(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、
上記撮影光学系により結像された上記被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子より出力される上記像信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する画像処理手段と、
上記ＡＦ評価値に基づいて上記フォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、
上記フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって上記画像処理手段により上記ＡＦ評価値を取得させ、この取得したＡＦ評価値を当該ＡＦ評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、上記記憶した上記ＡＦ評価値と上記フォーカスレンズ位置情報とに基づいて上記フォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段と、
を備え、
上記合焦近傍判定手段は、上記ＡＦ評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した上記複数のＡＦ評価値に基づいて近似直線を求め、上記近似直線の傾きが増加から減少に変化した時点を上記合焦位置の上記手前近傍と判定し、
上記制御手段は、上記合焦近傍判定手段により上記合焦位置の上記手前近傍と判定した場合、上記フォーカスレンズの駆動速度を上記手前近傍以前よりも小さくするか、又は上記フォーカスレンズの駆動量を上記手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、
上記撮影光学系により結像された上記被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子より出力される上記像信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する画像処理手段と、
上記ＡＦ評価値に基づいて上記フォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、
上記フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって上記画像処理手段により上記ＡＦ評価値を取得させ、この取得したＡＦ評価値を当該ＡＦ評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、上記記憶した上記ＡＦ評価値と上記フォーカスレンズ位置情報とに基づいて上記フォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段と、
を備え、
上記合焦近傍判定手段は、上記ＡＦ評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した上記複数のＡＦ評価値に基づいて近似直線を求め、上記近似直線の傾きが所定値よりも小さくなった時点を上記合焦位置の上記手前近傍と判定し、
上記制御手段は、上記合焦近傍判定手段により上記合焦位置の上記手前近傍と判定した場合、上記フォーカスレンズの駆動速度を上記手前近傍以前よりも小さくするか、又は上記フォーカスレンズの駆動量を上記手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う、
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載され、撮像素子から出力される像信号を利用するタイプの自動焦点調節装置を搭載する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置の自動焦点調節方法には、赤外光を被写体に投射して三角測距により被写体距離を求めるアクティブオートフォーカス（ＡＦ）方式や、一対の撮像素子から出力される被写体像の位相差情報からデフォーカス量を求める位相差ＡＦ方式、撮影用のＣＣＤ等の撮像素子を利用し、撮影レンズ内のフォーカスレンズを所定間隔で駆動しながら撮像素子から出力される被写体の像信号の高周波成分を焦点評価値として検出していき、焦点評価値（コントラスト）が最大となるフォーカスレンズ位置を求めるという所謂山登りＡＦなどがある。山登りＡＦは、アクティブＡＦ方式や位相差ＡＦ方式と較べて、ＡＦ専用の部材が不要で小型化や低コスト化等に有利であるという理由から多く利用される。
【０００３】
ところが、山登りＡＦの方式の場合、原理上コントラストが最大となる合焦位置を検出するために、一旦フォーカスレンズが合焦位置を越える必要があるため、ハンチングによる映像の乱れやＡＦ動作によるタイムラグが大きくなる等の問題がある。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、例えば特許文献１、２に開示されている技術がある。特許文献１は、最新に取得した焦点評価値と最新の１回前に取得した焦点評価値との差分の符号、例えば符号が正（＋）であれば遠側、負（−）であれば近側が合焦方向であることを記憶し、サーチ駆動時の差分符号が所定回数反転した場合に合焦近傍であると判断してレンズ駆動量を小さくするような自動焦点調節装置について開示する。  
特許文献２は、焦点評価値とその１回前に取得した焦点評価値との差分を順次取得していき、焦点評価値が増加から減少に転じ、焦点評価値の差分が減少した場合に合焦近傍であると判断して２次関数近似により合焦位置を求める自動焦点調節装置について開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７００３８号公報
【特許文献２】特開２００７−８６５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、サーチ駆動時の差分符号が所定回数反転した場合に合焦近傍であると判断するので、合焦近傍と判断されるまでに複数回に渡って合焦位置を越える動作が行なわれる可能性がある。このため、特許文献１では、合焦までのタイムラグが大きくなったり、動画撮影時等では合焦位置付近でのピント状態の乱れが生じて映像の品位が劣化してしまう。  
特許文献２では、合焦近傍を判断するために合焦位置を越える動作が必要であると共に、合焦近傍を判断するための焦点評価値の差分が評価値検出１回分の差分であるために、回路ノイズ等の影響を受けて焦点評価値の変化が滑らかでないと、合焦近傍を正しく判断できなくなる可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決し、高速なＡＦ動作を実行可能とし、ハンチング等による映像の乱れの少ない高品位な映像を撮影することができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主要な局面に係る撮像装置は、フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、撮影光学系により結像された被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、撮像素子より出力される像信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する画像処理手段と、ＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって画像処理手段によりＡＦ評価値を取得させ、この取得したＡＦ評価値を当該ＡＦ評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、記憶したＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置情報とに基づいてフォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段とを備え、合焦近傍判定手段は、ＡＦ評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した複数のＡＦ評価値に基づいて近似直線を求め、近似直線の傾きが増加から減少に変化した時点を合焦位置の手前近傍と判定し、制御手段は、合焦近傍判定手段により合焦位置の手前近傍と判定した場合、フォーカスレンズの駆動速度を手前近傍以前よりも小さくするか、又はフォーカスレンズの駆動量を手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う。
本発明の主要な局面に係る撮像装置は、フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、撮影光学系により結像された被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、撮像素子より出力される像信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する画像処理手段と、ＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、フォーカスレンズの駆動と共に所定のフォーカスレンズ位置の間隔で撮像動作を行なって画像処理手段によりＡＦ評価値を取得させ、この取得したＡＦ評価値を当該ＡＦ評価値を取得したフォーカスレンズ位置情報と共に記憶し、記憶したＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置情報とに基づいてフォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段とを備え、合焦近傍判定手段は、ＡＦ評価値が取得される毎に記憶されている所定個数前までに取得した複数のＡＦ評価値に基づいて近似直線を求め、近似直線の傾きが所定値よりも小さくなった時点を合焦位置の手前近傍と判定し、制御手段は、合焦近傍判定手段により合焦位置の手前近傍と判定した場合、フォーカスレンズの駆動速度を手前近傍以前よりも小さくするか、又はフォーカスレンズの駆動量を手前近傍以前よりも小さくするように制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高速なＡＦ動作を実行可能とし、ハンチング等による映像の乱れの少ない高品位な映像を撮影することができる撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの第１の実施の形態を示す全体構成図。
【図２】同カメラの電気的な回路構成図。
【図３】同カメラにおけるスチル撮影動作フローチャート。
【図４】同カメラにおけるカメラの山登りＡＦ動作のフローチャート。
【図５】同カメラにおける合焦位置手前近傍の判定方法の具体的な例を示す図。
