JP4874641B2 - 自動焦点調節装置を備えたカメラ - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節レンズ群を移動しながら合焦位置をサーチするサーチ機能を備えた自動焦点調節装置を備えたカメラに関する。

コンパクトタイプのデジタルカメラ（以下「コンパクトデジタルカメラ」という。）のＡＦ（自動焦点調節）装置としては、コントラストを検出して最もコントラストが高い、またはコントラストのピークを検出するコントラスト方式が一般的である。さらに、コントラスト方式と、位相差方式とを併用した自動焦点調節装置も開発されている（特許文献１）。従来のコントラスト方式は、焦点調節レンズ群を近距離合焦端と遠距離合焦端の間においてステップ駆動しながら撮像し、撮像した画像のコントラスト値を検出して、ピークとなるコントラスト値を求め、ピークとなるコントラスト値が得られるレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動させる方式である。位相差方式は、被写体像を分割してその位相差により合焦位置を求める方式である。
特開平２００４-３０９８６７号公報

従来のコントラスト方式によるＡＦの場合は、ＡＦ処理が終了してある被写体にピントが合った（合焦した）が、撮影者が希望する被写体は、そのピントが合った被写体よりも近距離または遠距離に位置する場合がある。かかる場合に撮影者は、再度レリーズボタンを半押ししてＡＦ処理を行わせている。しかしながら従来のコントラスト方式または位相差方式による自動焦点調節装置は、改めて近距離合焦端から遠距離合焦端までの全範囲について焦点調節レンズ群をステップ駆動するため、撮影者が希望する被写体に合焦させることが困難であった。

また、特許文献１に記載の発明は、位相差検出方式の結果に応じて、コントラスト方式のサーチ領域を制限している。しかしながら、その制限は、位相差検出方式で得たレンズ位置を中心とした範囲での限定なので、位相差検出方式で検出した被写体に対してはより精密に合焦するが、その被写体よりも近方または遠方に位置する被写体に合焦させることができなかった。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、撮影者が希望する被写体に対して容易に自動合焦させることができる自動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。

この目的を達成する本発明は、焦点調節レンズ群を光軸に沿ったニア端とファー端間の所定範囲内を移動させて合焦位置を検出し、検出した合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させるサーチ処理機能、およびマクロモード選択機能を有する自動焦点調節装置と；第１のスイッチおよび第２のスイッチと；を備え、前記自動焦点調節装置は、前記サーチ処理終了後、第１のスイッチがオンしたときは現在のレンズ位置からファー端方向にサーチ処理を再実行し、第２のスイッチがオンしたときは、マクロモードが選択されているといないとにかかわらず、マクロモードにおけるニア端から現在のレンズ位置方向にサーチ処理を再実行すること；に特徴を有する。

実際的には、半押しで前記サーチ処理を実行するレリーズボタンを備え、該レリーズボタンの半押しで前記サーチ処理を実行した後、該レリーズボタンが半押しされた状態で、前記第１のスイッチがオンすると現在の焦点調節レンズ群位置からファー端方向にサーチ処理を再実行し、第２のスイッチがオンすると前記マクロモードにおけるニア端から現在のレンズ位置方向にサーチ処理を再実行する。

望ましい実施形態において、前記カメラは十字キーを備え、前記第１のスイッチおよび第２のスイッチは該十字キーに連動していて、前記十字キーがいずれかの方向に押されると前記第１のスイッチがオンし、前記十字キーがいずれか他の方向に押されると第２のスイッチがオンする。

さらに前記カメラは、前記焦点調節レンズ群を含む撮影レンズを介して被写体像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像手段を備え、自動焦点調節装置は、前記サーチ処理において、前記焦点調節レンズ群をステップ駆動しながら前記撮像手段により撮像し、該撮像した画像信号のコントラストピークを検出して合焦位置を求める。

さらに、前記レリーズボタンの半押しで実行するサーチ処理におけるステップ駆動よりも、その後再実行するサーチ処理におけるステップ駆動の方が、ステップ幅が小さいことが好ましい。再サーチ処理において、より精度の高い焦点検出が可能になる。

