JP4255186B2

JP4255186B2 - 焦点合わせ装置

Info

Publication number: JP4255186B2
Application number: JP29833999A
Authority: JP
Inventors: 俊樹宮野; 恭一小俣; 学喜利
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP2001119623A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スチルカメラなどの撮像装置に用いられる焦点合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラにおける焦点合わせ装置では、俗に「山登りサーボ方式」といわれる焦点合わせ方式が採用されている。この山登りサーボ方式では、画像が合焦状態にあると、画像が所謂ピンぼけ状態にある場合に比べ、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子からの電気信号に含まれる高周波成分が多くなる性質が利用されている。すなわち、高周波成分量が最大となったレンズ位置で画像は合焦されたと判断される。
【０００３】
高周波成分量が最大となるレンズ位置を探るために、焦点レンズは無限遠または最至近から１方向に動かされ、焦点レンズの移動中、画像の一部に設定された焦点評価領域内について、高周波成分量の指標となる焦点評価値が連続的に算出される。焦点評価値が増加している限り焦点レンズの移動は継続される。焦点評価値の減少が検出されると、極大値の山を越えたと判断され、その極大値を確立するレンズ位置に焦点レンズが戻される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高周波成分量は被写体のもつ固有のコントラストに応じても異なり、コントラストの低い被写体は高周波成分が少なく、コントラストの高い被写体は高周波成分を多く含む。このため、被写体のコントラストが低い場合には、上述の山登り方式によっても極大値の山を明瞭に検出できず、正確な焦点合わせが難しいという問題点がある。また、装置に対し近い位置に低コントラストの被写体があり、遠い位置に高コントラストの被写体がある場合には、焦点が遠い位置にいってしまいやすくなる欠点がある。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被写体のもつ固有のコントラストに起因する高周波成分の影響を排除して、正確かつ確実に焦点合わせを実行できる焦点合わせ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、焦点レンズと、焦点レンズを通じた入射光を信号に変換する変換素子と、焦点レンズを移動させるレンズ駆動手段と、変換素子からの信号に基づいて焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定するレンズ位置特定手段とを備え、レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させる焦点合わせ装置において、前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行い、かつ、前記焦点評価値算出手段は、前記注目領域における複数の単位領域の出力に基づいて当該単位領域内での最大単位領域出力をそれぞれ検出すると共に、前記注目領域内における当該最大単位領域出力の総和を前記注目領域内の前記複数の単位領域の出力の総和で除した値を前記注目領域についての部分焦点評価値とすることを特徴とする焦点合わせ装置である。
【０００７】
本発明では、変換素子からの信号に基づいて焦点評価値算出手段が焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出すると、レンズ位置特定手段が、焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。そして、レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させることにより、焦点合わせが行われる。