(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体距離を検出する補助ＡＦ手段と、
被写体像を光電変換して所定の積分期間だけ積分した後に画像信号として出力する撮像手段と、
この撮像手段に結像される被写体像のピントを合わせるためのＡＦレンズと、
上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて該撮像手段に結像される被写体像のコントラスト評価値を算出するコントラスト評価値算出手段と、
上記ＡＦレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、
このレンズ位置検出手段により検出されたレンズ位置に基づいて上記ＡＦレンズを制御し移動させるレンズ制御手段と、
このレンズ制御手段により上記ＡＦレンズを移動させるのに応じて上記レンズ位置検出手段により検出された複数のレンズ位置と、これら複数のレンズ位置に各対応して上記コントラスト評価値算出手段により算出された複数のコントラスト評価値と、に基づいて、上記撮像手段に結像される被写体像のコントラスト評価値がピークとなるレンズ位置を算出するコントラストピーク位置算出手段と、
を具備し、
上記補助ＡＦ手段により検出した被写体距離に対応して決定されるレンズ位置であって当該レンズを被写体距離の遠距離側から駆動する際に合焦位置を過ぎることなく漸近して行くために合焦可能な領域内の遠距離側を第１のレンズ位置として算出し、この第１のレンズ位置を目標として上記ＡＦレンズに対する第１のレンズ繰出しを行い、該第１のレンズ繰出しを行っている最中に、画像のコントラスト評価値の算出と、該コントラスト評価値算出時のレンズ位置の検出と、を複数回行い、これらの複数回の算出結果及び検出結果に基づき、上記コントラストピーク位置算出手段により、上記第１のレンズ繰出しを行っている最中に複数回に渡って算出または検出されたコントラスト評価値と該コントラスト評価値算出時のレンズ位置との少なくとも２組以上に基づいて、コントラスト評価値がピークとなる近傍において、レンズ位置に対するコントラスト評価値の変化を正規分布で近似し、この正規分布により該正規分布を微分したものを割った結果に基づき、コントラスト評価値がピークとなる合焦位置である第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置を目標として上記ＡＦレンズに対する第２のレンズ繰出しを行うものであることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
上記ＡＦレンズの移動速度を検出するレンズ速度検出手段と、
このレンズ速度検出手段により検出された移動速度から上記ＡＦレンズの停止位置を予想する停止位置予想手段と、
をさらに具備し、
上記レンズ制御手段は、目標の繰出し位置と予想停止位置との差に基づいて、ＡＦレンズの制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
上記補助ＡＦ手段は、位相差ＡＦにより被写体距離を検出するものであって、
２つの像を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された２つの像の位相に基づいて、第１の合焦距離を求める第１の合焦距離算出手段と、
上記検出手段により検出された２つの像の起伏に基づいて、測距誤差を算出する測距誤差算出手段と、
上記第１の合焦距離と上記測距誤差とに基づいて、合焦の可能性がある範囲内において繰出し量が少ない第２の合焦距離を求める第２の合焦距離算出手段と、
を有してなり、
上記第１のレンズ位置は、この第２の合焦距離に基づいて求められるものであることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【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、より詳しくは、被写体像を撮像してデジタル化し処理するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像素子により被写体像を撮像して、得られた画像信号をデジタル化し画像処理等を施した後に記録媒体等に記録するデジタルカメラにおいては、撮像素子上に結像される被写体像のピントを合わせるために、種々の方式が採用されている。
【０００３】
このような技術の一例としての特開平６−６２３０４号公報には、映像信号から鮮鋭信号を抽出する抽出手段と、レンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、を備え、フォーカスレンズ位置と、鮮鋭度信号と、鮮鋭信号の遅延情報と、に基づいて、フォーカスレンズ駆動手段を制御する技術が記載されている。この公報に記載のものは、鮮鋭度信号が制御装置に入力するまでの遅延時間を考慮して、過去のフォーカスレンズ位置を記憶し、記憶したレンズ位置を使用することにより、コントラスト量のピークを越えた後でモータを逆転させてピントを合わせる、いわゆる山登りＡＦとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−６２３０４号公報に記載されたようなものでは、遅延時間を考慮することで、レンズ位置と鮮鋭信号とのずれを防ぐようにしているものの、所詮は山登りＡＦであるために、コントラスト量のピークである合焦位置に到達するまでに行きつ戻りつを繰り返すことになり、モータの正逆転を行ったりガタ分を補正したりするのに時間を要して、結局、レンズを合焦位置に停止させるまでに時間がかかってしまう。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より高速に正確なＡＦ動作を行うことができるデジタルカメラを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明によるデジタルカメラは、被写体距離を検出する補助ＡＦ手段と、被写体像を光電変換して所定の積分期間だけ積分した後に画像信号として出力する撮像手段と、この撮像手段に結像される被写体像のピントを合わせるためのＡＦレンズと、上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて該撮像手段に結像される被写体像のコントラスト評価値を算出するコントラスト評価値算出手段と、上記ＡＦレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、このレンズ位置検出手段により検出されたレンズ位置に基づいて上記ＡＦレンズを制御し移動させるレンズ制御手段と、このレンズ制御手段により上記ＡＦレンズを移動させるのに応じて上記レンズ位置検出手段により検出された複数のレンズ位置とこれら複数のレンズ位置に各対応して上記コントラスト評価値算出手段により算出された複数のコントラスト評価値とに基づいて上記撮像手段に結像される被写体像のコントラスト評価値がピークとなるレンズ位置を算出するコントラストピーク位置算出手段と、を具備し、上記補助ＡＦ手段により検出した被写体距離に対応して決定されるレンズ位置であって当該レンズを被写体距離の遠距離側から駆動する際に合焦位置を過ぎることなく漸近して行くために合焦可能な領域内の遠距離側を第１のレンズ位置として算出し、この第１のレンズ位置を目標として上記ＡＦレンズに対する第１のレンズ繰出しを行い、該第１のレンズ繰出しを行っている最中に、画像のコントラスト評価値の算出と、該コントラスト評価値算出時のレンズ位置の検出と、を複数回行い、これらの複数回の算出結果及び検出結果に基づき、上記コントラストピーク位置算出手段により、上記第１のレンズ繰出しを行っている最中に複数回に渡って算出または検出されたコントラスト評価値と該コントラスト評価値算出時のレンズ位置との少なくとも２組以上に基づいて、コントラスト評価値がピークとなる近傍において、レンズ位置に対するコントラスト評価値の変化を正規分布で近似し、この正規分布により該正規分布を微分したものを割った結果に基づき、コントラスト評価値がピークとなる合焦位置である第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置を目標として上記ＡＦレンズに対する第２のレンズ繰出しを行うものである。
【０００７】
また、第２の発明によるデジタルカメラは、上記第１の発明によるデジタルカメラにおいて、上記ＡＦレンズの移動速度を検出するレンズ速度検出手段と、このレンズ速度検出手段により検出された移動速度から上記ＡＦレンズの停止位置を予想する停止位置予想手段と、をさらに具備し、上記レンズ制御手段は、目標の繰出し位置と予想停止位置との差に基づいて、ＡＦレンズの制御を行うものである。
【０００８】
さらに、第３の発明によるデジタルカメラは、上記第１の発明によるデジタルカメラにおいて、上記補助ＡＦ手段は、位相差ＡＦにより被写体距離を検出するものであって、２つの像を検出する検出手段と、この検出手段により検出された２つの像の位相に基づいて第１の合焦距離を求める第１の合焦距離算出手段と、上記検出手段により検出された２つの像の起伏に基づいて測距誤差を算出する測距誤差算出手段と、上記第１の合焦距離と上記測距誤差とに基づいて合焦の可能性がある範囲内において繰出し量が少ない第２の合焦距離を求める第２の合焦距離算出手段と、を有してなり、上記第１のレンズ位置は、この第２の合焦距離に基づいて求められるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図２６は本発明の一実施形態を示したものであり、図１はデジタルカメラの概念的な構成を示すブロック図である。
【００１０】
このデジタルカメラ１は、例えば位相差ＡＦにより被写体距離を検出する補助ＡＦ手段２と、この補助ＡＦ手段２により検出された２つの像の位相に基づいて第１の合焦距離を求める第１の合焦距離算出手段３と、上記２つの像の起伏に基づいて測距誤差を算出する測距誤差算出手段４と、上記第１の合焦距離と上記測距誤差とに基づいて合焦の可能性がありかつ繰出し量が少ない第２の合焦距離を求める第２の合焦距離算出手段５と、この第２の合焦距離算出手段５により求められた第２の合焦距離に基づき後述するレンズを繰り出すための第１のレンズ位置を算出する第１のレンズ位置算出手段６と、被写体像を光電変換して画像信号を出力する撮像手段８と、この撮像手段８により検出された被写体輝度の変化から周期的なフリッカを検出してこのフリッカの影響を受けることなく被写体輝度を安定して検出することができる安定タイミングを検出するフリッカ検出手段と安定タイミング検出手段とを兼ねたフリッカタイミング検出手段９と、上記撮像手段８から出力される画像信号に基づいて該撮像手段８に結像される被写体像のコントラスト評価値（具体的には、コントラスト量）を算出するコントラスト評価値算出手段１０と、上記撮像手段８に被写体像を結像するための撮影光学系におけるピント合わせ用のＡＦレンズ１１と、このＡＦレンズ１１のレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段１２と、後述するレンズ制御手段１６により上記ＡＦレンズ１１を移動するのに応じてこのレンズ位置検出手段１２により検出された複数のレンズ位置とこれら複数のレンズ位置に各対応して上記コントラスト評価値算出手段１０により算出された複数のコントラスト評価値とに基づいて上記撮像手段８に結像される被写体像のコントラスト量がピークとなるレンズ位置を算出するコントラストピーク位置算出手段１３と、上記ＡＦレンズ１１の移動速度を検出するレンズ速度検出手段１４と、このレンズ速度検出手段１４により検出された移動速度から上記ＡＦレンズ１１の停止位置を予想する停止位置予想手段１５と、この停止位置予想手段１５により予想された停止位置と上記レンズ位置検出手段１２により検出されたレンズ位置から目標の繰出し位置までの繰り出し量との差に基づいて上記ＡＦレンズ１１を制御して移動させるレンズ制御手段１６と、上述したような各要素を含むこのデジタルカメラ１を統括的に制御する制御手段７と、を有して構成されている。
