JP6645690B2 - 自動焦点調節装置、撮像装置、および自動焦点調節方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動焦点調節装置、撮像装置、および自動焦点調節方法に関する。

コントラスト検出方式の焦点検出（コントラストＡＦ）では、撮影レンズによって形成される焦点位置と撮像素子の相対位置を変化させるスキャンを行いながら撮像素子から得られる評価信号のコントラストのピーク位置を合焦位置として検出する。特許文献１は、評価信号の信頼性を評価信号の形状に基づき判定すると共に、信頼性判定のための指標と比較する所定値を変更可能とする自動焦点調節（ＡＦ）装置を提案している。

特開２００４−１０２１３０号公報

しかしながら、低照度でのコントラストＡＦは評価信号（コントラスト評価値）のＳ／Ｎが低下することで合焦精度が低下する場合がある。特許文献１は、この問題を考慮していない。

本発明は、低照度でも合焦精度を維持することが可能な自動焦点調節装置、撮像装置、および自動焦点調節方法を提供することを例示的な目的とする。

本発明の自動焦点調節装置は、被写体像を光電変換することによって得られる画像信号複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段が生成した前記第１のコントラスト評価値と前記第２のコントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定する設定手段と、を有し、前記一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値は全て閾値以上であり、前記複数のラインのうち前記一部のラインを除くラインの前記高周波成分の前記ピーク値は閾値未満であることを特徴とする。

本発明によれば、低照度でも合焦精度を維持することが可能な自動焦点調節装置、撮像装置、および自動焦点調節方法を提供することができる。

本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。（実施例１、２） 図１に示すコントラスト信号処理回路が取得する第１と第２のコントラスト評価値を説明する図である。（実施例１、２） 本発明の自動焦点調節方法を示すフローチャートである。（実施例１） 図３に示すＳ１０３の詳細を示すフローチャートである。（実施例１） 図４に示すＳ２０４の詳細を示すフローチャートである。（実施例１） 図３に示すＳ１０５の詳細を示すフローチャートである。（実施例１） 本発明の自動焦点調節方法を示すフローチャートである。（実施例２） 図７に示すＳ５０７の詳細を示すフローチャートである。（実施例２） 図８に示すＳ６０６の詳細を示すフローチャートである。（実施例２）

図１は、本発明に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。撮像装置は、レンズ一体型でもレンズ交換型でもよい。撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、テレビカメラ、携帯電話などの電子カメラである。本実施形態の撮像装置は、動画及び静止画の撮影と記録が可能である。

撮像装置は、まず、被写体の光学像を形成する撮影光学系（結像光学系）を有する。撮影光学系は、第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、第３レンズ群１０５、光学的ローパスフィルタ１０６を含む。第１レンズ群１０１は、撮影光学系の先端に配置され、不図示のカム筒を手動またはズームアクチュエータ１１１により、光軸方向に移動可能に構成されるズームレンズ（変倍レンズ）である。絞り１０２は、絞りアクチュエータ１１２により開口径が調節されることで撮像素子１０７に入射する光量調節を行うと共に、静止画撮影時には露光秒時が調節されてシャッタとして機能する。第２レンズ群１０３は、絞り１０２と一体となって光軸方向に駆動され、第１レンズ群１０１の移動動作との連動により、変倍作用（ズーム機能）をなす。第３レンズ群１０５は、フォーカスアクチュエータ１１４によって光軸方向に移動され、焦点調節を行うフォーカスレンズである。光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。なお、撮影光学系は、像ぶれを補正するために、光軸をシフトする補正レンズやその他の構成要素を更に有してもよい。

撮影光学系を通過した光束は、撮像素子１０７に入射する。撮像素子１０７は、例えば、ＣＭＯＳセンサとその周辺回路で構成され、撮影光学系が形成した光学像（被写体像）を光電変換する。撮像素子は、横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の受光ピクセルが正方配置され、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、２次元単板カラーセンサが用いられる。

１２１は、ＣＰＵ（制御手段）であり、撮像装置の種々の制御を司り、マイクロコンピュータから構成される。ＣＰＵ１２１は、演算部、記憶手段（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。ＣＰＵ１２１は、その記憶手段に記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、自動焦点調節（ＡＦ）、撮影、画像処理と記録等の一連の動作を実行する。

