【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、特許文献１などに提案されている。
【０００３】
上記特許文献１の自動焦点調整装置における目的は、「撮影像が合焦不能な低コントラスト被写体であることをフォーカスレンズを動かすことなく自動的に瞬時に判定し、フォーカスレンズの無駄な動きを抑制するとともに、撮影者にその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する」ものであり、その構成については以下のように記載されている。
【０００４】
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を求め、次に最大値から最小値を減算して輝度の幅を求め、さらにこの幅と第１のしきい値を比較する。ここで輝度の幅が第１のしきい値より小さいときは、この最大値および最小値を中間輝度レベルと比較する。この比較結果がともに大またはともに小であったときは、焦点の調整が不能であることを示す信号を出力する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１２５４９３号公報
【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焦点評価信号（以下、ＡＦ評価信号とも記す）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、信号の形状を知ることができないため、低輝度の場合にノイズなどの影響により、ＡＦ評価信号の信頼性をきちんと評価できない。
【０００８】
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大きい値にする必要があり、その場合は、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。詳しくは、コントラストの低い被写体の場合、山状の信号が出力されてＡＦが可能でも、輝度信号の最大値と最小値の差が小さいため、ＡＦ評価信号がＮＧと判定されてしまう。また、ＡＦ評価信号自体の信頼性を他の信号（輝度信号）で判定していないため、判定を誤る可能性が高いという問題点もある。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、高い精度でＡＦ評価信号の信頼性を判定し、低コントラスト被写体に対する合焦率を向上させることのできる自動焦点調整装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、前記焦点調整手段を駆動しながら前記撮像手段よりの画像信号から生成される焦点評価信号を基に合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを有し、前記合焦位置検出手段は、前記焦点評価信号の信頼性を、その信号の単調減少している区間の長さ、単調減少している区間の傾斜の平均値、その信号の最大値と最小値の差にて判定し、該判定結果に基づいて前記合焦位置を検出する自動焦点調整装置において、前記焦点評価信号が単調減少しているか否かの判定を、隣接するデータ取得ポイントより離れたポイントとの差分を用いて行う自動焦点調整装置とするものである。
【００１１】
上記構成においては、焦点評価信号の信頼性を、焦点評価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区間の長さ、傾斜している部分の傾斜の平均値から判定、すなわち形状が山状か否かを判定することで行うものにおいて、前記焦点評価信号が単調減少しているか否かを、ノイズなどによる微小の変動による影響を除去するために、隣接するデータ取得ポイントではなくそれ以上離れたポイントの差分を取ることで行う構成にしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（実施の第１の形態）
図１は本発明の実施の形態に係る自動焦点調整装置の回路構成を示すブロック図である。
【００１４】
同図において、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である。４はズームレンズ群２および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および絞り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の出力を受けてこの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（以下、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変換回路である。
【００１５】
１０はＤ／Ａ変換回路９からの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である。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および記憶用メモリ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、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ドライバーである。
【００１６】
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、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。
【００１７】
なお、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリ１２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なり、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ロッピィ−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。
【００１８】
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評価信号のモニターへの表示をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ等がある。
【００１９】
そして、レリーズスイッチは撮影動作に先立ち行われる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。
【００２０】
このように構成された撮像装置における動作を、以下に説明する。
【００２１】
まず、撮像装置１の撮影レンズ鏡筒３１を透過した被写体光束は絞り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。この被写体像は、ＣＣＤ５による光電変換処理により電気的な信号に変換され、撮像回路６に出力される。撮像回路６では、入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成される。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７に出力され、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。
【００２２】
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、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ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。
【００２３】
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てオン状態になると、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。このＡＦ評価値はフォーカスレンズ群３の所定の位置毎に求められ、その都度ＣＰＵ１５に出力される。
【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ドライバー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ドライバー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の実際の撮影動作について、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）モードにあるときは、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は撮影レンズ鏡筒３１を透過し、ＣＣＤ５上に結像された像をＬＣＤ１０に画像として表示する。すなわち、ＣＣＤ５上に結像された被写体像は、ＣＣＤ５による光電変換処理されて電気的な信号に変換された後、撮像回路６に出力される。そこで入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成された後、Ａ／Ｄ変換回路７に出力され、デジタル信号（画像データ）に変換され、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。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、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。
【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処理を実行する。続いてステップＳ４において、スキャンＡＦ処理を行う。すなわちＣＰＵ１５は、ステップＳ４で合焦位置を検出するためのスキャンＡＦ処理を行う。
【００３３】
その概略を図３を用いて説明する。
【００３４】
スキャンＡＦは、ＣＣＤ５によって生成された画像信号より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はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第２モータ駆動回路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の駆動する。
【００３５】
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、所定のステップ毎に行う。この場合、図３に示すａ１，ａ２，ａ３点においてＡＦ評価信号を取得することがあり得る。このような場合はＡＦ評価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を計算にて求めている。このように補間計算を行い、ＡＦ評価信号が最大値となる点（図３のＣ）を求める前に、ＡＦ評価信号の信頼性を評価する。その信頼性が十分であれば、ＡＦ評価信号が最大値となる点を求める。
【００３６】
上記のようにＡＦ評価信号の信頼性を評価した結果、その信頼性が高い場合には、ステップＳ５において、ＡＦＯＫ表示を行う。これは表示素子２９を点灯することなどにより行うと同時にＬＣＤ上に緑の枠を表示するなどの処理を行う。一方、ＡＦ評価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において、ＡＦＮＧ表示を行う。これは表示素子２９を点滅表示することなどにより行うと同時に、ＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。
【００３７】
次のステップＳ６においては、ＣＰＵ１５は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ことになる。
【００３８】
次に、上記ステップＳ４のスキャンＡＦにおけるＡＦ評価信号の信頼性判定方法の詳細について述べる。
【００３９】
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、その形は図４に示すような山状になる。そこで本実施形態においてはＡＦ評価信号が山状になっているか否かを、ＡＦ評価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定することにより、ＡＦ評価信号の信頼性を判定している。
【００４０】
本実施形態においては、図４に示すように、山の頂上（Ａ点）から傾斜していると認められるＤ点、Ｅ点を求め、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅Ｌ、Ａ点とＤ点のＡＦ評価値の最大値と最小値の差ＳＬ１と、Ａ点とＥ点のＡＦ評価値の最大値と最小値の差ＳＬ２の和ＳＬ１＋ＳＬ２を山の勾配ＳＬとしている。
【００４１】
なお、単調減少しているか否か（山らしいか否か）の判定の一つに、「傾斜している部分の勾配」を用いるとの説明をしているが、実際の信号は勾配が一定でなく、うねっているので、その平均値（傾斜している部分の傾斜の平均値）をもって勾配を表わす値としている。
【００４２】
その詳細を図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
まずステップＳ１０１において、スキャンＡＦ処理回路１４より出力されるＡＦ評価値の最大値と最小値、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、山の勾配を表す変数ＳＬをともに零に初期化する。
【００４４】
次いでステップＳ１０３において、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を調べ、無限遠に相当する位置でないならばステップＳ１０４に進み、無限遠に相当する位置方向への単調減少を調べる。無限遠に相当する位置であったならば、この処理をスキップしてステップＳ１０５に進む。
【００４５】
ここで、ステップＳ１０４における無限遠に相当する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用いて説明する。
【００４６】
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ｍスキャンポイント分無限遠よりのスキャンポイントｉ−ｍにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ−ｍ］の差値ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］を求め、その値をＡＦ評価値が確実に減少していると判定するためのしきい値ＳｌｐＴｈｒ（図４参照）と比較する（ステップＳ４０２）。ここで、ｍは２以上の整数である。このように離れたスキャンポイント（隣接するデータ取得ポイントより離れたポイント）でのＡＦ評価値を比較することで、ノイズなどの変動の影響を除去できる。
