(57)【要約】【課題】デジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器のオートフォーカス装置において、レリーズタイムラグを大幅に低減することを目的とする。【解決手段】対象物までの距離を測定しこの測定距離情報に基づいて撮像光学系の焦点調節を行う第１のオートフォーカス手段（１、４）と、上記撮像光学系を介して得た被写体像のコントラスト情報に基づいて、上記撮像光学系の焦点調節を行う第２のオートフォーカス手段（１、９）と、手動操作部材（１ｂ）と、を具備し、電源の投入から上記手動操作部材が操作されるまでの間は上記第１及び第２のオートフォーカス手段を繰り返し作動させ、上記手動操作部材が操作されたら上記第１及び第２のオートフォーカス手段を不作動にして上記撮像光学系の焦点位置を確定するオートフォーカス装置である。【選択図】    図３
2005010515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離を測定し、この測定距離情報に基づいて撮像光学系の焦点調節を行う第１のオートフォーカス手段と、
上記撮像光学系を介して得た被写体像のコントラスト情報に基づいて、上記撮像光学系の焦点調節を行う第２のオートフォーカス手段と、
手動操作部材と、を具備し、
電源の投入から上記手動操作部材が操作されるまでの間は上記第１及び第２のオートフォーカス手段を繰り返し作動させ、上記手動操作部材が操作されたら上記第１及び第２のオートフォーカス手段を不作動にして上記撮像光学系の焦点位置を確定するようにしたことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
上記第２のオートフォーカス手段は、上記第１のオートフォーカス手段の動作終了後に山登りＡＦ方式によって上記撮像光学系の焦点調節を行うことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス装置。
【請求項３】
上記第１のオートフォーカス手段は、測定結果が複数回連続的に安定したら上記撮像光学系の駆動を行うことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
上記第１のオートフォーカス手段は、上記測定距離情報に対応する焦点位置の手前に上記撮像光学系を停止させることを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項５】
上記第１のオートフォーカス手段は、上記対象物までの距離測定が不能な場合に、上記撮像光学系を所定位置へ移動させることを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項６】
上記第２のオートフォ一一カス手段による上記撮像光学系の焦点調節が不能な場合には、上記第１のオートフォーカス手段による上記測定距離情報に基づいて上記撮像光学系を駆動することを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項７】
上記第１のオートフォーカス手段は、上記第２のオートフォーカス手段が直近の焦点調節に使用した測定距離情報と焦点調節後の上記撮像光学系の位置とに基づいて、上記撮像光学系の焦点調節を行うことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の内いずれか１項に記載のオートフォーカス装置を有することを特徴とする電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器のオートフォーカス装置及びそれを用いた電子撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像素子を用いて被写体像を撮像する光学機器においては、撮像素子から出力される像信号の高周波成分からコントラスト値を検出し、このコントラスト値が増大する方向ヘフォーカスレンズを駆動してコントラスト値のピーク位置（つまり、フォーカスレンズの合焦位置）を探索する、いわゆる山登りＡＦ方式が採用されることが多い。
【０００３】
