(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーム機能を有する撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮影レンズのズーミングを駆動するズームレンズ駆動手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算する評価値演算手段と、
複数の合焦モードの中から１つの合焦モードを選択する選択手段と、
前記焦点評価値と前記選択された１つの合焦モードとに基づいて、前記撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段とを備えたカメラであって、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦動作を起動する合焦起動手段をさらに備え、
前記複数の合焦モードは、前記焦点評価値を演算する１サイクルごとに前記撮影レンズを前記焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、前記焦点評価値のピーク値を求るいわゆる山登り制御方式を採用する山登り合焦モードと、前記焦点評価値を前記撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求め、前記焦点評価値のピーク値を求めるいわゆる全域スキャン制御方式を採用する全域スキャン合焦モードとを有し、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの前、前記合焦動作手段は、前記選択手段により選択された前記山登り合焦モードと全域スキャン合焦モードのいずれかの合焦モードに基づき前記撮影レンズの合焦動作を行い、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、前記合焦起動手段により合焦動作を起動するとき、前記選択手段は、前記合焦起動手段により合焦動作を起動するときの前記焦点評価値が所定の値以上のとき前記山登り合焦モードを選択し、前記合焦起動手段により合焦動作を起動するときの前記焦点評価値が前記所定の値より小さいとき前記全域スキャン合焦モードを選択することを特徴とするカメラ。
【請求項２】
ズーム機能を有する撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮影レンズのズーミングを駆動するズームレンズ駆動手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算する評価値演算手段と、
複数の合焦モードの中から１つの合焦モードを選択する選択手段と、
前記焦点評価値と前記選択された１つの合焦モードとに基づいて、前記撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段とを備えたカメラであって、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦動作を起動する合焦起動手段と、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミング開始時の前記焦点評価値を記憶する評価値記憶手段と、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了時の前記焦点評価値の、前記評価値記憶手段に記憶された前記焦点評価値を基準にした変化量を求める評価値比較手段とをさらに備え、
前記複数の合焦モードは、前記焦点評価値を演算する１サイクルごとに前記撮影レンズを前記焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、前記焦点評価値のピーク値を求るいわゆる山登り制御方式を採用する山登り合焦モードと、前記焦点評価値を前記撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求め、前記焦点評価値のピーク値を求めるいわゆる全域スキャン制御方式を採用する全域スキャン合焦モードとを有し、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの前、前記合焦動作手段は、前記選択手段により選択された前記山登り合焦モードと全域スキャン合焦モードのいずれかの合焦モードに基づき前記撮影レンズの合焦動作を行い、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、前記合焦起動手段により合焦動作を起動するとき、前記選択手段は、前記評価値比較手段により求められた変化量が所定の値以下のとき前記山登り合焦モードを選択し、前記変化量が前記所定の値より大きいとき前記全域スキャン合焦モードを選択することを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項２記載のカメラにおいて、
前記所定の値は、前記評価値記憶手段に記憶された前記焦点評価値に基づき求められる値であることを特徴とするカメラ。
【請求項４】
ズーム機能を有する撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮影レンズのズーミングを駆動するズームレンズ駆動手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算する評価値演算手段と、
複数の合焦モードの中から１つの合焦モードを選択する選択手段と、
前記焦点評価値と前記選択された１つの合焦モードとに基づいて、前記撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段とを備えたカメラであって、
