オートフォーカス装置
【課題】オートフォーカス処理に要する時間を短縮する。
【解決手段】例えば、レンズの合焦位置の特定を行う際に、レンズを１ステップずつ移動させながら、このレンズを介してセンサ回路に入力された画像信号をもとに評価値データを算出し、この評価値データの大きさから合焦位置の特定を行う。この際に、レンズの移動は、オートフォーカス装置の電源投入後に１度だけ検出した原点位置を基準として、その相対関係で制御する。また、レンズを１ステップずつ移動させながら合焦位置を特定する際には、まず、至近側の特定位置にレンズを移動させ（Ｓ４０１）、その後至近側の特定位置から無限遠側に向けて逐次レンズを移動させる（Ｓ４０２，Ｓ４０３）。これによって、原点位置を検出する時間や、実使用上多くなる至近側の画像に対するフォーカス時間を短縮できる。
【解決手段】例えば、レンズの合焦位置の特定を行う際に、レンズを１ステップずつ移動させながら、このレンズを介してセンサ回路に入力された画像信号をもとに評価値データを算出し、この評価値データの大きさから合焦位置の特定を行う。この際に、レンズの移動は、オートフォーカス装置の電源投入後に１度だけ検出した原点位置を基準として、その相対関係で制御する。また、レンズを１ステップずつ移動させながら合焦位置を特定する際には、まず、至近側の特定位置にレンズを移動させ（Ｓ４０１）、その後至近側の特定位置から無限遠側に向けて逐次レンズを移動させる（Ｓ４０２，Ｓ４０３）。これによって、原点位置を検出する時間や、実使用上多くなる至近側の画像に対するフォーカス時間を短縮できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置に関し、特にカメラ付き携帯電話システムなどに搭載されるオートフォーカス装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、デジタルカメラ等におけるオートフォーカス装置では、被写体を撮影して得られた画像信号に対して、山登り制御と呼ばれる方式を用いてピントの調整を行っている。山登り制御とは、撮像レンズの位置を移動させながら、ＣＣＤ等の撮像素子から画像信号を取得し、その画像信号のフォーカスエリア内のコントラスト値がピークを示す撮像レンズの位置を探索する方式である。また、撮像レンズの移動には、ステッピングモータやリニアモータ等が使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記のようなオートフォーカス装置の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【０００４】
例えば、前述したような山登り制御は次のように行われる。図８は、本発明の前提として検討したオートフォーカス装置において、山登り制御を用いた処理内容の一例を示す説明図である。例えば、デジタルカメラ等で被写体を捕らえ、オートフォーカス（以下、ＡＦと略す場合有り）処理を実行すると、図８のように、まず撮像レンズ（以下、レンズと略す）が動作開始時のレンズ位置から原点位置まで移動し、原点位置の検出が行われる（Ｓ８０１）。
【０００５】
この原点位置は、通常、カメラ仕様上の撮像範囲である無限遠よりも遠くの位置に設定される。この位置は、レンズの移動機構上では、例えばその移動限界の箇所に設置されたストッパやフォトセンサの位置などに該当する。レンズが移動して原点位置に達すると、ストッパやフォトセンサなどからレンズ位置の制御回路に向けて信号が出力される。レンズ位置の制御回路は、この信号を受けた箇所を原点位置として認識し、その後原点位置を基準として相対的にレンズの位置を制御する。
【０００６】
続いて、レンズを原点位置から無限遠の位置まで移動する（Ｓ８０２）。この無限遠の位置からは、評価値データを取得しながらのサーチ動作が行われる（Ｓ８０３）。すなわち、レンズの位置を至近側へ移動しながら、その都度ＣＣＤ等の撮像素子によって画像信号を取得し、この画像信号から評価値データを得る。引き続き、評価値データが頂点（合焦位置）を越えるまで、レンズの位置を至近側へ移動していく（Ｓ８０４）。評価データが頂点を越えたことを認識すると、先程の頂点（合焦位置）の位置までレンズを戻し（Ｓ８０５）、ＡＦ処理が完了する。
【０００７】
しかしながら、本発明者等の検討によって、図８のようなＡＦ処理では、例えば次のような問題があることが判明した。第１に、ＡＦ処理を実行する毎に、図８のＳ８０１のように、レンズ位置を無限遠側まで移動させて原点位置の検出を行っているため、ＡＦ処理時間が長くなってしまう。第２に、図８のＳ８０３，Ｓ８０４のように、無限遠側から至近側へ向けてサーチ動作を行っているため、特に携帯電話システム等に搭載のデジタルカメラにおいてＡＦ処理時間に無駄が生じている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、オートフォーカス装置において、その処理時間を短縮することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明によるオートフォーカス装置は、撮像レンズと、撮像レンズを介して入力された画像を電気信号に変換するセンサ回路と、撮像レンズの位置を至近側および／または無限遠側に向けて移動させるモータと、モータの制御やセンサ回路から取得した電気信号の処理を行う制御回路とを含むものとなっている。この制御回路は、具体的には、モータの制御によって撮像レンズを移動させ、この移動に伴ってセンサ回路から電気信号を逐次取得し、取得した各電気信号の大きさを比較することで撮像レンズの合焦位置を特定するような処理を行う。
【００１１】
ここで、本発明の一つの特徴は、制御回路が、オートフォーカス装置の電源投入後に、モータの制御によって撮像レンズを移動させ、この撮像レンズの移動過程で原点位置を検出し、以降電源供給が継続している間は、この検出した原点位置を基準に各処理を行い、原点位置の検出を再度行わないことにある。したがって、撮像レンズの合焦位置を特定するというオートフォーカス処理を行う際には、この電源投入後に１度だけ検出した原点位置を基準位置として相対関係で合焦位置を特定する。なお、原点位置とは、撮像レンズの移動機構上の特定箇所に予め固定的に定まっている位置である。
【００１２】
前述したように従来技術においては、オートフォーカス処理を行う度に原点位置の検出が行われていたが、本発明のように電源投入後に１度だけ原点位置の検出を行うようにすることで、オートフォーカス処理に要する時間を短縮できる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前述した合焦位置を特定する過程で行う撮像レンズの移動を、至近側から無限遠側に向かう方向で行うことにある。これによって、特に至近側の画像を対象に撮像することが多いカメラ付携帯電話システムなどにおいて、オートフォーカス処理に要する時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、オートフォーカス処理に要する時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態によるオートフォーカス装置を搭載した携帯電話システムの構成例を示すブロック図である。図１の携帯電話システムは、例えば、外部インタフェースとして、音声入力部１００、音声出力部１０１、アンテナ１０２、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０３およびレンズ部１０４などを備え、加えてこれらの外部インタフェースを制御する各種ＬＳＩが備わっている。音声インタフェースＬＳＩ１０５は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａコンバータ等を含み、音声入力部１００および音声出力部１０１を制御する。高周波インタフェースＬＳＩ１０６は、変調／復調機能等を含み、アンテナ１０２を介して電波の送受信を行う。液晶コントローラＬＳＩ１０７は、駆動ドライバ等を含み、ＬＣＤ１０３を制御する。
