JP2005173163A - 自動焦点調整装置及びこれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＦの評価と共に非合焦に対する原因と対策の検出を容易にする自動焦点調整装置及びこれを有する撮像装置を提供する。
【解決手段】 フォーカスレンズを含む撮影光学系により結像される被写体像の焦点を自動的に調整する自動焦点調節手段と、前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の程度を評価する評価値を算出する評価値生成部と、前記被写体像及び前記評価値のグラフを表示する表示部とを有することを特徴とする自動焦点調整装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、撮像装置に係り、特に、撮像装置の自動焦点調節に関する。

近年の撮像装置により撮像された画像の画質向上の要請から、オートフォーカス（ＡＦ）の信頼性の向上のみならず非合焦の場合にはその原因を簡単に突き止められる需要がある。このため、ＡＦの結果、合焦したか否かを表示する手段は従来から多くのカメラに搭載されている。またマニュアルフォーカス（ＭＦ）の際に合焦状態の遷移状態を表示するカメラについては、例えば、特許文献１に開示されている。また、特許文献２は、映像信号から焦点評価値を検出して表示することを提案している。
特開平６−１１３１８４号公報 特開２００３−２４１０７６号公報

しかし、特許文献１によれば、ＭＦ時に合焦状態の遷移状態は表示されるもののＡＦ時の合焦状態の遷移状態は一瞬しか表示されないために確認が困難である。一方、合焦状態の遷移状態の確認が容易な表示時間にした場合はＡＦに非常に長い時間を要することになり現実的ではない。更に、合焦非合焦を表示するだけでは、非合焦の原因と対策の推測が困難であり、再度ＡＦを行った場合に同様の原因で再び非合焦になる可能性が高い。これに対して、特許文献２は映像信号の高周波成分から取得したＡＦの焦点評価値を表示するため、特許文献１よりもＡＦの評価が容易であるが、表示はデジタル表示であるため、非合焦の場合には原因と対策を突き止めることが依然として困難である。

そこで、本発明は、ＡＦの評価と共に非合焦に対する原因と対策の検出を容易にする自動焦点調整装置及びこれを有する撮像装置を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面としての自動焦点調整装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系により結像される被写体像の焦点を自動的に調整する自動焦点調節手段と、前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の程度を評価する評価値を算出する評価値生成部と、前記被写体像及び前記評価値のグラフを表示する表示部とを有することを特徴とする。

前記グラフは、例えば、縦軸を前記評価値、横軸を前記フォーカスレンズの駆動位置に相当する値とする。前記表示部における前記グラフの位置又は範囲を変更、若しくは、前記グラフの表示を消去する操作部を更に有してもよい。

本発明の別の側面としての自動焦点調整装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系により結像される被写体像の焦点を自動的に調整する自動焦点調節手段と、前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の程度を評価する評価値を算出する評価値生成部と、前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の信頼度を、前記被写体像のコントラストに関する第１の指標、前記評価値のＳ／Ｎ比に関する第２の指標、側距枠内の前記被写体像の遠近競合に関する第３の指標、及び、第１乃至第３の指標の複数に基づく第４の指標の少なくとも一つに関して、算出する信頼度生成部と、前記被写体像及び前記信頼度のグラフを表示する表示部とを有することを特徴とする。

前記信頼度が所定の閾値よりも低い場合、原因と当該原因の回避方法を通知する手段を更に有してもよい。前記通知手段は、前記表示部への表示又は音声であってもよい。前記表示部における前記信頼度の表示の位置又は範囲を変更、若しくは、前記信頼度の表示を消去する操作部を更に有してもよい。前記通知手段は、前記表示部への表示であり、前記表示部における前記原因と前記回避方法の表示の位置又は範囲を変更、若しくは、前記原因と前記回避方法の表示を消去する操作部を更に有してもよい。

前記表示部による表示を動作不能にする操作部を更に有してもよい。

前記信頼度生成部は、前記第１の指標を、例えば、前記側距枠内の最大値及び最小値、並びに、前記評価値の最大値及び最小値に基づいて算出する。前記信頼度生成部は、前記第２の指標を、例えば、前記フォーカスレンズを駆動しながら取得した前記評価値のガウス関数近似との差に基づいて算出する。前記信頼度生成部は、前記第３の指標を、例えば、前記評価値の極大付近の勾配の程度に基づいて算出する。前記信頼度生成部は、前記第４の指標を、例えば、最も信頼性の低い指標に基づいて算出する。

