(57)【要約】【課題】フォーカスレンズの焦点調整を迅速かつ正確に行う。【解決手段】シャタボタンが半押しにより、サーチ範囲Ｑ−Ｒが設定される。至近側端部Ｑから無限側端部Ｒまでフォーカスレンズを移動させ、ＡＦ評価値が算出される。このＡＦ評価値に基づいてサーチ範囲Ｑ−Ｔの最大評価値Ａと、最大評価値Ａが検出された時の第１レンズ位置が検出される。最大評価値Ａが閾値Ｌより大きいと判定された場合、第１レンズ位置が至近側端部Ｑまたは無限端部Ｒであるか否かが判定される。第１レンズ位置が至近側端部Ｑである場合、至近側に拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓが設定される。フォーカスレンズを拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓで移動させ、算出されたＡＦ評価値に基づいて最大評価値Ｂと第２レンズ位置が検出される。よって、ＣＰＵは、フォーカスレンズを第２レンズ位置に移動させて焦点調整を行う。【選択図】図６
2008020710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッタボタンが操作された時に、フォーカスレンズを所定のサーチ範囲の一端から他端にわたって移動させ、所定量移動する毎に固体撮像素子から出力される画像データの高周波成分を積分した評価値を算出し、この評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調整を行う撮影装置において、
前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、
前記評価値に基づいて最大評価値を検出する最大評価値検出手段と、
前記最大評価値検出手段が前記サーチ範囲で第１最大評価値を検出した時の前記フォーカスレンズの第１レンズ位置が、前記サーチ範囲の一端または他端であるか否かを判定する判定手段と、
前記第１レンズ位置が前記一端または他端であると判定された場合、前記サーチ範囲を拡張するように、前記判定された端部側に予め決められた拡張範囲を設定する拡張範囲設定手段とを備え、
前記拡張範囲の一端から他端にかけて前記フォーカスレンズを移動させて算出される評価値に基づいて、前記最大評価値検出手段が前記拡張範囲で第２最大評価値を検出した時の前記フォーカスレンズの第２レンズ位置を検出し、前記フォーカスレンズを前記第２レンズ位置に移動させることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記判定手段によって前記第１レンズ位置が前記サーチ範囲の一端または他端ではないと判定された際に、前記フォーカスレンズを前記第１レンズ位置に移動させることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記最大評価値検出手段で検出された前記第１最大評価値および前記第２最大評価値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定する最大評価値判定手段を備え、
前記第１最大評価値が検出された際に、前記最大評価値判定手段によって前記第１最大評価値が前記閾値より小さいと判定された場合、前記拡張範囲設定手段は前記サーチ範囲の両端に前記拡張範囲を設定し、前記フォーカスレンズを前記拡張範囲で移動させて、前記最大評価値検出手段によって前記第２最大評価値の検出を行い、
前記最大評価値判定手段によって前記第２最大評価値が閾値より小さいと判定された場合、前記フォーカスレンズをパンフォーカス位置に移動させることを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
【請求項４】
シャッタボタンが操作された時に、フォーカスレンズを所定のサーチ範囲の一端から他端にわたって移動させ、所定量移動する毎に固体撮像素子から出力される画像データの高周波成分を積分した評価値を算出し、この評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調整方法において、
前記サーチ範囲で算出された評価値が最大となる第１最大評価値を検出し、
前記第１最大評価値が検出された時の前記フォーカスレンズの第１レンズ位置を検出し、
前記第１レンズ位置が前記サーチ範囲の一端または他端であるか否かを判定し、前記一端または前記他端であると判定された際に、前記サーチ範囲を拡張するように、前記判定された端部側に予め決められた拡張範囲を設定し、
前記拡張範囲の一端から他端にかけて前記フォーカスレンズを移動させ、前記拡張範囲で算出された評価値が最大となる第２最大評価値を検出し、
前記第２最大評価値が検出された時の第２レンズ位置を検出し、
前記フォーカスレンズを第２レンズ位置に移動させることを特徴とする焦点調整方法。
【請求項５】
前記第１レンズ位置が前記サーチ範囲の一端または他端ではないと判定された際に、前記フォーカスレンズを前記第１レンズ位置に移動させることを特徴とする請求項４記載の焦点調整方法。
【請求項６】
前記サーチ範囲で検出された第１最大評価値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定し、