【００４７】
上記比較の結果、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］がしきい値ＳｌｐＴｈｒ以上（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］＞＝ＳｌｐＴｈｒ）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、山の勾配を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。なお、「＞＝」は「≧」を意味する。
【００４８】
Ｌ＝Ｌ＋１
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］）／ｍ
上記のしきい値ＳｌｐＴｈｒは、輝度Ｂｖに対して以下の式に応じて設定する。
【００４９】
ＳｌｐＴｈｒ＝ｍ×３×Ｂｖ
但し、ＳｌｐＴｈｒの最小値は３０、最大値は１５０とする。また、小数点以下の値が出た場合は切り捨てる。これは演算高速化のため、小数点演算を行っていないためである。しきい値ＳｌｐＴｈｒに関しては、輝度が高い場合はＡＦ評価値の信号そのものも大きくなる傾向があるため、輝度によって大きさを変えている。また、ステップＳ４０６ではカウンターｉの値を−１減算する。
【００５０】
上記ステップＳ４０２で、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］＞＝ＳｌｐＴｈｒでなければステップＳ４０３に進む。そしてステップ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−ｍ］が−ＳｌｐＴｈｒより大きいか否かを調べる。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］＞−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、山の勾配を表す変数ＳＬを更新する。
【００５１】
なお、上記ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］＞−ＳｌｐＴｈｒは、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ−ｍ］−ＳｌｐＴｈｒと置き換えることができる。本来はｄ［ｉ］がｄ［ｉ−ｍ］より大きいことを仮定しているが、ここではｄ［ｉ］がｄ［ｉ−ｍ］より小さい場合も許可しようとするものである。これはノイズなどで大小関係が逆転することもあるとの考えによる。但し、ノイズなどで大小関係が逆転したとしてもその差がＳｌｐＴｈｒよりは小さい事を想定している。ここでは、上記ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］＞−ＳｌｐＴｈｒは、ｄ［ｉ］がｄ［ｉ−ｍ］−ＳｌｐＴｈｒより大きければ、ノイズなどで大小が逆転しているが、単調減少していると判定することを意味している。
【００５２】
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（なお図３では、ａ２，ａ３は至近方向に単調減少する例を示しているので、ここの説明では実際は図３を左右反転させたような図面となる）、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］＞＝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。
【００５３】
また、ステップＳ４０４で上記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定し、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Ｓ４１０に進む。
【００５４】
また、ステップＳ４０３においてｉが単調減少のチェックを開始する点では無いと判定した場合は、ステップＳ４１１において、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ−ｍ］か否かを調べる。ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ−ｍ］の場合は十分では無いが単調減少が生じていると判定することができる。これを、長さが（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ、傾きが（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ／ｍの単調減少、即ち通常の単調減少のＳｌｐＴｈｒ分の一の単調減少が生じたものとして取り扱う。そして、ステップＳ４１２において、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
【００５５】
Ｌ＝Ｌ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ／ｍ
また、ステップＳ４１２ではカウンターｉの値を−１減算する。
【００５６】
次のステップＳ４０７，Ｓ４０８においては、Ｌ，ＳＬ／Ｌが、山であるとみなすための山の幅及び山の勾配（傾斜の平均値）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、後のＡＦ評価値の信頼性を判定する処理における条件を満足しているので、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Ｓ４１０に進む。
【００５７】
また、両方もしくは片方がしきい値未満の場合はステップＳ４０９へ進み、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、すなわち単調減少を検出する開始点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Ｓ４１０に進む。ステップＳ４１０では、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数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。
【００５８】
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。
【００５９】
図５に戻り、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、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンＡＦを行う至近端に相当する位置か否かを調べ、至近端に相当する位置でないならば、ステップＳ１０６に進み、至近端に相当する位置方向への単調減少を調べる。至近端に相当する位置であったならば、この処理をスキップし、ステップＳ１０７に進む。
【００６０】
ここで、ステップＳ１０６における至近端に相当する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用いて説明する。
【００６１】
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ｍスキャンポイント分至近よりのスキャンポイントｉ＋ｍにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ＋ｍ］の差値ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］を求め、その値をＡＦ評価値が確実に減少していると判定するためのしきい値ＳｌｐＴｈｒと比較する。ここでは、ｍは２以上の整数である。このように離れたスキャンポイントでのＡＦ評価値を比較することで、ノイズなどの変動の影響を除去できる。
【００６２】
上記比較の結果、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］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、山の勾配を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
【００６３】
Ｌ＝Ｌ＋１
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］）／ｍ
また、ステップＳ５０２で、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］＞＝ＳｌｐＴｈｒでなければステップ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などの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、ステップＳ５１１に進む。一方、フラグがオフの場合はステップＳ５０５に進み、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］が−ＳｌｐＴｈｒより大きいか否かを調べる。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］＞−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＋ｍ］＞＝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。
【００６４】
また、ステップＳ５０５で上記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定し、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Ｓ５１０に進む。ステップＳ５０３で満たさない場合もステップＳ５１１に進む。
【００６５】
ステップＳ５１１へ進むと、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ＋ｍ］か否かを調べる。ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ＋ｍ］の場合は十分では無いが、単調減少が生じていると判定することができる。これを、長さが（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ、傾きが（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ／ｍの単調減少、即ち通常の単調減少のＳｌｐＴｈｒ分の一の単調減少が生じたものとして取り扱う。そしてステップＳ５１２において、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
【００６６】
Ｌ＝Ｌ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋ｍ］）／ＳｌｐＴｈｒ／ｍ
次のステップＳ５０７，Ｓ５０８においては、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、後のＡＦ評価値の信頼性を判定する処理における条件を満足しているので、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Ｓ５１０に進む。
【００６７】
また、両者もしくは片方がしきい値未満の場合はステップＳ５０９へ進み、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、すなわち単調減少を検出する開始点が至近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Ｓ５１０に進む。ステップＳ５１０では、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数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。
【００６８】
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。
【００６９】
図５に戻り、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、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した場合の処理を、信頼性がないと判定した場合の処理を、それぞれを行う、図５のステップＳ１０７以降へ進む。
【００７０】
まず、図５のステップＳ１０７においては、ＡＦ評価値の最大値と最小値の差をそのしきい値である所定値（ｄｅｆ＿ｍａｘｍｉｎ）と比較し、所定値より小さい場合（ｍａｘ−ｍｉｎ＜所定値）は信頼性がないと判定し、ステップＳ１１１へ進む。
【００７１】
また、所定値以上の場合（ｍａｘ−ｍｉｎ≧所定値）はステップＳ１０８に進み、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬをそのしきい値である所定値Ｌｏと比較し、所定値より小さい場合（Ｌ＜Ｌｏ）は信頼性がないと判定し、ステップＳ１１１へ進む。
【００７２】
また、所定値Ｌｏ以上の場合はステップＳ１０９へ進み、傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌをそのしきい値である所定値ＳＬｏ／Ｌｏと比較し、所定値より小さい場合（ＳＬ／Ｌ＜ＳＬｏ／Ｌｏ）は信頼性がないと判定し、ステップＳ１１１へ進む。
【００７３】
ここで用いた３つの判定ためのしきい値は、撮影レンズの焦点距離、開放Ｆ値、スキャンＡＦを行う距離範囲、及び、スキャンＡＦ間隔（ＡＦ評価値を取得するポイントの間隔）から決まるＡＦ評価値を取得するスキャンポイントの数により変更する。
【００７４】
以下の規則に従い、しきい値を変更する。
【００７５】
まず、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さに関するしきい値である所定値Ｌｏは、スキャンポイント数に応じて以下のように設定する。
【００７６】
スキャンポイント数＝１〜５ Ｌｏ＝３
スキャンポイント数＝６〜１０ Ｌｏ＝４
スキャンポイント数＝１１〜１４ Ｌｏ＝５
スキャンポイント数＝１５〜２１ Ｌｏ＝６
スキャンポイント数＝２１〜 Ｌｏ＝７
このようにＬｏの最小値は３、最大値は７とする。これは、山の幅を表す一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さはある一定以上の数値が必要であるが、スキャンポイント数が極端に少ない場合はそれを考慮する必要がある。よって、スキャンポイント数の少ない、撮影レンズの焦点距離が短く、開放Ｆ値も大きく、非マクロ領域をスキャンＡＦを行う距離範囲としている場合は、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さに関するしきい値Ｌｏを小さくしている。ちなみにマクロ領域の撮影の場合は、撮影レンズの焦点距離が短く、開放Ｆ値も大きい場合でもスキャンポイント数が多くなる場合が多い。
