JP2004294965A

JP2004294965A - オートフォーカス装置およびオートフォーカス方法

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Publication number: JP2004294965A
Application number: JP2003089933A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Shimojo; 賢一郎下條
Original assignee: FUROOBELL KK
Current assignee: FUROOBELL KK
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP4322032B2

Abstract

【課題】最良のフォーカス位置を求めることができるようにする。
【解決手段】ビデオカメラに対してテーブルが相対的に駆動され、位置Ｐ１１乃至Ｐ１５において、テーブル上の被写体の画像がサンプリングされる。各サンプリングにおいて、輝度成分の分散値ＡＦＶ１１乃至ＡＦＶ１５が演算される。各分散値は、判別２値化法により求められる値が最大となる輝度が閾値とされ、閾値以下の輝度の画素数と、閾値以上の輝度の画素数の比に基づいて、分散値ＡＦＶ１１乃至ＡＦＶ１５が演算される。本発明は、オートフォーカス装置に適用できる。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス装置および方法に関し、特に、明るい被写体を観察する場合においても、フォーカス位置を正確に求めることができるようにしたオートフォーカス装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、顕微鏡用のオートフォーカス装置を先に提案した（例えば、特許文献１参照）。この提案においては、ビデオカメラから入力される映像信号から、リアルタイムで輝度ヒストグラムが生成され、生成された輝度ヒストグラムから輝度平均に対する分散値が計算される。
【０００３】
顕微鏡の画像は、ピントが合った状態のとき、最もはっきりした状態となる。ピントが合った状態とは、輝度の明暗が最も良く分離された状態であり、このとき、輝度平均に対する分散値は最大とされる。
【０００４】
一方、ピントが合っておらず、画像がボケた状態では（デフォーカス状態では）、明るい部分と暗い部分が混ざり合い、１つの輝度に近づいていくので、輝度が良く分離されない。そのため、輝度のばらつき（分散値）は、小さい値となる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、輝度平均に対する分散値が最も大きい値（最大値）となる位置が、ピントが合った状態となる最良のフォーカス位置とされる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−５０５１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に、被写体が明るい場合、特許文献１に示されるオートフォーカス方法では、最適なフォーカス位置を正確に求めることができないという課題があった。
【０００８】
その理由について、以下に説明する。図１に示されるように、点光源１からの光は、集光レンズ２により位置ｆ０に集光される。すなわち、位置ｆ０は焦点とされる。光源は点光源１とされるので、輝度は、焦点とされる位置ｆ０において、最も明るくなる。これは、点光源１からの光が、全て集光しているためである。このとき、位置ｆ０における、点光源１からの光に対応する画像を点像と称する。
【０００９】
一方、焦点とされる位置ｆ０から離れた位置ｆ１では、点光源１からの光が１点に集光しないため、点光源１からの光に対応する像が所定の面積を持つ（以下、点光源１からの光に対応する像をスポット画像と称する）。そのため、一般的には、位置ｆ０における輝度より、位置ｆ１における輝度の方が小さくなる（すなわち、暗くなる）。
【００１０】
しかしながら、ビデオカメラで像を撮影した場合、点光源１の明るさが極めて明るい場合、ビデオカメラの撮像素子のダイナミックレンジを超えてしまうため、位置ｆ１におけるスポット画像が、位置ｆ０と同じ輝度で、面積だけが大きくなったように観察される。その結果、位置ｆ０における分散値より位置ｆ１における分散値の方が大きい値となる。そのため、特許文献１に記載のオートフォーカス方法では、焦点としての位置ｆ０から若干ずれた位置ｆ１が最適なフォーカス位置として誤検出されてしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、被写体が明るい場合においても、最適のフォーカス位置を正確に求めることができるようにするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のオートフォーカス装置は、所定の時間内でフォーカス位置を変えて被写体を順次撮影する撮影手段と、撮影手段により撮影して得られる各フォーカス位置毎の画像の輝度のクラス間分散の最大値を求める分散値演算手段と、フォーカス位置毎のクラス間分散の最大値に対応する輝度を閾値として、閾値以下の輝度の画素数と、閾値以上の輝度の画素の数により規定される判定値を演算する判定値演算手段と、判定値演算手段によって得られた判定値の最大値を求める最大値取得手段と、最大値取得手段によって得られた判定値の最大値に対応する位置を最適フォーカス位置として選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のオートフォーカス方法は、所定の時間内でフォーカス位置を変えて被写体を順次撮影し、撮影して得られる各フォーカス位置毎の画像の輝度のクラス間分散の最大値を求め、フォーカス位置毎のクラス間分散の最大値に対応する輝度を閾値として、閾値以下の輝度の画素数と、閾値以上の輝度の画素の数により規定される判定値を演算し、判定値の最大値を求め、判定値の最大値に対応する位置を最適フォーカス位置として選択することを特徴とする。