ここで本発明では、前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行うこととしたので、複数の注目領域のうちから、焦点評価に特に適した注目領域に係る部分焦点評価値を重視し、これにより、被写体のコントラストが低い場合やコントラストの異なる複数種類の被写体が混在する場合でも、正確かつ確実に焦点合わせを実行することが可能となる。そして、焦点評価値算出手段は、注目領域における複数の単位領域の出力に基づいて当該単位領域内での最大単位領域出力をそれぞれ検出すると共に、前記注目領域内における当該最大単位領域出力の総和を前記注目領域内の前記複数の単位領域の出力の総和で除した値を前記注目領域についての部分焦点評価値とするので、被写体の照度にかかわらず注目領域における被写体のコントラストを鋭敏に検出でき、被写体のコントラストが低い場合にも精度よく焦点合わせを実行することができる上、焦点レンズの移動の前後にわたって明るさが変わってしまう場合（例えば徐々に雲がかかる場合や、蛍光灯のフリッカーによる場合）にも、その影響を排除することができる。
【００１０】
また、本発明は、焦点レンズと、焦点レンズを通じた入射光を信号に変換する変換素子と、焦点レンズを移動させるレンズ駆動手段と、変換素子からの信号に基づいて焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定するレンズ位置特定手段とを備え、レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させる焦点合わせ装置において、前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行い、かつ、前記焦点評価値算出手段は、前記複数の注目領域毎にかつ焦点レンズ位置毎に算出された部分焦点評価値のうちの最大値となる部分焦点評価値を所定値に補正すると共に、当該補正比によって最大値以外の部分焦点評価値を補正することを特徴とする焦点合わせ装置である。
【００１１】
本発明では、複数の注目領域毎にかつ焦点レンズ位置毎に算出された部分焦点評価値のうちの最大値となる部分焦点評価値を所定値に補正すると共に、当該補正比によって最大値以外の部分焦点評価値を補正するので、注目領域毎に照度が異なる場合であっても、最至近と無限遠との間の焦点レンズの移動に伴い連続的に算出される部分焦点評価値が、前記所定値に補正された最大値に対する比率として平準化される。したがって第３の本発明では、注目領域毎の照度の相違にかかわらず、焦点レンズの移動に伴う各注目領域毎の部分焦点評価値の変化を単純に比較することができ、部分焦点評価値の変化の大きい注目領域、すなわち焦点合わせのために重視すべき注目領域を容易に特定できる。
【００１６】
また、本発明は、焦点レンズと、焦点レンズを通じた入射光を信号に変換する変換素子と、焦点レンズを移動させるレンズ駆動手段と、変換素子からの信号に基づいて焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定するレンズ位置特定手段とを備え、レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させる焦点合わせ装置において、前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行い、かつ、前記入射光の成分を周波数に応じて濾波する帯域通過フィルタをさらに備え、当該帯域通過フィルタにより濾波された入射光の成分が低周波である場合の出力に基づく部分焦点評価値の最大値が小さいときには、前記帯域通過フィルタにより濾波された入射光の成分が高周波である場合の部分焦点評価値に対する評価重みを小さくすることを特徴とする焦点合わせ装置である。
【００１７】
本発明では、帯域通過フィルタにより濾波された入射光の成分が低周波である場合の出力に基づく部分焦点評価値の最大値が小さいときには、前記帯域通過フィルタにより濾波された入射光の成分が高周波である場合の部分焦点評価値に対する評価重みを小さくする。ここで、低周波を通過域として濾波された場合にピークが明瞭に現れない場合には、高周波を通過域として濾波された場合にもその部分焦点評価値のピークが焦点レンズの合焦位置に正しく対応するか否かの信頼性が低いことが経験的に知られている。したがって本発明では、このような注目領域を小さく重みづけすることにより、焦点合わせのために重視すべき注目領域を正確に特定できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る自動焦点合わせ装置が適用された電子スチルカメラの全体構成を示す。電子スチルカメラＳＣは、適切なレンズ位置で被写体ＯＢを捉える焦点レンズ１０と、焦点レンズ１０を通じて結像される画像をその照度に応じた電気信号に変換する光電変換素子としてのＣＣＤ１１とを備える。ＣＣＤ１１には図示しない色フィルタが貼着されている。ＣＣＤ１１で捉えられた画像は、信号処理部１９のＡ／Ｄ変換器２２等でデジタル化され、メモリカードなどの記録媒体１３に記録される。
