JP6105917B2 - 焦点調節装置及び方法、及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節装置及び方法、及び撮像装置に関し、より詳しくは電子スチルカメラ及びビデオ等の撮像装置に利用される焦点調節装置による焦点調節の技術に関する。

従来より、電子スチルカメラなどにおいて、フォーカスレンズを動かして被写体に焦点を合わせる方法として、ＣＣＤなどの撮像素子から得られる画像信号を用いて自動的に合焦動作を行うオートフォーカス（ＡＦ）方式が用いられている。このＡＦ方式を用いる場合、まず例えばシャッタボタンを半押しするなどの撮影準備指示動作により、自動露出（ＡＥ）制御のための測光処理、ＡＥ制御、ホワイトバランス（ＷＢ）制御、ＡＦ制御に適した撮像素子の信号読み出し制御への変更等の処理を行う。そして、これらの処理を行った後、上述したＡＦ方式によるＡＦ制御を行う。

このＡＦ方式を用いた従来技術には、ＡＦ制御前の測光処理と、フォーカスレンズをＡＦ制御の動作開始位置へ移動させる制御とを並行して行うことでＡＦタイムラグを短縮するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、ＡＦスキャン開始位置にフォーカスレンズを移動している間に取得したＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ制御の動作開始位置及びフォーカスレンズの移動速度、焦点検出領域を決定することでＡＦタイムラグを短縮するものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２５４１９１号公報 特開２０１２−０９３４０９号公報

しかし、特許文献１の方法では、フォーカスレンズをＡＦ制御の動作開始位置へ移動させている間に測光処理を行うことにより、フォーカスレンズの移動による輝度変動が測光精度に影響を与えてしまうという問題がある。一方、特許文献２の方法では、フォーカスレンズをＡＦ制御の動作開始位置へ移動させる制御と、測光処理、ＡＥ制御、ＷＢ制御、ＡＦ制御に適した撮像素子の信号読み出し制御への変更を並行して行っていない。そのため、ＡＦ制御の動作開始位置への移動中に取得したＡＦ評価値を有効に使用できない場合は、フォーカスレンズの移動時間が無駄になってしまう。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＡＦ制御以外の処理に悪影響を与えることなく、かつ効率的にＡＦタイムラグを短縮することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の焦点調節装置は、フォーカスレンズのスキャン範囲の開始位置を決定する決定手段と、前記決定手段により前記開始位置を決定することができた場合に、前記フォーカスレンズを前記スキャン範囲で一方向に移動させながら周期的に撮像して得られた画像それぞれについて求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させる第１の焦点調節処理を行い、前記決定手段により前記開始位置を決定することができなかった場合に、現在位置から至近方向または無限遠方向のいずれかの方向に前記フォーカスレンズを移動させながら周期的に撮像して得られた画像それぞれについて求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させる第２の焦点調節処理を行う焦点調節手段と、前記フォーカスレンズの移動により動作の影響を受ける第１の処理と、前記フォーカスレンズの移動による動作の影響を受けない第２の処理とを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記決定手段により前記開始位置を決定することができた場合に、前記フォーカスレンズを現在位置から前記開始位置へ移動する前に、前記第１の処理を行い、前記フォーカスレンズを前記現在位置から前記開始位置へ移動する間に、前記周期的に撮像して得られる画像の焦点評価値を算出せずに、前記第２の処理を行うように制御する。

本発明によれば、ＡＦ制御以外の処理に悪影響を与えることなく、かつ効率的にＡＦタイムラグを短縮することができる。

本発明の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図。 実施形態における撮像装置の撮影時における動作を説明するフローチャート。 実施形態におけるコンティニュアスＡＦ処理を説明するフローチャート。 実施形態における山登りＡＦ処理を説明するフローチャート。 実施形態における被写体距離変化判定処理を説明するフローチャート図。 実施形態におけるフォーカス先行移動実行判定処理を説明するフローチャート。 実施形態におけるＡＦ動作を説明するフローチャート図である。 実施形態における初期フォーカス移動処理を説明するフローチャート。 実施形態におけるピーク検出チェック処理を説明するフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態における撮像装置である電子カメラの構成を示すブロック図である。図１において、ズーム機構を含む撮影レンズ１０１及び光量を制御する絞り・シャッタ１０２を介して入射した被写体からの反射光は、フォーカスレンズ１０４により撮像素子１０７上に結像される。撮像素子１０７は結像された光を受光して電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部１０８に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０８は撮像素子１０７から出力された電気信号からの出力ノイズを除去するＣＤＳ回路や、Ａ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路、Ａ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換回路を含み、デジタル信号に変換した画像信号を画像処理部１０９に出力する。