【００１４】
本発明のオートフォーカス装置および方法においては、所定の時間内でフォーカス位置が変えられて被写体が順次撮影され、撮影されて得られる各フォーカス位置毎の画像の輝度のクラス間分散の最大値が求められ、フォーカス位置毎のクラス間分散の最大値に対応する輝度が閾値とされて、閾値以下の輝度の画素数と、閾値以上の輝度の画素の数により規定される判定値が演算され、判定値の最大値が求められ、判定値の最大値に対応する位置が最適フォーカス位置として選択される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図２は、本発明を適用したオートフォーカス装置の電気的構成例を示すブロック図である。
【００１７】
オートフォーカス装置１０においては、バス２２を介して、Ａ（Ａｎａｌｏｇ）／Ｄ（Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１２、記憶部１３、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１４、表示部１５、制御部１６、入力部１７、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１８、駆動部１９、およびＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）２１が相互に接続されている。Ａ／Ｄ変換部１２は、ビデオカメラ１１と接続されており、駆動部１９は、テーブル２０と接続されている。
【００１８】
ユーザは、スイッチ、ボタン、キーボード等により構成される入力部１７を操作して、制御部１６に、各種の指令を入力する。オートフォーカスの開始が指令されると、制御部１６は、駆動部１９を駆動し、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）ウェハ、プリント基板などの被写体が載せられたテーブル２０を、所定の待機位置から、ビデオカメラ１１により被写体を撮影する位置まで、一定の速度で移動させる。このテーブル２０を移動させる一定の速度等のデータは、予めＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されており、必要に応じて、適宜読み出される。勿論、テーブル２０を停止させておき、ビデオカメラ１１を一定の速度で相対的に移動させるようにしてもよい。
【００１９】
駆動部１９により、テーブル２０が、ビデオカメラ１１により被写体を撮影する位置まで駆動されると、ビデオカメラ１１は、テーブル２０に載せられているＩＣウェハ、プリント基板等の被写体（図示せず）を撮影する。
【００２０】
ビデオカメラ１１により撮影された被写体（図示せず）のビデオ信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換部１２に供給される。Ａ／Ｄ変換部１２は、供給されたビデオ信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１２は、デジタル信号に変換したビデオ信号を、バス２２を介して、ＲＡＭ１４に供給し、記憶させる。また、制御部１６は、ＲＡＭ１４に記憶されたビデオ信号を読み出し、バス２２を介して表示部１５に供給する。表示部１５は、供給されたビデオ信号に対応する画像、すなわち、各フォーカス位置における被写体の画像を表示する。
【００２１】
制御部１６は、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に予め記憶されている所定の時間（詳細は、図７を参照して後述する）を取得し、所定の時間（フレーム）毎に、ＲＡＭ１４に記憶されている映像信号の輝度信号を演算し、さらにその分散値を計算する。この所定の時間毎に計算された分散値は、対応するテーブル２０の位置とともに、ＲＡＭ１４またはＥＥＰＲＯＭ２１に記憶される。
【００２２】
次に、図３のフローチャートを参照して、フォーカス装置１０におけるフォーカス制御処理について説明する。この処理は、ユーザにより、入力部１７が操作され、オートフォーカスの開始が指令されたとき開始される。
【００２３】
ステップＳ１において、制御部１６は、方向サーチ処理を実行する。この処理の詳細は、図４を参照して後述するが、制御部１６は、この処理により、輝度平均に対する分散値（ＡＦＶ）の最大値が存在する方向のサーチを行ない、サーチ方向（テーブル２０をビデオカメラ１１に対して相対的に移動させる方向）を検索し、設定する。
【００２４】
ステップＳ２において、制御部１６は、粗サーチによる最大値サーチ処理を実行する。この処理の詳細は、図６を参照して後述するが、制御部１６は、ステップＳ１の処理により設定されたサーチ方向にテーブル２０を移動させつつ、粗サーチにより分散値（ＡＦＶ）の最大値を求め、分散値が最大値となる位置（フォーカス位置）を大まかに検出し、その位置で、テーブル２０を停止させる。
【００２５】
ステップＳ３において、制御部１６は、微サーチによる最大値サーチ処理を実行する。この処理の詳細は、図８を参照して後述するが、制御部１６は、ステップＳ２の処理により求められた粗サーチによる最大値を中心として、微サーチによる最大値サーチ処理を実行することにより、より正確なフォーカス位置を求める。
【００２６】
このように、方向サーチ処理を実行し、その方向に、粗サーチによる最大値サーチ処理を実行し、さらに、微サーチによる最大値サーチ処理を行なうようにしたので、最適なフォーカス位置を迅速に求めることができる。
【００２７】
図４は、図３のステップＳ１の処理、すなわち、方向サーチ処理を説明するフローチャートである。
【００２８】
ステップＳ２１において、制御部１６は、基準位置Ｐ１のＡＦＶ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓＶａｌｕｅ）をＡＦＶ１として演算する。具体的には、駆動部１９が、テーブル２０を、図５に示されるような基準位置Ｐ１まで駆動させると、制御部１６は、基準位置Ｐ１におけるＡＦＶ（分散値）をＡＦＶ１として演算する。ＡＦＶの詳細な演算方法については、図１３と図１４を参照して後述するが、テーブル２０上に載置されている被写体の画像がビデオカメラ１１により撮像され、その輝度信号の分散値がＡＦＶとして演算される。
