JP3555607B2

JP3555607B2 - オートフォーカス装置

Info

Publication number: JP3555607B2
Application number: JP2001364754A
Authority: JP
Inventors: 真一藤井
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: US20030099044A1; JP2003167182A; US6738197B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオートフォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタルカメラにおけるオートフォーカス制御では、被写体を撮影して得られる画像信号より、画像のコントラストを検出し、そのコントラスト値がピークを示すレンズ位置に撮影レンズを駆動することで、画像を合焦状態に導く方法が用いられている。
【０００３】
この方法は、主被写体の画像がぼけた状態であると画像のコントラストは低く、主被写体の画像が合焦状態に近づくにつれて次第にコントラストが上昇し、完全な合焦状態となってところでコントラストが最大になるという原理に基づくものである。そのため、このオートフォーカス制御においては、撮影レンズを所定ピッチで駆動しつつ各レンズ位置においてコントラストの検出を行い、コントラストがピークを示すレンズ位置を撮影レンズの合焦位置として特定し、その合焦位置に撮影レンズ（より厳密にはフォーカシングレンズ）を移動させるような制御形態が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、デジタルカメラを用いて撮影する時に、手ぶれや被写体ぶれ等が発生すると、あるレンズ位置において瞬間的に別の被写体が画像中に含まれる場合があり、そのような場合にはそのレンズ位置においてコントラストが擬似的にピークを示すことになる。
【０００５】
そのため、従来のオートフォーカス制御によってコントラストがピークを示すレンズ位置を検出したとしても、そのピークは手ぶれ等による疑似ピークであって実際に主被写体が合焦状態であることを示すピークではない可能性があり、その場合は主被写体を適切に合焦させることができなくなるという問題が発生する。
【０００６】
特に近年、デジタルカメラの撮影レンズにおいて高倍率のズーム化が進んでおり、この問題は大きなものとなってきている。
【０００７】
そこで、この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、疑似ピークによる影響を解消し、被写体を適切に合焦状態とすることの可能なオートフォーカス装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の画素で構成される画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオートフォーカス装置であって、前記画像信号から画像のコントラスト値を検出するコントラスト検出手段と、前記画像信号から画像のエッジ数を検出するエッジ数検出手段と、前記コントラスト値及び前記エッジ数に基づいて、前記撮影レンズのフォーカス制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記エッジ数が所定値以上を示す場合を合焦位置近傍判定条件とし、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値がピークを示すレンズ位置に前記撮影レンズを駆動することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオートフォーカス装置において、前記画像信号から画像のエッジ幅重心値を求めるエッジ幅重心値算出手段、をさらに備え、前記制御手段は、前記エッジ数が所定値以上を示し、かつ前記エッジ幅重心値が所定範囲内の値を示す場合を前記合焦位置近傍判定条件とし、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値がピークを示す前記レンズ位置に前記撮影レンズを駆動することを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のオートフォーカス装置において、前記制御手段は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値が大きくなる方向に、前記撮影レンズを駆動することを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、前記制御手段は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされない場合には、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合よりも前記撮影レンズを高速に駆動することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１はこの発明にかかるオートフォーカス装置が適用されたデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。
【００１５】
デジタルカメラ１は、被写体を撮影するための撮影機能を実現する撮影機能部１０と、撮影機能部１０において撮影動作が行われて生成される画像信号を入力して、撮影レンズ１１のフォーカス制御を行うオートフォーカス制御部２０と、撮影機能部１０及びオートフォーカス制御部２０を含むデジタルカメラ１の全体的な動作を制御する全体制御部５０と、シャッタボタン等の操作ボタンを含む操作部６０と、オートフォーカス制御部２０からの制御信号に基づいて撮影レンズ１１を駆動するレンズ駆動部７０とを備えて構成される。
【００１６】
撮影機能部１０は、レンズ駆動部７０の駆動によって光軸方向に沿って移動可能なフォーカシングレンズ１２を含む撮影レンズ１１、撮影レンズ１１を介して入射する被写体像を光電変換して画像データ（画素ごとの画素データの配列からなるデータ）を生成するＣＣＤ撮像素子１３、ＣＣＤ撮像素子１３からの画像データを一時的に格納するための画像メモリ１４、画像メモリ１４から得られる画像データに対して色変換処理や画像圧縮処理等の所定の画像処理を行う画像処理部１５、画像処理部１５において画像表示用の画像処理が施された表示用画像を表示する液晶表示部１６、及び、画像処理部１５において画像記録用の画像処理が施された撮影画像を記録する記録メディア１７、を備えて構成される。
【００１７】
撮影機能部１０は、全体制御部５０の制御によって、本撮影前にライブビュー画像を液晶表示部１６に表示させるためのライブビュー画像撮影動作と、シャッタボタンが全押しされたときに記録メディア１７に記録するための画像撮影を行う本撮影動作とを行うように構成される。なお、ライブビュー画像撮影動作時には、本撮影動作時に比べて画像処理部１５において比較的簡単な画像処理が施される。また、液晶表示部１６がオフ状態であったとしても、少なくともオートフォーカス制御時にはＣＣＤ撮像素子１３による撮影動作が行われる。
