JP3866844B2 - オートフォーカス装置及びカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オートフォーカス装置及びカメラに関し、詳細には、ビデオカメラ，スチルカメラ等の撮像装置に適用されるオートフォーカス装置、及びビデオカメラ，スチルカメラ等のカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のオートフォーカス装置としては、ＣＣＤ等の撮像素子から得られる撮像信号中の高周波成分を抽出し、この高周波成分が最大となるように撮影レンズを駆動してオートフォーカス行う、いわゆる山登り方式が知られている。
【０００３】
このようなオートフォーカス調節方式は、赤外線の発光／受光、あるいは焦点状態に応じて変化する像のずれ量を検出するための焦点調節用の特殊な光学部材が不要であり、遠方で近くでも距離によらずに正確にピントを合わせることができる等の長所を有する。
【０００４】
しかしながら、近年、このようなオートフォーカス調節方式にも各種の改良が提案されている。例えば、特開平１−２８７５０８号公報では、焦点検出の確率を高めるため、焦点検出を始める前に焦点距離の情報に応じてレンズの初期停止位置を決定する技術が開示されている。
【０００５】
また、同１８７５１６号公報では、無意味なレンズ位置設定を省略できるように、レンズ駆動を行う条件下にあることが判定された場合にレンズを初期停止位置に駆動する技術が開示されている。
【０００６】
また、同２８０７１２号公報では、バックラッシュの影響をなくして正確にレンズの位置決めができるように、レンズ位置検出の情報に基づいて目標位置より行き過ぎてから後戻りさせてレンズを停止させる技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、ズームレンズと呼ばれているレンズは、変倍によって撮影距離が変わらないレンズである。それに対して、バリフォーカルレンズは、変倍によって撮影距離が変わってしまうレンズである。すなわち、バリフォーカルレンズは、変倍によってボケないようにするため、フォーカスレンズを駆動する必要があった。
【０００８】
しかしながら、ズームレンズと呼ばれているレンズでも、変倍によって撮影距離が完璧に変化しないレンズはほとんどないといってよいが、その変化は変倍してもファインダ上での被写体認識にはまったく問題のない程度のレベルである。この問題は、高倍率ズームレンズになるほどレンズ群数や構成枚数が多くなり、レンズ群間隔を設定するズームレンズカムが複雑になることや加工精度上の問題として認識される。
【０００９】
そこで、どの変倍位置での無限と至近のフォーカスレンズの位置を含むように広くした範囲がフォーカスレンズの移動範囲として設定される。ところが、フォーカスレンズ系を移動しながらＡＦ評価値をサンプリングし、そのサンプリング結果により合焦を判定して、フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するカメラにおいては、フォーカスレンズの移動範囲が広いために合焦までに時間がかかるという問題があった。
【００１０】
この発明は、上述した従来例による問題を解消するため、フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動する時間を短縮してＡＦ実行時間の短縮化を図ったオートフォーカス装置及びカメラを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係るオートフォーカス装置は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを制御して撮像を行うオートフォーカス装置において、被写体を撮像して映像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段により得られた映像信号に含まれる輝度信号からＡＦ評価値を得る評価手段と、前記フォーカスレンズの位置を移動させながら前記評価手段により得られたＡＦ評価値をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記ＡＦ評価値に基づいて合焦位置を決定し、決定された該合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動制御する合焦手段と、前記ズームレンズの位置に対応付けて調整された前記フォーカスレンズの撮影距離が無限となる無限位置より無限側の位置、又は該調整されたフォーカスレンズの撮影距離が至近となる至近位置より至近側の位置を、前記サンプリング手段によるＡＦ評価値のサ ンプリング開始位置とするサンプリング開始位置設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この請求項１の発明によれば、ＡＦ評価値のサンプリングを開始するフォーカスレンズの位置をズームレンズ系の位置に応じて変更するようにしたので、変倍位置に適したフォーカスレンズの効率的な合焦動作となり、これによって、合焦時間が短縮することからＡＦ実行時間を短縮することが可能である。