自動焦点調節装置
【課題】 例えばデジタルカメラ等の電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置において、蛍光灯等の周期的雑音の影響による合焦点の誤検出を防止して、高精度にかつ高速に合焦点を検出する
【解決手段】 フォーカスレンズをサンプリング距離Ｄｓ毎に移送させ、検出された画像信号の高域周波数成分の積算値であるサンプルデータをサンプリング周期毎に取得する。現在取得されたサンプルデータＰ3 と、画像信号に重畳する雑音信号の周期とサンプリング周期とに基づいて算出された公倍サンプル数分だけ過去に取得されたサンプルデータＰ0 とを比較することによりフォーカスレンズの合焦点が高精度にかつ高速に検出される。
【解決手段】 フォーカスレンズをサンプリング距離Ｄｓ毎に移送させ、検出された画像信号の高域周波数成分の積算値であるサンプルデータをサンプリング周期毎に取得する。現在取得されたサンプルデータＰ3 と、画像信号に重畳する雑音信号の周期とサンプリング周期とに基づいて算出された公倍サンプル数分だけ過去に取得されたサンプルデータＰ0 とを比較することによりフォーカスレンズの合焦点が高精度にかつ高速に検出される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来撮像素子により検出された画像信号が輝度信号に変換され、この輝度信号の高域周波数成分が最大となるようにレンズ位置を調節する自動焦点調節装置として、特開平５−１４５８２６号公報に開示された装置が知られている。この公報の装置では、蛍光灯等の照明光源による周期的雑音が画像信号に重畳して、レンズの合焦点の検出精度が低下するのを防止するために、レンズ位置を変位させて、輝度信号の高域周波数成分の積算値（サンプルデータ）を取得するサンプリング周期と、周期的雑音の周期との最小公倍数が求められ、この最小公倍数の周期内に得られるサンプルデータの相加平均が算出される。例えば最小公倍数の周期内に３つのサンプルデータが取得されるとき、３つのサンプルデータが取得されて、その相加平均値が算出され、この相加平均値の算出の後、さらに３つのサンプルデータが取得され、その相加平均値が算出される。この前者の相加平均値と後者の相加平均値とを比較することにより、相加平均値の最大となる位置、すなわち合焦点が検出されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような自動焦点調節装置では、３つのサンプルデータが取得され、相加平均値が算出された後、３つのサンプルデータが取得されるまで、相加平均値の比較、すなわち合焦点の検出は行なわれず、１つのサンプルデータの取得毎に合焦点の検出を行うことは不可能である。したがって合焦点の検出に時間がかかってしまい、デジタルカメラ等の電子スチルカメラのように迅速な合焦点検出を要求される装置には適さないという問題があった。
【０００４】本発明は、例えばデジタルカメラ等の電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置において、蛍光灯等の周期的雑音の影響による合焦点の誤検出を防止して、高精度にかつ高速に合焦点を検出することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る自動焦点調節装置は、撮像素子により検出された画像信号から、サンプリング周期毎に得られるサンプルデータに基づいてレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、現在得られた現在サンプルデータを、公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータと比較して、合焦点を検出する合焦点検出手段を備え、サンプリング周期をＴｆ、画像信号に重畳する雑音の雑音周期をＴｎとしたとき、Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎこの関係式の関係を満たす整数Ｍと整数Ｎを用いて、公倍サンプル数が定められることを特徴としている。
【０００６】好ましくは、サンプルデータを記憶するための記憶手段が設けられ、公倍サンプル数に１だけ加算した数である比較可能数のサンプルデータが記憶手段に記憶されると、合焦点検出手段が現在サンプルデータと過去サンプルデータとを比較して、合焦点を検出する。
【０００７】好ましくは、合焦点検出手段は現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小関係が転じて、現在サンプルデータが過去サンプルデータより小さくなったことにより合焦点を検出する。さらに好ましくは、公倍サンプル数は整数Ｍである。また好ましくは、整数Ｍと整数Ｎは関係式を満たす最小の正の整数である。特に好ましくは、サンプリング周期としてＮＴＳＣ方式のフィールド周期を用いるとき、整数Ｍは「３」に定められる。
【０００８】好ましくは、雑音の雑音周期を検出する雑音周期検出手段が設けられ、雑音周期検出手段により検出された雑音周期に応じて、整数Ｍが変更可能である。さらに好ましくは、雑音周期検出手段により雑音周期が検出不可能である場合、または雑音周期検出手段により検出された雑音周期が標準範囲外であるとき、整数Ｍが「１」に定められる。
【０００９】好ましくは、撮像素子とレンズとの相対位置を変位させるための相対位置変位手段が設けられ、この相対位置変位手段がサンプリング周期毎にサンプリング距離分だけ相対位置を変位させる。
【００１０】好ましくは、相対位置変位手段は画像信号を検出するために撮像素子を露光する露光時間の間以外で、サンプリング距離分だけ相対位置を変位させる。さらに好ましくは、相対位置変位手段がサンプルデータが得られた後、サンプリング距離分だけ相対位置を変位させる。特に好ましくは、相対位置変位手段はパルスモータを有し、所定のパルス数をサンプリング距離に対応させ、パルスモータをパルス制御することにより相対位置を変位させる。
【００１１】好ましくは、相対位置変位手段は撮像素子またはレンズを搬送することにより相対位置を変位させ、撮像素子またはレンズが配置される初期位置が撮像素子またはレンズが移動可能な範囲の略中心に定められる。さらに好ましくは、相対位置変位手段はレンズを移送するレンズ移送手段であり、レンズ移送手段によりレンズの移送される方向が反転されたとき、その反転の後、現在サンプルデータが過去サンプルデータより小さくなったことによって合焦点検出手段が合焦点を検出する。好ましくは、撮像素子またはレンズが配置される初期位置を選択するための初期位置選択手段が設けられる。
【００１２】好ましくは、合焦点検出手段は合焦点を検出したとき、相対位置変位手段は撮像素子またはレンズを戻り距離だけ戻す。さらに好ましくは、戻り距離はサンプリング距離の戻りサンプリング数倍である。例えば戻りサンプリング数は戻りサンプリング数をＲとし、整数Ｍを用いたとき、Ｒ＝（Ｍ＋１）／２この式の関係を満たす。
【００１３】好ましくは、相対位置変位手段は戻りサンプリング数にサンプリング距離に対応する所定のパルス数を乗じた数以下の最大の整数個のパルス数分だけ、パルスモータを駆動することにより撮像素子またはレンズを戻り距離だけ戻す。また好ましくは、撮像素子またはレンズが移動可能な範囲はレンズの有効範囲より戻り距離の２倍だけ広い範囲である。特に好ましくは、現在サンプルデータが過去サンプルデータより大きく、相対位置変位手段が撮像素子またはレンズを広移動範囲の端部まで搬送しても、合焦点検出手段が合焦点を検出しなかったとき、相対位置変位手段が広移動範囲の端部から戻り距離だけ撮像素子またはレンズを戻す。好ましくは、サンプルデータが画像信号を変換することにより得られる輝度信号の高域周波数成分の積算値である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の本実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示す斜視図である。
【００１５】デジタルカメラ１０は自動焦点調節機能を有している。デジタルカメラ１０の正面１０ａには、レンズ鏡筒１３が設けられ、レンズ鏡筒１３には、変倍レンズ等の撮影レンズ群２１が保持されている。デジタルカメラ１０の内部で変倍レンズ群２１には、後述する焦点調節を行うためのフォーカスレンズが組付けられている。このレンズ鏡筒１３の近傍には、蛍光灯等の照明光源による雑音（フリッカ）を検出するための受光素子１２が設けられる。
【００１６】デジタルカメラ１０の上面１０ｂには、撮影した画像を表示するための液晶表示装置（ＬＣＤ）１１と、操作パネル１５とが配設され、パネル１５には、例えば撮影モード切替ボタン等のデジタルカメラ１０を操作するための種々のスイッチボタンが設けられる。
【００１７】図２を参照してデジタルカメラ１０の電気的構成について説明する。図２はデジタルカメラ１０を示すブロック図である。この自動焦点調節装置の動作は操作パネル１５に設けられる種々のスイッチボタンを切替えることにより選択され、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４０により制御される。
【００１８】撮像素子（ＣＣＤ）３０の受光面に光学像を結像するための撮影光学系がデジタルカメラ１０に設けられる。この撮影光学系は、撮影レンズ群２１と、合焦点を調節するためのフォーカスレンズ２２とにより構成される。フォーカスレンズ２２はラック２３ａの形成されたステージ２３に固定され、ラック２３ａに噛合するピニオン２４がパルスモータ２５に連結される。モータ駆動回路２６のパルス制御によりパルスモータ２５が駆動されるのに伴い、ステージ２３が矢印Ａ方向（無限端方向）または矢印Ｂ方向（至近端方向）に駆動され、フォーカスレンズ２２が光軸方向に移送される。この移送によりフォーカスレンズ２２とＣＣＤ３０との相対位置が変位せしめられる。
【００１９】なおフォーカスレンズ２２の初期位置は、このレンズ２２の移動可能な範囲の中心に定められる。ただし操作パネル１５に設けられる撮影モード切替ボタンを切替えることにより選択された撮影モード（例えば遠景モード、人物モード等）に応じて、フォーカスレンズ２２の初期位置は変更可能な構成としてもよい。
【００２０】タイミング発生回路５０の制御により、サンプリング周期毎に、フォーカスレンズ２２がサンプリング距離分だけ移送され、ＣＣＤ３０により画像信号が読取られる。読取られた画像信号からサンプルデータが取得され、サンプルデータ値の変化傾向を検出することにより焦点が調節される。
【００２１】詳述すると、被写体からの光は、撮影レンズ群２１とフォーカスレンズ２２とを介してＣＣＤ３０により検出され、１画像分の画像に対応する画像信号に変換される。この画像信号は相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３２においてリセット雑音を除去され、アンプ３４により増幅され、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４４においてアナログ画像信号からデジタル画像信号に変換される。デジタル画像信号は信号処理回路４５においてシェーディング補正等の所定の処理を施され、信号処理回路４５に設けられるバッファメモリに一旦格納される。
【００２２】デジタル画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読み出され、このデジタル画像信号に基づく画像がＬＣＤ１１に表示される。
【００２３】またデジタルの画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読み出され、信号処理回路４５において、デジタル輝度信号とデジタル色差信号とに変換され、色補正、ガンマ補正等の所定の処理を施される。このデジタル輝度信号の高域周波数成分が帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）により抽出され、積分回路４２において、デジタルの輝度信号を構成する画素データのうち、画像の中央付近の画素データのみが累積加算され、サンプルデータが得られる。
【００２４】以上のように高域周波数成分の画素データの積算値、すなわちサンプルデータがサンプリング周期毎に取得される。サンプルデータが最大となるとき、すなわち輝度信号の高域周波数成分が最も高い値を有するとき、フォーカスレンズ２２は合焦点に位置するため、現在得られたサンプルデータ（現在サンプルデータ）と、過去に得られたサンプルデータ（過去サンプルデータ）との大小比較を行うことにより、フォーカスレンズ２２の合焦点が検出される。
【００２５】一方ＣＣＤ３０により検出された画像信号には、蛍光灯等の照明光源による周期的な雑音、すなわちフリッカが重畳されている。この周期的雑音が測光回路５６に設けられる受光素子１２（図１参照）により検出され、検出された雑音信号はＡ／Ｄ変換器５７において、アナログ雑音信号からデジタル雑音信号に変換され、ＣＰＵ４０の制御に従って、雑音周期が算出される。この雑音周期に基づいて、周期的雑音信号の影響による合焦点の誤検出を防止するための公倍サンプル数（後述）が求められる。
【００２６】なお信号処理回路４５の出力信号であるデジタルの輝度信号とデジタルの色差信号とはエンコーダ４１により例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号に変換され、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４４においてデジタルのビデオ信号からアナログのビデオ信号に変換され、家庭用テレビ等の外部装置へ出力される。
【００２７】レンズ２２が合焦点に配置された後、被写体からの光は、撮影レンズ群２１とフォーカスレンズ２２とを介してＣＣＤ３０により検出され、１画像分の画像に対応する画像信号に変換される。この画像信号はＣＤＳ回路３２においてリセット雑音を除去され、アンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４においてアナログ画像信号からデジタル画像信号に変換される。デジタルの画像信号は信号処理回路４５においてシェーディング補正等の所定の処理を施され、信号処理回路４５に設けられるバッファメモリに一旦格納される。さらにデジタルの画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読出され、記録回路４６によりＰＣカード４７に格納される。
【００２８】図２、図３を参照して、先ず周期的雑音がサンプルデータに及ぼす影響について説明する。
【００２９】雑音信号は、ＣＣＤ３０により検出される画像信号に重畳する雑音信号である。フィールドインデックス信号は、例えば家庭用テレビにビデオ信号を出力するためにデジタルカメラ１０が有するＮＴＳＣ方式のフィールドを示す信号であり、ハイレベル（符号Ｆ１）またはローレベル（符号Ｆ２）の周期ＴｆがＮＴＳＣ方式のフィールド周期である。
【００３０】商用交流電源の周期がＴA であるとき、雑音周期すなわち、雑音信号の周期Ｔｎは周期ＴA の１／２である。サンプルデータを取得するためのサンプリング周期は、フィールドインデックス信号の周期の１／２であり、フィールド周期Ｔｆである。
【００３１】ＣＣＤ露光信号はＣＣＤ３０の露光を制御するための信号であり、フィールドインデックス信号が変化する毎にハイレベル（例えば符号Ｅ-2、Ｅ-1）になる信号である。この信号に基づいてＣＣＤ３０が駆動される。すなわちＣＣＤ露光信号がフィールド周期Ｔｆ毎にハイレベル（例えば符号Ｅ-2、Ｅ-1）である間だけ、すなわち時間Ｔe の間だけＣＣＤ３０は露光され、ＣＣＤ３０により画像信号が検出される。
【００３２】サンプリング周期Ｔｆと雑音周期Ｔｎとは異なるため、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（例えば斜線部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、ＣＣＤ３０が露光された時刻（例えば符号ｔ-2、ｔ-1、ｔ0 ）に対応して周期的に変化する。したがってＣＣＤ３０により検出された画像信号から抽出したサンプルデータが雑音信号の影響を受け変動する。このため雑音信号の影響を受けないように、上述のフォーカスレンズ２２の合焦点を検出する必要がある。
【００３３】雑音信号の影響を受けないようにするために、雑音周期をＴｎ、サンプリング周期をＴｆとしたとき、（１）式を満たす最小の整数Ｍ、Ｎが求められる。
Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎ ・・・（１）
すなわち雑音周期Ｔｎとサンプリング周期Ｔｆとの最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆが求められる。この最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆ毎に、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（例えば斜線部Ｌ１、Ｌ４）が同一になる。したがって最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆ毎のサンプルデータを比較することにより、雑音信号の影響を受けずにフォーカスレンズ２２の合焦点が検出される。ここでサンプルデータが周期Ｔｆ毎に得られるため、現在得られた現在サンプルデータと、現在サンプルデータより整数Ｍ（すなわち公倍サンプル数Ｍ）分だけ過去に得られた過去サンプルデータとが比較される。
【００３４】なお商用交流信号が５０Hzであるとき、雑音周期Ｔｎは１０msecである。ＮＴＳＣ方式のフィールド周期Ｔｆは１／６０sec である。この雑音周期Ｔｎとフィールド周期Ｔｆとから（１）式を満たす公倍サンプル数Ｍを算出すると、公倍サンプル数Ｍは「３」である。以下公倍サンプル数Ｍが「３」である場合を例に説明する。
【００３５】次に図１、図３、図４を参照して、合焦点の検出方法について説明する。図４はサンプリング距離毎に取得されるサンプルデータの値を示す図であり、フォーカスレンズ２２の合焦点が初期位置Ｄ0 に対して無限端側にある場合の一例を示す図である。曲線Ｘ１は例えば斜線部Ｌ１、Ｌ４の雑音信号が重畳されているときのサンプルデータの値を示し、曲線Ｘ２は例えば斜線部Ｌ２、Ｌ５の雑音信号が重畳されているときのサンプルデータの値を示し、曲線Ｘ３は例えば斜線部Ｌ３、Ｌ６の雑音信号が重畳されているときのサンプルデータの値を示す。なお各曲線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の最大となる位置が合焦点である。
【００３６】ＣＣＤ露光信号、画素データ算出信号、サンプルデータ取得信号およびフォーカスレンズ駆動信号は、タイミング発生回路５０により発生される。ＣＣＤ露光信号はフィールド周期Ｔｆ毎に露光時間Ｔｅの間だけＣＣＤ３０を露光するための信号である。画素データ積算信号は画素データの積算値を算出するための信号であり、積分回路４２を駆動するための信号である。サンプルデータ取得信号はフィールド周期Ｔｆ毎にサンプルデータを取得するための信号である。フォーカスレンズ駆動信号はフォーカスレンズ２２を移送するための信号であり、この信号に基づいてＣＰＵ４０がモータ駆動回路２６を駆動させる。
【００３７】自動焦点調節を開始すると、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ0 ）となり、フォーカスレンズ２２が移動され、図４に示すフォーカスレンズ２２の移動可能な範囲Ｄａの中心、すなわち初期位置Ｄ0 に配置される。
【００３８】ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になると、この信号がハイレベルの間ＴｅだけＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出される。検出された画像信号がＢＰＦ４３により高域周波数成分を抽出され、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ0 ）になったとき、積分回路４２において画素データが積算される。画素データ積算信号がフィールドインデックス信号により示されるフィールドの中央付近でハイレベル（符号Ｓ0 ）になるため、抽出信号を構成する画素データのうち、中央付近の画素データのみが積算される。画素データの積算が行なわれた直後、サンプルデータ取得信号がハイレベル（例えば符号Ａ0 ）になり、中央付近の画素データの積算値がサンプルデータＰ0 としてＣＰＵ４０に取込まれる。
【００３９】サンプルデータＰ0 が取得された後、次にＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ1 ）になるまでの間に、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ1 ）になり、モータ駆動回路２６が駆動され、所定のパルス数分だけパルスモータ２５が回動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。すなわちフォーカスレンズ２２は位置Ｄ1 に配置される。
【００４０】フォーカスレンズ２２が位置Ｄ1 に配置された状態で、再びＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ1 ）になると、上述のように、この信号がハイレベルの間ＴｅだけＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出され、この信号の高域周波数成分がＢＰＦ４３により抽出され、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ1 ）になると、積分回路４２において抽出信号を構成する画素データのうち、中央付近の画素データのみが積算される。画素データの積算が行なわれた直後、サンプルデータ取得信号がハイレベル（例えば符号Ａ1 ）になり、中央付近の画素データの積算値がサンプルデータＰ1 としてＣＰＵ４０に取込まれる。
【００４１】現在得られた現在サンプルデータＰ1 と過去に得られた過去サンプルデータＰ0 とでは、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（斜線部Ｌ１、Ｌ２）が異なるため、このサンプルデータＰ1 とサンプルデータＰ0 とは比較されない。
【００４２】サンプルデータＰ1 が取得された後、サンプルデータＰ1 の取得と同様に、サンプルデータＰ2 、Ｐ3 が取得される。ここで図３に示すフォーカスレンズ駆動信号のハイレベル（符号Ｒ2 、Ｒ3 ）、ＣＣＤ露光信号のハイレベル（符号Ｅ2、Ｅ3 ）、画素データ積算信号のハイレベル（符号Ｓ2 、Ｓ3 ）、サンプルデータ取得信号（符号Ａ2 、Ａ3 ）については、サンプルデータＰ1 の取得と同様であるため説明は省略する。
【００４３】サンプルデータＰ3 が取得されたとき、現在得られた現在サンプルデータＰ3より公倍サンプル数Ｍ分だけ過去に得られた過去サンプルデータＰ0 が存在し、現在サンプルデータＰ3 と、過去サンプルデータＰ0 とは重畳される雑音信号（斜線部Ｌ１と斜線部Ｌ４）が同一である。したがってサンプルデータＰ3 が取得されると、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ１）になり、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが大小比較される。
【００４４】一方フォーカスレンズ２２が合焦点に近づくとき、サンプルデータは増加する傾向があり、フォーカスレンズ２２が合焦点から遠ざかるとき、サンプルデータは減少する傾向がある。ここで現在サンプルデータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より大きいので、フォーカスレンズ２２は合焦点に近づいている。したがってサンプルデータＰ0 、Ｐ3 の比較が行われた後、次にＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ4 ）になるまでの間に、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ４）になり、フォーカスレンズ２２が無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送され、フォーカスレンズ２２が位置Ｄ4 に配置される。
【００４５】フォーカスレンズ２２が位置Ｄ4 に配置された状態で、上述のようにサンプルデータＰ4 が取得され、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ2 ）になり、現在サンプルデータＰ4 と過去サンプルデータＰ1 とが比較される。ここでＣＣＤ露光信号のハイレベル（符号Ｅ4 ）、画素データ信号のハイレベル（符号Ｓ4 ）、サンプルデータ取得信号（符号Ａ4 ）については、サンプルデータＰ1の取得と同様であるので省略する。
【００４６】図４に示すように現在サンプルデータＰ4 は過去サンプルデータＰ1 より大きいため、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ5 ）になり、フォーカスレンズ２２が無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送され、フォーカスレンズ２２が位置Ｄ5 に配置される。
【００４７】フォーカスレンズ２２が位置Ｄ5 に配置された状態で、サンプルデータＰ1 の取得と同様に、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ5 ）になり、ＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出された後、サンプルデータ算出信号がハイレベル（符号Ｓ5 ）になると、積分回路４２において検出された画像信号を構成する画素データの積算が行なわれ、その直後、サンプルデータ取得信号がハイレベル（例えば符号Ａ5 ）になり、中央付近の画素データの積算値がサンプルデータＰ5 としてＣＰＵ４０に取込まれる。
【００４８】サンプルデータＰ5 が得られると、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ3 ）になり、現在サンプルデータＰ5 と過去サンプルデータＰ2 とが大小比較される。図４に示すように現在サンプルデータＰ5 は過去サンプルデータＰ2より小さくなり、サンプルデータの大小関係が反転する。すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点を通過した状態である。したがってフォーカスレンズ駆動信号が、ハイレベル（符号Ｒ6 ）になり、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ至近端方向に移送される。
【００４９】戻り距離Ｄｒは、サンプリング距離Ｄｓの戻りサンプリング数倍である。戻りサンプリング数をＲ、公倍サンプル数をＭとしたとき、（２）式により求められる。
Ｒ＝（（Ｍ＋１）／２） ・・・（２）
この戻り距離は種々の公倍サンプル数Ｍについて模式図によるシュミレーションに基づき定められた。図４では、公倍サンプル数Ｍが「３」であるので、戻りサンプリング数は「２」であり、フォーカスレンズ２２は位置Ｄ5 から位置Ｄ3 （すなわち合焦点）まで移送される。
【００５０】なおフォーカスレンズ２２の合焦点の検出において、フォーカスレンズ２２の合焦点通過が検出され、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ戻されることによりフォーカスレンズ２２が合焦点に配置されるため、フォーカスレンズ２２の移動可能な範囲Ｄａは、フォーカスレンズ２２がＣＣＤ３０の受光面上に結像可能な有効焦点範囲Ｄｂの両端から戻り距離Ｄｓずつ広げた範囲である。
【００５１】図５、図６、図７には、フォーカスレンズ２２の合焦点が図４に示す合焦点と異なる位置にあるものの一例が示してある。以下図４に示す例と異なる点についてのみ説明する。
【００５２】図５に示すようにフォーカスレンズ２２の合焦点、すなわちサンプルデータが最大となる点が略フォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 である場合、上述のように各信号に応じて、サンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より小さい、すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっている。したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２が至近端方向に移送され、初期位置Ｄ0 に再び配置される。
【００５３】フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された状態で、サンプルデータＰ'0が取得される。サンプルデータＰ'0はサンプルデータＰ0 とは異なる雑音信号の重畳したデータである。
【００５４】さらにサンプルデータＰ'1、Ｐ'2、Ｐ'3が取得された後、現在サンプルデータＰ'3と過去サンプルデータＰ'0とが比較される。現在サンプルデータＰ'3は過去サンプルデータＰ'0より小さい、すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっており、合焦点を通過した状態である。したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２は戻り距離Ｄｒだけ無限端方向へ移送され、フォーカスレンズ２２は合焦点Ｄ'1に配置される。
【００５５】図６に示すようにフォーカスレンズ２２の合焦点が初期位置Ｄ0 に対して至近端側にある場合、上述のように各信号に応じて、サンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデータＰ3 が過去サンプルデータＰ0 より小さい、すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっているため、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２が至近端方向に移送され、初期位置Ｄ0 に再び配置される。
【００５６】フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された状態で、サンプルデータＰ'0が取得される。さらにサンプルデータＰ'1、Ｐ'2、Ｐ'3が取得された後、現在サンプルデータＰ'3と過去サンプルデータＰ'0とが比較される。現在サンプルデータＰ'3は過去サンプルデータＰ'0より大きく、フォーカスレンズ２２は合焦点に近づいている。したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２は至近端方向へ移送される。さらにサンプルデータＰ'4、Ｐ'5が取得される。この間、現在サンプルデータと公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとの比較が行われ、現在サンプルデータが過去サンプルデータより大きいので、フォーカスレンズ２２がサンプリング距離Ｄｓずつ至近端方向に移送される。
【００５７】さらにサンプルデータＰ'6が取得され、現在サンプルデータＰ'6と過去サンプルデータＰ'3とが比較される。現在サンプルデータＰ'6は過去サンプルデータＰ'3より小さくなったため、フォーカスレンズ２２が合焦点より遠ざかっている。すなわち現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小関係が反転したので、フォーカスレンズ２２が合焦点を通過しており、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ戻される。すなわちフォーカスレンズ２２は位置Ｄ'6から位置Ｄ'4まで移送され、合焦点に配置される。
【００５８】図７に示すようにフォーカスレンズ２２の移動可能範囲Ｄａ内に合焦点がない場合、上述のようにサンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より大きいため、フォーカスレンズ２２はサンプリング距離Ｄｓだけ無限端方向に移送され、さらにサンプルデータＰ4 、Ｐ5 、Ｐ6 が取得される。この間、現在サンプルデータと現在サンプルデータより公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとが比較され、現在サンプルデータが過去サンプルデータより大きいので、フォーカスレンズ２２がサンプリング距離Ｄｓずつ無限端方向に移送される。
