KR20080084563A - 합초 제어 장치 및 촬상 장치 - Google Patents

Abstract

본 촬영전의 콘트라스트ＡＦ제어에 있어서, ＡＦ회로(600)에 구비된 서로 주파수 특성이 다른 하이 패스 필터(601) 및 밴드패스 필터(602)∼(604) 중, 하이 패스 필터(601)를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값을 최우선으로 사용하고, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출한다. 이와 같이, 일반적인 피사체를 촬영할 때에 화상 데이터에 있어서 증가하는 고주파 대역의 성분을 중시하여 추출하는 ＨＰＦ(601)를 우선적으로 사용하도록 설정되고 있기 때문에, 여러 가지의 피사체에 대하여 고정밀도의 합초 제어를 행할 수 있다.

ＡＦ회로, 하이 패스 필터, 밴드패스 필터, 주파수 특성, 합초 제어

Description

합초 제어 장치 및 촬상 장치{Focus Control Device and Imaging Device}

본 발명은, 합초 제어 기술에 관한 것이다.

종래, 은염 카메라 등의 촬상 장치에서 실시되는 오토 포커스(ＡＦ)제어로서는, 소위 위상차 방식을 채용하는 경우가 많았다. 그러나, 이 위상차 방식의 ＡＦ제어는, 특히 작은 Ｆ넘버로 촬영할 때, 정밀도가 좋지 않음이 알려져 있다.

한편, 최근에는, 디지털 카메라의 등장과 함께, 소위 콘트라스트 방식(등산 방식)의 ＡＦ제어가 채용된 촬상 장치가 널리 보급되고 있다. 그리고, 일반적으로, 콘트라스트 방식의 ＡＦ제어쪽이, 위상차 방식의 ＡＦ제어보다도 ＡＦ정밀도가 높다고 알려져 있다.

그래서, 위상차 방식과 콘트라스트 방식의 ＡＦ제어를 병용하는 것으로, ＡＦ정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

그러나, 콘트라스트 방식의 ＡＦ제어에서는, 보다 높은 주파수 성분이 많아지면 피사체 화상이 선명하다고 느끼는 인간의 시각 특성에 의거하여 하이패스 필터 등을 사용하여 추출된 고주파 성분을 평가값으로서 사용하는 것이 일반적이다.

그러나, 촬영 렌즈에 따라서는, 피사체 화상 데이터로부터 추출되는 주파수 대역 사이에 ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)의 피크 특성이 다르기 때문에, 주파수 대역 사이에 평가값의 피크 위치가 변경되는 경우가 있다. 예를 들면 도 20에 나타내는 바와 같이, 나이키스트 주파수ｆｎ의 0.1배(0.1ｆｎ), 0.3배(0.3ｆｎ) 및 0.4배(0.4ｆｎ)의 3개의 주파수에 대해, ＭＴＦ가 최대가 되는 상면 위치가 각각 다른 경우가 있다. 따라서, 폭넓은 고주파 대역의 성분을 추출하는 일반적인 하이패스 필터를 사용하면, 주파수 대역 사이의 ＭＴＦ의 차이에 기인하여, 고주파 성분을 사용한 평가값의 피크가 분산되어, 피크 검출을 할 수 없게 되므로, 포커스 렌즈의 합초 위치가 검출되기 어려운 경우가 있다.

또한 피사체에 따라서는, 콘트라스트가 비교적 낮고, 화상에 포함되는 고주파 성분이 비교적 적은 경우도 있다. 이러한 경우에는, 저주파 성분(0.1ｆｎ)으로 피크가 검출되고, 시각 특성에 매치한 고주파 피크(0.3ｆｎ이상)로 이동이 일어나서, 피사체에 대하여 적절히 합초시키는 것이 곤란하다.

이상의 문제점에 대하여, 서로 주파수 특성이 다른 복수의 필터를 사용하여, 피사체 화상으로부터 서로 다른 복수의 주파수 대역의 성분을 추출하여 ＡＦ제어를 행하는 것을 생각할 수 있지만, 어느 주파수 성분을 사용하여 ＡＦ제어를 행할 지 결정하는 것은 어렵다.

이러한 문제에 대하여, 서로 다른 복수의 고주파 대역별의 주파수 특성에 의거하여 각각 합초 위치까지의 포커스 렌즈의 이동해야 할 거리(이동 거리)를 산출하고, 복수의 이동 거리와 복수의 고주파 대역을 변수로 하는 멤버쉽 함수로부터 복수의 적합도를 결정하여, 포커스 렌즈의 이동 거리를 결정하는 기술이 제안되고 있다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개평 05-308556호).

그러나, 일본국 공개특허공보 특개평 05-308556호로 제안되고 있는 기술에서는, 멤버쉽 함수를 결정하는 것이 어렵고, 정밀도가 높은 ＡＦ제어를 행하는 것은 곤란하다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 행해진 것으로, 여러 가지의 피사체에 대하여 고정밀도의 합초 제어를 실현할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 촬상 장치의 합초 제어를 행하는 합초 제어장치로서, 광학 렌즈를 광축을 따라 구동시키고 있는 동안에, 이 광학 렌즈를 통해 입사되는 피사체로부터의 빛에 의거하여 복수의 화상 데이터를 시간 순서로 취득하는 화상취득 수단과, 상기 복수의 화상 데이터를 서로 주파수 특성이 다른 복수의 필터를 사용하여 각각 처리하고, 상기 복수의 필터를 구성하는 필터 마다 평가값군을 취득하는 평가값 취득수단과, 상기 평가값 취득 수단에 있어서 상기 복수의 필터 중 소정의 필터를 사용한 처리에 의해 취득된 평가값군을, 상기 복수0의 필터 중 상기 소정의 필터와는 다른, 다른 필터를 사용한 처리에 의해 취득된 평가값군보다도 우선적으로 사용하여, 상기 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 합초검출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 합초 제어장치이며, 상기 소정의 필터가, 상기 복수의 필터 중 상기 소정의 필터와는 다른, 다른 필터보다도 상대적으로 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 3의 발명은, 청구항 1에 기재된 합초 제어장치로서, 상기 합초검출수단이, 상기 복수의 필터 중 상대적으로 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 필터에 의해 취득된 평가값군을 우선적으로 사용하여, 상기 합초 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 4의 발명은, 청구항 1 에 기재된 합초 제어장치로서, 상기 소정의 필터가, 상기 복수의 필터 중 상기 소정의 필터와는 다른, 다른 필터보다도 상대적으로 소정의 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4의 어느 한 항에 기재된 합초 제어장치로서, 위상차 방식을 사용하여 상기 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 위상차 검출수단과, 상기 피사체로부터의 빛을, 상기 합초검출수단 및 상기 위상차 검출수단에 대하여 각각 이끄는 제1 및 제2 광로로 분할하는 광분할 수단을 더 구비하고, 상기 위상차 검출수단을 사용한 합초 제어와, 상기 합초검출수단을 사용한 합초 제어가 병행되어 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 6의 발명은, 청구항 5에 있어서의 합초 제어장치로서, 상기 합초 검출수단이, 상기 위상차 검출수단에 따른 합초면과는 상대적으로 다른 광학적인 위치에 합초면을 가지고, 상기 합초 제어장치가, 상기 위상차 검출수단을 사용한 합초 제어의 시작 후에, 상기 합초검출수단을 사용한 합초 제어를 시작하는 타이밍 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 7의 발명은, 청구항 1부터 청구항 6의 어느 한 항에 기재된 합초 제어장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 복수의 필터 중 소정의 필터를 사용하여 취득된 평가값을 우선적으로 사용하여 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 것으로, 예를 들면 일반적인 피사체를 촬영할 때 높아지는 주파수를 중시하여 추출하는 소정의 필터를 우선적으로 사용하도록 설정하면, 여러 가지 피사체에 대하여 고정밀도의 합초 제어를 실현할 수 있다.

또한 청구항 2 및 청구항 3중 어느 항 기재의 발명에 의해서도, 복수의 필터 중 상대적으로 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 소정의 필터를 사용하여 취득된 평가값을 우선적으로 사용하고, 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 것으로, 예를 들면 보다 높은 주파수 성분이 많아지면 피사체 화상이 선명하다고 느끼는 인간의 시각특성에 대응한 합초 제어가 가능해지므로, 고정밀도의 합초 제어를 할 수 있다.

또한 청구항 4에 기재한 발명에 의하면, 복수의 필터 중, 다른 필터보다도 상대적으로 소정의 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 소정의 필터를 사용하여 취득된 평가값을 우선적으로 사용하고, 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 것으로 예를 들면 일반적인 피사체를 취한 화상이 합초 상태에 있을 경우에 증가하는 소정의 고주파 대역의 성분을 중시한 합초 제어가 가능하게 되므로, 고정밀도의 합초 제어를 할 수 있다.

또한 청구항 5에 기재한 발명에 의하면, 피사체로부터의 빛을 2개의 광로로 분할하고, 분할된 각 빛을 사용하여 위상차 방식의 합초 제어와 콘트라스트 방식의 합초 제어를 병행하여 실시하는 것으로 예를 들면 위상차 방식의 합초 제어에 의해 광학 렌즈를 합초 위치 근방까지 단시간에 구동시킴과 동시에, 콘트라스트 방식의 합초 제어에 의해 합초 제어의 정밀도를 확보할 수 있으므로, 고속으로, 정밀도가 높은 합초 제어가 가능하게 된다.

