JP4235416B2 - 自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像の撮影処理のための焦点調整を自動的に実行可能とする自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子スチルカメラやビデオカメラなどではＣＣＤなどの撮像素子から得られる輝度信号の高域成分が最大になるレンズ位置を合焦位置とする方式において、撮像素子から得られる輝度信号の高域成分（以下、焦点評価値と称す）が増加する方向にレンズを動かし、焦点評価値が最大になる位置を合焦位置とする山登り方式や、測距範囲の全域にわたりレンズを駆動しながら焦点評価値を記憶していき、記憶した値の最大値に相当するレンズ位置を合焦位置とする方式が知られている。これらの方式では通常、図１５のように撮影画面に対して中央部分を測距エリアとし、この範囲内の被写体に対して焦点評価値が最大になるレンズ位置を合焦位置としている。このようにして得られたレンズ位置と焦点評価値の関係は図１６のような山の形になる。
【０００３】
一方、電子スチルカメラやビデオカメラで静止画を撮影する際、電子ビューファインダ上の画像を前記山登り方式のＡＦで常に合焦状態としておき、本撮影前に山登りＡＦでのピーク位置の前後をスキャンし直して最終的な合焦位置を得る方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように、本撮影前に常にスキャンをして最終的な合焦位置を得るように制御すると、撮影準備に要する時間が長くなってしまう。また山登りＡＦで一度合焦状態としているにもかかわらず、本撮影前のスキャンを行うことは無駄である。一方、本撮影前のスキャンを常に行わないと、例えばカメラをパンニングした直後などで山登りＡＦが完了していないうちに撮影準備状態となった場合、ピントがまだ合っていないにもかかわらず撮影に移行してしまうという矛盾が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、無駄な焦点調整処理を省略し、撮影準備に要する時間を短縮させることを可能とする自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、十分な合焦状態を得ていないまま撮影が行われることを回避可能とする自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動合焦装置は、被写体像を撮影する撮影手段と、前記被写体像の撮影のための焦点調節の開始指示を発生させる撮影準備指示手段と、前記撮影手段による前記被写体像の撮影開始指示を発生させる撮影開始指示手段と、前記撮影準備指示手段による撮影準備開始指示の発生時点の前後双方において前記被写体像の撮影のための焦点調整を制御可能な制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮影準備開始指示の発生前においても焦点調整の制御を行うとともに、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に撮影のための焦点調節の開始に先立って前記撮影開始指示手段の状態を検出することによって、第１のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行い、前記第１のタイミングより短い第２のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行わないことを特徴とする。
本発明の自動合焦装置の制御方法は、被写体像を撮影する撮影手段と、前記被写体像の撮影のための焦点調節の開始指示を発生させる撮影準備指示手段と、前記撮影手段による前記被写体像の撮影開始指示を発生させる撮影開始指示手段とを有し、前記撮影準備指示手段による撮影準備開始指示の発生時点の前後双方において前記被写体像の撮影のための焦点調整を制御可能な自動合焦装置の制御方法であって、前記撮影準備開始指示の発生前においても焦点調整の制御を行うとともに、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に撮影のための焦点調節の開始に先立って前記撮影開始指示手段の状態を検出することによって、第１のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行い、前記第１のタイミングより短い第２のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行わないことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態並びに後述する第２及び第３の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
１０１は後述する撮像素子上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズ、１０２はフォーカスレンズ１０１の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１０３はフォーカスレンズ１０１を駆動するモータ、１０４はモータ１０３に駆動信号を入力してフォーカスレンズ１０１を動かすフォーカスレンズ駆動回路、１０５は絞り及びシャッタなどの光量制御部材、１０６は絞り・シャッタ１０５を駆動するモータ、１０７はモータ１０６に駆動信号を入力して絞り・シャッタ１０５を動かす絞り・シャッタ駆動回路、１０８は撮影レンズの焦点距離を変更するズームレンズ、１０９はズームレンズ１０８の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１１０はズームレンズ１０８を駆動するモータ、１１１はモータ１１０に駆動信号を入力してズームレンズ１０８を動かすズームレンズ駆動回路、１１２は被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子、１１３は撮像素子１１２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１１４は撮像素子１１２やＡ／Ｄ変換器１１３を動作させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以降ＴＧとする）、１１５はＡ／Ｄ変換器１１３から入力された画像データに所定の処理を施す画像処理プロセッサ、１１６は画像処理プロセッサ１１５で処理された画像データを一時的に記憶するバッファメモリ、１１７は後述する記録媒体との接続のためのインタフェース、１１８はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体、１１９は撮影シーケンスなどシステムを制御するためのマイクロコントローラ（以下、ＣＰＵと称す）、１２０はズーム動作の開始および停止を指示する信号をＣＰＵに入力するズームＳＷ、１２１はユーザの操作により撮影開始指示を発生させる撮影開始指示スイッチ、１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はカメラの動作モードを設定するモードスイッチ、１２４はＣＰＵ１１９で実行されるプログラムが記憶されているプログラムメモリ、１２５はＣＰＵ１１９がプログラムメモリ１２４に記憶されているプログラムに従って処理を行う際に必要な各種データを書き込み及び読み出しするワークメモリ、１２６はカメラの動作状態や各種警告表示を行う操作表示部、１２７は画像を表示する電子ビューファインダ（以下、ＥＶＦと称す）である。
【００１５】
次に、図２のフローチャートを使って本実施形態に係る電子カメラの動作について説明する。
まずＳ２０１では撮影開始指示スイッチの状態を判定し、撮影開始指示がなされていればＳ２０６へ、そうでなければＳ２０２へ進む。Ｓ２０２では絞り１０５やシャッタースピードを制御してＥＶＦ１２７に表示される画像の明るさが適正になるようＡＥ動作を行う。Ｓ２０３では光源の色温度によらずＥＶＦ１２７に表示される画像が適切な色バランスになるようオートホワイトバランス（ＡＷＢ）動作を行う。Ｓ２０４では後述する手順に従って山登りＡＦ動作を行う。Ｓ２０５では撮像素子１１２から読み出した画像信号に所定の処理を施してＥＶＦ１２７へ表示する。Ｓ２０６では後述する手順に従って撮影処理を行う。
【００１６】
図３は、図２のＳ２０４での山登りＡＦ動作を示したフローチャートである。まずＳ３０１では山登り完了フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればＳ３０３へ、そうでなければＳ３０２へ進む。この山登り完了フラグは図示しない初期化動作においてあらかじめＦＡＬＳＥに設定されているものとする。Ｓ３０２では後述する山登りモードでＡＦ動作を行う。Ｓ３０３では後述する監視モードでＡＦ動作を行う。
【００１７】
図４は、図３のＳ３０２の山登りモードの動作を表すフローチャートである。まずＳ４０１では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。
【００１８】
Ｓ４０２ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０３では取得カウンタに１を加える。この取得カウンタは図示しない初期化動作においてあらかじめ０に設定されているものとする。Ｓ４０４では取得カウンタの値が１かどうか調べ、１ならばＳ４０６へ、そうでなければＳ４０５へ進む。
【００１９】
Ｓ４０５では、Ｓ４０１で取得した今回の焦点評価値を後述するＳ４０８においてワークメモリ１２５に記憶した前回の焦点評価値と比較し、今回の焦点評価値の方が大きければＳ４０６へ、そうでなければＳ４１３へ進む。Ｓ４０６ではＳ４０１で取得した今回の値を焦点評価値の最大値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０７ではフォーカスレンズ１０１の現在の位置を焦点評価値のピーク位置としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０８ではＳ４０１で取得した今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０９ではフォーカスレンズ１０１の現在位置が測距範囲の端にあるかどうか調べ、端にあればＳ４１０へ、そうでなければＳ４１２へ進む。Ｓ４１０ではフォーカスレンズ１０１の移動方向を反転する。Ｓ４１１では取得カウンタを０とする。Ｓ４１２ではフォーカスレンズ１０１を所定量移動する。
【００２０】
Ｓ４１３ではＳ４０６でワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の最大値とＳ４０１で取得した今回の評価値との差分を算出し、その結果が所定量より大きいかどうか調べ、大きければＳ４１４へ進み、そうでなければＳ４０８へ進む。焦点評価値の最大値と今回の評価値との差分が所定量より大きければ、すなわち最大値から所定量減少していればその最大値をピントのピーク位置での値とみなす。Ｓ４１４ではフォーカスレンズ１０１をＳ４０７でワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値のピーク位置へ移動する。Ｓ４１５では山登り完了フラグをＴＲＵＥとする。Ｓ４１６では取得カウンタを０とする。
