(57)【要約】【課題】オートズーム中に合焦を得ることが難しくなるのを回避する。【解決手段】撮像装置は、撮像素子１０６からの信号を用いて画像を生成する画像生成手段１０８と、画像における特定被写体の大きさを検出する大きさ検出手段１１２と、特定被写体の大きさの目標値を記憶する記憶手段１１６と、撮影光学系の光学ズーム動作および画像を用いた電子ズーム動作のうち少なくとも一方のズーム動作を、特定被写体の大きさが目標値に一致するまたは近づくように行わせるオートズーム制御を行うズーム制御手段１１４と、画像のコントラスト評価値に基づいてフォーカス制御を行い、該フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られたか否かの判定を行うフォーカス制御手段１１４とを有する。ズーム制御手段は、オートズーム制御において、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定がなされるまでズーム動作を制限する。【選択図】図１
2011257699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
該撮像素子からの出力信号を用いて画像を生成する画像生成手段と、
前記画像における特定被写体の大きさを検出する大きさ検出手段と、
前記特定被写体の大きさの目標値を記憶する記憶手段と、
前記撮影光学系の光学ズーム動作および前記画像を用いた電子ズーム動作のうち少なくとも一方のズーム動作を、前記特定被写体の大きさが前記目標値に一致するまたは近づくように行わせるオートズーム制御を行うズーム制御手段と、
前記画像のコントラスト評価値に基づいて前記撮影光学系のフォーカス制御を行い、該フォーカス制御によって前記撮影光学系の合焦状態が得られたか否かの判定を行うフォーカス制御手段とを有し、
前記ズーム制御手段は、前記オートズーム制御において、前記フォーカス制御によって前記撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定がなされるまで前記ズーム動作を制限することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカス制御手段は、前記オートズーム制御における前記ズーム動作の方向に応じて、前記合焦状態の判定条件を変更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】
前記ズーム制御手段は、前記オートズーム制御において、前記ズーム動作が所定時間を超えて制限されたときは、該ズーム動作を許可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】
ユーザにより操作されて前記ズーム動作を指示するズーム操作信号を出力するズーム操作手段を有し、
前記ズーム制御手段は、該ズーム操作信号に応じて前記ズーム動作を行わせる通常ズーム制御を行い、
前記フォーカス制御手段は、前記通常ズーム制御が行われているときに比べて、前記オートズーム制御が行われているときの前記撮影光学系のフォーカス駆動速度を遅くすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子からの出力信号を用いて画像を生成する画像生成手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記画像における特定被写体の大きさを検出するステップと、
前記特定被写体の大きさの目標値を記憶するステップと、
前記撮影光学系の光学ズーム動作および前記画像を用いた電子ズーム動作のうち少なくとも一方のズーム動作を、前記特定被写体の大きさが前記目標値に一致するまたは近づくように行わせるオートズーム制御を行うステップと、
前記画像のコントラスト評価値に基づいて前記撮影光学系のフォーカス制御を行い、該フォーカス制御によって前記撮影光学系の合焦状態が得られたか否かの判定を行うステップとを有し、
前記オートズーム制御において、前記フォーカス制御によって前記撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定がなされるまで前記ズーム動作を制限することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に関し、特に被写体の大きさを自動的に一定に維持できるオートズーム機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置には、撮像素子を用いて生成された画像から人物の顔等の特定被写体を検出し、該検出した特定被写体に対してオートフォーカスを行う機能を搭載したものがある。また、撮像装置には、被写体までの距離が変化した場合でも、検出した特定被写体の大きさが画像上で一定に維持されるように自動的にズーム制御を行うオートズーム機能を備えたものがある(特許文献１参照)。オートズームでは、その開始時点での画像上での特定被写体の大きさを基準の大きさとして記憶し、その後に検出する特定被写体の大きさが基準の大きさに等しくなるようにテレ方向またはワイド方向に自動的にズーム制御を行う。
【０００３】
また、撮像装置に搭載又は着脱可能に装着される撮影光学系としてのズームレンズユニットには、変倍（ズーム）レンズよりも像側にフォーカスレンズが配置された、いわゆるインナーフォーカスタイプのレンズユニットがある。このインナーフォーカスタイプのレンズユニットにおいては、図９に示した複数の電子カム軌跡を記憶しておき、該複数の電子カム軌跡の中から被写体距離に応じて選択する。そして、選択した軌跡上をトレースしながらズームレンズとフォーカスレンズを移動させてズーミング（合焦を維持しながらの変倍）を行う（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１４９３１１号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ズームレンズがテレからワイド方向に移動する場合には、図９に示すように、複数の電子カム軌跡が収束していく（間隔が狭まっていく）ので、上述した軌跡トレース方法でも合焦を維持できる。ただし、ズームレンズがワイドからテレ方向に移動する場合には、複数の電子カム軌跡が発散する。このため、当初、複数の電子カム軌跡の収束点に位置したフォーカスレンズがズーミングに伴ってどの軌跡をトレースすべきかを判定できず、合焦を維持できないか、一旦非合焦となってから再び合焦が得られるまでに長時間を要する可能性がある。
【０００６】
そして、非合焦の状態でオートズームによるズーム動作を開始してしまうと、オートズーム中に合焦を得ることがより難しくなる。
【０００７】
本発明は、オートズーム中に合焦を得ることが難しくなるのを回避できるようにした撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子からの出力信号を用いて画像を生成する画像生成手段と、画像における特定被写体の大きさを検出する大きさ検出手段と、特定被写体の大きさの目標値を記憶する記憶手段と、撮影光学系の光学ズーム動作および画像を用いた電子ズーム動作のうち少なくとも一方のズーム動作を、特定被写体の大きさが目標値に一致するまたは近づくように行わせるオートズーム制御を行うズーム制御手段と、画像のコントラスト評価値に基づいて撮影光学系のフォーカス制御を行い、該フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られたか否かの判定を行うフォーカス制御手段とを有する。そして、ズーム制御手段は、オートズーム制御において、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定がなされるまでズーム動作を制限することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一側面としての撮像装置の制御方法は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子からの出力信号を用いて画像を生成する画像生成手段とを有する撮像装置に適用される。該制御方法は、画像における特定被写体の大きさを検出するステップと、特定被写体の大きさの目標値を記憶するステップと、撮影光学系の光学ズーム動作および画像を用いた電子ズーム動作のうち少なくとも一方のズーム動作を、特定被写体の大きさが目標値に一致するまたは近づくように行わせるオートズーム制御を行うステップと、画像のコントラスト評価値に基づいて撮影光学系のフォーカス制御を行い、該フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られたか否かの判定を行うステップとを有する。そして、オートズーム制御において、フォーカス制御によって撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定がなされるまでズーム動作を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定がなされてからオートズーム制御におけるズーム動作が開始されるので、オートズーム中に容易に合焦を得たり維持したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例である撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例の撮像装置におけるオートズーム制御を示すフローチャート。
