JP2002207162A

JP2002207162A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2002207162A
Application number: JP2001004897A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fujii; 真一藤井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタルカメラにおいてより高精度に合焦位
置を特定すること。【解決手段】ＡＦモータＭ２によりズームレンズ３０
１におけるレンズ位置を段階的に駆動しながら、ＣＣＤ
撮像素子３０３で得られる画像を取得する。各レンズ位
置で得られる画像に基づいて、コントラスト評価部２１
１ａはコントラスト評価値を求め、エッジ評価部２１１
ｂはエッジ評価値を求める。合焦位置特定部２１１ｃ
は、コントラスト評価値によって高精度に合焦位置を特
定できる場合にはコントラスト評価値に基づく合焦位置
を求める。これに対し、コントラスト評価値によって合
焦位置を特定できない場合にはエッジ評価値に基づく合
焦位置を求め、レンズ駆動を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルカメラ
に関し、特にデジタルカメラにおける自動合焦（以下、
「オートフォーカス」又は「ＡＦ」ともいう。）の技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタルカメラにおけるオートフ
ォーカス技術として、エッジ方式のオートフォーカスと
いうものが知られている。エッジ方式のオートフォーカ
スは、ＣＣＤ撮像素子で得られる画像のエッジ幅を求
め、合焦状態であればエッジ幅が小さくなることからエ
ッジ幅が最小となる撮影レンズの位置を求め、その位置
を合焦位置として特定するものである。

【０００３】また、画像のコントラストが最大となる位
置を求め、その位置を合焦位置として特定するコントラ
スト方式（いわゆる山登り方式）のオートフォーカスも
知られている。

【０００４】一般に、撮影レンズが合焦位置近傍にある
場合には、エッジ方式よりもコントラスト方式の方が高
精度で合焦位置を特定することができるため、撮影レン
ズの最終的な合焦位置を求める場合にはコントラスト方
式による方が精度の高いオートフォーカスが実現でき
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被写体
の輝度が低い場合や、蛍光灯下のようなフリッカー現象
がある場合には、コントラスト方式では正確に合焦位置
を特定することが困難になるという問題がある。

【０００６】また、被写体が動体である場合には動体動
作の予測を行って合焦位置を求めるいわゆるコンティニ
ュアスＡＦを行うことが望ましいが、上記のようにコン
トラスト方式で正確に合焦位置が求められない場合には
動体動作の予測精度も低くなり、撮影時には暈けた画像
が得られることになる。

【０００７】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、より高精度に合焦位置を特定する
ことのできるデジタルカメラを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【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に記載の発明は、被写体像を撮像手段で光
電変換して画像を生成するデジタルカメラであって、前
記被写体像の合焦状態を実現する撮影レンズを光軸方向
に駆動する駆動手段と、前記撮像手段で得られる画像の
コントラストに基づいて前記被写体像の合焦状態に関す
る第１の評価値を求めるコントラスト評価手段と、前記
撮像手段で得られる画像のエッジ幅に基づいて前記被写
体像の合焦状態に関する第２の評価値を求めるエッジ評
価手段と、前記第１の評価値に基づいて前記撮影レンズ
の合焦位置を特定することができない場合に、前記第２
の評価値に基づいて前記合焦位置を特定する合焦位置特
定手段と、を備えている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のデジタルカメラにおいて、前記駆動手段は前記撮影レ
ンズを段階的に駆動させ、前記コントラスト評価手段と
前記エッジ評価手段とは、前記撮影レンズの各レンズ位
置において前記撮像手段から得られる画像に基づいて、
前記第１の評価値と前記第２の評価値とを求めることを
特徴としている。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のデジタルカメラにおいて、前記合焦位置特定手
段が、前記第２の評価値に基づいて前記撮影レンズの前
記合焦位置を特定することができない場合に、所定のレ
ンズ位置を前記合焦位置として特定することを特徴とし
ている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
のデジタルカメラにおいて、前記合焦位置特定手段が、
前記第１の評価値に基づいて前記合焦位置を特定する場
合に前記各レンズ位置において得られる前記第１の評価
値の変化量に基づいて前記合焦位置を特定し、前記第２
の評価値に基づいて前記合焦位置を特定する場合に前記
各レンズ位置において得られる前記第２の評価値の変化
量に基づいて前記合焦位置を特定することを特徴として
いる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項２又は４
に記載のデジタルカメラにおいて、前記合焦位置特定手
段が、前記各レンズ位置において得られる前記第１の評
価値又は前記第２の評価値に対して補間処理を施すこと
により、前記第１の評価値の最大値又は前記第２の評価
値の最小値を求めて前記合焦位置を特定することを特徴
としている。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のデジタルカメラにおいて、前記補間処理が、急傾斜延
長法による補間処理であることを特徴としている。

【００１４】請求項７に記載の発明は、被写体像を撮像
手段で光電変換して画像を生成するデジタルカメラであ
って、第１の方法により前記被写体像の合焦状態を実現
する第１の自動合焦手段と、前記第１の方法とは異なる
第２の方法により前記被写体像の合焦状態を実現する第
２の自動合焦手段と、被写体が動体である場合に、前記
第１の自動合焦手段と前記第２の自動合焦手段とのいず
れか一方を機能させることにより、前記動体の動作を予
測して前記被写体像の合焦状態を実現する制御手段と、
備えている。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
のデジタルカメラにおいて、前記第１の自動合焦手段
が、前記撮像手段で得られる画像のコントラストに基づ
いて前記被写体像の合焦状態に関する第１の評価値を求
め、前記第１の評価値が最大となる位置を特定すること
によって前記被写体像の合焦状態を実現するものであ
り、前記第２の自動合焦手段が、前記撮像手段で得られ
る画像のエッジ幅に基づいて前記被写体像の合焦状態に
関する第２の評価値を求め、前記第２の評価値が最小と
なる位置を特定することによって前記被写体像の合焦状
態を実現するものであることを特徴としている。

【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項７又は８
に記載のデジタルカメラにおいて、前記制御手段が、前
記被写体が動体であるか否かの判定を行う前に、前記第
１の自動合焦手段と前記第２の自動合焦手段との双方を
適用して精度の高い方を採用して撮影レンズの合焦位置
を求め、前記被写体が動体であると判断された場合の前
記予測の際には、前記第１の自動合焦手段と前記第２の
自動合焦手段とのうちの、前記被写体が動体であるか否
かの判定を行う前に採用された方を機能させて前記被写
体像の合焦状態を実現することを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１８】＜１．デジタルカメラの構成＞図１ないし
図４は、デジタルカメラ１の外観構成の一例を示す図で
あり、図１は正面図、図２は背面図、図３は側面図、図
４は底面図である。デジタルカメラ１は、図１に示すよ
うに、箱型のカメラ本体部２と直方体状の撮像部３とか
ら構成されている。

【００１９】撮像部３の前面側には、撮影レンズとなる
マクロ機能付きズームレンズ３０１が設けられるととも
に、銀塩レンズシャッターカメラと同様に、被写体から
のフラッシュ光の反射光を受光する調光センサ３０５及
び光学ファインダ３１が設けられる。

【００２０】カメラ本体部２の前面側には左端部にグリ
ップ部４、そのグリップ部４の上部側に外部器機と赤外
線通信を行うためのＩＲＤＡ（Infrared Data Associat
ion）インタフェース２３６、および中央上部に内蔵フ
ラッシュ５が設けられ、上面側にはシャッタボタン８が
設けられている。

【００２１】一方、図２に示すように、カメラ本体部２
の背面側には、略中央に撮像画像のモニタ表示（ビュー
ファインダに相当）、記録画像の再生表示等を行うため
の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Displa
y）１０が設けられている。また、ＬＣＤ１０の下方
に、デジタルカメラ１の各種設定を行うためのキースイ
ッチ群２２１〜２２６および電源スイッチ２２７が設け
られる。電源スイッチ２２７の左側には、電源がオン状
態で点灯するＬＥＤ２２８およびメモリカードへのアク
セス中である旨を表示するＬＥＤ２２９が配置される。

【００２２】さらに、カメラ本体部２の背面側には、
「撮影モード」と「再生モード」との間でモードを切り
替えるモード設定スイッチ１４が設けられる。撮影モー
ドは写真撮影を行って被写体に関する撮像画像を生成す
るモードであり、再生モードはメモリカードに記録され
た撮像画像を読み出してＬＣＤ１０に再生表示するモー
ドである。モード設定スイッチ１４は２接点のスライド
スイッチであり、下方位置にスライドセットすると撮影
モードが機能し、上方位置にスライドセットすると再生
モードが機能するように構成される。

