(57)【要約】【課題】  輝度変化のある被写体に対して高精度にピントを合わせることのできる焦点検出装置及びその制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】  フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するスキャン動作を行い、該焦点信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める制御工程と、被写体が所定の周期で点滅しているかを判定する点滅判定工程と、前記点滅判定工程によって被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合、前記スキャン動作によって取得された焦点信号に対して、時間軸方向にフィルタ処理を施す第１の信号処理工程と、を有する。【選択図】  図１
2020166197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するスキャン動作を行い、該焦点信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める撮像装置であって、
被写体が所定の周期で点滅しているかを判定する点滅判定手段と、
前記点滅判定手段によって被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合、前記スキャン動作によって取得された焦点信号に対して、時間軸方向にフィルタ処理を施す第１の信号処理手段と、を有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記点滅判定手段によって被写体が所定の周期で点滅していると判定されなかった場合、前記スキャン動作によって取得された焦点信号を、輝度値に基づいて正規化する第２の信号処理手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
焦点検出領域の輝度積分値を取得する第１の取得手段と、
前記スキャン動作におけるスキャン点で隣接するフォーカスレンズ位置の輝度積分値の差分を算出する第１の算出手段と、
所定の移動範囲における輝度差分を、スキャン点数を用いて正規化する正規化手段と、
前記所定の移動範囲のおける輝度積分値の変化の極値の数をカウントするカウント手段とを有し、
前記点滅判定手段は、極値の数が所定数以上で、かつ、前記正規化された値が閾値を超えた場合、点滅被写体が存在すると判定し、どちらかの条件を満たさない場合は点滅被写体が存在しないと判定することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記スキャン動作におけるスキャン点数が第１の閾値よりも少ない場合は前記点滅判定手段による点滅判定の処理を実施しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記点滅判定手段は、前記スキャン動作におけるスキャン点数が第１の閾値以上で、かつ、第２の閾値よりも少ない場合は、前記スキャン動作したフォーカスレンズの範囲に対して正規化手段とカウント手段による処理を実施して点滅判定し、スキャン点数が第２の閾値以上の場合は、所定の移動範囲に対して正規化手段とカウント手段による処理を一定量ずつずらして複数回、実施し、極値数が所定以上の移動範囲のうち正規化された値が最大となる値を用いて点滅判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
正規化手段は、焦点検出領域の面積で正規化することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記正規化手段によって正規化された値を算出する移動範囲において輝度の最大値と最小値を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得した輝度の最大値と最小値の平均値を算出する第２の算出手段とを有し、
前記正規化された値の閾値は、焦点検出領域の面積と輝度の平均値に基づいて設定されることを特徴とする請求項５に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
前記極値の数の閾値は、カウント手段によって極値数がカウントされるスキャン点数に基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項９】
前記スキャン動作によって取得された焦点信号のピークを検出する検出手段と、
前記ピークのレベルと傾斜に基づいて信頼性を判定する判定手段とを有し、
前記検出手段によって検出されたピークの信頼性が所定よりも低い場合、前記ピークを中心に再スキャン動作を実行し、前記点滅判定手段によって被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合、被写体が所定の周期で点滅していない場合よりも再スキャン動作のスキャン間隔を広げることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１０】
前記点滅判定手段によって被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合、被写体が所定の周期で点滅していないと判定された場合よりも、再スキャン動作のスキャン点数を増やすことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１１】
スキャン点数が所定数以上の場合は、スキャン点数が所定よりも少ない場合に使用するフィルタより長いタップ長のフィルタを使用することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１２】
前記点滅判定手段が用いる閾値を複数の段階で設定し、点滅判定の信頼性を判断する判断手段を有し、
