JP2004279683A - 画像入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被写体の距離やその被写体の各部位までの距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行うことができる画像入力装置を提供すること。
【解決手段】デジタルカメラ１００は、投影された像を像信号に変換して出力するＣＣＤ２４と、ＣＣＤ２４に被写体の像を投影する撮影光学系２１と、撮影光学系２１及びＣＣＤ２４の一方を他方に対して移動させてＣＣＤ２４に投影される像の合焦状態を変化させるフォーカス駆動系２５と、フォーカス駆動系２５を制御して合焦状態を順次変化させつつ、各合焦状態ごとに得られた像信号を逐次評価し、この評価に基づいて所定の合焦状態を得るＣＣＤＡＦ部８２と、ＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御するＡＦ制御部８３と、被写体距離を測定する測距センサ３１とを備え、ＡＦ制御部８３は、合焦精度あるいは合焦速度のいずれかを優先するように、被写体距離に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御する。
【選択図】 図３
【解決手段】デジタルカメラ１００は、投影された像を像信号に変換して出力するＣＣＤ２４と、ＣＣＤ２４に被写体の像を投影する撮影光学系２１と、撮影光学系２１及びＣＣＤ２４の一方を他方に対して移動させてＣＣＤ２４に投影される像の合焦状態を変化させるフォーカス駆動系２５と、フォーカス駆動系２５を制御して合焦状態を順次変化させつつ、各合焦状態ごとに得られた像信号を逐次評価し、この評価に基づいて所定の合焦状態を得るＣＣＤＡＦ部８２と、ＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御するＡＦ制御部８３と、被写体距離を測定する測距センサ３１とを備え、ＡＦ制御部８３は、合焦精度あるいは合焦速度のいずれかを優先するように、被写体距離に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるコントラストＡＦ方式によるＡＦ装置を搭載したカメラ装置等の画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スチルカメラやビデオカメラ等の画像入力装置には、被写体像の合焦状態を自動で最適に調整するＡＦ（オートフォーカス）装置が搭載されている。
【０００３】
そして、被写体像を画像や映像としてフィルムやビデオテープ等の記録媒体に記録する伝統的な画像入力装置におけるオートフォーカス装置は、被写体までの距離を求める測距手段を備え、この測距手段によって求められた距離に対応するフォーカス位置までレンズを移動させるようにフォーカス駆動手段を制御するＡＦが採用されており、後述するコントラストＡＦに対して外光ＡＦと称されている。
【０００４】
外光ＡＦは、測距手段による測距方法の違いによって、パッシブＡＦとアクティブＡＦとに大別され、パッシブＡＦは、撮影光学系を通過する光路とは異なる光路を通過して測距手段に投影された複数の被写体像の位相差に基づいて測距し、アクティブＡＦは、例えば近赤外線や超音波等を被写体に照射し、被写体からの反射波が測距手段に戻るまでの時間や角度に基づいて測距するものである。
【０００５】
なお、アクティブＡＦでは、例えば窓ガラス越しの被写体を撮影する場合、被写体に照射した近赤外線等が窓ガラスで反射されてしまうため、被写体までの距離を精度良く検出することができない場合があるのに対して、このような構図であっても影響を受けにくいパッシブＡＦは、比較的精度が要求される画像入力装置に採用される傾向がある。
【０００６】
一方、被写体像を、撮影光学系を介してＣＣＤなどの撮像手段に投影し、この投影された像を電気信号として取り出すデジタルカメラ等の新規な画像入力装置では、被写体像の投影とほぼ同時に画像信号として取り出すことができるため、この画像信号を利用してＡＦ動作を行わせることができる。
【０００７】
すなわち、このＡＦは、撮影光学系のフォーカスレンズを移動させながら、その移動の都度、撮像手段に投影された像のコントラスト（画像の鮮鋭度等）を、画像信号に基づいてリアルタイムに評価し、この評価の値が極大となる位置で撮影光学系の移動を停止させるものであり、コントラストＡＦと称されている。なお、撮像手段としてＣＣＤを用いたものでは、ＣＣＤＡＦともいう。
【０００８】
このコントラストＡＦは、被写体までの距離を求めるのではなく、撮像手段に実際に投影された像を評価して行うＡＦであるため、合焦精度が非常に高いという特長を有している。
【０００９】
そして、コントラストＡＦは、フォーカスレンズを移動しつつ各移動位置ごとの評価値を比較しながら行うため、像の蓄積、転送、評価値の算出、比較という一連の動作の繰返し回数を高めるほど合焦精度を向上させることができる。
【００１０】
一方、繰返し回数を高くすると、合焦位置の決定（ＡＦ動作の完了）までに要する時間が長く掛かるという問題があり、ＡＦ動作の開始から完了までに要する時間すなわちタイムラグが、合焦動作に重大な影響を及ぼす状況、例えば高速度で移動している被写体を撮影する場合等においては、所望とするタイミングで撮影することができない場合がある。
【００１１】
また、コントラストＡＦは、全体のコントラストが低下している暗い状況下では、評価値に有意な差が現れず、適切な合焦動作を行うことができない場合もある。
【００１２】
これに対して外光ＡＦは、合焦精度の点ではコントラストＡＦに劣るものの、ＡＦ動作に要するタイムラグが少ないため、動的な被写体に対しても良好に追従することができ、撮影タイミングの逸失を防止することができる。
【００１３】
また、外光ＡＦは、一般的には被写体のコントラストによる影響を受けにくいという特長も有している。
【００１４】
そこで、これら外光ＡＦ動作を行うＡＦ手段とコントラストＡＦ動作を行うＡＦ手段とを備え、撮影状況等に応じて両ＡＦ動作を択一的に切り換え可能としたハイブリッドＡＦ（ＨＢＡＦ）が提案されている（特許文献１）。
【００１５】
また、本出願人においても、通常の撮影操作の範囲で、外光ＡＦを基調としつつ所定の条件下でコントラストＡＦに切り換え可能としたＨＢＡＦを提案している（特許文献２，３（未公開））。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−２５５４５６号公報
【特許文献２】
特願２００２−１７５２９７号
【特許文献３】
特願２００２−２３１０６５号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像入力装置では、一定の解像度が得られる範囲を合焦の許容範囲と判断するようになっており、この一定の解像度が得られる範囲はＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅によって決定される。すなわち、画像入力装置はこの解像度を得るようにＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅を制御する。実際には、画像入力装置はフォーカスレンズを移動させることによってＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅を調整するようになっている。
【００１８】
図６及び図７はこの画像入力装置におけるＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の制御を説明するための模式図であり、図６は被写体が画像入力装置から遠距離にある場合を示し、図７は被写体が近距離にある場合を示す。ここで像面深度（ＣＣＤ面と実結像面とのずれの許容範囲）は遠距離の場合であっても近距離の場合であっても同じであり、また、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の調整に対応するフォーカスレンズの移動幅もほぼ同じであるから、遠距離の場合のフォーカスレンズの移動幅Ｘ１と近距離の場合のフォーカスレンズの移動幅Ｘ２との間にはＸ１≒Ｘ２の関係が成立する。
【００１９】
したがって、理論的には必要とされる合焦精度は遠距離の場合であっても近距離の場合であっても変わらないということがいえる。
【００２０】
しかしながら、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅が同じであるときの被写体の位置からピントの合う位置までの距離は遠距離の場合と近距離の場合とで大きく異なる。すなわち、遠距離の場合においては、図６の中央図に示すように、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅をδ１としたとき、被写体の位置からピントの合う位置までの距離はΔ１であるのに対して、近距離の場合においては、図７の中央図に示すように、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅をδ２（＝δ１）としたとき、被写体の位置からピントの合う位置までの距離はΔ２であり、Δ１＞＞＞Δ２の関係が成り立つ。すなわち、ある像面深度に対する被写界深度は、近距離の場合に比べて遠距離の場合の方がより深いということがいえる。
【００２１】
具体例で示すと、望遠系のレンズで撮影する場合、ある像面深度に対応する被写界深度は、遠距離の場合では例えば１６ｍ〜３０ｍと１４ｍの幅があるのに対し、近距離の場合では例えば０．６ｍ〜０．６１３ｍとたったの０．０１３ｍの幅しかない。これは、例えば、３０ｍ先の建物を被写体としたときにかなり手前にある樹木にピントが合ってしまう状況と、０．６１３ｍ先の人物を被写体としたときにその人物の目ではなく前髪にピントが合ってしまう状況とが同じＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅によって発生するということである。
【００２２】
このような状況はＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅が同じである以上、フォーカスレンズの移動幅もほぼ同じといえ、画像入力装置においては同じ合焦精度と認識される。
【００２３】
しかしながら、実際に撮影された写真を見るユーザの感覚からすると、これらの状況が同じ合焦精度とは認識され難い。すなわち、同じ合焦精度のもとでは、感覚的には後者は少しピントが甘い程度に認識されるに過ぎないのに対して、前者は明らかにピンぼけの状態として認識されるという問題がある。
【００２４】
また、遠近混在する被写体の場合は、どこにピントを合わせるのが最適かを一義的に判断するのは難しいためピントが多少甘くなることも避け難いという意味において、一定距離（単一距離）の被写体に比べて、感覚的にピントが合っていると認識される幅は広いといえる。
【００２５】
以上のように、被写体が近距離にある場合と遠距離にある場合、さらには被写体が一定の距離にある場合と遠近混在する場合とでは、合焦精度が同じであっても実際にユーザの受ける感覚は異なってくる。
【００２６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、被写体の距離やその被写体の各部位までの距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行うことができる画像入力装置を提供することを課題としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、投影された像を像信号に変換して出力する撮像手段と、前記撮像手段に被写体の像を投影する撮影光学系と、前記撮影光学系の一部もしくは全部及び前記撮像手段のうち少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させて前記撮像手段に投影される像の合焦状態を変化させるフォーカス駆動手段と、前記フォーカス駆動手段を制御して前記合焦状態を順次変化させつつ、各合焦状態ごとに得られた前記像信号を逐次評価し、この評価に基づいて所定の合焦状態を得る第１オートフォーカス手段と、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御する制御手段とを備えた画像入力装置において、前記被写体までの距離である被写体距離を測定する測距手段をさらに備え、前記制御手段は、合焦精度あるいは合焦速度のいずれかを優先するように、前記測距手段によって得られた被写体距離に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御することを特徴とする。
【００２８】
ここで、画像入力装置には、電子スチルカメラやこれと同様のビデオカメラ、その他シャッタを操作して被写体の像を撮像する種々の撮影装置を含む。
【００２９】
また、撮像手段とは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子やその他の光電変換素子等が配列されたイメージセンサを意味し、投影された像をほぼリアルタイムに電気信号等の像信号として取り出すことができるものをいう。
【００３０】
撮影光学系とは、撮像手段に被写体の像を投影し、結像させるフォーカスレンズ群等の光学系を意味するものであり、ズームレンズ群等の光学系を付加的に備えるものも含む。
【００３１】
測距手段は、アクティブＡＦに用いられるモジュールであってもよいし、パッシブＡＦに用いられるモジュールであってもよい。
【００３２】
また、撮影光学系の一部もしくは全部及び撮像手段のうち少なくとも一方とは、
（ｉ）撮影光学系の一部のみ、
（ｉｉ）撮影光学系の全部のみ、
（ｉｉｉ）撮像手段のみ、
（ｉｖ）撮影光学系の一部及び撮像手段、
（ｖ）撮影光学系の全部及び撮像手段、
という５つの態様のうちいずれかの態様を意味し、撮影光学系と撮像手段の構成に応じて適宜選択できるものである。
【００３３】
また、像信号を逐次評価するとは、各合焦状態ごとに得られた各像信号について、例えば被写体像のコントラストや鮮鋭度等、被写体像の合焦状態に対応する値（画像信号の微分値等）を求め、得られた各値間での最大値あるいは極大値を求めること等をいう。
【００３４】
すなわち、例えば、被写体像の鮮鋭度は、輪郭部等についての画像信号の微分値で表すことができ、この微分値が極大となるとき、被写体像が撮像手段上で適切に結像している状態すなわちピントが合っている状態ということができる。
【００３５】
