JP5765935B2 - 焦点調整装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動焦点調整装置及び方法、より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、焦点調整を行う自動焦点調整装置及び方法に関する。

従来の自動焦点調整（ＡＦ）動作において点光源被写体、高輝度被写体に対して焦点調整する技術に係る自動焦点調整装置、自動焦点調整方法に関して、以下のような文献がある（特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１に記載の技術では、撮像した映像信号に基づき合焦制御信号を検出し合焦動作を行うコントラスト検出制御方式の自動合焦点装置において、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。ここでは、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高輝度被写体の判定を行い、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て行い、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。他方、特許文献２に記載の技術では、点光源被写体による飽和の有無を低コストで検出する焦点検出装置を得ることを可能とする。この焦点検出装置は、被写体像を撮像する撮像素子、所定周波数以下の信号成分を除去するフィルタ手段、フィルタ手段が信号成分を除去した後の撮像素子からの撮像信号を用いて、信号成分除去前の撮像信号における信号飽和の有無を判定する判定手段を備える

特許第3105334号公報 特開2008-185823号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術においては、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とが混在する場合などは、正確な焦点調整ができない場合がある。この理由としては、光源の色が影響する、通常被写体の照明された部分がぼけることで輝度が落ちて高輝度部が面積を小さくなる、などが考えられる。最近の機器は高画素化が進んでいるため、僅かなピントのずれが無視できなくなり、より正確な焦点調整が要求されている。

また特許文献２の技術においては、画像信号の高周波成分の値が所定値以上のものを積算し、その積算値により点光源被写体（飽和被写体）の有無を検出している。そのため、カメラの露出に左右されて誤検出することがある。また、合焦位置に関しても、画像信号の高周波成分を輝度信号の積算値で割ったものを使用して求めているが、画面内に点光源以外の被写体が含まれる場合は、その被写体の影響を受けて正確な合焦位置を検出できないことがある。

上記課題に鑑み、本発明の焦点調整装置は、撮像素子と焦点調整手段と合焦位置検出手段を有する。撮像素子は、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る。焦点調整手段は、撮像素子に形成される被写体像の焦点を調整する。合焦位置検出手段は、焦点調整手段を駆動しながら、撮像素子によって生成された画像信号から合焦位置を検出する。更に、撮像素子によって生成された画像信号から得られる、焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量を用いて、合焦位置を検出するための画像信号を取得する撮像素子の領域内部に点光源被写体が存在するか否かの判定を行う。

また、上記課題に鑑み、本発明の焦点調整方法は、合焦位置検出ステップと判定ステップを有する。合焦位置検出ステップでは、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像素子に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段を駆動しながら、撮像素子によって生成された画像信号から合焦位置を検出する。判定ステップでは、撮像素子によって生成された画像信号から得られる、焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量を用いて、合焦位置を検出するための画像信号を取得する撮像素子の領域内部に点光源被写体が存在するか否かの判定を行う。そして、合焦位置検出ステップは、判定ステップの判定結果に応じて、異なる態様で行う

本発明によれば、焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量から点光源被写体の存否の判定を行うため、処理の高速化が可能である。これにより、焦点調整動作に要する時間を延ばすことなく点光源被写体の存否を判定でき、点光源被写体と照明された通常被写体などが混在する場合においても、より正確な焦点調整が可能になる。

図１は、本発明の焦点調整装置の実施例を含む撮像装置のブロック図。 図２は実施例１の動作手順説明図。 図３は実施例１の第一のスキャンＡＦ処理の動作説明図。 図４は実施例１の第一のスキャンＡＦ処理の概略説明図。 図５は、実施例１の点光源被写体の場合のフォーカス位置によるＡＦ評価値及び第二のスキャンＡＦの説明図。 図６は、実施例１の通常被写体（点光源被写体でない被写体）の場合のフォーカス位置による輝度信号の最大値と積算値の説明図。 図７は、実施例１の点光源被写体の場合のフォーカス位置による輝度信号の最大値と積算値の説明図。 図８は本発明の焦点調整装置の実施例の点光源被写体判定の動作手順説明図。 図９は本発明の焦点調整装置の実施例２の動作手順の説明図。 図１０は実施例２の第三のスキャンＡＦ処理の動作説明図。 図１１は実施例２の第四のスキャンＡＦ処理の概略説明図。

本発明の特徴は、焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量を用いて、合焦位置検出用の画像信号を取得する撮像素子の領域内部に点光源被写体が存在するか否かの判定を行い、合焦位置検出は判定結果に応じて異なる態様で行うことにある。この考え方に基づいて、本発明の焦点調整装置及び方法は、上記課題を解決するための手段のところで述べた様な基本的な構成を有する。この基本的な構成の範囲の中で、様々な形態が可能である。例えば、点光源被写体の存在時に、前記判定を行う為に輝度信号の最大値と積算値を取得する際に得た合焦位置検出用の画像信号を用いて行った合焦位置検出で得られた合焦位置の近傍で、再度、焦点調整手段を駆動しながら、画像信号から合焦位置を検出する。後述の実施例１、２では、この様に構成されていて、合焦位置検出のために第二のスキャンＡＦを行っている。この場合に、前記再度の駆動における焦点調整手段の複数の駆動位置の間隔は、前記判定における焦点調整手段の複数の駆動位置の間隔（すなわち、後述の第一または第三のスキャンＡＦにおける間隔）より細かい。

