ検出エリア３０ａの画像データ部分でゲートが開くようにゲート回路２４の開閉の設定）を行った後、ステップＳ３５ｆの通常ＡＦでオートフォーカスを行い、ステップＳ３６の第１のレリーズ操作の解除が行われたか否かの判断処理を行う。
【００９５】
そして、第１のレリーズ操作の解除が行われた場合にはステップＳ３２に戻り、第１のレリーズ操作の解除が行われない場合には次のステップＳ３７の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断処理を行う。
【００９６】
第２のレリーズ操作が行われない場合には、ステップＳ３６に戻り、逆に第２のレリーズ操作が行われた場合には、次のステップＳ３８の本露光のためのＴＧ設定の処理を行った後、ステップＳ３９の撮影の処理を行った後、最初のステップＳ３１に戻って次の撮影に備える。ステップＳ３６からステップＳ３９までの各処理は図５のステップＳ６からステップＳ９までの各処理と同じでありその説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態によれば、撮像エリア５ａにおける周辺部を除外してより適切なＡＦエリア３０ａ，３０ｂを設定しているので、良好なオートフォーカスを行うことができる。つまり、被写体を撮影する場合には、殆どの場合、被写体を中心に設定して撮影を行う。
【００９８】
しかし、中央の被写体の周辺側に意図しない物体などが存在する場合、被写体に合焦させるためのＡＦ評価値に周辺の物体によるＡＦ評価値が影響されて被写体に対する合焦位置がずれ易くなる可能性があるが、本実施の形態によれば、周辺部をＡＦ検出エリアから除外しているので、より良好なオートフォーカスを行うことができる。
【００９９】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態を図１０及び図１１を参照して説明する。本実施の形態は第４の実施の形態において、さらにＡＦ検出エリアに応じたファインダ枠を設定するようにしたものである。つまり、通常ＡＦの場合には図１１（Ａ）に示すようにファインダ３１に大きい（広い）ファインダ枠３１ａを測距枠として設定し、高速ＡＦの場合には図１１（Ｂ）に示すように小さい（狭い）ファインダ枠３１ｂを設定するようにしたものである。
【０１００】
本実施の形態による動作を図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０のフローチャートは図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３５ａとステップＳ３５ｂとの間にステップＳ３５ｇの小さいファインダ枠の設定の処理を入れ、かつステップＳ３５ｅとステップＳ３５ｆとの間にステップＳ３５ｈの大きいファインダ枠の設定の処理を入れたものとなっている。
【０１０１】
つまり、ステップＳ３４の高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断で、高速ＡＦの場合にはステップＳ３５ａの小エリア（中央部のＡＦ検出エリア３０ｂ）の設定処理の後に、ステップＳ３５ｇの（小エリアに対応した図１１（Ｂ）に示す）小さいファインダ枠３１ｂの設定処理を行い、その後にステップＳ３５ｂの高速ＡＦ用のＴＧ設定処理の後にステップＳ３５ｃの高速ＡＦの処理を行う。
【０１０２】
また、高速ＡＦでオートフォーカスを行わないと判断した場合には、ステップＳ３５ｅの大エリアの設定処理の後に、ステップＳ３５ｈの（大エリアに対応した図１１（Ａ）に示す）大きいファインダ枠３１ａの設定処理を行い、その後にステップＳ３５ｆの通常ＡＦの処理を行う。
【０１０３】
その他は図１０に示す処理と同様であるので、その説明を省略する。
本実施の形態によれば、設定されているＡＦエリア３０ａ，３０ｂをファインダからファインダ枠３１ａ，３１ｂで確認できるので、被写体の主要部に確実に焦点を合わせることができる。
【０１０４】
本実施の形態で述べているファインダとは、ファインダとして用いられているＬＣＤ１７のことで、ファインダ枠３１ａ，３１ｂはＬＣＤドライバ１８によってＬＣＤ１７に表示される。
【０１０５】
（第６の実施の形態）
次に本発明の第６の実施の形態を図１２を参照して説明する。本実施の形態は高速ＡＦでオートフォーカスする場合には、その高速画面時間当たりの送り量を減らし、通常ＡＦでオートフォーカスする場合には、その通常画面時間当たりの送り量を増やすようにしている。
【０１０６】
本実施の形態による動作を図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２のフローチャートは図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３５ａの代わりに高速用送り量の設定の処理を行い、かつステップＳ３５ｅの代わりに通常用送り量の設定の処理を行うようにしている。
【０１０７】
つまり、ステップＳ３４の高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断で、高速ＡＦの場合にはステップＳ３５ｉの高速用送り量の設定の処理として高速ＡＦの場合の送り量の値を送り量を決める変数ＡＦＳＰに設定する。そして、次のステップＳ３５ｂの高速ＡＦ用のＴＧ設定の処理を経て高速ＡＦでオートフォーカスを行う。そして、高速ＡＦの場合の１画面の期間毎に変数ＡＦＳＰに設定された送り量でフォーカスレンズ３が移動され、移動された各レンズ位置でＡＦ評価値を得ることになる。
【０１０８】
また、ステップＳ３４の高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断で、高速ＡＦでない場合にはステップＳ３５ｊの通常用送り量の設定の処理として通常ＡＦの場合の送り量の値を送り量を決める変数ＡＦＳＰに設定する。そして、次のステップＳ３５ｆの通常ＡＦでオートフォーカスを行う。
【０１０９】
その他の動作は図８と同様である。
本実施の形態では高速ＡＦの場合におけるその高速画面当たりの送り量は通常ＡＦの場合のその通常画面当たりの送り量よりも小さくしている。つまり、高速ＡＦモードでは高速（短時間）にオートフォーカスを行うが、本実施の形態ではその場合のレンズ送り量を通常ＡＦモードでのレンズ送り量よりも小さくして、高速でオートフォーカスを行うにも関わらず、精度の良いオートフォーカスを行うことができ、擬合焦を防止できるようにしたものである。
【０１１０】
この場合の具体例として、高速ＡＦの場合の画面レートが通常ＡＦでの画面レートが２倍（あるいは高速画面時間は通常画面時間の１／２倍）の場合、高速ＡＦの場合の１画面当たりの送り量を通常ＡＦの場合の１画面当たりの送り量の半分にする。
【０１１１】
この場合には、高速ＡＦモードでは通常ＡＦモードの場合の半分のレンズ送り量毎にＡＦ評価値を得る測定を行うことなり、精度の良いオートフォーカスを行うことができ、かつ擬合焦に設定してしまうことを防止できる。
なお、上記具体例では単位時間当たりのレンズ送り量は両モードとも同じになる場合のレンズ送り量の場合を述べたが、これに限定されるものでない。
【０１１２】
本実施の形態によれば、高速ＡＦではその１画面（高速ＡＦモードでの１画面の期間）当たりの送り量を小さく、通常ＡＦではその１画面（通常ＡＦモードでの１画面の期間）当たりの送り量を増やしているので、このようにしない場合に比較して、各ＡＦモードに適した送り量に設定でき、従って擬合焦がより少ない良好なオートフォーカスを行うことができる。
【０１１３】
本実施の形態の変形例として、所定の時間当たりのレンズ送り量を高速ＡＦモードの方が通常ＡＦモードでのレンズ送り量よりも大きくして、より高速にオートフォーカスさせるようにすることもできる。
【０１１４】
この場合にも、図１２において、ステップＳ３５ｉでの高速用送り量とステップＳ３５ｊでの通常用送り量の値の設定値を変更することにより実現できる。
【０１１５】
この場合、所定の時間当たりのレンズ送り量を高速ＡＦモードの方が通常ＡＦモードでのレンズ送り量よりも大きくする割合を可変設定できるようにして、そのオートフォーカスの精度を優先したり、高速性を優先したり、両機能を考慮したオートフォーカスができるようにしても良い。
【０１１６】
（第７の実施の形態）
次に本発明の第７の実施の形態を図１３及び図１４を参照して説明する。本実施の形態はいずれのＡＦモードの場合にも、ＡＦ評価を行うＡＦ評価値用メモリをアドレス０番地から使用するものである。
本実施の形態は図１におけるＡＦ処理回路２５の構成を図１３に示すようにしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【０１１７】
ゲート回路２４を通った画像データはハイパスフィルタ（ＨＰＦと略記）４１を通すことにより、画像データにおける高周波成分が抽出される。この抽出された高周波成分は、次段の累積加算回路４２により、累積加算された後、累積加算されたＡＦ評価値が評価用メモリ４３に入力される。
【０１１８】
この評価用メモリ４３へのＡＦ評価値の書込、読出しはメモリコントローラ４４によって制御される。このメモリコントローラ４４は評価用メモリ４３へのＡＦ評価値の書込、読出しのアドレスを指定するカウンタ４５を内蔵している。
【０１１９】
ＴＧ回路２６はＨＰＦ４１、累積加算回路４２及びメモリコントローラ４４にタイミング信号を送り、そのタイミング信号に同期してそれぞれの動作を行うようになっている。そして、ＣＰＵ２０はメモリコントローラ４４を制御して、評価値用メモリ４３に格納されたＡＦ評価値のデータを得ることができる。
【０１２０】
本実施の形態では、ＡＦ検出のために撮像エリア５ａを例えば図１４（Ａ）に示すように１６分割してエリア０からエリア１５までとしている。そして、通常ＡＦモードでは撮像エリア５ａの全エリア０〜１５を用いてオートフォーカスを行い、高速ＡＦモードでは図１４（Ａ）の斜線部分のエリア４〜１１を用いてオートフォーカスを行うようにしている。
【０１２１】
そして、各エリアｉ（ｉ＝０〜１５）の画像データに対応して得られたＡＦ評価値を評価値用メモリ４３に格納する。この場合、通常ＡＦモード時では図１４（Ｂ）に示すようにアドレスが０番地から順次エリア０のＡＦ評価値を順次格納する。
【０１２２】
また、高速ＡＦモード時ではエリア０〜３までとエリア１２〜１５まではゲート回路２４が閉じて画像データがＡＦ処理回路２５に入力されないので、ＡＦ評価値が無いために、図１４（Ｃ）に示すようにエリア４のＡＦ評価値からエリア１１のＡＦ評価値が評価値用メモリ４３のアドレスが０番地から順次格納するようにしている。
【０１２３】
本実施の形態によれば、いずれのＡＦモードの場合にも、ＡＦ評価を行うＡＦ評価値用メモリ４３をアドレス０番地から使用するので、ソフトウェアを簡略にできる。その他は第１の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
【０１２４】
（第８の実施の形態）
