(57)【要約】【課題】手ブレが発生しても焦点評価値の最大値の方向を誤ることなく、安定性の高い焦点調節装置および焦点調節方法を提供する。【解決手段】フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるか否かの第１の方向判定を行い（Ｓ３１）、逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶し（Ｓ５）、逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し（Ｓ３７）、第２の焦点評価値と記憶部に記憶された第１の焦点評価値との差に基づいて第２の方向判定を行い（Ｓ３９〜Ｓ４７）、第１の方向判定または第２の方向判定の結果に基づいてフォーカスレンズを合焦となる位置へ移動する（Ｓ１１〜Ｓ２３）。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系による光学像を撮像素子に結像させ画像信号を生成する撮像部を有し、上記光学系に含まれるフォーカスレンズを移動しながら、上記撮像部により繰り返し撮像を行って画像信号を取得し、上記画像信号に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節装置において、
上記画像信号に基づいて焦点評価値を算出する焦点評価値算出部と、
上記フォーカスレンズの移動方向が合焦となる上記フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるかを判定する第１の方向判定部と、
上記第１の方向判定部が逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶する記憶部と、
上記第１の方向判定部が逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときの上記フォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し、上記第２の焦点評価値と上記記憶部に記憶された第１の焦点評価値との差に基づいて方向を判定する第２の方向判定部と、
上記第１の方向判定部の出力または上記第２の方向判定部の出力に基づいて上記フォーカスレンズを合焦となる位置へ移動する制御部と、
具備することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
上記第２の方向判定部は、上記第２の焦点評価値と第１の焦点評価値との差を、所定の閾値と比較して方向を判定することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
上記第２の方向判定部は、第２の焦点評価値と上記第１の焦点評価値との差が第１の閾値を越える場合に順方向と判定することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
上記第２の方向判定部は、上記第２の焦点評価値と第１の焦点評価値との差が上記第１の閾値と第２の閾値の範囲内である場合に逆方向と判定することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
上記第２の方向判定部は、上記第２の焦点評価値と第１の焦点評価値の差が上記第２の閾値よりも小さい場合に、上記フォーカスレンズの位置にて上記焦点評価値算出部により第３の焦点評価値を取得させ、上記第３の焦点評価値と上記第１の焦点評価値の差を、所定の閾値と比較して方向を判定することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項６】
光学系による光学像を撮像素子に結像させ画像信号を生成する撮像部を有し、上記光学系に含まれるフォーカスレンズを移動しながら上記撮像部により繰り返し撮像を行って画像信号を取得し、上記画像信号に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節装置の焦点調節方法において、
上記フォーカスレンズの移動に伴い複数の上記焦点評価値を算出し合焦となる方向が上記フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるかを判定する第１の方向判定を実行し、
上記第１の方向判定により逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶し、逆方向と判定したときの上記フォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し、記憶された第１の焦点評価値と上記第２の焦点評価値との差に基づいて第２の方向判定を実行し、
上記第１の方向判定の結果または上記第２の方向判定の結果に基づいて上記フォーカスレンズを合焦となる位置へ移動する、
ことを特徴とする焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部からの画像信号の焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを合焦位置に移動させる焦点調節装置および焦点調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、山登りサーボ方式による自動焦点調節方法が知られている。この山登りサーボ方式は、実際にフォーカスレンズを駆動し、撮像部からの画像信号に基づく焦点評価値（コントラスト信号）の最大値を検出し、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる方式である。山登りサーボ方式による自動焦点調節動作中に、カメラに手ブレ等が発生すると、焦点評価値の最大値の位置が変化してしまう。この場合、再度、最初から自動焦点調節を行うと焦点調節に時間を要してしまう。