したがって、第１オートフォーカス手段は、いわゆるコントラストＡＦ（ＣＣＤＡＦ）動作によってフォーカス駆動手段を制御するものである。
【００３６】
第１オートフォーカス手段の作動を制御するとは、第１オートフォーカス手段の作動内容自体を制御するものであってもよいし、オートフォーカス動作の種類が第１オートフォーカス手段のものとは異なる他のオートフォーカス手段を備えるものにあっては、この第１オートフォーカス手段の作動と当該他のオートフォーカス手段の作動とを切り換える切り換えを制御するものであってもよい。
【００３７】
この発明によれば、測距手段によって得られた被写体距離に応じて、制御手段が第１オートフォーカス手段の作動を制御することにより、画像入力装置から被写体までの距離に応じて、第１オートフォーカス手段の作動が制御され、第１オートフォーカス手段によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【００３８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で前記評価を行うように、前記第１オートフォーカス手段を制御するとともに、前記被写体距離に応じて、前記周辺合焦範囲の広狭を設定することを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、第１オートフォーカス手段が、測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、第１オートフォーカス手段が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【００４０】
また、被写体距離に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体が画像入力装置から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体が画像入力装置から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【００４１】
なお、制御手段は、第１オートフォーカス手段が評価する際の対象である合焦範囲の広狭を制御するだけでなく、フォーカス駆動手段による撮影光学系等の移動範囲の広狭も併せて制御してもよい。
【００４２】
このように撮影光学系等の移動範囲の広狭をも同時に制御することにより、撮影光学系等の移動範囲を狭く設定した場合においては、この撮影光学系等の移動に要する時間を短縮することができ、ＡＦ動作完了までのタイムラグを低減することができる。
【００４３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、前記所定の距離未満であるときに比べて、前記周辺合焦範囲を広く設定することを特徴とする。
【００４４】
ここで、予め設定された所定の距離とは、被写体距離との関係で、高い合焦精度が要求される範囲、すなわち遠距離範囲と、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲、すなわち近距離範囲とを、画する距離の値をいう。
【００４５】
具体的には、予め設定された所定の距離をＬ１とすると、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲は、画像入力装置の位置（Ｌ＝０）から近距離離れた位置（Ｌ＜Ｌ１）までの近距離範囲（０≦Ｌ＜Ｌ１）であり、高い合焦精度が要求される範囲は、近距離範囲を越えて遠距離離れた位置となる遠距離範囲（Ｌ１≦Ｌ）である。
【００４６】
この発明によれば、被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、所定の距離未満であるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【００４７】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記測距手段によって得られた被写体距離に基づいて前記フォーカス駆動手段を制御し、所定の合焦状態を得る第２オートフォーカス手段をさらに備え、前記制御手段は、前記被写体距離に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００４８】
ここで、第２オートフォーカスとは、測距手段によって得られた距離に基づいて、所定の合焦状態を直接得るように、フォーカス駆動手段を制御するものであればよく、例えば、いわゆる外光ＡＦ動作を行うオートフォーカス手段である。
【００４９】
すなわち、この第２オートフォーカス手段は、測距手段によって得られた被写体までの距離に基づいて、この距離に対応した被写体の像が撮像手段上で所定の合焦状態で結像するのに必要な撮影光学系と撮像手段との間の距離を直接算出し、撮影光学系と撮像手段との間の距離が、この算出された距離になるように、フォーカス駆動手段を制御する。
【００５０】
この発明によれば、制御手段が、測距手段によって得られた被写体距離に応じて、第１オートフォーカス手段の作動と第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えるため、例えば、被写体が画像入力装置から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体が画像入力装置から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、第２オートフォーカス手段の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【００５１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、前記第１オートフォーカス手段を作動させ、前記所定の距離未満であるときは、前記第２オートフォーカス手段を作動させるように、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００５２】
ここで、予め設定された所定の距離とは、被写体距離との関係で、高い合焦精度が要求される範囲、すなわち遠距離範囲と、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲、すなわち近距離範囲とを、画する距離の値をいう。
【００５３】
具体的には、予め設定された所定の距離をＬ１とすると、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲は、画像入力装置の位置（Ｌ＝０）から近距離離れた位置（Ｌ＜Ｌ１）までの近距離範囲（０≦Ｌ＜Ｌ１）であり、高い合焦精度が要求される範囲は、近距離範囲を越えて遠距離離れた位置となる遠距離範囲（Ｌ１≦Ｌ）である。
【００５４】
この発明によれば、被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段を作動させ、所定の距離未満であるときは、合焦速度が速い第２オートフォーカス手段を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【００５５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記測距手段は、前記被写体の異なる複数の部位について、各部位までの距離をそれぞれ測定し、前記制御手段は、前記測距手段によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御することを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、測距手段によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、制御手段が第１オートフォーカス手段の作動を制御することにより、被写体の遠近混在の有無に応じて、第１オートフォーカス手段の作動が制御され、第１オートフォーカス手段によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【００５７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、前記制御手段は、前記測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で前記評価を行うように、前記第１オートフォーカス手段を制御するとともに、前記各部位までの距離に基づく前記被写体の遠近混在の有無に応じて、前記周辺合焦範囲の広狭を設定することを特徴とする。
【００５８】
ここで、被写体が遠近混在状態にあるか否かは、測距手段によって得られた被写体の各部位までの距離に基づいて求められる。例えば、測距手段によって得られた複数の各部位までの距離のうち、最大値と最小値との差の値が予め設定された所定値Ｄ１以上のときは遠近混在状態にあるとし、その差の値が所定値Ｄ１未満のときは遠近混在状態にないとする。ここで、予め設定された所定値Ｄ１とは、被写体が遠近混在状態にある範囲と、被写体が一定の距離にある範囲（遠近混在状態にない範囲）とを、画する、被写体の各部位までの距離の最大値とその最小値との差の値をいう。あるいは、各部位までの距離の分布度合い（例えば、被写体距離の分散に相当する値等）を用いて被写体の遠近混在の有無を判断するようにしてもよい。これらの場合は、測距手段で得られた各部位までの距離すべてを用いる必要はなく、被写体の中央付近にある各部位までの距離のみを用いるのが望ましい。
【００５９】
この発明によれば、第１オートフォーカス手段が、測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、第１オートフォーカス手段が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【００６０】
また、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【００６１】
なお、制御手段は、第１オートフォーカス手段が評価する際の対象である合焦範囲の広狭を制御するだけでなく、フォーカス駆動手段による撮影光学系等の移動範囲の広狭も併せて制御してもよい。
【００６２】
このように撮影光学系等の移動範囲の広狭をも同時に制御することにより、撮影光学系等の移動範囲を狭く設定した場合においては、この撮影光学系等の移動に要する時間を短縮することができ、ＡＦ動作完了までのタイムラグを低減することができる。
【００６３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、前記周辺合焦範囲を広く設定することを特徴とする。
【００６４】
この発明によれば、被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【００６５】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、前記測距手段によって得られた被写体距離に基づいて前記フォーカス駆動手段を制御し、所定の合焦状態を得る第２オートフォーカス手段をさらに備え、前記制御手段は、前記各部位までの距離に基づく前記被写体の遠近混在の有無に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００６６】
ここで、第２オートフォーカスとは、測距手段によって得られた距離に基づいて、所定の合焦状態を直接得るように、フォーカス駆動手段を制御するものであればよく、例えば、いわゆる外光ＡＦ動作を行うオートフォーカス手段である。
【００６７】
すなわち、この第２オートフォーカス手段は、測距手段によって得られた被写体までの距離に基づいて、この距離に対応した被写体の像が撮像手段上で所定の合焦状態で結像するのに必要な撮影光学系と撮像手段との間の距離を直接算出し、撮影光学系と撮像手段との間の距離が、この算出された距離になるように、フォーカス駆動手段を制御する。
【００６８】
この発明によれば、制御手段が、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じて、第１オートフォーカス手段の作動と第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えるため、例えば、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、第２オートフォーカス手段の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【００６９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体が遠近混在状態にないときは、前記第１オートフォーカス手段を作動させ、遠近混在状態にあるときは、前記第２オートフォーカス手段を作動させるように、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００７０】
この発明によれば、被写体が遠近混在状態にないときは、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段を作動させ、遠近混在状態にあるときは、合焦速度が速い第２オートフォーカス手段を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００７２】
図１は本発明の実施の形態に係る画像入力装置としてのデジタルカメラを示すブロック図である。
【００７３】
図１に示したデジタルカメラ１００の筐体１０内部には、カメラ操作部９１、表示部９２、ストロボ発光部４１、鏡胴ユニット２０、システムコントローラ８０、レリーズ押圧部（シャッタレリーズボタン）６１、測距センサ３１（測距手段）等が収容されている。
【００７４】
ここで、鏡胴ユニット２０は、撮影光学系２１と、この撮影光学系２１を介して入射した被写体の像が投影される撮像素子であるＣＣＤ（撮像手段）２４と、撮影光学系２１とＣＣＤ２４との間に配されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３と、撮影光学系２１のうちフォーカスレンズ群２２を光軸方向に移動させるフォーカス駆動系（フォーカス駆動手段）２５と、撮影光学系２１のうちズームレンズ群２８を光軸方向に移動させるズーム駆動系２６と、ズームレンズ群２８とフォーカスレンズ２２との間に配された絞り２９と、この絞り２９の開放度（絞り値、例えば開放、小絞り等）を調整するシャッタ・絞り駆動系２７とが備えられている。