【００２１】
図５は、図３のＳ３０３の監視モードの動作を表すフローチャートである。この監視モードではフォーカスレンズ１０１を動かさずに焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値が変化したら山登りを再開するよう構成したものである。
【００２２】
まずＳ５０１ではピーク位置とされたレンズ位置にフォーカスレンズ１０１を固定したまま、撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。次にＳ５０２では初期値取得フラグがＴＲＵＥか否か調べ、ＴＲＵＥならばＳ５０３へ、そうでなければＳ５０９へ進む。この初期値取得フラグは図示しない初期化動作において予めＦＡＬＳＥに設定されているものとする。Ｓ５０３では、Ｓ５０１で取得した今回の焦点評価値と後述するＳ５０９でワークメモリ１２５に記憶した前回の焦点評価値との差の絶対値が所定量より大きいか否かを調べ、大きければＳ５０４へ、そうでなければＳ５０８へ進む。
【００２３】
Ｓ５０４では、変化カウンタに１を加える。この変化カウンタは、図示しない初期化動作においてあらかじめ０に設定されているものとする。Ｓ５０５では、変化カウンタが所定量より大きいか否かを調べ、大きければＳ５０６へ、そうでなければ今回の処理を終え、監視モードの次回の処理に備える。
【００２４】
Ｓ５０６では、山登り完了フラグをＦＡＬＳＥにする。すなわち、焦点評価値が所定期間に所定量よりも大きく変動するとともに、そうした変動が所定回数に亘って発生したので、山登りモードのＡＦ動作によって以前に得られていたピーク位置は信頼できないものになってしまっていると判断し、山登りモードのＡＦ動作を改めて再開するべく、山登り完了フラグをＦＡＬＳＥに設定する。Ｓ５０７では初期値取得フラグをＦＡＬＳＥにする。Ｓ５０８では変化カウンタを０にする。Ｓ５０９では、今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ５１０では、初期値取得フラグをＴＲＵＥにする。
【００２５】
図６は、図２におけるＳ２０６の撮影処理を説明するフローチャートである。Ｓ６０１では本露光用ＡＥ動作を行う。Ｓ６０２では後述する手順に従って本露光用ＡＦ動作を行う。Ｓ６０３では撮像素子１１２への露光を行う。Ｓ６０４では撮像素子１１２に蓄積されたデータを読み出す。Ｓ６０５ではＡ／Ｄ変換器１１３を使って撮像素子１１２から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ｓ６０６では画像処理プロセッサ１１５を使ってＡ／Ｄ変換器１１３から出力されるデジタル信号に各種画像処理を施す。Ｓ６０７ではＳ６０６で処理した画像をＪＰＥＧなどのフォーマットにしたがって圧縮する。Ｓ６０８ではＳ６０７で圧縮したデータを記録媒体インタフェース１１７を介してカメラ本体に装着されたメモリカードなどの記録媒体１１８へ記録する。
【００２６】
図７は図６のＳ６０２における本露光用のＡＦ動作を説明するフローチャートである。
まずＳ７０１では山登り完了フラグがＴＲＵＥかどうか調べ、ＴＲＵＥならば本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ７０２へ進む。この山登り完了フラグは図４のＳ４１５や図５のＳ５０６で設定したものである。次にＳ７０２ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００２７】
Ｓ７０３では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ７０４ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。
【００２８】
Ｓ７０５ではＳ７０４で取得したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ７０７へ、そうでなければＳ７０６へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００２９】
Ｓ７０６ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ７０７ではＳ７０３で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ７０８ではＳ７０４で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ７０７で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ７０９ではＳ７０８で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００３０】
前述のように構成すると、図３において説明した山登りＡＦにおいて山登りモードが完了し山登り完了フラグがＴＲＵＥとなり監視モードを行っている時、つまりピントが合っている状態で撮影開始指示がなされると図７で説明したように本露光用のＡＦにおいて何もせずにＡＦ処理を終了する。つまり、撮影開始指示がなされる前に山登りＡＦが完了していればその時点ですでにピントが合っているので、撮影開始指示がなされた時には改めてピントを合わせ直す必要がないので本露光用ＡＦでは何も行わない。こうすることで撮影開始指示がなされた後、実際に撮影されるまでのタイムラグを短くすることができる。
【００３１】
一方、山登りＡＦにおいて山登りモードが完了していなくて、山登り完了フラグがＦＡＬＳＥとなっている時に撮影開始指示がなされた時は、本露光用のＡＦにおいてスキャン動作によりピントピーク位置を検出するＡＦ処理を行う。つまり、撮影開始指示がなされた時にまだ山登りＡＦが完了していなければ、その時点でピントはまだ合っていないので本露光用のＡＦ処理においてスキャン動作を行うことによりピントを合わせる。こうすることで被写体に確実に合焦することができる。
【００３２】
前述の図７の説明において、スキャン開始位置をフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置としたが、これを無限端に設定してもよい。同様にスキャン終了位置をフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置としたがこれを至近端に設定しても良い。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、撮影開始指示に先立って行われる山登りＡＦの完了状態に応じて、撮影開始指示がなされた後の本露光用ＡＦにおけるスキャン動作の実行の可否を判定するので、その時々の状況に応じて合焦時間短縮や合焦精度向上を図ることができる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
前述の説明では、撮影開始指示に先立って行われる山登りＡＦの完了状態に応じて、撮影開始指示がなされた後の本露光用ＡＦにおいてスキャン動作の実行の可否を判定していたが、撮影開始指示がなされた時点での合焦度に応じてスキャン動作実行の可否を判定しても良い。このように構成した場合の動作を以下に説明する。
【００３５】
図８は、第１の実施形態の図６におけるＳ６０２の本露光用ＡＦ動作を説明するフローチャートである図７を置き換えたものである。
まずＳ８０１では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ８０２ではＳ８０１で取得した焦点評価値が合焦閾値より大きいか判定し、大きければ本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ８０３に進む。
【００３６】
次に、Ｓ８０３ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００３７】
Ｓ８０４では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ８０５ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ８０６ではＳ８０５で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ８０８へ、そうでなければＳ８０７へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００３８】
Ｓ８０７ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ８０８ではＳ８０４で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出する。Ｓ８０９ではＳ８０５で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ８０８で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出する。Ｓ８１０ではＳ８０９で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００３９】
前述のように構成すると、撮影開始指示がなされＡＦ処理が開始されると、まず現在のフォーカスレンズ１０１の位置における焦点評価値を取得する。この位置で取得した焦点評価値が合焦閾値より大きければ現在のフォーカスレンズ１０１の位置はピントが十分合っている位置であると判定し、スキャン動作によるピントピーク検出を行わずにＡＦ処理を終了する。
【００４０】
一方、取得した焦点評価値が合焦閾値以下ならば現在のフォーカスレンズ１０１の位置はピントが十分合っている位置ではないと判定し、スキャン動作によるピントピーク検出を行う。
【００４１】
このように撮影開始指示がなされた時点のフォーカスレンズ１０１の位置における焦点評価値の状態に応じて、撮影開始指示がなされた後の本露光用ＡＦにおけるスキャン動作の実行の可否を判定するので、山登りＡＦが完了した後に被写体が動いたりカメラをパンニングするなどして合焦状態が変わった直後に撮影開始指示がなされても、正確な焦点検出を行うことができる。また山登りＡＦが完了していなくても、撮影開始指示がなされた時点で十分な合焦状態になっている場合は、撮影までのタイムラグを短縮することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
＜第３の実施形態＞
前述の第２の実施形態の説明では、本露光用ＡＦ処理において、まず本露光用ＡＦが開始された時のフォーカスレンズ１０１の位置、つまり山登りＡＦにおける合焦点に対応するフォーカスレンズ１０１の位置での焦点評価値を取得し、これが合焦閾値よりも大きければその位置でピントが合っていると判定し、スキャンＡＦを行わずにＡＦ処理を終了するよう構成していた。また、焦点評価値が合焦閾値以下の時はその位置でピントは合っていないと判定しスキャンＡＦを行うよう構成していた。これを絞りを絞ることによって焦点深度を深くし、ピント位置が被写体の本来のピント位置からずれていてもボケを実用上問題のないようにしても良い。このように構成した場合の動作を以下に説明する。
