JP2000354194A

JP2000354194A - 自動焦点制御装置および自動焦点制御方法

Info

Publication number: JP2000354194A
Application number: JP11165405A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ikeda; 純一池田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】低コントラスト被写体に対しても、良好な自
動焦点制御を実現する。【解決手段】レンズ１を通して撮像デバイス３で撮像
した画像信号を輝度値のデジタル画像データに変換する
変換手段２１と、輝度値のデジタル画像データを輝度の
深さ方向のビットプレーンごとに２値化された画像デー
タに分割する分割手段２２と、各ビットプレーンごとに
２値化された画像データの焦点検出領域内を、横または
縦方向のラスター順に走査して隣接画素同士の比較処理
を行い、状態が反転する回数の計数値を求める計数処理
を行なう計数手段２３と、レンズ１を移動させながら各
ビットプレーンデータに対する上記計数値を記録してい
き、各レンズ位置のうち、単一または複数のビットプレ
ーンにおいて最大の計数値を出力したビットプレーンの
属する焦点位置を合焦点として検出してレンズ１を駆動
する制御手段２４とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオカ
メラ，デジタルスチルビデオカメラなどに用いられる自
動焦点制御装置および自動焦点制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤからの画像信号を用いた自
動焦点制御装置においては、文献「山登りサーボ方式に
よるテレビカメラの自動焦点調整」(ＮＨＫ技術報告、
昭和４０年、第１７巻、第１号、通巻８６号２１ペー
ジ)などに記載されている通り、画像信号の周波数成分
をBPF (Band Path Filter)を用いて検出し、周波数の
最大となる焦点位置にレンズを駆動させる方式が一般的
である。

【０００３】一方、周波数成分検出にBPFを使用しない
方式も考案されている。一例として、特開平９-３１８
８６８号には、画像信号の輝度の変曲点の計数値が最大
値となるレンズ位置を合焦点とする自動焦点制御装置が
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の自動焦点制御装置では、濃淡のグラデー
ションなどに代表される低コントラストの被写体に対し
ては、画像の周波数成分や変曲点のピークが生じず、合
焦できないという原理上の問題点を有している。

【０００５】本発明は、従来の自動焦点制御装置におけ
る問題点を解消し、低コントラスト被写体に対しても、
良好な自動焦点制御を実現することの可能な自動焦点制
御装置および自動焦点制御方法を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、レンズを通して撮像デバイ
スで撮像した画像信号を輝度値のデジタル画像データに
変換する変換手段と、輝度値のデジタル画像データを輝
度の深さ方向のビットプレーンごとに２値化された画像
データに分割する分割手段と、各ビットプレーンごとに
２値化された画像データの焦点検出領域内を走査して隣
接画素同士の比較処理を行い、状態が反転する回数の計
数値を求める計数処理を行なう計数手段と、レンズを移
動させながら各ビットプレーンデータに対する上記計数
値を記録していき、各レンズ位置のうち、単一または複
数のビットプレーンにおいて最大の計数値を出力したビ
ットプレーンの属する焦点位置を合焦点として検出して
レンズを駆動する制御手段とを有していることを特徴と
している。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の自動焦点制御装置において、前記制御手段は、計数
値の最大値を検索する際に参照するビットプレーンを、
画像データの輝度分布情報に基づいて選択することを特
徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の自動焦点制御装置において、前記制
御手段は、レンズを移動させながら計数処理を行う際
に、撮像デバイスに対する露光量をあらかじめ適正値に
調整しておき、輝度のビットプレーンのデータのうちＳ
／Ｎ比の良好な範囲の上位１ビットまたは上位複数ビッ
トのみを用いることを特徴としている。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれか一項に記載の自動焦点制御装置に
おいて、前記制御手段は、計数値が最大となるレンズ位
置が複数存在する場合には、最も近距離に合焦するレン
ズ位置にレンズを駆動することを特徴としている。

