(57)【要約】【課題】オートフォーカス時の撮像素子駆動部を適切な駆動速度で駆動する自動合焦方法ならびにそれを用いた自動合焦装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】自動合焦装置１００は、撮像素子１１０、撮像素子駆動部１１１、撮像素子駆動制御部１１２、検出部１２１、合焦判定部１２３、及び速度パラメータ算出部１２２を備える。合焦判定部１２３は、コントラスト値に基づいて合焦位置を検出する。速度パラメータ算出部１２２は、コントラスト値に基づいて撮像素子駆動部１１１の駆動速度の設定に用いる速度パラメータを算出する。撮像素子駆動制御部１１２は、速度パラメータに基づいて、オートフォーカス時において、合焦位置を検出する第１及び第２駆動制御を行う。また、撮像素子駆動制御部１１２は、第１駆動制御中に、第２駆動制御中の撮像素子駆動部１１１の駆動速度を設定する。【選択図】図１
2016145958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸方向に駆動させる撮像素子駆動部と、
前記撮像素子駆動部を制御する撮像素子駆動制御部と、
前記電気信号から得られる画像情報におけるコントラスト値を検出する検出部と、
前記コントラスト値に基づいて合焦位置を検出する合焦判定部と、
前記コントラスト値に基づいて、前記撮像素子駆動部の駆動速度の設定に用いる速度パラメータを算出する速度パラメータ算出部と、を備え、
前記撮像素子駆動制御部は、前記速度パラメータに基づいて、オートフォーカス時において、前記合焦位置を検出する第１及び第２駆動制御を行い、前記第１駆動制御中に、前記第２駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度を設定する、
自動合焦装置。
【請求項２】
前記速度パラメータは、前記コントラスト値に基づいて推定される、前記撮像素子の位置の変化に対するコントラスト値の変化であるコントラスト形状によって算出される、
請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項３】
前記第１駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度は、推定される最も半値幅の小さい前記コントラスト形状によって設定される、
請求項２に記載の自動合焦装置。
【請求項４】
前記撮像素子駆動制御部は、前記第１駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度を変化させる、
請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項５】
前記第１駆動制御は、前記第２駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度が設定されるまでの制御である、
請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項６】
前記第１駆動制御は、前記合焦位置が検出されるまでの制御である、
請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項７】
前記第１駆動制御において、前記合焦位置が検出された場合、前記第２駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度を前記第１駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度より大きくする、
請求項１に記載の自動合焦装置。
【請求項８】
請求項１に記載の自動合焦装置と、前記自動合焦装置に着脱可能なレンズ鏡筒と、を備え、
前記自動合焦装置と前記レンズ鏡筒は通信不能である、撮像装置。
【請求項９】
撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換し、
前記電気信号から得られる画像情報におけるコントラスト値を検出し、
前記コントラスト値に基づいて合焦位置を検出し、
オートフォーカス時において、前記合焦位置を検出するために、撮像素子を光軸方向に駆動させる第１及び第２駆動制御を行い、
前記第１駆動制御中に前記第２駆動制御中の前記撮像素子駆動部の駆動速度を設定する自動合焦方法。
【請求項１０】
撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸方向に駆動させる撮像素子駆動部と、
前記撮像素子駆動部を制御し、前記電気信号から得られる画像情報におけるコントラスト値を検出し、その検出結果に基づいて前記撮像素子の合焦位置を検出する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記撮像素子が第１駆動速度で駆動されているときに検出されるコントラスト値の変化に応じて第２駆動速度を設定し、
前記撮像素子が前記第２駆動速度で駆動されているときに検出されるコントラスト値に基づいて合焦位置を検出する、
自動合焦装置。
【請求項１１】
前記第２駆動速度は、前記第１駆動速度よりも大きい、
請求項１０に記載の自動合焦装置。
【請求項１２】
前記第１駆動速度は、前記撮像素子駆動部の駆動速度のうち最も遅い速度である、
請求項１０に記載の自動合焦装置。
【請求項１３】
前記制御回路は更に、前記コントラスト値の変化に応じた速度パラメータに基づき、前記第２駆動速度を設定し、
前記速度パラメータは、前記自動合焦装置に取り付けられるレンズの絞り値を示す、
請求項１０に記載の自動合焦装置。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記コントラスト値の変化が所定の傾斜より緩やかであると判定した場合、前記第２駆動速度を設定し、前記撮像素子が前記第２駆動速度で駆動されているときに検出されたコントラスト値に基づいて合焦位置を検出し、
前記コントラスト値の変化が所定の傾斜より緩やかでない判定した場合、前記撮像素子が前記第１駆動速度で駆動されているときに検出されたコントラスト値に基づいて合焦位置を検出する、
請求項１２に記載の自動合焦装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ビデオカメラやスチルカメラなどの撮像装置で焦点調節をする際に、撮影すべき被写体の像を適切な焦点位置に自動的にフォーカシングする自動合焦方法並びにそれを用いた自動合焦装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、レンズ鏡筒の絞り量に応じて、フォーカスモータの駆動速度を可変とするオートフォーカス機能を備えたビデオカメラを開示する。このビデオカメラは、絞り量が大きく被写界深度が深い状況では、フォーカスモータの駆動速度を大きくして、単位時間あたりのレンズの変位量を大きくし、焦点評価値の変動量を大きくして誤動作を抑制する。逆に絞り量が小さく被写界深度が浅い状況では、駆動速度を小さくして、単位時間当りのレンズの変位量を小さくし、合焦点近傍でのレンズの行き過ぎを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、オートフォーカス時の撮像素子駆動部を適切な駆動速度で駆動させる自動合焦方法ならびにそれを用いた自動合焦装置及び撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示における自動合焦装置は、撮像素子、撮像素子駆動部、撮像素子駆動制御部、検出部、合焦判定部、及び速度パラメータ算出部を備える。撮像素子は、撮像面に形成された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子駆動部は、撮像素子を光軸方向に駆動させる。撮像素子駆動制御部は、撮像素子駆動部を制御する。検出部は、電気信号から得られる画像情報におけるコントラスト値を検出する。合焦判定部は、コントラスト値に基づいて合焦位置を検出する。速度パラメータ算出部は、コントラスト値に基づいて撮像素子駆動部の駆動速度の設定に用いる速度パラメータを算出する。撮像素子駆動制御部は、速度パラメータに基づいて、オートフォーカス時において、合焦位置を検出する第１及び第２駆動制御を行い、第１駆動制御中に、第２駆動制御中の撮像素子駆動部の駆動速度を設定する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示における撮像装置は、コントラスト検出方式のオートフォーカスにおいて、オートフォーカス時の撮像素子駆動部を適切な駆動速度で駆動させることが可能となり、高速なオートフォーカスが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１におけるデジタルカメラの構成の概略を示すブロック図