【０００３】
そこで、特許文献１に開示の自動焦点調節方法では、フォーカスレンズを移動させながら焦点評価値を検出し、焦点評価値が最大値となる位置にフォーカスレンズを移動させる。そして、最大値の位置で、再度焦点評価値を取得し、この取得された焦点評価値と、前回取得された焦点評価値との差分を求め、この差分が小さければ合焦とみなしている。また、差分がある場合には、手ブレの影響があるとし、一定範囲内を再スキャンし、さらに差が大きい場合には、最初から焦点調節をやり直すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０４７０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示された自動焦点調節方法では、合焦判断完了後に焦点評価値の最大値の位置に戻って判断することから、この戻り動作のために時間がかかってしまう。また、最初から焦点調節動作をやり直す場合には、さらに時間がかかってしまう。また手ブレが発生すると、画面（被写体）が流れるため焦点評価値が減少し、本来、順方向と判断される場合であっても逆方向と判断される場合がある。このため精度の高い焦点調節動作ができなくなるおそれがある。
【０００６】
例えば、図５に示すように無限方向から至近方向に向かってフォーカスレンズを駆動した場合を考える。理想環境下であれば、点線に示すように、フォーカスレンズ駆動開始位置（ＬＰ１）の焦点評価値から最大値まで（ＬＰ４に対応する焦点評価値）まで連続して評価値が増加する。しかし、手ブレの影響、特にカメラのレリーズスイッチを押し込んだときに発生するブレによって、実線に示すように、フォーカスレンズ駆動開始位置から焦点評価値が減少してしまう場合がある。焦点評価値が減少すると、最大値の方向に向かっているにも関わらず、真の焦点評価値の最大値の方向と逆方向にあると誤判定しまい、安定した焦点検出を行うことができない。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、手ブレが発生しても焦点評価値の最大値の方向を誤ることなく、安定性の高い焦点調節装置および焦点調節方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため第１の発明に係る焦点調節装置は、光学系による光学像を撮像素子に結像させ画像信号を生成する撮像部を有し、上記光学系に含まれるフォーカスレンズを移動しながら、上記撮像部により繰り返し撮像を行って画像信号を取得し、上記画像信号に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節装置において、上記画像信号に基づいて焦点評価値を算出する焦点評価値算出部と、上記フォーカスレンズの移動方向が合焦となる上記フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるかを判定する第１の方向判定部と、上記第１の方向判定部が逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶する記憶部と、上記第１の方向判定部が逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときの上記フォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し、上記第２の焦点評価値と上記記憶部に記憶された第１の焦点評価値との差に基づいて方向を判定する第２の方向判定部と、上記第１の方向判定部の出力または上記第２の方向判定部の出力に基づいて上記フォーカスレンズを合焦となる位置へ移動する制御部と、具備する。
【０００９】
第２の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、上記第２の方向判定部は、上記第２の焦点評価値と第１の焦点評価値との差を、所定の閾値と比較して方向を判定する。
【００１０】
第３の発明に係る焦点調節装置は、上記第２の発明において、上記第２の方向判定部は、第２の焦点評価値と上記第１の焦点評価値との差が第１の閾値を越える場合に順方向と判定する。
【００１１】
第４の発明に係る焦点調節装置は、上記第２の発明において、上記第２の方向判定部は、上記第２の焦点評価値と第１の焦点評価値との差が上記第１の閾値と第２の閾値の範囲内である場合に逆方向と判定する。
【００１２】
第５の発明に係る焦点調節装置は、上記第２の発明において、上記第２の方向判定部は、上記第２の焦点評価値と第１の焦点評価値の差が上記第２の閾値よりも小さい場合に、上記フォーカスレンズの位置にて上記焦点評価値算出部により第３の焦点評価値を取得させ、上記第３の焦点評価値と上記第１の焦点評価値の差を、所定の閾値と比較して方向を判定する。
【００１３】
第６の発明に係る焦点調節方法は、光学系による光学像を撮像素子に結像させ画像信号を生成する撮像部を有し、上記光学系に含まれるフォーカスレンズを移動しながら上記撮像部により繰り返し撮像を行って画像信号を取得し、上記画像信号に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節装置の焦点調節方法において、上記フォーカスレンズの移動に伴い複数の上記焦点評価値を算出し合焦となる方向が上記フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるかを判定する第１の方向判定を実行し、上記第１の方向判定により逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶し、逆方向と判定したときの上記フォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し、記憶された第１の焦点評価値と上記第２の焦点評価値との差に基づいて第２の方向判定を実行し、上記第１の