또한 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 위상차 방식 및 콘트라스트 방식의 합초 검출에 관한 합초면의 광학적인 위치를 서로 다르게 하여, 위상차 방식의 합초 제어의 시작 후에, 콘트라스트 방식의 합초 제어가 개시되는 구성에 의해, 동시에 2개의 합초 제어가 행해지고, 위상차 방식의 합초 제어에 의한 합초 상태의 실현전에, 콘트라스트 방식의 합초 제어에 의해 포커스 렌즈의 렌즈 합초 위치를 검출 할 수 있기 때문에, 고속으로 또한 고정밀도의 합초 제어를 실현할 수 있다. 또한 예를 들면 포커스 렌즈를 역방향으로 이동시키지 않고 합초 제어를 행할 수 있기 때문에, 백래쉬의 문제의 발생을 방지할 수 있다. 또한 예를 들면 파인더 등을 통해 시인되는 피사체가, 흐릿한 상태에서 합초 상태로 스무스하게 변화되는 합초 제어를 행할 수 있기 때문에, 합초 필링을 향상시킬 수 있다.

또한 청구항 7에 기재한 발명에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 촬상 장치의 개략적인 구성을 나타내는 단면 모식도이다.

도 2는, 합초 제어 유닛에 따른 구성을 모식적으로 예시하는 도면이다.

도 3은, 위상차 방식의 합초 제어의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는, 위상차 방식의 합초 제어의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는, 위상차 방식의 합초 제어의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은, 촬상 장치의 기능 구성을 예시하는 블럭도이다.

도 7은, ＡＦ회로의 주된 기능 구성을 예시하는 블럭도이다.

도 8은, 필터의 주파수 특성을 예시하는 도면이다.

도 9는, ＡＦ회로에 입력되는 화상 데이터의 주파수 성분을 예시하는 도면이다.

도 10은, 촬상 장치에 있어서의 촬영 동작 플로우를 예시하는 플로챠트이다.

도 11은, 촬상 장치에 있어서의 촬영 동작 플로우를 예시하는 플로챠트이다.

도 12는, 촬상 장치에 있어서의 촬영 동작 플로우를 예시하는 플로챠트이다.

도 13은, 촬상 장치에 있어서의 촬영 동작 플로우를 예시하는 플로챠트이다.

도 14는, 촬상 장치에 있어서의 합초 제어의 타이밍 차트를 예시하는 도면이다.

도 15는, 촬상 장치에 있어서의 합초 제어의 타이밍 차트를 예시하는 도면이다.

도 16은, 변형 예에 따른 필터의 주파수 특성을 예시하는 도면이다.

도 17은, 변형 예에 따른 촬영 동작 플로우를 나타내는 플로챠트이다.

도 18은, 변형 예에 따른 필터의 주파수 특성을 예시하는 도면이다.

도 19는, 변형 예에 따른 합초 제어 유닛의 구성을 모식적으로 예시하는 도면이다.

도 20은, 주파수 성분에 의한 ＭＴＦ의 변동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

<촬상 장치의 개요>

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 촬상 장치(1)의 개략적인 구성을 나타내는 단면 모식도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(1)는, 소위 싱글 렌즈 레플렉스 방식의 디지털 카메라로서 구성되어, 피사체로부터의 빛을 촬영 렌즈 유닛(2)을 통해 촬상 장치 본체(300)로 이끄는 것으로, 피사체에 따른 촬영 화상 데이터(촬영 화상)를 얻을 수 있다. 촬상 장치 본체(300)에는, 촬상 장치(1)에 있어서 오토 포커스(ＡＦ)제어를 행하기 위한 유닛(이하 「ＡＦ제어 유닛」이나 「합초 제어장치」라고도 칭한다)(100)이 탑재되어 있다. 또한 촬영 렌즈 유닛(2)에는, 촬영 렌즈 유닛(2)의 광축Ｌ상에 있어서, ＡＦ제어를 실현하기 위한 렌즈(포커스 렌즈)를 포함하는 복수의 촬영 렌즈로 이루어지는 렌즈 군이 배치된다.

도 2는, 촬상 장치(1)의 구성 중의 ＡＦ제어 유닛(100)에 따른 구성에 착안한 모식도이다.

ＡＦ제어 유닛(100)은, 주로, 주 미러(10), 서브 미러(20), 셔터 기구(4), 촬상 소자인 Ｃ-ＭＯＳ센서(이하 「C-ＭＯＳ」라고 약칭한다)(5) 및 위상차ＡＦ모듈(3)을 구비하여 구성된다.

주 미러(10)는, 하프 미러로 구성되어, 피사체로부터의 빛의 일부를 촬상 장치 본체(300)의 상부를 향해서 반사함으로써 반사광(이하 「제1반사광」이라고도 칭한다)을 화인더 광학계로 이끈다. 구체적으로는, 주 미러(10)는, 피사체로부터의 빛을 반사하는 것으로 화인더 초점판(6)에 피사체상을 투영한다. 이 피사체상은 펜타프리즘(7)에 의해 정립상화되어, 접안 렌즈(8)를 통해 유저가 피사체상의 상황을 확인 할 수 있다. 또한 주 미러(10)는, 서브 미러(20)를 향해서 피사체로부터의 빛의 일부를 투과시킨다.

서브 미러(20)는, 하프 미러로 구성되어, 피사체로부터의 빛 중, 주 미러(10)를 투과한 빛(이하 「제1투과광」이라고도 칭한다)을 촬상 장치 본체(300)의 하부를 향해서 반사하는 것으로 위상차ＡＦ모듈(3)로 이끈다. 한편, 서브 미러(20)는, C-ＭＯＳ(5)를 향해서 제1투과광의 일부를 투과시킨다. 즉, 서브 미러(20)는, 피사체로부터의 빛을 위상차ＡＦ모듈(3)과 C-ＭＯＳ(5)로 각각 이끄는 2개의 광로로 분할한다(분기시킨다).

위상차ＡＦ모듈(3)은, 위상차 방식을 사용한 합초 검출을 행하는 유닛이다. 위상차ＡＦ모듈(3)은, 콘덴서 렌즈(3a), 미러(3b), 세퍼레이터 렌즈(3c) 및 위상차 검출용 소자(3d)를 구비한다.

콘덴서 렌즈(3a)는, 서브 미러(20)에 의해 반사된 빛(이하 「제2반사광」이 라고도 칭한다)을 위상차ＡＦ모듈(3)내부로 이끈다. 미러(3b)는, 제2반사광을 세퍼레이터 렌즈(3c)측을 향해 굴곡시킨다. 세퍼레이터 렌즈(3c)는, 위상차의 검출을 행하기 위한 동공 분할용의 렌즈로서, 제2반사광을 동공 분할하여, 위상차 검출용 소자(3d)에 투영시킨다.

도 3부터 도 5는, 위상차 방식의 합초 제어의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 위상차 방식의 합초 제어에서는, 도 3부터 도 5에 나타내는 바와 같이 합초시키고 싶은 피사체의 표면(피사체면)ＰＰ로부터 발생한 빛ＦＦ를, 촬영 렌즈 유닛(2), 콘덴서 렌즈(3a) 및 세퍼레이터 렌즈(3c)를 통해, 위상차 검출용 소자(3d)로 이끈다. 이 때 위상차 검출용 소자(3d)로 검출되는 2개의 피사체상의 위상차, 즉 상간격의 변위량을 측정하여 디포커스량을 구한다. 여기에서는, 후술하는 촬영 홈 위치에 설정된 Ｃ-ＭＯＳ(5)의 촬상면과 등가인 면(이하 「촬상 등가면」이라고도 칭한다) ＦＰ에서 합초하도록 디포커스량이 구해진다. 즉, 촬상 등가면ＦＰ는, 위상차 방식의 ＡＦ제어(위상차ＡＦ제어)에 의해 합초 상태의 피사체상이 결상 되는 면(이하 「제1합초면」이라고도 칭한다)으로서 구성된다.

또한, 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이 피사체에 대하여 합초하고 있을 경우에는, 상간격이 위상차ＡＦ모듈(3)의 설계시에 결정된 소정값이 되지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 앞 포커스이면 상간격이 좁아지고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 뒤 포커스이면 상간격이 넓어진다.

셔터 기구(4)는, 서브 미러(20)를 투과한 빛(이하 「제2투과광」이라고도 칭한다)의 광로를 개방/차단하는 것이 가능하며, 광로를 개방하는 것으로, 제2투과광 을 C-ＭＯＳ(5)위로 조사시키고, 피사체상을 C-ＭＯＳ(5)위에 투영시킨다.

C-ＭＯＳ(5)는, 피사체로부터의 빛 중 제2투과광을 접수하는 것으로 화상 신호를 얻는다. C-ＭＯＳ(5)에 의해 얻어지는 화상 신호는, 기록용의 촬영 화상 데이터를 생성하기 위해 사용되는 한편, 기록용의 촬영 화상 데이터를 취득하는 동작(본 촬영 동작)전에, 소위 콘트라스트 방식의 ＡＦ제어(콘트라스트ＡＦ제어)를 행하기 위해서도0 사용된다. C-ＭＯＳ(5)의 수광면(촬영면)은, 콘트라스트ＡＦ제어에 의해 합초 상태의 피사체상이 결상되는 면(이하 「제2합초면」이라고도 칭한다)으로서 구성된다.

또한 C-ＭＯＳ(5)는, 촬상 장치 본체(300)에 대해 이동할 수 있도록 유지되고 있기 때문에, 제2투과광의 광축 L을 따라 전후로 이동가능하다. 이 Ｃ-ＭＯＳ(5)의 전후 이동에 의해, 제1합초면의 광학적인 위치에 대하여 제2합초면의 광학적인 위치가 서로 다른 위치에 설정된다.

또한, 여기에서 말하는 「광학적인 위치가 서로 다르다」라고 하는 것은, 제1합초면에 있어서 피사체상이 합초 상태가 될 때, 제2합초면에 있어서 피사체상이 합초 상태로는 되지 않음을 나타내고 있으며, 또한 제2합초면에 있어서 피사체상이 합초 상태가 될 때, 제1합초면에 있어서 피사체상이 합초 상태로는 되지 않음을 나타내고 있다.