【００１０】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれか一項に記載の自動焦点制御装置に
おいて、前記制御手段は、計数値が最大となるビットプ
レーンデータが複数存在する場合には、最も高輝度に相
当するビットプレーンの計数値が最大となっているレン
ズ位置にレンズを駆動することを特徴としている。

【００１１】また、請求項６記載の発明は、レンズを通
して撮像デバイスで撮像した画像信号を輝度値のデジタ
ル画像データに変換し、さらに輝度値のデジタル画像デ
ータを輝度の深さ方向のビットプレーンごとに２値化さ
れた画像データに分割し、各ビットプレーンごとに２値
化された画像データの焦点検出領域内を走査して隣接画
素同士の比較処理を行い、状態が反転する回数の計数値
を求める計数処理を行ない、レンズを移動させながら各
ビットプレーンデータに対する上記計数値を記録してい
き、各レンズ位置のうち、単一または複数のビットプレ
ーンにおいて最大の計数値を出力したビットプレーンの
属する焦点位置を合焦点として検出してレンズを駆動す
ることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明に係る自動焦点制御装
置の構成例を示す図である。図１を参照すると、この自
動焦点制御装置は、レンズ１を通して撮像デバイス３で
撮像した画像信号を輝度値のデジタル画像データに変換
する変換手段２１と、輝度値のデジタル画像データを輝
度の深さ方向のビットプレーンごとに２値化された画像
データに分割する分割手段２２と、各ビットプレーンご
とに２値化された画像データの焦点検出領域内を、横ま
たは縦方向のラスター順に走査して隣接画素同士の比較
処理を行い、状態が反転する回数の計数値を求める計数
処理を行なう計数手段２３と、レンズ１を移動させなが
ら各ビットプレーンデータに対する上記計数値を記録し
ていき、各レンズ位置のうち、単一または複数のビット
プレーンにおいて最大の計数値を出力したビットプレー
ンの属する焦点位置を合焦点として検出してレンズ１を
駆動する制御手段２４とを有している。

【００１３】図２は図１の自動焦点制御装置の具体例を
示す図である。図２の自動焦点制御装置は、レンズ１
と、レンズ制御信号に従ってレンズ１を駆動し、焦点調
整を行う駆動装置２と、レンズ１によって結像された光
を電気信号に変換する撮像デバイス(ＣＣＤおよびＣＤ
Ｓ)３と、撮像デバイス３からのアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ４と、Ａ／Ｄコンバ
ータ４からのデジタル信号を輝度Ｙ，色差Ｕ，Ｖのカラ
ー画像信号に変換するマトリクス回路５と、画像出力装
置(または画像記録装置)６と、ビットプレーン分割回路
７と、計数回路８と、システム制御用ＣＰＵ９と、メモ
リ１０とを有している。

【００１４】図２の自動焦点制御装置において、Ａ／Ｄ
コンバータ４，マトリクス回路５は図１の変換手段２１
に対応し、また、ビットプレーン分割回路７は図１の分
割手段２２に対応し、また、計数回路８は図１の計数手
段２３に対応し、システム制御用ＣＰＵ９，メモリ１
０，駆動装置２は図１の制御手段２４に対応している。
図２の自動焦点制御装置において、本発明では、マトリ
ックス回路５からの輝度データＹを焦点制御に使用する
ようになっている。以下の説明では、一例として、輝度
データＹの有するビット数を画像データにおいて一般的
な８ビットであるものとする。

【００１５】また、画像出力装置(または画像記録装置)
６は、カラー画像データを出力(表示)する機能、および
／または、記録媒体に記録する機能を有している。

【００１６】また、ビットプレーン分割回路７は、マト
リクス回路５から出力される輝度データＹの画像面上で
あらかじめ設定された焦点検出領域に対して、例えば図
３に示すように横方向のラスター順に走査し、デジタル
データの各ビットプレーンごとに２値データを出力する
ようになっている。ここで、焦点検出領域を、画面の中
央付近の一部とすると、画面中央に対する自動焦点制御
が行われる。ここでは、ビットプレーンデータの説明の
ため、２値データを０，１と定めている。

