JP2009103800A - オートフォーカス装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より迅速かつ確実にオートフォーカス制御を行う。
【解決手段】確度計算部３０は、撮像画像から求められたＲ、Ｇ、Ｂの成分のそれぞれの最大値と最小値との差分値のそれぞれに基づいて、コントラスト方式でのオートフォーカス制御に対する評価を示す確度と、色収差方式でのオートフォーカス制御に対する評価を示す確度とを求める。判定処理部３３は、確度計算部３０により求められたコントラスト方式の確度と、色収差方式の確度とを比較し、その比較結果に応じて、コントラスト方式または色収差方式の何れかの方式で、オートフォーカス制御を行い、レンズ２１を合焦位置に移動させる。本発明は、撮像装置に適用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はオートフォーカス装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、より迅速かつ確実にフォーカスす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、並びにプログラムに関する。

デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラなどに内蔵されるオートフォーカス装置として、コントラスト方式、色収差方式などの方式によりオートフォーカス制御を行うオートフォーカス装置が知られている。

例えば、コントラスト方式のオートフォーカス装置には、レンズの位置を移動させて、レンズの各位置において撮像された画像のコントラストを検出し、各位置でのコントラストを比較してレンズの合焦位置、すなわちレンズの焦点が被写体に合う位置を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。このオートフォーカス装置においては、画像のコントラストが最大となるレンズの位置が合焦位置とされる。

また、色収差方式のオートフォーカス装置として、色収差を有するレンズを用い、その色収差により光のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の成分ごとにレンズの合焦位置が異なることを利用して、各色の高周波成分の大きさの比較結果に基づいて合焦位置を検出するものもある（例えば、特許文献２参照）。なお、ここでいう色収差とは、倍率色収差ではなく、軸上色収差のことをいう。また、以下の説明において、軸上色収差を単に色収差と称する。

特開昭６３−３１０２８１号公報

特開平１−２４６５１６号公報

しかしながら、コントラスト方式のオートフォーカス装置では、コントラストが最大となるレンズの位置を検出するため、少なくとも３ヶ所の位置にレンズを移動させてコントラストを検出しなければならず、色収差方式と比べて合焦位置の検出に比較的長い時間が必要となることがある。

また、一旦、レンズを合焦位置に移動させた後、被写体の動きに追従するためには、いわゆるウオウブリング、つまりレンズまたは撮像素子を前後に小刻みに移動させる必要があった。そのため、撮像により得られる画像に不自然なゆれや周期的なデフォーカスが生じ、画質が劣化してしまう。

さらに、通常、コントラスト方式において、合焦位置の検出にはＧ（緑）の成分が用いられる。したがって、被写体のＧの成分が空間方向に対して一定である場合、例えば被写体が赤と青のチェッカー模様である場合には、オートフォーカス装置はコントラストを検出することができず、正しくオートフォーカス制御を行うことができなかった。

さらに、また、カメラのレンズは、一般的に色収差をなくすように設計されているので、色収差方式において、色収差を検出することが困難な場合がある。例えば、被写体のハイライト部分が極端に明るく、かつシャドー部分が極端に暗い場合には、ハイライト部分とシャドー部分との境界には、明確な色収差が現れる。ところが、逆に被写体のハイライト部分がそれほど明るくなく、かつシャドー部分がそれほど暗くない場合には、ハイライト部分とシャドー部分との境界においてすら明確な色収差が現れないので、色収差方式でのオートフォーカス制御は困難となる。

さらに、被写体の色が緑の濃淡のみである場合には、被写体からの光は、Ｒ（赤）の成分もＢ（青）の成分もなく、Ｇ（緑）の成分のみであり、色収差が生じないので色収差方式でオートフォーカス制御を行うことはできない。

このように、コントラスト方式や色収差方式では、被写体によって正しく合焦位置を検出することができなかったり、オートフォーカス制御に時間がかかったりする場合があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より迅速かつ確実にオートフォーカス制御を行うことができるようにするものである。

本発明の一側面のオートフォーカス装置は、レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス装置であって、撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第２の確度を求める確度算出手段と、前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する制御手段とを備える。

前記確度算出手段には、前記第１の色の成分の最大値と最小値との差分を前記第１の確度として求めさせ、前記第２の色の成分の最大値と最小値との差分、または前記第３の色の成分の最大値と最小値との差分のうちの小さい値を前記第２の確度として求めさせることができる。

オートフォーカス装置には、前記画像の前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の高周波成分の絶対値のうちの少なくとも２つを比較し、その比較結果に応じて、前記第２のオートフォーカス制御方式において前記レンズを移動させる方向および移動量を決定する決定手段をさらに設け、前記制御手段には、前記第１の確度よりも前記第２の確度が大きい場合、前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御させることができる。

前記決定手段には、前記第２の色の高周波成分の絶対値と、所定の定数が乗算された、前記第３の色の高周波成分の絶対値との大小関係を比較させることができる。

前記決定手段には、前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の高周波成分の絶対値と、所定の定数が乗算された前記第３の色の高周波成分の絶対値とのうちの少なくとも２つを比較させ、前記所定の定数は、前記第１の色の成分のコントラストが最大となるときの前記第２の色の高周波成分の絶対値と、前記第３の色の高周波成分の絶対値との比とすることができる。

本発明の一側面のオートフォーカス方法またはプログラムは、レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス方法またはプログラムであって、撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第２の確度を求め、前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御するステップを含む。

本発明の一側面においては、撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第１の確度が求められるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第２の確度が求められ、前記第１の確度と前記第２の確度とが比較され、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式でのレンズの移動が制御される。

本発明の一側面によれば、より迅速かつ確実にオートフォーカス制御を行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の一側面のオートフォーカス装置は、レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス装置であって、撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式（例えば、コントラスト方式）に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式（例えば、色収差方式）に対する評価を示す第２の確度を求める確度算出手段（例えば、図１の確度計算部３０）と、前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する制御手段（例えば、図１の判定処理部３３）とを備える。

前記確度算出手段には、前記第１の色の成分の最大値と最小値との差分を前記第１の確度として求めさせ、前記第２の色の成分の最大値と最小値との差分、または前記第３の色の成分の最大値と最小値との差分のうちの小さい値を前記第２の確度として求めさせる（例えば、図２のステップＳ１５の処理）ことができる。

オートフォーカス装置には、前記画像の前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の高周波成分の絶対値のうちの少なくとも２つを比較し、その比較結果に応じて、前記第２のオートフォーカス制御方式において前記レンズを移動させる方向および移動量を決定する決定手段（例えば、図１の色収差評価部３２）をさらに設け、前記制御手段には、前記第１の確度よりも前記第２の確度が大きい場合、前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御させる（例えば、図９のステップＳ１２７乃至ステップＳ１３５の処理）ことができる。

前記決定手段には、前記第２の色の高周波成分の絶対値と、所定の定数が乗算された、前記第３の色の高周波成分の絶対値との大小関係を比較させる（例えば、図５のステップＳ７７およびステップＳ７９の処理）ことができる。

本発明の一側面のオートフォーカス方法またはプログラムは、レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス方法またはプログラムであって、撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式（例えば、コントラスト方式）に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式（例えば、色収差方式）に対する評価を示す第２の確度を求め（例えば、図２のステップＳ１５）、前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する（例えば、図７乃至図９を参照して説明するオートフォーカス処理）ステップを含む。

