(57)【要約】【課題】使用者の意図に合ったＡＦ方式でフォーカス制御を行えるようにした撮像装置を提供する。  【解決手段】撮像装置は、撮影映像のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の検出手段１１４と、第１の情報とは異なる第２の情報を検出する第２の検出手段１１６と、使用者により操作される第１の操作手段１１７とを有する。制御手段１１５は、第１の操作手段が操作されない場合は、第２の情報を用いずに第１の情報を用いるフォーカス制御を行い、第１の操作手段が操作された場合は、第２の情報を少なくとも用いるフォーカス制御を行う。【選択図】図１
2008026786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影映像のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の検出手段と、
前記第１の情報とは異なる第２の情報を検出する第２の検出手段と、
フォーカス制御を行う制御手段と、
使用者により操作される第１の操作手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の操作手段が操作されない場合は、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いるフォーカス制御を行い、前記第１の操作手段が操作された場合は、前記第２の情報を少なくとも用いるフォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の検出手段は、被写体までの距離に対応する前記第２の情報を検出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】
前記第２の情報を少なくとも用いるフォーカス制御は、前記第１及び第２の情報を用いる第１のフォーカス制御と、前記第１の情報を用いずに前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを含む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、前記第２の情報の信頼度に応じて前記第１のフォーカス制御若しくは前記第２のフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記信頼度が第１の値より低い場合は前記第１のフォーカス制御を行い、前記信頼度が前記第１の値より高い場合は前記第２のフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の検出手段は、被写体からの光により形成された複数の像の位相差に応じた前記第２の情報を検出し、
前記信頼度は、前記複数の像の一致度に対応することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の操作手段が操作された場合において、前記第２のフォーカス制御を行った後は、前記第１の情報を用いるフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項３から６のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１のフォーカス制御は、前記フォーカスレンズの移動に応じた前記第１の情報の変化に基づいて合焦位置を検出する合焦位置検出制御であり、
前記制御手段は、前記第２の情報に基づいて前記合焦位置検出制御における前記フォーカスレンズの移動方向を設定することを特徴とする請求項３から７のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１の操作手段が操作された場合において前記第２の情報が検出されていないときは、該第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いるフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段にフォーカス制御を行わせるか否かを選択するために使用者により操作される第２の操作手段を有し、
前記制御手段は、前記第２の操作手段の操作状態にかかわらず、前記第１の操作手段の操作に応じて動作することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮影映像のコントラスト状態に関する第１の情報を取得するステップと、
前記第１の情報とは異なる第２の情報を取得するステップと、
使用者により操作される第１の操作手段の操作を検出するステップと、
