(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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信号の高周波成分に基づいて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、
前記サンプリング手段のＡＦ評価値のサンプリング結果に基づいて合焦位置を検出し、
前記フォーカスレンズを合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段とを備え、
前記フォーカスレンズを微少な第１のステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第１のモードと、
前記フォーカスレンズを粗い第２のステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて概略の合焦位置を検出し、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、前記フォーカスレンズを微少な第３のステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第２のモードとを有し、
前記第１〜第３のステップ間隔は、前記第３のステップ間隔＜前記第１のステップ間隔＜前記第２のステップ間隔の条件を満たしており、
記録画素数が所定の画素数よりも少ない場合には、前記第１のモードで合焦位置を検出し、前記記録画素数が所定の画素数以上の場合には前記第２のモードで合焦位置を検出することを特徴とするオートフォーカス装置。
【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およびカメラに関し、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およびカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラのオートフォーカス装置は、撮像素子から映像信号自体の高周波成分を焦点制御の評価に使用している。かかる方法は、本質的にパララックスが存在せず、また被写界深度が浅い場合や遠方の被写体に対しも、精度良く焦点を合わせられる等の優れた点が多い。しかも、オートフォーカス用の特別なセンサも不要で、機構的にも極めて簡単である。また、かかるデジタルカメラのオートフォーカス装置では、シャッタチャンスを的確に捉えるためにＡＦ実行時間を短縮する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１−２０６１４１号公報のオートフォーカスカメラは、撮像素子から得られる撮像映像信号の高域成分レベルを焦点評価値として所定期間毎に検出することによりオートフォーカス動作を行うようにしたオートフォーカスカメラにおいて、フォーカスレンズを被写体距離の無限遠から至近点に亘って、比較的粗いステップで移動せしめ、この各ステップ毎の焦点評価値を得るサーチ手段と、前記サーチ手段によって得られる第１の最大焦点評価値と、該第１の最大焦点評価値の近傍に在り互いに隣接する焦点評価値間を補間し、補間焦点評価値を生成する補間焦点評価値を生成する補間手段と、補間手段によって得られた補間焦点評価値から第２の最大焦点評価値を判定する焦点評価値判定手段とを備えたものである。
【０００４】
また、特開平３−２０４９７３号公報のオートフォーカスカメラは、撮像素子から得られる撮像映像信号の高域成分レベルを焦点評価値として所定期間毎に検出することによりオートフォーカス動作を行うようにしたオートフォーカスカメラにおいて、フォーカスレンズを被写体距離から至近点に亘って比較的粗いステップで移動せしめ、この各ステップ毎の焦点評価値を得る第１のサーチ手段と、前記第１のサーチ手段によって得られる第１の最大焦点評価値に対応する被写体距離の近傍まで前記フォーカスレンズを移動せしめた後、更に前記フォーカスレンズを前記被写体距離の近傍において微少ステップで移動せしめ、この各微少ステップ毎の焦点評価値から第２の最大評価値を得る第２のサーチ手段とを備えたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１−２０６１４１号公報や上記特開平３−２０４９７３号公報のオートフォーカスカメラでは、条件によってはＡＦ実行時間が長くなってしまうという問題がある。以下にその原因を説明する。
【０００６】
