JP3961161B2 - Digital still video camera and focus control method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルスチルビデオカメラおよびその合焦制御方法に関し、詳細には、自動合焦機能を備えたデジタルスチルビデオカメラおよびその合焦制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラの自動焦点調節装置（オートフォーカス）としては、何種類かの方式が提案・実施されている。その中で、ＣＣＤ撮像素子からの映像信号を利用する方式として、「山登り方式」が知られている（ＮＨＫ技術研究：昭和４０年第１７巻第１号２１頁「山登りサーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」石田 他著）。
【０００３】
かかる「山登り方式」は、映像信号のある値以上の周波数成分（高周波成分）のレベルが、被写体のもつコントラストの度合いに対応することを利用した方式である。映像信号の高周波成分を１フィールド毎に、焦点評価値として検出したとき、コントラストの度合いが高くなるほど、焦点評価値が大きくなり、合焦位置ではピーク（山）となる。
【０００４】
この性質を利用し、焦点評価値を１フィールド前のものと常に比較し、焦点評価値が最大となるようにレンズ位置を移動して制御することで、焦点調節を行なうものである。上記の山登り方式は、画面に光源のような局所的な高輝度部を含まない、通常のコントラストのある被写体においては、良好な焦点調節制御を行なうことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の山登り方式では、光源のように飽和した高輝度部分がある場合には、飽和によりエッジ部分で高周波成分が発生するため、画面に光源のような局所的な高輝度部を含む場合は、ぼけるに従って、高輝度部のコントラストの度合いがはっきりとしてくるので、焦点評価値が大きくなり、疑似的なピークを発生してしまう。この結果、この疑似的なピークとなる位置を合焦位置としてしまい、焦点調節制御に失敗するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高輝度部を含む被写体の場合でも、適正な合焦制御を行うことが可能なデジタルスチルビデオカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述課題を解決するために、請求項１に係る発明は、自動合焦機能を備えたデジタルスチルビデオカメラにおいて、被写体像を結像するためのレンズ系と、被写体像を画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリアの輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段と、前記レンズ系を移動して前記画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出する焦点評価値生成手段と、前記輝度レベルに基づいて、露出量を算出する露出量算出手段と、前記レンズ系を移動して任意のフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する輝度変化率算出手段と、前記露出量、前記焦点評価値、および前記輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行う合焦制御手段と、を備え、前記焦点評価値生成手段は、画像信号の高周波成分を抽出するための帯域の異なる複数のフィルタを備え、当該帯域の異なる複数のフィルタで抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、前記輝度変化率算出手段は、前記レンズ系を移動して複数のフォーカス位置の複数の当該フォーカス位置間で、各々前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、前記合焦制御手段は、前記露出量に基づいて、前記所定エリアが所定の明るさ以上であるか否か判定する明度判定手段と、複数のフォーカス位置間で各々算出した前記所定エリアの輝度レベルの変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判定する一方、前記算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する輝度レベル変化判定手段と、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲にあるか否かを判定する最大値特性判定手段と、前記明度判定手段により所定の明るさ以上であると判定された場合、更に、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定手段により、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定された場合には、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定手段により、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れていない場合、又は近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に無いと判定されない場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する合焦位置決定手段とを有するものである。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記明度判定手段により所定の明るさ以上で無いと判定された場合には、前記合焦位置決定手段は、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する一方、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定された場合された場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定するものである。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記輝度変化率算出手段は、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出するものである。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、デジタルスチルビデオカメラの合焦制御方法であって、撮像素子の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリアの輝度レベルを算出する輝度変化率算出ステップと、レンズ系を移動して前記画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出する焦点評価値生成ステップと、前記輝度レベルに基づいて、露出量を算出する露出量算出ステップと、前記レンズ系を移動して任意のフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する輝度変化率算出ステップと、前記露出量、前記焦点評価値、および前記輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行う合焦制御ステップとを含み、前記焦点評価値生成ステップでは、帯域の異なる複数のフィルタで抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、前記輝度変化率算出ステップでは、前記レンズ系を移動して複数のフォーカス位置の複数の当該フォーカス位置間で、各々前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、前記合焦制御ステップは、前記露出量に基づいて、前記所定エリアが所定の明るさ以上であるか否か判定する明度判定ステップと、複数のフォーカス位置間で各々算出した前記所定エリアの輝度レベルの変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判定する一方、前記算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する輝度レベル変化判定ステップと、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲にあるか否かを判定する最大値特性判定ステップと、前記明度判定ステップで、所定の明るさ以上であると判定された場合、前記輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定ステップで前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定された場合には、所定の範囲に有ると判定された場合には、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定ステップで前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れていない場合、又は近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に無いと判定されない場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する合焦位置決定ステップと、を含むものである。
【００１５】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記明度判定ステップで所定の明るさ以上で無いと判定された場合には、前記合焦位置決定ステップでは、前記輝度レベル変化判定ステップにより輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する一方、前記輝度レベル変化判定ステップにより輝度レベルの変化が有りと判定された場合された場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定するものである。
【００１６】
また、請求項６に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記輝度変化率算出ステップでは、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
［デジタルスチルビデオカメラの構成］
図１はこの発明に係るデジタルスチルビデオカメラの構成を示すブロック図である。図１において、１はデジタルスチルビデオカメラを示しており、このデジタルスチルビデオカメラ１は、レンズ１１、絞り１２，ＣＣＤ１３、ＣＤＳ（２重相関サンプリング）回路１４，ＡＧＣ回路１５，Ａ／Ｄ変換器１６，画像信号処理回路１７，ブロック生成回路１８、状態検出回路１９、ＢＰＦ２０、焦点評価値生成回路２１、露出制御回路２２、輝度変化率算出回路２３、フォーカス制御回路２４、およびフォーカス駆動回路２５を備えている。
【００１９】
ＣＣＤ１３は、上述のレンズ１１を介して入射された被写体像をアナログの画像信号（電気信号）に変換する。ＣＤＳ回路１４は、ＣＣＤ１３の出力に接続され、ＣＣＤ１３の出力信号を相関２重サンプリングしてＣＣＤ撮像素子に対する低雑音化を行う。
【００２０】
ＡＧＣ回路１５は、ＣＤＳ回路１４に接続され、ＣＤＳ回路１４の出力信号のレベルを補正する。Ａ／Ｄ変換器１６は、ＡＧＣ回路１５の出力に接続され、ＡＧＣ回路１５の出力信号を最適なサンプリング周波数（例えば、ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換してデジタルの画像信号を得る。
【００２１】
画像信号処理回路１７は、Ａ／Ｄ変換器１６から入力したデジタルの画像信号に対してガンマ補正、色分離等の通常のビデオ信号処理を施して、ＮＴＳＣ方式に準拠した輝度信号と色差信号を作成する。
【００２２】
ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２０は、帯域の異なる２つのフィルタを備えており、この帯域の異なる２つのフィルタは、画像信号処理回路１７から入力される輝度信号について、各々設定された帯域の周波数成分のみを抽出して焦点評価値生成回路２１にそれぞれ出力する。焦点評価値生成回路２１は、ＢＰＦ２０から入力される周波数成分に基づき焦点評価値を生成してフォーカス制御回路２４に出力する。
【００２３】
ブロック生成回路１８は、画面の一部または全部をブロックに分割し、画像信号処理回路１７から入力される輝度信号を各ブロック内で累積してブロック毎に累積輝度を算出する。状態検出回路１９は、ブロック生成回路１８から入力される所定エリアの輝度レベルがある基準とする輝度レベルの範囲内であるか否かを判断する。露出制御回路２２は状態検出回路１９の出力に基づいて、露出量を算出し、絞り１２，ＣＣＤ１３のシャッター速度、およびＡＧＣ１５の制御等の露出制御を行う。
【００２４】
輝度変化率算出回路２３は、ブロック生成回路１８で算出されるブロック単位の累積輝度に基づいて、任意のフォーカス位置間における輝度レベルの変化率を算出してフォーカス制御回路２４に出力する。フォーカス制御回路２４は、焦点評価値生成回路２１、露出制御回路２２、及び輝度変化率算出回路２３の出力に基づいて、被写体の焦点が合う位置（合焦位置）を算出する。フォーカス駆動回路２５は、フォーカス制御回路２４の制御により、レンズ１１を光軸方向に駆動する。
【００２５】
［ブロック生成回路１８の動作］
ブロック生成回路１８は、画面を８×６のブロックに分割し、各ブロック毎に累積輝度を算出する。フォーカス位置が無限遠のときの、８×６の各ブロックの累積輝度をＹ（i，j）（i＝1〜8，j＝1〜6）とする。図２は、画面のブロックの分割例および複数ブロックからなるエリア１を示す。
【００２６】
なお、本発明の所定エリアはエリア１に限られるものではなく、他のエリアとしても良く、また、ブロック内の累積の仕方は、ブロック内の全画素に対して累積しても良いし、任意に画素をサンプリングして累積しても良い。
【００２７】
［状態検出回路１９及び露出制御回路２２の動作］
状態検出回路１９及び露出制御回路２２の動作を図３のフローチャートを参照して説明する。図３は状態検出回路１９及び露出制御回路２２の動作を説明するためのフローチャートである。なお、初期状態では、基準の輝度レベルの範囲内ではないものとする。
【００２８】
まず、露出制御回路２２の制御により、ＣＣＤ１３にｐＥＶで露光が行われる（ステップＳ１００）。状態検出回路１９では、露光量ｐＥＶで露光した結果得られる所定エリアの輝度信号の輝度レベルＹcが、基準の輝度レベルの範囲内であるか否かを、Ｙ１＿Thrd＜Ｙc＜Ｙｕ＿Thrdであるか否かにより判定する（ステップＳ１０１）。
【００２９】
ここで、Ｙ１＿Thrd、Ｙｕ＿Thrdは、基準の輝度レベルの範囲を決める下限、上限の閾値である。また、輝度レベルＹcは、例えば、図１のエリア１内の全ブロックの累積輝度の平均値を用いることができ、例えば、下式（１）により算出する。
【００３０】
Ｙc＝ΣＹ（i，j）／１６（i＝3〜6、j＝2〜5）・・・（１）
【００３１】
この判定の結果、Ｙ１＿Thrd＜Ｙc＜Ｙｕ＿Thrdの範囲内でない場合には、露出制御回路２２により、露光量を変更して露光量ｑＥＶでＣＣＤ１３への露光が行われ（ステップＳ１０２）、露光量ｑＥＶで露光した結果得られる所定エリアの輝度信号の輝度レベルＹcが、Ｙ１＿Thrd＜Ｙc＜Ｙｕ＿Thrdとなるか否かの判定が行われ（ステップＳ１０１）、Ｙ１＿Thrd＜Ｙc＜Ｙｕ＿Thrdとなるまで同じ処理が繰り返される。
【００３２】