前記第１の操作手段の操作が検出されない場合は、前記第２の情報を用いずに前記第１の情報を用いるフォーカス制御を行い、前記第１の操作手段の操作が検出された場合は、前記第２の情報を少なくとも用いるフォーカス制御を行うステップとを有することを特徴とするフォーカス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に関し、さらに詳しくは該撮像装置におけるフォーカス制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等のオートフォーカス（ＡＦ）制御では、撮像素子を用いて生成された映像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を示すＡＦ評価値信号を生成し、該ＡＦ評価値信号が最大となるフォーカスレンズの位置を探索するＴＶ−ＡＦ方式が主流である。
【０００３】
また、ＡＦ方式には、測距センサを撮影レンズとは独立に設け、該測距センサにより検出された被写体までの距離からフォーカスレンズの合焦位置を演算し、そこにフォーカスレンズを移動させる外測測距方式又は外測位相差検出方式がある。
【０００４】
外測位相差検出方式では、被写体から受けた光束を２分割し、該２分割した光束を一組の受光素子列（ラインセンサ）によりそれぞれ受光する。そして、該一組のラインセンサ上に形成された像のずれ量、すなわち位相差を検出し、該位相差から三角測量法を用いて被写体距離を求め、該被写体距離に対して合焦する位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０００５】
また、内測位相差検出方式もある。内測位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、該２分割した光束を一組のラインセンサによりそれぞれ受光する。そして、該一組のラインセンサ上の２像の位相差を検出し、該位相差から撮影レンズのデフォーカス量を求め、該デフォーカス量に対応した量だけフォーカスレンズを移動させる。
【０００６】
そして、ＴＶ−ＡＦ方式の合焦精度の高さと位相差検出方式による合焦の高速性とを生かすために、これらのＡＦ方式を組み合わせたハイブリッドＡＦ方式が、特許文献１にて提案されている。該特許文献１にて提案されているハイブリッドＡＦ方式は、被写体が低輝度又は低コントラストであるためにＴＶ−ＡＦ方式では合焦が得られないと判断された場合に、位相差検出方式を用いて合焦を得るものである。
【０００７】
また、位相差検出方式において、像パターンの一致度、すなわちラインセンサ上の２像がどの程度似ているか若しくは一致しているかを求め、これにより測距結果の信頼性を判断するようにした撮像装置が、特許文献２において提案されている。
【特許文献１】特開２００５−８４４２６号公報（段落００３０〜００４８、図３等）
【特許文献２】特開平０５−３４６５３６号公報（段落００９０〜０１０４、図４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のハイブリッドＡＦ方式では、まずＴＶ−ＡＦ方式でフォーカス制御を行い、ＴＶ−ＡＦ方式でのフォーカス制御の状態に応じて位相差検出方式によるフォーカス制御を行うか否かを決定する。このため、撮影者が望むときに位相差検出方式の特長を生かした応答性の良い高速なフォーカス制御を行うことができない。
【０００９】
本発明は、使用者（撮影者）の意図に合ったＡＦ方式でフォーカス制御を行えるようにした撮像装置及びフォーカス制御方法を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影映像のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の検出手段と、第１の情報とは異なる第２の情報を検出する第２の検出手段と、フォーカス制御を行う制御手段と、使用者により操作される第１の操作手段とを有する。そして、制御手段は、第１の操作手段が操作されない場合は、第２の情報を用いずに第１の情報を用いるフォーカス制御を行い、第１の操作手段が操作された場合は、第２の情報を少なくとも用いるフォーカス制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の側面としてのフォーカス制御方法は、撮影映像のコントラスト状態に関する第１の情報を取得するステップと、第１の情報とは異なる第２の情報を取得するステップと、使用者により操作される第１の操作手段の操作を検出するステップとを有する。そして、第１の操作手段の操作が検出されない場合は、第２の情報を用いずに第１の情報を用いるフォーカス制御を行い、第１の操作手段の操作が検出された場合は、第２の情報を少なくとも用いるフォーカス制御を行うステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の操作手段が操作されない状態では、ＡＦ評価値等の第１の情報を用いたＴＶ−ＡＦ方式のフォーカス制御が行われる。そして、第１の操作手段が操作された場合は、被写体距離や位相差等の第２の情報を用いた、ＴＶ−ＡＦ方式以外のフォーカス制御（位相差検出方式のフォーカス制御等）が行われる。これにより、使用者の意図に応じたフォーカス制御を実行させることができる。
