(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に撮像レンズを介して入射する被写体像の合焦を行なう自動焦点調節装置において、該装置は、
前記撮像素子にて得られるカラーの映像信号が表す画面を構成する画素に含まれる３分解色成分の値を３次元色空間内の点の３つの座標成分とすることによって前記画素と前記３次元色空間内の点とを対応させ、前記画面上において互いに予め定められた近傍内にある２つの画素にそれぞれ対応する前記３次元色空間内の２つの点の間の距離に等価な量を算出し、該等価な量に基づき前記撮像レンズの位置に応じてコントラストの評価値を算出する評価手段と、
該評価手段により得られた評価値が最大の値を示すように、前記撮像レンズを移動させる制御手段とを有することを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動焦点調節装置において、前記評価手段が算出する等価な量は前記２つの点の間のユークリッド距離に等価な量であることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項３】
撮像素子に撮像レンズを介して入射する被写体像の合焦を行なう自動焦点調節方法において、該方法は、
前記撮像素子にて得られるカラーの映像信号が表す画面を構成する画素に含まれる３分解色成分の値を３次元色空間内の点の３つの座標成分とすることによって前記画素と前記３次元色空間内の点とを対応させ、前記画面上において互いに予め定められた近傍内にある２つの画素にそれぞれ対応する前記３次元色空間内の２つの点の間の距離に等価な量を算出し、
該等価な量に基づき前記撮像レンズの位置に応じてコントラストの評価値を算出し、
得られた該評価値が最大の値を示すように、前記撮像レンズを移動させることを特徴とする自動焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動焦点調節装置および自動焦点調節方法に係り、たとえば、ビデオカメラやスチルカメラなどのカメラおよびフィルムスキャナ等のスキャナに用いて好適な自動焦点調節装置および自動焦点調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子などの撮像素子の撮像面に撮像レンズを介して結像された入射光を電気信号に変換して、メモリカードなどの記憶媒体に記憶するデジタル電子スチルカメラなどに用いられる自動焦点調節装置が知られている。この装置の自動焦点調節方式（ＡＦ方式）としては、撮像レンズによって集束される光束の位相差を検出して、その位相差を相殺するように合焦させる位相差検出方式、あるいは被写体のコントラストを検出してコントラストが最大になるように合焦させるコントラスト検出方式などの方式がある。
【０００３】
従来、このようなコントラスト検出方式を用いた自動焦点調節装置では、撮像素子が出力する、被写体を表す電気信号をＡ／Ｄ  変換し、得られたデジタル信号に基づいて隣接する画素間のコントラストを求め、コントラストが最大になるように焦点調節が行なわれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
三板式または単板式のカラーカメラを用いてカラー撮影を行なう場合、撮像レンズを通過した光から、ＲＧＢ  （赤緑青）のフィルタまたはダイクロイックミラーを用いてＲ、Ｇ、およびＢ  の各色を取り出し、各色ごとに撮像素子で撮影する。この際、Ｒ、Ｇ、Ｂ  の各色光ごとに焦点位置が異なることがあり、上述のようなコントラスト検出方式を用いた自動焦点調節装置ではＲ、Ｇ、Ｂ  のうち、いずれの色の画像を選択してコントラストを評価するかが問題となる。すなわち、特定の１つの色成分を用いて焦点位置を決定すると、他の２つの色成分については焦点位置がずれてしまうという問題が生じる。
【０００５】
また、コントラストを評価する他の方法として、撮像素子が出力する、Ｒ、Ｇ、Ｂ  各色の強度を示すＲ信号（ＥＲ）、Ｇ信号（ＥＧ）、およびＢ信号（ＥＢ）からＹ信号（輝度信号ＥＹ＝０．３０×ＥＲ＋０．５９×ＥＧ＋０．１１×ＥＢ）  を計算し、輝度信号からコントラストを評価するものがある。この輝度信号の定義式からわかるように、この方式ではＧ信号（ＥＧ）によってコントラストの評価値がほぼ決定され、実質的にはＧのみでコントラストを評価していることになる。