【００７５】
ここで、フォーカスレンズ群２２の移動距離ΔＸは、所定の周波数で発振するパルスの数Ｍに対応して設定されており、パルス数Ｍが大きくなるにしたがって移動距離ΔＸは大きくなる。
【００７６】
ＣＣＤ２４には、ＣＣＤ２４から出力された電気信号をデジタル化するＡ／Ｄコンバータ５１が接続され、Ａ／Ｄコンバータ５１には、デジタル化された画像信号を信号処理する画像処理部５２が接続され、画像処理部５２において信号処理されたデジタル信号がシステムコントローラ８０に入力されるように構成されている。
【００７７】
ストロボ発光部４１は、ストロボ制御部４２を介してシステムコントローラ８０に接続されている。
【００７８】
レリーズ押圧部６１には、このレリーズ押圧部６１の半押し位置及び全押し位置にて、半押し状態を検出する半押し検出部６２と、このボタン６１の全押し位置にて、この全押し状態を検出する全押し検出部６３とが設けられている。
【００７９】
そして、これら半押し検出部６２及び全押し検出部６３はそれぞれ、システムコントローラ８０に接続されており、半押し状態の検出信号（ＡＦ動作開始指示）及び全押し状態の検出信号（撮影実行指示）が、システムコントローラ８０に入力されるように構成されている。
【００８０】
カメラ操作部９１は、機能選択等の各種設定等をユーザが行うためのものであり、ボタン等により構成されている。具体的には、カメラ操作部９１はズームレンズ群２８のズーム位置（画角）（例えば、Ｔｅｌｅ〜ＭＴ〜Ｍｅａｎ〜ＷＭ〜Ｗｉｄｅ等）を設定するためのズームボタン、撮像画素数や画像圧縮率等によって画質を変化させる画質モード（例えば、低画質、高画質等）を設定するための画質モードボタン等を備えている。
【００８１】
表示部９２には、画像処理部５２において信号処理され、システムコントローラ８０に入力されたデジタル信号が表す可視像や、カメラ操作部９１で設定された各種の情報等が表示される。
【００８２】
測距センサ３１は、後述する外光ＡＦ動作のために、被写体までの距離を求めるセンサであり、測距センサ制御部３２を介して、システムコントローラ８０に接続されている。
【００８３】
システムコントローラ８０には、メモリ群８５が接続されており、このメモリ群８５には、撮影された像を表すデジタル信号を記憶した状態で筐体１０から着脱可能とされたスマートメディアやコンパクトフラッシュ（登録商標）等のメモリも含まれる。
【００８４】
また、メモリ群８５には、カメラ操作部９１で設定された設定情報や、システムコントローラ８０から送出された情報を書換え可能に一時的に記憶するフラッシュメモリや、書換え不可能に情報が書き込まれたＲＯＭも含まれる。
【００８５】
なお、フラッシュメモリには、被写体が遠近混在状態にある範囲と被写体が一定の距離にある範囲（遠近混在状態にない範囲）とを画する被写体の各部位までの距離の最大値とその最小値との差の値である所定値Ｄ１、被写体距離との関係で、被写体の遠距離範囲と近距離範囲とを画する所定の距離Ｌ１等がシステムコントローラ８０によって後述のステップ４（＃４）において設定された後格納されるようになっている。
【００８６】
さらに、システムコントローラ８０には、外光ＡＦ部（第２オートフォーカス手段）８１と、ＣＣＤＡＦ部（第１オートフォーカス手段）８２と、ＡＦ制御部（制御手段）８３とが含まれている。
【００８７】
ＡＦ制御部８３は、レリーズ押圧部６１の半押し検出部６２による半押し状態の検出、全押し検出部６３による全押し状態の検出、並びに半押し状態の検出以後のこれら半押し状態の検出及び全押し状態の検出に応じて、外光ＡＦ部８１による外光ＡＦ動作及びＣＣＤＡＦ部８２によるＣＣＤＡＦ動作を切り換える制御を行うものである。
【００８８】
外光ＡＦ部８１は、測距センサ制御部３２を介して測距センサ３１から入力された被写体までの距離（被写体距離）に応じた位置に、フォーカスレンズ群２２を移動させるように、フォーカス駆動手段２５を制御するＡＦ部である。
【００８９】
また、この外光ＡＦ部８１は、測距センサ３１による被写体距離を適切に測距できなかったときは、フォーカスレンズ群２２を常焦点位置に移動させるように、フォーカス駆動手段２５を制御する。
【００９０】
一方、ＣＣＤＡＦ部８２は、フォーカスレンズ群２２を移動させつつ、このフォーカスレンズ群２２及びＬＰＦ２３を介してＣＣＤ２４上に投影され、システムコントローラ８０に入力されたデジタル信号を逐次評価し、この評価に基づいて、フォーカスレンズ群２２を合焦位置で停止させるように、フォーカス駆動系２５を制御するＡＦ部である。
【００９１】
すなわち、図２（ａ）に示すように、フォーカスレンズ群２２の可動範囲の全域（ＸＳ〜ＸＥ）を走査範囲として移動させつつ、フォーカスレンズ群２２の各位置における被写体像のコントラストＣを算出し、全域走査後に最大のコントラストＣｍａｘが得られる位置ＸＢを最適な合焦状態の位置、すなわち合焦位置として決定し、改めてこの位置ＸＢにフォーカスレンズ群２２を移動させるように、フォーカス駆動系２５を制御するＣＣＤＡＦを行うが、同じくシステムコントローラ８０のＡＦ制御部８３によって、その走査範囲は、フォーカスレンズ群２２の可動範囲の全域よりも限定される。
【００９２】
すなわち、ＡＦ制御部８３は、図２（ｂ）に示すように、測距センサ３１によって得られた被写体までの距離（被写体距離）に対応するフォーカスレンズ群２２の位置ＸＡ（被写体距離に応じた位置）を算出し、上述したＣＣＤＡＦを行う際は、この被写体距離に応じた位置ＸＡを中心として±ΔＸの走査範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）を周辺合焦範囲と設定し、この周辺合焦範囲を走査範囲とするように、ＣＣＤＡＦ部８２を制御する。
【００９３】
このＡＦ制御部８３が設定する上記走査範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）は、後述するステップ５（＃５）における測距が適切に行われたか否かの判定結果に応じて変化する。
【００９４】
つぎに、本実施形態に係るデジタルカメラ１００の作用について、図３に示したフローチャートを参照して説明する。
【００９５】
まず、このデジタルカメラ１００のユーザは、このデジタルカメラ１００の図示しない電源をＯＮに切り換え、撮影準備を整える（＃１）。
【００９６】
ついで、撮影光学系２１が図示しない被写体に向けられ、レリーズ押圧部６１が押され、撮影が行われる。なお、必要に応じて被写体にズームアップする場合は、カメラ操作部９１を操作して、システムコントローラ８０によりズーム駆動系２６を制御し、このズーム駆動系２６によってズームレンズ群２８を駆動させればよい。
【００９７】
ここで、レリーズ押圧部６１が半押し位置まで押された（＃２）時点で、レリーズ押圧部６１がこの半押し位置まで押されたことを半押し検出部６２が検出し、ＡＦ動作の開始指示を表す開始信号をシステムコントローラ８０に出力する。
【００９８】
システムコントローラ８０のＡＦ制御部８３は、ズームレンズ群２８のズーム位置、絞り２９の開放度（絞り値）及びカメラ操作部９１によって設定される画質モードを読み込む（＃３）。
【００９９】
つぎに、ＡＦ制御部８３は、読み込んだズーム位置、絞り値及び画質モードに基づいて所定値Ｄ１及び所定の距離Ｌ１を設定して、フラッシュメモリに格納する（＃４）。なお、ＡＦ制御部８３は、ズーム位置と絞り値と画質モードとが予め対応付けられてＲＯＭに記憶されている、例えば図４に示すような参照テーブルを参照して、所定値Ｄ１及び所定距離Ｌ１を求める。
【０１００】
なお、この読み込んだズーム位置、絞り値及び画質モードから求められる所定値Ｄ１及び所定距離Ｌ１は、図４に示す数値に限定されるものではない。
【０１０１】
さらに、開始信号が入力されたＡＦ制御部８３は、測距動作を行わせるように、外光ＡＦ部８１を制御する。
【０１０２】
そして、この制御により、外光ＡＦ部８１は、測距センサ制御部３２を制御し、測距センサ３１を作動させる。
【０１０３】
さらに、測距センサ制御部３２への制御と同時に、ストロボ制御部４２を制御し、ストロボ発光部４１から、測距用の外光としてストロボ光を発光させる。
【０１０４】
ストロボ光を受けた被写体は、その反射光が出射し、反射光は測距センサ３１に入力され、測距センサ制御部３２が三角測量の原理により、被写体距離と、被写体の異なる複数の部位について、各部位までの距離とを算出する。
【０１０５】
そして、これらの被写体距離及び各部位までの距離は、外光ＡＦ部８１を介してＡＦ制御部８３に入力される。
【０１０６】
一方、被写体が、三角測量の原理では適切に距離を算出できないような繰返し模様を有するもの等であるときは、測距が適切に行われない場合もあり、この場合は、測距センサ制御部３２から測距ＮＧの信号が外光ＡＦ部８１を介してＡＦ制御部８３に入力される。
【０１０７】
ここで、ＡＦ制御部８３は、測距が適切に行われたか否かを判定する（＃５）。
【０１０８】
測距が適切に行われたときは、被写体距離とフォーカスレンズ群２２の位置とが予め対応付けられてＲＯＭに記憶されている参照テーブルを参照して、入力された被写体距離に対応するフォーカスレンズ群２２の被写体距離に応じた位置ＸＡを求めて、フラッシュメモリに格納する。
【０１０９】
ＡＦ制御部８３は、複数の各部位までの距離のうち、最大値（最遠被写体距離）と最小値（最近被写体距離）との差の値が所定値Ｄ１以上であるか否かを判定する（＃６）。
【０１１０】
所定値Ｄ１以上でない場合は被写体が遠近混在状態にないとして、ＡＦ制御部８３は、被写体距離が所定の距離Ｌ１以上であるか否かを判定する（＃７）。
【０１１１】
被写体距離が所定の距離Ｌ１以上の場合は被写体が遠距離であるとして、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。ＣＣＤＡＦ部８２は、フラッシュメモリに格納された被写体距離に応じた位置ＸＡ（測距動作によって求められたフォーカスレンズ群２２の位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された被写体距離に応じた位置ＸＡ（測距距離相当位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う。
【０１１２】
ＣＣＤＡＦ部８２は、この被写体距離に応じた位置ＸＡをフォーカスレンズ群２２の動作開始位置としてその周辺でフォーカスレンズ群２２を移動させながら、ＣＣＤ２４に投影された像のコントラストＣを画像信号に基づいて評価する（＃８）。
【０１１３】
コントラストＣの最大値（ピーク）Ｃｍａｘが得られたときは（＃９）、ＣＣＤＡＦ部８２はそのコントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られた位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う（＃１０）。
【０１１４】
一方、ステップ６（＃６）において複数の各部位までの距離のうち、最大値と最小値との差の値が所定値Ｄ１以上である場合（被写体が遠近混在状態にある場合）、ステップ７（＃７）において被写体距離が所定の距離Ｌ１以上でない場合（被写体が近距離である場合）、又はステップ９（＃９）においてコントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られない場合のいずれかの場合は、合焦速度を優先するため、あるいはＣＣＤＡＦ動作では最適な合焦状態を得ることができないため、ＡＦ制御部８３は、外光ＡＦ動作を行わせるように外光ＡＦ部８１を制御する。外光ＡＦ部８１は、フラッシュメモリに格納された被写体距離に応じた位置ＸＡ（測距動作によって求められたフォーカスレンズ群２２の位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された被写体距離に応じた位置ＸＡまでフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う。
【０１１５】
また、ステップ５（＃５）において測距が適切に行われなかった場合は、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。ＣＣＤＡＦ部８２は、フォーカスレンズ群２２の可動範囲の全域（ＸＳ〜ＸＥ）にわたってフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された可動範囲全域でフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う。
【０１１６】
ＣＣＤＡＦ部８２は、フォーカスレンズ群２２を移動させながら、ＣＣＤ２４に投影された像のコントラストＣを画像信号に基づいて評価する（＃１２）。
【０１１７】
コントラストＣの最大値（ピーク）Ｃｍａｘが得られたときは（＃１３）、ＣＣＤＡＦ部８２はそのコントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られた位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う（＃１４）。
【０１１８】
一方、コントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られなかったときは、ＣＣＤＡＦ動作では最適な合焦状態を得ることができないため、ＡＦ制御部８３は、外光ＡＦ動作を行わせるように外光ＡＦ部８１を制御する。外光ＡＦ部８１は、予めＲＯＭに記憶されている常焦点位置（被写界深度が深くなる位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された常焦点位置までフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う（＃１５）。
【０１１９】
以上のように、ステップ１０（＃１０）、ステップ１１（＃１１）、ステップ１４（＃１４）又はステップ１５（＃１５）でフォーカスレンズ群２２の移動が完了した後その位置（位置ＸＡ、位置ＸＢ又は常焦点位置）を合焦位置として、全押し検出部６３からのレリーズ押圧部６１の全押しが検出されない場合は（＃１６）、システムコントローラ８０は、レリーズ押圧部６１の半押し状態が維持されているか否かを半押し検出部６２に対して確認する（＃１８）。
【０１２０】
半押し状態が維持されていない場合は、レリーズ押圧部６１が全く押されていない状態であるため、撮影準備動作自体を中止したこととなり、ステップ２（＃２）に戻る。
【０１２１】
一方、半押し状態が維持されている場合は、ステップ１６（＃１６）に戻る。
【０１２２】