【００１３】
また、第１の操作手段が操作された場合に、第２の情報を利用したＴＶ−ＡＦ方式のフォーカス制御を行わせることもできる。これにより、ＴＶ−ＡＦ方式のフォーカス制御の高速化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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等の他の撮像装置にも適用することができる。
【００１６】
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は絞りである。また、１０４は第２固定レンズ、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを兼ね備えた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。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。
【００１７】
１０６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換素子としての撮像素子である。１０７は撮像素子１０６の出力をサンプリングし、ゲイン調整するＣＤＳ／ＡＧＣ回路である。
【００１８】
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。１０９はＬＣＤ等により構成されるモニタであり、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からの映像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００１９】
１１１は変倍レンズ１０２を移動させるためのズーム駆動源である。１１２はフォーカスレンズ１０５を移動させるためのフォーカシング駆動源である。ズーム駆動源１１１及びフォーカシング駆動源１１２は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及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】
１１３はＣＤＳ／ＡＧＣ回路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。１１４は第１の検出手段としてのＡＦ信号処理回路である。ＡＦ信号処理回路１１４は、ＡＦゲート１１３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１１３を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）等を抽出して第１の情報としてのＡＦ評価値信号を生成する。ＡＦ評価値信号は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１５に出力される。ＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的に撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００２１】
制御手段としてのカメラ／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）１１５は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、フォーカシング駆動源１１２を制御してフォーカスレンズ１０５を移動させるフォーカス制御を行う。マイクロコンピュータ１１５は、フォーカス制御として、ＴＶ−ＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、単にＴＶ−ＡＦという）と、外測位相差検出（外測測距）方式でのフォーカス制御（以下、単に外測ＡＦという）とを行う。
【００２２】
１１６は第２の検出手段としての外部測距ユニットであり、被写体までの距離（第２の情報）を計測し、出力する。測距方法としては種々の方式が従来用いられているが、図６及び図７にはそのうちの１つである位相差パッシブ方式による測距原理を示している。この外部測距ユニットは、撮像光学系とは別に設けられている。すなわち、外部測距ユニットには、撮像光学系を通らない被写体からの光束が入射する。
【００２３】