【００４３】
図９及び図１０は、第１の実施形態の図６におけるＳ６０２の本露光用ＡＦ動作を説明するフローチャートである図７を置き換えたものである。
まずＳ９０１では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ９０２ではＳ９０１で取得した焦点評価値が合焦閾値より大きいか判定し、大きければ本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ９０３に進む。
【００４４】
Ｓ９０３では、Ｓ９０１で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値が合焦度判定値▲１▼より大きいかどうか判定し、大きければＳ９０４へ進み、そうでなければＳ９０６へ進む。Ｓ９０４では絞りを現在の設定より１段絞る。Ｓ９０５ではシャッタースピードを現在の設定より１段遅くする。Ｓ９０４において絞りを１段絞って暗くなった分をＳ９０５においてシャッタースピードを１段遅くして明るくするので、結果的に明るさの変化は相殺され元の露光量と同じになる。
【００４５】
次のＳ９０６ではＳ９０１で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値が合焦度判定値▲２▼より大きいかどうか判定し、大きければＳ９０７へ進み、そうでなければＳ９０９へ進む。Ｓ９０７では絞りを現在の設定より２段絞る。Ｓ９０８ではシャッタースピードを現在の設定より２段遅くする。Ｓ９０４、Ｓ９０５での説明と同様に、こうすることで明るさの変化を相殺することができる。ここで合焦度判定値▲１▼、▲２▼の関係は
合焦度判定値▲１▼＞合焦度判定値▲２▼
となっている。これら合焦度判定値については後述する。
【００４６】
次にＳ９０９ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００４７】
Ｓ９１０では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ９１１ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。
【００４８】
Ｓ９１２ではＳ９１１で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ９１４へ、そうでなければＳ９１３へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００４９】
Ｓ９１３ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ９１４ではＳ９１０で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出する。Ｓ９１５ではＳ９１１で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ９１４で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出する。Ｓ９１６ではＳ９１５で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００５０】
次に図９の説明における合焦度判定値について図１１を使って説明する。図１１は、横軸がフォーカスレンズ１０１の位置、縦軸が焦点評価値となっている。この図の曲線は、ある距離の被写体に対してフォーカスレンズ１０１を無限端から至近端まで動かしながら焦点評価値を取得していったものをグラフ化したものである。
【００５１】
この場合、本来のピント位置は図の合焦位置と書かれた山の頂上に相当するフォーカスレンズ１０１の位置である。このピント位置に対して現在設定されている絞り値に応じて焦点深度が決まる。図１０の現絞り値深度がそれである。ここでは焦点深度をフォーカスレンズ１０１の位置に置き換えている。この現絞り値深度によって決まる、実用上のボケに問題のないフォーカスレンズ１０１の位置に対応する焦点評価値を図９のＳ９０２で使った合焦閾値とする。つまり焦点評価値がこの合焦閾値よりも大きければ本来のピント位置からずれていたとしても焦点深度内であり、被写体のボケ量が実用上問題のないものとなる。なお、図１１の曲線は絞り値やズーム位置によって変わるので予め絞り値やズーム位置に応じて合焦閾値を複数用意し、その時に設定されている絞り値やズーム位置に応じて用意された値を使うようにする。
【００５２】
撮影開始指示がなされて本露光用のＡＦ処理が開始されると、図９のＳ９０１、Ｓ９０２のように現在のフォーカスレンズ１０１の位置における焦点評価値を取得し、これが合焦閾値より大きいか判定する。つまり本露光用ＡＦを開始した時点でのフォーカスレンズ１０１の位置での被写体のボケ量が実用上問題のないものかどうかを判定する。ここで取得した焦点評価値が合焦閾値より大きければ被写体のボケ量が実用上問題ないので本露光用ＡＦ処理を終了する。取得した焦点評価値が合焦閾値以下なら絞りを絞って焦点深度を現在の状態より深くして、被写体のボケ量を実用上問題のないものにする。
【００５３】
図９のＳ９０２で取得した焦点評価値が合焦閾値以下と判定された場合、焦点評価値に応じて絞りをどの程度絞るかを決める。図９ではこの判定に合焦度判定値▲１▼及び合焦度判定値▲２▼の２種類の判定値を用いている。この時、現在の絞り値から１段絞った場合に焦点深度が深くなった分をフォーカスレンズ１０１の位置に換算し、図１１の曲線から換算したフォーカスレンズ１０１の位置に対応する焦点評価値を求め、これを合焦度判定値▲１▼とする。同様に現在の絞り値から２段絞った場合を合焦度判定値▲２▼とする。
【００５４】
図９のＳ９０３において、このように設定した合焦度判定値▲１▼と図９のＳ９０１で取得した焦点評価値とを比較し、焦点評価値が合焦度判定値▲１▼より大きければ、ピントのずれ量は、絞りを現在の設定よりも１段絞れば実用上問題がなくなると判定し、絞りを１段絞る。同様にＳ９０６において合焦度判定値▲２▼と焦点評価値とを比較し、焦点評価値が合焦度判定値▲２▼より大きければ、ピントのずれ量は、絞りを現在の設定よりも２段絞れば実用上問題がなくなると判定し、絞りを２段絞る。焦点評価値が合焦度判定値▲２▼以下の時はスキャンＡＦを行って合焦位置の検出をやり直す。
【００５５】
このように本露光用ＡＦ処理において、焦点評価値と合焦度判定値とを比較し、その結果に応じて絞りを絞ってボケ量を実用上問題ないものとし、スキャンＡＦをすることなくＡＦ処理を終了するように構成したので、撮影開始指示がなされた後のタイムラグを短くすることができる。
【００５６】
また、図９の説明において絞りを絞って暗くなった分を、シャッタースピードを遅くすることによって相殺していたが、これをゲインコントロールによって映像信号を増幅することによって相殺しても良い。さらにシャッタースピードとゲインコントロールを組み合わせても良い。
【００５７】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
＜第４の実施形態＞
前述の説明では撮影開始指示により本露光用ＡＦを行っていたが、撮影開始指示が撮影準備指示と本露光指示との２段階になっている場合、これらの指示に基づいて本露光用ＡＦを行うように構成した場合の動作を以下に説明する。
【００５８】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
１０１は後述する撮像素子上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズ、１０２はフォーカスレンズ１０１の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１０３はフォーカスレンズ１０１を駆動するモータ、１０４はモータ１０３に駆動信号を入力してフォーカスレンズ１０１を動かすフォーカスレンズ駆動回路、１０５は絞り及びシャッタなどの光量制御部材、１０６は絞り・シャッタ１０５を駆動するモータ、１０７はモータ１０６に駆動信号を入力して絞り・シャッタ１０５を動かす絞り・シャッタ駆動回路、１０８は撮影レンズの焦点距離を変更するズームレンズ、１０９はズームレンズ１０８の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１１０はズームレンズ１０８を駆動するモータ、１１１はモータ１１０に駆動信号を入力してズームレンズ１０８を動かすズームレンズ駆動回路、１１２は被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子、１１３は撮像素子１１２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１１４は撮像素子１１２やＡ／Ｄ変換器１１３を動作させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以下、ＴＧと称す）、１１５はＡ／Ｄ変換器１１３から入力された画像データに所定の処理を施す画像処理プロセッサ、１１６は画像処理プロセッサ１１５で処理された画像データを一時的に記憶するバッファメモリ、１１７は後述する記録媒体との接続のためのインタフェース、１１８はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体、１１９は撮影シーケンスなどシステムを制御するためのマイクロコントローラ（以下、ＣＰＵと称す）、１２０はズーム動作の開始および停止を指示する信号をＣＰＵに入力するズームＳＷ、１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はカメラの動作モードを設定するモードスイッチ、１２４はＣＰＵ１１９で実行されるプログラムが記憶されているプログラムメモリ、１２５はＣＰＵ１１９がプログラムメモリ１２４に記憶されているプログラムに従って処理を行う際に必要な各種データを書き込み及び読み出しするワークメモリ、１２６はカメラの動作状態や各種警告表示を行う操作表示部、１２７は画像を表示する電子ビューファインダ（以下、ＥＶＦと称す）、１２８はユーザの操作によりＡＦやＡＥ等の本撮影処理の前段における撮影準備処理の開始指示を発生させるスイッチ（以下、ＳＷ１と称す）、１２９は撮影準備指示スイッチ１２８から撮影準備開始の指示が発生した後、ユーザの操作により露光及び記録動作等の撮影処理の開始指示を発生させる本露光指示スイッチ（以下、ＳＷ２と称す）である。
【００５９】
図１３は、第１の実施形態において説明した図２のフローチャートを置き換えたものである。
まずＳ１２０１では撮影準備を指示するＳＷ１の状態を判定し、ＯＮならばＳ１２０６へ、そうでなければＳ１２０２へ進む。Ｓ１２０２では絞り１０５やシャッタースピードを制御してＥＶＦ１２７に表示される画像の明るさが適正になるようＡＥ動作を行う。Ｓ１２０３では光源の色温度によらずＥＶＦ１２７に表示される画像が適切な色バランスになるようオートホワイトバランス（ＡＷＢ）動作を行う。Ｓ１２０４では山登りＡＦ動作を行う。この山登りＡＦは第１の実施形態において図３、図４、図５を使って説明したものと同じである。Ｓ１２０５では撮像素子１１２から読み出した画像信号に所定の処理を施してＥＶＦ１２７へ表示する。Ｓ１２０６では撮影処理を行う。この撮影処理は後述する図１７を用いて説明する。
