(57)【要約】【課題】  点光源のように高輝度部面積が合焦状態でもデフォーカス量が大きい状況でも小さくなる被写体に対して、精度よく合焦できる撮像装置を提供する。【解決手段】  そこで、本発明の撮像装置は、前記第１の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて前記フォーカスレンズの移動範囲を設定する焦点調節範囲設定手段と、前記フォーカスレンズを前記設定されたフォーカスレンズの移動範囲内で移動させることで得られた前記第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて合焦位置の算出する合焦位置算出手段と、を有する。【選択図】  図１
2014202961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像の焦点状態を調節するフォーカスレンズを備えた撮影光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる制御手段と、前記焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記焦点検出エリア内の第１の閾値以上の輝度を有する画素を第１の画素として算出する第１の輝度画素算出手段と、前記焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記焦点検出エリア内の前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下の輝度を有する画素を第２の画素として算出する第２の輝度画素算出手段と、を有する撮像装置であって、
前記第１の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて前記フォーカスレンズの移動範囲を設定する焦点調節範囲設定手段と、前記フォーカスレンズを前記設定されたフォーカスレンズの移動範囲内で移動させることで得られた前記第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて合焦位置の算出する合焦位置算出手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号から特定周波数成分を抽出して焦点評価値を算出する焦点評価値演算処理手段と、前記焦点評価値の信頼性を判定する信頼性判定手段と、を有し、
前記信頼性判定手段により前記焦点評価値の信頼性が第１の所定値よりも小さいと判定された場合、前記第２の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて合焦位置を算出し、
前記信頼性判定手段により前記焦点評価値の信頼性が前記第１の所定値以上であると判定された場合、前記焦点検出エリア内の全画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて合焦位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の画素及び前記第２の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて、第３の閾値以上の輝度を有する輝度シーンであるか否かを判定する輝度シーン判定手段を有し、
前記輝度シーン判定手段にて前記第３の閾値以上の輝度を有する輝度シーンと判定された場合、前記第２の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて合焦位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記焦点検出エリア内の全画素の輝度が第２の所定値よりも小さい場合の第２の閾値は、前記焦点検出エリア内の全画素の輝度が前記第２の所定値以上の場合の第２の閾値よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体像の焦点状態を調節するフォーカスレンズを備えた撮影光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像工程と、焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる制御工程と、前記焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記焦点検出エリア内の第１の閾値以上の輝度を有する画素を第１の画素として算出する第１の輝度画素算出工程と、前記焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記焦点検出エリア内の前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下の輝度を有する画素を第２の画素として算出する第２の輝度画素算出工程と、を有する撮像方法であって、
前記第１の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて前記フォーカスレンズの移動範囲を設定する焦点調節範囲設定工程と、前記フォーカスレンズを前記設定されたフォーカスレンズの移動範囲内で移動させることで得られた前記第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて合焦位置の算出する合焦位置算出工程と、を有することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子により取得された画像信号を使用して、焦点調節を行うデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話に搭載される撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラにおいては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子からの出力信号を利用し、被写体のコントラストに応じた信号を検出して合焦させるオートフォーカス（以下、ＡＦ）方法、いわゆるコントラスト検出式ＡＦが一般的である。
【０００３】
従来提案されているコントラスト検出式ＡＦの評価値として水平ライン毎の評価値のピーク値を垂直方向に積分したラインピーク積分評価値がある。これは、積分効果でノイズに影響を受けにくい安定した評価値である。したがって、少しの焦点移動で敏感に信号が変化する場合においても、合焦位置の検出や方向判定に適している（特許文献１）
また、コントラスト検出式ＡＦで高輝度被写体に合焦できないという問題に関して、画面内の高輝度部の面積を検出し、その面積を最小にするように焦点調節を行う方法も提案されている（特許文献２）。
【０００４】
上述したラインピーク積分評価値では、その値が大きくなるレンズ位置が必ずしも合焦点とならない場合が存在する。図９は、通常の被写体の場合のラインピーク積分評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。また、図１０は、例えば夜景のような点光源を被写体とした場合のラインピーク積分評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。通常の被写体ではラインピーク積分評価値が最大となるフォーカスレンズ位置が合焦点となることが分かる。
【０００５】
