(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面に形成された被写体像を光電変換して画像信号を出力する二次元配列された光電変換素子を有する撮像手段と、
フォーカスレンズを移動させながら得られた画像信号に基づいて焦点信号を検出する検出手段と、
前記焦点信号に基づいて合焦方向を判定し、当該合焦方向に前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記フォーカスレンズの移動において、前記光電変換素子での露光時間に基づいて、同期信号よりも短い周期で発生する予め設定された複数の割り込みタイミングの一つを選択し、選択された割り込みタイミングで前記フォーカスレンズの移動を開始することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、前記二次元配列された光電変換素子を順次走査して露光及び読み出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、焦点検出エリアに対応する前記光電変換素子での露光時間に応じて前記割り込みタイミングの一つを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させて合焦方向を検出し、当該合焦方向に往復移動の中心を移動することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記光電変換素子での露光時間に対して予め設定された割合が経過するタイミングを演算し、予め設定された複数の割り込みのタイミングの中から、前記演算により得られたタイミングに最も近いタイミングを選択することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記光電変換素子での露光時間中の前記フォーカスレンズの移動を減らすように、前記割り込みタイミングを選択することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像面に形成された被写体像を光電変換して画像信号を出力する二次元配列された光電変換素子を有する撮像装置の制御方法であって、
フォーカスレンズを移動させながら得られた画像信号に基づいて焦点信号を検出する検出ステップと、
前記焦点信号に基づいて合焦方向を判定し、当該合焦方向に前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップでは、前記フォーカスレンズの移動において、前記光電変換素子での露光時間に基づいて、同期信号よりも短い周期で発生する予め設定された複数の割り込みタイミングの一つを選択し、選択された割り込みタイミングで前記フォーカスレンズの移動を開始することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置における焦点調節（制御方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置においてコントラスト検出方式の自動焦点調節（ＴＶ＿ＡＦ）が知られている。このＴＶ＿ＡＦでは、焦点検出エリアにおける撮像信号を蓄積している期間はフォーカスレンズが停止していることが望ましい。ところが、高速シャッターなどの蓄積時間が短くなってしまうシーンでは、焦点検出エリアにおける撮像信号を蓄積しているにも関わらずフォーカスレンズが移動してしまい、正しく方向判別できない場合がある。そこで、特許文献１は、フォーカス検波領域の画素の露光期間の中心タイミングが、停止期間の中心タイミングと一致するように、フォーカスレンズの移動開始のタイミングを設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４７９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の制御は複雑でコストアップを招くため、簡単にフォーカスレンズの移動開始のタイミングを設定したい需要がある。
【０００５】