点滅判定の信頼性が最も高いと判断された場合はフィルタ処理を実施し、点滅判定の信頼性が最も高いと判断されない場合はピーク検出の閾値を点滅判定の信頼性が最も高い場合よりも厳しくすることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１３】
前記フォーカスレンズの移動範囲を複数に分割する分割手段をさらに有し、
前記点滅判定手段は、前記スキャン動作を実施して移動範囲の境界に到達するたびに点滅判定を実施することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１４】
前記分割手段によって分割された複数の移動範囲において、すでにスキャン動作した移動範囲において被写体が所定の周期で点滅していると判定されている場合は、点滅判定を実施せずに、フィルタ処理を実施することを特徴とする請求項１３に記載の焦点検出装置。
【請求項１５】
複数の焦点検出領域を設定する設定手段を有し、
前記点滅判定手段は、各焦点検出領域に対して点滅判定を実施することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１６】
複数の焦点検出領域から焦点検出領域を選択する選択手段と、
焦点検出領域における画像信号の輝度の最大値の変化を取得する監視手段とを有し、
前記選択手段は、輝度最大値が所定以上変化した焦点検出領域は選択しないことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１７】
フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するスキャン動作を行い、該焦点信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める撮像装置であって、
被写体が所定の周期で点滅しているかを判定する点滅判定手段と、
前記スキャン動作によって取得した焦点信号のピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピークのレベルと傾斜に基づいて信頼性を判定する判定手段と、を有し、
前記ピーク検出手段によって検出したピークの信頼性が所定よりも低い場合、前記被写体が所定の周期で点滅していないと判定された場合よりも前記被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合の方が、スキャン間隔を広げて再スキャン動作を実行することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１８】
前記点滅判定手段によって点滅していると判定された場合、点滅していると判定されなかった場合よりも再スキャン動作のスキャン点数を増やすことを特徴とする請求項１７に記載の焦点検出装置。
【請求項１９】
前記フォーカスレンズの移動範囲を複数に分割する分割手段とを有し、
前記スキャン動作を実施して前記分割された移動範囲の境界に到達するたびに、前記点滅判定手段は判定を実施することを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の焦点検出装置。
【請求項２０】
前記点滅判定手段は、前記分割手段によって分割された複数の移動範囲において、すでにスキャン動作を実行した移動範囲において前記被写体が特定の周期で点滅していると判定されている場合は、再度の点滅判定を実施しないことを特徴とする請求項１９に記載の焦点検出装置。
【請求項２１】
複数の焦点検出領域を設定する設定手段を有し、
前記点滅判定手段は、各焦点検出領域に対して点滅判定を実施することを特徴とする請求項１７乃至請求項２０のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項２２】
フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するスキャン動作を行い、該焦点信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める制御工程と、
被写体が所定の周期で点滅しているかを判定する点滅判定工程と、
前記点滅判定工程によって被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合、前記スキャン動作によって取得された焦点信号に対して、時間軸方向にフィルタ処理を施す第１の信号処理工程と、を有することを特徴とする焦点検出装置の制御方法。
【請求項２３】
フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するスキャン動作を行い、該焦点信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める焦点検出装置の制御方法であって、
被写体が所定の周期で点滅しているかを判定する点滅判定工程と、
前記スキャン動作によって取得した焦点信号のピークを検出するピーク検出工程と、
前記ピークのレベルと傾斜に基づいて信頼性を判定する判定工程と、を有し、
前記ピーク検出工程によって検出したピークの信頼性が所定よりも低い場合、前記被写体が所定の周期で点滅していないと判定された場合よりも前記被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合の方が、スキャン間隔を広げて再スキャン動作を実行することを特徴とする焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点状態を検出する焦点検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子スチルカメラなどの撮像装置において、フォーカスレンズ位置を移動して被写体に焦点を合わせる方法としてオートフォーカス制御（ＡＦ制御）が用いられている。ＡＦ制御では、例えば被写体のコントラストを用いる場合、フォーカスレンズ位置を移動させながら合焦度合いを示す被写体のコントラスト状態（鮮鋭度）を示すコントラスト評価値を算出する。そして、このコントラスト評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させる（コントラスト方式ＡＦ）。