一方、例えば、夜景のような点光源を被写体とした場合、ラインピーク積分評価値の最大点が合焦点とならない。これは、合焦の度合いに応じて画像中の点光源の大きさが変化することによる。以下、図１１を参照して具体的に説明する。
【０００６】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、例えば夜景のような点光源を被写体とした場合の合焦時の画像と非合焦時の画像の例をそれぞれ示す図である。図１１（ａ）に示すように合焦している時はそれぞれのラインのピーク値は大きいが被写体像が掛かるライン数が少なく、図１１（ｂ）に示すように非合焦になると画像中の点光源の大きさがぼやけて大きくなるため、それぞれのラインのピーク値は小さくなるが、被写体像が掛かるライン数が増えるためラインピーク積分評価値が増加してしまう。
【０００７】
このように、ラインピーク積分評価値が大きくなるように焦点調節を行うと、点光源を被写体とした場合には合焦できないという問題を生じる。
【０００８】
このような問題に関して、上述したように、画面内の高輝度部の面積を検出し、高輝度部面積を利用して焦点調節を行う方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−２９８１２０号公報
【特許文献２】特開平０４−２８３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、画面内に高輝度部があるときに必ずしも高輝度部面積の最小位置が合焦位置とはならないという問題があった。図１２は、高輝度部面積の最小位置が合焦位置とはならない場合を説明する図である。横軸に、フォーカスレンズ位置、縦軸に所定の閾値以上の輝度信号を出力する画素数から算出される高輝度部面積を示している。図１２では、合焦位置近傍で、高輝度部面積が極小値となっている。これは、合焦位置近傍では、点光源のサイズが図１１（ａ）のように小さいためである。
【００１１】
一方で、フォーカスレンズ位置が無限方向や至近方向に合焦位置から離れると、高輝度部面積は極大値を取り、さらに離れると再び高輝度部面積は減少する。これは、フォーカスレンズ位置の移動によりデフォーカス量が大きくなるにつれ、点光源部の飽和状態が緩和され、所定の閾値以上の輝度信号を出力する画素が減少するために発生する。
【００１２】
図１２の場合のように、フォーカスレンズの可動範囲内で無限側もしくは至近側の端で高輝度部面積は最小値を取るため、高輝度部面積が最小となる位置が合焦位置ではない場合があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、点光源のように高輝度部面積が合焦状態でもデフォーカス量が大きい状況でも小さくなる被写体に対して、精度よく合焦できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の撮像装置は、被写体像の焦点状態を調節するフォーカスレンズを備えた撮影光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる制御手段と、前記焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記焦点検出エリア内の第１の閾値以上の輝度を有する画素を第１の画素として算出する第１の輝度画素算出手段と、前記焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号に基づいて前記焦点検出エリア内の前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下の輝度を有する画素を第２の画素として算出する第２の輝度画素算出手段と、を有する撮像装置であって、
前記第１の画素に対応する前記撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて前記フォーカスレンズの移動範囲を設定する焦点調節範囲設定手段と、前記フォーカスレンズを前記設定されたフォーカスレンズの移動範囲内で移動させることで得られた前記第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を少なくとも用いて合焦位置の算出する合焦位置算出手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、点光源のように高輝度部面積が合焦状態でもデフォーカス量が大きい状況でも小さくなる被写体に対して、精度よく合焦できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例におけるＡＦ動作手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例における焦点調節装置を有する撮像装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施例における各種ＡＦ要評価値を算出する回路のブロック図である。
【図４】本発明の実施例における焦点検出エリア（ＡＦ評価範囲）の設定について示した図である。
【図５】本発明の実施例におけるフォーカスレンズ位置毎に算出された高輝度画素を示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるフォーカスレンズ位置毎に算出された低輝度画素を示す図である。
【図７】本発明の実施例における図１のステップＳ２で行う点光源判定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２における低輝度画素に対する閾値設定の説明図である。
【図９】従来技術における通常の被写体の場合のラインピーク積分評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。
【図１０】従来技術における点光源を被写体とした場合のラインピーク積分評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示す図である。
【図１１】従来技術における点光源を被写体とした場合の合焦時の画像と非合焦時の画像の例を示す図である。
【図１２】従来技術における高輝度部面積の最小位置が合焦位置とはならない場合を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施例１）
（ブロック図の説明）
以下に、本発明の好ましい実施例を、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明の実施例にかかわる焦点調節装置を有する撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラを含むが、これに限るものではなく、入射する光学像をエリアセンサなどの２次元配列された撮像素子を用いて光電変換により電気的な画像として取得するものであれば、本発明を適用することが可能である。
【００１８】
図２において、１は撮像装置である。２はズームレンズ群、３はフォーカスレンズ群で、撮影光学系を構成している。４は撮影光学系を通過した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である。３１はズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４、等からなるレンズ鏡筒である。
【００１９】
５は撮影光学系を通過した被写体像が結像し、これを光電変換するＣＣＤ等の撮像素子（以下ＣＣＤ）である。被写体像の焦点状態を調節する焦点調節手段を有する撮影光学系５により結像された被写体像を光電変換する撮像素子は、ＣＭＯＳでも良い。６は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を示している。