そこで本発明は、焦点信号に基づいて焦点調節をする際のフォーカスレンズの移動開始のタイミングを比較的簡単に設定することが可能な撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像装置は、撮像面に形成された被写体像を光電変換して画像信号を出力する二次元配列された光電変換素子を有する撮像手段と、フォーカスレンズを移動させながら得られた画像信号に基づいて焦点信号を検出する検出手段と、前記焦点信号に基づいて合焦方向を判定し、当該合焦方向に前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記フォーカスレンズの移動において、前記光電変換素子での露光時間に基づいて、同期信号よりも短い周期で発生する予め設定された複数の割り込みタイミングの一つを選択し、選択された割り込みタイミングで前記フォーカスレンズの移動を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、焦点信号に基づいて焦点調節をする際のフォーカスレンズの移動開始のタイミングを比較的簡単に設定することが可能な撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に適用可能なビデオカメラ（撮像装置）のブロック図である。（実施例１）
【図２】図２は、図１に示すマイクロコンピュータのＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示すＳ２０２の詳細のフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示すＳ２２８又はＳ２３５の駆動タイミングを決定するフローチャートである。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、撮像画面の露光時間とフォーカスレンズの駆動時間の関係を示す図である。（実施例１）
【図６】図６は、ウォブリングにおけるフォーカスレンズの位置の時間変化を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明に適用可能なビデオカメラ（撮像装置）のブロック図である。（実施例２）
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、撮像画面の露光時間とフォーカスレンズの駆動時間の関係を示す図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本実施例のデジタルビデオカメラ（撮像装置）のブロック図である。ビデオカメラは、本実施例では、撮影レンズが一体型であるが撮影レンズが装着可能であってもよい。この場合、後述するマイクロコンピュータ１１６で生成された制御信号は、撮影レンズ内のレンズコンピュータに通信され、レンズコンピュータを介してフォーカスレンズの駆動を制御する。また、本発明は、顕微鏡、デジタルスチルカメラなど各種の撮像装置に適用することができる。
【００１１】
図１において、１０１は第１固定レンズ、１０２は光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞り、１０４は第２固定レンズである。１０５は焦点調節機能と変倍による像面移動を補正するいわゆるコンペンセータ機能とを兼ね備えたフォーカスレンズである。第１固定レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２固定レンズ１０４及びフォーカスレンズ１０５により撮像光学系が構成される。
【００１２】
１０６は、光電変換素子としての撮像素子（撮像手段）であり、撮像面に形成された光学像（被写体像）を光電変換して電気信号に変換して画像信号として出力する。撮像素子１０６がＣＭＯＳイメージセンサとして構成される場合には、二次元配列された複数の光電変換素子を有する。そして、二次元配列された各光電変換素子を順次走査して露光させ、各光電変換素子から電気信号を順次走査して読み出すことにより画像信号を生成する（ローリングシャッター機能）。ローリングシャッター機能を備える撮像素子では、同一の撮像画面内でラインごとに露光タイミングが異なる。本実施例の撮像素子１０６はＣＭＯＳイメージセンサから構成されるが、本発明は異なるシャッタースピードに伴って露光時間が変化する場合に効果を有するため、撮像素子はＣＣＤセンサであってもよい。
【００１３】
１０７は撮像素子１０６の出力をサンプリングし、ゲイン調整、デジタル化するＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータである。１０８はカメラ信号処理回路であり、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。
【００１４】