また、レリーズスイッチなどの指示受付手段を有し、前記判定は、指示受付手段による撮影準備の指示以前に、合焦位置の検出における焦点調整手段の複数の駆動位置の間隔より粗い間隔で輝度信号の最大値と積算値を取得して行う様に構成することができる。後述の実施例２では、この様に構成されていて、前記判定のために第三のスキャンＡＦを行っている。この場合、指示受付手段による撮影準備の指示後に、前記判定において取得した合焦位置検出用の画像信号を用いて行った合焦位置検出で得られた合焦位置の近傍で、再度、焦点調整手段を駆動しながら、画像信号から合焦位置を検出する。後述の実施例２では、この為に、第四のスキャンＡＦ（点光源被写体の非存在時）または第二のスキャンＡＦ（点光源被写体の存在時）を行っている。より具体的には、この形態では、撮影準備動作指示前に、第一のスキャンＡＦ処理より粗い間隔でＡＦ評価値（合焦位置を検出するための画像信号を信号処理した評価値）及び輝度信号の最大値と積算値を取得する第三のスキャンＡＦ処理を行う。そして、前記領域内に点光源被写体が存在しＡＦに弊害を与えるか否かを判断する。点光源被写体が存在せずＡＦに弊害を与えないと判断された場合は、次の様にする。すなわち、撮影準備動作指示後に、第三のスキャンＡＦ処理で得られた仮の合焦位置近傍で、第三のスキャンＡＦ処理のスキャン範囲より狭い範囲を第一のスキャンＡＦ処理と同様の間隔でＡＦ評価値を取得する第四のスキャンＡＦ処理を実行し、合焦位置を求める。一方、点光源被写体が存在してＡＦに弊害を与えると判断された場合は、撮影準備動作指示後に、第二のスキャンＡＦ処理を実行し、合焦位置を求める。

また、前記領域内部に点光源被写体が存在しない場合に、前記判定を行う為に輝度信号の最大値と積算値を取得する際に取得した合焦位置を検出するための画像信号を用いて合焦位置の検出を行う様に構成することができる。後述の実施例１では、この様に構成されていて、第一のスキャンＡＦはこの合焦位置検出のためにもなっている。このスキャンＡＦは、従来の通常のＡＦ動作と同様の間隔で行うことができ、これにより前記判定を行い、点光源被写体が存在せずＡＦに弊害を与えないと判断された場合は、第一のスキャンＡＦ処理で得られたＡＦ評価値から合焦位置を求める。

上記の如き形態により、点光源被写体と照明された通常被写体などが混在するか否かをＡＦに要する時間を延ばすことなく判定することができ、更に点光源被写体と照明された通常被写体が混在する場合においても、より正確な焦点調整が可能になる。また、ＡＦ中のＬＣＤの見栄えを向上することもできる。更に、点光源被写体判定時に輝度信号のヒストグラム（各輝度に対する画素数の一覧）の作成などを行わず、異なる焦点調整手段の駆動位置における輝度信号の最大値と積算値から点光源被写体判定（点光源被写体がＡＦに弊害を与えるか否かの判定）を行う。そのため、処理の高速化が可能であり、点光源被写体判定を行う領域と自動焦点調整を行う領域が完全に一致するため点光源被写体判定の信頼性が向上する。

以下、具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
図１に本発明の実施例１を含む装置のブロック図を示す。１は撮像装置、２はズームレンズ群、３はフォーカスレンズ群である。４は、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３等からなる撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である絞り、３１は、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４等からなる撮影レンズ鏡筒である。５は、撮影光学系を透過した被写体像が結像し、これを光電変換する固体撮像素子（以下ＣＣＤとも記す）である。６は、このＣＣＤ５によって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撮像回路、７は、この撮像回路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化するＡ／Ｄ変換回路である。８は、このＡ／Ｄ変換回路７の出力を受けてこの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（ＶＲＡＭ）である。９は、ＶＲＡＭ８に記憶された画像信号を読み出してこれをアナログ信号に変換すると共に再生出力に適する形態の画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路、１０はこの画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下ＬＣＤとも記す。）である。

１２は、半導体メモリ等からなる画像データを記憶する記憶用メモリである。１１は、圧縮回路及び伸長回路からなる圧縮伸長回路である。この圧縮回路は、ＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に対する記憶に適した形態にする為に画像データの圧縮処理や符号化処理を施す。この伸長回路は、記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示等するのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す。１３は、Ａ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動露出（ＡＥ）処理を行うＡＥ処理回路、１４は、Ａ／Ｄ変換回路７からの出力を受けてＡＦ評価値を生成する自動焦点調整（ＡＦ）処理を行うスキャンＡＦ処理回路である。１５は、合焦位置検出手段などをなし撮像装置１の制御を行う演算用のメモリを内蔵したＣＰＵである。１６は、所定のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ（以下ＴＧ）、１７はＣＣＤドライバーである。２１は、絞り４を駆動する絞り駆動モータ、１８は、絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路である。２２は、フォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動モータ、１９は、フォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第二モータ駆動回路である。２３は、ズームスレンズ群２を駆動するズーム駆動モータ、２０は、ズーム駆動モータ２３を駆動制御する第三モータ駆動回路である。２４は、各種のスイッチ群からなる操作スイッチ、２５は各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせる為に使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭである。２６は電池、２８はストロボ発光部、２７は、ストロボ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路である。２９は、警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子、３０は、音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカーである。３３は、ＡＦ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照明手段であるＬＥＤなどの光源で構成されるＡＦ補助光、３２は、ＡＦ補助光３３を駆動するためのＡＦ補助光駆動回路である。３５は、手振れなどを検出する振れ検出センサー、３４は、振れ検出センサー３５の信号を処理する振れ検出回路、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顔検出回路である。

画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリとしては、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック形状からなり装置に対して着脱自在に形成されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリが適用される。その他、ハードディスクやフロッピィーディスク等の磁気記憶媒体等、様々な形態のものが適用される。また、操作スイッチ２４としては、撮像装置１を起動させ電源供給を行うための主電源スイッチや撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチがある。その他、再生動作を開始させる再生スイッチ、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がある。そして、レリーズスイッチは、撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理、ＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する第一ストローク（以下ＳＷ１）と実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第二ストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。

この様に構成された本実施例における動作を以下に説明する。
まず、撮像装置１の撮影レンズ鏡筒３１を透過した被写体光束は絞り部４によってその光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に結像される。この被写体像は、ＣＣＤ５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信号（画像データ）に変換された後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。ＶＲＡＭ８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するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤに画像として表示される。一方、ＶＲＡＭ８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。

