JP2002116369A

JP2002116369A - 自動焦点制御装置

Info

Publication number: JP2002116369A
Application number: JP2000306606A
Authority: JP
Inventors: Masaru Oikawa; 賢及川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高速で高精度および高確度なワンショット合
焦動作を実現する自動焦点制御装置を提供すること。【解決手段】焦点レンズの位置を移動制御する焦点レ
ンズ制御部７と、撮像された画像データのＤＣＴ変換を
行なうＤＰＳコア４４と、ＤＣＴ係数の平均値を波数毎
に求めて波数昇順に整列させ、ＤＣＴ係数の平均値列か
ら局所最小値をもつ波数を探索し、当該波数を合焦指標
値として合焦位置を決定し、その合焦位置を基に焦点レ
ンズ制御部７を制御するＣＰＵ６と、を備え、撮像フレ
ームを少なくとも２つ以上に分割して配置されたＡＦエ
リアを有し、ＣＰＵ６は、ＡＦエリア毎の合焦指標値を
算出し、ＡＦエリアを２つ以上のＡＦエリア群（クラス
タ）に分け、ＡＦエリア毎の合焦指標値をクラスタ毎の
別の合焦指標値に変換し、クラスタ毎の合焦指標値の配
置パターンから合焦位置を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動焦点制御装置
に関し、より詳細には、ビデオカメラやスチルビデオカ
メラなど、撮像素子を用いた画像入力装置に利用される
自動焦点制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動焦点制御装置における合焦位
置決定方式としては、赤外線や超音波を用いたアクティ
ブＡＦ方式、外光パッシブや山登りサーボなどのパッシ
ブＡＦ方式が知られている。特に、デジタルスチルカメ
ラなどにおいては、特別な測距部品を必要としないパッ
シブＡＦ方式が多く採用されている。このようなパッシ
ブＡＦ方式においては、近時ワンショットで合焦位置を
検出するものとして、たとえば特開平６−１８１５３２
号公報の「電子カメラの合焦位置検出装置」に開示され
ている。

【０００３】上記電子カメラの合焦位置検出装置は、復
元フィルタを用いてワンショットで合焦位置を検出する
ものである。具体的には、合焦位置検出は、光学撮像系
の点像分布関数またはそれを変換処理して得られる関数
を焦点位置およびその前後のレンズ位置で複数点求めて
記憶した特性値記憶手段と、１画面分またはその一部の
撮像データを上記特性値によって複数点のレンズ位置毎
に画像を復元する画像復元手段と、画像復元された画像
データからレンズ位置毎の合焦位置の評価値を求め各評
価値を比較して合焦位置を推測する合焦位置推測手段
と、を備えている。このように、あらかじめレンズ位置
毎に求められた光学系の特性値と撮像データとを比較す
ることにより、ワンショットで合焦位置を推測すること
ができ、より速くかつより正確にＡＦ動作を行えるよう
するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるように従来の画像復元を用いたワンショットＡ
Ｆでは、多数の復元フィルタを用意しなければならない
ため、ＡＦ精度を向上させるにはフィルタデータを格納
するメモリ容量の規模を増大する必要が生じ、いわゆる
メモリ容量とＡＦ精度とのトレードオフの問題があっ
た。また、復元フィルタの数だけ復元処理を行なう必要
があるので、演算量が大きくなる、すなわちＡＦ合焦速
度が遅くなるという問題点があった。さらに、撮影者が
焦点を合わせようとしている被写体と自動焦点制御装置
が合わせた被写体が正確に一致するかという合焦確度に
対して考慮されていないため、的確に被写体に合焦させ
ることができないという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、高速で高精度および高確度なワンショット合焦動
作を実現する自動焦点制御装置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】上記の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる自動焦点制御装置にあっては、
光軸上における焦点レンズの位置を移動制御する焦点レ
ンズ制御手段と、前記焦点レンズの移動位置で撮像され
た画像データに対してＤＣＴ変換を行なうＤＣＴ変換手
段と、前記ＤＣＴ変換手段で変換された画像データのＤ
ＣＴ係数の平均値を波数毎に求めて波数昇順に整列さ
せ、当該整列されたＤＣＴ係数の平均値列から局所最小
値をもつ波数を探索し、当該波数を合焦指標値として合
焦位置を決定し、前記合焦位置にしたがって前記焦点レ
ンズ制御手段を制御する制御手段と、を備えた自動焦点
制御装置であって、撮像フレームを少なくとも２つ以上
の所定領域に分割して割り当てられたＡＦエリアを有
し、前記制御手段は、前記ＡＦエリア毎の合焦指標値を
算出し、前記ＡＦエリアを少なくとも２つ以上のＡＦエ
リア群で構成されるクラスタに分け、前記ＡＦエリア毎
の合焦指標値を前記クラスタ毎の別の合焦指標値に変換
し、前記クラスタ毎の合焦指標値の配置パターンから合
焦位置を決定するものである。