通常電子カメラのＡＦでは、最初にフォーカスレンズを無限に移動してから、至近側に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ＡＦ評価値のピークを求める。ここで、無限近くの被写体に対して、上記特開平１−２０６１４１号公報や上記特開平３−２０４９７３号公報の方法を用いると、比較的粗いステップのＡＦ評価値のピーク１を求めるために、合焦位置よりも至近側までフォーカスレンズを駆動してから、微少ステップでのＡＦ評価値をサンプリングするために、ピーク１よりも無限側にフォーカスレンズを駆動してから、ＡＦ評価値のピーク２を求めるため、合焦位置よりも至近側までフォーカスレンズを駆動して合焦位置を求めてから、フォーカスレンズを合焦位置に駆動する。
【０００７】
また、無限近くの被写体に対して、上記特開平１−２０６１４１号公報や上記特開平３−２０４９７３号公報の方法を用いると、フォーカス無限位置からＡＦ評価値をサンプリングするにもかかわらず、比較的粗いステップと微少ステップの２回のＡＦ評価値のサンプリングでは、フォーカスレンズの動作として微少ステップのＡＦ評価値のサンプリングのために戻る動作が多い。このように、上記特開平１−２０６１４１号公報や上記特開平３−２０４９７３号公報の技術では必ずしもＡＦ実行時間が短くならない要因がある。
【０００８】
また、通常、ピークを求めるためには、少なくとも３個のサンプリングしたＡＦ評価値が必要であり、２回のＡＦ評価値サンプリングでは、合計少なくとも６個のサンプリングしたＡＦ評価値が必要である。これが１回のＡＦ評価値サンプリングが６回以下で合焦位置を求められる場合には、上述した要因が無くてもＡＦ実行時間は短くならない。
【０００９】
通常、３個のサンプリングしたＡＦ評価値からピークを検出することは、ノイズ、偽ピークなどがあるため行われない。また、ピークを検出するために必要とするＡＦ評価値のサンプリング数が多くなるほど、ＡＦ実行時間が短くならない場合が多くなる。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、フォーカスレンズを合焦位置に駆動する時間を短縮してＡＦ実行時間の短縮化を図ったオートフォーカス装置およびカメラを提供することを目的とする。
【００１１】
【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、本発明は、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信号の高周波成分に基づいて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、前記サンプリング手段のＡＦ評価値のサンプリング結果に基づいて合焦位置を検出し、前記フォーカスレンズを合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段とを備え、前記フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第１のモードと、前記フォーカスレンズを粗いステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて概略の合焦位置を検出し、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、前記フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第２のモードとを有し、前記第１のモードと前記第２のモードとを選択可能としたものである。
【００１２】
また、本発明は、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信号の高周波成分に基づいて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、前記サンプリング手段のＡＦ評価値のサンプリング結果に基づいて合焦位置を検出し、前記フォーカスレンズを合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、前記ＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズの移動範囲を複数設定すると共に、各設定した移動範囲で合焦位置を検出する順番を設定する設定手段とを備え、前記設定手段で設定された順番に従って、設定された移動範囲で合焦位置の検出を行うものである。
【００１３】
