JP4308494B2 - カメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＦシステム（オートフォーカシングシステムあるいはオートフォーカスシステム）などとも称される自動合焦システムに係り、特に被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索してピント合わせを行なう自動合焦システムおよび自動合焦方法、並びにそれを使用したカメラ、並びにカメラのみならずイメージスキャナおよび複写機を含む画像入力装置と、顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡および内視鏡を含む光学的観察装置とをも含む被写体像取得装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディジタルカメラにおいては、撮影光学系のうちの合焦に寄与するフォーカスレンズ（フォーカシングレンズ）を駆動しながら、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の撮像素子により画像情報を取込み、例えばその画像情報の高周波成分を合焦評価値、すなわち「ＡＦ（オートフォーカシング）評価値」としてフォーカス駆動範囲を走査し、前記合焦評価値がピークとなる位置に前記フォーカスレンズを再設定することにより、自動合焦（ＡＦ）動作を行っているものが多い。通常この自動合焦（ＡＦ）方式をＣＣＤＡＦと称する。
図１１および図１２に、最も基本的なＣＣＤＡＦ動作を模式的に示す。このＣＣＤＡＦ動作においては、自動合焦のための合焦走査を開始しようとするその時点におけるフォーカスレンズ位置、すなわち初動位置、にかかわらず、まず走査開始点を無限遠端に移動させ、そこから最至近端までを走査して、ピーク位置を検出し、そのピーク位置に合焦させる。図１１および図１２における曲線は、走査によって検出される合焦評価値の分布を、合焦評価値を縦軸にとり、そして走査位置を横軸にとって、模式的に示している。なお、レンズ駆動系の構成によっては、ギヤのバックラッシュ等を除去するための動作が必要となるが、それは周知のしかも多種多様の技術に係るものであるので、以下の説明および関連する各図においては、バックラッシュ等を除去するための構成および動作についての説明は省略している。
【０００３】
図１１および図１２に示すように、ＡＦ動作が指令されると、初動位置（すなわち、その時点でのフォーカスレンズ停止位置）Ｐｏから走査開始点である無限遠端、つまり無限遠合焦位置Ｐｉへフォーカスレンズがこの場合繰り込み方向へ一旦移動され、そこから最至近端、つまり最至近合焦位置Ｐｎまで繰り出し方向への合焦走査範囲全域の合焦走査が行なわれる。この全域走査により合焦評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを前記繰り込み方向への戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定してＡＦ動作を完了する。
図１１は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合を示しており、図１２は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合を示している。
【０００４】
図１１および図１２においては、走査開始点への移動動作および合焦点への戻し動作などの実際の合焦走査以外のレンズ駆動が比較的多く存在するため、無駄な時間を費やしている。例えば、図１２では、初動位置Ｐｏが最至近端Ｐｎに近いにもかかわらず、一旦、無限遠端Ｐｉまで戻すため、ほぼレンズ移動範囲全体を戻すことになる。
これに対して、図１３、図１４および図１５に示す方式は、フォーカスレンズを初動位置Ｐｏから、無限遠端および最至近端のうちの「近い方の端」まで一旦戻して、そこから走査するようにしたものである。すなわち、図１３〜図１５に示すように、ＡＦ動作が指令されると、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Ｐｉおよび最至近合焦位置Ｐｎのうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端を走査開始点として、当該位置へフォーカスレンズが一旦移動され、そこから他端まで合焦走査範囲全域の合焦走査が行なわれる。この全域走査により合焦評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定してＡＦ動作を完了する。
【０００５】
図１３は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合を示しており、図１４は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合を示している。そして図１５は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合であって、特に、最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏから前記近い方の一端までの間に存在する場合を示している。このような方式により、全域走査の走査開始までに要する時間を図１１および図１２の方式よりも短縮することができる。
但し、この図１３〜図１５の方式では、初動位置Ｐｏによって走査方向が変化するため、合焦評価値に「走査方向依存性」がある場合には、その分の補正が必要となる。現実に、上述したようなバックラッシュや、フォーカスレンズの移動方向の違いによる機械的時定数等の相違に起因して、合焦評価値には走査方向依存性があるのが普通であるので、試作段階においてデータを取得して、走査方向依存性に対する適正な補正を施す必要がある。
【０００６】
ＡＦ動作をさらに高速化しようとする場合には、合焦走査時間の短縮が重要な項目となる。すなわち、図１１および図１２、並びに図１３〜図１５において、ＡＦ動作時間の大半を実際に占めているのは、初動位置Ｐｏから走査開始点までの移動動作や全域走査後の最終合焦位置Ｐｅへの戻し動作ではなく、全域走査時間、すなわち合焦走査範囲の全域を走査するのに要する時間、である。
走査によって取得すべきデータの数は、フォーカスレンズや撮像素子としてのＣＣＤの性能によって決定されるが、通常の場合は、フォーカスレンズを駆動するフォーカスモータがパルスモータであれば、該フォーカスモータの２〜４パルスに１つ程度のデータが必要になる。撮像素子等の画像情報取得周期は、通常１／３０秒程度であるので、フォーカスモータの１パルスあたり、１／６０〜１／１２０秒程度の時間を要するような駆動が要求される。すなわち、フォーカスモータパルスレートとしては、６０〜１２０ｐｐｓで駆動させながら、データを取得することになる。
一方、走査開始点への移動動作や、最終合焦位置Ｐｅへの戻し動作は、作動機構における機械的な制約のみで決定されるため、通常は５００〜１０００ｐｐｓ程度のパルスレートで駆動される。すなわち、同一のパルス数を移動するとしても、両者の間には４〜１７倍もの時間の差があることになる。よって、ＡＦ動作に要するＡＦ動作時間の短縮には、走査すべき範囲を狭くすることが非常に効果的である。
【０００７】
図１６、図１７および図１８は、上述した状況を考慮した従来の他の自動合焦方式を示しており、合焦走査において「合焦評価値のピークを検出した場合には、そこで走査を中断し、そのピーク位置へレンズを移動させる」というシーケンスを用いて高速化する方式である。この方式においては、「何をもってピークと判断するか？」ということが非常に重要である。すなわち、実際の被写体としては、いくつかの遠近の被写体が混在し得るため、合焦評価値にも複数のピークが発生することが少なくない。このように、合焦評価値に複数のピークが発生している場合に、撮影者の意図したピークに適切に合焦させるためには、ピークにおける合焦評価値の絶対値や他の合焦評価値（周辺の合焦評価値、他のピーク状部分の合焦評価値など）に対する相対値、さらには、ピーク前後での合焦評価値の傾斜の程度等を厳密に判断して、ピークを検出することになる。
【０００８】
そのため、図１６〜図１８に示すように、走査過程においてピークらしき部分を通過した後も、しばらく、すなわちある程度の範囲、は、走査を継続してから判断することになる。すなわち、図１６〜図１８のように、自動合焦が指令されると、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Ｐｉおよび最至近合焦位置Ｐｎのうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端を走査開始点として、当該位置へフォーカスレンズが一旦移動され、そこから他端へ向かって合焦走査が行なわれる。この合焦走査の過程で合焦評価値のピークが検出されると、その後もある程度の範囲は走査を継続しつつ先のピークを判定し、その判定に基づいて合焦評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出して走査を停止し、フォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定して自動合焦を完了する。図１６は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合であり、図１７は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合であり、そして図１８は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏから前記近い方の一端までの間に存在する場合を示している。
【０００９】
このような方式においては、通常の場合、合焦ミスを最低限とするために、ピーク判定の基準をかなり厳しく設定しておき、曖昧な場合には全域走査となるようにする場合が多い。とはいえ、ピークが検出された場合には、図１５の場合に対応する図１８のように、走査範囲を格段に狭くすることができるため、必要とする走査時間が激減し、ＡＦ動作の高速化を図ることができる。
上述したような「逆方向走査」および「ピーク検出で走査中断」以外の高速化手法としては、次に示すものがある。
【特許文献１】
特開平５-２４１０６６号公報。
この【特許文献１】に示されるように「初動位置からいきなり走査を開始する
」という方式が考えられる。すなわち、この【特許文献１】には、ＡＦ動作の高速化のために、合焦走査を初動位置から近い方の一端の方向に向けて開始し、初動位置から近い方の一端までの間でピークが検出されない場合には、前記初動位置に戻して、今度は、該初動位置から他端、つまり遠い方の端、に向けて再び合焦走査を実施することが示されている。その具体的な挙動を図１９、図２０および図２１に示している。
【００１０】
すなわち、図１９〜図２１に示すように、ＡＦ動作が指令されると、初動位置Ｐｏを走査開始点として、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Ｐｉおよび最至近合焦位置Ｐｎのうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端まで第１回目の合焦走査（図示「走査１」）が行なわれ、さらに、元の初動位置Ｐｏへフォーカスレンズが一旦移動され、その初動位置Ｐｏから他端まで第２回目の合焦走査（図示「走査２」）が行なわれる。この走査により合焦評価値のピーク位置を合焦点つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定して自動合焦を完了する。
図１９は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合であり、図２０は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合であり、そして図２１は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、且つ最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏから前記近い方の一端までの間に存在する場合を示している。
【００１１】
図２１の場合には、ＡＦ動作が指令され、初動位置Ｐｏを走査開始点として、レンズ移動範囲両端のうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端まで第１回目の合焦走査（走査１）が行なわれた時点で、この走査により合焦評価値のピークを検出すると、初動位置Ｐｏから他端までの第２回目の合焦走査（走査２）を行なうことなく、そのピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、フォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定して自動合焦を完了する。
この【特許文献１】の方式により、走査開始点への移動動作が排除されるため、その分だけ自動合焦の高速化を図ることができる。図１９〜図２１に示す【特許文献１】の方式は、基本的に図１３〜図１５の方式に適用しているため、「ピーク検出での走査中断」動作は考慮していないが、当然、「ピーク検出での走査中断」動作を組み合わせることも可能であり、そうすれば更に動作が高速化される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、上述した【特許文献１】に基づく図１９〜図２１における「初動位置から走査を開始する」動作には、幾つかの問題点がある。すなわち、この方式では、特に、図１９および図２０に示すように、初動位置Ｐｏから一端まで合焦走査を行なってから、フォーカスレンズを元の初動位置Ｐｏに戻し、初動位置Ｐｏから他端までの合焦走査を行なうことになり、合焦走査の一部が不連続となってしまう。この「走査の一部が不連続となることが、性能的に悪影響しないか？」という点がこの方式の問題点である。現実に、走査不連続点では、合焦評価値の取得時刻にずれがあるため、合焦評価値自体も不連続となる懸念が生じるし、その上、走査不連続点では走査方向も異なるため、走査方向依存性が合焦評価値に何らかの悪影響を及ぼす危険もある。すなわち、図２２に示すように、最終合焦位置Ｐｅとなるべきピーク位置と走査不連続点とがほぼ重なる場合には、ピーク検出精度が著しく低下するおそれがある。しかも、更に重大なことに、走査不連続点と初動位置がほぼ一致するだけでなく、さらに初動位置は、多くの場合前回合焦位置ともほぼ一致することから、同一被写体の連続撮影を考えた場合に、最も合焦点が存在する可能性が高い部分において、走査の不連続が生じ、ピーク検出精度が低下してしまうおそれがあるという事実である。
【００１３】
さらには、同一被写体の連続撮影を考えて、初動位置Ｐｏ付近に合焦点のある確率が高いことを考慮すると、この付近にある合焦点を、第１回目の走査（図１９〜図２１に示す走査１）で検出することができれば、高い確率で第２回目の走査（図１９〜図２１に示す走査２）を行なわずに済むのに対して、初動位置Ｐｏから走査を開始すると、図２３に示すように、走査方向とは逆方向にわずかにずれた被写体に対しては、どうしても第２回目の合焦走査（走査２）の範囲になってしまう。このような観点からも【特許文献１】に示された技術は一考の余地がある。また、【特許文献１】の技術においては、初動位置Ｐｏが端点に近い場合にも、好ましくない状況が発生する。すなわち、図２４に示すように、第１回目の合焦走査（走査１）が非常に短くなってしまい、そのため、この範囲にピークらしきものがあっても、これをピークと断定するのは困難となる。すると、必然的に第２回目の合焦走査（走査２）へ移行することになり、ＡＦ動作の高速化の効果が失われてしまい、走査不連続点の存在に起因する合焦精度の低下の懸念だけが残ることになる。すなわち、デメリットのみが残ってしまう状況が存在するわけである。
【００１４】
このような不具合を改善するために、本発明者は、先に特願２００２−４１４２７（平成１４年２月１９日付特許出願）（以下、「先願」と称する）として、合焦走査の最初に初動位置前後の領域を走査することができるような制御方法を提案している。
この制御方法においては、図２５〜図２７に示すように、走査開始点Ｐｓを、開始しようとする合焦走査の第１回目の走査（走査１）の走査方向とは逆方向に初動位置Ｐｏからずらしてスタート位置を補正し、第１回目の走査（走査１）で初動位置Ｐｏを通過するようにする。図２５は、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにあり、最終合焦位置Ｐｅが中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合を示しており、図２６は、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、最終合焦位置Ｐｅが中央位置Ｐｃ近傍にある場合を示している。そして、図２７は、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、しかも最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏの近傍にある場合を示している。
【００１５】
このようにすることにより、図２７に示すように、初動位置Ｐｏが合焦位置Ｐｅにほぼ一致していても、初動位置Ｐｏ付近での走査が常に連続となり、この近傍における合焦精度を低下させることがない。その上、直前の合焦位置とは微妙に被写体距離が変化した場合にも、第１回目の合焦走査（走査１）の範囲内で最終合焦位置Ｐｅが検出される確率が高くなり、同一被写体に対する連続撮影時におけるＡＦ動作を高速化することが可能となる。このようなスタート位置補正（Ｐｏ→Ｐｓ）を「スタート戻し」または「スタート戻し動作」と称し、このスタート戻しにおけるスタート位置のずらし量を「スタート戻し量」と称することにする。
しかしながら、このような制御方法によっても走査の不連続点は残存しており、単に走査の不連続点に合焦評価値のピーク位置、つまり最終合焦位置Ｐｅが一致してしまう確率を下げているに過ぎない。すなわち、例えば、図２８に示すように、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合で、フォーカス戻しにより位置補正された走査開始点Ｐｓが、たまたま最終合焦位置Ｐｅとなるべきピーク位置にほぼ一致してしまう状況が、発生し得る。このような場合には、ピーク位置近傍において、走査が不連続となってしまい、ピーク判定精度が低下し、適正な合焦検出ができなくなってしまう。
【００１６】
また、上述した方法とは別の高速化の方法として、全走査域を、いくつかの領域に分割しておき、被写体が存在する確率が高い部分を優先的に走査し、合焦とみなし得る合焦評価値のピークが判定されたら、以後の走査を行なわずにフォーカスレンズをピーク位置に戻し最終合焦位置Ｐｅとして設定するという方法も考えられる。すなわち、図２９〜図３１に示すように、通常、被写体が多く存在する被写体距離１ｍ程度から無限遠までの領域について第１の走査（走査１）として初めに走査し、その第１の走査の間に、図３０のように、合焦評価値のピークがあれば、それを検出して最終合焦位置Ｐｅとしてそのピーク位置へフォーカスレンズを移動させ、以後の走査を行なわない。図２９のように、前記第１の走査の間にピークがなければ、被写体距離１ｍから最至近距離までの領域について第２の走査（走査２）を行う。なお、この場合、同一距離の連続撮影を意識して、初動位置Ｐｏによっては、被写体距離１ｍよりも近い側を先に走査するようにすることも考えられる。また、全走査域の分割数も２分割に限らず、さらに多数分割することも考えられる。
【００１７】
例えば、被写体距離の分布を考えると、１〜２人の人物の顔や上半身等のクローズアップは、被写体距離１〜２ｍ程度、数人以下の人物のほぼ全身を撮影するポートレート等は、被写体距離３〜５ｍ程度、そして円形を含む風景等では、ほぼ無限遠の被写体距離となる。一般の撮影では、これらのいずれかの被写体距離で撮影されることが圧倒的に多いので、これらを適宜優先的に含めるように、全走査域を２またはそれ以上に分割して、所要の優先順序に従って走査すれば、効率の良い走査が可能となるであろう。
しかしながら、これらのような高速化の場合にも、分割された領域間の境界位置、つまり各走査の切り替え境界位置、Ｐｂにおいて、走査が不連続となり、この走査の不連続性は、合焦評価値の取得時間のずれを生み、走査方向の違いによる合焦評価値の走査方向依存性の問題もあいまって、不連続箇所の近傍でのピーク判定精度が低下する。したがって、例えば図３１に示すように、隣接する走査間の境界位置Ｐｂの近傍に合焦評価値のピークが存在する場合には、ピーク判定精度が低下し、適切な合焦検出が行なえなくなる。
したがって、上述を考慮すると、現時点で、解決すべき課題として要求される点は、走査不連続点近傍での合焦評価値のピークの適正な判定を可能とする合焦走査制御を実現することである。
【００１８】
すなわち、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、走査不連続点近傍における合焦評価値（ＡＦ評価値）の連続性を損なわない合焦走査を実現し、合焦走査に関連する動作を適正化して、合焦走査の確実性および効率を効果的に向上し得るカメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、請求項１のカメラにおいて、特に、合焦走査の効率を一層高め得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、請求項１または請求項２のカメラにおいて、特に、合焦走査の効率をさらに高め得るカメラを提供することにある。
【００１９】
本発明の請求項４の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得るカメラを提供すると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、請求項４のカメラにおいて、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の請求項７の目的は、請求項６の被写体像取得装置において、特に、合焦走査の効率を一層高め得る被写体像取得装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、請求項６または請求項７の被写体像取得装置において、特に、合焦走査の効率をさらに高め得る被写体像取得装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の請求項９の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、請求項９の被写体像取得装置において、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、
特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る自動合焦システムを提供することにある。
【００２２】
本発明の請求項１２の目的は、請求項１１の自動合焦システムにおいて、特に、合焦走査の効率を一層高め得る自動合焦システムを提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、請求項１１または請求項１２の自動合焦システムにおいて、特に、合焦走査の効率をさらに高め得る自動合焦システムを提供することにある。
