(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズ系を介した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮像素子と、
画像データの輝度データの高周波成分を積分して得られるＡＦ評価値を出力するＡＦ評価手段と、
前記フォーカスレンズ系の位置を移動させながら前記ＡＦ評価手段により得られたＡＦ評価値を取得するサンプリング手段と、
画像を記録する際の前記撮像素子の記録画素数を設定する記録画素数設定手段と、
前記サンプリング手段で取得した前記ＡＦ評価値に基づいて合焦判定を行い、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、を備え、
前記ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を最小の記録画素数の合焦精度が得られる移動量として１回目のＡＦ動作を行うことで概略の合焦位置を算出し、
記録画素数設定手段により前記最小の記録画像数が設定されている場合には２回目以降のＡＦ動作を行わずに前記概略の合焦位置を最終的な合焦位置に決定する一方、前記最小の記録画像数以外の記録画素数が設定されている場合には、当該概略の位置近傍で前記ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を前回の移動量と比べて小として２回目以降のＡＦ動作を行うことで最終的な合焦位置を決定することを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
更に、当該ＡＦ動作の回数を、前記記録画素数設定手段により設定された撮像素子の記録画素数に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス装置。
【請求項３】
前記ＡＦ動作実行後の合焦位置を保持するＡＦロック手段と、
前記ＡＦロック手段が作動している場合には、前記記録画素数設定手段による画像を記録する際の前記撮像素子の記録画素数の変更を禁止する禁止手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のオートフォーカス装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項５】
フォーカスレンズ系を介した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮像工程と、
画像データの輝度データの高周波成分を積分して得られるＡＦ評価値を出力するＡＦ評価工程と、
前記フォーカスレンズ系の位置を移動させながら前記ＡＦ評価工程により得られたＡＦ評価値を取得するサンプリング工程と、
画像を記録する際の前記撮像素子の記録画素数を設定する記録画素数設定工程と、
前記サンプリング工程の前記ＡＦ評価値の取得結果により合焦判定を行い、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動工程と、を含み、
前記フォーカス駆動工程では、前記ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を最小の記録画素数の合焦精度が得られる移動量として１回目のＡＦ動作を行うことで概略の合焦位置を算出し、記録画素数設定工程により前記最小の記録画像数が設定されている場合には２回目以降のＡＦ動作を行わずに前記概略の合焦位置を最終的な合焦位置に決定する一方、前記最小の記録画像数以外の記録画素数が設定されている場合には、当該概略の位置近傍で前記ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を前回の移動量と比べて小として２回目以降のＡＦ動作を行うことで最終的な合焦位置を決定することを特徴とする合焦位置決定方法。
【請求項６】
更に、当該ＡＦ動作の回数を、前記記録画素数設定工程により設定された撮像素子の記録画素数に応じて変更すること
を特徴とする請求項５に記載の合焦位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オートフォーカス装置、カメラ、および合焦位置決定方法に関し、詳細には、デジタルカメラやデジタルビデオカメラに使用されるオートフォーカス装置、カメラ、および合焦位置決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の機能を備えたデジタルカメラが普及している。例えば、記録時の画素数を変更できるデジタルカメラも登場している。これは、ユーザのニーズに応じて、ユーザが高画質で記録したい場合や普通の画質で記録したい場合に対応するためである。すなわち、記録画像が高画質でなくても良い場合には、記録画素数を落として記録する。これにより、記録ファイルの容量を小さくすることができる。また、ＣＣＤの高画素化に伴い、画像を記録するファイルも大容量化する傾向にある。
【０００３】