前記第１最大評価値が前記閾値より小さいと判定された場合、前記サーチ範囲の両端部に拡張範囲を設定し、
前記拡張範囲で前記フォーカスレンズを移動させ、前記拡張範囲で検出された第２最大評価値が前記閾値より小さいか否かを判定し、
前記第２最大評価値が前記閾値より小さいと判定された場合は、前記フォーカスレンズをパンフォーカス位置に移動することを特徴とする請求項４または５記載の焦点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子によって撮像された画像データに基づいて、コントラスト方式で撮影レンズの焦点調整を行う撮影装置、及び焦点調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子によって得られる撮影信号をデジタル変換して得られた画像データをメモリカード等の記録媒体に記録させるデジタルカメラが一般的に普及している。このようなデジタルカメラでは、コントラスト方式によって撮影レンズの自動焦点調節処理、すなわちオートフォーカス（以下、ＡＦと称する）処理を行っている。
【０００３】
コントラスト方式のＡＦ処理では、焦点距離や輝度値に基づいて設定された第１範囲と、この第１範囲の至近側および無限側に設けられ、撮影レンズの温度変化などによって生じる誤差を吸収するための第２範囲とからなるサーチ範囲が設定される。そして、例えばサーチ範囲の至近側端部から無限側端部にフォーカスレンズを移動させてＡＦ評価値の算出を行い、ＡＦ評価値が最大値となるレンズ位置（合焦位置）にフォーカスレンズを移動させて焦点調整を行っている。
【０００４】
また、カメラとともに小型化された撮影レンズは温度変化の影響を受け易くなっており、温度変化によって合焦位置にズレが生じる。そのため、特許文献１では、カメラに撮影レンズの温度を検出する温度センサを設けており、焦点調整時に温度センサの検出結果に基づいて撮影レンズの移動制御を行っている。
【特許文献１】特開平６−１６０６９５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、上記のデジタルカメラのように、第１範囲と第２範囲とからなるサーチ範囲でフォーカスレンズを移動させて焦点調整を行うと、フォーカスレンズの移動距離が長くなるので合焦位置の検出に時間がかかる。また、特許文献１では、カメラに撮影レンズの温度を検出する温度センサを設けるため、部品点数が増加して小型化に支障をきたすとともにコストがかかる。さらに、温度センサの設置位置が適切でない場合には最適な移動制御が行えないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、正確かつ迅速にフォーカスレンズを合焦位置に移動させることが可能な撮影装置、および焦点調整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】
【０００７】
上記問題を解決するために、本発明の撮影装置は、シャッタボタンが操作された時に、フォーカスレンズを所定のサーチ範囲の一端から他端にわたって移動させ、所定量移動する毎に固体撮像素子から出力される画像データの高周波成分を積分した評価値を算出し、この評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調整を行う撮影装置において、前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、前記評価値に基づいて最大評価値を検出する最大評価値検出手段と、前記最大評価値検出手段によって前記サーチ範囲で第１最大評価値を検出した時の前記フォーカスレンズの第１レンズ位置が、前記サーチ範囲の一端または他端であるか否かを判定する判定手段と、前記第１レンズ位置が前記一端または他端であると判定された場合、前記サーチ範囲を拡張するように前記判定された端部側に予め決められた拡張範囲を設定する拡張範囲設定手段とを備え、
前記拡張範囲の一端から他端にかけて前記フォーカスレンズを移動させて算出される評価値に基づいて、前記最大評価値検出手段によって前記拡張範囲で第２最大評価値を検出した時の前記フォーカスレンズの第２レンズ位置を検出し、前記フォーカスレンズを前記第２レンズ位置に移動させることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記判定手段によって前記第１レンズ位置が前記サーチ範囲の一端または他端ではないと判定された際に、前記フォーカスレンズを前記第１レンズ位置に移動させることが好ましい。
【０００９】