【００７７】
また、ＡＦ評価値の最大値と最小値の差に関するしきい値である所定値 ｄｅｆ＿ｍａｘｍｉｎは、輝度により以下のように設定する。
【００７８】
輝度値ＢｖがＢｖ０からＢｖ１０まで変化した時に２倍になるように設定する。その外側の輝度の場合は、Ｂｖ０，Ｂｖ１０と同じになるようにする。例えばＢｖ０＝０のとき、ｄｅｆ＿ｍａｘｍｉｎ＝２５０、Ｂｖ１０＝１０とした場合は、Ｂｖ１０でのｄｅｆ＿ｍａｘｍｉｎは５００となる。その間（ＢＶ＝０〜１０）は
となる。ただし、小数点以下の値が出た場合は切り捨てる。これは演算高速化のため、小数点演算を行っていないためである。また、Ｂｖ＝０以下の場合はｄｅｆ＿ｍａｘｍｉｎ＝２５０、Ｂｖ＝１０以上の場合はｄｅｆ＿ｍａｘｍｉｎ＝５００となる。
また、傾斜している部分の傾斜の平均値に関するしきい値である所定値ＳＬｏ／Ｌｏも、輝度により以下のように設定する。
【００７９】
輝度値ＢｖがＢｖ０からＢｖ１０まで変化した時に２倍になるように設定する。その外側の輝度の場合は、Ｂｖ０，Ｂｖ１０と同じになるようにする。例えばＢｖ０＝０のとき、ＳＬｏ／Ｌｏ＝４５、Ｂｖ１０＝１０とした場合は、Ｂｖ１０でのＳＬｏ／Ｌｏは９０となる。その間（ＢＶ＝０〜１０）は
となる。ただし、小数点以下の値が出た場合は切り捨てる。これは演算高速化のため小数点演算を行っていないためである。また、Ｂｖ＝０以下の場合はＳＬｏ／Ｌｏ＝４５、Ｂｖ＝１０以上の場合はＳＬｏ／Ｌｏ＝９０となる。
【００８０】
後者の２つのしきい値に関しては輝度が高い場合はＡＦ評価値の信号そのものも大きくなる傾向があるため、輝度によって大きさを変えている。
【００８１】
ここでは撮影時のシャッター速度、絞り等を決定する測光モジュールから得られるＢｖ値を輝度の情報として用いているが、本発明で使用する輝度に関する情報はこれに限定されるものではない。例えばＡＦ評価信号そのものの平均値や、ＡＦを行う領域の画像信号の平均値などを用いても良い。
【００８２】
再び図５に戻り、以上の３つの条件を満たした場合はＡＦ評価値の信頼性があると判定し、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群３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。
【００８３】
また、ＡＦ評価値の信頼性がないと判定してステップ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群３を駆動する。
【００８４】
以上の実施の第１の形態においては、ＡＦ評価信号の信頼性をその形状から判定することにより、すなわち形状が山状か否かを、ＡＦ評価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評価信号の信頼性を判定するとともに、例えば２ポイント離れたデータ取得ポイントとの差分を取り、またその差が所定値以下の傾斜の場合は（差分／所定値）を減少している区間の長さとすることにより、ノイズなどによる微小の変動による影響を除去でき、高い精度でＡＦ評価信号の信頼性を判定することを可能にしている。
【００８５】
（実施の第２の形態）
本発明の実施の第２の形態に係る撮像装置の基本的構成や基本的な動作手順は上記実施の第１の形態と同様であり、図１のブロック図、図２のフローチャートによって示されている。
【００８６】
上記実施の第１の形態と異なる本実施の第２の形態における低コントラスト判定方法について、図８のフローチャートにしたがって説明する。
【００８７】
まずステップＳ７０１において、スキャンＡＦ処理回路１４より出力されるＡＦ評価値の最大値と最小値、及びその平均値を求める。同時に、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の値を無限遠に相当する値を零に初期化する。そして、ステップＳ７０２において、そのｉｏにおけるＡＦ評価値の値がステップ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ばその点からは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、ｉｏが至近端に相当する位置に達したか否かを調べ、達していなければ、ｉｏ＝ｉｏ＋１とｉｏを更新し、処理を継続する。
【００８８】
ステップＳ７０２で、ｉｏにおけるＡＦ評価値の値がステップＳ７０１で求めたＡＦ評価値の平均値以上の場合はＡＦ評価値の単調減少のチェックを行うステップＳ７０３以降へ進む。
【００８９】
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、山の勾配を表す変数ＳＬをともに零に初期化する。そしてステップＳ７０４で、ｉｏが無限遠に相当する位置か否かを調べ、無限遠に相当する位置でないならばステップＳ７０５にて無限遠方向へのＡＦ評価値の単調減少を調べる。無限遠に相当する位置の場合はステップＳ７０５をスキップし、ステップＳ７０６へ進む。
【００９０】
ステップＳ７０５における無限遠に相当する位置方向への単調減少を調べる処理は、上記実施の第１の形態と同様の処理が行われる。
【００９１】
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ステップＳ７０６へ進み、ｉｏがスキャンＡＦを行う至近端に相当する位置か否かを調べ、至近端に相当する位置でないならば、ステップＳ７０８に進み、至近端に相当する位置方向へのＡＦ評価値の単調減少を調べる。至近端に相当する位置であったならば、この処理をスキップし、ステップＳ７１０に進む。
【００９２】
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ステップＳ７０８へ進み、ｉｏがスキャンＡＦを行う至近端に相当する位置か否かを調べ、至近端に相当する位置でないならばステップＳ７０９に進み、ｉｏ＝ｉｏ＋１と更新し、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。ｉｏが至近端に相当する位置に到達したならば、無限遠、至近端方向への単調減少のチェックを終了する。
【００９３】
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、山の勾配を表す変数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として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］の大きいもの、ｄ［ｉｏ］が等しいものが複数存在する場合はｉｏがより近側のものを選択する。
【００９４】
次いで選択された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した場合の処理を、信頼性がないと判定した場合の処理を、それぞれ行うステップＳ７１１以降に移る。
【００９５】
まず、ステップＳ７１１においては、ＡＦ評価値の最大値と最小値の差をそのしきい値である所定値と比較し、所定値より小さい場合は信頼性がないと判定し、ステップＳ７１５へ進む。
【００９６】
また、所定値以上の場合はステップＳ７１２へ進み、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬをそのしきい値である所定値Ｌｏと比較し、所定値Ｌｏより小さい場合は信頼性がないと判定し、ステップＳ７１５へ進む。
【００９７】
また、所定値Ｌｏ以上の場合はステップＳ７１３へ進み、傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌをそのしきい値である所定値ＳＬｏ／Ｌｏと比較し、所定値ＳＬｏ／Ｌｏより小さい場合は信頼性がないと判定し、ステップＳ７１５へ進み、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。ここで用いた３つの判定ためのしきい値は、上記実施の１の形態と同様に、撮影レンズの焦点距離、開放Ｆ値、スキャンＡＦを行う距離範囲及びスキャンＡＦ間隔（ＡＦ評価値を取得するポイントの間隔）から決まるＡＦ評価値を取得するスキャンポイントの数により変更する。
【００９８】
以上の実施の第２の形態においても、ＡＦ評価信号の信頼性をその形状から判定することにより、すなわち形状が山状か否かをＡＦ評価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評価信号の信頼性を判定するとともに、２ポイント離れたデータ取得ポイントとの差分を取り、またその差が所定値以下の傾斜の場合は（差分／所定値）を減少している区間の長さとすることにより、ノイズなどによる微小の変動による影響を除去し、高い精度でＡＦ評価信号の信頼性を判定することを可能にしている。
【００９９】
最後に、請求項１以外の本発明に係る自動焦点調整装置の実施態様を以下に列挙する。
【０１００】
（実施態様１） 撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、前記焦点調整手段を駆動しながら前記撮像手段よりの画像信号から生成される焦点評価信号を基に合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを有し、前記合焦位置検出手段は、前記焦点評価信号の信頼性を、その信号の単調減少している区間の長さ、単調減少している区間の傾斜の平均値、その信号の最大値と最小値の差にて判定し、信頼性が高い場合は、前記焦点評価信号に基づいて前記合焦位置を検出し、信頼性が低い場合は、所定の信号を前記合焦位置として検出する自動焦点調整装置において、前記焦点評価信号が単調減少しているか否かの判定を、隣接するデータ取得ポイントより離れたポイントとの差分を用いて行うことを特徴とする自動焦点調整装置。
【０１０１】
（実施態様２） 前記合焦位置検出手段は、前記焦点評価信号が単調減少しているか否かを、隣接するデータ取得ポイントより離れたポイントとの差分と所定値を比較し、所定値以上の場合は、長さが１単位の単調現象が生じていると判定することを特徴とする請求項１又は実施態様１に記載の自動焦点調整装置。
【０１０２】
（実施態様３） 前記合焦位置検出手段は、前記焦点評価信号が単調減少しているか否かを、隣接するデータ取得ポイントより離れたポイントとの差分と所定値を比較し、所定値以上の場合は、長さが１単位の単調現象が生じていると判定し、所定値未満かつ零以上の場合は、長さが差分／所定値の単調現象が生じていると判定することを特徴とする請求項１又は実施態様１に記載の自動焦点調整装置。
【０１０３】
（実施態様４） 前記焦点評価信号の信頼性を判定するためのしきい値である、前記焦点評価信号の単調減少している区間の長さ、単調減少している区間の傾斜の平均値、前記焦点評価信号の最大値と最小値の差は、そのときの輝度信号に応じて変更されるものであることを特徴とする請求項１、実施態様１ないし３に記載の自動焦点調整装置。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高い精度でＡＦ評価信号の信頼性を判定し、低コントラスト被写体に対する合焦率を向上させることができる自動焦点調整装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る自動焦点調整装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態に係る自動焦点調整装置を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の第１の形態においてＡＦ評価信号の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の第１の形態においてＡＦ評価値の信頼性判定の概念を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の第１の形態においてＡＦ評価信号の信頼性判定方法の動作を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の第１の形態における無限遠方向の単調減少を求める動作を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の第１の形態における至近端方向の単調減少を求める動作を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の第２の形態においてＡＦ評価信号の信頼性判定方法の動作を示す説明図である。
【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 ＣＣＤ等の固体撮像素子
６ 撮像回路
７ Ａ／Ｄ変換回路
８ メモリ（ＶＲＡＭ）
９ Ｄ／Ａ変換回路
１０ 液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置
１２ 画像データを記憶する記憶用メモリ
１１ 圧縮伸長回路
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ドライバー
２１ 絞り駆動モータ
１８ 第１モータ駆動回路
２２ フォーカス駆動モータ
１９ 第２モーター駆動回路
２３ ズーム駆動モータ
２０ 第３モータ駆動回路
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic focus adjustment device that performs focus adjustment using an image signal acquired by an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by an imaging optical system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an automatic focusing device that performs a focusing operation by detecting a predetermined high-frequency component from an image signal and maximizing an output signal, the reliability of an output signal that has detected the high-frequency component is evaluated. A method for performing this is proposed in Patent Document 1 and the like.
