JP4764774B2

JP4764774B2 - 焦点調節装置を備えたカメラ

Info

Publication number: JP4764774B2
Application number: JP2006151161A
Authority: JP
Inventors: 尚人中原
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: JP2007322596A; US20070285556A1; US7565074B2

Description

本発明は、焦点調節装置、より詳細には焦点調節レンズ群を移動させながら合焦状態を検出する焦点調節装置を備えたカメラに関する。

従来の、いわゆる画像コントラスト方式の焦点調節装置は、至近端または無限遠端より他方端まで焦点調節レンズ群を移動させて焦点状態を検出している。つまり、至近合焦位置から無限遠合焦位置までサーチしてコントラストのピークが得られる合焦位置を検出している。かかるデジタルカメラは、シャッターボタンの半押しで最短撮影距離から無限遠までサーチ動作した後に、検出した合焦位置に駆動してから撮影待機状態となる（特許文献１）。

特開２０００-２５８６８１号公報

撮影者は、僅かなシャッターチャンスを逃したくなくて、シャッターボタンの半押しに続いて全押しする場合がある。しかしながら従来のデジタルカメラは、シャッターボタンが一気に全押しされても、最短撮影距離から無限遠までサーチ動作し、サーチ動作が完了して合焦位置にレンズ駆動するまでレリーズされなかった。

そこで本発明は、合焦位置をサーチするサーチ動作中にシャッターボタンが全押しされたときは、サーチ処理を短縮してレリーズタイムラグを短縮できる焦点調節装置を備えたカメラを提供することを目的とする。

かかる課題を解決する本発明は、撮影光学系によって形成された被写体像を撮影する撮像手段を備えたカメラであって、前記撮影光学系の焦点調節レンズ群を至近合焦位置から無限遠合焦位置方向に移動させながら合焦位置を検出するサーチ動作をする焦点調節装置と、前記焦点調節装置を起動させて前記サーチ動作を開始させる第１のスイッチ手段と；前記撮像手段に撮影動作をさせる第２のスイッチ手段と；前記第１と第２のスイッチ手段の操作を受けて前記焦点調節装置と撮像手段の動作を制御する制御手段と；を備え、前記制御手段は、前記第１のスイッチ手段が操作されたときに前記焦点調節装置に前記サーチ動作を開始させること、前記サーチ動作中であって前記焦点調節レンズ群が過焦点距離に達する前のタイミングで、前記第２のスイッチ手段が操作されたときには前記過焦点距離までで前記サーチ動作を終了すること、前記サーチ動作中であって前記焦点調節レンズ群が過焦点距離に達した後のタイミングで、前記第２のスイッチ手段が操作されたときには、前記サーチ動作を直ちに終了すること、前記サーチ動作により合焦位置が検出されたときはサーチ結果による合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させて前記撮像手段に撮影動作をさせること、及び前記サーチ動作により合焦位置が検出されないときは、前記焦点調節レンズ群を前記過焦点距離に移動させて前記撮像手段に撮影動作をさせること、に特徴を有する。

好ましい実施形態において、前記撮像手段は、被写体像を電気的な画像データを変換して出力し、前記焦点調節装置は、前記焦点調節レンズ群を前記至近合焦位置から無限遠合焦位置方向に移動させながら前記撮像手段から画像データを入力してその画像データに基づいて合焦位置を検出する。
前記焦点調節装置は、前記画像データからコントラストを検出して合焦位置を検出する画像コントラスト検出方式で動作する構成とする。

実際的には、前記第１のスイッチ手段および第２のスイッチ手段は、カメラボディに備えられたレリーズボタンに連動し、前記第１のスイッチ手段は該レリーズボタンの半押しでＯＮし、前記第２のスイッチ手段は該レリーズボタンの全押しでＯＮするスイッチ手段で構成される。

本発明の焦点調節装置を備えたデジタルカメラによれば、サーチ動作が終了する前に第２のスイッチ手段がオンした場合は、サーチ動作を途中で終了して合焦処理するので、第２のスイッチ手段がオンしてから撮影されるまでのタイムラグが短縮される。
しかも、近距離側では過焦点距離位置までサーチ動作を実行するので、近距離側に被写体が存在していた場合はその被写体に合焦させることが可能になり、被写体が遠距離側に存在した場合はでも遠距離側の被写体に対して合焦状態とすることができる。
サーチ動作が過焦点距離位置を超えていた場合は、それまでに存在した被写体に合焦させることができる。被写体がさらに遠距離に存在しても、その被写体に対して合焦状態とすることができる。

