JP2014048620A - 焦点調節装置、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低照度環境においても、精度よくコントラストＡＦを行う。
【解決手段】信号強度検出部１０５は撮像素子１０３からの各色信号について信号強度を検出する。輝度信号処理部１０６は信号強度の全てが所定の閾値以上であると信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、信号強度の少なくとも１つが閾値未満であると所定の定数係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成する。ＡＦ評価値演算処理部１０７は輝度信号から特定周波数成分を抽出しＡＦ評価値を算出する。ＡＦ制御部１０８は焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる焦点光学系の位置を極大位置として検出し、極大位置に対して信号強度に応じた撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に焦点光学系を駆動制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置で用いられる焦点調節装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、被写体像に応じた画像信号を用いて焦点調節を行う自動焦点調節装置に関する。

一般に、自動焦点調節を行う際の手法として、画像のコントラスト情報を用いる所謂コントラストＡＦ方式が知られており、このコントラストＡＦ方式は、コンパクトデジタルカメラなどの撮像装置で広く用いられている。コントラストＡＦ方式においては、バンドパスフィルタ処理によってＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどの撮像素子から得られた画素信号から特定周波数成分のみを抽出する。そして、当該特定周波数成分をＡＦ評価値として用いて、撮像装置の合焦状態を検出する。

コントラストＡＦ方式を用いた自動焦点調節においては、撮像素子で得られたＲＧＢの色信号を、ホワイトバランス処理を行った輝度信号に変換した後、バンドパスフィルタ処理を行うことがある。このような処理は、例えば、色毎に信号強度差がある場合に強度の低い色信号を増幅して補完し、色の偏りをなくして評価を行うために行われる。

上記の手法では、撮像装置の光学系の性能によって生じる軸上色収差が大きい場合に、複数の色成分を有する被写体の合焦状態を検出する際に、単純に強度の強い色のみを評価して生じるピント位置のズレなどを低減することができる。

ところで、画像信号に対してホワイトバランス処理を行う際に用いられるホワイトバランス係数は、ＡＦ評価領域の全信号強度の平均（ＡｖｅＹｉ）と各色の信号強度の平均（ＡｖｅＲ、ＡｖｅＧ１、ＡｖｅＧ２、ＡｖｅＢ）との比を含んでいるので、各色の信号強度の差が補完されて、色の偏りをなくしてＡＦ評価を行うことができる（特許文献１参照）。

特開２００７−３２９６８７号公報

ところが、特許文献１に記載の手法を、低照度環境において適用すると、信号強度が極小である色の信号に対して、極めて大きなホワイトバランス係数を乗算することになる。この結果、元の信号が重畳されたノイズ成分が不要に増幅されてしまい、画像の劣化の原因となってしまう。

つまり、特許文献１に記載の手法を低照度環境で用いると、不可避的にコントラストＡＦを精度よく実行することができない。

従って、本発明の目的は、低照度環境においても、精度よくコントラストＡＦを行うことのできる焦点調節装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による焦点調節装置は、被写体像の合焦状態を調節するため焦点光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して前記被写体像を受け、前記被写体像が複数色のカラーフィルタによって色分離された各色信号に応じた画像信号を出力する撮像素子とを有する撮像装置で用いられる焦点調節装置であって、前記各色信号の各々についてその信号強度を検出する信号強度検出手段と、前記信号強度検出手段で検出された各色信号の信号強度の全てが所定の閾値以上であると前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、前記各色信号の信号強度の少なくとも１つが前記所定の閾値未満であると所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号から所定の周波数成分を特定周波数成分として抽出し、該特定周波数成分に応じてＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出手段と、前記焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる前記焦点光学系の位置を極大位置として検出して、前記極大位置に対して前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に前記焦点光学系を駆動制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明による制御方法は、被写体像の合焦状態を調節するため焦点光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して前記被写体像を受け、前記被写体像が複数色のカラーフィルタによって色分離された各色信号に応じた画像信号を出力する撮像素子とを有する撮像装置で用いられる焦点調節装置の制御方法であって、前記各色信号の各々についてその信号強度を検出する信号強度検出ステップと、前記信号強度検出ステップで検出された各色信号の信号強度の全てが所定の閾値以上であると前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、前記各色信号の信号強度の少なくとも１つが前記所定の閾値未満であると所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成する輝度信号生成ステップと、前記輝度信号から所定の周波数成分を特定周波数成分として抽出し、該特定周波数成分に応じてＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出ステップと、前記焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる前記焦点光学系の位置を極大位置として検出して、前記極大位置に対して前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に前記焦点光学系を駆動制御する制御ステップと、を有することを特徴とする制御方法。

本発明による制御プログラムは、被写体像の合焦状態を調節するため焦点光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して前記被写体像を受け、前記被写体像が複数色のカラーフィルタによって色分離された各色信号に応じた画像信号を出力する撮像素子とを有する撮像装置の焦点調節装置で用いられる制御プログラムでであって、前記焦点調節装置が備えるコンピュータに、前記各色信号の各々についてその信号強度を検出する信号強度検出ステップと、前記信号強度検出ステップで検出された各色信号の信号強度の全てが所定の閾値以上であると前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、前記各色信号の信号強度の少なくとも１つが前記所定の閾値未満であると所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成する輝度信号生成ステップと、前記輝度信号から所定の周波数成分を特定周波数成分として抽出し、該特定周波数成分に応じてＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出ステップと、前記焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる前記焦点光学系の位置を極大位置として検出して、前記極大位置に対して前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に前記焦点光学系を駆動制御する制御ステップと、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、低照度環境においても精度よくコントラストＡＦを行うことができる。

本発明の第１の実施形態による焦点調節装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。 図１に示す撮像装置で行われるフォーカスレンズの合焦位置を検出する際の処理（合焦位置検出処理）を説明するためのフローチャートである。 図１に示す撮像素子を説明するための図であり、（ａ）は画素配列を示す図、（ｂ）は基本ブロックを示す図である。 横軸を色評価値Ｃｘとし縦軸を色評価値Ｃｙとした際の色空間を示す図である。 図１に示す信号強度検出部および輝度信号処理部で行われる処理を説明するためのフローチャートである。 フォーカスレンズを駆動制御しつつＢＰＦを用いてＡＦ評価値を取得した際のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係の一例を示す図である。 被写体の空間周波数および色成分とＢＰ補正量との関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態による焦点調節装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。 図８に示す信号強度検出部および輝度信号処理部で行われる処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態による焦点調節装置の一例について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による焦点調節装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。