【００２３】また、カメラ背面右側には、４ウェイスイ
ッチ２３０が設けられ、撮影モードにおいてはボタン２
３１，２３２を押すことによりズーミング倍率の変更が
行われ、ボタン２３３，２３４を押すことによって露出
補正が行われる。

【００２４】撮像部３の背面には、図２に示すように、
ＬＣＤ１０をオン／オフさせるためのＬＣＤボタン３２
１およびマクロボタン３２２が設けられる。ＬＣＤボタ
ン３２１が押されるとＬＣＤ表示のオン／オフが切り替
わる。例えば、専ら光学ファインダ３１のみを用いて撮
影するときには、節電の目的でＬＣＤ表示をオフにす
る。マクロ撮影（接写）時には、マクロボタン３２２を
押すことにより、撮像部３においてマクロ撮影が可能な
状態になる。

【００２５】カメラ本体部２の側面には、図３に示すよ
うに端子部２３５が設けられており、端子部２３５には
ＤＣ入力端子２３５ａと、ＬＣＤ１０に表示されている
内容を外部のビデオモニタに出力するためのビデオ出力
端子２３５ｂとが設けられている。

【００２６】カメラ本体部２の底面には、図４に示すよ
うに、電池装填室１８とカードスロット（カード装填
室）１７とが設けられる。カードスロット１７は、撮像
画像等を記録するための着脱自在なメモリカード９１等
を装填するためのものである。カードスロット１７及び
電池装填室１８は、クラムシェルタイプの蓋１５により
開閉自在になっている。なお、このデジタルカメラ１で
は、４本の単三形乾電池を電池装填室１８に装填するこ
とにより、これらを直列接続してなる電源電池を駆動源
としている。また、図３に示すＤＣ入力端子２３５ａに
アダプタを装着することで外部から電力を供給して使用
することも可能である。

【００２７】＜２．デジタルカメラの内部構成＞次に、
デジタルカメラ１における内部構成について説明する。
図５は、デジタルカメラ１の機能的構成を示すブロック
図である。また、図６は撮像部３における各部の配置を
示す概略図である。

【００２８】撮像部３におけるズームレンズ３０１の後
方位置の適所にはＣＣＤ撮像素子３０３を備えた撮像回
路が設けられている。また、撮像部３の内部には、上記
ズームレンズ３０１のズーム比の変更と収容位置、撮像
位置間のレンズ移動を行うためのズームモータＭ１、合
焦用のレンズ３０６を光軸Ｌに沿った方向に駆動するこ
とによりズームレンズ３０１を介してＣＣＤ撮像素子３
０３に結像する被写体像の合焦状態を変化させるオート
フォーカスモータ（ＡＦモータ）Ｍ２が設けられている
（図６参照）。これらズームモータＭ１及びＡＦモータ
Ｍ２は、カメラ本体部２に設けられたズームモータ駆動
回路２１５及びＡＦモータ駆動回路２１４によってそれ
ぞれ駆動される。また、各駆動回路２１４，２１５はカ
メラ本体部２の全体制御部２１１から与えられる制御信
号に基づいて各モータＭ１，Ｍ２を駆動する。なお、Ａ
ＦモータＭ２、ＡＦモータ駆動回路２１４及び全体制御
部２１１は、レンズ３０６を光軸Ｌに沿って駆動する駆
動手段として機能する。

【００２９】ＣＣＤ撮像素子３０３は、ズームレンズ３
０１によって結像される被写体像を、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光さ
れた画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出
力する。

【００３０】撮像部３における露出制御は、ＣＣＤ撮像
素子３０３の露光量、すなわちシャッタスピードに相当
するＣＣＤ撮像素子３０３の電荷蓄積時間を調整するこ
とにより行われる。被写体のコントラストが低コントラ
スト時に適切なシャッタースピードが設定できない場合
には、ＣＣＤ撮像素子３０３から出力される画像信号の
レベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出
が補正される。すなわち、低コントラスト時は、シャッ
タースピードとゲイン調整とを組み合わせて露出レベル
が適正レベルとなるように制御が行われる。なお、画像
信号のレベル調整は、信号処理回路３１３内のＡＧＣ
（Auto Gain Control）回路３１３ｂのゲイン調整にお
いて行われる。

【００３１】タイミングジェネレータ３１４は、カメラ
本体部２のタイミング制御回路２０２から送信される基
準クロックに基づきＣＣＤ撮像素子３０３の駆動制御信
号を生成するものである。タイミングジェネレータ３１
４は、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタ
イミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平
同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信
号を生成し、ＣＣＤ撮像素子３０３に出力する。

【００３２】信号処理回路３１３は、ＣＣＤ撮像素子３
０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定の
アナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１
３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３１３ａと
ＡＧＣ回路３１３ｂとを有し、ＣＤＳ回路３１３ａによ
り画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路３１３ｂ
でゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を
行う。

【００３３】調光回路３０４は、フラッシュ撮影におけ
る内蔵フラッシュ５の発光量を全体制御部２１１により
設定された所定の発光量に制御するものである。フラッ
シュ撮影時には、露出開始と同時に被写体からのフラッ
シュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、こ
の受光量が所定の発光量に達すると、調光回路３０４か
ら発光停止信号が出力される。発光停止信号はカメラ本
体部２に設けられた全体制御部２１１を介してフラッシ
ュ制御回路２１７に導かれ、フラッシュ制御回路２１７
はこの発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光
を強制的に停止し、これにより内蔵フラッシュ５の発光
量が所定の発光量に制御される。

【００３４】次に、カメラ本体部２の内部ブロックにつ
いて説明する。

【００３５】カメラ本体部２内において、Ａ／Ｄ変換器
２０５は、画像信号の各画素信号を例えば１０ビットの
デジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器２０
５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ
変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信
号）を１０ビット等のデジタル信号に変換する。

【００３６】タイミング制御回路２０２は、基準クロッ
ク、タイミングジェネレータ３１４、Ａ／Ｄ変換器２０
５に対するクロックを生成するように構成されている。
このタイミング制御回路２０２は、ＣＰＵ（Central Pr
ocessing Unit）で構成される全体制御部２１１によっ
て制御される。

【００３７】黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換さ
れた撮像画像の黒レベルを所定の基準レベルに補正する
ものである。また、ＷＢ（ホワイトバランス）回路２０
７は、γ補正後にホワイトバランスも併せて調整される
ように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分の画素データのレベル変
換を行うものである。ＷＢ回路２０７は、全体制御部２
１１から入力されるレベル変換テーブルを用いてＲ、
Ｇ、Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換する。な
お、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の
傾き）は全体制御部２１１によって撮像画像ごとに設定
される。

【００３８】γ補正回路２０８は、撮像画像のγ特性を
補正するものである。また、γ補正回路２０８において
γ特性を補正する際には１０ビットのデジタル信号を８
ビットに変換する処理も同時に行われ、各画素ごとに２
５６階調を有する画像データへと変換される。画像メモ
リ２０９は、γ補正回路２０８から出力される撮像画像
データを記憶するメモリである。画像メモリ２０９は、
１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像
メモリ２０９は、ＣＣＤ撮像素子３０３がｎ行ｍ列の画
素を有している場合、ｎ×ｍ画素分の画素データの記憶
容量を有し、各画素データが対応する画素位置に記憶さ
れるようになっている。

【００３９】ＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）２１０は、ＬＣ
Ｄ１０に再生表示される撮像画像のバッファメモリであ
る。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０の画素数に対応した
画像データを格納することが可能な記憶容量を有してい
る。

【００４０】撮影モードにおける撮影待機状態では、Ｌ
ＣＤボタン３２１によってＬＣＤ表示がオン状態となっ
ているときに、ＬＣＤ１０にライブビュー表示が行われ
る。具体的には、撮像部３から所定間隔ごとに得られる
各撮像画像に対して、Ａ／Ｄ変換器２０５〜γ補正回路
２０８において各種の信号処理を施した後、全体制御部
２１１が画像メモリ２０９に格納される撮像画像を取得
し、それをＶＲＡＭ２１０に転送することで、ＬＣＤ１
０に撮像画像を表示する。そしてＬＣＤ１０に表示され
る撮像画像を所定時間ごとに更新することで、ライブビ
ュー表示が行われるのである。このライブビュー表示に
より、撮影者はＬＣＤ１０に表示された画像により被写
体像を視認することができる。

【００４１】また、再生モードにおいては、メモリカー
ド９１から読み出された画像が全体制御部２１１で所定
の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２１０に転送され、
ＬＣＤ１０に再生表示される。

