(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル撮像装置であって、
フォーカスの調整が可能な光学系と、
前記光学系を介して被写体の画像をデジタルデータとして取得する撮像手段と、
前記画像のエッジを検出し、前記エッジの幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅をフォーカスの程度を示す評価値として求める演算手段と、
複数の撮影モードから一の撮影モードの指定を受け付ける指定手段と、
前記一の撮影モードに応じて、前記光学系のレンズが合焦位置に位置すると推測される際の前記評価値としての基準値を設定する設定手段と、
前記レンズが第１の位置に位置する際の第１の評価値、前記レンズが第２の位置に位置する際の第２の評価値、および、前記基準値から前記レンズの合焦位置を算出し、算出した前記合焦位置へと前記レンズを移動させる制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタル撮像装置であって、
前記設定手段が、前記画像に施される処理における高周波成分のゲイン設定に応じて前記基準値を変更することを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載のデジタル撮像装置であって、
前記複数の撮影モードに応じて異なる強調の度合いを設定し、前記強調の度合いに従って前記画像の高周波成分を強調する手段、
をさらに備え、
前記評価値は、前記高周波成分が強調された画像に基づいて求められることを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のデジタル撮像装置であって、
前記複数の撮影モードがポートレートモードを含み、
前記ポートレートモードにおいて設定される基準値が他の撮影モードにおいて設定される基準値よりも大きいことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のデジタル撮像装置であって、
前記複数の撮影モードがテキストモードを含み、
前記テキストモードにおいて設定される基準値が他の撮影モードにおいて設定される基準値よりも小さいことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載のデジタル撮像装置であって、
前記複数の撮影モードがポートレートモード、風景モードおよびテキストモードを含むことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項７】
デジタルデータとして画像を取得する際に、光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、
前記光学系のレンズを第１の位置に位置させる工程と、
画像のエッジを検出し、前記エッジの幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅をフォーカスの程度を示す評価値として求め、第１の評価値とする工程と、
前記光学系のレンズを第２の位置に位置させる工程と、
画像のエッジを検出し、前記エッジの幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅を前記評価値として求め、第２の評価値とする工程と、
複数の撮影モードから指定された一の撮影モードに応じて、前記レンズが合焦位置に位置すると推測される際の前記評価値としての基準値を設定する工程と、
前記第１の評価値、前記第２の評価値および前記基準値から前記レンズの合焦位置を算出する工程と、
算出した前記合焦位置へと前記レンズを移動させる工程と、
を実行させることを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
請求項７に記載の記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、
前記複数の撮影モードに応じて異なる強調の度合いを設定し、前記強調の度合いに従って前記画像の高周波成分を強調する工程、
をさらに実行させ、
前記評価値は、前記高周波成分が強調された画像に基づいて求められることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルデータとして画像を取得する際のオートフォーカス技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のようにＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を用いて画像を取得する撮像装置において、画像からエッジを検出し、エッジの幅のヒストグラムからフォーカスレンズの合焦位置を推測する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、ビデオカメラに関する特開平５−２１９４１８号公報では、光学系が合焦状態にある場合にヒストグラムの重心に対応するエッジ幅が所定の値になるという原理を利用し、フォーカスレンズの複数の位置に対応するエッジ幅のヒストグラムを求めておき、複数のヒストグラムからフォーカスレンズの合焦位置が予測される。このような手法はフォーカスレンズの合焦位置を迅速に求めることができるという特徴を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、デジタルスチルカメラでは、画像処理の手法に応じた複数の撮影モードを設け、撮影モードを使い分けることで被写体に応じた処理効果を与えることがなされている。例えば、人物、風景、テキスト等の被写体に応じた撮影モードを設け、被写体の特性ごとに解像感の変更が行われる。
【０００５】
ところが、撮影モードが変更されると画像処理によって鮮鋭度が変更されるため、画像内における被写体のエッジの幅が変化してしまう。したがって、上述のようなエッジの幅を利用するオートフォーカスの場合、適切に実行することが困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像から検出されるエッジの幅を利用するオートフォーカス制御（以下、適宜「ＡＦ制御」と略す。）を撮影モードを考慮しつつ迅速かつ適切に行うことを主たる目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、デジタル撮像装置であって、フォーカスの調整が可能な光学系と、前記光学系を介して被写体の画像をデジタルデータとして取得する撮像手段と、前記画像のエッジを検出し、前記エッジの幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅をフォーカスの程度を示す評価値として求める演算手段と、複数の撮影モードから一の撮影モードの指定を受け付ける指定手段と、前記一の撮影モードに応じて、前記光学系のレンズが合焦位置に位置すると推測される際の前記評価値としての基準値を設定する設定手段と、前記レンズが第１の位置に位置する際の第１の評価値、前記レンズが第２の位置に位置する際の第２の評価値、および、前記基準値から前記レンズの合焦位置を算出し、算出した合焦位置へと前記レンズを移動させる制御手段とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタル撮像装置であって、前記設定手段が、前記画像に施される処理における高周波成分のゲイン設定に応じて前記基準値を変更する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のデジタル撮像装置であって、前記複数の撮影モードに応じて異なる強調の度合いを設定し、前記強調の度合いに従って前記画像の高周波成分を強調する手段、をさらに備え、前記評価値は、前記高周波成分が強調された画像に基づいて求められる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のデジタル撮像装置であって、前記複数の撮影モードがポートレートモードを含み、前記ポートレートモードにおいて設定される基準値が他の撮影モードにおいて設定される基準値よりも大きい。