そして、レリーズ押圧部６１の全押しが検出された場合は（＃１６）、撮影動作が実行されたこととなり、システムコントローラ８０はフォーカスレンズ群２２のある位置で撮影動作を実行するように制御し（＃１７）、ＣＣＤ２４に投影されている被写体像が光電変換されて、Ａ／Ｄコンバータ５１でデジタル信号化され、画像処理部５２で所定の信号処理が施され、システムコントローラ８０に入力され、着脱可能のメモリにデジタル画像信号として記憶され、ステップ２（＃２）に戻る。
【０１２３】
この実施の形態に係るデジタルカメラ１００では、測距センサ３１によって得られた被写体距離に応じて、ＡＦ制御部８３がＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御することにより、デジタルカメラ１００から被写体までの距離に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動が制御され、ＣＣＤＡＦ部８２によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【０１２４】
例えば、ＡＦ制御部８３が、測距センサ３１によって得られた被写体距離に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動と外光ＡＦ部８１の作動とを切り換えるため、被写体がデジタルカメラ１００から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体がデジタルカメラ１００から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、外光ＡＦ部８１の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【０１２５】
特に、被写体距離が、予め設定された所定の距離Ｌ１以上であるときは、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２を作動させ、所定の距離Ｌ１未満であるときは、合焦速度が速い外光ＡＦ部８１を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【０１２６】
さらに、測距センサ３１によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、ＡＦ制御部８３がＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御することにより、被写体の遠近混在の有無に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動が制御され、ＣＣＤＡＦ部８２によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【０１２７】
例えば、ＡＦ制御部８３が、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動と外光ＡＦ部８１の作動とを切り換えるため、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、外光ＡＦ部８１の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【０１２８】
特に、被写体が遠近混在状態にないときは、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２を作動させ、遠近混在状態にあるときは、合焦速度が速い外光ＡＦ部８１を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【０１２９】
さらに、ズーム位置（画角）、絞り値、及び撮像画質（画質モード）を可変とし、所定距離Ｌ１及び所定値Ｄ１をそれぞれズーム位置、絞り値、又は撮像画質に応じて求められることとしたため、ズーム位置、絞り値、撮像画質のそれぞれの設定状態に応じてＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。ズーム位置については、例えば、ピントずれが目立ちやすいＷｉｄｅ付近が設定されている場合には、Ｔｅｌｅ付近の場合に比べて、より合焦精度を重視したＡＦ動作を行わせることにより、合焦速度よりもより合焦精度重視に偏らせることが可能である。絞り値については、例えば、ピントずれが目立ちやすい開放状態の場合には、小絞り状態の場合に比べて、より合焦精度を重視したＡＦ動作を行わせることにより、合焦速度よりもより合焦精度重視に偏らせることが可能である。撮像画質については、例えば、ピントずれが目立ちやすい高画質モードが設定されている場合には、低画質モードの場合に比べて、より合焦精度を重視したＡＦ動作を行わせることにより、合焦速度よりもより合焦精度重視に偏らせることが可能である。
【０１３０】
つぎに、デジタルカメラ１００の変形例としてのデジタルカメラ１００’について説明する。
【０１３１】
デジタルカメラ１００’は、ステップ８（＃８）におけるＣＣＤＡＦ動作において、被写体距離等の条件に応じてフォーカスレンズ群２２の移動させる範囲である走査範囲（周辺合焦範囲）を可変とするものである。すなわち、デジタルカメラ１００では、ＡＦ制御部８３が設定する上記走査範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）は、ステップ５（＃５）における測距が適切に行われたか否かの判定結果に応じて変化するのみとしたが、デジタルカメラ１００’では、これに加えて、ステップ８（＃８）におけるＣＣＤＡＦ動作においても、ステップ６（＃６）における被写体が遠近混在状態にあるか否かの判定結果及びステップ７（＃７）における被写体が遠距離か否かの判定結果に応じて変化する。
【０１３２】
これを図５のフローチャートで説明すると、ステップ６（＃６）において複数の各部位までの距離のうち、最大値と最小値との差の値が所定値Ｄ１以上でない場合は被写体が遠近混在状態にないとして、ＡＦ制御部８３は、被写体距離が所定の距離Ｌ１以上であるか否かを判定する（＃７）。
【０１３３】
被写体距離が所定の距離Ｌ１以上の場合は被写体は遠距離であるとして、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。
【０１３４】
一方、ステップ６（＃６）において最大値と最小値との差の値が所定値Ｄ１以上である場合は被写体が遠近混在状態であるとして、またステップ７（＃７）において被写体距離が所定の距離Ｌ１以上でない場合は被写体が近距離であるとして、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。
【０１３５】
このとき、被写体が遠近混在状態になく、かつ遠距離にある場合の走査範囲（周辺合焦範囲）は、被写体が遠近混在状態にある場合、又は被写体が近距離の場合に比べて、広くなるように設定される（＃８’，＃８’’）。具体的な設定は、フォーカスレンズ群２２の移動距離ΔＸが依存するパルス数Ｍによって行われ、被写体が遠近混在状態になく、かつ遠距離にあるときのパルス数Ｍは±１０パルス（＃８’）、被写体が遠近混在状態にある、又は近距離にあるときのパルス数Ｍは±６パルス（＃８’’）に設定されている。
【０１３６】
なお、この走査範囲の広狭を規定する具体的な値は、このパルス数に限定されるものではない。
【０１３７】
したがって、ステップ８（＃８）においては、ＣＣＤＡＦ部８２は、ステップ８’（＃８’）又はステップ８’’（＃８’’）において設定された走査範囲でフォーカスレンズ群２２を移動させながら、ＣＣＤ２４に投影された像のコントラストＣを画像信号に基づいて評価する。
【０１３８】
なお、その他の各ステップについては、デジタルカメラ１００の場合と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【０１３９】
この変形例のデジタルカメラ１００’では、ＣＣＤＡＦ部８２が、測距センサ３１によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、ＣＣＤＡＦ部８２が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【０１４０】
また、被写体距離に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体がデジタルカメラ１００’から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体がデジタルカメラ１００’から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【０１４１】
特に、被写体距離が、予め設定された所定の距離Ｌ１以上であるときは、所定の距離Ｌ１未満であるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【０１４２】
さらに、ＣＣＤＡＦ部８２が、測距センサ３１によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、ＣＣＤＡＦ部８２が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【０１４３】
また、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【０１４４】
特に、被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【０１４５】
なお、本発明の撮像装置は、上述した実施の形態に限るものではなく、請求項に記載の範囲で、種々の形態を採用することができることはいうまでもない。
【０１４６】
例えば、本実施の形態では外光ＡＦとして具体的にはアクティブＡＦ動作を行うものとして説明したが、パッシブＡＦ動作を行うものであってもよい。
【０１４７】
また、例えば、フォーカスレンズ群２２を固定的に配し、ＣＣＤ２４を撮影光学系２１の光軸方向に移動可能とし、フォーカス駆動系２５がフォーカスレンズ群２２を駆動するのに代えて、ＣＣＤ２４を駆動するものとしてもよい。
【０１４８】
さらに、測距動作のタイミングとしては、例えば、デジタルカメラ１００，１００’の電源がオンの状態のときは、常に一定の時間間隔で測距動作を行う、いわゆるコンティニュアスＡＦであってもよい。
【０１４９】
また、フォーカス駆動系２５は、フォーカスレンズ群２２のみを駆動するだけでなく、撮影光学系２１の全体を駆動するものとしてもよい。
【０１５０】
【発明の効果】
本発明に係る画像入力装置は、以上説明したように構成したので、被写体の距離やその被写体の各部位までの距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラを示すブロック図である。
【図２】ＣＣＤＡＦ動作におけるフォーカスレンズの走査範囲とコントラストＣとの関係の例を示した図であり、（ａ）は走査範囲を可動範囲全域（ＸＳ〜ＸＥ）とした場合を示し、（ｂ）は走査範囲を限定した範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）とした場合を示す。
【図３】本実施の形態のデジタルカメラにおけるＡＦ制御及び撮影実行の処理を示すフローチャートである。
【図４】ズーム位置と絞り値と画質モードとが対応付けられた参照テーブルを示した図であり、（ａ）は所定値Ｄ１の設定例を示し、（ｂ）は所定距離Ｌ１の設定例を示す。
【図５】変形例のデジタルカメラにおけるＡＦ制御及び撮影実行の処理を示すフローチャートである。
【図６】被写体が遠距離にある場合の画像入力装置におけるＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の制御を説明するための模式図である。
【図７】被写体が近距離にある場合の画像入力装置におけるＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の制御を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０ 筐体
２０ 鏡胴ユニット
２１ 撮影光学系
２２ フォーカスレンズ群
２３ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２４ ＣＣＤ（撮像手段）
２５ フォーカス駆動系（フォーカス駆動手段）
２６ ズーム駆動系
２７ シャッタ・絞り駆動系
２８ ズームレンズ群
３１ 測距センサ（測距手段）
３２ 測距センサ制御部
４１ ストロボ発光部
４２ ストロボ制御部
５１ Ａ／Ｄコンバータ
５２ 画像処理部
６１ レリーズ押圧部
６２ 半押し検出部
６３ 全押し検出部
８０ システムコントローラ
８１ 外光ＡＦ部（第２オートフォーカス手段）
８２ ＣＣＤＡＦ部（第１オートフォーカス手段）
８３ ＡＦ制御部（制御手段）
８５ メモリ群
９１ カメラ操作部
９２ 表示部
１００，１００’ デジタルカメラ（画像入力装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるコントラストＡＦ方式によるＡＦ装置を搭載したカメラ装置等の画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スチルカメラやビデオカメラ等の画像入力装置には、被写体像の合焦状態を自動で最適に調整するＡＦ（オートフォーカス）装置が搭載されている。
【０００３】
そして、被写体像を画像や映像としてフィルムやビデオテープ等の記録媒体に記録する伝統的な画像入力装置におけるオートフォーカス装置は、被写体までの距離を求める測距手段を備え、この測距手段によって求められた距離に対応するフォーカス位置までレンズを移動させるようにフォーカス駆動手段を制御するＡＦが採用されており、後述するコントラストＡＦに対して外光ＡＦと称されている。
【０００４】
外光ＡＦは、測距手段による測距方法の違いによって、パッシブＡＦとアクティブＡＦとに大別され、パッシブＡＦは、撮影光学系を通過する光路とは異なる光路を通過して測距手段に投影された複数の被写体像の位相差に基づいて測距し、アクティブＡＦは、例えば近赤外線や超音波等を被写体に照射し、被写体からの反射波が測距手段に戻るまでの時間や角度に基づいて測距するものである。
【０００５】
なお、アクティブＡＦでは、例えば窓ガラス越しの被写体を撮影する場合、被写体に照射した近赤外線等が窓ガラスで反射されてしまうため、被写体までの距離を精度良く検出することができない場合があるのに対して、このような構図であっても影響を受けにくいパッシブＡＦは、比較的精度が要求される画像入力装置に採用される傾向がある。