前記自動焦点調節装置は、前記再実行したサーチ処理によって合焦位置を検出できなかったときは、前記サーチ処理を再実行する前のサーチ処理で得られた合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させる。再度のサーチ処理によって合焦位置が検出できなくても、その前の全体サーチ処理によって得られた合焦位置に合焦させることができる。

本発明によれば、サーチ処理により自動合焦した後に、自動合焦した被写体よりも遠景側または近景側を撮影者が指定して遠景領域または近景領域に限定してサーチ処理させることができるので、自動合焦した被写体が撮影者が望む被写体ではなく、合焦させたい被写体が自動合焦した被写体よりも遠景側または近景側に存在する場合に、撮影者が望む被写体に対して迅速に合焦させることができる。

図１は、本発明の実施形態である焦点調節装置を適用したいわゆるコンパクトデジタルカメラの概要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（ファー端）から最短合焦位置（ニア端）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（モニタ）１７で表示可能な画像信号に変換してＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１７により表示し、記録モード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。

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オートフォーカスモード（ＡＦモード）を備えている。このＡＦモードは、ＡＦモータ２５を駆動して焦点調節レンズ群Ｌ１を所定量単位でステップ駆動しながら撮像素子１１による撮像、画像データのコントラスト値の検出およびコントラスト値の記憶を繰り返し、レンズ移動方向におい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を移動する。本実施形態では、通常のサーチ処理では、焦点調節レンズ群Ｌ１を可動範囲であるニア端（最短合焦位置）からファー端（無限遠合焦位置）まで移動する。

なお、焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動するので、実際の合焦位置はピークが得られたときの焦点調節レンズ群Ｌ１の位置よりずれている場合がある。また、サーチ処理において焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動する所定量よりも、このＡＦモータ２５によってステップ駆動可能な最小駆動量の方が小さい場合もある。そこで、得られたコントラスト値に基づいて、いわゆる近似演算によって実際のコントラスト値のピークが得られるレンズ位置を求め、そのレンズ位置、またはそのレンズ位置に最も近い焦点調節レンズ群Ｌ１の停止位置を合焦位置とすることが好ましい。

さらにこのコンパクトデジカメは、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、半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲと、モード選択等に利用される十字キー（図示せず）に連動し、該十字キーが、上方に押されたときにオンする上スイッチＳＷＵ、下方に押されたときにオンする下スイッチＳＷＤ、左方に押されたときにオンする左スイッチＳＷＬｅ、右方に押されたときにオンする右スイッチＳＷＲｉ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、あるはい変化を検知して、予め設定された処理を実行する。

図２には、撮像素子の撮像面と焦点検出エリアとの一例として、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。

この実施形態では、測光スイッチＳＷＳが半押しされたときにＣＰＵ１５の制御下で、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、そのコントラスト値を内蔵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ニア端から他方の移動限界位置であるファー端方向にステップ駆動させながら繰り返す。なお、本実施形態では焦点調節レンズ群Ｌ１をニア端からファー端方向にステップ駆動するが、駆動方向は逆、つまりファー端からニア端方向としてもよい。

焦点調節レンズ群Ｌ１の光軸方向位置（レンズ位置）を、ニア端を原点位置として原点センサ２３ａで検知し、原点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をファー端からニア端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個の位置パルスとする。そうして、ニア端からの位置パルス数をCNoとして、現レンズ位置を、現在位置CNoで表すものとする。

ニア端からファー端方向の複数位置においてコントラスト値が得られたら、焦点調節レンズ群Ｌ１の移動方向、例えばニア端側からファー端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、コントラスト値が所定回連続して増大し、かつ所定回連続して減少しているかどうか、つまり中央位置がピークであるかどうかを判定する。

本実施形態では、ニア端からファー端方向に連続した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、つま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せながら５個分のコントラスト値について繰り返し実施する。

さらに、連続した５位置の中央位置におけるコントラスト値がピークであると判定した場合は、さらにピークのコントラスト値の信頼性が高いかどうかを判定して、信頼性が高い場合のみ、ピークのコントラスト値としてメモリする構成としてある。