【００５９】現在サンプルデータＰ6 と過去サンプルデータＰ3 が比較され、現在サンプルデータＰ6 が過去サンプルデータＰ3 より大きいことが検出される。このとき、フォーカスレンズ２２は移動可能範囲Ｄａの一端Ｄ6 に配置されており、フォーカスレンズ２２の合焦点は移動可能範囲Ｄａ内にない。したがってフォーカスレンズ２２は戻り距離Ｄｒだけ戻され、フォーカスレンズ２２の有効焦点範囲Ｄｂの一端Ｄ4 に配置される。
【００６０】以上のようにフォーカスレンズ２２の合焦点が現在サンプルデータと現在サンプルデータより公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとを大小比較することにより検出される。
【００６１】図１、図３、図８から図１０を参照して自動焦点調節の制御について説明する。図８は自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンを示すフローチャートである。図９は図８の自動焦点調節ルーチンの続きを示すフローチャートである。図１０はＣＰＵに設けられるメモリを示す図である。自動焦点調節ルーチンはＣＰＵ４０により制御される。
【００６２】自動焦点調節ルーチンを開始すると、ステップ１００において、Ｒフラグが初期値「０」に設定される。このＲフラグはフォーカスレンズ２２の移動方向を反転させるときに「１」となるフラグである。
【００６３】ステップ１１０において、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ0）になり、モータ駆動回路２６によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す初期位置Ｄ0 まで移送される。ステップ１２０において、パラメータｎが初期値「０」に設定される。このパラメータｎは取得されたサンプルデータの数を計数するためのものである。
【００６４】ステップ１３０からステップ１４０までは、フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された状態でＣＣＤ３０が露光されるように、フォーカスレンズ２２の移送が確実に終了した後、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になるまで待機するための処理である。すなわちステップ１３０において、フィールドインデックス信号が変化したか否かが判定され、フィールドインデックス信号が変化した（図３に示す例えば時刻ｔ-1）と判定されると、ステップ１４０において、再びフィールドインデックス信号が変化したか否かが判定される。
【００６５】ステップ１４０において、フィールドインデックス信号が変化したと判定されたとき、すなわちＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になり、ＣＣＤ３０が露光されたとき、ステップ１５０において、画素データの積算が終了したか否かが判定され、画素データの積算が終了するまで待機状態となる。待機状態の間、ＣＣＤ３０により順次読み出された画像信号は輝度信号に変換され、この信号の高域周波数成分が抽出される。その後、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ0 ）になり、抽出信号を構成する画素データが積算される。
【００６６】ステップ１５０において、画素データの積算が終了したと判定されたとき、ステップ１６０において、サンプルデータ取得信号がハイレベル（符号Ａ0 ）になり、サンプルデータＰｎがＣＰＵ４０に取込まれ、ＣＰＵ４０に設けられるメモリに格納される。図１０にＣＰＵ４０に設けられるメモリを示す。このメモリには、比較可能数、すなわち公倍サンプル数Ｍに１を加算した数（例えば公倍サンプル数Ｍが「３」のとき、「４」）のサンプルデータが格納可能であり、１つのサンプルデータが押し込まれると、過去に格納されたサンプルデータが順次押出される。
【００６７】再び図８を参照する。ステップ１７０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられたか否かが判定される。Ｒフラグが「１」ではないと判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないとき、ステップ１７３において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が移動方向、すなわち図４に示す無限端方向に所定のパルス数に対応するサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。ここではフォーカスレンズ２２は初期位置Ｄ0 から先ず無限端方向に移送される。
【００６８】これに対しステップ１７０において、Ｒフラグが「１」であると判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられたと判定されたとき、ステップ１７７において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す至近端方向に所定のパルス数に対応するサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。
【００６９】ステップ１７３またはステップ１７７において、フォーカスレンズ２２の移送が終了すると、ステップ１８０において、サンプルデータが１つ取得されたので、パラメータｎが「１」だけ加算される。
【００７０】ステップ１９０において、取得されたサンプルデータの数を計数するためのパラメータｎがカウント数Ｈ（例えば「４」）になったか否か、すなわち取得されたサンプルデータの数が比較可能数（Ｍ＋１：例えば「４」）になったか否かが判定される。パラメータｎがカウント数Ｈになっていないと判定されたとき、ステップ１４０の処理が再び実行される。一方パラメータｎがカウント数Ｈになったと判定されたとき、ステップ２００の処理が実行される。
【００７１】ステップ２００において、サンプルデータの比較が行われる。すなわち現在取得された現在サンプルデータＰn-1 が現在サンプルデータＰn-1 よりも公倍サンプル数Ｍ分だけ過去に取得された過去サンプルデータＰn-1-M 以上であるか否かが判定される。現在サンプルデータＰn-1 が過去サンプルデータＰn-1-M より小さいと判定されたとき、ステップ２０５において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」であると判定されたときは、フォーカスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられており、フォーカスレンズ２２が合焦点を通過したときである。このときステップ２８０の処理が実行される。一方ステップ２０５において、Ｒフラグが「１」ではないと判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないとき、ステップ２０６において、Ｒフラグが「１」に設定され、ステップ１１０の処理が実行される。
【００７２】これに対し、ステップ２００において、現在サンプルデータＰn-1 が過去サンプルデータＰn-1-M 以上であると判定されたとき、ステップ２１０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」ではないとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないとき、ステップ２１３において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。一方ステップ２１０において、Ｒフラグが「１」であると判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をもう反転せしめられているとき、ステップ２１７において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す至近端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。
【００７３】ステップ２２０において、フィールドインデックス信号が変化したか否かが判定される。フィールドインデックス信号が変化したと判定されるまで待機状態となる。フィールドインデックス信号が変化したと判定されたとき、すなわちＣＣＤ露光信号がハイレベル（例えば図３に示す符号Ｅ４）になり、ＣＣＤ３０が露光されたとき、ステップ２３０の処理が実行される。
【００７４】ステップ２３０において、画素データの積算が終了したか否かが判定され、画素データの積算が終了するまで待機状態となる。待機状態の間、ＣＣＤ３０により順次読み出された画像信号が輝度信号に変換され、この信号の高域周波数成分が抽出される。その後、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ4 ）になり、抽出信号を構成する画素データが積算される。
【００７５】ステップ２３０において、画素データの積算が終了したと判定されたとき、ステップ２４０において、サンプルデータ取得信号がハイレベル（図４に示す例えば符号Ａ4 ）になり、サンプルデータＰｎがＣＰＵ４０に取込まれ、ＣＰＵ４０に設けられるメモリに格納され、過去のサンプルデータがメモリから押出される。
【００７６】ステップ２５０において、現在サンプルデータＰｎが現在サンプルデータＰｎより公倍サンプル数だけ過去に取得された過去サンプルデータＰn-M 以上であるか否かが判定される。現在サンプルデータＰｎが過去サンプルデータＰn-M より小さいと判定されたとき、ステップ２７０の処理が実行される。一方現在サンプルデータＰｎが過去サンプルデータＰn-M 以上であると判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が合焦点に近づいているとき、ステップ２６０において、フォーカスレンズ２２が図４に示す移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されているか否かが判定される。フォーカスレンズ２２が移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されていないとき、ステップ２６５において、サンプルデータが１つ取得されたのでパラメータｎが「１」だけ加算され、ステップ２１０の処理が再び実行される。
【００７７】一方ステップ２６０において、フォーカスレンズ２２が移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されていると判定されたとき、ステップ２７０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」であると判定されたときは、フォーカスレンズ２２が図６に示す移動可能範囲Ｄａの最端部Ｄ'6に配置されているか、またはフォーカスレンズ２２が至近端方向に移動中に合焦点が検出されたとき（例えば図５）である。このとき、ステップ２８０において、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ無限端方向に移送される。一方ステップ２７０において、Ｒフラグが「１」ではないと判定されたときは、すなわちフォーカスレンズ２２が図７に示す移動可能範囲Ｄａの最端部Ｄ6 に配置されているか、またはフォーカスレンズ２２が無限端方向に移動中に合焦点が検出されたとき（例えば図４）である。このとき、ステップ２７５において、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ至近端方向に移送される。
【００７８】ステップ２７５またはステップ２８０において、フォーカスレンズ２２の移送が終了し、フォーカスレンズ２２が合焦点または有効焦点範囲Ｄｂの最端部に配置されると、この自動焦点調節ルーチンは終了する。
【００７９】以上の自動焦点調節ルーチンは、フォーカスレンズ２２の初期位置がこのレンズの移動可能範囲Ｄａの中間にあるときの制御である。なおフォーカスレンズ２２の初期位置は、例えば操作パネル１５に設けられる撮影モード切替ボタン等を押下することにより切替えられた撮影モードに応じて変更可能な構成としてもよい。この構成では、フォーカスレンズ２２が移動可能範囲Ｄａの両端部に配置されるときは、フォーカスレンズ２２の移動方向の変化がないので、現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小比較のみにより合焦点が検出可能となる。
【００８０】図２、図１１から図１３を参照して周期的雑音の周期を検出して、公倍サンプル数Ｍを算出する公倍サンプル数算出ルーチンについて説明する。図１１は公倍サンプル数Ｍを算出するための公倍サンプル数算出ルーチンを示すフローチャートである。図１２は図１１の公倍サンプル数算出ルーチンの続きを示すフローチャートである。図１３は周期的雑音を示す図である。
【００８１】図１１、図１２に示す公倍サンプル数算出ルーチンはＣＰＵ４０により制御され、例えば図２に示す操作パネル１５に設けられるシャッタボタン（２段スイッチ）が半分押下されると、開始する。また、このとき被写体に対する測光も行なわれている。
【００８２】ステップ４００において、パラメータｎが雑音をサンプリングすべき数Ｎに設定される。このパラメータｎは雑音サンプルの数を計数するためのものである。
【００８３】ステップ４１０において、測光回路５６により検出された雑音信号がＡ／Ｄ変換器５７によりアナログ雑音信号からデジタル雑音信号に変換される。ステップ４２０において、Ａ／Ｄ変換されたデジタル雑音信号を構成するｎ番目の雑音データＶｎが取得され、ステップ４３０において、所定の時間、すなわち雑音信号をサンプリングする周期だけ待機される。この雑音信号をサンプリングする周期は蛍光灯のフリッカ周期より短い時間に設定されている。
【００８４】ステップ４４０において、雑音サンプル数を計数するためのパラメータｎが「１」だけ減算され、ステップ４５０において、パラメータｎが「０」になったか否かが判定される。パラメータｎが「０」になっていないと判定されたとき、すなわちまだ取得された雑音サンプル数が雑音をサンプリングすべき数Ｎに満たないとき、ステップ４１０の処理が再び実行される。
【００８５】これに対しステップ４５０において、パラメータｎが「０」になったと判定されたとき、すなわちサンプリングすべき数Ｎの雑音サンプルが取得されたとき、ステップ４６０において、Ｕフラグが初期値「０」に設定される。Ｕフラグは雑音信号が増加傾向にあるとき、「１」となるフラグである。
【００８６】ステップ４７０において、雑音サンプル数を計数するためのパラメータｎが「１」に設定される。ステップ４８０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎ以上であるか否かが判定される。（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎより小さいと判定されたとき、すなわち雑音信号が減少傾向にあるとき、ステップ４８３において、Ｕフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｕフラグが「１」であると判定されたとき、ステップ５２０の処理が実行される。一方Ｕフラグが「１」ではないと判定されたとき、すなわち雑音信号の変化が減少傾向から始まったとき、ステップ４９０の処理が実行される。
【００８７】これに対しステップ４８０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、すなわち雑音信号が増加傾向にあるとき、ステップ４８７において、Ｕフラグが「１」に設定される。
【００８８】ステップ４８９において、図１３に示すように雑音信号が最大となる点ｎ1 が「ｎ」に設定され、ステップ４９０において、パラメータｎが「１」だけ加算される。ステップ５００において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったか否かが判定される。パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになっていないと判定されたとき、ステップ４８０の処理が再び実行される。一方ステップ５００において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったと判定されたとき、すなわち全ての雑音サンプルの比較が終了し、かつ雑音信号が最大となる点ｎ1 が検出されなかったとき、ステップ５１０において、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定される。雑音信号の最大となる点が検出されないということは、雑音信号の周期が長く、この雑音信号は自動焦点調節に影響を及ぼさない。したがって公倍サンプル数Ｍが「１」に設定され、この公倍サンプル数算出ルーチンは終了する。
