JP2004110059A - 光学系制御装置、光学系制御方法および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】　静止画像の取得時にオートフォーカス制御を迅速かつ高精度に行う。
【解決手段】　デジタルカメラのＡＦ制御部にＡＦエリア内のエッジの幅のヒストグラムを生成するヒストグラム生成回路２５１、ヒストグラムからノイズ成分を除去するノイズ除去部２６３、ヒストグラムからフォーカスの程度を示す評価値を求めるヒストグラム評価部２６４、および、ＡＦエリアのコントラストを求めるコントラスト算出回路２５２を設ける。さらに、フォーカスレンズの駆動量を決定する駆動量決定部２６５、および、フォーカスレンズの駆動方向を決定する駆動方向決定部２６６を設ける。駆動方向決定部２６６はコントラストを用いてフォーカスレンズの駆動方向を決定し、駆動量決定部２６５はヒストグラムの評価値およびコントラストを用いて駆動量を変更しながら、フォーカスレンズを合焦位置に迅速かつ高精度に位置させる。
【選択図】　　　　図９

Description

　本発明は、画像を取得する際のオートフォーカス技術に関するものでり、例えば、デジタルデータとして画像を取得するデジタルカメラに利用することができる。

　従来より、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のようにＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像素子を用いて画像を取得する撮像装置においては、いわゆるコントラスト方式と呼ばれる技術（または山登り方式とも呼ばれる。）がオートフォーカスを行うために適用されている。コントラスト方式は、フォーカスレンズを駆動させつつ各駆動段階で得られる画像のコントラストを評価値として取得し、最も評価値の高いレンズ位置をもって合焦位置とする方式である。

　一方、特開平５−２１９４１８号公報に記載されているように、画像からエッジを抽出し、エッジの幅のヒストグラムからフォーカスレンズの合焦位置を推測するという方式（以下、「エッジ幅方式」という。）も提案されている。光学系が合焦状態にある場合に、ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅は所定の値になるという原理を利用し、エッジ幅方式ではフォーカスレンズの複数の位置に対応するエッジ幅のヒストグラムを求めておき、複数のヒストグラムからフォーカスレンズの合焦位置が予測される。エッジ幅方式はフォーカスレンズの合焦位置を迅速に求めることができるという特徴を有する。

　ところが、近年、撮像素子の高解像度化に伴って画素ピッチが小さくなった結果、デジタルスチルカメラに要求される合焦精度が高くなってきている。したがって、従来のコントラスト方式を用いてフォーカスレンズを微少量ずつ移動させて合焦位置を求めていたのでは、迅速にオートフォーカスを行うことが困難であり、撮影機会を逸してしまうこととなる。

　また、従来のビデオカメラ程度の解像度を念頭においたエッジ幅方式による合焦制御方式では、合焦位置を迅速かつ正確に求めることができないという問題があった。

　本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像から抽出されるエッジを利用することにより、静止画像を取得する際のオートフォーカス制御を迅速かつ適切に行うことを主たる目的としている。

　請求項１に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、画像中のエッジを検出する検出手段と、前記エッジからノイズに由来するノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、ノイズ成分除去後のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する制御手段とを備える。

　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学系制御装置であって、前記ノイズ成分が、エッジ幅が１画素となるエッジである。

　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、ノイズ成分除去後のエッジの幅のヒストグラムに基づいて求められる。

　請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、前記ヒストグラムから求められる統計学的値である。

　請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の光学系制御装置であって、ノイズ成分除去前のヒストグラムからエッジ幅が所定の範囲内の部分を抽出することにより前記ノイズ成分の除去が行われる。

　請求項６に記載の発明は、請求項３ないし５のいずれかに記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、ノイズ成分除去後のヒストグラムの重心に対応するエッジ幅である。

　請求項７に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、画像中のエッジを検出する工程と、前記エッジからノイズに由来するノイズ成分を除去する工程と、ノイズ成分除去後のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを有する。

　請求項８に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、画像中のエッジを検出する工程と、前記エッジからノイズに由来するノイズ成分を除去する工程と、ノイズ成分除去後のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを実行させる。

　請求項９に記載の発明は、デジタルデータとして静止画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、撮影準備の指示を行う指示手段と、前記指示に応じて画像中のエッジを検出し、前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、前記評価値に基づいて前記光学系の駆動方向を決定するとともに前記光学系を駆動する制御手段とを備える。

　請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光学系制御装置であって、前記制御手段が、前記光学系の第１の配置と第２の配置とにおいて前記評価値を求め、前記評価値が示すフォーカスの程度が低い配置から高い配置へと向かう方向を前記駆動方向として決定する。

　請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光学系制御装置であって、前記制御手段が、前記第１の配置における前記評価値に基づいて前記第１の配置と前記第２の配置との間の駆動量を決定する。

　請求項１２に記載の発明は、デジタルデータとして静止画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、撮影準備の指示を行う工程と、前記指示に応じて画像中のエッジを検出する工程と、前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、前記評価値を用いて前記光学系の駆動方向を決定する工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを有する。

　請求項１３に記載の発明は、デジタルデータとして静止画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、撮影準備の指示を行う工程と、前記指示に応じて画像中のエッジを検出する工程と、前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、前記評価値を用いて前記光学系の駆動方向を決定する工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを実行させる。

　請求項１４に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、画像中のエッジを検出する検出手段と、エッジ幅が所定値以上のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する制御手段とを備える。

　請求項１５に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、画像中のエッジを検出する工程と、エッジ幅が所定値以上のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを有する。

　請求項１６に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、画像中のエッジを検出する工程と、エッジ幅が所定値以上のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを実行させる。

　請求項１７に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、画像中のエッジを検出する検出手段と、前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する制御手段とを備え、前記演算手段が、前記エッジの幅のヒストグラムを求め、前記ヒストグラムにおいて度数の高い部分の代表値を前記評価値として求める。

　請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、前記ヒストグラムの度数の高い部分の重心に対応するエッジ幅である。

　請求項１９に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、画像中のエッジを検出する工程と、前記エッジの幅のヒストグラムを求める工程と、前記ヒストグラムにおいて度数の高い部分の代表値をフォーカスの程度を示す評価値として求める工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを有する。

　請求項２０に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、画像中のエッジを検出する工程と、前記エッジの幅のヒストグラムを求める工程と、前記ヒストグラムにおいて度数の高い部分の代表値をフォーカスの程度を示す評価値として求める工程と、前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程とを実行させる。

　請求項２１に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、画像中のエッジを検出する検出手段と、前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、前記評価値に基づいて前記光学系の駆動量を求める制御手段とを備え、前記駆動量が前記光学系の特性に応じて変更される。

　請求項２２に記載の発明は、請求項２１に記載の光学系制御装置であって、前記光学系の特性に焦点距離が含まれる。

　請求項２３に記載の発明は、請求項２１または２２に記載の光学系制御装置であって、前記光学系の特性に絞り値が含まれる。

　請求項２４に記載の発明は、請求項２１ないし２３のいずれかに記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、前記エッジの幅のヒストグラムに基づいて求められる。

　請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、前記ヒストグラムから求められる統計学的値である。

　請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の光学系制御装置であって、前記評価値が、前記ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅である。

　請求項１ないし８の発明では、検出されたエッジからノイズ成分を除去することにより適切な評価値を求めることができる。

　また、請求項２の発明では画像中の高周波成分によるノイズを除去することができる。

　また、請求項３、４および６の発明では、適切な評価値を求めることができる。

　また、請求項５の発明では、画像中の主被写体像以外の部分をノイズ成分として除去することができる。

　請求項９ないし１３の発明では、エッジから求められる評価値を光学系の駆動方向の決定および駆動に用いることができる。また、請求項１０および１１の発明では、駆動方向が適切に決定される。

　請求項１４ないし１６の発明では、エッジ幅が所定値以上のエッジを用いることにより適切な評価値が求められる。

　請求項１７ないし２０の発明では、エッジの幅のヒストグラムにおいて度数の高い部分を利用することにより適切な評価値が求められる。

　請求項２１ないし２６の発明では、光学系の特性に応じた光学系の制御を行うことができ、請求項２２の発明では、焦点距離に応じた制御を行うことができ、請求項２３の発明では、絞り値に応じた制御を行うことができる。

　また、請求項２４ないし２６の発明では、適切な評価値を求めることができる。

　＜１．　第１の実施の形態＞
　　＜１．１　デジタルカメラの構成＞
　図１ないし図４は、静止画像をデジタルデータとして取得するデジタルスチルカメラ（以下、「デジタルカメラ」という。）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。

　撮像部３の前面側には、撮影レンズであ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および光学ファインダ３１が設けられる。

　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 Association）インターフェイス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。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。

　一方、図２に示すように、カメラ本体部２の背面側には、略中央に撮影画像のモニタ表示（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 Display）１０が設けられている。また、ＬＣＤ１０の下方に、デジタルカメラ１の操作を行うキースイッチ群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。