【０００６】
一方、被写体像を、撮影光学系を介してＣＣＤなどの撮像手段に投影し、この投影された像を電気信号として取り出すデジタルカメラ等の新規な画像入力装置では、被写体像の投影とほぼ同時に画像信号として取り出すことができるため、この画像信号を利用してＡＦ動作を行わせることができる。
【０００７】
すなわち、このＡＦは、撮影光学系のフォーカスレンズを移動させながら、その移動の都度、撮像手段に投影された像のコントラスト（画像の鮮鋭度等）を、画像信号に基づいてリアルタイムに評価し、この評価の値が極大となる位置で撮影光学系の移動を停止させるものであり、コントラストＡＦと称されている。なお、撮像手段としてＣＣＤを用いたものでは、ＣＣＤＡＦともいう。
【０００８】
このコントラストＡＦは、被写体までの距離を求めるのではなく、撮像手段に実際に投影された像を評価して行うＡＦであるため、合焦精度が非常に高いという特長を有している。
【０００９】
そして、コントラストＡＦは、フォーカスレンズを移動しつつ各移動位置ごとの評価値を比較しながら行うため、像の蓄積、転送、評価値の算出、比較という一連の動作の繰返し回数を高めるほど合焦精度を向上させることができる。
【００１０】
一方、繰返し回数を高くすると、合焦位置の決定（ＡＦ動作の完了）までに要する時間が長く掛かるという問題があり、ＡＦ動作の開始から完了までに要する時間すなわちタイムラグが、合焦動作に重大な影響を及ぼす状況、例えば高速度で移動している被写体を撮影する場合等においては、所望とするタイミングで撮影することができない場合がある。
【００１１】
また、コントラストＡＦは、全体のコントラストが低下している暗い状況下では、評価値に有意な差が現れず、適切な合焦動作を行うことができない場合もある。
【００１２】
これに対して外光ＡＦは、合焦精度の点ではコントラストＡＦに劣るものの、ＡＦ動作に要するタイムラグが少ないため、動的な被写体に対しても良好に追従することができ、撮影タイミングの逸失を防止することができる。
【００１３】
また、外光ＡＦは、一般的には被写体のコントラストによる影響を受けにくいという特長も有している。
【００１４】
そこで、これら外光ＡＦ動作を行うＡＦ手段とコントラストＡＦ動作を行うＡＦ手段とを備え、撮影状況等に応じて両ＡＦ動作を択一的に切り換え可能としたハイブリッドＡＦ（ＨＢＡＦ）が提案されている（特許文献１）。
【００１５】
また、本出願人においても、通常の撮影操作の範囲で、外光ＡＦを基調としつつ所定の条件下でコントラストＡＦに切り換え可能としたＨＢＡＦを提案している（特許文献２，３（未公開））。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−２５５４５６号公報
【特許文献２】
特願２００２−１７５２９７号
【特許文献３】
特願２００２−２３１０６５号
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像入力装置では、一定の解像度が得られる範囲を合焦の許容範囲と判断するようになっており、この一定の解像度が得られる範囲はＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅によって決定される。すなわち、画像入力装置はこの解像度を得るようにＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅を制御する。実際には、画像入力装置はフォーカスレンズを移動させることによってＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅を調整するようになっている。
【００１８】
図６及び図７はこの画像入力装置におけるＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の制御を説明するための模式図であり、図６は被写体が画像入力装置から遠距離にある場合を示し、図７は被写体が近距離にある場合を示す。ここで像面深度（ＣＣＤ面と実結像面とのずれの許容範囲）は遠距離の場合であっても近距離の場合であっても同じであり、また、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の調整に対応するフォーカスレンズの移動幅もほぼ同じであるから、遠距離の場合のフォーカスレンズの移動幅Ｘ１と近距離の場合のフォーカスレンズの移動幅Ｘ２との間にはＸ１≒Ｘ２の関係が成立する。
【００１９】
したがって、理論的には必要とされる合焦精度は遠距離の場合であっても近距離の場合であっても変わらないということがいえる。
【００２０】
しかしながら、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅が同じであるときの被写体の位置からピントの合う位置までの距離は遠距離の場合と近距離の場合とで大きく異なる。すなわち、遠距離の場合においては、図６の中央図に示すように、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅をδ１としたとき、被写体の位置からピントの合う位置までの距離はΔ１であるのに対して、近距離の場合においては、図７の中央図に示すように、ＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅をδ２（＝δ１）としたとき、被写体の位置からピントの合う位置までの距離はΔ２であり、Δ１＞＞＞Δ２の関係が成り立つ。すなわち、ある像面深度に対する被写界深度は、近距離の場合に比べて遠距離の場合の方がより深いということがいえる。
【００２１】
具体例で示すと、望遠系のレンズで撮影する場合、ある像面深度に対応する被写界深度は、遠距離の場合では例えば１６ｍ〜３０ｍと１４ｍの幅があるのに対し、近距離の場合では例えば０．６ｍ〜０．６１３ｍとたったの０．０１３ｍの幅しかない。これは、例えば、３０ｍ先の建物を被写体としたときにかなり手前にある樹木にピントが合ってしまう状況と、０．６１３ｍ先の人物を被写体としたときにその人物の目ではなく前髪にピントが合ってしまう状況とが同じＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅によって発生するということである。
【００２２】
このような状況はＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅が同じである以上、フォーカスレンズの移動幅もほぼ同じといえ、画像入力装置においては同じ合焦精度と認識される。
【００２３】
しかしながら、実際に撮影された写真を見るユーザの感覚からすると、これらの状況が同じ合焦精度とは認識され難い。すなわち、同じ合焦精度のもとでは、感覚的には後者は少しピントが甘い程度に認識されるに過ぎないのに対して、前者は明らかにピンぼけの状態として認識されるという問題がある。
【００２４】
また、遠近混在する被写体の場合は、どこにピントを合わせるのが最適かを一義的に判断するのは難しいためピントが多少甘くなることも避け難いという意味において、一定距離（単一距離）の被写体に比べて、感覚的にピントが合っていると認識される幅は広いといえる。
【００２５】
以上のように、被写体が近距離にある場合と遠距離にある場合、さらには被写体が一定の距離にある場合と遠近混在する場合とでは、合焦精度が同じであっても実際にユーザの受ける感覚は異なってくる。
【００２６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、被写体の距離やその被写体の各部位までの距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行うことができる画像入力装置を提供することを課題としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、投影された像を像信号に変換して出力する撮像手段と、前記撮像手段に被写体の像を投影する撮影光学系と、前記撮影光学系の一部もしくは全部及び前記撮像手段のうち少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させて前記撮像手段に投影される像の合焦状態を変化させるフォーカス駆動手段と、前記フォーカス駆動手段を制御して前記合焦状態を順次変化させつつ、各合焦状態ごとに得られた前記像信号を逐次評価し、この評価に基づいて所定の合焦状態を得る第１オートフォーカス手段と、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御する制御手段とを備えた画像入力装置において、前記被写体までの距離である被写体距離を測定する測距手段をさらに備え、前記制御手段は、合焦精度あるいは合焦速度のいずれかを優先するように、前記測距手段によって得られた被写体距離に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御することを特徴とする。
【００２８】
ここで、画像入力装置には、電子スチルカメラやこれと同様のビデオカメラ、その他シャッタを操作して被写体の像を撮像する種々の撮影装置を含む。
【００２９】
また、撮像手段とは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子やその他の光電変換素子等が配列されたイメージセンサを意味し、投影された像をほぼリアルタイムに電気信号等の像信号として取り出すことができるものをいう。
【００３０】
撮影光学系とは、撮像手段に被写体の像を投影し、結像させるフォーカスレンズ群等の光学系を意味するものであり、ズームレンズ群等の光学系を付加的に備えるものも含む。
【００３１】
測距手段は、アクティブＡＦに用いられるモジュールであってもよいし、パッシブＡＦに用いられるモジュールであってもよい。
【００３２】
また、撮影光学系の一部もしくは全部及び撮像手段のうち少なくとも一方とは、
（ｉ）撮影光学系の一部のみ、
（ｉｉ）撮影光学系の全部のみ、
（ｉｉｉ）撮像手段のみ、
（ｉｖ）撮影光学系の一部及び撮像手段、
（ｖ）撮影光学系の全部及び撮像手段、
という５つの態様のうちいずれかの態様を意味し、撮影光学系と撮像手段の構成に応じて適宜選択できるものである。
【００３３】
また、像信号を逐次評価するとは、各合焦状態ごとに得られた各像信号について、例えば被写体像のコントラストや鮮鋭度等、被写体像の合焦状態に対応する値（画像信号の微分値等）を求め、得られた各値間での最大値あるいは極大値を求めること等をいう。
【００３４】
すなわち、例えば、被写体像の鮮鋭度は、輪郭部等についての画像信号の微分値で表すことができ、この微分値が極大となるとき、被写体像が撮像手段上で適切に結像している状態すなわちピントが合っている状態ということができる。
【００３５】
したがって、第１オートフォーカス手段は、いわゆるコントラストＡＦ（ＣＣＤＡＦ）動作によってフォーカス駆動手段を制御するものである。
【００３６】
第１オートフォーカス手段の作動を制御するとは、第１オートフォーカス手段の作動内容自体を制御するものであってもよいし、オートフォーカス動作の種類が第１オートフォーカス手段のものとは異なる他のオートフォーカス手段を備えるものにあっては、この第１オートフォーカス手段の作動と当該他のオートフォーカス手段の作動とを切り換える切り換えを制御するものであってもよい。
【００３７】
この発明によれば、測距手段によって得られた被写体距離に応じて、制御手段が第１オートフォーカス手段の作動を制御することにより、画像入力装置から被写体までの距離に応じて、第１オートフォーカス手段の作動が制御され、第１オートフォーカス手段によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【００３８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で前記評価を行うように、前記第１オートフォーカス手段を制御するとともに、前記被写体距離に応じて、前記周辺合焦範囲の広狭を設定することを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、第１オートフォーカス手段が、測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、第１オートフォーカス手段が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【００４０】
また、被写体距離に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体が画像入力装置から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体が画像入力装置から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【００４１】
なお、制御手段は、第１オートフォーカス手段が評価する際の対象である合焦範囲の広狭を制御するだけでなく、フォーカス駆動手段による撮影光学系等の移動範囲の広狭も併せて制御してもよい。
【００４２】
このように撮影光学系等の移動範囲の広狭をも同時に制御することにより、撮影光学系等の移動範囲を狭く設定した場合においては、この撮影光学系等の移動に要する時間を短縮することができ、ＡＦ動作完了までのタイムラグを低減することができる。
【００４３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、前記所定の距離未満であるときに比べて、前記周辺合焦範囲を広く設定することを特徴とする。
【００４４】
ここで、予め設定された所定の距離とは、被写体距離との関係で、高い合焦精度が要求される範囲、すなわち遠距離範囲と、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲、すなわち近距離範囲とを、画する距離の値をいう。
【００４５】
具体的には、予め設定された所定の距離をＬ１とすると、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲は、画像入力装置の位置（Ｌ＝０）から近距離離れた位置（Ｌ＜Ｌ１）までの近距離範囲（０≦Ｌ＜Ｌ１）であり、高い合焦精度が要求される範囲は、近距離範囲を越えて遠距離離れた位置となる遠距離範囲（Ｌ１≦Ｌ）である。
【００４６】
