JP7271188B2 - 制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、オートフォーカス制御を行う撮像装置に関する。

従来、コントラスト評価値を用いてオートフォーカス制御（コントラスト方式ＡＦ制御）を行う撮像装置が知られている。コントラスト方式ＡＦ制御では、夜景や点光源などの低輝度環境における明るい被写体に対してコントラスト評価値を取得すると、ピントが合うフォーカス位置とは異なるフォーカス位置にもコントラスト評価値の極大値が検出される。その結果、ピントが合う位置とは異なる位置で合焦する偽合焦と呼ばれる状態が生じ得る。

特許文献１には、ＡＦ枠ごとに点光源領域を検出し、点光源領域を検出した場合には輝度レベルが最も高いＡＦ枠の明るさが適正になるように露出設定を変更する撮像装置が開示されている。

特開２００７－６５０４８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、点光源領域とは異なる位置にユーザがピントを合わせたい主被写体が存在する場合、主被写体の信号レベルが低くなりピント精度が低下する。

そこで本発明は、点光源領域が存在する場合でも主被写体に高精度にピントを合わせることが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、画像において点光源領域が存在するか否かを判定する判定手段と、フォーカスレンズを移動しながら前記画像から順次取得された評価値に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段とを有し、前記判定手段は、前記画像の第一の領域および前記第一の領域よりも外側の第二の領域のそれぞれにおいて前記点光源領域が存在するか否かを判定し、前記フォーカス制御手段は、前記点光源領域が前記第一の領域に存在するか、または前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在するかに応じて、前記フォーカス制御の方式を変更し、前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、被写体の輝度によらず高域フィルタ処理を行い、前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記被写体の輝度に応じて前記高域フィルタ処理、または、低域フィルタ処理を行う。

本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する撮像素子と、前記制御装置とを有する。

本発明の他の側面としての制御方法は、画像において点光源領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、フォーカスレンズを移動しながら前記画像から順次取得された評価値に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御ステップとを有し、前記判定ステップにおいて、前記画像の第一の領域および前記第一の領域よりも外側の第二の領域のそれぞれにおいて前記点光源領域が存在するか否かを判定し、前記フォーカス制御ステップにおいて、前記点光源領域が前記第一の領域に存在するか、または前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在するかに応じて、フォーカス制御の方式を変更し、前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、被写体の輝度によらず高域フィルタ処理を行い、前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記被写体の輝度に応じて前記高域フィルタ処理、または、低域フィルタ処理を行う。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、点光源領域が存在する場合でも主被写体に高精度にピントを合わせることが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。

各実施例における撮像装置のブロック図である。 各実施例における撮像動作を示すフローチャートである。 各実施例における点光源による偽合焦の説明図である。 各実施例における点光源判定処理を示すフローチャートである。 実施例１におけるＡＦ枠の設定および点光源判定処理の説明図である。 各実施例におけるＡＦ動作を示すフローチャートである。 各実施例における枠内の被写体の出入り判定の説明図である。 実施例２におけるＡＦ枠の設定の説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施例１における撮像装置１０１の構成について説明する。図１は、撮像装置１０１のブロック図である。撮像装置１０１は、レンズユニット（撮像光学系）１１１を有する。なお本実施例において、撮像装置１０１はレンズユニット１１１と一体的に構成されているが、これに限定されるものではない。本発明は、撮像装置（カメラ本体）と、カメラ本体に着脱可能なレンズユニット（交換レンズ）とを備えて構成された撮像システムにも適用可能である。

レンズユニット１１１は、固定レンズ１１２、絞り１１３、および、フォーカスレンズ１１４を備えて構成される。レンズ制御部１１７は、絞り駆動部１１５を用いて絞り１１３を駆動することにより、絞り１１３の開口径を調整して撮影時の光量調節を行う。またレンズ制御部１１７は、フォーカス駆動部１１６を用いてレンズユニット１１１のフォーカスレンズ１１４を駆動する駆動量を決定する。そしてレンズ制御部１１７は、フォーカス駆動部１１６を用いてフォーカスレンズ１１４を光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に駆動することにより、焦点を調節する（フォーカス制御を行う）。フォーカス駆動部１１６によるフォーカスレンズ１１４の移動制御により、自動焦点調節制御（ＡＦ制御）が実現される。フォーカスレンズ１１４は、焦点調節用レンズであり、図１には単レンズで簡略的に示されているが、通常、複数のレンズで構成される。絞り駆動部１１５およびフォーカス駆動部１１６は、レンズ制御部１１７により制御される。

レンズユニット１１１を介して入射した光束は撮像素子１２１の受光面上に結像し、撮像素子１２１により電気信号に変換される。撮像素子１２１は、レンズユニット１１１を介して形成された被写体像（光学像）を光電変換する光電変換素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される。光電変換素子に蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ１２２が出力する駆動パルスに基づいて、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子１２１から順次読み出される。

ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３は、撮像素子１２１から読み出された撮像信号および焦点検出用信号に対し、リセットノイズを除去するための相関二重サンプリング、センサゲインの調節、および、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３は、撮像信号を撮像信号処理部１２４に、焦点検出用信号を焦点検出用信号処理部１２５にそれぞれ出力する。焦点検出用信号とは、被写体のコントラストを示すコントラスト評価値や、枠内の所定値以上の出力画素数を示す高輝度画素数である。焦点検出用信号処理部１２５は、撮像画面内で焦点検出を行う焦点検出領域の設定や配置を行う。本実施例では、焦点検出領域として横７枠、縦５枠の合計３５枠を設定しているが、枠数の数や配置はこれに限定されるものではない。

撮像信号処理部１２４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３から出力された撮像信号を、バス１３１を介してＳＤＲＡＭ１３６に格納する。ＳＤＲＡＭ１３６に格納された画像信号は、バス１３１を介して表示制御部１３２により読み出され、表示部１３３に表示される。また、撮像信号の記録を行う動作モードにおいて、ＳＤＲＡＭ１３６に格納された画像信号は、記録媒体制御部１３４により記録媒体１３５に記録される。

ＲＯＭ１３７は、カメラ制御部（制御装置）１４１が実行する制御プログラムおよび制御に必要な各種データ等を格納している。フラッシュＲＯＭ１３８は、ユーザ設定情報等の撮像装置１０１の動作に関する各種設定情報等を格納している。

１３９はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作（撮影準備）を行うためのスイッチ（ＳＷ１）、１４０はスイッチ（ＳＷ１）の操作後、撮影を行うためのスイッチ（ＳＷ２）である。ＡＥとは自動露光制御である。カメラ制御部１４１は、一時的にＳＤＲＡＭ１３６に蓄積された画像データの画素信号の大きさに基づき、絞り１１３、撮像素子１２１の蓄積時間、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３のゲインの設定値、およびタイミングジェネレータ１２２の設定値を決定する。またカメラ制御部１４１は、合焦位置を検出するためのフォーカス駆動（スキャン動作）や合焦位置までのフォーカス駆動のためにフォーカスレンズ１１４の駆動量（フォーカス駆動量）をレンズ制御部１１７に伝達する。そしてレンズ制御部１１７は、フォーカス駆動量をフォーカス駆動部１１６に伝えることで自動焦点調節を実現することができる。

本実施例において、カメラ制御部１４１は、判定手段１４１ａおよびフォーカス制御手段１４１ｂを有する。判定手段１４１ａは、画像（画像信号）において点光源（点光源領域）が存在するか否かを判定する。フォーカス制御手段１４１ｂは、フォーカスレンズ１１４を移動しながら画像から順次取得された評価値（コントラスト評価値）に基づいてフォーカス制御を行う。またフォーカス制御手段１４１ｂは、点光源領域の位置に基づいてフォーカス制御の方式を変更する。

次に、図２を参照して、本実施例における撮像装置１０１の撮像動作について説明する。図２は、撮像動作を示すフローチャートである。図２の各ステップは、主に、カメラ制御部１４１の指令に従って実行される。

まずステップＳ２０１において、カメラ制御部１４１は、スイッチ（ＳＷ１）１３９が押されているか否かを判定する。スイッチ（ＳＷ１）１３９が押されていない場合、ステップＳ２０１を繰り返す。一方、スイッチ（ＳＷ１）１３９が押されている場合、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２において、カメラ制御部１４１は、ＡＦ用のＡＥ（ＡＦ前ＡＥ）を行う。

続いてステップＳ２０３において、カメラ制御部１４１は点光源判定を行う。なお、点光源判定の詳細は後述する。続いてステップＳ２０４において、カメラ制御部１４１はＡＦ動作を行う。なお、ＡＦ動作の詳細は後述する。続いてステップＳ２０５において、カメラ制御部１４１は、スイッチ（ＳＷ２）１４０が押されているか否かを判定する。スイッチ（ＳＷ２）が押されていない場合、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７において、カメラ制御部１４１は、スイッチ（ＳＷ１）１３９が押されているか否かを判定する。スイッチ（ＳＷ１）１３９が押されていない場合、ステップＳ２０１に戻る。一方、スイッチ（ＳＷ１）１３９が押されている場合、ステップＳ２０５に戻る。

一方、ステップＳ２０５にてスイッチ（ＳＷ２）１４０が押されている場合、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６において、カメラ制御部１４１は、撮影画像を取得するための本露光用ＡＥを行う。続いてステップＳ２０８において、カメラ制御部１４１は撮影処理を行い、本フローを終了する。