方向判定の結果または上記第２の方向判定の結果に基づいて上記フォーカスレンズを合焦となる位置へ移動する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、手ブレが発生しても焦点評価値の最大値の方向を誤ることなく、安定性の高い焦点調節装置および焦点調節方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係わるカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わるカメラのオートフォーカス（ＡＦ）の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係わるカメラの方向判定の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係わるカメラの方向再判定の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係わるカメラにおいて、手ブレ有無での焦点評価値比較を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係わるカメラにおいて、逆方向判断位置での焦点評価値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい一実施形態に係るカメラは、デジタルカメラである。このカメラは、光学系による光学像を撮像素子に結像させて、光学像に基づく画像信号を生成する撮像部を有する。そして、光学系を無限から至近側または至近から無限側に移動しながら、撮像部から画像信号を取得し、この画像信号に基づいて、山登りサーボ（コントラストＡＦ）方式によって光学系の焦点調節を行う。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係わるカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。このカメラは、光学系１、撮像素子２、ＡＧＣ／ＣＤＳ３、Ａ／Ｄ４、信号処理部５、レンズ制御部６、撮像制御部７、ＡＥ処理部８、画像処理部９、記録媒体１０、バス１１、記憶部１２、ＣＰＵ１３、ＡＦ処理部１４、表示部１５、操作部１６等から構成される。
【００１８】
光学系１は、被写体の光学像を形成するための複数の光学レンズから構成され、単焦点レンズまたはズームレンズである。光学系１は、レンズ制御部６に接続され、レンズ制御部６は、バス１１を介して入力するＣＰＵ１３からの制御信号に従って、光学系１のフォーカスレンズを光軸方向に駆動する。
【００１９】
光学系１の光軸上であって、被写体の光学像が形成される位置に、撮像素子２が配置されている。撮像素子２は、光学系１によって形成された光学像の撮像を行う。この撮像素子２は、各画素を構成するフォトダイオードが二次元的にマトリックス状に配置されており、各フォトダイオードは受光量に応じた光電変換電流を発生し、この光電変換電流は各フォトダイオードに接続するキャパシタによって電荷蓄積される。撮像素子２は、光学系１による光学像を撮像素子に結像させ画像信号を生成する撮像部として機能する。
【００２０】
撮像素子２は、撮像制御部７に接続されており、この撮像制御部７は、バス１１を介して入力するＣＰＵ１３からの制御信号に従って、撮像素子２の電荷蓄積制御や画像信号の読み出し制御等を行う。撮像制御部７は、撮像素子２から画像信号を繰り返し出力させ、この出力した画像信号（画像データとも称する）は、ＡＧＣ／ＣＤＳ３に出力する。
【００２１】
ＡＧＣ／ＣＤＳ３は、画像信号の前処理を行う回路であり、画像信号の増幅処理（自動ゲイン制御（Auto gain control））や、アンプ雑音やリセット雑音を除去するための相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）等の処理を行う。
【００２２】
ＡＧＣ／ＣＤＳ３によって前処理された画像信号は、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital Converter）４に出力する。Ａ／Ｄ４は、アナログデジタル変換器であり、画像信号をデジタルデータに変換し、信号処理部５に出力する。信号処理部５は、デジタルデータに変換された画像信号のデジタル処理を行い、バス１１に出力する。
【００２３】
ＡＥ（Automatic Exposure）処理部８は、バス１１に出力された画像信号を入力し、被写体輝度に応じた被写体輝度情報を算出する。輝度情報の算出にあたっては、平均測光、中央重点測光、スポット測光、顔部のスポット測光等、ＣＰＵ１３からの指示に従って行う。この算出された輝度情報は、バス１１を介してＣＰＵ１３に出力する。ＣＰＵ１３は、この輝度情報等に基づいて、シャッタ速度、絞り値、ＩＳＯ感度等の露出制御値を演算し、ライブビュー表示用に露出制御を行い、またレリーズ釦が全押しされた際には、シャッタや絞り（不図示）の制御を行う。
【００２４】
画像処理部９は、信号処理部５によって処理された画像信号を、バス１１を介して入力し、画像処理を施し、この画像処理を施した画像信号をバス１１に出力する。画像処理として、ノイズリダクション処理、ホワイトバランス補正、同時化処理、色変換、階調変換（ガンマ変換）、エッジ強調、ＹＣ変換を行う。また、ＹＣ変換された画像データの圧縮処理や、圧縮された画像データの伸張処理も行う。ライブビュー用に画像処理された画像データは表示部１５に出力され、ライブビュー表示される。また記録用に画像処理された画像データは、記録媒体１０に出力され記録される。
【００２５】
ＡＦ（Auto Focus）処理部１４は、信号処理部５によって処理された画像信号を、バス１１を介して入力し、１フレーム分の画像信号を入力するたびにコントラス値を表す焦点評価値を生成し、ＣＰＵ１３に出力する。ＣＰＵ１３は、焦点評価値に基づいて、レンズ制御部６を介して光学系１のフォーカスレンズを合焦位置に駆動させる。ＡＦ処理部１４は、画像信号に基づいて焦点評価値を算出する焦点評価値算出部として機能する。