【００１７】図４はビットプレーン分割回路７の動作を
説明するための図である。なお、図４には、簡単のた
め、２×２のごく小さな画像が一例として挙げられてい
る。画像を構成する４画素の輝度データＹが１，８，３
２，１２８であるとすると、各画素を構成するビット列
は、符号なしの２進数表現では、それぞれ、１＝０００００００１８＝００００１０００３２＝００１０００００１２８＝１０００００００となる。従って、ビット列の右から順に０，１，２，
…，７の番号をつけると、元画像の輝度データＹが図４
においてＡの状態であった場合、ビットプレーン分割回
路７から出力されるプレーンごとの２値画像データは、
図４においてＢの状態(ビットプレーン０〜ビットプレ
ーン７の状態)に変換されて、１画素に対して８つの値
が順次出力されることになる。

【００１８】また、図２において、計数回路８は、各ビ
ットプレーンごとに２値化された画像データの焦点検出
領域内を、横または縦方向のラスター順に走査して隣接
画素同士の比較処理を行い、状態が反転する回数の計数
値を求める計数処理を行なう処理を行うようになってい
る。すなわち、計数回路８は、ビットプレーン分割回路
７によって変換された８つのビットプレーンデータの２
値データが０から１，および１から０に状態変化した回
数を各ビットプレーンごとに計数し、１画面に対する計
数値を各ビットプレーンごとに対応した８つの値として
を出力するようになっている。

【００１９】また、ＣＰＵ９は、システム制御用ＣＰＵ
(Center Processing Unit)であって、システム制御プ
ログラムに従い、計数回路８からの計数値に従って、駆
動装置２に対するレンズ制御信号、撮像デバイス（ＣＣ
Ｄ，ＣＤＳ）３に対する露光制御信号を出力することに
よって、自動焦点制御装置の全体動作を制御し、合焦位
置にレンズ１を駆動する機能を有している。

【００２０】また、メモリ１０は、ＣＰＵ９のシステム
制御プログラムの必要とするデータの一時記憶等に用い
られる。

【００２１】次に、このような構成における自動焦点制
御装置の処理（特に、ＣＰＵ９における処理）について
詳細に説明する。当初、ＣＰＵ９は、レンズ制御信号に
よりレンズ１を無限遠合焦位置に移動させ、そこから近
距離合焦位置の方向に移動させながら、各焦点位置にお
いて露光を行なうようになっている。この際、後述のよ
うに、ＣＰＵ９は、計数値の最大値を検索する際に参照
するビットプレーンを画像データの輝度分布情報に基づ
いて選択するため、ＣＰＵ９は、同時にあるレンズ位置
におけるマトリクス回路５からの輝度データＹをもと
に、画面の焦点制御領域に対して、輝度データに対する
画素数のヒストグラムを作成し、メモリ１０に保持して
おく。この際、輝度のヒストグラムとレンズ位置との相
関は低いため、レンズ位置を特定する必要はない。

【００２２】各焦点位置における画像信号は、ビットプ
レーン分割回路７，計数回路８によって８つの計数値に
変換され、ＣＰＵ９は、焦点位置ごとの計数値をメモリ
１０に記憶するようになっている。

【００２３】図５には、ＣＰＵ９における全体制御の流
れと、レンズ位置および計数値が示されている。ここ
で、ＣＰＵ９による制御に対して、横軸は時間とレンズ
位置を示しており、また縦軸は計数値を示している。な
お、図５では、簡単のため、単一のビットプレーンに対
する計数値のみを示しているが、メモリ１０には同様に
全ビットプレーンの計数値が８通り記憶される。図５か
らわかるように、ＣＰＵ９は、レンズ位置を無限遠合焦
位置から近距離合焦位置に向けて、ａ．露光，ｂ．計数
値記録，ｃ．レンズを近方向へ１ステップ駆動するとい
うａ，ｂ，ｃの手順を繰り返し行なう制御を行なう。

