JP4785604B2 - 自動焦点調節装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に用いられる自動焦点調節装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、撮像装置（デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等）に搭載されるオートフォーカス機構では、撮像素子により被写体像を光電変換して得られた映像信号から画面の鮮鋭度を検出し、これをＡＦ（Auto Focus）評価値としている。そして、このＡＦ評価値が大きくなるようにフォーカスレンズの位置を制御することで焦点調節を行うようにした方式がある。

ＡＦ評価値としては、一般に、ある帯域の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタにより抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いている。通常の被写体を撮影した場合、図１２に示すように焦点が合ってくるに従ってＡＦ評価値は大きくなり、ＡＦ評価値が最大になる位置が合焦位置となる。上述したようにＡＦ評価値は映像信号から生成するため、生成されるＡＦ評価値の周期は基本的に映像信号の周期と同一となる。従って、フォーカスレンズを遅く動かした場合は図１２に示すように山形状のＡＦ評価値を得ることができるが、速く動かした場合は不連続なＡＦ評価値しか得ることができない。

上記のようなオートフォーカス機構を備えた撮像装置において、静止画撮影の際に撮影者の操作に応じて静止画撮影用の自動焦点動作を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。また、自動焦点動作（以下ＡＦとも表記）の結果に応じて合焦／非合焦の状態を撮影者に報知するための表示を行うものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

このような焦点調節技術では、図１２に示すように静止画撮影の際、ＡＦ評価値のピークの前後でフォーカスレンズを移動させる（矢印（１）〜（３））。フォーカスレンズの移動に伴って、撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等）の出力の周期とフォーカスレンズの移動速度の関係から、図示の下向き矢印の間隔でＡＦ評価値を検出する。ＡＦ評価値が減少したら、フォーカスレンズを矢印（１）方向とは逆の矢印（２）方向に反転移動する。ＡＦ評価値が更に減少したら、フォーカスレンズを矢印（２）方向とは逆の矢印（３）方向に反転移動する。フォーカスレンズの反転移動の間のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値の関係から、合焦するフォーカスレンズ位置を決定する。

また、撮像装置では、フォーカスレンズの移動中のＡＦ評価値のピークに対する変動量に応じて、合焦／非合焦の表示を行う。これは、このＡＦ動作の確からしさを判断するためのものである（例えば、特許文献３参照）。また、撮像装置のＡＦ動作中にボケた画像が取り込まれないように、ＡＦ動作が終了するまで画像の記録ができないようにするのが一般的である。
特開２００３−１４００３５号公報 特開２００４−２０７７７４号公報 特公平０３−０４０３６５号公報

しかしながら、上記従来例の撮像装置では、静止画撮影の際にフォーカスレンズの移動方向を反転して移動させる場合、ＡＦ評価値が減少していることしか検出していなかったため、次のような問題があった。図１３に示す如く小絞りで撮影する場合や、コントラストの低い被写体を撮影するようなフォーカスレンズの移動に伴い得られる各ＡＦ評価値に変動量が少ない場合、撮像装置の表示部には合焦しているにも拘らず非合焦の表示が出てしまうという問題があった。

本発明の目的は、合焦である旨を表示する際の判定を従来に比べて画期的に正確に行うことを可能とした自動焦点調節装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の自動焦点調節装置は、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させつつ、被写体像を撮像する撮像手段から得られる信号の高周波成分のレベルを示す評価値を得て、該評価値に応じて前記フォーカスレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置において、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させつつ、被写体像を撮像する撮像手段から得られる信号の高周波成分のレベルを示す評価値を得て、該評価値に応じて前記フォーカスレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置において、前記フォーカスレンズをサーチ動作に伴って光軸に沿って移動を開始した後、前記評価値が減少して所定以上変動し又は所定の時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向を反転させ、前記フォーカスレンズの反転の後前記評価値の変動量が所定の値以上変動していない場合であっても所定回数前記評価値が減少し、且つ前記フォーカスレンズの移動方向を反転させた後所定時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向をさらに反転させて、前記フォーカスレンズを前記評価値がピークを示す位置に移動させる制御手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、光軸方向における焦点調節を行うための範囲で、フォーカスレンズを確実に移動させることが可能となる。これにより、合焦である旨を表示する際の判定を従来に比べて画期的に正確に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置のハードウエア構成を示すブロック図である。