また、ＣＣＤの高画素数化に伴って、同じ焦点距離、同じＣＣＤサイズであっても高分解能なＡＦ制御が要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォーカスレンズを駆動しながらＡＦ評価値をサンプリングして合焦位置を検出するタイプのデジタルカメラにおいては、高画素のＣＣＤを用いて高精度なＡＦ制御を行うためには、ＡＦ評価値のサンプリング間隔を小さくする必要があるが、サンプリング間隔を小さくすると合焦動作に時間を長く要してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高画素のＣＣＤを使用した場合においても、短時間で高精度な合焦が可能なオートフォーカス装置、カメラ、および合焦位置決定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係るオートフォーカス装置は、フォーカスレンズ系を介した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮像素子と、前記画像データをＡ／Ｄ変換してデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル画像データの輝度データの高周波成分を積分して得られるＡＦ評価値を出力するＡＦ評価手段と、前記フォーカスレンズ系の位置を移動させながら前記ＡＦ評価手段により得られたＡＦ評価値をサンプリングするサンプリング手段と、画像を記録する際の前記撮像素子の記録画素数を設定する記録画素数設定手段と、前記サンプリング手段の前記ＡＦ評価値のサンプリング結果により合焦を判定し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段とを備え、まず、１回目のＡＦ動作では、前記ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を大として概略の合焦位置を算出し、２回目以降のＡＦ動作で、当該概略の位置近傍で前記ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を小として最終的な合焦位置を決定することとし、当該ＡＦ動作の回数を、前記記録画素数設定手段により設定された撮像素子の記録画素数に応じて変更するものである。
【０００８】
また、本発明に係るオートフォーカス装置は、前記ＡＦ動作実行後の合焦位置を保持するＡＦロック手段と、前記ＡＦロック手段が作動している場合には、前記記録画素数設定手段による画像を記録する際の前記撮像素子の記録画素数の変更を禁止する禁止手段と、を備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るオートフォーカス装置、カメラ、および合焦位置決定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係るオートフォーカス装置を適用したデジタルカメラの構成図である。同図において，１００はデジタルカメラを示しており、デジタルカメラ１００は、レンズ系１０１，絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２，ＣＣＤ１０３，ＣＤＳ回路１０４，可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）１０５，Ａ／Ｄ変換器１０６，ＩＰＰ１０７，ＤＣＴ１０８，コーダー１０９，ＭＣＣ１１０，ＤＲＡＭ１１１，ＰＣカードインタフェース１１２，ＣＰＵ１２１，表示部１２２，操作部１２３，ＳＧ（制御信号生成）部１２６，ストロボ装置１２７，バッテリ１２８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９、ＥＥＰＲＯＭ１３０、フォーカスドライバ１３１、パルスモータ１３２，ズームドライバ１３３，パルスモータ１３４、モータドライバ１３５を具備して構成されている。また，ＰＣカードインタフェース１１２を介して着脱可能なＰＣカード１５０が接続されている。
【００１１】
レンズユニットは，レンズ１０１系，絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２からなり，メカ機構１０２のメカニカルシャッタは２つのフィールドの同時露光を行う。レンズ系１０１は、例えば、バリフォーカルレンズからなり、フォーカスレンズ系１０１ａとズームレンズ系１０１ｂとで構成されている。
【００１２】
フォーカスドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、フォーカスパルスモータ１３２を駆動して、フォーカスレンズ系１０１ａを光軸方向に移動させる。ズームドライバ１３３は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、ズームパルスモータ１３４を駆動して、ズームレンズ系１０１ｂを光軸方向に移動させる。また、モータドライバ１３５は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従ってメカ機構１０２を駆動し、例えば、絞りの絞り値を設定する。
【００１３】
ＣＣＤ（電荷結合素子）１０３は，レンズユニットを介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１０４は，ＣＣＤ型撮像素子に対する低雑音化のための回路である。
【００１４】
また，ＡＧＣアンプ１０５は，ＣＤＳ回路１０４で相関２重サンプリングされた信号のレベルを補正する。なお、ＡＧＣアンプ１０５のゲインは、ＣＰＵ１２１により、ＣＰＵ１２１が内蔵するＤ／Ａ変換器を介して設定データ（コントロール電圧）がＡＧＣアンプ１０５に設定されることにより設定される。さらにＡ／Ｄ変換器１０６は，ＡＧＣアンプ１０５を介して入力したＣＣＤ１０３からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。すなわち，ＣＣＤ１０３の出力信号は，ＣＤＳ回路１０４およびＡＧＣアンプ１０５を介し，またＡ／Ｄ変換器１０６により，最適なサンプリング周波数（例えば，ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換される。