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、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、ＶＲＡＭ８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表示するの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。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、上述のＶＲＡＭ８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、撮影光学系より入射する光束の明るさを測定する明るさ測定手段をなすＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、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。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

また、合焦位置検出手段をなすスキャンＡＦ処理回路１４では、入力されたデジタル画像信号を受けて、画像データの高周波成分がハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出される。そして、更に累積加算等の演算処理を行い、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号が算出される。具体的には、スキャンＡＦ処理では、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う。これにより、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号が算出される。この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。この様にスキャンＡＦ処理回路１４は、ＡＦ処理を行う過程において、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の役割を担っている。

顔検出回路３６においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、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、ＣＣＤ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ＣＣＤドライバー１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受け、これに同期してＣＣＤ５を駆動する。またＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第二モータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路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、ズームスレンズ群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一モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を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評価値信号に基づき第二モータ駆動回路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を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。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、第三モータ駆動回路２０を制御してズームモータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動させ、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。

次に、本撮像装置の実際の撮影動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、この説明においては、フォーカスレンズ群３を所定位置に駆動しながらＡＦ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の位置の間隔をスキャン間隔と言うものとする。また、ＡＦ評価値を取得する位置をスキャンポイント、ＡＦ評価値を取得する数をスキャンポイント数、ＡＦ評価値を取得する範囲をスキャン範囲、合焦位置を検出するための画像信号を取得する領域をＡＦ枠と言うものとする。

本撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置の動作モードが撮影（録画）モードにあるときは、撮影処理シーケンスが実行され、ＣＣＤ５等への電源の供給等をして撮像を可能にする。まずステップＳ１において、ＣＰＵ１５は、撮影レンズ鏡筒３１を透過しＣＣＤ５上に結像した像をＬＣＤに画像として表示する。すなわちＣＣＤ５上に結像した被写体像は、ＣＣＤ５により光電変換処理され電気的な信号に変換された後、撮像回路６に出力される。そこで、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た後、Ａ／Ｄ変換回路７に出力されデジタル信号（画像データ）に変換されＶＲＡＭ８に一時的に格納される。ＶＲＡＭ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されてアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤに画像として表示される。

次いでステップＳ２において、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（レリーズスイッチの第一ストローク）がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると、撮影準備動作を開始する。すなわち、次のステップＳ３に進み、通常のＡＥ処理が実行される。続いて、ステップＳ４において第一のスキャンＡＦ処理を行う。そしてステップＳ５において、第一のスキャンＡＦ処理で取得した複数のフォーカスレンズ群３の位置における輝度信号の積算値と最大値などから点光源被写体か否かを判定する。ステップＳ５で、点光源被写体と判定された場合は、スッテプＳ６の第二のスキャンＡＦ処理を実行する。ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６の処理については後述する。

そしてステップＳ７において、合焦可能性の判断及び合焦位置算出を行う。通常被写体（点光源などの飽和被写体でない被写体）と判定された場合に関しては、合焦可能性判断の具体的な方法は、例えば、特許第4235422号公報に記載され、合焦位置算出の具体的な方法は、例えば、特許第2620235号公報に記載されている。これらの方法は、本発明に直接的には関係しないので説明を省略する。点光源被写体と判定された場合に関しては後述する。点光源と判定され、スッテプＳ６の第二のスキャンＡＦ処理を実行した場合についても後述する。

ステップＳ７で合焦可能と判断されれば、ステップＳ８においてＡＦＯＫ表示を行う。これは、表示素子２９を点灯することなどにより行うと同時にＬＣＤ上に緑の枠を表示するなどの処理により行う。逆に合焦可能と判断されない場合には、ステップＳ８にてＡＦＮＧ表示を行う。これは、表示素子２９を点滅表示することなどにより行うと同時にＬＣＤ上に黄色の枠を表示するなどの処理により行う。またステップＳ４の第一のスキャンＡＦ処理において、合焦不可能と判断された場合は、ステップＳ５〜Ｓ７の処理は行わず、スッテプＳ８にてＡＦＮＧ表示を行う。ＣＰＵ１５は、ステップＳ９において、ＳＷ２（レリーズスイッチの第二ストローク）の確認を行い、ＳＷ２がオンになっていたならば、ステップＳ１０に進み、実際の露光処理を実行する。

ステップＳ４で行われる第一のスキャンＡＦ処理を、図３を用いて説明する。第一のスキャンＡＦ処理は、ＡＦ評価値、ＣＣＤ５により生成される画像信号のＡＦ枠内における全画素の出力（輝度信号）の最大値、ＡＦ枠の全画素の出力（輝度信号）の積算値をフォーカスレンズ群３を所定のスキャン間隔で移動しながら取得する処理である。ＡＦ評価値は、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分の信号値である。このスキャン間隔は、開放深度の３〜５倍程度に設定され、ＡＦ評価値のピークを検出するのに適した間隔である。またそのスキャン範囲は、原則として、無限遠に相当する位置（例えば図４における「Ａ」）から各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（図４における「Ｂ」）までである。

まずステップＳ３０１において、ＣＰＵ１５はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第二モータ駆動回路１９を介してこのモータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３を無限遠に相当する位置（図４における「Ａ」）へ駆動する。この駆動速度は、フォーカス駆動モータ２２の最高速度若しくは最高速度に近い速度である。ステップＳ３０２では、撮影領域内に設定されるＡＦ枠に対応する領域のＡＦ評価値とフォーカスレンズ群３の位置をＣＰＵ１５に内蔵される演算メモリ（不図示）に記憶する。ステップＳ３０３では、撮影領域内に設定されるＡＦ枠に対応する領域の信号出力（輝度信号）の最大値、最小値、積算値を求め、フォーカスレンズ群３の位置と共にＣＰＵ１５に内蔵される演算メモリに記憶する。ステップＳ３０４では、レンズ位置がスキャン終了位置にあるかどうかを調べ、終了位置であればステップＳ３０６へ、そうでなければステップＳ３０５へ進む。スキャン終了位置は、各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（図４における「Ｂ」）である。ステップＳ３０５ではフォーカスレンズ群３を駆動して所定の方向へ所定量動かす。ステップＳ３０６では、ステップＳ３０２で記憶したＡＦ評価値とそのレンズ位置から、ＡＦ評価値が最大となる位置に対応するフォーカスレンズ群３の位置を計算する。このＡＦ処理回路の出力の取得は、スキャンＡＦの高速化の為に、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、所定にステップ毎に行う。例えば、図４に示すａ１、ａ２、ａ３の点においてＡＦ評価値信号を取得することがあり得る。なお、図４に示すａ１、ａ２、ａ３などのスキャンポイントは、横軸方向の間隔は正確に描いているが縦軸方向の値は大まかであって大体の変化を示すのみである（この点は、後述する図面で描かれているスキャンポイントについても同様である）。