【００６０】
図１４は、後述する図１７のＳ１７０２の本露光用ＡＦ動作を説明するフローチャートである。
まずＳ１３０１では本露光を指示するＳＷ２の状態を判定し、ＯＮならば本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ１３０２へ進む。次にＳ１３０２ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００６１】
Ｓ１３０３では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ１３０４ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ１３０５ではＳ１３０４で取得したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ１３０７へ、そうでなければＳ１３０６へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００６２】
Ｓ１３０６ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ１３０７ではＳ１３０３で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出する。Ｓ１３０８ではＳ１３０４で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ１３０７で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出する。Ｓ１３０９ではＳ１３０８で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００６３】
図１７は、図１３におけるＳ１２０６の撮影処理を説明するフローチャートである。
Ｓ１７０１では本露光用ＡＥ動作を行う。Ｓ１７０２では図１４を使って説明した手順に従って本露光用ＡＦ動作を行う。Ｓ１７０３ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればＳ１７０５へ、そうでなければＳ１７０４へ進む。
Ｓ１７０５では撮像素子１１２への露光を行う。Ｓ１７０６では撮像素子１１２に蓄積されたデータを読み出す。Ｓ１７０７ではＡ／Ｄ変換器１１３を使って撮像素子１１２から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ｓ１７０８では画像処理プロセッサ１１５を使ってＡ／Ｄ変換器１１３から出力されるデジタル信号に各種画像処理を施す。Ｓ１７０９ではＳ１７０８で処理した画像をＪＰＥＧなどのフォーマットにしたがって圧縮する。Ｓ１７１０ではＳ１７０９で圧縮したデータを記録媒体インタフェース１１７を介してカメラ本体に装着されたメモリカードなどの記録媒体１１８へ記録する。
【００６４】
前述のように構成すると、図１３を使って説明したように撮影準備を指示するＳＷ１がＯＮになると撮影処理に入る。撮影処理では後述する図１７で説明する処理を行う。この処理の中で本露光用ＡＦ処理に入ると、まず本露光を指示するＳＷ２の状態を判定する。ここでＳＷ２がＯＮになっていれば本露光用ＡＦ処理を終了する。つまり第１の実施形態の図４で説明した山登りモードにおけるピント位置のまま撮影を行う。一方、ＳＷ２がＯＮでなければスキャンＡＦ動作を行う。つまり第１の実施形態の図４の山登りモードにおけるピント位置からさらにスキャンＡＦをやり直して、確実にピントを合わせる。
【００６５】
こうすることによって、撮影処理を行う際に本露光用ＡＦ処理に先立ってＳＷ２の状態を判定するので、すばやく撮影を行おうとしてＳＷ１とＳＷ２をほぼ同時にＯＮした場合には本露光用ＡＦ処理においてスキャンＡＦをしないのですばやく撮影を行うことができる。一方、確実にピントを合わせてから撮影を行おうとしてＳＷ１だけをＯＮした場合には本露光用ＡＦ処理においてスキャンＡＦを行うので、山登りモードでのピント位置から被写体が動いてしまっているような場合でも確実にピントを合わせて撮影を行うことができる。
【００６６】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、山登りＡＦが完了していれば本露光用ＡＦでのスキャン動作を行わないようにしたので撮影開始指示がなされた後すばやく撮影を行うことができる。また山登りＡＦが完了していなければ本露光用ＡＦでのスキャン動作を行うようにしたので山登りＡＦ動作中に撮影開始指示がなされた場合でも確実にピントを合わせることができる。
【００６７】
また、本露光用ＡＦの開始に伴い焦点評価値をチェックするようにしたので、撮影開始指示がなされた時にピントが合った状態であればすばやく撮影できる。またピントが合っていない状態であれば、スキャンＡＦを行うので確実にピントを合わせた後に撮影を行うことができる。
【００６８】
また、本露光用ＡＦにおいて合焦度に応じて絞りを絞るようにしたので、被写体のボケ量を実用上問題のないものとしてすばやく撮影を行うことができる。また絞るだけではボケ量が実用上問題のないものとならない時はスキャンＡＦを行うようにしたので、確実にピントを合わせて撮影を行うことができる。
【００６９】
さらに、撮影開始指示が撮影準備指示と本露光指示とに分かれている場合、本露光用ＡＦにおいて本露光指示がなされていれば、本露光用ＡＦでのスキャン動作を行わないようにしたので撮影開始指示がなされた後すばやく撮影を行うことができる。また本露光指示がなされていなければ、本露光用ＡＦでのスキャン動作を行うようにしたので確実にピントを合わせることができる。
【００７０】
＜その他の実施形態＞
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、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）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００７１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることが出来る。
【００７３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、撮影処理を行う際に焦点調節に先立って撮影開始指示手段の状態を検出するので、すばやく撮影を行おうとして撮影準備指示手段と撮影開始指示手段をほぼ同時にＯＮした場合には焦点調節においてスキャンＡＦをしないのですばやく撮影を行うことができる。一方、確実にピントを合わせてから撮影を行おうとして撮影準備指示手段だけをＯＮした場合には焦点調整においてスキャンＡＦを行うので、例えば山登りモードでのピント位置から被写体が動いてしまっているような場合でも確実にピントを合わせて撮影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〜第３の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１〜第３の実施形態に係る電子カメラの動作の流れを示したフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２０４における山登りＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ３０２の山登りモードの動作を示したフローチャートである。
【図５】図３のステップＳ３０３の監視モードの動作を示したフローチャートである。
【図６】図２のステップＳ２０６の撮影処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る合焦度判定値を説明するためのグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラの動作を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図１５】撮影画面上における測距エリアを示した図である。
【図１６】レンズ位置と焦点評価値との関係を示したグラフである。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラによる図２のステップＳ２０６の撮影処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ フォーカスレンズ
１０２、１０９ フォトインタラプタ
１０３ フォーカスレンズ駆動用モータ
１０４ フォーカスレンズ駆動回路
１０５ 光量制御部材
１０６ 絞り・シャッタ駆動用モータ
１０７ 絞り・シャッタ駆動回路
１０８ ズームレンズ
１１０ ズームレンズ駆動用モータ
１１１ ズームレンズ駆動回路
１１２ 撮像素子
１１３ Ａ／Ｄ変換器
１１４ タイミング信号発生回路
１１５ 画像処理プロセッサ
１１６ バッファメモリ
１１７ インタフェース
１１８ 記録媒体
１１９ マイクロコントローラ
１２０ ズームＳＷ
１２１ 撮影開始指示スイッチ
１２２ メインスイッチ
１２３ モードスイッチ
１２４ プログラムメモリ
１２５ ワークメモリ
１２６ 操作表示部
１２７ 電子ビューファインダ
１２８ ＳＷ１
１２９ ＳＷ２
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像の撮影処理のための焦点調整を自動的に実行可能とする自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子スチルカメラやビデオカメラなどではＣＣＤなどの撮像素子から得られる輝度信号の高域成分が最大になるレンズ位置を合焦位置とする方式において、撮像素子から得られる輝度信号の高域成分（以下、焦点評価値と称す）が増加する方向にレンズを動かし、焦点評価値が最大になる位置を合焦位置とする山登り方式や、測距範囲の全域にわたりレンズを駆動しながら焦点評価値を記憶していき、記憶した値の最大値に相当するレンズ位置を合焦位置とする方式が知られている。これらの方式では通常、図１５のように撮影画面に対して中央部分を測距エリアとし、この範囲内の被写体に対して焦点評価値が最大になるレンズ位置を合焦位置としている。このようにして得られたレンズ位置と焦点評価値の関係は図１６のような山の形になる。
【０００３】