次に、図３を参照して、点光源（点光源被写体、点光源領域）に対して偽合焦する原因について説明する。図３は、点光源による偽合焦の説明図である。点光源判定処理（図２のステップＳ２０３）は、ＡＦ枠（焦点検出領域）内に点光源（点光源領域）が存在するか否かを判定する処理である。カメラ制御部１４１は、点光源が存在すると判定した場合、ＡＦの方式を点光源ＡＦに切り替えることにより、点光源が存在するシーンでも高精度にピントを合わせることができる。点光源ＡＦとは、合焦位置を探すスキャン動作の際のフォーカス駆動範囲を所定の範囲（例えば無限側）に限定することである。

図３（ａ）に示される撮影シーンにおいて、細線で示される３０１は７×５枠のＡＦ枠、太線で示される３０２は点光源が存在するＡＦ枠である。この撮影シーンにおいてスキャン動作を行った場合、右上のＡＦ枠３０３のコントラスト評価値の変化は図３（ｂ）に示されるようになる。図３（ｂ）において、横軸はフォーカス位置（数値が大きい（右側）ほど至近方向に進み、数値が小さい（左側）ほど無限方向に進む）、縦軸は焦点検出用信号処理部１２５により取得されるコントラスト評価値である。中心線３０４はこの撮影シーンにおけるベストピント位置（合焦位置）である。しかし、点光源が至近にぼけるとコントラスト評価値が大きくなる傾向があるため、中心線３０５のようなコントラスト評価値の偽山が出現する。ＡＦ動作では基本的に至近側の被写体を優先させるため、点光源に対して中心線３０５のピーク位置にピントを合わせて偽合焦する。そこで本実施例では、フォーカス駆動範囲（フォーカスレンズ１１４の可動範囲）を所定の範囲（第一の可動範囲）３０６に制限してスキャン動作を実施することにより、中心線３０５にピントが合うことを回避する。

しかし、図３（ｃ）に示されるような撮影シーンでは、ユーザがピントを合わせたい被写体にピントを合わせることができない。図３（ｃ）の撮影シーンにおいて、左上のＡＦ枠３０７、３０８に点光源が存在し、中央近傍に主被写体３０９が存在している。図３（ｄ）は、図３（ｃ）の撮影シーンにおける中央のＡＦ枠３１０のコントラスト評価値の変化を示す。図３（ｄ）において、横軸はフォーカス位置、縦軸はコントラスト評価値をそれぞれ示す。図３（ｃ）の撮影シーンでは、図３（ａ）と同様に点光源が存在するため、フォーカス駆動範囲を所定の範囲（第一の可動範囲）３１１に狭めている（制限している）。しかし、所定の範囲３１１には主被写体３０９のピント位置（合焦位置）３１２が含まれない。このため、ピントが合わずに非合焦やボケ合焦となる。

そこで本実施例において、カメラ制御部１４１は、点光源が存在するＡＦ枠の位置に応じてスキャン動作の方法（ＡＦ制御の方式）を変更する。すなわちカメラ制御部１４１は、図３（ｅ）に示されるように７×５枠のＡＦ枠３０１のうち中央の５×３枠に第一の領域３１３を設定する。そしてカメラ制御部１４１は、第一の領域３１３に点光源が存在する場合、スキャン動作のフォーカス駆動範囲を所定の範囲に制限してピントを合わせる（点光源ＡＦ）。一方、カメラ制御部１４１は、第一の領域の外側（ＡＦ枠３０１のうち第一の領域３１３を除く領域、すなわち第二の領域）にのみ点光源が存在する場合、点光源が存在するＡＦ枠の結果を使用せずにピントを合わせる（点光源除外ＡＦ）。これにより、点光源が存在するＡＦ枠による偽合焦を防ぐことができる。この処理により、周辺のＡＦ枠の外乱によって中央近傍の主被写体にピントが合わないという課題を解決することが可能となる。

次に、図４および図５を参照して、点光源判定処理（ステップＳ２０３）について説明する。図４は、点光源判定処理を示すフローチャートである。図４の各ステップは、主に、カメラ制御部１４１により実行される。図５は、ＡＦ枠の設定および点光源判定処理の説明図である。