以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

撮像装置１１は、オートフォーカス制御によりレンズ２１を合焦位置に移動させ、図示せぬ被写体を撮像する。

撮像装置１１は、レンズ２１、イメージセンサ２２、カラー同時化処理部２３、画像処理部２４、メモリ２５、HPF（High Pass Filter）回路２６−１乃至HPF回路２６−３、絶対値算出部２７−１乃至絶対値算出部２７−３、差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３、除算回路２９−１乃至除算回路２９−３、確度計算部３０、コントラスト評価部３１、色収差評価部３２、判定処理部３３、およびレンズ駆動制御部３４から構成される。

レンズ２１は、図示せぬ被写体から入射した光をイメージセンサ２２に入射させる。ここで、レンズ２１からイメージセンサ２２に入射する光は、レンズ２１の色収差（軸上色収差）のため、その成分により結像位置が異なる。すなわち、図１において実線はレンズ２１からイメージセンサ２２に入射する光のＧ（緑）の成分の光路を示しており、Ｇの成分（以下、Ｇの光とも称する）は、イメージセンサ２２の受光面上に結像している。通常、Ｇの光がイメージセンサ２２の受光面上に結像するレンズ２１の位置が、そのレンズ２１の合焦位置とされる。

また、図１において一点鎖線は、イメージセンサ２２に入射する光のＲ（赤）の成分の光路を示しており、Ｒの成分（以下、Ｒの光とも称する）は、イメージセンサ２２の受光面よりも図中、右側、つまり遠景側に結像している。さらに、図１において点線は、イメージセンサ２２に入射する光のＢ（青）の成分の光路を示しており、Ｂの成分（以下、Ｂの光とも称する）は、イメージセンサ２２の受光面よりも図中、左側、つまり近景側に結像している。

イメージセンサ２２は、レンズ２１から入射した光を撮像し、これにより得られた撮像画像、より詳細には撮像画像の画像データをカラー同時化処理部２３に供給する。カラー同時化処理部２３は、イメージセンサ２２から供給された撮像画像に対して、カラー同時化処理を施す。これにより、撮像画像の画像データは、１つの画素がＲ、Ｇ、Ｂの何れかの成分のデータを有する画像データ、すなわちＲＡＷデータから、１つの画素がＲ、Ｇ、Ｂの３つの成分のデータを有するカラー画像データに変換される。なお、このカラー同時化処理は、デモザイク処理とも呼ばれている。また、カラー同時化処理部２３は、カラー同時化処理の施された撮像画像に必要に応じて画像処理を施して、倍率色収差などの補正も行う。

カラー同時化処理部２３は、カラー同時化処理を施した撮像画像を、画像処理部２４に供給するか、またはHPF回路２６−１乃至HPF回路２６−３および差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３に供給する。

ここで、撮像装置１１では、被写体の撮像を行う場合、本番の撮像前、つまりユーザによりシャッタボタンが押されて画像の記録が指示される前や、シャッタボタンが押された後、レンズ２１が合焦位置に移動されるまでの間に複数回被写体の撮像が行われる。以下の説明においては、撮像装置１１に記録される画像の撮像を本番の撮像とも称し、本番の撮像前における画像の撮像を、本番前の撮像とも称する。

カラー同時化処理部２３は、本番の撮像時においては、撮像画像を記録させるために、カラー同時化処理を施した撮像画像を画像処理部２４に供給し、本番前の撮像時には、オートフォーカス制御等のために、カラー同時化処理を施した撮像画像を、HPF回路２６−１乃至HPF回路２６−３および差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３に供給する。

なお、より詳細には、カラー同時化処理部２３は、撮像画像の中央の部分の領域のＲの成分の画像（以下、Ｒの撮像画像とも称する）をHPF回路２６−１および差分算出部２８−１に供給する。また、カラー同時化処理部２３は、撮像画像の中央の部分の領域のＧの成分の画像（以下、Ｇの撮像画像とも称する）をHPF回路２６−２および差分算出部２８−２に供給し、撮像画像の中央の部分の領域のＢの成分の画像（以下、Ｂの撮像画像とも称する）をHPF回路２６−３および差分算出部２８−３に供給する。

ここで、撮像画像の中央の部分の画像だけがHPF回路２６−１乃至HPF回路２６−３および差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３に供給されるのは、通常、カメラ等の撮像装置１１における焦点合わせ（オートフォーカス制御）では、撮像画像の中央部分の被写体に焦点を合わせるのが一般的であるためである。

画像処理部２４は、カラー同時化処理部２３から供給された撮像画像に、ホワイトバランス処理、ガンマ処理、ノイズリダクション処理、JPEG（Joint Photographic Experts Group）方式の画像圧縮処理などの各種の処理を施して、処理の施された撮像画像をメモリ２５に供給する。メモリ２５は、画像処理部２４から供給された撮像画像を記録する。メモリ２５に記録された撮像画像は、再生時に図示せぬ表示部に表示されて、ユーザはその撮像画像を見ることができる。

HPF回路２６−１乃至HPF回路２６−３は、ハイパスフィルタによりフィルタリング処理を行い、カラー同時化処理部２３から供給された撮像画像、より詳細にはＲ、Ｇ、Ｂの撮像画像の高周波成分だけを抽出して絶対値算出部２７−１乃至絶対値算出部２７−３に供給する。なお、以下、HPF回路２６−１乃至HPF回路２６−３のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にHPF回路２６と称する。

絶対値算出部２７−１乃至絶対値算出部２７−３は、HPF回路２６−１乃至HPF回路２６−３から供給された撮像画像の高周波成分の絶対値を求め、求めた絶対値を除算回路２９−１乃至除算回路２９−３に供給する。なお、以下、絶対値算出部２７−１乃至絶対値算出部２７−３のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単に絶対値算出部２７と称する。

差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３は、カラー同時化処理部２３から供給された撮像画像、より詳細にはＲ、Ｇ、Ｂの撮像画像の画素の画素値（Ｒ、Ｇ、Ｂの成分）のうち、画素値の最大値と最小値との差分値を求め、求めた差分値を除算回路２９−１乃至除算回路２９−３および確度計算部３０に供給する。なお、以下、差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３を個々に区別する必要のない場合、単に差分算出部２８と称する。

除算回路２９−１乃至除算回路２９−３は、絶対値算出部２７−１乃至絶対値算出部２７−３から供給された絶対値を、差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３から供給された差分値で除算して、撮像画像のＲ、Ｇ、Ｂの各色の高周波成分の絶対値を正規化する。

除算回路２９−１および除算回路２９−３は、正規化された絶対値を色収差評価部３２に供給する。また、除算回路２９−２は、正規化された絶対値をコントラスト評価部３１および色収差評価部３２に供給する。なお、以下、除算回路２９−１乃至除算回路２９−３のそれぞれにより正規化された絶対値のそれぞれを、正規化絶対値Ｐｒ、正規化絶対値Ｐｇ、および正規化絶対値Ｐｂとも称する。また、以下、除算回路２９−１乃至除算回路２９−３のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単に除算回路２９と称する。

確度計算部３０は、差分算出部２８から供給された差分値に基づいて、コントラスト方式によりオートフォーカス制御を行うときの確度と、色収差方式によりオートフォーカス制御を行うときの確度とを求め、求めた確度を判定処理部３３に供給する。

ここで、コントラスト方式の確度とは、現時点の被写体に対してコントラスト方式でレンズ２１を移動させた場合に、どの程度確実に合焦位置を検出することができるかといった、コントラスト方式でのオートフォーカス制御の確実さに対する評価を示している。そして確度が高いほど、より確実にレンズ２１を合焦位置に移動させることができる。同様に、色収差方式の確度は、色収差方式でのオートフォーカス制御の確実さに対する評価を示しており、確度が高いほど、より確実にレンズ２１を合焦位置に移動させることができる。