【００１１】
このように構成されたデジタルカメラ１の作用は、次のようになっている。
【００１２】
まず、上記補助ＡＦ手段２により第１のレンズ位置を求めて、この第１のレンズ位置を目標として第１のレンズ繰出しを行う。
【００１３】
この第１のレンズ繰出しを行っている最中に、上記コントラスト評価値算出手段１０による画像のコントラスト量の検出と、上記レンズ位置検出手段１２によるその時のレンズ位置の検出と、を複数回行う。
【００１４】
そして、これらの検出結果に基づいて、コントラスト量が最大になる第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置を目標として、第２のレンズ繰出しを行う。
【００１５】
ＡＦレンズ１１を移動させるときの制御は、上記レンズ速度検出手段１４により検出されたレンズ速度に基づき上記停止位置予想手段１５が予想停止位置を算出して、レンズ制御手段１６が目標の繰出し位置と予想停止位置との差に基づいて行うようになっている。
【００１６】
さらに詳細に説明すると、上記第１のレンズ位置は次のようにして求める。
【００１７】
上記補助ＡＦ手段２は、複数の測距領域について測距を行うことが可能となるように構成されていて、これら複数の測距領域に対して測距を行い、最至近となる第１の合焦距離が得られた測距領域について、測距誤差を算出し、該測距誤差を見込んだ合焦の可能性がある距離の中で繰り出し量の少ない距離である第２の合焦距離を求める。そして、この第２の合焦距離に基づき、第１の繰り出しを行うための第１のレンズ位置を算出する。
【００１８】
ＡＦレンズ１１の繰り出しは、まず、この第１のレンズ位置を目標として行う。ＡＦレンズ１１をこの第１のレンズ位置まで繰り出している最中に、上記補助ＡＦ手段２によって最至近となった測距領域についてコントラストＡＦを行ってさらに正確な合焦位置である第２のレンズ位置を算出し、その後は該第２のレンズ位置を目標として繰り出しを行うことになる。
【００１９】
なお、上記撮像手段８も、補助ＡＦ手段２による複数の測距領域に各対応する複数の測距領域の撮像が可能となるように構成されている。
【００２０】
一般に、レンズ繰り出し機構にはガタが存在し、繰り出した後で繰り込む場合は、そのガタ分以上を移動させてガタ取りをする必要がある。さらに、レンズの移動方向を変える場合には、ブレーキして確実に停止させてから、その後に方向を変えて制御することになるために、ブレーキ時間と戻す時間との両方が必要になり、合焦に至るまでの時間が長くなってしまう。
【００２１】
これに対して、このように合焦可能範囲内の繰り出し量の少ない距離に基づいて第１のレンズ位置を算出しているために、真の合焦位置よりも繰り出し過ぎることがなく、方向を変えることなくレンズ位置の制御を行うことが可能となり、ガタ取りの必要もなく、高速に合焦させることが可能となる。
【００２２】
なお、上記補助ＡＦ手段２は、専用の素子を設けても良いが、撮像手段８の撮像領域以外の領域を利用することも可能である。また、補助ＡＦ手段のＡＦ方式としては、後述するように、位相差ＡＦやアクティブＡＦを用いることができるし、これらに限らずその他の種々の手段を用いることも可能である。
【００２３】
また、撮像手段８に結像する被写体像のコントラスト量がピークとなる位置（つまり、合焦位置）の算出は、後で詳しく説明するように、コントラスト量とレンズ位置の関係を正規分布等で近似して算出するようになっている。
【００２４】
コントラスト量のピーク位置は、コントラストの変化量がゼロになる位置であるために、ＡＦレンズ１１を繰り出しながらコントラスト量を検出する動作を複数回行うことにより、外挿して算出する。
【００２５】
また、コントラストＡＦを行う際には、選択した測距領域について撮像手段８により積分を行う際に、該積分期間の中間のタイミングがフリッカの変化が少ないタイミングとなるように制御されるとともに、さらに、この中間のタイミングにおいてＡＦレンズ１１のレンズ位置も検出するようになっている。これにより、フリッカによる輝度の変動を抑制することが可能となっている。
【００２６】
次に、図２はデジタルカメラ１の外観をレンズ側から示す斜視図、図３はデジタルカメラ１をＰＤＡ（Personal Digital(Data) Assistants）として使用する際の外観を示す斜視図である。なお、図３は、レンズ側が下を向く配置となっている。
【００２７】
このデジタルカメラ１は、本体２１の前面側にズーム光学系となっているレンズを内蔵するレンズ鏡筒２２が配設されていて、このレンズ鏡筒２２は、バリア２３が開けられるのに伴って本体２１から突出し、撮影可能なワイド端まで駆動されるようになっている。このバリア２３を開閉動作させると、それに伴って図示しないバリアスイッチがオン／オフするようになっており、すなわち、バリア２３を開けることにより、このデジタルカメラ１がカメラとして動作することになる。
【００２８】
また、デジタルカメラ１の上面には、撮影動作を指示入力するためのレリーズスイッチ２４や、この上記バリア２３が閉じられた状態でこのデジタルカメラ１をＰＤＡとして機能させるための電源オンを行うＰＤＡパワースイッチ２５が配設されている。
【００２９】
さらに、このデジタルカメラ１の本体２１の背面側には、撮影時に被写体を確認するためのファインダ２６と、上記レンズの焦点距離を変化させるためのズームスイッチ２７と、後述するシート状光源３３の輝度を調整するための輝度設定ボリューム３１と、このデジタルカメラ１が後述するようにＰＤＡとして動作する際に用いる各部材、すなわち、画像反転スイッチ２９と、画像表示モードスイッチ３０と、磁石２８と、が配設されている。
【００３０】
そして、このデジタルカメラ１には、本体２１の背面側に対してヒンジ３２ａにより開閉自在となる表示部８９が設けられている。この表示部８９は、該本体２１の背面側に略沿う閉じ位置となったときに上記ファインダ２６やズームスイッチ２７を露呈する大きさの薄板状に形成されており、画像を表示するための透過型でなるＬＣＤ３５と、このＬＣＤ３５に背面側から照明光を照射するためのシート状光源３３と、このシート状光源３３から発光された光を上記ＬＣＤ３５に対して均一に拡散するための拡散板３４と、が積層されて矩形枠状の支持フレーム３２内に保持される構成となっている。
【００３１】
この表示部８９は、これらＬＣＤ３５、拡散板３４、シート状光源３３、により後述する画像表示部材８６（図４参照）を構成するとともに、さらにタッチパネル８８（図４参照）を有する構成となっており、該タッチパネル８８を介して情報入力を行うことができるようになっている。
【００３２】
なお、上述では拡散板３４とシート状光源３３とを用いているが、これらに代えて、例えば有機ＥＬシートなどを用いるようにしても構わない。
【００３３】
上述したように、支持フレーム３２として矩形枠状のものを用いているために、画像表示部材８６およびタッチパネル８８を構成する各部材として透光性を有するものを採用すれば、背面側からの外光を光源として利用することが可能となる。これにより、外光が明るい場合には、上記輝度設定ボリューム３１を操作して輝度をロー（Ｌｏｗ）にするかあるいはオフ（ＯＦＦ）にすることで、バッテリ消費量を抑制しながら画像を明瞭に観察することが可能となる。
【００３４】
上記支持フレーム３２の例えば左上角部には磁石３６が嵌め込まれており、この表示部８９が閉じられた際に、上記本体２１の背面側に配設された磁石２８と吸着し合い、不用意に表示部８９が開いてしまうのを妨げながら、手などで回転力を加えた際には容易に開くように構成されている。
【００３５】
また、このデジタルカメラ１には、撮影した画像データを記憶するためのメモリカード３９が着脱自在に装着され得るようになっている。
【００３６】
図４は、デジタルカメラ１の主として電気的な構成を示すブロック図である。
【００３７】
このデジタルカメラ１は、ズームレンズ４４とシャッタ４５と絞り４６とＡＦレンズ４７とを内蔵する上記レンズ鏡筒２２と、上記ズームレンズ４４を制御して移動させるズームレンズ制御手段４８と、上記シャッタ４５を制御して駆動するシャッタ制御手段４９と、上記絞り４６を制御して駆動する絞り制御手段５０と、上記ＡＦレンズ４７を移動させる際の駆動源となるＬＤモータ５４とこのＬＤモータ５４を制御して駆動するフォーカスモータ駆動回路５２と上記ＡＦレンズ４７のレンズ位置を検出するフォーカスレンズ位置検出回路５３とを含んでなるフォーカスレンズ制御手段５１と、複数の像を形成するレンズ５６Ｒ，５６Ｌとこれらのレンズ５６Ｒ，５６Ｌにより形成された複数の像を電気信号に変換する検出手段たるセンサ５７とを含んでなるセンサ部５５からの出力に基づき位相差ＡＦを行う位相差ＡＦ手段５８と、被写体に向けて照明光を照射するストロボ発光部５９と、このストロボ発光部５９に発光電力を供給するストロボメインコンデンサ６０と、このストロボメインコンデンサ６０への充電や上記ストロボ発光部５９への放電を後述するサブＣＰＵ４２や位相差ＡＦ手段５８の出力に基づき制御することにより発光を制御するストロボ充電発光制御手段６１と、上記ズームレンズ制御手段４８、シャッタ制御手段４９、絞り制御手段５０、フォーカスレンズ制御手段５１、位相差ＡＦ手段５８、ストロボ充電発光制御手段６１から必要に応じて情報等を取得しながらこれらを制御するサブＣＰＵ４２と、上記ズームレンズ４４およびＡＦレンズ４７により結像される被写体像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子６５と、この撮像素子６５における撮像領域を指定するための撮像領域指定手段６６と、上記撮像素子６５から出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ回路６７