JP6272015B2

JP6272015B2 - 焦点調節装置及び方法及び撮像装置

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Publication number: JP6272015B2
Application number: JP2013268092A
Authority: JP
Inventors: 小西　一樹; 一樹小西
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Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2018-01-31
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Description

本発明は、焦点調節装置及び方法及び撮像装置に関し、更に詳しくは、撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して、焦点調整を行う焦点調整装置及び方法及び撮像装置に関する。

従来、電子スチルカメラやビデオカメラなどにおいてオートフォーカス（ＡＦ）を行う場合、撮像素子から得られる輝度信号の高域周波数成分が最大になるフォーカスレンズ位置を合焦位置とする方式が用いられている。この方式の１つとして、次のスキャン方式が知られている。まず、焦点検出範囲の全域に亘ってフォーカスレンズを駆動しながら、撮像素子から得られる輝度信号の高域周波数成分に基づく評価値（以下、「焦点評価値」と呼ぶ。）を求め、記憶していく。この時、画面内の中央付近や被写体を検出した領域付近に焦点評価値を取得するための領域（以下、「ＡＦ枠」と呼ぶ。）を設定し、設定したＡＦ枠で焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を取得し、これを撮影時のフォーカスレンズ位置として決定する。

また、従来より、高輝度被写体に対する様々な自動焦点調整方法が知られている。例えば、特許文献１では、撮像画面の映像信号の低輝度部あるいは中輝度部の面積を比較することにより、被写体が高輝度被写体かどうかの判定を行う。判定の結果、被写体が一般的な被写体の場合の合焦動作はコントラスト信号を用い、高輝度被写体の場合には高輝度信号の面積が小さくなるように合焦動作を行うことで、高輝度被写体に対しても正確な合焦動作が行えるようにする技術が開示されている。

また、点光源被写体に対する様々な自動焦点調整方法も知られている。例えば、特許文献２では、ＡＥ処理によって被写体の平均的な明るさを検出し、明るさが規定値よりも暗い場合に、ＡＥ結果に基づく適正露出レベルでＡＦサーチ動作を行い、焦点評価値のピークを示す合焦位置を検出する動作を実行する。ＡＦサーチ動作によって合焦位置を検出できなかった場合には、適正露出よりも露光量を減らしてＡＦサーチ動作を行い、点光源による撮像信号の飽和を回避する。このように、複数回のＡＦサーチ動作の結果を基に、より正確な合焦位置の検出を行い、得られた合焦位置にレンズを移動させる。これにより、夜景など高輝度の点光源が散在する被写体について正確な合焦動作が行えるようにする技術が開示されている。

特許第３１０５３３４号公報特開２００２−１９６２２０号公報

上述した特許文献１においては、高輝度被写体・点光源被写体の場合には高輝度信号の面積が小さくなるように合焦動作を行っている。そのため点光源のみで主被写体が構成される場合は良いが、点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合などは、正確な焦点調節ができない場合がある。最近の機器は高画素化が進んでいるため、わずかなピントのずれが無視できなくなり、より正確な焦点調節が要求されている。

正確な焦点調整ができない理由としては、
・光源の色の影響
・通常被写体の照明された部分がぼけることで輝度を落とし、高輝度部の面積が小さくなる
ことなどが考えられる。

また特許文献２においては、合焦位置が検出できない場合に露光量を適正露出よりも減らしてＡＦサーチを行うこと、明るさが規定値より暗い場合に、適正露光と適正より低い露光の複数回のＡＦサーチを行うことが記載されている。しかしながら、高輝度被写体や点光源被写体の場合には、その影響により合焦位置ではない位置を合焦位置と誤判定してしまうことが問題であり、特許文献２のように合焦位置が検出できない場合の対策を行っても問題を解決することはできない。また適正露光と適正より低い露光の複数回のＡＦサーチを行うことで、ＡＦ処理に要する時間が長くなってしまうという問題点がある。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合などにおいても、より正確な焦点調節を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像手段から得られる画像信号に基づいて、焦点調節手段を駆動して焦点調節を行う本発明の焦点調節装置は、前記画像信号により表される画像の輝度を測定する測光手段と、前記画像信号により表される画像における複数の焦点検出領域それぞれについて、点光源被写体が存在するか否かを判定する判定手段と、前記測光手段による測光結果に基づいて、前記判定手段が用いる判定条件を設定する設定手段と、前記焦点調節手段を移動させながら、前記焦点調節手段の異なる位置で得られた画像信号の高周波成分に基づいて、前記焦点検出領域ごとに焦点評価値を求め、該焦点評価値に基づいて焦点検出処理を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段による前記焦点検出処理の結果に基づいて、前記焦点調節手段を制御する制御手段とを有し、前記設定手段は、前記測光手段が測定した輝度が低い程、より点光源被写体が存在すると判定し易い前記判定条件を設定し、前記焦点検出手段は、前記測光手段が測定した輝度及び前記判定手段による判定結果に応じて、異なる条件で焦点検出処理を行い、前記測光手段により測定された輝度が予め決められた輝度の範囲にあって、前記判定手段が、少なくとも予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含むと判定した場合に、前記焦点検出手段は、前記焦点調節手段の移動範囲を、少なくとも前記予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含まないと判定した場合よりも狭くする。

本発明によれば、点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合などにおいても、より正確な焦点調節が可能になる。

本発明の第１〜第３の実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示すブロック図。第１の実施形態の撮影処理シーケンスを示すフローチャート。第１の実施形態におけるスキャンＡＦ処理を示すフローチャート。第１の実施形態における点光源判定処理の動作手順を示すフローチャート。第１の実施形態におけるヒストグラムＹｐ、ヒストグラムＭＭを求める動作手順を示すフローチャート。第１の実施形態におけるＡＦ枠及びヒストグラム枠の位置の説明図。第１の実施形態における通常画像用ＡＦ処理時のスキャンＡＦの説明図。第３の実施形態におけるスキャンＡＦ処理を示すフローチャート。第３の実施形態におけるスキャンＡＦの動作手順を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、撮像装置１は、例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等である。ズームレンズ群２及びフォーカスレンズ群３は、撮影光学系を構成している。絞り４は撮影光学系を透過する光束の量を制御する。ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４は、レンズ鏡筒３１内に構成される。

撮影光学系を透過した被写体像は、撮像素子５の撮像面上に結像し、光電変換される。撮像回路６は撮像素子５により光電変換された電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定の画像信号を生成する。Ａ／Ｄ変換回路７は撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。

メモリ８はＡ／Ｄ変換回路７から出力されるデジタル画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のメモリである。Ｄ／Ａ変換回路９はメモリ８に記憶された画像信号を読み出してアナログ信号に変換するとともに、再生出力に適する形態の画像信号に変換する。ＬＣＤ１０は、Ｄ／Ａ変換回路９により変換された画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等である。圧縮伸長回路１１は、メモリ８に一時記憶された画像信号を読み出して圧縮処理や符号化処理を施し、記憶用メモリ１２での記憶に適した形態の画像データにする。記憶用メモリ１２は、圧縮伸長回路１１により処理された画像データを記憶する。また、圧縮伸長回路１１は、記憶用メモリ１２に記憶された画像データを読み出して伸長処理や復号化処理を施し、再生表示等をするのに最適な形態の画像データにする。