【００２０】
７は撮像回路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Ａ／Ｄ変換回路７から出力されるデジタル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ともに再生出力に適する形態の画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路である。
【００２１】
１０は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）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は復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路とからなる圧縮伸長回路である。圧縮伸長回路１１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ために画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路及び記憶用メモリ１２に記憶された画像データの再生表示等をするのに最適な形態とする。
【００２２】
また、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処理回路である。１４はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けてオートフォーカス（ＡＦ）処理を行うスキャンＡＦ動作回路である。スキャンＡＦ動作回路１４は、焦点検出エリアに対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号から特定周波数成分を抽出して焦点評価値を算出する焦点評価値演算処理部としての機能がある。本実施例においては、焦点検出エリアとＡＦ評価範囲は、同義で用いられている。
【００２３】
また、スキャンＡＦ動作回路１４は、点光源判定用や点光源時の合焦位置計算に用いる評価値を算出する。これらの評価値については、詳細は後述する。１５は撮像装置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）である。
【００２４】
ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ動作回路１４で算出される各種評価値を用いて、合焦位置の演算や点光源判定を行う。
【００２５】
１７はＣＣＤドライバである。２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータである。１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第１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である。フォーカスレンズ群３とフォーカス駆動モータ２２は、焦点調節手段に相当する。１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第２モータ駆動回路である。２３はズームレンズ群２を駆動するズーム駆動モータである。２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する第３モータ駆動回路である。
【００２６】
ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ動作回路１４で算出される焦点評価値を用いて、第２モータ駆動回路１９を通じて、フォーカス駆動モータ２２を制御する。
【００２７】
更に、２４は各種のスイッチ群からなる操作スイッチである。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ため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。
【００２８】
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、２９はＡＦ動作のＯＫ・ＮＧを表示するためのＬＥＤなどの表示素子である。
【００２９】
なお、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリは、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリで、カード形状やスティック形状から成りたつ。また、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の他、ハードディスクやフレキシブル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。
【００３０】
また、操作スイッチ２４としては、主電源スイッチ、レリーズスイッチ、再生スイッチ、ズームスイッチ、焦点評価値信号のモニターへの表示をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ等を含む。主電源スイッチは、撮像装置１を起動させ、電源供給を行うためのものである。
【００３１】
また、レリーズスイッチは、撮影動作（記憶動作）等を開始させる。再生スイッチは、再生動作を開始させる。ズームスイッチは、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。
【００３２】
そして、レリーズスイッチは撮影動作に先立って行われるＡＥ処理、ＡＦ動作を開始させる指示信号を発生する第１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２ストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。
【００３３】
（各種ＡＦ評価値の説明）
次に、図３を参照して、図２のＣＰＵ１５及びスキャンＡＦ処理回路１４を用いて算出される各種ＡＦ評価値について説明する。
Ａ／Ｄ変換回路７で変換されたデジタル信号が、スキャンＡＦ回路１４に入力されると、ＡＦ評価用信号処理回路４０１で、輝度信号Ｙへの変換と、低輝度成分を強調して高輝度成分を抑圧するガンマ補正処理が施される。
【００３４】
高輝度画素の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平ライン毎の高輝度画素を検出するための高輝度画素カウント回路４０２へ入力される。この回路によって、予め設定された閾値より大きな輝度信号Ｙの出力を有する画素の数が、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で水平ライン毎に算出される。
【００３５】
更に、高輝度画素カウント回路４０２の出力は垂直積分回路４０７に入力される。この回路によって、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で垂直方向に積分が行われ、高輝度画素が生成される。高輝度画素は、点光源判定や後述する低輝度画素を用いた合焦位置検出の際の焦点調節範囲の設定に用いる。
【００３６】
