(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカス光学系と該フォーカス光学系を通して投影された像を撮像する撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲で変位させる駆動手段と、
前記撮像デバイスに投影された像に対応して得られた画像データに基づいて、前記撮像デバイスにおける前記像の合焦度合いを表すオートフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、
撮影開始の操作が入力される撮影開始操作入力手段と、
前記撮影開始操作入力手段に前記撮影開始の操作が入力されたときは、前記フォーカス光学系と前記撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲のいずれか一方の端部に移動させた後に、該端部から他方の端部に向けて変位させるように前記駆動手段を制御しつつ、前記変位の期間中の所定のタイミングごとに、前記オートフォーカス評価値を算出するように前記評価値算出手段を制御し、得られた各オートフォーカス評価値に基づいて前記像の最適合焦状態に対応した前記変位位置を探索する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記撮影開始操作入力手段への前記撮影開始の操作の入力に先立ち、前記オートフォーカス評価値を取得し、該取得したオートフォーカス評価値と予め設定された所定の閾値との比較を所定時間間隔で実行し、前記撮影開始の操作が行われた際に、前記撮影開始の操作が入力された時点における前記比較の結果に基づいて、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きいときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短い方の端部を選択し、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きくないときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短くない方の端部を選択することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記フォーカス光学系の焦点距離に応じて変動されることを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、撮影開始操作に先立って前記オートフォーカス評価値を求めるに際して、前記フォーカス光学系を通過する光束を制限する絞り径が、開放側に最大となるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載のオートフォーカス制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載のオートフォーカス制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
フォーカス光学系と前記フォーカス光学系を通して投影された像に対応した画像データを出力する撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲のいずれか一方の端部に移動させた後に、該端部から他方の端部に向けて変位させるように制御しつつ、前記変位の期間中の所定のタイミングごとに、前記画像データに基づいて前記撮像デバイスにおける前記像の合焦度合いを表すオートフォーカス評価値を算出するように制御し、得られた各オートフォーカス評価値に基づいて前記像の最適合焦状態に対応した前記変位位置を探索するオートフォーカス制御方法において、
撮影開始操作に先立ち、前記オートフォーカス評価値を取得し、該取得したオートフォーカス評価値と予め設定された所定の閾値との比較を所定時間間隔で実行し、前記撮影開始の操作が行われた際に、前記撮影開始操作が行われた時点における前記比較の結果に基づいて、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きいときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短い方の端部を選択し、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きくないときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短くない方の端部を選択することを特徴とするオートフォーカス制御方法。
【請求項６】
前記フォーカス光学系の焦点距離に応じて、前記閾値を変動させることを特徴とする請求項５に記載のオートフォーカス制御方法。
【請求項７】
前記撮影開始操作に先立って前記オートフォーカス評価値を求めるに際し、前記レンズを通過する光束を制限する絞り径を、開放に設定することを特徴とする請求項５または６に記載のオートフォーカス制御方法。
【請求項８】
至近距離の被写体を撮影するためのマクロ撮影モードが適用されるマクロオートフォーカス制御方法において、請求項５から７のうちいずれか１項に記載のオートフォーカス制御方法を適用したことを特徴とするマクロオート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、オートフォーカス制御装置、画像形成装置およびオートフォーカス制御方法に関し、詳細には、いわゆるコントラスト評価方式のオートフォーカス（ＡＦ）を用いたフォーカス制御の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スチルカメラやビデオカメラ等の画像形成装置には、被写体像のピント状態を自動で最適に調整するＡＦ制御装置が搭載されている。
【０００３】
このＡＦ制御の内容としては、種々の方式が開発されているが、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の、投影像を信号としてリアルタイムに取り出すことができる撮像デバイスを備えた、いわゆるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラにおいては、コントラスト評価方式のＡＦが実用化されている。
【０００４】
ここで、コントラスト評価方式のＡＦ制御は、適切な合焦状態においては画像のコントラストが高いことを利用したものであり、撮像デバイスによって得られた画像データから、空間周波数の高周波成分または近接画素間の輝度差の積分値を求め、この値を合焦度合いを示すＡＦ評価値とする。
【０００５】
そして、適切な合焦状態にあるときは、被写体像の鮮鋭度が高いためＡＦ評価値は大きくなり、適切でない合焦状態にあるときは、被写体の鮮鋭度が低くなってＡＦ評価値は小さくなる。
【０００６】
したがって、レンズ等のフォーカス光学系（あるいはＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子）を、その光軸方向に沿った可動範囲の一方の端部側から他方の端部側に向けて少しずつ移動させ、その移動の都度リアルタイムにＡＦ評価値を算出し、移動後のＡＦ評価値と移動前のＡＦ評価値を逐次比較して、ＡＦ評価値が最大となる位置（フォーカス光学系の移動位置、または撮像デバイスの側を移動するものにあっては撮像デバイスの移動位置）を試行錯誤的に探索し、ＡＦ評価値が最大となる位置を最適合焦位置と判定し、この判定された最適合焦位置にフォーカス光学系（あるいは撮像デバイス）を移動させるＡＦ制御である（特許文献１）。
