JP3761383B2

JP3761383B2 - Automatic focusing device, camera, portable information input device, focusing position detection method, and computer-readable recording medium

Info

Publication number: JP3761383B2
Application number: JP2000072997A
Authority: JP
Inventors: 憲昭尾島; 純一篠原; 達敏北島; 彰宏吉田; 茂入沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: JP2001264622A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動合焦装置、カメラ、携帯情報入力装置、合焦位置検出方法、およびコンピュータが読取可能な記録媒体に関し、詳細には、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦで合焦位置の検出を行う自動合焦装置、カメラ、携帯情報入力装置、合焦位置検出方法、およびコンピュータが読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子スチルカメラのＡＦ方式としては、ＣＣＤもしくはフォーカスレンズを光軸方向に駆動しながらＣＣＤに蓄積される輝度信号によりピントのピークを見つけるＣＣＤ−ＡＦ方式か、三角測量方式の自動焦点調節機構が単独で使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＣＣＤ−ＡＦ方式は、図１５に示すように、無限遠から最至近まで、ＣＣＤまたはフォーカスレンズを駆動して、ピントの山を見つける方式であるため、合焦位置を検出するまでに時間がかかるという問題がある。上述の問題を解決するために、ＣＣＤ−ＡＦ方式では、図１６（ａ）に示すように、粗サンプリングを無限遠から最至近まで行って概略の合焦位置を検出し、つづいて、図１６（ｂ）に示すように、概略の合焦位置近傍で細かいサンプリングを行って最終的な合焦位置を検出する方式も提案されている。かかる方式によれば、若干合焦位置の検出時間を短縮できるが、十分とは言えない。
【０００４】
また、上述の三角測量方式では、至近距離側での測距のパララックスずれが発生しやすく、また、望遠側での性能が低いなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、短時間でかつ正確に合焦位置を検出することが可能な自動合焦装置および合焦位置検出方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、被写体像を所定位置に結像するフォーカスレンズ系を含むレンズ系と、前記レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、合焦動作の実行を指示するための合焦動作操作部材と、前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を移動させて合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出する測距手段と、前記合焦位置検出手段で検出された合焦位置および前記測距手段で測距した測距結果に基づいて、最終的な合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、を備え、前記合焦動作操作部材が操作された場合に、前記合焦位置検出手段と前記測距手段とを略同時に動作させ、前記測距手段による測距結果が、前記合焦位置検出手段の開始位置に対応する距離と所定値以上異なる場合には、前記合焦位置検出手段は、合焦位置検出動作を中断し、前記レンズ系の移動開始位置を前記測距手段で検出された距離に対応するレンズ位置に基づいて再設定して、合焦位置の検出を再実行することを特徴とする。
【０００７】
上記発明によれば、レンズ系は、被写体像を所定位置に結像し、撮像手段は、レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力し、合焦位置検出手段は撮像手段を使用して、レンズ系を移動させて合焦位置を検出し、測距手段は、撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出して、合焦位置検出手段で検出された合焦位置および測距手段で測距した測距結果に基づいて、最終的な合焦位置を決定し、合焦位置検出手段と測距手段とを略同時に動作させ、測距手段による測距結果が、前記合焦位置検出手段の開始位置に対応する距離と所定値以上異なる場合には、前記合焦位置検出手段は、合焦位置検出動作を中断し、前記レンズ系の移動開始位置を前記測距手段で検出された距離に対応するレンズ位置に基づいて再設定して、合焦位置の検出を再実行する。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の自動合焦装置において、前記合焦位置検出手段は、前記レンズ系の現ポジションを移動開始位置として、前記レンズ系を移動させて合焦位置を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の自動合焦装置において、撮影毎に合焦した際の前記レンズ系の位置を記録するレンズ位置記録手段を備え、前記合焦位置検出手段は、前記レンズ位置記録手段に記録されたレンズ位置に基づいて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１に記載の自動合焦装置において、被写体の種類に応じた撮影を行う複数の撮影モードの中から１つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段を備え、前記合焦位置検出手段は、前記撮影モード選択手段により選択された撮影モードに応じて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動合焦装置を適用したことを特徴とするカメラである。
【００２６】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動合焦装置を適用したことを特徴とする携帯情報入力装置である。
【００２７】
また、請求項７にかかる発明は、フォーカスレンズ系を含むレンズ系の被写体に対する合焦位置を検出する合焦位置検出方法において、撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出する測距工程と、前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を移動させて合焦位置の検出を行う合焦位置検出工程と、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置および前記測距工程で測距した測距結果に基づいて、最終的な合焦位置を決定する合焦位置決定工程と、を含み、合焦動作の指示を行うための合焦動作操作部材が操作された場合に、前記測距工程と前記合焦位置検出工程とを略同時に実行し、前記合焦位置検出工程では、前記測距工程の測距結果が、開始位置に対応する距離と所定値以上異なる場合には、合焦位置検出動作を中断し、前記レンズ系の移動開始位置を前記測距工程で検出された距離に対応するレンズ位置に基づいて再設定して、合焦位置の検出を再実行することを特徴とする合焦位置検出方法である。
【００２８】
上記発明によれば、被写体に対するレンズ系の合焦位置を検出する合焦位置検出方法において、測距工程において、撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出し、合焦位置検出工程において、前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を移動させて合焦位置の検出を行い、合焦位置検出工程で検出された合焦位置および測距工程で測距した測距結果に基づいて、最終的な合焦位置を決定し、合焦動作の指示を行うための合焦動作操作部材が操作された場合に、前記測距工程と前記合焦位置検出工程とを略同時に実行し、前記合焦位置検出工程では、前記測距工程の測距結果が、開始位置に対応する距離と所定値以上異なる場合には、合焦位置検出動作を中断し、前記レンズ系の移動開始位置を前記測距工程で検出された距離に対応するレンズ位置に基づいて再設定して、合焦位置の検出を再実行する。
【００２９】
また、請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の合焦位置検出方法において、前記合焦位置検出工程は、前記レンズ系の現ポジションを移動開始位置として、前記レンズ系を移動させて合焦位置を検出することを特徴とする。
【００３０】
また、請求項９にかかる発明は、請求項７に記載の合焦位置検出方法において、撮影毎に合焦した際の前記レンズ系の位置を記録するレンズ位置記録工程を含み、前記合焦位置検出工程は、前記レンズ位置記録工程に記録されたレンズ位置に基づいて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１０にかかる発明は、請求項７に記載の合焦位置検出方法において、被写体の種類に応じた撮影を行う複数の撮影モードの中から１つの撮影モードを選択する撮影モード選択工程を含み、前記合焦位置検出工程は、前記撮影モード選択工程により選択された撮影モードに応じて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１１にかかる発明は、請求項７〜１０のいずれか１つに記載の合焦位置検出方法において、前記測距工程の測距結果と、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合は、両者の信頼性に関する情報に基づき前記測距工程で測距した測距結果に対応する合焦位置または前記合焦位置検出工程の合焦結果を最終的な合焦位置に決定することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１２にかかる発明は、請求項７〜１０のいずれか１つに記載の合焦位置検出方法において、前記測距工程の測距結果と、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置に対応する撮影距離とが所定値以上異ならない場合は、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定することを特徴とする。
【００４４】
また、請求項１３にかかる発明は、請求項７〜１２のいずれか１つに記載の発明の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されていることを特徴とするコンピュータが読取可能な記録媒体である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる自動合焦装置、カメラ、携帯情報入力装置、合焦位置検出方法、およびコンピュータが読取可能な記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４６】
図１は、本発明にかかる自動合焦装置および合焦位置検出方法を適用したデジタルカメラの構成図である。同図において、１００はデジタルカメラを示しており、デジタルカメラ１００は、レンズ系１０１、絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２、ＣＣＤ１０３、ＣＤＳ回路１０４、可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、ＩＰＰ１０７、ＤＣＴ１０８、コーダー１０９、ＭＣＣ１１０、ＤＲＡＭ１１１、ＰＣカードインターフェース１１２、ＣＰＵ１２１、表示部１２２、操作部１２３、ＳＧ（制御信号生成）部１２６、ストロボ装置１２７、バッテリ１２８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９、ＥＥＰＲＯＭ１３０、フォーカスドライバ１３１、パルスモータ１３２、ズームドライバ１３３、パルスモータ１３４、モータドライバ１３５、外部ＡＦセンサー１３６を具備して構成されている。また、ＰＣカードインターフェース１１２を介して着脱可能なＰＣカード１５０が接続されている。
【００４７】
レンズユニットは、レンズ系１０１、絞り・フィルター部等を含むメカ機構１０２からなり、メカ機構１０２のメカニカルシャッタは２つのフィールドの同時露光を行う。レンズ系１０１は、例えば、バリフォーカルレンズからなり、フォーカスレンズ系１０１ａとズームレンズ系１０１ｂとで構成されている。
【００４８】
フォーカスドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３２を駆動して、フォーカスレンズ系１０１ａを光軸方向に移動させる。ズームドライバ１３３は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３４を駆動して、ズームレンズ系１０１ｂを光軸方向に移動させる。また、モータドライバ１３５は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従ってメカ機構１０２を駆動し、例えば、絞りの絞り値を設定する。
【００４９】
ＣＣＤ（電荷結合素子）１０３は、レンズユニットを介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１０４は、ＣＣＤ型撮像素子に対する低雑音化のための回路である。
【００５０】
また、ＡＧＣアンプ１０５は、ＣＤＳ回路１０４で相関２重サンプリングされた信号のレベルを補正する。尚、ＡＧＣアンプ１０５のゲインは、ＣＰＵ１２１により、ＣＰＵ１２１が内蔵するＤ／Ａ変換器を介して設定データ（コントロール電圧）がＡＧＣアンプ１０５に設定されることにより設定される。さらにＡ／Ｄ変換器１０６は、ＡＧＣアンプ１０５を介して入力したＣＣＤ１０３からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。すなわち、ＣＣＤ１０３の出力信号は、ＣＤＳ回路１０４およびＡＧＣアンプ１０５を介し、またＡ／Ｄ変換器１０６により、最適なサンプリング周波数（例えば、ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換される。
【００５１】
また、デジタル信号処理部であるＩＰＰ（Image Pre-Processor)１０７、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)１０８、およびコーダー（Huffman Encoder/Decoder)１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データについて、色差（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に分けて各種処理、補正および画像圧縮／伸長のためのデータ処理を施す。ＤＣＴ１０８およびコーダー１０９は、例えばＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換・逆直交変換、並びに、ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。
【００５２】
さらに、ＭＣＣ（Memory Card Controller）１１０は、圧縮処理された画像を一旦蓄えてＰＣカードインターフェース１１２を介してＰＣカード１５０への記録、或いはＰＣカード１５０からの読み出しを行う。
【００５３】
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として使用して、操作部１２３からの指示、或いは図示しないリモコン等の外部動作指示に従い、上記デジタルカメラ内部の全動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２１は、撮像動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作や、ＡＦ動作等の制御を行う。上述の操作部１２３は、操作者が撮影を指示するレリーズキーを備えている。
【００５４】
また、カメラ電源はバッテリ１２８、例えば、ＮｉＣｄ、ニッケル水素、リチウム電池等から、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９に入力され、当該デジタルカメラ内部に供給される。
【００５５】
表示部１２２は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＥＬ等で実現されており、撮影したデジタル画像データや、伸長処理された記録画像データ等の表示を行う。操作部１２３は、撮影指示を行うためのレリーズキー、機能選択およびその他の各種設定を外部から行うためのボタン等を備えている。ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされてＲＬ−１がＯＮとなるとＡＦ動作等を実行し、また、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると撮影動作を実行する。ＥＥＰＲＯＭ１３０には、ＣＰＵ１２１がデジタルカメラの動作を制御する際に使用する調整データ等が書き込まれている。
【００５６】
上記したデジタルカメラ１００（ＣＰＵ１２１）は、被写体を撮像して得られる画像データをＰＣカード１５０に記録する記録モードと、ＰＣカード１５０に記録された画像データを表示する表示モードと、撮像した画像データを表示部１２２に直接表示するモニタリングモード等を備えている。
【００５７】
図２は、上記ＩＰＰ１０７の具体的構成の一例を示す図である。ＩＰＰ１０７は、図２に示す如く、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データをＲ・Ｇ・Ｂの各色成分に分離する色分離部１０７１と、分離されたＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補間する信号補間部１０７２と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データの黒レベルを調整するペデスタル調整部１０７３と、Ｒ、Ｂの各画像データの白レベルを調整するホワイトバランス調整部１０７４と、ＣＰＵ１２１により設定されたゲインでＲ・Ｇ・Ｂの各画像データを補正するデジタルゲイン調整部１０７５と、Ｒ・Ｇ・Ｂの各画像データのγ変換を行うガンマ変換部１０７６と、ＲＧＢの画像データを色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに分離するマトリクス部１０７７と、色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）とに基づいてビデオ信号を作成し表示部１２２に出力するビデオ信号処理部１０７８と、を備えている。
【００５８】
更に、ＩＰＰ１０７は、ペデスタル調整部１０７３によるペデスタル調整後の画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０７９と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）の所定周波数成分のみを通過させるＢＰＦ１０８０と、ＢＰＦ１０８０を通過した輝度データ（Ｙ）の積分値をＡＦ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＦ評価値回路１０８１と、Ｙ演算部１０７９で検出した輝度データ（Ｙ）に応じたデジタルカウント値をＡＥ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＥ評価値回路１０８２と、ホワイトバランス調整部１０７４による調整後のＲ・Ｇ・Ｂの各画像データの輝度データ（Ｙ）を検出するＹ演算部１０８３と、Ｙ演算部１０８３で検出した各色の輝度データ（Ｙ）をそれぞれカウントして各色のＡＷＢ評価値としてＣＰＵ１２１に出力するＡＷＢ評価値回路１０８４と、ＣＰＵ１２１とのインターフェースであるＣＰＵＩ／Ｆ１０８５と、及びＤＣＴ１０８とのインターフェースであるＤＣＴＩ／Ｆ１０８６等を備えている。
【００５９】
図１の外部ＡＦセンサー１３６は、パッシブ方式の測距センサーからなり、被写体の距離を測距するためのものである。図３は、外部ＡＦセンサーの概略構成を示す図である。外部ＡＦセンサー１３６は、レンズ１５１と、フォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）と、演算回路（不図示）を備えている。図３および図４を参照して外部ＡＦセンサー１３６の測距原理を説明する。図３において、被写体までの距離をｄ、レンズ１５１とフォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）との距離をｆ、フォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）に入力する光の幅をそれぞれ、Ｘ１、Ｘ２、光の入射されるフォトセンサーアレイ１５２ａ、１５２ｂ間の距離をＢとすると、外部ＡＦセンサー１３６の前面から被写体までの距離ｄは、三角測量により、ｄ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）で算出できる。図４は、左右のフォトセンサーアレイの被写体像を示しており、演算回路は、各フォトセンサーアレイの被写体像の光量を積分し、左右センサーデータのずれを演算することで、被写体の距離ｄを算出し、ＣＰＵ１２１に出力する。
【００６０】
本明細書において、外部ＡＦセンサー１３６を使用して合焦位置を検出する動作を外部ＡＦといい、ＣＣＤ１０３を使用して合焦位置を検出する場合をＣＣＤ−ＡＦ（内部ＡＦ）という。ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを移動して、ＣＣＤ１０３から出力される画像信号に応じた被写体のコントラストを示すＡＦ評価値をサンプリングし、ＡＦ評価値のピーク位置を合焦位置とする山登りサーボ方式を使用する。外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを使用してＡＦを行うことをハイブリットＡＦという。
【００６１】
つぎに、上記構成のデジタルカメラのＡＦに関する動作例（動作例１、動作例２）を説明する。動作例１はＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦを略同時に実行する場合の動作例を示し、動作例２はＣＣＤ−ＡＦに先行して外部ＡＦを実行する場合の動作例を示す。
【００６２】
（動作例１）
デジタルカメラのＡＦに関する動作例１を図５〜図７を参照して説明する。図５は、ＣＰＵ１２１の制御により実行されるデジタルカメラのＡＦに関する動作例１を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
図５において、まず、ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１がＯＮとなったか否かを判断する（ステップＳ１）。レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１がＯＮされた場合には、ＣＰＵ１２１は、フォーカスレンズ系１０１ａをＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に設定する（ステップＳ２）。ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）としては、例えば、レンズ系１０１の現ポジションを使用することができる。通常、同一の条件で連続して撮影する頻度が高いと考えられるからである。
【００６４】
そして、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを略同時にスタートさせる（ステップＳ３）。外部ＡＦでは、外部ＡＦセンサー１３６により、測距処理が行われ、被写体との距離の測定が行われて合焦位置の検出が行われる。また、ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置の近傍で移動させて、ＡＦ評価値を取得し、合焦位置の検出が行われる。
【００６５】
この後、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦが終了したか否かを判断し（ステップＳ４）、外部ＡＦが終了した場合には、外部ＡＦの距離測定結果が、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離と所定値以上異なるか否かを判断する（ステップＳ５）。この判断の結果、外部ＡＦの距離測定結果が、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離と所定値以上異ならない場合には、ステップＳ８に移行する。他方、外部ＡＦの距離測定結果が、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離と所定値以上異なる場合には、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦを中断して、外部ＡＦセンサー１３６で測定された距離に対応する位置を新たな基準位置とし、当該基準位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動する（ステップＳ６）。つづいて、当該基準位置の近傍でＣＣＤ−ＡＦを再実行する（ステップＳ７）。
【００６６】
ステップＳ８では、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦが終了したか否かを判断し、ＣＣＤ−ＡＦが終了した場合には、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異なるか否かを判断する（ステップＳ９）。
【００６７】
ここで、ステップＳ９の所定値について説明する。同一の距離で測距していても、外部ＡＦは分解能が落ちるため、その分結果がずれる可能性がある。厳密に考えると、”所定値”は、この考えられる測距誤差を積み上げた値となる。例えば、所定値は、１／Ｌ（撮影距離）で０．０３ｍｍ程度（例えば、３ｍと２．７５ｍ（１／Ｌで０．３３３と０．３６３））とすることができる。この所定値以上外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの測距結果が異なる場合は、両者が別の部分を測距している場合や、他の理由でいずれかの出力が異常であると考えられる。従って、かかる場合は、どちらかの結果を選択するような判断が必要となり、その判断の中に、両者の信頼性を比較する部分が必要となる。一般に、マルチＡＦ等では、近い被写体を優先させることが多い。また、ハイブリットＡＦでも、双方の結果が同様に信頼できる場合は撮影距離が近い方を選ぶのが妥当と考えられる。
【００６８】
つぎに、ステップＳ９で、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異ならない場合には、ＣＣＤ−ＡＦの合焦位置を最終の合焦位置と決定する（ステップＳ１０）。他方、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異なる場合には、ＣＰＵ１２１は、被写体に応じて、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの信頼性に関する情報に基づき、外部ＡＦの合焦位置とＣＣＤ−ＡＦの合焦位置のいずれかを最終の合焦位置と決定する（ステップＳ１１）。
【００６９】
ここで、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合に、被写体に応じて、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの信頼性に関する情報に基づき、外部ＡＦの合焦位置とＣＣＤ−ＡＦの合焦位置のいずれかを最終の合焦位置と決定する具体的な方法を説明する。
【００７０】
図６は、ハイブリットＡＦでのＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦの優位性を示している。同図において、▲１▼はＣＣＤ−ＡＦ、▲２▼は本実施の形態で使用している外部パッシブＡＦ、▲３▼は外部アクティブＡＦを示し、各被写体（低輝度被写体、連続パターン被写体、低コントラスト被写体、ガラス越し被写体、高輝度被写体、通常の被写体）での優位性を示している。
【００７１】
（１）低輝度被写体の場合・・▲１▼ＣＣＤ−ＡＦも▲２▼外部パッシブＡＦもパッシブ方式の方のため、暗時には弱いが、▲２▼外部パッシブＡＦの方がセンサが大きく、感度上有利である。また、受光時間を長くしてもＡＦ時間への影響が少なく感度ＵＰが可能となる。
【００７２】
（２）連続パターン被写体の場合・・・▲２▼外部パッシブＡＦの場合には、連続パターン（縦横縞）の場合、擬合焦の恐れがある。
【００７３】
（３）低コントラスト被写体の場合・・・パッシブ方式は、低コントラストが苦手である。ただし、補助光を用いれば、▲２▼外部パッシブＡＦはある程度救済可能（▲１▼ＣＣＤ−ＡＦを補助光で救済するには、長大な補助光投影時間が必要となり、消費電力上あまり好ましくない）。
【００７４】
（４）ガラス越し被写体の場合・・・▲３▼外部アクティブＡＦの場合は、ガラスからの反射光を拾っていしまい、ガラスに合焦してしまう。
【００７５】
（５）高輝度被写体の場合・・・電球、ろうそくの炎、反射している看板等の被写体の場合、ＣＣＤ−ＡＦでは最至近側に擬合焦を発生しやすい。
【００７６】
（６）通常の被写体の場合・・・被写体の条件に問題がなければ、精度的には▲１▼ＣＣＤ−ＡＦの方が有利となる。ただし、Ｗｉｄｅ系の場合は外部ＡＦの精度でも十分である。
【００７７】