【０００７】この発明によれば、ＤＣＴワンショットＡ
Ｆを行なう自動焦点制御装置において、少なくとも２つ
以上のＡＦエリアと、各ＡＦエリア毎の合焦指標値（デ
フォーカスパラメータ）を算出し、各ＡＦエリアを少な
くとも２つ以上のＡＦエリア群（クラスタ）に分け、各
ＡＦエリア毎に算出された合焦指標値をクラスタ毎の別
の合焦指標値に変換し、クラスタ毎の合焦指標値のパタ
ーンを分析し、その分析結果に基づいて被写体と目され
る合焦位置に焦点レンズを駆動して合焦動作を行なう。

【０００８】また、請求項２にかかる自動焦点制御装置
にあっては、前記制御手段は、前記ＡＦエリア毎の合焦
指標値を算出する際に、自動露出または白バランス制御
からの情報にしたがって前記合焦指標値を算出するＡＦ
エリアを限定し、当該限定されたＡＦエリアの中から合
焦すべきＡＦエリアを設定するものである。

【０００９】この発明によれば、ＤＣＴワンショットＡ
Ｆを行なう自動焦点制御装置において、少なくとも２つ
以上のＡＦエリアと、各ＡＦエリア毎の合焦指標値（デ
フォーカスパラメータ）を算出する際に、ＡＥまたはＡ
ＷＢからの情報を参照し、その参照した情報にしたがっ
て合焦指標値を算出するＡＦエリアを限定し、該限定さ
れたＡＦエリアの中から合焦することにより、たとえば
照明灯などの高輝度物体に影響される領域を合焦から外
して合焦指標値の算出をスキップする。

【００１０】また、請求項２にかかる自動焦点制御装置
にあっては、さらに、少なくとも、撮影する１つ前に合
焦された合焦ＡＦエリアを記憶する合焦エリア記憶手段
と、前記合焦エリア記憶手段に記憶された撮影直前の合
焦ＡＦエリアを表示する表示手段と、を備え、前記制御
手段は、撮影動作に先立って前記合焦エリア記憶手段に
記憶された合焦ＡＦエリアを前記表示手段に表示し、撮
影者が半レリーズ動作をせずにレリーズした場合、前記
表示手段に表示された合焦ＡＦエリアで合焦し、撮影者
が半レリーズ動作を行なった場合、合焦すべきＡＦエリ
アに再設定するものである。

【００１１】この発明によれば、撮影直前（過去１回）
の合焦ＡＦエリアを記憶し、その位置を表示手段に表示
し、撮影者が半レリーズ動作を行わずにレリーズした場
合、上記表示されたＡＦエリアで合焦し、撮影者が半レ
リーズ動作を行なった場合、合焦すべきＡＦエリアを改
めて設定し直すことにより、被写体の位置が変化した場
合に対応することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる自動焦点制
御装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、
詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定
されるものではない。また、この実施の形態ではデジタ
ルスチルカメラを例にとって説明するが、この他、撮像
素子を用いたデジタルビデオカメラ、検査システムや認
識システムなどにも適用できるものである。