と、このＡ／Ｄ回路６７の出力に基づいて上記撮像素子６５のゲイン調整を行う信号レベル制御手段６８と、上記Ａ／Ｄ回路６７から出力される画像データを記憶するメモリ７１と、このメモリ７１に記憶された画像データを画像処理する画像処理回路７２と、この画像処理回路７２により処理された画像データを圧縮する画像圧縮手段７３と、この画像圧縮手段７３により圧縮された画像データを上記メモリカード３９に記録するメモリＩ／Ｆ７４と、このメモリＩ／Ｆ７４の制御により画像データを記憶するための上記メモリカード３９と、上記メモリ７１に記憶された画像データを読み出して被写体の輝度を検出する被写体輝度検出手段たる輝度検出手段７６と、この輝度検出手段７６により検出された輝度に基づきフリッカを検出して該フリッカによる影響を受けることのないタイミングを検出するフリッカタイミング検出手段７７と、このフリッカタイミング検出手段７７により検出されたタイミングによって上記撮像素子６５による撮像やＡ／Ｄ回路６７によるデジタル化を行わせるタイミング発生回路６９と、上記メモリ７１に記憶された画像データを読み出してコントラスト評価値（例えばコントラスト量）を算出するコントラスト評価値算出手段７８と、このコントラスト評価値算出手段７８の出力に基づきコントラスト評価値の微分を算出するコントラスト評価値微分手段７９と、このコントラスト評価値微分手段７９の出力に基づき合焦位置を予想する合焦位置予想手段８０と、上記コントラスト評価値算出手段７８の出力に基づき例えば山登りＡＦを行うことにより合焦検出を行う合焦検出手段８１と、上記画像圧縮手段７３を介して出力される画像データを表示するために上述した画像表示部材８６を制御する画像表示制御手段８５と、この画像表示制御手段８５により制御されて画像や文字を表示する画像表示部材８６とこの画像表示部材８６の表示面に沿って配置されているタッチパネル８８とを含んでなる表示部８９と、上記タッチパネル８８からの出力に基づき入力信号を生成して出力するタッチパネル入力手段８７と、上記バリア２３を開閉する動作に連動してデジタルカメラ１の電源をオン／オフするためのバリアスイッチ、上記レリーズスイッチ２４、上記ズームスイッチ２７、上記ＰＤＡパワースイッチ２５、モードスイッチ等を含んでなる操作手段９１と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子９２と、このＵＳＢ端子９２を制御するためのＵＳＢ制御手段９３と、無線によりＬＡＮに接続するための回路であるＩＥＥＥ８０２．ｂ回路９４と、このＩＥＥＥ８０２．ｂ回路９４を制御するためのＩＥＥＥ８０２．ｂ制御手段９５と、機器同士を無線で接続するためのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ回路９６と、このＢｌｕｅｔｏｏｔｈ回路９６を制御するためのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ制御手段９７と、後述するメインＣＰＵ４１を動作させるための処理プログラムやこのデジタルカメラ１に係る各種のデータを記憶するＥＥＰＲＯＭ９８と、このデジタルカメラ１に電力を供給する電池９９と、上記サブＣＰＵ４２と通信を行って該サブＣＰＵ４２に接続されている各回路を制御するとともに自己に接続されている各回路を含むこのデジタルカメラ１全体を制御するメインＣＰＵ４１と、を有して構成されている。
【００３８】
なお、上記撮像素子６５、撮像領域指定手段６６、Ａ／Ｄ回路６７、信号レベル制御手段６８、タイミング発生回路６９等により、撮像回路６４が構成されている。
【００３９】
また、上記メモリカード３９は、このデジタルカメラ１に対して着脱可能であり、上記電池９９も例えば着脱可能に交換され得るようになっている。
【００４０】
そして、この図４に示す構成においては、上記図１の構成に対し、センサ部５５および位相差ＡＦ手段５８が補助ＡＦ手段２に、メインＣＰＵ４１が第１の合焦距離算出手段３、測距誤差算出手段４、第２の合焦距離算出手段５、第１のレンズ位置算出手段６、制御手段７、停止位置予想手段１５に、撮像素子６５が撮像手段８に、フリッカタイミング検出手段７７がフリッカタイミング検出手段９に、コントラスト評価値算出手段７８がコントラスト評価値算出手段１０に、ＡＦレンズ４７がＡＦレンズ１１に、フォーカスレンズ位置検出回路５３がレンズ位置検出手段１２およびレンズ速度検出手段１４に、合焦位置予想手段８０がコントラストピーク位置算出手段１３に、フォーカスモータ駆動回路５２がレンズ制御手段１６に、それぞれ対応している。
【００４１】
図５はコントラストＡＦに用いられる撮像素子の領域を示す図、図６は位相差ＡＦに用いられるラインセンサの領域を示す図である。
【００４２】
まず、位相差ＡＦを行う際には、図６（Ａ）に示すような細長のラインセンサ１０３を、図６（Ｂ）の符号１０３ａ〜１０３ｇに示すような領域Ａ〜Ｇに分割することにより、複数の測距領域について測距を行い、これらの内の最短の距離を示す測距領域に係る測距値と、該測距値の測距誤差と、を考慮して、位相差ＡＦによる測距結果を算出するようになっている。
【００４３】
こうして、位相差ＡＦにより求められた測距値に基づき第１のレンズ位置へ繰り出しを行い、さらにコントラストＡＦを行うことにより正確な合焦位置である第２のレンズ位置を検出して該第２のレンズ位置へ繰り出しを行うが、このときには、図５に示すように、撮像素子６５の撮像領域１０１を、上記ラインセンサ１０３を分割した領域Ａ〜Ｇに各対応するように複数の領域Ａ〜Ｇ（符号１０２ａ〜１０２ｇ）に分割して、これらの内の上記位相差ＡＦによる測距結果（つまり最至近）を与えた測距領域について、コントラストＡＦを行うようになっている。
【００４４】
なお、撮像素子６５は、水平ラインと垂直ラインとを指定することにより任意の画素の読み出しを行うことができるような、例えばＣＭＯＳ型のセンサとして構成されていて、この図５に示したような領域Ａ〜Ｇの何れかのみについて読み出しを行うことが可能となっている。
【００４５】
図７は位相差ＡＦの基本的な構成を示す図、図８は位相差ＡＦの出力に基づき第１のレンズ位置を求める手順を説明するための図である。
【００４６】
上記センサ部５５は、図７に示すように、左右一対に配設されたレンズ１０４Ｌ，１０４Ｒ（図４のレンズ５６Ｌ，５６Ｒに各対応する）の後方に、上記センサ５７に対応する検出手段たる左用及び右用のラインセンサ１０３Ｌ，１０３Ｒが各配置されて構成されている。これら一対のレンズ１０４Ｌ，１０４Ｒ同士の間隔である基線長をＤ、各レンズ１０４Ｌ，１０４Ｒから各ラインセンサ１０３Ｌ，１０３Ｒまでの光軸方向の距離をｆ、レンズ１０４Ｌ，１０４Ｒから被写体１０７までの距離をＬ、左用のラインセンサ１０３Ｌ上の被写体像に対する右用のラインセンサ１０３Ｒ上の被写体像のオフセット量をＷとすると、三角形の相似から、Ｌ：Ｄ＝ｆ：Ｗが成り立つために、被写体距離Ｌは、
Ｌ＝Ｄ×ｆ／Ｗ
として求められる。
【００４７】
さらに、上記位相差ＡＦ手段５８は、各ラインセンサ１０３Ｌ，１０３Ｒの出力をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ手段１０５Ｌ，１０５Ｒと、これらのＡ／Ｄ手段１０５Ｌ，１０５Ｒによって変換されたデジタル信号に基づき、上記数式を用いて被写体距離Ｌを求める演算手段１０６と、を有して構成されている。
【００４８】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、コントラストの高い被写体を例に取り、左（Ｌ）側のラインセンサ１０３Ｌと右（Ｒ）側のラインセンサ１０３Ｒにおける出力（Ａ／Ｄ手段１０５Ｌ，１０５Ｒによりデジタル化された出力）の様子を示す図である。図示のように、同一の被写体であると推測されるコントラストの高い被写体は、左右のラインセンサ１０３Ｌ，１０３Ｒで結像した位置にシフトが発生していることがわかる。
【００４９】
図８（Ｃ）は、左（Ｌ）側のラインセンサ１０３Ｌの出力に対して、右（Ｒ）側のラインセンサ１０３Ｒの出力を順次シフトさせて、各シフト毎に左右の近似度Ｆ（Ｓ）を求める様子を示している。
【００５０】
ここに、左右の近似度Ｆ（Ｓ）は、次の数式１に示すように、左（Ｌ）側のラインセンサ１０３Ｌの出力から、シフトさせた右（Ｒ）側のラインセンサ１０３Ｒの出力を減算して、その絶対値の総和をとることにより求めるようになっている。
【００５１】
【数１】
Ｆ（Ｓ）＝Σ｜（Ｌ−Ｒシフト）｜
【００５２】
こうして求めた近似度Ｆ（Ｓ）は、例えば図８（Ｄ）に示すようになり、図示の例ではシフト量が＋３になったところが近似度Ｆ（Ｓ）の値が最も小さく、この例では「１」（図８（Ｃ）を参照）となっている。
【００５３】
ここで、近似度が最小となる点（シフト量が＋３で近似度が１である点）と、近似度が小さい方から３番目となる点（シフト量が＋４で近似度が１２である点）とを第１の直線で結び、さらに、この直線の傾きを反転（つまり符号を反転）し、近似度が小さい方から２番目となる点（シフト量が＋２で近似度が１１である点）にこの符号を反転させた傾きの第２の直線を引き、第１の直線と第２の直線との交点を求めると、この交点のシフト量が、ばらつきを考慮しないシフト量Ｓ０であって、第１の合焦距離に対応している。
【００５４】
さらに、近似度Ｆ（Ｓ）の平均値を求め、この平均値と上記シフト量Ｓ０における近似度との間の０．３倍を近似度に係るばらつきの範囲として設定する。そして、このばらつきの範囲を示す横の点線と上記第２の直線との交点が、ばらつきを考慮したシフト量Ｓ１となり、このシフト量Ｓ１に対応する被写体距離が第２の合焦距離となる。従って、この第２の合焦距離に対応するＡＦレンズ４７のレンズ位置を求めることにより、それが第１のレンズ位置となる。
【００５５】
ただし、Ｓ０とＳ１の差が所定量Ｓcnt よりも小さい場合、つまり、
｜Ｓ１−Ｓ０｜＜Ｓcnt
となる場合には、上記Ｓ１を採用する代わりに、Ｓ１＝Ｓ０−Ｓcnt を新たにＳ１として採用して、ばらつきに最低限のリミットを設け、第１のレンズ位置を求めるようにする。
【００５６】
また、図９はアクティブＡＦの基本的な構成を示す図、図１０はアクティブＡＦの出力に基づき第１のレンズ位置を求める手順を説明するための図である。
【００５７】
上述では位相差ＡＦにより第１のレンズ位置を求めたが、これに代えて、アクティブＡＦにより第１のレンズ位置を求めることも可能である。
【００５８】
まず、図９を参照して、アクティブＡＦによる補助ＡＦ手段の構成の概要を説明する。
【００５９】
アクティブＡＦによる測距を行う際には、発光制御手段１１１の制御により、赤外ＬＥＤ１１０が発光するようになっている。発光された赤外光は、第１のレンズ１１２を介して被写体１０７に投射される。
【００６０】
照射された被写体１０７により反射された赤外光は、上記第１のレンズ１１２に対して所定の基線長Ｄだけ離間して配設された第２のレンズ１１３を介して、ＰＳＤ１１４に集光される。