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂ  の各色ごとに焦点位置が異なる場合は上記と同様に焦点位置がずれてしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決し、３分解色成分ごとに焦点位置が異なる場合に特定の色成分に依存せずに焦点位置を求めることができる自動焦点調節装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、撮像素子に撮像レンズを介して入射する被写体像の合焦を行なう自動焦点調節装置において、この装置は、撮像素子にて得られるカラーの映像信号が表す画面を構成する画素に含まれる３分解色成分の値を３次元色空間内の点の３つの座標成分とすることによって画素と３次元色空間内の点とを対応させ、画面上において互いに予め定められた近傍内にある２つの画素にそれぞれ対応する３次元色空間内の２つの点の間の距離に等価な量を算出し、この等価な量に基づき撮像レンズの位置に応じてコントラストの評価値を算出する評価手段と、この評価手段により得られた評価値が最大の値を示すように、撮像レンズを移動させる制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の自動焦点調節装置によれば、評価手段は、撮像素子にて得られるカラーの映像信号が表す画面を構成する画素に含まれる３分解色成分、たとえば赤成分、緑成分、および青成分の値を３次元色空間内の点の３つの座標成分とすることによって画素と３次元色空間内の点とを対応させ、画面上において互いに予め定められた近傍内にある２つの画素にそれぞれ対応する３次元色空間内の２つの点の間の距離に等価な量を算出し、この等価な量に基づき撮像レンズの位置に応じてコントラストの評価値を算出する。制御手段は、評価手段により得られた評価値が最大の値を示すように、撮像レンズを移動させる。
【０００９】
【実施例】
次に添付図面を参照して本発明による自動焦点調節装置の実施例を詳細に説明する。図１に本発明の自動焦点調節装置をデジタル電子スチルカメラに適用した場合の一実施例を示す。
【００１０】
デジタル電子スチルカメラ１は、撮像部１０の撮像レンズ１２によって、たとえばＣＣＤ  などの固体撮像素子（図示せず）を有するセンサ部１４の撮像面に結像した被写体８２の映像をＲＧＢ  信号に変換する。そしてＲＧＢ  信号から輝度信号および色差信号を生成する。得られた輝度信号、色差信号、およびＲＧＢ  信号はＡ／Ｄ  変換回路１６を用いてデジタル信号に変換する。そして変換後の輝度信号および色差信号を記憶部１８に記憶し、変換後のＲＧＢ  信号を利用して自動焦点調節回路２０においてコントラスト検出を行ない、検出された値からフォーカス用の制御信号を生成して撮像部１０内のＡＦモータ２２を駆動して、撮像レンズ１２の焦点調節を行ない撮像面に映像を合焦させる。以下の説明において、本発明に直接関係のない部分は、図示およびその説明を省略する。
【００１１】
また、この実施例では、図２に示すように、コントラストの評価は、カメラ１によって撮影される画面７４の奇数番目のフィールドを構成する走査線２６上の奇数番目の画素２８とその右となりの画素３０との間で行う。すなわち、画素２８ａ  と画素３０ａ  、画素２８ｂ  と画素３０ｂ  のような組合せについてコントラストの評価値（これを以下では画素間評価値と呼ぶ）を求め、１つのフィールド内のすべての組合せについての画素間評価値の和（これを以下ではフィールド評価値と呼ぶ）を求める。そして、フィールド評価値が最大になるような撮像レンズ１２の位置を合焦位置とする。なお、コントラストの評価は偶数番目のフィールドの画素のデータを用いて行なってもよいし、さらに奇数番目と偶数番目のフィールドの画素のデータを両方用いて行なってもよい。
【００１２】
画素間評価値の求め方について図３により説明する。図３に示す３次元色空間は、画素が有するＲＧＢ  信号の値ＥＲ，ＥＧ，ＥＢを座標値とする３次元空間である。図２に示す画素２８および画素３０が有するＲＧＢ  信号の値ＥＲ，ＥＧ，ＥＢを３次元色空間における座標値とする図３に示す点Ｐ  と点Ｑ  のユークリッド距離をＰＱで表し、ＰＱ２  を画素間評価値とする。すなわち、図３において点Ｐａ，Ｐｂ，Ｑａ，Ｑｂ  は、それぞれ画素２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ  に対応し、ＰａＱａ２  は画素２８ａ  と画素３０ａ  との画素間評価値、ＰｂＱｂ２  は画素２８ｂ  と画素３０ｂ  との画素間評価値である。
【００１３】