【図６】同実施の形態の第１の変形例における合焦位置手前近傍判定方法の一例を説明するための図。
【図７】同実施の形態の第２の変形例における平均処理前後のＡＦ評価値変化の一例を示す図。
【図８】本発明に係るデジタルスチルカメラの第２の実施の形態における合焦位置手前近傍判定方法の一例を説明するための図。
【図９】本発明に係るデジタルスチルカメラの第２の実施の形態の変形例における合焦位置手前近傍判定方法の一例を説明するための図。
【図１０】本発明に係るデジタルスチルカメラの第３の実施の形態における合焦位置手前近傍判定方法の一例を説明するための図。
【図１１】本発明に係るデジタルスチルカメラの第４の実施の形態におけるＡＦ動作の概要を説明するための状態遷移を示す図。
【図１２】同カメラにおける動画撮影動作を示すフローチャート。
【図１３】同カメラにおける動画撮影時のＡＦ動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラ１００の全体構成図を示す。このカメラ１００は、カメラ本体１０１と、このカメラ本体１０１に対して着脱可能な撮影光学系としての交換レンズ部２０１とで構成されている。  
交換レンズ部２０１は、レンズ制御回路２０２と、焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）２０３と、ズームレンズ２０４となどを含んで構成されている。レンズ制御回路２０２は、焦点調節レンズ２０３とズームレンズ２０４とをそれぞれ駆動制御する。焦点調節レンズ２０３は、光軸方向（矢印ｆ方向）に移動駆動され、交換レンズ部２０１の焦点状態を調節する。ズームレンズ２０４は、光軸方向（矢印ｇ方向）に移動駆動され、交換レンズ部２０１の焦点距離を変更する。
【００１２】
一方、カメラ本体１０１は、カメラ制御回路１０２と、撮像素子１０３と、フォーカルプレンシャッタ１０４と、表示用モニタ１０５と、ストロボ１０６と、レリーズ釦１０７と、バッテリー１０８となどを含んで構成されている。カメラ制御回路１０２は、撮影者によるレリーズ釦１０７の操作に応じてレンズ制御回路２０２を通して焦点調節レンズ２０３を移動駆動して焦点検出動作を行うと共に、撮像素子１０３とフォーカルプレンシャッタ１０４とをそれぞれ制御し、必要があればストロボ１０６の発光制御も行って撮影動作を実行する。又、カメラ制御回路１０２は、各種カメラ動作に応じて表示用モニタ１０５の表示制御を行う。撮像素子１０３は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等により構成され、交換レンズ部２０１を通して撮像面に結像された被写体像を撮像して像信号を出力する。フォーカルプレンシャッタ１０４は、撮影者によるレリーズ釦１０７の操作に応じて開閉動作を行って露光動作を行う。ストロボ１０６は、発光用コンデンサ（不図示）に蓄えられた電荷によりフォーカルプレンシャッタ１０４での露光動作と同期して発光動作を行う。表示用モニタ１０５は、例えば液晶又は有機ＥＬ等で構成され、撮影待機時や動画撮影時のスルー画像表示や、撮影者による再生釦（不図示）や各種設定釦の操作に応じて再生画像や設定情報等の表示を行う。
【００１３】
図２はカメラ１００の電気的な回路構成図を示す。交換レンズ部２０１の外周には、リング状に形成されたマニュアルフォーカス（ＭＦ）用回転環２２８とズーム駆動用回転環２２９とが交換レンズ部２０１の外周を取り巻くように設けられている。撮影者がＭＦ用回転環２２８を交換レンズ部２０１の光軸中心に回転させると、この回転に連動して焦点調節レンズ２０３が光軸方向（矢印ｆ方向）に移動する。この焦点調節レンズ２０３の移動により交換レンズ部２０１の焦点を手動で調節することができる。このＭＦ用回転環２２８は、撮影者がマニュアルフォーカスモードを選択した場合に使用される。なお、カメラ１００は、モード切り替えスイッチを備え、このモード切り替えスイッチを撮影者が操作してオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとを切り替えるものとなっている。
【００１４】
撮影者がズーム駆動用回転環２２９を交換レンズ部２０１の光軸中心に回転させることによって、ズームレンズ２０４を光軸方向（矢印ｇ方向）に移動させることにより、交換レンズ部２０１の焦点距離を変更することができる。
【００１５】
交換レンズ部２０１の内部には、焦点調節レンズ２０３と、ズームレンズ２０４と、絞り２３０と、レンズＣＰＵ（以下、ＬＣＰＵと称する）２２１とを含んで構成されている。ＬＣＰＵ２２１は、交換レンズ部２０１の各種制御、例えばレンズ駆動制御、絞り駆動制御、通信制御などを行う。このＬＣＰＵ２２１には、レンズ駆動回路２２２と、レンズ位置検出回路２２３と、ズーム位置検出回路２２４と、絞り駆動回路２２５と、通信回路２２６とが接続されている。
【００１６】
ズーム位置検出回路２２４は、ズーム駆動用回転環２２９によって駆動されたズームレンズ２０４の位置を検出する。ＬＣＰＵ２２１は、ズーム位置検出回路２２４によって検出されたズームレンズ２０４の位置に基づいて交換レンズ部２０１の焦点距離情報を得る。  
絞り２３０は、交換レンズ部２０１を通してカメラ本体１０１に入射する光の光量を調節するための開口部を含んで構成される。ＬＣＰＵ２２１は、絞り駆動回路２２５を制御することによって絞り２３０の開口部の大きさを変化させて、適切な光量の光をカメラ本体１０１方向に入射させる。
【００１７】
オートフォーカスモード時、ＬＣＰＵ２２１は、レンズ駆動回路２２２を制御して焦点調節レンズ２０３を光軸方向（矢印ｆ方向）に移動させる。レンズ位置検出回路２２３は、レンズ駆動回路２２２によって移動された焦点調節レンズ２０３の位置を検出する。このレンズ位置検出回路２２３は、例えば、レンズ駆動回路２２２に含まれる駆動用モータの回転量をパルス数に変換して検出するフォトインタラプタ（ＰＩ）回路などを含んで構成されている。このフォトインタラプタ回路は、焦点調節レンズ２０３からの絶対位置がある基準位置からのパルス数で表される。ＬＣＰＵ２２１は、レンズ位置検出回路２２３によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部２０１の焦点状態の情報を得る。
【００１８】
ＬＣＰＵ２２１は、通信回路２２６を介してカメラ本体１０１のＣＰＵ１２１と通信可能であり、絞り２３０の絞り駆動量や交換レンズ部２０１の光学データなどの情報を通信回路２２６を通してカメラ本体１０１のＣＰＵ１２１に送る。通信回路２２６の通信接続端子は、交換レンズ部２０１の外部に設けられている。
【００１９】
一方、カメラ本体１０１の内部には、カメラ全体の制御を行う本体ＣＰＵ１２１を含んで構成されている。この本体ＣＰＵ１２１には、通信ライン２２７と、フラッシュＲＯＭ（ＦＲＯＭ）１２２と、ＲＡＭ１２３と、撮像素子制御回路１２４と、画像処理回路１２５と、シャッタ制御回路１２６と、表示回路１２７と、ストロボ制御回路１２８と、操作スイッチ検出回路１２９と、電源回路１３２とを含んで構成されている。
【００２０】
通信ライン２２７は、交換レンズ部２０１のＬＣＰＵ２２１とカメラ本体１０１のＣＰＵ１２１との間に設けられ、これらＬＣＰＵ２２１とＣＰＵ１２１との間で通信回路２２６を通してデータの授受を可能とする。  
フラッシュＲＯＭ（ＦＲＯＭ）１２２には、本体ＣＰＵ１２１のプログラムなどが格納されている。  
ＲＡＭ１２３には、本体ＣＰＵ１２１の各種情報が一時格納される。  
撮像素子制御回路１２４は、画像データを得るために撮像素子１０３を制御する。  
画像処理回路１２５は、撮像素子１０３から出力される像信号にＡ／Ｄ変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像として記憶する画像データの生成機能と、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してＡＦ評価値を算出する等の処理を行うＡＦ評価値算出機能とを有する。
【００２１】
シャッタ制御回路１２６は、フォーカルプレンシャッタ１０４を制御する。
【００２２】
表示回路１２７は、撮影により取得した画像データや各種撮影情報を表示用モニタ１０５に表示する。  
ストロボ制御回路１２８は、ストロボ１０６を制御する。  
操作スイッチ検出回路１２９には、撮影者が操作する各種操作スイッチが接続されている。この操作スイッチ検出回路１２９には、カメラ１００の撮影モードを切り替える切り替えスイッチ（不図示）や、レリーズ釦１０７の操作によって動作するレリーズスイッチなどが接続されている。本実施の形態におけるレリーズスイッチは、一般的な２段階スイッチになっている。このレリーズスイッチは、レリーズ釦１０７の半押しで第１レリーズスイッチ１３０（以下、１Ｒスイッチと称する）がオンし、焦点検出や測光が行われ、焦点調節レンズ２０３が駆動されて合焦状態になる。更に、レリーズスイッチは、レリーズ釦１０７の全押しで第２レリーズスイッチ１３１（以下、２Ｒスイッチと称する）がオンし、フォーカルプレンシャッタ１０４が駆動されて露光が行われる。  
電源回路１３２は、装填されたバッテリー１０８が接続され、このバッテリー１０８からの電圧の平滑化や昇圧等を行い、当該電力をカメラ１００に供給する。
【００２３】
本体ＣＰＵ１２１は、画像処理回路１２５により算出されたＡＦ評価値に基づいて焦点調節レンズ２０３を移動制御してオートフォーカス動作を行う。  
本体ＣＰＵ１２１は、焦点調節レンズ２０３の移動中に並行して所定時間間隔で撮像動作を行なってＡＦ評価値を取得し、これらＡＦ評価値を取得した時間情報と共に時系列で記憶し、時系列で記憶されたＡＦ評価値と取得時間情報に基づいて焦点調節レンズ２０３が合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定部１２１ａを有する。本体ＣＰＵ１２１は、例えば各ＡＦ評価値と、これらＡＦ評価値を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを時系列で記憶する。  
本体ＣＰＵ１２１は、合焦近傍判定部１２１ａにより合焦位置の手前近傍と判定したる場合、焦点調節レンズ２０３の駆動制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う。
【００２４】
合焦近傍判定部１２１ａは、ＡＦ評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定個数前に取得したＡＦ評価値との差分データを求めて時系列で記憶し、最新の差分データが最大値であるか否かを判定して極大値を検出し、この後に少なくとも１回以上検出されるＡＦ評価値の差分データが所定の状態となった時点を合焦位置の手前近傍と判定する。  
合焦近傍判定部１２１ａは、差分データの極大値の検出後に検出される差分データが所定回数連続して差分データの極大値より小さい値となる場合に、合焦位置の手前近傍と判定する。
【００２５】