【００６１】
このＰＳＤ１１４上において、反射された赤外光の集光位置を検出することにより、すなわち、無限遠被写体の結像位置からのずれ量（オフセット量）Ｗを検出することにより、被写体距離を算出することができる。このオフセット量Ｗに係る情報を含むＰＳＤ１１４からの出力信号は、受光位置検出手段１１５に入力されてデジタル信号に変換するなどの処理が行われてから、演算手段１１６において被写体距離が計算されるようになっている。
【００６２】
このとき、一対のレンズ１１２，１１３同士の間隔である基線長をＤ、レンズ１１３からＰＳＤ１１４までの光軸方向の距離をｆ、レンズ１１２から被写体１０７までの距離をＬ、無限遠の被写体像に対する実際の被写体像のオフセット量をＷとすると、被写体距離Ｌは、上述した位相差ＡＦのときと全く同様に、
Ｌ＝Ｄ×ｆ／Ｗ
として求められる（三角ＡＦ）。
【００６３】
さらに、このアクティブＡＦにおいては、ＰＳＤ１１４により受光した赤外光の光量を検出することにより、光量に応じた被写体距離も求めるようになっている（光量ＡＦ）。
【００６４】
図１０（Ａ）は、三角ＡＦおよび光量ＡＦを行って通常の結果が得られたときの様子を示す線図である。
【００６５】
この線図においては、三角ＡＦを行ったときの出力値と距離（の逆数）との関係が実線ｆ０により示され、その測距誤差の範囲が点線ｆ１，ｆ２に囲まれた範囲となっている。また、光量ＡＦによる誤差範囲が１点鎖線ｆ３，ｆ４に囲まれた範囲となっている。図示のように三角ＡＦの誤差は遠距離側においてやや拡大する傾向にある一方、光量ＡＦの誤差は近距離側において拡大する傾向となっている。
【００６６】
なお、この線図においては、測距値が同じである場合には、三角ＡＦの出力値と光量ＡＦの出力値とが同じとなるようにスケーリングされている。
【００６７】
投光した赤外光の大半が被写体１０７に照射され反射された後に、ＰＳＤ１１４に戻ってくる通常の場合の例を示すのが、この図１０（Ａ）である。
【００６８】
図示のように、三角ＡＦによって求められる誤差を含んだ距離範囲ＤＲ１と、光量ＡＦによって求められる誤差を含んだ距離範囲ＤＲ２と、は互いに重なっている。
【００６９】
このとき本実施形態においては、三角ＡＦによって予想される被写体距離範囲ＤＲ１の無限側（点線ｆ１と三角ＡＦ出力値との交点であって繰り出し量が小となる第１の距離）と、光量ＡＦによって予想される被写体距離範囲ＤＲ２の無限側（１点鎖線ｆ３と光量ＡＦ出力値との交点であって繰り出し量が小となる第２の距離）と、の平均をとることにより第３の距離ＤＴ２を求め、これを第１のレンズ位置に対応させるようになっている。
【００７０】
上述したように、ＡＦレンズ４７を遠距離側から駆動する際に、合焦位置を過ぎることなく漸近して行くためには、第１のレンズ位置として、合焦可能な領域内の遠距離側を選択する必要がある。
【００７１】
このとき、遠距離では点線に示すように三角ＡＦの誤差が大きく、近距離では１点鎖線に示すように光量ＡＦの誤差が大きいために、両方の無限側を比較してこれらの内のより無限側にある方を単純に選択してしまうと、第３の距離が非常に無限側になって合焦位置から離れてしまうことになる。従って、ここではこれらの平均をとることにより、合焦位置に近い範囲内で無限側にあるような妥当な距離を求めている。
【００７２】
一方、図１０（Ｂ）は、三角ＡＦおよび光量ＡＦを行った結果が重なり合わないときの様子を示す線図である。
【００７３】
この例においては、三角ＡＦにより推定される合焦可能性のある距離範囲ＤＲ１よりも、光量ＡＦにより推定される合焦可能性のある距離範囲ＤＲ２のほうがずっと遠距離側となっており、互いに重畳する部分はない。
【００７４】
このような結果は、例えば、投光した赤外光が被写体に一部しか照射されなかった場合や、あるいは、被写体の反射率が想定される平均的な反射率よりも大き過ぎたり小さ過ぎたりする場合などに得られると考えられる。
【００７５】
このような場合であっても、上述と同様に、三角ＡＦによって予想される被写体距離範囲ＤＲ１の無限側（点線ｆ１と三角ＡＦ出力値との交点であって繰り出し量が小となる第１の距離）と、光量ＡＦによって予想される被写体距離範囲ＤＲ２の無限側（１点鎖線ｆ３と光量ＡＦ出力値との交点であって繰り出し量が小となる第２の距離）との平均をとって第３の距離ＤＴ２を求めるようにすれば、妥当な距離を求めることが可能となっている。
【００７６】
図１１は、フリッカの影響を極力受けることのないようにコントラストＡＦを行うための、撮像素子の積分タイミング等を示すタイミングチャートである。
【００７７】
図１１（Ａ）に示すように、蛍光灯などの商用電源による照明には、該商用電源が交流であることに起因して、その半周期毎に輝度が変動するものがある。商用電源の周期は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの何れかである場合が多く、これらの場合について輝度の変動する周期を計算すると、次のようになる。
・５０Ｈｚの場合の周期：  １０００／５０／２＝１０．０ｍＳ
・６０Ｈｚの場合の周期：  １０００／６０／２＝８．３３３ｍＳ
【００７８】
従って、輝度がピークとなるタイミングｔp 同士の時間間隔は、これらの周期の何れかになる場合が多いと考えられる。
【００７９】
被写体輝度検出手段たる輝度検出手段７６により、フリッカの影響を受けた被写体の輝度を検出したときに、例えば図１１（Ａ）に示したようになったものとする。
【００８０】
この輝度検出手段７６により検出された被写体輝度の変化に基づき、フリッカ検出手段と安定タイミング検出手段とを兼ねたフリッカタイミング検出手段７７が、周期的なフリッカを検出して、該フリッカの影響を受けることなく被写体輝度を安定して検出することができる安定タイミングを検出するようになっている。
【００８１】
すなわち、この図１１（Ａ）に示すように、輝度の変化は、ピークとなるタイミングｔp 付近で最も緩やかであるために、撮像素子６５によりコントラストＡＦを行うときの積分期間が、この輝度変化の緩やかな部分に一致するように行うことが望ましい。このためのタイミングを示すのが図１１（Ｂ）である。
【００８２】
図１１（Ｂ）は、撮像素子６５における上記図５に示した領域Ａ〜Ｇの内の、選択された何れかの測距領域における各画素の積分期間を示している。
【００８３】
選択された測距領域における各画素の積分開始タイミングは、図示のように画素毎に少しずつずれており、各画素について同一期間だけ積分を行った後に、それぞれが異なるタイミングで積分を終了して読み出されるようになっている。
【００８４】
このとき、選択領域内において最も早く積分が開始された画素の積分開始タイミングと、該選択領域内において最も遅く積分が終了した画素の積分終了タイミングと、の中間にフリッカ輝度のピークタイミングｔp が位置するように積分を行うよう制御することで、フリッカによる輝度変化の影響を最小限に抑制するようにしている。
【００８５】
さらに、上記フォーカスレンズ位置検出回路５３内に設けられていて、ＡＦレンズ４７が繰り出されるのに応じてパルスを出力するＬＤＰＩ（レンズドライブフォトインタラプタ）のカウント値を、図１１（Ｃ）に示すように、このピークタイミングｔp において求めるようにしている。
【００８６】
図１２は、フリッカに対応して読み出される撮像素子６５の出力に基づき、測距計算やレンズ繰り出しを行うタイミングを示すタイミングチャートである。
【００８７】
時間軸方向のスケールはやや異なるものの、図１２（Ａ）は上記図１１（Ａ）と、図１２（Ｂ）は上記図１１（Ｂ）と、図１２（Ｃ）は上記図１１（Ｃ）と、それぞれほぼ同一の出力等を示している。
【００８８】
また、撮像素子６５から読み出された測距領域の信号に基づいて、図１２（Ｄ）に示すようなタイミングで測距計算を行うとともに、測距結果と読み出したＬＤＰＩのカウント値とからＡＦレンズ４７を繰り出すパルス数を更新して、更新されたパルス数に基づき図１２（Ｅ）に示すようなタイミングでフォーカスモータ駆動回路５２がＬＤモータ５４を制御することにより、レンズ繰り出しが行われる。
【００８９】
このような制御を行ったときのＡＦレンズ４７の繰り出し量の一例を示すのが図１２（Ｆ）である。
【００９０】
図示の例においては、最初は位相差ＡＦにより検出された第１のレンズ位置に向けて等速でレンズ繰り出しを行っているが、該第１のレンズ位置に近づいたところで一旦減速している。このような動作を行っている間にコントラストＡＦにより第２のレンズ位置が検出されるために、再びやや加速して繰り出し、該第２のレンズ位置に近づいたところでまた減速している。
【００９１】
なお、ここではフリッカの周期毎にコントラストＡＦによる測距計算を行っているが、例えば撮像素子６５の測距領域の画素数が多い場合などには該フリッカ周期よりも長い時間を測距計算に要することがあり得る。このような場合には、フリッカ周期の適宜の整数倍を周期として、コントラストＡＦを行うようにすれば良い。
【００９２】
図１３は、ＬＤＰＩのパルス数に対するＡＦレンズ４７の繰り出し量の関係およびＡＦスイッチの変化タイミングを示すタイミングチャートである。
【００９３】
ＡＦレンズ４７が最も繰り込んだ位置にあるときに、上記ＬＤモータ５４に駆動パルスの供給を開始すると、図１３（Ａ）に示すように、あそびの部分を経た後に、ＡＦレンズ４７が実際に繰り出し始められる。
【００９４】
ＡＦレンズ４７が、ある程度まで繰り出されると、図１３（Ｂ）に示すように、上記フォーカスレンズ位置検出回路５３に設けられたＡＦスイッチ（ＡＦＳＷ）が、ロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に変化する。ＡＦスイッチが変化したこの位置が、ＡＦレンズ４７を繰り出す際の基準位置となる。
【００９５】
この基準位置から所定のリセットパルス数ＲＳＴ＿ＰＬＳだけ繰り出したところが無限位置となり、この無限位置からさらに目標パルス数Ｍ＿ＰＬＳだけ繰り出したところが目標位置となる。
【００９６】
また、この目標位置を過ぎてさらに繰り出しを行うと、至近位置を経て、機構的にそれ以上はＡＦレンズ４７を繰り出すことができない位置に到達して、多少のあそびの部分を経た後に、それ以上はＬＤモータ５４を駆動することができない状態になる。
【００９７】
このように、ＡＦスイッチが変化する位置を基準として無限位置を決定し、この無限位置からの目標パルス数を与えることにより、目標位置に到達するようになっている。
【００９８】
図１４は、合焦位置付近におけるＡＦレンズ４７の繰り出し量とコントラスト量（ＡＦ評価値）との関係を示す線図である。
【００９９】
コントラスト量は、合焦位置から無限側および至近側に離れるに従って小さな値をとり、合焦位置においてピーク（極大）となるようなカーブをなす。レンズ繰り出しを行ってこのようなカーブ上を辿る際の、上述したフリッカの輝度ピークを与えるピークタイミングｔp に合わせた撮像素子６５の積分タイミングを丸印で付している。