１２２は、撮像素子駆動回路で、撮像素子１０７の撮像動作を制御すると共に、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。１２３は、画像処理回路（画像処理手段）で、撮像素子１０７が取得した画像のカラー補間、γ変換、画像圧縮等の処理を行なう。

１２４は、第１、第２の評価値算出手段としてのコントラスト信号処理回路（信号処理手段）である。ＣＰＵ１２１とコントラスト信号処理回路１２４は、自動焦点調節装置を構成する。コントラスト信号処理回路１２４は、撮像素子駆動回路１２２から得られる画像信号に対して各種フィルタ処理をすることで高周波成分を抽出し、積分することによって、被写体像の鮮鋭度を表す第１、第２のコントラスト評価値とコントラスト情報を生成する。第１のコントラスト評価値は、画像信号から抽出された複数の高周波成分を積算することによって生成され、第２のコントラスト評価値は、複数の高周波成分の一部を積算することによって生成される。

より具体的には、第１のコントラスト評価値は、画像の所定領域内（評価領域内）の画像信号に対してフィルタ処理を行い、評価領域内の複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値（ラインピーク値）を抽出し、積算した値である。第２のコントラスト評価値は、所定の条件を満足する一部のラインのラインピーク値のみを垂直方向に積算した値である。所定の条件の詳細については後述する。（評価）ラインは、撮像素子１０７の画素配列に対応し、本実施形態では、撮像素子１０７の行方向（水平方向）に設定され、行方向の高周波成分のピーク値が列方向（垂直方向）に積算されているが、これは逆でもよい。また、対角方向など他の方向でもよい。

１２５は、焦点調節手段としてのフォーカス駆動回路で、コントラスト評価値、コントラスト情報としての合焦度に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に駆動して焦点調節を行なう。合焦度については後述する。

１２６は、絞りアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り１０２の開口を制御する絞り駆動回路である。１２７は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動するズーム駆動回路である。１３１は、カメラの撮影モードに関する情報、撮影時のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像を表示する、ＬＣＤ等の表示手段である。

１３２は、操作スイッチ群で、電源スイッチ、レリーズスイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。レリーズスイッチは、ユーザによる半押しに応じてＳＷ１信号（ＳＷ１ＯＮ）をＣＰＵ１２１に送信し、ユーザによる全押しに応じてＳＷ２信号（ＳＷ２ＯＮ）をＣＰＵ１２１に送信する。ＣＰＵ１２１は、ＳＷ１信号に応じて、絞りの駆動量を算出し、絞りを駆動させると共に、コントラストＡＦなどのＡＦを行わせる。また、ＣＰＵ１２１は、ＳＷ１信号に応じて、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作を開始する。ＣＰＵ１２１は、ＳＷ２信号に応じて、不図示のシャッタ駆動回路を駆動し、撮影光束を撮像素子１０７に導き、露光（撮影）を行う。また、ＣＰＵ１２１は、ＳＷ２信号に応じて、撮像素子１０７からの信号読み出しから記録媒体に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を行う。

１３３は、着脱可能なフラッシュメモリで、動画及び静止画を含む撮影済み画像を記録する。

なお、撮像装置は、振動ジャイロ等で構成された角速度センサ（振動検出手段）を更に有する。角速度センサは、撮像装置に加わる振れの角速度を検出して電気信号を出力する。角速度センサは、光軸に直交する一平面上で互いに直交した検出軸をなすように、例えば、水平方向の回転軸（Ｙａｗ）と垂直方向の回転軸（Ｐｉｔｃｈ）との２軸方向に２つの角速度センサを配置する。そして、検出した各軸別々に補正量を算出し、水平方向及び垂直方向の２軸方向に撮影光学系の不図示の補正レンズを駆動することによってぶれ補正を行う。

１４１は、コントラスト信号処理回路１２４が生成した、第１、第２のコントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定する設定手段として機能する。どちらを設定するかの判定方法については後述する。