一方、電子スチルカメラやビデオカメラで静止画を撮影する際、電子ビューファインダ上の画像を前記山登り方式のＡＦで常に合焦状態としておき、本撮影前に山登りＡＦでのピーク位置の前後をスキャンし直して最終的な合焦位置を得る方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように、本撮影前に常にスキャンをして最終的な合焦位置を得るように制御すると、撮影準備に要する時間が長くなってしまう。また山登りＡＦで一度合焦状態としているにもかかわらず、本撮影前のスキャンを行うことは無駄である。一方、本撮影前のスキャンを常に行わないと、例えばカメラをパンニングした直後などで山登りＡＦが完了していないうちに撮影準備状態となった場合、ピントがまだ合っていないにもかかわらず撮影に移行してしまうという矛盾が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、無駄な焦点調整処理を省略し、撮影準備に要する時間を短縮させることを可能とする自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、十分な合焦状態を得ていないまま撮影が行われることを回避可能とする自動合焦装置、その制御方法、プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動合焦装置は、被写体像を撮影する撮影手段と、前記被写体像の撮影のための焦点調節の開始指示を発生させる撮影準備指示手段と、前記撮影手段による前記被写体像の撮影開始指示を発生させる撮影開始指示手段と、前記撮影準備指示手段による撮影準備開始指示の発生時点の前後双方において前記被写体像の撮影のための焦点調整を制御可能な制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮影準備開始指示の発生前においても焦点調整の制御を行うとともに、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に撮影のための焦点調節の開始に先立って前記撮影開始指示手段の状態を検出することによって、第１のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行い、前記第１のタイミングより短い第２のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行わないことを特徴とする。
本発明の自動合焦装置の制御方法は、被写体像を撮影する撮影手段と、前記被写体像の撮影のための焦点調節の開始指示を発生させる撮影準備指示手段と、前記撮影手段による前記被写体像の撮影開始指示を発生させる撮影開始指示手段とを有し、前記撮影準備指示手段による撮影準備開始指示の発生時点の前後双方において前記被写体像の撮影のための焦点調整を制御可能な自動合焦装置の制御方法であって、前記撮影準備開始指示の発生前においても焦点調整の制御を行うとともに、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に撮影のための焦点調節の開始に先立って前記撮影開始指示手段の状態を検出することによって、第１のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行い、前記第１のタイミングより短い第２のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行わないことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態並びに後述する第２及び第３の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
１０１は後述する撮像素子上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズ、１０２はフォーカスレンズ１０１の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１０３はフォーカスレンズ１０１を駆動するモータ、１０４はモータ１０３に駆動信号を入力してフォーカスレンズ１０１を動かすフォーカスレンズ駆動回路、１０５は絞り及びシャッタなどの光量制御部材、１０６は絞り・シャッタ１０５を駆動するモータ、１０７はモータ１０６に駆動信号を入力して絞り・シャッタ１０５を動かす絞り・シャッタ駆動回路、１０８は撮影レンズの焦点距離を変更するズームレンズ、１０９はズームレンズ１０８の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１１０はズームレンズ１０８を駆動するモータ、１１１はモータ１１０に駆動信号を入力してズームレンズ１０８を動かすズームレンズ駆動回路、１１２は被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子、１１３は撮像素子１１２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１１４は撮像素子１１２やＡ／Ｄ変換器１１３を動作させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以降ＴＧとする）、１１５はＡ／Ｄ変換器１１３から入力された画像データに所定の処理を施す画像処理プロセッサ、１１６は画像処理プロセッサ１１５で処理された画像データを一時的に記憶するバッファメモリ、１１７は後述する記録媒体との接続のためのインタフェース、１１８はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体、１１９は撮影シーケンスなどシステムを制御するためのマイクロコントローラ（以下、ＣＰＵと称す）、１２０はズーム動作の開始および停止を指示する信号をＣＰＵに入力するズームＳＷ、１２１はユーザの操作により撮影開始指示を発生させる撮影開始指示スイッチ、１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はカメラの動作モードを設定するモードスイッチ、１２４はＣＰＵ１１９で実行されるプログラムが記憶されているプログラムメモリ、１２５はＣＰＵ１１９がプログラムメモリ１２４に記憶されているプログラムに従って処理を行う際に必要な各種データを書き込み及び読み出しするワークメモリ、１２６はカメラの動作状態や各種警告表示を行う操作表示部、１２７は画像を表示する電子ビューファインダ（以下、ＥＶＦと称す）である。
【００１５】
次に、図２のフローチャートを使って本実施形態に係る電子カメラの動作について説明する。
まずＳ２０１では撮影開始指示スイッチの状態を判定し、撮影開始指示がなされていればＳ２０６へ、そうでなければＳ２０２へ進む。Ｓ２０２では絞り１０５やシャッタースピードを制御してＥＶＦ１２７に表示される画像の明るさが適正になるようＡＥ動作を行う。Ｓ２０３では光源の色温度によらずＥＶＦ１２７に表示される画像が適切な色バランスになるようオートホワイトバランス（ＡＷＢ）動作を行う。Ｓ２０４では後述する手順に従って山登りＡＦ動作を行う。Ｓ２０５では撮像素子１１２から読み出した画像信号に所定の処理を施してＥＶＦ１２７へ表示する。Ｓ２０６では後述する手順に従って撮影処理を行う。
【００１６】
図３は、図２のＳ２０４での山登りＡＦ動作を示したフローチャートである。まずＳ３０１では山登り完了フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればＳ３０３へ、そうでなければＳ３０２へ進む。この山登り完了フラグは図示しない初期化動作においてあらかじめＦＡＬＳＥに設定されているものとする。Ｓ３０２では後述する山登りモードでＡＦ動作を行う。Ｓ３０３では後述する監視モードでＡＦ動作を行う。
【００１７】
図４は、図３のＳ３０２の山登りモードの動作を表すフローチャートである。まずＳ４０１では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。
【００１８】
Ｓ４０２ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０３では取得カウンタに１を加える。この取得カウンタは図示しない初期化動作においてあらかじめ０に設定されているものとする。Ｓ４０４では取得カウンタの値が１かどうか調べ、１ならばＳ４０６へ、そうでなければＳ４０５へ進む。
【００１９】
Ｓ４０５では、Ｓ４０１で取得した今回の焦点評価値を後述するＳ４０８においてワークメモリ１２５に記憶した前回の焦点評価値と比較し、今回の焦点評価値の方が大きければＳ４０６へ、そうでなければＳ４１３へ進む。Ｓ４０６ではＳ４０１で取得した今回の値を焦点評価値の最大値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０７ではフォーカスレンズ１０１の現在の位置を焦点評価値のピーク位置としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０８ではＳ４０１で取得した今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ４０９ではフォーカスレンズ１０１の現在位置が測距範囲の端にあるかどうか調べ、端にあればＳ４１０へ、そうでなければＳ４１２へ進む。Ｓ４１０ではフォーカスレンズ１０１の移動方向を反転する。Ｓ４１１では取得カウンタを０とする。Ｓ４１２ではフォーカスレンズ１０１を所定量移動する。
【００２０】
Ｓ４１３ではＳ４０６でワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の最大値とＳ４０１で取得した今回の評価値との差分を算出し、その結果が所定量より大きいかどうか調べ、大きければＳ４１４へ進み、そうでなければＳ４０８へ進む。焦点評価値の最大値と今回の評価値との差分が所定量より大きければ、すなわち最大値から所定量減少していればその最大値をピントのピーク位置での値とみなす。Ｓ４１４ではフォーカスレンズ１０１をＳ４０７でワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値のピーク位置へ移動する。Ｓ４１５では山登り完了フラグをＴＲＵＥとする。Ｓ４１６では取得カウンタを０とする。
【００２１】
図５は、図３のＳ３０３の監視モードの動作を表すフローチャートである。この監視モードではフォーカスレンズ１０１を動かさずに焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値が変化したら山登りを再開するよう構成したものである。
【００２２】
まずＳ５０１ではピーク位置とされたレンズ位置にフォーカスレンズ１０１を固定したまま、撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。次にＳ５０２では初期値取得フラグがＴＲＵＥか否か調べ、ＴＲＵＥならばＳ５０３へ、そうでなければＳ５０９へ進む。この初期値取得フラグは図示しない初期化動作において予めＦＡＬＳＥに設定されているものとする。Ｓ５０３では、Ｓ５０１で取得した今回の焦点評価値と後述するＳ５０９でワークメモリ１２５に記憶した前回の焦点評価値との差の絶対値が所定量より大きいか否かを調べ、大きければＳ５０４へ、そうでなければＳ５０８へ進む。
【００２３】
Ｓ５０４では、変化カウンタに１を加える。この変化カウンタは、図示しない初期化動作においてあらかじめ０に設定されているものとする。Ｓ５０５では、変化カウンタが所定量より大きいか否かを調べ、大きければＳ５０６へ、そうでなければ今回の処理を終え、監視モードの次回の処理に備える。
【００２４】