記憶用メモリ１２としては様々な形態のものを適用することができる。例えば、装置に対して着脱可能なカード形状やスティック形状を有するフラッシュメモリ等の半導体メモリの他、ハードディスクやフレキシブルディスク等の磁気記憶媒体であってもよい。

ＡＥ処理回路１３（測光手段）はＡ／Ｄ変換回路７から出力される画像信号を用いて自動露出（ＡＥ）処理を行う。また、スキャンＡＦ処理回路１４はＡ／Ｄ変換回路７から出力される画像信号を用いてＡＦ評価値を生成するオートフォーカス（ＡＦ）処理を行う。

ＣＰＵ１５は撮像装置１の各構成の制御を行うものであり、演算用のメモリを内蔵している。タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６は所定のタイミング信号を発生する。センサードライバー１７は、ＴＧ１６からのタイミング信号に基づいて、撮像素子５を駆動する。

第１モータ駆動回路１８は、ＣＰＵ１５の制御に基づいて絞り駆動モータ２１を駆動することで絞り４を駆動する。第２モータ駆動回路１９は、ＣＰＵ１５の制御に基づいてフォーカス駆動モータ２２を駆動することでフォーカスレンズ群３を駆動する。また、第３モータ駆動回路２０は、ＣＰＵ１５の制御に基づいてズーム駆動モータ２３を駆動することでズームレンズ群２を駆動する。

操作スイッチ２４は各種のスイッチ群からなり、例えば、主電源スイッチ、レリーズスイッチ、再生スイッチ、ズームスイッチ、光学式ファインダー（ＯＶＦ）／電子ビューファインダー（ＥＶＦ）切り替えスイッチ等を含む。主電源スイッチは、撮像装置１を起動させ、電源供給を行うためのものである。レリーズスイッチは、二段スイッチにより構成され、第１ストローク（ＳＷ１）では、撮影動作（記憶動作）等を開始させる撮影動作に先立って行われるＡＥ処理、ＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する。そして第２ストローク（ＳＷ２）では、実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する。再生スイッチは再生動作を開始させ、ズームスイッチは撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズームを行わせる。

ＥＥＰＲＯＭ２５は電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリで、各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている。２６は電池である。スイッチング回路２７は、フラッシュ発光部２８の閃光発光を制御する。表示素子２９はＬＥＤなどにより警告表示などを行う。スピーカー３０は音声によるガイダンスや警告などを行う。

ＡＦ補助光発光部３３はＡＦ評価値（焦点評価値）を取得する際に被写体の全部又は一部を照明するＬＥＤ等の光源で構成される。ＡＦ補助光駆動回路３２はＡＦ補助光発光部３３を駆動する。振れ検出センサー３５は手振れなどを検出し、振れ検出回路３４は振れ検出センサー３５の信号を処理する。顔検出回路３６はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて画面上での顔位置や顔の大きさなどを検出する。

このように構成された撮像装置１の基本動作を以下に説明する。まず、撮影時には、撮像装置１のレンズ鏡筒３１を透過した被写体からの光束は、絞り４によってその光量が調整された後、撮像素子５の受光面に結像される。結像された被写体像は、撮像素子５による光電変換処理により電気的な信号に変換され、撮像回路６に出力される。撮像回路６では、入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成される。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７に出力され、デジタル画像信号（画像データ）に変換された後、メモリ８に一時的に格納される。メモリ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され、表示に適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。なお、撮像素子５による画像信号の出力からＬＣＤ１０に画像を表示する処理を所定間隔で繰り返すことで、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として機能させることができる。

一方、メモリ８に格納された画像データは圧縮伸長回路１１にも出力される。この圧縮伸長回路１１における圧縮回路によって圧縮処理が行われた後、記憶に適した形態の画像データに変換され、記憶用メモリ１２に記憶される。

他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像データは、メモリ８とは別にＡＥ処理回路１３、スキャンＡＦ処理回路１４及び顔検出回路３６に対しても出力される。まずＡＥ処理回路１３においては、入力された画像データを受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。算出されたＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

またスキャンＡＦ処理回路１４においては、入力された画像データを受けて、その高周波成分をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出し、更に累積加算等の演算処理を行って、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値を算出する。一般的には、このスキャンＡＦ処理を、ＡＦ領域として指定された画面の一部分の領域に相当する画像データに対して処理を行う。ＡＦ領域としては、中央部分あるいは画面上の任意の部分の一箇所である場合や、中央部分あるいは画面上の任意の部分とそれに隣接する複数箇所である場合、離散的に分布する複数箇所である場合などがある。

また、顔検出回路３６においては、入力された画像データを受けて、目、眉などの顔を特徴付ける部分を画像上で探索し、人物の顔の画像上での位置を求める。更に顔の大きさや傾きなどを、顔を特徴付ける部分の間隔などの位置関係から求める。

一方、ＴＧ１６からは所定のタイミング信号がＣＰＵ１５、撮像回路６、センサードライバー１７へ出力されており、ＣＰＵ１５はこのタイミング信号に同期させて各種の制御を行う。また撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、これに同期させて色信号の分離等の各種画像処理を行う。さらにセンサードライバー１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受け、これに同期させて撮像素子５を駆動する。

またＣＰＵ１５は、第１モータ駆動回路１８、第２モータ駆動回路１９、第３モータ駆動回路２０をそれぞれ制御する。これにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームレンズ群２を駆動制御する。すなわちＣＰＵ１５は、ＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき第１モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量が適正になるように調整するＡＥ制御を行う。またＣＰＵ１５はスキャンＡＦ処理回路１４において算出されるＡＦ評価値に基づき第２モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３（焦点調節手段)を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。なお、フォーカスレンズ群３の代わりに、撮像素子５の位置を光軸方向に移動させることで焦点調節を行うように構成しても構わない。また操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、これを受けてＣＰＵ１５は、第３モータ駆動回路２０を制御してズーム駆動モータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動し、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。

また、例えば操作スイッチ２４のうち、不図示の再生スイッチが操作されオン状態になると、再生動作が開始される。すると記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは圧縮伸長回路１１に出力され、圧縮伸長回路１１における伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、メモリ８に出力され一時的に記憶される。更に、この画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され、更に表示に適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。

●撮影処理全体の流れ
次に本第１の実施形態における撮影処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置１の動作モードが撮影（録画）モードにあるときに、以下に説明する撮影処理シーケンスが実行される。

まずＳ１において、ＣＰＵ１５は、レンズ鏡筒３１を透過し撮像素子５上に結像した像をＬＣＤ１０に表示するＥＶＦ表示を開始する。次いでＳ２において、ＣＰＵ１５はレリーズスイッチの状態を確認する。撮影者によってレリーズスイッチが操作され、ＳＷ１がオン状態になると次のＳ３に進み、ＡＥ処理が実行される。続いてＳ４においてスキャンＡＦ処理を行う。なお、このスキャンＡＦ処理については、詳細に後述する。

スキャンＡＦ処理の結果、合焦可能と判断されれば、Ｓ５においてＡＦＯＫ表示を行う。ここでは例えば、表示素子２９を点灯したり、ＬＣＤ１０上に緑の枠を表示するなどの処理を行う。また、Ｓ４において合焦可能と判断されなかった場合には、Ｓ５においてＡＦＮＧ表示を行う。ここでは例えば、表示素子２９を点滅表示したり、ＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。なお、Ｓ５における表示の方法は、撮影者に通知できるのであれば、上記表示方法に限定されるものではない。

