JP2007178480A - デジタルカメラ、自動焦点調節方法、および自動焦点調節プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】遠近競合による合焦精度の低下を避けると共に、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を避けることができるデジタルカメラ、自動焦点調節方法、および自動焦点調節プログラムを提供する。
【解決手段】画像信号処理回路１２は、撮像画像中の第１領域の画像信号に基づいて結像光学系の焦点調節用の第１の評価値を算出すると共に、第１領域内に含まれる第１領域よりも小さい第２領域の画像信号に基づいて第２の評価値を算出する。ＣＰＵ１９の合焦位置算出部１９ａは、第１の評価値に基づいて結像光学系の第１の合焦位置を算出すると共に、第２の評価値に基づいて結像光学系の第２の合焦位置を算出する。信頼性判定部１９ｃは第１領域の遠近競合の発生の有無を判定すると共に、第２の合焦位置の信頼性の有無を判定する。合焦位置選択部１９ｆは、第１の合焦位置と第２の合焦位置とのうち、いずれか一方の合焦位置を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、結像光学系によって結像された被写体像を光電変換して生成した画像信号に基づいて結像光学系の合焦位置を算出し、算出した合焦位置に基づいて結像光学系の焦点調節を行うデジタルカメラおよび自動焦点調節方法に関する。また、本発明は、上記の焦点調節に係る処理をコンピュータに実行させるための自動焦点調節プログラムにも関する。

デジタルカメラの撮影レンズの焦点を調節するオートフォーカス（ＡＦ）方法として、ＣＣＤ等の撮像素子によって被写体像を光電変換して画像信号を生成し、撮像画像中の所定のＡＦエリアの画像信号から高周波成分を抽出することによって、画像のコントラスト値であるＡＦ評価値を算出し、そのＡＦ評価値に基づいて撮影レンズの合焦位置を検出する方法が知られている。この方法では、フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら、フォーカスレンズの各位置（フォーカス位置）でＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値が極大となる位置を合焦位置として検出する。

手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を避けるためには、一般にＡＦエリアを大きくすることが望ましい。しかし、ＡＦエリアを大きくすると、撮影者が注目する被写体と、その被写体よりも遠方の被写体との両方に相当するＡＦ評価値のピークが出現し、これら両方のピークが競合して、合焦精度が低下する遠近競合が発生しやすくなる。この遠近競合による合焦精度の低下を避けるためには、一般にＡＦエリアを小さくすることが望ましい。しかし、ＡＦエリアを小さくすると、手ぶれやノイズに起因して、本来の合焦画素とは異なる画素で合焦が検出される擬似合焦により、合焦精度が低下しやすくなる。

従来のオートフォーカス技術の詳細は、例えば特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献１には、遠近競合を避けるために、複数のエリアの中で、被写体距離が最も近距離だったエリアの測距値を主要な被写体の距離と判断する技術が記載されている。また、特許文献２には、手ぶれ等による誤判定を避けるために、主要被写体は被写体距離算出用の複数のエリアにまたがっているとして、単独のエリアで超至近距離の被写体が検出された場合、そのエリアの被写体距離を採用しないとする技術が記載されている。
特開２００３−２１５４３７号公報 特開２００３−１９５１５２号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、手ぶれ等で誤測距が発生する可能性があるという問題がある。また、特許文献２に記載された技術では、被写体が遠距離の場合、複数のエリアにまたがらない可能性が高く、手ぶれ等による誤判定を避けることができないという問題がある。このように、従来においては、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下と、遠近競合による合焦精度の低下との両方に対する解決はなされていない。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、遠近競合による合焦精度の低下を避けると共に、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を避けることができるデジタルカメラ、自動焦点調節方法、および自動焦点調節プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、結像光学系によって結像された被写体像を光電変換して生成した画像信号に基づいて前記結像光学系の合焦位置を算出し、算出した前記合焦位置に基づいて前記結像光学系の焦点調節を行うデジタルカメラにおいて、撮像画像中の第１領域の画像信号に基づいて前記結像光学系の焦点調節用の第１の評価値を算出すると共に、前記第１領域内に含まれる前記第１領域よりも小さい第２領域の画像信号に基づいて第２の評価値を算出する評価値算出手段と、前記第１の評価値に基づいて前記結像光学系の第１の合焦位置を算出すると共に、前記第２の評価値に基づいて前記結像光学系の第２の合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、前記第１領域の遠近競合の発生の有無を判定する遠近競合判定手段と、前記第２の合焦位置の信頼性の有無を判定する信頼性判定手段と、前記遠近競合判定手段および前記信頼性判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置とのうち、いずれか一方の合焦位置を選択する合焦位置選択手段とを備え、前記合焦位置選択手段は、前記遠近競合判定手段によって前記第１領域に遠近競合が発生していると判定され、かつ前記信頼性判定手段によって前記第２の合焦位置に信頼性があると判定された場合に、前記第２の合焦位置を選択することを特徴とするデジタルカメラである。