【０００７】
なお、このコントラスト評価ＡＦ制御は、山登り方式のＡＦ制御またはＣＣＤＡＦ制御とも称されている。
【０００８】
ところで、上述した特許文献１によるものは、フォーカス光学系あるいは撮像デバイスの可動範囲の略全域で、上記ＡＦ評価値を算出するため、操作者による撮影開始要求操作（シャッターレリーズボタンに対する押下等）のタイミングから、ＡＦ制御動作が完了して実際の撮影（撮像開始）が行われるタイミングまでのレリーズタイムラグが長くなるという問題が発生する。
【０００９】
また、フォーカス光学系あるいは撮像デバイスを移動させるためのモータ等の消費エネルギは、その移動長さが長くなるにしたがって大きくなるため、電源として電池を用いているデジタルスチルカメラ等では、実質的な撮影可能時間が短くなるという問題もある。
【００１０】
そこで、フォーカス光学系等の全可動範囲のうち、探索範囲を所定の範囲に限定する制御方法が提案されている（特許文献２）。
【００１１】
また、探索範囲をそのように限定するための操作内容を提案したもの（特許文献３）や、可動範囲を分割して、その分割して得られた複数個の小範囲のうちいずれかの小範囲を、探索範囲として指定するもの（特許文献４）、あるいは、フォーカス光学系の可動範囲を許可範囲と禁止範囲とに分類するか否かを設定し、分類した場合にはフォーカス光学系を禁止領域に位置させないようにする技術（特許文献５）、などが提案されている。
【特許文献１】特公昭３９−５２６５号公報
【特許文献２】特開昭５４−１１３３３４号公報
【特許文献３】特開２００３−２３００３９号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２７８６号公報
【特許文献５】特開平９−２１１２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上述したいずれの特許文献に記載の技術であっても、探索範囲を可動範囲よりも狭める技術であるに過ぎず、探索が不要になるものではない。むしろ、このように探索範囲を狭める技術であっても、求めようとする最適合焦位置が、狭められた探索範囲に常に存在するとは限らず、探索範囲外に存在した場合には、最早、最適な合焦状態を得ることができずに、撮影動作を完了することができなくなる。
【００１３】
しかも、そのように探索範囲を限定しても、探索時間を大幅に短縮できるものではなく、上述したリスクを冒す可能性を考慮すれば、探索範囲を狭めるのではなく、可動範囲の全体を探索対象候補としつつも、探索に要する時間を短縮するのが好ましい。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、フォーカス光学系または撮像デバイス系を、光軸に沿った方向についての可動範囲の全体を探索対象候補としつつも合焦位置の探索に要する時間を短縮することができるオートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法および画像形成装置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】
【００１５】
オートフォーカス制御装置、制御方法および画像形成装置は、シャッターレリーズボタン（撮影開始操作入力手段）が押下されるなどの実際の撮影開始の操作が入力されると、フォーカス光学系または撮像デバイスが、その可動範囲の一方の端部側から他方の端部側に向けて移動を開始し、これら各移動位置ごとのＡＦ評価値が随時算出され、ＡＦ評価値が極大値（最大値）となるときのフォーカス光学系または撮像デバイスの移動位置が、最適な合焦位置として探索されるが、本発明に係るオートフォーカス制御装置、制御方法および画像形成装置は、実際の撮影開始の操作が入力される以前から、このＡＦ評価値を随時算出し、実際の撮影開始の操作が入力されたときの直前において算出されていたＡＦ評価値と、予め設定された閾値とを比較して、この比較の結果に基づいて、可動範囲のどちら側の端部から移動（最適合焦状態に対応した変位位置の探索動作）を開始するかを、決定し、その決定した端部に一気に変位させた後、当該一方の端部から他方の端部に向けて、コントラスト評価方式のＡＦ制御を行うものである。
【００１６】
すなわち、本発明に係るオートフォーカス制御装置は、フォーカス光学系と該フォーカス光学系を通して投影された像を撮像する撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲で変位させる駆動手段と、前記撮像デバイスに投影された像に対応して得られた画像データに基づいて、前記撮像デバイスにおける前記像の合焦度合いを表すオートフォーカス評価値を算出する評価値算出手段と、撮影開始の操作が入力される撮影開始操作入力手段と、前記撮影開始操作入力手段に前記撮影開始の操作が入力されたときは、前記フォーカス光学系と前記撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲のいずれか一方の端部に移動させた後に、該端部から他方の端部に向けて変位させるように前記駆動手段を制御しつつ、前記変位の期間中の所定のタイミングごとに、前記オートフォーカス評価値を算出するように前記評価値算出手段を制御し、得られた各オートフォーカス評価値に基づいて前記像の最適合焦状態に対応した前記変位位置を探索する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記撮影開始操作入力手段への前記撮影開始の操作の入力に先立ち、前記オートフォーカス評価値を取得し、該取得したオートフォーカス評価値と予め設定された所定の閾値との比較を所定時間間隔で実行し、前記撮影開始の操作が行われた際に、前記撮影開始の操作が入力された時点における前記比較の結果に基づいて、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きいときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短い方の端部を選択し、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きくないときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短くない方の端部を選択することを特徴とする。
【００１７】
ここで、フォーカス光学系は、フォーカスレンズ単体であってもよいし、フォーカスレンズと例えばズーム光学系等他の光学系とが一体的に構成されたレンズ群であってもよい。
【００１８】
撮像デバイスは、ＣＣＤやＣＭＯＳに代表されるような、略リアルタイムに画像信号を取り出すことができるデバイスをいう。
【００１９】
駆動手段としては、例えばパルスモータ等を適用することができる。
【００２０】
オートフォーカス評価値は、撮像デバイスに投影された画像のうち空間周波数の高周波成分または近接画素間の輝度差の積分値などを用いることができ、これらを用いた評価値の場合は、値が大きくなるにしたがって合焦程度が高いことを意味する。
【００２１】
撮影開始操作入力手段は、例えば、カメラにおけるシャッターレリーズボタン等に相当するものであり、使用者が撮影開始の意志を操作として入力することでできるものであればよい。
