JP5345657B2 - カメラの自動焦点調節方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明はカメラの自動焦点調節方法及び装置に係り、特に被写体のコントラストが最大になるようにフォーカスレンズのレンズ位置を自動的に調節（以下、「コントラストＡＦ」という）するカメラの自動焦点調節方法及び装置に関する。

デジタルカメラなどで主流となっているコントラストＡＦは、撮影光学系のうち焦点調節に作用するフォーカスレンズを焦点調節範囲にわたって移動させながら撮像を行うとともに、その出力画像信号から高周波成分を抽出して合焦のための評価値を逐次算出し、この評価値が最大になるところ（コントラストが最大になるところ）にフォーカスレンズを移動させて合焦させるようにしている。

しかしながら、コントラストＡＦは、例えば、被写体が暗いためにコントラストが少ない場合には、フォーカスレンズを焦点調節範囲にわたって移動させながら得られる合焦用の評価値は全体的に小さくなるという問題がある。

そこで、従来、画像信号から高周波成分を抽出するためのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であって、それぞれカットオフ周波数が異なる複数のＨＰＦを設け、絞り機構の絞り量が小さい場合（即ち、被写体が暗い場合）には、カットオフ周波数の低いＨＰＦを選択し、これにより評価値を大きくするようにしたオートフォーカスビデオカメラが提案されている（特許文献１）。

特開平７−１６２７３１号公報

コントラストＡＦでは、被写体が暗すぎたり、明るすぎるためにコントラストが少ない場合には、フォーカスレンズを焦点調節範囲にわたって移動させたときに得られる評価値は、はっきりした山の形にならず、評価値が最大になるフォーカスレンズのレンズ位置を正確に求めることができないという問題がある。

また、特許文献１に記載のように被写体が暗いときに、カットオフ周波数の低いＨＰＦを選択し、これにより評価値を大きくする場合には、評価値が全体に大きくなるが、フォーカスレンズの移動位置の変化に対して評価値の変化が少なく、この場合も評価値が最大になるフォーカスレンズのレンズ位置を正確に求めることができないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被写体が暗すぎたり、明るすぎる場合にコントラストＡＦの信頼性を向上させることができ、ピンぼけ画像の発生率を低減することができるカメラの自動焦点調節方法及び装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明の一の態様に係る自動焦点調節方法は、
(a) 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに被写体を撮像する撮像手段から画像信号を取得する工程であって、予め設定されたフォーカス用の露出条件で撮像された画像信号を取得する工程と、
(b) 前記撮影レンズの各移動位置ごとに取得した画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出する工程と、
(c) 前記算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する工程と、
(d) 前記自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記露出条件の設定をプラス方向又はマイナス方向に露光補正した後、前記工程(a) 及び(b) を繰り返し実行させる工程と、
(e) 前記自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した評価値とに基づいて当該評価値がピークとなる移動位置を求める工程と、
(f) 前記求めた移動位置に撮影レンズを移動させる工程と、
を含むことを特徴としている。

即ち、前記工程(a) 及び(b) でのＡＦサーチ時に算出された評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が低いと判別された場合には、自動焦点調整は行わずに、撮像手段における露出条件の設定を変更した後、再度、ＡＦサーチを行い、自動焦点調節の信頼性が高くなるまで露出条件の設定変更を繰り返す。そして、自動焦点調節の信頼性が高いと判別されたときの評価値に基づいて自動焦点調節を行うようにしている。

ここで、自動焦点調節の信頼性が高いか低いかの判別は、例えば、撮影レンズの各移動位置ごとに算出された評価値のうちの最大値と最小値との差が、所定の閾値以上あるか否かによって行うことが考えられる。最大値と最小値との差が所定の閾値以上ある場合には、各評価値によって描かれる山がはっきりし、そのピーク位置を正確に求めることができるからである。

本発明の他の態様に係るカメラの自動焦点調節方法は、
(a) 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに被写体を撮像する撮像手段から画像信号を取得する工程であって、予め設定された画素混合方式で画素混合された画像信号を取得する工程と、
(b) 前記撮影レンズの各移動位置ごとに取得した画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出する工程と、
(c) 前記算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する工程と、
(d) 前記自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記画素混合方式の設定を変更させた後、前記工程(a) 及び(b) を繰り返し実行させる工程と、
(e) 前記自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した評価値とに基づいて当該評価値がピークとなる移動位置を求める工程と、
(f) 前記求めた移動位置に撮影レンズを移動させる工程と、
を含むことを特徴としている。