本実施例では、高輝度画素として判定する閾値は、輝度信号Ｙの輝度分布の上位５％とする。高輝度画素カウント回路４０２と垂直積分回路４０７は、請求項中の前記焦点検出エリア内の第１の閾値以上の輝度を有する画素の数を第１の画素数として算出する第１の輝度画素算出手段としての高輝度画素算出手段と対応する。
【００３７】
低輝度画素の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平ライン毎の低輝度画素を検出するための低輝度画素カウント回路４０３へ入力される。この回路によって、予め設定された閾値より小さい輝度信号Ｙの出力を有する画素の数が、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で水平ライン毎に算出される。
【００３８】
更に、低輝度画素カウント回路４０３の出力は垂直積分回路４０８に入力される。この回路によって、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で垂直方向に積分が行われ、低輝度画素が生成される。
【００３９】
低輝度画素は、後述する合焦位置検出に用いる。本実施例では、低輝度画素として判定する閾値は、輝度信号Ｙの輝度分布の下位２０％とする。低輝度画素カウント回路４０３と垂直積分回路４０８は、請求項中の前記焦点検出エリア内の前記第１の閾値より小さい第２の閾値以下の輝度を有する画素の数を第２の画素数として算出する第２の輝度画素算出手段としての低輝度画素算出手段と対応する。
【００４０】
Ｙピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平ライン毎のラインピーク値を検出するためのラインピーク検出回路４０４へ入力される。この回路によって、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で水平ライン毎のＹラインピーク値が求められる。更に、ラインピーク検出回路４０４の出力は垂直ピーク検出回路４０９に入力される。
【００４１】
この回路によって、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で垂直方向にピークホールドが行われ、Ｙピーク評価値が生成される。Ｙピーク評価値は、高輝度被写体や低照度被写体の判定に有効である。
【００４２】
Ｙ積分評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平ライン毎の積分値を検出するための水平積分回路４０５へ入力される。この回路によって、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で水平ライン毎のＹの積分値が求められる。
【００４３】
更に、水平成分回路４０５の出力は垂直積分回路４１０に入力される。この回路によって、領域設定回路４１４によって設定されたＡＦ評価範囲内で垂直方向に積分が行われ、Ｙ積分評価値を生成される。Ｙ積分評価値は、ＡＦ評価範囲内全体の明るさを判断することができる。
【００４４】
Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ラインピーク検出回路４０４に入力され、ＡＦ評価範囲内で水平ライン毎のＹラインピーク値が求められる。また、ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ライン最小値検出回路４０６に入力される。この回路によって、輝度信号ＹのＡＦ評価範囲内で水平ライン毎のＹの最小値が検出される。
【００４５】
検出された水平ライン毎のＹのラインピーク値及び最小値は減算器に入力され、（ラインピーク値−最小値）を計算した上で垂直ピーク検出回路４１１に入力される。この回路によって、ＡＦ評価範囲内で垂直方向にピークホールドが行われ、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値が生成される。Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値は、低コントラスト・高コントラストの判定に有効である。
【００４６】
領域ピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ＢＰＦ４１２に通すことによって特定の周波数成分が抽出され焦点信号が生成される。この焦点信号は、水平ライン毎のラインピーク値を検出するためのピークホールド手段であるラインピーク検出回路４１３へ入力される。
【００４７】
ラインピーク検出回路４１３は、ＡＦ評価範囲内で水平ライン毎のラインピーク値を求める。求めたラインピーク値は、垂直ピーク検出回路４２３によってＡＦ評価範囲内でピークホールドされ、領域ピーク評価値が生成される。領域ピーク評価値は、ＡＦ評価範囲内で被写体が移動しても変化が少ないので、合焦状態から再度合焦点を探す処理に移行するための再起動判定に有効である。
【００４８】
全ライン積分評価値、全ライン積分評価値Ｈｉ、所定ライン積分評価値の算出方法について説明する。領域ピーク評価値と同様に、ラインピーク検出回路４１３は、ＡＦ評価範囲内で水平ライン毎のラインピーク値を求める。
【００４９】
次に、制御手段であるＣＰＵ１５内にある点光源判定部１５１の出力結果によって切替スイッチ４１７を制御することで、次の決定をする。ラインピーク検出回路４１３で生成したラインピーク値を、第２の評価値生成手段をなす垂直積分回路４２０及び切替スイッチ４１８に入力するか、第１の評価値生成手段である所定ライン抽出回路４１９及び切替スイッチ４１８に入力するかを決定する。
【００５０】
点光源判断部がＡＦ評価範囲内に点光源があると判断した場合のみ、所定ライン抽出回路４１９に入力する様に、切替スイッチ４１７が制御される。後述する点光源判定部がＡＦ評価範囲内に点光源がないと判断した場合は、切替スイッチ４１７の切替によって、ラインピーク値を垂直積分回路４２０に入力し、ＡＦ評価範囲内で垂直方向に全水平走査ライン数について積分して全ライン積分評価値を生成する。
【００５１】
全ライン積分評価値は、積分の効果でダイナミックレンジが広く、感度が高いので、合焦動作を行うためのＡＦのメインの評価値として有効である。
【００５２】
また、水平ライン毎のＹピーク値は、ＣＰＵ１５によって所定の閾値を設定した比較器４１６に入力され、切替スイッチ４１８を制御する。これにより、Ｙピーク値が所定閾値より大きいラインのピーク値のみ、垂直積分回路４２１で加算され、全ライン積分評価値Ｈｉが生成される。全ライン積分評価値と全ライン積分評価値Ｈｉを比較することで、積分評価値は高輝度のラインによる成分が大きいのか、それ以外の成分が大きいのかが判別できる。
【００５３】
点光源判定部がＡＦ評価範囲内に点光源があると判断した場合は、切替スイッチ４１７の切替によってラインピーク値を所定ライン抽出回路４１９及び切替スイッチ４１８に入力する。所定ライン抽出回路４１９では、ラインピーク値が大きなものから順に、ＣＰＵ１５によって所定ライン数設定回路４１５に設定した所定ライン数だけラインピーク値を抽出する。
【００５４】
具体的には、所定ライン抽出回路４１９内に、入力されたラインピーク値を大きな順に保持するバッファを用意し、所定ライン数設定回路４１５に設定されている数だけバッファにデータを保持する様にする。そして、入力されたラインピーク値と、バッファに保持しているデータを比較することで、大きい値のみをバッファに残す様にする。
【００５５】