【００８９】ステップ４８３において、Ｕフラグが「１」であると判定されたとき、すなわち雑音信号の最大となる点ｎ1 が検出されたとき、ステップ５２０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎより小さいか否かが判定される。雑音データＶn+1 が雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、ステップ５７０の処理が実行される。一方雑音データＶn+1 が雑音データＶｎより小さいと判定されたとき、ステップ５３０において、図１３に示す雑音信号の最小となる点ｎ2 が「ｎ」に設定される。
【００９０】ステップ５４０において、パラメータｎが「１」だけ加算され、ステップ５５０において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったか否かが判定される。パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになっていないとき、ステップ５２０の処理が再び実行される。一方パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったと判定されたとき、すなわち雑音信号の周期が長いため、雑音信号の最小となる点が検出されないとき、ステップ５６０において、雑音信号は自動焦点調節に影響を及ぼさないので、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定され、この公倍サンプル数算出ルーチンは終了する。
【００９１】ステップ５２０において、雑音データＶn+1 が雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、すなわち図１３に示す雑音信号の最小となる点ｎ2 が検出されたとき、ステップ５７０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎ以上であるか否かが判定される。雑音データＶn+1 が雑音データＶｎより小さいとき、ステップ６２０の処理が実行される。一方雑音データＶn+1 が雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、ステップ５８０において、図１３に示す雑音信号の２番目に最大となる点ｎ3 が「ｎ」に設定される。ステップ５９０において、パラメータｎが「１」だけ加算され、ステップ６００において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったか否かが判定される。パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになっていないと判定されたとき、ステップ５７０の処理が再び実行される。一方パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったと判定されたとき、すなわち雑音信号が周期的に変化していないため、雑音信号の２番目に最大となる点ｎ3 が検出されなかったとき、ステップ６１０において、雑音信号は自動焦点調節に影響を及ぼさないので、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定される。
【００９２】ステップ５７０において、雑音データＶn+1 が雑音データＶｎより小さいとき、すなわち雑音信号の２番目に最大となる点ｎ3 が検出されたとき、ステップ６２０において、雑音信号の最大値Ｖn1と最小値Ｖn2との差、すなわち雑音信号の振幅が所定値ｋ１より小さいか否かが判定される。雑音信号の最大値Ｖn1と最小値Ｖn2との差が所定値ｋ１より小さいとき、すなわち雑音信号が自動焦点調節に影響を及ぼさないとき、ステップ６４７において、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定され、この公倍サンプル数ルーチンは終了する。
【００９３】これに対しステップ７２０において、雑音信号の最大値Ｖn1と最小値Ｖn2との差が所定値ｋ１以上であると判定されたとき、ステップ６３０において、雑音信号の周期Ｔｎが（ｎ3 −ｎ1 ）×（雑音信号のサンプリング周期）により算出される。
【００９４】ステップ６４０において、雑音信号の周期Ｔｎが（１０−ｋ２）msecから（１０＋ｋ２）msecまでの範囲、すなわち標準範囲内であるか否かが判定される。この範囲は商用交流信号が５０Hzであるときの蛍光灯の雑音信号の周期に基づいて定められ、ｋ２は誤差を示す値である。雑音信号の周期Ｔｎが標準範囲内であるとき、ステップ６４５において、公倍サンプル数Ｍが「３」に設定され、一方ステップ６４０において雑音信号の周期Ｔｎが標準範囲内にないとき、ステップ６４７において、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定される。ステップ６４５またはステップ６４７において、公倍サンプル数Ｍが設定されると、この公倍サンプル数ルーチンは終了する。
【００９５】以上のように、図２に示す測光回路により雑音信号を検出して、その雑音信号の周期から公倍サンプル数Ｍが設定される。これにより商用交流信号の周波数が変化して、蛍光灯等の照明光源による雑音信号の周期が変化しても、最適な公倍サンプル数Ｍが設定され、自動焦点調節が高精度にかつ、高速に行なわれる。なお公倍サンプル数Ｍが「１」であるときの雑音信号は、公倍サンプル数Ｍを「３」として自動焦点調節を行っても、雑音信号の影響は除去できるので、公倍サンプル数Ｍを「３」に固定することも可能である。また図２に示す操作パネル１５に公倍サンプル数Ｍを切替えるための切替ボタンを設け、手動で公倍サンプル数Ｍが切替えられてもよい。
【００９６】以上の本実施形態によれば、自動焦点調節において、雑音周期Ｔｎとサンプリング周期Ｔｆとに基づいて誤検出防止サンプル数が設定され、現在取得した現在サンプルデータと、このデータより誤検出防止サンプル数だけ過去に取得された過去サンプルデータとの大小比較により、合焦点が検出される。これにより画像信号に重畳する雑音信号の影響で合焦点が誤検出されるのを防止することが可能であり、フォーカスレンズ２２は高精度に合焦せしめられる。またサンプルデータが取得される毎に、現在サンプルデータと過去サンプルデータとが比較可能であり、従来のように複数のサンプルデータを取得して、平均値を算出する必要がなく、より高速に自動焦点調節が行われる。
【００９７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えばデジタルカメラ等の電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置において、蛍光灯等の周期的雑音の影響による合焦点の誤検出が防止され、高精度にかつ高速に合焦点が検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施形態の自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示すブロック図である。
【図３】自動焦点調節装置のタイミングチャートである。
【図４】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図５】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図６】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図７】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図８】自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンのフローチャートの前半部である。
【図９】自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンのフローチャートの後半部である。
【図１０】ＣＰＵに設けられるメモリを示す図である。
【図１１】公倍サンプル数を算出する公倍サンプル数算出ルーチンのフローチャートの前半部である。
【図１２】公倍サンプル数を算出する公倍サンプル数算出ルーチンのフローチャートの後半部である。
【図１３】周期的雑音信号を示す図である。
【符号の説明】
２２ フォーカスレンズ（レンズ）
３０ ＣＣＤ（撮像素子）
Ｔｆ サンプリング周期
Ｔｎ 雑音周期
Ｍ 公倍サンプル数
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来撮像素子により検出された画像信号が輝度信号に変換され、この輝度信号の高域周波数成分が最大となるようにレンズ位置を調節する自動焦点調節装置として、特開平５−１４５８２６号公報に開示された装置が知られている。この公報の装置では、蛍光灯等の照明光源による周期的雑音が画像信号に重畳して、レンズの合焦点の検出精度が低下するのを防止するために、レンズ位置を変位させて、輝度信号の高域周波数成分の積算値（サンプルデータ）を取得するサンプリング周期と、周期的雑音の周期との最小公倍数が求められ、この最小公倍数の周期内に得られるサンプルデータの相加平均が算出される。例えば最小公倍数の周期内に３つのサンプルデータが取得されるとき、３つのサンプルデータが取得されて、その相加平均値が算出され、この相加平均値の算出の後、さらに３つのサンプルデータが取得され、その相加平均値が算出される。この前者の相加平均値と後者の相加平均値とを比較することにより、相加平均値の最大となる位置、すなわち合焦点が検出されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような自動焦点調節装置では、３つのサンプルデータが取得され、相加平均値が算出された後、３つのサンプルデータが取得されるまで、相加平均値の比較、すなわち合焦点の検出は行なわれず、１つのサンプルデータの取得毎に合焦点の検出を行うことは不可能である。したがって合焦点の検出に時間がかかってしまい、デジタルカメラ等の電子スチルカメラのように迅速な合焦点検出を要求される装置には適さないという問題があった。
【０００４】本発明は、例えばデジタルカメラ等の電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置において、蛍光灯等の周期的雑音の影響による合焦点の誤検出を防止して、高精度にかつ高速に合焦点を検出することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る自動焦点調節装置は、撮像素子により検出された画像信号から、サンプリング周期毎に得られるサンプルデータに基づいてレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、現在得られた現在サンプルデータを、公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータと比較して、合焦点を検出する合焦点検出手段を備え、サンプリング周期をＴｆ、画像信号に重畳する雑音の雑音周期をＴｎとしたとき、Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎこの関係式の関係を満たす整数Ｍと整数Ｎを用いて、公倍サンプル数が定められることを特徴としている。
【０００６】好ましくは、サンプルデータを記憶するための記憶手段が設けられ、公倍サンプル数に１だけ加算した数である比較可能数のサンプルデータが記憶手段に記憶されると、合焦点検出手段が現在サンプルデータと過去サンプルデータとを比較して、合焦点を検出する。
【０００７】好ましくは、合焦点検出手段は現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小関係が転じて、現在サンプルデータが過去サンプルデータより小さくなったことにより合焦点を検出する。さらに好ましくは、公倍サンプル数は整数Ｍである。また好ましくは、整数Ｍと整数Ｎは関係式を満たす最小の正の整数である。特に好ましくは、サンプリング周期としてＮＴＳＣ方式のフィールド周期を用いるとき、整数Ｍは「３」に定められる。
【０００８】好ましくは、雑音の雑音周期を検出する雑音周期検出手段が設けられ、雑音周期検出手段により検出された雑音周期に応じて、整数Ｍが変更可能である。さらに好ましくは、雑音周期検出手段により雑音周期が検出不可能である場合、または雑音周期検出手段により検出された雑音周期が標準範囲外であるとき、整数Ｍが「１」に定められる。
【０００９】好ましくは、撮像素子とレンズとの相対位置を変位させるための相対位置変位手段が設けられ、この相対位置変位手段がサンプリング周期毎にサンプリング距離分だけ相対位置を変位させる。
【００１０】好ましくは、相対位置変位手段は画像信号を検出するために撮像素子を露光する露光時間の間以外で、サンプリング距離分だけ相対位置を変位させる。さらに好ましくは、相対位置変位手段がサンプルデータが得られた後、サンプリング距離分だけ相対位置を変位させる。特に好ましくは、相対位置変位手段はパルスモータを有し、所定のパルス数をサンプリング距離に対応させ、パルスモータをパルス制御することにより相対位置を変位させる。
【００１１】好ましくは、相対位置変位手段は撮像素子またはレンズを搬送することにより相対位置を変位させ、撮像素子またはレンズが配置される初期位置が撮像素子またはレンズが移動可能な範囲の略中心に定められる。さらに好ましくは、相対位置変位手段はレンズを移送するレンズ移送手段であり、レンズ移送手段によりレンズの移送される方向が反転されたとき、その反転の後、現在サンプルデータが過去サンプルデータより小さくなったことによって合焦点検出手段が合焦点を検出する。好ましくは、撮像素子またはレンズが配置される初期位置を選択するための初期位置選択手段が設けられる。
【００１２】好ましくは、合焦点検出手段は合焦点を検出したとき、相対位置変位手段は撮像素子またはレンズを戻り距離だけ戻す。さらに好ましくは、戻り距離はサンプリング距離の戻りサンプリング数倍である。例えば戻りサンプリング数は戻りサンプリング数をＲとし、整数Ｍを用いたとき、Ｒ＝（Ｍ＋１）／２この式の関係を満たす。
【００１３】好ましくは、相対位置変位手段は戻りサンプリング数にサンプリング距離に対応する所定のパルス数を乗じた数以下の最大の整数個のパルス数分だけ、パルスモータを駆動することにより撮像素子またはレンズを戻り距離だけ戻す。また好ましくは、撮像素子またはレンズが移動可能な範囲はレンズの有効範囲より戻り距離の２倍だけ広い範囲である。特に好ましくは、現在サンプルデータが過去サンプルデータより大きく、相対位置変位手段が撮像素子またはレンズを広移動範囲の端部まで搬送しても、合焦点検出手段が合焦点を検出しなかったとき、相対位置変位手段が広移動範囲の端部から戻り距離だけ撮像素子またはレンズを戻す。好ましくは、サンプルデータが画像信号を変換することにより得られる輝度信号の高域周波数成分の積算値である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の本実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示す斜視図である。
【００１５】デジタルカメラ１０は自動焦点調節機能を有している。デジタルカメラ１０の正面１０ａには、レンズ鏡筒１３が設けられ、レンズ鏡筒１３には、変倍レンズ等の撮影レンズ群２１が保持されている。デジタルカメラ１０の内部で変倍レンズ群２１には、後述する焦点調節を行うためのフォーカスレンズが組付けられている。このレンズ鏡筒１３の近傍には、蛍光灯等の照明光源による雑音（フリッカ）を検出するための受光素子１２が設けられる。
【００１６】デジタルカメラ１０の上面１０ｂには、撮影した画像を表示するための液晶表示装置（ＬＣＤ）１１と、操作パネル１５とが配設され、パネル１５には、例えば撮影モード切替ボタン等のデジタルカメラ１０を操作するための種々のスイッチボタンが設けられる。
