(57)【要約】【課題】  パッシブ測距方法、コントラスト測距方法の両方を実行することのできる焦点制御装置および焦点制御方法において、撮影間隔を短くして操作性を向上させるとともに、無駄に電力を消費することのないようにする。【解決手段】  パッシブ測距により測定した距離に基づいて撮影用レンズ１１を移動させることにより当該撮影用レンズ１１の焦点を合わせるパッシブ測距制御部２と、撮影用レンズ１１を通して得た撮影対象物のコントラストに基づいて撮影用レンズ１１を移動させることにより当該撮影用レンズ１１の焦点を合わせるコントラスト測距制御部３とを備え、制御部５は、通常の撮影時にはパッシブ測距制御部２による焦点制御をした後、コントラスト測距制御部３による撮影用レンズ１１の焦点制御を行い、撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合については、パッシブ測距制御部２のみによる撮影用レンズ１１の焦点制御を行う。【選択図】  図２
2005250288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象物を撮影するための撮影用レンズと、
撮影対象物までの距離を計測するための測距用レンズと、
前記測距用レンズを通して１対のラインセンサに入力された撮影対象物の画像のずれを判断することにより撮影対象物までの距離を測定し、測定した距離に基づいて前記撮影用レンズを移動させることにより当該撮影用レンズの焦点を合わせるパッシブ測距合焦手段と、
前記撮影用レンズを通して得た撮影対象物のコントラストに基づいて前記撮影用レンズを移動させることにより当該撮影用レンズの焦点を合わせるコントラスト測距合焦手段と、
撮影時にパッシブ測距合焦手段により前記撮影用レンズの焦点を合わせた後、コントラスト測距合焦手段により前記撮影用レンズの焦点を合わせる制御を行うことが可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合については、パッシブ測距合焦手段のみによる前記撮影用レンズの焦点を合わせる制御を行う、
ことを特徴とする焦点制御装置。
【請求項２】
前記所定の場合とは、連写撮影モード時における２枚目以降であることを特徴とする請求項１記載の焦点制御装置。
【請求項３】
前記所定の場合とは、動画撮影モード時における撮影中であることを特徴とする請求項１記載の焦点制御装置。
【請求項４】
撮影対象物を撮影するための撮影用レンズと、撮影対象物までの距離を計測するための測距用レンズと、前記測距用レンズを通して１対のラインセンサに入力された撮影対象物の画像のずれを判断することにより撮影対象物までの距離を測定し、測定した距離に基づいて前記撮影用レンズを移動させることにより当該撮影用レンズの焦点を合わせるパッシブ測距合焦手段と、前記撮影用レンズを通して得た撮影対象物のコントラストに基づいて前記撮影用レンズを移動させることにより前記撮影用レンズの焦点を合わせるコントラスト測距合焦手段と、を備える焦点制御装置における焦点制御方法において、
通常の撮影時には前記パッシブ測距合焦手段により前記撮影用レンズの焦点制御をした後、前記コントラスト測距合焦手段により前記撮影用レンズの焦点制御を行い、撮影時における撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合については、前記パッシブ測距合焦手段のみによる前記撮影用レンズの焦点制御を行うことを特徴とする焦点制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影対象を撮影する際に撮影対象までの距離を測定する焦点制御装置および焦点制御方法に関し、特にパッシブ測距とコントラスト測距の両方を行うことのできる焦点制御装置および焦点制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から銀塩カメラ、デジタルカメラなどには、撮影用のカメラのレンズ、ＣＣＤとは別に一対のラインセンサを備え、このラインセンサのそれぞれに入力されたデータから算出される相関演算用の差分データのそれぞれが、どれぐらいずれているかを判断することで、撮影対象までの距離を測定し、測定した距離に基づいて焦点制御を行う、いわゆるパッシブ測距による焦点制御を行うことのできる焦点制御装置を備えている。また、撮影用レンズを通して撮影対象である入力データのコントラストをみて、撮影用レンズを前後に移動させ、コントラストの高低差が大となるよう撮影用レンズを適正な位置に移動させることで焦点制御を行うことのできる、いわゆるコントラスト測距による焦点制御を行うことができる焦点制御装置も存在している。
【０００３】
上述コントラスト測距による焦点制御方法は、撮影用レンズを移動させる必要があることから、測距の精度は良いものの、測距時間のかかる方法であることから、特許文献１に記載のとおり現在のカメラにおいては、まず粗調の測距であるパッシブ測距（または位相差測距）による焦点制御を行い、大体の距離を測定した後、その大体の距離を用いて予め撮影用レンズを移動させ、その後、微調の測距であるコントラスト測距による焦点制御を行うことで、焦点精度と焦点速度との向上を図っている。
【０００４】