【００２９】
ステップＳ２２において、制御部１６は、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に予め記憶されている範囲Ｄを読み出す。
【００３０】
ステップＳ２３において、制御部１６は、基準位置Ｐ１から第１の方向に範囲Ｄだけ離れた位置Ｐ２のＡＦＶをＡＦＶ２として演算する。具体的には、制御部１６は、駆動部１９を制御し、図５に示されるように、テーブル２０を前ピン方向に位置Ｐ１から範囲Ｄだけ駆動させる。このとき、駆動された後の位置が位置Ｐ２とされる。制御部１６は、位置Ｐ２におけるＡＦＶをＡＦＶ２として演算する。
【００３１】
図５に示されるように、いまの例の場合、第１の方向は、前ピン方向とされ、第２の方向は、後ピン方向とされている。位置Ｐ２は、基準位置Ｐ１より、第１の方向（前ピン方向）に範囲（距離）Ｄだけ離れている。
【００３２】
ステップＳ２４において、制御部１６は、値Ｓを演算する。値Ｓは、式（１）に示される。
Ｓ＝ＡＦＶ１−ＡＦＶ２・・・（１）
【００３３】
ステップＳ２５において、制御部１６は、ステップＳ２４の処理により求めた値Ｓが正であるか否かを判定する。このことは、ステップＳ２１の処理により求めた基準位置Ｐ１の分散値（ＡＦＶ１）が、ステップＳ２３の処理により求めた基準位置Ｐ２の分散値（ＡＦＶ２）より大きいか否かを判定していることと等価である。図５の例の場合、ＡＦＶ１よりＡＦＶ２の方が大きい（ＡＦＶ１＜ＡＦＶ２）ので、値Ｓは、負とされる（すなわち、ステップＳ２５の処理では、ＮＯと判定される）。
【００３４】
ステップＳ２５において、値Ｓが正であると判定された場合、すなわち、ＡＦＶ１がＡＦＶ２より大きいとされた場合、処理はステップＳ２６に進み、制御部１６は、第１の方向と逆の第２の方向をサーチ方向と設定する。サーチ方向とは、分散値ＡＦＶの最大値が存在する方向（フォーカス（焦点）位置が存在する方向）を意味する。
【００３５】
ステップＳ２５において、値Ｓが負であると判定された場合、すなわち、ＡＦＶ１がＡＦＶ２より小さいと判定された場合（図５の例の場合）、処理はステップＳ２７に進み、制御部１６は、第１の方向をサーチ方向とする。いまの例の場合、図５の前ピン方向が第１の方向とされるので、前ピン方向が、サーチ方向とされる。図５からも分かるように、位置Ｐ１より前ピン方向に、分散値ＡＦＶが最大となるフォーカス（焦点）位置が存在している。
【００３６】
図４の処理により、基準位置Ｐ１に対する、分散値の最大値が存在する方向（サーチ方向）を求めることができる。
【００３７】
なお、範囲Ｄは、ある程度の大きさを持つ。これは、局所的なピークや、雑音に影響されずに、最大値の方向を正しく検出するためである。しかしながら、例えば、図５の範囲（距離）Ｄ_１で示されるような大きさに設定されると、範囲が広すぎるため、最大値を通り越してしまう。そのため、範囲Ｄは適当な値に設定される。
【００３８】
図６は、図３のステップＳ２の処理、すなわち、粗サーチによる最大値サーチ処理を説明するフローチャートである。なお、この処理は、図３のステップＳ１の処理の後（図４のステップＳ２６またはステップＳ２７の処理の後）、すなわち、サーチ方向が設定された後、開始される。
【００３９】
ステップＳ４１において、制御部１６は、第１の速度Ｖ１を設定する。第１の速度は、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に予め記憶されているので、制御部１６は、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている速度の中から、適当な速度を第１の速度Ｖ１として取得する。
【００４０】
図７は、速度とサンプリングの関係を説明する図である。図７Ａ乃至図７Ｃは、速度が異なり、駆動部１９によりテーブル２０を設定された速度で駆動させた場合において、一定の時間（１００ｍｓ）間隔で、サンプリング（撮影）した場合におけるサンプリングの位置を示している。図７Ａは最も速度が早く、図７Ｃが最も速度が遅く、図７Ｂは、速度がそれらの中間の値である場合を表わしている（すなわち、速度は、図７Ａ＞図７Ｂ＞図７Ｃとされる）。
【００４１】
分散値の演算は、所定の時間毎に行なわれる。例えば、図７の例の場合、１００ｍｓ毎に行なわれる。そのため、速度が最も早い図７Ａの場合が最もサンプリング間隔が粗くなり、速度が最も遅い図７Ｃの場合が最もサンプリング間隔が細かくなる。そのため、制御部１６は、第１の速度を適宜の値に設定することにより、サンプリングの間隔を調整する。
【００４２】
ステップＳ４２において、制御部１６は、駆動部１９に指令を行ない、駆動部１９は、この指令に基づいて、設定された第１の速度Ｖ１で、サーチ方向にテーブル２０を移動させる。なお、このとき、制御部１６は、表示部１５に、各移動位置においてビデオカメラ１１により撮像された画像を表示させる。
【００４３】
ステップＳ４３において、制御部１６は、変数ｉ＝４と初期設定する。この変数ｉは、粗サーチのステップを表わしている。
【００４４】
ステップＳ４４において、制御部１６は、ステップＳ４２の処理の後、時間Ｔｉだけ経過したか否かを判定する。いまの例の場合、ＴｉはＴ４とされる（ステップＳ４３の処理においてｉ＝４と設定されているためである）。まだ、時間Ｔｉだけ経過していないと判定された場合、処理は時間Ｔｉが経過するまで待機される。
【００４５】
ステップＳ４４において、時間Ｔｉ（いまの例の場合、時間Ｔ４）だけ経過したと判定された場合、ステップＳ４５において、制御部１６は、いまの位置（いまの例の場合、位置Ｐ２から範囲Ｍ４だけ前ピン方向に移動した位置）のＡＦＶ（ＡＦＶ_ｍｉ）を演算する。いまの例の場合、ｉ＝４（ステップＳ４３の処理によりｉ＝４）、時間Ｔ４とされるので、分散値ＡＦＶ_ｍ４が演算される。演算された分散値ＡＦＶ_ｍ４は、分散値に対応するフォーカス位置とともに、ＲＡＭ１４に記憶される。