【００２６】
表示部１５は、ライブビュー表示用の画像データや再生用の画像データを入力し、ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示パネルに画像データに基づくライブビュー画像や再生画像の表示を行う。
【００２７】
操作部１６は、電源スイッチ、レリーズ釦、再生釦、メニュー釦等の操作部材を有し、これらの操作部材の操作状態を検出し、バス１１を介してＣＰＵ１３に出力する。ＣＰＵ１３は、これらの操作部材の操作状態に応じた処理を実行する。
【００２８】
記録媒体１０は、カメラ本体に装填可能または固定された電気的書き換え可能な不揮発性メモリを有し、記録用の画像データを入力し、記録する。また、記録された画像データが読み出されると、画像処理部９において画像処理され、表示部１５に再生表示される。
【００２９】
記憶部１２は、揮発性または不揮発性の電気的に書き換え可能なメモリであり、種々のデータの記憶に使用される。この記憶部１２は、光学系１のフォーカスレンズの移動方向が逆方向と判定された場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶する記憶部として機能する（図２のＳ５参照）。
【００３０】
バス１１に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）１３は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（不図示）に記憶されたプログラムに従って、カメラ全体の制御を行う。また、ＣＰＵ１３は、光学系１に含まれるフォーカスレンズを移動しながら、撮像素子２により繰り返し撮像を行って画像信号を取得し、この画像信号に基づいて焦点調節動作を行う。
【００３１】
また、ＣＰＵ１３は、フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるか否かを判定する第１の方向判定部（図２のＳ７、図３のＳ３１参照）と、この第１の方向判定部が逆方向と判定した場合に（図３のＳ３１Ｎｏ）、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し（図３のＳ３７参照）、第２の焦点評価値と記憶部１２に記憶された第１の焦点評価値との差に基づいて方向を判定する第２の方向判定部（図３のＳ３９〜Ｓ４７）と、第１の方向判定部の出力または第２の方向判定部の出力に基づいてフォーカスレンズを合焦となる位置へ移動する制御部（図２のＳ１７〜Ｓ２３参照）として、機能する。
【００３２】
次に、図２ないし図４に示すフローチャートを用いて、本実施形態のＡＦ動作について説明する。なお、図２ないし図４に示すフローチャートは、不図示のフラッシュメモリ等の不揮発性メモリに記憶されているプログラムにしたがってＣＰＵ１３が各部を制御し実行する。
【００３３】
図２に示すＡＦ動作のフローに入ると、まず、前処理を行う（Ｓ１）。ここでは、ＡＥ処理部８からの輝度情報等に基づいて、ＡＦ用露出設定等の前処理を行う。
【００３４】
前処理を行うと、次に、レンズ駆動を開始する（Ｓ３）。ここでは、予め決めた方向、すなわち無限方向か至近方向に、レンズ制御部６が光学系１のフォーカスレンズを駆動する。また、駆動速度を一定としてレンズ駆動を行う。
【００３５】
レンズ駆動を開始すると、次に、焦点評価値取得を行う（Ｓ５）。ここでは、撮像素子２から１フレーム分の画像信号が出力されるたびに、ＡＦ処理部１４が焦点評価値を算出する。ここで、取得した焦点評価値は記憶部１２に記憶される。また、ＣＰＵ１３の指示によりレンズ制御部６は、撮像素子２の撮像が実行されるタイミングでフォーカシングレンズ位置情報を取得する。このフォーカスレンズ位置情報は、焦点評価値と対応づけられて記憶部１２に記憶される。
【００３６】
焦点評価値を取得すると、次に、方向検出を行う（Ｓ７）。ここでは、ＡＦ処理部１４によって算出された焦点評価値に基づいて、レンズ制御部６によって制御されているフォーカスレンズの駆動方向が、現在、順方向か逆方向かを検出する。焦点評価値が連続的に増加していれば順方向、また焦点評価値が減少していれば逆方向と判定する。ステップＳ７における判定の結果、方向検出ができない場合には、ステップＳ５に戻る。少なくとも、撮像素子２から２フレーム目の画像信号が出力され焦点評価値が算出されるまでは、方向検出を行うことができない。
【００３７】
ステップＳ７における判定の結果、方向検出ができた場合には、方向判定を行う（Ｓ９）。ステップＳ７における方向検出の結果が、逆方向であった場合には、手ブレ等によって、一時的に逆方向が検出される場合と、焦点評価値の最大値の位置が逆方向にある場合がある。そこで、このステップＳ９においては、手ブレ等の影響を排除して正しい駆動方向を判定する。この方向判定の詳しい動作については、図３を用いて後述する。
【００３８】
方向判定を行うと、次に、順方向か否かを判定する（Ｓ１１）。ここでは、ステップＳ９における方向判定の結果を踏まえて、判定する。
【００３９】
ステップＳ１１における判定の結果、順方向でなかった場合には、逆方向か否かを判定する（Ｓ１３）。ここでは、ステップＳ９における方向判定の結果を踏まえて判定する。この判定の結果、逆方向でなかった場合には、いずれの方向か判定できなかった（方向不定）ことから、ステップＳ３に戻り、現在位置において、焦点評価値を取得し、再度、駆動方向を判定し直す。
【００４０】
ステップＳ１３における判定の結果、逆方向であった場合には、駆動方向を反転する（Ｓ１５）。この場合には、焦点評価値の最大値が駆動方向と逆方向にあることから、光学系１のフォーカスレンズの駆動方向を反転させる。
【００４１】
