(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第１の情報を取得する第１の取得手段と、
分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出して第２の情報を取得する第２の取得手段と、
前記第１の情報及び前記第２の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う焦点調節手段と、を有し、
前記焦点調節手段は、前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第２の情報を用いて前記焦点調節部材を移動させてから、前記焦点調節部材を所定振幅で微小駆動させる第１の制御であって前記第１の情報が大きくなる前記焦点調節部材の移動方向を判別する第１の制御を開始し、その後予め定められた時間が経過するまでは前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定する第２の制御へ移行せず、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点調節手段は、前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから予め定められた時間が経過するまで前記第２の制御へ移行することを禁止し、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行可能にすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記焦点調節手段は、前記第１の制御を行って前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の移動方向を判別してから前記第２の制御へ移行することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記焦点調節手段は、前記第２の制御において、前記第１の制御を行って判別した移動方向に前記焦点調節部材を駆動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第１の情報及び分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づく第２の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、
前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第２の情報を用いて前記焦点調節部材を移動させてから、前記焦点調節部材を所定振幅で微小駆動させる第１の制御であって前記第１の情報が大きくなる前記焦点調節部材の移動方向を判別する第１の制御を開始しその後予め定められた時間が経過するまでは前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定する第２の制御へ移行せず、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行することを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項６】
被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第１の情報及び分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づく第２の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、
前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第２の情報を用いて前記焦点調節部材を移動させてから、前記焦点調節部材を所定振幅で微小駆動させる第１の制御であって前記第１の情報が大きくなる前記焦点調節部材の移動方向を判別する第１の制御を開始し、その後予め定められた時間が経過するまでは前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定する第２の制御へ移行せず、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行することを特徴とする自動焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等の自動焦点調節に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビデオカメラの自動焦点調節装置は、焦点信号（焦点評価値）が最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御して自動焦点調節を行う方式（以下、ＴＶ−ＡＦ方式）が主流である。この方式では、フォーカスレンズを移動させながら、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を表す焦点信号を検出し、その焦点信号が最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する。
【０００３】
前記ＴＶ―ＡＦ方式の焦点信号は、一般にある帯域のバンドパスフィルタにより抽出された映像信号の高周波成分を使用している。通常の被写体像を撮影した場合、図２の実線や点線で示されるように焦点が合ってくるにしたがってその値は大きくなり、レベルが最大になる点が合焦位置となる。
【０００４】