【００１８】
また、オートフォーカス制御部２０は、画像の合焦状態を評価するために予め設定された合焦評価領域に基づいて画像メモリ１４から合焦評価領域の画像成分を抽出する合焦評価領域抽出部２１と、合焦評価領域の画像成分に基づいて画像のコントラスト値Ｃを求めるコントラスト演算部２２と、合焦評価領域の画像成分に基づいて画像のエッジ成分に関する演算を行い、エッジ数ＥＮとエッジ幅重心値ＥＷを求めるエッジ演算部２３と、コントラスト値Ｃ、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷに基づいて画像の合焦状態を判定し、撮影レンズ１１の合焦位置を特定するとともに、レンズ駆動部７０に対してレンズ駆動のための制御信号を送出する合焦制御部２４とを備えて構成される。なお、オートフォーカス制御部２０における上記各部の機能は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現されるように構成してもよい。
【００１９】
全体制御部５０は、例えばシャッタボタンが半押し状態にされたときに合焦評価領域の画像成分が適切な合焦状態となるようにオートフォーカス制御部２０を機能させ、全押し状態にされたときに撮影機能部１０において本撮影動作を行うように制御する。また、全体制御部５０は本撮影前にはライブビュー画像撮影動作として撮影機能部１０において逐次画像撮影を行わせ、逐次更新される画像を液晶表示部１６に表示させたり、オートフォーカス制御部２０に与えるように制御する。
【００２０】
レンズ駆動部７０はオートフォーカス制御部２０の合焦制御部２４から与えられる制御信号に基づいてフォーカシングレンズ１２を例えば遠側から近側に向けて移動させる。このときの駆動ピッチは合焦制御部２４によって指定される。そしてオートフォーカス制御部２０において合焦評価領域の画像成分が合焦状態となるレンズ位置（合焦位置）が特定され、レンズ駆動部７０が合焦制御部２４よりその合焦位置が指定された場合には、その指定されたレンズ位置にフォーカシングレンズ１２を移動させて合焦評価領域の画像成分が合焦した状態の画像をＣＣＤ撮像素子１３に結像させる。
【００２１】
以上のような構成のデジタルカメラ１においてオートフォーカス制御を行う際には、フォーカシングレンズ１２が駆動されるごとにオートフォーカス制御部２０において合焦評価領域の画像成分から画像のコントラストを評価するだけでなく、その画像成分のエッジ成分からフォーカシングレンズ１２が合焦位置の近傍にあるか否かを判断し、エッジ成分からフォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍にないと判断される場合には、コントラストがピークを示す場合であってもそのピーク位置を合焦位置に採用しないように構成される。
【００２２】
図２は合焦評価領域ＦＲ１の一例を示す図である。図２において画像Ｇ１はＣＣＤ撮像素子１３の撮影動作によって得られる画像を示している。この実施の形態では、図２に示すように画像Ｇ１のほぼ中央部分に合焦評価領域ＦＲ１が設定され、オートフォーカス制御部２０においてはこの合焦評価領域ＦＲ１に含まれる画像成分に基づいて画像のコントラスト及びエッジ成分が評価される。なお、図２に示す合焦評価領域ＦＲ１は一例であり、実際にデジタルカメラ１等に適用する際には他の合焦評価領域を設定してもよい。また、画像Ｇ１に対して複数の合焦評価領域を設定してもよい。
【００２３】
オートフォーカス制御部２０においては、まず、合焦評価領域抽出部２１が画像メモリ１４に格納された画像から合焦評価領域ＦＲ１に対応する画像成分を抽出する。
【００２４】
ＣＣＤ撮像素子１３は、いわゆるベイヤー配列の画素配列構造となっており、ＣＣＤ撮像素子１３で撮影動作が行われると、ベイヤー配列に従った全画面分のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分の画素データが画像メモリ１４に格納される。
【００２５】
このため、合焦評価領域抽出部２１が合焦評価領域ＦＲ１の画像成分を抽出する際には、合焦評価領域ＦＲ１に対応する各色成分の画素データを抽出することになる。
【００２６】
そして合焦評価領域抽出部２１によって抽出された画像成分はコントラスト演算部２２及びエッジ演算部２３に与えられる。
【００２７】
コントラスト演算部２２は、図３に示すような構成となっている。すなわち、コントラスト演算部２２は、注目画素と、その注目画素の近隣に位置し、かつ注目画素と一定の位置関係を有する画素との差分絶対値を求める差分演算部２２１、及び、その差分演算結果を累積加算していく累積加算部２２２、を備えて構成される。差分演算部２２１は合焦評価領域ＦＲ１に含まれる全ての画素が注目画素として選択されるまで演算を行い、累積加算部２２２は合焦評価領域ＦＲ１に含まれる各画素が注目画素として選択されたときに求められる差分絶対値を順次累積加算していき、最終的に合焦評価領域ＦＲ１についてのコントラスト値Ｃを求める。
【００２８】
なお、コントラスト演算部２２においてコントラスト値Ｃを求める際には、画像メモリ１４から得られるＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データに基づいて演算を行うようにしてもよいし、また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データから一旦輝度データを生成し、その輝度データに基づいて演算を行うようにしてもよい。
【００２９】
図４は、フォーカシングレンズ１２のレンズ位置を遠側から近側に移動させた場合に、各レンズ位置において撮影される画像からコントラスト演算部２２がコントラスト値Ｃを求めた場合のコントラスト値Ｃの変化を示す図である。図４に示すように、コントラスト値Ｃは合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態となるときに最大値を示す。このため、図４に示すコントラスト曲線においては、レンズ位置ＰＡが合焦位置となる。
【００３０】
また、図４に示すように、レンズ位置ＰＢにおいては手ぶれ等が発生し、コントラスト値Ｃに疑似ピークが発生している。一般に、コントラスト方式のオートフォーカス制御を行う場合においてコントラスト値Ｃが一定値Ｃ１よりも小さい場合にはローコントラストであると判断してそのようなピーク位置を合焦位置と特定することはないが、疑似ピークが一定値Ｃ１以上の値を示している場合には、そのような疑似ピークを誤って合焦位置と判断する可能性がある。そのため、この実施の形態では、そのような疑似ピークを誤って合焦位置と判断することがないようにするために、エッジ演算部２３においてエッジ成分に関する演算が行われる。
【００３１】
図５はエッジ演算部２３の構成を示すブロック図である。エッジ演算部２３は合焦評価領域ＦＲ１の画像成分について水平方向に隣接画素間での差分値を求めることによってエッジ成分が存在するか否かを判定し、エッジ成分が存在する場合にはそのエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを求めるように構成される。このため、エッジ演算部２３は、差分演算部２３１、エッジ幅検出部２３２、エッジ数カウント部２３３、ヒストグラム作成部２３４、及びエッジ幅重心値演算部２３５を備える。