コントラスト評価部３１は、除算回路２９−２から供給された正規化絶対値Ｐｇに基づいて、撮像画像におけるＧの成分のコントラストの高さを示す評価値を求め、求めた評価値を判定処理部３３に供給する。この評価値は、コントラスト方式でオートフォーカス制御を行うときに用いられ、撮像画像のコントラストが高いほど評価値は大きくなる。

色収差評価部３２は、除算回路２９から供給された正規化絶対値に基づいて、色収差方式でオートフォーカス制御を行う場合にレンズ２１を移動させるべき方向、およびその移動量を示す移動信号を生成し、判定処理部３３に供給する。

判定処理部３３は、確度計算部３０から供給されたコントラスト方式の確度と、色収差方式の確度を比較して、その比較結果に応じて何れの方式でオートフォーカス制御を行うかを決定する。また、判定処理部３３は、確度の比較結果に応じて、コントラスト評価部３１からの評価値または色収差評価部３２からの移動信号に基づいて、オートフォーカス制御によりレンズ２１を移動させるべき方向および、その移動量を求め、求めた方向および移動量を示す制御信号をレンズ駆動制御部３４に供給する。

レンズ駆動制御部３４は、判定処理部３３からの制御信号に基づいて図示せぬモータを駆動させ、レンズ２１を図中、左右方向に移動させる。

ところで、ユーザが撮像装置１１を操作して、被写体の撮像を指示すると、撮像装置１１は、本番前の撮像を行う処理である撮像処理を開始する。この撮像処理は、ユーザによりシャッタボタンが押されて本番の撮像が指示され、レンズ２１が合焦位置に移動されるまで、レンズ２１が移動されるごとに、または所定の時間間隔で行われる。

以下、図２のフローチャートを参照して、撮像装置１１による撮像処理について説明する。

ステップＳ１１において、イメージセンサ２２は、被写体を撮像する。すなわち、レンズ２１は、被写体からの光を集光して、集光した光をイメージセンサ２２に入射させる。そして、イメージセンサ２２は、レンズ２１から入射した光を撮像し、これにより得られた撮像画像をカラー同時化処理部２３に供給する。

また、カラー同時化処理部２３は、イメージセンサ２２から供給された撮像画像にカラー同時化処理を施して、これにより得られたＲの撮像画像をHPF回路２６−１および差分算出部２８−１に供給し、Ｇの撮像画像をHPF回路２６−２および差分算出部２８−２に供給し、Ｂの撮像画像をHPF回路２６−３および差分算出部２８−３に供給する。

ステップＳ１２において、絶対値算出部２７は、撮像画像の高周波成分の絶対値を求める。すなわち、HPF回路２６−１は、カラー同時化処理部２３から供給されたＲの撮像画像にフィルタリング処理を施して、Ｒの撮像画像から画素ごとに高周波成分を抽出し、絶対値算出部２７−１に供給する。絶対値算出部２７−１は、HPF回路２６−１から供給された画素ごとの高周波成分の値の絶対値を求め、求めた絶対値を除算回路２９−１に供給する。

同様に、HPF回路２６−２およびHPF回路２６−３は、カラー同時化処理部２３から供給されたＧの撮像画像およびＢの撮像画像にフィルタリング処理を施して、撮像画像から画素ごとに高周波成分を抽出し、絶対値算出部２７−２および絶対値算出部２７−３に供給する。また、絶対値算出部２７−２および絶対値算出部２７−３は、HPF回路２６−２およびHPF回路２６−３から供給された高周波成分の値の絶対値を求め、求めた絶対値を除算回路２９−２および除算回路２９−３に供給する。

ステップＳ１３において、差分算出部２８は、カラー同時化処理部２３から供給された撮像画像を基に、差分値を求める。すなわち、差分算出部２８−１は、カラー同時化処理部２３から供給されたＲの撮像画像の画素の画素値（Ｒの成分の値）のうち、最も値の大きい画素値から、最も値の小さい画素値を減算することにより、Ｒの撮像画像の差分値ＤＲを求める。そして、差分算出部２８−１は、求めた差分値ＤＲを除算回路２９−１および確度計算部３０に供給する。

同様に、差分算出部２８−２は、カラー同時化処理部２３から供給されたＧの撮像画像の画素の画素値（Ｇの成分の値）のうち、最も値の大きい画素値から、最も値の小さい画素値を減算することにより、Ｇの撮像画像の差分値ＤＧを求めて除算回路２９−２および確度計算部３０に供給する。また、差分算出部２８−３は、カラー同時化処理部２３から供給されたＢの撮像画像の画素の画素値（Ｂの成分の値）のうち、最も値の大きい画素値から、最も値の小さい画素値を減算することにより、Ｂの撮像画像の差分値ＤＢを求めて除算回路２９−３および確度計算部３０に供給する。

ステップＳ１４において、除算回路２９は、絶対値算出部２７から供給された絶対値を、差分算出部２８から供給された差分値で除算して、正規化絶対値を求める。

すなわち、除算回路２９−１乃至除算回路２９−３は、絶対値算出部２７−１乃至絶対値算出部２７−３から供給された絶対値を、差分算出部２８−１乃至差分算出部２８−３から供給された差分値で除算して正規化する。また、除算回路２９−１および除算回路２９−３は、求めた正規化絶対値を色収差評価部３２に供給し、除算回路２９−２は、求めた正規化絶対値を色収差評価部３２およびコントラスト評価部３１に供給する。

ここで、例えば、カラー同時化処理部２３からHPF回路２６−１に図３Ａに示すＲの撮像画像が供給されたとする。なお、図３Ａにおいて、横方向はＲの撮像画像における位置を示しており、縦方向はＲの成分の値、つまりＲの画素値を示している。

図３Ａに示すＲの撮像画像は、図中、左側の画素の画素値はほぼ０で一定となっており、中央付近において、画素値が１まで急峻に増加している。また、図中、右側の画素は、その画素値がほぼ１で一定となっている。なお、より詳細には、Ｒの撮像画像の画素値は、必ずしも０から１までの間の値ではないが、除算回路２９−１において、差分値ＤＲにより正規化されるため、図３Ａでは、０から１までの間の正規化された値とされている。

また、図３Ａに示すＲの撮像画像は、HPF回路２６−１においてフィルタリング処理が施されて、図３Ｂに示すように高周波成分だけが取り出される。図３Ｂでは、横方向はＲの撮像画像における位置を示しており、縦方向はＲの高周波成分の値を示している。

図３Ｂでは、図中、中央付近において、Ｒの高周波成分の値が正弦波形状に変化している。すなわち、高周波成分の値を示す曲線は、図中、中央よりやや左側においては、下方向に凸となっており、中央よりやや右側においては、上方向に凸となっている。また、中央付近より右側および左側では、高周波成分の値はほぼ０となっている。

図３Ｂに示したＲの高周波成分の値が絶対値算出部２７−１に供給されて、その絶対値が求められると、Ｒの撮像画像の各位置において、図３Ｃに示す値が得られる。なお、図３Ｃにおいて、横方向はＲの撮像画像における位置を示しており、縦方向はＲの高周波成分の絶対値を示している。

図３Ｃでは、高周波成分の値を示す曲線は、図中、中央よりやや左側においては、上方向に凸となっており、中央よりやや右側においては、上方向に凸となっている。また、中央付近より右側および左側では、高周波成分の絶対値はほぼ０となっている。

このように、Ｒの撮像画像からは、Ｒの高周波成分だけが抽出されて、抽出された高周波成分の絶対値が求められる。

図２のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ１５において、確度計算部３０は、差分算出部２８から供給された差分値に基づいて、コントラスト方式の確度および色収差方式の確度を求める。