この発明によれば、被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、所定の距離未満であるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【００４７】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記測距手段によって得られた被写体距離に基づいて前記フォーカス駆動手段を制御し、所定の合焦状態を得る第２オートフォーカス手段をさらに備え、前記制御手段は、前記被写体距離に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００４８】
ここで、第２オートフォーカスとは、測距手段によって得られた距離に基づいて、所定の合焦状態を直接得るように、フォーカス駆動手段を制御するものであればよく、例えば、いわゆる外光ＡＦ動作を行うオートフォーカス手段である。
【００４９】
すなわち、この第２オートフォーカス手段は、測距手段によって得られた被写体までの距離に基づいて、この距離に対応した被写体の像が撮像手段上で所定の合焦状態で結像するのに必要な撮影光学系と撮像手段との間の距離を直接算出し、撮影光学系と撮像手段との間の距離が、この算出された距離になるように、フォーカス駆動手段を制御する。
【００５０】
この発明によれば、制御手段が、測距手段によって得られた被写体距離に応じて、第１オートフォーカス手段の作動と第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えるため、例えば、被写体が画像入力装置から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体が画像入力装置から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、第２オートフォーカス手段の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【００５１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、前記第１オートフォーカス手段を作動させ、前記所定の距離未満であるときは、前記第２オートフォーカス手段を作動させるように、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００５２】
ここで、予め設定された所定の距離とは、被写体距離との関係で、高い合焦精度が要求される範囲、すなわち遠距離範囲と、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲、すなわち近距離範囲とを、画する距離の値をいう。
【００５３】
具体的には、予め設定された所定の距離をＬ１とすると、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲は、画像入力装置の位置（Ｌ＝０）から近距離離れた位置（Ｌ＜Ｌ１）までの近距離範囲（０≦Ｌ＜Ｌ１）であり、高い合焦精度が要求される範囲は、近距離範囲を越えて遠距離離れた位置となる遠距離範囲（Ｌ１≦Ｌ）である。
【００５４】
この発明によれば、被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段を作動させ、所定の距離未満であるときは、合焦速度が速い第２オートフォーカス手段を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【００５５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記測距手段は、前記被写体の異なる複数の部位について、各部位までの距離をそれぞれ測定し、前記制御手段は、前記測距手段によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御することを特徴とする。
【００５６】
この発明によれば、測距手段によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、制御手段が第１オートフォーカス手段の作動を制御することにより、被写体の遠近混在の有無に応じて、第１オートフォーカス手段の作動が制御され、第１オートフォーカス手段によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【００５７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、前記制御手段は、前記測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で前記評価を行うように、前記第１オートフォーカス手段を制御するとともに、前記各部位までの距離に基づく前記被写体の遠近混在の有無に応じて、前記周辺合焦範囲の広狭を設定することを特徴とする。
【００５８】
ここで、被写体が遠近混在状態にあるか否かは、測距手段によって得られた被写体の各部位までの距離に基づいて求められる。例えば、測距手段によって得られた複数の各部位までの距離のうち、最大値と最小値との差の値が予め設定された所定値Ｄ１以上のときは遠近混在状態にあるとし、その差の値が所定値Ｄ１未満のときは遠近混在状態にないとする。ここで、予め設定された所定値Ｄ１とは、被写体が遠近混在状態にある範囲と、被写体が一定の距離にある範囲（遠近混在状態にない範囲）とを、画する、被写体の各部位までの距離の最大値とその最小値との差の値をいう。あるいは、各部位までの距離の分布度合い（例えば、被写体距離の分散に相当する値等）を用いて被写体の遠近混在の有無を判断するようにしてもよい。これらの場合は、測距手段で得られた各部位までの距離すべてを用いる必要はなく、被写体の中央付近にある各部位までの距離のみを用いるのが望ましい。
【００５９】
この発明によれば、第１オートフォーカス手段が、測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、第１オートフォーカス手段が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【００６０】
また、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【００６１】
なお、制御手段は、第１オートフォーカス手段が評価する際の対象である合焦範囲の広狭を制御するだけでなく、フォーカス駆動手段による撮影光学系等の移動範囲の広狭も併せて制御してもよい。
【００６２】
このように撮影光学系等の移動範囲の広狭をも同時に制御することにより、撮影光学系等の移動範囲を狭く設定した場合においては、この撮影光学系等の移動に要する時間を短縮することができ、ＡＦ動作完了までのタイムラグを低減することができる。
【００６３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、前記周辺合焦範囲を広く設定することを特徴とする。
【００６４】
この発明によれば、被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【００６５】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、前記測距手段によって得られた被写体距離に基づいて前記フォーカス駆動手段を制御し、所定の合焦状態を得る第２オートフォーカス手段をさらに備え、前記制御手段は、前記各部位までの距離に基づく前記被写体の遠近混在の有無に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００６６】
ここで、第２オートフォーカスとは、測距手段によって得られた距離に基づいて、所定の合焦状態を直接得るように、フォーカス駆動手段を制御するものであればよく、例えば、いわゆる外光ＡＦ動作を行うオートフォーカス手段である。
【００６７】
すなわち、この第２オートフォーカス手段は、測距手段によって得られた被写体までの距離に基づいて、この距離に対応した被写体の像が撮像手段上で所定の合焦状態で結像するのに必要な撮影光学系と撮像手段との間の距離を直接算出し、撮影光学系と撮像手段との間の距離が、この算出された距離になるように、フォーカス駆動手段を制御する。
【００６８】
この発明によれば、制御手段が、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じて、第１オートフォーカス手段の作動と第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えるため、例えば、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、第２オートフォーカス手段の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【００６９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明において、前記制御手段は、前記被写体が遠近混在状態にないときは、前記第１オートフォーカス手段を作動させ、遠近混在状態にあるときは、前記第２オートフォーカス手段を作動させるように、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする。
【００７０】
この発明によれば、被写体が遠近混在状態にないときは、合焦精度が高い第１オートフォーカス手段を作動させ、遠近混在状態にあるときは、合焦速度が速い第２オートフォーカス手段を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００７２】
図１は本発明の実施の形態に係る画像入力装置としてのデジタルカメラを示すブロック図である。
【００７３】
図１に示したデジタルカメラ１００の筐体１０内部には、カメラ操作部９１、表示部９２、ストロボ発光部４１、鏡胴ユニット２０、システムコントローラ８０、レリーズ押圧部（シャッタレリーズボタン）６１、測距センサ３１（測距手段）等が収容されている。
【００７４】
ここで、鏡胴ユニット２０は、撮影光学系２１と、この撮影光学系２１を介して入射した被写体の像が投影される撮像素子であるＣＣＤ（撮像手段）２４と、撮影光学系２１とＣＣＤ２４との間に配されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３と、撮影光学系２１のうちフォーカスレンズ群２２を光軸方向に移動させるフォーカス駆動系（フォーカス駆動手段）２５と、撮影光学系２１のうちズームレンズ群２８を光軸方向に移動させるズーム駆動系２６と、ズームレンズ群２８とフォーカスレンズ２２との間に配された絞り２９と、この絞り２９の開放度（絞り値、例えば開放、小絞り等）を調整するシャッタ・絞り駆動系２７とが備えられている。
【００７５】
ここで、フォーカスレンズ群２２の移動距離ΔＸは、所定の周波数で発振するパルスの数Ｍに対応して設定されており、パルス数Ｍが大きくなるにしたがって移動距離ΔＸは大きくなる。
【００７６】
ＣＣＤ２４には、ＣＣＤ２４から出力された電気信号をデジタル化するＡ／Ｄコンバータ５１が接続され、Ａ／Ｄコンバータ５１には、デジタル化された画像信号を信号処理する画像処理部５２が接続され、画像処理部５２において信号処理されたデジタル信号がシステムコントローラ８０に入力されるように構成されている。
【００７７】
ストロボ発光部４１は、ストロボ制御部４２を介してシステムコントローラ８０に接続されている。
【００７８】
レリーズ押圧部６１には、このレリーズ押圧部６１の半押し位置及び全押し位置にて、半押し状態を検出する半押し検出部６２と、このボタン６１の全押し位置にて、この全押し状態を検出する全押し検出部６３とが設けられている。
【００７９】
そして、これら半押し検出部６２及び全押し検出部６３はそれぞれ、システムコントローラ８０に接続されており、半押し状態の検出信号（ＡＦ動作開始指示）及び全押し状態の検出信号（撮影実行指示）が、システムコントローラ８０に入力されるように構成されている。
【００８０】
カメラ操作部９１は、機能選択等の各種設定等をユーザが行うためのものであり、ボタン等により構成されている。具体的には、カメラ操作部９１はズームレンズ群２８のズーム位置（画角）（例えば、Ｔｅｌｅ〜ＭＴ〜Ｍｅａｎ〜ＷＭ〜Ｗｉｄｅ等）を設定するためのズームボタン、撮像画素数や画像圧縮率等によって画質を変化させる画質モード（例えば、低画質、高画質等）を設定するための画質モードボタン等を備えている。
【００８１】
表示部９２には、画像処理部５２において信号処理され、システムコントローラ８０に入力されたデジタル信号が表す可視像や、カメラ操作部９１で設定された各種の情報等が表示される。
【００８２】
測距センサ３１は、後述する外光ＡＦ動作のために、被写体までの距離を求めるセンサであり、測距センサ制御部３２を介して、システムコントローラ８０に接続されている。
【００８３】
システムコントローラ８０には、メモリ群８５が接続されており、このメモリ群８５には、撮影された像を表すデジタル信号を記憶した状態で筐体１０から着脱可能とされたスマートメディアやコンパクトフラッシュ（登録商標）等のメモリも含まれる。
【００８４】
また、メモリ群８５には、カメラ操作部９１で設定された設定情報や、システムコントローラ８０から送出された情報を書換え可能に一時的に記憶するフラッシュメモリや、書換え不可能に情報が書き込まれたＲＯＭも含まれる。
【００８５】
なお、フラッシュメモリには、被写体が遠近混在状態にある範囲と被写体が一定の距離にある範囲（遠近混在状態にない範囲）とを画する被写体の各部位までの距離の最大値とその最小値との差の値である所定値Ｄ１、被写体距離との関係で、被写体の遠距離範囲と近距離範囲とを画する所定の距離Ｌ１等がシステムコントローラ８０によって後述のステップ４（＃４）において設定された後格納されるようになっている。
【００８６】
さらに、システムコントローラ８０には、外光ＡＦ部（第２オートフォーカス手段）８１と、ＣＣＤＡＦ部（第１オートフォーカス手段）８２と、ＡＦ制御部（制御手段）８３とが含まれている。
【００８７】
ＡＦ制御部８３は、レリーズ押圧部６１の半押し検出部６２による半押し状態の検出、全押し検出部６３による全押し状態の検出、並びに半押し状態の検出以後のこれら半押し状態の検出及び全押し状態の検出に応じて、外光ＡＦ部８１による外光ＡＦ動作及びＣＣＤＡＦ部８２によるＣＣＤＡＦ動作を切り換える制御を行うものである。
【００８８】