【００３２】
図６はエッジ演算部２３における演算処理の概念を示す図である。なお、図６において画素Ｘ１〜Ｘ９は合焦評価領域ＦＲ１において水平方向に連続して配置される画素を示している。
【００３３】
差分演算部２３１は水平方向に隣接する画素の各色成分の画素データを入力すると、その画素に対応する輝度値を求め、その直前の画素の輝度値との差分値を求める。例えば、図６において差分演算部２３１が画素Ｘ２についての各色成分の画素データを入力すると、画素Ｘ２の輝度値を求め、画素Ｘ１の輝度値と画素Ｘ２の輝度値との差分値（Ｘ２−Ｘ１）を求める。
【００３４】
このときの差分演算は、例えば、注目画素の輝度値からその直前の画素の輝度値を減算するという演算が行われ、演算結果となる差分値の符号が正であれば右肩上がりのエッジ成分が検出され、負であれば右肩下がりのエッジ成分が検出されることになる。ただし、この実施の形態では最終的にエッジ数ＥＮとエッジ幅重心値ＥＷとを求めればよく、各エッジ成分が右肩上がりか右肩下がりかを厳密に区別する必要はない。
【００３５】
そして差分演算部２３１は画素Ｘ３についての画素データを入力すると、その輝度値を求めて、画素Ｘ３の輝度値と画素Ｘ２の輝度値との差分値を求める。以後、差分演算部２３１は、水平方向に分布する画素Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，…の画素データを順次入力する都度、輝度値の算出演算を行うとともに、その画素の輝度値とその直前の画素の輝度値との差分演算処理を行う。
【００３６】
差分演算部２３１で算出される差分値はエッジ幅検出部２３２に与えられる。エッジ幅検出部２３２には、第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２とが予め設定されている。第１の閾値ＴＨ１は隣接画素間での差分値がエッジ成分を構成するか否かを判断するための閾値であり、第２の閾値ＴＨ２はそのエッジ成分が十分な強度を有しているか否かを判断するための閾値である。
【００３７】
エッジ幅検出部２３２は、差分演算部２３１から輝度値の差分値が得られると、その差分値と閾値ＴＨ１とを比較する。この結果、差分値が閾値ＴＨ１以上であれば、その画素はエッジ成分を構成するものとしてエッジ幅カウント値を１だけ増加させる。例えば、図６に示す画素Ｘ４と画素Ｘ３との差分値を入力した場合、その差分値は閾値ＴＨ１を超えているため、エッジ幅検出部２３２はエッジ幅カウント値を１だけ増加させる。以後同様の処理を繰り返し、画素Ｘ５と画素Ｘ４との差分値、画素Ｘ６と画素Ｘ５との差分値、及び、画素Ｘ７と画素Ｘ６との差分値のそれぞれは、閾値ＴＨ１を超えているため、エッジ幅検出部２３２はそれぞれの判定処理においてエッジ幅カウント値を１だけ増加させることになる。
【００３８】
そして、画素Ｘ８と画素Ｘ７との差分値が得られると、その差分値は閾値ＴＨ１よりも小さいため、エッジ成分の終端部であることを認識し、それまでエッジ幅カウント値を増加させてきた、差分値の総和と第２の閾値ＴＨ２とを比較する。図６の場合は、画素Ｘ７と画素Ｘ３との輝度値の差分値が閾値ＴＨ２以上であるため、十分な強度を有するエッジ成分であることが検出される。そして、エッジ幅検出部２３２はそれまでカウントされたエッジ幅カウント値をそのエッジ成分のエッジ幅として特定する。このように隣接画素間の差分値が閾値ＴＨ１よりも小さくなった場合であってエッジ幅カウント値が１以上である場合には、エッジ成分が検出されていることとなり、そのエッジ成分の強度が所定の強度（閾値ＴＨ２）以上であれば、そのエッジ成分を有効なエッジ成分として認識する。
【００３９】
一方、隣接画素間の差分値が閾値ＴＨ１よりも小さくなった場合であってエッジ幅カウント値が１以上である場合であっても、そのエッジ成分の強度が所定の強度（閾値ＴＨ２）未満であれば、そのエッジ成分は有効なエッジ成分ではないものと認定する。
【００４０】
なお、隣接画素間の差分値が閾値ＴＨ１よりも小さい場合であってもエッジ幅カウント値が０であれば、エッジ成分が有効であるか否かの判断は行う必要がなく、順次に入力する差分値が閾値ＴＨ１以上であるか否かの判定を進めていけばよい。
【００４１】
図６の例の場合は、画素Ｘ４と画素Ｘ３との差分値が得られたときにはじめてエッジ幅カウント値が１となり、その後順次エッジ幅カウント値が増加していき、最終的に画素Ｘ８と画素Ｘ７との差分値が得られてエッジ成分の終端部が認識されたときにはエッジ幅カウント値は４となっている。そして、画素Ｘ３〜Ｘ７によって構成されるエッジ成分が閾値ＴＨ２を超えているため、該エッジ成分は有効なものとして認識されることになる。
【００４２】
そして、エッジ幅検出部２３２において有効なエッジ成分が検出された場合には、その検出されたエッジ成分のエッジ幅カウント値がヒストグラム作成部２３４に与えられるとともに、エッジ数カウント部２３３にエッジ数のカウント指示が与えられる。
【００４３】
エッジ幅検出部２３２はヒストグラム作成部２３４に対してエッジ幅カウント値を与えると、エッジ幅カウント値を０にリセットし、それ以後に入力する差分値に基づいてエッジ幅検出処理を繰り返すことで、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分全体について有効なエッジ成分の検出を行う。
【００４４】
エッジ数カウント部２３３は、予めエッジ数カウント値を０に初期化しており、エッジ幅検出部２３２からエッジ数のカウント指示が与えられる度に、エッジ数カウント値を１だけ増加させていく。これにより、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分に含まれる有効なエッジ成分を計数していくことが可能になり、最終的にエッジ数ＥＮが出力される。
【００４５】
図７はフォーカシングレンズ１２の各レンズ位置において得られる画像からエッジ数ＥＮを求めた場合のレンズ位置とエッジ数との関係を示す図である。図７に示すように、合焦評価領域ＦＲ１に含まれる画像成分が合焦状態にあるときには鮮鋭な画像が得られるため、エッジ数は最大値を示す。このため、フォーカシングレンズ１２のレンズ位置ＰＡが合焦位置となる。また、合焦評価領域ＦＲ１に含まれる画像成分が合焦状態から遠ざかるにつれて画像の鮮鋭度は低下し、ある程度ぼけた状態となると、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分からは有効なエッジ成分は検出されなくなる。このため、ノイズの影響がないものとすると、フォーカシングレンズ１２がレンズ位置ＰＣ〜ＰＤの範囲内の位置にあるときにはエッジ数ＥＮは０以外の値を示すが、レンズ位置ＰＣ〜ＰＤの範囲外の位置にあるときにはエッジ数ＥＮは０となる。
【００４６】
また、ノイズの影響をある程度考慮したとしても、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるときには、エッジ数ＥＮは閾値Ｎ１以上の値をとり、合焦状態に近い状態にないときには、エッジ数ＥＮは閾値Ｎ１未満の値をとることが多いと考えられる。
【００４７】