【０００３】
ところで、従来からコントラスト方式ＡＦでは点滅している被写体に対してボケた位置で合焦したり非合焦になったりする問題がある。その原因は、コントラスト方式ＡＦで使用するコントラスト評価値が、被写体の明るさに引っ張られることにある。輝度変化のある被写体の場合、コントラスト評価値は点滅周期に合わせて変動し、偽山が大量発生する。このため、本来検出したいコントラストピークをとらえることが困難となる。
【０００４】
この問題に対し特許文献１では点滅検出した際に定点に移動させるように処理することで被写体が大ボケすることを防いでいる。また、特許文献２では点滅の影響を軽減するように光源の輝度変化の周期の正の倍数のシャッタ速度で撮像することで輝度の変動による影響を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１２７２３号公報
【特許文献１】特開２０１２−１６０７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に対しては被写体情報に基づいてピントを合わせているわけではないため高精度にピントを合わせることが難しいと考えられる。また、特許文献２では、露光時間を伸ばすと被写体ぶれなどの影響によりＡＦ精度が低下する恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、輝度変化のある被写体に対して高精度にピントを合わせることのできる焦点検出装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の技術的特徴として、フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するスキャン動作を行い、該焦点信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を求める制御工程と、被写体が所定の周期で点滅しているかを判定する点滅判定工程と、前記点滅判定工程によって被写体が所定の周期で点滅していると判定された場合、前記スキャン動作によって取得された焦点信号に対して、時間軸方向にフィルタ処理を施す第１の信号処理工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、輝度変化のある被写体に対して高精度にピントを合わせることのできる焦点検出装置及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】撮像装置の全体ブロック図である。
【図２】撮像動作を示すフローチャートである。
【図３】ＡＦ動作を示すフローチャートである。
【図４】焦点検出領域を示す図とスキャン方式を示すグラフである。
【図５】粗スキャンの処理を示すフローチャートである。
【図６】細スキャンの処理を示すフローチャートである。
【図７】細スキャンでスキャン間隔を変えたときのフォーカスレンズとコントラスト評価値の関係を示すグラフである。
【図８】点滅判定の処理方法を示すグラフである。
【図９】点滅判定の処理フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
●撮像装置の構成
図１は、撮像装置１０１の構成を示すブロック図である。
【００１３】
撮影レンズ１１１は、固定レンズ１１２、絞り１１３、フォーカスレンズ１１４を備えて構成される。絞り制御部１１５は、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の際の光量調節を行う。フォーカス制御部１１６は、撮影レンズ１１１のフォーカスレンズ１１４を駆動する駆動量を決定する。フォーカスレンズ１１４を駆動することにより、焦点を調節する。フォーカス制御部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。絞り制御部１１５や、フォーカス制御部１１６はレンズ制御部１１７によって制御される。
【００１４】
これらの光学部材（撮影レンズ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、被写体像（光学像）を信号電荷に光電変換を行う光電変換素子であり、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成される。各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より、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子１２１から順次読みだされる。
【００１５】
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及び焦点検出用信号に対し、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、センサゲインの調節、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、焦点検出用の信号を焦点検出用信号処理部１２５にそれぞれ出力する。本実施形態では焦点検出用の信号に基づいて焦点信号であるＡＦ評価値を算出する。ＡＦ評価値としては、被写体のコントラストを示すコントラスト評価値や、枠内の輝度を積分した輝度積分値を算出する。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。本実施形態では焦点検出領域を横７枠、縦５枠の合計３５枠を設定するが、この枠数に限定せず何枠設定しても良い。