焦点調節レンズ群Ｌ１を可動端までステップ駆動すると、メモリしたピークのコントラスト値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動し、停止させる。本実施形態では、上方スイッチＳＷＵが第１のスイッチ（遠景スイッチ）、下方スイッチＳＷＤが第２のスイッチ（近景スイッチ）として機能し、この状態で上方スイッチＳＷＵまたは下方スイッチＳＷＤがオン操作されると、再サーチ処理を実行する。上方スイッチＳＷＵがオンした場合は、焦点調節レンズ群Ｌ１が停止している現レンズ位置をニア端としてファー端方向である遠景側にサーチ処理を開始する。つまり、現在のレンズ位置よりも遠景領域においてコントラスト値のピークを検出する。一方、下方スイッチＳＷＤがオンした場合は、焦点調節レンズ群Ｌ１が停止している現レンズ位置をサーチ終了端とし、ニア端をサーチ開始端としてニア端から現レンズ位置方向に、つまり現レンズ位置よりも近景側においてサーチ処理を開始する。つまり、現在のレンズ位置よりも近景領域においてコントラスト値のピークを検出する。以上の再サーチ処理により、現在の被写体よりも遠景側または近景側の被写体に対して合焦させることができる。なお、第１のスイッチ、第２のスイッチは、十字キーのいずれのスイッチに割り当ててもよく、割り当てを使用者が設定する構成としてもよい。

また、再サーチ処理では、焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動する量を、通常のサーチ処理よりも小さくしてもよい。小さくすれば、より精密にピークを検出できる。さらに、マクロモード選択機能を有する場合は、マクロモードが選択されているといないとにかかわらず、近距離側に再サーチ処理を実行する場合は、マクロ領域までサーチ処理をしてもよい。この構成によれば、マクロモードに切り換えることなく、近距離の被写体に対して合焦させることができる。

このデジタルカメラの動作について、図４乃至図７に示したフローチャートおよび図９に示したレンズ位置とコントラスト値との関係を示したグラフを参照して説明する。

図４は、このデジタルカメラのメイン処理である。この処理には、図示しないがバッテリが装填されたときに入る。メイン処理に入ると、ＣＰＵ１５はまず初期化処理を実行する（Ｓ１０１）。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（Ｓ１０３）、オンしていなければ電源をＯＦＦしてこの処理を終了する（Ｓ１０３；ＮＯ、Ｓ１０５、ＥＮＤ）。その後、ＣＰＵ１５は定期的に起動してメインスイッチＳＷＭのチェック（Ｓ１０３）を繰り返す。

メインスイッチＳＷＭがオンしているとき（Ｓ１０３；ＹＥＳ）は、測光スイッチＳＷＳがＯＦＦからＯＮに変化したかどうかをチェックする（Ｓ１０７）。ＯＦＦからＯＮしたとき（Ｓ１０７；ＹＥＳ）は、コントラストＡＦ処理を実行し（Ｓ１１１）、その後レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかチェックし（Ｓ１１３）、ＯＮしていれば撮像処理を実行してＳ１０３に戻り（Ｓ１１３；ＹＥＳ、Ｓ１１５、Ｓ１０３）、ＯＮしていなければそのままＳ１０３に戻る（Ｓ１１３；ＮＯ、Ｓ１０３）。

測光スイッチＳＷＳがＯＦＦからＯＮに変化していなければ（Ｓ１０７；ＮＯ）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしていて、かつ上方スイッチＳＷＵまたは下方スイッチＳＷＤがＯＮしているかどうかをチェックする（Ｓ１０９）。測光スイッチＳＷＳがＯＮしていないか、上方、下方スイッチＳＷＵ、ＳＷＤのいずれもＯＮしていなければＳ１０３に戻り（Ｓ１０９；ＮＯ、Ｓ１０３）、測光スイッチＳＷＳがＯＮ、かつ上方スイッチＳＷＵまたは下方スイッチＳＷＤがＯＮしている場合はコントラストＡＦ処理に進む（Ｓ１０９；ＹＥＳ、Ｓ１１１）。つまり、コントラストＡＦ処理が終了した後に、測光スイッチＳＷＳがＯＮされた状態で上方、下方スイッチＳＷＵ、ＳＷＤのいずれかがＯＮされたときは、再びコントラストＡＦ処理を実行するのである。
『コントラストＡＦ処理』
次に、Ｓ１１１で実行されるコントラストＡＦ処理について、図５に示したフローチャート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（Ｓ２０１）。例えばこの実施形態では、各ステータスのクリア、コントラスト値のクリア、現在位置CNoの初期化（CNo = 0）、コントラストの最大値 = 0、最小値 = FFFFFFFF等の設定を実行する。ここで現在位置CNoは、焦点調節レンズ群Ｌ１がニア端（最短合焦位置）にあるときを０として、ファー端（無限遠合焦位置）方向に、１パルス分移動する毎に１カウントアップする変数である。