また、請求項１の発明によれば、フォーカスレンズの無限位置より無限側の位置、又は至近位置より至近側の位置からサンプリングを開始するため、無限又は至近の被写体でも確実に合焦が可能である。
【００１３】
また、請求項２の発明に係るオートフォーカス装置は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを制御して撮像を行うオートフォーカス装置において、被写体を撮像して映像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段により得られた映像信号に含まれる輝度信号からＡＦ評価値を得る評価手段と、前記フォーカスレンズの位置を移動させながら前記評価手段により得られたＡＦ評価値をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記ＡＦ評価値に基づいて合焦位置を決定し、決定された該合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動制御する合焦手段と、前記ズームレンズの位置に対応付けて調整された前記フォーカスレンズの撮影距離が無限となる無限位置より無限側の位置、又は該調整されたフォーカスレンズの撮影距離が至近となる至近位置より至近側の位置を、前記サンプリング手段によるＡＦ評価値のサンプリング終了位置とするサンプリング終了位置設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項２の発明によれば、ＡＦ評価値のサンプリングを終了するフォーカスレンズの位置をズームレンズ系の位置に応じて変更するようにしたので、変倍位置に適したフォーカスレンズの効率的な合焦動作となり、これによって、合焦時間が短縮することからＡＦ実行時間を短縮することが可能である。また、請求項２の発明によれば、フォーカスレンズの無限位置より無限側の位置、又は至近位置より至近側の位置からサンプリングで終了するため、無限又は至近の被写体でも確実に合焦が可能である。
【００１５】
また、請求項３の発明に係るオートフォーカス装置は、請求項１又は２に記載のオートフォーカス装置において、前記ズームレンズの位置に応じて前記ＡＦ評価値のサンプリング動作時のサンプリング間隔を変更する移動量変更手段を、さらに備え、前記サンプリング手段は、前記移動量変更手段により変更された前記サンプリング間隔でサンプリングすること、を特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明に係るカメラは、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のオートフォーカス装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この請求項４の発明によれば、カメラにおいて請求項１乃至３のいずれか一つに記載のオートフォーカス装置と同様の効果を得ることが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、この発明のオートフォーカス装置を適用した撮像装置の構成について説明する。図１はこの発明の一実施の形態による撮像装置の内部構成を示すブロック図である。ここでは、撮像装置の一例といてデジタルカメラを例に挙げる。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係るオートフォーカス装置を適用したデジタルカメラの構成図である。