JP2004198631A - Automatic focusing device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the release timing lag so as to eliminate a shortcoming such that a shutter chance is missed and also to realize accurate autofocus when instantaneous photographing property is not required. <P>SOLUTION: The CPU 15 of an imaging apparatus performs control to detect a focusing position from an image signal photoelectrically converted by a CCD 5 while driving a focus lens group 3 adjusting the focus of a subject image formed on the CCD 5, and also performs focusing by selecting any function in accordance with a designation signal concerning photography out of scanning AF function to control the focus lens group 3 based on the result of the detection of the focusing position and an active AF function to control the focus lens group 3 based on an output signal from an active AF means 30 radiating light to a subject and generating the output signal in accordance with a distance to the subject based on reflected light from the subject. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動焦点調整装置に関し、詳しくは、撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して焦点調整を行う自動焦点調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して焦点調整を行う自動焦点調整装置に関しては、各種の提案が行われている。
【０００３】
自動焦点調整装置の従来例としては以下のような技術が開示されている。コントラスト検出を用いたオートフォーカス手段と、赤外光検出を用いたオートフォーカス手段を併用し、通常の撮影動作時にはコントラスト検出を用いたオートフォーカス手段により焦点調整動作を行う一方で、このコントラスト検出を用いたオートフォーカス手段による焦点調整動作が困難となる撮影環境下においてのみ、赤外光検出を用いたオートフォーカス手段に切換えて、所望の被写体に対する測距動作及びオートフォーカス動作を行うようにしている。従って、この従来例によれば被写体の明るさによらず適切なオートフォーカスを行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、自動焦点調整装置の他の従来例としては以下のような技術が開示されている。被写体を光電変換して画像信号を生成し生成された画像信号から所定の高周波成分を検出し、それにより焦点調節を行うコントラスト検出を用いたオートフォーカス手段と、赤外光を照射する発光手段（ＬＥＤ）と被写体からの反射光を受光し被写体距離に応じた出力信号を検出する赤外光検出を用いたオートフォーカス手段を併用し、環境温度を検出する温度検出手段の出力に応じて、コントラスト検出を用いたオートフォーカス手段と赤外光検出を用いたオートフォーカス手段の何れか一方を選択し、オートフォーカス動作を行うようにしている。従って、この従来例によれば使用環境温度の変化によらず適切なオートフォーカスを行うことができる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１１９２５０号公報
【特許文献２】
特開２０００―１１１７９２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては次のような問題があった。上記従来例では、被写体の明るさや使用環境温度に応じて、コントラスト検出を用いたオートフォーカス手段と赤外光検出を用いたオートフォーカス手段の何れか一方を選択し、オートフォーカス動作を行っている。しかし、上記従来例では、これら両手段の何れか一方を選択することでオートフォーカス動作を行っているため、撮影者の意図と関わりなく、高速または高精度なオートフォーカス動作が選択される結果、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点がある。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みなされたものであり、レリーズタイミングラグを短縮し、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点を解消すると共に、即写性を必要としない場合の高精度なオートフォーカスを可能とした自動焦点調整装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、撮影に関する指示信号に応じて前記第一及び第二の焦点調整手段のうちの何れかを選択し焦点調整を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は第１の実施の形態に係る撮像装置１の構成を示すブロック図である。撮像装置１は、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４、固体撮像素子５、撮像回路６、Ａ／Ｄ変換回路７、メモリ（ＶＲＡＭ）８、Ｄ／Ａ変換回路９、画像表示装置（ＬＣＤ）１０、圧縮／伸長回路１１、記憶用メモリ１２、ＡＥ処理回路１３、スキャンＡＦ処理回路１４、ＣＰＵ１５、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６、ＣＣＤドライバ１７、第一モータ駆動回路１８、第二モータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路２０、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３、操作スイッチ２４、ＥＥＰＲＯＭ２５、電池２６、スイッチング回路２７、ストロボ発光部２８、アクティブＡＦ手段３０、ｉＲ（infrared）カットフィルタ３２を備えている。図中３１は撮影レンズ鏡筒である。
【００１１】
撮像装置各部の構成を詳述すると、ズームレンズ群２は、焦点距離の変更が可能なレンズ群である。フォーカスレンズ群３は、固体撮像素子５に結像される被写体像の焦点を調整するレンズ群である。絞り４は、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３等から構成される撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である。撮影レンズ鏡筒３１には、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４等が配設されている。固体撮像素子５は、撮影光学系を透過した被写体像が結像されるものであり、被写体像を電気信号に光電変換するＣＣＤ等から構成されている（以下ＣＣＤと略称）。撮像回路６は、このＣＣＤ５によって光電変換された電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定の画像信号を生成する。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換回路７は、この撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。メモリ（ＶＲＡＭ）８は、このＡ／Ｄ変換回路７の出力を受けてデジタル画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等から構成されている。Ｄ／Ａ変換回路９は、このＶＲＡＭ８に記憶されたデジタル画像信号を読み出してこれをアナログ信号に変換すると共に、再生出力に適する形態の画像信号に変換する。画像表示装置１０は、この画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等から構成されている（以下ＬＣＤと略称）。記憶用メモリ１２は、半導体メモリ等から構成され、画像データを記憶する。
【００１３】
圧縮／伸長回路１１は、ＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に対する記憶に適した形態にするために画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路と、記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示等を行うのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路とから構成されている。ＡＥ処理回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動露出（ＡＥ）処理を行う。スキャンＡＦ処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動焦点調節（ＡＦ）処理を行う。ＣＰＵ１５は、撮像装置１の制御を行う演算用のメモリを内蔵した中央処理装置であり、ＥＥＰＲＯＭ２５に格納されたプログラムに基づき後述の各フローチャートに示す処理を実行する。
【００１４】
タイミングジェネレータ１６は、所定のタイミング信号を発生する（以下ＴＧと略称）。ＣＣＤドライバ１７は、ＣＣＤ５を駆動する。絞り駆動モータ２１は、絞り４を駆動する。第一モータ駆動回路１８は、絞り駆動モータ２１を駆動制御する。フォーカス駆動モータ２２は、フォーカスレンズ群３を駆動する。第二モータ駆動回路１９は、フォーカス駆動モータ２２を駆動制御する。ズーム駆動モータ２３は、ズームスレンズ群２を駆動する。第三モータ駆動回路２０は、ズーム駆動モータ２３を駆動制御する。操作スイッチ２４は、撮像装置１の起動指示や撮影動作開始指示を行うための各種のスイッチ群から構成されている。ＥＥＰＲＯＭ２５は、撮像装置１における各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリである。
【００１５】
電池２６は、撮像装置各部に電源を供給する。ストロボ発光部２８は、ストロボ撮影時に発光する。スイッチング回路２７は、ストロボ発光部２８の閃光発光を制御する。アクティブＡＦ手段３０は、被写体に向けて光束を照射する投光レンズと発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子からなる発光手段と、被写体からの反射光を受光する受光レンズと光位置検出素子（ＰＳＤ）等の素子からなる受光手段を備え、受光手段の出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する。ｉＲカットフィルタ３２は、赤外光を遮断するフィルタである。
【００１６】
尚、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリ１２としては、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック形状からなり撮像装置１に対して着脱自在に装着されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリの他、ハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスク等の磁気記憶媒体等、様々な形態のものを適用することができる。
【００１７】
また、操作スイッチ２４としては、撮像装置１を起動させ電源供給を行うための主電源スイッチや、撮影動作（記憶動作）等を開始させるシャッタボタン、再生動作を開始させる再生スイッチ、撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズーム動作を行わせるズームスイッチ等がある。ここで、上記シャッタボタンは、撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理及びＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する第一ストロークに対応した１段目のスイッチと、実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第二ストロークに対応した２段目のスイッチとの２段スイッチにより構成されている。
【００１８】
また、第１の実施の形態及び後述の第２〜第４の実施の形態における撮像装置１は、フォーカスレンズ群３を移動しながらＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めるコントラスト検出を用いたオートフォーカス機能と、アクティブＡＦ手段３０のＰＳＤの出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する赤外光を用いたアクティブオートフォーカス機能とを有する。尚、撮影者によるシャッタボタンの操作において、撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理及びＡＦ処理を開始させる指示信号と実際の露光動作を開始させる指示信号の発生が略等しい時刻と判断される場合は、アクティブオートフォーカス機能のみを用いて焦点調整を行う。
【００１９】
次に、上記のように構成された撮像装置１における動作を図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
まず、撮像装置１の撮影レンズ鏡筒３１を透過した被写体光束は絞り４によってその光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に結像される。ＣＣＤ５の受光面に結像された被写体像はＣＣＤ５による光電変換処理により電気的な信号に変換され、撮像回路６に出力される。撮像回路６では、ＣＣＤ５から入力した電気信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成される。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７に出力され、Ａ／Ｄ変換回路７でデジタル信号（画像データ）に変換された後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。
【００２１】
ＶＲＡＭ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。一方、ＶＲＡＭ８に格納された画像データは圧縮／伸長回路１１にも出力される。画像データはこの圧縮／伸長回路１１における圧縮回路によって圧縮処理が行われた後、記憶に適した形態の画像データに変換され、記憶用メモリ１２に記憶される。
【００２２】
また、例えば操作スイッチ２４のうち不図示の再生スイッチが操作されオン状態になると、再生動作が開始される。再生動作の開始に伴い、記憶用メモリ１２に圧縮された形態で記憶されている画像データは圧縮／伸長回路１１に出力され、圧縮／伸長回路１１における伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に出力され一時的に記憶される。更に、この画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。
【００２３】
他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像信号は、上述のＶＲＡＭ８とは別にＡＥ処理回路１３及びスキャンＡＦ処理回路１４に対しても出力される。まず、ＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。
【００２４】
また、スキャンＡＦ処理回路１４においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの高周波成分がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等を介して抽出され、更に累積加算等の演算処理が行われる。これにより、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値が算出される。このＡＦ評価値はＣＰＵ１５に出力される。このように、スキャンＡＦ処理回路１４は、ＡＦ処理を行う過程において、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の役割を担っている。
【００２５】
一方、ＴＧ１６からは所定のタイミング信号がＣＰＵ１５、撮像回路６、ＣＣＤドライバ１７へ出力されており、ＣＰＵ１５はこのタイミング信号に同期させて各種の制御を行う。また、撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、このタイミング信号に同期させて色信号の分離等の各種画像処理を行う。更に、ＣＣＤドライバ１７は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、このタイミング信号に同期させてＣＣＤ５を駆動する。