図６において、２０１は被写体、２０２は第１の結像レンズ、２０３は第１の受光素子列、２０４は第２の結像レンズ、２０５は第２の受光素子列である。第１及び第２の受光素子列２０３，２０５はそれぞれ、複数の受光素子（画素）を一列に並べて構成されている。第１及び第２の受光素子列２０３，２０５は、基線長Ｂだけ互いに離れて設置されている。
【００２４】
被写体２０１からの光のうち第１の結像レンズ２０２を通った光は、第１の受光素子列２０３上に結像し、第２の結像レンズ２０４を通った光は第２の受光素子列２０５上に結像する。
【００２５】
ここで、第１及び第２の受光素子列２０３，２０５からの出力信号（像信号）の例を図７に示す。第１及び第２の受光素子列２０３，２０５は基線長Ｂだけ離れているため、第１の受光素子列２０３からの像信号と第２の受光素子列２０５からの像信号とは、画素数Ｘだけずれた信号となる。そこで、２つの像信号の相関を画素をずらしながら演算し、相関が最大になる画素ずらし量を求めることでＸが演算できる。このＸと、基線長Ｂと、結像レンズ２０２，２０４の焦点距離ｆとにより、三角測量の原理で被写体までの距離Ｌが以下の式（１）により求められる。
【００２６】
Ｌ＝Ｂ・ｆ／Ｘ    …（１）。
【００２７】
なお、本発明では、このパッシブ測距方式に限らず、他の測距方式を用いることができる。例えば、アクティブ測距方式として、赤外線を投光して三角測量原理で距離を求める方法や、超音波センサを用いて伝搬速度を測定する方式を用いてもよい。また、外部測距ユニットから上記画素ずらし量Ｘ（第２の情報）を出力させ、マイクロコンピュータにて該Ｘに基づいて被写体距離を求めるようにしてもよい。
【００２８】
ここで、外部測距ユニット１１６からの被写体距離情報は、マイクロコンピュータ１１５に入力される。マイクロコンピュータ１１５は、入力された被写体距離情報に基づいて、該距離の被写体に合焦するフォーカスレンズ位置（以下、外測合焦位置という）を算出する。ここで、「算出」には、計算式を用いた演算だけでなく、予め不図示のメモリに記憶された、被写体距離に対する合焦位置のデータを読み出すことも含む。
【００２９】
また、マイクロコンピュータ１１５は、被写体距離情報の信頼度も算出する。ここいう信頼度は、外部測距ユニット１１６の２つの結像レンズにより２分割された光束によって一対の受光素子列上に形成される２つの像の一致度（相関性）である。この信頼度の計算方法について、図８を用いて説明する。
【００３０】
まず、各受光素子列によりサンプリングされた第１像（図８では像Ｅ）及び第２像（図８では像Ｆ）のそれぞれの像の強度データから次式（１）の計算をする。
【００３１】
【数１】
2008026786.tif 000003
【００３２】
式（１）のＵｏ の値、すなわち図９の斜線部の面積は、２像の一致度が高いほど小さくなり、合焦状態では最小となる。ここで、像Ｆに対し、像Ｅのサンプリングデータを該像Ｂに対してｐ画素ずらした（シフトさせた）計算を、上記式（１）のＵｏの値を求めるのと同様にして行い、それを次式（２）のＵp 値とする。
【００３３】
【数２】
2008026786.tif 000004
【００３４】
像が最も一致するシフト量で上記Ｕp は最小となるから、図９に示すように、そのようなシフト量ｐを見つけることにより、２像の相対的位置ずれ量を求めることができる。
【００３５】
但し、１画素のシフトに対応するデフォーカス量の変化は１ｍｍくらいあり、このままでは焦点検出には使用できない。そこで、図９でのＵp の最小値付近から補間的に１画素の最小寸法より細かい像の変位量（ｈ）を演算して求める。
【００３６】
そしてこの演算により求められた像変位量（ｈ）に基づいて、信頼度ＦＮＣＬＶＬを、例えば次式（３）により算出する。
【００３７】
ＦＮＣＬＶＬ＝ｈ×３２／ＭＡＸＤＥＲ         …（３）。
【００３８】
なお、ここに説明した被写体距離情報の信頼度の計算方法は例にすぎず、他の計算方法を用いてもよい。
【００３９】
図１において、１１７は第１の操作手段としてのＡＦ動作切り替えスイッチであり、撮影者がＡＦを動作させたい場合に操作する（押す）。このスイッチ１１７は、操作を止めると元に戻る構造を有する。つまり、該スイッチ１１７が押されている間だけ、該スイッチ１１７の操作を示す信号がマイクロコンピュータ１１５に入力される。
【００４０】
１１８は第２の操作手段としてのＡＦ／ＭＦスイッチであり、撮影者がＡＦを機能させるかマニュアルフォーカス（ＭＦ）を行うかを選択するために操作される。該スイッチ１１８は、操作を止めてもその操作された位置が維持される構造を有する。
【００４１】
次に、マイクロコンピュータ１１５で行われるＡＦ制御について、図２〜図６を用いて説明する。このＡＦ制御は、マイクロコンピュータ１１５内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００４２】