同図において、１００はデジタルカメラを示しており、デジタルカメラ１００は、レンズ系１０１，絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２，ＣＣＤ１０３，ＣＤＳ回路１０４，可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）１０５，Ａ／Ｄ変換器１０６，ＩＰＰ１０７，ＤＣＴ１０８，コーダー１０９，ＭＣＣ１１０，ＤＲＡＭ１１１，ＰＣカードインタフェース１１２，ＣＰＵ１２１，表示部１２２，操作部１２３，ＳＧ（制御信号生成）部１２６，ストロボ装置１２７，バッテリ１２８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９、ＥＥＰＲＯＭ１３０、フォーカスドライバ１３１、パルスモータ１３２，ズームドライバ１３３，パルスモータ１３４、モータドライバ１３５を具備して構成されている。また、ＰＣカードインタフェース１１２を介して着脱可能なＰＣカード１５０が接続されている。
【００２０】
レンズユニットは，レンズ１０１系，絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２からなり，メカ機構１０２のメカニカルシャッタは２つのフィールドの同時露光を行う。レンズ系１０１は、例えば、バリフォーカルレンズからなり、フォーカスレンズ系１０１ａとズームレンズ系１０１ｂとで構成されている。
【００２１】
フォーカスドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３２を駆動して、フォーカスレンズ系１０１ａを光軸方向に移動させる。ズームドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３２を駆動して、ズームレンズ系１０１ｂを光軸方向に移動させる。また、モータドライバ１３５は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従ってメカ機構１０２を駆動し、例えば、絞りの絞り値を設定する。
【００２２】
ＣＣＤ（電荷結合素子）１０３は、レンズユニットを介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１０４は，ＣＣＤ型撮像素子に対する低雑音化のための回路である。
【００２３】
また，ＡＧＣアンプ１０５は，ＣＤＳ回路１０４で相関２重サンプリングされた信号のレベルを補正する。さらにＡ／Ｄ変換器１０６は，ＡＧＣアンプ１０５を介して入力したＣＣＤ１０３からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。すなわち，ＣＣＤ１０３の出力信号は，ＣＤＳ回路１０４およびＡＧＣアンプ１０５を介し，またＡ／Ｄ変換器１０５により，最適なサンプリング周波数（例えば，ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換される。
【００２４】
また，デジタル信号処理部であるＩＰＰ（Image Pre-Processor)１０７，ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)１０８，およびコーダー（Huffman Encoder/Decoder)１０９は，Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データについて，色差（Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に分けて各種処理，補正および画像圧縮／伸長のためのデータ処理を施す。画像圧縮・伸長部１０７は，例えばＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換，並びに，ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。
【００２５】
さらに，ＭＣＣ（Memory Card Controller）１１０は、圧縮処理された画像を一旦蓄えてＰＣカードインタフェース１１２を介してＰＣカード１５０への記録，或いはＰＣカード１５０からの読み出しを行う。
【００２６】
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として使用して、操作部１２３からの指示、或いは図示しないリモコン等の外部動作指示に従い，上記デジタルカメラ内部の全動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２１は，撮像動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作や、ＡＦ動作等の制御を行う。