【００１３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態にかかる自動焦点制御装置を適用したデジタルスチ
ルカメラの構成を示すブロック図である。このデジタル
スチルカメラは、大きくは、被写体像をＣＣＤに結像す
るレンズ系１と、絞り２と、被写体像に応じた画像デー
タを出力するフロントエンド部３と、画像データの各種
データ処理を行なうイメージプリプロセッサ（Ｉｍａｇ
ｅＰｒｅ−Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、以下ＩＰＰという）
部４と、ＣＰＵＩ／Ｆ５と、デジタルカメラの各部の動
作を制御するＣＰＵ６と、レンズ系１を駆動制御する焦
点レンズ制御部７と、絞り２の絞り値（Ｆ値）を制御す
る絞り制御部８と、合焦されたＡＦエリアを記憶してお
くための合焦ＡＦエリア記憶部９と、液晶表示を用い、
撮像情報を表示するモニタ１０と、を備えている。

【００１４】レンズ系１は、撮像レンズと焦点レンズを
備える。フロントエンド部３は、レンズ系１により結像
された被写体像をアナログの画像信号に変換し出力する
ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃ
ｅ）３１と、ＣＣＤ３１から入力されるアナログの画像
信号に含まれるノイズの除去やゲイン調整などの処理を
行なう信号処理部３２と、信号処理部３２を介してＣＣ
Ｄ３１から入力されるアナログの画像信号をデジタル画
像信号に変換し、ＩＰＰ部４に出力するＡ／Ｄ変換部３
３と、を備える。

【００１５】ＩＰＰ部４は、フロントエンド部３から入
力されるデジタル画像信号を、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各成分（ＲＧＢデジタル画像信号）に分離する
ＲＧＢ分離部４１と、ＲＧＢ分離部４１で分離されたＲ
ＧＢデジタル画像信号の各色成分のデジタル信号をＹＵ
Ｖ信号（輝度信号および色差信号）に変換し、ＤＳＰ
（Digital Signal Processor）コアに出力するＹＵＶ変
換部４３と、変換されたＹＵＶ信号に対し、ＤＣＴ（Di
screte Cosine Transform ：離散コサイン変換）により
周波数分布を求めるＤＳＰコア４４と、ＲＧＢデジタル
画像信号からＡＷＢ（Auto White Balance）のための評
価値を生成するＡＷＢ評価部４５と、ＹＵＶ信号のＹ信
号からＡＥ（Auto Exposure ）のための評価値を生成す
るＡＥ評価部４６と、を備える。

【００１６】ＣＰＵ６は、上述したようにデジタルスチ
ルカメラの各部の動作の制御を統括的に行なうものであ
る。たとえば、ＣＰＵ６は入力されるＤＣＴ成分に基づ
いて、ワンショットＡＦ評価値（合焦指標値）を算出
し、ワンショットＡＦ制御を行なう。また、山登りサー
ボ法併用の場合は、入力されるＤＣＴ成分に基づいて高
周波数成分積算値を算出し、山登りサーボ法にしたがっ
たＡＦ制御を行なう。また、ＣＰＵ６は、ＡＷＢ制御や
ＡＥ制御なども行なう。なお、ＤＳＰコア４４は画像圧
縮（たとえば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts
Group)アルゴリズムを用いる）のエンジンも兼ねてい
る。

【００１７】つぎに、以上のように構成されたデジタル
スチルカメラにおけるワンショットＡＦの基本動作につ
いて説明する。図２は、ワンショットＡＦの基本動作を
示すフローチャートである。図３は、ワンショットＡＦ
の基本動作を説明図である。以下、この図２および図３
にしたがって説明する。