本発明は、コンラスト値（コントラスト評価値）と合焦度を用いる。コントラスト値は、評価領域内の画像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差と定義される。コントラスト値の算出時にフィルタ処理によりノイズ除去してもよい。合焦度は、（好ましくは、評価領域内の画像信号へのフィルタ処理後の）高周波成分のラインピーク値をコントラスト値で除算した値と定義される。

合焦度を用いることで、被写体のコントラストの影響を低減することができる。被写体が低コントラストの場合、合焦度の分母であるコントラスト値が小さく、かつ、合焦度の分子であるラインピーク値も小さい。被写体が高コントラストの場合、合焦度の分母であるコントラスト値が大きく、かつ、合焦度の分子であるラインピーク値も大きい。このように、合焦度は、評価領域の全ライン内での高周波成分のピーク値を評価領域内の画像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差で除算することで、被写体のコントラストによらない値として正規化できる。

これにより、例えば、どのような被写体に対しても、合焦位置の合焦度を１とした場合に、ボケから合焦近傍となる位置の合焦度を０．６とすることで、被写体による影響を低減して合焦度合を判定することができる。さらに合焦度を用いてフォーカスレンズの駆動制御を行うこともできる。合焦度が小さい場合にはフォーカスレンズを高速で駆動し、合焦度が大きい場合にはフォーカスレンズを低速で駆動し、合焦近傍のみ密にサンプリングすることで、合焦位置検出精度（即ち、合焦精度）を維持し、かつ合焦時間を短縮できる。

コントラストＡＦによる合焦位置の検出は、フォーカスレンズをある方向に移動させるスキャン動作を行い、コントラスト評価値が増加する方向を探索し、その方向へフォーカスレンズを移動させる。そして、コントラスト評価値の最大値を取得し、かつ、その後、減少に転じるまでのコントラスト評価値を取得する。

合焦判定は、コントラスト評価値の値が大きい上位３点または４点を用い、それと対応したフォーカスレンズ位置（フォーカス位置）から補間計算を行うことでコントラスト評価値が最大値となるフォーカスレンズ位置（合焦位置）へフォーカスレンズを移動させる。

図２（ａ）は、コントラスト信号処理回路１２４で取得可能な、低照度の顔を被写体とした場合のコントラスト評価の概念図を示している。Ａ１は被写体（顔）、Ｂ１は評価領域、Ｃ１、Ｃ２は評価ラインであり、Ｄ１、Ｄ２が各ラインのフィルタ処理後のラインピーク値となる位置を示している。

図２（ａ）に示すように、一般被写体（本実施例では顔）では、評価ラインによってコントラストが異なる。顔を例にすると、眉、目、口などはコントラストが高いが、肌のみの評価ラインはコントラストが低い。そのため評価ラインによってラインピーク値、Ｓ／Ｎが異なる。特に、低照度かつ低コントラストとなるラインのラインピーク値はＳ／Ｎが小さいため、第１のコントラスト評価値のＳ／Ｎ低下によって、合焦位置検出精度が低下してしまう。

そこで、本実施形態は、第２のコントラスト評価値を用いるが、その際、評価領域内の各ラインに対してコントラスト値またはラインピーク値が大きいかどうかを判定する。第２のコントラスト評価値は、高コントラストの一部のライン（図２のＣ２）のみを積算する。Ｓ／Ｎが小さい低コントラストの評価ラインを除外することで、Ｓ／Ｎが向上し、合焦位置検出精度が向上する。

図２（ｂ）に、図２（ａ）の顔を被写体とした場合のコントラスト評価値を示す。横軸はデフォーカス量、縦軸はコントラスト評価値を評価ライン数で除算し正規化したコントラスト評価値である。点線と実線からなる全ラインは、第１のコントラスト評価値を生成するのに使用されるライン、実線は、第２のコントラスト評価値を生成するのに使用されるラインである。第１のコントラスト評価値のうち点線ラインはＳ／Ｎが小さいため、特にボケ時にコントラスト評価値変化（ここではライン数で正規化した値）が小さい。第２のコントラスト評価値は、高コントラストのラインのみを積算することで、第１のコントラスト評価値よりボケ時のコントラスト評価値変化（ライン数で正規化した値）が大きい。即ち、ラインＣ２（一部のライン）の高周波成分のピーク値は全て閾値以上である。全ラインのうちラインＣ２を除くラインＣ１の高周波成分のピーク値は閾値未満である。