次に本発明の第８の実施の形態を図１５及び図１６を参照して説明する。本実施の形態は高速ＡＦモード中はＬＣＤ１７に高速ＡＦモードに入る直前の画像を表示し、通常ＡＦモードではＬＣＤ１７に動画を表示するようにしたものである。
【０１２５】
図１６に示すタイミングチャートは図４（Ａ）に示すタイミングチャートにおいて、通常モード（ＡＥ）ではメモリ１４が書込み可能（図１６中ではＷと略記）な状態であり、この場合切換スイッチ１５はＡ／Ｄ変換器１２側の接点ａが選択されていて、ＬＣＤ１７には動画が表示される。
【０１２６】
一方、第１のレリーズ操作により高速ＡＦモードに移ると、書込が禁止されてその直前の画像データがメモリ１４に保持され、かつＣＰＵ２０の制御で切換スイッチ１５がＡ／Ｄ変換器１２側の接点ａからメモリ１４側の接点ｂに切り換えられる。そして、メモリ１４に記憶されている画像データが繰り返し読み出しされる読出のみ可能（図１６中ではＲと略記）な状態に設定される。そして、書込が禁止される直前の画像データがＬＣＤ１７に繰り返し表示（つまり、静止画で表示）される。
【０１２７】
次に図１５のフローチャートを参照してその動作を説明する。ステップＳ４１のＴＧ設定の処理で通常モードのタイミング状態に設定された後、ステップＳ４２のスイッチ切換の処理が行われる。つまり、ＣＰＵ２０は切換スイッチ１５がＡ／Ｄ側がＯＮ（即ち、接点ａがＯＮ）になるように切換制御を行う。この場合にはＡ／Ｄ変換された画像データがメモリ１４に書き込まれると共に、切換スイッチ１５の接点ａを経てＬＣＤ１７側に出力され、ＬＣＤ１７には動画が表示されることになる。
【０１２８】
次のステップＳ４３でＡＥ処理を行い、さらに次のステップＳ４４で第１のレリーズ操作が行われたか否かの判断処理を行い、この第１のレリーズ操作が行われるまで待つ。そして、この第１のレリーズ操作が行われると、次のステップＳ４５でＣＰＵ２０は高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断をする。
具体例の１つとしてＣＰＵ２０は第１の実施の形態と同様に、被写体の明るさにより高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断をする。
【０１２９】
そして、高速ＡＦでオートフォーカスを行う場合にはステップＳ４６ａで高速ＡＦ用のＴＧ設定の処理を行い、次のステップＳ４６ｂでスイッチ切換の処理を行い、かつメモリ１４を書込禁止状態にする。
【０１３０】
つまり、ＣＰＵ２０は切換スイッチ１５をメモリ側（つまり接点ｂがＯＮする側）に切り換えると共に、ＣＰＵ２０はメモリコントローラ１３を介してメモリ１４を書込み禁止状態に設定し、この禁止状態にする直前の通常モードで撮像した１画面分の画像データを保持する状態にする。
【０１３１】
この状態ではメモリ１４は読み出しのみが可能な状態であり、メモリ１４に記憶された画像データは読み出され、切換スイッチ１５の接点ｂを経てＤ／Ａ変換器６に入力され、アナログの映像信号に変換されてＬＣＤ１７に静止画が表示されることになる。
【０１３２】
そして、次のステップＳ４６ｃの高速ＡＦの処理でオートフォーカスを行い、その処理の後にステップＳ４６ｄのＴＧ設定の処理を行って通常のタイミングに戻した後、ステップＳ４６ｅのスイッチ切換の処理で再びＡ／Ｄ側がＯＮするように切り換えて、次のステップＳ４７に移る。
【０１３３】
一方、ステップＳ４５の判断において、高速ＡＦでオートフォーカスを行わない場合にはステップＳ４６ｆの通常ＡＦでオートフォーカスの処理を行い、ステップＳ４７の第１のレリーズ操作の解除か否かの判断処理に移る。
【０１３４】
第１のレリーズ操作が解除された場合にはステップＳ４３のＡＥの処理に戻り、逆に第１のレリーズ操作が解除されない場合には次のステップＳ４８の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断を行う。
【０１３５】
そして、この第２のレリーズ操作が行われない場合にはステップＳ４７に戻り、逆に第２のレリーズ操作が行われた場合には次のステップＳ４９の本露光用のＴＧ設定の処理を行い、さらにステップＳ５０の撮影の処理を行った後、最初のステップＳ４１に戻り、次の撮影に備える。
【０１３６】
本実施の形態によれば、高速ＡＦモードの期間中にも、この高速ＡＦモードに移る直前の画像を表示でき、ＬＣＤ１７の表示画面が乱れるのを防止できるし、ユーザがＬＣＤ１７の表示機能が異常になったと誤認識する事を防止できる。
その他は第１の実施の形態等と同様の作用及び効果を有する。
【０１３７】
（第９の実施の形態）
次に本発明の第９の実施の形態を図１７を参照して説明する。本実施の形態は高速ＡＦモードから通常モードに戻る場合の切換後の処理を円滑に行えるようにするものである。本実施の形態は例えば図１の構成と同様であり、例えば図５のフローチャートのステップＳ５ｂの高速ＡＦの処理を図１７のように行うようにしたものである。
【０１３８】
具体的には本実施の形態では、例えば高速ＡＦモードの画面レートは通常画面レートの２倍であり、高速ＡＦモードでのオートフォーカスを終了して通常モードに戻る場合に奇数の高速画面レートで戻ると、そのままでは通常モードでのタイミングとずれてしまうので、常に偶数の高速画面レートの後に通常モードに戻すようにすることにより、そのまま通常モードのタイミングで各部の制御動作を円滑に行うことができるようにする。
【０１３９】
次に図１７のフローチャートを参照して説明する。高速ＡＦモードの処理が開始すると、ステップＳ５１に示すようにその高速ＡＦモードの画面数に対応する変数ＡＦＮに１をセットする初期設定処理を行い、次にステップＳ５２のＶＤの立ち上がりか否かを判断する処理を行う。
【０１４０】
つまり、ＣＰＵ２０はＴＧ回路２６から出力され、高速ＡＦモードでの高速画面に同期したＶＤが例えばその立ち上がりエッジか否かを判断し、その立ち上がりエッジを待つ。そして、このＶＤの立ち上がりエッジを検出すると、次のステップＳ５３のレンズ駆動の処理を行う。つまり、フォーカスレンズ３を所定の送り量で光軸方向に移動するレンズ駆動の処理を行う。
【０１４１】
このレンズ駆動により、その移動されたレンズ位置でステップＳ５４に示すＡＦ評価値を得て、次のステップＳ５５のＡＦコントロールの処理を行う。つまり、ＡＦ処理回路２５によりＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０はこのＡＦ評価値からその大小を判別し、得られるＡＦ評価値が大きくなる方向をレンズ駆動方向として、その方向にレンズ駆動をする制御を行うと共に、最大値を越えて小さくなった場合における最大値の位置を合焦位置としてその位置に設定するＡＦ制御をする。
【０１４２】
そして、次のステップＳ５６でＡＦ終了（最大値を越えて小さくなった場合における最大値の位置に設定する処理が終了）したか否かを判断し、終了でない場合にはステップＳ５７に示す変数ＡＦＮを１つ大きくしてステップＳ５２に戻る。
【０１４３】
そして、同様にステップＳ５３〜Ｓ５５の処理を繰り返してして次のステップＳ５６でＡＦ終了か否かを判断する。そして、ＡＦ終了と判断した場合には、ステップＳ５８の変数ＡＦＮが偶数かを判断し、偶数でない場合にはさらにステップＳ５９のＶＤの立ち上がりエッジを待ってその立ち上がりエッジを検出したら、この高速ＡＦの処理を終了する。また、偶数の場合には直ちにこの高速ＡＦの処理を終了して、通常モードに戻る。
【０１４４】
本実施の形態によれば、高速ＡＦモードの期間を偶数の高速画面期間になるようにしているので、通常モードに戻った場合に各種の動作タイミングを円滑に行うことができる。
【０１４５】
なお、本実施の形態では高速ＡＦモードでの画面レートは通常ＡＦモードの２倍の場合で説明したが、他の場合にも同様に適用できる。例えば、高速ＡＦモードの画面レートが通常ＡＦモードのｍ倍の場合には高速ＡＦモードの高速画面期間をｍの整数倍になるようにして通常画面に切り換えるようにすれば良い。
【０１４６】
なお、例えば第１の実施の形態における図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２のＡＥ処理ではＡＥ処理回路２３ではＡＥ評価値を算出し、ＣＰＵ２０はその値から絞り量等を決定するが、ステップＳ８の本露光用ＴＧ設定あるいはステップＳ９の撮影処理まで、絞り量を一定値（例えば解放状態の最大開口量）に保持するようにしても良い。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１４７】
［付記］
１．イメージャの画面全体を読み出し通常画面レートで動作するモードと、イメージャの画面の中央部のみを高速で読み出す高速画面レートで動作するモードとで動作する撮像処理回路を有し、自動焦点調節時に高速画面レートで撮像処理回路が動作可能にしたことを特徴とする自動焦点調節装置。
（従来例とその問題点）従来例ではオートフォーカスの速度が遅い。
（特徴的な効果）オートフォーカスの速度が速い。
【０１４８】
２．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、明るいシーンで露光時間を短かくしても良い場合は、高速画面レートで撮像処理回路を動作させ、暗いシーンで露光時間を長くしなければならない場合は、通常画面レートで撮像処理回路を動作させることを特徴とする。
（特徴的な効果）明るさに応じて最適なオートフォーカスが実現できる。
【０１４９】
３．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、電池の残量が多いときは、高速画面レートで撮像処理回路を動作させ、電池の残量が少ないときは、通常画面レートで撮像処理回路を動作させることを特徴とする。
（特徴的な効果）電池残量に応じて最適なオートフォーカスが実現できる。
【０１５０】
４．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、第１回目のオートフォーカスは、高速画面レートで撮像処理回路を動作させ、オートフォーカスが合焦不可になったときは第２回目のオートフォーカスは通常画面レートで撮像処理回路を動作させることを特徴とする。
（特徴的な効果）低輝度または低コントラストな被写体にも確実に合焦でき、オートフォーカスの的中率が向上する。
【０１５１】
５．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは、オートフォーカス検出エリアを狭く設定し、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているとき、オートフォーカス検出エリアを広く設定することを特徴とする。
（特徴的な効果）最適なオートフォーカスエリアが設定され良好なオートフォーカスが実現できる。
【０１５２】
６．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは、オートフォーカス検出エリアを狭く設定し、そのとき、ファインダのオートフォーカスエリアの表示も狭くし、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているとき、オートフォーカス検出エリアを広く設定し、そのときファインダのオートフォーカスエリアの表示も広くすることを特徴とする。