画像処理部１０９において、Ａ／Ｄ変換部１０８から出力された画像信号にガンマ変換等の所定の画像処理が施され、フォーマット変換部１１０において、記録や表示に適したフォーマットに変換され、内蔵メモリ１１１に記憶される。内蔵メモリ１１１は、例えばランダムアクセスメモリなどの高速なメモリであり、以下「ＤＲＡＭ」と記す。ＤＲＡＭ１１１は一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリとして使用される。画像記録部１１２はメモリカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなり、ＤＲＡＭ１１１を介して画像等が記録される。画像表示部１１６は、画像表示の他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示、撮影時には撮影画面と測距領域の表示を行い、画像表示用メモリ１１５（以下「ＶＲＡＭ」と記す。）を介して表示が行われる。

操作部１１７はカメラを外部から操作するためのもので、例えば次のようなスイッチ等が含まれる。即ち、撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズ１０１のズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切換えスイッチなどである。撮影モードスイッチ１１８は、マクロモード、遠景モード、スポーツモードなどの撮影モードを選択するためのもので、本実施形態では、ユーザーが選択した撮影モードに応じてＡＦスキャン範囲やＡＦ動作などが変更される。カメラは、更に、システムに電源を投入するためのメインスイッチ１１９、ＡＦやＡＥ等の撮影準備動作を行うためのスイッチ１２０（以下「ＳＷ１」と記す。）、ＳＷ１の操作後、撮影を行うための撮影スイッチ１２１（以下「ＳＷ２」と記す。）を有する。

また、システム制御部１１３は撮影シーケンスなどシステム全体を制御する。ＡＥ処理部１０３は、画像処理部１０９から出力された画像処理済みの画像信号に対して測光処理（第１の処理）を行い、露出制御のためのＡＥ評価（測光結果）を求め、シャッタ速度、絞り、感度を制御することにより露出を制御する（第２の処理）。なお、撮像素子１０７が電子シャッタ機能を有する場合には、撮像素子１０７のリセット及び読み出しタイミングも制御する。ＡＦ処理部１０６は、後述する焦点調節処理（ＡＦ処理）に応じてモータ１０５を駆動することで、フォーカスレンズ１０４を駆動する。ＷＢ処理部１１４は、画像処理部１０９から出力された画像処理済みの画像信号に対してホワイトバランス処理（ＷＢ処理）を行う。

次に、上記構成を有する撮像装置の動作について、図２〜図９を用いて詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態を適用した撮像装置の撮影時における動作を説明するフローチャートである。まず、Ｓ２０１では、ＡＥ処理部１０３で画像処理部１０９の出力から測光処理を行い、露出制御のためのＡＥ評価値を算出する。Ｓ２０２では、Ｓ２０１で算出したＡＥ評価値に基づいてシャッタ速度、絞り、感度を変更することによって露出制御を行い、Ｓ２０３へと進む。Ｓ２０３では、ＡＦモードとして、撮像素子１０７により周期的に撮影して得られた画像から求められた焦点評価値に基づいて、随時、合焦状態に近づけるようにフォーカスレンズ１０４を駆動するコンティニュアスＡＦモードが設定されているかどうかを調べる。コンティニュアスＡＦモードであれば、Ｓ２０４へ進んで後述するコンティニュアスＡＦ処理を行ってからＳ２０５へ進む。コンティニュアスＡＦモードでなければそのままＳ２０５へ進む。

Ｓ２０５では、ＳＷ１（１２０）の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０６へ進み、そうでなければＳ２０１に戻って上述した処理を繰り返す。Ｓ２０６では、ＡＥ処理部１０３で画像処理部１０９の出力から測光処理を行い、露出制御のためのＡＥ評価値を算出した後、Ｓ２０７へ進む。Ｓ２０７では、現在の撮影モード、焦点距離、合焦度、被写体距離等に基づいて、フォーカスレンズ１０４のＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosを設定する後述するフォーカス先行移動実行判定処理を行った後、Ｓ２０８へ進む。なお、このＳ２０７におけるフォーカス先行移動実行判定処理において、ＡＦスキャン範囲の開始位置を設定できた場合にはフラグfPreMoveAvailableにＴＲＵＥが、設定できなかった場合にはフラグfPreMoveAvailableにＦＡＬＳＥが設定される。