次に、上記の如く構成されたカメラ１００のスチル撮影動作について図３に示すスチル撮影動作フローチャートを参照して説明する。  
カメラ本体１０１の電源がオンされると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０１において、交換レンズ２０１が装着されているか否かの判断を行う。この判断の結果、交換レンズ２０１が装着されていれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０２において、通信回路２２６、通信ライン２２７を介してＬＣＰＵ２２１との間で通信を行い、交換レンズ２０１の機種情報や光学データ等を取得してＲＡＭ１２３に記憶する。交換レンズ２０１が装着されていなければ、本体ＣＰＵ１２１は、装着されるまで定期的な装着動作や装着割込み信号を待つなどの待機動作を行う。待機中に撮影者により撮影パラメータの変更操作や過去に撮影した画像の再生操作等が行われた場合は、指示された動作を実行する。
【００２６】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０３において、撮像素子制御回路１２４と、画像処理回路１２５と、表示回路１２７とを動作制御する。撮像素子制御回路１２４は、撮像素子１０３から出力される像信号から画像データを取得する。画像処理回路１２５は、撮像素子制御回路１２４により取得された画像データに対して画像処理を施してスルー画表示用の画像データを作成する。表示回路１２７は、画像処理回路１２５により作成されたスルー画表示用の画像データの表示を表示用モニタ１０５に開始する。これにより、表示用モニタ１０５には、スルー画が表示される。
【００２７】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４において、交換レンズ２０１が装着されているか否かを判断する。この判断の結果、交換レンズ２０１が取り外された場合には、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０１に戻る。  
交換レンズ２０１が取り外されていなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０５に移り、カメラ本体１０１の電源がオフであるか否かを確認する。この確認の結果、電源がオフであれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１１２に移り、各種データの退避、リセット動作、電源系統の切断処理等の所定の終了処理を実行する。
【００２８】
電源がオンであれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０６に移り、１Ｒスイッチ１３０がオン状態になったか否かを判断する。１Ｒスイッチ１３０がオン状態になったか否かは、操作スイッチ検出回路１２９により検出される。１Ｒスイッチ１３０がオン状態でなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４に戻る。  
１Ｒスイッチ１３０がオン状態になったことが操作スイッチ検出回路１２９により検出されると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０７において、山登りＡＦを実行して焦点調節レンズ２０３を合焦位置に駆動する。また、本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ動作と並行して測光、露出演算等の撮影に必要な他の動作も実行する。
【００２９】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０８において、１Ｒスイッチ１３０がオフ状態であるか否かを確認する。この確認の結果、１Ｒスイッチ１３０がオフ状態でなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０９に移り、２Ｒスイッチ１３１がオン状態になったか否かを確認する。２Ｒスイッチ１３１がオン状態になったか否かは、操作スイッチ検出回路１２９により検出される。
【００３０】
この確認の結果、２Ｒスイッチ１３１がオン状態になれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１１０に移り、上記ステップＳ１０７における露出演算結果に基づいて撮像素子制御回路１２４により撮像素子１０３の撮像動作を制御し、シャッタ制御回路１２６によりフォーカルプレンシャッタ１０４を動作制御し、絞り駆動回路２２５により絞り２３０を動作制御して撮像動作を行う。撮像素子１０３から出力される像信号を画像処理回路１２５により画像データに変換する。
【００３１】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１１１において、上記ステップＳ１１０において取得した画像データをＲＡＭ１２３又はコンパクトフラッシュ（登録商標）等の外部メディアに記憶し、上記ステップＳ１０４に戻り、撮影の待機状態に移行する。  
なお、１Ｒスイッチ１３０がステップＳ１０８においてオフ状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０４に戻る。又、２Ｒスイッチ１３１がステップＳ１０９においてオフ状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１０８に戻る。
【００３２】
次に、上記山登りＡＦ動作について図４に示す山登りＡＦ動作フローチャートを参照して説明する。  
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２１において、ＡＦ動作を開始するのに先立ち、焦点調節レンズ２０３を現在位置から所定方向、例えば至近方向に移動させる。本体ＣＰＵ１２１は、山登りＡＦ、すなわち焦点調節レンズ２０３を矢印ｆ方向に移動させながら画像処理回路１２５により複数回のＡＦ評価値の取得動作を行い、これらのＡＦ評価値が増加するときの焦点調節レンズ２０３の移動方向を検出し、当該方向を焦点調節レンズ２０３の移動方向として決定する。なお、本体ＣＰＵ１２１は、上記山登りＡＦの処理の代わりに、現在の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置から無限端と至近端の間をスキャン駆動してＡＦ評価値が増加する方向を検出し、山登りＡＦでの焦点調節レンズ２０３の移動方向を定めるようにするなどの処理を行うようにしてもよい。当該処理は、上記山登りＡＦの処理により移動方向が決定できない場合に行うようにしてもよい。
【００３３】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２２において、焦点調節レンズ２０３を粗動して合焦位置の手前近傍の位置までに移動させるための粗調用レンズ駆動パラメータ、すなわち山登りＡＦにより合焦位置の手前近傍の位置検出までの焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動量や駆動速度等を設定する。この設定は、合焦位置の手前近傍の位置の検出後に行う合焦位置検出でのレンズ駆動に較べて粗い間隔で高速に動作するような設定である。
【００３４】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２３において、上記設定された粗調用レンズ駆動パラメータを通信ライン２２７を通して交換レンズ２０１の通信回路２２６に送信する。交換レンズ２０１のＬＣＰＵ２２１は、通信回路２２６を通して受信した粗調用レンズ駆動パラメータに基づいてレンズ駆動回路２２２とレンズ位置検出回路２２３とを駆動して焦点調節レンズ２０３を移動させる。
【００３５】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２４において、焦点調節レンズ２０３の移動完了後、撮像素子制御回路１２４の撮像制御により撮像素子１０３を撮像動作させる。この撮像素子１０３は、交換レンズ部２０１を通して撮像面に結像された被写体像を撮像して像信号を出力する。画像処理回路１２５は、撮像素子１０３から出力される像信号にＡ／Ｄ変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像を生成し、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してＡＦ評価値を取得する。本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ評価値と、このＡＦ評価値と共に当該ＡＦ評価値を取得したときの時間情報、ここでは時間経過と共に移動する焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶する。ＡＦ評価値を取得したときの時間情報は、例えばタイマの計時による時刻情報であってもよい。
【００３６】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２５において、ＲＡＭ１２３に記憶されている各ＡＦ評価値の時系列データに基づいて合焦位置の手前近傍の位置に焦点調節レンズ２０３が到達したかどうかを判定する。この判定は、取得した各ＡＦ評価値のうち所定個数毎の各ＡＦ評価値の差分、換言すれば、各ＡＦ評価値のうち所定の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置の間隔（所定のレンズ位置間隔）で取得された各ＡＦ評価値の差分により行う。  
以下、具体的に説明する。  
先ず、本体ＣＰＵ１２１は、新しいＡＦ評価値を取得する毎に、ＲＡＭ１２３に時系列で記憶されている各ＡＦ評価値のうち所定のレンズ位置間隔で取得された各ＡＦ評価値の差分を順次求め、これら差分データを時系列でＲＡＭ１２３に記憶する。  
本体ＣＰＵ１２１は、順次求められる各差分の値の大きさが増加から減少に転じると、この増加から減少に転じたときから例えば１回前に取得された差分データを差分データの最大（極大）値と判定する。本体ＣＰＵ１２１は、差分データの最大値が検出されたときを基準に、所定回数連続して最大の差分データよりも小さい値の差分データを検出すると、このときに焦点調節レンズ２０３の位置を合焦手前近傍と判定する。
【００３７】
より具体的な合焦位置手前近傍の判定方法の例について図５を参照して説明する。同図においてＤｎはＡＦ評価値取得開始からｎ回目に取得したＡＦ評価値、ΔＤｎｍａｘはＡＦ評価値差分データΔＤｎの最大（極大）値、Ｌ１はＡＦ評価値Ｄｎの時系列データ、Ｌ２はＡＦ評価値差分ΔＤｎの時系列データ、ＡはＡＦ評価値Ｄｎの差分データΔＤｎが最大時の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置、Ｂは合焦手前近傍の判定時における焦点調節レンズ２０３のレンズ位置（合焦手前近傍位置）、Ｎは合焦手前近傍位置を判定するための差分データ最大値ΔＤｎｍａｘ検出時点以降のＡＦ評価値の取得回数を示す。