本発明の請求項１４の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得る自動合焦システムを提供することにある。
【００２３】
本発明の請求項１５の目的は、請求項１４の自動合焦システムにおいて、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得る自動合焦システムを提供することにある。
本発明の請求項１６の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る自動合焦方法を提供することにある。
本発明の請求項１７の目的は、請求項１６の自動合焦方法において、特に、合焦走査の効率を一層高め得る自動合焦方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の請求項１８の目的は、請求項１６または請求項１７の自動合焦方法において、特に、合焦走査の効率をさらに高め得る自動合焦方法を提供することにある。
本発明の請求項１９の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得る自動合焦方法を提供することにある。
本発明の請求項２０の目的は、請求項１９の自動合焦方法において、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得る自動合焦方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、
被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値（ＡＦ評価値）を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴としている。
【００２６】
請求項２に記載した本発明に係るカメラは、請求項１のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係るカメラは、請求項１または請求項２のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴としている。
【００２７】
請求項４に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、
被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段が、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴としている。
【００２８】
請求項５に記載した本発明に係るカメラは、請求項４のカメラにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴としている。
【００２９】
請求項６に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、上述した目的を達成するために、
被写体像を取得するための像取得手段と、
前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、
前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有する被写体像取得装置であって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴としている。
【００３０】
請求項７に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、請求項６の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、請求項６または請求項７の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴としている。
【００３１】
請求項９に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、上述した目的を達成するために、
被写体像を取得するための像取得手段と、
前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、
前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有する被写体像取得装置であって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴としている。
【００３２】
請求項１０に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、請求項９の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴としている。
【００３３】
請求項１１に記載した本発明に係る自動合焦システムは、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有し、且つ
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、
前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴としている。
【００３４】
請求項１２に記載した本発明に係る自動合焦システムは、請求項１１の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
請求項１３に記載した本発明に係る自動合焦システムは、請求項１１または請求項１２の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴としている。
【００３５】
請求項１４に記載した本発明に係る自動合焦システムは、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有し、且つ
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことを特徴としている。
【００３６】
請求項１５に記載した本発明に係る自動合焦システムは、請求項１４の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴としている。
【００３７】
請求項１６に記載した本発明に係る自動合焦方法は、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、
前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、
前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、
前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有し、
前記走査開始点設定ステップが、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定することを特徴としている。
【００３８】
請求項１７に記載した本発明に係る自動合焦方法は、請求項１６の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含むことを特徴としている。
請求項１８に記載した本発明に係る自動合焦方法は、請求項１６または請求項１７の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含むことを特徴としている。
【００３９】
請求項１９に記載した本発明に係る自動合焦方法は、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、
前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、
前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップと
を有し、
前記走査制御ステップが、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップと
をさらに含むことを特徴としている。
【００４０】
請求項２０に記載した本発明に係る自動合焦方法は、請求項１９の自動合焦方法において、前記走査制御ステップが、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含むことを特徴としている。
【００４１】
【作用】
すなわち、本発明によるカメラは、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値（ＡＦ評価値）を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４２】
また、本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含む。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【００４３】
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
そして、本発明によるカメラは、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４４】
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００４５】
さらに、本発明による被写体像取得装置は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４６】
また、本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含む。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【００４７】
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
【００４８】
そして、本発明による被写体像取得装置は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４９】
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５０】
さらにまた、本発明による自動合焦システムは、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５１】
また、本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含む。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
【００５２】
そして、本発明による自動合焦システムは、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５３】
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５４】
そしてさらに、本発明による自動合焦方法は、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有する。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５５】
また、本発明による自動合焦方法は、前記走査開始点設定ステップが、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定する。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦方法は、前記走査範囲設定ステップが、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含む。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【００５６】
本発明による自動合焦方法は、前記走査範囲設定ステップが、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含む。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
【００５７】
そして、本発明による自動合焦方法は、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有する。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５８】
本発明による自動合焦方法は、前記走査制御ステップが、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップとをさらに含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦方法は、前記走査制御ステップが、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るカメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法について詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係るディジタルカメラの構成および動作を説明するための図である。図１は、本発明の実施の形態に係るディジタルカメラの要部の構成を示す模式的なブロック図、そして図２は、当該ディジタルカメラの自動合焦動作における合焦走査を説明するための図である。
図１に示すディジタルカメラは、光学系１、シャッタ／絞り部２、フォーカス駆動系３、ズーム駆動系４、シャッタ／絞り駆動系５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６、撮像素子７、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器８、画像処理部９、システムコントローラ１０、メモリ群１１、表示部１２、半押し検出部１３、全押し検出部１４、受光部１５、ストロボ発光部１６、ストロボ制御部１７、カメラ操作部１８およびレリーズ押圧部１９を具備している。
【００６０】
図１のディジタルカメラにおいて、被写体光は、撮影光学系である光学系１に入射される。光学系１は、光軸方向に沿う進退移動により被写体像のピント合わせ、つまり合焦動作のための焦点調節を行なうフォーカスレンズ（フォーカシングレンズ群）１ａと、光軸方向に沿う進退により光学系１の焦点距離を調節して被写体像の拡大／縮小を行なうズームレンズ（ズーミングレンズ群）１ｂと、これらフォーカスレンズ１ａおよびズームレンズ１ｂと共に被写体像を結像させる対物レンズ１ｃとを備えている。フォーカスレンズ１ａとズームレンズ１ｂとの間には、シャッタ／絞り部２が配置され、このシャッタ／絞り部２により、フォーカスレンズ１ａに入射する光束が制限制御される。フォーカスレンズ１ａは、フォーカス作動手段としてのフォーカス駆動系３により、ズームレンズ１ｂは、ズーム駆動系４により、そしてシャッタ／絞り部２は、シャッタ／絞り駆動系５によりそれぞれ駆動される。
光学系１を通過した被写体光は、入射光の高周波成分を除去するローパスフィルタ６を介して、撮像手段としての撮像素子７に入射する。撮像素子７は、複数の光電変換画素を２次元マトリクス状に配列した撮像面を有し、前記撮像面に被写体光に基づいて入射結像される被写体像を電気信号からなる画像データに変換して出力する。
【００６１】
上述したフォーカスレンズ１ａ、ズームレンズ１ｂおよび対物レンズ１ｃからなる光学系１と、シャッタ／絞り部２と、ローパスフィルタ６と、撮像素子７とで、鏡胴ユニットＵを構成している。
撮像素子７から出力された画像データは、Ａ／Ｄ変換器８によりディジタル値に変換された後、画像処理部９に与えられる。画像処理部９は、与えられた画像データに対して圧縮／伸長処理および解像度の変更等のような所要の画像処理を施す。
【００６２】
システムコントローラ１０は、当該ディジタルカメラ全体の制御を行なうものであり、マイクロプロセッサ等を用いて構成されて所定のプログラムに従って演算等を含む各種情報処理を行なうＣＰＵ（中央処理ユニット）、ＣＰＵの処理プログラム等を予め格納した書き換え不可能なまたは不揮発性の半導体メモリ等からなる読出し専用のＲＯＭ（リードオンリメモリ）、およびＣＰＵにおける各種処理の過程で各種のデータ等を格納するために利用するワークエリアなどを有する書き換え可能な半導体メモリ等からなる任意書込み／読出し用のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などを有している。また、システムコントローラ１０には、先に述べたフォーカス駆動系３、ズーム駆動系４およびシャッタ／絞り駆動系５と、画像処理部９で得られる画像データ等を格納するためのメモリ等を含むメモリ群１１と、前記画像データを表示する液晶ディスプレイ等のモニタ、撮影等に係る各種情報を表示する表示液晶ディスプレイ（表示ＬＣＤ）および自動合焦による焦点調整結果を報知するＡＦ発光ダイオード（ＡＦＬＥＤ）などを含む表示部１２とが接続されている。システムコントローラ１０は、これら接続された各部を制御する。
【００６３】
また、このディジタルカメラには、２段操作のレリーズボタン等のレリーズ押圧部１９が設けられ、撮影者がレリーズ押圧部１９の１段目操作、つまり半押し操作により、自動合焦（ＡＦ：オートフォーカシング）等の被写体像調整の指示を与え、さらにレリーズ押圧部１９の２段目操作、つまり全押し操作により被写体像撮像の指示を与えるようにしている。すなわち、このディジタルカメラは、レリーズ押圧部１９の半押し操作を検出する半押し検出部１３、およびレリーズ押圧部１９の全押し操作を検出する全押し検出部１４を備えており、これら半押し検出部１３および全押し検出部１４は、システムコントローラ１０に接続されている。
さらに、このディジタルカメラは、被写体輝度を計測する受光部１５、被写体に照明光を照射するストロボ発光部１６、および受光部１５で計測される被写体輝度に基づいてストロボ発光部１６の発光制御を行なうストロボ制御部１７を備えており、ストロボ制御部１７は、システムコントローラ１０からのストロボ発光についての制御指示に基づいてストロボの発光制御を行なう。また、当該ディジタルカメラには、ストロボモードを設定するストロボモードスイッチ等のように撮影者の操作により撮影動作等のカメラ動作に係る種々の設定をするためのカメラ操作部１８が設けられており、システムコントローラ１０は、カメラ操作部１８の操作に基づいてカメラ動作に関する種々の設定を行なう。
【００６４】
図１に示したディジタルカメラは、基本的な構成自体には特別な構成はなく、従来の一般に市販されているディジタルカメラと同等である。本願発明に係る自動合焦機能は、レリーズ押圧部１９の半押し動作を半押し検出部１３が検出すると、システムコントローラ１０がそれに応答し、光学系１のフォーカスレンズ１ａをフォーカス駆動系３を介して、連続的に、または間欠的に、あるいは両者を適宜組み合わせて駆動しつつ、Ａ／Ｄ変換器８および画像処理部９を介して得られる撮像素子７で取得された画像データに基づいて合焦評価値（ＡＦ評価値）を求めて合焦走査を実行することによって行なわれる。
【００６５】
なお、システムコントローラ１０は、撮像素子７によって得られる画像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段、およびフォーカス駆動系３を介してフォーカスレンズ１ａを駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、フォーカスレンズ１ａを前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段、そして前記合焦制御手段において、フォーカスレンズ１ａの初動位置を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点、例えば近い方の端点、に向かう第１の走査（走査１）を経て、前記全走査域の残部を、例えば前記第１の走査とは逆方向に、走査するための第２の走査（走査２）に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、図２に示すように、例えば前記第２の走査の起点を前記走査開始点よりも所定の重複幅Ｄだけ前記近い方の端点に近い位置に設定することなどによって、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定する走査制御手段等の各機能を有している。
【００６６】
次に、従来、対応が要求されていた課題に対する本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラにおける対応策について、図２に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して説明する。
まず、この第１の実施の形態のディジタルカメラにおいては、先に図１９〜図２１を参照して説明した
【特許文献１】
に基づく初動位置から走査を開始する走査方式に本発明を適用している。図２に示すように、初動位置Ｐｏを走査開始点Ｐｓとして前記近い方の端点（図２では最至近合焦位置Ｐｎ）に向かって第１の走査（走査１）を行ない、合焦評価値のピークが判別されない場合には、前記初動位置Ｐｏよりも所定の重複幅Ｄだけ、前記近い方の端点（Ｐｎ）に近い位置から遠い方の端点（図２では無限遠合焦位置Ｐｉ）に向かって第２の走査（走査２）を行なうようにする。
【００６７】
このようにすることにより、図２に示すように、初動位置Ｐｏが合焦位置Ｐｅにほぼ一致していても、初動位置Ｐｏの近傍に実質的に走査の不連続が生じることがなくなり、合焦精度が著しく向上する。すなわち、
【特許文献１】の方式の場合には、例えば図２２においては第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との不連続部分に合焦評価値のピークが存在していたため、ピークの判定精度が低下しがちであった。しかしながら、図２のように、第２の走査（走査２）の初めの部分を、重複幅Ｄだけ第１の走査（走査１）と重複させることにより、第１の走査（走査１）の走査範囲および第２の走査（走査２）の走査範囲のいずれかの中に明確にピークが出現するようになる。なお、第２の走査（走査２）を走査開始点Ｐｓの近傍から第１の走査（走査１）と逆方向への走査とすることにより、重複部分の走査のタイムラグを少なくすることができ、合焦走査の効率をさらに高めることができるが、第２の走査（走査２）の走査方向をこれとは逆方向としても重複走査による効果は得ることができる。
