(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の焦点調節レンズ群を至近端と無限遠端との間の可動範囲内においてステップ移動させながら、前記撮影光学系によって形成された画像のコントラストに基づいて焦点状態を求めるフォーカススキャンを実行し、検出した合焦位置に焦点調節レンズ群を移動させる焦点調節方法であって、
前記フォーカススキャンは、
少なくとも１個の統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って高速のステップ移動速度でフォーカススキャンする高速統合フォーカススキャン段階と、
前記高速統合フォーカススキャン段階により合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って中速のステップ移動速度でフォーカススキャンする中速統合フォーカススキャン段階と、
前記高速統合フォーカススキャン段階または前記中速統合フォーカススキャン段階により合焦位置を検出できたときに、前記統合フォーカスエリアを分割した複数の分割フォーカスエリアを、検出した合焦位置の前後部分において低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速分割フォーカススキャン段階と、
前記高速統合フォーカススキャン段階および前記中速統合フォーカススキャン段階により合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って前記低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速統合フォーカススキャン段階と、
を備えることを特徴とする焦点調節方法。
【請求項２】
撮影光学系の焦点調節レンズ群を至近端と無限遠端との間の可動範囲内においてステップ移動させるレンズ駆動手段と、
前記撮影光学系によって形成された画像を撮像する撮像手段と、
前記レンズ駆動手段を介して前記焦点調節レンズ群をステップ移動させながら、前記撮像手段の撮影光学系によって形成された画像のコントラストに基づいて焦点状態を求めるフォーカススキャンを実行し、検出した合焦位置に焦点調節レンズ群を移動させる制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記レンズ駆動手段および前記撮像手段に、
少なくとも１個の統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って高速のステップ移動速度でフォーカススキャンする高速統合フォーカススキャンと、
前記高速統合フォーカススキャンにより合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って中速のステップ移動速度でフォーカススキャンする中速統合フォーカススキャンと、
前記高速統合フォーカススキャンまたは前記中速統合フォーカススキャンにより合焦位置を検出できたときに、前記統合フォーカスエリアを分割した複数の分割フォーカスエリアを、検出した合焦位置の前後部分において低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速分割フォーカススキャンと、
前記高速統合フォーカススキャンおよび前記中速統合フォーカススキャンにより合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って前記低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速統合フォーカススキャンと、
を実行させることを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のコントラストに基づいて焦点状態を検出する焦点調節方法及び焦点調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆるコンパクトデジタルカメラが備えた画像コントラスト方式の自動焦点調節装置（以下「ＡＦ装置」という）は、焦点調節レンズ群を、近端（最短合焦位置）または無限遠端（無限遠合焦位置）の焦点スキャン開始端位置まで移動させてから無限遠端または近端の焦点スキャン終了位置まで移動させながら撮像し、撮像した画像のコントラストのピークに基づいて焦点状態（合焦レンズ位置）を検出する焦点スキャン動作をする（特許文献１）。かかる従来の自動焦点検出装置を高速化するために、先ず全体範囲を広い間隔で粗いスキャンをして、そのスキャンで検出されたコントラストピーク位置の近傍範囲を狭い間隔で細かいスキャンをして合焦位置を検出するカメラが知られている（特許文献１）。かかる２回スキャンによれば、１回目のスキャンに比して２回目のスキャンではフレームレートを高く変更し、さらにレンズ駆動速度を遅く、ステップ幅を小さく変更するので、細かいステップで評価値が取得でき、ピーク近似の精度向上には有効である。