【００２６】
また、ＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第二モータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路２０をそれぞれ制御することにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームスレンズ群２を駆動制御する。即ち、ＣＰＵ１５は、ＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき第一モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を適正になるように調整するＡＥ制御を行う。
【００２７】
また、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理回路１４において算出されたＡＦ評価値や、後述するアクティブＡＦ手段３０によって形成された被写体までの距離に応じた出力信号に基づき第二モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。また、ＣＰＵ１５は、操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、この操作を受けて第三モータ駆動回路２０を制御してズームモータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動させ、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。
【００２８】
次に、撮像装置１の実際の撮影動作を図２に示すフローチャートに基づき説明する。図２は撮像装置の撮影処理シーケンスを示すフローチャートである。撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり且つ撮像装置１の動作モードが撮影（録画）モードにあるときに、図２の撮影処理シーケンスが実行される。
【００２９】
まず、ＣＰＵ１５は、撮影レンズ鏡筒３１を透過しＣＣＤ５上に結像した像をＬＣＤ１０に画像として表示する。次に図２のステップＳ１において、ＣＰＵ１５は、シャッタボタンの状態を確認する。ＣＰＵ１５は、撮影者によってシャッタボタンが操作されるなどして、撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理及びＡＦ処理を開始させる指示信号を認識すると、次のステップＳ２に進み、通常のＡＥ処理が実行される。続いてステップＳ３において、アクティブＡＦ処理が行われる。ＣＰＵ１５は、アクティブＡＦ手段３０の発光手段を制御し被写体に向けて光束を照射し、その反射光を受光レンズを介して光位置検出素子（ＰＳＤ）で受光する。そして、アクティブＡＦ手段３０は、ＰＳＤの出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する。
【００３０】
但し、実際には、アクティブＡＦ手段３０は、外光除去動作を行った後に被写体までの距離に応じた出力信号を生成する。即ち、アクティブＡＦ手段３０は、発光手段を発光しないときのＰＳＤの出力と、発光手段を発光したときのＰＳＤの出力との差の信号を用いて、被写体までの距離に応じた出力信号を生成する。
【００３１】
ここで、アクティブＡＦ手段３０における被写体までの距離に応じた出力信号を生成する動作を簡単に説明する。アクティブＡＦ手段３０のＰＳＤの２つの出力端子から出力される信号の差をとることにより、被写体からの反射像のＰＳＤ上での位置を知ることができる。反射像の位置から被写体までの距離Ｌは三角測量の原理から、
Ｌ＝ｆ×Ｂ／ｘ
と求められる。但し、ｆは受光レンズの焦点距離、Ｂは基線長（発光手段の光軸と受光手段の光軸との間隔）、ｘは反射像の受光手段光軸中心からのずれ量である。
【００３２】
この反射像の位置を求めるため、まず、発光手段を発光しない状態でのＰＳＤの２つの出力信号をＣＰＵ１５の内部メモリ（図示略）等に記憶する。発光手段を発光しない時のＰＳＤの２つの出力信号として、ＰＳＤのＡ端子より出力された信号をＡｏｆｆ、ＰＳＤのＢ端子より出力された信号をＢｏｆｆとする。次に、発光手段を発光した時のＰＳＤの出力信号と上記記憶された（発光手段を発光しない時の）ＰＳＤの出力信号との差（Ａｓｉｇ、Ｂｓｉｇ）を演算する。いま、発光手段を発光した時のＰＳＤの出力信号をＡｏｎ、Ｂｏｎとすると、
Ａｓｉｇ＝Ａｏｎ−Ａｏｆｆ
Ｂｓｉｇ＝Ｂｏｎ−Ｂｏｆｆ
が求められる。更に、Ａｓｉｇ−Ｂｓｉｇを求めることで、反射像のＰＳＤ上の位置に相当する信号が得られる。アクティブＡＦ手段３０は、この「Ａｓｉｇ−Ｂｓｉｇ」を被写体までの距離に応じた出力信号として出力する。
【００３３】
尚、この動作は、アクティブＡＦ手段３０のＰＳＤの出力信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１５に取り込み、ＣＰＵ１５において行っても構わない。また、反射像の位置が求められない場合は、被写体が遠方にあり反射像の強度が小さい場合と予測されるので、被写***置は無限遠とすればよい。このときは、Ａｏｎ＝Ａｏｆｆ＝Ｂｏｎ＝Ｂｏｆｆなので、Ａｓｉｇ−Ｂｓｉｇ＝０となる。仮に無限遠からの反射光が到達したとすると無限遠からの反射光束は受光レンズの光軸上に結像するので、ＰＳＤの中心と受光レンズの光軸を一致させておけば、Ａｓｉｇ−Ｂｓｉｇ＝０となる。よって、ＰＳＤの中心と受光レンズの光軸を一致させておけば、特別な処理は必要ない。
【００３４】
そして、ＣＰＵ１５は、このアクティブＡＦ手段３０によって形成された被写体までの距離に応じた出力信号から、その距離に相当するフォーカスレンズ群３の位置を示す設定値を求め、それをアクティブＡＦの合焦位置Ｇ１とする。
【００３５】
次にステップＳ４において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行う。露光が指示されたならば、ステップＳ５に進み、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ３のアクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１にフォーカスレンズ群３を駆動する。そしてステップＳ６において、ＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８を制御することにより、絞り駆動モータ２１を介して絞り４を小絞り側へ駆動制御する。これにより、被写界深度を深くし、アクティブＡＦの持つ合焦位置の誤差を吸収する。
【００３６】
そして、ＣＰＵ１５は、絞り４を絞ることにより露光量が不足しないように、上記ステップＳ２で設定されたＣＣＤ５の電荷蓄積時間を絞り４を絞った分だけ伸ばす。ＣＣＤ５の電荷蓄積時間を伸ばすことによって手振れ等が生じ、画質に悪影響を及ぼす懸念がある場合は、電荷蓄積時間を伸ばさずＣＣＤ５の感度をアップする。ＣＣＤ５の感度アップはノイズの増加につながるので、電荷蓄積時間を手振れの生じない値まで伸ばした後に感度アップを行う。その後、ステップＳ１１に進み、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ６での設定に従って実際の露光処理を実行する。
【００３７】
上記ステップＳ４において露光が指示されない場合は、スキャンＡＦを実行するステップＳ７に進む。スキャンＡＦを行う場合は、アクティブＡＦ処理は所望の被写体に対するおおまかな被写体距離（フォーカスレンズ群３の合焦位置）を検出するための粗調整のためのＡＦ処理として扱われる。そして、スキャンＡＦ処理は、その後正確な合焦位置を検出する微調整のための処理となる。
【００３８】
即ち、ステップＳ７において、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ３のアクティブＡＦ処理の測距結果として求められた合焦位置付近までフォーカスレンズ群３を移動する。その後、ＣＰＵ１５は、正確な合焦位置を検出する微調整のためのスキャンＡＦ処理を行う。これは、フォーカスレンズ群３を微小に駆動しながらスキャンＡＦ処理回路１４の出力をモニタし、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めることにより行われる。そしてステップＳ８において、ＣＰＵ１５は、その合焦位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。
【００３９】
このようにして所定のＡＦ処理が終了したならば、ステップＳ９において、もう一度ＡＥ処理が実行される。その後、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されたならば、ステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。尚、スキャンＡＦ処理の途中で露光が指示された場合は、スキャンＡＦ処理（ステップＳ７、ステップＳ８）の終了後にステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。
【００４０】
次に、上記図２のステップＳ７にて実行されるスキャンＡＦ処理の詳細について図３のフローチャートに基づき説明する。図３はスキャンＡＦ処理のシーケンスを示すフローチャートである。また、図４はスキャンＡＦが実行される際の高周波成分量とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。
【００４１】
図３のステップＳ５１において、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理による焦点位置の検出動作を行うためにフォーカスレンズ群３を駆動させる開始位置及び停止位置（終了位置）を、アクティブＡＦ処理の演算結果から設定する。ここで設定される開始位置の設定値は、アクティブＡＦ合焦位置（アクティブＡＦ処理演算結果の被写体距離に相当するフォーカスレンズ群３の位置を示す設定値）Ｇ１から変数Ｇｓを減じた値となる。また、停止位置（終了位置）の設定値は、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値となる。即ち、スキャンＡＦを実行する範囲は、アクティブＡＦ処理演算結果による被写体距離を中心とする所定の範囲となる。
【００４２】
尚、この変数Ｇｓは、撮影レンズの焦点距離、アクティブＡＦ処理演算結果（被写体距離）、パララックス（ファインダを覗いた時の被写体の見え方と実際に撮影した画像との間に生じるずれ）、アクティブＡＦ処理において想定される測距誤差等を考慮して決定される。また、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１から変数Ｇｓを減じた値、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値が、フォーカスレンズ群３の駆動範囲を超えた場合は、駆動範囲で規制を行う。
【００４３】
一般的に撮像装置における焦点調節動作は、撮影光学系によって集光された所望の被写体からの光束を撮像素子（ＣＣＤなど）の撮像面（受光面）上に合焦状態で結像させるための動作である。そのために、撮影光学系の一部であるフォーカスレンズ群を光軸方向に動かし合焦状態を得る。この光軸方向の移動量は被写体が近づくほど多くなる傾向にある。また、光軸方向の移動量は撮影レンズの焦点距離が長くなるほど多くなる傾向にある。また、パララックスも、被写体が近づくほど、撮影レンズの焦点距離が長くなるほど大きくなる傾向にある。
【００４４】
測距誤差としては、撮像装置の製造時の調整誤差、撮影レンズ鏡筒３１の環境温度変化によって生じる歪などの温度誤差、アクティブＡＦ手段３０を構成する各部材（ＬＥＤ、ＰＳＤなど）の機械的誤差に起因する測距誤差、フォーカスレンズ群３の移動誤差などが考えられる。従って、アクティブＡＦ処理演算結果から得られる被写体までの距離及び撮影レンズの焦点距離から求められた値に、測距誤差を考慮して変数Ｇｓを設定する。
【００４５】
次にステップＳ５２において、ＣＰＵ１５は、第二モータ駆動回路１９を介してフォーカスモータ２２を駆動させ、フォーカスレンズ群３を上記ステップＳ５１において設定された開始位置に移動させる。そして、ＣＰＵ１５は、開始位置を起点として所定の移動量でフォーカスレンズ群３を移動させながら合焦位置を探すスキャンＡＦ処理を実行する。次にステップＳ５３において、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３が上記ステップＳ５１において設定された停止位置（終了位置）に到達したか否かを判定する。ここでフォーカスレンズ群３が停止位置（終了位置）に到達していない場合は、ＣＰＵ１５は、撮像光学系等を制御して、その時点におけるフォーカスレンズ群３の位置に対応する画像データを取得する。
【００４６】
この画像データは撮像回路６及びＡ／Ｄ変換回路７を介してスキャンＡＦ処理回路１４に出力され、ステップＳ５４に示すように、スキャンＡＦ処理回路１４でＡＦ評価値が算出される。このＡＦ評価値はＣＰＵ１５に出力され、ＣＰＵ１５に内蔵された演算用メモリに記憶される。次のステップＳ５５において、ＣＰＵ１５は、所定の移動量だけフォーカスレンズ群３を移動させる。その後、ステップＳ５３に戻り、フォーカスレンズ群３が設定された停止位置（終了位置）に到達するまで同様の処理を繰り返す。
【００４７】
そして、上記ステップＳ５３においてフォ−カスレンズ群３が終了位置に到達したと判定されたならば、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５６において、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ５４において算出されたＡＦ評価値に基づいて合焦位置の演算を行う。そしてステップＳ５７において、ＣＰＵ１５は、この演算結果に基づいて第二モータ駆動回路１９を介してフォーカスモータ２２を駆動させ、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動し且つこの合焦位置に停止し、一連のシーケンスを終了する。その後、図２のステップＳ９に進む。
【００４８】
上記図３及び図４を用いて上記一連の動作を説明すると以下のようになる。図４における横軸はフォーカスレンズ群３の位置を示し、縦軸はＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分を示す。
【００４９】
例えば、フォーカスレンズ群３が図４のＡで示す位置にある状態において、フォーカスレンズ群３はまず位置Ａから、開始位置であるアクティブＡＦ処理の測距結果からＧｓを減じた位置Ｂまで移動する（スッテプＳ５２）。この開始位置である位置Ｂを起点とし、フォーカスレンズ群３が終了位置であるアクティブＡＦの測距結果にＧｓを加えた位置Ｃに達するまで、スキャンＡＦ処理が実行される（ステップＳ５２〜ステップＳ５５）。そして、これにより取得されたＡＦ評価に基づいて、ＣＰＵ１５は合焦位置の演算を行う（ステップＳ５６）。この演算により、図４のＤの位置、即ち高周波成分のピーク値に対応するフォーカスレンズ群３の位置が合焦位置として求められる。その後、ＣＰＵ１５はその合焦位置へフォーカスレンズ群３を駆動する（ステップＳ５７）。
【００５０】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、撮像装置が、フォーカスレンズ群３を移動しながらＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めるコントラスト検出を用いたオートフォーカス機能と、アクティブＡＦ手段３０のＰＳＤの出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する赤外光を用いたアクティブオートフォーカス機能を有し、撮影者によって指示されるＡＦ処理等を開始させる撮影準備開始指示信号及び実際の露光動作を開始させる指示信号の出力されるタイミングに応じて、両機能のうち何れか一方を選択しオートフォーカス動作を行うことにより、いわゆるレリーズタイミングラグを短縮し、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点を解消すると共に、即写性を必要としない場合の高精度なオートフォーカスが可能となる。
【００５１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態における撮像装置の基本的構成や基本的な動作手順は第１の実施の形態と同様である。図１に撮像装置の構成を示すブロック図、図５及び図６に撮像装置の動作のフローチャートを示す。図５及び図６において第１の実施の形態と同様の動作を行う部分に関しては図２と同じステップ番号を付し、適宜説明を省略または簡略化する。
【００５２】
第２の実施の形態においては、図５のステップＳ４において露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されたならばステップＳ４０に進み、そこで連続して複数枚の画像を撮影するムービーモードが指定された場合の処理が第１の実施の形態と異なるので、その部分を説明する。
【００５３】
