JP2003262783A

JP2003262783A - オートフォーカス装置および撮像装置

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Publication number: JP2003262783A
Application number: JP2002063133A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fujii; 真一藤井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】被写体の輝度による影響を低減して、より正
確にオートフォーカス制御を行うことが可能なオートフ
ォーカス制御装置および撮像装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラ１のオートフォーカス制
御部２０は、画像のコントラスト値Ｃを求めるコントラ
スト演算部２２と、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値Ｅ
Ｗを含むエッジ情報を求めるエッジ演算部２３とを有し
ている。また、合焦制御部２４は、エッジ数ＥＮ及びエ
ッジ幅重心値ＥＷに基づいてフォーカシングレンズ１２
が合焦位置近傍に位置しないと判断される場合には、コ
ントラスト値Ｃがピークを示していてもそのレンズ位置
を合焦位置として採用しない。さらに、エッジ演算部２
３は、エッジ部分における高輝度側の値が所定の閾値を
超えている場合には、そのエッジを有効なエッジ成分と
はみなさないので、ＣＣＤのスミアなどの影響を低減し
たオートフォーカス制御が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタルカメラにおけるオート
フォーカス制御では、被写体を撮影して得られる画像信
号より、画像のフォーカスエリア内のコントラストを検
出し、そのコントラスト値がピークを示すレンズ位置に
撮影レンズを駆動することで、画像を合焦状態に導く方
法が用いられている。

【０００３】この方法は、主被写体の画像がぼけた状態
であると画像のコントラストは低く、主被写体の画像が
合焦状態に近づくにつれて次第にコントラストが上昇
し、完全な合焦状態となってところでコントラストが最
大になるという原理に基づくものである。そのため、こ
のオートフォーカス制御においては、撮影レンズを所定
ピッチで駆動しつつ各レンズ位置においてコントラスト
の検出を行い、コントラストがピークを示すレンズ位置
を撮影レンズの合焦位置として特定し、その合焦位置に
撮影レンズ（より厳密にはフォーカシングレンズ）を移
動させるような制御形態が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なオートフォーカス制御を行う場合、被写体の輝度によ
っては誤判定となる状況が存在する。

【０００５】たとえば、（１）ＣＣＤ（電荷結合素子）
のスミアに起因して誤判定がなされる場合が存在する。
以下、これについて説明する。

【０００６】「スミア」とは、図２０に示すように、Ｃ
ＣＤの飽和光量を超えるような非常に高い輝度の被写体
Ｊ（図２０の中央）を撮影する場合に、縦方向にその被
写体Ｊを中心とする白い筋（高輝度の縦方向ライン）Ｌ
が現れる現象である。

【０００７】ＣＣＤにおいては、縦方向および横方向に
２次元的に複数の光電変換素子が配列されている。そし
て、横方向に配列された複数の素子を有する横方向ブロ
ックの読み出し動作を、順次にその縦方向位置をずらし
つつ複数回繰り返すことによって、２次元画像が取得さ
れる。各横方向ブロックの転送動作においては、各素子
において光電変換された電荷がそれぞれ垂直転送ライン
に沿って読み出されて出力される。そして、スミアが生
じる様な状況下においては、高輝度被写体に対応する位
置の光電変換素子で光電変換により生成される電荷量が
あまりにも大量となり、その被写体が存在する縦方向位
置以外の位置の横方向ブロックの転送動作時点において
も、生成電荷が垂直転送ラインに沿って溢れ出て出力さ
れてしまう。この結果、同じ横方向位置を有する画素に
ついては、その縦方向位置が被写体の存在位置以外の位
置であっても、その画素値として大きな値が出力される
（高い輝度を有するものとして出力される）ことになる
のである。

【０００８】このとき、スミアに起因して生じた高輝度
の縦方向ラインＬとその縦方向ラインに隣接する部分と
の間の境界部分ＢＤにおいては、大きなコントラストが
存在する。したがって、上記の従来技術ようなオートフ
ォーカス制御、すなわち、コントラストが最大になる位
置を合焦位置とする原理を用いたオートフォーカス制御
が行われると、撮影レンズが実際には合焦位置に存在し
ないときであっても、上記のスミアに起因して擬似的に
コントラストが最大になった位置を合焦位置として判定
してしまうことになる。すなわち誤判定が行われてしま
うのである。

【０００９】また、以上のようなケースの他にも被写体
の輝度に起因して誤判定がなされる場合がある。たとえ
ば、（２）夜景撮影時において、フォーカスエリア（合
焦評価領域）内の点光源に起因する誤判定がなされる場
合である。以下、これについて説明する。

【００１０】図２１（ａ）は、本来の大きさを有する点
光源（中央の円）を含む画像を示している。また、図２
１（ｂ）は、合焦状態から所定量ずれた状態の画像を示
す図であり、デフォーカス量が大きくなる（すなわちピ
ンぼけの度合いが大きくなる）ことによって、本来の大
きさよりも大きくなった点光源（中央の実線の円）を含
む画像を示している。このように、ピンぼけ状態の点光
源は、本来の大きさよりも大きなものとして撮影される
ことがある。このとき、デフォーカス量の増大に伴っ
て、コントラストも増大するという現象が生じる。

【００１１】一方、上記の従来技術のオートフォーカス
制御は、レンズ位置に応じたコントラスト値の変化曲線
が１つの最大値（極大値）を有するものになることを想
定しており、その最大値に対応する位置が合焦位置であ
るという原理に基づくものである。しかしながら、図２
１（ｂ）のようなピンぼけ状態の点光源が存在する場合
に上記のような従来技術を用いるときには、図２１
（ｂ）の状態、すなわち、ピンぼけに起因してコントラ
ストが擬似的に最大になった状態を合焦状態として誤認
識してしまうことになる。

【００１２】具体的には、図２１（ｂ）に示すように、
点光源は、デフォーカス量の増大に応じて、本来の大き
さよりも大きくなりその円周長が大きくなるので、高輝
度の点光源とその隣接部分とのエッジ部分Ｂ１に存在す
る高コントラスト部分の長さが、合焦状態に比べて大き
くなる。したがって、画像のコントラスト値は、デフォ
ーカス量の増大に応じて、増大してしまうことになる。
その後、さらにデフォーカス量が増大し、点光源の大き
さがフォーカスエリアＦＲ１内に収まらなくなる程度の
大きさ（図の二点鎖線の円Ｂ２で示すような大きさ）に
まで到達すると、今度はフォーカスエリアＦＲ１内にお
ける点光源のエッジ部分Ｂ２が減少していき、フォーカ
スエリアＦＲ１内のコントラスト値の総和値が減少す
る。このような変化に応じて、コントラストの疑似的な
ピークが出現する（図１５参照）。そして、上記のよう
な従来技術を用いた場合には、図２１（ｂ）の状態、す
なわち、ピンぼけに起因してコントラストが擬似的に最
大になった状態を合焦状態として誤認識してしまうこと
になる。

【００１３】以上のように、被写体の輝度状態によって
は、オートフォーカス制御が正確に行われない場合が存
在する。

【００１４】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、被写
体の輝度による影響を低減して、より正確にオートフォ
ーカス制御を行うことが可能なオートフォーカス制御装
置および撮像装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、複数の画素で構成される画像信
号を入力して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオー
トフォーカス装置であって、前記画像信号から画像のコ
ントラスト値を検出するコントラスト検出手段と、前記
画像の被写体輝度を検出する輝度検出手段と、前記コン
トラスト値と前記被写体輝度とに基づいて、前記撮影レ
ンズのフォーカス制御を行う制御手段と、を備えること
を特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明に係る
オートフォーカス装置において、前記画像のエッジ数お
よびエッジ幅重心値の少なくとも一方を含むエッジ情報
を前記画像信号から検出するエッジ情報検出手段、をさ
らに備え、前記輝度検出手段は、前記画像内のエッジの
高輝度側の輝度を検出し、前記エッジ情報検出手段は、
前記高輝度側の輝度が所定の閾値以上の値を有するエッ
ジを、無効エッジとして前記エッジ情報から除外し、前
記制御手段は、前記無効エッジが除外された前記エッジ
情報にも基づいて、前記撮影レンズのフォーカス制御を
行うことを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１の発明に係る
オートフォーカス装置において、前記制御手段は、前記
輝度検出手段により検出された前記被写体輝度に応じ
て、前記オートフォーカス動作を変更することを特徴と
する。

【００１８】請求項４の発明は、請求項３の発明に係る
オートフォーカス装置において、前記オートフォーカス
動作は、前記輝度検出手段により検出された前記被写体
輝度が所定の閾値以下であることを条件として、変更さ
れることを特徴とする。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれかの発明に係るオートフォーカス装置を備え
る撮像装置であることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】＜Ａ．第１実施形態＞＜Ａ１．構成等＞図１はこの発明にかかるオートフォー
カス装置、およびそのオートフォーカス装置を備えるデ
ジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。

【００２１】デジタルカメラ１は、被写体を撮影するた
めの撮影機能を実現する撮影機能部１０と、撮影機能部
１０において撮影動作が行われて生成される画像信号を
入力して、撮影レンズ１１のフォーカス制御を行うオー
トフォーカス制御部２０と、撮影機能部１０及びオート
フォーカス制御部２０を含むデジタルカメラ１の全体的
な動作を制御する全体制御部５０と、シャッタボタン等
の操作ボタンを含む操作部６０と、オートフォーカス制
御部２０からの制御信号に基づいて撮影レンズ１１を駆
動するレンズ駆動部７０とを備えている。

【００２２】撮影機能部１０は、レンズ駆動部７０の駆
動によって光軸方向に沿って移動可能なフォーカシング
レンズ１２を含む撮影レンズ１１、撮影レンズ１１を介
して入射する被写体像を光電変換して画像データ（画素
ごとの画素データの配列からなるデータ）を生成するＣ
ＣＤ撮像素子１３、ＣＣＤ撮像素子１３からの画像デー
タを一時的に格納するための画像メモリ１４、画像メモ
リ１４から得られる画像データに対して色変換処理や画
像圧縮処理等の所定の画像処理を行う画像処理部１５、
画像処理部１５において画像表示用の画像処理が施され
た表示用画像を表示する液晶表示部１６、及び、画像処
理部１５において画像記録用の画像処理が施された撮影
画像を記録する記録メディア１７、を備えている。

【００２３】撮影機能部１０は、全体制御部５０の制御
によって、本撮影前にライブビュー画像を液晶表示部１
６に表示させるためのライブビュー画像撮影動作と、シ
ャッタボタンが全押しされたときに記録メディア１７に
記録するための画像撮影を行う本撮影動作とを行うよう
に構成される。なお、ライブビュー画像撮影動作時に
は、本撮影動作時に比べて画像処理部１５において比較
的簡単な画像処理が施される。また、液晶表示部１６が
オフ状態であったとしても、少なくともオートフォーカ
ス制御時にはＣＣＤ撮像素子１３による撮影動作が行わ
れる。

