JP2004101766A - 焦点検出方法、焦点検出装置、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高い精度でＡＦ評価信号の信頼性を判定すると共に、低コントラスト被写体に対する合焦率を向上すること。
【解決手段】撮像素子から得られる光学画像に対応する画像信号に基づいて自動的に焦点検出を行う焦点検出方法であって、被写体の光学像の光軸方向の結像位置を変えながら、各結像位置で前記撮像素子から得られる画像信号を取得する画像信号取得工程と、各結像位置で得られた画像信号に基づいて、各結像位置毎に合焦状態を示す合焦評価値を取得する合焦評価値取得工程（Ｓ１０１）と、前記合焦評価値の信頼性を、前記各結像位置と、前記合焦評価値とに基づいて判定する判定工程（Ｓ１０７〜Ｓ１０９）と、前記判定工程で信頼性があると判定した場合に、前記合焦評価値に基づいて焦点位置を算出する焦点位置検出工程（Ｓ１１０）とを有する。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動焦点調整装置、詳しくは撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して、焦点調整を行う自動焦点調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像信号から所定の高周波成分を検出し、その出力信号を最大とするようにすることで合焦動作を行う自動焦点調整装置において、その高周波成分を検出した出力信号の信頼性を評価する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１２５４９３号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４７０６５号公報
【０００４】
特開平６−１２５４９３号公報では、撮影しようとする被写体が合焦不能な程低コントラストの被写体である場合に、フォーカスレンズを動かすことなく自動的に瞬時に判断し、フォーカスレンズの無駄な動きを抑制し、更に、撮影者に被写体が低コントラストであることを報知して、他の合焦しやすい被写体での撮影を促すことを可能にした自動焦点調整装置を開示している。
【０００５】
この自動焦点調節装置では、まず、１フィールドの所定範囲の輝度信号の最大値と最小値の差（すなわち、輝度の幅）を所定のしきい値と比較する。そして、所定のしきい値よりも差が小さい場合には、更に最大値及び最小値を中間輝度レベルとそれぞれ比較し、共に大または小であった場合に自動焦点調節が不可能であると判断する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述従来例では、輝度信号の最大値と最小値の差（輝度の幅）により、その高周波成分を検出した出力信号（以下ＡＦ評価信号）の信頼性を判定している。
【０００７】
ＡＦ評価信号は遠近競合の特殊な場合を除けば、横軸に距離、縦軸にＡＦ評価値をとるとその形は山状になる。従って被写体のコントラストが低く、最大値と最小値の差が小さくとも山状の信号が出力されていれば、ＡＦ評価信号の信頼性は高く、良好な合焦動作が期待できる。しかし輝度信号の最大値と最小値で信頼性を判定している従来例においては、信号の形状から判断しないため、例えば、低輝度の場合であってノイズなどの影響を受けた場合には、ＡＦ評価信号の信頼性をきちんと評価できない。
【０００８】
具体的には、低輝度でのノイズによる影響を考慮すると、最大値と最小値の差のしきい値はある程度大きい値にする必要があるが、その場合、たとえ山状の信号が出力されていても、コントラストの低い被写体のＡＦ評価信号をＮＧと判定してしまうことがある。
【０００９】
またＡＦ評価信号自体の信頼性を他の信号（輝度信号）で判断してるため判断を誤る可能性が高いという問題点もある。
【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、より高い精度でＡＦ評価信号の信頼性を判定すると共に、低コントラスト被写体に対する合焦率を向上することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、撮像素子から得られる光学画像に対応する画像信号に基づいて自動的に焦点検出を行う本発明の焦点検出方法は、被写体の光学像の光軸方向の結像位置を変えながら、各結像位置で前記撮像素子から得られる画像信号を取得する画像信号取得工程と、各結像位置で得られた画像信号に基づいて、各結像位置毎に合焦状態を示す合焦評価値を取得する合焦評価値取得工程と、前記合焦評価値の信頼性を、前記各結像位置と、前記合焦評価値とに基づいて判定する判定工程と、前記判定工程で信頼性があると判定した場合に、前記合焦評価値に基づいて焦点位置を検出する焦点位置検出工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、撮像素子から得られる光学画像に対応する画像信号に基づいて自動的に焦点検出を行う本発明の焦点検出装置は、被写体の光学像の光軸方向の結像位置を変えながら、各結像位置で前記撮像素子から得られる画像信号を入力する入力手段と、各結像位置で得られた画像信号に基づいて、各結像位置毎に合焦状態を示す合焦評価値を取得する合焦評価値取得手段と、前記合焦評価値の信頼性を、前記各結像位置と、前記合焦評価値とに基づいて判定する判定手段と、前記判定手段で信頼性があると判定した場合に、前記合焦評価値に基づいて焦点位置を検出する焦点位置検出手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラを含むが、これに限るものではなく、入射する光学像をエリアセンサなどの２次元配列された固体撮像素子を用いて光電変換により電気的な画像として取得するものであれば、本発明を適用することが可能である。
【００１５】
図１において、１は撮像装置、２はズームレンズ群、３はフォーカスレンズ群、４はズームレンズ群２フォーカスレンズ群３等からなる撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である絞り、３１はズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４等からなる撮影レンズ鏡筒、５は撮影光学系を透過した被写体像が結像し、これを光電変換するＣＣＤ等の固体撮像素子（以下ＣＣＤ）、６はＣＣＤ５によって光電変換された電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定の画像信号を生成する撮像回路、７は撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変化するＡ／Ｄ変換回路、８はＡ／Ｄ変換回路７から出力されるデジタル画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のメモリ（ＶＲＡＭ）、９はＶＲＡＭ８に記憶された画像信号を読み出してこれをアナログ信号に変換するとともに再生出力に適する形態の画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路、１０は画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下ＬＣＤ）、１２は半導体メモリ等からなる画像データを記憶する記憶用メモリ、１１はＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に対する記憶に適した形態にするために画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路及び記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示等をするのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路とからなる圧縮伸長回路である。