１０９はＬＣＤ等により構成される表示部であり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。１１０は記録部であり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００１５】
１１１はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７からの全画素の出力信号のうち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。
【００１６】
１１２はＡＦゲート１１１を通過した信号から高周波成分や該高周波信号から生成した輝度差成分（ＡＦゲート１１１を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）等を抽出してＡＦ評価値信号を生成する信号処理回路である。信号処理回路１１２は、フォーカスレンズを移動させながら得られた画像信号に基づいて焦点信号を検出する検出手段として機能する。
【００１７】
ＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号を処理して得られる画像の鮮鋭度（コントラスト値）を表し、鮮鋭度は撮像光学系の合焦状態によって変化するので、撮像光学系の合焦状態を評価する焦点信号となる。
【００１８】
１１３は垂直同期信号等の各種同期信号を発生するタイミングジェネレータであり、撮像素子１０６の露光及び読み出しや後述のカメラマイコン１１６に対してタイミング制御を行う。
【００１９】
１１４は変倍レンズ１０２を移動させるためのアクチュエータ及びそのドライバを含む変倍レンズ駆動源、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及びそのドライバを含むフォーカスレンズ駆動源である。変倍レンズ駆動源１１４及びフォーカスレンズ駆動源１１５は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータおよびボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。
【００２０】
マイクロコンピュータ（ＭＣ）１１６は、制御手段（プロセッサ）として機能し、ビデオカメラ全体の動作の制御を司ると共に、信号処理回路１１２の出力信号に基づいてフォーカスレンズ１０５を移動させるＴＶ−ＡＦ（焦点調節）を行う。ＭＣ１１６は、不図示のメモリを有して後述する割合ｎ、タイミングＣ、Ｄなどを保持する。
【００２１】
ＴＶ−ＡＦでは、ＭＣ１１６は、合焦方向を判別するためのウォブリングを行ってから合焦方向に山登り駆動を行う。ウォブリングでは、ＭＣ１１６は、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に微小な振幅で往復移動させながらフォーカスレンズ１０５の往復移動の中心をコントラスト値を表すＡＦ評価値が大きくなる方向に動かす。即ち、ＭＣ１１６は焦点信号に基づいて合焦方向を判定し、合焦方向にフォーカスレンズ１０５を移動するようにフォーカスレンズ駆動源１１５を制御する。山登り駆動では、ＭＣ１１６は、ＡＦ評価値のピークに対応する合焦位置に焦点調節するようにフォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカスレンズ駆動源１１５を制御する。
【００２２】
１１８は、撮像画面にＡＦ評価値の対象となる焦点検出エリアを設定するなど各種の入力や設定を行うための入力部（設定部）である。
【００２３】
図２は、ＭＣ１１６のＴＶ−ＡＦ動作（撮像装置の制御方法）を示すフローチャートであり、図２及びそれ以降において「Ｓ」はステップ（Ｓｔｅｐ）の略である。
【００２４】
まず、ＭＣ１１６は、現在のモードが微小駆動モード（ウォブリングモード）かどうか判断し（Ｓ２０１）、そうであればフォーカスレンズを所定の振幅で動かし、合焦しているか、あるいはどちらの方向に合焦位置が存在するかを判別する。このときの振幅は、フォーカスレンズ１０５の移動を画面上で認識できないような微小な振幅である（Ｓ２０２）。
【００２５】
次に、ＭＣ１１６は、合焦判別ができたかどうかを判断する（Ｓ２０３）。ＭＣ１１６は、合焦判別ができないと判断すると（Ｓ２０３のＮｏ）、合焦方向の判別ができたかどうかを判断する（Ｓ２０４）。
【００２６】