【００４６】
具体的には、第１の速度が速度Ｖ１とされ、経過時間がＴ４とされるので、ステップＳ４２の処理の後、速度Ｖ１×時間Ｔ４により演算される距離だけ、テーブル２０が移動される。図５においては、移動距離が、範囲Ｍ４（＝Ｖ１×Ｔ４）として示されている。制御部１６は、位置Ｐ２から、範囲Ｍ４だけ、前ピン方向（第１の方向）、すなわち、サーチ方向に移動した位置におけるＡＦＶ_ｍ４を演算する。
【００４７】
ステップＳ４６において、制御部１６は、ｉ＝０であるか否かを判定する。いまの例の場合、ｉ＝４なので、ｉ＝０ではないと判定される。ｉ＝０ではないと判定された場合、ステップＳ４７において、制御部１６は、ｉ＝ｉ−１を演算する。すなわち、ｉが１だけデクリメントされる。いまの例の場合、ｉ＝４−１が演算され、ｉ＝３とされる。
【００４８】
ステップＳ４７の処理の後、またはステップＳ４６において、ｉ＝０であると判定された場合、処理はステップＳ４８に進み、制御部１６は、ステップＳ４５の処理の前（すなわち、ステップＳ４４の処理においてＹＥＳと判定されたとき）から、時間Ｔｉ（いまの例の場合、時間Ｔ３）だけ経過したか否かを判定する。まだ、時間Ｔｉ（いまの例の場合、時間Ｔ３）が経過していないと判定された場合、処理は、時間Ｔｉ（いまの例の場合、時間Ｔ３）が経過するまで待機される。
【００４９】
ステップＳ４８において、時間Ｔｉ（いまの例の場合、時間Ｔ３）だけ経過したと判定された場合、処理はステップＳ４９に進み、制御部１６は、いまの位置における、分散値ＡＦＶ（ＡＦＶ_ｍｉ）を演算する。いまの例の場合、ステップＳ４７の処理によりｉ＝３とされるので、ＡＦＶ_ｍ３が演算される。演算された分散値ＡＦＶ_ｍ３は、分散値に対応するフォーカス位置とともに、ＲＡＭ１４に記憶される。
【００５０】
具体的には、第１の速度が速度Ｖ１とされ、経過時間がＴ３とされるので、ステップＳ４４の処理の後、速度Ｖ１×時間Ｔ３により演算される距離だけ、テーブル２０が移動される。図５においては、この移動距離が、範囲Ｍ３（＝Ｖ１×Ｔ３）として示されている。制御部１６は、位置Ｐ２から、範囲「Ｍ４＋Ｍ３」だけ、前ピン方向（第１の方向）、すなわち、サーチ方向に移動した位置におけるＡＦＶ_ｍ３を演算する。
【００５１】
ステップＳ５０において、制御部１６は、値Ｓを演算する。この場合、値Ｓは式（２）に示される。
Ｓ＝ＡＦＶ_ｍｉ−ＡＦＶ_{ｍ（ｉ＋１）} ・・・（２）
【００５２】
いまの例の場合、ｉ＝３とされるので、式（２）は、式（３）に示されるようになる。
Ｓ＝ＡＦＶ_ｍ３−ＡＦＶ_ｍ４・・・（３）
【００５３】
すなわち、ステップＳ４９の処理により演算されたＡＦＶ_ｍ３から、ステップＳ４５の処理により演算されたＡＦＶ_ｍ４が減算される。
【００５４】
ステップＳ５１において、制御部１６は、値Ｓが正であるか否かを判定する。図５の例の場合、位置Ｐ２からＭ４だけ移動した位置における分散値ＡＦＶ_ｍ３の方が、位置Ｐ２からＭ４＋Ｍ３だけ移動した位置における分散値ＡＦＶ_ｍ４より大きいので、値Ｓは正とされる。値Ｓが正であると判定された場合、処理はステップＳ４６に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【００５５】
具体的には、いまの例の場合、ｉ＝３とされるので、ステップＳ４６の処理は、ｉ＝０でないと判定され、ステップＳ４７において、ｉが１だけ減算され、ｉ＝２とされる。ステップＳ４８において、時間Ｔ２が経過したとされた場合、ＡＦＶ_ｍ２が演算され、ｉ＝２を式（２）に当てはめることにより、値Ｓが演算される。この場合においても、値Ｓは正であると判定されるので、処理はステップＳ４６に戻り、ステップＳ５１において値Ｓが正ではない（すなわち、負である）と判定されるまで、同様の処理が繰り返される。
【００５６】
時間Ｔｉは、ｉの値が小さくなる程、短くなるように設定されている。従って、図５に示されるように、間隔Ｍｉはｉの値が小さくなる程、短くなる。これにより、迅速に、かつ、正確に分散値ＡＦＶの最大値を求めることができるようになる。
【００５７】
ステップＳ４６とステップＳ４７の処理から分かるように、ｉの値は、０より小さくなることがない。すなわち、時間Ｔ０、第１の速度Ｖ１により求められる、最小の範囲Ｍ０に達すると、以後、一定の範囲Ｍ０とされる。
【００５８】
ステップＳ５１において値Ｓが負であると判定された場合、ステップＳ５２において、制御部１６は、ＡＦＶ_ｍ＋１を最大値として、対応する位置Ｐｒｍを、ＲＡＭ１４に記憶させる。すなわち、値Ｓの極性が、範囲Ｄにおける極性と逆になったので、その直前の範囲Ｍ（ｉ＋１）との境界の分散値ＡＦＶ_{ｍ（ｉ＋１）}が、粗サーチによる分散値の最大値とされる。
【００５９】
具体的には、図５の例の場合、後ピン方向の範囲Ｍ０における分散値ＡＦＶ_ｍ０と、前ピン方向の範囲Ｍ０における分散値ＡＦＶ_ｍ０との差分（値Ｓ）が負であるとされるので（ステップＳ５１の処理）、後ピン方向の範囲Ｍ０と、前ピン方向の範囲Ｍ０との境界の分散値範囲Ｍ０における分散値ＡＦＶ_{ｍ（ｉ＋１）}が粗サーチによる分散値の最大値とされる。
【００６０】
ステップＳ５３において、駆動部１９は、テーブル２０を停止させる。これにより、粗サーチによる分散値の最大値とされる位置（粗く検出されたフォーカス位置）に、テーブル２０を停止させることができる。
【００６１】
図６の処理により、粗サーチにより、分散値の最大値の位置を求めることができる。範囲Ｍ０は、分散値ＡＦＶの最大値を迅速に求めるため、ある程度の広さを持たせてあるので、分散値ＡＦＶの最大値の位置に必ずしも正確に対応していない。そこで、粗サーチ処理の後（図３のステップＳ２の処理の後）、図３のステップＳ３に示されるように、さらに正確な位置を求める為の微サーチ処理が行なわれる。
【００６２】
図８は、図３のステップＳ３の処理、すなわち、微サーチによる最大値サーチ処理を説明するフローチャートである。なお、この処理は、図３のステップＳ２の処理の後、すなわち、図６のステップＳ５３の処理の後、開始される。