自動焦点調節の信頼性が低いと判別された場合に、一の態様に係る発明が露出条件の設定を変更しているのに対し、他の態様に係る発明は、画素混合方式の設定を変更する点で、請求項１に係る発明と相違する。尚、画素混合方式としては、２画素混合、４画素混合などがあり、評価値が低い程、混合する画素数の多い画素混合方式を設定する。また、１画素の画像信号を取得する設定（実際には画素を混合しない場合）も、ここでは画素混合方式の設定の一態様とする。

本発明の更に他の態様に係るカメラの自動焦点調節方法は、
(a) 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに被写体を撮像する撮像手段から画像信号を取得する工程であって、予め設定されたフォーカス用の露出条件で撮像され、且つ予め設定された画素混合方式で画素混合された画像信号を取得する工程と、
(b) 前記撮影レンズの各移動位置ごとに取得した画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出する工程と、
(c) 前記算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する工程と、
(d) 前記自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記露出条件の設定をプラス方向又はマイナス方向に露光補正し又は画素混合方式の設定を変更させた後、前記工程(a) 及び(b) を繰り返し実行させる工程と、
(e) 前記自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した評価値とに基づいて当該評価値がピークとなる移動位置を求める工程と、
(f) 前記求めた移動位置に撮影レンズを移動させる工程と、
を含むことを特徴としている。

即ち、上記態様に係る発明は、自動焦点調節の信頼性が低いと判別された場合には、露出条件の設定、又は画素混合方式の設定を変更させた後、再度ＡＦサーチを行い、自動焦点調節の信頼性が高いと判別されたときの評価値に基づいて自動焦点調節を行うようにしている。

本発明の更に他の態様に係るカメラの自動焦点調節方法において、前記工程(d) は、最初に前記露出条件の設定を変更し、該露出条件の設定の変更が上限又は下限に達すると、その後、前記画素混合方式の設定を変更することを特徴としている。

本発明の更に他の態様に係るカメラの自動焦点調節方法において、前記工程(d) は、最初に前記画素混合方式の設定を変更し、該画素混合方式の設定の変更が上限又は下限に達すると、その後、前記露出条件の設定を変更することを特徴としている。

上記前者の態様に係る発明では、自動焦点調節の信頼性が低いと判別された場合には、最初に露出条件の設定を変更し、露出条件の設定の変更のみでは自動焦点調節の信頼性が高くならない場合には、続いて画素混合方式の設定を変更させてＡＦサーチを行うようにしている。逆に、後者の態様に係る発明では、自動焦点調節の信頼性が低いと判別された場合には、最初に画素混合方式の設定を変更し、画素混合方式の設定の変更のみでは自動焦点調節の信頼性が高くならない場合には、続いて露出条件の設定を変更させてＡＦサーチを行うようにしている。

本発明の更に他の態様に係る発明は、撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに撮像手段から出力される画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出し、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した前記評価値とに基づいて評価値がピークとなる移動位置を求め、この求めた移動位置に撮影レンズを移動させるカメラの自動焦点調節装置において、前記撮影レンズの各移動位置ごとに算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する判別手段と、前記判別手段によって自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記撮像手段から画像信号を取得する際のフォーカス用の露出条件の設定を、予め設定されたフォーカス用の露出条件からプラス方向又はマイナス方向に露光補正し、及び／又は画素混合方式の設定を、予め設定された画素混合方式から変更させ、前記判別手段によって自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、現在の露出条件及び画素混合方式を維持する手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、ＡＦサーチによりコントラストＡＦの信頼性が低いと判別された場合には、撮像手段における露出条件の設定を変更したり、又は画素混合方式の設定を変更した後、再度、ＡＦサーチを行うようにしたため、被写体が暗すぎたり、明るすぎる場合であっても良好な評価値を得ることができる。これにより、コントラストＡＦの信頼性を向上させることができ、ピンぼけ画像の発生率を低減することができる。

図１は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法が適用されたデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図である。 図２は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。 図３はＡＦサーチを説明するために用いた図である。 図４はＡＦサーチ時に取り込んだＡＦ評価値を示すグラフである。 図５は図２中のＡＦサーチの他の例を示すフローチャートである。 図６は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。 図７は図６中のＡＦサーチを示すフローチャートである。 図８は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第３の実施の形態を示すフローチャートである。 図９は画素混合方式を説明するために用いた図である。 図１０は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第４の実施の形態を示すフローチャートである。 図１１は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第５の実施の形態を示すフローチャートである。 図１２は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第６の実施の形態を示すフローチャートである。 図１３は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第７の実施の形態を示すフローチャートである。 図１４は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第８の実施の形態を示すフローチャートである。

以下添付図面に従って本発明に係るカメラの自動焦点調節方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法が適用されたデジタルカメラの実施の形態を示すブロック図である。