【００２４】ここで、本発明では、ＣＰＵ９は、レンズ
１を移動させながら各ビットプレーンデータに対する上
記計数値を記録していき、各レンズ位置のうち、単一ま
たは複数のビットプレーンにおいて最大の計数値を出力
したビットプレーンの属する焦点位置を合焦点として検
出してレンズ１を駆動するようになっている。すなわ
ち、ある特定のビットプレーンの計数値を用いる例を挙
げると、全レンズ位置における計数値が記録された後、
ＣＰＵ９は、計数値が最大となるレンズ位置にレンズ１
を駆動し、表示または記録用の画像の撮影制御を行う制
御信号を出力するようになっている。すなわち、図５に
示す例では、レンズ位置Ｃにおいて計数値が最大となっ
ているので、ＣＰＵ９は位置Ｃにレンズ１を駆動する制
御を行なう。

【００２５】図６は本発明の自動焦点制御装置における
ＣＰＵ９の上記制御処理例を示すフローチャートであ
る。図６を参照すると、ステップＳ１では、ＣＰＵ９
は、レンズ位置を無限遠で合焦する位置に移動させ、ス
テップＳ２で撮像デバイス３に対する初回の露光を実行
する。次に、ステップＳ３で計数回路８に計数処理を行
わせるために用いる単一または複数のビットプレーンを
選択し、ステップＳ４では、ステップＳ２で露光された
画像に対して、ステップＳ３で選択されたビットプレー
ンに対する計数処理を行い、計数値をメモリ１０に記録
しておく。

【００２６】次に、ステップＳ５では、ＣＰＵ９は、レ
ンズ１を近距離側にレンズの被写界深度を単位とする１
ＡＦステップだけ移動させ、ステップＳ６では、再び撮
像デバイス３に対する露光を実行させる。次に、ステッ
プＳ７では、ステップＳ６で露光された画像に対して、
ステップＳ４と同様の計数処理を実行する。

【００２７】次いで、ステップＳ８では、ＣＰＵ９は、
現在のレンズ位置が近距離側の限界点に達したか否かの
判定処理を行い、限界点に達していない場合は、ステッ
プＳ５に戻る。ステップＳ５からＳ８の処理は、レンズ
位置が近距離限界点に達するまで繰り返し行なわれ、各
レンズ位置ごとの計数値がメモリ１０に蓄積されてい
く。

【００２８】そして、ステップＳ８において、レンズ位
置が近距離限界点に達したと判断されると、ＣＰＵ９
は、ステップＳ９において、メモリ１０に蓄積された計
数値を検索して、最も計数値の大きかったレンズ位置を
合焦点として判定する。ステップＳ１０では、ＣＰＵ９
は、ステップＳ９で合焦レンズ位置と判定されたレンズ
位置にレンズ１を駆動して、ＡＦ（自動焦点制御）動作
を終了する。

【００２９】このように、本発明の自動焦点制御装置，
自動焦点制御方法においては、画像データを輝度の深さ
方向に２値のビットプレーンデータに分割し、２値デー
タの隣接画素と比較して状態変化する画素の個数が最大
となるレンズ位置を合焦位置として検出するようになっ
ている。図７は低コントラスト被写体をモデルした画像
であり、図７の例では、説明のため、黒から白へのなめ
らかなグラデーションのある被写体としている。被写体
の輝度分布が図７のＦである場合、中間輝度に相当する
ビットプレーン(例えば、ビットプレーン５)のデータ
は、図７のＧのように、濃淡変化に合わせて周期的に値
が反転する。図７のＨは焦点ぼけしている際のビットプ
レーンデータの値が反転する境界の拡大図を示し、図７
のＩは合焦している際の境界を示す。ぼけた状態に対し
て、合焦している状態では境界線がグラデーションのわ
ずかな不均一性も検出して不規則な線となるため、図７
のＩの例では、横方向に２値データの反転する回数を計
数処理すると、合焦点において最大値が得られる。本発
明の方式を用いることによって、従来の隣接画素と輝度
値の差分を検出する画像周波数成分を用いた方式に比
べ、低コントラスト被写体に対しても、高精度に（高感
度に）合焦点検出することが可能となる。

