(57)【要約】【課題】  精度のよいオートフォーカスが短時間で可能な焦点調節装置を提供する。【解決手段】  測距装置５の測定した距離データに基づいてレンズ位置を調節する焦点調節装置１であって、入射光を入力してセンサデータを出力する撮像装置３と、センサデータを画像処理し、被写体周辺の輝度値を出力する画像処理部４と、測定した被写体１０周辺の輝度に応じて、測距装置５の距離の測定回数Ｎと、測距装置５の距離データが有効なデータであるか否かを判定する閾値Ｓとの少なくとも一方を設定する制御回路８とを有して構成する。【選択図】        図２
2006126306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距手段の測定した距離データに基づいてレンズ位置を調節する焦点調節装置であって、
入射光を受光してセンサデータを出力する受光センサと、
前記センサデータを画像処理し、被写体周辺の輝度値を出力する画像処理手段と、
前記輝度値に応じて、前記測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定する制御手段とを有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記輝度値が所定値よりも小さい場合の前記測距回数は、前記輝度値が前記所定値よりも大きい場合の前記測距回数よりも多く設定されていることを特徴とする請求項１記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記輝度値が所定値よりも小さい場合の前記判定閾値は、前記輝度値が前記所定値よりも大きい場合の前記判定閾値よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の焦点調節装置。
【請求項４】
前記輝度値が所定値よりも小さい場合の前記判定閾値は、前記輝度値が前記所定値よりも大きい場合の前記判定閾値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の焦点調節装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記設定に従って得られた前記距離データに基づいて前記レンズ位置を調節した後に、前記レンズを駆動しながら前記輝度値を算出して前記輝度値が最大値となる合焦位置を検出し、該合焦位置に前記レンズを駆動することを特徴とする請求項１記載の焦点調節装置。
【請求項６】
測距手段の測定した距離データに基づいてレンズ位置を調節する焦点調節装置であって、
前記レンズ位置を検出する光学系検出手段と、
前記レンズ位置に応じて、前記測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定する制御手段とを有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
前記レンズ位置に基づいて前記レンズのズーム状態がテレと判定された時の前記測距回数は、前記レンズのズーム状態がワイドと判定された時の前記測距回数よりも多く設定されていることを特徴とする請求項６記載の焦点調節装置。
【請求項８】
前記レンズ位置に基づいて前記レンズのズーム状態がテレと判定された時の前記判定閾値は、前記レンズのズーム状態がワイドと判定された時の前記判定閾値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項６又は７項記載の焦点調節装置。
【請求項９】
前記レンズ位置に基づいて前記レンズのズーム状態がワイドと判定された時の前記判定閾値は、前記レンズのズーム状態がテレと判定された時の前記判定閾値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項６又は７記載の焦点調節装置。
【請求項１０】
入射光を受光してセンサデータを出力する受光センサと、
前記センサデータを画像処理し、前記被写体周辺の輝度値を出力する画像処理手段とを有し、
前記制御手段は、前記設定に従って得られた前記距離データに基づいて、前記レンズ位置を調節した後に、前記レンズを駆動しながら前記輝度値を算出して前記輝度値が最大値となる合焦位置を検出し、該合焦位置に前記レンズを駆動することを特徴とする請求項６記載の焦点調節装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の焦点調節装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項１２】