【００１６】
撮像信号処理部１２４では、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３から出力された撮像信号をＳＤＲＡＭ１３６にバス１３１を介して格納する。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によって読み出され、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では、ＳＤＲＡＭ１３６に格納された画像信号は記録媒体制御部１３４によって記録媒体１３５に記録される。
【００１７】
ＲＯＭ１３７にはカメラ制御部１４１が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、フラッシュＲＯＭ１３８には、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が格納されている。
【００１８】
操作部材１３９はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作の指示を行うための撮影準備スイッチであり（以下ＳＷ１と記す）、操作部材１４０はＳＷ１の操作後、撮影の指示を行う撮影スイッチ（以下ＳＷ２と記す）である。ＡＥとは自動露光制御を示しており、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／ＡＤ１２３のゲインの設定値、タイミングジェネレータ１２２の設定値を決定する。
【００１９】
カメラ制御部１４１では、合焦位置を検出するため、フォーカスレンズを移動させて、焦点信号を順次取得するフォーカス駆動（以下、スキャン動作と記す）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駆動量をレンズ制御部１１７に伝達する。その後、フォーカス駆動量をフォーカス制御部１１６に伝えることで自動焦点調節を実現する。
【００２０】
●撮像装置の動作フロー
図２は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。まず、Ｓ２０１においてＳＷ１（１３９）が押されているか判断する。ＳＷ１が押されている場合はＳ２０２に進みＡＦ用のＡＥを実施する。Ｓ２０１でＳＷ１が押されていない場合は再びＳ２０１に戻る。Ｓ２０２でＡＦ前ＡＥを実施した後、Ｓ２０３に進んでＡＦ動作を実施する。ＡＦ動作の詳細は後述する。ＡＦ動作後にＳＷ２が押されているか判断し（Ｓ２０４）、ＳＷ２が押されていると判断されたらＳ２０５に進んで撮影画像用の本露光用ＡＥを実施する。Ｓ２０４においてＳＷ２が押されていない場合はＳ２０６に進んでＳＷ１が押されたままかどうかを判断する。ＳＷ１が押されている場合はＳ２０４に戻り、再びＳＷ２が押されているかを判断する。Ｓ２０６においてＳＷ１が押されていない場合はＳ２０１に戻る。Ｓ２０５で本露光用ＡＥが終了したらＳ２０７で撮影処理を行い終了する。
【００２１】
●ＡＦ動作フロー
図３は、図２におけるＳ２０３のＡＦ動作を説明するフローチャート図である。
【００２２】
まず、Ｓ３０１に進みスキャン開始点にフォーカスレンズ位置を移動させる。スキャン開始点はフォーカスレンズの端でもよいし、コントラスト評価値を取得しながら高速に移動させてコントラスト評価値の極大値を検出した場合はその極大値をとるフォーカスレンズ位置でもよい。
【００２３】
次にＳ３０２に進み粗スキャンを実施する。粗スキャンとはスキャン方法の中の１種類で、先述した開始点から１フレーム毎にフォーカスレンズを所定量ずつ動かす方式である。以後、この所定量をスキャンの間隔と呼ぶ。本実施形態における所定量は焦点深度の５倍に設定するが、スキャン間隔は本実施形態の設定に限定せず焦点距離やフォーカスレンズ位置に応じて変えても良い。粗スキャンではコントラスト評価値が極大値を取りピントが合っていると思われるフォーカスレンズ位置（ピーク）を算出する。Ｓ３０２の粗スキャンの詳細は後述する。
【００２４】
次にＳ３０３に進みＳ３０２の粗スキャンで算出したピークの信頼性を判定し、信頼性が閾値以上高ければＳ３０４へ、信頼性が閾値よりも低ければＳ３０５に進む。ここで、ピークの信頼性とはコントラスト評価値の極大値の形状（急峻性やレベル）に応じて算出する。
【００２５】
Ｓ３０３からＳ３０４へ進んだ場合は、Ｓ３０３で算出したピーク位置へフォーカスレンズを駆動させてＡＦ動作を終了する。
【００２６】
Ｓ３０３からＳ３０５に進んだ場合は粗スキャンで算出したピークの精度を上げるために細スキャンを実施する。細スキャンとは粗スキャンで算出したピーク近傍を再度、細かい間隔でスキャンすることでよりピント精度を高めるスキャン方法である。そしてＳ３０４に進み細スキャンの結果に応じてフォーカスレンズを駆動させてＡＦ動作を終了する。
【００２７】
●粗スキャンと細スキャン
次に図４を用いて粗スキャンと細スキャンの概要を説明する。具体的な処理フローは後述する。図４（ａ）４０１は本実施形態における焦点検出領域を示しており、先述した通り本実施形態では縦５枠、横７枠の合計３５枠の焦点検出領域を設定する。焦点検出領域４０１から順にＡＦ評価値を取得し、ｊ軸方向にＡＦ評価値を取得した後にｉ軸方向に１枠分移動し、再びｊ軸方向に進んでＡＦ評価値を取得する。
【００２８】
続いて図４（ｂ）は粗スキャンの場合のフォーカスレンズ位置とコントラスト評価値の関係を示したグラフである。横軸がフォーカスレンズ位置、縦軸がコントラスト評価値を示しており、フォーカスレンズは数値が小さい方が無限遠側、数値が大きい方が至近側とする。
【００２９】