次に、ＣＰＵ１５はＳ６においてＳＷ２の確認を行い、ＳＷ２がオンになるとＳ７に進んで撮影を行い、一連の撮影処理を終了する。

●スキャンＡＦ処理
次に、Ｓ４で行われるスキャンＡＦ処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明においては、フォーカスレンズ群３を移動させながらＡＦ評価値（焦点評価値）を取得する動作をスキャン、ＡＦ評価値を取得するフォーカスレンズ群３の位置の間隔をスキャン間隔と呼ぶものとする。また、ＡＦ評価値を取得するためにフォーカスレンズ群を移動する範囲をスキャン範囲、ＡＦ評価値を取得するための画像信号を取得する領域である焦点検出領域を示す枠をＡＦ枠と呼ぶものとする。

なお、本実施の形態では、ＡＦ枠として、図６（ａ）に示すように、中央部分とそれに隣接する複数箇所に複数の枠が設定され、ヒストグラムを取る枠（ヒストグラム枠）として、図６（ｂ）に示す複数箇所に複数の枠が設定されているものとする。

まずＳ３０１において、顔検出の結果から、顔検出が成功したかどうかを判断し、顔検出が成功していればＳ３３０に進み、通常のＡＦを行う。なお、Ｓ３０１では、顔が検出でき、かつ検出した顔が所定以上の大きさである場合に、顔検出が成功したと判断する。顔が検出された場合、ＡＦ枠の大きさは顔の大きさに一致させるので、通常はＡＦ枠内に点光源被写体が入ることはほとんど無い。しかしながら、顔の大きさが小さく、それに合わせてＡＦ枠が小さくなり過ぎると、ＡＦ評価値を取得する際の信号量が減り精度の良いＡＦが期待できなくなる。そのため、ＡＦ枠の大きさには下限を設けるため、検出された顔の大きさがＡＦ枠の大きさに比べて小さい場合、ＡＦ枠内に点光源被写体が入る可能性がある。そのため、顔が検出されても、その大きさが小さい場合には、後述する点光源被写体か否かの判定を行う処理に進む。

顔検出に成功しなかった場合は、Ｓ３０２において、Ｓ３で行ったＡＥ処理の結果である輝度（Ｂｖ値）を所定の輝度ＢｖＴｈ１及びＢｖＴｈ３と比較する。輝度Ｂｖが輝度ＢｖＴｈ１以上の場合は、Ｓ３３０に進んで通常のＡＦを行う。また所定の輝度ＢｖＴｈ３より暗い場合はＳ３２０へ進み、輝度（Ｂｖ）に応じた点光源被写体判定処理を行う。同様にＢｖＴｈ１より暗く、ＢｖＴｈ３より明るい場合はＳ３０３へ進み輝度（Ｂｖ）に応じた点光源被写体判定処理を行う。

Ｓ３０３、Ｓ３２０における点光源被写体判定処理は、点光源の判定に用いる判定パラメータを設定する処理と、設定した判定パラメータを用いて、ヒストググラム枠毎に点光源の有無を判定する点光源判定処理とを含む。

まず、判定パラメータとして、測光結果に基づいて、暗いほど点光源被写体を領域内に含むと判定しやすいように設定する。点光源被写体を含む場合とは、一般的に、低輝度部が多く、高輝度部がある程度以上存在し、高輝度部が十分明るく、コントラストが高い場合である。具体的には以下の判定条件が全て満たされる場合に、その領域に点光源被写体が存在すると判断する。
（１）低輝度画素数ＮｕｍＢｌｉｇｈｔＬｏｗと高輝度画素数ＮｕｍＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈの和が所定画素数（ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ）より多い。
（２）高輝度画素数ＮｕｍＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈが所定画素数（ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ）より多い。
（３）領域内の高輝度部の値であるヒストグラムＹｐが所定値（Ｙｐ０）より大きい。
（４）領域内のコントラストを表わす値であるヒストグラムＭＭが所定値（ＭＭ０）より大きい。

そこで輝度（Ｂｖ）が小さくなるほど、これらの条件が緩くなるように、判定パラメータであるＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ、ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ、Ｙｐ０、ＭＭ０を設定する。即ち、予め決められた値以上及び予め決められた値未満の画像信号が占める割合に対応する所定画素数ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓと、予め決められた値以上の画像信号が占める割合に対応するＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓを、輝度（Ｂｖ）が小さくなるほど小さい値にする。またＹｐ０は輝度（Ｂｖ）に関わらず同じ値とするが、ＭＭ０は誤判定を避けるため、輝度（Ｂｖ）が小さくなるほど大きな値とする。また高輝度とみなす画素を検出するために用いる判定パラメータである閾値ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈ、低輝度とみなす画素を検出するために用いる閾値ＢｌｉｇｈｔＬｏｗの値も変え、輝度（Ｂｖ）が小さくなるほど、点光源と判定する条件が緩くなるようにする。即ち、輝度（Ｂｖ）に応じて、例えば以下のように設定する。なお、ＢｖＴh２は、ＢｖＴh１とＢｖＴh３との間の値とする。

・ＢｖＴh１＞Ｂｖ値≧ＢｖＴh２の場合（Ｓ３０３）
ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ＝領域内の総画素数の７０％（１画素未満は四捨五入）
ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ＝領域内の総画素数の１％（１画素未満は四捨五入）
Ｙｐ０＝２４０
ＭＭ０＝１６０
ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈ＝２３５
ＢｌｉｇｈｔＬｏｗ＝１００
・ＢｖＴh２＞Ｂｖ値≧ＢｖＴh３の場合（Ｓ３０３）
ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ＝領域内の総画素数の６０％（１画素未満は四捨五入）
ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ＝領域内の総画素数の０．９％（１画素未満は四捨五入）
Ｙｐ０＝２４０
ＭＭ０＝１７０
ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈ＝２３０
ＢｌｉｇｈｔＬｏｗ＝８０
・Ｂｖ値＜ＢｖＴh３の場合（Ｓ３２０）
ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ＝領域内の総画素数の５０％（１画素未満は四捨五入）
ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ＝領域内の総画素数の０．８％（１画素未満は四捨五入）
Ｙｐ０＝２４０
ＭＭ０＝１８０
ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈ＝２２５
ＢｌｉｇｈｔＬｏｗ＝６０
ただし、輝度値の最小値は０、最大値は２５５とした場合の数値である。
もちろんこれらと異なる組み合わせであっても、暗いほど点光源被写体を領域内に含むと判定しやすいように設定であれば構わない。また撮像装置１の姿勢差も考慮した上で画面の位置によって判定パラメータを変えても良い。

画面下方のヒストグラム枠に存在する被写体は近い距離にある可能性が高いので、その被写体の近辺にある点光源によって照明された部分の面積が画面上で大きくなる。そのため中間輝度（ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈとＢｌｉｇｈｔＬｏｗの間の輝度）の面積が増え、点光源判定されづらくなると予想される。そこで画面下方のヒストグラム枠に関しては、点光源被写体と判定され易いようにパラメータを変更する。具体的は以下のように判定パラメータを設定する。