一方、他の自動焦点調節方式として、銀塩フィルムによる一眼レフカメラに広く使用されている内測位相差検出方式がある。内測位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、２分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される信号のずれ量を検出する。すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、撮影レンズのピント方向のずれ量を直接求める。従って、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行えば、ピントずれの量と方向が得られるため、高速な焦点調節動作が可能となっている。
【０００５】
また、同じ位相差検出方式でも測距センサを撮影レンズとは独立して設ける外測位相差検出方式がある。外測位相差検出方式では、被写体から受光した光束を２分割し、２分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される信号のずれ量を検出する。すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、三角測量から被写体距離を求める。その他、外部測距センサを用いる自動焦点調節方式としては、超音波センサを用いて伝搬速度を測定する方式や、コンパクトカメラによく使用される赤外線センサを用いて三角測量する方式などがある。
【０００６】
近年では、上記の自動焦点調節方式を組み合わせ、例えば内測位相差検出方式で合焦点近傍までレンズを移動した後、ＴＶ―ＡＦ方式に移行してピント位置の追い込みを行うような複合型自動焦点調節方式も提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１２１８１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来例では次のような問題があった。
【０００９】
ＴＶ−ＡＦ方式は、一般には他の自動焦点調節方式に比べて高い精度で合焦を得ることができるが、その一方で合焦を得るまでに要する時間が他の自動焦点調節方式に比べて長くなる傾向がある。さらに、被写体が低コントラストである場合や暗い状態での撮影時には、ＴＶ−ＡＦ方式の合焦位置探索が必ずしも正確に行われるとは限らない。このため、合焦位置探索が真の合焦位置に対して誤った方向に対して行われると、合焦を得るまでにより長時間を要してしまう。
【００１０】
また、複合型自動焦点調節方式は、図３（ａ）に示すように、まず位相差検出方式により合焦位置とされた位置にフォーカスレンズを移動し、焦点信号（評価値）が所定量より大きい場合のみＴＶ―ＡＦ方式に変更して合焦位置に停止させる制御が一般的である。これは、他の自動焦点調節方法に比べ、ＴＶ−ＡＦ方式の方が合焦判別精度が高いことに起因する。そのため、位相差による合焦精度又は被写体測距精度が確実でない場合、ＴＶ−ＡＦ方式で得られるはずの合焦位置をフォーカスレンズが乗り越えてしまい、一度ジャストピント状態になった後に若干のボケが発生する。そして、ＴＶ−ＡＦ方式に変更されると、再びジャストピント状態に近づいたり、フォーカスレンズが合焦位置に達する手前で減速した後、再び加速して合焦位置へ移動したりするような、違和感のあるピント変化を持つ映像が撮影されてしまうことになる。図３（ｂ）は、このときのフォーカスレンズの動きの様子を示したものである。
【００１１】
このような課題に対して、上記特許文献１にて提案されている制御方法では、焦点信号情報と位相差センサにより得られた合焦位置情報との比較結果に応じて最適なＴＶ−ＡＦの駆動パラメータを設定する。これにより、ＴＶ−ＡＦ方式による合焦位置探索の正確性を高めて合焦が得られるまでの時間を短縮し、上記のような違和感のあるピント変化の問題に対応している。
【００１２】
ところが、上記制御方法では、位相差センサにより合焦位置を求めているにも関わらず、フォーカスレンズの駆動にその情報を直接使用することはなく、ＴＶ−ＡＦの応答性を向上させるための情報として間接的に使用している。そのため、位相差検出方式のメリットを十分に利用できておらず、合焦時間を短縮するための根本的な解決には至っていない。
【００１３】
そこで、本発明は、位相差検出方式などによる合焦位置検出精度が確実でない場合においても、ピント変化の違和感を軽減し、同時に合焦時間の短縮を図ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第１の情報を取得する第１の取得手段と、分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出して第２の情報を取得する第２の取得手段と、前記第１の情報及び前記第２の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う焦点調節手段と、を有し、前記焦点調節手段は、前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第２の情報を用いて前記焦点調節部材を移動させてから、前記焦点調節部材を所定振幅で微小駆動させる第１の制御であって前記第１の情報が大きくなる前記焦点調節部材の移動方向を判別する第１の制御を開始し、その後予め定められた時間が経過するまでは前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定する第２の制御へ移行せず、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行することを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動焦点調節装置は、被