上述の自動焦点調整装置を有する撮像装置も本発明の一側面を構成する。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、ＡＦの評価と共に非合焦に対する原因と対策の検出を容易にする自動焦点調整装置及びこれを有する撮像装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態としての撮像装置１について説明する。ここで、図１は、撮像装置１の概略ブロック図である。図１において、２はズームレンズ群、３はフォーカスレンズ群、４はズームレンズ群２及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量を制御する光量調節手段としての露出手段（絞り）、３１はズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３及び絞り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」という。）である。

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はこの撮像回路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はこの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（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共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。

１０は画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下、「ＬＣＤ」という。）、１２は半導体メモリ等からなる画像データを記憶する記憶用メモリ、１１はＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に対する記憶に適した形態にするために画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路及び記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示等するのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路とからなる圧縮伸長回路である。

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（ＴＧ）、１７はＣＣＤドライバー、２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータである。

１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路、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を駆動制御する第ニモータ駆動回路、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を駆動制御する第三モータ駆動回路、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は警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子、３０は音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカーである。

なお、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリは、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック形状から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。

操作スイッチ２４としては、本撮像装置１を起動させ電源供給を行うための主電源スイッチや撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチ、再生動作を開始させる再生スイッチ、撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズームを行わせるズームスイッチ、ＡＦ評価値信号のモニターへの表示をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ等を含む。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一ストローク（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ニストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。

以下、撮像装置１の撮像動作について説明する。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部４によってその光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に結像される。この被写体像は、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。

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。

また、例えば、操作スイッチ２４のうち不図示の再生スイッチが操作されオン状態になると再生動作が開始される。すると記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは圧縮伸長回路１１に出力され、伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に出力され一時的に記憶される。更に、この画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。

他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像データは、上述のＶＲＡＭ８とは別にＡＥ処理回路１３及びスキャンＡＦ処理回路１４に対しても出力される。まずＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

スキャンＡＦ処理回路１４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をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出し、更に累積加算等の演算処理を行い、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号を算出する。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機能を有する。

ＴＧ１６は所定のタイミング信号をＣＰＵ１５、撮像回路６、ＣＣＤドライバー１７へ出力し、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。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。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。

ＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第ニモータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路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。即ち、ＣＰＵ１５はＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づいて第一モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を適正になるように調整するＡＥ制御を行う。また、ＣＰＵ１５はスキャンＡＦ処理回路１４において算出されるＡＦ評価値信号に基づいて第ニモータ駆動回路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、ＣＰＵ１５は、第三モータ駆動回路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。

以下、図２を参照して、撮像装置１のＡＦ評価を含む実際の撮影動作について説明する。ここで、図２は、かかる動作を表すフローチャートである。撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ、そ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。まずＣＰＵ１５は、撮影レンズ鏡筒３１を透過しＣＣＤ５上に結像した像をＬＣＤに画像として表示する（ステップＳ１）。即ち、ＣＣＤ５上に結像した被写体像は、ＣＣＤ５による光電変換処理され、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。

次いで、ＣＰＵ１５は、レリーズスイッチの状態を確認する（ステップＳ２）。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一ストローク）がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると、通常のＡＥ処理を実行し（ステップＳ３）、続いて、スキャンＡＦ処理を行う（ステップＳ４）。

即ち、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。その概略を図３に示すグラフを参照して説明する。スキャンＡＦはＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めることにより行われる。ＣＰＵ１５は第ニモーター駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３を無限遠に相当する位置（図３における「Ａ」）から各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（図３における「Ｂ」）まで駆動する。そして駆動中に、スキャンＡＦ処理回路の出力（ＡＦ評価値信号）を取得し、フォーカスレンズ群３の駆動が終了した時点で取得したＡＦ評価値信号から、それが最大になる位置（図３における「Ｃ」）を求め、その位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。

ＡＦ処理回路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、所定にステップ毎に行う。この場合、図３に示すａ１、ａ２、ａ３点においてＡＦ評価値信号を取得することがあり得、このような場合はＡＦ評価値信号が最大値となった点とその前後の点のから合焦位置Ｃを算出する。