【００２２】
所定の閾値は、各変位位置におけるオートフォーカス評価値との関係で、最適合焦状態に対応した変位位置と、そのオートフォーカス評価値に対応した変位位置との間の空間的な距離が遠近を比較するのに適した値として設定され、オートフォーカス評価値が、この所定の閾値よりも大きいか、または大きくないか、に応じて、その時点における変位位置が最適合焦位置に近いか、近くないか、を判定することができる。
【００２３】
また、この閾値は、一つであることには限定されず、例えば大小二つの値を採用することもできる。値が相対的に大きい方を第１閾値、相対的に小さい方を第２閾値として設定し、オートフォーカス評価値は、第１閾値より大きいか否か、第１閾値より大きくない場合においては第２閾値より大きいか否か、の判定を行うようにすればよい。
【００２４】
制御手段による評価値算出手段への制御における所定のタイミングとは、時系列的なタイミング（例えば一定時間間隔のタイミング）であってもよいし、空間的な位置に対応したタイミング（光学系の一定回転角度位置を通過するごとのタイミングや、光学系の一定繰出し量ごとのタイミング）であってもよい。また、それらの時間間隔や角度、繰出し量は、一定でなくてもよい。
【００２５】
撮影開始操作のタイミングは、使用者による操作が入力されるタイミングであるから、撮影開始操作を検出した後に、この検出時から所定時間遡って、制御手段による撮影開始操作に先立つ制御を開始するということは事実上不可能であるため、実際には、例えば、このオートフォーカス制御装置への通電がＯＮになったとき、またはＯＮ後の所定時間経過のとき（通電ＯＮ後のイニシャライズ期間中などの撮影を開始することができない期間等）等、撮影開始操作よりも必ず先立って行われる処理（電源ＯＮ処理等）を以て、制御手段は撮影開始操作に先立って制御を開始することとなる。
【００２６】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御装置によれば、撮影開始操作に先立って、制御手段は、オートフォーカス評価値を求めているため、撮影開始操作が入力されてから初めてオートフォーカス評価値を算出するものよりも、最適合焦状態に対応した変位位置を早く検出することができる。
【００２７】
そして、算出されたオートフォーカス評価値は、制御手段によって所定の閾値と比較されるが、この所定の閾値は、現在の変位位置と最適合焦状態に対応した変位位置との近さを判定するための値であるから、この比較によって、撮影開始操作の時点においても、最適合焦位置に近いか否かの判定結果を得ている。
【００２８】
ここで、撮影開始操作が検出されたときは、駆動手段は、フォーカス光学系と撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲のいずれか一方の端部に移動させるが、このとき移動させる方の端部は、上述したように、現在の変位位置と最適合焦状態に対応した変位位置との近さに応じて決定される。
【００２９】
例えば、撮影開始操作における変位位置と最適合焦状態に対応した変位位置とが近いときは、撮影開始操作における変位位置から近い方の端部が選択され、撮影開始操作における変位位置と最適合焦状態に対応した変位位置とが近くないときは、撮影開始操作における変位位置から近くない方の端部が選択される。
【００３０】
そして、まず、選択された端部に向かって、フォーカス光学系と撮像デバイスとのうち少なくとも一方を一気に変位させる。この選択された端部へ向けての変位の際には、所定のタイミングごとにオートフォーカス評価値を算出することはないため、駆動手段の有する定格略最高速度で、フォーカス光学系と撮像デバイスとのうち少なくとも一方を変位させることができる。
【００３１】
選択された方の端部に達した後は、選択されなかった方の端部に向けて、最適合焦状態に対応した変位位置の探索を開始するが、この探索における変位動作は、選択された端部に向かって変位する最初の変位動作の場合とは異なり、所定タイミングごとに逐次、オートフォーカス評価値の算出、およびこの算出されたオートフォーカス評価値と閾値との大小比較を行うため、最初の端部への変位動作に比して長い時間が掛かることになる。
【００３２】
しかし、本発明に係るオートフォーカス制御装置は、撮影開始操作における変位位置と最適合焦状態に対応した変位位置とが近いか否かに応じて、最初に変位する方の端部が選択されるため、この選択された端部からは、他方の端部からよりも、最適合焦状態に対応した変位位置に近く、したがって、最適合焦状態に対応した変位位置を従来よりも早く探索することができる。
【００３３】
なお、最初の端部への変位動作は、この探索動作時の変位動作に比して、極めて高速であるため、撮影開始操作時におけるオートフォーカス評価値と閾値との比較結果によって、その撮影開始操作時における変位位置から、遠い方の端部に変位させられる場合であっても、近い方の端部に変位させられる場合に比べて、経過時間に大きな差異は生じない。
【００３４】
そして、最適合焦状態に対応した変位位置の探索動作は、その探索範囲を、フォーカス光学系および撮像デバイスのうち少なくとも一方の可動範囲よりも狭めて行う、というものでもなく、したがって、探索範囲を狭めた場合に生じうる、最適な合焦状態を取得することができない、という最悪の事態を回避することができる。
【００３６】
なお、閾値は、一つに限定されるものではなく、例えば、大小二つの閾値（第一閾値と、この第一閾値よりも小さい値の第二閾値など。）を適用することができる。
【００３７】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御装置によれば、撮影開始操作に先立って求められたオートフォーカス評価値が所定の閾値よりも大きいとき、すなわち、撮影開始操作時点における変位位置が、最適合焦状態に対応した変位位置に近いときは、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短い方の端部が選択されるが、最適合焦状態に対応した変位位置も、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短い方の端部に近いところに存在することになるため、この端部に変位してからの探索操作に要する時間を短くすることができる。
【００３８】
反対に、撮影開始操作に先立って求められたオートフォーカス評価値が所定の閾値よりも大きくないとき、すなわち、撮影開始操作時点における変位位置が、最適合焦状態に対応した変位位置に近くないときは、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短くない方の端部が選択されるが、最適合焦状態に対応した変位位置は、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短くない方の端部に近いところに存在することになるため、この短くない方の端部に変位してからの探索操作に要する時間を短くすることができる。
【００３９】
また、閾値は、前記フォーカス光学系の焦点距離に応じて変動されるものとするのが好ましい。
【００４０】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御装置によれば、焦点距離に応じて、焦点深度が変化するが、焦点深度が浅いほど、最適合焦状態に対応した変位位置からのずれ（光軸に沿ったずれ量）に対するオートフォーカス評価値の変動割合が大きく（変位位置とオートフォーカス値との相関度が高く）なり、最適合焦状態に対応した変位位置の検出精度を向上させることができる。