上記のように、本発明のデジタルカメラは、通常エリアのＡＦ評価値から得られた合焦位置と、小エリアのＡＦ評価値から得られた合焦位置とのうち、いずれか一方の合焦位置を選択するように構成されているので、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を抑えたい場合には通常エリアの合焦位置を選択し、遠近競合による合焦精度の低下を抑えたい場合には小エリアの合焦位置を選択することが可能となる。

本発明によれば、遠近競合による合焦精度の低下を避けると共に、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を避けることができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態によるデジタルカメラの構成を示している。ズームレンズ１、アイリス２、およびフォーカスレンズ３は、入射した被写体光を結像する結像光学系をなしている。ズームレンズ１の位置は、ズームモータ５により移動可能とされている。アイリス２の開度は、アイリスモータ６により制御可能とされている。フォーカスレンズ３の位置は、フォーカスモータ７により制御可能とされている。ズームモータ５はモータドライバ１６によって駆動され、アイリスモータ６はモータドライバ１７によって駆動され、フォーカスモータ７はモータドライバ１８によって駆動される。ズームレンズ１、アイリス２、フォーカスレンズ３を介された被写体像光は、撮像素子４の受光面に結像される。

撮像素子４は、その受光面に結像された被写体像を光電変換し、被写体像に基づいた画像信号を出力する。撮像素子４としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）センサが用いられる。撮像素子４は、タイミングジェネレータ８からのタイミング信号により駆動される。ＣＤＳ（Corelated Double Sampling）・ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路９は、撮像素子４から出力された画像信号に含まれるノイズ成分を除去すると共に、画像信号の増幅処理を行う。

ＣＤＳ・ＡＧＣ回路９によって処理された画像信号はＡ／Ｄ変換器１０に入力され、Ａ／Ｄ変換器１０によってデジタル信号に変換される。デジタル化された画像信号は画像入力コントローラ１１によって取り込まれ、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のメモリ２０に格納される。画像信号処理回路１２は、取り込まれた画像信号に対して、ガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス処理等の画像処理を行うと共に、撮像画像中の所定のエリアにおける画像信号の高周波成分を抽出して積分することによりＡＦ評価値を算出する。

本実施形態においては、ＡＦ評価値を算出するための撮像画像中のＡＦエリア（合焦させたい領域）として、通常エリア（第１領域）と、その通常エリア内に含まれ、通常エリアよりもサイズの小さい小エリア（第２領域）とが設けられている。画像信号処理回路１２は、通常エリアの画像信号に基づいてＡＦ評価値（第１の評価値）を算出すると共に、小エリアの画像信号に基づいてＡＦ評価値（第２の評価値）を算出する。

