(57)【要約】  撮像装置（１００）は、レンズユニット（１）に含まれるズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるレンズドライバ（７）と、レンズユニット（１）を通過した光から変換された映像信号を用いて、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出部（１２）と、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ（７）に指示するとともに、ＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部（１２）に指示することにより、フォーカスレンズの駆動中に算出されたＡＦ評価値を用いてＡＦ制御を実行するＡＦ制御部（１３）と、を備え、ＡＦ制御部（１３）は、ＡＦ制御において、ズームレンズの位置に応じた速度によるフォーカスレンズの駆動をレンズドライバ（７）に指示する。
2018189829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットに含まれるズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるレンズドライバと、
前記レンズユニットを通過した光から変換された映像信号を用いて、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出部と、
前記フォーカスレンズの駆動を前記レンズドライバに指示するとともに、前記ＡＦ評価値の算出を前記ＡＦ評価値算出部に指示することにより、前記フォーカスレンズの駆動中に算出された前記ＡＦ評価値を用いてＡＦ制御を実行するＡＦ制御部と、を備え、
前記ＡＦ制御部は、前記ＡＦ制御において、前記ズームレンズの位置に応じた速度による前記フォーカスレンズの駆動を前記レンズドライバに指示する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ＡＦ制御部は、前記ズームレンズの位置が望遠側の端部に近いほど高い速度による前記フォーカスレンズの駆動を前記レンズドライバに指示することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ＡＦ制御のうちの粗探索における前記フォーカスレンズの駆動速度は、前記ＡＦ評価値の算出タイミング間における前記フォーカスレンズの移動量に基づき設定されたものであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズドライバは、前記レンズユニットに設けられたモータを用いて前記フォーカスレンズを駆動させるものであり、
前記移動量は、前記ＡＦ評価値が最大値となる前記フォーカスレンズの位置における前記モータのステップ数と、前記ＡＦ評価値が前記最大値に対して規定割合減少した値となる前記フォーカスレンズの位置における前記モータのステップ数との差分値を用いて算出されたものである
ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記差分値に実測値を用いたことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記移動量は、規定時間内に前記粗探索が完了する値に設定されたものであることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ＡＦ制御部は、前記フォーカスレンズの駆動中に前記ＡＦ評価値が増加から減少に転じたとき、前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を前記レンズドライバに指示することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ＡＦ制御部は、前記フォーカスレンズの駆動中に前記ＡＦ評価値が前記ＡＦ評価値の最大値と閾値との乗算値未満の値になったとき、前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を前記レンズドライバに指示することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ＡＦ評価値算出部は、前記映像信号が示す映像に対する画像処理を実行するデジタル信号処理装置に設けられており、
前記ＡＦ制御部は、前記画像処理におけるゲイン増幅量に応じて前記閾値を設定する
ことを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】
レンズユニットに含まれるズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるレンズドライバと、前記レンズユニットを通過した光から変換された映像信号を用いて、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出部と、前記フォーカスレンズの駆動を前記レンズドライバに指示するとともに、前記ＡＦ評価値の算出を前記ＡＦ評価値算出部に指示することにより、前記フォーカスレンズの駆動中に算出された前記ＡＦ評価値を用いてＡＦ制御を実行するＡＦ制御部と、を備える撮像装置によるＡＦ制御方法であって、
前記ＡＦ制御部が前記ズームレンズの位置に応じた速度による前記フォーカスレンズの駆動を前記レンズドライバに指示するステップを含む
ことを特徴とするＡＦ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びＡＦ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ又は監視カメラなどの動画撮影用のカメラにおいて、自動で焦点を合わせるオートフォーカス（以下「ＡＦ」ということがある。）機能を有する撮像装置が用いられている。オートフォーカスには、アクティブ方式とパッシブ方式との２種類がある。【０００３】
アクティブ方式は、撮像装置が赤外線又は音波などを出力することにより被写体までの距離を計測し、当該計測した距離に基づき焦点を合わせるものである。アクティブ方式は、パッシブ方式に比してオートフォーカスにかかる時間が短いというメリットを有する。他方、アクティブ方式は、測距用の追加機構により撮像装置の構造が複雑であり、かつ、高コストであるというデメリットを有する。【０００４】
パッシブ方式は、撮影した映像におけるコントラスト又は位相などを検出して、当該検出したコントラスト又は位相などに基づき焦点を合わせるものである。パッシブ方式は、測距用の追加機構が不要であるため撮像装置の構造が簡単であり、かつ、低コストであるというメリットを有する。他方、パッシブ方式は、アクティブ方式に比してオートフォーカスにかかる時間が長いというデメリットを有する。【０００５】