前記複数の合焦モードは、前記焦点評価値を演算する１サイクルごとに前記撮影レンズを前記焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、前記焦点評価値のピーク値を求るいわゆる山登り制御方式を採用する山登り合焦モードと、前記焦点評価値を前記撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求めて前記焦点評価値のピーク値を求めるいわゆる全域スキャン制御方式を採用する全域スキャン合焦モードとを有し、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦動作を起動する合焦起動手段をさらに備え、
前記ズームレンズ駆動手段によるズーミングの前、前記合焦動作手段は、前記選択手段により選択された前記山登り合焦モードと全域スキャン合焦モードのいずれかの合焦モードに基づき前記撮影レンズの合焦動作を行い、
前記合焦動作手段は、前記焦点評価値に基づき前記ズーミング前の合焦動作を成功することができなかったと判断したとき、前記撮影レンズを前記移動範囲の所定の位置まで駆動して停止させ、
前記撮影レンズを前記所定の位置まで駆動して停止させた後、前記合焦起動手段により合焦動作を起動したとき、前記選択手段は、前記全域スキャン合焦モードを選択することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子の撮像信号を用いてコントラスト法により合焦動作を行うカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラのＡＦ方式の一つとしてコントラスト方式と呼ばれるものがある。この方式では、被写体をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、フォーカスエリア内の撮像信号を用いて合焦位置を決定する。エリア内の撮像信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通して、所定空間周波数帯域の成分を取り出す。そして、それらの絶対値をエリア内で積分することにより、合焦動作を行わせる際の焦点評価値を求める。この焦点評価値はコントラストの大小を表しており、焦点評価値がピークとなったところが最もコントラストが高い。すなわち、ピーク位置が合焦位置となる。
【０００３】
このピーク位置を探す方式として、いわゆる山登り制御方式と全域スキャン制御方式が知られている。また、ズーム機能を有する撮影レンズが知られている。ズーム機能を有する撮影レンズでズーミングした後、さらに合焦させる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ズーミング後に合焦させるとき、必ずしも適切な合焦制御方式が選択されず、合焦に時間がかかるという問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、ズーミング後に合焦させるとき、適切な合焦制御方式を選択し合焦時間の短縮を図るカメラを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ズーム機能を有する撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、撮影レンズのズーミングを駆動するズームレンズ駆動手段と、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算する評価値演算手段と、複数の合焦モードの中から１つの合焦モードを選択する選択手段と、焦点評価値と選択された１つの合焦モードとに基づいて、撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段とを備えたカメラに適用され、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦動作を起動する合焦起動手段をさらに備え、複数の合焦モードは、焦点評価値を演算する１サイクルごとに撮影レンズを焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、焦点評価値のピーク値を求るいわゆる山登り制御方式を採用する山登り合焦モードと、焦点評価値を撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求め、焦点評価値のピーク値を求めるいわゆる全域スキャン制御方式を採用する全域スキャン合焦モードとを有し、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの前、合焦動作手段は、選択手段により選択された山登り合焦モードと全域スキャン合焦モードのいずれかの合焦モードに基づき撮影レンズの合焦動作を行い、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦起動手段により合焦動作を起動するとき、選択手段は、合焦起動手段により合焦動作を起動するときの焦点評価値が所定の値以上のとき山登り合焦モードを選択し、合焦起動手段により合焦動作を起動するときの焦点評価値が所定の値より小さいとき全域スキャン合焦モードを選択することを特徴とするものである。
請求項２の発明は、ズーム機能を有する撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、撮影レンズのズーミングを駆動するズームレンズ駆動手段と、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算する評価値演算手段と、複数の合焦モードの中から１つの合焦モードを選択する選択手段と、焦点評価値と選択された１つの合焦モードとに基づいて、撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段とを備えたカメラに適用され、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦動作を起動する合焦起動手段と、ズームレンズ駆動手段によるズーミング開始時の焦点評価値を記憶する評価値記憶手段と、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