図示の撮像装置１０００は、例えば、コンパクトデジタルカメラである。撮像装置１０００は撮像光学系１０１を有しており、この撮像光学系１０１にはフォーカスレンズ（焦点光学系）１０２が含まれている。撮像光学系１０１は被写体像を、フォーカスレンズ１０２を介してＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどの撮像素子１０３に結像する。

撮像素子１０３の前面にはベイヤ配列の複数色のカラーフィルタ（図示せず）が配置されており、被写体像はベイヤ配列のカラーフィルタによってＲ、Ｇ１、Ｇ２、およびＢの各色に色分離が行われて、撮像素子１０３に結像する。撮像素子１０３は被写体像（光学像）に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。そして、当該アナログ信号はＡ／Ｄ変換されて、光学像に応じたデジタル信号（画素信号）がＣＰＵ１０４に与えられる。

図示の例では、ＣＰＵ１０４は、信号強度検出部１０５、輝度信号処理部１０６、ＡＦ評価値演算処理部１０７、およびＡＦ制御部１０８を有しており、ＣＰＵ１０４は後述するコントラストＡＦ処理を行う。

信号強度検出部１０５は、カラーフィルタによって色分離された各色の画素信号の強度を、ユーザによって設定された焦点検出エリアにおいて色毎に検出して、色強度信号を得る。さらに、信号強度検出部１０５は色毎の色強度信号に応じて、後述するホワイトバランス係数を生成するとともに、信号強度平均値を生成する。

輝度信号処理部１０６は信号強度検出部１０５の出力を受けて、焦点検出エリアにおいてＡＦ評価値演算のための輝度信号を生成する。ＡＦ評価値演算処理部１０７は、輝度信号処理部１０６から輝度信号を受けて、当該輝度信号から特定周波数成分を抽出する。そして、ＡＦ評価値演算処理部１０７は当該特定周波数成分に基づいてＡＦ評価値を求める。

ＡＦ制御部１０８は、ＡＦ評価値および各色の信号強度に応じて設定された信号増幅係数に対応するピント補正量（ＢＰ補正量）を参照して、合焦状態となるフォーカスレンズ１０２の位置（合焦位置）を求める。そして、ＡＦ制御部１０８は当該合焦位置に基づいてフォーカスレンズ１０２を光軸方向に沿って駆動制御する。

なお、ＣＰＵ１０４は撮影画像処理部１０９を有しており、撮像画像処理部１０９は画素信号（つまり、画像信号）の圧縮などを行って、ユーザによって選定された記録フォーマットに画像信号をデータ変換する。そして、撮影画像処理部１０９はデータ変換された画像信号を撮影画像として記憶部１１０に保存する。

図２は、図１に示す撮像装置で行われるフォーカスレンズの合焦位置を検出する際の処理（合焦位置検出処理）を説明するためのフローチャートである。

ＣＰＵ１０４はシャッタボタンが半押し（ＳＷ１ＯＮ）されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）、ＳＷ１がＯＦＦであると（ステップＳ１０１において、ＮＯ）、ＣＰＵ１０４は待機する。一方、ユーザが撮影を開始するシャッタボタンを半押しすると（ステップＳ１０１において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０４は合焦位置検出処理を開始する。

なお、ここでは、フォーカスレンズ１０２は初期位置である位置Ｐ_１に停止した状態にあるものとする。

まず、フォーカスレンズ１０２が位置Ｐ_１にある際の撮像光学系１０１による結像状態において得られる画素信号に応じて、ＣＰＵ１０４はＡＦ評価値を算出する（ステップＳ１０２）。つまり、ＡＦ評価値演算処理部１０７は、フォーカスレンズ１０２が位置Ｐ１にある際の画素信号から得られる輝度信号から特定周波数成分を抽出してＡＦ評価値を得る（このＡＦ評価値をＡＦ評価値Ｐ１とする）。

なお、ＡＦ評価値が大きい程、撮像光学系１０１の結像状態は合焦により近い。よって、ＡＦ評価値は合焦状態を示す指標として用いられる。

ＡＦ制御部１０８は、ＡＦ評価値演算処理部１０７からＡＦ評価値Ｐ１を受けて、フォーカスレンズ駆動制御ループを行う（ステップＳ１０３）。ここでは、ＡＦ制御部１０８は、予め定められた位置Ｐ_２から位置Ｐ_ｎ（ここでは、ｎは３以上の整数）までの区間についてフォーカスレンズ１０２を駆動制御する。

まず、ＡＦ制御部１０８はｎ＝２（ｎは２〜Ｍまでの整数）とする（ステップＳ１０４）。そして、ＡＦ制御部１０８はフォーカスレンズ１０２を位置Ｐ_２に駆動制御する（ステップＳ１０５）。そして、ステップＳ１０１と同様にして、ＡＦ評価値演算処理部１０７は、フォーカスレンズ１０２が位置Ｐ_２にある際の画素信号から得られる輝度信号から特定周波数成分を抽出してＡＦ評価値を得る（ステップＳ１０６）。このＡＦ評価値をＡＦ評価値Ｐ２とする。

続いて、ＡＦ制御部１０８はｎ＝Ｍであるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ｎ＝Ｍでないと、つまり、ｎ＜Ｍであると（ステップＳ１０７において、ＮＯ）、ＡＦ制御部１０８はｎをインクリメントして（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０４の処理に戻って、フォーカスレンズ１０２を位置Ｐ_３に駆動制御する。