まずステップＳ４０１において、カメラ制御部１４１は、Ｂｖ値が所定の閾値ＢｖＴｈ以上であるか否かを判定する。Ｂｖ値は、被写体の輝度を示す値（輝度値）である。カメラ制御部１４１は、撮像素子１２１により取得された信号量に基づいてＢｖ値を算出する。基本的に点光源に対してピントを適切に合わせることができない撮影シーンは、暗い環境に明るい被写体が存在するシーンであることが多い。このため、ステップＳ４０１にてＢｖ値が所定の閾値ＢｖＴｈよりも小さい場合、ステップＳ４０２に進む。一方、ステップＳ４０１にてＢｖ値が所定の閾値ＢｖＴｈ以上である場合、仮に点光源が存在しても偽合焦する可能性が低いため、カメラ制御部１４１は点光源判定処理を行うことなくステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３において、カメラ制御部１４１は、点光源ＡＦ＿ＦＬＡＧをＦＡＬＳＥにして本フローを終了する。

ステップＳ４０２において、カメラ制御部１４１は、各枠（ＡＦ枠）に対して高輝度画素数を取得する。ここで、枠［ｉ、ｊ］は、図５（ａ）に示されるように左上の枠５０１を基準として垂直方向にｉ番目、水平方向にｊ番目の枠を意味する。また、高輝度画素数は、所定以上の信号出力（輝度値が所定の輝度値以上）の画素数である。図５（ｂ）は、点光源（点光源領域）５０２がＡＦ枠５０３内に存在する撮影シーンを示している。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の撮影シーンにおけるＡＦ枠５０３の信号出力値と画素数との関係を示す。図５（ｃ）において、横軸は信号出力値、縦軸は画素数をそれぞれ示す。ＡＦ枠５０３のうち点光源５０２の領域は明るいが、ＡＦ枠５０３のうち点光源５０２以外の領域は暗い。このため、図５（ｃ）に示されるように信号出力値は二極化している。

続いて、図４のステップＳ４０４において、カメラ制御部１４１は、高輝度画素数（信号出力閾値５０４を超える画素数５０５の合計）が所定の閾値ＨＣＴｈを超えるか否かを判定する。ステップＳ４０４にて高輝度画素数が所定の閾値ＨＣＴｈよりも大きい場合、カメラ制御部１４１は枠［ｉ、ｊ］に点光源（点光源領域）が存在すると判定し、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５において、カメラ制御部１４１は、ＶａｌｉｄＦｒａｍｅ［ｉ、ｊ］をＦＡＬＳＥにする。ＶａｌｉｄＦｒａｍｅとは、ＡＦ枠として有効な枠か否かを示す配列である。一方、ステップＳ４０４にて高輝度画素数が所定の閾値ＨＣＴｈよりも小さい場合、カメラ制御部１４１は枠［ｉ、ｊ］に点光源が存在しないと判定し、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６において、カメラ制御部１４１は、ＶａｌｉｄＦｒａｍｅ［ｉ、ｊ］をＴＲＵＥにする。

続いてステップＳ４０７において、カメラ制御部１４１は、全ての枠に関して点光源判定が終了したか否かを判定する。まだ点光源判定を行っていない枠が存在する場合、ステップＳ４０２に戻り、カメラ制御部１４１は次の枠に関して点光源判定を行う。一方、全ての枠に関して点光源判定が終了した場合、ステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０８において、カメラ制御部１４１は、点光源が検出された（点光源が存在する）枠の数および位置を判定する。すなわちカメラ制御部１４１は、前述のように第一の領域に点光源が存在するか否かに応じて、点光源ＡＦを行うか否かを判定する。

従来、ＶａｌｉｄＦｒａｍｅ［ｉ、ｊ］＝ＦＡＬＳＥを満たす枠が１枠以上存在する場合、ステップＳ４０８からステップＳ４０９に進み、点光源ＡＦ＿ＦＬＡＧをＴＲＵＥにして点光源ＡＦを行っていた。一方、本実施例では、ＶａｌｉｄＦｒａｍｅ［ｉ、ｊ］＝ＦＡＬＳＥを満たす枠（点光源が存在する枠）が所定の領域（第一の領域）に存在する場合、ステップＳ４０８からステップＳ４０９に進み、点光源ＡＦ＿ＦＬＡＧをＴＲＵＥにして点光源ＡＦを行う。なお本実施例において、所定の領域（第一の領域）を複数のＡＦ枠のうち中央部の５×３枠としているが、これに限定されるものではない。画角に対する比率に応じて所定の領域を設定し、または、被写体の位置に応じて所定の領域を設定してもよい。一方、ステップＳ４０８にて点光源が存在する枠が所定の領域に存在しない場合、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３において、カメラ制御部１４１は、点光源ＡＦ＿ＦＬＡＧをＦＡＬＳＥにして本フローを終了する。

次に、図６を参照して、ＡＦ動作（ステップＳ２０４）について説明する。図６は、ＡＦ動作を示すフローチャートである。図６の各ステップは、主に、カメラ制御部１４１により実行される。