特許文献１には、パッシブ方式のうちのコントラスト検出方式、いわゆる「山登り方式」によるＡＦ処理を実行する撮像装置が開示されている。コントラスト検出方式は、小型、軽量かつ低コストが求められるカメラに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１１８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のとおり、パッシブ方式は、アクティブ方式に比してオートフォーカスにかかる時間が長いというデメリットを有する。このため、オートフォーカスの途中で被写体が移動したり、又はカメラと被写体間を他の移動体が横切ったりする場合があり、これらの場合に極端な輝度変化によりオートフォーカスを正常に完了することができない問題があった。また、オートフォーカスの途中に撮影された映像は合焦されていない状態となるため、合焦されていない状態の映像が撮影される時間が長いという問題があった。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、パッシブ方式のオートフォーカスにかかる時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像装置は、レンズユニットに含まれるズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるレンズドライバと、レンズユニットを通過した光から変換された映像信号を用いて、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出部と、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバに指示するとともに、ＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部に指示することにより、フォーカスレンズの駆動中に算出されたＡＦ評価値を用いてＡＦ制御を実行するＡＦ制御部と、を備え、ＡＦ制御部は、ＡＦ制御において、ズームレンズの位置に応じた速度によるフォーカスレンズの駆動をレンズドライバに指示するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記のように構成したので、パッシブ方式のオートフォーカスにかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る撮像装置の要部を示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理装置の他のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る制御装置の他のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る撮像装置が有するレンズユニットにおけるトラッキングカーブ特性と、当該撮像装置によるＡＦ制御における探索範囲とを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る撮像装置によるＡＦ制御における探索範囲と、当該ＡＦ制御におけるフォーカスレンズの駆動方向と、当該ＡＦ制御にて算出される個々のＡＦ評価値とを示す説明図である。
【図７】従来の撮像装置によるＡＦ制御における探索範囲と、当該ＡＦ制御におけるフォーカスレンズの駆動方向と、当該ＡＦ制御にて算出される個々のＡＦ評価値とを示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る撮像装置の要部を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る撮像装置による複数個の被写体が存在する場合のＡＦ制御におけるフォーカスレンズの駆動方向を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る撮像装置による複数個の被写体が存在する場合のＡＦ制御におけるフォーカスレンズの駆動方向を示す説明図である。
【図１２】トラッキングカーブ特性の一例を示す特性図である。
【図１３】ＡＦ評価値の一例を示す特性図である。
【図１４】コントラスト検出方式によるオートフォーカスにおけるフォーカスレンズの駆動方向と、当該オートフォーカスにて算出される個々のＡＦ評価値とを示す説明図である。
【図１５】図１４に示す例に対して粗探索に係るフォーカスレンズの駆動速度を高くした場合におけるフォーカスレンズの駆動方向と個々のＡＦ評価値とを示す説明図である。
【図１６】図１４に示す例に対して詳細探索に係るフォーカスレンズの駆動速度を高くした場合におけるフォーカスレンズの駆動方向と個々のＡＦ評価値とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１３】
実施の形態１．
まず、図１２を参照して、インナーフォーカス方式のレンズユニットにおけるトラッキングカーブ特性について説明する。
【００１４】
一般に、撮像装置のレンズユニットは、１枚以上のズームレンズによるレンズ群（以下「ズームレンズ群」という。）と、１枚以上のフォーカスレンズによるレンズ群（以下「フォーカスレンズ群」という。）とを有している。ズームレンズ及びフォーカスレンズの各々は、レンズユニットに設けられた駆動用のモータによりレンズユニットの光軸方向に沿って直動自在である。以下、光軸方向に対する各レンズの位置を単に「位置」という。
【００１５】
レンズユニットは、これらのレンズ群の配置関係及び駆動構造などにより、全群繰り出し方式、フロントフォーカス方式又はインナーフォーカス方式などに分類される。インナーフォーカス方式は、フォーカスレンズ群がレンズユニットの内部に配置されており、他の方式に比して小型である。このため、インナーフォーカス方式のレンズユニットは、小型、軽量かつ低コストが求められる撮像装置に適している。
【００１６】
インナーフォーカス方式のレンズユニットは、当該レンズユニットに含まれる各レンズの光学的特性などに応じて定まる曲線状の特性、いわゆる「トラッキングカーブ特性」を有している。インナーフォーカス方式のレンズユニットは、トラッキングカーブ特性の特性線に沿うようにズームレンズ及びフォーカスレンズを駆動させることにより、合焦を維持した状態にて焦点距離（すなわちズーム倍率）を変化させることができる。
【００１７】
図１２に、トラッキングカーブ特性の一例を示す。図１２に示す如く、トラッキングカーブ特性は、レンズユニットと被写体間の距離Ｄに応じた複数本の特性線ＣＴＲ１〜ＣＴＲ５により表されている。以下、トラッキングカーブ特性における個々の特性線を「トラッキングカーブ」という。原則、ズームレンズの位置が広角（以下「ＷＩＤＥ」という。）側の端部に近いほど、すなわちズーム倍率が低いほど、互いに隣接するトラッキングカーブ間の間隔は小さくなる。他方、ズームレンズの位置が望遠（以下「ＴＥＬＥ」という。）側の端部に近いほど、すなわちズーム倍率が高いほど、互いに隣接するトラッキングカーブ間の間隔は大きくなる。つまり、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側の端部に近いほど、距離Ｄの変化に対して合焦状態を維持するために必要なフォーカスレンズの移動量が大きくなる。
【００１８】
次に、図１３を参照して、コントラスト検出方式によるオートフォーカスの原理について説明する。
【００１９】
コントラスト検出方式において、撮像装置は、撮影した映像におけるコントラスト量を算出する。より具体的には、まず、撮像装置は、撮影した映像内の所定の領域における高周波成分を抽出する。次いで、撮像装置は、当該抽出した高周波成分を積分することにより、コントラスト量を数値化する。以下、数値化されたコントラスト量を「ＡＦ評価値」という。
【００２０】
図１３に、ＡＦ評価値の一例を示す。図１３に示す特性線ＣＡＦは、フォーカスレンズの位置に対する、撮像装置により算出されるＡＦ評価値を示すものである。
【００２１】
撮像装置は、フォーカスレンズの駆動中、所定の時間間隔にてＡＦ評価値を算出する。このとき、撮像装置は、ＡＦ評価値が最大になるフォーカスレンズの位置ＰＭＡＸを探索する。当該探索された位置にてフォーカスレンズを固定することにより、オートフォーカスによる合焦が完了する。
【００２２】