【図２】実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する図
【図３】実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明するためのフローチャート
【図４】実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する図
【図５】実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する図
【図６】実施の形態２におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する図
【図７】実施の形態２におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明するためのフローチャート
【図８】絞り値とコントラスト値の関係を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１０】
（実施の形態１）
本発明の一実施形態に係るデジタルカメラについて、図１から図５を用いて説明する。
【００１１】
［１−１．構成］
［１−１−１．デジタルカメラの全体構成］
図１は、実施の形態１におけるデジタルカメラの構成の概略を示すブロック図である。
【００１２】
デジタルカメラ１（撮像装置の一例）は、レンズ鏡筒２００と、自動合焦装置１００（自動合焦装置の一例）とを備える。レンズ鏡筒２００は、図示しないレンズマウントを有しており、自動合焦装置１００に設けられる図示しないカメラマウントを介して、自動合焦装置１００に対し着脱可能に取り付けられる。
【００１３】
[１−１−２．レンズ鏡筒の構成]
レンズ鏡筒２００は、図示しないケーシングの内部に、フォーカスレンズ群２１１と、ズームレンズ群２２１と、絞り２３１とを有する。また、レンズ鏡筒２００は、ケーシングの側面に、フォーカス操作部２１０と、ズーム操作部２２０と、絞り操作部２３０とを有する。
【００１４】
フォーカスレンズ群２１１とズームレンズ群２２１と絞り２３１は、併せて、被写体像を形成する撮像光学系を構成する。また、フォーカス操作部２１０は、フォーカスレンズ群２１１を光軸ＡＺ方向に駆動させる。ズーム操作部２２０は、ズームレンズ群２２１を光軸ＡＺ方向に駆動させる。絞り操作部２３０は、絞り２３１を駆動させる。フォーカス操作部２１０とズーム操作部２２０と絞り操作部２３０は、周方向に回転させるリング状の部材である。しかしながら、フォーカス操作部２１０とズーム操作部２２０と絞り操作部２３０は、これらに限定されるものではなく、公知の操作部材であれば代替可能である。
【００１５】
[１−１−３．自動合焦装置の構成]
自動合焦装置１００は、撮像素子１１０、撮像素子駆動部１１１、撮像素子駆動制御部１１２、映像信号処理部１２０、コントラスト検出部１２１、速度パラメータ算出部１２２、システム制御部１２３を備える。
【００１６】
撮像素子１１０（撮像素子の一例）は、レンズ鏡筒２００の撮像光学系により撮像面に形成された光学的な被写体像を、電気信号に変換する。撮像素子１１０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサである。なお、撮像素子１１０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサであってもよい。
【００１７】
撮像素子駆動部１１１（撮像素子駆動部の一例）は、後述する撮像素子駆動制御部１１２の出力に基づいて、撮像素子１１０を光軸ＡＺ方向に駆動させる。撮像素子駆動部１１１は、例えば、ステッピングモータや電磁リニアモータ等のアクチュエータである。
【００１８】
映像信号処理部１２０は、撮像素子１１０で変換した光学的な被写体像の電気信号（映像信号）を処理し、画像情報を得る。映像信号処理部１２０は、得られた画像情報を、コントラスト検出部１２１やシステム制御部１２３に出力する。また、映像信号処理部１２０は、形成した画像情報を、メモリなどの記憶装置１４０や、液晶ディスプレイなどの表示画面を有する表示部１５０に出力する。
【００１９】