スキャンＡＦが終了すると、ステップＳ５に進みＡＦ評価値信号をＬＣＤ１０上に表示する。これは図４に示すようなグラフをＬＣＤ１０に表示されるＣＣＤ５に結像した被写体像に重畳する形で表示する。曲線は、ＡＦ評価値信号をグラフ化したものを表している。フォーカスレンズ群３の駆動位置（すなわちカメラが判断した合焦位置）が黒丸と縦線で表される。グラフは右が近側、左が遠側である。

このグラフは撮影者にＡＦ評価値信号の検出状況を分かりやすくするためにある程度の正規化を行う。これはＡＦ評価値信号の最小値と最大値の差が所定値より大きい場合は表示がオーバーレンジしないように最小値を零にし、最大値を表示範囲の垂直方向の長さで正規化する。しかし最小値と最大値の差が所定位置未満の場合は正規化は行わずにそのまま表示する。この所定値はＡＦ評価値信号が十分に信頼性があると判断される最大値と最小値の差から決定される。信頼性がある判定されるレベルの２〜５倍程度の値を用いるのが適当である。

表示例を図４（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。

図４（Ａ）は十分に信頼性のあるＡＦ評価値信号にてＡＦが行われた場合の例を示している。この場合、ＡＦ評価値信号の頂点付近の勾配が急であり、頂点にフォーカスレンズ群３が駆動されていることが分かる。よって撮影者は安心してレリーズ動作（実際の露光処理）に移ることができる。

図４（Ｂ）は十分に信頼性のあるＡＦ評価値信号にてＡＦが行われなかった場合の例を示している。ＡＦ評価値信号の頂点付近の勾配が緩く、頂点にフォーカスレンズ群３が駆動されているかどうかが分かりにくい。いわゆるピントが甘いといわれる現象が起こる可能性がある。このようなＡＦ評価値信号は低輝度での撮影や低コントラストの被写体を撮影している場合に生じる。撮影者が被写体のコントラストの少しでも高い部分を測距枠に入れるなり、ＡＦ補助光のあたる測距枠に被写体を入れることで、ＡＦ評価値信号の信頼性を向上させることができる。

図４（Ｃ）は遠近競合により複数の距離の被写体が測距枠内に存在する場合のＡＦ評価値信号の例を示している。ＡＦ評価値信号が台形状になっており、測距枠内に存在する複数の距離の被写体の平均あたりにフォーカスレンズ群３が駆動されている。この場合、測距枠内のどの被写体にもピントの合っていない写真が撮れてしまう可能性がある。これは撮影者が測距枠を左右上下いずれかの方向に多少移動させることで回避することが可能である。よって撮影者が測距枠を移動し、再度ＡＦを行うことで精度の高いＡＦが行われることが期待できる。

このように、どのような状態でＡＦが行われたのかを知ることができ、撮影者自身の判断でそれを回避し、精度高いＡＦを行わせることが可能になる。

このグラフは前述のようにＬＣＤ１０に表示されるＣＣＤ５に結像した被写体像に重畳する形で表示するわけであるが、その手順は以下のようである。

まずグラフを図５（Ａ）に示すようにＬＣＤ１０全体に表示する。このままこの表示を継続すると被写体像が見づらいので、操作ＳＷ２４のうち所定の部材が操作されるか、一定時間が経過したら図５（Ｂ）に示すようにグラフは右上隅に縮小して表示する。もちろん画面の４隅であればよいので右上隅に限定されない。若しくは図５（Ｃ）に示すように画面を４分割し、左下の比較的大きい領域にＣＣＤ５に結像した被写体像を右上の比較的小さい領域にグラフを表示する。この際、被写体像がやや小さくなるので測距枠を中心に拡大し、ＬＣＤ１０全面に被写体像を表示する場合と同じ大きさになるように調整する。

この表示は以下のように行う。

縦軸、横軸、Ｆａｒ、Ｎｅａｒの表示は予めグラフィカルパッターンをＥＥＰＲＯＭ２５に用意しておき、それをＶＲＡＭ８に転送することで容易に表することができる。またグラフとフォーカスレンズ群３の駆動位置の表示は、ＣＰＵ１５がＬＣＤ上にドットを表示する位置を計算し、それに対応するＶＲＡＭ８の所定のアドレスにドット情報を書き込むことにより行う。

このようにしてＡＦ評価値信号の表示が終了したならば、ＣＰＵ１５はステップＳ６のおいて、ＳＷ２（レリーズスイッチの第ニストローク）の確認を行い、ＳＷ２がオンになっていれば実際の露光処理を実行する（ステップＳ７）。