オートフォーカスを開始するとき、通常、撮像装置においてズームレンズの位置は既知であるものの、距離Ｄは不明である。そこで、オートフォーカスにおけるフォーカスレンズの駆動範囲は、最も近方（以下「ＮＥＡＲ」という。）側のトラッキングカーブＣＴＲ１が示す値と最も遠方（以下「ＦＡＲ」という。）側のトラッキングカーブＣＴＲ５が示す値との間の範囲に所定のマージンを付加してなる範囲に設定される。したがって、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側の端部に近いほど、オートフォーカスにおけるフォーカスレンズの移動量が大きくなる。
【００２３】
なお、オートフォーカスを開始するとき、距離Ｄの取り得る値が予め検出又は推定されている場合、フォーカスレンズの駆動範囲は距離Ｄの取り得る値に応じた範囲に設定されるものであっても良い。これにより、フォーカスレンズの移動量を小さくすることができる。
【００２４】
次に、図１４を参照して、コントラスト検出方式によるオートフォーカスの具体例について説明する。図中、矢印の向きは、各ステップ（ＳＴ１〜ＳＴ４）におけるフォーカスレンズの駆動方向を示している。また、一部の矢印に沿って配置された丸印（○）は、当該矢印に対応するステップ（ＳＴ２，ＳＴ３）にて算出される個々のＡＦ評価値を示している。
【００２５】
まず、ステップＳＴ１にて、撮像装置は、フォーカスレンズを駆動させることにより、フォーカスレンズを所定の初期位置に移動させる。初期位置は、例えば、フォーカスレンズの駆動範囲のうちのＦＡＲ側の端部に対応する位置、又はＮＥＡＲ側の端部に対応する位置に設定されている。なお、距離Ｄの取り得る値が予め検出又は推定されている場合、初期位置は、当該検出又は推定された値に応じた位置に設定されるものであっても良い。図１４に示す例において、初期位置はＦＡＲ側の端部に対応する位置に設定されている。
【００２６】
次いで、ステップＳＴ２にて、撮像装置は、いわゆる「粗探索」を実行する。すなわち、撮像装置は、フォーカスレンズを駆動させることにより、ＮＥＡＲ方向に対してフォーカスレンズを移動させる。また、フォーカスレンズの駆動中、撮像装置は所定の時間間隔にてＡＦ評価値を算出する。撮像装置は、ＡＦ評価値を算出する度毎に、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたか否かを判定する。ＡＦ評価値が増加から減少に転じたとき、撮像装置は、フォーカスレンズがＰＭＡＸを通り過ぎたと判断し、ステップＳＴ３に進む。
【００２７】
次いで、ステップＳＴ３にて、撮像装置は、フォーカスレンズの駆動方向を反転させて、いわゆる「詳細探索」を実行する。すなわち、撮像装置は、粗探索時の速度よりも低い速度にてフォーカスレンズを駆動させることにより、ＦＡＲ方向に対してフォーカスレンズを移動させる。また、フォーカスレンズの駆動中、撮像装置は所定の時間間隔にてＡＦ評価値を算出する。撮像装置は、ＡＦ評価値を算出する度毎に、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたか否かを判定する。ＡＦ評価値が増加から減少に転じたとき、撮像装置は、フォーカスレンズがＰＭＡＸを通り過ぎたと判断し、ステップＳＴ４に進む。
【００２８】
次いで、ステップＳＴ４にて、撮像装置は、フォーカスレンズを駆動させることにより、ステップＳＴ３で算出したＡＦ評価値のうちの最大値に対応する位置にフォーカスレンズを移動させる。当該位置は、ＰＭＡＸと同一又は略同一の位置である蓋然性が高い。フォーカスレンズを当該位置に固定することにより、オートフォーカスによる合焦が完了する。
【００２９】
なお、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたか否かは、例えば以下のように判定される。すなわち、撮像装置は、ＡＦ評価値を算出する度毎に、前回算出したＡＦ評価値に対して今回算出したＡＦ評価値が減少したか否かを判定する。撮像装置は、ＡＦ評価値が減少したと１回判定したとき、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたと判定する。または、撮像装置は、ＡＦ評価値が減少したと連続して所定回数判定したとき、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたと判定する。この所定回数は、２回以上の如何なる回数であっても良い。
【００３０】
ここで、図１４に示す例において、特性線ＣＡＦは１個の極大点を有している。すなわち、被写体は１個であり、かつ、この被写体は静止している。これに対して、オートフォーカスの途中で被写体が移動したり、又は他の移動体が撮像装置と被写体間を横切ったりした場合、ＰＭＡＸを正常に探索することができなくなり、オートフォーカスを正常に完了することができなくなる。このため、オートフォーカスにかかる時間を短縮することが求められる。
【００３１】
オートフォーカスにかかる時間を短縮する方法として、フォーカスレンズの駆動速度を高くすることが考えられる。しかしながら、単にフォーカスレンズの駆動速度を高くした場合、例えば以下のような問題が生ずる。
【００３２】
まず、粗探索（ステップＳＴ２）におけるフォーカスレンズの駆動速度を高くし過ぎた場合、図１５に示す如く、ステップＳＴ２にてフォーカスレンズがＰＭＡＸを大きく通り過ぎて、過度のオーバーランが生ずる可能性がある。この結果、詳細探索（ステップＳＴ３）におけるフォーカスレンズの移動量が大きくなり、オートフォーカスにかかる時間が却って長くなるという問題が生ずる。
【００３３】
また、詳細探索（ステップＳＴ３）におけるフォーカスレンズの駆動速度を高くし過ぎた場合、図１６に示す如く、ステップＳＴ３にて算出されるＡＦ評価値のうちの最大値に対応する位置がＰＭＡＸと異なる位置になる可能性がある。この結果、オートフォーカスによる合焦精度が低下するという問題が生ずる。
【００３４】
これに対して、本発明の実施の形態１に係る撮像装置は、粗探索及び詳細探索の各々におけるフォーカスレンズの駆動速度を適切な値に設定することにより、過度のオーバーランの発生及び合焦精度の低下を回避しつつ、オートフォーカスにかかる時間を短縮するものである。以下、図１を参照して、実施の形態１の撮像装置１００について説明する。
【００３５】
図中、１はレンズユニットである。レンズユニット１は、ズームレンズ群２と、フォーカスレンズ群３と、絞り４とを有している。ズームレンズ群２は、１枚以上のズームレンズにより構成されている。フォーカスレンズ群３は、１枚以上のフォーカスレンズにより構成されている。絞り４は、例えば、アイリス絞りにより構成されている。
【００３６】
図１に示す如く、フォーカスレンズ群３はレンズユニット１の内部に配置されている。すなわち、レンズユニット１はインナーフォーカス方式である。レンズユニット１はトラッキングカーブ特性を有しており、このトラッキングカーブ特性はレンズユニット１に含まれる各レンズの光学的特性などに応じて定まるものである。
【００３７】
ズームレンズは、レンズユニット１に設けられた駆動用のモータ５により、レンズユニット１の光軸方向に沿って直動自在である。フォーカスレンズは、レンズユニット１に設けられた駆動用のモータ６により、レンズユニット１の光軸方向に沿って直動自在である。モータ５，６の各々は、例えば、ステッピングモータにより構成されている。
【００３８】
ステッピングモータは、小型であり、かつ、停止精度が高いため、インナーフォーカス方式のレンズユニット１に適している。また、ステッピングモータは、当該ステッピングモータ用の制御部（図１に示す例においてはレンズドライバ７及び制御装置１１）にて回転数を把握するのが容易であるため、各レンズを所望の位置に移動させるのも容易である。
【００３９】