（特徴的な効果）設定されているオートフォーカスエリアをファインダで確認できるので、主要被写体に確実にピントを合わせることができる。
【０１５３】
７．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路か高速画面レートで動作しているときは、フォーカスレンズの１画面の期間当たりの送り量を減らし、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているときはフォーカスレンズの１画面の期間当たりの送り量を増やすことを特徴とする。
（特徴的な効果）各オートフォーカスモードに合ったフォーカスレンズの送り量が設定されるので擬合焦等のない良好なオートフォーカスが実現できる。
【０１５４】
８．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは、フォーカスレンズの単位時間当たりの送り量を通常画面レートで動作しているときよりも増やす。
（特徴的な効果）高速画面レートで動作している場合に、より高速に合焦状態に設定できる。
【０１５５】
９．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が通常画面レートと高速画面レートのどちらのモードで駆動していてもオートフォーカス評価値を格納する評価値用メモリをアドレス０番地から使用する。
（特徴的な効果）ソフトが簡略化できる。
【０１５６】
１０．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは表示素子に高速画面レートのモードに入る直前の画像を、常に出力し、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているときは、表示素子に動画を出力することを特徴とする。
（特徴的な効果）高速オートフォーカスモード時に表示素子に変な画像が出力されない。
【０１５７】
１１．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで駆動したのち再び通常画面レートのモードに戻るとき高速画面レートで駆動した画面数が偶数であることを特徴とする。
（背景）通常オートフォーカスモードで１／３０秒，高速オートフォーカスモードでその半分の１／６０秒の場合ＣＰＵがオートフォーカス中にかかわらず何かの処理を常に１／３０秒で行うようにすると、高速オートフォーカスモードが奇数回で終わると処理を円滑に続行させにくくなることが予想される。
（特徴的な効果）システムの構築が容易になる。
【０１５８】
１２．イメージャの画面全体を読み出し通常画面レートで動作するモードと、イメージャの画面の中央部のみを高速で読み出す高速画面レートで動作するモードとで少なくとも自動焦点調節のため信号処理を行う撮像処理回路を有し、自動焦点調節時に高速画面レートの１画面の期間内にフォーカスレンズを駆動する方向を規定する評価値を算出し、かつ前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする自動焦点調節装置。
（特徴的な効果）評価値を短時間に得られ、かつフォーカスレンズも短時間の遅延で駆動でき、高速の自動焦点調節が可能となる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、明るい場合には撮像エリアの中央部のみを読み出して高速の画面レートでオートフォーカスを行い、暗い場合には撮像エリアの全ての画像データを用いてオートフォーカスを行うようにしているので、明るいシーンの場合には高速でオートフォーカスを行うことができ、暗いシーンの場合には精度の良いオートフォーカスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えたデジタルスチルカメラの全体構成図。
【図２】ＣＣＤにおけるオートフォーカスに利用される撮像エリアを示す図。
【図３】通常オートフォーカスモードでの動作を示すタイミングチャート図。
【図４】高速オートフォーカスモードでの動作を示すタイミングチャート図。
【図５】第１の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図７】本発明の第３の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図８】本発明の第４の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図９】オートフォーカス検出エリアを示す図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図１１】通常オートフォーカスモードと高速オートフォーカスモードでのファインダ枠を示す図。
【図１２】本発明の第６の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図１３】本発明の第７の実施の形態におけるオートフォーカス処理回路の構成を示すブロック図。
【図１４】第７の実施の形態の動作内容の説明図。
【図１５】本発明の第８の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図１６】第８の実施の形態における高速オートフォーカスモードでの画像表示の動作を示すタイミングチャート図。
【図１７】本発明の第９の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【符号の説明】
１…デジタルスチルカメラ
２…撮像光学系
３…フォーカスレンズ
４…絞り
５…ＣＣＤ
６…第１モータドライバ
７…第２モータドライバ
８…第１モータ
９…第２モータ
１０…ＣＣＤドライバ
１１…撮像回路
１２…Ａ／Ｄ変換器
１４…メモリ
１５…切換スイッチ
１７…ＬＣＤ
２０…ＣＰＵ
２２…記録用メモリ
２３…ＡＥ処理回路
２４…ゲート回路
２５…ＡＦ処理回路
２６…ＴＧ回路
２７…ＥＥＰＲＯＭ
２８…電池
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて撮像を行う撮像装置等において撮像光学系を合焦状態に自動的に設定する自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体撮像素子を用いたイメージャにより、被写体像を撮像し、磁気テープ状あるいは半導体メモリで構成される記録媒体に記録する電子的な撮像装置が広く用いられるよになった。
【０００３】
このような電子的な撮像装置における撮像光学系を合焦状態に設定するための自動焦点調節装置としては、例えばイメージャの出力に基づいて被写体像の輪郭あるいは構造を示す撮像信号の高周波成分を抽出し、その高周波成分のピーク値になるレンズ位置に撮像光学系を駆動する方法を採用したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子的な撮像装置においては、撮像条件が異なる場合に適切に対応できなかったため、より適切に対応できる自動焦点調節装置が要請される状況にある。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、撮像条件に応じて適切な自動焦点調節を行うことができる自動焦点調節装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動焦点調節装置は、撮影レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子と、明るいシーンで露光時間を短かくしても良い場合は高速画面レートで動作し、暗いシーンで露光時間を長くしなければならない場合は通常画面レートで動作する撮像処理回路と、前記撮像処理回路により処理された画像データに基づいて焦点状態を表す評価値を算出するオートフォーカス処理回路と、を備え、前記高速画面レートで動作するときは撮像エリアの中央部のみを読み出し、前記通常画面レートで動作するときは撮像エリアの全体を読み出すことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えたデジタルスチルカメラの全体構成を示し、図２はＣＣＤにおけるオートフォーカスに利用される撮像エリアを示し、図３は通常ＡＦでの動作を示すタイミングチャートを示し、図４は高速ＡＦでの動作を示すタイミングチャートを示し、図５は第１の実施の形態の動作内容をフローチャートで示す。
【００１８】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の自動焦点調節装置の機能を備えた電子的撮像装置としてのデジタルスチルカメラ１は撮像を行う撮像光学系２内にフォーカス調節を行うために光軸方向に移動自在のフォーカスレンズ３を有する。この撮像光学系２を経た光線は絞り４及び図示しないシャッタを通って固体撮像素子としての電荷結合素子（ＣＣＤと略記）５に被写体像を結ぶ。
【００１９】
絞り４とフォーカスレンズ３はそれぞれ第１、第２モータドライバ６、７からそれぞれ駆動信号が供給される第１、第２モータ８、９によりそれぞれ駆動され、第１、第２モータ８、９によってそれぞれ絞り量及び光軸方向に駆動（移動）される。なお、シャッタは撮影時にはシャッタ駆動回路を介して駆動される。
【００２０】
ＣＣＤ５はＣＣＤドライバ１０により駆動され、読み出し用の駆動信号が印加されることによりＣＣＤ５で光電変換された信号は撮像回路１１に入力され、この撮像回路１１により、映像信号が生成される。この映像信号はＡ／Ｄ変換器１２によってデジタルの映像信号（画像データ）に変換され、メモリコントローラ１３により、書込、読出しが制御されるメモリ１４に一時格納される。
【００２１】
また、動画モードではＡ／Ｄ変換器１２を経たデジタルの映像信号は切換スイチ１５の接点ａを経てＤ／Ａ変換器１６により、アナログの映像信号に変換され、画像表示手段としての液晶表示素子（ＬＣＤと略記）１７で所定の画面レート（例えば１／３０秒）で被写体像を動画表示する。このＬＣＤ１７はＬＣＤドライバ１８によって駆動される。
【００２２】
また、操作スイッチ１９のレリーズスイッチを操作して記録操作を行った場合には、その指示信号がＣＰＵ２０を介して圧縮／伸張回路２１に送られ、メモリ１４の画像データは圧縮／伸張回路２１の圧縮回路で圧縮された後、記録用メモリ２２に記憶される。
【００２３】
なお、本実施の形態ではレリーズスイッチは２段式スイッチで構成され、第１のレリーズスイッチ（図３等では１ｓｔ レリーズ）をＯＮする第１のレリーズ操作ではＡＥ，ＡＦへの設定がなされ、第２のレリーズスイッチ（図３等では２ｎｄ レリーズ）がＯＮする第２のレリーズ操作により、実際に撮影を行う構成になっている。
【００２４】