【００２０】
ＣＣＤドライバ１６は、光電変換素子用ドライバであり、ＣＣＤ１１に駆動信号を供給する。レンズ駆動機構１７は、図示しないモータおよび歯車機構などにより構成され、焦点レンズ１０を光軸に沿って前後（遠近）に移動させる。コントローラ１８は、マイクロコンピュータを主部品として構成され、図示しないＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えており、ＣＣＤドライバ１６およびレンズ駆動機構１７をはじめとした装置全体を制御するものである。
【００２１】
コントローラ１８の制御下で、ＣＣＤドライバ１６からの駆動信号に従って、画像の各画素ごとの照度に応じた大きさの電流がシリアルな信号系列としてＣＣＤ１１から出力される。ＣＣＤ１１から出力された信号系列は、信号処理部１９を通じて焦点評価器２０に供給される。焦点評価器２０では、信号系列に含まれる高周波成分の量を反映する焦点評価値が算出される。コントローラ１８は、ＣＣＤドライバ１６およびレンズ駆動機構１７の制御を通じて、焦点評価値が最大値を示すレンズ位置に焦点レンズ１０を移動させる。
【００２２】
信号処理部１９は、ＣＣＤ１１からの電気信号を増幅する増幅器２１と、増幅された電気信号を線形にデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、Ａ／Ｄ変換器２２からのデジタル信号を濾波して所望の周波数帯域の電気信号を通過させるデジタルフィルタ２３とを備える。Ａ／Ｄ変換器２２では、ＣＣＤ１１への入力光に対して線形なデジタル信号が出力される。デジタルフィルタ２３を通過した画素ごとのデジタル値は、焦点評価器２０で、設定された焦点評価領域としてのフォーカスエリアＦＡ（図３参照）の全体について、後述の手順により総和され、総和された結果が焦点評価値として出力される。
【００２３】
コントローラ１８は、デジタルフィルタ２３のフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定部２４と、画像の一部にフォーカスエリアＦＡを区画するフォーカスエリア設定部２５と、レンズ駆動機構１７の動作に連動して、焦点レンズ１０を移動させるレンズ位置間距離としての移動ステップ幅を変更するステップ幅設定部２６とを備える。これらのフィルタ係数設定部２４やフォーカスエリア設定部２５、ステップ幅設定部２６の作動は、焦点評価器２０から送られてくる焦点評価値に基づいて制御実行部２７によって制御される。
【００２４】
フィルタ係数設定部２４は、デジタルフィルタ２３のフィルタ係数を任意に設定することによってデジタルフィルタ２３の特性すなわち通過周波数帯域を変更させる。例えば互いにカスケード接続された２つの２次ＩＩＲ（無限インパルス応答）システムによってデジタルフィルタ２３が構成されている場合、その構成中の各乗算器の係数を適宜に設定することで、デジタルフィルタ２３は、図２（ａ）に示される周波数特性を示す広域通過フィルタとして作動したり、図２（ｂ）に示される周波数特性を示す高域通過フィルタとして作動したり、図２（ｃ）に示される周波数特性を示す低域通過フィルタとして作動したりする。フィルタ係数設定部２４には、所望の周波数特性を得るために必要とされるフィルタ係数が予め設定されるテーブルを設けてもよい。
【００２５】
フォーカスエリア設定部２５は、信号系列の中からフォーカスエリアＦＡに相当する画素信号のみを焦点評価器２０で抜き出させる。その際、図３に示すように、撮影画面３０の中央に設定されるフォーカスエリアＦＡは更に、注目領域として、３行×３列の９個のパクセルＰに分割される。この分割には、例えば画素クロックカウンタが用いられる。後述のとおり、各パクセルＰは、それぞれＷＬ１、ＷＬ２、ＷＨ１、ＷＨ２およびＷＨ３の重み係数をもつ。なお、本実施形態では、理解を容易にするため撮影画面の中央に１つのフォーカスエリアＦＡを設定する構成について説明するが、このような構成に代えて複数のフォーカスエリアＦＡを設定する構成としてもよい。
【００２６】