【００２４】オートフォーカス制御部２０は、画像の合
焦状態を評価するために予め設定された合焦評価領域に
基づいて画像メモリ１４から合焦評価領域の画像成分を
抽出する合焦評価領域抽出部２１と、合焦評価領域の画
像成分に基づいて画像のコントラスト値Ｃを求めるコン
トラスト演算部２２と、合焦評価領域の画像成分に基づ
いて画像のエッジ成分に関する演算を行い、エッジ数Ｅ
Ｎとエッジ幅重心値ＥＷとを求めるエッジ演算部２３
と、コントラスト値Ｃ、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心
値ＥＷに基づいて画像の合焦状態を判定し、撮影レンズ
１１の合焦位置を特定するとともに、レンズ駆動部７０
に対してレンズ駆動のための制御信号を送出する合焦制
御部２４とを備えている。

【００２５】また、オートフォーカス制御部２０は、輝
度検出部２５をさらに備えている。輝度検出部２５は、
画像の被写体輝度を検出する機能を有している。また、
輝度検出部２５は、画像内のエッジの高輝度側の輝度を
検出することができる。エッジ演算部２３は、後述する
ように、輝度検出部２５の検出結果に基づいて、或るエ
ッジを有効なエッジ成分とみなすか否かを判定するとと
もに、その判定結果をも考慮して、画像のエッジ成分に
関する情報（以下、「エッジ情報」とも称する）を画像
信号から検出する。具体的には、エッジ演算部２３は、
輝度検出部２５の検出結果に基づいてエッジ成分である
とみなされた部分に関して、エッジ数ＥＮのカウント
（計数）動作およびエッジ幅重心値ＥＷの算出動作等を
行う。このように、エッジ演算部２３は、エッジ情報検
出手段として機能する。

【００２６】なお、ここでは、エッジ情報として、エッ
ジ数ＥＮおよびエッジ幅重心値ＥＷの両方が取得される
場合について説明するが、これに限定されず、たとえ
ば、エッジ数ＥＮおよびエッジ幅重心値ＥＷの一方のみ
が取得されるようにしても良い。また、オートフォーカ
ス制御部２０における上記各部の機能は、ＣＰＵが所定
のプログラムを実行することによって実現されるように
構成してもよい。

【００２７】全体制御部５０は、例えばシャッタボタン
が半押し状態にされたときに合焦評価領域の画像成分が
適切な合焦状態となるようにオートフォーカス制御部２
０を機能させ、全押し状態にされたときに撮影機能部１
０において本撮影動作を行うように制御する。また、全
体制御部５０は本撮影前にはライブビュー画像撮影動作
として撮影機能部１０において逐次画像撮影を行わせ、
逐次更新される画像を液晶表示部１６に表示させたり、
オートフォーカス制御部２０に与えるように制御する。

【００２８】レンズ駆動部７０は、オートフォーカス制
御部２０の合焦制御部２４から与えられる制御信号に基
づいてフォーカシングレンズ１２を例えば遠側から近側
に向けて移動させる。このときの駆動ピッチは合焦制御
部２４によって指定される。そして、オートフォーカス
制御部２０において合焦評価領域の画像成分が合焦状態
となるレンズ位置（合焦位置）が特定され、レンズ駆動
部７０が合焦制御部２４よりその合焦位置が指定された
場合には、その指定されたレンズ位置にフォーカシング
レンズ１２を移動させて合焦評価領域の画像成分が合焦
した状態の画像をＣＣＤ撮像素子１３に結像させる。

【００２９】図２は合焦評価領域ＦＲ１の一例を示す図
である。図２において画像Ｇ１はＣＣＤ撮像素子１３の
撮影動作によって得られる画像を示している。この実施
の形態では、図２に示すように画像Ｇ１のほぼ中央部分
に合焦評価領域ＦＲ１が設定され、オートフォーカス制
御部２０においてはこの合焦評価領域ＦＲ１に含まれる
画像成分に基づいて画像のコントラスト及びエッジ情報
が評価される。なお、図２に示す合焦評価領域ＦＲ１は
一例であり、実際にデジタルカメラ１等に適用する際に
は他の合焦評価領域を設定してもよい。また、画像Ｇ１
に対して複数の合焦評価領域を設定してもよい。

【００３０】オートフォーカス制御部２０においては、
まず、合焦評価領域抽出部２１が画像メモリ１４に格納
された画像から合焦評価領域ＦＲ１に対応する画像成分
を抽出する。

【００３１】ＣＣＤ撮像素子１３は、いわゆるベイヤー
配列の画素配列構造となっており、ＣＣＤ撮像素子１３
で撮影動作が行われると、ベイヤー配列に従った全画面
分のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分の画素デー
タが画像メモリ１４に格納される。

【００３２】このため、合焦評価領域抽出部２１が合焦
評価領域ＦＲ１の画像成分を抽出する際には、合焦評価
領域ＦＲ１に対応する各色成分の画素データを抽出する
ことになる。

【００３３】そして合焦評価領域抽出部２１によって抽
出された画像成分はコントラスト演算部２２及びエッジ
演算部２３に与えられる。

【００３４】コントラスト演算部２２は、図３に示すよ
うな構成となっている。すなわち、コントラスト演算部
２２は、注目画素と、その注目画素の近隣に位置し、か
つ注目画素と一定の位置関係を有する画素との差分絶対
値を求める差分演算部２２１、及び、その差分演算結果
を累積加算していく累積加算部２２２、を備えている。
差分演算部２２１は合焦評価領域ＦＲ１に含まれる全て
の画素が注目画素として選択されるまで演算を行い、累
積加算部２２２は合焦評価領域ＦＲ１に含まれる各画素
が注目画素として選択されたときに求められる差分絶対
値を順次累積加算していき、最終的に合焦評価領域ＦＲ
１についてのコントラスト値Ｃを求める。

【００３５】なお、コントラスト演算部２２においてコ
ントラスト値Ｃを求める際には、画像メモリ１４から得
られるＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データに基づいて演
算を行うようにしてもよいし、また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色
成分の画素データから一旦輝度データを生成し、その輝
度データに基づいて演算を行うようにしてもよい。

【００３６】この第１実施形態においては、上記のよう
な構成を備えるデジタルカメラ１が、コントラスト値お
よびエッジ情報に基づいて撮影レンズのフォーカス制御
を行う場合について説明する。具体的には、デジタルカ
メラ１は、フォーカシングレンズ１２が駆動されるごと
にオートフォーカス制御部２０において合焦評価領域の
画像成分から画像のコントラストを評価するだけでな
く、フォーカシングレンズ１２が合焦位置の近傍にある
か否かをその画像のエッジ成分に基づいて判断する。

【００３７】さらに、高輝度側の輝度が所定の閾値ＴＨ
３（図６）以上の値を有するエッジは、有効なエッジ成
分とはみなされずに、無効なエッジ（「無効エッジ」）
としてエッジ情報から除外される。そして、デジタルカ
メラ１は、このような基準で無効エッジが除外され、有
効であると認定されたエッジ成分で構成されるエッジ情
報に基づいて、フォーカシングレンズ１２が合焦位置近
傍に存在するか否かを判断する。デジタルカメラ１は、
フォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍にないと判断
する場合には、コントラストがピークを示す場合であっ
てもそのピーク位置を合焦位置として採用しない。これ
によって、スミア等がオートフォーカスに与える悪影響
を低減することが可能になる。

【００３８】図４は、フォーカシングレンズ１２のレン
ズ位置を遠側から近側に移動させた場合に、各レンズ位
置において撮影される画像からコントラスト演算部２２
がコントラスト値Ｃを求めた場合のコントラスト値Ｃの
変化を示す図である。図４に示すように、コントラスト
値Ｃは合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態となる
ときに最大値を示す。このため、図４に示すコントラス
トの変化曲線においては、レンズ位置ＰＡが合焦位置と
なる。

【００３９】また、図４に示すように、レンズ位置ＰＢ
において、コントラスト値Ｃの疑似ピークが発生してい
る状況が示されている。この疑似ピークは、上述したよ
うに、スミアに起因して高輝度のライン（白い縦線）と
その隣接部分とに存在するエッジ部分を高コントラスト
部分として検出することによって誤まって認識されるも
のである。このような状況は、たとえば、オートフォー
カス動作中に、フラッシュ光あるいは電灯光等の高輝度
被写体を画面内に瞬間的に捕捉してしまったときなどに
発生する。

【００４０】このような状況下において、コントラスト
値Ｃのみを用いて判断する場合には、そのような疑似ピ
ークに対応する位置を合焦位置として誤って判断してし
まう可能性がある。この第１実施形態においては、その
ような事態を回避するため、コントラスト値Ｃに加え
て、エッジ成分をも考慮してオートフォーカス制御を行
う。また、上述したように、高輝度側の輝度が所定の閾
値ＴＨ３より小さな値を有するエッジは、エッジ成分と
はみなされずにエッジ情報から除外されるので、高輝度
物体の影響が抑制されて誤検出が防止される。

【００４１】図５はエッジ演算部２３の構成を示すブロ
ック図である。エッジ演算部２３は合焦評価領域ＦＲ１
の画像成分について水平方向に隣接画素間での差分値を
求めることによってエッジ成分が存在するか否かを判定
し、エッジ成分が存在する場合にはそのエッジ数ＥＮ及
びエッジ幅重心値ＥＷを求めるように構成される。この
ため、エッジ演算部２３は、差分演算部２３１、エッジ
幅検出部２３２、エッジ数カウント部２３３、ヒストグ
ラム作成部２３４、及びエッジ幅重心値演算部２３５を
備える。ただし、エッジ演算部２３は、有効なエッジ成
分のみを対象にして、そのエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重
心値ＥＷを求める。

【００４２】図６はエッジ演算部２３における演算処理
の概念を示す図である。なお、図６において画素Ｘ１〜
Ｘ９は合焦評価領域ＦＲ１において水平方向に連続して
配置される画素を示している。

【００４３】差分演算部２３１は水平方向に隣接する画
素の各色成分の画素データを入力すると、その画素に対
応する輝度値を求め、その直前の画素の輝度値との差分
値を求める。例えば、図６において差分演算部２３１が
画素Ｘ２についての各色成分の画素データを入力する
と、画素Ｘ２の輝度値を求め、画素Ｘ１の輝度値と画素
Ｘ２の輝度値との差分値（Ｘ２−Ｘ１）を求める。

【００４４】このときの差分演算は、例えば、注目画素
の輝度値からその直前の画素の輝度値を減算するという
演算が行われ、演算結果となる差分値の符号が正であれ
ば右肩上がりのエッジ成分が検出され、負であれば右肩
下がりのエッジ成分が検出されることになる。ただし、
この実施の形態では最終的にエッジ数ＥＮとエッジ幅重
心値ＥＷとを求めればよく、各エッジ成分が右肩上がり
か右肩下がりかを厳密に区別する必要はない。