外光ＡＦ部８１は、測距センサ制御部３２を介して測距センサ３１から入力された被写体までの距離（被写体距離）に応じた位置に、フォーカスレンズ群２２を移動させるように、フォーカス駆動手段２５を制御するＡＦ部である。
【００８９】
また、この外光ＡＦ部８１は、測距センサ３１による被写体距離を適切に測距できなかったときは、フォーカスレンズ群２２を常焦点位置に移動させるように、フォーカス駆動手段２５を制御する。
【００９０】
一方、ＣＣＤＡＦ部８２は、フォーカスレンズ群２２を移動させつつ、このフォーカスレンズ群２２及びＬＰＦ２３を介してＣＣＤ２４上に投影され、システムコントローラ８０に入力されたデジタル信号を逐次評価し、この評価に基づいて、フォーカスレンズ群２２を合焦位置で停止させるように、フォーカス駆動系２５を制御するＡＦ部である。
【００９１】
すなわち、図２（ａ）に示すように、フォーカスレンズ群２２の可動範囲の全域（ＸＳ〜ＸＥ）を走査範囲として移動させつつ、フォーカスレンズ群２２の各位置における被写体像のコントラストＣを算出し、全域走査後に最大のコントラストＣｍａｘが得られる位置ＸＢを最適な合焦状態の位置、すなわち合焦位置として決定し、改めてこの位置ＸＢにフォーカスレンズ群２２を移動させるように、フォーカス駆動系２５を制御するＣＣＤＡＦを行うが、同じくシステムコントローラ８０のＡＦ制御部８３によって、その走査範囲は、フォーカスレンズ群２２の可動範囲の全域よりも限定される。
【００９２】
すなわち、ＡＦ制御部８３は、図２（ｂ）に示すように、測距センサ３１によって得られた被写体までの距離（被写体距離）に対応するフォーカスレンズ群２２の位置ＸＡ（被写体距離に応じた位置）を算出し、上述したＣＣＤＡＦを行う際は、この被写体距離に応じた位置ＸＡを中心として±ΔＸの走査範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）を周辺合焦範囲と設定し、この周辺合焦範囲を走査範囲とするように、ＣＣＤＡＦ部８２を制御する。
【００９３】
このＡＦ制御部８３が設定する上記走査範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）は、後述するステップ５（＃５）における測距が適切に行われたか否かの判定結果に応じて変化する。
【００９４】
つぎに、本実施形態に係るデジタルカメラ１００の作用について、図３に示したフローチャートを参照して説明する。
【００９５】
まず、このデジタルカメラ１００のユーザは、このデジタルカメラ１００の図示しない電源をＯＮに切り換え、撮影準備を整える（＃１）。
【００９６】
ついで、撮影光学系２１が図示しない被写体に向けられ、レリーズ押圧部６１が押され、撮影が行われる。なお、必要に応じて被写体にズームアップする場合は、カメラ操作部９１を操作して、システムコントローラ８０によりズーム駆動系２６を制御し、このズーム駆動系２６によってズームレンズ群２８を駆動させればよい。
【００９７】
ここで、レリーズ押圧部６１が半押し位置まで押された（＃２）時点で、レリーズ押圧部６１がこの半押し位置まで押されたことを半押し検出部６２が検出し、ＡＦ動作の開始指示を表す開始信号をシステムコントローラ８０に出力する。
【００９８】
システムコントローラ８０のＡＦ制御部８３は、ズームレンズ群２８のズーム位置、絞り２９の開放度（絞り値）及びカメラ操作部９１によって設定される画質モードを読み込む（＃３）。
【００９９】
つぎに、ＡＦ制御部８３は、読み込んだズーム位置、絞り値及び画質モードに基づいて所定値Ｄ１及び所定の距離Ｌ１を設定して、フラッシュメモリに格納する（＃４）。なお、ＡＦ制御部８３は、ズーム位置と絞り値と画質モードとが予め対応付けられてＲＯＭに記憶されている、例えば図４に示すような参照テーブルを参照して、所定値Ｄ１及び所定距離Ｌ１を求める。
【０１００】
なお、この読み込んだズーム位置、絞り値及び画質モードから求められる所定値Ｄ１及び所定距離Ｌ１は、図４に示す数値に限定されるものではない。
【０１０１】
さらに、開始信号が入力されたＡＦ制御部８３は、測距動作を行わせるように、外光ＡＦ部８１を制御する。
【０１０２】
そして、この制御により、外光ＡＦ部８１は、測距センサ制御部３２を制御し、測距センサ３１を作動させる。
【０１０３】
さらに、測距センサ制御部３２への制御と同時に、ストロボ制御部４２を制御し、ストロボ発光部４１から、測距用の外光としてストロボ光を発光させる。
【０１０４】
ストロボ光を受けた被写体は、その反射光が出射し、反射光は測距センサ３１に入力され、測距センサ制御部３２が三角測量の原理により、被写体距離と、被写体の異なる複数の部位について、各部位までの距離とを算出する。
【０１０５】
そして、これらの被写体距離及び各部位までの距離は、外光ＡＦ部８１を介してＡＦ制御部８３に入力される。
【０１０６】
一方、被写体が、三角測量の原理では適切に距離を算出できないような繰返し模様を有するもの等であるときは、測距が適切に行われない場合もあり、この場合は、測距センサ制御部３２から測距ＮＧの信号が外光ＡＦ部８１を介してＡＦ制御部８３に入力される。
【０１０７】
ここで、ＡＦ制御部８３は、測距が適切に行われたか否かを判定する（＃５）。
【０１０８】
測距が適切に行われたときは、被写体距離とフォーカスレンズ群２２の位置とが予め対応付けられてＲＯＭに記憶されている参照テーブルを参照して、入力された被写体距離に対応するフォーカスレンズ群２２の被写体距離に応じた位置ＸＡを求めて、フラッシュメモリに格納する。
【０１０９】
ＡＦ制御部８３は、複数の各部位までの距離のうち、最大値（最遠被写体距離）と最小値（最近被写体距離）との差の値が所定値Ｄ１以上であるか否かを判定する（＃６）。
【０１１０】
所定値Ｄ１以上でない場合は被写体が遠近混在状態にないとして、ＡＦ制御部８３は、被写体距離が所定の距離Ｌ１以上であるか否かを判定する（＃７）。
【０１１１】
被写体距離が所定の距離Ｌ１以上の場合は被写体が遠距離であるとして、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。ＣＣＤＡＦ部８２は、フラッシュメモリに格納された被写体距離に応じた位置ＸＡ（測距動作によって求められたフォーカスレンズ群２２の位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された被写体距離に応じた位置ＸＡ（測距距離相当位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う。
【０１１２】
ＣＣＤＡＦ部８２は、この被写体距離に応じた位置ＸＡをフォーカスレンズ群２２の動作開始位置としてその周辺でフォーカスレンズ群２２を移動させながら、ＣＣＤ２４に投影された像のコントラストＣを画像信号に基づいて評価する（＃８）。
【０１１３】
コントラストＣの最大値（ピーク）Ｃｍａｘが得られたときは（＃９）、ＣＣＤＡＦ部８２はそのコントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られた位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う（＃１０）。
【０１１４】
一方、ステップ６（＃６）において複数の各部位までの距離のうち、最大値と最小値との差の値が所定値Ｄ１以上である場合（被写体が遠近混在状態にある場合）、ステップ７（＃７）において被写体距離が所定の距離Ｌ１以上でない場合（被写体が近距離である場合）、又はステップ９（＃９）においてコントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られない場合のいずれかの場合は、合焦速度を優先するため、あるいはＣＣＤＡＦ動作では最適な合焦状態を得ることができないため、ＡＦ制御部８３は、外光ＡＦ動作を行わせるように外光ＡＦ部８１を制御する。外光ＡＦ部８１は、フラッシュメモリに格納された被写体距離に応じた位置ＸＡ（測距動作によって求められたフォーカスレンズ群２２の位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された被写体距離に応じた位置ＸＡまでフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う。
【０１１５】
また、ステップ５（＃５）において測距が適切に行われなかった場合は、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。ＣＣＤＡＦ部８２は、フォーカスレンズ群２２の可動範囲の全域（ＸＳ〜ＸＥ）にわたってフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された可動範囲全域でフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う。
【０１１６】
ＣＣＤＡＦ部８２は、フォーカスレンズ群２２を移動させながら、ＣＣＤ２４に投影された像のコントラストＣを画像信号に基づいて評価する（＃１２）。
【０１１７】
コントラストＣの最大値（ピーク）Ｃｍａｘが得られたときは（＃１３）、ＣＣＤＡＦ部８２はそのコントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られた位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された位置ＸＢまでフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う（＃１４）。
【０１１８】
一方、コントラストＣの最大値Ｃｍａｘが得られなかったときは、ＣＣＤＡＦ動作では最適な合焦状態を得ることができないため、ＡＦ制御部８３は、外光ＡＦ動作を行わせるように外光ＡＦ部８１を制御する。外光ＡＦ部８１は、予めＲＯＭに記憶されている常焦点位置（被写界深度が深くなる位置）までフォーカスレンズ群２２を移動させるようにフォーカス駆動系２５に指令を出力する。フォーカス駆動系２５は、指令された常焦点位置までフォーカスレンズ群２２を移動させる駆動を行う（＃１５）。
【０１１９】
以上のように、ステップ１０（＃１０）、ステップ１１（＃１１）、ステップ１４（＃１４）又はステップ１５（＃１５）でフォーカスレンズ群２２の移動が完了した後その位置（位置ＸＡ、位置ＸＢ又は常焦点位置）を合焦位置として、全押し検出部６３からのレリーズ押圧部６１の全押しが検出されない場合は（＃１６）、システムコントローラ８０は、レリーズ押圧部６１の半押し状態が維持されているか否かを半押し検出部６２に対して確認する（＃１８）。
【０１２０】
半押し状態が維持されていない場合は、レリーズ押圧部６１が全く押されていない状態であるため、撮影準備動作自体を中止したこととなり、ステップ２（＃２）に戻る。
【０１２１】
一方、半押し状態が維持されている場合は、ステップ１６（＃１６）に戻る。
【０１２２】
そして、レリーズ押圧部６１の全押しが検出された場合は（＃１６）、撮影動作が実行されたこととなり、システムコントローラ８０はフォーカスレンズ群２２のある位置で撮影動作を実行するように制御し（＃１７）、ＣＣＤ２４に投影されている被写体像が光電変換されて、Ａ／Ｄコンバータ５１でデジタル信号化され、画像処理部５２で所定の信号処理が施され、システムコントローラ８０に入力され、着脱可能のメモリにデジタル画像信号として記憶され、ステップ２（＃２）に戻る。
【０１２３】
この実施の形態に係るデジタルカメラ１００では、測距センサ３１によって得られた被写体距離に応じて、ＡＦ制御部８３がＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御することにより、デジタルカメラ１００から被写体までの距離に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動が制御され、ＣＣＤＡＦ部８２によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【０１２４】
例えば、ＡＦ制御部８３が、測距センサ３１によって得られた被写体距離に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動と外光ＡＦ部８１の作動とを切り換えるため、被写体がデジタルカメラ１００から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体がデジタルカメラ１００から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、外光ＡＦ部８１の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【０１２５】
特に、被写体距離が、予め設定された所定の距離Ｌ１以上であるときは、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２を作動させ、所定の距離Ｌ１未満であるときは、合焦速度が速い外光ＡＦ部８１を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【０１２６】
さらに、測距センサ３１によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、ＡＦ制御部８３がＣＣＤＡＦ部８２の作動を制御することにより、被写体の遠近混在の有無に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動が制御され、ＣＣＤＡＦ部８２によるＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。
【０１２７】
例えば、ＡＦ制御部８３が、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じて、ＣＣＤＡＦ部８２の作動と外光ＡＦ部８１の作動とを切り換えるため、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２の作動に切り換えてコントラストＡＦ動作を行わせ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、外光ＡＦ部８１の作動に切り換えて外光ＡＦ動作を行わせて、被写体距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行わせることができる。
【０１２８】