コントラスト検出部１２１（検出部の一例）は、映像信号処理部１２０から出力された画像情報におけるコントラスト値を検出する。このコントラスト値は、撮像素子１１０の光軸ＡＺ方向の位置に対するコントラスト値である。コントラスト値は、映像信号処理部１２０が出力する画像情報における画像の明暗差を検出することにより取得される。検出されたコントラスト値は、速度パラメータ算出部１２２および合焦判定部１２３へと出力される。
【００２０】
速度パラメータ算出部１２２（速度パラメータ算出部の一例）は、コントラスト検出部１２１で検出されたコントラスト値と撮像素子１１０の位置とに基づき、撮像素子駆動部１１１の駆動速度を設定するために用いる速度パラメータを算出する。速度パラメータとは、例えば、撮像素子１１０の光軸ＡＺ方向における位置に応じたコントラスト値の変化から推定される、使用しているレンズ鏡筒２００の絞り値（Ｆ値）である。速度パラメータ算出部１２２は、予め、Ｆ値に対応するコントラスト形状（撮像素子１１０の光軸ＡＺ方向における位置の変化に対するコントラスト値の変化）を決めたテーブルを有している。そのため、コントラスト検出部１２１がコントラスト形状を判定することで、Ｆ値の推定が可能となる。算出された速度パラメータ（ここではＦ値）は、撮像素子駆動制御部１１２に出力される。
【００２１】
システム制御部１２３（合焦判定部の一例）は、コントラスト検出部１２１で検出されたコントラスト値に基づいて、合焦位置ｐ（図２）の方向を判定し、さらには、合焦位置ｐの検出が可能か否かを判定し、判定結果を出力する。また、システム制御部１２３は、合焦位置ｐの検出が可能な場合には、合焦位置ｐを検出し、検出結果を出力する。また、システム制御部１２３は、撮像素子駆動制御部１１２と速度パラメータ算出部１２２とコントラスト検出部１２１と映像信号処理部１２０との制御を司る。システム制御部１２３は、例えばマイクロコンピュータである。
【００２２】
撮像素子駆動制御部１１２（撮像素子駆動制御部の一例）は、撮像素子駆動部１１１を制御する。具体的には、撮像素子駆動制御部１１２は、速度パラメータ算出部１２２が算出した速度パラメータに基づいて、撮像素子駆動部１１１の駆動速度及び撮像素子１１０の駆動方向を設定する。撮像素子駆動部１１１の駆動速度は、使用するレンズ鏡筒２００の推定される絞り値に対応する駆動速度を決める速度テーブルから決定されても良い。また、撮像素子駆動制御部１１２のメモリや記憶装置１４０には、その速度テーブルが予め格納されていても良い。
【００２３】
ここで、図８を用いてコントラスト値と絞り値の関係を説明する。
【００２４】
図８は、絞り値とコントラスト値の関係を説明するための図であって、縦軸がコントラスト値を示し、横軸が光軸ＡＺ方向に対する撮像素子１１０の位置（デフォーカス位置）を示す。絞り値が大きくなると、撮像素子１１０の位置の変化に対するコントラスト値の変化が緩やかになる。そのため、撮像素子１１０の位置の変化に対するコントラスト値の変化であるコントラスト形状の半値幅が大きくなる。逆に、絞り値が小さくなると、撮像素子１１０の位置の変化に対するコントラスト値の変化が急峻になる。そのため、撮像素子１１０の位置の変化に対するコントラスト値の変化であるコントラスト形状の半値幅が小さくなる。このように、レンズ鏡筒２００と自動合焦装置１００が電気通信不能な場合であっても、コントラスト値の変化からレンズ鏡筒２００のＦ値を推定できる。
【００２５】
オートフォーカス動作に関して、絞り値が小さいときに撮像素子駆動部１１１の駆動速度が速いと、コントラスト値の検出の間隔が大きくなり、コントラスト値のピーク位置を判定できなくなる。従って、絞り値が小さいときは駆動速度を遅くし、絞り値が大きいときは駆動速度を速くする。これにより、コントラスト値の検出間隔を決定している。
【００２６】
［１−２．動作］
以上のように構成されたデジタルカメラ１について、その動作を以下説明する。
【００２７】
［１−２−１．オートフォーカス動作］
図２は、実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する図であって、オートフォーカス時の撮像素子１１０の光軸ＡＺ方向における位置とコントラスト値との関係を示す。縦軸がコントラスト値を示しており、横軸が光軸ＡＺ方向に対する撮像素子１１０の位置を示している。
【００２８】
図２に示す例では、実施の形態１における初期駆動制御（第１駆動制御の一例）Ｍ１中の撮像素子１１０の駆動方向は、合焦位置ｐから離れる方向である。したがって、コントラスト検出部１２１で検出されるコントラスト値は低下する。