他方、ステップＳ１０１において、Ｙ１＿Thrd＜Ｙc＜Ｙｕ＿Thrdの範囲内である場合には、処理はステップＳ１０３に移行し、状態検出回路１９はＣＶを算出する。ここで、ＣＶは、基準の輝度レベルとする基準値Ｔまでの補正量で例えば、下式（２）により算出される。
【００３３】
ＣＶ＝−ｌｏｇ2（Ｔ／Ｙc）・・・（２）
【００３４】
なお、インプリメントする際は、ＣＶは線形補間等して求めてもよい。また、上述のｐＥＶ、ｑＥＶは、測光時において、測光範囲を全域カバーできるような任意のＥＶ（Exposure Value）を指定すればよい。一般的なシーンでは、画面内に含まれる各輝度の被写体は、約５ＥＶの範囲となっている。従って、例えば、測光可能な範囲を９〜１７ＥＶとした場合は、ｐ＝１３、ｑ＝１６ とすると、全域をカバーできる。
【００３５】
そして、露出制御回路２２は、状態量検出回路１９で算出されたＣＶに基づいて、エリア１内全体に基づく被写体の明るさとなる露出量ＥＶを、下式（３）により算出して、絞り１１、ＣＣＤ１３のシャッター速度、ＡＧＣ１５を制御して露出制御を行う（ステップＳ１０４）。
【００３６】
ｐ＋ＣＶ（ｑ＋ＣＶ）ＥＶ・・・（３）
【００３７】
また、基準の輝度レベルの範囲内であるとされたときは（上記ステップＳ１０１）、輝度変化率算出回路２３は、ブロック生成回路１８で算出されるブロック単位の累積輝度に基づいて、任意のフォーカス位置間における輝度レベルの変化率を算出してフォーカス制御回路２４に出力する。ＢＰＦ２０では、画像信号処理回路１７で変換された輝度信号の設定された帯域の高周波成分を抽出する。
【００３８】
焦点評価値生成回路２１は、フォーカス駆動回路２５にて、例えば、無限遠側から至近側方向へ、レンズ１１駆動しながら、ＢＰＦ２０から入力される高周波成分を、図１のエリア１内において積算して、各レンズ位置で焦点評価値を生成する。以下の説明では、ＢＰＦ２０においてカットする高周波成分の帯域を、高帯域と低帯域の２種類用いて、焦点評価値を生成する場合について説明する。そして、フォーカス制御回路２４は、露出制御回路２２、輝度変化率算出回路２３、および焦点評価値生成回路の出力に基づき、合焦位置を決定し、フォーカス駆動回路２５を制御して、レンズ１１を合焦位置に移動させる。
【００３９】
［輝度変化率算出回路２３の動作］
輝度変化率算出回路２３の動作を、図４〜図１２を参照して説明する。一般に、極端に暗い場合を除いては、画面に光源等の局所的な高輝度部がないものについては、フォーカス位置に無関係にほぼ輝度レベルが一定になる。すなわち、任意のフォーカス位置間において、所定のブロック（所定エリア）から得られる輝度のレベルに目立った変化がみられない。他方、画面内に高輝度部を含む場合は、ぼけるに従って、高輝度部の範囲が広がることより、任意のフォーカス位置間において、所定のブロックから得られる輝度のレベルに変化が生じる。本発明はかかる現象に着目した。
【００４０】
図４は高輝度部を画面内に含むシーンの例を示す図、図５は高輝度部が有る場合と無い場合のフォーカス領域での所定のブロックから得られる輝度のレベルの変化を説明するための説明図である。所定のブロックとしては、例えば、図２のエリア１のブロックを使用する。
【００４１】
図４に示す例では、高輝度部は遠距離側に位置する。また、図５においては、縦軸が所定のブロックから得られる輝度のレベル、横軸がフォーカス位置を示し、同図は、高輝度部が遠距離側に位置するときの例である。
【００４２】
以下、輝度変化率算出回路２３の輝度変化率の算出方法について具体的に説明する。輝度変化率の算出は、フォーカス領域の無限遠から至近側までにおいて、任意のフォーカス位置間で、所定の間隔以上空けて得られる所定のブロックからなる輝度のレベルを用いて算出し、１回以上の所定の回数、算出を行なう。
【００４３】
図６はフォーカス領域の無限遠から至近側までにおける所定のブロックにおける輝度及び輝度変化率の算出箇所の例を示す。同図において、縦軸が所定のブロックから得られる輝度のレベル、横軸がフォーカス位置を示し、y0、y1、y2、・・・、yn、・・・が各フォーカス位置における所定のブロックからなる輝度、r1、r2、・・・、rn・・・が輝度変化率である。
【００４４】
y0、y1、y2、・・・、yn、・・・は、例えば、図２のエリア１内の各ブロックの積算値とし、y0は下式（４）により算出することができる。
【００４５】
y0＝ΣＹ（i、j）（i＝3〜6、j＝2〜5）・・・（４）
y1、y2、・・・、yn ・・・についても上記式（４）と同様に算出できる。
【００４６】
輝度変化率r1、r2、・・・、rn、・・・は、例えば、以下のようにして算出する。
【００４７】
▲１▼r1 は、y0とy1との輝度変化率として、以下の如くして算出する。
y1≧y0 のとき、r1 = y1＊100／y0
y0＞y1 のとき、r1 = y0＊100／y1
【００４８】
▲２▼r2 は、y0とy2との輝度変化率として、以下の如くして算出する。
y2≧y0のとき、r2＝y2＊100／y0
y0＞y2のとき、r2＝y0＊100／y2
【００４９】
▲３▼rn は、y0とynとの輝度変化率として、以下の如くして算出する。
yn≧y0のとき、rn = yn＊100／y0
y0＞ynのとき、rn = y0＊100／yn
他の箇所も上記と同様にして、輝度変化率を算出する。
【００５０】
なお、輝度変化率算出にあたり、例えば、y0とy1 間は、所定の間隔以上離れている。従って、y0とy2 、y0とyn も当然に所定の間隔以上離れていることになる。他の箇所も同様である。
【００５１】
上記のように、輝度変化率の算出は、フォーカス領域の無限遠側から至近側までにおいて、所定の間隔以上空けて、算出することで、変化率の精度を上げる。所定の間隔は、被写界深度外となるようにする。被写界深度内で変化率を求めても、ぼけ量の変化はほとんどないため、輝度の変化も見られないので、被写界深度内では、輝度変化率の算出は行なわない。また、任意のフォーカス領域内にて、任意の回数変化率の算出を行なうことで精度を上げる。
【００５２】
輝度変化率算出回路２３は、輝度変化率を算出した後、算出した輝度変化率が所定の割合y＿rate（％）以上か否かの判定を行う。具体的には、輝度変化率r1の場合には、下式（５）を満たす場合は輝度変化率の変化あり、満たさない場合は輝度変化率の変化なしと判断する。
【００５３】
r1≧y＿rate ・・・（５）
【００５４】
r2、・・・、rnについても同様な方法で輝度変化率の変化の有無を判断する。。また、各算出箇所より前で、１回でも輝度変化率の変化ありと判断した場合は、輝度変化率の変化ありの状態とみなし、輝度変化率の変化ありとされた箇所以降は、輝度変化率の算出及びこの輝度変化率が所定の割合y＿rate（％）以上か否かの判別は行なわない。他方、算出箇所の全てで輝度変化率の変化なしとなる場合に、輝度変化率の変化なしの状態とする。
【００５５】
すなわち、各算出箇所における輝度変化率の変化の有無の判別結果をj［i］（ただし、 i＝1〜n〜）とし、輝度変化率の変化ありを j［i］＝1、輝度変化率の変化なしを j［i］＝0とした場合、if （j［1］or j［2］or ・・・or j［n］or・・・）＝１の場合は、輝度変化率の変化ありの状態と判断し、if （j［1］or j［2］or・・・or j［n］or ・・・）＝０の場合は、輝度変化率の変化なしの状態と判断する。
【００５６】
［合焦位置決定の動作］
つぎに、合焦位置決定の動作を図７のフローチャートに従って、図８〜図１２を参照して説明する。図７は本発明の合焦位置決定の動作を説明するためのフローチャートである。図８〜図１２は、帯域の異なる２つのフィルタに基づく焦点評価値の例を説明するための説明図である。図８〜図１２において、縦軸は焦点評価値、横軸はフォーカス領域を示し、フォーカス領域は左側が無限遠側、右側が至近側である。
【００５７】
フォーカス制御回路２４は、上述したように、露出制御回路２２で算出された露出量、焦点評価値生成回路２１で算出される焦点評価値、及び輝度変化率算出回路２３の判定結果に基づいて、合焦位置制御を行なう。図７のフローチャートでは、フォーカス領域の無限遠側から至近側方向へ、フォーカス駆動回路２５よりフォーカス駆動して、焦点評価値をサンプリングして山登り動作を行ない、両方のフィルタにおいて合焦位置の候補と見なされるピークが検出された後の動作を説明する。
【００５８】
まず、上述したように、輝度変化率の算出は、山登り動作中に、フォーカス領域の無限遠側から至近側までにおいて、所定の間隔以上空けて、任意の回数、算出し、輝度変化率の変化の有無の状態を求める。
【００５９】
具体的には、フォーカス制御回路２４は、露出制御回路２２の露出量を参照して、所定エリアの輝度レベルが、所定の明るさ（ＥＶ）以上か否かを判別する（ステップＳ２００）。輝度レベルが、所定の明るさ（ＥＶ）以上の場合には、ステップＳ２０１に移行して、輝度変化率の変化が有るか否かを判断し、輝度変化率の変化がないと判断した場合には、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタにおける位置を合焦位置として合焦制御する（ステップＳ２０２）。この場合、例えば図８に示すように、fcsが合焦位置となる。
【００６０】
他方、ステップＳ２０１において、輝度変化率の変化があると判断した場合には、ステップＳ２０３に移行して、所定の帯域でのフィルタ間における焦点評価値が最大になる位置の間隔max＿span が所定の間隔以上あり、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタで、焦点評価値が最大になる位置が、所定の範囲near＿area内にあるか否かを判断する。
【００６１】
ここで、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタで、焦点評価値が最大になる位置が、所定の範囲 near＿area 内にある場合は、無限遠に位置する光源等の高輝度部による疑似ピークを想定している。ある程度の明るさのもとで、高輝度部を含まない、コントラストのある被写体においては、所定の帯域でのフィルタ間における焦点評価値が最大になる位置に大きな差はない。しかるに、光源等の高輝度部による影響を受けた場合は、高周波成分をカットする帯域によっては疑似ピークを生じ、所定の帯域でのフィルタ間における焦点評価値が最大になる位置が大きく異なる場合がある。所定の帯域でのフィルタ間における焦点評価値が最大になる位置の間隔が所定の間隔max＿span以上かどうかの判断は、この場合を想定している。
【００６２】
上記ステップＳ２０３において、所定の帯域でのフィルタ間における焦点評価値が最大になる位置の間隔 max＿span が所定の間隔 以上あり、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタで、焦点評価値が最大になる位置が、所定の範囲near＿area にある場合には、ステップＳ２０４に移行し、遠距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタにおける位置を合焦位置として、合焦制御する。この場合、例えば図９に示すように、fcsが合焦位置となる。
【００６３】
他方、上記ステップＳ２０３において、所定の帯域でのフィルタ間における焦点評価値が最大になる位置の間隔が所定の間隔 max＿span以上あり、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタで、焦点評価値が最大になる位置が、所定の範囲near＿area にある場合でない場合には、ステップＳ２０５に移行し、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタにおける位置を合焦位置として合焦制御する。この場合、例えば図１０に示ように、fcsが合焦位置となる。
【００６４】
また、ステップＳ２００において、輝度レベルが、所定の明るさ（ＥＶ）未満の場合には、ステップＳ２０６に移行し、輝度変化率の変化があるか否かを判断する。その結果、輝度変化率の変化がないと判断した場合には、ステップＳ２０７に移行し、近距離側で、焦点評価値が最大になる帯域のフィルタにおける位置を合焦位置として合焦制御する。この場合、上述した図８に示すように、fcsが合焦位置となる。
【００６５】
他方、ステップＳ２０６において、輝度変化率の変化があると判断した場合には、ステップＳ２０８に移行して、所定の位置を合焦位置として合焦制御する。ここで、所定の位置としては、例えば無限遠などとしても良い。このようなケースは、例外的なケースで、例えば夜景で光源等を含むようなシーンにおいて見られる。山登り動作中に、このようなケースが生じる場合は、そこで、山登り動作を終了させ、直接、この所定の位置へ合焦位置制御しても良い。
【００６６】
以上、フォーカス領域の無限遠側から至近側方向へ、焦点評価値をサンプリングし、山登り動作を行った後の状態を例としたが、山登り動作途中で、例外ケース（上記ステップＳ２０８、ステップＳ２０４）に該当する場合は、決められた所定の位置、または、遠距離側で、焦点評価値がピークと見なされる状態になっていれば、そのピークとなる位置を合焦位置とし決定し、そこで、山登り動作を終了させても良い。
【００６７】
上記は主に、光源等の高輝度部が遠距離側に位置した場合を想定した例を示したものであるが、次に、光源等の高輝度部が近距離側にある場合について説明する。
【００６８】
光源等の高輝度部が近距離側にあり、被写体が遠距離側にある場合の焦点評価値の分布の一例を図１１に、光源等の高輝度部が近距離側にあり、被写体が、近距離側にある場合の焦点評価値の分布の一例を図１２に示す。
【００６９】
図１１及び図１２は光源等の高輝度部が近距離側にあるので、焦点評価値はぼけるほどコントラストが増大し、遠距離側で焦点評価値が増大している例である。光源等の高輝度部が近距離側にある場合は、高輝度部の占める割合が比較的多くなるので、輝度変化率の変化が少なくなるため、図７に示す例外ケース（ステップＳ２０８、ステップＳ２０４）にはなりにくく、図７に示したステップＳ２０２またはステップＳ２０７の処理を行うことになり、図１１、図１２に示したfcs が合焦位置となり、光源等の高輝度部が近距離側にある場合でも、適正な合焦制御が可能になる。
【００７０】