例えば、確度計算部３０は、次式（１）を計算することでコントラスト方式の確度を求め、式（２）を計算することで色収差方式の確度を求める。

Reliability-Contrast＝（差分値ＤＧ） ・・・（１）

Reliability-Aberration＝Ｍｉｎ（差分値ＤＲ，差分値ＤＢ） ・・・（２）

なお、式（１）において、Reliability-Contrastは、コントラスト方式の確度を示している。つまり、コントラスト方式の確度は、撮像画像のＧの成分の差分値ＤＧとされる。

また、式（２）において、Reliability-Aberrationは、色収差方式の確度を示しており、Ｍｉｎ（差分値ＤＲ，差分値ＤＢ）は、差分値ＤＲと差分値ＤＢのうち、より小さい方の値を色収差方式の確度とすることを示している。したがって、色収差方式の確度は、撮像画像のＲの成分の差分値ＤＲと、Ｂの成分の差分値ＤＢのうちの小さい方とされる。

例えば、Ｒの成分の差分値ＤＲが小さいということは、被写体のＲの成分（被写体からの光のＲの成分）は被写体表面のどの部分においてもほぼ一定であり、Ｒの成分のコントラストが低いことを意味する。逆に、Ｒの成分の差分値ＤＲが大きいということは、被写体のＲの成分は、被写体表面の場所（部分）ごとに強弱があり、Ｒの成分のコントラストが高いことを意味している。このことは、Ｇの成分、Ｂの成分についても同様である。

ところで、コントラスト方式では、レンズ２１の位置ごとのＧの成分の評価値の大小関係が比較され、その比較結果に基づいてオートフォーカス制御が行われる。そのため、被写体のＧの成分が、被写体のどの部分でもほぼ一定の値である場合には、コントラスト方式において、レンズ２１をどちらの方向に移動させてよいかの判定が困難となり、誤判定が生じる。コントラスト方式の確度は、このようなコントラスト方式の性質が加味されて、Ｇの成分の差分値ＤＧが小さいほど確度の値が小さくなるようになされている。

また、色収差方式では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のうちの少なくとも何れか２色の成分の値の大小関係が比較され、その比較結果に基づいてオートフォーカス制御が行われる。したがって、例えば被写体のＲの成分およびＢの成分が、被写体のどの部分でもほぼ一定の値である場合には、色収差方式において、レンズ２１をどちらの方向に移動させてよいかの判定が困難となり、誤判定が生じる。色収差方式の確度は、このような色収差方式の性質が加味されて、Ｒの成分の差分値またはＢの成分の差分値が小さいほど確度の値が小さくなるようになされている。

このようにして、確度計算部３０は、各方式の確度を求めると、求めた確度を判定処理部３３に供給する。

ステップＳ１６において、コントラスト評価部３１は、コントラスト方式の評価値算出処理を行って、評価値を求める。なお、コントラスト方式の評価値算出処理の詳細は後述する。

ステップＳ１７において、色収差評価部３２は、色収差方式の移動信号生成処理を行い、撮像処理は終了する。なお、色収差方式の移動信号生成処理の詳細は後述するが、この色収差方式の移動信号生成処理において、移動信号が生成される。

このようにして、撮像装置１１は、撮像画像から高周波成分を抽出して、コントラスト方式の確度および色収差方式の確度を求めるとともに、評価値および移動信号を生成する。

このように、確度を求めることにより、撮像画像の被写体に対して、コントラスト方式、または色収差方式の何れの方式がより適しているかを判定することができるようになり、その結果、より迅速かつ確実にオートフォーカス制御を行うことができる。また、評価値を求めたり、移動信号を生成したりすることで、オートフォーカス制御において、レンズ２１を何れの方向にどれだけ移動させればよいかを求めることができる。

次に、図４のフローチャートを参照して、図２のステップＳ１６の処理に対応する処理であるコントラスト方式の評価値算出処理について説明する。

ステップＳ４１において、コントラスト評価部３１は、除算回路２９−２から、撮像画像のＧの成分の正規化絶対値Ｐｇを取得する。

ステップＳ４２において、コントラスト評価部３１は、取得した正規化絶対値Ｐｇに基づいて評価値を求める。例えば、コントラスト評価部３１は、除算回路２９−２から、Ｇの撮像画像の各画素の正規化絶対値Ｐｇを取得して、取得した正規化絶対値Ｐｇのうちの最大のものを評価値とする。

なお、正規化絶対値Ｐｇのうちの最も値の大きいものに限らず、所定の閾値以上の正規化絶対値Ｐｇの数が評価値とされてもよいし、閾値以上の正規化絶対値Ｐｇの合計値が評価値とされてもよい。

ステップＳ４３において、コントラスト評価部３１は、求めた評価値を判定処理部３３に出力して、処理は図２のステップＳ１７に進み、コントラスト方式の評価値算出処理は終了する。

このようにして、コントラスト評価部３１は、正規化絶対値Ｐｇを取得して評価値を求める。このように、正規化絶対値を用いて評価値を求めることで、評価値を用いて、コントラスト方式のオートフォーカス制御において、レンズ２１を何れの方向にどれだけ移動させればよいかを求めることができるようになる。

次に、図５のフローチャートを参照して、図２のステップＳ１７の処理に対応する処理である色収差方式の移動信号生成処理について説明する。

ステップＳ７１において、色収差評価部３２は、除算回路２９−１乃至除算回路２９−３から、正規化絶対値Ｐｒ、正規化絶対値Ｐｇ、および正規化絶対値Ｐｂを取得する。これにより、Ｒの撮像画像の画素ごとの正規化絶対値Ｐｒ、Ｇの撮像画像の画素ごとの正規化絶対値Ｐｇ、およびＢの撮像画像の画素ごとの正規化絶対値Ｐｂが取得される。

ステップＳ７２において、色収差評価部３２は、取得した各成分の画素ごとの正規化絶対値Ｐｒ、正規化絶対値Ｐｇ、および正規化絶対値Ｐｂのうちの最大のものを正規化絶対値Ｍｒ、正規化絶対値Ｍｇ、および正規化絶対値Ｍｂとする。したがって、例えば各画素の正規化絶対値Ｐｒのうちの最大値が正規化絶対値Ｍｒとされる。

また、これらの正規化絶対値Ｍｒ、正規化絶対値Ｍｇ、正規化絶対値Ｍｂのそれぞれの値が大きければ、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの成分のコントラストが高いということができる。色収差方式では、これらの正規化絶対値の少なくとも２つの大きさを比較し、その比較結果に応じてレンズ２１を移動させる。

ステップＳ７３において、色収差評価部３２は、Ｍｂ＜Ｍｒ、かつＭｇ＜Ｍｒであるか否かを判定する。すなわち、色収差評価部３２は、正規化絶対値Ｍｒが正規化絶対値Ｍｂより大きく、かつ正規化絶対値Ｍｒが正規化絶対値Ｍｇより大きいか否かを判定する。

例えば、Ｒ，Ｇ、Ｂの各成分のコントラストは、図６に示すようにレンズ２１の位置によってその大きさが変化する。なお、図６において、縦軸は各色の成分のコントラストを示しており、横軸はレンズ２１の位置を示している。レンズ２１の位置は、横軸の図中、左側にいくほどレンズ２１がイメージセンサ２２により近い側に位置している、すなわち遠景にピントが合っている（レンズ２１が遠景側に位置している）ことを示している。また、横軸の図中、右側にいくほど、レンズ２１がイメージセンサ２２により遠い側に位置していることを示している、すなわち近景にピントが合っている（レンズ２１が近景側に位置している）ことを示している。