また、前記最大評価値検出手段で検出された前記第１最大評価値および前記第２最大評価値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定する最大評価値判定手段を備え、前記第１最大評価値が検出された際に、前記最大評価値判定手段によって前記第１最大評価値が前記閾値より小さいと判定された場合、前記拡張範囲設定手段は前記サーチ範囲の両端に前記拡張範囲を設定し、前記フォーカスレンズを前記拡張範囲で移動させて、前記最大評価値検出手段によって前記第２最大評価値の検出を行い、前記最大評価値判定手段によって前記第２最大評価値が閾値より小さいと判定された場合、前記フォーカスレンズをパンフォーカス位置に移動させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の焦点調整方法は、シャッタボタンが操作された時に、フォーカスレンズを所定のサーチ範囲の一端から他端にわたって移動させ、所定量移動する毎に固体撮像素子から出力される画像データの高周波成分を積分した評価値を算出し、この評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調整方法において、前記サーチ範囲で算出された評価値が最大となる第１最大評価値を検出し、前記第１最大評価値が検出された時の前記フォーカスレンズの第１レンズ位置を検出し、前記第１レンズ位置が前記サーチ範囲の一端または他端であるか否かを判定し、前記一端または前記他端であると判定された際に、前記サーチ範囲を拡張するように前記判定された端部側に予め決められた拡張範囲を設定し、前記拡張範囲の一端から他端にかけて前記フォーカスレンズを移動させ、前記拡張範囲で算出された評価値が最大となる第２最大評価値を検出し、前記第２最大評価値が検出された時の第２レンズ位置を検出し、前記フォーカスレンズを第２レンズ位置に移動させることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記第１レンズ位置が前記サーチ範囲の一端または他端ではないと判定された際に、前記フォーカスレンズを前記第１レンズ位置に移動させることが好ましい。
【００１２】
また、前記サーチ範囲で検出された第１最大評価値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定し、前記第１最大評価値が前記閾値より小さいと判定された場合、前記サーチ範囲の両端部に拡張範囲を設定し、前記拡張範囲で前記フォーカスレンズを移動させ、前記拡張範囲で検出された第２最大評価値が前記閾値より小さいか否かを判定し、前記第２最大評価値が前記閾値より小さいと判定された場合は、前記フォーカスレンズをパンフォーカス位置に移動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の撮影装置によれば、フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、評価値に基づいて最大評価値を検出する最大評価値検出手段と、最大評価値検出手段によってサーチ範囲で第１最大評価値を検出した時のフォーカスレンズの第１レンズ位置が、サーチ範囲の一端または他端であるか否かを判定する判定手段と、第１レンズ位置が前記一端または他端であると判定された場合、サーチ範囲を拡張するように前記判定された端部側に予め決められた拡張範囲を設定する拡張範囲設定手段とを備え、拡張範囲の一端から他端にかけて前記フォーカスレンズを移動させて算出される評価値に基づいて、最大評価値検出手段が前記拡張範囲で第２最大評価値を検出した時の前記フォーカスレンズの第２レンズ位置を検出し、フォーカスレンズを第２レンズ位置に移動させたので、迅速かつ正確に焦点調整を行うことができる。
【００１４】
また、判定手段によって第１レンズ位置がサーチ範囲の一端または他端ではないと判定された場合、フォーカスレンズを第１レンズ位置に移動させるので、狭い範囲を移動させて合焦位置を見つけることができる。よって、迅速な焦点調整を行うことができる。
【００１５】
また、最大評価値検出手段で検出された第１最大評価値および第２最大評価値が予め設定された閾値より小さいか否かを判定する最大評価値判定手段を備え、第１最大評価値が検出された際に、最大評価値判定手段によって第１最大評価値が閾値より小さいと判定された場合、拡張範囲設定手段はサーチ範囲の両端に拡張範囲を設定し、フォーカスレンズを前記拡張範囲で移動させて、最大評価値検出手段によって第２最大評価値の検出を行い、最大評価値判定手段によって第２最大評価値が閾値より小さいと判定された場合、フォーカスレンズをパンフォーカス位置に移動させたので、迅速かつ確実に焦点調整を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の焦点調整方法よれば、サーチ範囲で算出された評価値が最大となる第１最大評価値を検出し、第１最大評価値が検出された時のフォーカスレンズの第１レンズ位置を検出し、第１レンズ位置がサーチ範囲の一端または他端であるか否かを判定し、一端または他端であると判定された際に、サーチ範囲を拡張するように判定された端部側に予め決められた拡張範囲を設定し、拡張範囲の一端から他端にかけてフォーカスレンズを移動させ、拡張範囲で算出された評価値が最大となる第２最大評価値を検出し、第２最大評価値が検出された時の第２レンズ位置を検出し、フォーカスレンズを第２レンズ位置に移動させたので、迅速かつ正確にフォーカスレンズの焦点調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１及び図２に示すデジタルカメラ１０は、カメラ本体１１の前面に、スライド自在なレンズバリア１２を備えており、ユーザの操作によりスライド移動される。このレンズバリア１２を開放位置（図１に示す位置）に移動させると、撮影レンズ１３、及びストロボ発光部１４が前面に露呈される。