圧縮／伸張処理回路１３は、撮影した画像を記録する場合に、画像信号処理回路１２によって処理された画像信号を圧縮符号化する。また、圧縮／伸張処理回路１３は、記録した画像を再生する場合に、圧縮符号化されて記録メディア２３に記録された画像信号を伸張する。ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）ドライバ１４は、画像信号に基づいてコンポーネントカラービデオ信号を生成する。生成されたカラービデオ信号はＶＲＡＭ（Video RAM）２１に展開される。このカラービデオ信号はＬＣＤ等の表示装置１５へ出力される。表示装置１５は、画像信号に基づいて撮像画像を表示する。この表示装置１５は、例えばデジタルカメラの背面に配置されている。

ＣＰＵ１９はデジタルカメラ全体を制御する。撮影した画像を記録する場合に、圧縮／伸張処理回路１３によって圧縮符号化された画像信号は、メディアコントローラ２２を介してフラッシュメモリ等の記録メディア２３に供給され、記録メディア２３に記録される。また、記録した画像を再生する場合には、記録メディア２３から画像信号が読み出され、メディアコントローラ２２を介して圧縮／伸張処理回路１３へ供給され、伸張処理が行われる。操作部材２４は、十字キー（上下左右キー）、電源スイッチ、シャッタースイッチ、モードダイアル等を備えている。

デジタルカメラ内で実行される各種の処理を制御するため、ＣＰＵ１９は様々な機能を有しているが、ＡＦ処理に係る代表的な機能のみを以下に挙げる。ＣＰＵ１９は、ＡＦ処理に係る特定の処理を実行する機能構成である合焦位置算出部１９ａ、撮影像倍率算出部１９ｂ、信頼性判定部１９ｃ、被写体輝度検出部１９ｄ、ズーム焦点距離検出部１９ｅ、および合焦位置選択部１９ｆを備えている。

合焦位置算出部１９ａは、画像信号処理回路１２によって算出されたＡＦ評価値から合焦位置を算出する。合焦位置は、通常エリアの画像信号から求められたＡＦ評価値と、小エリアの画像信号から求められたＡＦ評価値との両方から別個に算出される。撮影像倍率算出部１９ｂは、被写体のβ（像倍率＝ズームレンズの焦点距離／被写体距離）を算出する。ズームレンズの焦点距離は図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）等に格納されており、ズーム焦点距離検出部１９ｅによって、ズームレンズ１に対応した焦点距離が読み出される。

信頼性判定部１９ｃは、合焦位置算出部１９ａによって算出された合焦位置（合焦結果）、特に小エリアでの合焦位置の信頼性を判定する。また、信頼性判定部１９ｃは、通常エリアでの合焦位置（第１の合焦位置）と小エリアでの合焦位置（第２の合焦位置）を比較した結果に基づいて、通常エリア内で遠近競合が発生しているか否かを判定する機能も有している。被写体輝度検出部１９ｄは、画像信号に基づいて公知の方法によって被写体の輝度値を算出する。合焦位置選択部１９ｆは、通常エリアでの合焦位置と小エリアでの合焦位置のうち、いずれか一方の合焦位置を最終的な合焦位置として選択する。

次に、合焦位置の算出方法を中心に説明しながら、本実施形態によるデジタルカメラの動作を説明する。操作部材２４の電源スイッチが操作され、デジタルカメラの電源が投入されると、ＣＰＵ１９は、撮像を開始するための制御信号を各部へ出力し、その動作を制御する。静止画記録モードでは、撮像素子４から画像信号が一定間隔（例えば１／３０秒間隔）で出力される。この画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換や、前述した画像処理等が行われて、表示装置１５に画像が表示される。

操作部材２４のシャッタースイッチが撮影者によって半押しされると、ＣＰＵ１９は、操作部材２４から出力される信号に基づいてシャッタースイッチの半押し操作を検出する。シャッタースイッチの半押し操作によって、ＡＦ（Video AF）動作が開始する。ＣＰＵ１９は、モータドライバ１８へ制御信号を出力してフォーカスモータ７を駆動させ、フォーカスレンズ３を一定速度で光軸方向に移動させる。この動作に連動して、画像信号処理回路１２は、通常エリアの画像信号と小エリアの画像信号の各々からＡＦ評価値を算出する。