またいわゆる一気押しが行われた場合は、図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）のような表示が被写体像に重畳された図５（Ａ）のような表示から、撮影された被写体像のみの表示、さらに一定時間経過後に図５（Ｂ）もしくは（Ｃ）のような表示に変わるがこれには違和感があるし、レリーズタイムラグの増加にもつながる。従って、一気押しのようにステップＳ５のＡＦ評価値信号表示の処理終了前に、ＳＷ２（レリーズスイッチの第ニストローク）が確認された場合は、ＡＦ評価値信号表示の処理（ステップＳ５）を行わずに、実際の露光処理を実行する（ステッ
プＳ７）。

なお、外部操作部材（例えば、操作スイッチ２４）の操作によって表示を消去することが可能であるし、外部操作部材の設定によって常に表示をさせないことも可能である。

このように本実施形態においては、ＡＦ評価値信号をグラフ化してＬＣＤ１０に表示することで、どのような状態でＡＦが行われたのかを知らせ、撮影者自身の判断でそれを回避し、精度高いＡＦを行わせることを可能にしている。

以下、図６を参照して、ＬＣＤ１０にＡＦ評価値信号の信頼度をいくつかの指標を用いて表示する例について説明する。

図６において、６０１は被写体のコントラストに関する指標を表示する表示部、６０２はＡＦ評価値信号のＳ／Ｎ比に関する指標を表示する表示部、６０３は測距枠内の被写体の遠近競合に関する指標を表示する表示部、６０４は総合指標を表示する表示部である。いずれの表示部も、指標の信頼性が上がるにつれ色のついた部分の左から右へ拡大し面積が大きくなる。６０５は最終的に合焦と判定したか否かを表示する表示部、６０６はＡＦ評価値信号の信頼性が低い場合にその原因を類推し、対策を表示するための表示部である。図２のステップＳ５において、ＣＰＵ１５はＬＣＤ１０の各表示部６０１乃至６０４を表示する。各々の指標の最大値は１、最小値は０になるようにする。

コントラストに関する指標は測距枠内の最大値と最小値の差、及びＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差から求める。画像信号の最大値と最小値の差、及びＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差に関する閾値を設け、それを両者が超えたらコントラストに関する指標を１として、表示部は全て色のついた部分になる。そしてこの閾値から不足分が１から引かれていく。だたし引かれた結果の最小値は零とする。

例えば、画像信号の最大値と最小値の差、及びＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差に関する閾値が各々、１２８、４００と設定され、画像信号の最大値と最小値の差、及びＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差が２００、３５０であったときは、画像信号の最大値と最小値の差は閾値を超えているので、１から差し引かれるものはないが、ＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差は閾値未満なので、その分を差し引く。その値は１−（ＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差）／（閾値）で求められるので１−３５０／４００＝０．１２５となる。よってコントラストに関する指標の値は１−０．１２５＝０．８７５となる。もし画像信号の最大値と最小値の差も閾値未満の時は同様に差し引く値を計算し１からＡＦ評価値信号の最大値と最小値の差に関する差し引く値とともに差し引く。最大値と最小値の差ではなく各々の信号の最大値と最小値の比を用いてもよい。

ＡＦ評価値信号のＳ／Ｎ比に関する指標（Ｅｓｎ）はフォーカスレンズ群３を駆動しながら取得した各評価値Ｙｉをガウス関数で近似し、かかるガウス関数ｆ（ｘ）との差の平方の平均値Ｖｓｎに基づいて算出する。この値が大きければＳ／Ｎ比が悪いことを意味する。従って、ある閾値Ｔｈ１を設け、それ以下なら指標の値を１とする。また指標の値を０とする閾値Ｔｈ０を同時に設け、それ以上なら指標の値を０とする。その間は次式で補間する。

遠近競合している場合などはこの指標も下がるが、後述するように総合指標は最も信頼性の低い指標によって決定されるので、このような場合は測距枠内の被写体の遠近競合に関する指標も低い値を示すので、総合指標に悪影響は与えない。

