(57)【要約】【課題】レンズユニットが合焦動作開始位置へ移動中に被写体を検出した結果を基に、開始位置の決定、フォーカス駆動パルスレートの変更、ＡＦエリアの変更をし、焦点検出時間の短縮と焦点検出精度の向上を図ることができる撮像装置および撮像方法を得る。【解決手段】撮像レンズを通過してきた被写体からの光を受光する撮像素子、撮像レンズを移動させるレンズ移動手段、撮影素子から得た画像データによって焦点を決定する自動焦点検出手段を有し、レンズ移動手段が撮像レンズを焦点検出動作開始位置に向かって移動させるときに取得する画像データからＡＦ評価値を算出し、この値に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定する開始位置決定手段、決定された開始位置に基づいて画像データの取得条件に係る設定値を変更する焦点検出設定変更手段と、を備える撮像装置による。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズを通過してきた被写体からの光を受光する撮像素子と、上記撮像レンズを移動させるレンズ移動手段と、上記撮影素子から得た画像データによって焦点を決定する自動焦点検出手段と、を有する撮像装置において、
上記自動焦点検出手段は、
上記レンズ移動手段が上記撮像レンズを焦点検出動作開始位置に向かって移動させるとき、移動中の所定の時間間隔で取得される上記画像データからＡＦ評価値を算出し、上記算出されたＡＦ評価値に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定する開始位置決定手段と、
上記決定された開始位置に基づいて、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データの取得条件に係る設定値を変更する焦点検出設定変更手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記開始位置決定手段は、上記ＡＦ評価値の増減に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定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】
上記焦点検出設定変更手段は、上記レンズ移動手段が上記撮像レンズを移動させる速度に係る設定値を変更し、または、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データのエリアに係る設定値を変更する、ことを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】
上記焦点検出設定変更手段は、上記撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときは、上記レンズ移動手段における上記撮像レンズの移動速度を遅く設定することと特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
上記焦点検出設定変更手段は、上記開始位置決定手段が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値が単純下降しているとき、上記撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときよりも上記撮像レンズの移動速度を速く設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
上記焦点検出設定変更手段は、上記開始位置決定手段が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値によって合焦位置を検出できなかったとき、または、上記撮像レンズの移動中の算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断されなったときは、上記撮像レンズの移動中に取得した上記ＡＦ評価値が単純下降しているときよりも上記レンズ移動手段における上記撮像レンズの移動速度を速く設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
上記焦点検出設定変更手段は、上記開始位置決定手段が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、予め設定されていたエリアよりも小さく設定することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項８】
上記焦点検出設定変更手段は、上記開始位置決定手段が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、予め設定されていたエリアを含む複数のエリアとして設定することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項９】
上記焦点検出設定変更手段は、上記開始位置決定手段が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値が単純下降しているときには、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、上記開始位置決定手段が予め設定されていたエリアと同じ大きさに設定することを特徴とする請求項１，２，７，８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
上記焦点検出設定変更手段は、上記開始位置決定手段が上記撮像レンズを移動中に合焦位置を検出しなかったとき、または、上記撮像レンズを移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断しなかったときは、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、上記開始位置決定手段が予め設定されていたエリアよりも大きく設定することを特徴とする請求項１，２、７乃至９のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像レンズを通過してきた被写体の光を撮像素子で受光しこの撮像素子から得た画像データによって焦点を決定する自動焦点検出工程、決定された焦点位置に向かって上記撮像レンズを移動させたとき、移動中の所定の時間間隔で取得される上記画像データから上記ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出工程、算出された上記ＡＦ評価値に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定する開始位置決定工程、上記決定された開始位置に基づいて、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データの取得条件に係る設定値を変更する焦点検出設定変更工程、を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
上記開始位置決定工程は、上記ＡＦ評価値の増減に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定することを特徴とする請求項１１記載の撮像方法。
【請求項１３】
上記焦点検出設定変更工程は、上記撮像レンズを移動させる速度に係る設定値を変更し、または、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データのエリアに係る設定値を変更する、ことを特徴とする請求項１１または１２記載の撮像方法。
【請求項１４】
上記開始位置決定工程は、上記撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときは、上記撮像レンズの移動速度を遅く設定することと特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の撮像方法。
【請求項１５】
上記焦点検出設定変更工程は、上記開始位置決定工程が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値が単純下降しているとき、上記撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときよりも上記撮像レンズの移動速度を速く設定することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の撮像方法。
【請求項１６】
上記焦点検出設定変更工程は、上記開始位置決定工程が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値によって合焦位置を検出できなかったとき、または、上記撮像レンズの移動中の算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断されなったときは、上記撮像レンズの移動中に取得した上記ＡＦ評価値が単純下降しているときよりも上記撮像レンズの移動速度を速くすることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の撮像方法。
【請求項１７】
上記焦点検出設定変更工程は、上記開始位置決定工程が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、予め設定されていたエリアよりも小さく設定することを特徴とする請求項１１または１２記載の撮像方法。
【請求項１８】
上記焦点検出設定変更工程は、上記開始位置決定工程が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、予め設定されていたエリアを含む複数のエリアとして設定することを特徴とする請求項１１または１２記載の撮像方法。
【請求項１９】
上記焦点検出設定変更工程は、上記開始位置決定工程が上記撮像レンズの移動中に算出した上記ＡＦ評価値が単純下降しているときには、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、上記開始位置決定工程が予め設定されていたエリアと同じ大きさに設定することを特徴とする請求項１１，１２，１７，１８のいずれかに記載の撮像方法。
【請求項２０】