こうしてバッファに抽出したデータを出力し、第１の評価値生成手段をなす垂直積分回路４２２に入力して積分することで、所定ライン積分評価値を生成する。また、切替スイッチ４１８に入力されたラインピーク値からは、上述した様に全ライン積分評価値Ｈｉを生成する。更に、上述した様に、所定ライン数設定回路４１５は、ＣＰＵ１５によって設定した、ラインピークを抽出する所定ライン数を、所定ラインピーク抽出回路４１９に入力する。
【００５６】
領域設定回路４１４は、ＣＰＵ１５により設定された画面内の所定の位置にある信号を選択するためのＡＦ評価範囲用のゲート信号を生成する。ゲート信号は、高輝度画素カウント回路４０２、低輝度画素カウント回路４０３、ラインピーク検出カイロ４０４、水平積分回路４０５、ライン最小値検出回路４０６、ラインピーク検出回路４１３、所定ライン抽出回路４１９、垂直積分回路４０７、４０８、４１０、４２０、４２１、４２２、垂直ピーク検出回路４０９、４１１、４２３の各回路に入力され、各焦点評価値がＡＦ評価範囲内の輝度信号Ｙで生成されるように、輝度信号Ｙが各回路に入力するタイミングが制御される。
【００５７】
ＡＦ制御部１５２は、各焦点評価値を取り込み、第２モータ駆動回路１９を通じてフォーカスレンズ駆動モータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３を光軸方向に移動させてＡＦ制御を行う。
【００５８】
本実施例では、各種のＡＦ評価値を水平ライン方向に算出する構成としたが、水平方向、垂直方向のいずれか、もしくは両方の方向で算出すればよい。
【００５９】
（合焦位置判定のフローチャートの説明）
次に、図１を参照して、上記構成を有する撮像装置１の本発明の実施例による合焦動作（ＡＦ動作）について説明する。図１は、本発明の実施例における焦点調節装置のＡＦ動作手順を示すフローチャートである。この動作に関する制御プログラムは、ＣＰＵ１５によって実行される。
【００６０】
ＣＰＵ１５に含まれる領域設定回路４１４は、ＡＦ動作を開始すると、まず、被写体に対する焦点調節を行うためのＡＦ評価範囲を設定する。このステップＳ１の処理では、画像内に１つの測距領域が設定される。
【００６１】
図４は、焦点検出エリアとしてのＡＦ評価範囲の設定について示した図である。図４では、撮影画面５００の中央にＡＦ評価範囲５０４が設定されている。焦点検出エリアとしてのＡＦ評価範囲５０４は、後述するＡＦ動作により、焦点調節を行うための画像信号を評価する範囲であり、ＡＦ動作の目的は、焦点検出エリアとしてのＡＦ評価範囲５０４内の撮影者が意図する被写体に焦点調節を行うことである。本実施例では、ＡＦ評価範囲５０４内に、木に施された装飾が点光源であることを示している。
【００６２】
図１に戻りフローチャートの説明を続ける。
【００６３】
ステップＳ２では、図３におけるＣＰＵ１５内の点光源判定部１５１で点光源判定処理を行う。判定処理の詳細は、後述する。上述したように点光源判定の結果に基づき、図３の切替スイッチ４１７を制御し、全ライン積分評価値を算出するか、所定ライン積分評価値を取得するかを設定する。
【００６４】
次に、ステップＳ３では、ステップＳ１で設定した各測距領域、ステップＳ２で設定した焦点評価値設定でＡＦスキャン（焦点調節動作）を行う。ＡＦスキャンでは、フォーカスレンズ群３をスキャン開始位置からスキャン終了位置まで所定量ずつ移動させながら、スキャンＡＦ動作回路１４により各フォーカスレンズ群位置における上述の各焦点評価値をＣＰＵ１５に記憶する。
【００６５】
また、全ライン積分評価値、所定ライン積分評価値を用いたＡＦスキャン動作の詳細については、例えば、特開２０１２−１３７５３０号公報の図９から図１３で説明されているような方法を用いればよい。
【００６６】
ステップＳ４では、取得した焦点評価値の極大値に関して信頼性評価を行う。ここでは、焦点評価値が極大値をとるフォーカスレンズ群３の位置を算出する。更に、極大値近傍の焦点評価値の変化曲線の信頼性を評価する。この信頼性評価は、求められた焦点評価値が、被写体の十分な合焦状態を得るために、十分な焦点評価値の変化曲線形状であるか否かを評価する。
【００６７】
信頼性判定の詳細な方法としては、例えば、特開２０１０−０７８８１０号公報の図１１から図１３で説明されているような方法を用いればよい。
【００６８】
つまり、合焦状態を示す焦点評価値が信頼性の高い山状になっているか否かを、焦点評価値の最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、および傾斜している部分の勾配から判断する。これにより、信頼性判定を行うことができる。
【００６９】
ステップＳ５で、ステップＳ４の信頼性判定結果に基づき信頼性が有ると判定された場合には、ステップＳ６に進み、ＣＰＵ１５は、全ライン積分評価値もしくは所定ライン積分評価値を用いてピーク位置を演算した後、ステップＳ７で、ＡＦ制御部１５２は、ピーク位置と対応する位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。
【００７０】
ステップＳ４において、信頼性が有る焦点評価値の極大値が複数存在する場合には、より至近側のフォーカスレンズ位置を示す極大値を合焦位置として設定し、レンズ駆動を行う。そして、ステップＳ８で、ＣＰＵ１５は、合焦表示を行い、本ＡＦ動作を終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ５で、ステップＳ４の信頼性判定結果に基づき信頼性が無いと判定された場合には、ステップＳ９に進む。これは、請求項中の信頼性判定手段により信頼性が無いと判定された場合に該当する。ステップＳ９では、ステップＳ２で行った点光源判定処理に基づき、ＡＦ評価範囲内に点光源が存在すると判定された場合には、ステップＳ１０に進む。
【００７２】
（フォーカスレンズの移動範囲の設定方法の説明）
ステップＳ１０では、ＡＦスキャン中に取得した高輝度画素の推移を用いて、フォーカスレンズの移動範囲（焦点調節範囲）の設定を行う。図５を用いてフォーカスレンズの移動範囲（焦点調節範囲）の設定方法について説明する。
【００７３】
図５は、フォーカスレンズ位置毎に算出された高輝度画素の値を示している。横軸は、無限側から至近側まで動き得るフォーカスレンズ位置を示している。縦軸は、高輝度画素を示している。
【００７４】
上述した通り、点光源を被写体に含む場合には、合焦位置近傍で、高輝度画素は極小値を取る。そして、合焦位置近傍から至近側もしくは無限側にデフォーカスすると被写体である点光源がボケることにより飽和している画素数が増え、高輝度画素は増加する。更にデフォーカスすると、飽和している画素がなくなり、高輝度画素は減少に転ずる。
【００７５】
図５の場合には、上述の特許文献２のように、高輝度部の面積が最小になるように合焦位置を検出すると、より至近側で高輝度画素は最小となるため、誤った焦点調節を行ってしまう。本発明では、高輝度画素を用いてフォーカスレンズの移動範囲（焦点調節範囲）の設定を行う。
【００７６】
図５の破線の水平線で示された焦点調節範囲の閾値以上の高輝度画素が算出されたフォーカスレンズ位置を、後述する焦点調節を行う際の焦点調節範囲として設定する。これは、焦点調節範囲設定手段（ＣＰＵ１５）が第１の画素（高輝度画素）を用いて、焦点状態を調節する範囲を設定するということと対応している。
【００７７】
図１に戻りフローチャートの説明を続ける。
【００７８】
ステップＳ１０でフォーカスレンズの移動範囲（焦点調節範囲）の設定を終えるとステップＳ１１に進み、低輝度画素による信頼性評価を行う。図６を用いて、低輝度画素による信頼性評価について説明する。
【００７９】
（低輝度画素による信頼性評価の説明）