[0003]
The purpose of the automatic focus adjustment device of Patent Document 1 is to automatically instantaneously determine that a captured image is a low-contrast subject that cannot be focused without moving the focus lens, thereby suppressing unnecessary movement of the focus lens. At the same time, it is possible to notify the photographer of the fact and encourage the photographer to perform photographing with another easily focussed subject ", and the configuration is described as follows.
[0004]
First, a maximum value and a minimum value of a luminance signal in a predetermined range of one field are obtained, then a minimum value is subtracted from the maximum value to obtain a luminance width, and this width is compared with a first threshold value. If the width of the luminance is smaller than the first threshold value, the maximum value and the minimum value are compared with the intermediate luminance level. If the comparison results are both large or small, a signal indicating that focus adjustment is impossible is output.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-125493
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, the reliability of a focus evaluation signal (hereinafter, also referred to as an AF evaluation signal) in which a high-frequency component is detected is determined based on a difference (luminance width) between the maximum value and the minimum value of the luminance signal.
[0007]
Except for the special case of the near-far conflict, the AF evaluation signal has a mountain shape when the horizontal axis represents the distance and the vertical axis represents the AF evaluation value. Therefore, if the contrast of the subject is low and a mountain-shaped signal is output even if the difference between the maximum value and the minimum value is small, the AF evaluation signal is highly reliable and a good focusing operation can be expected. However, in the conventional example in which the reliability is determined based on the maximum value and the minimum value of the luminance signal, since the shape of the signal cannot be known, the reliability of the AF evaluation signal is reduced due to the influence of noise or the like when the luminance is low. Can't evaluate properly.
[0008]
In consideration of the influence of noise at low luminance, the threshold value of the difference between the maximum value and the minimum value needs to be set to a large value. In this case, even if a mountain-shaped signal is output, an object with low contrast is required. The AF evaluation signal may be determined to be NG. More specifically, in the case of a subject with low contrast, even if a mountain-like signal is output and AF is possible, the AF evaluation signal is determined to be NG because the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance signal is small. Further, since the reliability of the AF evaluation signal itself is not determined by another signal (luminance signal), there is also a problem that the determination is likely to be erroneous.
[0009]
(Object of the invention)
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automatic focus adjustment device capable of determining the reliability of an AF evaluation signal with high accuracy and improving a focusing rate for a low-contrast subject.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging unit that photoelectrically converts a subject image formed by a shooting optical system to obtain an electrical image signal, and focuses the subject image formed on the imaging unit. A focus adjustment means for adjusting the focus; and a focus position detection means for detecting a focus position based on a focus evaluation signal generated from an image signal from the imaging means while driving the focus adjustment means. The focus position detecting means determines the reliability of the focus evaluation signal by determining the length of the monotonically decreasing section of the signal, the average value of the slope of the monotonically decreasing section, and the difference between the maximum value and the minimum value of the signal. In the automatic focus adjustment device that detects the in-focus position based on the determination result, the determination whether the focus evaluation signal is monotonically decreasing is determined by a point that is farther from an adjacent data acquisition point. Automatic using the difference of It is to the point adjuster.
[0011]
In the above configuration, the reliability of the focus evaluation signal is determined by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the focus evaluation signal, the length of the section that is inclined with a slope equal to or more than a certain value, and the average value of the slope of the sloped portion. , That is, by determining whether the shape is mountain-like or not, whether or not the focus evaluation signal is monotonically decreasing is determined by removing adjacent influences in order to remove the influence of minute fluctuations due to noise or the like. The configuration is such that the difference is obtained not at the data acquisition point but at a point further away.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
[0013]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an automatic focus adjustment device according to an embodiment of the present invention.
[0014]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an imaging device, 2 denotes a zoom lens group, and 3 denotes a focus lens group. Reference numeral 4 denotes a light amount adjusting means for controlling the amount of light flux transmitted through the photographing optical system including the zoom lens group 2 and the focus lens group 3 and the like. A photographing lens barrel 4 and the like, a subject image transmitted through the photographing optical system is formed, a solid-state image pickup device (hereinafter referred to as a CCD) such as a CCD for photoelectrically converting the photographed lens, and an electric charge photoelectrically converted by the CCD 5 An imaging circuit for generating a predetermined image signal by receiving signals and performing various types of image processing; 7, an A / D conversion circuit for converting an analog image signal generated by the imaging circuit 6 into a digital image signal; A memory (hereinafter referred to as VRAM) such as a buffer memory for temporarily storing the image signal in response to the output of the / D conversion circuit 7, and 9 for reading the image signal stored in the VRAM 8. This by a D / A converter circuit for converting an image signal of a form suitable for reproduction output together into an analog signal.
[0015]
Reference numeral 10 denotes an image display device (hereinafter, LCD) such as a liquid crystal display (LCD) that displays an image signal from the D / A conversion circuit 9, and 12 denotes a storage memory that stores image data such as a semiconductor memory. Reference numeral 11 denotes a compression circuit that reads out an image signal temporarily stored in the VRAM 8 and performs a compression process and an encoding process on image data in order to make the format suitable for storage in the storage memory 12, and an image stored in the storage memory 12. A compression / decompression circuit 13 including a decompression circuit for performing a decoding process, a decompression process, and the like for rendering data into an optimal form for reproduction display and the like. An AE processing circuit that performs (AE) processing, 14 is a scan AF processing circuit that receives an output from the A / D conversion circuit 7 and performs automatic focus adjustment (AF) processing, and 15 is a calculation memory that controls an imaging apparatus. , A timing generator (hereinafter, referred to as TG) 16 for generating a predetermined timing signal, and 17 a CCD driver.
[0016]
Reference numeral 21 denotes an aperture drive motor for driving the aperture 4, 18 a first motor drive circuit for driving and controlling the aperture drive motor 21, 22 a focus drive motor for driving the focus lens group 3, and 19 a drive control for the focus drive motor 22. A second motor drive circuit, 23 is a zoom drive motor for driving the zoom lens group 2, 20 is a third motor drive circuit for driving and controlling the zoom drive motor 23, 24 is an operation switch including various switch groups, and 25 is various switches. An EEPROM which is an electrically rewritable read-only memory in which a program for controlling and data used for performing various operations are stored in advance, 26 is a battery, 28 is a strobe light emitting unit, and 27 is a strobe light emitting unit. A switching circuit 29 for controlling flash light emission of the unit 28; and 29 for displaying OK / NG of the AF operation. LED is a display element, such as.