上記図６に示すようなＣＣＤ−ＡＦと外部パッシブＡＦの優位性（信頼性）に関する情報を予めメモリに記憶しておき、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合には、被写体の状態（低輝度被写体、連続パターン被写体、低コントラスト被写体、ガラス越し被写体、高輝度被写体、通常の被写体）に応じて、メモリに記憶されたＣＣＤ−ＡＦと外部パッシブＡＦの優位性（信頼性）に関する情報に基づいて、被写体に応じて、外部ＡＦの合焦位置とＣＣＤ−ＡＦの合焦位置のいずれかを最終の合焦位置と決定する。ここで、被写体の状態は、例えば、ＡＥ評価値等で判断することができる。具体的には、以下のような処理を行う。
【００７８】
（ａ）本実施の形態の如く外部パッシブＡＦを使用した場合（ＣＣＤ−ＡＦと外部パッシブＡＦのハイブリットＡＦ）
被写体の輝度がＬｖ＝７より暗い場合は、ＣＣＤ−ＡＦは誤差を多く含むので、外部パッシブＡＦ結果を優先させる。また、被写体のコントラストデータに連続性が認められる場合には、外部パッシブＡＦだと擬合焦が懸念されるため、ＣＣＤ−ＡＦ結果を優先させる。また、被写体が低コントラストの場合は、補助光を使用して外部パッシブＡＦを再度実施し、その結果を優先させることにしても良い（補助光は低輝度時にも有効である。ＣＣＤ−ＡＦでの補助光は、スキャン中、常に発光している必要があるため、消費電力に影響大で実現は難しい）。また、被写体に高輝度が含むと判定される場合（ＣＣＤサンプリング域内に外部ＡＦ結果があるにもかかわらず、ＣＣＤ−ＡＦ結果が至近側でピークの場合）には、ＣＣＤ−ＡＦの結果は信用できないため、外部ＡＦの結果を優先させる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、外部パッシブＡＦを使用することとしたが、外部アクティブＡＦを使用することにしても良い。その場合の処理は以下の如くとなる。
【００８０】
（ｂ）外部パッシブＡＦの代わりに外部アクティブＡＦを使用した場合（ＣＣＤ−ＡＦと外部アクティブＡＦのハイブリットＡＦ）
ＣＣＤ−ＡＦと外部アクティブＡＦ時は、被写体の輝度がＬｖ＝７より暗い場合は、ＣＣＤ−ＡＦ結果は誤差を多く含むので、外部アクティブのＡＦ結果を優先させる。また、被写体が低コントラストの場合は、ＣＣＤ−ＡＦ結果は誤差を多く含むので、外部アクティブＡＦの結果を優先させる。また、被写体がガラス越しの場合は、外部ＡＦアクティブＡＦではガラス越しに合焦してしまうため、ＣＣＤ−ＡＦの結果を優先させる（ただし、ガラス越しか否かを自動で判断するのは比較的困難であるが、ＣＣＤ−ＡＦの結果が遠くて、ＣＣＤ−ＡＦでの被写体輝度情報に比べて、外部アクティブＡＦでの受光光量が強い場合（＝反射率の高い被写体）にはガラス越しの被写体と判断する）。
【００８１】
ＣＰＵ１２１は、以上の如くして決定した合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ１２）。その後、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると、撮影動作を行い、被写体の画像データを取り込み、ＰＣカード１５０に記録する。
【００８２】
図７は、動作例１における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。同図の（ａ）は、外部ＡＦの距離測定結果とＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合のタイミングを示す。同図（ｂ）は、外部ＡＦの距離測定結果とＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）に対応する撮影距離とが所定値以上異なり、ＣＣＤ−ＡＦを中断して、外部ＡＦセンサー１３６で測定された距離に対応する位置を新たな基準位置とし、再度ＣＣＤ−ＡＦを実行した場合（▲２▼）を示している。
【００８３】
以上説明したように、動作例１によれば、レリーズキーが半押しされてＲＬ−１がＯＮとなると、ＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦを略同時に実行することとしたので、外部ＡＦを実行した後に、外部ＡＦの結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に比して、ＡＦ時間を短縮することが可能となる。
【００８４】
また、動作例１によれば、ＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に、該レンズ系の現ポジションを基準位置としてレンズ系をサンプリングのために移動させることとしたので、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。付言すると、同一の条件で連続して撮影する頻度が高いので、基準を”現ポジション（＝１回前のピント位置）”とすることにより、より高い頻度でＡＦを高速化させることが可能となる。
【００８５】
なお、ＣＣＤ−ＡＦを実行する場合の開始位置として、レンズ系の現ポジションを使用することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、レリーズキーが全押しされた際、すなわち、撮影が実行された際のレンズ系の合焦位置をメモリに記憶しておき、メモリに記憶されている直近の複数回のレンズ系の合焦位置に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦを実行する場合のレンズ系の開始位置を算出することにしても良い。また、操作部１２３に、撮影モードを選択するキーを設け、当該選択キーで、人撮影モード、風景撮影モード、接写モード等を選択し、人撮影モードが選択された場合には、通常、人を撮影する場合には、撮影距離が２〜３ｍであることが多いので、撮影距離２〜３ｍに対応するレンズ系の位置を開始位置とし、また、風景撮影モードが選択された場合には、通常、撮影距離が無限大であることが多いので、無限大に対応するレンズ系の位置を開始位置とし、また、接写モードが選択された場合には、撮影距離１ｍ未満に対応するレンズ系の位置を開始位置とすることにしても良い。
【００８６】
また、連写モードが選択されている場合には、ＣＣＤ−ＡＦを実行する場合の開始位置を各撮影毎に変更しないで、同じ開始位置を使用することにしても良い。
【００８７】
また、動作例１によれば、外部ＡＦの測距結果が、ＣＣＤ−ＡＦの動作基準位置に対応する撮影距離と所定値以上異なる場合は、その時点でＣＣＤ−ＡＦを中断し、外部ＡＦの測距結果に対応するレンズ系の位置にＣＣＤ−ＡＦの基準位置を変更して、その基準位置の近傍でＣＣＤ−ＡＦを再実行することとしたので、基準位置から被写体が大幅にずれている場合でも、高速なＡＦを実現することが可能となる。付言すると、ＣＣＤ−ＡＦは、一般に時間がかかる。そのため、設定基準がずれてしまった場合に、終了するまで待ってから、ＣＣＤ−ＡＦを再度実施すると、ＣＣＤ−ＡＦに長大な時間がかかることになる。そこで、基準がずれていることが判明した段階で即座に中断し、再実行することにより、被写体までの時間が頻繁に変わるような場合にも、違和感の無いＡＦ速度を実現できることになる。
【００８８】
また、動作例１によれば、外部ＡＦによる測距結果と、ＣＣＤ−ＡＦにより決定されたレンズ系のポジションに対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合は、被写体に応じて、双方の信頼性に関する情報に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦおよび外部ＡＦの結果のいずれかを選択して最終的なレンズ系の合焦位置を決定することとしたので、より信頼性の高い合焦動作が可能となる。なお、外部ＡＦによる測距結果と、ＣＣＤ−ＡＦにより決定されたレンズ系のポジションに対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合は、一般に、外部ＡＦに比してＣＣＤ−ＡＦの方が合焦精度が高いため、ＣＣＤ−ＡＦの結果を最終的な合焦位置とすることにしても良い。これによれば、処理の簡略化を図ることが可能となる。
【００８９】
また、本実施の形態のデジタルカメラは、外部ＡＦセンサー１３６として、パッシブ方式の測距センサーを使用することとしたので、汎用の外部ＡＦモジュールを使用することができ、小型化・低コスト化・処理の簡略化が可能となる。
【００９０】
（動作例２）
デジタルカメラのＡＦに関する動作例２を図８〜図１２を参照して説明する。図８は、ＣＰＵ１２１の制御により実行されるデジタルカメラのＡＦに関する動作例２を説明するためのフローチャートである。
【００９１】
図８において、まず、電源が投入されると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦ実行タイミングであるか否かを判断し（ステップＳ２２）、この判断の結果、外部ＡＦの実行タイミングでない場合には、ステップＳ２４に移行する。他方、外部ＡＦ実行タイミングであれば、外部ＡＦによる測距処理を実行して（ステップＳ２３）、外部ＡＦセンサー１３６は被写体との距離を測距して、ステップＳ２４に移行する。
【００９２】
ステップＳ２４では、ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１キーがＯＮされたか否かを判断する。ＲＬ−１がＯＮでない場合には、ステップＳ２２に戻り、ＲＬ−１がＯＮされるまで、外部ＡＦの実行タイミングで、外部ＡＦ測距処理が行われる。他方、ステップＳ２４で、ＲＬ−１がＯＮされた場合には、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦの測距結果に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する（ステップＳ２５）。
【００９３】
ここで、外部ＡＦの測距結果に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する方法を説明する。例えば、外部ＡＦの過去２点の測距結果から基準位置を予測する方法を使用することができる。これによれば、被写体が、近づいてくるか、遠ざかっているか、また、止まっているかを判断することが可能となる。
【００９４】
図９は、外部ＡＦの直近の過去２点の距離測定結果からＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する場合を説明するための説明図を示す。同図において、Ｌｃｃｄは予測される被写体距離（ＣＣＤ−ＡＦの基準位置）、Ｌ２はレリーズ操作直前の外部ＡＦによる被写体距離、Ｌ１はＬ２よりさらに１回前の外部ＡＦによる被写体距離、ｔ１はコンティニュアス外部ＡＦの間隔、ｔ２はレリーズ操作直前の外部ＡＦからレリーズまでの時間を示す。予測される被写体距離（ＣＣＤ−ＡＦの基準位置）Ｌｃｃｄは、下式により算出する。そして、算出された予測される被写体距離Ｌｃｃｄに対応するレンズ系の位置をＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）と決定する。
【００９５】
Ｌｃｃｄ＝Ｌ２＋ｔ２×（Ｌ２−Ｌ１）／ｔ１
例えば、ｔ１＝ｔ２とした場合に、過去２回が２ｍ、３ｍの場合には、次は４ｍ、他方、過去２回が４ｍ、３ｍの場合には、次は２ｍと予測される。よって、それぞれ４ｍ前後、２ｍ前後に対応するレンズ系の位置でＣＣＤ−ＡＦを実施することになる。
【００９６】
なお、ここでは、過去２点からＣＣＤ−ＡＦの基準位置を決定することにしたが、過去３点もしくはそれ以上の時系列データを用いることにしても良い。これにより、より細かい動体予測が可能となる。例えば、過去３点からＣＣＤ−ＡＦの基準位置を決定する場合は、被写体が、近づいてくるか、遠ざかっているか、止まっているか、前後に揺れているかを判断することも可能となる。例えば、１回目と２回目、２回目と３回目の被写体距離を比較することにより、被写体移動の加速度成分も検出可能である。この場合、２次曲線で近似する方法や（上から落ちてくる被写体とか）、三角関数で近似する方法（ブランコに乗っている被写体とか）等を使用することができる。
【００９７】
そして、ＣＰＵ１２１は、算出したＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ２６）。つづいて、ＣＰＵ１２１は、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置に移動した後、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを同時にスタートさせる（ステップＳ２７）。外部ＡＦでは、外部ＡＦセンサー１３６により、被写体との距離の測定が行われ合焦位置の検出が行われる。また、ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置の近傍で移動させて、ＡＦ評価値を取得し、合焦位置の検出が行われる。
【００９８】
つぎに、ＣＰＵ１２１は外部ＡＦおよびＣＣＤ−ＡＦが終了したか否かを判断し（ステップＳ２８）、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦが終了した場合には、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異なるか否かを判断する（ステップＳ２９）。この判断の結果、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異ならない場合には、ＣＰＵ１２１は、ＣＣＤ−ＡＦの合焦位置を最終の合焦位置と決定する（ステップＳ３０）。他方、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異なる場合には、ＣＰＵ１２１は、被写体に応じて、両者の信頼性に関する情報に基づいて、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの結果のいずれかを最終的な合焦位置と決定する（ステップＳ３１）。最終的な合焦位置の決定方法は、動作例１と同様であるのでその説明は省略する。
【００９９】
この後、ＣＰＵ１２１は、決定した合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ３２）。その後、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると、撮影動作を行い、被写体の画像データを取り込み、ＰＣカード１５０に記録する。
【０１００】
図１０を参照して、動作例２における、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明する。図１０は、動作例２における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。同図の（ａ）は、外部ＡＦの実行タイミングでレリーズが押された場合、（ｂ）は、外部ＡＦの休止中にレリーズが押された場合、（ｃ）は、外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合（その１）、（ｄ）は、外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合（その２）のタイミングを示す。
【０１０１】
同図（ａ）に示すように、外部ＡＦの実行タイミングでレリーズが押された場合には、レリーズのＯＮのタイミングで外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを実行する。また、同図（ｂ）に示すように、外部ＡＦ休止中にレリーズが押された場合には、外部ＡＦの休止を終了して、レリーズのＯＮのタイミングで外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを実行する。外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合には、同図（ｃ）に示すタイミングと、同図（ｄ）に示すタイミングが考えられ、いずれのタイミングを使用することにしても良い。
【０１０２】
外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合には、同図（ｃ）に示すように、レリーズの時点で外部ＡＦ▲３▼を中止し、再駆動することにしても良い。この場合は、外部ＡＦ▲３▼のデータは取得しないで、外部ＡＦの▲４▼のデータとＣＣＤ−ＡＦとの結果に基づいて、最終的な合焦位置を判断することになる。
【０１０３】
また、外部ＡＦ作動中にレリーズが押された場合には、同図（ｄ）に示すように、レリーズの時点でも外部ＡＦ▲３▼を中断せず、外部ＡＦ▲３▼のデータとＣＣＤ−ＡＦとの結果に基づいて、最終的な合焦位置を判断することになる。通常は、外部ＡＦ作動時間は０．１秒以下であるため、（ｄ）の方式でも実使用上問題は無い。ただし、被写体が低輝度時等の場合は、外部ＡＦでも０．１秒前後の時間がかかるため、（ｃ）の方式の方が確実である。
【０１０４】
なお、上記ステップＳ２８において、外部ＡＦで検出された測距結果とＣＣＤ−ＡＦで検出された合焦位置に対応する撮影距離とが、所定値以上異なる場合には、図１１に示すように、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を変えて、再度ＣＣＤ−ＡＦを行うことにしても良い。
【０１０５】
図１２は上記動作例２を説明するための説明図を示す。同図において、縦軸はコントラスト（ＡＦ評価値）、横軸はレンズ位置（至近〜無限）を示している。まず、外部ＡＦにより合焦位置を検出し、ついで、当該検出された合焦位置の近傍で、ＣＣＤ−ＡＦで細かいサンプリングを行って、合焦位置を検出する。そして、両合焦位置に基づいて最終的な合焦位置を決定する。
【０１０６】
以上説明したように、動作例２によれば、電源のＯＮがなされると、レリーズキーの押下に先行して、すなわち、レリーズキーが押下されない状態においても、所定の間隔で外部ＡＦで測距処理を行い、レリーズキーが押下された場合には、外部ＡＦの測距結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを行う場合の基準位置を算出して、当該レンズ基準位置の近傍でＣＣＤ−ＡＦを行うこととしたので、レリーズキーが押下された後に、外部ＡＦを実行し、その後、外部ＡＦの結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に比して、ＡＦ時間を短縮することが可能となる。
【０１０７】
なお、上記動作例２では、電源のＯＮ後に、所定間隔で外部ＡＦによる測距処理を行うこととしたが、電源のＯＮ後に、所定間隔で外部ＡＦによる測距処理を行うかわりに、例えば、デジタルカメラのボディのグリップ部に感圧センサや赤外センサーを設け、操作者がデジタルカメラのボディのグリップ部を握ったことを検知し、当該検知後に、所定時間間隔で外部ＡＦによる測距処理を行うことにしても良い。これにより、電源ＯＮ後に所定間隔で外部ＡＦによる測距処理を行う構成に比して、消費電力を低減できるという効果を奏する。
【０１０８】
また、動作例２によれば、外部ＡＦにより所定時間間隔で検出された複数回の測距結果を使用して、ＣＣＤ−ＡＦを行う場合のレンズ系の基準位置を算出することとしたので、レリーズ前に被写体の動き（近づいてくる場合や／遠ざかっていく場合）を検出でき、動体予測ＡＦが可能となり、動きのある被写体に対しても的確に合焦可能となる。
【０１０９】
なお、上記図３および図４に示したパッシブ方式の測距センサー（外部ＡＦセンサー１３６）は、横方向にフォトセンサーアレイが配されており、被写体に対して水平方向のコントラスト差を検出する構成（縦縞検出用）であるが、図１３および図１４に示すように、被写体に対して水平方向のコントラスト差を検出する構成（縦縞検出用）に加えて、垂直方向のコントラスト差を検出する構成（横縞検出用）も追加して、被写体に対して水平方向および垂直方向のコントラスト差を検出する構成としても良い。図１４は、外部ＡＦセンサーの他の概略構成例を示す図である。図１４に示す外部ＡＦセンサー１３６は、略十字形状を呈しており、レンズ１５１と、フォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）と、レンズ１５３と、フォトセンサーアレイ１５４ａ（上センサ）、１５４ｂ（下センサ）と、演算回路（不図示）を備えている。図３と同一の部分は同一符号を付してある。フォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）で被写体に対して水平方向のコントラスト差を検出し、フォトセンサーアレイ１５４ａ（上センサ）、１５４ｂ（下センサ）で被写体に対して垂直方向のコントラスト差を検出する。
【０１１０】
図１３および図１４を参照して外部ＡＦセンサー１３６の測距原理を説明する。図３において、被写体までの距離をｄ、レンズ１５１とフォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）との距離をｆ、フォトセンサーアレイ１５２ａ（左センサ）、１５２ｂ（右センサ）に入力する光の幅をそれぞれ、Ｘ１、Ｘ２、光の入射されるフォトセンサーアレイ１５２ａ、１５２ｂ間の距離をＢ１とすると、外部ＡＦセンサー１３６の前面から被写体までの距離ｄは、三角測量により、ｄ＝Ｂ１・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）で算出できる。また、被写体までの距離をｄ、レンズ１５３とフォトセンサーアレイ１５４ａ（上センサ）、１５４ｂ（下センサ）との距離をｆ、フォトセンサーアレイ１５４ａ（上センサ）、１５４ｂ（下センサ）に入力する光の幅をそれぞれ、Ｘ３、Ｘ４、光の入射されるフォトセンサーアレイ１５４ａ、１５４ｂ間の距離をＢ２とすると、外部ＡＦセンサー１３６の前面から被写体までの距離ｄは、三角測量により、ｄ＝Ｂ２・ｆ／（Ｘ３＋Ｘ４）で算出できる。
【０１１１】
図１４は、左右のフォトセンサーアレイおよび上下のフォトセンサーアレイの被写体像を示している。演算回路は、左右のフォトセンサーアレイの被写体像の光量を積分し、左右のフォトセンサーアレイのデータのずれを演算することで、被写体に対する水平方向のコントラスト差を検出して被写体の距離ｄを算出する。また、演算回路は、上下のフォトセンサーアレイの被写体像の光量を積分し、上下のフォトセンサーアレイのデータのずれを演算することで、被写体に対する垂直方向のコントラスト差を検出して被写体の距離ｄを算出する。演算回路は、測距結果の精度の高い方（コントラスト差が大きい方）の測距結果をＣＰＵ１２１に出力する。
【０１１２】
例えば、図１３において、被写体例をＳ（横縞の被写体）とした場合の各センサの出力は図１４に示すようになり、左右のフォトセンサーアレイの出力ではコントラスト差が小さくなり、測距が困難であるが、上下のフォトセンサーアレイの出力ではコントラスト差が大きくなり、容易に測距が可能となる。このように、横縞の被写体の場合は、上下のフォトセンサーアレイの方が測距精度が高くなり、他方、縦縞の被写体の場合は、左右のフォトセンサーアレイの方が測距精度が高くなる。従って、左右のフォトセンサーアレイおよび上下のフォトセンサーアレイを使用することにより、測距する場合に、苦手な被写体を減らすことができ、合焦確率を格段に向上させることが可能となる。また、左右のフォトセンサーアレイおよび上下のフォトセンサーアレイを使用することにより、カメラの位置を縦位置および横位置のいずれにした場合においても高精度に測距することが可能となる。なお、図１３に示す外部ＡＦセンサー１３６は、十字形状としたがＬ字形状としても良い。
【０１１３】
また、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実行可能である。例えば、本実施の形態においては、本発明にかかる自動合焦装置および自動合焦方法をデジタルカメラに適用した例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＰＤＡ等の情報携帯入力装置等にも適用可能である。要は、画像を入力する際にＡＦを行う全ての装置に適用可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１にかかる自動合焦装置によれば、レンズ系は、被写体像を所定位置に結像し、撮像手段は、レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力し、合焦位置検出手段は撮像手段を使用して、レンズ系を移動させて合焦位置を検出し、測距手段は、撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出して、合焦位置検出手段で検出された合焦位置および測距手段で測距した測距結果に基づいて、最終的な合焦位置を決定し、合焦位置検出手段と測距手段とを略同時に動作させることとしたので、外部ＡＦの結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に比して、ＡＦ時間を短縮することでき、また、高精度な合焦位置の検出が可能な自動合焦装置を提供することが可能となる。また、測距手段による測距結果が、合焦位置検出手段の開始位置に対応する距離と所定値以上異なる場合には、合焦位置検出動作を中断し、レンズ系の移動開始位置を前記測距手段で検出された距離に対応するレンズ位置に基づいて再設定して、合焦位置の検出を再実行することで基準位置から被写体が大幅にずれている場合でも、高速なＡＦを実現することが可能となる。
【０１１６】
また、請求項２にかかる自動合焦装置によれば、レンズ系の現ポジションを移動開始位置として、前記レンズ系を移動させて合焦位置を検出することとしたので、請求項１にかかる自動合焦装置の効果に加えて、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。
【０１１７】
また、請求項３にかかる自動合焦装置によれば、撮影毎に合焦した際の前記レンズ系の位置を記録するレンズ位置記録手段を備え、前記合焦位置検出手段は、前記レンズ位置記録手段に記録されたレンズ位置に基づいて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することとしたので、請求項１にかかる自動合焦装置の効果に加えて、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。
【０１１８】
また、請求項４にかかる自動合焦装置によれば、被写体の種類に応じた撮影を行う複数の撮影モードの中から１つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段を備え、前記合焦位置検出手段は、前記撮影モード選択手段により選択された撮影モードに応じて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することとしたので、請求項１にかかる自動合焦装置の効果に加えて、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。
【０１３０】
また、請求項５にかかるカメラによれば、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を適用することとしたので、カメラにおいて、高精度かつ高速な合焦位置検出が可能となる。
【０１３１】
また、請求項６にかかる携帯情報入力装置によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１つにかかる自動合焦装置を適用することとしたので、携帯情報入力装置において、高精度かつ高速な合焦位置検出が可能となる。
【０１３２】
また、請求項７にかかる合焦位置検出方法によれば、被写体に対するレンズ系の合焦位置を検出する合焦位置検出方法において、測距工程において、撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出し、合焦位置検出工程において、前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を移動させて合焦位置の検出を行い、合焦一決定工程において、合焦位置検出工程で検出された合焦位置および測距工程で測距した測距結果に基づいて、最終的な合焦位置を決定し、撮影の指示を行うための撮影操作部材が操作された場合に、前記測距工程と前記合焦位置検出工程とを略同時に実行することとしたので、外部ＡＦの結果に基づいてＣＣＤ−ＡＦを実行する場合に比して、ＡＦ時間を短縮することでき、また、高精度な合焦位置の検出が可能な合焦位置検出方法を提供することが可能となる。また、合焦位置検出工程では、前記測距工程の測距結果が、開始位置に対応する距離と所定値以上異なる場合には、合焦位置検出動作を中断し、前記レンズ系の移動開始位置を前記測距工程で検出された距離に対応するレンズ位置に基づいて再設定して、合焦位置の検出を再実行することとしたので、基準位置から被写体が大幅にずれている場合でも、高速なＡＦを実現することが可能となる。
【０１３３】
また、請求項８にかかる合焦位置検出方法によれば、合焦位置検出工程は、前記レンズ系の現ポジションを移動開始位置として、前記レンズ系を移動させて合焦位置を検出することとしたので、請求項７にかかる合焦位置検出方法の効果に加えて、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。
【０１３４】
また、請求項９にかかる合焦位置検出方法によれば、撮影毎に合焦した際の前記レンズ系の位置を記録するレンズ位置記録工程を含み、前記合焦位置検出工程は、前記レンズ位置記録工程に記録されたレンズ位置に基づいて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することとしたので、請求項７にかかる合焦位置検出方法の効果に加えて、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。
【０１３５】
また、請求項１０にかかる合焦位置検出方法によれば、被写体の種類に応じた撮影を行う複数の撮影モードの中から１つの撮影モードを選択する撮影モード選択工程を含み、前記合焦位置検出工程は、前記撮影モード選択工程により選択された撮影モードに応じて、前記レンズ系の移動開始位置を決定することとしたので、請求項７にかかる合焦位置検出方法の効果に加えて、よりＡＦの高速化を図ることが可能となる。