ステップＳ１１における判定の結果、順方向であった場合、またはステップＳ１５において駆動方向を反転させると、次に、焦点評価値を取得する（Ｓ１７）。ここでは、ステップＳ５と同様に、撮像素子２から１フレーム分の画像信号が出力されると、ＡＦ処理部１４が焦点評価値を生成するので、この値を取得し、撮像動作を行った際のフォーカスレンズ位置情報とともに記憶部１２に記憶する。
【００４２】
焦点評価値を取得すると、次に、ピーク検出したか否かを判定する（Ｓ１９）。ここでは、記憶部１２に記憶されている焦点評価値の時間的変化に基づいて、最大値を検出したか否かを判定する。この判定の結果、ピーク検出でない場合には、ステップＳ１７に戻り、再度、焦点評価値を取得し、ピーク検出を行う。
【００４３】
ステップＳ１９における判定の結果、ピーク検出できた場合には、次に、合焦位置を演算する（Ｓ２１）。ピーク検出できたことを判定できるのは、ピークを通り過ぎ焦点評価値が減少してからである。そこで、このステップでは、離散的な複数の焦点評価値のうちのピーク（最大値）に基づいて、真のピーク位置に当たる合焦位置を算出する。具体的には、ピーク（最大値）となった焦点評価値とその時のフォーカスレンズ位置、およびその前後の焦点評価値とその時のフォーカスレンズ位置の３点の焦点評価値と対応するフォーカスレンズ位置とから補間演算する等により算出する。
【００４４】
合焦位置演算を行うと、次に、合焦位置に駆動する（Ｓ２３）。ここでは、ステップＳ２１において演算した合焦位置に移動するように、レンズ制御部６に対して制御命令を出力する。この合焦位置駆動を行うと、ＡＦ動作のフローを終了する。
【００４５】
次に、図３を用いて、ステップＳ９における方向判定の動作を説明する。このフローは、前述したように、手ブレ等によって駆動方向が逆方向と判定された場合に、真の駆動方向を判定する。
【００４６】
図３に示す方向判定のフローに入ると、まず、順方向か否かを判定する（Ｓ３１）。ここではステップＳ７において判定された駆動方向が順方向か否かを判定する。この判定の結果、逆方向と判定された場合には、ステップＳ３３以下において、手ブレ等の影響を考慮して方向判定を行う。一方、順方向と判定された場合には、焦点評価値の最大値は順方向にあることから、方向判定を行う必要がないため、この方向判定フローを終了し、元のフローに戻る。
【００４７】
ステップＳ３１における判定の結果、順方向でなかった場合には、レンズ駆動を停止する（Ｓ３３）。ステップＳ３においてレンズの駆動を開始し、駆動しながら撮像素子２からの画像信号に基づいて焦点評価値を算出していたが、このステップでは、レンズ制御部６に対してレンズ駆動停止信号を出力し、レンズ駆動を停止する。
【００４８】
レンズ駆動を停止すると、次に、方向確定スレッシュの設定を行う（Ｓ３５）。ここでは、ステップＳ７において逆方向と判定された際の直近の焦点評価値（この値は記憶部１２に記憶されている）に対して、所定幅（Ｔｈ）を加算もしくは減算した値を上限側スレッシュもしくは下限側スレッシュとする。上限側スレッシュはＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋、下限側スレッシュはＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−で表わす。これらのスレッシュは、後述するステップＳ３９とＳ４１において使用する。
【００４９】
方向確定スレッシュ設定を行うと、次に、焦点評価値を取得する（Ｓ３７）。ここでは、ステップＳ５と同様に、撮像素子２から１フレーム分の画像信号が出力されると、ＡＦ処理部１４が焦点評価値を算出するので、この値を取得する。
【００５０】
焦点評価値を取得すると、次に、焦点評価値≧ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋であるか否かを判定する（Ｓ３９）。ここではステップＳ３７において取得した焦点評価値と、ステップＳ３５において設定した上限側スレッシュとの大小関係に基づいて判定する。
【００５１】
ステップＳ３９における判定の結果、焦点評価値≧ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋であった場合には、順方向と判定する（Ｓ４３）。ここでは、焦点評価値が上限スレッシュ以上であった場合であり、ステップＳ７において逆方向と検出されたのは、手ブレによる誤判断とし、元々の方向、すなわち順方向と判定する。
【００５２】
ステップＳ３９における判定の結果、焦点評価値≧ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋でなかった場合には、評価値＜ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−か否かを判定する（Ｓ４１）。ここではステップＳ３７において取得した焦点評価値と、ステップＳ３５において設定した下限側スレッシュとの大小関係に基づいて判定する。
【００５３】
ステップＳ４１における判定の結果、焦点評価値＜ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−でなかった場合には、逆方向と判定する（Ｓ４５）。この場合は、焦点評価値が上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内にあり、手ブレの影響は小さく、ステップＳ７における方向検出結果は正しいとして、逆方向と判定する。
【００５４】
ステップＳ４１における判定の結果、焦点評価値＜ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−であった場合には、方向再判定を行う（Ｓ４７）。この場合は、焦点評価値が下限側スレッシュよりも小さい場合であり、手ブレが未だ継続しているとみなし、さらに一定期間、焦点評価値を取得し、再判定を行う。方向再判定の詳しい動作については、図４を用いて後述する。