ただし、この山登りＡＦ方式はフォーカスレンズを駆動しながら合焦位置をみつける方式のため、例えばデジタルカメラの場合には、撮影者がレリーズボタンを操作してから合焦状態に至るまでの時間が長くなり、レリーズタイムラグが大きくなってしまうという欠点がある。
【０００４】
そこで、赤外光の投受光によって被写体距離を求めるアクティブ測距手段を設け、この被写体距離情報に基づき山登りＡＦの範囲を限定的に設定することによって、不必要なレンズ移動を行うことなく、合焦時間を短縮するようにしたオートフォーカス装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−６９２１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されたオートフォーカス装置は、２つのＡＦ方式を併用して合焦時間の短縮を図れるものの、山登りＡＦによるレンズ移動を伴う動作を必要とするものであるため、レリーズタイムラグの減縮には限界がある。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであって、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器のオートフォーカス装置において、レリーズタイムラグを大幅に低減することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１に記載のオートフォーカス装置は、対象物までの距離を測定し、この測定距離情報に基づいて撮像光学系の焦点調節を行う第１のオートフォーカス手段と、上記撮像光学系を介して得た被写体像のコントラスト情報に基づいて、上記撮像光学系の焦点調節を行う第２のオートフォーカス手段と、手動操作部材と、を具備し、電源の投入から上記手動操作部材が操作されるまでの間は上記第１及び第２のオートフォーカス手段を繰り返し作動させ、上記手動操作部材が操作されたら上記第１及び第２のオートフォーカス手段を不作動にして上記撮像光学系の焦点位置を確定するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る請求項２に記載のオートフォーカス装置は、上記記載のオートフォーカス装置において、上記第２のオートフォーカス手段は、上記第１のオートフォーカス手段の動作終了後に山登りＡＦ方式によって上記撮像光学系の焦点調節を行う。
【００１０】
また本発明に係る請求項３に記載のオートフォーカス装置は、上記記載のオートフォーカス装置において、上記第１のオートフォーカス手段は、測定結果が複数回連続的に安定したら上記撮像光学系の駆動を行う。
【００１１】
また本発明に係る請求項４に記載のオートフォーカス装置は、上記記載のオートフォーカス装置において、上記第１のオートフォーカス手段は、上記測定距離情報に対応する焦点位置の手前に上記撮像光学系を停止させる。
【００１２】
また本発明に係る請求項５に記載のオートフォーカス装置は、上記記載のオートフォーカス装置において、上記第１のオートフォーカス手段は、上記対象物までの距離測定が不能な場合に、上記撮像光学系を所定位置へ移動させる。
【００１３】
また本発明に係る請求項６に記載のオートフォーカス装置は、上記記載のオートフォーカス装置において、上記第２のオートフォ一一カス手段による上記撮像光学系の焦点調節が不能な場合には、上記第１のオートフォーカス手段による上記測定距離情報に基づいて上記撮像光学系を駆動する。
【００１４】
また本発明に係る請求項７に記載のオートフォーカス装置は、上記記載のオートフォーカス装置において、上記第１のオートフォーカス手段は、上記第２のオートフォーカス手段が直近の焦点調節に使用した測定距離情報と焦点調節後の上記撮像光学系の位置とに基づいて、上記撮像光学系の焦点調節を行う。
【００１５】
また本発明に係る請求項８に記載の電子撮像装置は、上記記載のオートフォーカス装置を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置が搭載されたカメラの内部構成を示すブロック構成図であり、図２は、このカメラの外観とその内部の測距部の概要を例示する図である。
【００１７】