了時の焦点評価値の、評価値記憶手段に記憶された焦点評価値を基準にした変化量を求める評価値比較手段とをさらに備え、複数の合焦モードは、焦点評価値を演算する１サイクルごとに撮影レンズを焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、焦点評価値のピーク値を求るいわゆる山登り制御方式を採用する山登り合焦モードと、焦点評価値を撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求め、焦点評価値のピーク値を求めるいわゆる全域スキャン制御方式を採用する全域スキャン合焦モードとを有し、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの前、合焦動作手段は、選択手段により選択された山登り合焦モードと全域スキャン合焦モードのいずれかの合焦モードに基づき撮影レンズの合焦動作を行い、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦起動手段により合焦動作を起動するとき、選択手段は、評価値比較手段により求められた変化量が所定の値以下のとき山登り合焦モードを選択し、変化量が所定の値より大きいとき全域スキャン合焦モードを選択することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項２記載のカメラにおいて、所定の値は、評価値記憶手段に記憶された焦点評価値に基づき求められる値であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、ズーム機能を有する撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、撮影レンズのズーミングを駆動するズームレンズ駆動手段と、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算する評価値演算手段と、複数の合焦モードの中から１つの合焦モードを選択する選択手段と、焦点評価値と選択された１つの合焦モードとに基づいて、撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段とを備えたカメラに適用され、複数の合焦モードは、焦点評価値を演算する１サイクルごとに撮影レンズを焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、焦点評価値のピーク値を求るいわゆる山登り制御方式を採用する山登り合焦モードと、焦点評価値を撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求めて焦点評価値のピーク値を求めるいわゆる全域スキャン制御方式を採用する全域スキャン合焦モードとを有し、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの終了後、合焦動作を起動する合焦起動手段をさらに備え、ズームレンズ駆動手段によるズーミングの前、合焦動作手段は、選択手段により選択された山登り合焦モードと全域スキャン合焦モードのいずれかの合焦モードに基づき撮影レンズの合焦動作を行い、合焦動作手段は、焦点評価値に基づきズーミング前の合焦動作を成功することができなかったと判断したとき、撮影レンズを移動範囲の所定の位置まで駆動して停止させ、撮影レンズを所定の位置まで駆動して停止させた後、合焦起動手段により合焦動作を起動したとき、選択手段は、全域スキャン合焦モードを選択することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるＡＦ(オートフォーカス)デジタルスチルカメラの機能ブロック図である。１０１は交換式の撮影レンズであり、撮影レンズ１０１は開放Ｆ値等に関するレンズ情報が記憶されたＲＯＭ（不図示）を備えている。撮影レンズ１０１をカメラ本体のレンズマウント（不図示）に装着すると、本体側の検出器１２１によりレンズ情報が読み出され、記憶部１１２３に記憶される。なお、撮影レンズ１０１はズームレンズであり、焦点位置調節を行うためのフォーカシングレンズと焦点距離を変えるための変倍レンズとを有している。撮影レンズ１０１はドライバ１１３により駆動される。すなわち、ドライバ１１３は、ズームレンズのズーム駆動機構およびその駆動回路と、フォーカシングレンズのフォーカス駆動機構およびその駆動回路とを備えており、それぞれＣＰＵ１１２により制御される。特に記載のない限り、本実施の形態では、撮影レンズ１０１を移動するとは、フォーカシングレンズを移動することを言う。ズームレンズの移動によるズーミングは単にズーミングと言う。
【０００８】
撮影レンズ１０１は撮像素子１０３の撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子１０３は撮像面上に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号を出力する光電変換撮像素子である。ＣＣＤ型やＭＯＳ型の固体撮像素子が用いられる。撮像素子１０３は信号取り出しのタイミングをコントロールするドライバ１１５により駆動される。撮影レンズ１０１と撮像素子１０３との間には絞り１０２が設けられている。絞り１０２は、絞り駆動機構とその駆動回路を備えたドライバ１１４により駆動される。固体撮像素子１０３からの撮像信号はアナログ信号処理回路１０４に入力され、アナログ信号処理回路１０４において相関二重サンプリング処理（ＣＤＳ処理）等の処理が行われる。アナログ信号処理回路１０４で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３５によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【０００９】