【００１７】
ベースバンドＬＳＩ１０８は、音声インタフェースＬＳＩ１０５および高周波インタフェースＬＳＩ１０６との間で各種ベースバンド信号の入出力を行う。カメラ信号処理ＬＳＩ１１０は、レンズ部１０４の制御を含めて撮像に関する様々な処理を行う。アプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９は、バス１１３を介して、ベースバンドＬＳＩ１０８、液晶コントローラＬＳＩ１０７、カメラ信号処理ＬＳＩ１１０、不揮発性メモリＬＳＩ１１１および揮発性メモリＬＳＩ１１２との間で信号を送受信し、これらのＬＳＩの制御を行う。
【００１８】
このような構成において、カメラ信号処理ＬＳＩ１１０とレンズ部１０４が撮像機能を備えたカメラ部１１４を構成しており、このカメラ部１１４が、本実施の形態のオートフォーカス装置（またはその主要部）に該当する。図２は、図１の携帯電話システムにおいて、そのカメラ部（オートフォーカス装置）の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００１９】
図２に示すカメラ部１１４には、例えば、撮像レンズ（レンズ）１０４ａと、ＣＣＤ等の撮像素子を含むセンサ回路１０４ｂと、ステッピングモータ等のレンズ駆動用モータ１０４ｃと、カメラ信号処理ＬＳＩ１１０などが含まれている。カメラ信号処理ＬＳＩ１１０は、カメラ回路１１０ａと、画像スケール調整回路１１０ｂと、ディジタルインタフェース回路１１０ｃと、揮発性メモリ回路１１０ｄと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）回路１１０ｅなどから構成され、これらの回路は互いにバス１１０ｆで接続されている。
【００２０】
レンズ１０４ａを介して得た画像は、センサ回路１０４ｂによって画像信号（電気信号）に変換される。カメラ回路１１０ａは、この画像信号からハイパスフィルタ等によって高周波成分を抽出し、それを積分平均して合焦状態を評価するための評価値データを算出する。画像スケール調整回路１１０ｂは、カメラ回路１１０ａからの画像データに対して必要に応じてズームアップ／ダウンのスケール調整を行う。このスケール調整が行われた画像データは、ビデオ出力としてディジタルインタフェース１１０ｃを介して出力され、この出力データは、例えば、図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９〔液晶コントローラＬＳＩ１０７〕等に送られる。
【００２１】
ＣＰＵ回路１１０ｅは、例えば、カメラ回路１１０ａから合焦状態を評価する評価値データを取得し、このデータを用いてオートフォーカス処理（ＡＦ処理）の演算等を行う。そして、ＣＰＵ回路１１０ｅは、この演算結果をもとにレンズ駆動用モータ１０４ｃを駆動し、レンズ１０４ａの位置を合焦状態となる位置に移動させる。
【００２２】
図３は、図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の一例を示す説明図である。図４は、図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の他の一例を示す説明図である。
【００２３】
本実施の形態のオートフォーカス装置は、自身の電源が投入された際に一度だけ、図３のＳ３０１，Ｓ３０２からなる原点位置検出動作を行う。具体的には、カメラ部１１４の電源投入後、例えば図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９より図２のＣＰＵ回路１１０ｅに向けて、ＩＩＣ Ｉ/Ｆを使用して原点位置検出実行コマンドが発行される。このコマンドを受信すると、図２のＣＰＵ回路１１０ｅは、レンズ駆動用モータ１０４ｃを駆動してレンズ１０４ａを移動させる。これによって、例えば前回の電源遮断時の位置から無限遠より先の原点位置に向けてレンズ１０４ａが移動し、原点位置に到達した時点でレンズの移動機構によって原点位置検出信号が出力される（Ｓ３０１）。
【００２４】
原点位置検出信号を受けたＣＰＵ回路１１０ｅは、原点位置を認識し、予めこの原点位置からの相対値（ステッピングモータの場合はステップ数）によって定まる至近側の特定位置に向けて、レンズ１０４ａを移動させる（Ｓ３０２）。なお、電源投入時にＳ３０１，Ｓ３０２のような原点位置検出動作を一度行った後は、電源が遮断されるまでの間、ＡＦ処理に伴う再度の原点検出動作は行わない。すなわち、ＡＦ処理が行われる際は、原点検出動作は行わずに、図４のＳ４０１に示すように、最初にレンズ位置を至近側の特定位置に戻す処理が行われる。
【００２５】
図４のＳ４０１のように、ＡＦ処理毎にレンズ１０４ａの位置を前回の合焦位置から至近側の特定位置に戻した後は、前述した山登り制御を用いたサーチ動作を開始する。ここでは、前述した図８と異なり、至近側から無限遠側の方向にレンズ１０４ａを一定のレンズ駆動ステップ数で移動させる。その時、併せて図２のカメラ回路１１０ａで算出された評価値データをＣＰＵ回路１１０ｅにて取得し、評価値データの大きさを比較しながら最も評価値データの大きいレンズ位置を検索する（Ｓ４０２，Ｓ４０３）。この検索によって、最も評価値データの大きいレンズ位置を合焦位置として定め、この合焦位置にレンズ位置を戻す（Ｓ４０４）。
【００２６】
以上のように、従来技術のＡＦ処理では、図８のようにまず原点位置検出動作を実行していたが、本実施の形態のＡＦ処理では、カメラ電源投入時に一度だけ原点位置検出動作を行い、それ以降の通常のＡＦ処理では原点位置検出動作は行わない。これにより原点位置検出動作にかかる時間分、ＡＦ処理に要する時間を短縮可能となる。
【００２７】
また、本実施の形態のＡＦ処理では、従来技術のＡＦ処理と異なり、至近側から無限遠側に向けて合焦位置のサーチ動作を行っている。この結果、至近側に有る被写体に対して、合焦精度は従来技術のままで、合焦時間を短縮することが可能となる。したがって、前述した原点位置検出動作の省略と併用することで特に至近側合焦時に大幅なＡＦ処理時間の短縮が実現できる。例えば、携帯電話システム等に搭載のデジタルカメラでは、至近側の被写体に対して撮像する場合が多いため、このようなシステムでは、前述した効果が特に顕著なものとなる。
【００２８】
さらに、逆光状態で被写体を撮影した時などに、評価値データの頂点がサーチ範囲内に２つ発生する場合について、従来技術のＡＦ処理では無限遠からサーチしていた為、被写体では無く背景（無限遠側）に合焦していたが、至近側からサーチする事により被写体（至近側）に合焦する効果も得られる。
【００２９】
ところで、前述した図３および図４のような処理は、例えば、図２のＣＰＵ回路１１０ｅのプログラム処理によって実現される。図５は、図２のＣＰＵ回路が行うプログラム処理において、そのメインルーチンの一例を示すフロー図である。図６は、図５のメインルーチンにおいて、そのサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。図７は、図６のサブルーチンにおいて、更なるサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。なお、これらのプログラムは、例えばＣＰＵ回路１１０ｅ内蔵のＲＯＭ等に格納される。
【００３０】