【００３０】なお、上記処理において、ＣＰＵ９は、計
数値の最大値を検索する際に参照するビットプレーン
を、画像データの輝度分布情報に基づいて選択するよう
になっている。すなわち、ＣＰＵ９は、計数値の最大値
を求めるために使用するビットプレーンごとの計数値
を、画像の輝度分布によって決定するようになってい
る。一例を挙げると、メモリ１０に保持された焦点検出
領域内の輝度のヒストグラムで、最も画素数の多い輝度
に相当するビットプレーンのうち最上位ビットのプレー
ンを選択することによって、レンズ位置に対する計数値
の変化量を効率良く検出することができる。

【００３１】図８は図６のステップＳ３におけるＣＰＵ
９の具体的な処理例を示すフローチャートである。図８
を参照すると、図６のステップ３のビットプレーンを選
択するのに、ステップＳ１１では、図６のステップＳ２
で露光された画像データの輝度値に対する画素数のヒス
トグラム作成処理を行い、ステップＳ１２は、ステップ
Ｓ１１で作成されたヒストグラムにおいて画素数が最大
となる輝度の最上位ビットに相当するビットプレーン
を、計数処理を行わせるために用いるビットプレーンと
して選択する。

【００３２】図９は輝度データに対する焦点検出領域内
の画素数のヒストグラムの一例を示す図である。ここ
で、横軸は輝度を示し、縦軸は画素数を示している。す
なわち、図９に示す例では、輝度ヒストグラムにおい
て、輝度データ１２８付近の画素数が最大となる。輝度
データ１２８は、２進表現で、１２８＝１００００００
０となるため、ＣＰＵ９は、ビットプレーンは上の２進
表現の左端のビットプレーン７あるいはもう１ビット下
位のビットプレーン６などの計数結果を用いて自動焦点
制御を行なう。

【００３３】また、本発明においては、ＣＰＵ９は、レ
ンズ１を移動させながら計数処理を行う際に、撮像デバ
イス３に対する露光量をあらかじめ適正値に調整してお
き、輝度のビットプレーンのデータのうちＳ／Ｎ比の良
好な範囲の上位１ビットないし複数ビットのみを用いる
ようになっている。すなわち、ＣＰＵ９は、計数値の最
大値を求めるために使用するビットプレーンごとの計数
値を決定する際、あらかじめ撮像デバイス３に対する露
光量が適正に調整されているという条件のもとで、Ｓ/
Ｎ比の良好な上位ビットに相当するビットプレーンのみ
を選択するようになっている。

【００３４】図１０は上記制御処理例を示すフローチャ
ートである。図１０を参照すると、ＡＦ（自動焦点制
御）開始直後のステップＳ２０では、ＣＰＵ９は、その
自動露出制御機能により、撮像デバイス３に対する露光
量が適正値となるシャッタースピードを撮像デバイス３
に設定する。ステップＳ２１，Ｓ２２における処理は、
図６のステップＳ１，Ｓ２における処理と同様である。
次いで、ステップＳ２３では、単純に、最上位ビットか
最上位ビットの１ビット下位のビットに相当するビット
プレーンを、計数処理を行わせるために用いるビットプ
レーンとして選択する。

【００３５】以降のステップＳ２４〜Ｓ２９における処
理は、図６のステップＳ４〜Ｓ９における処理と同様で
ある。

【００３６】具体例として、８ビットの画像において、
下位３ビットにノイズ成分を多く含む場合は、上位５ビ
ットすなわち、ビットプレーン７からビットプレーン３
のみの計数結果を焦点制御に用いるようになっている。