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のデジタル撮像装置であって、前記複数の撮影モードがテキストモードを含み、前記テキストモードにおいて設定される基準値が他の撮影モードにおいて設定される基準値よりも小さい。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のデジタル撮像装置であって、前記複数の撮影モードがポートレートモード、風景モードおよびテキストモードを含む。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、デジタルデータとして画像を取得する際に、光学系を制御させるプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、前記光学系のレンズを第１の位置に位置させる工程と、画像のエッジを検出し、前記エッジの幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅をフォーカスの程度を示す評価値として求め、第１の評価値とする工程と、前記光学系のレンズを第２の位置に位置させる工程と、画像のエッジを検出し、前記エッジの幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅を前記評価値として求め、第２の評価値とする工程と、複数の撮影モードから指定された一の撮影モードに応じて、前記レンズが合焦位置に位置すると推測される際の前記評価値としての基準値を設定する工程と、前記第１の評価値、前記第２の評価値および前記基準値から前記レンズの合焦位置を算出する工程と、算出した前記合焦位置へと前記レンズを移動させる工程とを実行させる。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の記録媒体であって、前記プログラムの制御装置による実行は、前記制御装置に、前記複数の撮影モードに応じて異なる強調の度合いを設定し、前記強調の度合いに従って前記画像の高周波成分を強調する工程、をさらに実行させ、前記評価値は、前記高周波成分が強調された画像に基づいて求められる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜１．  デジタルカメラの構成＞
図１ないし図４は、静止画像をデジタルデータとして取得するデジタルスチルカメラ（以下、「デジタルカメラ」という。）１の外観構成の一例を示す図であり、図１は正面図、図２は背面図、図３は側面図、図４は底面図である。
【００１５】
デジタルカメラ１は、図１に示すように、箱型のカメラ本体部２と直方体状の撮像部３とから構成されている。
【００１６】
撮像部３の前面側には、撮影レンズであるマクロ機能付きズームレンズ３０１が設けられるとともに、銀塩レンズシャッターカメラと同様に、被写体からのフラッシュ光の反射光を受光する調光センサ３０５および光学ファインダ３１が設けられる。
【００１７】
カメラ本体部２の前面側には左端部にグリップ部４、そのグリップ部４の上部側に外部器機と赤外線通信を行うためのＩＲＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）インターフェイス２３６、および中央上部に内蔵フラッシュ５が設けられ、上面側にはシャッタボタン８が設けられている。シャッタボタン８は、銀塩カメラで採用されているような半押し状態と全押し状態とが検出可能な２段階スイッチになっている。
【００１８】
一方、図２に示すように、カメラ本体部２の背面側には、略中央に撮影画像のモニタ表示（ビューファインダに相当）、記録画像の再生表示等を行うための液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１０が設けられている。また、ＬＣＤ１０の下方に、デジタルカメラ１の操作を行うキースイッチ群２２１〜２２６および電源スイッチ２２７が設けられる。デジタルカメラ１では、キースイッチ群２２１〜２２６が適宜操作されることにより、複数の撮影モードから撮影に適した一の撮影モードの指定が受け付けられる。複数の撮影モードは、ポートレートモード、風景モード、テキストモード等を含む。電源スイッチ２２７の左側には、電源がオン状態で点灯するＬＥＤ２２８およびメモリカードへのアクセス中である旨を表示するＬＥＤ２２９が配置される。
【００１９】
さらに、カメラ本体部２の背面側には、「撮影」と「再生」との間でカメラの動作モードを切り替える動作切替スイッチ１４が設けられる。動作モードが「撮影」に設定されると写真撮影を行って被写体に関する画像を生成することが可能とされ、動作モードが「再生」に設定されるとメモリカードに記録された画像が読み出されてＬＣＤ１０に再生される。
【００２０】
動作切替スイッチ１４は２接点のスライドスイッチであり、下方位置にスライドセットすると動作モードが「撮影」となり、上方位置にスライドセットすると動作モードが「再生」となる。
【００２１】
また、カメラ背面右側には、４連スイッチ２３０が設けられ、動作モードが「撮影」の際にはボタン２３１，２３２を押すことによりズーミング倍率の変更が行われ、ボタン２３３，２３４を押すことによって露出補正が行われる。
【００２２】
撮像部３の背面には、図２に示すように、ＬＣＤ１０をオン／オフさせるためのＬＣＤボタン３２１およびマクロボタン３２２が設けられる。ＬＣＤボタン３２１が押されるとＬＣＤ表示のオン／オフが切り替わる。例えば、専ら光学ファインダ３１のみを用いて撮影するときには、節電の目的でＬＣＤ表示をオフにする。マクロ撮影（接写）時には、マクロボタン３２２を押すことにより、撮像部３においてマクロ撮影が可能な状態になる。
【００２３】
カメラ本体部２の側面には、図３に示すように端子部２３５が設けられており、端子部２３５にはＤＣ入力端子２３５ａと、ＬＣＤ１０に表示されている内容を外部のビデオモニタに出力するためのビデオ出力端子２３５ｂとが設けられている。
【００２４】
カメラ本体部２の底面には、図４に示すように、電池装填室１８とカードスロット（カード装填室）１７とが設けられる。カードスロット１７は、撮影された画像等を記録するための着脱自在なメモリカード９１等を装填するためのものである。カードスロット１７および電池装填室１８は、クラムシェルタイプの蓋１５により開閉自在になっている。なお、このデジタルカメラ１では、４本の単三形乾電池を電池装填室１８に装填することにより、これらを直列接続してなる電源電池を駆動源としている。また、図３に示すＤＣ入力端子２３５ａにアダプタを装着することで外部から電力を供給して使用することも可能である。
【００２５】
＜２．  デジタルカメラの内部構成＞
次に、デジタルカメラ１における構成についてさらに詳細に説明する。図５は撮像部３における各構成の配置の概略を示す図である。また、図６はデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図５に示すように、撮像部３におけるズームレンズ３０１の後方位置の適所にはＣＣＤ３０３を備えた撮像回路が設けられている。また、撮像部３の内部には、ズームレンズ３０１のズーム比の変更と収容位置、撮像位置間のレンズ移動を行うためのズームモータＭ１、自動的に合焦を行うためにズームレンズ３０１内のフォーカスレンズ３１１を移動させるオートフォーカスモータ（ＡＦモータ）Ｍ２、ズームレンズ３０１内に設けられた絞り３０２の開口径を調整するための絞りモータＭ３とが設けられている。
【００２７】
図６に示すように、ズームモータＭ１、ＡＦモータＭ２、絞りモータＭ３は、カメラ本体部２に設けられたズームモータ駆動回路２０３、ＡＦモータ駆動回路２０４、絞りモータ駆動回路２０５によってそれぞれ駆動される。また、各駆動回路２０３〜２０５はカメラ本体部２の全体制御部２１１から与えられる制御信号に基づいて各モータＭ１〜Ｍ３を駆動する。