本発明について、図に示した実施形態を参照して詳述する。図１は、多点ＡＦ装置を備えた、いわゆるコンパクトデジタルカメラの要部構成をブロックで示す図である。

このコンパクトデジタルカメラは、焦点調節レンズ群Ｌ１を含む撮影レンズＬにより被写体像を、撮像手段としての撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）１１の受光面に形成する。焦点調節レンズ群Ｌ１は、レンズ駆動機構２３によって無限遠合焦位置（無限遠合焦位置）から至近合焦位置（至近合焦位置）の間を移動自在に支持され、レンズ駆動機構２３を駆動するＡＦモータ２５およびモータドライバ２７によりステップ駆動される。モータドライバ２７は、ＣＰＵ１５の指令によって動作する。

撮像素子１１は、所定間隔で縦横に配置された多数の画素（光電変換素子）を有し、受光した被写体像を各画素が電荷に変換し、蓄積（積分）する。露光が終了すると、蓄積した電荷を画素単位で画像信号として画像信号処理回路１３に出力する。画像信号処理回路１３は、入力した画像信号についてホワイトバランス調整等所定の調整処理、Ａ／Ｄ変換処理を施して、画素単位のデジタル映像データをＣＰＵ１５に出力する。ＣＰＵ１５は、スルーモード（モニタモード）のときは入力した画像データをＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１７で表示可能な画像信号に変換してＬＣＤ１７により表示し、撮影のときは所定フォーマットの画像データに変換して画像メモリ制御回路１９を介して画像メモリ２１に書き込む。また、ＣＰＵ１５は、画像データに基づいて、適切な露光が得られるシャッタ速度、絞り値を設定する。

このコンパクトデジタルカメラは、焦点調節機能として、画像コントラスト検出式のコントラストＡＦ（オートフォーカス）モードを備えている。このコントラストＡＦモードは、ＡＦモータ２５を駆動して焦点調節レンズ群Ｌ１を、至近合焦位置（近位置）から無限遠合焦位置（無限遠位置）方向にステップ駆動しながら撮像素子１１による撮像、および画像データからコントラスト値を求めて記憶する処理を繰り返して、コントラスト値のピークを検出するサーチ処理を実行する。そうして、ピークが得られたときの焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を合焦位置としてその合焦位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる。

焦点調節レンズ群Ｌ１の光軸方向位置（レンズ位置）は、至近合焦位置を原点位置として原点センサ２３ａで検知し、原点位置からの駆動パルス数としてカウントして検知する。駆動パルスは、例えばＡＦモータ２５の出力軸に装着されたフォトインタラプタ等のエンコーダ２６が出力するパルスとして定義する。なお、通常は、焦点調節レンズ群Ｌ１を至近合焦位置から無限遠合焦位置まで駆動するのに数百パルスあるいはそれ以上要するが、本実施形態におけるコントラストＡＦ処理では、説明を簡略化するために、数パルスまたは数十パルス単位でステップ駆動（撮像）するものとし、本実施形態のコントラストＡＦ処理における位置パルス、駆動パルスは、フォトインタラプタが出力する複数個の駆動パルスを１個のパルスとする。なお、ＡＦモータ２５がステッピングモータの場合は、ステッピングモータを駆動するパルス数を前記駆動パルス数としてもよい。

さらにこのコンパクトデジタルカメラは、スイッチ類として、電源をオン／オフするメインスイッチＳＷＭと、レリーズボタン（図示せず）に連動し、半押しでオンする第１のスイッチ手段としての測光スイッチＳＷＳ、および全押しでオンする第２のスイッチ手段としてのレリーズスイッチＳＷＲを備えている。ＣＰＵ１５は、これらのスイッチのオン／オフ状態をチェックして、オン／オフ状態、あるいは変化を検知して、予め設定された処理を実行する。