【００４１】
さらにまた、前記制御手段は、撮影開始操作に先立って前記オートフォーカス評価値を求めるに際して、前記フォーカス光学系を通過する光束を制限する絞り径が、開放側に最大となるように制御することが好ましい。
【００４２】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御装置によれば、絞りを最大に開くことによって、焦点深度を浅くすることができ、最適合焦状態に対応した変位位置からのずれ（光軸に沿ったずれ量）に対するオートフォーカス評価値の変動割合が大きく（変位位置とオートフォーカス値との相関度が高く）なり、最適合焦状態に対応した変位位置の検出精度を向上させることができる。
【００４３】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るオートフォーカス制御装置を備えたことを特徴とする。
【００４４】
ここで、画像形成装置には、スチルカメラやビデオカメラ、イメージスキャナ、複写機、携帯型情報端末機等が含まれる。
【００４５】
このように構成された本発明に係る画像形成装置によれば、上述した本発明に係る各オートフォーカス制御装置によって奏されるそれぞれの対応する効果を発揮することができる。
【００４６】
また、本発明に係るオートフォーカス制御方法は、フォーカス光学系と前記フォーカス光学系を通して投影された像に対応した画像データを出力する撮像デバイスとのうち少なくとも一方を、その可動範囲のいずれか一方の端部に移動させた後に、該端部から他方の端部に向けて変位させるように制御しつつ、前記変位の期間中の所定のタイミングごとに、前記画像データに基づいて前記撮像デバイスにおける前記像の合焦度合いを表すオートフォーカス評価値を算出するように制御し、得られた各オートフォーカス評価値に基づいて前記像の最適合焦状態に対応した前記変位位置を探索するオートフォーカス制御方法において、撮影開始操作に先立ち、前記オートフォーカス評価値を取得し、該取得したオートフォーカス評価値と予め設定された所定の閾値との比較を所定時間間隔で実行し、前記撮影開始の操作が行われた際に、前記撮影開始操作が行われた時点における前記比較の結果に基づいて、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きいときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短い方の端部を選択し、前記オートフォーカス評価値が前記所定の閾値よりも大きくないときは、前記可動範囲の２つの端部のうち、移動距離が短くない方の端部を選択することを特徴とする。
【００４７】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御方法によれば、撮影開始操作における変位位置と最適合焦状態に対応した変位位置とが近いか否かに応じて、最初に変位する方の端部が選択されるため、この選択された端部からは、他方の端部からよりも、最適合焦状態に対応した変位位置に近く、したがって、最適合焦状態に対応した変位位置を従来よりも早く探索することができる。
【００４８】
なお、最初の端部への変位動作は、この探索動作時の変位動作に比して、極めて高速であるため、撮影開始操作時におけるオートフォーカス評価値と閾値との比較結果によって、その撮影開始操作時における変位位置から、遠い方の端部に変位させられる場合であっても、近い方の端部に変位させられる場合に比べて、経過時間に大きな差異は生じない。
【００４９】
そして、最適合焦状態に対応した変位位置の探索動作は、その探索範囲を、フォーカス光学系および撮像デバイスのうち少なくとも一方の可動範囲よりも狭めて行う、というものでもなく、したがって、探索範囲を狭めた場合に生じうる、最適な合焦状態を取得することができない、という最悪の事態を回避することができる。
【００５１】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御方法によれば、撮影開始操作に先立って求められたオートフォーカス評価値が所定の閾値よりも大きいとき、すなわち、撮影開始操作時点における変位位置が、最適合焦状態に対応した変位位置に近いときは、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短い方の端部が選択されるが、最適合焦状態に対応した変位位置も、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短い方の端部に近いところに存在することになるため、この端部に変位してからの探索操作に要する時間を短くすることができる。
【００５２】
反対に、撮影開始操作に先立って求められたオートフォーカス評価値が所定の閾値よりも大きくないとき、すなわち、撮影開始操作時点における変位位置が、最適合焦状態に対応した変位位置に近くないときは、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短くない方の端部が選択されるが、最適合焦状態に対応した変位位置は、可動範囲の２つの端部のうち、撮影開始操作の際において移動距離が短くない方の端部に近いところに存在することになるため、この短くない方の端部に変位してからの探索操作に要する時間を短くすることができる。
【００５３】
また、フォーカス光学系の焦点距離に応じて、前記閾値を変動させるのが好ましい。
【００５４】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御方法によれば、焦点距離に応じて、焦点深度が変化するが、焦点深度が浅いほど、最適合焦状態に対応した変位位置からのずれ（光軸に沿ったずれ量）に対するオートフォーカス評価値の変動割合が大きく（変位位置とオートフォーカス値との相関度が高く）なり、最適合焦状態に対応した変位位置の検出精度を向上させることができる。
【００５５】
さらにまた、前記撮影開始操作に先立って前記オートフォーカス評価値を求めるに際し、前記レンズを通過する光束を制限する絞り径を、開放に設定するのが好ましい。
【００５６】
このように構成された本発明に係るオートフォーカス制御方法によれば、絞りを最大に開くことによって、焦点深度を浅くすることができ、最適合焦状態に対応した変位位置からのずれ（光軸に沿ったずれ量）に対するオートフォーカス評価値の変動割合が大きく（変位位置とオートフォーカス値との相関度が高く）なり、最適合焦状態に対応した変位位置の検出精度を向上させることができる。
【００５７】
また、本発明に係るマクロオートフォーカス制御方法は、至近距離の被写体を撮影するためのマクロ撮影モードが適用されるマクロオートフォーカス制御方法において、本発明に係るオートフォーカス制御方法を適用したことを特徴とする。
【００５８】
このように構成された本発明に係るマクロオートフォーカス制御方法によれば、フォーカス光学系の繰出し量が、マクロ系ではないフォーカス光学系に比べて大きいため、本発明のオートフォーカス制御方法を適用することによって生じる、タイムラグの低減効果を、一層効果的に発揮させることができる。
【発明の効果】
【００５９】
本発明に係るオートフォーカス制御装置、画像形成装置、およびオートフォーカス制御方法によれば、最適合焦状態に対応した変位位置を従来よりも早く探索することができる。