【００３８】
曲線Ｌ１は、上記ステップＳ１２４において取得される各ＡＦ評価値Ｄｎの変化を示す。曲線Ｌ２は、取得された各ＡＦ評価値ＤｎからＡＦ評価値を取るデータ間隔（所定個数毎）、例えば４個置きの差分データΔＤｎ（＝Ｄｎ−Ｄｎ−４）を示す。
【００３９】
合焦手前近傍判定は、ＲＡＭ１２３に時系列で記憶されている最新のデータを含めたＡＦ評価値Ｄｎの差分データΔＤｎが増加から減少に転じることを検出することにより最大値ΔＤｎｍａｘを求め、この差分データΔＤｎの最大値ΔＤｎｍａｘ検出後に５回連続で最大値ΔＤｎｍａｘよりも小さい差分データΔＤｎが検出された時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前近傍位置であると判定する。  
すなわち、この例の場合は、ＡＦ評価値Ｄｍ＋４を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａで差分データΔＤｎは最大値ΔＤｎｍａｘ（＝Ｄｍ＋４−Ｄｍ）となり、この時点から５回連続で差分データΔＤｎが最大値より小さい値となるＡＦ評価値Ｄｍ＋９を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ｂを合焦手前近傍と判定する。
【００４０】
又、山登りＡＦの開始時点の焦点調節レンズ２０３の位置がレンズ位置Ａ付近である場合、４回置きの差分データΔＤｎ＝Ｄｎ−Ｄｎ−４をとると、過去のＡＦ評価値Ｄｎが不足していることから最大値ΔＤｎｍａｘが検出できない。このような場合を考慮して本実施の形態では、初回に取得したＡＦ評価値Ｄｎが所定値以上であるときに、差分データを算出するデータ間隔を４回置きではなく、例えば隣接データの差分ΔＤｎ＝Ｄｎ−Ｄｎ−１を求めるように設定するなどして、初回のＡＦ評価値Ｄｎの値に応じて差分データの算出でのデータ間隔を選択するようにする。差分データ算出でのデータ間隔の選択は、上記ステップＳ１２１における焦点調節レンズ２０３の移動方向の決定時に取得した複数のＡＦ評価値の変化量に基づいて行うようにしてもよい。
【００４１】
さらに、山登りＡＦの開始時点における焦点調節レンズ２０３のレンズ位置がレンズ位置Ａよりも合焦位置側である場合、差分データΔＤｎの最大値ΔＤｎｍａｘを検出することができない。このような場合、ＡＦ評価値Ｄｎが増加するのにも拘わらず差分データΔＤｎが減少することに着目し、当該着目するようなデータの変化を検出した時点で合焦手前近傍位置であると判定する。このような判定は、上記ステップＳ１２１における焦点調節レンズ２０３の移動方向の決定時に実施するようにしてもよい。なお、ＡＦ評価値Ｄｎが増加するのにも拘わらず差分データΔＤｎが減少するのは、初回に取得したＡＦ評価値Ｄｎが大きいことから差分データの算出でのデータ間隔が隣接データ等の小さい値に設定されることによる。
【００４２】
又、差分データの算出でのデータ間隔や差分データΔＤｎの最大値ΔＤｎｍａｘの検出後の合焦手前近傍を判定するＡＦ評価値の取得回数は、ＡＦ評価値を生成する際に使用したフィルタの種類、焦点調節レンズ２０３の移動方向ｆ、ズームレンズ２０４の位置（交換レンズ２０１の焦点距離）、交換レンズ２０１のＦ値、被写体の輝度等の撮影条件に応じて最適化することで合焦手前近傍の判定精度をより向上させることができる。
【００４３】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２６において、合焦の手前近傍であると判定されたか否かを判断する。この判断の結果、合焦の手前近傍であると判定されなければ、本体ＣＰＵ１２１は、上記ステップＳ１２３に戻る。合焦の手前近傍であると判定されると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２７に移り、合焦位置検出での焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動量や駆動速度等のパラメータを設定する。ここでの設定は、合焦位置検出前に行う合焦手前位置検出でのレンズ駆動に較べて細かい間隔で動作するような設定とする。
【００４４】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２８において、上記ステップＳ１２７で設定されたパラメータを通信ライン２２７を通して交換レンズ２０１の通信回路２２６に送信する。ＬＣＰＵ２２１は、通信回路２２６で受信したパラメータに基づいてレンズ駆動回路２２２を動作制御し、焦点調節レンズ２０３を移動する。このとき、レンズ位置検出回路２２３は、レンズ駆動回路２２２によって移動された焦点調節レンズ２０３の位置を検出する。ＬＣＰＵ２２１は、レンズ位置検出回路２２３によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部２０１の焦点状態の情報を得る。
【００４５】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１２９において、焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動完了後に、撮像素子制御回路１２４により撮像素子１０３を撮像動作させ、この撮像素子１０３から画像処理回路１２５を介してＡＦ評価値を取得し、このＡＦ評価値とこのときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置と共に、時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶する。
【００４６】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１３０において、新しいＡＦ評価値Ｄｎを取得する毎にＲＡＭ１２３に時系列で記憶されているＡＦ評価値Ｄｎの隣接差分データＤｎ−Ｄｎ−１を求め、この隣接差分データＤｎ−Ｄｎ−１も時系列でＲＡＭ１２３に記憶する。さらに、本体ＣＰＵ１２１は、差分データＤｎ−Ｄｎ−１の符号が正から負に変化した時点で、焦点調節レンズ２０３が合焦位置を越えたと判断し、この時点とこれ以前の例えば２回のＡＦ評価値Ｄｎと焦点調節レンズ２０３のレンズ位置のデータとから公知の３点補間により合焦位置を求める。  
ここでの合焦判定、合焦位置の算出は、上記方法に限るものでなく、隣接差分データＤｎ−Ｄｎ−１が所定値以下になった場合に合焦近傍であると判断して、ＲＡＭ１２３に記憶されているＡＦ評価値Ｄｎと焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とのデータから二次関数近似等の多項式近似で合焦位置を求めるなどの方法を用いてもよい。
【００４７】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１３１において、上記ステップＳ１３０で合焦近傍であると判定されなければ、上記ステップＳ１２８に戻る。合焦近傍であると判定されると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ１３２に移り、ステップＳ１３０で求めた合焦位置データを通信ライン２２７を通して交換レンズ２０１の通信回路２２６に送信する。ＬＣＰＵ２２１は、通信回路２２６で受信した合焦位置データに基づいてレンズ駆動回路２２２を動作制御し、焦点調節レンズ２０３を移動する。このとき、レンズ位置検出回路２２３は、レンズ駆動回路２２２によって移動された焦点調節レンズ２０３の位置を検出する。ＬＣＰＵ２２１は、レンズ位置検出回路２２３によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部２０１の焦点調節レンズ２０３の位置を駆動制御する。この後、本体ＣＰＵ１２１は、リターンする。
【００４８】
このように上記第１の実施の形態によれば、焦点調節レンズ２０３の移動中に並行して所定時間間隔で撮像動作を行なって取得した各ＡＦ評価値とこれらＡＦ評価値を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを時系列で記憶し、時系列で記憶されたＡＦ評価値と取得時間情報に基づいて焦点調節レンズ２０３が合焦位置の手前近傍であるか否かを判定し、合焦位置の手前近傍と判定したる場合、焦点調節レンズ２０３の駆動制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行うようにした。これにより、合焦手前近傍を判断するために合焦位置を越える動作が不要で、合焦近傍と判断した後の合焦動作が最小限のレンズ駆動で行われるので、高速でスムーズな焦点検出動作を行うことができる。
【００４９】
上記第１の実施の形態は、１種類のＡＦ評価値に基づいて合焦手前の近傍判定を行っているが、画像処理回路１２５によりＡＦ評価値を求める際に複数種類の異なるフィルタ処理を行って複数種類のＡＦ評価値を生成し、これらＡＦ評価値に基づいて合焦手前近傍判定を行い、下記の例のように複数の判定結果から総合的に合焦手前の近傍位置を検出するようにしてもよい。例えば、全ての判定結果が合焦手前近傍である場合に合焦手前近傍と判定する。又は最もＡＦ評価値が大きいデータでの判定結果が合焦手前近傍である場合に合焦手前近傍と判定する。なお、上記の複数種類のデータに基づく判定ついては、後述する第２実施例以降に関しても適用することが可能である。
【００５０】
次に上記第１の実施の形態の第１の変形例について説明する。  
図４に示すカメラの山登りＡＦ動作のフローチャートのステップＳ１２５の合焦手前近傍判定は、以下のような方法で行ってもよい。この合焦手前近傍の判定は、ＡＦ評価値を取るデータ間隔毎（所定個数毎）の差分により判定を行う点では上記の方法と同様である。
【００５１】
上記第１の実施の形態と相違する点は、ＡＦ評価値を取るデータ間隔毎（所定個数毎）の差分データの最大（極大）値が検出された後の合焦手前近傍を判定するところであり、本変形例では、最大値の検出後の差分データが所定値よりも小さくなった時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前近傍と判定する。
【００５２】
より具体的な例について図６に示す本変形例の合焦位置手前近傍の判定方法を参照して説明する。  
同図においてＤｎはＡＦ評価値取得開始からｎ回目に取得したＡＦ評価値、ΔＤｎｍａｘはＡＦ評価値差分データΔＤｎの最大（極大）値、Ｌ１はＡＦ評価値Ｄｎの時系列データ、Ｌ２はＡＦ評価値差分ΔＤｎの時系列データ、ＡはＡＦ評価値Ｄｎの差分データΔＤｎが最大時の焦点調節レンズ位置、Ｂは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置（合焦手前近傍位置）、Ｃは差分データΔＤｎと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定値を示す。