このデジタルカメラ１０は、撮像した画像をメモリカード５４に記録するもので、カメラ全体の動作は、中央処理装置（ＣＰＵ）４０によって統括制御される。

デジタルカメラ１０には、シャッタボタンや、撮影モード、再生モード等を設定するモードダイヤルを含む操作部３８が設けられており、この操作部３８での操作に応じた信号はＣＰＵ４０に入力する。

被写体を示す画像光は、撮影レンズ１２、絞り１４を介してＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子１６の受光面に結像される。撮影レンズ１２は、ＣＰＵ４０によって制御されるレンズ駆動部３６によって駆動され、フォーカス制御等が行われる。絞り１４は、例えば、５枚の絞り羽根からなり、ＣＰＵ４０によって制御される絞り駆動部３４によって駆動され、例えば、絞り値Ｆ2.8 〜Ｆ11まで１Ａ_V 刻みで５段階に絞り制御される。

また、ＣＰＵ４０は、絞り駆動部３４を介して絞り１４を制御するとともに、撮像素子制御部３２を介して撮像素子１６での電荷蓄積時間（シャッタスピード）や、後述する画素混合の制御等を行う。

撮像素子１６に蓄積された信号電荷は、撮像素子制御部３２から加えられる読み出し信号に基づいて信号電荷に応じた電圧信号として読み出される。撮像素子１６から読み出された電圧信号は、アナログ信号処理部１８に加えられ、ここで各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、増幅されたのちＡ／Ｄ変換器２０に加えられる。Ａ／Ｄ変換器２０は、順次入力するＲ、Ｇ、Ｂ信号をデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して画像入力コントローラ２２に出力する。

デジタル信号処理部２４は、画像入力コントローラ２２を介して入力するデジタルの画像信号に対して、オフセット処理、ホワイトバランス補正及び感度補正を含むゲイン・コントロール処理、ガンマ補正処理、ＹＣ処理等の所定の信号処理を行う。

デジタル信号処理部２４で処理された画像データは、ＶＲＡＭ５０に入力する。ＶＲＡＭ５０には、それぞれが１駒分の画像を表す画像データを記憶するＡ領域とＢ領域とが含まれている。ＶＲＡＭ５０において１駒分の画像を表す画像データがＡ領域とＢ領域とで交互に書き換えられる。ＶＲＡＭ５０のＡ領域及びＢ領域のうち、画像データが書き換えられている方の領域以外の領域から、書き込まれている画像データが読み出される。ＶＲＡＭ５０から読み出された画像データはビデオ・エンコーダ２８においてエンコーディングされ、カメラ背面に設けられている液晶モニタ３０に出力され、これにより被写体像が液晶モニタ３０の表示画面上に表示される。

また、操作部３８のシャッタボタンの第１段階の押下（半押し）があると、ＡＥ動作及びＡＦ動作が開始する。即ち、Ａ／Ｄ変換器２０から出力される画像データがＡＦ検出部４２並びにＡＥ検出部４４に取り込まれる。ＡＦ検出部４２では、画像データ（例えば、撮像素子１６の中央領域（フォーカス領域）のＧ信号）を使用し、１次元水平方向に連続するＧ信号からハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を介して高周波成分を抽出し、この高周波成分を積算した値（ＡＦ評価値）をＣＰＵ４０に出力する。ＡＥ検出部４４では、画面全体のＧ信号を積算し、又は画面中央部と周辺部とで異なる重みづけをしたＧ信号を積算し、その積算値をＣＰＵ４０に出力する。

ＣＰＵ４０は、ＡＦ検出部４２から入力するＡＦ評価値に基づいてそのＡＦ評価値が最大になるレンズ位置にレンズ駆動部３６を介して撮影レンズ１２を移動させるとともに、ＡＥ検出部４４から入力する積算値より被写体の明るさ（撮影Ｅｖ値）を算出し、この撮影Ｅｖ値に基づいて絞り１４の絞り値及び撮像素子１６の電子シャッタ（シャッタスピード）を所定のプログラム線図にしたがって決定し、その決定した絞り値に基づいて絞り駆動部３４を介して絞り１４を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づいて撮像素子制御部３２を介して撮像素子１６での電荷蓄積時間を制御する。

ＡＥ動作及びＡＦ動作が終了し、シャッタボタンの第２段階の押下（全押し）があると、その押下に応答してＡ／Ｄ変換器２０から出力される１駒分の画像データが画像入力コントローラ２２からメモリ(SDRAM) ４８に入力し、一時的に記憶される。