【図３】実施例の撮像装置におけるＡＦ動作を示すフローチャート。
【図４】実施例の撮像装置における微小駆動動作を示すフローチャート。
【図５】実施例の撮像装置における（ａ）通常の微小駆動および（ｂ）ズーム中のＡＦ動作を示す図。
【図６】実施例の撮像装置における山登り駆動動作を示すフローチャート。
【図７】実施例の撮像装置における山登り駆動動作を示す図。
【図８】実施例の撮像装置における（ａ）フォーカスレンズの軌跡トレース方法を説明する図、（ｂ）ズームレンズの移動方向の内挿方法を説明するための図および（ｃ）合焦軌跡情報のテーブルデータの例を示す図。
【図９】従来のインナーフォーカスタイプのズームレンズユニットの代表合焦軌跡を示す図。
【図１０】実施例の撮像装置におけるズーム中のオートフォーカス制御を示すフローチャート。
【図１１】実施例の撮像装置におけるズームレンズおよびフォーカスレンズの位置から軌跡パラメタを求めるフローチャート。
【図１２】実施例の撮像装置におけるズームエリアの算出方法のフローチャート。
【図１３】実施例の撮像装置におけるズームレンズ位置での基準カム軌跡上のフォーカスレンズ位置を算出するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１には、本発明の実施例であるビデオカメラ（撮像装置）の構成を示している。なお、本実施例ではビデオカメラについて説明するが、本発明はデジタルスチルカメラ（特に、動画撮影機能を有するもの）にも適用することができる。
【００１４】
１０１は固定の第１レンズユニットであり、１０２は光軸方向に移動して変倍（光学ズーム動作）を行う第２レンズユニット（以下、変倍レンズという）である。１０３は絞りである。１０４は固定の第３レンズユニットである。１０５は光軸方向に移動して、変倍に伴う像面変動を補正する機能とピント合わせの機能を有するフォーカスコンペンセータレンズ（以下、フォーカスレンズという）である。これらのレンズユニット１０１，１０２，１０４，１０５および絞り１０３によって、撮影光学系が構成される。本実施例の撮影光学系は、変倍レンズ１０２よりも像側にフォーカスレンズ１０５が配置されたインナーフォーカスタイプのズームレンズユニットにより構成されている。
【００１５】
１０６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子である。１０７は撮像素子１０６からの出力信号をサンプリングし、ゲイン調整するＣＤＳ／ＡＧＣである。１０８はカメラ信号処理回路（画像生成手段）であり、ＣＤＳ／ＡＧＣ１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を行うことで、映像信号（画像）を生成する。
【００１６】
１０９は表示手段であるモニタ装置であり、カメラ信号処理回路１０８にて生成された映像信号に対応する画像を表示したり、カメラの状態を示す情報や各種警告を表示したりする。１１３は記録装置であり、カメラ信号処理回路１０８にて生成された映像信号を光ディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００１７】
１１０は変倍レンズ１０２を移動させるための駆動源としてのズームモータである。１１１はフォーカスレンズ１０５を移動させるための駆動源としてのフォーカスモータである。これらのモータ１１０，１１１は、後述するカメラＡＦマイクロコンピュータ１１４からの駆動命令によって動作し、対応するレンズを移動させる。
【００１８】
１１２は被写体検出処理部（大きさ検出手段）であり、映像信号（画像）に対して、後述する被写体検出処理を行うことにより、該画像内での被写体領域を検出する。そして、該被写体領域に含まれる特定被写体（または特定被写体像）の位置や大きさ（長さ、面積等）といった特徴量を算出する。特定被写体の特徴量は、カメラＡＦマイクロコンピュータ１１４に送信される。
【００１９】
ここで、被写体検出処理のうち、特に画像内の人物の顔（特定被写体）を検出する技術として、例えば、次のようなものが挙げられる。
【００２０】
（１）画像を構成する各画素の階調色から、肌色領域を抽出し、予め用意した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。
【００２１】
（２）パターン認識技術を用いて、目、鼻、口等の顔の特徴部を抽出することで顔検出を行う方法。
【００２２】
本実施例で用いる被写体検出処理の手法は（１），（２）のいずれでもよく、また（１），（２）以外の手法であってもよい。また、特定被写体は人物の顔でなくてもよい。さらに、ユーザが特定被写体を指定するための被写体指定手段を備え、指定された特定被写体の画像信号の輝度情報や色情報からパターンマッチング技術を用いて被写体領域を検出する手法を用いてもよい。
【００２３】
１１７はＡＦ評価値抽出部であり、画像（映像信号）のうち焦点検出に用いられるＡＦ領域の信号のみを通すＡＦゲートと、該ＡＦゲートを通過した信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値信号を生成する。ＡＦ評価値は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される画像（映像信号）のコントラスト（鮮鋭度）を表すコントラスト評価値である。コントラストは撮影光学系の焦点状態によって変化するので、結果的にＡＦ評価値信号は、撮影光学系の焦点状態を表す信号となる。ＡＦ評価値信号は、カメラＡＦマイクロコンピュータ１１４に出力される。
【００２４】
カメラＡＦマイクロコンピュータ（ズーム制御手段およびフォーカス制御手段）１１４は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、オートズーム制御およびオートフォーカス制御によって変倍レンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の位置を制御する。以下の説明において、オートズーム制御およびオートフォーカス制御をそれぞれ、単にオートズームおよびオートフォーカス（ＡＦ）ともいう。
【００２５】
１１５はオートズームスイッチであり、オートズーム機能をＯＮ／ＯＦＦするユーザによって操作される。カメラＡＦマイクロコンピュータ１１４は、該オートズームスイッチ１１５からのＯＮ信号に応じてオートズームを開始し、オートズームスイッチ１１５からのＯＦＦ信号に応じてオートズームを終了する。
【００２６】
１１６はＤＲＡＭやフラッシュＲＯＭ等で構成されるメモリ（記憶手段）であり、カメラＡＦマイクロコンピュータ１１４での処理（オートズームおよびオートフォーカスも含む）を行うためのコンピュータプログラムや処理で使用する各種データを記憶している。オートズームにおいて特定被写体の大きさを維持する目標値としての基準の大きさのデータもここに記憶されている。
【００２７】