図６は、フォーカスレンズ位置毎に算出された低輝度画素の値を示している。横軸は、無限側から至近側まで動き得るフォーカスレンズ位置を示している。縦軸は、低輝度画素を示している。
【００８０】
点光源があり、その周囲が比較的暗いような夜景などの撮影シーンでは、ＡＦ評価範囲内の低輝度画素は、合焦時に最も多くなる。これは、合焦状態からボケるに従い、点光源などの高輝度部がボケることにより高輝度部の周囲の輝度値が大きくなる。
【００８１】
それにより、低輝度画素が減少するためである。得られる低輝度画素の推移は、焦点評価値と同様に合焦位置で極大値を取るため、ステップＳ１１で行う信頼性判定は、焦点評価値に対して行う信頼性判定と同様に行えばよい。上述の通り、合焦状態を示す焦点評価値が信頼性の高い山状になっているか否かを、焦点評価値の最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、および傾斜している部分の勾配から判断する。これにより、信頼性判定を行うことができる。（特開２０１０−０７８８１０号公報の図１１から図１３）
【００８２】
但し、信頼性判定を行う際に用いるフォーカスレンズ位置の範囲は、ステップＳ１０で設定された移動範囲内で取得された低輝度画素を用いて行う。
【００８３】
次に、ステップＳ１２では、ステップＳ１１で算出された信頼性判定値に応じて、信頼性が有るか否かを判定する。信頼性が有ると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、低輝度画素を用いた合焦位置算出を行う。ステップＳ１３で合焦位置を算出する際にも、図６で示した低輝度画素を用いる。上述の全ライン積分評価値もしくは所定ライン積分評価値などの焦点評価値を用いてピーク位置を算出したのと同様に、ＣＰＵ１５は、低輝度画素を用いてピーク位置を演算する。
【００８４】
但し、合焦位置算出を行う際に用いるフォーカスレンズ位置の範囲は、ステップＳ１０で設定された焦点調節範囲内で取得された低輝度画素を用いて行う。これは合焦位置算出手段（ＣＰＵ１５）が、第２の画素（低輝度画素）を用いて、移動範囲内で、合焦位置を算出するということと対応する。
【００８５】
その後、ステップＳ７で、ＡＦ制御部１５２は、ピーク位置と対応する位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。そして、ステップＳ８で、ＣＰＵ１５は、合焦表示を行い、本ＡＦ動作を終了する。
【００８６】
一方で、ステップＳ１２で信頼性が無いと判定された場合には、ステップＳ１４で、ＣＰＵ１５は、あらかじめ設定された定点と呼ばれる被写体の存在確率が高い位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。そして、ステップＳ１５で、ＣＰＵ１５は、非合焦表示を行い、本ＡＦ動作を終了する。
【００８７】
つまり、本実施例では、信頼性判定手段により焦点評価値の信頼性が第１の所定値よりも小さいと判定された場合、第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて合焦位置を算出し、信頼性判定手段により前記焦点評価値の信頼性が第１の所定値以上であると判定された場合、焦点検出エリア内の全画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて合焦位置を算出する。
【００８８】
ここで、改めて、高輝度画素や低輝度画素を用いて合焦位置の算出を行う際の特徴について説明する。
【００８９】
一般的に夜景のような撮影シーンでは、低輝度部より高輝度部の面積の方が小さく、高輝度部の輝度分布は明るい側（輝度値が大きい側）に集中している。そのため、高輝度部画素数の変化を検出するためには、狭い輝度分布の中で閾値を決める必要がある。これは、高輝度画素部は、飽和により輝度情報を失っていることに起因している。
【００９０】
このような状況では、撮影シーンによりＡＦ評価範囲内の高輝度画素の輝度分布が変化する場合に、閾値の決定を困難にする。例えば、飽和している高輝度画素が多いシーンでは、閾値である輝度値を高く設定しなければ、デフォーカスによる高輝度画素の変化を検出できない。一方、高輝度だが飽和していない画素が多いシーンでは、閾値である輝度値を低く設定した方が、デフォーカスによる高輝度画素の変化量を大きくすることができ、検出が容易になる。
【００９１】
この問題に対して、高輝度画素の数に応じて、閾値を切り替えてもよいが、撮影シーンとしては、様々な場合が想定され、本質的に解決することは難しい。
【００９２】
また、高輝度部画素数は、その絶対数が少ない場合には、デフォーカス量の大小により敏感に増減し、デフォーカス量が小さい場合にも大きい場合にも減少する。さらに、高輝度画素は、その絶対数が少ないことにより、フォーカス状態を変化させた際の高輝度画素の変化量はノイズを含みやすく、高輝度画素の変化により合焦位置検出を行うと精度悪化を招いてしまう。
【００９３】
一方で、夜景のような撮影シーンでは、低輝度部の方が高輝度部より面積が大きく、低輝度部の輝度分布は暗い側（輝度値が小さい側）にある程度分散している。そのため、低輝度部画素数の変化を検出するための閾値は、比較的広い輝度分布の中で閾値を決めればよい。これは、高輝度画素部が飽和により輝度情報を失っているのに対して、低輝度画素部は、黒つぶれしていることは少なく、暗い（輝度が小さい）という輝度情報を有していることに起因している。
【００９４】
このような状況では、撮影シーンによりＡＦ評価範囲内の低輝度画素の輝度分布が変化しても、デフォーカス変化による低輝度画素の変化の安定した検出精度を保てる低輝度画素を検出するための閾値設定を実現することができる。
【００９５】
また、低輝度部画素数は、その絶対数が多いため、デフォーカス量の大小により安定して増減し、デフォーカス量が小さい場合には増加し、大きい場合にも減少する。さらに、低輝度画素は、その絶対数が多いことにより、フォーカス状態を変化させた際の低輝度画素の変化量はノイズが小さく、低輝度画素の変化により合焦位置検出を行っても、高精度な検出が可能となる。デフォーカス範囲が大きいレンズにおいて、デフォーカス量が非常に大きい場合に、低輝度画素は、増加することがある。
【００９６】
このような現象は、デフォーカス量が非常に大きい場合には、各画素の輝度信号は、周囲の画素の平均出力に近づくため、低輝度画素を検出する閾値によっては発生する。但し、本発明では、高輝度画素に対して閾値を設けて、焦点調節範囲の設定を行うことにより、デフォーカス量が大きい場合に低輝度画素が増加するようなフォーカスレンズ位置を焦点調節範囲から除いている。これは、上述したような高輝度画素と低輝度画素の特徴を利用することにより実現することができる。
【００９７】
（点光源判定処理の説明）
次に、図１のステップＳ２で行う点光源判定処理について、図７を用いて説明する。
【００９８】
まず、ステップＳ２１では焦点評価値の高輝度のラインの比率が大きいかどうか判断し、大きい場合はステップＳ２２へ進み、小さい場合はステップＳ２８へ進む。焦点評価値の高輝度のラインの比率は、全ライン積分評価値と全ライン積分評価値Ｈｉを比較して求める。全ライン積分評価値が全ライン積分評価値Ｈｉに近ければ、全ライン積分評価値は高輝度のラインピーク値が占める割合が多いことが分かる。点光源被写体がある場合、積分評価値は高輝度のラインピーク値が占める割合が多くなるので、これによって点光源被写体を判断する要因の一つとすることができる。
【００９９】