このような場合は、ＡＦ評価値信号が最大値となった点とその前後の点のから合焦位置Ｃを計算にて求めている。この様に補間計算を行いＡＦ評価値信号が最大値となる点（図４のＣ）を求める前に、ＡＦ評価値信号の信頼性を評価することもできる。この具体的な方法は、例えば、特許第4235422号公報に記載されている。この合焦評価値の信頼性は、例えば、各結像位置に対する合焦評価値の形状が山状か否かに基づいて判定される。

その信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める。信頼性が十分でない場合はＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める処理は行わず、前述の様に図２のステップＳ５〜Ｓ７の処理は行わず、図２のスッテプＳ８にてＡＦＮＧ表示を行う。第一のスキャンＡＦ処理においてＡＦ評価値が最大となる位置に対応するフォーカスレンズ群３の位置が求まった場合は、図２のステップＳ５において点光源判定を行う。

図２のステップＳ５おいて行う点光源判定に関して説明する。通常被写体の場合のフォーカス位置によるＡＦ評価値を図４に示す。点光源被写体の場合のフォーカス位置によるＡＦ評価値を図５に示す。通常被写体の場合のフォーカス位置による輝度信号の最大値と積算値を図６に示す。点光源被写体の場合のフォーカス位置による輝度信号の最大値と積算値を図７に示す。図４に示すように通常被写体の場合は、合焦位置においてＡＦ評価値が最大になるが、図５に示すように点光源被写体においては、合焦位置においてＡＦ評価値が最大にならず、その付近における極小値が合焦位置となる。よって、点光源被写体がＡＦ枠内に存在するか否かを判定し、その結果に応じて、合焦位置を探索するためのスキャン方法を使い分ける必要がある。そこで、以下のようにして点光源などの飽和被写体がＡＦ枠内に存在するか否かの判定を行う。

点光源被写体判定は点光源被写体と通常被写体のピントの変化に伴う以下のような特性を利用している。図６に示すように通常被写体の場合は、合焦位置において画面内の輝度信号の最大値は最大になる。これは次の理由に依る。被写体の輝度の高い部分（白い部分）がピントの合っていない（ボケている）状態では周りの他の色と混ざり輝度信号値が落ちる。しかし、ピントの合うことによって、他の色との混ざりが解消されて、よりコントラストが出ることで、輝度の高い白い部分はより白くなり、輝度信号値が高くなるためである。

またＡＦ枠内の全ての画素の輝度信号の積算値は、飽和のない通常被写体の場合は、図６に示すように殆ど変化しない。原理的には、光の量はピントの状態によらず一定なのでフォーカス位置による違いはない。しかし実際には、光源のフリッカや信号にのるノイズ、スキャン動作中の手振れなどによりＡＦ枠内の被写体の変化により多少の変動が生じる。図７に示すように点光源被写体の場合は、画面内の輝度信号の最大値が図示するように殆ど変化しない。これは、被写体の輝度の高い部分は点光源などのため飽和しており、ピントがボケてその輝度信号値が低下しても、ＣＣＤからの出力としては飽和していることに変わりないので、観察される輝度信号値としては同じとなるためである。またＡＦ枠内の輝度信号の積算値は、ピントの合っていない（ボケている）状態では飽和している点光源が周りに広がるため、飽和したＣＣＤからの出力輝度信号の高い部分が多くなって大きくなる。逆にピントの合うことによって、点光源の広がりがなくなり、飽和したＣＣＤからの出力輝度信号の高い部分が少なくなるため、輝度信号の積算値は小さくなる。

点光源判定の動作手順を図８に示す。まずステップＳ８０１において、顔検出の結果から検出が成功し顔が検出されたか否かを調べる。検出が成功しかつ所定以上の大きさの顔が検出されていればステップＳ８０９へ進み、通常被写体と判定する。顔が検出されていても小さい顔の場合は、ＡＦ枠内に点光源被写体が入る可能性があるため、この場合は通常被写体と判定しない。顔が検出された場合の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無いが、ＡＦ枠が小さくなるとＡＦ評価値を取得する際の信号量が減り精度の良いＡＦが期待できないため、ＡＦ枠の大きさには下限を設けている。そのため、検出された顔の大きさが小さい場合、ＡＦ枠内に点光源被写体が入る可能性がある。

ステップＳ８０２においては、図２のステップＳ３のＡＥ処理の結果から、所定の輝度より低輝度での撮影か否かを判断する。所定の輝度より明るい場合はステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。所定の輝度より暗い場合はステップＳ８０３に進む。ステップＳ８０３おいて、輝度信号の画面内の最大値のフォーカス移動に伴う変動が小さいか否かの判定を行う。これは、輝度信号の画面内の最大値とその値を取得したフォーカスレンズ群３の位置を図３のステップＳ３０３で記憶しているので、その値を参照することで行う。フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の最大値の最大値と、フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の最大値の最小値を比較する。例えば図６であれば、最大値はフォーカス位置ａ２における輝度信号の画面内の最大値、最小値はフォーカス位置ａ０における輝度信号の画面内の最大値である。図７であれば、最大値はフォーカス位置ａ２における輝度信号の画面内の最大値、最小値はフォーカス位置ａ４における輝度信号の画面内の最大値である。フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の最大値の最大値と最小値が求められたら、その差を演算し、所定値と比較する。その差が所定値より小さければ、ステップＳ８０４へ進む。所定値以上であれば、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。