１１８，１１９はそれぞれ、テレズームキーおよびワイドズームキー（ズーム操作手段）であり、テレ方向およびワイド方向への変倍（ズーミング）を指示するためにユーザによって操作される。カメラＡＦマイクロコンピュータ１１４は、テレおよびワイドズームキー１１８，１１９からのズーム操作信号に応じて、該操作信号に対応する方向に変倍レンズ１０２を移動させるズーム制御を行う。以下、テレおよびワイドズームキー１１８，１１９の操作に応じたズーム制御を、通常ズーム制御という。
【００２８】
次に、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４で行われるズーム動作中以外のＡＦについて図３を用いて詳しく説明する。このＡＦの処理は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４が不図示の内部メモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行する。
【００２９】
Ｓｔｅｐ３０１では、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ（以下、単にマイクロコンピュータという）１１４は、ＡＦの処理を開始する。
【００３０】
Ｓｔｅｐ３０２では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ評価値抽出部１１７からＡＦ評価値を取り込む。
【００３１】
Ｓｔｅｐ３０３では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦにおける動作モードが、微小駆動モードか否かを判別し、そうであればＳｔｅｐ３０４以降の微小駆動動作の処理に進み、そうでなければＳｔｅｐ３１０に進む。
【００３２】
Ｓｔｅｐ３０４では、マイクロコンピュータ１１４は、フォーカスレンズ１０５を微小な振幅（画像上でフォーカス状態の変化が視認されない程度の振幅）で無限遠方向および至近方向に移動させる微小駆動動作を行う。そして、この微小駆動動作においてＡＦ評価値が増加する方向を、合焦位置が存在する方向（以下、合焦方向という）であると判別する。微小駆動動作についての詳細な説明は、後に図４を用いて行う。
【００３３】
Ｓｔｅｐ３０５では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ３０４で合焦カウンタが所定値以上になったか否かを判定する。合焦カウンタについては後述する。そして、合焦カウンタが所定値以上になることで撮影光学系の合焦状態が得られたとの判定（以下、合焦判定という）ができた場合は、Ｓｔｅｐ３０８へと進み、合焦判定時のＡＦ評価値をメモリ（保持）し、さらにＳｔｅｐ３０９にて再起動判定モードへと進む。Ｓｔｅｐ３０９が終了すると、Ｓｔｅｐ３０２に戻る。一方、合焦判定ができていない場合はＳｔｅｐ３０６に進む。
【００３４】
Ｓｔｅｐ３０６では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ３０４で合焦方向の判別ができたか否かを判定する。合焦方向の判別ができた場合はＳｔｅｐ３０７に進み、ＡＦの動作モードを山登り駆動モードに移行させる。合焦方向の判別ができていない場合はＳｔｅｐ３０２に戻り、微小駆動動作を継続する。Ｓｔｅｐ３０７が終了すると、Ｓｔｅｐ３０２に戻る。
【００３５】
Ｓｔｅｐ３１０では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦの動作モードが、山登り駆動モードか否かを判定し、そうであればＳｔｅｐ３１1以降の処理に進み、そうでなければＳｔｅｐ３１５に進む。
【００３６】
Ｓｔｅｐ３１１では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ評価値が大きくなる方向に所定速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動する。山登り駆動についての詳しい説明は、後に図６を用いて行う。
【００３７】
Ｓｔｅｐ３１２では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ３１１での山登り駆動でＡＦ評価値がピークを越えたか否かを判別する。ピークを越えたと判別した場合はＳｔｅｐ３１３に進み、ピークを越えていないと判別した場合はＳｔｅｐ３０２に戻って山登り駆動動作を継続する。
【００３８】
Ｓｔｅｐ３１３では、マイクロコンピュータ１１４は、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークとなったフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻すために、該フォーカスレンズ位置を目標レンズ位置に設定する。
【００３９】
Ｓｔｅｐ３１４では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦの動作モードを停止モードに移行させる。Ｓｔｅｐ３１４が終了すると、Ｓｔｅｐ３０２に戻る。
【００４０】
Ｓｔｅｐ３１５では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦの動作モードが停止モードか否かを判定し、そうであればＳｔｅｐ３１６以降の処理に進み、そうでなければＳｔｅｐ３１８に進む。
【００４１】
Ｓｔｅｐ３１６では、マイクロコンピュータ１１４は、フォーカスレンズ１０５が前述した目標レンズ位置に戻ったか否かを判定し、目標レンズ位置に戻っている場合はＳｔｅｐ３１７に進み、ＡＦの動作モードを微小駆動モードに移行させる。Ｓｔｅｐ３１７が終了すると、Ｓｔｅｐ３０２に戻る。フォーカスレンズ１０５が目標レンズ位置に戻っていない場合は、そのまま目標レンズ位置に戻す動作を継続するようＳｔｅｐ３０２に戻る。
【００４２】
Ｓｔｅｐ３１８では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ３０８で保持したＡＦ評価値と最新のＡＦ評価値とを比較し、ＡＦ評価値が所定量以上（大きく）変動したか否かを判定する。ＡＦ評価値が大きく変動していればＳｔｅｐ３１９に進み、ＡＦの動作モードを微小駆動モードへ移行させる。Ｓｔｅｐ３１９が終了すると、Ｓｔｅｐ３０２に戻る。一方、ＡＦ評価値が大きく変動していなければＳｔｅｐ３０２に戻る。
【００４３】
次に、微小駆動動作について図４を用いて説明する。Ｓｔｅｐ４０１では、マイクロコンピュータ１１４は、微小駆動動作の処理を開始する。Ｓｔｅｐ４０２では、マイクロコンピュータ１１４は、現在の微小駆動動作モードを判別し、微小駆動動作モードが０であればＳｔｅｐ４０３のフォーカスレンズ１０５が至近側にある場合の処理に進み、それ以外であればＳｔｅｐ４０７に進む。
【００４４】
Ｓｔｅｐ４０３では、マイクロコンピュータ１１４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、まずＡＦ評価値を保持する。ここでのＡＦ評価値は、後述するＳｔｅｐ４１５でフォーカスレンズ位置が無限遠側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷を用いて生成された映像信号から取得されたものである。Ｓｔｅｐ４０３が終了すると、Ｓｔｅｐ４０４に進む。
【００４５】
Ｓｔｅｐ４０７では、マイクロコンピュータ１１４は、現在の微小駆動動作モードを判別し、微小駆動動作モードが１であればＳｔｅｐ４０８以降のフォーカスレンズ１０５を無限遠側に駆動する処理に進み、それ以外であればＳｔｅｐ４１４に進む。
【００４６】
Ｓｔｅｐ４０８では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ４０３で保持した無限遠側のＡＦ評価値と後述するＳｔｅｐ４１５で保持した至近側のＡＦ評価値とを比較し、前者が大きい場合はＳｔｅｐ４０９に、後者が大きい場合はＳｔｅｐ４１２に進む。
【００４７】
Ｓｔｅｐ４０９では、マイクロコンピュータ１１４は、振動振幅と中心移動振幅を加算して駆動振幅を求める。
【００４８】
Ｓｔｅｐ４１２では、マイクロコンピュータ１１４は、振動振幅を駆動振幅に設定する。これらの振幅は、焦点深度内に設定される。
【００４９】
Ｓｔｅｐ４１０では、マイクロコンピュータ１１４は、これまでとフォーカスレンズ１０５の駆動方向（補正方向）が反転したか否かを判定する。反転した場合はＳｔｅｐ４１１に進み、合焦カウンタを１つ加算してＳｔｅｐ４１３に進む。反転していなければ、直接Ｓｔｅｐ４１３に進む。