図１において、撮像装置は、固定の第１群レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、固定の第２群レンズ１０４、フォーカスコンペレンズ１０５、撮像素子１０６、サンプリング・ゲイン調整回路(ＣＤＳ／ＡＧＣ)１０７、カメラ信号処理回路１０８を備える。撮像装置は、更に、記録部１０９、フォーカスコンペレンズモータ１１０、フォーカスコンペレンズドライバ１１１、ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２、ＡＦ／カメラマイクロコンピュータ１１３、レリーズスイッチ１１４、モニタ１１５を備える。

撮像装置は、被写体を撮影することにより撮像素子１０６から得られる信号の高周波成分に応じて、フォーカスコンペレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節機能を有する。撮像装置は、具体的には、デジタルカメラ或いはデジタルビデオカメラとして構成されている。

フォーカスコンペレンズ（以下フォーカスレンズ）１０５は、変倍レンズ１０２の変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能と、焦点合わせの機能を兼ね備えている。撮像素子１０６は、ＣＣＤ或いはＣＭＯＳイメージセンサとして構成されており、固定の第１群レンズ１０１〜フォーカスレンズ１０５を介して結像された被写体像を電気信号に光電変換する。ＣＤＳ／ＡＧＣ１０７は、撮像素子１０６の出力信号をサンプリングし、ゲイン調整を行う。カメラ信号処理回路１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ１０７の出力信号を記録部１０９に対応した信号に処理する。記録部１０９は、画像の記録を行うものであり、半導体メモリ或いは磁気テープ等から構成される。

フォーカスレンズモータ１１０は、フォーカスレンズ１０５を移動させるアクチュエータである。フォーカスレンズドライバ１１１は、ＡＦ／カメラマイクロコンピュータ１１３の出力信号に基づきフォーカスレンズモータ１１０を駆動するドライバである。ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２は、ＣＤＳ／ＡＧＣ１０７の出力信号から、焦点検出に用いられる高周波成分のレベルをＡＦ評価値として生成し、絞り制御に用いられる輝度積分信号をＡＥ（Auto Exposure）評価値として生成する。

ＡＦ／カメラマイクロコンピュータ（以下ＡＦ／カメラマイコンと表記）１１３は、ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２の出力信号に基づいてフォーカスレンズモータ１１０及び絞り１０３を制御する。また、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、レリーズスイッチ１１４の入力に応じてＡＦ制御を行うと共に、カメラ信号処理回路１０８と記録部１０９を制御することで画像の記録を制御する。また、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、プログラムに基づいて、後述の各フローチャートに示す処理を実行する。

レリーズスイッチ１１４は、二段式の押し込みスイッチとして構成されている。撮影者がレリーズスイッチ１１４の一段目を押すと、撮像装置は静止画用のＡＦ動作を行い、撮影者がレリーズスイッチ１１４の二段目を押すと、撮像装置は画像の取り込み（画像撮影）を行う。モニタ１１５は、撮影者に対して、撮影する画像を表示すると共に、ＡＦ動作終了後に合焦しているか非合焦であるかの合焦判定結果を表示する。

上記のように構成された撮像装置において、ＡＦ／カメラマイコン１１３は以下の制御を行う。ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２で生成されるＡＦ評価値が最大となるようにフォーカスレンズ１０５を移動させ自動焦点調節を行う。また、ＡＥ評価値が一定になるように自動露光制御を行う。また、レリーズスイッチ１１４の一段目の入力に伴い、静止画撮影用のＡＦ制御を行うと共に、ＡＦ制御による合焦後はフォーカスレンズ１０５の移動を停止し、合焦判定結果をモニタ１１５に表示する。また、レリーズスイッチ１１４の二段目の入力に伴い、カメラ信号処理回路１０８及び記録部１０９を制御することで画像を記録する。

次に、撮像装置のＡＦ／カメラマイコン１１３においてモニタ用に行われるＡＦ制御について図２乃至図６を参照しながら詳細に説明する。

先ず、メインのモニタＡＦ処理を図２に基づき説明する。

図２は、モニタＡＦ処理を示すフローチャートである。

図２において、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、本処理を開始すると（ステップＳ２０１）、フォーカスレンズ１０５を微小駆動し、合焦であるどうかを判別し、合焦でない場合はどちらの方向に合焦位置があるかを判別する（ステップＳ２０２）。フォーカスレンズ１０５の微小駆動については図３で詳述する。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０２の合焦判別結果を判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３で合焦と判別した場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０９へ移行して合焦・再起動判定処理を行う。一方、ステップＳ２０３で合焦と判別しなかった場合は、ステップＳ２０４へ移行する。