図５においては、ＡＦ制御処理が実行され（Ｓ５０１）、次いでその他のカメラ制御処理が実行され（Ｓ５０２）、更にこれらの処理が繰り返し行われている。Ｓ５０１のＡＦ制御処理は、例えば、図６のような処理内容となっている。図６では、まず、Ｖ同期フラグの有無を検出する（Ｓ６０１）。Ｖ同期フラグは、Ｖ（垂直）同期信号により起動される割り込み処理内でセットされる。これによって、Ｓ５０１のＡＦ制御処理は、Ｖ同期信号に同期した処理となる。Ｓ６０１でＶ同期フラグが有った場合は、Ｖ同期フラグをクリアする（Ｓ６０２）。無かった場合はＳ６０８によって図５のメインルーチンに復帰し、Ｓ５０２の処理へと続く。
【００３１】
Ｓ６０２でＶ同期フラグをクリア後、ＡＦ制御用コマンドの受信有無を判定する（Ｓ６０３）。コマンドが有った場合は、ＡＦ制御用の各種パラメータを設定し（Ｓ６０４）、次いで評価値検出範囲の設定を行う（Ｓ６０５）。具体的には、例えば、Ｓ６０４でＡＦ動作中フラグをオンに設定し、Ｓ６０５で、図２のセンサ回路１０４ｂからカメラ回路１１０ａを介して得られる画像フレームの中からフォーカスエリアを設定する。その後は、カメラ回路１１０ａから、このフォーカスエリアに対する評価値データを取得し（Ｓ６０６）、ＡＦ合焦演算処理（Ｓ６０７）へと移行する。一方、Ｓ６０３でＡＦ制御用コマンドを受信しなかった場合は、ＡＦ動作中フラグがオンかオフかを判定し（Ｓ６０９）、オンの場合は、Ｓ６０６へ移行し、オフの場合は、Ｓ６０８を介して図５のメインルーチンへ復帰する。
【００３２】
Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理では、図７に示すように、まず、ＡＦ制御用コマンドの一つである原点位置検出実行コマンドの受信有無を判定する（Ｓ７０１）。この原点位置検出実行コマンドは、図３で述べたようにカメラ部の電源投入後に、例えば図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９等から発行される。原点位置検出実行コマンドを受信した場合は、Ｓ７０２において原点位置検出済フラグのオン／オフが判定され、受信しない場合は、Ｓ７０８において原点位置検出済フラグのオン／オフが判定される。
【００３３】
Ｓ７０２において、原点位置検出済フラグがオンの場合は、Ｓ７１７によって図６のサブルーチンに復帰し、その後図６のサブルーチン内で図５のメインルーチンに復帰する。一方、原点位置検出済フラグがオフの場合は、Ｓ７０３においてＡＦ動作モードが初期位置移動に設定されているかを判定する。カメラ部の電源投入直後の場合、Ｓ７０２における原点位置検出済フラグはオフ、Ｓ７０３におけるＡＦ動作モードは初期位置移動に設定されていない状態となっている。したがって、この場合は、Ｓ７０４，Ｓ７０５において、前述した図３のＳ３０１のように、原点位置へレンズを移動する処理が行われる。
【００３４】
Ｓ７０４では、原点位置を検出するためのモータ駆動ステップ数が設定される。具体的には、例えば、図２のレンズ駆動用モータ１０４ｃに対して、図３のＳ３０１のように、レンズを無限遠側の方向に移動させるためのある程度大きいステップ数が設定される。Ｓ７０５では、ＡＦ動作モードが初期位置移動に設定される。その後、Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグをオンにすることで、図２のレンズ駆動用モータ１０４ｃがこの設定したステップ数に応じた駆動を開始する。このモータ駆動要求フラグは、Ｖ同期信号に同期して行われるタイマ割り込み処理内で使用される。タイマ割り込み処理内では、モータ駆動要求フラグがオンならば、ＣＰＵ１１０ｅからモータ駆動用のパルスが出力される。
【００３５】
なお、原点位置までレンズを移動させる際は、必ずしもＶ同期信号の１周期分で完了するとは限らず、複数周期分を要することがある。このような場合でも、Ｓ７１６のタイマ割り込み処理内で、原点位置を検出するまでの間、複数周期に亘ってレンズが原点位置に向けて移動する。原点位置を検出した場合は、モータ駆動要求フラグがオフとなり、この割り込み処理を抜ける。
【００３６】
このようにして、レンズが原点位置に達し、原点位置のストッパ、フォトセンサ等が発生した信号によって図２のＣＰＵ１１０ｅが原点位置を検出すると、Ｓ７１７から図６および図５のルーチンに戻り、図６の各処理を経て、再び図７のＳ６０７のＡＦ合焦演算処理が行われる。今度は、Ｓ７０１，Ｓ７０２を経てＳ７０３に達した時点で、前述したＳ７０５でＡＦ動作モードを初期位置移動に設定したため、Ｓ７０６，Ｓ７０７側に移行する。
【００３７】
このＳ７０６，Ｓ７０７の処理は、図３のＳ３０２の処理に該当する。Ｓ７０６では、至近側に移動するためのモータ駆動ステップ数が設定される。Ｓ７０７では、原点位置検出済フラグがオンに設定される。その後、Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグをオンにすることで、図２のレンズ駆動用モータ１０４ｃがこの設定したステップ数に応じた駆動を開始する。すなわち、Ｓ７０６においては、検出した原点位置を基準に至近側の特定位置までの相対的なステップ数が設定されるため、レンズは、Ｓ７１６での割り込み処理によってこのステップ数分移動し、至近側の特定位置で停止する。レンズが停止すると、モータ駆動要求フラグがオフとなり、Ｓ７１６の割り込み処理を抜け、Ｓ７１７から図６および図５のルーチンに戻る。
【００３８】
このように、電源投入後の原点位置検出実行コマンドに対応して、原点位置を検出し、レンズを至近側の特定位置（初期位置）に移動した以降、図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９は、電源供給が継続する間、原点位置検出実行コマンドを発生せず、画像に対するオートフォーカス実行命令となる通常のＡＦ制御用コマンドを発生する。なお、仮に原点位置検出実行コマンドを再度発生した場合でも、Ｓ７０７において原点位置検出済フラグをオンに設定したため、Ｓ７０２からＳ７１７に直接移行する処理となり、実質原点位置の検出は行われない。
【００３９】
アプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９が撮像に伴い通常のＡＦ制御用コマンドを発生すると、図６のＳ６０３〜Ｓ６０５において、各種設定が行われ、Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理が行われる。この場合のＡＦ合焦演算処理では、図７のＳ７０１からＳ７０８に移行する処理となり、Ｓ７０８において原点位置検出済フラグの有無が判定される。原点位置検出済フラグがオフの場合は、Ｓ７１７を介して図６および図５のルーチンに戻る。一方、前述したＳ７０７の処理を経た後は、原点位置検出済フラグがオンとなっているため、Ｓ７０９に移行する。
【００４０】
Ｓ７０９では、ＡＦ動作モードがサーチ移動か否かが判定される。サーチ移動の場合は、Ｓ７１２に移行し、サーチ移動でない場合は、Ｓ７１０，Ｓ７１１の処理に移行する。このＳ７１０，Ｓ７１１の処理は、前述した図４のＳ４０１の処理に該当し、レンズの位置を前回合焦位置から至近側の特定位置に戻す処理となる。Ｓ７１０では、レンズを至近側の特定位置に戻すためのモータ駆動ステップ数が設定される。Ｓ７１１では、ＡＦ動作モードがサーチ移動に設定される。その後、Ｓ７１６においてモータ駆動要求フラグをオンにすると、割り込み処理内でレンズが至近側の特定位置に向けて移動し、この位置に到達した時点でモータ駆動要求フラグがオフとなり、割り込み処理を抜ける。
【００４１】