【００４５】そして差分演算部２３１は画素Ｘ３につい
ての画素データを入力すると、その輝度値を求めて、画
素Ｘ３の輝度値と画素Ｘ２の輝度値との差分値を求め
る。以後、差分演算部２３１は、水平方向に分布する画
素Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，…の画素データを順次入力する都
度、輝度値の算出演算を行うとともに、その画素の輝度
値とその直前の画素の輝度値との差分演算処理を行う。

【００４６】差分演算部２３１で算出される差分値はエ
ッジ幅検出部２３２に与えられる。エッジ幅検出部２３
２には、第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２と第３の
閾値ＴＨ３とが予め設定されている。

【００４７】第１の閾値ＴＨ１は隣接画素間での差分値
がエッジ成分を構成するか否かを判断するための閾値で
あり、第２の閾値ＴＨ２はそのエッジ成分が十分な強度
を有しているか否かを判断するための閾値である。

【００４８】また、第３の閾値ＴＨ３は、エッジの高輝
度側の輝度が高すぎないか否かを判定するための閾値で
ある。スミアに起因する縦線とその隣接部分との境界の
エッジにおいては、高輝度側の輝度が閾値ＴＨ３（たと
えば最大値の９０％〜９５％程度）以上の値となるとい
う性質がある。そこで、この性質を利用して、高輝度側
の輝度がこの閾値ＴＨ３よりも小さな値のエッジのみを
エッジ成分として判定し、高輝度側の輝度がこの閾値Ｔ
Ｈ３以上の値のエッジについてはエッジ成分とみなさず
にエッジ情報から除外する。これにより、高輝度被写体
以外のエッジ成分を考慮してオートフォーカス動作を行
うことが可能になるので、オートフォーカス動作に対す
る高輝度被写体の影響を抑制すること、すなわち誤検出
を防止することができる。

【００４９】エッジ幅検出部２３２は、差分演算部２３
１から輝度値の差分値が得られると、その差分値と閾値
ＴＨ１とを比較する。この結果、差分値が閾値ＴＨ１以
上であれば、その画素はエッジ成分を構成するものとし
てエッジ幅カウント値を１だけ増加させる。例えば、図
６に示す画素Ｘ４と画素Ｘ３との差分値を入力した場
合、その差分値は閾値ＴＨ１を超えているため、エッジ
幅検出部２３２はエッジ幅カウント値を１だけ増加させ
る。以後同様の処理を繰り返し、画素Ｘ５と画素Ｘ４と
の差分値、画素Ｘ６と画素Ｘ５との差分値、及び、画素
Ｘ７と画素Ｘ６との差分値のそれぞれは、閾値ＴＨ１を
超えているため、エッジ幅検出部２３２はそれぞれの判
定処理においてエッジ幅カウント値を１だけ増加させる
ことになる。

【００５０】そして、画素Ｘ８と画素Ｘ７との差分値が
得られると、その差分値は閾値ＴＨ１よりも小さいた
め、エッジ成分の終端部であることを認識し、それまで
エッジ幅カウント値を増加させてきた、差分値の総和と
第２の閾値ＴＨ２とを比較する。図６の場合は、画素Ｘ
７と画素Ｘ３との輝度値の差分値が閾値ＴＨ２以上であ
るため、十分な強度を有するエッジ成分であることが検
出される。そして、エッジ幅検出部２３２はそれまでカ
ウントされたエッジ幅カウント値をそのエッジ成分のエ
ッジ幅として特定する。このように隣接画素間の差分値
が閾値ＴＨ１よりも小さくなった場合であってエッジ幅
カウント値が１以上である場合には、エッジ成分が検出
されていることとなり、そのエッジ成分の強度が所定の
強度（閾値ＴＨ２）以上であれば、そのエッジ成分を有
効なエッジ成分としてとりあえず認識する。

【００５１】一方、隣接画素間の差分値が閾値ＴＨ１よ
りも小さくなった場合であってエッジ幅カウント値が１
以上である場合であっても、そのエッジ成分の強度が所
定の強度（閾値ＴＨ２）未満であるときには、エッジ幅
検出部２３２は、そのエッジ成分を有効なエッジ成分で
はないものと認定する。

【００５２】なお、隣接画素間の差分値が閾値ＴＨ１よ
りも小さい場合であってもエッジ幅カウント値が０であ
れば、エッジ成分が有効であるか否かの判断は行う必要
がなく、順次に入力する差分値が閾値ＴＨ１以上である
か否かの判定を進めていけばよい。

【００５３】また、エッジ幅カウント値が１以上であ
り、かつ、そのエッジ成分の強度が所定の強度（閾値Ｔ
Ｈ２）以上を有する場合には、さらに、その高輝度側の
平坦部の輝度を所定の閾値ＴＨ３と比較する。そして、
エッジの高輝度側の輝度（図６では画素Ｘ９の輝度）が
閾値ＴＨ３よりも小さな値であるときには、そのエッジ
を有効なエッジ成分として最終的に認定する。一方、エ
ッジの高輝度側の輝度がこの閾値ＴＨ３以上の値を有す
るときには、そのエッジを有効なエッジ成分とはみなさ
ずにエッジ情報から除外する。

【００５４】図６の例の場合は、画素Ｘ４と画素Ｘ３と
の差分値が得られたときにはじめてエッジ幅カウント値
が１となり、その後順次エッジ幅カウント値が増加して
いき、最終的に画素Ｘ８と画素Ｘ７との差分値が得られ
てエッジ成分の終端部が認識されたときにはエッジ幅カ
ウント値は４となっている。そして、画素Ｘ３〜Ｘ７に
よって構成されるエッジ成分が閾値ＴＨ２を超えている
ため、該エッジ成分は一応有効なものとして認識される
ことになる。さらに、エッジの高輝度側における平坦部
の画素Ｘ９の輝度が閾値ＴＨ３より小さいことが判定さ
れ、エッジ成分としての有効性が確認され、有効なエッ
ジ成分として最終的に認定される。なお、エッジの高輝
度側における平坦部の画素Ｘ９の輝度が閾値ＴＨ３以上
であると判定されるときには、エッジ成分としての有効
性が否定される。

【００５５】そして、エッジ幅検出部２３２において有
効なエッジ成分が検出された場合には、その検出された
エッジ成分のエッジ幅カウント値がヒストグラム作成部
２３４に与えられるとともに、エッジ数カウント部２３
３にエッジ数のカウント指示が与えられる。

【００５６】エッジ幅検出部２３２はヒストグラム作成
部２３４に対してエッジ幅カウント値を与えると、エッ
ジ幅カウント値を０にリセットし、それ以後に入力する
差分値に基づいてエッジ幅検出処理を繰り返すことで、
合焦評価領域ＦＲ１の画像成分全体について有効なエッ
ジ成分の検出を行う。

【００５７】エッジ数カウント部２３３は、予めエッジ
数カウント値を０に初期化しており、エッジ幅検出部２
３２からエッジ数のカウント指示が与えられる度に、エ
ッジ数カウント値を１だけ増加させていく。これによ
り、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分に含まれる有効なエ
ッジ成分を計数していくことが可能になり、最終的にエ
ッジ数ＥＮが出力される。

【００５８】図７はフォーカシングレンズ１２の各レン
ズ位置において得られる画像からエッジ数ＥＮを求めた
場合のレンズ位置とエッジ数との関係を示す図である。
図７に示すように、合焦評価領域ＦＲ１に含まれる画像
成分が合焦状態にあるときには鮮鋭な画像が得られるた
め、エッジ数は最大値を示す。このため、レンズ位置Ｐ
Ａが合焦位置となる。また、合焦評価領域ＦＲ１に含ま
れる画像成分が合焦状態から遠ざかるにつれて画像の鮮
鋭度は低下し、ある程度ぼけた状態となると、合焦評価
領域ＦＲ１の画像成分からは有効なエッジ成分は検出さ
れなくなる。このため、ノイズの影響がないものとする
と、フォーカシングレンズ１２がレンズ位置ＰＣ〜ＰＤ
の範囲内の位置にあるときにはエッジ数ＥＮは０以外の
値を示すが、レンズ位置ＰＣ〜ＰＤの範囲外の位置にあ
るときにはエッジ数ＥＮは０となる。

【００５９】また、ノイズの影響をある程度考慮したと
しても、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近
い状態にあるときには、エッジ数ＥＮは閾値Ｎ１以上の
値をとり、合焦状態に近い状態にないときには、エッジ
数ＥＮは閾値Ｎ１未満の値をとることが多いと考えられ
る。

【００６０】したがって、エッジ数カウント部２３３に
おいてカウントされるエッジ数ＥＮの値を参照すれば、
フォーカシングレンズ１２があるレンズ位置にあるとき
に、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状
態にあるか否かを判断することが可能になる。

【００６１】また、ヒストグラム作成部２３４は、エッ
ジ幅検出部２３２から得られるエッジ幅カウント値に基
づいて、合焦評価領域ＦＲ１に含まれるエッジ成分のヒ
ストグラムを作成する。

【００６２】図８はエッジ成分のヒストグラムを示す図
である。なお、図８において分布曲線Ｈ１は合焦評価領
域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるときを
示しており、また、分布曲線Ｈ２は合焦評価領域ＦＲ１
の画像成分が合焦状態に近い状態にないときを示してい
る。

【００６３】図８に示すように、ヒストグラム作成部２
３４は、エッジ幅検出部２３２から得られるエッジ幅カ
ウント値に基づいて、フォーカシングレンズ１２がある
レンズ位置にあるときの画像成分からエッジ幅に関する
ヒストグラムを作成すると、エッジ幅の分布状態は画像
成分の合焦状態に応じた分布を示す。つまり、合焦評価
領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるとき
には、画像の鮮鋭度が増すのでエッジ幅は全体的に小さ
くなり、エッジ幅の分布状態もエッジ幅の比較的小さい
領域に分布することになる。これに対して、合焦評価領
域ＦＲ１の画像成分が合焦状態から遠ざかるにつれて画
像の鮮鋭度は低下し、エッジ幅の分布状態はエッジ幅の
比較的大きな領域に分布するように移行する。そして、
ある程度ぼけた状態となると、合焦評価領域ＦＲ１の画
像成分からは有効なエッジ成分は検出されなくなるた
め、エッジ幅分布曲線は全く得られなくなる。

【００６４】ヒストグラム作成部２３４においてエッジ
成分のヒストグラムが作成されると、エッジ幅重心値演
算部２３５が機能し、そのヒストグラムからエッジ幅重
心値ＥＷが求められる。エッジ幅重心値演算部２３５
は、エッジ成分のヒストグラム分布に基づいて加重平均
演算を行うことにより、エッジ幅の平均値を求め、その
結果得られる値をエッジ幅重心値ＥＷとする。

【００６５】例えば、図８の分布曲線Ｈ２に示すヒスト
グラム分布の場合、エッジ幅重心値演算部２３５は加重
平均演算を行うことによってエッジ幅重心値ＥＷ２を求
める。また、図８の分布曲線Ｈ１に示すヒストグラム分
布の場合、エッジ幅重心値演算部２３５は加重平均演算
を行うことによってエッジ幅重心値ＥＷ１を求める。