【０１００】
図示のように、カーブに沿った領域Ｒ１においては、最初は高速な所定の繰り出し速度でＡＦレンズ４７が繰り出されているが、位相差ＡＦに基づき算出された第１のレンズ位置に近づくと、繰り出し速度がやや遅くなって丸印の間隔が少し狭くなっている。
【０１０１】
その後のカーブに沿った領域Ｒ２においては、第１のレンズ位置にさらに近接するに従って、繰り出し速度がゆっくりになって停止しかかっている。
【０１０２】
丸印を付したタイミングにおいて行われたコントラストＡＦにより、第２のレンズ位置が算出されると、目標が更新されるために、カーブに沿った領域Ｒ３に示すように、再びやや加速され、第２のレンズ位置に向かうにつれて再び減速してコントラスト量のピークとなる第２のレンズ位置に到達したところでＡＦレンズ４７の駆動を停止するようになっている。
【０１０３】
なお、第２のレンズ位置は、丸印に示したようにコントラストＡＦを行う毎に更新されて、より高い精度で合焦位置を設定するようになっている。
【０１０４】
図１５はＬＤＰＩのパルス幅が示すレンズ速度のときにどのくらいの繰り出し量でＡＦレンズ４７が停止するかを示す線図、図１６は目標位置に到達するまでのレンズ速度の変化の様子を示す線図、図１７はレンズ繰り出しを開始してから目標位置に到達するまでのレンズ速度の変化の様子を示す線図である。
【０１０５】
ＬＤモータ５４は、単位時間当たりに印加されるパルス数が多ければ速い速度で回転し、逆に、パルス数が少なければ遅い速度で回転するために、パルス幅とレンズ速度とは逆比例する関係にある。
【０１０６】
従って、図１５においては、縦軸方向の座標が大きい（つまりパルス幅が大きい）ほどレンズ速度が遅く、縦軸方向の座標が小さい（つまりパルス幅が小さい）ほどレンズ速度が早いことを示している。
【０１０７】
このとき、予想パルス制御を行ったときの狙いの繰り出し量は、実線で示すような曲線を中心として点線で示すような２本の曲線に挟まれる程度の範囲となる。この曲線は、当然にして、レンズ速度が遅いときには繰り出し量が小さく（ＬＤＰＩパルス数が少ない）、レンズ速度が速いときには繰り出し量が大きい（ＬＤＰＩパルス数が多い）曲線となっていて、運動エネルギーが速度の２乗に比例するのを反映し、図示のようなカーブの曲線となっている。
【０１０８】
また、下側の点線で示すカーブの下の領域は、ＬＤモータ５４をモータブレーキのみにより制御したときの停止するまでの繰り出し量に係る領域、一方、上側の点線で示すカーブの上の領域は、ＬＤモータ５４をモータオープン制御したときの停止するまでの繰り出し量に係る領域となっている。
【０１０９】
このようなレンズ速度と繰り出し量との関係を有するＡＦレンズ４７を実際に停止させるときの制御例を示すのが図１６である。この図１６においては、レンズ速度に対する停止までのパルス数が左側に、移動パルス数とレンズ速度との関係が右側に、それぞれ示されている。
【０１１０】
目標位置に停止するためには、右側の実線で示すような制御を行うのが理想であるが、実際には点線に示すように目標位置に到達するまでの残りパルス数と現在のレンズ速度とを見比べながら、モータオープン制御やモータブレーキ制御を行って調整しながら停止を行う。
【０１１１】
点線で示す実際の制御曲線上における図示の点Ａを例にとると、次のように制御を行うことになる。
【０１１２】
まず、点Ａの基準位置から繰り出したパルス数をＣＴ＿ＰＬＳとし、さらに該点Ａにおけるレンズ速度をｖA とする。
【０１１３】
この点Ａおける目標位置までの残りパルス数は、基準位置から目標位置までのパルス数が上記図１３（Ａ）に示したように、Ｍ＿ＰＬＳ＋ＲＳＴ＿ＰＬＳであることから、Ｍ＿ＰＬＳ＋ＲＳＴ＿ＰＬＳ−ＣＴ＿ＰＬＳとなる。
【０１１４】
一方、レンズ速度ｖA のときに理想の制御を行った場合に予想される停止までのパルス数は、図１６の左側を参照すればわかるように、Ｙ＿ＰＬＳであり、オープン制御をした場合にはこれに加えてＯＰＮ＿ＰＬＳだけのパルス数が増加する。
【０１１５】
従って、これらを比較することにより、つまり次の量、
Y_PLS-(M_PLS+RST_PLS-CT_PLS)+OPN_PLS
を評価することにより、現在のレンズ位置およびレンズ速度で目標位置に停止するか、目標位置の手前で停止するか、目標位置を越えて停止するかを予想することが可能である。
【０１１６】
この図１６に示す例においては、
Y_PLS-(M_PLS+RST_PLS-CT_PLS)+OPN_PLS < 0
となる（すなわち、実線で示すような理想の制御を行った場合よりも、点Ａはレンズ速度が小さい）ために、目標位置よりも手前で停止してしまうと予想される。そこで、ＬＤモータ５４を正転させて、理想の制御に沿うように調整を行うことになる。
【０１１７】
こうして、最も繰り込んだ位置からＡＦレンズ４７を繰り出して目標位置に停止しようとするときの、繰り出し量に対するレンズ速度の変化の様子の一例を示すのが図１７である。この図１７においては、理想の制御が点線で示され、実際の制御が実線で示されていて、狙いとする理想の制御曲線に対して、ある程度の幅をもちながら実際の制御が行われている。
【０１１８】
図１８および図１９は、デジタルカメラ１のメイン動作を示すフローチャートである。
【０１１９】
上述したように、このデジタルカメラ１は、バリア２３が開いているときはカメラとして機能し、バリア２３が閉じているときにＰＤＡパワースイッチ２５がオンされるとＰＤＡとして機能するように構成されていて、ここではカメラとして動作するときの流れについて説明する。
【０１２０】
すなわち、この動作が開始されると、まず、バリア２３が開になっているか否かを判断する（ステップＳ１）。
【０１２１】
ここで、バリア２３が閉じられている場合には、レンズ鏡筒２２が沈胴しているか否かを判断し（ステップＳ２）、沈胴していない場合には、レンズ鏡筒２２をズーム駆動して沈胴させ収納状態にする処理を行い（ステップＳ３）、ＬＣＤ３５の表示をオフにする（ステップＳ４）。そして、このステップＳ４が終了するか、上記ステップＳ２においてレンズ鏡筒２２が沈胴している場合には、このデジタルカメラ１の動作を停止する。
【０１２２】
また、上記ステップＳ１において、バリア２３が開いている場合には、ズームをワイドにして撮影可能状態にしてから（ステップＳ５）、４分タイマをスタートさせる（ステップＳ６）。
【０１２３】
そして、バリア２３が開のままであるかを判断し（ステップＳ７）、閉じになっている場合には上記ステップＳ３へ行く。
【０１２４】
また、バリア２３が開のままである場合には、レリーズスイッチ２４が操作されたか否かを判断する（ステップＳ８）。
【０１２５】
ここで、レリーズスイッチ２４が操作されている場合には、撮像を行うための一連の処理を行う。
【０１２６】
すなわち、まず撮像回路６４をオンにして（ステップＳ９）、サブＣＰＵ４２へ外光測距（つまり、上記例においては位相差ＡＦによる測距）要求を出力し（ステップＳ１０）、上記信号レベル制御手段６８により撮像素子６５のゲイン調整（測光）を行う（ステップＳ１１）。
【０１２７】
次に、上記フリッカタイミング検出手段７７により商用周波数の輝度変化を測定して、測距タイミングを決定する（ステップＳ１２）。
【０１２８】
そして、メインＣＰＵ４１は、サブＣＰＵ４２から外光測距情報を入手して（ステップＳ１３）、測距しながらピント合わせを行うサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿Ｍ」を実行する（ステップＳ１４）。このサブルーチンの詳細については、後述する。
【０１２９】
続いて、撮像素子６５により撮像を行い（ステップＳ１５）、上記画像処理回路７２により得られた画像データに関して欠陥画素の補正を行うとともに（ステップＳ１６）、ホワイトバランス補正を行った後に（ステップＳ１７）、上記画像圧縮手段７３により画像データ圧縮を行う（ステップＳ１８）。
【０１３０】
そして、画像表示をオンにして上記表示部８９に画像を表示するとともに（ステップＳ１９）、圧縮された画像ファイルをメモリＩ／Ｆ７４を介してメモリカード３９に保存する（ステップＳ２０）。
【０１３１】
その後、撮像駒数をカウントアップし（ステップＳ２１）、４分タイマをスタートするとともに（ステップＳ２２）、画像表示用の１０秒タイマを再スタートする（ステップＳ２３）。
【０１３２】
また、上記ステップＳ８において、レリーズスイッチ２４が操作されていない場合には、次に、ズームアップ（ＺＵ）スイッチまたはズームダウン（ＺＤ）スイッチが操作されたか否かを判断し（ステップＳ２４）、何れかが操作されている場合には、該操作に応じてズーム制御を行い（ステップＳ２５）、上記ステップＳ２２へ行く。
【０１３３】
ズームアップスイッチとズームダウンスイッチの何れも操作されていない場合には、次に、モードスイッチが操作されたか否かを判断し（ステップＳ２６）、操作されている場合には、その操作に応じてモード変更を行い（ステップＳ２７）、上記ステップＳ２２へ行く。
【０１３４】
ここで、モードスイッチが操作されていない場合には、次に、画像表示スイッチが操作されているか否かを判断し（ステップＳ２８）、操作されている場合には、画像表示を行い（ステップＳ２９）、上記ステップＳ２２へ行く。
【０１３５】
また、画像表示スイッチが操作されていない場合には、次に、画像アップダウンスイッチが操作されたか否かを判断し（ステップＳ３０）、操作されている場合には、その操作に応じて、１つ前、または１つ後の撮影画像を表示し（ステップＳ３１）、上記ステップＳ２２へ行く。
【０１３６】
一方、画像アップダウンスイッチが操作されていない場合、または、上記ステップＳ２３が終了した場合には、画像表示時間の１０秒が経過したかを判断して（ステップＳ３２）、経過している場合には画像表示をオフし（ステップＳ３３）、画像表示用の１０秒タイマを停止してから（ステップＳ３４）、また、画像表示時間の１０秒が経過していない場合にはそのまま、４分が経過したか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【０１３７】
ここで、まだ４分に満たない場合には上記ステップＳ７へ行き、一方、４分が経過している場合には、ズームをワイドにする処理を行い（ステップＳ３６）、表示部８９の表示をオフにして（ステップＳ３７）、このデジタルカメラ１の動作を停止する。ここでの動作停止は、クロック（原振）も停止して、消費電流をほぼ０となるようにする処理を行う。また、この停止状態からは、バリア２３が操作されたり、電池９９を脱着されたときに復帰するようになっている。
【０１３８】
次に、図２０および図２１は、測距しながらピント合わせを行うときのサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿Ｍ」の詳細を示すフローチャートである。
【０１３９】