【００５５】
ステップＳ３１における判定の結果、順方向であった場合、またはステップＳ４３において順方向と判定すると、またはステップＳ４５において逆方向と判定すると、またはステップＳ４７において方向再判定を行うと、方向判定のフローを終了し、元のフローに戻る。
【００５６】
このように、ステップＳ７において焦点評価値の最大値の位置が逆方向と判定されると、この方向判定のフローにおいて、逆方向と判断した時点の焦点評価値（Ｓ５）に基づいて上下限側スレッシュを設定し（Ｓ３５）、焦点評価値を再取得し（Ｓ３７）、再取得した焦点評価値と上下限側スレッシュの大小関係から、駆動方向を判定している（Ｓ３９〜Ｓ４７）。
【００５７】
なお、ステップＳ３５における方向確定スレッシュの設定では、ステップＳ５において取得した逆方向判断時の焦点評価値に対して、所定値Ｔｈを加算または減算した値を上下限側スレッシュとしていた。しかし、これに限らず、逆方向判断時の焦点評価値に所定数を乗算した値等、他の方法によって決めてもよい。また、上限側と下限側の加算・減算する所定値を変えても構わない。逆方向判断時の焦点評価値と方向判定時の焦点評価値との差に基づいて方向判定ができればよい。
【００５８】
次に、図４に示すフローチャートを用いて、ステップＳ４７の方向再判定の動作を説明する。このフローは、前述したように、手ブレが未だ継続しているとみなされる場合であり、一定期間だけ焦点評価値を取得し、この焦点評価値の変化から方向を再度判定する。
【００５９】
図４に示す方向再判定のフローに入ると、まず、カウンタを初期化する。すなわち、カウンタＣＮＴ+＝０とし、カウンタＣＮＴ０＝０とし、カウンタＮ＝０とする（Ｓ５１）。ここで、カウンタＣＮＴ０は、焦点評価値がステップＳ３５において設定した上限側スレッシュＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋と下限側スレッシュＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−の範囲内にある場合にカウントするカウンタである。また、カウンタＣＮＴ＋は、焦点評価値が上限側スレッシュＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋以上である場合にカウントするカウンタである。また、カウンタＮは、一定期間、焦点評価値の取得をカウントするカウンタである。
【００６０】
カウンタの初期化を行うと、次に、焦点評価値取得回数が上限に達しているか否かを判定する（Ｓ５３）。焦点評価値取得回数の上限値は予め設定しておき、このステップでは、カウンタＮによるカウント値が上限に達したか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ５３における判定の結果、焦点評価値取得回数が上限に達していない場合には、焦点評価値を取得し、カウンタＮに１を加算する（Ｓ５５）。撮像素子２から１フレーム分の画像信号が出力されと、ＡＦ処理部１４が焦点評価値を算出するので、このステップでは、取得した焦点評価値を記憶部１２に記憶する。また、焦点評価値の取得数カウンタＮに１を加算する。
【００６２】
続いて、焦点評価値＜ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−であるか否かを判定する（Ｓ５７）。ここでは、ステップＳ５５において取得した焦点評価値が下限側スレッシュＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−より小さいか否かを判定する。前述したように、手ブレが継続し、焦点評価値が不安定な場合には、焦点評価値が下限側スレッシュより小さくなる。この判定の結果、焦点評価値が下限側スレッシュより小さかった場合には、ステップＳ５３に戻る。
【００６３】
ステップＳ５７における判定の結果、焦点評価値＜ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−でなかった場合には、焦点評価値≧ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋か否かを判定する（Ｓ５９）。ここでは、ステップＳ５５において取得した焦点評価値が上限側スレッシュＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋より大きいか否かを判定する。前述したように、焦点評価値が上限スレッシュより大きい場合は順方向であり、また焦点評価値が上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内にある場合は逆方向である。
【００６４】
ステップＳ５９における判定の結果、焦点評価値≧ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋であった場合には、カウンタＣＮＴ＋に１を加算する（Ｓ６１）。一方、焦点評価値≧ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋でなかった場合には、カウンタＣＮＴ０に１を加算する（Ｓ６３）。ステップＳ６１またはＳ６３においてカウンタＣＮＴ０またはＣＮＴ＋に１を加算すると、ステップＳ５３に戻る。
【００６５】
このように、ステップＳ５３において、焦点評価値取得回数が上限に達するまでステップＳ５５〜Ｓ６３を繰り返し実行する。この間、焦点評価値が上限側スレッシュを超えた回数がカウンタＣＮＴ＋にカウントされ、また焦点評価値が上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内にある場合の回数がカウンタＣＮＴ０にカウントされる。
【００６６】