Ｓ２０８では、このフラグfPreMoveAvailableがＴＲＵＥかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればＳ２０９へ進み、そうでなければＳ２１０へ進む。Ｓ２０９では、Ｓ２０７で設定したＡＦスキャン開始位置StartPosへのフォーカスレンズ１０４の移動を開始してＳ２１０へ進む。ここで、ＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosへのフォーカスレンズ１０４の移動と後述するＳ２１０〜Ｓ２１２の処理は並行して行われる。これにより、処理を並行に行った分だけＡＦタイムラグを短縮することができる。また、Ｓ２０６の測光処理の間はフォーカスレンズ１０４は動いていないため、測光処理の精度には影響を与えることはない。

Ｓ２１０では、Ｓ２０６で算出したＡＥ評価値に基づいて電子シャッタ速度、絞り、感度を変更することによって露出制御を行った後、Ｓ２１１へ進む。Ｓ２１１では、ＷＢ処理部１１４で画像処理部１０９の出力に対してＷＢ処理を行ってＳ２１２へ進む。Ｓ２１２では、ＡＦ制御に適したセンサ読み出し制御方法に変更してＳ２１３へ進む。Ｓ２１３では、後述するＡＦ動作を行い、Ｓ２１４へ進む。Ｓ２１４では、ＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればＳ２１５へ進み、そうでなければＳ２０１へ戻る。Ｓ２１５では、ＳＷ２の状態を調べＯＮであればＳ２１６へ進んで撮影動作を行ったあと、Ｓ２０１へ進む。ＳＷ２がＯＮでなければＳ２１４に戻る。

図３は、図２のＳ２０４で行われるコンティニュアスＡＦ処理を説明するフローチャート図である。まず、Ｓ３０１では、中央領域などの所定位置にＡＦ枠を設定してＳ３０２へ進み、Ｓ３０２では、Ｓ３０１で設定したＡＦ枠の焦点評価値及び輝度値を取得してＳ３０３へ進む。Ｓ３０３では、Ｓ３０２で取得した焦点評価値に基づいて合焦度合いを示す合焦度を算出した後、Ｓ３０４へ進む。Ｓ３０４では、先のルーチンで後述するＳ３０５の山登りＡＦにおいて設定された、ピークが検出されたことを示すピーク検出フラグの状態を調べ、ピーク検出フラグがＴＲＵＥであればＳ３０６へ進み、ピーク検出フラグがＦＡＬＳＥであればＳ３０５へ進む。Ｓ３０５では、後述する山登りＡＦを行って本フローを終了し、図２のＳ２０５へ進む。

Ｓ３０６では、後述する被写体距離変化判定処理を行ってＳ３０７へ進む。Ｓ３０７では、被写体距離が変化したことを示す距離変化フラグの状態を調べ、距離変化フラグがＴＲＵＥであればＳ３０８へ進み、距離変化フラグがＦＡＬＳＥであればＳ３０９へ進む。Ｓ３０８では、ピーク検出フラグ及び距離変化フラグをＦＡＬＳＥにし、Ｓ３０５の山登りＡＦのサブルーチンで用いる焦点評価値の最大値、ピーク位置、焦点評価値の増加を示す増加カウンタをリセットしてからＳ３０９へ進む。後述するように、ピーク検出フラグがＴＲＵＥの時には、フォーカスレンズ１０４がピーク位置に移動されて停止している状態であるが、Ｓ３０９では、フォーカスレンズ１０４を停止させたまま本フローを終了し、図２のＳ２０５へ進む。

図４は、図３のＳ３０５で行われる山登りＡＦ処理を説明するフローチャート図である。まず、Ｓ４０１でフォーカスレンズ１０４の現在位置を取得してＳ４０２へ進む。Ｓ４０２では、焦点評価値・輝度値の取得及びフォーカスレンズ１０４の現在位置の取得をカウントするための取得カウンタに１を加えてＳ４０３へ進む。この取得カウンタは、カメラの電源がオンされたとき等に行われる初期化動作において、予め０に設定されているものとする。Ｓ４０３では、取得カウンタの値が１かどうかを調べ、取得カウンタの値が１ならばＳ４０６へ進み、取得カウンタの値が１でなければＳ４０４へ進む。

