JP2000330009A - デジタルカメラのオートフォーカス装置及びそれを備えたデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッシブ方式の高周波成分を利用したオート
フォーカスの方式において、シャッターボタンが操作さ
れていない、撮像された画像をリアルタイムで表示する
モニターモード時であっても迅速にオートフォーカス動
作を行って焦点の合った画像を表示可能なデジタルカメ
ラの提供を目的とする。 【解決手段】 モニターモード時と撮影モード時とで
は、オートフォーカス動作を切り替え、モニターモード
時は粗サーチオートフォーカスにて粗くフォーカスレン
ズを移動させて合焦位置を探し出し（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
９）、シャッターボタンが半押しされる等すると、撮影
モード用の詳細サーチオートフォーカスにて細かくフォ
ーカスレンズを移動させて合焦位置を探す（Ｓ４〜Ｓ
８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体像の高周波
成分に基づいて合焦位置を検出するデジタルカメラのオ
ートフォーカス装置、及び、それを備えたデジタルカメ
ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、被写体像を光学撮像系によりＣＣ
Ｄ（Charge Coupled Device)素子等の固体撮像素子に結
像させ、固体撮像素子により光電変換されて出力される
映像信号をデジタル技術で記録媒体に記録するデジタル
カメラが実用化されている。

【０００３】上記デジタルカメラにおいては、従来のス
チルカメラと同様に、被写体に対して自動的に焦点を合
わせるオートフォーカス装置を備えたものが多い。ま
た、デジタルカメラにおいては、液晶表示装置等の表示
装置を備え、記録媒体に記録された画像を表示装置に表
示したり、撮影時には被写体像を表示装置に表示してフ
ァインダーとしての役割を持たせているものも多い。さ
らに、デジタルカメラにおいては、シャッターボタン操
作等により画像を撮影して記録媒体に記録する撮影モー
ドと、それ以外の、例えば、記録媒体に記録された画像
を表示装置に表示する再生モード等を有するものもあ
る。

【０００４】上で述べたような各機能を持つ従来のデジ
タルカメラの撮影時の動作について、以下に説明する。
撮影を行うべく、撮影状態に切り替えられると、シャッ
ターボタンが操作されるまで、表示装置に固体撮像素子
に結像している被写体像をリアルタイムで表示する（こ
の状態を以下、モニターモードと呼ぶ）。この状態にあ
るとき、使用者は、表示装置を見ながら被写体を選ぶこ
とができる。

【０００５】表示装置に被写体を表示している状態で、
シャッターボタンが操作されると、オートフォーカス動
作を行い被写体に焦点を合わせ、その後、固体撮像素子
により撮像された画像をデジタル方式で記憶媒体に記録
する（この状態を以下、撮影モードと呼ぶ）。記録が終
了すると、シャッターボタンが操作される前の状態、つ
まり、モニターモードに戻り、処理を続ける。

【０００６】ところで、このような動作を行うデジタル
カメラの場合、従来、シャッターボタンが押されるか、
或いは、半押しされてからオートフォーカス動作を行う
ようになっている。そのため、シャッターボタンが操作
されるまでは、被写体に焦点が合っていない状態とな
り、液晶表示装置には被写体がぼけた状態で表示され、
使い勝手が悪い。

【０００７】使い勝手を改善するためには、シャッター
ボタンが操作されていない時もオートフォーカス動作を
行わせるようにすればよいが、その場合、フォーカス処
理中の大きくぼけた画像を表示装置に長時間表示させな
いために、短時間で被写体に焦点を合わせることのでき
るオートフォーカス装置が必要となる。

【０００８】このようなオートフォーカス動作はビデオ
カメラでも行われているが、一般のデジタルカメラの場
合、ビデオカメラに比べて固体撮像素子の画素数が多い
ため、より高いフォーカス精度が要求され、ビデオカメ
ラのオートフォーカス装置をそのまま用いることはでき
ない。

【０００９】また、特開平１０−２８２４０１号公報に
は、上記課題に鑑み、被写体との距離を計測してフォー
カスレンズを駆動するアクティブ方式のオートフォーカ
スにおいて、録画モードが設定され、上記したモニター
モードに入ると、一旦、被写体との距離を計測してフォ
ーカスレンズを移動させるオートフォーカス動作を行
い、この後、シャッターボタンが半押しされるまで、所
定時間（例えば３秒）経過毎に測距し、被写体距離が前
回取得した被写体距離の属していた距離ゾーンを外れて
いたら、取得した被写体距離に応じてフォーカスレンズ
を駆動する方法が記載されている。これによれば、被写
体像を、常時、表示装置に表示する場合（モニターモー
ド）に、使い勝手や電池寿命の大きな低下を防止しつつ
高画質化を実現できる。