　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画像を読み出してＬＣＤ１０に再生するモードである。

　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。

　また、カメラ背面右側には、４連スイッチ２３０が設けられ、撮影モードにおいてはボタン２３１，２３２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。

　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３２１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。

　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。

　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、撮影された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および電池装填室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。

　　＜１．２　デジタルカメラの内部構成＞
　次に、デジタルカメラ１における構成についてさらに詳細に説明する。図５は、デジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。また、図６は撮像部３における各構成の配置の概略を示す図である。

　図６に示すように、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ＣＣＤ３０３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、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、自動的に合焦を行うためにズームレンズ３０１内のフォーカスレンズ３１１を移動させるオートフォーカスモータ（ＡＦモータ）Ｍ２、ズームレンズ３０１内に設けられた絞り３０２の開口径を調整するための絞りモータＭ３とが設けられている。図５に示すように、ズームモータＭ１、ＡＦモータＭ２、絞りモータＭ３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、ＡＦモータ駆動回路２１４、絞りモータ駆動回路２１６によってそれぞれ駆動される。また、各駆動回路２１４〜２１６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〜Ｍ３を駆動する。

　ＣＣＤ３０３は、ズームレンズ３０１によって結像された被写体の光像を、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。

　撮像部３における露出制御は、絞り３０２の調整と、ＣＣＤ３０３の露光量、すなわちシャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間とを調整して行われる。被写体のコントラストが低いために適切な絞りおよびシャッタースピードが設定できない場合には、ＣＣＤ３０３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、絞りと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のゲイン調整により行われる。

　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ＣＣＤ３０３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３１４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、ＣＣＤ３０３に出力する。

　信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３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３１３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。

　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。

　次に、カメラ本体部２のブロックについて説明する。

　カメラ本体部２内において、Ａ／Ｄ変換器２０５は、画像の各画素の信号を例えば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２０５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ビットのデジタル信号に変換する。

　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２０５に対するクロックを生成するように構成されている。タイミング制御回路２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む全体制御部２１１によって制御される。

　黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換された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２０７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、画素のＲ、Ｇ、Ｂの各色成分のレベル変換を行うものである。ＷＢ回路２０７は、全体制御部２１１から入力されるレベル変換テーブルを用いて画素のＲ、Ｇ、Ｂの各色成分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により撮影画像ごとに設定される。

　γ補正回路２０８は、画像のγ特性を補正するものである。画像メモリ２０９は、γ補正回路２０８から出力される画像の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、ＣＣＤ３０３がｎ行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分のデータの記憶容量を有し、各画素のデータが対応するアドレスに記憶される。

　ＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）２１０は、ＬＣＤ１０に再生表示される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。

　撮影モードにおける撮影待機状態では、ＬＣＤボタン３２１（図２参照）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に格納される画像を取得し、それをＶＲＡＭ２１０に転送することで、ＬＣＤ１０に撮影された画像を表示する。そして、ＬＣＤ１０に表示される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。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を視認することができる。なお、ＬＣＤ１０において画像を表示する際には、全体制御部２１１の制御によりバックライト１６が点灯する。

　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。

　カードインターフェイス２１２は、カードスロット１７を介してメモリカード９１への画像の書き込みおよび読み出しを行うためのインターフェイスである。

　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。

　ＲＴＣ（リアルタイムクロック）回路２１９は、撮影日時を管理するための時計回路である。

　また、全体制御部２１１にはＩＲＤＡインターフェイス２３６が接続され、ＩＲＤＡインターフェイス２３６を介してコンピュータ５００や他のデジタルカメラといった外部器機と赤外線無線通信を行い、画像の無線転送等を行うことが可能となっている。

　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、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。

　全体制御部２１１は、上述した撮像部３内およびカメラ本体部２内の各部材の駆動を有機的に制御し、デジタルカメラ１の全体動作を司る。

　また、全体制御部２１１は、自動焦点合わせを効率的に行うための動作制御を行うＡＦ（オートフォーカス）制御部２１１ａと、自動露出を行うためのＡＥ（オートエクスポージャ）演算部２１１ｂとを備えている。

　ＡＦ制御部２１１ａには黒レベル補正回路２０６から出力される画像が入力され、オートフォーカスに用いるための評価値を求め、この評価値を用いて各部を制御することで、ズームレンズ３０１により形成される像の位置をＣＣＤ３０３の撮像面に一致させる。

　また、ＡＥ演算部２１１ｂにも黒レベル補正回路２０６から出力される画像が入力され、所定のプログラムに基づいて、シャッタスピードと絞り３０２との適正値を演算する。ＡＥ演算部２１１ｂは、被写体のコントラストに基づいて、シャッタスピードと絞り３０２との適正値を所定のプログラムに従って演算する。

　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、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、撮影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９１に記憶する。

　撮影モードおよ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画像が表示される。

　　＜１．３　デジタルカメラの動作の概略＞
　次に、デジタルカメラ１の動作の概略について説明する。図７はデジタルカメラ１の動作の概略を示す図である。

　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と、シャッタボタン８の半押しを待機する状態となる（ステップＳ１１）。シャッタボタン８が半押しされると、半押しを示す信号が全体制御部２１１に入力され、全体制御部２１１により撮影準備であるＡＥ演算（ステップＳ１２）およびＡＦ制御（ステップＳ１３）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。

　ＡＥ演算では、ＡＥ演算部２１１ｂにより露出時間および絞り値が求められ、ＡＦ制御では、ＡＦ制御部２１１ａによりズームレンズ３０１が合焦状態とされる。その後、シャッタボタン８の全押しを待機する状態へと移行する（ステップＳ１４）。

　シャッタボタン８が全押しされると、ＣＣＤ３０３からの信号がデジタル信号に変換された後、画像メモリ２０９に画像データとして記憶される（ステップＳ１５）。これにより、被写体の画像が取得される。

　撮影動作の終了後、または、シャッタボタン８の半押しの後、全押しされることがなかった場合（ステップＳ１６）、最初の段階へと戻る。

　　＜１．４　オートフォーカス制御＞
　次に、ＡＦ制御部２１１ａの構成、および、第１の実施の形態におけるオートフォーカス（ＡＦ）制御について説明する。

　図８は図５に示すＡＦ制御部２１１ａの構成を周辺の構成とともに示すブロック図である。ＡＦ制御部２１１ａは、黒レベル補正回路２０６から画像が入力されるヒストグラム生成回路２５１およびコントラスト算出回路２５２を有し、さらに、全体制御部２１１内のＣＰＵ２６１およびＲＯＭ２６２がＡＦ制御部２１１ａとしての機能の一部を担う。

　ヒストグラム生成回路２５１は、画像中のエッジを検出し、エッジ幅のヒストグラムを生成する。コントラスト算出回路２５２は、画像のコントラストを求める。これらの構成の詳細については後述する。

　ＣＰＵ２６１はＲＯＭ２６２内のプログラム２６２ａに従って動作を行うことにより、オートフォーカス動作の一部を行うとともにＡＦモータ駆動回路２１４に制御信号を送出する。プログラム２６２ａはデジタルカメラ１を製造した際にＲＯＭ２６２に記憶されていてもよく、プログラムを記録した記録媒体としてメモリカード９１を利用し、メモリカード９１からＲＯＭ２６２にプログラムが転送されてもよい。

　図９は、オートフォーカスの際のＣＰＵ２６１の機能を他の構成とともにブロックにて示す図である。図９において、ヒストグラム生成回路２５１にて生成されたヒストグラムからノイズ成分を除去するノイズ除去部２６３、ヒストグラムからフォーカスの程度を示す評価値を求めるヒストグラム評価部２６４、フォーカスレンズ３１１の位置を変更するためのＡＦモータＭ２の駆動量を求める駆動量決定部２６５、コントラスト算出回路２５２からのコントラストを用いてＡＦモータＭ２の駆動方向（すなわち、フォーカスレンズ３１１の駆動（移動）方向）を決定する駆動方向決定部２６６、光学系が合焦状態であるか否かを検出する合焦検出部２６７、および、ＡＦモータＭ２への制御信号を生成してＡＦモータ駆動回路２１４に与える制御信号生成部２６８が、ＣＰＵ２６１が演算処理を行うことにより実現される機能に相当する。レンズの駆動制御は実質的には駆動量決定部２６５、駆動方向決定部２６６および合焦検出部２６７により実行される。

　図１０はヒストグラム生成回路２５１におけるエッジ検出の様子を説明するための図である。図１０において横軸は水平方向に関する画素の位置に対応し、縦軸の上段は画素の輝度に対応する。縦軸の下段はエッジ幅の検出値に対応する。