入射光を受光して被写体周辺の輝度値を出力するステップと、
前記輝度値に応じて、距離を測定する測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定するステップと、
前記設定に従って得られた前記距離データに基づいて、前記レンズ位置を調節するステップとを有することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項１３】
レンズ位置を検出するステップと、
前記レンズ位置に応じて、距離を測定する測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定するステップと、
前記設定に従って前記測距手段により得られた前記距離データに基づいて、前記レンズ位置を調節するステップとを有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、光学系の焦点を被写体に自動で合わせる焦点調節装置、カメラ及び焦点調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系の焦点を被写体に合わせる焦点調節方法として、山登り方式のオートフォーカス（以下、ＡＦとも略記する）が用いられている。山登り方式のオートフォーカスは、光学系を移動させながら、その位置でのコントラスト値を撮像素子等を使用して求め、求めたコントラスト値が最大となる位置を合焦位置と判定する。
【０００３】
しかしながら、山登り方式のオートフォーカスは光学系をステッピングモータ等によって１ステップずつ移動させながら、その位置でのコントラスト値を測定していくため処理時間がかかるという問題がある。このため、測距手段によって被写体までの距離を複数回測距し、この測距結果に基づいて事前に光学系をオートフォーカスしておき（粗調）、その後に山登りオートフォーカスを行なうことで、合焦までの時間を短縮させる方法が取られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、測距手段によって測距を行なう時の測距手段の具体的な設定について考慮していない。例えば、被写体周囲の輝度や光学系のズーム状態を考慮せずに一様に測距を行なうと以下に示す問題が生じる。
【０００６】
被写体周囲の輝度が低く暗いと、パッシブ測距装置では測距精度が悪くなってしまう。このため測距した距離に基づくオートフォーカスの精度が悪く、合焦位置までのレンズの移動距離が大きくなる。このため山登りオートフォーカスに時間がかかり処理時間が長くなるという問題が生じる。
【０００７】
また、被写体周囲の輝度が高い場合には、精度のよい距離データを得ることができるので、測定回数はできるだけ少なくてよいが、暗い時と明るい時とで一様な測距回数に設定していると、不要な測距処理で測距時間が長くなり、オートフォーカスの時間が長くなるという問題が生じる。
【０００８】
また、レンズのズーム状態がワイド（広角）側にある場合、図１（Ａ）に示すように測距装置の測定エリアは、撮影エリアの一部しかカバーすることができないので、測距装置の測定エリア内に入らない被写体も存在する。このような場合に距離測定を複数回行なっても不要な測距処理となり、オートフォーカスの時間が不要に長くなる問題を生じる。
【０００９】
また、レンズのズーム状態がテレ（望遠）側にある場合、図１（Ｂ）に示すように被写体までの距離が遠くなると共にレンズの画角が狭くなるので、測距装置の測定エリアは撮影エリアのほとんどすべてをカバーすることができる。このためズーム状態がテレ（望遠）側にある場合には、複数回の測距を行なって精度のよい距離データを得ることが、オートフォーカス時間の短縮につながる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、精度のよいオートフォーカスが短時間で可能な焦点調節装置及びカメラ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】
【００１１】
かかる目的を達成するために本発明の焦点調節装置は、測距手段の測定した距離データに基づいてレンズ位置を調節する焦点調節装置であって、入射光を受光してセンサデータを出力する受光センサと、前記センサデータを画像処理し、被写体周辺の輝度値を出力する画像処理手段と、前記輝度値に応じて、前記測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定する制御手段とを有する構成としている。このように輝度値に基づいて測距回数や、判定閾値を設定するので、被写体周辺の環境に応じた測距を行なうことができる。従って、精度のよい測距を短時間に行うことができ、高精度なオートフォーカスを短時間で行なうことができる。