次に、フォーカスイニシャライズ処理を実行する（Ｓ２０３）。フォーカスイニシャライズ処理とは、通常のサーチ処理のときは焦点調節レンズ群Ｌ１をニア端に移動して駆動速度Ａ[pps]をセットし、再ＡＦ処理のときは、焦点調節レンズ群Ｌ１を、サーチ開始端であるニア端に移動または現在位置に保持し、駆動速度Ｂ[pps]の設定、サーチ終了端の設定等を実行する。ここで、サーチ開始端は、通常のサーチ処理のときはニア端であり、再サーチ処理のときは、ニア端または現在位置である。サーチ終了端点は、通常のサーチ処理のときはファー端であり、再サーチ処理のときは、現在位置またはファー端である。駆動速度Ａ[pps]、Ｂ[pps]は焦点調節レンズ群Ｌ１を１ステップ駆動するパルス数であって、Ａ[pps]＞Ｂ[pps]である。つまり、再サーチ処理のときの方が、１ステップ駆動するパルス数が小さく、１ステップで移動する距離が短い。

また、本実施形態において、駆動速度Ａ[pps]のときは、現在位置CNoの単位パルスはＡ[pps]であり、駆動速度Ｂ[pps]のときは現在位置CNoの単位パルスはＢ[pps]である。

そうして、最初の焦点調節レンズ群Ｌ１の停止位置においてコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ２０５）。つまり、撮像素子１１から入力した画像データに基づいて、ニア端位置または最初のＡＦ処理で停止した位置におけるコントラスト値Cnt[CNo]を算出し、コントラスト値Cnt[CNo]の最大値Max、最小値Minを更新する。

次に、ＡＦモータ２５をファー端方向に設定駆動速度Ａ[pps]またはＢ[pps]でステップ駆動するモータ駆動処理を開始する（Ｓ２０７）。つまり、焦点調節レンズ群Ｌ１をファー端方向に、１駆動パルス（Ａ[pps]またはＢ[pps]パルス）分ステップ移動させる。そうして、現在位置CNoを１カウントアップする（Ｓ２０９）。

焦点調節レンズ群Ｌ１を１ステップ駆動すると、撮像素子１１から画像信号を入力し、入力した画像信号からコントラスト値Cnt[CNo]を算出し、最大値、最小値を更新する（Ｓ２１１）。さらに、コントラスト値Cnt[CNo]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（Ｓ２１３）。

以上のＳ２０７乃至Ｓ２１３の処理を、サーチ終了端点に達するまで繰り返す（Ｓ２１５；ＮＯ、Ｓ２０７）。

焦点調節レンズ群Ｌ１がサーチ終了端点に達すると（Ｓ２１５；ＹＥＳ）、ＡＦモータ２５を停止させる（Ｓ２１７）。そうして、Ｓ２０７からＳ２１５のループ処理で得たピークのコントラスト値Cnt[PCNo-2]を中央位置とする５レンズ位置分のコントラスト値Cnt[CNo-4]乃至コントラスト値Cnt[CNo]に基づいて、真のピーク位置を近似演算するピーク算出処理を実行する（Ｓ２１９）。ここで求められる新のピーク位置は、焦点調節レンズ群Ｌ１を駆動可能な最小パルスに基づく位置である。

