(57)【要約】【課題】合焦位置がレンズ駆動領域の端点近傍にあっても焦点調節を高精度に行うことができるカメラの提供。【解決手段】フォーカスレンズの駆動領域全域にわたって焦点評価値をサンプリングする最初のサーチＬ３１によって、無限側端点の焦点評価値Ｐ１７が最大焦点評価値であった場合には、三点内挿法により合焦レンズ位置Ｄ１を算出できないのでより詳細な２回目のサーチＬ３２を行う。２回目のサーチＬ３２では、１回目のサーチＬ３１の場合よりもレンズ移動速度を遅くするので、１回目サーチよりもサンプリング間隔が狭くなって詳細な焦点評価値サンプリングができる。２回目サーチＬ３２でサンプリング点Ｐ２２の焦点評価値が最大であったならば、サンプリング点Ｐ２１〜Ｐ２３の焦点評価値を用いた三点内挿法により合焦レンズ位置Ｄ１を算出する。【選択図】　　　　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系で結像された被写体像を撮像装置で撮像し、撮像信号の高周波成分から算出される焦点評価値に基づいて前記撮影光学系の合焦位置を算出する焦点調節方法において、
前記撮影光学系の焦点調節領域において粗いサンプリング間隔で焦点評価値を取得する粗サーチを行い、前記粗サーチで取得された焦点評価値の最大値のサンプリング位置が前記焦点調節領域の端点であった場合には、
前記端点を含む近傍領域において前記粗サーチよりも密なサンプリング間隔で焦点評価値を取得する細密サーチを行い、その細密サーチで取得された焦点評価値に基づいて前記合焦位置を算出することを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２】
撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置から出力される撮像信号の高周波成分に基づいて焦点評価値を算出する評価値演算手段と、
前記撮影光学系のフォーカスレンズを所定駆動領域で移動させる移動手段と、前記フォーカスレンズを前記駆動領域の一端から他端へと一方向に移動させて、その移動動作中に、前記フォーカスレンズが第１移動量だけ移動する毎に前記評価値演算手段による焦点評価値を取得する第１評価値取得手段と、
前記第１評価値取得手段により取得された焦点評価値の中の最大焦点評価値が、前記所定駆動領域の両端点のいずれかに最も近い焦点評価値であるか否かを判定する第１評価値判定手段と、
前記最大焦点評価値に近い方の前記端点から前記最大焦点評価値に対応するレンズ位置までの領域を少なくとも含む部分領域において、前記フォーカスレンズを前記部分領域の一端から他端へと一方向に移動させ、その移動動作中に、前記フォーカスレンズが前記第１移動量よりも小さな第２移動量だけ移動する毎に前記評価値演算手段による焦点評価値を取得する第２評価値取得手段と、
前記第１評価値判定手段により前記最大焦点評価値が前記最も近い焦点評価値でないと判定された場合には、前記第１評価値取得手段で取得された複数の焦点評価値に基づく合焦レンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させ、前記第１評価値判定手段により前記最大焦点評価値が前記最も近い焦点評価値であると判定された場合には、前記第２評価値取得手段で取得された複数の焦点評価値に基づき算出される合焦レンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させる制御手段と、を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記フォーカスレンズの移動速度を変更することにより、前記第１移動量および第２移動量を形成することを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記第２評価値取得手段により取得された焦点評価値の中の最大焦点評価値が、前記部分領域に含まれる端点に最も近い焦点評価値であるか否かの判定を行う第２評価値判定手段を備え、