以上説明したように、本実施の形態においては、ブロック生成回路１８はＣＣＤ１３の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリア（例えばエリア１）の輝度レベルを算出し、焦点評価値生成回路２１はレンズ１１を移動して画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出し、露出量算出回路２２は、輝度レベルに基づいて、露出量を算出し、輝度変化率算出回路２３は、任意のフォーカス位置間で、所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、フォーカス制御回路２４は、露出量、焦点評価値、および輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行うこととしたので、画面に高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態においては、焦点評価値生成回路２１は、帯域の異なる２つのフィルタ（ＢＰＦ２０）で各々抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、輝度変化率算出回路２３は、複数のフォーカス位置（図６のy0、y1、y2、・・・、yn、・・・）の複数のフォーカス位置間（y0とy1間、y0とy2間、・・・、y0とyn間）で、各々輝度変化率（r1、r2、・・・、rn、・・・）を算出し、フォーカス制御回路２４は、露出量に基づいて、輝度レベルが所定の明るさ以上であるか否か判定する手段（図７のステップＳ２００）と、複数のフォーカス位置間で各々算出した輝度変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判断する一方、算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する手段（図７のステップＳ２０１、Ｓ２０６）と、複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔max＿span 以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲near＿areaにあるか否かを判定する手段（図７のステップＳ２０３）とを備え、各手段の判定結果に基づいて、合焦位置を決定することとしたので、画面に高輝度部が含まれている場合においても、より適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、輝度変化率算出回路２３は所定の明るさ以上であると判定した場合においては（ステップＳ２００）、▲１▼輝度レベルの変化が無いと判定した場合には（ステップＳ２０１）、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し（ステップＳ２０２）、▲２▼輝度レベルの変化が有りと判定し（ステップＳ２０１）、２つの帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定した場合には（ステップＳ２０３）、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し（ステップＳ２０４）、▲３▼輝度レベルの変化が有りと判定し（ステップＳ２０１）、さらに、複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定されない場合には（ステップＳ２０３）、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する（ステップＳ２０５）こととしたので、所定の明るさ以上の場合において、画面に高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００７３】
また、本実施の形態では、フォーカス制御回路２４は、所定の明るさ未満であると判定した場合においては（ステップＳ２００）、▲１▼輝度レベルの変化が無いと判定した場合には（ステップＳ２０６）、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する（ステップＳ２０７）一方、輝度レベルの変化が有りと判定した場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定する（ステップＳ２０８）こととしたので、所定の明るさ未満の場合において、高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態においては、輝度変化率算出回路２３は、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、所定エリアの輝度レベルの変化率を算出することとしたので、効率的に、輝度レベルの変化率を精度良く算出することができ、合焦制御の精度を上げることが可能となる。
【００７５】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施可能である。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、レンズ系により被写体像を結像し、輝度レベル算出手段は撮像素子の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリアの輝度レベルを算出し、焦点評価値生成手段はレンズ系を移動して画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出し、露出量算出手段は輝度レベルに基づいて、露出量を算出し、輝度変化率算出手段はレンズ系を移動して任意のフォーカス位置間で、所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、合焦制御手段は露出量、焦点評価値、および輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行うこととしたので、画面に高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。また、焦点評価値生成手段は、画像信号の高周波成分を抽出するための帯域の異なる複数のフィルタを備え、当該帯域の異なる複数のフィルタで抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、輝度変化率算出手段は、レンズ系を移動して複数のフォーカス位置の複数の当該フォーカス位置間で、各々前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、合焦制御手段は、露出量に基づいて、所定エリアが所定の明るさ以上であるか否か判定する明度判定手段と、複数のフォーカス位置間で各々算出した所定エリアの輝度レベルの変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判断する一方、算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する輝度レベル変化判定手段と、複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲にあるか否かを判定する最大値特性判定手段と、合焦位置を決定する合焦位置決定手段と含む。合焦位置決定手段は、明度判定手段により所定の明るさ以上であると判定された場合、更に、輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、最大値特性判定手段により、複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定された場合には、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、最大値特性判定手段により、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れていない場合、又は近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に無いと判定されない場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定することとしたので、所定の明るさ以上の場合において、画面に高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００７９】
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、明度判定手段により所定の明るさ以上で無いと判定された場合には、合焦位置決定手段は、輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する一方、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定された場合された場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定することとしたので、所定の明るさ未満の場合において、高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００８０】
また、請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、前記輝度変化率算出手段は、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出することとしたので、効率的に、輝度レベルの変化率を精度良く算出することができ、合焦制御の精度を上げることが可能となる。
【００８１】
また、請求項４に係る発明によれば、撮像素子の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリアの輝度レベルを算出する輝度変化率算出ステップと、レンズ系を移動して画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出する焦点評価値生成ステップと、輝度レベルに基づいて、露出量を算出する露出量算出ステップと、レンズ系を移動して任意のフォーカス位置間で、所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する輝度変化率算出ステップと、露出量、焦点評価値、および輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行う合焦制御ステップとを含んでいるので、画面に高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。また、焦点評価値生成ステップでは、帯域の異なる複数のフィルタで抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、輝度変化率算出ステップでは、レンズ系を移動して複数のフォーカス位置の複数の当該フォーカス位置間で、各々所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、合焦制御ステップは、露出量に基づいて、所定エリアが所定の明るさ以上であるか否か判定する明度判定ステップと、複数のフォーカス位置間で各々算出した所定エリアの輝度レベルの変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判断する一方、算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する輝度レベル変化判定ステップと、複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲にあるか否かを判定する最大値特性判定ステップと、合焦位置を決定する合焦位置決定ステップと含む。合焦位置決定ステップでは、明度判定ステップで、所定の明るさ以上であると判定された場合、さらに、輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、最大値特性判定ステップで複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定された場合には、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、最大値特性判定ステップで前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れていない場合、又は近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に無いと判定されない場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定することとしたので、所定の明るさ以上の場合において、画面に高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００８４】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、明度判定ステップで所定の明るさ以上で無いと判定された場合には、合焦位置決定ステップでは、輝度レベル変化判定ステップにより輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する一方、輝度レベル変化判定ステップにより輝度レベルの変化が有りと判定された場合された場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定することとしたので、所定の明るさ未満の場合において、高輝度部が含まれている場合においても、適正な合焦制御を行うことが可能となる。
【００８５】
また、請求項６に係る発明によれば、請求項４に係る発明において、輝度変化率算出ステップでは、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、所定エリアの輝度レベルの変化率を算出することとしたので、効率的に、輝度レベルの変化率を精度良く算出することができ、合焦制御の精度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るデジタルスチルビデオカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＣＣＤの画面ブロックの分割例を示す図である。
【図３】図１の状態検出回路および露出制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】高輝度部を画面内に含むシーンの例を示す図である。
【図５】高輝度部が有る場合と無い場合のフォーカス領域での所定のブロックから得られる輝度のレベルの変化を説明するための説明図である。
【図６】フォーカス領域の無限遠から至近側までにおける所定のブロックにおける輝度及び輝度変化率の算出箇所の一例を示す図である。
【図７】本発明の合焦位置決定の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】帯域の異なる２つのフィルタに基づく焦点評価値の例を説明するための説明図である（その１）。
【図９】帯域の異なる２つのフィルタに基づく焦点評価値の例を説明するための説明図である（その２）。
【図１０】帯域の異なる２つのフィルタに基づく焦点評価値の例を説明するための説明図である（その３）。
【図１１】帯域の異なる２つのフィルタに基づく焦点評価値の例を説明するための説明図である（その４）。
【図１２】帯域の異なる２つのフィルタに基づく焦点評価値の例を説明するための説明図である（その５）。
【符号の説明】
１ デジタルスチルビデオカメラ
１１ レンズ
１２ 絞り
１３ ＣＣＤ
１４ ＣＤＳ回路
１５ ＡＧＣ回路
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ 画像信号処理回路
１８ ブロック生成回路
１９ 状態検出回路
２０ ＢＰＦ
２１ 焦点評価値生成回路
２２ 露出制御回路
２３ 輝度変化率算出回路
２４ フォーカス制御回路
２５ フォーカス駆動回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital still video camera and a focusing control method thereof, and more particularly to a digital still video camera having an automatic focusing function and a focusing control method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, several types of methods have been proposed and implemented as automatic focusing devices (autofocus) for video cameras. Among them, the “mountain climbing method” is known as a method for using a video signal from a CCD image pickup device (NHK technology research: Vol. "Automatic focus adjustment" by Ishida et al.