【００４２】カードインタフェース２１２は、メモリカ
ード９１への撮像画像の書き込み及び読み出しを行うた
めのインタフェースである。

【００４３】フラッシュ制御回路２１７は、内蔵フラッ
シュ５の発光を制御する回路であり、全体制御部２１１
からの制御信号に基づいて内蔵フラッシュ５を発光させ
る一方、既述の発光停止信号に基づいて内蔵フラッシュ
５の発光を停止させる。

【００４４】操作部２５０は、上述した、各種スイッ
チ、ボタンを包括するものであり、シャッタボタン８も
含まれる。ユーザによって操作入力される情報は、操作
部２５０を介して全体制御部２１１に伝達される。な
お、シャッタボタン８は銀塩カメラで採用されているよ
うな半押し状態と全押し状態とが検出可能な２段階スイ
ッチになっている。

【００４５】全体制御部２１１は、上述した撮像部３内
及びカメラ本体部２内の各部材の駆動を有機的に制御し
てデジタルカメラ１の撮影動作を総括に制御する。特
に、オートフォーカスを行う際には、ＣＣＤ撮像素子３
０３から得られる画像に基づいて効率的に合焦状態を実
現するために、全体制御部２１１は各種処理及びＡＦ制
御を行う制御手段として機能する。

【００４６】この全体制御部２１１は、自動合焦を行う
ために、コントラスト評価部２１１ａ、エッジ評価部２
１１ｂ、合焦位置特定部２１１ｃ及び動体予測部２１１
ｄとして機能する。

【００４７】コントラスト評価部２１１ａは黒レベル補
正回路２０６から出力される撮像画像を入力し、撮像画
像のコントラストを求めてオートフォーカスに用いるた
めのコントラスト評価値（第１の評価値）を求める。

【００４８】また、エッジ評価部２１１ｂは黒レベル補
正回路２０６から出力される撮像画像を入力し、撮像画
像のエッジ成分を抽出して各エッジのエッジ幅を求め
る。そして各エッジ幅の平均値（重心値）を求めること
により、オートフォーカスに用いるためのエッジ評価値
（第２の評価値）を求める。

【００４９】全体制御部２１１はレンズ３０６を段階的
に移動させ、各レンズ位置においてＣＣＤ撮像素子３０
３から得られる画像に基づいて、コントラスト評価部２
１１ａとエッジ評価部２１１ｂとがコントラスト評価値
及びエッジ評価値を求めるように構成されている。

【００５０】合焦位置特定部２１１ｃは、特に合焦位置
近傍のレンズ位置において得られるコントラスト評価値
とエッジ評価値とのうち、コントラスト評価値に基づい
てレンズ３０６の合焦位置を特定する。そしてコントラ
スト評価値に基づいて合焦位置を特定することができな
い場合には、エッジ評価値に基づいて合焦位置を特定す
る。

【００５１】被写体の輝度が低い場合やフリッカー現象
がある場合には、コントラスト方式によるオートフォー
カスでは正確に合焦位置を特定することができない一方
で、エッジ方式のオートフォーカスではそのような現象
が生じている場合であっても精度の低下が生じない。こ
のため、合焦位置特定部２１１ｃはコントラスト方式に
よるオートフォーカスで高精度な合焦位置特定が期待で
きない場合にエッジ評価値に基づいて合焦位置を特定す
ることで合焦位置の精度低下を防止するように構成され
ている。

【００５２】動体予測部２１１ｄはコンティニュアスＡ
Ｆを行うための機能部である。コンティニュアスＡＦを
行う際には、全体制御部２１１は、コントラスト評価部
２１１ａ，エッジ評価部２１１ｂ及び合焦位置特定部２
１１ｃとして機能することにより第１の合焦位置を求め
てから所定時間が経過後、再びコントラスト評価部２１
１ａとエッジ評価部２１１ｂとのいずれか一方を機能さ
せてコントラスト評価値又はエッジ評価値の一方を取得
する。そして動体予測部２１１ｄが機能して、今回得ら
れた評価値が前回の評価値よりも所定値以上変化してい
れば、被写体が移動したものと予測する。全体制御部２
１１はコントラスト評価部２１１ａとエッジ評価部２１
１ｂとのうち、第１の合焦位置を特定した方式を適用し
て第２の合焦位置を求め、動体予測部２１１ｄを機能さ
せて第１の合焦位置及び第２の合焦位置と本撮影時まで
のタイムラグとに基づいて本撮影時の合焦位置を特定す
る。

【００５３】このように合焦位置の演算時から本撮影時
までの時間差を考慮して動体の位置を予測し、合焦位置
を特定することにより、被写体が動体である場合でも本
撮影時には適切な合焦状態の画像を得ることが可能にな
る。

【００５４】さらに全体制御部２１１は、撮影モードに
おいて、シャッタボタン８により撮影が指示されると、
撮影指示後に画像メモリ２０９に取り込まれた画像のサ
ムネイル画像と操作部２５０に含まれるスイッチから設
定入力された圧縮率によりＪＰＥＧ方式で圧縮された圧
縮画像とを生成し、撮像画像に関するタグ情報（コマ番
号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影
時のフラッシュのオンオフのデータ、シーン情報、画像
の判定結果等の情報）とともに両画像をメモリカード９
１に記憶する。

【００５５】撮影モード及び再生モードを切り替えるた
めのモード設定スイッチ１４を再生モードに設定したと
きには、例えばメモリカード９１内のコマ番号の最も大
きな画像データが読み出され、全体制御部２１１にてデ
ータ伸張され、その撮像画像がＶＲＡＭ２１０に転送さ
れることにより、ＬＣＤ１０にはコマ番号の最も大きな
画像、すなわち最後に撮影された撮像画像が表示され
る。

【００５６】また、全体制御部２１１は、ＩＲＤＡイン
タフェース２３６を介してコンピュータや他のデジタル
カメラといった外部器機５００と赤外線無線通信を行う
ように構成され、撮像画像の無線転送等を行うことが可
能となっている。

【００５７】以上のように構成されたデジタルカメラ１
において、オートフォーカスを行う際には、全体制御部
２１１が黒レベル補正回路２０６から得られる撮像画像
の所定領域に含まれる画像成分を抽出し、その画像成分
からオートフォーカス用の評価値を求める。

【００５８】図７は撮像画像の一例を示す図である。ま
た、図８はオートフォーカス領域を示す図である。

【００５９】図７に示すように、黒レベル補正回路２０
６から撮像画像４００が得られると、撮像画像４００の
ほぼ中央に設定されるオートフォーカス領域４１０の画
像成分を抽出する。なお、図７の例ではオートフォーカ
ス領域４１０が１個の場合を示しているが、複数のオー
トフォーカス領域が設定されたマルチ領域であってもよ
い。

【００６０】オートフォーカス領域４１０は図８に示す
ようになっており、水平方向にｉ個、垂直方向にｊ個の
画素を有している。このため、全体制御部２１１は黒レ
ベル補正回路２０６から撮像画像４００を取得すると、
オートフォーカス領域４１０に含まれるｉ×ｊ個の画素
で構成される画像成分を抽出する。

【００６１】そして、コントラスト評価部２１１ａはオ
ートフォーカス領域４１０に含まれる各画素の値に基づ
いて、オートフォーカス用のコントラスト評価値を求め
る。例えば、各画素のデータをＤとすると、コントラス
ト評価値Ｃは、

【００６２】

【数１】

【００６３】によって求められる。数１は、オートフォ
ーカス領域４１０の水平方向についての隣接画素間での
データの差分を積算したものであり、評価値Ｃは抽出さ
れた画像成分の水平方向についてのコントラストに相当
する。なお、数１では、水平方向についてのコントラス
トを抽出する場合の計算式について示しているが、垂直
方向についてのコントラストを求めてもよく、また、水
平方向と垂直方向との双方を考慮して２次元空間におけ
るコントラストを求めるようにしてもよい。また、隣接
画素間の差分を求めるのではなく、数画素隔てた位置に
ある２画素間で差分を求めるようにしてもよい。

【００６４】このようにして求められるコントラスト評
価値Ｃは合焦位置特定部２１１ｃに与えられる。

【００６５】一般に、撮影レンズが合焦位置にあるとき
には、ＣＣＤ撮像素子３０３において得られる撮像画像
の鮮明度は高くなり、コントラストは高くなる。逆に、
撮影レンズが合焦位置にないときには、撮像画像は暈け
た画像となって鮮明度は低くなるため、コントラストは
低くなる。したがって、コントラスト評価値Ｃを用いて
オートフォーカス制御を行う際には、レンズ３０６を駆
動しつつコントラスト評価値Ｃの最大値を求めるように
し、その最大値を示すレンズ位置を合焦位置とすること
ができる。