ＡＦ／カメラマイコン１１３は、上記ステップＳ２０２で合焦位置の方向判別ができているかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。合焦位置の方向判別ができていない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０２へ戻りフォーカスレンズ１０５の微小駆動を継続する。一方、合焦位置の方向判別ができている場合は、ステップＳ２０５へ移行する。ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値が大きくなる方向へフォーカスレンズ１０５を高速で山登り駆動する（ステップＳ２０５）。フォーカスレンズ１０５の山登り駆動については図５で詳述する。

次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値がピーク（頂点）を越えたかどうかを判定する（ステップＳ２０６）。ＡＦ評価値がピークを越えたと判別しなかった場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０５へ戻りフォーカスレンズ１０５の山登り駆動を継続する。一方、ＡＦ評価値がピークを越えたと判別した場合は、ステップＳ２０７へ移行する。ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動中において、ＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻す（ステップＳ２０７）。

次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が達したかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。ＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が達した場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０２へ戻り再びフォーカスレンズ１０５の微小駆動を行う。一方、ＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が達していない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０７へ戻りＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻す動作を継続する。

上記ステップＳ２０３で合焦と判別した場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０９以降の合焦・再起動判定処理を行う。先ず、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、合焦位置におけるＡＦ評価値をメモリ（不図示）に記憶する（ステップＳ２０９）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２から最新のＡＦ評価値を取り込む（ステップＳ２１０）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０９でメモリに記憶したＡＦ評価値と、ステップＳ２１０で取り込んだ最新のＡＦ評価値とを比較し、ＡＦ評価値の変動が大きいかどうかを判定する（ステップＳ２１１）。

ＡＦ評価値が大きく変動している場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ２０２へ戻りフォーカスレンズ１０５の微小駆動を再開する。一方、ＡＦ評価値が変動していない場合は、ステップＳ２１２へ移行する。ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止し、ステップＳ２１０へ戻り合焦・再起動判定処理を継続する（ステップＳ２１２）。

次に、上記図２のステップＳ２０２におけるフォーカスレンズ１０５の微小駆動の詳細を図３に基づき説明する。

図３は、フォーカスレンズの微小駆動の詳細を示すフローチャートである。

図３において、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、本処理を開始すると（ステップＳ３０１）、ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２からＡＦ評価値を取り込む（ステップＳ３０２）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ３０２で取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きいかどうかを判定する（ステップＳ３０３）。取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より小さい場合は、ステップＳ３０４へ移行し、取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きい場合は、ステップＳ３０５へ移行する。

取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より小さい場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５を前回の移動方向とは逆方向に所定量駆動する（ステップＳ３０４）。一方、取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きい場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５を前回の移動方向と同じ順方向に所定量駆動する（ステップＳ３０５）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であるかどうかを判定する（ステップＳ３０６）。

所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一である場合は、ステップＳ３１０へ移行する。一方、所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一でない（フォーカスレンズ１０５が所定回数連続して同一方向に進んでいない）場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５が所定回数同一エリアで往復動作を繰り返しているかどうかを判定する（ステップＳ３０７）。

フォーカスレンズ１０５が所定回数同一エリアで往復動作を繰り返している場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、合焦判別ができたと判定し（ステップＳ３０９）、本処理を終了する（ステップＳ３０８）。この後、再起動判定処理へ移行する。一方、フォーカスレンズ１０５が所定回数同一エリアで往復動作を繰り返していない場合は、そのまま本処理を終了する（ステップＳ３０８）。

上記ステップＳ３０６で所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一の場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５の方向判別ができたと判定し（ステップＳ３１０）、本処理を終了する（ステップＳ３０８）。この後、上記図２のステップＳ２０５におけるフォーカスレンズ１０５の山登り駆動へ移行する。

図４は、フォーカスレンズ動作の時間経過を示す図である。

図４において、斜線で示す時間域Ａの間に撮像素子（ＣＣＤ）１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値Ａが、時間ＴＡでＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２からＡＦ／カメラマイコン１１３に取り込まれる。斜線で示す時間域Ｂの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値Ｂが、時間ＴＢでＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２からＡＦ／カメラマイコン１１３に取り込まれる。時間ＴＢでは、ＡＦ評価値ＡとＡＦ評価値Ｂとを比較する。Ａ＜Ｂの場合は、フォーカスレンズ１０５をそのまま順方向に移動する。一方、Ａ＞Ｂの場合は、フォーカスレンズ１０５を逆方向に移動する。