画像データは、メモリ４８から読み出され、デジタル信号処理部２４において輝度データ及び色差データの生成処理（ＹＣ処理）を含む所定の信号処理が行われる。ＹＣ処理された画像データ（ＹＣデータ）は、デジタル信号処理部２４から読み出され、再びメモリ４８に記憶される。続いて、ＹＣデータは圧縮伸長処理部２６に出力され、JPEG (joint photgraphic experts group)などの所定の圧縮処理が実行される。圧縮されたＹＣデータは、再びメモリ４８に出力されて記憶されたのち、メディア・コントローラ５２によって読み出され、メモリカード５４に記録される。

次に、上記構成のデジタルカメラ１０の自動焦点調節方法について説明する。

［第１の実施の形態］
図２は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。

図２において、操作部３８のシャッタボタンの半押しがあると、まず、ＣＰＵ４０は、フォーカス用のＡＥ制御を行う（ステップＳ１０）。即ち、ＡＥ検出部４４から入力する積算値よりＥｖ値を算出し、このＥｖ値に基づいて絞り１４及び撮像素子１６での電荷蓄積時間（フォーカス露出）を制御する。尚、フォーカス用のＡＥ制御では、より多くの高周波信号を得るために、一般的にはフォーカス露出は撮影露出よりもオーバー露光制御されている場合が多い。

続いて、ＣＰＵ４０はＡＦサーチを行う（ステップＳ１２）。

図３に示すようにＡＦサーチは、至近から無限遠までの焦点調節範囲にわたって撮影レンズ１２を移動させ、撮影レンズ１２が所定量移動するごとに算出されるＡＦ評価値をＡＦ検出部４２から取り込む。

次に、上記のようにして取り込んだＡＦ評価値に基づいてＡＦの信頼性が高いか低いかを判別する（ステップＳ１４）。この判別は、例えば、取り込んだＡＦ評価値のうちの最大値top と最小値min との差を求め、この差(top-min) が所定の閾値th未満の場合には、ＡＦの信頼性が低いと判別する。

図４はＡＦサーチ時に取り込んだＡＦ評価値を示すグラフである。いま、図４（Ａ）に示すように、ＡＦ評価値の最大値top と最小値min との差が大きい場合には、ＡＦ評価値の山をきれいに描くことができ、このＡＦ評価値が最大になるレンズ位置（即ち、自動焦点位置）の決定を正確に行うことができる。従って、この場合には、ＡＦの信頼性は高いと言ってよい。

これに対し、図４（Ｂ）に示すＡＦ評価値の場合は、ＡＦ評価値が全体的に小さく、ＡＦによって焦点位置を決定するのは難しい状態にある。このようなＡＦ評価値の特性は、被写体が暗い場合によく見受けられる。

また、図４（Ｃ）に示すＡＦ評価値の場合は、ＡＦ評価値が全体的に大きく、ＡＦ評価値が頭打ち状態になり、やはりＡＦによって焦点位置を決定するのは難しい状態にある。このようなＡＦ評価値の特性は、被写体が明るい場合によく見受けられる。

図２に戻って、ステップＳ１４において、ＡＦの信頼性が高いと判別されると、ステップＳ１６に進み、ここで自動焦点位置を決定する。この自動焦点位置は、図３に示したようにＡＦサーチで取得したＡＦ評価値に基づいてそのＡＦ評価値が最大となる撮影レンズ１２のレンズ位置を算出することによって決定する。そして、この決定した自動焦点位置に撮影レンズを移動（合焦動作）させることにより自動焦点調節を行う。

一方、ステップＳ１４において、ＡＦの信頼性が低いと判別されると、ＡＦ評価値の最大値top が、所定の下限値th-min未満か否かを判別する（ステップＳ１８）。そして、ＡＦ評価値の最大値top が下限値th-min未満と判別されると、続いて、現在のフォーカス露出が上限（最も暗いときのフォーカス露出）か否かを判別する（ステップＳ２０）。

現在のフォーカス露出が上限でない場合には、現在のフォーカス露出をプラス方向に露出補正（例えば、＋１ＥＶだけオーバー露光補正）し（ステップＳ２２）、ステップＳ１２に戻る。

一方、ステップＳ２０において、現在のフォーカス露出が上限であると判別された場合には、ステップＳ２４に進み、ここで、撮影レンズ１２を予め設定したレンズ位置（コントラストＡＦが不能のときの固定焦点位置）に移動させる。

また、前記ステップＳ１８において、ＡＦ評価値の最大値top が下限値th-minよりも大
きいと判別されると、続いて、ＡＦ評価値の最大値top が、所定の上限値th-maxよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ２６）。そして、ＡＦ評価値の最大値top が上限値th-maxよりも大きいと判別されると、続いて、現在のフォーカス露出が下限（最も明るいときのフォーカス露出）か否かを判別する（ステップＳ２８）。