【００３７】また、本発明において、ＣＰＵ９は、計数
値が最大となるレンズ位置が複数存在する場合には、最
も近距離に合焦するレンズ位置にレンズ１を駆動するよ
うになっている。すなわち、ＣＰＵ９は、複数のレンズ
位置において計数値の最大値が得られた際に、その中で
最も近距離に合焦するレンズ位置にレンズ１を駆動する
ようになっている。

【００３８】図１１は上記制御処理例を示すフローチャ
ートである。図１１を参照すると、ステップＳ３１〜Ｓ
３８の処理は、図６のステップＳ１〜Ｓ８の処理と同様
である。図１１では、ステップＳ３８においてレンズ位
置が近距離限界点に達したと判定された後、次のステッ
プＳ３９においてメモリ１０に蓄積された計数値を検索
して、最も計数値が最大となるレンズ位置が複数存在す
るか否かを判定する。

【００３９】ステップＳ３９において、計数値最大とな
るレンズ位置が複数存在すると判定された場合、ステッ
プＳ４０では、計数値が最大となるレンズ位置のうち
で、最も近距離側のレンズ位置を合焦点として判定す
る。また、ステップＳ３９において計数値が最大となる
レンズ位置が複数存在しないと判定された場合には、図
６のステップＳ９と同様に、ステップＳ４１において、
計数値が最大となるレンズ位置を合焦点として判定す
る。ステップＳ４２では、ステップＳ４０もしくはステ
ップＳ４１で合焦レンズ位置と判定されたレンズ位置に
レンズ１を駆動して、ＡＦ動作を終了する。

【００４０】図１２は複数のレンズ位置において計数値
の最大値が得られた場合の例を示す図である。ここで、
横軸はレンズ位置を示し、縦軸は計数値を示している。
図１２に示す例では、位置Ｄが最も近距離の計数値最大
となるレンズ位置となるので、ＣＰＵ９は、位置Ｄにレ
ンズ１を駆動する。

【００４１】また、本発明においては、計数値が最大と
なるビットプレーンが複数存在する場合には、ＣＰＵ９
は、そのうちで、最も高輝度に相当するビットプレーン
の計数値が最大となっているレンズ位置にレンズ１を駆
動するようになっている。

【００４２】図１３は上記制御処理例を示すフローチャ
ートである。図１３を参照すると、ステップＳ５１〜Ｓ
５８の処理は，図６のステップＳ１〜ステップＳ８の処
理と同様である。図１３では、ステップＳ５８において
レンズ位置が近距離限界点に達したと判定された後、次
のステップＳ５９においてメモリに蓄積された計数値を
検索して、計数値が最大となるビットプレーンが複数存
在するか否かを判定する。

【００４３】ステップＳ５９において、計数値最大とな
るビットプレーンが複数存在すると判定された場合、ス
テップＳ６０では、計数値が最大となるビットプレーン
のうちで、最も上位のビットプレーンにおいて計数値が
最大となるレンズ位置を合焦点として判定する。また、
ステップＳ５９において計数値が最大となるビットプレ
ーンが複数存在しないと判定された場合には、図６のス
テップＳ９と同様に、ステップＳ６１において、計数値
が最大となるレンズ位置を合焦点として判定する。ステ
ップＳ６２では、ステップＳ６０もしくはステップＳ６
１で合焦レンズ位置と判定されたレンズ位置にレンズ１
を駆動して、ＡＦ動作を終了する。

【００４４】図１４は複数のビットプレーンで計数値が
最大となる場合の例を示す図である。ここで、横軸はレ
ンズ位置を示し、縦軸は計数値を示している。図１４の
例では、ビットプレーン５とビットプレーン７において
計数値の最大値が得られているが、ビットプレーン７の
方が高輝度に相当するため、ＣＰＵ９は、ビットプレー
ン７の計数値が最大となるレンズ位置Ｅにレンズ１を駆
動する。

【００４５】なお、図１０のステップＳ２３、図１１の
ステップＳ３３，図１３のステップＳ５３のビットプレ
ーン選択処理については、これを例えば、図８に示した
ような仕方で行なうこともできる。