したがって、エッジ数カウント部２３３においてカウントされるエッジ数ＥＮの値を参照すれば、フォーカシングレンズ１２があるレンズ位置にあるときに、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるか否かを判断することが可能になる。
【００４８】
また、ヒストグラム作成部２３４は、エッジ幅検出部２３２から得られるエッジ幅カウント値に基づいて、合焦評価領域ＦＲ１に含まれるエッジ成分のヒストグラムを作成する。
【００４９】
図８はエッジ成分のヒストグラムを示す図である。なお、図８において分布曲線Ｈ１は合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるときを示しており、また、分布曲線Ｈ２は合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にないときを示している。
【００５０】
図８に示すように、ヒストグラム作成部２３４は、エッジ幅検出部２３２から得られるエッジ幅カウント値に基づいて、フォーカシングレンズ１２があるレンズ位置にあるときの画像成分からエッジ幅に関するヒストグラムを作成すると、エッジ幅の分布状態は画像成分の合焦状態に応じた分布を示す。つまり、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるときには、画像の鮮鋭度が増すのでエッジ幅は全体的に小さくなり、エッジ幅の分布状態もエッジ幅の比較的小さい領域に分布することになる。これに対して、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態から遠ざかるにつれて画像の鮮鋭度は低下し、エッジ幅の分布状態はエッジ幅の比較的大きな領域に分布するように移行する。そして、ある程度ぼけた状態となると、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分からは有効なエッジ成分は検出されなくなるため、エッジ幅分布曲線は全く得られなくなる。
【００５１】
ヒストグラム作成部２３４においてエッジ成分のヒストグラムが作成されると、エッジ幅重心値演算部２３５が機能し、そのヒストグラムからエッジ幅重心値ＥＷが求められる。エッジ幅重心値演算部２３５は、エッジ成分のヒストグラム分布に基づいて加重平均演算を行うことにより、エッジ幅の平均値を求め、その結果得られる値をエッジ幅重心値ＥＷとする。
【００５２】
例えば、図８の分布曲線Ｈ２に示すヒストグラム分布の場合、エッジ幅重心値演算部２３５は加重平均演算を行うことによってエッジ幅重心値ＥＷ２を求める。また、図８の分布曲線Ｈ１に示すヒストグラム分布の場合、エッジ幅重心値演算部２３５は加重平均演算を行うことによってエッジ幅重心値ＥＷ１を求める。
【００５３】
なお、エッジ幅重心値ＥＷ１は、画像成分が合焦状態に近づくにつれて次第に小さくなり、ある値に収束していくこととなる。
【００５４】
図９は、フォーカシングレンズ１２の各レンズ位置において得られる画像からエッジ幅重心値ＥＷを求めた場合のレンズ位置とエッジ幅重心値との関係を示す図である。図９に示すように、合焦評価領域ＦＲ１に含まれる画像成分が合焦状態にあるときには鮮鋭な画像が得られるため、エッジ幅重心値は極小値を示す。このため、フォーカシングレンズ１２のレンズ位置ＰＡが合焦位置となる。また、合焦評価領域ＦＲ１に含まれる画像成分が合焦状態から遠ざかるにつれて画像の鮮鋭度は低下するのでエッジ幅重心値ＥＷは増加し、ある程度ぼけた状態となると、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分からは有効なエッジ成分は検出されなくなる。つまり、エッジ幅重心値ＥＷとレンズ位置との関係をみると、図９に示すようにエッジ幅重心値ＥＷはＭ字型特性を示す。
【００５５】
このため、ノイズの影響がないものとすると、フォーカシングレンズ１２がレンズ位置ＰＥ〜ＰＦの範囲内の位置にあるときにはエッジ幅重心値ＥＷは０以外の値を示すが、レンズ位置ＰＥ〜ＰＦの範囲外の位置にあるときにはエッジ幅重心値ＥＷは０となる。なお、レンズ位置ＰＥは図７に示したレンズ位置ＰＣにほぼ一致し、レンズ位置ＰＦは図７に示したレンズ位置ＰＤにほぼ一致する。
【００５６】
また、ノイズの影響をある程度考慮したとしても、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるときには、エッジ幅重心値ＥＷは閾値Ｗ１以上かつ閾値Ｗ２未満の値をとり、合焦状態に近い状態にないときには、エッジ幅重心値ＥＷは閾値Ｗ１未満又は閾値Ｗ２以上の値をとることが多いと考えられる。
【００５７】
したがって、エッジ幅重心値演算部２３５において求められるエッジ幅重心値ＥＷの値を参照すれば、フォーカシングレンズ１２があるレンズ位置にあるときに、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態に近い状態にあるか否かを判断することが可能になる。
【００５８】
合焦制御部２４は、エッジ演算部２３から得られるエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷに基づいて合焦評価領域ＦＲ１の合焦状態を評価し、コントラスト演算部２２から得られるコントラスト値Ｃに基づいて合焦制御を行うように構成される。
【００５９】
合焦制御部２４は撮影レンズ１１に含まれるフォーカシングレンズ１２を段階的に駆動させ、あるレンズ位置における画像から導かれるエッジ数ＥＮが所定値（図７に示す閾値Ｎ１）以上の値を示し、かつ、そのときのエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲（図９に示す閾値Ｗ１以上かつ閾値Ｗ２未満）内の値を示す場合には、そのレンズ位置が合焦位置ＰＡに近い位置にあると判断する。そしてその場合は、コントラスト値Ｃが増加するようにレンズ駆動方向を特定し、その方向にフォーカシングレンズ１２を駆動させつつコントラスト値Ｃに基づく合焦評価を行う。
【００６０】
つまり、合焦制御部２４は、エッジ数ＥＮが所定値（図７に示す閾値Ｎ１）以上の値を示し、かつ、そのときのエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲（図９に示す閾値Ｗ１以上かつ閾値Ｗ２未満）内の値を示す場合を合焦位置近傍判定条件として合焦位置近傍判定を行うのである。
【００６１】
そして合焦位置近傍判定によってレンズ位置が合焦位置ＰＡに近い位置にないと判断した場合には、コントラスト値Ｃが増加するようなレンズ駆動方向を特定してその方向にフォーカシングレンズ１２を高速駆動する。この高速駆動によって、効率的に合焦位置近傍にフォーカシングレンズ１２を移動させることができ、効率的にオートフォーカス制御を行って合焦評価領域ＦＲ１の画像成分を迅速に合焦状態に導くことが可能になる。
【００６２】