また、本発明は、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信号の高周波成分に基づいて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、前記サンプリング手段のＡＦ評価値のサンプリング結果に基づいて合焦位置を検出し、前記フォーカスレンズを合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、前記ＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズの移動範囲を複数設定すると共に、各設定した移動範囲で合焦位置を検出する順番を設定する設定手段とを備え、前記フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第１のモードと、前記フォーカスレンズを粗いステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて概略の合焦位置を検出し、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、前記フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第２のモードとを有し、前記設定手段で設定された各移動範囲毎に前記第１のモードと前記第２のモードとを選択可能とし、前記設定手段で設定した順番に従って、設定した移動範囲で合焦位置の検出を行うものである。
【００１４】
また、本発明は、前記第１のモードと前記第２のモードとを自動的に選択するものである。
【００１５】
また、本発明は、焦点距離に応じて、前記第１のモードと前記第２のモードとを自動的に選択するものである。
【００１６】
また、本発明は、記録画素数に応じて、前記第１のモードと前記第２のモードとを自動的に選択するものである。
【００１７】
また、本発明は、絞り値に応じて、前記第１のモードと前記第２のモードとを自動的に選択するものである。
【００１８】
【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の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
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・メカシャッター等を含むメカ機構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、パルスモータドライバ１３１、パルスモータ１３２、パルスモータドライバ１３３、パルスモータ１３４、パルスモータドライバ１３５、パルスモータ１３６を具備して構成されている。なお、BUSはバスを示す。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。
【００２０】
レンズユニットは、レンズ１０１系、絞り・メカシャッター等を含むメカ機構１０２からなる。レンズ系１０１は、バリフォーカルレンズからなり、フォーカスレンズ１０１ａとズームレンズ１０１ｂとで構成されている。
【００２１】
パルスモータドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３２を駆動して、フォーカスレンズ１０１ａを光軸方向に移動させる。パルスモータドライバ１３３は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３４を駆動して、ズームレンズ１０１ｂを光軸方向に移動させる。また、パルスモータドライバ１３５は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、絞りやメカシャッターを駆動する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度信号（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。また、上記ＩＰＰ（Image Pre-Processor）１０７は、入力される画像データの輝度（Ｙ）信号の高周波成分を抽出してＡＥ評価値を算出してＣＰＵ１２１に出力し、また、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。ＤＣＴ１０８およびコーダー（Huffman Encoder/Decoder）は、例えばＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換、並びに、ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。
【００２５】
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。
【００２６】
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、撮影動作、ＡＦ動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作等の制御を行う。
【００２７】
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。
【００２８】
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。また、表示部１２２には、ＡＦ条件を設定するためのＡＦ条件設定画面やスーパーマクロモードを設定するための設定画面等の各種設定画面が表示され、ユーザーは操作部１２３を操作して各種設定を行う。