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第１の情報及び分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づく第２の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第２の情報を用いて前記焦点調節部材を移動させてから、前記焦点調節部材を所定振幅で微小駆動させる第１の制御であって前記第１の情報が大きくなる前記焦点調節部材の移動方向を判別する第１の制御を開始しその後予め定められた時間が経過するまでは前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定する第２の制御へ移行せず、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行することを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動焦点調節方法は、被写体を撮像する撮像手段から得られる映像信号の高周波成分に基づく第１の情報及び分割された光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づく第２の情報の少なくとも一方を用いて焦点調節部材を移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記第１の情報と前記第２の情報とを用いて焦点調節を行う際には、前記第２の情報を用いて前記焦点調節部材を移動させてから、前記焦点調節部材を所定振幅で微小駆動させる第１の制御であって前記第１の情報が大きくなる前記焦点調節部材の移動方向を判別する第１の制御を開始し、その後予め定められた時間が経過するまでは前記第１の情報が最大となる前記焦点調節部材の位置を判定する第２の制御へ移行せず、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いて焦点調節を行う際には、前記第１の制御を開始してから前記予め定められた時間が経過する前でも前記第１の制御から前記第２の制御へ移行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、位相差検出方式などによる合焦位置検出精度が確実でない場合においても、ピント変化の違和感を軽減し、同時に合焦時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１である撮像装置のシステム構成を示す図である。
【図２】焦点信号の特性を示す図である。
【図３】複合型焦点調節方式のフォーカスレンズ駆動例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の焦点調節制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１のＴＶ−ＡＦ制御を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１の微小駆動モードにおける動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例１の山登り駆動モードにおける動作を示すフローチャートである。
【図８】微小駆動モードにおけるフォーカスレンズ動作を示す図である。
【図９】山登り駆動モードにおけるフォーカスレンズ動作を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２である撮像装置のシステム構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例１および２に記載の通りである。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の実施例１である撮像装置のシステム構成を示す図である。図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞り、１０４は固定の第２群レンズ、１０５は変倍に伴う焦点面の移動補正及びピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ（以下フォーカスレンズ）である。
【００２１】
１０６はＣＣＤなどの撮像素子、１０７は撮像素子１０６の出力をサンプリング、ゲイン調整、デジタル化するＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータである。１０８はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７からの出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理回路、１０９はカメラ信号処理回路１０８の出力信号が表示され、撮影者が画像をモニタするために用いられる表示装置である。
【００２２】
１１０は磁気テープ、光ディスク、半導体メモリなどが使用される記録装置、１１１はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７の出力信号中より焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＡＦゲートである。１１２はＡＦゲート１１１を通過した信号から高周波成分を抽出する焦点信号処理回路である。
【００２３】
１１３は、焦点信号処理回路１１２の出力信号に基づいて、後述のフォーカスコンペレンズ駆動源１１５を制御し、フォーカスレンズ１０５を駆動するとともに、記録装置１１０へ画像記録命令を出力するカメラ／ＡＦマイコンである。
【００２４】