【００６３】
ステップＳ７１において、制御部１６は、位置Ｐｒｍを中心として、範囲Ｗを検索する。具体的には、位置Ｐｒｍは、上述した図６のステップＳ５２の処理によりＲＡＭ１４に記憶されており、範囲Ｗは、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に予め記憶されているので、制御部１６は、ＲＡＭ１４から位置Ｐｒｍを取得するとともに、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１から範囲Ｗを取得し、位置Ｐｒｍを中心として範囲Ｗを設定する。
【００６４】
ステップＳ７２において、駆動部１９は、制御部１６からの指令に基づいて、範囲Ｗの端部Ｐｗにテーブル２０を移動させる。これにより、例えば、図９に示されるように、微サーチのサンプリング開始点が、位置Ｐｗに移動される。
【００６５】
ステップＳ７３において、制御部１６は、ＲＯＭ１８またはＥＥＰＲＯＭ２１に予め記憶されている第２の速度Ｖ２を取得し、第２の速度Ｖ２を設定する。なお、微サーチのための第２の速度Ｖ２は、粗サーチにおける第１の速度Ｖ１より遅いものとされる。これは、粗サーチと比較して、微サーチの方で、より微細にフォーカス位置を検出するためである。
【００６６】
例えば、粗サーチにおける速度が図７Ａに示されるように設定される場合、微サーチにおける速度は、図７Ｂまたは図７Ｃに示されるように設定される。
【００６７】
ステップＳ７４において、駆動部１９は、テーブル２０を、設定された第２の速度Ｖ２で移動する。図９の例の場合、駆動部１９は、位置Ｐｗから、第２の方向（後ピン方向）に、第２の速度Ｖ２で移動される。
【００６８】
ステップＳ７５において、制御部１６は、変数ｉ＝１と初期設定する。
【００６９】
ステップＳ７６において、制御部１６は、ステップＳ７４の処理の後、すなわち、テーブル２０を第２の速度Ｖ２で移動させ始めてから、時間Ｔだけ経過したか否かを判定する。まだ、時間Ｔが経過していないと判定された場合、処理は、時間Ｔが経過するまで待機される。
【００７０】
ステップＳ７６において、時間Ｔが経過したと判定された場合、処理をステップＳ７７進め、制御部１６は、ＡＦＶ（ＡＦＶｉ）を演算する。いまの例の場合、ｉ＝１なので、ＡＦＶ１が演算される。
【００７１】
ステップＳ７８において、制御部１６は、ｉ＝ｉ＋１を演算する。すなわち、変数ｉを１だけインクリメントする。
【００７２】
ステップＳ７９において、制御部１６は、ステップＳ７６の処理においてＹＥＳと判定された後（すなわち、ステップＳ７７の処理の前）、時間Ｔが経過したか否かを判定する。まだ、時間Ｔが経過していないと判定された場合、処理は、時間Ｔが経過するまで待機される。
【００７３】
ステップＳ７９において、時間Ｔが経過したと判定された場合、ステップＳ８０において、制御部１６は、ＡＦＶ（ＡＦＶｉ）を演算する。いまの例の場合、ＡＦＶ２が演算される。この時間Ｔは、図６の粗サーチとは異なり、一定とされる。すなわち、位置Ｐｗからフォーカス位置までサンプリングする間隔は、常に一定とされる。
【００７４】
ステップＳ８１において、制御部１６は、値Ｓを演算する。値Ｓは、式（４）に示される。
Ｓ＝ＡＦＶｉ−ＡＦＶ（ｉ−１）・・・（４）
【００７５】
ステップＳ８２において、制御部１６は、ステップＳ８１の処理により演算した値Ｓが正であるか否かを判定する。いまの例の場合、ｉ＝２なので、正であると判定される。値Ｓが正であると判定された場合、処理はステップＳ７８に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、図６のステップＳ４６乃至ステップＳ５１の処理と同様に、値Ｓが負となる位置（分散値の最大値）が求められる。
【００７６】
ステップＳ８２において、値Ｓが正でない（負である）と判定された場合、処理はステップＳ８３に進み、制御部１６は、ＡＦＶ（ｉ−１）（値Ｓが負になる直前のＡＦＶの値）を最大値とし、対応する位置Ｐｍｍを、ＲＡＭ１４に記憶させる。
【００７７】
ステップＳ８４において、駆動部１９は、テーブル２０を停止させる。
【００７８】
図８の処理により、微サーチにより分散値が演算され、隣のフォーカス位置（時間Ｔ×速度Ｖ２により計算される距離だけ離れた位置）の分散値と順次比較され、最大値が求められる。そして、この最大値ＡＦＶ（ｉ−１）に対応する位置Ｐｍｍが、最終的に最適なフォーカス位置とされる。
【００７９】
駆動部１９は、最大値に対応する位置Ｐｍｍにおいてテーブル２０を停止させるので、表示部１５には、最も鮮明な被写体の画像（すなわち、ピントが合った画像）が表示される。
【００８０】
次に、以上の処理において演算される、分散値ＡＦＶの求め方について説明する。
【００８１】
各サンプリング位置においてビデオカメラ１１により撮像されたフレームの画像を構成する各画素の明るさ（輝度）と頻度に対応するヒストグラムを作成した場合、いくつかの輝度の異なる広い領域があったとき（被写体が明るいとき）、例えば、図１０に示されるように、ヒストグラムに山（頻度が大きい箇所、すなわち、極大値）と谷（頻度が小さい箇所、すなわち、極小値）が現れることが多い。そこで本発明では、判別２値化法で得られる閾値σ_Ｂ（ｋ） ^２に基づいて分散値ＡＦＶを演算する。このような双峰性ヒストグラムの場合、クラス間分散の最大値がヒストグラムの谷と対応し、閾値σ_Ｂ（ｋ） ^２とすることができる。この閾値σ_Ｂ（ｋ） ^２は、図１０に示されるような双峰性ヒストグラムを所定の閾値σ_Ｂ（ｋ） ^２で２つに分けたとき、２つに分けられたグループ間の分散が最大になる。
【００８２】
なお、判別２値化法については、例えば、文献「書名：画像認識論、著者：長尾真、発行者：株式会社コロナ社、発行年月日：２０００年８月２５日、３９頁乃至４４」に開示されている。
【００８３】
例えば、輝度レベルを０乃至２５５とし、輝度レベルｉの頻度（画素数）をｎｉ（ｉ＝０乃至２５５）とした場合、そのフレームの全画素数Ｎは、式（５）により示される。
【数１】