まずステップＳ６０１において、カメラ制御部１４１は、スキャン動作を行うためにスキャン開始位置にフォーカスレンズ１１４を移動させる。本実施例では、無限側のレンズ端をスキャン開始位置としているが、これに限定されるものではなく、直前のピント位置や至近側のレンズ端を開始位置としてもよい。

続いてステップＳ６０２において、カメラ制御部１４１は、点光源＿ＦＬＡＧを確認する。点光源＿ＦＬＡＧは、図４のフローチャートで示される点光源判定処理（ステップＳ２０３）により決定されている。点光源＿ＦＬＡＧがＴＲＵＥの場合、点光源ＡＦを実施するためにステップＳ６０３に進む。ステップＳ６０３において、カメラ制御部１４１は、焦点検出用信号処理部１２５において高域フィルタ（第一の帯域の周波数成分を抽出するフィルタ）を設定する。高域フィルタを設定することにより、空間周波数が高域である成分を取得することができる。このとき、ノイズの影響を受けやすくなるが、点光源に対するピント精度は向上する。

続いてステップＳ６０４において、カメラ制御部１４１は、領域限定スキャンを行う。領域限定スキャンは、前述のように、至近側までコントラスト評価値を取得することなく、スキャン範囲を無限側の所定の範囲に制限して行われるスキャンである。本実施例において、所定の領域（制限領域）は、被写体距離に換算して予めＲＯＭ１３７に記憶しておく。ただし、所定の領域は、被写体距離に基づく領域に限定されるものではなく、他の方法で決定してもよい。

続いてステップＳ６０５において、カメラ制御部１４１は、コントラスト評価値のピーク検出を行う。このときカメラ制御部１４１は、ＶａｌｉｄＦｒａｍｅの結果によらず、全てのＡＦ枠に対してピーク検出をする。ピーク検出は、コントラスト評価値の極大値近傍の評価値を使用して、最もコントラストが大きくなるフォーカス位置を算出する処理である。またカメラ制御部１４１は、ステップＳ６０５において、算出したコントラスト評価値のピークのレベルや山形状の傾きに基づいて、ピークの信頼性を判定する。

続いてステップＳ６０６において、カメラ制御部１４１は、点光源が枠の内外を出入りしているか否かを判定する。図７を参照して、枠内の被写体（点光源）の出入り判定について説明する。図７は、枠内の被写体（点光源）の出入り判定の説明図である。

図７（ａ）は、点光源（点光源領域）７０１に対してスキャン動作を実施している際に至近側にボケた場合の画像である。図７（ａ）において、７０２は中央のＡＦ枠、７０３はＡＦ枠７０２に隣接するＡＦ枠をそれぞれ示している。図７（ｂ）は、ＡＦ枠７０３においてスキャン動作を行っている間のコントラスト評価値の変化すグラフである。図７（ｂ）において、横軸はフォーカス位置、縦軸はコントラスト評価値をそれぞれ示す。図７（ｃ）は、ＡＦ枠７０３内の最大輝度値の変化を示すグラフである。図７（ｃ）において、横軸はフォーカス位置、縦軸はＡＦ枠内の最高輝度値をそれぞれ示す。

点光源７０１は、ピントが合っている場合に比べて、ボケると輝度が明るい面積が大きくなる傾向がある。このため、図７（ａ）に示されるように、ＡＦ枠７０２に存在する点光源７０１がボケると、隣接するＡＦ枠７０３に入り込む。このときコントラスト評価値は、図７（ｂ）中の破線７０４の位置でピークとなり、コントラストが大きくなったと誤判定するとボケたまま合焦してしまう。そこで本実施例において、カメラ制御部１４１は、図７（ｃ）に示されるようにＡＦ枠内の最高輝度値７０５を取得する。そしてカメラ制御部１４１は、最高輝度値の最大値と最小値との差分が所定の値以上の場合、該当のＡＦ枠の信頼性を低くする処理を行う。この処理により、枠内に点光源７０１が入っても、偽合焦を防ぐことができる。

続いて、図６のステップＳ６０７において、カメラ制御部１４１は、ステップＳ６０５、Ｓ６０６にて判定された信頼性がＯＫとなったＡＦ枠（信頼性が所定の信頼性よりも高いＡＦ枠）の中から最も至近側にピーク位置を算出したＡＦ枠を選択する。そしてカメラ制御部１４１は、選択したＡＦ枠に関するピーク位置をフォーカスレンズ１１４の目標位置とする。続いてステップＳ６０８において、カメラ制御部１４１は、レンズ制御部１１７およびフォーカス駆動部１１６を介して、フォーカスレンズ１１４の目標位置にフォーカスレンズ１１４を駆動させ、ＡＦ動作を終了する。