１１４は、変倍レンズ１０２を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含む変倍レンズ駆動源である。
【００２５】
１１５は、フォーカスレンズ１０５を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含むフォーカスコンペレンズ駆動源である。
【００２６】
１１６は、撮影者が外部測距ユニットの使用／非使用モードを切り替える際に操作するメニューボタンおよびズーミングを行うときに操作するズームスイッチを含む外部キーユニット、１１７は外部測距ユニットである。なお、外部測距ユニット１１７は、外測位相差検出方式のものとするが、従来の技術にあるような超音波センサ方式、赤外線センサ方式等であっても構わない。
【００２７】
ここで、カメラ／ＡＦマイコン１１３で行われる複合型の自動焦点調節モードでの制御の概要を図４により説明する。
【００２８】
図４において、ステップ４０１は処理の開始を示す。ステップ４０２では位相差ＡＦを使用すべきシーン、すなわちパンニングや被写体の移動等による被写体変化後であるかを判別し、そうである場合はステップ４０３へ、そうでない場合はステップ４０６へ進む。ステップ４０３では外部測距ユニット１１７で位相差演算を行い、被写体距離に相当するフォーカスレンズ位置を算出する。
【００２９】
ステップ４０４ではフォーカスレンズ１０５をステップ４０３にて演算された位置まで所定の速度で駆動する。
【００３０】
ステップ４０５ではＴＶ−ＡＦ制御における微小駆動モードから山登り駆動モードへの移行を禁止する状態に設定する。
【００３１】
ステップ４０６では山登り駆動への移行が禁止されている状態であるかを判別し、そうである場合はステップ４０７へ、そうでない場合はステップ４０９へ進む。
【００３２】
ステップ４０７ではステップ４０５で山登り駆動への移行が禁止されてから予め定められた所定時間が経過しているかを判別し、そうである場合はステップ４０８へ、そうでない場合はステップ４０９へ進む。
【００３３】
ステップ４０８では山登り駆動への移行を禁止する状態を解除する。ステップ４０９ではＴＶ−ＡＦ制御を行う。ここでの詳細な動作は図５で説明する。
【００３４】
続いて、図５を用いてＴＶ−ＡＦ制御について説明する。図５において、ステップ５０１は処理の開始を示す。ステップ５０２では焦点信号処理回路１１２内より焦点信号を取得するための測距枠の位置と大きさを設定する。
【００３５】
ステップ５０３では焦点信号処理回路１１２内のフィルタ係数を設定し、抽出特性の異なる複数のバンドパスフィルタを構築する。抽出特性とはバンドパスフィルタの周波数特性であり、ここでの設定とは焦点信号処理回路１１２内のバンドパスフィルタの設定値を変更することを意味する。
【００３６】
ステップ５０４では焦点信号処理回路１１２より焦点信号を取得する。ここで取得した焦点信号は所定比率で加算したのち、以降の焦点調節制御に使用される。ここでの詳細な動作は後述する。
【００３７】
ステップ５０５では微小駆動モードであるかを判別し、そうである場合はステップ５０６以降の微小駆動処理へ、そうでない場合はステップ５１３へ進む。
【００３８】
ステップ５０６では微小駆動動作を行い、フォーカスレンズを所定の振幅で駆動し、合焦しているか、あるいはどちらの方向に合焦点が存在するかを判別する。ここでの詳細な動作は図６で説明する。
【００３９】
ステップ５０７では合焦判定ができたかどうかを判別し、そうである場合はステップ５１１へ、そうでない場合はステップ５０８へ進む。
【００４０】
ステップ５０８ではステップ５０６の微小駆動動作で方向判別ができたどうかを判別し、そうである場合はステップ５０９へ進み、そうでない場合はステップ５０２へ戻り、微小駆動モードを継続する。
【００４１】
ステップ５０９ではステップ４０５で山登り駆動への移行が禁止されている状態であるかどうかを判別する。移行禁止状態でない場合はステップ５１０へ進み、山登り駆動動作への移行を行い、移行禁止状態である場合はステップ５０２へ戻り、微小駆動モードを継続する。
【００４２】
ステップ５１１では合焦時の焦点信号状態をメモリに格納した後、ステップ５１２へ進み、再起動判定モードへ移行する。
【００４３】
ステップ５１３では山登り駆動モードであるかどうかを判別し、そうである場合はステップ５１４以降の山登り駆動処理へ、そうでない場合はステップ５１８へ進む。
【００４４】
ステップ５１４では焦点信号が大きくなる方向へ所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動する。ここでの詳細な動作は図７で説明する。
【００４５】
ステップ５１５ではステップ５１４の山登り駆動で焦点信号のピーク位置が発見されたかどうかを判別し、ピーク位置が発見された場合はステップ５１６へ進み、そうでない場合はステップ５０２へ戻り、山登り駆動動作を継続する。
【００４６】
ステップ５１６では焦点信号がピークとなったフォーカスレンズ位置を目標位置に設定した後、ステップ５１７へ進み、停止モードへ移行する。
【００４７】
ステップ５１８では停止モードであるかを判別し、そうである場合はステップ５１９以降の停止処理へ、そうでない場合はステップ５２１へ進む。
【００４８】
ステップ５１９ではフォーカスレンズ１０５が焦点信号のピークとなる位置に戻ったかどうかを判別し、そうである場合はステップ５２０へ進み、微小駆動モードへの移行を行い、そうでない場合はステップ５０２へ戻り、停止モードを継続する。
【００４９】
ステップ５２１以降の動作は再起動判定モードの動作である。ステップ５２１ではステップ５１１で保持した焦点信号と現在の焦点信号を比較し、そのレベルの変動が大きいかどうかを判別する。焦点信号が大きく変動していればステップ５２２へ進み、微小駆動モードへの移行を行い、そうでなければ再起動せず、そのまま停止し、ステップ５０２へ戻る。