　図１０において左から右へとエッジの検出が行われる場合、隣接する画素の輝度差がしきい値Ｔｈ１以下の場合には、エッジは存在しないと判定される。一方、輝度差がしきい値Ｔｈ１を超える場合には、エッジの開始端が存在すると判定される。左から右へとしきい値Ｔｈ１を超える輝度差が連続する場合、エッジ幅検出値が上昇する。

　エッジ開始端の検出後、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下になるとエッジの終端が存在すると判定される。このとき、エッジの開始端に相当する画素と終端に相当する画素との輝度の差がしきい値Ｔｈ２以下の場合には、適切なエッジではないと判定され、しきい値Ｔｈ２を超える場合には適切なエッジであると判定される。

　以上の処理を画像中の水平方向に並ぶ画素配列に対して行うことにより、画像中の水平方向のエッジの幅の値が検出される。

　図１１は、ヒストグラム生成回路２５１の具体的構成を示す図であり、図１２ないし図１４はヒストグラム生成回路２５１の動作の流れを示す図である。以下、これらの図を参照しながらヒストグラムの生成についてさらに詳しく説明する。ただし、図１５に示すように画像４００の中央に予めオートフォーカスを行うための領域（以下、「ＡＦエリア」という。）４０１が予め設定されているものとし、図１６に示すようにＡＦエリア４０１内の座標（ｉ，ｊ）の画素の輝度をＤ（ｉ，ｊ）と表現する。

　黒レベル補正回路２０６に接続されるヒストグラム生成回路２５１は、図１１に示すように第１微分フィルタ２７１が設けられる左側の構造と第２微分フィルタ２７２が設けられる右側の構造とが対称となっており、画像中を左から右へと走査した際に、輝度の立上がりに対応するエッジが第１微分フィルタ２７１側の構成により検出され、輝度の立下がり対応するエッジが第２微分フィルタ２７２側の構成により検出される。

　ヒストグラム生成回路２５１では、まず、各種変数が初期化された後（ステップＳ１０１）、第１微分フィルタ２７１により隣接する画素間の輝度差（Ｄ（ｉ＋１，ｊ）−Ｄ（ｉ，ｊ））が求められ、比較器２７３により輝度差がしきい値Ｔｈ１を超えるか否かが確認される（ステップＳ１０２）。ここで、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下の場合には、エッジは存在しないものと判定される。

　一方、第２微分フィルタ２７２により隣接する画素間の輝度差（Ｄ（ｉ，ｊ）−Ｄ（ｉ＋１，ｊ））も求められ、比較器２７３により輝度差がしきい値Ｔｈ１を超えるか否かが確認される（ステップＳ１０５）。輝度差がしきい値Ｔｈ１以下の場合には、エッジは存在しないものと判定される。

　その後、ｉを増加させつつステップＳ１０２およびステップＳ１０５が繰り返される（図１４：ステップＳ１２１，Ｓ１２２）。

　ステップＳ１０２において、輝度差がしきい値Ｔｈ１を超える場合には、エッジの開始端（輝度信号の立ち上がり）が検出されたものと判定され、第１微分フィルタ２７１側のエッジ幅カウンタ２７６によりエッジ幅を示すエッジ幅検出値Ｃ１（初期値０）がインクリメントされ、かつ、エッジ幅を検出中であることを示すフラグＣＦ１が１にセットされる（ステップＳ１０３）。さらに、検出開始時の輝度がラッチ２７４に記憶される。

　以後、ステップＳ１０２において輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となるまでエッジ幅検出値Ｃ１が増加し（ステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１２１，Ｓ１２２）、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となると、フラグＣＦ１が０にリセットされ、このときの輝度がラッチ２７５に記憶される（ステップＳ１０２，Ｓ１０４）。

　フラグＣＦ１が０にリセットされると、ラッチ２７４およびラッチ２７５に記憶されている輝度の差Ｄｄ１が比較器２７７に与えられ、輝度差Ｄｄ１がしきい値Ｔｈ２を超えるか否かが確認される（図１３：ステップＳ１１１）。輝度差Ｄｄ１がしきい値Ｔｈ２を超える場合には、適切なエッジが検出されたものと判定され、エッジ幅カウンタ２７６からエッジ幅検出値Ｃ１がヒストグラム生成部２７８に与えられ、エッジ幅がＣ１であるエッジの度数Ｈ［Ｃ１］がインクリメントされる（ステップＳ１１２）。これにより、エッジ幅がＣ１である１つのエッジの検出が完了する。

　その後、エッジ幅検出値Ｃ１が０にリセットされる（ステップＳ１１５，Ｓ１１６）。

　ステップＳ１０５において輝度差がしきい値Ｔｈ１を超える場合も同様に、エッジの開始端（輝度信号の立ち下がり）が検出されたものと判定され、第２微分フィルタ２７２側のエッジ幅カウンタ２７６によりエッジ幅を示すエッジ幅検出値Ｃ２（初期値０）がインクリメントされ、かつ、エッジ幅を検出中であることを示すフラグＣＦ２が１にセットされて検出開始時の輝度がラッチ２７４に記憶される（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。

　以後、ステップＳ１０５において輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となるまでエッジ幅検出値Ｃ２が増加し（ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１２１，Ｓ１２２）、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となると、フラグＣＦ２が０にリセットされ、このときの輝度がラッチ２７５に記憶される（ステップＳ１０５，Ｓ１０７）。

　フラグＣＦ２が０にリセットされると、ラッチ２７４およびラッチ２７５に記憶されている輝度の差Ｄｄ２が比較器２７７に与えられ、輝度差Ｄｄ２がしきい値Ｔｈ２を超えるか否かが確認される（ステップＳ１１３）。輝度差Ｄｄ２がしきい値Ｔｈ２を超える場合には、ヒストグラム生成部２７８においてエッジ幅がＣ２であるエッジの度数Ｈ［Ｃ２］がインクリメントされ（ステップＳ１１４）、エッジ幅がＣ２である１つのエッジの検出が完了する。

　その後、エッジ幅検出値Ｃ２が０にリセットされる（ステップＳ１１７，Ｓ１１８）。

　以上のエッジ検出処理を繰り返し、変数ｉがＡＦエリア４０１外の値となると（正確には、（ｉ＋１）がＡＦエリア４０１外の値となると）、変数ｊ以外が初期化されるとともに変数ｊがインクリメントされる（図１４：ステップＳ１２２〜Ｓ１２４）。これにより、ＡＦエリア４０１内の次の水平方向の画素配列に対してエッジ検出が行われる。水平方向のエッジ検出を繰り返し、やがて変数ｊがＡＦエリア４０１外の値になると、エッジ検出が終了する（ステップＳ１２５）。これにより、ヒストグラム生成部２７８にはエッジ幅と度数との関係を示すヒストグラムが生成される。

　次に、図９に示すコントラスト算出回路２５２について説明する。デジタルカメラ１ではＡＦ制御の際にＡＦエリア４０１のコントラストも利用される。コントラストとしては、ＡＦエリア４０１内の輝度の変化の程度を示す指標値であればどのようなものが利用されてもよいが、デジタルカメラ１では、数１にて示される値がコントラストＶｃとして利用される。すなわち、コントラストＶｃとして、水平方向に隣接する画素の輝度差の総和が利用される。

　ただし、数１においてｘはＡＦエリア４０１の水平方向の画素数であり、ｙは垂直方向の画素数である（図１６参照）。図示を省略しているが、コントラスト算出回路２５２は、図１１に示す第１微分フィルタ２７１および第２微分フィルタ２７２からの出力を累積する構造となっている。なお、コントラスト検出回路を別に設けてもよいし、コントラスト検出においては隣接する画素ではなく、２つ隣の画素との差を算出しても構わない。

　図１７ないし図１９は、デジタルカメラ１におけるＡＦ制御（図７：ステップＳ１３）の全体の流れを示す図である。以下、図１７ないし図１９、並びに、図９を参照しながらオートフォーカスの際の動作について説明する。なお、以下の説明においてオートフォーカスの際に駆動されるフォーカスレンズ３１１を適宜、「レンズ」と略し、光学系が合焦状態となるフォーカスレンズ３１１の位置を「合焦位置」と呼ぶ。

　まず、制御信号生成部２６８の制御により、レンズが基準位置Ｐ２から所定量だけ最近接側（最近接する被写体に焦点を合わせる位置側）の位置Ｐ１へと移動し、コントラスト算出回路２５２がコントラストＶｃ１を求め、駆動方向決定部２６６へと出力する（ステップＳ２０１）。続いて、レンズが基準位置Ｐ２へと戻ってコントラストＶｃ２が求められ（ステップＳ２０２）、さらに無限遠側（無限遠の被写体に焦点を合わせる位置側）へと所定量だけ移動した位置Ｐ３にてコントラストＶｃ３が求められる（ステップＳ２０３）。