【００６０】
しかも、最適合焦状態に対応した変位位置の探索動作は、その探索範囲を、フォーカス光学系および撮像デバイスのうち少なくとも一方の可動範囲よりも狭めて行う、というものでもなく、したがって、探索範囲を狭めた場合に生じうる、最適な合焦状態を取得することができない、という最悪の事態を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明に係るオートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法および画像形成装置としてのデジタルスチルカメラについての、具体的な実施の形態について説明する。
【００６２】
図１，２，３および図４は、本発明の一実施形態に係るデジタルスチルカメラの構成を示す図であり、図１はデジタルスチルカメラの全体のシステム構成の概要を示すブロック図、図２〜４は、図１に示したカメラの外観構成を模式的に示す図であり、図２は平面図、図３は正面図、図４は背面図、をそれぞれ示す。
【００６３】
図１に示したカメラは、フォーカスレンズ（フォーカス光学系）を含む撮影レンズ系１、この撮影レンズ系１を通して投影された像を撮像するＣＣＤ３（撮像デバイス）と、撮影レンズ系１とＣＣＤ３との間に設けられたメカニカルシャッタ２と、撮影レンズ系１のうち少なくともフォーカスレンズを、その光軸方向に沿った可動範囲で変位させるモータドライバ１９と、撮影開始の操作が入力されるシャッターレリーズボタン（撮影開始操作入力手段）を含む操作部２０と、主としてＣＣＤ３からの信号読取りの処理を行うフロントエンド（Ｆ／Ｅ）の信号処理部３１と、ＣＣＤ３から信号を読み取るための制御や、読み取られた信号の処理、モータドライバ１９の駆動制御、操作部２０からの操作信号の入力処理、ＣＣＤ３から読み取って得られた画像データに基づいて、この画像データが表す画像の合焦程度を表す指標値であるオートフォーカス評価値等の各種演算処理を行うデジタル信号処理ＩＣ３２（制御部）等とを備えた構成である。
【００６４】
ここで、Ｆ／Ｅ信号処理部３１は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路４、ＡＧＣ（自動利得制御）回路５、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器６、およびタイミング発生器（ＴＧ）７を備えている。
【００６５】
一方、デジタル信号処理ＩＣ３２は、ＣＣＤインタフェース（ＣＣＤ  Ｉ／Ｆ）８、メモリコントローラ９、表示出力制御部１０、圧縮処理部１１、ＹＵＶ変換部１２、リサイズ処理部１３、メディアインタフェース（メディアＩ／Ｆ）１４、およびＣＰＵ（中央制御部）１５を備え、接続されているＲＯＭ（リードオンリメモリ）１６、フレームメモリ（ＳＤＲＡＭ）１７、液晶（ＬＣＤ）ディスプレイ１８、音声出力装置２１、およびメモリカード２２を制御するとともに、測距センサ２３、操作部２０およびＲＯＭ１６からの信号等の入力を受けている。
【００６６】
また、ＣＰＵ１５は、前述の指標値であるオートフォーカス評価値Ｌを算出する評価値算出手段として作用するが、このオートフォーカス評価値Ｌの算出は、カメラの電源がＯＮに切り替えられた時点から開始され、所定のタイミングごとに行われる。
【００６７】
そして、ＣＰＵ１５は、算出されたオートフォーカス評価値Ｌと、予め設定された所定の閾値とを大小比較し、撮影開始操作の際のタイミングにおけるこの比較の結果に基づいて、撮影レンズ系１のフォーカスレンズを、その可動範囲の２つの端部のうち、いずれの端部に移動させるかを決定する。
【００６８】
すなわち、操作部２０のシャッターレリーズボタンの押下は撮影開始操作であり、ＣＰＵ１５は、このレリーズボタンが押下されたこと、すなわち撮影開始の操作が入力されたことを検出して、フォーカスレンズを、その可動範囲のうち、いずれか一方の端部に移動させ、この一方の端部から他方の端部に向けてフォーカスレンズを少しずつ変位させるようにモータドライバ１９を制御しつつ、この変位の都度（所定のタイミングごとに）、オートフォーカス評価値の算出と、算出されたオートフォーカス評価値と閾値との大小比較を行って、像の最適合焦状態を得るときのフォーカスレンズの変位位置（フォーカスポジション）を探索し、この探索によって得られた位置に、フォーカスレンズを移動させる、いわゆるコントラスト評価方式ＡＦ制御を行う。
【００６９】
また、メカニカルシャッタ２は、撮影レンズ系１とＣＣＤ３との間の光路上に介挿されて、光路を開閉し、ＣＣＤ３の露光を制限する。ＣＣＤ３は、露光状態で受光面に入射される光学像を電気信号に変換して一時保持し、画像データとして転送出力する。
【００７０】
ＣＤＳ回路４は、ＣＣＤ３の出力画像信号を相関２重サンプリングする。ＡＧＣ回路５は、ＣＤＳ回路４の相関２重サンプリング出力を、自動利得制御して所用の信号レベルに調整する。Ａ／Ｄ変換器６は、ＡＧＣ回路５のアナログ出力をデジタルデータに変換する。
【００７１】
タイミング発生器（ＴＧ）７は、デジタル信号処理ＩＣ３２のＣＣＤインタフェース８から与えられる同期駆動信号であるＶＤ信号（垂直同期駆動信号）およびＨＤ信号（水平同期駆動信号）に応動し、かつ、ＣＰＵ１５と連携して、ＣＣＤ３、ＣＤＳ回路４、ＡＧＣ回路５およびＡ／Ｄ変換器６に、それぞれタイミング信号を与え、これらを適正に同期させる。
【００７２】
信号処理ＩＣ３２は、ＣＰＵ１５の制御に基づいて、信号処理部３１のＡ／Ｄ変換器６を介して与えられるデジタル画像データを、フレームメモリ１７に格納するとともに、圧縮処理およびＹＵＶ変換処理等の所要の信号処理を行い、当該信号処理ＩＣ３２内で処理されたデータのフレームメモリ１７への格納、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはフレームメモリ１７から取り出された画像データ等の、ＬＣＤディスプレイ１８への表示、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはフレームメモリ１７から取り出されたデジタル画像データの圧縮処理、ＹＵＶ変換処理およびリサイズ処理、並びにフレームメモリ１７から取り出されたデジタル画像データのメディアインタフェース１４を介してのメモリカード２２への格納等の処理を行う。
【００７３】
ＣＣＤインタフェース８は、信号処理部３１のＡ／Ｄ変換器６から与えられるデジタル画像データを受けて、メモリコントローラ９を介してフレームメモリ１７に格納する。
【００７４】
メモリコントローラ９は、ＣＰＵ１５の制御に基づき、ＣＣＤインタフェース８を介して与えられるＲＧＢ原データ（ＲＡＷ−ＲＧＢ）、ＹＵＶ変換部１２によりＹＵＶ変換されたＹＵＶデータ、圧縮処理部１１により例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式で圧縮処理されたＪＰＥＧデータ、およびＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像データ等のフレームメモリ１７への書込みとフレームメモリ１７からの読出しを制御する。
【００７５】
表示出力制御部１０は、フレームメモリ１７から読み出された画像データを、ＬＣＤディスプレイ１８に表示させるとともに、外部のテレビジョン（ＴＶ）等に表示させるためのＴＶ出力を出力する。
【００７６】