次に、上記図２のステップＳ２０５におけるフォーカスレンズ１０の山登り駆動の詳細を図５に基づき説明する。

図５は、フォーカスレンズの山登り駆動の詳細を示すフローチャートである。

ＡＦ／カメラマイコン１１３は、本処理を開始すると（ステップＳ５０１）、ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路１１２からＡＦ評価値を取り込む（ステップＳ５０２）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ５０２で取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きいかどうかを判定する（ステップＳ５０３）。取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きい場合は、ステップＳ５０４へ移行し、取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より小さい場合はステップＳ５０６へ移行する。

取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きい場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５を前回の移動方向と同じ順方向に所定の速度で山登り駆動し（ステップＳ５０４）、本処理を終了する（ステップＳ５０５）。一方、取り込んだＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より小さい場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値がピークを越えたかどうかを判定する（ステップＳ５０６）。

ＡＦ評価値がピークを越えて減っていない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５を前回の移動方向とは逆方向に所定の速度で山登り駆動し（ステップＳ５０７）、本処理を終了する（ステップＳ５０５）。一方、ＡＦ評価値がピークを越えて減っている場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、本処理を終了し（ステップＳ５０５）、上記図２のステップＳ２０２におけるフォーカスレンズ１０５の微小駆動へ移行する。

図６は、フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値の関係を示す図である。

図６において、Ｐ１ではＡＦ評価値がピークを越えて減少しているので、合焦位置があるとしてフォーカスレンズ１０５の山登り駆動を終了し、フォーカスレンズ１０５の微小駆動に移行する。一方、Ｐ２ではＡＦ評価値のピークが無く減少しているので、フォーカスレンズ１０５の移動方向を間違えたものとしてフォーカスレンズ１０５の移動方向を反転し、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動を続ける。

上述したように、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズ１０５を移動させる。ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値を常に最大にするように制御し、モニタ１１５の画面の合焦状態を維持する。

一方、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、静止画撮影を行う際のＡＦ動作は、撮影者によるレリーズスイッチ１１４の操作に応じて、一度、フォーカスレンズ１０５を移動させてピーク位置に停止する制御を行う。この制御を図７に基づき説明する。

図７は、ＡＦ処理の全体を示すフローチャートである。

図７において、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、本処理を開始すると（ステップＳ７０１）、モニタＡＦ処理を行う（ステップＳ７０２）。モニタＡＦ処理は上記図２で説明した処理である。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、レリーズスイッチ１１４の状態を監視し、撮影者によりレリーズスイッチ１１４が半押しされているか（一段目が押下されたか）どうかを判定する（ステップＳ７０３）。レリーズスイッチ１１４が半押しされていない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ７０２へ戻りモニタＡＦ処理を継続する。一方、レリーズスイッチ１１４が半押しされている場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、静止画ＡＦ処理を行う（ステップＳ７０４）。

次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ７０４の静止画ＡＦ処理でＡＦ評価値のピーク位置が検出されたかどうかを判定する（ステップＳ７０５）。ＡＦ評価値のピーク位置が検出されていない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ７０４に戻り静止画ＡＦ処理を行う。一方、ＡＦ評価値のピーク位置が検出されている場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５をＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置へ移動させる（ステップＳ７０６）。

次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５の移動中におけるＡＦ評価値のピークに対する変動量を算出し、ＡＦ評価値のピークに対する変動量に基づき、合焦しているかどうかを判定する（ステップＳ７０７）。ＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量より大きい場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、合焦である旨をモニタ１１５に表示する（ステップＳ７０８）。一方、ＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量より小さい場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、非合焦である旨をモニタ１１５に表示する（ステップＳ７０９）。

次に、上記図７のステップＳ７０４における静止画ＡＦ処理を図８及び図９に基づき説明する。

図８及び図９は、静止画ＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである。

図８及び図９において、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、本処理を開始すると（ステップＳ８０１）、フォーカスレンズ１０５を至近方向へ高速で駆動する（ステップＳ８０２）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値が減少しているか（本実施の形態ではＡＦ評価値が所定回数連続して減少しているか）どうかを判定する（ステップＳ８０３）。ＡＦ評価値が減少していない場合は、ステップＳ８０５へ移行する。一方、ＡＦ評価値が減少している場合は（第１の反転条件）、ステップＳ８０４へ移行する。

ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５の移動方向の反転を決定し、フォーカスレンズ反転を示す反転Ｂｉｔをセットする（ステップＳ８０４）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、反転Ｂｉｔがセットされているかどうかを判定する（ステップＳ８０５）。反転Ｂｉｔがセットされていない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ８０２へ戻りそのままフォーカスレンズ１０５を至近方向へ駆動する。一方、反転Ｂｉｔがセットされている場合は、ステップＳ８０６以下の処理に移行する。

ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値がピークに対して所定量以上変動したかどうかを判定する（ステップＳ８０６）。ＡＦ評価値がピークに対して所定量以上変動した場合は（第２の反転条件）、ステップＳ８０８へ移行する。一方、ＡＦ評価値がピークに対して所定量以上変動していない場合は（第２の反転条件）、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過しているかどうかを判定する（ステップＳ８０７）。反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過していない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ８０２へ戻りそのままフォーカスレンズ１０５を至近方向へ駆動する。一方、反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過している場合は、ステップＳ８０８へ移行する。

この場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、上記所定時間を撮像装置の焦点深度の状態に応じて変更する。焦点深度によって、絞り１０３が小さい小絞りの時は上記所定時間を長くすることで、深度が深くなり、ＡＦ評価値に変動量が少ない場合でも合焦判定が可能となる。

ＡＦ評価値がピークに対して所定量以上変動した場合、または反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過している場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、次の動作に備え反転Ｂｉｔをクリアする（ステップＳ８０８）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５を無限方向へ高速で駆動する（ステップＳ８０９）。次に、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値が減少しているか（本実施の形態ではＡＦ評価値が所定回数連続して減少しているか）どうかを判定する（ステップＳ８１０）。

ＡＦ評価値が減少している場合は、フォーカスレンズ１０５の反転を決定して反転Ｂｉｔをセットし（ステップＳ８１１）、ステップＳ８１２へ移行する。一方、ＡＦ評価値が減少していない場合は、ステップＳ８１２へ移行する。ＡＦ／カメラマイコン１１３は、反転Ｂｉｔがセットされているかどうかを判定する（ステップＳ８１２）。反転Ｂｉｔがセットされていない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ８０９へ戻りそのままフォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。一方、反転Ｂｉｔがセットされている場合は、ステップＳ８１３以下の処理に移行する。

ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ＡＦ評価値のピークに対して所定量以上変動したかどうかを判定する（ステップＳ８１３）。ＡＦ評価値のピークに対して所定量以上変動している場合は、ステップＳ８１５へ移行する、一方、ＡＦ評価値のピークに対して所定量以上変動していない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過しているかどうかを判定する（ステップＳ８１４）。

反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過していない場合は、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、ステップＳ８０９へ戻りそのままフォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。一方、反転Ｂｉｔのセット後から所定時間経過している場合は、ステップＳ８１５へ移行する。ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５をＡＦ評価値がピークのレンズ位置へ移動させ（ステップＳ８１５）、本処理を終了する（ステップＳ８１６）。

この場合、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、上記所定時間を撮像装置の焦点深度の状態に応じて変更する。焦点深度の状態によって、絞り１０３が小さい小絞りの時は上記所定時間を長くすることで、深度が深くなり、ＡＦ評価値に変動量が少ない場合でも合焦判定が可能となる。

上述したように、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、フォーカスレンズ１０５の移動中にＡＦ評価値の減少を検出した場合は、フォーカスレンズ１０５の移動方向を反転することを決定する。ＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量ｔｈ以上である場合は、フォーカスレンズ１０５を直ちに反転する。これにより、フォーカスレンズ１０５の移動範囲を最小にすることができる。

他方、ＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量ｔｈ以上でない場合は、フォーカスレンズ１０５の移動を所定時間継続する。その間にＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量ｔｈとなったことを満たせば、フォーカスレンズ１０５を反転する。これにより、小絞りで撮影する場合やコントラストの低い被写体を撮影する場合でも、合焦表示を確実に行うことができる。

また、ＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量ｔｈとなっていない場合でも、ＡＦ評価値の減少を検出した後、所定時間経過したら、フォーカスレンズ１０５を反転する。これにより、合焦と判定できない被写体に必要以上にフォーカスレンズ１０５の移動時間を費やすことが無くなる。