したがって、合焦走査が適正化され、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の走査範囲が重複するため、合焦走査の連続性が効果的に確保され、合焦評価値のピーク位置が確実に判定される。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。本発明の第２の実施の形態に係るディジタルカメラは、上述した本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラと同様に、図１に示すように構成する。そして、この第２の実施の形態のディジタルカメラにおいては、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、フォーカスレンズ１ａの初動位置から、全走査域の両端点のうちの一方の端点、例えば遠い方の端点、に向かう所定の方向に所定量だけ移動させた点を走査開始点として、該走査開始点から、前記所定の方向とは逆の他方の端点、例えば近い方の端点、に向かう第１の走査（走査１）を経て、前記全走査域の残部を、例えば前記第１の走査とは逆方向に、走査するための第２の走査（走査２）に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、例えば前記第２の走査の起点を前記走査開始点よりも所定の重複幅Ｄだけ前記近い方の端点に近い位置に設定することなどによって、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定する機能を有している。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施の形態のディジタルカメラについて、図３に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
この第２の実施の形態においては、先に図２５〜図２８を参照して説明した本発明者の先願における方式に基づく初動位置からスタート戻し動作を行なってから、第１の走査（走査１）を開始する走査方式に本発明を適用している。すなわち、図３に示すように、初動位置Ｐｏから、全走査域の両端点のうちの遠い方の端点（図３では最至近合焦位置Ｐｎ）に向かう方向に所定量ずらした位置を走査開始点Ｐｓとして、スタート位置を補正し、そこから前記両端点のうちの近い方の端点（図３では無限遠合焦位置Ｐｉ）に向かって第１の走査（走査１）を行なうようにして、この第１の走査（走査１）で、ピークの存在する可能性の高い初動位置Ｐｏの近傍を通過するようにする。この第１の走査（走査１）で合焦評価値のピークが判別されない場合には、走査開始点Ｐｓよりも所定の重複幅Ｄだけ、前記近い方の端点（Ｐｉ）に近い位置から遠い方の端点（図３では最至近合焦位置Ｐｎ）に向かって第２の走査（走査２）を行なうようにする。
【００７０】
このようにすることにより、図３に示すように、初動位置Ｐｏからスタート戻しによる位置補正を行なった走査開始点Ｐｓが、たまたま、最終合焦位置Ｐｅにほぼ一致したとしても、走査開始点Ｐｓの近傍に実質的に走査の不連続が生じることがなくなり、合焦精度が著しく向上する。すなわち、先願の方式の場合には、例えば図２８においては、第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との不連続部分（走査開始点Ｐｓ近傍）に合焦評価値のピークが存在していたため、ピークの判定精度が低下しがちであった。しかしながら、図３のように、第２の走査（走査２）の初めの部分を、重複幅Ｄだけ第１の走査（走査１）と重複させることにより、第１の走査（走査１）の走査範囲および第２の走査（走査２）の走査範囲のいずれかの中に明確にピークが出現するようになる。この場合も、第２の走査（走査２）を走査開始点Ｐｓの近傍から第１の走査（走査１）と逆方向への走査とすることにより、重複部分の走査のタイムラグを少なくすることができ、合焦走査の効率をさらに高めることができるが、第２の走査（走査２）の走査方向をこれとは逆方向としても重複走査による効果は得ることができる。
【００７１】
したがって、合焦走査が適正化され、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の走査範囲が重複するため、合焦走査の連続性が効果的に確保され、合焦評価値のピーク位置が確実に判定される。しかも、スタート戻しによるスタート位置の補正を行なって走査開始点Ｐｓを定めているので、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際に、第１の走査（走査１）でピークが検出される可能性が増し、合焦走査の効率および合焦の確実性が向上するとともに、第１の走査（走査１）の走査範囲が第２の走査（走査２）の走査範囲よりも狭くなるようにしているので、合焦走査の効率が一層高くなる。
【００７２】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係るディジタルカメラについて、図４に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
この第３の実施の形態のディジタルカメラにおいては、先に図２９〜図３１を参照して説明した全走査域を、複数の領域に分割し、被写体が存在する確率が高い部分を優先的に走査して、合焦とみなし得る合焦評価値のピークが判定されたら、以後の走査を行なわずにフォーカスレンズをピーク位置に戻して最終合焦位置として設定する走査方式に本発明を適用している。すなわち、図４に示すように、初動位置Ｐｏから、全走査域を分割した領域の境界位置Ｐｂを走査開始点Ｐｓとして、スタート位置を補正し、そこから前記両端点のうちの一方の端点（図４では、近い方の端点である無限遠合焦位置Ｐｉ）に向かって優先度の高い第１の走査（走査１）を行ない、この第１の走査（走査１）で合焦評価値のピークが判別されない場合には、走査開始点Ｐｓよりも所定の重複幅Ｄだけ前記一方の端点（Ｐｉ）に近い位置から、他方の端点（図４では、遠い方の端点である最至近合焦位置Ｐｎ）に向かって第２の走査（走査２）を行なうようにする。
【００７３】
このようにすることにより、図４に示すように、走査開始点Ｐｓとなる境界位置Ｐｂが、たまたま、最終合焦位置Ｐｅにほぼ一致したとしても、走査開始点Ｐｓの近傍に実質的に走査の不連続が生じることがなくなり、合焦精度が著しく向上する。すなわち、隣接する走査域間の境界位置Ｐｂ近傍（走査開始点Ｐｓ近傍）に合焦評価値のピークが存在していても、図４のように、後続の走査域の第２の走査（走査２）の一部、例えば初めの部分、を、重複幅Ｄだけ先行する走査域の第１の走査（走査１）と重複させることにより、各走査の走査範囲のいずれかの中に明確にピークが出現するようになる。
したがって、合焦走査が適正化され、合焦走査の全走査域が分割された各走査域の隣接する領域に対する走査範囲が互いに重複するため、合焦走査の連続性が効果的に確保され、合焦評価値のピーク位置の高い判定精度を確保することができる。
【００７４】
以上の第１〜第３の実施の形態のディジタルカメラによれば、隣接する走査域の各走査範囲の端部が相互に重複するので、重複部の一方の端部近傍に合焦評価値のピークがあったとしてもピーク部分は他方の走査範囲内に充分に収まり、走査不連続部分での判定を回避することができる。したがって、走査域の境界部分近傍にピークがあった場合にも正確なＡＦ動作を実行することができる。
【００７５】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。上述した本発明の第１、第２および第３の実施の形態においては、図２、図３および図４を従来の方式の図（例えば、それぞれ図２２、図２８および図３１）と比較すれば明らかなように、第２の走査（走査２）の走査範囲が重複幅相当分だけ従来の方式より増大するため、ＡＦ動作速度の面では不利となる。換言すると、本発明における第１の走査（走査１）に対する第２の走査（走査２）の重複幅は、極力小さく設定してＡＦ動作速度への影響を最小限にくいとめるように構成することが好ましい。
そこで、本発明が解決しようとしている課題に立ち返ってみると、本発明が回避しようとしているものは、走査データの不連続性であり、更に詳細には、走査データが時間的に不連続であることによって生じる被写体変化等による誤差である。すなわち、走査データには、たとえ不連続部分が存在したとしても、時間的に連続性があるとみなすことができる範囲については、走査データをそのままピークの判定に使っても差し支え無いことになる。このような点を考慮すると、不連続箇所における時間的な不連続の程度によって、走査重複幅を可変として調整可能とし、常に必要最小限の走査重複幅にすれば、ＡＦ動作速度への影響を低減することが可能となるはずである。このような手法を採用したのが本発明の第４の実施の形態のディジタルカメラである。
【００７６】
本発明の第４の実施の形態に係るディジタルカメラも、ハードウェア的には、上述した本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラと同様に、図１に示すように構成する。そして、この第４の実施の形態のディジタルカメラにおいては、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における各走査範囲の走査による合焦評価値検出タイミングを監視する手段、および前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも合焦評価値検出タイミングの時間差に応じて可変制御する手段に相当する機能を含んでいる。具体的には、システムコントローラ１０は、前記走査制御手段として、例えば、前記走査制御手段は、走査タイミングを監視し、第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始に至るまでの時間を判別する機能、およびこの判別時間に応じて前記重複部の重複幅をＦｄ１またはＦｄ２等に可変制御する機能を有している。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施の形態のディジタルカメラについて、図５および図６に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
すなわち、図５および図６に示すように、少なくとも走査が不連続となる重複部における走査タイミングを監視し、図５に示すように合焦評価値検出の時間差、すなわち第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始までの時間が短い場合には、走査の重複範囲が小さめの重複幅Ｆｄ１とし、図６に示すように合焦評価値検出の時間差、すなわち第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始までの時間が長い場合には、走査の重複範囲を大きめの重複幅Ｆｄ２として設定するように制御する。
このようにすると、無駄なく高精度のＡＦ動作を行なうことができる。図５および図６によれば、走査不連続箇所における時間差は、単に第１の走査（走査１）と、第１の走査（走査１）後、第２の走査（走査２）を開始する位置までの走査戻し動作（戻し動作１）の駆動量で定まるかのように見えるかもしれない。しかし、当然のことであるが、合焦評価値の取込み間隔および取込み周期等によって定まる走査速度や戻し速度も関連している。したがって、例えば、合焦評価値の取込み周期が短い「高速ＡＦ」の場合には、走査重複幅を重複幅Ｆｄ１のように小さくし、合焦評価値の取込み周期が長い「通常ＡＦ」の場合には、逆に重複幅Ｆｄ２のように大きくすることも考えられる。なお、図５および図６等の場合においても、第２の走査（走査２）によるピーク判別後のピーク位置への戻し動作（戻し動作２）については、従来および先の各実施の形態と同様である。
【００７８】
次に、本発明の第５の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。上述した第４の実施の形態の場合と同様に、本発明における第１の走査（走査１）に対する第２の走査（走査２）の重複幅は、極力小さく設定してＡＦ動作速度への影響を最小限にくいとめるように構成するため、予め重複部近傍にピークが発生しそうもないことが予測される場合には、重複幅を小さくすることが考えられる。このような手法を採用して、ＡＦ動作時間のロスを最小限に抑えようとするのが本発明の第５の実施の形態のディジタルカメラである。
本発明の第５の実施の形態に係るディジタルカメラも、ハードウェア的には、上述した本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラと同様に、図１に示すように構成する。そして、この第５の実施の形態のディジタルカメラにおいては、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍において検出された合焦評価値に基づいて、前記走査範囲の重複部の重複幅を可変制御する手段に相当する機能を含んでいる。具体的には、システムコントローラ１０は、前記走査制御手段として、例えば、前記走査制御手段は、第１の走査（走査１）の結果による合焦評価値から、前記走査範囲の重複部近傍にピークがありそうか否かを判断し、それに応じて前記重複部の重複幅をＦｄ３またはＦｄ４等に可変制御する機能を有している。
【００７９】
次に、本発明の第５の実施の形態のディジタルカメラについて、図７および図８に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
すなわち、図７および図８に示すように、少なくとも走査が不連続となる重複部における第１の走査（走査１）の結果として得られる合焦評価値から、前記重複部近傍にピークがありそうか否かを予測判別し、ピークがありそうな場合には重複幅を大きくとり、ありそうもない場合には重複幅を小さくとるように制御する。具体的には、第１の走査（走査１）による合焦評価値から、図７に示すように、前記重複部近傍における合焦評価値が大きいかまたは変化が大きいなど、ピークが近そうな場合には、充分に大きな走査重複幅Ｆｄ３をとり、図８に示すように、合焦評価値が小さいかまたは変化が小さいなど、ピークが遠そうな場合には、小さな走査重複幅Ｆｄ４をとるかまたは走査重複幅を０としてしまうかするように制御する。
このようにしても、第４の実施の形態の場合と同様に、無駄なく高精度のＡＦ動作を行なうことができる。図７および図８によれば、走査不連続箇所となる前記重複部近傍におけるピークの発生の可能性の予測判断の根拠は、さほど明確には示されてはいないが、合焦評価値は、ピークに近づくと顕著な変化を呈して高くなるので、第１の走査（走査１）でピークが検出されず、しかも重複部近傍での合焦評価値が大きいかまたは変化が大きい場合に、ピークが近いと判別し、重複部近傍での合焦評価値が小さいかまたは変化が小さい場合に、ピークが遠いと判別している。
【００８０】
これら第４および第５の実施の形態の制御方法を採用することによって、ＡＦ動作時間を無闇に長くすることなく、本発明の主たる命題である走査不連続箇所近傍での正確なＡＦ動作を達成することができる。
次に、本発明の第６の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。本発明の第６の実施の形態のディジタルカメラでは、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、フォーカスレンズ１ａの初動位置から、全走査域の両端点のうちの一方の端点、例えば遠い方の端点、に向かう所定の方向に所定のスタート戻し量だけ移動させた点を走査開始点として、該走査開始点から、前記所定の方向とは逆の他方の端点、例えば近い方の端点、に向かう第１の走査（走査１）を経て、前記全走査域の残部を、例えば前記第１の走査とは逆方向に、走査するための第２の走査（走査２）に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、例えば前記第２の走査の起点を前記走査開始点よりも所定の重複幅Ｆｄだけ前記近い方の端点に近い位置に設定することなどによって、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定する機能と、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における各走査範囲の走査による合焦評価値検出タイミングを監視する手段、および前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも合焦評価値検出タイミングの時間差に応じて可変制御する手段に相当する機能、具体的には、例えば走査タイミングを監視し、第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始に至るまでの時間を判別する機能、およびこの判別時間に応じて前記重複部の重複幅ＦｄをＦｄ１またはＦｄ２等に可変制御する機能と、そして、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍において検出された合焦評価値に基づいて、前記走査範囲の重複部の重複幅を可変制御する手段に相当する機能、具体的には、例えば、前記走査制御手段は、第１の走査（走査１）の結果による合焦評価値から、前記走査範囲の重複部近傍にピークがありそうか否かを判断し、それに応じて前記重複部の重複幅ＦｄをＦｄ３またはＦｄ４等に可変制御する機能とを有している。
【００８１】
すなわち、本発明の第６の実施の形態に係るディジタルカメラにおけるシステムコントローラ１０は、上述した第２、第４および第５の実施の形態に係る機能を組み合わせた複合的な走査制御手段を、前記合焦制御手段に含んでいる。なお、この第６の実施の形態に係るディジタルカメラには、走査制御手段に、初動位置が両端点のいずれかに充分に近い場合（近い方の端点までの距離Ｆｓが所定値Ｆｓ１未満）には、一旦、近い方の端点まで移動してから全走査域を１回の走査により一括して操作する機能と、ＡＦ動作開始時の種々の条件に応じてスタート戻し量Ｆｒを可変制御する機能とを含んでいる。
図９および図１０は、本発明の第６の実施の形態に係るディジタルカメラにおける自動合焦動作の概略を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す制御処理は、主としてシステムコントローラ１０において行なわれる。
【００８２】
まず、図９および図１０に示すように、カメラの電源がオンとなると（ステップ＃１）、合焦動作回数の初期化およびフォーカスレンズ１ａの常焦点位置Ｐｊへの移動等の初期設定がなされ（ステップ＃２、ステップ＃３）、レリーズ押圧部１９が半押しされるのを待つ（ステップ＃５）。このステップ＃３とステップ＃５との間に合焦評価値を継続的に取得し（ステップ＃４）、後にスタート戻し量設定時に「被写体が変化したかどうか？」の判定（ステップ＃９、ステップ＃１０）の材料として用いられる。この時点で、合焦動作が未実施（Ｎｔ＝０）である場合には、この継続的合焦評価値は必要ないので、合焦動作回数Ｎｔの値に応じて、ステップ＃４で合焦評価値を取得するか否かを判断するようにしてもよいが、制御の流れが煩雑になること、不要の情報を取得しても特に問題はないことから、常に取得するようなシーケンスとしている。
【００８３】
レリーズ押圧部１９の半押しが半押し検出部１３により検出されると（ステップ＃５）、引き続き撮影準備動作に移行する。まず、合焦動作が１回目か？（ステップ＃６）、もしくは前回の合焦動作が合焦失敗（ＡＦＮＧ）で終了しているか？（ステップ＃７）を判別し、合焦動作が１回目もしくは前回が合焦失敗であった場合には、スタート戻し量として値Ｆｒ１を選択する（ステップ＃８）。この値Ｆｒ１（電源オン直後に合焦失敗の後（常焦点位置）におけるスタート戻し量（Ｐｏ〜Ｐｓ））は比較的大きい数値であり、その後の合焦動作で、まず常焦点中心の広いエリアを走査するような設定である。合焦動作時間優先という見地において、Ｆｒ１の値を、比較的大きい数値ではなく、「０」に設定することもカメラの構成によってはあり得る。
【００８４】
さらに、ステップ＃９およびステップ＃１０においては、前回の合焦動作時から、被写体が変化しているか否かを、３段階に判別し、Ｆｒの値をそれぞれで設定する。すなわち、完全に被写体が変化していると判断される場合には、初動位置から戻して走査を実施するメリットが少ないため、値Ｆｒ＝０に設定し（ステップ＃１１）、逆に、ほぼ同一条件での連続撮影だと判断される場合には、Ｆｒを比較的小さいＦｒ３（前回撮影と同一シーンであると思われる場合のスタート戻し量）という値に設定する（ステップ＃１３）。これらの中間的な場合、すなわち概ね被写体は変化していないと判断される場合、には、Ｆｒ３よりは大きめのＦｒ２（前回撮影とおおむね同一シーンであると思われる場合のスタート戻し量（Ｆｒ１＞Ｆｒ２＞Ｆｒ３））という数値に設定される（ステップ＃１２）。なお、被写体が変化しているか否かを判別するファクタとして前回合焦以後の経過時間を含めても良い。すなわち、長時間が経過していれば被写体が変化している可能性が高いし、長時間が経過していなければ被写体が変化している可能性が低いことを判定に利用する。
【００８５】
次に、初動位置Ｐｏがいずれかの端点に近い場合は、端点まで移動してから合焦走査を開始する方が高い合焦精度が期待できるため、端点までの近さを判定する（ステップ＃１４、ステップ＃１５）。初回の合焦動作時や前回合焦失敗（ＡＦＮＧ）時は、いずれもステップ＃８を通過しており、既に端点から近くないことが明確であるが、制御の流れを簡略化するため、同一の流れの上に戻している。ステップ＃１５で端点まで近いと判断された場合は、近い方の端点まで移動し（ステップ＃１６）、遠い方の端点に向けて合焦走査を開始する（ステップ＃１７）。走査途中でピークが検出された場合は（ステップ＃１８、ステップ＃１９）、走査を中断して、「合焦成功（ＡＦＯＫ）表示」を行った後にピーク位置にフォーカスレンズ１ａを駆動させる（ステップ＃２９）。合焦成功表示および後述する合焦失敗（ＡＦＮＧ）表示は、通常はファインダ近辺に配置された合焦発光ダイオード（ＡＦＬＥＤ）の点灯または点滅によって行われることが多いが、他の方法を採用しても良い。一方、全域走査してもピークが検出されなかった場合には（ステップ＃１８、ステップ＃１９）、再度、全域の合焦評価値を検証して、ピークと判断できるポイントがあるかどうかを判断する（ステップ＃２７）。
【００８６】
ここで、ステップ＃１８のピーク判定は、偽合焦（間違ったピークに合焦させてしまうこと）を避けるために、比較的厳しい判定を実施するが、ステップ＃２７のピーク判定は、全域のデータを用いて判定するため、比較的緩い基準でピークを判定するようになっている。ステップ＃２７でピークありと判断された場合は、ステップ＃１８の場合と同様にステップ＃２９へ進み、表示動作および合焦動作を実施する。一方、全域走査でもピークが検出されない場合には、「合焦失敗（ＡＦＮＧ）」表示を行うとともに、次回に備えて、合焦失敗（ＡＦＮＧ）であった事実を記憶させ、常焦点位置へとフォーカスレンズを駆動させる（ステップ＃２８）。
一方、ステップ＃１５で端点まで遠いと判断した場合には、設定されているＦｒの値の分だけフォーカス位置を遠い方の端点に向かって移動させ（ステップ＃２０）、その位置から、近い方の端点に向かって走査を開始する（ステップ＃２１）。この場合にも、上述と同様に、走査中にもピーク判定を実施しながら走査を行ない（ステップ＃２２、ステップ＃２３）、端点に到達した場合は、後述するように、ピークの兆候の予測および走査のタイムラグに応じて、第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との走査の重複幅Ｆｄ（＝０〜Ｆｄ１〜Ｆｄ２）を可変制御する処理（ステップ＃４１〜ステップ＃４５）を経て、残りの領域を走査すべく、第１の走査（走査１）の走査開始点よりも重複幅Ｆｄだけ手前まで戻してから（ステップ＃４６）、ピーク検出を実施しつつ（ステップ＃２５、ステップ＃２６）、遠い方の端点まで第１の走査（走査１）とは逆方向に第２の走査（走査２）を実施する。