Ｓ５０６では、山登り完了フラグをＦＡＬＳＥにする。すなわち、焦点評価値が所定期間に所定量よりも大きく変動するとともに、そうした変動が所定回数に亘って発生したので、山登りモードのＡＦ動作によって以前に得られていたピーク位置は信頼できないものになってしまっていると判断し、山登りモードのＡＦ動作を改めて再開するべく、山登り完了フラグをＦＡＬＳＥに設定する。Ｓ５０７では初期値取得フラグをＦＡＬＳＥにする。Ｓ５０８では変化カウンタを０にする。Ｓ５０９では、今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ５１０では、初期値取得フラグをＴＲＵＥにする。
【００２５】
図６は、図２におけるＳ２０６の撮影処理を説明するフローチャートである。Ｓ６０１では本露光用ＡＥ動作を行う。Ｓ６０２では後述する手順に従って本露光用ＡＦ動作を行う。Ｓ６０３では撮像素子１１２への露光を行う。Ｓ６０４では撮像素子１１２に蓄積されたデータを読み出す。Ｓ６０５ではＡ／Ｄ変換器１１３を使って撮像素子１１２から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ｓ６０６では画像処理プロセッサ１１５を使ってＡ／Ｄ変換器１１３から出力されるデジタル信号に各種画像処理を施す。Ｓ６０７ではＳ６０６で処理した画像をＪＰＥＧなどのフォーマットにしたがって圧縮する。Ｓ６０８ではＳ６０７で圧縮したデータを記録媒体インタフェース１１７を介してカメラ本体に装着されたメモリカードなどの記録媒体１１８へ記録する。
【００２６】
図７は図６のＳ６０２における本露光用のＡＦ動作を説明するフローチャートである。
まずＳ７０１では山登り完了フラグがＴＲＵＥかどうか調べ、ＴＲＵＥならば本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ７０２へ進む。この山登り完了フラグは図４のＳ４１５や図５のＳ５０６で設定したものである。次にＳ７０２ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００２７】
Ｓ７０３では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ７０４ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。
【００２８】
Ｓ７０５ではＳ７０４で取得したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ７０７へ、そうでなければＳ７０６へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００２９】
Ｓ７０６ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ７０７ではＳ７０３で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ７０８ではＳ７０４で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ７０７で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ７０９ではＳ７０８で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００３０】
前述のように構成すると、図３において説明した山登りＡＦにおいて山登りモードが完了し山登り完了フラグがＴＲＵＥとなり監視モードを行っている時、つまりピントが合っている状態で撮影開始指示がなされると図７で説明したように本露光用のＡＦにおいて何もせずにＡＦ処理を終了する。つまり、撮影開始指示がなされる前に山登りＡＦが完了していればその時点ですでにピントが合っているので、撮影開始指示がなされた時には改めてピントを合わせ直す必要がないので本露光用ＡＦでは何も行わない。こうすることで撮影開始指示がなされた後、実際に撮影されるまでのタイムラグを短くすることができる。
【００３１】
一方、山登りＡＦにおいて山登りモードが完了していなくて、山登り完了フラグがＦＡＬＳＥとなっている時に撮影開始指示がなされた時は、本露光用のＡＦにおいてスキャン動作によりピントピーク位置を検出するＡＦ処理を行う。つまり、撮影開始指示がなされた時にまだ山登りＡＦが完了していなければ、その時点でピントはまだ合っていないので本露光用のＡＦ処理においてスキャン動作を行うことによりピントを合わせる。こうすることで被写体に確実に合焦することができる。
【００３２】
前述の図７の説明において、スキャン開始位置をフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置としたが、これを無限端に設定してもよい。同様にスキャン終了位置をフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置としたがこれを至近端に設定しても良い。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、撮影開始指示に先立って行われる山登りＡＦの完了状態に応じて、撮影開始指示がなされた後の本露光用ＡＦにおけるスキャン動作の実行の可否を判定するので、その時々の状況に応じて合焦時間短縮や合焦精度向上を図ることができる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
前述の説明では、撮影開始指示に先立って行われる山登りＡＦの完了状態に応じて、撮影開始指示がなされた後の本露光用ＡＦにおいてスキャン動作の実行の可否を判定していたが、撮影開始指示がなされた時点での合焦度に応じてスキャン動作実行の可否を判定しても良い。このように構成した場合の動作を以下に説明する。
【００３５】
図８は、第１の実施形態の図６におけるＳ６０２の本露光用ＡＦ動作を説明するフローチャートである図７を置き換えたものである。
まずＳ８０１では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ８０２ではＳ８０１で取得した焦点評価値が合焦閾値より大きいか判定し、大きければ本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ８０３に進む。
【００３６】
次に、Ｓ８０３ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００３７】
Ｓ８０４では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ８０５ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ８０６ではＳ８０５で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ８０８へ、そうでなければＳ８０７へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００３８】
Ｓ８０７ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ８０８ではＳ８０４で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出する。Ｓ８０９ではＳ８０５で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ８０８で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出する。Ｓ８１０ではＳ８０９で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００３９】
前述のように構成すると、撮影開始指示がなされＡＦ処理が開始されると、まず現在のフォーカスレンズ１０１の位置における焦点評価値を取得する。この位置で取得した焦点評価値が合焦閾値より大きければ現在のフォーカスレンズ１０１の位置はピントが十分合っている位置であると判定し、スキャン動作によるピントピーク検出を行わずにＡＦ処理を終了する。
【００４０】
一方、取得した焦点評価値が合焦閾値以下ならば現在のフォーカスレンズ１０１の位置はピントが十分合っている位置ではないと判定し、スキャン動作によるピントピーク検出を行う。
【００４１】
このように撮影開始指示がなされた時点のフォーカスレンズ１０１の位置における焦点評価値の状態に応じて、撮影開始指示がなされた後の本露光用ＡＦにおけるスキャン動作の実行の可否を判定するので、山登りＡＦが完了した後に被写体が動いたりカメラをパンニングするなどして合焦状態が変わった直後に撮影開始指示がなされても、正確な焦点検出を行うことができる。また山登りＡＦが完了していなくても、撮影開始指示がなされた時点で十分な合焦状態になっている場合は、撮影までのタイムラグを短縮することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
＜第３の実施形態＞
前述の第２の実施形態の説明では、本露光用ＡＦ処理において、まず本露光用ＡＦが開始された時のフォーカスレンズ１０１の位置、つまり山登りＡＦにおける合焦点に対応するフォーカスレンズ１０１の位置での焦点評価値を取得し、これが合焦閾値よりも大きければその位置でピントが合っていると判定し、スキャンＡＦを行わずにＡＦ処理を終了するよう構成していた。また、焦点評価値が合焦閾値以下の時はその位置でピントは合っていないと判定しスキャンＡＦを行うよう構成していた。これを絞りを絞ることによって焦点深度を深くし、ピント位置が被写体の本来のピント位置からずれていてもボケを実用上問題のないようにしても良い。このように構成した場合の動作を以下に説明する。
【００４３】
図９及び図１０は、第１の実施形態の図６におけるＳ６０２の本露光用ＡＦ動作を説明するフローチャートである図７を置き換えたものである。
まずＳ９０１では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ９０２ではＳ９０１で取得した焦点評価値が合焦閾値より大きいか判定し、大きければ本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ９０３に進む。
【００４４】
Ｓ９０３では、Ｓ９０１で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値が合焦度判定値▲１▼より大きいかどうか判定し、大きければＳ９０４へ進み、そうでなければＳ９０６へ進む。Ｓ９０４では絞りを現在の設定より１段絞る。Ｓ９０５ではシャッタースピードを現在の設定より１段遅くする。Ｓ９０４において絞りを１段絞って暗くなった分をＳ９０５においてシャッタースピードを１段遅くして明るくするので、結果的に明るさの変化は相殺され元の露光量と同じになる。
【００４５】
次のＳ９０６ではＳ９０１で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値が合焦度判定値▲２▼より大きいかどうか判定し、大きければＳ９０７へ進み、そうでなければＳ９０９へ進む。Ｓ９０７では絞りを現在の設定より２段絞る。Ｓ９０８ではシャッタースピードを現在の設定より２段遅くする。Ｓ９０４、Ｓ９０５での説明と同様に、こうすることで明るさの変化を相殺することができる。ここで合焦度判定値▲１▼、▲２▼の関係は