現在のフォーカス露出が下限でない場合には、現在のフォーカス露出をマイナス方向に露出補正（例えば、−１ＥＶだけアンダー露光補正）し（ステップＳ３０）、ステップＳ１２に戻る。

一方、ステップＳ２８において、現在のフォーカス露出が下限であると判別された場合には、ステップＳ２４に進み、ここで、撮影レンズ１２を予め設定したレンズ位置に移動させる。

上記のようにＡＦの信頼性が低いと判別されると、フォーカス露出（ＡＦサーチ時の露出条件）を変更し、再度ＡＦサーチを行うようにしたため、被写体が暗すぎたり、明るすぎる場合であっても良好な評価値を得ることができ、コントラストＡＦの信頼性を向上させることができる。

また、図２のステップＳ１２のＡＦサーチは、図３に示したように常に同じＡＦサーチ（サーチ範囲、サーチステップが共に同じＡＦサーチ）を行うサーチ方法に限らず、図５に示すようにラフサーチと詳細サーチとを組み合わせたサーチ方法を適用することも可能である。

即ち、図５において、ＡＦサーチ時にはサーチカウンタが０か否かを判別し（ステップＳ４０）、サーチカウンタが０の場合には、ラフサーチを実行する（ステップＳ４２）。尚、サーチカウンタは、ＡＦサーチの開始前に０が初期値として与えられているものとする。

ラフサーチでは、至近から無限遠までの焦点調節範囲にわたって移動させる撮影レンズ１２のサーチステップを粗くし、各サーチステップごとにＡＦ評価値を取得する。

ラフサーチが終了すると、サーチカウンタを１だけインクリメントし（ステップＳ４４）、ステップＳ４０に戻る。

ラフサーチ後にサーチカウンタが１になると、ステップＳ４０からステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では、ステップＳ４２でのラフサーチの結果から詳細サーチのサーチ範囲を決定する。即ち、ラフサーチで取得したＡＦ評価値のうちの最大値が得られたレンズ位置を中心にした所定の範囲を詳細サーチのサーチ範囲として決定する。

続いて、前記決定したサーチ範囲を詳細サーチする。即ち、詳細サーチでは、ラフサーチよりもサーチステップを細かくして前記決定したサーチ範囲をサーチし、各サーチステップごとにＡＦ評価値を取得する。

上記のようにしてラフサーチを詳細サーチとを組み合わせることにより、ＡＦサーチの時間の短縮化を図ることができる。また、ラフサーチの結果からＡＦの信頼性を判別し、信頼性が高いときのみ詳細サーチを行うようにしてもよい。

［第２の実施の形態］
図６は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図６において、図２に示した第１の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６に示す第２の実施の形態は、図２に示した第１の実施の形態とは主としてＡＦサーチの内容が異なる。

即ち、図２に示した第１の実施の形態では、ステップＳ１２のＡＦサーチは、詳細サーチのみ（ラフサーチなし）、又は図５に示したようにラフサーチを行ってから詳細サーチを行うようにしているが、図６に示すステップＳ１２′のＡＦサーチは、図７に示すように１回のステップＳ１２′内では、ラフサーチ、又はラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチのいずれかのサーチのみを行う。そして、いずれかのサーチが終了すると、サーチカウンタを１だけインクリメントする（ステップＳ４４′）。尚、図７に示すＡＦサーチにおいて、図５に示したＡＦサーチの処理と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６において、ステップＳ１４では、ステップＳ１２′でＡＦサーチで取り込んだＡＦ評価値に基づいてＡＦの信頼性が高いか低いかを判別するが、最初の１回のみラフサーチで取り込んだＡＦ評価値に基づいてＡＦの信頼性が高いか低いかを判別する。ＡＦの信頼性が低いためにフォーカス露出を補正し、その後、ステップＳ１２′で再度ＡＦサーチを行う場合には、このＡＦサーチはラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチのみが行われる。

図６のステップＳ１４において、ＡＦの信頼性が高いと判別されると、サーチカウンタが１か否かを判別する（ステップＳ５０）。サーチカウンタ＝１の場合には、ステップＳ１２′でのＡＦサーチでは、ラフサーチのみが行われているため、この場合には、ラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチを実施し（ステップＳ５２）、ステップＳ１６に移行する。一方、サーチカウンタ≠１の場合には、ステップＳ１２′のＡＦサーチでは詳細サーチが既に実施されているため、詳細サーチを省略してステップＳ１６に移行する。

［第３の実施の形態］
図８は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第３の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図８において、図２に示した第１の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