【００８７】
ステップ＃２２またはステップ＃２５のピーク検出においてピークが検出された場合の挙動は、ステップ＃１８におけるピーク検出の場合と同様であり、全域走査が完了（ステップ＃２６）した後の挙動も、ステップ＃１９の全域走査完了後の挙動と同様である。
ここで、ピークの兆候の予測および走査のタイムラグに応じて、第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との走査の重複幅Ｆｄを可変制御する処理（ステップ＃４１〜ステップ＃４５）および第１の走査（走査１）の走査開始点よりも重複幅Ｆｄだけ手前まで戻してから残りの領域を走査させるようにする処理（ステップ＃４６）について説明する。まず、ピークが検出されないまま、ステップ＃２３において第１の走査（走査１）を完了した場合には、第１の走査（走査１）の走査開始点近傍の合焦評価値を検証して、第１の走査（走査１）の走査開始点付近にピークが存在する可能性があるかどうかを判断する（ステップ＃４１）。具体的には、ピークの兆候の予測は、合焦評価値の絶対値と、そのデータが、どの程度の割合（傾斜）の減少傾向を示しているか、つまりどの程度右下がりになっているか、で判断することになる。ここで、走査開始点Ｐｓである第１の走査の走査開始点付近にピークが無さそうだ（すなわち、走査開始点Ｐｓ近傍にピークが存在する度合いが小さい）と判断されると、第２の走査の走査重複幅Ｆｄは０に設定される（ステップ＃４２）。
【００８８】
ステップ＃４１で、第１の走査の走査開始点付近にピークがあるかもしれない（すなわち、走査開始点Ｐｓ近傍にピークが存在しそうである）と判断された場合には、第１の走査の走査開始から現在に至るまでの時間（すなわちタイムラグの時間差）Ｔが、予め設定した所定のしきい値よりも長いかどうかを判断する（ステップ＃４３）。ステップ＃４３において、前記しきい値よりも長いと判定された場合には、充分に大きな重複幅（重複走査範囲）を必要とするため走査重複幅Ｆｄ＝Ｆｄ２に設定し（ステップ＃４５）、ステップ＃４３において、前記しきい値以下であると判定された場合には、重複幅Ｆｄ＝Ｆｄ１（Ｆｄ１＜Ｆｄ２）に設定する（ステップ＃４４）。これらステップ＃４３〜ステップ＃４５の操作は、必ずしも２段階である必要はなく、３段階または４段階以上としても良いし、重複幅Ｆｄの値を時間Ｔの関数として決定するような方式にしても構わないし、さらには、ステップ＃４１およびステップ＃４２も含めて、重複幅Ｆｄの値を、時間Ｔと第１の走査の走査開始点におけるピーク兆候度のような数値の関数として求めるような方式とすることも考えられる。
その後、上述した重複幅Ｆｄの値に基づいて、第２の走査の走査開始位置を求めた上で、その位置までフォーカシングレンズ１ａを移動し、第２の走査を開始することになる（ステップ＃４６）。
【００８９】
次に、ステップ＃２８またはステップ＃２９において合焦結果の表示やフォーカスレンズ１ａの駆動を済ませた後に、レリーズ半押しが継続しているか？（ステップ＃３１）、レリーズ押圧部１９が全押しされているか？（ステップ＃３２）、を半押し検出部１３および全押し検出部１４を用いて検出する。この際、継続的に合焦評価値を取得し（ステップ＃３０）、ステップ＃４における合焦評価値の取得の場合と同様に、次回の被写体変化の判定（ステップ＃９、ステップ＃１０）で用いることになる。
ステップ＃３１において、レリーズ半押し解除が検出された場合には、合焦動作回数をアップカウントしてから（ステップ＃３４）、初めのステップ＃５におけるレリーズ半押し待ち状態へ移行し、あるいは、ステップ＃３２においてレリーズ全押しが検出された場合には、所定の撮影動作を実施した後に（ステップ＃３３）、ステップ＃３４の合焦動作回数のアップカウント、ステップ＃５のレリーズ半押し待ちへと移行する。いずれの場合にも、フォーカスレンズ１ａの位置は、ステップ＃２８またはステップ＃２９にて設定された合焦位置もしくは常焦点位置を保ったまま、ステップ＃５へと移行する。
なお、図９および図１０においては、煩雑になるのを防止するため、合焦動作に係る動作以外の動作（ＡＥおよびＡＷＢ等）についての説明は省略してある。
【００９０】
以上が本発明の第１〜第６の実施の形態によるディジタルカメラであるが、本発明の主要構成を逸脱しない限り、様々な方式と組み合わせることが可能である。
例えば、ピーク検出により合焦走査を中断する／しないや、第２の合焦走査（走査２）の走査方向を第１の合焦走査（走査１）の走査方向と同一とする／逆にする等々は、対応する機種の特性や要求される性能によって、それぞれにメリットがあり、本発明は、いずれにも対応させることができる。
また、上述においては、本発明による自動合焦方法を用いた自動合焦システムをディジタルカメラに適用した実施の形態について説明したが、その他のカメラに適用しても良いし、本発明の自動合焦方法および自動合焦システムは、カメラに限らず、他の画像入力装置、例えばイメージスキャナまたは複写機等、あるいは、光学的観察装置、例えば顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡または内視鏡等、のような被写体像を取得する被写体像取得装置に広く適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、走査不連続点近傍における合焦評価値（ＡＦ評価値）の連続性を損なわない合焦走査を実現し、合焦走査に関連する動作を適正化して、合焦走査の確実性および効率を効果的に向上し得るカメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法を提供することができる。すなわち、本発明の請求項１のカメラによれば、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９２】
さらに、本発明の請求項１のカメラによれば、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項２のカメラによれば、請求項１のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項３のカメラによれば、請求項１または請求項２のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【００９３】
本発明の請求項４のカメラによれば、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９４】
さらに、本発明の請求項４のカメラによれば、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
本発明の請求項５のカメラによれば、請求項４のカメラにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
【００９５】
そして、本発明の請求項６の被写体像取得装置によれば、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む構成としたので、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９６】
さらに、本発明の請求項６の被写体像取得装置によれば、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項７の被写体像取得装置によれば、請求項６の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項８の被写体像取得装置によれば、請求項６または請求項７の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【００９７】
本発明の請求項９の被写体像取得装置によれば、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９８】
さらに、本発明の請求項９の被写体像取得装置によれば、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
【００９９】
本発明の請求項１０の被写体像取得装置によれば、請求項９の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
そしてまた、本発明の請求項１１の自動合焦システムによれば、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１００】
さらに、本発明の請求項１１の自動合焦システムによれば、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項１２の自動合焦システムによれば、請求項１１の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項１３の自動合焦システムによれば、請求項１１または請求項１２の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【０１０１】
本発明の請求項１４の自動合焦システムによれば、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１０２】
さらに、本発明の請求項１４の自動合焦システムによれば、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
本発明の請求項１５の自動合焦システムによれば、請求項１４の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
【０１０３】
そしてさらに、本発明の請求項１６の自動合焦方法によれば、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有することにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１０４】
さらに、本発明の請求項１６の自動合焦方法によれば、前記走査開始点設定ステップが、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定することにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項１７の自動合焦方法によれば、請求項１６の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含むことにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項１８の自動合焦方法によれば、請求項１６または請求項１７の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含むことにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【０１０５】
本発明の請求項１９の自動合焦方法によれば、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有することにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１０６】
さらに、本発明の請求項１９の自動合焦方法によれば、前記走査制御ステップが、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップとをさらに含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
本発明の請求項２０の自動合焦方法によれば、請求項１９の自動合焦方法において、前記走査制御ステップが、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るディジタルカメラの構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における図１のディジタルカメラの合焦動作を説明するための模式図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における図１のディジタルカメラの合焦動作を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における図１のディジタルカメラの合焦動作を説明するための模式図である。
【図５】図１のディジタルカメラの第４の実施の形態の第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図６】図１のディジタルカメラの第４の実施の形態の第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図７】図１のディジタルカメラの第５の実施の形態の第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図８】図１のディジタルカメラの第５の実施の形態の第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図９】図１のディジタルカメラの第６の実施の形態における合焦制御動作を説明するためのフローチャートの一部である。
【図１０】図１のディジタルカメラの第６の実施の形態における合焦制御動作を説明するための図９に示したフローチャートの残部である。
【図１１】従来の最も基本的なディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１２】図１１の従来の最も基本的なディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１３】従来の第１の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１４】図１３の従来の第１の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１５】図１３の従来の第１の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１６】従来の第２の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１７】図１６の従来の第２の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１８】図１６の従来の第２の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１９】従来の【特許文献１】に示された第３の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２０】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２１】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２２】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第４の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２３】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第５の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２４】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第６の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２５】本発明者による先願に示された高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２６】図２５の先願の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２７】図２５の先願の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２８】図２５の先願の高速化技術によるディジタルカメラの第４の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２９】従来の第４の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図３０】図２９の従来の第４の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図３１】図２９の従来の第４の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 光学系
１ａ フォーカスレンズ（フォーカシングレンズ）
１ｂ ズームレンズ（ズーミングレンズ）
１ｃ 対物レンズ
２ シャッタ／絞り部
３ フォーカス駆動系
４ ズーム駆動系
５ シャッタ／絞り駆動系
６ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７ 撮像素子
８ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
９ 画像処理部
１０ システムコントローラ
１１ メモリ群
１２ 表示部
１３ 半押し検出部
１４ 全押し検出部
１５ 受光部
１６ ストロボ発光部
１７ ストロボ制御部
１８ カメラ操作部
１９ レリーズ押圧部
Ｕ 鏡胴ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＦシステム（オートフォーカシングシステムあるいはオートフォーカスシステム）などとも称される自動合焦システムに係り、特に被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索してピント合わせを行なう自動合焦システムおよび自動合焦方法、並びにそれを使用したカメラ、並びにカメラのみならずイメージスキャナおよび複写機を含む画像入力装置と、顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡および内視鏡を含む光学的観察装置とをも含む被写体像取得装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディジタルカメラにおいては、撮影光学系のうちの合焦に寄与するフォーカスレンズ（フォーカシングレンズ）を駆動しながら、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の撮像素子により画像情報を取込み、例えばその画像情報の高周波成分を合焦評価値、すなわち「ＡＦ（オートフォーカシング）評価値」としてフォーカス駆動範囲を走査し、前記合焦評価値がピークとなる位置に前記フォーカスレンズを再設定することにより、自動合焦（ＡＦ）動作を行っているものが多い。通常この自動合焦（ＡＦ）方式をＣＣＤＡＦと称する。
図１１および図１２に、最も基本的なＣＣＤＡＦ動作を模式的に示す。このＣＣＤＡＦ動作においては、自動合焦のための合焦走査を開始しようとするその時点におけるフォーカスレンズ位置、すなわち初動位置、にかかわらず、まず走査開始点を無限遠端に移動させ、そこから最至近端までを走査して、ピーク位置を検出し、そのピーク位置に合焦させる。図１１および図１２における曲線は、走査によって検出される合焦評価値の分布を、合焦評価値を縦軸にとり、そして走査位置を横軸にとって、模式的に示している。なお、レンズ駆動系の構成によっては、ギヤのバックラッシュ等を除去するための動作が必要となるが、それは周知のしかも多種多様の技術に係るものであるので、以下の説明および関連する各図においては、バックラッシュ等を除去するための構成および動作についての説明は省略している。
【０００３】
図１１および図１２に示すように、ＡＦ動作が指令されると、初動位置（すなわち、その時点でのフォーカスレンズ停止位置）Ｐｏから走査開始点である無限遠端、つまり無限遠合焦位置Ｐｉへフォーカスレンズがこの場合繰り込み方向へ一旦移動され、そこから最至近端、つまり最至近合焦位置Ｐｎまで繰り出し方向への合焦走査範囲全域の合焦走査が行なわれる。この全域走査により合焦評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを前記繰り込み方向への戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定してＡＦ動作を完了する。
図１１は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合を示しており、図１２は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合を示している。
【０００４】
図１１および図１２においては、走査開始点への移動動作および合焦点への戻し動作などの実際の合焦走査以外のレンズ駆動が比較的多く存在するため、無駄な時間を費やしている。例えば、図１２では、初動位置Ｐｏが最至近端Ｐｎに近いにもかかわらず、一旦、無限遠端Ｐｉまで戻すため、ほぼレンズ移動範囲全体を戻すことになる。
これに対して、図１３、図１４および図１５に示す方式は、フォーカスレンズを初動位置Ｐｏから、無限遠端および最至近端のうちの「近い方の端」まで一旦戻して、そこから走査するようにしたものである。すなわち、図１３〜図１５に示すように、ＡＦ動作が指令されると、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Ｐｉおよび最至近合焦位置Ｐｎのうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端を走査開始点として、当該位置へフォーカスレンズが一旦移動され、そこから他端まで合焦走査範囲全域の合焦走査が行なわれる。この全域走査により合焦評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定してＡＦ動作を完了する。
【０００５】
図１３は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合を示しており、図１４は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合を示している。そして図１５は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合であって、特に、最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏから前記近い方の一端までの間に存在する場合を示している。このような方式により、全域走査の走査開始までに要する時間を図１１および図１２の方式よりも短縮することができる。
但し、この図１３〜図１５の方式では、初動位置Ｐｏによって走査方向が変化するため、合焦評価値に「走査方向依存性」がある場合には、その分の補正が必要となる。現実に、上述したようなバックラッシュや、フォーカスレンズの移動方向の違いによる機械的時定数等の相違に起因して、合焦評価値には走査方向依存性があるのが普通であるので、試作段階においてデータを取得して、走査方向依存性に対する適正な補正を施す必要がある。
【０００６】
ＡＦ動作をさらに高速化しようとする場合には、合焦走査時間の短縮が重要な項目となる。すなわち、図１１および図１２、並びに図１３〜図１５において、ＡＦ動作時間の大半を実際に占めているのは、初動位置Ｐｏから走査開始点までの移動動作や全域走査後の最終合焦位置Ｐｅへの戻し動作ではなく、全域走査時間、すなわち合焦走査範囲の全域を走査するのに要する時間、である。