ここで合焦制御部２４がエッジ成分の評価を行う際にエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷの双方を評価対象としている理由について説明する。一般に、画像のエッジ成分は画像の高周波成分であることからノイズの影響を受けやすいという性質を有している。そのため、この実施の形態では、エッジ成分に関する異なる指標値としてエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを用いることにより、ノイズの影響を低減して、より信頼性の高い合焦位置近傍判定を行うように実現しているのである。
【００６３】
ただし、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷのうち、エッジ数ＥＮのみに基づいて合焦位置近傍判定を行うようにしてもよい。その場合は、エッジ数ＥＮが所定値（図７に示す閾値Ｎ１）以上の値を示すことが合焦位置近傍判定条件となる。なお、エッジ幅重心値ＥＷはエッジ数ＥＮに比べて合焦位置近傍でノイズの影響を受けやすくなるので、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷのうちの一方を評価対象とする場合には、エッジ数ＥＮを評価対象とすることが好ましい。
【００６４】
上記のような構成により、合焦評価領域抽出部２１はフォーカシングレンズ１２があるレンズ位置にあるときの画像信号から合焦評価領域の画像成分を抽出し、そしてコントラスト演算部２２はその画像成分に基づいてコントラスト値Ｃを求めて、合焦制御部２４に与えることができる。また、エッジ演算部２３はその画像成分に基づいてエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを求め、合焦制御部２４に与えることができる。そして合焦制御部２４は、エッジ演算部２３から得られるエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷに基づいてフォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍に位置するか否かを判断し、合焦位置近傍に位置しないと判断される場合にはコントラスト値Ｃがピークを示していてもそのレンズ位置を合焦位置として採用しないように実現される。この結果、疑似ピークを示すレンズ位置が合焦位置として誤検知されることを良好に防止することが可能になる。
【００６５】
次に、上記のような構成のデジタルカメラ１においてオートフォーカス制御を行う際の処理シーケンスについて説明する。図１０乃至図１４はオートフォーカス制御の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【００６６】
まず、シャッタボタンが半押し状態にされてオートフォーカス制御が開始されると、オートフォーカス制御部２０はカウント値ｍ，ｎを０に初期化する（ステップＳ１００）。オートフォーカス制御部２０は、撮影レンズ１１に含まれるフォーカシングレンズ１２をレンズ初期位置に移動させ、そのレンズ初期位置においてＣＣＤ撮像素子１３から得られる画像からコントラスト値を求める。
【００６７】
そして合焦制御部２４は撮影レンズ１１に含まれるフォーカシングレンズ１２をレンズ初期位置から近側に１２Ｆδ分の方向判定駆動を行う（ステップＳ１０１）。ここで、Ｆは撮影レンズ１１のＦナンバであり、δはいわゆる許容錯乱円であり、デジタルカメラ１の場合はＣＣＤ撮像素子１３の１〜２画素間のピッチに相当する。そしてオートフォーカス制御部２０は、そのレンズ位置においてＣＣＤ撮像素子１３から得られる画像からコントラスト値を求める。
【００６８】
なお、ステップＳ１００及びＳ１０１においてコントラスト値を求める際には、オートフォーカス制御部２０においてコントラスト演算部２２が機能することになる。また、方向判定駆動量は１２Ｆδ分に限るものではない。
【００６９】
次に、オートフォーカス制御部２０において合焦制御部２４が機能し、レンズ初期位置におけるコントラスト値と１２Ｆδ駆動後のレンズ位置におけるコントラスト値とを比較してフォーカシングレンズ１２のレンズ駆動方向を決定する（ステップＳ１０２）。すなわち、レンズ初期位置におけるコントラスト値と１２Ｆδ駆動後のレンズ位置におけるコントラスト値とのうちのコントラスト値が大きくなる方向にフォーカシングレンズ１２の合焦位置が存在するものと推定し、コントラスト値が大きくなる方向をレンズ駆動方向として決定する。
【００７０】
続いて、オートフォーカス制御部２０はレンズ駆動形態を決定する（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）。レンズ駆動形態には、フォーカシングレンズ１２の合焦位置を検出するためにフォーカシングレンズ１２を微小駆動させる駆動形態と、フォーカシングレンズ１２を粗いピッチで高速駆動することによってフォーカシングレンズ１２を合焦位置近傍に移動させる駆動形態とがある。
【００７１】
オートフォーカス制御部２０においてはエッジ演算部２３が機能し、その時点で得られる画像に基づいてエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを算出する（ステップＳ１０３）。そして合焦制御部２４がエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを評価し（ステップＳ１０４）、フォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍に位置するか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここでの判断は、ステップＳ１０３で算出されたエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷが上述の合焦位置近傍判定条件を満足するか否かを判断することによって行われ、合焦位置近傍判定条件が満たされている場合には、フォーカシングレンズ１２の合焦位置を検出するために図１１のフローチャートのステップＳ１０７に進み、満たされていない場合にはフォーカシングレンズ１２を合焦位置近傍に移動させるためにステップＳ１０６に進んで高速駆動シーケンスに移行する。
【００７２】
ここで高速駆動シーケンス（ステップＳ１０６）について説明する。高速駆動シーケンスの詳細な処理手順は図１３のフローチャートである。
【００７３】
まず、合焦制御部２４はレンズ駆動方向に対してフォーカシングレンズ１２を高速駆動するための残り駆動量が十分にあるかどうかを判定し（ステップＳ２００）、十分な残り駆動量が存在する場合にはステップＳ２０２に進み、十分な残り駆動量が存在しない場合にはステップＳ２０１に進んでレンズ駆動方向を反転させる。この実施の形態では、高速駆動を行う際の駆動量として駆動ピッチが２０Ｆδに設定されるため、ステップＳ２００における判断では、フォーカシングレンズ１２の残り駆動量が２０Ｆδ以上存在するか否かを確認する処理となる。そして２０Ｆδ以上の残り駆動量が存在しない場合には、ステップＳ２０１においてレンズ駆動方向を反転させてステップＳ２０２に進む。
【００７４】
そして合焦制御部２４は決定されたレンズ駆動方向にフォーカシングレンズ１２を駆動ピッチ＝２０Ｆδで高速駆動する（ステップＳ２０２）。これにより、合焦位置近傍にないフォーカシングレンズ１２が微小ピッチ（例えば４Ｆδ）で駆動されて合焦位置を検出するまでに長時間を要することを回避することができ、オートフォーカス制御の効率化を図ることが可能になる。