ステップ幅設定部２６は、図示しない被写界深度検出部で検出された被写界深度に基づいて焦点レンズ１０の移動ステップ幅を設定する。被写界深度検出部は、焦点レンズ１０の焦点距離や絞りに基づいて被写界深度を検出する。
【００２７】
以上のとおり構成された本実施形態の焦点合わせ装置の作動について、以下に図４に示すフロー図を参照して説明する。なお、ここでは、被写界深度検出部で検出された被写界深度に基づいてステップ幅設定部２６が焦点レンズ１０の移動ステップ幅を設定した後の処理について説明する。
【００２８】
まず、焦点レンズ１０が無限遠位置に配置された状態で、コントローラ１８からＣＣＤドライバ１６を通じてＣＣＤ１１に対する駆動出力が行われ、これにより撮影が実行される（Ｓ１）。ＣＣＤ１１からの信号は増幅器２１で増幅されたのちＡ／Ｄ変換器２２でデジタル信号に変換される。ここで、ＣＣＤ１１の色フィルタが原色ベイヤー配列であれば、出力信号は
ＧＲＧＲ
ＢＧＢＧ
ＧＲＧＲ
ＢＧＢＧ
（Ｒ：Red、Ｇ：Green、Ｂ：Blue）のような配列の信号となり、また補色フィルタであれば、
ＹＣＹＣ
ＭＧＭＧ
ＹＣＹＣ
ＭＧＭＧ
あるいは、
ＹＣＹＣ
ＭＧＭＧ
ＹＣＹＣ
ＧＭＧＭ
（Ｃ：Cyan、Ｍ：Magenta、Ｙ：Yellow、Ｇ：Green）のような配列の信号となる。そこで原色ベイヤー配列の場合には例えばＧ画素情報のみから、また補色フィルタであれば左右２画素の加算により輝度情報が得られる。
【００２９】
次に、得られた輝度情報を用いて、そのレンズ位置についての各パクセルＰの部分焦点評価値を算出する（Ｓ２）。この部分焦点評価値の算出処理については図５のフロー図に従って説明する。
【００３０】
図５において、まず、出力データのパクセルＰ毎の加算値Ｄ１を算出する（Ｓ１１）。この加算値Ｄ１は、被写体の輝度が高いほど大きい値となる。
【００３１】
次に、出力データを低域通過フィルタに通して絶対値をとり、パクセルＰ内ライン毎に最大値を求め、この最大値をパクセルＰ毎に加算して、加算値ＤＬ１を求める（Ｓ１２）。この加算値ＤＬ１は、ライン毎の輝度を低域通過フィルタに通したときの最大値が大きいほど、つまりそのパクセルＰに高周波成分が多く含まれる（大きくコントラストが変化するエッジが多い）ほど、大きい値となる。
【００３２】
次に、ステップＳ１２で得られた加算値ＤＬ１を、ステップＳ１１で得られた加算値Ｄ１で除算して、各パクセルＰの部分焦点評価値ＤＬ２を算出する（Ｓ１３）。
【００３３】
次に、高周波数域についても同様の演算を行う。すなわち、まず出力データを高域通過フィルタに通して絶対値をとり、パクセルＰ内ライン毎に最大値を求め、この最大値をパクセルＰ毎に加算して、加算値ＤＨ１を求める（Ｓ１４）。そして、得られた加算値ＤＨ１を、上記ステップＳ１１で得られた加算値Ｄ１で除算して、各パクセルＰの部分焦点評価値ＤＨ２を算出して（Ｓ１５）、本ルーチンを終了する。
【００３４】
再び図４において、以上の部分焦点評価値の算出が１０回終了したか否かが判定され（Ｓ３）、否定判定の場合には、ステップ幅設定部２６によって設定された移動ステップ幅だけ焦点レンズ１０が移動され（Ｓ４）、ステップＳ１ないしステップＳ３の行程が繰り返される。これにより、焦点レンズ１０は無限遠から最至近までステップ的に移動され、この移動の各段階において、各パクセルＰについて、加算値Ｄ１、加算値ＤＬ１、部分焦点評価値ＤＬ２、加算値ＤＨ１、および部分焦点評価値ＤＨ２が算出される。なお、このように焦点レンズ１０の停止中に撮影を行う構成に代えて、移動しながら１０回の撮影を行う構成としてもよい。また撮影の回数を１０回としたのは一例であってこの回数は何回としてもよく、更に、被写界深度に応じて撮影回数を決定する構成としてもよい。
【００３５】
このようにして撮影と算出とが１０回行われると、次にステップＳ５の処理に移行する。ここでは理解の容易のため、図３に示される９個のパクセルＰのうち、特に左上のパクセルＰに注目して説明する。まずステップＳ５では、このパクセルＰについて算出された１０個の部分焦点評価値ＤＬ２と１０個の部分焦点評価値ＤＨ２とを、それぞれ各１０個のデータの最大値で除算し、最大値が１となるようにノーマライズ（平準化）する（Ｓ５）。このノーマライズされた部分焦点評価値を、それぞれＦＶＬ，ＦＶＨとする。
【００３６】
次に、これらＦＶＬ，ＦＶＨなどに演算を加えて、後述の重み付き和の算出に用いるための重みＷＬ１，ＷＬ２，ＷＨ１，ＷＨ２およびＷＨ３の算出を行う（Ｓ６）。これについて以下に説明する。
【００３７】