　駆動方向決定部２６６では、コントラストＶｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が条件（Ｖｃ１≧Ｖｃ２≧Ｖｃ３）を満たすか否かを確認し（ステップＳ２０４）、満たされる場合には合焦位置が現在の位置Ｐ３に対して最近接側に存在するため、駆動方向を最近接側に向かう方向に決定し、満たされない場合には駆動方向を無限遠側に向かう方向に決定する（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。

　次に、レンズが位置Ｐ３に位置する状態にて、ヒストグラム生成回路２５１によりエッジ幅のヒストグラムが生成され、ノイズ除去部２６３にてヒストグラムのノイズ成分が除去された後、ヒストグラム評価部２６４により検出されたエッジの個数（以下、「エッジ数」という。）Ｖｅｎが取得され、さらに、ヒストグラムの代表値が求められる（ステップＳ３０１）。ヒストグラムの代表値としては、デジタルカメラ１ではヒストグラムの重心に対応するエッジ幅（以下、「重心エッジ幅」という。）Ｖｅｗが利用される。ヒストグラムの代表値としては他の統計学的値が利用されてもよく、例えば、最大度数に対応するエッジ幅、エッジ幅のメジアン等が利用可能である。

　図２０は、ノイズ除去部２６３およびヒストグラム評価部２６４が重心エッジ幅を求める処理の詳細を示す流れ図である。また、図２１および図２２はノイズ除去部２６３の動作の様子を説明するための図である。

　ノイズ除去部２６３によるノイズの除去では、まず、ヒストグラムからエッジ幅が１（すなわち、１画素）の部分が削除される（ステップＳ４０１）。図２１に示すようにヒストグラム４１０はエッジ幅が１の部分４１１が突出した形状となっている。これは、ＡＦエリア４０１中の高周波ノイズが幅１のエッジとして検出されるためである。したがって、エッジ幅が１の部分４１１を削除することにより、後述する重心エッジ幅の精度向上が実現される。

　次に、ヒストグラム４１０において度数が所定値Ｔｈ３以下の部分４１２，４１３が削除される（ステップＳ４０２）。ヒストグラム４１０において度数が低い部分は、一般に主被写体像以外のエッジを多く含むためである。換言すれば、ヒストグラムから度数が所定値よりも高い部分が抽出される。

　さらに、図２２に示すように、度数が最高となるエッジ幅Ｅが検出され（ステップＳ４０３）、エッジ幅Ｅを中心として所定範囲内（図２２においてエッジ幅が（Ｅ−Ｅ１）から（Ｅ＋Ｅ１）の範囲内）の部分を抽出した新たなヒストグラム４１４が求められる（ステップＳ４０４）。なお、図２１および図２２では図示されていないが、ヒストグラムの形状によっては図２１において削除される部分４１２，４１３は図２２において削除される部分に必ず含まれるとは限らない。そこで、ステップＳ４０２の後にさらにステップＳ４０４が実行される。

　ステップＳ４０４における抽出範囲の中心となるエッジ幅Ｅは、ステップＳ４０２後のヒストグラムの重心に対応するエッジ幅であってもよい。処理を簡略化するために、単に、所定値以下のエッジ幅の部分、あるいは、所定値以上のエッジ幅の部分をヒストグラムから除去するという手法が採用されてもよい。主被写体像のエッジ（すなわち、背景像から導かれるノイズ成分を含まないエッジ）の幅は所定の範囲内に通常収まることから、このような簡略化された処理であっても主被写体像におよそ対応するヒストグラムが求められる。

　ヒストグラムからノイズ成分が除去されると、ヒストグラム評価部２６４により、抽出されたヒストグラムの重心に対応するエッジ幅が重心エッジ幅Ｖｅｗとして求められる（ステップＳ４０５）。

　なお、図１８中のステップＳ３０１において取得されるエッジ数Ｖｅｎとしては、ステップＳ４０２にてノイズ成分が除去されたヒストグラムにおける総度数が利用されてもよく、ステップＳ４０４にてさらにノイズ成分が除去されたヒストグラムにおける総度数が利用されてもよい。

　ヒストグラム評価部２６４により、エッジ数Ｖｅｎおよび重心エッジ幅Ｖｅｗが取得されると、エッジ数Ｖｅｎが０であるか確認され、０でない場合にはエッジ数Ｖｅｎが所定値以下であるか確認され、所定値以下でない場合には、さらに、重心エッジ幅Ｖｅｗが８以上であるか否かが順次確認される（ステップＳ３０２，Ｓ３０４，Ｓ３０６）。

　エッジ数Ｖｅｎが０の場合には、駆動量決定部２６５により、レンズの駆動による像面の移動量が１６Ｆδに決定され、駆動方向決定部２６６にて決定された方向にレンズの駆動が行われる（ステップＳ３０３）。ただし、Ｆは光学系のＦナンバーであり、δはＣＣＤ３０３の画素間のピッチ（間隔）に対応する許容散乱円の直径であり、Ｆδは焦点深度に相当する。フォーカス用のレンズを用いてＡＦ制御を行う場合、像面の移動量はレンズの移動量と等しいことから、実際にはレンズの移動量が１６Ｆδに決定される。

　エッジ数Ｖｅｎが所定値以下の場合にはレンズが１２Ｆδだけ移動するように駆動され（ステップＳ３０５）、重心エッジ幅Ｖｅｗが８以上の場合にはレンズが８Ｆδだけ移動するように駆動される（ステップＳ３０７）。そして、エッジ数Ｖｅｎおよび重心エッジ幅Ｖｅｗの取得並びにレンズの駆動が、重心エッジ幅Ｖｅｗが８未満となるまで繰り返し行われる（ステップＳ３０１〜Ｓ３０７）。

　このように、ＡＦ制御部２１１ａではエッジ数Ｖｅｎおよび重心エッジ幅Ｖｅｗを用いてレンズの駆動量を決定するようになっている。なぜならば、これらの値はフォーカスの程度を示す評価値として利用することができる値であり、フォーカスの程度が低い、すなわち、合焦位置からレンズが遠く離れているほど、１回の駆動でレンズを大きく移動させることが許容されるからである。

　図２３は、エッジ数Ｖｅｎがフォーカスに関する評価値として利用可能であることを説明するための図である。図２３において横軸はレンズの位置に対応し、縦軸は検出されるエッジの総数（すなわち、エッジ数Ｖｅｎ）に対応する。図２３においてレンズ位置が４の場合にレンズが合焦位置に位置する。このとき、エッジ数は最大となる。そして、レンズ位置が合焦位置から離れるほどエッジ数が減少する。このようにエッジ数はフォーカスの程度を示す評価値として利用することができる。

　一方、レンズが合焦位置に近づくほど画像がシャープになり、検出される各エッジの幅は短くなることから、当然、重心エッジ幅Ｖｅｗもフォーカスの程度を示す評価値として利用することができる。この場合、フォーカスの程度が高いほど値は小さくなる。なお、仮にフォーカスの程度が高いほど評価値が大きくなると定義する場合は、重心エッジ幅Ｖｅｗの逆数や所定値から重心エッジ幅Ｖｅｗを減算したもの等が評価値に相当する。

　デジタルカメラ１の場合、予め実験により、エッジ数Ｖｅｎが０である場合に１６Ｆδ、エッジ数Ｖｅｎが所定値（例えば、２０）以下の場合には１２Ｆδ、重心エッジ幅Ｖｅｗが８以上の場合には８Ｆδだけレンズを移動させてもレンズが合焦位置を通り過ぎないことが確認されている。以上の理由により、図１８に示すステップＳ３０１〜Ｓ３０７によるレンズの駆動制御が行われる。

　レンズが合焦位置に近づくと、重心エッジ幅Ｖｅｗが８（画素）未満となる。以後は、通常の山登り方式によりレンズの駆動が行われる。すなわち、コントラスト算出回路２５２がコントラストＶｃを求め（図１９：ステップＳ３１１）、コントラストＶｃに応じて駆動量決定部２６５が移動量が２〜４Ｆδとなる範囲内でレンズの駆動量を求め、制御信号生成部２６８が駆動量に応じた制御信号をＡＦモータ駆動回路２１４に与えることによりＡＦモータＭ２の駆動が行われる（ステップＳ３１２）。

　その後、コントラストＶｃが再度取得され、コントラストＶｃが減少したか否かを合焦検出部２６７が確認しつつ駆動量決定部２６５がレンズを微少量ずつ移動させる（ステップＳ３１２〜Ｓ３１４）。コントラストＶｃの取得およびレンズの駆動が繰り返されると、やがてレンズが合焦位置を通り過ぎ、コントラストＶｃが減少する（ステップＳ３１４）。ここで、現在のレンズ位置近傍の複数のレンズ位置に対応するコントラストＶｃを補間することにより、コントラストＶｃが最大となるレンズ位置が合焦位置として求められ、さらに、レンズを振動させつつコントラストＶｃを取得してレンズ位置の微調整が行われる（ステップＳ３１５）。以上の動作により、ＡＦ制御が終了する。