【００１２】
上記焦点調節装置において、前記輝度値が所定値よりも小さい場合の前記測距回数は、前記輝度値が前記所定値よりも大きい場合の前記測距回数よりも多く設定されているとよい。このように被写体周辺が暗いと判定される場合には、明るい場合よりも測距回数を増やすことで精度よく測距を行なうことができる。また、被写体周辺が明るいと判定される場合には、暗いと判定される場合よりも測距回数を減らすことで短時間で、精度のよい距離データを得ることができる。
【００１３】
上記焦点調節装置において、前記輝度値が所定値よりも小さい場合の前記判定閾値は、前記輝度値が前記所定値よりも大きい場合の前記判定閾値よりも小さく設定されているとよい。このように被写体周辺が暗いと判定される場合には、明るい場合よりも判定閾値を小さく設定することで、測定エラーの発生回数を減らして不要な測距処理を減らすことができる。また、被写体周辺が明るいと判定される場合には、暗いと判定される場合よりも判定閾値を大きく設定することで、精度のよい距離データを得ることができる。
【００１４】
上記焦点調節装置において、前記輝度値が所定値よりも小さい場合の前記判定閾値は、前記輝度値が前記所定値よりも大きい場合の前記判定閾値よりも大きく設定されているとよい。このように被写体周辺が暗いと判定される場合には、明るい場合よりも判定閾値を大きく設定することで、無駄な測距が行なわれないようにすることができ、処理時間を短縮させることができる。
【００１５】
上記焦点調節装置において、前記制御手段は、前記設定に従って得られた前記距離データに基づいて前記レンズ位置を調節した後に、前記レンズを駆動しながら前記輝度値を算出して前記輝度値が最大値となる合焦位置を検出し、該合焦位置にレンズを駆動するとよい。従って、レンズを合焦位置に精度よく駆動することができる。
【００１６】
本発明の焦点調節装置は、測距手段の測定した距離データに基づいてレンズ位置を調節する焦点調節装置であって、前記レンズ位置を検出する光学系検出手段と、前記レンズ位置に応じて、前記測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定する制御手段とを有する構成としている。このようにレンズ位置に基づいて測距回数や判定閾値を設定するので、レンズのズーム状態に応じた測距を行なうことができる。従って、精度のよい測距を短時間に行うことができ、高精度なオートフォーカスを短時間で行なうことができる。
【００１７】
上記構成の焦点調節装置において、前記レンズ位置に基づいて前記レンズのズーム状態がテレと判定された時の前記測距回数は、前記レンズのズーム状態がワイドと判定された時の前記測距回数よりも多く設定されているとよい。このようにレンズのズーム状態がテレの場合には、測距回数を増やすことで、精度よく測距を行なうことができる。またレンズのズーム状態がワイドの場合には、測距回数を減らすことで不要な測距処理を減らすことができる。
【００１８】
上記構成の焦点調節装置において、前記レンズ位置に基づいて前記レンズのズーム状態がテレと判定された時の前記判定閾値は、前記レンズのズーム状態がワイドと判定された時の前記判定閾値よりも大きく設定されているとよい。このようにレンズのズーム状態がテレと判定される場合には、判定閾値を大きく設定することで、精度のよい距離データを得ることができる。
【００１９】
上記構成の焦点調節装置において、前記レンズ位置に基づいて前記レンズのズーム状態がテレと判定された時の前記判定閾値は、前記レンズのズーム状態がワイドと判定された時の前記判定閾値よりも大きく設定されているとよい。このようにレンズのズーム状態がワイドと判定される場合に、判定閾値を大きく設定することで、測定エラーを発生させやすくして無駄な測距が行なわれないようにすることができる。
【００２０】
上記構成の焦点調節装置において、入射光を受光してセンサデータを出力する受光センサと、前記センサデータを画像処理し、前記被写体周辺の輝度値を出力する画像処理手段とを有し、前記制御手段は、前記設定に従って得られた前記距離データに基づいて前記レンズ位置を調節した後に、前記レンズを駆動しながら前記輝度値を算出して前記輝度値が最大値となる合焦位置を検出し、該合焦位置にレンズを駆動するとよい。従って、レンズを合焦位置に精度よく駆動することができる。
【００２１】
本発明のカメラは、請求項１から１０のいずれか１項に記載の焦点調節装置を備えて構成している。このように請求項１から１０のいずれか１項に記載の焦点調節装置をカメラに搭載することで、高精度かつ短時間にオートフォーカス可能なカメラとすることができる。