【００２９】
上述のＡＦ条件設定画面では、ユーザーが設定したＡＦ条件でＡＦを行うマニュアル設定モードと、自動でＡＦ条件を設定してＡＦを行う自動設定モードの選択が行われる。マニュアル設定モードが選択された場合には、フォーカスレンズ１０１ａの移動範囲（撮影距離範囲）であるノーマル領域とマクロ領域の移動範囲の設定、及び設定された移動範囲でのＡＦ評価値のサンプリングを行う先に行なう順番の設定が行われ、さらに、ノーマル領域、マクロ領域で各々粗調あり（第２モード）／粗調なし（第１モード）の設定が行われる。
【００３０】
ユーザーにより、フォーカスレンズ１０１ａのノーマル領域とマクロ領域の移動範囲が設定され、さらに、移動範囲が設定されたノーマル領域とマクロ領域とでＡＦ評価値のサンプリングを行なう順番が設定されると、設定した順番にしたがって合焦位置の検出を行い、合焦位置が見つからなかった場合に、次の順番に設定した移動範囲で合焦位置の検出が行われる。
【００３１】
また、粗調なしが選択された場合には、フォーカスレンズ１０１ａを移動させて微少なステップ間隔（例えば、１ＡＦステップ）でＡＦ評価値をサンプリングし、サンプリングした複数のＡＦ評価値からピーク位置を検出して合焦位置の検出が行われる。他方、粗調ありが選択された場合には、フォーカスレンズ１０１ａを移動させて、粗いステップ間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、サンプリングした複数のＡＦ評価値からピーク位置を検出して概略の合焦位置の検出が行われ、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、前記フォーカスレンズ１０１ａを移動させて、微少なステップ間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、サンプリングした複数のＡＦ評価値からピーク位置を検出して最終的な合焦位置の検出が行われる。
【００３２】
自動設定モードが設定された場合には、撮影距離、焦点距離、設定画素数、および絞り値に応じて、ノーマル領域、マクロ領域で各々粗調あり（第２モード）／粗調なし（第１モード）が自動的に設定される。
【００３３】
操作部１２３は、機能選択、撮影指示、表示部１２２の設定画面で各種設定を行うためのボタンや、記録する画質を選択するための画質選択キー等を備えている。この画質選択キーで高画質モードが選択された場合にはＣＣＤの記録画素数が１８００×１２００に設定され、通常画質モードが選択された場合にはＣＣＤの記録画素数が９００×６００に設定される。また、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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、パルスモータドライバ１３１、１３３、１３５について詳述する。図２は各パルスモータドライバを示す回路図、図３はパルスモータドライバの論理値表、図４はパルスモータドライバ内の動作概念図を示す。各パルスモータドライバは、図３に示す論理値表に従って入出力の関係が規定される。
【００３６】
図３に示した真理値表に従い、各パルスモータドライバ１３１、１３３、１３５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。他方、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、出力のＯＵＴ１〜４がパルスモータの２相励磁の変化を生じさせる出力となる。
【００３７】
つぎに、レンズ系１０１の制御について説明する。このレンズ系１０１は前述したように、バリフォーカルレンズであり、各焦点距離位置によりフォーカスレンズ１０１ａの合焦位置が異なる。
【００３８】
図５は、各撮影距離（無限、０．４ｍ、０．０７８ｍ）における各焦点距離（ズーム）位置ｚｐ１〜ｚｐ９とフォーカスレンズ１０１ａを駆動するパルスモータ１３１の駆動パルスの関係を示す図である。同図においては、縦軸はフォーカスレンズ１０１ａを駆動するパルスモータ１３２の駆動パルス数、横軸は焦点距離（ズーム）位置を示す。
【００３９】
同図に示す如く、焦点距離（ズーム）位置がｚｐ１とｚｐ３の場合のみ、０．０７８ｍまでの合焦が可能となっている。焦点距離（ズーム）位置がｚｐ１の場合は、撮影距離が無限〜０．０７８ｍまで連続的に合焦が可能に設定されている。また、焦点距離（ズーム）位置がｚｐ３の場合は、撮影距離が無限〜０．０７８ｍまで連続的に合焦を行うとパルス数が多くなるため、ＡＦ実行時間上、スーパーマクロモードが設定された場合のみ、０．４ｍ〜０．０７８ｍの合焦範囲とし、スーパーマクロモードが設定されていない場合には、無限から０．４ｍの合焦範囲とした。
【００４０】