Ｓ４０４では、今回のルーチンで図３のＳ３０２で得られた今回の焦点評価値が、前回のルーチンで得られた前回の焦点評価値よりも大きいかどうかを調べる。そして今回の焦点評価値が前回の焦点評価値よりも大きければＳ４０５へ進み、そうでなければＳ４１２へ進む。Ｓ４０５では、今回の焦点評価値が前回の焦点評価値よりも大きいことを示す増加カウンタに１を加えてＳ４０６へ進む。Ｓ４０６では、今回の焦点評価値を焦点評価値の最大値としてシステム制御部１１３内の演算メモリ（不図示）に記憶してＳ４０７へ進む。また、Ｓ４０７では、フォーカスレンズ１０４の現在の位置を焦点評価値のピーク位置としてシステム制御部１１３内の演算メモリ（不図示）に記憶してＳ４０８へ進む。更に、Ｓ４０８では、今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてシステム制御部１１３内の演算メモリ（不図示）に記憶してＳ４０９へ進む。

Ｓ４０９では、フォーカスレンズ１０４の現在位置がＡＦスキャン範囲の端にあるかどうかを調べ、ＡＦスキャン範囲の端にあればＳ４１０へ進んでフォーカスレンズ１０４の移動方向を反転してＳ４１１へ進む。ＡＦスキャン範囲の端になければ、直接Ｓ４１１へ進み、フォーカスレンズ１０４を所定量移動して本フローを終了し、Ｓ２０５へ進む。

一方、Ｓ４０４で今回の焦点評価値が前回の焦点評価値よりも大きくない場合、Ｓ４１２において「焦点評価値の最大値」−「今回の焦点評価値」が所定量より大きいかどうかを調べ、所定量より大きければＳ４１３へ進み、そうでなければＳ４０８へ進む。Ｓ４１３では、増加カウンタが０より大きいかどうかを調べ、増加カウンタが０より大きければＳ４１４へ進み、そうでなければＳ４０８へ進む。Ｓ４１４では、フォーカスレンズ１０４を、Ｓ４０７で記憶した焦点評価値が最大値となったピーク位置へ移動させてＳ４１５へ進む。Ｓ４１５ではピーク検出フラグをＴＲＵＥにした後、Ｓ４１６で取得カウンタを０にして本フローを終了し、Ｓ２０５へ進む。

図５は、図３のＳ３０６で行われる被写体距離変化判定処理を説明するフローチャートである。まず、Ｓ５０１では、Ｓ３０２において前回のルーチンで取得したＡＦ枠の輝度値に対して、今回のルーチンで取得した輝度値が所定値以上変化したかどうかを調べ、所定値以上変化していればＳ５０２へ進み、そうでなければＳ５０４へ進む。Ｓ５０２では輝度値変化回数に１を加えてＳ５０３へ進み、輝度値変化回数が閾値以上かどうかを調べ、閾値以上であればＳ５０９へ進む。輝度値が所定回数以上変化している場合には、被写体がカメラに近づくまたは遠ざかるなどして距離が変化していたり、パンニングやズーム等によりＡＦ枠内の被写体が連続的に変化していること等が考えられる。従ってこの場合、距離が変化しているかどうかを示す距離変化フラグをＴＲＵＥにして本フローを終了し、Ｓ３０７へ進む。一方、Ｓ５０３において輝度値変化回数が閾値以上でなければＳ５０４へ進む。

Ｓ５０４では、Ｓ３０２において前回のルーチンで取得した焦点評価値に対して、今回のルーチンで取得した焦点評価値が所定値以上変化したかどうかを調べる。所定値以上変化していればＳ５０５へ進み、そうでなければＳ５０７へ進む。Ｓ５０５では、焦点評価値変化回数に１を加えてＳ５０６へ進み、焦点評価値変化回数が閾値以上かどうかを調べ、閾値以上であればＳ５０９へ進む。この場合、輝度値の変化は少ないが、焦点位置が連続して所定値以上変化しているため、距離変化フラグをＴＲＵＥにする。一方、Ｓ５０６において焦点評価値変化回数が閾値以上でなければＳ５０７へ進む。

Ｓ５０７では、輝度値及び焦点評価値のいずれも変化していないかどうかを調べ、いずれも変化していなければＳ５０８へ進んで輝度値変化回数と焦点評価値変化回数を０にし、Ｓ５１０へ進む。一方、少なくともいずれか一方が変化していればそのままＳ５１０に進む。Ｓ５１０では距離変化フラグをＦＡＬＳＥにして本フローを終了し、図３のＳ３０７へ進む。