Ａ／Ｄ変換された信号はデジタル信号処理回路１０６において輪郭補償やガンマ補正などの種々の画像処理が施される。デジタル信号処理回路１０６には、ゲイン制御回路、ＡＥ用積算回路、輝度信号生成回路、および色差信号生成回路などの信号処理回路が含まれている。バッファメモリ１０５は撮像素子１０３で撮像された複数フレーム分のデータを記憶することができるフレームメモリであり、Ａ／Ｄ変換された信号は一旦このバッファメモリ１０５に記憶される。デジタル信号処理回路１０６ではバッファメモリ１０５に記憶されたデータを読み込んで上述した各処理を行い、処理後のデータは再びバッファメモリ１０５に記憶される。
【００１０】
ＣＰＵ１１２はデジタル信号処理回路１０６およびドライバ１１３〜１１５等と接続され、カメラ動作のシーケンス制御を行う。ＣＰＵ１１２のＡＥ演算部１１２１では撮像素子１０３からの画像信号に基づいて自動露出演算を行い、ＡＷＢ演算部１１２２ではホワイトバランス調整係数の演算が行われる。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４は、撮像領域に設けられた焦点検出エリア内の撮像信号に基づいて、各々の特性に応じた帯域の高周波成分を抽出する。なお、複数の焦点検出エリアが設定されている場合には、各エリア内の信号が順に読み出され、各エリア内毎の抽出処理がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４によって行われる。以下では焦点検出エリアが一つの場合を例に説明する。
【００１１】
ＢＰＦ１１２４の出力はそれぞれ評価値演算部１１２５に入力され、評価値演算部１１２５において高周波成分の絶対値を積分することにより焦点評価値が各々算出される。ＡＦ演算部１１２６はこれらの焦点評価値に基づいてコントラスト法によりＡＦ演算を行う。ＣＰＵ１１２はＡＦ演算部１１２６の演算結果を用いて撮影レンズ１０１のフォーカシングレンズ位置を調整し、合焦動作を行わせる。
【００１２】
ＣＰＵ１１２に接続された操作部１１６には、カメラの電源をオン・オフするための電源スイッチ１１６１、レリーズボタンに連動してオンオフする全押しスイッチ１１６２および半押しスイッチ１１６３、撮影モード等を選択するための設定ボタン１１６４、撮影者がズーム操作を指示するズーミングボタン１１６５が設けられている。設定ボタン１１６４で設定される撮影モードには、後述する通常撮影モード，遠景撮影モード，人物撮影モード，スポーツ撮影モード，接写モードおよび夜景撮影モードなどがある。これらのスイッチやボタンを操作すると、その操作に応じた信号がＣＰＵ１１２に入力される。ズーミングボタン１１６５は望遠側あるいは広角側へ選択的に操作が可能である。ズーミングボタン１１６５が操作されると、ＣＰＵ１１２およびドライバ１１３を介して撮影レンズ１０１のズームレンズが駆動され、撮影レンズ１０１が広角側あるいは望遠側に駆動される。
【００１３】
１１９はバッテリであり、その電圧は電圧検出部１２０により検出される。１１８はシャッタ１１７を駆動するドライバである。また、ＡＦ用補助光１２２は低輝度時に被写体を照明する。ＣＰＵ１１２は各種データが記憶される記憶部１１２３とタイマ１１２７とを有している。タイマ１１２７は、種々の計時に使われる。本実施の形態では、いったん合焦した後合焦動作を再起動する時間をカウントするために使用される。
【００１４】
デジタル信号処理回路１０６で各種処理が施された画像データは、一旦バッファメモリ１０５に記憶された後に、記録・再生信号処理回路１１０を介してメモリカード等の外部記憶媒体１１１に記録される。画像データを記憶媒体１１１に記録する際には、一般的に所定の圧縮形式、例えば、ＪＰＥＧ方式でデータ圧縮が行われる。記録・再生信号処理回路１１０では、画像データを外部記録媒体１１１に記録する際のデータ圧縮および記憶媒体１１１から圧縮された画像データを読み込む際のデータ伸長処理を行う。記録・再生信号処理回路１１０には記憶媒体１１１とデータ通信を行うためのインタフェースも含まれている。
【００１５】
モニタ１０９は撮像された被写体画像を表示するための液晶表示装置であり、記憶媒体１１１に記録されている画像データを再生表示にも用いられる。モニタ１０９に画像を表示する場合には、バッファメモリ１０５に記憶された画像データを読み出し、Ｄ／Ａ変換器１０８によりデジタル画像データをアナログ映像信号に変換する。そして、そのアナログ映像信号を用いてモニタ１０９に画像を表示する。
【００１６】
撮像素子１０３で撮像された被写体画像のモニタ１０９への表示形態には２つの形態がある。一つは、レリーズ操作が行われないときの表示形態であり、撮像素子１０３で繰り返し撮像される被写体画像を逐次更新表示するスルー画と呼ばれる表示形態である。もう一つは、カメラのレリーズ操作後に、撮像素子１０３で撮像された被写体画像を所定時間表示するフリーズ画と呼ばれる表示形態である。
【００１７】
像のボケの程度とコントラストとの間には相関がある。コントラスト法では、焦点が合ったときに像のコントラストは最大になることを利用して焦点合わせを行う。コントラストの大小は撮像信号の高周波成分の大小により評価することができる。すなわち、ＢＰＦ１１２４により撮像信号の高周波成分を抽出し、評価値演算部１１２５で高周波成分の絶対値を積分したものを焦点評価値とする。この焦点評価値は、合焦してコントラストが最大となったときに最大値となる。前述したように、ＡＦ演算部１１２６はこの焦点評価値に基づいてＡＦ演算を行う。ＣＰＵ１１２はＡＦ演算部１１２６の演算結果を用いて撮影レンズ１０１のフォーカシングレンズ位置を調整し、合焦動作を行わせる。
【００１８】
《動作説明》
図２〜図５を用いて本実施の形態のカメラの動作について説明する。図２は、カメラの電源スイッチ１１６１がオンされると起動するメインフローチャートである。プログラムは不図示のメモリに格納され、ＣＰＵ１１２が実行する。
【００１９】
ステップＳ１０１では、ＡＦモードが、山登り合焦モードか全域スキャン合焦モードかを判断する。山登り合焦モードであると判断するとステップＳ１０２に進み山登り制御方式による合焦を実行する。全域スキャン合焦モードであると判断するとステップＳ１０３に進み全域スキャン制御方式による合焦を実行する。