【００５３】
又、図中の符号等は、上記図５に示す場合と同様で、Ｃは最大値検出後に差分データΔＤｎ（＝Ｄｎ−Ｄｎ−４）と比較して合焦手前近傍を判定するレベルを示しており、焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａで差分データの最大値ΔＤｎｍａｘ（＝Ｄｍ＋４−Ｄｍ）を検出した後、ＡＦ評価値Ｄｍ＋９を取得したときの差分データＤｍ＋９−Ｄｍ＋５が合焦手前近傍判定レベルＣよりも小さい値となっており、この時点での焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ｂが合焦手前近傍と判定される。
【００５４】
合焦手前の近傍判定レベルＣは、差分データΔＤｎの最大値ΔＤｎｍａｘの大きさ等に応じて値を切換えるようにしてもよい。又、差分データΔＤｎの最大値ΔＤｎｍａｘが検出された以降は、差分データΔＤｎを最大値ΔＤｎｍａｘ基準で正規化し、正規化後の値を合焦手前近傍判定レベルＣと比較するようにしてもよい。  
本変形例によれば、差分データΔＤｎと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定レベルＣを設定し、焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａで差分データの最大値ΔＤｎｍａｘ（＝Ｄｍ＋４−Ｄｍ）を検出した後、ＡＦ評価値Ｄｍ＋９を取得したときの差分データＤｍ＋９−Ｄｍ＋５が合焦手前近傍判定レベルＣよりも小さい値となった時点で焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ｂが合焦手前近傍と判定する。これにより、ＡＦ評価値の差分データΔＤｎの最大値を検出した後の差分データΔＤｎの変化量に基づいて合焦手前近傍位置の判定を行うので、より確実な合焦手前近傍位置の判定を行うことができる。
【００５５】
次に上記第１の実施の形態の第２の変形例について説明する。  
図７は本変形例に係るカメラの平均処理前後のＡＦ評価値変化の一例を示す。同図においてＬ１は平均処理前のＡＦ評価値、Ｌ２は平均処理後のＡＦ評価値を示す。  
実際の山登りＡＦ中のＡＦ評価値Ｄｎの変化は、回路ノイズや被写体条件の変化等により滑らかな変化とならず、例えば図７中の実線で示す平均処理前のＡＦ評価値Ｌ１で示すような本来の値に各種ノイズ成分が重畳したものになる。この状態で上記合焦手前近傍位置の判定を実行した場合、判定結果等に誤りが発生する可能性が高くなる。
【００５６】
本変形例において本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ評価値Ｄｎの差分データΔＤｎを算出する前に時系列でＲＡＭ１２３に記憶されているＡＦ評価値Ｄｎの移動平均又は加重移動平均を求めてＡＦ評価値Ｄｎの変化に重畳しているノイズ成分を除去したデータを生成し、このデータの差分データを算出して上記と同様の処理を行う。
【００５７】
移動平均ＡＶＥは、下記式（１）により算出する。  
ＡＶＥ＝（Ｄｎ＋Ｄｎ−１＋Ｄｎ−２＋ … ＋Ｄｎ−ｍ）／（ｍ＋１）  …（１）  
（ｍ：平均データ個数−１）  
加重移動平均ＡＶＥ＿Ａは、下記式（２）により算出する。  
ＡＶＥ＿Ａ＝｛ｍＤｎ＋（ｍ−１）Ｄｎ−１＋…＋２Ｄｎ−ｍ＋２＋Ｄｎ−ｍ＋１｝
／｛ｍ＋（ｍ−１）＋・・・＋２＋１｝  …（２）  
（ｍ：平均データ個数）
本変形例によれば、ＡＦ評価値Ｄｎの移動平均又は加重移動平均を求めることで、図７中に破線で示す平均処理後のＡＦ評価値Ｌ２のようなノイズ成分が除去された滑らかなデータを得ることができるので各判定の精度を向上させることができる。
【００５８】
本変形例は、上記で説明した２つの平均処理を独立で利用することに限るものではなく、２つの平均処理を実行してＡＦ評価値から２種類の時系列データを作成し、それぞれのデータに基づいた２つの合焦手前近傍判定結果から総合的に合焦手前近傍を判定してもよい。  
なお、本変形例については後述する第２の実施の形態以降の実施の形態にも適用することが可能である。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。  
本実施の形態に係る自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの構成や撮影動作等は、上記第１の実施の形態と同一であるので、第１の実施の形態と共通な部分の説明は省略して相違する部分である合焦手前近傍判定についてのみ以下に記載する。
【００６０】
本実施の形態における合焦手前近傍判定は、所定個数のＡＦ評価値から近似直線を求め、この近似直線の傾きにより合焦手前近傍を判定する。  
本体ＣＰＵ１２１は、新しいＡＦ評価値を取得する毎にＲＡＭ１２３に時系列で記憶されている所定個数前までのＡＦ評価値と焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを用いて最小二乗法等により近似直線を求め、この近似直線の傾きを時系列でＲＡＭ１２３の記憶し、近似直線の傾きが増加から減少に転じたときの前回のデータを傾きの最大（極大）値と判定する。本体ＣＰＵ１２１は、近似直線の傾きの最大値が検出されたときを基準に所定個数連続して最大値よりも小さい傾きが検出された時の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前近傍と判定する。
【００６１】
次に、本実施の形態の合焦位置手前近傍の判定方法のより具体的な例について図８を参照して説明する。同図においてＤｎはＡＦ評価値取得開始からｎ回目に取得したＡＦ評価値、ａｎｍａｘはＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎの最大（極大）値、Ｌ１はＡＦ評価値Ｄｎの時系列データ、Ｌ２はＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎの時系列データ、Ｌ３は近似直線の傾きａｎが最大となる時のＡＦ評価値ＤｍからＤｍ＋４までのデータから求めた近似直線、Ｌ４は合焦手前近傍と判定される時のＡＦ評価値Ｄｍ＋５からＤｍ＋９までのデータから求めた近似直線、ＡはＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎが最大時の焦点調節レンズ位置、Ｂは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置（合焦手前近傍位置）、Ｎは合焦手前近傍位置を判定するための近似直線の傾き最大値ａｎｍａｘ検出時点以降のＡＦ評価値の取得回数を示す。
【００６２】
又、図中のＡＦ評価値Ｄｎの時系列データＬ１は、上記ステップＳ１２４で取得されるＡＦ評価値Ｄｎの変化を示す。  
ＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎの時系列データＬ２は、取得されたＡＦ評価値Ｄｎを含む例えば４回までのデータ（５回分のデータ）と焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とから求めた近似直線の傾きａｎを有する。１点鎖線で示される近似直線Ｌ３は、傾きａｎが最大となる時のＡＦ評価値ＤｍからＤｍ＋４までのデータから求められる。２点鎖線で示される近似直線Ｌ４は、合焦手前近傍と判定されるときのＡＦ評価値Ｄｍ＋５からＤｍ＋９までのデータから求められる。
【００６３】
本体ＣＰＵ１２１での合焦手前近傍判定は、ＲＡＭ１２３に時系列で記憶されている最新のＡＦ評価値Ｄｎを含めた近似直線の傾きａｎが増加から減少に転じることを検出することにより最大値ａｎｍａｘを求め、傾きａｎの最大値ａｎｍａｘ検出後に５回連続で最大値ａｎｍａｘよりも小さい傾きａｎが検出された時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前近傍位置であると判定する。  
すなわち、この例の場合、ＡＦ評価値Ｄｍ＋４を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａで傾きａｎは最大値ａｎｍａｘとなる。この時点から５回連続して傾きａｎが最大値ａｍａｘより小さい値となるＡＦ評価値Ｄｍ＋９を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ｂが合焦手前近傍と判定される。  
山登りＡＦ開始時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置がレンズ位置Ａやレンズ位置Ｂ付近である場合は、上記第１の実施の形態と同様な処理を実行する。
【００６４】
このように上記第２の実施の形態によれば、合焦手前近傍を判定するのにＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎを利用することによりノイズ等のＡＦ評価値のばらつき要因の影響を受けづらくなるので、より確実でスムーズな焦点検出動作を行うことができる。
【００６５】
次に、上記第２の実施の形態の変形例について説明する。  
本実施の形態の合焦手前近傍判定は、以下のような方法で行ってもよい。本変形例での合焦手前近傍判定は、所定個数のＡＦ評価値から近似直線を求めて、その直線の傾きにより判定を行う点では上記の方法と同様である。
【００６６】
上記第２の実施の形態と相違する点は、ＡＦ評価値の近似直線の傾きの最大（極大）値を検出した後の合焦手前近傍を判定するところであり、本変形例では、最大値検出後の近似直線の傾きが所定値よりも小さくなった時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前近傍と判定する。
【００６７】
次に、本変形例の合焦位置手前近傍の判定方法のより具体的な例について図９を参照して説明する。  
同図においてＤｎはＡＦ評価値取得開始からｎ回目に取得したＡＦ評価値、ａｎｍａｘはＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎの最大（極大）値、Ｌ１はＡＦ評価値Ｄｎの時系列データ、Ｌ２はＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎの時系列データ、Ｌ３は近似直線の傾きａｎが最大となる時のＡＦ評価値ＤｍからＤｍ＋４までのデータから求めた近似直線、Ｌ４は合焦手前近傍と判定される時のＡＦ評価値Ｄｍ＋５からＤｍ＋９までのデータから求めた近似直線、ＡはＡＦ評価値Ｄｎの近似直線の傾きａｎが最大時の焦点調節レンズ位置、Ｂは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置（合焦手前近傍位置）、Ｃは近似直線の傾きａｎと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定値を示す。  