図５のステップＳ４において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行う。露光が指示されたならばステップＳ４０に進み、ムービーモードが指定されているか否かを判定する。ステップＳ４０においてムービーモードが指定されていない場合は、ステップＳ５に進み、第１の実施の形態と同様の処理を行う。即ち、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ３のアクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１にフォーカスレンズ群３を駆動する。その後、ステップＳ６に進み、ＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８を制御することにより、絞り駆動モータ２１を介して絞り４を小絞り側へ駆動制御する。これにより、被写界深度を深くし、アクティブＡＦの持つ合焦位置の誤差を吸収する。
【００５４】
そして、ＣＰＵ１５は、絞り４を絞ることにより露光量が不足しないように、上記ステップＳ２で設定されたＣＣＤ５の電荷蓄積時間を絞り４を絞った分だけ伸ばす。ＣＣＤ５の電荷蓄積時間を伸ばすことによって手振れ等が生じ、画質に悪影響を及ぼす懸念がある場合は、電荷蓄積時間を伸ばさずＣＣＤ５の感度をアップする。ＣＣＤ５の感度アップはノイズの増加につながるので、電荷蓄積時間を手振れの生じない値まで伸ばした後に感度アップを行う。その後、ステップＳ１１に進み、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ６での設定に従って実際の露光処理を実行する。
【００５５】
ステップＳ４０においてムービーモードが指定された場合は、まずステップＳ４１において、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ３のアクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１より後ピンの位置（遠い側にピントを合わせた位置）にフォーカスレンズ群３を駆動する。フォーカスレンズ群３を駆動する位置としては、ステップＳ７で実行されるスキャンＡＦの開始位置（アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１から変数Ｇｓを減じた位置）を用いればよい。そして、ＣＰＵ１５は、この位置でムービーモードにおける１駒目の撮影とＡＦ評価値の取得を行う。
【００５６】
次にステップＳ４２において、ＣＰＵ１５は、アクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１にフォーカスレンズ群３を駆動し、この位置でムービーモードにおける２駒目の撮影とＡＦ評価値の取得を行う。更にステップＳ４３において、アクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１より前ピンの位置（近い側にピントを合わせた位置）であるステップＳ７で実行されるスキャンＡＦの終了位置（アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた位置）にフォーカスレンズ群３を駆動し、この位置でムービーモードにおける３駒目の撮影とＡＦ評価値の取得を行う。
【００５７】
また、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１から変数Ｇｓを減じた値、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値が、フォーカスレンズ群３の駆動範囲を超えた場合は、駆動範囲で規制を行うことも第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
このようにして、３駒分のＡＦ評価値の取得を行ったならば、このＡＦ評価値を用いて合焦位置を求め、ステップＳ４４において、ＣＰＵ１５は、その合焦位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。この合焦位置は、ＡＦ評価値の曲線のピーク付近を二次関数で近似しその最大値を与える座標を計算することで求められる。
【００５９】
このようにすることによって、ムービーモードの際は最初の３駒のみ焦点の甘い画像が撮影されるが、その後は焦点の合った高画質の画像を撮影することが、レリーズタイムラグの非常に少ない状態で可能になる。最初の３駒のみ焦点の甘い画像が撮影されるが、通常、ムービーモードでは多数の駒を撮影するので、この影響は少ない。
【００６０】
尚、本例ではムービーモードにおいて最初の撮影段階で撮影される上記焦点の甘い画像は３駒としているが、全撮影枚数に比べて十分に少ない枚数であれば該駒数に限定されるものではない。また、撮影者によるシャッタボタンの操作において、撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理及びＡＦ処理を開始させる指示信号と実際の露光動作を開始させる指示信号の発生が略等しい時刻と判断される場合で、上記ムービーモードで撮影を行う場合も、上記と同様の処理を行う。
【００６１】
上記ステップＳ４において露光が指示されない場合は、第１の実施の形態と同様の処理を行う。即ち、スキャンＡＦを実行するステップＳ７に進み、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ３のアクティブＡＦ処理の測距結果として求められた合焦位置付近までフォーカスレンズ群３を移動する。その後、ＣＰＵ１５は、正確な合焦位置を検出する微調整のためのスキャンＡＦ処理を行う。そしてステップＳ８において、ＣＰＵ１５は、その合焦位置にフォーカスレンズ群３を駆動し、ステップＳ９でもう一度ＡＥ処理を実行する。
【００６２】
その後、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されたならばステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。尚、スキャンＡＦ処理の途中で露光が指示された場合は、スキャンＡＦ処理（ステップＳ７、ステップＳ８）の終了後、ステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。
【００６３】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、撮像装置が、フォーカスレンズ群３を移動しながらＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めるコントラスト検出を用いたオートフォーカス機能と、ＰＳＤの出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する赤外光を用いたアクティブオートフォーカス機能を有し、撮影者によって指示されるＡＦ処理等を開始させる撮影準備開始指示信号及び実際の露光動作を開始させる指示信号の出力されるタイミングに応じて、両機能のうち何れか一方を選択しオートフォーカス動作を行うことにより、いわゆるレリーズタイミングラグを短縮し、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点を解消すると共に、即写性を必要としない場合の高精度なオートフォーカスが可能となる。
【００６４】
また、ムービーモードで撮影を行う場合は、最初の３駒のみ焦点の甘い画像が撮影されるが、その後は焦点の合った高画質の画像を撮影することが、レリーズタイムラグの非常に少ない状態で可能になる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態における撮像装置の基本的構成や基本的な動作手順は第１の実施の形態と同様である。図１に撮像装置の構成を示すブロック図、図７及び図８に撮像装置の動作のフローチャートを示す。図７及び図８において第１の実施の形態と同様の動作を行う部分に関しては図２と同じステップ番号を付し、適宜説明を省略または簡略化する。
【００６６】
第３の実施の形態においては、図７のステップＳ４において露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されなかった場合の処理が第１及び第２の実施の形態と異なるので、その部分を説明する。第１及び第２の実施の形態ではスキャンＡＦ中に露光指示がなされてもスキャンＡＦを継続したが、第３の実施の形態においてはスキャンＡＦ中に露光指示がなされた場合は、スキャンＡＦを中止し、直ちに露光のための処理に移る。
【００６７】
図７のステップＳ４において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行う。露光が指示されたならば第１の実施の形態と同様の処理を行う。即ち、ステップＳ５に進み、ＣＰＵ１５は、ステップＳ３のアクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１にフォーカスレンズ群３を駆動する。そしてステップＳ６において、ＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８を制御することにより、絞り駆動モータ２１を介して絞り４を小絞り側へ駆動制御する。これにより、被写界深度を深くし、アクティブＡＦの持つ合焦位置の誤差を吸収する。
【００６８】
そして、ＣＰＵ１５は、絞り４を絞ることにより露光量が不足しないように、ステップＳ２で設定されたＣＣＤ５の電荷蓄積時間を絞り４を絞った分だけ伸ばす。ＣＣＤ５の電荷蓄積時間を伸ばすことによって手振れ等が生じ、画質に悪影響を及ぼす懸念がある場合は、電荷蓄積時間を伸ばさずＣＣＤ５の感度をアップする。ＣＣＤ５の感度アップはノイズの増加につながるので、電荷蓄積時間を手振れの生じない値まで伸ばした後に感度アップを行う。その後、ステップＳ１１に進み、ＣＰＵ１５は、ステップＳ６での設定に従って実際の露光処理を実行する。
【００６９】
上記ステップＳ４において露光が指示されない場合は、スキャンＡＦの処理に進む。まずステップＳ６０において、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３をスキャンＡＦ開始位置に移動させ、正確な合焦位置を検出する微調整のためのスキャンＡＦ処理を開始する。スキャンＡＦ処理による焦点位置の検出動作を行うためにフォーカスレンズ群３を駆動させる開始位置及び停止位置は、上述したように、アクティブＡＦ処理演算結果から設定する。開始位置の設定値は、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１からアクティブＡＦ処理の測距誤差から算出される変数Ｇｓを減じた値となる。また、停止位置の設定値は、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値となる。
【００７０】
尚、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１から変数Ｇｓを減じた値、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値が、フォーカスレンズ群３の駆動範囲を超えた場合は、駆動範囲で規制を行うのは他の実施の形態と同様である。
【００７１】
スキャンＡＦ終了位置まで正確な合焦位置を検出する微調整のためのスキャンＡＦ処理を行うが、この処理中にステップＳ６１において、ＣＰＵ１５は、露光指示の有無を調べ、露光指示がなされたと判断したならばステップＳ６３に進む。露光指示がなされないと判断した場合は、ステップＳ６２において、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ終了位置に達したか否か、即ちスキャンＡＦが終了したか否かの判定を行う。ステップＳ６２においてスキャンＡＦ終了位置に達したことが検知されたならば、ステップＳ８において、ＣＰＵ１５は、合焦位置を算出し、その合焦位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。この処理は第１の実施の形態と同様なので説明は省略する。その後、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されたならばステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。
【００７２】
露光指示がなされた場合はステップＳ６３において、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３の駆動位置の決定を行う。もし、スキャンＡＦが十分に行われていなければ、スキャンＡＦの結果得られるＡＦ評価値からフォーカスレンズ群３の駆動位置の決定を行うことはせず、ステップＳ３のアクティブＡＦ処理で求められたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１をフォーカスレンズ群３の駆動位置とする。即ちステップＳ５に進み、あとは上述の通りの処理を行う。
【００７３】
露光指示がなされるまでにスキャンＡＦが十分に行われていた場合は、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦの結果得られるＡＦ評価値からフォーカスレンズ群３の駆動位置の決定を行う。所定回数以上ＡＦ評価値が取得されている場合、スキャンＡＦが十分に行われたと判断すればよい。この所定回数はＡＦ評価値を取得する全回数の例えば６割などに設定すればよい。また、ＡＦ評価値の極大値が取得されているか否かを判断基準としてもよい。
【００７４】
取得されたＡＦ評価値からのフォーカスレンズ群３の駆動位置の決定は、ＡＦ評価値の曲線のピーク付近を二次関数と想定し、最小二乗法で二次関数の諸係数を計算しその最大値を与える座標を求めることで行われる。その後、ステップＳ８に進み、ＣＰＵ１５は、求められた駆動位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。そして、ステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。
【００７５】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、撮像装置が、フォーカスレンズ群３を移動しながらＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めるコントラスト検出を用いたオートフォーカス機能と、ＰＳＤの出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する赤外光を用いたアクティブオートフォーカス機能を有し、撮影者によって指示されるＡＦ処理等を開始させる撮影準備開始指示信号及び実際の露光動作を開始させる指示信号の出力されるタイミングに応じて、両機能のうち何れか一方を選択しオートフォーカス動作を行うことにより、いわゆるレリーズタイミングラグを短縮し、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点を解消すると共に、即写性を必要としない場合の高精度なオートフォーカスが可能となる。
【００７６】
また、スキャンＡＦ中に露光指示がなされた場合は、スキャンＡＦを中止し、直ちに露光のための処理に移ることにより、更にシャッタチャンスに強い構成にすることが可能となる。
【００７７】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。第４の実施の形態における撮像装置の基本的構成や基本的な動作手順は第１の実施の形態と同様である。図１に撮像装置の構成を示すブロック図、図９及び図１０に撮像装置の動作のフローチャートを示す。図９及び図１０において第１の実施の形態と同様の動作を行う部分に関しては図２と同じステップ番号を付し、適宜説明を省略または簡略化する。
【００７８】
第４の実施の形態においては、第３の実施の形態と同様にスキャンＡＦ中に露光指示がなされた場合はスキャンＡＦを中止し、直ちに露光ための処理に移る。第４の実施の形態と第３の実施の形態との違いは、ステップＳ７３、ステップＳ７４における、フォーカスレンズ群３の駆動位置の決定方法であるので、その部分を説明する。
【００７９】
図９のステップＳ４において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されない場合はスキャンＡＦの処理に進む。第３の実施の形態と同様に、まずステップＳ７０において、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３をスキャンＡＦ開始位置に移動させ、正確な合焦位置を検出する微調整のためのスキャンＡＦ処理を開始する。スキャンＡＦ処理による焦点位置の検出動作を行うためにフォーカスレンズ群３を駆動させる開始位置及び停止位置は、上述したように、アクティブＡＦ処理演算結果から設定する。開始位置の設定値は、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１からアクティブＡＦ処理の測距誤差から算出される変数Ｇｓを減じた値となる。また、停止位置の設定値は、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値となる。
【００８０】
尚、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１から変数Ｇｓを減じた値、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１に変数Ｇｓを加えた値が、フォーカスレンズ群３の駆動範囲を超えた場合は、駆動範囲で規制を行うのは他の実施の形態と同様である。
【００８１】