【００６６】また、エッジ評価部２１１ｂはオートフォ
ーカス領域４１０に含まれる各画素の値に基づいて、オ
ートフォーカス用のエッジ評価値を求める。例えば、エ
ッジ評価部２１１ｂはオートフォーカス領域４１０の画
像成分に対して微分フィルタによるエッジ抽出処理を施
すことでエッジを抽出し、エッジの幅のヒストグラムを
生成する。レンズ３０６が合焦位置にある場合には、ヒ
ストグラムの重心（平均）に対応するエッジ幅（これを
エッジ評価値Ｅという。）は所定の値になる。一方、レ
ンズ３０６が合焦位置から離れた位置にある場合には、
ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅（エッジ評価値
Ｅ）は所定の値以上になる。

【００６７】したがって、エッジ評価部２１１ｂはエッ
ジ幅のヒストグラムからその重心値をエッジ評価値Ｅと
して求め、これを合焦位置特定部２１１ｃに与えるよう
に構成される。

【００６８】一般に、撮影レンズが合焦位置にあるとき
には、ＣＣＤ撮像素子３０３において得られる撮像画像
の尖鋭度が高くなり、エッジ幅は小さくなる。逆に、撮
影レンズが合焦位置にないときには、撮像画像は暈けた
画像となって尖鋭度は低くなるため、エッジ幅は大きく
なる。したがって、エッジ評価値Ｅを用いてオートフォ
ーカス制御を行う際には、レンズ３０６を駆動しつつエ
ッジ評価値Ｅの最小値を求めるようにし、その最小値を
示すレンズ位置を合焦位置とすることができる。

【００６９】コントラスト方式によってコントラスト評
価値Ｃが最大値を示すレンズ位置又はエッジ方式によっ
てエッジ評価値Ｅが最小値を示すレンズ位置を特定する
場合には、レンズ３０６を段階的に移動させ、各レンズ
位置で得られる撮像画像からコントラスト評価値Ｃ及び
エッジ評価値Ｅを求め、各レンズ位置におけるコントラ
スト評価値Ｃどうし又はエッジ評価値Ｅどうしを比較す
ることが必要になる。

【００７０】図９は、各動作及び処理のタイミングを示
す図である。図９に示すように、ＣＣＤ撮像素子３０３
を露光するタイミングは、レンズ３０６のレンズ駆動が
完了した時点である。

【００７１】例えば、ＣＣＤ撮像素子３０３から順次撮
像画像を得る場合において、第ｎ番目のフレーム画像に
着目すると、レンズ駆動が終了した時点で第ｎフレーム
の露光が行われる。このとき、その直前に露光された第
（ｎ−１）フレームの画像データの読み出しが並行して
行われる。

【００７２】第ｎフレームの露光が終了すると、読み出
しタイミング信号に応じて、ＣＣＤ撮像素子３０３に蓄
積されたデータがデータ伝送路に送り出され、第ｎフレ
ームのデータ読み出しが開始される。蓄積されたデータ
がデータ伝送路に送り出されると、ＣＣＤ撮像素子３０
３においては次の露光処理を行うことが可能になるが、
上述したレンズ３０６のレンズ駆動を行うことが必要な
ので、そのレンズ駆動を行った後に第（ｎ＋１）フレー
ムの画像データの読み出しを行うことになる。

【００７３】そして、第ｎフレームのデータ読み出し中
に、レンズ駆動と第（ｎ＋１）フレームの露光とが並行
して行われることになる。また、第ｎフレームのデータ
読み出し中には、前回読み出された第（ｎ−１）フレー
ムの画像に基づいてコントラスト評価値Ｃとエッジ評価
値Ｅとを求めるための演算処理が行われる。

【００７４】そして、第ｎフレームのデータ読み出しが
終了すると、全体制御部２１１は黒レベル補正回路２０
６から第ｎフレームの画像を取得し、その画像からオー
トフォーカス領域４１０に対応する画像成分を抽出し、
その画像成分に基づいてコントラスト評価値Ｃとエッジ
評価値Ｅとを求める演算を行う。

【００７５】全体制御部２１１がコントラスト評価部２
１１ａ及びエッジ評価部２１１ｂとして機能することに
よって、第ｎフレームの画像に基づいてコントラスト評
価値Ｃとエッジ評価値Ｅとを求める際には、ＣＣＤ撮像
素子３０３においては第（ｎ＋２）フレームの露光と、
第（ｎ＋１）フレームのデータ読み出しとが並行して行
われる。したがって、第ｎフレームの画像についてコン
トラスト評価値Ｃとエッジ評価値Ｅとが導出されると
き、レンズ３０６は既にレンズ駆動方向に２段階程度進
んだ位置まで駆動されている。

【００７６】このように各レンズ位置において得られる
画像に基づいて、コントラスト評価値Ｃとエッジ評価値
Ｅとの双方を同時に求めておくことにより、コントラス
ト方式では高精度なＡＦが実現できないと判断された場
合であっても、エッジ評価値は既に得られているので再
度のレンズ駆動を繰り返して行う必要がなく、効率的に
エッジ評価値に基づく合焦位置評価を行うことができ
る。

【００７７】次に、シャッタボタン８が直ちに全押しさ
れた場合を例にとって、デジタルカメラ１のＡＦ動作に
ついて説明する。図１０はデジタルカメラ１の動作の概
略を示すフローチャートである。図中、撮影モードにお
ける本発明に関連しない処理は省略している。

【００７８】モード設定スイッチ１４によりデジタルカ
メラ１の動作が撮影モードに設定される。その後、待機
状態においてシャッタボタン８が直ちに全押しされると
（ステップＳ１３）、全体制御部２１１により撮影準備
であるＡＦ制御（ステップＳ１５）が実行される。すな
わち、シャッタボタン８により全体制御部２１１への撮
影準備の指示が行われる。なお、ＡＦ制御の詳細につい
ては後述する。

【００７９】シャッタボタン８の全押しが行われ、ＡＦ
制御が終了した場合には、本撮影のための撮影動作が行
われ、ＣＣＤ撮像素子３０３からの信号がデジタル信号
に変換され、所定の画像処理が施された後、画像メモリ
２０９に画像データとして記憶される（ステップＳ１
７）。これにより、記録対象となる被写体の画像が取得
される。

【００８０】撮影動作の終了後、シャッタボタン８の全
押しが継続されている場合には、連写モードとなり、再
びＡＦ制御（ステップＳ１５）と撮影動作（ステップＳ
１７）とを繰り返すことになる（ステップＳ１９）。こ
れに対し、撮影動作の終了後、シャッタボタン８の全押
しが解除されている場合には、次の撮影を待機する状態
（最初の状態）に戻る。

【００８１】図１１乃至図１３はＡＦ制御の詳細な処理
シーケンスを示すフローチャートである。全体制御部２
１１はＡＦ制御を開始すると、まずレンズ３０６のレン
ズ駆動方向を決定する（ステップＳ１００）。例えば、
全体制御部２１１がレンズ３０６を複数回駆動し、各レ
ンズ位置で得られる画像のコントラスト評価値が増加す
る方向を検出し、その方向をレンズ駆動方向として特定
する。

【００８２】このとき、フリッカー現象による影響を低
減するために、全体制御部２１１においてローパスフィ
ルタによる演算が行われる。図１４は、レンズ駆動方向
を特定するために得られるコントラスト評価値を示す図
である。図１４に示すように、一定間隔毎のレンズ位置
ＰＯＳ０〜ＰＯＳ６のそれぞれにおいてコントラスト評
価値Ｃ１０〜Ｃ１６が得られる。レンズ位置ＰＯＳ１に
おけるコントラスト評価値Ｃ１１に対してローパスフィ
ルタの処理を施して得られる評価値をＣ１１’とする
と、Ｃ１１’＝（Ｃ１０＋２・Ｃ１１＋Ｃ１２）／４で
求められる。

【００８３】このようなローパスフィルタ処理を行う場
合、上記数式を考慮すれば、ローパスフィルタ処理後の
評価値Ｃ１１’を求めるためには、コントラスト評価値
Ｃ１１の前後の評価値Ｃ１０，Ｃ１２も必要になる。こ
のことから、ローパスフィルタ処理を行う場合には、レ
ンズ駆動が１段階先に進んだ場合の画像に基づくコント
ラスト評価値も必要になるので、コントラスト評価値Ｃ
１１’が得られるタイミングは、コントラスト評価値Ｃ
１１が得られたタイミングからレンズ駆動１回分だけ遅
れることになる。