以上の各焦点検出エリアの中から１個の焦点検出エリアを選択する（Ｓ２２１）。つまり、各焦点検出エリアについて得たコントラスト値のピーク位置の中から、一つを選択する。例えば、最も近距離に相当するピーク位置を合焦位置として選択する。

そうして、選択したピーク位置（合焦位置）に対応する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てからリターンする（Ｓ２２３、ＲＥＴＵＲＮ）。

図９には、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置（現在位置CNo）とコントラスト値との関係をグラフで示してある。図において、横軸は焦点調節レンズ群Ｌ１の位置、縦軸はコントラスト値を表している。

図９の（Ａ）は、通常初回ＡＦ処理によってコントラスト値のピーク、ピーク位置が得られた場合の状態を示している。この状態において、測光スイッチＳＷＳをＯＮしたまま上方スイッチＳＷＵがＯＮされると、通常のＡＦ処理のときよりも小さいステップで焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動しながらコントラスト値を取得する。以上の処理により、通常ＡＦ処理によって得られたピーク位置よりも遠方でピーク位置が得られた状態を、図９（Ｂ）に示した。

図９（Ａ）に示した状態において、測光スイッチＳＷＳがＯＮしたまま下方スイッチＳＷＤがＯＮされたときの動作状態を図９（Ｃ）に示した。この図には、ニア端から現在位置まで、通常のＡＦ処理のときよりも小さいステップで焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動しながらコントラスト値を検出し、現在位置よりも近距離側においてピーク値を検出した様子が示されている。
『フォーカスイニシャライズ処理』
コントラストＡＦ処理におけるＳ２０３で実行されるフォーカスイニシャライズ処理の詳細について、さらに図６に示したフローチャートを参照して説明する。

フォーカスイニシャライズ処理に入ると、まず、通常初回ＡＦ（通常初回サーチ処理）かどうかをチェックする（Ｓ３０１）。メイン処理において、Ｓ１０７からＳ１１１に進んだ場合が通常初回ＡＦ（通常初回サーチ処理）となる。通常初回ＡＦ（通常初回サーチ処理）の場合（Ｓ３０１；ＹＥＳ）は、ＡＦモータ２５をニア端方向に駆動し（Ｓ３０３）、焦点調節レンズ群Ｌ１がニア端に達したらＡＦモータ２５を停止させる（Ｓ３０５）。そうして、ＡＦモータ２５をステップ駆動させる速度として駆動速度Ａ[pps]を設定する（Ｓ３０７）。さらに、ファー端（無限遠合焦位置）をサーチ終了端点に設定してリターンする（Ｓ３０９、ＲＥＴＵＲＮ）。駆動速度Ａ[pps]は、ＡＦモータ２５を１ステップ駆動する際の駆動パルス数であるから、サーチ処理においてはＡＦモータ２５を、駆動速度Ａ[pps]で設定された駆動パルス数だけ連続的に駆動して一旦停止し、停止したときに撮像素子１１による撮像および画像信号入力処理を実行する。

通常初回サーチ処理（通常初回ＡＦ）でなかった場合（Ｓ３０１；ＮＯ）、つまりメイン処理において、Ｓ１０９からＳ１１１に進んだ再サーチ処理（再ＡＦ）の場合は、下方スイッチ（近景スイッチ）ＳＷＤがＯＮしているかどうかをチェックする（Ｓ３１１）。下方スイッチ（近景スイッチ）ＳＷＤがＯＮしている場合（Ｓ３１１；ＹＥＳ）は、現焦点調節レンズ群Ｌ１の位置、つまり現在位置CNoをサーチ終了端点として設定する（Ｓ３１３）。次に、ＡＦモータ２５を近位置（ニア端）方向に駆動し（Ｓ３１５）、焦点調節レンズ群Ｌ１が近位置（ニア端）に達したら停止させる（Ｓ３１７）。そうして、駆動速度Ｂ[pps]を設定してリターンする（Ｓ３２１、ＲＥＴＵＲＮ）。駆動速度Ｂ[pps]は駆動速度Ａ[pps]よりも小さいので、通常初回ＡＦのときよりも、１ステップ駆動する際の駆動パルス数が少なく、短い距離単位でステップ駆動される。