図２は通常エリアと小エリアの位置を示している。撮像素子４から出力される画像信号によって形成される撮像画像２００ａおよび２００ｂのほぼ中心に通常エリア２０１ａおよび２０１ｂが配置されている。また、各通常エリアのほぼ中心に、通常エリアよりも面積の小さい小エリア２０２ａおよび２０２ｂが配置されている。シャッタースイッチの半押し操作以後、シャッタースイッチが完全に押し込まれるまでは、ユーザの使い勝手を考慮して、表示装置１５には通常エリアの枠のみが表示され、小エリアの枠は表示されない。最終的な合焦位置として小エリアの合焦位置が選択された場合には、小エリアの枠を表示するようにしてもよい。

表示される枠の形状は、図２のような四角形に限らず、任意の形状でよい。また、枠の表示は、実線による表示に限られるわけではなく、破線等で枠を表示してもよい。さらに、枠として例えば四角形等の全体を表示するのではなく、頂点のみを表示してもよく、撮影者が通常エリアの少なくとも位置および大きさを視認可能であれば、その表示方法は上記に限定されるわけではない。

図３はＡＦ評価値の算出結果の例を示している。横軸はフォーカスレンズ３の位置（フォーカス位置）を示しており、縦軸はＡＦ評価値を示している。各ＡＦ評価値とフォーカス位置は対応付けられてメモリ２０に格納される。算出されたＡＦ評価値の中で最大のＡＦ評価値が得られたときの画像が、合焦している状態の画像であり、そのＡＦ評価値に対応したフォーカス位置が、最終的にフォーカスレンズ３を移動させるべき合焦位置である。ＣＰＵ１９の合焦位置算出部１９ａは、ＡＦ評価値とフォーカス位置の対応関係の情報に基づいて、通常エリアと小エリアの各々の合焦位置を算出する。

そして、合焦位置算出部１９ａは、ＲＯＭ等に予め記録されている、フォーカス位置と被写体距離の対応関係を示すデータを用いて、通常エリアと小エリアの各々の合焦位置に対応した被写体距離も算出する。フォーカス位置と被写体距離の対応関係を示すデータは、デジタルカメラの個体差によるばらつきを校正するため、通常は工場出荷時に調整される。合焦位置算出部１９ａによる合焦位置の算出結果を受けて、合焦位置選択部１９ｆは、通常エリアでの合焦位置と小エリアでの合焦位置のうち、いずれか一方の合焦位置を最終的な合焦位置として選択する。この処理の詳細は後述する。また、ＣＰＵ１９は、モータドライバ１８へ制御信号を出力してフォーカスモータ７を駆動させ、フォーカスレンズ３をこの合焦位置に移動させる。

シャッタースイッチが、半押しされた状態から完全に押し込まれた状態になると、ＣＰＵ１９は、画像を撮影して記録するための制御信号を各部へ出力し、その動作を制御する。ＣＰＵ１９の制御によって、撮像素子４から１画面分の画像信号が出力され、ノイズ除去や増幅処理、Ａ／Ｄ変換等が行われた後、メモリ２０に格納される。メモリ２０に格納された画像信号に対して、ガンマ補正等の画像処理と圧縮符号化が行われた後、画像信号が記録メディア２３に記録される。

以下、図４に示されるフローチャートを参照し、最終的な合焦位置の決定方法を説明する。図４においては、合焦位置の決定に必要な判定処理のみが示されているが、各判定処理に必要な情報は、各判定処理よりも前に求められていればよく、各情報を求める処理は特に図示していない。