【００１０】一般にデジタルカメラで用いられているオ
ートフォーカスの方式としては、上記公報で採用されて
いるアクティブ方式とパッシブ方式とに大別されるが、
アクティブ方式には、パッシブ方式に比べて以下ような
欠点がある。

【００１１】即ち、アクティブ方式では、超音波や赤外
線を被写体に向けて放射し、被写体で反射してカメラに
戻って来るときの情報により、被写体とカメラとの距離
を測定し、フォーカスレンズ位置を決定するようになっ
ている。そのため、１回の測定で距離を求めることがで
きるといった利点がある反面、被写体が超音波や赤外線
を反射しない場合、例えば、無限遠の被写体の場合や、
被写体の前にガラス等があり正しく被写体で赤外線や超
音波が反射されない場合など、正しく距離を測定できな
いことがある。また、撮像系以外に、オートフォーカス
用に、超音波や赤外線を放射する素子をはじめ、それを
受信するセンサや回路等を別に設ける必要があり、コス
トアップを招来する。

【００１２】これに対し、パッシブ方式は、画像の位相
差や高周波成分を利用してフォーカスを行うものであ
り、固体撮像素子に結像した被写体像の情報を用いてオ
ートフォーカスを行うため、無限遠の被写体やガラス越
しの被写体の場合でも、アクティブ方式に比べ正確にフ
ォーカスを合わせることができる。また、位相差を利用
するものは専用のセンサが必要であるが、高周波成分を
利用するものは、専用のセンサを必要としないため、デ
ジタルカメラで利用されることが多い。

【００１３】そこで、このような高周波成分を利用した
パッシブ方式を使用し、シャッターボタンが操作されて
いない時もオートフォーカス動作を行わせ、モニターモ
ード時に焦点の合った画像を迅速に表示可能なオートフ
ォーカス装置の開発が期待されている。

【００１４】ところが、パッシブ方式は、以下に述べる
ような理由により、アクティブ方式に比べてオートフォ
ーカス動作に入ってから、合焦位置にフォーカスレンズ
を位置させるまでに時間が懸かる。そのため、このよう
な高周波成分を利用したオートフォーカスを何の工夫も
無しにデジタルカメラに用いたのでは、モニターモード
においてフォーカス処理中の大きくぼけた画像が表示装
置に長時間表示され、問題となる。

【００１５】パッシブ方式における画像の高周波成分を
利用したオートフォーカスの方法は、焦点の合った画像
にはエッジが多く含まれているため画像の高周波成分が
多く、反対に、焦点がずれた画像にはエッジが少ないた
め画像の高周波成分が少ないことを利用している。

【００１６】具体的には、フォーカスレンズを無限遠か
ら最至近の範囲で１ステップ毎に移動させ、各位置で画
像の高周波成分を取り出してフォーカスのための評価値
とする。そして、全位置について該評価値を求め、評価
値が最大であった位置を合焦位置として、その位置にフ
ォーカスレンズを移動させることにより被写体に焦点を
合わせる。

【００１７】ところが、このような高周波成分を利用し
たオートフォーカス動作では、フォーカス開始時のフォ
ーカスレンズ位置と、合焦するフォーカスレンズ位置が
近い場合でも、無限遠から最至近までの全位置について
フォーカスレンズを移動させる必要があるため、焦点を
合わせるまでのフォーカスレンズの移動回数が多くな
る。

【００１８】一般に、固体撮像素子を用いて画像を取り
込む場合は、映像信号の方式の１つであるＮＴＳＣ（Na
tional Television Systems Committee)方式と同じ画像
取りこみ周期で行われることが多く、その周期では１秒
間に３０フレームの画像しか取りこめないため、フォー
カスレンズの移動と画像の高周波成分の検出もその周期
でしか行えない。

【００１９】したがって、高周波成分を利用したオート
フォーカスでは、合焦までに要するフォーカスレンズの
移動回数が、合焦までに要する時間に大きな影響を与え
てしまうこととなる。このことから、高周波成分を利用
したオートフォーカスを高速に行うためには、フォーカ
ス精度を保ちつつ、フォーカスレンズの移動回数をでき
るだけ減らすことが必要となる。

【００２０】特開平１０−１４２４８８号公報に、高周
波成分を利用したオートフォーカスにおいて、フォーカ
ス精度を保ちつつ、フォーカスレンズの移動回数を減ら
す方法が記載されている。

【００２１】上記公報では、フォーカスレンズを無限遠
から最至近まで１ステップ毎に移動させて各位置での評
価値を求め、評価値が最大となる位置を合焦位置とする
が、フォーカスレンズの移動時に所定回数以上評価値が
減少傾向を示した場合はフォーカスレンズの移動を停止
し、停止する前までのステップで評価値が最大であった
フォーカスレンズ位置を合焦位置としている。この場
合、合焦位置が無限遠に近い場合は、最至近までフォー
カスレンズを移動させなくて良いため、合焦までの時間
を短縮することができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報による方法でも、合焦時のフォーカスレンズ位置が最
至近に近い場合は、フォーカスレンズを無限遠から最至
近近傍まで移動させなければ合焦位置を求めることがで
きない。そのため、このような場合はやはり、フォーカ
スレンズの移動回数が多くなり、合焦までに時間がかか
ってしまい、前述のモニターモードにおいてフォーカス
処理中の大きくぼけた画像を表示装置に長時間表示させ
てしまうこととなる。