[0003]
Such a “mountain climbing method” is a method that utilizes the fact that the level of a frequency component (high frequency component) of a video signal that is greater than a certain value corresponds to the degree of contrast of the subject. When a high-frequency component of a video signal is detected for each field as a focus evaluation value, the focus evaluation value increases as the degree of contrast increases, and reaches a peak (mountain) at the in-focus position.
[0004]
Utilizing this property, the focus evaluation value is always compared with that of the previous field, and the focus is adjusted by moving and controlling the lens position so that the focus evaluation value is maximized. The above-described hill-climbing method can perform good focus adjustment control on a normal contrast object that does not include a local high-luminance part such as a light source on the screen.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described hill-climbing method, when there is a saturated high-luminance part such as a light source, high-frequency components are generated at the edge part due to saturation, so the screen includes a local high-luminance part such as a light source. As the blur occurs, the degree of contrast in the high-brightness portion becomes clearer, so that the focus evaluation value increases and a pseudo peak is generated. As a result, there is a problem that the position that becomes the pseudo peak is set as the in-focus position and the focus adjustment control fails.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a digital still video camera capable of performing proper focusing control even in the case of a subject including a high luminance portion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a digital still video camera having an automatic focusing function, a lens system for forming a subject image, and imaging for converting the subject image into an image signal. A luminance level calculation means for calculating a luminance level of a predetermined area composed of a plurality of blocks, a part or all of a screen of the image sensor, and a part of the screen of the image sensor; A focus evaluation value generation unit that calculates a focus evaluation value based on each sampled image signal, an exposure amount calculation unit that calculates an exposure amount based on the luminance level, and moves the lens system. Brightness change rate calculating means for calculating a change rate of the brightness level of the predetermined area between any focus positions, the exposure amount, the focus evaluation value, and the brightness Determining the in-focus position based on the rate of change of the bell, provided with a focusing control unit performs focus control, theThe focus evaluation value generation means includes a plurality of filters having different bands for extracting high frequency components of the image signal, and generates focus evaluation values based on the high frequency components extracted by the plurality of filters having different bands. The luminance change rate calculating means calculates the change rate of the luminance level of the predetermined area between a plurality of focus positions of the plurality of focus positions by moving the lens system, and the focus control means The brightness determination means for determining whether or not the predetermined area is equal to or higher than the predetermined brightness based on the exposure amount, and the change rate of the luminance level of the predetermined area respectively calculated between a plurality of focus positions are all If the calculated position is less than a predetermined ratio, it is determined that there is no change in the luminance level. On the other hand, if at least one of the calculated positions is equal to or greater than the predetermined ratio, the change in the luminance level is determined. The brightness level change determination unit that determines that the focus level is present and the position that is the maximum value of each focus evaluation value based on the filters in the plurality of bands are separated by a predetermined interval or more, and the focus evaluation is performed on the short distance side. Maximum value characteristic determining means for determining whether or not the position where the focus evaluation value is the maximum value based on the filter of the band where the value is the maximum value is within a predetermined range on the short distance side, and predetermined by the lightness determination means If it is determined that the brightness level is equal to or higher than the brightness level, and further, if the brightness level change determining means determines that there is no change in brightness level, the focus evaluation value of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side is determined. The position of the maximum value based on the filter is determined as an in-focus position, the luminance level change determining unit determines that there is a change in luminance level, and the maximum value characteristic determining unit further determines the position of the plurality of bands. The maximum focus evaluation value based on the filter of the band in which the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side, and the position where each maximum value of each focus evaluation value based on When it is determined that the position to be a value is within a predetermined range on the short distance side, the position of the maximum value is focused on the far distance side based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value. The position is determined, and the brightness level change determining means determines that there is a change in brightness level. Further, the maximum value characteristic determining means determines each maximum of each focus evaluation value based on the different filters in the plurality of bands. The position where the value becomes the maximum value of the focus evaluation value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side is the predetermined value on the short distance side when the position where the value is not more than the predetermined interval or Judged not within range If not, it has a focus position determination means for determining the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side as the focus position.Is.
[0010]
  Claims2The invention according to claim1In the invention according to the above, when it is determined that the brightness determination means does not exceed the predetermined brightness, the in-focus position determination means is determined by the brightness level change determination means that there is no change in brightness level. In this case, on the short-distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position, while the brightness level change determining unit determines that the brightness level has changed. If it is determined, the predetermined focus position is determined as the focus position.
[0011]
  Claims3The invention according to claim 1 is the invention according to claim 1, wherein the luminance change rate calculating means calculates the change rate of the luminance level of the predetermined area between focus positions separated by an interval outside the predetermined depth of field. To do.
[0012]
  Claims4The invention according toA focus control method for a digital still video camera,Dividing part or all of the screen of the image sensor into a plurality of blocks, a luminance change rate calculating step for calculating a luminance level of a predetermined area composed of a plurality of blocks, and moving the lens system to sample the image signal, A focus evaluation value generation step for calculating a focus evaluation value based on each sampled image signal, an exposure amount calculation step for calculating an exposure amount based on the luminance level, and an arbitrary focus by moving the lens system A brightness change rate calculating step for calculating a change rate of the brightness level of the predetermined area between positions, a focus position is determined based on the exposure amount, the focus evaluation value, and the change rate of the brightness level. Focusing control step for controllingIn the focus evaluation value generation step, focus evaluation values are generated based on high-frequency components extracted by a plurality of filters having different bands, and in the luminance change rate calculation step, the lens system is moved to The rate of change of the luminance level of the predetermined area is calculated between a plurality of focus positions of the predetermined focus position, and the focus control step determines whether the predetermined area is equal to or higher than a predetermined brightness based on the exposure amount. The brightness determination step for determining whether or not there is, and when the change rate of the luminance level of the predetermined area calculated between each of the plurality of focus positions is less than the predetermined ratio at all the calculation points, there is no change in the luminance level. On the other hand, if at least one of the calculated locations is equal to or greater than a predetermined ratio, a luminance level change determining step for determining that there is a change in luminance level, The focus based on the filter of the band where the maximum value of the focus evaluation values based on different filters in a plurality of bands is at a predetermined interval or more and the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side. When the maximum value characteristic determination step for determining whether or not the position where the evaluation value is the maximum value is within a predetermined range on the short distance side and the lightness determination step are determined to be equal to or higher than the predetermined brightness When it is determined that there is no change in the luminance level in the luminance level change determining step, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is set as the in-focus position on the short distance side. And determining that there is a change in luminance level in the luminance level change determining step, and further, determining each maximum value of each focus evaluation value based on the different filters in the plurality of bands in the maximum value characteristic determining step. The position where the focus evaluation value is the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side is at a predetermined range on the short distance side. If it is determined that the position is within the predetermined range, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is focused on the far side. The position is determined, and it is determined that there is a change in the luminance level in the luminance level change determination step, and further, each maximum value of each focus evaluation value based on the different filters in the plurality of bands in the maximum value characteristic determination step. The position where the focus evaluation value is the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side is the predetermined position on the short distance side. When it is not judged that it is not within the range The focus position determination step of determining the position of the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side as the focus position.Is.
[0015]
  Claims5The invention according to claim4In the invention according to the above, when it is determined that the brightness is not equal to or higher than the predetermined brightness in the brightness determination step, it is determined in the focus position determination step that there is no change in the brightness level by the brightness level change determination step. In this case, on the short distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position, while the luminance level change determining step determines that the luminance level has changed. If it is determined, the predetermined focus position is determined as the focus position.
[0016]
  Claims6The invention according to claim4In the invention according to the above aspect, in the luminance change rate calculating step, the change rate of the luminance level of the predetermined area is calculated between the focus positions that are separated from each other by an interval outside the predetermined depth of field.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
[Configuration of digital still video camera]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital still video camera according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a digital still video camera. The digital still video camera 1 includes a lens 11, an aperture 12, a CCD 13, a CDS (double correlation sampling) circuit 14, an AGC circuit 15, and an A / D converter. 16, image signal processing circuit 17, block generation circuit 18, state detection circuit 19, BPF 20, focus evaluation value generation circuit 21, exposure control circuit 22, luminance change rate calculation circuit 23, focus control circuit 24, and focus drive circuit 25. I have.