【００６６】なお、エッジ幅重心値ＥＷ１は、画像成分
が合焦状態に近づくにつれて次第に小さくなり、ある値
に収束していくこととなる。

【００６７】図９は、フォーカシングレンズ１２の各レ
ンズ位置において得られる画像からエッジ幅重心値ＥＷ
を求めた場合のレンズ位置とエッジ幅重心値との関係を
示す図である。図９に示すように、合焦評価領域ＦＲ１
に含まれる画像成分が合焦状態にあるときには鮮鋭な画
像が得られるため、エッジ幅重心値は極小値を示す。こ
のため、フォーカシングレンズ１２がレンズ位置ＰＡが
合焦位置となる。また、合焦評価領域ＦＲ１に含まれる
画像成分が合焦状態から遠ざかるにつれて画像の鮮鋭度
は低下するのでエッジ幅重心値ＥＷは増加し、ある程度
ぼけた状態となると、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分か
らは有効なエッジ成分は検出されなくなる。つまり、エ
ッジ幅重心値ＥＷとレンズ位置との関係をみると、図９
に示すようにエッジ幅重心値ＥＷはＭ字型特性を示す。

【００６８】このため、ノイズの影響がないものとする
と、フォーカシングレンズ１２がレンズ位置ＰＥ〜ＰＦ
の範囲内の位置にあるときにはエッジ幅重心値ＥＷは０
以外の値を示すが、レンズ位置ＰＥ〜ＰＦの範囲外の位
置にあるときにはエッジ幅重心値ＥＷは０となる。な
お、レンズ位置ＰＥは図７に示したレンズ位置ＰＣにほ
ぼ一致し、レンズ位置ＰＦは図７に示したレンズ位置Ｐ
Ｄにほぼ一致する。

【００６９】また、ノイズの影響をある程度考慮したと
しても、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近
い状態にあるときには、エッジ幅重心値ＥＷは閾値Ｗ１
以上かつ閾値Ｗ２未満の値をとり、合焦状態に近い状態
にないときには、エッジ幅重心値ＥＷは閾値Ｗ１未満又
は閾値Ｗ２以上の値をとることが多いと考えられる。

【００７０】したがって、エッジ幅重心値演算部２３５
において求められるエッジ幅重心値ＥＷの値を参照すれ
ば、フォーカシングレンズ１２があるレンズ位置にある
ときに、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近
い状態にあるか否かを判断することが可能になる。

【００７１】合焦制御部２４は、エッジ演算部２３から
得られるエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷに基づい
て合焦評価領域ＦＲ１の合焦状態を評価し、コントラス
ト演算部２２から得られるコントラスト値Ｃに基づいて
合焦制御を行うように構成される。

【００７２】合焦制御部２４は撮影レンズ１１に含まれ
るフォーカシングレンズ１２を段階的に駆動させ、ある
レンズ位置における画像から導かれるエッジ数ＥＮが所
定値（図７に示す閾値Ｎ１）以上の値を示し、かつ、そ
のときのエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲（図９に示す閾
値Ｗ１以上かつ閾値Ｗ２未満）内の値を示す場合には、
そのレンズ位置が合焦位置ＰＡに近い位置にあると判断
する。そしてその場合は、コントラスト値Ｃが増加する
ようにレンズ駆動方向を特定し、その方向にフォーカシ
ングレンズ１２を駆動させつつコントラスト値Ｃに基づ
く合焦評価を行う。

【００７３】つまり、合焦制御部２４は、エッジ数ＥＮ
が所定値（図７に示す閾値Ｎ１）以上の値を示し、か
つ、そのときのエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲（図９に
示す閾値Ｗ１以上かつ閾値Ｗ２未満）内の値を示す場合
を合焦位置近傍判定条件として合焦位置近傍判定を行う
のである。

【００７４】そして合焦位置近傍判定によってレンズ位
置が合焦位置ＰＡに近い位置にないと判断した場合に
は、コントラスト値Ｃが増加するようなレンズ駆動方向
を特定してその方向にフォーカシングレンズ１２を高速
駆動する。この高速駆動によって、効率的に合焦位置近
傍にフォーカシングレンズ１２を移動させることがで
き、効率的にオートフォーカス制御を行って合焦評価領
域ＦＲ１の画像成分を迅速に合焦状態に導くことが可能
になる。

【００７５】ここで合焦制御部２４がエッジ成分の評価
を行う際にエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷの双方
を評価対象としている理由について説明する。一般に、
画像のエッジ成分は画像の高周波成分であることからノ
イズの影響を受けやすいという性質を有している。その
ため、この実施の形態では、エッジ成分に関する異なる
指標値としてエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを用
いることにより、ノイズの影響を低減して、より信頼性
の高い合焦位置近傍判定を行うように実現しているので
ある。

【００７６】ただし、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値
ＥＷのうち、エッジ数ＥＮのみに基づいて合焦位置近傍
判定を行うようにしてもよい。その場合は、エッジ数Ｅ
Ｎが所定値（図７に示す閾値Ｎ１）以上の値を示すこと
が合焦位置近傍判定条件となる。なお、エッジ幅重心値
ＥＷはエッジ数ＥＮに比べて合焦位置近傍でノイズの影
響を受けやすくなるので、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重
心値ＥＷのうちの一方を評価対象とする場合には、エッ
ジ数ＥＮを評価対象とすることが好ましい。

【００７７】上記のような構成により、合焦評価領域抽
出部２１はフォーカシングレンズ１２があるレンズ位置
にあるときの画像信号から合焦評価領域の画像成分を抽
出し、そしてコントラスト演算部２２はその画像成分に
基づいてコントラスト値Ｃを求めて、合焦制御部２４に
与えることができる。また、エッジ演算部２３はその画
像成分に基づいてエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷ
を求め、合焦制御部２４に与えることができる。そして
合焦制御部２４は、エッジ演算部２３から得られるエッ
ジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷに基づいてフォーカシ
ングレンズ１２が合焦位置近傍に位置するか否かを判断
し、合焦位置近傍に位置しないと判断される場合にはコ
ントラスト値Ｃがピークを示していてもそのレンズ位置
を合焦位置として採用しないように実現される。

【００７８】この結果、疑似ピークを示すレンズ位置が
合焦位置として誤検知されることを良好に防止すること
が可能になる。これは、デフォーカス量が大きい場合に
はエッジ成分が検出されない、という性質を利用するも
のである。より具体的には、デフォーカス量が大きい場
合には、エッジ数ＥＮおよびエッジ幅重心値ＥＷが、そ
れぞれ、ゼロないし非常に小さな値となるため、合焦位
置近傍に位置すると判断するための条件が満たされなく
なるのである。

【００７９】また、この第１実施形態においては、各エ
ッジに関して、その高輝度側の輝度が閾値ＴＨ３と比較
され、その輝度が閾値ＴＨ３よりも小さな値のエッジの
みが有効なエッジ成分として認定され、その輝度が閾値
ＴＨ３以上の値のエッジは有効なエッジ成分とはみなさ
れずにエッジ情報から除外される。したがって、このよ
うに高輝度のエッジを除外したエッジ成分に関するエッ
ジ情報に基づいてオートフォーカス制御を行うことによ
って、スミアに起因する合焦位置の誤検出を抑制するこ
とが可能である。

【００８０】＜Ａ２．動作＞次に、上記のような構成の
デジタルカメラ１においてオートフォーカス制御を行う
際の処理シーケンスについて説明する。図１０〜図１４
はオートフォーカス制御の処理シーケンスを示すフロー
チャートである。

【００８１】まず、シャッタボタンが半押し状態にされ
てオートフォーカス制御が開始されると、オートフォー
カス制御部２０はカウント値ｍ，ｎを０に初期化する
（ステップＳ１００）。オートフォーカス制御部２０
は、撮影レンズ１１に含まれるフォーカシングレンズ１
２をレンズ初期位置に移動させ、そのレンズ初期位置に
おいてＣＣＤ撮像素子１３から得られる画像からコント
ラスト値を求める。

【００８２】そして合焦制御部２４は撮影レンズ１１に
含まれるフォーカシングレンズ１２をレンズ初期位置か
ら近側に１２Ｆδ分の方向判定駆動を行う（ステップＳ
１０１）。ここで、Ｆは撮影レンズ１１のＦナンバであ
り、δはいわゆる許容錯乱円であり、デジタルカメラ１
の場合はＣＣＤ撮像素子１３の１〜２画素間のピッチに
相当する。そしてオートフォーカス制御部２０は、その
レンズ位置においてＣＣＤ撮像素子１３から得られる画
像からコントラスト値を求める。

【００８３】なお、ステップＳ１００及びＳ１０１にお
いてコントラスト値を求める際には、オートフォーカス
制御部２０においてコントラスト演算部２２が機能する
ことになる。また、方向判定駆動量は１２Ｆδ分に限る
ものではない。

【００８４】次に、オートフォーカス制御部２０におい
て合焦制御部２４が機能し、レンズ初期位置におけるコ
ントラスト値と１２Ｆδ駆動後のレンズ位置におけるコ
ントラスト値とを比較してフォーカシングレンズ１２の
レンズ駆動方向を決定する（ステップＳ１０２）。すな
わち、レンズ初期位置におけるコントラスト値と１２Ｆ
δ駆動後のレンズ位置におけるコントラスト値とのうち
のコントラスト値が大きくなる方向にフォーカシングレ
ンズ１２の合焦位置が存在するものと推定し、コントラ
スト値が大きくなる方向をレンズ駆動方向として決定す
る。

【００８５】続いて、オートフォーカス制御部２０はレ
ンズ駆動形態を決定する（ステップＳ１０３〜Ｓ１０
５）。レンズ駆動形態には、フォーカシングレンズ１２
の合焦位置を検出するためにフォーカシングレンズ１２
を微小駆動させる駆動形態と、フォーカシングレンズ１
２を粗いピッチで高速駆動することによってフォーカシ
ングレンズ１２を合焦位置近傍に移動させる駆動形態と
がある。

【００８６】オートフォーカス制御部２０においてはエ
ッジ演算部２３が機能し、その時点で得られる画像に基
づいてエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを算出する
（ステップＳ１０３）。そして合焦制御部２４がエッジ
数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを評価し（ステップＳ１
０４）、フォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍に位
置するか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで
の判断は、ステップＳ１０３で算出されたエッジ数ＥＮ
及びエッジ幅重心値ＥＷが上述の合焦位置近傍判定条件
を満足するか否かを判断することによって行われ、合焦
位置近傍判定条件が満たされている場合には、フォーカ
シングレンズ１２の合焦位置を検出するために図１１の
フローチャートのステップＳ１０７に進み、満たされて
いない場合にはフォーカシングレンズ１２を合焦位置近
傍に移動させるためにステップＳ１０６に進んで高速駆
動シーケンスに移行する。