図６は、図２のＳ２０７で行われるフォーカス先行移動実行判定処理を説明するフローチャートである。まず、Ｓ６０１では、Ｓ２１３のＡＦ動作に先行してフォーカスレンズ１０４をＡＦスキャン開始位置へ移動させておくかどうかの判定結果を示すfPreMoveAvailableをＦＡＬＳＥに初期化してＳ６０２へと進む。Ｓ６０２では、現在のカメラ設定から撮影モードを取得してＳ６０３へ進む。Ｓ６０３では、Ｓ６０２で取得した撮影モードが所定の撮影モードかどうかを調べ、所定の撮影モードであればＳ６１０へ進み、そうでなければＳ６０４へ進む。ここで所定の撮影モードとは、現在のフォーカスレンズ１０４の位置を基準に、予め決められた範囲をＡＦスキャンするＡＦ制御を行う撮影モードとする。Ｓ６１０では、現在の撮影モード及び焦点距離に対応したＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosを算出してＳ６１５へ進む。

Ｓ６０４では、現在の設定がコンティニュアスＡＦモードであるかどうかを調べ、コンティニュアスＡＦモードであればＳ６１１へ進み、そうでなければＳ６０５へ進む。Ｓ６１１では、Ｓ３０３で算出した合焦度が所定値よりも高いかどうかを調べ、所定値よりも高ければＳ６１２へ進み、そうでなければＳ６０７へ進む。ここで、コンティニュアスＡＦモードにおいて合焦度が高い場合は、すでに被写体にほぼピントが合っていると判断されるため、後述するＡＦ動作では現在のフォーカスレンズ１０４の位置を基準にして合焦度に応じた予め決められた狭い範囲をＡＦスキャンする。Ｓ６１２では、現在のフォーカスレンズ１０４の位置とＳ３０３で算出した合焦度に基づいてＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosを算出してＳ６１５へ進む。

Ｓ６０５では、前回のＡＦ動作で合焦し、かつ合焦した被写体距離と同じ距離であるかどうかを、輝度や前回のＡＦ動作から経過した時間等の条件より判定してＳ６０６へ進む。ここで、前回のＡＦ動作時と同じ被写体距離であると判定された場合は、すでに被写体にピントが合っていると判断されるため、後述するＡＦ動作では現在のフォーカスレンズ１０４の位置を基準にして予め決められた狭い範囲をＡＦスキャンする。Ｓ６０６では、Ｓ６０５で判定した結果、前回のＡＦ動作時と同じ被写体距離であると判定されたかどうかを調べ、そうであればＳ６１３へ進み、そうでなければＳ６０７へ進む。Ｓ６１３では、現在のフォーカスレンズ１０４の位置に基づいてＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosを算出してＳ６１５へ進む。

Ｓ６０７では、現在の撮影モードと焦点距離に応じたＡＦスキャン範囲を取得してＳ６０８へ進む。Ｓ６０８では、Ｓ６０７で取得したＡＦスキャン範囲が所定範囲以上あるかどうかを調べ、所定範囲以上であればＳ６１４へ進み、そうでなければＳ６０９へ進む。ここで、ＡＦスキャン範囲が広い場合は、図２のＳ２１３におけるＡＦ動作において図７を参照して後述するＳ７０４の初期フォーカス移動の範囲が広がる場合が多い。そのため、初期フォーカス移動中に取得した焦点評価値によって被写体のピント位置が判断できた場合は、すぐにＡＦスキャンを開始することでＡＦタイムラグを短縮することができる。一方、ＡＦスキャン範囲が狭い場合は、初期フォーカス移動の範囲も狭くなるため、初期フォーカス移動中に取得した焦点評価値によって被写体のピント位置を判断することが難しくなるため、有効に焦点評価値を活用できない。それにより、無駄なフォーカスレンズの移動となってしまう。よって、所定範囲は、初期フォーカス移動中に取得した焦点評価値を有効に活用できるかどうかを考慮して予め決めておく。Ｓ６０９では、Ｓ６０７で取得したスキャン範囲に応じたＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosを算出してＳ６１５へ進む。

Ｓ６１４では、fPreMoveAvailableをＦＡＬＳＥにし、Ｓ６１５では、fPreMoveAvailableをＴＲＵＥにして本フローを終了し、Ｓ２０８へ進む。