【００２９】
撮像素子１１０は、オートフォーカス開始時の撮像素子１１０の位置であるオートフォーカス開始位置ａ１から初期駆動を開始する。コントラスト検出部１２１は、初期駆動制御Ｍ１においてコントラスト値を所定の時間間隔で検出する（図２の例では黒丸印の点で検出する）。システム制御部１２３は、コントラスト値の増減を判別して、撮像素子１１０の位置に対してピーク位置（合焦位置ｐ）がどちらの方向にあるのか、つまりピーク位置の方向を検出する。
【００３０】
撮像素子１１０は、初期駆動制御Ｍ１によりピーク位置の方向が判定された後、第２駆動制御Ｍ２により、ピーク位置の方向へ移動する。コントラスト検出部１２１は、第２駆動制御Ｍ２においてコントラスト値を所定の時間間隔で検出する（図２の例では四角バツ印の点で検出する）。システム制御部１２３は、第２駆動制御Ｍ２においてピークがあると判断する場合、ピーク位置を挟む２点からピーク位置を検出する。システム制御部１２３は、少なくとも、ピーク位置に向かう２点と、ピーク位置を通り過ぎ且つピーク位置手前の点よりもコントラスト値が低下する１点で、コントラスト値を検出できた場合に、ピークがあると判断できる。
【００３１】
第２駆動制御Ｍ２においてピーク位置が検出されると、撮像素子１１０は、第３駆動制御Ｍ３においてピーク位置すなわち合焦位置ｐまで移動する。
【００３２】
図３は、実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。以下、図３のフローチャートを用いて実施の形態１におけるオートフォーカス動作を説明する。
【００３３】
まず、ユーザは、フォーカス操作部２１０を操作し、フォーカスレンズ群２１１の位置を合焦位置ｐの近傍に設定する。その後、ユーザは、より合焦精度を高めるために、自動合焦装置１００に設けられたＡＦ（オートフォーカス）ボタン１３０を操作し、オートフォーカス動作を開始させる（ステップＳ１０１）。
【００３４】
次に、オートフォーカス動作の開始後に、システム制御部１２３は、レンズ情報を取得可能か否か、すなわち自動合焦装置１００とレンズ鏡筒２００とが通信可能か否かを判断する（Ｓ１０２）。
【００３５】
次に、レンズ情報を取得不可能であると判断した場合（Ｓ１０２でＮＯ）、すなわち自動合焦装置１００とレンズ鏡筒２００とが通信不可能であると判断した場合を説明する。まず、撮像素子駆動制御部１１２は、推定される最も半値幅が小さいコントラスト形状に基づいて、初期駆動制御Ｍ１中の撮像素子駆動部１１１の駆動速度（初期駆動速度）（第１駆動速度の一例）を設定する（Ｓ１０３）。言い換えると、推定される最も小さいＦ値に基づいて、初期駆動速度を設定する。この初期駆動速度は、撮像素子駆動部１１１に対して設定できる範囲の内で最も遅い速度である。
【００３６】
次に、撮像素子駆動制御部１１２は、ステップＳ１０３で設定された初期駆動速度で初期駆動制御Ｍ１を開始する（Ｓ１０４）。
【００３７】
次に、コントラスト検出部１２１は、初期駆動制御Ｍ１中に、映像信号処理部１２０から出力された画像情報におけるコントラスト値を検出する（Ｓ１０５）。
【００３８】
次に、速度パラメータ算出部１２２は、ステップＳ１０５の初期駆動制御Ｍ１において、コントラスト検出部１２１で検出されたコントラスト値に基づいて、上述の方法により速度パラメータを算出する（Ｓ１０６）。
【００３９】
次に、撮像素子駆動制御部１１２は、第２駆動制御Ｍ２中の撮像素子１１０の駆動方向と、撮像素子駆動部１１１の駆動速度（第２駆動速度）とを設定する（Ｓ１０７）。第２駆動速度（第２駆動速度一例）は、コントラスト検出部１２１で検出されたコントラスト値と、速度パラメータ算出部１２２で算出された速度パラメータとに基づいて設定される。
【００４０】
撮像素子駆動制御部１１２は、第２駆動速度を設定した時点で、初期駆動制御Ｍ１を終了する（Ｓ１１１）。
【００４１】
ステップＳ１０２において、レンズ情報を取得可能であると判断した場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、すなわち自動合焦装置１００とレンズ鏡筒２００とが通信可能であると判断した場合を説明する。まず、撮像素子駆動制御部１１２は、レンズ情報から得た速度パラメータ（ここではＦ値）に基づいて、第２駆動速度を設定する（Ｓ１０８）。レンズ情報は、レンズ鏡筒２００の制御部（図示省略）から速度パラメータ算出部１２２に送信される。