まず、図２を用いてＡＦ制御の全体の流れを説明する。
【００４３】
Ｓｔｅｐ３０１で、マイクロコンピュータ１１５は処理を開始する。
【００４４】
Ｓｔｅｐ３０２では、マイクロコンピュータ１１５は、ＡＦ評価値及び外測合焦位置の取り込みを行う。
【００４５】
Ｓｔｅｐ３０３では、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７及びＡＦ／ＭＦスイッチ１１８からの入力に対する処理を行う。この入力処理については、後に図５を用いて詳述する。
【００４６】
Ｓｔｅｐ３０４では、Ｓｔｅｐ３０３の処理でＡＦモードがセットされているか否かを判別し、ＡＦモードがセットされている場合はＳｔｅｐ３０５へ進む。ＡＦモードがセットされていない場合は、Ｓｔｅｐ３０２へ戻り、ＡＦ制御を行わない。
【００４７】
Ｓｔｅｐ３０５では、ＴＶ−ＡＦにおけるモードが微小駆動モードか否かを判別する。微小駆動モードであれば、Ｓｔｅｐ３０６へ進み、そうでなければＳｔｅｐ３１４へ進む。
【００４８】
Ｓｔｅｐ３０６では、ＴＶ−ＡＦでの微小駆動動作を行い、合焦状態か否か、及び合焦状態でない場合は現在のフォーカスレンズ位置に対して合焦位置がどの方向（以下、合焦方向という）にあるかを判別する。ここでの詳細な動作については、後に図３を用いて説明する。
【００４９】
なお、ＡＦ評価値の変化から合焦方向を判別するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動動作させる制御は、合焦方向判別制御ということもできる。また、ＡＦ評価値の変化から合焦状態か否かを判別するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動動作させる制御は、合焦確認制御ということもできる。
【００５０】
Ｓｔｅｐ３０７では、ＡＦ評価値が所定の閾値より小さいか否かを判定する。閾値より小さい場合はＳｔｅｐ３０８へ進み、大きい場合はＳｔｅｐ３１０へ進む。ここで、閾値は、被写体像が判別できなくなるくらいぼけたときのＡＦ評価値を参考として決めればよい。
【００５１】
Ｓｔｅｐ３０８では、直ちにＴＶ−ＡＦにおける山登り駆動（合焦位置検出制御）へ移行することを決定する。これは、ＡＦ評価値が小さいために合焦方向を検出するのが困難で、方向判別に時間を要し、ＡＦとしての応答性が悪くなることを回避するためである。そして、マイクロコンピュータ１１５は、現在のフォーカスレンズ位置に対して合焦位置がある可能性が高い方向を山登り方向に設定し、Ｓｔｅｐ３０９へ進む。山登り方向は、例えば現在のフォーカスレンズ位置が無限側であれば至近方向に設定され、現在のフォーカスレンズ位置が至近側であれば無限方向に設定される。
【００５２】
Ｓｔｅｐ３０９では、山登り駆動動作を行う山登り駆動モードへ移行する。
【００５３】
Ｓｔｅｐ３１０では、Ｓｔｅｐ３０６で合焦判定ができたかどうかを判別し、合焦判定ができた場合はＳｔｅｐ３１２へ進み、再起動判定モードへ移行する。また、合焦判定ができていない場合はＳｔｅｐ３１１へ進む。
【００５４】
Ｓｔｅｐ３１１では、Ｓｔｅｐ３０６で合焦方向判別ができたかどうかを判別し、合焦方向判別ができた場合はＳｔｅｐ３０９へ進んで山登り駆動モードへ移行する。合焦方向判別ができていない場合はＳｔｅｐ３０２へ戻り、微小駆動動作を継続する。
【００５５】
Ｓｔｅｐ３１２では、合焦位置におけるＡＦ評価値を不図示のメモリに記憶する。
【００５６】
Ｓｔｅｐ３１３では、再起動判定モードへ移行する。
【００５７】
Ｓｔｅｐ３１４は、山登り駆動モードか否かを判別する。山登り駆動モードであればＳｔｅｐ３１５へ進み、そうでなければＳｔｅｐ３２６へ進む。
【００５８】
Ｓｔｅｐ３１５では、フォーカスレンズ１０５が外測合焦位置へ移動中か否かを判別する。移動中であればＳｔｅｐ３２１へ進み、そうでなければＳｔｅｐ３１６へ進む。
【００５９】
Ｓｔｅｐ３１６では、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動する。山登り駆動の詳細については、後に図４を用いて説明する。
【００６０】
Ｓｔｅｐ３１７では、Ｓｔｅｐ３１６での山登り駆動中に、予め決められた非合焦条件に従って合焦できないと判定されたか否かを判別する。合焦できないと判定された場合はＳｔｅｐ３２１へ進む。ここで、非合焦条件としては、例えば、無限端から至近端までの全ストローク又は全ストロークのうち所定範囲でフォーカスレンズ１０５を移動させたにもかかわらず合焦位置を特定できなかったことである。
【００６１】
Ｓｔｅｐ３１８では、Ｓｔｅｐ３１６での山登り駆動において、ＡＦ評価値がピークを越えたかどうかを判別する。ピークを越えた場合はＳｔｅｐ３１９へ進み、ピークを越えていない場合はＳｔｅｐ３０２へ戻り、山登り駆動を継続する。