図１の如くこのカメラは、被写体２０を撮影レンズ５を介してＣＣＤ等で構成された撮像素子７にて撮像する、いわゆる電子カメラである。そして、この撮像素子７によって撮像された画像信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部８によってデジタル画像データに変換され、画像処理部９にて画像処理（画像の色や階調の補正処理）が施された後に不揮発性記憶素子等で構成された記録媒体１０に記録されるようになっている。
【００１８】
マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１はこのカメラ全体の撮影シーケンスを統括して制御する制御手段であって、かつ、演算制御手段として働く。また、このＣＰＵ１には撮影シーケンスを開始させるためのスイッチ１ａ、１ａ’が接続され、図示しない撮影者によるスイッチ１ａのＯＮ操作があった事をＣＰＵ１が認識するとオートフォーカス動作を開始し、更にスイッチ１ａ’のＯＮ操作があったことをＣＰＵ１が認識すると撮像動作を開始するように設定されている。
【００１９】
次に、本実施形態の電子カメラにおける第１のオートフォーカス手段について説明する。
【００２０】
本電子カメラにおいては、一対の受光レンズ２ａ，２ｂが被写体２０からの光を受けて一対のセンサアレイ３ａ，３ｂに結像させるように配設され、これら一対のセンサアレイ３ａ，３ｂでは、結像した被写体２０からの像（被写体像）を電気信号（以後「測距用像信号」と称する）に変換して測距部４に出力するように構成されている。
【００２１】
測距部４は、Ａ／Ｄ変換部４ａと測距演算部４ｂとを含んで構成された「パッシブ方式」の測距手段である。この測距部４内のＡ／Ｄ変換部４ａはセンサアレイ３ａ，３ｂから入力されてきた測距用像信号をデジタル信号に変換して測距演算部４ｂに出力するように設定されている。
【００２２】
またこの測距演算部４ｂでは、そのデジタル信号に基づいてカメラから被写体２０までの距離（被写体距離）を「三角測距の原理」に基づいて算出するように設定されている。ＣＰＵ１は前述のようにして算出された被写体距離に基づいて、撮影レンズ５のピント合わせ制御を行なう。
【００２３】
つまり、ＣＰＵ１は測距演算部４ｂで演算された被写体距離に基づきＬＤ部６を制御して撮影レンズ５のピント合わせを行なうように設定されている。したがって、上記一対の受光レンズ２ａ，２ｂ、上記一対のセンサアレイ３ａ，３ｂ、上記測距部４、および、上記ＣＰＵ１の一部機能とをまとめて第１のオートフォーカス手段と称する。
【００２４】
次に、本電子カメラにおける第２のオートフォーカス手段について説明する。
【００２５】
上述のように、本電子カメラにおいては撮像素子７で撮像された被写体象は画像処理部９で処理された後にデジタル画像データとして出力されるが、撮影シーケンス以外のタイミングにおいてはこのデータを用いて撮影レンズ５の焦点調節状態の検出、および、合焦点位置への駆動が可能である。
【００２６】
つまり、ＣＰＵ１がこのデジタル画像データを読み込み、そのデータの高周波成分に基づいてコントラスト値を算出する。そして、そのコントラスト値が最大になる位置（つまり、合焦点）を撮影レンズ５を駆動しながら探索する。この方法は一般的には「山登りＡＦ方式」と呼ばれている。
【００２７】
したがって、画像処理部９の出力に基づいて撮影レンズ５の焦点調節を行うＣＰＵ１の一部機能を第２のオートフォーカス手段と称する。本実施形態の電子カメラには、このほかに撮影シーンに応じて露出用および測距用の補助光などを被写体２０に対して照射する光源１１を具備している。この光源１１は、ストロボ装置や電球、高輝度ＬＥＤ等で構成されている。
【００２８】
なお、上述した受光レンズ２ａ，２ｂとセンサアレイ３ａ，３ｂ、及び撮影レンズ５と撮像素子７の位置関係は、図２（ａ）に示すような関係にある。そして、センサアレイ３ａ，３ｂと撮像素子７とで同一の被写体２０の像が検出可能である。
【００２９】
図２（ｂ）は、電子カメラの外観図である。カメラ３０の本体上面には前述のスイッチ１ａ、１ａ’を操作するための手動操作部材であるレリーズ釦１ｂが突設され、また前面には撮影レンズ５及び受光レンズ２ａ，２ｂが、図２（ａ）に示す位置関係でそれぞれ配設されている。さらに、カメラ３０の前面の上端部には、内蔵されたストロボ装置の光源１１用の発光窓１１ａが設けられている。