図６では、曲線ＣＢ、曲線ＣＧ、および曲線ＣＲのそれぞれは、レンズ２１の各位置におけるＢ、Ｇ、およびＲの成分のコントラストを示しており、それらの曲線のピークとなるレンズ２１の位置が、Ｂの成分、Ｇの成分、およびＲの成分のそれぞれのコントラストが最大となる位置とされる。

曲線ＣＢは、そのピークが曲線ＣＧのピークおよび曲線ＣＲのピークよりも図中、左側にあり、ピークを中心として右側により広がりをもつ曲線となっている。曲線ＣＧは、そのピークが、曲線ＣＢのピークと曲線ＣＲのピークとの間に位置し、ピークを中心としてほぼ対称な形状の曲線となっている。また、曲線ＣＲは、そのピークが曲線ＣＢのピークおよび曲線ＣＧのピークよりも図中、右側にあり、ピークを中心として右側により広がりをもつ曲線となっている。

すなわち、被写体として所定の物体、特に白い物体を撮像した場合、物体からの光のうち、波長の長いＲの成分は他のＢの成分およびＧの成分よりも屈折率が低いので、近景側で合焦する。したがって、Ｒの成分のコントラストが最大となるレンズ２１の位置は、他の成分のコントラストが最大となる位置よりも近景側、すなわち図中、右側となる。

また、物体からの光のうち、波長の短いＢの成分は他のＲの成分およびＧの成分よりも屈折率が高いので、遠景側で合焦する。したがって、Ｂの成分のコントラストが最大となるレンズ２１の位置は、他の成分のコントラストが最大となる位置よりも遠景側、すなわち図中、左側となる。

例えば、レンズ２１を遠景側（図１における右側）から近景側（図１における左側）に移動させていくと、撮像装置１１から所定の距離の位置にある被写体に対して、最初はすべての色の成分がぼけており、どの成分もコントラストが低い値となる。そして、除々に被写体にピントが合っていき、コントラストも高くなる。このとき、屈折率の最も高いＢの成分のピントが合い（Ｂの成分のコントラストが最大となり）、次にＧの成分のピントが合い（Ｇの成分のコントラストが最大となり）、最後に最も屈折率の低いＲの成分のピントが合う（Ｒの成分のコントラストが最大となる）。そして、さらに近景側にレンズ２１を移動させると、どの成分もコントラストが低くなる。

オートフォーカス制御では、レンズ２１の位置が、Ｇの成分のコントラストが最大となる位置、すなわち図６において曲線ＣＧのピークであるＧｍａｘの位置となるようにレンズ２１の移動が制御される。ここで、Ｇの成分のコントラストが最大となるレンズ２１の位置が合焦位置と呼ばれている。

色収差方式では、Ｒ、Ｇ、Ｂの成分のコントラストが比較されて、レンズ２１が合焦位置（Ｇｍａｘの位置）に移動される。例えば、図６に示すように、Ｂの成分のコントラストが他の成分のコントラストよりも高くなるレンズ２１の位置の範囲をエリアＡ１とすると、レンズ２１がエリアＡ１にあるときには、レンズ２１を近景側に大きく移動させれば、レンズ２１がより合焦位置に近づくことになる。

また、レンズ２１のＧｍａｘの位置におけるＢの成分のコントラストとＲの成分のコントラストとの比、つまりその位置におけるＢの成分のコントラストの値を、Ｒの成分のコントラストの値で除算して得られる値を定数Ｓとする。

そして、Ｇの成分のコントラストが他の成分のコントラストよりも高く、かつＢの成分のコントラストの値が、Ｒの成分のコントラストの値に定数Ｓを乗算した値よりも高くなるレンズ２１の位置の範囲をエリアＡ２とすると、レンズ２１がエリアＡ２にあるときには、レンズ２１を近景側に少しだけ移動させると、レンズ２１がより合焦位置に近づくことになる。

また、Ｇの成分のコントラストが他の成分のコントラストよりも高く、かつＲの成分のコントラストの値に定数Ｓを乗算した値が、Ｂの成分のコントラストの値よりも高くなるレンズ２１の位置の範囲をエリアＡ３とすると、レンズ２１がエリアＡ３にあるときには、レンズ２１を遠景側に少しだけ移動させると、レンズ２１がより合焦位置に近づくことになる。

さらに、Ｒの成分のコントラストが他の成分のコントラストよりも高くなるレンズ２１の位置の範囲をエリアＡ４とすると、レンズ２１がエリアＡ４にあるときには、レンズ２１を遠景側に大きく移動させれば、レンズ２１がより合焦位置に近づくことになる。

なお、レンズ２１がエリアＡ１に位置する場合と、エリアＡ２に位置する場合とで、レンズ２１を移動させるべき移動量を同じとしてもよいが、エリアＡ２よりもエリアＡ１は、合焦位置よりもより遠い位置にあるので、レンズ２１がエリアＡ２に位置するときよりも、エリアＡ１に位置するときに、より大きくレンズ２１を移動させることが好ましい。

同様に、エリアＡ３よりもエリアＡ４が合焦位置よりもより遠い位置にあるので、レンズ２１がエリアＡ３に位置するときよりも、エリアＡ４に位置するときに、より大きくレンズ２１を移動させることが好ましい。

また、定数Ｓの値は、レンズ２１に固有の値であるので、撮像前に予めＧの成分のコントラストが最大となるときのＲ、Ｂの成分のコントラストを測定し、設定しておくことが可能である。

ところで、正規化絶対値Ｍｒ、正規化絶対値Ｍｇ、および正規化絶対値Ｍｂのそれぞれの大小関係は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分のコントラストの大小関係と同じであるから、各成分の正規化絶対値を比較することで、レンズ２１が位置するエリアを特定することができる。色収差方式では、正規化絶対値を比較してレンズ２１の位置するエリアを特定することで、レンズ２１の移動させるべき方向および移動量が定められる。

図５のフローチャートの説明に戻り、ステップＳ７３において、Ｍｂ＜Ｍｒであり、かつＭｇ＜Ｍｒであると判定された場合、つまりレンズ２１の位置がエリアＡ４である場合、処理はステップＳ７４に進み、レンズ２１を遠景側に移動させる移動信号が生成される。

すなわち、ステップＳ７４において、色収差評価部３２は、レンズ２１を遠景側に大きく移動させる旨の移動信号であるＧＯ−ＶＥＲＹ−ＦＡＲ信号を生成して判定処理部３３に出力し、色収差方式の移動信号生成処理は終了する。

例えば、レンズ２１が所定の移動単位ずつ移動され、その移動単位が１ステップであるとすると、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＦＡＲ信号は、レンズ２１を５ステップだけ遠景側（よりイメージセンサ２２に近い側）に移動させる移動信号とされる。

また、ステップＳ７３において、Ｍｂ＜Ｍｒ、かつＭｇ＜Ｍｒでないと判定された場合、ステップＳ７５において、色収差評価部３２は、Ｍｒ＜Ｍｂ、かつＭｇ＜Ｍｂであるか否か、すなわち正規化絶対値Ｍｒおよび正規化絶対値Ｍｇよりも正規化絶対値Ｍｂが大きいか否かを判定する。

ステップＳ７５において、Ｍｒ＜Ｍｂ、かつＭｇ＜Ｍｂであると判定された場合、つまりレンズ２１の位置がエリアＡ１である場合、処理はステップＳ７６に進み、レンズ２１を近景側に移動させる移動信号が生成される。