【００２７】
また，カメラ電源はバッテリ１２８，例えば，ＮｉＣｄ，ニッケル水素，リチウム電池等から，ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９に入力され，当該デジタルカメラ内部に供給される。
【００２８】
表示部１２２は，ＬＣＤ，ＬＥＤ，ＥＬ等で実現されており，撮影したデジタル画像データや，伸長処理された記録画像データ等の表示を行う。操作部１２３は，機能選択，撮影指示，およびその他の各種設定を外部から行うためのボタンを備えている。ＥＥＰＲＯＭ１３０には、ＣＰＵ１２１がデジタルカメラの動作を制御する際に使用する調整データ等が書き込まれている。
【００２９】
上記したデジタルカメラ１００（ＣＰＵ１２１）は、被写体を撮像して得られる画像データをＰＣカード１５０に記録する記録モードと、ＰＣカード１５０に記録された画像データを表示する表示モード等を備えている。
【００３０】
図２は、上記ＩＰＰ１０７の具体的構成の一例を示す図である。ＩＰＰ１０７は、図２に示す如く、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データをＲ・Ｇ・Ｂの各色成分に分離する色分離部１０７１と、分離されたＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補間する信号補間部１０７２と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データの黒レベルを調整するペデスタル調整部１０７３と、Ｒ，Ｂの各画像データの白レベルを調整するホワイトバランス調整部１０７４と、ＣＰＵ１２１により設定されたゲインでＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補正するデジタルゲイン調整部１０７５と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データのγ変換を行うガンマ変換部１０７６と、ＲＧＢの画像データを色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに分離するマトリックス部１０７７と、色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに基づいてビデオ信号を作成し表示部１２２に出力するビデオ信号処理部１０７８と、を備えている。
【００３１】
更に、ＩＰＰ１０７は、ペデスタル調整部１０７３によるペデスタル調整後の画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０７９と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）の所定周波数成分のみを通過させるＢＰＦ１０８０と、ＢＰＦ１０８０を通過した輝度データ（Ｙ）に応じたデジタルカウント値をＡＦ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＦ評価値回路１０８１と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）に応じたデジタルカウント値をＡＥ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＥ評価値回路１０８２と、デジタルゲイン調整部１０７５によるゲイン調整後のＲ・Ｇ・Ｂの各画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０８３と、Ｙ演算部１０８３で検出した輝度データ（Ｙ）に応じたデジタルカウント値をＡＷＢ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＷＢ評価値回路１０８４と、ＣＰＵ１２１とのインターフェースであるＣＰＵＩ／Ｆ１０８５と、及びＤＣＴ１０８とのインターフェースであるＤＣＴＩ／Ｆ１０８６等を備えている。
【００３２】
ここで、各制御について説明する。ＡＥ制御においては、ＡＥ評価値が基準値になるようにシャッタ速度とＡＧＣとが制御される。この実施の形態では、一例として絞りを固定（Ｆ４；Ａｖ４）として説明する。
【００３３】
また、ＡＦ制御においては、シャッタ速度及びゲインが設定された後、ＡＦ Ｍ（パルスモータ）が１Ｖｄ期間に規定パルス駆動される。この規定パルス駆動の間に、ＩＰＰ内で得られたデジタル映像信号が処理されて輝度信号が得られる。この輝度信号の中からフィルタ手段により高周波成分を積分してＡＦ評価値が求められる。このＡＦ評価値のピークが合焦となる。