また、再生操作が行われた場合には、その指示信号がＣＰＵ２０を介して圧縮／伸張回路２１に送られ、記録用メモリ２２に圧縮されて記憶された画像データは圧縮／伸張回路２１の伸張回路で伸張されてメモリ１４に一時記憶され、その画像データはＣＰＵ２０で切り換えられる切換スイッチ１５の接点ｂを経てＤ／Ａ変換器１６に入力され、アナログの映像信号に変換された後、ＬＣＤ１７に入力されてその表示面に再生画像を表示する。
【００２５】
また、Ａ／Ｄ変換器１２によってＡ／Ｄ変換された画像データはオート露出処理回路（ＡＥ処理回路と略記）２３と、ゲート回路２４を介してオートフォーカス処理回路（ＡＦ処理回路と略記）２５とに入力される。
【００２６】
ＡＥ処理回路２３、ゲート回路２４及びＡＦ処理回路２５にはタイミングジェネレータ（ＴＧと略記）回路２６からタイミング信号が入力される。なお、タイミング信号はＣＣＤドライバ１０、撮像回路１１にも入力される。
【００２７】
ゲート回路２４では、このタイミング信号に同期してゲート開閉信号を生成し、ＡＦ処理回路２５におけるＡＦ処理を行う際の画像データエリアを規定する。
つまり、ゲート回路２４を通すことにより、ＡＦ処理回路２５は通常の１フレーム（１画面）分の画像データに基づいてＡＦ処理を行う第１のモード（具体的には通常画面ＡＦモードあるいは通常ＡＦモード）と、ゲート回路２４で設定された１画面の中央部分のみの画像データに基づいてＡＦ処理を行う第２のモード（具体的には高速画面ＡＦモードあるいは高速ＡＦモード）とのいずれでもＡＦ処理を行うことができるようにしている。
【００２８】
ＣＰＵ２０は、高速ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合にはゲート回路２４に指示信号を出力し、この高速ＡＦモードでは図２（Ｂ）に示すように（ＣＣＤ５の）撮像エリア５ａの例えば縦方向の中央エリア２９ａから読み出された画像データに同期してこのゲートを開くようにさせる。
【００２９】
ＡＥ処理回路２３では、１フレーム（１画面）分の画像データの輝度値を算出する等して被写体の明るさに対応したＡＥ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３０】
ＣＰＵ２０はＡＥ処理回路２３から入力されるＡＥ評価値を例えばＥＥＰＲＯＭ２７に予め格納した適正なＡＥ評価値（ＡＥ基準データ）を参照して、このＡＥ基準データに一致するようなＡＥ評価値が得られるように第１モータドライバ６を介してモータ８を駆動し、絞り４の絞り量とか、撮像回路１１のゲインを自動調節する、つまりＡＥ処理を行う。
【００３１】
ＡＦ処理回路２５は、通常ＡＦモードでは１画面分の画像データに対してその輝度成分における高周波成分をハイパスフィルタなどで抽出して、累積加算値を算出する等して高域側の輪郭成分量等に対応したＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３２】
また、ＡＦ処理回路２５は、高速ＡＦモードではゲート回路２４でのゲートが開いたゲート開期間での一部の画像データに対してその輝度成分における高周波成分をハイパスフィルタなどで抽出して、累積加算値を算出する等して高域側の輪郭成分量等に対応したＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に出力する。
【００３３】
自動焦点調節時には、ＣＰＵ２０は第２モータドライブ回路７を介してモータ９を駆動して、フォーカスレンズ３を光軸方向に所定の送り量で移動し、移動された各レンズ位置でＡＦ処理回路２５から入力されるＡＦ評価値をＣＰＵ内部のレジスタ等に一時記憶し、最も大きなＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズ３を設定する、つまりフォーカスレンズ３を合焦位置に駆動するＡＦ処理を行う。
【００３４】
なお、ＣＰＵ２０にはＴＧ回路２６から画面レートに同期した所定のタイミング信号が入力され、ＣＰＵ２０はこのタイミング信号に同期して、各種の制御動作を行う。
【００３５】
また、本実施の形態では自動焦点調節を行う場合に、ＣＰＵ２０はＡＥ処理回路２３からの明るさ情報により、予め設定した基準の明るさ以上か否かの判断を行い、基準の明るさ以上の場合にはＴＧ回路２６からのタイミング信号の周期（具体的には１画面に１つ出力される垂直同期信号（ＶＤと略記）を短い周期、つまり高速ＡＦモード）に変更するようにＴＧ回路２６を制御する。
【００３６】
このＴＧ回路２６からのタイミング信号が入力されるＣＣＤドライバ１０は、通常ＡＦモードでは１／３０秒で１画面の読み出しを行うが、高速ＡＦモードでは例えば１／６０秒で１画面の撮像信号を出力させる。
【００３７】
この高速ＡＦモードでは、ＣＣＤ５から少なくとも１画面分の撮像信号を出力させるが、ゲート回路２４で設定されたゲート期間では高速の読み出しを行い、その他の期間では高速の掃き出しを行う。
【００３８】
つまり、通常ＡＦモードでは図２（Ａ）に示すように（ＣＣＤ５の）撮像エリア５ａの斜線で示す全ラインあるいは全撮像エリアの読み出しを行うが、高速ＡＦモードでは、図２（Ｂ）の斜線で示すように撮像エリア５ａの縦方向における中央部付近の一部のライン（例えばｎライン）の中央エリア２９ａのみから読み出す部分読み出しを行う（白地部分のデータは掃き捨てられる）。
【００３９】
このように本実施の形態は通常画面レートでイメージャとしてのＣＣＤ５を駆動すると共に、駆動されたＣＣＤ５から読み出された撮像信号に対してオートフォーカスの信号処理を行う通常画面レートのモードで動作すると共に、高速画面レートでイメージャとしてのＣＣＤ５を駆動すると共に、駆動されたＣＣＤ５から読み出された撮像信号に対してオートフォーカスの信号処理を行う高速画面レートのモードで動作する撮像処理回路を備えて自動焦点調節装置を形成している。
【００４０】
図３は通常ＡＦモードでの動作をタイミングチャートで示す。ＡＥ処理回路２３でＡＥ処理されることにより、通常の画面レート、つまりＶＤが１／３０秒の画面レートで露光時間（撮像時間）が高速ＡＦモードでの画面レート（あるいは最大露光時間の１／６０秒）より長い、例えば１／５０秒を設定するものとする。 この状態で第１のレリーズスイッチがＯＮ（図３では“Ｌ”から“Ｈ”）されると、カメラモード（撮影モード）はＡＥ処理された通常モードから通常ＡＦモードに移る。
【００４１】
この通常ＡＦモードではＣＰＵ２０は１／３０秒毎に第２モータドライバ７を介して第２モータ９を駆動し、フォーカスレンズ３を所定の送り量で駆動（移動）し、各レンズ位置で露光され、ＣＣＤ５で光電変換され、撮像回路１１を経て映像信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換された画像データは、１／３０秒開いているゲート回路２４を経てＡＦ処理回路２５に入力され、ＡＦ処理回路２５ではＡ／Ｄ変換された１画面分の画像データに対してその高周波成分を抽出してそれらの累積加算値を算出して合焦状態の評価値に対応するＡＦ評価値を得て、ＣＰＵ２０に出力する。
【００４２】
そして、ＣＰＵ２０は例えば山登り方式のオートフォーカス法により、ＡＦ評価値の山を登る方向にフォーカスレンズ３を移動し、最大のＡＦ評価値を越えてそのＡＦ評価値が下がるレンズ位置まで移動してＡＦ評価値のピークを検出したら、最大のＡＦ評価値が得られたレンズ位置にフォーカスレンズ３を移動設定して、フォーカスレンズ３の駆動を終了する。そしてこの状態では、オートフォーカスされた通常モードの状態にとなり、第２のレリーズ操作待ちとなる。
【００４３】
一方、高速ＡＦモードでは図４（Ａ），（Ｂ）に示すようなタイミングチャートになる。なお、図４（Ａ）は高速ＡＦモードの期間全体を示し、図４（Ｂ）はこの高速ＡＦモード期間中の２画面期間を詳細に示す。
【００４４】
ＡＥ処理回路２３でＡＥ処理されることにより、通常の画面レート、つまりＶＤが１／３０秒の画面レートで露光（撮像時間）が高速の画面レートの時間以上の例えば１／１００秒に設定するものとする。
【００４５】
この状態で第１のレリーズスイッチがＯＮ（図４では“Ｌ”から“Ｈ”）されると、カメラモード（撮影モード）はＡＥ処理された通常モードから高速ＡＦモードに移る。
【００４６】
この高速ＡＦモードではＣＰＵ２０はＴＧ回路２６に高速ＡＦモードでのタイミング設定の指示をする。また、ゲート回路２４にも高速ＡＦモードでのゲート開閉の指示信号を出力する。また、第２モータドライバ７に駆動の指示信号を出力し、１／６０秒毎に第２モータ９を駆動し、フォーカスレンズ３を所定の送り量で駆動（移動）する。
【００４７】
そして、各レンズ位置で露光（撮像）され、ＣＣＤ５で光電変換され、さらに撮像回路１１を経て映像信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換された画像データは、ゲート回路２４を経てＡＦ処理回路２５に入力される。
【００４８】
この高速ＡＦモードでは、ゲート回路２４が開くまではあるいは図２（Ｂ）の中央エリア２９ａに対応する画像データが読み出されるまでは、図４（Ｂ）の出力（ＣＣＤ出力）に示すように高速掃出が行われる。つまり、ＣＣＤ５の光電変換部の信号電荷を垂直転送部に転送した後、高速の垂直転送クロック（垂直転送信号）で垂直方向に転送し、同様に高速の水平転送信号で水平転送部から掃き捨てる（この場合における画像データはＡＦ処理等の信号処理系で利用されない）。また、ゲートが閉じた場合にも同様に高速でＣＣＤ出力は掃き捨てられる。
【００４９】
そして、ゲートが開いた時には通常モードと同じ垂直転送信号及び水平転送信号によって信号の読み出しを行う。上記のようにゲートが開いた時以外は高速で信号が掃き捨てられるので、１画面の信号を読み出す時間は短くなり、画面レートを高速化できる。
【００５０】
ゲート回路２４はＣＰＵ２０からの制御により各ＶＤ期間（ＶＤが“Ｈ”の期間）における中央付近でのみ、ゲートが開くようになる（ゲート回路２４は例えばＶＤの立ち上がりから図示しない垂直転送クロックをゲート回路２４に内蔵したカウンタ回路で計数し、図２（Ｂ）に示す撮像エリア５ａの中央エリア２９ａの上側の水平ラインを読み出す計数値に達した時にゲートを開く）。
【００５１】
また、カウンタ回路が中央エリア２９ａの上側の水平ラインを読み出す計数値に達した時から所定数（例えばｎ）を計数すると、ゲート回路２４はゲートを閉じる。なお、図４（Ｂ）では水平同期信号（ＨＤと略記）を示している。
【００５２】
本実施の形態では中央エリア２９ａに対応した一部の画像データを用いて高速ＡＦ処理を行うので、全エリアを用いた場合よりもはるかに高速のオートフォーカスを行うことができるようにしている。
【００５３】
つまり、高速モードは画面の上下を高速で掃き捨ててしまうので、１画面読み出すのに要する時間は、通常モードに比べて非常に短い。従って、通常モードの１画面分の期間で高速モードでは２画面以上の画像が得られるので高速のオートフォーカスを行うことができる。
【００５４】