【００８７】ここで高速駆動シーケンス（ステップＳ１
０６）について説明する。高速駆動シーケンスの詳細な
処理手順は図１３のフローチャートである。

【００８８】まず、合焦制御部２４はレンズ駆動方向に
対してフォーカシングレンズ１２を高速駆動するための
残り駆動量が十分にあるかどうかを判定し（ステップＳ
２００）、十分な残り駆動量が存在する場合にはステッ
プＳ２０２に進み、十分な残り駆動量が存在しない場合
にはステップＳ２０１に進んでレンズ駆動方向を反転さ
せる。この実施の形態では、高速駆動を行う際の駆動量
として駆動ピッチが２０Ｆδに設定されるため、ステッ
プＳ２００における判断では、フォーカシングレンズ１
２の残り駆動量が２０Ｆδ以上存在するか否かを確認す
る処理となる。そして２０Ｆδ以上の残り駆動量が存在
しない場合には、ステップＳ２０１においてレンズ駆動
方向を反転させてステップＳ２０２に進む。

【００８９】そして合焦制御部２４は決定されたレンズ
駆動方向にフォーカシングレンズ１２を駆動ピッチ＝２
０Ｆδで高速駆動する（ステップＳ２０２）。これによ
り、合焦位置近傍にないフォーカシングレンズ１２が微
小ピッチ（例えば４Ｆδ）で駆動されて合焦位置を検出
するまでに長時間を要することを回避することができ、
オートフォーカス制御の効率化を図ることが可能にな
る。

【００９０】オートフォーカス制御部２０においてはコ
ントラスト演算部２２が機能し、高速駆動後のレンズ位
置において得られる画像からコントラスト値を求める演
算を行う（ステップＳ２０３）。そして、このとき得ら
れたコントラスト値が前回求められたコントラスト値よ
りも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。
この判定によって、高速駆動によってフォーカシングレ
ンズ１２が合焦位置を超えたかどうかを判定することが
できる。そしてフォーカシングレンズ１２が合焦位置を
未だ超えていないと判断された場合は、ステップＳ２０
９に進む。

【００９１】一方、合焦位置を超えたと判断された場合
はステップＳ２０５に進んで、エッジ演算部２３が機能
し、高速駆動後のレンズ位置において得られる画像から
エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを求める演算を行
う（ステップＳ２０５）。そしてこのとき得られたエッ
ジ数ＥＮが所定の閾値Ｎ１以上か否かを判定し（ステッ
プＳ２０６）、エッジ数ＥＮが所定の閾値Ｎ１以上であ
る場合にはさらにエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲内（Ｗ
１≦ＥＷ≦Ｗ２）であるか否かを判定する（ステップＳ
２０７）。

【００９２】ステップＳ２０６においてエッジ数ＥＮが
所定の閾値Ｎ１以上であると判断され、かつ、ステップ
Ｓ２０７においてエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲内（Ｗ
１≦ＥＷ≦Ｗ２）にあると判断される場合は、エッジ成
分による合焦位置近傍判定条件が満たされていることに
なるので、合焦制御部２４はフォーカシングレンズ１２
が合焦位置近傍に位置していると認識することになる。

【００９３】これに対してステップＳ２０６又はステッ
プＳ２０７のいずれかで合焦位置近傍判定条件が満たさ
れていないと判断された場合は、ステップＳ２０８に進
む。

【００９４】ステップＳ２０８において合焦制御部２４
は、フォーカシングレンズ１２の移動可能範囲内の全域
についてフォーカシングレンズ１２を高速駆動したか、
すなわち全域スキャンを終了したかを判断する。

【００９５】そしてフォーカシングレンズ１２を高速駆
動するための可動範囲が未だ残されている場合には、ス
テップＳ２０２に戻って、フォーカシングレンズ１２を
駆動ピッチ＝２０Ｆδで高速駆動し、ステップＳ２０３
〜Ｓ２０７の処理を繰り返す。

【００９６】これに対し、現在のレンズ駆動方向に対し
て高速駆動するための可動領域が残されていない場合に
は、ステップＳ２０９に進み、合焦制御部２４はそれま
でに得られたコントラスト値のうちから最大値を決定
し、その最大値を示すレンズ位置近傍へフォーカシング
レンズ１２を駆動させる。

【００９７】デジタルカメラ１で被写体を撮影する場
合、被写体の種類によってはエッジ成分を良好に抽出す
ることが出来ない場合もある。そのため、エッジ数ＥＮ
及びエッジ幅重心値ＥＷが合焦位置近傍判定条件を満た
さない場合に、オートフォーカス制御が不可能であると
するよりも、コントラスト値に基づいてオートフォーカ
ス制御を行う方が好ましいと考えられる。そのため、こ
の実施の形態では、フォーカシングレンズ１２を全域ス
キャンさせても合焦位置近傍判定条件を満足するような
合焦位置近傍のレンズ位置を特定することができなかっ
た場合に、ステップＳ２０９においてコントラスト値が
最大値を示すレンズ位置近傍にフォーカシングレンズ１
２を駆動することで、エッジ成分を良好に抽出すること
ができないような被写体を撮影する場合にも、合焦位置
近傍にフォーカシングレンズ１２を移動させてオートフ
ォーカス制御を行うことができるように構成している。

【００９８】以上のような処理が終了すると、高速駆動
シーケンスの処理は終了する。

【００９９】続いて図１１のフローチャートに進み、ス
テップＳ１０７において、カウント値ｍを１増加させ
る。このカウント値ｍは合焦位置近傍とされる現在のレ
ンズ位置の近辺を微小ピッチでフォーカシングレンズ１
２の駆動を行う際の駆動回数をカウントするための値で
ある。カウント値ｍで駆動回数のカウントを行うことに
より、微小ピッチでのレンズ駆動を所定回数行っても合
焦位置を特定することができない場合には、再び高速駆
動シーケンスを行うように構成される。

【０１００】そしてステップＳ１０８に進み、コントラ
スト値に基づく合焦評価が行われる。この合焦評価処理
の詳細な処理手順は図１４のフローチャートである。

【０１０１】まず、合焦制御部２４は所定の微小ピッチ
ｐ（例えばｐ＝４Ｆδ）でフォーカシングレンズ１２を
コントラスト値が大きくなる方向に駆動させる（ステッ
プＳ３００）。そしてオートフォーカス制御部２０にお
いてコントラスト演算部２２が機能し、その移動後のレ
ンズ位置においてＣＣＤ撮像素子１３から得られる画像
からコントラスト値を求める（ステップＳ３０１）。

【０１０２】ステップＳ３０２に進み、合焦制御部２４
はコントラスト値の評価を行い、コントラスト値がピー
クを示すレンズ位置（合焦位置）を特定することが可能
かどうかを判断する。例えば、今回算出されたコントラ
スト値が前回値に比べて大きくなっている場合には、未
だピーク位置は検知されておらず、合焦位置を特定する
ことができない。このため、コントラスト値が増加する
レンズ駆動方向に対して微小ピッチ（ｐ＝４Ｆδ）での
レンズ駆動とコントラスト値の演算処理とを繰り返すこ
とになる。それに対して今回算出されたコントラスト値
が前回値よりも小さくなった場合には、前回のコントラ
スト値がピーク位置として検知されることになる。

【０１０３】図１１のフローチャートに戻り、ステップ
Ｓ１０９に進む。そして合焦制御部２４は合焦位置を特
定することができたか否かを判断する。ここでの判断は
コントラスト値がピークを示すレンズ位置を特定するこ
とができたか否かを判断することによって行われる。

【０１０４】そして、コントラストのピーク位置が検出
された場合はステップＳ１１１に進んで、特定された合
焦位置へ撮影レンズ１１のフォーカシングレンズ１２を
駆動する。なお、このとき必要に応じてコントラスト値
の補間処理を行ってコントラスト値が最大値を示すレン
ズ位置を求め、そのレンズ位置を合焦位置として特定す
るようにしてもよい。

【０１０５】一方、コントラストのピーク位置が検出さ
れていない場合はステップＳ１１０に進み、合焦制御部
２４はカウント値ｍが１０に達したか否かを判断する。
ここで、ｍ＝１０でない場合はステップＳ１０７に戻っ
て、カウント値ｍを１増加させ、微小ピッチのレンズ駆
動とコントラスト値の演算処理とを行う。このため、微
小ピッチｐ＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１０回を経過
するまでに合焦位置を特定することができた場合には、
ステップＳ１１１においてフォーカシングレンズ１２が
合焦位置に駆動され、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が
合焦状態となる。これに対し、微小ピッチｐ＝４Ｆδで
のレンズ駆動回数が１０回を経過しても合焦位置を特定
することができなかった場合には、ステップＳ１１０で
ＹＥＳと判断され、高速駆動シーケンス（ステップＳ１
１２）へと進むことになる。

【０１０６】ステップＳ１１２の高速駆動シーケンスの
詳細については、上述した図１３のフローチャートと同
様である。したがって、ステップＳ１１２では再び高速
駆動シーケンスを実行することにより、再び合焦位置近
傍にフォーカシングレンズ１２を移動させることにな
る。

【０１０７】なお、ステップＳ１０５において合焦位置
近傍であると判断されていた場合（ＹＥＳと判断されて
いた場合）は、ステップＳ１１２の処理が最初の高速駆
動シーケンスとなる。

【０１０８】そしてステップＳ１１３に進み、合焦制御
部２４は、カウント値ｎを１増加させる。このカウント
値ｎは高速駆動シーケンス（ステップＳ１１２）によっ
て合焦位置近傍とされる現在のレンズ位置の近辺を微小
ピッチでフォーカシングレンズ１２の駆動を行う際の駆
動回数をカウントするための値である。カウント値ｎで
駆動回数のカウントを行うことにより、微小ピッチでの
レンズ駆動を所定回数行っても合焦位置を特定すること
ができない場合には、被写体自体のコントラストが低い
ものとして特定のレンズ位置にフォーカシングレンズ１
２を駆動するように構成される。

【０１０９】そしてステップＳ１１４に進み、コントラ
スト値に基づく合焦評価が行われる。この合焦評価処理
の詳細な処理手順も上述した図１４のフローチャートで
ある。したがって、ステップＳ１１４においては、微小
ピッチｐ（ｐ＝４Ｆδ）でのレンズ駆動を行い、そのレ
ンズ位置でのコントラスト値に基づいて合焦状態の評価
が行われる。

【０１１０】そしてステップＳ１１５（図１２のフロー
チャート）に進み、合焦制御部２４は合焦位置を特定す
ることができたか否かを判断する。ここでの判断は、ス
テップＳ１０９と同様に、コントラスト値がピークを示
すレンズ位置を特定することができたか否かを判断する
ことによって行われる。

【０１１１】そして、コントラストのピーク位置が検出
された場合はステップＳ１１６に進んで、特定された合
焦位置へ撮影レンズ１１のフォーカシングレンズ１２を
駆動する。なお、このときも必要に応じてコントラスト
値の補間処理を行ってコントラスト値が最大値を示すレ
ンズ位置を求め、そのレンズ位置を合焦位置として特定
するようにしてもよい。