<촬상 장치의 기능 구성>

도 6은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 촬상 장치(1)의 기능 구성을 예시하는 블럭도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(1)는, 촬영 렌즈 유닛(2), 위상차ＡＦ모듈(3), C-ＭＯＳ(5), 미러 기구(10a), 서브 미러 기구(20a), 제어부(101), 렌즈 위치 검출부(201), 조작부ＯＰ, C-ＭＯＳ이동 제어부(150), 포커스 제어부(130), 신호 처리 회로(500) 및 ＡＦ회로(600)등을 구비한다.

촬영 렌즈 유닛(2)은, C-ＭＯＳ(5)로 취득되는 화상 신호에 있어서 피사체가 합초 상태가 되는 합초 상태를 실현하기 위한 광학 렌즈(포커스 렌즈)(2a) 등을 구비한다. 포커스 렌즈(2a)는, 렌즈의 광축을 따라 전후로 이동가능하며, 포커스 제어부(130)로부터의 제어 신호에 응답하여 모터 M1이 구동하는 것으로, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 위치가 이동된다. 포커스 제어부(130)는, 제어부(101)로부터 입력되는 제어 신호에 의거하여 제어 신호를 생성한다. 또한 포커스 렌즈(2a)의 위치는, 렌즈 위치 검출부(201)에 의해 검출되고, 포커스 렌즈(2a)의 위치를 나타내는 데이터가 제어부(101)로 보내진다.

미러 기구(10a)는, 피사체로부터의 빛의 경로(광로)로부터 대피가능한 주 미러(10)를 포함하는 기구로서, 미러 제어부(110)로부터의 제어 신호에 응답하여 모터 M2가 구동하는 것으로, 주 미러(10)가 광로로부터 대피한 상태(미러 업 상태) 또는 광로를 차단한 상태(미러 다운 상태)로 설정된다. 미러 제어부(110)는, 제어부(101)로부터 입력되는 신호에 의거하여 제어 신호를 생성한다.

서브 미러 기구(20a)는, 피사체로부터의 빛의 경로로 대피가능한 서브 미러(20)를 포함하는 기구로서, 서브 미러 제어부(120)로부터의 제어 신호에 응답하여 모터 M5가 구동하는 것으로, 서브 미러(20)가 광로로부터 대피한 상태(미러 업 상태) 또는 광로를 차단한 상태(미러 다운 상태)로 설정된다. 서브 미러 제어부(120)는, 제어부(101)로부터 입력되는 신호에 의거하여 제어 신호를 생성한다.

셔터 기구(4)는, 피사체로부터의 빛의 경로를 차단/개방가능한 기구로서, 셔터 제어부(140)로부터의 제어 신호에 응답하여 모터 M3이 구동하는 것으로, 셔터 기구(4)가 개폐한다. 셔터 제어부(140)는, 제어부(101)로부터 입력되는 신호에 의거하여 제어 신호를 생성한다.

C-ＭＯＳ(5)는, 촬상(광전변환)을 행하여, 촬상 화상에 따른 화상 신호를 생성한다. C-ＭＯＳ(5)는, 타이밍 제어회로(170)로부터 입력되는 구동제어 신호(축적 시작 신호·축적 종료 신호)에 응답하여, 수광면에 결상된 피사체상의 노광(광전 변환에 의한 전하 축적)을 행하고, 이 피사체상에 따른 화상 신호를 생성한다.

또한 C-ＭＯＳ(5)는, 타이밍 제어회로(170)로부터 입력되는 판독제어 신호에 응답하여, 이 화상 신호를 신호에 출력한다. 타이밍 제어회로(170)는, 제어부(101)로부터 입력되는 신호에 의거하여 각종 제어 신호를 생성한다. 또한 타이밍 제어회로(170)로부터의 타이밍 신호(동기 신호)는, 신호 처리부(51) 및 A/D변환 회로(52)에 입력된다.

또한 C-ＭＯＳ(5)는, C-ＭＯＳ구동기구(5a)에 의해 피사체로부터의 빛의 광축을 따라 전후로 이동한다. C-ＭＯＳ구동기구(5a)는, C-ＭＯＳ이동 제어부(150)로부터의 제어 신호에 응답하여 모터 M4가 구동하는 것으로, C-ＭＯＳ(5)를 피사체로부터의 빛의 광축을 따라 전후로 이동한다. C-ＭＯＳ이동 제어부(150)는, 제어부(101)로부터 입력되는 신호에 의거하여 제어 신호를 생성한다.

신호 처리부(51)는, C-ＭＯＳ(5)로부터 주어지는 화상 신호에 소정의 아날로그 신호 처리를 행하고, 처리 후의 화상 신호는 A/D변환 회로(52)에 의해 디지털 화상 데이터(화상 데이터)로 변환된다. 이 화상 데이터는, 신호 처리 회로(500)에 입력되는 동시에, 콘트라스트ＡＦ제어를 위해 ＡＦ회로(600)에 대해서도 적절히 주어진다.

신호 처리 회로(500)는, A/D변환 회로(52)로부터 입력되는 화상 데이터에 대하여 디지털 신호 처리를 행하고, 촬상 화상에 따른 화상 데이터를 생성한다. 신호 처리 회로(500)에 있어서의 신호 처리는, 화상 신호를 구성하는 화소 신호마다 행해진다. 신호 처리 회로(500)는, 흑 레벨 보정회로(53), 화이트 밸런스(ＷＢ)회로(54), γ보정회로(55) 및 화상 메모리(56)를 구비한다. 이들의 구성 중, 흑 레벨 보정회로(53), 화이트 밸런스(ＷＢ)회로(54) 및 γ보정회로(55)는, 디지털 신호 처리를 행한다.

흑 레벨 보정회로(53)는, A/D변환 회로(52)가 출력한 화상 데이터를 구성하는 각 화소 데이터의 흑 레벨을 기준의 흑 레벨로 보정한다. ＷＢ회로(54)는, 화상의 화이트 밸런스 조정을 행한다. γ보정 회로(55)는, 촬상 화상의 계조 변환을 행한다. 화상 메모리(56)는, 생성된 화상 데이터를 일시적으로 기억하기 위한, 고속 액세스가능한 화상 메모리로서, 복수 프레임 분의 화상 데이터를 기억가능한 용량을 가진다.

ＡＦ회로(600)는, 콘트라스트ＡＦ제어를 행할 때, A/D변환 회로(52)로부터, 화상 데이터의 일부의 영역(ＡＦ에어리어)에 따른 화상 데이터를 취득하여, 이 화 상 데이터로부터 소정의 주파수 대역의 성분을 추출하고, 이 추출한 성분의 총 합계를 피사체의 합초 상태를 평가하는 값(ＡＦ평가값)으로서 산출한다. ＡＦ회로(600)로 산출된 ＡＦ평가값은 제어부(101)에 출력된다.

도 7은, ＡＦ회로(600)의 주된 기능 구성을 예시하는 블럭도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, ＡＦ회로(600)는, 서로 주파수 특성이 다른 4개의 필터(601∼604)를 가지고 있으며, 각 필터(601∼604)의 주파수 특성을 도 8에 도시하고 있다.

도 8에서는, 가로축이 주파수, 세로축이 게인을 나타내고 있으며, 곡선 F1∼F4가 각 필터(601∼604)의 주파수 특성을 각각 도시하고 있다. 도 8안에 기재된 ｆｎ은, 나이키스트 주파수(Nyquist frequency), 즉, 샘플링 주파수의 절반의 주파수를 나타내고 있으며, ｆｎ이상의 높은 주파수는 원리적으로 재현 불가능한 한계 주파수가 된다. 또한, 여기에서는, 촬상 소자의 전체 화소에 의해 얻어지는 화상의 화소 간격을 1주기로 한 샘플링 주파수를 채용하고 있기 때문에, 2화소 분의 간격을 1주기로 하는 주파수를 나이키스트 주파수ｆｎ으로 하고 있다.

필터(601)는, 곡선 F1로 나타내는 바와 같이 폭넓은 고주파 대역의 성분을 추출(투과)하는 일반적인 하이패스 필터(이하 「ＨＰＦ」라고도 칭한다)이다. 또한 필터(602)는, 곡선 F2로 나타내는 바와 같이, 0.4ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 밴드패스 필터(이하 「ＢＰＦ(0.4ｆｎ)」라고도 칭한다)이다. 또한 필터(603)는, 곡선 F3으로 나타내는 바와 같이, 0.3ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 밴드패스 필터(이하 「ＢＰＦ(0.3ｆｎ)」라고도 칭한 다)이다. 또한 필터(604)는, 곡선 F4로 나타내는 바와 같이, 0.1ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 밴드패스 필터(이하 「ＢＰＦ(0.1ｆｎ)」이라고도 칭한다)이다.

도 9는, A/D변환 회로(52)로부터 ＡＦ회로(600)에 출력되는 화상 데이터의 공간 주파수의 분포(출력 분포)를 예시한 도면이다. 도 9에서는, 가로축이 주파수, 세로축이 출력을 나타내고 있으며, 곡선Ｃｖ 1,Ｃｖ2가 화상 데이터의 공간 주파수의 출력 분포를 나타내고 있다. 또한, 일반적인 촬영에서는, 윤곽이 명확한 피사체가 증가하면, 설정에도 의하지만, 곡선Ｃｖ 1,Ｃｖ2에 나타내는 바와 같이 0.2ｆｎ∼0.4ｆｎ부근의 고주파 성분의 출력이 증가한다.

각 필터(601∼604)에서는, 도 9에 나타내는 바와 같은 화상 데이터의 공간주파수의 출력에 대하여 도 8에서 나타내는 주파수 특성이 각각 곱해져서 출력된다. 그리고, 각 평가값 연산부(611∼614)에 있어서, 각 필터(601∼604)로부터의 출력에 근거하여, 각각 ＡＦ평가값을 산출한다. 따라서, ＡＦ회로(600)에서는, 1개의 화상 데이터에 대해, 서로 주파수 특성이 다른 4개의 필터(601∼604)를 사용하여 처리하는 동시에, 평가값 연산부(611∼614)에 의해 4개의 다른 주파수 대역에 착안한 ＡＦ평가값이 각각 취득된다.