【００８４】このようなローパスフィルタ処理を行うこ
とにより、コントラスト評価値Ｃ１１に含まれるフリッ
カーの影響が低減されるという効果が得られる。他の各
コントラスト評価値Ｃ１２〜Ｃ１５に対しても同様のロ
ーパスフィルタ処理を行うことにより、フリッカー現象
によるコントラストの変動成分（高周波成分）の影響を
低減したコントラスト評価値を得ることができる。

【００８５】そして、ローパスフィルタ処理の施された
コントラスト評価値Ｃ１１〜Ｃ１５を評価することによ
り、正確にコントラストが増加する傾向にあるレンズ駆
動方向を特定することができる。

【００８６】レンズ駆動方向が決定すると、全体制御部
２１１は、レンズ駆動方向へのレンズ駆動を数回繰り返
し、各レンズ位置で得られる画像からエッジ評価値Ｅを
取得し、各レンズ位置のエッジ評価値Ｅから合焦近傍位
置を求め、レンズ３０６をその合焦近傍位置にレンズ駆
動する（ステップＳ１０１）。これには例えば特開平５
−２１９４１８号公報に開示されている技術が適用し得
る。つまり、オートフォーカスのための段階的なレンズ
駆動を合焦位置から離れたレンズ位置から開始すると、
合焦近傍位置にレンズ３０６が移動するまでに時間を要
することになるため、エッジ方式により合焦位置の近傍
位置まで１回のレンズ駆動でレンズ３０６を移動させる
のである。これによりＡＦ制御の高速化を図ることがで
きる。なお、このレンズ駆動後におけるレンズ位置は合
焦位置を超えない位置であることが望ましい。

【００８７】次に、レンズ駆動方向への段階的なレンズ
駆動を行いつつ、画像データを読み出して、各レンズ位
置におけるコントラスト評価値Ｃとエッジ評価値Ｅとを
求める演算が行われる（ステップＳ１０２〜Ｓ１０
５）。

【００８８】ステップＳ１０４においてコントラスト評
価値Ｃを求める際には、上述したローパスフィルタ処理
を行うようにしてもよい。

【００８９】なお、図１１ではステップＳ１０２〜Ｓ１
０５の処理はシーケンス処理であるように示している
が、実際には図９に示したように、ステップＳ１０２の
処理と、ステップＳ１０３の処理と、ステップＳ１０４
及びステップＳ１０５の処理とがコントラスト評価部２
１１ａとエッジ評価部２１１ｂの各々において並列的に
同時に行われる。また、ステップＳ１０２のレンズ駆動
における駆動量は、例えば４Ｆδ（Ｆはズームレンズ３
０１のＦナンバー、δは許容錯乱円の大きさ）として設
定される。

【００９０】そして全体制御部２１１の合焦位置特定部
２１１ｃは、レンズ駆動方向に沿って段階的に駆動され
る各レンズ位置において、順次に得られるコントラスト
評価値Ｃが連続的に減少したか否かについて判断する
（ステップＳ１０６）。順次に得られるコントラスト評
価値Ｃが連続的に減少した場合には、レンズ３０６のレ
ンズ位置が合焦位置を超えたということになる。

【００９１】図１５はレンズ位置とコントラスト評価値
との関係を示す図である。図１５に示すように、コント
ラスト評価値Ｃはレンズ位置の変化に伴って変化し、合
焦位置で最大値を示す。したがって、合焦位置特定部２
１１ｃは順次に得られるコントラスト評価値Ｃが連続し
て減少した場合には合焦位置を超えたと判断するのであ
る。

【００９２】そして、合焦位置特定部２１１ｃはコント
ラスト評価値Ｃの補間処理を行う（ステップＳ１０
７）。ステップＳ１０２におけるレンズ駆動量は比較的
粗い駆動量となっているため、各レンズ位置において得
られるコントラスト評価値Ｃは比較的粗いピッチで得ら
れたものとなっている。つまり、図１５に示すようにレ
ンズ位置ＰＯＳ１１〜ＰＯＳ１６の各レンズ位置で得ら
れるコントラスト評価値Ｃ２１〜Ｃ２６のそれぞれはレ
ンズの駆動量に応じた段階的な位置の値であるため、コ
ントラスト評価値Ｃ２１〜Ｃ２６のうちの最大値をとる
レンズ位置ＰＯＳ４が合焦位置とはならない場合が多
い。そこで、合焦位置特定部２１１ｃがコントラスト評
価値Ｃの補間処理を行うことにより、正確にコントラス
ト評価値Ｃが最大となる位置を特定するのである。

【００９３】この実施の形態では、補間方法として急傾
斜延長法を採用する。まず、第１の急傾斜延長法とし
て、全体制御部２１１は、上述のように駆動量４Ｆδで
のレンズ駆動を繰り返して各レンズ位置で得られるコン
トラスト評価値から、コントラスト評価値の最大値、２
番目に大きい値を示すコントラスト評価値、及び３番目
に大きい値を示すコントラスト評価値を求める。図１５
の場合は、レンズ位置ＰＯＳ１４におけるコントラスト
評価値Ｃ２４が最大値を示し、レンズ位置ＰＯＳ１３に
おけるコントラスト評価値Ｃ２３が２番目に大きい値を
示し、さらにレンズ位置ＰＯＳ１５におけるコントラス
ト評価値Ｃ２５が３番目に大きい値を示しているため、
全体制御部２１１はこれらのコントラスト評価値Ｃ２
４，Ｃ２３，Ｃ２５を特定することとなる。

【００９４】そして、合焦位置特定部２１１ｃはこれら
の評価値Ｃ２４，Ｃ２３，Ｃ２５及び各レンズ位置ＰＯ
Ｓ１４，ＰＯＳ１３，ＰＯＳ１５に対して急傾斜延長法
に基づく補間処理を行って合焦位置を特定する。具体的
には、上記３点のうちから２点を直線で結んだときにそ
の傾斜が最も急傾斜となる２点を選び、その２点を結ぶ
急傾斜直線を延長する。また、他の１点に対して急傾斜
直線と傾きの大きさが同じで逆の傾き（符号のみが異な
る傾き）を有する直線を設定する。そして、これら２直
線の交点を合焦位置として特定するのである。

【００９５】図１５の場合には、レンズ位置ＰＯＳ１４
の評価値Ｃ２４とレンズ位置ＰＯＳ１５の評価値Ｃ２５
とを通る直線Ｌ１が急傾斜直線として設定され、レンズ
位置ＰＯＳ１３を通る直線Ｌ２が急傾斜直線Ｌ１と逆の
傾き有する直線として設定される。そして、これらの直
線Ｌ１，Ｌ２を延長したときの交点Ｈ４のレンズ位置が
合焦位置として特定される。

【００９６】また、合焦位置特定部２１１ｃは急傾斜直
線Ｌ１に採用されなかった１点（評価値Ｃ２３）と、そ
れに隣接する評価値Ｃ２２とを通る直線を評価直線Ｌ３
として設定する。

【００９７】図１６はコントラスト方式における図１５
とは異なる第２の急傾斜延長法を示す図である。全体制
御部２１１は、上記と同様に駆動量４Ｆδでのレンズ駆
動を繰り返し、各レンズ位置にて得られるコントラスト
評価値から、最大値を除いた大きい値のコントラスト評
価値を３つ、すなわち２番目に大きい値を示すコントラ
スト評価値、３番目に大きい値を示すコントラスト評価
値、及び４番目に大きい値を示すコントラスト評価値を
求める。図１６の場合は、レンズ位置ＰＯＳ１３におけ
る評価値Ｃ２３が２番目に大きい値を示し、レンズ位置
ＰＯＳ１５における評価値Ｃ２５が３番目に大きい値を
示し、さらにレンズ位置ＰＯＳ１２における評価値Ｃ２
２が４番目に大きい値を示しているため、全体制御部２
１１はこれらの評価値Ｃ２３，Ｃ２５，Ｃ２２を特定す
ることとなる。

【００９８】そして、合焦位置特定部２１１ｃはこれら
の評価値Ｃ２３，Ｃ２５，Ｃ２２及び各レンズ位置ＰＯ
Ｓ１３，ＰＯＳ１５，ＰＯＳ１２に対して上記と同様の
急傾斜延長法に基づく補間処理を行って合焦位置を特定
する。つまり、図１６の場合には、レンズ位置ＰＯＳ１
３の評価値Ｃ２３とレンズ位置ＰＯＳ１２の評価値Ｃ２
２とを通る直線Ｌ１が急傾斜直線として設定され、レン
ズ位置ＰＯＳ１５を通る直線Ｌ２が急傾斜直線Ｌ１と逆
の傾き有する直線として設定され、これらの直線Ｌ１，
Ｌ２を延長したときの交点Ｈ５のレンズ位置が合焦位置
として特定される。