【００１５】
また，デジタル信号処理部であるＩＰＰ（Image Pre-Processor ）１０７，ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）１０８，およびコーダー（Huffman Encoder/Decoder ）１０９は，Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データについて，色差（Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に分けて各種処理，補正および画像圧縮／伸長のためのデータ処理を施す。
【００１６】
さらに，ＭＣＣ（Memory Card Controller）１１０は，圧縮処理された画像を一旦蓄えてＰＣカードインタフェース１１２を介してＰＣカード１５０への記録，或いはＰＣカード１５０からの読み出しを行う。
【００１７】
ＣＰＵ１２１は，ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として使用して、操作部１２３からの指示，或いは図示しないリモコン等の外部動作指示に従い，上記デジタルカメラ内部の全動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２１は，撮像動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作や、ＡＦ動作等の制御を行う。
【００１８】
また，カメラ電源はバッテリ１２８，例えば，ＮｉＣｄ，ニッケル水素，リチウム電池等から，ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９に入力され，当該デジタルカメラ内部に供給される。
【００１９】
表示部１２２は，ＬＣＤ，ＬＥＤ，ＥＬ等で実現されており，撮影したデジタル画像データや，伸長処理された記録画像データ等の表示を行う。操作部１２３は，機能選択，撮影指示，およびその他の各種設定を外部から行うためのボタンを備えている。具体的には、操作部１２３は、撮影指示を行うためのレリーズキーやＣＣＤ１０３の記録画素数（１８００×１２００、９００×６００、および６４０×４８０のいずれか）を設定するためのキー等を備えている。ＥＥＰＲＯＭ１３０には、ＣＰＵ１２１がデジタルカメラの動作を制御する際に使用する調整データ等が書き込まれている。
【００２０】
上記したデジタルカメラ１００（ＣＰＵ１２１）は、被写体を撮像して得られる画像データをＰＣカード１５０に記録する記録モードと、ＰＣカード１５０に記録された画像データを表示する表示モードと、撮像した画像データを表示部１２２に直接表示するモニタリングモード等を備えている。
【００２１】
図２は、上記ＩＰＰ１０７の具体的構成の一例を示す図である。ＩＰＰ１０７は、図２に示す如く、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データをＲ・Ｇ・Ｂの各色成分に分離する色分離部１０７１と、分離されたＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補間する信号補間部１０７２と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データの黒レベルを調整するペデスタル調整部１０７３と、Ｒ，Ｂの各画像データの白レベルを調整するホワイトバランス調整部１０７４と、ＣＰＵ１２１により設定されたゲインでＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補正するデジタルゲイン調整部１０７５と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データのγ変換を行うガンマ変換部１０７６と、ＲＧＢの画像データを色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに分離するマトリックス部１０７７と、色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに基づいてビデオ信号を作成し表示部１２２に出力するビデオ信号処理部１０７８と、を備えている。
【００２２】
さらに、ＩＰＰ１０７は、ペデスタル調整部１０７３によるペデスタル調整後の画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０７９と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）の所定周波数成分のみを通過させるＢＰＦ１０８０と、ＢＰＦ１０８０を通過した輝度データ（Ｙ）の積分値をＡＦ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＦ評価値回路１０８１と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）に応じたデジタルカウント値をＡＥ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＥ評価値回路１０８２と、デジタルゲイン調整部１０７５によるゲイン調整後のＲ・Ｇ・Ｂの各画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０８３と、Ｙ演算部１０８３で検出した各色の輝度データ（Ｙ）をそれぞれカウントして各色のＡＷＢ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＷＢ評価値回路１０８４と、ＣＰＵ１２１とのインターフェースであるＣＰＵＩ／Ｆ１０８５と、およびＤＣＴ１０８とのインターフェースであるＤＣＴＩ／Ｆ１０８６等を備えている。