【００２０】
山登り合焦モードおよび全域スキャン合焦モードは、カメラがオートフォーカスを実行する際に、種々の条件に従いカメラが採用する合焦制御方式である。本実施の形態のカメラでは、オートフォーカスに関し、撮影者が選択するシングルＡＦモードとコンティニュアスＡＦモードも備える。シングルＡＦモード（以下Ｓ−ＡＦと言う）は、半押しスイッチ１１６３が半押しされた場合にのみＡＦ動作を行い、いったん合焦すると半押しが解除されるまでその合焦状態を保持するモードである。コンティニュアスＡＦモード（以下Ｃ−ＡＦと言う）は、半押しに関係なく常に連続して繰り返しＡＦ動作を行うモードである。これらのモードの切換は図１の設定ボタン１１６４を操作することにより行われる。
【００２１】
図２のフローチャートは、撮影者がＳ−ＡＦあるいはＣ−ＡＦいずれを選択した場合にも適用できるフローチャートとして記載されている。従って、ステップＳ１０１では、Ｓ−ＡＦあるいはＣ−ＡＦのいずれかのモードで、山登り合焦モードあるいは全域スキャン合焦モードのいずれかのＡＦモードを実行すべきかが判断される。なお、本実施の形態でＡＦモードと言う場合は、特に記載がない限り、Ｓ−ＡＦモードあるいはＣ−ＡＦモードではなく、山登り合焦モードあるいは全域スキャン合焦モードのことを示すものとする。
【００２２】
図２のフローチャートの説明を続ける前に、山登り制御方式による合焦モードおよび全域スキャン制御方式による合焦モードについて説明する。いわゆる山登り制御方式は、焦点評価値を演算する１サイクルごとに撮影レンズを焦点評価値が大きくなる方向に移動させながら、焦点評価値のピーク値を求めるものである。いわゆる全域スキャン制御方式は、焦点評価値を撮影レンズの合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして求め、焦点評価値のピーク値を求めるものである。これら山登り制御方式および全域スキャン制御方式は、公知な内容である。
【００２３】
図７は、山登り制御方式および全域スキャン制御方式の概念を説明する図である。Ｌ３は被写体に対して得られるであろう焦点評価値曲線を示している。ｘ３は山登り開始時のレンズ位置であり、そのときの焦点評価値はｙ３である。合焦動作を開始すると、例えばレンズを至近側に所定距離移動し焦点評価値を算出する。図７の場合、レンズを至近側に所定距離移動した場合（ただしレンズ位置Ｐの手前）、得られた焦点評価値はレンズ位置ｘ３のときの焦点評価値よりも大きい。従って、合焦位置Ｐは至近側にあると判定する。
【００２４】
その後、至近側にレンズを所定距離移動して焦点評価値を算出するサイクルを繰り返す。すなわち、焦点評価値が大きくなる方向にレンズを所定距離移動しながら、その都度焦点評価値を得る。また、今回得た焦点評価値と前回得た焦点評価値とを比較し、焦点評価値が減少していないかどうかの判断をその都度する。合焦位置Ｐを通り越すと焦点評価値が減少する。この時点で、算出された焦点評価値の中で最大のものは値がｙ４であることが分かる。その時のレンズ位置Ｐを合焦位置と推定して、焦点評価値がｙ４の位置にレンズを移動する。すなわち、焦点評価値のピーク値を検出し、その位置を合焦位置としてレンズを移動する。
【００２５】
一方、全域スキャン制御方式は、撮影レンズを無限側最端位置ｘ１から至近側最端位置ｘ２まで、所定距離単位で連続して移動する。この間、所定距離単位で焦点評価値を連続して得る。無限側最端位置ｘ１〜至近側最端位置ｘ２は、撮影レンズを合焦のために移動する範囲である。連続して得られた複数の焦点評価値を評価し、最大の焦点評価値ｙ４を検出する。このようにして、焦点評価値のピーク値を検出し、その位置を合焦位置としてレンズを移動する。なお、撮影レンズを至近側最端位置ｘ２から無限側最端位置へ移動させるようにしてもよい。
【００２６】
山登り制御方式は、例えば図７に示すように、合焦位置Ｐの近くから開始した場合、すぐに合焦位置Ｐを検出し合焦動作を短時間で終了できる。しかし、結果的に無限側最端位置ｘ１から至近側最端位置ｘ２の全範囲を山登り制御方式を行うようになった場合は、最初から全域スキャン制御方式を行う場合に比べて長時間かかる。すなわち、レンズが全範囲を移動する場合は、全域スキャン制御方式の方が短時間で終了する。
【００２７】
図３は、山登り制御方式による合焦モードについて説明するフローチャートである。図３のステップＳ２０１において、撮像素子１０３からの撮像信号の読み出しを行う。ステップＳ２０２で、Ａ／Ｄ変換器１３５は撮像信号のＡ／Ｄ変換を行う。ステップＳ２０３で、ＢＰＦ１１２４は撮像信号の高周波成分を抽出する。ステップＳ２０４で、評価値演算部１１２５は撮像信号の高周波成分の絶対値を積分する。ステップＳ２０５では、ＣＰＵ１１２は積分された値を焦点評価値としてメモリ（不図示）に保持する。
【００２８】
ステップＳ２０６で、ＣＰＵ１１２は焦点評価値のピークを検出したか否かを判断する。焦点評価値のピークの検出は、今回の焦点評価値が前回の評価値より下がったとき、前回の焦点評価値をピーク値として検出する。ステップＳ２０６で、ＣＰＵ１１２が焦点評価値のピーク値を検出したと判断した場合は、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７で、撮影レンズ１０１をピーク位置に移動し、本山登り制御方式の処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ２０６で、ＣＰＵ１１２が焦点評価値のピーク値をまだ検出していないと判断した場合はステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８で、ＣＰＵ１１２はドライバ１１３を駆動して撮影レンズ１０１を所定距離移動する。山登り制御方式では、山登り制御開始時に焦点評価値が大きくなる方向が検出され、その後、１サイクルごとにその方向に撮影レンズ１０１を所定距離移動する。ステップＳ２０９では、撮影レンズ１０１がレンズ端に到達したか否かを判断する。すなわち、撮影レンズ１０１の合焦のための移動範囲の端部である無限側最端位置ｘ１あるいは至近側最端位置ｘ２に到達したか否かを判断する。ステップＳ２０９で、撮影レンズ１０１がまだレンズ端に到達していないと判断した場合は、ステップＳ２０１に戻り処理を繰り返す。一方、ステップＳ２０９で、撮影レンズ１０１がレンズ端に到達したと判断する場合は、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、撮影レンズ１０１を所定の位置に移動して処理を終了する。すなわち、レンズ端に到達するまで焦点評価値のピーク値を検出できなかったことを意味する。例えば、ローコントラストであった場合などである。すなわち、被写体のコントラストが低かった場合などである。