【００４６】また、図６，図１１，図１３の処理におい
て、画像データのＳ／Ｎを向上させるために、図１０の
ステップＳ２０と同様の露出制御処理を図６のステップ
Ｓ１，図１１のステップＳ３１，図１３のステップＳ５
１の前処理として実行させても良い。この場合には、ビ
ットプレーン選択処理において、図８に示したような演
算に時間を要するヒストグラム演算が不要となり、かつ
比較的Ｓ／Ｎの良好なビットプレーンデータが選択でき
るため、低速なＣＰＵなどを用いても安定な焦点制御が
可能となる。

【００４７】図６，図１０，図１１，図１３において、
上記の他にも、種々の処理の組み合わせ、組み替えなど
が可能であり、このような組み合わせ，組み替え等は、
回路規模やＣＰＵの処理能力によって最適なものを選択
することが可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項６記載の発明によれば、レンズを通して撮像デバイ
スで撮像した画像信号を輝度値のデジタル画像データに
変換し、さらに輝度値のデジタル画像データを輝度の深
さ方向のビットプレーンごとに２値化された画像データ
に分割し、各ビットプレーンごとに２値化された画像デ
ータの焦点検出領域内を走査して隣接画素同士の比較処
理を行い、状態が反転する回数の計数値を求める計数処
理を行ない、レンズを移動させながら各ビットプレーン
データに対する上記計数値を記録していき、各レンズ位
置のうち、単一または複数のビットプレーンにおいて最
大の計数値を出力したビットプレーンの属する焦点位置
を合焦点として検出してレンズを駆動するので、低コン
トラスト被写体に対しても、高精度に（高感度に）合焦
点検出することが可能となる。

【００４９】特に、請求項２記載の発明によれば、、請
求項１記載の自動焦点制御装置において、計数値の最大
値を検索する際に参照するビットプレーンを、ヒストグ
ラムなどの画像データの輝度分布情報に基づいて選択す
るので（計数処理に最も適したビットプレーンを選択す
るので）、高精度な焦点制御を行うことが可能となる。

【００５０】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１または請求項２記載の自動焦点制御装置において、
前記制御手段は、レンズを移動させながら計数処理を行
う際に、撮像デバイスに対する露光量をあらかじめ適正
値に調整しておき、輝度のビットプレーンのデータのう
ちＳ／Ｎ比の良好な範囲の上位１ビットまたは上位複数
ビットのみを用いるので、演算に時間を要するヒストグ
ラム演算が不要となり、かつ比較的Ｓ／Ｎの良好なビッ
トプレーンデータが選択できるため、低速なＣＰＵなど
を用いても安定な焦点制御が可能となる。

【００５１】また、請求項４記載の発明によれば、請求
項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の自動焦点制御
装置において、制御手段は、計数値が最大となるレンズ
位置が複数存在する場合には、最も近距離に合焦するレ
ンズ位置にレンズを駆動するようになっており、遠近被
写体の混在するシーンなどで、計数値が最大となるレン
ズ位置が複数検出された際、もっとも近距離で合焦する
レンズ位置にレンズ駆動するため、主要被写体がぼけ
て、背景などに合焦する誤動作を防ぐことが可能とな
る。

【００５２】また、請求項５記載の発明によれば、請求
項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の自動焦点制御
装置において、制御手段は、計数値が最大となるビット
プレーンデータが複数存在する場合には、最も高輝度に
相当するビットプレーンの計数値が最大となっているレ
ンズ位置にレンズを駆動するようになっており、遠近被
写体の混在するシーンなどで、計数値が最大となるビッ
トプレーンが複数検出された際、もっとも高輝度に属す
るビットプレーンの計数値が最大となるレンズ位置にレ
ンズ駆動するため、Ｓ／Ｎの良好な高輝度領域に対し
て、合焦することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動焦点制御装置の構成例を示す
図である。