また、特許文献２記載のデジタルスチルカメラは上述のパッシブ測距による焦点制御、コントラスト測距による焦点制御を行うことのできる焦点制御装置を備え、使用者の設定によりいずれの焦点制御装置を使用するか、使用者が任意に選択することができ、特に連写時においていずれかを選択することができるようにしたことが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、定期的に自動合焦するデジタルカメラについて記載されている。この特許文献３によると定期的に自動合焦（例えば、パッシブ測距）することで、処理速度を優先して操作させるとともに、電源電圧をみて自動合焦するタイミングを可変とすることで、消費電力と操作性のバランスのとれたデジタルカメラを実現していることが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３０２５７１号公報
【特許文献２】特開２００１−２７５０３３号公報
【特許文献３】特開２００２−２０２４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１による技術では、コントラスト測距による焦点制御のための時間がかかってしまい、例えば連写時においては撮影間隔が長くなり、連写速度が遅くなるといった問題が生ずる。また、特許文献２による技術では、連写時にコントラスト測距が選択されていた場合、撮影間隔が長くなってしまうという問題が生じる。また、撮影間隔を短くしようとしてパッシブ測距による焦点制御が選択されていた場合では、測距の精度に問題が生じ、適正な焦点制御を行うことができないという問題が生ずる。また、特許文献３による技術では、定期的な合焦動作により無駄な電力を消費することになる。
【０００７】
そこで、本発明では、パッシブ測距による焦点制御方法、コントラスト測距による焦点制御方法の両方を実行することのできる焦点制御装置および焦点制御方法において、撮影間隔を短くして操作性を向上させるとともに、無駄に電力を消費することのない焦点制御装置および焦点制御方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述課題を解決するため、本発明の焦点制御装置は、撮影対象物を撮影するための撮影用レンズと、撮影対象物までの距離を計測するための測距用レンズと、上記測距用レンズを通して１対のラインセンサに入力された撮影対象物の画像のずれを判断することにより撮影対象物までの距離を測定し、測定した距離に基づいて上記撮影用レンズを移動させることにより当該撮影用レンズの焦点を合わせるパッシブ測距合焦手段と、上記撮影用レンズを通して得た撮影対象物のコントラストに基づいて上記撮影用レンズを移動させることにより焦点を合わせるコントラスト測距合焦手段と、撮影時にパッシブ測距合焦手段により上記撮影用レンズの焦点を合わせた後、コントラスト測距合焦手段により上記撮影用レンズの焦点を合わせる制御を行うことが可能な制御手段とを備え、上記制御手段は、撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合については、パッシブ測距合焦手段のみによる上記撮影用レンズの焦点を合わせる制御を行う構成を備えている。
【０００９】
また、上述の課題を解決するため、本発明の焦点制御方法は、撮影対象物を撮影するための撮影用レンズと、パッシブ測距を行うための測距用レンズと、上記測距用レンズを通して１対のラインセンサに入力された撮影対象物の画像のずれを判断することにより撮影対象物までの距離を測定し、測定した距離に基づいて上記撮影用レンズを移動させることにより当該撮影用レンズの焦点を合わせるパッシブ測距合焦手段と、上記撮影用レンズを通して得た撮影対象物のコントラストに基づいて上記撮影用レンズを移動させることにより上記撮影用レンズの焦点を合わせるコントラスト測距合焦手段と、を備える焦点制御装置における焦点制御方法において、通常の撮影時には上記パッシブ測距合焦手段により焦点制御をした後、上記コントラスト測距合焦手段により上記撮影用レンズの焦点制御を行い、撮影時における撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合については、上記パッシブ測距合焦手段のみによる上記撮影用レンズの焦点制御を行う構成を備えている。
【００１０】
本発明の上述の構成において、通常の撮影時にはパッシブ測距合焦手段による焦点制御を行った後、コントラスト測距合焦手段による撮影用レンズの焦点制御を行う。ただし、撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合は、撮影対象物までの距離は大きく変動しないと考えられるため、コントラスト測距合焦手段による細かい焦点制御を行わなくとも、撮影用レンズの合焦精度が大きく低下することはない。従って、この場合については、パッシブ測距合焦手段のみによる撮影用レンズの焦点制御を行い、定期的な測距動作を回避することにより、合焦精度を低下させずに、無駄な電力消費を防止することができる。また、コントラスト測距による焦点制御を行わないため、撮影間隔が長くなるといったことを防止することができ、操作性の向上を図ることができる。
【００１１】
なお、上記所定の場合とは、連写撮影モード時における２枚目以降とすることがよい。これにより、連写時における撮影間隔が長くなるといった問題を解決することができる。