通常の判定パラメータと画面下側の判定パラメータの２セットを持たせる。通常のパラメータはこれまでに設定されたパラメータのままであるが、画面下側の判定パラメータは、それぞれのパラメータに対して、
ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ―５％
ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ―０．１％
ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈ×１．１
ＢｌｉｇｈｔＬｏｗ×０．９
と変更する。なお、所定値Ｙｐ０及びＭＭ０は変更しない。

そして図６（ｂ）に示すヒストグラム枠のうち、横位置であれば、３枠、４枠に対して、また、縦位置であれば姿勢に応じて判定時に画面下側になる１枠、３枠もしくは２枠、４枠に対して、判定パラメータを変更する。

Ｓ３０３またはＳ３２０では、上述したようにして設定した判定パラメータを用いて、ヒストグラム枠毎に点光源判定処理を行う。

ここで、Ｓ３０３またはＳ３２０において行われる、ヒストグラム枠毎に行う点光源判定処理の動作手順について図４を参照して説明する。まず、Ｓ４０１において、ヒストグラム枠の位置を１枠目（図６（ｂ）の１枠）に設定する。次いでＳ４０２において、設定されたヒストグラム枠内の輝度分布を示すヒストグラムを取る。即ち、ここでは、ヒストグラム枠内の画素について、一つづつその輝度値を測定し、各輝度値の画素がいくつ存在するかを示すヒストグラムを生成する。例えばＡ／Ｄ変換された後の輝度値が０〜２５５である場合、輝度値０〜２５５の画素がそれぞれ何画素あるかを求める。

そしてＳ４０３において、ヒストグラムから所定輝度値ＢｌｉｇｈｔＬｏｗより低い輝度の画素数を求め、これをＮｕｍＢｌｉｇｈｔＬｏｗとする。次にＳ４０４において、ヒストグラムから所定輝度値ＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈより高い輝度の画素数を求め、これをＮｕｍＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈとする。

更に、Ｓ４０５において、有効輝度値の最大値であるヒストグラムＹｐ、Ｓ４０６において有効輝度値の最大値と最小値との差であるヒストグラムＭＭを求める。なお、ヒストグラムＹｐ及びヒストグラムＭＭの求め方については後述する。

これら４つの指標が求められたならば、Ｓ４０７〜Ｓ４１０において、求めた指標とそれぞれ設定した判定パラメータとを比較する。そして、それぞれの所定の条件を満たすか否かを調べ、全ての指標が条件を満たしたならば、その枠は点光源被写体を含む枠であると判定する。すなわち、低輝度部が多く、高輝度部がある程度以上存在し、高輝度部が十分明るく、コントラストが高い場合は点光源被写体を含む枠と判定する。

まずＳ４０７で、低輝度画素数ＮｕｍＢｌｉｇｈｔＬｏｗと高輝度画素数ＮｕｍＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈの和が所定画素数（ＮｕｍＨｉｇｈＬｏｗＰｉｘｓ）より多いか否かを調べる。多ければＳ４０８へ進む。次いでＳ４０８で高輝度画素数ＮｕｍＢｌｉｇｈｔＨｉｇｈが所定画素数（ＮｕｍＨｉｇｈＰｉｘｓ）より多いか否かを調べる。多ければＳ４０９へ進む。そしてＳ４０９でヒストグラムＹｐが所定値（Ｙｐ０）より大きいか調べ、大きければＳ４１０へ進む。更にＳ４１０でヒストグラムＭＭが所定値（ＭＭ０）より大きいか調べ、大きければＳ４１１へ進む。

このように全ての条件を満たした場合はそのヒストグラム枠内に点光源被写体が存在すると判定できるので、Ｓ４１１においてそのヒストグラム枠を点光源被写体を含む枠と判定する。一方、いずれかの条件が満たされていない場合、そのヒストグラム枠内に点光源被写体が存在しないと判定し、Ｓ４１１を介さずにそのままS４１２へ進む。

Ｓ４１２において、全枠について判定が終了したかを調べる。図６（ｂ）に示すようにヒストグラム枠が設定されているので、判定は１枠→２枠→３枠→４枠の順序で行われる。よって４枠の判定が終了したか否かを調べれば良い。全枠の判定が終了していない場合はＳ４１３へ進み、判定する枠を次の枠に設定する。１枠の判定が終了していたならば２枠に、２枠の判定が終了していたならば３枠にというように設定する。全枠の判定が終了すると、図３のＳ３０４またはＳ３２１の処理に進む。

ここでＳ４０５、Ｓ４０６における、ヒストグラムＹｐ、ヒストグラムＭＭを求める処理について、図５を参照して説明する。

まずＳ５０１において、ヒストグラム枠内の総画素数ＮｕｍＨｉｓｔＰｉｘｓを求める。次いでＳ５０２において、有効とみなす画素数の閾値ＴｈｒＮｕｍＨｉｓｔを、総画素数ＮｕｍＨｉｓｔＰｉｘｓと、有効とみなす画素数の割合ＴｈｒＲａｔｉｏとの積を取ることで求める。この有効とみなす画素数はノイズ等で本来は存在しない輝度値が存在してしまう場合があるので、所定の画素数に満たない輝度値はノイズ等による見せ掛けのものと判断し、ヒストグラムＹｐ、ヒストグラムＭＭを求める際に用いないようにするための閾値である。

閾値ＴｈｒＮｕｍＨｉｓｔが求められたならば、Ｓ５０３で輝度値を０に初期化し、輝度値０から有効な輝度値であるか否かの判定を開始する。Ｓ５０４において、判定する輝度値の画素数を閾値ＴｈｒＮｕｍＨｉｓｔと比較し、その値以上であれば、Ｓ５０５で有効輝度値とする。閾値ＴｈｒＮｕｍＨｉｓｔ未満であれば無効な輝度値となる。この処理をＳ５０７で輝度値を更新しながら続け、輝度値の最大値２５５の判定を終えたならば、Ｓ５０６からＳ５０８へ進む。

Ｓ５０８では有効と判定された輝度値の最大値と最小値を求める。そしてＳ５０９で有効と判定された輝度値の最大値をヒストグラムＹｐとして記録し、Ｓ５１０で有効と判定された輝度値の最大値と最小値の差を求め、これをヒストグラムＭＭとして記録する。その後、図４のＳ４０７へ進む。

上記の処理により、各ヒストグラム枠内に点光源被写体を含むか否かを判定し終わると、Ｓ３０４またはＳ３２１へ進む。

Ｓ３２１では、全てのヒストグラム枠に点光源被写体が存在するかどうかを判定する。全てのヒストグラム枠に存在する場合、通常のＡＦでは焦点調整ができないため、Ｓ３２５へ進み、予め決められたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を移動する。

点光源被写体として想定されるのは、イルミネーションで装飾された建造物・オブジェクト、ネオンサイン、装飾されたクリスマスツリー、電球・ロウソクを使用したオブジェクトなど数ｍ以上離れているものがほとんどで、近距離で撮影することは稀である。そこで、Ｓ３２５では、過焦点位置と呼ばれる無限遠を被写界深度の遠側に含む最も近距離のフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を移動する。またマクロモードは既に近側（例えば５０ｃｍからそれぞれの焦点距離における至近端）にＡＦ範囲が限定されているので、過焦点位置へは制御せず、近側の適当な距離（例えば５０ｃｍ）にフォーカスレンズ群３を制御する。