【００２３】また、上記公報による方法の合焦位置は、
評価値が局所的に最大となる位置であっても合焦位置と
して判断するため、フォーカスレンズの停止位置よりも
至近側に本当の合焦位置がある可能性もある。

【００２４】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あって、パッシブ方式の高周波成分を利用したオートフ
ォーカスの方式において、合焦までの時間を短縮し、シ
ャッターボタンが操作されていない、撮像された画像を
リアルタイムで表示するモニターモード時であっても迅
速にオートフォーカス動作を行って焦点の合った画像を
表示可能なオートフォーカス装置及びデジタルカメラの
提供を目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明のオートフォーカ
ス装置は、上記の課題を解決するために、固体撮像素子
により撮像された被写体像をリアルタイムに表示装置に
表示するモニターモードと、撮影が指示されると固体撮
像素子により撮像された被写体像を記憶媒体に記録する
撮影モードとを有するデジタルカメラに備えられ、フォ
ーカスレンズを移動させて各移動位置毎の被写体像の高
周波成分を基に合焦位置を探し、当該合焦位置にフォー
カスレンズを位置させるオートフォーカス動作を実施す
るオートフォーカス装置において、モニターモード時と
撮影モード時とで、上記オートフォーカス動作における
フォーカスレンズの移動位置の組を切り替え、モニター
モード時は、撮影モード時よりも広い間隔で移動位置が
設定された組にてフォーカスレンズを移動させるオート
フォーカス動作制御手段を有することを特徴としてい
る。

【００２６】これによれば、高周波成分を利用したオー
トフォーカス方式において、オートフォーカス動作がモ
ニターモード時と撮影モード時とで別々に設定されてお
り、モードに合わせて切り替えられる。そして、モニタ
ーモード時のオートフォーカス動作では、撮影モード時
のオートフォーカス動作よりも広い間隔の移動位置、つ
まり、少ない移動位置にフォーカスレンズを移動して粗
く合焦位置を探すようになっている。

【００２７】したがって、フォーカス精度としては撮影
モード程には高くないが、被写体を捕らえてオートフォ
ーカス動作を開始してから短い時間で合焦位置にフォー
カスレンズを位置させることができる。また、粗く合焦
位置を探すので、フォーカスレンズの移動範囲全体で合
焦位置を探したとしても時間は短く、高周波成分が局所
的に最大となっている位置を誤って合焦位置とすること
もない。

【００２８】これにより、前述した高周波成分を用いた
パッシブ式の利点を備えながら、かつ、モニターモード
における表示画像の焦点を迅速に合わせることができ、
たとえ被写体が高速に切り替えられても、それに追従で
きるようになり、使い勝手を向上できる。

【００２９】また、撮影モードにおいては、モニターモ
ードよりも細かくフォーカスレンズを移動させて合焦位
置を探すので、フォーカス精度の高い鮮明な画像を問題
なく記録できる。

【００３０】本発明のオートフォーカス装置において
は、上記のモニターモード時に用いるフォーカスレンズ
の移動位置の組が、最至近から無限遠までの距離を、レ
ンズの被写界深度により全てカバーし、かつ各レンズ位
置でのカバー範囲の重なりができる限り少なくなる移動
位置からなる構成とすることもできる。

【００３１】フォーカスレンズを被写体に焦点の合うあ
る位置にセットしたとき、被写体がぼけず鮮明であると
判断できる範囲が被写体の前後に存在する。その範囲の
最も遠い位置と最も近い位置との距離を被写界深度とい
う。

【００３２】上記の構成によれば、フォーカスレンズを
粗く移動させて合焦位置を探すモニターモード時、この
被写界深度を基に、被写界深度でカバーされる範囲で最
至近から無限遠までの範囲を重なることなく網羅できる
位置としたので、必要最低限のフォーカスレンズ位置の
みが移動位置となる。

【００３３】したがって、例えばフォーカスレンズの移
動範囲を等間隔に区切ってモニターモード時の移動位置
の組を設定した場合等に比べて、フォーカスレンズの移
動回数が少なく、高速に被写体に焦点を合わせることが
できる。

【００３４】本発明のオートフォーカス装置において
は、上記オートフォーカス動作制御手段は、モニターモ
ードから撮影モードに切り替わったとき、撮影モード時
に用いるフォーカスレンズの移動位置の組に属する、切
り替わる直前のモニターモード時のオートフォーカス動
作による合焦位置周辺の移動位置のみで撮影モード時の
オートフォーカス動作を行う構成とすることもできる。