【００５０】
Ｓｔｅｐ４１３では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ４０９またはＳｔｅｐ４１２で求めた駆動振幅だけ無限遠方向にフォーカスレンズ１０５を移動させる。そして、Ｓｔｅｐ４０４に進む。
【００５１】
Ｓｔｅｐ４１４では、マイクロコンピュータ１１４は、現在の微小駆動動作モードを判別し、微小駆動動作モードが２であればＳｔｅｐ４１５のフォーカスレンズ１０５が無限遠側にある場合の処理に進み、それ以外であればＳｔｅｐ４１６に進む。
【００５２】
Ｓｔｅｐ４１５では、マイクロコンピュータ１１４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、ＡＦ評価値を保持する。ここでのＡＦ評価値は、Ｓｔｅｐ４０３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に蓄積された電荷を用いて生成された映像信号から取得したものである。Ｓｔｅｐ４１５が終了すると、Ｓｔｅｐ４０４に進む。
【００５３】
Ｓｔｅｐ４１６では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ４１５で保持した至近側のＡＦ評価値とＳｔｅｐ４０３で保持した無限遠側のＡＦ評価値とを比較し、前者が大きい場合はＳｔｅｐ４１７に、後者が大きい場合はＳｔｅｐ４２０に進む。
【００５４】
Ｓｔｅｐ４１７では、マイクロコンピュータ１１４は、振動振幅と中心移動振幅を加算して駆動振幅を求める。
【００５５】
Ｓｔｅｐ４１８では、マイクロコンピュータ１１４は、振動振幅を駆動振幅に設定する。これらの振幅は、焦点深度内に設定される。
【００５６】
Ｓｔｅｐ４１８では、マイクロコンピュータ１１４は、これまでとフォーカスレンズ１０５の駆動方向（補正方向）が反転したか否かを判定する。反転した場合はＳｔｅｐ４１９に進み、合焦カウンタを１つ加算してＳｔｅｐ４２１に進む。反転していなければ、直接Ｓｔｅｐ４２１に進む。
【００５７】
Ｓｔｅｐ４２１では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ４１７またはＳｔｅｐ４２０で求めた駆動振幅だけ至近方向にフォーカスレンズ１０５を移動させる。そして、Ｓｔｅｐ４０４に進む。このようにフォーカスレンズ１０５がＡＦ評価値に応じて所定の微小駆動範囲で往復移動を繰り返すことで、合焦カウンタの値が加算されていくことになる。
【００５８】
Ｓｔｅｐ４０４では、マイクロコンピュータ１１４は、微小駆動動作モードが３であればこれを０に戻し、その他の値であれば微小駆動動作モードを１つ加算してＳｔｅｐ４０５に進む。
【００５９】
Ｓｔｅｐ４０５では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ評価値の変化が大きいことから被写体の変化があったと判定した場合や、フォーカスレンズ１０５が一定の範囲を外れて動いてしまった場合等の状況に応じて合焦カウンタをクリアする。そして、Ｓｔｅｐ４０６にて本処理を終了する。
【００６０】
ＡＦ動作におけるフォーカスレンズ１０５の移動の様子を図５（ａ）に示す。図の上部には映像信号の垂直同期信号を示している。図５（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸はフォーカスレンズ位置を示す。
【００６１】
ラベルＡの時刻にて撮像素子１０６に蓄積された電荷を用いて生成された映像信号から取得されたＡＦ評価値ＥＶＡは、時刻ＴＡでマイクロコンピュータ１１４に取り込まれる。ラベルＢの時刻にて撮像素子１０６に蓄積された電荷を用いて生成された映像信号から取得されたＡＦ評価値ＥＶＢは、時刻ＴＢでマイクロコンピュータ１１４に取り込まれる。時刻ＴＣでは、ＡＦ評価値ＥＶＡ，ＥＶＢが比較され、ＥＶＢが大きい場合のみ振動中心を移動させる。振動中心の移動をＡＦ評価値が高くなる方向に行うことで、合焦位置を探索することができる。なお、ここでのフォーカスレンズ１０５の移動量は焦点深度を基準とし、画像上では視認できない移動量に設定される。
【００６２】
次に、山登り駆動動作について図６を用いて説明する。Ｓｔｅｐ６０１では、マイクロコンピュータ１１４は山登り駆動動作の処理を開始する。Ｓｔｅｐ６０２では、マイクロコンピュータ１１４は、今回取得したＡＦ評価値が前回取得したＡＦ評価値より大きいか否かを判定する。今回のＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値よりも大きい場合はＳｔｅｐ６０３に進み、小さい場合はＳｔｅｐ６０５に進む。
【００６３】
Ｓｔｅｐ６０３では、マイクロコンピュータ１１４は、前回と同じ方向（順方向）に所定速度でフォーカスレンズ１０５を駆動し、Ｓｔｅｐ６０４に進んで本処理を終了する。
【００６４】
Ｓｔｅｐ６０５では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ評価値がピークを越えて減少したか否か（山登り駆動の頂点を超えたか否か）を判定する。ピークを超えて減少していない場合はＳｔｅｐ６０６に進み、ピークを越えて減少していればＳｔｅｐ６０４に進んで本処理を終了した後、微小駆動動作へと移行する。
【００６５】
Ｓｔｅｐ６０６では、マイクロコンピュータ１１４は、前回とは逆方向に所定速度でフォーカスレンズ１０５を駆動し、その後、Ｓｔｅｐ６０４に進んで本処理を終了する。
【００６６】
図７には、山登り駆動されるフォーカスレンズ１０５の動きを示している。動きＡでは、ＡＦ評価値がピークを越えて減少するのでその間に合焦位置があるとして山登り駆動動作を終了して、微小駆動動作に移行する。一方、動きＢでは、ピークが無く減少しているので、合焦方向を間違えたものとしてフォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転した上で山登り駆動動作を続ける。
【００６７】
以上のように、マイクロコンピュータ１１４は、フォーカスレンズ１０５の微小駆動→山登り駆動→停止→微小駆動→再起動判定→微小駆動を繰り返しながら、ＡＦ評価値が常に最大になるようにフォーカスレンズ１０５の位置を制御し、合焦状態を維持する。
【００６８】
次に、マイクロコンピュータ１１４で行われるズーム動作中のＡＦについて詳しく説明する。まず、図８（ａ）を用いて、インナーフォーカスタイプのズームレンズユニットにおけるフォーカスレンズの軌跡トレース制御方法の例を示している。この図において、Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，・・・，Ｚ６は変倍レンズ（ここではズームレンズという）１０２の位置を示している。また、ａ０，ａ１，ａ２，・・・，ａ６およびｂ０，ｂ１，ｂ２，・・・，ｂ６は、マイクロコンピュータ１１４に予め記憶されている被写体距離に応じたフォーカスレンズ１０５の位置である。これらフォーカスレンズ位置の集まり（ａ０，ａ１，ａ２，・・・，ａ６およびｂ０，ｂ１，ｂ２，・・・，ｂ６）が、代表的な被写体距離ごとに合焦状態を維持するためにフォーカスレンズ１０５が追従すべき電子カム軌跡としての代表合焦軌跡である。
【００６９】
また、ｐ０，ｐ１，ｐ２，・・・，ｐ６は、上記２つの代表合焦軌跡を基に算出された、フォーカスレンズ１０５が追従すべき仮想合焦軌跡上の位置である。この仮想合焦軌跡上の位置の算出式を以下に示す。
【００７０】
ｐｎ＋１＝｜ｐｎ-ａｎ｜／｜ｂｎ-ａｎ｜×｜ｂｎ＋１-ａｎ＋１｜＋ａｎ＋１   …（１）
上記（１）式によれば、例えば図８（ａ）においてフォーカスレンズ１０５がｐ０に位置する場合、ｐ０が線分ｂ０−ａ０を内分する比を求め、この比に従って線分ｂ１−ａ１を内分する点をｐ１とする。そして、ｐ１−ｐ０の位置差と、ズームレンズ１０２がＺ０〜Ｚ１まで移動するのに要する時間とから、合焦状態を維持するためのフォーカスレンズ１０５の移動速度が求められる。
【００７１】
次に、ズームレンズ１０２の停止位置が、記憶された代表合焦軌跡データを有するズームエリアの境界上のみという制限がないとした場合について説明する。図８（ｂ）は、ズームレンズ１０２の移動方向の内挿方法を説明するための図であり、図８（ａ）の一部を抽出してズームレンズ位置を任意としたものである。図８（ｂ）において、縦軸はフォーカスレンズ１０５の位置を、横軸はズームレンズ１０２の位置を示している。また、ズームレンズ位置をＺ０，Ｚ１，・・・，Ｚｋ−１，Ｚｋ，・・・，Ｚｎとしたときに、被写体距離ごとにマイクロコンピュータ１１４で記憶している代表合焦軌跡上のフォーカスレンズ位置を、