スキャンＡＦ終了位置まで正確な合焦位置を検出する微調整のためのスキャンＡＦ処理を行うが、この処理中にステップＳ７１において、ＣＰＵ１５は、露光指示の有無を調べ、露光指示がなされたと判断したならばステップＳ７３に進む。露光指示がなされないと判断した場合は、ステップＳ７２において、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ終了位置に達したか否か、即ちスキャンＡＦが終了したか否かの判定を行う。ステップＳ７２においてスキャンＡＦ終了位置に達したことが検知されたらならば、ステップＳ８において、ＣＰＵ１５は、合焦位置を算出し、その合焦位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。この処理は第１の実施の形態と同様なので説明は省略する。その後、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１５は、露光指示（シャッタボタンの第二ストローク）の確認を行い、露光が指示されたならばステップＳ１１に進み、実際の露光処理を実行する。
【００８２】
露光指示がなされた場合はステップＳ７３において、ＣＰＵ１５は、アクティブＡＦ（略称：ＡＡＦ）処理で求めたアクティブＡＦ合焦位置Ｇ１におけるＡＦ評価値が取得されているか否かを調べる。アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１におけるＡＦ評価値が取得されている場合は、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３の駆動位置を求めるのに十分なＡＦ評価値が得られていると判断し、フォーカスレンズ群３の駆動位置を求め、フォーカスレンズ群３を駆動するステップＳ８へ進む。取得されたＡＦ評価値からのフォーカスレンズ群３の駆動位置の決定は、ＡＦ評価値の曲線のピーク付近を二次関数と想定し、最小二乗法で二次関数の諸係数を計算しその最大値を与える座標を求めることで行われる。そして、ステップＳ１１に進み、ＣＰＵ１５は、実際の露光処理を実行する。
【００８３】
アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１におけるＡＦ評価値が取得されていない場合は、ＣＰＵ１５は、アクティブＡＦ合焦位置Ｇ１及びスキャンＡＦ終了位置（Ｇ１＋Ｇｓ）でＡＦ評価値の取得を行う。そしてステップＳ８に進み、ＣＰＵ１５は、それまでに取得されたＡＦ評価値と新たに取得した二つのＡＦ評価値を用いて、フォーカスレンズ群３の駆動位置を求め、フォーカスレンズ群３を駆動する。取得されたＡＦ評価値からのフォーカスレンズ群３の駆動位置の決定は、ＡＦ評価値の曲線のピーク付近を二次関数と想定し、最小二乗法で二次関数の諸係数を計算しその最大値を与える座標を求めることで行われる。
【００８４】
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、撮像装置が、フォーカスレンズ群３を移動しながらＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めるコントラスト検出を用いたオートフォーカス機能と、ＰＳＤの出力に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する赤外光を用いたアクティブオートフォーカス機能を有し、撮影者によって指示されるＡＦ処理等を開始させる撮影準備開始指示信号及び実際の露光動作を開始させる指示信号の出力されるタイミングに応じて、両機能のうち何れか一方を選択しオートフォーカス動作を行うことにより、いわゆるレリーズタイミングラグを短縮し、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点を解消すると共に、即写性を必要としない場合の高精度なオートフォーカスが可能となる。
【００８５】
また、スキャンＡＦ中に露光指示がなされた場合は、スキャンＡＦを中止し、直ちに露光のための処理に移ることにより、更にシャッタチャンスに強い構成にすることが可能となる。
【００８６】
また、それまでに取得されたＡＦ評価値を用いてフォーカスレンズ群の駆動位置を決定するので、スキャンＡＦ中に露光指示がなされた場合でも高精度なオートフォーカスが可能となる。
【００８７】
［他の実施の形態］
第１〜第４の実施の形態では、撮像装置が赤外光を用いたアクティブオートフォーカス機能を有する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像装置が外測式のオートフォーカス機能としてパッシブアクティブオートフォーカス機能を有する構成としてもよい。
【００８８】
また、本発明の目的は、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００８９】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９０】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００９１】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９２】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９３】
［実施態様の例］
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００９４】
「実施態様１」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、
撮影に関する指示信号に応じて前記第一及び第二の焦点調整手段のうちの何れかを選択し、焦点調整を行い、
更に、撮影動作に先立ち行われる処理を開始させる指示信号と実際の露光動作を開始させる指示信号の発生が略等しい時刻と判断される場合は、前記第二の焦点調整手段を用いて焦点調整を行うことを特徴とする自動焦点調整装置。
【００９５】
「実施態様２」 前記第二の焦点調整手段を用いて焦点調整を行う場合は、前記撮像手段の感度もしくは撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段の開口量を変更することを特徴とする実施態様１記載の自動焦点調整装置。
【００９６】
「実施態様３」 前記第二の焦点調整手段を用いて焦点調整を行う場合は、前記撮像手段の感度を上げることを特徴とする実施態様２記載の自動焦点調整装置。
【００９７】
「実施態様４」 前記第二の焦点調整手段を用いて焦点調整を行う場合は、前記光量調節手段の開口量を小さくすることを特徴とする実施態様２記載の自動焦点調整装置。
【００９８】
「実施態様５」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、
連続して複数枚の画像を撮影する場合は、最初の撮影段階で全撮影枚数に比べて十分に少ない枚数分を、前記第二の焦点調整手段による焦点調整位置の近傍において前記焦点調節手段を移動させながら撮影を行うと共に、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記第一の焦点調整手段により焦点調整位置を求め、焦点調整を行うことを特徴とする自動焦点調整装置。
【００９９】
「実施態様６」 撮影動作に先立ち行われる処理を開始させる指示信号と実際の露光動作を開始させる指示信号の発生が略等しい時刻と判断される場合で、連続して複数枚の画像を撮影する場合は、最初の撮影段階で全撮影枚数に比べて十分に少ない枚数分を、前記第二の焦点調整手段による焦点調整位置の近傍において前記焦点調節手段を移動させながら撮影を行うと共に、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記第一の焦点調整手段により焦点調整位置を求め、焦点調整を行うことを特徴とする実施態様５記載の自動焦点調整装置。
【０１００】
「実施態様７」 前記第一の焦点調整手段の動作中に実際の露光動作を開始させる指示信号が発生した場合は、前記第一の焦点調整手段の動作を中止し、実際の露光処理を実行することを特徴とする実施態様１又は５記載の自動焦点調整装置。
【０１０１】
「実施態様８」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、
前記第一の焦点調整手段の動作中に実際の露光動作を開始させる指示信号が発生した場合は、前記第一の焦点調整手段の動作を中止し、それまでに得られた前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて焦点調整を行うことを特徴とする自動焦点調整装置。
【０１０２】
「実施態様９」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、
前記第一の焦点調整手段の動作中に実際の露光動作を開始させる指示信号が発生した場合は、その後実行される予定の回数より少ない回数分、前記合焦位置検出手段の検出結果を取得した後、前記第一の焦点調整手段の動作を中止し、それまでに得られた前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて焦点調整を行うことを特徴とする自動焦点調整装置。
【０１０３】
「実施態様１０」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、
前記第一の焦点調整手段の動作中に実際の露光動作を開始させる指示信号が発生した場合は、前記第一の焦点調整手段の動作を中止し、前記第二の焦点調整手段の制御結果に基づいて焦点調整を行うことを特徴とする自動焦点調整装置。
【０１０４】
「実施態様１１」 前記実施態様１乃至１０の何れかに記載の自動焦点調整装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【０１０５】
「実施態様１２」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出工程と、前記合焦位置検出工程の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整工程と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距工程と、前記出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整工程と、撮影に関する指示信号に応じて前記第一及び第二の焦点調整工程のうちの何れかを選択し焦点調整を行うように制御する焦点調整制御工程とを有することを特徴とする焦点調整制御方法。
【０１０６】
「実施態様１３」 撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出機能と、前記合焦位置検出機能の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整機能と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距機能と、前記出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整機能と、撮影に関する指示信号に応じて前記第一及び第二の焦点調整機能のうちの何れかを選択し焦点調整を行うように制御する焦点調整制御機能を、コンピュータに実現させるためのプログラム。
【０１０７】
「実施態様１４」 焦点調整制御方法を実行するプログラムを記憶したコンピュータにより読み出し可能な記憶媒体において、
前記焦点調整制御方法は、撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記合焦位置検出ステップの検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整ステップと、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距ステップと、前記出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整ステップと、撮影に関する指示信号に応じて前記第一及び第二の焦点調整ステップのうちの何れかを選択し焦点調整を行うように制御する焦点調整制御ステップとを有することを特徴とすることを特徴とする記憶媒体。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、合焦位置検出手段の検出結果に基づいて焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手手段の出力信号に基づいて焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段のうちの何れかを、撮影に関する指示信号に応じて選択し、焦点調整を行う。これにより、いわゆるレリーズタイミングラグを短縮し、シャッタチャンスを逃してしまうなどの欠点を解消することができると共に、即写性を必要としない場合の高精度なオートフォーカスが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像装置の撮影処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図３】図２のスキャンＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】スキャンＡＦが実行される際の高周波成分量とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の撮影処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートの続きである。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置の撮影処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートの続きである。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る撮像装置の撮影処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートの続きである。
【符号の説明】
１ 撮像装置
２ ズームレンズ群
３ フォーカスレンズ群（焦点調節手段）
４ 絞り（光量調節手段）
５ ＣＣＤ（撮像手段）
６ 撮像回路
７ Ａ／Ｄ変換回路
８ ＶＲＡＭ
９ Ｄ／Ａ変換回路
１０ ＬＣＤ
１１ 圧縮伸長回路
１２ 記憶用メモリ
１３ ＡＥ処理回路
１４ スキャンＡＦ処理回路
１５ ＣＰＵ（合焦位置検出手段、第一の焦点調整手段、第二の焦点調整手段）
１６ タイミングジェネレータ
１７ ＣＣＤドライバ
１８ 第一モータ駆動回路
１９ 第二モータ駆動回路
２０ 第三モータ駆動回路
２１ 絞り駆動モータ
２２ フォーカス駆動モータ
２３ ズーム駆動モータ
２４ 操作スイッチ
２５ ＥＥＰＲＯＭ
２６ 電池
２７ スイッチング回路
２８ ストロボ発光部
３０ アクティブＡＦ手段（測距手段）
３２ ｉＲカットフィルタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic focus adjustment device, and more particularly, to an automatic focus adjustment device that performs focus adjustment using an image signal acquired by an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by an imaging optical system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various proposals have been made for an automatic focus adjustment device that performs focus adjustment using an image signal obtained by an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by an imaging optical system.
[0003]
The following technology is disclosed as a conventional example of an automatic focus adjustment device. The auto-focusing unit using contrast detection and the auto-focusing unit using infrared light detection are used together. During normal shooting operation, the focus adjustment operation is performed by the auto-focusing unit using contrast detection. Only in a photographing environment where the focus adjustment operation by the used autofocus means becomes difficult, the distance measurement operation and the autofocus operation for a desired subject are performed by switching to the autofocus means using infrared light detection. . Therefore, according to this conventional example, appropriate autofocus can be performed regardless of the brightness of the subject (for example, see Patent Document 1).