【００１７】図２を参照してデジタルカメラ１０の電気的構成について説明する。図２はデジタルカメラ１０を示すブロック図である。この自動焦点調節装置の動作は操作パネル１５に設けられる種々のスイッチボタンを切替えることにより選択され、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４０により制御される。
【００１８】撮像素子（ＣＣＤ）３０の受光面に光学像を結像するための撮影光学系がデジタルカメラ１０に設けられる。この撮影光学系は、撮影レンズ群２１と、合焦点を調節するためのフォーカスレンズ２２とにより構成される。フォーカスレンズ２２はラック２３ａの形成されたステージ２３に固定され、ラック２３ａに噛合するピニオン２４がパルスモータ２５に連結される。モータ駆動回路２６のパルス制御によりパルスモータ２５が駆動されるのに伴い、ステージ２３が矢印Ａ方向（無限端方向）または矢印Ｂ方向（至近端方向）に駆動され、フォーカスレンズ２２が光軸方向に移送される。この移送によりフォーカスレンズ２２とＣＣＤ３０との相対位置が変位せしめられる。
【００１９】なおフォーカスレンズ２２の初期位置は、このレンズ２２の移動可能な範囲の中心に定められる。ただし操作パネル１５に設けられる撮影モード切替ボタンを切替えることにより選択された撮影モード（例えば遠景モード、人物モード等）に応じて、フォーカスレンズ２２の初期位置は変更可能な構成としてもよい。
【００２０】タイミング発生回路５０の制御により、サンプリング周期毎に、フォーカスレンズ２２がサンプリング距離分だけ移送され、ＣＣＤ３０により画像信号が読取られる。読取られた画像信号からサンプルデータが取得され、サンプルデータ値の変化傾向を検出することにより焦点が調節される。
【００２１】詳述すると、被写体からの光は、撮影レンズ群２１とフォーカスレンズ２２とを介してＣＣＤ３０により検出され、１画像分の画像に対応する画像信号に変換される。この画像信号は相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３２においてリセット雑音を除去され、アンプ３４により増幅され、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４４においてアナログ画像信号からデジタル画像信号に変換される。デジタル画像信号は信号処理回路４５においてシェーディング補正等の所定の処理を施され、信号処理回路４５に設けられるバッファメモリに一旦格納される。
【００２２】デジタル画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読み出され、このデジタル画像信号に基づく画像がＬＣＤ１１に表示される。
【００２３】またデジタルの画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読み出され、信号処理回路４５において、デジタル輝度信号とデジタル色差信号とに変換され、色補正、ガンマ補正等の所定の処理を施される。このデジタル輝度信号の高域周波数成分が帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）により抽出され、積分回路４２において、デジタルの輝度信号を構成する画素データのうち、画像の中央付近の画素データのみが累積加算され、サンプルデータが得られる。
【００２４】以上のように高域周波数成分の画素データの積算値、すなわちサンプルデータがサンプリング周期毎に取得される。サンプルデータが最大となるとき、すなわち輝度信号の高域周波数成分が最も高い値を有するとき、フォーカスレンズ２２は合焦点に位置するため、現在得られたサンプルデータ（現在サンプルデータ）と、過去に得られたサンプルデータ（過去サンプルデータ）との大小比較を行うことにより、フォーカスレンズ２２の合焦点が検出される。
【００２５】一方ＣＣＤ３０により検出された画像信号には、蛍光灯等の照明光源による周期的な雑音、すなわちフリッカが重畳されている。この周期的雑音が測光回路５６に設けられる受光素子１２（図１参照）により検出され、検出された雑音信号はＡ／Ｄ変換器５７において、アナログ雑音信号からデジタル雑音信号に変換され、ＣＰＵ４０の制御に従って、雑音周期が算出される。この雑音周期に基づいて、周期的雑音信号の影響による合焦点の誤検出を防止するための公倍サンプル数（後述）が求められる。
【００２６】なお信号処理回路４５の出力信号であるデジタルの輝度信号とデジタルの色差信号とはエンコーダ４１により例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号に変換され、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４４においてデジタルのビデオ信号からアナログのビデオ信号に変換され、家庭用テレビ等の外部装置へ出力される。
【００２７】レンズ２２が合焦点に配置された後、被写体からの光は、撮影レンズ群２１とフォーカスレンズ２２とを介してＣＣＤ３０により検出され、１画像分の画像に対応する画像信号に変換される。この画像信号はＣＤＳ回路３２においてリセット雑音を除去され、アンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４においてアナログ画像信号からデジタル画像信号に変換される。デジタルの画像信号は信号処理回路４５においてシェーディング補正等の所定の処理を施され、信号処理回路４５に設けられるバッファメモリに一旦格納される。さらにデジタルの画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読出され、記録回路４６によりＰＣカード４７に格納される。
【００２８】図２、図３を参照して、先ず周期的雑音がサンプルデータに及ぼす影響について説明する。
【００２９】雑音信号は、ＣＣＤ３０により検出される画像信号に重畳する雑音信号である。フィールドインデックス信号は、例えば家庭用テレビにビデオ信号を出力するためにデジタルカメラ１０が有するＮＴＳＣ方式のフィールドを示す信号であり、ハイレベル（符号Ｆ１）またはローレベル（符号Ｆ２）の周期ＴｆがＮＴＳＣ方式のフィールド周期である。
【００３０】商用交流電源の周期がＴA であるとき、雑音周期すなわち、雑音信号の周期Ｔｎは周期ＴA の１／２である。サンプルデータを取得するためのサンプリング周期は、フィールドインデックス信号の周期の１／２であり、フィールド周期Ｔｆである。
【００３１】ＣＣＤ露光信号はＣＣＤ３０の露光を制御するための信号であり、フィールドインデックス信号が変化する毎にハイレベル（例えば符号Ｅ-2、Ｅ-1）になる信号である。この信号に基づいてＣＣＤ３０が駆動される。すなわちＣＣＤ露光信号がフィールド周期Ｔｆ毎にハイレベル（例えば符号Ｅ-2、Ｅ-1）である間だけ、すなわち時間Ｔe の間だけＣＣＤ３０は露光され、ＣＣＤ３０により画像信号が検出される。
【００３２】サンプリング周期Ｔｆと雑音周期Ｔｎとは異なるため、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（例えば斜線部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、ＣＣＤ３０が露光された時刻（例えば符号ｔ-2、ｔ-1、ｔ0 ）に対応して周期的に変化する。したがってＣＣＤ３０により検出された画像信号から抽出したサンプルデータが雑音信号の影響を受け変動する。このため雑音信号の影響を受けないように、上述のフォーカスレンズ２２の合焦点を検出する必要がある。
【００３３】雑音信号の影響を受けないようにするために、雑音周期をＴｎ、サンプリング周期をＴｆとしたとき、（１）式を満たす最小の整数Ｍ、Ｎが求められる。
Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎ ・・・（１）
すなわち雑音周期Ｔｎとサンプリング周期Ｔｆとの最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆが求められる。この最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆ毎に、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（例えば斜線部Ｌ１、Ｌ４）が同一になる。したがって最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆ毎のサンプルデータを比較することにより、雑音信号の影響を受けずにフォーカスレンズ２２の合焦点が検出される。ここでサンプルデータが周期Ｔｆ毎に得られるため、現在得られた現在サンプルデータと、現在サンプルデータより整数Ｍ（すなわち公倍サンプル数Ｍ）分だけ過去に得られた過去サンプルデータとが比較される。
【００３４】なお商用交流信号が５０Hzであるとき、雑音周期Ｔｎは１０msecである。ＮＴＳＣ方式のフィールド周期Ｔｆは１／６０sec である。この雑音周期Ｔｎとフィールド周期Ｔｆとから（１）式を満たす公倍サンプル数Ｍを算出すると、公倍サンプル数Ｍは「３」である。以下公倍サンプル数Ｍが「３」である場合を例に説明する。
【００３５】次に図１、図３、図４を参照して、合焦点の検出方法について説明する。図４はサンプリング距離毎に取得されるサンプルデータの値を示す図であり、フォーカスレンズ２２の合焦点が初期位置Ｄ0 に対して無限端側にある場合の一例を示す図である。曲線Ｘ１は例えば斜線部Ｌ１、Ｌ４の雑音信号が重畳されているときのサンプルデータの値を示し、曲線Ｘ２は例えば斜線部Ｌ２、Ｌ５の雑音信号が重畳されているときのサンプルデータの値を示し、曲線Ｘ３は例えば斜線部Ｌ３、Ｌ６の雑音信号が重畳されているときのサンプルデータの値を示す。なお各曲線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の最大となる位置が合焦点である。
【００３６】ＣＣＤ露光信号、画素データ算出信号、サンプルデータ取得信号およびフォーカスレンズ駆動信号は、タイミング発生回路５０により発生される。ＣＣＤ露光信号はフィールド周期Ｔｆ毎に露光時間Ｔｅの間だけＣＣＤ３０を露光するための信号である。画素データ積算信号は画素データの積算値を算出するための信号であり、積分回路４２を駆動するための信号である。サンプルデータ取得信号はフィールド周期Ｔｆ毎にサンプルデータを取得するための信号である。フォーカスレンズ駆動信号はフォーカスレンズ２２を移送するための信号であり、この信号に基づいてＣＰＵ４０がモータ駆動回路２６を駆動させる。
【００３７】自動焦点調節を開始すると、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ0 ）となり、フォーカスレンズ２２が移動され、図４に示すフォーカスレンズ２２の移動可能な範囲Ｄａの中心、すなわち初期位置Ｄ0 に配置される。
【００３８】ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になると、この信号がハイレベルの間ＴｅだけＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出される。検出された画像信号がＢＰＦ４３により高域周波数成分を抽出され、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ0 ）になったとき、積分回路４２において画素データが積算される。画素データ積算信号がフィールドインデックス信号により示されるフィールドの中央付近でハイレベル（符号Ｓ0 ）になるため、抽出信号を構成する画素データのうち、中央付近の画素データのみが積算される。画素データの積算が行なわれた直後、サンプルデータ取得信号がハイレベル（例えば符号Ａ0 ）になり、中央付近の画素データの積算値がサンプルデータＰ0 としてＣＰＵ４０に取込まれる。
【００３９】サンプルデータＰ0 が取得された後、次にＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ1 ）になるまでの間に、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ1 ）になり、モータ駆動回路２６が駆動され、所定のパルス数分だけパルスモータ２５が回動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。すなわちフォーカスレンズ２２は位置Ｄ1 に配置される。
【００４０】フォーカスレンズ２２が位置Ｄ1 に配置された状態で、再びＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ1 ）になると、上述のように、この信号がハイレベルの間ＴｅだけＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出され、この信号の高域周波数成分がＢＰＦ４３により抽出され、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ1 ）になると、積分回路４２において抽出信号を構成する画素データのうち、中央付近の画素データのみが積算される。画素データの積算が行なわれた直後、サンプルデータ取得信号がハイレベル（例えば符号Ａ1 ）になり、中央付近の画素データの積算値がサンプルデータＰ1 としてＣＰＵ４０に取込まれる。
【００４１】現在得られた現在サンプルデータＰ1 と過去に得られた過去サンプルデータＰ0 とでは、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（斜線部Ｌ１、Ｌ２）が異なるため、このサンプルデータＰ1 とサンプルデータＰ0 とは比較されない。
【００４２】サンプルデータＰ1 が取得された後、サンプルデータＰ1 の取得と同様に、サンプルデータＰ2 、Ｐ3 が取得される。ここで図３に示すフォーカスレンズ駆動信号のハイレベル（符号Ｒ2 、Ｒ3 ）、ＣＣＤ露光信号のハイレベル（符号Ｅ2、Ｅ3 ）、画素データ積算信号のハイレベル（符号Ｓ2 、Ｓ3 ）、サンプルデータ取得信号（符号Ａ2 、Ａ3 ）については、サンプルデータＰ1 の取得と同様であるため説明は省略する。
【００４３】サンプルデータＰ3 が取得されたとき、現在得られた現在サンプルデータＰ3より公倍サンプル数Ｍ分だけ過去に得られた過去サンプルデータＰ0 が存在し、現在サンプルデータＰ3 と、過去サンプルデータＰ0 とは重畳される雑音信号（斜線部Ｌ１と斜線部Ｌ４）が同一である。したがってサンプルデータＰ3 が取得されると、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ１）になり、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが大小比較される。
【００４４】一方フォーカスレンズ２２が合焦点に近づくとき、サンプルデータは増加する傾向があり、フォーカスレンズ２２が合焦点から遠ざかるとき、サンプルデータは減少する傾向がある。ここで現在サンプルデータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より大きいので、フォーカスレンズ２２は合焦点に近づいている。したがってサンプルデータＰ0 、Ｐ3 の比較が行われた後、次にＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ4 ）になるまでの間に、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ４）になり、フォーカスレンズ２２が無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送され、フォーカスレンズ２２が位置Ｄ4 に配置される。
【００４５】フォーカスレンズ２２が位置Ｄ4 に配置された状態で、上述のようにサンプルデータＰ4 が取得され、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ2 ）になり、現在サンプルデータＰ4 と過去サンプルデータＰ1 とが比較される。ここでＣＣＤ露光信号のハイレベル（符号Ｅ4 ）、画素データ信号のハイレベル（符号Ｓ4 ）、サンプルデータ取得信号（符号Ａ4 ）については、サンプルデータＰ1の取得と同様であるので省略する。