ａ０，ａ１，・・ａｋ−１，ａｋ・・ａｎ
ｂ０，ｂ１，・・ｂｋ−１，ｂｋ・・ｂｎ
としている。
【００７２】
ズームレンズ位置がズームエリア境界上でないＺｘにあり、フォーカスレンズ位置がpｘである場合にａｘ，ｂｘを求めると、
ａｘ＝ａｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ａｋ−ａｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）  …（２）
ｂｘ＝ｂｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ｂｋ−ｂｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）  …（３）
となる。つまり、現在のズームレンズ位置とそれを挟む２つのズームエリア境界位置（例えば、図８（ｂ）におけるＺｋとＺｋ−１）とから得られる内分比を求める。そして、記憶している代表合焦軌跡上の４つのフォーカスレンズ位置（図８（ｂ）でのａｋ，ａｋ−１，ｂｋ，ｂｋ−１）のうち同一被写体距離のものを上記内分比で内分することにより、ａｘ，ｂｘを求めることができる。
【００７３】
さらに、ａｘ，ｐｘ，ｂｘから得られる内分比に従い、予め記憶されている代表合焦軌跡上の上記４つのフォーカスレンズ位置のうち同一焦点距離に対するものを、（１）式のように上述した内分比で内分することにより、ｐｋ，ｐｋ−１を求めることができる。
【００７４】
ワイドからテレへのズーム時には、追従移動先のフォーカスレンズ位置ｐｋと現在のフォーカスレンズ位置ｐｘとの差、およびズームレンズ１０２のＺｘ〜Ｚｋまでの移動に要する時間から合焦状態を維持するためのフォーカスレンズ１０５の移動速度が求められる。テレからワイドへのズーム時には、追従移動先のフォーカスレンズ位置ｐｋ−１と現在のフォーカスレンズ位置ｐｘとの差、およびズームレンズ１０２のＺｘ〜Ｚｋ−１までの移動に要する時間から、合焦状態を維持するためのフォーカスレンズ１０５の移動速度が求められる。
【００７５】
このとき、マイクロコンピュータ１１４内に予め記憶されている代表合焦軌跡のテーブルデータの例を図８（ｃ）に示す。図８（ｃ）は、ズームレンズ位置により変化する、被写体距離ごとのフォーカスレンズ位置のデータＡ（ｎ，ｖ）を示している。 変数ｎの列方向に被写体距離が変化し、変数ｖの行方向にズームレンズ位置（焦点距離）が変化している。ここでは、ｎ＝０が無限遠の被写体距離を表し、ｎが大きくなるに従って被写体距離は至近距離側に変化する。ｎ＝ｍは、１ｃｍの被写体距離を示している。
【００７６】
一方、ｖ＝０はワイド端を表す。さらに、ｖが大きくなるに従って焦点距離が増加し、ｖ＝ｓがテレ端のズームレンズ位置を表している。したがって、１列のテーブルデータで１本の代表合焦軌跡が描かれることになる。つまり、ズーム動作中は、図９に示されるような複数の電子カム軌跡の中から被写体距離に応じた軌跡を選択し、上述した方法で選択した軌跡に従ってフォーカスレンズ１０５を移動させれば、合焦状態を維持したままのズーム動作（ズーミング）が可能になる。
【００７７】
ただし、先に説明したように、ズームレンズ１０２がワイドからテレ方向に移動する場合には、当初、複数の電子カム軌跡の収束点に位置したフォーカスレンズ１０５がズーミングに伴ってどの軌跡をトレースすべきかを判定できず、合焦を維持できない。
【００７８】
そこで、図５（ｂ）に示すように、ズーム動作時の軌跡トレース制御において、ＡＦ評価値の増減に応じてフォーカスレンズ１０５の微小駆動動作における振動中心位置を更新していくことで、追従すべき合焦軌跡を特定する。このようなフォーカスレンズ１０５の駆動の制御を、フォーカスレンズ１０５の変調動作という。
【００７９】
図５（ｂ）の上部には、図５（ａ）と同様に、映像信号の垂直同期信号を示している。また、図５（ｂ）において、横軸は時間を、縦軸はフォーカスレンズ位置を表している。ズーム動作時におけるフォーカスレンズ１０５の変調動作では、振動中心位置は追従している合焦軌跡（以下、基準軌跡ともいう）であり、振動中心の傾きは、追従している基準軌跡の被写体距離およびズームレンズ位置に応じて変化する。図５（ｂ）は４つの垂直同期時間（４Ｖ）の周期で変調動作している場合を表しており、該変調動作は、以下に説明する４つの動作ステップにより構成される。
【００８０】
変調動作の動作ステップのカウンタが０であるときは、カウンタが３のときに求まる位置と振動中心との相対的な位置関係を保持するようにフォーカスレンズ１０５を移動させる。カウンタが１のときは、振動中心から振動振幅だけ無限遠側に離れた位置を目標位置に設定し、該目標位置にフォーカスレンズ１０５を移動させる。
【００８１】
カウンタが２のときは、カウンタが１のときに求まる位置と振動中心との相対的な位置関係を保持するようにフォーカスレンズ１０５を移動させる。カウンタが３のときは、振動中心から振動振幅だけ至近側に離れた位置を目標位置に設定し、該目標位置にフォーカスレンズ１０５を移動させる。なお、変調動作の周期は４Ｖに限らず、２Ｖ周期や８Ｖ周期等、２Ｖの整数倍の周期であればよい。
【００８２】
図５（ａ）と同様に、ラベルＡの時刻にて撮像素子１０６に蓄積された電荷を用いて生成された映像信号から取得されたＡＦ評価値ＥＶＡは、時刻ＴＡにてマイクロコンピュータ１１４に取り込まれる。ラベルＢの時刻にて撮像素子１０６に蓄積された電荷を用いて生成された映像信号から取得されたＡＦ評価値ＥＶＢは、時刻ＴＢにてマイクロコンピュータ１１４に取り込まれる。時刻ＴＣでは、ＡＦ評価値ＥＶＡ，ＥＶＢを比較し、ＥＶＢが大きい場合にのみ振動中心を移動させる。
【００８３】
以上説明したように、ズーム動作時には、フォーカスレンズ１０５の合焦軌跡データに基づく基準軌跡トレース制御に変調動作を組み合わせて、ＡＦ評価値が高くなるように振動中心をずらしていくことで、真に追従すべき合焦軌跡を特定することができる。なお、ここでのフォーカスレンズ１０５の移動量は、焦点深度を基準とし、ＡＦ評価値の増減が得られ、かつボケが画像上で視認できない移動量に設定される。
【００８４】
次に、マイクロコンピュータ１１４で行われるオートズームについて、図２のフローチャートを用いて詳しく説明する。オートズームも、マイクロコンピュータ１１４が不図示の内部メモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行する。
【００８５】
Ｓｔｅｐ２０１では、マイクロコンピュータ１１４はオートズームの処理を開始する。Ｓｔｅｐ２０２では、マイクロコンピュータ１１４は、現在、撮影光学系のズーム動作中か否かを判定する。これはズーム動作中では、それ以外の場合とは異なり、前述したように軌跡トレース制御に変調動作を組み合わせたＡＦを行うためである。
【００８６】
Ｓｔｅｐ２０３では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ評価値に応じてフォーカスレンズ１０５を移動させながら合焦位置を探索するＡＦを行う。
【００８７】
Ｓｔｅｐ２０４では、マイクロコンピュータ１１４は、被写体検出処理部１１２にて検出された特定被写体である顔の大きさＳをメモリ１１６に記憶する。
【００８８】
Ｓｔｅｐ２０５では、マイクロコンピュータ１１４は、現在、オートズーム中であるか否かを判別する。オートズーム中でない場合はＳｔｅｐ２０６に進み、オートズーム中である場合はＳｔｅｐ２０８に進む。
【００８９】
Ｓｔｅｐ２０６では、マイクロコンピュータ１１４は、ユーザがオートズームスイッチ１１５のＯＮ操作を行ったか否かを判別する。ＯＮ操作が行われていない場合は、Ｓｔｅｐ２２０に進み、マイクロコンピュータ１１４は、ズームキー１１８，１１９の操作に応じた通常ズーム制御を行い、Ｓｔｅｐ２０２に戻る。一方、オートズームスイッチ１１５のＯＮ操作が行われた場合は、Ｓｔｅｐ２０７に進み、マイクロコンピュータ１１４は、現在の顔の大きさＳを、オートズームの目標値である基準の大きさ(以下、基準サイズという)Ｓ０としてメモリ１１６に記憶する。
【００９０】