【００３０】
図４は、全域スキャン制御方式による合焦モードについて説明するフローチャートである。ステップＳ３００で、ＣＰＵ１１２はドライバ１１３を駆動して撮影レンズ１０１を無限側最端位置ｘ１へ移動させる。ステップＳ３０１において、撮像素子１０３からの撮像信号の読み出しを行う。ステップＳ３０２で、Ａ／Ｄ変換器１３５は撮像信号のＡ／Ｄ変換を行う。ステップＳ３０３で、ＢＰＦ１１２４は撮像信号の高周波成分を抽出する。ステップＳ３０４で、評価値演算部１１２５は撮像信号の高周波成分の絶対値を積分する。ステップＳ３０５では、ＣＰＵ１１２は積分された値を焦点評価値としてメモリに保持する。
【００３１】
ステップＳ３０６で、ＣＰＵ１１２はドライバ１１３を駆動して撮影レンズ１０１を所定距離移動する。ステップＳ３０７で、撮影レンズ１０１が至近側最端位置ｘ２に到達したか否かを判断する。ステップＳ３０７で、撮影レンズ１０１がまだ至近側最端位置ｘ２に到達していないと判断すると、ステップＳ３０１に戻って処理を繰り返す。これにより、撮影レンズ１０１を無限側最端位置ｘ１から至近側最端位置ｘ２へ所定距離ずつ移動させながら、その都度焦点評価値を取得することができる。すなわち、撮影レンズ１０１の合焦のための移動範囲全域に渡ってスキャンして焦点評価値を求めることができる。
【００３２】
なお、上記では、最初、撮影レンズ１０１を無限側最端位置ｘ１に移動し、その後、至近側最端位置ｘ２まで移動する例を説明した。しかし、その逆であってもよい。すなわち、最初、撮影レンズ１０１を至近側最端位置ｘ２に移動し、その後、無限側最端位置ｘ２まで移動するようにしてもよい。また、全域スキャン制御方式が選択されたときに、その時点の撮影レンズ１０１の位置を判断し、近いほうの端部に移動するようにしてもよい。
【００３３】
ステップＳ３０７で、ＣＰＵ１１２が撮影レンズ１０１が至近側最端位置ｘ２に到達したと判断すると、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では、撮影レンズ１０１の移動を停止する。ステップＳ３０９で、少なくともいずれかの焦点評価値が所定値より大きいか否かを判断する。ステップＳ３０９で、いずれかの焦点評価値が所定値より大きいと判断すると、ステップＳ３１０へ進む。一方、いずれの焦点評価値も所定値より大きくないと判断すると、ステップＳ３１１へ進む。ステップＳ３１１では、撮影レンズ１０１を所定位置へ移動する。いずれの焦点評価値も所定値より大きくないということは、ローコントラストであったことを意味する。
【００３４】
ステップＳ３１０では、ＣＰＵ１１２は、ステップＳ３０５でメモリに保持された複数の焦点評価値を評価し、焦点評価値のピーク位置を検出する。ピーク位置が複数有る場合は、最至近側のピーク位置を選択する。被写界に複数の像がある場合、通常の撮影モードにおいて、最至近の像を撮影ターゲットであるとみなすためである。ステップＳ３１２で、選択したピーク位置に撮影レンズ１０１を移動し、処理を終了する。
【００３５】
なお、山登り制御方式はフィードバック制御方式で、全域スキャン制御方式はオープンループ制御方式とも言える。
【００３６】
図２に戻って説明を続ける。ステップＳ１０４では、合焦位置あるいは所定位置で撮影レンズ１０１を停止する。ステップＳ１０２あるいはステップＳ１０３から進んできた場合は、山登り制御方式あるいはステップＳ１０３の全域スキャン制御方式で移動した撮影レンズ１０１を停止する。ステップＳ１０５では、停止した撮影レンズ１０１の位置での焦点評価値を取得してメモリに保持する。ステップＳ１０６で、ズーム操作が有りか否かを判断する。ズーム操作が有りか否かは、ＣＰＵ１１２がズーミングボタン１１６５から操作信号を受けたか否かを判断する。ステップＳ１０６でズーム操作が有りと判断することは、ズーミングが開始されたことを意味する。
【００３７】
ステップＳ１０６で、ズーム操作ありと判断するとステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７で、ズームトラッキング処理をする。ズームトラッキング処理とは、ズーミングボタン１１６５が望遠側あるいは広角側に押されている間、押された方向へ撮影レンズ１０１のズームレンズを駆動するとともに、ズームレンズ位置に応じてフォーカスレンズを予め定められた所定量移動させフォーカスを微調整する処理である。ステップＳ１０８で、焦点評価値を取得してメモリに保持する。ステップＳ１０７からステップＳ１０８へは、所定時間経過により進む。ステップＳ１０９で、ズーム操作が終了したか否かを判断する。ズーム操作が終了したか否かは、ズーミングボタン１１６５が上記どちらかの側に押されオンしている間は終了していないと判断し、オフされたときにズーム操作が終了したと判断する。ステップＳ１０９で、ズーム操作が終了したと判断するとステップＳ１１０に進み、終了していないと判断するとステップＳ１０７に戻って処理を繰り返す。
【００３８】
以上により、ズーム操作を行っている間所定のタイミングで複数の焦点評価値を取得する。また、ズーム操作終了時の焦点評価値もメモリに保持される。なお、ズーム操作終了時点の焦点評価値のみが必要な場合は、ステップＳ１０９とステップＳ１１０の間にステップＳ１０８を設けるようにしてもよい。
【００３９】