合焦度判定値▲１▼＞合焦度判定値▲２▼
となっている。これら合焦度判定値については後述する。
【００４６】
次にＳ９０９ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００４７】
Ｓ９１０では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ９１１ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。
【００４８】
Ｓ９１２ではＳ９１１で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ９１４へ、そうでなければＳ９１３へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００４９】
Ｓ９１３ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ９１４ではＳ９１０で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出する。Ｓ９１５ではＳ９１１で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ９１４で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出する。Ｓ９１６ではＳ９１５で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００５０】
次に図９の説明における合焦度判定値について図１１を使って説明する。図１１は、横軸がフォーカスレンズ１０１の位置、縦軸が焦点評価値となっている。この図の曲線は、ある距離の被写体に対してフォーカスレンズ１０１を無限端から至近端まで動かしながら焦点評価値を取得していったものをグラフ化したものである。
【００５１】
この場合、本来のピント位置は図の合焦位置と書かれた山の頂上に相当するフォーカスレンズ１０１の位置である。このピント位置に対して現在設定されている絞り値に応じて焦点深度が決まる。図１０の現絞り値深度がそれである。ここでは焦点深度をフォーカスレンズ１０１の位置に置き換えている。この現絞り値深度によって決まる、実用上のボケに問題のないフォーカスレンズ１０１の位置に対応する焦点評価値を図９のＳ９０２で使った合焦閾値とする。つまり焦点評価値がこの合焦閾値よりも大きければ本来のピント位置からずれていたとしても焦点深度内であり、被写体のボケ量が実用上問題のないものとなる。なお、図１１の曲線は絞り値やズーム位置によって変わるので予め絞り値やズーム位置に応じて合焦閾値を複数用意し、その時に設定されている絞り値やズーム位置に応じて用意された値を使うようにする。
【００５２】
撮影開始指示がなされて本露光用のＡＦ処理が開始されると、図９のＳ９０１、Ｓ９０２のように現在のフォーカスレンズ１０１の位置における焦点評価値を取得し、これが合焦閾値より大きいか判定する。つまり本露光用ＡＦを開始した時点でのフォーカスレンズ１０１の位置での被写体のボケ量が実用上問題のないものかどうかを判定する。ここで取得した焦点評価値が合焦閾値より大きければ被写体のボケ量が実用上問題ないので本露光用ＡＦ処理を終了する。取得した焦点評価値が合焦閾値以下なら絞りを絞って焦点深度を現在の状態より深くして、被写体のボケ量を実用上問題のないものにする。
【００５３】
図９のＳ９０２で取得した焦点評価値が合焦閾値以下と判定された場合、焦点評価値に応じて絞りをどの程度絞るかを決める。図９ではこの判定に合焦度判定値▲１▼及び合焦度判定値▲２▼の２種類の判定値を用いている。この時、現在の絞り値から１段絞った場合に焦点深度が深くなった分をフォーカスレンズ１０１の位置に換算し、図１１の曲線から換算したフォーカスレンズ１０１の位置に対応する焦点評価値を求め、これを合焦度判定値▲１▼とする。同様に現在の絞り値から２段絞った場合を合焦度判定値▲２▼とする。
【００５４】
図９のＳ９０３において、このように設定した合焦度判定値▲１▼と図９のＳ９０１で取得した焦点評価値とを比較し、焦点評価値が合焦度判定値▲１▼より大きければ、ピントのずれ量は、絞りを現在の設定よりも１段絞れば実用上問題がなくなると判定し、絞りを１段絞る。同様にＳ９０６において合焦度判定値▲２▼と焦点評価値とを比較し、焦点評価値が合焦度判定値▲２▼より大きければ、ピントのずれ量は、絞りを現在の設定よりも２段絞れば実用上問題がなくなると判定し、絞りを２段絞る。焦点評価値が合焦度判定値▲２▼以下の時はスキャンＡＦを行って合焦位置の検出をやり直す。
【００５５】
このように本露光用ＡＦ処理において、焦点評価値と合焦度判定値とを比較し、その結果に応じて絞りを絞ってボケ量を実用上問題ないものとし、スキャンＡＦをすることなくＡＦ処理を終了するように構成したので、撮影開始指示がなされた後のタイムラグを短くすることができる。
【００５６】
また、図９の説明において絞りを絞って暗くなった分を、シャッタースピードを遅くすることによって相殺していたが、これをゲインコントロールによって映像信号を増幅することによって相殺しても良い。さらにシャッタースピードとゲインコントロールを組み合わせても良い。
【００５７】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
＜第４の実施形態＞
前述の説明では撮影開始指示により本露光用ＡＦを行っていたが、撮影開始指示が撮影準備指示と本露光指示との２段階になっている場合、これらの指示に基づいて本露光用ＡＦを行うように構成した場合の動作を以下に説明する。
【００５８】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
１０１は後述する撮像素子上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズ、１０２はフォーカスレンズ１０１の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１０３はフォーカスレンズ１０１を駆動するモータ、１０４はモータ１０３に駆動信号を入力してフォーカスレンズ１０１を動かすフォーカスレンズ駆動回路、１０５は絞り及びシャッタなどの光量制御部材、１０６は絞り・シャッタ１０５を駆動するモータ、１０７はモータ１０６に駆動信号を入力して絞り・シャッタ１０５を動かす絞り・シャッタ駆動回路、１０８は撮影レンズの焦点距離を変更するズームレンズ、１０９はズームレンズ１０８の初期位置を検出するフォトインタラプタ、１１０はズームレンズ１０８を駆動するモータ、１１１はモータ１１０に駆動信号を入力してズームレンズ１０８を動かすズームレンズ駆動回路、１１２は被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子、１１３は撮像素子１１２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１１４は撮像素子１１２やＡ／Ｄ変換器１１３を動作させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以下、ＴＧと称す）、１１５はＡ／Ｄ変換器１１３から入力された画像データに所定の処理を施す画像処理プロセッサ、１１６は画像処理プロセッサ１１５で処理された画像データを一時的に記憶するバッファメモリ、１１７は後述する記録媒体との接続のためのインタフェース、１１８はメモリカードやハードディスクなどの記録媒体、１１９は撮影シーケンスなどシステムを制御するためのマイクロコントローラ（以下、ＣＰＵと称す）、１２０はズーム動作の開始および停止を指示する信号をＣＰＵに入力するズームＳＷ、１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はカメラの動作モードを設定するモードスイッチ、１２４はＣＰＵ１１９で実行されるプログラムが記憶されているプログラムメモリ、１２５はＣＰＵ１１９がプログラムメモリ１２４に記憶されているプログラムに従って処理を行う際に必要な各種データを書き込み及び読み出しするワークメモリ、１２６はカメラの動作状態や各種警告表示を行う操作表示部、１２７は画像を表示する電子ビューファインダ（以下、ＥＶＦと称す）、１２８はユーザの操作によりＡＦやＡＥ等の本撮影処理の前段における撮影準備処理の開始指示を発生させるスイッチ（以下、ＳＷ１と称す）、１２９は撮影準備指示スイッチ１２８から撮影準備開始の指示が発生した後、ユーザの操作により露光及び記録動作等の撮影処理の開始指示を発生させる本露光指示スイッチ（以下、ＳＷ２と称す）である。
【００５９】
図１３は、第１の実施形態において説明した図２のフローチャートを置き換えたものである。
まずＳ１２０１では撮影準備を指示するＳＷ１の状態を判定し、ＯＮならばＳ１２０６へ、そうでなければＳ１２０２へ進む。Ｓ１２０２では絞り１０５やシャッタースピードを制御してＥＶＦ１２７に表示される画像の明るさが適正になるようＡＥ動作を行う。Ｓ１２０３では光源の色温度によらずＥＶＦ１２７に表示される画像が適切な色バランスになるようオートホワイトバランス（ＡＷＢ）動作を行う。Ｓ１２０４では山登りＡＦ動作を行う。この山登りＡＦは第１の実施形態において図３、図４、図５を使って説明したものと同じである。Ｓ１２０５では撮像素子１１２から読み出した画像信号に所定の処理を施してＥＶＦ１２７へ表示する。Ｓ１２０６では撮影処理を行う。この撮影処理は後述する図１７を用いて説明する。
【００６０】
図１４は、後述する図１７のＳ１７０２の本露光用ＡＦ動作を説明するフローチャートである。
まずＳ１３０１では本露光を指示するＳＷ２の状態を判定し、ＯＮならば本露光用ＡＦ処理を終了し、そうでなければＳ１３０２へ進む。次にＳ１３０２ではスキャン開始位置へフォーカスレンズ１０１を移動する。このスキャン開始位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から無限側に所定量移動した位置であって、無限端よりも至近寄りの位置とする。
【００６１】
Ｓ１３０３では撮像素子１１２から読み出されたアナログ映像信号をＡ／Ｄ変換器１１３を使ってデジタル信号に変換し、その出力を画像処理プロセッサ１１５において輝度信号の高周波成分を抽出し、これを焦点評価値としてワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ１３０４ではフォーカスレンズ１０１の現在位置を取得しワークメモリ１２５に記憶する。Ｓ１３０５ではＳ１３０４で取得したフォーカスレンズ１０１の現在位置がスキャン終了位置と同じかどうか調べ、同じならＳ１３０７へ、そうでなければＳ１３０６へ進む。このスキャン終了位置は例えばフォーカスレンズ１０１の現在の位置、すなわち第１の実施形態の図３及び図４を使って説明した山登りＡＦにおけるピーク位置から至近側に所定量移動した位置であって、至近端よりも無限寄りの位置とする。
【００６２】