ＭＣ１１６が合焦方向の判別ができていないと判断すると（Ｓ２０４のＮｏ）、処理を終了する。一方、ＭＣ１１６は合焦方向の判別ができたと判断すると（Ｓ２０４のＹｅｓ）、山登り駆動モードに移行し（Ｓ２０６）、フローはＳ２０１に戻る。
【００２７】
一方、ＭＣ１１６は、合焦判別ができたと判断すると（Ｓ２０３のＹｅｓ）、合焦時のＡＦ評価値を保存し（Ｓ２０６）、再起動モードへ移行し（Ｓ２０７）、フローはＳ２０１に戻る。
【００２８】
一方、ＭＣ１１６は、現在のモードがウォブリングモードではないと判断すると（Ｓ２０１のＮｏ）、現在のモードが山登り駆動モードかどうかを判断し（Ｓ２０８）、そうであれば山登り駆動を行う（Ｓ２０９）。Ｓ２０９では、特許文献１の図６−７と同様にＡＦ評価値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。
【００２９】
次に、ＭＣ１１６は、フォーカスレンズ１０５がＡＦ評価値のピークを越えたかどうかを判断し（Ｓ２１０）、越えていないと判断すると（Ｓ２１０のＮｏ）、フローはＳ２０１に戻る。
【００３０】
一方、ＭＣ１１６は、ＡＦ評価値のピークを越えたと判断すると（Ｓ２１０のＹｅｓ）、ＡＦ評価値のピークに対応する合焦位置をフォーカスレンズ１０５の目標位置に設定し（Ｓ２１１）、停止モードに移行し（Ｓ２１２）、フローはＳ２０１に戻る。
【００３１】
一方、ＭＣ１１６は、山登り駆動モードではないと判断すると（Ｓ２０８のＮｏ）、停止モードかどうかを判断し（Ｓ２１３）、そうであればフォーカスレンズ１０５がＡＦ評価値のピーク位置に戻ったかどうかを判断する（Ｓ２１４）。
【００３２】
ＭＣ１１６はフォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻ったと判断すると（Ｓ２１５のＹｅｓ）、ウォブリングモードへ移行し（Ｓ２１５）、フローはＳ２０１に戻る。一方、ＭＣ１１６はフォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻っていないと判断すると（Ｓ２１４のＮｏ）、フローはＳ２０１に戻る。
【００３３】
一方、ＭＣ１１６は停止モードではないと判断すると（Ｓ２１３のＮｏ）、Ｓ２０７で保存したＡＦ評価値と現在のＡＦ評価値とを比較して現在のＡＦ評価値が閾値以上変動したかどうかを判断する（Ｓ２１６）。
【００３４】
ＭＣ１１６は、ＡＦ評価値が閾値以上変動していないと判断すると（Ｓ２１６のＮｏ）、フローはＳ２０１に戻る。一方、ＭＣ１１６は、ＡＦ評価値が変動したと判断すると（Ｓ２１６のＹｅｓ）、ウォブリングモードへ移行する（Ｓ２１７）。
【００３５】
このように、ＴＶ−ＡＦでは、再起動判定、ウォブリング、山登り駆動、停止、ウォブリング、再起動判定をこの順番で繰り返しながらフォーカスレンズ１０５を移動させることによってＡＦ評価値が最大となるように合焦状態を維持する。
【００３６】
図３は、Ｓ２０２のウォブリングの詳細のフローチャートである。ウォブリングでは、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に微小に振動させながらそのときのＡＦ評価値で合焦方向を検出すると共に振動に重畳して検出した合焦方向に振動の中心を移動させる。
【００３７】
前提として、ＭＣ１１６は、絞り１０３やズーム位置などから決まる焦点深度に応じて、振動振幅、中心移動振幅を演算する。
【００３８】
まず、ＭＣ１１６は、ウォブリングの動作状態を示す現在のモード（Ｍｏｄｅ）が０かどうかを判断し（Ｓ２２１）、そうであれば、フォーカスレンズ１０５が至近側にある場合の処理を行う。
【００３９】
まず、ＭＣ１１６は、現在のＡＦ評価値を無限側のＡＦ評価値として保存する（Ｓ２２２）。このＡＦ評価値は後述するＳ２３０でフォーカスレンズ１０５が無限側に位置している時に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された画像信号から得られる。次に、ＭＣ１１６は、モードを加算し、４以上になった場合は０にクリアして（Ｓ２４１）、処理を終了する。
【００４０】
一方、ＭＣ１１６は、現在のモードが０でないと判断すると（Ｓ２２１のＮｏ）、現在のモードが１であるかどうかを判断し（Ｓ２２３）、そうであればフォーカスレンズ１０５を無限方向に駆動する処理を行う。
【００４１】
まず、ＭＣ１１６はフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅と中心移動振幅を設定する（Ｓ２２４）。通常これらの振幅は焦点深度内に設定される。
【００４２】