【特許文献１】特開平０３-０６８２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、同一のフォーカスエリア内に遠近混在の被写体が存在するときに、粗いスキャンを実行するときと細かいスキャンをするときとで評価値を得るフォーカスエリアサイズを同一とした場合は、そのフォーカスエリア内で遠近混在を構成している被写体同士が画面内で離れていれば各々のコントラストピークが影響し合うことはないが、その被写体同士がフォーカスエリア内において近ければ近いほどピーク同士が合成された様相を呈するようになっていくので、正確なピーク位置が得られ難いという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、合焦精度を上げるとともに、焦点調節の高速化を図ることができる焦点調節方法及び焦点調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の焦点検出方法は、撮影光学系の焦点調節レンズ群を至近端と無限遠端との間の可動範囲内においてステップ移動させながら、前記撮影光学系によって形成された画像のコントラストに基づいて焦点状態を求めるフォーカススキャンを実行し、検出した合焦位置に焦点調節レンズ群を移動させる焦点調節方法であって、前記フォーカススキャンは、少なくとも１個の統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って高速のステップ移動速度でフォーカススキャンする高速統合フォーカススキャン段階と、前記高速統合フォーカススキャン段階により合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って中速のステップ移動速度でフォーカススキャンする中速統合フォーカススキャン段階と、前記高速統合フォーカススキャン段階または前記中速統合フォーカススキャン段階により合焦位置を検出できたときに、前記統合フォーカスエリアを分割した複数の分割フォーカスエリアを、検出した合焦位置の前後部分において低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速分割フォーカススキャン段階と、前記高速統合フォーカススキャン段階および前記中速統合フォーカススキャン段階により合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って前記低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速統合フォーカススキャン段階と、を備えることを特徴としている。
【０００６】
本発明の焦点調節装置は、撮影光学系の焦点調節レンズ群を至近端と無限遠端との間の可動範囲内においてステップ移動させるレンズ駆動手段と、前記撮影光学系によって形成された画像を撮像する撮像手段と、前記レンズ駆動手段を介して前記焦点調節レンズ群をステップ移動させながら、前記撮像手段の撮影光学系によって形成された画像のコントラストに基づいて焦点状態を求めるフォーカススキャンを実行し、検出した合焦位置に焦点調節レンズ群を移動させる制御手段とを有し、前記制御手段は、前記レンズ駆動手段および前記撮像手段に、少なくとも１個の統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って高速のステップ移動速度でフォーカススキャンする高速統合フォーカススキャンと、前記高速統合フォーカススキャンにより合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って中速のステップ移動速度でフォーカススキャンする中速統合フォーカススキャンと、前記高速統合フォーカススキャンまたは前記中速統合フォーカススキャンにより合焦位置を検出できたときに、前記統合フォーカスエリアを分割した複数の分割フォーカスエリアを、検出した合焦位置の前後部分において低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速分割フォーカススキャンと、前記高速統合フォーカススキャンおよび前記中速統合フォーカススキャンにより合焦位置を検出できなかったときに、前記統合フォーカスエリアを前記焦点調節レンズ群の可動範囲全体に亘って前記低速のステップ移動速度でフォーカススキャンする低速統合フォーカススキャンと、を実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
以上の通り本発明によれば、大フォーカスエリア内の画像に基づいて合焦位置を検出し、該検出した合焦位置の前後範囲に渡って小フォーカスエリア内の画像に基づいてフォーカススキャンするので、焦点調節時間を延長することなく合焦精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明について、添付図面に示した実施形態を参照して詳述する。図１は、本発明を適用した、コントラストＡＦ方式の焦点調節装置を備えた、いわゆるコンパクトタイプのデジタルカメラの要部構成をブロックで示した図である。
【００１６】
このデジタルカメラは、焦点調節レンズ群Ｌ１を含む撮像光学系としてのズームレンズＬにより形成された被写体像を、撮像手段としての撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）１１の受光面に投影し、露光する。撮像素子１１は、所定間隔で縦横に配置された多数の画素（光電変換素子）を有し、受光した被写体像を各画素が電荷に変換して蓄積（積分）する、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサである。露光が終了すると、蓄積した電荷を画素単位で画像信号として画像信号処理回路１３に出力する。画像信号処理回路１３は、入力した画像信号についてホワイトバランス調整等所定の調整処理、Ａ／Ｄ変換処理を施してデジタル画像データをＣＰＵ１５に出力する。つまり、画像信号処理回路１３において所定の処理が施され、画素単位でデジタル変換された画像データが、ＣＰＵ１５に出力される。ＣＰＵ１５は、スルーモード（モニタモード）のときは定期的に入力する画像データを、表示手段としてのモニタ（ＬＣＤ）１７で表示可能な画像信号に変換してモニタ１７で表示し、画像を記録するときは、設定された絞り、シャッタ速度等で露光する撮像処理を実行し、入力した画像データを所定フォーマットの画像データに変換して画像メモリ制御回路１９を介して画像メモリ２１に書き込む記録処理を実行する。さらにＣＰＵ１５には、設定された所定フォーマットや可変データなどが書き込まれた不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭ２９が接続されている。