【００２８】
ＣＣＤ３０３は、ズームレンズ３０１によって結像された被写体の光像を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。
【００２９】
撮像部３における露出制御は、絞り３０２の調整と、ＣＣＤ３０３の露光量、すなわちシャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間とを調整して行われる。被写体のコントラストが低いために適切な絞りおよびシャッタースピードが設定できない場合には、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出が補正される。すなわち、低コントラスト時は、絞りとシャッタースピードとゲイン調整とを組み合わせて露出レベルが適正レベルとなるように制御が行われる。なお、画像信号のレベル調整は、信号処理回路３１３内のＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路３１３ｂのゲイン調整により行われる。
【００３０】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ本体部２のタイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ３１４は、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００３１】
信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３１３ａとＡＧＣ回路３１３ｂとを有し、ＣＤＳ回路３１３ａにより画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路３１３ｂでゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００３２】
調光回路３０４は、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５の発光量を全体制御部２１１により設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影時には、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調光回路３０４から発光停止信号が出力される。発光停止信号はカメラ本体部２に設けられた全体制御部２１１を介してフラッシュ制御回路２０６に導かれ、フラッシュ制御回路２０６はこの発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光を強制的に停止し、これにより内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００３３】
次に、カメラ本体部２のブロックについて説明する。
【００３４】
カメラ本体部２内において、Ａ／Ｄ変換器２０１は、画像の各画素の信号を例えば１０ビットのデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器２０１は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１０ビットのデジタル信号に変換する。
【００３５】
タイミング制御回路２０２は、基準クロック、タイミングジェネレータ３１４、Ａ／Ｄ変換器２０１に対するクロックを生成するように構成されている。タイミング制御回路２０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む全体制御部２１１によって制御される。
【００３６】
図７は、Ａ／Ｄ変換器２０１からの信号が入力される画像処理部２４０の構成を示すブロック図である。黒レベル補正回路２４１は、Ａ／Ｄ変換された画像の黒レベルを所定の基準レベルに補正するものである。また、ＷＢ（ホワイトバランス）回路２４２は、γ補正後にホワイトバランスも併せて調整されるように、画素のＲ、Ｇ、Ｂの各色成分のレベル変換を行うものである。ＷＢ回路２４２は、全体制御部２１１から入力されるレベル変換テーブルを用いて画素のＲ、Ｇ、Ｂの各色成分のレベルを変換する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部２１１により撮影画像ごとに設定される。
【００３７】
γ補正回路２４３は、画像のγ特性を補正するものである。アパーチャコンバータ処理部２４４は、アパーチャ効果を補償する補償回路となっているとともに、コアリング処理部２４５を有し、画像のノイズを除去しつつ高周波成分を強調して画像の解像感を高める処理を行う。
【００３８】
画像メモリ２０７は、画像処理部２４０から出力される画像のデータを記憶するメモリである。画像メモリ２０７は、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０７は、ＣＣＤ３０３がｎ行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分のデータの記憶容量を有し、各画素のデータが対応するアドレスに記憶される。なお、画像処理部２４０からの処理済みのデータはＡＦ制御のために全体制御部２１１にも入力される。
【００３９】
図６に示すＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）２０８は、ＬＣＤ１０に再生表示される画像のバッファメモリである。ＶＲＡＭ２０８は、ＬＣＤ１０の画素数に対応した画像データを格納することが可能な記憶容量を有している。
【００４０】
動作モードが「撮影」の際の撮影待機状態では、ＬＣＤボタン３２１（図２参照）によってＬＣＤ表示がオン状態となっているときに、ＬＣＤ１０にライブビュー表示が行われる。具体的には、撮像部３から所定間隔ごとに得られる各画像に対して、Ａ／Ｄ変換器２０１および画像処理部２４０において各種の信号処理を施した後、全体制御部２１１が画像メモリ２０７に格納される画像を取得し、それをＶＲＡＭ２０８に転送することで、ＬＣＤ１０に撮影された画像を表示する。そして、ＬＣＤ１０に表示される画像を所定時間ごとに更新することで、ライブビュー表示が行われる。ライブビュー表示により、撮影者はＬＣＤ１０に表示された画像により被写体を視認することができる。なお、ＬＣＤ１０において画像を表示する際には、全体制御部２１１の制御によりバックライト１６が点灯する。
【００４１】
また、動作モードが「再生」の場合、メモリカード９１から読み出された画像が全体制御部２１１で所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２０８に転送され、ＬＣＤ１０に再生表示される。
【００４２】
フラッシュ制御回路２０６は、内蔵フラッシュ５の発光を制御する回路であり、全体制御部２１１からの制御信号に基づいて内蔵フラッシュ５を発光させる一方、既述の発光停止信号に基づいて内蔵フラッシュ５の発光を停止させる。
【００４３】
ＲＴＣ（リアルタイムクロック）回路２０９は、撮影日時を管理するための時計回路である。
【００４４】
カードインターフェイス２１０は、カードスロット１７を介してメモリカード９１への画像の書き込みおよび読み出しを行うためのインターフェイスである。
【００４５】
また、全体制御部２１１にはＩＲＤＡインターフェイス２３６が接続され、ＩＲＤＡインターフェイス２３６を介してコンピュータ５００や他のデジタルカメラといった外部器機と赤外線無線通信を行い、画像の無線転送等を行うことが可能となっている。
【００４６】
操作部２５０は、上述した、各種スイッチ、ボタンを包括するものであり、ユーザによって操作入力される情報は、操作部２５０を介して全体制御部２１１に伝達される。
【００４７】