図２には、撮像素子１１の受光面と焦点検出エリアの一例として、撮像素子１１の受光面１２と、５個の焦点検出エリア１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅとの関係を示してある。図３は、中央の第１焦点検出エリア１２Ａを拡大して示した図である。第１焦点検出エリア１２Ａは受光面１２のほぼ中央に位置し、第２、第３焦点検出エリア１２Ｂ、１２Ｃは、第１焦点検出エリア１２Ａを挟んで左右に位置し、第４、第５焦点検出エリア１２Ｄ、１２Ｅは第１焦点検出エリア１２Ａを挟んで上下に位置している。受光面１２には、各画素（光電変換素子）より被写体側に、原色フィルタとしての赤（Ｒ）フィルタ、緑（Ｇ）フィルタおよび青（Ｂ）フィルタが配置されていて、各画素は、被写体光束中、各原色フィルタＲ、Ｇ、Ｂを透過した赤、緑および青成分を受光して光電変換し、電荷として蓄積（積分）する。所定時間蓄積した電荷は、画素単位で読み出され、画像信号として出力される。

図３には、一般的な原色フィルタの配置パターン（ベイヤ配列）を示してある。この実施形態におけるコントラストＡＦ処理では、水平方向２個分、垂直方向２個分（２×２）の正方形内の４画素、つまり２個のフィルタＧと各１個のフィルタＲ、Ｂを含む計４画素の組み合わせを１ブロックとして、各ブロック内の画素が蓄積した画像信号の大きさの和を輝度ａ_nとする。

ａ_n=G+R+B+G
そうして、１ブロックの輝度ａ_nと、水平方向に１ブロック飛ばした１ブロックの輝度ａ_n+2との差（ａ_n+2-ａ_n）を求める処理を、焦点検出エリア内において水平右方向に繰り返し、求めた輝度差（ａ_n+2-ａ_n）を加算する。この輝度差（ａ_n+2-ａ_n）を求める処理が水平方向右端のブロックに到達すると、垂直方向下方に１ブロックずらしてから輝度差を求める処理および加算処理を水平右方向に右端のブロックに達するまで繰り返す。以上の輝度差の加算処理を、焦点検出エリア内の全ブロックについて繰り返し実行する。この処理を、５個の焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅそれぞれについて実行する。

以上の処理によって各焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅについて求めた輝度差（ａ_n+2-ａ_n）の和が、そのレンズ位置における各焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅのコントラスト値になる。このコントラスト値は、下記数１式で現すことができる。

この実施形態のコンパクトデジタルカメラは、測光スイッチＳＷＳがＯＮしたときにコントラストＡＦ処理を開始する。コントラストＡＦ処理では、ＣＰＵ１５が、モータドライバ２７、ＡＦモータ２５、レンズ駆動機構２３を介して焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動しながら撮像素子１１により撮像し、撮像した画像信号中、予め設定された焦点検出エリア内の画像信号を入力して各焦点検出エリア内のコントラスト値を求め、コントラストデータとして内蔵ＲＡＭに記憶する。ＣＰＵ１５はこのコントラストＡＦ処理を、焦点調節レンズ群Ｌ１を一方の移動限界位置である至近（最短）合焦位置から他方の移動限界位置である無限遠合焦位置方向にステップ駆動させながら繰り返す。この繰り返し処理がサーチ処理である。

至近合焦位置から無限遠合焦位置方向の所定数の位置においてコントラスト値が得られたら、所定数の位置の中で中央位置のコントラスト値がピーク値となるどうかをチェックする。つまり、例えば至近合焦位置側から無限遠合焦位置側に連続した複数位置におけるコントラスト値を隣同士で順番に比較し、コントラスト値が複数回連続して増大し、かつ複数回連続して減少しているかどうかにより判定する。本実施形態では、至近合焦位置から無限遠合焦位置方向に連続した５位置分のコントラスト値に基づいて、コントラスト値が２回連続して増加しかつ２回連続して減少しているかどうかにより、中央位置のコントラスト値がピークか否か判定する。そうしてかかる判定を、焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動する毎に、判定に使用するコントラスト値を１個分ずつステップ駆動方向にずらしながら５個分のコントラスト値について繰り返し実施する。

このデジタルカメラは、測光スイッチＳＷＳがオンしてコントラストＡＦ処理を実行している途中にレリーズボタンが全押しされレリーズスイッチＳＷＲがオンした場合は、焦点調節レンズ群Ｌ１が無限遠合焦位置に達する前にコントラストＡＦ処理を強制終了させて、焦点調節レンズ群Ｌ１を合焦位置または過焦点距離位置に移動させて撮影処理を実行する。