ステップＳ５３における判定の結果、焦点評価値取得回数が上限に達すると、カウンタＣＮＴ＋が焦点評価値取得回数上限値と等しいか否かを判定する（Ｓ７１）。焦点評価値取得回数が上限に達したことから、ステップＳ７１以下において、方向判定を行う。このステップでＳ７１は、ステップＳ６１においてカウントしたカウンタＣＮＴ+のカウント値が、焦点評価値取得回数の上限値と等しいか否かを判定する。
【００６７】
ステップＳ７１における判定の結果、カウンタＣＮＴ+が焦点評価値取得回数上限値と等しい場合には、順方向と判定する（Ｓ７５）。カウンタＣＮＴ＋のカウント値が焦点評価値取得回数上限値と等しい場合は、焦点評価値が連続して上限側スレッシュ以上であった場合である。この場合には、手ブレが収束し、最初の逆方向検出（図２のステップＳ７参照）は、手ブレによる誤判定として、順方向と判定する。
【００６８】
ステップＳ７１における判定の結果、カウンタＣＮＴ+が焦点評価値取得回数上限値と等しくない場合には、カウンタＣＮＴ０が焦点評価値取得回数上限値と等しいか否かを判定する（Ｓ７３）。このステップでは、ステップＳ６３においてカウントするカウンタＣＮＴ０のカウント値が、焦点評価値取得回数の上限値と等しいか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ７３における判定の結果、カウンタＣＮＴ０が焦点評価値取得回数上限値と等しい場合には、逆方向と判定する（Ｓ７７）。カウンタＣＮＴ０が焦点評価値取得回数上限値と等しい場合は、焦点評価値が連続して上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内にある場合である。この場合には、手ブレが収束し、最初の逆方向の判断は正しいとして、逆方向と判定する。
【００７０】
一方、ステップＳ７３における判定の結果、カウンタＣＮＴ０が焦点評価値取得回数上限値と等しくない場合には、方向不定と判定する（Ｓ７９）。ステップＳ７１、Ｓ７３における判定がＹｅｓでない場合には、被写体までの距離が変化したとして、フォーカスレンズの現在位置において、再度ＡＦを開始するために方向不定と判定する。
【００７１】
ステップＳ７５、Ｓ７７、Ｓ７９において、判定結果を設定すると、元のフローに戻る。
【００７２】
このように、方向再判定のフローにおいては、再取得した焦点評価値が下限側スレッシュよりも小さい場合には（図３のＳ４１、Ｓ４７）、予め決められた回数に亘って、焦点評価値を取得し（Ｓ５５）、この焦点評価値が、上限側スレッシュ以上であった回数（Ｓ６１）、上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内の回数（Ｓ６３）、下限側スレッシュより小さかった回数をカウントし、これらのカウント数に応じて、駆動方向を判定している（Ｓ５３〜Ｓ７９）。このように所定期間の間に亘って焦点評価値を判定するようにしているので、所定期間の間続くような手ブレ等の影響を除去して、焦点評価値の最大値の位置する方向を誤ることなく、安定した焦点調節を行うことができる。
【００７３】
なお、ステップＳ７１、Ｓ７３において、カウンタ値が焦点評価値取得回数上限値と等しいか否かを判定していたが、焦点評価値取得回数上限値に限らず、例えば、焦点評価値取得回数上限値から所定数（例えば１）を減算した値や、焦点評価値取得回数上限値に所定数（例えば０．９）を乗算した値等、他の値であってもよい。
【００７４】
次に、図５および図６を用いて、本実施形態における焦点評価値の変化を説明する。図５は、図２に示したフローチャートの実行時における焦点評価値の変化を示す。すなわち、フォーカスレンズを無限方向から至近方向に向かって駆動している場合の焦点評価値の変化を示しており、横軸はレンズ位置を、また縦軸は焦点評価値である。
【００７５】
図５において、理想環境下では、点線で示すようにレンズ駆動開始位置（図中、ＬＰ１の位置）の焦点評価値から最大値（図中、ＬＰ４の位置での焦点評価値）まで連続して焦点評価値が増加している。しかし、例えば、カメラのレリーズスイッチを押し込んだときに発生するような手ブレの影響が有る場合には、実線で示すように焦点評価値が減少する場合がある。この場合には、前述したように、レンズ位置ＬＰ３にて真の焦点評価値の最大値のある方向と逆方向に最大値があると誤検出してしまうおそれがある。
【００７６】
この誤検出を防止するために、本実施形態においては、図３に示すように方向判定を行なっている。すなわち、レンズ位置ＬＰ３にて駆動方向を逆方向と判定すると（図３のＳ３１Ｎｏ）、ステップＳ３３以下において、手ブレ等の影響を考慮した方向判定を行うようにしている。
【００７７】
図６は、図３および図４に示したフローチャートの実行時における焦点評価値の変化を示す。図６におけるレンズ位置は、図５で逆方向と検出したレンズ位置ＬＰ３である。図３のＳ３７において取得した焦点評価値が、図６のＴＰ１時点でＡ１の場合には、上限側スレッシュ（ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ＋）と下限側スレッシュ（ＣｏｎｔＢ＿Ｔｈ−）の範囲内にあるため、逆方向と判定される（図３のＳ４５）。また、ＴＰ１時点での焦点評価値がＢ１の場合には、上限側スレッシュ以上であるため、順方向と判定される（図３のＳ４３）。また、ＴＰ１時点での焦点評価値がＣ１の場合には、焦点評価値が下限側スレッシュより小さいために方向再判定を行う（図３のＳ４７）。
【００７８】
方向再判定は、レンズ位置は停止したままで（図３のＳ３３において停止したままとなっている）、撮像素子２から１フレーム分の画像信号出力されるたびに（図６において、ＴＰ２時点、ＴＰ３時点）、焦点評価値を取得し（図４のＳ５５）、このときの焦点評価値と上下限スレッシュとの関係に応じて、判断している。
【００７９】