【００１６】
また、１３はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動露出（ＡＥ）処理を行うＡＥ処理回路、１４はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動焦点調節（ＡＦ）処理を行うスキャンＡＦ処理回路、１５は撮像装置の制御を行う演算用のメモリを内蔵したＣＰＵ、１６は所定のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ（以下ＴＧ）、１７はＣＣＤドライバ、２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータ、１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第１モータ駆動回路、２２はフォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動モータ、１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第２モーター駆動回路、２３はズームスレンズ群２を駆動するズーム駆動モータ、２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する第３モータ駆動回路である。
【００１７】
更に、２４は各種のスイッチ群からなる操作スイッチ、２５は各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭ、２６は電池、２８はストロボ発光部、２７はストロボ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路、２９はＡＦ動作のＯＫ・ＮＧを表示するためのＬＥＤなどの表示素子である。
【００１８】
なお、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリは、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック形状から成り、装置に対して着脱自在に形成されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリの他、ハードディスクやフレキシブルディスク等の磁気記憶媒体等、様々な形態のものが適用される。
【００１９】
また、操作スイッチ２４としては、本撮像装置１を起動させ、電源供給を行うための主電源スイッチや撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチ、再生動作を開始させる再生スイッチ、撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズームを行わせるズームスイッチ、ＡＦ評価値信号のモニターへの表示をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ等を含む。
【００２０】
そしてレリーズスイッチは撮影動作に先立って行われるＡＥ処理、ＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する第１ストローク（以下ＳＷ１）と実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第２ストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。
【００２１】
次に、上記構成を有する第１の実施形態における撮像装置の動作について説明する。
【００２２】
まず、撮像装置１の撮影レンズ鏡筒３１内のレンズ群２及び３を透過した被写体光束は、絞り部４によってその光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に結像される。この被写体光学像は、ＣＣＤ５による光電変換処理によって電気的な信号に変換されて撮像回路６に出力される。撮像回路６は、入力した信号に対して各種の信号処理を施し、画像信号を生成する。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７に出力されて、デジタル信号（画像データ）に変換された後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。
【００２３】
ＶＲＡＭ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力され、アナログ信号に変換されて、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。一方ＶＲＡＭ８に格納された画像データは圧縮伸長回路１１にも出力される。この圧縮伸長回路１１における圧縮回路によって圧縮処理が行われた後、記憶に適した形態の画像データに変換され、記憶用メモリ１２に記憶される。
【００２４】
また、例えば操作スイッチ２４のうち不図示の再生スイッチが操作されオン状態になると、再生動作が開始される。すると記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは圧縮伸長回路１１に出力され、伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に出力され一時的に記憶される。更に、この画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。
【００２５】
他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像データは、上述のＶＲＡＭ８とは別にＡＥ処理回路１３及びスキャンＡＦ処理回路１４に対しても出力される。まずＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。
【００２６】
またスキャンＡＦ処理回路１４においては、入力されたデジタル画像信号を受けて一画面分の画像データの高周波成分がハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出され、更に累積加算等の演算処理が行われる。これにより、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号が算出される。このようにスキャンＡＦ処理回路１４は、ＡＦ処理を行う過程において、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の役割を担っている。
【００２７】
一方、ＴＧ１６からは所定のタイミング信号がＣＰＵ１５、撮像回路６、ＣＣＤドライバ１７へ出力されており、ＣＰＵ１５はこのタイミング信号に同期させて各種の制御を行う。また撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、これに同期させて色信号の分離等の各種画像処理を行う。さらにＣＣＤドライバ１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受け、これに同期してＣＣＤ５を駆動する。
【００２８】