上記ゲート回路２４のゲートが開いた期間の画像データはＡＦ処理回路２５によりその高周波成分を抽出してそれらの累積加算値を算出して合焦状態の評価値に対応するＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０に送る。
【００５５】
そして、ＣＰＵ２０では最大のＡＦ評価値のレンズ位置にフォーカスレンズ３を設定すると、フォーカスレンズ３の駆動を終了し、ＴＧ回路２６に高速ＡＦモード終了の信号を送り、ＶＤ等のタイミング信号は通常のレート（周期）に戻されてオートフォーカスされた通常モード状態となり、第２のレリーズ操作待ちとなる。
【００５６】
なお、ＣＰＵ２０に接続され、電気的に書換可能で、不揮発性の読み出し専用メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ２７にはＣＰＵ２０を介して各種の制御等を行うプログラムとか、各種の動作を行うのに使用されるデータ等が格納されており、この撮像装置１の電源がＯＮされた場合などに読み出されて使用される。
また、ＣＰＵ２０は電池２８の電圧を検出して、所定の電圧値以下になった事を検出した場合には、ＬＣＤ１７で電池２８の残量が少ないとか、電池の充電或いは交換などを促す表示を行う。
【００５７】
本実施の形態では、撮像（画像記録）を行う撮像モードにおいては、このＥＥＰＲＯＭ２７に、被写体の明るさに応じて、第１のモードあるいは第２のモードでオートフォーカスを行うかを決定するプログラムを記憶していることが特徴となっている。
【００５８】
次に本実施の形態の特徴的な動作を図５を参照して説明する。本撮像装置１の電源がＯＮされて撮像モードに設定されると、ＣＰＵ２０はＥＥＰＲＯＭ２７のプログラム情報を読み出し、そのプログラムに沿って図５に示す処理をスタートさせる。
【００５９】
まず、ステップＳ１に示すようにＴＧの設定処理を行う。つまり、ＣＰＵ２０はＴＧ回路２６に対し、通常の画面レートで撮像を行うように設定指示信号を出力し、ＴＧ回路２６は通常の画面レート、例えば１／３０秒で１画面の撮像を行うようにＶＤ，ＨＤ等のタイミング信号を各回路に出力する。この場合にはＶＤは１／３０秒となり、ステップＳ１の右側にこの値を示す。
【００６０】
次にステップＳ２のオート露出処理（図５では単にＡＥと略記。他の図面でも同様）を行う。この処理によって、被写体の明るさに応じた露光時間に設定される。この処理の際に、ＡＥ評価値がＣＰＵ２０に送られる。
【００６１】
次にＣＰＵ２０はステップＳ３の第１のレリーズ操作が行われたか否かを判断し、この操作が行われるのを待つ待機状態となる。そして、この第１のレリーズ操作が行われると、ＣＰＵ２０はステップＳ４の被写体が明るいか否かを判断する。
つまり、ＣＰＵ２０はＡＥ処理回路２３からのＡＥ評価値により、所定の明るさ以上か否かを判断する。
【００６２】
そして、所定の明るさ以上の場合にはステップＳ５ａのＴＧ回路２６の設定処理を行う。つまり、ＣＰＵ２０はＴＧ回路２６に高速の画面レートで撮像を行うように設定指示信号を出力し、ＴＧ回路２６は高速の画面レート、例えば１／６０秒で１画面の撮像を行うようにＶＤ，ＨＤ等のタイミング信号を各回路に出力する。この場合にはＶＤは１／６０秒となり、ステップＳ５ａの右側にこの値を示す。
【００６３】
次に、ステップＳ５ｂの高速ＡＦの処理を行う。この高速ＡＦの処理では図４で説明したようにフォーカスレンズ３を高速の画面レートでの送り量で光軸方向に移動し、この送り量で移動された各レンズ位置でＣＣＤ５から出力される撮像信号に対し、撮像エリア５ａの中央エリア２９ａのみに対応する画像データを通すゲート回路２４を介してＡＦ処理回路２５に入力する。
【００６４】
そして、ＡＦ処理回路２５により得られるＡＦ評価値をＣＰＵ２０は参照して、最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズ３を移動設定して、高速のオートフォーカスを行い、合焦状態に設定する。合焦状態に設定した後に、ステップＳ５ｃのＴＧの設定処理を行う。つまり、ＣＰＵ２０は通常の画面レートで撮像を行うように設定指示信号をＴＧ回路２６に出力し、ＴＧ回路２６はステップＳ１と同様に通常の画面レートでのタイミング信号を出力する状態になる。そして、次のステップＳ６に移る。
【００６５】
一方、ステップＳ４の判断で明るくないと判断した場合にはステップＳ５ｄの通常ＡＦの処理を行う。この場合には図３で説明したように、フォーカスレンズ３を通常の画面レートでの送り量で光軸方向に移動し、この送り量で移動された各レンズ位置でＣＣＤ５から出力される撮像信号に対し、撮像エリア５ａに対応する１画面分の画像データをゲート回路２４を介してＡＦ処理回路２５に入力する。
【００６６】
そして、ＡＦ処理回路２５により得られるＡＦ評価値をＣＰＵ２０を参照して、最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置にフォーカスレンズ３を移動設定して、通常のオートフォーカスを行い、合焦状態に設定する。合焦状態に設定した後に、ステップＳ６の第１のレリーズ操作が解除されたか否かの判断を行う。
【００６７】
第１のレリーズ操作が解除された場合にはステップＳ２に戻り、ＡＥ処理等を行い、これとは反対に第１のレリーズ操作が解除されない場合には次のステップＳ７の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断を行う。
【００６８】
この第２のレリーズ操作が行われない場合にはステップＳ６の第１のレリーズ操作が解除されたか否かの処理に戻り、これとは反対に第２のレリーズ操作が行われた場合には次のステップＳ８の本露光用のＴＧの設定処理を行う。
【００６９】
ＣＰＵ２０はステップＳ２のＡＥ結果を参照して、適正な露光時間の情報をＴＧ回路２６に出力し、ＴＧ回路２６は適正な露光時間の後にシャッタを閉じるようにシャッタ駆動回路を動作させるタイミング信号と、ＣＣＤドライバ１０に対して適正な露光時間の後に光電変換部に蓄積された信号電荷を転送部に転送させるタイミング信号の設定を行う。
【００７０】
そして、次のステップＳ９の撮影処理を行う。ＣＰＵ２０は、第１モータドライバ６を介して絞り４を適正な絞り量に設定し、またＴＧ回路２６は適正な露光時間でシャッタを閉じさせると共に、ＣＣＤドライバ１０に対しても、ＣＣＤ５の撮像部（光電変換部）の信号電荷を転送部に転送させる。そして、ＣＣＤドライバ１０は転送後に読み出し信号（垂直及び水平転送信号）をＣＣＤ５に印加して転送部の信号電荷をＣＣＤ５から出力させる。
【００７１】
ＣＣＤ５の出力信号は撮像回路１１、Ａ／Ｄ変換回路１２を経てメモリ１４に一時格納され、圧縮／伸張回路２１を介して記録用メモリ２２に圧縮された画像データが記録される。また、ＣＰＵ２０は１駒の画像を記録したことをＥＥＰＲＯＭ２７に記憶する。そして、前の記録枚数（駒数）を１つ増加するように記録枚数の情報を更新する。
このようにして撮影処理が終了した後に、再びステップＳ１に戻り、次の撮影操作に備える。
【００７２】
本実施の形態によれば、明るい場合には高速の画面レートでオートフォーカスを行い、暗い場合には撮像エリア５ａの全ての画像データを用いてオートフォーカスを行うようにしているので、明るいシーンの場合には高速でオートフォーカスを行うことができ、暗いシーンの場合には精度の良いオートフォーカスを行うことができる。
【００７３】
また、高速の画面レートでオートフォーカスを行う場合には撮像エリア５ａの一部の領域のみの画像データを用いてオートフォーカスを行い、残りの画像データを高速で掃き捨てるようにしているので、撮像エリア５ａ全ての画像データを用いてオートフォーカスを行う場合よりも、高速でオートフォーカスを行うことができる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。本実施の形態のハートウェアの構成は図１と同様であり、第１の実施の形態では明るさに応じて高速ＡＦモードと通常ＡＦモードのいずれを採用するかを決めていたが、本実施の形態では電池２８の残量に応じて高速ＡＦモードと通常ＡＦモードのいずれを採用するかを決めるようにしている。
【００７５】
図６に示すフローチャートは図５におけるステップＳ４の明るいか否かの判断処理の代わりにステップＳ４′の電池残量ＯＫか否かの判断処理を行うようにしている。
【００７６】
つまり、ＣＰＵ２０は電池２８の例えば電圧の値を調べ、その値が高速ＡＦモードでオートフォーカスを行っても、十分に電池残量がある値であると判断した場合には次のステップＳ５ａのＴＧの設定処理を経てステップＳ５ｂの高速ＡＦの処理を行い、逆に高速ＡＦモードでオートフォーカスを行った場合には、その後の撮影等に支障が生じるような電池残量であると判断した場合にはステップＳ５ｄの通常ＡＦでオートフォーカスを行うようにしている。
このような処理をするのは、高速ＡＦモードの場合は高速で画面の上下部分を掃き捨てるとき、大量の電力を消費するからである。
【００７７】
その他は図５のフローチャートと同様である。本実施の形態によれば、電池残量に応じて、つまり電池残量が十分にある場合には電池の消耗が大きい高速ＡＦの処理を行い、逆に電池残量が十分でない場合には電池の消耗が少ない通常ＡＦでオートフォーカスを行うので、電池の残量が十分でない場合に、消耗が大きい高速ＡＦを多用する等して電池切れで撮影が中断しなければならなくなる事態を未然に防止できる。
【００７８】
なお、本実施の形態の変形例として、ステップＳ４′とステップＳ５ａとの間に図５のステップＳ４の明るさの判断処理を行い、所定の明るさ以上の場合にはステップＳ５ａに移り、その他の場合にはステップＳ５ｄの通常ＡＦでオートフォーカスを行うようにしても良い。
【００７９】
つまり、電池残量が十分で、かつ被写体が所定の明るさ以上の場合のみ高速ＡＦでオートフォーカスを行い、その他の場合には通常ＡＦでオートフォーカスを行うようにする。
この変形例によれば、第１の実施の形態の効果と第２の実施の形態の効果を備えたものとなる。
【００８０】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図７を参照して説明する。本実施の形態は速度優先のオートフォーカスを行うものである。本実施の形態のハートウェアの構成は図１と同様であり、第１の実施の形態では明るさに応じて高速ＡＦモードと通常ＡＦモードのいずれを採用するかを決めていたが、本実施の形態ではまず、高速ＡＦモードを優先してオートフォーカスを行い、この高速ＡＦモードで合焦状態に設定できない場合には続いて通常ＡＦモードでオートフォーカスを行うようにしたものである。
【００８１】
図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１１からステップＳ１３までは図５のステップＳ１からステップＳ３までと同じであり、その説明を省略する。そして、第１のレリーズ操作が行われると、次のステップＳ１４で（図５のステップＳ５ａと同様に高速ＡＦ用のタイミングにする）ＴＧの設定処理を行った後、次のステップＳ１５の高速ＡＦでオートフォーカスを行う。
【００８２】