全体制御部２１１は、上述した撮像部３内およびカメラ本体部２内の各部材の駆動を有機的に制御し、デジタルカメラ１の全体動作を司る。
【００４８】
また、全体制御部２１１は、自動焦点合わせを効率的に行うための動作制御を行うＡＦ（オートフォーカス）制御部２１１ａと、自動露出を行うためのＡＥ（オートエクスポージャ）演算部２１１ｂとを備えている。
【００４９】
ＡＦ制御部２１１ａには画像処理部２４０から出力される画像が入力され、オートフォーカスに用いるための評価値を求め、この評価値を用いて各部を制御することで、ズームレンズ３０１により形成される像の位置をＣＣＤ３０３の撮像面に一致させる。
【００５０】
ＡＥ演算部２１１ｂには、図示を省略しているが画像処理部２４０の黒レベル補正回路２４１から出力される画像が入力され、所定のプログラムに基づいて、シャッタスピードと絞り３０２との適正値を演算する。ＡＥ演算部２１１ｂは、被写体のコントラストに基づいて、シャッタスピードと絞り３０２との適正値を所定のプログラムに従って演算する。
【００５１】
さらに、全体制御部２１１は動作モードが「撮影」の際にシャッタボタン８により撮影が指示されると、画像メモリ２０７に取り込まれた画像のサムネイル画像と操作部２５０に含まれるスイッチから設定入力された圧縮率によりＪＰＥＧ方式で圧縮された圧縮画像とを生成し、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュのオンオフのデータ、シーン情報、画像の判定結果等の情報）とともに両画像をメモリカード９１に記憶する。
【００５２】
「撮影」および「再生」の動作モードを切り替えるための動作切替スイッチ１４を「再生」に設定したときには、例えばメモリカード９１内のコマ番号の最も大きな画像データが読み出され、全体制御部２１１にてデータ伸張され、その画像がＶＲＡＭ２０８に転送されることにより、ＬＣＤ１０にはコマ番号の最も大きな画像、すなわち最後に撮影された画像が表示される。
【００５３】
図８は、アパーチャコンバータ処理部２４４の構成を示すブロック図である。図８中の符号ＳＧ１〜ＳＧ５は、各部に対して入力または出力される信号を示す。図８に示すように、アパーチャコンバータ処理部２４４は、入力される画像信号ＳＧ１の高周波成分を抽出する（すなわち、エッジ成分を抽出する）ハイパスフィルタ２４６、信号ＳＧ１の低周波成分を抽出する（すなわち、信号を平滑化する）ローパスフィルタ２４７、ハイパスフィルタ２４６からの信号ＳＧ２にコアリング処理を行うコアリング処理部２４５、並びに、コアリング処理部２４５からの信号ＳＧ３およびローパスフィルタ２４７からの信号ＳＧ４を加算して信号ＳＧ５を生成する加算器２４８から構成される。
【００５４】
図９は、コアリング処理部２４５における入力信号ＳＧ２と出力信号ＳＧ３との関係を示す図である。符号６０１、６０２、６０３にて示す折れ線は、それぞれ撮影モードがテキストモード、風景モード、ポートレートモードである場合の入力信号ＳＧ２と出力信号ＳＧ３との関係を示す。
【００５５】
コアリング処理部２４５への入力信号ＳＧ２は、画像信号の高周波成分であることから、画像信号に含まれるノイズ成分を多く含んでいる。一般にノイズ成分は、有効なエッジ成分よりも小さな値であり、コアリング量Ｃを適宜設定することによりノイズ成分が適切に除去される。
【００５６】
符号６０１〜６０３にて示す折れ線の傾斜部分の傾きは、高周波成分のゲインに相当する。すなわち、符号６０１にて示すように折れ線の傾斜部分の傾きが大きい場合には強調の度合いの大きい信号ＳＧ３が生成され、符号６０３にて示すように傾きが小さい場合には強調の度合いが小さい信号ＳＧ３が生成される。
【００５７】
アパーチャコンバータ処理部２４４から出力される信号は、信号ＳＧ３と信号ＳＧ４とを加算した信号ＳＧ５であることから、テキストモードでは最も高周波成分が強調された画像となり、ポートレートモードでは高周波成分の強調の度合いが低く抑えられる。すなわち、テキストモードで画像中のエッジが最も強調され、以下、風景モード、ポートレートモードの順でエッジの強調の度合いが抑えられる。
【００５８】
このように、デジタルカメラ１では、指定された撮影モードに応じてコアリング処理部２４５のゲインの大小を変更することにより、エッジ成分の強弱を調整し、画像の解像感が調整される。
【００５９】
＜３．  デジタルカメラの動作の概略＞
次に、デジタルカメラ１の動作の概略について説明する。図１０はデジタルカメラ１の動作の概略を示す図である。
【００６０】
動作切替スイッチ１４によりデジタルカメラ１の動作モードが「撮影」に設定されると、シャッタボタン８の半押しを待機する状態となる（ステップＳ１１）。シャッタボタン８が半押しされると、半押しを示す信号が全体制御部２１１に入力され、全体制御部２１１によりＡＥ演算（ステップＳ１２）およびＡＦ制御（ステップＳ１３）が実行される。すなわち、シャッタボタン８により全体制御部２１１への撮影準備の指示が行われる。
【００６１】
ＡＥ演算では、ＡＥ演算部２１１ｂにより露出時間および絞り値が求められ、ＡＦ制御では、ＡＦ制御部２１１ａによりズームレンズ３０１が合焦状態とされる。その後、シャッタボタン８の全押しを待機する状態へと移行する（ステップＳ１４）。
【００６２】
シャッタボタン８が全押しされると、ＣＣＤ３０３からの信号がデジタル信号に変換された後、画像メモリ２０７に画像データとして記憶される（ステップＳ１５）。これにより、被写体の画像が取得される。
【００６３】
撮影動作の終了後、または、シャッタボタン８の半押しの後に全押しされることがなかった場合（ステップＳ１６）、最初の段階へと戻る。
【００６４】
＜４．  オートフォーカス制御＞
次に、ＡＦ制御部２１１ａの構成およびＡＦ制御について説明する。
【００６５】
図１１は図６に示すＡＦ制御部２１１ａの構成を周辺の構成とともに示すブロック図である。ＡＦ制御部２１１ａは、画像処理部２４０から画像が入力されるヒストグラム生成回路２５１を有し、さらに、全体制御部２１１内のＣＰＵ２６１およびＲＯＭ２６２がＡＦ制御部２１１ａとしての機能の一部を担う。
【００６６】
ヒストグラム生成回路２５１は、画像中のエッジを検出し、エッジ幅のヒストグラムを生成する。ヒストグラム生成回路２５１の構成の詳細については後述する。
【００６７】
ＣＰＵ２６１は操作部２５０からの操作入力およびＲＯＭ２６２内のプログラム２６２ａに従って動作を行うことにより、オートフォーカス動作の一部を行うとともにＡＦモータ駆動回路２０４に制御信号を送出する。プログラム２６２ａはデジタルカメラ１を製造した際にＲＯＭ２６２に記憶されていてもよく、プログラムを記録した記録媒体としてメモリカード９１を利用し、メモリカード９１からＲＯＭ２６２にプログラムが転送されてもよい。
【００６８】
図１２は、オートフォーカスの際のＣＰＵ２６１の機能を他の構成とともにブロックにて示す図である。図１２において、ヒストグラム生成回路２５１にて生成されたヒストグラムからノイズ成分を除去するノイズ除去部２６３、ヒストグラムからフォーカスの程度を示す評価値を求めるヒストグラム評価部２６４、フォーカスレンズ３１１の位置を変更するためのＡＦモータＭ２の駆動量を求める駆動量決定部２６５、ヒストグラム評価部２６４からの評価値を用いてＡＦモータＭ２の駆動方向（すなわち、フォーカスレンズ３１１の駆動（移動）方向）を決定する駆動方向決定部２６６、光学系が合焦状態であるか否かを検出する合焦検出部２６７、ＡＦモータＭ２への制御信号を生成してＡＦモータ駆動回路２０４に与える制御信号生成部２６８、および、操作部２５０からの使用者による指定入力に従って撮影モードを設定する撮影モード設定部２６９が、ＣＰＵ２６１が演算処理を行うことにより実現される機能に相当する。レンズの駆動制御は実質的には駆動量決定部２６５、駆動方向決定部２６６および合焦検出部２６７により実行される。
【００６９】
図１３はヒストグラム生成回路２５１におけるエッジ検出の様子を説明するための図である。図１３において横軸は水平方向に関する画素の位置に対応し、縦軸の上段は画素の輝度に対応する。縦軸の下段はエッジ幅の検出値に対応する。