レンズドライバ７は、モータ５の回転を制御することによりズームレンズを駆動させるものである。また、レンズドライバ７は、モータ６の回転を制御することによりフォーカスレンズを駆動させるものである。すなわち、レンズドライバ７は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるものである。さらに、レンズドライバ７は、絞り４の開口径を制御するものである。レンズドライバ７は、例えば、専用のアナログＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されている。
【００４０】
撮像素子８は、レンズユニット１を通過した光をアナログの電気信号に変換するものである。撮像素子８は、当該変換後の電気信号をアナログデジタル変換器（以下「ＡＤ変換器」という。）９に出力するものである。
【００４１】
ＡＤ変換器９は、撮像素子８が出力したアナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換するものである。ＡＤ変換器９は、当該変換後の電気信号（以下「映像信号」という。）をデジタル信号処理装置１０に出力するものである。
【００４２】
デジタル信号処理装置１０は、ＡＤ変換器９が出力した映像信号の入力を受け付けるものである。デジタル信号処理装置１０は、当該映像信号が示す映像に対して、ゲイン増幅、色補正又はガンマ調整などの画像処理を実行するものである。
【００４３】
制御装置１１は、撮像装置１００の外部から入力された制御信号に基づき、レンズドライバ７及びデジタル信号処理装置１０の動作を制御するものである。
【００４４】
ここで、デジタル信号処理装置１０はＡＦ評価値算出部１２を有している。ＡＦ評価値算出部１２は、デジタル信号処理装置１０に入力された映像信号を用いて、撮像装置１００により撮影された映像におけるコントラスト量、すなわちＡＦ評価値を算出するものである。
【００４５】
また、制御装置１１はＡＦ制御部１３を有している。ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示するとともに、ＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示するものである。ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動中に算出されたＡＦ評価値を用いて、コントラスト検出方式によるオートフォーカスの制御（以下「ＡＦ制御」という。）を実行するものである。
【００４６】
レンズユニット１、レンズドライバ７、撮像素子８、ＡＤ変換器９、デジタル信号処理装置１０及び制御装置１１により、撮像装置１００の要部が構成されている。
【００４７】
次に、図２を参照して、デジタル信号処理装置１０のハードウェア構成について説明する。図２Ａに示す如く、デジタル信号処理装置１０はコンピュータにより構成されており、プロセッサ２１及びメモリ２２を有している。メモリ２２には、当該コンピュータを図１に示すＡＦ評価値算出部１２等として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ２２に記憶されたプログラムをプロセッサ２１が読み出して実行することにより、ＡＦ評価値算出部１２等の機能が実現される。
【００４８】
プロセッサ２１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などにより構成されている。メモリ２２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）若しくはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク又は光磁気ディスクなどにより構成されている。
【００４９】
または、図２Ｂに示す如く、ＡＦ評価値算出部１２等の機能は専用の処理回路２３により実現されるものであっても良い。処理回路２３は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）若しくはシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）又はこれらを組み合わせたものである。
【００５０】
次に、図３を参照して、制御装置１１のハードウェア構成について説明する。図３Ａに示す如く、制御装置１１はコンピュータにより構成されており、プロセッサ３１及びメモリ３２を有している。メモリ３２には、当該コンピュータを図１に示すＡＦ制御部１３等として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ３２に記憶されたプログラムをプロセッサ３１が読み出して実行することにより、ＡＦ制御部１３等の機能が実現される。
【００５１】
プロセッサ３１の具体例は、図２Ａに示すプロセッサ２１の具体例と同様であるため説明を省略する。メモリ３２の具体例は、図２Ａに示すメモリ２２の具体例と同様であるため説明を省略する。
【００５２】
または、図３Ｂに示す如く、ＡＦ制御部１３等の機能は専用の処理回路３３により実現されるものであっても良い。処理回路３３の具体例は、図２Ｂに示す処理回路２３の具体例と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
次に、図４のフローチャートを参照して、撮像装置１００の動作について、ＡＦ制御部１３の動作を中心に説明する。なお、撮像装置１００の電源はオン状態であり、デジタル信号処理装置１０には映像信号が入力されている。ＡＦ制御部１３には、レンズユニット１のトラッキングカーブ特性が予め記憶されている。
【００５４】
まず、ステップＳＴ１１にて、ＡＦ制御部１３は、ズームレンズの位置をレンズドライバ７から取得する。次いで、ステップＳＴ１２にて、ＡＦ制御部１３は、ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置と、予め記憶されたトラッキングカーブ特性とを用いて、粗探索の対象となり得るフォーカスレンズの駆動範囲（以下「探索範囲」という。）を設定する。
【００５５】
図５に、レンズユニット１のトラッキングカーブ特性を示す。ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置が図中ＰＺ１である場合、ＡＦ制御部１３は、ステップＳＴ１２にて、最もＮＥＡＲ側のトラッキングカーブＣＴＲ１がＰＺ１において示す値と最もＦＡＲ側のトラッキングカーブＣＴＲ５がＰＺ１において示す値との間の範囲にマージンを付加してなる範囲Δｄ１を探索範囲に設定する。または、ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置が図中ＰＺ２である場合、ＡＦ制御部１３は、ステップＳＴ１２にて、最もＮＥＡＲ側のトラッキングカーブＣＴＲ１がＰＺ２において示す値と最もＦＡＲ側のトラッキングカーブＣＴＲ５がＰＺ２において示す値との間の範囲にマージンを付加してなる範囲Δｄ２を探索範囲に設定する。
【００５６】
すなわち、ズームレンズの位置がＷＩＤＥ側の端部に近いほど、探索範囲は小さくなる（Δｄ１）。他方、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側の端部に近いほど、探索範囲は大きくなる（Δｄ２）。
【００５７】
次いで、ステップＳＴ１３にて、ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示することにより、ステップＳＴ１２で設定した探索範囲のうちのＦＡＲ側の端部に対応する位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００５８】