【００６２】
Ｓｔｅｐ３１９では、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークとなる位置（以下、ピーク位置という）にフォーカスレンズ１０５を戻す。
【００６３】
Ｓｔｅｐ３２０では、停止モードへ移行する。
【００６４】
Ｓｔｅｐ３２１では、外部測距ユニット１１６からの被写体距離情報に基づいて算出された外測合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させる。
【００６５】
Ｓｔｅｐ３２２では、外測合焦位置にフォーカスレンズ１０５が到達したか否かを判別する。到達していればＳｔｅｐ３２３へ進み、到達していなければＳｔｅｐ３０２へ戻って外測合焦位置への駆動を続ける。
【００６６】
Ｓｔｅｐ３２３では、微小駆動モードへ移行する。
【００６７】
Ｓｔｅｐ３２４では、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７の操作に応じて外測合焦位置へ移動したのか否かを判定する。そうであればＳｔｅｐ３０２へ戻り、微小駆動モードへ移行する。そうでなければ、Ｓｔｅｐ３２５へ進む。
【００６８】
Ｓｔｅｐ３２５では、Ｓｔｅｐ３０７で用いる閾値を通常の値よりも小さい値に設定する。これにより、Ｓｔｅｐ３０７の処理により山登り駆動モードに入らないようにする。すなわち、本実施例では、山登り駆動によって合焦位置を検出できない場合には、外測合焦位置にフォーカスレンズ１０５を移動させた後に、ＴＶ−ＡＦの特性（閾値）を変更して合焦位置を再度探す。これにより、ＴＶ−ＡＦでは合焦できないような被写体に対しても高精度に合焦させることができる。
【００６９】
Ｓｔｅｐ３２６では、停止モードか否かを判別する。停止モードであればＳｔｅｐ３２７へ進み、そうでなければＳｔｅｐ３３０へ進む。
【００７０】
Ｓｔｅｐ３２７では、フォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻ったか否かを判別する。ピーク位置に戻っている場合はＳｔｅｐ３２８へ進み、ピーク位置に戻っていない場合はＳｔｅｐ３０２へ戻り、ピーク位置に戻す動作を継続する。
【００７１】
Ｓｔｅｐ３２８では、Ｓｔｅｐ３０７で用いる閾値を通常の値に設定する。
【００７２】
Ｓｔｅｐ３２９では、微小駆動モードへ移行する。
【００７３】
Ｓｔｅｐ３３０は、再起動判定モードのときに実行される。このＳｔｅｐ３３０では、Ｓｔｅｐ３１２で記憶したＡＦ評価値と最新のＡＦ評価値とを比較し、これらの差、すなわちＡＦ評価値の変動が所定値より大きいか否かを判定する。ＡＦ評価値が所定値より大きく変動した場合はＳｔｅｐ３３１へ進み、微小駆動モードに移行する。ＡＦ評価値の変動が所定値より小さい場合は、Ｓｔｅｐ３０２へ戻る。
【００７４】
Ｓｔｅｐ３３１では、微小駆動モードへ移行する。
【００７５】
次に、微小駆動動作について、図３を用いて説明する。図３には、微小駆動動作時におけるフォーカスレンズ１０５の移動とＡＦ評価値の変化との関係を示している。ここで、横軸は時間を、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。また、図の上部には、映像信号の垂直同期信号を表している。
【００７６】
ここで、期間Ａの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷（斜線楕円で示す）に対するＡＦ評価値ＥＶＡが時刻ＴＡで取り込まれ、期間Ｂの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値ＥＶＢが時刻ＴＢで取り込まれる、時刻ＴＣでは、ＡＦ評価値ＥＶＡ，ＥＶＢを比較し、ＥＶＢ＞ＥＶＡであれば、微小駆動の駆動（振動）中心を移動させる（駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅）。一方、ＥＶＡ＞ＥＶＢであれば、振動中心を移動させない（駆動振幅＝振動振幅）。このようにフォーカスレンズ１０５を移動させながらＡＦ評価値が増加する方向を検出したり、ＡＦ評価値が最も大きくなるフォーカスレンズ位置（ピーク位置）を探したりするのが微小駆動動作である。
【００７７】
次に、山登り駆動動作について、図４を用いて説明する。山登り駆動動作では、フォーカスレンズ１０５を高速で駆動して、その間に得られたＡＦ評価値がピークとなるピーク位置又はその近傍を検出する。図４には、山登り駆動動作時におけるフォーカスレンズ１０５の移動とＡＦ評価値の変化との関係を示している。ここで、Ｃの動きでは、ＡＦ評価値がピークを越えて減少するので、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができ、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、Ｄの動きではピークが無く、単調に減少しているので、フォーカスレンズ１０５の駆動方向が誤りであると判定できる。この場合は、駆動方向を反転して山登り駆動動作を続ける。