前記制御手段は、前記第２評価値判定手段により前記最大焦点評価値が前記最も近い焦点評価値であると判定されると、前記フォーカスレンズを前記部分領域に含まれる端点へ移動させることを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記第２評価値取得手段により取得された焦点評価値の中の最大焦点評価値が、前記部分領域に含まれる端点に最も近い焦点評価値であるか否かの判定を行う第２評価値判定手段と、
前記フォーカスレンズを前記部分領域の一端から他端へと一方向に移動させ、その移動動作中に、前記フォーカスレンズが前記第２移動量よりも小さな第３移動量だけ移動する毎に前記評価値演算手段による焦点評価値を取得する第３評価値取得手段とを備え、
前記制御手段は、前記第２評価値判定手段により前記最大焦点評価値が前記最も近い焦点評価値であると判定されると、前記第３評価値取得手段で取得された複数の焦点評価値に基づき算出される合焦レンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置から出力される映像信号から焦点評価値を算出し、その焦点評価値が最大となるように撮影レンズの焦点調整を行う焦点調節方法およびカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＤ等の撮像素子により被写体像を撮像する電子カメラにおいては、撮像信号からコントラスト信号に対応する高周波成分を抽出し、この高周波成分が最大となるレンズ位置にフォーカスレンズを移動させる焦点調整方法が知られている。高周波成分は焦点評価値と呼ばれ、上記焦点調整方法は山登りＡＦと呼ばれている。
【０００３】
一般的に、焦点評価値が最大となるレンズ位置を算出する場合には、フォーカスレンズを駆動領域内の一部または全域に移動させ、異なる複数のレンズ位置に関して各々焦点評価値を取得する。レンズ駆動領域に対して焦点評価値が十分多数取得できる場合には、焦点評価値の最大のものを選び、その最大焦点評価値が得られた合焦レンズ位置へフォーカスレンズを移動させるようにしている。
【０００４】
一方、焦点評価値の取得個数が少ない場合には、焦点評価値が実質最大になると推測される合焦レンズ位置を内挿演算（例えば、３点内挿演算）等により算出するようにしている。内挿演算を行う場合には、最大焦点評価値と少なくともその前後に位置する焦点評価値とを用いて合焦レンズ位置を算出する。この演算方法では、演算に用いるデータ数が多いほど内挿演算精度が良くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レンズ駆動領域の端点に最も近い焦点評価位置が上記最大焦点評価値であった場合、その前後に位置する焦点評価値の一方が存在しないことになる。そのため、端点近傍に合焦位置が存在する場合には、精度良く焦点調節ができないという欠点があった。
【０００６】
本発明の目的は、焦点評価値に基づいて焦点調節を行う焦点調節方法およびカメラにおいて、合焦位置がレンズ駆動領域の端点近傍にあっても焦点調節を高精度に行うことができる焦点調節方法およびカメラを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、撮影光学系で結像された被写体像を撮像装置で撮像し、撮像信号の高周波成分から算出される焦点評価値に基づいて撮影光学系の合焦位置を算出する焦点調節方法に適用され、撮影光学系の焦点調節領域において粗いサンプリング間隔で焦点評価値を取得する粗サーチを行い、粗サーチで取得された焦点評価値の最大値のサンプリング位置が焦点調節領域の端点であった場合には、端点を含む近傍領域において粗サーチよりも密なサンプリング間隔で焦点評価値を取得する細密サーチを行い、その細密サーチで取得された焦点評価値に基づいて合焦位置を算出することにより上述の目的を達成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明によるカメラの一実施の形態を示したものであり、ＡＦ（オートフォーカス）デジタルカメラのブロック図である。図１に示したデジタルカメラは、撮影レンズ１と、固体撮像素子２と、Ａ／Ｄ変換器３と、メモリ４と、画像処理回路５と、外部記憶回路６と、コントロール回路８と、モータ１３により駆動されるフォーカス制御機構１４と、ＣＰＵ１２と、絞り１９とを備えている。ＣＰＵ１２には、ＡＥ／ＡＷＢ処理回路７，バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９，積算回路１０およびＡＦ回路１１が設けられている。外部記憶媒体６は、デジタルカメラに対して着脱可能に設けられている。