【００５０】
次に、図６を用いて微小駆動動作について説明する。図６において、ステップ６０１は処理の開始を示している。ステップ６０２では垂直同期信号に同期したルーチン処理回数を計数するカウンタの現在値を判別し、０であればステップ６０３のフォーカスレンズ１０５が至近側にある場合の処理へ進み、それ以外であればステップ６０４へ進む。
【００５１】
ステップ６０３では、フォーカスレンズ位置が至近側にある場合の処理として、焦点信号を保持する。ここでの焦点信号は、後述のステップ６１１でフォーカスレンズ位置が無限側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。
【００５２】
ステップ６０４では現在のカウンタを判別し、１であればステップ６０５以降のフォーカスレンズ１０５を無限側へ駆動する処理に進み、それ以外であればステップ６１２へ進む。
【００５３】
ステップ６０５では振動振幅、中心移動振幅を演算する。これらの振幅は焦点深度内に設定されるのが一般的である。
【００５４】
ステップ６０６ではステップ６０３で保持した至近側の焦点信号レベルと後述のステップ６１１で保持した無限側の焦点信号レベルを比較し、後者が大きい場合はステップ６０７へ、前者が大きい場合はステップ６０８へ進む。
【００５５】
ステップ６０７では振動振幅と中心移動振幅を加算し、駆動振幅を求める。ステップ６０８では振動振幅を駆動振幅とする。ステップ６０９ではステップ６０７またはステップ６０８で求めた駆動振幅を用い、無限方向へ駆動する。
【００５６】
ステップ６１０では現在のカウンタを判別し、２であればステップ６１１のフォーカスレンズ１０５が無限側にある場合の処理に進み、それ以外であればステップ６１２へ進む。
【００５７】
ステップ６１１ではフォーカスレンズ位置が無限側にある場合の処理として、焦点信号を保持する。ここでの焦点信号は、ステップ６０３でフォーカスレンズ位置が至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。
【００５８】
ステップ６１２では振動振幅、中心移動振幅を演算する。これらの振幅は焦点深度内に設定されるのが一般的である。
【００５９】
ステップ６１３ではステップ６１１で保持した無限側の焦点信号レベルとステップ６０３で保持した至近側の焦点信号レベルを比較し、後者が大きい場合はステップ６１４へ、前者が大きい場合はステップ６１５へ進む。
【００６０】
ステップ６１４では振動振幅と中心移動振幅を加算し、駆動振幅を求める。ステップ６１５では振動振幅を駆動振幅とする。ステップ６１６ではステップ６１４またはステップ６１５で求めた駆動振幅を用い、至近方向へ駆動する。
【００６１】
ステップ６１７では所定回数連続して同一方向に合焦点が存在しているかを判別し、そうである場合はステップ６２０へ、そうでない場合はステップ６１８へ進む。
【００６２】
ステップ６１８ではフォーカスレンズ１０５が所定回数同一エリアで往復しているかを判別し、そうである場合はステップ６１９へ、そうでない場合はステップ６２１へ進む。ステップ６１９では合焦判定できたと判断する。ステップ６２０では方向判別できたと判断する。
【００６３】
ステップ６２１ではカウンタが３であれば０にクリアし、その他の値であれば＋１をカウンタを加算してステップ６２２へ進む。ステップ６２２は処理の終了を示す。
【００６４】
この微小駆動におけるフォーカスレンズ動作の時間経過を図８に示す。同図上部は映像信号の垂直同期信号であり、図８（ｂ）の横軸は時間、縦軸はフォーカスレンズ位置を表している。ラベルＡの時刻に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対する焦点信号ＥＶＡは時刻ＴＡでカメラ／ＡＦマイコン１１３に取り込まれる。そして、ラベルＢの時刻に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対する焦点信号ＥＶＢは時刻ＴＢでカメラ／ＡＦマイコン１１３に取り込まれる。時刻ＴＣでは焦点信号ＥＶＡとＥＶＢを比較し、ＥＶＢが大きい場合のみ振動中心を移動する。なお、ここでのフォーカスレンズ１０５の移動は焦点深度を基準とし、画面で認識できない移動量に設定する。
【００６５】
続いて、図７を用いて山登り駆動動作について説明する。図７において、ステップ７０１は処理の開始を示す。ステップ７０２では焦点信号のレベルが前回のものより増加しているかを判別して、そうである場合はステップ７０３へ、そうでない場合はステップ７０４へ進む。
【００６６】
ステップ７０３ではフォーカスレンズ１０５を前回と同じ方向に所定の速度で山登り駆動し、ステップ７０７へ進む。
【００６７】
ステップ７０４では焦点信号がピークを越えて減少している場合はステップ７０６へ、それ以外の要因で減少している場合はステップ７０５へ進む。
【００６８】
ステップ７０５ではフォーカスレンズ１０５を前回と逆の方向に所定の速度で山登り駆動し、ステップ７０７へ進む。ステップ７０６ではピーク位置を発見したと判断する。ステップ７０７は処理の終了を示す。
【００６９】
上記山登り駆動動作のフォーカスレンズ１０５の動きを示したものが図９である。図９において、フォーカスレンズ１０５がＡのように駆動されている場合は焦点信号が増加しているため、同じ方向への山登り駆動を継続する。ここで、フォーカスレンズ１０５をＢの範囲で駆動すると、焦点信号はピーク位置を越えて減少する。このとき、合焦点が存在するとして山登り駆動動作を終了し、フォーカスレンズ１０５をピーク位置まで戻した後、微小駆動動作に移行する。一方、Ｃのようにピーク位置を越えずに焦点信号が減少した場合は駆動すべき方向を間違えたものとして反転し、山登り駆動動作を継続する。