ここで、焦点調節レンズ群Ｌ１が所定焦点距離位置に達する前にレリーズスイッチＳＷＲがオンしたときの動作について、図４および図５に、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置とコントラストとの関係をグラフで示した図を参照して説明する。

図４は被写体が近距離側に位置した場合の様子を、図５は被写体が所定焦点距離位置よりも遠距離側に位置した場合の様子を示している。各図において、（Ａ）は、焦点調節レンズ群Ｌ１を無限遠位置までサーチ動作させた場合のレンズの動きを示し、（Ｂ）は焦点調節レンズ群Ｌ１が所定焦点距離位置に達する前に測光スイッチＳＷＳがオンされた場合の焦点調節レンズ群Ｌの動きを示している。

このデジタルカメラは、焦点調節レンズ群Ｌ１が所定レンズ位置に達する前にレリーズスイッチＳＷＲがオンすると、焦点調節レンズ群Ｌ１が所定レンズ位置に達するまでサーチ処理を継続してサーチ処理を終了する。
そうして、サーチ終了までにピークを検出していた場合（図４（Ｂ））は、焦点調節レンズ群Ｌ１を所定焦点距離位置からピークを検出した合焦位置まで移動させる。
サーチ終了までにピークを検出していなかった場合(図５（Ｂ））は、焦点調節レンズ群Ｌ１を所定焦点距離位置に保持する。

このように本実施形態のデジタルカメラによれば、焦点調節レンズ群Ｌ１が過焦点距離位置を超える前にレリーズスイッチＳＷＲがオンしたときは過焦点距離位置までサーチ処理を実行して撮影処理に入るので、レリーズスイッチＳＷＲオンから撮影までのタイムラグを短縮できる。しかも、近距離側の被写体に対しては正確に合焦させ、遠距離側の被写体は合焦状態で撮影できる。

また、本実施形態のデジタルカメラは、焦点調節レンズ群Ｌ１が過焦点距離位置を超えた後にレリーズスイッチＳＷＲがオンしたときは直ちにサーチ処理を終了させる。そうして、これまでのサーチ処理で合焦位置（ピーク）を検出できていたときはその合焦位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させ、ピークを検出できていなかった場合は所定焦点距離位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる。

さらに本実施形態のデジタルカメラによれば、焦点調節レンズ群Ｌ１が過焦点距離位置を超えてからレリーズスイッチＳＷＲがオンしたときは、直ちにコントラストＡＦ処理を終了して撮影処理に入るので、レリーズスイッチＳＷＲオンから撮影までのタイムラグを短縮できる。しかも、被写体が近距離側に位置するなど合焦位置を検出していた場合はその合焦位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させるので正確に合焦させた状態で撮影できる。被写体が遠距離側にいるなど合焦位置を検出していなかった場合は所定焦点距離位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させるので、遠距離側の被写体は合焦状態で撮影できる。

前記所定焦点距離は、過焦点距離が好ましい。また、過焦点距離は、測光スイッチＳＷＳがオンしたときに設定される、撮影の際の絞り値も考慮して設定することが好ましい。

次に、以上のコントラストＡＦ動作について、図６および図７に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。図７は、このデジタルカメラの、コントラストＡＦ処理に関するメインフローである。このメインフローには、図示しないがバッテリが装填されたときに入る。また、この実施形態のコントラストＡＦは、測光スイッチＳＷＳがオンしたときに、このフローチャートに入り、コントラストＡＦ処理を１回実行したらレリーズスイッチＳＷＲがオンするのを待つ、いわゆるワンショットまたはシングルＡＦとする。

メイン処理に入ると、ＣＰＵ１５はまず、内部ＲＡＭ、ポートの初期化などの初期化処理を実行する（Ｓ１１）。次に、メインスイッチＳＷＭがオンしているかどうかをチェックし（Ｓ１３）、オンしていなければ電源をＯＦＦしてこの処理を終了する（Ｓ１３；ＮＯ、Ｓ１５、ＥＮＤ）。その後、ＣＰＵ１５は定期的に起動してメインスイッチＳＷＭをチェック（Ｓ１３）する処理を繰り返す。

メインスイッチＳＷＭがオンしているとき（Ｓ１３；ＹＥＳ）は、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかをチェックする（Ｓ１７）。測光スイッチＳＷＳがＯＮしていない場合（Ｓ１７；ＮＯ）は、メインスイッチＳＷＭのチェック処理（Ｓ１３）に戻る。測光スイッチＳＷＳがＯＮしている場合（Ｓ１７；ＹＥＳ）は、コントラストＡＦ処理（Ｓ１９）を実行する。