又、図中の符号等は、上記図８に示す場合と同様で、Ｃは最大値ａｎｍａｘを検出後に傾きａｎと比較して合焦手前近傍を判定するレベルを示す。
【００６８】
本体ＣＰＵ１２１は、焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａで近似直線の傾きａｎの最大値ａｎｍａｘを検出し、この後、ＡＦ評価値Ｄｍ＋９を取得したときの傾きａｎが合焦手前近傍判定レベルＣよりも小さい値になると、この時点での焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ｂを合焦手前近傍と判定する。
【００６９】
合焦手前近傍の判定レベルＣは、傾きａｎの最大値ａｎｍａｘの大きさ等に応じて値を切換えるようにしてもよい。また、傾きａの最大値ａｎｍａｘが検出された以降は、傾きａｎを最大値ａｎｍａｘ基準で正規化し、正規化後の値を合焦手前近傍の判定レベルＣと比較するようにしてもよい。  
本変形例によれば、ＡＦ評価値の近似直線の傾きの最大値検出後の傾き変化量に基づいて判定を行うので、より確実な判定を行うことができる。
【００７０】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。  
本実施の形態に係る自動焦点調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの構成や撮影動作等は、上記第１の実施の形態と同一であるので、第１の実施の形態と共通な部分の説明は省略して相違する部分である合焦手前近傍判定についてのみ以下に記載する。
【００７１】
本実施の形態における合焦手前近傍判定は、所定個数のＡＦ評価値から近似二次曲線を求め、この近似二次曲線により所定回数後に取得されるＡＦ評価値の予測値を算出し、この予測値のＡＦ評価値レベルに応じて判定を行う。
【００７２】
本体ＣＰＵ１２１は、先ず、新しいＡＦ評価値を取得する毎にＲＡＭ１２３に時系列で記憶されている所定個数前までのＡＦ評価値と焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを用いて最小二乗法等により近似二次曲線を求め、この近似二次曲線の式を用いて最新のＡＦ評価値の検出時点から所定検出回数後のＡＦ評価値の予測値を算出する。本体ＣＰＵ１２１は、最新のＡＦ評価値とＡＦ評価値の予測値との差が所定の判定値よりも大きくなった時の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前の近傍と判定する。
【００７３】
より具体的な例について図１０に示す本実施の形態の合焦位置手前近傍の判定方法を参照して説明する。同図においてＤｎはＡＦ評価値取得開始からｎ回目に取得したＡＦ評価値、Ｄｒは所定時点でのＡＦ評価値、ＤｅはＡＦ評価値がＤｒである時点からｔ時間経過後の予測評価値、Ｄｔｈは所定時点でのＡＦ評価値Ｄｒと予測評価値Ｄｅの差Ｄｒ−Ｄｅと比較して合焦手前近傍位置を判定するための合焦手前近傍判定値、Ｌ１はＡＦ評価値Ｄｎの時系列データ、Ｌ２は合焦手前近傍と判定される時のＡＦ評価値ＤｍからＤｍ＋４までのデータから求めた近似二次曲線、Ａは合焦手前近傍判定時の焦点調節レンズ位置（合焦手前近傍位置）、Ｂは合焦手前近傍判定時からｔ時間経過後の焦点調節レンズ位置、Ｎは合焦手前近傍位置を判定するための予測評価値Ｄｅを算出する際に用いる所定時点でのＡＦ評価値Ｄｒを検出した時点からのＡＦ評価値Ｄｎの検出回数を示す。  
又、図中の曲線Ｌ１は上記ステップＳ１２４で取得されるＡＦ評価値Ｄｎの変化を示し、曲線Ｌ２は合焦手前近傍と判定される時のＡＦ評価値ＤｍからＤｍ＋４までのデータから求めた近似二次曲線を示す。
【００７４】
本体ＣＰＵ１２１は、合焦手前近傍の判定のために、例えば、ＲＡＭ１２３に時系列で記憶されているＡＦ評価値Ｄｍから最新のＡＦ評価値Ｄｒ（＝Ｄｍ＋４）までの５回分のデータと、各ＡＦ評価値を検出した時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とから予測評価値Ｄｅを算出するための近似二次曲線を求め、  
Ｄｅ＝ａＸ２＋ｂＸ＋ｃ      …（３）  
上記式（３）中のＸにＮ回後にＡＦ評価値Ｄｎが検出される焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を代入して予測評価値Ｄｅを算出する。
【００７５】
そして、本体ＣＰＵ１２１は、最新のＡＦ評価値Ｄｒと算出した予測評価値Ｄｅとの差Ｄｒ−Ｄｅが合焦手前近傍の判定値Ｄｔｈよりも大きくなった場合、ＡＦ評価値Ｄｒが検出された時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦手前近傍位置であると判定する。
【００７６】
すなわち、この例の場合、焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａで取得したＡＦ評価値Ｄｒ＝Ｄｍ＋４と、この時点で予測した５回後のＡＦ評価値Ｄｎの検出位置である焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ｂでの予測評価値Ｄｅとの差が合焦手前近傍判定値Ｄｔｈよりも大きくなった場合、焦点調節レンズ２０３のレンズ位置Ａが合焦手前近傍と判定される。
【００７７】
上記では、近似二次曲線の算出や予測演算に焦点調節レンズ２０３の位置情報を利用したが、これの代わりに本体ＣＰＵ１２１内のタイマ等でカウントされる時間情報を利用してもよい。  
また、山登りＡＦ開始時点の焦点調節レンズ２０３のレンズ位置が位置Ａ付近である場合は、上記第１の実施の形態での合焦位置付近での処理と同様な処理を実行する。
【００７８】
このように上記第３の実施の形態によれば、合焦手前近傍を判定するのに近似二次曲線でのＡＦ評価値予測を利用することにより上記第２の実施の形態と同様に、ノイズ等のＡＦ評価値のばらつき要因の影響を受けづらくなるので、より確実でスムーズな焦点検出動作を行うことができる。
【００７９】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。  
本実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様の構成を有するデジタルスチルカメラやムービーカメラでの動画撮影の動作に上記合焦手前近傍の判定方法を適用したものであり、以下に動画撮影動作について説明する。
【００８０】
ここで、ＡＦ動作の概要について図１１に示す状態遷移図を参照し説明する。  
先ず、撮影者による動画釦の操作等が操作スイッチ検出回路１２９により検出されると、動画撮影が開始され、上記実施の形態で説明したスチル撮影時と同様な方法で焦点調節レンズ２０３を合焦手前近傍位置まで移動する。
【００８１】
焦点調節レンズ２０３が合焦手前近傍位置まで到達すると、山登りＡＦ動作を停止してウォブリング駆動モードに移行する。  
ウォブリング駆動モードでは、焦点調節レンズ２０３をＡＦ評価値のピーク位置の前後で微小駆動することにより、被写体の動きに応じた合焦位置の変化に焦点調節レンズ２０３を追従させて合焦状態を維持する、所謂ウォブリング動作を行う。
【００８２】
ウォブリング駆動モードを実行中、合焦位置が変化せずに所定時間が経過した場合は、被写体が静止しているものと判断してウォブリング動作を停止させ待機モードに移行する。  
ウォブリング動作では、合焦状態が維持できなくなった場合、被写体の動きが追従不可能な速度になったか、あるいはカメラがパン・チルト操作されたものと判断してサーチ駆動モードに移行する。  
待機モード中は、所定時間間隔でＡＦ評価値を取得するのみで焦点調節レンズ２０３の駆動は行わない。
【００８３】
待機モード中にＡＦ評価値の変化が検出された場合、ＡＦ評価値の変化が小さい時は被写体が動きだしたものと判断してウォブリング駆動モードに移行する。ＡＦ評価値の変化が大きい時はカメラがパン・チルト操作されたものと判断してサーチ駆動モードに移行する。
【００８４】
このサーチ駆動モードでは、上記の動画開始時と同様に、合焦手前近傍位置で検出動作を行い、焦点調節レンズ２０３が合焦手前近傍位置まで移動された時点で被写体追従可能な状態になったものと判断してウォブリング駆動モードに移行する。
【００８５】
次に、カメラ１００の動画撮影動作の詳細について図１２に示す動画撮影動作のフローチャート及び図１３に示す動画撮影時のＡＦ動作のフローチャートを参照して説明する。  
先ず、動画撮影動作について説明する。  
カメラ本体１０１の電源がオンされると、本体ＣＰＵ１２１は、上記図３に示す各ステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様に、ステップＳ２０１において交換レンズ２０１が装着されているか否かを判断する。交換レンズ２０１が装着されなければ、本体ＣＰＵ１２１は、交換レンズ２０１が装着されるまで待機する。
【００８６】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０２において交換レンズ２０１の機種情報や光学データ等を取得し、ステップＳ２０３において表示用モニタ１０５へのスルー画を表示し、ステップＳ２０４において交換レンズ２０１が装着されているか否かを判断する。交換レンズ２０１が装着されなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０１に戻る。  
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０５においてカメラ本体１０１の電源がオフであるか否かを確認する。電源がオフであれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２１２に移り、各種データの退避、リセット動作、電源系統の切断処理等の所定の終了処理を行う。  
本体ＣＰＵ１２１は、ステップ２０６において１Ｒスイッチ１３０がオン状態になったか否かを判断する。この判断の結果、１Ｒスイッチ１３０がオン状態になると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２１３に移り、上記図３に示す通常のスチル撮影動作を実行し、撮影完了後にステップＳ２０４に戻って撮影待機状態に移行する。
【００８７】
一方、１Ｒスイッチ１３０がオン状態にならなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０７に移り、動画スイッチ（不図示）がオン状態になったか否かを判断する。動画スイッチがオン状態になったか否かの検出は、操作スイッチ検出回路１２９により行われる。この判断の結果、動画スイッチがオン状態にならなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０４に戻る。