【００２３】
つぎに、ＡＦ制御について説明する。ＡＦ制御においては、シャッタ速度およびゲインが設定された後、フォーカスパルスモータ１３２が１Ｖｄ期間に規定パルス駆動される。この規定パルス駆動の間に、ＩＰＰ１０７内で得られたデジタル映像信号が処理されて輝度信号が得られる。この輝度信号の高周波成分を積分してＡＦ評価値が求められ、このＡＦ評価値のピークが合焦位置となる。
【００２４】
ズーム制御においては、現在のフォーカス位置が後述する設定値「ｆｐ  ｆａｒ  ｃａｌｃ」（無限）から設定値「ｆｐ  ｎｅａｒ  ｃａｌｃ」（至近；約０．２ｍ）までのどの位置（距離）にあるかを比で求められる。フォーカス位置は、ズーム駆動に併せてそのズームポイントでの「ｆｐ  ｆａｒ  ｄｅｆ」と「ｆｐ  ｎｅａｒ  ｄｅｆ」から同じ比になるフォーカス位置に駆動され、バリフォーカルレンズのズームによるピントずれが補正される。
【００２５】
つぎに、ＡＦのための調整値である各設定値について説明する。図３は設定値を説明する図である。オートフォーカスでは、図３に示した如く、００〜０８までの９ズームステップ（ポジション）のバリフォーカルレンズを用いて行われるものとする。また、撮影距離範囲は、無限から約０．２ｍであるが、ワイドのみ約０．０１ｍとする。
【００２６】
図３に示したテーブルには、各ズームステップに対して６種類の設定値として「ｃｃｄａｆ  ｄｒｖ  ｄａｔａ」，「ｆｐ  ｆａｒ  ｄｅｆ」，「ｆｐ  ｎｅａｒ  ｄｅｆ」，「ｆｐ  ｆａｒ  ｃａｌｃ」，「ｆｐ  ｎｅａｒ  ｃａｌｃ」，「ｎｍｌ  ｓｍｐ」が対応付けられている。なお、図３中の各設定値は１６進表示とする。
【００２７】
ここで、「ｃｃｄａｆ  ｄｒｖ  ｄａｔａ」は、ＡＦ評価値をサンプリングするときの各サンプリングのフォーカスレンズ系の移動量（パルス数）を示す。「ｆｐ  ｆａｒ  ｄｅｆ」は、各ズームステップでのＡＦ評価値サンプリングスタート位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ  ｉｎｆ  ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。
【００２８】
「ｆｐ  ｎｅａｒ  ｄｅｆ」は、各ズームステップでのＡＦ評価値サンプリングエンド位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ  ｉｎｆ  ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。「ｆｐ  ｆａｒ  ｃａｌｃ」は、各ズームステップでの無限位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ  ｉｎｆ  ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。
【００２９】
「ｆｐ  ｎｅａｒ  ｃａｌｃ」は、各ズームステップでの０．２ｍ位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ  ｉｎｆ  ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。「ｎｍｌ  ｓｍｐ」は、ＡＦ評価値のサンプリング結果によらずに必ずＡＦ評価値のサンプリングを実行する全域サンプリングフォーカスレンズ系移動を行うサンプリング数を示している。
【００３０】
なお、「ｆｐ  ｉｎｆ  ｄｅｆ」とは、フォーカスの無限側目メカ端からワイドのＡＦ評価値サンプリングスタートまでのフォーカス繰り出しパルス数を示している。
【００３１】
続いて、動作について説明する。図４はオートフォーカス動作を行うための設定動作を説明するフローチャートであり、図５はオートフォーカス動作を説明するフローチャートである。
【００３２】
図５において、ｆｐ  ｆａｒ  ｉｎｉｔ＝フォーカス繰り出しパルス数（ｆｐｉｎｆ  ｄｅｆ）−ＡＦ評価値サンプリングスタート位置（ｆｐ  ｆａｒ  ｄｅｆ［ｚｏｏｍ］）、ｆｐ  ｎｅａｒ  ｉｎｉｔ＝フォーカス繰り出しパルス数（ｆｐ  ｉｎｆ  ｄｅｆ）＋ＡＦ評価値サンプリングエンド位置（ｆｐ  ｎｅａｒ  ｄｅｆ［ｚｏｏｍ］）、ｆｐ  ｈｏｍｅ＝（ｆｐ  ｆａｒ  ｉｎｉｔ）−（ｆｐ  ｈｏｍｅ  ｄｅｆ）、そして、ｎｍｌ  ｓｍｐ  ｄｅｆ＝ｎｍｌ  ｓｍｐ［ｚｏｏｍ］である。ここで、ｚｏｏｍは９ズームステップのポジションで、ｚｏｏｍ＝０のときに、「ワイド」となり、ｚｏｏｍ＝４のときに、「ミーン」となり、ｚｏｏｍ＝８のときに、「テレ」となる。
【００３３】
図５に示した動作では、まず、ズーム位置とズーム駆動パルス数とを合わせてズームリセットが行われた後、フォーカス位置とフォーカス駆動パルス数とを合わせてフォーカスリセットが行われる。ズームリセット，フォーカスリセットはそれぞれメカ端にまで駆動することで実施される。
【００３４】
メカ端に駆動する以上のパルス数で駆動した後の位置は規定のパルス数位置として決定される。ここで、フォーカスの場合には、ｎｅａｒ側のメカ端でｆｐ  ｍａｘ＝２０５パルスとなる。また、メカ端に駆動するときの最後のパルス出力のデータは、ｆｐ  ｈｏｍｅ  ｓｔａｔｅとして調整時に設定される。続いて、フォーカスが常焦点位置（約２．５ｍ）に設定され、さらにズームが実施される。