測距枠内の被写体の遠近競合に関する指標は、ＡＦ評価値信号の頂点付近における勾配の緩急の度合いより求める。まずＡＦ評価値信号の最大値を与えるスキャン位置Ｐｍａｘを求める。そしてその位置から所定量Ｐｘ１離れた位置（Ｐｍａｘ±Ｐｘ１）のＡＦ評価値信号を求める。そしてこれらの値とＡＦ評価値信号の最大値Ｓｍａｘ、最小値Ｓｍｉｎから（２×Ｓｍａｘ−Ｓ（Ｐｍａｘ＋Ｐｘ１）−Ｓ（Ｐｍａｘ−Ｐｘ１））／（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）を用いて測距枠内の被写体の遠近競合に関する指標の値を算出する。但しＳ（ｉ）はスキャン位置ｉにおけるＡＦ評価値信号の値である。

総合指標は最も信頼性の低い指標によって決定する。これは三つ指標のうちどれか一つでも悪いものがあれば、その影響でＡＦの精度は低下すると考えられるからである。

表示部６０５に最終的に合焦と判定したか否かを表示する。合焦と判断した場合には「ＯＫ」を、非合焦と判断した場合は「×」を表示する。そして非合焦と判定された場合や、合焦と判定されてもＡＦ評価値信号の信頼性が低い場合にはその原因を類推し、対策を表示部６０６に表示もしくはスピーカー３０に出力する。

例えば、コントラストに関する指標は高いにもかかわらず、ＡＦ評価値信号のＳ／Ｎ比に関する指標、遠近競合に関する指標が低い場合は、遠近競合が生じている可能性が高いので、測距枠を移動する旨のコメントを表示部６０６に表示するか、その旨の合成音声をスピーカー３０に出力して撮影者に対策を知らせる。また評価値信号のＳ／Ｎ比に関する指標のみが低い場合は輝度が著しく低い可能性があるので、照明を明るくする旨のコメントを出力する。そしてコントラストに関する指標が低く、評価値信号のＳ／Ｎ比に関する指標のみが低くない場合は、低コントラストの被写体もしくは被写体の低コントラスト部分を測距枠が捉えている場合が考えられるので、測距枠を移動する旨のコメントを出力する。

このＡＦ評価値信号の信頼性の評価指標は前述のようにＬＣＤ１０に表示されるＣＣＤ５に結像した被写体像に重畳する形で表示するわけであるが、その手順は以下のようである。

まずグラフを図６（Ａ）に示すように、信頼性の指標、合焦非合焦表示を画面右側の表示部６０１〜６０５に表示し、中央の表示部６０６に対策を表示する。このままこの表示を継続すると被写体像が見づらいので、操作ＳＷ２４のうち所定の部材が操作されるか、一定時間が経過したら図６（Ｂ）に示すように表示部６０１〜６０５は消去し、表示部６０６はその垂直方向の長さを縮め画面下側に移す。この場合表示部６０６に対策が全て表示されるよう、文字を縮小し、更に、水平方向に表示エリアを広げる。若しくは図６（Ｃ）に示すように画面を４分割し、左上の比較的大きい領域にＣＣＤ５に結像した被写体像を、そして右上の縦長の領域に表示部６０１〜６０５を、左下の横長の領域に表示部６０６を表示する。この際は被写体像がやや小さくなるので測距枠を中心に拡大し、ＬＣＤ１０全面に被写体像を表示する場合と同じ大きさになるように調整する。

このようにしてＡＦ評価値信号に関する信頼性の指標の表示が終了したならば、ＣＰＵ１５はステップＳ６に進む。いわゆる一気押しが行われた場合は、ＡＦ評価値信号表示の処理（ステップＳ５）を行わずに、実際の露光処理を実行する（ステップＳ７）。上述のように、外部操作部材の操作によって表示を消去することや、外部操作部材の設定によって常に表示をさせないことも可能である。

本実施形態においては、ＡＦ評価値信号に関する信頼性の指標をモニターに表示することで、どのような状態でＡＦが行われたのかを知らせると共に、その原因を推測し対策を表示もしくは合成音声で知らせることで、撮影者に再ＡＦを促し、その際には精度高いＡＦを行わせることを可能にしている。

なお、ＬＣＤ１０はＡＦ評価値信号及びその信頼度を外部操作部材の設定により選択的に又は両方とも表示することができる。両方表示する際は、同時に表示してもよいし、交互に表示してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変更及び変形が可能である。

本実施形態によれば、ＡＦを行う際に用いたＡＦ評価値信号をグラフ化してモニターに表示することで、どのような状態でＡＦが行われたのかを知らせることができる。これにより、撮影者自身の判断でそれを回避し、精度高いＡＦを行わせることを可能にしている。またＡＦを行う際に用いたＡＦ評価値信号に関する信頼性の指標をモニターに表示することで、どのような状態でＡＦが行われたのかを知らせると共に、その原因を推測し対策を表示もしくは合成音声で知らせるようにしている。これにより、撮影者に再ＡＦを促し、その際には精度高いＡＦを行わせることを可能にしている。