Ｓｔｅｐ２０８では、マイクロコンピュータ１１４は、ユーザがオートズームスイッチ１１５のＯＦＦ操作を行ったか否かを判別する。ＯＦＦ操作が行われた場合はＳｔｅｐ２２１に進み、ズーム動作を停止して、Ｓｔｅｐ２０２に戻る。一方、オートズームスイッチ１１５のＯＦＦ操作が行われていない場合は、Ｓｔｅｐ２０９に進む。
【００９１】
Ｓｔｅｐ２０９では、マイクロコンピュータ１１４は、現在の顔の大きさＳと基準サイズＳ０との差の絶対値を、変数ＤＩＦＦに格納する。そして、Ｓｔｅｐ２１０に進み、ＤＩＦＦが所定値（閾値）ＴＨより大きいか否かを判定する。所定値ＴＨは、被写体検出処理部１１２の検出誤差等によって被写体の大きさＳが微小変動した場合にオートズームによる変倍レンズ１０２の細かな動きが継続されることを防ぐためのものである。すなわち、現在の被写体の大きさＳと基準の大きさＳ０との差がある程度大きくなったときにオートズームが動作するようにするためのものである。所定値ＴＨは、固定値であってもよいし、被写体の大きさＳの１０％というようにＳに対する割合として定義してもよい。また、ズーム倍率によって所定値ＴＨを変更してもよい。
【００９２】
ここでのしきい値ＴＨは、被写体検出処理部１１２の検出誤差などにより被写体の大きさＳが微小に変動した場合などに、オートズームにおいてズームレンズ１０２が細かく動きつづけてしまうなどの問題が生じることを防ぐために設定するものである。ＴＨの値としては、固定の値のほか、被写体の大きさＳの１０％というようにＳに対する割合として定義することもできる。またズームの倍率等によって変化させてもよい。
【００９３】
Ｓｔｅｐ２１０において顔の大きさＳと基準サイズＳ０との差であるＤＩＦＦが所定値ＴＨより小さいと判定された場合は、Ｓｔｅｐ２２１に進み、マイクロコンピュータ１１４はズーム動作を停止して、Ｓｔｅｐ２０２に戻る。
【００９４】
一方、差ＤＩＦＦが所定値ＴＨより大きいと判定した場合は、Ｓｔｅｐ２１１にて、マイクロコンピュータ１１４は現在の顔の大きさＳが基準サイズＳ０より大きいか否かを判定する。ＳがＳ０より大きい場合は、Ｓｔｅｐ２１２に進み、現在、オートズームでのズーム動作が停止中か否かを判定し、停止中であればＳｔｅｐ２１３に進み、停止中でなければＳｔｅｐ２１４に進む。
【００９５】
Ｓｔｅｐ２１３では、マイクロコンピュータ１１４は、合焦カウンタが所定値ｔｈ２より大きいか否か、すなわち合焦が得られたか否かを判定する。そして、ズーム動作の停止中において合焦カウンタが所定値ｔｈ２より大きいと判定した場合（合焦判定がなされた場合）は、Ｓｔｅｐ２１４に進み、オートズームにおけるワイド方向へのズーム動作を開始して、Ｓｔｅｐ２０２に戻る。つまり、本実施例では、原則として、ＡＦによって合焦判定がなされるまではオートズームでのズーム動作（の開始）を制限し、合焦判定がなされたことを条件としてオートズームでのズーム動作（の開始）を許可する。
【００９６】
一方、Ｓｔｅｐ２１２でオートズームでのズーム動作の停止中でないためにＳｔｅｐ２１４に直接進んだ場合は、マイクロコンピュータ１１４は、ワイド方向へのオートズームを継続する。
【００９７】
また、Ｓｔｅｐ２１３で合焦カウンタが所定値ｔｈ２より小さいと判定した場合（合焦判定ができない場合）は、Ｓｔｅｐ２１５に進み、マイクロコンピュータ１１４は、その状態が所定時間継続しているか否かを判定する。所定時間経過しても合焦が得られない場合は、合焦できない被写体である可能性があるので、Ｓｔｅｐ２１４に進み、マイクロコンピュータ１１４は、オートズームでのワイド方向へのズーム動作を開始する。合焦判定ができない状態がまだ所定時間継続していなければ、Ｓｔｅｐ２２１に進み、マイクロコンピュータ１１４はズーム動作を停止したままとする。
【００９８】
このように、本実施例では、上述した原則に対する例外として、合焦判定がなされていない場合であっても、所定時間を超えてオートズームでのズーム動作が制限されたときには、オートズームでのズーム動作（の開始）を許可する。
【００９９】
一方、Ｓｔｅｐ２１１でＳがＳ０より大きいと判定した場合は、Ｓｔｅｐ２１６に進み、マイクロコンピュータ１１４は、現在、オートズームでのズーム動作が停止中か否かを判定する。停止中であればＳｔｅｐ２１７に進み、マイクロコンピュータ１１４は、合焦カウンタが所定値ｔｈ１より大きいか否か、すなわち合焦が得られたか否かを判定する。そして、ズーム動作の停止中において合焦カウンタが所定値ｔｈ１より大きいと判定した場合（合焦判定がなされた場合）は、Ｓｔｅｐ２１８に進み、オートズームにおけるテレ方向へのズーム動作を開始して、Ｓｔｅｐ２０２に戻る。つまり、前述したワイド方向へのオートズームと同様に、テレ方向でのオートズームにおいても、原則として、ＡＦによって合焦判定がなされるまではズーム動作（の開始）を制限し、合焦判定がなされたことを条件としてズーム動作（の開始）を許可する。
【０１００】
Ｓｔｅｐ２１６においてオートズームでのズーム動作の停止中でないためにＳｔｅｐ２１８に直接進んだ場合は、マイクロコンピュータ１１４は、テレ方向へのオートズームを継続する。
【０１０１】
また、Ｓｔｅｐ２１７において合焦カウンタが所定値ｔｈ１より小さいと判定した場合（合焦判定ができない場合）は、Ｓｔｅｐ２１９に進み、マイクロコンピュータ１１４は、その状態が所定時間継続しているか否かを判定する。所定時間経過しても合焦が得られない場合は、合焦できない被写体である可能性があるので、Ｓｔｅｐ２１８に進み、マイクロコンピュータ１１４は、オートズームでのテレ方向へのズーム動作を開始する。合焦判定ができない状態がまだ所定時間継続していなければ、Ｓｔｅｐ２２１に進み、マイクロコンピュータ１１４はズーム動作を停止したままとする。
【０１０２】
このように、本実施例では、テレ方向へのオートズームについても、上記原則に対する例外として、合焦判定がなされていない場合であっても所定時間を超えてオートズームでのズーム動作が制限されたときには、オートズームでのズーム動作（の開始）を許可する。
【０１０３】
所定値ｔｈ１，ｔｈ２の関係について説明する。インナーフォーカスタイプのズームレンズユニットでは、テレ側にて合焦していなくてもワイド側にズーム動作させることで合焦位置に近づく。このため、ワイド方向における合焦判定のためのしきい値である所定値ｔｈ２は小さく（又は０）に設定し、実際上は確実な合焦が得られていない可能性があってもオートズームでのズーム動作を許可する。一方、テレ方向における合焦判定のためのしきい値である所定値ｔｈ１は所定値ｔｈ２より大きく設定し、確実な合焦が得られてからオートズームでのズーム動作を許可して、オートズーム中の合焦状態を維持できるようにする。つまり、所定値ｔｈ１，ｔｈ２は、
ｔｈ２＜ｔｈ１
の関係を満足する。
【０１０４】
所定値ｔｈ２を小さく設定することで、必要以上にオートズームでのズーム動作の開始が遅れることを防ぐことができる。
【０１０５】
以上のようなオートズームにより、被写体の大きさが、基準の大きさ（目標値）に一致するまたは近づくようにズーム動作が行われる。基準の大きさに近づくようにとは、例えば基準の大きさに対して若干の差を持つ範囲に収まるという意味である。
【０１０６】
次に、マイクロコンピュータ１１４で行われるズーム動作中のＡＦについて、図２のフローチャートを用いて説明する。このＡＦは、図２中のＳｔｅｐ２１４、Ｓｔｅｐ２１７およびＳｔｅｐ２１８にて実行される。
【０１０７】
Ｓｔｅｐ１００１では、マイクロコンピュータ１１４はＡＦの処理を開始する。Ｓｔｅｐ１００２では、マイクロコンピュータ１１４は、ズーム動作中か否かを判定し、ズーム動作中の場合はＳｔｅｐ１００３に進む。また、ズーム動作中でない場合はＳｔｅｐ１０２３に進み、本処理を終了する。
【０１０８】
Ｓｔｅｐ１００３では、マイクロコンピュータ１１４は、ズームモータ１１０の駆動速度Ｚｓｐを設定し、Ｓｔｅｐ１００４に進む。
【０１０９】
Ｓｔｅｐ１００４では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の位置から、撮影している被写体までの距離（被写体距離）を推定する。そして、その被写体距離の情報を３つの軌跡パラメタ（目標位置を得るためのデータ）α，β，γとしてＲＡＭ等のメモリ領域に記憶する。ここでは、図１１に示す処理が行われる。なお、以下では、説明を簡単にするために、現在のズームおよびフォーカスレンズ位置にて合焦状態が維持されているものとして図１１に示す処理を説明する。