【００７０】
図１３において左から右へとエッジの検出が行われる場合、隣接する画素の輝度差がしきい値Ｔｈ１以下の場合には、エッジは存在しないと判定される。一方、輝度差がしきい値Ｔｈ１を超える場合には、エッジの開始端が存在すると判定される。左から右へとしきい値Ｔｈ１を超える輝度差が連続する場合、エッジ幅検出値が上昇する。
【００７１】
エッジ開始端の検出後、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下になるとエッジの終端が存在すると判定される。このとき、エッジの開始端に相当する画素と終端に相当する画素との輝度の差がしきい値Ｔｈ２以下の場合には、適切なエッジではないと判定され、しきい値Ｔｈ２を超える場合には適切なエッジであると判定される。
【００７２】
以上の処理を画像中の水平方向に並ぶ画素配列に対して行うことにより、画像中の水平方向のエッジの幅の値が検出される。
【００７３】
図１４は、ヒストグラム生成回路２５１の具体的構成を示す図であり、図１５ないし図１７はヒストグラム生成回路２５１の動作の流れを示す図である。以下、これらの図を参照しながらヒストグラムの生成についてさらに詳しく説明する。ただし、図１８に示すように画像４００の中央にオートフォーカスを行うための領域（以下、「ＡＦエリア」という。）４０１が予め設定されているものとし、図１９に示すようにＡＦエリア４０１内の座標（ｉ，ｊ）の画素の輝度をＤ（ｉ，ｊ）と表現する。
【００７４】
画像処理部２４０から画像信号が入力されるヒストグラム生成回路２５１は、図１４に示すように第１微分フィルタ２７１が設けられる左側の構造と第２微分フィルタ２７２が設けられる右側の構造とが対称となっており、画像中を左から右へと走査した際に、輝度の立上がりに対応するエッジが第１微分フィルタ２７１側の構成により検出され、輝度の立下がり対応するエッジが第２微分フィルタ２７２側の構成により検出される。
【００７５】
ヒストグラム生成回路２５１では、まず、各種変数が初期化された後（ステップＳ１０１）、第１微分フィルタ２７１により隣接する画素間の輝度差（Ｄ（ｉ＋１，ｊ）−Ｄ（ｉ，ｊ））が求められ、比較器２７３により輝度差がしきい値Ｔｈ１を超えるか否かが確認される（ステップＳ１０２）。ここで、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下の場合には、エッジは存在しないものと判定される。
【００７６】
一方、第２微分フィルタ２７２により隣接する画素間の輝度差（Ｄ（ｉ，ｊ）−Ｄ（ｉ＋１，ｊ））も求められ、比較器２７３により輝度差がしきい値Ｔｈ１を超えるか否かが確認される（ステップＳ１０５）。輝度差がしきい値Ｔｈ１以下の場合には、エッジは存在しないものと判定される。
【００７７】
その後、ｉを増加させつつステップＳ１０２およびステップＳ１０５が繰り返される（図１７：ステップＳ１２１，Ｓ１２２）。
【００７８】
ステップＳ１０２において、輝度差がしきい値Ｔｈ１を超える場合には、エッジの開始端（輝度信号の立ち上がり）が検出されたものと判定され、第１微分フィルタ２７１側のエッジ幅カウンタ２７６によりエッジ幅を示すエッジ幅検出値Ｃ１（初期値０）がインクリメントされ、かつ、エッジ幅を検出中であることを示すフラグＣＦ１が１にセットされる（ステップＳ１０３）。さらに、検出開始時の輝度がラッチ２７４に記憶される。
【００７９】
以後、ステップＳ１０２において輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となるまでエッジ幅検出値Ｃ１が増加し（ステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１２１，Ｓ１２２）、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となると、フラグＣＦ１が０にリセットされ、このときの輝度がラッチ２７５に記憶される（ステップＳ１０２，Ｓ１０４）。
【００８０】
フラグＣＦ１が０にリセットされると、ラッチ２７４およびラッチ２７５に記憶されている輝度の差Ｄｄ１が比較器２７７に与えられ、輝度差Ｄｄ１がしきい値Ｔｈ２を超えるか否かが確認される（図１６：ステップＳ１１１）。輝度差Ｄｄ１がしきい値Ｔｈ２を超える場合には、適切なエッジが検出されたものと判定され、エッジ幅カウンタ２７６からエッジ幅検出値Ｃ１がヒストグラム生成部２７８に与えられ、エッジ幅がＣ１であるエッジの度数Ｈ［Ｃ１］がインクリメントされる（ステップＳ１１２）。これにより、エッジ幅がＣ１である１つのエッジの検出が完了する。
【００８１】
その後、エッジ幅検出値Ｃ１が０にリセットされる（ステップＳ１１５，Ｓ１１６）。
【００８２】
ステップＳ１０５において輝度差がしきい値Ｔｈ１を超える場合も同様に、エッジの開始端（輝度信号の立ち下がり）が検出されたものと判定され、第２微分フィルタ２７２側のエッジ幅カウンタ２７６によりエッジ幅を示すエッジ幅検出値Ｃ２（初期値０）がインクリメントされ、かつ、エッジ幅を検出中であることを示すフラグＣＦ２が１にセットされて検出開始時の輝度がラッチ２７４に記憶される（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。
【００８３】
以後、ステップＳ１０５において輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となるまでエッジ幅検出値Ｃ２が増加し（ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１２１，Ｓ１２２）、輝度差がしきい値Ｔｈ１以下となると、フラグＣＦ２が０にリセットされ、このときの輝度がラッチ２７５に記憶される（ステップＳ１０５，Ｓ１０７）。
【００８４】
フラグＣＦ２が０にリセットされると、ラッチ２７４およびラッチ２７５に記憶されている輝度の差Ｄｄ２が比較器２７７に与えられ、輝度差Ｄｄ２がしきい値Ｔｈ２を超えるか否かが確認される（ステップＳ１１３）。輝度差Ｄｄ２がしきい値Ｔｈ２を超える場合には、ヒストグラム生成部２７８においてエッジ幅がＣ２であるエッジの度数Ｈ［Ｃ２］がインクリメントされ（ステップＳ１１４）、エッジ幅がＣ２である１つのエッジの検出が完了する。
【００８５】
その後、エッジ幅検出値Ｃ２が０にリセットされる（ステップＳ１１７，Ｓ１１８）。
【００８６】
以上のエッジ検出処理を繰り返し、変数ｉがＡＦエリア４０１外の値となると（正確には、（ｉ＋１）がＡＦエリア４０１外の値となると）、変数ｊ以外が初期化されるとともに変数ｊがインクリメントされる（図１７：ステップＳ１２２〜Ｓ１２４）。これにより、ＡＦエリア４０１内の次の水平方向の画素配列に対してエッジ検出が行われる。水平方向のエッジ検出を繰り返し、やがて変数ｊがＡＦエリア４０１外の値になると、エッジ検出が終了する（ステップＳ１２５）。これにより、ヒストグラム生成部２７８にはエッジ幅と度数との関係を示すヒストグラムが生成される。
【００８７】
図２０ないし図２２は、デジタルカメラ１におけるＡＦ制御（図１０：ステップＳ１３）の全体の流れを示す図である。以下、図２０ないし図２２、並びに、図１２を参照しながらオートフォーカスの際の動作について説明する。なお、以下の説明においてオートフォーカスの際に駆動されるフォーカスレンズ３１１を適宜、「レンズ」と略し、光学系が合焦状態となるフォーカスレンズ３１１の位置を「合焦位置」と呼ぶ。
【００８８】
まず、制御信号生成部２６８の制御により、レンズが基準位置Ｐ２から所定量（例えば、４Ｆδ：Ｆは光学系のＦナンバーであり、δはＣＣＤ３０３の画素間のピッチ（間隔）に対応する許容散乱円の直径であり、Ｆδは焦点深度に相当する。）だけ最近接側（最近接する被写体に焦点を合わせる位置側）の位置Ｐ１へと移動し、ノイズ除去部２６３およびヒストグラム評価部２６４がフォーカスの程度を示す評価値を求め、駆動方向決定部２６６へと出力する（ステップＳ２０１）。