次に、ＭＣ１１６は、無限側のＡＦ評価値が至近側のＡＦ評価値よりも大きいかどうかを判断する（Ｓ２２５）。
【００４３】
ＭＣ１１６は、無限側のＡＦ評価値が大きいと判断すると（Ｓ２２５のＹｅｓ）、駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅と設定する（Ｓ２２６）。一方、ＭＣ１１６は、至近側のＡＦ評価値が大きいと判断すると（Ｓ２２５のＮｏ）、駆動振幅＝振動振幅と設定する（Ｓ２２７）。
【００４４】
次に、ＭＣ１１６は、無限方向へＳ２２６又はＳ２２７で決められた駆動振幅でフォーカスレンズ１０５を駆動する（Ｓ２２８）。
【００４５】
一方、ＭＣ１１６は、現在のモードが１でないと判断すると（Ｓ２２３のＮｏ）、現在のモードが２であるかどうかを判断し（Ｓ２２９）、そうであれば無限側のフォーカスレンズ位置における処理を行う。
【００４６】
まず、ＭＣ１１６は現在のＡＦ評価値を至近側のＡＦ評価値として保存する（Ｓ２３０）。このＡＦ評価値はＳ２２２でフォーカスレンズ１０５が至近側に位置している時に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された画像信号から得られるものである。次に、ＭＣ１１６は、モードを加算し、４以上になった場合は０に戻して（Ｓ２４１）処理を終了する。
【００４７】
一方、ＭＣ１１６は、現在のモードが２ではなく３であると判断すると（Ｓ２２９のＮｏ）、フォーカスレンズ１０５を至近方向に駆動する処理を行う。
【００４８】
まず、ＭＣ１１６はフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅と中心移動振幅を設定する（Ｓ２３１）。通常これらの振幅は焦点深度内に設定される。次に、ＭＣ１１６は、至近側のＡＦ評価値が無限側のＡＦ評価値よりも大きいかどうかを判断する（Ｓ２３２）。
【００４９】
ＭＣ１１６は、至近側のＡＦ評価値が大きいと判断すると（Ｓ２３２のＹｅｓ）、駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅と設定する（Ｓ２３３）。一方、ＭＣ１１６は、無限側のＡＦ評価値が大きいと判断すると（Ｓ２３２のＮｏ）、駆動振幅＝振動振幅と設定する（Ｓ２３４）。
【００５０】
次に、ＭＣ１１６は、至近方向へＳ２３３又はＳ２３４で決められた振幅で駆動する（Ｓ２３５）。
【００５１】
Ｓ２２８又はＳ２３５の後で、ＭＣ１１６は、合焦方向を判別中であるかどうかを判断する（Ｓ２３６）。ＭＣ１１６は、合焦方向を判別中であると判断すると（Ｓ２３６のＹｅｓ）、所定回数連続して合焦点が同一方向にあるかどうかを判断し（Ｓ２３７）、そうでなければフローはＳ２４１に移行する。一方、ＭＣ１１６は、所定回数連続して合焦点が同一方向にあると判断すると（Ｓ２３７のＹｅｓ）、合焦方向が判別できたとして（Ｓ２３８）フローはＳ２４１に移行する。
【００５２】
一方、ＭＣ１１６は、合焦方向を判別中ではないと判断すると（Ｓ２３６のＮｏ）、所定回数フォーカスレンズ１０５が同一エリアで往復したかどうかを判断する（Ｓ２３９）。ＭＣ１１６は、所定回数フォーカスレンズ１０５が同一エリアで往復していないと判断すると（Ｓ２３９のＮｏ）、フローはＳ２４１に移行する。一方、ＭＣ１１６は、所定回数フォーカスレンズ１０５が同一エリアで往復したと判断すると（Ｓ２３９のＹｅｓ）、合焦判定ができたとして（Ｓ２４０）、フローはＳ２０４に移行する。
【００５３】
図４は、Ｓ２２８又はＳ２３５でフォーカスレンズ１０５を無限方向又は至近方向に駆動するタイミングを決定するフローチャートである。
【００５４】
図５（ａ）はシャッタースピードが通常の場合の撮像画面の露光時間とフォーカスレンズ１０５の駆動時間の関係を示す図である。また、図５（ｂ）はシャッタースピードが高速の場合の撮像画面の露光時間とフォーカスレンズ１０５の駆動時間の関係を示す図である。
【００５５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）の左側には、撮影画面Ｕに設定された焦点検出エリアＶが示されている。
【００５６】
図５（ａ）及び図５（ｂ）の右側の一番上には垂直同期信号が示されており、その下には同一の撮像画面Ｕでライン毎に撮像素子１０６の読み出しを行う場合を示している。白部は露光期間であり、特に焦点検出エリアＶの露光期間をハッチングしている。また、黒部は撮像素子１０６から画像信号を読み出す読み出し期間である。その下には、タイミングジェネレータ１１３が割り込むタイミングを示している。その下には、後述する図６と同様に、フォーカスレンズ１０５の時間変化を示しており、横軸が時間で縦軸がフォーカスレンズ１０５の位置を示している。平坦部が合焦方向を判別するためのＡＦ評価値を取得するための停止期間であり、一点鎖線がウォブリングの開始タイミング（開始時）である。