次に、点光源ＡＦを行わない場合の処理について説明する。ステップＳ６０２にて点光源＿ＦＬＡＧがＦＡＬＳＥの場合、ステップＳ６０９に進む。ステップＳ６０９において、カメラ制御部１４１は、Ｂｖ値（輝度）に応じた空間周波数のフィルタを設定する。すなわちカメラ制御部１４１は、Ｂｖ値に応じて、明るい場合にはＡＦの精度を高めるために高域フィルタ（第一の帯域を抽出するフィルタ）を設定し、暗い場合にはノイズの影響を軽減するために低域フィルタ（第二の帯域を抽出するフィルタ）を設定する。

続いてステップＳ６１０において、カメラ制御部１４１は、現在のフォーカスレンズ１１４がゾーンの境界にあるか否かを判定する。ここでゾーンとは、スキャン動作の処理時間を短縮する仕組みで、フォーカスレンズ１１４の可動範囲を複数に分割した領域である。フォーカスレンズ１１４がゾーンの境界にない場合、ステップＳ６１２に進む。一方、フォーカスレンズ１１４がゾーンの境界にある場合、ステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１１において、カメラ制御部１４１はゾーン更新判定を行う。ゾーン更新判定では、カメラ制御部１４１は、既に信頼性ＯＫのコントラスト評価値のピークを検出しているか否か、および、コントラスト評価値が次のゾーンに向けてのぼり止まっているか否かを判定する。ステップＳ６１３において、ゾーンの境界において、まだ信頼性ＯＫのピークを見つけていない場合や、コントラスト評価値がのぼり止まっている場合、カメラ制御部１４１はゾーン更新を行うと判定し、ステップＳ６１２に進む。一方、前述の条件を満たさない場合、ステップＳ６１３にてカメラ制御部１４１はゾーン更新をしないと判定し、ステップＳ６１４に進む。

ステップＳ６１４において、カメラ制御部１４１は、ＶａｌｉｄＦｒａｍｅがＴＲＵＥを満たすＡＦ枠に対してピーク検出を行う。本実施例では、所定の領域（中央５×３枠）以外のＡＦ枠のみにおいて点光源を検出した場合、そのＡＦ枠はＶａｌｉｄＦｒａｍｅがＦＡＬＳＥとなるため、そのＡＦ枠ではピーク検出を行わない。その後、ステップＳ６０７に進み、カメラ制御部１４１は最終的なフォーカス位置を決定する。

ステップＳ６１０にてフォーカスレンズ１１４がゾーンの境界にない、またはステップＳ６１２にてゾーン更新をすると判定された場合、ステップＳ６１２に進む。ステップＳ６１２において、カメラ制御部１４１は、現在のフォーカスレンズ１１４の位置（フォーカス位置）がスキャン終了位置か否かを判定する。本実施例において、スキャン終了位置は至近側のレンズ端である。現在のフォーカス位置がスキャン終了位置である場合、ステップＳ６０７に進む。一方、まだスキャン終了位置まで到達していない場合、ステップＳ６１５に進む。ステップＳ６１５において、カメラ制御部１４１はフォーカスレンズ１１４を所定量駆動し、ステップＳ６１０に戻る。

本実施例によれば、点光源による偽合焦を回避しつつ、ピントを合わせたい被写体に高精度にピントを合わせることができる 。

次に、図８を参照して、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、ＡＦ枠の設定方法の点で実施例１と異なる。なお、本実施例における撮像装置は、実施例１にて図１を参照して説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。また、ＡＦ動作の処理フローについても、図２、図４、および、図６を参照して説明した実施例１と同様であるため、その説明を省略する。

本実施例では、ユーザがＡＦ枠を１点で設定した場合のＡＦ枠設定モードにおける点光源対策について説明する。図８は、低輝度の被写体に対してＡＦ枠を１点で設定した場合のＡＦ枠を示す図である。８０１は実際に画面に表示されるＡＦ枠である。ＡＦ枠８０１の周辺の破線で示されるＡＦ枠８０２は、ＡＦ枠８０１の補助枠である。低輝度の際には、信号レベルが下がりノイズが増えてピント精度が低下する。そこで本実施例では、補助枠を使用することでＡＦの精度を高める。具体的には、信頼性の高い補助枠（ＡＦ枠８０２）の結果をＡＦ枠８０１の結果と合成してＡＦ結果を出力することにより、ＡＦの精度を高めることができる。

以下、設定するＡＦ枠が異なることによる本実施例と実施例１との処理の差異について説明する。具体的には、その差異は二点ある。一点目は、点光源判定をする際に設定する第一の領域である。二点目は、被写体の枠の出入り判定の方法である。