その後は、Ｓ７１７を介して図６および図５のルーチンに戻り、今度は、図６のＳ６０３→Ｓ６０９→Ｓ６０６の処理を経て、Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理が行われる。この場合のＡＦ合焦演算処理では、Ｓ７１１でＡＦ動作モードをサーチ移動に設定したため、図７のＳ７０１→Ｓ７０８→Ｓ７０９の処理を経て、Ｓ７１２に移行する。Ｓ７１２では、前述したＳ６０６の処理の中でＣＰＵ１１０ｅがカメラ回路１１０ａから取得した評価値データが、以前のＳ６０６の処理の中で取得した評価値データと比較して連続して減少しているか否かが判定される。連続して減少している場合は、Ｓ７１４，Ｓ７１５に移行し、そうでない場合は、Ｓ７１３に移行する。
【００４２】
Ｓ７１３の処理は、前述した図４のＳ４０２，Ｓ４０３の処理に該当する。Ｓ７１３では、サーチ用のモータ駆動ステップ数が設定され、その後Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグがオンとなる。ここでは、例えば、至近側の特定位置から無限遠側に向けて、１ステップずつ移動するように設定する。そうすると、Ｓ７１６の割り込み処理内で、１ステップ移動する毎にモータ駆動要求フラグがオフとなって割り込み処理を抜け、Ｓ７１７を介して図６および図５のルーチンに戻ることになる。その後は、図６のＳ６０３→Ｓ６０９→Ｓ６０６の処理によって、図２のレンズ１０４ａを１ステップ移動した状態で、再びセンサ回路１０４ｂおよびカメラ回路１１０ａを介して評価値データを取得する。
【００４３】
そして、Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理の中で、図７のＳ７０１→Ｓ７０８→Ｓ７０９の処理を経て再びＳ７１２の中で評価値データの比較判定が行われる。このような処理によると、図４のＳ４０３のように評価値データが連続して減少するまで逐次レンズの移動が行われることになる。Ｓ７１２において、評価値データが連続して減少していることを認識すると、Ｓ７１４，Ｓ７１５の処理が行われる。このＳ７１４，Ｓ７１５の処理は、図４のＳ４０４の処理に該当する。
【００４４】
Ｓ７１４では、評価値データが最も大きかった位置（すなわち合焦位置）に戻る為に必要なモータ駆動ステップ数が設定される。Ｓ７１５では、ＡＦ動作中フラグがオフに設定される。その後、Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグをオンにすると、割り込み処理内でレンズが合焦位置に移動し、モータ駆動要求フラグをオフにして割り込み処理を抜ける。これによって、オートフォーカス処理が完了する。以降は、Ｓ７１５においてＡＦ動作中フラグをオフにしたため、図６のＳ６０９→Ｓ６０８に移行する処理となり、次回の撮像が行われるまではレンズの移動が行われない。
【００４５】
以上、図５〜図８で述べたような処理プログラムを図２のＣＰＵ１１０ｅに実行させることで、図３のように電源投入後に１度だけ原点位置の検出を行う処理や、その後の撮像処理に際し、図４のようにこの検出した原点位置を用いて至近側から無限遠側に向けて山登り制御を行う処理が実現可能となる。これによって、ＡＦ処理に要する時間を短縮できる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、これまでの説明では、レンズ駆動用モータとしてステッピングモータを使用する例で説明を行ったが、これに限らず、移動ステップに対して一意にレンズ位置が決まるモータであれば同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のオートフォーカス装置は、特に、カメラ付き携帯電話システムに適用して有益な技術であり、これに限らず、単体のデジタルカメラなどを含めて広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態によるオートフォーカス装置を搭載した携帯電話システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の携帯電話システムにおいて、そのカメラ部（オートフォーカス装置）の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の一例を示す説明図である。
【図４】図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の他の一例を示す説明図である。
【図５】図２のＣＰＵ回路が行うプログラム処理において、そのメインルーチンの一例を示すフロー図である。
【図６】図５のメインルーチンにおいて、そのサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。
【図７】図６のサブルーチンにおいて、更なるサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。
【図８】本発明の前提として検討したオートフォーカス装置において、山登り制御を用いた処理内容の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 音声入力部
１０１ 音声出力部
１０２ アンテナ
１０３ ＬＣＤ
１０４ レンズ部
１０４ａ レンズ
１０４ｂ センサ回路
１０４ｃ レンズ駆動用モータ
１０５ 音声インタフェースＬＳＩ
１０６ 高周波インタフェースＬＳＩ
１０７ 液晶コントローラＬＳＩ
１０８ ベースバンドＬＳＩ
１０９ アプリケーションプロセッサＬＳＩ
１１０ カメラ信号処理ＬＳＩ
１１０ａ カメラ回路
１１０ｂ 画像スケール調整回路
１１０ｃ ディジタルインタフェース回路
１１０ｄ 揮発性メモリ回路
１１０ｅ ＣＰＵ回路
１１０ｆ バス
１１１ 不揮発性メモリＬＳＩ
１１２ 揮発性メモリＬＳＩ
１１３ バス
１１４ カメラ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置に関し、特にカメラ付き携帯電話システムなどに搭載されるオートフォーカス装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、デジタルカメラ等におけるオートフォーカス装置では、被写体を撮影して得られた画像信号に対して、山登り制御と呼ばれる方式を用いてピントの調整を行っている。山登り制御とは、撮像レンズの位置を移動させながら、ＣＣＤ等の撮像素子から画像信号を取得し、その画像信号のフォーカスエリア内のコントラスト値がピークを示す撮像レンズの位置を探索する方式である。また、撮像レンズの移動には、ステッピングモータやリニアモータ等が使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記のようなオートフォーカス装置の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【０００４】
例えば、前述したような山登り制御は次のように行われる。図８は、本発明の前提として検討したオートフォーカス装置において、山登り制御を用いた処理内容の一例を示す説明図である。例えば、デジタルカメラ等で被写体を捕らえ、オートフォーカス（以下、ＡＦと略す場合有り）処理を実行すると、図８のように、まず撮像レンズ（以下、レンズと略す）が動作開始時のレンズ位置から原点位置まで移動し、原点位置の検出が行われる（Ｓ８０１）。
【０００５】
この原点位置は、通常、カメラ仕様上の撮像範囲である無限遠よりも遠くの位置に設定される。この位置は、レンズの移動機構上では、例えばその移動限界の箇所に設置されたストッパやフォトセンサの位置などに該当する。レンズが移動して原点位置に達すると、ストッパやフォトセンサなどからレンズ位置の制御回路に向けて信号が出力される。レンズ位置の制御回路は、この信号を受けた箇所を原点位置として認識し、その後原点位置を基準として相対的にレンズの位置を制御する。
【０００６】