【０１３７】
また、請求項１１にかかる合焦位置検出方法によれば、測距工程の測距結果と、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合は、両者の信頼性に関する情報に基づき前記測距工程で測距した測距結果に対応する合焦位置または前記合焦位置検出工程の合焦結果を最終的な合焦位置に決定することとしたので、請求項７〜１０のいずれか１つにかかる合焦位置検出方法の効果に加えて、より高精度な合焦位置の検出が可能となる。
【０１３８】
また、請求項１２にかかる合焦位置検出方法によれば、測距工程の測距結果と、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置に対応する撮影距離とが所定値以上異なる場合は、前記合焦位置検出工程で検出された合焦位置を最終的な合焦位置に決定することとしたので、請求項７〜１０のいずれか１つにかかる合焦位置検出方法の効果に加えて、処理を簡略化することが可能となる。
【０１４７】
また、請求項１３にかかるコンピュータが読取可能な記録媒体によれば、請求項７〜請求項１２のいずれか１つに記載の発明の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されているので、コンピュータで記録媒体に記録されているプログラムを実行することにより、高精度かつ高速な合焦位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの構成図である。
【図２】図１のＩＰＰの具体的構成の一例を示す図である。
【図３】図１の外部ＡＦセンサーの概略構成を示す図である。
【図４】図３の外部ＡＦセンサーの測距原理を説明するための説明図である。
【図５】デジタルカメラのＡＦに関する動作例１を説明するためのフローチャートである。
【図６】ハイブリットＡＦでのＣＣＤ−ＡＦと外部ＡＦの優位性の比較を示す図である。
【図７】動作例１における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。
【図８】デジタルカメラのＡＦに関する動作例２を説明するためのフローチャートである。
【図９】外部ＡＦの直近の過去２点の距離測定結果からＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する場合を説明するための説明図である。
【図１０】動作例２における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。
【図１１】動作例２における外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦの実行タイミングを説明するためのタイミングチャートを示す。
【図１２】動作例２を説明するための説明図を示す。
【図１３】図１の外部ＡＦセンサーの他の概略構成を示す図である。
【図１４】図１３の外部ＡＦセンサーの測距原理を説明するための説明図である。
【図１５】従来のＣＣＤ−ＡＦ方式を説明するための説明図である。
【図１６】従来のＣＣＤ−ＡＦ方式を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１００デジタルカメラ
１０１レンズ系
１０１ａフォーカスレンズ系
１０１ｂズームレンズ系
１０２オートフォーカス等を含むメカ機構
１０３ＣＣＤ（電荷結合素子）
１０４ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路
１０５可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）
１０６Ａ／Ｄ変換器
１０７ＩＰＰ（Image Pre-Processor)
１０８ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)
１０９コーダー（Huffman Encoder/Decoder)
１１０ＭＣＣ（Memory Card Controller）
１１１ＲＡＭ（内部メモリ）
１１２ＰＣカードインターフェース
１２１ＣＰＵ
１２２表示部
１２３操作部
１２５モータドライバ
１２６ＳＧ部
１２７ストロボ
１２８バッテリ
１２９ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３０ＥＥＰＲＯＭ
１３１フォーカスドライバ
１３２パルスモータ
１３３ズームドライバ
１３４パルスモータ
１３５モータドライバ
１３６外部ＡＦセンサー
１５０ＰＣカード
１５１レンズ
１５２フォトセンサーアレイ
１５３レンズ
１５４フォトセンサーアレイ
１０７１色分離部
１０７２信号補間部
１０７３ペデスタル調整部
１０７４ホワイトバランス調整部
１０７５デジタルゲイン調整部
１０７６ γ変換部
１０７７マトリクス部
１０７８ビデオ信号処理部
１０７９Ｙ演算部
１０８０ＢＰＦ
１０８１ＡＦ評価値回路
１０８２ＡＥ評価値回路
１０８３Ｙ演算部
１０８４ＡＷＢ評価値回路
１０８５ＣＰＵＩ／Ｆ
１０８６ＤＣＴＩ／Ｆ
１０７５ｒ、１０７５ｇ、１０７５ｂ乗算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an automatic focusing device, a camera, a portable information input device, a focusing position detection method, and a computer-readable recording medium. Specifically, the focusing position is detected by an external AF and a CCD-AF. The present invention relates to an automatic focusing device, a camera, a portable information input device, a focusing position detection method, and a computer-readable recording medium.
[0002]
[Prior art]
  As an AF method for a conventional electronic still camera, a CCD-AF method for finding a focus peak by a luminance signal accumulated in the CCD while driving a CCD or a focus lens in the optical axis direction, or a triangulation type automatic focus adjustment mechanism Was used alone.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, as shown in FIG. 15, the CCD-AF system is a system in which the CCD or focus lens is driven from infinity to the closest position to find the focus peak, and therefore it takes time to detect the in-focus position. There is a problem that it takes. In order to solve the above-described problem, in the CCD-AF system, as shown in FIG. 16A, rough sampling is performed from infinity to the nearest position to detect the approximate focus position, and then FIG. As shown in b), a method for detecting the final in-focus position by performing fine sampling near the approximate in-focus position has been proposed. According to such a method, the detection time of the in-focus position can be slightly shortened, but it cannot be said to be sufficient.
[0004]
MaIn addition, the above-described triangulation method has a problem that a parallax shift in distance measurement on the close distance side is likely to occur, and performance on the telephoto side is low.
[0005]
  The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an automatic focusing device and a focusing position detection method capable of accurately detecting a focusing position in a short time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is configured to capture a subject image input through the lens system including a lens system including a focus lens system that forms a subject image at a predetermined position. Imaging means for outputting image data;Focusing operationFor instructing the execution ofFocusing operationUsing an operation member, a focus position detection means for detecting a focus position by moving the lens system using the imaging means, and a distance from a subject using a photoelectric conversion means different from the imaging means Ranging means for detectingA focus position determination means for determining a final focus position based on the focus position detected by the focus position detection means and a distance measurement result measured by the distance measurement means;SaidFocusing operationWhen the operating member is operated, the in-focus position detecting means and the distance measuring means are operated substantially simultaneously.If the distance measurement result by the distance measurement means differs from the distance corresponding to the start position of the focus position detection means by a predetermined value or more, the focus position detection means interrupts the focus position detection operation. Then, the movement start position of the lens system is reset based on the lens position corresponding to the distance detected by the distance measuring means, and the detection of the in-focus position is performed again.It is characterized by that.
[0007]
  According to the above invention, the lens system forms a subject image at a predetermined position, the imaging unit images the subject image input via the lens system and outputs image data, and the focusing position detection unit Using the image pickup means, the lens system is moved to detect the in-focus position, and the distance measurement means uses a photoelectric conversion means different from the image pickup means to detect the distance to the subject,Based on the focus position detected by the focus position detection means and the distance measurement result measured by the distance measurement means, the final focus position is determined,The in-focus position detecting means and the distance measuring means are operated substantially simultaneously.If the distance measurement result by the distance measurement means differs from the distance corresponding to the start position of the focus position detection means by a predetermined value or more, the focus position detection means interrupts the focus position detection operation, The movement start position of the lens system is reset based on the lens position corresponding to the distance detected by the distance measuring means, and the focus position is detected again.
[0009]
  Claims2The invention according to claim1In the automatic focusing device described in (1), the focusing position detection unit detects the focusing position by moving the lens system with the current position of the lens system as a movement start position.
[0010]
  Claims3The invention according to claim1In the automatic focusing device described in the above, it is provided with a lens position recording unit that records a position of the lens system at the time of focusing for each photographing, and the focusing position detection unit is a lens recorded in the lens position recording unit. The movement start position of the lens system is determined based on the position.
[0011]
  Claims4The invention according to claim1In the automatic focusing device described in (1), a photographing mode selecting unit that selects one photographing mode from a plurality of photographing modes for performing photographing according to the type of the subject is provided, and the focusing position detecting unit includes the photographing mode. The movement start position of the lens system is determined in accordance with the photographing mode selected by the selection unit.
[0025]
  Claims5The invention according to claim1-4A camera characterized by applying the automatic focusing device described in any one of the above.
[0026]
  Claims6The invention according to claim1-4A portable information input device to which the automatic focusing device according to any one of the above is applied.
[0027]
  Claims7According to the invention, in a focus position detection method for detecting a focus position with respect to a subject of a lens system including a focus lens system, distance measurement using a photoelectric conversion unit different from an imaging unit is used to detect a distance to the subject. A focus position detection step of detecting a focus position by moving the lens system using the imaging means; andAn in-focus position determination step for determining a final in-focus position based on the in-focus position detected in the in-focus position detection step and the distance measurement result measured in the distance measurement step. ActionFor the instructionsFocusing operationWhen the operation member is operated, the distance measuring step and the focus position detecting step are executed substantially simultaneously.In the in-focus position detection step, if the distance measurement result in the distance measurement step differs from the distance corresponding to the start position by a predetermined value or more, the in-focus position detection operation is interrupted and the movement of the lens system is started. Resetting the position based on the lens position corresponding to the distance detected in the distance measuring step, and re-detecting the in-focus positionThis is a focus position detection method characterized by the following.
[0028]
  According to the above invention, in the in-focus position detecting method for detecting the in-focus position of the lens system with respect to the subject, in the distance measuring step, the distance from the subject is detected using the photoelectric conversion means different from the imaging means, In the in-focus position detection step, the in-focus position is detected by moving the lens system using the imaging unit,Based on the in-focus position detected in the in-focus position detection process and the distance measurement result obtained in the distance measurement process, the final in-focus position is determined and the in-focus operation is performed.For the instructionsFocusing operationWhen the operation member is operated, the distance measuring step and the focus position detecting step are executed substantially simultaneously.In the in-focus position detection step, if the distance measurement result in the distance measurement step differs from the distance corresponding to the start position by a predetermined value or more, the in-focus position detection operation is interrupted and the movement of the lens system is started. The position is reset based on the lens position corresponding to the distance detected in the distance measuring step, and the focus position is detected again..
[0029]
  Claims8The invention according to claim7In the in-focus position detection method described in (1), the in-focus position detection step detects the in-focus position by moving the lens system with the current position of the lens system as a movement start position.
[0030]
  Claims9The invention according to claim7In the in-focus position detection method described in the above, the in-focus position detection step is recorded in the in-focus position detection step. The in-focus position detection step is recorded in the in-focus position detection step. The movement start position of the lens system is determined based on the lens position.
[0031]
  Claims10The invention according to claim7In the in-focus position detection method described in 1), the in-focus position detection step includes a shooting mode selection step of selecting one shooting mode from a plurality of shooting modes for shooting according to the type of the subject. The movement start position of the lens system is determined according to the photographing mode selected in the mode selection step.
[0033]
  Claims11The invention according to claim7-10In the in-focus position detection method according to any one of the above, the distance measurement result of the distance measurement step differs from the shooting distance corresponding to the focus position detected in the focus position detection step by a predetermined value or more Determining the in-focus position corresponding to the distance measurement result measured in the distance measurement step or the focus result of the focus position detection step as the final focus position based on the information on the reliability of both. Features.
[0034]
  Claims12The invention according to claim7-10In the focus position detection method according to any one of the above, a distance measurement result of the distance measurement step and a shooting distance corresponding to the focus position detected in the focus position detection step are different from each other by a predetermined value or more.Must notIn this case, the focus position detected in the focus position detection step is determined as a final focus position.