またＣＰＵ１５は、第１モータ駆動回路１８、第２モータ駆動回路１９、第３モータ駆動回路２０をそれぞれ制御することにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームスレンズ群２を駆動制御する。すなわちＣＰＵ１５はＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき第１モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を適正になるように調整するＡＥ制御を行う。またＣＰＵ１５はスキャンＡＦ処理回路１４において算出されるＡＦ評価値信号に基づき第２モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。また操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、これを受けてＣＰＵ１５は、第３モータ駆動回路２０を制御してズームモータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動させ、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。
【００２９】
次に本撮像装置１における撮影動作について図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置１の動作モードが撮影（録画）モードにあるときに、撮影処理シーケンスが実行される。
【００３１】
まずステップＳ１においてＣＰＵ１５は、上述したように、撮影レンズ鏡筒３１を透過しＣＣＤ５上に結像した被写体の光学像を、撮像回路６、Ａ／Ｄ変換回路７、ＶＲＡＭ、Ｄ／Ａ変換回路９を介して、ＬＣＤ１０に画像として表示する。
【００３２】
次いでステップＳ２において、レリーズスイッチの状態を確認する。撮影者によってレリーズスイッチが操作され、ＳＷ１（レリーズスイッチの第１ストローク）がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると、次のステップＳ３に進み、通常のＡＥ処理が実行される。続いてステップＳ４においてスキャンＡＦ処理を行う。
【００３３】
ステップＳ４でＣＰＵ１５は合焦位置を検出するためのスキャンＡＦ処理を行う。その概略を図３を用いて説明する。スキャンＡＦはＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めることにより行われる。ＣＰＵ１５は第２モーター駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３を無限遠に相当する位置（図３における「Ａ」）から各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（図３における「Ｂ」）まで駆動する。そして駆動しながらスキャンＡＦ処理回路１４の出力（ＡＦ評価値信号）を取得し、フォーカスレンズ群３の駆動が終了した時点で取得したＡＦ評価値信号から、それが最大になる位置（図３における「Ｃ」）を求め、その位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。
【００３４】
このＡＦ処理回路１４の出力の取得はスキャンＡＦの高速化のために、全てのフォーカスレンズ群３の停止位置については行わず、所定ステップ毎に行う。この場合、例えば、図３に示すａ１、ａ２、ａ３点においてＡＦ評価値信号を取得する。このような場合はＡＦ評価値信号が最大値となった点とその前後の点から合焦位置Ｃを計算にて求める。なお、上記所定ステップ毎にＡＦ評価値信号を取得するフォーカスレンズ位置のことを、以降、「スキャンポイント」と呼び、本第１の実施形態においては無限遠のスキャンポイントを０とし、至近距離のスキャンポイントをＮとする。
【００３５】
本第１の実施形態では、このように補間計算を行いＡＦ評価値信号が最大値となる点（図３のＣ）を求める前に、ＡＦ評価値信号の信頼性を評価する。その信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求め、ステップＳ５においてＡＦ処理が問題なく終了したことを示す表示を行う。これは例えば、表示素子２９を点灯すると共に、ＬＣＤ１０上に緑の枠を表示するなどの処理を行う。
【００３６】
またステップＳ４においてＡＦ評価値信号の信頼性を評価した結果、その信頼性が低い場合には、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める処理は行わず、ステップＳ５に進み、ＡＦ処理が適切にできないことを示す表示を行う。これは例えば、表示素子２９を点滅すると共に、ＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。
【００３７】
次に、ＣＰＵ１５はステップＳ６において、ＳＷ２（レリーズスイッチの第２ストローク）の確認を行い、ＳＷ２がオンになっていたならば、ステップＳ７に進み、実際の露光処理を実行する。そして、ステップＳ８において露光して得た画像を上述したようにＣＣＤ５、撮像回路６、Ａ／Ｄ変換回路７、ＶＲＡＭ８、圧縮伸長回路１１を介して記憶用メモリ１２に記憶する。
【００３８】
次にステップＳ４のスキャンＡＦ処理におけるＡＦ評価値信号の信頼性判定方法の詳細について述べる。
【００３９】
ＡＦ評価値信号は遠近競合の特殊な場合を除けば、横軸に距離、縦軸にＡＦ評価値をとるとその形は図４に示すような山状になる。そこで本第１の実施形態においてはＡＦ評価値信号が山状になっているか否かを、ＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の勾配から判断することにより、ＡＦ評価値信号の信頼性を判断する。
【００４０】
本第１の実施形態においては図４に示すように、山の頂上（Ｐ_１点）から傾斜していると認められる点Ｐ_２点、Ｐ_３点を求め、Ｐ_２点とＰ_３点の幅を山の幅Ｌ、Ｐ_１点とＰ_２点のＡＦ評価値の差ＳＬ１と、Ｐ_１点とＰ_３点のＡＦ評価値の差ＳＬ２の和ＳＬ１＋ＳＬ２を山の高低差ＳＬとしている。
【００４１】
以下、図４を参照しながら、図５〜図７のフローチャートに沿って、ＡＦ評価値信号の信頼性を判断する具体的な動作について説明する。
【００４２】
まずステップＳ１０１において、スキャンＡＦ回路１４から出力されるＡＦ評価値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎ、及び最大値を与えるスキャンポイントｉｏを求める。その後ステップＳ１０２において、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬをともに０に初期化する。
【００４３】
ついで最大値を与えるスキャンポイントｉｏが無限遠に相当する位置か否か、すなわち、ｉｏ＝０か否かを調べ、無限遠に相当する位置であったならば（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、ステップＳ１０４をスキップしてステップＳ１０５に進む。一方、無限遠に相当する位置でないならば（ステップＳ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０４に進み、無限遠に相当するフォーカスレンズ位置方向への単調減少を調べる。
【００４４】
ここでステップＳ１０４における無限遠に相当するフォーカスレンズ位置方向への単調減少を調べる処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
まずステップＳ２０１において、カウンター変数ｉをｉｏに初期化する。そしてｉにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ］とｉより１スキャンポイント（所定ステップ）分無限遠寄りのスキャンポイントｉ−１におけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ−１］を比較する。ｄ［ｉ］がｄ［ｉ−１］より大きければ（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、無限遠方向への単調減少が生じていると判断し、ステップＳ２０３に進み、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ　＝　Ｌ＋１