또한 콘트라스트ＡＦ제어를 행할 때에는, 포커스 렌즈(2a)를 렌즈의 광축을 따라 전후로 이동시키면서, C-ＭＯＳ(5)등을 사용하여 복수의 화상 데이터가 취득되고, ＡＦ회로(600)에 있어서, 필터(601∼604) 마다, 대응하는 복수의 ＡＦ평가값(ＡＦ평가값군)이 취득된다. 즉, 4개의 필터(601∼604)에 각각 대응하는 4개의 ＡＦ평가값군이 거의 병행하여 취득된다.

환언하면, ＨＰＦ(601)를 사용하여 폭넓은 고주파 대역의 성분을 중시하여 구해진 ＡＦ평가값군과, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)를 사용하여 0.4ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 중시하여 구해진 복수의 ＡＦ평가값군과, ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)를 사용하여 0.3ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 중시하여 구해진 복수의 ＡＦ평가값군과, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)를 사용하여 0.1ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 중시하여 구해진 복수의 ＡＦ평가값군이 대략 동시에 취득 가능하도록 구성된다.

제어부(101)는, 주로 ＣＰＵ, 메모리 및 ＲＯＭ등을 구비하여 구성되고, ＲＯＭ내에 격납되는 프로그램을 판독하여 ＣＰＵ로 실행하는 것으로, 각종 기능이나 제어가 실현된다. 구체적으로는, 제어부(101)는, 콘트라스트ＡＦ제어를 실행하기 위한 기능으로서, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)를 가지고, 위상차ＡＦ제어를 실행하기 위한 기능으로서, 위상차ＡＦ제어부(106)를 가지고, ＡＦ제어 전체를 통괄 제어하는 기능으로서, ＡＦ전체 제어부(107)를 가지고 있다.

콘트라스트ＡＦ제어부(105)는, 콘트라스트ＡＦ제어를 행할 때, ＡＦ회로(600)로부터 입력되는 복수의 ＡＦ평가값군 중, 소정의 룰을 따라서 우선되는 ＡＦ평가값군에 대해, ＡＦ평가값이 최대가 되는 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 위치를 피사체의 합초 상태가 실현되는 위치(렌즈 합초 위치)로서 구한다. 또한 콘트라스트ＡＦ제어부(105)는, 구해진 렌즈 합초 위치에 따른 제어 신호를 포커스 제어부(130)에 대하여 출력하고, 포커스 렌즈(2a)를 렌즈 합초 위치로 이동시킨다.

위상차ＡＦ제어부(106)는, 위상차ＡＦ제어를 행할 때, 위상차ＡＦ모듈(3)에 있어서의 검출 결과에 의거하여 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출한다. 그리고, 위상차ＡＦ제어부(106)는, 적절히 구해진 렌즈 합초 위치에 따른 제어 신호를 포커스 제어부(130)에 대하여 출력하고, 포커스 렌즈(2a)를 렌즈 합초 위치로 이동시킨다.

ＡＦ전체 제어부(107)는, 콘트라스트ＡＦ제어 및 위상차ＡＦ제어를 적절히 실행시킨다.

조작부ＯＰ는, 셔터 스타트 버튼(셔터 버튼)이나 각종 버튼이나 스위치 등을 구비하여 구성되고, 조작부ＯＰ에 대한 유저의 입력 조작에 응답하여, 제어부(101)가 각종 동작을 실현한다. 또한, 셔터 버튼은, 반 누름 상태(S1상태)와 전체 누름 상태(S2상태)의 2가지 상태를 검출가능한 2단계 검출 버튼이다. 또한, 촬상 장치(1)에서는, S1상태가 되면, ＡＦ제어를 포함하는 본 촬영 동작을 위한 준비 동작이 행해지고, 또한 S2상태가 되면, 본 촬영 동작이 행해진다.

화상 메모리(56)에 일시 기억되는 화상 데이터는, 제어부(101)에 의해 적절히 ＶＲＡＭ(102)에 전송되는 것으로, 촬상 장치 본체(300)의 배면에 배치되는 액정 표시부(ＬＣＤ)(103)에 화상 데이터에 근거하는 화상이 표시된다.

또한 본 촬영시에는, 화상 메모리(56)에 일시 기억되는 화상 데이터는, 제어부(101)에 있어서 적절히 화상처리가 실행되어, 카드I/F(104)를 통해 메모리 카드ＭＣ에 기억된다.

<촬상 장치의 동작>

도 10부터 도 13은, 촬상 장치(1)에 있어서의 촬영 동작 플로우를 예시하는 플로챠트이다. 본 동작 플로우는, 제어부(101)의 제어에 의해 실현된다. 또한 도 14 및 도 15는, 촬상 장치(1)에 있어서의 ＡＦ제어의 타이밍 차트를 예시하는 도면이다.

도 14 및 도 15에서는, 가로축이 상태 S1이 입력되고 나서의 시간경과를 나타내고 있다. 그리고, 도 14에서는, 위에서부터 순서대로, 모터 M1의 모터 회전수, 모터 M1에 입력되는 펄스수(ＰＩ수), 포커스 렌즈(2a)의 이동 속도에 대응하는 상면 이동 속도, ＡＦ마이크로컴퓨터의 기동, 위상차ＡＦ의 거리 측정 및 C-ＭＯＳ(5)의 구동 타이밍이 도시되고 있다. 또한 도 14의 아래쪽에는, 콘트라스트ＡＦ제어에 있어서 ＡＦ평가값을 구하기 위한 Ｃ-ＭＯＳ(5)에 있어서의 노광 타이밍 및 포커스 렌즈(2a)의 위치와 ＡＦ평가값과의 관계가 도시되고 있다.

또한 도 15에서는, 포커스 렌즈(2a)의 위치(즉 이동)를 나타내는 파선ＬＬ 및 C-ＭＯＳ(5)의 촬상면(즉 제2합초면)의 위치(즉 이동)를 나타내는 파선ＬＳ가 도시되고 있다. 또한, 도 15의 세로축 방향에 대해서는, 파선ＬＬ의 위치에 대응한 수치는 생략되고 있지만, 파선ＬＳ의 위치에 대응한 수치(500μm등)가 첨부되고 있다. 또한 도 15에서는, 파선ＬＬ에 대하여, ＡＦ평가값을 구하기 위한 노광 타이밍에 대응하는 렌즈 위치를 나타내는 마크(짧은 세로로 된 선분)가 첨부되고 있음과 동시에, 도 11의 처리 스텝에 대응하는 부분에 스텝 번호(예를 들면 스텝 S14등)가 첨부되고 있다.

이하, 도 14 및 도 15를 적절히 참조하면서, 촬영 동작 플로우에 대하여 설명한다. 또한, 이 촬영 동작 플로우가 개시될 때는, C-ＭＯＳ(5)가 실제로 본 촬영 동작을 행하는 소정의 기준위치(「촬영 홈 위치」라고도 칭한다)로 설정되고, 제1 및 제2합초면의 광학적인 거리가 동일하게 설정되고 있다.

우선, 셔터 버튼이 반이 눌려 S1상태가 되면, 촬영 동작 플로우가 개시되어, 도 10의 스텝 S1로 진행된다.

스텝 S1에서는, C-ＭＯＳ(5)가 기동한다(도 14의 0∼10ms). 여기에서는, C-ＭＯＳ(5)에 전류를 통하게 하고, 제어부(101)로부터의 신호에 따라 타이밍 제어회로(170)가 제어 신호를 출력하는 것으로, C-ＭＯＳ(5)가 200ｆｐｓ의 전하 신호의 판독을 시작한다. 또한, 촬상 장치(1)에서는, 광학 화인더에 의해 피사체를 확인할 수 있기 때문에, 전력을 줄이기 위해, S1상태가 되면 C-ＭＯＳ(5)가 기동한다.

스텝 S2에서는, 콘트라스트ＡＦ제어를 행하기 위해, 셔터 기구(4)가 개방된다. 또한, S1상태가 입력되기 전, 즉 대기 상태에서는, 셔터 기구(4)가 닫힌 상태에 있다.

이 스텝 S1∼S2를 처리하는 동안, ＡＦ마이크로컴퓨터 즉 제어부(101)의 기능으로서의 콘트라스트ＡＦ제어부(105), 위상차ＡＦ제어부(106) 및 ＡＦ전체 제어부(107)가 기동한다(도 14의 0∼50ms).

스텝 S3에서는, 위상차ＡＦ모듈(3) 및 위상차ＡＦ제어부(106)에 의해 위상차ＡＦ제어에 의한 거리 측정를 행한다(도 14의 50∼100ms).

스텝 S4에서는, ＡＦ전체 제어부(107)에 의해, 스텝 S3에 있어서의 거리 측정의 결과에 의거하여 현재의 포커스 렌즈(2a)의 위치와 렌즈 합초 위치와의 편차량을 판정한다. 여기에서, 편차량의 절대값이 제1 소정값(예를 들면30μｍ)미만일 경우에는, 이미 피사체의 합초 상태가 실현되어 있다고 판단하여, 도 11의 스텝 S18로 진행된다. 즉, ＡＦ제어를 실시하지 않고, 본 촬영 동작으로 이행한다. 또한 편차량의 절대값이 제2 소정값(예를 들면1000μｍ)이상인 경우에는, 편차량이 충분하다고 하여, 그대로 도 11의 스텝 S11로 진행된다. 또한 편차량의 절대값이 제1 소정값 이상, 제2 소정값 미만일 경우에는, 편차량이 불충분하다고 하여, 스텝 S5로 진행된다.