【００４２】
次に、撮像素子駆動制御部１１２は、設定した第２駆動速度で、初期駆動制御Ｍ１を開始する（Ｓ１０９）。
【００４３】
次に、コントラスト検出部１２１は、映像信号処理部１２０から出力された画像情報におけるコントラスト値を検出する（Ｓ１１０）。
【００４４】
ステップＳ１１０でコントラスト値を検出できた時点で初期駆動制御Ｍ１を終了する（Ｓ１１１）。初期駆動制御Ｍ１の終了に応じて、システム制御部１２３は、初期駆動制御Ｍ１においてコントラスト検出部１２１が検出したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピーク位置の方向を判定する。
【００４５】
次に、撮像素子駆動制御部１１２は、撮像素子駆動部１１１が第２駆動速度でピーク位置の方向に撮像素子１１０を移動させるように、撮像素子駆動部１１１の制御を開始する（Ｓ１１２）。このときの第２駆動速度は、ステップＳ１０７又はステップＳ１０８で設定した速度である。なお、撮像素子駆動制御部１１２は、使用するレンズ鏡筒２００の推定される絞り値（Ｆ値）に対応する駆動速度を決める速度テーブルを格納し、その速度テーブルに基づいて第２駆動速度を設定しても良い。
【００４６】
次に、撮像素子駆動制御部１１２が第２駆動制御Ｍ２により撮像素子１１０をピーク位置の方向（図２の例では初期駆動制御Ｍ１とは反対方向）へ移動させ、コントラスト検出部１２１がコントラスト値を検出する。システム制御部１２３は、コントラスト検出部１２１が検出したコントラスト値に基づき、合焦位置ｐを検出する（Ｓ１１３）。
【００４７】
撮像素子駆動制御部１１２は、第２駆動制御Ｍ２を終えると、撮像素子１１０を合焦位置ｐまで移動させる第３駆動制御Ｍ３を行い（Ｓ１１４）、コントラスト値のピーク位置で撮像素子１１０を停止させる。
【００４８】
撮像素子１１０が合焦位置ｐに移動した時点でオートフォーカス動作が終了する。
【００４９】
実施の形態１では、初期駆動制御Ｍ１においてシステム制御部（合焦判定部）１２３が合焦位置ｐを検出できない場合のオートフォーカス動作を説明した。本実施の形態では、初期駆動制御Ｍ１中の撮像素子１１０の駆動方向が、合焦位置ｐから離れる方向である場合の例を示したが、本開示はこれに限られない。すなわち、図４および図５に示すように、初期駆動制御Ｍ１中の撮像素子１１０の駆動方向が、合焦位置ｐに近づく方向であっても良い。
【００５０】
図４は、実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作の一例を説明する図である。図４は、初期駆動制御Ｍ１で撮像素子１１０がピーク位置の方向に移動し、且つコントラスト値のピーク位置を通り過ぎない例を示す。この場合、撮像素子駆動制御部１１２が第２駆動制御Ｍ２により撮像素子１１０を初期駆動制御Ｍ１と同じ方向へ駆動させ、コントラスト検出部１２１がコントラスト値を検出する。システム制御部１２３は、コントラスト検出部１２１が検出したコントラスト値に基づき、合焦位置ｐを検出する。
【００５１】
図５は、実施の形態１におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作の別の例を説明する図である。図５は、初期駆動制御Ｍ１で撮像素子１１０がピーク位置の方向に移動し、且つピーク位置を通り過ぎる例を示す。図５に示す例の場合、初期駆動制御Ｍ１において最後に検出したコントラスト値が、ピーク位置の直前で検出したコントラスト値よりも低下していない。この場合、初期駆動制御Ｍ１と同じ方向に第２駆動制御Ｍ２を行い、ピーク位置の検出を行う。
【００５２】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態の自動合焦装置は、レンズ鏡筒からレンズ情報を取得不可能な場合において、オートフォーカス時における初期駆動制御中に、コントラスト値を検出する。そして、検出したコントラスト値に基づいて、初期駆動制御の後の第２駆動制御中の撮像素子駆動部の駆動速度の設定に用いる速度パラメータ（Ｆ値）を算出する。さらに、算出した速度パラメータに基づいて、第２駆動制御中の撮像素子駆動部の駆動速度を設定する。このため、レンズ情報を取得不可能な場合においても、使用するレンズ鏡筒に応じて、撮像素子駆動部の駆動速度を適切に設定でき、合焦スピードの高速化を実現することが可能となる。
【００５３】