[0017]
The storage memory 12, which is a storage medium for image data and the like, is a fixed type semiconductor memory such as a flash memory, a card-shaped flash memory which is formed in a card shape or a stick shape, and is detachably formed in the apparatus. In addition to the semiconductor memory described above, various forms such as a magnetic storage medium such as a hard disk and a floppy disk are applied.
[0018]
The operation switches 24 include a main power switch for activating the imaging apparatus 1 and supplying power, a release switch for starting a shooting operation (storage operation), a playback switch for starting a playback operation, and a shooting optical system. There is a zoom switch for moving the zoom lens group 2 to perform zooming, a switch for turning on / off the display of the AF evaluation signal on the monitor, and the like.
[0019]
The release switch is provided with a first stroke (hereinafter, SW1) for generating an instruction signal for starting an AE process and an AF process performed prior to a shooting operation, and a second stroke (hereinafter, SW1) for generating an instruction signal for starting an actual exposure operation. , SW2).
[0020]
The operation of the thus configured imaging apparatus will be described below.
[0021]
First, the amount of the subject light flux transmitted through the photographing lens barrel 31 of the imaging device 1 is adjusted by the aperture 4 and then formed on the light receiving surface of the CCD 5. This subject image is converted into an electrical signal by photoelectric conversion processing by the CCD 5 and output to the imaging circuit 6. The imaging circuit 6 performs various kinds of signal processing on the input signal, and generates a predetermined image signal. This image signal is output to the A / D conversion circuit 7, converted into a digital signal (image data), and temporarily stored in the VRAM 8.
[0022]
The image data stored in the VRAM 8 is output to the D / A conversion circuit 9, is converted into an analog signal, is converted into an image signal in a form suitable for display, and is displayed as an image on the LCD. On the other hand, the image data stored in the VRAM 8 is also output to the compression / expansion circuit 11. After compression processing is performed by the compression circuit in the compression / expansion circuit 11, the image data is converted into image data in a form suitable for storage, and stored in the storage memory 12.
[0023]
Further, for example, when a reproduction switch (not shown) among the operation switches 24 is operated to be turned on, a reproduction operation is started. Then, the image data compressed and stored in the storage memory 12 is output to the compression / expansion circuit 11, where the image data is subjected to decoding processing and expansion processing in the expansion circuit, and then output to the VRAM 8 and temporarily stored therein. You. Further, the image data is output to the D / A conversion circuit 9, converted into an analog signal, converted into an image signal in a form suitable for display, and then displayed on the LCD 10 as an image.
[0024]
On the other hand, the image data digitized by the A / D conversion circuit 7 is output to the AE processing circuit 13 and the scan AF processing circuit 14 separately from the VRAM 8 described above.
[0025]
First, the AE processing circuit 13 receives an input digital image signal and performs arithmetic processing such as cumulative addition on the luminance value of image data for one screen. Thereby, the AE evaluation value according to the brightness of the subject is calculated. This AE evaluation value is output to the CPU 15.
[0026]
The scan AF processing circuit 14 receives the input digital image signal, extracts a high-frequency component of image data for one screen through a high-pass filter (HPF) or the like, and further performs arithmetic processing such as cumulative addition. Is Thus, the AF evaluation signal corresponding to the contour component amount on the high frequency side and the like is calculated. As described above, the scan AF processing circuit 14 plays a role of a high frequency component detecting unit that detects a predetermined high frequency component from the image signal generated by the CCD 5 in the process of performing the AF process. The AF evaluation value is obtained for each predetermined position of the focus lens group 3, and is output to the CPU 15 each time.
[0027]
On the other hand, a predetermined timing signal is output from the TG 16 to the CPU 15, the imaging circuit 6, and the CCD driver 17, and the CPU 15 performs various controls in synchronization with the timing signal. Further, the imaging circuit 6 receives the timing signal from the TG 16 and performs various image processing such as separation of color signals in synchronization with the timing signal. Further, the CCD driver 17 receives the timing signal of the TG 16 and drives the CCD 5 in synchronization with the timing signal.
[0028]
Further, the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18, the second motor drive circuit 19, and the third motor drive circuit 20, respectively, so that the aperture drive motor 21, the focus drive motor 22, and the zoom drive motor 23 The aperture 4, the focus lens group 3, and the zoom lens group 2 are drive-controlled. That is, the CPU 15 controls the first motor drive circuit 18 based on the AE evaluation value or the like calculated by the AE processing circuit 13 to drive the aperture drive motor 21 and adjusts the aperture amount of the aperture 4 to be appropriate. Perform control. Further, the CPU 15 controls the second motor drive circuit 19 based on the AF evaluation signal calculated by the scan AF processing circuit 14 to drive the focus drive motor 22 and perform AF control for moving the focus lens group 3 to a focus position. Do. When a zoom switch (not shown) among the operation switches 24 is operated, the CPU 15 receives the command and controls the third motor drive circuit 20 to drive and control the zoom motor 23 to thereby control the zoom lens group 2. It is moved to perform a zooming operation (zooming operation) of the photographing optical system.
[0029]
Next, an actual photographing operation of the image pickup apparatus 1 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
[0030]
When the main power switch of the imaging device 1 is on and the operation mode of the imaging device 1 is a shooting (recording) mode, a shooting processing sequence is executed.
[0031]
First, in step S1, the CPU 15 displays an image transmitted through the photographing lens barrel 31 and formed on the CCD 5 on the LCD 10 as an image. That is, the subject image formed on the CCD 5 is subjected to photoelectric conversion processing by the CCD 5 to be converted into an electrical signal, and then output to the imaging circuit 6. Then, various kinds of signal processing are performed on the input signal to generate a predetermined image signal, which is then output to the A / D conversion circuit 7, converted into a digital signal (image data), and temporarily stored in the VRAM 8. Is stored. The image data stored in the VRAM 8 is output to the D / A conversion circuit 9, converted into an analog signal, converted into an image signal in a form suitable for display, and then displayed on the LCD 10 as an image.
[0032]
Next, in step S2, the state of the release switch is confirmed. When the CPU 15 confirms that the release switch has been operated by the photographer and SW1 (the first stroke of the release switch) has been turned on, the process proceeds to the next step S3, where normal AE processing is executed. Subsequently, in step S4, scan AF processing is performed. That is, the CPU 15 performs the scan AF process for detecting the focus position in step S4.
[0033]
The outline will be described with reference to FIG.
[0034]
Scan AF is performed by finding the position of the focus lens group 3 where the high-frequency component output from the image signal generated by the CCD 5 is the largest. The CPU 15 controls the focus drive motor 22 via a second motor drive circuit 19 for controlling the drive of the focus drive motor 22, and moves the focus lens group 3 from a position corresponding to infinity (“A” in FIG. 3). Driving is performed to a position ("B" in FIG. 3) corresponding to the close distance set in the mode. Then, while driving, the output (AF evaluation signal) of the scan AF processing circuit 14 is acquired, and from the AF evaluation signal acquired at the time when the driving of the focus lens group 3 is completed, the position at which it becomes maximum (“ C)), and the focus lens group 3 is driven to that position.
[0035]
The acquisition of the output of the AF processing circuit 14 is not performed at the stop positions of all the focus lens groups 3 but at every predetermined step in order to speed up the scan AF. In this case, an AF evaluation signal may be obtained at points a1, a2, and a3 shown in FIG. In such a case, the in-focus position C is obtained by calculation from the point where the AF evaluation signal has the maximum value and the points before and after the point. In this way, the interpolation calculation is performed to evaluate the reliability of the AF evaluation signal before obtaining the point (C in FIG. 3) at which the AF evaluation signal has the maximum value. If the reliability is sufficient, a point at which the AF evaluation signal has a maximum value is obtained.
[0036]
As a result of evaluating the reliability of the AF evaluation signal as described above, if the reliability is high, AFOK display is performed in step S5. This is performed by turning on the display element 29, and at the same time, processing such as displaying a green frame on the LCD. On the other hand, as a result of evaluating the reliability of the AF evaluation signal, if the reliability is low, the process for obtaining the point at which the AF evaluation signal has the maximum value is not performed, and AFNG display is performed in step S5. This is performed by, for example, blinking the display element 29, and at the same time, processing such as displaying a yellow frame on the LCD 10.
[0037]
In the next step S6, the CPU 15 checks SW2 (second stroke of the release switch). If SW2 is turned on, the process proceeds to step S7 to execute actual exposure processing.
[0038]
Next, the details of the method of determining the reliability of the AF evaluation signal in the scan AF in step S4 will be described.