스텝 S5에서는, ＡＦ전체 제어부(107)의 제어하에서, 포커스 제어부(130)로부터의 제어 신호에 의거하여 모터 M1이 구동하는 것으로, 포커스 렌즈(2a)가 대피 구동을 행한다. 여기에서는, 편차량이 불충분하면, 후술하는 제2합초면의 이동에 의해 콘트라스트ＡＦ제어에 있어서의 ＡＦ평가값의 피크를 지나치게 된다는 문제를 방지하기 위해, 충분한 편차량을 확보하도록 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 위치를 이동시키는 대피 구동을 행한다. 또한, 이 대피 구동에서는, 예를 들면 포커스 렌즈(2a)의 이동가능한 범위의 일단까지 포커스 렌즈(2a)를 이동시킨다.

스텝 S11에서는, 스텝 S3에 있어서의 거리 측정의 결과에 의거하여 C-ＭＯＳ(5)를 먼 측(풀어내는 측)또는 가까운 측(끌어당기는 측)으로 이동시키는 동작을 시작한다(도 14의 90ms). 여기에서는, 위상차ＡＦ모듈(3)에 의한 검출 결과인 거리 측정 값에 따라, 촬상 장치(1)를 기준으로 하여, 현재의 포커스 위치(핀트가 맞는 장소)보다도 피사체가 먼측에 있으면, C-ＭＯＳ(5)를 피사체에 가깝게 하는 방향으로 이동시킨다. 한편, 현재의 포커스 위치(핀트가 맞는 장소)보다도 피사체가 가까운 측에 있으면, C-ＭＯＳ(5)를 피사체로부터 먼 방향으로 이동시킨다. 또한, C-Ｍ ＯＳ(5)의 이동은, 예를 들면 20∼30mm/ｓｅｃ정도의 속도로 행해진다.

스텝 S12에서는, 스텝 S11에 있어서 개시된 Ｃ-ＭＯＳ(5)의 이동이 종료했는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, 소정 거리(예를 들면 500μm)만 C-ＭＯＳ(5)가 이동할 때까지 스텝 S12의 판정을 반복하고, 소정거리 만큼 C-ＭＯＳ(5)가 이동하면 C-ＭＯＳ(5)의 이동을 종료시킨다(도 14 및 도 15의 90∼100ms).

또한, 소정거리는, 촬상 장치(1)의 광학적인 설계에 의해 적절히 설정된다. 또한 촬영 렌즈 유닛(2)의 렌즈 초점거리(렌즈 초점거리가 긴 쪽이 소정거리는 길다)나, 포커스 렌즈(2a)의 이동비(포커스 모터 M1의 회전수에 대하여 포커스 렌즈(2a)의 이동량이 긴 경우에는, 소정 거리는 길다)에 의해 적절히 설정된다.

이와 같이, 스텝 S11∼S12에 있어서는, 제1합초면에 대하여 제2합초면의 광학적인 위치가 상대적으로 다른 위치로 이동된다. 구체적으로는, 위상차ＡＦ모듈(3)에 의한 검출 결과에 따라, 제1 및 제2합초면의 광학적인 위치가 동일하게 설정되는 상태에서, 포커스 렌즈(2a)의 위치를 이동시키면서 ＡＦ제어를 행할 때 제1합초면보다도 빠른 시기에 제2합초면에 있어서 피사체의 합초 상태가 실현되는 상태로 변경된다. 즉, 위상차ＡＦ제어에 의한 합초점 도달보다도 먼저 콘트라스트ＡＦ제어에 의해 피사체의 합초 상태가 검출되도록 설정된다.

스텝 S13에서는, 모터 M1을 기동하고, 포커스 렌즈(2a)의 이동을 시작한다(도 14의 100∼130ms). 이 포커스 렌즈(2a)의 이동은, 위상차ＡＦ제어에 따른 것이다.

스텝 S14에서는, ＡＦ전체 제어부(107)의 제어하에서, 콘트라스트ＡＦ제어를 시작하고, 200ｆｐｓ의 타이밍에 ＡＦ평가값을 취득하는 동작을 시작한다(도 14 및 도 15의 145ms). 여기에서는, 상면 이동 속도가 110μm/10ｍｓ로 어느 정도 늦어진 시점에서, ＡＦ평가값을 취득하는 동작을 행한다. 또한, 이 콘트라스트ＡＦ제어는, 예를 들면 조리개를 개방 상태로 하여 실행된다.

스텝 S15에서는, 렌즈 합초 위치를 검출한다. 구체적으로는, 스텝 S15로 진행되면, 도 12의 스텝 S151로 진행되고, 도 12에 나타내는 렌즈 합초 위치의 검출 동작을 실행한다(도 14 및 도 15의 145∼200ms).

여기에서, 도 12에 나타내는 렌즈 합초 위치의 검출 동작에 대하여 설명한다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 촬영 렌즈에 따라서는, 화상 데이터로부터 추출되는 주파수 대역마다 ＭＴＦ의 피크 특성이 다르기 때문에, 주파수 대역마다 ＡＦ평가값의 피크가 변동되게 된다. 이러한 경우에, 폭넓은 고주파 대역의 성분을 추출하는 ＨＰＦ(601)를 사용하면, 주파수 대역마다 ＭＴＦ의 차이에 기인하여, ＨＰＦ(601)를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값의 피크가 선명해지지 않고, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치가 검출되기 어려워진다.

이러한 문제에 대하여, 주파수 대역 마다의 ＭＴＦ에 변동이 있다고 해도, 좁은 주파수 대역의 고주파 성분을 중시하여 ＡＦ평가값을 구하면, ＡＦ평가값이 선명한 피크를 나타내게 된다. 따라서, 특정 주파수 대역의 성분을 추출하는 밴드패스 필터(ＢＰＦ)를 사용하여 ＡＦ평가값을 산출하고, ＡＦ평가값의 피크에 대응하는 렌즈 합초 위치를 구하는 것이 생각된다.

그러나, ＢＰＦ를 사용하여 ＡＦ평가값을 산출하면, ＢＰＦ가 중시하여 추출하는 특정한 주파수 대역과, 화상 데이터에 많이 포함되는 고주파 성분의 대역이 약간 변동하면, ＡＦ평가값의 피크를 검출할 수 없다.

그래서, 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈 합초 위치의 검출 동작에서는, 우선, 솔직하게, 폭넓은 고주파 대역의 성분을 추출하는 ＨＰＦ(601)를 사용하여 구한 ＡＦ평가값에 대해서, ＡＦ평가값의 피크를 검출할 수 있으면, 이 ＡＦ평가값의 피크에 대응하는 렌즈 위치를 렌즈 합초 위치로서 검출한다. 또한 ＨＰＦ(601)를 사용하여 구한 ＡＦ평가값에 대해 피크를 검출할 수 없으면, 보다 높은 주파수 성분이 많아지면 피사체화상이 선명하다고 느끼는 인간의 시각특성에 맞추어, 상대적으로 높은 주파수 성분을 중시한 ＢＰＦ로부터 순차적으로 채용하여 얻어진 ＡＦ평가값의 피크 검출을 행하고, 이 ＡＦ평가값의 피크에 대응하는 렌즈 위치를 렌즈 합초 위치로서 검출한다.

즉, 촬상 장치(1)에 있어서의 렌즈 합초 위치의 검출 동작에서는, 4개의 필터(601∼604) 중, ＨＰＦ(601)를 사용하여 구한 ＡＦ평가값의 피크 검출에 대응한 렌즈 합초 위치의 검출을 최우선으로 하고, 그 다음에 ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)를 사용하여 구한 ＡＦ평가값의 피크 검출에 대응한 렌즈 합초 위치의 검출을 우선하고, 또한 그 다음에 ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)를 사용하여 구한 ＡＦ평가값의 피크 검출에 대응한 렌즈 합초 위치의 검출을 우선한다. 그리고, 최후에, 상대적으로 더욱 낮은 주파수 성분을 중시한 ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)를 사용하여 구한 ＡＦ평가값에 대해 피크 검출을 행하여, 피크를 검출할 수 있으면, 이 피크에 대응한 렌즈 합초 위치 를 검출한다.

또한, 피사체의 콘트라스트가 극히 낮을 경우에는, 상기 4개의 필터(601∼64)를 사용한 콘트라스트ＡＦ제어로는, 렌즈 합초 위치를 검출할 수 없는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 촬상 장치(1)에서는, 위상차ＡＦ제어에 의해 결정되는 렌즈 합초 위치를 채용한다.

이하, 도 12에 나타내는 렌즈 합초 위치의 검출 동작에 대해 구체적으로 설명한다.

스텝 S151에서는, C-ＭＯＳ(5)에 있어서의 화상 데이터의 취득 속도(프레임 레이트)에 상당하는 200ｆｐｓ의 타이밍마다 수직동기신호(ＶＤ펄스)가 하강하는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, ＶＤ펄스가 하강할 때까지 스텝 S151의 판정을 반복하고, ＶＤ펄스가 하강하면 스텝 S152로 진행된다.

스텝 S152에서는, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)가 ＨＰＦ(601)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값을 취득, 즉 ＨＰＦ(601)에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다. 즉, ＶＤ펄스의 하강에 동기하여 ＨＰＦ(601)에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다.

스텝 S153에서는, ＨＰＦ(601)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 대해 ＡＦ평가값의 피크가 발견되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, ＡＦ평가값의 피크가 발견되면 스텝 S164로 진행되고, ＡＦ평가값의 피크가 발견되지 않으면 스텝 S154로 진행된다. 또한, 도 14 및 도 15에서는, 일례로서 ＡＦ평가값의 피크가 발견되는 경우에 대해 도시하고 있다.

스텝 S154에서는, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)가, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)를 사 용하여 구해진 ＡＦ평가값을 취득, 즉 ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다.

스텝 S155에서는, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 대해 ＡＦ평가값의 피크가 발견되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, ＡＦ평가값의 피크가 발견되면 스텝 S156으로 진행되고, ＡＦ평가값의 피크가 발견되지 않으면 스텝 S157로 진행된다.