【００３０】
次に、第１の実施の形態に係るオートフォーカス動作について説明する。本実施の形態では、電子カメラは電源が投入された以降は、オートフォーカス動作を繰り返して継続する。
【００３１】
図３は、オートフォーカス動作の概略のフローを示す図である。
【００３２】
ＣＰＵ１は、レリーズが操作されているかどうかを調べ、レリーズが操作されていない場合（Ｔ０１  Ｎｏ）は、複数回数の外光パッシブ測距を実行する（Ｔ０２）。測距を複数回実行するのは、測定誤差による影響を低減するため測定値を平均化する等の演算処理を行うからである。
【００３３】
今回の測距値と前回の測距値との差が少ない場合（Ｔ０３  Ｙｅｓ）は、被写体と電子カメラとの距離が安定していることを意味する。この場合には、撮影者は撮影する意思を整えたと推定する。従って、この時点から合焦動作を開始する。
【００３４】
そこで、山登りＡＦが実行されたかどうかを調べる（Ｔ０４）。山登りＡＦが実行されている場合（Ｔ０４  Ｙｅｓ）は、既に現在の状態で合焦動作は完了している。このため、先頭の処理ステップに戻り、ステップＴ０１〜Ｔ０４を繰り返す。そして、撮影者のレリーズ操作を認識したとき（Ｔ０１  Ｙｅｓ）に、撮影動作を開始する（Ｔ０７）。このときは上述のように既に合焦動作は完了しているため、直ちに撮影が可能であり、従ってレリーズタイムラグは発生しない。
【００３５】
一方、山登りＡＦが実行されていない場合（Ｔ０４  Ｎｏ）は、山登りＡＦ動作を実行する（Ｔ０５）。即ち、撮影者が撮影する意思を整えたと推定できたときに、山登りＡＦ動作を実行することにより合焦動作を行う。
【００３６】
この後、レリーズ操作が行われたとき（Ｔ０６  Ｙｅｓ、Ｔ０１  Ｙｅｓ）に、撮影動作を開始する（Ｔ０７）。このときは既に合焦動作は完了しているため直ちに撮影が行われ、レリーズタイムラグは発生しない。
【００３７】
もし今回の測距値と前回の測距値との差が大きい場合（Ｔ０３  Ｎｏ）は、撮影者と被写体との距離が変化したためであり、撮影者が電子カメラの視野を変更したものと考えられる。そこで、再び山登りＡＦ動作を実行する（Ｔ０５）。この山登りＡＦ動作を実行することにより、新たな被写体についての合焦動作が完了する。
【００３８】
この後、レリーズ操作が行われるまで、ステップＴ０２〜Ｔ０５を繰り返して被写体との距離に追従した合焦動作を繰り返す。そして、レリーズ操作が行われたとき（Ｔ０６  Ｙｅｓ、Ｔ０１  Ｙｅｓ）に、撮影動作を開始する（Ｔ０７）。このときは既に合焦動作は完了しているため直ちに撮影が行われ、レリーズタイムラグは発生しない。
【００３９】
次に、上述のオートフォーカス動作を詳細に説明する。図４〜図６は、オートフォーカス動作に係るＣＰＵ１の詳細の処理手順を示すフロー図である。
【００４０】
撮影者が電子カメラの電源をＯＦＦからＯＮとしたときに、本フローが開始する。ＣＰＵ１は、オートフォーカス動作に関連するデータを初期化する（Ｓ０１）。即ち、内部フラグを設定して撮影動作を禁止し、測距値に初期値として無限大を設定する。
【００４１】
撮影動作は禁止の状態にあるため（Ｓ０２  Ｎｏ）、電子カメラは外光パッシブ測距動作を行って、被写体との距離を測定する（Ｓ０４）。
【００４２】
被写体との距離が正常に測定できた場合（Ｓ０５  Ｙｅｓ）は、測定値の平滑化処理等を行う（Ｓ０６〜Ｓ０８）。即ち、「測距不能連続回数」をゼロにクリアして、測距値をデータアレイであるＥｘｔＡＦ（ｎ）に格納し、移動平均演算結果をデータアレイであるＡｖｅＡＦ（ｎ）に格納する。
【００４３】
被写体との距離が正常に測定できなかった場合（Ｓ０５  Ｎｏ）は、「測距不能連続回数」をカウントアップする（Ｓ０９）。この、「測距不能連続回数」が第２の所定値よりも大であった場合（Ｓ１０  Ｙｅｓ）は、連続して所定回数の距離測定ができなかった場合、例えば被写体が無限遠方にあることを表わしている。従って、測定距離を無限大としてデータアレイであるＥｘｔＡＦ（ｎ）に格納する（Ｓ１１）。
【００４４】