Ｓ１３０６ではフォーカスレンズ１０１をスキャン終了位置へ向かって所定量移動する。Ｓ１３０７ではＳ１３０３で取得しワークメモリ１２５に記憶した焦点評価値の中から最大のもの、つまり焦点評価値のピークを抽出する。Ｓ１３０８ではＳ１３０４で取得しワークメモリ１２５に記憶したフォーカスレンズ１０１の位置の中からＳ１３０７で抽出した焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ１０１の位置、つまりピークのレンズ位置を抽出する。Ｓ１３０９ではＳ１３０８で抽出したピーク位置にフォーカスレンズ１０１を移動する。
【００６３】
図１７は、図１３におけるＳ１２０６の撮影処理を説明するフローチャートである。
Ｓ１７０１では本露光用ＡＥ動作を行う。Ｓ１７０２では図１４を使って説明した手順に従って本露光用ＡＦ動作を行う。Ｓ１７０３ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればＳ１７０５へ、そうでなければＳ１７０４へ進む。
Ｓ１７０５では撮像素子１１２への露光を行う。Ｓ１７０６では撮像素子１１２に蓄積されたデータを読み出す。Ｓ１７０７ではＡ／Ｄ変換器１１３を使って撮像素子１１２から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ｓ１７０８では画像処理プロセッサ１１５を使ってＡ／Ｄ変換器１１３から出力されるデジタル信号に各種画像処理を施す。Ｓ１７０９ではＳ１７０８で処理した画像をＪＰＥＧなどのフォーマットにしたがって圧縮する。Ｓ１７１０ではＳ１７０９で圧縮したデータを記録媒体インタフェース１１７を介してカメラ本体に装着されたメモリカードなどの記録媒体１１８へ記録する。
【００６４】
前述のように構成すると、図１３を使って説明したように撮影準備を指示するＳＷ１がＯＮになると撮影処理に入る。撮影処理では後述する図１７で説明する処理を行う。この処理の中で本露光用ＡＦ処理に入ると、まず本露光を指示するＳＷ２の状態を判定する。ここでＳＷ２がＯＮになっていれば本露光用ＡＦ処理を終了する。つまり第１の実施形態の図４で説明した山登りモードにおけるピント位置のまま撮影を行う。一方、ＳＷ２がＯＮでなければスキャンＡＦ動作を行う。つまり第１の実施形態の図４の山登りモードにおけるピント位置からさらにスキャンＡＦをやり直して、確実にピントを合わせる。
【００６５】
こうすることによって、撮影処理を行う際に本露光用ＡＦ処理に先立ってＳＷ２の状態を判定するので、すばやく撮影を行おうとしてＳＷ１とＳＷ２をほぼ同時にＯＮした場合には本露光用ＡＦ処理においてスキャンＡＦをしないのですばやく撮影を行うことができる。一方、確実にピントを合わせてから撮影を行おうとしてＳＷ１だけをＯＮした場合には本露光用ＡＦ処理においてスキャンＡＦを行うので、山登りモードでのピント位置から被写体が動いてしまっているような場合でも確実にピントを合わせて撮影を行うことができる。
【００６６】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、山登りＡＦが完了していれば本露光用ＡＦでのスキャン動作を行わないようにしたので撮影開始指示がなされた後すばやく撮影を行うことができる。また山登りＡＦが完了していなければ本露光用ＡＦでのスキャン動作を行うようにしたので山登りＡＦ動作中に撮影開始指示がなされた場合でも確実にピントを合わせることができる。
【００６７】
また、本露光用ＡＦの開始に伴い焦点評価値をチェックするようにしたので、撮影開始指示がなされた時にピントが合った状態であればすばやく撮影できる。またピントが合っていない状態であれば、スキャンＡＦを行うので確実にピントを合わせた後に撮影を行うことができる。
【００６８】
また、本露光用ＡＦにおいて合焦度に応じて絞りを絞るようにしたので、被写体のボケ量を実用上問題のないものとしてすばやく撮影を行うことができる。また絞るだけではボケ量が実用上問題のないものとならない時はスキャンＡＦを行うようにしたので、確実にピントを合わせて撮影を行うことができる。
【００６９】
さらに、撮影開始指示が撮影準備指示と本露光指示とに分かれている場合、本露光用ＡＦにおいて本露光指示がなされていれば、本露光用ＡＦでのスキャン動作を行わないようにしたので撮影開始指示がなされた後すばやく撮影を行うことができる。また本露光指示がなされていなければ、本露光用ＡＦでのスキャン動作を行うようにしたので確実にピントを合わせることができる。
【００７０】
＜その他の実施形態＞
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、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）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００７１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることが出来る。
【００７３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、撮影処理を行う際に焦点調節に先立って撮影開始指示手段の状態を検出するので、すばやく撮影を行おうとして撮影準備指示手段と撮影開始指示手段をほぼ同時にＯＮした場合には焦点調節においてスキャンＡＦをしないのですばやく撮影を行うことができる。一方、確実にピントを合わせてから撮影を行おうとして撮影準備指示手段だけをＯＮした場合には焦点調整においてスキャンＡＦを行うので、例えば山登りモードでのピント位置から被写体が動いてしまっているような場合でも確実にピントを合わせて撮影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〜第３の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１〜第３の実施形態に係る電子カメラの動作の流れを示したフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２０４における山登りＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ３０２の山登りモードの動作を示したフローチャートである。
【図５】図３のステップＳ３０３の監視モードの動作を示したフローチャートである。
【図６】図２のステップＳ２０６の撮影処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る合焦度判定値を説明するためのグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラの構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラの動作を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラによる本露光用ＡＦ動作を示したフローチャートである。
【図１５】撮影画面上における測距エリアを示した図である。
【図１６】レンズ位置と焦点評価値との関係を示したグラフである。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る電子カメラによる図２のステップＳ２０６の撮影処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ フォーカスレンズ
１０２、１０９ フォトインタラプタ
１０３ フォーカスレンズ駆動用モータ
１０４ フォーカスレンズ駆動回路
１０５ 光量制御部材
１０６ 絞り・シャッタ駆動用モータ
１０７ 絞り・シャッタ駆動回路
１０８ ズームレンズ
１１０ ズームレンズ駆動用モータ
１１１ ズームレンズ駆動回路
１１２ 撮像素子
１１３ Ａ／Ｄ変換器
１１４ タイミング信号発生回路
１１５ 画像処理プロセッサ
１１６ バッファメモリ
１１７ インタフェース
１１８ 記録媒体
１１９ マイクロコントローラ
１２０ ズームＳＷ
１２１ 撮影開始指示スイッチ
１２２ メインスイッチ
１２３ モードスイッチ
１２４ プログラムメモリ
１２５ ワークメモリ
１２６ 操作表示部
１２７ 電子ビューファインダ
１２８ ＳＷ１
１２９ ＳＷ２
Claims (5)
- 被写体像を撮影する撮影手段と、
前記被写体像の撮影のための焦点調節の開始指示を発生させる撮影準備指示手段と、
前記撮影手段による前記被写体像の撮影開始指示を発生させる撮影開始指示手段と、
前記撮影準備指示手段による撮影準備開始指示の発生時点の前後双方において前記被写体像の撮影のための焦点調整を制御可能な制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記撮影準備開始指示の発生前においても焦点調整の制御を行うとともに、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に撮影のための焦点調節の開始に先立って前記撮影開始指示手段の状態を検出することによって、第１のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行い、前記第１のタイミングより短い第２のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行わないことを特徴とする自動合焦装置。 - 前記制御手段は、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した直後に、前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生しなかった場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後にも焦点調整の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動合焦装置。
- 被写体像を撮影する撮影手段と、前記被写体像の撮影のための焦点調節の開始指示を発生させる撮影準備指示手段と、前記撮影手段による前記被写体像の撮影開始指示を発生させる撮影開始指示手段とを有し、前記撮影準備指示手段による撮影準備開始指示の発生時点の前後双方において前記被写体像の撮影のための焦点調整を制御可能な自動合焦装置の制御方法であって、
前記撮影準備開始指示の発生前においても焦点調整の制御を行うとともに、前記撮影準備指示手段による前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に撮影のための焦点調節の開始に先立って前記撮影開始指示手段の状態を検出することによって、第１のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行い、前記第１のタイミングより短い第２のタイミングで前記撮影開始指示手段による前記被写体像の撮影開始指示が発生した場合は、前記被写体像の撮影の準備開始指示が発生した後に焦点調整の制御を行わないことを特徴とする自動合焦装置の制御方法。 - 請求項３に記載の自動合焦装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項４に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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