[0039]
Except for the special case of the near-far conflict, the AF evaluation signal has a mountain shape as shown in FIG. 4 when the horizontal axis represents the distance and the vertical axis represents the AF evaluation value. Therefore, in the present embodiment, whether or not the AF evaluation signal has a mountain shape is determined by determining the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation signal, the length of a portion that is inclined at a slope equal to or more than a certain value, and the slope. The reliability of the AF evaluation signal is determined by making a determination based on the gradient of the existing portion.
[0040]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, points D and E, which are recognized as being inclined from the top of the mountain (point A), are obtained, and the width of the points D and E is calculated as the widths L and A of the mountains. The sum SL1 + SL2 of the difference SL1 between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation values at the points D and D and the difference SL2 between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation values at the points A and E are defined as a mountain slope SL.
[0041]
It is described that one of the determinations of monotonous decrease (whether it looks like a mountain) uses the “gradient of a sloping portion”, but the actual signal has a constant gradient. However, the average value (the average value of the inclination of the inclined portion) is used as the value representing the gradient.
[0042]
The details will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0043]
First, in step S101, the maximum value and the minimum value of the AF evaluation value output from the scan AF processing circuit 14 and the scan point io giving the maximum value are obtained. Thereafter, in step S102, both a variable L representing the peak width of the AF evaluation value and a variable SL representing the gradient of the peak are initialized to zero.
[0044]
Next, in step S103, it is checked whether or not the scan point io giving the maximum value is at a position corresponding to infinity. If not, the process proceeds to step S104, and the monotonous decrease in the position direction corresponding to infinity is performed. Find out. If the position corresponds to infinity, this process is skipped and the process proceeds to step S105.
[0045]
Here, the process of checking for a monotonous decrease in the position direction corresponding to infinity in step S104 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0046]
First, in step S401, the value of the counter i is initialized to io. Then, the difference value d [i] -d between the AF evaluation value d [i] at i and the AF evaluation value d [im] at the scan point im at infinity m scan points from i. [Im] is obtained, and the obtained value is compared with a threshold value SlpThr (see FIG. 4) for determining that the AF evaluation value has definitely decreased (step S402). Here, m is an integer of 2 or more. By comparing the AF evaluation values at the distant scan points (points distant from the adjacent data acquisition point), it is possible to remove the influence of fluctuations such as noise.
[0047]
As a result of the comparison, if d [i] -d [im] is equal to or more than the threshold value SlpThr (d [i] -d [im]> = SlpThr), the process proceeds to step S406, where the AF evaluation value The variable L representing the width of the mountain and the variable SL representing the gradient of the mountain are updated according to the following formula. Note that “> =” means “≧”.
[0048]
L = L + 1
SL = SL + (d [i] −d [im]) / m
The threshold value SlpThr is set for the luminance Bv according to the following equation.
[0049]
SlpThr = m × 3 × Bv
However, the minimum value of SlpThr is 30 and the maximum value is 150. If a value below the decimal point appears, it is truncated. This is because a decimal point operation is not performed to speed up the operation. Regarding the threshold value SlpThr, the signal of the AF evaluation value itself tends to be large when the luminance is high, and thus the magnitude is changed according to the luminance. In step S406, the value of the counter i is subtracted by -1.
[0050]
In step S402, if d [i] −d [im]> = SlpThr, the process proceeds to step S403. Then, in step S403, it is checked whether or not the compared value of i is io, that is, whether or not it is a point to start the check of the monotonous decrease. If the result i is a point to start the monotonous decrease check, the process proceeds to step S404, and it is determined whether d [i] -d [im] is greater than -SlpThr. If d [i] -d [im]>-SlpThr, in step S405, a flag EqFlg indicating that the slope is monotonously decreasing even if the slope is less than SlpThr is turned on. Then, the process proceeds to step S406, in which the variable L representing the peak width of the AF evaluation value and the variable SL representing the gradient of the peak are updated as described above.
[0051]
Note that d [i] -d [im]>-SlpThr can be replaced with d [i]> d [im] -SlpThr. Originally, it is assumed that d [i] is larger than d [im], but here, it is intended to permit even when d [i] is smaller than d [im]. This is because the magnitude relationship may be reversed due to noise or the like. However, even if the magnitude relationship is reversed due to noise or the like, it is assumed that the difference is smaller than SlpThr. Here, if d [i] is larger than d [im] -SlpThr, the magnitude of d [i] −d [im]> − SlpThr is reversed by noise or the like, but decreases monotonically. It means that it is determined to be performed.
[0052]
This is because the AF evaluation values are obtained discretely as shown in FIG. 3, and when the AF evaluation values are obtained at points a2 and a3 shown in FIG. The inclination to the point is gentle (note that FIG. 3 shows an example in which a2 and a3 monotonously decrease in the closest direction, and therefore, in this description, it is actually a drawing obtained by inverting left and right in FIG. 3), and d [ Although there is a possibility that the condition of i] -d [im]> = SlpThr may not be satisfied, the condition is clearly monotonically decreasing. In such a case, it is determined that the condition is monotonically decreasing.
[0053]
If the above condition is not satisfied in step S404, it is determined that the monotonous decrease in the infinity direction has not occurred, and the process of checking the monotonous decrease in the infinity direction ends, and the process proceeds to step S410.
[0054]
If it is determined in step S403 that i is not the point at which the monotonous decrease check is started, it is checked in step S411 whether d [i]> d [im]. If d [i]> d [im], it is not sufficient, but it can be determined that a monotonous decrease has occurred. This is represented by a monotonic decrease of length (d [i] -d [im]) / SlpThr and a slope of (d [i] -d [im]) / SlpThr / m, that is, a normal monotonic decrease. Is treated as having caused a monotonic decrease of SlpThr. Then, in step S412, the variable L representing the width of the mountain of the AF evaluation value and the variable SL representing the gradient of the mountain are updated according to the following equation.
[0055]
L = L + (d [i] −d [im]] / SlpThr
SL = SL + (d [i] −d [im]) / SlpThr / m
In step S412, the value of the counter i is subtracted by -1.
[0056]
In the following steps S407 and S408, L and SL / L are compared with threshold values Lo and SLo / Lo relating to the width of the mountain and the gradient of the mountain (the average value of the inclination) to be regarded as a mountain. It is determined whether or not both are greater than or equal to the threshold value. If both are greater than or equal to the threshold value, since the condition for the process of determining the reliability of the AF evaluation value later is satisfied, the process of checking for a monotonous decrease in the infinity direction is not performed any more. move on.
[0057]
If both or one of them is less than the threshold value, the process advances to step S409 to check whether the counter i has reached a value (= 0) corresponding to infinity. If the value of the counter is 0, that is, if the start point for detecting the monotonic decrease reaches a position corresponding to infinity, the process of checking for a monotonous decrease in the infinity direction ends, and the process proceeds to step S410. In step S410, the AF evaluation value d [io] of the variable L representing the peak width of the AF evaluation value, the variable SL representing the gradient of the mountain, and the counter io representing the point at which the check of the monotonous decrease of the AF evaluation value is started. Record
[0058]
Thus, the monotonous decrease from i = io toward infinity is checked.
[0059]
Returning to FIG. 5, when the processing for checking the monotonous decrease toward infinity is completed, it is checked whether or not the scan point io giving the maximum value is a position corresponding to the closest end where the scan AF is performed. If the position is not the position corresponding to, the process proceeds to step S106, and a monotonous decrease in the position direction corresponding to the closest end is checked. If the position corresponds to the closest end, this process is skipped and the process proceeds to step S107.
[0060]
Here, the process of checking the monotonous decrease in the position corresponding to the closest end in step S106 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0061]
First, in step S501, the value of the counter i is initialized to io. Then, the difference value d [i] −d [i + m] between the AF evaluation value d [i] at i and the AF evaluation value d [i + m] at the scan point i + m closer than m scan points from i is calculated. Then, the value is compared with a threshold value SlpThr for determining that the AF evaluation value has definitely decreased. Here, m is an integer of 2 or more. By comparing the AF evaluation values at distant scan points in this manner, the influence of fluctuations such as noise can be removed.
[0062]
As a result of the comparison, if d [i] -d [i + m] is equal to or larger than the threshold value SlpThr, the process proceeds to step S506, and the variable L representing the peak width of the AF evaluation value and the variable SL representing the gradient of the peak are set as follows. Update according to the formula.