このサブルーチンは、大まかに行って、フリッカ検出用のゲイン調整を行い（ステップＳ４１〜ステップＳ４６）、フリッカの輝度振動の少ないタイミングを検出し（ステップＳ４７〜ステップＳ６３）、ＡＦスイッチが変化するまでの制御（ＡＦのコントラストを測定）を行い（ステップＳ６４〜ステップＳ７１）、その後にコントラスト検出によるフィードバック制御（カーブ制御）を行って（ステップＳ７２〜ステップＳ８５）、ＡＦレンズを所望の位置に停止させるものであり、実際のレンズ制御はサブＣＰＵ４２により行われる。
【０１４０】
すなわち、動作が開始されると、まず、ＡＦ領域の露光時間（積分期間）が１ｍｓよりも小さいか否かを判断し（ステップＳ４１）、大きい場合には上記信号レベル制御手段により撮像素子６５のゲインを上げて露光時間（積分期間）が１ｍｓ以内に収まるようにする（ステップＳ４２）。
【０１４１】
次に、タイミング合わせ用タイマ（ＡＦタイマ）をスタートさせて（ステップＳ４３）、上記撮像領域指定手段６６により指定されたＡＦ領域について撮像を行う（ステップＳ４４）。
【０１４２】
そして、ＡＦ領域の輝度を合計して、ＡＦ＿ＳＵＭ（ｎ）に代入し（ステップＳ４５）、ｎが２５に達したか否か、つまり、２５回撮像を繰り返して行ったか否かを判断する（ステップＳ４６）。
【０１４３】
ここで、２５回に満たない場合には、上記ステップＳ４４へ行って上述したようなＡＦ領域の撮像を繰り返し、２５回に達したところで、サブＣＰＵ４２へレンズ制御の開始要求を送信する（ステップＳ４７）。
【０１４４】
そして、輝度の変動の割合を、次の数式２に示すように算出して、ＡＦ＿ＨＥＮＫＡに代入する（ステップＳ４８）。
【０１４５】
【数２】
AF_HENKA=Σ|{AF_SUM(n)-AF_SUM(n)の平均}|／ΣAF_SUM(n)
ここに、和（Σ）は変数ｎについてとっている。
【０１４６】
そして、算出したＡＦ＿ＨＥＮＫＡが所定値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ４９）、所定値以下である場合には、ＡＦタイマを９．１６７ｍｓでパルス出力するように設定する（ステップＳ６３）。
【０１４７】
また、所定値よりも大きい場合には、ＡＦ領域の輝度変化率を次の数式３に示すように算出して、ＡＦ＿ＳＵＭ＿Ｄ（ｎ）に代入する（ステップＳ５０）。
【０１４８】
【数３】
AF_SUM_D(n)={AF_SUM(n+1)-AF_SUM(n)}／AF_SUM(n)
【０１４９】
次に、ｎが２４に達したか否かを判断し（ステップＳ５１）、まだ２４に達していない場合には、このステップＳ５０の処理を繰り返して行う。
【０１５０】
こうして、ｎが２４に達したところで、変数ｍに１を設定してから（ステップＳ５２）、ＡＦ＿ＳＵＭ＿Ｄ（ｎ）≧０かつＡＦ＿ＳＵＭ＿Ｄ（ｎ＋１）≦０が満たされているか否かを判断する（ステップＳ５３）。
【０１５１】
ここで、満たされている場合には、輝度のピークタイミングを次の数式４に示すように算出して、Ｔ＿ＡＦ＿ＰＫ（ｍ）に代入する（ステップＳ５４）。
【０１５２】
【数４】
T_AF_PK(m)=n+AF_SUM_D(n)/{AF_SUM_D(n+1)-AF_SUM_D(n)}
【０１５３】
そしてｍをインクリメントする（ステップＳ５５）。
【０１５４】
このステップＳ５５が終了するか、または上記ステップＳ５３が満たされていない場合には、ｎが２４に達したか否かを判断し（ステップＳ５６）、まだ２４に達していない場合には、上記ステップＳ５２へ行って、上述したような処理を繰り返して行う。
【０１５５】
こうして、ｎが２４に達したところで、Ｔ＿ＡＦ＿ＰＫ（ｎ＋１）−Ｔ＿ＡＦ＿ＰＫ（ｎ）が１０．０ｍｓとほぼ等しいか否か、つまり周波数５０Ｈｚの周期の半分にほぼ等しいか否かを判断し（ステップＳ５７）、ほぼ等しい場合には、ＡＦタイマカウント値が（１０．０ｍｓの倍数−ＡＦの撮像時間（積分期間）の半分）の時間になるまで待ってから（ステップＳ５８）、ＡＦタイマを１０．０ｍｓでパルス出力するように設定する（ステップＳ５９）。
【０１５６】
また、上記ステップＳ５７において、１０．０ｍｓと異なる場合には、次に、Ｔ＿ＡＦ＿ＰＫ（ｎ＋１）−Ｔ＿ＡＦ＿ＰＫ（ｎ）が８．３３３ｍｓとほぼ等しいか否か、つまり周波数６０Ｈｚの周期の半分にほぼ等しいか否かを判断する（ステップＳ６０）。
【０１５７】
ここで、ほぼ等しい場合には、ＡＦタイマカウント値が（８．３３３ｍｓの倍数−ＡＦの撮像時間（積分期間）の半分）の時間になるまで待ってから（ステップＳ６１）、ＡＦタイマを８．３３３ｍｓでパルス出力するように設定する（ステップＳ６２）。
【０１５８】
一方、上記ステップＳ６０において、８．３３３ｍｓと異なる場合には、上記ステップＳ６３へ行って、上述したように、ＡＦタイマを９．１６７ｍｓでパルス出力するように設定する。なお、この９．１６７ｍｓは、１０．０ｍｓと８．３３３ｍｓとの平均値となっている。
【０１５９】
こうして、上記ステップＳ５９、ステップＳ６２、ステップＳ６３の何れかによりＡＦタイマの設定が行われたら、変数ｎを０にセットしてから（ステップＳ６４）、ＡＦ領域の撮像（積分）を開始する（ステップＳ６５）。
【０１６０】
そして、撮像（積分）の中間のタイミングであるか否かを判断して（ステップＳ６６）、そうである場合には、サブＣＰＵ４２からＣＴ＿ＰＬＳ（無限位置から繰り出したパルス数）を受信して、それをＣＴ＿ＰＬＳ（ｎ）に代入する（ステップＳ６７）。
【０１６１】
このステップＳ６７が終了するか、あるいは上記ステップＳ６６において撮像（積分）の中間のタイミングでないと判断された場合には、ＡＦ領域の撮像が終了したか否かを判断し（ステップＳ６８）、終了するまでは上記ステップＳ６５へ行ってＡＦ領域の撮像を継続して行う。
【０１６２】
こうして、ＡＦ領域の撮像が終了したと判断されたところで、コントラストの評価値をＡＦ＿ＣＯＮ（ｎ）に代入し（ステップＳ６９）、ＡＦタイマ出力が反転したかを判断する（ステップＳ７０）。
【０１６３】
ここで反転した場合には、上記ステップＳ６５へ行って上述したような処理を繰り返して行い、一方、反転していない場合には、ＣＴ＿ＰＬＳが正であるか否か、つまりＡＦスイッチが変化したか否かを判断する（ステップＳ７１）。
【０１６４】
変化するまでは、上記ステップＳ７０へ行き、また、変化した場合には、次に、ＡＦタイマ出力が反転するまで待機する（ステップＳ７２）。
【０１６５】
こうして、タイマ出力が反転したことが確認されたところで、ｎをインクリメントしてから（ステップＳ７３）、ＡＦ領域の撮像（積分）を開始する（ステップＳ７４）。
【０１６６】
そして、撮像（積分）の中間のタイミングになったか否かを判断して（ステップＳ７５）、中間のタイミングになったところで、サブＣＰＵ４２からＣＴ＿ＰＬＳを受信して、それをＣＴ＿ＰＬＳ（ｎ）に代入する（ステップＳ７６）。
【０１６７】
このステップＳ７６が終了するか、あるいは上記ステップＳ７５において、撮像（積分）の中間のタイミングでない場合には、ＡＦ領域の撮像が終了したか否かを判断し（ステップＳ７７）、終了するまでは上記ステップＳ７４へ行って上述したような処理を繰り返して行う。
【０１６８】
こうして、ＡＦ領域の撮像が終了した場合には、コントラスト評価値算出手段７８によりコントラストの評価値を計算して、それをＡＦ＿ＣＯＮ（ｎ）に代入し（ステップＳ７８）、予想される合焦パルス数を計算して、それをＭ２＿ＰＬＳ（ｎ）に代入する（ステップＳ７９）。
【０１６９】
そして、Ｍ２＿ＰＬＳ（ｎ）がＭ１＿ＰＬＳよりも大きいか否かを判断して（ステップＳ８０）、大きくない場合には、ＡＦタイマ出力が反転するのを待機し（ステップＳ８４）、反転したところで上記ステップＳ７３へ行って上述したような処理を行う。
【０１７０】
また、Ｍ２＿ＰＬＳ（ｎ）がＭ１＿ＰＬＳよりも大きい場合には、次の数式５によりＺＺを算出する（ステップＳ８１）。
【０１７１】
【数５】
ZZ=M2_PLS(n)-(RST_PLS+CT_PLS+OPN_PLS)
【０１７２】
そして、算出したＺＺが０以下であるかを判断し（ステップＳ８２）、０よりも大きい場合には、Ｍ２＿ＰＬＳ（ｎ）をサブＣＰＵ４２へ送信してから（ステップＳ８３）、上記ステップＳ８４へ行ってＡＦタイマの出力が反転するのを待機する。
【０１７３】
このように、フリッカの安定したタイミングを測るためのタイマであるＡＦタイマに合わせてコントラストＡＦによる測距を行い、新しく算出した予想の合焦パルス数Ｍ２＿ＰＬＳ（ｎ）をサブＣＰＵ４２に送ってフィードバック制御を行うようになっている。
【０１７４】
また、上記ステップＳ８２において、ＺＺが０以下になっている場合には、ＬＤ制御終了コードをサブＣＰＵ４２へ送信してから（ステップＳ８５）、このサブルーチンを抜けて、上述したメインルーチンに復帰する。
【０１７５】
ここで、上記ステップＳ７９における予想の合焦パルスを計算する際の原理について、図２３と図２４を参照して説明する。図２３は合焦位置近傍においてコントラスト量を正規分布により近似した曲線等を示す図、図２４は複数のコントラストＡＦ結果を用いて合焦位置を算出するための直線ｇ（ｘ）を示す図である。
【０１７６】
まず、ＡＦレンズ４７の駆動量ｘに対する、撮像素子６５に結像される被写体像のコントラスト量の変化の仕方が、次の数式６に示すように、正規分布の関数Ｆ（ｘ）になるものと仮定（近似）する（図２３参照）。
【０１７７】
【数６】
0003989261.tif 000002
【０１７８】
なお、この座標系においては、ｘ＝０となる点がコントラスト量のピーク、つまり合焦位置となるように設定されている。
【０１７９】
次に、このＦ（ｘ）を微分した関数をｆ（ｘ）とすると、次の数式７により与えられる（図２３参照）。
【０１８０】
【数７】
0003989261.tif 000003
【０１８１】
このｆ（ｘ）をＦ（ｘ）で割ったものをｇ（ｘ）とすると、次の数式８に示すように合焦位置ｘ＝０を通る一次関数となる（図２３参照）。
【０１８２】
【数８】
0003989261.tif 000004
【０１８３】
従って、このｇ（ｘ）を通る２点を求めることにより、このｇ（ｘ）を決定することができ、決定したｇ（ｘ）を用いれば合焦位置を算出することが可能となる。
【０１８４】
ただし、ｇ（ｘ）の分母であるＦ（ｘ）は、ｘの絶対値が大きくなると急速に小さくなってしまうために、誤差が増大すると考えられる。そこで、Ｆ（ｘ）の変曲点（つまり、ｆ（ｘ）のピーク（極大）位置）となるｘ＝ａ0 を過ぎたところで、ｇ（ｘ）を決定するための２点ａ1 ，ａ2 を求めるようにして、誤差を抑制するようにしている。すなわち、必要な精度でｇ（ｘ）を算出するためにはコントラスト評価値に係るＦ（ｘ）がピークとなるｘ＝０の近傍において算出することが望ましく、このような近傍の範囲として、ここでは上記ｇ（ｘ）の極大値と極小値との間を採用している。
【０１８５】
また、上記駆動量ｘは、具体的には、例えばパルス駆動したときのパルス数が該当する。
【０１８６】
図２２は、上記図２１のステップＳ７９における予想の合焦パルスを計算する処理を示すフローチャートである。