続いて、レンズを原点位置から無限遠の位置まで移動する（Ｓ８０２）。この無限遠の位置からは、評価値データを取得しながらのサーチ動作が行われる（Ｓ８０３）。すなわち、レンズの位置を至近側へ移動しながら、その都度ＣＣＤ等の撮像素子によって画像信号を取得し、この画像信号から評価値データを得る。引き続き、評価値データが頂点（合焦位置）を越えるまで、レンズの位置を至近側へ移動していく（Ｓ８０４）。評価データが頂点を越えたことを認識すると、先程の頂点（合焦位置）の位置までレンズを戻し（Ｓ８０５）、ＡＦ処理が完了する。
【０００７】
しかしながら、本発明者等の検討によって、図８のようなＡＦ処理では、例えば次のような問題があることが判明した。第１に、ＡＦ処理を実行する毎に、図８のＳ８０１のように、レンズ位置を無限遠側まで移動させて原点位置の検出を行っているため、ＡＦ処理時間が長くなってしまう。第２に、図８のＳ８０３，Ｓ８０４のように、無限遠側から至近側へ向けてサーチ動作を行っているため、特に携帯電話システム等に搭載のデジタルカメラにおいてＡＦ処理時間に無駄が生じている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、オートフォーカス装置において、その処理時間を短縮することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
本発明によるオートフォーカス装置は、撮像レンズと、撮像レンズを介して入力された画像を電気信号に変換するセンサ回路と、撮像レンズの位置を至近側および／または無限遠側に向けて移動させるモータと、モータの制御やセンサ回路から取得した電気信号の処理を行う制御回路とを含むものとなっている。この制御回路は、具体的には、モータの制御によって撮像レンズを移動させ、この移動に伴ってセンサ回路から電気信号を逐次取得し、取得した各電気信号の大きさを比較することで撮像レンズの合焦位置を特定するような処理を行う。
【００１１】
ここで、本発明の一つの特徴は、制御回路が、オートフォーカス装置の電源投入後に、モータの制御によって撮像レンズを移動させ、この撮像レンズの移動過程で原点位置を検出し、以降電源供給が継続している間は、この検出した原点位置を基準に各処理を行い、原点位置の検出を再度行わないことにある。したがって、撮像レンズの合焦位置を特定するというオートフォーカス処理を行う際には、この電源投入後に１度だけ検出した原点位置を基準位置として相対関係で合焦位置を特定する。なお、原点位置とは、撮像レンズの移動機構上の特定箇所に予め固定的に定まっている位置である。
【００１２】
前述したように従来技術においては、オートフォーカス処理を行う度に原点位置の検出が行われていたが、本発明のように電源投入後に１度だけ原点位置の検出を行うようにすることで、オートフォーカス処理に要する時間を短縮できる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、前述した合焦位置を特定する過程で行う撮像レンズの移動を、至近側から無限遠側に向かう方向で行うことにある。これによって、特に至近側の画像を対象に撮像することが多いカメラ付携帯電話システムなどにおいて、オートフォーカス処理に要する時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、オートフォーカス処理に要する時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態によるオートフォーカス装置を搭載した携帯電話システムの構成例を示すブロック図である。図１の携帯電話システムは、例えば、外部インタフェースとして、音声入力部１００、音声出力部１０１、アンテナ１０２、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０３およびレンズ部１０４などを備え、加えてこれらの外部インタフェースを制御する各種ＬＳＩが備わっている。音声インタフェースＬＳＩ１０５は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａコンバータ等を含み、音声入力部１００および音声出力部１０１を制御する。高周波インタフェースＬＳＩ１０６は、変調／復調機能等を含み、アンテナ１０２を介して電波の送受信を行う。液晶コントローラＬＳＩ１０７は、駆動ドライバ等を含み、ＬＣＤ１０３を制御する。
【００１７】
ベースバンドＬＳＩ１０８は、音声インタフェースＬＳＩ１０５および高周波インタフェースＬＳＩ１０６との間で各種ベースバンド信号の入出力を行う。カメラ信号処理ＬＳＩ１１０は、レンズ部１０４の制御を含めて撮像に関する様々な処理を行う。アプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９は、バス１１３を介して、ベースバンドＬＳＩ１０８、液晶コントローラＬＳＩ１０７、カメラ信号処理ＬＳＩ１１０、不揮発性メモリＬＳＩ１１１および揮発性メモリＬＳＩ１１２との間で信号を送受信し、これらのＬＳＩの制御を行う。
【００１８】
このような構成において、カメラ信号処理ＬＳＩ１１０とレンズ部１０４が撮像機能を備えたカメラ部１１４を構成しており、このカメラ部１１４が、本実施の形態のオートフォーカス装置（またはその主要部）に該当する。図２は、図１の携帯電話システムにおいて、そのカメラ部（オートフォーカス装置）の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００１９】
図２に示すカメラ部１１４には、例えば、撮像レンズ（レンズ）１０４ａと、ＣＣＤ等の撮像素子を含むセンサ回路１０４ｂと、ステッピングモータ等のレンズ駆動用モータ１０４ｃと、カメラ信号処理ＬＳＩ１１０などが含まれている。カメラ信号処理ＬＳＩ１１０は、カメラ回路１１０ａと、画像スケール調整回路１１０ｂと、ディジタルインタフェース回路１１０ｃと、揮発性メモリ回路１１０ｄと、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）回路１１０ｅなどから構成され、これらの回路は互いにバス１１０ｆで接続されている。
【００２０】
レンズ１０４ａを介して得た画像は、センサ回路１０４ｂによって画像信号（電気信号）に変換される。カメラ回路１１０ａは、この画像信号からハイパスフィルタ等によって高周波成分を抽出し、それを積分平均して合焦状態を評価するための評価値データを算出する。画像スケール調整回路１１０ｂは、カメラ回路１１０ａからの画像データに対して必要に応じてズームアップ／ダウンのスケール調整を行う。このスケール調整が行われた画像データは、ビデオ出力としてディジタルインタフェース１１０ｃを介して出力され、この出力データは、例えば、図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９〔液晶コントローラＬＳＩ１０７〕等に送られる。
【００２１】
ＣＰＵ回路１１０ｅは、例えば、カメラ回路１１０ａから合焦状態を評価する評価値データを取得し、このデータを用いてオートフォーカス処理（ＡＦ処理）の演算等を行う。そして、ＣＰＵ回路１１０ｅは、この演算結果をもとにレンズ駆動用モータ１０４ｃを駆動し、レンズ１０４ａの位置を合焦状態となる位置に移動させる。
【００２２】
図３は、図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の一例を示す説明図である。図４は、図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の他の一例を示す説明図である。
【００２３】