すなわち、ステップＳ７６において、色収差評価部３２は、レンズ２１を近景側に大きく移動させる旨の移動信号であるＧＯ−ＶＥＲＹ−ＮＥＡＲ信号を生成して判定処理部３３に出力し、色収差方式の移動信号生成処理は終了する。

例えば、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＮＥＡＲ信号は、レンズ２１を５ステップだけ近景側（よりイメージセンサ２２から遠い側）に移動させる移動信号とされる。

一方、ステップＳ７５において、Ｍｒ＜Ｍｂ、かつＭｇ＜Ｍｂでないと判定された場合、ステップＳ７７において、色収差評価部３２は、Ｍｂ＝Ｓ×Ｍｒであるか否か、すなわち正規化絶対値Ｍｒに定数Ｓを乗算して得られる値が、正規化絶対値Ｍｂの値と等しいか否かを判定する。

なお、実際には、ある程度の許容誤差があるので、その許容誤差の範囲内でＭｂ＝Ｓ×Ｍｒの関係が成立していれば、ステップＳ７７においてＭｂ＝Ｓ×Ｍｒであると判定される。

ステップＳ７７において、Ｍｂ＝Ｓ×Ｍｒであると判定された場合、つまりレンズ２１の位置がＧｍａｘの位置であり、合焦している場合、処理はステップＳ７８に進み、レンズ２１を移動させずに停止させておく移動信号が生成される。

すなわち、ステップＳ７８において、色収差評価部３２は、レンズ２１を移動させない旨の移動信号であるＳＴＯＰ信号を生成して判定処理部３３に出力し、色収差方式の移動信号生成処理は終了する。

これに対して、ステップＳ７７において、Ｍｂ＝Ｓ×Ｍｒでないと判定された場合、ステップＳ７９において、色収差評価部３２は、Ｍｂ＜Ｓ×Ｍｒであるか否か、すなわち正規化絶対値Ｍｒに定数Ｓを乗算して得られる値が、正規化絶対値Ｍｂの値よりも大きいか否かを判定する。

ステップＳ７９において、Ｍｂ＜Ｓ×Ｍｒであると判定された場合、つまりレンズ２１の位置がエリアＡ３である場合、処理はステップＳ８０に進み、レンズ２１を遠景側に移動させる移動信号が生成される。

すなわち、ステップＳ８０において、色収差評価部３２は、レンズ２１を遠景側にわずかに移動させる旨の移動信号であるＧＯ−ＦＡＲ信号を生成して判定処理部３３に出力し、色収差方式の移動信号生成処理は終了する。

例えば、ＧＯ−ＦＡＲ信号は、レンズ２１を１ステップだけ遠景側に移動させる移動信号とされる。

一方、ステップＳ７９においてＭｂ＜Ｓ×Ｍｒでないと判定された場合、つまりレンズ２１の位置がエリアＡ２である場合、処理はステップＳ８１に進み、レンズ２１を近景側に移動させる移動信号が生成される。

すなわち、ステップＳ８１において、色収差評価部３２は、レンズ２１を近景側にわずかに移動させる旨の移動信号であるＧＯ−ＮＥＡＲ信号を生成して判定処理部３３に出力し、色収差方式の移動信号生成処理は終了する。

例えば、ＧＯ−ＮＥＡＲ信号は、レンズ２１を１ステップだけ近景側に移動させる移動信号とされる。

このようにして、色収差評価部３２は、各色の成分の正規化絶対値を比較して、その比較結果に応じた移動信号を生成する。

このように、各色の成分の正規化絶対値を比較して移動信号を生成することで、色収差方式において、合焦させるためにレンズ２１をどの方向にどれだけ移動させればよいかを求めることができる。

ところで、ユーザが撮像装置１１を操作して、被写体の撮像を指示し、撮像装置１１により本番前の撮像を行う撮像処理が開始されると、撮像装置１１は撮像処理と同時に、レンズ２１を合焦位置に移動させる処理であるオートフォーカス処理を開始する。

以下、図７乃至図９のフローチャートを参照して、撮像装置１１によるオートフォーカス処理について説明する。

ステップＳ１１１において、判定処理部３３は、以降において行われる処理のループ回数を示す変数ｉを１とする。ここで、変数ｉは、コントラスト方式または色収差方式でレンズ２１を移動させた回数を示している。

ステップＳ１１２において、判定処理部３３は、変数ｉが予め定められた所定の数となったか否かを判定する。例えば、所定の数は１００とされる。

ステップＳ１１２において、変数ｉが所定の数となったと判定された場合、すなわち、所定の回数だけレンズ２１を移動させたが、レンズ２１の位置が合焦位置とならなかった場合、処理はステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３において、判定処理部３３は、オートフォーカス制御を停止して、オートフォーカス処理は終了する。すなわち、ある程度の回数だけレンズ２１を移動させても合焦しない場合、これ以上処理を継続して行っても最終的に合焦するとは限らない。そこで、所定の回数以上レンズ２１を移動させても合焦位置を検出できなかった場合には、判定処理部３３は、オートフォーカス制御を停止して、例えば図示せぬ表示部に、マニュアルフォーカスによる撮像を促すメッセージ等を表示させる。

また、ステップＳ１１２において、変数ｉが所定の数となっていないと判定された場合、ステップＳ１１４において、判定処理部３３は、評価値および移動信号を取得する。すなわち、判定処理部３３は、コントラスト評価部３１から評価値を取得するとともに、色収差評価部３２から移動信号を取得する。

ステップＳ１１５において、判定処理部３３は、確度計算部３０からコントラスト方式の確度、および色収差方式の確度を取得する。

ステップＳ１１６において、判定処理部３３は、取得したコントラスト方式の確度が、色収差方式の確度未満であるか否かを判定する。

ステップＳ１１６において、コントラスト方式の確度が、色収差方式の確度未満でないと判定された場合、すなわちコントラスト方式の確度の値が、色収差方式の確度の値以上である場合、現時点の被写体に対しては、色収差方式よりもコントラスト方式の方が適しているので、処理はステップＳ１１７に進む。そして、コントラスト方式でのオートフォーカス制御が行われ、レンズ２１がより適切な位置へと導かれる。

ステップＳ１１７において、判定処理部３３は、近景側（よりイメージセンサ２２から遠い側）に１ステップだけレンズ２１を移動させる。すなわち、現時点におけるレンズ２１の位置を判定基準位置と呼ぶこととすると、判定処理部３３は、レンズ２１を判定基準位置から１ステップだけ近景側に移動させる制御信号を生成してレンズ駆動制御部３４に供給する。そして、レンズ駆動制御部３４は、判定処理部３３からの制御信号に基づいて、レンズ２１を移動させる。

ステップＳ１１８において、判定処理部３３は、コントラスト評価部３１から評価値を取得する。ここで、判定処理部３３により取得される評価値は、レンズ２１の位置が判定基準位置から１ステップだけ近景側に移動されたときに、新たに撮像された撮像画像に基づいて生成された評価値とされる。つまり、判定基準位置より１ステップ近景側にレンズ２１が位置する場合における評価値（以下、近景側の評価値とも称する）とされる。

ステップＳ１１９において、判定処理部３３は、遠景側（イメージセンサ２２により近い側）に２ステップだけレンズ２１を移動させる。判定処理部３３は、レンズ２１を２ステップだけ遠景側に移動させる制御信号を生成してレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ駆動制御部３４は、判定処理部３３からの制御信号に基づいて、レンズ２１を移動させる。これにより、レンズ２１は、判定基準位置よりも１ステップだけ遠景側の位置に移動される。