ＳＬ＝　ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）
【００４６】
また、ステップＳ２０２で、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ−１］でなければ、無限遠方向への単調減少は生じていないと判断し、無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ１０５に進む。
【００４７】
ステップＳ２０３の処理後ステップＳ２０４に進み、ｉ＝ｉ−１として、検出をする点を１スキャンポイント無限遠側に移す。
【００４８】
そして、ステップＳ２０５及びＳ２０６においてＬ、ＳＬが山であるとみなすための山の幅及び山の高低差に関するしきい値Ｌｏ、ＳＬｏと比較し、両者ともしきい値以上か否かを判定する。両者ともしきい値以上の場合は、後述する図５のステップＳ１０８及びＳ１０９において行われるＡＦ評価値の信頼性を判定する処理における条件をすでに満足しているので、これ以上無限遠方向への単調減少をチェックする処理は行わず、ステップＳ１０５に進む。
【００４９】
ステップＳ２０５またはＳ２０６でＮＯの場合はステップＳ２０７に進み、カウンターｉが無限遠相当の値（＝０）になったかどうかをチェックする。カウンターｉの値が０でなければステップＳ２０２に戻って上記処理を繰り返し、０であれば、すなわちスキャンポイントが無限遠相当の位置に達したならば、無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ１０５に進む。
【００５０】
このようにｉ＝ｉｏから無限遠方向への単調減少をチェックする。
【００５１】
ステップＳ１０４で無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了したならば、次に、最大値ｍａｘを与えるスキャンポイントｉｏがスキャンＡＦを行う至近端（Ｎ）に相当する位置か否かを調べ、至近端に相当する位置であったならば（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６をスキップしてステップＳ１０７に進む。一方、至近端に相当する位置でないならば（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０６に進み、至近端に相当するフォーカスレンズ位置方向への単調減少を調べる。
【００５２】
ここでステップＳ１０６における至近端に相当するフォーカスレンズ位置方向への単調減少を調べる処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
まずステップＳ３０１において、カウンター変数ｉをｉｏに初期化する。そしてｉにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ］とｉより１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイントｉ＋１におけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ＋１］を比較する。ｄ［ｉ］がｄ［ｉ＋１］より大きければ（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、至近端方向への単調減少が生じていると判断し、ステップＳ３０３に進み、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ　＝　Ｌ＋１
ＳＬ＝　ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］）
【００５４】
また、ステップＳ３０２で、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ＋１］でなければ、至近端方向への単調減少は生じていないと判断し、至近端方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ１０７に進む。
【００５５】
ステップＳ３０３の処理後ステップＳ３０４に進み、ｉ＝ｉ＋１として、検出をする点を１スキャンポイント至近端側に移す。
【００５６】
そして、ステップＳ３０５及びＳ３０６においてＬ、ＳＬが山であるとみなすための山の幅及び山の高低差に関するしきい値Ｌｏ、ＳＬｏと比較し、両者ともしきい値以上か否かを判定する。両者ともしきい値以上の場合は、後述する図５のステップＳ１０８及びＳ１０９において行われるＡＦ評価値の信頼性を判定する処理における条件をすでに満足しているので、これ以上至近端方向の単調減少をチェックする処理は行わず、ステップＳ１０７に進む。
【００５７】
ステップＳ３０５またはＳ３０６でＮＯの場合はステップＳ３０７に進み、カウンターｉが至近端相当の値（＝Ｎ）になったかどうかをチェックする。カウンターの値がＮでなければステップＳ３０２に戻って上記処理を繰り返し、Ｎであれば、すなわちスキャンポイントが至近端相当の位置に達したならば、至近端方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ１０７に進む。
【００５８】
このようにｉ＝ｉｏから至近端方向への単調減少をチェックする。
【００５９】
無限遠方向、至近端方向への単調減少のチェックがそれぞれ終了したならば、ＡＦ評価値の信頼性を判定するための諸係数をそれぞれのしきい値と比較し、全ての条件を満たしたならばＡＦ評価値の信頼性があると判定する。
【００６０】
まずステップＳ１０７において、ＡＦ評価値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの差をしきい値と比較し、しきい値より小さい場合は信頼性がないと判断し、ステップＳ１１１へ進む。なお、ここでのしきい値は従来よりも小さい値に設定しておき、コントラストが確実に低い場合のみを検出できるようにしておく。ステップＳ１０７でＹＥＳの場合はステップＳ１０８において、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬとしきい値Ｌｏとを比較し、しきい値Ｌｏより小さい場合は信頼性がないと判断し、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１０８でＹＥＳの場合、ステップＳ１０９において、更に、高低差ＳＬとＳＬｏとを比較し、所定値より小さい場合は信頼性がないと判断し、ステップＳ１１１へ進む。
【００６１】
以上の３つの条件をすべて満たした場合はＡＦ評価値の信頼性があると判定してステップＳ１１０へ進み、スキャンＡＦ回路１４により算出されたＡＦ評価値からフォーカスレンズを駆動する位置を求める。これは離散的に算出されたＡＦ評価値の最大となる位置を補間演算等を行うことによって求めることで算出される。
【００６２】
また、ＡＦ評価値の信頼性がないと判断し、ステップＳ１１１へ進んだ場合は、定点と呼ばれるあらかじめ定められた位置へフォーカスレンズを駆動する。
【００６３】