【００１８】
また、このレンズバリア１２は、電源操作部材を兼用しており、開放位置（図１に示す位置）にスライドされた時に電源がＯＮとなり、撮影レンズ１３及びストロボ発光部１４が遮蔽される遮蔽位置に移動された時に電源がＯＦＦとなる。また、カメラ本体１１の前面には、光学ファインダを構成するファインダ対物窓１５が設けられている。
【００１９】
カメラ本体１１の背面には、ＬＣＤ１６と、光学ファインダを構成するファインダ接眼窓１７と、操作部１８とが設けられている。ＬＣＤ１６には、再生画像、各種設定画面、及びスルー画等が表示される。
【００２０】
操作部１８は、メニューボタン２５、キャンセルボタン２６、及び表示ボタン２７で構成されている。メニューボタン２５は、メニュー画面をＬＣＤ１６に表示させる際に、ユーザによって押圧操作される。キャンセルボタン２６は、メニュー画面にて各種設定操作を途中でやめる場合や、前画面に戻す場合に押圧操作される。表示ボタン２７は、ＬＣＤ１６のＯＮ，ＯＦＦを切り替える際に、撮影者によって押圧操作される。
【００２１】
カメラ本体１１の上面には、シャッタボタン２８が設けられている。このシャッタボタン２８は、２段押しのスイッチとなっている。ユーザが、ＬＣＤ１６または光学ファインダを用いてフレーミングを行った後、シャッタボタン２８を軽く押圧（半押し）すると、露光調節、撮影レンズ１３の焦点調節などの各種撮影準備処理が施される。また、シャッタボタン２８を半押し状態からさらに押し込んで全押しすると、撮影処理が実行される。
【００２２】
カメラ本体１１の側面には、メモリカードスロット２９が設けられている。メモリカードスロット２９には、画像データが記録される記録媒体であるメモリカード３１が着脱自在に装填される。
【００２３】
次に、デジタルカメラ１０の電気的構成について、図３および図４を用いて説明を行う。デジタルカメラ１０には、カメラ全体を制御する制御手段であるＣＰＵ３５が設けられている。このＣＰＵ３５には、ＲＯＭ３６及びＲＡＭ３７が接続されている。ＲＯＭ３６には、制御プログラムや、各種制御用データが記憶されており、ＣＰＵ３５は、これらの制御プログラムや制御用データに基づいて、カメラ内の各部を制御する。ＲＡＭ３７には、作業用データが一時的に記憶される。
【００２４】
ＣＰＵ３５には、前述のシャッタボタン２８、操作部１８、ポジションセンサ３８などが接続されている。ＣＰＵ３５は、操作部１８やシャッタボタン２８の操作信号を取得して各操作信号に対応する処理を実行する。ポジションセンサ３８は、フォーカスレンズ４３のレンズ位置を検出する。
【００２５】
撮影レンズ１３は、フォーカスレンズ４３と、絞り４４とから構成されている。フォーカスレンズ４３はモータ４６に接続されている。モータ４６はＣＰＵ３５によって制御されており、モータドライバ４８を介して駆動され、フォーカスレンズ４３を光軸方向に移動して焦点調整を行う。
【００２６】
レンズ位置検出手段であるポジションセンサ３８は、フォーカスレンズ４３のレンズ位置を検出し、このレンズ位置をＣＰＵ３５に入力する。また、絞り４４は、モータ５０によって開口径が変更され、後述するＣＣＤイメージセンサ（固体撮像素子）５２に入射する被写体光の光量を変化させる。ＣＰＵ３５は、モータドライバ５１を介してモータ５０を制御し、絞り４４の開口径を調節する。
【００２７】
撮影レンズ１３の背後には、撮影レンズ１３を透過した被写体光を撮像する固体撮像素子であるＣＣＤイメージセンサ５２が配置されており、このＣＣＤイメージセンサ５２には、ＣＣＤドライバ５３が接続されている。ＣＣＤドライバ５３は、タイミングジェネレータ５４から入力されるクロックパルスに応じて、垂直駆動信号及び水平駆動信号をＣＣＤイメージセンサ５２に入力して、ＣＣＤイメージセンサ５２を駆動する。また、タイミングジェネレータ５４は、ＣＰＵ３５に接続されており、ＣＰＵ３５はタイミングジェネレータ５４を制御してクロックパルスを発生させる。
【００２８】
また、ＣＣＤイメージセンサ５２には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）５５、及びＡＭＰ５６が接続されている。これらによって、ＣＣＤイメージセンサ５２から出力された撮像信号に対して、ノイズの除去や増幅が施される。
【００２９】
その後、撮像信号がＡ／Ｄ変換器５７によってデジタル信号の画像データに変換されて、画像入力コントローラ５８に出力される。画像入力コントローラ５８は、データバス５９を介してフレームメモリ６０が接続されている。ＣＰＵ３５は、画像入力コントローラ５８を制御して、画像データをフレームメモリ６０に記憶させる。
【００３０】
また、データバス５９には、画像入力コントローラ５８やフレームメモリ６０の他に、ＣＰＵ３５、ＡＥ検出部６１、ＡＦ検出部６２、サーチ範囲設定部６３、画像信号処理部６４、圧縮伸張処理部６５、ＬＣＤドライバ６６、メディアコントローラ６７、及びＡＦピーク検出部６８が接続されている。