【００１２】
また、上記所定の場合とは、動画撮影モード時における撮影中であるとしてもよい。これにより、動画撮影時におけるコントラスト測距を行うことによる電力消費を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明において、撮影対象物が大きく動かないと想定される所定の場合は、撮影対象物までの距離は大きく変動しないと考えられるため、コントラスト測距合焦手段による細かい焦点制御を行わなくとも、撮影用レンズの合焦精度が大きく低下することはない。従って、この場合については、パッシブ測距合焦手段のみによる撮影用レンズの焦点制御を行い、定期的な測距動作を回避することにより、合焦精度を低下させずに、無駄な電力消費を防止することができる。また、コントラスト測距による焦点制御を行わないため、撮影間隔が長くなるといったことを防止することができ、操作性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明に係る焦点制御装置および焦点制御方法の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の焦点制御装置を備えたカメラ装置の外観図であり、図１（ａ）は、前面斜視図、図１（ｂ）が後方斜視図である。
【００１６】
図１（ａ）において、オートフォーカス用センサ窓１０は、パッシブ測距法により撮影対象物までの距離を測定するために使用されるセンサ窓であり、このオートフォーカス用センサ窓１０を通して後述する測距用レンズ１Ａ−Ｌ、１Ａ−Ｒにセンサデータを入力させるものである。撮影用レンズ１１は、撮影した撮影対象物データをＣＣＤに入力させるとともに、コントラスト測距を行うための光量を取り込むものである。シャッターボタン１２は、撮影対象物を撮影する際に操作者が操作するためのボタンである。ストロボ１３は、撮影対象物を撮影する際に、光量を確保するために撮影対象物に対して光を照射するものである。ストロボ調光センサ１４は、ストロボ１３で撮影対象物に照射した光量が適当か否か判断し、光量を調整するセンサである。ファインダー窓１５は、後述するファインダー１６から操作者が覗くことにより撮影対象物を見ることができるようにした窓である。
【００１７】
図１（ｂ）において、ファインダー１６は、操作者がこのファインダー１６を覗くことにより撮影対象物を視認可能にすることができるものである。操作部１７は、ストロボのポップアップ、操作のキャンセル、機能の選択、動画・静止画・再生などの動作モードを設定することのできるスイッチである。液晶表示部１８は、操作部１７で操作した結果を表示し、また撮影した動画および静止画を表示するものである。電源ボタン１９は、カメラ装置の電源のオン・オフを行うことができるスイッチである
【００１８】
このようなカメラ装置に搭載される焦点制御装置について説明する。図２は上述カメラ装置に搭載される焦点制御装置のブロック構成図である。
【００１９】
一実施形態に係る焦点制御装置は、例えばＡＦ（Auto Focus）カメラやビデオカメラなどにおいて、撮影レンズ１１から測距対象物までの距離を演算するために使用される焦点制御装置である。この焦点制御装置は、図２に示すように、撮影対象物を撮影するための撮影用レンズ１１（本発明の撮影用レンズ）、相互に並列に配置された左右一対の測距用レンズ１Ａ−Ｌ，１Ａ−Ｒ（本発明の測距用レンズ）と、測距用レンズ１Ａ−Ｌ，１Ａ−Ｒを通して撮影対象物Ｓの画像がそれぞれ結像される受光センサとしての左右一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒと、このラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒからの信号を処理するラインセンサ制御回路１Ｃとを備えオートフォーカス用センサ窓１０を介してセンサデータとなる画像データを入力するラインセンサユニット１、およびこのラインセンサユニット１のラインセンサ制御回路１Ｃから出力されるセンサデータに基づいて撮影対象物Ｓまでの距離を演算処理し、撮影用レンズ１１の移動制御を行うことで焦点制御を行うパッシブ測距制御部２（本発明のパッシブ測距合焦手段）、撮像素子４のデータから得られたコントラストにより撮影用レンズ１１を移動させ焦点制御を行うコントラスト測距制御部３（本発明のコントラスト測距合焦手段）、パッシブ測距制御部２とコントラスト測距制御部３のいずれを使用するかを選択制御する制御部５（本発明の制御手段）などを備えて構成されている。
【００２０】
ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒは、例えば２３４個などの多数に分割されたフォトダイオードなどのセル（画素）が直線状に配列されて構成される。ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの各セルは、それぞれの受光面に結像された撮影対象物Ｓの画像の光量を光電変換することにより、撮影対象物Ｓの画像の輝度信号をラインセンサ制御回路１Ｃに出力する。
【００２１】
ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの各セルには、その出力信号を取り出す際に使用されるセル番号が付される。例えば左側のラインセンサ１Ｂ−Ｌの各セルには、図の左側から順にＬ１〜Ｌ２３４のセル番号が付され、右側のラインセンサ１Ｂ−Ｒでは図の左側から順にＲ１〜Ｒ２３４のセル番号が付される。なお、左右のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの先頭側の５個および末尾側の５個のセルは、いわゆるダミーのセルであるため、左側のラインセンサ１Ｂ−Ｌの有効画素数はＬ６〜Ｌ２２９の２２４個となり、右側のラインセンサ１Ｂ−Ｒの有効画素数はＲ６〜Ｒ２２９の２２４個となる。
【００２２】
ラインセンサ制御回路１Ｃは、後述するパッシブ測距制御部２のラインセンサ制御部２Ａからの指令信号に応じてラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒを制御し、ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの各セルからセル番号と関連付けて輝度信号を入力する。そして、このラインセンサ制御回路１Ｃは、入力した輝度信号を積分（加算）処理することにより、相関演算に使用するためのセンサデータを各セル毎にセル番号に関連付けて生成する。ちなみに、このセンサデータは、撮影対象物Ｓの画像が明るいほど低く、暗いほど高い値を示す。
【００２３】
パッシブ測距制御部２は、マイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成される。このパッシブ測距制御部２は、ラインセンサ制御回路１Ｃから入出力インターフェースを介して入力されるアナログ信号のセンサデータをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２Ｂの他、このＡ／Ｄ変換部２Ｂにより変換されたデジタル信号のセンサデータ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、撮影対象物Ｓまでの距離を演算するためのプログラムやデータが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、ＲＯＭおよびＲＡＭに記憶されたデータに基づいて撮影対象物Ｓまでの距離を演算するための各種の演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）などの図示しないハードウェアを備えている。
【００２４】
このパッシブ測距制御部２には、ラインセンサ制御回路１Ｃが生成したセンサデータに基づいて撮影対象物Ｓまでの距離を演算するため、ラインセンサ制御部２Ａ、Ａ／Ｄ変換部２Ｂの他、センサデータ変換部２Ｃ、センサデータ格納部２Ｄ、相関演算部２Ｅ、ウインドウシフト部２Ｆ、極小値判定部２Ｇ、測距エラー判定部２Ｈ、距離演算部２Ｉなどがソフトウェアとして構成されている。
【００２５】
センサデータ変換部２Ｃは、Ａ／Ｄ変換部２Ｂで変換されたデータを１２ビットからなる差分データに変換する。この差分データは、図３に示すように、ラインセンサの画素において一つおきに隣接する画素データの輝度の差を示す差分をとったものである。
【００２６】
センサデータ格納部２Ｄは、センサデータ変換部２Ｃで変換された差分データをセンサデータとして格納する。
【００２７】
ウインドウシフト部２Ｆは、センサデータ格納部２Ｄに格納されたセンサデータから相関演算に使用する一対のセンサデータを読み出すための一対のウインドウＷＬ，ＷＲ（図４参照）のシフト操作を制御する。
【００２８】
このウインドウシフト部２Ｆは、図４に示すように、ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒ上にそれぞれ一部重複して設定されたセンサ領域である中央エリアＭ、左エリアＬ、右エリアＲの各測距エリア単位ごとにセンサデータ格納部２Ｄ（図２参照）から一群のセンサデータをそれぞれ読み出して相関演算させるように、一対のウインドウＷＬ，ＷＲのシフト操作を制御する。この場合、ウインドウシフト部２Ｆは、例えば中央エリアＭ、左エリアＬ、右エリアＲの順に一対のウインドウＷＬ，ＷＲのシフト操作を制御する。
【００２９】
ここで、図４に示すラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの中央エリアＭにおけるシフト操作において、ウインドウシフト部２Ｆは、左側のラインセンサ１Ｂ−Ｌに対応したウインドウＷＬを中央エリアＭの右端の初期位置に対応する位置から左端の最大シフト位置に対応する位置へと順次１づつシフトさせ、右側のラインセンサ１Ｂ−Ｒに対応したウインドウＷＲを中央エリアＭの左端の初期位置に対応する位置から右端の最大シフト位置に対応する位置へと順次１つずつシフトさせる。その際、ウインドウシフト部２Ｆは、ウインドウＷＬ，ＷＲを交互に１づつシフト操作する。
【００３０】
なお、ウインドウシフト部２Ｆによるラインセンサ１Ｂ−Ｌ、１Ｂ−Ｒの左エリアＬおよび右エリアＲにおけるシフト操作は、中央エリアＭにおけるシフト操作と略同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３１】