このように、ＡＦスキャン開始位置へのフォーカスレンズ１０４の移動中に取得した焦点評価値を使用しない場合は、fPreMoveAvailableをＴＲＵＥにする。これにより、後述するＡＦ動作の開始前に、ＡＦスキャン開始位置へのフォーカスレンズ１０４の移動を予め実行しておくことで、ＡＦタイムラグを短縮することができる。

図７は、図２のＳ２１３で行われるＡＦ動作を説明するフローチャートである。まず、Ｓ７０１では画面内の所定の領域に焦点検出領域を設定してＳ７０２へ進む。Ｓ７０２では、撮影モードや焦点距離に応じたＡＦスキャン範囲を設定して、Ｓ７０３へ進む。Ｓ７０３では、Ｓ２０７で判定したfPreMoveAvailableの状態を調べ、ＴＵＲＥであればＳ７０５へ進み、ＦＡＬＳＥであればＳ７０４へ進む。これにより、Ｓ２０９で予めフォーカスレンズ１０４をＡＦスキャン範囲の開始位置StartPosへ移動させておいた場合は、初期フォーカス移動の制御をさせる必要がなくなる。Ｓ７０４では、後述する初期フォーカス移動処理を行ってＳ７０５へ進む。Ｓ７０５では、所定の速度で所定方向にフォーカスレンズ１０４の移動を開始してＳ７０６へ進む。ここで、所定方向として、Ｓ７０４で初期フォーカス移動を行った場合は、その移動方向と反対方向に設定する。Ｓ７０６では、Ｓ７０１で設定した焦点検出領域内の焦点評価値を取得してＳ７０７へ進む。Ｓ７０７では、現在のフォーカスレンズ１０４の位置を取得してＳ７０８へ進む。

Ｓ７０８では、Ｓ７０７で取得した現在のフォーカスレンズ１０４の位置がＳ７０２で設定したＡＦスキャン範囲内にあるかどうかを調べ、ＡＦスキャン範囲内にあればＳ７０６へ進み、ＡＦスキャン範囲内に無ければＳ７０９へ進む。ここで、Ｓ７０６〜Ｓ７０８の一連の動作は、現在のフレームレートの１フレーム分の時間で行われる。また、Ｓ７０６で取得した焦点評価値とＳ７０７で取得したレンズ位置を対応付け、後述するＳ７１０の焦点評価値のピーク位置の算出に用いる。その際、焦点評価値を取得中にフォーカスレンズ１０４は駆動しているため、露光時間の中心のタイミングでのフォーカスレンズ位置を算出して焦点評価値と対応付ける。

Ｓ７０８においてフォーカスレンズ１０４の位置がＡＦスキャン範囲内に無い、即ち、ＡＦスキャン範囲のスキャンが終了した場合にはＳ７０９に進み、フォーカスレンズ１０４の駆動を停止してＳ７１０へ進む。Ｓ７１０では、Ｓ７０６で取得した焦点評価値と、それに対応するフォーカスレンズ１０４の位置（Ｓ７０７で取得）を用いて、焦点評価値のピーク位置を算出してＳ７１１へ進む。Ｓ７１１では合焦判定を行ってＳ７１２へ進む。Ｓ７１２では、Ｓ７１０で求めた焦点評価値のピーク位置へフォーカスレンズ１０４を駆動して、本フローを終了し、図２のＳ２１４へ進む。

図８は、図７のＳ７０４で行われる初期フォーカス移動処理を説明するフローチャートである。まず、Ｓ８０１では、現在のフォーカスレンズ１０４の位置が所定位置よりもカメラ側（至近方向）にある被写体にピントが合う位置にいるかどうかを調べ、そうであればＳ８０３へ進み、そうでなければＳ８０２へ進む。ここで、所定値は、撮影シーンや被写体の存在する距離の統計、焦点距離やズーム倍率に基づいてトータルのＡＦ時間が短くなるように決定する。Ｓ８０２では、フォーカスレンズ１０４の初期駆動方向を現在のフォーカスレンズ１０４の位置よりも遠い被写体にピントが合う方向（無限遠方向）に設定してＳ８０４へ進む。Ｓ８０３では、フォーカスレンズ１０４の初期駆動方向を現在のフォーカスレンズ１０４の位置よりも近い被写体にピントが合う方向（至近方向）に設定してＳ８０４へ進む。Ｓ８０４では、所定の速度で所定方向にフォーカスレンズ１０４の移動を開始してＳ８０５へ進む。