【０１１０】
図１１のＳｔｅｐ１１０１では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のズームレンズ位置Ｚｘが、図８（ｃ）に示したデータテーブル上でワイド端からテレ端までをｓ等分したうちの何番目のズームエリアｖに存在するのかを算出する。その算出方法を、図１２を用いて説明する。
【０１１１】
図１２のＳｔｅｐ１２０１では、マイクロコンピュータ１１４は、ズームエリア変数ｖをクリアする。Ｓｔｅｐ１２０２では、マイクロコンピュータ１１４は、次に示す（４）式に従って、ズームエリアｖの境界上のズームレンズ位置Ｚ（ｖ）を算出する。このＺ（ｖ）は、図８（ａ）で示したズームレンズ位置Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，・・・に相当する。
【０１１２】
Ｚ（ｖ）＝（テレ端ズームレンズ位置−ワイド端ズームレンズ位置）×ｖ／ｓ
＋ワイド端ズームレンズ位置   …（４）
Ｓｔｅｐ１２０３では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ１２０２で求めたＺ（ｖ） が現在のズームレンズ位置Ｚｘ と等しいか否かを判定する。等しければ、ズームレンズ位置Ｚｘ はズームエリアｖの境界上に位置するとして、Ｓｔｅｐ１２０７にて境界フラグに１を立てる。この後、図１１に示すＳｔｅｐ１１０２に進む。
【０１１３】
一方、Ｓｔｅｐ１２０３でＺ（ｖ） がＺｘと等しくなければ、Ｓｔｅｐ１２０４にて、マイクロコンピュータ１１４は、Ｚｘ＜Ｚ（ｖ）か否かを判別する。Ｚｘ ＜Ｚ（ｖ）であれは、Ｚｘ はＺ（ｖ−１）とＺ（ｖ）との間にあることになり、Ｓｔｅｐ１２０６にて、マイクロコンピュータ１１４は境界フラグを０とする。この後、図１１に示すＳｔｅｐ１１０２に進む。Ｚｘ＜Ｚ（ｖ）でなければ、Ｓｔｅｐ１２０５にて、マイクロコンピュータ１１４はズームエリアｖをインクリメントしてＳｔｅｐ１２０２に戻る。
【０１１４】
図１２の処理を繰り返し行うことにより、該処理を終了するときには、現在のズームレンズ位置Ｚｘが、図８（ｃ）のデータテーブル上におけるｖ＝ｋ番目のズームエリアに存在し、さらにＺｘ がズームエリア境界上か否かを知ることができる。
【０１１５】
図１１に戻り、Ｓｔｅｐ１１０１にて行われた図１２に示した処理によって現在のズームエリアが定まったので、マイクロコンピュータ１１４は、以下の処理によりフォーカスレンズ１０５が図８（ｃ）のデータテーブル上のどこに位置するのかを算出する。
【０１１６】
まず、Ｓｔｅｐ１１０２では、マイクロコンピュータ１１４は、被写体距離変数ｎをクリアする。次に、Ｓｔｅｐ１１０３では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のズームレンズ位置がズームエリアの境界上に存在しているか否か、すなわち境界フラグが１か否かを判定する。境界フラグが０であれば境界上には位置しないとしてＳｔｅｐ１１０５からの処理に進み、境界フラグが１であれば境界上に位置するとしてＳｔｅｐ１１０４に進む。
【０１１７】
Ｓｔｅｐ１１０５では、マイクロコンピュータ１１４は、ＺｋにＺ（ｖ）をセットし、またＺｋ−１にＺ（ｖ−１）をセットする。次に、Ｓｔｅｐ１１０６では、マイクロコンピュータ１１４は、４つの合焦位置のテーブルデータＡ（ｎ，ｖ−１），Ａ（ｎ，ｖ），Ａ（ｎ＋１，ｖ−１），Ａ（ｎ＋１，ｖ）を読み出す。そして、Ｓｔｅｐ１１０７では、マイクロコンピュータ１１４は、上述した（２）式および（３）式を用いてａｘ，ｂｘ を算出する。
【０１１８】
一方、Ｓｔｅｐ１１０４では、マイクロコンピュータ１１４は、被写体距離ｎでのズームレンズ位置（ここではｖとなる ）に対する合焦位置Ａ（ｎ，ｖ）および被写体距離ｎ＋１でのズームレンズ位置に対する合焦位置Ａ（ｎ＋１，ｖ）を呼び出す。そして、それぞれをａｘ，ｂｘとしてメモリする。
【０１１９】
Ｓｔｅｐ１１０８では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のフォーカスレンズ位置ｐｘがａｘ以上であるか否かを判定する。ａｘ以上であるときは、Ｓｔｅｐ１１０９に進み、マイクロコンピュータ１１４は、現在のフォーカスレンズ位置ｐｘがｂｘ以上か否かを判定する。ｂｘ以上でないときは、フォーカスレンズ位置ｐｘ は被写体距離ｎとｎ＋１の間にあることになり、このときの軌跡パラメタをＳｔｅｐ１１１３からＳｔｅｐ１１１５でメモリに格納する。Ｓｔｅｐ１１１３では、α＝ｐｘ−ａｘとし、Ｓｔｅｐ１１１４でβ＝ｂｘ−ａｘとし、Ｓｔｅｐ１１１５でγ＝ｎとする。そして、Ｓｔｅｐ１１１５から図１０のＳｔｅｐ１００５に進む。
【０１２０】
Ｓｔｅｐ１１０８でｐｘがａｘ以上ではないと判定される場合は、フォーカスレンズ位置ｐｘ が超無限遠位置である場合である。このとき、Ｓｔｅｐ１１１２で、マイクロコンピュータ１１４は、α＝０としてＳｔｅｐ１１１４からの処理に進み、無限遠の軌跡パラメタを記憶する。
【０１２１】
Ｓｔｅｐ１１０９でｐｘがｂｘ以上と判定される場合は、フォーカスレンズ位置ｐｘがより至近側である場合である。この場合、Ｓｔｅｐ１１１０にて、マイクロコンピュータ１１４は、被写体距離ｎをインクリメントし、Ｓｔｅｐ１１１１にて、ｎが最至近距離に対応した位置ｍより無限遠側であるか否かを判定する。最至近距離位置ｍより無限遠側であればＳｔｅｐ１１０３に戻る。最至近距離位置ｍより無限遠側でない場合は、フォーカスレンズ位置ｐｘが超至近位置である場合である。このとき、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ１１１２からの処理に進み、最至近距離に対する軌跡パラメタをメモリする。
【０１２２】
図１０に戻る。前述したようにＳｔｅｐ１００４では、現在のズームレンズ位置およびフォーカスレンズ位置が、図９に示したどの軌跡上の位置なのかを知るための軌跡パラメタを記憶した。そして、Ｓｔｅｐ１００５では、マイクロコンピュータ１１４は、１垂直同期時間（１Ｖ）後にズームレンズ１０２が到達しているズームレンズ位置（現在位置Ｚｘからの移動先の位置）Ｚｘ’を算出し、Ｓｔｅｐ１００６に進む。
【０１２３】
ここで、Ｓｔｅｐ１００３で決定されたズーム速度をＺｓｐ（ｐｐｓ）とすると、１Ｖ後のズームレンズ位置Ｚｘ’は以下の（５）式で与えられる。ｐｐｓは、ズームモータ１１０としてのステッピングモータの回転速度を表す単位であり、１秒間当たりの回転するステップ量（１ステップ＝１パルス）を示している。また、（５）式の符号は、ズームレンズ１０２の移動方向を示し、テレ方向は＋、ワイド方向は−としている。
【０１２４】
Ｚｘ’＝Ｚｘ±Ｚｓｐ／垂直同期周波数    …（５）
次に、Ｓｔｅｐ１００６では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｓｔｅｐ１００４で記憶した軌跡パラメタα，β，γと軌跡テーブルデータからズームレンズ位置Ｚｘ’における基準軌跡上のフォーカスレンズ位置ｐｘ’を算出する。そして、Ｓｔｅｐ１００７に進む。以下、フォーカスレンズ位置ｐｘ’の算出について図１３を用いて説明する。
【０１２５】
図１３のＳｔｅｐ１３０１では、マイクロコンピュータ１１４は、ズームレンズ位置Ｚｘ’がどのズームエリアｖ’に存在するのかを算出する。Ｓｔｅｐ１３０１では、マイクロコンピュータ１１４は、図１１で示した処理と同様の処理を行う。具体的には、図１１におけるＺｘをＺｘ’に、ｖをｖ’に置き換えた処理を行う。
【０１２６】
次にＳｔｅｐ１３０２では、マイクロコンピュータ１１４は、１Ｖ後のズームレンズ位置Ｚｘ’ がズームエリアの境界上に存在しているか否か、すなわち境界フラグ＝１であるか否かを判定する。境界フラグ＝０ならば境界上ではないとして、Ｓｔｅｐ１３０３からの処理に進む。境界フラグ＝１であれば境界上であるとして、Ｓｔｅｐ１３０６に進む。
【０１２７】
Ｓｔｅｐ１３０３では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｚｋ←Ｚ（ｖ’），Ｚｋ−１←Ｚ（ｖ’−１）と設定する。次に、Ｓｔｅｐ１３０４では、マイクロコンピュータ１１４は、図１１に示した処理によって被写体距離γが特定された４つの合焦位置のテーブルデータＡ（γ，ｖ’−１）、Ａ（γ，ｖ’）、Ａ（γ＋１，ｖ’−１）、Ａ（γ＋１，ｖ’）を読み出す。そして、Ｓｔｅｐ１３０５にて、上述した（２）式および（３）式からａｘ’，ｂｘ’ を算出する。この後、Ｓｔｅｐ１３０７に進む。