走査によって取得すべきデータの数は、フォーカスレンズや撮像素子としてのＣＣＤの性能によって決定されるが、通常の場合は、フォーカスレンズを駆動するフォーカスモータがパルスモータであれば、該フォーカスモータの２〜４パルスに１つ程度のデータが必要になる。撮像素子等の画像情報取得周期は、通常１／３０秒程度であるので、フォーカスモータの１パルスあたり、１／６０〜１／１２０秒程度の時間を要するような駆動が要求される。すなわち、フォーカスモータパルスレートとしては、６０〜１２０ｐｐｓで駆動させながら、データを取得することになる。
一方、走査開始点への移動動作や、最終合焦位置Ｐｅへの戻し動作は、作動機構における機械的な制約のみで決定されるため、通常は５００〜１０００ｐｐｓ程度のパルスレートで駆動される。すなわち、同一のパルス数を移動するとしても、両者の間には４〜１７倍もの時間の差があることになる。よって、ＡＦ動作に要するＡＦ動作時間の短縮には、走査すべき範囲を狭くすることが非常に効果的である。
【０００７】
図１６、図１７および図１８は、上述した状況を考慮した従来の他の自動合焦方式を示しており、合焦走査において「合焦評価値のピークを検出した場合には、そこで走査を中断し、そのピーク位置へレンズを移動させる」というシーケンスを用いて高速化する方式である。この方式においては、「何をもってピークと判断するか？」ということが非常に重要である。すなわち、実際の被写体としては、いくつかの遠近の被写体が混在し得るため、合焦評価値にも複数のピークが発生することが少なくない。このように、合焦評価値に複数のピークが発生している場合に、撮影者の意図したピークに適切に合焦させるためには、ピークにおける合焦評価値の絶対値や他の合焦評価値（周辺の合焦評価値、他のピーク状部分の合焦評価値など）に対する相対値、さらには、ピーク前後での合焦評価値の傾斜の程度等を厳密に判断して、ピークを検出することになる。
【０００８】
そのため、図１６〜図１８に示すように、走査過程においてピークらしき部分を通過した後も、しばらく、すなわちある程度の範囲、は、走査を継続してから判断することになる。すなわち、図１６〜図１８のように、自動合焦が指令されると、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Ｐｉおよび最至近合焦位置Ｐｎのうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端を走査開始点として、当該位置へフォーカスレンズが一旦移動され、そこから他端へ向かって合焦走査が行なわれる。この合焦走査の過程で合焦評価値のピークが検出されると、その後もある程度の範囲は走査を継続しつつ先のピークを判定し、その判定に基づいて合焦評価値のピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出して走査を停止し、フォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定して自動合焦を完了する。図１６は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合であり、図１７は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合であり、そして図１８は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏから前記近い方の一端までの間に存在する場合を示している。
【０００９】
このような方式においては、通常の場合、合焦ミスを最低限とするために、ピーク判定の基準をかなり厳しく設定しておき、曖昧な場合には全域走査となるようにする場合が多い。とはいえ、ピークが検出された場合には、図１５の場合に対応する図１８のように、走査範囲を格段に狭くすることができるため、必要とする走査時間が激減し、ＡＦ動作の高速化を図ることができる。
上述したような「逆方向走査」および「ピーク検出で走査中断」以外の高速化手法としては、次に示すものがある。
【特許文献１】
特開平５-２４１０６６号公報。
この【特許文献１】に示されるように「初動位置からいきなり走査を開始する
」という方式が考えられる。すなわち、この【特許文献１】には、ＡＦ動作の高速化のために、合焦走査を初動位置から近い方の一端の方向に向けて開始し、初動位置から近い方の一端までの間でピークが検出されない場合には、前記初動位置に戻して、今度は、該初動位置から他端、つまり遠い方の端、に向けて再び合焦走査を実施することが示されている。その具体的な挙動を図１９、図２０および図２１に示している。
【００１０】
すなわち、図１９〜図２１に示すように、ＡＦ動作が指令されると、初動位置Ｐｏを走査開始点として、レンズ移動範囲両端の無限遠合焦位置Ｐｉおよび最至近合焦位置Ｐｎのうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端まで第１回目の合焦走査（図示「走査１」）が行なわれ、さらに、元の初動位置Ｐｏへフォーカスレンズが一旦移動され、その初動位置Ｐｏから他端まで第２回目の合焦走査（図示「走査２」）が行なわれる。この走査により合焦評価値のピーク位置を合焦点つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、全域走査後にフォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定して自動合焦を完了する。
図１９は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合であり、図２０は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合であり、そして図２１は、初動位置Ｐｏがレンズ移動範囲の中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、且つ最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏから前記近い方の一端までの間に存在する場合を示している。
【００１１】
図２１の場合には、ＡＦ動作が指令され、初動位置Ｐｏを走査開始点として、レンズ移動範囲両端のうちの初動位置Ｐｏから近い方の一端まで第１回目の合焦走査（走査１）が行なわれた時点で、この走査により合焦評価値のピークを検出すると、初動位置Ｐｏから他端までの第２回目の合焦走査（走査２）を行なうことなく、そのピーク位置を合焦点、つまり最終合焦位置Ｐｅとして検出し、フォーカスレンズを戻し動作により最終合焦位置Ｐｅに設定して自動合焦を完了する。
この【特許文献１】の方式により、走査開始点への移動動作が排除されるため、その分だけ自動合焦の高速化を図ることができる。図１９〜図２１に示す【特許文献１】の方式は、基本的に図１３〜図１５の方式に適用しているため、「ピーク検出での走査中断」動作は考慮していないが、当然、「ピーク検出での走査中断」動作を組み合わせることも可能であり、そうすれば更に動作が高速化される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、上述した【特許文献１】に基づく図１９〜図２１における「初動位置から走査を開始する」動作には、幾つかの問題点がある。すなわち、この方式では、特に、図１９および図２０に示すように、初動位置Ｐｏから一端まで合焦走査を行なってから、フォーカスレンズを元の初動位置Ｐｏに戻し、初動位置Ｐｏから他端までの合焦走査を行なうことになり、合焦走査の一部が不連続となってしまう。この「走査の一部が不連続となることが、性能的に悪影響しないか？」という点がこの方式の問題点である。現実に、走査不連続点では、合焦評価値の取得時刻にずれがあるため、合焦評価値自体も不連続となる懸念が生じるし、その上、走査不連続点では走査方向も異なるため、走査方向依存性が合焦評価値に何らかの悪影響を及ぼす危険もある。すなわち、図２２に示すように、最終合焦位置Ｐｅとなるべきピーク位置と走査不連続点とがほぼ重なる場合には、ピーク検出精度が著しく低下するおそれがある。しかも、更に重大なことに、走査不連続点と初動位置がほぼ一致するだけでなく、さらに初動位置は、多くの場合前回合焦位置ともほぼ一致することから、同一被写体の連続撮影を考えた場合に、最も合焦点が存在する可能性が高い部分において、走査の不連続が生じ、ピーク検出精度が低下してしまうおそれがあるという事実である。
【００１３】
さらには、同一被写体の連続撮影を考えて、初動位置Ｐｏ付近に合焦点のある確率が高いことを考慮すると、この付近にある合焦点を、第１回目の走査（図１９〜図２１に示す走査１）で検出することができれば、高い確率で第２回目の走査（図１９〜図２１に示す走査２）を行なわずに済むのに対して、初動位置Ｐｏから走査を開始すると、図２３に示すように、走査方向とは逆方向にわずかにずれた被写体に対しては、どうしても第２回目の合焦走査（走査２）の範囲になってしまう。このような観点からも【特許文献１】に示された技術は一考の余地がある。また、【特許文献１】の技術においては、初動位置Ｐｏが端点に近い場合にも、好ましくない状況が発生する。すなわち、図２４に示すように、第１回目の合焦走査（走査１）が非常に短くなってしまい、そのため、この範囲にピークらしきものがあっても、これをピークと断定するのは困難となる。すると、必然的に第２回目の合焦走査（走査２）へ移行することになり、ＡＦ動作の高速化の効果が失われてしまい、走査不連続点の存在に起因する合焦精度の低下の懸念だけが残ることになる。すなわち、デメリットのみが残ってしまう状況が存在するわけである。
【００１４】
このような不具合を改善するために、本発明者は、先に特願２００２−４１４２７（平成１４年２月１９日付特許出願）（以下、「先願」と称する）として、合焦走査の最初に初動位置前後の領域を走査することができるような制御方法を提案している。
この制御方法においては、図２５〜図２７に示すように、走査開始点Ｐｓを、開始しようとする合焦走査の第１回目の走査（走査１）の走査方向とは逆方向に初動位置Ｐｏからずらしてスタート位置を補正し、第１回目の走査（走査１）で初動位置Ｐｏを通過するようにする。図２５は、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにあり、最終合焦位置Ｐｅが中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにある場合を示しており、図２６は、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、最終合焦位置Ｐｅが中央位置Ｐｃ近傍にある場合を示している。そして、図２７は、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも最至近点寄りにあり、しかも最終合焦位置Ｐｅが初動位置Ｐｏの近傍にある場合を示している。
【００１５】
このようにすることにより、図２７に示すように、初動位置Ｐｏが合焦位置Ｐｅにほぼ一致していても、初動位置Ｐｏ付近での走査が常に連続となり、この近傍における合焦精度を低下させることがない。その上、直前の合焦位置とは微妙に被写体距離が変化した場合にも、第１回目の合焦走査（走査１）の範囲内で最終合焦位置Ｐｅが検出される確率が高くなり、同一被写体に対する連続撮影時におけるＡＦ動作を高速化することが可能となる。このようなスタート位置補正（Ｐｏ→Ｐｓ）を「スタート戻し」または「スタート戻し動作」と称し、このスタート戻しにおけるスタート位置のずらし量を「スタート戻し量」と称することにする。
しかしながら、このような制御方法によっても走査の不連続点は残存しており、単に走査の不連続点に合焦評価値のピーク位置、つまり最終合焦位置Ｐｅが一致してしまう確率を下げているに過ぎない。すなわち、例えば、図２８に示すように、初動位置Ｐｏが中央位置Ｐｃよりも無限遠寄りにある場合で、フォーカス戻しにより位置補正された走査開始点Ｐｓが、たまたま最終合焦位置Ｐｅとなるべきピーク位置にほぼ一致してしまう状況が、発生し得る。このような場合には、ピーク位置近傍において、走査が不連続となってしまい、ピーク判定精度が低下し、適正な合焦検出ができなくなってしまう。
【００１６】
また、上述した方法とは別の高速化の方法として、全走査域を、いくつかの領域に分割しておき、被写体が存在する確率が高い部分を優先的に走査し、合焦とみなし得る合焦評価値のピークが判定されたら、以後の走査を行なわずにフォーカスレンズをピーク位置に戻し最終合焦位置Ｐｅとして設定するという方法も考えられる。すなわち、図２９〜図３１に示すように、通常、被写体が多く存在する被写体距離１ｍ程度から無限遠までの領域について第１の走査（走査１）として初めに走査し、その第１の走査の間に、図３０のように、合焦評価値のピークがあれば、それを検出して最終合焦位置Ｐｅとしてそのピーク位置へフォーカスレンズを移動させ、以後の走査を行なわない。図２９のように、前記第１の走査の間にピークがなければ、被写体距離１ｍから最至近距離までの領域について第２の走査（走査２）を行う。なお、この場合、同一距離の連続撮影を意識して、初動位置Ｐｏによっては、被写体距離１ｍよりも近い側を先に走査するようにすることも考えられる。また、全走査域の分割数も２分割に限らず、さらに多数分割することも考えられる。
【００１７】
例えば、被写体距離の分布を考えると、１〜２人の人物の顔や上半身等のクローズアップは、被写体距離１〜２ｍ程度、数人以下の人物のほぼ全身を撮影するポートレート等は、被写体距離３〜５ｍ程度、そして円形を含む風景等では、ほぼ無限遠の被写体距離となる。一般の撮影では、これらのいずれかの被写体距離で撮影されることが圧倒的に多いので、これらを適宜優先的に含めるように、全走査域を２またはそれ以上に分割して、所要の優先順序に従って走査すれば、効率の良い走査が可能となるであろう。
しかしながら、これらのような高速化の場合にも、分割された領域間の境界位置、つまり各走査の切り替え境界位置、Ｐｂにおいて、走査が不連続となり、この走査の不連続性は、合焦評価値の取得時間のずれを生み、走査方向の違いによる合焦評価値の走査方向依存性の問題もあいまって、不連続箇所の近傍でのピーク判定精度が低下する。したがって、例えば図３１に示すように、隣接する走査間の境界位置Ｐｂの近傍に合焦評価値のピークが存在する場合には、ピーク判定精度が低下し、適切な合焦検出が行なえなくなる。
したがって、上述を考慮すると、現時点で、解決すべき課題として要求される点は、走査不連続点近傍での合焦評価値のピークの適正な判定を可能とする合焦走査制御を実現することである。
【００１８】
すなわち、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、走査不連続点近傍における合焦評価値（ＡＦ評価値）の連続性を損なわない合焦走査を実現し、合焦走査に関連する動作を適正化して、合焦走査の確実性および効率を効果的に向上し得るカメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、請求項１のカメラにおいて、特に、合焦走査の効率を一層高め得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、請求項１または請求項２のカメラにおいて、特に、合焦走査の効率をさらに高め得るカメラを提供することにある。
【００１９】
本発明の請求項４の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得るカメラを提供すると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、請求項４のカメラにおいて、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の請求項７の目的は、請求項６の被写体像取得装置において、特に、合焦走査の効率を一層高め得る被写体像取得装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、請求項６または請求項７の被写体像取得装置において、特に、合焦走査の効率をさらに高め得る被写体像取得装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の請求項９の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、請求項９の被写体像取得装置において、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得る被写体像取得装置を提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、
特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る自動合焦システムを提供することにある。
【００２２】
本発明の請求項１２の目的は、請求項１１の自動合焦システムにおいて、特に、合焦走査の効率を一層高め得る自動合焦システムを提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、請求項１１または請求項１２の自動合焦システムにおいて、特に、合焦走査の効率をさらに高め得る自動合焦システムを提供することにある。
本発明の請求項１４の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得る自動合焦システムを提供することにある。
【００２３】
本発明の請求項１５の目的は、請求項１４の自動合焦システムにおいて、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得る自動合焦システムを提供することにある。
本発明の請求項１６の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上し得る自動合焦方法を提供することにある。
本発明の請求項１７の目的は、請求項１６の自動合焦方法において、特に、合焦走査の効率を一層高め得る自動合焦方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の請求項１８の目的は、請求項１６または請求項１７の自動合焦方法において、特に、合焦走査の効率をさらに高め得る自動合焦方法を提供することにある。
本発明の請求項１９の目的は、合焦走査に関連する動作を適正化し、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現し得ると共に、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上し得る自動合焦方法を提供することにある。
本発明の請求項２０の目的は、請求項１９の自動合焦方法において、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上し得る自動合焦方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、
被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値（ＡＦ評価値）を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴としている。
【００２６】
請求項２に記載した本発明に係るカメラは、請求項１のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係るカメラは、請求項１または請求項２のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴としている。
【００２７】
請求項４に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、
被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段が、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴としている。
【００２８】
請求項５に記載した本発明に係るカメラは、請求項４のカメラにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴としている。
【００２９】
請求項６に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、上述した目的を達成するために、
被写体像を取得するための像取得手段と、
前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、
前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有する被写体像取得装置であって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴としている。
【００３０】
請求項７に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、請求項６の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、請求項６または請求項７の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴としている。
【００３１】
請求項９に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、上述した目的を達成するために、
被写体像を取得するための像取得手段と、
前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、
前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有する被写体像取得装置であって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴としている。
【００３２】
請求項１０に記載した本発明に係る被写体像取得装置は、請求項９の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴としている。
【００３３】
請求項１１に記載した本発明に係る自動合焦システムは、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有し、且つ
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、
前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴としている。
【００３４】
請求項１２に記載した本発明に係る自動合焦システムは、請求項１１の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴としている。
請求項１３に記載した本発明に係る自動合焦システムは、請求項１１または請求項１２の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴としている。
【００３５】
請求項１４に記載した本発明に係る自動合焦システムは、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有し、且つ