図６は、フォーカスレンズ１０１ａを駆動するパルスモータ１３２の駆動パルス数と１ＡＦステップの関係を示す図である。ＣＣＤ１０３の設定画素数が１８００×１２００の場合には、微調時の場合には２パルス、粗調時の場合には６パルス（微調時の３倍）に設定されている。また、ＣＣＤ１０３の設定画素数が１８００×１２００の場合には、微調時の場合には３パルス、粗調時の場合には９パルス（微調時の３倍）に設定されている。
【００４１】
次に、合焦位置の決定方法について説明する。合焦位置はＡＦ評価値に基づいて検出される。ＩＰＰ１０７は、輝度信号をフィルタＡ（７次のバンドパスフィルタ）およびフィルタＢ（３次のバンドパスフィルタ）で抽出した高周波成分をＡＦ評価値としてＣＰＵ１２１に出力する。より具体的には、ＣＰＵ１２１は任意の移動量づつフォーカスレンズ１０１ａを駆動しながらＡＦ評価値をサンプリングし、ＣＰＵ１２１はＡＦ評価値の最大値または極大値のある位置（合焦ピーク）を求め、この合焦ピークを合焦位置と決定する。そして、決定した合焦位置までフォーカスレンズ１０１ａを移動させる。
【００４２】
ＡＦ評価値と合焦位置との関係を図７を参照して説明する。図７はＡＦ評価値と合焦ピークとの関係を示す図である。同図において、横軸は撮影距離（至近から無限）、縦軸はＡＦ評価値を示し、至近〜無限までのフィルタＡとフィルタＢによるＡＦ評価値が示されている。同図に示す例では、ＡＦ評価値のピーク位置Ｐが合焦位置（合焦ピーク）となる。
【００４３】
粗調と微調について図８を参照して説明する。図８は粗調と微調を説明するための説明図である。同図では、横軸は撮影距離（至近から無限）、縦軸はＡＦ評価値を示し、至近〜無限までの粗調と微調のＡＦ評価値が示されている。また、同図において、Ｔは１ＡＦステップを示している。本実施の形態では、上述したように、合焦位置を検出する場合に粗調を行わない場合と、粗調を行う場合がある。粗調を行わない場合は、１ＡＦステップ間隔でＡＦ評価値をサンプリングして合焦位置を決定する。また、粗調を行う場合は、微調の場合よりも大きいサンプリング間隔でＡＦ評価値をサンプリングしてゆき、概略の合焦位置を検出する。そして、概略の合焦位置の近傍付近を１ＡＦステップ間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、最終的な合焦位置を決定する。即ち、粗調を行う場合は、粗調と微調の２段階になっている。
【００４４】
続いて、ノーマル領域とマクロ領域について図９を参照して説明する。図９はノーマル領域とマクロ領域のサンプリング概念図である。同図では、ノーマル領域を粗調ありとし、マクロ領域を粗調なしとした場合を示しており、また、Ａはマクロ領域に合焦位置がある場合のサンプリング軌跡、Ｂはノーマル領域に合焦位置がある場合のサンプリング軌跡を示している。
【００４５】
ノーマル領域では、Ｂに示すように、ＡＦ評価値のサンプリング中に合焦ピークを検出しても、必ず各ズームポイントでのＡＦステップ数分全域をサンプリングする。また、マクロ領域では、Ａに示すように、ＡＦ評価値のサンプリング中に合焦ピークを検出したところで、サンプリング途中でもサンプリングを終了する。これは、全領域のＡＦ評価値をサンプリングした方が、偽合焦（偽ピーク）を防止し易いが、時間がかかるためかかる処理を行っている。同図に示す例では、ノーマル領域からマクロ領域の順番に合焦位置の検出を行っているが、前述したように、ユーザーの選択により逆の順番で合焦位置の検出を行っても良い。
【００４６】
図１０は、各ズーム位置（ｚ１〜ｚ９）における、撮影距離ＬとＡＦステップ数およびＡＦサンプリング時間の関係の一例を示す図である。近距離側では、ＡＦステップ数およびＡＦサンプリング時間が大きくなっている。
【００４７】
つぎに、設定画素数に応じて、ノーマル領域、マクロ領域、およびスーパーマクロ領域で粗調あり／粗調なしの設定を変更する場合（自動設定モード）について図１１および図１２を参照して説明する。
【００４８】
図１１は、設定画素数が９００×６００の場合の各ズーム位置（ｚ１〜ｚ９）と撮影距離（ノーマル領域、マクロ領域、スーパーマクロ領域）での粗調あり／粗調なしの設定例を示す。図１２は、設定画素数が１８００×１２００の場合の各ズーム位置（ｚ１〜ｚ９）と撮影距離（ノーマル領域、マクロ領域、スーパーマクロ領域）での粗調あり／粗調なしの設定例を示す。図１１および図１２では、撮影距離１ｍ〜無限をノーマル領域、１ｍよりも近距離をマクロ領域としている。上記各図に示すように、マクロ領域では、設定画素数が１８００×１２００の場合と９００×６００の場合で粗調あり／粗調なしの設定は同じになっている。他方、ノーマル領域では、ズーム位置がｚ６〜ｚ９の場合に、設定画素数が１８００×１２００の場合には粗調あり、９００×６００の場合には粗調なしに設定されている。この条件（ノーマル領域、ズーム位置ｚ６〜ｚ９）では、設定画素数が１８００×１２００の場合には粗調ありの方がＡＦ実行時間を短縮できる。