【００１８】まず、現在の焦点レンズ位置（Ａ位置）に
おいて撮影し、画像の取り込みを行なう（ステップＳ
１）。ここでは、画像フレームとして１２８０×１０２
４画素の画素数としている。ＣＣＤ３１からＡ／Ｄ変換
部３３を通じて得られたＲＧＢデジタル画像信号は、画
像処理を行なうＩＰＰ部４に入力される。ＩＰＰ部４で
は、まず、ＹＵＶ変換部４３により、輝度信号と色差信
号に変換された後、ＤＳＰコア４４によってＤＣＴ変換
される（ステップＳ２）。すなわち、空間成分（空間分
布関数）から周波数成分（周波数分布関数）に変換され
る。ただし、画像フレームは１２８０×１０２４画素で
あるが、ＡＦ処理時にはＡＦエリアである２５６×２５
６画素分しかＤＣＴ変換されない。変換されたＤＣＴ成
分は、ＣＰＵＩ／Ｆ５を介してＣＰＵ６に出力される。

【００１９】ここで、ＣＰＵ６は、図３（ａ）に示すよ
うな、まず、合焦の方向Ａを検出するため、高周波成分
積算値Ｓｐｃ＿Ａを算出する（ステップＳ３）。なお、
この実施の形態では先のＤＣＴ変換係数を利用する。た
とえば、下記数１にしたがった特性値を用いる。

【００２０】

【数１】

【００２１】ただし、ｋ，ｌは２次元ＤＣＴにおける水
平周波数および垂直周波数である。なお、合焦方向の検
出に２５６×２５６画素のＤＣＴワンショットＡＦエリ
アをそのまま使用しているが、高速化のためにさらにサ
ンプリングし、１２８×１２８画素や６４×６４画素に
して使用してもよい。また、高周波成分として、ＤＣＴ
変換係数の代わりにデジタルフィルタなどの方法を用い
てもよい。

【００２２】続いて、焦点レンズをわずかにＢ位置に動
かし（ステップＳ４）、再び、現在の焦点レンズ位置
（Ｂ位置）において撮影し、画像の取り込みを行ない
（ステップＳ５）、ＤＣＴ変換する（ステップＳ６）。
ここで、先の動作と同様に特定の周波数成分積算値Ｓｐ
ｃ＿Ｂを算出する（ステップＳ７）。さらに、これら２
点（Ａ，Ｂ）の高周波成分積算値を比較し、合焦方向を
検出する（ステップＳ８）。

【００２３】すなわち、合焦点に近づいていれば、Ｓｐｃ＿Ｂ≧Ｓｐｃ＿Ａ・・・（式３）となるが、合焦点から遠ざかると、Ｓｐｃ＿Ｂ≦Ｓｐｃ＿Ａ・・・（式４）となる。この実施の形態では、（式４）の関係となって
いるので、合焦点から遠ざかる方向（Ａ→Ｂ）に焦点レ
ンズを動かしたことになる。よって、合焦方向はＢ→Ａ
となる。

【００２４】一方、２回目の焦点レンズ位置で取り込ま
れ、ＤＣＴ変換された画像については、波数μ毎のＤＣ
Ｔ成分の平均値（以下、平均エネルギーという）で表さ
れるワンショットＡＦ評価値を求め、波数昇順に整列さ
せる（ステップＳ９）。なお、波数μは、（式２）で定
義される。また、同一のμ（整数）における平均エネル
ギーは、下記（式５）で定義される。ただし、（式５）
におけるＮｍは同一のμをもつ要素数、Ｘ（ｋ，ｌ）は
（ｋ，ｌ）におけるＤＣＴ係数である。