【００７５】
オートフォーカス制御部２０においてはコントラスト演算部２２が機能し、高速駆動後のレンズ位置において得られる画像からコントラスト値を求める演算を行う（ステップＳ２０３）。そして、このとき得られたコントラスト値が前回求められたコントラスト値よりも小さいか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。この判定によって、高速駆動によってフォーカシングレンズ１２が合焦位置を超えたかどうかを判定することができる。そしてフォーカシングレンズ１２が合焦位置を未だ超えていないと判断された場合は、ステップＳ２０８に進む。
【００７６】
一方、合焦位置を超えたと判断された場合はステップＳ２０５に進んで、エッジ演算部２３が機能し、高速駆動後のレンズ位置において得られる画像からエッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを求める演算を行う（ステップＳ２０５）。そしてこのとき得られたエッジ数ＥＮが所定の閾値Ｎ１以上か否かを判定し（ステップＳ２０６）、エッジ数ＥＮが所定の閾値Ｎ１以上である場合にはさらにエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲内（Ｗ１≦ＥＷ≦Ｗ２）であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
【００７７】
ステップＳ２０６においてエッジ数ＥＮが所定の閾値Ｎ１以上であると判断され、かつ、ステップＳ２０７においてエッジ幅重心値ＥＷが所定範囲内（Ｗ１≦ＥＷ≦Ｗ２）にあると判断される場合は、エッジ成分による合焦位置近傍判定条件が満たされていることになるので、合焦制御部２４はフォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍に位置していると認識することになる。
【００７８】
これに対してステップＳ２０６又はステップＳ２０７のいずれかで合焦位置近傍判定条件が満たされていないと判断された場合は、ステップＳ２０８に進む。
【００７９】
ステップＳ２０８において合焦制御部２４は、フォーカシングレンズ１２の移動可能範囲内の全域についてフォーカシングレンズ１２を高速駆動したか、すなわち全域スキャンを終了したかを判断する。
【００８０】
そしてフォーカシングレンズ１２を高速駆動するための可動範囲が未だ残されている場合には、ステップＳ２０２に戻って、フォーカシングレンズ１２を駆動ピッチ＝２０Ｆδで高速駆動し、ステップＳ２０３〜Ｓ２０７の処理を繰り返す。
【００８１】
これに対し、現在のレンズ駆動方向に対して高速駆動するための可動領域が残されていない場合には、ステップＳ２０９に進み、合焦制御部２４はそれまでに得られたコントラスト値のうちから最大値を決定し、その最大値を示すレンズ位置近傍へフォーカシングレンズ１２を駆動させる。
【００８２】
デジタルカメラ１で被写体を撮影する場合、被写体の種類によってはエッジ成分を良好に抽出することが出来ない場合もある。そのため、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷが合焦位置近傍判定条件を満たさない場合に、オートフォーカス制御が不可能であるとするよりも、コントラスト値に基づいてオートフォーカス制御を行う方が好ましいと考えられる。そのため、この実施の形態では、フォーカシングレンズ１２を全域スキャンさせても合焦位置近傍判定条件を満足するような合焦位置近傍のレンズ位置を特定することができなかった場合に、ステップＳ２０９においてコントラスト値が最大値を示すレンズ位置近傍にフォーカシングレンズ１２を駆動することで、エッジ成分を良好に抽出することができないような被写体を撮影する場合にも、合焦位置近傍にフォーカシングレンズ１２を移動させてオートフォーカス制御を行うことができるように構成している。
【００８３】
以上のような処理が終了すると、高速駆動シーケンスの処理は終了する。
【００８４】
続いて図１１のフローチャートに進み、ステップＳ１０７において、カウント値ｍを１増加させる。このカウント値ｍは合焦位置近傍とされる現在のレンズ位置の近辺を微小ピッチでフォーカシングレンズ１２の駆動を行う際の駆動回数をカウントするための値である。カウント値ｍで駆動回数のカウントを行うことにより、微小ピッチでのレンズ駆動を所定回数行っても合焦位置を特定することができない場合には、再び高速駆動シーケンスを行うように構成される。
【００８５】
そしてステップＳ１０８に進み、コントラスト値に基づく合焦評価が行われる。この合焦評価処理の詳細な処理手順は図１４のフローチャートである。
【００８６】
まず、合焦制御部２４は所定の微小ピッチｐ（例えばｐ＝４Ｆδ）でフォーカシングレンズ１２をコントラスト値が大きくなる方向に駆動させる（ステップＳ３００）。そしてオートフォーカス制御部２０においてコントラスト演算部２２が機能し、その移動後のレンズ位置においてＣＣＤ撮像素子１３から得られる画像からコントラスト値を求める（ステップＳ３０１）。
【００８７】
ステップＳ３０２に進み、合焦制御部２４はコントラスト値の評価を行い、コントラスト値がピークを示すレンズ位置（合焦位置）を特定することが可能かどうかを判断する。例えば、今回算出されたコントラスト値が前回値に比べて大きくなっている場合には、未だピーク位置は検知されておらず、合焦位置を特定することができない。このため、コントラスト値が増加するレンズ駆動方向に対して微小ピッチ（ｐ＝４Ｆδ）でのレンズ駆動とコントラスト値の演算処理とを繰り返すことになる。それに対して今回算出されたコントラスト値が前回値よりも小さくなった場合には、前回のコントラスト値がピーク位置として検知されることになる。
【００８８】
図１１のフローチャートに戻り、ステップＳ１０９に進む。そして合焦制御部２４は合焦位置を特定することができたか否かを判断する。ここでの判断はコントラスト値がピークを示すレンズ位置を特定することができたか否かを判断することによって行われる。
【００８９】
そして、コントラストのピーク位置が検出された場合はステップＳ１１１に進んで、特定された合焦位置へ撮影レンズ１１のフォーカシングレンズ１２を駆動する。なお、このとき必要に応じてコントラスト値の補間処理を行ってコントラスト値が最大値を示すレンズ位置を求め、そのレンズ位置を合焦位置として特定するようにしてもよい。
【００９０】
一方、コントラストのピーク位置が検出されていない場合はステップＳ１１０に進み、合焦制御部２４はカウント値ｍが１０に達したか否かを判断する。ここで、ｍ＝１０でない場合はステップＳ１０７に戻って、カウント値ｍを１増加させ、微小ピッチのレンズ駆動とコントラスト値の演算処理とを行う。このため、微小ピッチｐ＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１０回を経過するまでに合焦位置を特定することができた場合には、ステップＳ１１１においてフォーカシングレンズ１２が合焦位置に駆動され、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態となる。これに対し、微小ピッチｐ＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１０回を経過しても合焦位置を特定することができなかった場合には、ステップＳ１１０でＹＥＳと判断され、高速駆動シーケンス（ステップＳ１１２）へと進むことになる。