【００４９】
つぎに、ＡＦ実行時間の短縮について、図１３〜図１６を参照して説明する。図１３〜図１６は、ズーム位置がｚ９（テレ）で、撮影距離０．４ｍ（至近）の場合のタイミングを示す。また、図１３〜図１６において、ＦＭＥはパルスモータドライバ１３１のイネーブル信号、ＦＰＭ１、ＦＰＭ２はパルスモータ１３２の駆動パルス、ＶＤは垂直同期信号を示す。
【００５０】
まず、設定画素数が１８００×１２００の場合について説明する。図１３は、１８００×１２００画素数の場合で、マクロ領域およびノーマル領域で粗調ありの場合のタイミングチャート、図１４は１８００×１２００画素数の場合で、マクロ領域で粗調あり、ノーマル領域は粗調なしの場合のタイミングチャートを示す。
【００５１】
図１３において、（１）の区間では、ＡＦ評価値のサンプリングを行なうためにフォーカスレンズ１０１ａが至近位置から無限位置に移動する。（２）の区間では、１ＶＤ（１／３０秒）当り、３ＡＦステップ（粗調）でフォーカスレンズ１０１ａを移動しながら、ノーマル領域とマクロ領域を続けて、粗調のＡＦ評価値のサンプリング行い合焦ピークを検出する（ノーマル領域には、ピークがないため）。
【００５２】
（３）の区間では、微調を行なうために、粗調時の合焦ピーク位置よりも少し無限側の微調のＡＦ評価値のサンプリング位置にフォーカスレンズ１０１ａを移動する。（４）の区間では、１ＶＤ当り１ＡＦステップ（微調）で、フォーカスレンズ１０１ａを移動しながら、微調のＡＦ評価値のサンプリング行い合焦ピークを検出する。（５）の区間では、合焦ピークの位置すなわち合焦位置にフォーカスレンズ１０１ａを移動する。
【００５３】
また、図１４において、（１）の区間では、ＡＦ評価値のサンプリングを行なうためにフォーカスレンズ１０１ａを至近位置から無限位置に移動する。（２）の区間では、１ＶＤ当り、１ＡＦステップ（微調）で、フォーカスレンズ１０１ａを移動しながら、ノーマル領域でＡＦ評価値のサンプリング行いピークを検出する。（３）の区間では、ノーマル領域にはピークがないため、続けてマクロ領域で１ＶＤ当り、３ＡＦステップ（粗調）で、フォーカスレンズ１０１ａを移動しながら、粗調のＡＦ評価値のサンプリング行い合焦ピークを検出する。
【００５４】
（４）の区間では、微調を行なうために、粗調時の合焦ピーク位置よりも少し無限側の微調のＡＦ評価値のサンプリング位置にフォーカスレンズ１０１ａを移動する。（５）の区間では、１ＶＤ当り、１ＡＦステップ（微調）で、フォーカスレンズ１０１ａを移動しながら、微調のＡＦ評価値のサンプリング行い合焦ピークを検出する。（６）の区間では、合焦ピーク位置すなわち合焦位置にフォーカスレンズ１０１ａを移動する。
【００５５】
この場合のＡＦ実行時間は、図１３の場合が１６５６ｍＳ、図１４の場合が１８２４ｍＳとなり、図１３の方が約１０％ＡＦ実行時間が短くなる。
【００５６】
つぎに、設定画素数が９００×６００の場合について説明する。図１５は、９００×６００画素数の場合で、マクロ領域およびノーマル領域で粗調ありの場合のタイミングチャート、図１６は９００×６００画素数の場合で、マクロ領域で粗調あり、ノーマル領域は粗調なしの場合のタイミングチャートを示す。図１５および図１６は、図１３および図１４の場合と設定画素数（１ＡＦステップでのパルス数）が異なるのみで動作は図１３および図１４と同様であるので、その詳細な説明は省略する。この場合のＡＦ実行時間は、図１５の場合が１４７２ｍＳ、図１６の場合が１４９６ｍＳであり、図１５の方が約２％ＡＦ実行時間が短くなる。
【００５７】
上記のように、設定画素数が異なるとＡＦ実行時間も異なる。また、設定画素数以外では、例えば、粗調時に求めたピーク位置から微調時に前後どのぐらいの範囲のＡＦ評価値をサンプリングすれば、粗調なし時のＡＦ精度と同じにできるかでも異なるし、粗調を微調の何倍のＡＦステップで行なうかでも異なる。また、ＡＦ評価値のサンプリング以外でのフォーカスレンズ１０１ａの駆動速度が、粗調時にはフォーカスレンズ１０１ａの駆動回数が多くなるので、バックラッシュを取り除くためのフォーカス移動量と含めて関係し、各条件、各値により、どの方法のＡＦを行なえばＡＦ実行時間を短くできるかが決まる。
【００５８】
つぎに、ＡＦ時又は記録時の絞りの絞り値に応じて、粗調あり／粗調なしを設定する場合について説明する。設定画素数が１８００×１２００の場合において、Ｆ１１未満の場合には、図１２の設定を使用し、Ｆ１１以上の場合には、図１１の設定を使用する。
【００５９】