以上により、評価領域内でコントラストが異なり、低コントラストのライン複数含む場合、第２のコントラスト評価値を用いることによって、Ｓ／Ｎが向上し、コントラスト評価値の山形状がより急峻になることによって、合焦位置検出精度も向上する。

図３は、ＣＰＵ１２１が実行する、本発明の実施例１の自動焦点調節方法を示すフローチャートである。図４は、図３に示すＳ１０３の詳細を示すフローチャートである。図５は、図４に示すＳ２０４の詳細を示すフローチャートである。図６は、図３に示すＳ１０５の詳細を示すフローチャートである。

図３において、まず、Ｓ１０１において、ＣＰＵ１２１は、操作部１３２のレリーズスイッチが半押し（ＳＷ１ＯＮ）されたかどうかを判断する。ＳＷ１がＯＮでない場合、Ｓ１０１に戻り、ＯＮになった場合にはＳ１０２へ進む。Ｓ１０２では、ＣＰＵ１２１は、コントラストＡＦのスキャン動作を開始し、Ｓ１０３へ進む。Ｓ１０３では、ＣＰＵ１２１は、コントラスト評価値算出処理を行う。Ｓ１０３の詳細については後述する。

次に、Ｓ１０４では、ＣＰＵ１２１は、コントラスト評価値がピーク値を取得したかどうかを判定する。ピーク値を取得した場合、Ｓ１０５へ進み、取得していない場合、Ｓ１０３へ戻る。Ｓ１０５では、評価値判定処理を行い、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１０５の詳細については後述する。

次に、Ｓ１０６では、ＣＰＵ１２１は、Ｓ１０５で設定された第１、第２のコントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定することによって、合焦位置に対応するフォーカス位置を算出し、Ｓ１０７へ進む。Ｓ１０７では、Ｓ１０６で算出したフォーカス位置へフォーカスレンズを移動させ、処理を終了する。

図４を参照して、Ｓ１０３のコントラスト評価値算出処理について説明する。コントラスト評価値算出処理は、フレームごとに評価領域内の全てのラインについて処理を行う。Ｓ２０１では、ＣＰＵ１２１は、評価領域内の全ライン数を処理したかどうかを判断する。処理した場合、コントラスト評価値算出処理を終了し、図３に示すフローチャートに戻り、処理していない場合、Ｓ２０２へ進む。Ｓ２０２では、ＣＰＵ１２１はコントラスト信号処理回路１２４を介して、評価領域内の１ラインに対して信号処理を行い、信号処理としてガンマ補正、各種フィルタ処理（ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ）を行い、高周波成分を抽出し、Ｓ２０３へ進む。Ｓ２０３では、ＣＰＵ１２１は、評価領域内の１ラインのラインピーク値を算出し、Ｓ２０４とＳ２０５へ進む。Ｓ２０４では、ＣＰＵ１２１は、第２のコントラスト評価値選定処理を行い、Ｓ２０５では、ＣＰＵ１２１は、第１のコントラスト評価値として積算を行い、Ｓ２０１へ戻る。Ｓ２０４の詳細については後述する。

図５を参照して、Ｓ２０４の第２のコントラスト評価値選定処理について説明する。第２のコントラスト評価値選定処理は、評価領域内の評価ラインを第２のコントラスト評価値として積算するかしないかを選定する処理である。まず、Ｓ３０１では、ＣＰＵ１２１は、コントラスト値が所定値以上かどうかを判定する。所定値はＣＰＵ１２１の記憶手段に予め記憶されている。所定値は、低コントラスト（例えば、コントラスト比で９０：７０）を基準値としてもよい。また、輝度値やＩＳＯ感度、コントラスト評価値算出時のフィルタの帯域に応じて所定値を変更してもよい。コントラスト値が所定値以上の場合、Ｓ３０２へ進み、所定値以下の場合、処理を終了する。Ｓ３０２では、ＣＰＵ１２１は、ラインピーク値が所定値以上かどうかを判定する。所定値は、低コントラスト（例えば、コントラスト比で９０：７０）を基準値としてもよい。また、輝度値やＩＳＯ感度、コントラスト評価値算出時のフィルタの帯域に応じて所定値を変更してもよい。ラインピーク値が所定値以上の場合、Ｓ３０３へ進み、所定値以下の場合、処理を終了する。Ｓ３０３では評価ライン数をカウントし、Ｓ３０４へ進む。Ｓ３０４では、ＣＰＵ１２１は、第２のコントラスト評価値としてラインピーク値を積算し、処理を終了する。