次に、前回測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ−１）と今回測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）との差、即ち距離変動量を求める（Ｓ１２）。そして、この距離変動量が第１の所定値よりも大きいかどうかを調べる（Ｓ１３）。
【００４５】
距離変動量が第１の所定値よりも大きい場合（Ｓ１３  Ｙｅｓ）は、電子カメラと被写体との距離が変化したためであるので、「距離安定連続回数」をリセットする（Ｓ１４）。距離変動量が第１の所定値よりも小さい場合（Ｓ１３  Ｎｏ）は、被写体との距離は変化していないと考えられるので、「距離安定連続回数」をカウントアップする（Ｓ１５）。
【００４６】
「距離安定連続回数」が第３の所定値に達していない場合（Ｓ１６  Ｎｏ）は、所定回数連続して安定した測定距離を求めるため、ステップＳ０２〜Ｓ１５を繰り返す。
【００４７】
「距離安定連続回数」が第３の所定値に達している場合（Ｓ１６  Ｙｅｓ）は、前回移動平均測定距離ＡｖｅＡＦ（ｎ−１）と今回移動平均測定距離ＡｖｅＡＦ（ｎ）との差が第６の所定値よりも大きいかどうかを調べる（Ｓ１７）。
【００４８】
ところで、電源投入後の最初の処理（ステップＳ０１）で測距値に無限大を設定した。従って、最初にこのステップＳ１７を実行する場合は、必ず移動平均測定距離の差は第６の所定値よりも大きくなる（Ｓ１７  Ｙｅｓ）。従って、後述する山登りＡＦが実行され被写体に対する合焦動作が行われる。
【００４９】
移動平均測定距離の差が第６の所定値よりも小さい場合（Ｓ１７  Ｎｏ）は、既に現在の状態で合焦動作は完了している。このため、先頭の処理ステップに戻り、ステップＳ０２〜Ｓ１６を繰り返す。
【００５０】
一方、移動平均測定距離の差が第６の所定値よりも大きい場合（Ｓ１７  Ｙｅｓ）は、例えば、撮影者が電子カメラの視野を変更して、被写体との距離が前回とは異なったためであると考えられる。そこで、山登りＡＦによる合焦動作を実行する。
【００５１】
そこで、内部フラグを設定して撮影動作を禁止するとともに、「距離安定連続回数」をリセットする（Ｓ２１）。次に、電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズかどうかを判断するため、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）が第４の所定値よりも大きいかどうかを調べる（Ｓ２２）。
【００５２】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズでない場合（Ｓ２２Ｙｅｓ）は、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）の手前の位置で合焦するようにレンズを駆動する（Ｓ２３）。測定した距離よりも短い位置に合焦させるのは、山登りＡＦにおける合焦動作開始方向を一方向に限定することで合焦時間の短縮を図るためである。
【００５３】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズである場合（Ｓ２２
Ｎｏ）は、最至近端に合焦するようにレンズを駆動する（Ｓ２４）。
【００５４】
そして、山登りＡＦによる合焦動作を実行する（Ｓ２５）。ここで、マクロおよびスーパーマクロにモードが設定されている場合は、レンズ駆動装置によるレンズの駆動可能範囲を制限することで更に合焦時間の短縮を図ることができる。
【００５５】
合焦が正常に行われた場合（Ｓ２６  Ｙｅｓ）は、これ以降のレリーズ操作を認めても良いため、内部フラグの撮影禁止を解除して撮影動作を許可する（Ｓ３２）。従って、この後１ｓｔレリーズが操作されたとき（Ｓ３３  Ｙｅｓ、Ｓ０３  Ｙｅｓ）は、合焦動作を行うことなく、２ｎｄレリーズの操作（Ｓ３４  Ｙｅｓ）にあわせて、撮影動作を開始する（Ｓ３５）。
【００５６】
一方、合焦が正常に行えなかった場合（Ｓ２６  Ｎｏ）は、電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズかどうかを判断するため、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）が第４の所定値よりも大きいかどうかを調べる（Ｓ２７）。