一方、Ｓ３２１での判定の結果、いずれかのヒストグラム枠に点光源被写体が存在せず、通常のＡＦで焦点調整が可能と判断された場合は、Ｓ３２２に進む。Ｓ３２２では、Ｓ３２１におけるヒストグラム枠の点光源判定結果から、各ＡＦ枠に点光源被写体が存在するか否かを判定する。ここで行われる処理について、図６を参照して説明する。

図６（ａ）に示すようにＡＦ枠が設定され、図６（ｂ）に示すようにヒストグラムを取る枠（ヒストグラム枠）が設定されている場合、両者の位置関係は図６（ｃ）のようになる。この場合、ヒストグラム枠とＡＦ枠との位置関係に基づいて、点光源被写体が各ＡＦ枠内に存在するか否かを判定する。

ＡＦ００枠はヒストグラム枠の１枠が点光源被写体を含まなければ、点光源被写体を含まないと判定する。ＡＦ０１枠はヒストグラム枠の１枠と２枠が共に点光源被写体を含まなければ、点光源被写体を含まないと判定する。ＡＦ０２枠はヒストグラム枠の２枠が点光源被写体を含まなければ、点光源被写体を含まないと判定する。同様に、ＡＦ１０枠はヒストグラム枠の１枠と３枠、ＡＦ１１枠は全てのヒストグラム枠、ＡＦ１２枠はヒストグラム枠の２枠と４枠に点光源被写体が含まれていなければ、点光源被写体を含まないと判定する。また、ＡＦ２０枠はヒストグラム枠の３枠、ＡＦ２１枠はヒストグラム枠の３枠と４枠、ＡＦ２２枠はヒストグラム枠の４枠に点光源被写体を含まなければ、点光源被写体を含まないと判定する。

なお、ヒストグラム枠とＡＦ枠とが一致している場合には、Ｓ３２２の処理を省略することができる。

Ｓ３２２における各ＡＦ枠の判定の後、Ｓ３２３に進み、中央のＡＦ枠（ＡＦ１１枠）が点光源被写体を含まないか否かを判定する。中央のＡＦ枠が点光源被写体を含まないと判定された場合はＳ３０７に進み、点光源被写体を含まないと判定されたＡＦ枠のみで通常ＡＦを行ってから、Ｓ３０８へ進む。一方、中央のＡＦ枠が点光源被写体を含むと判定された場合はＳ３２５へ進み、上述したように予め決められたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を移動する。

一方、Ｓ３０４においてもＳ３２１と同様に、全てのヒストグラム枠に点光源被写体が存在するかどうかを判定する。そして、全てのヒストグラム枠に存在する場合、通常のＡＦでは焦点調整ができないため、Ｓ３１０へ進む。Ｓ３１０では、全てのＡＦ枠でスキャン範囲（移動範囲）を限定したＡＦを行う。

まずＳ３１０では、画像信号の高周波成分を抽出するためのフィルター特性をより高周波の成分のみ抽出するように変更し、次いでＳ３１１でスキャン範囲を限定する。

上述したように、点光源被写体として想定されるのは、イルミネーションで装飾された建造物・オブジェクト、ネオンサイン、装飾されたクリスマスツリー、電球・ロウソクを使用したオブジェクトなど数ｍ以上離れているものがほとんどである。そのため、近距離で撮影することは稀である。そこで、Ｓ３１０では、スキャン範囲を、例えば、無限遠から至近側３ｍの範囲に限定する。この距離は設定された撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離で変えても良い。またマクロモードは既に近側（例えば５０ｃｍからそれぞれの焦点距離における至近端）にスキャン範囲が限定されているので、スキャン範囲の限定は行わない。

このようにスキャン範囲を限定することにより、点光源被写体による誤測距により至近にピントが合う位置にフォーカスレンズ群３が制御され、点光源被写体が大きくボケてしまう事を防止することができる。すなわちスキャン範囲が遠距離側に限定されるため、点光源による誤測距が生じてもスキャン範囲内に影響が限定される。また誤測距の影響が近側の被写体にピントを合わせる位置にフォーカスレンズ群３がある際に起きるようなシーンにおいては、誤測距の影響を受けずに済む。Ｓ３１１の処理が終了すると、Ｓ３０８へ進む。

一方、Ｓ３０４での判定の結果、いずれかのヒストグラム枠内に点光源被写体が存在せず、通常のＡＦで焦点調整が可能と判断された場合は、Ｓ３０５に進む。Ｓ３０５では、上述したＳ３２２と同様の処理を行い、各ヒストグラム枠内の点光源判定結果から、各ＡＦ枠に点光源被写体が存在するか否かを判定する。なお、ヒストグラム枠とＡＦ枠とが一致している場合には、Ｓ３０５の処理を省略することができる。

Ｓ３０５における判定の後、Ｓ３０６に進み、中央のＡＦ枠（ＡＦ１１枠）が点光源被写体を含まないか否かを判定する。中央のＡＦ枠が点光源被写体を含まないと判定された場合はＳ３０７に進み、点光源被写体を含まないと判定されたＡＦ枠のみで通常ＡＦを行ってから、Ｓ３０８へ進む。一方、中央のＡＦ枠が点光源被写体を含むと判定された場合はＳ３１０へ進み、上述したように、スキャン範囲を限定したＡＦを行う。

Ｓ３０８では、Ｓ３０７、Ｓ３１１、Ｓ３３０によるＡＦの結果、いずれかのＡＦ枠で焦点調整が可能かどうかを判断する。いずれかのＡＦ枠で焦点調整が可能な場合は、Ｓ３０９へ進み、焦点調整可能なＡＦ枠の合焦位置から所定のアルゴリズムに従って選択された合焦位置へフォーカスレンズ群３を制御する。このアルゴリズムの詳細は、例えば、特登録０２６２０２３５号などで公知であるが、簡単に説明すると、前方障害物ではないと判断されるもののうち、最も近側の合焦位置を選択するものである。逆に全てのＡＦ枠で焦点調整が不可能な場合は、Ｓ３０８からＳ３２５へ進み、上述したように予め決められたフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を移動する。

ここで、Ｓ３０７、Ｓ３１１、Ｓ３３０において行われるＡＦ動作について図７を参照して説明する。スキャンＡＦ（焦点検出処理）は、撮像素子５により生成された画像信号から抽出される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求める処理であり、ＡＦ枠単位で行われる。

ＣＰＵ１５はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第２モータ駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御する。これにより、Ｓ３０７及びＳ３３０では、フォーカスレンズ群３を、各々の撮影モードにおいて設定される無限遠側の位置（図７における「Ａ」）から至近側の位置（図７における「Ｂ」）まで駆動する。そして、駆動しながらスキャンＡＦ処理回路１４の出力であるＡＦ評価値を取得し、スキャン範囲のスキャンが終了した時点で、取得したＡＦ評価値が最大になるフォーカスレンズ群３の位置、即ち合焦位置（図７における「Ｃ」）を求める。Ｓ３１１のＡＦにおいては、マクロモード以外では、図７における「Ｂ」の位置が、例えば限定前の３０ｃｍから３ｍに変更される。