[0004]
Further, as another conventional example of the automatic focus adjustment device, the following technology is disclosed. Autofocus means using contrast detection for detecting a predetermined high-frequency component from the generated image signal by photoelectrically converting an object and performing focus adjustment based on the generated image signal, and a light emitting means for irradiating infrared light ( LED) and auto-focusing means using infrared light detection which receives reflected light from the subject and detects an output signal corresponding to the subject distance, and provides contrast according to the output of the temperature detecting means for detecting the environmental temperature. One of the autofocus means using detection and the autofocus means using infrared light detection is selected to perform the autofocus operation. Therefore, according to this conventional example, appropriate autofocusing can be performed regardless of a change in the use environment temperature (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-119250
[Patent Document 2]
JP 2000-111792 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above conventional example has the following problems. In the above conventional example, one of the autofocus means using the contrast detection and the autofocus means using the infrared light detection is selected according to the brightness of the subject and the use environment temperature to perform the autofocus operation. . However, in the above conventional example, since the autofocus operation is performed by selecting one of these two means, regardless of the photographer's intention, a high-speed or high-precision autofocus operation is selected. There are drawbacks such as missing a photo opportunity.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and eliminates disadvantages such as shortening a release timing lag and missing a shutter chance, and achieving high-precision autofocusing when immediate shooting is not required. It is an object of the present invention to provide an automatic focus adjustment device which enables the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a focus adjusting means for adjusting a focus of a subject image formed on an imaging means, and a method for synthesizing an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjusting means. A focus position detecting means for detecting a focus position; a first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on a detection result of the focus position detecting means; A distance measuring means for generating an output signal corresponding to the distance to the subject, and a second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means. It is characterized in that one of the first and second focus adjustment means is selected in accordance with a signal to perform focus adjustment.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device 1 according to the first embodiment. The imaging apparatus 1 includes a zoom lens group 2, a focus lens group 3, an aperture 4, a solid-state imaging device 5, an imaging circuit 6, an A / D conversion circuit 7, a memory (VRAM) 8, a D / A conversion circuit 9, and an image display device. (LCD) 10, compression / expansion circuit 11, storage memory 12, AE processing circuit 13, scan AF processing circuit 14, CPU 15, timing generator (TG) 16, CCD driver 17, first motor drive circuit 18, second motor Drive circuit 19, third motor drive circuit 20, aperture drive motor 21, focus drive motor 22, zoom drive motor 23, operation switch 24, EEPROM 25, battery 26, switching circuit 27, strobe light emitting section 28, active AF means 30, iR (Infrared) cut filter 32 is provided. In the figure, reference numeral 31 denotes a taking lens barrel.
[0011]
The configuration of each part of the imaging apparatus will be described in detail. The zoom lens group 2 is a lens group whose focal length can be changed. The focus lens group 3 is a lens group for adjusting the focus of a subject image formed on the solid-state imaging device 5. The diaphragm 4 is a light amount adjusting unit and an exposure unit that controls the amount of a light beam transmitted through the photographing optical system including the zoom lens group 2, the focus lens group 3, and the like. The taking lens barrel 31 includes a zoom lens group 2, a focus lens group 3, an aperture 4, and the like. The solid-state imaging device 5 forms a subject image transmitted through the photographing optical system, and includes a CCD or the like that photoelectrically converts the subject image into an electric signal (hereinafter, abbreviated as CCD). The imaging circuit 6 receives the electric signal photoelectrically converted by the CCD 5 and performs various image processing to generate a predetermined image signal.
[0012]
The A / D conversion circuit 7 converts the analog image signal generated by the imaging circuit 6 into a digital image signal. The memory (VRAM) 8 includes a buffer memory or the like that receives the output of the A / D conversion circuit 7 and temporarily stores a digital image signal. The D / A conversion circuit 9 reads out the digital image signal stored in the VRAM 8, converts it into an analog signal, and converts it into an image signal suitable for reproduction output. The image display device 10 is composed of a liquid crystal display (LCD) or the like that displays the image signal (hereinafter abbreviated as LCD). The storage memory 12 is composed of a semiconductor memory or the like, and stores image data.
[0013]
The compression / expansion circuit 11 reads out the image signal temporarily stored in the VRAM 8 and performs a compression process or an encoding process on the image data in order to make the format suitable for storage in the storage memory 12, and a storage memory. And a decompression circuit that performs a decompression process, a decompression process, and the like for rendering the image data stored in the storage device 12 in an optimal form for performing reproduction display and the like. The AE processing circuit 13 receives an output from the A / D conversion circuit 7 and performs an automatic exposure (AE) process. The scan AF processing circuit 14 receives an output from the A / D conversion circuit 7 and performs an automatic focus adjustment (AF) process. The CPU 15 is a central processing unit having a built-in arithmetic memory for controlling the imaging apparatus 1, and executes processing shown in each flowchart described below based on a program stored in the EEPROM 25.
[0014]
The timing generator 16 generates a predetermined timing signal (hereinafter abbreviated as TG). The CCD driver 17 drives the CCD 5. The aperture drive motor 21 drives the aperture 4. The first motor drive circuit 18 controls the drive of the aperture drive motor 21. The focus drive motor 22 drives the focus lens group 3. The second motor drive circuit 19 controls the drive of the focus drive motor 22. The zoom drive motor 23 drives the zoom lens group 2. The third motor drive circuit 20 controls the drive of the zoom drive motor 23. The operation switch 24 includes various switch groups for issuing a start instruction of the imaging apparatus 1 and a photographing operation start instruction. The EEPROM 25 is an electrically rewritable read-only memory in which a program for performing various controls and the like in the imaging apparatus 1 and data used for performing various operations are stored in advance.
[0015]
The battery 26 supplies power to each part of the imaging device. The flash emission unit 28 emits light during flash photography. The switching circuit 27 controls flash light emission of the strobe light emitting unit 28. The active AF unit 30 includes a light emitting unit including a light projecting lens and a light emitting element such as a light emitting diode (LED) for irradiating a light beam toward a subject, a light receiving lens for receiving reflected light from the subject, and a light position detecting element (PSD). ), And generates an output signal corresponding to the distance to the subject based on the output of the light receiving means. The iR cut filter 32 is a filter that blocks infrared light.
[0016]
The storage memory 12 serving as a storage medium for image data or the like may be a fixed semiconductor memory such as a flash memory or a card-type flash which is formed in a card shape or a stick shape and is detachably attached to the imaging device 1. In addition to a semiconductor memory such as a memory, various forms such as a magnetic storage medium such as a hard disk and a floppy (registered trademark) disk can be applied.
[0017]
The operation switches 24 include a main power switch for activating the imaging apparatus 1 and supplying power, a shutter button for starting a shooting operation (memory operation), a playback switch for starting a playback operation, and a shooting optical system. There is a zoom switch or the like for moving the zoom lens group 2 to perform a zoom operation. Here, the shutter button is a first-stage switch corresponding to a first stroke for generating an instruction signal for starting an AE process and an AF process performed prior to a shooting operation, and an instruction signal for starting an actual exposure operation. It is composed of a two-stage switch with a second-stage switch corresponding to the generated second stroke.
[0018]
In addition, the imaging device 1 according to the first embodiment and the second to fourth embodiments described below has the highest frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 while moving the focus lens group 3. An auto-focus function using contrast detection for finding the position of the focus lens group 3 and an active auto function using infrared light that generates an output signal according to the distance to the subject based on the output of the PSD of the active AF unit 30 It has a focus function. Note that when the photographer operates the shutter button, when it is determined that the generation of the instruction signal to start the AE processing and the AF processing performed prior to the shooting operation is substantially equal to the generation of the instruction signal to start the actual exposure operation, Focus adjustment is performed using only the active autofocus function.
[0019]
Next, the operation of the imaging device 1 configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.
[0020]
First, the amount of the subject light flux transmitted through the photographing lens barrel 31 of the imaging device 1 is adjusted by the aperture 4 and then formed on the light receiving surface of the CCD 5. The subject image formed on the light receiving surface of the CCD 5 is converted into an electric signal by photoelectric conversion processing by the CCD 5 and output to the imaging circuit 6. The imaging circuit 6 performs various signal processings on the electric signal input from the CCD 5 to generate a predetermined image signal. This image signal is output to the A / D conversion circuit 7, converted into a digital signal (image data) by the A / D conversion circuit 7, and temporarily stored in the VRAM 8.
[0021]
The image data stored in the VRAM 8 is output to the D / A conversion circuit 9 to be converted into an analog signal, converted into an image signal in a form suitable for display, and then displayed on the LCD 10 as an image. On the other hand, the image data stored in the VRAM 8 is also output to the compression / expansion circuit 11. The image data is subjected to compression processing by a compression circuit in the compression / decompression circuit 11, converted into image data in a form suitable for storage, and stored in the storage memory 12.
[0022]
Further, for example, when a reproduction switch (not shown) among the operation switches 24 is operated to be turned on, a reproduction operation is started. With the start of the reproduction operation, the image data stored in the compressed form in the storage memory 12 is output to the compression / decompression circuit 11, and the decompression circuit in the compression / decompression circuit 11 performs decoding processing, decompression processing, and the like. After being applied, it is output to the VRAM 8 and temporarily stored. Further, the image data is output to the D / A conversion circuit 9, converted into an analog signal, converted into an image signal in a form suitable for display, and then displayed on the LCD 10 as an image.
[0023]
On the other hand, the image signal digitized by the A / D conversion circuit 7 is also output to the AE processing circuit 13 and the scan AF processing circuit 14 separately from the VRAM 8 described above. First, the AE processing circuit 13 receives an input digital image signal and performs arithmetic processing such as cumulative addition on the luminance value of image data for one screen. Thereby, the AE evaluation value according to the brightness of the subject is calculated. This AE evaluation value is output to the CPU 15.
[0024]
The scan AF processing circuit 14 receives the input digital image signal, extracts a high-frequency component of image data for one screen through a high-pass filter (HPF) or the like, and further performs arithmetic processing such as cumulative addition. Done. Thus, the AF evaluation value corresponding to the contour component amount on the high frequency side and the like is calculated. This AF evaluation value is output to the CPU 15. As described above, the scan AF processing circuit 14 plays a role of a high-frequency component detection unit that detects a predetermined high-frequency component from the image signal generated by the CCD 5 in the process of performing the AF process.
[0025]
On the other hand, a predetermined timing signal is output from the TG 16 to the CPU 15, the imaging circuit 6, and the CCD driver 17, and the CPU 15 performs various controls in synchronization with the timing signal. Further, the imaging circuit 6 receives a timing signal from the TG 16 and performs various image processing such as separation of a color signal in synchronization with the timing signal. Further, the CCD driver 17 receives the timing signal from the TG 16 and drives the CCD 5 in synchronization with the timing signal.
[0026]
Further, the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18, the second motor drive circuit 19, and the third motor drive circuit 20, respectively, so that the CPU 15 operates through the aperture drive motor 21, the focus drive motor 22, and the zoom drive motor 23. The aperture 4, the focus lens group 3, and the zoom lens group 2 are drive-controlled. That is, the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18 based on the AE evaluation value and the like calculated by the AE processing circuit 13, drives the aperture drive motor 21, and adjusts the aperture amount of the aperture 4 to be appropriate. AE control is performed.
[0027]
Further, the CPU 15 controls the second motor drive circuit 19 based on an AF evaluation value calculated by the scan AF processing circuit 14 and an output signal according to a distance to a subject formed by the active AF unit 30 described later. The AF control that drives the focus drive motor 22 to move the focus lens group 3 to the focus position is performed. When a zoom switch (not shown) among the operation switches 24 is operated, the CPU 15 controls the third motor drive circuit 20 to drive and control the zoom motor 23 in response to the operation, thereby controlling the zoom lens group 2. Is moved to perform a zooming operation (zooming operation) of the photographing optical system.
[0028]
Next, an actual photographing operation of the imaging apparatus 1 will be described based on a flowchart shown in FIG. FIG. 2 is a flowchart illustrating a photographing processing sequence of the imaging apparatus. When the main power switch of the imaging device 1 is in the ON state and the operation mode of the imaging device 1 is the shooting (recording) mode, the shooting processing sequence of FIG. 2 is executed.
[0029]
First, the CPU 15 displays an image transmitted through the photographing lens barrel 31 and formed on the CCD 5 as an image on the LCD 10. Next, in step S1 of FIG. 2, the CPU 15 checks the state of the shutter button. When the CPU 15 recognizes an instruction signal to start the AE processing and the AF processing performed prior to the photographing operation by operating the shutter button by the photographer or the like, the process proceeds to the next step S2, where the normal AE processing is executed. You. Subsequently, in step S3, an active AF process is performed. The CPU 15 controls the light emitting unit of the active AF unit 30 to irradiate the subject with a light beam, and receives the reflected light thereof with a light position detecting element (PSD) via a light receiving lens. Then, the active AF unit 30 generates an output signal according to the distance to the subject based on the output of the PSD.