【００９９】また、図１６の場合、合焦位置特定部２１
１ｃは急傾斜直線Ｌ１に採用されなかった１点（評価値
Ｃ２５）と、それに隣接する評価値Ｃ２６とを通る直線
を評価直線Ｌ３として設定する。

【０１００】なお、コントラスト方式の急傾斜延長法と
して、上記第１の手法と第２の手法とのいずれを採用し
てもよい。このような急傾斜延長法は演算に要する時間
が短く、効率的に合焦位置を求めることができるので有
効である。

【０１０１】そしてステップＳ１０８に進み、合焦位置
特定部２１１ｃは各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の傾き（絶対
値）が所定値以上か否かを判断する。急傾斜直線や評価
直線の傾きが一定の基準値よりも小さい場合、レンズ３
０６が合焦位置近傍にあるにもかかわらずコントラスト
の変化量が小さく、いわゆるローコントラスト状態であ
ると判断できる。したがって、各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
の傾き（絶対値）が所定値未満の場合にはコントラスト
方式によるＡＦでは高精度な合焦位置特定が期待できな
いので、ステップＳ１１０に進んでエッジ評価値Ｅによ
る合焦位置の特定が行われる。

【０１０２】一方、各直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の傾き（絶
対値）が所定値以上である場合にはコントラスト方式の
ＡＦによって高精度な合焦位置特定を期待することがで
きるので、ステップＳ１０９に進んで合焦位置（第１の
合焦位置）の特定が行われる。このとき特定される合焦
位置は、図１５に示す交点Ｈ４のレンズ位置である。

【０１０３】ステップＳ１１０に進んだ場合には、既に
ステップＳ１０５が繰り返し行われることによって得ら
れている各レンズ位置におけるエッジ評価値Ｅを取得
し、コントラスト評価値の場合と同様に補間処理を行
う。

【０１０４】図１７及び図１８は、エッジ評価値とレン
ズ位置との関係を示す図である。図１７及び図１８に示
すように、エッジ評価値Ｅはレンズ位置の変化に伴って
変化し、合焦位置で最小値を示す。そして、上記と同様
に急傾斜延長法による補間処理を行って、最小値を示す
レンズ位置が特定される。

【０１０５】第１の急傾斜延長法として、全体制御部２
１１は各レンズ位置にて得られるエッジ評価値から、エ
ッジ評価値の最小値、２番目に小さい値を示すエッジ評
価値、及び３番目に小さい値を示すエッジ評価値を求め
る。図１７の場合は、レンズ位置ＰＯＳ１３におけるエ
ッジ評価値Ｅ１３が最小値を示し、レンズ位置ＰＯＳ１
４におけるエッジ評価値Ｅ１４が２番目に小さい値を示
し、さらにレンズ位置ＰＯＳ１２におけるエッジ評価値
Ｅ１２が３番目に小さい値を示しているため、全体制御
部２１１はこれらのエッジ評価値Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１
２を特定することになる。

【０１０６】合焦位置特定部２１１ｃはこれらのエッジ
評価値Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１２及び各レンズ位置ＰＯＳ
１３，ＰＯＳ１４，ＰＯＳ１２に対して急傾斜延長法に
基づく補間処理を行って合焦位置を特定する。具体的に
は、上記３点のうちから２点を直線で結んだときにその
傾斜が最も急傾斜となる２点を選び、その２点を結ぶ急
傾斜直線を延長する。また、他の１点に対して急傾斜直
線と傾きの大きさが同じで逆の傾き（符号のみが異なる
傾き）を有する直線を設定する。そして、これら２直線
の交点を合焦位置として特定するのである。

【０１０７】図１７の場合には、レンズ位置ＰＯＳ１３
の評価値Ｅ１３とレンズ位置ＰＯＳ１２の評価値Ｅ１２
とを通る直線Ｌ４が急傾斜直線として設定され、レンズ
位置ＰＯＳ１４の評価値Ｅ１４を通る直線Ｌ５が急傾斜
直線Ｌ１と逆の傾き有する直線として設定される。そし
て、これらの直線Ｌ４，Ｌ５を延長したときの交点Ｈ６
のレンズ位置が合焦位置として特定される。

【０１０８】また、第２の急傾斜延長法として、全体制
御部２１１は、各レンズ位置にて得られるエッジ評価値
から、最小値を除いた小さい値のエッジ評価値を３つ、
すなわち２番目に小さい値を示すエッジ評価値、３番目
に小さい値を示すエッジ評価値、及び４番目に小さい値
を示すエッジ評価値を求める。図１８の場合は、レンズ
位置ＰＯＳ１４における評価値Ｅ１４が２番目に小さい
値を示し、レンズ位置ＰＯＳ１２における評価値Ｅ１２
が３番目に小さい値を示し、さらにレンズ位置ＰＯＳ１
５における評価値Ｅ１５が４番目に大きい値を示してい
るため、全体制御部２１１はこれらの評価値Ｅ１４，Ｅ
１２，Ｅ１５を特定することになる。

【０１０９】合焦位置特定部２１１ｃはこれらの評価値
Ｅ１４，Ｅ１２，Ｅ１５及び各レンズ位置ＰＯＳ１４，
ＰＯＳ１２，ＰＯＳ１５に対して上記と同様の急傾斜延
長法に基づく補間処理を行って合焦位置を特定する。つ
まり、図１８の場合には、レンズ位置ＰＯＳ１４の評価
値Ｅ１４とレンズ位置ＰＯＳ１５の評価値Ｅ１５とを通
る直線Ｌ４が急傾斜直線として設定され、レンズ位置Ｐ
ＯＳ１２を通る直線Ｌ５が急傾斜直線Ｌ４と逆の傾き有
する直線として設定され、これらの直線Ｌ４，Ｌ５を延
長したときの交点Ｈ６のレンズ位置が合焦位置として特
定される。

【０１１０】なお、エッジ方式の急傾斜延長法として、
上記第１の手法と第２の手法とのいずれを採用してもよ
い。

【０１１１】そしてステップＳ１１１に進み、合焦位置
特定部２１１ｃは各直線Ｌ４，Ｌ５の傾き（絶対値）が
所定値以上か否かを判断する。急傾斜直線の傾きが一定
の基準値よりも小さい場合、レンズ３０６が合焦位置近
傍にあるにもかかわらずエッジの変化量が小さいという
ことになる。したがって、その場合にはコントラスト方
式及びエッジ方式のいずれによっても自動合焦を行うこ
とが不可能であると判断して、図１３のフローチャート
の処理に進む。

【０１１２】自動合焦が不可能である場合には、被写体
がデジタルカメラ１の前方の所定距離にあるものを仮定
し、その所定距離（例えば３ｍ）を合焦させるためのレ
ンズ位置を合焦位置として特定する（ステップＳ１４
０）。そして、全体制御部２１１はステップＳ１４０で
特定された合焦位置へレンズ駆動を行い（ステップＳ１
４１）、ステップＳ１７に進む（図１０）。

【０１１３】一方、図１７又は図１８の直線Ｌ４，Ｌ５
の傾きが所定値以上である場合には、ステップＳ１１２
に進んで直線Ｌ４，Ｌ５の交点Ｈ６のレンズ位置を合焦
位置（第１の合焦位置）として特定する。

【０１１４】そして図１２のフローチャートに進み、合
焦位置特定部２１１ｃはＡＦ方式の固定を行う（ステッ
プＳ１２０）。つまり、コントラスト方式によって合焦
位置の特定が行われた場合（ステップＳ１０９）には、
コントラスト方式にＡＦ方式を固定し、エッジ方式によ
って合焦位置の特定が行われた場合（ステップＳ１１
２）には、エッジ方式にＡＦ方式を固定する。

【０１１５】その後、ステップＳ１２１により、所定時
間（例えば０．４ｓ程度）が経過するまで待機し、所定
時間経過後、全体制御部２１１はレンズ駆動を行うこと
なく、ステップＳ１２０において固定された方式での評
価値を取得する（ステップＳ１２２）。すなわち、ＡＦ
方式がコントラスト方式に固定されている場合にはコン
トラスト評価値を取得し、エッジ方式に固定されている
場合にはエッジ評価値を取得する。

【０１１６】そして、全体制御部２１１は同一レンズ位
置にて前回得られた評価値と今回（ステップＳ１２２
で）得られた評価値とを比較し、評価値の変化量が所定
値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２３）。
例えば、コントラスト評価値で比較を行う場合には、コ
ントラスト評価値が１０％程度以上変化している場合は
「ＹＥＳ」と判断され、エッジ評価値で比較を行う場合
には、エッジ評価値が０．５画素幅程度以上変化してい
る場合は「ＹＥＳ」と判断される。それ以外の場合は
「ＮＯ」となる。