【０００９】
図１では撮影レンズ１を簡略化して示したが、撮影レンズ１は１枚または複数枚のレンズで構成され、フォーカス制御機構１４によりフォーカスレンズを駆動して焦点調節を行う。すなわち、フォーカス制御機構１４により撮影レンズ１のフォーカスレンズを光軸方向に駆動して、固体撮像素子２の撮像面上に結像される被写体像のピント調整を行う。なお、撮影レンズ１は単一焦点距離（固定焦点）のレンズであっても良いし、ズームレンズやステップズームレンズのように焦点距離が可変なレンズであっても良い。
【００１０】
固体撮像素子２は２次元型の撮像デバイスであり、このような撮像デバイスにはＣＣＤ型、ＭＯＳ型、ＣＩＤ型など様々な形態がある。本実施の形態ではＣＣＤ撮像素子が用いられている。撮影レンズ１を通過した被写体光は、絞り１９の開口を通って固体撮像素子２の撮像面上に結像される。固体撮像素子２の撮像面上に被写体像が結像されると、被写体像の光の強弱に応じて画素毎に信号電荷が蓄積される。固体撮像素子２は、コントロール回路８からのシャッターゲートパルスによって、各画素に蓄積される電荷の蓄積時間（シャッタースピード）が制御される。これは、電子シャッターと呼ばれる機能である。
【００１１】
固体撮像素子２の各画素に蓄積された信号電荷は映像出力信号として順次読み出され、Ａ／Ｄ変換器３によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された映像信号は、画像データとして一旦メモリ４に格納される。画像処理回路５は、輝度（Ｙ）信号生成回路や色差（Ｃ）信号生成回路やデータ圧縮解凍回路などの信号処理回路を備えている。また、画像処理回路５はメモリ４から画像データを読み込んで各種信号処理を行った後に、所定の形式（例えば、ＪＰＥＧ形式）の画像データに変換し、その画像データをメモリ４またはメモリカード等の外部記憶回路６に記憶させる。
【００１２】
ＣＰＵ１２はコントロール回路８やメモリ４などと接続され、所定のアルゴリズムに従って露出値やフォーカス状態等の各種演算を行うとともに、ＡＥ／ＡＷＢ処理回路７やＡＦ回路１１等の制御を総括的に管理している。ＢＰＦ９には、被写体画像の中のＡＦエリア内の画像に対応するＡＦ用画像データがメモリ４から読み込まれる。ＢＰＦ９は読み込まれたＡＦ用画像データから高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値は積分回路１０により積算される。この積算結果は焦点評価値と呼ばれている。
【００１３】
なお、上述した説明では、メモリ４に記憶した画像データに基づいて、バンドパスフィルタ９および積分回路１０により焦点評価値を算出する構成としたが、Ａ／Ｄ変換器３の出力を逐次バンドパスフィルタ９へ送り、データ転送と同時に焦点評価値を算出するような構成としても良い。また、本実施の形態では、上述したＢＰＦ９および積分回路１０の処理は、実際にはＣＰＵ１２においてソフトウェアにより処理されているが、ハードウェアによってこれらの機能を実現するようにしても良い。
【００１４】
図２は、撮影レンズ１に設けられたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係を示す図である。図２において、横軸はフォーカスレンズの光軸方向の位置であり、縦軸は焦点評価値である。図２においてはレンズ位置Ｄ１で焦点評価値が最大となっており、このレンズ位置Ｄ１にフォーカスレンズを移動するとピントの合った被写体像が固体撮像素子２の撮像面に結像される。以下では、焦点評価値が最大となるレンズ位置Ｄ１を合焦レンズ位置と呼ぶことにする。フォーカスレンズは、無限側端点（図の原点Ｏ）と至近側端点（Ｄ０）との間の駆動領域を移動することができる。
【００１５】
［合焦レンズ位置の算出方法］