上記焦点検出設定変更工程は、上記開始位置決定工程が上記撮像レンズを移動中に合焦位置を検出しなかったとき、または、上記撮像レンズを移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断しなかったときは、上記ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データ内のエリアを、上記開始位置決定工程が予め設定されていたエリアよりも大きく設定することを特徴とする請求項１１，１２、１７乃至１９のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点機能を有する撮像装置および撮像方法に関するものであって、合焦のための移動範囲が広いレンズユニットを具備していても、レンズユニットが合焦動作開始位置へ移動中に被写体を検出し、その結果によって開始位置の決定、フォーカス駆動パルスレートの変更、ＡＦエリアの変更をすることにより、焦点検出時間を短縮し、かつ、焦点検出精度を向上することができるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なデジタルスチルカメラ等の撮像装置は、被写体に対して自動的に焦点を合わせるオートフォーカス（以下、「ＡＦ」という。）装置を搭載している。ＡＦ装置が用いるＡＦ制御方法の一例として、山登りＡＦ制御方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この山登りＡＦ制御方法は、撮像素子から出力される映像信号を構成する各画素の近接画素間の輝度差を積分した値を、合焦度合いを示すＡＦ評価値とする方式である。被写体が合焦状態にあるときは、映像信号における被写体の輪郭部分がはっきりしている。従って、合焦状態にあるときの映像信号を構成する近接画素間の輝度差は大きい。つまり、合焦状態にあるときは、ＡＦ評価値は大きくなる。逆に、非合焦状態にあるときは、映像信号における被写体の輪郭部分はぼやけるため、この映像信号における近接画素間の輝度差は小さくなる。つまり、非合焦状態ではＡＦ評価値は小さくなる。
【０００３】
ＡＦ装置は、レンズを移動させながら、所定のタイミングないしは一定の時間間隔で、そのときのレンズ位置における画像データを取得し、ＡＦ評価値を算出する。この算出されたＡＦ評価値の最大値（ＡＦ評価値のピーク位置）を判定することで、合焦位置を決定するものである。つまり、ＡＦ評価値が最大となる位置にレンズを移動して停止させることで、被写体に対して自動的に焦点を合わせることができるように構成されている。このように、山登りＡＦ制御方法は、ＡＦ評価値のピーク位置を検出することで、被写体に対する焦点を自動的に合わせるようになっている。
【０００４】
従来から知られている山登りＡＦ制御方法は、一旦、レンズの移動範囲全体にわたってレンズを移動させ、その間に最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置を判定し、そのレンズ位置までレンズを自動的に移動させる。より具体的には、ＡＦ動作の開始位置をレンズの移動範囲の中央位置とし、まずこの位置までレンズを移動させてから一定の向き（例えば最近接合焦位置の方）にレンズを移動させた後、無限遠合焦位置の方に反転移動させる。この間に最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置を判定する。しかしながら、このような従来のＡＦ制御方法は、レンズを移動させる距離が長くなるため、ＡＦ動作に多くの時間を要し、シャッターチャンスを逃すことがあった。
【０００５】
近年、山登りＡＦ制御方法を改良し、より精度良く、かつ、高速に動作するＡＦ制御方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２に記載されているＡＦ制御方法は、微小な間隔でＡＦ評価値をサンプリング（取得）する第一モードと、合焦位置に近づくまでは粗い間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、合焦位置付近では微小な間隔でＡＦ評価値をサンプリングする第二モードとを使い分ける方法である。この方法によれば、ＡＦ処理を高速化し、より素早く被写体に焦点を合わせることができる。しかしながら、特許文献２に記載されているＡＦ制御方法は、粗い間隔でのＡＦ制御（第一モード）と、微小な間隔でのＡＦ制御（第二モード）の、計２回のＡＦ制御を行うことになる。よって、フォーカス動作の高速化に関しては不十分で、更なる高速化が望まれている。
【０００６】
そこで、特許文献３に記載されている焦点調節装置が提案されている。この焦点調節装置は、一度合焦させた後、再度焦点調節をする際に、前回の合焦位置における画像を記憶しておき、この記憶画像と現画像とを比較して、一致度が所定の範囲内である場合に、合焦サーチ範囲（ＡＦ評価値を取得する範囲）を狭めるものである。特許文献３に記載されている焦点調節装置は、一度合焦すること、および、その合焦時の画像が記憶されていることを前提とする。よって、時間の経過や、被写体の変化には追従していない。すなわち、特許文献３に記載されている焦点調節装置は、時間が経過して被写体が変化すると、その特徴を活かすことができず、実用上の効果は期待できない。
【０００７】
上記に示した課題の他にも、特許文献１乃至３を含む従来の自動焦点調整装置（ＡＦ装置）の課題はある。例えば、動きの重いレンズでは合焦位置での停止精度が悪くなること、駆動パルスによる動きが悪くレンズを移動させることに時間を要すること、またはレンズが動かないという課題がある。特に、バックラッシュ量が大きい場合や、ガタつきがある場合、あるいはマクロ撮影可能なレンズのように駆動範囲が広いレンズにおいては、上記のような課題が顕著である。
【０００８】
実際のＡＦのフォーカス駆動としては、まず開始位置へ移動し、そこからフォーカスを駆動しながらＡＦ評価値を取得しピークを検出していくので、明らかに合焦位置ではない部分においても余計なレンズ移動とＡＦ評価値の算出が行われている。これによって低コントラストかどうかの判断が遅れ、ＡＦの速度と精度が落ちる原因となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のような従来技術の実情から、レンズが移動範囲のどの位置にあったとしても、被写体の合焦位置を推定して、レンズを迅速に合焦位置まで移動させることができる技術の開発が望まれていた。
【００１０】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、ＡＦ動作を行う場合に、撮像レンズを焦点検出動作開始位置に向かって移動させている間にも焦点位置の検出を行うことにより、高速にＡＦ処理することができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、さまざまな撮影条件に柔軟に対応してレンズの移動速度を可変することにより、高速にＡＦ処理することができる撮像装置および撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る撮像装置は、撮像レンズを通過してきた被写体からの光を受光する撮像素子と、撮像レンズを移動させるレンズ移動手段と、撮影素子から得た画像データによって焦点を決定する自動焦点検出手段を有し、自動焦点検出手段は、レンズ移動手段が撮像レンズを焦点検出動作開始位置に向かって移動させるとき、移動中の所定の時間間隔で取得する画像データからＡＦ評価値を算出し、算出されたＡＦ評価値に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定する開始位置決定手段と、決定された開始位置に基づいて、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データの取得条件に係る設定値を変更する焦点検出設定変更手段と、を備えることを最も主要な特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、開始位置決定手段は、ＡＦ評価値の増減に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、レンズ移動手段が撮像レンズを移動させる速度に係る設定値を変更し、または、ＡＦ評価値の算出に用いる上記画像データのエリアに係る設定値を変更する、ことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、開始位置決定手段は、撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときは、レンズ移動手段における撮像レンズの移動速度を遅くすること特徴とする。
【００１６】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、開始位置決定手段が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降しているとき、撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときよりも撮像レンズの移動速度を速くすることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、開始位置決定手段が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値によって合焦位置を検出できなかったとき、または、撮像レンズの移動中の算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断されなったときは、撮像レンズの移動中に取得したＡＦ評価値が単純下降しているときよりもレンズ移動手段における撮像レンズの移動速度を速くすることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、開始位置決定手段が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、自動焦点検出手段がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定手段が予め用いていたエリアよりも小さくすることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、開始位置決定手段が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、自動焦点検出手段がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定手段が予め用いていたエリアを含む複数のエリアを設定することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、開始位置決定手段が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降しているときには、自動焦点検出手段がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定手段が予め用いていたエリアと同じ大きさにすることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、上記の撮像装置に係るものであって、焦点検出設定変更手段は、開始位置決定手段が撮像レンズを移動中に合焦位置を検出しなかったとき、または、撮像レンズを移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断しなかったときは、自動焦点検出手段がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定手段が予め用いていたエリアよりも大きくすることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は撮像方法に係るものであって、撮像レンズを通過してきた被写体の光を撮像素子で受光しこの撮像素子から得た画像データによって焦点を決定する自動焦点検出工程、決定された焦点位置に向かって撮像レンズを移動させたとき、移動中の所定の時間間隔で取得する画像データからＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出工程、算出されたＡＦ評価値に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定する開始位置決定工程、決定された開始位置に基づいて、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データの取得条件に係る設定値を変更する焦点検出設定変更工程、を有することを特徴とする撮像方法。
【００２３】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、開始位置決定工程は、ＡＦ評価値の増減に基づいて自動焦点検出の開始位置を決定することを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、撮像レンズを移動させる速度に係る設定値を変更し、または、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データのエリアに係る設定値を変更する、ことを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、開始位置決定工程は、撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときは、撮像レンズの移動速度を遅くすること特徴とする。
【００２６】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、開始位置決定工程が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降しているとき、撮像レンズの移動中に合焦位置を検出したときよりも撮像レンズの移動速度を速くすることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、開始位置決定工程が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値によって合焦位置を検出できなかったとき、または、撮像レンズの移動中の算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断されなったときは、撮像レンズの移動中に取得したＡＦ評価値が単純下降しているときよりも撮像レンズの移動速度を速くすることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、開始位置決定工程が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、自動焦点検出工程がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定工程が予め用いていたエリアよりも小さくすることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、開始位置決定工程が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値によって合焦位置を検出したときは、自動焦点検出工程がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定工程が予め用いていたエリアを含む複数のエリアを設定することを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、開始位置決定工程が撮像レンズの移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降しているときには、自動焦点検出工程がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定工程が予め用いていたエリアと同じ大きさにすることを特徴とする。
【００３１】
また本発明は、上記の撮像方法に係るものであって、焦点検出設定変更工程は、開始位置決定工程が撮像レンズを移動中に合焦位置を検出しなかったとき、または、撮像レンズを移動中に算出したＡＦ評価値が単純下降していると判断しなかったときは、自動焦点検出工程がＡＦ評価値の算出に用いる画像データ内のエリアを、開始位置決定工程が予め用いていたエリアよりも大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、撮影レンズを焦点検出動作開始位置に向けた移動を開始すると同時に、画像データからＡＦ評価値を算出し、自動焦点検出の開始位置を決定し、決定された開始位置によって、フォーカス駆動のパルスレートの設定やＡＦエリアの大きさの設定をすることで、精度よく高速にＡＦ処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る撮像装置であるカメラの例を示す正面図である。
【図２】上記カメラの上面図である。
【図３】上記カメラの背面図である。
【図４】上記撮像装置の電気的制御系統の例を示す機能ブロック図である。
【図５】上記撮像装置の表示素子に表示される通常のＡＦ枠を示す図である。
【図６】本発明に係る撮像装置のファインダモード処理時の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る撮像装置の一実施例におけるＡＦ開始スキャン処理動作を示すフローチャートである。
【図８】上記実施例におけるフォーカス速度設定処理動作を示すフローチャートである。
【図９】上記実施例における自動焦点検出開始位置判定処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】上記実施例におけるＡＦ処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】ＡＦ評価結果を示すグラフであって、（ａ）はＬＶ１０のとき、（ｂ）はＬＶ８のときのグラフである。
【図１２】上記ＡＦ評価を平滑微分した結果を示すグラフであって、（ａ）はＬＶ１０のとき、（ｂ）はＬＶ８のときのグラフである。
【図１３】上記実施例におけるＡＦ開始スキャン時のＡＦ評価値を示しており、（ａ）はピーク検出時の、（ｂ）は単調下降時の、（ｃ）は判断不能時の波形図である。
【図１４】上記実施例におけるフォーカス駆動速度設定動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係る撮像装置の他の実施例におけるＡＦ開始スキャン処理動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明に係る撮像装置の他の実施例におけるＡＦエリア設定処理動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係る撮像装置のフォーカスレンズ駆動の用いるパルスレート変更に伴う（ａ）スループット時の変化を、（ｂ）スルーダウン時の変化を、示す波形図である。
【図１８】本発明に係る撮像装置の他の実施例におけるＡＦエリアであって、（ａ）スキャンピーク検出時の、（ｂ）単調下降時の、（ｃ）開始スキャン判断不能時の、設定の例を示す模式図である。
【図１９】本発明に係る撮像装置において、画像データの取り込み時のＶＤ信号、レンズのフォーカス駆動タイミング、電子シャッタの電荷掃き出しパルスタイミング、および露光タイミングを示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明に係る撮像装置の制御プログラムの構成例を示す機能ブロックである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る撮像装置および撮像方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図１乃至図３は、本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラの外観構成例を示しており、図１は正面図、図２は平面図、図３は背面図である。図１において、撮像装置の筐体であるカメラボディＣＢの正面には、ストロボ発光部３、光学ファインダ４の対物面、リモコン受光部６および撮像レンズを含む鏡胴ユニット７が配置されている。カメラボディＣＢの一方の側面部には、メモリカード装填室および電池装填室の蓋２が設けられている。図２において、カメラボディＣＢの上面には、レリーズボタン（スイッチ）ＳＷ１、モードダイアルＳＷ２およびサブ液晶ディスプレイ（サブＬＣＤ）（以下、「液晶ディスプレイ」を「ＬＣＤ」という。）１が配置されている。
【００３６】
図３において、カメラボディＣＢの背面には、光学ファインダ４の接眼部、ＡＦ用発光ダイオード（以下、発光ダイオードは「ＬＥＤ」という。）８、ストロボＬＥＤ９、ＬＣＤモニタ１０、電源スイッチ１３、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定および解除スイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動およびストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動およびマクロスイッチＳＷ１０、左移動および画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２およびクイックアクセススイッチＳＷ１３が配置されている。
【００３７】