【００５７】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズでない場合（Ｓ２７Ｙｅｓ）は、山登りＡＦによる合焦動作を行わずに、第１のオートフォーカス手段を用いた合焦動作を行う。即ち、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）の位置で合焦するようにレンズを駆動する（Ｓ２８）。
【００５８】
ここで、この第１のオートフォーカス手段による合焦動作でのレンズ駆動の方向が、前回のレンズ駆動の方向と逆方向である場合（Ｓ３０  Ｙｅｓ）は、駆動機構に用いられるギアの噛み合せによるバックラッシュの影響の影響によって合焦位置には誤差が生じている。そこで、このバックラッシュによる誤差を補正するためのレンズ駆動を行う（Ｓ３１）。この補正後はレリーズ操作を認めても良いため、内部フラグの撮影禁止を解除して撮影動作を許可する（Ｓ３２）。従って、この後１ｓｔレリーズが操作されたとき（Ｓ３３  Ｙｅｓ、Ｓ０３  Ｙｅｓ）は、合焦動作を行うことなく、２ｎｄレリーズの操作（Ｓ３４  Ｙｅｓ）を認識して、撮影動作を開始する（Ｓ３５）。
【００５９】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズである場合（Ｓ２７Ｎｏ）は、デフォルト位置にレンズを駆動する（Ｓ２９）。そして、この後レリーズ操作を認めても良いため、内部フラグの撮影禁止を解除して撮影動作を許可する（Ｓ３２）。従って、この後１ｓｔレリーズが操作されたとき（Ｓ３３  Ｙｅｓ、Ｓ０３  Ｙｅｓ）は、合焦動作を行うことなく、２ｎｄレリーズの操作（Ｓ３４  Ｙｅｓ）を認識して、撮影動作を開始する（Ｓ３５）。
【００６０】
次に、図４〜図６に示す詳細フローの内、ステップＳ０４〜Ｓ２１迄のアルゴリズム、即ち距離を測定した後、山登りＡＦを実行するまでの動作を図に基づいて説明する。
【００６１】
図７（ａ）は、外光パッシブ測定による測定値の時間推移を表わす図であり、図７（ｂ）は、測定値の移動平均値の時間推移を表わす図である。図７を参照しつつオートフォーカス装置の動作について説明する。
【００６２】
時刻ｔ０から時刻ｔ１まで測定値が大きく変化し、その後、元の値に復帰した場合、移動平均値ＡｖｅＡＦ（ｔ１）もその変化に対応して変化する。そして、測定値が連続してＴ回安定した時刻ｔ２においては、移動平均値ＡｖｅＡＦ（ｔ２）は元の値に戻っている。
【００６３】
しかし、測定値が連続してＴ回安定する前の時刻の移動平均値、即ちＡｖｅＡＦ（ｔ１）と比較した場合は、所定値以上の差が生じていない。この結果、時刻ｔ２において山登りＡＦを実行しない。これは、撮影者の手振れ等を起因とした外光パッシブ測定の突発的な誤測定値を無効化する動作であり、この無効化動作により不要なレンズ駆動を抑制している。
【００６４】
また、時刻ｔ３から測定値が大きく変化し、その状態が継続している場合、その変化に対応して移動平均値もＡｖｅＡＦ（ｔ３）からＡｖｅＡＦ（ｔ４）に変化する。そして、測定値が連続してＴ回安定した時刻ｔ４においては、移動平均値はＡｖｅＡＦ（ｔ４）で安定している。
【００６５】
ここで、測定値が連続してＴ回安定する前の時刻の移動平均値、即ちＡｖｅＡＦ（ｔ３）と比較した場合は、所定値以上の差が生じている。この結果、時刻ｔ４において山登りＡＦの実行が開始される。この場合は、撮影者が意図して被写体を変更し、後に撮影の準備が整ったと判断して、山登りＡＦが実行される。
【００６６】
本第１の実施の形態のオートフォーカス装置によれば、被写体との距離を監視し所定量以上に変動した場合には常に合焦動作が行われるため、レリーズ操作を行う時点では合焦は完了した状態にある。従って、レリーズタイムラグを生じさせることなく撮影することができる。
【００６７】
また、合焦動作は山登りＡＦによって行うため、精度の良い合焦結果を得ることができる。
【００６８】