【００１７】
通常のコントラストＡＦ処理では、第１のスイッチ手段としての測光スイッチＳＷＳがオンされるとＣＰＵ１５は、モータドライバ２７、ＡＦモータ２５及びレンズ駆動機構２３を介して焦点調節レンズ群Ｌ１を、一方の移動限界位置となる近位置（近端、至近合焦位置）または遠位置（遠端、無限遠合焦位置）から他方の移動限界位置となる遠位置または近位置方向にステップ移動させながら撮像素子１１により撮像し、撮像した画像信号を取り込んで内部ＲＡＭ１５ａにメモリし、フォーカスエリア内の画像のコントラストを検出する。そうして各フォーカスエリアについてコントラスト値のピークを検出し、そのピークが得られるレンズ位置、つまり合焦レンズ位置を求める焦点スキャン処理を実行し、この焦点スキャン処理により得られた合焦レンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる。さらに第２のスイッチ手段としてのレリーズスイッチＳＷＲがオンされると、撮像処理を実行し、入力した画像データを画像メモリ２１に書き込む記録処理を実行する。なお、コントラストＡＦ処理中及び合焦後に撮像した画像信号は、通常、スルーモードによりモニタ１７に表示される。
【００１８】
この実施形態では、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を、近位置及び遠位置を原点センサ２３ａ、２３ｂで検知し、各位置からのＡＦモータ２５を駆動する駆動パルス数としてカウントする。駆動パルスは、例えばＡＦモータ２５の出力軸に装着されたフォトインタラプタ等のエンコーダ２６がＡＦモータ２５の回転に連動して出力するパルスとして定義する。なお、通常は、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置から遠位置まで駆動するのに数百パルスあるいはそれ以上要するが、説明を簡単にするために本実施形態におけるコントラストＡＦ処理では、数パルスまたは数十パルス単位でステップ駆動して焦点調節レンズ群Ｌ１が複数パルス単位で１移動単位ステップ移動するものとし、近位置から無限位置まで十数ステップで駆動できるものとする。さらに、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を検知する駆動パル数は、この複数パルス単位を１駆動パルスとしてカウントするものとする。
【００１９】
また、この実施形態では、レンズ位置パルス数をＰＮとし、近位置のレンズ位置パルス数ＰＮを０として駆動パルス１個分遠位置方向に駆動する毎にレンズ位置パルス数ＰＮを１ずつ加算するものとする。遠位置から近位置方向にスキャンする場合は、遠位置におけるレンズ位置パルス数ＰＮをＭＡＸとして、近位置方向に１駆動パルス駆動する毎に１ずつ減算するものとする。
【００２０】
なお、このデジタルカメラは、ズームレンズＬをレンズ駆動機構２３のズーム機構を介してパワーズームするズームモータ２８を備え、ズームレンズＬの焦点距離を検出するエンコーダをレンズ駆動機構２３が内蔵している。
【００２１】
このデジタルカメラは、フォーカスモードとして、スポットフォーカスモード及びマルチフォーカスモードを備えている。スポットフォーカスモードは、撮影画面中央部分に位置する１個のフォーカスフレーム内の被写体について焦点検出し、マルチフォーカスモードは撮影画面中央部分及び撮影画面内に位置する複数のフォーカスフレーム内の被写体像について焦点検出する。図２（Ａ）、図３（Ａ）はフォーカスモードとフォーカスフレームとの関係を示し、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）は各フォーカスモードにおける粗いスキャン時のフォーカスエリアを示し、図２（Ｃ）、図３（Ｃ）は細かいスキャン時のフォーカスエリアを示した。
【００２２】
スポットフォーカスモードでは、中央のフォーカスフレーム１８ａ内の被写体像についてＡＦスキャンを行う。フォーカスフレーム１８ａは、全体を一つのエリアとして焦点検出をする統合フォーカスエリア（大フォーカスエリア）αと、５個に分割して分割フォーカスエリア（小フォーカスエリア）毎に焦点検出をする分割フォーカスエリアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを含む。４個の分割フォーカスエリアｂ、ｃ、ｄ、ｅは統合フォーカスエリアαの４分割エリアであって、１個の分割フォーカスエリアａはフォーカスフレーム１８ａの中央で分割フォーカスエリアｂ、ｃ、ｄ、ｅの一部エリアによって構成されている。
【００２３】
マルチフォーカスモードでは、フォーカスフレーム１８ａと、その左右に隣接したフォーカスフレーム１８ｂ、１８ｂ内の被写体像についてＡＦスキャンを行う。フォーカスフレーム１８ｂ、１８ｂは、フォーカスフレーム１８ａ同様に、全体を一つのフォーカスエリア（大フォーカスエリア）として焦点検出をする統合フォーカスエリアβ、γと、統合フォーカスエリアβ、γをそれぞれ５個に分割して分割フォーカスエリア（小フォーカスエリア）毎に焦点検出をする分割フォーカスエリアｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、及び分割フォーカスエリアk、l、m、n、oを含む。各４個の分割フォーカスエリアｇ、ｈ、ｉ、ｊ及びｌ、ｍ、ｎ、ｏは統合フォーカスエリアβ、γの４分割エリアであって、中央の１個の分割フォーカスエリアｆ及びｋは４分割フォーカスエリアｇ、ｈ、ｉ、ｊ及びｌ、ｍ、ｎ、ｏの一部エリアと重複している。
【００２４】