そして、この高速ＡＦ処理の後に、次のステップＳ１６で合焦（にできた）か否かを判断する。ＣＰＵ２０は例えばＡＦ評価値のピーク値を検出できたか否かとか、ピーク値が誤差のために不確定となったか否か等により、合焦か否かを判断する。
【００８３】
そして、フォーカスレンズ３を移動して他のＡＦ評価値に比べ突出したＡＦ評価値が得られず、ピーク値の検出に失敗した場合のように合焦に出来なかったと判断した場合にはステップＳ１７ａのＴＧ設定により、通常の画面レートでのタイミング状態に設定して、ステップＳ１８の通常ＡＦの処理でオートフォーカスを行い、次のステップＳ１９に移る。
【００８４】
一方、合焦に出来たと判断した場合には、ステップＳ１７ｂのＴＧ設定により通常の画面レートに戻してからステップＳ１９の第１のレリーズ操作が解除されたか否かを判断する処理に移る。この第１のレリーズ操作が解除された場合にはステップＳ１２のＡＥ処理に戻る。一方、この第１のレリーズ操作が解除されない場合には次のステップＳ２０の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断を行う。
【００８５】
この第２のレリーズ操作が行われない場合にはステップＳ１９に戻り、逆に第２のレリーズ操作が行われた場合には次のステップＳ２１の本露光用のＴＧ設定の処理及びステップＳ２２の撮影の処理を行い、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理は図５のステップＳ８及びステップＳ９の処理と同様であり、その説明を省略する。
【００８６】
本実施の形態によれば、高速ＡＦで優先してオートフォーカスを行うようにしているので、多くの場合に高速でオートフォーカスを行うことができ、仮に高速ＡＦでオートフォーカスできなかった場合にも、通常ＡＦで精度のよいオートフォーカスを行うことができる。
【００８７】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図８及び図９を参照して説明する。第１の実施の形態では図２に示すように高速ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合には、ＡＦ検出エリア縦方向の中央エリア２９ａで狭く、通常ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合には、ＡＦ検出エリアは撮像エリア５ａ全体で広いが、本実施の形態はさらにその範囲内でＡＦ検出エリアをより適切な範囲に設定して行うものである。
【００８８】
このため、本実施の形態では通常ＡＦモードでは図９（Ａ）に示すように撮像エリア５ａにおける周辺部を除く比較的広い領域をＡＦ検出エリア３０ａとし、高速ＡＦモードでは図９（Ｂ）に示すように中央エリア２９ａにおけるさらに横方向の中央部分をＡＦ検出エリア３０ｂに設定する。
【００８９】
そして、通常モードでは例えばゲート回路２４はＡＦ検出エリア３０ａに対応する画像データが入力されるタイミングでは開き、このＡＦ検出エリア３０ａの外の撮像エリアの画像データが入力されるタイミングでは閉じるように設定してある。
【００９０】
また、高速ＡＦモードでもゲート回路２４はＡＦ検出エリア３０ｂに対応する画像データが入力されるタイミングでは開き、このＡＦ検出エリア３０ｂの外の画像データが入力されるタイミングでは閉じるように設定してある。
【００９１】
次に図８のフローチャートを参照して本実施の形態の動作を説明する。図８のステップＳ３１からステップＳ３３までは図５のステップＳ１からステップＳ３までと同様である。
【００９２】
ステップＳ３３の判断で第１のレリーズ操作が行われた場合には、次のステップＳ３４の高速ＡＦ（モード）でオートフォーカスを行うか否かの判断が行われる。つまり、ＣＰＵ２０はＡＦモード選択スイッチで選択されているＡＦモードが高速ＡＦモードであるか、あるいはＡＦモード選択スイッチで選択されていない場合には明るさにより高速ＡＦモードが使用されるかを判断する。
【００９３】
そして、高速ＡＦモードでオートフォーカスを行う場合には、ステップＳ３５ａで小エリア設定の処理（つまり、図９（Ｂ）に示すＡＦ検出エリア３０ｂの画像データ部分でゲートが開くようにゲート回路２４のゲート開閉の設定）を行い、次にステップＳ３５ｂのＴＧ設定の処理を行って、ステップＳ３５ｃの高速ＡＦの処理を行い、さらにステップＳ３５ｄのＴＧ設定の処理を行ってステップＳ３６に移る。
【００９４】
一方、ステップＳ３４の高速ＡＦ（モード）でオートフォーカスを行わないと判断した場合には、ＣＰＵ２０はゲート回路２４を制御してステップＳ３５ｅの大エリア設定の処理（つまり、図９（Ａ）に示すＡＦ検出エリア３０ａの画像データ部分でゲートが開くようにゲート回路２４の開閉の設定）を行った後、ステップＳ３５ｆの通常ＡＦでオートフォーカスを行い、ステップＳ３６の第１のレリーズ操作の解除が行われたか否かの判断処理を行う。
【００９５】
そして、第１のレリーズ操作の解除が行われた場合にはステップＳ３２に戻り、第１のレリーズ操作の解除が行われない場合には次のステップＳ３７の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断処理を行う。
【００９６】
第２のレリーズ操作が行われない場合には、ステップＳ３６に戻り、逆に第２のレリーズ操作が行われた場合には、次のステップＳ３８の本露光のためのＴＧ設定の処理を行った後、ステップＳ３９の撮影の処理を行った後、最初のステップＳ３１に戻って次の撮影に備える。ステップＳ３６からステップＳ３９までの各処理は図５のステップＳ６からステップＳ９までの各処理と同じでありその説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態によれば、撮像エリア５ａにおける周辺部を除外してより適切なＡＦエリア３０ａ，３０ｂを設定しているので、良好なオートフォーカスを行うことができる。つまり、被写体を撮影する場合には、殆どの場合、被写体を中心に設定して撮影を行う。
【００９８】
しかし、中央の被写体の周辺側に意図しない物体などが存在する場合、被写体に合焦させるためのＡＦ評価値に周辺の物体によるＡＦ評価値が影響されて被写体に対する合焦位置がずれ易くなる可能性があるが、本実施の形態によれば、周辺部をＡＦ検出エリアから除外しているので、より良好なオートフォーカスを行うことができる。
【００９９】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態を図１０及び図１１を参照して説明する。本実施の形態は第４の実施の形態において、さらにＡＦ検出エリアに応じたファインダ枠を設定するようにしたものである。つまり、通常ＡＦの場合には図１１（Ａ）に示すようにファインダ３１に大きい（広い）ファインダ枠３１ａを測距枠として設定し、高速ＡＦの場合には図１１（Ｂ）に示すように小さい（狭い）ファインダ枠３１ｂを設定するようにしたものである。
【０１００】
本実施の形態による動作を図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０のフローチャートは図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３５ａとステップＳ３５ｂとの間にステップＳ３５ｇの小さいファインダ枠の設定の処理を入れ、かつステップＳ３５ｅとステップＳ３５ｆとの間にステップＳ３５ｈの大きいファインダ枠の設定の処理を入れたものとなっている。
【０１０１】
つまり、ステップＳ３４の高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断で、高速ＡＦの場合にはステップＳ３５ａの小エリア（中央部のＡＦ検出エリア３０ｂ）の設定処理の後に、ステップＳ３５ｇの（小エリアに対応した図１１（Ｂ）に示す）小さいファインダ枠３１ｂの設定処理を行い、その後にステップＳ３５ｂの高速ＡＦ用のＴＧ設定処理の後にステップＳ３５ｃの高速ＡＦの処理を行う。
【０１０２】
また、高速ＡＦでオートフォーカスを行わないと判断した場合には、ステップＳ３５ｅの大エリアの設定処理の後に、ステップＳ３５ｈの（大エリアに対応した図１１（Ａ）に示す）大きいファインダ枠３１ａの設定処理を行い、その後にステップＳ３５ｆの通常ＡＦの処理を行う。
【０１０３】
その他は図１０に示す処理と同様であるので、その説明を省略する。
本実施の形態によれば、設定されているＡＦエリア３０ａ，３０ｂをファインダからファインダ枠３１ａ，３１ｂで確認できるので、被写体の主要部に確実に焦点を合わせることができる。
【０１０４】
本実施の形態で述べているファインダとは、ファインダとして用いられているＬＣＤ１７のことで、ファインダ枠３１ａ，３１ｂはＬＣＤドライバ１８によってＬＣＤ１７に表示される。
【０１０５】
（第６の実施の形態）
次に本発明の第６の実施の形態を図１２を参照して説明する。本実施の形態は高速ＡＦでオートフォーカスする場合には、その高速画面時間当たりの送り量を減らし、通常ＡＦでオートフォーカスする場合には、その通常画面時間当たりの送り量を増やすようにしている。
【０１０６】
本実施の形態による動作を図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２のフローチャートは図８のフローチャートにおいて、ステップＳ３５ａの代わりに高速用送り量の設定の処理を行い、かつステップＳ３５ｅの代わりに通常用送り量の設定の処理を行うようにしている。
【０１０７】
つまり、ステップＳ３４の高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断で、高速ＡＦの場合にはステップＳ３５ｉの高速用送り量の設定の処理として高速ＡＦの場合の送り量の値を送り量を決める変数ＡＦＳＰに設定する。そして、次のステップＳ３５ｂの高速ＡＦ用のＴＧ設定の処理を経て高速ＡＦでオートフォーカスを行う。そして、高速ＡＦの場合の１画面の期間毎に変数ＡＦＳＰに設定された送り量でフォーカスレンズ３が移動され、移動された各レンズ位置でＡＦ評価値を得ることになる。
【０１０８】
また、ステップＳ３４の高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断で、高速ＡＦでない場合にはステップＳ３５ｊの通常用送り量の設定の処理として通常ＡＦの場合の送り量の値を送り量を決める変数ＡＦＳＰに設定する。そして、次のステップＳ３５ｆの通常ＡＦでオートフォーカスを行う。
【０１０９】
その他の動作は図８と同様である。
本実施の形態では高速ＡＦの場合におけるその高速画面当たりの送り量は通常ＡＦの場合のその通常画面当たりの送り量よりも小さくしている。つまり、高速ＡＦモードでは高速（短時間）にオートフォーカスを行うが、本実施の形態ではその場合のレンズ送り量を通常ＡＦモードでのレンズ送り量よりも小さくして、高速でオートフォーカスを行うにも関わらず、精度の良いオートフォーカスを行うことができ、擬合焦を防止できるようにしたものである。
【０１１０】