本実施の形態では、静止画撮影時におけるフォーカスレンズ１０５の移動方向を反転する際の基準として、ＡＦ評価値のピークに対する変動量を用いる。図１２に示したように従来でも合焦と判断された被写体についてはフォーカスレンズの移動範囲が変わらず、従来どおり合焦することができる。また、小絞りで撮影する場合やコントラストの低い被写体を撮影する場合、フォーカスレンズ１０５を、図１０に示すようにＡＦ評価値のピークに対する変動量が得られる範囲を確実に移動することができる（矢印（１）〜（３））。これにより、フォーカスレンズ移動中のＡＦ評価値のピークに対する変動量に基づき、正確に合焦表示の判定を行うことができる。

また、図１１に示すようにＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量ｔｈに達していなくてもＡＦ評価値が減少している場合は、フォーカスレンズ１０５の移動方向を所定時間後に反転する（矢印（２）、矢印（３））。これにより、自動焦点動作の停止まで必要以上に時間が掛かることはないという利点がある。

更に、ＡＦ評価値が増加している場合は、フォーカスレンズ１０５の移動方向を反転することなく同一方向に移動していく。これにより、フォーカスレンズ１０５の駆動を開始する際、フォーカスレンズ位置と離れた位置にある合焦位置にフォーカスレンズ１０５を移動させることで、合焦することもできる。

これに対し、例えばフォーカスレンズの移動方向を反転する条件にＡＦ評価値のピークに対する変動量を設けると、以下のような不具合が起こる。図１４に示すように変動量を満たさないコントラストの低い被写体等の場合は、どこまでもフォーカスレンズを移動させることになってしまう（矢印（１））。また、このようにフォーカスレンズの移動範囲が広がると、その分、静止画撮影の焦点調節のために撮影できない時間が増えてしまう。

また、フォーカスレンズを移動する際、所定時間経過した場合にフォーカスレンズを強制的に移動反転させるようにすると、どのような被写体でも静止画撮影時のＡＦ動作に一定の時間を要することになる。また、フォーカスレンズが移動を開始した位置から離れた位置に合焦位置がある場合に、その合焦位置までフォーカスレンズを移動することができなくなる。

本実施の形態は、上記各フローチャートに示す処理を実行することにより、上述した従来の各問題点を解消することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、第１の反転条件（ＡＦ評価値が減少している）を満たす場合は、フォーカスレンズ１０５の移動方向の反転を決定する。また、ＡＦ／カメラマイコン１１３は、第１の反転条件によりフォーカスレンズ１０５の移動方向の反転を決定した後、第２の反転条件（ＡＦ評価値が設定量変動している）を満たす場合は、フォーカスレンズ１０５の移動方向を反転させる制御を行う。

上記制御により、小絞りで撮影する場合やコントラストの低い被写体を撮影する場合、フォーカスレンズ１０５を、ＡＦ評価値のピークに対する変動量が得られる範囲を確実に移動させることができる。これにより、フォーカスレンズ移動中のＡＦ評価値のピークに対する変動量に基づき、合焦である旨を表示する際の判定を従来に比べて画期的に正確に行うことができる。この結果、従来のような合焦しているにも拘らず非合焦表示が出てしまうという不具合を解消することができる。

また、ＡＦ評価値のピークに対する変動量が所定量に達しない場合でもＡＦ評価値が減少している場合は、フォーカスレンズ１０５を所定時間後に反転する。これにより、自動焦点動作の停止まで必要以上に時間が掛かることはない。

更に、ＡＦ評価値が増加している場合は、フォーカスレンズ１０５を反転することなく同一方向に移動させていく。これにより、駆動開始時のフォーカスレンズ位置と離れた位置にある合焦位置にフォーカスレンズ１０５を移動し、合焦することもできる。

［他の実施の形態］
また、本発明の目的は、前述した実施の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憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、以下の処理を行うことによっても達成される。即ち、そのシステム或いは装置のコンピュータ（マイクロコンピュータを含む）（またはＣＰＵやＭＰＵ等）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の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及び該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。

また、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、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスクを用いることができる。また、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