まず、点光源判定をする際の第一の領域に関して説明する。図４のステップＳ４０２において、枠［ｉ、ｊ］は図８に示されるように左上の枠を原点として割り当てる。本実施例において、カメラ制御部１４１は、図４のステップＳ４０８の判定（点光源検出枠数判定）を行う第一の領域を、中央のＡＦ枠８０１のみに設定する。すなわちカメラ制御部１４１は、ＡＦ枠８０１で点光源を検出した場合、ステップＳ４０９に進む。ステップＳ４０９において、カメラ制御部１４１は、点光源ＡＦ＿ＦＬＡＧをＴＲＵＥにする。一方、カメラ制御部１４１は、ＡＦ枠８０１で点光源が検出されない場合、光源ＡＦ＿ＦＬＡＧをＦＡＬＳＥにする。

次に、枠内の被写体の出入り判定について説明する。本実施例では、図６のステップＳ６０６における枠内の被写体の出入り判定の際に、中央のＡＦ枠８０１を判定の対象外とする。その理由は、以下の通りである。本実施例では、前述のように中央のＡＦ枠８０１で点光源が検出された場合にのみステップＳ６０２でＹｅｓとなるため、ステップＳ６０６に進む条件は、予め中央のＡＦ枠８０１に点光源が存在するシーンである。最初に点光源があるＡＦ枠では新たに点光源が入ってきてもコントラスト評価値は大きく変動せず、偽合焦する確率が低いと考えられる。このため本実施例では、中央のＡＦ枠８０１を枠の出入り判定の対象から外す。

本実施例によれば、１点のＡＦ枠設定時において点光源による偽合焦を回避しつつ、ピントを合わせたい被写体に高精度にピントを合わせることができる。

このように各実施例において、制御装置（カメラ制御部１４１）は、判定手段１４１ａおよびフォーカス制御手段１４１ｂを有する。判定手段は、画像（画像信号）において点光源領域が存在するか否かを判定する。フォーカス制御手段は、フォーカスレンズ１１４を移動しながら画像から順次取得された評価値（コントラスト評価値）に基づいてフォーカス制御を行う。またフォーカス制御手段は、点光源領域の位置に基づいてフォーカス制御の方式を変更する。

好ましくは、判定手段は、画像の第一の領域（３１３）および第一の領域よりも外側の第二の領域のそれぞれにおいて点光源領域が存在するか否かを判定する。フォーカス制御手段は、点光源領域が第一の領域に存在するか、または点光源領域が第二の領域にのみ存在するかに応じて、フォーカス制御の方式を変更する。より好ましくは、フォーカス制御手段は、点光源領域が第一の領域に存在する場合、評価値を順次取得する際のフォーカスレンズの可動範囲を第一の可動範囲（所定の範囲）に設定（制限）する。一方、フォーカス制御手段は、点光源領域が第二の領域にのみ存在する場合、フォーカスレンズの可動範囲を第一の可動範囲よりも広い第二の可動範囲に設定する（可動範囲を制限しない）。より好ましくは、フォーカス制御手段は、焦点距離に基づいて第一の可動範囲を設定する。また好ましくは、第一の可動範囲は、第二の可動範囲のうち無限側の所定の範囲（所定の範囲３０６、３１１）である。

好ましくは、第一の領域は、全ての焦点検出領域を含む全体領域（ＡＦ枠３０１）よりも内側にある。また好ましくは、フォーカス制御手段は、主被写体が存在する焦点検出領域を第一の領域として設定する。また好ましくは、フォーカス制御手段は、点光源領域が第一の領域に存在する場合、第一の帯域の周波数成分を抽出するフィルタを用いてフィルタ処理を行う。一方、フォーカス制御手段は、点光源領域が第二の領域にのみ存在する場合、被写体の輝度に応じて、第一の帯域または第二の帯域の周波数成分を抽出するフィルタを選択してフィルタ処理を行う。

好ましくは、フォーカス制御手段は、フォーカスレンズの焦点状態（合焦状態）を検出するための複数の焦点検出領域を設定し、複数の焦点検出領域の中から評価値を取得する主枠を選択する。そしてフォーカス制御手段は、点光源領域が第二の領域にのみ存在する場合、複数の焦点検出領域のうち点光源領域の位置に対応する枠を主枠の候補から除外する。また好ましくは、フォーカス制御手段は、評価値に基づいて決定された合焦位置の信頼性を判定する。そしてフォーカス制御手段は、点光源領域が第一の領域に存在する場合、複数の焦点検出領域のうち信頼性が高いと判定された焦点検出領域の中からフォーカスレンズの目標位置を決定する。一方、フォーカス制御手段は、点光源領域が第二の領域にのみ存在する場合、点光源領域が存在せず、かつ信頼性が高いと判定された焦点検出領域の中から、目標位置を決定する。また好ましくは、フォーカス制御手段は、点光源領域が第一の領域に存在する場合であって、焦点検出領域における最高輝度値の最大値と最小値との差分が所定の値以上の場合、焦点検出領域の信頼性を低くする。