ステップＳ８０４では、輝度信号の最大値が明るいか否かを判定する。これも、図３のステップＳ３０３で記憶している輝度信号の画面内の最大値を参照することで行う。図３のＳ３０６で求めたピーク位置における輝度信号の画面内の最大値を所定値と比較し、所定値より大きければ、ステップＳ８０５へ進む。所定値以下であれば、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。

ステップＳ８０５では、輝度信号の最小値が暗いか否かを判定する。これも、図３のステップＳ３０３で記憶している輝度信号の画面内の最小値を参照することで行う。図３のＳ３０６で求めたピーク位置における輝度信号の画面内の最小値を所定値と比較し、所定値より小さければ、ステップＳ８０６へ進む。所定値以上であれば、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。夜景など点光源を含む被写体は、全体的には暗く光源の部分が明るくそのコントラストが大きいのが特徴である。ステップＳ８０５、Ｓ８０６の処理では、そのような被写体か否かを調べている。なおステップＳ８０５、Ｓ８０６の処理では、フォーカスレンズ群３のピーク位置以外の信号を用いても構わない。

ステップＳ８０６では、輝度信号の画面内の積算値のフォーカス移動に伴う変動が大きいか否かの判定を行う。これも、図３のステップＳ３０３で記憶しているフォーカスレンズ群３の位置ごとの輝度信号のＡＦ枠内の積算値を参照することで行う。フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の積算値の最大値と、フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の積算値の最小値を比較する。例えば図６であれば、最大値はフォーカス位置ａ２における輝度信号のＡＦ枠内の積算値、最小値はフォーカス位置ａ４における輝度信号のＡＦ枠内の積算値である。図７であれば、最大値はフォーカス位置ａ０における輝度信号のＡＦ枠内の積算値、最小値はフォーカスａ２における輝度信号のＡＦ枠内の積算値である。フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号のＡＦ枠内の積算値の最大値と最小値が求められたら、その差を演算し、所定値と比較する。その差が所定値より大きければ、ステップＳ８０７へ進む。所定値以下であれば、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。

ステップＳ８０７では、フォーカス位置移動に伴い出力される輝度信号の積算値の極小値が得られるフォーカス位置が、ＡＦ評価値が最大になるフォーカス位置付近にあるか否かを調べる。輝度信号の積算値の極小値が得られるフォーカス位置は、例えば図６であれば最小値はフォーカス位置ａ４、図７であれば最小値はフォーカス位置ａ２である。このフォーカス位置と、図３のステップＳ３０６で求めたピーク位置（例えば図４や図５の「Ｃ」）を比較し、その差が所定値以内であれば、ステップＳ８０８へ進み、点光源被写体と判定する。その差が所定値より大きければ、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。

次に、図２のステップＳ６おいて行う第二のスキャンＡＦ処理に関して説明する。その概略はステップＳ４の第一のスキャンＡＦ処理と変わらない。スキャン間隔が第一のスキャンＡＦ処理の半分程度である点、スキャン範囲が第一のスキャンＡＦ処理で求めたＡＦ評価値のピーク位置付近に限定される点、合焦位置の計算方法が、第一のスキャンＡＦ処理と異なる。図５を用いてその動作を説明する。第一のスキャンＡＦ処理において図５の「Ａ」から「Ｂ」までスキャンが行われ、ＡＦ評価値のピーク位置として図５の「Ｃ」が求められている。但し、このピーク位置は点光源被写体の影響を受け、本来の合焦位置とは異なる可能性がある。そこで、ＡＦ評価値のピーク位置計算に通常より大きな誤差が生じることを考慮して、図５に示す「ａ」から「ｂ」をスキャン範囲とし、スキャン間隔を第一のスキャンＡＦ処理の半分程度としたスキャン動作を行う。点光源被写体に対してＡＦを行っているので、図５の「ａ」からスキャンを開始すると、真の合焦位置「ｃ」に近づくにつれ、ＡＦ評価値は減少し、同時にＡＦ枠内の輝度信号の積算値も減少する。そして合焦位置「ｃ」を過ぎると、ＡＦ評価値、ＡＦ枠内の輝度信号の積算値ともに増加に転じる。よって、このスキャン範囲における両者の極小値を求めることで合焦位置を求めることができる。従って、スキャン動作中に記憶されたＡＦ評価値と積算値、その値を取得した位置を参照することで、両者の極小値を求める。

図５に示す白い丸印がスキャンポイントである。図５「ａ」からデータの取得を開始するので、次のスキャンポイントにおいては、取得したＡＦ評価値と積算値と「ａ」のポイントにおけるＡＦ評価値と積算値を比較し、減少しているか否かを判定する。同様の判定をその次のスキャンポイントにおいても行う。この処理を繰り返すうちに、ＡＦ評価値と積算値の極小値を過ぎ、その値が増加に転じる。その後も同様に取得した値の比較を続ける。今度は、値が増加していることを調べることになる。ただし、処理を続けていくとＡＦ評価値が再び減少する場合がある。この場合は、この時点で値の比較の処理を終了する。

図５では４番目のスキャンポイントにおいて極小値となるので、５番目のスキャンポイントよりＡＦ評価値と積算値が増加することになる。そのままＡＦ評価値と積算値の比較の処理を図５の「ｂ」に向けて続ける。そして８番目のスキャンポイントにおいて、ＡＦ評価値が再び減少する。よって８番目と７番目のスキャンポイントで取得した値の比較が終了した時点で、値の比較の処理を終了する。そしてスッテプＳ６の第二のスキャンＡＦ処理からスッテプＳ７の合焦位置算出の処理に移る。点光源被写体と判定された場合のスッテプＳ７の合焦位置算出の処理は、スッテプＳ６の第二のスキャンＡＦ処理でＡＦ評価値と輝度信号の積算値の極小値がともに見つかった場合のみ行われる。スッテプＳ６の第二のスキャンＡＦ処理の結果から補間計算を行い、真の極小値を計算にて求めるのが、ステップＳ７の合焦位置算出の処理である。