【００８８】
動画スイッチがオン状態になると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０８に移り、動画撮影を開始し、取得される動画データをＲＡＭ１２３又はコンパクトフラッシュ等の外部メディアに記憶する。  
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０９において、動画ＡＦを実行して焦点調節レンズ２０３を合焦位置に移動する。また、本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ動作と並行して測光、露出制御等の撮影に必要な他の動作も実行する。  
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２１０において、操作スイッチ検出回路１２９の検出動作によって動画スイッチ（不図示）がオフ状態であるか否かを確認する。この確認の結果、動画スイッチがオフ状態でなくオン状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０９に戻り、動画ＡＦの実行を続ける。動画スイッチがオフ状態になると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２１１に移り、動画撮影を終了してステップＳ２０４に戻り、撮影待機状態に移行する。
【００８９】
次に、上記動画ＡＦの動作について図１３に示す動画ＡＦ動作フローチャートを参照して説明する。  
本体ＣＰＵ１２１は、上記山登りＡＦ動作における各ステップＳ１２１〜Ｓ１２６と同様に、先ず、ステップＳ２２１において、動画ＡＦ動作を開始するのに先立ち、焦点調節レンズ２０３を矢印ｆ方向に移動させながら画像処理回路１２５により複数回のＡＦ評価値の取得動作を行い、これらのＡＦ評価値が増加するときの焦点調節レンズ２０３の移動方向を検出し、当該方向を焦点調節レンズ２０３の移動方向として決定する。
【００９０】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２２において、焦点調節レンズ２０３を粗動して合焦位置の手前近傍の位置までに移動させるための粗調用レンズ駆動パラメータとして合焦位置の手前近傍の位置検出までの焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動量や駆動速度等を設定する。
【００９１】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２３において、上記設定された粗調用レンズ駆動パラメータを通信ライン２２７を通して交換レンズ２０１の通信回路２２６に送信する。交換レンズ２０１のＬＣＰＵ２２１は、粗調用レンズ駆動パラメータに基づいてレンズ駆動回路２２２とレンズ位置検出回路２２３とを駆動して焦点調節レンズ２０３を移動させる。
【００９２】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２４において、焦点調節レンズ２０３の移動完了後、撮像素子制御回路１２４の撮像制御により撮像素子１０３を撮像動作させる。これにより、画像処理回路１２５は、撮像素子１０３から出力される像信号にＡ／Ｄ変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像を生成し、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してＡＦ評価値を取得する。本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ評価値と、このＡＦ評価値と共に当該ＡＦ評価値を取得したときの焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶する。
【００９３】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２５において、ＲＡＭ１２３に記憶されている各ＡＦ評価値の時系列データに基づいて合焦位置の手前近傍の位置に焦点調節レンズ２０３が到達したかどうかを判定する。  
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２６において、合焦の手前近傍であると判定されたか否かを判断する。この判断の結果、合焦の手前近傍であると判定されなければ、本体ＣＰＵ１２１は、上記ステップＳ２２３に戻る。合焦の手前近傍であると判定されると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２７に移り、ウォブリング（Ｗob）駆動モードに移行し、ウォブリング駆動時の焦点調節レンズ２０３の駆動振幅や振幅周期等を設定する。
【００９４】
本体ＣＰＵ１２１は、ウォブリング駆動モード中、ステップＳ２２８において、ウォブリング駆動を開始し、当該駆動の両端位置で撮像素子制御回路１２４により撮像素子１０３を撮像動作させる。画像処理回路１２５は、撮像素子１０３から出力される像信号にＡ／Ｄ変換やフィルタ処理等の画像処理を施して撮影画像を生成し、焦点検出領域内の画像データから高周波成分をハイパスフィルタ処理により抽出してＡＦ評価値を取得する。
【００９５】
本体ＣＰＵ１２１は、取得したＡＦ評価値に応じてウォブリング駆動での焦点調節レンズ２０３の駆動方向毎の駆動量を調節し、ウォブリング駆動の両端で取得されるＡＦ評価値がほぼ同じ値となる位置を合焦位置として検出する。
【００９６】
合焦位置検出後、画像処理回路１２５は、被写体の動きに応じた合焦位置の変化をウォブリング駆動の両端で取得されるＡＦ評価値により検出する。本体ＣＰＵ１２１は、駆動方向毎の駆動量を調節して焦点調節レンズ２０３のレンズ位置を合焦位置の変化に追従させる。また、本体ＣＰＵ１２１は、取得したＡＦ評価値をＲＡＭ１２３に時系列データとして記憶する。
【００９７】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２９において、動画スイッチ（不図示）がオフ状態であるか否かを確認する。動画スイッチのオフ状態であるか否かの確認は、操作スイッチ検出回路１２９により検出される。  
この確認の結果、動画スイッチがオン状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３０に移行し、被写体が静止しているか否かを判定する。この判定の結果、被写体が静止していなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３１に移行し、被写体の動作による合焦位置の変化に追従可能であるか否かを判断する。追従可能であるか否かの判断は、ウォブリング駆動の両端で取得され、時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶されているＡＦ評価値から行う。本体ＣＰＵ１２１は、ウォブリング駆動の両端のＡＦ評価値がほぼ同じ値となるように制御できている場合に追従可能であると判断する。追従可能であるか否かの判断の結果、追従可能であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２２８に戻り、ウォブリング駆動モードを継続する。
【００９８】
ウォブリング駆動の両端のＡＦ評価値がほぼ同じ値とならずにＡＦ評価値が取得毎に小さくなっていく場合や、ＡＦ評価値が急激に変化した場合、本体ＣＰＵ１２１は、追従不能と判断する。又、かかる場合、本体ＣＰＵ１２１は、撮影者によりカメラ１００がパン・チルト操作されたと判断する。  
追従不能と判断すると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３２において、ウォブリング駆動を停止する。
【００９９】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３３において、ウォブリング駆動モードから移行してきた場合、追従動作を行っていた方向をサーチ駆動モードでの焦点調節レンズ２０３の移動方向とする。但し、ウォブリング駆動モード中に突然ＡＦ評価値が大きく変化して追従不能となった場合や待機モードから移行してきた場合、本体ＣＰＵ１２１は、焦点調節レンズ２０３の移動方向を判断できないので、スチル撮影時と同様に焦点調節レンズ２０３を現在位置から所定方向に移動しながらＡＦ評価値が増加する方向を検出し、サーチ駆動モードで焦点調節レンズ２０３を移動する方向を決定する。
【０１００】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３４において、サーチ駆動モードでの焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動量や駆動速度等のパラメータを設定する。ここでの設定は常に固定ではなく、サーチ駆動モード移行前の被写体の動作による合焦位置変化に応じて設定するようにしてもよい。例えば、合焦位置の変化が徐々に速くなった場合は、焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動量を小さく、駆動速度を遅めにした設定とする。合焦位置が突然大きく変化した場合は、焦点調節レンズ２０３のレンズ駆動量を大きく、駆動速度を速めにした設定とする。
【０１０１】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３５において、動画スイッチがオフ状態であるか否かを確認する。この動画スイッチのオフ状態であるか否かの確認は、操作スイッチ検出回路１２９により検出される。なお、動画スイッチがオフ状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、リターンする。  
動画スイッチがオン状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３６に移り、上記ステップＳ２３４で設定されたパラメータを本体ＣＰＵ１２１は通信ライン２２７を介して交換レンズ２０１の通信回路２２６に送信する。ＬＣＰＵ２２１は、通信回路２２６で受信したパラメータに基づいてレンズ駆動回路２２２を動作制御し、焦点調節レンズ２０３を移動する。このとき、レンズ位置検出回路２２３は、レンズ駆動回路２２２によって移動された焦点調節レンズ２０３の位置を検出する。ＬＣＰＵ２２１は、レンズ位置検出回路２２３によって検出されたレンズ位置に基づいて交換レンズ部２０１の焦点状態の情報を得る。