さらに本発明の実施形態では、粗い、細かいフォーカススキャンなどの複数の精度によりフォーカススキャンをする機能を備えている。粗いフォーカススキャンでは、焦点調節レンズ群Ｌ１を高速移動、つまり停止させる位置パルス数［ＰＮ］の間隔を広くし、細かいフォーカススキャンでは、焦点調節レンズ群Ｌ１を低速移動、つまり停止させる位置パルス数［ＰＮ］の間隔を狭くする。粗いフォーカススキャンでは、統合フォーカスエリアα、β、γ単位で焦点検出を実行し、細かいフォーカススキャンでは分割フォーカスエリアａ乃至ｏ単位で焦点検出を実行する。
【００２５】
次に、このデジタルカメラ１０によるフォーカススキャン処理における、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置とコントラストとの関係について、図４（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。本発明の実施形態では、スポットフォーカスモードにおいて、合焦していない状態からの１回目のフォーカススキャン処理では、近位置から遠位置までの全距離について粗いフォーカススキャン処理を実行し、この粗いフォーカススキャン処理によりコントラストピークが得られた場合は、そのピークが得られたレンズ位置の前後所定範囲について細かいフォーカススキャン処理を実行する（図４（Ａ））。ここでは、粗いフォーカススキャンの１移動ステップ幅は、細かいフォーカススキャンの１移動ステップ幅の４倍である。
【００２６】
ここで、スポットフォーカスフレーム１８ａ内に、近距離の被写体５１と、遠距離の被写体５３が含まれていたと仮定する。すると、粗いフォーカススキャン処理では、遠近の被写体５１、５３を重ね合わせた状態でコントラストが検出されるので、レンズ位置によるコントラストの変化がなだらかになる。但し、それぞれの被写体５１、５３について単独でコントラストを検出すると、それぞれの被写体５１、５３についてコントラストのピークが出現する（図４（Ｂ）、（Ｃ））。しかし、これらの被写体５１、５３を同時に含むフォーカスエリアによりフォーカススキャンすると、図４（Ａ）に示したように、これらの被写体５１、５３間をコントラストピークとするなだらかなコントラストピークが得られる。かかる場合に、このコントラストピーク位置を挟む所定範囲内において細かいコントラストピークを実行しても、被写体５１、５３に対してのコントラストピークは得られない。
【００２７】
また、遠近の被写体が前後に重なって含まれている場合がある。この現象は、特にマクロ撮影において生じやすい。このような被写体状態を図５（Ａ）に示した。この被写体状態では、スポットフォーカスフレーム１８ａ内、つまり、統合フォーカスエリアα内の画像は、近位置の葉６３と遠位置の葉６５が交叉し、さらに近位置の葉６３に昆虫６１が留まった状態のものとなっている（図５（Ｂ）、（Ｃ））。
【００２８】
このような被写体状態において統合フォーカスエリアαを使用した粗いフォーカススキャンを行うと、葉６３、６５及び昆虫６１の輝度を平均した輝度に基づいてピーク位置ＲＰが検出される（図６（Ａ））。かかる被写体の場合は、１移動ステップ幅を狭くした細かいフォーカススキャンを実行しても同様である（図６（Ｂ））。
【００２９】
一方、分割フォーカスエリアａ乃至ｅ内の被写体は、図５（Ｄ）に示したように、遠近の被写体が含まれる率及び同程度の面積で含まれる率が低くなり、同一距離の被写体が含まれる率が高く、単一の被写体が占める割合、面積が大きくなっている。
【００３０】
そこで本実施形態では、粗いスキャンにより統合フォーカスエリアαを使用して急峻な１個のピークが得られなかった場合は、細かいスキャンにより分割フォーカスエリアａ乃至ｅを使用した細フォーカススキャンを実行する。細フォーカススキャンによれば、各分割フォーカスエリアａ乃至ｅ内の主要被写体６１乃至６５に対するコントラストピークを検出できる（図７（Ｂ）乃至（Ｆ））。
【００３１】
細かいフォーカスサーチ処理では、焦点調節レンズ群Ｌ１を細かいステップでステップ移動させながら、分割フォーカスエリアａ乃至ｅについてコントラストを求める。図７（Ｂ）乃至図（Ｆ）に、各分割フォーカスエリアａ乃至ｅについての焦点調節レンズ群Ｌ１位置とコントラストとの関係を示した。
【００３２】
この実施形態では、スキャン範囲、スキャン駆動速度及びフォーカスエリアの組み合わせが異なるスキャンタイプ（Scan-Type）を４種類備えている。
【００３３】
スキャン範囲は、全体と部分の二種類備えている。全体スキャンは、近位置から遠位置までの全領域をスキャン範囲とする。部分スキャンは、近位置から遠位置間の一部分をスキャン範囲とする。
【００３４】
スキャン駆動速度はＶＡ、ＶＢ、ＶＣの三種類備えている。大小関係は、ＶＡ＞ＶＢ＞ＶＣ  である。例えば、焦点調節レンズ群Ｌ１を、低速スキャン駆動速度ＶＣでは１駆動パルス単位でステップ移動し、中速スキャン駆動速度ＶＢでは２駆動パルス単位でステップ移動し、高速スキャン駆動速度ＶＡでは４駆動パルス単位でステップ移動する。
【００３５】
フォーカスエリアは、スポット測距では統合フォーカスエリアα及び分割フォーカスエリアａ乃至ｅ、マルチ測距では統合フォーカスエリアα乃至γ及び統合フォーカスエリアα乃至γに含まれる分割フォーカスエリアａ乃至ｅ、ｆ乃至ｊ、ｋ乃至ｏを備えている。これらを、表１に示した。
【００３６】
＜表１＞
0004951433.tif 000002
【００３７】
この実施形態では、スキャンタイプ０が粗いフォーカススキャン、スキャンタイプ１、３が細かいフォーカススキャン、スキャンタイプ２が中間フォーカススキャンに相当する。
【００３８】
次に、このデジタルカメラ１０における自動焦点調節処理について、図８乃至図１０に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。
【００３９】
『メイン処理』
図８は、このデジタルカメラのメインシーケンスをフローチャートで示した図である。このメインシーケンスには、バッテリ（図示せず）が装填されたときに入る。