この場合の具体例として、高速ＡＦの場合の画面レートが通常ＡＦでの画面レートが２倍（あるいは高速画面時間は通常画面時間の１／２倍）の場合、高速ＡＦの場合の１画面当たりの送り量を通常ＡＦの場合の１画面当たりの送り量の半分にする。
【０１１１】
この場合には、高速ＡＦモードでは通常ＡＦモードの場合の半分のレンズ送り量毎にＡＦ評価値を得る測定を行うことなり、精度の良いオートフォーカスを行うことができ、かつ擬合焦に設定してしまうことを防止できる。
なお、上記具体例では単位時間当たりのレンズ送り量は両モードとも同じになる場合のレンズ送り量の場合を述べたが、これに限定されるものでない。
【０１１２】
本実施の形態によれば、高速ＡＦではその１画面（高速ＡＦモードでの１画面の期間）当たりの送り量を小さく、通常ＡＦではその１画面（通常ＡＦモードでの１画面の期間）当たりの送り量を増やしているので、このようにしない場合に比較して、各ＡＦモードに適した送り量に設定でき、従って擬合焦がより少ない良好なオートフォーカスを行うことができる。
【０１１３】
本実施の形態の変形例として、所定の時間当たりのレンズ送り量を高速ＡＦモードの方が通常ＡＦモードでのレンズ送り量よりも大きくして、より高速にオートフォーカスさせるようにすることもできる。
【０１１４】
この場合にも、図１２において、ステップＳ３５ｉでの高速用送り量とステップＳ３５ｊでの通常用送り量の値の設定値を変更することにより実現できる。
【０１１５】
この場合、所定の時間当たりのレンズ送り量を高速ＡＦモードの方が通常ＡＦモードでのレンズ送り量よりも大きくする割合を可変設定できるようにして、そのオートフォーカスの精度を優先したり、高速性を優先したり、両機能を考慮したオートフォーカスができるようにしても良い。
【０１１６】
（第７の実施の形態）
次に本発明の第７の実施の形態を図１３及び図１４を参照して説明する。本実施の形態はいずれのＡＦモードの場合にも、ＡＦ評価を行うＡＦ評価値用メモリをアドレス０番地から使用するものである。
本実施の形態は図１におけるＡＦ処理回路２５の構成を図１３に示すようにしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【０１１７】
ゲート回路２４を通った画像データはハイパスフィルタ（ＨＰＦと略記）４１を通すことにより、画像データにおける高周波成分が抽出される。この抽出された高周波成分は、次段の累積加算回路４２により、累積加算された後、累積加算されたＡＦ評価値が評価用メモリ４３に入力される。
【０１１８】
この評価用メモリ４３へのＡＦ評価値の書込、読出しはメモリコントローラ４４によって制御される。このメモリコントローラ４４は評価用メモリ４３へのＡＦ評価値の書込、読出しのアドレスを指定するカウンタ４５を内蔵している。
【０１１９】
ＴＧ回路２６はＨＰＦ４１、累積加算回路４２及びメモリコントローラ４４にタイミング信号を送り、そのタイミング信号に同期してそれぞれの動作を行うようになっている。そして、ＣＰＵ２０はメモリコントローラ４４を制御して、評価値用メモリ４３に格納されたＡＦ評価値のデータを得ることができる。
【０１２０】
本実施の形態では、ＡＦ検出のために撮像エリア５ａを例えば図１４（Ａ）に示すように１６分割してエリア０からエリア１５までとしている。そして、通常ＡＦモードでは撮像エリア５ａの全エリア０〜１５を用いてオートフォーカスを行い、高速ＡＦモードでは図１４（Ａ）の斜線部分のエリア４〜１１を用いてオートフォーカスを行うようにしている。
【０１２１】
そして、各エリアｉ（ｉ＝０〜１５）の画像データに対応して得られたＡＦ評価値を評価値用メモリ４３に格納する。この場合、通常ＡＦモード時では図１４（Ｂ）に示すようにアドレスが０番地から順次エリア０のＡＦ評価値を順次格納する。
【０１２２】
また、高速ＡＦモード時ではエリア０〜３までとエリア１２〜１５まではゲート回路２４が閉じて画像データがＡＦ処理回路２５に入力されないので、ＡＦ評価値が無いために、図１４（Ｃ）に示すようにエリア４のＡＦ評価値からエリア１１のＡＦ評価値が評価値用メモリ４３のアドレスが０番地から順次格納するようにしている。
【０１２３】
本実施の形態によれば、いずれのＡＦモードの場合にも、ＡＦ評価を行うＡＦ評価値用メモリ４３をアドレス０番地から使用するので、ソフトウェアを簡略にできる。その他は第１の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
【０１２４】
（第８の実施の形態）
次に本発明の第８の実施の形態を図１５及び図１６を参照して説明する。本実施の形態は高速ＡＦモード中はＬＣＤ１７に高速ＡＦモードに入る直前の画像を表示し、通常ＡＦモードではＬＣＤ１７に動画を表示するようにしたものである。
【０１２５】
図１６に示すタイミングチャートは図４（Ａ）に示すタイミングチャートにおいて、通常モード（ＡＥ）ではメモリ１４が書込み可能（図１６中ではＷと略記）な状態であり、この場合切換スイッチ１５はＡ／Ｄ変換器１２側の接点ａが選択されていて、ＬＣＤ１７には動画が表示される。
【０１２６】
一方、第１のレリーズ操作により高速ＡＦモードに移ると、書込が禁止されてその直前の画像データがメモリ１４に保持され、かつＣＰＵ２０の制御で切換スイッチ１５がＡ／Ｄ変換器１２側の接点ａからメモリ１４側の接点ｂに切り換えられる。そして、メモリ１４に記憶されている画像データが繰り返し読み出しされる読出のみ可能（図１６中ではＲと略記）な状態に設定される。そして、書込が禁止される直前の画像データがＬＣＤ１７に繰り返し表示（つまり、静止画で表示）される。
【０１２７】
次に図１５のフローチャートを参照してその動作を説明する。ステップＳ４１のＴＧ設定の処理で通常モードのタイミング状態に設定された後、ステップＳ４２のスイッチ切換の処理が行われる。つまり、ＣＰＵ２０は切換スイッチ１５がＡ／Ｄ側がＯＮ（即ち、接点ａがＯＮ）になるように切換制御を行う。この場合にはＡ／Ｄ変換された画像データがメモリ１４に書き込まれると共に、切換スイッチ１５の接点ａを経てＬＣＤ１７側に出力され、ＬＣＤ１７には動画が表示されることになる。
【０１２８】
次のステップＳ４３でＡＥ処理を行い、さらに次のステップＳ４４で第１のレリーズ操作が行われたか否かの判断処理を行い、この第１のレリーズ操作が行われるまで待つ。そして、この第１のレリーズ操作が行われると、次のステップＳ４５でＣＰＵ２０は高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断をする。
具体例の１つとしてＣＰＵ２０は第１の実施の形態と同様に、被写体の明るさにより高速ＡＦでオートフォーカスを行うか否かの判断をする。
【０１２９】
そして、高速ＡＦでオートフォーカスを行う場合にはステップＳ４６ａで高速ＡＦ用のＴＧ設定の処理を行い、次のステップＳ４６ｂでスイッチ切換の処理を行い、かつメモリ１４を書込禁止状態にする。
【０１３０】
つまり、ＣＰＵ２０は切換スイッチ１５をメモリ側（つまり接点ｂがＯＮする側）に切り換えると共に、ＣＰＵ２０はメモリコントローラ１３を介してメモリ１４を書込み禁止状態に設定し、この禁止状態にする直前の通常モードで撮像した１画面分の画像データを保持する状態にする。
【０１３１】
この状態ではメモリ１４は読み出しのみが可能な状態であり、メモリ１４に記憶された画像データは読み出され、切換スイッチ１５の接点ｂを経てＤ／Ａ変換器６に入力され、アナログの映像信号に変換されてＬＣＤ１７に静止画が表示されることになる。
【０１３２】
そして、次のステップＳ４６ｃの高速ＡＦの処理でオートフォーカスを行い、その処理の後にステップＳ４６ｄのＴＧ設定の処理を行って通常のタイミングに戻した後、ステップＳ４６ｅのスイッチ切換の処理で再びＡ／Ｄ側がＯＮするように切り換えて、次のステップＳ４７に移る。
【０１３３】
一方、ステップＳ４５の判断において、高速ＡＦでオートフォーカスを行わない場合にはステップＳ４６ｆの通常ＡＦでオートフォーカスの処理を行い、ステップＳ４７の第１のレリーズ操作の解除か否かの判断処理に移る。
【０１３４】
第１のレリーズ操作が解除された場合にはステップＳ４３のＡＥの処理に戻り、逆に第１のレリーズ操作が解除されない場合には次のステップＳ４８の第２のレリーズ操作が行われたか否かの判断を行う。
【０１３５】
そして、この第２のレリーズ操作が行われない場合にはステップＳ４７に戻り、逆に第２のレリーズ操作が行われた場合には次のステップＳ４９の本露光用のＴＧ設定の処理を行い、さらにステップＳ５０の撮影の処理を行った後、最初のステップＳ４１に戻り、次の撮影に備える。
【０１３６】
本実施の形態によれば、高速ＡＦモードの期間中にも、この高速ＡＦモードに移る直前の画像を表示でき、ＬＣＤ１７の表示画面が乱れるのを防止できるし、ユーザがＬＣＤ１７の表示機能が異常になったと誤認識する事を防止できる。
その他は第１の実施の形態等と同様の作用及び効果を有する。
【０１３７】
（第９の実施の形態）
次に本発明の第９の実施の形態を図１７を参照して説明する。本実施の形態は高速ＡＦモードから通常モードに戻る場合の切換後の処理を円滑に行えるようにするものである。本実施の形態は例えば図１の構成と同様であり、例えば図５のフローチャートのステップＳ５ｂの高速ＡＦの処理を図１７のように行うようにしたものである。
【０１３８】
具体的には本実施の形態では、例えば高速ＡＦモードの画面レートは通常画面レートの２倍であり、高速ＡＦモードでのオートフォーカスを終了して通常モードに戻る場合に奇数の高速画面レートで戻ると、そのままでは通常モードでのタイミングとずれてしまうので、常に偶数の高速画面レートの後に通常モードに戻すようにすることにより、そのまま通常モードのタイミングで各部の制御動作を円滑に行うことができるようにする。
【０１３９】
次に図１７のフローチャートを参照して説明する。高速ＡＦモードの処理が開始すると、ステップＳ５１に示すようにその高速ＡＦモードの画面数に対応する変数ＡＦＮに１をセットする初期設定処理を行い、次にステップＳ５２のＶＤの立ち上がりか否かを判断する処理を行う。
【０１４０】
つまり、ＣＰＵ２０はＴＧ回路２６から出力され、高速ＡＦモードでの高速画面に同期したＶＤが例えばその立ち上がりエッジか否かを判断し、その立ち上がりエッジを待つ。そして、このＶＤの立ち上がりエッジを検出すると、次のステップＳ５３のレンズ駆動の処理を行う。つまり、フォーカスレンズ３を所定の送り量で光軸方向に移動するレンズ駆動の処理を行う。
【０１４１】
このレンズ駆動により、その移動されたレンズ位置でステップＳ５４に示すＡＦ評価値を得て、次のステップＳ５５のＡＦコントロールの処理を行う。つまり、ＡＦ処理回路２５によりＡＦ評価値を算出し、ＣＰＵ２０はこのＡＦ評価値からその大小を判別し、得られるＡＦ評価値が大きくなる方向をレンズ駆動方向として、その方向にレンズ駆動をする制御を行うと共に、最大値を越えて小さくなった場合における最大値の位置を合焦位置としてその位置に設定するＡＦ制御をする。
【０１４２】
そして、次のステップＳ５６でＡＦ終了（最大値を越えて小さくなった場合における最大値の位置に設定する処理が終了）したか否かを判断し、終了でない場合にはステップＳ５７に示す変数ＡＦＮを１つ大きくしてステップＳ５２に戻る。