[0044]
  Claims13The invention according to claim7-12A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the invention described in any one of the above is recorded.
[0045]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Exemplary embodiments of an automatic focusing device, a camera, a portable information input device, a focusing position detection method, and a computer-readable recording medium according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. .
[0046]
  FIG. 1 is a block diagram of a digital camera to which an automatic focusing device and a focus position detection method according to the present invention are applied. In the figure, reference numeral 100 denotes a digital camera. The digital camera 100 includes a lens system 101, a mechanical mechanism 102 including an aperture / filter unit, a CCD 103, a CDS circuit 104, a variable gain amplifier (AGC amplifier) 105, an A / A D converter 106, IPP 107, DCT 108, coder 109, MCC 110, DRAM 111, PC card interface 112, CPU 121, display unit 122, operation unit 123, SG (control signal generation) unit 126, strobe device 127, battery 128, DC-DC A converter 129, an EEPROM 130, a focus driver 131, a pulse motor 132, a zoom driver 133, a pulse motor 134, a motor driver 135, and an external AF sensor 136 are provided. A detachable PC card 150 is connected via the PC card interface 112.
[0047]
  The lens unit includes a mechanical mechanism 102 including a lens system 101, an aperture / filter unit, and the like. A mechanical shutter of the mechanical mechanism 102 performs simultaneous exposure of two fields. The lens system 101 is composed of, for example, a varifocal lens, and includes a focus lens system 101a and a zoom lens system 101b.
[0048]
  The focus driver 131 drives the pulse motor 132 according to the control signal supplied from the CPU 121 to move the focus lens system 101a in the optical axis direction. The zoom driver 133 drives the pulse motor 134 according to the control signal supplied from the CPU 121 to move the zoom lens system 101b in the optical axis direction. Further, the motor driver 135 drives the mechanical mechanism 102 in accordance with a control signal supplied from the CPU 121, and sets, for example, an aperture value of the aperture.
[0049]
  A CCD (charge coupled device) 103 converts an image input via the lens unit into an electrical signal (analog image data). A CDS (correlated double sampling) circuit 104 is a circuit for reducing noise in the CCD type image pickup device.
[0050]
  In addition, the AGC amplifier 105 corrects the level of the signal that has been correlated and sampled by the CDS circuit 104. The gain of the AGC amplifier 105 is set by the CPU 121 when setting data (control voltage) is set in the AGC amplifier 105 via a D / A converter built in the CPU 121. Further, the A / D converter 106 converts analog image data from the CCD 103 input via the AGC amplifier 105 into digital image data. That is, the output signal of the CCD 103 is converted into a digital signal through the CDS circuit 104 and the AGC amplifier 105 and by the A / D converter 106 at an optimum sampling frequency (for example, an integer multiple of the subcarrier frequency of the NTSC signal). Is done.
[0051]
  Further, an IPP (Image Pre-Processor) 107, a DCT (Discrete Cosine Transform) 108, and a coder (Huffman Encoder / Decoder) 109, which are digital signal processing units, are provided for digital image data input from the A / D converter 106. Various processing, correction, and data processing for image compression / decompression are performed separately for color differences (Cb, Cr) and luminance (Y). The DCT 108 and the coder 109 perform, for example, orthogonal transformation / inverse orthogonal transformation, which is a JPEG-compliant image compression / decompression process, and Huffman coding / decoding, which is a JPEG-compliant image compression / decompression process.
[0052]
  Further, an MCC (Memory Card Controller) 110 temporarily stores the compressed image and records it on the PC card 150 or reads it from the PC card 150 via the PC card interface 112.
[0053]
  The CPU 121 uses the RAM as a work area according to a program stored in the ROM, and controls all operations inside the digital camera according to an instruction from the operation unit 123 or an external operation instruction such as a remote controller (not shown). Specifically, the CPU 121 controls an imaging operation, an automatic exposure (AE) operation, an automatic white balance (AWB) adjustment operation, an AF operation, and the like. The above-described operation unit 123 includes a release key for an operator to instruct photographing.
[0054]
  Camera power is input from a battery 128, such as NiCd, nickel metal hydride, or a lithium battery, to the DC-DC converter 129 and supplied into the digital camera.
[0055]
  The display unit 122 is realized by an LCD, LED, EL, or the like, and displays captured digital image data, decompressed recorded image data, and the like. The operation unit 123 includes a release key for performing a shooting instruction, buttons for performing function selection and other various settings from the outside, and the like. The CPU 121 executes an AF operation or the like when the release key is pressed halfway and RL-1 is turned on, and performs a shooting operation when the release key is fully pressed and RL-2 is turned on. In the EEPROM 130, adjustment data and the like used when the CPU 121 controls the operation of the digital camera are written.
[0056]
  The above-described digital camera 100 (CPU 121) includes a recording mode in which image data obtained by imaging a subject is recorded on the PC card 150, a display mode in which image data recorded on the PC card 150 is displayed, and captured image data. Is provided directly on the display unit 122.
[0057]
  FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the IPP 107. As shown in FIG. 2, the IPP 107 includes a color separation unit 1071 that separates digital image data input from the A / D converter 106 into R, G, and B color components, and separated R, G, and B images. A signal interpolation unit 1072 that interpolates data, a pedestal adjustment unit 1073 that adjusts the black level of each of the R, G, and B image data, and a white balance adjustment unit 1074 that adjusts the white level of each of the R and B image data , A digital gain adjustment unit 1075 that corrects R, G, and B image data with a gain set by the CPU 121, a gamma conversion unit 1076 that performs γ conversion of the R, G, and B image data, and an RGB image A matrix unit 1077 for separating data into color difference signals (Cb, Cr) and luminance signals (Y), and a video signal based on the color difference signals (Cb, Cr) and luminance signals (Y). A video signal processing unit 1078 to be output to the display unit 122, and a.
[0058]
  Further, the IPP 107 passes through only a Y calculating unit 1079 that detects luminance data (Y) of image data after pedestal adjustment by the pedestal adjusting unit 1073, and a predetermined frequency component of the luminance data (Y) detected by the Y calculating unit 1079. The BPF 1080 to be output, the AF evaluation value circuit 1081 that outputs the integrated value of the luminance data (Y) that has passed through the BPF 1080 to the CPU 121 as an AF evaluation value, and the digital count value corresponding to the luminance data (Y) detected by the Y calculation unit 1079 AE evaluation value circuit 1082 that outputs to the CPU 121 as an AE evaluation value, a Y calculation unit 1083 that detects luminance data (Y) of each of the R, G, and B image data after adjustment by the white balance adjustment unit 1074, and Y The luminance data (Y) of each color detected by the calculation unit 1083 is counted, and the AWB of each color is counted. And AWB evaluation value circuit 1084 outputs the CPU 121 as a value, and a CPUI / F1085 is an interface with the CPU 121, and the DCTI / F1086 such an interface with the DCT108.
[0059]
  The external AF sensor 136 in FIG. 1 is composed of a passive distance measuring sensor, and is used to measure the distance of the subject. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the external AF sensor. The external AF sensor 136 includes a lens 151, a photo sensor array 152a (left sensor) and 152b (right sensor), and an arithmetic circuit (not shown). The principle of distance measurement of the external AF sensor 136 will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, the distance to the subject is d, the distance between the lens 151 and the photo sensor arrays 152a (left sensor) and 152b (right sensor) is f, and the distance is input to the photo sensor arrays 152a (left sensor) and 152b (right sensor). The distance d from the front surface of the external AF sensor 136 to the subject is calculated by triangulation as follows: X = X1 and X2 and the distance between the photosensor arrays 152a and 152b where the light is incident. It can be calculated by B · f / (X1 + X2). FIG. 4 shows the subject images of the left and right photosensor arrays, and the arithmetic circuit integrates the light amounts of the subject images of the respective photosensor arrays and calculates the deviation of the left and right sensor data, thereby calculating the subject distance d. Calculate and output to the CPU 121.
[0060]
  In this specification, the operation of detecting the in-focus position using the external AF sensor 136 is referred to as external AF, and the case of detecting the in-focus position using the CCD 103 is referred to as CCD-AF (internal AF). In the CCD-AF, the focus lens system 101a is moved, the AF evaluation value indicating the contrast of the subject according to the image signal output from the CCD 103 is sampled, and the hill-climbing servo with the peak position of the AF evaluation value as the in-focus position. Use the method. Performing AF using external AF and CCD-AF is called hybrid AF.
[0061]
  Next, an operation example (operation example 1 and operation example 2) related to AF of the digital camera having the above configuration will be described. The operation example 1 shows an operation example when the CCD-AF and the external AF are executed substantially simultaneously, and the operation example 2 shows an operation example when the external AF is executed prior to the CCD-AF.
[0062]
(Operation example 1)
An operation example 1 related to AF of a digital camera will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation example 1 related to AF of the digital camera executed under the control of the CPU 121.
[0063]
  In FIG. 5, first, the CPU 121 determines whether or not the release key is half-pressed and RL-1 is turned on (step S1). When the release key is pressed halfway and RL-1 is turned on, the CPU 121 sets the focus lens system 101a to the CCD-AF start position (reference position) (step S2). As the start position (reference position) of the CCD-AF, for example, the current position of the lens system 101 can be used. This is because it is usually considered that the frequency of continuous shooting under the same conditions is high.
[0064]
  Then, the CPU 121 starts external AF and CCD-AF almost simultaneously (step S3). In the external AF, the external AF sensor 136 performs distance measurement processing, measures the distance to the subject, and detects the in-focus position. In the CCD-AF, the focus lens system 101a is moved in the vicinity of the reference position, the AF evaluation value is acquired, and the focus position is detected.
[0065]
  Thereafter, the CPU 121 determines whether or not the external AF is finished (step S4). When the external AF is finished, the distance measurement result of the external AF is set to the start position (reference position) of the CCD-AF. It is determined whether or not the corresponding shooting distance differs by a predetermined value or more (step S5). As a result of this determination, if the distance measurement result of the external AF does not differ from the shooting distance corresponding to the CCD-AF start position (reference position) by a predetermined value or more, the process proceeds to step S8. On the other hand, if the distance measurement result of the external AF is different from the shooting distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF by a predetermined value or more, the CPU 121 interrupts the CCD-AF and uses the external AF sensor 136. The position corresponding to the measured distance is set as a new reference position, and the focus lens system 101a is moved to the reference position (step S6). Subsequently, the CCD-AF is re-executed near the reference position (step S7).
[0066]
  In step S8, the CPU 121 determines whether or not the CCD-AF is finished. When the CCD-AF is finished, the distance measurement result detected by the external AF and the in-focus position detected by the CCD-AF. It is determined whether or not the shooting distance corresponding to is different by a predetermined value or more (step S9).
[0067]