ここで、ＡＦ制御部１３には、ステップＳＴ１３の指示に係るフォーカスレンズの駆動速度（以下「第１速度」という。）が予め設定されている。第１速度は、例えば、以下のように固定値に設定されている。ＡＦ制御部１３は、この第１速度にてフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。
【００５９】
すなわち、ステップＳＴ１３におけるフォーカスレンズの駆動は、フォーカスレンズを粗探索の初期位置に移動させるためのものである。したがって、当該駆動中にＡＦ評価値が算出されるものではなく、速度に関する制約はない。このため、第１速度は、例えば、ステッピングモータが脱調しない範囲内における最高速度に設定されている。
【００６０】
次いで、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６にて、ＡＦ制御部１３は粗探索を実行する。すなわち、ステップＳＴ１４にて、ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示することにより、ＮＥＡＲ方向に対するフォーカスレンズの移動を開始させる。フォーカスレンズの駆動中、ＡＦ制御部１３は、所定の時間間隔にてＡＦ評価値算出部１２にＡＦ評価値の算出を指示する（ステップＳＴ１５）。ＡＦ制御部１３は、ＡＦ評価値が算出される度毎に、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。
【００６１】
ここで、ＡＦ制御部１３には、ステップＳＴ１４の指示に係るフォーカスレンズの駆動速度（以下「第２速度」という。）が予め設定されている。第２速度は、例えば、以下のようにズームレンズの位置に応じた値に設定されている。ＡＦ制御部１３は、ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置に応じた第２速度にてフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。
【００６２】
以下、図６を参照して、第２速度の設定方法について説明する。上記のとおり、ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置がＰＺ１である場合、探索範囲はΔｄ１となる。この場合、フォーカスレンズの位置が図中ＰＭＡＸ１であるときＡＦ評価値が最大になるものとする。図中、三角印（△）は、この場合に粗探索（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６）にて算出される個々のＡＦ評価値を示している。
【００６３】
また、ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置がＰＺ２である場合、探索範囲はΔｄ２となる。この場合、フォーカスレンズの位置が図中ＰＭＡＸ２であるときＡＦ評価値が最大になるものとする。図中、丸印（○）は、この場合に粗探索（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６）にて算出される個々のＡＦ評価値を示している。
【００６４】
ＡＦ評価値の算出タイミングは、映像信号のフレームレートに応じて定まるものであり、ズームレンズの位置によらず一定である。すなわち、映像信号のフレームレートが６０フレーム毎秒（ｆｐｓ）である場合、ＡＦ評価値算出部１２はＡＦ評価値を毎秒６０回算出することができる。または、映像信号のフレームレートが３０ｆｐｓである場合、ＡＦ評価値算出部１２はＡＦ評価値を毎秒３０回算出することができる。以下、映像信号のフレームレートをＦＲとし、ＡＦ評価値の算出タイミング間におけるフォーカスレンズの移動量をＢとする。
【００６５】
モータ６に用いられているステッピングモータは、回転角度に応じたパルスを出力するものであり、回転角度をステップ数として管理することができる。すなわち、１パルスが１ステップに対応するものとして、モータ６の動作速度はパルス毎秒（ｐｐｓ）の単位により表される。ここで、フレームレートＦＲ及び移動量Ｂに対して、モータ６の動作速度Ｎは「Ｎ＝ＦＲ×Ｂ」（ｐｐｓ）となる。
【００６６】
以上を踏まえて、第２速度は、ズームレンズの位置に応じて移動量Ｂを基準に設定される。すなわち、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側の端部に近いほど移動量Ｂが大きくなり、かつ、ズームレンズの位置がＷＩＤＥ側の端部に近いほど移動量Ｂが小さくなるように第２速度が設定される。この結果、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側の端部に近いほど第２速度は高くなり、ズームレンズの位置がＷＩＤＥ側の端部に近いほど第２速度は低くなる。具体的には、例えば、以下の第１設定方法又は第２設定方法により第２速度が設定される。
【００６７】
第１設定方法は、ＡＦ評価値が最大値となるフォーカスレンズの位置におけるモータ６のステップ数と、ＡＦ評価値が最大値に対して所定の割合（以下「規定割合」という。数パーセント程度、より具体的には例えば２〜３パーセント。）減少した値となるフォーカスレンズの位置におけるモータ６のステップ数との差分値を測定し、当該測定した差分値を用いて移動量Ｂを算出し、当該算出した移動量Ｂに基づき第２速度を設定するものである。すなわち、この差分値は実測値である。
【００６８】
第１設定方法によれば、フォーカスレンズがＡＦ評価値の最大値に対応する位置を大きく通り過ぎるのを防ぐことができる。すなわち、粗探索における過度のオーバーランの発生を防ぐことができる。この結果、被写体の変化に対して合焦精度を安定させることができる。
【００６９】
第２設定方法は、所定の時間（以下「規定時間」という。）内に粗探索が完了するように移動量Ｂを設定し、当該設定した移動量Ｂに基づき第２速度を設定するものである。第２設定方法の場合、規定時間によっては第１設定方法に比して合焦精度が低くなるものの、ＡＦ制御にかかる時間を容易に推定することができるというメリットがある。
【００７０】
なお、第１設定方法において、移動量Ｂは、ズームレンズの位置ごとに上記差分値を用いて算出されるものであっても良い。または、複数の位置のうちの一部の位置に対応する移動量Ｂが上記差分値を用いて算出され、残余の位置に対応する移動量Ｂは当該算出した移動量Ｂからの補完により算出されるものであっても良い。または、ズームレンズの駆動範囲を複数の範囲に分割し、当該分割された範囲ごとに移動量Ｂが算出されるものであっても良い。第２設定方法についても同様である。
【００７１】
ＡＦ評価値が増加から減少に転じたと判定したとき（ステップＳＴ１６“ＹＥＳ”）、ＡＦ制御部１３は粗探索を終了し、詳細探索を開始する。すなわち、ステップＳＴ１７にて、ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動方向の反転をレンズドライバ７に指示することにより、ＦＡＲ方向に対するフォーカスレンズの移動を開始させる。フォーカスレンズの駆動中、ＡＦ制御部１３は、所定の時間間隔にてＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示する（ステップＳＴ１８）。ＡＦ制御部１３は、ＡＦ評価値が算出される度毎に、ＡＦ評価値が増加から減少に転じたか否かを判定する（ステップＳＴ１９）。
【００７２】