【００８９】
ヒストグラム評価部２６４では、ヒストグラム生成回路２５１により作成されたエッジ幅のヒストグラムの代表値に対応するエッジ幅が評価値として求められる。ヒストグラムの代表値としては、デジタルカメラ１ではヒストグラムの重心に対応するエッジ幅（以下、「重心エッジ幅」という。）Ｖｅｗが利用される。ヒストグラムの代表値としては他の統計学的値が利用されてもよく、例えば、最大度数に対応するエッジ幅、エッジ幅のメジアン等が利用可能である。
【００９０】
図２３は、ノイズ除去部２６３およびヒストグラム評価部２６４が重心エッジ幅を求める処理の詳細を示す流れ図である。また、図２４および図２５はノイズ除去部２６３の動作の様子を説明するための図である。
【００９１】
ノイズ除去部２６３によるノイズの除去では、まず、ヒストグラムからエッジ幅が１（すなわち、１画素）の部分が削除される（ステップＳ３０１）。図２４に示すようにヒストグラム４１０はエッジ幅が１の部分４１１が突出した形状となっている。これは、ＡＦエリア４０１中の高周波ノイズが幅１のエッジとして検出されるためである。したがって、エッジ幅が１の部分４１１を削除することにより、重心エッジ幅の精度向上が実現される。
【００９２】
次に、ヒストグラム４１０において度数が所定値Ｔｈ３以下の部分４１２，４１３が削除される（ステップＳ３０２）。ヒストグラム４１０において度数が低い部分は、一般に主被写体像以外のエッジを多く含むためである。換言すれば、ヒストグラムから度数が所定値よりも高い部分が抽出される。
【００９３】
さらに、図２５に示すように、度数が最大となるエッジ幅Ｅが検出され（ステップＳ３０３）、エッジ幅Ｅを中心として所定範囲内（図２５においてエッジ幅が（Ｅ−Ｅ１）から（Ｅ＋Ｅ１）の範囲内）の部分を抽出した新たなヒストグラム４１４が求められる（ステップＳ３０４）。なお、図２４および図２５では図示されていないが、ヒストグラムの形状によっては図２４において削除される部分４１２，４１３は図２５において削除される部分に必ず含まれるとは限らない。そこで、ステップＳ３０２の後にさらにステップＳ３０４が実行される。
【００９４】
ステップＳ３０４における抽出範囲の中心となるエッジ幅Ｅは、ステップＳ３０２後のヒストグラムの重心に対応するエッジ幅であってもよい。処理を簡略化するために、単に、所定値以下のエッジ幅の部分、あるいは、所定値以上のエッジ幅の部分をヒストグラムから除去するという手法が採用されてもよい。主被写体像のエッジ（すなわち、背景像から導かれるノイズ成分を含まないエッジ）の幅は所定の範囲内に通常収まることから、このような簡略化された処理であっても主被写体像におよそ対応するヒストグラムが求められる。
【００９５】
そして、ステップＳ３０４で求められた、ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅を重心エッジ幅Ｖｅｗとして求める（ステップＳ３０５）。
【００９６】
図２０中のステップＳ２０１においてレンズが位置Ｐ１に位置する際の重心エッジ幅Ｖｅｗ１が求められると、続いて、レンズが基準位置Ｐ２へと戻って重心エッジ幅Ｖｅｗ２が求められ（ステップＳ２０２）、さらに無限遠側（無限遠の被写体に焦点を合わせる位置側）へと所定量（例えば、４Ｆδ）だけ移動した位置Ｐ３にて重心エッジ幅Ｖｅｗ３が求められる（ステップＳ２０３）。
【００９７】
ここで、画像から検出されるエッジの幅はレンズが合焦位置に近づくほど小さくなり、重心エッジ幅Ｖｅｗも小さな値となることから、駆動方向決定部２６６では、重心エッジ幅Ｖｅｗ１，Ｖｅｗ２，Ｖｅｗ３が条件（Ｖｅｗ１≦Ｖｅｗ２≦Ｖｅｗ３）を満たすか否かを確認し（ステップＳ２０４）、満たされる場合には駆動方向を最近接側に向かう方向に決定し、満たされない場合には駆動方向を無限遠側に向かう方向に決定する（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。
【００９８】
次に、レンズが位置Ｐ３に位置する状態にてヒストグラム生成回路２５１により検出されたエッジの個数（以下、「エッジ数」という。）Ｖｅｎがヒストグラム評価部２６４により取得される（図２１：ステップＳ２１１）。
【００９９】
取得されたエッジ数Ｖｅｎが０の場合、駆動量決定部２６５により駆動量（レンズの移動量）が１６Ｆδに設定され（ステップＳ２１２、Ｓ２１３）、エッジ数Ｖｅｎが０ではないが所定値（例えば、２０）以下の場合にはレンズの移動量が１２Ｆδに設定される（ステップＳ２１４、Ｓ２１５）。
【０１００】
ステップＳ２１３またはステップＳ２１５が実行された場合には、設定された駆動方向に設定された移動量だけレンズが移動し（ステップＳ２１６）、ステップＳ２１１へと戻る。そして、移動量の設定およびレンズ移動、並びに、エッジ数Ｖｅｎの算出が繰り返されることにより、エッジ数Ｖｅｎが所定値を超えるレンズ位置（以下、「位置Ｌ１」と呼ぶ。）までレンズが移動する。
【０１０１】
このように、ＡＦ制御部２１１ａではエッジ数Ｖｅｎを用いてレンズの駆動量を決定するようになっている。なぜならば、エッジ数はフォーカスの程度を示す評価値として利用することができる値であり、フォーカスの程度が低い、すなわち、合焦位置からレンズが遠く離れているほど、１回の駆動でレンズを大きく移動させることが許容されるからである。
【０１０２】
図２６は、エッジ数Ｖｅｎがフォーカスに関する評価値として利用可能であることを説明するための図である。図２６において横軸はレンズの位置に対応し、縦軸は検出されるエッジの総数（すなわち、エッジ数Ｖｅｎ）に対応する。図２６においてレンズ位置が４の場合にレンズが合焦位置に位置する。このとき、エッジ数は最大となる。そして、レンズ位置が合焦位置から離れるほどエッジ数が減少する。このようにエッジ数はフォーカスの程度を示す評価値として利用することができる。
【０１０３】
デジタルカメラ１の場合、予め実験により、エッジ数Ｖｅｎが０である場合に１６Ｆδ、エッジ数Ｖｅｎが所定値（例えば、２０）以下の場合には１２Ｆδだけレンズを移動させてもレンズが合焦位置を通り過ぎないことが確認されている。以上の理由により、図２１に示すステップＳ２１１〜Ｓ２１６によるレンズの駆動制御が行われる。
【０１０４】
位置Ｌ１が定まるとステップＳ２１７において、ヒストグラム評価部２６４により位置Ｌ１における重心エッジ幅Ｖｅｗ２１が求められる。その後、重心エッジ幅Ｖｅｗ２１が駆動量決定部２６５に記憶されるとともに設定された駆動方向に予め定められた移動量だけレンズが大きく駆動される（ステップＳ２１８）。移動後の位置（以下、「位置Ｌ２」と呼ぶ。）では、重心エッジ幅Ｖｅｗ２２が再度求められ、駆動量決定部２６５に転送される（ステップＳ２１９）。
【０１０５】
次に、駆動量決定部２６５が撮影モード設定部２６９により予め設定されている撮影モードを取得する（図２２：ステップＳ２２１）。駆動量決定部２６５は、指定された撮影モードがポートレートモードであれば合焦位置の算出に利用する基準エッジ幅ＶｅｗｆをＰｏｒｔ（画素数５）に設定し（ステップＳ２２２、Ｓ２２３）、風景モードであれば基準エッジ幅ＶｅｗｆをＳｃｅｎｅ（画素数４）に設定し（ステップＳ２２４、Ｓ２２５）、テキストモードであれば基準エッジ幅ＶｅｗｆをＴｅｘｔ（画素数３）に設定する（ステップＳ２２６、Ｓ２２７）。
【０１０６】
その後、位置Ｌ１，Ｌ２、並びに、重心エッジ幅Ｖｅｗ２１，Ｖｅｗ２２および基準エッジ幅Ｖｅｗｆを用いて後述の手法によりおよその合焦位置が求められる（ステップＳ２２８）。すなわち、合焦位置が推測される。レンズは求められた合焦位置へと速やかに移動される（ステップＳ２２９）。
【０１０７】
さらに、ヒストグラム評価部２６４が重心エッジ幅Ｖｅｗを求めつつレンズが微振動され、合焦検出部２６７および駆動量決定部２６５の制御の下、重心エッジ幅Ｖｅｗが最小となるようにレンズ位置が微調整される（ステップＳ２３０）。これにより、レンズが合焦位置に正確に位置する。