以上説明したように本第１の実施形態においては、フォーカスレンズの各位置に対するＡＦ評価値信号の形状に基づいて、具体的には、形状が山状か否かを、ＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ及び傾斜している部分の高低差から判定することにより、ＡＦ評価値信号の信頼性を判断する。これにより、高い精度でＡＦ評価値信号の信頼性を判定することが可能となり、低コントラスト被写体に対する合焦率も向上することができる。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
次に本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本第２の実施形態の基本的構成や基本的な動作手順は、図１及び図２を参照して第１の実施形態で説明したものと同様であるため説明を省略するが、図２のステップＳ４における動作が第１の実施形態と異なる。以下、本第２の実施形態におけるスキャンＡＦ処理におけるＡＦ評価値の信頼性の判定動作について、図８〜図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００６５】
まず図８のステップＳ７０１において、スキャンＡＦ回路１４から出力されるＡＦ評価値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎ、及びその平均値Ａｖｅを求める。同時に、ＡＦ評価値のスキャンポイントを表すカウンターｉｏの値を無限遠に相当する値０に初期化する。そしてステップＳ７０２においてスキャンポイントｉｏにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉｏ］がステップＳ７０１で求めたＡＦ評価値の平均値以上か否かをチェックする。もし平均値未満であったなら（ステップＳ７０２でＮＯ）その点からはＡＦ評価値の単調減少のチェックは行わずに、ステップＳ７０８に進み、カウンターｉｏが至近端に相当する位置（Ｎ）に達したか否かを調べ、達していなければ、ｉｏ＝ｉｏ＋１に更新し（ステップＳ７０９）、ステップＳ７０２に戻って処理を継続する。
【００６６】
一方、ステップＳ７０２でスキャンポイントｉｏにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉｏ］がステップＳ７０１で求めたＡＦ評価値の平均値Ａｖｅ以上の場合は、ＡＦ評価値の単調減少のチェックを行う処理に進む。まずステップＳ７０３において、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬをともに０に初期化する。ステップＳ７０４でスキャンポイントｉｏが無限遠に相当する位置か否か、すなわちｉｏ＝０か否かを調べ、無限遠に相当する位置の場合は（ステップＳ７０４でＹＥＳ）、ステップＳ７０５をスキップし、ステップＳ７０６へ進む。一方、無限遠に相当する位置でないならば（ステップＳ７０４でＮＯ）、ステップＳ７０５にて無限遠方向へのＡＦ評価値の単調減少を調べる。
【００６７】
ここでステップＳ７０５における無限遠に相当するフォーカスレンズ位置方向への単調減少を調べる処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
まずステップＳ４０１において、カウンターｉの値をｉｏに初期化する。そしてｉにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分無限遠寄りのスキャンポイントｉ−１におけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ−１］の差ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］を求め、その値をＡＦ評価値が確実に減少していると判断するためのしきい値ＳｌｐＴｈｒと比較する。その結果ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］がしきい値ＳｌｐＴｈｒ以上であれば、ステップＳ４０６に進み、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ　＝　Ｌ＋１
ＳＬ＝　ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）
【００６９】
ステップＳ４０２でｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞＝ＳｌｐＴｈｒでなけれステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では比較したｉの値がｉｏか否か、すなわち単調減少のチェックを開始する点であるか否かのチェックを行う。この結果ｉが単調減少のチェックを開始する点である場合はステップＳ４０４に進み、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］が―ＳｌｐＴｈｒより大きいか否かを調べる。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞―ＳｌｐＴｈｒならば、ステップＳ４０５において傾きがＳｌｐＴｈｒに満たなくても単調減少していることを表すフラグＥｑＦｌｇをオンする。そしてステップＳ４０６に進み前述のようにＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬを更新する。
【００７０】
このようにするのは、図３に示すように離散的にＡＦ評価値を取得しているので、図３に示すａ３、ａ２のような点でＡＦ評価値を取得した場合、ａ３点からａ２点への傾斜は緩くｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞ＳｌｐＴｈｒの条件を満たさない可能性があるが、顕かに単調減少の状態になっており、この様な場合も単調減少と判定するためである。
【００７１】
またステップＳ４０３またはＳ４０４で条件を満たさない場合は無限遠方向への単調減少は生じていないと判断し、無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ４１１に進む。
【００７２】
ステップＳ４０７ではｉ＝ｉ−１として、検出をする点を１スキャンポイント無限遠側に移す。更にステップＳ４０８及びＳ４０９において、Ｌ、ＳＬ／Ｌを山であるとみなすための、山の幅及び山の勾配に関するしきい値Ｌｏ、ＳＬｏ／Ｌｏと比較し、両者ともしきい値以上か否かを判定する。両者ともしきい値以上の場合は、後述する図８のステップＳ７１２及びＳ７１３において行われるＡＦ評価値の信頼性を判定する処理における条件をすでに満足しているので、これ以上無限遠方向の単調減少をチェックする処理は行わず、ステップＳ４１１に進む。
【００７３】
ステップＳ４０８またはＳ４０９でＮＯの場合はステップＳ４１０に進み、カウンターｉが無限遠相当の値（＝０）になったかどうかをチェックする。カウンターの値が０、すなわちスキャンポイントが無限遠相当の位置に達したならば、無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ４１１に進む。
【００７４】
ステップＳ４１１では、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬ、ＡＦ評価値の単調減少のチェックを開始する点を表すカウンターｉｏ、ｉｏにおけるＡＦ評価値ｄ［ｉｏ］を記録する。これにより無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ７０６に進む。
【００７５】
このようにｉ＝ｉｏから無限遠方向への単調減少をチェックする。
【００７６】
ステップＳ７０５における無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了したならば、カウンターｉｏがスキャンポイントの内、至近端に相当する位置（Ｎ）を示すか否かを調べ、至近端に相当する位置であったならば（ステップＳ７０６でＹＥＳ）、ステップＳ７０７をスキップし、ステップＳ７１０に進む。至近端に相当する位置でないならば（ステップＳ７０６でＮＯ）、ステップＳ７０７に進み至近端方向へのＡＦ評価値の単調減少を調べる。