【００５７】
図４において、まず、ＭＣ１１６は、撮像画面Ｕに設定した焦点検出エリアＶの露光時間を取得する（Ｓ２５１）。より具体的には、ＭＣ１１６は焦点検出エリアＶの露光開始時間と露光終了時間の情報を取得する。図５では、ＡからＢまでの期間が焦点検出エリア全体の露光時間に相当するが、ここでは簡単のため、焦点検出エリアＶの最終ラインを基準にＡ１からＢまでの期間（Ｂ−Ａ１）を露光時間とする。
【００５８】
次に、ＭＣ１１６は、Ｓ２５１で取得した露光時間（Ｂ−Ａ１）に対して予め設定された割合ｎ％が経過するタイミングを演算する（Ｓ２５２）。ここでは、露光時間をＡ１からＢまでの期間としているため、タイミングＣは、Ｃ＝Ａ１＋（Ｂ−Ａ１）×ｎ／１００により得ることができる。割合ｎ％は、ウォブリングの合焦方向の判別に必要なＡＦ評価値が蓄積できることを考慮して設定する必要があるため、５０＜ｎ＜１００の条件を満たす。
【００５９】
次に、ＭＣ１１６は、既存のサンプリング周期で発生する割り込みのタイミングの中から、Ｓ２５２で演算したタイミングに最も近いタイミングＤを選択する（Ｓ２５３）。ここで、既存のサンプリング周期で発生する割り込みのタイミングとは、タイミングジェネレータ１１３によって生成される割り込みであり、垂直同期信号の略整数倍に設定されるのが一般的である。
【００６０】
図５は、垂直同期信号中に１０回の割り込みが発生する例である、図５（ａ）では５番目の割り込みタイミングが、図５（ｂ）では７番目の割り込みタイミングがタイミングＣに最も近いため、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＤとして選択される。
【００６１】
次に、ＭＣ１１６は、Ｓ２５４で選択されたタイミングＤでフォーカスレンズ１０５を駆動する（Ｓ２５４）。これにより、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すようにシャッタースピードが変化して露光時間がずれた場合でも、合焦方向の判別に必要なＡＦ評価値を得るうえで適切なフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングを設定することができる。
【００６２】
図６は、ウォブリングにおけるフォーカスレンズ１０５の位置の時間経過を示すグラフである。図６の上部には、ウォブリングモード、画像信号の垂直同期信号、ラベルが示されている。図６の下部には、横軸が時間、縦軸がフォーカスレンズ１０５の位置が示されている。
【００６３】
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ＡＦ評価値ＥＶＡは、時刻ＴＡでＭＣ１１６に取り込まれる。また、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ＡＦ評価値ＥＶＢは、時刻ＴＢでＭＣ１１６に取り込まれる。
【００６４】
時刻ＴＣではＭＣ１１６はＡＦ評価値ＥＶＡとＥＶＢを比較し、ＥＶＢが大きい場合に点線で示す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】
本実施例では、ウォブリングの際に露光時間に応じてフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングを変更しているが、ウォブリングの駆動振幅が小さく時間内に十分目標位置へ到達できる場合は露光時間に拘らず駆動タイミングを一定に設定してもよい。
【００６６】
以上、本実施例では、ＭＣ１１６は、ウォブリングにおいて、複数の割り込みタイミングの中で、焦点検出エリアＶの露光が開始してから露光時間の設定された割合ｎが経過する時（タイミングＣ）に最も近い割り込みタイミングＤを選択する。そして、ＭＣ１１６は、選択されたタイミングＤでフォーカスレンズ１０５の無限方向又は至近方向への移動を開始する。
【００６７】
このように、本実施例は、特許文献２のｔ０の演算のような複雑な演算を行わない。代わりに、本実施例は、焦点検出エリアＶに対応する光電変換素子での露光時間と保持された割合ｎに基づいてタイミングジェネレータ１１３が生成する複数の割り込みタイミングのいずれかを選択する。この結果、本実施例は、比較的簡単にウォブリングの移動開始のタイミングを設定することができる。