特に、被写体が遠近混在状態にないときは、合焦精度が高いＣＣＤＡＦ部８２を作動させ、遠近混在状態にあるときは、合焦速度が速い外光ＡＦ部８１を作動させることによって、高い合焦精度が要求される範囲においても、必ずしも高い合焦精度が要求されない範囲においても、その要求に適う適切な精度でＡＦ動作を行わせることができ、合焦精度と合焦速度とのバランスを図ることができる。
【０１２９】
さらに、ズーム位置（画角）、絞り値、及び撮像画質（画質モード）を可変とし、所定距離Ｌ１及び所定値Ｄ１をそれぞれズーム位置、絞り値、又は撮像画質に応じて求められることとしたため、ズーム位置、絞り値、撮像画質のそれぞれの設定状態に応じてＡＦ動作を適切な精度で行わせることができる。ズーム位置については、例えば、ピントずれが目立ちやすいＷｉｄｅ付近が設定されている場合には、Ｔｅｌｅ付近の場合に比べて、より合焦精度を重視したＡＦ動作を行わせることにより、合焦速度よりもより合焦精度重視に偏らせることが可能である。絞り値については、例えば、ピントずれが目立ちやすい開放状態の場合には、小絞り状態の場合に比べて、より合焦精度を重視したＡＦ動作を行わせることにより、合焦速度よりもより合焦精度重視に偏らせることが可能である。撮像画質については、例えば、ピントずれが目立ちやすい高画質モードが設定されている場合には、低画質モードの場合に比べて、より合焦精度を重視したＡＦ動作を行わせることにより、合焦速度よりもより合焦精度重視に偏らせることが可能である。
【０１３０】
つぎに、デジタルカメラ１００の変形例としてのデジタルカメラ１００’について説明する。
【０１３１】
デジタルカメラ１００’は、ステップ８（＃８）におけるＣＣＤＡＦ動作において、被写体距離等の条件に応じてフォーカスレンズ群２２の移動させる範囲である走査範囲（周辺合焦範囲）を可変とするものである。すなわち、デジタルカメラ１００では、ＡＦ制御部８３が設定する上記走査範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）は、ステップ５（＃５）における測距が適切に行われたか否かの判定結果に応じて変化するのみとしたが、デジタルカメラ１００’では、これに加えて、ステップ８（＃８）におけるＣＣＤＡＦ動作においても、ステップ６（＃６）における被写体が遠近混在状態にあるか否かの判定結果及びステップ７（＃７）における被写体が遠距離か否かの判定結果に応じて変化する。
【０１３２】
これを図５のフローチャートで説明すると、ステップ６（＃６）において複数の各部位までの距離のうち、最大値と最小値との差の値が所定値Ｄ１以上でない場合は被写体が遠近混在状態にないとして、ＡＦ制御部８３は、被写体距離が所定の距離Ｌ１以上であるか否かを判定する（＃７）。
【０１３３】
被写体距離が所定の距離Ｌ１以上の場合は被写体は遠距離であるとして、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。
【０１３４】
一方、ステップ６（＃６）において最大値と最小値との差の値が所定値Ｄ１以上である場合は被写体が遠近混在状態であるとして、またステップ７（＃７）において被写体距離が所定の距離Ｌ１以上でない場合は被写体が近距離であるとして、ＡＦ制御部８３は、ＣＣＤＡＦ動作を行わせるようにＣＣＤＡＦ部８２を制御する。
【０１３５】
このとき、被写体が遠近混在状態になく、かつ遠距離にある場合の走査範囲（周辺合焦範囲）は、被写体が遠近混在状態にある場合、又は被写体が近距離の場合に比べて、広くなるように設定される（＃８’，＃８’’）。具体的な設定は、フォーカスレンズ群２２の移動距離ΔＸが依存するパルス数Ｍによって行われ、被写体が遠近混在状態になく、かつ遠距離にあるときのパルス数Ｍは±１０パルス（＃８’）、被写体が遠近混在状態にある、又は近距離にあるときのパルス数Ｍは±６パルス（＃８’’）に設定されている。
【０１３６】
なお、この走査範囲の広狭を規定する具体的な値は、このパルス数に限定されるものではない。
【０１３７】
したがって、ステップ８（＃８）においては、ＣＣＤＡＦ部８２は、ステップ８’（＃８’）又はステップ８’’（＃８’’）において設定された走査範囲でフォーカスレンズ群２２を移動させながら、ＣＣＤ２４に投影された像のコントラストＣを画像信号に基づいて評価する。
【０１３８】
なお、その他の各ステップについては、デジタルカメラ１００の場合と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【０１３９】
この変形例のデジタルカメラ１００’では、ＣＣＤＡＦ部８２が、測距センサ３１によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、ＣＣＤＡＦ部８２が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【０１４０】
また、被写体距離に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体がデジタルカメラ１００’から遠距離にあって高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体がデジタルカメラ１００’から近距離にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【０１４１】
特に、被写体距離が、予め設定された所定の距離Ｌ１以上であるときは、所定の距離Ｌ１未満であるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【０１４２】
さらに、ＣＣＤＡＦ部８２が、測距センサ３１によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で評価を行うように制御されるため、ＣＣＤＡＦ部８２が、所定合焦状態を探索するために走査する範囲を、周辺合焦範囲に限定することができ、ＡＦ動作時間を短縮することができる。
【０１４３】
また、各部位までの距離に基づく被写体の遠近混在の有無に応じてこの周辺合焦範囲の広狭が設定されるため、例えば、被写体が遠近混在状態になく高い合焦精度が求められる場合は、所定合焦状態を探索するために走査する周辺合焦範囲を広く設定して評価することによって、合焦精度を高めて誤探索を防止することができ、一方、被写体が遠近混在状態にあって必ずしも高い合焦精度を必要としない場合は、走査する周辺合焦範囲を狭く設定して評価することによって、探索時間の短縮を図ることができる。
【０１４４】
特に、被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、周辺合焦範囲をより広く設定して評価することによってより合焦精度を高めることができ、高い合焦精度が要求される範囲においてもその要求に適う十分な精度でＡＦ動作を行わせることができる。
【０１４５】
なお、本発明の撮像装置は、上述した実施の形態に限るものではなく、請求項に記載の範囲で、種々の形態を採用することができることはいうまでもない。
【０１４６】
例えば、本実施の形態では外光ＡＦとして具体的にはアクティブＡＦ動作を行うものとして説明したが、パッシブＡＦ動作を行うものであってもよい。
【０１４７】
また、例えば、フォーカスレンズ群２２を固定的に配し、ＣＣＤ２４を撮影光学系２１の光軸方向に移動可能とし、フォーカス駆動系２５がフォーカスレンズ群２２を駆動するのに代えて、ＣＣＤ２４を駆動するものとしてもよい。
【０１４８】
さらに、測距動作のタイミングとしては、例えば、デジタルカメラ１００，１００’の電源がオンの状態のときは、常に一定の時間間隔で測距動作を行う、いわゆるコンティニュアスＡＦであってもよい。
【０１４９】
また、フォーカス駆動系２５は、フォーカスレンズ群２２のみを駆動するだけでなく、撮影光学系２１の全体を駆動するものとしてもよい。
【０１５０】
【発明の効果】
本発明に係る画像入力装置は、以上説明したように構成したので、被写体の距離やその被写体の各部位までの距離に応じて適切に精度を確保したＡＦ動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラを示すブロック図である。
【図２】ＣＣＤＡＦ動作におけるフォーカスレンズの走査範囲とコントラストＣとの関係の例を示した図であり、（ａ）は走査範囲を可動範囲全域（ＸＳ〜ＸＥ）とした場合を示し、（ｂ）は走査範囲を限定した範囲（ＸＡ−ΔＸ〜ＸＡ＋ΔＸ）とした場合を示す。
【図３】本実施の形態のデジタルカメラにおけるＡＦ制御及び撮影実行の処理を示すフローチャートである。
【図４】ズーム位置と絞り値と画質モードとが対応付けられた参照テーブルを示した図であり、（ａ）は所定値Ｄ１の設定例を示し、（ｂ）は所定距離Ｌ１の設定例を示す。
【図５】変形例のデジタルカメラにおけるＡＦ制御及び撮影実行の処理を示すフローチャートである。
【図６】被写体が遠距離にある場合の画像入力装置におけるＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の制御を説明するための模式図である。
【図７】被写体が近距離にある場合の画像入力装置におけるＣＣＤ面と実結像面とのずれ幅の制御を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０ 筐体
２０ 鏡胴ユニット
２１ 撮影光学系
２２ フォーカスレンズ群
２３ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２４ ＣＣＤ（撮像手段）
２５ フォーカス駆動系（フォーカス駆動手段）
２６ ズーム駆動系
２７ シャッタ・絞り駆動系
２８ ズームレンズ群
３１ 測距センサ（測距手段）
３２ 測距センサ制御部
４１ ストロボ発光部
４２ ストロボ制御部
５１ Ａ／Ｄコンバータ
５２ 画像処理部
６１ レリーズ押圧部
６２ 半押し検出部
６３ 全押し検出部
８０ システムコントローラ
８１ 外光ＡＦ部（第２オートフォーカス手段）
８２ ＣＣＤＡＦ部（第１オートフォーカス手段）
８３ ＡＦ制御部（制御手段）
８５ メモリ群
９１ カメラ操作部
９２ 表示部
１００，１００’ デジタルカメラ（画像入力装置）
Claims (10)
- 投影された像を像信号に変換して出力する撮像手段と、前記撮像手段に被写体の像を投影する撮影光学系と、前記撮影光学系の一部もしくは全部及び前記撮像手段のうち少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させて前記撮像手段に投影される像の合焦状態を変化させるフォーカス駆動手段と、前記フォーカス駆動手段を制御して前記合焦状態を順次変化させつつ、各合焦状態ごとに得られた前記像信号を逐次評価し、この評価に基づいて所定の合焦状態を得る第１オートフォーカス手段と、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御する制御手段とを備えた画像入力装置において、
前記被写体までの距離である被写体距離を測定する測距手段をさらに備え、
前記制御手段は、合焦精度あるいは合焦速度のいずれかを優先するように、前記測距手段によって得られた被写体距離に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御することを特徴とする画像入力装置。 - 前記制御手段は、前記測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で前記評価を行うように、前記第１オートフォーカス手段を制御するとともに、前記被写体距離に応じて、前記周辺合焦範囲の広狭を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
- 前記制御手段は、前記被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、前記所定の距離未満であるときに比べて、前記周辺合焦範囲を広く設定することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
- 前記測距手段によって得られた被写体距離に基づいて前記フォーカス駆動手段を制御し、所定の合焦状態を得る第２オートフォーカス手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記被写体距離に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。 - 前記制御手段は、前記被写体距離が、予め設定された所定の距離以上であるときは、前記第１オートフォーカス手段を作動させ、前記所定の距離未満であるときは、前記第２オートフォーカス手段を作動させるように、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする請求項４に記載の画像入力装置。
- 前記測距手段は、前記被写体の異なる複数の部位について、各部位までの距離をそれぞれ測定し、
前記制御手段は、前記測距手段によって得られた複数の各部位までの距離に基づいて、前記第１オートフォーカス手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。 - 前記制御手段は、前記測距手段によって得られた被写体距離に対応する合焦状態の周辺合焦範囲で前記評価を行うように、前記第１オートフォーカス手段を制御するとともに、前記各部位までの距離に基づく前記被写体の遠近混在の有無に応じて、前記周辺合焦範囲の広狭を設定することを特徴とする請求項６に記載の画像入力装置。
- 前記制御手段は、前記被写体が遠近混在状態にないときは、遠近混在状態にあるときに比べて、前記周辺合焦範囲を広く設定することを特徴とする請求項７に記載の画像入力装置。
- 前記測距手段によって得られた被写体距離に基づいて前記フォーカス駆動手段を制御し、所定の合焦状態を得る第２オートフォーカス手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記各部位までの距離に基づく前記被写体の遠近混在の有無に応じて、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする請求項６に記載の画像入力装置。 - 前記制御手段は、前記被写体が遠近混在状態にないときは、前記第１オートフォーカス手段を作動させ、遠近混在状態にあるときは、前記第２オートフォーカス手段を作動させるように、前記第１オートフォーカス手段の作動と前記第２オートフォーカス手段の作動とを切り換えることを特徴とする請求項９に記載の画像入力装置。
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