【０１１２】一方、コントラストのピーク位置が検出さ
れていない場合はステップＳ１１７に進み、合焦制御部
２４はカウント値ｎが１０に達したか否かを判断する。
ここで、ｎ＝１０でない場合はステップＳ１１３（図１
１）に戻って、カウント値ｎを１増加させ、微小ピッチ
のレンズ駆動とコントラスト値の演算処理とを行う。こ
のため、微小ピッチｐ＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１
０回を経過するまでに合焦位置を特定することができた
場合には、ステップＳ１１６においてフォーカシングレ
ンズ１２が合焦位置に駆動され、合焦評価領域ＦＲ１の
画像成分が合焦状態となる。これに対し、微小ピッチｐ
＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１０回を経過しても合焦
位置を特定することができなかった場合には、ステップ
Ｓ１１７でＹＥＳと判断されてステップＳ１１８に進む
ことになる。

【０１１３】ステップＳ１１８の処理が行われるのは、
被写体自体がローコントラストであり、コントラスト値
のピークを検知することができない場合である。そのた
め、ステップＳ１１８においては、特定のレンズ位置へ
フォーカシングレンズ１２を駆動する。なお、特定のレ
ンズ位置としては、例えばオートフォーカス制御を開始
する前のレンズ位置や、無限遠方に被写体が存在するも
のと仮定して最も遠側のレンズ位置等とすることが考え
られる。

【０１１４】以上で、この実施の形態におけるオートフ
ォーカス制御が終了する。上記のオートフォーカス制御
では、高輝度側の輝度が所定の閾値以上の値を有するエ
ッジを有効なエッジ成分ではないとしてエッジ情報から
除外した上で、エッジ成分に関するエッジ情報とコント
ラスト情報とに基づいて撮影レンズのフォーカス制御が
行われるので、スミアに起因する疑似ピークを合焦位置
として判定してしまうような誤判定を低減することがで
きる。より具体的には、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心
値ＥＷを評価してフォーカシングレンズ１２が合焦位置
近傍に位置するか否かを判断しているので、コントラス
ト値Ｃが疑似ピークを示す場合であってもそのような疑
似ピークが存在するレンズ位置付近は合焦位置近傍であ
ると判断される可能性は低い。そのため、この実施の形
態におけるオートフォーカス制御を適用することによっ
て、疑似ピーク位置を合焦位置と誤認識することを防止
することができ、疑似ピークによる影響を解消して被写
体を適切に合焦状態とすることが可能になる。

【０１１５】また、上記のオートフォーカス制御では、
エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷが合焦位置近傍判
定条件を満たさない場合には、合焦位置近傍判定条件が
満たされる場合に比べてフォーカシングレンズ１２を高
速で駆動させるように構成されるので、フォーカシング
レンズ１２を合焦位置近傍に迅速に移動させることがで
き、オートフォーカス制御の迅速化を達成することがで
きる。

【０１１６】＜Ｂ．第２実施形態＞＜Ｂ１．概要＞この第２実施形態に係るデジタルカメラ
１は、第１実施形態に係るカメラと同様の構成を有して
いる。ただし、この第２実施形態においては、合焦制御
部２４は、コントラスト演算部２２によるコントラスト
値Ｃ、および輝度検出部２５による輝度の検出結果等に
基づいて、そのオートフォーカス動作を制御する。ま
た、エッジの数などに関する演算は行われないので、エ
ッジ演算部２３（図１）を設ける必要はない。以下で
は、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【０１１７】この第２実施形態においては、主に夜景撮
影時に利用されるオートフォーカス制御について説明す
る。

【０１１８】従来技術の欄において図２１（ａ）、
（ｂ）を参照しながら説明したように、夜景撮影時にお
いては、画像内の点光源被写体の影響によって、デフォ
ーカス量が増大しているにもかかわらず（ピンぼけの度
合いが大きくなっているにもかかわらず）、コントラス
ト値が増大することがある。

【０１１９】なお、同様の事態は、図２２（ａ）、
（ｂ）に示すような状況においても発生することがあ
る。図２２（ａ）は、合焦状態の点光源を含む画像を示
しており、図２２（ｂ）は、デフォーカス量が大きくな
る（すなわちピンぼけの度合いが大きくなる）ことによ
って、合焦状態よりも大きくなった点光源（実線の円）
を含む画像を示している。図２２（ａ）においては、コ
ントラスト値の評価対象領域である合焦評価領域ＦＲ１
の外部に点光源が存在しているため、点光源の存在がコ
ントラスト値の増大に寄与することはない。これに対し
て、図２２（ｂ）においては、点光源の輪郭部分が合焦
評価領域ＦＲ１内に存在するため、コントラスト値が増
大する。したがって、図２２（ａ）から図２２（ｂ）へ
と変化することに伴って、デフォーカス量が増大するに
もかかわらずコントラスト値Ｃも増大するという現象が
生じる。

【０１２０】そして、図２１および図２２などのような
状況においては、図１５に示すように、レンズ位置に応
じたコントラストの変化曲線ＣＬは、本来の合焦位置付
近における真のピークＰＫ１に加えて、疑似的なピーク
ＰＫ２をも有することになる。

【０１２１】図１５は、点光源を含む夜景画像を撮影す
る場合における、レンズ位置とコントラストとの関係
（言い換えればコントラストの変化曲線ＣＬ）を示す図
である。この図１５に示すように、コントラストの変化
曲線ＣＬは、２つのピークＰＫ１，ＰＫ２を有してい
る。一方のピークＰＫ１は、主被写体に関する本来の合
焦位置ＰＳ１に対応するピーク、すなわち、真のピーク
である。他方のピークＰＫ２は、点光源の存在によって
疑似的に形成されたピーク、すなわち偽のピークであ
る。

【０１２２】従来のオートフォーカス制御は、コントラ
ストの変化曲線が１つだけの極大値（最大値）を有する
ことを想定していたため、このような疑似的なピークに
対応するレンズ位置を合焦位置であると誤検出してしま
うことがあった。

【０１２３】この第２実施形態では、このような誤検出
を低減するため、点光源を含む夜景撮影の状況であると
判定される場合には方式ＭＢ（後述）のオートフォーカ
ス動作を行う。

【０１２４】また、点光源を含む夜景撮影の状況ではな
いと判定される場合には、別の方式ＭＡを採用するもの
とする。方式ＭＡは、方式ＭＢよりも高速なオートフォ
ーカス動作が可能であるという利点を有しているため、
さらに効率的なオートフォーカス動作を実現することが
できる。

【０１２５】このように、この第２実施形態において
は、被写体輝度に応じてオートフォーカス動作を変更す
る場合、より詳細には、被写体輝度に応じて２つの方式
ＭＡ，ＭＢのオートフォーカス動作を選択的に利用する
場合が例示される。

【０１２６】ここで、方式ＭＡ，ＭＢは、いずれも、撮
影レンズを所定ピッチで駆動しつつ各レンズ位置におい
てコントラストの検出を行い、コントラストがピークを
示すレンズ位置を撮影レンズの合焦位置として特定する
点で共通している。一方、両方式ＭＡ，ＭＢは、次のよ
うな点において相違する。

【０１２７】まず、方式ＭＡは、局所的な領域で極大値
を求めることによりオートフォーカス制御を行う方式で
ある。具体的には、現在のレンズ位置から撮影レンズを
所定ピッチで駆動しつつ、各レンズ位置においてコント
ラストの検出を行い、コントラストの値が増加傾向から
減少傾向に最初に転じた位置付近の極大値を求め、この
極大値を最大値として算出する。そして、このコントラ
ストの最大値に対応する位置を合焦位置として決定し、
その合焦位置に撮影レンズ（より厳密にはフォーカシン
グレンズ）を移動させる。

【０１２８】この方式ＭＡにおいては、コントラストの
値が増加傾向から減少傾向に最初に転じた付近の極大値
（最大値）に対応するレンズ位置が、合焦位置として求
められるので、撮影レンズを全ての領域にわたって駆動
する必要がない。そのため、方式ＭＢに比べて高速に合
焦位置にレンズを移動することができる。後述するステ
ップＳ４０４（図１６）においては、このような方式Ｍ
Ａのオートフォーカス動作が行われる。

【０１２９】一方、方式ＭＢは、比較的広い範囲（ここ
ではレンズ駆動領域の全域）のレンズ位置においてコン
トラストの検出動作を行うことにより、本来の合焦位置
を求める方式である。この方式ＭＢは、コントラストの
値が増加傾向から減少傾向に最初に転じた付近に必ずし
も最大値が存在するものとは限らないことを前提にして
いる。

【０１３０】具体的には、全域スキャンを行って、レン
ズ位置とコントラストとの関係を、比較的広い範囲（こ
こでは全域）のレンズ位置に関して求める。そして、こ
のようにして得られたレンズ位置とコントラストとの関
係に基づいて、真のピークを求めるのである。より具体
的には、図１５に示すように、撮影レンズの所定位置Ｐ
Ｓ３よりも遠い側のレンズ位置領域Ｒ１と所定位置ＰＳ
３よりも近い側のレンズ位置領域Ｒ２との間に優先関係
を設けることによって、真のピークを求める。なお、こ
の明細書では、比較的遠い位置の被写体が合焦状態とな
るレンズ位置を、「比較的遠い側のレンズ位置」である
として表現するものとする。また、逆に、比較的近い位
置の被写体が合焦状態となるレンズ位置を、「比較的近
い側のレンズ位置」であるとして表現するものとする。

【０１３１】仮に、撮影レンズの現在位置が比較的近い
側の位置ＰＳ４（図１５）であるときにオートフォーカ
ス動作を方式ＭＡで行うものとすると、位置ＰＳ４に近
いピークＰＫ２に対応するピーク位置ＰＳ２が合焦位置
として検出される。このピーク位置ＰＳ２は、点光源の
影響による疑似ピーク位置である。したがって、この場
合、方式ＭＡを用いると、誤った位置が合焦位置として
決定されることになる。

【０１３２】そこで、この第２実施形態においては、点
光源を含む夜景を撮影する際には、方式ＭＡではなく、
方式ＭＢのオートフォーカス動作を行うことにより、こ
のような誤判定を回避する。この動作は、ステップＳＢ
（図１７）において行われる。この動作については、後
に図１７などを参照しながら詳細に説明する。

【０１３３】＜Ｂ２．動作＞つぎに、図１６および図１
７のフローチャートに基づいて、このオートフォーカス
制御動作について詳細に説明する。図１６は、全体の流
れを示すフローチャートであり、図１７は、一部の処理
（ステップＳＢ）の流れを示すフローチャートである。