[0030]
However, actually, the active AF unit 30 generates an output signal according to the distance to the subject after performing the external light removing operation. That is, the active AF unit 30 generates an output signal corresponding to the distance to the subject by using a signal of a difference between the PSD output when the light emitting unit does not emit light and the PSD output when the light emitting unit emits light. I do.
[0031]
Here, the operation of generating an output signal according to the distance to the subject in the active AF means 30 will be briefly described. By calculating the difference between the signals output from the two output terminals of the PSD of the active AF unit 30, the position of the reflected image from the subject on the PSD can be known. The distance L from the position of the reflection image to the subject is calculated from the principle of triangulation.
L = f × B / x
Is required. Here, f is the focal length of the light receiving lens, B is the base line length (the distance between the optical axis of the light emitting means and the optical axis of the light receiving means), and x is the amount of deviation of the reflected image from the optical axis of the light receiving means.
[0032]
In order to determine the position of the reflection image, first, two output signals of the PSD in a state where the light emitting unit does not emit light are stored in an internal memory (not shown) of the CPU 15 or the like. As the two output signals of the PSD when the light emitting means does not emit light, the signal output from the A terminal of the PSD is Aoff, and the signal output from the B terminal of the PSD is Boff. Next, the difference (Asig, Bsig) between the PSD output signal when the light emitting means emits light and the stored PSD output signal (when the light emitting means does not emit light) is calculated. Now, assuming that the output signals of the PSD when the light emitting means emits light are Aon and Bon,
Asig = Aon-Aoff
Bsig = Bon-Boff
Is required. Further, by calculating Asig-Bsig, a signal corresponding to the position of the reflected image on the PSD can be obtained. The active AF unit 30 outputs “Asig-Bsig” as an output signal corresponding to the distance to the subject.
[0033]
Note that this operation may be performed by the CPU 15 by A / D converting the PSD output signal of the active AF unit 30 and taking it into the CPU 15. When the position of the reflection image cannot be obtained, it is predicted that the subject is distant and the intensity of the reflection image is small, so the position of the subject may be set to infinity. At this time, since Aon = Aoff = Bon = Boff, Asig−Bsig = 0. If the reflected light from infinity arrives, the reflected light from infinity forms an image on the optical axis of the light receiving lens. Therefore, if the center of the PSD and the optical axis of the light receiving lens are matched, Asig−Bsig = 0. It becomes. Therefore, no special processing is required if the center of the PSD and the optical axis of the light receiving lens are matched.
[0034]
Then, the CPU 15 obtains a set value indicating the position of the focus lens group 3 corresponding to the distance from the output signal according to the distance to the subject formed by the active AF means 30, and uses the set value as the focus of the active AF. Position G1.
[0035]
Next, in step S4, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button). When the exposure is instructed, the process proceeds to step S5, and the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the active AF focusing position G1 obtained by the active AF process in step S3. Then, in step S6, the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18 to drive and control the aperture 4 toward the small aperture via the aperture drive motor 21. As a result, the depth of field is increased, and the error of the focusing position of the active AF is absorbed.
[0036]
Then, the CPU 15 extends the charge accumulation time of the CCD 5 set in the above step S2 by the amount of the stop of the stop 4 so that the exposure amount is not insufficient by stopping down the stop 4. If there is a concern that image quality may be adversely affected by extending the charge accumulation time of the CCD 5 to cause camera shake or the like, the sensitivity of the CCD 5 is increased without extending the charge accumulation time. Since increasing the sensitivity of the CCD 5 leads to an increase in noise, the sensitivity is increased after extending the charge accumulation time to a value that does not cause camera shake. Thereafter, the process proceeds to step S11, and the CPU 15 executes an actual exposure process according to the setting in step S6.
[0037]
If exposure is not instructed in step S4, the process proceeds to step S7 for executing scan AF. When performing the scan AF, the active AF process is treated as an AF process for coarse adjustment for detecting a rough subject distance (a focus position of the focus lens group 3) with respect to a desired subject. Then, the scan AF process is a process for fine adjustment for detecting an accurate focus position thereafter.
[0038]
That is, in step S7, the CPU 15 moves the focus lens group 3 to near the in-focus position obtained as a result of the distance measurement in the active AF process in step S3. Thereafter, the CPU 15 performs a scan AF process for fine adjustment for detecting an accurate focus position. This is to monitor the output of the scan AF processing circuit 14 while driving the focus lens group 3 minutely, and find the position of the focus lens group 3 where the high frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 is the largest. Is performed by Then, in step S8, the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the in-focus position.
[0039]
After the predetermined AF process is completed, the AE process is performed again in step S9. Thereafter, in step S10, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button), and if exposure is instructed, proceeds to step S11 to execute actual exposure processing. If the exposure is instructed in the middle of the scan AF process, the process proceeds to step S11 after the end of the scan AF process (steps S7 and S8) to execute the actual exposure process.
[0040]
Next, details of the scan AF process executed in step S7 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the sequence of the scan AF process. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of high-frequency components and the position of the focus lens when scan AF is executed.
[0041]
In step S51 in FIG. 3, the CPU 15 sets a start position and a stop position (end position) at which the focus lens group 3 is driven to perform a focus position detection operation by the scan AF process from the calculation result of the active AF process. . The set value of the start position set here is a value obtained by subtracting the variable Gs from the active AF in-focus position (set value indicating the position of the focus lens group 3 corresponding to the subject distance as a result of the active AF processing calculation) G1. . The set value of the stop position (end position) is a value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1. That is, the range in which the scan AF is executed is a predetermined range centered on the subject distance based on the result of the active AF processing calculation.
[0042]
Note that this variable Gs is the focal length of the photographing lens, the result of the active AF processing calculation (subject distance), parallax (the difference between the appearance of the subject when looking through the viewfinder and the actually photographed image), It is determined in consideration of a distance measurement error or the like assumed in the active AF process. When the value obtained by subtracting the variable Gs from the active AF focusing position G1 and the value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1 exceed the driving range of the focus lens group 3, the driving range is regulated. .
[0043]
Generally, a focus adjustment operation in an imaging apparatus is to focus a light beam from a desired subject condensed by an imaging optical system on an imaging surface (light receiving surface) of an imaging element (CCD or the like) in an in-focus state. Action. For this purpose, the focus lens group, which is a part of the photographing optical system, is moved in the optical axis direction to obtain a focused state. The moving amount in the optical axis direction tends to increase as the subject approaches. Also, the amount of movement in the optical axis direction tends to increase as the focal length of the taking lens increases. The parallax also tends to increase as the subject approaches and the focal length of the taking lens increases.
[0044]
Examples of the distance measurement error include an adjustment error at the time of manufacturing the imaging device, a temperature error such as a distortion caused by a change in the environmental temperature of the photographing lens barrel 31, and a mechanical (LED, PSD, etc.) of each member constituting the active AF unit 30. A ranging error due to the error, a moving error of the focus lens group 3, and the like are considered. Therefore, the variable Gs is set to the value obtained from the distance to the subject and the focal length of the photographing lens obtained from the result of the active AF processing calculation, in consideration of the distance measurement error.
[0045]
Next, in step S52, the CPU 15 drives the focus motor 22 via the second motor drive circuit 19, and moves the focus lens group 3 to the start position set in step S51. Then, the CPU 15 executes a scan AF process for searching for a focus position while moving the focus lens group 3 by a predetermined amount of movement from the start position as a starting point. Next, in step S53, the CPU 15 determines whether or not the focus lens group 3 has reached the stop position (end position) set in step S51. If the focus lens group 3 has not reached the stop position (end position), the CPU 15 controls the imaging optical system and the like to obtain image data corresponding to the position of the focus lens group 3 at that time. .
[0046]
This image data is output to the scan AF processing circuit 14 via the imaging circuit 6 and the A / D conversion circuit 7, and the scan AF processing circuit 14 calculates an AF evaluation value as shown in step S54. This AF evaluation value is output to the CPU 15 and stored in a calculation memory built in the CPU 15. In the next step S55, the CPU 15 moves the focus lens group 3 by a predetermined moving amount. Thereafter, the flow returns to step S53, and the same processing is repeated until the focus lens group 3 reaches the set stop position (end position).
[0047]
If it is determined in step S53 that the focus lens group 3 has reached the end position, the process proceeds to step S56. In step S56, the CPU 15 calculates the in-focus position based on the AF evaluation value calculated in step S54. In step S57, the CPU 15 drives the focus motor 22 via the second motor drive circuit 19 based on the calculation result, moves the focus lens group 3 to the focus position, and stops at the focus position. End the sequence. Thereafter, the process proceeds to step S9 in FIG.
[0048]
The above-described series of operations will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as follows. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the position of the focus lens group 3, and the vertical axis indicates the high frequency component output from the image signal generated by the CCD 5.
[0049]
For example, in a state where the focus lens group 3 is at the position indicated by A in FIG. 4, the focus lens group 3 first moves from the position A to a position B at which Gs is subtracted from the distance measurement result of the active AF processing, which is the start position. (Step S52). The scan AF process is executed from the position B, which is the start position, until the focus lens group 3 reaches the position C, which is the end position, which is obtained by adding Gs to the distance measurement result of the active AF (steps S52 to S55). ). Then, based on the AF evaluation thus obtained, the CPU 15 calculates the in-focus position (step S56). By this calculation, the position of D in FIG. 4, that is, the position of the focus lens group 3 corresponding to the peak value of the high-frequency component is obtained as the focus position. Thereafter, the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the in-focus position (Step S57).
[0050]
As described above, according to the first embodiment, the image pickup apparatus moves the focus lens group 3 while moving the focus lens group 3 so that the high frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 becomes the largest. An auto-focus function using contrast detection for obtaining a position, and an active auto-focus function using infrared light that generates an output signal corresponding to the distance to the subject based on the output of the PSD of the active AF unit 30; According to the timing at which the photographing preparation start instruction signal for starting the AF processing or the like instructed by the photographer and the instruction signal for starting the actual exposure operation are output, one of the two functions is selected to perform the autofocus operation. By doing so, the so-called release timing lag is shortened, and a shutter chance is missed. While eliminating the points, it is possible to highly accurate autofocus may not require immediate copy properties.
[0051]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and the basic operation procedure of the imaging device according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the imaging device, and FIGS. 5 and 6 show flowcharts of the operation of the imaging device. In FIGS. 5 and 6, parts performing the same operations as in the first embodiment are denoted by the same step numbers as in FIG. 2, and the description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
[0052]
In the second embodiment, an exposure instruction (second shutter button stroke) is confirmed in step S4 of FIG. 5, and if exposure is instructed, the process proceeds to step S40, where a plurality of images are continuously displayed. Since the processing in the case where the movie mode for shooting is different from that in the first embodiment, that part will be described.
[0053]
In step S4 of FIG. 5, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button). If exposure has been instructed, the process proceeds to step S40, and it is determined whether or not the movie mode has been designated. If the movie mode has not been specified in step S40, the process proceeds to step S5, and the same processing as in the first embodiment is performed. That is, the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the active AF in-focus position G1 obtained in the active AF processing in step S3. Thereafter, the process proceeds to step S6, where the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18 to drive and control the aperture 4 to the small aperture side via the aperture drive motor 21. As a result, the depth of field is increased, and the error of the focusing position of the active AF is absorbed.
[0054]
Then, the CPU 15 extends the charge accumulation time of the CCD 5 set in the above step S2 by the amount of the stop of the stop 4 so that the exposure amount is not insufficient by stopping down the stop 4. If there is a concern that image quality may be adversely affected by extending the charge accumulation time of the CCD 5 to cause camera shake or the like, the sensitivity of the CCD 5 is increased without extending the charge accumulation time. Since increasing the sensitivity of the CCD 5 leads to an increase in noise, the sensitivity is increased after extending the charge accumulation time to a value that does not cause camera shake. Thereafter, the process proceeds to step S11, and the CPU 15 executes an actual exposure process according to the setting in step S6.