【０１０２】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３７において、焦点調節レンズ２０３の移動完了後、撮像素子制御回路１２４の撮像制御により撮像素子１０３を撮像動作させる。画像処理回路１２５は、上記同様に、撮像素子１０３から出力される像信号に各種画像処理を施して撮影画像を生成し、かつ高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する。本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ評価値と焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶する。
【０１０３】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップ２３８において、上記実施の形態で説明したいずれかの方法又はその組合せにより合焦手前近傍位置に焦点調節レンズ２０３が到達したか否かを判定する。  
この判定の結果、合焦手前近傍判定で合焦手前近傍であると判定すると、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３９を通して上記ステップＳ２２７に移ってウォブリング駆動モードに移行する。合焦手前近傍でなければ、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２３９を通して上記ステップＳ２３５に移ってサーチ駆動モードを継続する。
【０１０４】
上記ステップＳ２２９における確認の結果、動画スイッチがオフ状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２４０に移り、ウォブリング駆動を停止してリターンする。  
上記ステップＳ２３０における判定の結果、被写体が静止していれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２４１に移り、ウォブリング駆動を停止して待機モードに移行し、次のステップＳ２４２において、動画スイッチがオフ状態であるか否かを確認する。この動画スイッチのオフ状態であるか否かの確認は、操作スイッチ検出回路１２９により検出され、動画スイッチがオフ状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、リターンする。
【０１０５】
動画スイッチがオン状態であれば、本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２４３に移り、焦点調節レンズ２０３を停止した状態で、撮像素子制御回路１２４の撮像制御により撮像素子１０３を撮像動作させる。画像処理回路１２５は、上記同様に、撮像素子１０３から出力される像信号に各種画像処理を施して撮影画像を生成し、かつ高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する。本体ＣＰＵ１２１は、ＡＦ評価値と焦点調節レンズ２０３のレンズ位置とを時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶する。
【０１０６】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２４４において、被写体の状態が変化したかどうかを時系列データとしてＲＡＭ１２３に記憶されているＡＦ評価値の変化から判断する。待機モード開始初期のＡＦ評価値に対するデータの変化が所定の被写体の変化の判定値以上である場合、本体ＣＰＵ１２１は、被写体の状態が変化したと判断してステップＳ２４５に移る。
【０１０７】
本体ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２４５において、撮影者によりカメラ１００がパン・チルト操作されたと判断して上記ステップＳ２３３に進んでサーチ駆動モードに移行し、パン・チルト判定値よりも小さい値であった場合に被写体が動きだしたものと判断して上記ステップＳ２２７に進んでウォブリング駆動モードに移行する。  
なお、上記ステップＳ２４４での判断の結果、ＡＦ評価値に対するデータの変化が所定の被写体の変化の判定値以下であれば、本体ＣＰＵ１２１は、被写体が静止していると判断して上記ステップＳ２４２に戻って待機モードを継続する。
【０１０８】
このように上記第４の実施の形態によれば、合焦手前近傍を判断することで合焦近傍位置まで高速で焦点調節レンズ２０３を移動させると共に、大きく合焦位置を越えることなく合焦位置を検出できるので、通常の焦点検出動作と同様に高速でスムーズな動画撮影動作を行うことができる。
【０１０９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１１０】
例えば、上記各実施の形態における合焦手前近傍の判定は単独で利用するだけでなく、それぞれの判定結果から最終的な判定を行ったり、最終的な合焦手前近傍位置を検出する過程で判定方法を切換えるようにしてもよい。  
さらに、上記各実施の形態では、レンズ交換式のデジタルスチルカメラに搭載される自動焦点装置について説明したが、レンズ一体型のデジタルスチルカメラやムービーカメラ等にも応用が可能であることは、言うまでもない。
【０１１１】
以下、本発明の主旨について説明する。  
第１の発明は、フォーカスレンズを有し、被写体像を結像させる撮影光学系と、
上記撮影光学系により結像された上記被写体像を光電変換して像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子より出力される上記像信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値を取得する画像処理手段と、
上記ＡＦ評価値に基づいて上記フォーカスレンズを駆動制御してオートフォーカス動作を行う制御手段と、
上記フォーカスレンズの駆動と共に所定の時間間隔で撮像動作を行なって上記画像処理手段により上記ＡＦ評価値を取得させ、この取得したＡＦ評価値を当該ＡＦ評価値を取得した時間情報と共に時系列で記憶し、上記時系列で記憶した上記ＡＦ評価値と上記時間情報とに基づいて上記フォーカスレンズが合焦位置の手前近傍であるか否かを判定する合焦近傍判定手段と、
を備え、
上記制御手段は、上記合焦近傍判定手段により上記合焦位置の上記手前近傍と判定した場合、上記フォーカスレンズの駆動制御方法を切換えてオートフォーカス動作を行う、
ことを特徴とする撮像装置である。
【０１１２】
第２の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記ＡＦ評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定個数前に取得した上記ＡＦ評価値との差分データを求めて時系列で記憶し、最新の上記差分データが最大値であるか否かを判定して極大値を検出し、この後に少なくとも１回以上検出される上記ＡＦ評価値の上記差分データが所定の状態となった時点を上記合焦位置の上記手前近傍と判定することを特徴とする第１の発明に記載の撮像装置である。
【０１１３】
第３の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記差分データの極大値の検出後に検出される差分データが所定値以下となる場合に、合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第２の発明に記載の撮像装置である。
【０１１４】
第４の発明は、上記合焦近傍判定手段は、ＡＦ評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定回前までの複数のＡＦ評価値から近似直線を求め、その直線の傾きを時系列で記憶し、最新の傾きが最大値であるか否かを判定して極大値を検出した後に、少なくとも１回以上検出されるＡＦ評価値の近似直線の傾きが所定の状態となった時点を合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第１の発明に記載の撮像装置である。
【０１１５】
第５の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記近似直線の傾きの極大値の検出後に検出される近似直線の傾きが所定回数連続で傾きの極大値より小さい値となった時点を合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第４の発明に記載の撮像装置である。
【０１１６】
第６の発明は、上記合焦近傍判定手段は、上記近似直線の傾きの極大値の検出後に検出される近似直線の傾きが所定値以下となった時点を合焦位置の手前近傍と判定することを特徴とする第４の発明に記載の撮像装置である。
【０１１７】
第７の発明は、上記合焦近傍判定手段は、ＡＦ評価値が取得される毎に時系列で記憶されている所定回前までの複数のＡＦ評価値から近似２次曲線を求め、この近似曲線から予測される現時点から所定時間経過後のＡＦ評価値を、現在のＡＦ評価値から減算した値が所定値よりも大きくなった時点を、合焦近傍の手前と判定することを特徴とする第１の発明に記載の撮像装置である。
【符号の説明】
【０１１８】
１００：デジタルスチルカメラ、１０１：カメラ本体、２０１：交換レンズ部、２０２：レンズ制御回路、２０３：焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）、２０４：ズームレンズ、１０２：カメラ制御回路、１０３：撮像素子、１０４：フォーカルプレンシャッタ、１０５：表示用モニタ、１０６：ストロボ、１０７：レリーズ釦、１０８：バッテリー、２２８：マニュアルフォーカス（ＭＦ）用回転環、２２９：ズーム駆動用回転環、２３０：絞り、２２１：レンズＣＰＵ（ＬＣＰＵ）、２２２：レンズ駆動回路、２２３：レンズ位置検出回路、２２４：ズーム位置検出回路、２２５：絞り駆動回路、２２６：通信回路、２２９：ズーム駆動用回転環、２３０：絞り、２２７：通信ライン、１２２：フラッシュＲＯＭ（ＦＲＯＭ）、１２３：ＲＡＭ、１２４：撮像素子制御回路、１２５：画像処理回路、１２６：シャッタ制御回路、１２７：表示回路、１２８：ストロボ制御回路、１２９：操作スイッチ検出回路、１３２：電源回路、１３０：第１レリーズスイッチ１３０（１Ｒスイッチ）、１３１：第２レリーズスイッチ１３１（２Ｒスイッチ）、１２１ａ：合焦近傍判定部。
【図１】
0005597459.tif 000002
【図２】
0005597459.tif 000003
【図３】
0005597459.tif 000004
【図４】
0005597459.tif 000005
【図５】
0005597459.tif 000006
【図６】
0005597459.tif 000007
【図７】
0005597459.tif 000008
【図８】
0005597459.tif 000009
【図９】
0005597459.tif 000010
【図１０】
0005597459.tif 000011
【図１１】
0005597459.tif 000012
【図１２】
0005597459.tif 000013
【図１３】
0005597459.tif 000014