前記第１の実施の形態では、ＡＦの信頼性が低いと判別され、かつＡＦ評価値の最大値top が所定の範囲外（top ＜th-min、top ＞th-max）のときには、フォーカス露出を補正したのち、再度ＡＦサーチするようにしたが、第２の実施の形態では、上記の場合にフォーカス露出を補正せずに、画素混合方式を変更する点で相違する。

ここで、第３の実施の形態に適用される画素混合方式について説明する。

図９は画素混合方式を示す図であり、図９（Ａ）はＧの２画素混合を示し、図９（Ｂ）はＧの４画素混合を示している。

画素混合方式は、撮像素子１６の垂直方向に隣接する、同じ色の複数の画素（この実施の形態では、Ｇの画素）の画像信号を混合し、これにより１画素の画像信号よりも信号レベルの大きい画像信号を得るための処理であり、画素の混合数が多いほど、大きな画像信号を生成することができる。

図８のステップＳ１８において、ＡＦ評価値の最大値top が下限値th-min未満と判別さ
れると、現在の画素混合の混合数が上限（デジタルカメラ１０による画素混合可能な混合数のうちの最大のもの）か否かを判別する（ステップＳ１００）。

現在の混合数が上限でない場合には、現在の混合数よりも次に混合数の大きな混合数になるように混合数を増加し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１２に戻る。

いま、Ｇの１画素、Ｇの２画素混合、Ｇの４画素混合の３通りの画素混合方式がある場合において、現在の画素混合方式が２画素混合のときには４画素混合方式に設定する。尚、この実施の形態では、Ｇの１画素（実際には画素を混合しない場合）も、ここでは画素混合方式の設定の１態様とする。

同様に、ステップＳ２６において、ＡＦ評価値の最大値top が上限値th-maxよりも大きいと判別されると、現在の画素混合の混合数が下限（この実施の形態では、１画素）か否かを判別する（ステップＳ１２０）。

現在の混合数が下限でない場合には、現在の混合数よりも次に混合数の小さい混合数になるように混合数を減少させ（ステップＳ１３０）、ステップＳ１２に戻る。

いま、Ｇの１画素、Ｇの２画素混合、Ｇの４画素混合の３通りの画素混合方式がある場合において、現在の画素混合方式が２画素混合のときには４画素混合方式に設定する。

上記のようにＡＦの信頼性が低いと判別されると、画素混合数を変更し、再度ＡＦサーチを行うようにしたため、被写体が暗すぎたり、明るすぎる場合であっても適正な信号レベルの画像信号を取り込むことができ、これにより良好な評価値を得ることができる。

［第４の実施の形態］
図１０は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第４の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図１０において、図８に示した第３の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１０に示す第４の実施の形態は、図８に示した第３の実施の形態とは主としてステップＳ１２′におけるＡＦサーチの内容が異なる。このステップＳ１２′におけるＡＦサーチは、図７に示したＡＦサーチが実施される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１２′でＡＦサーチで取り込んだＡＦ評価値に基づいてＡＦの信頼性が高いか低いかを判別するが、最初の１回のみラフサーチで取り込んだＡＦ評価値に基づいてＡＦの信頼性が高いか低いかを判別する。ＡＦの信頼性が低いために画素混合数を増減し、その後、ステップＳ１２′で再度ＡＦサーチを行う場合には、このＡＦサーチはラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチのみが行われる。

図１０のステップＳ１４において、ＡＦの信頼性が高いと判別されると、サーチカウンタが１か否かを判別する（ステップＳ１５０）。サーチカウンタ＝１の場合には、ステップＳ１２′でのＡＦサーチでは、ラフサーチのみが行われているため、この場合には、ラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチを実施し（ステップＳ１５２）、ステップＳ１６に移行する。一方、サーチカウンタ≠１の場合には、ステップＳ１２′のＡＦサーチでは詳細サーチが既に実施されているため、詳細サーチを省略してステップＳ１６に移行する。

［第５の実施の形態］
図１１は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第５の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図１１において、図２及び図８に示した第１、第３の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１１に示す第５の実施の形態は、ＡＦの信頼性が低いと判別され、かつＡＦ評価値の最大値top が所定の範囲外（top ＜th-min、top ＞th-max）の場合には、第１の実施の形態と同様に、まず、フォーカス露出を補正したのち再度ＡＦサーチし、このフォーカス露出の補正のみではＡＦの信頼性が得られない場合には、その後、第３の実施の形態と同様に画素混合方式を変更する点で、第１、第３の実施の形態と相違する。