[0019]
The CCD 13 converts the subject image incident through the lens 11 described above into an analog image signal (electric signal). The CDS circuit 14 is connected to the output of the CCD 13 and performs correlated double sampling of the output signal of the CCD 13 to reduce noise in the CCD image pickup device.
[0020]
The AGC circuit 15 is connected to the CDS circuit 14 and corrects the level of the output signal of the CDS circuit 14. The A / D converter 16 is connected to the output of the AGC circuit 15 and converts the output signal of the AGC circuit 15 into a digital signal at an optimum sampling frequency (for example, an integer multiple of the subcarrier frequency of the NTSC signal). The image signal is obtained.
[0021]
The image signal processing circuit 17 performs normal video signal processing such as gamma correction and color separation on the digital image signal input from the A / D converter 16 to generate a luminance signal and a color difference signal compliant with the NTSC system. create.
[0022]
The BPF (band pass filter) 20 includes two filters having different bands, and the two filters having different bands have frequency components in respective bands set for the luminance signal input from the image signal processing circuit 17. Are extracted and output to the focus evaluation value generation circuit 21 respectively. The focus evaluation value generation circuit 21 generates a focus evaluation value based on the frequency component input from the BPF 20 and outputs the focus evaluation value to the focus control circuit 24.
[0023]
The block generation circuit 18 divides part or all of the screen into blocks, accumulates the luminance signal input from the image signal processing circuit 17 in each block, and calculates the accumulated luminance for each block. The state detection circuit 19 determines whether or not the luminance level of the predetermined area input from the block generation circuit 18 is within a certain luminance level range. The exposure control circuit 22 calculates the exposure amount based on the output of the state detection circuit 19, and performs exposure control such as control of the aperture 12, the shutter speed of the CCD 13, and control of the AGC 15.
[0024]
The luminance change rate calculation circuit 23 calculates the change rate of the luminance level between arbitrary focus positions based on the accumulated luminance in units of blocks calculated by the block generation circuit 18 and outputs it to the focus control circuit 24. The focus control circuit 24 calculates a position where the subject is in focus (focus position) based on outputs from the focus evaluation value generation circuit 21, the exposure control circuit 22, and the luminance change rate calculation circuit 23. The focus drive circuit 25 drives the lens 11 in the optical axis direction under the control of the focus control circuit 24.
[0025]
[Operation of Block Generation Circuit 18]
The block generation circuit 18 divides the screen into 8 × 6 blocks and calculates the accumulated luminance for each block. Let Y (i, j) (i = 1 to 8, j = 1 to 6) be the cumulative luminance of each block of 8 × 6 when the focus position is at infinity. FIG. 2 shows an example of dividing a block of a screen and an area 1 composed of a plurality of blocks.
[0026]
Note that the predetermined area of the present invention is not limited to the area 1, but may be another area, and the accumulation method in the block may be accumulated for all the pixels in the block, or may be arbitrary. Alternatively, the pixels may be sampled and accumulated.
[0027]
[Operations of State Detection Circuit 19 and Exposure Control Circuit 22]
The operations of the state detection circuit 19 and the exposure control circuit 22 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the state detection circuit 19 and the exposure control circuit 22. In the initial state, it is not within the standard luminance level range.
[0028]
First, under the control of the exposure control circuit 22, the CCD 13 is exposed with pEV (step S100). In the state detection circuit 19, whether or not the luminance level Yc of the luminance signal of the predetermined area obtained as a result of exposure with the exposure amount pEV is within the range of the reference luminance level, is Y1_Thrd <Yc <Yu_Thrd. (Step S101).
[0029]
Here, Y1_Thrd and Yu_Thrd are the lower and upper thresholds that determine the range of the reference luminance level. The luminance level Yc can be, for example, the average value of the accumulated luminance of all the blocks in the area 1 in FIG. 1, and is calculated by the following equation (1), for example.
[0030]
Yc = ΣY (i, j) / 16 (i = 3 to 6, j = 2 to 5) (1)
[0031]
If the result of this determination is not within the range of Y1_Thrd <Yc <Yu_Thrd, the exposure control circuit 22 changes the exposure amount and exposes the CCD 13 with the exposure amount qEV (step S102), with the exposure amount qEV. It is determined whether the luminance level Yc of the luminance signal of the predetermined area obtained as a result of exposure satisfies Y1_Thrd <Yc <Yu_Thrd (step S101), and the same processing is repeated until Y1_Thrd <Yc <Yu_Thrd.
[0032]
On the other hand, when it is in the range of Y1_Thrd <Yc <Yu_Thrd in step S101, the process proceeds to step S103, and the state detection circuit 19 calculates CV. Here, CV is a correction amount up to a reference value T as a reference luminance level, and is calculated by the following equation (2), for example.
[0033]
CV = -log2 (T / Yc) (2)
[0034]
When implemented, CV may be obtained by linear interpolation or the like. The above-described pEV and qEV may be any EV (Exposure Value) that can cover the entire photometric range during photometry. In a general scene, the subject of each brightness included in the screen has a range of about 5 EV. Therefore, for example, when the photometric range is 9 to 17 EV, if p = 13 and q = 16, the entire area can be covered.
[0035]
Then, the exposure control circuit 22 calculates the exposure amount EV that is the brightness of the subject based on the entire area 1 based on the CV calculated by the state amount detection circuit 19 by the following expression (3), and the aperture 11 Then, exposure control is performed by controlling the shutter speed of the CCD 13 and the AGC 15 (step S104).
[0036]
p + CV (q + CV) EV (3)
[0037]
When it is determined that it is within the range of the reference luminance level (step S101), the luminance change rate calculation circuit 23 selects an arbitrary focus based on the accumulated luminance in units of blocks calculated by the block generation circuit 18. The change rate of the luminance level between the positions is calculated and output to the focus control circuit 24. The BPF 20 extracts a high frequency component in a set band of the luminance signal converted by the image signal processing circuit 17.
[0038]
The focus evaluation value generation circuit 21 integrates the high frequency components input from the BPF 20 in the area 1 in FIG. 1 while driving the lens 11 from the infinity side to the close side direction, for example, in the focus drive circuit 25. Thus, a focus evaluation value is generated at each lens position. In the following description, a case where a focus evaluation value is generated using two types of high-frequency and low-frequency bands to be cut by the BPF 20 will be described. The focus control circuit 24 determines the in-focus position based on the outputs of the exposure control circuit 22, the luminance change rate calculation circuit 23, and the focus evaluation value generation circuit, and controls the focus drive circuit 25 to control the lens 11. Move to the in-focus position.
[0039]
[Operation of Brightness Change Rate Calculation Circuit 23]
The operation of the luminance change rate calculation circuit 23 will be described with reference to FIGS. In general, unless the screen is extremely dark, the brightness level of a screen without a local high brightness portion such as a light source is almost constant regardless of the focus position. That is, there is no noticeable change in the luminance level obtained from a predetermined block (predetermined area) between arbitrary focus positions. On the other hand, when the screen includes a high-luminance part, the range of the high-luminance part increases as it blurs, so that the luminance level obtained from a predetermined block changes between arbitrary focus positions. The present invention has focused on this phenomenon.
[0040]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a scene including a high luminance portion in the screen, and FIG. 5 is a diagram for explaining a change in luminance level obtained from a predetermined block in the focus area when the high luminance portion is present and not present. It is explanatory drawing of. As the predetermined block, for example, the block of area 1 in FIG. 2 is used.
[0041]
In the example shown in FIG. 4, the high luminance part is located on the far distance side. In FIG. 5, the vertical axis indicates the luminance level obtained from a predetermined block, the horizontal axis indicates the focus position, and FIG. 5 is an example when the high luminance portion is located on the far side.
[0042]
Hereinafter, a method for calculating the luminance change rate of the luminance change rate calculation circuit 23 will be described in detail. The luminance change rate is calculated by using a luminance level composed of a predetermined block obtained at a predetermined interval or more between arbitrary focus positions from infinity to the close side of the focus area. Calculation is performed a predetermined number of times.
[0043]
FIG. 6 shows an example of calculation points of luminance and luminance change rate in a predetermined block from infinity to the close side of the focus area. In the figure, the vertical axis indicates the luminance level obtained from a predetermined block, the horizontal axis indicates the focus position, and y0, y1, y2, ..., yn, ... are made up of predetermined blocks at each focus position. Luminance, r1, r2,... Rn ... are luminance change rates.
[0044]
  y0, y1, y2, ..., yn, ...2And y0 can be calculated by the following equation (4).
[0045]
y0 = ΣY (i, j) (i = 3-6, j = 2-5) (4)
y1, y2,... yn... can be calculated in the same manner as the above equation (4).
[0046]
The luminance change rates r1, r2,... Rn,... Are calculated as follows, for example.
[0047]
(1) r1 is calculated as a luminance change rate between y0 and y1 as follows.
  When y1 ≧ y0, r1 = y1 * 100 / y0
When y0> y1, r1 = y0 * 100 / y1
[0048]
(2) r2 is calculated as a luminance change rate between y0 and y2 as follows.
  When y2 ≧ y0, r2 = y2 * 100 / y0
When y0> y2, r2 = y0 * 100 / y2
[0049]
(3) rn is calculated as a luminance change rate between y0 and yn as follows.
When yn ≧ y0, rn = yn * 100 / y0
When y0> yn, rn = y0 * 100 / yn
The luminance change rate is calculated in the same manner as above for the other locations.
[0050]
In calculating the luminance change rate, for example, a distance between y0 and y1 is a predetermined distance or more. Accordingly, y0 and y2 and y0 and yn are naturally separated by a predetermined distance or more. The same applies to other parts.
[0051]
As described above, the luminance change rate is calculated at a predetermined interval or more from the infinity side to the close side of the focus area, thereby increasing the accuracy of the change rate. The predetermined interval is outside the depth of field. Even if the rate of change is obtained within the depth of field, since there is almost no change in the amount of blur and no change in luminance is seen, the rate of change in luminance is not calculated within the depth of field. In addition, the accuracy is improved by calculating the rate of change of an arbitrary number of times in an arbitrary focus area.
[0052]
After calculating the luminance change rate, the luminance change rate calculation circuit 23 determines whether the calculated luminance change rate is equal to or higher than a predetermined ratio y_rate (%). Specifically, in the case of the luminance change rate r1, it is determined that there is a change in the luminance change rate when the following expression (5) is satisfied, and there is no change in the luminance change rate when the following equation (5) is not satisfied.