図５では、５番目のスキャンポイントでＡＦ評価値と積算値が極小値を取る。しかしここで行うスキャンはＡＦの高速化の為に、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、図５に示すように所定のステップ毎に行う。このため、極小値を取得したスキャンポイントよりその値が小さいフォーカス位置が存在する可能性がある。よって、極小値となった点とその前後の点から真の極小値（図５の「ｃ」）を計算にて求めている。この方法は公知であるので、詳細な説明は割愛する。

合焦位置算出が終了したならば、ＡＦＯＫ表示を図２のステップＳ８にて行う。ステップＳ６の処理において、ＡＦ評価値と積算値のどちらかの極小値が見つけられない場合は、合焦位置を見つけることができないので、ＡＦＮＧと判断する。そして、図２のステップＳ７における合焦位置の算出は行わず、ＡＦＮＧ表示を図２のステップＳ８にて行う。この様にすることにより、通常被写体の場合にはＡＦ時間を従来と同じにすることができ、点光源被写体が存在する場合においても、露光量を適正値よりアンダーにすることなく正確な焦点調整が可能になる。

（実施例２）
本発明の実施例２を説明する。実施例２と実施例１との違いは、ＡＦ枠内に点光源被写体が存在しＡＦに弊害を与えるか否かを判断するためのデータ取得の処理をＳＷ１オン前に行う点である。すなわちＳＷ１オン前に、より粗い間隔でＡＦ評価値及び輝度信号の最大値と積算値を取得する第三のスキャンＡＦ処理を行い、ＳＷ１オン後にＡＦ枠内に点光源被写体が存在しＡＦに弊害を与えるか否かの判断を行う点である。なお、ＳＷ１オン前に行われる第三のスキャンＡＦにおけるＡＦ枠の数、位置などは撮影者の設定に従うため、点光源判定を行うＡＦ枠の数は最小で１つの場合がある。

その動作を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。実施例１と同様に、本撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置の動作モードが撮影（録画）モードにあるときは、撮影処理シーケンスが実行され、ＣＣＤ５等への電源の供給等をして撮像を可能にする。まずステップＳ９０１において、通常のＡＥ処理を実行しＬＣＤに表示される画像が適正になるようにする。次いでステップＳ９０２において、実施例１と同様に、ＣＰＵ１５は、撮影レンズ鏡筒３１を透過してＣＣＤ５上に結像した像をＬＣＤに画像として表示する。更にステップＳ９０３において第三のスキャンＡＦ処理を行い、概略の合焦位置へフォーカスレンズ群３を駆動する。この処理については後述する。そしてステップＳ９０４において、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（レリーズスイッチの第一ストローク）がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると、次のステップＳ９０５に進み、通常のＡＥ処理が実行される。

ステップＳ９０６においては、ＡＦ枠内に点光源被写体が存在するか否かの判定を行う。その内容は後述する。判定の結果、点光源被写体と判定された場合はステップＳ９０７にて第二のスキャンＡＦ処理を行う。通常被写体と判定された場合はステップＳ９０８にて第四のスキャンＡＦ処理を行う。これらの処理については後述する。その後ステップＳ７に進み、以後は実施例１と同じ処理を行う。ステップＳ７では合焦位置算出の処理を実行し、ステップＳ８ではＡＦ合焦・非合焦表示の処理を実行し、ステップＳ９ではＳＷ２の確認を実行する。ＳＷ２がオンになっていたならば、ステップＳ１０に進み実際の露光処理を実行する。

ステップＳ９０３において実行される第三のスキャンＡＦ処理について説明する。図１０にその動作手順を示す。第三のスキャンＡＦ処理が開始されると、ステップＳ１００１において微小駆動動作を行い、合焦か否かを判別し、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。微小駆動とは、フォーカスレンズ群３を至近方向または無限遠方向に微小量（ＬＣＤ上でピント変化が確認できない量）駆動し、その結果得られるＡＦ評価値から合焦・非合焦及び合焦させる為にフォーカスレンズ群３の駆動すべき方向等を検出する動作である。

ステップ１００１で合焦と判別された場合は、ステップＳ１００２からステップＳ１００８へ進み合焦時の処理を行う。ステップＳ１００１で合焦と判別されなかった場合は、ステップＳ１００２からステップＳ１００３へ進む。ステップＳ１００３においては、ステップＳ１００１で合焦方向の判別ができている場合はステップＳ１００４へ進み山登り駆動動作を行い、ステップＳ１００１で合焦方向の判別ができていない場合はステップＳ１００１へ戻り微小駆動動作を継続する。ステップＳ１００４では、ＡＦ評価値が大きくなる方向へ高速でレンズを山登り駆動する。山登り駆動は、山登り駆動中の合焦度合いに応じてスキャン間隔を変えながら合焦位置を探すスキャンである。合焦度合いが低い場合は５〜１０深度の比較的粗いスキャン間隔でスキャンを行い、合焦度合いが高くなるに従いスキャン間隔を細かくし、合焦位置近傍では２〜４深度の比較的細かいスキャン間隔でスキャンを行う。ステップＳ１００５においては、ＡＦ評価値のピークを越えたと判別された場合はステップＳ１００６へ進み、ＡＦ評価値のピークを越えたと判別されない場合はステップＳ１００４へ戻り山登り駆動を継続する。ステップＳ１００６では、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ群３の位置へその位置を戻す。ステップＳ１００７においては、ＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ群３の位置に戻ったかを判定し、戻った場合はステップＳ１００１へ戻り再び微小駆動動作を行う。ＡＦ評価値がピークの位置に戻っていない場合は、ステップＳ１００６へ戻りピークに戻す動作を継続する。