【０１８７】
この動作が開始されると、繰出パルスの配列Ｐ（ｍ）とコントラストの配列Ｆ（ｍ）とを作成する（ステップＳ９１）。すなわち、変数ｍをインクリメントして、取得した繰出パルスＣＴ＿ＰＬＳ（ｎ）をＰ（ｍ）に代入するとともに、取得したコントラストＡＦ＿ＣＯＮ（ｎ）をＦ（ｍ）に代入する。このサブルーチンが呼ばれる都度にこの操作が繰り返されるために、Ｐ（ｍ）とＦ（ｍ）は配列として作成されることになる。
【０１８８】
同様にして、コントラストの微分の配列ｆ（ｍ）を、次の数式９に示すように作成する（ステップＳ９２）。
【０１８９】
【数９】
0003989261.tif 000005
【０１９０】
さらに、次の数式１０に示すようにｆ（ｍ）をＦ（ｍ）で割ることにより、ｇ（ｍ）の配列を作成する（ステップＳ９３）。
【０１９１】
【数１０】
ｇ（ｍ）＝ｆ（ｍ）／Ｆ（ｍ）
【０１９２】
そして、ｆ（ｍ）は自己のピークを既に越えているかをピークフラグが１になっているか否かにより判断し（ステップＳ９４）、まだ、ピークを越えていない場合には、ｆ（ｍ）が１つ前の配列要素であるｆ（ｍ−１）よりも小さいか否かを判断することにより、今回計算したｆ（ｍ）によりピークを越えているかを判断する（ステップＳ９５）。
【０１９３】
ここで、まだｆ（ｍ）がｆ（ｍ−１）以上である場合には、まだピークを越えていないとしてそのままリターンし、ｆ（ｍ）がｆ（ｍ−１）よりも小さい場合には、ピークフラグに１を設定してから（ステップＳ９６）、リターンする。
【０１９４】
一方、上記ステップＳ９４において、ｆ（ｍ）がピークを越えていると判断された場合には、次の数式１１により直線近似を行って（図２４参照）、合焦位置Ｍ２＿ＰＬＳ（ｎ）を算出してから（ステップＳ９７）、その後にリターンする。
【０１９５】
【数１１】
0003989261.tif 000006
【０１９６】
こうして、コントラスト量を正規分布で近似して、該コントラスト量とコントラスト量の微分との比が直線になるのを利用することにより、合焦位置を的確に算出することができる。
【０１９７】
さらに、微分のピーク位置を過ぎたところで直線近似を行っているために、高い精度で合焦位置を求めることが可能となる。
【０１９８】
図２５および図２６は、サブＣＰＵ４２におけるピント合わせのサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿ＳＢ」の動作を示すフローチャートである。
【０１９９】
このサブルーチンにおいては、初期値の設定等を行った後に、ＡＦＳＷがハイ（Ｈ）になるまではＡＦＳＷから第１のレンズ位置までのパルス数（ＲＳＴ＿ＰＬＳ＋Ｍ１＿ＰＬＳ）で停止する速度の等速制御を行い（ステップＳ１０６〜ステップＳ１１８）、ＡＦＳＷがハイ（Ｈ）になった後は第２のレンズ位置になるまでカーブ制御を行う（ステップＳ１２０〜ステップＳ１３３）ようになっている。
【０２００】
このとき、メインＣＰＵ４１からの通信により第２のレンズ位置が更新された場合には、その更新されたレンズ位置で停止するように制御している。
【０２０１】
すなわち、この動作が開始されると、上記ＥＥＰＲＯＭ９８から、ＡＦスイッチが変化した時点から無限位置までのＬＤＰＩパルス数を読み出して、ＲＳＴ＿ＰＬＳに代入する（ステップＳ１０１）。
【０２０２】
さらに、ＥＥＰＲＯＭ９８からオープン制御するパルス数を読み出して、ＯＰＮ＿ＰＬＳに代入する（ステップＳ１０２）。
【０２０３】
その後、無限位置から停止までの目標パルス数Ｍ＿ＰＬＳとして、外光測距により求めた無限位置からピント位置までのパルス数Ｍ１＿ＰＬＳを代入して（ステップＳ１０３）、さらに、無限位置から繰り出したパルス数ＣＴ＿ＰＬＳに０をセットする（ステップＳ１０４）。
【０２０４】
その後に、ＬＤモータ５４を正転して（ステップＳ１０５）、ＬＤＰＩが変化したかを検出する（ステップＳ１０６）。
【０２０５】
ここで、ＬＤＰＩの変化が検出された場合には、ＬＤＰＩパルス幅を測定して、その結果をＷ＿ＰＬＳに代入し（ステップＳ１１０）、さらに、このＷ＿ＰＬＳから停止までのパルス数を予想して、その結果をＹ＿ＰＬＳに代入する（ステップＳ１１１）。
【０２０６】
そして、Ｚを次の数式１２により算出する（ステップＳ１１２）。
【０２０７】
【数１２】
Ｚ＝Ｙ＿ＰＬＳ−（ＲＳＴ＿ＰＬＳ＋Ｍ＿ＰＬＳ）
【０２０８】
こうして、算出したＺの値を判断して（ステップＳ１１３）、Ｚが正である場合には、Ｍ１＿ＰＬＳよりも繰り出し過ぎるとして、ＬＤモータ５４にブレーキをかける処理を行う（ステップＳ１１４）。
【０２０９】
また、上記ステップＳ１１３において、Ｚが０以下で−ＯＰＮ＿ＰＬＳよりも大きい場合には、ＬＤモータ５４をオープン制御する処理を行う（ステップＳ１１５）。
【０２１０】
さらに、上記ステップＳ１１３において、Ｚが−ＯＰＮ＿ＰＬＳ以下である場合には、Ｍ１＿ＰＬＳよりも手前で止まり過ぎるとして、（ＲＳＴ＿ＰＬＳ＋Ｍ＿ＰＬＳ）に応じたモータ電圧を設定してから（ステップＳ１１６）、ＬＤモータ５４を正転する処理を行う（ステップＳ１１７）。
【０２１１】
一方、上記ステップＳ１０６において、ＬＤＰＩが変化していないと判断された場合には、所定時間ＬＤＰＩが変化していないかを判断し（ステップＳ１０７）、所定時間に達している場合には、モータ電圧を所定電圧だけ上げて設定し（ステップＳ１０８）、ＬＤモータ５４を正転させる（ステップＳ１０９）。こうして、ＬＤＰＩが変化しない場合には、ここでモータ電圧を所定電圧ずつ段階的に上げて再起動を行っている。
【０２１２】
上記ステップＳ１０７において所定時間内にＬＤＰＩが変化した場合、上記ステップＳ１０９が終了した場合、または上記ステップＳ１１４、ステップＳ１１５、ステップＳ１１７の何れかが終了した場合には、ＡＦスイッチがロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に変化したか否かを判定し（ステップＳ１１８）、変化するまでは上記１０６へ行って、上述したような処理を繰り返して行う。
【０２１３】
このようなステップＳ１０６からステップＳ１１８のループにおいて、ＣＴ＿ＰＬＳ要求の割り込みがあった場合には、Ｃ＿ＰＬＳ（＝０）をメインＣＰＵ４１に送信する割り込み処理を行うようになっている（ステップＳ１４１）。
【０２１４】
上記ステップＳ１１８において、ＡＦスイッチがロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に変化したことが検出された場合には、ＣＴ＿ＰＬＳカウント用カウンタをスタートして（ステップＳ１１９）、ＬＤＰＩが変化したかを検出する（ステップＳ１２０）。
【０２１５】
ここで、ＬＤＰＩの変化が検出された場合には、カウンタのカウント値をＣＴ＿ＰＬＳに代入するとともに（ステップＳ１２４）、ＬＤＰＩパルス幅を測定して、その結果をＷ＿ＰＬＳに代入し（ステップＳ１２５）、さらに、このＷ＿ＰＬＳから停止までのパルス数を予想して、その結果をＹ＿ＰＬＳに代入する（ステップＳ１２６）。
【０２１６】
そして、Ｚを次の数式１３により算出する（ステップＳ１２７）。
【０２１７】
【数１３】
Ｚ＝Ｙ＿ＰＬＳ−（ＲＳＴ＿ＰＬＳ＋Ｍ＿ＰＬＳ−Ｃ＿ＰＬＳ）
【０２１８】
こうして、算出したＺの値を判断して（ステップＳ１２８）、Ｚが正である場合には、Ｍ＿ＰＬＳよりも繰り出し過ぎるとして、ＬＤモータ５４にブレーキをかける処理を行う（ステップＳ１２９）。
【０２１９】
また、上記ステップＳ１２８において、Ｚが０以下で−ＯＰＮ＿ＰＬＳよりも大きい場合には、ＬＤモータ５４をオープン制御する処理を行う（ステップＳ１３０）。
【０２２０】
さらに、上記ステップＳ１２８において、Ｚが−ＯＰＮ＿ＰＬＳ以下である場合には、Ｍ＿ＰＬＳよりも手前で止まり過ぎるとして、（ＲＳＴ＿ＰＬＳ＋Ｍ＿ＰＬＳ−ＣＴ＿ＰＬＳ）に応じたモータ電圧を設定してから（ステップＳ１３１）、ＬＤモータ５４を正転する処理を行う（ステップＳ１３２）。
【０２２１】
一方、上記ステップＳ１２０において、ＬＤＰＩが変化していないと判断された場合には、所定時間ＬＤＰＩが変化していないかを判断し（ステップＳ１２１）、所定時間に達している場合には、モータ電圧を所定電圧だけ上げて設定し（ステップＳ１２２）、ＬＤモータ５４を正転させる（ステップＳ１２３）。上述と同様に、ここでは、モータ電圧を所定電圧ずつ段階的に上げて再起動を行っている。
【０２２２】
上記ステップＳ１２１において所定時間内にＬＤＰＩが変化した場合、上記ステップＳ１２３が終了した場合、または上記ステップＳ１２９、ステップＳ１３０、ステップＳ１３２の何れかが終了した場合には、ＬＤ制御終了コードを受信したか否かを判断し（ステップＳ１３３）、受信するまでは上記ステップＳ１２０へ行って、上述したような処理を繰り返して行う。
【０２２３】
このようなステップＳ１２０からステップＳ１３３のループにおいて、ＣＴ＿ＰＬＳ要求の割り込みがあった場合には、Ｃ＿ＰＬＳをメインＣＰＵ４１に送信する割り込み処理を行い（ステップＳ１４２）、Ｍ２＿ＰＬＳ要求の割り込みがあった場合には、Ｍ２＿ＰＬＳを受信して（ステップＳ１４３）このＭ２＿ＰＬＳをＭ＿ＰＬＳに代入する処理を行い（ステップＳ１４４）、ＬＤ終了要求の割り込みがあった場合には、ＬＤ制御終了コードを受信する処理を行う（ステップＳ１４５）ようになっている。
【０２２４】
上記ステップＳ１３３において、ＬＤ制御終了コードを受信した場合には、ＬＤモータ５４にブレーキを掛けて（ステップＳ１３４）、３０ｍｓ待機し（ステップＳ１３５）、ＬＤモータ５４をオープンにしてから（ステップＳ１３６）、リターンするようになっている。
【０２２５】
このような実施形態によれば、登り降りをすることなく、コントラスト量のピークに向けて登るだけの一方向のレンズ繰出しによりピント合わせを行うことができるために、正確なＡＦ動作を高速に行うことが可能となる。
【０２２６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【０２２７】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【０２２８】
（１）  被写体距離を検出する補助ＡＦ手段と、
被写体像を光電変換して所定の積分期間だけ積分した後に画像信号として出力する撮像手段と、
この撮像手段に結像される被写体像のピントを合わせるためのＡＦレンズと、
上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて該撮像手段に結像される被写体像のコントラスト評価値を算出するコントラスト評価値算出手段と、
上記ＡＦレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出手段と、
このレンズ位置検出手段により検出されたレンズ位置に基づいて上記ＡＦレンズを制御し移動させるレンズ制御手段と、