下方スイッチ（近景スイッチ）ＳＷＤがＯＮしたときのサーチ処理結果の実施形態が、図９の（Ｃ）に示されている。この実施形態では、現在位置よりも３個のＢ[pps]分近距離（近景側）側においてコントラスト値のピーク、つまり合焦位置を検出している。

マクロモードの選択が可能なカメラの場合は、下方スイッチ（近景スイッチ）ＳＷＤがＯＮしたときは、マクロモードにおける最近位置を近位置（ニア端）としてもよい。かかる構成によれば、マクロモードに切り換えることなく、マクロ領域まで自動合焦させることができる。

下方スイッチ（近景スイッチ）ＳＷＤがＯＮしていない場合（Ｓ３１１；ＹＥＳ）、つまり上方スイッチＳＷＵ（遠景スイッチ）がＯＮしている場合は、ファー端（無限遠合焦位置）をサーチ終了端点として設定し（Ｓ３１９）、ＡＦモータ２５をステップ駆動させる速度として駆動速度Ｂ[pps]を設定してリターンする（Ｓ３２１、ＲＥＴＵＲＮ）。

上方スイッチＳＷＵ（遠景スイッチ）がＯＮしたときのサーチ処理結果の実施形態が、図９の（Ｂ）に示されている。この実施形態では、現在位置よりも２個のＢ[pps]分遠距離（遠景側）においてコントラスト値のピーク、つまり合焦位置を検出している。
『ピークチェック処理』
Ｓ１１７およびＳ１２９で実行するピークチェック処理の一実施例の詳細について、さらに図７に示したフローチャートを参照して説明する。

ピークチェック処理に入ると、まず、焦点調節レンズ群Ｌ１の現在位置CNoのカウント値を変数Pulse[CNo]に代入する（Ｓ４０１）。次に、現在位置CNoのカウント値が開始端のカウント値 +４以上であるか否かをチェックする（Ｓ４０３）。連続した５位置分のコントラスト値がなければピークを検出できないからである。カウント値 +４以上ではない場合はリターンする（Ｓ４０３；ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ）。

現在位置CNoのカウント値がニア端のカウント値 +４以上の場合（Ｓ４０３；ＹＥＳ）は、現在位置のコントラスト値を含む５個のコントラスト値中、中央位置のコントラスト値がピーク値であるか否かをチェックする。この実施形態では、まず、ニア側端から中央位置までコントラスト値が２回連続して大きくなっているかどうかをチェックする（Ｓ４０５）。連続して２回大きくなっていない場合はリターンする（Ｓ４０５；ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ）。

連続して２回大きくなっている場合（Ｓ４０５；ＹＥＳ）は、前記５個のコントラスト値において、中央位置から現在位置（ファー側端）までコントラスト値が連続して２回小さくなっているかどうかをチェックする（Ｓ４０７）。連続して２回小さくなっていない場合はリターンする（Ｓ４０７；ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ）。中央位置から現在位置まで連続して２回小さくなっている場合（Ｓ４０７；ＹＥＳ）は、中央位置のコントラスト値（Cnt[CNo - 2])の８０パーセントの値を第１しきい値dat0に代入する（Ｓ４０９）。

次に、前記５個のコントラスト値中、ニア側端のコントラスト値Cnt[CNo+4]よりも第１しきい値dat0のコントラスト値の方が大きいか、あるいは現在位置（ファー側端）のコントラスト値Cnt[CNo]よりも第１しきい値dat0のコントラスト値の方が大きいか否かチェックする（Ｓ４１１）。いずれでもない場合はリターンする（Ｓ４１１；ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ）。

いずれかの場合（Ｓ４１１；ＹＥＳ）は、第２しきい値dat1に、（ピークコントラスト値と最小値との差）／（ピークコントラスト値）に１００をかけた百分比の値（パーセント）を代入する（Ｓ４１３）。ここで、最小値は、これまで検出し、メモリしたコントラスト値中の最小値である。そうして、第２しきい値dat1が１０パーセントよりも大きいかどうかをチェックする（Ｓ４１５）。大きくない場合はリターンする（Ｓ４１５；ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ）。