Ｓ８０５では、Ｓ７０１で設定した焦点検出領域内の焦点評価値を取得してＳ８０６へ進む。Ｓ８０６では、現在のフォーカスレンズ１０４の位置を取得してＳ８０７へ進む。Ｓ８０７では、後述するピーク検出チェックを行ってＳ８０８へ進む。Ｓ８０８では、初期駆動方向が無限遠方向であり、かつ、Ｓ８０７でチェックしたピーク検出結果がＯＫかどうかを調べ、そうであればＳ８１１へ進み、そうでなければＳ８０９へ進む。Ｓ８０９では、初期駆動方向が無限遠方向であり、かつ、Ｓ８０７でチェックしたピーク検出結果が減少であり、かつ減少回数が減少回数閾値よりも多いかどうかを調べ、そうであればＳ８１１へ進み、そうでなければＳ８１０へ進む。Ｓ８１０では、現在のフォーカスレンズ１０４の位置が進行方向の端まで到達したかどうかを調べ、そうであればＳ８１１へ進み、そうでなければＳ８０５に戻って、上述した処理を繰り返す。Ｓ８１１では、フォーカスレンズ１０４を停止して本フローを終了し、図７のＳ７０５へ進む。

図９は、図８のＳ８０７で行われるピーク検出チェックを説明するフローチャートである。まず、Ｓ９０１では、現在までにＳ８０５で取得した焦点評価値の最大値、最小値を求めて記憶し、Ｓ９０２へ進む。Ｓ９０２では、今回取得した焦点評価値が、前回取得した焦点評価値に対して所定量以上増加しているかどうかを調べ、増加していればＳ９０３へ進み、増加していなければＳ９０６へ進む。

Ｓ９０３では、減少回数を０にクリアしてＳ９０４へ進む。Ｓ９０４では、増加回数を１増やしてＳ９０５へ進む。Ｓ９０５では、ピーク検出結果を増加として本フロー終了し、図８のＳ８０８へ進む。

一方、Ｓ９０６では、今回の焦点評価値が、前回の焦点評価値に対して所定量より減少しているかどうかを調べ、そうであればＳ９０７へ進み、そうでなければＳ９１３へ進む。Ｓ９１３では、ピーク検出結果を変更なしとして本フロー終了し、図８のＳ８０８へ進む。

Ｓ９０７では、増加回数が１以上、かつ今回の焦点評価値がＳ９０１で記憶している焦点評価値の最大値よりも所定割合以上減少している、かつＳ９０１で記憶している最大値と最小値の差が所定量以上、かつピーク位置が今回までに取得している焦点評価値データの端ではないかどうかを調べる。全て満たしていればＳ９１１へ進み、そうでなければＳ９０８へ進む。Ｓ９０８において増加回数を０にクリアし、Ｓ９０９において減少回数を１増やして、Ｓ９１０においてピーク検出結果を減少として本フロー終了し、Ｓ８０８へ進む。Ｓ９１１では、これまでに得られている焦点評価値とレンズ位置に基づいて、焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ１０４の位置であるピーク位置を求め、Ｓ９１２でピーク検出結果をＯＫにして本フロー終了し、Ｓ８０８へ進む。

上記のように本実施形態によれば、測光処理を行ってから、現在の撮影モード、焦点距離、合焦度、被写体距離等に基づいて設定されたフォーカスレンズ１０４のＡＦスキャン範囲の開始位置に移動する。また、ＡＦスキャン範囲の開始位置への移動中に、平行して測光処理に基づく露出制御やＷＢ処理を行う。一方、現在の撮影モード、焦点距離、合焦度、被写体距離等に基づいてＡＦスキャン範囲の開始位置を設定することができなかった場合には、焦点評価値を取得しながらフォーカスレンズ１０４を駆動することで、最短のタイミングで開始位置を決定する。これにより、ＡＦ制御以外の処理に悪影響を与えることなく、かつ効率的にＡＦタイムラグを短縮することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して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等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (15)