스텝 S156에서는, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정한다. 즉, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출한 후에, ＶＤ펄스가 3회 하강하여 C-ＭＯＳ(5)에 있어서 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되지 않으면, 스텝 S163으로 진행하고, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되고 있으면, 스텝 S164로 진행된다.

여기에서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정하는 것은, 도 20에서 나타낸 ＭＴＦ의 주파수 의존성에 기인하여, 주파수 대역마다 ＡＦ평가값의 피크가 변동되는 경우가 있기 때문에, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 포커스 렌즈(2a)의 위치를 약간 이동시키고 있는 동안에, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값보다도 우선적으로 사용되는 ＨＰＦ(601)에 따른 ＡＦ평가값에 대해 피크가 검출될 가능성이 있기 때문이다. 즉, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정하는 것은, ＭＴＦ의 주파수 의존성을 고려하여, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)보다도 높은 주파수 대역을 중시한 ＨＰＦ(601)에 따른 ＡＦ평가값에 피크가 검출되는 지 보기 위해 대기하는 것이다.

그리고, 촬상 장치(1)에서는, 포커스 렌즈(2a)의 위치를 이동시켜서 소정 거리만 상면 위치를 이동시키는 기간으로서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득하는 기간을 채용하고, 그 기간 동안, 보다높은 주파수 대역까지 중시한 ＨＰＦ(601)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값에 대해 피크가 검출되면, ＨＰＦ(601)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출하도록 제어하고 있다.

스텝 S157에서는, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)가 ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값을 취득, 즉 ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다.

스텝 S158에서는, ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 대해 ＡＦ평가값의 피크가 발견되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, ＡＦ평가값의 피크가 발견되면 스텝 S159로 진행되고, ＡＦ평가값의 피크가 발견되지 않으면 스텝 S160으로 진행된다.

스텝 S159에서는, ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되지 않으면, 스텝 S163으로 진행하고, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되고 있으면, 스텝 S164로 진행된다.

또한, 여기에서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정하는 것은, 스텝 S156과 마찬가지로, ＭＴＦ의 주파수 의존성을 고려하여, ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)보다도 높은 주파수 대역을 중시한 ＨＰＦ(601) 및 ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값에 대해 피크가 검출되었는 지 여부를 보기위해 대기하기 위함이다.

그리고, 이 대기중에, ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)보다도 보다 높은 주파수 대역을 중시한 주파수 특성을 가지는 ＨＰＦ(601) 및 ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)의 어느 하나를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값에 피크가 검출되면, 이 피크가 검출된 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출하도록 제어한다.

스텝 S160에서는, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)가, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값을 취득, 즉 ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다.

스텝 S161에서는, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 대해 ＡＦ평가값의 피크가 발견되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, ＡＦ평가값의 피크가 발견되면 스텝 S162로 진행되고, ＡＦ평가값의 피크가 발견되지 않으면 스텝 S163으로 진행된다.

스텝 S162에서는, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되지 않으면, 스텝 S163으로 진행하고, 3프레임 분의 화상 데이터 가 취득되고 있으면, 스텝 S164로 진행된다.

또한, 여기에서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정하는 것은, 스텝 S156, S159와 마찬가지로, ＭＴＦ의 주파수 의존성을 고려하여, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)보다도 높은 주파수 대역을 중시한 ＨＰＦ(601), ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602) 및 ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값에 피크가 검출되었는 지 여부를 보기 위해 대기하기 위함이다.

그리고, 이 대기중에, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)보다도 높은 주파수 대역을 중시한 주파수 특성을 가지는 ＨＰＦ(601), ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602) 및 ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603)를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값에 피크가 검출되면, 이 피크가 검출된 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출하도록 제어한다.

스텝 S163에서는, 위상차ＡＦ제어가 종료되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, 위상차ＡＦ제어가 종료하지 않으면, 스텝 S151로 되돌아가고, 위상차ＡＦ제어가 종료하면, C-ＭＯＳ(5)이 촬상 홈 위치로 되돌아가고(스텝 S165), 도 11의 스텝 S18로 진행된다. 또한, 여기에서는, 위상차ＡＦ제어의 종료와 함께, 포커스 렌즈(2a)의 이동도 정지한다.

스텝 S164에서는, ＡＦ평가값에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 여기에서는, 스텝 S153부터 진행되고 있는 경우에는, ＨＰＦ(601)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 스텝 S156부터 진행되어 온 경우에는, ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 스텝 S159부터 진행되고 있는 경우에는, ＢＰ Ｆ(0.3ｆｎ)(603)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 스텝 S162부터 진행되고 있을 경우에는, ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다.

여기에서, ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출하는 방법에 관하여 설명한다.

여기에서는, 우선, 도 14에 나타내는 바와 같이, ＡＦ평가값이 증가한 후, 감소하기 시작하면, ＡＦ평가값의 최대값Ｙｎ과 그 전후의 ＡＦ평가값Ｙｎ-1, Ｙｎ+1의 3점의 데이터를 사용하여, 하기 식(1)에 나타내는 2차 보간 근사 계산에 의해 ＡＦ평가값이 피크가 되는 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치 P를 산출한다.

[수 1]

또한, 이러한 계산에 의해 렌즈 합초 위치 P가 산출되는 타이밍은, C-ＭＯＳ(5)로부터의 전하신호의 판독, ＡＦ평가값의 산출, ＡＦ평가값의 피크의 검출 및 상기 식(1)에 따른 계산 등에 어느 정도 시간을 필요로 하므로, 도 14에 나타내는 바와 같이, ＡＦ평가값의 최대값Ｙｎ에 따른 노광 타이밍을 지나쳐, ＡＦ평가값이 연속해서 4회 감소하는 전하신호를 얻을 수 있는 노광 타이밍이 된다.

상기한 바와 같이 하여 구해진 렌즈 합초 위치 P는, C-ＭＯＳ(5)를 소정거리만 이동한, 즉 소정거리만 이동한 촬상면에 대한 렌즈 합초 위치이다. 이 때문에, 렌즈 합초 위치 P에 소정 거리(예를 들면 500μm)의 상면차를 고려한 값을, 실제로 본 촬영 동작을 행하는 촬상 홈 위치에 대한 렌즈 합초 위치 Q로서 구한다.

이와 같이 하여, 위상차ＡＦ제어에 의한 포커스 렌즈(2a)의 이동이 종료하기 전에, 렌즈 합초 위치 Q를 구할 수 있다.

그리고, 스텝 S164의 처리가 종료하면, 도 11의 스텝 S16으로 진행된다.

스텝 S16에서는, C-ＭＯＳ(5)가 촬상 홈 위치로 되돌아가도록 이동한다(도 14 및 도 15의 210∼220ms).

스텝 S17에서는, 렌즈 합초 위치 Q에서 포커스 렌즈(2a)의 이동을 정지한다(도 14 및 도 15의 235ms).

스텝 S18에서는, 셔터 기구(4)를 닫는다.

스텝 S19에서는, C-ＭＯＳ(5)에 축적된 전하를 배출하는 것으로 리셋트한다.

스텝 S20에서는, S1상태가 해제되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, 예를 들면 유저가 조작부ＯＰ를 조작하는 것을 S1상태가 해제되면, 본 동작 플로우를 종료하고, S1상태가 해제되지 않으면, 도 13의 스텝 S31로 진행된다.

스텝 S31에서는, S2상태가 입력되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, S2상태가 될 때까지, 스텝 S20 및 스텝 S31의 판정을 반복하면서, 대기한다. 그리고, S2상태가 되면, 본 촬영 동작의 지시가 행해졌다고 하여, 스텝 S32로 진행된다.

스텝 S32에서는, 주 미러(10) 및 서브 미러(20)가 미러 업 상태가 되는 동시에, 셔터 기구(4)가 열린 상태가 된다.

스텝 S33에서는, C-ＭＯＳ(5)에 있어서, 촬영 즉 본 촬영 동작의 노광이 행해진다.

스텝 S34에서는, 셔터 기구(4)을 닫힌 상태가 된다.

스텝 S35에서는, 주 미러(10) 및 서브 미러(20)가 미러 다운 상태가 되는 동시에, C-ＭＯＳ(5)로부터 전하신호가 판독되어서, 화상 데이터가 메모리 카드ＭＣ에 기억되는 챠지 구동을 행하고, 본 동작 플로우를 종료한다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 촬상 장치(1)에서는, ＡＦ회로(600)에 구비된 4개(일반적으로는 복수)의 필터(601∼604) 중 ＨＰＦ(601)를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값을 최우선으로 사용하고, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출한다. 이와 같이, 일반적인 피사체를 촬영할 때에 화상 데이터에 있어서 증가하는 고주파 대역의 성분을 중시하여 추출하는 ＨＰＦ(601)가 우선적으로 사용되도록 설정되고 있기 때문에, 여러가지의 피사체에 대하여 고정밀도의 합초 제어를 행할 수 있다.

또한 4개(일반적으로는 복수)의 필터(601∼604) 중 상대적으로 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 소정의 필터(여기에서는, ＨＰＦ(601))를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값을 우선적으로 사용하고, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출한다. 이러한 구성을 채용하는 것으로, 예를 들면 보다 높은 주파수 성분이 많아지면 피사체 화상이 선명하다고 느끼는 인간의 시각 특성에 대응한 합초 제어가 가능해 지기 때문에, 고정밀도의 합초 제어를 할 수 있다.

또한 피사체로부터의 빛을 2개의 광로로 분할하여, 분할된 각 빛을 사용하여 위상차 방식의 합초 제어와 콘트라스트 방식의 합초 제어를 병행하여 실시한다. 이 때문에, 예를 들면 위상차 방식의 합초 제어에 의해 포커스 렌즈(2a)를 렌즈 합초 위치 근방까지 단시간에 구동시킬 수 있음과 동시에, 콘트라스트 방식의 합초 제어에 의해 합초 제어의 정밀도를 확보할 수 있다. 그 결과, 고속으로 정밀도가 좋은 합초 제어가 가능하게 된다.