次に、図４に示す本発明に係る撮像装置の機能ブロックの例について説明する。本発明に係る撮像装置の各種動作（処理）は、ディジタル信号処理ＩＣ（集積回路）等として構成されるディジタルスティルカメラプロセッサ１０４（以下、単に「プロセッサ１０４」という。）によって制御される。プロセッサ１０４は、第１のＣＣＤ（電荷結合素子）信号処理ブロック１０４−１，第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２，ＣＰＵ（中央処理ユニット）ブロック１０４−３，ローカルＳＲＡＭ（ＳＲＡＭ：スタティックランダムアクセスメモリ）１０４−４，ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ブロック１０４−５，シリアルブロック１０４−６，ＪＰＥＧコーデック（ＣＯＤＥＣ）ブロック１０４−７，リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）ブロック１０４−８，ＴＶ信号表示ブロック１０４−９、およびメモリカードコントローラブロック１０４−１０を有してなる。これら各ブロックは相互にバスラインで接続されている。
【００３８】
プロセッサ１０４の外部には、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データおよびＪＰＥＧ画像データを保存するためのＳＤＲＡＭ（シンクロナスランダムアクセスメモリ）１０３、ＲＡＭ１０７、内蔵メモリ１２０および制御プログラムが格納されたＲＯＭ１０８が配置されており、これらはバスラインを介してプロセッサ１０４に接続されている。
【００３９】
鏡胴ユニット７は、ズーム（ＺＯＯＭ）レンズ７−１ａを有するズーム光学系７−１、フォーカス（ＦＯＣＵＳ）レンズ７−２ａを有するフォーカス光学系７−２、絞り７−３ａを有する絞りユニット７−３およびメカニカルシャッタ（メカシャッタ）７−４ａを有するメカシャッタユニット７−４、を備えている。ズーム光学系７−１，フォーカス光学系７−２，絞りユニット７−３およびメカシャッタユニット７−４はそれぞれズーム（ＺＯＯＭ）モータ７−１ｂ、フォーカスレンズ移動手段としてのフォーカス（ＦＯＣＵＳ）モータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂおよびメカシャッタモータ７−４ｂによって駆動される。これらズームモータ７−１ｂ、フォーカスモータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂおよびメカシャッタモータ７−４ｂの各モータはモータドライバ７−５によって駆動され、モータドライバ７−５はプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって動作が制御される。
【００４０】
鏡胴ユニット７のズームレンズ７−１ａおよびフォーカスレンズ７−２ａは、撮像素子であるＣＣＤ１０１の撮像面上に被写体光学像を結像するための撮像レンズを構成する。ＣＣＤ１０１は、前記被写体光学像を電気的な画像信号に変換してＦ／Ｅ−ＩＣ（フロントエンドＩＣ）１０２に入力する。
【００４１】
Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング部）１０２−１、ＡＧＣ（自動利得制御部）１０２−２およびＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換部１０２−３を有し、前記画像信号にそれぞれ所定の処理を施して、ディジタル信号に変換し、プロセッサ１０４の第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に入力する。これらの信号処理動作は、プロセッサ１０４のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１から出力されるＶＤ信号（垂直駆動信号）とＨＤ信号（水平駆動信号）により、ＴＧ（タイミングジェネレータ）１０２−４を介して制御される。第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１は、ＣＣＤ１０１からＦ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して入力されたディジタル画像データに対して、ホワイトバランス調整およびγ調整等の信号処理を行うとともに、ＶＤ信号およびＨＤ信号を出力する。
【００４２】
プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３は、音声記録回路１１５−１による音声記録動作を制御する。音声記録回路１１５−１は、マイクロホン（マイク）１１５−３で変換されマイクロホンアンプ（マイクＡＭＰ）１１５−２によって増幅した音声信号を、ＣＰＵブロック１０４−３の指令に応じて記録する。
【００４３】
また、ＣＰＵブロック１０４−３は、音声再生回路１１６−１の動作も制御する。音声再生回路１１６−１は、ＣＰＵブロック１０４−３の指令により、適宜なるメモリに記録されている音声信号をオーディオアンプ（オーディオＡＭＰ）１１６−２で増幅してスピーカー１１６−３に入力し、スピーカー１１６−３から音声を再生出力する。
【００４４】
また、ＣＰＵブロック１０４−３は、ストロボ回路１１４を制御して動作させることによってストロボ発光部３から照明光を発光させる。また、ＣＰＵブロック１０４−３は、被写体距離を測定する測距ユニット５の動作も制御する。
【００４５】
なお、本発明に係る撮像装置は、後述するように、撮像された画像データに基づいてＡＦ制御を行うものであるから、測距ユニット５による被写体距離の測定は必ずしも行う必要がなく、測距ユニット５を省いても良い。また、測距ユニット５を備えることにより、被写体距離の測定情報をストロボ回路１１４におけるストロボ発光制御に利用しても良い。測距ユニット５による被写体距離の測定情報を、撮像された画像データに基づく合焦制御に対して補助的に利用するようにしても良い。
【００４６】
さらに、ＣＰＵブロック１０４−３は、プロセッサ１０４の外部に配置されたサブＣＰＵ（ＳＵＢ−ＣＰＵ）１０９にも結合されており、サブＣＰＵ１０９は、ＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１による表示を制御する。また、サブＣＰＵ１０９は、ＡＦ用ＬＥＤ８，ストロボＬＥＤ９，リモコン受光部６，上記スイッチＳＷ１からスイッチＳＷ１３からなる操作部およびブザー１１３にもそれぞれ結合されている。
【００４７】
ＵＳＢブロック１０４−５は、ＵＳＢコネクタ１２２に結合される。シリアルブロック１０４−６は、シリアルドライバ回路１２３−１を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタ１２３−２に結合される。
【００４８】
ＴＶ信号表示ブロック１０４−９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１０に結合され、また、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９は、ビデオアンプ（ＡＭＰ）１１８を介してビデオジャック１１９にも結合される。
【００４９】
メモリカードコントローラブロック１０４−１０は、メモリカードスロット１２１のカード接点に結合されている。メモリカードがこのメモリカードスロット１２１に装填されると、メモリカードの接点に接触して電気的に接続され、装填されたメモリカードに画像ファイルを記憶する。
【００５０】
次に、上述のように構成された撮像装置の動作について説明する。図１乃至図３に示すモードダイアルＳＷ２を記録モードに設定することによって、撮像装置が記録モードで起動される。モードダイアルＳＷ２による記録モードの設定は、図４における操作ｋｅｙユニット（ＳＷ１〜ＳＷ１３）に含まれるモードダイアルＳＷ２の状態が記録モード−オンになったことをサブＣＰＵ１０９経由でＣＰＵブロック１０４−３が検知することによって行われる。ＣＰＵブロック１０４−３はモータドライバ７−５を制御して、鏡胴ユニット７を撮像可能な位置に移動させる。さらに、ＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２およびＬＣＤモニタ１０等の各部に電源を投入して動作を開始させる。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。
【００５１】
ファインダモードにおいては、鏡胴ユニット７の撮像レンズを通して撮像素子であるＣＣＤ１０１に入射した被写体からの光によってＣＣＤ１０１の受光面に被写体像が結ばれる。被写体像は、電気信号に変換されてＲＧＢのアナログ信号としてＣＤＳ１０２−１に入力され、ＡＧＣ１０２−２を介してＡ／Ｄ変換器１０２−３に送られる。Ａ／Ｄ変換器１０２−３でディジタル信号に変換されたＲ・Ｇ・Ｂの各信号は、プロセッサ１０４内の第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２が具備するＹＵＶ変換手段においてＹＵＶ画像データに変換されて、フレームメモリとしてのＳＤＲＡＭ１０３に記録される。なお、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２は、ＲＧＢ画像データにフィルタリング処理等の適切な処理を施してＹＵＶ画像データに変換する。このＹＵＶ画像データは、ＣＰＵブロック１０４−３により読み出され、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９を介してビデオアンプ１１８およびビデオジャック１１９を介してＴＶ（テレビジョン）に送られる。あるいは、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１０へ送られて表示に供される。この処理が１／３０秒間隔で行われ、１／３０秒毎に更新されるファインダモードにおける表示となる。
【００５２】
操作部のレリーズボタンＳＷ１が押し下げられると、第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に取り込まれたディジタルＲＧＢ画像データより、画面内の所定の少なくとも一部における合焦の度合いを示すＡＦ評価値および露光状態を示すＡＥ評価値が算出される。ＡＦ評価値は、特徴データとしてＣＰＵブロック１０４−３に読み出されて、自動焦点検出手段によるＡＦ処理に利用される。
【００５３】
合焦状態にある被写体は、そのエッジ部分が鮮明であるため、当該画像データに含まれる空間周波数の高周波成分が最も高くなる。被写体の画像データを用いて算出するＡＦ評価値は、例えば変位量に対する微分値のように、高周波成分の高さを反映した値となるため、このＡＦ評価値が極大値になる画像データを取得したフォーカスレンズ７−２ａの位置が合焦位置となる。すなわち、ＡＦ評価値のピーク位置を判定することで合焦位置を決定することができる。