図３は合焦レンズ位置の算出方法を説明する図であり、ここでは三点内挿演算について説明する。図３に示した黒丸は焦点評価値のサンプリング点を示しており、レンズ駆動領域の両端（無限側端点および至近側端点）を含めて７箇所の焦点評価値が取得されている。破線Ｌ０は焦点評価値のプロファイルを示しており、レンズ位置Ｄ１にピークを有している。
【００１６】
取得された７個の焦点評価値においては、焦点評価値Ｐ２が最大となっている。三点内挿演算では、最大値の焦点評価値Ｐ２とその前後に位置する焦点評価値Ｐ１，Ｐ３とを用いて合焦レンズ位置（レンズ位置Ｄ１）を算出する。まず、点Ｐ２および点Ｐ３を通る直線Ｌ１１を算出する。この直線Ｌ１１の傾きを−Ｋとしたとき、傾きがＫで点Ｐ１を通る直線Ｌ１２を算出する。そして、直線Ｌ１１と直線Ｌ１２との交点ＩＰを求める。交点ＩＰの座標はレンズ位置と焦点評価値とで表され、この交点ＩＰのレンズ位置を合焦レンズ位置Ｄ１とする。
【００１７】
しかし、図４に示す焦点評価値Ｐ１１〜Ｐ１７のように端点（無限側端点）の焦点評価値Ｐ１７が最大となっている場合には、図４のような焦点評価値プロファイルＬ２だけでなく、図５に示すような焦点評価値プロファイルＬ３になっている可能性がある。図４のプロファイルＬ２の場合には無限側端点の外側近傍に合焦レンズ位置が存在することになり、図５のプロファイルＬ２の場合には無限側端点の内側近傍に合焦レンズ位置Ｄ１が存在することになる。すなわち、合焦レンズ位置が精度良く算出できないおそれがあった。
【００１８】
［合焦動作の説明］
本発明では、図４に示すように端点位置の焦点評価値Ｐ１７が最大焦点評価値であっても、合焦レンズ位置を精度良く算出できるようにした。図６および図７は本実施の形態における合焦動作の処理手順を示すフローチャートである。図６のステップＳ１では、ＡＦ動作に必要なデータや合焦フラグなどを初期化する。ステップＳ２では、レンズ駆動領域（無限側端点から至近側端点まで）全域の焦点評価値を取得するにために、まず、フォーカスレンズを第１サーチ開始位置へ移動させる。第１サーチ開始位置としては無限側端点でも良いし、至近側端点でも良い。この場合、サーチ開始時点でより近い方の端点に移動させれば、そのときの移動に要する時間を短縮することができる。
【００１９】
ステップＳ３ではサーチの際のレンズ移動速度を第１速度Ｖ１に設定する。このレンズ移動速度の大きさによって焦点評価値のサンプリング数が変化する。固体撮像素子２では所定時間間隔で被写体画像が撮像されるので、レンズ移動速度を速くするとサンプリング数は減少し、逆にレンズ移動速度を遅くするとサンプリング数は増加する。言い換えると、レンズ移動速度を遅くするほどサンプリング点間のレンズ移動量が小さくなってより細かく焦点評価値をサンプリングできるが、サーチ時間が長くなるという欠点もある。
【００２０】
ステップＳ４では焦点評価値の演算を行う。ステップＳ３からステップＳ４へ進んだ最初の演算では、第１サーチ開始位置（端点）における焦点評価値が算出される。ステップＳ５では、ステップＳ３で設定した第１速度Ｖ１でフォーカスレンズを他端へ向けて移動させる。ステップＳ６では、駆動領域全域に対して焦点評価値のサーチが終了したか否か、すなわち、フォーカスレンズがサーチ開始時の端点とは逆の端点に到達して、その位置での焦点評価値が取得されたか否かを判定する。ステップＳ６でサーチ終了と判定されるとステップＳ７へ進み、サーチが終了していないと判定されるとステップＳ４へ戻る。
【００２１】
ステップＳ４からステップＳ６までの処理はフォーカスレンズが他端に達する間で繰り返し行われ、繰り返し回数と同一個数の焦点評価値がサンプリングされる。サンプリングされた焦点評価値は、図１の記憶部１５に記憶される。ステップＳ７では、サンプリングされた焦点評価値に所定レベル以上の焦点評価値があるか否かを判定する。コントラストの低い被写体の場合、本来の合焦位置とは異なる位置に焦点評価値の最大値が現れる擬合焦と呼ばれる現象が生じる場合がある。そのため、本実施の形態ではそのような擬合焦を避けるために、ステップＳ７で所定レベル以上の焦点評価値があると判定された場合にのみ合焦レンズ位置の演算を行うようにした。
【００２２】