【００３５】撮影モードに切り替わった時には切り替わ
る直前のモニターモードのオートフォーカス動作によ
り、フォーカスレンズは既に合焦位置の近くまで移動し
ていると考えられる。例えば、上記したように、モニタ
ーモード時に用いるフォーカスレンズの移動位置の組
が、最至近から無限遠までの距離を、レンズの被写界深
度により全てカバーし、かつ各レンズ位置でのカバー範
囲の重なりができる限り少なくなる移動位置からなる構
成の場合は、フォーカスレンズは既に、被写体の被写界
深度に入る位置まで移動している。

【００３６】したがって、撮影モードに切り替わった時
には、撮影モード時のオートフォーカス動作のためのフ
ォーカスレンズの移動位置の組に属する全移動位置に対
して移動しなくとも、切り替わる直前のフォーカスレン
ズ位置の周辺の位置のみで合焦位置を探すことができ
る。そして、このようにすることで、合焦までの時間が
短く、かつ、高い精度で合焦位置を見つけることができ
る。

【００３７】本発明のデジタルカメラは、上記の課題を
解決するために、固体撮像素子により撮像された被写体
像をリアルタイムに表示装置に表示するモニターモード
と、撮影が指示されると固体撮像素子により撮像された
被写体像を記憶媒体に記録する撮影モードとを有するデ
ジタルカメラであって、上記した本発明のオートフォー
カス装置を備えたことを特徴としている。

【００３８】本発明のオートフォーカス装置は、上述し
たように、高周波成分を用いたパッシブ式の利点を備え
ながら、かつ、モニターモードにおける表示画像の焦点
を迅速に合わせることができ、また、撮影モードにおい
てはフォーカス精度をより高くして鮮明な被写体像を問
題なく記録可能とする。

【００３９】したがって、このようなオートフォーカス
装置を備えることで、専用のセンサ等を必要としない
分、安価、かつ小型を実現でき、しかも、モニターモー
ドにおいてはぼけた画像を表示することなく被写体の変
更にも追従して明瞭な画像を表示でき、かつ、撮影モー
ドでは従来と同様に高いフォーカス精度で鮮明な画像を
記録可能な、使い勝手のよい優れたものとなる。

【００４０】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明に係る実
施の一形態を、図１〜図４に基づいて説明すれば、以下
の通りである。

【００４１】図１は、本発明に係る実施の一形態のデジ
タルカメラの構成図である。このデジタルカメラは、Ｃ
ＰＵ（Central Processing Unit)７を中心に構成されて
いる。ＣＰＵ７には、ＲＯＭ（Read Only Memory) 及び
ＲＡＭ（Random Access Memory) からなるメモリ８が接
続されており、ＣＰＵ７は、メモリ８に格納されたプロ
グラムとデータを基に、システムバス１７に接続された
各モジュールの制御を行い、デジタルカメラ全体の動作
をコントロールするものである。

【００４２】上記メモリ８は、ＣＰＵ７の動作プログラ
ムをはじめ、撮像時のモニターモード用に設定されたフ
ォーカスレンズ位置のデータ等を格納している。

【００４３】ＣＣＤ素子１は、固体撮像素子であり、後
述するレンズモジュール４によりＣＣＤ素子１に結像さ
れた被写体像を、光電変換して映像信号を出力するもの
である。

【００４４】ＣＣＤ信号処理部５は、上記ＣＣＤ素子１
からの映像信号に画像調整の処理を行い、そのデータを
画像メモリ１２に格納するものである。画像メモリ１２
は、取り込んだデジタル映像信号を一時的に記憶するメ
モリであり、例えばＤＲＡＭからなる。

【００４５】また、このＣＣＤ信号処理部５は、オート
フォーカス動作に用いる、画像の高周波成分を検出する
高周波成分検出部としての機能を内蔵しており、検出結
果はシステムバス１７を通じてＣＰＵ７から読み出し可
能となっている。

【００４６】汎用Ｉ／Ｏモジュール１３には、デジタル
映像信号を記憶媒体１５に記憶させる際に操作されるシ
ャッターボタン１４が接続されている。この他、この汎
用Ｉ／Ｏモジュール１３には、電源のＯＮ・ＯＦＦ時に
操作される電源キー、記憶媒体１５に記憶されている画
像データに基づく画像を再生する際に用いられる再生キ
ー等の各種キーが設けられている。シャッターボタン１
４の操作状態をはじめ各種キーの操作状態は、システム
バス１７を通じてＣＰＵ７から読み出し可能となってい
る。

【００４７】ＡＦレンズ制御部６は、ＣＰＵ７から送ら
れてきたデータを基に、後述のようにフォーカスレンズ
駆動手段３を制御して、フォーカスレンズ２を移動させ
るものである。フォーカスレンズ２は、上記ＣＣＤ素子
１の前面側（光入射側）に、固定レンズ１６等と共に配
設されており、フォーカスレンズ２、固定レンズ１６、
及びフォーカスレンズ駆動手段３にて、レンズモジュー
ル４が構成されている。