まず、ＣＰＵ１９の被写体輝度検出部１９ｄが算出した被写体輝度を用いて、輝度に関する判定処理が行われる。信頼性判定部１９ｃは被写体輝度（通常エリアの画像信号と小エリアの画像信号の少なくとも一方から算出されたもの）と所定の判定輝度値を比較し、被写体輝度が判定輝度値以下であるか否かを判定し、判定結果を合焦位置選択部１９ｆに通知する（ステップＳ４０１）。この判定輝度値のレベルは、小エリアでノイズの影響が出始めるレベルであり、例えばＢＶ（Brightness Value）＝０が判定輝度値として用いられる。被写体輝度が判定輝度値以下である場合、合焦位置選択部１９ｆは通常エリアの合焦位置を最終的な合焦位置として採用する（ステップＳ４０７）。画像が暗い場合には、ノイズによる合焦精度の低下の影響が大きいからである。

被写体輝度が判定輝度値を超えている場合、撮影像倍率算出部１９ｂが算出した被写体のβに関する判定処理が行われる。撮影像倍率算出部１９ｂは、通常エリアの被写体距離の算出結果と、ズーム焦点距離検出部１９ｅによって検出されたズームレンズ１の焦点距離とに基づいて、予めβを算出する。信頼性判定部１９ｃは、算出されたβが所定値を超えるか否かを判定し、判定結果を合焦位置選択部１９ｆに通知する（ステップＳ４０２）。この所定値は、人間を被写体と想定した場合に、人間（顔）が十分に通常エリアを覆うことができる限界のβの値である。図２（ａ）は、βが大きい場合の画像例を示しており、図２（ｂ）は、βが小さい場合の画像例を示している。

βが大きい場合には、遠近競合が発生しにくくなり、βが小さい場合には、遠近競合が発生しやすくなる。ステップＳ４０２において、βが所定値を超える場合、信頼性判定部１９ｃは、被写体（人間等）に焦点が合っており、遠近競合が発生していないと判断し、合焦位置選択部１９ｆは、信頼性の高い通常エリアの合焦位置を最終的な合焦位置として採用する（ステップＳ４０７）。ここでは、被写体が人間であると想定しているが、被写体は人間だけとは限らないので、ステップＳ４０２を省略してもよい。

βが所定値以下である場合、通常エリアと小エリアの合焦結果に関する判定処理が行われる。信頼性判定部１９ｃは、通常エリアの合焦位置と小エリアの合焦位置の差（差の絶対値）を算出し、その差が、所定値以下（被写界深度以内）であるか否かを判定し、判定結果を合焦位置選択部１９ｆに通知する（ステップＳ４０３）。合焦位置の差が所定値以下である場合、合焦位置選択部１９ｆは、遠近競合による影響がないと判断し、信頼性の高い通常エリアの合焦位置を最終的な合焦位置として採用する（ステップＳ４０７）。

合焦位置の差が所定値を超える場合、小エリアの合焦結果の信頼性に関する判定処理が行われる。小エリアの合焦位置の信頼性を示す指標として、ＡＦ評価値のグラフにおけるピーク値の前後の傾き（傾きの絶対値、言い換えると、ピーク値を基準とし、その前後の値のピーク値からの偏差）が所定値を超えるか否か、およびＡＦ評価値（特にピーク値）の値自体が所定値を超えるか否かのいずれかまたは両方が用いられる。信頼性判定部１９ｃは、上記の指標に基づいて小エリアの合焦位置の信頼性を判定する。ＡＦ評価値のピーク値の前後の傾きが所定値を超える場合、および／またはＡＦ評価値の値が所定値を超える場合には、小エリアの合焦位置が信頼できると判定され、それ以外の場合には、小エリアの合焦位置が信頼できないと判定される（ステップＳ４０４）。

小エリアの合焦位置が信頼できない場合には、合焦位置選択部１９ｆは、小エリアの合焦位置の算出結果の誤差が大きいと判断し、信頼性の高い通常エリアの合焦位置を最終的な合焦位置として採用する（ステップＳ４０７）。