このようにして、フォーカスレンズ１０２の位置Ｐ_１〜Ｐ_Ｍに対応するＡＦ評価値Ｐ１〜ＰＭが求められる。

ｎ＝Ｍであると（ステップＳ１０７において、ＹＥＳ）、ＡＦ制御部１０８はＡＦ評価値Ｐｎに基づいて所定のピーク値が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。所定のピークがあると判定すると（ステップＳ１０９）、ＡＦ制御部１０８はＡＦ評価値を極大値となる位置Ｐｐを求めて、位置ＰｐにＢＰ補正量を加えて位置Ｐｆを得る。そして、ＡＦ制御部１０８はフォォーカスレンズ１０２を位置Ｐｆに駆動制御する（ステップＳ１１０）。なお、位置Ｐｐを算出する際には、既知の内挿計算が用いられる。

その後、ＣＰＵ１０４は本撮影指示であるシャッタボタンの全押し（ＳＷ２ＯＮ）が行われたか否かを判定する（Ｓ１１１）、ＳＷ２がＯＦＦであると（ステップＳ１１１において、ＮＯ）、ＣＰＵ１０４は待機する。

一方、シャッタボタンが全押しされると（ステップＳ１１１において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０４は撮影動作に移行する。

ステップＳ１０９において、所定のピーク値が存在しないと（ステップＳ１０９において、ＮＯ）、処理はステップＳ１０２に戻って、再度Ａ評価値の算出が行われることになる。

ここで、信号強度検出部１０５が行うホワイトバランス係数の算出手法について説明する。

図３は、図１に示す撮像素子１０３を説明するための図である。そして、図３（ａ）は画素配列を示す図であり、（ｂ）は基本ブロックを示す図である。図１に示す撮像素子１０３から出力される画素信号の一例を示す図である。そして、図３（ａ）は画素信号を示す図であり、図３（ｂ）は画素信号を構成する基本ブロックを示す図である。

ベイヤ配列のカラーフィルタを通して撮像素子１０３に入射した光は、撮像素子１０３において画像信号に変換される（図３（ａ）参照）。この画像信号はＡ／Ｄ変換によってデジタル化される。画像信号は色信号Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、およびＢを１つずつ含む基本ブロック単位で構成される（図３（ｂ））。

信号強度検出部１０５は、これら基本ブロックの各々について次の式（１）〜式（３）に基づいて色評価値Ｃｘ、Ｃｙ、およびＹｉを算出する。ただしＲ、Ｇ１、Ｇ２、およびＢは各画素における出力をあらわす。

Ｃｘ＝［（Ｒ＋Ｇ２）−（Ｂ＋Ｇ１）］÷Ｙｉ （１）
Ｃｙ＝［（Ｒ＋Ｂ）−（Ｇ１＋Ｇ２）］÷Ｙｉ （２）
Ｙｉ＝（Ｒ＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｂ）÷４ （３）
図４は、横軸を色評価値Ｃｘとし縦軸を色評価値Ｃｙとした際の色空間を示す図である。

図４においては、予め高色温度から低色温度までの白色を撮影して、色評価値ＣｘおよびＣｙをプロットすることによって定められる白軸が示されている。実際の光源において、白色には若干のばらつきが存在する。

例えば、太陽光などの高色温度の光源下における白色の色評価値は、図４の領域Ａに示すように分布する。一方、白色タングステンなどの低色温度の光源下における白色の色評価値は、図４の領域Ｂに示すように分布する。このため、白軸を中心として幅を有する範囲を白検出範囲（白と判断すべき領域）とする。

各基本ブロックについて求められた色評価値ＣｘおよびＣｙは、図４に示す色空間にプロットされる。信号強度検出部１０５は、これら色評価値ＣｘおよびＣｙのうち白検出範囲に含まれる色評価値を有する基本ブロックを白色であるとする。

そして、信号強度検出部１０５は白検出範囲に入った色画素の積分値ＳｕｍＲ、ＳｕｍＧ１、ＳｕｍＧ２、およびＳｕｍＢを算出し、サンプル数Ｎ（Ｎは２以上の整数）から式（４）〜式（８）に基づいて平均値ＡｖｅＲ、ＡｖｅＧ１、ＡｖｅＧ２、ＡｖｅＢ、およびＡｖｅＹｉを算出する。

ＡｖｅＲ＝ＳｕｍＲ÷Ｎ （４）
ＡｖｅＧ１＝ＳｕｍＧ１÷Ｎ （５）
ＡｖｅＧ２＝ＳｕｍＧ２÷Ｎ （６）
ＡｖｅＢ ＝ ＳｕｍＢ÷Ｎ （７）
ＡｖｅＹｉ＝（ＳｕｍＲ＋ＳｕｍＧ１＋ＳｕｍＧ２＋ＳｕｍＢ）÷４Ｎ （８）
続いて、信号強度検出部１０５は式（９）〜式（１２）に基づいてホワイトバランス係数を算出する。ただし、ｋＷＢ＿Ｒ、ｋＷＢ＿Ｇ１、ｋＷＢ＿Ｇ２、およびｋＷＢ＿Ｂはそれぞれ色信号Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、およびＢのホワイトバランス係数を示す。

ｋＷＢ＿Ｒ＝ＡｖｅＹｉ÷ＡｖｅＲ （９）
ｋＷＢ＿Ｇ１＝ＡｖｅＹｉ÷ＡｖｅＧ１ （１０）
ｋＷＢ＿Ｇ２＝ＡｖｅＹｉ÷ＡｖｅＧ２ （１１）
ｋＷＢ＿Ｂ＝ＡｖｅＹｉ÷ＡｖｅＢ （１２）
式（９）〜式（１２）に示すホワイトバランス係数は焦点検出エリアに存在する白領域と判定されるべき領域に含まれる各色の信号の存在比率に応じて変化する値である。存在比率が大きくなると、それに反比例してホワイトバランス係数は小さくなることがわかる。ここでは、色毎に算出されるホワイトバランス係数を色毎の信号強度に基づく係数として用いる。