本発明の一実施形態の撮像装置の概略ブロック図である。 図１に示す撮像装置の自動焦点調整評価動作を示すフローチャートである。 図２に示すスキャン自動焦点調整処理の詳細を説明するためのグラフである。 図１に示す撮像装置のＬＣＤに表示されるＡＦ評価値信号の例を示すグラフである。 ＬＣＤの画面において図４に示すＡＦ評価値信号の様々な表示例を示す図である。 ＬＣＤの画面に表示される図５とは別の例を示す図である。

符号の説明

１ 撮像装置
３ フォーカスレンズ群
１０ ＬＣＤ
１３ 自動露出処理回路
１４ スキャン自動焦点調整処理回路
１５ ＣＰＵ
１９ 第二モータ駆動回路
２２ フォーカス駆動モータ
３０ スピーカー
２４ 操作スイッチ

Claims (14)

1. フォーカスレンズを含む撮影光学系により結像される被写体像の焦点を自動的に調整する自動焦点調節手段と、
   前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の程度を評価する評価値を算出する評価値生成部と、
   前記被写体像及び前記評価値のグラフを表示する表示部とを有することを特徴とする自動焦点調整装置。
2. 前記グラフは、縦軸を前記評価値、横軸を前記フォーカスレンズの駆動位置に相当する値とすることを特徴とする請求項１記載の自動焦点調整装置。
3. 前記表示部における前記グラフの位置又は範囲を変更、若しくは、前記グラフの表示を消去する操作部を更に有することを特徴とする請求項１又は２項記載の自動焦点調整装置。
4. フォーカスレンズを含む撮影光学系により結像される被写体像の焦点を自動的に調整する自動焦点調節手段と、
   前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の程度を評価する評価値を算出する評価値生成部と、
   前記被写体像を表す画像信号に基づいて合焦の信頼度を、前記被写体像のコントラストに関する第１の指標、前記評価値のＳ／Ｎ比に関する第２の指標、側距枠内の前記被写体像の遠近競合に関する第３の指標、及び、第１乃至第３の指標の複数に基づく第４の指標の少なくとも一つに関して、算出する信頼度生成部と、
   前記被写体像及び前記信頼度のグラフを表示する表示部とを有することを特徴とする自動焦点調整装置。
5. 前記信頼度が所定の閾値よりも低い場合、原因と当該原因の回避方法を通知する手段を更に有することを特徴とする請求項４記載の自動焦点調整装置。
6. 前記通知手段は、前記表示部への表示又は音声であることを特徴とする請求項５記載の自動焦点調整装置。
7. 前記表示部における前記信頼度の表示の位置又は範囲を変更、若しくは、前記信頼度の表示を消去する操作部を更に有することを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか一項記載の自動焦点調整装置。
8. 前記通知手段は、前記表示部への表示であり、
   前記表示部における前記原因と前記回避方法の表示の位置又は範囲を変更、若しくは、前記原因と前記回避方法の表示を消去する操作部を更に有することを特徴とする請求項５記載の自動焦点調整装置。
9. 前記表示部による表示を動作不能にする操作部を更に有することを特徴とする請求項１又は４記載の自動焦点調整装置。
10. 前記信頼度生成部は、前記第１の指標を、前記側距枠内の最大値及び最小値、並びに、前記評価値の最大値及び最小値に基づいて算出することを特徴とする請求項４記載の自動焦点調整装置。
11. 前記信頼度生成部は、前記第２の指標を、前記フォーカスレンズを駆動しながら取得した前記評価値のガウス関数近似との差に基づいて算出することを特徴とする請求項４記載の自動焦点調整装置。
12. 前記信頼度生成部は、前記第３の指標を、前記評価値の極大付近の勾配の程度に基づいて算出することを特徴とする請求項４記載の自動焦点調整装置。
13. 前記信頼度生成部は、前記第４の指標を、最も信頼性の低い指標に基づいて算出することを特徴とする請求項４記載の自動焦点調整装置。
14. 請求項１乃至１３のうちいずれか一項記載の自動焦点調整装置を有することを特徴とする撮像装置。