その後、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかをチェックし（Ｓ２１）、ＯＮしていなければ（Ｓ２１；ＮＯ）、メインスイッチＳＷＭのチェック処理（Ｓ１３）に戻る。測光スイッチＳＷＳがＯＮしているとき（Ｓ２１；ＹＥＳ）は、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかをチェックする（Ｓ２３）。レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしていない場合（Ｓ２３；ＮＯ）は、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかのチェック（Ｓ２１）に戻り、測光スイッチＳＷＳがＯＮしている間（Ｓ２１；ＹＥＳ）、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかのチェック処理（Ｓ２３）を繰り返す。

レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしたとき（Ｓ２３；ＹＥＳ）は、撮影処理を実行してＳ１３に戻る（Ｓ２３；ＹＥＳ、Ｓ２５、Ｓ１３）。

次に、ステップＳ１９で実行されるコントラストＡＦ処理について、さらに図６および図７に示したフローチャートおよびレンズ位置とコントラスト値との関係をグラフで示した図４、図５を参照して説明する。

コントラストＡＦ処理に入ると、まず各変数等の初期化を実行する（Ｓ１０１）。この実施形態では、各ステータスのクリア、コントラスト値のクリア、レンズ位置パルス数PNの初期化（PN=0）、ピークカウンタの初期化（ピークカウント値=0）、コントラストの最大値、最小値の初期化（最大値=0、最小値=FFFFFFFF）、全押し履歴フラグの初期化（“０”）、サーチ終了端に無限遠合焦位置を設定、などの初期化を実行する。

主な変数等の定義は、次の通りである。
コントラスト値は実際に得られた各焦点検出エリアのコントラスト値、
レンズ位置パルス数PNは、焦点調節レンズ群Ｌ１が至近端合焦位置にあるときを０として、無限遠端合焦位置方向にＡＦモータ２５を駆動した際にエンコーダ２６から駆動パルスが１個出力される毎に１カウントアップされる変数、
ピークカウント値は、検出したピークの個数、
コントラストの最大値、最小値は、実際に得られたコントラスト値の最大値、最小値を入れる変数、
全押し履歴フラグはシャッターボタンが全押しされたか否かを識別するフラグであって、初期状態は“０”で否定である。

次に、フォーカスイニシャライズ処理を実行する（Ｓ１０３）。フォーカスイニシャライズ処理は、焦点調節レンズ群Ｌ１を、撮影モード（マクロまたは通常撮影モード）、焦点距離等に応じた至近合焦位置に移動させる処理である。

そうして、現在の焦点レンズ群位置（レンズ駆動パルス数ＰＮ＝０）である至近合焦位置におけるコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ１０５）。つまり、撮像素子１１から入力した画像データに基づいて、至近合焦位置におけるコントラスト値Ｐ［０］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新する。

『レリーズボタン半押し（レリーズスイッチＳＷＲオフ）の場合』
ＡＦモータ２５を無限遠合焦位置方向に１駆動パルス分駆動し、焦点調節レンズ群Ｌ１を無限遠合焦位置方向に１ステップ移動させて（Ｓ１０７）、レンズ位置パルス数ＰＮを１カウントアップする（Ｓ１０９）。そうして、撮像素子１１から画像データを入力し、入力した画像データに基づいてコントラスト値Ｐ［ＰＮ］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新するコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ１１１）。

次に、コントラスト値Ｐ［ＰＮ］が設定条件を満足するピーク値であるかどうかをチェックするピークチェック処理を実行する（Ｓ１１３）。この実施形態では、直近の５個のレンズ位置において得られたコントラスト値について、中央位置のコントラスト値がピークであるかどうかをチェックする。また、コントラスト値算出処理（Ｓ１１１）およびピークチェック処理（Ｓ１１３）は、５個の焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅ全てについて実施する。なお、以下、焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅを、エリア０、エリア１、エリア２、エリア３、エリア４と略する。