即ち、図１１のステップＳ２０’において、現在のフォーカス露出が上限であると判別された場合には、第１の実施の形態のように、直ちに撮影レンズ１２を固定焦点位置に移動させずに、ステップＳ１００に進み、ここで画素混合する混合数が上限か否かを判別する。現在の混合数が上限でない場合には、現在の混合数よりも次に混合数の大きな混合数になるように混合数を増加し（ステップＳ１１０）、再びＡＦサーチを行う（ステップＳ１２）。このステップＳ１１２のＡＦサーチでは、ステップＳ１２のＡＦサーチと同じ処理が実施される。

同様に、図１１のステップＳ２８’において、現在のフォーカス露出が下限であると判別された場合には、第１の実施の形態のように、直ちに撮影レンズ１２を固定焦点位置に移動させずに、ステップＳ１２０に進み、ここで画素混合する混合数が下限か否かを判別する。現在の混合数が下限でない場合には、現在の混合数よりも次に混合数の小さい混合数になるように混合数を減少させ（ステップＳ１３０）、再びＡＦサーチを行う（ステップＳ１１２）。

次に、ステップＳ１１２で取り込んだＡＦ評価値に基づいてＡＦの信頼性が高いか低いかを判別する（ステップＳ１１４）。この判別は、ステップＳ１４での判別と同様に、取り込んだＡＦ評価値のうちの最大値top と最小値min との差を求め、この差(top-min) が所定の閾値th未満の場合には、ＡＦの信頼性が低いと判別する。

ステップＳ１１４でＡＦの信頼性が低いと判別されると、続いてＡＦ評価値の最大値top が、所定の下限値th-min未満か否かを判別する（ステップＳ１１６）。そして、ＡＦ評価値の最大値top が下限値th-min未満と判別されると、ステップＳ１００に戻り、ここで画素混合する混合数が上限か否かが判別される。

一方、ステップＳ１１６において、ＡＦ評価値の最大値top が下限値th-minよりも大きいと判別されると、続いて、ＡＦ評価値の最大値top が、所定の上限値th-maxよりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１１８）。そして、ＡＦ評価値の最大値top が上限値th-maxよりも大きいと判別されると、ステップＳ１２０に戻り、ここで画素混合する混合数が下限か否かが判別される。

［第６の実施の形態］
図１２は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第６の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図１２において、図１１に示した第５の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１２に示す第６の実施の形態は、図１１に示した第５の実施の形態とは主としてステップＳ１２′、ステップＳ１１２′におけるＡＦサーチの内容が異なる。このステップＳ１２′、１１２′におけるＡＦサーチは、図７に示したＡＦサーチが実施される。

図１２のステップＳ１４、ステップＳ１１４において、ＡＦの信頼性が高いと判別されると、サーチカウンタが１か否かを判別する（ステップＳ１５０）。サーチカウンタ＝１の場合には、ＡＦサーチはラフサーチのみが行われているため、この場合には、ラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチを実施し（ステップＳ１５２）、ステップＳ１６に移行する。一方、サーチカウンタ≠１の場合には、ステップＳ１２′又はステップＳ１１２′のＡＦサーチでは詳細サーチが既に実施されているため、詳細サーチを省略してステップＳ１６に移行する。

［第７の実施の形態］
図１３は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第７の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図１３において、図１１に示した第５の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１３に示す第７の実施の形態は、図１１に示した第５の実施の形態とは逆に、ＡＦの信頼性が低いと判別され、かつＡＦ評価値の最大値top が所定の範囲外（top ＜th-min、top ＞th-max）の場合には、まず、画素混合方式を変更したのち再度ＡＦサーチし、この画素混合方式の変更のみではＡＦの信頼性が得られない場合には、その後、フォーカス露出を変更する点（即ち、フォーカス露出の変更と画素混合方式の変更との順序が逆になっている点）で、第５の実施の形態と相違する。

即ち、図１３のステップＳ１００’において、現在の画素混合の混合数が上限であると判別されると、ステップＳ２０に進み、ここでフォーカス露出が上限か否かを判別する。同様に、ステップＳ１２０’において、現在の画素混合の混合数が下限であると判別された場合には、ステップＳ２８に進み、ここでフォーカス露出が下限か否かを判別する。

［第８の実施の形態］
図１４は本発明に係るカメラの自動焦点調節方法の第８の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図１４において、図１３に示した第７の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１４に示す第８の実施の形態は、図１３に示した第７の実施の形態とは主としてステップＳ１２′、ステップＳ１１２′におけるＡＦサーチの内容が異なる。このステップＳ１２′、１１２′におけるＡＦサーチは、図７に示したＡＦサーチが実施される。