[0063]
L = L + 1
SL = SL + (d [i] −d [i + m]) / m
If it is determined in step S502 that d [i] −d [i + m]> = SlpThr, the process proceeds to step S503. In step S503, it is checked whether or not the compared value of i is io, that is, whether or not it is a point to start the check of the monotonous decrease. As a result, if i is the point at which the check for the monotonous decrease starts, the process proceeds to step S504, and the state of the flag EqFlg is checked. If this flag is on, a check is made when the AF evaluation values are obtained at points a2 and a3 shown in FIG. Has been completed, the process proceeds to step S511. On the other hand, if the flag is off, the process advances to step S505 to check whether d [i] -d [i + m] is greater than -SlpThr. If d [i] −d [i + m]> − SlpThr, the process proceeds to step S506, and the variable L representing the peak width of the AF evaluation value and the variable SL representing the gradient of the peak are updated as described above. This is because the AF evaluation values are obtained discretely as shown in FIG. 3, and when the AF evaluation values are obtained at points a2 and a3 shown in FIG. There is a possibility that the condition of d [i] −d [i + m]> = SlpThr may not be satisfied, but the condition is monotonically decreasing. This is to determine.
[0064]
If the above condition is not satisfied in step S505, it is determined that the monotonous decrease in the close direction has not occurred, and the process of checking the monotonous decrease in the close direction ends, and the process proceeds to step S510. If the condition is not satisfied in step S503, the process proceeds to step S511.
[0065]
In step S511, it is determined whether d [i]> d [i + m]. When d [i]> d [i + m] is not sufficient, it can be determined that a monotonous decrease has occurred. This is calculated by dividing the length by (d [i] −d [i + m]) / SlpThr and the slope by (d [i] −d [i + m]) / SlpThr / m, that is, by the SlpThr of the normal monotone decrease. Treat as a monotonous decrease. Then, in step S512, the variable L representing the width of the mountain of the AF evaluation value and the variable SL representing the gradient of the mountain are updated according to the following equation.
[0066]
L = L + (d [i] −d [i + m]) / SlpThr
SL = SL + (d [i] −d [i + m]) / SlpThr / m
In the next steps S507 and S508, L and SL / L are compared with threshold values Lo and SLo / Lo relating to the peak width and the peak gradient, which are regarded as peaks. Is determined. If both are greater than or equal to the threshold value, since the condition for the process of determining the reliability of the AF evaluation value later is satisfied, the process of checking for a monotonous decrease in the closest direction is not performed any more, and the process proceeds to step S510. .
[0067]
If both or one of them is less than the threshold value, the flow advances to step S509 to check whether or not the counter i has reached a value (= N) corresponding to the nearest distance. If the value of the counter is N, that is, if the start point of detecting the monotonic decrease has reached a position corresponding to the closest distance, the process of checking the monotonous decrease in the infinity direction ends, and the process proceeds to step S510. In step S510, the AF evaluation value d [io] of the variable L indicating the width of the mountain of the AF evaluation value, the variable SL indicating the gradient of the mountain, and the counter io indicating the point at which the check of the monotonous decrease of the AF evaluation value is started. Record
[0068]
Thus, the monotonous decrease from i = io to the close direction is checked.
[0069]
Returning to FIG. 5, when the check of the monotonous decrease in the infinity direction and the near end direction is completed, various coefficients for determining the reliability of the AF evaluation value are compared with the respective threshold values, and all the values are compared. If the condition is satisfied, the processing when it is determined that the AF evaluation value is reliable and the processing when it is determined that the AF evaluation value is not reliable are performed, and the process proceeds to step S107 and subsequent steps in FIG.
[0070]
First, in step S107 of FIG. 5, the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation value is compared with a predetermined threshold value (def_maxmin), and when the difference is smaller than the predetermined value (max-min <predetermined value). Determines that there is no reliability, and proceeds to step S111.
[0071]
If the value is equal to or greater than the predetermined value (max-min ≧ predetermined value), the process proceeds to step S108, in which the length L of the portion that is inclined with the inclination equal to or more than the predetermined value is compared with a predetermined value Lo which is the threshold value. If it is smaller than the predetermined value (L <Lo), it is determined that there is no reliability, and the process proceeds to step S111.
[0072]
If the value is equal to or greater than the predetermined value Lo, the process proceeds to step S109, where the average value SL / L of the slope of the inclined portion is compared with a predetermined value SLo / Lo that is the threshold value. / L <SLo / Lo), it is determined that there is no reliability, and the process proceeds to step S111.
[0073]
The three thresholds used here for determination are determined by the focal length of the taking lens, the open F value, the distance range in which scan AF is performed, and the scan AF interval (interval between points at which AF evaluation values are acquired). It changes according to the number of scan points for which evaluation values are acquired.
[0074]
Change the threshold according to the following rules:
[0075]
First, a predetermined value Lo, which is a threshold value relating to the length of a portion that is inclined at a certain value or more, is set as follows according to the number of scan points.
[0076]
Number of scan points = 1-5 Lo = 3
Number of scan points = 6-10 Lo = 4
Number of scan points = 11 to 14 Lo = 5
Number of scan points = 15-21 Lo = 6
Number of scan points = 21 to Lo = 7
As described above, the minimum value of Lo is set to 3 and the maximum value is set to 7. This is because the length of the part that is inclined with a slope equal to or more than a certain value representing the width of the mountain needs to be a certain value or more, but if the number of scan points is extremely small, it must be taken into account . Therefore, when the number of scan points is small, the focal length of the photographing lens is short, the open F value is large, and the non-macro area is set as the distance range in which scan AF is performed, the length of the portion inclined at a certain value or more is considered. The threshold Lo regarding the length is reduced. Incidentally, in the case of photographing in a macro area, the number of scan points often increases even when the focal length of the photographing lens is short and the open F value is large.
[0077]
Further, a predetermined value def_maxmin which is a threshold value regarding a difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation value is set as follows according to the luminance.
[0078]
It is set to be doubled when the brightness value Bv changes from Bv0 to Bv10. In the case of the luminance outside of this, it is set to be the same as Bv0 and Bv10. For example, when def_maxmin = 250 and Bv10 = 10 when Bv0 = 0, def_maxmin in Bv10 is 500. During that time (BV = 0-10)
It becomes. However, if a value after the decimal point comes out, it is rounded down. This is because a decimal point operation is not performed to speed up the operation. When Bv = 0 or less, def_maxmin = 250, and when Bv = 10 or more, def_maxmin = 500.
Further, a predetermined value SLo / Lo, which is a threshold value related to the average value of the inclination of the inclined portion, is set as follows according to the luminance.
[0079]
It is set to be doubled when the brightness value Bv changes from Bv0 to Bv10. In the case of the luminance outside of this, it is set to be the same as Bv0 and Bv10. For example, when Bv0 = 0, if SLo / Lo = 45 and Bv10 = 10, SLo / Lo in Bv10 is 90. During that time (BV = 0-10)
It becomes. However, if a value after the decimal point comes out, it is rounded down. This is because a decimal point operation is not performed to speed up the operation. When Bv = 0 or less, SLo / Lo = 45, and when Bv = 10 or more, SLo / Lo = 90.
[0080]
Regarding the latter two threshold values, when the luminance is high, the signal of the AF evaluation value itself tends to be large, and thus the magnitude is changed depending on the luminance.
[0081]
Here, the Bv value obtained from the photometric module that determines the shutter speed, aperture, and the like at the time of shooting is used as luminance information, but the information relating to luminance used in the present invention is not limited to this. For example, an average value of the AF evaluation signal itself, an average value of an image signal in an area where AF is performed, or the like may be used.
[0082]
Returning to FIG. 5 again, when the above three conditions are satisfied, it is determined that the AF evaluation value is reliable, and the process proceeds to step S110, where the focus lens group 3 is moved from the AF evaluation value calculated by the scan AF circuit 14. Find the position to drive. This is calculated by obtaining the position at which the discretely calculated AF evaluation value becomes the maximum by performing an interpolation operation or the like.
[0083]
If it is determined that the AF evaluation value is not reliable and the process proceeds to step S111, the focus lens group 3 is driven to a predetermined position called a fixed point.
[0084]
In the first embodiment described above, the reliability of the AF evaluation signal is determined from its shape, that is, whether or not the shape is mountain-like is determined by the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation signal, The reliability of the AF evaluation signal is determined by judging from the length of the portion inclined by the above inclination and the average value of the inclination of the inclined portion. By taking the difference and, when the difference is a slope equal to or less than a predetermined value, the difference (predetermined value) is set to the length of the decreasing section, so that the influence of a minute fluctuation due to noise or the like can be removed, and high accuracy can be achieved. This makes it possible to determine the reliability of the AF evaluation signal.