【００７７】
ここでステップＳ７０６における至近端に相当するフォーカスレンズ位置方向への単調減少を調べる処理について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００７８】
まずステップＳ５０１において、カウンターｉの値をｉｏに初期化する。そしてｉにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分至近寄りのスキャンポイントｉ＋１におけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ＋１］の差ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］を求め、その値をＡＦ評価値が確実に減少していると判断するためのしきい値ＳｌｐＴｈｒと比較する。その結果ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］がしきい値ＳｌｐＴｈｒ以上であれば、ステップＳ５０６に進み、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ　＝　Ｌ＋１
ＳＬ＝　ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）
【００７９】
ステップＳ５０２でｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞＝ＳｌｐＴｈｒでなけれステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３では比較したｉの値がｉｏか否か、すなわち単調減少のチェックを開始する点であるか否かのチェックを行う。この結果ｉが単調減少のチェックを開始する点である場合はステップＳ５０４に進み、フラグＥｑＦｌｇの状態をチェックする。このフラグがオンしていたならば、図３に示すａ２、ａ３のような点でＡＦ評価値を取得した場合のように、傾斜は緩くても顕かに単調減少の状態になっている場合のチェックは終了しているので、傾斜が緩い単調減少ではない状態が生じたと判断し、至近方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ５１１に進む。
【００８０】
一方、フラグがオフの場合はステップＳ５０５に進み、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］が―ＳｌｐＴｈｒより大きいか否かを調べる。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞―ＳｌｐＴｈｒならば、ステップＳ５０６に進み前述のようにＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを更新する。このようにするのは、図３に示すように離散的にＡＦ評価値を取得しているので、図３に示すａ２、ａ３のような点でＡＦ評価値を取得した場合、ａ２点からａ３点への傾斜は緩くｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞ＳｌｐＴｈｒの条件を満たさない可能性があるが、顕かに単調減少の状態になっており、この様な場合も単調減少と判定するためである。
【００８１】
またステップＳ５０３またはＳ５０５で条件を満たさない場合は至近方向への単調減少は生じていないと判断し、至近方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ５１１に進む。
【００８２】
ステップＳ５０７ではｉ＝ｉ＋１として、検出をする点を１スキャンポイント至近側に移す。更にステップＳ５０８及びＳ５０９において、Ｌ、ＳＬ／Ｌが山であるとみなすための、山の幅及び山の勾配に関するしきい値Ｌｏ、ＳＬｏ／Ｌｏと比較し、両者ともしきい値以上か否かを判定する。両者ともしきい値以上の場合は、後述する図８のステップＳ７１２及びＳ７１３において行われるＡＦ評価値の信頼性を判定する処理における条件をすでに満足しているので、これ以上至近方向の単調減少をチェックする処理は行わず、ステップＳ５１１に進む。
【００８３】
ステップＳ５０８またはＳ５０９でＮＯの場合はステップＳ５１０に進み、カウンターｉが至近相当の値（＝Ｎ）になったかどうかをチェックする。カウンターの値がＮでなければステップＳ５０２に戻って上記処理を繰り返し、Ｎであれば、すなわちスキャンポイントが至近相当の位置に達したならば、至近方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ５１１に進む。
【００８４】
ステップＳ５１１では、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬ、ＡＦ評価値の単調減少のチェックを開始する点を表すカウンターｉｏ、ｉｏにおけるＡＦ評価値ｄ［ｉｏ］を記録する。これにより至近方向の単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ７０８に進む。
【００８５】
このようにｉ＝ｉｏから至近方向への単調減少をチェックする。
【００８６】
ステップＳ７０７における至近方向への単調減少をチェックする処理を終了したならば、カウンターｉｏがスキャンポイントの内、至近端に相当する位置（Ｎ）か否かを調べ、至近端に相当する位置でないならば（ステップＳ７０８でＮＯ）、ステップＳ７０９に進みｉｏ＝ｉｏ＋１に更新し、単調減少をチェックする開始点を１スキャンポイント分至近端へ移し、処理を継続する。
【００８７】
カウンターｉｏが至近端に相当する位置（Ｎ）に到達したならば、無限遠、至近端方向への単調減少のチェックを終了する。
【００８８】
無限遠方向、至近端方向への単調減少のチェックが終了したならば、ステップＳ７１０においてＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌが最大となるＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の高低差を表す変数ＳＬ、ＡＦ評価値の単調減少のチェックを開始する点を表すカウンターｉｏ、ｉｏにおけるＡＦ評価値ｄ［ｉｏ］の組み合わせを選択する。もしＬが同じものが複数存在する場合は、ｉｏにおけるＡＦ評価値ｄ［ｉｏ］の大きい組み合わせを、ｄ［ｉｏ］が等しいものが複数存在する場合はｉｏがより至近側の組み合わせを選択する。
【００８９】
ついで選択されたＡＦ評価値の信頼性を判定するための諸係数をそれぞれのしきい値と比較し、全ての条件を満たしたならばＡＦ評価値の信頼性があると判定するステップに移る。
【００９０】
まずステップＳ７１１において、ＡＦ評価値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの差をしきい値と比較し、しきい値より小さい場合は信頼性がないと判断し、ステップＳ７１５へ進む。なお、上記第１の実施形態と同様に、ここでのしきい値は従来よりも小さい値に設定しておき、コントラストが確実に低い場合のみを検出できるようにしておく。ステップＳ７１１でＹＥＳの場合はステップＳ７１２において、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬとしきい値Ｌｏとを比較し、しきい値Ｌｏより小さい場合は信頼性がないと判断し、ステップＳ７１５へ進む。ステップＳ７１２でＹＥＳの場合、ステップＳ７１３において、傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌをしきい値ＳＬｏ／Ｌｏと比較し、所定値より小さい場合は信頼性がないと判断し、ステップＳ７１５へ進む。