【０１２８】
一方、Ｓｔｅｐ１３０６では、マイクロコンピュータ１１４は、被写体距離γでのズームエリアｖ’に対する合焦位置Ａ（γ，ｖ’）および被写体距離γ＋１でのズームエリアｖ’に対する合焦位置Ａ（γ＋１，ｖ’）を呼び出す。そして、それぞれをａｘ’,ｂｘ’としてメモリする。
【０１２９】
Ｓｔｅｐ１３０７では、マイクロコンピュータ１１４は、ズームレンズ位置がＺｘ’ に達したときのフォーカスレンズ１０５の合焦位置（目標位置）ｐｘ’ を算出する。（１）式を用いて、１Ｖ後の目標位置ｐｘ’は（６）式のように表せる。
【０１３０】
ｐｘ’＝（ｂｘ’−ａｘ’）×α／β＋ａｘ’  …（６）
したがって、目標位置と現在のフォーカスレンズ位置ｐｘとの差ΔＦは、
ΔＦ=（ｂｘ’−ａｘ’）×α／β＋ａｘ’−ｐｘ
となる。フォーカスレンズ１０５の駆動速度はフォーカスレンズ位置差ΔＦを、この距離を移動するのに要するズームレンズ１０２の移動時間で除算して得られる。ズームレンズ１０２がワイドからテレまで一定速度で駆動される場合、フォーカスレンズ１０５の駆動速度は図２に示す軌跡の傾きと同じと見なすことができる。このため、テレ端に近づくほど、また被写体距離が無限遠に近いほど、フォーカスレンズ１０５の駆動速度は速くなる。
【０１３１】
図１０に戻り、Ｓｔｅｐ１００７では、マイクロコンピュータ１１４は、ズーム位置Ｚｘ’における焦点深度等の情報に基づいて、前述した変調動作における振動振幅Ｍおよび中心移動振幅Ｗを設定する。そして、Ｓｔｅｐ１００８に進む。
【０１３２】
Ｓｔｅｐ１００８では、マイクロコンピュータ１１４は、オートズーム中か否かを判別し、オートズーム中の場合はＳｔｅｐ１００９に進む。また、オートズーム中でない場合はＳｔｅｐ１０１０に進む。
【０１３３】
Ｓｔｅｐ１００９では、マイクロコンピュータ１１４は、中心移動振幅を小さくしてズーム動作中のＡＦを安定的に行うため、中心移動振幅Ｗに１以下の係数を掛けて小さくする。その後、Ｓｔｅｐ１０１０に進む。
【０１３４】
Ｓｔｅｐ１０１０では、マイクロコンピュータ１１４は、現在の変調動作のＭｏｄｅを判別し、０であればＳｔｅｐ１０１１に進み、それ以外であればＳｔｅｐ１０１２に進む。
【０１３５】
Ｓｔｅｐ１０１１では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のフォーカスレンズ位置と基準軌跡との相対的な位置関係が保持されるように、１Ｖ後のフォーカスレンズ１０５の駆動目標位置Ｆｘ’を次のように設定する。
【０１３６】
Ｆｘ’＝ｐｘ’＋ Ｍ
Ｓｔｅｐ１０１２では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のＭｏｄｅを判別し、１であればＳｔｅｐ１０１３に進み、それ以外であればＳｔｅｐ１０１４に進む。
【０１３７】
Ｓｔｅｐ１０１３では、マイクロコンピュータ１１４は、ｐｘ’に対して無限遠方向に変調振幅を重畳した位置がフォーカスレンズ１０５の駆動目標位置となるように、次のように設定する。
【０１３８】
Ｆｘ’＝ｐｘ’−（Ｍ ＋ Ｗ）
Ｓｔｅｐ１０１４では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のＭｏｄｅを判別し、２であればＳｔｅｐ１０１５に進み、それ以外であればＳｔｅｐ１０１６に進む。
【０１３９】
Ｓｔｅｐ１０１５では、マイクロコンピュータ１１４は、現在のフォーカス位置と基準軌跡との相対的な位置関係が保持されるように、１Ｖ後のフォーカスレンズの駆動目標位置Ｆｘ’を以下のように設定する。
【０１４０】
Ｆｘ’＝ｐｘ’−Ｍ
Ｓｔｅｐ１０１６では、マイクロコンピュータ１１４は、ｐｘ’に対して至近方向に変調振幅を重畳した位置がフォーカスレンズ１０５の駆動目標位置となるように、以下のように設定する。
【０１４１】
Ｆｘ’＝ｐｘ’＋（Ｍ ＋ Ｗ）
Ｓｔｅｐ１０１７では、マイクロコンピュータ１１４は、フォーカスレンズ１０５をＳｔｅｐ１０１１，１０１３，１０１５又は１０１６で設定した駆動目標位置Ｆｘ’に移動させる際の駆動速度（フォーカス駆動速度）Ｆｓｐを算出する。フォーカス駆動速度Ｆｓｐは、変調振幅を重畳した駆動目標位置Ｆｘ’と現在のフォーカスレンズ位置ｐｘとの差を、この距離を移動するのに要するズームレンズ１０２の移動時間で除算して得られる。
【０１４２】
本実施例では、ズームレンズ１０２の移動も垂直同期時間に同期して行うため、ズームレンズ１０２の移動時間は１垂直同期時間と同じであるとする。つまり、フォーカス駆動速度Ｆｓｐは、以下の式で算出される。
【０１４３】
Ｆｓｐ＝｜Ｆｘ’−ｐｘ｜/１垂直同期時間
Ｓｔｅｐ１０１８では、マイクロコンピュータ１１４は、Ｍｏｄｅが３であればこれを０に戻し、その他の値であればＭｏｄｅを１つ加算してＳｔｅｐ１０１９に進む。
【０１４４】
Ｓｔｅｐ１０１９では、マイクロコンピュータ１１４は、これまでの処理で算出したズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の目標位置と駆動速度に基づいて駆動信号を生成する。そして、ズームモータ１１０およびフォーカスモータ１１１を制御し、ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５を移動させる。この後、Ｓｔｅｐ１０２０にて処理を終了する。
【０１４５】
このように、合焦判定を得てからズーム動作を開始するオートズームにおいては、中心移動量Ｗを通常ズーム制御よりも小さくする。すなわち、通常ズーム制御が行われているときに比べて、オートズーム制御が行われているときの撮影光学系のフォーカス駆動速度を遅くする。これにより、オートフォーカスにより誤った方向にフォーカスレンズ１０５が移動しても、大きく合焦軌跡から外れてしまうことを防ぐことができる。
【０１４６】
以上説明した実施例では、オートズームによるズーム動作の開始前にオートフォーカスによる合焦判定を待つため、オートズームによるズーム動作中に合焦状態を得たり維持したりすることが容易になり、ボケの発生を防ぐことができる。
【０１４７】
また、ズーム動作の方向に応じて合焦判定の条件（合焦状態の判定条件）を変更することにより、不必要に合焦判定を待つことによってオートズームの動作が緩慢になることを防ぐことができる。
【０１４８】
なお、上記実施例では、オートズームを光学ズーム動作によって実現する場合について説明したが、画像を電子的に拡大する電子ズーム動作を用いてオートズームを実現する場合にも本発明を適用することは可能である。さらに、光学ズーム動作と電子ズーム動作の双方を組み合わせたズーム動作が可能な場合にも本発明を適用することができる。つまり、本発明は、光学ズーム動作と電子ズーム動作のうち少なくとも一方が可能な撮像装置に適用することができる。
【０１４９】
上記実施例では、撮影光学系が一体化された撮像装置について説明したが、本発明は、撮影光学系の交換が可能な撮像装置にも適用することができる。
【０１５０】
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
オートズームにおいて合焦状態を容易に得られる撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１５２】
１０２  変倍レンズ
１０５  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１１２  被写体検出処理部
１０８  カメラ信号処理回路
１１４  カメラＡＦマイクロコンピュータ
１１２  被写体検出処理部
１１７  ＡＦ評価値抽出部
【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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【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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【図１３】
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