【００３５】
続いて図４に示した動作が開始される。図４に示した動作モードは、オートフォーカスモードである。オートフォーカスの場合には、まずＡＦ初期設定（ｃｃｄａｆ  ｉｎｉｔ  ｓｅｔ）が実行され（ステップＳ１）、第１レリーズが操作される。このとき、設定されているズームポイントでの常焦点位置（約２．５ｍ）を調整値から計算し、ＡＦ作動する。続いて、ＡＦ用ＡＥの設定（ｃｃｄａｆ
ａｅ  ｓｅｔ）が行われる（ステップＳ２）。
【００３６】
そして、処理がステップＳ３へ移行すると、フォーカスをホームポジションＨＰ（ｆｐ  ｈｏｍｅ）に駆動する。続くステップＳ４では、フォーカスが初期位置ＩＮＩＴ（ｆｐ  ｆａｒ  ｉｎｉｔ）へ駆動される。このように、フォーカスがホームポジションＨＰから初期位置ＩＮＩＴへ駆動されることで、バックラッシュ（ｆｐ  ｂ  ｒａｓｈ＝８（パルス））を取り除くことができる。
【００３７】
そして、処理はステップＳ５へ移行する。ＡＦ評価値サンプリング時のフォーカス駆動が垂直同期信号Ｖｄに同期して行われる。その際、フォーカスは各サンプリングのフォーカスレンズ系の移動量（ｃｃｄａｆ  ｄｒｖ  ｄａｔａ）分ずつ駆動する。このとき、フォーカスの駆動は、ＡＦ評価値の値（ピークなどの情報）に関係なく、ｎｅａｒ位置（ｎｍｌ  ｓｍｐ分のＡＦ評価値をサンプリングするまでで、フォーカスの駆動量としては、（ｃｃｄａｆ  ｄｒｖ  ｄａｔａ）＊（ｎｍｌ  ｓｍｐ）となる）まで行われる。これは通常の撮影距離範囲内（無限から約０．５ｍ）である。
【００３８】
ここでは、通常の撮影距離範囲内でサンプリングしたＡＦ評価値からピーク位置やＡＦ評価値の増減データなどが計算され、通常の撮影距離範囲内に合焦位置があるかの判定が下される。マクロの撮影距離範囲内で合焦を行う場合にも、フォーカスレンズは合焦位置からバックラッシュを取り除く位置までフォーカスを駆動後に合焦位置に駆動される。
【００３９】
この後、処理はステップＳ６へ移行する。ステップＳ６において、通常の撮影距離範囲内に合焦位置がある場合、ＡＦ評価値のサンプリングが中止され、合焦位置からバックラッシュを取り除く位置までフォーカスが駆動された後に、フォーカスが合焦位置に駆動される。
【００４０】
また、通常の撮影距離範囲内に合焦位置がない場合、マクロの撮影距離範囲内（約０．５ｍから約０．２ｍ）のＡＦ評価値のサンプリングが実施される（マクロ；ｆｐ  ｎｅａｒ  ｉｎｉｔまで）。ただし、マクロの撮影距離範囲内では、ピークを検出した時点でＡＦ評価値のサンプリングが中止される。
【００４１】
この後、処理はステップＳ７へ移行する。ステップＳ７においてフォーカスの駆動がオフ（ｆｃｓｍ  ｏｆｆ）されることで、本処理が終了する。
【００４２】
つぎに、ズーム位置とフォーカス位置との関係について説明する。図６はフォーカス位置調整用のＺＦテーブルを示す図、図７は図６のＺＦ（ズームフォーカス）テーブルをグラフ化して示す図である。
【００４３】
ＺＦテーブルは、ズーム位置に対するフォーカス位置を調整するときに使用されるものである。図６に示したＺＦテーブルは、Ｎｏ．０，Ｎｏ．１，Ｎｏ．２の３例を示している。いずれの例も、無限と至近（例えば２０ｃｍ）の２基準に対してワイド（Ｗ）端…ミーン（Ｍ）…テレ（Ｔ）端までの間で９つのポジションが割り当てられる。各ポジションには、パルス数ＺＰと調整値（ｆ（ｍｍ））とが対応付けられる。このＺＦテーブルはＲＯＭなどに記憶保持される。
【００４４】
図７において、Ｎｏ．０のグラフとして無限基準Ａ０−１と至近基準Ｂ０−１とが示され、Ｎｏ．１のグラフとして無限基準Ａ１−１と至近基準Ｂ１−１とが示され、Ｎｏ．２のグラフとして無限基準Ａ２−１と至近基準Ｂ２−１とが示されている。以上のグラフから、無限を基準とする場合よりも至近を基準とした場合の方がパルス数が低くなる。
【００４５】
つぎに、ドライバについて詳述する。図８はズームパルスモータ１３２およびフォーカスパルスモータ１３４のドライバ（フォーカスドライバ１３１とズームドライバ１３３）を示す回路図、図９はパルスモータ駆動ＩＣの真理値表を示す図である。図８において、フォーカスドライバ１３１とズームドライバ１３３とは、図９に示した真理値表に従って入出力の関係を規定する。
【００４６】
図９に示した真理値表に従えば、図８に示すフォーカスドライバ１３１およびズームドライバ１３３は、自回路のイネーブル信号を“Ｌ”（ロー）としている場合には、入力（ＩＮ１，２）はなく、待機状態となることから、出力（ＯＵＴ１，２，３，４）はオフとなる。一方、イネーブル信号を“Ｈ”（ハイ）としている場合には、入力のＩＮ１とＩＮ２との論理関係から、駆動して出力のＯＵＴ１〜４が２相励磁の変化を生じる出力となる。
【００４７】
図１０は、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するパルスのタイミングを示すタイミングチャートである。同図において、（Ａ）は。ＶＤ（垂直同期信号）を示し、（Ｂ）は、ＣＣＤ１０３の記録画素数を１８００×１２００とした場合のフォーカスパルスモータ１３２の駆動タイミングを示し、（Ｃ）は、ＣＣＤ１０３の記録画素数を９００×６００とした場合のフォーカスパルスモータ１３２の駆動タイミングを示し、（Ｄ）は、ＣＣＤ１０３の記録画素数を６４０×４８０とした場合のフォーカスパルスモータ１３２の駆動タイミングを示す。
【００４８】
つぎに、ＣＣＤ１０３の記録画素数に応じたＣＰＵ１２１のＡＦ動作の制御例（制御例１および制御例２）を説明する。
【００４９】
（制御例１）