なお、スキャンＡＦ処理回路１４からのＡＦ評価値の取得はスキャンＡＦの高速化のために、全てのフォーカスレンズ群３の停止位置については行わず、所定のスキャン間隔で行う。例えば、図７に示すａ１、ａ２、ａ３においてＡＦ評価値を取得する。このような場合、「Ｃ」の位置ではＡＦ評価値を求めていないので、取得したＡＦ評価値が最大となった点とその前後の点とから合焦位置Ｃを計算にて求める。このような補間計算を行ってＡＦ評価値が最大となる合焦位置（図７における「Ｃ」）を求める前に、ＡＦ評価値の信頼性を評価する。具体的な方法の例は特許第０４２３５４２２号公報や特許第０４１８５７４１号公報に記載されているので、ここでの説明は割愛する。

Ｓ３３０で行われる通常ＡＦ処理では、上記に説明したスキャンＡＦを設定されたＡＦ枠全てに対して行い、各ＡＦ枠についてその信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値が最大となる合焦位置を求める。信頼性が十分でないＡＦ枠に関してはＡＦ評価値が最大となる点を求める処理は行わない。そして全てのＡＦ枠でＡＦ評価値の信頼性を評価した結果、いずれかのＡＦ枠のＡＦ評価値の信頼性が十分であれば、ＡＦＯＫ表示を行う（図２のＳ５）。反対に、全てのＡＦ枠でその信頼性が低い場合には、ＡＦＮＧ表示を行う（図２のＳ５）。

また、Ｓ３０７においては、通常ＡＦ可能と判定されたＡＦ枠のみで上記に説明したスキャンＡＦを行う。Ｓ３３０と同様に、スキャンＡＦを行ったＡＦ枠の信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値が最大値となる点を求め、信頼性が十分でないＡＦ枠に関してはＡＦ評価値が最大値となる点を求める処理は行わない。そして、スキャンＡＦを行ったＡＦ枠でＡＦ評価値の信頼性を評価した結果、いずれかのＡＦ枠の信頼性が十分であれば、ＡＦＯＫ表示を行う（図２のＳ５）。一方、スキャンＡＦを行った全てのＡＦ枠でＡＦ評価値の信頼性が低い場合には、ＡＦＮＧ表示を行う（図２のＳ５）。

Ｓ３１１においては、スキャン範囲を無限遠に相当するフォーカスレンズ群３の位置から、範囲を限定しない場合に比べて遠距離側に相当するフォーカスレンズ群３の位置にスキャン範囲を限定してスキャンＡＦを行う。例えば３０ｃｍに相当するフォーカスレンズ群３の位置から、３ｍに相当するフォーカスレンズ群３の位置に限定する。この場合、スキャン範囲は限定前の約８分の１になる。

このようにスキャン範囲を限定してスキャンＡＦを設定されたＡＦ枠全てに対して行い、そして全てのＡＦ枠でＡＦ評価値の信頼性を評価した結果、いずれかのＡＦ枠についてその信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値が最大値となる点を求める。ＡＦ評価値の信頼性が十分でないＡＦ枠に関してはＡＦ評価値が最大値となる点を求める処理は行わない。そしていずれかのＡＦ枠の信頼性が十分であれば、ＡＦＯＫ表示を行う（図２のＳ５）。一方、全てのＡＦ枠でＡＦ評価値の信頼性が低い場合にはＡＦＮＧ表示を行う（図２のＳ５）。

なお、Ｓ３３０で行う通常ＡＦにおいては、ユーザーによって１点ＡＦ（中央１枠もしくはユーザーが指定した任意の１枠によるＡＦ）が設定されている場合や顔ＡＦで検出された顔位置にＡＦ枠が設定されている場合、その枠についてのみ上記の処理を行う。但し、Ｓ３０７、３１１のＡＦにおいては点光源被写体の影響を除去するため９枠のＡＦ枠を設定する。

上記の通り本第１の実施形態によれば、点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合などにおいても、より正確な焦点調節が可能になる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態との違いは、図３のＳ３１１におけるスキャン範囲を限定する方法が異なる点である。それ以外の装置構成及び処理は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

スキャン範囲は、製造時に測定された無限遠に合焦するフォーカスレンズ群３の位置を中心に、以下の条件を満たす所定の範囲をスキャンするように設定する。即ち、点光源被写体として想定されるイルミネーションで装飾された建造物・オブジェクト、ネオンサイン、クリスマスツリー、電球・ロウソクを使用したオブジェクトなど数ｍ以上離れているものをスキャン範囲に含み、かつ近距離の障害物を避けるように設定する。

例えば、製造時に測定された無限遠に合焦するフォーカスレンズ群３の位置を中心に複数深度（１深度は撮影レンズ鏡筒３１の開放Ｆ値に許容錯乱円径を掛けたもの）の範囲をスキャンするように、スキャン範囲を設定する。例えば、図７の「Ａ」の位置を、製造時に測定された無限遠に合焦する位置より１０深度、超無限遠側のフォーカスレンズ群３の位置とする。また、図７「Ｂ」の位置を、製造時に測定された無限遠に合焦する位置より１０深度、至近側のフォーカスレンズ群３の位置とする。

そして、スキャンの結果得られたＡＦ評価値が最大（もしくは極大）になるフォーカスレンズ群３の位置が所定の距離（例えば３ｍ）に相当する位置より至近側の場合は、所定の距離に相当する位置へフォーカスレンズ群３を制御するようにする。これにより、短い焦点距離で、近距離（例えば５０ｃｍ）までスキャンしてしまい、偽合焦することを防ぐことができる。

このようにスキャン範囲を限定することにより、一律の距離に相当するフォーカスレンズ群３の位置までスキャンする場合に比べ、焦点距離の影響を取り除くことが可能となる。

また、長い焦点距離に設定して撮影する場合は、点光源被写体として想定される被写体までの距離は遠くなる傾向にある。上記のように無限遠に合焦する位置より所定の範囲をスキャンすることにより、長い焦点距離の場合は、短い焦点距離の場合に比べて比較的遠い距離までスキャンするようになるので、実際に被写体が存在する距離範囲のみをスキャンする確率が高くなる。

このように、本第２の実施形態によれば、点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合などにおいても、より正確な焦点調節が可能になる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態との違いは、所定値より小さい出力の画素数をカウントする枠とＡＦ枠を一致させ、スキャン時に得られる所定値より小さい出力の画素数の変化とＡＦ評価値の変化から点光源によるＡＦへの影響を判断する点である。それ以外の装置構成及び処理は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図８は、本第３の実施形態におけるスキャンＡＦ処理の動作を示す図である。なお、図３と同様の処理には同じステップ番号を付し、適宜説明を省略する。図３に示す処理とは、Ｓ８００及びＳ８１１で行われるＡＦ動作の内容が、第１の実施形態で説明したものと異なり、また、Ｓ８００におけるＡＦ動作の後、ＡＦ処理を行った全てのＡＦ枠でＡＦＮＧだった場合に、Ｓ３１０の処理に進むところが異なる。

Ｓ３０６において、中央ＡＦ枠（ＡＦ１１枠）が点光源被写体を含まないと判定された場合はＳ８００に進み、点光源被写体を含まないと判定されたＡＦ枠のみで通常ＡＦを行う。一方、点光源被写体を含むと判定された場合はＳ３１０へ進む。