第２しきい値dat1が１０パーセントよりも大きい場合（Ｓ４１５；ＹＥＳ）は、ピークのコントラスト値がコントラスト値の最大値以上であるか否かをチェックする（Ｓ４１７）。最大値とは、この処理までに検出してメモリしたコントラスト値の中での最大値である。最大値以上でない場合はリターンする（Ｓ４１７；ＮＯ、ＲＥＴＵＲＮ）。最大値以上の場合（Ｓ４１７：ＹＥＳ）は、ピーク位置PCNoに現在位置CNo - 2を代入してリターンする（Ｓ４１９、ＲＥＴＵＲＮ）。

以上のピークチェック処理により、サーチ領域においてコントラスト値のピーク、該ピークが得られる焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を検出できる。

なお、通常初回ＡＦではなく、つまり再ＡＦ、再サーチ処理でコントラスト値のピークを検出する場合は、通常初回ＡＦで検出したコントラスト値のピーク値よりも小さいコントラスト値がピークとなる場合がある（図９（Ｃ））。そこで、通常初回ＡＦで得られた現在位置は、再ＡＦ処理ではサーチ領域から除外するか、Ｓ４１７の最大値として使用しない構成が好ましい。
『ピーク算出処理』
再ＡＦにおいてコントラスト値のピークが得られなかった場合（ＮＧの場合）の処理を含むピーク算出処理の実施形態について、さらに図８に示したフローチャートを参照して説明する。この実施形態は、再ＡＦがＮＧの場合は、初回ＡＦで得られたピント位置（端点）で合焦処理、合焦表示を行うことに特徴を有する。

ピーク算出処理に入ると、まず、再ＡＦ処理を実行したどうかをチェックする（Ｓ５０１）。再ＡＦ処理を実行していない場合（Ｓ５０１；ＮＯ）は、より正確な合焦位置を求めることができる近似演算処理を実行してリターンする（Ｓ５０５、ＲＥＴＵＲＮ）。再ＡＦ処理を実行していた場合（Ｓ５０１；ＹＥＳ）は、再ＡＦ処理によってコントラスト値のピークが検出されたかどうかをチェックする（Ｓ５０３）。ピークが検出されていた場合（Ｓ５０３；ＹＥＳ）は、再ＡＦ処理によって得られたコントラスト値基づいて近似演算処理（Ｓ５０５）を実行してリターンする（ＲＥＴＵＲＮ）。以上の近似演算処理によって、再ＡＦ処理を実行していた場合も実行していなかった場合も、より正確な合焦位置を求めることができる。

再ＡＦ処理を実行したがピークが検出されていなかった場合（Ｓ５０１；ＹＥＳ、Ｓ５０３；ＮＯ）は、前回のＡＦ処理で得られたピーク位置、遠距離領域で再ＡＦ処理を実行した場合（図９（Ｂ））はサーチ開始端、近距離側で再ＡＦ処理を実行した場合（図９（Ｃ））はサーチ終了端を合焦位置として設定してリターンする（Ｓ５０７、ＲＥＴＵＲＮ）。この処理により、再ＡＦ処理してピークが得られなかったとしても、その前に実行したＡＦ処理で得られた合焦位置にピントを合わせることができるので、ピントを大きく外すことがない。なお、この場合、他の実施形態では、通常ＡＦ処理（直前のＡＦ処理）によって得られたコントラストデータに基づいて近似演算を実行する構成とする。

合焦位置の検出は図７に示したピークチェック処理に限定されず、公知の画像コントラスト法などを適用できる。また、この実施形態では、サーチ処理において、ニア端側からファー端方向に焦点調節レンズ群Ｌ１を駆動したが、逆方向でもよい。また、再サーチ処理の場合は、現在のレンズ位置をサーチ開始端としてニア方向またはファー方向に焦点調節レンズ群Ｌ１を駆動してもよい。本実施形態では第１のスイッチ（遠景スイッチ）、第２のスイッチ（近景スイッチ）を十字キーに連動するスイッチと兼用したが、他のスイッチ、独立したスイッチとして設けてもよい。