  Here, the predetermined value in step S9 will be described. Even if the distance is measured at the same distance, the resolution of the external AF is lowered, and the result may be shifted accordingly. Strictly speaking, the “predetermined value” is a value obtained by accumulating the possible distance measurement errors. For example, the predetermined value can be about 0.03 mm (for example, 3 m and 2.75 m (0.333 and 0.363 at 1 / L)) at 1 / L (shooting distance). If the distance measurement results of the external AF and the CCD-AF differ by more than this predetermined value, it is considered that either of them is measuring a different part, or one of the outputs is abnormal for other reasons. Therefore, in such a case, it is necessary to make a decision to select one of the results, and a part for comparing the reliability of both is necessary in the decision. In general, in multi AF or the like, priority is often given to a close subject. Further, even in the hybrid AF, when both results are equally reliable, it is considered appropriate to select the one with a shorter shooting distance.
[0068]
  Next, in step S9, the CPU 121 determines that the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF are not different from each other by a predetermined value or more. Is determined as the final focus position (step S10). On the other hand, when the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF differ by a predetermined value or more, the CPU 121 determines whether the external AF and the CCD are in accordance with the subject. Based on the information related to the reliability of AF, either the focus position of the external AF or the focus position of the CCD-AF is determined as the final focus position (step S11).
[0069]
  Here, when the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF differ by a predetermined value or more, the reliability of the external AF and the CCD-AF depends on the subject. A specific method for determining either the in-focus position of the external AF or the in-focus position of the CCD-AF as the final in-focus position will be described based on the information on the characteristics.
[0070]
  FIG. 6 shows the superiority of CCD-AF and external AF in hybrid AF. In the figure, (1) is a CCD-AF, (2) is an external passive AF used in the present embodiment, and (3) is an external active AF. Each subject (low brightness subject, continuous pattern subject, This shows superiority in low-contrast subjects, subjects through glass, high-luminance subjects, and normal subjects.
[0071]
(1) For low-luminance subjects: (1) CCD-AF and (2) External passive AF are both passive and weak in the dark, but (2) External passive AF has a larger sensor and sensitivity. This is advantageous. Further, even if the light receiving time is increased, the sensitivity can be increased with little influence on the AF time.
[0072]
(2) In the case of a continuous pattern subject (2) In the case of external passive AF, there is a risk of pseudo-focusing in the case of a continuous pattern (vertical and horizontal stripes).
[0073]
(3) In the case of a low-contrast subject: The passive method is not good at low contrast. However, if auxiliary light is used, (2) external passive AF can be relieved to some extent ((1) to relieve CCD-AF with auxiliary light requires a long auxiliary light projection time, which is not very preferable in terms of power consumption. ).
[0074]
(4) In the case of a subject through glass (3) In the case of external active AF, the reflected light from the glass is picked up and focused on the glass.
[0075]
(5) In the case of a high-luminance subject: In the case of a subject such as a light bulb, a candle flame, or a reflective signboard, the CCD-AF tends to generate a pseudo-focus on the closest side.
[0076]
(6) For a normal subject: If there is no problem in the subject conditions, (1) CCD-AF is more accurate in terms of accuracy. However, in the case of the Wide system, the accuracy of the external AF is sufficient.
[0077]
  Information relating to the superiority (reliability) of the CCD-AF and the external passive AF as shown in FIG. 6 is stored in advance in the memory, and the CPU 121 detects the distance measurement result detected by the external AF and the CCD-AF. If the shooting distance corresponding to the in-focus position differs by a predetermined value or more, depending on the state of the subject (low brightness subject, continuous pattern subject, low contrast subject, subject through glass, high brightness subject, normal subject) Based on the information on the superiority (reliability) of the CCD-AF and the external passive AF stored in the memory, either the focus position of the external AF or the focus position of the CCD-AF is determined according to the subject. Determine the final focus position. Here, the state of the subject can be determined by, for example, an AE evaluation value. Specifically, the following processing is performed.
[0078]
  (A) When external passive AF is used as in the present embodiment (hybrid AF of CCD-AF and external passive AF)
  When the brightness of the subject is darker than Lv = 7, the CCD-AF includes a lot of errors, so the external passive AF result is prioritized. Further, when continuity is recognized in the contrast data of the subject, the CCD-AF result is prioritized because there is a concern about pseudo-focusing with the external passive AF. If the subject has low contrast, external passive AF may be performed again using auxiliary light, and the result may be prioritized (auxiliary light is effective even at low luminance. CCD-AF is used. The auxiliary light must be constantly emitted during scanning, so it has a large effect on power consumption and is difficult to realize). In addition, when it is determined that the subject includes high luminance (when the CCD-AF result has a peak on the near side even though there is an external AF result in the CCD sampling area), the result of the CCD-AF is reliable. Since this cannot be done, the external AF result is given priority.
[0079]
  In the present embodiment, external passive AF is used, but external active AF may be used. The processing in that case is as follows.
[0080]
  (B) When external active AF is used instead of external passive AF (Hybrid AF of CCD-AF and external active AF)
  During CCD-AF and external active AF, if the luminance of the subject is darker than Lv = 7, the CCD-AF result includes a lot of errors, so the external active AF result is prioritized. Further, when the subject has a low contrast, the CCD-AF result includes a lot of errors, so the result of the external active AF is prioritized. In addition, when the subject is through the glass, the external AF active AF is focused through the glass, so the CCD-AF result is prioritized (however, it is relatively difficult to automatically determine whether or not the glass is over the glass). Difficult, but if the result of CCD-AF is far and the amount of light received by external active AF is strong compared to the subject luminance information by CCD-AF (= subject with high reflectivity), subject through glass Judged).
[0081]
  The CPU 121 moves the focus lens system 101a to the in-focus position determined as described above (step S12). Thereafter, when the release key is fully pressed and RL-2 is turned on, a shooting operation is performed, and image data of the subject is captured and recorded in the PC card 150.
[0082]
  FIG. 7 is a timing chart for explaining the execution timing of the external AF and the CCD-AF in the first operation example. (A) of the figure shows the timing when the distance measurement result of the external AF and the photographing distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF differ by a predetermined value or more. In FIG. 6B, the distance measurement result of the external AF and the shooting distance corresponding to the start position (reference position) of the CCD-AF are different from each other by a predetermined value, and the CCD-AF is interrupted and measured by the external AF sensor 136. The case where the position corresponding to the determined distance is set as a new reference position and CCD-AF is executed again ((2)) is shown.
[0083]
  As described above, according to the operation example 1, when the release key is pressed halfway and RL-1 is turned on, the CCD-AF and the external AF are executed substantially simultaneously. Compared with the case where CCD-AF is executed based on the result of external AF, the AF time can be shortened.
[0084]
  Further, according to the operation example 1, when the CCD-AF is executed, the lens system is moved for sampling with the current position of the lens system as a reference position, so that AF speed can be further increased. Is possible. In addition, since the frequency of continuous shooting under the same conditions is high, it is possible to speed up AF at a higher frequency by setting the reference as “current position (= focus position before one time)”. Become.
[0085]
  Note that the current position of the lens system is used as the starting position when executing the CCD-AF. However, the present invention is not limited to this, and when the release key is fully pressed, that is, photographing. The lens position when the lens system is executed is stored in the memory, and the lens when the CCD-AF is executed based on the focus positions of the most recent lens systems stored in the memory is stored in the memory. The start position of the system may be calculated. In addition, a key for selecting a shooting mode is provided on the operation unit 123, and when the person shooting mode, landscape shooting mode, close-up shooting mode, and the like are selected with the selection key and the person shooting mode is selected, a person is usually Since the shooting distance is often 2 to 3 m, the position of the lens system corresponding to the shooting distance 2 to 3 m is set as the start position, and when the landscape shooting mode is selected, Usually, since the shooting distance is often infinite, the position of the lens system corresponding to infinity is set as the start position, and when the close-up mode is selected, the lens system corresponding to the shooting distance of less than 1 m is selected. The position may be the start position.
[0086]
  Further, when the continuous shooting mode is selected, the same start position may be used without changing the start position when executing the CCD-AF for each photographing.
[0087]
  Further, according to the operation example 1, when the distance measurement result of the external AF differs from the shooting distance corresponding to the operation reference position of the CCD-AF by a predetermined value or more, the CCD-AF is interrupted at that time, and the external AF Since the CCD-AF reference position is changed to the position of the lens system corresponding to the distance measurement result, and the CCD-AF is re-executed in the vicinity of the reference position, the subject is greatly deviated from the reference position. Even in this case, high-speed AF can be realized. In addition, CCD-AF generally takes time. For this reason, when the setting reference is deviated, if the CCD-AF is performed again after waiting until the setting is completed, it takes a long time for the CCD-AF. Therefore, by immediately suspending and re-execution when it is determined that the reference is deviated, it is possible to realize an AF speed without a sense of incongruity even when the time to the subject frequently changes.
[0088]
  Further, according to the operation example 1, when the distance measurement result by the external AF and the shooting distance corresponding to the position of the lens system determined by the CCD-AF are different from each other by a predetermined value or more, the trust between the two depends on the subject. Since the final lens system focus position is determined by selecting either the CCD-AF or the external AF result based on the information on the characteristics, a more reliable focusing operation is possible. Become. When the distance measurement result by the external AF and the shooting distance corresponding to the lens system position determined by the CCD-AF are different from each other by a predetermined value or more, the CCD-AF generally matches the external AF. Since the focus accuracy is high, the result of CCD-AF may be the final focus position. According to this, it becomes possible to simplify processing.
[0089]
  In addition, since the digital camera of the present embodiment uses a passive distance measuring sensor as the external AF sensor 136, a general-purpose external AF module can be used, and the size and cost can be reduced. Processing can be simplified.
[0090]
(Operation example 2)
  An operation example 2 related to AF of the digital camera will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation example 2 regarding AF of the digital camera executed under the control of the CPU 121.
[0091]
  In FIG. 8, first, when the power is turned on (step S21), the CPU 121 determines whether or not it is the external AF execution timing (step S22), and if the result of this determination is not the external AF execution timing. Proceeds to step S24. On the other hand, if the external AF execution timing is reached, distance measurement processing by external AF is executed (step S23), the external AF sensor 136 measures the distance to the subject, and the process proceeds to step S24.
[0092]