【００４８】ビデオエンコーダ部１０は、画像メモリ１
２に記憶されているＣＣＤ信号処理部５の処理結果の画
像データを、表示装置１１に応じた例えばＮＴＳＣ映像
信号に変換し、接続された表示装置１１に表示するもの
である。表示装置１１は、液晶表示装置等からなる。

【００４９】画像圧縮／伸張部９は、シャッターボタン
１４が押されて画像が撮影されると、画像メモリ１２に
記憶されている撮影された画像を圧縮し、その結果を記
憶媒体１５に保存するものである。なお、再生の場合
は、再生が指示された記憶媒体１５に保存されているデ
ータの圧縮を解き、画像メモリ１２に格納する。

【００５０】オートフォーカス動作制御手段は、上記Ｃ
ＰＵ７、メモリ８、ＣＣＤ信号処理部５、ＡＦレンズ制
御部６等から構成される。

【００５１】次に、上記構成のデジタルカメラの動作を
図２のフローチャートに従って説明する。このフローチ
ャートは、デジタルカメラにおける主にモニターモード
でのオートフォーカス動作について示すものである。

【００５２】デジタルカメラがモニターモードに設定さ
れると、まず、粗サーチオートフォーカス動作を行う
（Ｓ１）。粗サーチオートフォーカスでは、メモリ８に
記憶されているモニターモード用に設定されたフォーカ
スレンズ位置のデータを基に、ＣＰＵ７がフォーカスレ
ンズ２を各フォーカスレンズ位置に移動させるデータを
ＡＦレンズ制御部６に送る。そして、各フォーカスレン
ズ位置での画像の高周波成分がＣＣＤ信号処理部５によ
り検出され、検出結果データはＣＰＵ７によりＣＣＤ信
号処理部５から読み出され、各フォーカスレンズ位置に
おけるオートフォーカスの評価値となる。

【００５３】図３に、本実施の形態のデジタルカメラに
おける、モニターモード用のフォーカスレンズ２の移動
位置（以下、粗サーチ位置）を示す。図３に点線で示す
ように、粗サーチ位置は、フォーカスレンズ２の移動範
囲全体を例えばｎステップとしたときに、ｍ（ｍ＜ｎ）
ステップ毎に等間隔の位置にフォーカスレンズ２を移動
させる位置に設定されている。点線で示した各位置にフ
ォーカスレンズ２を位置させ、その位置での画像の高周
波成分を、オートフォーカスの評価値とする。上記ステ
ップ数ｍを、１フレーム期間内にフォーカスレンズ２が
移動可能な最大ステップ数とすることで、合焦に要する
時間を効率よく短くできる。

【００５４】各粗サーチ位置への移動は、無限遠から至
近方向、または、至近から無限遠方向に順に行われる。
移動の方向は、粗サーチオートフォーカスの開始時のフ
ォーカスレンズ２の位置で決定され、開始時のフォーカ
スレンズ２の位置が最至近に近い場合は最至近に最も近
い粗サーチ位置から無限遠方向に向かって、無限遠に近
い場合は無限遠に最も近い粗サーチ位置から最至近に向
かって移動が行われる。

【００５５】全ての粗サーチ位置への移動が終わった後
で、ＣＰＵ７は、高周波成分が最大であった粗サーチ位
置へフォーカスレンズ２を移動させるデータをＡＦレン
ズ制御部６へ送り、粗サーチオートフォーカスを終了
し、Ｓ２に進む。これにて、フォーカスレンズ２が、高
周波成分が最大であった粗サーチ位置へと移動される。

【００５６】Ｓ２では、モードが切り替えられていない
かを調べ、モードが切り替えられている場合（Ｓ２でＹ
ＥＳ）、Ｓ３に進み、モニターモードを終了し、切り替
えられたモードの処理へ移る。一方、モードの切り替え
でない場合（Ｓ２でＮＯ）は、Ｓ４に進む。

【００５７】Ｓ４では、汎用Ｉ／Ｏモジュール１３に接
続されたシャッターボタン１４の状態からシャッターボ
タン１４が半押しされているかを調べ、半押しされてい
ない場合（Ｓ４でＮＯ）は、Ｓ９に進んで、被写体が変
わったかどうかを判断する。

【００５８】そして、被写体が変わったと判断するまで
Ｓ４に戻ってシャッターボタン１４の半押しをチェック
し、被写体が変わったと判断された場合（Ｓ９でＹＥ
Ｓ）は、Ｓ１に戻り、粗サーチオートフォーカス動作か
らの処理をやり直す。