【０１１７】評価値の変化量が所定値以上である場合
は、レンズ位置が同一であることから、被写体が移動し
たものと予測することができ、その場合はコンティニュ
アスＡＦを行うべく、ステップＳ１２４の処理に進む。
一方、評価値の変化量が所定値未満である場合には合焦
位置がステップＳ１０９又はＳ１１２で特定した合焦位
置と変化していないことなるので、ステップＳ１３０に
進んでその合焦位置（第１の合焦位置）にレンズ駆動を
行う。

【０１１８】コンティニュアスＡＦを行う場合は、ま
ず、前回特定された合焦位置（第１の合焦位置）を中心
としてその前後複数箇所にレンズ３０６をレンズ駆動す
る（ステップＳ１２４）。

【０１１９】そして各レンズ位置にて得られる画像に基
づいて評価値を取得する（ステップＳ１２５）。このと
き、全体制御部２１１は、コントラスト評価部２１１ａ
とエッジ評価部２１１ｂとのうちステップＳ１２０で固
定されたＡＦ方式に対応する評価部のみを機能させ、他
方については機能を停止させることになる。つまり、Ａ
Ｆ方式が固定されているため、ステップＳ１２５ではコ
ントラスト評価値とエッジ評価値とのうちのいずれか一
方が取得される。なお、取得する評価値がコントラスト
評価値である場合には、上述したローパスフィルタ処理
を行うようにしてもよい。

【０１２０】コンティニュアスＡＦの場合には被写体で
ある動体の動作予測を迅速に行う必要があるが、この実
施の形態では一方の評価値のみを演算によって求めれば
よいため、コントラスト評価値とエッジ評価値との双方
を取得する場合に比べると効率的な処理が可能であり、
そのメリットは大きい。また、コンティニュアスＡＦに
おいて採用する評価値は第１の合焦位置を特定する際に
信頼性が高いものとして採用されたＡＦ方式の評価値で
あるため、コンティニュアスＡＦにおいても信頼性の高
い合焦位置を予測することができる。

【０１２１】そして、各レンズ位置において得られた評
価値の補間処理を行い（ステップＳ１２６）、コントラ
スト方式の場合は図１５又は図１６に示した急傾斜延長
法と同様の補間処理を行うことでコントラスト評価値の
最大値を示すレンズ位置を求め、エッジ方式の場合は図
１７又は図１８に示した急傾斜延長法と同様の補間処理
を行うことでエッジ評価値の最小値を示すレンズ位置を
求める。そして、合焦位置特定部２１１ｃはステップＳ
１２６の補間処理において求められた評価値の最大値又
は最小値を示すレンズ位置を合焦位置（第２の合焦位
置）として特定する（ステップＳ１２７）。

【０１２２】合焦位置特定部２１１ｃは第１の合焦位置
と第２の合焦位置とに基づいて被写体の像面速度を計算
する。図１９及び図２０は像面速度を説明する図であ
り、図１９はコントラスト評価値によって像面速度を求
める場合を示しており、図２０はエッジ評価値によって
像面速度を求める場合を示している。

【０１２３】まず、図１９に示すように、ステップＳ１
０９（図１１）でコントラスト方式により第１の合焦位
置Ｐ１が求められた場合であって、ステップＳ１２７
（図１２）で第２の合焦位置Ｐ２が求められた場合に
は、合焦位置Ｐ１とＰ２との差分が像面位置の変化に相
当する。そして、第１の合焦位置Ｐ１と第２の合焦位置
Ｐ２とのそれぞれが得られた時間差Ｔを用いると、像面
速度ＶはＶ＝（Ｐ１−Ｐ２）／Ｔとして求めることがで
きる。

【０１２４】また、図２０のエッジ評価値の場合も同様
に、ステップＳ１１２（図１１）でエッジ方式により第
１の合焦位置Ｐ１が求められた場合であって、ステップ
Ｓ１２７（図１２）で第２の合焦位置Ｐ２が求められた
場合には、合焦位置Ｐ１とＰ２との差分が像面位置の変
化に相当する。そして、第１の合焦位置Ｐ１と第２の合
焦位置Ｐ２とのそれぞれが得られた時間差Ｔを用いる
と、像面速度ＶはＶ＝（Ｐ１−Ｐ２）／Ｔとして求める
ことができる。

【０１２５】そして、ステップＳ１２９に進み、合焦位
置特定部２１１ｃは本撮影時の合焦位置を特定する。つ
まり、シャッタボタン８が全押しされてから本撮影のた
めの露光が開始されるまでのタイムラグ（ＡＦ制御にお
ける演算処理及びレンズ駆動に要する時間）ｔはデジタ
ルカメラ１に固有のものであって既知であるので、本撮
影時の合焦位置をＰ３とすると、Ｐ３＝Ｐ２＋Ｖｔの演
算を行うことにより、本撮影時の合焦位置Ｐ３を求める
のである。このようにして求められる本撮影時の合焦位
置Ｐ３は、像面速度Ｖとタイムラグｔとによって被写体
である動体の動作を予測した合焦位置となっている。

【０１２６】そして、ステップＳ１３０で全体制御部２
１１がレンズ３０６を合焦位置Ｐ３にレンズ駆動するこ
とにより、本撮影時には移動後の動体を合焦状態で撮影
することが可能になる。

【０１２７】このようなコンティニュアスＡＦを行う場
合においては、２種類のＡＦ方式のうちの信頼性（合焦
精度）の高い方のＡＦ方式のみを採用して動体予測を行
うように構成されているので、効率的に、かつ、高精度
に動体予測を行って移動後の動体を合焦状態とすること
が可能になる。

【０１２８】以上のように、この実施の形態におけるデ
ジタルカメラ１は、図１１のステップＳ１０７〜Ｓ１１
２にも示すように、コントラスト方式では合焦位置を特
定することができない場合に、エッジ方式によって合焦
位置を特定するように構成されているため、精度の高い
合焦状態を実現することができる。すなわち、一般には
エッジ方式よりもコントラスト方式の方が高精度に自動
合焦を行うことができるのであるが、フリッカー現象等
がある場合においてはコントラスト方式による自動合焦
は精度が低下し、むしろエッジ方式の方が高精度に合焦
状態を実現できることから、コントラスト方式で一定以
上の精度が確保されない場合にはエッジ方式によって合
焦位置を特定することで高精度な自動合焦を可能として
いるのである。

【０１２９】そしてエッジ方式によっても一定以上の精
度が確保されないと判断された場合には合焦位置を特定
することができないので、被写体が一定の位置に存在す
るものと仮定して所定のレンズ位置にレンズ駆動を行う
ように構成されているので、自動合焦が困難な状況であ
っても撮影を行うことが可能である。

【０１３０】さらに、被写体が動体である場合には、コ
ントラスト方式とエッジ方式とのいずれか一方、より具
体的には動体予測を行う前に採用されたＡＦ方式を採用
して、その採用したＡＦ方式のみを用いて動体予測を行
い、動体の移動後を対象として合焦状態を実現するよう
に構成されているため、効率的に、かつ高精度に動体予
測を行うことが可能である。

【０１３１】以上、この発明の実施の形態について説明
したが、この発明は上記の内容のものに限定されるもの
ではない。

【０１３２】例えば、オートフォーカス用の評価値を求
めるために上記構成例では、黒レベル補正回路２０６か
ら撮像画像を全体制御部２１１に入力していたが、これ
に限定されるものではなく、他の部分から全体制御部２
１１に入力するように構成してもよい。

【０１３３】また、上記説明においては、撮影レンズが
ズームレンズ３０１である場合を例示したが、撮影レン
ズはズームレンズに限定されるものでもない。

【０１３４】さらに、動体予測に関しては、コントラス
ト方式とエッジ方式とのうちからいずれか一方を選択す
るという構成に限らず、例えば位相差方式等の他のＡＦ
方式が含まれてもよいことは勿論である。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、コントラスト評価手段による第１の評価
値に基づいて撮影レンズの合焦位置を特定することがで
きない場合に、エッジ評価手段による第２の評価値に基
づいて合焦位置を特定するため、第１の評価値に基づい
て撮影レンズの合焦位置を特定することが可能な場合に
は第１の評価値に基づく高精度な合焦位置が特定される
とともに、第１の評価値に基づいて撮影レンズの合焦位
置を特定することが不可能な場合でも第２の評価値に基
づいて高精度な合焦位置が特定される。