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含み、
前記走査制御手段が、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことを特徴としている。
【００３６】
請求項１５に記載した本発明に係る自動合焦システムは、請求項１４の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴としている。
【００３７】
請求項１６に記載した本発明に係る自動合焦方法は、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、
前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、
前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、
前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有し、
前記走査開始点設定ステップが、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定することを特徴としている。
【００３８】
請求項１７に記載した本発明に係る自動合焦方法は、請求項１６の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含むことを特徴としている。
請求項１８に記載した本発明に係る自動合焦方法は、請求項１６または請求項１７の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含むことを特徴としている。
【００３９】
請求項１９に記載した本発明に係る自動合焦方法は、上述した目的を達成するために、
被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、
前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、
前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップと
を有し、
前記走査制御ステップが、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップと
をさらに含むことを特徴としている。
【００４０】
請求項２０に記載した本発明に係る自動合焦方法は、請求項１９の自動合焦方法において、前記走査制御ステップが、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含むことを特徴としている。
【００４１】
【作用】
すなわち、本発明によるカメラは、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値（ＡＦ評価値）を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４２】
また、本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含む。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【００４３】
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
そして、本発明によるカメラは、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４４】
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明によるカメラは、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００４５】
さらに、本発明による被写体像取得装置は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４６】
また、本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含む。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【００４７】
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
【００４８】
そして、本発明による被写体像取得装置は、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００４９】
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明による被写体像取得装置は、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５０】
さらにまた、本発明による自動合焦システムは、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５１】
また、本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含む。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とする。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
【００５２】
そして、本発明による自動合焦システムは、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５３】
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦システムは、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５４】
そしてさらに、本発明による自動合焦方法は、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有する。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５５】
また、本発明による自動合焦方法は、前記走査開始点設定ステップが、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定する。
このような構成により、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦方法は、前記走査範囲設定ステップが、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含む。
このような構成により、特に、合焦走査の効率を一層高めることが可能となる。
【００５６】
本発明による自動合焦方法は、前記走査範囲設定ステップが、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含む。
このような構成により、特に、合焦走査の効率をさらに高めることが可能となる。
【００５７】
そして、本発明による自動合焦方法は、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有する。
このような構成により、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することが可能となる。
【００５８】
本発明による自動合焦方法は、前記走査制御ステップが、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップとをさらに含む。
このような構成により、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることが可能となる。
本発明による自動合焦方法は、前記走査制御ステップが、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含む。
このような構成により、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るカメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法について詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係るディジタルカメラの構成および動作を説明するための図である。図１は、本発明の実施の形態に係るディジタルカメラの要部の構成を示す模式的なブロック図、そして図２は、当該ディジタルカメラの自動合焦動作における合焦走査を説明するための図である。
図１に示すディジタルカメラは、光学系１、シャッタ／絞り部２、フォーカス駆動系３、ズーム駆動系４、シャッタ／絞り駆動系５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６、撮像素子７、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器８、画像処理部９、システムコントローラ１０、メモリ群１１、表示部１２、半押し検出部１３、全押し検出部１４、受光部１５、ストロボ発光部１６、ストロボ制御部１７、カメラ操作部１８およびレリーズ押圧部１９を具備している。
【００６０】
図１のディジタルカメラにおいて、被写体光は、撮影光学系である光学系１に入射される。光学系１は、光軸方向に沿う進退移動により被写体像のピント合わせ、つまり合焦動作のための焦点調節を行なうフォーカスレンズ（フォーカシングレンズ群）１ａと、光軸方向に沿う進退により光学系１の焦点距離を調節して被写体像の拡大／縮小を行なうズームレンズ（ズーミングレンズ群）１ｂと、これらフォーカスレンズ１ａおよびズームレンズ１ｂと共に被写体像を結像させる対物レンズ１ｃとを備えている。フォーカスレンズ１ａとズームレンズ１ｂとの間には、シャッタ／絞り部２が配置され、このシャッタ／絞り部２により、フォーカスレンズ１ａに入射する光束が制限制御される。フォーカスレンズ１ａは、フォーカス作動手段としてのフォーカス駆動系３により、ズームレンズ１ｂは、ズーム駆動系４により、そしてシャッタ／絞り部２は、シャッタ／絞り駆動系５によりそれぞれ駆動される。
光学系１を通過した被写体光は、入射光の高周波成分を除去するローパスフィルタ６を介して、撮像手段としての撮像素子７に入射する。撮像素子７は、複数の光電変換画素を２次元マトリクス状に配列した撮像面を有し、前記撮像面に被写体光に基づいて入射結像される被写体像を電気信号からなる画像データに変換して出力する。
【００６１】
上述したフォーカスレンズ１ａ、ズームレンズ１ｂおよび対物レンズ１ｃからなる光学系１と、シャッタ／絞り部２と、ローパスフィルタ６と、撮像素子７とで、鏡胴ユニットＵを構成している。
撮像素子７から出力された画像データは、Ａ／Ｄ変換器８によりディジタル値に変換された後、画像処理部９に与えられる。画像処理部９は、与えられた画像データに対して圧縮／伸長処理および解像度の変更等のような所要の画像処理を施す。
【００６２】
システムコントローラ１０は、当該ディジタルカメラ全体の制御を行なうものであり、マイクロプロセッサ等を用いて構成されて所定のプログラムに従って演算等を含む各種情報処理を行なうＣＰＵ（中央処理ユニット）、ＣＰＵの処理プログラム等を予め格納した書き換え不可能なまたは不揮発性の半導体メモリ等からなる読出し専用のＲＯＭ（リードオンリメモリ）、およびＣＰＵにおける各種処理の過程で各種のデータ等を格納するために利用するワークエリアなどを有する書き換え可能な半導体メモリ等からなる任意書込み／読出し用のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などを有している。また、システムコントローラ１０には、先に述べたフォーカス駆動系３、ズーム駆動系４およびシャッタ／絞り駆動系５と、画像処理部９で得られる画像データ等を格納するためのメモリ等を含むメモリ群１１と、前記画像データを表示する液晶ディスプレイ等のモニタ、撮影等に係る各種情報を表示する表示液晶ディスプレイ（表示ＬＣＤ）および自動合焦による焦点調整結果を報知するＡＦ発光ダイオード（ＡＦＬＥＤ）などを含む表示部１２とが接続されている。システムコントローラ１０は、これら接続された各部を制御する。
【００６３】
また、このディジタルカメラには、２段操作のレリーズボタン等のレリーズ押圧部１９が設けられ、撮影者がレリーズ押圧部１９の１段目操作、つまり半押し操作により、自動合焦（ＡＦ：オートフォーカシング）等の被写体像調整の指示を与え、さらにレリーズ押圧部１９の２段目操作、つまり全押し操作により被写体像撮像の指示を与えるようにしている。すなわち、このディジタルカメラは、レリーズ押圧部１９の半押し操作を検出する半押し検出部１３、およびレリーズ押圧部１９の全押し操作を検出する全押し検出部１４を備えており、これら半押し検出部１３および全押し検出部１４は、システムコントローラ１０に接続されている。
さらに、このディジタルカメラは、被写体輝度を計測する受光部１５、被写体に照明光を照射するストロボ発光部１６、および受光部１５で計測される被写体輝度に基づいてストロボ発光部１６の発光制御を行なうストロボ制御部１７を備えており、ストロボ制御部１７は、システムコントローラ１０からのストロボ発光についての制御指示に基づいてストロボの発光制御を行なう。また、当該ディジタルカメラには、ストロボモードを設定するストロボモードスイッチ等のように撮影者の操作により撮影動作等のカメラ動作に係る種々の設定をするためのカメラ操作部１８が設けられており、システムコントローラ１０は、カメラ操作部１８の操作に基づいてカメラ動作に関する種々の設定を行なう。
【００６４】
図１に示したディジタルカメラは、基本的な構成自体には特別な構成はなく、従来の一般に市販されているディジタルカメラと同等である。本願発明に係る自動合焦機能は、レリーズ押圧部１９の半押し動作を半押し検出部１３が検出すると、システムコントローラ１０がそれに応答し、光学系１のフォーカスレンズ１ａをフォーカス駆動系３を介して、連続的に、または間欠的に、あるいは両者を適宜組み合わせて駆動しつつ、Ａ／Ｄ変換器８および画像処理部９を介して得られる撮像素子７で取得された画像データに基づいて合焦評価値（ＡＦ評価値）を求めて合焦走査を実行することによって行なわれる。
【００６５】
なお、システムコントローラ１０は、撮像素子７によって得られる画像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段、およびフォーカス駆動系３を介してフォーカスレンズ１ａを駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、フォーカスレンズ１ａを前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段、そして前記合焦制御手段において、フォーカスレンズ１ａの初動位置を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点、例えば近い方の端点、に向かう第１の走査（走査１）を経て、前記全走査域の残部を、例えば前記第１の走査とは逆方向に、走査するための第２の走査（走査２）に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、図２に示すように、例えば前記第２の走査の起点を前記走査開始点よりも所定の重複幅Ｄだけ前記近い方の端点に近い位置に設定することなどによって、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定する走査制御手段等の各機能を有している。
【００６６】
次に、従来、対応が要求されていた課題に対する本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラにおける対応策について、図２に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して説明する。
まず、この第１の実施の形態のディジタルカメラにおいては、先に図１９〜図２１を参照して説明した
【特許文献１】
に基づく初動位置から走査を開始する走査方式に本発明を適用している。図２に示すように、初動位置Ｐｏを走査開始点Ｐｓとして前記近い方の端点（図２では最至近合焦位置Ｐｎ）に向かって第１の走査（走査１）を行ない、合焦評価値のピークが判別されない場合には、前記初動位置Ｐｏよりも所定の重複幅Ｄだけ、前記近い方の端点（Ｐｎ）に近い位置から遠い方の端点（図２では無限遠合焦位置Ｐｉ）に向かって第２の走査（走査２）を行なうようにする。
【００６７】
このようにすることにより、図２に示すように、初動位置Ｐｏが合焦位置Ｐｅにほぼ一致していても、初動位置Ｐｏの近傍に実質的に走査の不連続が生じることがなくなり、合焦精度が著しく向上する。すなわち、
【特許文献１】の方式の場合には、例えば図２２においては第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との不連続部分に合焦評価値のピークが存在していたため、ピークの判定精度が低下しがちであった。しかしながら、図２のように、第２の走査（走査２）の初めの部分を、重複幅Ｄだけ第１の走査（走査１）と重複させることにより、第１の走査（走査１）の走査範囲および第２の走査（走査２）の走査範囲のいずれかの中に明確にピークが出現するようになる。なお、第２の走査（走査２）を走査開始点Ｐｓの近傍から第１の走査（走査１）と逆方向への走査とすることにより、重複部分の走査のタイムラグを少なくすることができ、合焦走査の効率をさらに高めることができるが、第２の走査（走査２）の走査方向をこれとは逆方向としても重複走査による効果は得ることができる。
したがって、合焦走査が適正化され、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の走査範囲が重複するため、合焦走査の連続性が効果的に確保され、合焦評価値のピーク位置が確実に判定される。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。本発明の第２の実施の形態に係るディジタルカメラは、上述した本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラと同様に、図１に示すように構成する。そして、この第２の実施の形態のディジタルカメラにおいては、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、フォーカスレンズ１ａの初動位置から、全走査域の両端点のうちの一方の端点、例えば遠い方の端点、に向かう所定の方向に所定量だけ移動させた点を走査開始点として、該走査開始点から、前記所定の方向とは逆の他方の端点、例えば近い方の端点、に向かう第１の走査（走査１）を経て、前記全走査域の残部を、例えば前記第１の走査とは逆方向に、走査するための第２の走査（走査２）に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、例えば前記第２の走査の起点を前記走査開始点よりも所定の重複幅Ｄだけ前記近い方の端点に近い位置に設定することなどによって、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定する機能を有している。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施の形態のディジタルカメラについて、図３に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
この第２の実施の形態においては、先に図２５〜図２８を参照して説明した本発明者の先願における方式に基づく初動位置からスタート戻し動作を行なってから、第１の走査（走査１）を開始する走査方式に本発明を適用している。すなわち、図３に示すように、初動位置Ｐｏから、全走査域の両端点のうちの遠い方の端点（図３では最至近合焦位置Ｐｎ）に向かう方向に所定量ずらした位置を走査開始点Ｐｓとして、スタート位置を補正し、そこから前記両端点のうちの近い方の端点（図３では無限遠合焦位置Ｐｉ）に向かって第１の走査（走査１）を行なうようにして、この第１の走査（走査１）で、ピークの存在する可能性の高い初動位置Ｐｏの近傍を通過するようにする。この第１の走査（走査１）で合焦評価値のピークが判別されない場合には、走査開始点Ｐｓよりも所定の重複幅Ｄだけ、前記近い方の端点（Ｐｉ）に近い位置から遠い方の端点（図３では最至近合焦位置Ｐｎ）に向かって第２の走査（走査２）を行なうようにする。
【００７０】
このようにすることにより、図３に示すように、初動位置Ｐｏからスタート戻しによる位置補正を行なった走査開始点Ｐｓが、たまたま、最終合焦位置Ｐｅにほぼ一致したとしても、走査開始点Ｐｓの近傍に実質的に走査の不連続が生じることがなくなり、合焦精度が著しく向上する。すなわち、先願の方式の場合には、例えば図２８においては、第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との不連続部分（走査開始点Ｐｓ近傍）に合焦評価値のピークが存在していたため、ピークの判定精度が低下しがちであった。しかしながら、図３のように、第２の走査（走査２）の初めの部分を、重複幅Ｄだけ第１の走査（走査１）と重複させることにより、第１の走査（走査１）の走査範囲および第２の走査（走査２）の走査範囲のいずれかの中に明確にピークが出現するようになる。この場合も、第２の走査（走査２）を走査開始点Ｐｓの近傍から第１の走査（走査１）と逆方向への走査とすることにより、重複部分の走査のタイムラグを少なくすることができ、合焦走査の効率をさらに高めることができるが、第２の走査（走査２）の走査方向をこれとは逆方向としても重複走査による効果は得ることができる。
【００７１】
したがって、合焦走査が適正化され、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の走査範囲が重複するため、合焦走査の連続性が効果的に確保され、合焦評価値のピーク位置が確実に判定される。しかも、スタート戻しによるスタート位置の補正を行なって走査開始点Ｐｓを定めているので、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際に、第１の走査（走査１）でピークが検出される可能性が増し、合焦走査の効率および合焦の確実性が向上するとともに、第１の走査（走査１）の走査範囲が第２の走査（走査２）の走査範囲よりも狭くなるようにしているので、合焦走査の効率が一層高くなる。
【００７２】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係るディジタルカメラについて、図４に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