【００９１】
以上の３つの条件をすべて満たした場合はＡＦ評価値の信頼性があると判定してステップＳ７１４へ進み、スキャンＡＦ回路１４により算出されたＡＦ評価値からフォーカスレンズを駆動する位置を求める。これは離散的に算出されたＡＦ評価値の最大となる位置を補間演算等を行うことによって求めることで算出される。
【００９２】
また、ＡＦ評価値の信頼性がないと判断し、ステップＳ７１５へ進んだ場合は、定点と呼ばれるあらかじめ定められた位置へフォーカスレンズを駆動する。
【００９３】
以上説明したように本第２の実施形態においては　、フォーカスレンズの各位置に対するＡＦ評価値信号の形状に基づいて、具体的には、形状が山状か否かを、ＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の傾斜の平均値から判定することにより、ＡＦ評価値信号の信頼性を判断する。これにより、高い精度でＡＦ評価値信号の信頼性を判定することが可能となり、低コントラスト被写体に対する合焦率も向上することができる。
【００９４】
特に、信号の強度が小さいときノイズにより頂点付近の山の形状が崩れ、本当の頂点がノイズにより隣より低くなったとき、平均値以上の点から単調減少を調べることで、頂点の位置からの単調減少のチェックを行うことが可能になる。また、離散的に取得したＡＦ評価値が等しい場合、さらにノイズで大小が逆転した場合でも単調減少とみなすことができる。このように、信頼性の有無の判定の境界付近の場合に、効果がある。
【００９５】
なお、上記第１及び第２の実施形態において説明した図５及び図８に示す動作手順は、適宜変更することが可能である。
【００９６】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、カメラヘッド）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）に適用してもよい。
【００９７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。
【００９８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９９】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図２及び、図５乃至図７または図８乃至図１０に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＡＦ評価値信号の信頼性をその形状から判断することにより、すなわち形状が山状か否かをＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の傾斜の平均値から形状を判定することによりＡＦ評価値信号の信頼性を判断することにより、高い精度でＡＦ評価値信号の信頼性を判定することが可能となる。更に、低コントラスト被写体に対する合焦率も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における撮像装置の撮影動作手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における、フォーカスレンズ位置に対するＡＦ評価値信号の関係の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるＡＦ評価値信号の信頼性判定の概念を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるＡＦ手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態における無限遠方向の単調減少の確認に関する動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態における至近端方向の単調減少の確認に関する動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるＡＦ手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態における無限遠方向の単調減少の確認に関する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における至近端方向の単調減少の確認に関する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１　撮像装置
２　ズームレンズ群
３　フォーカスレンズ群
４　絞り
３１　撮影レンズ鏡筒
５　固体撮像素子
６　撮像回路
７　Ａ／Ｄ変換回路
８　ＶＲＡＭ
９　Ｄ／Ａ変換回路
１０　画像表示装置
１１　圧縮伸長回路
１２　記憶用メモリ
１３　ＡＥ処理回路
１４　スキャンＡＦ処理回路
１５　ＣＰＵ
１６　タイミングジェネレータ
１７　ＣＣＤドライバ
１８　第１モータ駆動回路
１９　第２モーター駆動回路
２０　第３モータ駆動回路
２１　絞り駆動モータ
２２　フォーカス駆動モータ
２３　ズーム駆動モータ
２４　操作スイッチ
２５　ＥＥＰＲＯＭ
２６　電池
２７　スイッチング回路
２８　ストロボ発光部
２９　表示素子

Claims (19)

1. 撮像素子から得られる光学画像に対応する画像信号に基づいて自動的に焦点検出を行う焦点検出方法であって、
   被写体の光学像の光軸方向の結像位置を変えながら、各結像位置で前記撮像素子から得られる画像信号を取得する画像信号取得工程と、
   各結像位置で得られた画像信号に基づいて、各結像位置毎に合焦状態を示す合焦評価値を取得する合焦評価値取得工程と、
   前記合焦評価値の信頼性を、前記各結像位置と、前記合焦評価値とに基づいて判定する判定工程と、
   前記判定工程で信頼性があると判定した場合に、前記合焦評価値に基づいて焦点位置を検出する焦点位置検出工程と
   を有することを特徴とする焦点検出方法。
2. 前記焦点位置検出工程では、前記判定工程で信頼性がないと判断した場合に、焦点位置を固定位置とすることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出方法。
3. 前記判定工程は、
   前記合焦評価値の最大値及び最小値を取得する特徴値検出工程と、
   前記最大値に対応する結像位置から、無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置までの距離を求め、その合計を取得する距離取得工程と、
   前記最大値に対応する結像位置における合焦評価値と、当該結像位置から無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置における合焦評価値との差を求め、その合計を取得する信号差取得工程と、
   前記合焦評価値の信頼性を、前記距離の合計と、前記差の合計と、前記最大値と最小値との差に基づいて判定する信頼性判定工程と
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出方法。
4. 前記判定工程は、
   前記合焦評価値の最大値、最小値及び平均値を取得する特徴値検出工程と、
   前記平均値より高い合焦点評価値を有する各結像位置毎に、当該各結像位置から、無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置までの距離を求め、その合計を取得する距離取得工程と、