図２に戻り、相関演算部２Ｅは、ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒ上にそれぞれ設定された各測距エリアＭ，Ｌ，Ｒ単位で一対のウインドウＷＬ，ＷＲが交互に１づつ相対的にシフト操作されるごとに（図４参照）、センサデータ格納部２Ｄから一群のセンサデータを読み出して相関演算を実行する。
【００３２】
この相関演算は、一方のウインドウＷＬにより読み出された一群のセンサデータと、他方のウインドウＷＲにより読み出された一群のセンサデータとの間における各センサデータ同士の差分の絶対値を求め、その絶対値の総和を相関値として求めるものである。この相関値は、値が小さいほど相関度が高く、一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒ上に結像された撮影対象物Ｓの画像が相互に似ていることを示す。
【００３３】
ここで、撮影対象物Ｓが遠距離に位置する場合には、一対の測距用レンズ１Ａ−Ｌ，１Ａ−Ｒを通して一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒ上に結像される撮影対象物Ｓの一対の画像の位置ズレが小さくなり、撮影対象物Ｓが近距離に位置するほど、一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒ上に結像される撮影対象物Ｓの一対の画像の位置ズレが大きくなる。そして、一対の画像の位置ズレの大小は、一対の画像が相互に似ていることを示す相関度が最大となるまでの一対のウインドウＷＬ，ＷＲのシフト量、換言すれば、相関演算により得られた相関値が最小極小値またはピーク値となるに至るまでの一対のウインドウＷＬ，ＷＲのシフト量として検出することができる。
【００３４】
そこで、距離演算部２Ｉは、基本的に、相関演算部２Ｅにより相関演算された相関値の最小極小値ｍｉｎに対応するウインドウＷＬ，ＷＲのシフト量ｘに基づいて撮影対象物Ｓまでの距離を演算する。この距離演算部２Ｉは、後述する極小値判定部２Ｇによりラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの各測距エリアＭ，Ｌ，Ｒ（図４参照）単位で認定された有効極小値に基づいてそれぞれ撮影対象物Ｓまでの距離を演算し、得られた距離のうち最も近い距離を基準距離とした所定の平均化処理により撮影対象物Ｓまでの距離を決定する。
【００３５】
なお、距離演算部２Ｉは、撮影対象物Ｓまでの距離をより詳細に演算するため、相関値の有効極小値に対応するウインドウＷＬ，ＷＲのシフト量と、その前後２つのシフト量に対応する相関値とに基づいて相関値の補間値演算を実施する。そして、この補間値に対応するシフト量に基づき、距離演算部２Ｉは、一対の測距用レンズ１Ａ−Ｌ，１Ａ−Ｒと一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒとの間隔、一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの中心間距離、一対のラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの各セルのピッチ間隔などのパラメータを参照して撮影対象物Ｓまでの距離を演算する。距離演算部２Ｉは、算出した距離を後述するレンズ制御部３Ｂに通知し、算出した距離に基づいた撮影用レンズ１１の移動制御を行わしめ、焦点制御を行う。
【００３６】
極小値判定部２Ｇは、ラインセンサ１Ｂ−Ｌ，１Ｂ−Ｒの各測距エリアＭ，Ｌ，Ｒ単位ごとに相関演算された相関値のうち、相関度が最大となる最小極小値を予め設定された相関度の基準値ＳＬと比較する。そして、この基準値ＳＬより小さい最小極小値を測距演算に有効な有効極小値として各測距エリアごとに認定する。すなわち、中央エリアＭにおける有効極小値ｍＭ、左エリアＬおける有効極小値ｍＬ、右エリアＲおける有効極小値ｍＲ（図示省略）として認定する。
【００３７】
測距エラー判定部２Ｈは、認定された有効極小値のエラー判定を行う。このエラー判定は、（１）センサデータ格納部２Ｄから読み出されるセンサデータが低輝度かつ超低コントラストのデータである場合、（２）センサデータ格納部２Ｄから読み出される左右のセンサデータに差がある場合、（３）相関演算部２Ｅにより相関演算された相関値に相互差が小さい２つ以上の極小値が存在する場合、（４）相関演算部２Ｅにより相関演算された最小極小値と、これに対応するウインドウＷＬ，ＷＲのシフト量の前後２つのシフト量に対応する相関値との差が小さい場合などになされる。
【００３８】
コントラスト測距制御部３は、撮像素子制御部３Ａ、レンズ制御部３Ｂ、Ａ／Ｄ変換部３Ｃ、コントラスト検出部３Ｄからなり、マイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成される。
【００３９】
撮像素子制御部３Ａは、撮影用レンズ１１を介して撮影対象物のデータを入力するＣＣＤ（Charge Coupled Devices）４を制御するものであって、ＣＣＤ４は撮像素子制御部３Ａからの指示により入力された撮影対象物データを取り込む動作を行う。
【００４０】
レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１を移動させる制御を行い、コントラスト検出部３Ｄにより検出されたコントラストに基づいて撮影用レンズ１１の移動制御を行う。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換部３Ｃは、ＣＣＤ４から送られるアナログデータをデジタルデータに変換する。
【００４２】
コントラスト検出部３Ｄは、Ａ／Ｄ変換部３Ｃで変換したデジタルデータからコントラストを検出する。コントラストは、Ａ／Ｄ変換部３Ｃで変換したデジタルデータの中の最大値と最小値の差を算出することにより得られる。
【００４３】
制御部５は、検知制御部５Ａ、ボタン検知部５Ｂ、画像検知部５Ｃ、ズーム検知部５Ｄとから構成され、マイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成される。
【００４４】
検知制御部５Ａは、後述するボタン検知部５Ｂ、画像検知部５Ｃ、ズーム検知部５Ｄで検知した状態に応じて、パッシブ測距制御部２を使用するか、コントラスト測距制御部３を使用するか、を判断し、パッシブ測距制御部２、コントラスト測距制御部３に指示を出す。指示結果に基づいて各パッシブ測距制御部２またはコントラスト測距制御部３は動作する。
【００４５】
ボタン検知部５Ｂは、シャッターボタン１２、操作部１７、電源ボタン１９などの、操作者が操作することのできるボタン類のどれが押されたか、操作されたかを検知する。また、操作部１７においては、カメラモードは、静止画撮影、動画撮影、画像再生のいずれが選択されたかを検知し、また、撮影モードは、連写、１コマ撮影のいずれが選択設定されたかを検知し、検知した状態を検知制御部５Ａに通知する。検知制御部５Ａは、連写、１コマ撮影のいずれかが設定されたかを記憶し、この記憶した情報にしたがって、後述するように、連写、１コマ撮影のいずれかに応じた測距の制御を行う。
【００４６】
画像検知部５Ｃは、Ａ／Ｄ変換部３Ｃからのレンズ１１を通して得た撮影対象物のデジタルデータに変化があったかを検知し、特に大きく変化（所定基準値以上）があったことを検知し、検知した状態を検知制御部５Ａに通知する。
【００４７】
ズーム検知部５Ｄは、レンズ制御部３Ｂでレンズの移動制御したことを検知し、検知した状態を検知制御部５Ａに通知する。
【００４８】
ＬＣＤ表示制御部６は、積分時間に基づいて液晶表示部１８が表示する画像の明るさの制御を行う。
【００４９】
撮影部７は、撮像素子４、Ａ／Ｄ変換部３Ｃを介して入力された撮影対象物のデータ（静止画データ、動画データ）を所定のファイル形式に変換して内蔵する半導体メモリ（図示せず）に記憶する。記憶した撮影対象物のデータは、液晶表示部１８に表示することができる。
【００５０】
このように構成された焦点制御装置におけるパッシブ測距制御装置２、およびコントラスト測距制御装置３の動作処理について、以下順に説明する。
【００５１】
図６はパッシブ測距制御装置２による撮影用レンズ１１の焦点制御の詳細処理を示す動作フロー図である。
【００５２】
ＡＦセンサ設定処理を行い、図１に示したオートフォーカス用センサ１０を用いて撮影対象物からの反射されたデータをラインセンサ１Ａ−Ｌ、１Ａ−Ｒに輝度信号として取り込み（図６のＳ５１）、ラインセンサ制御回路１Ｃは、ラインセンサ１Ａ−Ｌ、１Ａ−Ｒから入力された輝度信号を積分処理する（Ｓ５２）。Ａ／Ｄ変換部２Ｂは、積分処理された輝度信号をデジタルデータに変換し、センサデータ変換部２Ｃは変換したデジタルデータを差分データに変換する（Ｓ５３）。
【００５３】
差分データは、センサデータ格納部２Ｄに一時格納され、ウインドウシフト部２Ｆのウインドウシフト制御とあいまって、ラインセンサ１Ａ−Ｒ、１Ａ−Ｌで受光したデータに関して、左右のウインドウに対応する差分データの相関度合いを示す相関値をウインドウシフトごとに算出する（Ｓ５４）。
【００５４】
極小判定部２Ｇでは、ウインドウシフトごとに算出した複数の相関値から極小値を判定し（Ｓ５５）、測距エラー判定部２Ｈでは、測距エラー処理として上述したエラー判定（１）〜（４）などに基づいてエラー判定を行う（Ｓ５６）。そして、距離演算部２Ｉでは、上述したとおり、有効極小値に基づいてそれぞれ測距対象物までの距離を演算する（Ｓ５７）。そして、距離演算部２Ｉは、算出した距離をレンズ制御部３Ｂに距離情報を通知し、レンズ制御部３Ｂは通知された距離情報に基づいてレンズを適切な位置に移動させ、焦点制御を行う（Ｓ５８）。
【００５５】
次に、コントラスト測距制御装置３による焦点制御の詳細処理について説明する。図７はコントラスト測距制御装置３による撮影用レンズ１１の焦点制御の詳細処理を示す動作フロー図である。
【００５６】
コントラスト測距による焦点制御処理を開始すると、レンズ制御部３Ｂは、撮影対象物に対する方向に単位時間あたりに移動する量である移動量Ｘ１で移動させるよう撮影用レンズ１１を駆動する（図７のＳ６１）。この移動させる方向は、撮影対象物に接近する方向、遠ざかる方向のいずれでも良いが、ここではまずは接近する方向に移動させる制御を行う。そして、撮影用レンズ１１を移動させながら、コントラスト検出部３Ｄは、レンズを介して得た撮影対象物の画像データからコントラストを検出する（Ｓ６２）。検出したコントラストが、前回検出したコントラストより減少するまで（Ｓ６３）、レンズの移動、コントラストの検出を繰り返す（Ｓ６１〜Ｓ６３）。