【００５９】Ｓ９における、被写体が変わったか否かの
判断は、画像の高周波成分が粗サーチオートフォーカス
の終了した時点から一定の割合以上変化したか否かによ
って判断する。

【００６０】一方、ステップＳ４で、シャッターボタン
１４が半押しされていた場合は、Ｓ５に進み撮影モード
に入り、詳細サーチオートフォーカスを行う。詳細サー
チオートフォーカスでは、シャッターボタン１４が半押
しされる直前の粗サーチオートフォーカスでの合焦位置
の両側の粗サーチ位置間（両側の粗サーチ位置は含まな
い）で、全位置（図４で実線で示される位置）にフォー
カスレンズ２を移動させる。フォーカスレンズ２の移動
の順序は、Ｓ１における粗サーチオートフォーカスの場
合と同じ方法で決定される。

【００６１】そして、各フォーカスレンズ位置での高周
波成分の検出結果はＣＰＵ７によりＣＣＤ信号処理部５
から読み出され、全フォーカスレンズ位置へのフォーカ
スレンズ２の移動終了後、高周波成分が最大となった位
置へフォーカスレンズ２を移動させる。

【００６２】このようにすることで、モニターモードで
のオートフォーカスよりも高精度のオートフォーカスを
行って、画像の撮影の前に正確に被写体に焦点を合わせ
ることができる。

【００６３】詳細サーチオートフォーカスの後は、シャ
ッターボタン１４が全押しされているかを調べ（Ｓ
７）、全押しされていない場合（Ｓ７でＮＯ）はＳ９に
移行し、全押しされている場合（Ｓ７でＹＥＳ）は、撮
影処理へと移行する（Ｓ８）。

【００６４】以上のように、本実施の形態のデジタルカ
メラにおいては、モニターモード時と撮影モード時とで
オートフォーカス動作を切り替え、モニターモード時は
粗サーチオートフォーカスにて粗くフォーカスレンズを
移動させて合焦位置を探し出し、シャッターボタン１４
が半押しされる等すると、撮影モード用の詳細サーチオ
ートフォーカスにて細かくフォーカスレンズ２を移動さ
せて合焦位置を探すようになっている。

【００６５】したがって、モニターモード時、フォーカ
ス精度としては撮影モード程には高くないが、被写体を
捕らえてオートフォーカス動作を開始してから短い時間
で合焦位置にフォーカスレンズ２を位置させることがで
き、ぼけのない画像を迅速に表示装置に表示できる。ま
た、迅速に焦点を合わせることができるので、たとえ被
写体が高速に切り替えられても、それに追従できるよう
になる。

【００６６】なお、撮影モードにおいては、モニターモ
ードよりも細かくフォーカスレンズ２を移動させて合焦
位置を探すので、フォーカス精度の高い鮮明な画像を問
題なく記録できる。

【００６７】また、本デジタルカメラにおいては、モニ
ターモードから撮影モードに切り替わったとき、図４に
示すように、詳細サーチオートフォーカスのフォーカス
レンズ２の移動位置として、モードが切り替わる直前、
つまり、ここではシャッターボタン１４が半押しされる
直前のモニターモード時のオートフォーカス動作による
合焦位置周辺の移動位置のみとしているので、詳細サー
チオートフォーカスにおける合焦までの時間が短く、か
つ、高い精度で合焦位置を見つけることができる。

【００６８】なお、本実施の形態においては、詳細サー
チオートフォーカスとして、シャッターボタン１４が半
押しされる直前の粗サーチオートフォーカスでの合焦位
置の周辺で詳細サーチオートフォーカスを行っている
が、シャッターボタン１４が半押しされたら再度粗サー
チオートフォーカスをフォーカスレンズ２の移動範囲内
全体で行い、その合焦位置の周辺の位置で詳細サーチオ
ートフォーカスを行うようにしてもよい。その場合は、
シャッターボタン１４を半押しにした時の被写体に、よ
り正確に焦点を合わせることができる。

【００６９】また、本実施の形態１でおいては、粗サー
チ位置をフォーカスレンズ２の移動範囲全体で等間隔
（ｍステップ間隔）に設定する場合を説明したが、フォ
ーカスレンズ２の特性や焦点距離を考慮して粗サーチ位
置を決定してもよい。その場合は、粗サーチするフォー
カスレンズ２の位置を無駄なく決定することができ、効
率よく粗サーチを行うことができる。

【００７０】〔実施の形態２〕本発明に係る他の実施の
一形態を、図５及び図６に基づいて説明すれば、以下の
通りである。尚、説明の便宜上、実施の形態１にて示し
た部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付
記し、その説明を省略する。

【００７１】実施の形態１でおいては、粗サーチ位置を
フォーカスレンズ２の移動範囲全体で等間隔（ｍステッ
プ間隔）に設定する場合を説明したが、本実施の形態２
においては、被写界深度を考慮して粗サーチ位置が決定
されている。