  In step S24, the CPU 121 determines whether or not the release key is pressed halfway and the RL-1 key is turned on. If RL-1 is not ON, the process returns to step S22, and external AF distance measurement processing is performed at the external AF execution timing until RL-1 is turned ON. On the other hand, if RL-1 is turned on in step S24, the CPU 121 calculates the start position (reference position) of the CCD-AF based on the distance measurement result of the external AF (step S25).
[0093]
  Here, a method for calculating the start position (reference position) of the CCD-AF based on the distance measurement result of the external AF will be described. For example, a method of predicting the reference position from the distance measurement results of the past two points of the external AF can be used. This makes it possible to determine whether the subject is approaching, moving away, or stopped.
[0094]
  FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a case where the start position (reference position) of the CCD-AF is calculated from the distance measurement results of the past two points of the external AF. In this figure, Lccd is the predicted subject distance (CCD-AF reference position), L2 is the subject distance by the external AF immediately before the release operation, L1 is the subject distance by the external AF one time before L2, and t1 is the continuity. The interval between the numeric external AF and t2 indicates the time from the external AF to the release immediately before the release operation. The predicted subject distance (CCD-AF reference position) Lccd is calculated by the following equation. Then, the lens system position corresponding to the calculated predicted subject distance Lccd is determined as the start position (reference position) of the CCD-AF.
[0095]
  Lccd = L2 + t2 × (L2-L1) / t1
  For example, when t1 = t2, if the past two times are 2 m and 3 m, the next is predicted to be 4 m, while if the past two times is 4 m and 3 m, the next is predicted to be 2 m. Therefore, CCD-AF is performed at the position of the lens system corresponding to around 4 m and around 2 m, respectively.
[0096]
  Here, the reference position of the CCD-AF is determined from the past two points, but time series data of the past three points or more may be used. Thereby, a finer moving object prediction becomes possible. For example, when determining the CCD-AF reference position from the past three points, it is possible to determine whether the subject is approaching, moving away, stopped, or swinging back and forth. For example, by comparing the first, second, second, and third subject distances, the acceleration component of the subject movement can also be detected. In this case, a method of approximating with a quadratic curve (such as a subject falling from above), a method of approximating with a trigonometric function (such as a subject on a swing), or the like can be used.
[0097]
  Then, the CPU 121 moves the focus lens system 101a to the calculated CCD-AF start position (reference position) (step S26). Subsequently, after moving the focus lens system 101a to the reference position, the CPU 121 starts the external AF and the CCD-AF simultaneously (step S27). In the external AF, the external AF sensor 136 measures the distance to the subject and detects the focus position. In the CCD-AF, the focus lens system 101a is moved in the vicinity of the reference position, the AF evaluation value is acquired, and the focus position is detected.
[0098]
  Next, the CPU 121 determines whether or not the external AF and CCD-AF have ended (step S28). If the external AF and CCD-AF have ended, the distance measurement result detected by the external AF and the CCD- It is determined whether or not the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by AF differs by a predetermined value or more (step S29). If the result of this determination is that the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF do not differ by a predetermined value or more, the CPU 121 determines whether the CCD-AF is in alignment. The focus position is determined as the final focus position (step S30). On the other hand, if the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF differ by a predetermined value or more, the CPU 121 determines the reliability of both according to the subject. On the basis of the information regarding, either the result of the external AF or the CCD-AF is determined as the final focus position (step S31). Since the final method for determining the in-focus position is the same as that in the operation example 1, the description thereof is omitted.
[0099]
  Thereafter, the CPU 121 moves the focus lens system 101a to the determined focus position (step S32). Thereafter, when the release key is fully pressed and RL-2 is turned on, a shooting operation is performed, and image data of the subject is captured and recorded in the PC card 150.
[0100]
  With reference to FIG. 10, the execution timing of the external AF and the CCD-AF in the operation example 2 will be described. FIG. 10 is a timing chart for explaining the execution timing of the external AF and the CCD-AF in the second operation example. (A) in the figure is when the release is pressed at the execution timing of the external AF, (b) is when the release is pressed during the pause of the external AF, and (c) is the release during the external AF operation. When (1) is pressed, (d) shows the timing when the release is pressed during external AF operation (2).
[0101]
  As shown in FIG. 6A, when the release is pressed at the external AF execution timing, the external AF and the CCD-AF are executed at the release ON timing. Also, as shown in FIG. 5B, when the release is pressed while the external AF is stopped, the external AF is stopped and the external AF and CCD-AF are executed at the release ON timing. . When the release is pressed during the external AF operation, the timing shown in FIG. 10C and the timing shown in FIG. 10D are considered, and any timing may be used.
[0102]
  When the release is pressed during the external AF operation, the external AF (3) may be stopped at the time of release and re-driven as shown in FIG. In this case, the data of the external AF (3) is not acquired, and the final focus position is determined based on the data of the external AF (4) and the result of the CCD-AF.
[0103]
  If the release button is pressed during the external AF operation, as shown in FIG. 4D, the external AF (3) is not interrupted even at the time of release, and the external AF (3) data and the CCD- The final in-focus position is determined based on the result of AF. Usually, since the external AF operation time is 0.1 second or less, there is no problem in practical use even in the method (d). However, when the subject is at a low luminance, the method of (c) is more reliable because it takes about 0.1 seconds even with external AF.
[0104]
  If the distance measurement result detected by the external AF and the shooting distance corresponding to the in-focus position detected by the CCD-AF differ by a predetermined value or more in step S28, as shown in FIG. The CCD-AF may be performed again by changing the start position (reference position) of the CCD-AF.
[0105]
  FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the second operation example. In the figure, the vertical axis represents the contrast (AF evaluation value), and the horizontal axis represents the lens position (nearest to infinite). First, an in-focus position is detected by external AF, and then a fine sampling is performed by CCD-AF in the vicinity of the detected in-focus position to detect the in-focus position. Then, the final focusing position is determined based on both focusing positions.
[0106]
  As described above, according to the operation example 2, when the power is turned on, the distance measurement is performed with the external AF at a predetermined interval even before the release key is pressed, that is, even when the release key is not pressed. When processing is performed and the release key is pressed, a reference position for performing CCD-AF is calculated based on a distance measurement result of external AF, and CCD-AF is performed in the vicinity of the lens reference position. Therefore, the AF time can be shortened as compared with the case where the external AF is executed after the release key is pressed and then the CCD-AF is executed based on the result of the external AF.
[0107]
  In the second operation example, the distance measurement process using the external AF is performed at a predetermined interval after the power is turned on. Instead of performing the distance measurement process using the external AF at a predetermined interval after the power is turned on, for example, A pressure-sensitive sensor or infrared sensor is installed in the grip part of the body of the digital camera to detect that the operator has gripped the grip part of the body of the digital camera, and after that detection, distance measurement processing by external AF at a predetermined time interval You may decide to do. As a result, the power consumption can be reduced as compared with the configuration in which the distance measurement process using the external AF is performed at predetermined intervals after the power is turned on.
[0108]
  Further, according to the operation example 2, the reference position of the lens system when performing the CCD-AF is calculated using a plurality of distance measurement results detected by the external AF at predetermined time intervals. The movement of the subject (when approaching or moving away) can be detected before the release, and the moving object predictive AF is possible, so that even a moving subject can be accurately focused.
[0109]
  The passive distance measuring sensor (external AF sensor 136) shown in FIG. 3 and FIG. 4 has a configuration in which a photo sensor array is arranged in the horizontal direction and detects a contrast difference in the horizontal direction with respect to the subject. (For vertical stripe detection) As shown in FIGS. 13 and 14, in addition to the configuration for detecting the contrast difference in the horizontal direction with respect to the subject (for vertical stripe detection), the configuration for detecting the contrast difference in the vertical direction. (For horizontal stripe detection) may also be added to detect the contrast difference between the horizontal direction and the vertical direction with respect to the subject. FIG. 14 is a diagram illustrating another schematic configuration example of the external AF sensor. The external AF sensor 136 shown in FIG. 14 has a substantially cross shape, and includes a lens 151, a photosensor array 152a (left sensor), 152b (right sensor), a lens 153, and a photosensor array 154a (upper sensor). 154b (lower sensor) and an arithmetic circuit (not shown). The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. The photosensor arrays 152a (left sensor) and 152b (right sensor) detect a horizontal contrast difference with respect to the subject, and the photosensor arrays 154a (upper sensor) and 154b (lower sensor) are perpendicular to the subject. Detect contrast difference.
[0110]
  The principle of distance measurement of the external AF sensor 136 will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, the distance to the subject is d, the distance between the lens 151 and the photo sensor arrays 152a (left sensor) and 152b (right sensor) is f, and the distance is input to the photo sensor arrays 152a (left sensor) and 152b (right sensor). The distance d from the front surface of the external AF sensor 136 to the subject is calculated by triangulation as follows: X = X1, X2 and the distance between the photosensor arrays 152a, 152b to which the light is incident are B1. It can be calculated by B1 · f / (X1 + X2). Further, the distance to the subject is d, the distance between the lens 153 and the photo sensor array 154a (upper sensor), 154b (lower sensor) is f, and the light is input to the photo sensor array 154a (upper sensor), 154b (lower sensor). , X3 and X4, and the distance between the photosensor arrays 154a and 154b to which light is incident as B2, the distance d from the front surface of the external AF sensor 136 to the subject is determined by triangulation as follows: d = B2 · It can be calculated by f / (X3 + X4).
[0111]
  FIG. 14 shows subject images of the left and right photosensor arrays and the upper and lower photosensor arrays. The arithmetic circuit integrates the light amounts of the subject images of the left and right photosensor arrays and calculates the deviation of the data of the left and right photosensor arrays, thereby detecting the horizontal contrast difference with respect to the subject and calculating the subject distance d. To do. In addition, the arithmetic circuit integrates the light amounts of the subject images of the upper and lower photosensor arrays and calculates the shift of the data of the upper and lower photosensor arrays, thereby detecting the contrast difference in the vertical direction with respect to the subject to detect the subject distance d. Is calculated. The arithmetic circuit outputs the distance measurement result with higher accuracy of the distance measurement result (the contrast difference is larger) to the CPU 121.
[0112]