ステップＳ７において所定値レベル以上の焦点評価値が無いと判定された場合には、焦点調節ができないほどコントラストが低いので、ステップＳ９へ進んでフォーカスレンズを予め定められた所定レンズ位置、例えば至近端へ移動させる。ステップＳ９の処理が終了したならば、一連の合焦動作処理を終了する。一方、ステップＳ７で所定レベル以上の焦点評価値が有ると判定されると図７のステップＳ８へ進む。
【００２３】
図７のステップＳ８では、サンプリングされた焦点評価値から合焦レンズ位置が内挿演算で算出可能か否かを判定する。例えば、本実施の形態のように三点内挿方式により合焦レンズ位置を算出する場合、最大焦点評価値が図４，５のように端点にある場合にはデータ不足により算出が不可能となる。よって、ステップＳ８の判定は、図４，５のように最大焦点評価値Ｐ１７がサンプリング点の最初または最後にあるか否かで判定することができる。
【００２４】
ステップＳ８でＹＥＳと判定された場合にはサンプリングされた焦点評価値で合焦レンズ位置が算出可能なので、ステップＳ１７に進んで三点内挿方式により合焦レンズ位置を算出する。その後、ステップＳ１８へ進んで算出された合焦レンズ位置へフォーカスレンズを移動し、一連の合焦動作を終了する。
【００２５】
一方、ステップＳ８でＮＯと判定されるとステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、レンズ移動速度をステップＳ３で設定した第１速度Ｖ１よりも遅い第２速度Ｖ２に設定する。例えば、Ｖ２＝Ｖ１／２に設定する。ステップＳ１１では、さらに詳細なサーチを行うための第２サーチ開始位置にフォーカスレンズを移動する。
【００２６】
例えば、最初の焦点評価値サンプリングにおいてフォーカスレンズを無限側端点から至近側端点へと移動させ、図４に示すような焦点評価値Ｐ１１〜Ｐ１７がサンプリングされた場合を考える。この場合、最大焦点評価値Ｐ１７の位置は無限側端点であるが、サーチ終了時のフォーカスレンズ位置は至近側端点になっている。合焦レンズ位置算出に際しては、焦点評価値Ｐ１６のレンズ位置ｘ１６と無限側端点（座標原点）との間の焦点評価値がさらに必要となる。そのためには、少なくともレンズ位置ｘ１６と無限側端点との間の領域を更に詳細にサーチする必要がある。よって、ステップＳ１１では、第２サーチ開始位置としてレンズ位置ｘ１６を選び、フォーカスレンズを至近側端点からレンズ位置ｘ１６へと移動させる。
【００２７】
ステップＳ１２では焦点評価値の演算を行う。ステップＳ１１からステップＳ２へ進んだ最初の演算では、第２サーチ開始位置（レンズ位置ｘ１６）における焦点評価値が算出される。ステップＳ１３では、ステップＳ１０で設定した第２速度Ｖ２でフォーカスレンズを無限側端点へ向けて移動させる。ステップＳ１４では、第２サーチ領域全域に対して焦点評価値のサーチが終了したか否か、すなわち、フォーカスレンズが無限側端点に到達して、その位置での焦点評価値が取得されたか否かを判定する。ステップＳ１４でサーチ終了と判定されるとステップＳ１５へ進み、サーチが終了していないと判定されるとステップＳ１２へ戻る。
【００２８】
ステップＳ１５では、２回目のサーチでサンプリングされた焦点評価値から合焦レンズ位置が内挿演算で算出可能か否か、すなわち、焦点評価値の最大焦点評価値が端点位置か否かを判定する。ステップＳ１５で最大焦点評価値が端点位置に有って合焦レンズ位置が算出できないと判定されると、ステップＳ１６へ進んでフォーカスレンズを焦点評価値が最大である端点へ移動させる。例えば、図４の状態であれば、フォーカスレンズを無限側端点へ移動させる。
【００２９】
一方、ステップＳ１５で最大焦点評価値が端点位置でなく合焦レンズ位置が算出できると判定されるとステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、２回目のサーチでサンプリングされた焦点評価値に基づいて合焦レンズ位置を算出する。そして、ステップＳ１８において、ステップＳ１７で算出された合焦レンズ位置へフォーカスレンズを移動させる。ステップＳ１８の処理が終了すると、一連の合焦動作を終了する。
【００３０】