【００８４】
また、各輝度レベルｉにおける確率を、それぞれ、Ｐｉ（ｉ＝０乃至２５５）とすると、各輝度レベルにおける確率は、式（６）により示される。
Ｐｉ＝ｎｉ／Ｎ・・・（６）
【００８５】
さらに、全画面における平均輝度Ｕｔは、式（７）により示される。
【数２】

【００８６】
式（７）により示される平均輝度Ｕｔに、式（６）に示されるＰｉを代入することにより、式（８）が求められる。
【数３】

【００８７】
また、輝度レベルｋ（ｋ＝０乃至２５５）を境界にした場合、輝度レベルｋ毎の画素数のｋまでにおける平均Ｕｋは、式（８）の「２５５」をｋに置き代えることにより、式（９）に示されるように演算される。
【数４】

【００８８】
さらに、輝度レベルが０乃至ｋまでの生起確率Ｗｋは、式（１０）により示される。すなわち、Ｗｋは、輝度レベルｋまでにおける各輝度レベルの生起確立の総和である。
【数５】

【００８９】
このとき、そのフレームの全画素数の生起確率Ｗｔは、式（１１）により示され（すなわち、ｋ＝２５５とされる場合）、その値は１となる。
【数６】

【００９０】
また、式（１０）に、式（６）を代入することにより、式（１０）は、式（１２）に示されるようになる。
【数７】

【００９１】
これらの式（５）乃至式（１２）に基づく演算により、ｋにおけるクラス間分散σ_Ｂ（ｋ） ^２は、式（１３）により定義される。
【数８】

【００９２】
式（１３）により定義されたｋにおけるクラス間分散σ_Ｂ（ｋ） ^２を、各輝度レベルｋについて演算し、最大のクラス間分散σ_Ｂ（ｋ） ^２におけるｋが最適な閾値とされる。
【００９３】
ただし、式（７）乃至式（１３）は、ヒストグラムの総和が１となるように正規化された確率分布を想定している。そのため、ヒストグラムとして面積、すなわち、画素のカウント数をそのまま用いる場合、平均を毎回演算すると、処理に時間がかかる。そのため、本発明では、式（７）乃至式（１３）を正規化しない場合の、輝度レベルｋ毎の画素数の全平均Ｕｔ、輝度レベルｋ毎の画素数の輝度レベルｋまでにおける輝度総和Ｕｋ、輝度レベルｋ毎の画素数の輝度レベルｋまでにおける総和Ｗｋ、および輝度レベル２５５までの画素数、すなわち、総面積Ｓｔを求めるようにする。これらの値は、以下の式（１４）乃至式（１７）に示される。
【数９】

【００９４】
なお、式（１７）に示される輝度レベル２５５までの総面積（総画素数）Ｓｔは、既知となる。また、Ａ（ｉ）は、輝度レベルｉにおける面積（画素数）とされる（ｉ＝０乃至２５５）。
【００９５】
以上の式（１４）乃至（１７）により、正規化しない場合のｋにおけるクラス間分散σ_Ｂ（ｋ） ^２は、式（１８）に示される。
【数１０】

【００９６】
式（１８）に示される、閾値（ｋにおけるクラス間分散）σ_Ｂ（ｋ） ^２以下の面積をＡＦＶに用いた場合、値のピーク付近では、広い面積（多い画素）の中の、数画素の変化（スポット画像が非常に小さく、点像に近い）となるので、値に対しての変化量が少なく、ピークの判定には不適となる。このため、最適フォーカス位置を検出するためには、ＡＦＶのピーク付近における変化量を大きくした方がよい。
【００９７】
そこで、本発明では、閾値σ_Ｂ（ｋ） ^２以下の面積をそのまま使用せず、閾値σ_Ｂ（ｋ） ^２以上の面積に対する比を用いる。閾値以下の面積をＡ_Ｌとし、閾値以上の面積をＡ_Ｈとすると、任意の位置におけるＡＦＶは、式（１９）により定義される。
ＡＦＶ＝Ａ_Ｌ／Ａ_Ｈ・・・（１９）
【００９８】
総面積をＳｔとした場合、式（１９）は、式（２０）に置き換えられる。
ＡＦＶ＝Ａ_Ｌ／（Ｓｔ−Ａ_Ｌ）・・・（２０）
【００９９】
例えば、図１１に示されるように、位置Ｐ１３をフォーカス位置（焦点位置）として、位置Ｐ１１乃至位置Ｐ１５をサンプリングした場合について、以下に説明する。
【０１００】
例えば、位置Ｐ１２において、ｋにおけるクラス間分散をσ_{Ｂ（ｋ）１２} ^２とし、ｋにおけるクラス間分散の最大値（すなわち、閾値）を閾値σ_{Ｂ（ｕ）１２} ^２とした場合、閾値以下の面積Ａ_Ｌ１２は、式（２１）に示され、閾値以上の面積Ａ_Ｈ１２は、式（２２）に示される。なお、ｕは０乃至２５５の中のいずれか１つの値とされる。
【数１１】

【０１０１】
上述した式（２１）と式（２２）を、式（２０）に代入することにより、位置Ｐ１２におけるＡＦＶ_１２は、式（２３）に示されるようになる。
ＡＦＶ_１２＝Ａ_Ｌ１２／（Ｓｔ−Ａ_Ｌ１２）・・・（２３）
【０１０２】
また、例えば、位置Ｐ１３において、ｋにおけるクラス間分散をσ_{Ｂ（ｋ）１３} ^２とし、ｋにおけるクラス間分散の最大値（すなわち、閾値）を閾値σ_{Ｂ（ｖ）１３} ^２とした場合、閾値以下の面積Ａ_Ｌ１３は、式（２４）に示され、閾値以上の面積Ａ_Ｈ１３は、式（２５）に示される。なお、ｖは０乃至２５５の中のいずれか１つの値とされる。
【数１２】

【０１０３】
上述した式（２４）と式（２５）を、式（２０）に代入することにより、位置Ｐ１３におけるＡＦＶ_１３は、式（２６）に示されるようになる。
ＡＦＶ_１３＝Ａ_Ｌ１３／（Ｓｔ−Ａ_Ｌ１３）・・・（２６）
【０１０４】
さらに、例えば、位置Ｐ１４において、ｋにおけるクラス間分散をσ_{Ｂ（ｋ）１４} ^２とし、ｋにおけるクラス間分散の最大値（すなわち、閾値）を閾値σ_{Ｂ（ｇ）１４} ^２とした場合、閾値以下の面積Ａ_Ｌ１４は、式（２７）に示され、閾値以上の面積Ａ_Ｈ１４は、式（２８）に示される。なお、ｇは０乃至２５５の中のいずれか１つの値とされる。
【数１３】