【００７２】即ち、図５に、本デジタルカメラにおける
粗サーチ位置を示す。ここで、粗サーチ位置は、図中の
矢印で示した被写界深度により焦点が合う位置の重なり
ができるだけ少なくなるように、移動範囲全体を少ない
移動回数でカバーできるように設定されている。

【００７３】このように設定されていることで、少ない
フォーカスレンズ２の移動回数で、焦点の合う位置をも
れなく探すことが可能となり、実施の形態１のデジタル
カメラよりもモニターモード時さらに高速に焦点を合わ
せることができる。

【００７４】粗サーチ位置の設定方法が異なるだけで、
それ以外は、実施の形態１のデジタルカメラと同様であ
り、詳細サーチオートフォーカスでは、シャッターボタ
ン１４が半押しされる直前の粗サーチオートフォーカス
での合焦位置の両側の粗サーチ位置間（両側の粗サーチ
位置は含まない）で、全位置（図６で実線で示される位
置）にフォーカスレンズ２を移動させる。

【００７５】また、この場合も、実施の形態１と同様
に、詳細サーチオートフォーカスとして、シャッターボ
タン１４が半押しされたら再度粗サーチオートフォーカ
スをフォーカスレンズ２の移動範囲内全体で行い、その
合焦位置の周辺の位置で詳細サーチオートフォーカスを
行うようにすることで、シャッターボタン１４を半押し
にした時の被写体に、より正確に焦点を合わせることが
できる。

【００７６】

【発明の効果】本発明のオートフォーカス装置は、以上
のように、モニターモード時と撮影モード時とで、上記
オートフォーカス動作におけるフォーカスレンズの移動
位置の組を切り替え、モニターモード時は、撮影モード
時よりも広い間隔で移動位置が設定された組にてフォー
カスレンズを移動させるオートフォーカス動作制御手段
を有する構成である。

【００７７】これにより、モニターモード時のオートフ
ォーカス動作では、撮影モード時のオートフォーカス動
作よりも広い間隔の移動位置で、フォーカスレンズを粗
く移動して合焦位置を探すので、フォーカス精度として
は撮影モード程には高くないが、被写体を捕らえてオー
トフォーカス動作を開始してから短い時間で合焦位置に
フォーカスレンズを位置させることができ、かつ、高周
波成分が局所的に最大となっている位置を誤って合焦位
置とすることもない。

【００７８】その結果、前述した高周波成分を用いたパ
ッシブ式の利点を備えながら、かつ、モニターモードに
おける表示画像の焦点を迅速に合わせることができ、た
とえ被写体が高速に切り替えられてもそれに追従可能で
あり、デジタルカメラのモニターモード時の表示状態を
大きく改善して使い勝手の向上を図れるオートフォーカ
ス装置を提供できるという効果を奏する。

【００７９】また、本発明のオートフォーカス装置は、
上記のオートフォーカス装置において、モニターモード
時に用いるフォーカスレンズの移動位置の組が、最至近
から無限遠までの距離を、レンズの被写界深度により全
てカバーし、かつ各レンズ位置でのカバー範囲の重なり
ができる限り少なくなる移動位置からなる構成である。

【００８０】これにより、フォーカスレンズを粗く移動
させて合焦位置を探すモニターモード時、被写界深度を
基にした必要最低限のフォーカスレンズ位置のみが移動
位置となるので、フォーカスレンズの移動範囲を等間隔
に区切ってモニターモード時の移動位置の組を設定した
場合等に比べて、フォーカスレンズの移動回数を極力少
なくして、高速に被写体に焦点を合わせることができ
る。その結果、固体撮像素子で撮像された画像をリアル
タイムで表示装置に表示するモニターモードでより高速
にオートフォーカス動作を行わせることができるオート
フォーカス装置を提供できるという効果を奏する。

【００８１】また、本発明のオートフォーカス装置は、
上記のオートフォーカス装置において、上記オートフォ
ーカス動作制御手段は、モニターモードから撮影モード
に切り替わったとき、撮影モード時に用いるフォーカス
レンズの移動位置の組に属する、切り替わる直前のモニ
ターモード時のオートフォーカス動作による合焦位置周
辺の移動位置のみで撮影モード時のオートフォーカス動
作を行う構成である。

【００８２】これにより、モニターモードから撮影モー
ドに切り替わった時には、より短い時間で撮影モードの
オートフォーカス動作を終了できる。その結果、撮影モ
ードで被写体像を記憶媒体に記録する際のオートフォー
カス動作をより高速に行わせることができるオートフォ
ーカス装置を提供できるという効果を奏する。

【００８３】また、本発明のデジタルカメラは、以上の
ように、固体撮像素子により撮像された被写体像をリア
ルタイムに表示装置に表示するモニターモードと、撮影
が指示されると固体撮像素子により撮像された被写体像
を記憶媒体に記録する撮影モードとを有するデジタルカ
メラであって、上記した本発明のオートフォーカス装置
を備えた構成である。