【００２５】

【数２】

【００２６】図３（ｂ）は、波数昇順に整列された平均
エネルギーの例を示している。そして、整列されたＤＣ
Ｔ成分の平均エネルギーから最初の局所最小値をもつ波
数（これを第１局所最小値波数という）を探索する（ス
テップＳ１０）。さらに、探索された波数をデフォーカ
スパラメータ、すなわち、合焦指標値として決定する。
この合焦指標値にしたがって対応する焦点レンズの位
置、すなわち、合焦位置が特定される。ＣＰＵ６は、焦
点レンズ制御部７に対し、焦点レンズを合焦位置までの
駆動を指示する制御データを出力し、これに応じて焦点
レンズ制御部７が焦点レンズを合焦位置まで駆動する
（ステップＳ１１）。

【００２７】つぎに、これまで説明してきた構成および
動作に基づき、この実施の形態１の特徴となる動作例に
ついて説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかか
る合焦エリアを決定するためのクラスタ分けに関する説
明図である。この図４では、１２８０×１０２４画素の
画像フレーム１００を、２５６×２５６画素のＡＦエリ
ア１１０を５×４エリア（エリア１１〜エリア１５，エ
リア２１〜エリア２５，エリア３１〜エリア３５，エリ
ア４１〜エリア４５）に重複しないように配置し、各Ａ
Ｆエリア１１０（エリア１１〜エリア１５，エリア２１
〜エリア２５，エリア３１〜エリア３５，エリア４１〜
エリア４５）毎に上述したワンショットＡＦを用い、合
焦指標値を算出する例について示している。

【００２８】（ａ）は被写体例を、（ｂ）はＡＦエリア
１１０毎の合焦指標値の例である。この例の場合、
（ｃ），（ｄ）に示すように４つのＡＦエリア群、すな
わち、クラスタ１〜４を設定している。そして、このク
ラスタ１〜４毎の合焦指標値（クラスタ内に含まれるＡ
Ｆエリアの合焦指標値の平均値）を図示している。な
お、図４における、符号１２０はクラスタ１（合焦指標
値＝１１５）、符号１３０はクラスタ２（合焦指標値＝
６８）、符号１４０はクラスタ３（合焦指標値＝４
７）、符号１５０はクラスタ４（合焦指標値＝１０１）
である。

【００２９】まず、クラスタ１とクラスタ２に注目して
解析を行なう。このパターンは、撮像に空を含んだパタ
ーンである可能性を評価するものである。すなわち、撮
像に空を含む場合、クラスタ１に位置する場合が多いた
め、クラスタ２との合焦指標値を比較し、その可能性を
評価する。もし、評価の結果、空を含むパターンである
確率が高いとすれば、そのときが空、すなわち、クラス
タ１に被写体が存在する確率は少ない。そこで、クラス
タ１とクラスタ２との合焦指標値を比較すると、４０ポ
イント以上離れている。これは、撮像が空を含んだパタ
ーンである可能性が高いことを示唆している。したがっ
て、被写体はクラスタ２に存在する可能性が高いと判断
する。

【００３０】続いて、クラスタ３とクラスタ４に注目し
て解析を行なう。このパターンは、中央に固まったブロ
ックとその周囲のブロックというようなパターンであ
る。これは、ポートレートやマクロ撮影などによく見ら
れるパターンであり、このようなパターンでは中央に固
まったブロックに被写体が存在する場合が多い。そこ
で、クラスタ３とクラスタ４のとの合焦指標値を比較す
ると、４０ポイント以上離れている。これは、ポートレ
ートやマクロ撮影のパターンであること高いことを示唆
している。したがって、被写体はクラスタ３に存在する
可能性が高いと判断する。

【００３１】すなわち、少なくとも２つ以上のＡＦエリ
ア１１０を配置し、ＣＰＵ６はＡＦエリア１１０それぞ
れの合焦指標値を算出する。さらに、ＡＦエリア１１０
を少なくとも２つ以上のＡＦエリア群で構成されるクラ
スタに分け、ＡＦエリア１１０毎に算出された合焦指標
値をクラスタ毎の別の合焦指標値に変換し、クラスタ毎
の合焦指標値の配置パターンを分析し、この分析結果に
したがって適当と注目される合焦指標値に焦点レンズ制
御部７を介して焦点レンズを駆動して被写体に合焦させ
る。このように、ＡＦエリア１１０のうちエリア３３に
被写体が存在すると推測し、そのエリア３３の合焦指標
値をもとに合焦動作を実行することにより、的確に被写
体に合焦することができる。