小エリアの合焦位置が信頼できる場合、信頼性判定部１９ｃは、通常エリアの被写体距離と小エリアの被写体距離（あるいは通常エリアの合焦位置と小エリアの合焦位置）を比較し、小エリアの被写体距離の方が通常エリアの被写体距離よりも近距離であるか否かを判定する。これによって、遠近競合により通常エリアの合焦結果が背景の被写体の影響を受けている（すなわち通常エリアで遠近競合が発生している）か否かを判定する。信頼性判定部１９ｃは判定結果を合焦位置選択部１９ｆに通知する（ステップＳ４０５）。

小エリアの被写体距離の方が通常エリアの被写体距離よりも近距離である場合には、遠近競合により通常エリアの合焦結果が背景の被写体の影響を受けている（通常エリアで遠近競合が発生している）と判定される。この場合に合焦位置選択部１９ｆは、遠近競合の影響を受けにくい小エリアの合焦位置を最終的な合焦位置として採用する（ステップＳ４０６）。それ以外の場合には、合焦位置選択部１９ｆは、信頼性の高い通常エリアの合焦位置を最終的な合焦位置として採用する（ステップＳ４０７）。なお、上述した各判定処理を実行する順序は上記に限定されず、適宜変更してもよい。

以下、図３を参照し、代表的な場合のＡＦ評価値の例を説明する。図３（ａ）は、低輝度の場合のＡＦ評価値の例を示している。図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）と比較して、図３（ａ）のＡＦ評価値は全体的に低い値となっており、特に小エリアのＡＦ評価値にはノイズの影響が現れている。この場合には、信頼性の高い通常エリアの合焦位置が最終的な合焦位置として選択される。図３（ｂ）は、小エリアのＡＦ評価値の信頼性が低い場合のＡＦ評価値の例を示している。図３（ｃ），（ｄ）と比較して、ＡＦ評価値のピーク値が低く、ピーク値前後のＡＦ評価値の変化が滑らかである。この場合にも、信頼性の高い通常エリアの合焦位置が最終的な合焦位置として選択される。

図３（ｃ）は、小エリアのＡＦ評価値の信頼性が高く、かつ遠近競合が発生していない場合のＡＦ評価値の例を示している。通常エリアのＡＦ評価値のピーク値に対応したフォーカス位置と、小エリアのＡＦ評価値のピーク値に対応したフォーカス位置とがほぼ同位置である。図３（ｄ）は、小エリアのＡＦ評価値の信頼性が高く、かつ遠近競合が発生している場合のＡＦ評価値の例を示している。通常エリアのＡＦ評価値のピーク値に対応したフォーカス位置と、小エリアのＡＦ評価値のピーク値に対応したフォーカス位置とが異なっている。小エリアの被写体距離の方が通常エリアの被写体距離よりも近距離である場合には小エリアの合焦位置が最終的な合焦位置として選択され、それ以外の場合には通常エリアの合焦位置が最終的な合焦位置として選択される。

上述したように、本実施形態によるデジタルカメラは、通常エリアのＡＦ評価値から得られた合焦位置と、小エリアのＡＦ評価値から得られた合焦位置とのうち、少なくとも被写体距離に基づいていずれか一方の合焦位置を選択するように構成されている。特に、小エリアの被写体距離の方が通常エリアの被写体距離よりも近距離である遠近競合が発生しており、小エリアのＡＦ評価値を信頼できる場合には、小エリアの合焦位置が選択される。また、遠近競合が発生していない場合や低輝度の場合等には、信頼性の高い通常エリアの合焦位置が選択される。