［重みＷＬ１、ＷＨ１の算出］ノーマライズされた値であるＦＶＬについて、１０個のうちの最小値を指標として採用し、これに基づいてＷＬ１を決定する。具体的には、最小値が大きいほどＷＬ１を小さくする（図６参照）。最大値を１としてノーマライズされた値であるＦＶＬについては、最小値が大きいことは、最大値と最小値の差が小さい、すなわち、焦点レンズ１０の移動に伴う部分焦点評価値ＦＶＬの変化が小さいことを意味する。したがって、このようなパクセルＰを小さく重みづけすることにより、焦点合わせのために重視すべきパクセルＰを正確に特定することができるものである。他方、同様にＦＶＨについても、１０個のうちの最小値を指標として採用し、これに基づいてＷＨ１を決定する。
【００３８】
［重みＷＬ２、ＷＨ２の算出］ＷＬ２は、焦点レンズ位置毎に算出される部分焦点評価値ＦＶＬが焦点レンズ１０の移動に伴って形成するピーク数が多いときに小さくなる値である。部分焦点評価値ＦＶＬが焦点レンズ１０の移動に伴って形成するピーク数が多いことは、微少な極大値を示す焦点レンズ位置を最大値を示す焦点レンズ位置であると誤認する蓋然性が高いことを意味する。したがって、このようなパクセルＰを小さく重みづけすることにより、焦点合わせのために重視すべきパクセルＰを正確に特定できるものである。
【００３９】
なお、ここでのピーク数の検出にはいくつかの方法が考えられるが、例えば図７に示すとおり、１０個のＦＶＨの値を順にみたとき、値が１を取ったあと、一度Threshold 1を割って減少し、その後もう一度Threshold 2を超えたとき、ピーク数は２とカウントする。さらにまたThreshold 1を割って減少した後、もう一度Threshold 2を超えたとき、ピーク数は３とカウントする。
【００４０】
そして、ピーク数のカウント値が多いときにＷＬ２が小さくなるように（図８参照）、ＷＬ２を算出する。他方、ＦＶＨについても同様の方法によりＷＨ２を算出する。
【００４１】
［重みＷＨ３の算出］さきにステップＳ１２において算出された加算値ＤＬ１に基づき、ＷＨ３を算出する。ここでは加算値ＤＬ１が所定の閾値であるThreshold 3を下回った場合に、ＷＨ３を小さくする。これは、低域通過フィルタで濾波された信号において、パクセル内ライン毎の最大値のパクセル毎の加算値ＤＬ１が低い場合には、焦点レンズ１０の移動に伴う加算値ＤＬ１のピークが明瞭に現れず、かかる場合には高周波を通過域として濾波された場合にもその部分焦点評価値のピークが焦点レンズ１０の合焦位置に正しく対応するか否かの信頼性が低いことが経験的に知られているからである。したがって、このようなパクセルＰを小さく重みづけすることにより、焦点合わせのために重視すべきパクセルＰを正確に特定できるものである。
【００４２】
このようにして算出された重みＷＬ１，ＷＬ２，ＷＨ１，ＷＨ２およびＷＨ３を用いて、各レンズ位置についての重み付き和ＦＶの算出を、次式の演算により実行する（Ｓ７）。
【００４３】
FV = FVL * WL1 * WL2 + FVH * WH1 * WH2 * WH3 （１）
これにより、注目していた左上のパクセルＰについての重み付き和ＦＶが算出され、この演算を各レンズ位置ごとに実行することにより、左上のパクセルＰについて１０個の重み付き和ＦＶが算出される。
【００４４】
さらに、同様の演算を各パクセルＰについて実行し、９個のパクセルＰについて、それぞれ１０個のレンズ位置毎の重み付き和ＦＶを求める。最後に、１０個のレンズ位置のそれぞれについて、パクセル９個分のＦＶの総和ＦＶtotalを、次式の演算により実行する。
【００４５】
FVtotal = ΣFV （２）
そして、各レンズ位置について求められた１０個のＦＶtotalを焦点評価値として、このＦＶtotalが最大となる焦点レンズ位置を、合焦レンズ位置として特定する（Ｓ８）。
【００４６】
最後に、特定された合焦レンズ位置にレンズ１０が移動するように、レンズ駆動機構１７に対してレンズ駆動出力を行い（Ｓ９）、本ルーチンを終了する。
【００４７】
以上のとおり、本実施形態では、焦点評価領域であるフォーカスエリアＦＡを複数のパクセルＰに分割し、各パクセルＰごとに算出される部分焦点評価値ＤＬ２，ＤＨ２の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、出力信号に基づいて、複数のパクセルＰに係る部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）のそれぞれに対し重みＷＬ１，ＷＬ２，ＷＨ１，ＷＨ２およびＷＨ３にて重みづけを行うこととしたので、複数のパクセルＰのうちから、焦点評価に特に適したパクセルＰに係る部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）を重視し、これにより、被写体ＯＢのコントラストが低い場合やコントラストの異なる複数種類の被写体ＯＢが混在する場合でも、正確かつ確実に焦点合わせを実行することが可能となる。