【００９１】
ステップＳ１１２の高速駆動シーケンスの詳細については、上述した図１３のフローチャートと同様である。したがって、ステップＳ１１２では再び高速駆動シーケンスを実行することにより、再び合焦位置近傍にフォーカシングレンズ１２を移動させることになる。
【００９２】
なお、ステップＳ１０５において合焦位置近傍であると判断されていた場合（ＹＥＳと判断されていた場合）は、ステップＳ１１２の処理が最初の高速駆動シーケンスとなる。
【００９３】
そしてステップＳ１１３に進み、合焦制御部２４は、カウント値ｎを１増加させる。このカウント値ｎは高速駆動シーケンス（ステップＳ１１２）によって合焦位置近傍とされる現在のレンズ位置の近辺を微小ピッチでフォーカシングレンズ１２の駆動を行う際の駆動回数をカウントするための値である。カウント値ｎで駆動回数のカウントを行うことにより、微小ピッチでのレンズ駆動を所定回数行っても合焦位置を特定することができない場合には、被写体自体のコントラストが低いものとして特定のレンズ位置にフォーカシングレンズ１２を駆動するように構成される。
【００９４】
そしてステップＳ１１４に進み、コントラスト値に基づく合焦評価が行われる。この合焦評価処理の詳細な処理手順も上述した図１４のフローチャートである。したがって、ステップＳ１１４においては、微小ピッチｐ（ｐ＝４Ｆδ）でのレンズ駆動を行い、そのレンズ位置でのコントラスト値に基づいて合焦状態の評価が行われる。
【００９５】
そしてステップＳ１１５（図１２のフローチャート）に進み、合焦制御部２４は合焦位置を特定することができたか否かを判断する。ここでの判断は、ステップＳ１０９と同様に、コントラスト値がピークを示すレンズ位置を特定することができたか否かを判断することによって行われる。
【００９６】
そして、コントラストのピーク位置が検出された場合はステップＳ１１６に進んで、特定された合焦位置へ撮影レンズ１１のフォーカシングレンズ１２を駆動する。なお、このときも必要に応じてコントラスト値の補間処理を行ってコントラスト値が最大値を示すレンズ位置を求め、そのレンズ位置を合焦位置として特定するようにしてもよい。
【００９７】
一方、コントラストのピーク位置が検出されていない場合はステップＳ１１７に進み、合焦制御部２４はカウント値ｎが１０に達したか否かを判断する。ここで、ｎ＝１０でない場合はステップＳ１１３（図１１）に戻って、カウント値ｎを１増加させ、微小ピッチのレンズ駆動とコントラスト値の演算処理とを行う。このため、微小ピッチｐ＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１０回を経過するまでに合焦位置を特定することができた場合には、ステップＳ１１６においてフォーカシングレンズ１２が合焦位置に駆動され、合焦評価領域ＦＲ１の画像成分が合焦状態となる。これに対し、微小ピッチｐ＝４Ｆδでのレンズ駆動回数が１０回を経過しても合焦位置を特定することができなかった場合には、ステップＳ１１７でＹＥＳと判断されてステップＳ１１８に進むことになる。
【００９８】
ステップＳ１１８の処理が行われるのは、被写体自体がローコントラストであり、コントラスト値のピークを検知することができない場合である。そのため、ステップＳ１１８においては、特定のレンズ位置へフォーカシングレンズ１２を駆動する。なお、特定のレンズ位置としては、例えばオートフォーカス制御を開始する前のレンズ位置や、無限遠方に被写体が存在するものと仮定して最も遠側のレンズ位置等とすることが考えられる。
【００９９】
以上で、この実施の形態におけるオートフォーカス制御が終了する。上記のオートフォーカス制御では、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷを評価してフォーカシングレンズ１２が合焦位置近傍に位置するか否かを判断しているので、コントラスト値Ｃが疑似ピークを示す場合であってもそのような疑似ピークが存在するレンズ位置付近は合焦位置近傍であると判断される可能性は低い。そのため、この実施の形態におけるオートフォーカス制御を適用することによって、疑似ピーク位置を合焦位置と誤認識することを防止することができ、疑似ピークによる影響を解消して被写体を適切に合焦状態とすることが可能になる。
【０１００】
また、上記のオートフォーカス制御では、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷが合焦位置近傍判定条件を満たす場合には、その後コントラスト値Ｃに基づいて合焦状態の評価が行われるように構成されているので、エッジ演算部２３を機能させる必要がなく、効率的にオートフォーカス制御を行うことができる。また、エッジ成分はノイズの影響を受けやすいのに対してコントラスト値はノイズの影響を受けにくいため、合焦位置近傍ではコントラスト値に基づいて合焦状態の評価を行うことで高精度に合焦位置を特定することが可能である。
【０１０１】
また、上記のオートフォーカス制御では、エッジ数ＥＮ及びエッジ幅重心値ＥＷが合焦位置近傍判定条件を満たさない場合には、合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に比べてフォーカシングレンズ１２を高速で駆動させるように構成されるので、フォーカシングレンズ１２を合焦位置近傍に迅速に移動させることができ、オートフォーカス制御の迅速化を達成することができる。
【０１０２】
さらに、上記のオートフォーカス制御では、フォーカシングレンズ１２のレンズ駆動方向を決定する際には、コントラスト値のみを参考にしてコントラスト値が増加する方向をレンズ駆動方向として決定するように実現される。このため、効率的に合焦位置を特定することの可能な方向がレンズ駆動方向として決定され、効率的なオートフォーカス制御が可能になる。さらに、エッジ数ＥＮやエッジ幅重心値ＥＷ等のようなエッジ成分に基づいてレンズ駆動方向を特定する場合に比べて、ノイズの影響を受けることがなく、正確なレンズ駆動方向を特定することが可能である。
【０１０３】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１０４】
例えば、上述したオートフォーカス制御部２０はオートフォーカス制御を行うためのオートフォーカス装置としても機能し、カメラ等の撮影装置に適用されれば、疑似ピークを合焦位置として誤認識することのない適切なオートフォーカス制御を行うことが可能になる。そのため、上述したオートフォーカス制御部２０はデジタルカメラ１以外の装置に対しても適用することが可能である。
【０１０５】
また、上記説明においては、シャッタボタンが半押し状態とされたタイミングでオートフォーカス制御を行う場合を例示したが、オートフォーカス制御を行うタイミングはそれに限定されるものではない。
【０１０６】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