まず、第１の例として、設定されたＣＣＤ１０３の記録画素数に応じてＡＦ評価値のサンプリング間隔を変更する場合（フォーカスレンズ系１０１ａの移動量を変更する場合）を説明する。図１１は、設定されたＣＣＤ１０３の記録画素数に応じてＡＦ評価値のサンプリング間隔を変更する場合のＣＰＵ１２１のＡＦ動作の制御を説明するためのフローチャートである。以下、図１１のフローチャートに従ってＣＰＵ１２１のＡＦ動作制御を説明する。
【００５０】
まず、ＣＣＤ１０３の記録画素数が１８００×１２００に設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０）。ＣＣＤ１０３の記録画素数が１８００×１２００に設定されている場合には、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するためのパルスを、１ＡＦステップ当たり２パルスに設定する（ステップＳ１３）。一方、ＣＣＤ１０３の記録画素数が１８００×１２００に設定されていない場合にはステップＳ１１に移行する。
【００５１】
ステップＳ１１では、ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００に設定されているか否かを判断する。ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００に設定されている場合には、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するためのパルスを、１ＡＦステップ当たり４パルスに設定する（ステップＳ１４）。一方、ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００に設定されていない場合にはステップＳ１２に移行する。
【００５２】
ステップＳ１２では、ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０に設定されているか否かを判断する。ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０に設定されている場合には、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するためのパルスを、１ＡＦステップ当たり７パルスに設定する（ステップＳ１５）。一方、ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０に設定されていない場合には当該処理を終了する。
【００５３】
そして、フォーカスパルスモータ１３２は、ＣＰＵ１２１により設定されるパルスに応じてフォーカスレンズを駆動する。これにより、ＣＣＤ１０３の記録画素数が大きく設定されている程、ＡＦ評価値のサンプリング間隔が短くなり（フォーカスレンズ系１０１ａの移動量を小さくし）、ＣＣＤ１０３の記録画素数に要求される精度でＡＦ動作が可能となる。
【００５４】
以上説明したように、上記動作例では、設定されたＣＣＤ１０３の記録画素数に応じてＡＦ評価値のサンプリング間隔を変更しているので、記録時のＣＣＤ１０３の画素数に要求されるＡＦ精度を得るためのＡＦ評価値のサンプリング間隔とすることができ、記録時のＣＣＤ１０３の画素数が少ない場合にはＡＦ動作の時間を短縮することが可能となる。
【００５５】
（制御例２）
つぎに、第２の例として、設定されたＣＣＤ１０３の記録画素数に応じてＡＦ動作を複数回行う場合について説明する。図１２は、設定されたＣＣＤ１０３の記録画素数に応じて合焦動作を複数回行う場合のＣＰＵ１２１のＡＦ動作の制御を説明するためのフローチャートである。以下、図１２のフローチャートに従ってＣＰＵ１２１のＡＦ動作制御を説明する。
【００５６】
まず、ＣＣＤ１０３の記録画素数が、１８００×１２００、９００×６００、および６４０×４８０のうちのいずれに設定されている場合でも、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するためのパルスを、１ＡＦステップ当たり７パルスに設定し、ＣＣＤＡＦメイン関数（図４参照）を実行する（ステップＳ２０）。これにより、概略の合焦位置が特定される。
【００５７】
つぎに、概略の合焦位置から最終的な合焦位置を特定する場合について説明する。ＣＣＤ１０３の記録画素数に応じて、２回目以降の合焦動作のＡＦ評価値のサンプリング間隔（フォーカスパルスモータ１３２の移動量）を異ならせる。
【００５８】
まず、ステップＳ２１では、ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０に設定されているか否かを判断する。ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０に設定されている場合には、当該処理を終了する。
【００５９】
他方、ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０に設定されていない場合、すなわち、ＣＣＤ１０３の記録画素数が、１８００×１２００、９００×６００に設定されている場合には、１ＡＦステップ当たり７パルスでの合焦位置から−２４パルスをＨＰ、−１４パルスを無限と設定する（ステップＳ２２）。ついで、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するためのパルスを、１ＡＦステップ当たり４パルスに設定して、ＣＣＤＡＦメイン関数を実行し合焦位置を特定する（ステップＳ２３）。
【００６０】