【００４０】
メインシーケンスに入ると、先ずステップＳ１０１において現在電源がＯＮしているか否かをチェックする。現在電源がＯＮしていない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）はメインスイッチＳＷＭがＯＦＦからＯＮに変化したかどうかをチェックし（Ｓ１０３）、変化していなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０３に戻る。つまり、メインスイッチＳＷＭのチェック処理を繰り返す。メインスイッチＳＷＭがＯＮに変化していれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、内部ＲＡＭ、ポート、変数などハード、ソフト的な初期化を実行し（Ｓ１０５）、電源をオンして各部材に電源を供給する電源ＯＮ処理を実行し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０９に進む。
【００４１】
Ｓ１０９では、メインスイッチＳＷＭがＯＦＦからＯＮに変化したかどうかをチェックし、変化していなければ（Ｓ１０９：ＮＯ）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかチェックする（Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがＯＮしていなければ(Ｓ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。電源ＯＮ状態でＳ１０１に戻るので、現在電源ＯＮと判定し（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９に進む。つまり、電源ＯＮ状態の間は、メインスイッチＳＷＭがＯＦＦからＯＮに変化するか、測光スイッチＳＷＳがＯＮするまでステップＳ１０１、Ｓ１０９のチェック処理を繰り返す。このチェック処理中にメインスイッチＳＷＭがＯＦＦからＯＮに変化すると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、電源ＯＦＦ処理を実行して（Ｓ１２１）、ステップＳ１０１、Ｓ１０３のメインスイッチＳＷＭのチェック処理に戻る。
【００４２】
測光スイッチＳＷＳがＯＮすると（Ｓ１１１；ＹＥＳ）、コントラストＡＦ処理を実行して焦点調節レンズ群Ｌ１を所定の被写体に対して合焦させる（Ｓ１１３）。次に、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかチェックし（Ｓ１１５）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしていればレリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかいなかチェックし（Ｓ１１５：ＹＥＳ、Ｓ１１７）、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしていなければ、（Ｓ１１７；ＮＯ）、ステップＳ１１５に戻って測光スイッチＳＷＳ、レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかのチェックを繰り返す（Ｓ１１５、Ｓ１１７）。
【００４３】
レリーズスイッチＳＷＲがＯＮすると（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、撮像処理を実行し（Ｓ１２１）、ステップＳ１０１に戻る。測光スイッチＳＷＳがＯＦＦすると（Ｓ１１５：ＮＯ）、そのままステップＳ１０１に戻る。
【００４４】
『コントラストＡＦ処理』
次に、ステップＳ１１３で実行されるコントラストＡＦ処理の詳細について、さらに図９に示したフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
コントラストＡＦ処理に入ると、まず各変数等の初期化を実行する（Ｓ２０１）。例えばこの実施形態では、各ステータスのクリア、コントラスト値のクリア、レンズ位置パルス数ＰＮの初期化（ＰＮ＝０）、コントラストの最大値、最小値の初期化（最大値＝０、最小値＝FFFFFFFF）、スキャンタイプ（Scan Type）の初期化（初期値は０）等を実行する。
【００４６】
コントラスト値は、各フォーカスエリア、サポートエリア内の画素から得られた実際に得られたコントラスト値である。
レンズ位置パルス数ＰＮは、焦点調節レンズ群Ｌ１が初期位置である近位置にあるときを０として、∞位置方向にＡＦモータ２５を駆動したときにエンコーダ２６から駆動パルスが１個出力される毎にカウントする変数である。スキャン駆動速度ＶＡのときは、駆動パルスが４個単位で出力され、レンズ位置パルス数ＰＮが４個分カウントされる。スキャンタイプＶＢのときは駆動パルスが２個単位で出力され、レンズ位置パルス数ＰＮが２個分カウントされる。スキャンタイプＶＣのときは駆動パルスが１個単位で出力され、レンズ位置パルス数ＰＮが１個分カウントされる。
コントラストの最大値、最小値は、実際に得られたコントラスト値の最大値、最小値である。
スキャンタイプ（Scan-Type）は、表１に示したように、スキャン範囲、スキャン駆動速度、及び対象エリアを設定する変数である。
【００４７】
次に、フォーカスイニシャライズ処理を実行する（Ｓ２０３）。フォーカスイニシャライズ処理は、焦点調節レンズ群Ｌ１をスキャン開始位置に移動させる処理である。コントラストＡＦ処理に入って１回目では、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置に移動させる。
【００４８】