【０１４３】
そして、同様にステップＳ５３〜Ｓ５５の処理を繰り返してして次のステップＳ５６でＡＦ終了か否かを判断する。そして、ＡＦ終了と判断した場合には、ステップＳ５８の変数ＡＦＮが偶数かを判断し、偶数でない場合にはさらにステップＳ５９のＶＤの立ち上がりエッジを待ってその立ち上がりエッジを検出したら、この高速ＡＦの処理を終了する。また、偶数の場合には直ちにこの高速ＡＦの処理を終了して、通常モードに戻る。
【０１４４】
本実施の形態によれば、高速ＡＦモードの期間を偶数の高速画面期間になるようにしているので、通常モードに戻った場合に各種の動作タイミングを円滑に行うことができる。
【０１４５】
なお、本実施の形態では高速ＡＦモードでの画面レートは通常ＡＦモードの２倍の場合で説明したが、他の場合にも同様に適用できる。例えば、高速ＡＦモードの画面レートが通常ＡＦモードのｍ倍の場合には高速ＡＦモードの高速画面期間をｍの整数倍になるようにして通常画面に切り換えるようにすれば良い。
【０１４６】
なお、例えば第１の実施の形態における図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２のＡＥ処理ではＡＥ処理回路２３ではＡＥ評価値を算出し、ＣＰＵ２０はその値から絞り量等を決定するが、ステップＳ８の本露光用ＴＧ設定あるいはステップＳ９の撮影処理まで、絞り量を一定値（例えば解放状態の最大開口量）に保持するようにしても良い。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１４７】
［付記］
１．イメージャの画面全体を読み出し通常画面レートで動作するモードと、イメージャの画面の中央部のみを高速で読み出す高速画面レートで動作するモードとで動作する撮像処理回路を有し、自動焦点調節時に高速画面レートで撮像処理回路が動作可能にしたことを特徴とする自動焦点調節装置。
（従来例とその問題点）従来例ではオートフォーカスの速度が遅い。
（特徴的な効果）オートフォーカスの速度が速い。
【０１４８】
２．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、明るいシーンで露光時間を短かくしても良い場合は、高速画面レートで撮像処理回路を動作させ、暗いシーンで露光時間を長くしなければならない場合は、通常画面レートで撮像処理回路を動作させることを特徴とする。
（特徴的な効果）明るさに応じて最適なオートフォーカスが実現できる。
【０１４９】
３．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、電池の残量が多いときは、高速画面レートで撮像処理回路を動作させ、電池の残量が少ないときは、通常画面レートで撮像処理回路を動作させることを特徴とする。
（特徴的な効果）電池残量に応じて最適なオートフォーカスが実現できる。
【０１５０】
４．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、第１回目のオートフォーカスは、高速画面レートで撮像処理回路を動作させ、オートフォーカスが合焦不可になったときは第２回目のオートフォーカスは通常画面レートで撮像処理回路を動作させることを特徴とする。
（特徴的な効果）低輝度または低コントラストな被写体にも確実に合焦でき、オートフォーカスの的中率が向上する。
【０１５１】
５．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは、オートフォーカス検出エリアを狭く設定し、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているとき、オートフォーカス検出エリアを広く設定することを特徴とする。
（特徴的な効果）最適なオートフォーカスエリアが設定され良好なオートフォーカスが実現できる。
【０１５２】
６．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは、オートフォーカス検出エリアを狭く設定し、そのとき、ファインダのオートフォーカスエリアの表示も狭くし、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているとき、オートフォーカス検出エリアを広く設定し、そのときファインダのオートフォーカスエリアの表示も広くすることを特徴とする。
（特徴的な効果）設定されているオートフォーカスエリアをファインダで確認できるので、主要被写体に確実にピントを合わせることができる。
【０１５３】
７．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路か高速画面レートで動作しているときは、フォーカスレンズの１画面の期間当たりの送り量を減らし、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているときはフォーカスレンズの１画面の期間当たりの送り量を増やすことを特徴とする。
（特徴的な効果）各オートフォーカスモードに合ったフォーカスレンズの送り量が設定されるので擬合焦等のない良好なオートフォーカスが実現できる。
【０１５４】
８．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは、フォーカスレンズの単位時間当たりの送り量を通常画面レートで動作しているときよりも増やす。
（特徴的な効果）高速画面レートで動作している場合に、より高速に合焦状態に設定できる。
【０１５５】
９．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が通常画面レートと高速画面レートのどちらのモードで駆動していてもオートフォーカス評価値を格納する評価値用メモリをアドレス０番地から使用する。
（特徴的な効果）ソフトが簡略化できる。
【０１５６】
１０．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで動作しているときは表示素子に高速画面レートのモードに入る直前の画像を、常に出力し、撮像処理回路が通常画面レートで動作しているときは、表示素子に動画を出力することを特徴とする。
（特徴的な効果）高速オートフォーカスモード時に表示素子に変な画像が出力されない。
【０１５７】
１１．付記１に記載の自動焦点調節装置であって、撮像処理回路が高速画面レートで駆動したのち再び通常画面レートのモードに戻るとき高速画面レートで駆動した画面数が偶数であることを特徴とする。
（背景）通常オートフォーカスモードで１／３０秒，高速オートフォーカスモードでその半分の１／６０秒の場合ＣＰＵがオートフォーカス中にかかわらず何かの処理を常に１／３０秒で行うようにすると、高速オートフォーカスモードが奇数回で終わると処理を円滑に続行させにくくなることが予想される。
（特徴的な効果）システムの構築が容易になる。
【０１５８】
１２．イメージャの画面全体を読み出し通常画面レートで動作するモードと、イメージャの画面の中央部のみを高速で読み出す高速画面レートで動作するモードとで少なくとも自動焦点調節のため信号処理を行う撮像処理回路を有し、自動焦点調節時に高速画面レートの１画面の期間内にフォーカスレンズを駆動する方向を規定する評価値を算出し、かつ前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする自動焦点調節装置。
（特徴的な効果）評価値を短時間に得られ、かつフォーカスレンズも短時間の遅延で駆動でき、高速の自動焦点調節が可能となる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、明るい場合には撮像エリアの中央部のみを読み出して高速の画面レートでオートフォーカスを行い、暗い場合には撮像エリアの全ての画像データを用いてオートフォーカスを行うようにしているので、明るいシーンの場合には高速でオートフォーカスを行うことができ、暗いシーンの場合には精度の良いオートフォーカスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えたデジタルスチルカメラの全体構成図。
【図２】ＣＣＤにおけるオートフォーカスに利用される撮像エリアを示す図。
【図３】通常オートフォーカスモードでの動作を示すタイミングチャート図。
【図４】高速オートフォーカスモードでの動作を示すタイミングチャート図。
【図５】第１の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図７】本発明の第３の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図８】本発明の第４の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図９】オートフォーカス検出エリアを示す図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図１１】通常オートフォーカスモードと高速オートフォーカスモードでのファインダ枠を示す図。
【図１２】本発明の第６の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図１３】本発明の第７の実施の形態におけるオートフォーカス処理回路の構成を示すブロック図。
【図１４】第７の実施の形態の動作内容の説明図。
【図１５】本発明の第８の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【図１６】第８の実施の形態における高速オートフォーカスモードでの画像表示の動作を示すタイミングチャート図。
【図１７】本発明の第９の実施の形態の動作内容をフローチャート図。
【符号の説明】
１…デジタルスチルカメラ
２…撮像光学系
３…フォーカスレンズ
４…絞り
５…ＣＣＤ
６…第１モータドライバ
７…第２モータドライバ
８…第１モータ
９…第２モータ
１０…ＣＣＤドライバ
１１…撮像回路
１２…Ａ／Ｄ変換器
１４…メモリ
１５…切換スイッチ
１７…ＬＣＤ
２０…ＣＰＵ
２２…記録用メモリ
２３…ＡＥ処理回路
２４…ゲート回路
２５…ＡＦ処理回路
２６…ＴＧ回路
２７…ＥＥＰＲＯＭ
２８…電池
Claims (1)
- 撮影レンズを透過した被写体光を光電変換する撮像素子と、明るいシーンで露光時間を短かくしても良い場合は高速画面レートで動作し、暗いシーンで露光時間を長くしなければならない場合は通常画面レートで動作する撮像処理回路と、前記撮像処理回路により処理された画像データに基づいて焦点状態を表す評価値を算出するオートフォーカス処理回路と、を備え、
前記高速画面レートで動作するときは撮像エリアの中央部のみを読み出し、前記通常画面レートで動作するときは撮像エリアの全体を読み出すことを特徴とする自動焦点調節装置。
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