図５は、図１に示す信号強度検出部１０４および輝度信号処理部１０６で行われる処理を説明するためのフローチャートである。

まず、信号強度検出部１０５は色毎の画素信号強度の平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂの全てが被写体の低輝度を規定する閾値Ｉ_ｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＤ２０１）。平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂの全てが閾値Ｉ_ｔｈよりも小さいと（閾値未満であると：ステップＳ２０１において、ＹＥＳ）、信号強度検出部１０５は全てのホワイトバランス係数を呼出して、所定の定数係数であるＡｖｅＷＢ（各色のホワイトバランス係数の平均値）に置換する。ここで、ＡｖｅＷＢは、ホワイトバランス係数ｋＷＢ＿Ｒ、ｋＷＢ＿Ｇ１、ｋＷＢ＿Ｇ２、およびｋＷＢ＿Ｂの平均値である。

一方、平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂの少なくとも１つが閾値Ｉ_ｔｈ以上であると（閾値以上であると：ステップＳ２０１において、ＮＯ）、信号強度検出部１０５は全てのホワイトバランス係数を呼出す（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０２又はＳ２０３に続いてステップＳ２０４の処理が行われる。ステップＳ２０４では、輝度信号処理部１０６は焦点検出エリアの画素信号について、定数係数ＡｖｅＷＢ又は各色のホワイトバランス係数を乗算して輝度信号を生成する。そして、この輝度信号はＡＦ評価値演算処理部１０７に送られて、ＡＦ評価値演算処理部１０７でＡＦ評価値の算出が行われる。

ここで、図２に示すスッテプＳ１１０で行われる駆動制御の際に用いられるピント補正量（ＢＰ補正量）について説明する。

一般に、光学系に収差が生じると、被写体の周波数に応じてピント位置が異なる。互いに異なる特性を有する複数の被写体について高域の空間周波数を抽出するフィルタ（以下ＢＰＦという）を用いて、フォーカスレンズを駆動しながらＡＦ評価値を取得する。

図６は、フォーカスレンズを駆動制御しつつＢＰＦを用いてＡＦ評価値を取得した際のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係の一例を示す図である。

図６において、符号Ａはナイキスト周波数の１０％でフィルタの透過率が最大となる特性を有するＢＰＦを用いた際のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との変化を示す曲線である。また、符号Ｂはナイキスト周波数の２０％でフィルタの透過率が最大となる特性を有するＢＰＦを用いた際のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との変化を示す曲線である。そして、符号Ｃはナイキスト周波数の３０％でフィルタの透過率が最大となる特性を有するＢＰＦを用いた際のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との変化を示す曲線であり、符号Ｄはナイキスト周波数の４０％でフィルタの透過率が最大となる特性を有するＢＰＦを用いた際のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との変化を示す曲線である。

図６に示すように、フィルタの周波数特性が異なると、ＡＦ評価値が最大となる位置が異なる。ＢＰＦの透過率が最大となる周波数が高くなる程、左側（つまり、近いものにピントを合わせる側）にＡＦ評価値が最大となる位置が移動する。

図示の曲線、つまり、分布はフォーカスレンズ１０２を含む撮像光学系１０１の特性によるものであり、必ずしも図６に示す分布になるとは限らない。逆の特性になる場合もあれば、その差が小さくほとんど同一の位置に、ＡＦ評価値の最大値が分布する場合もある。また、その値は光学系の変倍に伴う焦点距離および撮影距離などによっても異なることがある。

従って、自動焦点調節を行う際には、なるべく高い周波数においてフィルタの透過率が最大となるものを用いて、ＡＦ評価値が最大になる位置にフォーカスレンズ１０２を駆動する。これによって、ユーザがベストピント位置と感じるフォーカスレンズ１０２の位置を得ることができる。

つまり、空間周波数の高い被写体と低い被写体とが混在する場面を撮影した場合には、空間周波数の低い被写体は多少ベストピント位置からずれていても像がボケていると感じないが、空間周波数の高い被写体の場合は僅かなずれでも像がボケていると感じやすいからである。

しかしながら、低照度の場合などに高い周波数においてフィルタの透過率が最大となるＢＰＦを用いると、ＡＦ評価値の信頼性が十分でないことが多い。この理由は、高域の信号には撮像素子および回路系において重畳されるノイズが含まれているので、偽の信号を発生させることがあるためである。

特に、低照度の場合などにおいて、該撮像素子の出力である各色信号強度が低下すると、この傾向が顕著になる。また、ＡＦを高速化するためには、撮像素子１０３の読み出しレートを上げてＡＦ評価値を算出する際の画像信号の取得時間を短くする必要がある。そのために、撮像素子１０３の信号読み出しの際に、画素加算処理を行って読み出し画素数を減らし、撮像素子１０３の信号読み出し時間を短くすることがある。

この場合には、加算によって撮像素子１０３の出力信号における空間周波数が低下し、撮影の際の画像信号の空間周波数に対してＡＦの際の画像信号の空間周波数は加算された分低い周波数となる。このため、例えば、特開２００４−３４７６６５号公報に記載のように、比較的低い周波数においてフィルタの透過率が最大となるＢＰＦを用いて、ＡＦ評価値が最大になる位置からフォーカスレンズの特性により定まる所定の量（所定量）だけずらした位置に、フォーカスレンズ１０２を駆動する手法が用いられている。

つまり、撮像素子の出力である各色信号の強度差を補完するように強度の低い信号を増幅して、同一所定の量だけピント位置を補正するようにする。この場合には、光学系の変倍に伴う焦点距離および撮影距離毎に所定のＢＰ補正量を準備すればよい。

しかし、ノイズ成分の不要の増幅を抑制するため、低照度の際に所定の定数係数であるＡｖｅＷＢ（各色のホワイトバランス係数の平均値）を焦点検出エリアにおける画素信号に乗算して同一の増幅率とする場合は、ＡｖｅＷＢの乗算と各色のホワイトバランス係数を画素信号に乗算した場合とを比べると、ＡｖｅＷＢの乗算では色収差の影響を受けてしまい、ＡＦ評価値のピーク位置が異なってしまう。この結果、ベストピント位置を得るためのレンズ特性によって定まる所定の量が乗算した係数によって異なることになる。

図７は、被写体の空間周波数および色成分とＢＰ補正量との関係の一例を示す図である。

撮像光学系１０１の色収差に起因して緑青赤の各色について、同一の距離にある被写体でもその結像位置が異なる。また、撮像光学系１０１の球面収差などによって、各色の高域および低域の周波数に関してその結像位置が異なる。