図８は合焦動作時におけるフォーカスレンズ位置の時間的変化を示す図であり、縦軸はレンズ位置、横軸は時刻をそれぞれ表している。図８に描かれた折れ線によって各時刻におけるフォーカスレンズの位置が表されている。折れ線の直線部Ｌ３１は最初のサーチを表しており、直線部Ｌ３２は２回目のサーチを表している。直線部Ｌ３１，Ｌ３２に表示された黒丸Ｐ１１〜Ｐ１７，Ｐ２１〜Ｐ２３はサンプリング点を表しており、時間的には等間隔となっている。
【００３１】
時刻ｔ１に、サーチ開始位置である至近側端点へのフォーカスレンズの駆動を開始する（ステップＳ２）。そして、時刻ｔ２に至近側端点に到達する。最初のサーチは時刻ｔ３に開始され（ステップＳ４）、フォーカスレンズは至近側端点から無限側端点へと第１速度Ｖ１で移動し、時刻ｔ４に無限側端点に到達する（ステップＳ６）。このサーチにより７つのサンプリング点Ｐ１１〜Ｐ１７において焦点評価値が取得される。前述した図４は、サンプリング点Ｐ１１〜Ｐ１７の焦点評価値の大きさを示したものであり、サンプリング点Ｐ１７の焦点評価値が最大となっている。
【００３２】
図３に示した例では、最初のサーチが終了した時点でフォーカスレンズは無限側端点に位置している。そのため、２回目のサーチではサーチ開始位置を無限側端点とし、サンプリング点Ｐ１６が得られたレンズ位置ｘ１６までフォーカスレンズを移動させる。２回目のサーチは時刻ｔ５に開始され時刻ｔ６に終了する。２回目のサーチの移動速度Ｖ２は最初のサーチの移動速度Ｖ１よりも低速に設定されているので、直線部Ｌ３２の傾きの大きさは直線部Ｌ３１のそれよりも小さく、サンプリング点間の移動距離も直線部Ｌ３１の場合に比べて小さくなっている。そのため、２回目のサーチでは３つのサンプリング点Ｐ２１〜Ｐ２３が得られる。
【００３３】
２回目のサーチでは、合焦レンズ位置に最も近いサンプリング点Ｐ２２の焦点評価値が最大となる。そこで、サンプリング点Ｐ２１〜Ｐ２３の焦点評価値を用いた三点内挿演算により合焦レンズ位置Ｄ１を算出する。算出後、時刻ｔ７に合焦レンズ位置Ｄ１へのフォーカスレンズの移動を開始し、時刻ｔ８に合焦レンズ位置Ｄ１に達したならば移動を停止する。
【００３４】
［変形例］
上述した実施の形態では、２回目のサーチで合焦レンズ位置が算出不可の場合には、最大焦点評価値が取得された端点に移動するようにしたが、更にレンズ移動速度を低速にして３回目のサーチを行っても良い。この場合、上述した図７のフローチャートに代えて図９のフローチャートを用いれば良い。なお、図９のフローチャートにおいて、図７と同一処理を行うステップには同一の符号を付した。
【００３５】
図９のステップＳ１０〜ステップＳ１４までの処理は２回目のサーチに関する処理であり、図７に示したものと同一である。２回目のサーチが終了したならば、ステップＳ１５に進んで２回目のサーチでサンプリングされた焦点評価値から合焦レンズ位置が算出可能か否かを判定する。ステップＳ１５で合焦レンズ位置が算出可能と判定されると、図７の場合と同様にステップＳ１７で合焦レンズ位置を算出した後に、ステップＳ１８で算出された合焦レンズ位置へフォーカスレンズを移動させる。
【００３６】
一方、ステップＳ１５で合焦レンズ位置が算出可能でないと判定されると、ステップＳ３０に進んで３回目のサーチが終了したか否かを判定する。ステップＳ３０で３回目のサーチが終了したと判定されると、ステップＳ１６へ進んでフォーカスレンズを焦点評価値が最大である端点へと移動させ、一連の合焦動作を終了する。ステップＳ３０で３回目のサーチが終了していないと判定されると、ステップＳ３１へ進んでレンズ移動速度を第２速度Ｖ２よりも低速の第３速度Ｖ３に設定する。
【００３７】
ステップＳ３１の移動速度設定が終了するとステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、３回目のサーチを行うために第２サーチ開始位置（図８の無限側端点）にフォーカスレンズを移動する。ここでは、３回目のサーチの場合も２回目のサーチと同一のレンズ駆動領域をサーチするとして、第２サーチ開始位置へフォーカスレンズを移動するようにした。しかし、図８に示す例では、２回目のサーチ終了時点ではフォーカルレンズはレンズ位置ｘ１６に停止しているので、この位置ｘ１６を３回目のサーチ開始位置としても良い。
【００３８】