【００４６】図４に示すように現在サンプルデータＰ4 は過去サンプルデータＰ1 より大きいため、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ5 ）になり、フォーカスレンズ２２が無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送され、フォーカスレンズ２２が位置Ｄ5 に配置される。
【００４７】フォーカスレンズ２２が位置Ｄ5 に配置された状態で、サンプルデータＰ1 の取得と同様に、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ5 ）になり、ＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出された後、サンプルデータ算出信号がハイレベル（符号Ｓ5 ）になると、積分回路４２において検出された画像信号を構成する画素データの積算が行なわれ、その直後、サンプルデータ取得信号がハイレベル（例えば符号Ａ5 ）になり、中央付近の画素データの積算値がサンプルデータＰ5 としてＣＰＵ４０に取込まれる。
【００４８】サンプルデータＰ5 が得られると、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ3 ）になり、現在サンプルデータＰ5 と過去サンプルデータＰ2 とが大小比較される。図４に示すように現在サンプルデータＰ5 は過去サンプルデータＰ2より小さくなり、サンプルデータの大小関係が反転する。すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点を通過した状態である。したがってフォーカスレンズ駆動信号が、ハイレベル（符号Ｒ6 ）になり、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ至近端方向に移送される。
【００４９】戻り距離Ｄｒは、サンプリング距離Ｄｓの戻りサンプリング数倍である。戻りサンプリング数をＲ、公倍サンプル数をＭとしたとき、（２）式により求められる。
Ｒ＝（（Ｍ＋１）／２） ・・・（２）
この戻り距離は種々の公倍サンプル数Ｍについて模式図によるシュミレーションに基づき定められた。図４では、公倍サンプル数Ｍが「３」であるので、戻りサンプリング数は「２」であり、フォーカスレンズ２２は位置Ｄ5 から位置Ｄ3 （すなわち合焦点）まで移送される。
【００５０】なおフォーカスレンズ２２の合焦点の検出において、フォーカスレンズ２２の合焦点通過が検出され、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ戻されることによりフォーカスレンズ２２が合焦点に配置されるため、フォーカスレンズ２２の移動可能な範囲Ｄａは、フォーカスレンズ２２がＣＣＤ３０の受光面上に結像可能な有効焦点範囲Ｄｂの両端から戻り距離Ｄｓずつ広げた範囲である。
【００５１】図５、図６、図７には、フォーカスレンズ２２の合焦点が図４に示す合焦点と異なる位置にあるものの一例が示してある。以下図４に示す例と異なる点についてのみ説明する。
【００５２】図５に示すようにフォーカスレンズ２２の合焦点、すなわちサンプルデータが最大となる点が略フォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 である場合、上述のように各信号に応じて、サンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より小さい、すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっている。したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２が至近端方向に移送され、初期位置Ｄ0 に再び配置される。
【００５３】フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された状態で、サンプルデータＰ'0が取得される。サンプルデータＰ'0はサンプルデータＰ0 とは異なる雑音信号の重畳したデータである。
【００５４】さらにサンプルデータＰ'1、Ｐ'2、Ｐ'3が取得された後、現在サンプルデータＰ'3と過去サンプルデータＰ'0とが比較される。現在サンプルデータＰ'3は過去サンプルデータＰ'0より小さい、すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっており、合焦点を通過した状態である。したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２は戻り距離Ｄｒだけ無限端方向へ移送され、フォーカスレンズ２２は合焦点Ｄ'1に配置される。
【００５５】図６に示すようにフォーカスレンズ２２の合焦点が初期位置Ｄ0 に対して至近端側にある場合、上述のように各信号に応じて、サンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデータＰ3 が過去サンプルデータＰ0 より小さい、すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっているため、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２が至近端方向に移送され、初期位置Ｄ0 に再び配置される。
【００５６】フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された状態で、サンプルデータＰ'0が取得される。さらにサンプルデータＰ'1、Ｐ'2、Ｐ'3が取得された後、現在サンプルデータＰ'3と過去サンプルデータＰ'0とが比較される。現在サンプルデータＰ'3は過去サンプルデータＰ'0より大きく、フォーカスレンズ２２は合焦点に近づいている。したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルになり、フォーカスレンズ２２は至近端方向へ移送される。さらにサンプルデータＰ'4、Ｐ'5が取得される。この間、現在サンプルデータと公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとの比較が行われ、現在サンプルデータが過去サンプルデータより大きいので、フォーカスレンズ２２がサンプリング距離Ｄｓずつ至近端方向に移送される。
【００５７】さらにサンプルデータＰ'6が取得され、現在サンプルデータＰ'6と過去サンプルデータＰ'3とが比較される。現在サンプルデータＰ'6は過去サンプルデータＰ'3より小さくなったため、フォーカスレンズ２２が合焦点より遠ざかっている。すなわち現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小関係が反転したので、フォーカスレンズ２２が合焦点を通過しており、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ戻される。すなわちフォーカスレンズ２２は位置Ｄ'6から位置Ｄ'4まで移送され、合焦点に配置される。
【００５８】図７に示すようにフォーカスレンズ２２の移動可能範囲Ｄａ内に合焦点がない場合、上述のようにサンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より大きいため、フォーカスレンズ２２はサンプリング距離Ｄｓだけ無限端方向に移送され、さらにサンプルデータＰ4 、Ｐ5 、Ｐ6 が取得される。この間、現在サンプルデータと現在サンプルデータより公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとが比較され、現在サンプルデータが過去サンプルデータより大きいので、フォーカスレンズ２２がサンプリング距離Ｄｓずつ無限端方向に移送される。
【００５９】現在サンプルデータＰ6 と過去サンプルデータＰ3 が比較され、現在サンプルデータＰ6 が過去サンプルデータＰ3 より大きいことが検出される。このとき、フォーカスレンズ２２は移動可能範囲Ｄａの一端Ｄ6 に配置されており、フォーカスレンズ２２の合焦点は移動可能範囲Ｄａ内にない。したがってフォーカスレンズ２２は戻り距離Ｄｒだけ戻され、フォーカスレンズ２２の有効焦点範囲Ｄｂの一端Ｄ4 に配置される。
【００６０】以上のようにフォーカスレンズ２２の合焦点が現在サンプルデータと現在サンプルデータより公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとを大小比較することにより検出される。
【００６１】図１、図３、図８から図１０を参照して自動焦点調節の制御について説明する。図８は自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンを示すフローチャートである。図９は図８の自動焦点調節ルーチンの続きを示すフローチャートである。図１０はＣＰＵに設けられるメモリを示す図である。自動焦点調節ルーチンはＣＰＵ４０により制御される。
【００６２】自動焦点調節ルーチンを開始すると、ステップ１００において、Ｒフラグが初期値「０」に設定される。このＲフラグはフォーカスレンズ２２の移動方向を反転させるときに「１」となるフラグである。
【００６３】ステップ１１０において、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ0）になり、モータ駆動回路２６によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す初期位置Ｄ0 まで移送される。ステップ１２０において、パラメータｎが初期値「０」に設定される。このパラメータｎは取得されたサンプルデータの数を計数するためのものである。
【００６４】ステップ１３０からステップ１４０までは、フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された状態でＣＣＤ３０が露光されるように、フォーカスレンズ２２の移送が確実に終了した後、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になるまで待機するための処理である。すなわちステップ１３０において、フィールドインデックス信号が変化したか否かが判定され、フィールドインデックス信号が変化した（図３に示す例えば時刻ｔ-1）と判定されると、ステップ１４０において、再びフィールドインデックス信号が変化したか否かが判定される。
【００６５】ステップ１４０において、フィールドインデックス信号が変化したと判定されたとき、すなわちＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になり、ＣＣＤ３０が露光されたとき、ステップ１５０において、画素データの積算が終了したか否かが判定され、画素データの積算が終了するまで待機状態となる。待機状態の間、ＣＣＤ３０により順次読み出された画像信号は輝度信号に変換され、この信号の高域周波数成分が抽出される。その後、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ0 ）になり、抽出信号を構成する画素データが積算される。
【００６６】ステップ１５０において、画素データの積算が終了したと判定されたとき、ステップ１６０において、サンプルデータ取得信号がハイレベル（符号Ａ0 ）になり、サンプルデータＰｎがＣＰＵ４０に取込まれ、ＣＰＵ４０に設けられるメモリに格納される。図１０にＣＰＵ４０に設けられるメモリを示す。このメモリには、比較可能数、すなわち公倍サンプル数Ｍに１を加算した数（例えば公倍サンプル数Ｍが「３」のとき、「４」）のサンプルデータが格納可能であり、１つのサンプルデータが押し込まれると、過去に格納されたサンプルデータが順次押出される。
【００６７】再び図８を参照する。ステップ１７０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられたか否かが判定される。Ｒフラグが「１」ではないと判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないとき、ステップ１７３において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が移動方向、すなわち図４に示す無限端方向に所定のパルス数に対応するサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。ここではフォーカスレンズ２２は初期位置Ｄ0 から先ず無限端方向に移送される。
【００６８】これに対しステップ１７０において、Ｒフラグが「１」であると判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられたと判定されたとき、ステップ１７７において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す至近端方向に所定のパルス数に対応するサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。
【００６９】ステップ１７３またはステップ１７７において、フォーカスレンズ２２の移送が終了すると、ステップ１８０において、サンプルデータが１つ取得されたので、パラメータｎが「１」だけ加算される。
【００７０】ステップ１９０において、取得されたサンプルデータの数を計数するためのパラメータｎがカウント数Ｈ（例えば「４」）になったか否か、すなわち取得されたサンプルデータの数が比較可能数（Ｍ＋１：例えば「４」）になったか否かが判定される。パラメータｎがカウント数Ｈになっていないと判定されたとき、ステップ１４０の処理が再び実行される。一方パラメータｎがカウント数Ｈになったと判定されたとき、ステップ２００の処理が実行される。
【００７１】ステップ２００において、サンプルデータの比較が行われる。すなわち現在取得された現在サンプルデータＰn-1 が現在サンプルデータＰn-1 よりも公倍サンプル数Ｍ分だけ過去に取得された過去サンプルデータＰn-1-M 以上であるか否かが判定される。現在サンプルデータＰn-1 が過去サンプルデータＰn-1-M より小さいと判定されたとき、ステップ２０５において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」であると判定されたときは、フォーカスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられており、フォーカスレンズ２２が合焦点を通過したときである。このときステップ２８０の処理が実行される。一方ステップ２０５において、Ｒフラグが「１」ではないと判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないとき、ステップ２０６において、Ｒフラグが「１」に設定され、ステップ１１０の処理が実行される。
【００７２】これに対し、ステップ２００において、現在サンプルデータＰn-1 が過去サンプルデータＰn-1-M 以上であると判定されたとき、ステップ２１０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」ではないとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないとき、ステップ２１３において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。一方ステップ２１０において、Ｒフラグが「１」であると判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をもう反転せしめられているとき、ステップ２１７において、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が図４に示す至近端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。
【００７３】ステップ２２０において、フィールドインデックス信号が変化したか否かが判定される。フィールドインデックス信号が変化したと判定されるまで待機状態となる。フィールドインデックス信号が変化したと判定されたとき、すなわちＣＣＤ露光信号がハイレベル（例えば図３に示す符号Ｅ４）になり、ＣＣＤ３０が露光されたとき、ステップ２３０の処理が実行される。