【００３１】
ＡＥ検出部６１は、画像データに基づいて被写体の輝度値を検出し、この輝度値をＣＰＵ３５に出力する。なお、ＡＥ検出部６１は、画像全体の輝度値を積分する平均測光ではなく、画像の中央部に重み付けを大きくして、輝度値を積分する中央重点測光方式で測光を行う。ＣＰＵ３５は、入力された輝度値に基づいてＣＣＤイメージセンサ５２に入射する被写体光量が最適になるように、ＣＣＤイメージセンサ５２の電子シャッタ速度、及び絞り４４を制御する。
【００３２】
サーチ範囲設定部６３は、焦点調整を行う際にフォーカスレンズ４３を移動させるサーチ範囲および拡張サーチ範囲をＲＯＭ３６から読み出して設定する。ＲＯＭ３６は、フォーカスレンズ４３の焦点距離および被写界深度に応じて、サーチ範囲Ｑ−Ｒ（図５参照）と、サーチ範囲Ｑ−Ｒを拡張する拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓ，Ｒ−Ｔ（図６および図７参照）が予め記憶されている。サーチ範囲設定部６３は、焦点調整時にＣＰＵ３５から絞り４４の開口径情報が入力されると、ＲＯＭ３６から最適なサーチ範囲Ｑ−Ｒを読み出して設定する。なお、拡張範囲設定手段であるサーチ範囲設定部６３は、焦点調整を行う際にサーチ範囲Ｑ―Ｓを拡張する拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓ，Ｒ−Ｔも、焦点距離と被写界深度に応じたものを読み出す。
【００３３】
ＡＦ検出部６２は、例えば図５に示すように、サーチ範囲Ｑ−Ｒの至近側端部Ｑ（一端）から無限側端部Ｒ（他端）にかけてフォーカスレンズ４３を所定量移動させる毎に、出力された画像データの高周波成分を積分してＡＦ評価値を逐次算出する。算出されたＡＦ評価値はＡＦピーク検出部６８に入力される。最大評価値検出手段であるＡＦピーク検出部６８は、サーチ範囲Ｑ−Ｒで算出されたＡＦ評価値が最大となる最大評価値Ａ（第１最大評価値）を検出する。算出されたＡＦ評価値、および最大評価値ＡはＣＰＵ３５に入力される。
【００３４】
図４に示すように、ＣＰＵ３５は、最大評価値判別部３５ａを備えている。最大評価値判別部３５ａは、ＡＦピーク検出部６８から入力された最大評価値Ａが予め設定された閾値Ｌ（図５参照）より小さいか否かを判定する。この時、最大評価値Ａが閾値Ｌよりも大きいと判定された場合は、レンズ位置検出処理が行われる。また、最大評価値Ａが閾値Ｌより小さいと判定された場合は、サーチ範囲設定部６３により拡張範囲設定処理が行われる。
【００３５】
レンズ位置検出処理は、最大評価値Ａが検出された時のフォーカスレンズ４３のレンズ位置を判定する。最大評価値Ａが閾値Ｌより大きいと判定されると、ＣＰＵ３５は、ＡＦピーク検出部６８からＡＦ評価値および最大評価値Ａと、ポジションセンサ３８からＡＦ評価値が算出された時のフォーカスレンズ４３のレンズ位置とに基づいて、最大評価値Ａが検出された時の第１レンズ位置を判定する。そして、ＣＰＵ３５に設けられた端部判定部３５ｂは、第１レンズ位置が至近側端部Ｑまたは無限側端部Ｒであるか否かの判定を行う。
【００３６】
図６に示すように、第１レンズ位置が至近側端部Ｑであると判定された場合、つまり至近側端部ＱでＡＦ評価値が最大評価値Ａとなる場合、ＣＰＵ３５はサーチ範囲設定部６３に至近側拡張信号を出力する。また、図７に示すように、第１レンズ位置が無限側端部Ｒであると判定された場合、つまり無限側端部ＲでＡＦ評価値が最大評価値Ａとなる場合、ＣＰＵ３５はサーチ範囲設定部６３に無限側拡張信号を出力する。また、図５に示すように、至近側端部Ｑと無限側端部Ｒの間に第１レンズ位置があると判定された場合は、ＣＰＵ３５はこの第１レンズ位置にフォーカスレンズ４３を移動させる。
【００３７】
サーチ範囲設定部６３は、ＣＰＵ３５から至近側拡張信号が入力されると、図６に示すように、至近側端部Ｑよりさらに至近側に拡張端部Ｓを設け、拡張サーチ範囲Ｓ−Ｑを設定する。拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓが設定されると、ＣＰＵ３５は至近側端部Ｑから拡張端部Ｓにかけてフォーカスレンズ４３を移動させる。ＡＦ検出部６２は、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓでフォーカスレンズ４３が所定量移動する毎にＡＦ評価値を逐次算出し、このＡＦ評価値をＡＦピーク検出部６８に入力する。
【００３８】
ＡＦピーク検出部６８は、入力されたＡＦ評価値に基づいて拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓの最大評価値Ｂを検出する。ＡＦピーク検出部６８は、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓで算出されたＡＦ評価値と最大評価値Ｂ（第２最大評価値）をＣＰＵ３５に入力する。ＣＰＵ３５は、ポジションセンサ３８から入力されたレンズ位置に基づいて、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓの最大評価値Ｂが検出された時の第２レンズ位置を判定し、フォーカスレンズ４３を第２レンズ位置（合焦位置Ｆ）に移動させる。