ここで、ＡＦ制御部１３には、ステップＳＴ１７の指示に係るフォーカスレンズの駆動速度（以下「第３速度」という。）が予め設定されている。第３速度は、例えば、以下のように映像信号のフレームレートＦＲ又はズームレンズの位置に応じた値に設定されている。第３速度が映像信号のフレームレートＦＲに応じた値に設定されている場合、ＡＦ制御部１３は、デジタル信号処理装置１０からフレームレートＦＲを取得して、このフレームレートＦＲに応じた第３速度にてフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。第３速度がズームレンズの位置に応じた値に設定されている場合、ＡＦ制御部１３は、ステップＳＴ１１で取得したズームレンズの位置に応じた第３速度にてフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。
【００７３】
すなわち、詳細探索に係る第３速度は、粗探索に係る第２速度よりも低い速度に設定することが求められる。通常、第３速度は、モータ６の動作速度Ｎが「Ｎ＝ＦＲ」（ｐｐｓ）となる値に設定されている。この場合、第３速度は映像信号のフレームレートＦＲに応じた値となる。
【００７４】
ただし、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側にある場合、合焦状態に対応するフォーカスレンズの駆動範囲が複数ステップ分の範囲に亘ることがある。この場合に限り、第３速度は、モータ６の動作速度Ｎが「Ｎ＝ＦＲ」（ｐｐｓ）よりも高い速度となる値に設定されたものであっても良い。この場合、第３速度はズームレンズの位置に応じた値となる。
【００７５】
ＡＦ評価値が増加から減少に転じたと判定したとき（ステップＳＴ１９“ＹＥＳ”）、ＡＦ制御部１３は詳細探索を終了する。次いで、ステップＳＴ２０にて、ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動方向の反転をレンズドライバ７に指示することにより、詳細探索（ステップＳＴ１７〜ＳＴ１９）にて算出されたＡＦ評価値のうちの最大値に対応する位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００７６】
ここで、ＡＦ制御部１３には、ステップＳＴ２０の指示に係るフォーカスレンズの駆動速度（以下「第４速度」という。）が予め設定されている。第４速度は、例えば、以下のように固定値に設定されている。ＡＦ制御部１３は、この第４速度にてフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。
【００７７】
すなわち、ステップＳＴ２０におけるフォーカスレンズの駆動は、フォーカスレンズを所定の位置（詳細探索にて算出されたＡＦ評価値のうちの最大値に対応する位置）に移動させるためのものである。また、当該駆動中にＡＦ評価値が算出されるものではなく、速度に関する制約はない。このため、第４速度は、例えば、ステッピングモータが脱調しない範囲内における最高速度に設定されている。
【００７８】
このように、ＡＦ制御部１３は、粗探索において、ズームレンズの位置に応じた速度（第２速度）によりフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。これにより、粗探索における移動量Ｂを適切な値にすることができる。この結果、過度のオーバーランの発生を回避しつつ、粗探索にかかる時間を短縮することができる。
【００７９】
また、ＡＦ制御部１３は、詳細探索において、映像信号のフレームレートＦＲ又はズームレンズの位置に応じた速度（第３速度）によりフォーカスレンズを駆動するようレンズドライバ７に指示する。これにより、詳細探索における移動量Ｂを適切な値にすることができる。この結果、合焦精度の低下を回避しつつ、詳細探索にかかる時間を短縮することができる。
【００８０】
例えば、図６に示す例において、ズームレンズの位置がＰＺ１である場合（すなわち探索範囲がΔｄ１である場合）は粗探索（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６）にてＡＦ評価値が８回算出され、ズームレンズの位置がＰＺ２である場合（すなわち探索範囲がΔｄ２である場合）も粗探索（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６）にてＡＦ評価値が８回算出される。これは、ズームレンズの位置ＰＺ１，ＰＺ２に応じて第２速度が設定されていることにより、探索範囲Δｄ１，Δｄ２の各々において移動量Ｂが適切な値になるためである。
【００８１】
これに対して、ズームレンズの位置によらず第２速度が一定である従来の撮像装置（以下、単に「従来の撮像装置」という。）においては、図７に示す如く、ズームレンズの位置がＰＺ１である場合（すなわち探索範囲がΔｄ１である場合）は粗探索にてＡＦ評価値が８回算出される一方、ズームレンズの位置がＰＺ２である場合（すなわち探索範囲がΔｄ２である場合）は粗探索にてＡＦ評価値が２８回算出される。すなわち、探索範囲Δｄ２に対して移動量Ｂが適切な値となっておらず、ズームレンズの位置がＰＺ２である場合に粗探索にかかる時間が長くなっている。
【００８２】
図６と図７との比較により、実施の形態１の撮像装置１００は従来の撮像装置に対して粗探索にかかる時間を短縮できることが分かる。
【００８３】
なお、実施の形態１において、ＡＦ制御部１３が粗探索と詳細探索との２段階の探索によりＰＭＡＸ１又はＰＭＡＸ２を探索する例を示したが、ＡＦ制御部１３は１段階の探索によりＰＭＡＸ１又はＰＭＡＸ２を探索するものであっても良い。例えば、ズームレンズの位置がＷＩＤＥ側の端部に近く探索範囲が狭い場合、粗探索をスキップして詳細探索のみを実行するものであっても良い。これにより、ＡＦ制御にかかる時間を更に短縮できる場合がある。
【００８４】
または、ＡＦ制御部１３は３段階以上の探索によりＰＭＡＸ１又はＰＭＡＸ２を探索するものであっても良い。この場合、ＡＦ制御部１３は、各段階の探索におけるフォーカスレンズの駆動方向に対して、次段階の探索におけるフォーカスレンズの駆動方向を反転させる。また、各段階の探索におけるフォーカスレンズの駆動速度に対して、次段階の探索におけるフォーカスレンズの駆動速度は低い値に設定される。例えば、ズームレンズの位置がＴＥＬＥ側の端部に近く探索範囲が広い場合、３段階以上の探索を順次実行することにより、オートフォーカスにかかる時間を更に短縮できる場合がある。
【００８５】
以上のように、実施の形態１の撮像装置１００は、レンズユニット１に含まれるズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるレンズドライバ７と、レンズユニット１を通過した光から変換された映像信号を用いて、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出部１２と、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示するとともに、ＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示することにより、フォーカスレンズの駆動中に算出されたＡＦ評価値を用いてＡＦ制御を実行するＡＦ制御部１３と、を備え、ＡＦ制御部１３は、ＡＦ制御において、ズームレンズの位置に応じた速度によるフォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示する。これにより、移動量Ｂを適切な値にすることができる。この結果、過度のオーバーランの発生及び合焦精度の低下を回避しつつ、ＡＦ制御にかかる時間を短縮することができる。
【００８６】