【００３４】
ズーム制御においては、現在のフォーカス位置が後述する設定値「ｆｐ ｆａｒ ｃａｌｃ」（無限）から設定値「ｆｐ ｎｅａｒ ｃａｌｃ」（至近；約０．２ｍ）までのどの位置（距離）にあるかを比で求められる。フォーカス位置は、ズーム駆動に併せてそのズームポイントでの「ｆｐ ｆａｒ ｄｅｆ」と「ｆｐ ｎｅａｒ ｄｅｆ」から同じ比になるフォーカス位置に駆動され、バリフォーカルレンズのズームによるピントずれが補正される。
【００３５】
次に、調整値である各設定値について説明する。図３は設定値を説明する図である。オートフォーカスでは、図３に示した如く、００〜０８までの９ズームステップ（ポジション）のバリフォーカルレンズを用いて行われるものとする。また、撮影距離範囲は、無限から約０．２ｍであるが、ワイドのみ約０．０１ｍとする。
【００３６】
図３に示したテーブルには、各ズームステップに対して６種類の設定値として「ｃｃｄａｆ ｄｒｖ ｄａｔａ」，「ｆｐ ｆａｒ ｄｅｆ」，「ｆｐ ｎｅａｒ ｄｅｆ」，「ｆｐ ｆａｒ ｃａｌｃ」，「ｆｐ ｎｅａｒ ｃａｌｃ」，「ｎｍｌ ｓｍｐ」が対応付けられている。なお、図３中の各設定値は１６進表示とする。
【００３７】
ここで、「ｃｃｄａｆ ｄｒｖ ｄａｔａ」は、ＡＦ評価値をサンプリングする時の各サンプリングのフォーカスレンズ系の移動量（パルス数）を示す。「ｆｐ ｆａｒ ｄｅｆ」は、各ズームステップでのＡＦ評価値サンプリングスタート位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。
【００３８】
「ｆｐ ｎｅａｒ ｄｅｆ」は、各ズームステップでのＡＦ評価値サンプリングエンド位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。「ｆｐ ｆａｒ ｃａｌｃ」は、各ズームステップでの無限位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。
【００３９】
「ｆｐ ｎｅａｒ ｃａｌｃ」は、各ズームステップでの０．２ｍ位置を示し、フォーカス繰り出しパルス数「ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ」の位置を基準とした差分がデータとして入力されている。「ｎｍｌ ｓｍｐ」は、ＡＦ評価値のサンプリング結果によらずに必ずＡＦ評価値のサンプリングを実行する全域サンプリングフォーカスレンズ系移動を行うサンプリング数を示している。
【００４０】
なお、「ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ」とは、フォーカスの無限側目メカ端からワイドのＡＦ評価値サンプリングスタートまでのフォーカス繰り出しパルス数を示している。
【００４１】
続いて、動作について説明する。図４はオートフォーカス動作を行うための設定動作を説明するフローチャートであり、図５はオートフォーカス動作を説明するフローチャートである。
【００４２】
図４において、ｆｐ ｆａｒ ｉｎｉｔ＝フォーカス繰り出しパルス数（ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ）−ＡＦ評価値サンプリングスタート位置（ｆｐ ｆａｒ ｄｅｆ［ｚｏｏｍ］）、ｆｐ ｎｅａｒ ｉｎｉｔ＝フォーカス繰り出しパルス数（ｆｐ ｉｎｆ ｄｅｆ）＋ＡＦ評価値サンプリングエンド位置（ｆｐ ｎｅａｒ ｄｅｆ［ｚｏｏｍ］）、ｆｐ ｈｏｍｅ＝（ｆｐ ｆａｒ ｉｎｉｔ）−（ｆｐ ｈｏｍｅ ｄｅｆ）、そして、ｎｍｌ ｓｍｐ ｄｅｆ＝ｎｍｌ ｓｍｐ［ｚｏｏｍ］である。ここで、ｚｏｏｍは９ズームステップのポジションで、ｚｏｏｍ＝０のときに、「ワイド」となり、ｚｏｏｍ＝４のときに、「ミーン」となり、ｚｏｏｍ＝８のときに、「テレ」となる。
【００４３】
図４に示した動作では、まず、ズーム位置とズーム駆動パルス数とを合わせてズームリセットが行われた後、フォーカス位置とフォーカス駆動パルス数とを合わせてフォーカスリセットが行われる。ズームリセット，フォーカスリセットはそれぞれメカ端にまで駆動することで実施される。
【００４４】