圧縮処理部１１は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはフレームメモリ１７から取り出された画像データ等を、例えばＪＰＥＧ方式のような所定の圧縮方式にて圧縮処理する。
【００７７】
ＹＵＶ変換部１２は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはフレームメモリ１７から取り出された画像データを、ＣＰＵ１５から与えられるオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御値にしたがって、ＹＵＶ変換する。
【００７８】
リサイズ処理部１３は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはフレームメモリ１７から取り出された画像データを、リサイズする。
【００７９】
メディアインタフェース１４は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはフレームメモリ１７から取り出された画像データを、メモリコントローラ９およびＣＰＵ１５の制御にしたがって、メモリカード２２に書き込む。
【００８０】
すなわち、メモリコントローラ９は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられた画像データを、フレームメモリ１７へ格納し、かつ、フレームメモリ１７から画像データを取り出して、表示出力制御部１０を介してＬＣＤディスプレイ１８への表示に供するとともに、フレームメモリ１７から画像データを取り出して、圧縮処理部１１によるＪＰＥＧ方式等の圧縮処理、ＹＵＶ変換部１２によるＹＵＶ変換、リサイズ処理部１３によるリサイズ処理並びにこれら圧縮、ＹＵＶ変換およびリサイズの処理後のデータのフレームメモリ１７への書込みに供し、さらには、フレームメモリ１７からデータを取り出してメモリカード２２への書込みに供する。
【００８１】
ＲＯＭ１６には、ＣＰＵ１５の動作プログラムおよびデータ等が格納されており、ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６から読み出したプログラム、およびデータにしたがって、撮影動作に係る各種の処理や上述したオートフォーカス制御の処理を実行する。
【００８２】
フレームメモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ（シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）等の半導体メモリであり、ＲＧＢ原データ、ＹＵＶ変換されたＹＵＶデータ、ＪＰＥＧ圧縮されたＪＰＥＧデータ、およびＯＳＤ画像データ等を、それぞれ格納する。
【００８３】
ＬＣＤディスプレイ１８は、液晶表示装置等の画像表示可能な表示装置であり、Ａ／Ｄ変換器６から供給され、またはフレームメモリ１７から取り出され、表示出力制御部１０を介して与えられる画像データ等を表示し、さらには、所要の情報を表示する。
【００８４】
モータドライバ１９は、ＣＰＵ１５の制御に基づいて、フォーカシングおよびズーミング等のために撮影レンズ系１のレンズ駆動モータ（モータドライバ１９として表示しているものとする）を駆動し、かつシャッタ開閉動作のためにタイミング発生器７と連動して、メカニカルシャッタ２のシャッタ駆動モータ（図示せず）を駆動する。
【００８５】
操作部２０は、シャッターレリーズボタンの他、各モードを切り換えるためのモードスイッチ、並びにその他のスイッチ、キー、レバーおよびダイヤル等の、少なくとも一部の操作手段を含み、当該デジタルスチルカメラに対する動作指示、設定指示および選択指示等の情報をＣＰＵ１５に与えるための操作を行う。
【００８６】
音声出力装置２１は、警報および音声アナウンス等の音声を発する。メモリカード２２は、いわゆるフラッシュメモリのような半導体不揮発性メモリを内蔵するスモールカードなどと称される小型のＩＣメモリ式記録媒体であり、当該デジタルスチルカメラに対して、着脱可能な外部記録媒体として用いられ、通常は、例えばデジタルスチルカメラに設けられたスロットに装着されて用いられる。
【００８７】
このメモリカード２２は、例えば、ＣＰＵ１５の制御により、フレームメモリ１７内のＪＰＥＧ等の方式で圧縮処理された画像データをメモリコントローラ９を介してフレームメモリ１７から取り出し、撮影結果として保存する。
【００８８】
測距センサ２３は、図３に示した測距ユニット１０５を用いた、いわゆる三角測量方式による、定期的に被写体距離を計測する測距手段を構成する。
【００８９】
ＣＰＵ１５は、この測距センサ２３による被写体距離の計測値の変化を監視し、合焦状態が保持されているか否かを判定する。また、図２〜図４において、デジタルスチルカメラは、ボディの背面にＬＣＤモニタ１８Ａが、そしてボディの上面にサブＬＣＤ１８Ｂが配設されており、これらＬＣＤモニタ１８ＡおよびサブＬＣＤ１８Ｂが、図１に示したＬＣＤディスプレイ１８を構成する。
【００９０】
ＬＣＤモニタ１８Ａは、主として画像を表示し、サブＬＣＤ１８Ｂは、主としてフィルムカウンタ、日付／時間および動作状態を示す各種シンボルマーク等を表示する。
【００９１】
また、ボディの上面には、シャッターレリーズボタン２０１およびモードダイアル２０２が配設され、ボディの背面には、広角側（ＷＩＤＥ）ズームスイッチ２０３、望遠側（ＴＥＬＥ）ズームスイッチ２０４、セルフタイマ／削除スイッチ２０５、メニュースイッチ２０６、上／ストロボスイッチ２０７、右スイッチ２０８、ディスプレイスイッチ２０９、下／マクロスイッチ２１０、左／画像確認スイッチ２１１およびオーケー（ＯＫ）スイッチ２１２がそれぞれ配設されており、これら各スイッチが、図１における操作部２０を構成する。
【００９２】
ボディ背面下部には、電源スイッチ１０１が配設されており、ボディの被写体に向かって右側面には、ＳＤカード等のメモリカード２２および電源としての電池の収納部をカバーするメモリカード／電池蓋１０２が配設されている。
【００９３】
ボディ前面にはストロボ発光部１０３、光学ファインダ１０４の対物面、測距ユニット１０５、リモコン（リモートコントロール）受光部１０６および撮影レンズの鏡胴ユニット１０７等が配設されている。
【００９４】
ボディの背面側には、さらに、光学ファインダ１０４の接眼部、ＡＦ表示ＬＥＤ（発光ダイオード）１０８およびストロボ表示ＬＥＤ１０９が配設されている。
【００９５】
なお、映像信号から被写体像のエッジ部分（空間周波数成分のうちの高周波成分に対応）の鮮鋭度に対応して求められるＡＦ評価値を、フォーカスレンズを移動させながら逐次取得し、ＡＦ評価値の極大点を合焦点としてフォーカスレンズを停止させて自動合焦動作を行う合焦制御手段、マクロモードで撮影されている場合に、所定の条件を満たすときは、直前の合焦点を基準として全合焦範囲よりも狭い範囲に、フォーカスレンズの移動範囲を制限して合焦制御手段による自動合焦動作を行わせる範囲制御手段、マクロモード設定後に少なくとも１回の自動合焦動作が行われたことを所定の条件として含み、所定の条件を満たす場合に、狭い範囲で合焦動作を行わせる手段、合焦制御手段における合焦状態を監視する手段、前回の自動合焦動作以後の最適合焦状態の維持を所定の条件として含み、所定の条件を満たす場合に、狭い範囲で合焦動作を行わせる手段、測距手段による計測距離の変化を監視する手段、前回の前記自動合焦動作以後の前記計測距離の変化が所定値以下であることを所定の条件として含み、所定の条件を満たす場合に、狭い範囲で合焦動作を行わせる手段、撮像画面内の輝度分布を測定する輝度分布測定手段、輝度分布測定手段による輝度分布の変化を監視する手段、前回の前記自動合焦動作以後の輝度分布の変化が所定量以下であることを前記所定の条件として含み、該所定の条件を満たす場合に、狭い範囲で合焦動作を行わせる手段、合焦制御手段におけるＡＦ評価値を監視する手段、前回の前記自動合焦動作以後のＡＦ評価値の変化が所定値以下であることを前記所定の条件として含み、所定の条件を満たす場合に、狭い範囲で合焦動作を行わせる手段、撮像光学系におけるズーム倍率の変化を監視する手段およびズーム倍率が変化した場合には、全合焦範囲で合焦動作を行わせる手段は、上記各部がＣＰＵ１５等により制御されることにより、実現される。