この第３の実施の形態のディジタルカメラにおいては、先に図２９〜図３１を参照して説明した全走査域を、複数の領域に分割し、被写体が存在する確率が高い部分を優先的に走査して、合焦とみなし得る合焦評価値のピークが判定されたら、以後の走査を行なわずにフォーカスレンズをピーク位置に戻して最終合焦位置として設定する走査方式に本発明を適用している。すなわち、図４に示すように、初動位置Ｐｏから、全走査域を分割した領域の境界位置Ｐｂを走査開始点Ｐｓとして、スタート位置を補正し、そこから前記両端点のうちの一方の端点（図４では、近い方の端点である無限遠合焦位置Ｐｉ）に向かって優先度の高い第１の走査（走査１）を行ない、この第１の走査（走査１）で合焦評価値のピークが判別されない場合には、走査開始点Ｐｓよりも所定の重複幅Ｄだけ前記一方の端点（Ｐｉ）に近い位置から、他方の端点（図４では、遠い方の端点である最至近合焦位置Ｐｎ）に向かって第２の走査（走査２）を行なうようにする。
【００７３】
このようにすることにより、図４に示すように、走査開始点Ｐｓとなる境界位置Ｐｂが、たまたま、最終合焦位置Ｐｅにほぼ一致したとしても、走査開始点Ｐｓの近傍に実質的に走査の不連続が生じることがなくなり、合焦精度が著しく向上する。すなわち、隣接する走査域間の境界位置Ｐｂ近傍（走査開始点Ｐｓ近傍）に合焦評価値のピークが存在していても、図４のように、後続の走査域の第２の走査（走査２）の一部、例えば初めの部分、を、重複幅Ｄだけ先行する走査域の第１の走査（走査１）と重複させることにより、各走査の走査範囲のいずれかの中に明確にピークが出現するようになる。
したがって、合焦走査が適正化され、合焦走査の全走査域が分割された各走査域の隣接する領域に対する走査範囲が互いに重複するため、合焦走査の連続性が効果的に確保され、合焦評価値のピーク位置の高い判定精度を確保することができる。
【００７４】
以上の第１〜第３の実施の形態のディジタルカメラによれば、隣接する走査域の各走査範囲の端部が相互に重複するので、重複部の一方の端部近傍に合焦評価値のピークがあったとしてもピーク部分は他方の走査範囲内に充分に収まり、走査不連続部分での判定を回避することができる。したがって、走査域の境界部分近傍にピークがあった場合にも正確なＡＦ動作を実行することができる。
【００７５】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。上述した本発明の第１、第２および第３の実施の形態においては、図２、図３および図４を従来の方式の図（例えば、それぞれ図２２、図２８および図３１）と比較すれば明らかなように、第２の走査（走査２）の走査範囲が重複幅相当分だけ従来の方式より増大するため、ＡＦ動作速度の面では不利となる。換言すると、本発明における第１の走査（走査１）に対する第２の走査（走査２）の重複幅は、極力小さく設定してＡＦ動作速度への影響を最小限にくいとめるように構成することが好ましい。
そこで、本発明が解決しようとしている課題に立ち返ってみると、本発明が回避しようとしているものは、走査データの不連続性であり、更に詳細には、走査データが時間的に不連続であることによって生じる被写体変化等による誤差である。すなわち、走査データには、たとえ不連続部分が存在したとしても、時間的に連続性があるとみなすことができる範囲については、走査データをそのままピークの判定に使っても差し支え無いことになる。このような点を考慮すると、不連続箇所における時間的な不連続の程度によって、走査重複幅を可変として調整可能とし、常に必要最小限の走査重複幅にすれば、ＡＦ動作速度への影響を低減することが可能となるはずである。このような手法を採用したのが本発明の第４の実施の形態のディジタルカメラである。
【００７６】
本発明の第４の実施の形態に係るディジタルカメラも、ハードウェア的には、上述した本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラと同様に、図１に示すように構成する。そして、この第４の実施の形態のディジタルカメラにおいては、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における各走査範囲の走査による合焦評価値検出タイミングを監視する手段、および前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも合焦評価値検出タイミングの時間差に応じて可変制御する手段に相当する機能を含んでいる。具体的には、システムコントローラ１０は、前記走査制御手段として、例えば、前記走査制御手段は、走査タイミングを監視し、第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始に至るまでの時間を判別する機能、およびこの判別時間に応じて前記重複部の重複幅をＦｄ１またはＦｄ２等に可変制御する機能を有している。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施の形態のディジタルカメラについて、図５および図６に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
すなわち、図５および図６に示すように、少なくとも走査が不連続となる重複部における走査タイミングを監視し、図５に示すように合焦評価値検出の時間差、すなわち第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始までの時間が短い場合には、走査の重複範囲が小さめの重複幅Ｆｄ１とし、図６に示すように合焦評価値検出の時間差、すなわち第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始までの時間が長い場合には、走査の重複範囲を大きめの重複幅Ｆｄ２として設定するように制御する。
このようにすると、無駄なく高精度のＡＦ動作を行なうことができる。図５および図６によれば、走査不連続箇所における時間差は、単に第１の走査（走査１）と、第１の走査（走査１）後、第２の走査（走査２）を開始する位置までの走査戻し動作（戻し動作１）の駆動量で定まるかのように見えるかもしれない。しかし、当然のことであるが、合焦評価値の取込み間隔および取込み周期等によって定まる走査速度や戻し速度も関連している。したがって、例えば、合焦評価値の取込み周期が短い「高速ＡＦ」の場合には、走査重複幅を重複幅Ｆｄ１のように小さくし、合焦評価値の取込み周期が長い「通常ＡＦ」の場合には、逆に重複幅Ｆｄ２のように大きくすることも考えられる。なお、図５および図６等の場合においても、第２の走査（走査２）によるピーク判別後のピーク位置への戻し動作（戻し動作２）については、従来および先の各実施の形態と同様である。
【００７８】
次に、本発明の第５の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。上述した第４の実施の形態の場合と同様に、本発明における第１の走査（走査１）に対する第２の走査（走査２）の重複幅は、極力小さく設定してＡＦ動作速度への影響を最小限にくいとめるように構成するため、予め重複部近傍にピークが発生しそうもないことが予測される場合には、重複幅を小さくすることが考えられる。このような手法を採用して、ＡＦ動作時間のロスを最小限に抑えようとするのが本発明の第５の実施の形態のディジタルカメラである。
本発明の第５の実施の形態に係るディジタルカメラも、ハードウェア的には、上述した本発明の第１の実施の形態のディジタルカメラと同様に、図１に示すように構成する。そして、この第５の実施の形態のディジタルカメラにおいては、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍において検出された合焦評価値に基づいて、前記走査範囲の重複部の重複幅を可変制御する手段に相当する機能を含んでいる。具体的には、システムコントローラ１０は、前記走査制御手段として、例えば、前記走査制御手段は、第１の走査（走査１）の結果による合焦評価値から、前記走査範囲の重複部近傍にピークがありそうか否かを判断し、それに応じて前記重複部の重複幅をＦｄ３またはＦｄ４等に可変制御する機能を有している。
【００７９】
次に、本発明の第５の実施の形態のディジタルカメラについて、図７および図８に示す自動合焦動作を示す模式図を参照して具体的に説明する。
すなわち、図７および図８に示すように、少なくとも走査が不連続となる重複部における第１の走査（走査１）の結果として得られる合焦評価値から、前記重複部近傍にピークがありそうか否かを予測判別し、ピークがありそうな場合には重複幅を大きくとり、ありそうもない場合には重複幅を小さくとるように制御する。具体的には、第１の走査（走査１）による合焦評価値から、図７に示すように、前記重複部近傍における合焦評価値が大きいかまたは変化が大きいなど、ピークが近そうな場合には、充分に大きな走査重複幅Ｆｄ３をとり、図８に示すように、合焦評価値が小さいかまたは変化が小さいなど、ピークが遠そうな場合には、小さな走査重複幅Ｆｄ４をとるかまたは走査重複幅を０としてしまうかするように制御する。
このようにしても、第４の実施の形態の場合と同様に、無駄なく高精度のＡＦ動作を行なうことができる。図７および図８によれば、走査不連続箇所となる前記重複部近傍におけるピークの発生の可能性の予測判断の根拠は、さほど明確には示されてはいないが、合焦評価値は、ピークに近づくと顕著な変化を呈して高くなるので、第１の走査（走査１）でピークが検出されず、しかも重複部近傍での合焦評価値が大きいかまたは変化が大きい場合に、ピークが近いと判別し、重複部近傍での合焦評価値が小さいかまたは変化が小さい場合に、ピークが遠いと判別している。
【００８０】
これら第４および第５の実施の形態の制御方法を採用することによって、ＡＦ動作時間を無闇に長くすることなく、本発明の主たる命題である走査不連続箇所近傍での正確なＡＦ動作を達成することができる。
次に、本発明の第６の実施の形態に係るディジタルカメラについて説明する。本発明の第６の実施の形態のディジタルカメラでは、システムコントローラ１０は、前記合焦制御手段における走査制御手段として、フォーカスレンズ１ａの初動位置から、全走査域の両端点のうちの一方の端点、例えば遠い方の端点、に向かう所定の方向に所定のスタート戻し量だけ移動させた点を走査開始点として、該走査開始点から、前記所定の方向とは逆の他方の端点、例えば近い方の端点、に向かう第１の走査（走査１）を経て、前記全走査域の残部を、例えば前記第１の走査とは逆方向に、走査するための第２の走査（走査２）に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、例えば前記第２の走査の起点を前記走査開始点よりも所定の重複幅Ｆｄだけ前記近い方の端点に近い位置に設定することなどによって、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定する機能と、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における各走査範囲の走査による合焦評価値検出タイミングを監視する手段、および前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも合焦評価値検出タイミングの時間差に応じて可変制御する手段に相当する機能、具体的には、例えば走査タイミングを監視し、第１の走査（走査１）の走査開始から第２の走査（走査２）の走査開始に至るまでの時間を判別する機能、およびこの判別時間に応じて前記重複部の重複幅ＦｄをＦｄ１またはＦｄ２等に可変制御する機能と、そして、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍において検出された合焦評価値に基づいて、前記走査範囲の重複部の重複幅を可変制御する手段に相当する機能、具体的には、例えば、前記走査制御手段は、第１の走査（走査１）の結果による合焦評価値から、前記走査範囲の重複部近傍にピークがありそうか否かを判断し、それに応じて前記重複部の重複幅ＦｄをＦｄ３またはＦｄ４等に可変制御する機能とを有している。
【００８１】
すなわち、本発明の第６の実施の形態に係るディジタルカメラにおけるシステムコントローラ１０は、上述した第２、第４および第５の実施の形態に係る機能を組み合わせた複合的な走査制御手段を、前記合焦制御手段に含んでいる。なお、この第６の実施の形態に係るディジタルカメラには、走査制御手段に、初動位置が両端点のいずれかに充分に近い場合（近い方の端点までの距離Ｆｓが所定値Ｆｓ１未満）には、一旦、近い方の端点まで移動してから全走査域を１回の走査により一括して操作する機能と、ＡＦ動作開始時の種々の条件に応じてスタート戻し量Ｆｒを可変制御する機能とを含んでいる。
図９および図１０は、本発明の第６の実施の形態に係るディジタルカメラにおける自動合焦動作の概略を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示す制御処理は、主としてシステムコントローラ１０において行なわれる。
【００８２】
まず、図９および図１０に示すように、カメラの電源がオンとなると（ステップ＃１）、合焦動作回数の初期化およびフォーカスレンズ１ａの常焦点位置Ｐｊへの移動等の初期設定がなされ（ステップ＃２、ステップ＃３）、レリーズ押圧部１９が半押しされるのを待つ（ステップ＃５）。このステップ＃３とステップ＃５との間に合焦評価値を継続的に取得し（ステップ＃４）、後にスタート戻し量設定時に「被写体が変化したかどうか？」の判定（ステップ＃９、ステップ＃１０）の材料として用いられる。この時点で、合焦動作が未実施（Ｎｔ＝０）である場合には、この継続的合焦評価値は必要ないので、合焦動作回数Ｎｔの値に応じて、ステップ＃４で合焦評価値を取得するか否かを判断するようにしてもよいが、制御の流れが煩雑になること、不要の情報を取得しても特に問題はないことから、常に取得するようなシーケンスとしている。
【００８３】
レリーズ押圧部１９の半押しが半押し検出部１３により検出されると（ステップ＃５）、引き続き撮影準備動作に移行する。まず、合焦動作が１回目か？（ステップ＃６）、もしくは前回の合焦動作が合焦失敗（ＡＦＮＧ）で終了しているか？（ステップ＃７）を判別し、合焦動作が１回目もしくは前回が合焦失敗であった場合には、スタート戻し量として値Ｆｒ１を選択する（ステップ＃８）。この値Ｆｒ１（電源オン直後に合焦失敗の後（常焦点位置）におけるスタート戻し量（Ｐｏ〜Ｐｓ））は比較的大きい数値であり、その後の合焦動作で、まず常焦点中心の広いエリアを走査するような設定である。合焦動作時間優先という見地において、Ｆｒ１の値を、比較的大きい数値ではなく、「０」に設定することもカメラの構成によってはあり得る。
【００８４】
さらに、ステップ＃９およびステップ＃１０においては、前回の合焦動作時から、被写体が変化しているか否かを、３段階に判別し、Ｆｒの値をそれぞれで設定する。すなわち、完全に被写体が変化していると判断される場合には、初動位置から戻して走査を実施するメリットが少ないため、値Ｆｒ＝０に設定し（ステップ＃１１）、逆に、ほぼ同一条件での連続撮影だと判断される場合には、Ｆｒを比較的小さいＦｒ３（前回撮影と同一シーンであると思われる場合のスタート戻し量）という値に設定する（ステップ＃１３）。これらの中間的な場合、すなわち概ね被写体は変化していないと判断される場合、には、Ｆｒ３よりは大きめのＦｒ２（前回撮影とおおむね同一シーンであると思われる場合のスタート戻し量（Ｆｒ１＞Ｆｒ２＞Ｆｒ３））という数値に設定される（ステップ＃１２）。なお、被写体が変化しているか否かを判別するファクタとして前回合焦以後の経過時間を含めても良い。すなわち、長時間が経過していれば被写体が変化している可能性が高いし、長時間が経過していなければ被写体が変化している可能性が低いことを判定に利用する。
【００８５】
次に、初動位置Ｐｏがいずれかの端点に近い場合は、端点まで移動してから合焦走査を開始する方が高い合焦精度が期待できるため、端点までの近さを判定する（ステップ＃１４、ステップ＃１５）。初回の合焦動作時や前回合焦失敗（ＡＦＮＧ）時は、いずれもステップ＃８を通過しており、既に端点から近くないことが明確であるが、制御の流れを簡略化するため、同一の流れの上に戻している。ステップ＃１５で端点まで近いと判断された場合は、近い方の端点まで移動し（ステップ＃１６）、遠い方の端点に向けて合焦走査を開始する（ステップ＃１７）。走査途中でピークが検出された場合は（ステップ＃１８、ステップ＃１９）、走査を中断して、「合焦成功（ＡＦＯＫ）表示」を行った後にピーク位置にフォーカスレンズ１ａを駆動させる（ステップ＃２９）。合焦成功表示および後述する合焦失敗（ＡＦＮＧ）表示は、通常はファインダ近辺に配置された合焦発光ダイオード（ＡＦＬＥＤ）の点灯または点滅によって行われることが多いが、他の方法を採用しても良い。一方、全域走査してもピークが検出されなかった場合には（ステップ＃１８、ステップ＃１９）、再度、全域の合焦評価値を検証して、ピークと判断できるポイントがあるかどうかを判断する（ステップ＃２７）。
【００８６】
ここで、ステップ＃１８のピーク判定は、偽合焦（間違ったピークに合焦させてしまうこと）を避けるために、比較的厳しい判定を実施するが、ステップ＃２７のピーク判定は、全域のデータを用いて判定するため、比較的緩い基準でピークを判定するようになっている。ステップ＃２７でピークありと判断された場合は、ステップ＃１８の場合と同様にステップ＃２９へ進み、表示動作および合焦動作を実施する。一方、全域走査でもピークが検出されない場合には、「合焦失敗（ＡＦＮＧ）」表示を行うとともに、次回に備えて、合焦失敗（ＡＦＮＧ）であった事実を記憶させ、常焦点位置へとフォーカスレンズを駆動させる（ステップ＃２８）。
一方、ステップ＃１５で端点まで遠いと判断した場合には、設定されているＦｒの値の分だけフォーカス位置を遠い方の端点に向かって移動させ（ステップ＃２０）、その位置から、近い方の端点に向かって走査を開始する（ステップ＃２１）。この場合にも、上述と同様に、走査中にもピーク判定を実施しながら走査を行ない（ステップ＃２２、ステップ＃２３）、端点に到達した場合は、後述するように、ピークの兆候の予測および走査のタイムラグに応じて、第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との走査の重複幅Ｆｄ（＝０〜Ｆｄ１〜Ｆｄ２）を可変制御する処理（ステップ＃４１〜ステップ＃４５）を経て、残りの領域を走査すべく、第１の走査（走査１）の走査開始点よりも重複幅Ｆｄだけ手前まで戻してから（ステップ＃４６）、ピーク検出を実施しつつ（ステップ＃２５、ステップ＃２６）、遠い方の端点まで第１の走査（走査１）とは逆方向に第２の走査（走査２）を実施する。
【００８７】
ステップ＃２２またはステップ＃２５のピーク検出においてピークが検出された場合の挙動は、ステップ＃１８におけるピーク検出の場合と同様であり、全域走査が完了（ステップ＃２６）した後の挙動も、ステップ＃１９の全域走査完了後の挙動と同様である。
ここで、ピークの兆候の予測および走査のタイムラグに応じて、第１の走査（走査１）と第２の走査（走査２）との走査の重複幅Ｆｄを可変制御する処理（ステップ＃４１〜ステップ＃４５）および第１の走査（走査１）の走査開始点よりも重複幅Ｆｄだけ手前まで戻してから残りの領域を走査させるようにする処理（ステップ＃４６）について説明する。まず、ピークが検出されないまま、ステップ＃２３において第１の走査（走査１）を完了した場合には、第１の走査（走査１）の走査開始点近傍の合焦評価値を検証して、第１の走査（走査１）の走査開始点付近にピークが存在する可能性があるかどうかを判断する（ステップ＃４１）。具体的には、ピークの兆候の予測は、合焦評価値の絶対値と、そのデータが、どの程度の割合（傾斜）の減少傾向を示しているか、つまりどの程度右下がりになっているか、で判断することになる。ここで、走査開始点Ｐｓである第１の走査の走査開始点付近にピークが無さそうだ（すなわち、走査開始点Ｐｓ近傍にピークが存在する度合いが小さい）と判断されると、第２の走査の走査重複幅Ｆｄは０に設定される（ステップ＃４２）。
【００８８】
ステップ＃４１で、第１の走査の走査開始点付近にピークがあるかもしれない（すなわち、走査開始点Ｐｓ近傍にピークが存在しそうである）と判断された場合には、第１の走査の走査開始から現在に至るまでの時間（すなわちタイムラグの時間差）Ｔが、予め設定した所定のしきい値よりも長いかどうかを判断する（ステップ＃４３）。ステップ＃４３において、前記しきい値よりも長いと判定された場合には、充分に大きな重複幅（重複走査範囲）を必要とするため走査重複幅Ｆｄ＝Ｆｄ２に設定し（ステップ＃４５）、ステップ＃４３において、前記しきい値以下であると判定された場合には、重複幅Ｆｄ＝Ｆｄ１（Ｆｄ１＜Ｆｄ２）に設定する（ステップ＃４４）。これらステップ＃４３〜ステップ＃４５の操作は、必ずしも２段階である必要はなく、３段階または４段階以上としても良いし、重複幅Ｆｄの値を時間Ｔの関数として決定するような方式にしても構わないし、さらには、ステップ＃４１およびステップ＃４２も含めて、重複幅Ｆｄの値を、時間Ｔと第１の走査の走査開始点におけるピーク兆候度のような数値の関数として求めるような方式とすることも考えられる。
その後、上述した重複幅Ｆｄの値に基づいて、第２の走査の走査開始位置を求めた上で、その位置までフォーカシングレンズ１ａを移動し、第２の走査を開始することになる（ステップ＃４６）。
【００８９】
次に、ステップ＃２８またはステップ＃２９において合焦結果の表示やフォーカスレンズ１ａの駆動を済ませた後に、レリーズ半押しが継続しているか？（ステップ＃３１）、レリーズ押圧部１９が全押しされているか？（ステップ＃３２）、を半押し検出部１３および全押し検出部１４を用いて検出する。この際、継続的に合焦評価値を取得し（ステップ＃３０）、ステップ＃４における合焦評価値の取得の場合と同様に、次回の被写体変化の判定（ステップ＃９、ステップ＃１０）で用いることになる。
ステップ＃３１において、レリーズ半押し解除が検出された場合には、合焦動作回数をアップカウントしてから（ステップ＃３４）、初めのステップ＃５におけるレリーズ半押し待ち状態へ移行し、あるいは、ステップ＃３２においてレリーズ全押しが検出された場合には、所定の撮影動作を実施した後に（ステップ＃３３）、ステップ＃３４の合焦動作回数のアップカウント、ステップ＃５のレリーズ半押し待ちへと移行する。いずれの場合にも、フォーカスレンズ１ａの位置は、ステップ＃２８またはステップ＃２９にて設定された合焦位置もしくは常焦点位置を保ったまま、ステップ＃５へと移行する。
なお、図９および図１０においては、煩雑になるのを防止するため、合焦動作に係る動作以外の動作（ＡＥおよびＡＷＢ等）についての説明は省略してある。
【００９０】
以上が本発明の第１〜第６の実施の形態によるディジタルカメラであるが、本発明の主要構成を逸脱しない限り、様々な方式と組み合わせることが可能である。
例えば、ピーク検出により合焦走査を中断する／しないや、第２の合焦走査（走査２）の走査方向を第１の合焦走査（走査１）の走査方向と同一とする／逆にする等々は、対応する機種の特性や要求される性能によって、それぞれにメリットがあり、本発明は、いずれにも対応させることができる。
また、上述においては、本発明による自動合焦方法を用いた自動合焦システムをディジタルカメラに適用した実施の形態について説明したが、その他のカメラに適用しても良いし、本発明の自動合焦方法および自動合焦システムは、カメラに限らず、他の画像入力装置、例えばイメージスキャナまたは複写機等、あるいは、光学的観察装置、例えば顕微鏡、望遠鏡、双眼鏡または内視鏡等、のような被写体像を取得する被写体像取得装置に広く適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、走査不連続点近傍における合焦評価値（ＡＦ評価値）の連続性を損なわない合焦走査を実現し、合焦走査に関連する動作を適正化して、合焦走査の確実性および効率を効果的に向上し得るカメラ、被写体像取得装置、自動合焦システムおよび自動合焦方法を提供することができる。すなわち、本発明の請求項１のカメラによれば、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９２】