本実施の形態のオートフォーカス装置は、自身の電源が投入された際に一度だけ、図３のＳ３０１，Ｓ３０２からなる原点位置検出動作を行う。具体的には、カメラ部１１４の電源投入後、例えば図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９より図２のＣＰＵ回路１１０ｅに向けて、ＩＩＣ Ｉ/Ｆを使用して原点位置検出実行コマンドが発行される。このコマンドを受信すると、図２のＣＰＵ回路１１０ｅは、レンズ駆動用モータ１０４ｃを駆動してレンズ１０４ａを移動させる。これによって、例えば前回の電源遮断時の位置から無限遠より先の原点位置に向けてレンズ１０４ａが移動し、原点位置に到達した時点でレンズの移動機構によって原点位置検出信号が出力される（Ｓ３０１）。
【００２４】
原点位置検出信号を受けたＣＰＵ回路１１０ｅは、原点位置を認識し、予めこの原点位置からの相対値（ステッピングモータの場合はステップ数）によって定まる至近側の特定位置に向けて、レンズ１０４ａを移動させる（Ｓ３０２）。なお、電源投入時にＳ３０１，Ｓ３０２のような原点位置検出動作を一度行った後は、電源が遮断されるまでの間、ＡＦ処理に伴う再度の原点検出動作は行わない。すなわち、ＡＦ処理が行われる際は、原点検出動作は行わずに、図４のＳ４０１に示すように、最初にレンズ位置を至近側の特定位置に戻す処理が行われる。
【００２５】
図４のＳ４０１のように、ＡＦ処理毎にレンズ１０４ａの位置を前回の合焦位置から至近側の特定位置に戻した後は、前述した山登り制御を用いたサーチ動作を開始する。ここでは、前述した図８と異なり、至近側から無限遠側の方向にレンズ１０４ａを一定のレンズ駆動ステップ数で移動させる。その時、併せて図２のカメラ回路１１０ａで算出された評価値データをＣＰＵ回路１１０ｅにて取得し、評価値データの大きさを比較しながら最も評価値データの大きいレンズ位置を検索する（Ｓ４０２，Ｓ４０３）。この検索によって、最も評価値データの大きいレンズ位置を合焦位置として定め、この合焦位置にレンズ位置を戻す（Ｓ４０４）。
【００２６】
以上のように、従来技術のＡＦ処理では、図８のようにまず原点位置検出動作を実行していたが、本実施の形態のＡＦ処理では、カメラ電源投入時に一度だけ原点位置検出動作を行い、それ以降の通常のＡＦ処理では原点位置検出動作は行わない。これにより原点位置検出動作にかかる時間分、ＡＦ処理に要する時間を短縮可能となる。
【００２７】
また、本実施の形態のＡＦ処理では、従来技術のＡＦ処理と異なり、至近側から無限遠側に向けて合焦位置のサーチ動作を行っている。この結果、至近側に有る被写体に対して、合焦精度は従来技術のままで、合焦時間を短縮することが可能となる。したがって、前述した原点位置検出動作の省略と併用することで特に至近側合焦時に大幅なＡＦ処理時間の短縮が実現できる。例えば、携帯電話システム等に搭載のデジタルカメラでは、至近側の被写体に対して撮像する場合が多いため、このようなシステムでは、前述した効果が特に顕著なものとなる。
【００２８】
さらに、逆光状態で被写体を撮影した時などに、評価値データの頂点がサーチ範囲内に２つ発生する場合について、従来技術のＡＦ処理では無限遠からサーチしていた為、被写体では無く背景（無限遠側）に合焦していたが、至近側からサーチする事により被写体（至近側）に合焦する効果も得られる。
【００２９】
ところで、前述した図３および図４のような処理は、例えば、図２のＣＰＵ回路１１０ｅのプログラム処理によって実現される。図５は、図２のＣＰＵ回路が行うプログラム処理において、そのメインルーチンの一例を示すフロー図である。図６は、図５のメインルーチンにおいて、そのサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。図７は、図６のサブルーチンにおいて、更なるサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。なお、これらのプログラムは、例えばＣＰＵ回路１１０ｅ内蔵のＲＯＭ等に格納される。
【００３０】
図５においては、ＡＦ制御処理が実行され（Ｓ５０１）、次いでその他のカメラ制御処理が実行され（Ｓ５０２）、更にこれらの処理が繰り返し行われている。Ｓ５０１のＡＦ制御処理は、例えば、図６のような処理内容となっている。図６では、まず、Ｖ同期フラグの有無を検出する（Ｓ６０１）。Ｖ同期フラグは、Ｖ（垂直）同期信号により起動される割り込み処理内でセットされる。これによって、Ｓ５０１のＡＦ制御処理は、Ｖ同期信号に同期した処理となる。Ｓ６０１でＶ同期フラグが有った場合は、Ｖ同期フラグをクリアする（Ｓ６０２）。無かった場合はＳ６０８によって図５のメインルーチンに復帰し、Ｓ５０２の処理へと続く。
【００３１】
Ｓ６０２でＶ同期フラグをクリア後、ＡＦ制御用コマンドの受信有無を判定する（Ｓ６０３）。コマンドが有った場合は、ＡＦ制御用の各種パラメータを設定し（Ｓ６０４）、次いで評価値検出範囲の設定を行う（Ｓ６０５）。具体的には、例えば、Ｓ６０４でＡＦ動作中フラグをオンに設定し、Ｓ６０５で、図２のセンサ回路１０４ｂからカメラ回路１１０ａを介して得られる画像フレームの中からフォーカスエリアを設定する。その後は、カメラ回路１１０ａから、このフォーカスエリアに対する評価値データを取得し（Ｓ６０６）、ＡＦ合焦演算処理（Ｓ６０７）へと移行する。一方、Ｓ６０３でＡＦ制御用コマンドを受信しなかった場合は、ＡＦ動作中フラグがオンかオフかを判定し（Ｓ６０９）、オンの場合は、Ｓ６０６へ移行し、オフの場合は、Ｓ６０８を介して図５のメインルーチンへ復帰する。
【００３２】
Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理では、図７に示すように、まず、ＡＦ制御用コマンドの一つである原点位置検出実行コマンドの受信有無を判定する（Ｓ７０１）。この原点位置検出実行コマンドは、図３で述べたようにカメラ部の電源投入後に、例えば図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９等から発行される。原点位置検出実行コマンドを受信した場合は、Ｓ７０２において原点位置検出済フラグのオン／オフが判定され、受信しない場合は、Ｓ７０８において原点位置検出済フラグのオン／オフが判定される。
【００３３】
Ｓ７０２において、原点位置検出済フラグがオンの場合は、Ｓ７１７によって図６のサブルーチンに復帰し、その後図６のサブルーチン内で図５のメインルーチンに復帰する。一方、原点位置検出済フラグがオフの場合は、Ｓ７０３においてＡＦ動作モードが初期位置移動に設定されているかを判定する。カメラ部の電源投入直後の場合、Ｓ７０２における原点位置検出済フラグはオフ、Ｓ７０３におけるＡＦ動作モードは初期位置移動に設定されていない状態となっている。したがって、この場合は、Ｓ７０４，Ｓ７０５において、前述した図３のＳ３０１のように、原点位置へレンズを移動する処理が行われる。
【００３４】
Ｓ７０４では、原点位置を検出するためのモータ駆動ステップ数が設定される。具体的には、例えば、図２のレンズ駆動用モータ１０４ｃに対して、図３のＳ３０１のように、レンズを無限遠側の方向に移動させるためのある程度大きいステップ数が設定される。Ｓ７０５では、ＡＦ動作モードが初期位置移動に設定される。その後、Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグをオンにすることで、図２のレンズ駆動用モータ１０４ｃがこの設定したステップ数に応じた駆動を開始する。このモータ駆動要求フラグは、Ｖ同期信号に同期して行われるタイマ割り込み処理内で使用される。タイマ割り込み処理内では、モータ駆動要求フラグがオンならば、ＣＰＵ１１０ｅからモータ駆動用のパルスが出力される。
【００３５】
なお、原点位置までレンズを移動させる際は、必ずしもＶ同期信号の１周期分で完了するとは限らず、複数周期分を要することがある。このような場合でも、Ｓ７１６のタイマ割り込み処理内で、原点位置を検出するまでの間、複数周期に亘ってレンズが原点位置に向けて移動する。原点位置を検出した場合は、モータ駆動要求フラグがオフとなり、この割り込み処理を抜ける。