そして、Ｓ８００におけるＡＦ動作の結果、いずれかのＡＦ枠で焦点調整が可能な場合は、Ｓ８０１からＳ３０９へ進み、焦点調整可能なＡＦ枠の合焦位置から所定のアルゴリズムに従って選択された合焦位置へフォーカスレンズ群３を制御する。一方、全てのＡＦ枠で焦点調整が不可能な場合は、Ｓ８０１からＳ３１０へ進む。

Ｓ３１０では、画像信号の高周波成分を抽出するためのフィルター特性をより高周波の成分のみ抽出するように変更した後、Ｓ８１１でスキャン範囲を限定し、ＡＦ動作を行う。スキャン範囲の限定方法は上述した第１の実施形態で説明した方法及び第２の実施形態で説明した方法のいずれを用いてもでも構わない。

Ｓ８１１におけるＡＦ動作の結果、いずれかのＡＦ枠で焦点調整が可能な場合は、Ｓ３０８からＳ３０９へ進み、焦点調整可能なＡＦ枠の合焦位置から所定のアルゴリズムに従って選択された合焦位置へフォーカスレンズ群３を制御する。逆に、全てのＡＦ枠で焦点調整が不可能な場合は、Ｓ３０８からＳ３２５へ進み、過焦点位置と呼ばれる無限遠を被写界深度の遠側に含む最も近距離のフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を制御する。

次に、Ｓ８００及びＳ８１１で行われる、第３の実施形態におけるスキャンＡＦの動作について図９を参照して説明する。Ｓ８００では、点光源被写体を含まないと判定されたＡＦ枠のみに対して、図９に示す手順でＡＦ動作を行う。

まず、Ｓ９０１でフォーカスレンズ群３をスキャン開始位置へ移動する。次いでＳ９０２でＡＦ評価値と、ＡＦ評価値を取得した際のフォーカスレンズ群３の位置を記録する。

次に、Ｓ９０３でダーク画素数と、ダーク画素数を取得した際のフォーカスレンズ群３の位置を記録する。ダーク画素数とは、所定値以下の出力の画素の数であり、ＡＦ枠内に所定値より暗い画素が何画素あるかを表す。よって所定値として、暗いと見なせる出力値である、例えば、出力範囲がＡ／Ｄ変換後０〜２５５であれば、その１０％の２５程度の値に設定する。

点光源被写体の場合、ピントが合っていない場合は点光源被写体自体の出力が飽和していることにより明るい部分が広がり、暗い背景の部分が減ってしまう。よってピントが合うに従い輝度の高い画素数が減り、合焦位置近傍では、ダーク画素数が極大になる。従ってダーク画素数極大位置を求めることで大まかな合焦位置を知ることができる。

Ｓ９０４でフォーカスレンズ群３の位置がスキャン終了位置に到達したかを調べ、到達していなければＳ９０５へ進みフォーカスレンズ群３を次のＡＦ評価値及びダーク画素数取得の位置へ移動し、Ｓ９０２に戻る。上述した動作をフォーカスレンズ群３の位置がスキャン終了位置に到達するまで繰り返す。

フォーカスレンズ群３がスキャン終了位置へ到達したならば、Ｓ９０６へ進み、ＡＦ評価値などを取得したＡＦ枠毎にＡＦ評価値の信頼性を評価する。信頼性があれば、Ｓ９０７において、ＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズ群３の位置（ＡＦ評価値極大位置）と、ダーク画素数が極大となるフォーカスレンズ群３の位置（ダーク画素数極大位置）を求める。

なお、図７を参照して上述したように、スキャンＡＦ処理回路１４からのＡＦ評価値の取得はスキャンＡＦの高速化のために、全てのフォーカスレンズ群３の位置については行わず、所定のスキャン間隔で行うため、極大値をとる位置で値を取得しないことがある。このような場合はＡＦ評価値（ダーク画素数）の測定値が極大となった点とその前後の点から真の極大位置を計算にて求める。

この動作がＡＦスキャンした全ＡＦ枠について終了すると、Ｓ９０８からＳ９１０へ進む。全ＡＦ枠について処理が終了していなければ、Ｓ９０９で処理するＡＦ枠を更新しＳ９０６から処理を行う。

Ｓ９１０において、信頼性のあるＡＦ枠が存在するかを判定し、信頼性のあるＡＦ枠が存在しない場合は、Ｓ９２０へ進み、過焦点位置と呼ばれる無限遠を被写界深度の遠側に含む最も近距離のフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズ群３を制御する。いずれかのＡＦ枠の信頼性があると判定された場合は、Ｓ９１１へ進み、ＡＦ評価値の極大位置とダーク画素数の極大位置との差が所定値より小さいＡＦ枠が存在するかを判定する。ここで、この点光源被写体か否かの判定に関する所定値を、明るさによって変えるようにする。明るい場合は点光源被写体の影響が小さいと考えられるので、例えば、
・ＢｖＴh１＞Ｂｖ値≧ＢｖＴh２の場合
所定値＝１．４Ｆδ
・ＢｖＴh２＞Ｂｖ値≧ＢｖＴh３の場合
所定値＝１．０Ｆδ
・Ｂｖ値＜ＢｖＴh３の場合
所定値＝０．７Ｆδ
とする。
但し、ＦはスキャンＡＦを行った際の絞り値、δは許容錯乱円である。また、ＢｖＴh２は、ＢｖＴh１とＢｖＴh３との間の値とする。

ＡＦ評価値の極大位置とダーク画素数の極大位置との差が所定値より小さいＡＦ枠が存在しない場合は、全てのＡＦ枠が点光源被写体の影響を受けて、ＡＦ評価値の極大値が正しく求められていないと判断できる。よってＳ９１７へ進み、ダーク画素極大位置へフォーカスレンズ群３を制御する。こうすることで厳密な合焦位置へフォーカスレンズ群３を制御することはできないかもしれないが、ほぼピントの合った画像を得ることができる。

極大位置の差が所定値より小さいＡＦ枠が存在する場合は、Ｓ９１３へ進み、ＡＦ評価値の極大値を測定したスキャンポイント（図７を例にとると、「ａ２」のスキャンポイント）と、ダーク画素数極大位置が等しいＡＦ枠があるか調べる。

等しいＡＦ枠がある場合は、そのＡＦ枠は点光源被写体の影響を受けず、ＡＦ評価値の極大値が正しく求められていると判断できる。そこでＳ９１６へ進み、そのＡＦ枠でＳ９０７の計算で求められたＡＦ評価値の極大位置へフォーカスレンズ群３を制御する。こうすることで厳密な合焦位置へフォーカスレンズ群３を制御することができる。

もし、ＡＦ評価値の極大位置とダーク画素数の極大位置との差が所定値より小さいＡＦ枠が複数存在する場合は、所定のアルゴリズムに従って選択された合焦位置へフォーカスレンズ群３を制御する。このアルゴリズムの詳細は、例えば、特登録０２６２０３４５号公報などで公知であるが、簡単に説明すると、前方障害物ではないと判断されるもののうち最も近側の合焦位置を選択するものである。

ＡＦ評価値の極大値を測定したスキャンポイントと、ダーク画素数の極大位置が等しくない場合は、Ｓ９１４へ進み、ＡＦ評価値及びダーク画素数のそれぞれの極大位置周辺で極大値に次いで、出力が２番目に大きいスキャンポイントを選択する。図７を例にとると、「ａ３」のスキャンポイントにあたる。