【００７０】
このように、ＴＶ−ＡＦ方式による焦点調節制御では、図３（ｃ）に示すように、位相差ＡＦ使用後の所定時間はその制御応答性を低下させることにより、再起動判定→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点信号が常に最大となるように合焦状態を維持する。その結果、複合型自動焦点調節装置において、位相差による被写体測距精度が確実でない場合においても、ピント変化の問題を軽減し、ユーザーに違和感のない焦点調節動作を提供することと同時に、合焦時間の短縮を図ることができる。
【実施例２】
【００７１】
図１０は本発明の実施例２である撮像装置のシステム構成を示す図である。実施例１と構成要素が同一の説明は省略する。図１に示す実施例１では、外部測距ユニット１１７を用いたが、実施例２においては、ＴＴＬ位相差検出方式の焦点検出装置を用いている。
【００７２】
図１０において、１００１は固定の第１群レンズ、１００２は変倍を行う変倍レンズ、１００３は変倍に伴う焦点面の移動補正及びピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ（以下フォーカスレンズ）である。１００４は焦点検出のための光分割を行うハーフプリズム、１００５は絞り、１００６は結像レンズ、１００７は撮像素子である。
【００７３】
１００８はサブミラー、１００９は焦点検出のための結像レンズ、１０１０は位相差検出方式のＡＦセンサ、１０１１はＡＦ回路である。
【００７４】
１０１２は撮像素子１００７の出力をサンプリング、ゲイン調整、デジタル化するＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ、１０１３はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０１２からの出力信号を処理し、映像信号を生成するカメラ信号処理回路である。
【００７５】
１０１４はカメラ信号処理回路１０１３の出力信号が表示され、撮影者が画像をモニタするために用いられる表示装置、１０１５は磁気テープ、光ディスク、半導体メモリなどが使用される記録装置である。１０１６はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０１２の出力信号中より焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＡＦゲート、１０１７はＡＦゲート１０１６を通過した信号から高周波成分を抽出する焦点信号処理回路である。
【００７６】
１０１８は、焦点信号処理回路１０１７の出力信号に基づいて、後述のフォーカスコンペレンズ駆動源１０２０を制御し、フォーカスレンズ１００３を駆動するカメラ／ＡＦマイコンである。カメラ／ＡＦマイコン１０１８は、同時に、記録装置１０１５へ画像記録命令を出力し、さらにＡＦ回路１０１１を介したＡＦセンサ１０１０の出力から、ずれ量、ずれ方向を検出する役割を担う。
【００７７】
１０１９は変倍レンズ１００２を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含む変倍レンズ駆動源、１０２０はフォーカスレンズ１００３を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含むフォーカスレンズ駆動源である。１０２１は撮影者が位相差ＡＦの使用／非使用モードを切り替える際に操作するメニューボタンおよびズーミングを行うときに操作するズームスイッチを含む外部キーユニットである。
【００７８】
動画撮影中、絞り１００５は特定のモードを除き常に作動しているため、このような構成の撮像装置の場合、ハーフプリズム１００４による入力光の分割は絞り１００５の手前で行う必要がある。
【００７９】
実施例２においても、実施例１で説明した焦点調節制御のアルゴリズムの適用が可能である。したがって、本実施例２の特徴を表すフローチャートは図４、図５、図６、図７と共通であり、同図における説明はそちらに譲る。
【００８０】
このように、ＴＶ−ＡＦ方式による焦点調節制御では、位相差ＡＦ使用後の所定時間はその制御応答性を低下させることにより、再起動判定→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点信号が常に最大となるように合焦状態を維持する。その結果、複合型自動焦点調節装置において、位相差による合焦精度が確実でない場合においても、ピント変化の問題を軽減し、ユーザーに違和感のない焦点調節動作を提供することと同時に、合焦時間の短縮を図ることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０１  固定の第１群レンズ
１０２  変倍レンズ
１０３  絞り
１０４  固定の第２群レンズ
１０５  フォーカスコンペレンズ
１０６  撮像素子
１０７  ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ、
１０８  カメラ信号処理回路
１０９  表示装置
１１０  記録装置
１１１  ＡＦゲート
１１２  焦点信号処理回路
１１３  カメラ／ＡＦマイコン
１１４  変倍レンズ駆動源
１１５  フォーカスコンペレンズ駆動源
１１６  外部キーユニット
１１７  外部測距ユニット
１０１０  ＡＦセンサ
１０１１  ＡＦ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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