続いて、スキャン駆動速度を設定し（Ｓ２０５）、フォーカスエリアを設定する（Ｓ２０７）。１回目は、スキャンタイプ０が設定されているので、高速スキャン駆動速度ＶＡを設定する。フォーカスエリアは、スポット測距の場合は中領域αを、マルチ測距の場合は中領域α、β、γを設定する。
【００４９】
次に、スキャン初期位置（１回目は近位置）における画像データを取得してコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ２０９）。つまり、撮像素子１１から入力した画像データに基づいて、初期位置におけるコントラスト値Ｐ［０］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新する。
【００５０】
ＡＦモータ２５をスキャン終了端方向にレンズ駆動速度に対応するパル数分駆動する（Ｓ２１１）。そうして、撮像素子１１から画像データを入力してコントラスト値Ｐ［ＰＮ］を算出し、コントラスト値の最大値、最小値を更新するコントラスト値算出処理を実行し（Ｓ２１３）、エンコーダ２６から出力されたパルス数分、レンズ位置パルス数ＰＮをインクリメントする（Ｓ２１５）。
【００５１】
次に、得られたコントラスト値Ｐ［ＰＮ］が設定条件を満足するピーク値（極大値）であるかどうかをチェックするピークチェック処理を実行する（Ｓ２１７）。コントラスト値算出処理（Ｓ２１３）及びピークチェック処理（Ｓ２１５）は、ステップＳ２０７で設定された全てのフォーカスエリアについて実行する。
【００５２】
スキャン終了端であるか否かをチェックする（Ｓ２１９）。スキャン終了端でない場合（Ｓ２１９；ＮＯ）はステップＳ２１１に戻ってステップＳ２１１乃至Ｓ２１７、Ｓ２１９の処理を、焦点調節レンズ群Ｌ１をスキャン終了端方向に、設定されたスキャン駆動速度（ステップ移動幅）でステップ移動させながらスキャンループを繰り返す。
【００５３】
焦点調節レンズ群Ｌ１がスキャン終了端に達すると（Ｓ２１９；ＹＥＳ）、このスキャンループを抜ける。以上のスキャンタイプ０によるフォーカススキャンが第１スキャン段階（高速統合フォーカススキャン段階）である。
【００５４】
スキャンループを抜けると（Ｓ２１９；ＹＥＳ）、スキャンタイプ及びコントラストピークが存在した否か（合焦位置が検出できたか否か）のチェック処理を行う（Ｓ２２１、Ｓ２２５、Ｓ２２７、Ｓ２３１、Ｓ２３５）。先ず、スキャンタイプ０でコントラストのピークが存在したか否かチェックする（Ｓ２２１）。スキャンタイプ０でピークが存在した場合（Ｓ２２１：ＹＥＳ）は、スキャンタイプを１に書き換えてステップＳ２０３に戻る（Ｓ２２３、Ｓ２０３）。つまり、粗いフォーカススキャンでコントラストのピークが得られた場合は、分割エリアを使用してより細かいフォーカススキャンをするためにスキャンタイプを１に書き換えてステップＳ２０３に戻る。フォーカスイニシャライズ処理に戻ると、ピーク位置ＲＰからｎパルス加算したレンズ位置（焦点スキャン開始位置）に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させ、ピーク位置ＲＰにｎパルス加算したレンズ位置を焦点スキャン終了位置に設定する。そうして、ピーク位置ＲＰ-ｎ乃至ＲＰ+ｎ部分を、低スキャン駆動速度ＶＣで駆動させながら分割フォーカスエリアａ乃至ｅ内の画像データに基づいてコントラストピークをスキャンする。このフォーカススキャンが、第２スキャン段階（低速分割フォーカススキャン段階）である。
【００５５】
スキャンタイプ０でない場合、またはスキャンタイプ０であってもコントラストピーク（合焦位置）が検出できなかった場合（Ｓ２２１；ＮＯ）は、スキャンタイプが１か否かチェックする（Ｓ２２５）。スキャンタイプが１であった場合(Ｓ２２５；ＹＥＳ）は、スキャンタイプ１によるフォーカススキャンで得た各分割フォーカスエリアａ乃至ｅ内の画像データに基づいて得たコントラスト値に基づいてピーク算出処理を実行し（Ｓ２３９）、エリア選択処理を実行して（Ｓ２４１）、選択したエリアについて算出したピーク位置（合焦レンズ位置）まで焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる合焦駆動処理を実行し（Ｓ２４３）、リターンする（ＲＥＴＵＲＮ）。エリア選択処理では、例えば最近距離に相当するピーク位置を選択する。
【００５６】
スキャンタイプ１でなかった場合（Ｓ２２５；ＮＯ）は、スキャンタイプ０であるかどうかをチェックする（Ｓ２２７）。スキャンタイプ０の場合（Ｓ２２７；ＹＥＳ）は、スキャンタイプを２に書き換えて（Ｓ２２９）、ステップＳ２０３に戻る。フォーカスイニシャライズ処理（Ｓ２０３）では、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置に移動させて、スキャン終了位置を遠位置に設定する。ステップＳ２２７においてスキャンタイプ０と判定される場合は、スキャンタイプ０でフォーカススキャンしたがコントラストのピークを検出できなくて来た場合である。つまり、スキャンタイプ０の粗いフォーカススキャン処理を実行してもコントラストピークの検出ができなかった場合は、スキャンタイプ２により、全体を中スキャン駆動速度ＶＢで駆動させながら統括フォーカスエリアα乃至γ内の画像データに基づいてコントラストピークをスキャンする。このフォーカススキャン処理が第３スキャン段階（中速統合フォーカススキャン段階）である。
【００５７】
スキャンタイプ０でなかった場合（Ｓ２２７：ＮＯ）は、スキャンタイプ２かつピークが存在したか否かをチェックする（Ｓ２３１）。スキャンタイプ２かつピークが存在した場合（Ｓ２３１；ＹＥＳ）は、スキャンタイプを１に書き換えて（Ｓ２３３）、ステップＳ２０３に戻る。ステップＳ２０３のフォーカスイニシャライズ処理では、検出したピーク位置ＲＰからｎパルス減算したレンズ位置パルス数［ＰＲ-ｎ］（フォーカススキャン開始位置）に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させ、ピーク位置ＲＰにｎパルス加算したレンズ位置パルス数［ＰＲ+ｎ］を焦点スキャン終了位置に設定する。つまり、フォーカススキャン範囲をピーク位置ＰＲの±ｎ範囲に限定し、低速レンズ駆動速度ＶＣにより、分割フォーカスエリアａ乃至ｅ毎にコントラストピークをスキャンする。このフォーカススキャン処理が、第４スキャン段階（低速分割フォーカススキャン段階）である。