メカ端に駆動する以上のパルス数で駆動した後の位置は規定のパルス数位置として決定される。ここで、フォーカスの場合には、ｎｅａｒ側のメカ端でｆｐ ｍａｘ＝２０５パルスとなる。また、メカ端に駆動する時の最後のパルス出力のデータは、ｆｐ ｈｏｍｅ ｓｔａｔｅとして調整時に設定される。続いて、フォーカスが常焦点位置（約２．５ｍ）に設定され、さらにズームが実施される。
【００４５】
続いて図５に示した動作が開始される。図５に示した動作モードは、オートフォーカスモードである。オートフォーカスの場合には、まずＡＦ初期設定（ｃｃｄａｆ ｉｎｉｔ ｓｅｔ）が実行され（ステップＳ１）、第１レリーズが操作される。このとき、設定されているズームポイントでの常焦点位置（約２．５ｍ）を調整値から計算し、ＡＦ作動する。続いて、ＡＦ用ＡＥの設定（ｃｃｄａｆ ａｅ ｓｅｔ）が行われる（ステップＳ２）。
【００４６】
そして、処理がステップＳ３へ移行すると、フォーカスをホームポジションＨＰ（ｆｐ ｈｏｍｅ）に駆動する。続くステップＳ４では、フォーカスが初期位置ＩＮＩＴ（ｆｐ ｆａｒ ｉｎｉｔ）へ駆動される。このように、フォーカスがホームポジションＨＰから初期位置ＩＮＩＴへ駆動されることで、バックラッシュ（ｆｐ ｂ ｒａｓｈ＝８（パルス））を取り除くことができる。
【００４７】
そして、処理はステップＳ５へ移行する。ＡＦ評価値サンプリング時のフォーカス駆動が垂直同期信号Ｖｄに同期して行われる。その際、フォーカスは各サンプリングのフォーカスレンズ系の移動量（ｃｃｄａｆ ｄｒｖ ｄａｔａ）分ずつ駆動する。このとき、フォーカスの駆動は、ＡＦ評価値の値（ピークなどの情報）に関係なく、ｎｅａｒ位置（ｎｍｌ ｓｍｐ分のＡＦ評価値をサンプリングするまでで、フォーカスの駆動量としては、（ｃｃｄａｆ ｄｒｖ ｄａｔａ）＊（ｎｍｌ ｓｍｐ）となる）まで行われる。これは通常の撮影距離範囲内（無限から約０．５ｍ）である。
【００４８】
ここでは、通常の撮影距離範囲内でサンプリングしたＡＦ評価値からピーク位置やＡＦ評価値の増減データなどが計算され、通常の撮影距離範囲内に合焦位置があるかの判定が下される。マクロの撮影距離範囲内で合焦を行う場合にも、フォーカスレンズは合焦位置からバックラッシュを取り除く位置までフォーカスを駆動後に合焦位置に駆動される。
【００４９】
この後、処理はステップＳ６へ移行する。ステップＳ６において、通常の撮影距離範囲内に合焦位置がある場合、ＡＦ評価値のサンプリングが中止され、合焦位置からバックラッシュを取り除く位置までフォーカスが駆動された後に、フォーカスが合焦位置に駆動される。
【００５０】
また、通常の撮影距離範囲内に合焦位置がない場合、マクロの撮影距離範囲内（約０．５ｍから約０．２ｍ）のＡＦ評価値のサンプリングが実施される（マクロ；ｆｐ ｎｅａｒ ｉｎｉｔまで）。ただし、マクロの撮影距離範囲内では、ピークを検出した時点でＡＦ評価値のサンプリングが中止される。
【００５１】
この後、処理はステップＳ７へ移行する。ステップＳ７においてフォーカスの駆動がオフ（ｆｃｓｍ ｏｆｆ）されることで、本処理が終了する。
【００５２】
次に、ズーム位置とフォーカス位置との関係について説明する。図６はフォーカス位置調整用のＺＦテーブルを示す図、図７は図６のＺＦ（ズームフォーカス）テーブルをグラフ化して示す図、図８はＡＦ評価値サンプリングタイミングとフォーカスパルスモータ駆動タイミングとの対応関係を示すタイミングチャートである。
【００５３】
ＺＦテーブルは、ズーム位置に対するフォーカス位置を調整する時に使用されるものである。図６に示したＺＦテーブルは、Ｎｏ．０，Ｎｏ．１，Ｎｏ．２の３例を示している。いずれの例も、無限と至近（例えば２０ｃｍ）の２基準に対してワイド（Ｗ）端…ミーン（Ｍ）…テレ（Ｔ）端までの間で９つのポジションが割り当てられる。各ポジションには、パルス数ＺＰと調整値（ｆ（ｍｍ））とが対応付けられる。このＺＦテーブルはＲＯＭなどに記憶保持される。
【００５４】
図７において、Ｎｏ．０のグラフとして無限基準Ａ０−１と至近基準Ｂ０−１とが示され、Ｎｏ．１のグラフとして無限基準Ａ１−１と至近基準Ｂ１−１とが示され、Ｎｏ．２のグラフとして無限基準Ａ２−１と至近基準Ｂ２−１とが示されている。以上のグラフから、無限を基準とする場合よりも至近を基準とした場合の方がパルス数が低くなる。
【００５５】
また、図８（ａ）は、垂直同期信号Ｖｄが１／３０Ｈｚ（３３ｍＳ）のＮＴＳＣに関するタイミングチャートを示している。同図（ｂ）は、Ｖｄが１／２５Ｈｚ（４０ｍＳ）のＰＡＬ（テレビ：ＴＶ）に関するタイミングチャートを示している。同図（ｃ）は、垂直同期信号Ｖｄが１／３６Ｈｚ（２８ｍＳ）のＰＡＬ（液晶：ＬＣＤ）に関するタイミングチャートを示している。