[0053]
r1 ≧ y_rate (5)
[0054]
For r2,..., rn, the same method is used to determine whether or not the luminance change rate has changed. . In addition, if it is determined that there is a change in the luminance change rate even once before each calculation location, it is considered that there is a change in the luminance change rate, and after the location where there is a change in the luminance change rate, the luminance change rate is changed. The calculation of the rate and the determination as to whether or not the luminance change rate is equal to or greater than a predetermined ratio y_rate (%) are not performed. On the other hand, when there is no change in the luminance change rate at all of the calculated locations, the state is set to have no change in the luminance change rate.
[0055]
That is, the determination result of whether or not there is a change in the luminance change rate at each calculation location is j [i] (where i = 1 to n), and the change in the luminance change rate is j [i] = 1, the luminance change rate When j [i] = 0 is assumed to indicate no change, if if (j [1] or j [2] or... Or j [n] or...) = 1, the change in luminance change rate If it is determined that there is a state and if (j [1] or j [2] or... Or j [n] or...) = 0, it is determined that the luminance change rate has not changed.
[0056]
[Focus position determination operation]
Next, the operation for determining the in-focus position will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of determining the in-focus position according to the present invention. 8 to 12 are explanatory diagrams for explaining examples of focus evaluation values based on two filters having different bands. 8 to 12, the vertical axis indicates the focus evaluation value, the horizontal axis indicates the focus area, and the focus area is on the infinity side on the left side and on the near side on the right side.
[0057]
As described above, the focus control circuit 24 is based on the exposure amount calculated by the exposure control circuit 22, the focus evaluation value calculated by the focus evaluation value generation circuit 21, and the determination result of the luminance change rate calculation circuit 23. Focus position control is performed. In the flowchart of FIG. 7, focus drive is performed from the focus drive circuit 25 from the infinity side to the near side of the focus area, the focus evaluation value is sampled, and the hill climbing operation is performed. The operation after the considered peak is detected will be described.
[0058]
First, as described above, the calculation of the rate of change in luminance is performed at an arbitrary number of times with a predetermined interval or more from the infinity side to the close side of the focus area during the hill-climbing operation. The state of presence or absence is obtained.
[0059]
Specifically, the focus control circuit 24 refers to the exposure amount of the exposure control circuit 22, and determines whether or not the luminance level of the predetermined area is equal to or higher than a predetermined brightness (EV) (step S200). When the luminance level is equal to or higher than the predetermined brightness (EV), the process proceeds to step S201, where it is determined whether there is a change in the luminance change rate, and when it is determined that there is no change in the luminance change rate. Performs focus control with the position in the filter in the band where the focus evaluation value is maximized on the short distance side as the focus position (step S202). In this case, for example, as shown in FIG. 8, fcs is the in-focus position.
[0060]
On the other hand, if it is determined in step S201 that there is a change in the luminance change rate, the process proceeds to step S203, and the interval max_span at which the focus evaluation value between the filters in the predetermined band becomes maximum is the predetermined interval. It is determined whether or not the position where the focus evaluation value is maximized by the filter in the band where the focus evaluation value is maximized is within the predetermined range near_area.
[0061]
Here, if the position where the focus evaluation value is maximized is within the predetermined range near_area with the filter in the band where the focus evaluation value is maximized on the short distance side, the high brightness of the light source located at infinity, etc. A pseudo peak due to the part is assumed. In a subject having a certain degree of brightness and not including a high luminance part and having a contrast, there is no great difference in the position where the focus evaluation value between the filters in the predetermined band becomes maximum. However, when affected by a high-luminance part such as a light source, a pseudo peak may occur depending on the band that cuts high-frequency components, and the position at which the focus evaluation value between filters in the predetermined band becomes maximum may vary greatly. is there. It is assumed in this case whether the interval at which the focus evaluation value between the filters in the predetermined band becomes the maximum is greater than or equal to the predetermined interval max_span.
[0062]
In step S203, the filter having a band where the focus evaluation value between the filters in the predetermined band is maximized is equal to or larger than the predetermined interval, and the focus evaluation value is maximized on the short distance side. If the position where the focus evaluation value is maximized is within the predetermined range near_area, the process proceeds to step S204, and the position in the filter of the band where the focus evaluation value is maximized is set as the focus position on the far side. Focus control. In this case, for example, as shown in FIG. 9, fcs is the in-focus position.
[0063]
On the other hand, in the above step S203, the filter of the band in which the focus evaluation value between the filters in the predetermined band is the predetermined interval max_span or more and the focus evaluation value is the maximum on the short distance side. If the position where the focus evaluation value is maximized is not in the predetermined range near_area, the process proceeds to step S205, and the position in the filter of the band where the focus evaluation value is maximized is focused on the short distance side. Focus control is performed as a position. In this case, for example, as shown in FIG. 10, fcs is the in-focus position.
[0064]
If the luminance level is less than the predetermined brightness (EV) in step S200, the process proceeds to step S206 to determine whether there is a change in the luminance change rate. As a result, when it is determined that there is no change in the luminance change rate, the process proceeds to step S207, and on the short distance side, the focus control is performed using the position in the filter in the band where the focus evaluation value is maximized as the focus position. In this case, as shown in FIG. 8 described above, fcs is the in-focus position.
[0065]
On the other hand, if it is determined in step S206 that there is a change in the luminance change rate, the process proceeds to step S208, and focusing control is performed with a predetermined position as the focusing position. Here, the predetermined position may be, for example, infinity. Such a case is an exceptional case and is seen in a scene including a light source or the like in a night view, for example. If such a case occurs during the hill-climbing operation, the hill-climbing operation may be terminated and the focus position control may be directly performed at this predetermined position.
[0066]
  As described above, the focus evaluation value is sampled from the infinity side to the close side of the focus area, and the mountain climbing operation is performed.TsuAs an example of the state after the,In the case of an exceptional case (steps S208 and S204 above), if the focus evaluation value is considered to be a peak at a predetermined position determined on the far side or the far side, the position where the peak is reached May be determined as the in-focus position, and the mountain climbing operation may be terminated there.
[0067]
The above mainly shows an example in which a high luminance part such as a light source is located on the long distance side. Next, a case where a high luminance part such as a light source is on the short distance side will be described. .
[0068]
FIG. 11 shows an example of the distribution of focus evaluation values when the high luminance part such as the light source is on the short distance side and the subject is on the long distance side. An example of the distribution of focus evaluation values in the case of being on the short distance side is shown in FIG.
[0069]
FIGS. 11 and 12 are examples in which the contrast evaluation increases as the focus evaluation value is blurred and the focus evaluation value increases on the long distance side because the high-luminance portion such as the light source is on the short distance side. When the high-intensity part such as a light source is on the short distance side, the ratio of the high-intensity part is relatively large, and the change in the luminance change rate is small. Therefore, the exceptional case shown in FIG. 7 (steps S208 and S204). 7), the processing in step S202 or step S207 shown in FIG. 7 is performed, and fcs shown in FIGS. 11 and 12 is the in-focus position, and the high-luminance portion such as the light source is on the short distance side. Even in some cases, proper focusing control is possible.
[0070]
As described above, in the present embodiment, the block generation circuit 18 divides part or all of the screen of the CCD 13 into a plurality of blocks, and sets the luminance level of a predetermined area (for example, area 1) composed of the plurality of blocks. Then, the focus evaluation value generation circuit 21 samples the image signal by moving the lens 11, calculates the focus evaluation value based on each sampled image signal, and the exposure amount calculation circuit 22 based on the luminance level. The exposure amount is calculated, the luminance change rate calculation circuit 23 calculates the change rate of the luminance level of a predetermined area between arbitrary focus positions, and the focus control circuit 24 calculates the exposure amount, the focus evaluation value, and the luminance level. Since the focus position is determined based on the rate of change in focus and focus control is performed, proper focus control is performed even when the screen includes a high-luminance part. It becomes possible.
[0071]
In the present embodiment, the focus evaluation value generation circuit 21 generates focus evaluation values based on the high frequency components extracted by the two filters (BPF 20) having different bands, and the luminance change rate calculation circuit 23. Is between a plurality of focus positions (between y0 and y1, between y0 and y2,..., Y0 and yn) between a plurality of focus positions (y0, y1, y2,..., Yn,. ), The brightness change rate (r1, r2,... Rn,...) Is calculated, and the focus control circuit 24 determines whether the brightness level is equal to or higher than a predetermined brightness based on the exposure amount. When the luminance change rate calculated between the plurality of focus positions and the means for determining whether or not (step S200 in FIG. 7) is less than a predetermined ratio at all the calculation positions, it is determined that there is no change in the luminance level. On the other hand, if at least one of the calculated points is greater than or equal to the specified percentage, The means for determining that there is a change in the bell (steps S201 and S206 in FIG. 7) and the position where each focus evaluation value based on different filters in a plurality of bands is the maximum value are separated by a predetermined interval max_span or more. Further, means for determining whether or not the position at which the focus evaluation value becomes the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is within a predetermined range near_area on the short distance side (see FIG. 7 and step S203), and the focus position is determined based on the determination result of each means. Therefore, even when the screen includes a high-luminance part, more appropriate focus control is performed. Can be done.
[0072]
In this embodiment, when the luminance change rate calculation circuit 23 determines that the brightness is equal to or higher than the predetermined brightness (step S200), (1) when it is determined that there is no change in the luminance level ( In step S201), on the short distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the focus position (step S202), and (2) it is determined that the luminance level has changed. (Step S201) The positions where the respective maximum focus evaluation values based on the two different filters are separated by a predetermined distance or more, and the focus evaluation value becomes the maximum value on the short distance side. When it is determined that the position at which the focus evaluation value based on the band filter becomes the maximum value is within the predetermined range on the short distance side (step S203), the focus evaluation value becomes the maximum value on the far distance side. Bandwidth The position of the maximum value based on the filter is determined as the in-focus position (step S204), (3) it is determined that there is a change in the luminance level (step S201), and each focus evaluation based on a plurality of filters with different bands The position where the maximum value of the focus evaluation value is based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side, and the position where the maximum value of each value is separated by a predetermined interval or more. If it is not determined to be within the predetermined range on the distance side (step S203), the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the focus position on the short distance side. (Step S205) Since it is determined that the brightness is equal to or higher than the predetermined brightness, proper focusing control can be performed even when the screen includes a high-luminance portion.