【００２２】
本発明の焦点調節方法は、入射光を受光して被写体周辺の輝度値を出力するステップと、前記輝度値に応じて、距離を測定する測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定するステップと、前記設定に従って得られた前記距離データに基づいて、前記レンズ位置を調節するステップとを有している。このように輝度値に基づいて測距回数や判定閾値を設定するので、被写体周辺の環境に応じた測距を行なうことができる。従って、精度のよい測距を短時間に行うことができ、高精度なオートフォーカスを短時間で行なうことができる。
【００２３】
本発明の焦点調節方法は、レンズ位置を検出するステップと、前記レンズ位置に応じて、距離を測定する測距手段の測距回数と前記測距手段の距離データが有効なデータであるか否かを判定する判定閾値との少なくとも一方を設定するステップと、前記設定に従って前記測距手段により得られた前記距離データに基づいて、前記レンズ位置を調節するステップとを有している。このようにレンズ位置に基づいて測距回数や、判定閾値を設定するので、レンズのズーム状態に応じた測距を行なうことができる。従って、精度のよい測距を短時間に行うことができ、高精度なオートフォーカスを短時間で行なうことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、精度のよいオートフォーカスが短時間で可能な焦点調節装置及びカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
まず、図２を参照しながら本実施例の焦点調節装置１の構成について説明する。図２に示すように焦点調節装置１は、撮像装置に被写体像を結像させる光学系２と、被写体像を撮像する撮像装置３と、撮像装置で取得された画像信号（センサデータ）に対して画像処理を行う画像処理手段（例えば、ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４と、自ら光を発せず被写体１０から受ける光を受光して測距を行なうパッシブ型の測距装置５と、ステッピングモータ等の駆動を制御し、光学系２のレンズ位置を駆動制御する駆動部６と、光学系２のレンズ位置を検出するレンズエンコーダ等からなる光学系検出部７と、上記各装置を制御する制御回路８と、制御回路のワークエリアとして使用され、制御回路８の制御に必要なデータを記録したメモリ９とを有している。制御回路８は、駆動部６によってステッピングモータを制御し、モータの回転に伴うレンズの変位量を、光学系検出部７によって検出し、制御回路８にフィードバックする。
【００２７】
図３を参照しながら測距装置５の構成について説明する。本実施例の測距装置５は、被写体１０までの距離を測定するライン型パッシブ測距装置である。測距装置５の正面には一対のレンズ１１、１２が設けられており、これらのレンズ１１、１２は図３に示すように水平方向に基線長ａだけ離間して配置されている。一対のレンズ１１、１２の下には、図３に示すようにこれらレンズ１１、１２からそれぞれ焦点距離ｆだけ離間して一対のラインセンサ１３、１４が配置されている。図３に示すようにラインセンサ１３、１４も水平方向に沿って配置され、基線長ａだけ離れて配置されている。ラインセンサ１３、１４は直線状に配列された所定数の光検出素子（画素）を有する一対のラインＣＣＤまたはその他のライン型撮像素子からなる。一対のラインセンサを用いたパッシブ測距では、左右のレンズ１１、１２によってラインセンサ１３、１４上に結像する画像の位相差によって被写体１０までの距離を測定するため、図３に示すように左右両方のラインセンサに結像する領域が測距可能領域となる。
【００２８】
上記構成を有する焦点調節装置１のオートフォーカスの手順について説明する。まず、図４を参照しながら全体の動作手順を説明する。まず、撮像装置３を用いて被写体１０周辺の輝度判定を行う（ステップＳ１）。次に、測距装置５を用いて被写体１０までの距離を測定し、この測定結果に基づいて光学系２のレンズを駆動して粗調を行なう（以下、測距ＡＦと略記する。ステップＳ２）。次に、撮像装置３によって測定されるコントラストによって山登りオートフォーカスを行なう（以下、山登りＡＦと略記する。ステップＳ３）。