いま、光学収差の影響によって、ＡＦの際に用いる周波数（低域）における緑青赤の各色の結像位置がそれぞれＰＧＬ、ＰＢＬ、およびＰＲＬであるとする。また、撮影画像（高域）における緑青赤の各色の結像位置がそれぞれＰＧＨ、ＰＢＨ、およびＰＲＨであるとする。なお、以下の説明では、図３に示すＧ１画素とＧ２画素は同一の色であるので、結像位置は同一であるとする。

照度に拘わらず、ＡＦの際の増幅率に各色のホワイトバランス係数を用い、撮影の際もＡＦの際と同一のホワイトバランス係数を用いるとする。この場合、各色のＡＦ評価値に対する寄与度は等しくなる。よって、ＡＦ評価値の極大値を与えるフォーカスレンズ１０３の位置ＰＡＦは、結像位置ＰＧＬ、ＰＢＬ、およびＰＲＬに応じて、式（１３）で求められる。

ＰＡＦ＝（２×ＰＧＬ＋ＰＢＬ＋ＰＲＬ）÷４ （１３）。

同様にして、撮影画像のベストピント位置についても各色の寄与度は等しいので、その位置ＰＣａｐｔは、式（１４）で求められる。

ＰＣａｐｔ＝（２×ＰＧＨ＋ＰＢＨ＋ＰＲＨ）÷４ （１４）
従ってＢＰ補正量は式（１３）と式（１４）との差分であるので、ＢＰ補正量は式（１５）で表すことができる。

ＢＰ補正量＝ＰＣａｐｔ−ＰＡＦ＝［２×（ＰＧＨ−ＰＧＬ）＋（ＰＢＨ−ＰＢＬ）＋（ＰＲＨ−ＰＲＬ）］÷４ （１５）
式（１５）で示すＢＰ補正量は各色の補正量（ＰＧＨ−ＰＧＬ）・（ＰＢＨ−ＰＢＬ）・（ＰＲＨ−ＰＲＬ）の加重平均であるので、この量を設計値から計算で求めるか又は製造時に同一のホワイトバランス係数を用いてＡＦ時と撮影時とに相当する場合について結像位置の差を測定して、ＢＰ補正量を求めることができる。

そして、同一のホワイトバランス係数を用いているので、ＡＦ評価値およびベストピント位置に対する各色の寄与度は常に同一となり、当該数値を焦点距離・撮影距離毎のＢＰ補正量とすることができる。

一方、所定の定数係数であるＡｖｅＷＢ（各色のホワイトバランス係数の平均値）を焦点検出エリアにおける画素信号に乗算して同一の増幅率とすると、各色のＡＦ評価値に対する寄与度が異なる。この寄与度は信号強度に依存して、信号強度の強い色の成分に関してはＡＦの際に用いる周波数（低域）の結像位置により近い位置がＡＦ評価値の極大値を与えるフォーカスレンズ１０３の位置ＰＡＦとなる。

当該位置ＰＡＦは信号強度の加重平均位置となるので、各色の画素信号強度の平均値をそれぞれＩ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂとすると、位置ＰＡＦは次の式（１６）で表される。

ＰＡＦ＝（Ｉ_Ｇ１＋Ｉ_Ｇ２）ＰＧＬ＋Ｉ_Ｂ・ＰＢＬ＋Ｉ_Ｒ・ＰＲＬ）÷（Ｉ_Ｒ＋Ｉ_Ｇ＋、Ｉ_Ｇ２＋Ｉ_Ｂ） （１６）
撮影画像については、そのベストピント位置はホワイトバランス係数を用いるためので、各色の寄与度は等しく、位置ＰＣａｐｔは、式（１７）で表される。

ＰＣａｐｔ＝（２×ＰＧＨ＋ＰＢＨ＋ＰＲＨ）÷４ （１７）
ＢＰ補正量は式（１６）と式（１７）との差分であるので、ＢＰ補正量は次の式（１８）で表すことができる。

ＢＰ補正量＝ＰＣａｐｔ−ＰＡＦ＝［（Ｉ_Ｇ１＋Ｉ_Ｇ２）（ＰＣａｐｔ−ＰＧＬ）＋Ｉ_Ｂ（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）＋Ｉ_Ｒ（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）］÷（Ｉ_Ｒ＋Ｉ_Ｇ＋Ｉ_Ｇ２＋Ｉ_Ｂ） （１８）
そこで、色毎のＢＰ補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＧＬ）、（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）、および（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）を予め求めておく。そして、ＡＦ評価値を求める際の各色の画素信号強度の平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂに応じて式（１８）を用いてＢＰ補正量を求めればよい。

なお、ＢＰ補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＧＬ）は緑色の画素（Ｇ１・Ｇ２画素）のＢＰ補正量、ＢＰ補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）は青色の画素（Ｂ画素）のＢＰ補正量、ＢＰ補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）は赤色の画素（Ｒ画素）のＢＰ補正量である。

色毎のＢＰ補正量については、設計値から計算で求めるか又は製造の際に色毎のＡＦ時と撮影時とに相当する場合について結像位置の差を測定して求めることができる。

また、特定の色成分（例えば、緑色の画素）に対するＢＰ補正量については、製造の際に測定を行って、他の色に関しては測定した色の測定値と設計値とに応じて求めるようにしてもよい。

ここで、ＢＰ補正量の算出について具体的に説明する。

まず、コントラストの高い所定の線幅のチャートを撮像装置１０００から予め定められた距離に設置する。続いて、フォーカスレンズ１０２を駆動制御しつつ撮像素子１０３から出力された画素信号から高周波成分を抽出する。そして、当該高周波成分の極大位置を検出する。この極大位置をＰＣａｐｔとする。

上記の測定においては、画面には複数の被写体は存在しないので、極大値は一つしか存在しないが、もし複数の極大値が存在する場合には、所定の信号レベル以上でフォーカスレンズ１０２の繰り出し側に存在する極大値が選択される。撮像素子１０３から出力された画素信号から高周波成分を抽出する際には、ＡＦ評価値演算処理部１０７で設定可能な最高周波数に設定して抽出が行われる。