−ズーミング終了時の合焦制御−
ステップＳ１１０では、条件によって山登り合焦モードか全域スキャン制御モードかを選択し、選択した合焦モードで合焦制御を行う。図５は、このステップＳ１１０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【００４０】
ステップＳ４０１で、前回の合焦動作でピーク位置を検出したか否かを判断する。すなわち、焦点評価値のピーク値を検出することができたか否かを判断する。焦点評価値を検出することができなかったということは、ローコントラストであった場合などである。ステップＳ４０１で、ピーク位置を検出することができたと判断するとステップＳ４０２に進む。
【００４１】
ステップＳ４０２では、ズーミング終了時の焦点評価値Ｖ２が所定の値Ｋより大きいか小さいかを判断する。ステップＳ４０２で、焦点評価値Ｖ２が所定の値Ｋより小さい（Ｖ２＜Ｋ）と判断するとステップＳ４０３に進み全域スキャン制御方式の合焦モードを実行する。ステップＳ４０２で、焦点評価値Ｖ２が所定の値Ｋ以上（Ｖ２≧Ｋ）であると判断するとステップＳ４０４に進み山登り制御方式の合焦モードを実行する。山登り制御方式の合焦モードおよび全域スキャン制御方式の合焦モードは図３および図４に示した通りである。一方、ステップＳ４０１で、ピーク位置を検出することができなかったと判断した場合、ステップＳ４０３に進み全域スキャン制御方式の合焦モードを実行する。図５の処理が終了した後、図２のステップＳ１０４に戻り処理を繰り返す。
【００４２】
以上のように、ズーミング終了時の焦点評価値Ｖ２が所定の値Ｋより小さい場合、全域スキャン制御方式の合焦モードを選択するようにした。焦点評価値Ｖ２が所定の値Ｋより小さい場合、ズーミングにより被写体が大きく変化している可能性が高い。従って、全域スキャン制御方式の合焦モードを採用した方が、より早く合焦が達成する確率が高い。一方、焦点評価値Ｖ２が所定の値Ｋより大きい場合は、焦点評価値Ｖ２が変動していたとしても、合焦位置に近い可能性が高い。このような場合には、山登り制御方式の合焦モードを採用した方が、より早く合焦が達成する確率が高い。このようにして、ズーミング終了時の被写体の変化に応じて適切に合焦モードを選択することができるので、より迅速な合焦（オートフォーカス）を達成することができる。
【００４３】
山登り制御方式の合焦モードでは、撮影レンズ１０１が合焦点近傍にあるときは早く合焦できる。しかし、山登り制御方式の合焦モードでは、被写体が大きく変化し、遠方のみの被写体から遠近両方に存在し競合するようになった場合、目的の被写体例えば至近側の被写体に合焦できない場合が生じる。その点、全域スキャン制御方式の合焦モードは山登り制御方式の合焦モードに比べて時間はかかるが、全域の焦点評価値を取得しているので、被写体が遠近競合しても目的の被写体に合焦できるという利点もある。
【００４４】
なお、所定の値Ｋは、各種実験あるいはシミュレーションにより得られる所定の絶対値とする。ただし、ズーミング開始時における焦点評価値に一定の係数αを掛けた値としてもよい。すなわち、ズーミング開始時の焦点評価値に基づき求められる値、ズーミング開始時の焦点評価値を基準とした所定比率の値としてもよい。このようにすることにより、ズーミング開始時との比較で被写体が大きく変化したかどうかを判断することができる。αについても、各種実験あるいはシミュレーションにより得られるデータとすればよい。
【００４５】
図２のフローチャートは、前述した通り、撮影者がＳ−ＡＦあるいはＣ−ＡＦいずれを選択した場合にも適用できるフローチャートである。従って、Ｓ−ＡＦあるいはＣ−ＡＦにかかわらず、ズーミング終了時に上記の処理を行う。ステップＳ４０１で、ピーク位置を検出することができなかったと判断した場合、Ｓ−ＡＦあるいはＣ−ＡＦにかかわらず、ステップＳ４０４に進み全域スキャン制御方式の合焦モードを実行する。これにより、ローコントラストに適した合焦モードを選択し、より迅速な合焦を達成することができる。
【００４６】
図２のステップＳ１０６で、ズーム操作なしと判断するとステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１で、全押しスイッチ１１６２がオンされたか否かを判断する。ステップＳ１１１で、全押しスイッチ１１６２がオンされたと判断するとステップＳ１１２へ進み撮影処理を行う。全押しスイッチ１１６２がオンされていないと判断するとステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３では、電源スイッチ１１６１がオフされカメラの電源がオフされたか否かを判断する。ステップＳ１１３で、カメラの電源はオフされていないと判断するとステップＳ１０５に戻り処理を繰り返す。ステップＳ１１３でカメラの電源がオフされたと判断すると本ルーチンの処理を終了する。また、ステップＳ１１２の撮影処理を終了すると本ルーチンの処理を終了する
【００４７】
通常、全押しスイッチ１１６２がオンされる前に半押しスイッチ１１６３がオンされるが、本実施の形態では、半押しスイッチ１１６３の説明を省略している。
【００４８】
−第２の実施の形態−
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の図５のズーミング終了時のＡＦモード選択の内容が異なるのみである。その他の内容は第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。以下の説明では、第１の実施の形態の関連する図を適宜参照する。図６は、図２のステップＳ１１０の処理の詳細を示すフローチャートであり、第１の実施の形態の図５に対応する処理である。
【００４９】
ステップＳ５０１で、前回の合焦動作でピーク位置を検出したか否かを判断する。すなわち、焦点評価値のピーク値を検出することができたか否かを判断する。焦点評価値を検出することができなかったということは、ローコントラストであった場合などである。ステップＳ５０１で、ピーク位置を検出することができたと判断するとステップＳ５０２に進む。