　なお、レンズを無限遠側の端から最近接側の端まで駆動させてもエッジが１つも検出されない場合には、ＡＦ制御部２１１ａにてローコントラストの被写体であると判定され、ＡＦ制御が不可能である旨の警告がＬＣＤ１０を介して使用者に伝えられる。また、レンズを無限遠側の端から最近接側の端まで移動させてもエッジ数が所定値を超えない場合にもＬＣＤ１０を介して警告、または、通常のコントラストを用いた山登り方式にて合焦位置の検出が行われる。重心エッジ幅Ｖｅｗが８以下とならない場合にもコントラストを用いた山登り方式に切り替えられ、合焦位置の検出が行われる。

　以上に説明したように、デジタルカメラ１ではＡＦエリア４０１からエッジを検出し、エッジに関するフォーカスの程度を示す評価値を用いてレンズの１回の移動量、すなわち、レンズの駆動速度が変更される。これにより、高解像度の静止画像を取得する際の精度の高いフォーカス動作であっても迅速に行うことができる。

　一般に、高度な評価値をエッジから求めるためにはエッジ幅のヒストグラムが求められ、ヒストグラムの代表値が評価値として利用されることが好ましい。ヒストグラムの代表値は演算技術を考慮した場合、統計学的値として与えられることが好ましく、統計学的値としては平均値、メジアン、ピークに相当するエッジ幅等も利用可能である。デジタルカメラ１では、評価値の信頼性および演算量を比較考慮し、ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅（すなわち、エッジ幅の平均値）が代表値として利用される。

　エッジから導かれる評価値の具体例としては、エッジ幅のヒストグラムに基づく重心エッジ幅Ｖｅｗのみならず、エッジ数Ｖｅｎも利用可能である。デジタルカメラ１では、これらの評価値と所定の値とが比較され、比較結果に応じてレンズの駆動速度が変更される。

　一般に、ヒストグラムを利用する重心エッジ幅Ｖｅｗはエッジ数Ｖｅｎよりもフォーカスに関する評価値として精度が高い。一方で、エッジ数Ｖｅｎは非常に簡単に求められる値である。そこで、デジタルカメラ１では、精度の低い評価値と精度の高い評価値の双方を用い、精度の低い評価値にてレンズの駆動速度を速く（１回の移動量を大きく）してよいか否か判断し、精度の高い評価値を用いてレンズの駆動速度を小さく（１回の移動量を小さく）してよいか否かを判断している。これにより、より適切なＡＦ制御が実現される。

　なお、複数種類の評価値を使い分ける際には、精度の低い評価値および比較条件を用いて合焦位置からレンズが十分に離れていると判定された場合には、精度の高い比較条件の判定が不要となり、実質的に精度の低い評価値を用いて精度の高い評価値を利用するか否かを判断することと同等となる。

　デジタルカメラ１では、精度の低い評価値であるエッジ数Ｖｅｎとしきい値と比較し、比較結果に応じてレンズを大きく移動した後、再度、エッジ数Ｖｅｎを求め、この動作を繰り返すことにより、比較結果が変化するまでレンズが迅速に駆動される。比較結果が変化すると、より精度の高い評価値である重心エッジ幅Ｖｅｗを用いた駆動が行われる。これにより、複数のレベルで評価および駆動が行われ、高速なＡＦ制御が実現される。

　また、デジタルカメラ１では重心エッジ幅Ｖｅｗを求める際に、ヒストグラムからノイズに由来するノイズ成分を除去している。ノイズ成分のほとんどは幅が１（画素）のエッジであることから、エッジ幅が１の部分をヒストグラムから除去することにより効果的なノイズ除去が実現される。さらに、デジタルカメラ１では主被写体像に着目し、主被写体像以外のエッジと想定される部分もノイズとみなしてヒストグラムから除去することによりさらに適切なヒストグラムが生成される。ノイズ除去により高速かつ正確なＡＦ制御が実現される。

　一方、デジタルカメラ１では、エッジに関するフォーカスの評価値のみならず、コントラストを用いたフォーカスの評価値も利用することにより、精度の高いオートフォーカスを実現している。具体的には、コントラストＶｃをレンズの駆動方向の決定に用い、最終的な制御も重心エッジ幅よりも精度を高めることが可能なコントラストＶｃを用いて行っている。

　オートフォーカスの際にコントラストを求めるという技術は既に用いられている技術であることから、デジタルカメラ１では既存の技術とエッジを用いる技術とを利用し、さらに、精度の異なるコントラストＶｃ、重心エッジ幅Ｖｅｗおよびエッジ数Ｖｅｎを使い分けることにより、迅速かつ高精度なオートフォーカスが実現されている。一般に静止画像の取得する際には、撮影準備の指示に応じてフォーカスレンズが大きく移動するため、精度の異なる評価値を利用しつつレンズの駆動速度を変更することにより、静止画像を取得する際のオートフォーカスが迅速かつ適切に実現される。

　＜２．　第２の実施の形態＞
　図２４および図２５は、第２の実施の形態におけるデジタルカメラ１のＡＦ制御の流れを示す図である。図２６はＡＦ制御の一部を示す図である。デジタルカメラ１の構造および撮影の際の動作の概略（図７）は第１の実施の形態と同様であるとし、以下、第２の実施の形態におけるデジタルカメラ１のＡＦ制御について、図２４ないし図２６、並びに、図９を参照しながら説明する。

　シャッタボタン８が半押しされて全体制御部２１１に撮影準備の指示が入力されると、ＡＥ演算（図７：ステップＳ１２）が行われ、さらに、ＡＦ制御（ステップＳ１３）が行われる。ＡＦ制御では、まず、図２４に示す動作によりレンズの駆動方向（すなわち、移動方向）が決定され、その後、図２５に示すレンズの移動制御が行われる。レンズの駆動方向の決定に際し、レンズの移動量の設定が行われる（ステップＳ５００）。図２６はレンズの移動量の設定の流れを示す図である。

　移動量の設定では、第１の実施の形態と同様に、ヒストグラム生成回路２５１にてＡＦエリア４０１内のエッジが検出され、ヒストグラム評価部２６４により評価値としてエッジ数Ｖｅｎおよび重心エッジ幅Ｖｅｗが取得される（ステップＳ５０１）。そして、駆動量決定部２６５によりエッジ数Ｖｅｎが０の場合にはレンズの移動量が１６Ｆδに設定され（ステップＳ５０２，Ｓ５０３）、エッジ数Ｖｅｎが所定値（例えば、２０）以下の場合には移動量が１２Ｆδに設定され（ステップＳ５０４，Ｓ５０５）、重心エッジ幅Ｖｅｗが８以上の場合には移動量が８Ｆδに設定される（ステップＳ５０６，Ｓ５０７）。重心エッジ幅Ｖｅｗが８未満の場合には、レンズが既に合焦位置に近接しているため、移動量が２〜４Ｆδの範囲内で設定される（ステップＳ５０８）。

　移動量の設定が完了すると、レンズが初期位置から最近接側へと予め設定された移動量だけ移動し、コントラスト算出回路２５２がコントラストＶｃ１を取得する（図２４：ステップＳ２１１）。その後、レンズが設定された移動量だけ無限遠側へと移動して（すなわち、初期位置に戻って）コントラストＶｃ２が取得され、さらに、設定された移動量だけ無限遠側へと移動してコントラストＶｃ３が取得される（ステップＳ２１２，Ｓ２１３）。

　駆動方向決定部２６６では、コントラストＶｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が条件（Ｖｃ１≧Ｖｃ２≧Ｖｃ３）を満たすか否かを確認し（ステップＳ２１４）、満たされる場合には駆動方向を最近接側に向かう方向に決定し、満たされない場合には駆動方向を無限遠側に向かう方向に決定する（ステップＳ２１５，Ｓ２１６）。

　駆動方向が決定されると、再度、同様の手法にて移動量の設定が行われ（図２５：ステップＳ５００）、決定された駆動方向にステップＳ５００にて設定された移動量だけ制御信号生成部２６８の制御の下、ＡＦモータＭ２が駆動され、レンズが移動する（ステップＳ３２１）。その後、コントラスト算出回路２５２によりコントラストＶｃが求められ（ステップＳ３２２）、移動後のコントラストが移動前のコントラストよりも小さいか否かが確認される（ステップＳ３２３）。

　レンズの移動によりコントラストが減少しない間、ステップＳ５００およびステップＳ３２１〜Ｓ３２２が繰り返され（ステップＳ３２３）、レンズが合焦位置に近づくにつれて設定される移動量が小さくなる。コントラストＶｃが前の値から減少すると、レンズが合焦位置を通り過ぎたと判定され、最新の複数のレンズ位置に対応するコントラストＶｃを用いて補間を行うことにより、コントラストＶｃが最大となるレンズ位置が合焦位置として求められる。さらに、レンズを振動させつつコントラストＶｃを取得してレンズ位置の微調整が行われる（ステップＳ３２４）。