続いて、チャートの設置をそのままとして、フォーカスレンズ１０２を駆動制御しつつＡＦ評価値演算処理部１０７で求めた緑色の色信号の極大位置を検出する。この極大位置をＰＧＬとする。この際には、ＡＦ評価値演算処理部１０７の設定は実際の製品で設定する周波数にする。

実際の製品におけるＡＦでは手振れを考慮して、極大位置ＰＣａｐｔを求める際よりも低めの周波数に設定する。また、輝度信号処理部１０６においては係数を緑色の画素からの信号のみが出力されるように設定する。

撮像素子１０３から出力された全ての色信号に関して上記の測定を行うと、測定時間が長くなるので、上述のように緑の画素からのみ出力されるように撮像素子１０３の色毎に乗じる係数を設定する。これによって、緑色の色信号について極大位置ＰＧＬを求めて、他の色信号（色成分）については設計値を用いて極大位置を求めるようにする。

緑色の色信号のＢＰ補正量は上記の測定結果から（ＰＣａｐｔ−ＰＧＬ）となる。一方、青色の色信号のＢＰ補正量については、緑色の色信号の極大値と色収差によって生じる緑色および青色の結像位置との差分ΔＢＬを設計値から求める。これによって、青色の色信号のＢＰ補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）は次の式（１９）となる。

（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）＝（ＰＣａｐｔ−（ＰＧＬ＋ΔＢＬ）） （１９）
同様にして、赤色の色信号のＢＰ補正量については、緑色の色信号の極大値と色収差によって生じる緑色および赤色の結像位置との差分ΔＲＬを設計値から求める。これによって、赤色の色信号のＢＰ補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）は式（２０）となる。

（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）＝（ＰＣａｐｔ−（ＰＧＬ＋ΔＲＬ）） （２０）
上述のように、本発明の第１の実施形態では、各色の画素信号強度の平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂの全てが被写体の低輝度を規定する閾値Ｉ_ｔｈに比べて小さいか否かに応じて、信号強度検出部１０５で算出される全てのホワイトバランス係数を用いるか否かを決定する。これによって、低照度のため微弱な画素信号である場合には、ホワイトバランス係数を乗算せず、微弱な画素信号に含まれる暗電流などに起因する定在ノイズおよびショットノイズなどのランダムノイズの成分が増幅されることを確実に防止することができる。

つまり、ノイズの多い輝度信号がＡＦ評価値演算処理部１０７で行われるバンドパスフィルタ処理の際に高周波成分として抽出されて、画像のコントラスト評価の際、実在しないにもかかわらずエッジとして誤検出してしまう恐れがあるが、このような事態を確実に防止することができる。これによって、低照度下におけるコントラストＡＦ性能を向上させることができる。

また、低照度でない場合などノイズが比較的少ない画素信号に対しては、ホワイトバランスが良好な輝度信号が生成することができるので、全色の色成分を考慮してＡＦ評価を行うことができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態による焦点調節装置の一例について説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態による焦点調節装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。なお、図８において、図１に示す撮像装置と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。

図８に示す撮像装置２０００は、被写体の輝度を測定する測光部１１１（測光手段）を有している。測光部１１１は信号強度検出部１０５に接続され、被写体の輝度値ＢＶ_１を検出する。この輝度値ＢＶ_１は輝度信号処理部１０６によって参照され、輝度信号処理部１０６は後述する判定処理を実施する。

前述のように、第１の実施形態で説明した撮像装置１０００は、各色の画素信号強度の平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂの全てが被写体の低輝度を規定する閾値Ｉ_ｔｈに比べて小さいか否かに応じて、信号強度検出部１０５で算出される全てのホワイトバランス係数を用いるか否かを決定する。

一方、第２の実施形態による撮像装置２０００は、測光部１１１による測光結果を用いて、信号強度検出部１０５で算出される全てのホワイトバランス係数、所定の定数値、および両者の中間値のいずれを用いるかを決定する。

なお、ホワイトバランス係数算出の手法については第１の実施形態で説明した手法と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、撮像装置２０００で行われるコントラストＡＦ動作のうち所定の区間をサーチ駆動して、フォーカスレンズ１０２の合焦位置を検出する動作については、図２と同様であるので説明を省略する。

図９は、図８に示す信号強度検出部および輝度信号処理部で行われる処理を説明するためのフローチャートである。

まず、信号強度検出部１０５は測光部１１１によって測定された被写体輝度ＢＶ_１が被写体の低輝度を規定する輝度の第１の閾値ＢＶ_ｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３０１）。被写体輝度ＢＶ_１≧第１の閾値ＢＶ_ｔｈ１であると（第１の閾値以上：ステップＳ３０１において、ＮＯ）、信号強度検出部１０５は被写体輝度ＢＶ_１が被写体の低輝度を規定する輝度の第２の閾値ＢＶ_ｔｈ２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３０２）。なお、第１の閾値ＢＶ_ｔｈ１＜第２の閾値ＢＶ_ｔｈ２である。

一方、被写体輝度ＢＶ_１＜第１の閾値ＢＶ_ｔｈ１であると判定されると（第１の閾値未満：ステップＳ３０１において、ＹＥＳ）、輝度信号処理部１０６は信号強度検出部１０５で算出された全てのホワイトバランス係数を呼出す。そして、輝度信号処理部１０６はホワイトバランス係数を所定の定数係数であるＡｖｅＷＢに置換する（ステップＳ３０３）。ここで、ＡｖｅＷＢは各色のホワイトバランス係数ｋＷＢ＿Ｒ、ｋＷＢ＿Ｇ１、ｋＷＢ＿Ｇ２、およびｋＷＢ＿Ｂの平均値である。つまり、輝度信号処理部１０６はホワイトバランス（ＷＢ）係数＝平均値とする。