[0073]
In the present embodiment, when the focus control circuit 24 determines that the brightness is less than the predetermined brightness (step S200), (1) when it determines that there is no change in the luminance level (step S206). ) On the short distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the focus position (step S207). On the other hand, when it is determined that the luminance level has changed, Since the predetermined focus position is determined as the focus position (step S208), proper focus control is performed even when the brightness is less than the predetermined brightness and the high luminance part is included. Is possible.
[0074]
Further, in the present embodiment, the luminance change rate calculation circuit 23 calculates the change rate of the luminance level of the predetermined area between the focus positions separated by an interval outside the predetermined depth of field. Thus, the rate of change of the luminance level can be calculated efficiently and the accuracy of focusing control can be increased.
[0075]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist of the invention.
[0076]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, a subject image is formed by the lens system, and the luminance level calculation means divides a part or all of the screen of the image sensor into a plurality of blocks, and a predetermined area comprising a plurality of blocks The luminance evaluation level is calculated, the focus evaluation value generating means samples the image signal by moving the lens system, calculates the focus evaluation value based on each sampled image signal, and the exposure amount calculation means is based on the luminance level. The amount of exposure is calculated, the luminance change rate calculating means moves the lens system to calculate the change rate of the luminance level of the predetermined area between arbitrary focus positions, and the focus control means is the exposure amount, the focus evaluation value, In addition, the focus position is determined based on the change rate of the brightness level and the focus control is performed, so that it is possible to perform the proper focus control even when the screen includes a high brightness portion. BecomeThe focus evaluation value generating means includes a plurality of filters having different bands for extracting high-frequency components of the image signal, and generates focus evaluation values based on the high-frequency components extracted by the plurality of filters having different bands. The brightness change rate calculating means calculates the change rate of the brightness level of the predetermined area between the focus positions of the plurality of focus positions by moving the lens system, and the focus control means calculates the exposure amount. Based on the brightness determination means for determining whether or not the predetermined area is equal to or higher than the predetermined brightness, and the change rate of the luminance level of the predetermined area calculated between the plurality of focus positions is a predetermined ratio at all the calculation points. If it is less than that, it is determined that there is no change in the brightness level. On the other hand, if at least one of the calculation points is equal to or greater than a predetermined ratio, it is determined that there is a change in the brightness level. The position where the maximum value of each focus evaluation value based on the determination means and a plurality of filters with different bands is more than a predetermined interval, and the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side. A maximum value characteristic determining unit that determines whether or not a position at which the focus evaluation value based on the filter is a maximum value is within a predetermined range on the short distance side; and a focus position determining unit that determines a focus position. The in-focus position determining means is a short distance side when the brightness determining means determines that the brightness is equal to or greater than the predetermined brightness, and when the brightness level change determining means determines that there is no change in the brightness level. The position of the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position, and the brightness level change determination means determines that there is a change in the brightness level. The position where the maximum value of each focus evaluation value based on filters with different bands is separated by a predetermined interval or more by the determination means, and the position where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side. If it is determined that the position at which the focus evaluation value based on the filter is the maximum value is within a predetermined range on the short distance side, the focus evaluation value is based on the filter having the maximum focus evaluation value on the long distance side. The place of the maximum value Is determined as the in-focus position, and the luminance level change determining means determines that there is a change in the luminance level, and further, the maximum value characteristic determining means determines each of the focus evaluation values based on the different filters in the plurality of bands. When the position where the maximum value is not more than the predetermined interval or on the near distance side, the position where the focus evaluation value becomes the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is If it is not determined that it is not within the predetermined range, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position on the short distance side. When the brightness is higher than that, even when a high-luminance part is included in the screen, it is possible to perform proper focusing control.
[0079]
  Claims2According to the invention according to claim1In the invention according to the above, when it is determined by the lightness determination means that the brightness is not equal to or higher than the predetermined brightness, the in-focus position determination means is determined when the brightness level change determination means determines that there is no change in the brightness level. On the short distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position, while the brightness level change determining unit determines that the brightness level has changed. In such a case, since the predetermined focus position is determined as the focus position, proper focus control is performed even when the brightness is less than the predetermined brightness and the high luminance part is included. Can be done.
[0080]
  Claims3According to the invention according to claim 1, in the invention according to claim 1, the luminance change rate calculating means is a change rate of the luminance level of the predetermined area between the focus positions separated by an interval exceeding the predetermined depth of field. Therefore, it is possible to efficiently calculate the change rate of the luminance level with high accuracy, and to improve the accuracy of the focus control.
[0081]
  Claims4According to the invention, a part or all of the screen of the image sensor is divided into a plurality of blocks, a luminance change rate calculating step for calculating a luminance level of a predetermined area composed of the plurality of blocks, and the lens system is moved. A focus evaluation value generating step for sampling an image signal and calculating a focus evaluation value based on each sampled image signal, an exposure amount calculating step for calculating an exposure amount based on a luminance level, and moving the lens system The focus change position is determined based on the brightness change rate calculation step for calculating the change rate of the brightness level of the predetermined area between the arbitrary focus positions, the exposure amount, the focus evaluation value, and the change rate of the brightness level. Therefore, even when the screen includes a high-luminance part, it is possible to perform proper focusing control.In the focus evaluation value generation step, focus evaluation values are generated based on the high-frequency components extracted by a plurality of filters having different bands, and in the luminance change rate calculation step, the lens system is moved to move a plurality of focus positions. A brightness determination that calculates a change rate of a luminance level of each predetermined area between a plurality of focus positions, and the focus control step determines whether or not the predetermined area is equal to or higher than a predetermined brightness based on the exposure amount. If the change rate of the luminance level of the predetermined area calculated between the step and the plurality of focus positions is less than the predetermined ratio at all the calculation points, it is determined that there is no change in the luminance level, while at least one of the calculation points If a certain ratio is greater than or equal to a predetermined ratio, a luminance level change determination step for determining that there is a change in luminance level and each focus based on a plurality of filters with different bands The position where the maximum value of each value is more than the predetermined interval and the position where the maximum value of the focus evaluation value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is close on the near side. A maximum value characteristic determining step for determining whether or not the distance is within a predetermined range, and a focus position determining step for determining a focus position. In the in-focus position determination step, if it is determined that the brightness is greater than or equal to the predetermined brightness in the brightness determination step, and if it is determined that there is no change in the brightness level in the brightness level change determination step, the near distance side Then, the position of the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position, and it is determined that there is a change in the luminance level in the luminance level change determination step. In the characteristic determination step, the position where the maximum value of each focus evaluation value based on different filters in a plurality of bands is separated by a predetermined interval or more, and the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side. If it is determined that the position at which the focus evaluation value based on the filter is the maximum value is within a predetermined range on the short distance side, the focus evaluation value is based on the filter having the maximum focus evaluation value on the long distance side. Concerned The position of the value is determined as the in-focus position, and it is determined that there is a change in the luminance level in the luminance level change determination step, and further, each focus evaluation value based on the different filters in the plurality of bands in the maximum value characteristic determination step If the position where each of the maximum values is not more than a predetermined interval, or on the near distance side, the position where the maximum value of the focus evaluation value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is the short distance. If it is not determined that it is not within the predetermined range on the side, on the short-distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position. When the brightness is equal to or higher than the predetermined brightness, proper focusing control can be performed even when the screen includes a high-luminance portion.
[0084]
  Claims5The invention according to claim4In the invention according to the above, when it is determined in the brightness determination step that the brightness is not equal to or higher than the predetermined brightness, in the in-focus position determination step, when it is determined that there is no change in the brightness level in the brightness level change determination step. When, on the near distance side, the position of the maximum value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position, and the brightness level change determination step determines that there is a change in the brightness level. In this case, since the predetermined focus position is determined as the in-focus position, proper focus control is performed even when the brightness is less than the predetermined brightness and the high luminance part is included. It becomes possible.
[0085]
  Claims6According to the invention according to claim4In the invention according to the present invention, in the luminance change rate calculation step, the change rate of the luminance level of the predetermined area is calculated between the focus positions separated by an interval that is outside the predetermined depth of field. The change rate of the luminance level can be calculated with high accuracy, and the accuracy of focusing control can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital still video camera according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of division of a screen block of the CCD of FIG.
3 is a flowchart for explaining the operation of the state detection circuit and the exposure control circuit of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a scene including a high luminance part in a screen.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a change in luminance level obtained from a predetermined block in a focus area with and without a high luminance portion.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a calculation part of luminance and a luminance change rate in a predetermined block from infinity to the close side of a focus area.