　以上、第２の実施の形態におけるＡＦ制御について説明したが、第２の実施の形態では、駆動方向を決定する際のレンズの移動量がＡＦエリア４０１から検出されるエッジに基づいて設定される。すなわち、エッジから導かれるフォーカスの評価値を利用することにより、フォーカスの程度に応じて駆動方向決定に必要な移動量が設定される。これにより、駆動方向決定の際に不必要に大きくレンズが駆動されることはなく、迅速かつ適切に駆動方向の決定が行われる。

　また、レンズの合焦位置への移動の際には、移動量がエッジに関する評価値およびコントラストに関する評価値に基づいて設定されることから、レンズが合焦位置から離れているほどレンズの駆動速度が速く設定され、迅速かつ高精度のＡＦ制御が実現される。

　＜３．　第３の実施の形態＞
　第１および第２の実施の形態では、ＡＦエリア４０１から抽出されるエッジを利用してフォーカスレンズの１回の駆動量（移動量）を求めるが、２つの重心エッジ幅を利用して合焦位置を予測することも可能である。以下、合焦位置を予測する基本的手法について説明した上で、この手法を利用する第３の実施の形態に係るＡＦ制御について説明する。

　図２７は、レンズが合焦位置に近づくにつれてエッジ幅のヒストグラムが変化する様子を示す図である。符号４３１はレンズが合焦位置から大きく離れている場合のヒストグラムを示し、符号４３２はヒストグラム４３１の場合よりもレンズが合焦位置に近い場合のヒストグラムを示す。符号４３３はレンズが合焦位置に位置する場合のヒストグラムを示す。また、符号Ｖｅｗ１１，Ｖｅｗ１２，Ｖｅｗｆはそれぞれ、ヒストグラム４３１，４３２，４３３の重心エッジ幅である。

　図２７に示すように、重心エッジ幅はレンズが合焦位置に近づくにつれて小さくなる。最小の重心エッジ幅Ｖｅｗｆは、光学系のＭＴＦ（Modulation Transfer Function：光学系が空間周波数に対して像のコントラストをどの程度再現することができるのかを示す指標値）、撮影条件、被写体等によって若干変化するが、合焦であると判定する基準が緩やかな場合には、レンズが合焦位置に位置する際の最小の重心エッジ幅Ｖｅｗｆを一定の値とみなすことが可能であり、予め求めておくことができる。以下の説明において、最小の重心エッジ幅Ｖｅｗｆを「基準エッジ幅」という。

　図２８は、レンズ位置と重心エッジ幅との関係を示す図であり、レンズ位置Ｌ１，Ｌ２に対応する重心エッジ幅がＶｅｗ２１，Ｖｅｗ２２であり、合焦位置Ｌｆに対応する基準エッジ幅がＶｅｗｆである。図２８に示すように、一般に、レンズ位置と重心エッジ幅とは線形の関係にあるとみなすことができる。したがって、レンズ位置Ｌ１，Ｌ２に対応する重心エッジ幅Ｖｅｗ２１，Ｖｅｗ２２が求められると、基準エッジ幅Ｖｅｗｆを利用して数２により合焦位置Ｌｆを求めることができる。

　なお、重心エッジ幅に代えて、エッジ幅の平均値、ヒストグラムのピークに対応するエッジ幅、メジアン等の統計学的値を合焦位置を求める際に利用することも可能である。

　また、図２８に示す手法では、少なくとも２つのレンズ位置において重心エッジ幅を求めることにより合焦位置を求めることが可能であるが、より精度を高めるために、各レンズ位置Ｌ１，Ｌ２から所定距離ａＦδだけ前後の位置（Ｌ１±ａＦδ），（Ｌ２±ａＦδ）での重心エッジ幅を用いてレンズ位置Ｌ１，Ｌ２における重心エッジ幅の精度が高められてもよい。具体的には、位置（Ｌ１−ａＦδ），Ｌ１，（Ｌ１＋ａＦδ）における重心エッジ幅がＶｅｗ３１，Ｖｅｗ３２，Ｖｅｗ３３である場合には、数３によりこれらの値にローパスフィルタを作用させた値Ｖｅｗ３がレンズ位置Ｌ１の重心エッジ幅として求められる。

　同様に、位置（Ｌ２−ａＦδ），Ｌ２，（Ｌ２＋ａＦδ）における重心エッジ幅がＶｅｗ４１，Ｖｅｗ４２，Ｖｅｗ４３である場合には、数４により値Ｖｅｗ４がレンズ位置Ｌ２の重心エッジ幅として求められる。

　もちろん、３以上の任意のレンズ位置にて重心エッジ幅を求め、最小二乗法を用いてレンズ位置と重心エッジ幅との関係を示す直線が求められてもよい。

　次に、第３の実施の形態におけるＡＦ制御の流れについて説明する。なお、第３の実施の形態に係るデジタルカメラ１の構成および基本動作（図７）は第１の実施の形態と同様であるものとする。

　図２９および図３０は、第３の実施の形態におけるＡＦ制御の流れの一部を示す図である。オートフォーカスでは、まず、レンズの駆動方向が決定される（ステップＳ６０１）。駆動方向の決定は第１の実施の形態における手法（図１７：ステップＳ２０１〜Ｓ２０６）にて行われてもよく、第２の実施の形態における手法（図２４：ステップＳ５００，Ｓ２１１〜Ｓ２１６）にて行われてもよい。

　駆動方向が決定されると、レンズが初期位置に存在する状態にてヒストグラム評価部２６４によるエッジ数Ｖｅｎおよび重心エッジ幅Ｖｅｗが取得される（ステップＳ６０２）。次に、駆動量決定部２６５により、エッジ数Ｖｅｎが０の場合には駆動量（レンズの移動量）が１６Ｆδに設定され（ステップＳ６０３、Ｓ６０４）、エッジ数Ｖｅｎが０ではないが所定値（例えば、２０）以下の場合にはレンズの移動量が１２Ｆδに設定される（ステップＳ６０５、Ｓ６０６）。

　ステップＳ６０４またはステップＳ６０６が実行された場合には、設定された駆動方向に設定された移動量だけレンズが移動し（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０２へと戻る。そして、移動量の設定およびレンズ移動、並びに、エッジ数Ｖｅｎおよび重心エッジ幅Ｖｅｗの算出が繰り返されることにより、エッジ数Ｖｅｎが所定値を超えるレンズ位置（以下、「位置Ｌ１」と呼ぶ。）までレンズが移動する。

　レンズが位置Ｌ１に達すると、位置Ｌ１における重心エッジ幅Ｖｅｗ２１を記憶した後、予め定められた移動量だけレンズがステップＳ６０１にて設定された駆動方向に大きく移動するように駆動される（図３０：ステップＳ６１１）。移動後の位置（以下、「位置Ｌ２」と呼ぶ。）では、重心エッジ幅Ｖｅｗ２２が再度求められる（ステップＳ６１２）。

　その後、数２による演算が行われ、およその合焦位置が求められる（ステップＳ６１３）。すなわち、合焦位置が推測される。レンズは求められた合焦位置へと速やかに移動し（ステップＳ６１４）、コントラストＶｃを求めつつレンズが合焦位置へと正確に一致するように微調整が行われる（ステップＳ６１５）。

　以上のように、第３の実施の形態におけるＡＦ制御では、第１の位置Ｌ１および第２の位置Ｌ２にて重心エッジ幅を求め、合焦位置の推測を行う。したがって、レンズを合焦位置へと迅速に移動させることができる。また、重心エッジ幅を用いたレンズ移動とコントラストを用いたレンズ移動とを併用するため、レンズを合焦位置に正確に位置させることも可能となる。

　また、第３の実施の形態では、エッジ数が所定値を超える位置Ｌ１まで予め移動させておき、その上で予め決定された駆動方向、すなわち、合焦位置へと向かう方向へとレンズを移動させて位置Ｌ２に位置させるため、合焦位置の推測を適切に行うことができる。

　なお、第３の実施の形態においても重心エッジ幅Ｖｅｗに代えてヒストグラムの他の代表値がフォーカスの程度を示す評価値として利用されてもよい。

　また、第１の位置Ｌ１と第２の位置Ｌ２との間の距離は、予め一定の値に定められていてもよいが、位置Ｌ１におけるエッジ数Ｖｅｎや重心エッジ幅Ｖｅｗに応じて変更されてもよい。すなわち、合焦位置の推測を適切に行うためにこれらの評価値が示すフォーカスの程度が低いほど、位置Ｌ１と位置Ｌ２との間の距離が大きく設定されてもよい。