  For example, in FIG. 13, the output of each sensor when the subject example is S (horizontal stripe subject) is as shown in FIG. 14, and the contrast difference is small in the outputs of the left and right photosensor arrays, making distance measurement difficult. However, the contrast difference becomes large at the output of the upper and lower photosensor arrays, and distance measurement can be easily performed. As described above, in the case of a horizontally striped subject, the distance measurement accuracy is higher in the upper and lower photosensor arrays, while in the case of a vertically striped subject, the distance measurement accuracy is higher in the left and right photosensor arrays. Therefore, by using the left and right photosensor arrays and the upper and lower photosensor arrays, it is possible to reduce subjects that are not good at distance measurement, and it is possible to significantly improve the focus probability. In addition, by using the left and right photo sensor arrays and the upper and lower photo sensor arrays, it is possible to measure the distance with high accuracy regardless of whether the position of the camera is the vertical position or the horizontal position. Although the external AF sensor 136 shown in FIG. 13 has a cross shape, it may have an L shape.
[0113]
  The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and executed without departing from the gist of the invention. For example, in the present embodiment, an example in which the automatic focusing device and the automatic focusing method according to the present invention are applied to a digital camera has been described. It can also be applied to an input device or the like. In short, the present invention can be applied to all apparatuses that perform AF when inputting an image.
[0114]
【The invention's effect】
  According to the automatic focusing device of the first aspect, the lens system forms a subject image at a predetermined position, and the imaging unit images the subject image input through the lens system and outputs image data. The focus position detection means uses the imaging means to move the lens system to detect the focus position, and the distance measurement means uses a photoelectric conversion means different from the imaging means to determine the distance to the subject. DetectBased on the focus position detected by the focus position detection means and the distance measurement result measured by the distance measurement means, the final focus position is determined,Since the in-focus position detecting means and the distance measuring means are operated substantially simultaneously, the AF time can be shortened as compared with the case where CCD-AF is executed based on the result of the external AF. It is possible to provide an automatic focusing device capable of detecting a precise focusing position.Further, when the distance measurement result by the distance measurement means differs from the distance corresponding to the start position of the focus position detection means by a predetermined value or more, the focus position detection operation is interrupted and the movement start position of the lens system is measured. Even if the subject is significantly deviated from the reference position by resetting based on the lens position corresponding to the distance detected by the distance unit and re-detecting the in-focus position, high-speed AF is realized. It becomes possible.
[0116]
  Claims2According to the automatic focusing apparatus, since the current position of the lens system is set as the movement start position and the focusing position is detected by moving the lens system, the effect of the automatic focusing apparatus according to claim 1 is achieved. In addition to this, it is possible to further increase the AF speed.
[0117]
  Claims3According to the automatic focusing device according to the present invention, the automatic focusing device includes the lens position recording unit that records the position of the lens system at the time of focusing for each shooting, and the focusing position detection unit is recorded in the lens position recording unit. Since the movement start position of the lens system is determined based on the lens position, in addition to the effect of the automatic focusing device according to the first aspect, it is possible to further increase the AF speed.
[0118]
  Claims4According to the automatic focusing device according to the present invention, the automatic focusing device includes a shooting mode selection unit that selects one shooting mode from a plurality of shooting modes for shooting according to the type of the subject, and the focus position detection unit includes the shooting mode selection unit. Since the movement start position of the lens system is determined in accordance with the photographing mode selected by the mode selection means, in addition to the effect of the automatic focusing device according to claim 1, the AF speed is further increased. It becomes possible.
[0130]
  Claims5According to the camera according to claim 1, claims 1 to4Since the automatic focusing device according to any one of the above is applied, it is possible to detect the focusing position with high accuracy and high speed in the camera.
[0131]
  Claims6According to the portable information input device according to claim 1, claims 1 to4Since the automatic focusing device according to any one of the above is applied, it is possible to detect the focusing position with high accuracy and high speed in the portable information input device.
[0132]
  Claims7According to the in-focus position detecting method according to the present invention, in the in-focus position detecting method for detecting the in-focus position of the lens system with respect to the subject, a photoelectric conversion means different from the imaging means is used in the distance measuring step. Detecting the distance, in the focus position detection step, using the imaging means, moving the lens system to detect the focus position,In the in-focus determination process, the final in-focus position is determined based on the in-focus position detected in the in-focus position detection process and the distance measurement result measured in the distance measurement process. When the photographing operation member for instructing photographing is operated, the distance measuring step and the in-focus position detecting step are executed substantially simultaneously. Therefore, the CCD-AF is performed based on the result of the external AF. It is possible to provide an in-focus position detection method that can shorten the AF time and can detect the in-focus position with high accuracy as compared with the case of execution.Further, in the focus position detection step, when the distance measurement result of the distance measurement step differs from the distance corresponding to the start position by a predetermined value or more, the focus position detection operation is interrupted, and the movement start position of the lens system Is reset based on the lens position corresponding to the distance detected in the distance measuring step, and the detection of the in-focus position is performed again, so even if the subject is significantly deviated from the reference position, High-speed AF can be realized.
[0133]
  Claims8According to the in-focus position detecting method, the in-focus position detecting step detects the in-focus position by moving the lens system with the current position of the lens system as the movement start position.7In addition to the effect of the in-focus position detection method according to the above, it is possible to further increase the AF speed.
[0134]
  Claims9According to the in-focus position detecting method, the method includes a lens position recording step for recording the position of the lens system at the time of in-focus for each photographing, and the in-focus position detecting step is recorded in the lens position recording step. The movement start position of the lens system is determined based on the lens position.7TakeIn-focus position detection methodIn addition to the above effect, it is possible to further increase the AF speed.
[0135]
  Claims10According to the in-focus position detection method, the method includes a shooting mode selection step of selecting one shooting mode from a plurality of shooting modes for shooting according to the type of subject, and the focus position detection step includes: The movement start position of the lens system is determined in accordance with the shooting mode selected in the shooting mode selection step.7TakeIn-focus position detection methodIn addition to the above effect, it is possible to further increase the AF speed.
[0137]
  Claims11According to the in-focus position detection method, if the distance measurement result in the distance measurement process and the shooting distance corresponding to the focus position detected in the focus position detection process are different from each other by a predetermined value or more, the reliability of both Since the focus position corresponding to the distance measurement result measured in the distance measurement step or the focus result of the focus position detection step is determined as the final focus position on the basis of the information on the property, the claim7-10In addition to the effect of the focus position detection method according to any one of the above, it is possible to detect the focus position with higher accuracy.
[0138]
  Claims12According to the in-focus position detection method, when the distance measurement result of the distance measurement step and the shooting distance corresponding to the focus position detected in the focus position detection step are different from each other by a predetermined value or more, Since the in-focus position detected in the position detection step is determined as the final in-focus position, the claims7-10In addition to the effect of the focus position detection method according to any one of the above, the processing can be simplified.
[0147]
  Claims13According to the computer-readable recording medium according toClaims 7 to 12Since a program for causing a computer to execute each step of the invention described in any one of the above is recorded, high-precision and high-speed focusing can be performed by executing the program recorded on the recording medium by the computer. Position detection is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a digital camera according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the IPP in FIG.
3 is a diagram showing a schematic configuration of the external AF sensor of FIG. 1. FIG.
4 is an explanatory diagram for explaining a distance measuring principle of the external AF sensor of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation example 1 regarding AF of the digital camera.
FIG. 6 is a diagram showing a comparison of superiority between CCD-AF and external AF in hybrid AF.
FIG. 7 is a timing chart for explaining execution timings of external AF and CCD-AF in an operation example 1;
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation example 2 regarding AF of the digital camera.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a case where a CCD-AF start position (reference position) is calculated from distance measurement results of the last two points of an external AF.
FIG. 10 is a timing chart for explaining execution timings of external AF and CCD-AF in an operation example 2;
FIG. 11 is a timing chart for explaining execution timings of external AF and CCD-AF in an operation example 2;
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an operation example 2;
13 is a diagram showing another schematic configuration of the external AF sensor of FIG. 1. FIG.
14 is an explanatory diagram for explaining the distance measuring principle of the external AF sensor of FIG. 13; FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a conventional CCD-AF system.
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a conventional CCD-AF system.
[Explanation of symbols]
  100 digital camera
  101 Lens system
  101a Focus lens system
  101b Zoom lens system
  102 Mechanical mechanism including autofocus
  103 CCD (Charge Coupled Device)
  104 CDS (correlated double sampling) circuit
  105 Variable Gain Amplifier (AGC Amplifier)
  106 A / D converter
  107 IPP (Image Pre-Processor)
  108 DCT (Discrete Cosine Transform)
  109 Coder (Huffman Encoder / Decoder)
  110 MCC (Memory Card Controller)
  111 RAM (internal memory)
  112 PC card interface
  121 CPU
  122 Display section
  123 Operation unit
  125 motor driver
  126 SG Department
  127 Strobe
  128 battery
  129 DC-DC converter
  130 EEPROM
  131 Focus driver
  132 Pulse motor
  133 Zoom driver
  134 Pulse motor
  135 Motor driver
  136 External AF sensor
  150 PC card
  151 lens
  152 Photosensor Array
  153 lens
  154 Photosensor array
  1071 Color separation unit
  1072 Signal interpolation unit
  1073 Pedestal adjustment unit
  1074 White balance adjustment section
  1075 Digital gain adjustment unit
  1076 γ converter
  1077 Matrix part
  1078 Video signal processor
  1079 Y operation part
  1080 BPF
  1081 AF evaluation value circuit
  1082 AE evaluation value circuit
  1083 Y operation part
  1084 AWB evaluation value circuit
  1085 CPU I / F
  1086 DCTI / F
  1075r, 1075g, 1075b multiplier