[0055]
When the movie mode is specified in step S40, first, in step S41, the CPU 15 focuses on the position of the focus after the active AF in-focus position G1 obtained in the active AF process in step S3 (focusing on the far side). The focus lens group 3 is driven to (position). As the position for driving the focus lens group 3, the start position of the scan AF executed in step S7 (the position obtained by subtracting the variable Gs from the active AF focusing position G1) may be used. Then, the CPU 15 performs photographing of the first frame in the movie mode and acquisition of the AF evaluation value at this position.
[0056]
Next, in step S42, the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the active AF focusing position G1 obtained by the active AF processing, and performs photographing of the second frame in the movie mode and acquisition of the AF evaluation value at this position. . Furthermore, in step S43, the end position of the scan AF executed in step S7 (the position where the focus is adjusted to the near side) which is the position before the active AF focusing position G1 obtained by the active AF processing (the position where the focus is adjusted to the near side) is determined. The focus lens group 3 is driven to a position obtained by adding the variable Gs to the focal position G1, and the third frame is photographed in the movie mode and the AF evaluation value is obtained at this position.
[0057]
When the value obtained by subtracting the variable Gs from the active AF focusing position G1 and the value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1 exceed the driving range of the focus lens group 3, the driving range is regulated. This is the same as in the first embodiment.
[0058]
When the AF evaluation values for three frames have been obtained in this way, the in-focus position is determined using the AF evaluation values. In step S44, the CPU 15 moves the focus lens group 3 to the in-focus position. Drive. The in-focus position is obtained by approximating the vicinity of the peak of the curve of the AF evaluation value with a quadratic function and calculating coordinates giving the maximum value.
[0059]
In this way, in the movie mode, only the first three frames are shot with a weakly focused image, but after that, a focused high-quality image can be shot with a very small release time lag. It becomes possible with. Although an image with a weak focus is captured only in the first three frames, usually, a large number of frames are captured in the movie mode, so this effect is small.
[0060]
In the present example, the above-mentioned image with a weak focus taken in the first shooting stage in the movie mode has three frames. However, the number of frames is not limited as long as the number of frames is sufficiently smaller than the total number of shots. Absent. Further, in the case where the photographer operates the shutter button, it is determined that the generation of the instruction signal for starting the AE process and the AF process performed prior to the shooting operation and the generation of the instruction signal for starting the actual exposure operation are substantially the same time. When shooting in the movie mode, the same processing as described above is performed.
[0061]
If the exposure is not instructed in step S4, the same processing as in the first embodiment is performed. That is, the process proceeds to step S7 for executing the scan AF, and the CPU 15 moves the focus lens group 3 to near the in-focus position obtained as a distance measurement result of the active AF process in step S3. Thereafter, the CPU 15 performs a scan AF process for fine adjustment for detecting an accurate focus position. Then, in step S8, the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the in-focus position, and executes the AE process again in step S9.
[0062]
Thereafter, in step S10, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button), and if exposure is instructed, proceeds to step S11 to execute actual exposure processing. If exposure is instructed in the middle of the scan AF process, the process proceeds to step S11 after the scan AF process (steps S7 and S8) is completed, and the actual exposure process is executed.
[0063]
As described above, according to the second embodiment, the image pickup apparatus moves the focus lens group 3 while moving the focus lens group 3 so that the high frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 becomes the largest. It has an autofocus function using contrast detection for finding a position, and an active autofocus function using infrared light that generates an output signal according to the distance to the subject based on the output of the PSD. By selecting one of the two functions and performing the autofocus operation in accordance with the timing at which the shooting preparation start instruction signal for starting the AF process and the like and the instruction signal for starting the actual exposure operation are output, the so-called autofocus operation is performed. Shortening the release timing lag, eliminating shortcomings such as missing a shutter chance, Sex high precision becomes possible autofocus may not require.
[0064]
When shooting in the movie mode, only the first three frames are shot with a weakly focused image. Thereafter, shooting a focused high-quality image can be performed with a very small release time lag. Will be possible.
[0065]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and the basic operation procedure of the imaging device according to the third embodiment are the same as those of the first embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the imaging apparatus, and FIGS. 7 and 8 show flowcharts of the operation of the imaging apparatus. In FIGS. 7 and 8, parts performing the same operations as in the first embodiment are denoted by the same step numbers as in FIG. 2, and the description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
[0066]
In the third embodiment, an exposure instruction (a second stroke of the shutter button) is confirmed in step S4 of FIG. 7, and the processing when the exposure is not instructed is the same as the first and second embodiments. Since it is different, that part will be described. In the first and second embodiments, the scan AF is continued even if an exposure instruction is issued during the scan AF. However, in the third embodiment, when the exposure instruction is issued during the scan AF, the scan AF is stopped. The operation is stopped, and the process immediately proceeds to exposure.
[0067]
In step S4 in FIG. 7, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button). If the exposure is instructed, the same processing as in the first embodiment is performed. That is, the process proceeds to step S5, where the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the active AF focusing position G1 obtained in the active AF processing in step S3. Then, in step S6, the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18 to drive and control the aperture 4 toward the small aperture via the aperture drive motor 21. As a result, the depth of field is increased, and the error of the focusing position of the active AF is absorbed.
[0068]
Then, the CPU 15 extends the charge accumulation time of the CCD 5 set in step S2 by the amount of the stop of the stop 4 so that the exposure amount does not become insufficient by stopping down the stop 4. If there is a concern that image quality may be adversely affected by extending the charge accumulation time of the CCD 5 to cause camera shake or the like, the sensitivity of the CCD 5 is increased without extending the charge accumulation time. Since increasing the sensitivity of the CCD 5 leads to an increase in noise, the sensitivity is increased after extending the charge accumulation time to a value that does not cause camera shake. Thereafter, the process proceeds to step S11, where the CPU 15 executes an actual exposure process according to the setting in step S6.
[0069]
If the exposure is not instructed in step S4, the process proceeds to the scan AF process. First, in step S60, the CPU 15 moves the focus lens group 3 to a scan AF start position, and starts a scan AF process for fine adjustment for detecting an accurate focus position. As described above, the start position and the stop position for driving the focus lens group 3 to perform the focus position detection operation by the scan AF process are set from the active AF process calculation result. The set value of the start position is a value obtained by subtracting the variable Gs calculated from the distance measurement error of the active AF process from the active AF in-focus position G1. The set value of the stop position is a value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1.
[0070]
If the value obtained by subtracting the variable Gs from the active AF focusing position G1 and the value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1 exceed the driving range of the focus lens group 3, the driving range is regulated. This is the same as in the other embodiments.
[0071]
Scan AF processing for fine adjustment for detecting an accurate in-focus position up to the scan AF end position is performed. During this processing, in step S61, the CPU 15 checks for an exposure instruction and determines that an exposure instruction has been issued. If so, the process proceeds to step S63. If it is determined that the exposure instruction is not issued, in step S62, the CPU 15 determines whether or not the scan AF end position has been reached, that is, whether or not the scan AF has been completed. If it is detected in step S62 that the scan AF end position has been reached, in step S8, the CPU 15 calculates the in-focus position and drives the focus lens group 3 to the in-focus position. This processing is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Thereafter, in step S10, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button), and if exposure is instructed, proceeds to step S11 to execute actual exposure processing.
[0072]
If an exposure instruction has been given, the CPU 15 determines the drive position of the focus lens group 3 in step S63. If the scan AF is not sufficiently performed, the drive position of the focus lens group 3 is not determined from the AF evaluation value obtained as a result of the scan AF, and the active position obtained in the active AF process in step S3 is not determined. The AF focus position G1 is set as the drive position of the focus lens group 3. That is, the process proceeds to step S5, and the processing described above is performed.
[0073]
If the scan AF has been sufficiently performed before the exposure instruction is issued, the CPU 15 determines the drive position of the focus lens group 3 from the AF evaluation value obtained as a result of the scan AF. If the AF evaluation value has been acquired a predetermined number of times or more, it may be determined that the scan AF has been sufficiently performed. The predetermined number may be set to, for example, 60% of the total number of times of acquiring the AF evaluation value. Further, it may be determined whether or not the maximum value of the AF evaluation value has been obtained.
[0074]
The drive position of the focus lens group 3 is determined from the acquired AF evaluation value by assuming that the vicinity of the peak of the curve of the AF evaluation value is a quadratic function, calculating various coefficients of the quadratic function by the least squares method, and calculating the maximum value. This is done by finding the coordinates that give the value. Thereafter, the process proceeds to step S8, where the CPU 15 drives the focus lens group 3 to the determined drive position. Then, the process proceeds to a step S11 to execute an actual exposure process.
[0075]
As described above, according to the third embodiment, the imaging device moves the focus lens group 3 while moving the focus lens group 3 so that the high frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 becomes the largest. It has an autofocus function using contrast detection for finding a position, and an active autofocus function using infrared light that generates an output signal according to the distance to the subject based on the output of the PSD. By selecting one of the two functions and performing the autofocus operation in accordance with the timing at which the shooting preparation start instruction signal for starting the AF process and the like and the instruction signal for starting the actual exposure operation are output, the so-called autofocus operation is performed. Shortening the release timing lag, eliminating shortcomings such as missing a shutter chance, Sex high precision becomes possible autofocus may not require.
[0076]
Further, when an exposure instruction is given during the scan AF, the scan AF is stopped, and the process immediately shifts to a process for exposure.
[0077]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and the basic operation procedure of the imaging device according to the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the imaging apparatus, and FIGS. 9 and 10 show flowcharts of the operation of the imaging apparatus. In FIGS. 9 and 10, parts performing the same operations as in the first embodiment are denoted by the same step numbers as in FIG. 2, and the description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
[0078]
In the fourth embodiment, as in the third embodiment, when an exposure instruction is issued during scan AF, the scan AF is stopped, and the process immediately proceeds to exposure. The difference between the fourth embodiment and the third embodiment lies in the method of determining the drive position of the focus lens group 3 in steps S73 and S74, and therefore the description will be made on that part.
[0079]
In step S4 in FIG. 9, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button), and proceeds to the scan AF process when the exposure is not instructed. As in the third embodiment, first, in step S70, the CPU 15 moves the focus lens group 3 to the scan AF start position and starts a scan AF process for fine adjustment for detecting an accurate focus position. . As described above, the start position and the stop position for driving the focus lens group 3 to perform the focus position detection operation by the scan AF process are set from the active AF process calculation result. The set value of the start position is a value obtained by subtracting the variable Gs calculated from the distance measurement error of the active AF process from the active AF in-focus position G1. The set value of the stop position is a value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1.
[0080]
If the value obtained by subtracting the variable Gs from the active AF focusing position G1 and the value obtained by adding the variable Gs to the active AF focusing position G1 exceed the driving range of the focus lens group 3, the driving range is regulated. This is the same as in the other embodiments.
[0081]
Scan AF processing for fine adjustment for detecting an accurate in-focus position up to the scan AF end position is performed. During this processing, in step S71, the CPU 15 checks for an exposure instruction and determines that an exposure instruction has been issued. If so, the process proceeds to step S73. If it is determined that the exposure instruction is not issued, in step S72, the CPU 15 determines whether or not the scan AF end position has been reached, that is, whether or not the scan AF has been completed. If it is detected in step S72 that the scan AF end position has been reached, in step S8, the CPU 15 calculates the in-focus position, and drives the focus lens group 3 to the in-focus position. This processing is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Thereafter, in step S10, the CPU 15 confirms an exposure instruction (second stroke of the shutter button), and if exposure is instructed, proceeds to step S11 to execute actual exposure processing.
[0082]
If an exposure instruction has been given, in step S73, the CPU 15 checks whether or not an AF evaluation value at the active AF in-focus position G1 obtained by active AF (abbreviation: AAF) processing has been acquired. If the AF evaluation value at the active AF in-focus position G1 has been acquired, the CPU 15 determines that an AF evaluation value sufficient to obtain the drive position of the focus lens group 3 has been obtained, and Then, the process proceeds to step S8 where the focus lens group 3 is driven. The drive position of the focus lens group 3 is determined from the acquired AF evaluation value by assuming that the vicinity of the peak of the curve of the AF evaluation value is a quadratic function, calculating various coefficients of the quadratic function by the least squares method, and calculating the maximum value. This is done by finding the coordinates that give the value. Then, the process proceeds to step S11, where the CPU 15 executes an actual exposure process.