【００３６】
このようにして、レンズが原点位置に達し、原点位置のストッパ、フォトセンサ等が発生した信号によって図２のＣＰＵ１１０ｅが原点位置を検出すると、Ｓ７１７から図６および図５のルーチンに戻り、図６の各処理を経て、再び図７のＳ６０７のＡＦ合焦演算処理が行われる。今度は、Ｓ７０１，Ｓ７０２を経てＳ７０３に達した時点で、前述したＳ７０５でＡＦ動作モードを初期位置移動に設定したため、Ｓ７０６，Ｓ７０７側に移行する。
【００３７】
このＳ７０６，Ｓ７０７の処理は、図３のＳ３０２の処理に該当する。Ｓ７０６では、至近側に移動するためのモータ駆動ステップ数が設定される。Ｓ７０７では、原点位置検出済フラグがオンに設定される。その後、Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグをオンにすることで、図２のレンズ駆動用モータ１０４ｃがこの設定したステップ数に応じた駆動を開始する。すなわち、Ｓ７０６においては、検出した原点位置を基準に至近側の特定位置までの相対的なステップ数が設定されるため、レンズは、Ｓ７１６での割り込み処理によってこのステップ数分移動し、至近側の特定位置で停止する。レンズが停止すると、モータ駆動要求フラグがオフとなり、Ｓ７１６の割り込み処理を抜け、Ｓ７１７から図６および図５のルーチンに戻る。
【００３８】
このように、電源投入後の原点位置検出実行コマンドに対応して、原点位置を検出し、レンズを至近側の特定位置（初期位置）に移動した以降、図１のアプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９は、電源供給が継続する間、原点位置検出実行コマンドを発生せず、画像に対するオートフォーカス実行命令となる通常のＡＦ制御用コマンドを発生する。なお、仮に原点位置検出実行コマンドを再度発生した場合でも、Ｓ７０７において原点位置検出済フラグをオンに設定したため、Ｓ７０２からＳ７１７に直接移行する処理となり、実質原点位置の検出は行われない。
【００３９】
アプリケーションプロセッサＬＳＩ１０９が撮像に伴い通常のＡＦ制御用コマンドを発生すると、図６のＳ６０３〜Ｓ６０５において、各種設定が行われ、Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理が行われる。この場合のＡＦ合焦演算処理では、図７のＳ７０１からＳ７０８に移行する処理となり、Ｓ７０８において原点位置検出済フラグの有無が判定される。原点位置検出済フラグがオフの場合は、Ｓ７１７を介して図６および図５のルーチンに戻る。一方、前述したＳ７０７の処理を経た後は、原点位置検出済フラグがオンとなっているため、Ｓ７０９に移行する。
【００４０】
Ｓ７０９では、ＡＦ動作モードがサーチ移動か否かが判定される。サーチ移動の場合は、Ｓ７１２に移行し、サーチ移動でない場合は、Ｓ７１０，Ｓ７１１の処理に移行する。このＳ７１０，Ｓ７１１の処理は、前述した図４のＳ４０１の処理に該当し、レンズの位置を前回合焦位置から至近側の特定位置に戻す処理となる。Ｓ７１０では、レンズを至近側の特定位置に戻すためのモータ駆動ステップ数が設定される。Ｓ７１１では、ＡＦ動作モードがサーチ移動に設定される。その後、Ｓ７１６においてモータ駆動要求フラグをオンにすると、割り込み処理内でレンズが至近側の特定位置に向けて移動し、この位置に到達した時点でモータ駆動要求フラグがオフとなり、割り込み処理を抜ける。
【００４１】
その後は、Ｓ７１７を介して図６および図５のルーチンに戻り、今度は、図６のＳ６０３→Ｓ６０９→Ｓ６０６の処理を経て、Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理が行われる。この場合のＡＦ合焦演算処理では、Ｓ７１１でＡＦ動作モードをサーチ移動に設定したため、図７のＳ７０１→Ｓ７０８→Ｓ７０９の処理を経て、Ｓ７１２に移行する。Ｓ７１２では、前述したＳ６０６の処理の中でＣＰＵ１１０ｅがカメラ回路１１０ａから取得した評価値データが、以前のＳ６０６の処理の中で取得した評価値データと比較して連続して減少しているか否かが判定される。連続して減少している場合は、Ｓ７１４，Ｓ７１５に移行し、そうでない場合は、Ｓ７１３に移行する。
【００４２】
Ｓ７１３の処理は、前述した図４のＳ４０２，Ｓ４０３の処理に該当する。Ｓ７１３では、サーチ用のモータ駆動ステップ数が設定され、その後Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグがオンとなる。ここでは、例えば、至近側の特定位置から無限遠側に向けて、１ステップずつ移動するように設定する。そうすると、Ｓ７１６の割り込み処理内で、１ステップ移動する毎にモータ駆動要求フラグがオフとなって割り込み処理を抜け、Ｓ７１７を介して図６および図５のルーチンに戻ることになる。その後は、図６のＳ６０３→Ｓ６０９→Ｓ６０６の処理によって、図２のレンズ１０４ａを１ステップ移動した状態で、再びセンサ回路１０４ｂおよびカメラ回路１１０ａを介して評価値データを取得する。
【００４３】
そして、Ｓ６０７のＡＦ合焦演算処理の中で、図７のＳ７０１→Ｓ７０８→Ｓ７０９の処理を経て再びＳ７１２の中で評価値データの比較判定が行われる。このような処理によると、図４のＳ４０３のように評価値データが連続して減少するまで逐次レンズの移動が行われることになる。Ｓ７１２において、評価値データが連続して減少していることを認識すると、Ｓ７１４，Ｓ７１５の処理が行われる。このＳ７１４，Ｓ７１５の処理は、図４のＳ４０４の処理に該当する。
【００４４】
Ｓ７１４では、評価値データが最も大きかった位置（すなわち合焦位置）に戻る為に必要なモータ駆動ステップ数が設定される。Ｓ７１５では、ＡＦ動作中フラグがオフに設定される。その後、Ｓ７１６において、モータ駆動要求フラグをオンにすると、割り込み処理内でレンズが合焦位置に移動し、モータ駆動要求フラグをオフにして割り込み処理を抜ける。これによって、オートフォーカス処理が完了する。以降は、Ｓ７１５においてＡＦ動作中フラグをオフにしたため、図６のＳ６０９→Ｓ６０８に移行する処理となり、次回の撮像が行われるまではレンズの移動が行われない。
【００４５】
以上、図５〜図８で述べたような処理プログラムを図２のＣＰＵ１１０ｅに実行させることで、図３のように電源投入後に１度だけ原点位置の検出を行う処理や、その後の撮像処理に際し、図４のようにこの検出した原点位置を用いて至近側から無限遠側に向けて山登り制御を行う処理が実現可能となる。これによって、ＡＦ処理に要する時間を短縮できる。
【００４６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、これまでの説明では、レンズ駆動用モータとしてステッピングモータを使用する例で説明を行ったが、これに限らず、移動ステップに対して一意にレンズ位置が決まるモータであれば同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のオートフォーカス装置は、特に、カメラ付き携帯電話システムに適用して有益な技術であり、これに限らず、単体のデジタルカメラなどを含めて広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態によるオートフォーカス装置を搭載した携帯電話システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の携帯電話システムにおいて、そのカメラ部（オートフォーカス装置）の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の一例を示す説明図である。