【０１０７】
（１）請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、前記制御手段は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされた場合には、前記コントラスト値のみに基づいて前記撮影レンズのフォーカス制御を行うことを特徴とするオートフォーカス装置。この装置により、合焦位置近傍判定条件が満たされた場合には、効率的かつ正確に撮影レンズの合焦位置を特定することが可能になる。
【０１０８】
（２）請求項１又は２に記載のオートフォーカス装置において、前記撮影レンズは可変焦点レンズであり、設定された焦点距離によって合焦位置近傍判定条件である前記エッジ数の所定値、前記エッジ幅重心値の所定範囲が変更されるように制御されることを特徴とするオートフォーカス装置。この装置により、撮影レンズの焦点距離により、最適な合焦位置近傍判定条件が設定され、ズーム操作を行った際に、効率的かつ正確に撮影レンズの合焦位置を特定することが可能になる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、画像信号から画像のコントラスト値を検出するとともに、画像信号から画像のエッジ数を検出し、コントラスト値及びエッジ数に基づいて撮影レンズのフォーカス制御を行うように構成されており、エッジ数が所定値以上を示す場合を合焦位置近傍判定条件とし、その合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、コントラスト値がピークを示すレンズ位置に撮影レンズを駆動するように構成される。そのため、コントラスト値の疑似ピークでないピークを検出することができ、そのピークを示すレンズ位置に撮影レンズを駆動することで適切な合焦状態を実現することができる。よって、疑似ピークによる影響を解消して被写体を適切に合焦状態とすることが可能になる。
【０１１１】
請求項２に記載の発明によれば、エッジ数が所定値以上を示し、かつエッジ幅重心値が所定範囲内の値を示す場合を合焦位置近傍判定条件とし、その合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、コントラスト値がピークを示すレンズ位置に撮影レンズを駆動するように構成されるため、ノイズの影響を受けることが少なく、コントラスト値の疑似ピークでないピークをより正確に検出することが可能になる。
【０１１２】
請求項３に記載の発明によれば、合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、コントラスト値が大きくなる方向に、撮影レンズを駆動するため、効率的に合焦位置を特定することの可能な方向に撮影レンズを駆動することができ、効率的なフォーカス制御が可能になる。
【０１１３】
請求項４に記載の発明によれば、合焦位置近傍判定条件が満たされない場合には、合焦位置近傍判定条件が満たされる場合よりも撮影レンズを高速に駆動するため、撮影レンズを効率的に合焦位置近傍に移動させることができ、フォーカス制御の迅速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】合焦評価領域の一例を示す図である。
【図３】コントラスト演算部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】コントラスト値の変化の一例を示す図である。
【図５】エッジ演算部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】エッジ演算部における演算処理の概念を示す図である。
【図７】レンズ位置とエッジ数との関係を示す図である。
【図８】エッジ幅のヒストグラムを示す図である。
【図９】レンズ位置とエッジ幅重心値との関係を示す図である。
【図１０】オートフォーカス制御の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】オートフォーカス制御の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図１２】オートフォーカス制御の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】高速駆動シーケンスの詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】コントラスト値に基づく合焦評価処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１デジタルカメラ
１１撮影レンズ
１２フォーカシングレンズ
２０オートフォーカス制御部（オートフォーカス装置）
２１合焦評価領域抽出部
２２コントラスト演算部（コントラスト検出手段）
２３エッジ演算部
２４合焦制御部（制御手段）
７０レンズ駆動部
２２１差分演算部
２２２累積加算部
２３１差分演算部
２３２エッジ幅検出部
２３３エッジ数カウント部（エッジ数検出手段）
２３４ヒストグラム作成部
２３５エッジ幅重心値演算部（エッジ幅重心値算出手段）
Ｃコントラスト値
ＥＮエッジ数
ＥＷエッジ幅重心値

Claims

複数の画素で構成される画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオートフォーカス装置であって、
前記画像信号から画像のコントラスト値を検出するコントラスト検出手段と、
前記画像信号から画像のエッジ数を検出するエッジ数検出手段と、
前記コントラスト値及び前記エッジ数に基づいて、前記撮影レンズのフォーカス制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記エッジ数が所定値以上を示す場合を合焦位置近傍判定条件とし、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値がピークを示すレンズ位置に前記撮影レンズを駆動することを特徴とするオートフォーカス装置。
請求項１に記載のオートフォーカス装置において、
前記画像信号から画像のエッジ幅重心値を求めるエッジ幅重心値算出手段、をさらに備え、
前記制御手段は、前記エッジ数が所定値以上を示し、かつ前記エッジ幅重心値が所定範囲内の値を示す場合を前記合焦位置近傍判定条件とし、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値がピークを示す前記レンズ位置に前記撮影レンズを駆動することを特徴とするオートフォーカス装置。
請求項１又は２に記載のオートフォーカス装置において、
前記制御手段は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合に、前記コントラスト値が大きくなる方向に、前記撮影レンズを駆動することを特徴とするオートフォーカス装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、
前記制御手段は、前記合焦位置近傍判定条件が満たされない場合には、前記合焦位置近傍判定条件が満たされる場合よりも前記撮影レンズを高速に駆動することを特徴とするオートフォーカス装置。