【００５８】
スキャンタイプ２でなかった場合、またはスキャンタイプ２でもコントラストピークが存在しなかった場合（Ｓ２３１；ＮＯ）は、スキャンタイプが２か否かチェックする（Ｓ２３５）。スキャンタイプ２であった場合（Ｓ２３５；ＹＥＳ）は、スキャンタイプを３に書き換えて（Ｓ２３７）、ステップＳ２０３に戻る。フォーカスイニシャライズ処理では、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置に移動させて、焦点スキャン終了端を遠位置に設定する。ステップＳ２３９で、スキャンタイプ２と判定される場合は、ステップＳ２２９で設定されたスキャンタイプ２でフォーカススキャンしてもピーク検出ができなかった場合である。そこで、スキャンタイプ３により、最も遅い低速レンズ駆動速度ＶＣで、全範囲について、分割フォーカスエリアａ乃至ｅについてコントラストピークをスキャンするのである。このフォーカススキャン処理が、第５スキャン段階（低速統合フォーカススキャン段階）に相当する。                                                                     
【００５９】
スキャンタイプが２でなかった場合(Ｓ２３５；ＮＯ）は、ピーク算出処理を実行し（Ｓ２３９）、エリア選択処理を実行して（Ｓ２４１）、選択したエリアについて算出したピーク位置（合焦レンズ位置）まで焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させる合焦駆動処理を実行し（Ｓ２４３）、リターンする（ＲＥＴＵＲＮ）。ステップＳ２３５でスキャンタイプが２ではないと判定されるのは、Ｓ２３７スキャンタイプが３に書き換えられた場合である。
【００６０】
『フォーカスイニシャライズ処理』
次に、ステップＳ２０３で実行されるフォーカスイニシャライズ処理について、図１０を参照して説明する。フォーカスイニシャライズ処理に入ると、先ず、スキャンタイプが０、２及び３のいずれかであるかどうかをチェックする（Ｓ３０１）。これらのスキャンタイプ０、２、３は、スキャン範囲が近位置から遠位置までの全範囲である。スキャンタイプが０、２及び３のいずれかであった場合（Ｓ３０１；ＹＥＳ）は、焦点調節レンズ群Ｌ１を近位置に向かって駆動を開始し(Ｓ３０３）、スキャン終了位置を遠位置に設定する（Ｓ３０５）。そうして、焦点調節レンズ群Ｌ１が近位置に達してＡＦモータ２５が停止したか否かチェックし(Ｓ３１１）、停止したらリターンする（Ｓ３１１；ＹＥＳ、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６１】
スキャンタイプが０、２及び３のいずれでも無かった場合（Ｓ３０１；ＮＯ）、つまりスキャンタイプが１であった場合は、焦点調節レンズ群Ｌ１を、ピーク位置ＲＰから所定ステップ数ｎ減算したパルス数（ＲＰ - ｎ）のレンズ位置パルスＰＮに向かって駆動を開始し（Ｓ３０７）、スキャン終了位置として、ピーク位置ＲＰに所定ステップ数ｎ加算したパルス数（ＲＰ + ｎ）をレンズ位置パルスＰＮにセットする(Ｓ３０９）。そうして、焦点調節レンズ群Ｌ１がレンズ位置［ＲＰ - ｎ］に達してＡＦモータ２５が停止したかどうかチェックし（Ｓ３１１）、停止したらリターンする(Ｓ３１１；ＹＥＳ、ＲＥＴＵＲＮ）。
なお、この実施形態におけるＡＦモータ２５の駆動制御は、フォーカスイニシャライズ処理とは別個のモータ制御スレッドによって実行される。
【００６２】
『スキャン駆動速度設定』
ステップＳ２０５で実行されるスキャン駆動速度設定処理について、図１１に示したフローチャートを参照して説明する。スキャン駆動速度設定処理に入ると、先ず、スキャンタイプ０かどうかチェックする(Ｓ４０１）。スキャンタイプ０の場合は（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、スキャン駆動速度をＶＡに設定してリターンする(Ｓ４０３、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６３】
スキャンタイプ０で無い場合は（Ｓ４０５：ＮＯ）、スキャンタイプ２かどうかチェックし(Ｓ４０５）、スキャンタイプ２である場合は（Ｓ４０５：ＹＥＳ）スキャン駆動速度をＶＢに設定してリターンする(Ｓ４０７、ＲＥＴＵＲＮ）。スキャンタイプ２でない場合（Ｓ４０５：ＮＯ）、つまりスキャンタイプ１または３の場合は（Ｓ４０５：ＮＯ）、スキャン駆動速度をＶＣに設定してリターンする（Ｓ４０９、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６４】
『フォーカスエリア設定』
ステップＳ２０７で実行されるフォーカスエリア設定処理について、図１２に示したフローチャートを参照して説明する。フォーカスエリア設定処理に入ると、先ずスキャンタイプが１または３であるかどうかをチェックする（Ｓ５０１）。スキャンタイプ１または３であった場合（Ｓ５０１；ＹＥＳ）は、フォーカスエリアとして分割エリアを選択してリターンする（Ｓ５０３、ＲＥＴＵＲＮ）。スキャンタイプ１、３のいずれでも無い場合（Ｓ５０１；ＮＯ）、つまりスキャンタイプ０または２であった場合は、フォーカスエリアとして統合エリアを選択してリターンする（Ｓ５０５、ＲＥＴＵＲＮ）。
【００６５】