【図２】図１の自動焦点制御装置の具体例を示す図であ
る。

【図３】焦点検出領域に対するラスター順の走査の一例
を示す図である。

【図４】ビットプレーン分割回路の動作を説明するため
の図である。

【図５】ＣＰＵにおける全体制御の流れと、レンズ位置
および計数値を示す図である。

【図６】本発明の自動焦点制御装置における制御処理例
を説明するためのフローチャートである。

【図７】本発明の自動焦点制御処理を説明するための図
である。

【図８】本発明の自動焦点制御装置における制御処理例
を説明するためのフローチャートである。

【図９】輝度データに対する焦点検出領域内の画素数の
ヒストグラムの一例を示す図である。

【図１０】本発明の自動焦点制御装置における制御処理
例を説明するためのフローチャートである。

【図１１】本発明の自動焦点制御装置における制御処理
例を説明するためのフローチャートである。

【図１２】複数のレンズ位置において計数値の最大値が
得られた場合の例を示す図である。

【図１３】本発明の自動焦点制御装置における制御処理
例を説明するためのフローチャートである。

【図１４】複数のビットプレーンで計数値が最大となる
場合の例を示す図である。

【符号の説明】

１レンズ２駆動装置３撮像デバイス４Ａ／Ｄコンバータ５マトリクス回路６画像出力装置（画像記録装置）７ビットプレーン分割回路８計数回路９システム制御用ＣＰＵ１０メモリ２１変換手段２２分割手段２３計数手段２４制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズを通して撮像デバイスで撮像した
画像信号を輝度値のデジタル画像データに変換する変換
手段と、輝度値のデジタル画像データを輝度の深さ方向
のビットプレーンごとに２値化された画像データに分割
する分割手段と、各ビットプレーンごとに２値化された
画像データの焦点検出領域内を走査して隣接画素同士の
比較処理を行い、状態が反転する回数の計数値を求める
計数処理を行なう計数手段と、レンズを移動させながら
各ビットプレーンデータに対する上記計数値を記録して
いき、各レンズ位置のうち、単一または複数のビットプ
レーンにおいて最大の計数値を出力したビットプレーン
の属する焦点位置を合焦点として検出してレンズを駆動
する制御手段とを有していることを特徴とする自動焦点
制御装置。
【請求項２】請求項１記載の自動焦点制御装置におい
て、前記制御手段は、計数値の最大値を検索する際に参
照するビットプレーンを、画像データの輝度分布情報に
基づいて選択することを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の自動焦点
制御装置において、前記制御手段は、レンズを移動させ
ながら計数処理を行う際に、撮像デバイスに対する露光
量をあらかじめ適正値に調整しておき、輝度のビットプ
レーンのデータのうちＳ／Ｎ比の良好な範囲の上位１ビ
ットまたは上位複数ビットのみを用いることを特徴とす
る自動焦点制御装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
記載の自動焦点制御装置において、前記制御手段は、計
数値が最大となるレンズ位置が複数存在する場合には、
最も近距離に合焦するレンズ位置にレンズを駆動するこ
とを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
記載の自動焦点制御装置において、前記制御手段は、計
数値が最大となるビットプレーンデータが複数存在する
場合には、最も高輝度に相当するビットプレーンの計数
値が最大となっているレンズ位置にレンズを駆動するこ
とを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項６】レンズを通して撮像デバイスで撮像した
画像信号を輝度値のデジタル画像データに変換し、さら
に輝度値のデジタル画像データを輝度の深さ方向のビッ
トプレーンごとに２値化された画像データに分割し、各
ビットプレーンごとに２値化された画像データの焦点検
出領域内を走査して隣接画素同士の比較処理を行い、状
態が反転する回数の計数値を求める計数処理を行ない、
レンズを移動させながら各ビットプレーンデータに対す
る上記計数値を記録していき、各レンズ位置のうち、単
一または複数のビットプレーンにおいて最大の計数値を
出力したビットプレーンの属する焦点位置を合焦点とし
て検出してレンズを駆動することを特徴とする自動焦点
制御方法。