또한 위상차 방식 및 콘트라스트 방식의 합초 검출에 따른 합초면의 광학적인 위치를 서로 다르게 하여, 위상차 방식의 합초 제어의 시작 후에, 콘트라스트 방식의 합초 제어가 개시된다. 이러한 구성에 의해, 동시에 2개 방식의 합초 제어가 행해지고, 위상차 방식의 합초 제어에 의한 합초 상태의 실현 전에, 콘트라스트 방식의 합초 제어에 의해 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출할 수 있다. 그 결과, 고속으로 고정밀도의 합초 제어를 실현할 수 있다. 또한 예를 들면 포커스 렌즈(2a)를 역 방향으로 이동시키지 않고 합초 제어를 행할 수 있기 때문에, 소위 백 래쉬의 문제의 발생도 방지할 수 있다. 또한 예를 들면 화인더 등을 통해 시인되는 피사체가, 흐릿한 상태에서 합초 상태로 스무스하게 변화되는 합초 제어를 행할 수 있기 때문에, 합초 필링을 향상시킬 수도 있다.

<변형 예>

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 설명한 내용의 것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면 전술한 실시예에서는ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602), ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603) 및 ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)의 3개의 다른 주파수 특성을 가지는 밴드패스 필터를 채용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 0.5ｆｎ이나 0.2ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 밴드패스 필터 등을 채용해도 좋다. 즉, ｆｎ의 ｎ배(0 <n <1)부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 1이상의 밴드패스 필터를 채용해도 좋다.

또한, 촬영 렌즈 유닛(2)이 촬상장치 본체(300)에 대하여 장착 분리가 자유롭도록 구성되는 양태에서는, 복수의 다른 주파수 특성을 가지는 밴드패스 필터를 준비해 두고, 촬상장치 본체(300)에 대하여 촬영 렌즈 유닛(2)이 장착되면, 제어부(101)가 촬영 렌즈 유닛(2)안의 ＲＯＭ등으로부터 렌즈의 특성을 특정하는 정보(렌즈 정보)를 얻어, 1이상의 밴드패스 필터를 콘트라스트ＡＦ제어에 사용하는 밴드패스 필터로서 선택적으로 채용해도 좋다. 예를 들면 0.1ｆｎ, 0.2ｆｎ, 0.3ｆｎ, 0.4ｆｎ 및 0.5ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 5개의 밴드패스 필터를 준비해 두고, 렌즈 정보에 따라, 0.1ｆｎ, 0.3ｆｎ 및 0.4ｆｎ부근의 주파수 대역의 성분을 주로 추출(투과)하는 3개의 밴드패스 필터를 콘트라스트ＡＦ제어에 사용하는 밴드패스 필터로서 선택적으로 채용하도록 해도 좋다.

또한 상기 실시예에서는 도 8에서 나타낸 ＨＰＦ(601), ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602), ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603) 및 ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)의 4개의 다른 주파수 특성을 가지는 필터를 채용했지만, 이것에 한정되지 않는다.

예를 들면 도 16에 나타내는 2개의 다른 주파수 특성을 가지는 하이 패스 필터를 채용해도 좋다. 도 16에 나타내는 곡선F1은, 도 8에서 나타낸 ＨＰＦ(601)의 주파수 특성을 나타내고 있다. 또한 곡선F2는, ＨＰＦ(601)와 비교하여, 일반적인 촬영에 있어서 윤곽이 명확한 피사체의 증가에 따라 화상 데이터의 주파수 성분이 증가하는 소정의 주파수 대역(예를 들면0.2ｆｎ∼0.4ｆｎ)부근의 고주파 성분을 보다 중시하여 추출하는 ＨＰＦ의 주파수 특성을 나타내고 있다. 또한, 이하에서는, 곡선F1의 주파수 특성을 가지는 ＨＰＦ를 ＨＰＦ1, 곡선F11의 주파수 특성을 가지는 ＨＰＦ를 ＨＰＦ2라고 칭한다.

ＨＰＦ2에서는, ＨＰＦ1과 비교하여, 1.0ｆｎ부근의 고주파 대역에 대한 게인이 작아지고 있기 때문에, 화상 데이터에 있어서의 소위 노이즈 성분의 추출(투과)을 막을 수 있다. 또한 상기한 바와 같이, 일반적인 촬영에 있어서 윤곽이 명확한 피사체의 증가에 따라 화상 데이터의 주파수 성분이 증가하는 소정의 주파수 대역 부근의 고주파 성분을 보다 중시하여 추출한다. 이 때문에, ＨＰＦ1과 비교하여, ＨＰＦ2를 사용하여 취득되는 ＡＦ평가값을 사용한 쪽이, 노이즈 성분의 영향을 저감하면서, 피사체에 대하여 보다 정밀하게 합초시킬 수 있다.

따라서, ＨＰＦ 1,2를 사용할 경우에는, 합초 정밀도의 관점에서, 2개의 ＨＰＦ 중 ＨＰＦ1보다도 상대적으로 소정의 주파수 대역(여기에서는, 0.2ｆｎ∼0.4ｆｎ)의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 소정의 ＨＰＦ2를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값(즉, ＡＦ평가값군)을 우선적으로 사용하여, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출하는 것이 바람직하다.

이하, 촬상장치에 있어서 ＨＰＦ 1,2를 사용한 콘트라스트ＡＦ제어를 채용했을 경우에 있어서의 촬영 동작 플로우에 대하여 설명한다. 또한, 이 촬영 동작 플로우에서는, 도 10∼도 13에서 나타낸 촬영 동작 플로우 중, 스텝 S15의 렌즈 합초 위치의 검출 동작에 따른 플로우가 다르지만, 다른 동작에 대해서는 동일한 것이 된다. 즉, 도 12에서 나타낸 렌즈 합초 위치의 검출 동작 플로우가 다르다.

도 17은, ＨＰＦ 1,2를 사용했을 경우에 있어서의 렌즈 합초 위치의 검출 동작 플로우를 나타내고 있다.

스텝ＳＴ151에서는, C-ＭＯＳ(5)에 있어서의 화상 데이터의 취득 속도(프레임 레이트)에 해당하는 200ｆｐｓ의 타이밍마다 수직동기신호(ＶＤ펄스)가 하강했는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, ＶＤ펄스가 하강할 때까지 스텝 S151의 판정을 반복하고, ＶＤ펄스가 하강하면 스텝ＳＴ152로 진행된다.

스텝ＳＴ152에서는, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)가, ＨＰＦ2를 사용하여 구해진 ＡＦ평가값을 취득, 즉 ＨＰＦ2에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다. 즉, ＶＤ펄스의 하강에 동기하여 ＨＰＦ2에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다.

스텝ＳＴ153에서는, ＨＰＦ2에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 대해 ＡＦ평가값의 피크가 발견되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, ＡＦ평가값의 피크가 발견되면 스텝ＳＴ158로 진행되고, ＡＦ평가값의 피크가 발견되지 않으면 스텝ＳＴ154로 진행된다.

스텝ＳＴ154에서는, 콘트라스트ＡＦ제어부(105)가 ＨＰＦ1을 사용하여 구해진 ＡＦ평가값을 취득, 즉 ＨＰＦ1에 따른 ＡＦ평가값을 취득한다.

스텝ＳＴ155에서는, ＨＰＦ1에 따른 ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 대해 ＡＦ평가값의 피크가 발견되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서, ＡＦ평가값의 피크가 발견되면 스텝ＳＴ156으로 진행되고, ＡＦ평가값의 피크가 발견되지 않으면 스텝ＳＴ157로 진행된다.

스텝ＳＴ156에서는, ＨＰＦ1에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정한다. 즉, ＨＰＦ1에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출한 후에, ＶＤ펄스가 3회 하강하여 C-ＭＯＳ(5)에 있어서 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되었는 지 여부를 판정한다. 여기에서는, ＨＰＦ1에 따른 ＡＦ평가값의 피크를 검출하고나서, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되지 않으면, 스텝ＳＴ157로 진행하고, 3프레임 분의 화상 데이터가 취득되고 있으면, 스텝ＳＴ158로 진행된다.

여기에서, 3프레임 분의 화상 데이터를 취득했는 지 여부를 판정하는 것은, 도 20에서 나타낸 ＭＴＦ의 주파수 의존성도 고려하여, ＨＰＦ1보다도 ＨＰＦ2를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값을 우선으로 하기 위함이다.

스텝ＳＴ157에서는, 도 12의 스텝 S163과 동일한 처리를 행한다.

스텝ＳＴ158에서는, ＡＦ평가값(즉 ＡＦ평가값군)에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 여기에서는, 스텝ＳＴ153부터 진행되어 온 경우에는, ＨＰＦ2에 따른 ＡＦ평가값에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 스텝ＳＴ156부터 진행되어 온 경우에는, ＨＰＦ1에 따른 ＡＦ평가값에 의거하여 렌즈 합초 위치를 검출한다. 그리고, 스텝ＳＴ158의 처리가 종료하면, 도 11의 스텝 S16으로 진행된다.

이상과 같은 구성을 채용한 촬상장치에서는, ＡＦ회로(600)에 구비된 2개(일반적으로는 복수)의 필터(ＨＰＦ1,2) 중, 일반적인 피사체를 촬영할 때에 향상되는 주파수 성분을 중시하여 추출하는 ＨＰＦ2를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값을 최우선으로 사용하고, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출한다. 이러한 구성에 의 해, 여러 가지의 피사체에 대하여 고정밀도의 합초 제어를 행할 수 있다.