続いて、ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００に設定されているか否かを判断する（ステップＳ２４）。ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００に設定されている場合には、当該処理を終了する。
【００６１】
他方、ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００に設定されていない場合、すなわち、ＣＣＤ１０３の記録画素数が、１８００×１２００に設定されている場合には、１ＡＦステップ当たり４パルスでの合焦位置から−１８パルスをＨＰ、−８パルスを無限と設定する（ステップＳ２５）。ついで、フォーカスパルスモータ１３２を駆動するためのパルスを、１ＡＦステップ当たり２パルスに設定して、ＣＣＤＡＦメイン関数（図４参照）を実行し合焦位置を特定する（ステップＳ２６）。
【００６２】
以上まとめると、ＣＣＤ１０３の記録画素数が６４０×４８０の場合には、１回の合焦動作、すなわち、１ＡＦステップ当たり７パルスに設定してＡＦ動作を行った合焦位置を最終的な合焦位置と特定する。ＣＣＤ１０３の記録画素数が９００×６００の場合には、２回の合焦動作、すなわち、１ＡＦステップ当たり７パルスに設定してＡＦ動作を行った後、１ＡＦステップ当たり４パルスに設定してＡＦ動作を行った合焦位置を最終的な合焦位置と特定する。ＣＣＤ１０３の記録画素数が１８００×１２００の場合には、３回の合焦動作、すなわち、１ＡＦステップ当たり７パルスに設定してＡＦ動作を行った後に、１ＡＦステップ当たり４パルスに設定してＡＦ動作を行い、さらに、１ＡＦステップ当たり２パルスに設定してＡＦ動作を行った合焦位置を最終的な合焦位置と特定する。
【００６３】
以上説明したように、上記した動作例では、記録時のＣＣＤ１０３の画素数に応じて、ＡＦ動作を行う回数を異ならせているので、記録時のＣＣＤ１０３の画素数に要求されるＡＦ精度を得るためのＡＦ動作の回数とすることができ、記録時のＣＣＤ１０３の画素数が少ない場合にはＡＦ動作の時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
また、２回目以降のＡＦ動作を行う場合のＡＦ評価値のサンプリング間隔を前回のＡＦ評価値のサンプリング間隔よりも小さくしているので、正確な合焦位置を特定することが可能となる。付言すると、１回のＡＦ動作で、ＡＦ評価値のサンプリング間隔を細かくして最終的な合焦位置を特定するよりも、本実施の形態の如く、１回目のＡＦ動作では、サンプリング間隔を粗くして概略の合焦位置を特定し、２回目以降のＡＦ動作で、概略の合焦位置近傍で、サンプリング間隔を細かくして最終的な合焦位置を特定した方が、全体のＡＦ動作に要する時間を短縮できる。
【００６５】
つぎに、ＡＦ動作から記録動作に移行する場合のＣＰＵ１２１の処理を説明する。図１３は、ＡＦ動作から記録動作に移行する場合のＣＰＵ１２１の処理を具体的に説明する。
【００６６】
画像のモニタリングが行われている場合に、レリーズキー（ＲＬ）のＲＬ１がオンとなっているか否かを判断する（ステップＳ３０）。ここで、レリーズキーを中程まで押した状態を「ＲＬ１のオンの状態」とし、レリーズキーを完全に押した状態を「ＲＬ２のオン状態」とする。
【００６７】
ＲＬ１がオンとなっている場合には、上記したＡＦ動作を実行する（ステップＳ３１）。ついで、ＡＦロック（合焦位置を固定）し、記録時のＣＣＤ１０３の記録画素数の変更を禁止する（ステップＳ３２）。続いて、ＲＬ２がオンとなっているか否かを判断する（ステップＳ３３）。ＲＬ２がオンとなっている場合には記録処理を行う。他方、ＲＬ２がオンとなっていない場合には、ステップＳ３６に移行し、ＲＬ１がオンとなっているか否かを判断する。ＲＬ１がオンとなっている場合には、ステップＳ３３に移行する一方、ＲＬ１がオンとなっていない場合には、ＡＦロックを解除し、記録時のＣＣＤ１０３の記録画素数の変更を許可し（ステップＳ３５）、ステップＳ３０に戻る。
【００６８】
以上説明したように、上記動作例によれば、ＡＦ動作を行った場合には、ＡＦをロック（合焦位置を固定）し、ＣＣＤ１０３の画素数の変更を禁止することにより、記録時のＡＦ精度の不足を防止している。付言すると、ＡＦロック後に、ＣＣＤ１０３の画素数の変更を禁止することとしたのは、ＡＦをロックした場合にＣＣＤ１０３の記録画素数の変更があると、ＣＣＤ１０３の画素数で必要とされるＡＦ精度が異なるので、ＡＦロック時のＡＦ精度よりも高いＡＦ精度が要求されるＣＣＤ１０３の画素数に変更された場合に、ＡＦ精度を満足することができなくなるからである。
【００６９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実行可能である。
【００７０】
【発明の効果】
本発明に係るオートフォーカス装置は、フォーカスレンズ系を介した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮像素子と、画像データをＡ／Ｄ変換してデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル画像データの輝度データの高周波成分を積分して得られるＡＦ評価値を出力するＡＦ評価手段と、フォーカスレンズ系の位置を移動させながらＡＦ評価手段により得られたＡＦ評価値をサンプリングするサンプリング手段と、画像を記録する際の撮像素子の画素数を設定する記録画素数設定手段と、サンプリング手段のＡＦ評価値のサンプリング結果により合焦を判定し、フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段とを備え、まず、１回目のＡＦ動作では、ＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を大として概略の合焦位置を算出し、２回目以降のＡＦ動作で、当該概略の位置近傍でＡＦ評価値をサンプリングする際のフォーカスレンズ系の移動量を小として最終的な合焦位置を決定することとし、当該ＡＦ動作の回数を、記録画素数設定手段により設定された撮像素子の記録画素数に応じて変更することとしたので、記録時の撮像素子の画素数に要求されるＡＦ精度を得るためのＡＦ動作の回数とすることができ、記録時の撮像素子の画素数が少ない場合にはＡＦ動作の時間を短縮することが可能となる。