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、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、以下の場合も含まれる。即ち、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）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、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き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、以下の処理を行う場合も含まれる。即ち、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置のハードウエア構成を示すブロック図である。 モニタＡＦ処理を示すフローチャートである。 フォーカスレンズの微小駆動の詳細を示すフローチャートである。 フォーカスレンズ動作の時間経過を示す図である。 フォーカスレンズの山登り駆動の詳細を示すフローチャートである。 フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値の関係を示す図である。 ＡＦ処理の全体を示すフローチャートである。 静止画ＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである。 図８の続きを示すフローチャートである。 小絞りの場合の静止画撮影時におけるＡＦ動作を示す図である。 被写体のコントラストの低い場合の静止画撮影時におけるＡＦ動作を示す図である。 静止画撮影時におけるＡＦ動作を示す図である。 従来例に係る小絞りの場合の静止画撮影時におけるＡＦ動作を示す図である。 従来例に係る被写体のコントラストの低い場合の静止画撮影時におけるＡＦ動作を示す図である。

符号の説明

１０５ フォーカスコンペレンズ（フォーカスレンズ）
１０６ 撮像素子（撮像手段）
１１０ フォーカスコンペレンズモータ
１１１ フォーカスコンペレンズドライバ
１１２ ＡＦ／ＡＥ評価値処理回路
１１３ ＡＦ／カメラマイコン（制御手段）
１１５ モニタ

Claims (7)

1. フォーカスレンズを光軸に沿って移動させつつ、被写体像を撮像する撮像手段から得られる信号の高周波成分のレベルを示す評価値を得て、該評価値に応じて前記フォーカスレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置において、
   前記フォーカスレンズをサーチ動作に伴って光軸に沿って移動を開始した後、前記評価値が減少して所定以上変動し又は所定の時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向を反転させ、前記フォーカスレンズの反転の後前記評価値の変動量が所定の値以上変動していない場合であっても所定回数前記評価値が減少し、且つ前記フォーカスレンズの移動方向を反転させた後所定時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向をさらに反転させて、前記フォーカスレンズを前記評価値がピークを示す位置に移動させる制御手段を備えることを特徴とする自動焦点調節装置。
2. 前記制御手段は、前記評価値の変動量が前記所定の値以上変動している場合に、前記フォーカスレンズの移動方向を反転させた後の前記経過時間に拘わらず、前記フォーカスレンズの移動方向をさらに反転させることを特徴とする請求項１記載の自動焦点調節装置。
3. 前記制御手段は、前記所定の時間を撮像装置の焦点深度の状態に応じて変更することを特徴とする請求項１又は２記載の自動焦点調節装置。
4. 前記制御手段は、撮像装置において静止画の撮影が指示された場合、前記フォーカスレンズの移動中における前記評価値がピークとなる位置に前記フォーカスレンズを移動し、前記評価値のピークに対する変動量が所定の設定量より大きい場合は合焦である旨を表示し、前記評価値のピークに対する変動量が設定量以下の場合は非合焦である旨を表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動焦点調節装置。
5. 前記請求項１乃至４の何れかに記載の自動焦点調節装置を備えることを特徴とする撮像装置。
6. フォーカスレンズを光軸に沿って移動させつつ、被写体像を撮像する撮像手段から得られる信号の高周波成分のレベルを示す評価値を得て、該評価値に応じて前記フォーカスレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置の制御方法において、
   前記フォーカスレンズをサーチ動作に伴って光軸に沿って移動を開始した後、前記評価値が減少して所定以上変動し又は所定の時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向を反転させ、前記フォーカスレンズの反転の後前記評価値の変動量が所定の値以上変動していない場合であっても所定回数前記評価値が減少し、且つ前記フォーカスレンズの移動方向を反転させた後所定時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向をさらに反転させて、前記フォーカスレンズを前記評価値がピークを示す位置に移動させることを特徴とする制御方法。
7. フォーカスレンズを光軸に沿って移動させつつ、被写体像を撮像する撮像手段から得られる信号の高周波成分のレベルを示す評価値を得て、該評価値に応じて前記フォーカスレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置を制御するためのプログラムにおいて、
   前記自動焦点調節装置が備えるコンピュータに、
   前記フォーカスレンズをサーチ動作に伴って光軸に沿って移動を開始した後、前記評価値が減少して所定以上変動し又は所定の時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向を反転させ、前記フォーカスレンズの反転の後前記評価値の変動量が所定の値以上変動していない場合であっても所定回数前記評価値が減少し、且つ前記フォーカスレンズの移動方向を反転させた後所定時間以上経過すると、前記フォーカスレンズの移動方向をさらに反転させて、前記フォーカスレンズを前記評価値がピークを示す位置に移動させるモジュールを実行させることを特徴とするプログラム。

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