ステップＳ１２０において、判定処理部３３は、コントラスト評価部３１から評価値を取得する。ここで、判定処理部３３により取得される評価値は、レンズ２１の位置が２ステップだけ遠景側に移動されたときに、新たに撮像された撮像画像に基づいて生成された評価値とされる。つまり、判定基準位置より１ステップ遠景側にレンズ２１が位置する場合における評価値（以下、遠景側の評価値とも称する）とされる。

ステップＳ１２１において、判定処理部３３は、判定基準位置における評価値、近景側の評価値、および遠景側の評価値のうち、判定基準位置における評価値が最大であるか否かを判定する。

ステップＳ１２１において、判定基準位置における評価値が最大であると判定された場合、ステップＳ１２２において、判定処理部３３は、近景側に１ステップだけレンズ２１を移動させる。すなわち、判定処理部３３は、レンズ２１を１ステップだけ近景側に移動させる制御信号を生成してレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ駆動制御部３４は、判定処理部３３からの制御信号に基づいて、レンズ２１を移動させる。

例えば、ステップＳ１２１において判定基準位置における評価値が最大であると判定された場合、判定基準位置、判定基準位置よりも１ステップ近景側、および判定基準位置よりも１ステップ遠景側のそれぞれにおけるＧの成分のコントラストのうち、判定基準位置におけるコントラストが最大となる。したがって、判定基準位置と、その前後の位置のうち、判定基準位置が最も適切なレンズ２１の位置であり、判定基準位置が合焦位置とされる。

そして、現時点において、レンズ２１は判定基準位置よりも１ステップだけ遠景側に位置しているので、判定処理部３３は、レンズ２１を１ステップだけ近景側に移動させる。これにより、レンズ２１は、判定基準位置に移動されることになる。

ステップＳ１２３において、判定処理部３３は、図示せぬ本番撮像用の制御回路に合焦した旨の信号を出力し、オートフォーカス処理は終了する。本番撮像用の制御回路に合焦した旨の信号が出力されると、例えば撮像装置１１により本番の撮像が行われ、その結果得られた撮像画像がメモリ２５に供給されて記録される。

また、ステップＳ１２１において、判定基準位置における評価値が最大でないと判定された場合、ステップＳ１２４において、判定処理部３３は、判定基準位置における評価値、近景側の評価値、および遠景側の評価値のうち、遠景側の評価値が最大であるか否かを判定する。

ステップＳ１２４において、遠景側の評価値が最大であると判定されなかった場合、すなわち近景側の評価値が最大である場合、ステップＳ１２５において、判定処理部３３は、近景側に２ステップだけレンズ２１を移動させる。すなわち、判定処理部３３は、レンズ２１を２ステップだけ近景側に移動させる制御信号を生成してレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ駆動制御部３４は、判定処理部３３からの制御信号に基づいて、レンズ２１を移動させる。そして、その後、処理はステップＳ１２６に進む。

例えば、近景側の評価値が最大である場合、レンズ２１を判定基準位置から、近景側に移動させると、Ｇの成分のコントラストがより高くなり、レンズ２１がより合焦位置に近づくことになる。現時点において、レンズ２１は判定基準位置よりも１ステップだけ遠景側にあるので、判定処理部３３は、レンズ２１を２ステップだけ近景側に移動させることで、レンズ２１を判定基準位置より１ステップだけ近景側の位置に移動させる。

これに対して、ステップＳ１２４において、遠景側の評価値が最大であると判定された場合、処理はステップＳ１２６に進む。

遠景側の評価値が最大である場合、レンズ２１を判定基準位置から、遠景側に移動させると、Ｇの成分のコントラストがより高くなり、レンズ２１がより合焦位置に近づくことになる。現時点において、レンズ２１は判定基準位置よりも１ステップだけ遠景側にあるので、判定処理部３３は、レンズ２１を移動させずにそれ以降の処理を行う。

ステップＳ１２４において、遠景側の評価値が最大であると判定されたか、またはステップＳ１２５においてレンズ２１が移動されると、ステップＳ１２６（図７）において、判定処理部３３は、変数ｉを１だけインクリメントする。そして、その後、処理はステップＳ１１２に戻り、上述した処理が繰り返される。

また、ステップＳ１１６において、コントラスト方式の確度が、色収差方式の確度未満であると判定された場合、すなわち色収差方式の確度の値がコントラスト方式の確度の値よりも大きい場合、現時点の被写体に対しては、コントラスト方式よりも色収差方式の方が適しているので、処理はステップＳ１２７（図９）に進む。そして、色収差方式でのオートフォーカス制御が行われ、レンズ２１がより適切な位置へと導かれる。

ステップＳ１２７において、判定処理部３３は、色収差評価部３２から取得した移動信号がＧＯ−ＶＥＲＹ−ＦＡＲ信号であるか否かを判定する。

ステップＳ１２７において、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＦＡＲ信号であると判定された場合、ステップＳ１２８において、判定処理部３３は、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＦＡＲ信号に基づいて制御信号をレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ２１を遠景側に５ステップだけ移動させる。そして、その後、処理はステップＳ１２６に進み、変数ｉがインクリメントされる。

また、ステップＳ１２７において、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＦＡＲ信号でないと判定された場合、ステップＳ１２９において、判定処理部３３は、色収差評価部３２から取得した移動信号がＧＯ−ＶＥＲＹ−ＮＥＡＲ信号であるか否かを判定する。

ステップＳ１２９において、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＮＥＡＲ信号であると判定された場合、ステップＳ１３０において、判定処理部３３は、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＮＥＡＲ信号に基づいて制御信号をレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ２１を近景側に５ステップだけ移動させる。そして、その後、処理はステップＳ１２６に進み、変数ｉがインクリメントされる。

一方、ステップＳ１２９において、ＧＯ−ＶＥＲＹ−ＮＥＡＲ信号でないと判定された場合、ステップＳ１３１において、判定処理部３３は、色収差評価部３２から取得した移動信号がＧＯ−ＦＡＲ信号であるか否かを判定する。

ステップＳ１３１において、ＧＯ−ＦＡＲ信号であると判定された場合、ステップＳ１３２において、判定処理部３３は、ＧＯ−ＦＡＲ信号に基づいて制御信号をレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ２１を遠景側に１ステップだけ移動させる。そして、その後、処理はステップＳ１２６に進み、変数ｉがインクリメントされる。

これに対して、ステップＳ１３１において、ＧＯ−ＦＡＲ信号でないと判定された場合、ステップＳ１３３において、判定処理部３３は、色収差評価部３２から取得した移動信号がＧＯ−ＮＥＡＲ信号であるか否かを判定する。

ステップＳ１３３において、ＧＯ−ＮＥＡＲ信号であると判定された場合、ステップＳ１３４において、判定処理部３３は、ＧＯ−ＮＥＡＲ信号に基づいて制御信号をレンズ駆動制御部３４に供給し、レンズ２１を近景側に１ステップだけ移動させる。そして、その後、処理はステップＳ１２６に進み、変数ｉがインクリメントされる。

また、ステップＳ１３３において、ＧＯ−ＮＥＡＲ信号でないと判定された場合、すなわち取得した移動信号がＳＴＯＰ信号である場合、処理はステップＳ１３５に進む。

ステップＳ１３５において、判定処理部３３は、図示せぬ本番撮像用の制御回路に合焦した旨の信号を出力し、オートフォーカス処理は終了する。本番撮像用の制御回路に合焦した旨の信号が出力されると、例えば撮像装置１１により本番の撮像が行われ、その結果得られた撮像画像がメモリ２５に供給されて記録される。