【０１３６】請求項２に記載の発明によれば、撮影レン
ズを段階的に駆動させた際の各レンズ位置において撮像
手段から得られる画像に基づいて、第１の評価値と第２
の評価値とが求められるため、第１の評価値と第２の評
価値とを同時に得ることができるので、それぞれの評価
値を得るためにレンズ駆動を２回繰り返す必要がなく、
効率的に合焦位置を特定することができる。

【０１３７】請求項３に記載の発明によれば、合焦位置
特定手段は、第２の評価値に基づいて撮影レンズの合焦
位置を特定することができない場合に、所定のレンズ位
置を合焦位置として特定するため、自動合焦が困難な場
合でも撮影動作を行うことができる。

【０１３８】請求項４に記載の発明によれば、第１の評
価値に基づいて合焦位置を特定する場合に各レンズ位置
において得られる第１の評価値の変化量に基づいて合焦
位置を特定し、第２の評価値に基づいて合焦位置を特定
する場合に各レンズ位置において得られる第２の評価値
の変化量に基づいて合焦位置を特定するため、合焦位置
を特定するための処理を同様の処理内容に構成すること
ができる。

【０１３９】請求項５に記載の発明によれば、合焦位置
特定手段は、各レンズ位置において得られる第１の評価
値又は第２の評価値に対して補間処理を施すことによ
り、第１の評価値の最大値又は第２の評価値の最小値を
求めて合焦位置を特定するため、効率的に合焦位置を特
定することができる。

【０１４０】請求項６に記載の発明によれば、補間処理
は急傾斜延長法による補間処理であるため、補間処理の
演算に要する時間が短く、効率的に合焦位置を求めるこ
とができる。

【０１４１】請求項７に記載の発明によれば、被写体が
動体である場合に、第１の自動合焦手段と第２の自動合
焦手段とのいずれか一方を機能させることにより、動体
の動作を予測して被写体像の合焦状態を実現するため、
動体の動作を予測する際に他方の自動合焦手段は機能す
ることがなく、効率的に動体の動作予測を行うことがで
きる。

【０１４２】請求項８に記載の発明によれば、画像のコ
ントラストに関する第１の評価値に基づいて動体の動作
を予測する場合は、エッジ幅に関する第２の評価値を求
める必要がなく、また、エッジ幅に関する第２の評価値
に基づいて動体の動作を予測する場合は、コントラスト
に関する第１の評価値を求める必要がないので、効率的
に動体の動作の予測を行うことができる。

【０１４３】請求項９に記載の発明によれば、被写体が
動体であると判断された場合の予測の際には、被写体が
動体であるか否かの判定を行う前に採用された自動合焦
手段を機能させて被写体像の合焦状態を実現するため、
高精度な動体予測を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタルカメラの外観構成の一例を示す正面図
である。

【図２】デジタルカメラの外観構成の一例を示す背面図
である。

【図３】デジタルカメラの外観構成の一例を示す側面図
である。

【図４】デジタルカメラの外観構成の一例を示す底面図
である。

【図５】デジタルカメラの機能的構成を示すブロック図
である。

【図６】撮像部における各部の配置を示す概略図であ
る。

【図７】撮像画像の一例を示す図である。

【図８】オートフォーカス領域を示す図である。

【図９】各動作及び処理のタイミングを示す図である。

【図１０】デジタルカメラの動作の概略を示すフローチ
ャートである。

【図１１】ＡＦ制御の詳細な処理シーケンスを示すフロ
ーチャートである。

【図１２】ＡＦ制御の詳細な処理シーケンスを示すフロ
ーチャートである。

【図１３】ＡＦ制御の詳細な処理シーケンスを示すフロ
ーチャートである。

【図１４】レンズ駆動方向を特定するためのコントラス
ト評価値を示す図である。

【図１５】レンズ位置とコントラスト評価値との関係を
示す図である。

【図１６】レンズ位置とコントラスト評価値との関係を
示す図である。

【図１７】エッジ評価値とレンズ位置との関係を示す図
である。

【図１８】エッジ評価値とレンズ位置との関係を示す図
である。

【図１９】コントラスト方式の場合の像面速度を説明す
る図である。

【図２０】エッジ方式の場合の像面速度を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１デジタルカメラ２１１全体制御部（制御手段）２１１ａコントラスト評価部（コントラスト評価手
段、第１の自動合焦手段）２１１ｂエッジ評価部（エッジ評価手段、第２の自動
合焦手段）２１１ｃ合焦位置特定部（合焦位置特定手段）２１１ｄ動体予測部（動体予測手段）２１４ＡＦモータ駆動回路（駆動手段）３０１ズームレンズ３０３ＣＣＤ撮像素子（撮像手段）３０６レンズＭ２ＡＦモータ（駆動手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を撮像手段で光電変換して画像
を生成するデジタルカメラであって、前記被写体像の合焦状態を実現する撮影レンズを光軸方
向に駆動する駆動手段と、前記撮像手段で得られる画像のコントラストに基づいて
前記被写体像の合焦状態に関する第１の評価値を求める
コントラスト評価手段と、前記撮像手段で得られる画像のエッジ幅に基づいて前記
被写体像の合焦状態に関する第２の評価値を求めるエッ
ジ評価手段と、前記第１の評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦位置
を特定することができない場合に、前記第２の評価値に
基づいて前記合焦位置を特定する合焦位置特定手段と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】請求項１に記載のデジタルカメラにおい
て、前記駆動手段は前記撮影レンズを段階的に駆動させ、前記コントラスト評価手段と前記エッジ評価手段とは、
前記撮影レンズの各レンズ位置において前記撮像手段か
ら得られる画像に基づいて、前記第１の評価値と前記第
２の評価値とを求めることを特徴とするデジタルカメ
ラ。
【請求項３】請求項１又は２に記載のデジタルカメラ
において、前記合焦位置特定手段は、前記第２の評価値に基づいて
前記撮影レンズの前記合焦位置を特定することができな
い場合に、所定のレンズ位置を前記合焦位置として特定
することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】請求項２に記載のデジタルカメラにおい
て、前記合焦位置特定手段は、前記第１の評価値に基づいて
前記合焦位置を特定する場合に前記各レンズ位置におい
て得られる前記第１の評価値の変化量に基づいて前記合
焦位置を特定し、前記第２の評価値に基づいて前記合焦
位置を特定する場合に前記各レンズ位置において得られ
る前記第２の評価値の変化量に基づいて前記合焦位置を
特定することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】請求項２又は４に記載のデジタルカメラ
において、前記合焦位置特定手段は、前記各レンズ位置において得
られる前記第１の評価値又は前記第２の評価値に対して
補間処理を施すことにより、前記第１の評価値の最大値
又は前記第２の評価値の最小値を求めて前記合焦位置を
特定することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】請求項５に記載のデジタルカメラにおい
て、前記補間処理は、急傾斜延長法による補間処理であるこ
とを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項７】被写体像を撮像手段で光電変換して画像
を生成するデジタルカメラであって、第１の方法により前記被写体像の合焦状態を実現する第
１の自動合焦手段と、前記第１の方法とは異なる第２の方法により前記被写体
像の合焦状態を実現する第２の自動合焦手段と、被写体が動体である場合に、前記第１の自動合焦手段と
前記第２の自動合焦手段とのいずれか一方を機能させる
ことにより、前記動体の動作を予測して前記被写体像の
合焦状態を実現する制御手段と、備えることを特徴とす
るデジタルカメラ。
【請求項８】請求項７に記載のデジタルカメラにおい
て、前記第１の自動合焦手段は、前記撮像手段で得られる画
像のコントラストに基づいて前記被写体像の合焦状態に
関する第１の評価値を求め、前記第１の評価値が最大と
なる位置を特定することによって前記被写体像の合焦状
態を実現するものであり、前記第２の自動合焦手段は、前記撮像手段で得られる画
像のエッジ幅に基づいて前記被写体像の合焦状態に関す
る第２の評価値を求め、前記第２の評価値が最小となる
位置を特定することによって前記被写体像の合焦状態を
実現するものであることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項９】請求項７又は８に記載のデジタルカメラ
において、前記制御手段は、前記被写体が動体であるか否かの判定
を行う前に、前記第１の自動合焦手段と前記第２の自動
合焦手段との双方を適用して精度の高い方を採用して撮
影レンズの合焦位置を求め、前記被写体が動体であると
判断された場合の前記予測の際には、前記第１の自動合
焦手段と前記第２の自動合焦手段とのうちの、前記被写
体が動体であるか否かの判定を行う前に採用された方を
機能させて前記被写体像の合焦状態を実現することを特
徴とするデジタルカメラ。