絞り値は、ＡＥ制御を行なうことで決定する。すなわち、ＩＰＰ１０７では輝度信号にも基づいてＡＥ評価値を出力し、ＣＰＵ１２１では、このＡＥ評価値に基づいて、モニタリング時にパルスモータ１３６を介して絞りの絞り値を設定し、また、ＣＣＤ１０３の蓄積電荷をリセットする電子シャッター秒時を、ＳＧ部１２６に設定する。なお、モニタリング時と記録時では、電子シャッターとメカシャッターの連動範囲の違いなどにより、絞り値も異なる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態においては、フォーカスレンズ１０１ａを移動させて微少なステップ間隔（例えば、１ＡＦステップ）でＡＦ評価値をサンプリングし、サンプリングしたＡＦ評価値からピーク位置を検出して合焦位置の検出を行う粗調なしのモードと、フォーカスレンズ１０１ａを移動させて、粗いステップ間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、サンプリングしたＡＦ評価値からピーク位置を検出して概略の合焦位置の検出を行い、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、フォーカスレンズ１０１ａを移動させて、微少なステップ間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、サンプリングしたＡＦ評価値からピーク位置を検出して最終的な合焦位置の検出を行う粗調ありのモードとを、ユーザーが任意に選択可能としたので、各撮影シーンでの最短のＡＦ実行時間を達成することが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態においては、ユーザーが、ＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズ１０１ａの移動範囲（撮影距離範囲）を復数設定し、各設定した範囲で合焦位置を検出する順番を任意に設定し、設定した順番にしたがって、合焦位置の検出を行い、合焦位置が見つからなかった場合に、次の順番に設定した移動範囲で合焦位置の検出を行なうことこととしたので、例えば、風景領域優先ＡＦ、ポートレイト領域優先ＡＦや、マクロ領域優先ＡＦのように、各シーンでの撮影距離付近のＡＦを優先させることができ、そのシーンでの最短のＡＦ実行時間を達成することが可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態においては、設定したフォーカスレンズ１０１ａの移動範囲（撮影距離範囲）毎に、粗調有りのモードと粗調なしのモードとを、ユーザーが任意に設定可能としたので、よりＡＦ実行時間の短縮が可能となる。例えば、特に至近距離付近では無限付近と比べて被写界深度が浅いため撮影距離範囲に比べてＡＦサンプリング数が多くなるので、マクロ領域で粗調ありのモードを使用することにより、よりＡＦ実行時間の短縮が可能となる。
【００６３】
また、本実施の形態においては、ＡＦサンプリング数の増減と関係のある、撮影距離、焦点距離、設定画素数や、絞り値に応じて、粗調有りのモードと粗調なしのモードとを自動的に選択することとしたので、ユーザーは選択（設定）に時間を取られることなく、最適（最短）なＡＦ実行時間でＡＦ動作を行うことが可能となる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第１のモードと、フォーカスレンズを粗いステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて概略の合焦位置を検出し、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第２のモードとを、選択可能としたので、ユーザーが任意に第１のモードと第２のモードとを選択することができ、ＡＦ実行時間を短縮することが可能となる。
【００６５】
また、本発明によれば、ＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズの移動範囲を複数設定すると共に、各設定した移動範囲で合焦位置を検出する順番を設定し、設定された順番に従って、設定された移動範囲で合焦位置の検出を行うこととしたので、ユーザーが任意にＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズの移動範囲と、各設定した移動範囲で合焦位置を検出する順番を設定でき、ＡＦ実行時間を短縮することが可能となる。
【００６６】
また、本発明によれば、ＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズの移動範囲を複数設定すると共に、各設定した移動範囲で合焦位置を検出する順番を設定し、フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第１のモードと、フォーカスレンズを粗いステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて概略の合焦位置を検出し、ついで、当該概略の合焦位置近傍で、前記フォーカスレンズを微少なステップ間隔で移動させてＡＦ評価値をサンプリングし、当該サンプリングしたＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する第２のモードとを選択可能とし、設定された各移動範囲毎に第１のモードと第２のモードとを選択可能とし、設定した順番に従って、設定した移動範囲で合焦位置の検出を行うこととしたので、ユーザーが任意にＡＦ評価値をサンプリングするフォーカスレンズの移動範囲と、各設定した移動範囲で合焦位置を検出する順番を設定でき、また、第１のモードと第２のモードとを選択することができ、ＡＦ実行時間を短縮することが可能となる。