【００５０】
ステップＳ５０２では、ズーミング終了時の焦点評価値Ｖ２とズーミング開始時の焦点評価値Ｖ１との差の絶対値が、所定の値Ｋより大きいか小さいかを判断する。ズーミング開示時の焦点評価値Ｖ１はメモリに記憶されている。ステップＳ５０２で、差の絶対値が所定の値Ｋより大きくない（｜Ｖ１−Ｖ２｜≦Ｋ）と判断するとステップＳ５０４に進み山登り制御方式の合焦モードを実行する。ステップＳ５０２で、差の絶対値が所定の値Ｋより大きい（｜Ｖ１−Ｖ２｜＞Ｋ）と判断するとステップＳ５０３に進み全域スキャン制御方式の合焦モードを実行する。山登り制御方式の合焦モードおよび全域スキャン制御方式の合焦モードは図３および図４に示した通りである。一方、ステップＳ５０１で、ピーク位置を検出することができなかったと判断した場合、ステップＳ５０３に進み全域スキャン制御方式の合焦モードを実行する。
【００５１】
以上のように、差の絶対値が所定の値Ｋより大きいとき、全域スキャン制御方式の合焦モードを選択するようにした。差の絶対値が所定の値Ｋより大きい場合、ズーミング前後において被写体が大きく変化している可能性が高い。従って、全域スキャン制御方式の合焦モードを採用した方が、より早く合焦が達成する確率が高い。一方、差の絶対値が所定の値Ｋより大きくない、すなわち所定の値Ｋ以下である場合は、焦点評価値Ｖ２が変動していたとしても、合焦位置に近い可能性が高い。このような場合には、山登り制御方式の合焦モードを採用した方が、より早く合焦が達成する確率が高い。このようにして、ズーミング終了時の合焦動作において、被写体の変化に応じて適切に合焦モードを選択することができるので、より迅速な合焦（オートフォーカス）を達成することができる。
【００５２】
なお、焦点評価値の差の絶対値とは焦点評価値の変化量といえる。また、所定の値Ｋは、ズーミング開始時における焦点評価値Ｖ１に一定の係数βを掛けた値とする。このようにすることにより、ズーミング開始時の合焦状態との比較で被写体が大きく変化したかどうかを判断することができる。βは、各種実験あるいはシミュレーションにより得られるデータである。なお、Ｋは第１の実施の形態と同様に絶対値としてもよい。
【００５３】
また、ステップＳ１０６でズーム操作ありと判断した場合、直前のステップＳ１０５で焦点評価値を取得している。この焦点評価値は、ズーミング開始時の焦点評価値とも言えるし、ズーミング開始直前の焦点評価値とも言える。本実施の形態において、ズーミング開始時の焦点評価値かズーミング開始直前の焦点評価値かは、表現上の問題で、どちらで表現してもよい。また、ズーミング終了時あるいはズーミング終了直前あるいはズーミング終了直後についても同様である。すなわち、ズーミング開始前後の焦点評価値とズーミング終了前後の焦点評価値の差、さらに言いかえれば、ズーミング前後の焦点評価値が取得できればよい。
【００５４】
上記の実施の形態では、デジタルスチルカメラの例で説明をしたが、この内容に限定する必要はない。ＣＣＤなどの撮像素子の撮像信号を用いてコントラスト法により合焦動作を行うすべてのカメラに適用することができる。
【００５５】
上記の実施の形態では、ズーミングボタン１１６５でズーミング操作を行う例を説明をしたが、この内容に限定する必要はない。手動でズーミング操作を行う場合にも本発明は適用できる。手動でズーミング操作を行う場合、ズームレンズの移動を検出できるセンサを設け、ズーミングの開始および終了を検出すればよい。
【００５６】
上記の実施の形態では、バンドパスフィルタで高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分の絶対値を積分することにより焦点評価値を求める例を説明をしたが、この内容に限定する必要はない。ハイパスフィルタで高周波成分を抽出するようにしてもよい。また、その他の方法で焦点評価値を算出するようにしてもよい。すなわち、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて算出される焦点評価値で、合焦状態を評価することができるものであればどのようなものでもよい。
【００５７】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成しているので、ズーミング終了時の被写体の変化に応じて適切に合焦モードを選択することができ、より迅速な合焦（オートフォーカス）を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＡＦ(オートフォーカス)デジタルスチルカメラの機能ブロック図である。
【図２】カメラの電源スイッチがオンされると起動するメインフローチャートである。
【図３】山登り制御方式による合焦モードについて説明するフローチャートである。
【図４】全域スキャン制御方式による合焦モードについて説明するフローチャートである。
【図５】図２ステップＳ１１０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態において、図２のステップＳ１１０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】山登り制御方式および全域スキャン制御方式の概念を説明する図である。
【符号の説明】
１０１  撮影レンズ
１０２  絞り
１０３  ＣＣＤ
１０４  アナログ信号処理回路
１０６  デジタル信号処理回路
１１２  ＣＰＵ
１１３〜１１５，１１８  ドライバ
１１６  操作部
１１９  バッテリ
１２０  電圧検出部
１３５  Ａ／Ｄ変換器
１１６１  電源スイッチ
１１６２  全押しスイッチ
１１６３  半押しスイッチ
１１６４  設定ボタン
１１２３  記憶部
１１２４  バンドパスフィルタ
１１２５  評価値演算部
１１２６  ＡＦ演算部
１１２７  タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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