【００８４】本発明のオートフォーカス装置は、上述し
たように、高周波成分を用いたパッシブ式の利点を備え
ながら、かつ、モニターモードにおける表示画像の焦点
を迅速に合わせることができ、また、撮影モードにおい
てはフォーカス精度をより高くして鮮明な画像を問題な
く記録可能とする。

【００８５】したがって、このようなオートフォーカス
装置を備えることで、専用のセンサ等を必要ない分、安
価、かつ小型を実現でき、しかも、モニターモードにお
いては高速なオートフォーカスを行ってぼけた画像を表
示することなく被写体の変更にも追従して明瞭な画像を
表示でき、かつ、撮影モードでは従来と同様に高いフォ
ーカス精度で鮮明な画像を記録可能となり、その結果、
表示装置をファインダーの代わりに使用して被写体を選
んで撮影を行う場合に、使い勝手が向上すると同時に焦
点が正確に合った高画質な画像を撮影できるデジタルカ
メラを提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、デジタル
カメラの構成図である。

【図２】上記デジタルカメラにおけるモニターモード時
のオートフォーカス動作のフローチャートである。

【図３】上記デジタルカメラにおける、粗サーチオート
フォーカス時の、フォーカスレンズ位置と高周波成分の
関係を示すグラフである。

【図４】上記デジタルカメラにおける、詳細サーチオー
トフォーカス時の、フォーカスレンズ位置と高周波成分
の関係を示すグラフである。

【図５】本発明の実施の他の形態を示すもので、デジタ
ルカメラにおける、粗サーチオートフォーカス時の、フ
ォーカスレンズ位置と高周波成分の関係を示すグラフで
ある。

【図６】上記デジタルカメラにおける、詳細サーチオー
トフォーカス時の、フォーカスレンズ位置と高周波成分
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ素子（固体撮像素子） ２ フォーカスレンズ ３ フォーカスレンズ駆動手段 ４ レンズモジュール ５ ＣＣＤ信号処理部（オートフォーカス動作制御手
段） ６ ＡＦレンズ制御部（オートフォーカス動作制御手
段） ７ ＣＰＵ（オートフォーカス動作制御手段） ８ メモリ（オートフォーカス動作制御手段） ９ 画像圧縮伸張部 １０ ビデオエンコーダ １１ 表示装置 １２ 画像メモリ １３ 汎用Ｉ／Ｏ部 １４ シャッターボタン １５ 記憶媒体 １６ 固定レンズ １７ システムバス

フロントページの続き (72)発明者 乙井 克也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 小渕 保司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H011 AA01 BA31 BB04 2H051 AA01 BA47 CD25 CE07 DB10 5C022 AA13 AB29 AC01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像素子により撮像された被写体像を
   リアルタイムに表示装置に表示するモニターモードと、
   撮影が指示されると固体撮像素子により撮像された被写
   体像を記憶媒体に記録する撮影モードとを有するデジタ
   ルカメラに備えられ、フォーカスレンズを移動させて各
   移動位置毎の被写体像の高周波成分を基に合焦位置を探
   し、当該合焦位置にフォーカスレンズを位置させるオー
   トフォーカス動作を実施するオートフォーカス装置にお
   いて、 モニターモード時と撮影モード時とで、上記オートフォ
   ーカス動作におけるフォーカスレンズの移動位置の組を
   切り替え、モニターモード時は、撮影モード時よりも広
   い間隔で移動位置が設定された組にてフォーカスレンズ
   を移動させるオートフォーカス動作制御手段を有するこ
   とを特徴とするオートフォーカス装置。
2. 【請求項２】モニターモード時に用いるフォーカスレン
   ズの移動位置の組が、最至近から無限遠までの距離を、
   レンズの被写界深度により全てカバーし、かつ各レンズ
   位置でのカバー範囲の重なりができる限り少なくなる移
   動位置からなることを特徴とする請求項１に記載のオー
   トフォーカス装置。
3. 【請求項３】上記オートフォーカス動作制御手段は、モ
   ニターモードから撮影モードに切り替わったとき、撮影
   モード時に用いるフォーカスレンズの移動位置の組に属
   する、切り替わる直前のモニターモード時のオートフォ
   ーカス動作による合焦位置周辺の移動位置のみで撮影モ
   ード時のオートフォーカス動作を行うことを特徴とする
   請求項１又は２記載のオートフォーカス装置。
4. 【請求項４】固体撮像素子により撮像された被写体像を
   リアルタイムに表示装置に表示するモニターモードと、
   撮影が指示されると固体撮像素子により撮像された被写
   体像を記憶媒体に記録する撮影モードとを有するデジタ
   ルカメラであって、上記請求項１乃至３の何れかに記載
   のオートフォーカス装置を備えたことを特徴とするデジ
   タルカメラ。