【００２９】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら輝度判定（ステップＳ１）の詳細を説明する。まず撮像装置３の備えるエリアセンサで、被写体１０方向から入射する入射光を所定時間受光し、受光量に応じた電荷を蓄積する（ステップＳ１１）。撮像装置３は、フォトダイオードを備え、光を入射するとフォトダイオートで光電変換し、光の強弱に応じた信号電荷を時間と共に蓄積する。この所定時間蓄積された電荷をセンサデータとして読み出し、画像処理部４でＡ／Ｄ変換する（ステップＳ１２）。Ａ／Ｄ変換されたセンサデータに画像処理部４でさらに周知の処理を行い、輝度情報を出力する（ステップＳ１３）。
【００３０】
制御回路８は、画像処理部４で得られた輝度情報を所定値と比較し、被写体１０周辺の明るさを判定する（ステップＳ１４）。輝度情報が所定値よりも大きい場合（ステップＳ１４／ＹＥＳ）、被写体１０周辺が明るいと判定し、上述した測距ＡＦ処理（ステップＳ２）で使用する最大測距回数Ｎと閾値ＳとをそれぞれＮ１及びＳ１に設定する（ステップＳ１５）。最大測距回数とは、測距装置５で被写体１０までの距離を測定する最大回数を規定するものであり、閾値Ｓは、測距装置５により得られたセンサデータが有効なデータであるか否かを判定する閾値である。また、輝度情報が所定値よりも小さい場合（ステップＳ１４／ＮＯ）、被写体１０周辺が暗いと判断し、測距ＡＦ処理で使用する最大測距回数Ｎと閾値とをそれぞれＮ２及びＳ２に設定する（ステップＳ１６）。なお、Ｎ１＜Ｎ２であり、Ｓ１＞Ｓ２に設定されている。
【００３１】
次に、図６に示すフローチャートを参照しながら測距ＡＦ処理の詳細について説明する。まず、制御回路８は、被写体１０までの距離の測定回数をカウントするカウンタｎの値を１に設定する（ステップＳ２１）。
【００３２】
測距装置５のラインセンサ１３、１４で所定時間受光し、電荷を蓄積させる（ステップＳ２２）。ラインセンサ１３、１４には、光の強弱に応じた信号電荷が時間と共に蓄積される。この所定時間蓄積された電荷をセンサデータとして読み出し、Ａ／Ｄ変換する（ステップＳ２３）。
【００３３】
制御部回路８は、Ａ／Ｄ変換されたセンサデータの振幅（最大値と最小値との差）と閾値Ｓとを比較する（ステップＳ２４）。なお、ここで使用する閾値Ｓは、上述した図５に示すフローのＳ１５又は１６で設定した閾値である。センサデータの振幅が閾値Ｓよりも小さい場合（ステップＳ２４／ＮＯ）、コントラストが低く測距不能と判断して、処理を終了する（ステップＳ２６）。またセンサデータが閾値Ｓよりも大きい場合（ステップＳ２４／ＹＥＳ）、コントラストが高く測距可能と判断して測距演算を行う（ステップＳ２５）。なお、測距演算の詳細については後述する。
【００３４】
本実施例では、輝度情報が所定値よりも高いと判定された場合の閾値Ｓ１は、低いと判定された場合の閾値Ｓ２よりも大きく設定されている。このように被写体１０周辺が明るいと判定される場合には、判定閾値を大きく設定することで、精度のよい距離データを得ることができる。
【００３５】
測距演算が終了すると制御回路８は、カウンタｎの値を参照し、現在の測距回数ｎが最大測距回数Ｎに達しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。現在の測距回数ｎが最大測距回数Ｎに達していない場合には（ステップＳ２７／ＮＯ）、ｎの値を１インクリメントし（ステップＳ２８）、カウンタｎの値がＮに達するまでステップＳ２２〜Ｓ２５の処理を繰り返す。ｎの値がＮに達すると（ステップＳ２７／ＹＥＳ）、得られたＮ個の測距結果の平均値を求めて、これを被写体１０までの距離とする。そして、この距離に基づいてレンズを合焦位置に駆動する（ステップＳ３０）。レンズの合焦位置への駆動は、距離に応じたステッピングモータ等の回転数をメモリに記録しておき、制御回路８がメモリ９を参照して駆動部６を制御し、光学系２のレンズを合焦位置に駆動する。なお、最大測距回数Ｎは、上述したステップＳ１５、又はＳ１６で設定した値であり、輝度値が所定値よりも大きい場合の最大測距回数Ｎ１は、輝度値が所定値よりも小さい場合の最大測距回数Ｎ２よりも少なく設定されている。このように被写体１０周辺が暗いと判定される場合には、測距回数を増やすことで精度よく測距を行なうことができる。また、被写体周辺が明るいと判定される場合には、測距回数を減らすことで短時間に、精度のよい距離データを得ることができる。
【００３６】
なお、上述した説明では、輝度情報が所定値よりも高いと判定された場合の閾値Ｓ１は、低いと判定された場合の閾値Ｓ２よりも大きく設定していた。これとは逆に、輝度情報が所定値よりも低いと判定された場合の閾値Ｓ２を、高いと判定された場合の閾値Ｓ１よりも大きく設定することもできる。このように被写体１０周辺が暗いと判定される場合には、閾値を大きく設定することで、測距エラーを発生させやすくして、それ以降の無駄な測距が行なわれないようにすることができ、処理時間を短縮させることができる。