【００７２】
また、本発明に係るオートフォーカス装置は、ＡＦ動作実行後の合焦位置を保持するＡＦロック手段と、ＡＦロック手段が作動している場合には、記録画素数設定手段による画像を記録する際の撮像素子の記録画素数の変更を禁止する禁止手段とを備えたこととしたので、合焦位置を固定した後、撮像素子の画素数の変更を禁止することにより、記録時のＡＦ精度の不足を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの構成図である。
【図２】図１のＩＰＰの具体的構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態によるオートフォーカス動作を説明するフローチャートである。
【図４】実施の形態によるオートフォーカス動作を行うための設定動作を説明するフローチャートである。
【図５】実施の形態による設定値を説明する図である。
【図６】実施の形態においてズーム位置に対するフォーカス位置を調整するときに使用するＺＦテーブルを示す図である。
【図７】図７のＺＦテーブルをグラフ化して示す図である。
【図８】実施の形態によるズームパルスモータおよびフォーカスパルスモータのドライバを示す回路図である。
【図９】図８に示したドライバにおいてパルスモータ駆動ＩＣの真理値表を示す図である。
【図１０】フォーカスパルスモータを駆動するパルスのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】設定されたＣＣＤの記録画素数に応じてＡＦ評価値のサンプリング間隔を変更する場合のＣＰＵのＡＦ動作の制御を説明するためのフローチャートである
【図１２】設定されたＣＣＤの記録画素数に応じて合焦動作を複数回行う場合のＣＰＵのＡＦ動作の制御を説明するためのフローチャートである。
【図１３】ＡＦ動作から記録動作に移行する場合のＣＰＵの処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００    デジタルカメラ
１０１    レンズ系
１０１ａ  フォーカスレンズ系
１０１ｂ  ズームレンズ系
１０２    オートフォーカス等を含むメカ機構
１０３    ＣＣＤ（電荷結合素子）
１０４    ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路
１０５    可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）
１０６    Ａ／Ｄ変換器
１０７    ＩＰＰ（Image Pre-Processor)
１０８    ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)
１０９    コーダー（Huffman Encoder/Decoder)
１１０    ＭＣＣ（Memory Card Controller）
１１１    ＲＡＭ（内部メモリ）
１１２    ＰＣカードインタフェース
１２１    ＣＰＵ
１２２    表示部
１２３    操作部
１２６    ＳＧ部
１２７    ストロボ
１２８    バッテリ
１２９    ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３０    ＥＥＰＲＯＭ
１３１    フォーカスドライバ
１３２    フォーカスパルスモータ
１３３    ズームドライバ
１３４    ズームパルスモータ
１３５    モータドライバ
１５０    ＰＣカード
１０７１  色分離部
１０７２  信号補間部
１０７３  ペデスタル調整部
１０７４  ホワイトバランス調整部
１０７５  デジタルゲイン調整部
１０７６  γ変換部
１０７７  マトリクス部
１０７８  ビデオ信号処理部
１０７９  Ｙ演算部
１０８０  ＢＰＦ
１０８１  ＡＦ評価値回路
１０８２  ＡＥ評価値回路
１０８３  Ｙ演算部
１０８４  ＡＷＢ評価値回路
１０８５  ＣＰＵＩ／Ｆ
１０８６  ＤＣＴＩ／Ｆ
１０７５ｒ，１０７５ｇ，１０７５ｂ  乗算器
【図１】
0004160664.tif 000002
【図２】
0004160664.tif 000003
【図３】
0004160664.tif 000004
【図４】
0004160664.tif 000005
【図５】
0004160664.tif 000006
【図６】
0004160664.tif 000007
【図７】
0004160664.tif 000008
【図８】
0004160664.tif 000009
【図９】
0004160664.tif 000010
【図１０】
0004160664.tif 000011
【図１１】
0004160664.tif 000012
【図１２】
0004160664.tif 000013
【図１３】
0004160664.tif 000014