また、４０２が粗スキャンの開始点におけるコントラスト評価値である。粗スキャンではフォーカスレンズ位置を特定の移動範囲４０３毎に分割しており（以後この範囲をゾーンと呼ぶ）、本実施形態ではゾーンの境界（４０４）にフォーカスレンズが到達した際に点滅被写体が存在するかどうかを判定する。なお、図４（ｂ）では、ゾーンの境界が複数ある例を示したが、ゾーンの境界を１つとし、フォーカスレンズの移動可能範囲をマクロ領域及び非マクロ領域に分けてもよい。図４（ｂ）のコントラスト評価値に基づいて算出されるピーク位置が４０５である。ピーク位置はコントラスト評価値の極大値近傍の３点、または４点を使用して補間計算によって算出される。
【００３０】
続いて図４（ｃ）は所定よりも高い周波数の点滅被写体に対して粗スキャンを実施した場合のフォーカスレンズ位置とコントラスト評価値の関係である。点滅被写体は周期的に輝度値の明暗が変動しており、コントラスト評価値にも影響を与えているため図４（ｃ）に示すグラフになる。図４（ｃ）に示す通り、被写体が高周波で点滅していると極大値が多く存在するため４０６のように本来のピント位置４０５とは異なる位置をピークと誤判定してボケ合焦してしまう。４０５よりも４０６の方がコントラスト評価値としては小さいが、本実施形態では至近側にある極大値を優先するアルゴリズムが搭載されているため、至近側にある４０６がピークとして判定されてしまっている。そこで、本実施形態では図４（ｂ）に示すゾーンの境界毎に点滅判定して早期に点滅を検出し、点滅対策用の処理をコントラスト評価値に施すことでボケ合焦の頻度を低減させる。
【００３１】
次に、図４（ｄ）は細スキャンを実施した場合のフォーカスレンズとコントラスト評価値の関係を示したグラフである。細スキャンは粗スキャンで算出したピーク位置４０５を中心に前後に数点のスキャンポイントを設定する。そして粗スキャンよりも細かい深度で（スキャンの間隔を狭めて）スキャンを実施することで、精度高くピーク位置４０７を算出する。
【００３２】
●粗スキャンの処理フロー
Ｓ３０２の粗スキャンについて図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
まずＳ５０１でフォーカスレンズを所定量（スキャンの間隔分）移動させる。
【００３４】
次にＳ５０２に進みＡＦ評価値を取得する。先述したように、本実施形態では横７枠、縦５枠の合計３５枠の焦点検出領域を設定しており、Ｓ５０２ではそれぞれの枠に対して評価値を取得する。また、本実施形態ではコントラスト評価値、輝度積分値、最大輝度値をＡＦ評価値として取得する。
【００３５】
次にＳ５０３で現在のレンズ位置がゾーンの境界かどうかを判定する。Ｓ５０３でゾーンの境界と判定された場合はＳ５０４に進み、ゾーンの境界ではないと判定され場合はＳ５０１に戻り再びフォーカスレンズを所定量移動させる。
【００３６】
Ｓ５０４に進むと該当の焦点検出領域において、現在のゾーンに至るまでに別のゾーンの境界で点滅を検出したかを判定する。Ｓ５０４で点滅を検出したか判定することでムダに点滅判定の処理演算を実施すること避け、ＡＦの処理時間を削減できる。点滅判定はＡＦ枠数やゾーンの数に応じて増えるため、この判定は処理時間短縮に非常に有効である。
【００３７】
まだ点滅検出していない場合はＳ５０５に進み点滅判定を実施する。点滅判定の詳細は後述する。Ｓ５０４で点滅を検出した場合はＳ５０６に進んでローパスフィルタ処理を実施する。このローパスフィルタ処理は本実施形態における重要な処理である。点滅を検出した場合、コントラスト評価値に対して時間軸方向にローパスフィルタを掛けることで、図４（ｃ）のように変動するコントラスト評価値から高域成分を除外させて本来のピーク位置を検出することができる。ところで、ここで使用するローパスフィルタはタップ長が所定よりも短いフィルタを使用する。短いタップのフィルタを使用する理由は、少ないスキャンサンプル数にも対応するためである。
【００３８】
Ｓ５０５で点滅を検出した場合はＳ５０７からＳ５０６に進み先述した処理と同様にローパスフィルタ処理を実施する。Ｓ５０５で点滅を検出しなかった場合、Ｓ５０７からＳ５０８に進み、コントラスト評価値を焦点検出領域内の輝度積分値で正規化する。
【００３９】
本実施形態における点滅判定では所定より高周波の点滅を検出できるが、本実施形態の点滅判定で点滅が検出できない被写体に対してはＳ５０８の輝度積分値による正規化によってコントラスト評価値の変動を抑制する。Ｓ５０６または、Ｓ５０８を通過してコントラスト評価値の処理を終えた後、Ｓ５０９に進みすべての焦点検出領域に対して点滅判定と信号処理を終えたか判定する。まだ処理していない焦点検出領域が存在する場合は再びＳ５０４に戻る。
【００４０】
すべての焦点検出領域の処理を終えるとＳ５１０に進みゾーン更新判定を実施する。ゾーン更新判定では次のゾーンに進みスキャンを続けるか、現在のゾーンでスキャンを終えるか判定する。このゾーン更新判定ではゾーンの境界のコントラスト評価値の変化に基づいて判定しており、コントラスト評価値が登り止まってその先に極大値が存在する可能性がある場合は次のゾーンに更新する。一方、すでにピークを検出しゾーンの境界でコントラスト評価値が下っている場合は、現在のゾーンでスキャンを終え、ゾーン更新を行わないと判定する。ゾーンを更新する場合はＳ５１１からＳ５０１に戻り再びスキャンを開始する。
【００４１】
ゾーンを更新しない場合はＳ５１１からＳ５１２に進み、最終的なコントラスト評価値のピーク検出に向けてローパスフィルタの選択に進む。
【００４２】
Ｓ５１２のローパスフィルタの選択では、スキャン点数に応じて使用するフィルタを決定する。スキャン点数が所定数以上の場合は所定より長いタップのローパスフィルタを使用し、より高精度に高域成分を除外する。一方、スキャン点数が所定よりも少ない場合は所定より短いタップのローパスフィルタを使用する。その理由は、スキャン点数が少ない場合に長いタップのローパスフィルタを使用するとピーク検出するためのサンプルが減り、逆にピークの精度が低下するためである。
【００４３】
ローパスフィルタを選択した後、Ｓ５１３で該当の焦点検出領域で点滅が検出されているか判断し、点滅が検出されている場合はＳ５１４に進み、点滅が検出されていない場合はＳ５１５に進む。