次に、ステップＳ１００８からの合焦時の再起動判定処理について説明する。ステップＳ１００８では、合焦と判定した際のＡＦ評価値を保持する。ステップＳ１００９では、最新の各種ＡＦ評価値を取得する。ステップＳ１０１０では、ステップＳ１００８で保持したＡＦ評価値とステップＳ１００９で新たに取得したＡＦ評価値とを比較し、所定レベル以上差があれば再起動と判定し、ステップＳ１００１へ進み微小駆動動作を再開する。ステップＳ１０１０で再起動と判定されなければステップＳ１０１１へ進み、レンズを停止してステップＳ１００９へ戻り再起動判定を継続する。

ここで、図９のステップＳ９０６における点光源被写体が存在するか否かの判定について説明する。この処理は実施例１と同様であるが、ＳＷ１オン前にスキャン動作（第三のスキャンＡＦ処理）を実行し、ＡＦ評価値と輝度信号の最大値、積算値を取得しているため、被写体がきちんとフレミングされる前からの値を取得している可能性がある。そこで、振れ検出センサー３５の出力を振れ検出回路３４を介してモニターし、その出力が一定値以下になった時点からの輝度信号の最大値、積算値を点光源判定に用いる。また、判定に用いる値の個数に制限を加える。すなわち、ＳＷ１オン直前の所定個数の値のみを判定に用いる。これは、無意味に多くのデータを用いることによる誤検出を防ぐためである。カメラの主電源スイッチがオン状態になってから長時間経過した場合などは、振れ検出センサーの出力が小さくとも被写体が変化している可能性があるからである。例えば、カメラが三脚に備え付けられた場合などは、この様になる可能性がある。この様に、判定に用いるデータ数に規制を加える他は実施例１と同様にして点光源被写体か否かの判定を行う。

図８を用いて点光源判定を説明する。ステップＳ８０１、Ｓ８０２は実施例１と同じ処理を行う。ステップＳ８０３おいて、規制された範囲における輝度信号の画面内の最大値のフォーカス移動に伴う変動が小さいか否かの判定を行う。振れ検出センサー３５の出力が一定値以下になった時点以降でＳＷ１オン直前の所定個数のうちで、フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の最大値の最大値と、同駆動中に取得した輝度信号の画面内の最大値の最小値を比較する。その差を演算し、所定値と比較する。その差が所定値より小さければ、ステップＳ８０４へ進む。所定値以上であれば、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。ステップＳ８０４、Ｓ８０５は実施例１と同じ処理を行う。

ステップＳ８０６では、規制された範囲における輝度信号の画面内の積算値のフォーカス移動に伴う変動が大きいか否かの判定を行う。振れ検出センサー３５の出力が一定値以下になった時点以降でＳＷ１オン直前の所定個数のうちで、フォーカスレンズ群３の駆動中に取得した輝度信号の画面内の積算値の最大値と、同駆動中に取得した輝度信号の画面内の積算値の最小値を比較する。その差を演算し、所定値と比較する。その差が所定値より大きければ、ステップＳ８０７へ進む。所定値以下であれば、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。ステップＳ８０７では、フォーカス位置移動に伴い出力される輝度信号値の積算値の極小値が得られるフォーカス位置が、ＡＦ評価値が最大になるフォーカス位置付近にあるか否かを調べる。センサー３５の出力が一定値以下になった時点以降でＳＷ１オン直前の所定個数のうちで、上記レンズ駆動中に取得した輝度信号の画面内積算値が最小となるフォーカス位置と、図９のステップＳ９０３の第三のスキャンＡＦ処理で求まったピーク位置を比較する。その差が所定値以内であれば、ステップＳ８０８へ進み、点光源被写体と判定する。その差が所定値より大きければ、ステップＳ８０９へ進み通常被写体と判定する。

点光源被写体と判定された場合にステップＳ９０７にて行われる第二のスキャンＡＦ処理について説明する。ステップＳ９０３で行われた第三のスキャンＡＦ処理の結果、概略の合焦位置が検出されている場合は、実施例１の図２のステップＳ６の第二のスキャンＡＦ処理と全く同じ処理を行う。ただし、ステップＳ９０３で行われた第三のスキャンＡＦ処理の結果、概略の合焦位置が検出されていない場合は、実施例１の図２のステップＳ４の第一のスキャンＡＦ処理を実行した後に第二のスキャンＡＦ処理と全く同じ処理を行う。

次に、通常被写体と判定された場合にステップＳ９０８にて行われる第四のスキャンＡＦ処理ついて説明する。ステップＳ９０３で行われた第三のスキャンＡＦ処理の結果、概略の合焦位置が検出されている場合は、スキャン間隔が第一のスキャンＡＦ処理と同等で第二のスキャンＡＦ処理より粗いスキャンＡＦ処理を実行する。そのスキャン範囲は第三のスキャンＡＦ処理で求めたＡＦ評価値のピーク位置付近に限定され、第二のスキャンＡＦ処理よりは狭く設定される。また合焦位置の計算方法は、第一のスキャンＡＦ処理と同じである。

図１１を用いてその動作を説明する。第三のスキャンＡＦ処理において、図１１の「Ａ」から「Ｂ」まで若しくはその一部の範囲でスキャンが行われ、ＡＦ評価値のピーク位置として図１１の「Ｃ」が求められている。但し、このピーク位置は概略の合焦位置であるので、図１１に示す「ａ」から「ｂ」をスキャン範囲とし、スキャン間隔を第一のスキャンＡＦ処理と同等で第二のスキャンＡＦ処理より粗い間隔としたスキャン動作を行う。図１１の「ａ」からスキャンを開始すると、真の合焦位置「ｃ」に近づくにつれ、ＡＦ評価値は増加する。そして合焦位置「ｃ」を過ぎると、ＡＦ評価値、ＡＦ枠内の輝度信号の積算値ともに減少に転じる。よって、このスキャン範囲における極大値を求めることで合焦位置を求めることができる。そこで、スキャン動作中に記憶されたＡＦ評価値とその値を取得した位置を参照することで、極大値を求める。