被写体輝度ＢＶ１＜第２の閾値ＢＶ_ｔｈ２であると（第２の閾値未満：ステップＳ３０３において、ＹＥＳ）、輝度信号処理部１０６は被写体輝度ＢＶ_１に応じて各色のホワイトバランス係数ｋＷＢ＿Ｒ、ｋＷＢ＿Ｇ１、ｋＷＢ＿Ｇ２、およびｋＷＢ＿Ｂとその平均値の中間値を採用する（ステップＳ３０４）。

ここでは、輝度信号処理部１０６は信号強度検出部１０５で算出された全てのホワイトバランス係数ｋＷＢ＿Ｒ、ｋＷＢ＿Ｇ１、ｋＷＢ＿Ｇ２、およびｋＷＢ＿Ｂを呼出す。そして、輝度信号処理部１０６は全てのホワイトバランス係数の平均値ＡｖｅＷＢを求める。

続いて、輝度信号処理部１０６は輝度信号生成の際に用いる係数ｋＷＢ＿Ｒ＿ＡＦ、ｋＷＢ＿Ｇ１＿ＡＦ、ｋＷＢ＿Ｇ２＿ＡＦ、およびｋＷＢ＿Ｂ＿ＡＦを次の式（２１）〜式（２４）によって求める。

ｋＷＢ＿Ｒ＿ＡＦ＝ＡｖｅＷＢ＋（ＢＶ_１―ＢＶ_ｔｈ１）・（ｋＷＢ＿Ｒ＿ＡＦ―ＡｖｅＷＢ）÷（ＢＶ_ｔｈ２―ＢＶ_ｔｈ１） （２１）
ｋＷＢ＿Ｇ１＿ＡＦ＝ＡｖｅＷＢ＋（ＢＶ_１―ＢＶ_ｔｈ１）・（ｋＷＢ＿Ｇ１＿ＡＦ―ＡｖｅＷＢ）÷（ＢＶ_ｔｈ２―ＢＶ_ｔｈ１） （２２）
ｋＷＢ＿Ｇ２＿ＡＦ＝ＡｖｅＷＢ＋（ＢＶ_１―ＢＶ_ｔｈ１）・（ｋＷＢ＿Ｇ２＿ＡＦ―ＡｖｅＷＢ）÷（ＢＶ_ｔｈ２―ＢＶ_ｔｈ１） （２３）
ｋＷＢ＿Ｂ＿ＡＦ＝ＡｖｅＷＢ＋（ＢＶ_１―ＢＶ_ｔｈ１）・（ｋＷＢ＿Ｂ＿ＡＦ―ＡｖｅＷＢ）÷（ＢＶ_ｔｈ２―ＢＶ_ｔｈ１） （２４）
被写体輝度ＢＶ１≧第２の閾値ＢＶ_ｔｈ２であると（第２の閾値以上：ステップＳ３０３において、ＮＯ）、輝度信号処理部１０６は信号強度検出部１０５で算出された全てのホワイトバランス係数を呼出す（ステップＳ３０５）。

ステップＳ３０３〜Ｓ３０５の処理に続いてステップＳ３０６の処理が行われる。ステップＳ３０６では、輝度信号処理部１０６は焦点検出エリアにおける画素信号に、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５のいずれかで得られた係数を乗算して、輝度信号を得る。この輝度信号はＡＦ評価値演算処理部１０７におけるＡＦ評価値の演算の際に用いられる。

続いて、輝度信号処理部１０６はＢＰ補正量を求める（ステップＳ３０７）。ＢＰ補正量を求める際には、色毎の補正量（ＰＣａｐｔ−ＰＧＬ）、（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）、および（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）を予め求めておく。そして、輝度信号生成の際に用いる係数ｋＷＢ＿Ｒ＿ＡＦ、ｋＷＢ＿Ｇ１＿ＡＦ、ｋＷＢ＿Ｇ２＿ＡＦ、およびｋＷＢ＿Ｂ＿ＡＦとＡＦ評価値を求める際に用いる各色の画素信号強度の平均値Ｉ_Ｒ、Ｉ_Ｇ１、Ｉ_Ｇ２、およびＩ_Ｂとに応じて、次の式（２５）によってＢＰ補正量が求められる。

ＢＰ補正量＝［（ｋＷＢ＿Ｇ１＿ＡＦ・Ｉ_Ｇ１＋ｋＷＢ＿Ｇ２＿ＡＦＩ_Ｇ２）（ＰＣａｐｔ−ＰＧＬ）＋ｋＷＢ＿Ｂ＿ＡＦ・Ｉ_Ｂ（ＰＣａｐｔ−ＰＢＬ）＋ｋＷＢ＿Ｒ＿ＡＦ・Ｉ_Ｒ（ＰＣａｐｔ−ＰＲＬ）］÷（Ｉ_Ｒ＋Ｉ_Ｇ＋、Ｉ_Ｇ２＋Ｉ_Ｂ） （２５）
上述のようにして、ＢＰ補正量を求めた後、処理はＡＦ評価値の算出に移行する。

なお、色毎の補正量は、第１の実施形態で説明したように、設計値に応じて求めるか又は製造の際に色毎のＡＦ時および撮影時に相当する場合における結像位置の差を測定して求める。

さらに、第１の実施形態と同様に、特定の色成分（例えば、緑色の画素）に係る補正量について製造時に測定を行って、他の色については測定した色の測定値および設計値から求めるようにしてもよい。

このように、本発明の第２の実施形態では、測光部１１１による測光結果に応じて、全てのホワイトバランス係数、平均値、および平均値とホワイトバランス係数との中間値のいずれを用いるかを決定する。そして、低照度のため画素信号が微弱である場合には、ホワイトバランス係数を乗算しないようにする。これによって、微弱な画素信号に含まれる暗電流などに起因する定在ノイズおよびショットノイズなどのランダムノイズの成分が増幅されることを防止することができる。

つまり、ノイズの多い輝度信号がＡＦ評価値演算処理部１０７で行われるバンドパスフィルタ処理の際に高周波成分として抽出されて、画像のコントラスト評価の際、実在しないにもかかわらずエッジとして誤検出してしまう恐れがあるが、このような事態を確実に防止することができる。これによって、低照度下におけるコントラストＡＦ性能を向上させることができる。