【０１０５】
上述した式（２７）を、式（２０）に代入することにより、位置Ｐ１４におけるＡＦＶ_１４は、式（２９）に示されるようになる。これにより、式（２８）を演算する必要がなくなるため、ＡＦＶを迅速に求めることができる。
ＡＦＶ_１４＝Ａ_Ｌ１４／（Ｓｔ−Ａ_Ｌ１４）・・・（２９）
【０１０６】
このとき、式（２３）、式（２６）、および式（２９）に示される、それぞれのＡＦＶの値（ＡＦＶ_１２，ＡＦＶ_１３、ＡＦＶ_１４の値）は、ＡＦＶ_１２＜ＡＦＶ_１３、かつ、ＡＦＶ_１３＞ＡＦＶ_１４となる。すなわち、ＡＦＶの値が、最良のフォーカス位置（焦点位置）で、最大となる。
【０１０７】
このように、閾値以下の面積をそのまま用いることなく、閾値以上の面積に対する比を用いてＡＦＶを求めるようにしたので、最良のフォーカス位置で、最大となるＡＦＶを迅速、かつ、確実に検出することができる。
【０１０８】
このとき、全画素数を１０００として、閾値以上の最小面積を１０とした場合におけるピークの違いを図１２に示す。
【０１０９】
図１２において、曲線Ａは、閾値以下とされる場合における面積の変化を表わし、曲線Ｂは、閾値以上とされる場合における面積の変化を表わし、曲線Ｃは、閾値以上と閾値以下とされる場合における面積の比の変化を表わしている。曲線Ｃが急峻で、検出が容易であることが判る。
【０１１０】
図１３と図１４のフローチャートを参照して、ＡＦＶ演算処理について説明する。なお、このフローチャートは、以上の点を考慮して作成されたものであり、上述した図４，図６，および図８のフローチャートにおいてＡＦＶを演算する場合に、毎回、この処理が行なわれる。
【０１１１】
ステップＳ１０１において、制御部１６は、サンプリングされたフレームの画像の各画素の輝度成分のヒストグラムｈｉｓｔ［ｉ］を求める。具体的には、上述したＡ（ｉ）（ｉ＝０乃至２５５）が求められる。
【０１１２】
ステップＳ１０２において、制御部１６は、全画素の輝度平均Ｕｔと全画素数Ｓｔを求める。具体的には、式（１４）に基づいて、全画素の輝度平均Ｕｔが求められる。
【０１１３】
ステップＳ１０３において、制御部１６は、ｋ＝０，Ｗｋ＝０，Ｕｋ＝０と初期設定する。
【０１１４】
ステップＳ１０４において、制御部１６は、Ｗｋ＝Ｗｋ＋ｈｉｓｔ［ｋ］を演算する。この式の右辺は、直前の輝度ｋにおける値を表わしているが、ｋ＝０の場合、それより前の輝度は存在しないので、ステップＳ１０３の処理によりＷｋ＝０、ｋ＝０とされており、Ｗ０＝ｈｉｓｔ［０］×０（すなわち、Ｗ０＝Ａ（０））とされる。
【０１１５】
ステップＳ１０５において、制御部１６は、Ｕｋ＝Ｕｋ＋ｈｉｓｔ［ｋ］×ｋを演算する。いまの場合、ステップＳ１０３の処理によりＵｋ＝０とされているので、Ｕ０＝ｈｉｓｔ［０］×０＝０とされる。
【０１１６】
ステップＳ１０６において、Ｗｋ＝０であるか否かが判定される。上述したように、Ｗｋは輝度ｋ毎の画素数のｋまでにおける総和であり、式（１８）のクラス間分散の計算において、Ｗｋ＝０とされた場合、ゼロ除算が生じるため、エラーとなる。そのため、ステップＳ１０６において、Ｗｋ＝０であると判定された場合、処理はステップＳ１０７に進み、制御部１６は、ｄｋ（いまの場合、ｄｋ＝ｄ０）＝０と設定する。ｄｋは、上述した式（１８）に示される、ｋにおけるクラス間分散σ_Ｂ（ｋ） ^２と等価とされ、この値が０とされる。その後、処理はステップＳ１１０に進む。
【０１１７】
ステップＳ１１０において、制御部１６は、演算されたｄｋをＲＡＭ１４に記憶させる。いまの例の場合、ステップＳ１０７の処理によりｄ０＝０とされたので、ｄ０＝０が記憶される。
【０１１８】
ステップＳ１１１において、制御部１６は、ｋ＝ｋ＋１と設定する。すなわち、ｋに１が加算される。いまの例の場合、ステップＳ１０３の処理によりｋ＝０とされていたので、この処理によりｋ＝１とされる。その後、処理はステップＳ１０４に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、ｋ＝１の場合の演算が行なわれる。
【０１１９】
ステップＳ１０４において、制御部１６は、Ｗｋ＝Ｗｋ＋ｈｉｓｔ［ｋ］を演算する。いまの例の場合、ステップＳ１１１の処理によりｋ＝１とされたので、Ｗ１＝Ｗ０＋ｈｉｓｔ［０］が演算される。その後、ステップＳ１０５において、制御部１６は、Ｕｋ＝Ｕｋ＋ｈｉｓｔ［ｋ］×ｋを演算する。いまの例の場合、ｋ＝１とされるので、Ｕ１＝Ｕ０＋ｈｉｓｔ［０］が演算される。
【０１２０】
ステップＳ１０６において、制御部１６は、Ｗｋ＝０であるか否かを判定する。いまの場合、ステップＳ１０６により、Ｗ１＝Ｗ０＋ｈｉｓｔ［０］とされるので、ｈｉｓｔ［０］の値が０であれば、Ｗ１＝０となり、ステップＳ１０７で、再びｄ１＝０とされる。ｈｉｓｔ［０］の値が０でなければ、Ｗ１は０ではなくなるので、Ｗｋ＝０ではないと判定される。Ｗｋ＝０ではないと判定された場合、処理はステップＳ１０８に進む。
【０１２１】
ステップＳ１０８において、制御部１６は、Ｗｋ＝Ｓｔであるか否かを判定する。Ｓｔは上述したように、式（１７）により求められる、総面積（全画素数）である。Ｗｋ＝Ｓｔとされる場合、上述したように（式（１８）参照）、エラーとなるので、この処理が行なわれる。Ｗｋ＝Ｓｔではないと判定された場合、ステップＳ１０９において、制御部１６は、ｄｋ＝（Ｕｔ×Ｗｋ−Ｕｋ）^２／Ｗｋ（Ｓｔ−Ｗｋ）を演算する。すなわち、制御部１６は、式（１８）に基づく演算を行ない、ｋにおけるクラス間分散を求める。
【０１２２】
ステップＳ１０９の処理の後、または、ステップＳ１０７の処理の後、ステップＳ１１０において、制御部１６は、ｄｋをＲＡＭ１４に記憶させる。具体的には、ｄｋは、ステップＳ１０９の処理により演算されたｄｋ、または、ステップＳ１０７の処理により設定されたｄｋ（＝０）とされる。いまの例の場合、ステップＳ１０９の処理により演算されたｄｋが記憶される。
【０１２３】
ステップＳ１１１において、制御部１６は、ｋ＝ｋ＋１と設定する。すなわち、ｋに１を加算する。いまの例の場合、前回のステップＳ１１１の処理によりｋ＝１とされていたので、この処理によりｋ＝２とされる。その後、処理はステップＳ１０４に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、ｋ＝２における処理が行なわれ、同様の処理が、ステップＳ１０８においてＷｋ＝Ｓｔである（全画素についての処理が行なわれた）と判定されるまで繰り返される。