図６を参照して、Ｓ１０５の評価値判定処理について説明する。まず、Ｓ４０１では、ＣＰＵ１２１は、第１のコントラスト評価値のピークボトム（最大値と最小値の差）が所定値（例えば、ピーク値がボトム値の２倍）以下であるかどうかを判定する。所定値以下である場合にはＳ４０２へ、所定値よりも大きい場合にはＳ４０４へ進む。次に、Ｓ４０２では、ＣＰＵ１２１は、第２のコントラスト評価値のフォーカスによる変化量が第１のコントラスト評価値の変化量以下であるかどうかを判定する。コントラスト評価値の変化量には正規化（コントラスト評価値で除算）した値を用いる。変化量以下である場合、Ｓ４０３へ進み、変化量よりも大きい場合、Ｓ４０４へ進む。

Ｓ４０３では、ＣＰＵ１２１は、評価ライン数が所定数以上であるかどうかを判定する。第２のコントラスト評価値の評価ライン数から判定する。評価ライン数が少ない（例えば、３ライン）場合にはＳ／Ｎが小さくなり、合焦位置検出には適さない。所定値は、例えば、評価領域のライン数の１０％としてもよい。また、各ラインのコントラスト値に応じてライン数の所定数を変更してもよい。所定数以上の場合、Ｓ４０７へ進み、所定数未満である場合、Ｓ４０４へ進む。

Ｓ４０４では、ＣＰＵ１２１は、手ブレ量が所定値以上であるかどうかを判定する。これにより、手ブレにより被写体が評価領域外となってしまうかどうかを判定することができる。手ブレ量が所定値以下である場合、Ｓ４０７に進み、所定値よりも大きければ（即ち、被写体が手ブレにより評価領域内から出入りしたことによって評価値変化量が大きくなった場合には）Ｓ４０５に進む。手ブレ量はレンズまたはカメラ内にある角速度センサで検出する。

Ｓ４０５では、ＣＰＵ１２１は、被写体の移動量を検出する移動量検出手段として機能する。画像処理のテンプレートマッチングや顔検出等の公知の技術を使って被写体位置を検出し、何画素移動しているか算出する。例えば、評価領域の水平画素数の１／３を所定値としてそれ以上被写体が移動している場合にはＳ４０７へ進み、所定値未満の場合にはＳ４０６へ進む。

Ｓ４０６では、ＣＰＵ１２１は、第１のコントラスト評価値を合焦検出用評価値に設定し、Ｓ４０７では、ＣＰＵ１２１は、第２のコントラスト評価値を合焦検出用評価値に設定し、評価値判定処理を終了し、Ｓ１０６へ進む。

図７は、ＣＰＵ１２１が実行する、本発明の実施例２の自動焦点調節方法を示すフローチャートである。図８は、図７に示すＳ５０７の詳細を示すフローチャートである。図９は、図８に示すＳ６０６の詳細を示すフローチャートである。

実施例２では、第２のコントラスト評価値の評価ライン数を合焦近傍になる前に設定する。ボケ時に取得している第２のコントラスト評価値は、スキャン動作中の各デフォーカス量に応じて異なる評価ライン数を積算して算出している。但し、合焦近傍では、合焦位置検出を行う必要があるため、第２のコントラスト評価値の評価ライン数を固定して評価するとよい。