そしてＳ９１５において、ＡＦ評価値の極大位置とダーク画素数２番目の位置とが等しく、かつＡＦ評価値が２番目の位置とダーク画素数の極大位置とが等しいか調べる。等しい場合、すなわち計算されたＡＦ評価値及びダーク画素の極大位置が、同じスキャンポイント間に存在する場合は、そのＡＦ枠は点光源被写体の影響を受けずＡＦ評価値の極大値が正しく求められていると判断できる。そこでＳ９１６へ進み、上述した処理を行う。また、Ｓ９１５での条件を満たさない場合はＳ９１７へ進み、上述した処理を行う。

また、画素の出力値を処理する機能の制約により、所定の輝度より明るい出力の画素の数しか検出できない場合は、ＡＦ枠内の全体の画素数と所定輝度より明るい画素数との差分を求めて、所定輝度より暗い輝度の画素数としても良い。

このように、点光源被写体の影響を受けていないＡＦ枠が存在する場合は、ＡＦ評価値極大位置へフォーカスレンズ群３を制御し、全てのＡＦ枠が点光源被写体の影響を受けている場合は、ダーク画素極大位置へフォーカスレンズ群３を制御する。これにより、点光源被写体の影響を受けていない場合は厳密に合焦した画像を得ることができると共に、点光源の影響を受けている場合もほぼピントの合った画像を得ることができる。

上記の通り本第３の実施形態によれば、点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合などにおいても、より正確な焦点調節が可能になる。

なお、上述した第１〜第３の実施形態では、コンパクトタイプのデジタルカメラを例に説明したが、本発明は、デジタルビデオカメラやデジタル一眼レフのライブビュー時のＡＦにも適用可能である。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、スキャナ、ビデオカメラなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

Claims

撮影光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像手段から得られる画像信号に基づいて、焦点調節手段を駆動して焦点調節を行う焦点調節装置であって、
前記画像信号により表される画像の輝度を測定する測光手段と、
前記画像信号により表される画像における複数の焦点検出領域それぞれについて、点光源被写体が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記測光手段による測光結果に基づいて、前記判定手段が用いる判定条件を設定する設定手段と、
前記焦点調節手段を移動させながら、前記焦点調節手段の異なる位置で得られた画像信号の高周波成分に基づいて、前記焦点検出領域ごとに焦点評価値を求め、該焦点評価値に基づいて焦点検出処理を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段による前記焦点検出処理の結果に基づいて、前記焦点調節手段を制御する制御手段とを有し、
前記設定手段は、前記測光手段が測定した輝度が低い程、より点光源被写体が存在すると判定し易い前記判定条件を設定し、前記焦点検出手段は、前記測光手段が測定した輝度及び前記判定手段による判定結果に応じて、異なる条件で焦点検出処理を行い、
前記測光手段により測定された輝度が予め決められた輝度の範囲にあって、前記判定手段が、少なくとも予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含むと判定した場合に、前記焦点検出手段は、前記焦点調節手段の移動範囲を、少なくとも前記予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含まないと判定した場合よりも狭くすることを特徴とする焦点調節装置。
前記設定手段は、更に、前記複数の焦点検出領域の位置に基づいて前記判定手段が用いる判定条件を設定し、下方にある焦点検出領域に対する判定条件を、他の焦点検出領域よりも、点光源が存在すると判定し易くすることを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
前記判定条件は、画像信号の最大値、最大値と最小値の差、予め決められた値以上の画像信号の割合、及び予め決められた値未満の画像信号の割合を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
前記焦点検出手段は、更に、前記焦点調節手段の異なる位置で、前記焦点検出領域ごとに予め決められた値未満の画像信号の画素数を求め、前記焦点評価値と前記画素数とに基づいて、前記焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
前記複数の焦点検出領域のうち、前記判定手段が、少なくとも予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含まないと判定した場合に、前記焦点検出手段は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記判定手段が点光源被写体を含まないと判定した焦点検出領域について前記焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
前記測光手段により測定された輝度が予め決められた輝度の範囲にあって、前記判定手段が、少なくとも予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含むと判定した場合に、前記焦点検出手段は、更に、少なくとも前記予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含まないと判定した場合よりも、より高周波の信号を検出するように変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
前記焦点検出手段は、前記焦点調節手段の移動範囲を、無限遠被写体に合焦する焦点調節手段の位置を中心として、超無限遠側及び至近側に複数深度の範囲に限定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
前記焦点評価値に基づいて得られた前記焦点調節手段の合焦位置が、予め決められた位置より至近側にある場合に、前記予め決められた位置に前記焦点調節手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の焦点調節装置。
前記測光手段により測定された輝度が予め決められた輝度よりも低く、前記判定手段が、少なくとも予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含むと判定した場合に、前記制御手段は、予め決められた位置に前記焦点調節手段を制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
前記焦点検出手段は、前記焦点評価値と前記画素数とが、予め決められた条件を満たしている場合に、前記焦点評価値に基づいて焦点検出処理を行い、前記予め決められた条件を満たしていない場合に、前記画素数に基づいて焦点検出処理を行い、
前記予め決められた条件は、前記焦点評価値が最大である前記焦点調節手段の位置と、前記画素数が最大または２番目に大きい焦点調節手段の位置とが一致すること、または、前記焦点評価値が２番目に大きい前記焦点調節手段の位置と、前記画素数が最大となる焦点調節手段の位置とが一致することであることを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
撮影光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像手段と、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の焦点調節装置と
を有することを特徴とする撮像装置。
撮影光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像手段から得られる画像信号に基づいて、焦点調節手段を駆動して焦点調節を行う焦点調節方法であって、
測光手段が、前記画像信号により表される画像の輝度を測定する測光工程と、
判定手段が、前記画像信号により表される画像における複数の焦点検出領域それぞれについて、点光源被写体が存在するか否かを判定する判定工程と、
設定手段が、前記判定工程に先立って、前記測光工程における測光結果に基づいて、前記判定工程で用いる判定条件を設定する設定工程と、
焦点検出手段が、前記焦点調節手段を移動させながら、前記焦点調節手段の異なる位置で得られた画像信号の高周波成分に基づいて、前記焦点検出領域ごとに焦点評価値を求め、該焦点評価値に基づいて焦点検出処理を行う焦点検出工程と、
制御手段が、前記焦点検出工程における前記焦点検出処理の結果に基づいて、前記焦点調節手段を制御する制御工程とを有し、
前記設定工程では、前記測光工程で測定した輝度が低い程、より点光源被写体が存在すると判定し易い前記判定条件を設定し、前記焦点検出工程では、前記測光工程で測定した輝度及び前記判定工程における判定結果に応じて、異なる条件で前記焦点検出処理を行い、
前記測光工程で測定された輝度が予め決められた輝度の範囲にあって、前記判定工程において、少なくとも予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含むと判定した場合に、前記焦点検出工程では、前記焦点調節手段の移動範囲を、少なくとも前記予め決められた焦点検出領域が点光源被写体を含まないと判定した場合よりも狭くすることを特徴とする焦点調節方法。
前記焦点検出工程では、更に、前記焦点調節手段の異なる位置で、前記焦点検出領域ごとに予め決められた値未満の画像信号の画素数を求め、前記焦点評価値と前記画素数とに基づいて、前記焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の焦点調節方法。