【００５４】
また、ＡＦ評価値の極大点が複数あらわれることも考慮に入れる必要がある。複数の極大点があった場合には、ピーク位置におけるＡＦ評価値の大きさと、その周辺位置のＡＦ評価値の変位方向（下降しているか、上昇しているか）と、その度合い（変位量）なども考慮することで、最も信頼性があると推定される極大点を合焦位置とするＡＦ処理を行う。
【００５５】
ＡＦ評価値は、ディジタルＲＧＢ画像データ内の特定の範囲（以下、ＡＦ処理エリア、または、単に「エリア」という。）から算出することができる。図５はファインダモード時にＬＣＤモニタ１０に表示される画像面の例を示している。図５において、ＬＣＤモニタ１０の中心部に表示されている枠内が当該撮像装置におけるＡＦ処理エリアである。図５に示した例においてＡＦ処理エリアは、ＲＧＢ画像データの画面内の水平方向２０％と垂直方向２０％のサイズで囲まれた矩形範囲を、画面の中央に配置し、この矩形で囲まれた範囲をエリアとして予め設定している。
【００５６】
次に、ＡＦ処理時におけるフォーカスレンズ７−２ａの移動タイミングとＡＦ評価値の取得タイミングの関係について説明する。本実施例では、フォーカスレンズ７−２ａの移動に用いる駆動手段としてパルスモーターを用いる場合（すなわち、フォーカスモータ７−２ｂがパルスモーターである場合）を例に説明する。パルスモーターは所定パルスレートによって駆動し、これによってフォーカスレンズ７−２ａを移動させる。なお、フォーカスモータ７−２ｂにパルスモーターではなく、ＤＣモータを用いることもできる。この場合は、設定される電圧によって駆動される。
【００５７】
フォーカスレンズ７−２ａの移動は、ＶＤ信号パルスのタイミングとは非同期に所定のパルスレートで行われる。そのためＶＤ期間中のパルスによる移動量は一定ではなく、各ＶＤ信号の立下り位置でのフォーカスレンズ７−２ａ位置をＳＤＲＡＭ１０３に随時、格納するようにしておく。そうすることでＶＤ信号の立下り毎にフォーカスレンズ７−２ａの位置を記録することができ、フォーカスレンズ７−２ａを移動中にパルスレートが変更されても、フォーカスレンズ７−２ａのどの位置で、どのＡＦ評価値が算出されているかを確認することができる。
【００５８】
図１９はＡＦ処理時におけるフォーカスレンズ７−２ａの移動タイミングとＡＦ評価値の取得タイミングの関係を示すタイミングチャートの例である。図１９において、あるフレームレートで画像データの取り込みを行う場合のＶＤ信号を（ａ）、フォーカスレンズ７−２ａの移動タイミングを（ｄ）から（ｇ）、電子シャッタにおける電荷掃き出しパルス（ＳＵＢ）のタイミングを（ｂ）、露光タイミングを（ｃ）、として示している。
【００５９】
図１９において、１つ目のＶＤ信号（ａ）が発生すると、それをトリガーとして、フォーカスモータ７−２ｂが設定されたパルスレートに応じて駆動され、フォーカスレンズ７−２ａを移動する（ｄ）。また、ＶＤ信号（ａ）をトリガーとして電荷掃き出しパルス（ｂ）が所定数発生し、この電荷掃き出しパルス（ｂ）の数に応じて、ＣＣＤ１０１に帯電している電荷の掃き出し処理が行われる。電荷掃き出し処理が終了した後に露光処理（ｃ）が行なわれる。露光処理（ｃ）によって、撮像レンズを介して被写体の映像が画像データとして取り込まれる。取り込まれた画像データを用いて所定の演算によってＡＦ評価値が算出される。
【００６０】
パルスレート（ｄからｇ）は、焦点距離やフォーカスレンズ繰り出し量（フォーカス駆動範囲）などに応じて変化する。例えば図１９に示した４つのパルスレートのうち、パルスレートを５０ｐｐｓとする例が（ｄ）、パルスレートを１００ｐｐｓとする例が（ｅ）、パルスレートを５００ｐｐｓとする例が（ｆ）、パルスレートを１０００ｐｐｓとする例が（ｇ）である。厳密には初速時の加速もあるため図１９に示す変化とは若干異なる。図１９（ｄ）のような低いパルスレートの場合は、ＶＤ期間中（ＶＤ信号の立下り間隔の間）に生じるパルス量は少なくなるため、この状態でＡＦ処理を行った場合は、微調の状態になる。逆に、図１９（ｇ）のように高いパルスレートの場合は、ＶＤ期間中に生じるパルス量は多くなるため、この状態でＡＦ処理を行った場合は粗調の状態となる。
【００６１】
上記にて説明をしたＡＦ処理の実施形態は、本発明に係る撮像装置が備える特徴ある制御プログラムによって実行される処理の例である。このＡＦ処理を実行するプログラムは、図４に示した本発明にかかる撮像装置の例が備えるＲＯＭ１０８に格納されている。
【００６２】
ここで、ＲＯＭ１０８に格納される制御プログラムの例について説明する。図２０は、ＲＯＭ１０８に格納される制御プログラム、すなわち、本発明に係る撮像装置が備える機構を用いて、本発明に係る撮像方法を実行するＡＦ処理プログラムの構成の例を示す機能ブロック図である。図２０（ａ）において、ＡＦ処理プログラムは、開始スキャン処理部（１０８−１）、焦点位置検出処理部（１０８−２）、合焦位置決定処理部（１０８−３）、合焦位置移動処理部（１０８−４）を有してなる。
【００６３】
また、焦点位置検出処理部（１０８−２）は、図２０（ｂ）に示すように、ＡＦ駆動速度設定処理部（１０８−２１）とＡＦエリア設定処理部（１０８−２２）を有してなる。
【００６４】
開始スキャン処理部（１０８−１）は、次の焦点位置検出処理部（１０８−２）を実行するための開始位置へフォーカスレンズ７−２ａを移動する際に順次算出されるＡＦ評価値を用いて、被写体像の状態を確認し、それにあわせて開始位置を変更する処理機能である。
【００６５】
焦点位置検出処理部（１０８−２）は、上述した開始スキャン処理部（１０８−１）で決定された開始位置からフォーカスレンズ７−２ａを移動させながら、ＡＦ評価値を算出し、算出されたＡＦ評価値を後述する平滑微分演算を
行うことで、ピーク位置を判定する処理機能である。
【００６６】
合焦位置決定処理部（１０８−３）は、焦点位置検出処理部（１０８−２）において検出されたピーク結果から、最終的な合焦位置を決定する処理機能である。
【００６７】
合焦位置移動処理部（１０８−４）は、合焦位置決定処理部（１０８−３）において決定された位置へフォーカスレンズ７−２ａを移動させためにフォーカスモータ７―２ｂを駆動させる処理機能である。
【００６８】
また、ＡＦ駆動速度設定処理部（１０８−２１）は、開始スキャ処理部（１０８−１）で決定された開始位置からフォーカスレンズ７−２ａを移動させながらＡＦ評価値を算出する際の、フォーカスレンズ７−２２ａの移動速度を設定する処理機能である。
【００６９】
ＡＦエリア設定処理部（１０８−２２）は、開始スキャ処理部（１０８−１）で決定された開始位置からフォーカスレンズ７−２ａを移動させながらＡＦ評価値を算出する際の、ＡＦエリアのサイズを設定する処理機能である。
【実施例１】
【００７０】
次に、本発明に係る撮像装置およびこの撮像装置による撮像方法の実施形態について説明する。本実施例において説明する撮像方法は、上記した開始スキャン処理部（１０８−１）、焦点位置検出処理部（１０８−２）、合焦位置決定処理部（１０８−３）、合焦位置移動処理部（１０８−４）によって実行されるものである。
【００７１】
次に、本発明に係る撮像方法における処理の流れの例を説明する。図６は、本発明に係る撮像方法であるＡＦ処理の例を示すフローチャートの例であって、レリーズボタンＳＷ１が押下されたときのＡＦ処理に関するものである。まず、レリーズボタンＳＷ１が押下されたか否かを判定する（６−１）。レリーズボタンＳＷ１が押下されているとき（６−１のＹＥＳ）、開始スキャン処理（６−２）が開始される。この開始スキャン処理（６−２）は、本発明の特徴の一つであるから、図７のフローチャートを用いてより具体的に説明する。
【００７２】
図７において、まず、仮開始位置設定処理が行行われる（７−１）。仮開始位置とはＡＦ処理を開始するフォーカスレンズ７−２ａの位置を決定する前段階の仮位置のことである。後に行われるＡＦ処理において、フォーカスレンズ７−２ａの移動方向はバックラッシュの影響のない方向あるいはバックラッシュを除去する必要がない方向が好ましい。本実施例においては、近距離側から無限遠に向かう方向にあたるため、後のＡＦ処理が行われるときのフォーカスレンズ７−２ａの移動方向は、近距離側から無限遠側方向とする。つまり、仮開始位置は至近側におく必要がある。そこで、本実施例では至近位置である３０ｃｍ位置の被写体に合焦するフォーカスレンズ７−２ａの位置を、仮開始位置として設定する。
【００７３】
次に、フォーカス速度設定処理が行われる（７−２）。フォーカス速度は、開始スキャン処理に必要なＡＦ評価値を算出する時間間隔に応じて設定される。本実施例に係る撮像装置のファインダモードにおけるフレームレートは、３０ｆｐｓのため、１/３０［ｓｅｃ］間隔でＡＦ評価値を算出する場合に対応したフォーカス速度が設定される。このフォーカス速度設定処理の詳細な処理の流れの例について図８を用いて説明する。
【００７４】
図８において、フォーカス速度設定処理は、焦点距離に応じてフォーカスレンズ７−２ａの移動速度（パルスレート）を設定している。まず、焦点距離が中間（Ｍｅａｎ）未満か否かを判断する（８−１）。本実施例では、中間（Ｍｅａｎ）の位置は３５ｍｍフィルム換算で８０ｍｍを想定している。焦点距離が中間（Ｍｅａｎ）未満のとき（８−１のＹＥＳ）、パルスレートを１００ｐｐｓに設定する（８−２）。焦点距離が中間（Ｍｅａｎ）以上であれば（８−１のＮＯ）、パルスレートを５００ｐｐｓに設定する（８−３）。このパルスレートの値に関しては、フォーカスレンズ位置がマクロ側にあれば、パルスレートを大きくするなど、フォーカスレンズ位置等に対応して可変するようにしておくことが望ましい。上記焦点距離を考慮しているのは、ズーム機能の搭載されたレンズを想定しているからである。なお、単焦点の鏡胴ユニットの場合は、例えば１００ｐｐｓで固定してもかまわない。
【００７５】
図７に戻り、次に、フォーカス駆動が開始される（７−３）。フォーカス駆動とは、フォーカス速度設定処理（７−２）において、設定されたパルスレートを用いてフォーカスモータ７―２ｂを駆動して、フォーカスレンズ７−２ａを移動させる処理である。フォーカス駆動を開始した後、ＶＤ信号を待ち（７−４）、ＶＤ信号毎に映像信号を取得して、この映像信号に基づく画像データによってＡＦ評価値を算出する（７−５）。これにより、ＶＤ信号に同期させてフォーカスレンズを所定の向きに移動させ、ＡＦ評価値とフォーカス位置とを対応させることができるようにしておく。このようにして、フォーカス駆動開始位置が決定したとき、フォーカスレンズ７−２ａの移動する位置を特定することができる。
【００７６】