【００４８】
また本実施形態では、パクセルＰにおける複数の単位領域（パクセルＰ内の各ライン）の出力に基づいて当該単位領域（各ライン）を含む注目領域（パクセルＰ）内での最大値を検出すると共に、最大値のパクセルＰ毎の総和であるＤＬ１（ＤＨ１）を、当該パクセルＰについての出力データの総和Ｄ１で除した値を当該パクセルＰについての部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）とするので、被写体ＯＢの照度にかかわらず被写体ＯＢのコントラストを鋭敏に検出でき、被写体ＯＢのコントラストが低い場合にも精度よく焦点合わせを実行することができる上、焦点レンズ１０の移動の前後に渡って明るさが変わってしまう場合（例えば徐々に雲がかかる場合や、蛍光燈のフリッカーによる場合）にも、その影響を排除することができる。尚、このような構成に代えて、例えばパクセルＰ毎に高域通過フィルタを通じた出力の絶対値の総和をとるとか、その値を明るさで除する構成によっても、適切な部分焦点評価値を得ることができ、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。
【００４９】
また、本実施形態では、複数のパクセルＰ毎にかつ焦点レンズ位置毎に算出された部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）のうちの最大値となる部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）を基準に、最大値以外の部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）をノーマライズするので（Ｓ５）、パクセルＰ毎に照度が異なる場合であっても、焦点レンズ１０の移動に伴い連続的に算出される部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）が、最大値に対する比率として平準化される。したがって本実施形態では、パクセルＰ毎の照度の相違にかかわらず、焦点レンズ１０の移動に伴う各パクセルＰ毎の部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）の変化を単純に比較することができ、部分焦点評価値ＤＬ２（ＤＨ２）の変化の大きいパクセルＰ、すなわち焦点合わせのために重視すべきパクセルＰを容易に特定することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、フォーカスエリアＦＡ内の全てのパクセルＰについて重み付けを行う構成としたが、このような構成に代えて一部のパクセルＰのみについて重み付けを行う構成としてもよく、複数のパクセルのうち少なくとも一つのパクセルＰについて重み付けを行う構成であれば、本発明に固有の効果を相当程度に得ることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、図３に示すとおりフォーカスエリアＦＡを撮影画面３０の中央に設定する構成としたが、フォーカスエリアＦＡは撮影画面３０のどの位置に設定してもよいし、撮影者がフォーカスエリアＦＡの撮影画面３０内の位置を任意に設定できる構成としたり、フォーカスエリアＦＡが特定の被写体ＯＢを追尾して自動的に移動する構成としてもよい。また、本実施形態ではフォーカスエリアＦＡ内を９個のパクセルＰに分割する構成としたが、パクセルＰの数は何個にしてもよく、注目領域としてのパクセルＰを複数設ける構成であれば本発明の範疇に属するものである。
【００５２】
また、本実施形態では電子スチルカメラＳＣについて本発明を適用した例について説明したが、本発明はビデオカメラや各種の光学機器についても広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の焦点合わせ装置が適用された電子スチルカメラの全体構成図である。
【図２】デジタルフィルタの３つの異なる特性を示すグラフである。