更に、通常は外光パッシブ測距を動作させて被写体との距離変化を監視し、レンズ駆動は被写体との距離が変化したときにのみ行う方式であるため、撮影者の操作を妨げることなく、またバッテリ電池等のエネルギの消費を少なくすることができる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係るオートフォーカス装置の第２の実施の形態について説明する。本第２の実施の形態では、図４〜図６に示す、ステップＳ２１〜Ｓ３２のアルゴリズム、即ち、山登りＡＦを適用するアルゴリズムのみが異なっている。従って、第１の実施の形態と同様の部位には同一の符号を付してその詳細の説明を省略する。
【００７０】
図８、図９は、第２の実施の形態のオートフォーカス動作に係るＣＰＵの詳細の処理手順を示すフロー図である。
【００７１】
パッシブ測距の動作とその測定値の処理は第１の実施の形態の図４、図５に示すステップＳ０１〜Ｓ１７と同様である。
【００７２】
そして、ＣＰＵ１は内部フラグを設定して撮影動作を禁止するとともに、「距離安定連続回数」をリセットする（Ｐ０１）。そして、電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズかどうかを判断するため、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）が第４の所定値よりも大きいかどうかを調べる（Ｐ０２）。
【００７３】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズでない場合（Ｐ０２Ｙｅｓ）は、前回のレンズ駆動が山登りＡＦによるものかどうかを調べ、山登りＡＦによる場合（Ｐ０３  Ｙｅｓ）には、今回測定距離と前回測定距離との差、即ち、距離変動が第５の所定値よりも小さいかどうかを調べる（Ｐ０４）。
【００７４】
そして、今回測定した距離変動が第５の所定値よりも小さいとき（Ｐ０４  Ｙｅｓ）は、山登りＡＦによる合焦動作を使用せずに、第１のオートフォーカス手段を用いた合焦動作を行う。即ち、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）の位置で合焦するようにレンズを駆動する（Ｐ０５）。このレンズ駆動量は、前回の山登りＡＦの結果を基準とする相対的な値である。
【００７５】
即ち、最後に実行した山登りＡＦ後の被写体距離とレンズ位置とを基準にして、被写体距離の変化量からレンズの駆動量を算出し、その駆動量だけ現在のレンズ位置から相対的にレンズを移動する。このレンズの相対位置駆動により、レンズの姿勢差やガタをキャンセルすることができる。但し、本手法を適用するためには駆動量が小さいことが条件となる。
【００７６】
ここで、この合焦動作でのレンズ駆動の方向が、前回のレンズ駆動の方向と逆方向である場合（Ｐ０６  Ｙｅｓ）は、駆動機構に用いられるギアの噛み合せによるバックラッシュの影響によって合焦位置にずれが生じている。そこで、このバックラッシュによる誤差を補正するためのレンズ駆動を行う（Ｐ０７）。そして、この補正後はレリーズ操作を認めても良いため、内部フラグの撮影禁止を解除して撮影動作を許可する（Ｐ１７）。
【００７７】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズである場合（Ｐ０２Ｎｏ）は、最至近端に合焦するようにレンズを駆動する（Ｐ０８）。また、前回のレンズ駆動が山登りＡＦによるものでない場合（Ｐ０３  Ｎｏ）、あるいは、今回測定した距離が前回測定した距離と大きく異なるとき（Ｐ０４  Ｎｏ）は、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）の手前の位置で合焦するようにレンズを駆動する（Ｐ０９）。測定した距離よりも短い位置に合焦させるのは、山登りＡＦにおける合焦動作開始方向を一方向に限定することで合焦時間の短縮を図るためである。
【００７８】
そして、山登りＡＦによる合焦動作を実行する（Ｐ１０）。ここで、マクロおよびスーパーマクロにモードが設定されている場合は、レンズ駆動装置によるレンズの駆動可能範囲を制限することで更に合焦時間の短縮を図ることができる。
【００７９】
合焦が正常に行われた場合（Ｐ１１  Ｙｅｓ）は、これ以降のレリーズ操作を認めても良いため、内部フラグの撮影禁止を解除して撮影動作を許可する（Ｐ１７）。
【００８０】