【００５７】
コントラスト検出部３Ｄは、検出したコントラストが前回検出したコントラストより減少すると判断すると、レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１の移動方向を反転させるとともに、単位時間あたりに移動する量である移動量Ｘ１より小さい移動量Ｘ２に設定しなおす（Ｓ６４）。そして、今度は、レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１が撮影対象物から遠ざかるよう制御を行うとともに、コントラストを検出する（Ｓ６５、Ｓ６６）。検出したコントラストが、前回検出したコントラストより減少するまで（Ｓ６７）、撮影用レンズ１１の移動、コントラストの検出を繰り返す（Ｓ６５〜Ｓ６７）。
【００５８】
コントラスト検出部３Ｄは、検出したコントラストが前回検出したコントラストより減少すると判断すると、レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１の移動方向を反転させるとともに、単位時間あたりに移動する量である移動量Ｘ２より小さい移動量Ｘ３に設定しなおす（Ｓ６８）。そして、今度は、レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１が撮影対象物に接近するよう制御を行うとともに、コントラストを検出する（Ｓ６９、Ｓ７０）。検出したコントラストが、前回検出したコントラストより減少するまで（Ｓ７１）、撮影用レンズ１１の移動、コントラストの検出を繰り返す（Ｓ６９〜Ｓ７１）。
【００５９】
コントラスト検出部３Ｄは、検出したコントラストが前回検出したコントラストより減少すると判断すると、レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１の移動方向を反転させるとともに、単位時間あたりに移動する量である移動量Ｘ３より小さい移動量Ｘ４に設定しなおす（Ｓ７２）。そして、今度は、レンズ制御部３Ｂは、撮影用レンズ１１が撮影対象物から遠ざかるよう制御を行い、検出したコントラストが前回検出したコントラストより減少し始めた時点（つまり、最大値に近い状態）で、撮影用レンズ１１の駆動を止めるようレンズ制御部３Ｂは制御する（Ｓ７３）。
【００６０】
このように、撮影用レンズを撮影対象物に対して前後に動かし、コントラストが最大（または、これに近い値）となる位置を探し当てることで、撮影対象物に対する焦点制御を実現することができる。
【００６１】
以上説明した、パッシブ測距制御装置２、コントラスト測距制御装置３による動作処理を用いて、本発明による焦点制御装置、および焦点制御方法の焦点制御処理について説明する。図５は、本発明の焦点制御装置の動作フロー図である。
【００６２】
操作者の電源ボタン１９の操作により電源オンを検知制御部５Ａが検知すると、まずパッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を実行する（図５のＳ１）。その後、検知制御部５Ａは、操作部１７による操作でカメラモードが、静止画撮影か、動画撮影か、画像再生か、のいずれが選択されたかを判断する（Ｓ２）。
【００６３】
ここで静止画撮影が選択されたと検知制御部５Ａが判断すると、パッシブ測距制御部２に対してパッシブ測距をするよう指示を出し、パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ３）。そして、レンズ制御部３Ｂによるズーム移動があったかをズーム検知部５Ｄが判断するか（Ｓ４）、画像検知部５Ｃにより撮影画像に変化があったかを判断するか（Ｓ５）、またボタン検知部５Ｂはカメラモードに変化があったか（Ｓ６）、また電源ボタン１９がオフとなったか（Ｓ７）、シャッターボタンが押されたか（Ｓ８）、を判断する。
【００６４】
Ｓ４〜Ｓ６で示す変化、処理がなされたと判断すると、Ｓ３に戻り、再度パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ３）。Ｓ７で、電源オフとなったことをボタン検知部５Ｂが検知すると、電源オフの処理を行う。検知制御部５Ａは、シャッターボタン１２が押下されるまでこれら判断を行い、シャッターボタンが押下されると（Ｓ８）、撮影モードが１コマ撮影モードとなっているか、連射モードとなっているか、いずれが設定されているか判断する（Ｓ９）。ここでのモードの選択は、シャッターボタン押下前に予めいずれかが検知制御部５Ａに設定、記憶されており、検知制御部５Ａは、設定されていた内容に従って判断するものである。
【００６５】
Ｓ９において、連写モードが設定されていた場合、シャッターボタンが押下された直後にまずパッシブ測距制御部２がパッシブ測距を行い、液晶表示部１８の明るさを算出し、その変更処理を行う（Ｓ１１）。そして、コントラスト測距制御部３が、撮影用レンズ１１を移動させながらコントラストが最大値となる撮影用レンズ１１の位置を算出することによりコントラスト測距による焦点制御を行い（Ｓ１２）、焦点制御後、撮影部７は、１コマ目を撮影する（Ｓ１３）。１コマ目の撮影が終了すると、パッシブ測距制御部２がパッシブ測距を行い（Ｓ１４）、撮影部７は、次のコマの撮影を行う（Ｓ１５）。このように、検知制御部５Ａは、パッシブ測距制御部２による焦点制御、撮影部７による撮影という処理手順を予め設定されている枚数分、実行する（Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００６６】