[0085]
(Second embodiment)
The basic configuration and the basic operation procedure of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention are the same as those of the first embodiment, and are shown by the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG. I have.
[0086]
A low contrast determination method according to the second embodiment, which is different from the first embodiment, will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0087]
First, in step S701, a maximum value and a minimum value of the AF evaluation value output from the scan AF processing circuit 14 and an average value thereof are obtained. At the same time, the value of the counter io indicating the point at which the check for the monotonous decrease of the AF evaluation value is started is initialized to a value corresponding to infinity to zero. Then, in step S702, it is checked whether the value of the AF evaluation value at that io is equal to or greater than the average value of the AF evaluation values obtained in step S701. If the average value is less than the average value, the flow proceeds to step S708 without checking for a monotonous decrease in the AF evaluation value from that point, and it is checked whether or not io has reached a position corresponding to the closest end. If not, io = io + 1 and io are updated, and the process is continued.
[0088]
In step S702, if the value of the AF evaluation value at io is equal to or more than the average value of the AF evaluation values obtained in step S701, the process proceeds to step S703 and the subsequent steps where a check is made for a monotonous decrease in the AF evaluation value.
[0089]
First, in step S703, a variable L representing the width of the peak of the AF evaluation value and a variable SL representing the gradient of the peak are both initialized to zero. In step S704, it is checked whether or not io is a position corresponding to infinity. If it is not a position corresponding to infinity, in step S705, a monotonous decrease in the AF evaluation value in the infinity direction is checked. If the position corresponds to infinity, step S705 is skipped and the process proceeds to step S706.
[0090]
In the process of checking for a monotonous decrease in the position direction corresponding to infinity in step S705, the same process as in the first embodiment is performed.
[0091]
If the process of checking for a monotonous decrease toward infinity has been completed, the process advances to step S706 to check whether io is a position corresponding to the closest end where scan AF is performed. Then, the process proceeds to step S708, and a monotonous decrease in the AF evaluation value in the position direction corresponding to the closest end is checked. If the position corresponds to the closest end, the process is skipped and the process proceeds to step S710.
[0092]
If the process of checking for a monotonous decrease in the closest direction has been completed, the process proceeds to step S708, where it is determined whether or not io is a position corresponding to the closest end where scan AF is performed. The process advances to step S709 to update io = io + 1, shift the start point for checking monotonous decrease to the nearest end by one scan point, and continue the processing. When io reaches the position corresponding to the closest end, the check for a monotonous decrease toward infinity and the closest end is ended.
[0093]
If the check of the monotonous decrease in the infinity direction and the near end direction is completed, in step S710, the variable L representing the peak width of the AF evaluation value becomes the maximum, the variable L representing the peak width of the AF evaluation value. , A combination of a variable SL representing a mountain slope and a counter io representing a point at which a check for a monotonous decrease in the AF evaluation value is started is made. If there are a plurality of the same L as L, the one with the larger AF evaluation value d [io] in io is selected, and if there are a plurality of those with the same d [io], the one with the closer io is selected.
[0094]
Next, various coefficients for determining the reliability of the selected AF evaluation value are compared with respective threshold values, and a process when it is determined that the AF evaluation value is reliable if all the conditions are satisfied is performed. Then, the processing in the case where it is determined that there is no reliability is shifted to step S711 and subsequent steps.
[0095]
First, in step S711, the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation value is compared with a predetermined value that is the threshold value. If the difference is smaller than the predetermined value, it is determined that there is no reliability, and the process proceeds to step S715.
[0096]
If the value is equal to or more than the predetermined value, the process proceeds to step S712, where the length L of the portion inclined with a certain value or more is compared with a predetermined value Lo which is the threshold value. It is determined that there is no property, and the process proceeds to step S715.
[0097]
If the value is equal to or greater than the predetermined value Lo, the process proceeds to step S713, in which the average value SL / L of the slope of the inclined portion is compared with a predetermined value SLo / Lo as a threshold value, and is smaller than the predetermined value SLo / Lo. In this case, it is determined that there is no reliability, the process proceeds to step S715, and the focus lens is driven to a predetermined position called a fixed point. As in the first embodiment, the three threshold values used for determination here are the focal length of the photographing lens, the open F value, the distance range in which scan AF is performed, and the scan AF interval (obtain the AF evaluation value). The distance is changed according to the number of scan points for acquiring the AF evaluation value determined from the distance between the scan points.
[0098]
Also in the second embodiment described above, the reliability of the AF evaluation signal is determined from its shape, that is, whether or not the shape is mountain-shaped is determined by the difference between the maximum value and the minimum value of the AF evaluation signal, which is equal to or more than a certain value. The reliability of the AF evaluation signal is determined by judging from the length of the part inclined by the inclination of the inclination and the average value of the inclination of the inclination part, and the difference from the data acquisition point two points apart is determined. If the difference is less than or equal to a predetermined value, (difference / predetermined value) is set to the length of the decreasing section, thereby removing the influence of minute fluctuations due to noise and the like, and performing AF evaluation with high accuracy. This makes it possible to determine the reliability of the signal.
[0099]
Finally, embodiments of the automatic focusing apparatus according to the present invention other than Claim 1 will be enumerated below.
[0100]
(Embodiment 1) Imaging means for photoelectrically converting a subject image formed by a photographic optical system to obtain an electrical image signal, focus adjusting means for adjusting the focus of the subject image formed on the imaging means, A focus position detection unit that detects a focus position based on a focus evaluation signal generated from an image signal from the imaging unit while driving the focus adjustment unit, wherein the focus position detection unit includes: The reliability of the focus evaluation signal is determined based on the length of the monotonically decreasing section of the signal, the average value of the slope of the monotonically decreasing section, and the difference between the maximum value and the minimum value of the signal. If the focus evaluation signal is high, the focus position is detected based on the focus evaluation signal, and if the reliability is low, a predetermined signal is detected as the focus position. The judgment of whether or not An automatic focus adjustment apparatus, wherein the automatic focus adjustment is performed using a difference from a point distant from a data acquisition point.
[0101]
(Embodiment 2) The in-focus position detecting means compares a difference between a point distant from an adjacent data acquisition point with a predetermined value to determine whether or not the focus evaluation signal is monotonically decreasing. 2. The automatic focusing apparatus according to claim 1, wherein it is determined that a monotonous phenomenon having a length of one unit has occurred in the case.
[0102]
(Embodiment 3) The in-focus position detecting means compares whether or not the focus evaluation signal monotonously decreases with a difference between a point distant from an adjacent data acquisition point and a predetermined value. In this case, it is determined that a monotonous phenomenon having a length of one unit has occurred, and if less than a predetermined value and equal to or greater than zero, it is determined that a monotonous phenomenon having a difference of the length / predetermined value has occurred. The automatic focus adjustment device according to claim 1 or 1, wherein
[0103]
(Embodiment 4) The threshold value for determining the reliability of the focus evaluation signal, the length of the monotonically decreasing section of the focus evaluation signal, the average value of the slope of the monotonically decreasing section, 4. The automatic focus adjustment device according to claim 1, wherein a difference between a maximum value and a minimum value of the focus evaluation signal is changed according to a luminance signal at that time.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an automatic focus adjustment device that can determine the reliability of an AF evaluation signal with high accuracy and can improve the focus rate on a low-contrast subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an automatic focus adjustment device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an automatic focus adjustment device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an AF evaluation signal according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the concept of determining the reliability of an AF evaluation value in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of a method for determining the reliability of an AF evaluation signal in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation for obtaining a monotonous decrease in the direction of infinity according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation for obtaining a monotonous decrease in the near end direction according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an operation of a method for determining the reliability of an AF evaluation signal according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Imaging device
2 Zoom lens group
3 Focus lens group
4 Aperture
31 Shooting lens barrel
5 Solid-state imaging devices such as CCD
6. Imaging circuit
7 A / D conversion circuit
8 Memory (VRAM)
9 D / A conversion circuit
10. Image display device such as liquid crystal display device (LCD)
12 Memory for storing image data
11 Compression / expansion circuit
13 AE processing circuit
14. Scan AF processing circuit
15 CPU
16 Timing Generator
17 CCD driver
21 Aperture drive motor
18 1st motor drive circuit
22 Focus drive motor
19 Second motor drive circuit
23 Zoom drive motor
20 Third motor drive circuit
24 Operation switch
25 EEPROM
26 batteries
27 Switching circuit
28 Strobe Light Unit
29 Display element