【００３７】
次に、測距ＡＦ処理（ステップＳ２）の詳細な手順を図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、測距装置５の備える一対のラインセンサ１３、１４から出力される電気信号に演算を行い、センサデータを取り出す。ラインセンサ１３、１４は、それぞれ対応するレンズ１１、１２で集光された光を受光して、受光量に応じた電気信号を出力する。電気信号は、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換され、メモリに一度保存される。
【００３８】
センサデータが得られると、センサデータにより被写体までの距離を算出する。距離の算出は、相関演算（ステップＳ３１）、補間演算（ステップＳ３２）、位相差検出（ステップＳ３３）、距離演算（ステップＳ３４）の順に行われる。相関演算（ステップＳ３１）では、左側のラインセンサ１３で撮像された画像データ信号列ＩＬと、右側のラインセンサ１４で撮像された画像データ信号列ＩＲとから部分画像データ群ｉＬｍ（基準部）及びｉＲｎ（参照部）をそれぞれ選択的に取り出して、データの一致度を計算するために両部分画像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎを互いに比較する。補間演算（ステップＳ３２）では、相関演算で得られた最大の一致度の部分画像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎの位置間隔を、既知の補間方法により画素ピッチ単位の位置間隔よりも正確な位置間隔に補間する。位相差検出処理（ステップＳ３３）では、補間された位置間隔に基づいて、一対のラインセンサ１３及び１４上に結像された被写体の一対の像の相対的な位相差（ずれ量）αを算出する。距離演算（ステップＳ３４）では、位相差算出処理で求められた相対的な位相差（ずれ量）αと、ラインセンサ１３、１４の基線長ａと、レンズ１１、１２とラインセンサ１３、１４との焦点距離ｆとから被写体１０までの距離を求める。求められた距離データは、制御回路８に出力される。
【００３９】
次に、図８に示すフローチャートを参照しながらＳ３の山登りＡＦ処理の詳細について説明する。まず、初期位置でのコントラストを求める。ここでの初期位置とは、上述した測距ＡＦ処理（ステップＳ２）で移動させた、光学系２のレンズ位置である。撮像装置３のエリアセンサで撮影方向からの入射光を所定時間受光し、受光量に応じた電荷を蓄積する。この所定時間蓄積された電荷をセンサデータとして読み出し、画像処理部４でＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換されたセンサデータに画像処理部４でさらに所定の処理を行い、コントラスト（以下、ｃｏｎｔとも表記する）を算出する（ステップＳ４１）。
【００４０】
次に、光学系２のレンズを被写体１０方向へ１ステップ駆動し、この位置でのコントラストを測定する（ステップＳ４２）。上述したステップＳ４１と同様に、撮像装置３のエリアセンサで撮影方向からの入射光を所定時間受光し、エリアセンサからのセンサデータにＡ／Ｄ変換等の処理を行い、コントラストを算出する。（ステップＳ４３）
【００４１】
次に、ステップＳ４３で求めた、レンズを１ステップ被写体方向に駆動した位置でのコントラストと、ステップＳ４１で算出した初期位置でのコントラストとを比較する（ステップＳ４４）。コントラストは、図９に示すように合焦位置で最大の値を示すので、山登りＡＦでは、レンズを１ステップずつコントラストが大きくなる方向に駆動しながら、コントラストが最大となるレンズ位置を検出する。今回の測定（１ステップ駆動した位置）で得られたコントラストの方が、前回の測定（初期位置）で得られたコントラストよりも大きい場合には（ステップ４４／ＹＥＳ）、レンズを被写体方向へ１ステップ駆動し（ステップＳ４５）、この位置で再度コントラストを測定する（ステップＳ４６）。そして、ステップＳ４６で測定した今回のコントラストと、ステップＳ４３で測定した前回のコントラストとを比較する（ステップＳ４７）。ステップＳ４６で測定した今回のコントラストが、ステップＳ４３で測定した前回のコントラストよりも小さくなっていると（ステップＳ４７／ＮＯ）、レンズを撮像装置方向へ１ステップ駆動して戻し（ステップＳ４８）、その位置を合焦位置とする。また、ステップＳ４６で測定した今回のコントラストが、ステップＳ４３で測定した前回のコントラストよりも大きい場合（ステップＳ４７／ＹＥＳ）、レンズを被写体方向へ１ステップ駆動し（ステップＳ４５）、再度その位置でのコントラストを測定する（ステップＳ４６）。そして、測定したコントラストを前回測定したコントラストと比較して（ステップＳ４７）、前回の測定で得られたコントラストが今回の測定で得られたコントラストよりも大きくなるまで（ステップＳ４７／ＮＯ）、ステップＳ４５、Ｓ４６の処理を繰り返す。