【００３９】
同様に、ＣＰＵ３５から無限側拡張信号が入力されると、図７に示すように、無限側端部Ｒよりさらに無限側に拡張端部Ｔを設け、拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔを設定する。無限側に拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔが設定された場合も、ＣＰＵ３５が無限側端部Ｒから拡張端部Ｔにかけてフォーカスレンズ４３を所定量移動させる毎に、ＡＦ検出部６２は拡張サーチ範囲Ｒ−ＴでＡＦ評価値を逐次算出する。ＡＦピーク検出部６８は、このＡＦ評価値に基づいて最大評価値Ｂを検出する。ＣＰＵ３５は、ポジションセンサ３８からのレンズ位置に基づいて、最大評価値Ｂが算出された時の第２レンズ位置を判定し、フォーカスレンズ４３を第２レンズ位置（合焦位置Ｆ）に移動させる。
【００４０】
また、拡張範囲設定処理は、サーチ範囲Ｑ−Ｒの至近側および無限側の端部に拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓ、Ｒ−Ｔを設定する。最大評価値Ａが閾値Ｌより小さいと判定された場合、図８に示すように、サーチ範囲設定部６３は、サーチ範囲Ｑ−Ｒの至近側端部Ｑより至近側に拡張端部Ｓを、無限側端部Ｒより無限側に拡張端部Ｔを設け、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓと拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔとを設定する。そして、ＣＰＵ３５は、至近端側の拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓと無限端側の拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔとでフォーカスレンズ４３を移動させ、ＡＦ検出部６２によってＡＦ評価値を算出する。このＡＦ評価値はＡＦピーク検出部６８に入力される。
【００４１】
ＡＦピーク検出部６８は、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓおよび拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔで算出されたＡＦ評価値に基づいて最大評価値Ｂを検出する。最大評価値判定部３５ａは、最大評価値Ｂが閾値Ｌより大きいか否かを判定する。最大評価値Ｂが閾値Ｌより大きい場合は、ＣＰＵ３５は最評価値Ｂとなる第２レンズ位置にフォーカスレンズを移動させる（図示せず）。また、最大評価値Ｂが閾値Ｌより小さいと判定された場合は、図８に示すように、フォーカスレンズ４３をパンフォーカス位置Ｐに移動させる。
【００４２】
画像信号処理部６４は、画像データがフレームメモリ６０に記憶されている間に、階調変換処理、色補間処理、ＹＣ変換処理の各種画像処理を施す。スルー画用の低解像度の画像データがフレームメモリ６０に記憶されている場合、この画像信号処理部６４によって、前述の画像処理が施された後、画像データがデータバス５９を介してＬＣＤドライバ６６に送信される。ＬＣＤドライバ６６は、ＬＣＤ１６に画像を表示するため画像データに対して信号処理を施して、画像をＬＣＤ１６に表示させる。
【００４３】
また、記録用の高解像度の画像データがフレームメモリ６０に記憶されている場合、画像信号処理部６４によって、前述の画像処理が施された後、圧縮伸長処理部６５によって画像データに対してＪＰＥＧ方式等の圧縮形式で圧縮処理が施される。圧縮処理が施された画像データは、メディアコントローラ６７によって記録メディアであるメモリカード３１に記録される。
【００４４】
また、再生モードでは、メディアコントローラ６７によって、メモリカード３１から画像データが読み出され、この画像データがフレームメモリ６０に一時的に記憶され、圧縮伸長処理部６５によってこの画像データに対して伸長処理が施され、この画像がＬＣＤ１６に表示される。
【００４５】
次に、上記構成のデジタルカメラで焦点調整処理を行う方法について図９〜図１１に示すフローチャートを用いて説明する。デジタルカメラ１０が撮影モードに設定され、シャッタボタン２８が半押しされていない場合には、ＣＰＵ３５はフォーカスレンズ４３をパンフォーカス位置Ｐに移動させる。これにより、スルー画が取得される。
【００４６】
また、シャッタボタン２８が半押しされた場合、サーチ範囲設定部６３は、ＣＰＵ３５からの開口径情報に基づいて、ＲＯＭ３６に記憶されている最適なサーチ範囲Ｑ−Ｒを設定する。サーチ範囲Ｑ−Ｒが設定されると、図５〜図８に示すように、ＣＰＵ３５はフォーカスレンズ４３をパンフォーカス位置Ｐから初期位置である至近側端部Ｑに移動させ、その後フォーカスレンズ４３を１ステップ毎に無限側端部Ｒまで移動させる。なお、前述の１ステップ（所定量）は、図中円形マーク１個分であり、ズームレンズ４３の位置により、ステップ幅やフォーカスレンズ４３の移動量（円径マークの間隔）は変化する。
【００４７】