【００７４】ステップ２３０において、画素データの積算が終了したか否かが判定され、画素データの積算が終了するまで待機状態となる。待機状態の間、ＣＣＤ３０により順次読み出された画像信号が輝度信号に変換され、この信号の高域周波数成分が抽出される。その後、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ4 ）になり、抽出信号を構成する画素データが積算される。
【００７５】ステップ２３０において、画素データの積算が終了したと判定されたとき、ステップ２４０において、サンプルデータ取得信号がハイレベル（図４に示す例えば符号Ａ4 ）になり、サンプルデータＰｎがＣＰＵ４０に取込まれ、ＣＰＵ４０に設けられるメモリに格納され、過去のサンプルデータがメモリから押出される。
【００７６】ステップ２５０において、現在サンプルデータＰｎが現在サンプルデータＰｎより公倍サンプル数だけ過去に取得された過去サンプルデータＰn-M 以上であるか否かが判定される。現在サンプルデータＰｎが過去サンプルデータＰn-M より小さいと判定されたとき、ステップ２７０の処理が実行される。一方現在サンプルデータＰｎが過去サンプルデータＰn-M 以上であると判定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が合焦点に近づいているとき、ステップ２６０において、フォーカスレンズ２２が図４に示す移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されているか否かが判定される。フォーカスレンズ２２が移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されていないとき、ステップ２６５において、サンプルデータが１つ取得されたのでパラメータｎが「１」だけ加算され、ステップ２１０の処理が再び実行される。
【００７７】一方ステップ２６０において、フォーカスレンズ２２が移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されていると判定されたとき、ステップ２７０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」であると判定されたときは、フォーカスレンズ２２が図６に示す移動可能範囲Ｄａの最端部Ｄ'6に配置されているか、またはフォーカスレンズ２２が至近端方向に移動中に合焦点が検出されたとき（例えば図５）である。このとき、ステップ２８０において、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ無限端方向に移送される。一方ステップ２７０において、Ｒフラグが「１」ではないと判定されたときは、すなわちフォーカスレンズ２２が図７に示す移動可能範囲Ｄａの最端部Ｄ6 に配置されているか、またはフォーカスレンズ２２が無限端方向に移動中に合焦点が検出されたとき（例えば図４）である。このとき、ステップ２７５において、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ至近端方向に移送される。
【００７８】ステップ２７５またはステップ２８０において、フォーカスレンズ２２の移送が終了し、フォーカスレンズ２２が合焦点または有効焦点範囲Ｄｂの最端部に配置されると、この自動焦点調節ルーチンは終了する。
【００７９】以上の自動焦点調節ルーチンは、フォーカスレンズ２２の初期位置がこのレンズの移動可能範囲Ｄａの中間にあるときの制御である。なおフォーカスレンズ２２の初期位置は、例えば操作パネル１５に設けられる撮影モード切替ボタン等を押下することにより切替えられた撮影モードに応じて変更可能な構成としてもよい。この構成では、フォーカスレンズ２２が移動可能範囲Ｄａの両端部に配置されるときは、フォーカスレンズ２２の移動方向の変化がないので、現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小比較のみにより合焦点が検出可能となる。
【００８０】図２、図１１から図１３を参照して周期的雑音の周期を検出して、公倍サンプル数Ｍを算出する公倍サンプル数算出ルーチンについて説明する。図１１は公倍サンプル数Ｍを算出するための公倍サンプル数算出ルーチンを示すフローチャートである。図１２は図１１の公倍サンプル数算出ルーチンの続きを示すフローチャートである。図１３は周期的雑音を示す図である。
【００８１】図１１、図１２に示す公倍サンプル数算出ルーチンはＣＰＵ４０により制御され、例えば図２に示す操作パネル１５に設けられるシャッタボタン（２段スイッチ）が半分押下されると、開始する。また、このとき被写体に対する測光も行なわれている。
【００８２】ステップ４００において、パラメータｎが雑音をサンプリングすべき数Ｎに設定される。このパラメータｎは雑音サンプルの数を計数するためのものである。
【００８３】ステップ４１０において、測光回路５６により検出された雑音信号がＡ／Ｄ変換器５７によりアナログ雑音信号からデジタル雑音信号に変換される。ステップ４２０において、Ａ／Ｄ変換されたデジタル雑音信号を構成するｎ番目の雑音データＶｎが取得され、ステップ４３０において、所定の時間、すなわち雑音信号をサンプリングする周期だけ待機される。この雑音信号をサンプリングする周期は蛍光灯のフリッカ周期より短い時間に設定されている。
【００８４】ステップ４４０において、雑音サンプル数を計数するためのパラメータｎが「１」だけ減算され、ステップ４５０において、パラメータｎが「０」になったか否かが判定される。パラメータｎが「０」になっていないと判定されたとき、すなわちまだ取得された雑音サンプル数が雑音をサンプリングすべき数Ｎに満たないとき、ステップ４１０の処理が再び実行される。
【００８５】これに対しステップ４５０において、パラメータｎが「０」になったと判定されたとき、すなわちサンプリングすべき数Ｎの雑音サンプルが取得されたとき、ステップ４６０において、Ｕフラグが初期値「０」に設定される。Ｕフラグは雑音信号が増加傾向にあるとき、「１」となるフラグである。
【００８６】ステップ４７０において、雑音サンプル数を計数するためのパラメータｎが「１」に設定される。ステップ４８０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎ以上であるか否かが判定される。（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎより小さいと判定されたとき、すなわち雑音信号が減少傾向にあるとき、ステップ４８３において、Ｕフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｕフラグが「１」であると判定されたとき、ステップ５２０の処理が実行される。一方Ｕフラグが「１」ではないと判定されたとき、すなわち雑音信号の変化が減少傾向から始まったとき、ステップ４９０の処理が実行される。
【００８７】これに対しステップ４８０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、すなわち雑音信号が増加傾向にあるとき、ステップ４８７において、Ｕフラグが「１」に設定される。
【００８８】ステップ４８９において、図１３に示すように雑音信号が最大となる点ｎ1 が「ｎ」に設定され、ステップ４９０において、パラメータｎが「１」だけ加算される。ステップ５００において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったか否かが判定される。パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになっていないと判定されたとき、ステップ４８０の処理が再び実行される。一方ステップ５００において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったと判定されたとき、すなわち全ての雑音サンプルの比較が終了し、かつ雑音信号が最大となる点ｎ1 が検出されなかったとき、ステップ５１０において、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定される。雑音信号の最大となる点が検出されないということは、雑音信号の周期が長く、この雑音信号は自動焦点調節に影響を及ぼさない。したがって公倍サンプル数Ｍが「１」に設定され、この公倍サンプル数算出ルーチンは終了する。
【００８９】ステップ４８３において、Ｕフラグが「１」であると判定されたとき、すなわち雑音信号の最大となる点ｎ1 が検出されたとき、ステップ５２０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎより小さいか否かが判定される。雑音データＶn+1 が雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、ステップ５７０の処理が実行される。一方雑音データＶn+1 が雑音データＶｎより小さいと判定されたとき、ステップ５３０において、図１３に示す雑音信号の最小となる点ｎ2 が「ｎ」に設定される。
【００９０】ステップ５４０において、パラメータｎが「１」だけ加算され、ステップ５５０において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったか否かが判定される。パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになっていないとき、ステップ５２０の処理が再び実行される。一方パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったと判定されたとき、すなわち雑音信号の周期が長いため、雑音信号の最小となる点が検出されないとき、ステップ５６０において、雑音信号は自動焦点調節に影響を及ぼさないので、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定され、この公倍サンプル数算出ルーチンは終了する。
【００９１】ステップ５２０において、雑音データＶn+1 が雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、すなわち図１３に示す雑音信号の最小となる点ｎ2 が検出されたとき、ステップ５７０において、（ｎ＋１）番目の雑音データＶn+1 がｎ番目の雑音データＶｎ以上であるか否かが判定される。雑音データＶn+1 が雑音データＶｎより小さいとき、ステップ６２０の処理が実行される。一方雑音データＶn+1 が雑音データＶｎ以上であると判定されたとき、ステップ５８０において、図１３に示す雑音信号の２番目に最大となる点ｎ3 が「ｎ」に設定される。ステップ５９０において、パラメータｎが「１」だけ加算され、ステップ６００において、パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったか否かが判定される。パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになっていないと判定されたとき、ステップ５７０の処理が再び実行される。一方パラメータｎが雑音サンプル総数Ｎになったと判定されたとき、すなわち雑音信号が周期的に変化していないため、雑音信号の２番目に最大となる点ｎ3 が検出されなかったとき、ステップ６１０において、雑音信号は自動焦点調節に影響を及ぼさないので、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定される。
【００９２】ステップ５７０において、雑音データＶn+1 が雑音データＶｎより小さいとき、すなわち雑音信号の２番目に最大となる点ｎ3 が検出されたとき、ステップ６２０において、雑音信号の最大値Ｖn1と最小値Ｖn2との差、すなわち雑音信号の振幅が所定値ｋ１より小さいか否かが判定される。雑音信号の最大値Ｖn1と最小値Ｖn2との差が所定値ｋ１より小さいとき、すなわち雑音信号が自動焦点調節に影響を及ぼさないとき、ステップ６４７において、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定され、この公倍サンプル数ルーチンは終了する。
【００９３】これに対しステップ７２０において、雑音信号の最大値Ｖn1と最小値Ｖn2との差が所定値ｋ１以上であると判定されたとき、ステップ６３０において、雑音信号の周期Ｔｎが（ｎ3 −ｎ1 ）×（雑音信号のサンプリング周期）により算出される。
【００９４】ステップ６４０において、雑音信号の周期Ｔｎが（１０−ｋ２）msecから（１０＋ｋ２）msecまでの範囲、すなわち標準範囲内であるか否かが判定される。この範囲は商用交流信号が５０Hzであるときの蛍光灯の雑音信号の周期に基づいて定められ、ｋ２は誤差を示す値である。雑音信号の周期Ｔｎが標準範囲内であるとき、ステップ６４５において、公倍サンプル数Ｍが「３」に設定され、一方ステップ６４０において雑音信号の周期Ｔｎが標準範囲内にないとき、ステップ６４７において、公倍サンプル数Ｍが「１」に設定される。ステップ６４５またはステップ６４７において、公倍サンプル数Ｍが設定されると、この公倍サンプル数ルーチンは終了する。
【００９５】以上のように、図２に示す測光回路により雑音信号を検出して、その雑音信号の周期から公倍サンプル数Ｍが設定される。これにより商用交流信号の周波数が変化して、蛍光灯等の照明光源による雑音信号の周期が変化しても、最適な公倍サンプル数Ｍが設定され、自動焦点調節が高精度にかつ、高速に行なわれる。なお公倍サンプル数Ｍが「１」であるときの雑音信号は、公倍サンプル数Ｍを「３」として自動焦点調節を行っても、雑音信号の影響は除去できるので、公倍サンプル数Ｍを「３」に固定することも可能である。また図２に示す操作パネル１５に公倍サンプル数Ｍを切替えるための切替ボタンを設け、手動で公倍サンプル数Ｍが切替えられてもよい。
【００９６】以上の本実施形態によれば、自動焦点調節において、雑音周期Ｔｎとサンプリング周期Ｔｆとに基づいて誤検出防止サンプル数が設定され、現在取得した現在サンプルデータと、このデータより誤検出防止サンプル数だけ過去に取得された過去サンプルデータとの大小比較により、合焦点が検出される。これにより画像信号に重畳する雑音信号の影響で合焦点が誤検出されるのを防止することが可能であり、フォーカスレンズ２２は高精度に合焦せしめられる。またサンプルデータが取得される毎に、現在サンプルデータと過去サンプルデータとが比較可能であり、従来のように複数のサンプルデータを取得して、平均値を算出する必要がなく、より高速に自動焦点調節が行われる。
【００９７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えばデジタルカメラ等の電子スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置において、蛍光灯等の周期的雑音の影響による合焦点の誤検出が防止され、高精度にかつ高速に合焦点が検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施形態の自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示すブロック図である。
【図３】自動焦点調節装置のタイミングチャートである。
【図４】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図５】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図６】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図７】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデータ値を示す図の一例である。
【図８】自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンのフローチャートの前半部である。
【図９】自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンのフローチャートの後半部である。
【図１０】ＣＰＵに設けられるメモリを示す図である。
【図１１】公倍サンプル数を算出する公倍サンプル数算出ルーチンのフローチャートの前半部である。
【図１２】公倍サンプル数を算出する公倍サンプル数算出ルーチンのフローチャートの後半部である。
【図１３】周期的雑音信号を示す図である。