次に、開始位置判定処理を行う（７−６）。開始位置判定処理（７−６）の具体例について、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、現在のＡＦ評価値と前回のＡＦ評価値の差分を求め、それが「０」以上かどうかを判定する（９−１）。差分が「０」より上であったとき（９−１のＹＥＳ）、ＡＦ評価値は上昇しているものと判断し、上昇フラグをオンにする（９−２）。また、下降カウントは「０」にしてリセットし（９−３）、開始位置判定処理を終了する。
【００７７】
ＡＦ評価値の差分が「０」以下であったとき（９−１のＮＯ）、ＡＦ評価値は下降しているものと判断し、下降カウントに１を加算する（９−４）。次に、上昇フラグがオンか否かを判断する（９−５）。上昇フラグがオンであるとき（９−５のＹＥＳ）、つまりＡＦ評価値が上昇した後に下降しているときは、下降カウント数が「２」よりも大きい場合に（９−６のＹＥＳ）、ＡＦ評価値のピークを検出したと判定して、ピーク検出フラグをオンにする（９−７）。
【００７８】
上昇フラグがオンでないとき（９−５のＮＯ）、下降カウントが「４」よりも大きいか否かを判断して（９−９）、下降カウントが「４」よりも大きいときは（９−９のＹＥＳ）、ＡＦ評価値のピーク位置をすでに行き過ぎて単調下降状態となっていると判定し、単調下降フラグをオンにする（９−１０）。上昇フラグがオンでなく（９−５のＮＯ）、下降カウントが「４」以下であれば（９−９のＮＯ）、焦点検出動作の開始位置を決定することなく、処理を終了する。ピーク検出フラグをオンにした後（９−７）、または、単調下降フラグをオンにした後に、焦点検出動作の開始位置決定処理を行う（９−８）。
【００７９】
焦点検出動作の開始位置決定処理（９−８）において設定される位置は、ＡＦ評価値のピークが検出されたときは現在位置より「２」評価値手前の位置とし、単調下降であったときは現在位置より「３」評価値手前の位置とする。
【００８０】
図１３は、ＡＦ評価値の例を示す図であって、横方向がＡＦ評価値の算出位置、すなわちフォーカスレンズ７−２ａの位置であり、縦方向がＡＦ評価値の大きさを示す。すなわち、図１３は、レンズ位置とＡＦ評価値の大きさの相関の例を図示している。
【００８１】
図１３（ａ）はピーク検出時のＡＦ評価値の変位の例である。図１３（ｂ）は単調下降時のＡＦ評価値の変位の例である。図１３（ｃ）は、ピーク検出もできず単調下降の判断もできないとき、例えば、被写体像が低コントラスト環境にあるときのＡＦ評価値の変位の例である。図１３において、黒丸で示したＡＦ評価値に対して、白丸で示したＡＦ評価値を算出したレンズの位置が開始位置として設定される。
【００８２】
開始スキャン処理（図６の６−２）は、バックラッシュの影響を受けない方向ないしはバックラッシュの影響を除去しなければならない方向である。そのため開始スキャン処理（図６の６−２）において合焦位置を決めてしまうと、焦点検出の精度として問題が生じることが多い。そこで、開始スキャン処理では次の処理である焦点位置検出処理（図６の６−３）におけるレンズ移動の開始位置を決定するだけにとどめ、ＡＦ処理を行うことで精度良く合焦させることができる点が本発明の特徴である。
【００８３】
図７に戻り、開始位置判定処理（７−６）のあと、現在位置が仮開始位置に到達しているか否かの判定を行う（７−７）。現在位置がまだ仮開始位置に到達していない場合（７−７のＹＥＳ）は、開始位置が決定しているか否かの判定をし（７−８）、開始位置が決定している場合（７−８のＹＥＳ）、つまりＡＦ評価値のピークが検出されているか、もしくはＡＦ評価値が単調下降していると判定されているとき、フォーカス停止処理（７−９）が行われて、停止動作を行い終了する。
【００８４】
また開始位置が決定していない場合（７−８のＮＯ）は、ＶＤ信号を再度待ち、ＡＦ評価値を取得し、開始位置判定処理を繰り返す。また、上記ステップ（７−７）において、フォーカスレンズ７−２ａが仮開始位置まで移動している場合（７−７のＮＯ）、フォーカス停止処理（７−９）では、開始スキャン処理を始めたフォーカスレンズ７−２ａの位置を開始位置と設定し（図１３（ｃ）参照）、開始スキャン処理を終了する。以上が本発明で特徴とする開始スキャン処理である。
【００８５】
図６に戻り、焦点位置検出処理部（図２０（ａ）の１０８−２）により焦点位置検出処理が行われる（６−３）。焦点位置検出処理（６−３）の具体例を図１０に示す。まず、ＶＤ信号の立ち下がりが検出されるまで処理を待つ（１０−１）。ＶＤ信号の立ち下がりが検出された後に、ＡＦ駆動設定処理部（図２０（ｂ））にて、所定パルスレートの設定を行う（１０−２）。フォーカス速度設定処理（１０−２）の詳細について、図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００８６】
先ず、フォーカスレンズ７−２ａの現在の位置が、前述した開始スキャン処理（６−２）で決定された開始位置以上であるかどうかを判定する（１４−１）。ここで、フォーカスレンズ７−２ａの位置は、無限遠を０として、至近側になればなるほど位置（数値）は大きくなるものとする。つまり、フォーカスレンズ７−２ａの現在の位置が、決定された開始位置よりも、遠い側にあるかどうかを判定する。換言すれば、現在位置が開始位置よりも遠い側にある場合（１４−１のＹＥＳ）、開始スキャン処理（６−２）にて、何かしらの検出があったかどうかを確認する。確認対象としては、ピーク検出があったかどうか、または単調減少があったかどうかの確認である。
【００８７】
開始スキャン検出があった場合（１４−２のＹＥＳ）、その検出結果がピーク検出であるかどうかを確認する（１４−３）。ピーク検出である場合（１４−３のＹＥＳ）つまり開始スキャン処理（６−２）にてピーク検出フラグがＯｎの時、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合（１４−４のＹＥＳ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５０ｐｐｓに設定する（１４−５）。焦点距離がＭｅａｎ以上のよりも長い場合（１４−４のＮｏ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートは１００ｐｐｓとする（１４−８）。
【００８８】
開始スキャンの検出が無い場合（１４−２のＮＯ）、または開始スキャンの検出があった場合で（１４−２のＹＥＳ）、ピーク検出ではなく単調減少フラグがＯｎであった場合（１４−３のＮＯ）、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合は（１４−７のＹＥＳ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１００ｐｐｓとし（１４−８）、焦点距離がＭｅａｎよりも長い場合は（１４−７のＮＯ）フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５００ｐｐｓとする（１４−９）。
【００８９】
次に現在位置が開始位置未満、つまり現在位置が開始位置よりも至近側にいる場合（１４−１のＮＯ）、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合であって（１４−１０のＹＥＳ）、かつ、開始スキャンの検出があった場合（１４−１１のＹＥＳ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１００ｐｐｓとする（１４−１２）。開始スキャンの検出がなかった場合（１４−１１のＮＯ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１００ｐｐｓとする（１４−１４）。
【００９０】
焦点距離がＭｅａｎよりも長く（１４−１０のＮＯ）、かつ、開始スキャンの検出があった場合（１４−１３のＹＥＳ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５００ｐｐｓとする（１４−１４）。
【００９１】
焦点距離がＭｅａｎよりも長く（１４−１０のＮＯ）、かつ、開始スキャンの検出がなかった場合（１４−１３のＮＯ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１０００ｐｐｓとする（１４−１５）。
【００９２】
このように、上記にて説明をした本実施例に係る撮像方法によれば、開始位置までの駆動に関しては、焦点距離や開始スキャンの結果がピーク検出であった場合は低速にし、また検出できなかった場合は高速にするようにパルスレートを変更することによって、ピーク位置までの到達時間を早めることができるためＡＦ速度を高速化することが可能となる。
【００９３】
また、ＡＦスキャン時（焦点検出時）の開始位置以降の焦点検出に関しては、ピークが検出されている場合は低いパルスレートに設定して微調することでＡＦ精度を高め、単調減少の場合はそれよりも速いパルスレートに設定し、速度・精度の両方が向上するように駆動する。そうでない低コントラストのような環境下においては、その位置周辺にはピーク位置が絶対無いと判断し、ピークが検出されている場合や単調減少時よりも高速なパルスレートで駆動させ、高速化する。
【００９４】
ここで注意すべきは、実際にフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを変更する場合における加速と減速（スルーアップとスルーダウン）の度合いである。図１７はスルーアップ・スルーダウンする際のパルスレートの上昇・下降度合いを示したものである。図１７にて示す通り、パルスレートを低速から最高速（図１７では２０００ｐｐｓ）に加速しても、実際に最高速になるまでには数１０パルス駆動する必要がある。同様に、パルスレートを最高速から低速に減速しても、実際に低速になるまでは、数１０パルス分を要することになる。
【００９５】
つまり開始スキャン処理においてピークを検出した場合、開始位置まで最高速で設定して駆動した後に、低速に落とそうとしたときにピーク位置を通り過ぎている恐れがある。そのため本発明では開始位置以降の焦点検出でのパルスレートを、開始位置まで移動する際のフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートよりも低いパルスレートにする場合に、その減少度合いが急にならないように配慮している。
【００９６】
上記実施例においては、フォーカスモータ７−２ｂにパルスモーターを用いて説明しているが、ＤＣモータを使用するようなレンズが重たいようなものを使用した場合には、前述の加速・減速の対策は特に重要となる。本発明に係る撮像装置は、そのような重たいレンズにも対応できる点が特徴でもある。
【００９７】