   前記平均値より高い合焦点評価値を有する各結像位置毎に、当該各結像位置における合焦評価値と、当該各結像位置から無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置における合焦評価値との差を求め、その合計を取得する信号差取得工程と、
   前記距離取得工程において取得した距離の合計の内、最大となる結像位置を選択する選択工程と、
   前記合焦評価値の信頼性を、前記選択した結像位置に対応する、前記距離の合計及び前記差の合計と、前記最大値と最小値との差に基づいて判定する信頼性判定工程と
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出方法。
5. 前記信頼性判定工程では、前記距離の合計、前記差の合計、及び前記最大値と最小値との差がそれぞれ対応する予め設定したしきい値以上の場合に、前記合焦評価値に信頼性があると判断することを特徴とする請求項３または４に記載の焦点検出方法。
6. 前記信頼性判定工程では、前記距離の合計、前記差の合計を前記距離の合計で除して得られる傾き平均、及び前記最大値と最小値との差がそれぞれ対応する予め設定したしきい値以上の場合に、前記合焦評価値に信頼性があると判断することを特徴とする請求項３または４に記載の焦点検出方法。
7. 前記距離取得工程では、隣接する結像位置の合焦評価値を順に比較することにより合焦評価値が減少し続けているかどうかを判断し、前記距離の合計が前記予め設定したしきい値以上になった場合に、前記距離取得工程を中断する中断工程を有し、
   前記中断工程で中断された場合に、前記距離取得工程は中断された時点での距離の合計を、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置までの距離の合計とすることを特徴とする請求項５乃至６のいずれかに記載の焦点検出方法。
8. 前記信号差取得工程は、隣接する結像位置の合焦評価値を順に比較することにより合焦評価値が減少し続けているかどうかを判断し、前記差の合計が前記予め設定したしきい値以上になった場合に、前記信号差取得工程を中断する中断工程を有し、
   前記中断工程で中断された場合に、前記信号差取得工程は中断された時点での差の合計を、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置における前記合焦評価値との差の合計とすることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の焦点検出方法。
9. 撮像素子から得られる光学画像に対応する画像信号に基づいて自動的に焦点検出を行う焦点検出装置であって、
   被写体の光学像の光軸方向の結像位置を変えながら、各結像位置で前記撮像素子から得られる画像信号を入力する入力手段と、
   各結像位置で得られた画像信号に基づいて、各結像位置毎に合焦状態を示す合焦評価値を取得する合焦評価値取得手段と、
   前記合焦評価値の信頼性を、前記各結像位置と、前記合焦評価値とに基づいて判定する判定手段と、
   前記判定手段で信頼性があると判定した場合に、前記合焦評価値に基づいて焦点位置を検出する焦点位置検出手段と
   を有することを特徴とする焦点検出装置。
10. 前記焦点位置検出手段は、前記判定手段が信頼性がないと判断した場合に、焦点位置を固定位置とすることを特徴とする請求項９に記載の焦点検出装置。
11. 前記判定手段は、
    前記合焦評価値の最大値及び最小値を取得する特徴値検出手段と、
    前記最大値に対応する結像位置から、無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置までの距離を求め、その合計を取得する距離取得手段と、
    前記最大値に対応する結像位置における合焦評価値と、当該結像位置から無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置における合焦評価値との差を求め、その合計を取得する信号差取得手段と、
    前記合焦評価値の信頼性を、前記距離の合計と、前記差の合計と、前記最大値と最小値との差に基づいて判定する信頼性判定手段と
    を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の焦点検出装置。
12. 前記判定手段は、
    前記合焦評価値の最大値、最小値及び平均値を取得する特徴値検出手段と、
    前記平均値より高い合焦点評価値を有する各結像位置毎に、当該各結像位置から、無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置までの距離を求め、その合計を取得する距離取得手段と、
    前記平均値より高い合焦点評価値を有する各結像位置毎に、当該各結像位置における合焦評価値と、当該各結像位置から無限遠方向及び至近方向について、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置における合焦評価値との差を求め、その合計を取得する信号差取得手段と、
    前記距離取得手段により取得した距離の合計の内、最大となる結像位置を選択する選択手段と、
    前記合焦評価値の信頼性を、前記選択した結像位置に対応する、前記距離の合計及び前記差の合計と、前記最大値と最小値との差に基づいて判定する信頼性判定手段と
    を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の焦点検出装置。
13. 前記信頼性判定手段は、前記距離の合計、前記差の合計、及び前記最大値と最小値との差がそれぞれ対応する予め設定したしきい値以上の場合に、前記合焦評価値に信頼性があると判断することを特徴とする請求項１１または１２に記載の焦点検出装置。
14. 前記信頼性判定手段は、前記距離の合計、前記差の合計を前記距離の合計で除して得られる傾き平均、及び前記最大値と最小値との差がそれぞれ対応する予め設定したしきい値以上の場合に、前記合焦評価値に信頼性があると判断することを特徴とする請求項１１または１２に記載の焦点検出装置。
15. 前記距離取得手段は、隣接する結像位置の合焦評価値を順に比較することにより合焦評価値が減少し続けているかどうかを判断し、前記距離の合計が前記予め設定したしきい値以上になった場合に、前記距離取得手段を中断する中断手段を有し、
    前記中断手段により中断された場合に、前記距離取得手段は中断された時点での距離の合計を、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置までの距離の合計とすることを特徴とする請求項１３または１４に記載の焦点検出装置。
16. 前記信号差取得手段は、隣接する結像位置の合焦評価値を順に比較することにより合焦評価値が減少し続けているかどうかを判断し、前記差の合計が前記予め設定したしきい値以上になった場合に、前記信号差取得手段を中断する中断手段を有し、
    前記中断手段により中断された場合に、前記信号差取得手段は中断された時点での差の合計を、前記合焦評価値が減少し続ける最端の結像位置における前記合焦評価値との差の合計とすることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の焦点検出装置。
17. 請求項９乃至１６に記載の焦点検出装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
18. 請求項１乃至８のいずれかに記載の焦点検出方法を実現するためのプログラムコードを有することを特徴とする情報処理装置が実行可能なプログラム。
19. 請求項１８に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報処理装置が読み取り可能な記憶媒体。

Images