フォーカスモードとしてマルチフォーカスモードが選択されている場合は、前記第１スキャン段階においては各統合（大）フォーカスエリアα乃至γについてコントラストピーク（合焦位置）を検出し、最短距離に相当するコントラストピークが得られた１個の統合フォーカスエリアα乃至γ及びその分割（小）フォーカスリアａ乃至ｏについて、スキャンタイプ１乃至３によるフォーカススキャン（第２乃至第５スキャン段階）を実行することが好ましい。
【００６６】
別の実施例では、前記スキャンタイプ０によるフォーカススキャンにおいて検出した合焦位置が所定距離より近距離の場合に前記スキャンタイプ１乃至３（第２乃至第５スキャン段階）を実行する構成とする。この場合、前記スキャンタイプ０により検出した合焦位置が所定距離より近距離ではない場合は、前記検出した合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動させる構成としてもよい。
【００６７】
このデジタルカメラ１０は、マクロモードまたはスーパーマクロモードとこれら以外の撮影モードを選択する撮影モード選択手段を含み、撮影モード選択手段により前記マクロモードまたはスーパーマクロモードが選択されていた場合に前記第１スキャン段階及びそれ以降の段階を実行し、これらのいずれかのマクロモードが選択されていない場合は、前記焦点調節レンズ群Ｌ１を、前記可動範囲全体に渡って、好ましくはレンズ駆動速度ＶＣでステップ移動させながら、前記統合フォーカスエリアα乃至γ内の画像に基づいてフォーカススキャンし、そのスキャンで得られた合焦位置に前記焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させるように構成する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の焦点調節方法及びを適用したデジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示した図である。
【図２】同デジタルカメラにおけるスポットフォーカスモードとフォーカスフレームの関係を示した図であって、（Ａ）は画面とフォーカスフレームの関係を示し、（Ｂ）はフォーカスフレームと統合（大）フォーカスエリアの関係を、（Ｃ）はフォーカスフレームと分割（小）フォーカスエリアの関係を示した図である。
【図３】同デジタルカメラにおけるマルチフォーカスモードとフォーカスフレームの関係を示した図であって、（Ａ）は画面とフォーカスフレームの関係を示し、（Ｂ）はフォーカスフレームと統合（大）フォーカスエリアの関係を、（Ｃ）はフォーカスフレームと分割（小）フォーカスエリアの関係を示した図である。
【図４】同デジタルカメラによるフォーカススキャン処理における焦点調節レンズ群の位置とコントラストとの関係を説明する図であって、（Ａ）は粗いフォーカススキャン及び細かいフォーカススキャンの様子を説明する図、（Ｂ）、（Ｃ）は遠近混在の被写体が存在した場合に全体スキャンした場合の様子を説明する図である。
【図５】同デジタルカメラにより近距離撮影した場合における画面内の被写体とフォーカスエリアとの関係を説明する図であって、（Ａ）は画面全体の状態を示した図、（Ｂ）、（Ｃ）は中央の分割フォーカスエリアと被写体の関係を示した図、（Ｄ）は分割フォーカスエリアと被写体の関係を示した図、（Ｅ）は分割フォーカスエリアを分離させて各分割フォーカスエリアと被写体の関係を説明する図である。
【図６】同デジタルカメラにより中央の分割フォーカスエリアの画像に基づいてフォーカススキャンした場合のレンズ位置とコントラストとの関係を説明する図であって、（Ａ）は粗いフォーカススキャンした場合の状態を示した図、（Ｂ）は細かいフォーカススキャンした場合の状態を示した図である。
【図７】同デジタルカメラにより、（Ａ）は統合フォーカスエリア内の被写体について粗いフォーカススキャンした場合の状態を示した図、（Ｂ）乃至（Ｆ）は分割フォーカスエリア内の被写体について細かいフォーカススキャンした場合の状態を示した図である。
【図８】同デジタルカメラの動作に関するメインシーケンスをフローチャートで示した図である。
【図９】同メインシーケンス中のコントラストＡＦ処理に関するサブルーチンをフローチャートで示した図である。
【図１０】同コントラストＡＦ処理中のフォーカスイニシャライズ処理に関するサブルーチンをフローチャートで示した図である。
【図１１】同コントラストＡＦ処理中のスキャン駆動速度設定処理に関するサブルーチンをフローチャートで示した図である。
【図１２】同コントラストＡＦ処理中のフォーカスエリア選択処理に関するサブルーチンをフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１  撮像素子（撮像手段）
１２  受光面
１３  画像信号処理回路
１５  ＣＰＵ（制御手段）
１５ａ  内部ＲＡＭ
１７  モニタ（ＬＣＤ）
１８  画面
１８ａ  １８ｂ  １８ｃ  フォーカスエリア
１９  メモリ制御回路
２１  画像メモリ
２３  モータドライバ
２３ａ  近端原点センサ
２３ｂ  遠端原点センサ
２５  ＡＦモータ（レンズ駆動手段）
２６  エンコーダ
２７  レンズ駆動機構
２８  ズームモータ
２９  ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）
Ｌ  ズームレンズ（撮像光学系）
Ｌ１  焦点調節レンズ群
【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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【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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