さらに、本発明の請求項１のカメラによれば、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項２のカメラによれば、請求項１のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項３のカメラによれば、請求項１または請求項２のカメラにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【００９３】
本発明の請求項４のカメラによれば、被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９４】
さらに、本発明の請求項４のカメラによれば、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
本発明の請求項５のカメラによれば、請求項４のカメラにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
【００９５】
そして、本発明の請求項６の被写体像取得装置によれば、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含む構成としたので、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９６】
さらに、本発明の請求項６の被写体像取得装置によれば、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項７の被写体像取得装置によれば、請求項６の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項８の被写体像取得装置によれば、請求項６または請求項７の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【００９７】
本発明の請求項９の被写体像取得装置によれば、被写体像を取得するための像取得手段と、前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【００９８】
さらに、本発明の請求項９の被写体像取得装置によれば、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
【００９９】
本発明の請求項１０の被写体像取得装置によれば、請求項９の被写体像取得装置において、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
そしてまた、本発明の請求項１１の自動合焦システムによれば、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１００】
さらに、本発明の請求項１１の自動合焦システムによれば、前記走査制御手段が、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項１２の自動合焦システムによれば、請求項１１の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項１３の自動合焦システムによれば、請求項１１または請求項１２の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【０１０１】
本発明の請求項１４の自動合焦システムによれば、被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段とを有し、且つ前記合焦制御手段は、前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段を含むことにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１０２】
さらに、本発明の請求項１４の自動合焦システムによれば、前記走査制御手段が、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段とを含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
本発明の請求項１５の自動合焦システムによれば、請求項１４の自動合焦システムにおいて、前記走査制御手段が、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
【０１０３】
そしてさらに、本発明の請求項１６の自動合焦方法によれば、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有することにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の走査開始点近傍を全走査域の境界とする２つの領域をそれぞれ走査するための２つの走査の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１０４】
さらに、本発明の請求項１６の自動合焦方法によれば、前記走査開始点設定ステップが、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定することにより、特に、同一の被写体をほぼ同一の状況で連続的に繰り返し合焦する際における合焦走査の効率および合焦の確実性を向上させることができる。
本発明の請求項１７の自動合焦方法によれば、請求項１６の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含むことにより、特に、合焦走査の効率を一層高めることができる。
本発明の請求項１８の自動合焦方法によれば、請求項１６または請求項１７の自動合焦方法において、前記走査範囲設定ステップが、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含むことにより、特に、合焦走査の効率をさらに高めることができる。
【０１０５】
本発明の請求項１９の自動合焦方法によれば、被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップとを有することにより、合焦走査に関連する動作を適正化し、特に、合焦走査の全走査域を複数分割した各領域をそれぞれ走査するための各走査範囲の境界近傍における合焦走査の連続性を効果的に確保して、確実な合焦走査を実現することができる。
【０１０６】
さらに、本発明の請求項１９の自動合焦方法によれば、前記走査制御ステップが、少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップとをさらに含むことにより、特に、無駄な動作を効果的に抑制して、合焦走査の効率を一層向上させることができる。
本発明の請求項２０の自動合焦方法によれば、請求項１９の自動合焦方法において、前記走査制御ステップが、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含むことにより、特に、無駄な動作をさらに効果的に抑制して、合焦走査の効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るディジタルカメラの構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における図１のディジタルカメラの合焦動作を説明するための模式図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における図１のディジタルカメラの合焦動作を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における図１のディジタルカメラの合焦動作を説明するための模式図である。
【図５】図１のディジタルカメラの第４の実施の形態の第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図６】図１のディジタルカメラの第４の実施の形態の第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図７】図１のディジタルカメラの第５の実施の形態の第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図８】図１のディジタルカメラの第５の実施の形態の第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図９】図１のディジタルカメラの第６の実施の形態における合焦制御動作を説明するためのフローチャートの一部である。
【図１０】図１のディジタルカメラの第６の実施の形態における合焦制御動作を説明するための図９に示したフローチャートの残部である。
【図１１】従来の最も基本的なディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１２】図１１の従来の最も基本的なディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１３】従来の第１の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１４】図１３の従来の第１の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１５】図１３の従来の第１の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１６】従来の第２の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１７】図１６の従来の第２の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１８】図１６の従来の第２の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図１９】従来の【特許文献１】に示された第３の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２０】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２１】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２２】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第４の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２３】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第５の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２４】図１９の従来の第３の高速化技術によるディジタルカメラの第６の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２５】本発明者による先願に示された高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２６】図２５の先願の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２７】図２５の先願の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２８】図２５の先願の高速化技術によるディジタルカメラの第４の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図２９】従来の第４の高速化技術によるディジタルカメラの第１の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図３０】図２９の従来の第４の高速化技術によるディジタルカメラの第２の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【図３１】図２９の従来の第４の高速化技術によるディジタルカメラの第３の状態における合焦動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 光学系
１ａ フォーカスレンズ（フォーカシングレンズ）
１ｂ ズームレンズ（ズーミングレンズ）
１ｃ 対物レンズ
２ シャッタ／絞り部
３ フォーカス駆動系
４ ズーム駆動系
５ シャッタ／絞り駆動系
６ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７ 撮像素子
８ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
９ 画像処理部
１０ システムコントローラ
１１ メモリ群
１２ 表示部
１３ 半押し検出部
１４ 全押し検出部
１５ 受光部
１６ ストロボ発光部
１７ ストロボ制御部
１８ カメラ操作部
１９ レリーズ押圧部
Ｕ 鏡胴ユニット
Claims (20)
- 被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段は、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴とするカメラ。 - 前記走査制御手段は、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
- 前記走査制御手段は、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカメラ。
- 被写体像を所定の結像面上に結像させるための撮影光学系と、
前記被写体像を映像信号に変換するための撮像手段と、
前記撮影光学系の全体、前記撮影光学系の一部の光学手段、および前記撮像手段のうちの少なくともいずれかを、光軸方向に移動することにより、前記撮像手段上の被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記撮像手段によって得られる撮像データから合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有するカメラであって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段は、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴とするカメラ。 - 前記走査制御手段は、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴とする請求項４に記載のカメラ。
- 被写体像を取得するための像取得手段と、
前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、
前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有する被写体像取得装置であって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段は、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴とする被写体像取得装置。 - 前記走査制御手段は、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴とする請求項６に記載の被写体像取得装置。
- 前記走査制御手段は、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の被写体像取得装置。
- 被写体像を取得するための像取得手段と、
前記被写体像から該被写体像に応じた被写体像情報を得るための像情報取得手段と、
前記像取得手段で取得される被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
前記像情報取得手段によって得られる被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有する被写体像取得装置であって、
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段は、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴とする被写体像取得装置。 - 前記走査制御手段は、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の被写体像取得装置。
- 被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有し、且つ
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点とし、この走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に向かう第１の走査を経て前記全走査域の残部を走査するための第２の走査に至る一連の走査を行なうとともに、前記第２の走査による走査範囲を、前記第１の走査による走査範囲とその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段は、前記補正位置を、前記フォーカス作動手段の初動位置から前記第１の走査とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた位置とし、この補正位置から、前記第１の走査を開始するように、前記走査開始点および前記第１の走査の走査方向を設定してなる手段を含むことを特徴とする自動合焦システム。 - 前記走査制御手段は、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向とすることを特徴とする請求項１１に記載の自動合焦システム。
- 前記走査制御手段は、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向とすることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の自動合焦システム。
- 被写体像の合焦状態を変化させるフォーカス作動手段と、
被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求める合焦評価値検出手段と、
前記フォーカス作動手段を連続的および間欠的の少なくとも一方にて駆動させながら前記合焦評価値検出手段を作動させて複数の合焦評価値を得る走査により、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記走査を終了し、前記フォーカス作動手段を前記合焦点に駆動させてピント合わせを行なう合焦制御手段と
を有し、且つ
前記合焦制御手段は、
前記フォーカス作動手段を走査すべき全走査域を複数の領域に分けて、それぞれの領域を走査するための複数の走査範囲を設定し、各走査範囲を所定の順序で走査して一連の走査を行なうとともに、前記複数の走査範囲は、前記複数の領域をそれぞれ含み且つ隣接する前記各走査範囲は、互いにその一部が重複するように設定してなる走査制御手段
を含み、
前記走査制御手段は、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視する手段と、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御する手段と
を含むことを特徴とする自動合焦システム。 - 前記走査制御手段は、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、前記走査範囲の当該重複部の重複幅を大きくするように可変制御する手段を含むことを特徴とする請求項１４に記載の自動合焦システム。
- 被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、
前記合焦走査の初動位置および該初動位置に関連付けられて決定される補正位置のいずれか一方を走査開始点として設定する走査開始点設定ステップと、
前記走査開始点から全走査域の両端点のうちの一方の端点に至る第１の走査および前記全走査域の残部を走査するための第２の走査からなる一連の合焦走査のために、前記第１の走査における第１の走査範囲および前記第２の走査における第２の走査範囲を、前記第２の走査範囲が前記第１の走査範囲とその一部が重複するように設定する走査範囲設定ステップと、
前記走査開始点から、前記第１の走査を経て前記第２の走査に至る一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップと
を有し、
前記走査開始点設定ステップは、前記合焦走査の初動位置から前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に第１の所定量だけ移動させた補正位置を走査開始点として設定することを特徴とする自動合焦方法。 - 前記走査範囲設定ステップは、前記第１の走査の走査方向を、前記全走査域の両端点のうちの前記初動位置から近い側の端点へ向かう方向に設定するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の自動合焦方法。
- 前記走査範囲設定ステップは、前記第２の走査の走査方向を、前記第１の走査の走査方向とは逆の方向に設定するステップを含むことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の自動合焦方法。
- 被写体像の合焦状態を変化させ且つ被写体像に応じた被写体像情報から合焦状態の目安となる合焦評価値を求めつつ、前記合焦状態を連続的および間欠的の少なくとも一方にて変化させて複数の合焦評価値を得る合焦走査によって、合焦評価値が最も適正な値となる合焦点を探索し、前記合焦点が確定した時点で前記合焦走査を終了して、ピント合わせを行なうにあたり、
前記合焦走査のための全走査域を複数の領域に分割して各領域をそれぞれ走査するための複数の走査範囲を、各走査範囲がそれぞれ前記各領域を含み且つ隣接する走査範囲が互いにその一部を重複させるようにして、設定する走査範囲設定ステップと、
前記走査範囲設定ステップで設定された前記複数の走査範囲を所定の順序で走査する一連の合焦走査を、前記合焦点が確定するまで行なわせる走査制御ステップと
を有し、
前記走査制御ステップは、
少なくとも前記走査範囲の重複部近傍における最初の走査におけるタイムラグを監視するステップと、
前記走査範囲の重複部の重複幅を、当該重複部における各走査範囲の少なくとも前記タイムラグの長さに応じて大きくするように可変制御するステップと
をさらに含むことを特徴とする自動合焦方法。 - 前記走査制御ステップは、少なくとも前記重複する各走査範囲のうちの先行する走査範囲の重複部近傍にて検出された合焦評価値におけるピークの兆候を予測し、当該ピークの兆候の大きさに基づいて、当該重複部の後続の前記走査範囲を調整することにより、前記重複部の重複幅を大きくするように可変制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の自動合焦方法。
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