Claims

A lens system including a focus lens system that forms a subject image at a predetermined position;
Imaging means for imaging a subject image input via the lens system and outputting image data;
A focusing operation member for instructing execution of the focusing operation ;
A focus position detecting means for detecting a focus position by moving the lens system using the imaging means;
A distance measuring means for detecting a distance to a subject using a photoelectric conversion means different from the imaging means;
A focus position determination means for determining a final focus position based on the focus position detected by the focus position detection means and a distance measurement result measured by the distance measurement means;
When the in- focus operation member is operated, the in-focus position detecting means and the distance measuring means are operated substantially simultaneously ,
When the distance measurement result by the distance measurement means differs from the distance corresponding to the start position of the focus position detection means by a predetermined value or more, the focus position detection means interrupts the focus position detection operation, and and re-set based on the movement start position of the lens system to the lens position corresponding to the distance detected by the distance measuring means, an automatic focusing apparatus characterized by re-executing the detection of the focusing position.

2. The automatic focusing device according to claim 1 , wherein the focus position detection unit detects the focus position by moving the lens system with the current position of the lens system as a movement start position.

Comprising lens position recording means for recording the position of the lens system at the time of focusing for each photographing;
2. The automatic focusing apparatus according to claim 1 , wherein the focusing position detection unit determines a movement start position of the lens system based on a lens position recorded in the lens position recording unit.

A shooting mode selection means for selecting one shooting mode from a plurality of shooting modes for shooting according to the type of subject;
2. The automatic focusing device according to claim 1 , wherein the focusing position detecting unit determines a movement start position of the lens system according to a shooting mode selected by the shooting mode selecting unit.

A camera to which the automatic focusing device according to any one of claims 1 to 4 is applied.

A portable information input device to which the automatic focusing device according to any one of claims 1 to 4 is applied.

In a focus position detection method for detecting a focus position with respect to a subject of a lens system including a focus lens system,
A distance measuring step for detecting the distance to the subject using a photoelectric conversion means different from the image pickup means, and a focus position for detecting the focus position by moving the lens system using the image pickup means A detection process;
A focus position determination step for determining a final focus position based on the focus position detected in the focus position detection step and the distance measurement result measured in the distance measurement step,
When the focusing operation member for instructing the focusing operation is operated, the distance measurement step and the focus position detection step are executed substantially simultaneously ,
In the in-focus position detection step, when the distance measurement result in the distance measurement step differs from the distance corresponding to the start position by a predetermined value or more, the in-focus position detection operation is interrupted, and the movement start position of the lens system is determined. An in-focus position detection method comprising: resetting based on a lens position corresponding to the distance detected in the distance measuring step, and re-detecting the in- focus position.

8. The focus position detection method according to claim 7 , wherein the focus position detection step detects the focus position by moving the lens system with the current position of the lens system as a movement start position.

Including a lens position recording step of recording the position of the lens system at the time of focusing for each photographing,
The focus position detection method according to claim 7 , wherein the focus position detection step determines a movement start position of the lens system based on the lens position recorded in the lens position recording step.

Including a shooting mode selection step of selecting one shooting mode from a plurality of shooting modes for shooting according to the type of subject,
The focus position detection method according to claim 7 , wherein the focus position detection step determines a movement start position of the lens system according to the shooting mode selected by the shooting mode selection step.

When the distance measurement result of the distance measurement step and the shooting distance corresponding to the focus position detected in the focus position detection step are different from each other by a predetermined value or more, the distance measurement step according to any one of claims 7 to 10, characterized in that determining the ranging distance measurement result to the corresponding focus position or the focus position detection step of focusing results in the final focus position In-focus position detection method.

A distance measuring result of said distance measuring step, focusing the photographing distance corresponding to the detected focus position by the focus position detection process if not more than a predetermined value different, detected by the focus position detection step focus position detection method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that to determine the position of the final focus position.

A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the invention according to any one of claims 7 to 12 is recorded.