このようにして、撮像装置１１は、コントラスト方式の確度と、色収差方式の確度とを比較して、より確度の高い方式でのオートフォーカス制御を行う。このように、各方式の確度を比較することにより、現時点における被写体に対して、どの方式が最も適しているかを検出することができる。したがって、より適した方式で、より迅速かつ確実にオートフォーカス制御を行うことができる。

従来、コントラスト方式および色収差方式のオートフォーカス制御では、それぞれ得意、不得意な被写体があった。そこで撮像装置１１では、これから撮像しようとする被写体について各方式の確度を求めている。例えばコントラスト方式の確度は、コントラスト方式が不得意とする被写体については低い値となり、逆に得意とする被写体については高い値となる。そして各方式の確度に基づいて、より確度の高い方式、つまり撮像対象の被写体をより得意とする方式に重みをおいたオートフォーカス制御を行うようにしたので、より迅速かつ確実にレンズ２１を合焦位置に移動させることができる。

なお、以上においては、撮像画像のＧの成分の差分値ＤＧをコントラスト方式の確度として求めると説明したが、コントラスト評価部３１により求められた評価値の変化の度合いに基づいて確度を求めるようにしてもよい。

そのような場合、レンズ２１を判定基準位置から１ステップだけ遠景側および近景側にそれぞれ移動させたときの評価値が、レンズ２１の判定基準位置における評価値に対してどの程度変化したかに基づいて、コントラスト方式の確度が求められる。

例えば、評価値の変化が小さい場合、ノイズの影響などにより的確にＧ成分の最大値を求めることが難しく、評価値によりＧ成分のコントラストが最大となるレンズ２１の位置を検出することは困難である。一方で、評価値の変化が大きい場合には、的確にＧ成分の最大値を求めることができ、評価値によりＧ成分のコントラストが最大となるレンズ２１の位置を簡単に検出することができる。

すなわち、評価値の変化がより大きい被写体ほど、コントラスト方式のオートフォーカス制御によって、より確実にレンズ２１の合焦位置を検出することができる。そこで、評価値の変化の度合いによりコントラスト方式の確度を求めるようにしても、被写体に対してより適した方式を選択することができる。

また、上述した定数Ｓの値は、厳密には撮像装置１１ごとに異なる値となる。すなわち、実際のカメラのレンズには個体差があり、各レンズの色収差の出具合は同じではない。そのため、色収差方式において用いられるパラメータ（定数Ｓ）は、個々のカメラ（撮像装置１１）ごとに異なる値となる。

したがって、カメラ（撮像装置１１）の量産時において、製造されるカメラの１つ１つについてパラメータ（定数Ｓ）の調整を行ってからカメラを出荷することは大変な工数となる。そこで、ユーザが撮像装置１１を購入した後、初めての撮像時には撮像装置１１がコントラスト方式によりオートフォーカス制御を行い、レンズ２１の合焦位置における色収差の出具合を調べて定数Ｓを求めるようにしてもよい。

すなわち、例えば撮像装置１１は、ユーザによる購入後の初めての撮像時には、色収差方式の確度を強制的に０として、コントラスト方式によりオートフォーカス制御を行い、レンズ２１の合焦位置が求められると本番の撮像を行う。そして、撮像装置１１の色収差評価部３２は、求められた合焦位置における正規化絶対値Ｍｂを正規化絶対値Ｍｒで除算して、その結果得られた値を定数Ｓの値として記録する。このことは、ユーザから見れば、色収差方式に必要なパラメータ（定数Ｓ）が自動的に設定されることになる。

さらに、その後、２回目以降に撮像を行う場合には、撮像装置１１はコントラスト方式の確度および色収差方式の確度を比較し、その比較結果に応じて、必要に応じて求められた定数Ｓを用い、何れかの方式によりオートフォーカス制御を行う。

このように、購入後の初めての撮像結果に基づいて、色収差方式でのオートフォーカス制御に必要な定数Ｓ（パラメータ）を求めることで、撮像装置１１ごとにより正確な定数Ｓの値を求めることができる。これにより、より確実にオートフォーカス制御を行うことができる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

図１０は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）２０１，ROM（Read Only Memory）２０２，RAM（Random Access Memory）２０３は、バス２０４により相互に接続されている。

バス２０４には、さらに、入出力インターフェース２０５が接続されている。入出力インターフェース２０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部２０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部２０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記録部２０８、ネットワークインターフェースなどよりなる通信部２０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１１を駆動するドライブ２１０が接続されている。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU２０１が、例えば、記録部２０８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース２０５及びバス２０４を介して、RAM２０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ（CPU２０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア２１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。

そして、プログラムは、リムーバブルメディア２１１をドライブ２１０に装着することにより、入出力インターフェース２０５を介して、記録部２０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部２０９で受信し、記録部２０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM２０２や記録部２０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 撮像処理を説明するフローチャートである。 撮像画像からの高周波成分の抽出について説明する図である。 コントラスト方式の評価値算出処理を説明するフローチャートである。 色収差方式の移動信号生成処理を説明するフローチャートである。 各色の成分のコントラストが最大となるレンズの位置を示す図である。 オートフォーカス処理を説明するフローチャートである。 オートフォーカス処理を説明するフローチャートである。 オートフォーカス処理を説明するフローチャートである。 コンピュータの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 撮像装置， ２１ レンズ， ２６−１乃至２６−３，２６ HPF回路， ２７−１乃至２７−３，２７ 絶対値算出部， ２８−１乃至２８−３，２８ 差分算出部， ２９−１乃至２９−３，２９ 除算回路， ３０ 確度計算部， ３１ コントラスト評価部， ３２ 色収差評価部， ３３ 判定処理部， ３４ レンズ駆動制御部

Claims (7)

1. レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス装置であって、
   撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第２の確度を求める確度算出手段と、
   前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する制御手段と
   を備えるオートフォーカス装置。
2. 前記確度算出手段は、前記第１の色の成分の最大値と最小値との差分を前記第１の確度として求め、前記第２の色の成分の最大値と最小値との差分、または前記第３の色の成分の最大値と最小値との差分のうちの小さい値を前記第２の確度として求める
   請求項１に記載のオートフォーカス装置。
3. 前記画像の前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の高周波成分の絶対値のうちの少なくとも２つを比較し、その比較結果に応じて、前記第２のオートフォーカス制御方式において前記レンズを移動させる方向および移動量を決定する決定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１の確度よりも前記第２の確度が大きい場合、前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する
   請求項１に記載のオートフォーカス装置。
4. 前記決定手段は、前記第２の色の高周波成分の絶対値と、所定の定数が乗算された、前記第３の色の高周波成分の絶対値との大小関係を比較する
   請求項３に記載のオートフォーカス装置。
5. 前記決定手段は、前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の高周波成分の絶対値と、所定の定数が乗算された前記第３の色の高周波成分の絶対値とのうちの少なくとも２つを比較し、
   前記所定の定数は、前記第１の色の成分のコントラストが最大となるときの前記第２の色の高周波成分の絶対値と、前記第３の色の高周波成分の絶対値との比とされる
   請求項３に記載のオートフォーカス装置。
6. レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス方法であって、
   撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第２の確度を求め、
   前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する
   ステップを含むオートフォーカス方法。
7. レンズを移動させて合焦させるオートフォーカス処理用のプログラムであって、
   撮像された画像の第１の色の成分から、第１のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第１の確度を求めるとともに、前記画像の第２の色の成分、および第３の色の成分から、第２のオートフォーカス制御方式に対する評価を示す第２の確度を求め、
   前記第１の確度と前記第２の確度とを比較し、その比較結果に応じて前記第１のオートフォーカス制御方式、または前記第２のオートフォーカス制御方式での前記レンズの移動を制御する
   ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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