次に、全押し履歴フラグが“０”であるか否かチェックする（Ｓ１１５）。つまり、レリーズボタンが全押しされて２回目以降の処理で無いか否かをチェックする。全押し履歴フラグが“０”の場合（Ｓ１１５；ＹＥＳ）は、レリーズボタンが全押しされたか否かチェックする（Ｓ１１７）。全押しされていないとき（Ｓ１１７；ＮＯ）は、サーチ終了端か否かをチェックする（Ｓ１１９）。この実施形態におけるサーチ終了端は、無限遠合焦位置または過焦点距離位置であって、レンズ位置パルス数ＰＮで設定されている。サーチ終了端でない場合（Ｓ１１９；ＮＯ）は、Ｓ１０７に戻ってＳ１０７以降の処理を繰り返す。

『レリーズボタン全押し（レリーズスイッチＳＷＲオン）の場合』
レリーズボタンが全押しされたとき（レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしたとき）（Ｓ１１７；ＹＥＳ）は、全押し履歴フラグに“１”をセットし（Ｓ１１９）、サーチ終了端に過焦点距離位置を代入する（Ｓ１２１）。そうして、サーチ終了端である過焦点距離位置に達したか否かをチェックし（Ｓ１２３）、過焦点距離位置に達していないときはＳ１０７に戻り、Ｓ１０７乃至Ｓ１１３、Ｓ１１５；ＮＯ、Ｓ１２３の処理を繰り返す。この状態は、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）に相当する。なお過焦点距離位置は、測光演算によって設定した絞り値に応じて設定される可変データすることが好ましい。

すでに過焦点距離位置に達していたとき（Ｓ１２３；ＹＥＳ）、または上述の処理の繰り返しにより過焦点距離位置に達したとき（Ｓ１２３；ＹＥＳ）は、ＡＦモータ２５を停止する（Ｓ１２５）。そうして、Ｓ１０７からＳ１２３のループ処理で得たコントラストデータ中、ピーク値を含む連続した５レンズ位置分のコントラスト値に基づいて、より正確なピーク値を近似演算するピーク算出処理を実行する（Ｓ１２７）。つまり、ステップ位置毎に求めたコントラスト値のピーク値の前後に真のピーク値が存在する可能性があるので、近似演算によってより正確と推定されるピーク値を近似演算する。

さらに、焦点検出エリア０乃至４毎に得たピーク値に基づいて、最も近距離の値が得られた焦点検出エリアを合焦エリアおよびそのピーク値を選択するエリア選択処理を実行する（Ｓ１２９）。そのピーク値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる合焦駆動処理を実行し（Ｓ１３１）、全押し履歴フラグをクリア（“０”）してリターンする。
また、ステップＳ１２９のエリア選択処理において有効なピーク値を選択できなかった場合は、ステップＳ１３１の合焦駆動処理において、過焦点距離位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる。

以上の通り本デジタルカメラによれば、コントラストＡＦ処理の中において、過焦点距離位置を超える前にレリーズボタンが全押しされたとき（レリーズスイッチＳＷＲがオンしたとき）は、焦点調節レンズ群Ｌ１が過焦点距離位置に達するとサーチ処理を停止してそれまでに得られたコントラストデータによって得られたピークの中から合焦位置を設定し、ピークが得られなかったときは過焦点距離位置を合焦位置に設定するので、レリーズボタンが全押しされてから撮影処理を実行するまでのタイムラグが短縮される。

過焦点距離位置に達した後にレリーズボタンが全押しされたとき（レリーズスイッチＳＷＲがオンしたとき）は直ちにコントラストＡＦ処理を停止して、それまでに得られたピークの中から合焦位置を設定し、またはピークが得られなかったときは過焦点距離位置を合焦位置に設定するので、レリーズボタンが全押しされてから撮影処理を実行するまでのタイムラグが大幅に短縮される。

しかも、被写界深度が浅い近距離側では過焦点距離位置までサーチ処理を実行するので、近距離側に被写体が存在していた場合はその被写体に合焦させることができる。近距離側に被写体が存在しなかった場合は焦点調節レンズ群Ｌ１を過焦点距離位置に移動させるので、遠距離側に被写体が存在してもその被写体に合焦させることができる。
サーチ処理が過焦点距離位置を超えていた場合は、ピークが得られていた場合はそのピークが得られた被写体に正確に合焦させることができる。ピークが得られていなくても、焦点調節レンズ群Ｌ１を過焦点距離位置に移動させるので、遠距離側の被写体に合焦させることができる。