1. フォーカスレンズのスキャン範囲の開始位置を決定する決定手段と、
   前記決定手段により前記開始位置を決定することができた場合に、前記フォーカスレンズを前記スキャン範囲で一方向に移動させながら周期的に撮像して得られた画像それぞれについて求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させる第１の焦点調節処理を行い、前記決定手段により前記開始位置を決定することができなかった場合に、現在位置から至近方向または無限遠方向のいずれかの方向に前記フォーカスレンズを移動させながら周期的に撮像して得られた画像それぞれについて求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させる第２の焦点調節処理を行う焦点調節手段と、
   前記フォーカスレンズの移動により動作の影響を受ける第１の処理と、前記フォーカスレンズの移動による動作の影響を受けない第２の処理とを制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記決定手段により前記開始位置を決定することができた場合に、前記フォーカスレンズを現在位置から前記開始位置へ移動する前に、前記第１の処理を行い、前記フォーカスレンズを前記現在位置から前記開始位置へ移動する間に、前記周期的に撮像して得られる画像の焦点評価値を算出せずに、前記第２の処理を行うように制御することを特徴とする焦点調節装置。
2. 前記第１の処理は測光処理であって、前記第２の処理は前記測光処理の測光結果に応じて露出を制御する露出制御処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
3. 前記第２の処理は、ホワイトバランス処理及びセンサ読み出し制御方法を変更する変更処理の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
4. 前記決定手段により前記開始位置を決定することができなかった場合に、前記制御手段は、前記第２の焦点調節処理が行われる前に、前記第１の処理及び前記第２の処理を行うように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
5. 前記決定手段は、撮影モード、焦点距離、合焦度、及び被写体距離に基づいて前記スキャン範囲の開始位置を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
6. 前記焦点調節手段は、撮影準備が指示された後に前記焦点調節処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の焦点調節装置。
7. 前記決定手段は、前記撮影モードが前記フォーカスレンズの位置を基準に、予め決められた範囲を前記スキャン範囲として焦点調節処理を行う所定の撮影モードである場合に、前記撮影準備が指示された際の前記フォーカスレンズの位置と前記焦点距離とに基づいて前記スキャン範囲の開始位置を決定することを特徴とする請求項６に記載の焦点調節装置。
8. 前記決定手段は、前記撮影モードが、前記撮影準備が指示される前に周期的に撮像して得られた画像から求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動するコンティニュアスＡＦモードであって、前記撮影準備が指示された際の合焦度が閾値よりも高い場合に、前記撮影準備が指示された際の前記フォーカスレンズの位置と前記合焦度とに基づいて前記スキャン範囲の開始位置を決定することを特徴とする請求項７に記載の焦点調節装置。
9. 前記決定手段は、前回の前記焦点調節処理で合焦した被写体の被写体距離と、前記撮影準備が指示された際の被写体距離とが予め決められた範囲内にあれば、前記撮影準備が指示された際の前記フォーカスレンズの位置に基づいて前記スキャン範囲の開始位置を決定することを特徴とする請求項６に記載の焦点調節装置。
10. 前記決定手段は、前記撮影準備が指示された際の前記撮影モード及び前記焦点距離とに基づいて前記スキャン範囲を求め、該スキャン範囲が予め決められた範囲より狭い場合に、前記スキャン範囲の開始位置を決定することを特徴とする請求項６に記載の焦点調節装置。
11. 前記画像を撮像する撮像手段と、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の焦点調節装置と
    を有することを特徴とする撮像装置。
12. 前記フォーカスレンズと、
    前記焦点調節手段による制御に基づいて、前記フォーカスレンズを移動する移動手段と
    を更に有することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. フォーカスレンズのスキャン範囲の開始位置を決定する決定工程と、
    前記決定工程により前記開始位置を決定することができた場合に、前記フォーカスレンズを前記スキャン範囲で一方向に移動させながら周期的に撮影して得られた画像それぞれについて求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させる第１の焦点調節処理を行い、前記決定工程により前記開始位置を決定することができなかった場合に、現在位置から至近方向または無限遠方向のいずれかの方向に前記フォーカスレンズを移動させながら周期的に撮像して得られた画像それぞれについて求められた焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させて第２の焦点調節処理を行う焦点調節工程と、
    前記決定工程により前記開始位置を決定することができた場合に、前記第１の焦点調節処理では、前記フォーカスレンズを前記現在位置から前記開始位置へ移動する前に、前記フォーカスレンズの移動により動作の影響を受ける処理である第１の処理を行い、前記フォーカスレンズを前記現在位置から前記開始位置へ移動する間に、前記周期的に撮影して得られる画像の焦点評価値を算出せずに、前記フォーカスレンズの駆動による動作の影響を受けない処理である第２の処理を行うことを特徴とする焦点調節方法。
14. コンピュータに、請求項１３に記載の焦点調節方法の各工程を実行させるためのプログラム。
15. 請求項１４に記載のプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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