以上のように、開始スキャンの結果から被写体の環境を確認し、それに応じてパルスレートを変更して高速化し、または精度を上げるために低速化することで、さまざまな被写体に対してＡＦ速度・精度を向上させることが可能となるのが本発明の特徴である。
【００９８】
次に図１０に戻り、ＡＦ駆動速度設定処理（１０−２）で設定されたパルスレートによってフォーカスモータ７−２ｂを駆動し、フォーカスレンズ７−２ａを移動させる（１０−３）。フォーカスレンズ７−２ａを移動させた後に映像信号を取得し、この映像信号に基づく画像データによってＡＦ評価値を取得する（１０−４）。次に、このＡＦ評価値より平滑微分演算処理（１０−５）を行う。ＡＦ評価値の平滑微分演算処理については、移動するフォーカスレンズ７−２ａから所定のタイミングで取り込まれた被写体の画像データを元に取得したＡＦ評価値をＸ［０］とし、Ｘ［０］よりもａ個前に取得されたＡＦ評価値をＸ［−ａ］、Ｘ［０］よりもａ個後に取得されたＡＦ評価値をＸ［ａ］として、各ＡＦ評価値に対する重み係数をｂ１、ｂ２・・とした場合、平滑微分値Ｙ［０］は、以下の式１によって求めることができる。
【００９９】
（式１）Ｙ［０］＝Σ［ｉ＝０→ａ］（Ｘ［ｉ］−Ｘ［−ｉ］）×ｂｉ
【０１００】
上記平滑微分演算式の具体例を示す。現在のＡＦ評価値（Ｘ［０］）の前後３評価値を用いて平滑微分値Ｙ［０］を求める場合、Ｙ［０］＝（Ｘ［−１］−Ｘ［１］）×１＋（Ｘ［−２］−Ｘ［２］）×２＋（Ｘ［−３］−Ｘ［３］）×３となる。ここで、重み係数（ｂｉ＝１，２，３・・・）は、現在のＡＦ評価値Ｘ［０］に近いＡＦ評価値（例えばＸ［１］）を小さい係数とし、遠いＡＦ評価値（例えばＸ［３］）をより大きい係数とする。すなわち、現在値（Ｘ［０］）との相関度合いが小さいものほど大きな値であればよい。なお、具体的な係数値は上記の例に限るものではない。
【０１０１】
このようにフォーカスレンズ７−２ａの移動に対応して取得するＡＦ評価値の相関性を踏まえて上記の平滑微分値を求めることでＡＦ評価値の極値を特定し、合焦位置を検出する。上記の演算式は前後３個のＡＦ評価値を用いて平滑微分演算をするものであるが、演算に用いるＡＦ評価値の個数はこれに限るものではない。
【０１０２】
平滑微分値を求めるには複数個のＡＦ評価値が必要となるため、焦点位置検出処理の開始直後やフォーカスレンズ７−２ａの駆動終了範囲直前のＡＦ評価値取得タイミングでは、平滑微分演算を行なうことができない。従って、焦点位置検出処理を開始してから平滑微分演算を開始できる個数のＡＦ評価値を得るまで待ってから平滑微分演算処理を行なう。または、平滑微分演算処理に必要なＡＦ評価値を、既に取得済のＡＦ評価値を用いて推測し補間することで平滑微分演算処理を行う。
【０１０３】
上記の焦点位置検出処理において、ＶＤ信号に同期して取得されるＡＦ評価値と、ＡＦ評価値を基にして算出される平滑微分値の例を図１１，１２に示す。図１１は焦点位置検出処理においてＡＦ評価値の変位を示したものであり、縦軸はＡＦ評価値の大きさを表わし、横軸はフォーカスレンズ７−２ａの位置を示している。図１１（ａ）は被写体輝度がＬＶ１０の場合であり、図１１（ｂ）はＬＶ８の場合である。すなわち、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）よりも光量が少ない（暗い）環境で取得されたＡＦ評価値に関するものである。従って、図１１（ｂ）に示す例では、隣接画素間の輝度差が微小であるため雑音の影響が大きく、ＡＦ評価値にバラツキが生じて複数のピーク位置が現われている。ＡＦ評価値のピーク位置（極大値）が図１１（ａ）に示すように１カ所であれば、そこを合焦位置として設定すればよいが、図１１（ｂ）に示すように複数のピーク位置がある場合、どの位置を合焦位置とするかは単純に判定することはできない。
【０１０４】
図１２は、図１１で示したＡＦ評価値の平滑微分値を示したグラフである。図１２において横軸は図１１と同様にフォーカスレンズ７−２ａの位置を示し、縦軸は平滑微分値の大きさを示す。図１２（ａ）は図１１（ａ）に示したＡＦ評価値の変位を基にした平滑微分値を示す。図１２（ｂ）は図１１（ｂ）に示したＡＦ評価値の変位を基にした平滑微分値を示す。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すとおり、所定数のＡＦ評価値が取得されるまでは平滑微分値は算出されない。所定数のＡＦ評価値が取得された後に算出される平滑微分値は、フォーカスレンズ７−２ａの移動に伴って変位し、ある点で符号が反転する。この反転する点がＡＦ評価値の極大値（ピーク）に相当する。すなわち、先に示した演算式によって算出された平滑微分値の符号が反転する位置、すなわち平滑微分値がゼロの位置がＡＦ評価値の極大点（ピーク位置）となる。このように、平滑微分値の符号が反転するＡＦ評価値の取得位置を特定することで、合焦位置にフォーカスレンズ７―２ａを移動させるＡＦ処理を行うことができる。
【０１０５】
図１０において、平滑微分演算値より、ピーク位置検出処理を行う（１０−６）。これは上記平滑微分値の符号が反転する点を検出する処理である。ピーク位置検出処理においてピークが検出されたか否かの判断を行い（１０−７）、ピーク検出がされていない場合（１０−７のＹＥＳ）は、さらに現在のフォーカスレンズ７−２ａの位置が終了位置まで達しているか否かの判定を行い（１０−８）、達していない場合（１０−８のＹＥＳ）は、ＶＤ信号待ち（１０−１）まで戻り、再度検出を行う。一方、現在のフォーカスレンズ７−２ａの位置が終了位置まで達している場合（１０−８のＮＯ）は、ＡＦ処理を終了する。上記ピーク位置検出処理においてピーク検出がされている場合（１０−７のＮＯ）は焦点位置検出処理を終了する。
【０１０６】
図６に戻り、焦点位置検出処理（６−３）の後、合焦位置決定処理を行う（６−４）。ここでは焦点位置検出処理においてピークが検出されている場合は、そのピーク位置を合焦位置と決定し、また検出できなかった場合はＡＦＮＧとして、ＮＧ位置を合焦位置と決定する。ここでのＮＧ位置はおよそ２．５ｍ程度離れた被写体に合焦するフォーカスレンズ７−２ａの位置としている。最後に、フォーカスレンズを合焦位置へ移動させる処理を行う（６−５）。
【０１０７】
以上説明した実施例１によれば、撮影レンズを焦点検出動作開始位置に向かって移動させている間にＡＦ評価値を取得し、被写体状態を確認することで、その後の焦点位置検出処理において、開始位置前後でのパルスレートを変更することでＡＦ処理を精度良く、かつ、高速化することが可能となる。特に鏡胴ユニットによっては、その駆動範囲が大きいものや、動きの重いもの、駆動源としてＤＣモータを使用したものなどがあるが、これらのものに対しても有効である。
【実施例２】
【０１０８】
次に、本発明に係る撮像装置およびこれを用いた撮像方法の第２の実施形態について説明する。レリーズボタンＳＷ１が押下されたときのＡＦ処理に関しては実施例１と同じである。図６において、レリーズボタンＳＷ１が押下されたときのＡＦ処理は、まず、レリーズボタンＳＷ１が押下されているかどうかを確認するステップ（６−１）から始まる。レリーズボタンＳＷ１が押下されている場合（６−１のＹｅｓ）は、開始スキャン処理部（１０８−１）にて開始スキャン処理を行う。この開始スキャン処理の部分は、図７に示すフローチャートを用いて既に説明したので、説明は省略する。
【０１０９】
以上の処理を行った後、焦点位置検出処理部（１０８−２）より、焦点検出位置処理が実行される（６−３）。この焦点位置検出処理（６−３）が本実施例の特徴ある処理になる。ここで、本実施例に係る焦点位置検出処理の（６−３）詳細について図１５を用いて説明する。図１５において、まず、開始スキャン処理（６−２）の結果に基づいて、ＡＦエリア設定処理（１５−１）が実行される。ＡＦエリア設定処理の詳細について、図１６のフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
まず、開始スキャン処理（６−２）でピーク検出フラグがＯｎになっている場合（１６−１のＹＥＳ）、ＡＦエリアのサイズを、図１８（ａ）に示すような通常のＡＦエリアのサイズよりも小さいサイズとする（１６−２）。ここで通常のサイズよりも小さいＡＦエリアのサイズとは、例えば、水平１０％、垂直１０％のサイズである。ピーク検出フラグがＯｎでは無い場合であって（１６−１のＮＯ）、かつ、単調下降フラグがＯｎである場合（１６−４のＹＥＳ）、ＡＦエリアを図１８（ｂ）に示すような、通常のサイズ（開始スキャン時と同じサイズ）とする（１６−５）。
【０１１１】
また、ピーク検出フラグがＯｎではない場合であって（１６−１のＮＯ）、かつ、単調下降フラグもＯｎで無い場合（１６−４のＮＯ）、被写体の環境が低コントラスト（もしくは低輝度）であると判断し、図１８（ｃ）に示すような、標準エリアよりも拡大したＡＦエリアとする。ここで拡大ＡＦエリアは、例えば、水平４０％、垂直３０％とする（１８−６）。このように、ピークが検出できている場合は、より小さなエリアを用いることによりピンポイントでピーク位置を検出する。単調下降のような場合は、まだスキャンの先がどうなっているかの判断が難しいため、開始スキャン処理時と同じエリアにする。低コントラストの場合は、開始スキャン時のエリア範囲では被写体を網羅できていない可能性があるため、エリアを拡大する。
【０１１２】
最後に選択されたエリアを設定（１６−３）して終了する。以上が本実施例でのＡＦエリア設定処理である。このように、被写体に応じてＡＦエリアのサイズを選択することで、より精度の高いＡＦスキャンを実現できるようにしているのがこの実施例での特徴である。
【０１１３】
上記のようにＡＦエリア設定処理（１５−１）にて、ＡＦエリアのサイズが設定された後に、ＶＤ信号の立ち下がりを検出するまで待つ（１５−２）。ＶＤ信号の立ち下がりを検出した後に、フォーカス速度設定処理（１５−３）にて、所定パルスレートの設定を行う。フォーカス速度設定処理（１５−３）に関しては図１４のフローチャートを用いて説明する。先ず、現在フォーカスレンズ７−２ａの位置が、前述した開始スキャン処理（６−２）で決定された開始位置以上であるかどうかを確認する（１４−１）。フォーカスレンズ７−２ａの位置は、無限遠を０として、至近側になればなるほど位置（数値）は大きくなるものとしている。つまり現在位置が開始位置よりも遠い側にあるかどうかを判断する。現在位置が開始位置よりも遠い側にある場合（１４−１のＹＥＳ）、開始スキャン処理（６−２）にて、何かしらの検出があったかどうかを確認する。確認対象としては、ピーク検出があったかどうか、または単調減少があったかどうかの確認である。
【０１１４】