【００４４】
Ｓ５１４では改めてコントラスト評価値にローパスフィルタ処理を実施する。ここで、Ｓ５１４でのローパスフィルタ処理はＳ５０６、Ｓ５０８から出力される信号に対してではなく、Ｓ５０２で取得したＡＦ評価値の中のコントラスト評価値に対して処理を実施する。その理由は、Ｓ５０６を通りＳ５１４も通ると二重にローパスフィルタを掛けることになり、抽出したいコントラスト評価値のピーク成分も消えて行ってしまう可能性があるためである。ローパスフィルタ後はＳ５１４に進みピーク検出を行う。本実施形態におけるピーク検出は、ピークの傾斜とレベルが十分にあり、かつ撮像装置に近い至近側にピントが合うフォーカスレンズ位置に近い極大値を優先して選択する。
【００４５】
次にＳ５１６に進み、すべての焦点検出領域に対して処理を施したか判定し、未処理の焦点検出領域が存在する場合はＳ５１３に戻りローパスフィルタ処理を実施する。Ｓ５１６ですべての焦点検出領域に対して処理したと判定されると、Ｓ５１６ですべての焦点検出領域の中から主枠を選択する。主枠はピーク検出と同様で基本的に最も至近側のピークを算出した焦点検出領域を選択する。
【００４６】
ところで、本実施形態の点滅判定はほぼ毎フレーム輝度積分値が増減する場合に点滅の検出が可能となっている。そのため、例えば５フレームに１回輝度積分値が増減するような低い周期で点滅する被写体に対して点滅を検出することが困難である。そこで、本実施形態では点滅判定とは別に各焦点検出領域に対して輝度最大値が所定以上変化しているかを判定する。フォーカスレンズの移動可能範囲の中のスキャン範囲全体に対して輝度最大値の変化を監視することで、先述した５フレームに１回輝度積分値が増減するような低周期の点滅を検出することができる。この判定で低い周期の点滅を検出した焦点検出領域は主枠選択の候補から除外することで、低周波の点滅被写体に対する偽合焦を防ぐ。この主枠の結果をＳ３０４、もしくはＳ３０５に渡して次の処理を実施する。
【００４７】
●細スキャンの処理フロー
図６のフローチャートを用いて細スキャンＳ３０５の処理フローについて説明する。
【００４８】
まず、Ｓ６０１で粗スキャンで１つ以上の焦点検出領域で高周波の点滅を検出しているか判定する。点滅を非検出の場合はＳ６０２に進みスキャンするフォーカスレンズ位置の間隔を間隔設定１に設定して、点滅を検出している場合はＳ６０３に進みスキャンするフォーカスレンズ位置の間隔を間隔設定２に設定する。それぞれの間隔設定の関係は間隔設定１よりも間隔設定２の方が広くなるように予め設定しておく。点滅を検出している場合に細スキャンの間隔を広げる理由は後述する。
【００４９】
次にＳ６０４に進みフォーカスレンズをスキャンの開始点に移動させる。開始点は粗スキャンで算出したピーク位置と細スキャンの点数、スキャン間隔に基づいて設定される。基本的に細スキャンは粗スキャンで算出したピーク付近を再スキャン動作を実行するため、粗スキャンのピークから細スキャンの総点数の半分ずらした位置に開始点を設定する。
【００５０】
次にＳ６０５に進みフォーカスレンズをスキャン間隔分移動させる。そしてＳ６０６でＡＦ評価値を取得する。
【００５１】
Ｓ６０７ではフォーカスレンズがスキャン終了点に到達したか判定し、まだ終了点ではない場合はＳ６０５に戻り再びフォーカスレンズを移動させる。Ｓ６０７でスキャンの終了点に到達したと判定した場合はＳ６０８に進み点滅判定を実施する。
【００５２】
次にＳ６０９に進み、点滅を検出した場合はＳ６１０に進み、非検出の場合はＳ６１１に進む。Ｓ６１０ではコントラスト評価値に時間軸方向にローパスフィルタを掛ける。Ｓ６１１ではコントラスト評価値を焦点検出領域の輝度積分値で正規化する。それぞれの処理に関する説明は先述した粗スキャンにおける処理と同様のため省略する。
【００５３】
次にＳ６１２に進み、コントラスト評価値のピーク検出処理を実施する。そしてＳ６１３に進みすべての焦点検出領域の処理を終了したか判定し、未処理の焦点検出領域が存在する場合はＳ６０９に戻り次の焦点検出領域に対して点滅判定を実施する。Ｓ６１３ですべての焦点検出領域に対して処理を終えたと判定されるとＳ６１４に進み、主枠の選択を実施する。主枠の選択方法は粗スキャンと同様のため省略する。以上が細スキャンの処理フローである。
【００５４】
●点滅を検出している場合にスキャン間隔を広げる理由
ここで、先述した細スキャンのスキャン間隔について、点滅を検出している場合にスキャン間隔を広げる理由を図７を用いて説明する。
【００５５】
図７（ａ）は点滅被写体に対して間隔設定１で細スキャンした場合のフォーカスレンズ位置とコントラスト評価値の関係を示したグラフである。破線７０１が粗スキャンで算出したピーク位置、７０２が細スキャンで取得した評価値、破線７０３が同一の被写体が点滅していない場合のコントラスト評価値を連続的に描画した線である。
【００５６】
そして図７（ｂ）の７０４は図７（ａ）の７０３に対してローパスフィルタ処理を施した評価値となる。細スキャンでは被写体が点滅していない場合は粗スキャンのピーク近傍を細かくスキャンすることで合焦精度を高めることができる。
【００５７】
しかし、ローパスフィルタをかけるとピークの傾斜が緩やかになり評価値も減ることから、間隔設定１のように狭い間隔でスキャンするとほとんど平坦になってしまう。そのためピーク検出が困難となり、ボケ合焦や非合焦となってしまう。そこで本実施形態では点滅判定時に間隔設定１よりも広いスキャン間隔である間隔設定２を使用する。
【００５８】
図７（ｃ）７０５が間隔設定２を使用した場合の点滅被写体に対する細スキャンの結果である。図７（ａ）よりもスキャンの点の間隔を広げている。そして図７（ｄ）７０６が図７（ｃ）のコントラスト評価値に対してローパスフィルタを施した結果である。図７（ｂ）に比べて山の形状がつぶれないためピーク形状がはっきりしていることがわかる。以上が間隔設定を切り替える理由である。
【００５９】