【００３２】（実施の形態２）この実施の形態２の装置
構成は前述した図１と同一のデジタルスチルカメラを用
いる。また、その基本動作も実施の形態１と同様であ
る。したがって、構成および基本動作については省略す
る。

【００３３】図５は、本発明の実施の形態２にかかる合
焦エリアを決定するためのＡＥ情報参照とクラスタ分け
に関する説明図である。ここでは、前述と同様に、１２
８０×１０２４画素の画像フレーム１００を、２５６×
２５６画素のＡＦエリア１１０を５×４エリア（エリア
１１〜エリア１５，エリア２１〜エリア２５，エリア３
１〜エリア３５，エリア４１〜エリア４５）に重複しな
いように配置し、各ＡＦエリア１１０（エリア１１〜エ
リア１５，エリア２１〜エリア２５，エリア３１〜エリ
ア３５，エリア４１〜エリア４５）毎に上述したワンシ
ョットＡＦを用い、合焦指標値を算出する例について示
している。一方、ＡＥについてもＡＦと同様の割り当て
を行っており、輝度算出値などの露出指標値を算出して
いる。なお、ＡＦエリアとＡＥエリアの配置は、必ずし
も同一パターンであったり、１対１対応のエリア割り当
てである必要はない。

【００３４】まず、デジタルスチルカメラなどでは、撮
影の際、最初にＡＥ（自動露出）を行ない、ＡＦ（オー
トフォーカス）、ＡＷＢ（ホワイトバランス制御）が適
切な動作として行えるように、適当な露出を設定する。
このときＡＥでは、画像フレーム１００内の高輝度物体
を検出し、その部分の輝度積算値データを露出決定に使
用せず、除くことがある。これは、その高輝度物体のデ
ータに引っ張られるため、全体として暗い画像になって
しまうためである。

【００３５】このＡＦ情報をＤＣＴワンショットＡＦで
参照し、合焦に利用する方法を図５を用いて説明する。
図５における（ａ）は被写体例を、（ｃ）はＡＥにより
高輝度エリア１６０の検出状況を示したものである。画
像フレーム１００中の高輝度物体２００（この場合、照
明灯）により、エリア１１，１２，２１，２２が高輝度
エリア１６０として検出される。ＡＥでは、この高輝度
エリア１６０として検出された領域を除外して露出を決
定するが、ＡＦにおいてもこの情報を参照し、この高輝
度エリア１６０に被写体が位置する確率が低いと判断
し、この領域についての合焦指標値の算出を図５（ｂ）
に示すように行わない。したがって、これまでのよう
に、全ＡＦエリアについての合焦指標値を算出する必要
がなくなり、より高速な合焦動作が実現する。

【００３６】さらに、実施の形態１と同様に、図５
（ｄ）に示すように、２つのＡＦエリア群、すなわち、
クラスタを設定する。そして、このクラスタ毎の合焦指
標値（クラスタ内に含まれるＡＦエリアの合焦指標値の
平均値）を図示している。ただし、前述のとおりクラス
タの高輝度エリア１６０にかかる部分は除外して算出す
る。

【００３７】このクラスタパターンは、前述したように
中央に固まったブロックとその周囲のブロックというよ
うなパターンである。これは、ポートレートやマクロ撮
影などによく見られるパターンであり、このようなパタ
ーンでは中央に固まったブロックに被写体が存在する場
合が多い。そこで、クラスタ３とクラスタ４との合焦指
標値を比較すると、４０ポイント以上離れている。これ
は、ポートレートやマクロ撮影のパターンであることが
高いことを示唆している。したがって、被写体はクラス
タ４に存在する可能性が高いと判断する。このような判
断を行なうことにより、エリア３３に被写体が存在する
と推測し、そのＡＦエリアの合焦指標値をもとに合焦動
作を行なう。