【００６８】
なお、本実施例では、ＭＣ１１６は同期信号に発生する複数の割り込みタイミングの一つをタイミングＣに最も近いものにしているが、これに限定されず、割り込みタイミング単位で選択すれば足りる。
【００６９】
また、本実施例では、ＭＣ１１６という制御手段によってフォーカスレンズ１０５の移動が開始されているが、フォーカスレンズ１０５の移動は割り込みタイミング単位で開始すれば足りる。
【実施例２】
【００７０】
本実施例は、焦点検出エリアを中央以外の位置に配置した場合にフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングを変更する。図７は、撮像装置のブロック図であり、顔検出処理回路１１７を有する以外は図１に示す撮像装置と同じ構成である。
【００７１】
顔検出処理回路１１７は、画像信号に対して顔検出処理を施し、被写体情報（撮影画面内の人物の顔の大きさ、位置、顔の確からしさを示す信頼性）を検出し、その結果をＭＣ１１６に送信する。ＭＣ１１６は、顔検出処理回路１１７の検出結果に基いて、撮影画面内の顔領域を含む位置に焦点検出に用いられる領域を追加するようにＡＦゲート１１１へ情報を送信する。
【００７２】
顔検出処理は、例えば、画像データで表される各画素の階調色から、肌色領域を抽出し、あらかじめ用意する顔の輪郭プレートとのマッチング度で顔を検出する方法や、抽出された目、鼻、口等の顔の特徴点からパターン認識を行う方法等がある。
【００７３】
図８は、撮像画面Ｕの露光時間とフォーカスレンズ１０５の駆動時間の関係を示す図である。図８（ａ）は顔検出処理回路１１７により撮像画面Ｕの上部に焦点検出エリアＶが検出された場合を示している、図８（ｂ）は撮像画面Ｕの下部に焦点検出エリアＶが検出された場合を示している。
【００７４】
図８（ａ）と図８（ｂ）との間では焦点検出エリアＶの位置が異なるため、垂直同期信号内での露光及び読み出しのタイミングもずれる。しかし、実施例１と同様に、図４の処理を行うことにより、フォーカスレンズ１０５の移動開始のタイミングを設定することができる。
【００７５】
本実施例でも、ＭＣ１１６は、ウォブリングにおいて、複数の割り込みタイミングの中で、焦点検出エリアＶの露光が開始してから露光時間の設定された割合ｎが経過する時（タイミングＣ）に最も近い割り込みタイミングＤを選択する。そして、ＭＣ１１６は、選択されたタイミングＤでフォーカスレンズ１０５の無限方向又は至近方向への移動を開始する。
【００７６】
ＭＣ１１６は、割り込みタイミングＤを選択するにあたって焦点検出エリアＶの露光が開始してから露光時間の設定された割合ｎが経過する時を基準にしている。即ち、ＭＣ１１６は焦点検出エリアＶの露光開始時間と露光終了時間の情報を取得する。焦点検出エリアの位置が変われば露光開始時が異なるため、フォーカスレンズ１０５の移動開始のタイミングも異なる。この結果、ＭＣ１１６は焦点検出エリアの位置に応じて割り込みタイミングを選択することができる。
【００７７】
図２〜図４のフローチャートはコンピュータ（プロセッサ）によって実行されるプログラムとして具現化される。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
撮像装置は、被写体の撮像に適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０５          フォーカスレンズ
１０６          撮像素子（撮像手段）
１１２          信号処理回路（検出手段）
１１５          フォーカスレンズ駆動源
１１６          マイクロコンピュータ（制御手段）
１１８          入力部（設定部）
【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６】
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【図７】
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【図５】
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【図８】
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