【００６７】
また、本発明によれば、撮影距離に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択することとしたので、ＡＦ評価値のサンプリング数の増減する要素となる撮影距離に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択でき、よりＡＦ実行時間を短縮することが可能となる。
【００６８】
また、本発明によれば、焦点距離に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択することとしたので、ＡＦ評価値のサンプリング数の増減する要素となる焦点距離に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択でき、よりＡＦ実行時間を短縮することが可能となる。
【００６９】
また、本発明によれば、記録画素数に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択することとしたので、ＡＦ評価値のサンプリング数の増減する要素となる記録画素数に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択でき、よりＡＦ実行時間を短縮することが可能となる。
【００７０】
また、本発明によれば、絞り値に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択することとしたので、ＡＦ評価値のサンプリング数の増減する要素となる絞り値に応じて、第１のモードと第２のモードとを自動的に選択でき、よりＡＦ実行時間を短縮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ブロック図である。
【図２】  図１の各パルスモータドライバを示す回路図である。
【図３】  図２のパルスモータドライバの論理値を示す説明図である。
【図４】図２のパルスモータドライバ内の動作概念図である。
【図５】  各撮影距離における、各焦点距離（ズーム）位置とフォーカスレンズを駆動するパルスモータの駆動パルスの関係を示す図である。
【図６】  フォーカスレンズを駆動するパルスモータの駆動パルス数と１ＡＦステップの関係を示す図である。
【図７】  ＡＦ評価値と合焦ピークとの関係を示す図である。
【図８】  粗調と微調を説明するための説明図である。
【図９】  各ズーム位置における、撮影距離ＬとＡＦステップ数およびＡＦサンプリング時間との関係の一例を示す図である。
【図１０】  ノーマル領域とマクロ領域のサンプリング概念図である。
【図１１】  設定画素数が９００×６００の場合の各ズーム位置と撮影距離（ノーマル領域、マクロ領域、スーパーマクロ領域）での粗調あり／粗調なしの設定例を示す図である。
【図１２】  設定画素数が１８００×１２００の場合の各ズーム位置と撮影距離（ノーマル領域、マクロ領域、スーパーマクロ領域）での粗調あり／粗調なしの設定例を示す図である。
【図１３】  設定画素数が１８００×１２００の場合で、マクロ領域およびノーマル領域で粗調ありとした場合のタイミングチャートである。
【図１４】  設定画素数が１８００×１２００場合で、マクロ領域で粗調あり、ノーマル領域で粗調なしの場合のタイミングチャートである。
【図１５】  設定画素数が９００×６００の場合で、マクロ領域およびノーマル領域で粗調ありの場合のタイミングチャートである。
【図１６】  設定画素数が９００×６００の場合で、マクロ領域で粗調あり、ノーマル領域は粗調なしの場合のタイミングチャートである。
【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
１０１ｂ  ズームレンズ
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    パルスモータドライバ
１３２    パルスモータ
１３３    パルスモータドライバ
１３４    パルスモータ
１３５    モータドライバ
１３６    パルスモータ
１５０    ＰＣカード
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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