（実施の形態２）
実施の形態２は、初期駆動制御Ｍ１において合焦位置ｐ（コントラスト値のピーク位置）を検出できた場合を説明する。
【００５４】
［２−１．構成］
実施の形態２におけるカメラの構成は、実施の形態１と同様であるため、同じ符号を参照し、説明を省略する。
【００５５】
［２−２．動作］
図６および図７を用いて実施の形態２にかかるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する。
【００５６】
図６は、実施の形態２におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明する図であって、オートフォーカス時の撮像素子１１０の光軸ＡＺ方向における位置とコントラスト値との関係を示す。
【００５７】
図６に示すように、実施の形態２にかかるオートフォーカス動作では、初期駆動制御Ｍ１中の駆動方向が、合焦位置ｐに近づく方向である。さらに、ピーク位置を通り過ぎ、初期駆動制御Ｍ１において最後に検出するコントラスト値が、その１つ手前に検出したコントラスト値よりも低下している。この場合は、初期駆動制御Ｍ１において、コントラスト値のピーク位置を検出できる。
【００５８】
図７は、実施の形態２におけるデジタルカメラのオートフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。図７には、初期駆動制御Ｍ１でのコントラスト検出部１２１が検出したコントラスト値により、システム制御部（合焦判定部）１２３が合焦位置ｐを検出できる場合のオートフォーカス動作が示されている。以下、図７を用いて実施の形態２に係るデジタルカメラ１の動作を説明する。実施の形態２での動作は、実施の形態１の動作のステップＳ１０２においてＮＯである場合以降のみが異なるため、ＹＥＳである場合は説明を省略する。
【００５９】
まず、オートフォーカス動作が開始された後（ステップＳ２０１）、撮像素子１１０は、初期駆動制御Ｍ１による駆動を開始する。このとき、撮像素子１１０は、合焦位置ｐの方向（コントラスト値のピーク位置の方向）に向かって移動する（Ｓ２０２）。
【００６０】
次に、推定される最も半値幅が小さいコントラスト形状に基づいて、初期駆動制御Ｍ１中の撮像素子駆動部１１１の駆動速度（初期駆動速度）を設定する。そして、コントラスト値の増減から、ピーク位置を通り過ぎたことを判別するために、コントラスト値を少なくとも３点以上で検出する（Ｓ２０３）。
【００６１】
ステップＳ２０３で、初期駆動制御Ｍ１を所定時間行った結果、コントラスト値の変化（速度パラメータの一例）が所定の傾斜より緩やかであると判断した場合、初期駆動速度を速くするよう切り替える。図６に示す例では、コントラスト値が黒丸印の点で検出される速度を、切替点ａ２にて、コントラスト値が三角印の点で検出される速度（第２駆動速度の一例）に切り替える。初期駆動速度は推定される最も小さいＦ値に基づいて設定されるため、その初期駆動速度を切替点ａ２で切り替えることによって、ピーク位置の方向やコントラスト形状を判定する時間を短縮できる。
【００６２】
図５で示すように、初期駆動制御Ｍ１においてコントラスト値を取得した位置が、ピーク位置の手前の位置と、さらにピーク位置に近づいた位置と、ピーク位置を通り過ぎて減少に転じた位置とであるとする。この場合、合焦位置ｐを検出できる（Ｓ２０４）。初期駆動制御Ｍ１においてピーク位置を検出できるため、第２駆動制御Ｍ２をする必要がなく、第３駆動制御Ｍ３を行い、撮像素子１１０を合焦位置ｐに移動させるオートフォーカス動作をさせることが可能となる。
【００６３】
次に、合焦位置ｐを検出できた後、撮像素子駆動制御部１１２は、撮像素子駆動部１１１の駆動速度（第３駆動速度）を、少なくとも初期駆動制御Ｍ１の駆動速度よりも速くなるよう設定する（Ｓ２０５）。これにより合焦スピードの高速化が実現できる。
【００６４】
次に、撮像素子駆動制御部１１２は、第３駆動制御Ｍ３の第３駆動速度を設定した時点で初期駆動制御Ｍ１を終了させる（Ｓ２０６）。さらに、撮像素子駆動制御部１１２は、撮像素子１１０を合焦位置ｐに移動させる第３駆動制御Ｍ３を行う（Ｓ２０７）。これにより、撮像素子駆動部１１１を制御して、コントラスト値のピーク位置で撮像素子１１０を停止させる。
【００６５】
撮像素子１１０が合焦位置ｐに移動した時点でオートフォーカス動作を終了する。
【００６６】
［２−３．効果］