【００３８】ところで、上述した例は、ＡＥによる高輝
度検出を利用した例であるが、実施の形態１で合焦指標
値による空の検出を行なっていたのを、ＡＥの輝度情報
による空の検出やＡＷＢの色情報による空の検出を行な
っている場合、この情報を参照し空として検出された領
域については、合焦指標値の算出をスキップする方法も
容易に考えられる。

【００３９】（実施の形態３）この実施の形態３の装置
構成は前述した図１と同一のデジタルスチルカメラを用
いる。また、そのワンショットＡＦの基本動作、ハード
ウェア構成、クラスタを利用した合焦動作などは実施の
形態１および実施の形態２と同様である。したがって、
構成および基本動作については省略する。

【００４０】図６は、本発明の実施の形態３にかかる合
焦エリアの変更の可否を説明するための図である。この
例では、直前（過去１回）の合焦エリアを記憶してお
り、その位置をデジタルスチルカメラのモニタ（液晶表
示部：不図示）に表示する。すなわち、図６（ａ）は直
前の撮像について表したものであり、エリア２４に合焦
したことを示している。そして、現在の撮像において
は、被写体が（ｂ）の蝶または（ｃ）の人物に変わり、
撮影しようとしているものである。

【００４１】図６（ｂ）の場合の撮影においては、直前
のままのＡＦエリアの合焦位置でよいため、撮影者はそ
のままの状態でレリーズする。これによって、デジタル
スチルカメラでは、エリア２４についてのみ合焦指標値
を算出して合焦させ、撮像される。

【００４２】しかし、図６（ｃ）の場合の撮像において
は、表示される合焦エリアと被写体が一致せず、ずれて
いるため、撮影者は合焦エリアを適正なものとするため
半レリーズする。これによって、デジタルスチルカメラ
では、合焦すべきエリアを決定するためのプロセスを起
動させる。すなわち、実施の形態１または実施の形態２
で説明した方法をとることにより、図６（ｄ）に示すよ
うに、最終的にエリア２３が合焦すべきエリアとして決
定され、このＡＦエリア（エリア２３）が示す合焦指標
値にしたがって合焦され、撮像される。

【００４３】なお、画像フレームやＡＦエリアのサイ
ズ、形状、配置、クラスタのパターンなどはこの実施の
形態に限定されるものではない。すなわち、発明の要旨
を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる自
動焦点制御装置（請求項１）によれば、ＤＣＴワンショ
ットＡＦを行なう自動焦点制御装置において、少なくと
も２つ以上のＡＦエリアと、各ＡＦエリア毎の合焦指標
値（デフォーカスパラメータ）を算出し、各ＡＦエリア
を少なくとも２つ以上のＡＦエリア群（クラスタ）に分
け、各ＡＦエリア毎に算出された合焦指標値をクラスタ
毎の別の合焦指標値に変換し、クラスタ毎の合焦指標値
による撮影パターンを推測し、その推測された被写体の
合焦位置に焦点レンズを駆動して合焦動作を行なうた
め、合焦確度が高くなり、被写体に対する的確な合焦を
行なうことができる。

【００４５】また、本発明にかかる自動焦点制御装置
（請求項２）によれば、請求項１に記載のＤＣＴワンシ
ョットＡＦを行なう自動焦点制御装置において、少なく
とも２つ以上のＡＦエリアと、各ＡＦエリア毎の合焦指
標値（デフォーカスパラメータ）を算出する際に、ＡＥ
またはＡＷＢからの情報を参照し、その参照した情報に
したがって合焦指標値を算出するＡＦエリアを限定し、
該限定されたＡＦエリアの中から合焦することにより、
たとえば照明灯などの高輝度物体に影響される領域を合
焦から外して合焦指標値の算出をスキップする、いわゆ
る不要な領域の処理を除外するため、請求項１に対しさ
らに高速で的確な合焦を行なうことができる。