サーチ範囲Ｑ−Ｒでフォーカスレンズ４３を移動させる毎に、ＣＣＤイメージセンサ５２から出力される画像データからＡＦ評価値が逐次算出され、サーチ範囲Ｑ−Ｒでの最大評価値Ａが検出される。そして、最大評価値Ａが閾値Ｌより小さいか否かの判定が行われ、最大評価値Ａが閾値Ｌより大きい場合、最大評価値Ａが検出された時の第１レンズ位置が、至近側端部Ｑまたは無限側端部Ｒであるか否かの判定が行われる。
【００４８】
例えば、サーチ範囲Ｑ−Ｒで算出されたＡＦ評価値を合計した総合評価値が、図５に示すように山型形状の分布曲線の場合、つまり、第１レンズ位置が至近側端部Ｑと無限側端部Ｒの間にあると判定された場合、ＣＰＵ３５は無限側端部Ｒまで移動させたフォーカスレンズ４３を最大評価値Ａとなる第１レンズ位置に移動させる。つまり、第１レンズ位置が合焦位置Ｆとなる。これにより、フォーカスレンズ４３を移動させる範囲が狭くて済むので、迅速に焦点調整を行うことができる。
【００４９】
また、サーチ範囲Ｑ−ＲのＡＦ評価値を合計した総合評価値が、図６に示すように至近側から無限側にかけて減少する分布曲線であった場合、つまり、第１レンズ位置が至近側端部Ｑであると判定された場合、サーチ範囲設定部６３に至近側拡張信号が入力される。これにより、至近側端部Ｑよりさらに至近側に拡張端部Ｓが設けられ、サーチ範囲Ｑ−Ｒが拡張するように拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓが設定される。そして、図中実線矢印で示すように、無限側端部Ｒまで移動したフォーカスレンズ４３は再び至近側端部Ｑまで移動し、さらに拡張端部Ｓまで移動する。ＡＦ検出部６２は、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓでフォーカスレンズ４３が移動する毎に、画像データからＡＦ評価値を算出し、ＡＦピーク検出部６８でＡＦ評価値の最大評価値Ｂを検出する。
【００５０】
フォーカスレンズ４３が至近側端部Ｑから拡張端部Ｓまで移動すると、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓで最大評価値Ｂが検出された時の第２レンズ位置が判定され、フォーカスレンズ４３を拡張端部Ｓから第２レンズ位置に移動させる。つまり、第２レンズ位置が合焦位置Ｆとなる。なお、図６では最大評価値Ｂが拡張サーチ範囲Ｑ―Ｓの間にあるが、最大評価値Ｂが検出された時が至近側端部Ｑの場合、つまり、第１レンズ位置＝第２レンズ位置の場合は、フォーカスレンズ４３を拡張端部Ｓから至近側端部Ｑに移動させる。また、フォーカスレンズ４３が拡張端部Ｓの時に最大評価値Ｂが検出された場合、第２レンズ位置が拡張端部Ｓとなるので、フォーカスレンズ４３の移動は行わない。
【００５１】
また、ＡＦ評価値を合計した総合評価値が、図７に示すように至近側から無限側にかけて増加する分布曲線であった場合、つまり、第１レンズ位置が無限側端部Ｒであると判定された場合、サーチ範囲設定部６３に無限側拡張信号が入力される。これにより、サーチ範囲設定部６３は、無限側端部Ｒよりさらに無限側に拡張端部Ｔを設定し、サーチ範囲Ｑ−Ｒを拡張するように拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔを設定する。そして、図中実線矢印で示すように、至近側端部Ｑから無限側端部Ｒまで移動したフォーカスレンズ４３は、さらに無限側端部Ｒから拡張端部Ｔまで移動する。これにより、ＡＦ検出部６２は、拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔでフォーカスレンズ４３が所定量移動する毎に、画像データからＡＦ評価値を算出し、ＡＦピーク検出部６８は最大評価値Ｂを検出する。
【００５２】
フォーカスレンズ４３が無限側端部Ｒから拡張端部Ｔまで移動すると、拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔで最大評価値Ｂが検出された時の第２レンズ位置が判定され、フォーカスレンズ４３を拡張端部Ｔから第２レンズ位置に移動させる。つまり、第２レンズ位置が合焦位置Ｆとなる。なお、この場合も至近側に拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓを設定した時と同様に、第２レンズ位置が無限側端部Ｒと判定された場合、つまり第１レンズ位置＝第２レンズ位置となる場合は、拡張端部Ｔまで移動したフォーカスレンズ４３を無限側端部Ｒに移動させる。また、第２レンズ位置が拡張端部Ｔの場合、フォーカスレンズ４３を移動させることはない。
【００５３】