【０１３４】まず、ステップＳ４０１においては、撮影
画像が夜景であるか否か（より正確には撮影画像が暗い
画像であるか否か）を判定する。具体的には、輝度値Ｂ
ｖが所定の閾値ＴＨ４以下であるという条件を満たすか
否かを判定する。輝度値Ｂｖは、被写体の平均的な明る
さを示す指標値であり、輝度検出部２５によって検出さ
れる。また、輝度値Ｂｖは、撮影環境が暗いときには比
較的小さな値になる。ここでは、この条件（すなわち、
輝度値Ｂｖが所定の閾値ＴＨ４以下であるという条件）
を満たす場合には、撮影画像が暗い画像であることが判
るので、撮影画像が夜景であるとみなし、ステップＳ４
０２に進む。一方、この条件を満たさない場合には、ス
テップＳ４０４に進む。

【０１３５】ステップＳ４０２においては、点光源が画
像内に含まれているか否かを判定する。具体的には、閾
値ＴＨ５（たとえば最大値の９０％〜９５％程度）以上
の階調値を有する画素（「高輝度画素」とも称する）が
所定の閾値ＴＨ６（たとえば全画素のうち数％程度の
数）以上存在するという条件、言い換えれば、高輝度画
素の数が閾値ＴＨ６以上であるという条件を満たすか否
かを判定する。この条件（すなわち、高輝度画素が所定
程度以上存在するという条件）を満たす場合には、画像
内に点光源が存在するものとみなし、次のステップＳ４
０３に進む。一方、この条件を満たさない場合には、ス
テップＳ４０４に進む。

【０１３６】さらに、ステップＳ４０３においては、フ
ラッシュの状態を判定する。具体的には、フラッシュが
オフ状態（フラッシュ発光を伴わない撮影状態）である
という条件を満たすか否かを判定する。一般に、暗い撮
影環境下において、人物などの比較的近い被写体を撮影
するときにはフラッシュがオン状態（フラッシュ発光を
伴う撮影状態）にされ、一方、夜景などの比較的遠い被
写体を撮影するときにはフラッシュがオフ状態（フラッ
シュ発光を伴わない撮影状態）にされる。したがって、
フラッシュの状態をも判定することによって、夜景撮影
の状況であるか否かをより正確に判定することが可能に
なる。そして、この条件（すなわち、フラッシュがオフ
状態であるという条件）を満たす場合には、撮影対象が
夜景であるとみなして、ステップＳＢ（図１７、ステッ
プＳ４０６）に進む。一方、この条件を満たさない場合
には、ステップＳ４０４に進む。

【０１３７】以上の３つの条件を判断することによっ
て、オートフォーカス動作として、２つの方式ＭＡ，Ｍ
Ｂのうちのいずれを選択するかが決定される。言い換え
れば、輝度検出部２５によって検出された輝度に応じ
て、オートフォーカス動作が変更されるのである。

【０１３８】より具体的には、３つの条件のうちいずれ
か１つでも満たされない場合には、ステップＳ４０４に
進む。ステップＳ４０４においては、局所的な領域で極
大値を求める方式ＭＡによるオートフォーカス動作が行
われる。

【０１３９】具体的には、上述したように、オートフォ
ーカス制御部２０のコントラスト演算部２２は、撮影レ
ンズを駆動しつつ各レンズ位置のコントラスト値を求め
る。そして、合焦制御部２４は、コントラスト値が増加
傾向から減少傾向に最初に転じた位置付近の極大値を求
め、この極大値を最大値として算出する。そして、合焦
制御部２４は、このコントラストの最大値に対応する位
置を合焦位置として決定し、その合焦位置に撮影レンズ
を移動させる。オートフォーカス制御部２０は、このよ
うなオートフォーカス動作を行う。

【０１４０】一方、３つの条件の全てが満たされる場
合、すなわち、撮影画像が夜景（暗い画像）であり、か
つ、点光源が画像内に含まれており、かつ、フラッシュ
を伴わない撮影が行われようとしているものと判定され
る場合には、ステップＳＢ（図１７）に進む。ステップ
ＳＢにおいては、フォーカスレンズの駆動範囲全域にわ
たる領域でのコントラストの極大値を求める方式ＭＢに
よるオートフォーカス動作が行われる。

【０１４１】この動作について図１７を参照しながら説
明する。なお、この動作において、各レンズ位置のコン
トラスト値は、コントラスト演算部２２によって求めら
れ、下記の各制御動作は、合焦制御部２４によって実現
される。

【０１４２】まず、ステップＳ４０６において、フォー
カスレンズ移動可能区間の全域にわたる複数の位置のそ
れぞれにおいて、オートフォーカス用の画像を撮影し、
各レンズ位置に対するコントラスト評価値を求める。具
体的には、最近側のレンズ位置ＰＳ０から最遠側のレン
ズ位置ＰＳ１０に至るまで、所定ピッチで撮影レンズを
駆動しつつ各レンズ位置においてコントラストの検出を
行う。そして、各レンズ位置におけるコントラストの検
出結果を所定のメモリ（たとえば全体制御部５０内のＲ
ＡＭ等）に一旦格納する。

【０１４３】次のステップＳ４０７，Ｓ４０８において
は、合焦位置として判定できるピーク（すなわち有効な
ピーク）が、所定の位置ＰＳ３よりも遠い側に存在する
か否かを判定する。そして、有効なピークが所定の位置
ＰＳ３よりも遠い側に存在する場合には、そのピークに
対応するレンズ位置を優先的に合焦位置として判断する
のである。この判断は、「夜景撮影時は被写体が比較的
遠い位置に存在することが多い」という性質を利用する
ものである。

【０１４４】ここで、位置ＰＳ３は、或る被写体距離Ｄ
（＝Ｄ３）に存在する被写体が合焦状態となるようなレ
ンズ位置である。したがって、位置ＰＳ３は、所定の被
写体距離Ｄ３を与えることによって求められる。

【０１４５】なお、この位置ＰＳ３の設定方法は、被写
体距離Ｄ３を与えるものに限定されない。たとえば、所
定の被写体倍率β＝β３（たとえば１／４０）を与える
ことによって位置ＰＳ３を求めるようにしても良い。こ
の場合には、被写体倍率βと焦点距離ｆと被写体距離Ｄ
との関係を示す次の数１に基づいて、被写体倍率β３を
被写体距離Ｄ３に変換すればよい。なお、焦点距離ｆ
は、撮影時点のズームレンズの倍率に応じて一意に決定
される値を用いればよい。また、被写体倍率β＝１／４
０は、人物の頭から胸までを画面内に収める程度の倍率
である。

【０１４６】

【数１】

【０１４７】また、レンズ位置ＰＳ３は、このようにし
て直接的ないし間接的に与えられた被写体距離Ｄ３に基
づいて求められる。

【０１４８】具体的には、この位置ＰＳ３は、被写体距
離Ｄと被写体距離Ｄの被写体を合焦状態にするフォーカ
スレンズのレンズ位置ｘとの関係を示すテーブルに基づ
いて求められればよい。なお、このようなテーブルとし
ては、あらかじめデジタルカメラ１内に格納されている
ものを用いることができる。

【０１４９】あるいは、被写体距離Ｄとレンズ位置ｘと
の関係を示す次の数２に基づいて、被写体距離Ｄ３の被
写体を合焦状態にするレンズ位置ｘ（＝ｘ３）を求める
ようにしても良い。

【０１５０】

【数２】

【０１５１】ここで、係数Ｐ，Ｑは、各レンズに固有の
定数である。また、レンズ位置ｘは、無限遠の被写体に
合焦する位置を基準位置として、その基準位置からの繰
り出し量として表現される。

【０１５２】さて、ステップＳ４０７，Ｓ４０８の動作
について説明する。

【０１５３】まず、ステップＳ４０７において、所定の
位置ＰＳ３よりも遠い側のレンズ位置における、コント
ラストの最大値を検出する（ステップＳ４０７）。この
検出動作は、メモリに一旦格納されたコントラスト値の
情報を対象として行われ、所定の位置以遠の被写体が合
焦状態となるようなレンズ位置の範囲内におけるコント
ラストの最大値が求められる。たとえば、図１５におい
ては、ピークＰＫ１のコントラスト値が最大値として求
められる。

【０１５４】そして、ステップＳ４０８においては、そ
の最大値近傍のコントラスト値に基づいて、合焦位置を
算出することが可能であるか否かを判定する。具体的に
は、コントラストの変化曲線ＣＬが、最大値付近におい
て、なだらかな変化を伴うピークを有しているか否かを
判定する。たとえば、その最大値の両側２つずつのコン
トラスト値が、最大値Ｃmaxに対応するレンズ位置から
遠ざかるにつれて、徐々に減少しているか否かを確認す
ればよい。

【０１５５】図１８（ａ）においては、レンズ位置が、
最大値Ｃ３（＝Ｃmax）に対応する位置から図の右側に
ずれていくにつれて、その右側の２つのコントラスト値
Ｃ４，Ｃ５は徐々に小さな値になっている（Ｃ３＞Ｃ４
＞Ｃ５）。また、レンズ位置が、最大値Ｃ３（＝Ｃma
x）に対応する位置から図の左側にずれていくにつれ
て、その左側の２つのコントラスト値Ｃ２，Ｃ１は徐々
に小さくなっている（Ｃ３＞Ｃ２＞Ｃ１）。このような
場合には、コントラストがなだらかな変化をしているも
のと判定する。

【０１５６】一方、図１８（ｂ）においては、レンズ位
置が、最大値Ｃ８（＝Ｃmax）に対応する位置から図の
右側にずれていくにつれて、各コントラスト値は徐々に
小さくなっているわけではなく、一旦減少した後、直ぐ
に増加している（Ｃ８＞Ｃ９＜Ｃ１０）。このような場
合には、コントラストがなだらかな変化をしていないも
のと判定する。

【０１５７】なお、ここでは、図１８（ａ）のように最
大値の両側において、それぞれ２つずつのコントラスト
値が徐々に小さくなっている場合に、なだらかな変化を
しているものと判定しているが、これに限定されない。
たとえば、最大値の両側において、３つずつ以上の所定
数のコントラスト値が徐々に小さくなっている場合に、
なだらかな変化をしているものと判定するようにしても
よい。また、最大値の左側と右側とで、異なる数のコン
トラスト値を考慮対象とするようにしても良い。

【０１５８】以上のような判定動作によって、最大値Ｃ
max付近のコントラスト値の変化状況を確認する。

【０１５９】そして、コントラスト値がなだらかな変化
をしているものと判定される場合には、その最大値付近
に有効なピークが存在するものとみなして、ステップＳ
４０９に進む。

【０１６０】ステップＳ４０９においては、合焦制御部
２４は、合焦位置を決定する。具体的には、最大値Ｃma
xに対するレンズ位置を合焦位置とみなすことができ
る。なお、これに限定されず、たとえば、最大値Ｃmax
付記の所定数（たとえば３つ）のコントラスト値を用い
て、近似曲線の頂上の高さを算出するようにしても良
い。

【０１６１】そして、合焦制御部２４は、撮影レンズを
この合焦位置に移動する。たとえば、図１５のようなコ
ントラストの変化曲線ＣＬの場合には、撮影レンズを位
置ＰＳ１に移動する。