以上のように、本実施の形態の自動合焦装置は、レンズ情報を取得不可能な場合においても、検出したコントラスト値からＦ値を推定し、それに応じた駆動速度でオートフォーカス動作をすることができる。そのため、高速のオートフォーカスを実現することができる。
【００６７】
また、初期駆動制御において検出するコントラスト値の変化量に応じて、初期駆動制御中の撮像素子駆動部の駆動速度を変化させることで、高速のオートフォーカスを実現することができる。
【００６８】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１および２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１および２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００６９】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７０】
実施の形態１および２におけるシステム制御部１２３は、デジタルカメラを制御するものであれば、物理的にどのように構成してもよい。また、システム制御部１２３、撮像素子駆動制御部１１２、速度パラメータ算出部１２２、コントラスト検出部１２１、及び映像信号処理部１２０は、全部又は一部が制御部又は制御回路として構成されていてもよい。
【００７１】
かかる制御部又は制御回路は、マイクロコンピュータに限定されない。ただし、制御部又は制御回路は、プログラム可能なマイクロコンピュータを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、コントローラの設計の自由度を高めることができる。また、制御部又は制御回路は、ハードロジックで実現してもよい。制御部又は制御回路をハードロジックで実現すれば、処理速度の向上に有効である。制御部又は制御回路は、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、特許請求の範囲に記載の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで一つの制御部を構成すると考えることができる。また、制御部又は制御回路は、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサなど）とで構成してもよい。また、システム制御部１２３の機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成するようにしてもよい。
【００７２】
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本開示は、レンズ交換式の撮像装置に適用可能である。具体的には、本開示は、デジタルスチルカメラ、ムービー、カメラ機能付き携帯電話機などに適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１    デジタルカメラ（撮像装置の一例）
１００    自動合焦装置
１１０    撮像素子
１１１    撮像素子駆動部
１１２    撮像素子駆動制御部
１２０    映像信号処理部
１２１    コントラスト検出部（検出部の一例）
１２２    速度パラメータ算出部
１２３    システム制御部（合焦判定部の一例）
１３０    ＡＦボタン
１４０    記憶装置
１５０    表示部
２００    レンズ鏡筒
２１０    フォーカス操作部
２１１    フォーカスレンズ群
２２０    ズーム操作部
２２１    ズームレンズ群
２３０    絞り操作部
２３１    絞り
ａ１    オートフォーカス開始位置
ａ２    初期駆動速度の切替点
ＡＺ    光軸
Ｍ１    初期駆動制御（第１駆動制御の一例）
Ｍ２    第２駆動制御
Ｍ３    第３駆動制御
ｐ    合焦位置
【図１】
2016145958.tif 000003
【図２】
2016145958.tif 000004
【図３】
2016145958.tif 000005
【図４】
2016145958.tif 000006
【図５】
2016145958.tif 000007
【図６】
2016145958.tif 000008
【図７】
2016145958.tif 000009
【図８】
2016145958.tif 000010