【０１２４】
ステップＳ１０８において、Ｗｋ＝Ｓｔであると判定された場合、ステップＳ１１２において、制御部１６は、式（１８）の演算を行なうとエラーとなるので、ｄｋ＝０と設定する。
【０１２５】
ステップＳ１１３において、制御部１６は、ＲＡＭ１４に、ｄｋの値（いまの場合、ｄｋ＝０）を記憶させる。
【０１２６】
ステップＳ１１４において、制御部１６は、ＲＡＭ１４に記憶されている複数のｄｋの中から、最大のｄｋの値（輝度のクラス間分散の最大値）を求める。このことは、上述したように、閾値を求めることと等価である。
【０１２７】
ステップＳ１１５において、制御部１６は、最大のｄｋが得られるｋまでの画素数ＷｋをＡＬｐと設定する。具体的には、式（２４）のｖがｋに置き換えられ、Ａ_Ｌ１３がＡＬｐに置き換えられることにより画素数ＡＬｐが求められる。
【０１２８】
ステップＳ１１６において、制御部１６は、ステップＳ１１５の処理により求めたＡＬｐと、全画素数Ｓｔが等しいか否か（ＡＬｐ＝Ｓｔであるか否か）を判定する。上述したようにＡＬｐと全画素数Ｓｔが等しい場合、上述したように、式（２０）の演算処理ＡＦＶが無限大となってエラーとなるので、このような場合には、処理はステップＳ１１７に進められる。
【０１２９】
ステップＳ１１６において、ＡＬｐ＝Ｓｔであると判定された場合、ステップＳ１１７において、制御部１６は、ＡＦＶｐ＝０と設定する。すなわち、その点において求められるＡＦＶの値は０であるとされる。
【０１３０】
ステップＳ１１６において、ＡＬｐ＝Ｓｔではないと判定された場合、ステップＳ１１８において、制御部１６は、ＡＦＶｐ＝ＡＬｐ／（Ｓｔ−ＡＬｐ）を演算する。すなわち、上述した、式（２０）に示されるように、その位置におけるＡＦＶが求められる。
【０１３１】
図１３と図１４の処理により、閾値と閾値以下の面積を求めるようにして、ＡＦＶを算出するようにしたので、最適なフォーカス位置（焦点位置）において、ＡＦＶの値を最も大きくすることができる。すなわち、上述した図３，図４，図６，および図８において、ＡＦＶを求める場合（例えば、図４のステップＳ２１やステップＳ２３においてＡＦＶを求める場合）、図１３と図１４の方法により求めるようにすることにより、極めて明るい被写体であっても最適なフォーカス位置を求めることができる。
【０１３２】
以上のように、判別２値化法により閾値を設定するようにし、さらに、閾値以下（または閾値以上）の面積をパラメータとして、ＡＦＶを算出するようにしたので、最良のフォーカス位置において、分散値ＡＦＶを最も大きくすることができ、もって、極めて明るい被写体の場合においても、画像のピントが正確に合った状態となる最良のフォーカス位置を求めることができる。
【０１３３】
なお、本明細書において、各フローチャートを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１３４】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、最適なフォーカス位置を求めることができる。特に、本発明によれば、被写体が極めて明るい場合においても、画像のピントが合った状態となる最良のフォーカス位置を、迅速かつ正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光学系における焦点の位置を説明する図である。
【図２】本発明を適用したオートフォーカス装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のオートフォーカス装置におけるオートフォーカス制御処理を説明するフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１の方向サーチ処理を説明するフローチャートである。
【図５】粗サーチを説明する図である。
【図６】図３のステップＳ２の粗サーチ処理を説明するフローチャートである。
【図７】移動速度に対応するサンプリング間隔を説明する図である。
【図８】図３のステップＳ３の微サーチ処理を説明するフローチャートである。
【図９】微サーチを説明する図である。
【図１０】輝度に対する頻度を説明する図である。
【図１１】光学系の焦点の位置とそれに対応するＡＦＶを説明する図である。
【図１２】閾値を説明する図である。
【図１３】ＡＦＶの演算処理を説明するフローチャートである。
【図１４】ＡＦＶの演算処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０オートフォーカス装置
１１ビデオカメラ
１５表示部
１６制御部
１８ＲＯＭ
１９駆動部
２０テーブル
２１ＥＥＰＲＯＭ

Claims

所定の時間内でフォーカス位置を変えて被写体を順次撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影して得られる各フォーカス位置毎の画像の輝度のクラス間分散の最大値を求める分散値演算手段と、
前記フォーカス位置毎の前記クラス間分散の最大値に対応する輝度を閾値として、前記閾値以下の輝度の画素数と、前記閾値以上の輝度の画素の数により規定される判定値を演算する判定値演算手段と、
前記判定値演算手段によって得られた前記判定値の最大値を求める最大値取得手段と、
前記最大値取得手段によって得られた前記判定値の最大値に対応する位置を最適フォーカス位置として選択する選択手段と
を備えることを特徴とするオートフォーカス装置。
所定の時間内でフォーカス位置を変えて被写体を順次撮影し、
撮影して得られる各フォーカス位置毎の画像の輝度のクラス間分散の最大値を求め、
前記フォーカス位置毎の前記クラス間分散の最大値に対応する輝度を閾値として、前記閾値以下の輝度の画素数と、前記閾値以上の輝度の画素の数により規定される判定値を演算し、
前記判定値の最大値を求め、
前記判定値の最大値に対応する位置を最適フォーカス位置として選択する
ことを特徴とするオートフォーカス方法。