開始スキャンの検出があった場合（１４−２のＹＥＳ）、その検出結果がピーク検出であるかどうかを確認する（１４−３）。ピーク検出である場合（１４−３のＹＥＳ）、つまり開始スキャン処理にてピーク検出フラグがＯｎの場合であって、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合（１４−４のＹＥＳ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５０ｐｐｓとする（１４−５）、ピーク検出フラグがＯｎの場合であって、焦点距離がＭｅａｎよりも長い場合（１４−４のＮＯ）はフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１００ｐｐｓとする（１４−８）。
【０１１５】
次に開始スキャンの検出が無い場合（１４−２のＮＯ）、または開始スキャンの検出があった場合で（１４−２のＹＥＳ）、ピーク検出ではなく単調減少フラグがＯｎであった場合であって（１４−３のＮＯ）、かつ、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合は（１４−７のＹＥＳ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１００ｐｐｓとする（１４−８）。
【０１１６】
開始スキャンの検出が無い場合（１４−２のＮＯ）、または開始スキャンの検出があった場合で（１４−２のＹＥＳ）、ピーク検出ではなく単調減少フラグがＯｎであった場合であって（１４−３のＮＯ）、かつ、焦点距離がＭｅａｎよりも長い場合は（１４−７のＮＯ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５００ｐｐｓとする（１４−９）。
【０１１７】
次に現在位置が開始位置未満、つまり現在位置が開始位置よりも至近側にいる場合であって（１４−１のＮＯ）、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合（１４−１０のＹＥＳ）、かつ、開始スキャンの検出があった場合は（１４−１１のＹＥＳ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１００ｐｐｓとする。現在位置が開始位置未満、つまり現在位置が開始位置よりも至近側にいる場合であって（１４−１のＮＯ）、焦点距離がＭｅａｎよりも短い場合（１４−１０のＹＥＳ）、かつ、開始スキャンの検出がない場合は（１４−１１のＮＯ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５００ｐｐｓに設定する（１４−１４）。
【０１１８】
焦点距離がＭｅａｎよりも長い場合（１４−１０のＮＯ）であって、開始スキャンの検出があった場合は（１４−１３のＹＥＳ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを５００ｐｐｓに設定する（１４−１４）。焦点距離がＭｅａｎよりも長い場合（１４−１０のＮＯ）であって、開始スキャンの検出がなかった場合は（１４−１３のＮＯ）、フォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを１０００ｐｐｓに設定する（１４−１５）。
【０１１９】
本実施例のように、開始位置までの駆動に関しては、焦点距離や開始スキャンの結果がピーク検出であった場合は低速にし、また検出できなかった場合は高速にするようにパルスレートを変更することによって、ピーク位置までの到達時間を早めることができるためＡＦ速度を高速化することが可能となる。
【０１２０】
また、ＡＦスキャン時の開始位置以降の焦点検出に関しては、ピークが検出されている場合は低いパルスレートに設定して微調することでＡＦ精度を高め、単調減少の場合はそれよりも速いパルスレートに設定し、速度・精度の両方が向上するように駆動する。そうでない低コントラストのような環境下においては、その位置周辺にはピーク位置が絶対無いと判断し、ピークが検出されている場合や単調減少時よりも高速なパルスレートで駆動させ、高速化する。
【０１２１】
ここで注意すべきは、実際にフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートを変更する場合における加速・減速（スルーアップ・スルーダウン）であって、実施例１にて説明したとおり、本発明では開始位置以降の焦点検出でのパルスレートを、開始位置までの移動する際のフォーカスレンズ７−２ａのパルスレートよりも低いパルスレートにする場合に、その減少度合いが急にならないように配慮した。これは本発明ではパルスモーターを使用したフォーカスレンズ駆動をしているが、特にＤＣモータを使用するようなレンズが重たいようなものを使用した場合には特に重要となる。本発明はそういったレンズに対応できる点が特徴でもある。
【０１２２】
以上のように、開始スキャンの結果から被写体の環境を確認し、それに応じてパルスレートを変更し高速化、または精度を上げるために低速化することで、さまざまな被写体に対してＡＦ速度・精度を向上させることが可能となるのが本発明の特徴である。
【０１２３】
次に図１５に戻り、ＡＦフォーカス駆動速度設定処理（１５−３）で設定されたパルスレートによってフォーカスモータ７−２ｂを駆動し、フォーカスレンズ７−２ａを移動させる（１５−４）。フォーカスレンズ７−２ａを移動させながら映像信号を取得し、この映像信号に基づく画像データによってＡＦ評価値を算出し評価値を取得する（１５−５）。次にこのＡＦ評価値より平滑微分演算処理（１５−６）を行う。ＡＦ評価値の平滑微分演算処理については、前述のとおり、移動するフォーカスレンズ７−２ａから所定のタイミングで取り込まれた被写体の画像データを基に取得したＡＦ評価値をＸ［０］とし、Ｘ［０］よりもａ個前に取得されたＡＦ評価値をＸ［−ａ］、Ｘ［０］よりもａ個後に取得されたＡＦ評価値をＸ［ａ］とし、各ＡＦ評価値に対する重み係数をｂ１、ｂ２・・とした場合、平滑微分値Ｙ［０］は、実施例１と同様に、
Ｙ［０］＝Σ［ｉ＝０→ａ］（Ｘ［ｉ］−Ｘ［−ｉ］）×ｂｉ
によって求めることができる。
【０１２４】
フォーカスレンズ７−２ａの移動に対応して取得するＡＦ評価値の相関性を踏まえて上記の平滑微分値を求めることでＡＦ評価値の極値を特定し、合焦位置を検出する。上記の演算式は前後３個のＡＦ評価値を用いて平滑微分演算をするものであるが、演算に用いるＡＦ評価値の個数はこれに限るものではない。
【０１２５】
平滑微分値を求めるには複数個のＡＦ評価値が必要となるため、焦点位置検出処理の開始直後やフォーカスレンズ７−２ａの駆動終了範囲直前のＡＦ評価値取得タイミングでは、平滑微分演算を行なうことができない。従って、焦点位置検出処理を開始してから平滑微分演算を開始できる個数のＡＦ評価値を得るまで待ってから平滑微分演算処理を行なう。または、平滑微分演算処理に必要なＡＦ評価値を、既に取得済のＡＦ評価値を用いて推測し補間することで平滑微分演算処理を行う。
【０１２６】
上記の焦点位置検出処理において、ＶＤ信号に同期して取得されるＡＦ評価値と、ＡＦ評価値を元にして算出される平滑微分値を用いる。本実施例における平滑微分値も先に説明をした実施例１の平滑微分値と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
図１５において、平滑微分演算値より、ピーク位置検出処理を行う（１５−７）。これは上記平滑微分値の符号が反転する点を検出する処理である。ピーク位置検出処理においてピークが検出されたか否かの判断を行い（１５−８）、ピーク検出がされていない場合（１５−８のＹＥＳ）は、さらに現在のフォーカスレンズ７−２ａの位置が終了位置まで達しているか否かの判定を行い（１５−９）、達していない場合（１５−９のＮＯ）は、ＶＤ信号待ち（１５−２）まで戻り、再度検出を行う。上記ピーク位置検出処理においてピーク検出がされている場合（１５−８のＮＯ）は焦点位置検出処理を終了する。
【０１２８】
図６に戻り、上記焦点位置検出処理が終了すると、続いて合焦位置決定処理（６−４）、そして合焦位置への移動処理を行い（６−５）、撮像装置による一連のＡＦ処理は終了する。上記合焦位置決定処理（６−４）、合焦位置への移動処理（６−５）の具体例は、実施例１について説明した処理と同じであるから、ここでは説明を省略する。
【０１２９】
以上説明した実施例２によれば、撮影レンズを焦点検出動作開始位置に向かって移動させている間にＡＦ評価値を取得し、被写体状態を確認することで、その後の焦点位置検出処理において、ＡＦのエリアを可変にすることや、開始位置前後でのパルスレートを変更して精度良く、かつ高速化することが可能となる。特に鏡胴ユニットによっては、その駆動範囲が大きいものや、動きの重いもの、駆動源としてＤＣモータを使用したものなどがあるが、これらのものに対しても有効である。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明に係る撮像装置および撮像方法は、デジタルカメラをはじめとして、携帯電話に組み込まれたカメラ、その他各種カメラに適用可能である。本発明に係る撮像装置および撮像方法によれば、自動合焦に要する時間を短縮することができるため、シャッターチャンスを逃がすことの少なくすることができる。
【符号の説明】
【０１３１】
７    鏡胴ユニット
１０１    撮像素子(ＣＣＤ)
１０４    ディジタルスティルカメラプロセッサ
７−２ａ    フォーカスレンズ
７−２ｂ    フォーカスモータ
７−５    モータドライバ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】特公昭３９−５２６５号公報
【特許文献２】特許第３８５１０２７号公報
【特許文献３】特開２００８−０５８５５９
【図１】
2012093409.tif 000003
【図２】
2012093409.tif 000004
【図３】
2012093409.tif 000005
【図４】
2012093409.tif 000006
【図５】
2012093409.tif 000007
【図６】
2012093409.tif 000008
【図７】
2012093409.tif 000009
【図８】
2012093409.tif 000010
【図９】
2012093409.tif 000011
【図１０】
2012093409.tif 000012
【図１１】
2012093409.tif 000013
【図１２】
2012093409.tif 000014
【図１３】
2012093409.tif 000015
【図１４】
2012093409.tif 000016
【図１５】
2012093409.tif 000017
【図１６】
2012093409.tif 000018
【図１７】
2012093409.tif 000019
【図１８】
2012093409.tif 000020
【図１９】
2012093409.tif 000021
【図２０】
2012093409.tif 000022