好ましくは、判定手段は、画像の所定の領域（焦点検出領域）に含まれる総画素数に対する、所定の輝度値よりも高い輝度値（所定のレベル以上の信号）を有する画素数の割合に基づいて、点光源領域が存在するか否かを判定する。より好ましくは、判定手段は、画素数の割合が所定の割合以上である場合、点光源領域が存在すると判定する。より好ましくは、判定手段は、被写体の輝度に基づいて所定の割合を変更する。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

各実施例によれば、点光源が存在する場合でも主被写体に高精度にピントを合わせることが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１４１ カメラ制御部（制御装置）
１４１ａ 判定手段
１４１ｂ フォーカス制御手段

Claims (16)

1. 画像において点光源領域が存在するか否かを判定する判定手段と、
   フォーカスレンズを移動しながら前記画像から順次取得された評価値に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、を有し、
   前記判定手段は、前記画像の第一の領域および前記第一の領域よりも外側の第二の領域のそれぞれにおいて前記点光源領域が存在するか否かを判定し、
   前記フォーカス制御手段は、
   前記点光源領域が前記第一の領域に存在するか、または前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在するかに応じて、前記フォーカス制御の方式を変更し、
   前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、被写体の輝度によらず高域フィルタ処理を行い、
   前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記被写体の輝度に応じて前記高域フィルタ処理、または、低域フィルタ処理を行うことを特徴とする制御装置。
2. 前記フォーカス制御手段は、
   前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、前記評価値を順次取得する際の前記フォーカスレンズの可動範囲を第一の可動範囲に設定し、
   前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記フォーカスレンズの前記可動範囲を前記第一の可動範囲よりも広い第二の可動範囲に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記フォーカス制御手段は、焦点距離に基づいて前記第一の可動範囲を設定することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記第一の可動範囲は、前記第二の可動範囲のうち無限側の所定の範囲であることを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
5. 前記第一の領域は、全ての焦点検出領域を含む全体領域よりも内側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記フォーカス制御手段は、主被写体が存在する焦点検出領域を前記第一の領域として設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記フォーカス制御手段は、
   前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、第一の帯域の周波数成分を抽出するフィルタを用いて前記高域フィルタ処理を行い、
   前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記被写体の輝度に応じて、前記第一の帯域または第二の帯域の周波数成分を抽出するフィルタを選択して前記高域フィルタ処理または前記低域フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記フォーカス制御手段は、
   前記フォーカスレンズの焦点状態を検出するための複数の焦点検出領域を設定し、
   前記複数の焦点検出領域の中から前記評価値を取得する主枠を選択し、
   前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記複数の焦点検出領域のうち前記点光源領域の位置に対応する枠を前記主枠の候補から除外することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記フォーカス制御手段は、
   前記評価値に基づいて決定された合焦位置の信頼性を判定し、
   前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、複数の焦点検出領域のうち前記信頼性が高いと判定された焦点検出領域の中から前記フォーカスレンズの目標位置を決定し、
   前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記点光源領域が存在せず、かつ前記信頼性が高いと判定された焦点検出領域の中から、前記目標位置を決定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記フォーカス制御手段は、前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合であって、前記複数の焦点検出領域のうち最高輝度値の最大値と最小値との差分が所定の値以上となる焦点検出領域が存在する場合、前記焦点検出領域に関して判定された前記信頼性を低くすることを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
11. 前記判定手段は、前記画像の所定の領域に含まれる総画素数に対する、所定の輝度値よりも高い輝度値を有する画素数の割合に基づいて、前記点光源領域が存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記判定手段は、前記画素数の前記割合が所定の割合以上である場合、前記点光源領域が存在すると判定することを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記判定手段は、被写体の輝度に基づいて前記所定の割合を変更することを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する撮像素子と、
    請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
15. 画像において点光源領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、
    フォーカスレンズを移動しながら前記画像から順次取得された評価値に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御ステップと、を有し、
    前記判定ステップにおいて、前記画像の第一の領域および前記第一の領域よりも外側の第二の領域のそれぞれにおいて前記点光源領域が存在するか否かを判定し、
    前記フォーカス制御ステップにおいて、
    前記点光源領域が前記第一の領域に存在するか、または前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在するかに応じて、前記フォーカス制御の方式を変更し、
    前記点光源領域が前記第一の領域に存在する場合、被写体の輝度によらず高域フィルタ処理を行い、
    前記点光源領域が前記第二の領域にのみ存在する場合、前記被写体の輝度に応じて前記高域フィルタ処理、または、低域フィルタ処理を行うことを特徴とする制御方法。
16. 請求項１５に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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