FIG. 7 is a flowchart for explaining an in-focus position determination operation according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an example of a focus evaluation value based on two filters having different bands (part 1);
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining an example of a focus evaluation value based on two filters having different bands (part 2);
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an example of a focus evaluation value based on two filters having different bands (part 3);
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an example of a focus evaluation value based on two filters having different bands (part 4);
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an example of a focus evaluation value based on two filters having different bands (part 5);
[Explanation of symbols]
1 Digital still video camera
11 Lens
12 Aperture
13 CCD
14 CDS circuit
15 AGC circuit
16 A / D converter
17 Image signal processing circuit
18 Block generation circuit
19 State detection circuit
20 BPF
21 Focus evaluation value generation circuit
22 Exposure control circuit
23 Luminance change rate calculation circuit
24 Focus control circuit
25 Focus drive circuit

Claims (6)

自動合焦機能を備えたデジタルスチルビデオカメラにおいて、
被写体像を結像するためのレンズ系と、
被写体像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリアの輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段と、
前記レンズ系を移動して前記画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出する焦点評価値生成手段と、
前記輝度レベルに基づいて、露出量を算出する露出量算出手段と、
前記レンズ系を移動して任意のフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する輝度変化率算出手段と、
前記露出量、前記焦点評価値、および前記輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行う合焦制御手段と、を備え、
前記焦点評価値生成手段は、画像信号の高周波成分を抽出するための帯域の異なる複数のフィルタを備え、当該帯域の異なる複数のフィルタで抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、
前記輝度変化率算出手段は、前記レンズ系を移動して複数のフォーカス位置の複数の当該フォーカス位置間で、各々前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、
前記合焦制御手段は、
前記露出量に基づいて、前記所定エリアが所定の明るさ以上であるか否か判定する明度判定手段と、
複数のフォーカス位置間で各々算出した前記所定エリアの輝度レベルの変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判定する一方、前記算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する輝度レベル変化判定手段と、
前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲にあるか否かを判定する最大値特性判定手段と、
前記明度判定手段により所定の明るさ以上であると判定された場合、更に、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定手段により、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定された場合には、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定手段により、前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れていない場合、又は近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に無いと判定されない場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する合焦位置決定手段とを有する
ことを特徴とするデジタルスチルビデオカメラ。In a digital still video camera with automatic focusing function,
A lens system for forming a subject image;
An image sensor for converting a subject image into an image signal;
A luminance level calculating means for dividing a part or all of the screen of the image sensor into a plurality of blocks and calculating a luminance level of a predetermined area composed of the plurality of blocks;
A focus evaluation value generating means for sampling the image signal by moving the lens system, and calculating a focus evaluation value based on each sampled image signal;
Exposure amount calculating means for calculating an exposure amount based on the luminance level;
A luminance change rate calculating means for calculating a change rate of a luminance level of the predetermined area between arbitrary focus positions by moving the lens system;
A focus control unit that determines a focus position based on the exposure amount, the focus evaluation value, and a change rate of the brightness level, and performs focus control ; and
The focus evaluation value generating means includes a plurality of filters having different bands for extracting high frequency components of the image signal, and generates focus evaluation values based on the high frequency components extracted by the plurality of filters having different bands. ,
The luminance change rate calculation means calculates the change rate of the luminance level of the predetermined area between a plurality of focus positions of a plurality of focus positions by moving the lens system,
The focusing control means includes
Brightness determination means for determining whether the predetermined area is equal to or higher than a predetermined brightness based on the exposure amount;
When the change rate of the luminance level of the predetermined area calculated between a plurality of focus positions is less than a predetermined ratio at all the calculation points, it is determined that there is no change in the luminance level, while at least one of the calculation points is determined. A luminance level change determination means for determining that there is a change in the luminance level when the predetermined ratio or more,
Based on a filter in a band where the maximum value of each focus evaluation value based on different filters in the plurality of bands is at least a predetermined interval and on the short distance side, the focus evaluation value is the maximum value. Maximum value characteristic determining means for determining whether or not the position at which the focus evaluation value becomes the maximum value is within a predetermined range on the short distance side;
When it is determined by the brightness determination means that the brightness is equal to or higher than a predetermined brightness, and further, when the brightness level change determination means determines that there is no change in the brightness level, the focus evaluation value is calculated on the short distance side. The position of the maximum value based on the filter of the band that is the maximum value is determined as the in-focus position, and it is determined that there is a change in the luminance level by the luminance level change determination unit, and further, the maximum value characteristic determination unit The position of the maximum value of each focus evaluation value based on the different filters in the plurality of bands is separated by a predetermined interval or more, and the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side. If it is determined that the position at which the focus evaluation value is based on the maximum value is within the predetermined range on the short distance side, the maximum based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value on the long distance side. Value place Is determined as the in-focus position, and the luminance level change determining means determines that there is a change in luminance level, and the maximum value characteristic determining means determines each focus evaluation value based on the filters in the plurality of bands. If the position where each of the maximum values is not more than a predetermined interval, or on the near distance side, the position where the maximum value of the focus evaluation value based on the filter of the band where the focus evaluation value is the maximum value is the short distance. If it is not determined that it is not within the predetermined range on the side, the focus position determination means for determining the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side as the focus position And a digital still video camera. 前記明度判定手段により所定の明るさ以上で無いと判定された場合には、前記合焦位置決定手段は、
前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する一方、
前記輝度レベル変化判定手段により輝度レベルの変化が有りと判定された場合された場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタルスチルビデオカメラ。When it is determined by the brightness determination means that the brightness is not equal to or higher than a predetermined brightness, the in-focus position determination means is
If it is determined by the luminance level change determining means that there is no change in luminance level, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the in-focus position on the short distance side. While
2. The digital still video camera according to claim 1 , wherein when it is determined that there is a change in luminance level by the luminance level change determination unit, a predetermined focus position is determined as an in-focus position. . 前記輝度変化率算出手段は、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタルスチルビデオカメラ。2. The digital according to claim 1, wherein the luminance change rate calculating unit calculates a change rate of a luminance level of the predetermined area between focus positions separated by an interval that is outside a predetermined depth of field. Still video camera. 撮像素子の画面の一部または全部を複数のブロックに分割し、複数のブロックからなる所定エリアの輝度レベルを算出する輝度変化率算出ステップと、
レンズ系を移動して前記画像信号をサンプリングし、サンプリングした各画像信号に基づいて各々焦点評価値を算出する焦点評価値生成ステップと、
前記輝度レベルに基づいて、露出量を算出する露出量算出ステップと、
前記レンズ系を移動して任意のフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する輝度変化率算出ステップと、
前記露出量、前記焦点評価値、および前記輝度レベルの変化率に基づき合焦位置を決定し、合焦制御を行う合焦制御ステップとを含み、
前記焦点評価値生成ステップでは、帯域の異なる複数のフィルタで抽出された高周波成分に基づいて各々焦点評価値を生成し、
前記輝度変化率算出ステップでは、前記レンズ系を移動して複数のフォーカス位置の複数の当該フォーカス位置間で、各々前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出し、
前記合焦制御ステップは、
前記露出量に基づいて、前記所定エリアが所定の明るさ以上であるか否か判定する明度判定ステップと、
複数のフォーカス位置間で各々算出した前記所定エリアの輝度レベルの変化率が、全ての算出個所で所定割合未満の場合には、輝度レベルの変化がないと判定する一方、前記算出個所の少なくとも一個所で所定割合以上の場合には、輝度レベルの変化が有ると判定する輝度レベル変化判定ステップと、
前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲にあるか否かを判定する最大値特性判定ステップと、
前記明度判定ステップで、所定の明るさ以上であると判定された場合、前記輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定ステップで前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れており、かつ、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に有ると判定された場合には、所定の範囲に有ると判定された場合には、遠距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定し、また、前記輝度レベル変化判定ステップで輝度レベルの変化が有りと判定され、さらに、前記最大値特性判定ステップで前記複数の帯域の異なるフィルタに基づく各焦点評価値の各最大値となる位置が、所定の間隔以上離れていない場合、又は近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく焦点評価値の最大値になる位置が、近距離側の所定の範囲内に無いと判定されない場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する合焦位置決定ステップと、を含む
ことを特徴とするデジタルスチルビデオカメラの合焦制御方法。A luminance change rate calculating step of dividing a part or all of the screen of the image sensor into a plurality of blocks and calculating a luminance level of a predetermined area composed of the plurality of blocks;
A focus evaluation value generating step of sampling the image signal by moving a lens system, and calculating a focus evaluation value based on each sampled image signal;
An exposure amount calculating step for calculating an exposure amount based on the luminance level;
A luminance change rate calculating step of calculating the change rate of the luminance level of the predetermined area between any focus positions by moving the lens system;
A focus control step of determining a focus position based on the exposure amount, the focus evaluation value, and a change rate of the luminance level, and performing focus control ;
In the focus evaluation value generation step, each of the focus evaluation values is generated based on high frequency components extracted by a plurality of filters having different bands,
In the luminance change rate calculation step, the change rate of the luminance level of the predetermined area is calculated between the focus positions of the focus positions by moving the lens system,
The focusing control step includes
A brightness determination step of determining whether or not the predetermined area is equal to or higher than a predetermined brightness based on the exposure amount;
When the change rate of the luminance level of the predetermined area calculated between a plurality of focus positions is less than a predetermined ratio at all the calculation points, it is determined that there is no change in the luminance level, while at least one of the calculation points is determined. In a case where the ratio is a predetermined ratio or more, a luminance level change determination step for determining that there is a change in luminance level;
Based on a filter in a band where the maximum value of each focus evaluation value based on different filters in the plurality of bands is at least a predetermined interval and on the short distance side, the focus evaluation value is the maximum value. A maximum value characteristic determination step for determining whether or not the position at which the focus evaluation value becomes the maximum value is within a predetermined range on the short distance side;
If it is determined in the brightness determination step that the brightness is equal to or higher than a predetermined brightness, or if it is determined in the brightness level change determination step that there is no change in the brightness level, the focus evaluation value is the maximum on the short distance side. The position of the maximum value based on the filter of the band to be a value is determined as the in-focus position, and it is determined that there is a change in luminance level in the luminance level change determining step, and further, the maximum value characteristic determining step The focus based on the filter of the band where the maximum value of the focus evaluation values based on different filters in a plurality of bands is at a predetermined interval or more and the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side. When it is determined that the position where the evaluation value is the maximum value is within a predetermined range on the short distance side, when it is determined that the position is within the predetermined range, the focus evaluation value is Maximum bandwidth The position of the maximum value based on the filter is determined as an in-focus position, it is determined that there is a change in luminance level in the luminance level change determining step, and the plurality of bands are different in the maximum value characteristic determining step. The maximum value of the focus evaluation value based on the filter of the band in which the focus evaluation value is the maximum value on the short distance side, when the position that is the maximum value of each focus evaluation value based on the filter is not more than a predetermined interval. Is not within the predetermined range on the near distance side, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is set as the focus position on the near distance side. A focus control method for a digital still video camera, comprising: a focus position determination step for determining . 前記明度判定ステップで所定の明るさ以上で無いと判定された場合には、前記合焦位置決定ステップでは、
前記輝度レベル変化判定ステップにより輝度レベルの変化が無いと判定された場合には、近距離側で、焦点評価値が最大値となる帯域のフィルタに基づく当該最大値の位置を合焦位置と決定する一方、
前記輝度レベル変化判定ステップにより輝度レベルの変化が有りと判定された場合された場合には、所定のフォーカス位置を合焦位置と決定する
ことを特徴とする請求項４に記載のデジタルスチルビデオカメラの合焦制御方法。If it is determined in the brightness determination step that the brightness is not equal to or greater than a predetermined brightness, the in-focus position determination step includes:
When it is determined that there is no change in the luminance level in the luminance level change determination step, the position of the maximum value based on the filter in the band where the focus evaluation value is the maximum value is determined as the focus position on the short distance side. While
5. The digital still video camera according to claim 4 , wherein when it is determined that there is a change in luminance level in the luminance level change determination step, a predetermined focus position is determined as an in-focus position. Focus control method. 前記輝度変化率算出ステップでは、所定の被写界深度外となる間隔以上隔てたフォーカス位置間で、前記所定エリアの輝度レベルの変化率を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載のデジタルスチルビデオカメラの合焦制御方法。5. The digital rate according to claim 4 , wherein, in the luminance change rate calculation step, a change rate of a luminance level of the predetermined area is calculated between focus positions separated by an interval that is outside a predetermined depth of field. Focus control method for still video camera.
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