【００９６】
上述した構成において、まず、従来のこの種のデジタルスチルカメラの動作概要を説明する。
【００９７】
図１の操作部２０のうち、モードダイアル２０２（図２参照）を操作して、動作モードを「記録モード」に設定することにより、このデジタルスチルカメラは記録モードで起動する。
【００９８】
モードダイアル２０２の設定は、操作部２０に含まれるモードスイッチの状態が記録モードＯＮになったことを、ＣＰＵ１５が検知し、モータドライバ１９を制御して、鏡胴ユニット１０７の撮影レンズ系１を撮影可能位置に移動させる。
【００９９】
さらに、ＣＣＤ３、信号処理部３１およびＬＣＤディスプレイ１８等の各部に電源を投入して動作を開始させる。
【０１００】
各部の電源が投入されると、ファインダモードの動作が開始される。このファインダモードにおいては、撮影レンズ系１を通してＣＣＤ３に入射した光は、電気信号に変換され、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のアナログ信号からなるアナログＲＧＢ信号として、ＣＤＳ回路４およびＡＧＣ回路５を順次介して、Ａ／Ｄ変換器６に送られる。
【０１０１】
Ａ／Ｄ変換器６によりデジタルＲＧＢ信号に変換されたそれぞれの信号は、デジタル信号処理ＩＣ３２のＹＵＶ変換部１２により、ＹＵＶ信号に変換され、メモリコントローラ９によってフレームメモリ１７に書き込まれる。
【０１０２】
このＹＵＶ信号は、メモリコントローラ９により読み出され、表示出力制御部１０を介してＴＶ出力として出力され、あるいはＬＣＤディスプレイ１８に送られてＬＣＤモニタ１８Ａによる表示が行われる。この処理が、通常、１／３０秒間隔で行われ、１／３０秒ごとに更新される、いわゆる電子ファインダとしてのファインダモードの表示となる。
【０１０３】
また、デジタル信号処理ＩＣ３２のＣＣＤインタフェース８内に取り込まれたデジタルＲＧＢ信号に基づいて、画面の合焦度合いを示すＡＦ評価値と、被写体輝度を検出したＡＥ（自動露出）評価値と、被写体色を検出したＡＷＢ（自動ホワイトバランス）評価値とが算出される。
【０１０４】
これらの算出値は、それぞれ特徴データとしてＣＰＵ１５に読み出され、自動合焦（ＡＦ）、自動露出（ＡＥ）および自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）の各処理に利用される。
【０１０５】
ＡＦ評価値は、例えば、高周波成分抽出フィルタの出力積分値や、近接画素の輝度差の積分値によって算出される。
【０１０６】
合焦状態にあるときは、被写体像のエッジ部分がはっきりと投影されているため、高周波成分が最も高くなる。この特性を利用し、自動合焦による合焦検出動作時には、種々のフォーカスレンズの変位位置におけるＡＦ評価値を取得して、このＡＦ評価値が極大になる位置を、最適合焦状態に対応した変位位置として、自動合焦制御を実行する。
【０１０７】
ＡＥ評価値とＡＷＢ評価値は、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号のそれぞれの積分値から作成される。
【０１０８】
例えば、画面を１９２ブロックに等分割し、それぞれのＲＧＢ積算値を算出する。ＣＰＵ１５は、ＲＧＢ積分値を読み出し、自動露出では、それぞれのエリアの輝度を算出して、輝度分布から自動露出の制御値を決定する。
【０１０９】
自動ホワイトバランスでは、ＲＧＢの分布から光源の色に合わせた自動ホワイトバランスの制御値を決定する。この自動露出と自動ホワイトバランスの処理は、ファインダモード中は連続的に行われている。
【０１１０】
図２のシャッターレリーズボタン２０１が操作されると、合焦位置検出のための自動合焦動作と静止画記録処理が行われる。
【０１１１】
シャッターレリーズボタン２０１が押下されると、操作部２０から静止画の撮影開始操作を表す信号がＣＰＵ１５に取り込まれ、ＣＰＵ１５が、フレームレートに同期してモータドライバ１９を介して撮影レンズ系１の少なくとも一部であるフォーカスレンズを駆動し、コントラスト評価方式（山登り）ＡＦ制御を実行する。
【０１１２】
最適合焦状態に対応した変位位置を探索する対象範囲が、無限から至近までの全領域であった場合には、フォーカスレンズは至近から無限、または無限から至近までの間の各フォーカス位置に移動し、デジタル信号処理ＩＣ３２で作成された各フレーム（＝各フォーカス位置）におけるＡＦ評価値をＣＰＵ１５が読み出す。
【０１１３】
各フォーカス位置のＡＦ評価値が極大になる点を合焦位置として、フォーカスレンズを合焦位置に移動する。自動合焦完了後にＣＣＤ３から取り出されたアナログＲＧＢ信号はデジタルＲＧＢ信号に変換され、デジタル信号処理ＩＣ３２を介してフレームメモリ１７に格納される。デジタルＲＧＢ信号は、再度ディジタル信号処理ＩＣ３２に読み込まれ、ＹＵＶデータに変換されて、フレームメモリ１７に書き戻される。
【０１１４】
スチル画像の撮像時は、ＹＵＶ変換された画像データがデジタル信号処理ＩＣ３２内の画像圧縮伸張回路等からなる圧縮処理部１１に送られる。
【０１１５】
圧縮処理部１１に送られたＹＵＶデータは、圧縮処理されてフレームメモリ１７に書き戻される。フレームメモリ１７の圧縮データは、デジタル信号処理ＩＣ３２を介して読み出され、メモリカード２２等のデータ記憶メモリに格納される。
【０１１６】
次に、本実施形態に係るデジタルスチルカメラの特徴となる動作を具体的に説明する。図５は、フォーカスポジション（フォーカスレンズの変位位置）ごとのＡＦ評価値と被写体距離によるＡＦ評価値をグラフにしたものである。
【０１１７】
ここでは、相対的に大きな値である第１閾値Ａと、この第１閾値Ａよりも小さい第２閾値Ｂ（＜Ａ）とが予め設定されている。
【０１１８】
撮影状態において、シャッターレリーズボタンが押される以前、例えば電源がＯＮにされた直後から、フレームレートに同期してＡＦ評価値を取得し続ける。
【０１１９】
なお、探索動作は、フォーカスレンズの可動範囲（Ｌ１〜Ｌ２（ただし、Ｌ２＞Ｌ１））の全範囲（両端部Ｌ１，Ｌ２の間）を対象とするが、最適合焦状態に対応したフォーカスレンズの変位位置（Ｌｍ）では、オートフォーカス評価値が極大となり、極大値は可動範囲の全範囲中において１箇所であり、極大値に対応した変位位置Ｌｍに近づく方向については単純増加、極大値に対応した変位位置Ｌｍから離れる方向については単純減少となるため、探索動作中に極大値を検出することができた時点で、以後は、残りの範囲（Ｌｍ＋α〜Ｌ２またはＬｍ−α〜Ｌ１；α＞０）に対する探索は行わずに探索動作を終了する。
【０１２０】