さらに、低照度でない場合においてノイズが比較的少ない画素信号については、ホワイトバランスが良好な輝度信号が生成することができる結果、全ての色成分を考慮してＡＦ評価を行うことができる。

なお、測光部１１１による測光結果に応じて、上述の判定処理（決定）を行うようにしたので、低照度の際に撮像素子１０３が高感度に設定されてその出力に重畳されたノイズが多く画素信号の平均値が見かけ上大きくなってしまうような状況に対して有効にＡＦ評価を行うことができる。

また、上述の例では、測光部１１１を撮像素子１０３とは別に設けたが、これには限定されない。例えば、低照度下であっても感度を上げることなく、撮像素子１０３を用いて絶対的な測光を行うことが可能な系であっても測光部１１１と同等の役割を果たすことができる。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、信号強度検出部１０５が信号強度検出手段として機能し、輝度信号処理部１０６が輝度信号生成手段として機能する。また、ＡＦ評価値演算処理部１０７がＡＦ評価値算出手段として機能し、輝度信号処理部１０６、ＡＦ評価値演算処理部１０７、およびＡＦ制御部１０８が制御手段として機能する。

なお、ここでは少なくとも信号強度検出部１０５、輝度信号処理部１０６、ＡＦ評価値演算処理部１０７、およびＡＦ制御部１０８が焦点調節装置を構成する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を焦点調節装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを焦点調節装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも信号強度検出ステップ、輝度信号生成ステップ、ＡＦ評価値算出ステップ、および制御ステップを有している。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。つまり、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種の記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０１ 撮像光学系
１０２ フォーカスレンズ
１０３ 撮像素子
１０４ ＣＰＵ
１０５ 信号強度検出部
１０６ 輝度信号処理部
１０７ ＡＦ評価値演算処理部
１０８ ＡＦ制御部
１０９ 撮影画像処理部
１１１ 測光部

Claims (8)

1. 被写体像の合焦状態を調節するため焦点光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して前記被写体像を受け、前記被写体像が複数色のカラーフィルタによって色分離された各色信号に応じた画像信号を出力する撮像素子とを有する撮像装置で用いられる焦点調節装置であって、
   前記各色信号の各々についてその信号強度を検出する信号強度検出手段と、
   前記信号強度検出手段で検出された各色信号の信号強度の全てが所定の閾値以上であると前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、前記各色信号の信号強度の少なくとも１つが前記所定の閾値未満であると所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
   前記輝度信号から所定の周波数成分を特定周波数成分として抽出し、該特定周波数成分に応じてＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出手段と、
   前記焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる前記焦点光学系の位置を極大位置として検出して、前記極大位置に対して前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に前記焦点光学系を駆動制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする焦点調節装置。
2. さらに、被写体の輝度を検出して測光結果を得る測光手段を備え、
   前記輝度信号生成手段は、前記各色信号の信号強度の代わりに、前記測光結果を用いて当該測光結果が示す被写体輝度が所定の第１の閾値未満であると前記所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
3. 前記輝度信号生成手段は、前記被写体輝度が前記所定の第１の閾値以上であって、かつ前記被写体輝度が前記所定の第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であると、前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
4. 前記輝度信号生成手段は、前記被写体輝度が前記所定の第１の閾値以上であって、かつ前記被写体輝度が前記大きい第２の閾値未満であると、前記定数係数と前記各色信号の信号強度に応じた係数との中間値を求めて、該中間値を各色信号に乗じて輝度信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の焦点調節装置。
5. 前記係数は、画像のホワイトバランスの調節に用いられる係数であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
6. 前記各色信号の各々における前記撮像光学系の特性によって定まる所定のずらし量から、前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量だけずらしたずらし位置を求めて、前記制御手段は前記極大位置に対して前記焦点光学系を前記ずらし位置ずらした位置を前記合焦位置とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
7. 被写体像の合焦状態を調節するため焦点光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して前記被写体像を受け、前記被写体像が複数色のカラーフィルタによって色分離された各色信号に応じた画像信号を出力する撮像素子とを有する撮像装置で用いられる焦点調節装置の制御方法であって、
   前記各色信号の各々についてその信号強度を検出する信号強度検出ステップと、
   前記信号強度検出ステップで検出された各色信号の信号強度の全てが所定の閾値以上であると前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、前記各色信号の信号強度の少なくとも１つが前記所定の閾値未満であると所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成する輝度信号生成ステップと、
   前記輝度信号から所定の周波数成分を特定周波数成分として抽出し、該特定周波数成分に応じてＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出ステップと、
   前記焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる前記焦点光学系の位置を極大位置として検出して、前記極大位置に対して前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に前記焦点光学系を駆動制御する制御ステップと、
   を有することを特徴とする制御方法。
8. 被写体像の合焦状態を調節するため焦点光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系を介して前記被写体像を受け、前記被写体像が複数色のカラーフィルタによって色分離された各色信号に応じた画像信号を出力する撮像素子とを有する撮像装置の焦点調節装置で用いられる制御プログラムでであって、
   前記焦点調節装置が備えるコンピュータに、
   前記各色信号の各々についてその信号強度を検出する信号強度検出ステップと、
   前記信号強度検出ステップで検出された各色信号の信号強度の全てが所定の閾値以上であると前記各色信号の信号強度に応じた係数を各色信号に乗じて輝度信号を生成し、前記各色信号の信号強度の少なくとも１つが前記所定の閾値未満であると所定の定数係数を前記各色信号に乗じて前記輝度信号を生成する輝度信号生成ステップと、
   前記輝度信号から所定の周波数成分を特定周波数成分として抽出し、該特定周波数成分に応じてＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出ステップと、
   前記焦点光学系を光軸に沿って駆動制御しつつ前記ＡＦ評価値が極大となる前記焦点光学系の位置を極大位置として検出して、前記極大位置に対して前記各色信号の信号強度に応じた前記撮像光学系の特性によって定まる所定量ずらした合焦位置に前記焦点光学系を駆動制御する制御ステップと、
   を実行させることを特徴とする制御プログラム。

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