最大評価値Ａが閾値Ｌより小さいと判定された場合、例えば、サーチ範囲Ｑ−Ｒで算出されたＡＦ評価値を合計した総合評価値が、図８に示すような平坦な分布曲線である場合、サーチ範囲Ｑ−Ｓの至近側端部Ｑより至近側に拡張端部Ｓを、無限側端部Ｒより無限側に拡張端部Ｒを設け、サーチ範囲Ｑ−Ｒを拡張するように拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓと拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔとを設定する。そして、図中実線矢印で示すように、至近側端部Ｑから無限側端部Ｒまで移動させたフォーカスレンズ４３をさらに拡張端部Ｔまで移動させてＡＦ評価値を算出する。フォーカスレンズ４３を拡張端部Ｔまで移動させたら、さらに至近側の拡張端部Ｓまで移動させる。この時、拡張サーチ範囲Ｑ−ＳのＡＦ評価値が算出される。ＡＦピーク検出部６８は、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓと拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔで算出されたＡＦ評価値に基づいて最大評価値Ｂを検出する。
【００５４】
拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓと拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔとの最大評価値Ｂが検出されると、最大評価値判定部３５ａで閾値Ｌより小さいか否かの判定が行われる。最大評価値Ｂが閾値より大きいと判定されると、最大評価値Ｂが検出された時の第２レンズ位置（合焦位置Ｆ）にフォーカスレンズ４３が移動される（図示せず）。また、最大評価値Ｂが閾値Ｌより小さいと判定された場合、フォーカスレンズ４３は、図８に示すようにパンフォーカス位置に移動される。
【００５５】
上記のように、本実施形態では、最初に焦点距離および被写界深度に応じた狭いサーチ範囲Ｑ−Ｒを設定し、フォーカスレンズ４３をサーチ範囲Ｑ−Ｒで移動させ、サーチ範囲Ｑ−Ｒの外側に合焦位置Ｆが存在する可能性がある場合に、拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓ、または拡張サーチ範囲Ｒ−Ｔを設定し、合焦位置Ｆの検出を行っているので、正確かつ迅速に焦点調整を行うことができる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、フォーカスレンズ４３を至近側端部Ｑから無限側端部Ｒまで移動させてサーチ範囲Ｑ−ＲのＡＦ評価値を算出したが、これに限らず、フォーカスレンズ４３を無限側端部Ｒから至近側端部Ｑまで移動させてＡＦ評価値を算出してもよい。また、フォーカスレンズ４３の移動に伴って算出されるＡＦ評価値から、分布曲線の減少傾向が判断できる場合、フォーカスレンズ４３をサーチ範囲Ｑ−Ｒの一端から他端まで移動させず、途中で拡張サーチ範囲を設定してもよい。これにより、より迅速に焦点調整を行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、撮影レンズ１３にズームレンズを備えていないタイプのデジタルカメラ１０を用いて説明したが、ズームレンズを備えたタイプのデジタルカメラにも本発明を適用することができる。この場合は、ズームレンズのレンズ位置と被写界深度に応じたサーチ範囲Ｑ−Ｒおよび拡張サーチ範囲Ｑ−Ｓ，Ｒ−Ｔを予めＲＯＭ３６に記憶させておくことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を用いたデジタルカメラの外観を示す正面斜視図である。
【図２】本発明を用いたデジタルカメラの外観を示す背面斜視図である。
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】焦点調整を行う際の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】サーチ範囲内に合焦位置がある場合の焦点調整方法を説明する説明図である。
【図６】サーチ範囲より至近側に合焦位置がある場合の焦点調整方法を説明する説明図である。
【図７】サーチ範囲より無限側に合焦位置がある場合の焦点調整方法を説明する説明図である。
【図８】最大評価値が閾値より小さい場合の焦点調整方法を説明する説明図である。
【図９】焦点調整の流れを示すフローチャートである。
【図１０】焦点調整の流れを示すフローチャートである。
【図１１】焦点調整の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  デジタルカメラ
２８  シャッタボタン
３５  ＣＰＵ
３８  ポジションセンサ
４３  フォーカスレンズ
５２  ＣＣＤイメージセンサ
６２  ＡＦ検出部
６３  サーチ範囲設定部
６８  ＡＦピーク検出部
Ｑ  至近側端部
Ｒ  無限側端部
Ｐ  パンフォーカス位置
Ｆ  合焦位置
Ｓ，Ｔ  拡張端部
【図１】
2008020710.tif 000003
【図２】
2008020710.tif 000004
【図３】
2008020710.tif 000005
【図４】
2008020710.tif 000006
【図５】
2008020710.tif 000007
【図６】
2008020710.tif 000008
【図７】
2008020710.tif 000009
【図８】
2008020710.tif 000010
【図９】
2008020710.tif 000011
【図１０】
2008020710.tif 000012
【図１１】
2008020710.tif 000013