【００４６】また、本発明にかかる自動焦点制御装置
（請求項３）によれば、請求項１または２に記載のＤＣ
ＴワンショットＡＦを行なう自動焦点制御装置におい
て、撮影直前（過去１回）の合焦ＡＦエリアを記憶し、
その位置を表示手段に表示し、撮影者が半レリーズ動作
を行わずにレリーズした場合、上記表示されたＡＦエリ
アで合焦し、撮影者が半レリーズ動作を行なった場合、
合焦すべきＡＦエリアを改めて設定し直すため、被写体
の位置が変化した場合に高速で的確な合焦動作が実現す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる自動焦点制御装置
を適用したデジタルスチルカメラの構成を示すブロック
図である。

【図２】ワンショットＡＦの基本動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】ワンショットＡＦの基本動作を説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１にかかる合焦エリアを決
定するためのクラスタ分けに関する説明図である。

【図５】本発明の実施の形態２にかかる合焦エリアを決
定するためのＡＥ情報参照とクラスタ分けに関する説明
図である。

【図６】本発明の実施の形態３にかかる合焦エリアの変
更の可否を説明するための図である。

【符号の説明】

１レンズ系３フロントエンド部４ＩＰＰ部６ＣＰＵ７焦点レンズ制御部９合焦ＡＦエリア記憶部１０モニタ３１ＣＣＤ４４ＤＳＰコア４６ＡＥ評価部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸上における焦点レンズの位置を移動
制御する焦点レンズ制御手段と、前記焦点レンズの移動位置で撮像された画像データに対
してＤＣＴ変換を行なうＤＣＴ変換手段と、前記ＤＣＴ変換手段で変換された画像データのＤＣＴ係
数の平均値を波数毎に求めて波数昇順に整列させ、当該
整列されたＤＣＴ係数の平均値列から局所最小値をもつ
波数を探索し、当該波数を合焦指標値として合焦位置を
決定し、前記合焦位置にしたがって前記焦点レンズ制御
手段を制御する制御手段と、を備えた自動焦点制御装置であって、撮像フレームを少なくとも２つ以上の所定領域に分割し
て割り当てられたＡＦエリアを有し、前記制御手段は、前記ＡＦエリア毎の合焦指標値を算出し、前記ＡＦエリ
アを少なくとも２つ以上のＡＦエリア群で構成されるク
ラスタに分け、前記ＡＦエリア毎の合焦指標値を前記ク
ラスタ毎の別の合焦指標値に変換し、前記クラスタ毎の
合焦指標値の配置パターンから合焦位置を決定すること
を特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記ＡＦエリア毎の合
焦指標値を算出する際に、自動露出または白バランス制
御からの情報にしたがって前記合焦指標値を算出するＡ
Ｆエリアを限定し、当該限定されたＡＦエリアの中から
合焦すべきＡＦエリアを設定することを特徴とする請求
項１に記載の自動焦点制御装置。
【請求項３】さらに、少なくとも、撮影する１つ前に合焦された合焦ＡＦエリ
アを記憶する合焦エリア記憶手段と、前記合焦エリア記憶手段に記憶された撮影直前の合焦Ａ
Ｆエリアを表示する表示手段と、を備え、前記制御手段は、撮影動作に先立って前記合焦エリア記
憶手段に記憶された合焦ＡＦエリアを前記表示手段に表
示し、撮影者が半レリーズ動作をせずにレリーズした場
合、前記表示手段に表示された合焦ＡＦエリアで合焦
し、撮影者が半レリーズ動作を行なった場合、合焦すべ
きＡＦエリアに再設定することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の自動焦点制御装置。