【０１０８】
次に、ステップＳ２２８にて合焦位置を算出する原理および手法の詳細について説明する。
【０１０９】
図２７は、レンズが合焦位置に近づくにつれてエッジ幅のヒストグラムが変化する様子を示す図である。符号４２１はレンズが合焦位置から大きく離れている場合のヒストグラムを示し、符号４２２はヒストグラム４２１の場合よりもレンズが合焦位置に近い場合のヒストグラムを示す。符号４２３はレンズが合焦位置に位置する場合の重心エッジ幅を示す。また、符号Ｖｅｗ１１，Ｖｅｗ１２はそれぞれ、ヒストグラム４２１，４２２の重心エッジ幅である。
【０１１０】
図２７に示すように、重心エッジ幅Ｖｅｗはレンズが合焦位置に近づくにつれて小さくなる。重心エッジ幅Ｖｅｗの最小値は、光学系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：光学系が空間周波数に対して像のコントラストをどの程度再現することができるのかを示す指標値）、被写体等によって若干変化するが、同一の撮影モードにおいては、画像の空間周波数特性がおおよそ定まるため、レンズが合焦位置に位置する際の最小の重心エッジ幅Ｖｅｗを一定の値とみなすことが可能である。ステップＳ２２２〜Ｓ２２７にて設定される基準エッジ幅Ｖｅｗｆは、一定値とみなすことができる最小の重心エッジ幅Ｖｅｗ（すなわち、レンズが合焦位置に位置する際の評価値）に相当する。
【０１１１】
図２８は、レンズ位置と重心エッジ幅との関係を示す図であり、レンズ位置Ｌ１，Ｌ２に対応する重心エッジ幅がＶｅｗ２１，Ｖｅｗ２２であり、合焦位置Ｌｆに対応する基準エッジ幅がＶｅｗｆである。図２８に示すように、一般に、レンズ位置と重心エッジ幅とは線形の関係にあるとみなすことができる。したがって、レンズ位置Ｌ１，Ｌ２に対応する重心エッジ幅Ｖｅｗ２１，Ｖｅｗ２２が求められると、基準エッジ幅Ｖｅｗｆを利用して数１により合焦位置Ｌｆを求めることができる。
【０１１２】
【数１】
0003555584.tif 000002
【０１１３】
なお、重心エッジ幅に代えて、エッジ幅の平均値、ヒストグラムのピークに対応するエッジ幅、メジアン等の統計学的値を合焦位置を求める際に利用することも可能である。
【０１１４】
また、図２８に示す手法では、少なくとも２つのレンズ位置において重心エッジ幅を求めることにより合焦位置Ｌｆを求めることが可能であるが、より精度を高めるために、各レンズ位置Ｌ１，Ｌ２から所定距離ａＦδだけ前後の位置（Ｌ１±ａＦδ），（Ｌ２±ａＦδ）での重心エッジ幅を用いてレンズ位置Ｌ１，Ｌ２における重心エッジ幅の精度が高められてもよい。具体的には、位置（Ｌ１−ａＦδ），Ｌ１，（Ｌ１＋ａＦδ）における重心エッジ幅がＶｅｗ３１，Ｖｅｗ３２，Ｖｅｗ３３である場合には、数２によりこれらの値にローパスフィルタを作用させた値Ｖｅｗ３がレンズ位置Ｌ１の重心エッジ幅として求められる。
【０１１５】
【数２】
0003555584.tif 000003
【０１１６】
同様に、位置（Ｌ２−ａＦδ），Ｌ２，（Ｌ２＋ａＦδ）における重心エッジ幅がＶｅｗ４１，Ｖｅｗ４２，Ｖｅｗ４３である場合には、数３により値Ｖｅｗ４がレンズ位置Ｌ２の重心エッジ幅として求められる。
【０１１７】
【数３】
0003555584.tif 000004
【０１１８】
もちろん、３以上の任意のレンズ位置にて重心エッジ幅を求め、最小二乗法を用いてレンズ位置と重心エッジ幅との関係を示す直線が求められてもよい。
【０１１９】
図２９は、光学系を合焦状態とし、同一の被写体を異なる撮影モードで撮影した際に得られるエッジ幅のヒストグラムを例示する図である。図２９においてヒストグラム４３１，４３２，４３３はそれぞれテキストモード、風景モード、ポートレートモードにおける合焦時のヒストグラムを示している。
【０１２０】
図９に示すようにコアリング処理部２４５ではテキストモードの場合に最も画像の高周波成分が強調され、ポートレートモードの場合には高周波成分の強調の度合いが最も抑えられる。したがって、テキストモードではエッジの幅が全体的に小さくなり、ポートレートモードではエッジの幅が全体的に大きくなる。その結果、合焦時の重心エッジ幅Ｖｅｗはテキストモードの場合に最も小さくなり、ポートレートモードの場合に最も大きくなる。
【０１２１】
このような理由により、ステップＳ２２２〜Ｓ２２７にて設定される基準エッジ幅Ｖｅｗｆは、テキストモードにおいて最も小さく設定され、ポートレートモードにおいて最も大きく設定される。すなわち、画像に施される処理における高周波成分のゲイン設定に応じて基準エッジ幅Ｖｅｗｆが変更される。
【０１２２】
以上のように、デジタルカメラ１におけるＡＦ制御では、第１の位置Ｌ１および第２の位置Ｌ２にて重心エッジ幅Ｖｅｗが求められ、２つの重心エッジ幅および基準エッジ幅から合焦位置が求められる。したがって、フォーカスレンズ３１１を迅速に合焦位置へと移動させることができる。そして、合焦位置の算出の際に用いられる基準エッジ幅Ｖｅｗｆが撮影モードに応じて変更されるため、撮影モードに応じて適切な合焦位置の算出が行われる。その結果、ＡＦ制御を迅速かつ適切に行うことができる。また、重心エッジ幅を用いつつ微調整も行われるため、最終的にはレンズは合焦位置へと正確に位置する。
【０１２３】
なお、正確には、２つの重心エッジ幅および基準エッジ幅とともに第１および第２の位置Ｌ１，Ｌ２が合焦位置の算出に利用されるが、第１および第２の位置Ｌ１，Ｌ２は予め定められてデジタルカメラ１内に準備されてもよい。
【０１２４】
＜５．  変形例＞
以上、本発明の一の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１２５】
例えば、上記実施の形態では、光学系を有する撮像部３と、光学系を制御するカメラ本体部２とが分離可能となっており、カメラ本体部２が光学系に対する制御装置となっているが、光学系と制御系とを一体的に有するデジタルカメラであってもよい。また、光学系と制御装置とをケーブルを用いて接続した構成であってもよい。この場合、制御装置としては汎用のコンピュータが利用されてもよく、コンピュータには光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体を介して予め光学系制御用のプログラムがインストールされる。
【０１２６】
デジタルカメラ１では、図８に示すようにＡＦ制御部２１１ａにおける処理が、専用の回路による処理とＣＰＵによるソフトウェア的処理とに分担されているが、全てＣＰＵにより実行することも可能である。この場合、プログラムをＣＰＵが実行することにより上記実施の形態にて説明したＡＦ制御の全てが実行されることとなる。逆に、ＡＦ制御部２１１ａにおける処理の全てを専用の回路により実現することも可能である。
【０１２７】
上記実施の形態におけるエッジ検出処理は一例にすぎず、他の手法によりエッジが検出されてもよい。また、上記実施の形態におけるエッジ検出は水平方向に対してのみ行われるが、垂直方向に対してエッジが検出されてもよく、双方向からエッジ検出が行われてもよい。
【０１２８】
上記実施の形態では、重心エッジ幅Ｖｅｗを評価値として用いてレンズの駆動方向が決定される。しかしながら、重心エッジ幅Ｖｅｗに代えてコントラストを用いてレンズの駆動方向を決定することも可能である。同様に、レンズを合焦位置に正確に合わせる際も重心エッジ幅Ｖｅｗに代えてコントラストを利用することが可能である。
【０１２９】
また、一般に、フォーカスの程度を示す高度な評価値をエッジから求めるためにはエッジ幅のヒストグラムが求められ、ヒストグラムの代表値が評価値として利用されることが好ましい。ヒストグラムの代表値は演算技術を考慮した場合、統計学的値として与えられることが好ましく、統計学的値としては平均値、メジアン、ピークに相当するエッジ幅等も利用可能である。デジタルカメラ１では、評価値の信頼性および演算量を比較考慮し、ヒストグラムの重心に対応するエッジ幅（すなわち、エッジ幅の平均値）が代表値として利用される。
【０１３０】