【０１６２】一方、コントラスト値がなだらかな変化を
していないと判定される場合には、この最大値Ｃmaxに
対応するレンズ位置を合焦位置として判定しないものと
する。言い換えれば、所定の位置ＰＳ３よりも遠い側に
有効なピークが存在しないものと判断する。この場合に
は、ステップＳ４１０に進み、今度は所定の位置ＰＳ３
よりも近い側に有効なピークが存在するか否かを判定す
る。

【０１６３】そのため、ステップＳ４１０においては、
位置ＰＳ３よりも近い側の領域内での最大値を検出す
る。その後、ステップＳ４１１に進むと、ステップＳ４
０８における動作と同様の判定動作を行う。

【０１６４】ステップＳ４１１においてコントラスト値
がなだらかな変化をしているものと判定される場合、す
なわちピークが存在するものと判定される場合には、ス
テップＳ４１３に進み、そうでないと判定される場合に
はステップＳ４１２に進む。

【０１６５】ステップＳ４１２の処理が行われるのは、
被写体自体がローコントラストであり、コントラスト値
のピークを検知することができない場合である。そのた
め、ステップＳ４１２においては、特定のレンズ位置へ
フォーカシングレンズ１２を駆動する。なお、特定のレ
ンズ位置としては、例えばオートフォーカス制御を開始
する前のレンズ位置や、無限遠方に被写体が存在するも
のと仮定して最も遠側のレンズ位置等とすることが考え
られる。

【０１６６】一方、ステップＳ４１３においては、ステ
ップＳ４０９と同様の合焦位置の決定動作が行われる。
この結果、図１９に示すように、近側に主被写体の真の
ピークＰＫ６が存在する場合において、その真のピーク
ＰＫ６に対応する位置ＰＳ６を合焦位置として正確に判
定することができる。なお、図１９においては、点光源
による疑似ピークが存在しない場合が示されている。

【０１６７】以上のようにこの第２実施形態によれば、
輝度検出部２５により検出された被写体輝度に応じて、
オートフォーカス動作が変更されるので、適宜のオート
フォーカス制御を行うことが可能である。より具体的に
は、輝度検出部２５により検出された被写体輝度が所定
の閾値ＴＨ４以下のときに、オートフォーカス動作が方
式ＭＢに変更される。したがって、夜景などの暗い画像
を撮影するときには、より正確なオートフォーカス動作
を用いて、合焦位置をより正確に求めることができる。

【０１６８】さらに、この第２実施形態によれば、方式
ＭＢのオートフォーカス動作を用いる条件として、被写
体輝度が所定の閾値ＴＨ４以下であることだけでなく、
点光源が画像内に含まれていること、および／または、
フラッシュがオフ状態であることが加えられている。し
たがって、方式ＭＢが採用されるための条件はより厳し
いものとなっている。このように、方式ＭＢが採用され
る場面を厳選することによって、言い換えれば、オート
フォーカス動作として比較的高速な方式ＭＡが採用され
やすくすることによって、高精度ではあるが比較的所要
時間が長い方式ＭＢを、不必要に採用しないようにする
ことが可能である。すなわち、輝度値などの条件に応じ
て、両方式ＭＡ，ＭＢをその得失に応じて適宜に選択す
ることが可能である。

【０１６９】なお、この第２実施形態では、方式ＭＢに
おいて全域にわたってコントラスト値を求めているが、
これに限定されない。たとえば、ステップＳ４０６にお
いて、位置ＰＳ３よりも遠い側の領域内の各レンズ位置
に対応するコントラストを求めておき、ステップＳ４０
８で有効なピークが存在すると判定されなかったときに
のみ、位置ＰＳ３よりも近い側の領域内の各レンズ位置
に対応するコントラストを求める動作を行うようにして
もよい。これによれば、位置ＰＳ３よりも遠い側の領域
内に有効なピークが存在するときには、位置ＰＳ３より
も近い側の領域内の各レンズ位置に対応するコントラス
トを求めるための駆動時間が不要になるので、オートフ
ォーカス動作時間を短縮することができる。

【０１７０】＜Ｃ．その他＞以上、この発明の実施の形
態について説明したが、この発明は上記説明した内容の
ものに限定されるものではない。

【０１７１】例えば、上述したオートフォーカス制御部
２０はオートフォーカス制御を行うためのオートフォー
カス装置としても機能し、カメラ等の撮影装置に適用さ
れれば、疑似ピークを合焦位置として誤認識することの
ない適切なオートフォーカス制御を行うことが可能にな
る。そのため、上述したオートフォーカス制御部２０は
デジタルカメラ１以外の装置に対しても適用することが
可能である。

【０１７２】また、上記説明においては、シャッタボタ
ンが半押し状態とされたタイミングでオートフォーカス
制御を行う場合を例示したが、オートフォーカス制御を
行うタイミングはそれに限定されるものではない。

【０１７３】なお、上述した具体的実施形態には以下の
構成を有する発明が含まれている。

【０１７４】（１）請求項２に記載のオートフォーカス
装置において、前記エッジ情報は、少なくともエッジ数
を含み、前記制御手段は、前記エッジ数が所定値以上を
示す場合を合焦位置近傍判定条件とし、前記合焦位置近
傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値が
ピークを示すレンズ位置に前記撮影レンズを駆動するこ
とを特徴とするオートフォーカス装置。

【０１７５】（２）前記（１）に記載のオートフォーカ
ス装置において、前記エッジ情報は、エッジ幅重心値を
も含み、前記制御手段は、前記エッジ数が所定値以上を
示し、かつ前記エッジ幅重心値が所定範囲内の値を示す
場合を前記合焦位置近傍判定条件とし、前記合焦位置近
傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値が
ピークを示す前記レンズ位置に前記撮影レンズを駆動す
ることを特徴とするオートフォーカス装置。

【０１７６】（３）前記（１）または（２）に記載のオ
ートフォーカス装置において、前記制御手段は、前記合
焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラ
スト値が大きくなる方向に、前記撮影レンズを駆動する
ことを特徴とするオートフォーカス装置。

【０１７７】（４）前記（１）ないし（３）のいずれか
に記載のオートフォーカス装置において、前記制御手段
は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされない場合に
は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合よりも
前記撮影レンズを高速に駆動することを特徴とするオー
トフォーカス装置。

【０１７８】（５）請求項３または請求項４に記載のオ
ートフォーカス装置において、前記制御手段は、所定位
置よりも遠い側のレンズ位置領域内にコントラストのピ
ークが存在するときには、そのピークに対応するレンズ
位置を合焦位置として判定するように、前記オートフォ
ーカス動作を変更することを特徴とするオートフォーカ
ス装置。

【０１７９】

【発明の効果】以上のように、請求項１ないし請求項５
に記載の発明によれば、コントラスト値と被写体輝度と
に基づいて、撮影レンズのフォーカス制御が行われるの
で、より正確にオートフォーカス制御を行うことが可能
である。

【０１８０】特に、請求項２に記載の発明によれば、高
輝度側の輝度が所定の閾値以上の値を有する無効エッジ
を、エッジ情報から除外した上で、そのエッジ情報とコ
ントラスト値とに基づいて撮影レンズのフォーカス制御
が行われるので、より正確にオートフォーカス制御を行
うことができる。たとえば、スミアによる誤判定を低減
することができる。

【０１８１】また、請求項３に記載の発明によれば、被
写体輝度に応じてオートフォーカス動作が変更されるの
で、適宜のオートフォーカス制御を行うことが可能であ
る。

【０１８２】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
たとえば夜景の撮影時など、被写体輝度が所定の閾値以
下となるような撮影時において、オートフォーカス動作
を適宜に変更することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタルカメラの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】合焦評価領域の一例を示す図である。

【図３】コントラスト演算部の詳細構成を示すブロック
図である。

【図４】コントラスト値の変化の一例を示す図である。

【図５】エッジ演算部の詳細構成を示すブロック図であ
る。

【図６】エッジ演算部における演算処理の概念を示す図
である。

【図７】レンズ位置とエッジ数との関係を示す図であ
る。

【図８】エッジ幅のヒストグラムを示す図である。

【図９】レンズ位置とエッジ幅重心値との関係を示す図
である。

【図１０】オートフォーカス制御の処理シーケンスを示
すフローチャートである。

【図１１】オートフォーカス制御の処理シーケンスを示
すフローチャートである。

【図１２】オートフォーカス制御の処理シーケンスを示
すフローチャートである。

【図１３】高速駆動シーケンスの詳細な処理手順を示す
フローチャートである。

【図１４】コントラスト値に基づく合焦評価処理の詳細
な処理手順を示すフローチャートである。

【図１５】コントラストの変化曲線ＣＬの一例を示す図
である。

【図１６】第２実施形態に係る動作を示すフローチャー
トである。

【図１７】一部の処理（ステップＳＢ）の流れを示すフ
ローチャートである。

【図１８】或るピークが有効なものか否かの判定につい
て説明する図である。

【図１９】コントラストの変化曲線ＣＬの別の例を示す
図である。

【図２０】スミアについて説明する図である。

【図２１】夜景撮影時の点光源を示す図である。

【図２２】夜景撮影時の点光源を示す図である。

【符号の説明】

１デジタルカメラ１０撮影機能部１１撮影レンズ１２フォーカシングレンズ２０オートフォーカス制御部ＣＬコントラスト変化曲線Ｄ被写体距離ＥＮエッジ数ＥＷエッジ幅重心値ＦＲ１フォーカスエリア（合焦評価領域）Ｇ１画像ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤ，ＰＥ，ＰＦ，ＰＳ０〜ＰＳ６
レンズ位置ＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ６ピークＲ１，Ｒ２レンズ位置領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素で構成される画像信号を入力
して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオートフォー
カス装置であって、前記画像信号から画像のコントラスト値を検出するコン
トラスト検出手段と、前記画像の被写体輝度を検出する輝度検出手段と、前記コントラスト値と前記被写体輝度とに基づいて、前
記撮影レンズのフォーカス制御を行う制御手段と、を備
えることを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】請求項１に記載のオートフォーカス装置
において、前記画像のエッジ数およびエッジ幅重心値の少なくとも
一方を含むエッジ情報を前記画像信号から検出するエッ
ジ情報検出手段、をさらに備え、前記輝度検出手段は、前記画像内のエッジの高輝度側の
輝度を検出し、前記エッジ情報検出手段は、前記高輝度側の輝度が所定
の閾値以上の値を有するエッジを、無効エッジとして前
記エッジ情報から除外し、前記制御手段は、前記無効エッジが除外された前記エッ
ジ情報にも基づいて、前記撮影レンズのフォーカス制御
を行うことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項３】請求項１に記載のオートフォーカス装置
において、前記制御手段は、前記輝度検出手段により検出された前
記被写体輝度に応じて、前記オートフォーカス動作を変
更することを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項４】請求項３に記載のオートフォーカス装置
において、前記オートフォーカス動作は、前記輝度検出手段により
検出された前記被写体輝度が所定の閾値以下であること
を条件として、変更されることを特徴とするオートフォ
ーカス装置。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載のオートフォーカス装置を備える撮像装置。