또한 별도의 관점에서 말하면, 2개(일반적으로는 복수)의 필터(ＨＰＦ1,2) 중 ＨＰＦ1보다도 상대적으로 소정의 주파수 대역(여기에서는, 0.2ｆｎ∼0.4ｆｎ)의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 ＨＰＦ2를 사용하여 취득된 ＡＦ평가값을 우선적으로 사용하고, 포커스 렌즈(2a)의 렌즈 합초 위치를 검출한다. 이러한 구성을 채용하는 것으로, 예를 들면 일반적인 피사체를 포착된 화상이 합초 상태에 있을 경우에 증가하는 소정의 고주파 대역의 성분을 중시한 합초 제어가 가능해지므로, 고정밀도의 합초 제어를 할 수 있다.

또한, 상기에서는, 일반적인 촬영에 있어서 윤곽이 명확한 피사체의 증가에 따라 화상 데이터의 주파수 성분이 증가하는 소정의 주파수 대역으로서, 0.2ｆｎ∼0.4ｆｎ의 주파수 대역을 예로 들었지만, 이 소정의 주파수 대역은, 피사체의 종류, 촬영 렌즈 유닛(2)의 성질, 촬영 배율 및 촬영소자의 화소 피치 등의 조건의 조합에 따라 적절히 설정된다.

또한 상기 실시예에서는 도 8에서 나타낸 ＢＰＦ(0.4ｆｎ)(602), ＢＰＦ(0.3ｆｎ)(603) 및 ＢＰＦ(0.1ｆｎ)(604)의 3개의 다른 주파수 특성을 가지는 밴드패스 필터를 채용했지만, 이것에 한정되지 않는다.

예를 들면 도 18의 곡선F12,F13로 나타내는 바와 같이, ＢＰＦ 대신에, 소위 컷오프 주파수가 ｆｃｏ 1,ｆｃｏ2인 주파수 특성을 각각 가지는 2개의 ＨＰＦ를 채용하여, 보다 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 ＨＰＦ를 사용하여 얻어지는 ＡＦ평가값으로부터 순서대로 우선적으로 사용하여 렌즈 합초 위치를 검 출하도록 해도 좋다. 또한, 곡선F1,F12,F13로 표시되는 주파수 특성을 각각 가지는 3개의 ＨＰＦ를 각각 ＨＰＦａ, ＨＰＦｂ, ＨＰＦｃ로 하면, ＨＰＦａ가, 가장 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하고, ＨＰＦｂ가, 다음에 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하고, ＨＰＦｃ가, 가장 낮은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출한다.

또한 상기 실시예에서는 본 촬영시에 기록용의 화상 데이터를 얻기 위한 Ｃ-ＭＯＳ(5)를 사용하여 얻어진 화상 데이터에 근거하여 콘트라스트ＡＦ제어를 행했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 콘트라스트ＡＦ제어를 위한 화상 데이터를 취득하는 전용의 촬상 센서를 설치해도 된다.

또한 콘트라스트ＡＦ제어를 위해, 예를 들면 소위 베이어 배열을 가지는 복수의 ＲＧＢ의 3원색의 화소를 가지는 촬상 센서가 채용되었을 경우, ＡＦ평가값을 취득할 때는, G색의 화소값만을 사용하여 ＡＦ평가값을 산출하도록 해도 좋고, ＲＧＢ의 화소값으로부터 휘도값 Y를 산출하고, 이 휘도값 Y를 사용하여 ＡＦ평가값을 산출하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는 필터(601∼604)를 전기적인 회로로서 구성했지만, 제어부(101)에 있어서 프로그램을 실행하는 것으로 필터(601∼604)의 기능 및 ＡＦ평가값의 연산 기능을 실현하도록 할 수도 있다. 단, 현재의 상태에서는, 일반적으로 전기적인 회로로 구성한 연산 기능 쪽이 연산 속도가 고속이며 실용적이다.

또한 상기 실시예에서는 도 2에 나타내는 바와 같은ＡＦ제어 유닛(100)을 채용했지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 ＡＦ제어 유닛의 구성을 채용해도 좋다. 이 하에, 다른 ＡＦ제어 유닛의 구성의 일례로서 ＡＦ제어 유닛(100A)을 예로 들어 설명한다.

도 19는, 변형 예에 따른 촬상 장치(1A)에 포함된 ＡＦ제어 유닛(100A)에 관한 구성을 모식적으로 예시하는 도면이다.

상기 실시 형태에 따른 촬상 장치(1)에서는, 주 미러(10)가 하프 미러를 구비하여 구성되었지만, 도 19에 나타내는 바와 같이 변형 예에 따른 촬상 장치(1A)에서는, 이 하프 미러로서 펠리클 미러를 채용한 주 미러(10A)를 사용하고 있다.

펠리클 미러는, 두께가 일반적인 하프 미러와 비교하여 매우 얇은(예를 들면 100μｍ정도)것이 특징이다. 이 펠리클 미러는, 매우 얇기 때문에, 미러 업 구동에 적합하지 않다. 따라서, 촬상 장치(1A)에서는 본 촬영시에, 주 미러(10A)는 미러 업하지 않고, 서브 미러(20A)가 피사체로부터의 빛의 광로상에서 아래쪽으로 대피하도록 구성되어 있다.

또한, 그 밖의 구성은, 상기 실시 형태에 따른 촬상 장치(1)와 동일하며, 기능 및 동작 등에 대해서는, 주 미러(10) 및 서브 미러(20)의 양쪽이 광로에 대하여 대피 상태/차단 상태가 되는 대신에, 서브 미러(20A)만이 광로에 대하여 대피 상태/차단 상태가 되는 점이 다를 뿐으로, 그 밖의 기능 및 동작 등에 대해서는 거의 같기 때문에, 설명을 생략한다.

이하, 주 미러(10A)의 하프 미러에 펠리클 미러를 채용하는 이점에 대하여 설명한다.

상기 실시 형태에 따른 촬상 장치(1)에서는, 일반적인 하프 미러의 굴절율Ｎ ｄ가 약 1.5이며, 주 미러(10)와 서브 미러(20)의 두께를 각각 a, b로 하면, 미러 업 상태와 미러 다운 상태에서 약 0.5(a+b)만 초점위치가 유저측(도 2에서는 오른쪽)으로 이동하게 된다.

그리고, 위상차ＡＦ제어와 콘트라스트ＡＦ제어를 병용할 경우에는, 포커스 렌즈(2a)의 위치를 이동시키면서 피사체의 합초 상태를 실현할 때에 제1합초면보다도 빠른 시기에 제2합초면에 있어서 피사체의 합초 상태가 실현되도록, 제1 및 제2합초면의 광학적인 위치를 서로 다르게 할 필요가 있다. 따라서, 이 때, 하프 미러에 의한 초점위치의 이동(약 0.5(a+b))을 고려하여, C-ＭＯＳ(5)를 촬영 홈 위치로부터 광축 L을 추가로 이동해야 한다.

이러한 문제점에 대하여, 극히 얇은 펠리클 미러를 사용하는 것으로, 하프 미러에 의한 초점위치의 이동을 약 0.5b까지 억제할 수 있다. 즉, 주 미러(10)에 의해 발생하는 초점위치의 이동을 억제할 수 있다. 그 결과, 이 편차량을 보정하기 위한 Ｃ-ＭＯＳ(5)의 이동량이 적어도 되므로, C-ＭＯＳ(5)를 이동시키기 위한 구성을 간소화할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 위상차ＡＦ제어를 행하는 타입의 촬상장치를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 콘트라스트ＡＦ제어만을 행하는 촬상 장치라도 된다.

Claims (7)

1. 촬상장치의 합초 제어를 행하는 합초 제어장치로서,

   광학 렌즈를 광축을 따라 구동시키고 있는 동안에, 이 광학 렌즈를 통해 입사되는 피사체로부터의 빛에 의거하여 복수의 화상 데이터를 시간 순서대로 취득하는 화상취득 수단과,

   상기 복수의 화상 데이터를 서로 주파수 특성이 다른 복수의 필터를 사용하여 각각 처리하고, 상기 복수의 필터를 구성하는 필터마다 평가값군을 취득하는 평가값 취득 수단과,

   상기 평가값 취득 수단에 있어서 상기 복수의 필터 중 소정의 필터를 사용한 처리에 의해 취득된 평가값군을, 상기 복수의 필터 중 상기 소정의 필터와는 다른, 다른 필터를 사용한 처리에 의해 취득된 평가값군보다도 우선적으로 사용하여, 상기 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 합초 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 합초 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 소정의 필터가,

   상기 복수의 필터 중 상기 소정의 필터와는 다른, 다른 필터보다도 상대적으로 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 것을 특징 으로 하는 합초 제어장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 합초 검출수단이,

   상기 복수의 필터 중 상대적으로 높은 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 필터에 의해 취득된 평가값군을 우선적으로 사용하고, 상기 합초 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 합초 제어장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 소정의 필터가,

   상기 복수의 필터 중 상기 소정의 필터와는 다른, 다른 필터보다도 상대적으로 소정의 주파수 대역의 성분을 중시하여 추출하는 주파수 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 합초 제어장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   위상차 방식을 사용하여 상기 광학 렌즈의 합초 위치를 검출하는 위상차 검출수단과,

   상기 피사체로부터의 빛을, 상기 합초 검출수단 및 상기 위상차 검출수단에 대하여 각각 이끄는 제1 및 제2 광로로 분할하는 빛 분할 수단을 더 구비하고,

   상기 위상차 검출수단을 사용한 합초 제어와, 상기 합초 검출수단을 사용한 합초 제어가 병행되어 실행되는 것을 특징으로 하는 합초 제어장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 합초 검출수단이,

   상기 위상차 검출수단에 따른 합초면과는 상대적으로 다른 광학적인 위치에 합초면을 가지고,

   상기 합초 제어장치가,

   상기 위상차 검출수단을 사용한 합초 제어의 시작 후에, 상기 합초 검출수단을 사용한 합초 제어를 시작하는 타이밍 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 합초 제어장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 합초 제어장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 촬상장치.

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