以上本発明についてコントラストＡＦ方式の焦点調節装置を搭載したコンパクトデジタルカメラに適用した実施形態について説明したが、本発明は、至近合焦位置から無限遠合焦位置まで焦点調節レンズ群を移動させながら焦点状態を検出する焦点調節装置全般に適用できる。

本発明を適用したコンパクトデジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示す図である。本実施形態のコンパクトデジタルカメラにおける撮像素子の受光面と焦点検出エリアとの関係を示す図である。同撮像素子のフィルタの配置パターンを説明する図である。本実施形態のコンパクトデジタルカメラのコントラストＡＦ処理において、被写体が近距離側に位置する場合のレンズ位置とコントラストとの関係をグラフで示す図であって、（Ａ）は至近合焦位置から無限遠合焦位置までサーチ処理を実行した場合を示す図、（Ｂ）は至近合焦位置から所定焦点距離位置までサーチ処理を実行した場合を示す図である。本実施形態のコンパクトデジタルカメラのコントラストＡＦ処理において、被写体が遠距離側に位置する場合のレンズ位置とコントラストとの関係をグラフで示す図であって、（Ａ）は至近合焦位置から無限遠合焦位置までサーチ処理を実行した場合を示す図、（Ｂ）は至近合焦位置から所定焦点距離位置までサーチ処理を実行した場合を示す図である。同コンパクトデジタルカメラのＡＦ処理におけるメイン処理をフローチャートで示す図である。同コンパクトデジタルカメラのコントラストＡＦ処理のより詳細をフローチャートで示す図である。

符号の説明

１１撮像素子（撮像手段）
１３画像信号処理回路
１５ＣＰＵ（制御手段）
１７ＬＣＤ
１９メモリ制御回路
２１画像メモリ
２３モータドライバ
２５ＡＦモータ
２７レンズ駆動機構
２７ａ原点センサ
Ｌ１焦点調節レンズ群
ＳＷＳ測光スイッチ（第１のスイッチ手段）
ＳＷＲレリーズスイッチ（第２のスイッチ手段）

Claims

撮影光学系によって形成された被写体像を撮影する撮像手段を備えたカメラであって、
前記撮影光学系の焦点調節レンズ群を至近合焦位置から無限遠合焦位置方向に移動させながら合焦位置を検出するサーチ動作をする焦点調節装置と、
前記焦点調節装置を起動させて前記サーチ動作を開始させる第１のスイッチ手段と；
前記撮像手段に撮影動作をさせる第２のスイッチ手段と；
前記第１と第２のスイッチ手段の操作を受けて前記焦点調節装置と撮像手段の動作を制御する制御手段と；
を備え、
前記制御手段は、
前記第１のスイッチ手段が操作されたときに前記焦点調節装置に前記サーチ動作を開始させること、
前記サーチ動作中であって前記焦点調節レンズ群が過焦点距離に達する前のタイミングで、前記第２のスイッチ手段が操作されたときには前記過焦点距離までで前記サーチ動作を終了すること、
前記サーチ動作中であって前記焦点調節レンズ群が過焦点距離に達した後のタイミングで、前記第２のスイッチ手段が操作されたときには、前記サーチ動作を直ちに終了すること、
前記サーチ動作により合焦位置が検出されたときはサーチ結果による合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させて前記撮像手段に撮影動作をさせること、及び
前記サーチ動作により合焦位置が検出されないときは、前記焦点調節レンズ群を前記過焦点距離に移動させて前記撮像手段に撮影動作をさせること、
を特徴とする焦点調節装置を備えたカメラ。
請求項１記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記撮像手段は、被写体像を電気的な画像データを変換して出力し、前記焦点調節装置は、前記焦点調節レンズ群を前記至近合焦位置から無限遠合焦位置方向に移動させながら前記撮像手段から画像データを入力してその画像データに基づいて合焦位置を検出する焦点調節装置を備えたカメラ。
請求項２記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記焦点調節装置は、前記画像データからコントラストを検出して合焦位置を検出する画像コントラスト検出方式で動作する焦点調節装置を備えたカメラ。
請求項１乃至３のいずれか一項記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記第１のスイッチ手段および第２のスイッチ手段は、カメラボディに備えられたレリーズボタンに連動し、前記第１のスイッチ手段は該レリーズボタンの半押しでＯＮするスイッチ手段であり、前記第２のスイッチ手段は該レリーズボタンの全押しでＯＮするスイッチ手段である焦点調節装置を備えたカメラ。