また、ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動中にＡＦ評価値が増加から減少に転じたとき、フォーカスレンズの駆動方向の反転をレンズドライバ７に指示する。これにより、粗探索（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６）及び詳細探索（ステップＳＴ１７〜ＳＴ１９）を含む多段階の探索によりＰＭＡＸ１又はＰＭＡＸ２を探索することができる。この結果、探索範囲が広い場合であってもオートフォーカスにかかる時間を短縮することができる。
【００８７】
また、実施の形態１のＡＦ制御方法は、レンズユニット１に含まれるズームレンズ及びフォーカスレンズを互いに独立して駆動させるレンズドライバ７と、レンズユニット１を通過した光から変換された映像信号を用いて、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出部１２と、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示するとともに、ＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示することにより、フォーカスレンズの駆動中に算出されたＡＦ評価値を用いてＡＦ制御を実行するＡＦ制御部１３と、を備える撮像装置１００によるＡＦ制御方法であって、ＡＦ制御部１３がズームレンズの位置に応じた速度によるフォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示するステップ（ステップＳＴ１４又はステップＳＴ１４，ＳＴ１７）を含むものである。これにより、移動量Ｂを適切な値にすることができる。この結果、過度のオーバーランの発生及び合焦精度の低下を回避しつつ、ＡＦ制御にかかる時間を短縮することができる。
【００８８】
実施の形態２．
実施の形態１に係るＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動中にＡＦ評価値が増加から減少に転じたと判定したとき、各探索を終了するものであった。このため、ＡＦ制御部１３は、距離Ｄが互いに異なる複数個の被写体が存在する場合、最もＦＡＲ側の被写体に合焦するものであった。
【００８９】
例えば、距離Ｄが互いに異なる２個の被写体が存在する場合、ＡＦ評価値を示す特性線ＣＡＦは２個の極大点を有するものとなる（図１１参照）。図１１に示す例において、ＦＡＲ側の被写体に対応するＡＦ評価値の最大値よりも、ＮＥＡＲ側の被写体に対応するＡＦ値の最大値の方が大きい値になっている。すなわち、ＦＡＲ側の被写体よりもＮＥＡＲ側の被写体の方が合焦対象として適切であり、図中ＰＭＡＸ’よりも図中ＰＭＡＸの方が探索対象として適切である。
【００９０】
しかしながら、かかる状態において、ＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズがＰＭＡＸ’を通り過ぎたとき、粗探索を終了してフォーカスレンズの駆動方向を反転させる。次いで、詳細探索によりＰＭＡＸ’と同一又は略同一の位置が探索され、当該位置にフォーカスレンズを移動させる。この結果、ＰＭＡＸは探索されず、ＮＥＡＲ側の被写体に焦点を合わせることができない。
【００９１】
そこで、本発明の実施の形態２に係る撮像装置は、実施の形態１の撮像装置１００に対して各探索の終了条件を異ならしめることにより、図１１に示す例と同様の状態においてＰＭＡＸの探索を可能としたものである。以下、図８を参照して、実施の形態２の撮像装置１００ａについて説明する。
【００９２】
なお、図８において、図１に示す実施の形態１の撮像装置１００と同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。また、デジタル信号処理装置１０のハードウェア構成は実施の形態１にて図２を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。制御装置１１ａのハードウェア構成は実施の形態１にて図３を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。
【００９３】
図８に示す如く、撮像装置１００ａは制御装置１１ａを有している。制御装置１１ａは、撮像装置１００ａの外部から入力された制御信号に基づき、レンズドライバ７及びデジタル信号処理装置１０の動作を制御するものである。
【００９４】
また、制御装置１１ａはＡＦ制御部１３ａを有している。ＡＦ制御部１３ａは、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示するとともに、ＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示するものである。ＡＦ制御部１３ａは、フォーカスレンズの駆動中に算出されたＡＦ評価値を用いて、コントラスト検出方式によるオートフォーカスの制御、すなわちＡＦ制御を実行するものである。
【００９５】
レンズユニット１、レンズドライバ７、撮像素子８、ＡＤ変換器９、デジタル信号処理装置１０及び制御装置１１ａにより、撮像装置１００ａの要部が構成されている。
【００９６】
ここで、ＡＦ制御部１３ａは、実施の形態１のＡＦ制御部１３に対して、粗探索の終了条件及び詳細探索の終了条件が異なるものである。すなわち、実施の形態１のＡＦ制御部１３は、フォーカスレンズの駆動中にＡＦ評価値が増加から減少に転じたと判定したとき、各探索を終了するものであった。
【００９７】
これに対して、ＡＦ制御部１３ａは、粗探索及び詳細探索の各々において、ＡＦ評価値算出部１２により算出されたＡＦ評価値のうちの最大値Ｖ＿ＭＡＸを保持するようになっている。ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値算出部１２によりＡＦ評価値が算出される度毎に、今回算出されたＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷと保持している最大値Ｖ＿ＭＡＸとを比較する。ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが最大値Ｖ＿ＭＡＸよりも大きい値である場合、Ｖ＿ＭＡＸをＶ＿ＮＥＷと同じ値に更新する。
【００９８】
また、ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値算出部１２によりＡＦ評価値が算出される度毎に、保持している最大値Ｖ＿ＭＡＸと所定の閾値Ｋとの乗算値Ｖ＿ＭＬＴを算出し、今回算出されたＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷと乗算値Ｖ＿ＭＬＴとを比較する。ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが乗算値Ｖ＿ＭＬＴ未満の値である場合、各探索を終了する。閾値Ｋは、例えば、７５％の値に設定されている。
【００９９】
すなわち、ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが最大値Ｖ＿ＭＡＸに対する一定割合（例えば７５％）未満の値になるまで各探索を継続するものである。これにより、図１１に示す例と同様の状態において、ＰＭＡＸ’を無視してＰＭＡＸを探索することが可能となる。
【０１００】
次に、図９のフローチャートを参照して、撮像装置１００ａの動作について、ＡＦ制御部１３ａの動作を中心に説明する。なお、撮像装置１００ａの電源はオン状態であり、デジタル信号処理装置１０には映像信号が入力されている。ＡＦ制御部１３ａには、レンズユニット１のトラッキングカーブ特性が予め記憶されている。ＡＦ制御部１３ａは、初期値（例えば零値）のＶ＿ＭＡＸを保持している。