図１４のステップＳ１４、ステップＳ１１４において、ＡＦの信頼性が高いと判別されると、サーチカウンタが１か否かを判別する（ステップＳ１５０）。サーチカウンタ＝１の場合には、ＡＦサーチはラフサーチのみが行われているため、この場合には、ラフサーチ結果により限定されたサーチ範囲内の詳細サーチを実施し（ステップＳ１５２）、ステップＳ１６に移行する。一方、サーチカウンタ≠１の場合には、ステップＳ１２′又はステップＳ１１２′のＡＦサーチでは詳細サーチが既に実施されているため、詳細サーチを省略してステップＳ１６に移行する。

１０…デジタルカメラ、１２…撮影レンズ、１４…絞り、１６…撮像素子、２４…デジタル信号処理部、３２…撮像素子制御部、３４…絞り駆動部、３６…レンズ駆動部、３８…操作部、４０…ＣＰＵ、４２…ＡＦ検出部、４４…ＡＥ検出部、４８…メモリ

Claims (6)

1. (a) 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに被写体を撮像する撮像手段から画像信号を取得する工程であって、予め設定されたフォーカス用の露出条件で撮像された画像信号を取得する工程と、
   (b) 前記撮影レンズの各移動位置ごとに取得した画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出する工程と、
   (c) 前記算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する工程と、
   (d) 前記自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記露出条件の設定をプラス方向又はマイナス方向に露光補正した後、前記工程(a) 及び(b) を繰り返し実行させる工程と、
   (e) 前記自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した評価値とに基づいて当該評価値がピークとなる移動位置を求める工程と、
   (f) 前記求めた移動位置に撮影レンズを移動させる工程と、
   を含むことを特徴とするカメラの自動焦点調節方法。
2. (a) 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに被写体を撮像する撮像手段から画像信号を取得する工程であって、予め設定された画素混合方式で画素混合された画像信号を取得する工程と、
   (b) 前記撮影レンズの各移動位置ごとに取得した画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出する工程と、
   (c) 前記算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する工程と、
   (d) 前記自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記画素混合方式の設定を変更させた後、前記工程(a) 及び(b) を繰り返し実行させる工程と、
   (e) 前記自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した評価値とに基づいて当該評価値がピークとなる移動位置を求める工程と、
   (f) 前記求めた移動位置に撮影レンズを移動させる工程と、
   を含むことを特徴とするカメラの自動焦点調節方法。
3. (a) 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに被写体を撮像する撮像手段から画像信号を取得する工程であって、予め設定されたフォーカス用の露出条件で撮像され、且つ予め設定された画素混合方式で画素混合された画像信号を取得する工程と、
   (b) 前記撮影レンズの各移動位置ごとに取得した画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出する工程と、
   (c) 前記算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する工程と、
   (d) 前記自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記露出条件の設定をプラス方向又はマイナス方向に露光補正し又は画素混合方式の設定を変更させた後、前記工程(a) 及び(b) を繰り返し実行させる工程と、
   (e) 前記自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した評価値とに基づいて当該評価値がピークとなる移動位置を求める工程と、
   (f) 前記求めた移動位置に撮影レンズを移動させる工程と、
   を含むことを特徴とするカメラの自動焦点調節方法。
4. 前記工程(d) は、最初に前記露出条件の設定を変更し、該露出条件の設定の変更が上限又は下限に達すると、その後、前記画素混合方式の設定を変更することを特徴とする請求項３に記載のカメラの自動焦点調節方法。
5. 前記工程(d) は、最初に前記画素混合方式の設定を変更し、該画素混合方式の設定の変更が上限又は下限に達すると、その後、前記露出条件の設定を変更することを特徴とする請求項３に記載のカメラの自動焦点調節方法。
6. 撮影レンズを焦点調節範囲にわたって移動させ、該撮影レンズが所定量移動するごとに撮像手段から出力される画像信号に基づいて被写体のコントラスト成分に応じた評価値を算出し、前記撮影レンズの移動位置と各移動位置ごとに算出した前記評価値とに基づいて評価値がピークとなる移動位置を求め、この求めた移動位置に撮影レンズを移動させるカメラの自動焦点調節装置において、
   前記撮影レンズの各移動位置ごとに算出した評価値に基づいて自動焦点調節の信頼性が高いか低いかを判別する判別手段と、前記判別手段によって自動焦点調節の信頼性が低いと判別されると、前記撮像手段から画像信号を取得する際のフォーカス用の露出条件の設定を、予め設定されたフォーカス用の露出条件からプラス方向又はマイナス方向に露光補正し、及び／又は画素混合方式の設定を、予め設定された画素混合方式から変更させ、前記判別手段によって自動焦点調節の信頼性が高いと判別されると、現在の露出条件及び画素混合方式を維持する手段と、を備えたことを特徴とするカメラの自動焦点調節装置。

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