本発明を適用した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。 本実施形態のデジタルカメラにおけるメイン処理をフローチャートで示す図である。 同メイン処理中のコントラストＡＦ処理の詳細をフローチャートで示す図である。 同コントラストＡＦ処理中のフォーカスイニシャライズ処理の詳細をフローチャートで示す図である。 同コントラストＡＦ処理中のピークチェック処理の詳細をフローチャートで示す図である。 同コントラストＡＦ処理中のピーク算出処理の詳細をフローチャートで示す図である。 同コントラストＡＦ処理における焦点調節レンズ群の位置とコントラスト値との関係をグラフで示す図および焦点調節レンズ群の位置と合焦位置の表示例を示す図であって、（Ａ）は通常サーチ処理終了時の様子、（Ｂ）は遠景側に再サーチ処理を実行したときの様子、（Ｃ）は近景側に再サーチ処理を実行したときの様子を示す図である。

符号の説明

１１ 撮像素子（撮像手段）
１３ 画像信号処理回路
１５ ＣＰＵ（制御手段、焦点検出手段）
１７ ＬＣＤ
１９ メモリ制御回路
２１ 画像メモリ
２３ モータドライバ
２５ ＡＦモータ
２７ レンズ駆動機構
２３ａ 原点センサ
Ｌ 撮影レンズ
Ｌ１ 焦点調節レンズ群
ＳＷＵ 上方スイッチ（第１のスイッチ、遠景スイッチ）
ＳＷＤ 下方スイッチ（第２のスイッチ、近景スイッチ）

Claims (6)

1. 焦点調節レンズ群を光軸に沿ったニア端とファー端間の所定範囲内を移動させて合焦位置を検出し、検出した合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させるサーチ処理機能、およびマクロモード選択機能を有する自動焦点調節装置と；
   第１のスイッチおよび第２のスイッチと；を備え、
   前記自動焦点調節装置は、前記サーチ処理終了後、第１のスイッチがオンしたときは現在のレンズ位置からファー端方向にサーチ処理を再実行し、第２のスイッチがオンしたときは、マクロモードが選択されているといないとにかかわらず、マクロモードにおけるニア端から現在のレンズ位置方向にサーチ処理を再実行すること；を特徴とする自動焦点調節装置を備えたカメラ。
2. 前記カメラは、半押しで前記サーチ処理を実行するレリーズボタンを備え、該レリーズボタンの半押しで前記サーチ処理を実行した後、該レリーズボタンが半押しされた状態で、前記第１のスイッチがオンすると現在の焦点調節レンズ群位置からファー端方向にサーチ処理を再実行し、第２のスイッチがオンすると前記マクロモードにおけるニア端から現在のレンズ位置方向にサーチ処理を再実行する請求項１記載の自動焦点調節装置を備えたカメラ。
3. 前記カメラは十字キーを備え、前記第１のスイッチおよび第２のスイッチは該十字キーに連動していて、前記十字キーがいずれかの方向に押されると前記第１のスイッチがオンし、前記十字キーがいずれか他の方向に押されると第２のスイッチがオンする請求項１または２記載の自動焦点調節装置を備えたカメラ。
   
   
4. 前記カメラは、前記焦点調節レンズ群を含む撮影レンズを介して被写体像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像手段を備え、自動焦点調節装置は、前記サーチ処理において、前記焦点調節レンズ群をステップ駆動しながらステップ駆動する毎に前記撮像手段により撮像し、該撮像した画像信号のコントラストピークを検出して合焦位置を求める請求項１乃至３のいずれか一項記載の自動焦点調節装置を備えたカメラ。
5. 前記レリーズボタンの半押しで実行するサーチ処理におけるステップ駆動よりも、その後再実行するサーチ処理におけるステップ駆動の方が、ステップ幅が小さい請求項２記載の自動焦点調節装置を備えたカメラ。
6. 前記自動焦点調節装置は、前記再実行したサーチ処理によって合焦位置を検出できなかったときは、前記サーチ処理を再実行する前のサーチ処理で得られた合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させる請求項１乃至５のいずれか一項記載の自動焦点調節装置を備えたカメラ。

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