【０１０１】
まず、ＡＦ制御部１３ａはステップＳＴ２１〜ＳＴ２３の処理を実行する。ステップＳＴ２１〜ＳＴ２３の処理内容は、図４に示すステップＳＴ１１〜ＳＴ１３の処理内容と同様であるため説明を省略する。
【０１０２】
次いで、ステップＳＴ２４〜ＳＴ２７にて、ＡＦ制御部１３ａは粗探索を実行する。すなわち、ステップＳＴ２４にて、ＡＦ制御部１３ａは、フォーカスレンズの駆動をレンズドライバ７に指示することにより、ＮＥＡＲ方向に対するフォーカスレンズの移動を開始させる。フォーカスレンズの駆動中、ＡＦ制御部１３ａは、所定の時間間隔にてＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示する（ステップＳＴ２５）。
【０１０３】
ここで、ＡＦ制御部１３ａは、各回のステップＳＴ２５でＡＦ評価値が算出されたとき、今回算出されたＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷと保持している最大値Ｖ＿ＭＡＸとを比較する。ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが最大値Ｖ＿ＭＡＸよりも大きい値である場合、Ｖ＿ＭＡＸをＶ＿ＮＥＷと同じ値に更新する（ステップＳＴ２６）。
【０１０４】
また、各回のステップＳＴ２６に次いで、ＡＦ制御部１３ａは、保持している最大値Ｖ＿ＭＡＸと閾値Ｋとの乗算値Ｖ＿ＭＬＴを算出し、直近のステップＳＴ２５で算出されたＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷと乗算値Ｖ＿ＭＬＴとを比較する（ステップＳＴ２７）。ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが乗算値Ｖ＿ＭＬＴ未満の値である場合（ステップＳＴ２７“ＹＥＳ”）、ＡＦ制御部１３ａは粗探索を終了する。ＡＦ制御部１３ａは、Ｖ＿ＭＡＸを初期値（例えば零値）にリセットする。
【０１０５】
次いで、ステップＳＴ２８〜ＳＴ３１にて、ＡＦ制御部１３ａは詳細探索を実行する。すなわち、ステップＳＴ２８にて、ＡＦ制御部１３ａは、フォーカスレンズの駆動方向の反転をレンズドライバ７に指示することにより、ＮＥＡＲ方向に対するフォーカスレンズの移動を開始させる。フォーカスレンズの駆動中、ＡＦ制御部１３ａは、所定の時間間隔にてＡＦ評価値の算出をＡＦ評価値算出部１２に指示する（ステップＳＴ２９）。
【０１０６】
ここで、ＡＦ制御部１３ａは、各回のステップＳＴ２９でＡＦ評価値が算出されたとき、今回算出されたＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷと保持している最大値Ｖ＿ＭＡＸとを比較する。ＡＦ制御部１３ａは、ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが最大値Ｖ＿ＭＡＸよりも大きい値である場合、Ｖ＿ＭＡＸをＶ＿ＮＥＷと同じ値に更新する（ステップＳＴ３０）。
【０１０７】
また、各回のステップＳＴ３０に次いで、ＡＦ制御部１３ａは、保持している最大値Ｖ＿ＭＡＸと閾値Ｋとの乗算値Ｖ＿ＭＬＴを算出し、直近のステップＳＴ２９で算出されたＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷと乗算値Ｖ＿ＭＬＴとを比較する（ステップＳＴ３１）。ＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷが乗算値Ｖ＿ＭＬＴ未満の値である場合（ステップＳＴ３１“ＹＥＳ”）、ＡＦ制御部１３ａは詳細探索を終了する。
【０１０８】
次いで、ＡＦ制御部１３ａはステップＳＴ３２の処理を実行する。ステップＳＴ３２の処理内容は、図４に示すステップＳＴ２０の処理内容と同様であるため説明を省略する。
【０１０９】
図１０に、図１１に示す例と同様の状態における、ＡＦ制御部１３ａによるＡＦ制御に係るフォーカスレンズの駆動方向を示す。図１０に示す如く、フォーカスレンズがＰＭＡＸ’を通過した後、ＡＦ評価値は僅かに低下してから再び上昇する。このため、ＡＦ評価値算出部１２により算出されるＡＦ評価値がＰＭＡＸ’におけるＡＦ評価値の最大値に対する一定割合（例えば７５％）未満の値になることはなく、粗探索が継続される。
【０１１０】
他方、フォーカスレンズがＰＭＡＸを通過した後、ＡＦ評価値は低下し続ける。このため、ＡＦ評価値算出部１２により算出されるＡＦ評価値がＰＭＡＸ’におけるＡＦ評価値の最大値に対する一定割合（例えば７５％）未満の値となり、フォーカスレンズの駆動方向が反転する。この結果、ＰＭＡＸ’を無視してＰＭＡＸを探索することが可能となり、ＮＥＡＲ側の被写体に焦点を合わせることができる。すなわち、複数個の被写体のうちの合焦対象としてより適切な被写体に焦点を合わせることが可能となり、合焦精度を向上することができる。
【０１１１】
なお、閾値Ｋは固定値に限定されるものではなく、ＡＦ制御部１３ａにより適応的に設定されるものであっても良い。具体的には、例えば、ＡＦ制御部１３ａは、デジタル信号処理装置１０による画像処理におけるゲイン増加量をデジタル信号処理装置１０から取得して、このゲイン増幅量に応じて閾値Ｋを設定するものであっても良い。
【０１１２】
一般に、ゲイン増幅等の画像処理により、映像におけるノイズが増加する。ＡＦ評価値は映像内のコントラスト成分の積分に対応する値であるため、ノイズの増加に伴いＡＦ評価値が高くなる。ゲイン増幅量に応じて閾値Ｋを設定することにより、合焦精度を更に向上することができる。
【０１１３】
また、ＡＦ制御部１３ａは、実施の形態１のＡＦ制御部１３と同様に、１段階又は３段階以上の探索によりＰＭＡＸを探索するものであっても良い。
【０１１４】
以上のように、実施の形態２の撮像装置１００ａにおいて、ＡＦ制御部１３ａは、フォーカスレンズの駆動中にＡＦ評価値Ｖ＿ＮＥＷがＡＦ評価値の最大値Ｖ＿ＭＡＸと閾値Ｋとの乗算値Ｖ＿ＭＬＴ未満の値になったとき、フォーカスレンズの駆動方向の反転をレンズドライバ７に指示する。これにより、複数個の被写体のうちの合焦対象としてより適切な被写体に焦点を合わせることが可能となり、合焦精度を向上することができる。
【０１１５】
また、ＡＦ評価値算出部１２は、映像信号が示す映像に対する画像処理を実行するデジタル信号処理装置１０に設けられており、ＡＦ制御部１３ａは、画像処理におけるゲイン増幅量に応じて閾値Ｋを設定する。これにより、合焦精度を更に向上することができる。
【０１１６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の撮像装置は、例えば、ビデオカメラ又は監視カメラなどの動画撮影用のカメラに用いることができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１  レンズユニット、２  ズームレンズ群、３  フォーカスレンズ群、４  絞り、５  モータ、６  モータ、７  レンズドライバ、８  撮像素子、９  アナログデジタル変換器（ＡＤ変換器）、１０  デジタル信号処理装置、１１，１１ａ  制御装置、１２  ＡＦ評価値算出部、１３，１３ａ  ＡＦ制御部、２１  プロセッサ、２２  メモリ、２３  処理回路、３１  プロセッサ、３２  メモリ、３３  処理回路、１００，１００ａ  撮像装置。
【図１】
2018189829.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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