図６において、ＴＰ２時点で焦点評価値がＣ２−Ｌ１、ＴＰ３時点で焦点評価値がＣ２−Ｌ２と変化した場合には、焦点評価値が上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内に連続して在るために、逆方向と判定する（図４のＳ７７）。ただし、これは焦点評価位置取得回数上限を２と設定している場合である。また、ＴＰ２時点で焦点評価値Ｃ２−Ｍ１、ＴＰ３時点で焦点評価値Ｃ２−Ｍ２と変化した場合には、焦点評価値が連続して上限側スレッシュ以上であるため、順方向と判定する（図４のＳ７５）。また、ＴＰ２時点で焦点評価値Ｃ２−Ｎ１、ＴＰ３時点で焦点評価値Ｃ２−Ｎ２と変化した場合には、焦点評価値が連続して上限側スレッシュと下限側スレッシュの範囲内にない場合、または上限側スレッシュ以上にならない場合は、方向不定と判定する（図４のＳ７９）。
【００８０】
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、フォーカスレンズの移動方向に対して順方向であるか逆方向であるか否かの第１の方向判定を行い（図２のＳ７、図３のＳ３１）、逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置において算出された第１の焦点評価値を記憶部に記憶し（図１の記憶部１２、図２のＳ５）、逆方向と判定した場合に、逆方向と判定したときのフォーカスレンズの位置にて第２の焦点評価値を算出し（図３のＳ３７）、第２の焦点評価値と記憶部に記憶された第１の焦点評価値との差に基づいて第２の方向判定を行い（図３のＳ３９〜Ｓ４７）、第１の方向判定または第２の方向判定の結果に基づいてフォーカスレンズを合焦となる位置へ移動している（図２のＳ１１〜Ｓ２３）。
【００８１】
このように、フォーカスレンズの移動方向が第１の方向判定で逆方向と判定された場合に、その位置の焦点評価値を記憶しておき、さらに第２の方向判定を行っているので、手ブレ等が発生した場合でも、焦点評価値が最大値となる方向を誤ることなく、安定性の高い焦点調節を行うことができる。
【００８２】
また、本発明の一実施形態においては、第２の方向判定にあたって、第２の焦点評価値（図３のＳ３７）と第１の焦点評価値（図２のＳ５）との差を所定値の閾値と比較して方向を判定している（図３のＳ３９、Ｓ４１）。このため、閾値を適宜選択することによって、手ブレ等によって焦点評価値の変化する場合であっても駆動方向を適切に判定することができる。
【００８３】
また、本発明の一実施形態においては、第２の方向判定にあたって、第２の焦点評価値と第１の焦点評価値との差が第１の閾値を越える場合に順方向と判定している（図３のＳ３９Ｙｅｓ、Ｓ４３）。すなわち、第１の焦点評価値に基づいて逆方向と判定した場合であっても、第２の焦点評価値が第１の閾値以上の場合には、手ブレによる誤判断として、順方向と判断している。したがって、誤判断を防止し、駆動方向を適切に判定することができる。
【００８４】
また、本発明の一実施形態においては、第２の方向判定にあたって、第２の焦点評価値と第１の焦点評価値との差が第１の閾値と第２の閾値の範囲内である場合に逆方向と判定している（図３のＳ４１Ｎｏ、Ｓ４５）。第２の焦点評価値が第１の閾値と第２の閾値の範囲内にある場合には、手ブレの影響は小さく、第１の方向判定は正しいとして、逆方向と判定している。
【００８５】
また、本発明の一実施形態においては、第２の方向判定にあたって、第２の焦点評価値と第１の焦点評価値の差が第２の閾値よりも小さい場合に（図３のＳ３９Ｎｏ、Ｓ４１Ｙｅｓ）、フォーカスレンズの位置にて焦点評価値算出部により第３の焦点評価値を取得させ（図４のＳ５５）、第３の焦点評価値と第１の焦点評価値の差を、所定の閾値と比較して方向を判定している（図４のＳ５７、Ｓ５９）。手ブレ等が未だ継続しているとみなされる場合に、一定期間焦点評価値を取得し、この焦点評価値の変化から方向を再度判定するようにしている。このため、手ブレ等の影響を除去した安定性の高い駆動方向の判定を行うことができる。
【００８６】
なお、本発明の一実施形態においては、上限側スレッシュと下限側スレッシュを設定して、第１の焦点評価値と第２の焦点評価値の差を評価していた。しかし、これに限らず、直接、第１の焦点評価値と第２の焦点評価値の差分を求め、この差分値に基づいて判定する等、他の方法で第１の焦点評価値と第２の焦点評価値の差を評価するようにしてもよい。
【００８７】
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォーンや携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、焦点評価値を用いて焦点調節を行う機器であれば、本発明を適用することができる。
【００８８】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【００８９】
本発明は、上記実施形態にそのまま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の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。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・光学系、２・・・撮像素子、３・・・ＡＧＣ／ＣＤＳ、４・・・Ａ／Ｄ、５・・・信号処理部、６・・・レンズ制御部、７・・・撮像制御部、８・・・ＡＥ処理部、９・・・画像処理部、１０・・・記録媒体、１１・・・バス、１２・・・記憶部、１３・・・ＣＰＵ、１４・・・ＡＦ処理部、１５・・・表示部、１６・・・操作部
【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５】
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【図６】
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