　＜４．　第４の実施の形態＞
　第１ないし第３の実施の形態では、ＡＦエリア４０１から抽出されるエッジを利用してフォーカスレンズの駆動を行うが、光学系がズームレンズの場合、あるいは、レンズ交換が行われた場合には光学系の特性が変化してしまう。図３１は光学系の変化に合わせてレンズの駆動制御が変更される場合の構成を示すブロック図である。

　図３１において、ヒストグラム生成回路２５１、ヒストグラム評価部２６４および駆動量決定部２６５は図９に示すものに対応している。ＡＥ演算部２１１ｂおよびズーム制御部２１１ｃ（図５において図示省略）は、絞りモータＭ３およびズームモータＭ１の駆動量を算出する全体制御部２１１の機能を示す。

　既述のように、ＡＥ演算部２１１ｂには黒レベル補正後の画像が入力され、ＣＣＤ３０３の露出時間や絞り値が求められる。絞り値は絞りモータ駆動回路２１６に入力され、絞りモータＭ３への駆動信号が生成される。一方、絞り値はヒストグラム評価部２６４にも入力される。

　ズーム制御部２１１ｃでは、使用者の操作に応じてズームを制御する信号が生成され、ズームモータ駆動回路２１５へと与えられる。これにより、ズームモータＭ１への駆動信号が生成される。ズームを制御する信号はヒストグラム評価部２６４にも入力される。

　第１または第２の実施の形態において図３１に示す構成を形成する場合、エッジを検出する際に利用される各種しきい値が変更される。具体的には、図１０に示すしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２が変更される。さらには、図２１に示すノイズ除去のしきい値Ｔｈ３や図２２に示す主被写体像のエッジを抽出するための幅Ｅ１が変更されてもよい。一方、第３の実施の形態において図３１に示す構成を形成する場合、基準エッジ幅Ｖｅｗｆが変更される。すなわち、評価値を求める際の各種パラメータが変更され、得られる評価値が変更される。

　しきい値や基準エッジ幅の変更は、光学系のコントラスト再現性を示すＭＴＦに基づいて行われる。

　図３２は、像高０における光学系のＦナンバー（Ｆｎｏ）とＭＴＦとの関係を示す図である。図３２において曲線５０１はＦｎｏが１１の場合のＭＴＦを例示しており、曲線５０２はＦｎｏが２．８の場合のＭＴＦを例示している。図３２に示すように、一般的にはＦｎｏが増大するとＭＴＦも増大する。

　図３３は、像高０における光学系の焦点距離とＭＴＦとの関係を示す図である。図３３において、曲線５１１および曲線５１２は互いに焦点距離が異なる場合のＭＴＦを示している。焦点距離とＭＴＦとは物理的には相関性を有しないが、図３３に示すように、焦点距離が変更されるとＭＴＦは変化する。

　図３４は、絞り値と対応関係にあるＦｎｏの変化に応じて第３の実施の形態における基準エッジ幅がヒストグラム評価部２６４において変更される様子を例示する図である。図３４に示すように、Ｆｎｏが２．８から１１へと変更されると、基準エッジ幅が５（画素）から３へと変更される。

　以上のように、光学系のＭＴＦ特性はＦｎｏや焦点距離が変更されると変化する。Ｆｎｏは絞り値に応じて変化し、焦点距離はズーミングにより変化することから、第４の実施の形態ではＡＥ演算部２１１ｂおよびズーム制御部２１１ｃの出力がヒストグラム評価部２６４に入力され、光学系の絞り値または焦点距離が変更されると、ヒストグラム評価部２６４にて求められる評価値（エッジ数Ｖｅｎ、重心エッジ幅Ｖｅｗ）やヒストグラム評価部２６４にて使用される基準エッジ幅Ｖｅｗｆが変更される。これにより、光学系の空間周波数特性の変化に応じた適切なＡＦ制御が実現される。

　もちろん、光学系の特性はレンズ交換やフィルタ（例えば、ソフトフォーカス用のフィルタ）の装着によっても変化する。この場合、ヒストグラム評価部２６４において予め複数種類の交換レンズやフィルタの特性を準備しておき、レンズ交換やフィルタの装着に応じてしきい値や基準エッジ幅を切り替えることにより、適切なＡＦ制御が実現される。

　＜５．　変形例＞
　以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。

　例えば、上記実施の形態では、光学系を有する撮像部３と、光学系を制御するカメラ本体部２とが分離可能となっており、カメラ本体部２が光学系に対する制御装置となっているが、光学系と制御系とを一体的に有するデジタルカメラであってもよい。また、光学系と制御装置とをケーブルを用いて接続した構成であってもよい。この場合、制御装置としては汎用のコンピュータが利用されてもよく、コンピュータには光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体を介して予め光学系制御用のプログラムがインストールされる。

　撮影準備はシャッタボタン８以外の構成によりＡＦ制御部２１１ａに指示されてもよい。例えば、使用者がファインダ３１に目を近づけたことを検出したり、グリップ部４が把持されたことを検出するセンサがＡＦ制御部２１１ａに撮影準備を指示する信号を送出してもよい。シャッタボタン８以外のボタンの操作により発生する信号やセルフタイマー、インターバル撮影の際に利用されるタイマーからの信号により撮影準備が指示されてもよい。このように、撮影直前であることをＡＦ制御部２１１ａに指示することができるのであるならば、様々な構成を撮影準備の指示を行う構成として利用することができる。

　デジタルカメラ１では、図８に示すようにＡＦ制御部２１１ａにおける処理が、専用の回路による処理とＣＰＵによるソフトウェア的処理とに分担されているが、全てＣＰＵにより実行することも可能である。この場合、プログラムをＣＰＵが実行することにより上記実施の形態にて説明したＡＦ制御の全てが実行されることとなる。逆に、ＡＦ制御部２１１ａにおける処理の全てを専用の回路により実現することも可能である。

　なお、上記実施の形態におけるエッジ検出処理は一例にすぎず、他の手法によりエッジが検出されてもよい。また、上記実施の形態におけるエッジ検出は水平方向に対してのみ行われるが、垂直方向に対してエッジが検出されてもよく、双方向からエッジ検出が行われてもよい。

　上記実施の形態では、コントラストをそのまま評価値として利用しているが、コントラストを変換して評価値が求められてもよい。すなわち、上記実施の形態では、コントラスト算出回路２５２においてコントラストを求める工程とコントラストから評価値を求める工程とが実質的に一工程として行われるが、これらの工程は個別に存在してもよく、工程ごとに回路が分離していてもよい。コントラストを評価値としてそのまま利用することは、コントラストを求めて評価値を求める処理の一態様にすぎない。

　第１の実施の形態では、コントラストを評価値として用いてレンズの駆動方向が決定され、第２の実施の形態では、コントラストおよび重心エッジ幅（または、エッジ数）を用いてレンズの駆動方向を決定している。しかしながら、コントラストに代えて重心エッジ幅を用いてレンズの駆動方向を決定することも可能である。この場合、コントラストを用いることなくレンズの駆動方向が決定される。

　同様に、レンズを合焦位置に正確に合わせる際もコントラストに代えて重心エッジ幅を利用することが可能である。

　また、エッジに関する評価値としてはさらに他のものも利用可能であり、例えば、基準エッジ幅に近い幅３，４程度のエッジの度数が単純に評価値として利用されてもよく、基準エッジ幅を含む所定のエッジ幅の範囲内におけるエッジの度数が全度数に占める割合を評価値として利用することも可能である。この場合、度数が高いほどフォーカスの程度が高くなる。

　上記実施の形態では、レンズの駆動方向を決定する際に、３つのレンズ位置における評価値を求めているが、２つであってもよい。駆動方向決定の精度を高めるために３つの評価値を用いているにすぎない。３以上の評価値が求められる場合であっても、一の評価値により示されるフォーカスの程度が低いレンズ位置から他の評価値により示されるフォーカスの程度が高いレンズ位置へと向かう方向に原則として合焦位置が存在するという原理に基づいて駆動方向が決定される。

　デジタルカメラ１では、フォーカスレンズの位置を制御することによりＡＦ制御が行われるため、レンズ位置という言葉を用いてＡＦ制御を説明したが、複数のレンズを駆動してＡＦ制御を行う場合であっても上記実施の形態に係るＡＦ制御を利用することができる。すなわち、上記実施の形態におけるレンズ位置は、少なくとも１つのレンズの配置に対応付けることが可能である。

　また、デジタルカメラ１では、オートフォーカス用の評価値を求めるために黒レベル補正回路２０６から画像信号を全体制御部２１１に入力するが、他の部分から全体制御部２１１に入力されてもよい。撮像のための少なくとも１つのレンズもズームレンズでなくてもよい。