なお、所定ライン積分評価値を使用している場合は、全ライン積分評価値Ｈｉは生成しているものの全ライン積分評価値を生成していないので、全ライン積分評価値と全ライン積分評価値Ｈｉを比較することはできない。従って、最初に全ライン積分評価値から所定ライン積分評価値を使用する様に切替スイッチを切り替えた際に、その時点の全ライン積分評価値Ｈｉを保持しておく。
【０１００】
この保持した値と、新しく取得した全ライン積分評価値Ｈｉを比較し、新しく取得した全ライン積分評価値Ｈｉの減少量が大きければ、焦点評価値の高輝度ラインの比率が大きくないと見なして制御を行う。
【０１０１】
次に、ステップＳ２２では、点光源被写体がある場合はＹピーク評価値が大きくなるので、Ｙピーク評価値が所定値より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップＳ２３へ進み、小さい場合はステップＳ２８へ進む。ステップＳ２３では、点光源被写体がある場合は点光源のあるラインにおける輝度の最大と最小の差が大きくなるので、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値が所定値より大きいかを判断し、大きい場合はステップＳ２４へ進み、小さい場合はステップＳ２８へ進む。ステップＳ２４では、点光源被写体撮影時は画面全体が暗いのでＹ積分評価値が小さいか判断し、小さい場合はステップＳ２５へ進み、大きい場合はステップＳ２８へ進む。
【０１０２】
ステップＳ２５では、点光源がＡＦ評価範囲内である程度の面積を示しているか否かを判定するために、高輝度画素が所定の閾値Ａよりも大きいか否かを判定する。大きい場合はステップＳ２６へ進み、小さい場合はステップＳ２８へ進む。ステップＳ２６では、高輝度部と低輝度部の面積が多い夜景シーンであるか否かを判定するために、高輝度画素と低輝度画素の和が所定の閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。大きい場合はステップＳ２７へ進み、小さい場合はステップＳ２８へ進む。これは、高輝度シーン判定手段（点光源判定部１５１）が、第１の画素（高輝度画素）と第２の画素（低輝度画素）を用いて、高輝度シーン判定を行うということと対応する。
【０１０３】
以上の処理を踏まえて、ステップＳ２７では点光源があると判断し、処理を終えると共に、所定ライン積分評価値を焦点評価値として使用する様にする。一方、ステップＳ２８では点光源がないと判断し、処理を終えると共に、全ライン積分評価値を焦点評価値として使用する様にする。
【０１０４】
ここで行う点光源判定（Ｓ２１〜Ｓ２６）は、全て行う必要はない。いくつかの判定を行った段階で、点光源の存在するシーンであると判定される場合には、幾つかの処理を省いてもよい。これにより点光源判定処理の高速化を図れる。
【０１０５】
本実施例では、第１の画素及び第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて、第３の閾値以上の輝度を有する輝度シーンであるか否かを判定する輝度シーン判定手段を有し、輝度シーン判定手段にて第３の閾値以上の輝度を有する輝度シーンと判定された場合、第２の画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて合焦位置を算出する。
【０１０６】
本実施例では、静止画撮影を行う際のＡＦ処理について説明したが、本発明を動画撮影時のＡＦ処理に適用してもよい。その場合には、上述と同様に、焦点評価値の信頼性が無い場合で、点光源を含む被写体であると判定された場合に、高輝度画素が所定数以上存在するフォーカスレンズ範囲では、低輝度画素を焦点評価値と同様に利用してＡＦ制御を行う。ウォブリング動作等の動画撮影時のＡＦ処理については、上述の特開２０１２−１３７５３０号公報に記載されているため、ここでは割愛する。
【０１０７】
以上のように、高輝度画素と低輝度画素を用いた焦点調節を行うことにより、点光源のように高輝度部面積が合焦状態でもデフォーカス量が大きい状況でも小さくなる被写体に対して、精度よく合焦できるようにすることができる。
【０１０８】
また、本実施例では、全ライン焦点評価値や所定ライン焦点評価値の信頼性が無い場合にのみ、高輝度画素や低輝度画素による合焦位置の算出を行う。焦点評価値を用いて合焦位置算出を行う際には、ＢＰＦの変更により、焦点評価値の形状の変更を行うことができる。一方、低輝度画素は、画素の数であるため、そういった変更は行うことができない。そのため、焦点調節範囲内で低輝度画素の変化が少ない場合には、合焦精度が悪化する懸念がある。そこで、本実施例では、ＢＰＦの変更を行っても焦点評価値の信頼性が得られない場合のみ、低輝度画素を用いた合焦位置算出を行うことにより、様々な点光源を含む被写体に対して、高精度に合焦位置の算出を行うことができる。
【０１０９】
また、高輝度画素と低輝度画素を用いた点光源判定を行うことにより、より高精度に点光源判定を、既存の評価値を用いて行うことができる。
【０１１０】
また、本実施例では、低輝度画素を用いて合焦位置の算出を行った。これは、上述の通り、一般的に夜景などの高輝度部を含む撮影状況では、高輝度画素よりも低輝度画素の方が多いためである。但し、まれに、高輝度部の範囲が多い撮影状況も考えられる。
【０１１１】
このような場合には、上述した高輝度画素に対して閾値を設けるのが困難であるのと同様の状況が、低輝度画素に対する閾値設定で発生する。そのため、高輝度部の範囲が多い撮影状況においては、低輝度画素を用いて焦点状態を調節する範囲を設定し、高輝度画素を用いて合焦位置の算出を行ってもよい。この場合は、低輝度画素が所定の閾値よりも多い範囲を焦点状態を調節する範囲とし、その範囲内で高輝度画素が最も小さくなる位置を合焦位置として検出する。
【０１１２】
また、低輝度画素と高輝度画素を用いた合焦位置の算出を排他的に行う必要はない。例えば、低輝度画素と高輝度画素の差分を用いて合焦位置の算出を行ってもよい。低輝度画素は合焦位置近傍で極大値をとり、高輝度画素は極小値を取るため、低輝度画素から高輝度画素を差し引くと、合焦位置近傍で、より急峻な傾きをもち、極大値を取る新しい評価値を算出することができる。この評価値を用いて合焦位置を算出してもよい。同様に、低輝度画素と高輝度画素の比を用いてもよい。
【０１１３】
また、低輝度画素と高輝度画素に対して重みづけを行い合焦位置を算出してもよい。例えば、低輝度画素を重視し、高輝度画素の影響を弱めたい場合には、低輝度画素に対してゲインをかけた後、高輝度画素との差を取ればよい。
【０１１４】
低輝度画素の数と高輝度画素の数の大小関係に基づいて、低輝度画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号と、高輝度画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて算出される合焦位置に対する寄与率を大小関係で、より多い画素数の影響を大きくするように変更しても良い。
【０１１５】
また、低輝度画素と高輝度画素を用いた焦点状態を調節する範囲の設定を排他的に行う必要はない。例えば、低輝度画素と高輝度画素の和を用いて焦点状態を調節する範囲を設定してもよい。低輝度画素も高輝度画素も焦点状態がボケ状態になるに従い画素の数は減るため、低輝度画素と高輝度画素の和に対して閾値を設けることで、焦点状態の調節範囲を設定することができる。同様に、低輝度画素と高輝度画素の積を用いてもよい。
【０１１６】
また、低輝度画素と高輝度画素に対して重みづけを行い焦点状態の調節範囲を設定してもよい。例えば、低輝度画素を重視し、高輝度画素の影響を弱めたい場合には、低輝度画素に対してゲインをかけた後、高輝度画素との和を取ればよい。