【図３】撮影画面におけるフォーカスエリアおよびパクセルの配置を示す略図である。
【図４】焦点合わせ処理を示すフロー図である。
【図５】部分焦点評価値の算出処理を示すフロー図である。
【図６】重みＷＬ１の算出行程を示すグラフである。
【図７】重みＷＬ２を算出するための、部分焦点評価値ＦＶＬのピーク数の検出行程を示すグラフである。
【図８】重みＷＬ２の算出行程を示すグラフである。
【符号の説明】
１０焦点レンズ、１１ＣＣＤ、１６ＣＣＤドライバ、１７レンズ駆動機構、１８コントローラ、２３デジタルフィルタ、３０撮影画面、ＦＡフォーカスエリア、Ｐパクセル。

Claims

焦点レンズと、
焦点レンズを通じた入射光を信号に変換する変換素子と、
焦点レンズを移動させるレンズ駆動手段と、
変換素子からの信号に基づいて焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、
焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定するレンズ位置特定手段とを備え、
レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させる焦点合わせ装置において、
前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行い、かつ、前記焦点評価値算出手段は、前記注目領域における複数の単位領域の出力に基づいて当該単位領域内での最大単位領域出力をそれぞれ検出すると共に、前記注目領域内における当該最大単位領域出力の総和を前記注目領域内の前記複数の単位領域の出力の総和で除した値を前記注目領域についての部分焦点評価値とすることを特徴とする焦点合わせ装置。
焦点レンズと、
焦点レンズを通じた入射光を信号に変換する変換素子と、
焦点レンズを移動させるレンズ駆動手段と、
変換素子からの信号に基づいて焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、
焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定するレンズ位置特定手段とを備え、
レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させる焦点合わせ装置において、
前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行い、かつ、前記焦点評価値算出手段は、前記複数の注目領域毎にかつ焦点レンズ位置毎に算出された部分焦点評価値のうちの最大値となる部分焦点評価値を所定値に補正すると共に、当該補正比によって最大値以外の部分焦点評価値を補正することを特徴とする焦点合わせ装置。
請求項２に記載の焦点合わせ装置において、
前記補正された各部分焦点評価値のうちの最小値が大きいときに、当該注目領域の評価重みを小さくすることを特徴とする焦点合わせ装置。
請求項１，２または３に記載の焦点合わせ装置において、
前記複数の注目領域毎にかつ焦点レンズ位置毎に算出される部分焦点評価値が前記焦点レンズの移動に伴って形成するピーク数が多いときに、当該注目領域の評価重みを小さくすることを特徴とする焦点合わせ装置。
焦点レンズと、
焦点レンズを通じた入射光を信号に変換する変換素子と、
焦点レンズを移動させるレンズ駆動手段と、変換素子からの信号に基づいて焦点レンズ位置毎の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、
焦点評価値が最大となる焦点レンズ位置を合焦レンズ位置として特定するレンズ位置特定手段とを備え、
レンズ駆動手段が、レンズ位置特定手段の特定した合焦レンズ位置に焦点レンズを移動させる焦点合わせ装置において、
前記焦点評価値算出手段は、複数の注目領域を備え、各注目領域ごとに算出される部分焦点評価値の加算により焦点評価値を算出すると共に、当該加算に関し、前記信号に基づいて、複数の注目領域に係る部分焦点評価値のうち少なくとも一つの注目領域に係る部分焦点評価値に対し重みづけを行い、かつ、
前記入射光の成分を周波数に応じて濾波する帯域通過フィルタをさらに備え、当該帯域通過フィルタにより濾波された入射光の成分が低周波である場合の出力に基づく部分焦点評価値の最大値が小さいときには、前記帯域通過フィルタにより濾波された入射光の成分が高周波である場合の部分焦点評価値に対する評価重みを小さくすることを特徴とする焦点合わせ装置。