このように、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を抑えたい場合には通常エリアの合焦位置を選択し、遠近競合による合焦精度の低下を抑えたい場合には小エリアの合焦位置を選択することが可能となるため、遠近競合による合焦精度の低下を避けると共に、手ぶれやノイズによる合焦精度の低下を避けることができる。また、小エリアの被写体距離と通常エリアの被写体距離を比較すると共に、小エリアのＡＦ評価値の信頼性を判定することによって、遠近競合を確実に検出することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、通常エリア内に複数の小エリアを設けてもよいし、通常エリアと小エリアからなる組を撮像画像上で複数組設けてもよい。また、上述した手法を従来のＳＰＯＴ ＡＦに適用してもよい。

また、上述した実施形態によるデジタルカメラの動作および機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、所望の機能を実現してもよい。

ここで、「コンピュータ」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上述したプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明の一実施形態によるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるＡＦ評価値算出用の通常エリアと小エリアの配置例を示す参考図である。 本発明の一実施形態におけるＡＦ評価値の算出結果の例を示す参考図である。 本発明の一実施形態における合焦位置の決定方法の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・ズームレンズ、２・・・アイリス、３・・・フォーカスレンズ、４・・・撮像素子、５・・・ズームモータ、６・・・アイリスモータ、７・・・フォーカスモータ、８・・・タイミングジェネレータ、９・・・ＣＤＳ・ＡＧＣ回路、１０・・・Ａ／Ｄ変換器、１１・・・画像入力コントローラ、１２・・・画像信号処理回路、１３・・・圧縮／伸張処理回路、１４・・・ＬＣＤドライバ、１５・・・表示装置、１６，１７，１８・・・モータドライバ、１９・・・ＣＰＵ、１９ａ・・・合焦位置算出部、１９ｂ・・・撮影像倍率算出部、１９ｃ・・・信頼性判定部、１９ｄ・・・被写体輝度検出部、１９ｅ・・・ズーム焦点距離検出部、１９ｆ・・・合焦位置選択部、２０・・・メモリ、２１・・・ＶＲＡＭ、２２・・・メディアコントローラ、２３・・・記録メディア

Claims (11)