【０１１７】
低輝度画素の数と高輝度画素の数の大小関係に基づいて、低輝度画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号と、高輝度画素に対応する撮像素子の撮像エリアから出力された画像信号を用いて設定される焦点状態の調節範囲に対する寄与率を大小関係で、より多い画素数の影響を小さくするように変更しても良い。
【０１１８】
（実施例２）
本実施例２の低輝度画素の算出方法について、図８を用いて説明する。本実施例２は、低輝度画素として判定する輝度出力の閾値を、撮影を行う状況により切り替える例である。
【０１１９】
図８は、実施例１で説明した各種ＡＦ評価値を算出する際のＡＦ評価範囲内の輝度信号のヒストグラムの例をしめしたものである。横軸は、輝度信号の出力の大きさを示しており、縦軸は輝度信号の出力のある大きさを示した画素の数を示している。
【０１２０】
図８（ａ）と図８（ｂ）は、撮影を行う状況が異なる例を示している。図８（ａ）は、ＡＦ評価範囲内に点光源があり、点光源の周囲は暗い状況を示している。建築物や街灯などの点光源を含む夜景などのシーンが、図８（ａ）の状況に当てはまる。一般に、夜景などの点光源を含むことが多い撮影状況におけるヒストグラムは、点光源の範囲と対応する飽和画素を含む高輝度部と、点光源以外の範囲と対応する低輝度部に分かれて画素が分布する。
【０１２１】
図８（ｂ）は、図８（ａ）と同じ点光源がＡＦ評価範囲内にあるが、点光源の周囲は、図８（ａ）に対して明るい状況を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）と同じ点光源の被写体を含むが、夕景など、点光源以外の範囲が若干明るい例である。このような状況では、点光源の範囲と対応する飽和画素を含む高輝度部の画素分布は、図８（ａ）と変わらないが、点光源以外の範囲と対応する低輝度部は、若干高輝度側に画素が分布する。
【０１２２】
実施例１では、低輝度画素をカウントする際に、低輝度画素として判定する輝度信号の出力に対する閾値として、輝度信号Ｙの輝度分布の下位２０％としていた。図８に示したように、低輝度部の画素の分布は異なる状況に対して、同じ閾値を用いると、低輝度画素としてカウントされる画素数が、少なすぎたり多すぎたりすることが考えられる。
【０１２３】
例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）中の閾値１の輝度出力を閾値として低輝度画素を数えた場合、図８（ａ）では、低輝度部の画素は全て、低輝度画素としてカウントされる。一方で、図８（ｂ）では、低輝度部の画素の約２／３が、低輝度画素としてカウントされる。図８（ｂ）では、焦点調節状態に伴い点光源部のボケ状態が変化し、低輝度部の輝度出力が、閾値１より大きくなったり小さくなったりし、低輝度画素の変化を検出できる。
【０１２４】
しかし、図８（ａ）のような場合には、焦点調節状態が変化し低輝度部の輝度出力が変化しても、第１の閾値１より大きくなったり小さくなったりする輝度出力になる画素は少ない。そのため、低輝度画素の変化を検出することが困難となってしまう。
【０１２５】
実施例２では、このような状況に対して適応的に閾値を設定することで、常に、焦点調節状態の変化による低輝度画素の変化の検出を容易にする。
【０１２６】
実施例２では、低輝度画素をカウントするための閾値を、ヒストグラムにおける低輝度部の重心位置に設定する。
【０１２７】
図８（ａ）、図８（ｂ）における破線で示された第２の閾値２は、ヒストグラムにおける低輝度部の重心位置に閾値を設定した例である。重心位置Ｌｇは、下記の式で算出される。
【０１２８】
【数１】
2014202961.tif 000003
【０１２９】
式１で、ｘに対して付与されている下付き文字は、ヒストグラム算出の際に輝度信号の出力の大きさのレンジごと輝度出力の小さい範囲から順に付与されている。ｎは、重心位置を求める際に用いる輝度範囲によって設定する。
【０１３０】
式１では、ヒストグラムにおける低輝度部の重心位置を算出するため、重心位置Ｌｇを計算する際の輝度範囲は、全輝度範囲の半分程度とすればよい。
【０１３１】
上記以外は、実施例１と同様である。本実施例では、閾値をヒストグラムにおける低輝度部の重心位置としたが、閾値の位置の設定方法はこれに限らない。低輝度部の画素数がある程度存在する範囲内に閾値を設定すればよい。例えば、ヒストグラムにおける低輝度部の重心位置に対して、オフセットを加減算したり、ゲインをかけて閾値を算出したりしてもよい。
【０１３２】
第２の閾値２は、第２の輝度画素算出手段により低輝度画素を算出する際の焦点検出エリア内の輝度のヒストグラム情報により変更する。
【０１３３】
本実施例では、焦点検出エリア内の全画素の輝度が第２の所定値よりも小さい場合の第２の閾値は、焦点検出エリア内の全画素の輝度が第２の所定値以上の場合の第２の閾値よりも大きくしている。
【０１３４】
（プログラムの説明）
本発明の目的は、前述した各実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【０１３５】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体およびプログラムは本発明を構成することになる。
【０１３６】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１３７】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。
【０１３８】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施例の機能が実現される場合も含まれる。
【０１３９】
（携帯電話の説明）
本発明の実施例としての携帯電話も適用できる。
【０１４０】
本実施例の携帯電話は、音声通話機能の他、電子メール機能や、インターネット接続機能、画像の撮影、再生機能等を有する。
【０１４１】
画像の撮影に本発明の形態が適用できる。
【０１４２】
携帯電話の通信部は、ユーザが契約した通信キャリアに従う通信方式により他の電話との間で音声データや画像データを通信する。音声処理部は、音声通話時において、マイクロフォンからの音声データを発信に適した形式に変換して通信部に送る。
【０１４３】
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。
【符号の説明】
【０１４４】
１  撮像装置
２  ズームレンズ群
３  フォーカスレンズ群
４  絞り
５  撮像素子（ＣＣＤ）
１４  スキャンＡＦ動作回路
１５  ＣＰＵ
１５１  点光源判定部
４０２  高輝度画素カウント回路
４０３  低輝度画素カウント回路
４０７、４０８  垂直積分回路
【図１】
2014202961.tif 000004
【図２】
2014202961.tif 000005
【図３】
2014202961.tif 000006
【図４】
2014202961.tif 000007
【図５】
2014202961.tif 000008
【図６】
2014202961.tif 000009
【図７】
2014202961.tif 000010
【図８】
2014202961.tif 000011
【図９】
2014202961.tif 000012
【図１０】
2014202961.tif 000013
【図１１】
2014202961.tif 000014
【図１２】
2014202961.tif 000015