【００７８】
次に、Ｓｔｅｐ３０３で行う入力処理について図６を用いて説明する。
【００７９】
Ｓｔｅｐ６０１では、マイクロコンピュータ１１５は処理を開始する。
【００８０】
Ｓｔｅｐ６０２では、マイクロコンピュータ１１５は、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されているか否かを判別し、操作されていればＳｔｅｐ６０３へ進み、そうでなければＳｔｅｐ６１６へ進む。
【００８１】
Ｓｔｅｐ６０３では、ＡＦモードを設定する。
【００８２】
Ｓｔｅｐ６０４では、Ｓｔｅｐ６０２以前にＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されていたか否かを判別する。操作されていなければＳｔｅｐ６０５以下の処理に進む。Ｓｔｅｐ６０２以前にＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されていた場合は、Ｓｔｅｐ６１７へ進む。
【００８３】
Ｓｔｅｐ６０５では、外測合焦位置が算出されているか否か、すなわち外部測距ユニット１１６により被写体距離が検出されたか否かを判別する。外測合焦位置が算出されていればＳｔｅｐ６０６へ進み。そうでなければ、Ｓｔｅｐ６１２へ進む。
【００８４】
Ｓｔｅｐ６０６では、前述した方法により算出した被写体距離情報の信頼度が所定レベル（第１の値）より高いか否かを判定する。信頼度が所定レベルより高いと判定された場合はＳｔｅｐ６０７へ進み、そうでなければＳｔｅｐ６１０へ進む。
【００８５】
Ｓｔｅｐ６０７では、高い信頼度を有する被写体距離に基づいて算出された外測合焦位置へのフォーカスレンズ１０５の移動を開始する。このように、外測合焦位置が高い信頼度を有する被写体距離に基づいて算出された場合に限り、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されたことに応じてフォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる。これは、低い信頼度の被写体距離に基づいて算出された外測合焦位置は誤りである場合が多いので、フォーカスレンズ１０５がその誤った外測合焦位置に移動することを確実に防ぐためである。
【００８６】
Ｓｔｅｐ６０８では、山登り駆動モードを設定する。
【００８７】
Ｓｔｅｐ６１０では、Ｓｔｅｐ６０６において被写体距離情報の信頼度が低いと判断され、算出された外測合焦位置の精度は低いものの、合焦位置の方向としては信頼性があるものとして、算出された外測合焦位置の方向を山登り駆動におけるフォーカスレンズ１０５の駆動方向として設定する。そして、Ｓｔｅｐ６１１では、山登り駆動モードへ移行する。このように、被写体距離情報の信頼度が低い場合は、該被写体距離情報に基づいて算出された合焦位置の方向の情報のみを利用して、微小駆動動作を行うことなく山登り駆動の方向を決定する。
【００８８】
これにより、合焦方向判別のための微小駆動動作を行う場合に比べて、ＴＶ−ＡＦの動作を高速化することができる。また、この場合、ＡＦ評価値を監視しながら外測合焦位置の方向にフォーカスレンズ１０５を山登り駆動させるので、被写体距離情報の信頼度が低い場合でも、間違った方向へ山登り駆動し続けることは防止される。
【００８９】
Ｓｔｅｐ６１２では、Ｓｔｅｐ６０５で外測合焦位置が算出されていないと判別された場合に、ＡＦ評価値が閾値より小さいか否かを判定し、小さければＳｔｅｐ６１３へ進み、そうでなければＳｔｅｐ６１５へ進む。
【００９０】
Ｓｔｅｐ６１３では、ＡＦ評価値が小さいため、Ｓｔｅｐ３０８と同じ理由により、直ちに山登り駆動モードへ移行することを決定する。そして、現在のフォーカスレンズ位置から合焦位置がある可能性が高い方向を山登り方向に設定し、Ｓｔｅｐ６１４へ進む。ここでの閾値は、Ｓｔｅｐ３０７での閾値と同様に決定すればよい。また、合焦位置がある可能性が高い方向は、Ｓｔｅｐ３０８で説明した通りである。
【００９１】
Ｓｔｅｐ６１４では、山登り駆動モードへ移行する。
【００９２】
このように、外測合焦位置が算出されず、かつＡＦ評価値が閾値より小さい場合は、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されることに応じて、現在のフォーカスレンズ位置から合焦位置がある可能性が高い方向へ山登り駆動動作させる。これにより、ＡＦ評価値から合焦方向の検出が困難な場合でも、ＴＶ−ＡＦの応答性を良好とすることができる。
【００９３】