図１１に示す白い丸印がスキャンポイントである。図１１の「ａ」からデータの取得を開始するので、次のスキャンポイントにおいては、取得したＡＦ評価値と「ａ」のポイントにおけるＡＦ評価値を比較し、増加しているか否かを判定する。同様の判定をその次のスキャンポイントにおいても行う。この処理を繰り返すうちにＡＦ評価値の極大値を過ぎ、その値が減少に転じる。その後も、同様に取得した値の比較を続ける。今度は、値が減少していることを調べることになる。図１１では３番目のスキャンポイントにおいて極大値となるので、４番目のスキャンポイントよりＡＦ評価値が減少することになる。そのままＡＦ評価値の比較の処理を図１１の「ｂ」まで続ける。そして、図９のスッテプＳ７の合焦位置算出の処理に移る。スッテプＳ９０８の第四のスキャンＡＦ処理の結果から補間計算を行い、真の極大値を計算にて求めるのが、ステップＳ７の合焦位置算出の処理である。

図１１では３番目のスキャンポイントでＡＦ評価値が極小値を取る。しかし、ここで行うスキャンはＡＦの高速化の為に、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、図１１に示すように所定のステップ毎に行う。このため、極大値を取得したスキャンポイントよりその値が大きいフォーカス位置が存在する可能性がある。よって、極大値となった点とその前後の点から真の極大値（図１１の「ｃ」）を計算にて求める。

合焦位置算出が終了したならば、ＡＦＯＫ表示を図９のステップＳ８にて行う。ステップＳ９０８の処理において、ＡＦ評価値の極大値が見つけられない場合は、合焦位置を見つけることができないので、ＡＦＮＧと判断し、図９のステップＳ７における合焦位置の算出は行わず、ＡＦＮＧ表示を図９のステップＳ８にて行う。ステップＳ９０３で行われた第三のスキャンＡＦ処理の結果、概略の合焦位置が検出されていない場合は、実施例１の図２のステップＳ４の第一のスキャンＡＦ処理を実行する。

この様にすることにより、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、より正確な焦点調整が可能になる。

上記実施例１、実施例２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などのライブビュー時のＡＦにも適用可能である。また、実施例１、実施例２では撮像素子としてＣＣＤを例に説明したが、本発明では他の撮像素子、例えばＣＭＯＳであっても適用可能である

１‥‥撮像装置、３‥‥フォーカスレンズ群（焦点調整手段）、５‥‥撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ）、１３‥‥ＡＥ処理回路（明るさ測定手段）、１４‥‥スキャンＡＦ処理回路（合焦位置検出手段）、１５‥‥ＣＰＵ（合焦位置検出手段）、２４‥‥操作スイッチ（指示受付手段）

Claims (9)

1. 撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像素子と、
   前記撮像素子に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、
   前記焦点調整手段を駆動しながら、前記撮像素子によって生成された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
   を有し、
   前記撮像素子によって生成された画像信号から得られる、前記焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量を用いて、前記合焦位置を検出するための画像信号を取得する前記撮像素子の領域内部に点光源被写体が存在するか否かの判定を行うことを特徴とする焦点調整装置。
2. 前記撮影光学系より入射する光束の明るさを測定する明るさ測定手段を有し、
   前記明るさ測定手段により測定された光束の明るさが所定値より暗い場合に、前記判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点調整装置
3. 前記領域内部に点光源被写体が存在する場合に、
   前記合焦位置検出手段は、前記判定を行う為に前記輝度信号の最大値と積算値を取得する際に取得した合焦位置を検出するための画像信号を用いて行った合焦位置の検出で得られた該合焦位置の近傍において、再度、前記焦点調整手段を駆動しながら、前記撮像素子によって生成された画像信号から合焦位置を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調整装置。
4. 前記領域内部に点光源被写体が存在する場合に、
   前記再度の駆動における前記焦点調整手段の複数の駆動位置の間隔は、前記判定における前記焦点調整手段の複数の駆動位置の間隔より細かいことを特徴とする請求項３に記載の焦点調整装置。
5. 撮影準備を開始する指示を受け付ける指示受付手段を有し、
   前記判定は、前記指示受付手段により撮影準備が指示される以前に、前記合焦位置検出手段による合焦位置の検出における前記焦点調整手段の複数の駆動位置の間隔より粗い間隔で前記輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量を取得し、前記指示受付手段により撮影準備が指示された後に行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の焦点調整装置。
6. 前記合焦位置検出手段は、前記指示受付手段により撮影準備が指示された後に、前記判定を行う為に前記輝度信号の最大値と積算値を取得する際に取得した合焦位置を検出するための画像信号を用いて行った合焦位置の検出で得られた該合焦位置の近傍において、再度、前記焦点調整手段を駆動しながら、前記撮像素子によって生成された画像信号から合焦位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の焦点調整装置。
7. 前記領域内部に点光源被写体が存在しない場合に、
   前記合焦位置検出手段は、前記判定を行う為に前記輝度信号の最大値と積算値を取得する際に取得した合焦位置を検出するための画像信号を用いて合焦位置の検出を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の焦点調整装置。
8. 前記撮像素子によって生成された画像信号から得られる、前記焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量が所定量より小さく、前記輝度信号の積算値の変動量が所定量より大きい場合に、前記合焦位置を検出するための画像信号を取得する前記撮像素子の領域内部に点光源被写体が存在すると判定することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の焦点調整装置。
9. 撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像素子に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段を駆動しながら、前記撮像素子によって生成された画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
   前記撮像素子によって生成された画像信号から得られる、前記焦点調整手段の駆動に伴う輝度信号の最大値の変動量と前記輝度信号の積算値の変動量を用いて、前記合焦位置を検出するための画像信号を取得する前記撮像素子の領域内部に点光源被写体が存在するか否かの判定を行う判定ステップと、
   を有し、
   前記合焦位置検出ステップは、前記判定ステップの判定結果に応じて、異なる態様で行うことを特徴とする焦点調整方法。

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