【００５６】
以上のタイミングチャートによれば、垂直同期信号Ｖｄのパルス間隔の広がりに伴ってＡＦ評価値サンプリングタイミングＳＴとフォーカスパルスモータ駆動タイミングＷＴ（ワイド）及びＴＴ（テレ）の各パルス間隔が変更される。すなわち、図８（ａ）のＮＴＳＣを基準してみると、ＮＴＳＣでは１／３０Ｈｚであるのに対して８図（ｂ）のＰＡＬ（ＴＶ）が１／２５Ｈｚとなってパルス幅が大きくなる。したがって、ＮＴＳＣの場合よりもＰＡＬ（ＴＶ）の方がＡＦ評価値サンプリングＳＴ及びフォーカスパルスモータ駆動タイミングＷＴおよびＴＴのパルス間隔を広くとることになる。
【００５７】
一方、図８（ａ）のＮＴＳＣを基準してみると、ＮＴＳＣでは１／３０Ｈｚであるのに対して図８（ｃ）のＰＡＬ（ＬＣＤ）が１／３６Ｈｚとなってパルス幅が小さくなる。したがって、ＮＴＳＣの場合よりもＰＡＬ（ＬＣＤ）の方がＡＦ評価値サンプリングＳＴ及びフォーカスパルスモータ駆動タイミングＷＴおよびＴＴのパルス間隔を狭くとることになる。
【００５８】
次に、ドライバについて詳述する。図９はズームパルスモータ及びフォーカスパルスモータのドライバを示す回路図、図１０はパルスモータ駆動ＩＣの真理値表を示す図、そして、図１１は図９に示したドライバにおけるオートフォーカス実行時のパルス波形をシミュレーションによって示すタイミングチャートである。図９において、フォーカスドライバ１３１とズームドライバ１３３とは、図９に示した真理値表に従って入出力の関係を規定する。
【００５９】
図１０に示した真理値表に従えば、フォーカスドライバ１３１及びズームドライバ１３３は、自回路のイネーブル信号を“Ｌ”（ロー）としている場合には、入力（ＩＮ１，２）はなく、待機状態となることから、出力（ＯＵＴ１，２，３，４）はオフとなる。一方、イネーブル信号を“Ｈ”（ハイ）としている場合には、入力のＩＮ１とＩＮ２との論理関係から、駆動して出力のＯＵＴ１〜４が２相励磁の変化を生じる出力となる。ここで、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）には、それぞれＡＦ実行時のワイド操作，ミーン操作時，テレ操作時のパルス波形が示されている。以上のパルス波形を比較すると、ワイド，ミーン，テレの順でイネーブル時間が長くなり、それに伴ってドライバの駆動時間も長くなる。
【００６０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ＡＦ評価値のサンプリングを開始するフォーカスレンズの位置をズームレンズ系の位置に応じて変更するようにしたので、変倍位置に適したフォーカスレンズの効率的な合焦動作となる。これによって、合焦時間が短縮することからＡＦ実行時間を短縮することが可能である。
【００６１】
また、ＡＦ評価値のサンプリングを終了するフォーカスレンズの位置をズームレンズ系の位置に応じて変更するようにしたので、変倍位置に適したフォーカスレンズの効率的な合焦動作となる。これによって、合焦時間が短縮することからＡＦ実行時間を短縮することが可能である。
【００６２】
また、この実施の形態によるオートフォーカス装置は、特にバリフォーカルレンズに有効なため、各変倍位置に合った高速なＡＦ実行が可能となる。
【００６３】
また、「ｆｐ ｆａｒ ｃａｌｃ」が計算上（調整上）の無限であり、「ｆｐ ｎｅａｒ ｃａｌｃ」が計算上（調整上）の至近であるが、実際のＡＦ評価値のサンプリングを開始する又は終了するフォーカスレンズ位置は調整誤差等を含めた「ｆｐ ｆａｒ ｄｅｆ」（無限）から「ｆｐ ｎｅａｒ ｄｅｆ」（至近）までとしているので、無限，至近の被写体でも確実に合焦が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ＡＦ評価値のサンプリングを開始又は終了するフォーカスレンズの位置をズームレンズ系の位置に応じて変更するようにしたので、変倍位置に適したフォーカスレンズの効率的な合焦動作となり、これによって、合焦時間が短縮することからＡＦ実行時間を短縮することが可能である。さらに、この発明によれば、フォーカスレンズの無限位置より無限側の位置、又は至近位置においてもサンプリングを行うので、無限又は至近の被写体でも確実に合焦が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態による撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態によるＩＰＰの具体的構成の一例を示す図である。