さらに、エッジに関する評価値としてはさらに他のものも利用可能であり、例えば、基準エッジ幅に近い幅３，４程度のエッジの度数が単純に評価値として利用されてもよく、基準エッジ幅を含む所定のエッジ幅の範囲内におけるエッジの度数が全度数に占める割合を評価値として利用することも可能である。この場合、度数が高いほどフォーカスの程度が高くなり、合焦位置の算出に用いられる基準値は基準エッジ幅に代えて合焦時の幅３，４程度のエッジの度数となる。このように、評価値および基準値としては、重心エッジ幅および基準エッジ幅以外のものが利用されてもよい。
【０１３１】
なお、基準値は合焦時の評価値に厳密に一致している必要はなく、合焦時の評価値とみなすことができる値、あるいは、合焦時の評価値に近い値とされてもよい。
【０１３２】
デジタルカメラ１では、フォーカスレンズの位置を制御することによりＡＦ制御が行われるため、レンズ位置という言葉を用いてＡＦ制御を説明したが、複数のレンズを駆動してＡＦ制御を行う場合であっても上記実施の形態に係るＡＦ制御を利用することができる。すなわち、上記実施の形態におけるレンズ位置は、少なくとも１つのレンズの配置に対応付けることが可能である。
【０１３３】
撮像のための少なくとも１つのレンズもズームレンズでなくてもよく、フォーカスの調整が可能な光学系であればよい。
【０１３４】
また、デジタルカメラ１では、オートフォーカス用の評価値を求めるために画像処理部２４０のアパーチャコンバータ処理部２４４から画像信号を全体制御部２１１に入力するが、他の部分から全体制御部２１１に入力されてもよい。例えば、黒レベル補正回路２４１からの画像信号がＡＦ制御部２１１ａへと入力されてもよい。この場合、ポートレートモードではテキストモードよりもレンズが合焦位置から外れることとなるが、ポートレートモードではレンズを合焦位置に正確に位置する必要がないため問題は生じない。
【０１３５】
また、上記実施の形態では、合焦位置を予測する演算においてポートレートモード、風景モード、テキストモードの基準エッジ幅Ｖｅｗｆをそれぞれ画素数５、４、３として演算しているが、この数値に限られるものではない。デジタルカメラ１の撮影モードもポートレートモード、風景モード、テキストモードに限られるものではなく、撮影の状況に合わせて他のモードを有していてもよい。その場合には、追加される撮影モードに合わせて基準エッジ幅Ｖｅｗｆが予め準備される。
【０１３６】
また、上記実施の形態における第１の位置Ｌ１と第２の位置Ｌ２との間の距離は、予め一定の値に定められていてもよいが、位置Ｌ１におけるエッジ数Ｖｅｎや重心エッジ幅Ｖｅｗに応じて変更されてもよい。すなわち、合焦位置の推測を適切に行うためにこれらの評価値が示すフォーカスの程度が低いほど、位置Ｌ１と位置Ｌ２との間の距離が大きく設定されてもよい。
【０１３７】
上記実施の形態では、エッジを利用することにより高速なＡＦ制御を実現するため静止画像の取得に特に適しているが、上記実施の形態における様々な技術は動画像の取得に応用することもでき、様々なデジタル撮像装置に利用することができる。
【０１３８】
【発明の効果】
請求項１ないし８の発明では、評価値としてヒストグラムの重心に対応するエッジ幅を用い、撮影モードに応じて、レンズが合焦位置に位置すると推測される際の評価値としての基準値を設定することにより、撮影モードに応じた適切なオートフォーカス制御を迅速に行うことができる。
【０１３９】
請求項２の発明では、撮影モードに応じて変更されるゲイン設定に基づいて基準値を変更することにより、適切なオートフォーカス制御を行うことができる。
【０１４１】
請求項４ないし６の発明では、各種撮影モードに応じて適切なＡＦ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの正面図である。
【図２】デジタルカメラの背面図である。
【図３】デジタルカメラの側面図である。
【図４】デジタルカメラの底面図である。
【図５】撮像部の内部構成を示す図である。
【図６】デジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図７】画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図８】アパーチャコンバータ処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】コアリング処理部における入力と出力の関係を示す図である。
【図１０】デジタルカメラの動作の概略を示す流れ図である。
【図１１】ＡＦ制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＡＦ制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】エッジ検出の様子を説明するための図である。
【図１４】ヒストグラム生成回路の構成を示すブロック図である。
【図１５】ヒストグラム生成の流れを示す図である。
【図１６】ヒストグラム生成の流れを示す図である。
【図１７】ヒストグラム生成の流れを示す図である。
【図１８】ＡＦエリアを示す図である。
【図１９】ＡＦエリアの画素配列を示す図である。
【図２０】ＡＦ制御の流れを示す図である。
【図２１】ＡＦ制御の流れを示す図である。
【図２２】ＡＦ制御の流れを示す図である。
【図２３】重心エッジ幅の算出の流れを示す図である。
【図２４】ヒストグラムからノイズ成分を除去する様子を示す図である。
【図２５】ヒストグラムからノイズ成分を除去する様子を示す図である。
【図２６】レンズ位置とエッジ数との関係を示す図である。
【図２７】レンズ位置の変化によるヒストグラムの変化を示す図である。
【図２８】レンズ位置と重心エッジ幅との関係を示す図である。
【図２９】撮影モード毎のヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
１  デジタルカメラ
２  カメラ本体部
９１  メモリカード
２０４  ＡＦモータ駆動回路
２５０  操作部
２５１  ヒストグラム生成回路
２６１  ＣＰＵ
２６２  ＲＯＭ
２６２ａ  プログラム
２６４  ヒストグラム評価部
２６５  駆動量決定部
２６８  制御信号生成部
２６９  撮影モード設定部
３０１  ズームレンズ
３０３  ＣＣＤ
３１１  フォーカスレンズ
Ｓ２１１〜Ｓ２１９，Ｓ２２１〜Ｓ２２９  ステップ
【図１】
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【図２】
0003555584.tif 000006
【図３】
0003555584.tif 000007
【図４】
0003555584.tif 000008
【図５】
0003555584.tif 000009
【図６】
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【図７】
0003555584.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003555584.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003555584.tif 000020
【図１７】
0003555584.tif 000021
【図１８】
0003555584.tif 000022
【図１９】
0003555584.tif 000023
【図２０】
0003555584.tif 000024
【図２１】
0003555584.tif 000025
【図２２】
0003555584.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0003555584.tif 000030
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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