また、Ｓ９において、１コマ撮影モードに設定されている場合に、パッシブ測距制御部２は、パッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ１８）。そして、パッシブ測距により得た距離に基づいて液晶表示部１８の明るさを算出し、その変更を行う（Ｓ１９）。その後、コントラスト測距制御部３はコントラストに基づいた焦点制御を行い（Ｓ２０）、撮影する（Ｓ２１）。
【００６７】
次に、Ｓ２において、操作者がカメラモードを動画撮影に選択した場合について説明する。
【００６８】
検知制御部５Ａが、ボタン検知部５Ｂにより動画撮影モードに選択されたと検知すると（Ｓ２）、パッシブ測距制御部２に対してパッシブ測距をするよう指示を出し、パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ２２）。そして、レンズ制御部３Ｂによるズーム移動があったかをズーム検知部５Ｄが判断するか（Ｓ２３）、画像検知部５Ｃにより撮影画像に変化があったかを判断するか（Ｓ２４）、またボタン検知部５Ｂはカメラモードに変化があったか（Ｓ２５）、また電源ボタン１９がオフとなったか（Ｓ２６）、シャッターボタンが押されたか（Ｓ２７）、を判断する。
【００６９】
Ｓ２３〜Ｓ２５で示す変化、処理がなされたと判断すると、Ｓ２２に戻り、再度パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ２２）。Ｓ２６で、電源オフとなったことをボタン検知部５Ｂが検知すると、電源オフの処理を行う。シャッターボタン１２が押下されるまでこれら判断を行い、シャッターボタンが押下されると（Ｓ２７）、パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行い（Ｓ２８）、測距した距離に基づいて液晶表示部１８の明るさを算出し、その変更を行う（Ｓ２９）。その後、コントラスト測距制御部３はコントラスト測距による焦点制御を行い（Ｓ３０）、撮影を行い（Ｓ３１）、動画撮影中は、常にパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ３２）。そしてシャッターボタンをオフにすることによる動画撮影のオフがなされるまで、撮影部７が撮影対象物を撮影しデータとして取り込むとともに、パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ３１〜Ｓ３３）。
【００７０】
次に、Ｓ２において、操作者がカメラモードを画像再生に選択した場合について説明する。
【００７１】
ボタン検知部５Ｂが画像再生に選択したことを検知すると、パッシブ測距制御部２はパッシブ測距による焦点制御を行う（Ｓ３４）。そして、測距した距離に基づいて液晶表示部１８の明るさを算出し、その変更を行う（Ｓ３５）。その後、検知制御部５Ａがカメラモード変更（Ｓ３６）を検知するとＳ２に進み、再度処理をしなおし、検知制御部５Ａが電源オフ（Ｓ３７）を検知すると終了に進む。そして、いずれの変更などがなければ、再生処理を行い、液晶表示部１８は撮影した動画データ、静止画データを表示する（Ｓ３８）。
【００７２】
以上説明したとおり、通常の撮影時は、パッシブ測距のような大まかな方法による測距および焦点制御を行った後、コントラスト測距の焦点制御のような細かな方法による焦点制御を行いながら、動画撮影時、連射撮影時など、撮影対象物が大きく動かないとされる所定の場合については、パッシブ測距による測距および焦点制御だけを行うことにより、高速に撮影することができ、使い勝手の良い焦点制御装置、すなわちカメラ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の焦点制御装置を備えたカメラ装置の外観図である。
【図２】本発明の焦点制御装置のブロック構成図である。
【図３】ラインセンサに入力されたデータの差分データを生成する過程を示す説明図である。
【図４】ウインドウシフト部によるシフト操作をして様子を示す模式図である。
【図５】本発明の焦点制御装置の動作フロー図である。
【図６】焦点制御装置におけるパッシブ測距による焦点制御を行うときの動作フロー図である。
【図７】焦点制御装置におけるコントラスト測距による焦点制御を行うときの動作フロー図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…ラインセンサユニット、２…パッシブ測距制御部、３…コントラスト測距制御部、４…撮像素子、５…制御部、６…ＬＣＤ表示制御部、７…撮影部、１０…オートフォーカス用センサ窓、１１…撮影用レンズ、１２…シャッターボタン、１７…操作部、１８…液晶表示部、１９…電源ボタン
【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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