一方、合焦が正常に行えなかった場合（Ｐ１１  Ｎｏ）は、電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズかどうかを判断するため、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）が第４の所定値よりも大きいかどうかを調べる（Ｐ１２）。
【００８１】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズでない場合（Ｐ１２Ｙｅｓ）は、山登りＡＦによる合焦動作によらずに、第１のオートフォーカス手段を用いた合焦動作を行う。即ち、測定距離ＥｘｔＡＦ（ｎ）の位置で合焦するようにレンズを駆動する（Ｐ１３）。
【００８２】
ここで、この合焦動作でのレンズ駆動の方向が、前回のレンズ駆動の方向と逆方向である場合（Ｐ１５  Ｙｅｓ）は、駆動機構に用いられるギアの噛み合せによるバックラッシュの影響によって合焦位置に誤差が生じている。そこで、このバックラッシュによる誤差を補正するためのレンズ駆動を行う（Ｐ１６）。この補正後はレリーズ操作を認めても良いため、内部フラグを設定して撮影動作を許可する（Ｐ１７）。
【００８３】
電子カメラに装着されているレンズがスーパマクロレンズである場合（Ｐ１２Ｎｏ）は、予め定められたデフォルト位置にレンズ駆動をおこなう（Ｐ１４）。そして、この後はレリーズ操作を認めても良いため、内部フラグの撮影禁止を解除して撮影動作を許可する（Ｐ１７）。
【００８４】
以上の処理がなされた後は、第１の実施の形態の図６に示すステップＳ３３〜Ｓ３６と同様の処理を行う。
【００８５】
本第２の実施の形態のオートフォーカス装置によれば、所定条件の下では山登りＡＦによらずに合焦動作を行うため合焦時間を更に短縮することができ、撮影者の操作性を高めることができる。尚、本第２の実施の形態においても、第１の実施の形態の効果を保持している。
【００８６】
尚、本実施の形態では、オートフォーカス装置は電子カメラについて適用されているが、この実施の形態に限定されず、本発明に係るオートフォーカス装置は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器、即ち、広く電子撮像装置に適用することができる。
【００８７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のオートフォーカス装置によれば、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器のレリーズタイムラグを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るオートフォーカス装置が搭載されたカメラの内部構成を示すブロック構成図。
【図２】カメラの外観とその内部の測距部の概要を例示する図。
【図３】オートフォーカス動作の概略のフローを示す図。
【図４】オートフォーカス動作に係るＣＰＵの詳細の処理手順を示すフロー図。
【図５】オートフォーカス動作に係るＣＰＵの詳細の処理手順を示すフロー図。
【図６】オートフォーカス動作に係るＣＰＵの詳細の処理手順を示すフロー図。
【図７】外光パッシブ測定による測定値の時間推移と、測定値の移動平均値の時間推移を表わす図。
【図８】他の実施の形態のオートフォーカス動作に係るＣＰＵの詳細の処理手順を示すフロー図。
【図９】他の実施の形態のオートフォーカス動作に係るＣＰＵの詳細の処理手順を示すフロー図。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、１ｂ…手動操作部材、２…受光レンズ、３…センサアレイ、４…測距部、５…撮影レンズ、６…レンズ駆動部、７…撮像素子、９…画像処理部、１０…記録媒体、３０…カメラ。
【図１】
2005010515.tif 000003
【図２】
2005010515.tif 000004
【図３】
2005010515.tif 000005
【図４】
2005010515.tif 000006
【図５】
2005010515.tif 000007
【図６】
2005010515.tif 000008
【図７】
2005010515.tif 000009
【図８】
2005010515.tif 000010
【図９】
2005010515.tif 000011