Ｓｔｅｐ６１５では、微小駆動モードへ移行する。
【００９４】
このように、外測合焦位置が算出されず、かつ焦点評価値が閾値より高い場合は、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されることに応じて、微小駆動動作により合焦方向を検出する。この場合、ＡＦ評価値より合焦位置がある可能性が高い方向を検出するので、確実に合焦方向の検出を行うことができる。
【００９５】
Ｓｔｅｐ６１６では、ＡＦ／ＭＦスイッチ１１８がＡＦ側に操作されているかＭＦ側に操作されているかを判別する。ＡＦ側に操作されている場合は、Ｓｔｅｐ６１７に進み、ＡＦモードを設定する。また、ＭＦ側に操作されている場合は、Ｓｔｅｐ６１８に進み、ＭＦモードを設定する。ＭＦモードでは、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されない限り、ＡＦ動作が行われない。逆に言えば、本実施例では、ＡＦ／ＭＦスイッチ１１８がＡＦ側とＭＦ側のどちらに操作されていても、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作されるとＡＦ動作が行われる。これにより、撮影者がマニュアルフォーカスを選択している場合において、一時的に又は急にＡＦを使いたくなったときに、ＡＦ／ＭＦスイッチ１１８を切り替えることなく、ＡＦ動作を行わせることができる。
【００９６】
以上説明したように、本実施例によれば、撮影者のＡＦ動作切り替えスイッチ１１７の操作により、位相差検出方式の特長を生かした応答性の高いフォーカス制御（ＴＶ−ＡＦ及び外測ＡＦ）を行うことができる。このため、撮影者の意図に従ったフォーカス制御を実現することができる。また、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７が操作された場合に、被写体距離情報の信頼度やＡＦ評価値の状態に応じてフォーカス制御の内容を変更することで、状況に応じて、応答性や正確性に対して最良のフォーカス制御を行うことができる。
【００９７】
なお、上記実施例では、外測位相差検出（外測測距）方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦについて説明したが、本発明では、内測位相差検出方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦにも適用できる。内測位相差検出方式では、フォーカスレンズを合焦位置に移動させるための駆動量（及び駆動方向）が算出され、合焦位置が算出されるわけではないが、上記実施例と同様にＡＦ制御を行うことができる。
【００９８】
また、上記実施例では、ＡＦ／ＭＦスイッチ１１８の状態にかかわらずＡＦ動作切り替えスイッチ１１７の操作によってＡＦ動作が行われる場合について説明した。しかし、本発明では、ＡＦ／ＭＦスイッチ１１８がＡＦ側に操作されている場合にのみ又はＭＦ側に操作されている場合にのみ、ＡＦ動作切り替えスイッチ１１７の操作によってＡＦ動作が行われるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施例であるビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図２】実施例のＡＦ制御を示すフローチャート。
【図３】ＴＶ−ＡＦにおける微小駆動動作を説明する図。
【図４】ＴＶ−ＡＦにおける山登り駆動動作を説明する図。
【図５】実施例における入力処理を説明するフローチャート。
【図６】位相差パッシブ方式の距離計測原理を示す図。
【図７】位相差パッシブ方式での像信号を示す図。
【図８】一対の受光素子列上に結像された２像の一致度を説明する図。
【図９】一対の受光素子列上に結像された２像の一致度を説明する図。
【符号の説明】
【０１００】
１０５  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１１４  ＡＦ信号処理回路
１１５  カメラＡＦマイコン
１１６  外部測距ユニット
１１７  ＡＦ動作切り替えスイッチ
１１８  ＡＦ／ＭＦスイッチ
【図３】
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【図１】
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【図２】
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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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