【００４２】
またステップＳ４４で、今回の測定（１ステップ駆動した位置）で得られたコントラストよりも、前回の測定（初期位置）で得られたコントラストの方が大きい場合には（ステップ４４／ＮＯ）、レンズを撮像装置方向へ１ステップ駆動し（ステップＳ４９）、この位置で再度コントラストを測定する（ステップＳ５０）。そして、ステップＳ５０で測定した今回のコントラストと、ステップＳ４３で測定した前回のコントラストとを比較する（ステップＳ５１）。ステップＳ５０で測定した今回のコントラストが、ステップＳ４３で測定した前回のコントラストよりも小さくなっていると（ステップＳ５１／ＮＯ）、レンズを被写体方向へ１ステップ駆動して戻し（ステップＳ５２）、その位置を合焦位置とする。また、ステップＳ５０で測定した今回のコントラストが、ステップＳ４３で測定した前回のコントラストよりも大きい場合（ステップＳ５１／ＹＥＳ）、レンズを撮像装置方向へ１ステップ駆動し（ステップＳ４９）、再度その位置でのコントラストを測定する（ステップＳ５０）。そして、測定したコントラストを前回測定したコントラストと比較して（ステップＳ５１）、前回の測定で得られたコントラストが今回の測定で得られたコントラストよりも大きくなるまで（ステップＳ５１／ＮＯ）、ステップＳ４９、Ｓ５０の処理を繰り返す。
【００４３】
このように本実施例は、撮像装置３で測定した輝度値に基づいて、測距装置５で測定を行なう回数や、測距装置５で得られたセンサデータが有効なデータであるか否かを判定する閾値を設定するので、被写体周辺の環境に応じた測距を行なうことができる。従って、精度のよい測距を短時間に行うことができ、高精度なオートフォーカスを短時間で行なうことができる。なお、上述した実施例では、撮像装置３で測定した輝度値に基づいて、測距装置５で測定を行なう回数と、センサデータが有効なデータであるか否かを判定する閾値との両方を設定しているが、いずれか一方の値だけを設定するものであってもよい。このような構成であっても本発明による効果を充分に得ることができる。また、輝度情報の算出に、焦点調節装置１に元から備えられた撮像装置３と画像処理部４を使用しているので、専用の装置を設ける必要がなくなり、装置にかかる費用を削減することができる。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の第２実施例を説明する。本実施例は第１実施例と同様の構成を有しており、オートフォーカスの手順が第１実施例とは異なる。本実施例の手順を図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、光学系２のレンズのズーム状態を判定する（ステップＳ６１）。次に、測距装置５を用いて被写体１０までの距離を測定し、この測定結果に基づいて光学系２のレンズを駆動して粗調を行なう（ステップＳ６２）。次に、撮像装置３によって測定されるコントラストによって山登りオートフォーカスを行なう（ステップＳ６３）。
【００４５】
本実施例の特徴部分となる光学系２のレンズのズーム状態を判定する手順を図１１に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、光学系検出部７によってレンズ位置を検出する（ステップＳ７１）。光学系検出部７は、例えば、レンズを駆動するステッピングモータの回転軸にエンコーダを設け、回転軸の回転数をエンコーダで検出してレンズ位置を判定する。検出したレンズ位置によりレンズのズーム状態がワイドかテレかを制御回路８は判定する（ステップＳ７２）。ズーム状態がワイドの時には、最大測距回数Ｎを上述したＮ１に、測距装置５により得られたセンサデータが有効なデータであるか否かを判定する閾値Ｓを上述したＳ１に設定する。また、ズーム状態がテレの時には（ステップＳ７２／ＮＯ）、測距ＡＦ処理で使用する最大測距回数Ｎと閾値とをそれぞれＮ２及びＳ２に設定する（ステップＳ７４）。なお、Ｎ１＜Ｎ２であり、Ｓ１＞Ｓ２に設定されている。
【００４６】