[0083]
If the AF evaluation value at the active AF focus position G1 has not been obtained, the CPU 15 obtains the AF evaluation value at the active AF focus position G1 and the scan AF end position (G1 + Gs). Then, the process proceeds to step S8, where the CPU 15 obtains the drive position of the focus lens group 3 by using the AF evaluation value obtained so far and the two newly obtained AF evaluation values, and drives the focus lens group 3. The drive position of the focus lens group 3 is determined from the acquired AF evaluation value by assuming that the vicinity of the peak of the curve of the AF evaluation value is a quadratic function, calculating various coefficients of the quadratic function by the least squares method, and calculating the maximum value. This is done by finding the coordinates that give the value.
[0084]
As described above, according to the fourth embodiment, the image pickup apparatus moves the focus lens group 3 while moving the focus lens group 3 so that the high frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 becomes the largest. It has an autofocus function using contrast detection for finding a position, and an active autofocus function using infrared light that generates an output signal according to the distance to the subject based on the output of the PSD. By selecting one of the two functions and performing the autofocus operation in accordance with the timing at which the shooting preparation start instruction signal for starting the AF process and the like and the instruction signal for starting the actual exposure operation are output, the so-called autofocus operation is performed. Shortening the release timing lag, eliminating shortcomings such as missing a shutter chance, Sex high precision becomes possible autofocus may not require.
[0085]
Further, when an exposure instruction is given during the scan AF, the scan AF is stopped, and the process immediately shifts to a process for exposure.
[0086]
In addition, since the drive position of the focus lens group is determined using the AF evaluation values acquired up to that point, highly accurate autofocus can be performed even when an exposure instruction is issued during scan AF.
[0087]
[Other embodiments]
In the first to fourth embodiments, an example in which the imaging apparatus has an active autofocus function using infrared light has been described. However, the present invention is not limited to this. A configuration having a passive active autofocus function as a measurement type autofocus function may be adopted.
[0088]
Another object of the present invention is to supply a storage medium storing program codes of software for realizing the functions of the embodiments to a system or an apparatus, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or the apparatus stores the storage medium. It is also achieved by reading and executing the program code stored in the.
[0089]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0090]
Examples of a storage medium for supplying the program code include a floppy (registered trademark) disk, hard disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, and DVD. -RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, and the like can be used.
[0091]
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also an OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. This also includes a case where some or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0092]
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This also includes the case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.
[0093]
[Example of Embodiment]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0094]
Embodiment 1 Focus adjustment means for adjusting the focus of a subject image formed on an imaging means, and focus adjustment means for detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjustment means. Focus position detecting means, first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the detection result of the focus position detecting means, and irradiating the subject with light and adjusting the distance to the subject based on the reflected light. Distance measuring means for generating a corresponding output signal, and second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means,
Select any one of the first and second focus adjustment means according to the instruction signal regarding shooting, perform focus adjustment,
Further, when it is determined that the generation of the instruction signal for starting the processing performed prior to the photographing operation and the generation of the instruction signal for starting the actual exposure operation are substantially equal, the focus adjustment is performed using the second focus adjustment unit. An automatic focus adjustment device characterized by performing.
[0095]
[Embodiment 2] When performing focus adjustment using the second focus adjustment unit, the aperture amount of the light amount adjustment unit that controls the sensitivity of the imaging unit or the amount of light flux transmitted through the imaging optical system is changed. The automatic focusing device according to the first embodiment, characterized in that:
[0096]
[Embodiment 3] The automatic focus adjustment apparatus according to Embodiment 2, wherein when the focus adjustment is performed using the second focus adjustment unit, the sensitivity of the imaging unit is increased.
[0097]
[Embodiment 4] The automatic focus adjustment apparatus according to Embodiment 2, wherein when the focus is adjusted using the second focus adjustment unit, the aperture of the light amount adjustment unit is reduced.
[0098]
Fifth Embodiment Focus adjustment means for adjusting the focus of a subject image formed on an imaging means, and focus adjustment means for detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjustment means. Focus position detecting means, first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the detection result of the focus position detecting means, and irradiating the subject with light and adjusting the distance to the subject based on the reflected light. Distance measuring means for generating a corresponding output signal, and second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means,
When a plurality of images are continuously photographed, the number of images that is sufficiently smaller than the total number of photographed images in the first photographing stage is set near the focus adjustment position by the second focus adjustment unit. An automatic focus adjustment apparatus, wherein the focus is adjusted by obtaining the focus adjustment position by the first focus adjustment means based on the detection result of the focus position detection means while performing photographing while moving.
[0099]
[Sixth Embodiment] When it is determined that the generation of the instruction signal for starting the processing performed prior to the imaging operation and the generation of the instruction signal for starting the actual exposure operation are substantially the same time, a plurality of images are continuously captured. In this case, in the first photographing stage, the photographing is performed while moving the focus adjusting means in the vicinity of the focus adjusting position by the second focus adjusting means, while the number is sufficiently smaller than the total number of photographed images. The automatic focus adjustment apparatus according to claim 5, wherein the first focus adjustment means obtains a focus adjustment position based on a detection result of the focus position detection means, and performs focus adjustment.
[0100]
[Embodiment 7] When an instruction signal to start an actual exposure operation is generated during the operation of the first focus adjustment unit, the operation of the first focus adjustment unit is stopped, and the actual exposure process is performed. 6. The automatic focus adjustment device according to claim 1, wherein
[0101]
[Eighth Embodiment] Focus adjustment means for adjusting the focus of a subject image formed on an imaging means, and focus adjustment means for detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjustment means. Focus position detecting means, first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the detection result of the focus position detecting means, and irradiating the subject with light and adjusting the distance to the subject based on the reflected light. Distance measuring means for generating a corresponding output signal, and second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means,
When an instruction signal for starting an actual exposure operation is generated during the operation of the first focus adjustment unit, the operation of the first focus adjustment unit is stopped, and the in-focus position detection obtained up to that time is stopped. An automatic focus adjustment device for performing focus adjustment based on a detection result of the means.
[0102]
Embodiment 9 A focus adjusting means for adjusting the focus of a subject image formed on an imaging means, and a focusing means for detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjusting means. Focus position detecting means, first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the detection result of the focus position detecting means, and irradiating the subject with light and adjusting the distance to the subject based on the reflected light. Distance measuring means for generating a corresponding output signal, and second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means,
When an instruction signal to start an actual exposure operation is generated during the operation of the first focus adjustment unit, the detection result of the in-focus position detection unit is obtained for a number of times less than the number of times to be executed thereafter. Thereafter, the operation of the first focus adjustment unit is stopped, and the focus is adjusted based on the detection result of the focus position detection unit obtained up to that time.
[0103]
[Embodiment 10] Focus adjustment means for adjusting the focus of a subject image formed on an imaging means, and focus adjustment means for detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjustment means. Focus position detecting means, first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the detection result of the focus position detecting means, and irradiating the subject with light and adjusting the distance to the subject based on the reflected light. Distance measuring means for generating a corresponding output signal, and second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means,
When an instruction signal to start an actual exposure operation is generated during the operation of the first focus adjustment unit, the operation of the first focus adjustment unit is stopped, and the control result of the second focus adjustment unit is output. An automatic focus adjustment device that performs focus adjustment based on the automatic focus adjustment.
[0104]
[Embodiment 11] An imaging apparatus comprising the automatic focus adjustment device according to any one of Embodiments 1 to 10.
[0105]
"Embodiment 12": a focus position detecting step of detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving a focus adjustment means for adjusting the focus of a subject image formed on the imaging means; A first focus adjustment step of controlling the focus adjustment means based on the detection result of the focus position detection step, and irradiating the subject with light and generating an output signal corresponding to a distance to the subject based on the reflected light Distance measuring step, a second focus adjusting step of controlling the focus adjusting means based on the output signal, and any one of the first and second focus adjusting steps according to an instruction signal relating to photographing. And a focus adjustment control step of performing control to select and perform focus adjustment.
[0106]
Embodiment 13 A focus position detection function of detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging unit while driving a focus adjustment unit that adjusts the focus of a subject image formed on the imaging unit, A first focus adjustment function for controlling the focus adjustment means based on the detection result of the in-focus position detection function, and irradiating the subject with light and generating an output signal corresponding to the distance to the subject based on the reflected light thereof One of the first and second focus adjustment functions according to an instruction signal related to shooting, a second focus adjustment function that controls the focus adjustment unit based on the output signal, A program for causing a computer to realize a focus adjustment control function for performing selection and focus adjustment.
[0107]
[Embodiment 14] In a computer-readable storage medium storing a program for executing a focus adjustment control method,
The focus adjustment control method includes a focus position detection step of detecting a focus position from an image signal photoelectrically converted by the imaging unit while driving a focus adjustment unit that adjusts a focus of a subject image formed on the imaging unit. A first focus adjustment step of controlling the focus adjustment means based on a detection result of the focus position detection step, and an output signal corresponding to a distance to the subject based on reflected light of irradiating the subject with light. Any one of the first and second focus adjustment steps in response to an instruction signal relating to shooting, a second focus adjustment step of controlling the focus adjustment means based on the output signal, And a focus adjustment control step of performing control so as to perform focus adjustment by selecting the storage medium.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the detection result of the focus position detecting means, and the subject is illuminated with light and reflected on the subject based on the reflected light. Selecting any one of the second focus adjusting means for controlling the focus adjusting means based on the output signal of the distance measuring means for generating an output signal corresponding to the distance according to an instruction signal relating to shooting, Perform focus adjustment. As a result, the so-called release timing lag can be shortened, defects such as missed shutter chances can be eliminated, and high-precision autofocus can be performed when immediate shooting is not required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a shooting processing sequence of the imaging apparatus.
FIG. 3 is a flowchart illustrating details of a scan AF process in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a high-frequency component amount and a focus lens position when scan AF is performed.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a photographing processing sequence of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a continuation of the flowchart in FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart illustrating a shooting processing sequence of the imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a continuation of the flowchart of FIG. 7;
FIG. 9 is a flowchart illustrating a photographing processing sequence of the imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a continuation of the flowchart in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1 Imaging device
2 Zoom lens group
3 focus lens group (focus adjustment means)
4 Aperture (light intensity adjustment means)
5 CCD (imaging means)
6. Imaging circuit
7 A / D conversion circuit
8 VRAM
9 D / A conversion circuit
10 LCD
11 Compression / expansion circuit
12 Memory for storage
13 AE processing circuit
14. Scan AF processing circuit
15 CPU (focus position detecting means, first focus adjusting means, second focus adjusting means)
16 Timing Generator
17 CCD driver
18 First motor drive circuit
19 Second motor drive circuit
20 Third motor drive circuit
21 Aperture drive motor
22 Focus drive motor
23 Zoom drive motor
24 Operation switch
25 EEPROM
26 batteries
27 Switching circuit
28 Strobe Light Unit
30 Active AF means (ranging means)
32 iR cut filter

Claims (1)

撮像手段に結像される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段と、前記焦点調節手段を駆動しながら前記撮像手段で光電変換された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段の検出結果に基づいて前記焦点調節手段を制御する第一の焦点調整手段と、被写体に光を照射しその反射光に基づいて被写体までの距離に応じた出力信号を生成する測距手段と、前記測距手手段の出力信号に基づいて前記焦点調節手段を制御する第二の焦点調整手段とを有し、
撮影に関する指示信号に応じて前記第一及び第二の焦点調整手段のうちの何れかを選択し、焦点調整を行うことを特徴とする自動焦点調整装置。Focus adjustment means for adjusting the focus of the subject image formed on the imaging means; focus position detection means for detecting the focus position from the image signal photoelectrically converted by the imaging means while driving the focus adjustment means; A first focus adjustment unit that controls the focus adjustment unit based on the detection result of the focus position detection unit, and irradiates the subject with light and outputs an output signal corresponding to a distance to the subject based on the reflected light. A distance measuring unit that generates, and a second focus adjusting unit that controls the focus adjusting unit based on an output signal of the distance measuring unit,
An automatic focus adjustment device, wherein one of the first and second focus adjustment means is selected in accordance with an instruction signal relating to photographing to perform focus adjustment.

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