　上記実施の形態は、エッジを利用することにより高速なＡＦ制御を実現するため静止画像の取得に特に適しているが、上記実施の形態における様々な技術は動画像の取得に応用することができる。

デジタルカメラの正面図である。 デジタルカメラの背面図である。 デジタルカメラの側面図である。 デジタルカメラの底面図である。 デジタルカメラの構成を示すブロック図である。 撮像部の内部構成を示す図である。 デジタルカメラの動作の概略を示す流れ図である。 ＡＦ制御部の構成を示すブロック図である。 ＡＦ制御部の機能構成を示すブロック図である。 エッジ検出の様子を説明するための図である。 ヒストグラム生成回路の構成を示すブロック図である。 ヒストグラム生成の流れを示す図である。 ヒストグラム生成の流れを示す図である。 ヒストグラム生成の流れを示す図である。 ＡＦエリアを示す図である。 ＡＦエリアの画素配列を示す図である。 第１の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 第１の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 第１の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 重心エッジ幅の算出の流れを示す図である。 ヒストグラムからノイズ成分を除去する様子を示す図である。 ヒストグラムからノイズ成分を除去する様子を示す図である。 レンズ位置とエッジ数との関係を示す図である。 第２の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 第２の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 レンズの移動量の設定の流れを示す図である。 レンズ位置の変化によるヒストグラムの変化を示す図である。 レンズ位置と重心エッジ幅との関係を示す図である。 第３の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 第３の実施の形態におけるＡＦ制御の流れを示す図である。 第４の実施の形態におけるヒストグラム評価部と他の構成との接続関係を示すブロック図である。 Ｆナンバーの変化による空間周波数とＭＴＦとの関係の変化を示す図である。 焦点距離の変化による空間周波数とＭＴＦとの関係の変化を示す図である。 Ｆナンバーと基準エッジ幅との関係を示す図である。

符号の説明

　１　デジタルカメラ
　２　本体部
　８　シャッタボタン
　９１　記録媒体
　２５１　ヒストグラム生成回路
　２５２　コントラスト算出回路
　２６１　ＣＰＵ
　２６２　ＲＯＭ
　２６２ａ　プログラム
　２６３　ノイズ除去部
　２６４　ヒストグラム評価部
　２６５　駆動量決定部
　２６６　駆動方向決定部
　３０１　ズームレンズ
　４１０，４１４，４３１〜４３３　ヒストグラム
　Ｓ１１，Ｓ１０１〜Ｓ１０７，Ｓ１１１〜Ｓ１１８，Ｓ１２１〜Ｓ１２５，Ｓ２０１〜Ｓ２０６，Ｓ２１１〜Ｓ２１６，Ｓ３０１〜Ｓ３０７，Ｓ３２１，Ｓ４０１〜Ｓ４０５，Ｓ５００，Ｓ５０１，Ｓ６０１〜Ｓ６１４　ステップ

Claims (26)

1. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、
   　画像中のエッジを検出する検出手段と、
   　前記エッジからノイズに由来するノイズ成分を除去するノイズ除去手段と、
   　ノイズ成分除去後のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、
   　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する制御手段と、
   を備えることを特徴とする光学系制御装置。
2. 請求項１に記載の光学系制御装置であって、
   　前記ノイズ成分が、エッジ幅が１画素となるエッジであることを特徴とする光学系制御装置。
3. 請求項１に記載の光学系制御装置であって、
   　前記評価値が、ノイズ成分除去後のエッジの幅のヒストグラムに基づいて求められることを特徴とする光学系制御装置。
4. 請求項３に記載の光学系制御装置であって、
   　前記評価値が、前記ヒストグラムから求められる統計学的値であることを特徴とする光学系制御装置。
5. 請求項３または４に記載の光学系制御装置であって、
   　ノイズ成分除去前のヒストグラムからエッジ幅が所定の範囲内の部分を抽出することにより前記ノイズ成分の除去が行われることを特徴とする光学系制御装置。
6. 請求項３ないし５のいずれかに記載の光学系制御装置であって、
   　前記評価値が、ノイズ成分除去後のヒストグラムの重心に対応するエッジ幅であることを特徴とする光学系制御装置。
7. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、
   　画像中のエッジを検出する工程と、
   　前記エッジからノイズに由来するノイズ成分を除去する工程と、
   　ノイズ成分除去後のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、
   　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
   を有することを特徴とする光学系制御方法。
8. デジタルデータとして画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、
   　画像中のエッジを検出する工程と、
   　前記エッジからノイズに由来するノイズ成分を除去する工程と、
   　ノイズ成分除去後のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、
   　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
   を実行させることを特徴とする記録媒体。
9. デジタルデータとして静止画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、
   　撮影準備の指示を行う指示手段と、
   　前記指示に応じて画像中のエッジを検出し、前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、
   　前記評価値に基づいて前記光学系の駆動方向を決定するとともに前記光学系を駆動する制御手段と、
   を備えることを特徴とする光学系制御装置。
10. 請求項９に記載の光学系制御装置であって、
    　前記制御手段が、前記光学系の第１の配置と第２の配置とにおいて前記評価値を求め、前記評価値が示すフォーカスの程度が低い配置から高い配置へと向かう方向を前記駆動方向として決定することを特徴とする光学系制御装置。
11. 請求項１０に記載の光学系制御装置であって、
    　前記制御手段が、前記第１の配置における前記評価値に基づいて前記第１の配置と前記第２の配置との間の駆動量を決定することを特徴とする光学系制御装置。
12. デジタルデータとして静止画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、
    　撮影準備の指示を行う工程と、
    　前記指示に応じて画像中のエッジを検出する工程と、
    　前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、
    　前記評価値を用いて前記光学系の駆動方向を決定する工程と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
    を有することを特徴とする光学系制御方法。
13. デジタルデータとして静止画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、
    　撮影準備の指示を行う工程と、
    　前記指示に応じて画像中のエッジを検出する工程と、
    　前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、
    　前記評価値を用いて前記光学系の駆動方向を決定する工程と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
    を実行させることを特徴とする記録媒体。
14. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、
    　画像中のエッジを検出する検出手段と、
    　エッジ幅が所定値以上のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する制御手段と、
    を備えることを特徴とする光学系制御装置。
15. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、
    　画像中のエッジを検出する工程と、
    　エッジ幅が所定値以上のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
    を有することを特徴とする光学系制御方法。
16. デジタルデータとして画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、
    　画像中のエッジを検出する工程と、
    　エッジ幅が所定値以上のエッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める工程と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
    を実行させることを特徴とする記録媒体。
17. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、
    　画像中のエッジを検出する検出手段と、
    　前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する制御手段と、
    を備え、
    　前記演算手段が、前記エッジの幅のヒストグラムを求め、前記ヒストグラムにおいて度数の高い部分の代表値を前記評価値として求めることを特徴とする光学系制御装置。
18. 請求項１７に記載の光学系制御装置であって、
    　前記評価値が、前記ヒストグラムの度数の高い部分の重心に対応するエッジ幅であることを特徴とする光学系制御装置。
19. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御方法であって、
    　画像中のエッジを検出する工程と、
    　前記エッジの幅のヒストグラムを求める工程と、
    　前記ヒストグラムにおいて度数の高い部分の代表値をフォーカスの程度を示す評価値として求める工程と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
    を有することを特徴とする光学系制御方法。
20. デジタルデータとして画像を取得する際に、制御装置に光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、
    　画像中のエッジを検出する工程と、
    　前記エッジの幅のヒストグラムを求める工程と、
    　前記ヒストグラムにおいて度数の高い部分の代表値をフォーカスの程度を示す評価値として求める工程と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系を駆動する工程と、
    を実行させることを特徴とする記録媒体。
21. デジタルデータとして画像を取得する際に光学系を制御する光学系制御装置であって、
    　画像中のエッジを検出する検出手段と、
    　前記エッジからフォーカスの程度を示す評価値を求める演算手段と、
    　前記評価値に基づいて前記光学系の駆動量を求める制御手段と、
    を備え、
    　前記駆動量が前記光学系の特性に応じて変更されることを特徴とする光学系制御装置。
22. 請求項２１に記載の光学系制御装置であって、
    　前記光学系の特性に焦点距離が含まれることを特徴とする光学系制御装置。
23. 請求項２１または２２に記載の光学系制御装置であって、
    　前記光学系の特性に絞り値が含まれることを特徴とする光学系制御装置。
24. 請求項２１ないし２３のいずれかに記載の光学系制御装置であって、
    　前記評価値が、前記エッジの幅のヒストグラムに基づいて求められることを特徴とする光学系制御装置。
25. 請求項２４に記載の光学系制御装置であって、
    　前記評価値が、前記ヒストグラムから求められる統計学的値であることを特徴とする光学系制御装置。
26. 請求項２５に記載の光学系制御装置であって、
    　前記評価値が、前記ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅であることを特徴とする光学系制御装置。
    

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