したがって、極大値に対応した変位位置（最適合焦状態に対応した変位位置）Ｌｍが、探索動作を開始する端部（Ｌ１またはＬ２）に近い位置にあるとき（少なくとも可動範囲（Ｌ１〜Ｌ２）の全体のうち、１／２以下の距離の位置にあるとき）は、その近さにしたがって探索動作を早く終了させることができる。
【０１２１】
反対に、極大値に対応した変位位置（最適合焦状態に対応した変位位置）Ｌｍが、探索動作を開始する端部（Ｌ１またはＬ２）から遠い位置にあるとき（少なくとも可動範囲（Ｌ１〜Ｌ２）の全体のうち、１／２を超える距離の位置にあるとき）は、その遠さにしたがって探索動作の終了が遅れることになる。
【０１２２】
ここで、本実施形態のカメラは、ＣＰＵ１５が、オートフォーカス評価値と、予め設定された所定の閾値Ａ，Ｂとを、撮影開始操作前から比較しているため、撮影開始操作の時点においても、この比較の結果によって、撮影開始操作時点におけるフォーカスレンズの変位位置Ｌが、極大値に対応した変位位置（最適合焦状態に対応した変位位置）Ｌｍに近いか否かを判定することができる。
【０１２３】
そして、ＣＰＵ１５が近いと判定したとき、すなわち、フォーカスポジションＬとオートフォーカス評価値との対応曲線が例えば図５（ａ）に示すように規定される場合（極大値Ｌｍ）では、オートフォーカス評価値が閾値Ａよりも大きい（もちろん、閾値Ｂよりも大きい）値に対応した変位位置Ｌ３にある場合には、ＣＰＵ１５は、撮影開始動作時におけるフォーカスレンズを、その可動範囲の２つの端部のうち、フォーカスレンズの変位位置Ｌ３からの距離が短い方の端部Ｌ１に移動させるように決定し、実際に移動するようにモータドライバ１９を制御する。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ１５が近くないと判定したとき、すなわち、オートフォーカス評価値が閾値Ｂよりも小さい（もちろん、閾値Ａよりも小さい）値に対応した変位位置Ｌ４にある場合には、ＣＰＵ１５は、撮影開始動作時におけるフォーカスレンズを、その可動範囲の２つの端部のうち、フォーカスレンズの変位位置Ｌ４からの距離が遠い方の端部Ｌ１に移動させるように決定し、実際に移動するようにモータドライバ１９を制御する。
【０１２５】
なお、フォーカスポジションとオートフォーカス評価値との対応曲線が例えば図５（ｂ）に示すように規定される場合（極大値Ｌｍ）では、ＣＰＵ１５が近いと判定したとき、すなわち、オートフォーカス評価値が閾値Ａよりも大きい（もちろん、閾値Ｂよりも大きい）値に対応した変位位置Ｌ５にある場合には、ＣＰＵ１５は、撮影開始動作時におけるフォーカスレンズを、その可動範囲の２つの端部のうち、フォーカスレンズの変位位置Ｌ３からの距離が短い方の端部Ｌ２に移動させるように決定し、実際に移動するようにモータドライバ１９を制御する。
【０１２６】
一方、ＣＰＵ１５が近くないと判定したとき、すなわち、オートフォーカス評価値が閾値Ｂよりも小さい（もちろん、閾値Ａよりも小さい）値に対応した変位位置Ｌ６にある場合には、ＣＰＵ１５は、撮影開始動作時におけるフォーカスレンズを、その可動範囲の２つの端部のうち、フォーカスレンズの変位位置Ｌ６からの距離が遠い方の端部Ｌ２に移動させるように決定し、実際に移動するようにモータドライバ１９を制御する。
【０１２７】
このように、本実施形態に係るカメラによれば、最適合焦状態に対応した変位位置Ｌｍを従来よりも早く探索することができる。
【０１２８】
しかも、最適合焦状態に対応した変位位置Ｌｍの探索動作は、その探索範囲を、最初から、フォーカスレンズの可動範囲（Ｌ１〜Ｌ２）よりも狭めた範囲に設定するものではなく、探索の結果、実質的に、可動範囲の略半分に到達するまでの間に、探索を終了することができる。
【０１２９】
なお、撮影レンズ系１が有する焦点距離に応じて、焦点深度の差異があり、また、この焦点深度の差異に応じて、オートフォーカス評価値の特性（変位位置に対する特性）は異なるため、閾値Ａ，Ｂは、撮影レンズ系１の焦点距離に対応して最適な値を設定することができる。
【０１３０】
また、シャッターレリーズボタンが押される以前（撮影開始操作前）は、絞りを開放に設定しておくのが好ましい。開放とすることで、焦点深度を浅くし、ＡＦ評価値が出る範囲を限定し、より高い精度で被写体距離の予測を行うことができるからである。
【０１３１】
さらに、至近距離の被写体を撮影するためのマクロ撮影モードにおいては、撮影レンズ系１がズーム光学系であるとき、その望遠端側を用いたマクロ撮影と広角端側を用いたマクロ撮影とで、フォーカスポジションに大きな差異が生じるため、図６に示すように、フォーカスパルス（パルスモータのパルス数）と撮影範囲との対応関係に基づいて、変位特性を設定しておくことが好ましい。
【０１３２】
なお、上述した実施形態においては、駆動手段としてのモータドライバ１９（モータ）と、評価値算出手段としてのＣＰＵ１５を含むデジタル信号処理ＩＣ３２と、撮影開始操作入力手段としての操作部２０と、制御手段としてのデジタル信号処理ＩＣ３２とが、本発明のオートフォーカス制御装置についての実施形態に相当する。
【０１３３】
ここで、図６は、代表的な焦点距離での被写体距離（１／Ｌ）に対するフォーカス繰出し量のグラフである。このグラフからもわかるように、焦点距離が長くなるにしたがって、フォーカスの繰出し量が増える。その分、オートフォーカスを行う動作時間も長くなる。
【０１３４】
特に近距離でのマクロ撮影ではその差はさらに大きくなる。長焦点距離時にマクロ撮影を行う場合は、被写体距離に近い側の端点からオートフォーカス動作を開始することができることにより、オートフォーカス動作に要する時間を短縮する効果を一層大きくすることができる。
【０１３５】
なお、上述した実施形態においては、オートフォーカス評価値と大小比較の対象とされる閾値は、Ａ，Ｂという大小２つの閾値として設定されているが、本発明に係るオートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法および画像形成装置においては、そのように２つの閾値に限定されるものではなく、閾値は１つであってもよく、そのように閾値が１つであっても、上述した実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明に係るオートフォーカス制御装置、オートフォーカス制御方法および画像形成装置の実施形態としてのデジタルスチルカメラの全体のシステム構成の概要を示すブロック図である。
【図２】図１に示したカメラの外観構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示したカメラの外観構成を模式的に示す正面図である。
【図４】図１に示したカメラの外観構成を模式的に示す背面図である。
【図５】フォーカスポジションとオートフォーカス評価値との対応関係を示すグラフである。
【図６】マクロ撮影範囲とフォーカスパルス数との対応関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３７】
Ａ    閾値
Ｂ    閾値
Ｌ１，Ｌ２  フォーカス光学系の可動範囲の両端部
Ｌ３，Ｌ４  撮影開始操作が入力された直前におけるフォーカス光学系の変位位置
Ｌｍ        最適合焦状態に対応した変位位置
【図１】
0004801960.tif 000002
【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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