このレンズ制御手段により上記ＡＦレンズを移動させるのに応じて上記レンズ位置検出手段により検出された複数のレンズ位置と、これら複数のレンズ位置に各対応して上記コントラスト評価値算出手段により算出された複数のコントラスト評価値と、に基づいて、上記撮像手段に結像される被写体像のコントラスト評価値がピークとなるレンズ位置を算出するコントラストピーク位置算出手段と、
を具備し、
上記補助ＡＦ手段により検出した被写体距離に対応する第１のレンズ位置を算出して、この第１のレンズ位置を目標として上記ＡＦレンズに対する第１のレンズ繰出しを行い、該第１のレンズ繰出しを行っている最中に、画像のコントラスト評価値の算出と、該コントラスト評価値算出時のレンズ位置の検出と、を複数回行い、これらの算出結果及び検出結果に基づき、上記コントラストピーク位置算出手段によりコントラスト評価値がピークとなる第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置を目標として上記ＡＦレンズに対する第２のレンズ繰出しを行うものであることを特徴とするデジタルカメラ。
【０２２９】
（２）  上記ＡＦレンズの移動速度を検出するレンズ速度検出手段と、
このレンズ速度検出手段により検出された移動速度から上記ＡＦレンズの停止位置を予想する停止位置予想手段と、
をさらに具備し、
上記レンズ制御手段は、目標の繰出し位置と予想停止位置との差に基づいて、ＡＦレンズの制御を行うものであることを特徴とする付記（１）に記載のデジタルカメラ。
【０２３０】
（３）  上記レンズ位置検出手段は、上記コントラスト評価値に係る複数の画素についての上記撮像手段による積分期間の中間のタイミングで、上記ＡＦレンズのレンズ位置を検出するものであることを特徴とする付記（１）に記載のデジタルカメラ。
【０２３１】
（４）  上記補助ＡＦ手段は、位相差ＡＦにより被写体距離を検出するものであって、
２つの像を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された２つの像の位相に基づいて、第１の合焦距離を求める第１の合焦距離算出手段と、
上記検出手段により検出された２つの像の起伏に基づいて、測距誤差を算出する測距誤差算出手段と、
上記第１の合焦距離と上記測距誤差とに基づいて、合焦の可能性がある範囲内において繰出し量が少ない第２の合焦距離を求める第２の合焦距離算出手段と、
を有してなり、
上記第１のレンズ位置は、この第２の合焦距離に基づいて求められるものであることを特徴とする付記（１）に記載のデジタルカメラ。
【０２３２】
（５）  被写体輝度を検出する被写体輝度検出手段と、
この被写体輝度検出手段により検出された被写体輝度の変化から、周期的なフリッカを検出するフリッカ検出手段と、
フリッカの影響を受けることなく、被写体輝度を安定して検出することができる安定タイミングを検出する安定タイミング検出手段と、
をさらに具備し、
上記安定タイミング検出手段により検出された安定タイミングに同期して、上記撮像手段による上記コントラスト評価値に係る複数の画素についての積分と、上記レンズ位置検出手段によるレンズ位置の検出と、を行うものであることを特徴とする付記（１）に記載のデジタルカメラ。
【０２３３】
（６）  上記補助ＡＦ手段は複数の測距領域について測距を行うことが可能であるとともに、上記撮像手段もこの補助ＡＦ手段による複数の測距領域に各対応する複数の測距領域の撮像が可能となるように構成されていて、
上記補助ＡＦ手段により上記複数の測距領域に対して測距を行った結果、最至近となる測距領域について、該最至近となる測距領域に対応する撮像手段の測距領域に関して、上記コントラスト評価値に係る複数の画素についての上記撮像手段による積分を行うものであることを特徴とする付記（１）に記載のデジタルカメラ。
【０２３４】
（７）  上記コントラストピーク位置算出手段は、
上記第１のレンズ繰出しを行っている最中に複数回に渡って算出または検出されたコントラスト評価値と該コントラスト評価値算出時のレンズ位置との少なくとも２組以上に基づいて、コントラスト評価値がピークとなるレンズ位置である第２のレンズ位置を算出するものであることを特徴とする付記（１）に記載のデジタルカメラ。
【０２３５】
（８）  上記コントラストピーク位置算出手段は、さらに、
コントラスト評価値がピークになるレンズ位置の近傍において、レンズ位置に対するコントラスト評価値の変化を正規分布で近似し、この正規分布により該正規分布を微分したものを割った結果に基づき、コントラスト評価値がピークとなるレンズ位置である第２のレンズ位置を算出するものであることを特徴とする付記（７）に記載のデジタルカメラ。
【０２３６】
（９）  上記コントラスト評価値がピークになるレンズ位置の近傍は、上記正規分布を微分したものの極大値と極小値との間であることを特徴とする付記（８）に記載のデジタルカメラ。
【０２３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のデジタルカメラによれば、より高速に正確なＡＦ動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの概念的な構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態におけるデジタルカメラの外観をレンズ側から示す斜視図。
【図３】上記実施形態におけるデジタルカメラをＰＤＡとして使用する際の外観を示す斜視図。
【図４】上記実施形態におけるデジタルカメラの主として電気的な構成を示すブロック図。
【図５】上記実施形態において、コントラストＡＦに用いられる撮像素子の領域を示す図。
【図６】上記実施形態において、位相差ＡＦに用いられるラインセンサの領域を示す図。
【図７】上記実施形態における位相差ＡＦの基本的な構成を示す図。
【図８】上記実施形態において、位相差ＡＦの出力に基づき第１のレンズ位置を求める手順を説明するための図。
【図９】上記実施形態におけるアクティブＡＦの基本的な構成を示す図。
【図１０】上記実施形態において、アクティブＡＦの出力に基づき第１のレンズ位置を求める手順を説明するための図。
【図１１】上記実施形態において、フリッカの影響を極力受けることのないようにコントラストＡＦを行うための、撮像素子の積分タイミング等を示すタイミングチャート。
【図１２】上記実施形態において、フリッカに対応して読み出される撮像素子の出力に基づき測距計算やレンズ繰り出しを行うタイミングを示すタイミングチャート。
【図１３】上記実施形態において、ＬＤＰＩのパルス数に対するＡＦレンズの繰り出し量の関係およびＡＦスイッチの変化タイミングを示すタイミングチャート。
【図１４】上記実施形態において、合焦位置付近におけるＡＦレンズの繰り出し量とコントラスト量（ＡＦ評価値）との関係を示す線図。
【図１５】上記実施形態において、ＬＤＰＩのパルス幅が示すレンズ速度のときにどのくらいの繰り出し量でＡＦレンズが停止するかを示す線図。
【図１６】上記実施形態において、目標位置に到達するまでのレンズ速度の変化の様子を示す線図。
【図１７】上記実施形態において、レンズ繰り出しを開始してから目標位置に到達するまでのレンズ速度の変化の様子を示す線図。
【図１８】上記実施形態におけるデジタルカメラのメイン動作の一部を示すフローチャート。
【図１９】上記実施形態におけるデジタルカメラのメイン動作の他の一部を示すフローチャート。
【図２０】上記実施形態において、測距しながらピント合わせを行うときのサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿Ｍ」の詳細の一部を示すフローチャート。
【図２１】上記実施形態において、測距しながらピント合わせを行うときのサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿Ｍ」の詳細の他の一部を示すフローチャート。
【図２２】上記図２１のステップＳ７９における予想の合焦パルスを計算する処理を示すフローチャート。
【図２３】上記実施形態の、合焦位置近傍においてコントラスト量を正規分布により近似した曲線等を示す図。
【図２４】上記実施形態において、複数のコントラストＡＦ結果を用いて合焦位置を算出するための直線ｇ（ｘ）を示す図。
【図２５】上記実施形態において、サブＣＰＵにおけるピント合わせのサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿ＳＢ」の動作の一部を示すフローチャート。
【図２６】上記実施形態において、サブＣＰＵにおけるピント合わせのサブルーチン「ＬＤＲＩＶ＿ＳＢ」の動作の他の一部を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…デジタルカメラ
２…補助ＡＦ手段
３…第１の合焦距離算出手段
４…測距誤差算出手段
５…第２の合焦距離算出手段
６…第１のレンズ位置算出手段
７…制御手段
８…撮像手段
９…フリッカタイミング検出手段（フリッカ検出手段、安定タイミング検出手段）
１０…コントラスト評価値算出手段
１１…ＡＦレンズ
１２…レンズ位置検出手段
１３…コントラストピーク位置算出手段
１４…レンズ速度検出手段
１５…停止位置予想手段
１６…レンズ制御手段
４１…メインＣＰＵ（第１の合焦距離算出手段、測距誤差算出手段、第２の合焦距離算出手段、第１のレンズ位置算出手段、制御手段、停止位置予想手段）
４２…サブＣＰＵ
４７…ＡＦレンズ
５１…フォーカスレンズ制御手段
５２…フォーカスモータ駆動回路（レンズ制御手段）
５３…フォーカスレンズ位置検出回路（レンズ位置検出手段、レンズ速度検出手段）
５４…ＬＤモータ
５５…センサ部（補助ＡＦ手段）
５６Ｒ，５６Ｌ…レンズ
５７…センサ（検出手段）
５８…位相差ＡＦ手段（補助ＡＦ手段）
６４…撮像回路
６５…撮像素子（撮像手段）
６６…撮像領域指定手段
６７…Ａ／Ｄ回路
６８…信号レベル制御手段
６９…タイミング発生回路
７６…輝度検出手段（被写体輝度検出手段）
７７…フリッカタイミング検出手段（フリッカ検出手段、安定タイミング検出手段）
７８…コントラスト評価値算出手段
７９…コントラスト評価値微分手段
８０…合焦位置予想手段（コントラストピーク位置算出手段）
８１…合焦検出手段
１０３Ｌ，１０３Ｒ…ラインセンサ（検出手段）
１０４Ｌ，１０４Ｒ…レンズ
１０５Ｌ，１０５Ｒ…Ａ／Ｄ手段
１０６…演算手段
１１０…赤外ＬＥＤ
１１１…発光制御手段
１１２，１１３…レンズ
１１４…ＰＳＤ
１１５…受光位置検出手段
１１６…演算手段
【図１】
0003989261.tif 000007
【図２】
0003989261.tif 000008
【図３】
0003989261.tif 000009
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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