【図３】 実施の形態による設定値を説明する図である。
【図４】 実施の形態によるオートフォーカス動作を行うための設定動作を説明するフローチャートである。
【図５】 実施の形態によるオートフォーカス動作を説明するフローチャートである。
【図６】 実施の形態においてズーム位置に対するフォーカス位置を調整する時に使用するＺＦテーブルを示す図である。
【図７】 図５のＺＦテーブルをグラフ化して示す図である。
【図８】 実施の形態においてＡＦ評価値サンプリングタイミングとフォーカスパルスモータ駆動タイミングとの対応関係を示すタイミングチャートである。
【図９】 実施の形態によるズームパルスモータ及びフォーカスパルスモータのドライバを示す回路図である。
【図１０】 図８に示したドライバにおいてパルスモータ駆動ＩＣの真理値表を示す図である。
【図１１】 図８に示したドライバにおけるオートフォーカス実行時のパルス波形をシミュレーションによって示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０１ａ フォーカスレンズ
１０１ｂ ズームレンズ
１０３ ＣＣＤ
１０４ ＣＤＳ
１０５ ＡＧＣアンプ
１０６ Ａ／Ｄ
１０７ ＩＰＰ
１２１ ＣＰＵ
１２３ 操作部
１３０ ＥＥＰＲＯＭ
１３１ フォーカスドライバ
１３３ ズームドライバ

Claims (4)

1. ズームレンズ及びフォーカスレンズを制御して撮像を行うオートフォーカス装置において、
   被写体を撮像して映像信号を得る撮像手段と、
   前記撮像手段により得られた映像信号に含まれる輝度信号からＡＦ評価値を得る評価手段と、
   前記フォーカスレンズの位置を移動させながら前記評価手段により得られたＡＦ評価値をサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記ＡＦ評価値に基づいて合焦位置を決定し、決定された該合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動制御する合焦手段と、
   前記ズームレンズの位置に対応付けて調整された前記フォーカスレンズの撮影距離が無限となる無限位置より無限側の位置、又は該調整されたフォーカスレンズの撮影距離が至近となる至近位置より至近側の位置を、前記サンプリング手段によるＡＦ評価値のサンプリング開始位置とするサンプリング開始位置設定手段と、
   を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
2. ズームレンズ及びフォーカスレンズを制御して撮像を行うオートフォーカス装置において、
   被写体を撮像して映像信号を得る撮像手段と、
   前記撮像手段により得られた映像信号に含まれる輝度信号からＡＦ評価値を得る評価手段と、
   前記フォーカスレンズの位置を移動させながら前記評価手段により得られたＡＦ評価値をサンプリングするサンプリング手段と、
   前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記ＡＦ評価値に基づいて合焦位置を決定し、決定された該合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動制御する合焦手段と、
   前記ズームレンズの位置に対応付けて調整された前記フォーカスレンズの撮影距離が無限となる無限位置より無限側の位置、又は該調整されたフォーカスレンズの撮影距離が至近となる至近位置より至近側の位置を、前記サンプリング手段によるＡＦ評価値のサンプリング終了位置とするサンプリング終了位置設定手段と、
   を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
3. 前記ズームレンズの位置に応じて前記ＡＦ評価値のサンプリング動作時のサンプリング間隔を変更する移動量変更手段を、さらに備え、
   前記サンプリング手段は、前記移動量変更手段により変更された前記サンプリング間隔でサンプリングすること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のオートフォーカス装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載のオートフォーカス装置を備えたことを特徴とするカメラ。

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