1. 結像光学系によって結像された被写体像を光電変換して生成した画像信号に基づいて前記結像光学系の合焦位置を算出し、算出した前記合焦位置に基づいて前記結像光学系の焦点調節を行うデジタルカメラにおいて、
   撮像画像中の第１領域の画像信号に基づいて前記結像光学系の焦点調節用の第１の評価値を算出すると共に、前記第１領域内に含まれる前記第１領域よりも小さい第２領域の画像信号に基づいて第２の評価値を算出する評価値算出手段と、
   前記第１の評価値に基づいて前記結像光学系の第１の合焦位置を算出すると共に、前記第２の評価値に基づいて前記結像光学系の第２の合焦位置を算出する合焦位置算出手段と、
   前記第１領域の遠近競合の発生の有無を判定する遠近競合判定手段と、
   前記第２の合焦位置の信頼性の有無を判定する信頼性判定手段と、
   前記遠近競合判定手段および前記信頼性判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置とのうち、いずれか一方の合焦位置を選択する合焦位置選択手段と、
   を備え、
   前記合焦位置選択手段は、前記遠近競合判定手段によって前記第１領域に遠近競合が発生していると判定され、かつ前記信頼性判定手段によって前記第２の合焦位置に信頼性があると判定された場合に、前記第２の合焦位置を選択する
   ことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記遠近競合判定手段は、前記第２の合焦位置の方が前記第１の合焦位置よりも近距離側にある場合に、前記第１領域に遠近競合が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 撮影倍率を検出する撮影倍率検出手段をさらに備え、
   前記遠近競合判定手段は、前記撮影倍率検出手段によって検出された前記撮影倍率が所定値以上の場合に、前記第１領域に遠近競合が発生していないと判定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記信頼性判定手段は、前記第２の評価値と所定値とを比較した結果に基づいて、前記第２の合焦位置の信頼性の有無を判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載のデジタルカメラ。
5. 前記信頼性判定手段は、前記結像光学系の位置毎に算出された前記第２の評価値群におけるピーク値を検出し、該ピーク値前後の前記第２の評価値の偏差に基づいて、前記第２の合焦位置の信頼性の有無を判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載のデジタルカメラ。
6. 前記合焦位置選択手段は、前記信頼性判定手段によって前記第２の合焦位置に信頼性がないと判定された場合に、前記第１の合焦位置を選択することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載のデジタルカメラ。
7. 前記信頼性判定手段は、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置の差が所定値以上で、かつ前記第１の合焦位置の方が前記第２の合焦位置よりも近距離側にある場合に、前記第２の合焦位置に信頼性がないと判定することを特徴とする請求項６に記載のデジタルカメラ。
8. 前記第１領域の画像信号および前記第２領域の画像信号の少なくとも一方に基づいて輝度値を算出する輝度値算出手段をさらに備え、
   前記信頼性判定手段は、前記輝度値算出手段によって算出された前記輝度値が所定値以下の場合に、前記第２の合焦位置に信頼性がないと判定する
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のデジタルカメラ。
9. 前記画像信号に基づいた画像を表示すると共に、前記第１領域および前記第２領域のうち、前記第１領域のみの枠を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの項に記載のデジタルカメラ。
10. 結像光学系によって結像された被写体像を光電変換して生成した画像信号に基づいて前記結像光学系の合焦位置を算出し、算出した前記合焦位置に基づいて前記結像光学系の焦点調節を行う自動焦点調節方法において、
    撮像画像中の第１領域の画像信号に基づいて前記結像光学系の焦点調節用の第１の評価値を算出すると共に、前記第１領域内に含まれる前記第１領域よりも小さい第２領域の画像信号に基づいて第２の評価値を算出する第１の処理と、
    前記第１の評価値に基づいて前記結像光学系の第１の合焦位置を算出すると共に、前記第２の評価値に基づいて前記結像光学系の第２の合焦位置を算出する第２の処理と、
    前記第１領域の遠近競合の発生の有無を判定する第３の処理と、
    前記第２の合焦位置の信頼性の有無を判定する第４の処理と、
    前記第３の処理および前記第４の処理での判定結果に基づいて、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置とのうち、いずれか一方の合焦位置を選択する第５の処理と、
    を実行し、
    前記第５の処理では、前記第３の処理で前記第１領域に遠近競合が発生していると判定し、かつ前記第４の処理で前記第２の合焦位置に信頼性があると判定した場合に、前記第２の合焦位置を選択する
    ことを特徴とする自動焦点調節方法。
11. 結像光学系によって結像された被写体像を光電変換して生成した画像信号に基づいて前記結像光学系の合焦位置を算出し、算出した前記合焦位置に基づいて前記結像光学系の焦点調節を行う処理をコンピュータに実行させるための自動焦点調節プログラムにおいて、
    撮像画像中の第１領域の画像信号に基づいて前記結像光学系の焦点調節用の第１の評価値を算出すると共に、前記第１領域内に含まれる前記第１領域よりも小さい第２領域の画像信号に基づいて第２の評価値を算出する第１の処理と、
    前記第１の評価値に基づいて前記結像光学系の第１の合焦位置を算出すると共に、前記第２の評価値に基づいて前記結像光学系の第２の合焦位置を算出する第２の処理と、
    前記第１領域の遠近競合の発生の有無を判定する第３の処理と、
    前記第２の合焦位置の信頼性の有無を判定する第４の処理と、
    前記第３の処理および前記第４の処理での判定結果に基づいて、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置とのうち、いずれか一方の合焦位置を選択する第５の処理と、
    をコンピュータに実行させ、
    前記第５の処理では、前記第３の処理で前記第１領域に遠近競合が発生していると判定し、かつ前記第４の処理で前記第２の合焦位置に信頼性があると判定した場合に、前記第２の合焦位置を選択する
    ことを特徴とする自動焦点調節プログラム。
    
    

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