また、焦点評価値のピークはサンプリング点Ｐ２１とＰ２２との間に存在すると推定されるので、サーチ開始位置をサンプリング点Ｐ２２のレンズ位置としても良い。その後、ステップＳ１２からステップＳ１４までの処理を繰り返し実行して３回目のサーチが終了したならば、２回目サーチ終了の場合と同様にステップＳ１５以降の処理を実行する。
【００３９】
上述したように、本実施の形態では、１回目のサーチで合焦レンズ位置が不可能な場合には、サンプリング間隔を短くしたより詳細な２回目のサーチを行うようにしたので、合焦レンズ位置がレンズ駆動領域の端点近傍に有る場合でも精度良く焦点調節を行うことができる。特に、変形例では２回目に加えて３回目のサーチを行うようにしたので、合焦レンズ位置を確実に算出することが可能となる。
【００４０】
また、従来のカメラでは１回のサーチで合焦レンズ位置を算出しているため、合焦位置が端点近傍にある場合も精度良く検出するためには、サンプリング間隔の細かなサーチを駆動領域全域にわたって実行しなければならなかった。そのため、焦点調節に要する時間が長くなる欠点があった。しかし、本実施の形態では、１回目の全域サーチでは粗いサンプリングを高速で行い、２回目および３回目のサーチでは端点付近の狭い領域で詳細なサンプリングを行うようにしている。この場合、焦点評価値ピークが端点近傍以外にある場合には１回目のサーチで合焦レンズ位置の計算ができ、ピークが端点近傍にあるときにのみ２回目、３回目のサーチが実行される。その結果、高精度に焦点調節ができるだけでなく、焦点調節動作の高速化も図れる。
【００４１】
上述した実施の形態ではデジタルカメラを例に説明したが、本発明は、撮像素子により被写体を撮像し、その撮像信号に基づいて算出される焦点評価値を用いて焦点調節を行うカメラであれば適用可能である。
【００４２】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、固体撮像素子２は撮像装置を、バンドパスフィルター９および積算回路１０は評価値演算手段を、モータ１３およびフォーカス制御機構１４は移動手段を、ＣＰＵ１２は第１，第２，第３評価値取得手段、第１，第２評価値判定手段および制御手段をそれぞれ構成する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、最初に行われる粗サーチで取得された焦点評価値の最大値が焦点調節領域の端点であった場合には、端点を含む近傍領域において細密サーチを行い、その細密サーチで取得された焦点評価値に基づいて合焦位置を算出するようにした。その結果、合焦位置が焦点調節領域の端点近傍にある場合でも、精度良く焦点調節を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカメラの一実施の形態を示したものであり、ＡＦ（オートフォーカス）デジタルカメラのブロック図である。
【図２】撮影レンズ１に設けられたフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係を示す図である。
【図３】合焦レンズ位置の算出方法を説明する図である。
【図４】焦点評価値のサンプリング例を示したものであり、合焦点が駆動領域外にある場合の焦点評価値プロファイルＬ１を示す図である。
【図５】焦点評価値のサンプリング例を示したものであり、合焦点が駆動領域内にある場合の焦点評価値プロファイルＬ２を示す図である。
【図６】サーチ動作を説明するフローチャートである。
【図７】図６に続く処理手順を示すフローチャートである。
【図８】合焦動作時におけるフォーカスレンズ位置の時間的変化を示す図である。
【図９】変形例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　撮影レンズ
２　固体撮像素子
５　画像処理回路
９　バンドパスフィルター
１０　積算回路
１１　ＡＦ回路
１２　ＣＰＵ
１３　モータ
１４　フォーカス制御機構
【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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