【符号の説明】
２２ フォーカスレンズ（レンズ）
３０ ＣＣＤ（撮像素子）
Ｔｆ サンプリング周期
Ｔｎ 雑音周期
Ｍ 公倍サンプル数
【特許請求の範囲】
【請求項１】 撮像素子により検出された画像信号から、サンプリング周期毎に得られるサンプルデータに基づいてレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、現在得られた現在サンプルデータを、公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータと比較して、合焦点を検出する合焦点検出手段を備え、前記サンプリング周期をＴｆ、前記画像信号に重畳する雑音の雑音周期をＴｎとしたとき、Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎこの関係式の関係を満たす整数Ｍと整数Ｎを用いて、前記公倍サンプル数が定められることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】 前記サンプルデータを記憶するための記憶手段が設けられ、前記公倍サンプル数に１だけ加算した数である比較可能数の前記サンプルデータが前記憶手段に記憶されると、前記合焦点検出手段が前記現在サンプルデータと前記過去サンプルデータとを比較して、前記合焦点を検出することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】 前記合焦点検出手段が、前記現在サンプルデータと前記過去サンプルデータの大小関係が転じて、前記現在サンプルデータが前記過去サンプルデータより小さくなったことにより前記合焦点を検出することを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】 前記公倍サンプル数が前記整数Ｍであることを特徴とする請求項３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】 前記整数Ｍと前記整数Ｎが前記関係式を満たす最小の正の整数であることを特徴する請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】 前記サンプリング周期としてＮＴＳＣ方式のフィールド周期を用いるとき、前記整数Ｍが「３」に定められることを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】 前記雑音の前記雑音周期を検出する雑音周期検出手段が設けられ、前記雑音周期検出手段により検出された前記雑音周期に応じて、前記整数Ｍが変更可能であることを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項８】 前記雑音周期検出手段により前記雑音周期が検出不可能である場合、または前記雑音周期検出手段により検出された前記雑音周期が標準範囲外であるとき、前記整数Ｍが「１」に定められることを特徴とする請求項７に記載の自動焦点調節装置。
【請求項９】 前記撮像素子と前記レンズとの相対位置を変位させるための相対位置変位手段が設けられ、この相対位置変位手段が前記サンプリング周期毎にサンプリング距離分だけ前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１０】 前記相対位置変位手段が前記画像信号を検出するために前記撮像素子を露光する露光時間の間以外で、前記サンプリング距離分だけ前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項９に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１１】 前記相対位置変位手段が、前記サンプルデータが得られた後、前記サンプリング距離分だけ前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項１０に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１２】 前記相対位置変位手段がパルスモータを有し、所定のパルス数を前記サンプリング距離に対応させ、前記パルスモータをパルス制御することにより前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項１１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１３】 前記相対位置変位手段が前記撮像素子または前記レンズを搬送することにより前記相対位置を変位させ、前記撮像素子または前記レンズが配置される初期位置が前記撮像素子または前記レンズが移動可能な範囲の略中心に定められることを特徴とする請求項９または請求項１２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１４】 前記相対位置変位手段がレンズを移送するレンズ移送手段であり、前記レンズ移送手段によりレンズの移送される方向が反転されたとき、その反転の後に、前記現在サンプルデータが前記過去サンプルデータより小さくなったことによって前記合焦点検出手段が合焦点を検出することを特徴とする請求項１３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１５】 前記撮像素子または前記レンズが配置される前記初期位置を選択するための初期位置選択手段が設けられることを特徴とする請求項１３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１６】 前記合焦点検出手段が前記合焦点を検出したとき、前記相対位置変位手段が前記撮像素子または前記レンズを戻り距離だけ戻すことを特徴とする請求項１４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１７】 前記戻り距離が前記サンプリング距離の戻りサンプリング数倍であることを特徴とする請求項１６に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１８】 前記戻りサンプリング数が、前記戻りサンプリング数をＲとし、前記整数Ｍを用いたとき、Ｒ＝（Ｍ＋１）／２この式の関係を満たすことを特徴とする請求項１７に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１９】 前記相対位置変位手段が前記戻りサンプリング数に前記サンプリング距離に対応する所定のパルス数を乗じた数以下の最大の整数個のパルス数分だけ、前記パルスモータを駆動することにより前記撮像素子または前記レンズを前記戻り距離だけ戻すことを特徴とする請求項１８に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２０】 前記撮像素子または前記レンズが移動可能な範囲が、前記レンズの有効範囲より前記戻り距離の２倍だけ広い範囲であることを特徴とする請求項１９に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２１】 前記現在サンプルデータが前記過去サンプルデータより大きく、前記相対位置変位手段が前記撮像素子または前記レンズを前記広移動範囲の端部まで搬送しても、前記合焦点検出手段が前記合焦点を検出しなかったとき、前記相対位置変位手段が前記広移動範囲の端部から前記戻り距離だけ前記撮像素子または前記レンズを戻すことを特徴とする請求項２０に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２２】 前記サンプルデータが前記画像信号を変換することにより得られる輝度信号の高域周波数成分の積算値であることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１】 撮像素子により検出された画像信号から、サンプリング周期毎に得られるサンプルデータに基づいてレンズの焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、現在得られた現在サンプルデータを、公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータと比較して、合焦点を検出する合焦点検出手段を備え、前記サンプリング周期をＴｆ、前記画像信号に重畳する雑音の雑音周期をＴｎとしたとき、Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎこの関係式の関係を満たす整数Ｍと整数Ｎを用いて、前記公倍サンプル数が定められることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】 前記サンプルデータを記憶するための記憶手段が設けられ、前記公倍サンプル数に１だけ加算した数である比較可能数の前記サンプルデータが前記憶手段に記憶されると、前記合焦点検出手段が前記現在サンプルデータと前記過去サンプルデータとを比較して、前記合焦点を検出することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】 前記合焦点検出手段が、前記現在サンプルデータと前記過去サンプルデータの大小関係が転じて、前記現在サンプルデータが前記過去サンプルデータより小さくなったことにより前記合焦点を検出することを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】 前記公倍サンプル数が前記整数Ｍであることを特徴とする請求項３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】 前記整数Ｍと前記整数Ｎが前記関係式を満たす最小の正の整数であることを特徴する請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】 前記サンプリング周期としてＮＴＳＣ方式のフィールド周期を用いるとき、前記整数Ｍが「３」に定められることを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】 前記雑音の前記雑音周期を検出する雑音周期検出手段が設けられ、前記雑音周期検出手段により検出された前記雑音周期に応じて、前記整数Ｍが変更可能であることを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項８】 前記雑音周期検出手段により前記雑音周期が検出不可能である場合、または前記雑音周期検出手段により検出された前記雑音周期が標準範囲外であるとき、前記整数Ｍが「１」に定められることを特徴とする請求項７に記載の自動焦点調節装置。
【請求項９】 前記撮像素子と前記レンズとの相対位置を変位させるための相対位置変位手段が設けられ、この相対位置変位手段が前記サンプリング周期毎にサンプリング距離分だけ前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１０】 前記相対位置変位手段が前記画像信号を検出するために前記撮像素子を露光する露光時間の間以外で、前記サンプリング距離分だけ前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項９に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１１】 前記相対位置変位手段が、前記サンプルデータが得られた後、前記サンプリング距離分だけ前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項１０に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１２】 前記相対位置変位手段がパルスモータを有し、所定のパルス数を前記サンプリング距離に対応させ、前記パルスモータをパルス制御することにより前記相対位置を変位させることを特徴とする請求項１１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１３】 前記相対位置変位手段が前記撮像素子または前記レンズを搬送することにより前記相対位置を変位させ、前記撮像素子または前記レンズが配置される初期位置が前記撮像素子または前記レンズが移動可能な範囲の略中心に定められることを特徴とする請求項９または請求項１２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１４】 前記相対位置変位手段がレンズを移送するレンズ移送手段であり、前記レンズ移送手段によりレンズの移送される方向が反転されたとき、その反転の後に、前記現在サンプルデータが前記過去サンプルデータより小さくなったことによって前記合焦点検出手段が合焦点を検出することを特徴とする請求項１３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１５】 前記撮像素子または前記レンズが配置される前記初期位置を選択するための初期位置選択手段が設けられることを特徴とする請求項１３に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１６】 前記合焦点検出手段が前記合焦点を検出したとき、前記相対位置変位手段が前記撮像素子または前記レンズを戻り距離だけ戻すことを特徴とする請求項１４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１７】 前記戻り距離が前記サンプリング距離の戻りサンプリング数倍であることを特徴とする請求項１６に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１８】 前記戻りサンプリング数が、前記戻りサンプリング数をＲとし、前記整数Ｍを用いたとき、Ｒ＝（Ｍ＋１）／２この式の関係を満たすことを特徴とする請求項１７に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１９】 前記相対位置変位手段が前記戻りサンプリング数に前記サンプリング距離に対応する所定のパルス数を乗じた数以下の最大の整数個のパルス数分だけ、前記パルスモータを駆動することにより前記撮像素子または前記レンズを前記戻り距離だけ戻すことを特徴とする請求項１８に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２０】 前記撮像素子または前記レンズが移動可能な範囲が、前記レンズの有効範囲より前記戻り距離の２倍だけ広い範囲であることを特徴とする請求項１９に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２１】 前記現在サンプルデータが前記過去サンプルデータより大きく、前記相対位置変位手段が前記撮像素子または前記レンズを前記広移動範囲の端部まで搬送しても、前記合焦点検出手段が前記合焦点を検出しなかったとき、前記相対位置変位手段が前記広移動範囲の端部から前記戻り距離だけ前記撮像素子または前記レンズを戻すことを特徴とする請求項２０に記載の自動焦点調節装置。
【請求項２２】 前記サンプルデータが前記画像信号を変換することにより得られる輝度信号の高域周波数成分の積算値であることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【図１】
【図２】
【図１０】
【図３】
【図４】
【図８】
【図１３】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図７】
【図９】
【図１２】
【図２】
【図１０】
【図３】
【図４】
【図８】
【図１３】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図７】
【図９】
【図１２】
【公開番号】特開２０００−２８９１２（Ｐ２０００−２８９１２Ａ）
【公開日】平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−１９４５６８
【出願日】平成１０年７月９日（１９９８．７．９）
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年７月９日（１９９８．７．９）
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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