ズーム状態がワイド側にある時の最大測距回数Ｎ１は、ズーム状態がテレ側にあるときの最大測距回数Ｎ２よりも少なく設定されている。ズーム状態がワイド側にあると判定された場合には、前述した撮影エリアと測距エリアとの関係から被写体が測距エリアにはいっていない場合があるので、測距回数を減らして信頼性の低い測距処理を減らすことができる。またズーム状態がテレ側にあると判定された場合には、被写体の距離が遠い場合にレンズに入射する光量が少ないので、測距回数を増やすことで精度のよい距離データを得ることができる。
【００４７】
また、ズーム状態がワイド側にあると判定された時の閾値Ｓ１は、テレ側にあると判定された場合の閾値Ｓ２よりも大きく設定されている。ズーム状態がワイド側にある場合には、被写体が測距エリアに入っていない場合があるので、Ｓ２よりも大きな閾値Ｓ１に設定することで、測定エラーを発生させやすくして、それ以降の無駄な測距処理を制限することができる。
【００４８】
なお、上述した実施例と同様に、ズーム状態がテレ側にあると判定された場合の閾値Ｓ２が、ワイド側にあると判定された時の閾値Ｓ１よりも大きく設定されていてもよい。このように設定することで、ズーム状態がテレ側にある時には、信頼性の低いセンサデータを除くことができ、精度の良い距離データを得ることができる。
【００４９】
また、上述した第１実施例及び第２実施例の焦点調節装置１は、図１２に示すようにカメラに搭載することもできる。カメラに焦点調節装置１を搭載することで、高精度かつ短時間にオートフォーカス可能なカメラとすることができる。
【００５０】
上述した実施例は、本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施例では、測距回数と閾値とを２通りに設定しているが、さらに複数の測距回数と閾値に設定することもできる。例えば、第２実施例に３通りの測距回数と閾値とを設定する場合、レンズのズーム状態をテレとワイドと、これらの中間状態とに判定し、ズーム状態に応じた測距回数と閾値とを設定する。
【００５１】
また、上述した実施例では、コントラストの算出に撮像装置３のエリアセンサを用いているが、測距装置５のラインセンサ１３、１４でこの値を算出してもよい。また、本実施例では、光学系検出手段としてレンズエンコーダを用いているが、レンズ位置を検出可能であれば、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ズーム状態がワイドの時とテレの時の撮影エリアと、測距装置の測定エリアとを示す図である。
【図２】焦点調節装置１の構成を示す図である。
【図３】測距装置の構成を示す図である。
【図４】焦点調節装置１のオートフォーカスの手順を示す図である。
【図５】輝度判定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図６】測距ＡＦ処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図７】測距演算処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図８】山登りＡＦ処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図９】山登りＡＦ処理について説明するための図である。
【図１０】第２実施例のオートフォーカスの手順を示すフローチャートである。
【図１１】ズーム状態判定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１２】焦点調節装置をカメラに搭載した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  焦点調節装置                    ２  光学系
３  撮像装置                        ４  画像処理部
５  測距装置                        ６  駆動部
７  光学系検出部                    ８  制御回路
９  メモリ                          １０  被写体
１１、１２  レンズ                  １３、１４  ラインセンサ
【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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【図１１】
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【図１２】
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