●点滅判定の方法
次に図８、図９を用いて点滅判定の方法について説明する。
【００６０】
本実施形態における点滅判定は、スキャンのサンプル数（ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅ）に応じて処理を変えており、図８はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅに応じて異なる処理の説明用グラフ、図９は点滅判定の処理フローとなっている。まず図８を用いて点滅判定の概要を説明する。
【００６１】
先述した通り点滅判定はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅに応じて処理を変えており図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅに応じた処理を示したグラフである。それぞれ横軸はフォーカスレンズ位置、縦軸は焦点検出領域内の輝度積分値を表し、８０１はスキャンした際のフォーカスレンズ位置に対する輝度積分値を示している。図８（ａ）はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ１以下の場合を示している。本実施形態ではＳＣＡＮ＿ＴＨ１を５点と設定する。ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅが５点以下の時は判定用のサンプルが少なく点滅判定の精度も低いため点滅判定の演算処理は実施しない。図８（ａ）はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅが４点のため点滅判定を実施しない状態である。
【００６２】
次に図８（ｂ）はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ１より多くてＳＣＡＮ＿ＴＨ２以下の時を示したグラフである。本実施形態ではＳＣＡＮ＿ＴＨ２を１５点と設定する。本実施形態における点滅判定では、毎フレーム間の輝度積分値の変化（輝度差分）と、輝度積分値の極値の数を用いて判定する。輝度積分値の変化は図８（ｂ）のフォーカスレンズ位置Ｌ１とＬ２において式（１）で算出される。なお、Ｖａｌは括弧内で示すフォーカスレンズ位置の輝度積分値を示す。
｜Ｖａｌ（Ｌ１）―Ｖａｌ（Ｌ２）｜      式（１）
【００６３】
式（１）と同様に最後のサンプルまで隣接するフォーカスレンズ位置の輝度積分値の変化を算出し、すべて算出した後に各変化量の合計を演算回数で除算して正規化する。言い換えると、所定の移動範囲における輝度差分を、スキャン点数を用いて正規化する。図８（ｂ）のシーンの場合、１２個のサンプルに対して輝度積分値の変化を１１回算出するため、１１個の輝度積分値の変化の合計値を１１で除算する。この輝度積分値の差分を算出する範囲と輝度積分値の極値を数える範囲はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅに応じて変えている。図８（ｂ）では、スキャンした全域に対して輝度積分値の変化を正規化し、極値の数を数えている。ここで算出した各評価値は、以下のようにして算出した閾値に対して閾値判定を実施する。輝度積分値の変化の閾値は焦点検出領域の面積と輝度積分値の絶対値に応じて設定する。前者については、輝度積分値は焦点検出領域の面積に比例して変化しそれに伴い輝度積分値の変化も変わるため、輝度積分値の変化の閾値も同様に変える必要がある。また後者については、被写体の輝度が上がれば点滅の明暗の明るいときの信号レベルが上がることになるので、それに伴い点滅する被写体の増減の幅（輝度積分値の変化）は大きくなるので、輝度信号の絶対値に応じて輝度積分値の変化の閾値を変える必要がある。なお、本実施形態における輝度積分値の絶対値は、輝度積分値の最大値ＭａｘＶａｌと輝度積分値の最小値ＭｉｎＶａｌの平均値ＡｖｅＶａｌで定義する。点滅判定のもう一つの指標である極値の数の閾値はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅに応じて設定する。本実施形態では極値の数の閾値をｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅの５０％と設定する。図８（ｂ）の例だとｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅが１２点なので極値の数の閾値は６となる。極値は二重丸プロットで表現した計８点なので、閾値条件を満たしていると判定される。輝度積分値の変化が閾値を超え、かつ、極値の数が閾値を超えた場合、点滅を検出したと判定する。
【００６４】
最後に図８（ｃ）について説明する。図８（ｃ）はｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ２より多い場合を示したグラフで２０点スキャンしたときの例である。基本的な演算処理は図８（ｂ）と同様だが、図８（ｃ）では輝度積分値の変化と輝度積分値の極値を数える範囲を変えている。本実施形態ではそれぞれの評価値を算出するスキャン点数の上限値を１５点と設定する。まず、８０２の範囲にある１５点から輝度積分値の変化と極値の数を数える。次に８０３の範囲というように、一定量ずつ（図８（ｃ）では１点ずつ）ずらしながら複数回、輝度積分値の変化と極値の数を算出していき、最後に８０４の範囲で評価値を算出する。それぞれの範囲で極値の数が閾値を超えるか判定しておき、すべての範囲で評価値を算出した後に、極値数が閾値以上の範囲の中から輝度積分値の変化が最大を取る範囲の結果に基づいて点滅判定を実施する。フォーカスレンズ位置の位置、すなわち被写体のボケ量によっては点滅をうまく検出できないことがあるが、このように複数の範囲で評価値を算出することで、精度高く点滅を判定することができる。
【００６５】
●点滅判定の処理フロー