【図４】図２のカメラ部（オートフォーカス装置）において、その処理内容の他の一例を示す説明図である。
【図５】図２のＣＰＵ回路が行うプログラム処理において、そのメインルーチンの一例を示すフロー図である。
【図６】図５のメインルーチンにおいて、そのサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。
【図７】図６のサブルーチンにおいて、更なるサブルーチンの処理の一例を示すフロー図である。
【図８】本発明の前提として検討したオートフォーカス装置において、山登り制御を用いた処理内容の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 音声入力部
１０１ 音声出力部
１０２ アンテナ
１０３ ＬＣＤ
１０４ レンズ部
１０４ａ レンズ
１０４ｂ センサ回路
１０４ｃ レンズ駆動用モータ
１０５ 音声インタフェースＬＳＩ
１０６ 高周波インタフェースＬＳＩ
１０７ 液晶コントローラＬＳＩ
１０８ ベースバンドＬＳＩ
１０９ アプリケーションプロセッサＬＳＩ
１１０ カメラ信号処理ＬＳＩ
１１０ａ カメラ回路
１１０ｂ 画像スケール調整回路
１１０ｃ ディジタルインタフェース回路
１１０ｄ 揮発性メモリ回路
１１０ｅ ＣＰＵ回路
１１０ｆ バス
１１１ 不揮発性メモリＬＳＩ
１１２ 揮発性メモリＬＳＩ
１１３ バス
１１４ カメラ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズと、
前記撮像レンズを介して入力された画像を電気信号に変換するセンサ回路と、
前記撮像レンズの位置を至近側および／または無限遠側に向けて移動させるモータと、
前記モータの制御によって前記撮像レンズを移動させ、前記移動に伴って前記センサ回路から前記電気信号を逐次取得し、前記取得した複数の前記電気信号を比較することで前記撮像レンズの合焦位置を特定する制御回路とを含むオートフォーカス装置であって、
前記制御回路は、前記オートフォーカス装置の電源投入後に、前記モータの制御によって前記撮像レンズを移動させ、前記撮像レンズの移動過程で、前記撮像レンズの位置を制御する際の基準位置であり予め固定的に定まっている原点位置を検出し、前記原点位置の検出後、前記オートフォーカス装置の電源供給が継続している間に行う撮像に際しては、前記原点位置の検出を再度行わずに、前記電源投入後に検出した原点位置に基づいて前記合焦位置の特定を実行することを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
請求項１記載のオートフォーカス装置において、さらに、
前記合焦位置を特定する過程で行われる前記撮像レンズの移動は、前記至近側から前記無限遠側に向かう方向で行われることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項３】
請求項２記載のオートフォーカス装置において、
前記モータは、ステッピングモータであることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項４】
請求項２記載のオートフォーカス装置において、
前記原点位置は、無限遠側に設置され、
前記制御回路は、前記原点位置の検出後、前記オートフォーカス装置の電源供給が継続している間に行う撮像に際しては、まず、前記原点位置から相対的に定まる前記至近側の特定位置に前記撮像レンズを移動させ、その後、前記至近側の特定位置から前記無限遠側に向けて徐々に前記撮像レンズを移動させながら前記合焦位置を特定していくことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項５】
撮像レンズと、
前記撮像レンズを介して入力された画像を電気信号に変換するセンサ回路と、
前記撮像レンズの位置を至近側および／または無限遠側に向けて移動させるモータと、
前記モータの制御によって前記撮像レンズを移動させ、前記移動に伴って前記センサ回路から前記電気信号を逐次取得し、前記取得した複数の前記電気信号を比較することで前記撮像レンズの合焦位置を特定する制御回路とを含むオートフォーカス装置であって、
前記合焦位置を特定する過程で行われる前記撮像レンズの移動は、前記至近側から前記無限遠側に向かう方向で行われることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項１】
撮像レンズと、
前記撮像レンズを介して入力された画像を電気信号に変換するセンサ回路と、
前記撮像レンズの位置を至近側および／または無限遠側に向けて移動させるモータと、
前記モータの制御によって前記撮像レンズを移動させ、前記移動に伴って前記センサ回路から前記電気信号を逐次取得し、前記取得した複数の前記電気信号を比較することで前記撮像レンズの合焦位置を特定する制御回路とを含むオートフォーカス装置であって、
前記制御回路は、前記オートフォーカス装置の電源投入後に、前記モータの制御によって前記撮像レンズを移動させ、前記撮像レンズの移動過程で、前記撮像レンズの位置を制御する際の基準位置であり予め固定的に定まっている原点位置を検出し、前記原点位置の検出後、前記オートフォーカス装置の電源供給が継続している間に行う撮像に際しては、前記原点位置の検出を再度行わずに、前記電源投入後に検出した原点位置に基づいて前記合焦位置の特定を実行することを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
請求項１記載のオートフォーカス装置において、さらに、
前記合焦位置を特定する過程で行われる前記撮像レンズの移動は、前記至近側から前記無限遠側に向かう方向で行われることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項３】
請求項２記載のオートフォーカス装置において、
前記モータは、ステッピングモータであることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項４】
請求項２記載のオートフォーカス装置において、
前記原点位置は、無限遠側に設置され、
前記制御回路は、前記原点位置の検出後、前記オートフォーカス装置の電源供給が継続している間に行う撮像に際しては、まず、前記原点位置から相対的に定まる前記至近側の特定位置に前記撮像レンズを移動させ、その後、前記至近側の特定位置から前記無限遠側に向けて徐々に前記撮像レンズを移動させながら前記合焦位置を特定していくことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項５】
撮像レンズと、
前記撮像レンズを介して入力された画像を電気信号に変換するセンサ回路と、
前記撮像レンズの位置を至近側および／または無限遠側に向けて移動させるモータと、
前記モータの制御によって前記撮像レンズを移動させ、前記移動に伴って前記センサ回路から前記電気信号を逐次取得し、前記取得した複数の前記電気信号を比較することで前記撮像レンズの合焦位置を特定する制御回路とを含むオートフォーカス装置であって、
前記合焦位置を特定する過程で行われる前記撮像レンズの移動は、前記至近側から前記無限遠側に向かう方向で行われることを特徴とするオートフォーカス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１２１５８０（Ｐ２００７−１２１５８０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１２１１７（Ｐ２００５−３１２１１７）
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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