Ｓ５０１〜Ｓ５０３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０３と同様である。Ｓ１０３では、図４で説明したコントラスト評価値算出処理において、Ｓ１０４がない処理を行う。次に、Ｓ５０４では、ＣＰＵ１２１は、合焦度を算出し、Ｓ５０５へ進む。Ｓ５０５では、ＣＰＵ１２１は、合焦度が所定値以上であるかどうかを判定する。ＣＰＵ１２１は、合焦度を算出する合焦度算出手段として機能する。所定値は、例えば、０．６とする。合焦時の合焦度を１とした場合に合焦近傍の値として設定する。合焦度が所定値以上である場合にはＳ５０６に進み、所定値以下である場合にはＳ５０３へ戻る。

Ｓ５０６では、ＣＰＵ１２１は、これまでの評価ライン数から第２のコントラスト評価値の評価ライン数を設定し、Ｓ５０７へ進む。評価ライン数の設定は、例えば、スキャン動作中に複数回取得した第２のコントラスト評価値の評価ライン数の平均または最大の評価ライン数としてよい。

Ｓ５０７では、ＣＰＵ１２１は、第２のコントラスト評価値取得処理を行い、Ｓ５０８へ進む。Ｓ５０７の詳細については後述する。Ｓ５０８はＳ１０４と同様に、ＣＰＵ１２１は、コントラスト評価値がピーク値を取得したかどうかを判定し、取得した場合にはＳ５０９へ進み、していない場合にはＳ５０７へ戻る。Ｓ５０９は、Ｓ１０５と同様であり、図６で説明した評価値判定処理を行う。Ｓ５１０では、ＣＰＵ１２１は、合焦検出としてコントラスト評価値とそれに対応したフォーカスレンズ位置による補間計算を行い、コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を算出し、Ｓ１０７と同様のＳ５１１へ進む。

図８を参照して、Ｓ５０７の第２のコントラスト評価値について説明する。Ｓ６０１では、ＣＰＵ１２１は、評価領域内の全ライン数を処理したかどうかを判断する。処理した場合にはコントラスト評価値取得処理を終了し、図７に示すフローチャートに戻り、処理していない場合にはＳ６０２へ進む。Ｓ６０２では、ＣＰＵ１２１はコントラスト信号処理回路１２４を介して、評価領域内の１ラインに対して信号処理を行い、信号処理としてガンマ補正、各種フィルタ処理（ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ）を行い、高周波成分を抽出し、Ｓ６０３へ進む。

Ｓ６０３では、ＣＰＵ１２１は、評価領域内の１ラインのラインピーク値を算出し、Ｓ６０４へ進む。Ｓ６０４では、図５と同様の第２のコントラスト評価値選定処理を行い、Ｓ６０１へ戻り、評価領域内の全てのラインのコントラスト評価値取得が終わるまでコントラスト評価値取得処理を繰り返す。評価領域の全ライン数の処理が終わった後、Ｓ６０６へ進み、Ｓ６０６で評価ライン数限定処理を行い、処理を終了し、図７に示すフローチャートに戻る。Ｓ６０６の詳細については後述する。

図９を参照して、Ｓ６０６の評価ライン数限定処理について説明する。まず、Ｓ７０１では、ＣＰＵ１２１は、各ラインピーク値を並び変える処理を行い、Ｓ７０２へ進む。Ｓ７０２では、ＣＰＵ１２１は、各ラインピーク値のうち大きい順に評価ライン数を設定したライン数だけ積算し、Ｓ７０３へ進む。Ｓ７０３では、ＣＰＵ１２１は、Ｓ７０２で積算された評価値を評価ライン数で除算をすることで正規化を行い、評価ライン数限定処理を終了する。

本発明は、第１、第２コントラスト評価値を生成するステップと、該ステップによって生成された第１、第２コントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定するステップと、を有する自動焦点調節方法にも適用可能である。

以上、本発明は上述の実施形態に限定されず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

本発明は、コントラストＡＦを行う撮像装置の用途に適用することができる。

１２４…コントラスト信号処理回路（信号処理手段）、１４１…評価値判定手段（設定手段）

Claims (15)

1. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成する信号処理手段と、
   前記信号処理手段が生成した前記第１のコントラスト評価値と前記第２のコントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定する設定手段と、
   を有し、
   前記一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値は全て閾値以上であり、前記複数のラインのうち前記一部のラインを除くラインの前記高周波成分の前記ピーク値は閾値未満であることを特徴とする自動焦点調節装置。
2. 前記信号処理手段は、前記画像信号のフィルタ処理後の信号に対して前記高周波成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
3. 前記設定手段は、前記第１のコントラスト評価値の最大値と最小値の差が所定値よりも大きい場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を前記合焦位置として設定し、前記差が所定値以下の場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を前記合焦位置として設定することを特徴とする請求項１または２に記載の自動焦点調節装置。
4. 前記設定手段は、前記第２のコントラスト評価値のデフォーカスによる変化量が前記第１のコントラスト評価値の変化量以下である場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を前記合焦位置として設定し、前記第２のコントラスト評価値の前記変化量が前記第１のコントラスト評価値の前記変化量よりも大きい場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を前記合焦位置として設定することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
5. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成する信号処理手段と、
   前記一部のラインの数が所定数未満である場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定し、前記一部のラインの数が所定数以上である場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定する設定手段と、を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
6. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から抽出された複数の高周波成分を積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数の高周波成分の一部を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成する信号処理手段と、
   手ブレ量を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段が検出した前記手ブレ量が所定値よりも大きい場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定し、前記手ブレ量が所定値以下である場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定する設定手段と、を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
7. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から抽出された複数の高周波成分を積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数の高周波成分の一部を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成する信号処理手段と、
   前記被写体の移動量を検出する移動量検出手段と、
   前記移動量検出手段が検出した前記移動量が所定値未満である場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定し、前記移動量が所定値以上である場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定する設定手段と、を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
8. 前記信号処理手段は、前記画像信号から、複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって前記第２のコントラスト評価値を生成することを特徴とする請求項６または７に記載の自動焦点調節装置。
9. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成する信号処理手段と、
   前記信号処理手段が生成した前記第１のコントラスト評価値と前記第２のコントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定する設定手段と、を有し、
   前記信号処理手段は、前記複数のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を、前記画像信号の輝度の最大値と最小値の差で除算することによって合焦度を算出する合焦度算出手段を更に有し、
   前記設定手段は、前記合焦度算出手段が算出した前記合焦度が所定値以上である場合、前記一部のラインのライン数を設定することを特徴とする自動焦点調節装置。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置を有することを特徴とする撮像装置。
11. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成するステップと、
    前記ステップによって生成された前記第１のコントラスト評価値と前記第２のコントラスト評価値の一方のピーク位置を合焦位置に設定するステップと、を有し、
    前記一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値は全て閾値以上であり、前記複数のラインのうち前記一部のラインを除くラインの前記高周波成分の前記ピーク値は閾値未満であることを特徴とする自動焦点調節方法。
12. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から複数のラインのそれぞれの高周波成分のピーク値を抽出し、前記複数のラインの全てについて積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数のラインの一部のラインの前記高周波成分の前記ピーク値を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成するステップと、
    前記一部のラインの数が所定数未満である場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定し、前記一部のラインの数が所定数以上である場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定するステップと、を有することを特徴とする自動焦点調節方法。
13. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から抽出された複数の高周波成分を積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数の高周波成分の一部を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成するステップと、
    手ブレ量を検出するステップと、
    前記手ブレ量が所定値よりも大きい場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定し、前記手ブレ量が所定値以下である場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定するステップと、を有することを特徴とする自動焦点調節方法。
14. 被写体像を光電変換することによって得られる画像信号から抽出された複数の高周波成分を積算することによって前記被写体像の鮮鋭度を表す第１のコントラスト評価値を生成し、前記複数の高周波成分の一部を積算することによって第２のコントラスト評価値を生成するステップと、
    前記被写体の移動量を検出するステップと、
    前記移動量が所定値未満である場合、前記第１のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定し、前記移動量が所定値以上である場合、前記第２のコントラスト評価値のピーク位置を合焦位置として設定するステップと、を有することを特徴とする自動焦点調節方法。
15. 請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の自動焦点調節方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。