点滅判定の処理フローについて図９のフローチャートを用いて説明する。
【００６６】
まずＳ９０１に進みｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ１より多いか判定する。ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ１以下の場合は、スキャンサンプル数が少なく点滅判定を精度高く実施できないため、点滅判定をせずにＳ９０２に進み点滅非検出として終了する。ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ１より多い時はＳ９０３に進む。Ｓ９０３ではｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ２より多いか判定する。ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ２以下の場合はＳ９０４に進みｎＪｕｄｇｅＳａｍｐｌｅにｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅを代入する。ｎＪｕｄｇｅＳａｍｐｌｅは一度の演算で使用するサンプルの数を示している。ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ２より多い場合はＳ９０５に進みｎＪｕｄｇｅＳａｍｐｌｅにＳＣＡＮ＿ＴＨ２の数値を代入する。このようにｎＪｕｄｇｅＳａｍｐｌｅにＳＣＡＮ＿ＴＨ２を代入することで点滅判定の演算をするサンプル数の上限値をＳＣＡＮ＿ＴＨ２で打ち止めしている。次にＳ９０６に進み、輝度積分値の変化の閾値ＤＩＦＦ＿ＴＨと、輝度積分値の極値の数の閾値ＥＸＴ＿ＴＨを算出する。算出方法については図８ですでに記述したため省略する。次にＳ９０７に進み点滅判定のための演算範囲を設定する。演算範囲はインデックスｋで管理しており、図８（ｃ）の８０２から８０３にずらすように演算範囲をずらすとインデックスｋが１ずつインクリメントされる。ｎＳｃａｎＳａｍｐｌｅがＳＣＡＮ＿ＴＨ２以下の場合は演算範囲がすべてのスキャン点数となる。ＳＣＡＮ＿ＴＨ２より多い場合は、図８（ｃ）で説明した通り演算範囲を１点ずつずらして設定していく。次にＳ９０８に進みＳ９０７で設定した範囲で輝度積分値の極値の数をカウントする。そしてＳ９０９にて輝度積分値の極値の数がＥＸＴ＿ＴＨより多いか判定し、ＥＸＴ＿ＴＨ以下の場合はＳ９１０に進み極値数ＦＬＡＧ［ｋ］をＦＡＬＳＥにする。極値数がＥＸＴ＿ＴＨより多い場合はＳ９１１に進み極値数ＦＬＡＧ［ｋ］をＴＲＵＥにする。次にＳ９１２に進み輝度積分値の変化を算出し、演算回数で正規化する。そしてＳ９１３においてＳ９１２で算出した輝度積分値の変化を焦点検出領域の面積で正規化する。次に、Ｓ９１４に進み全スキャン範囲に対して点滅判定用の評価値の演算が終了したかを判定する。全スキャン範囲を終えていない場合はＳ９０７に戻り、次の演算範囲を設定する。全スキャン範囲で演算を終えたと判定された場合はＳ９１４からＳ９１５に進む。Ｓ９１５では極値数ＦＬＡＧがＴＲＵＥとなっている演算範囲で算出した輝度積分値の変化の中から最大となる値を取得する。次にＳ９１６に進み、Ｓ９１５で取得した輝度積分値の変化の最大値とＤＩＦＦ＿ＴＨを比較し、ＤＩＦＦ＿ＴＨ以下の場合はＳ９０２に進み、点滅非検出と判定して点滅判定を終了する。Ｓ９１６にてＤＩＦＦ＿ＴＨよりも大きいと判定された場合はＳ９１７に進んで、該当の焦点検出領域で点滅を検出したと判定し点滅判定を終了する。
【００６７】
なお、図９のフローチャートでは閾値を１段階にして、点滅の有無を判定しているが、閾値を２段階にして点滅検出の信頼性を算出しても良い。そして、信頼性が高い場合はコントラスト評価値にローパスを掛け、信頼性が十分ではない場合は、コントラスト評価値のピーク検出の閾値を厳しくして偽合焦を防いでもよい。以上が点滅判定の処理フローである。
【００６８】
本実施形態によれば、輝度変化のある被写体に対して、高精度にピントを合わせることが可能となる。
【００６９】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の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。
【００７０】
また、上述した各実施形態においては、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例にして説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、本発明は、撮像素子が付随したあらゆるデバイスに適用してもよい。すなわち携帯電話端末や携帯型の画像ビューワ、カメラを備えるテレビ、デジタルフォトフレーム、音楽プレーヤー、ゲーム機、電子ブックリーダーなど、画像を撮像可能な装置であれば、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０１  撮像装置
１１１  撮影レンズ
１１２  固定レンズ
１１３  絞り
１１４  フォーカスレンズ
１１５  絞り制御部
１１６  フォーカス制御部
１１７  レンズ制御部
１２１  撮像素子
１２４  撮像信号処理部
１２５  焦点検出用信号処理部
１３６  ＳＤＲＡＭ
１３８  フラッシュＲＯＭ
１４１  カメラ制御部
【図１】
2020166197.tif 000003
【図２】
2020166197.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020166197.tif 000007
【図６】
2020166197.tif 000008
【図７】
2020166197.tif 000009
【図８】
2020166197.tif 000010
【図９】
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