図１に戻って、撮像部１０は、固体撮像素子および撮像レンズ１２を有し、撮像レンズ１２を通った被写体８２からの入射光はセンサ部１４によってＲＧＢ  信号に変換され、ＲＧＢ  信号は信号線１００  を介してマトリクス回路８０およびＡ／Ｄ  変換回路１６に送られる。信号線１００  を介してこのＲＧＢ  信号を受けたマトリクス回路８０はＲＧＢ  信号から、輝度信号および色差信号を生成し、信号線１０２  に出力する。この輝度信号および色差信号は、映像データを記憶するために、信号線１０２  を介してＡ／Ｄ  変換回路１６に伝達される。センサ部１４から出力されたＲＧＢ  信号のうち、Ａ／Ｄ  変換回路１６に出力されたＲＧＢ  信号は合焦を目的として出力される信号であり、Ａ／Ｄ  変換回路１６を介してコントラスト評価回路３２に伝達される。また、撮像レンズ１２は、点線１２ａ  で示すようにＡＦリングなどの連動部材を介してＡＦモータ２２に連結しており、ＡＦモータ２２の回転方向によって、光学軸方向に前後に移動するように構成されている。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換回路１６は、撮像部１０から信号線１００，１０２  を介して供給されたＲＧＢ  信号、輝度信号、および色差信号を各画素ごとのデジタル値に変換する回路である。Ａ／Ｄ変換回路１６は、同期処理回路２４から信号線１０４  を介して供給される  Ａ／Ｄサンプリングクロックに同期してＲＧＢ  信号、輝度信号、および色差信号をサンプリングする機能と、サンプリングされたこれらの信号をデジタル信号に変換してＲＧＢ  データ、輝度データ、および色差データを生成する機能とを有する。本実施例ではＲＧＢ  データは各色について８ビットとし、ビットパラレルに信号線１０６  へ出力される。輝度データおよび色差データはビットパラレルに信号線１０８  へ出力される。信号線１０６，１０８  は、それぞれコントラスト評価回路３２および撮像処理回路３４に接続されている。
【００１５】
同期処理回路２４は、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）  と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）  とを生成し、信号線１０８  を介して、これらの同期信号を撮像部１０内のセンサ部１４およびマトリクス回路８０に出力する。同期処理回路２４は、さらに  Ａ／Ｄサンプリングクロックを生成し、信号線１０４  を介して  Ａ／Ｄ変換回路１６にこのクロックを出力する。
【００１６】
また、同期処理回路２４は、図２に示す画面７４の走査線２６上の奇数番目の画素２８とその右となりの画素３０との間で画素間評価値を求める際に必要な信号の１つである画素同期信号を、信号線１１０  を介してコントラスト評価回路３２に出力する。画素同期信号とは、奇数番目のフィールドを構成する画素２８，３０  のＲＧＢ  データがＡ／Ｄ変換回路１６から出力されているときに、１画素ごとにこのＲＧＢ  データをコントラスト評価回路３２に取り込ませるために同期処理回路２４が出力する、コントラスト評価回路３２がＲＧＢ  データを取り込むべきタイミングを１画素ごとに示す信号である。画素同期信号はパルス列からなる信号であり、１つのパルスが１つの画素のＲＧＢ  データの取り込みタイミングに対応している。
【００１７】
さらに、同期処理回路２４は、コントラスト評価回路３２がＲＧＢ  データを順次取り込んで、画素評価値およびフィールド評価値を求めるために必要な、  （１）奇数番目のフィールドの画素のＲＧＢ  データがＡ／Ｄ  変換回路１６から出力され始める直前に出力される信号であって、コントラスト評価回路３２をリセットするための初期化信号、  （２）走査線上の隣り合う画素のＲＧＢ  データから画素評価値を求める処理を行なうタイミングを示す計算指示信号、  （３）１つの奇数番目のフィールドに含まれるすべての画素に関して、そのＲＧＢ  データのＡ／Ｄ  変換回路１６からの出力が終了したことを示す終了信号を、コントラスト評価回路３２に信号線１１０  を介して出力する。信号線１１０  は複数の信号線からなり、画素同期信号、初期化信号、計算指示信号、終了信号は異なる信号線で伝達される。
【００１８】
これらの信号の出力のタイミングを図５により説明する。図５にはＡ／Ｄ  変換回路１６がＲＧＢ  データを出力するタイミングも併せて示されている。図５（ａ）  は、Ａ／Ｄ  変換回路１６がＲＧＢ  データを出力するタイミングを示すものであり、ＲＧＢ  データ６０，６２，６４，６６，６８，７０  は、奇数番目のフィールドの最初の走査線２６上に並んでいる画素のデータであり、ＲＧＢ  データ６０，６２，６４，６６，６８，７０  は、それぞれ図２に示す画素２８ａ，３０ａ，２８ｂ，３０ｂ，２８ｃ  に対応する。図５（ｂ）  は初期化信号であり、同期処理回路２４は、奇数番目のフィールドの直前の垂直帰線期間７２内において、この帰線期間７２が終了する直前の時刻ｔ１にこの信号を出力する。図  ５（Ｃ）  は画素同期信号であり、Ａ／Ｄ  変換回路１６から１画素分のＲＧＢ  データが出力されるたびに同期処理回路３２から出力される。この信号は奇数番目のフィールド内にある画素数分のパルスからなる。図５（ｄ）  は計算指示信号であり、２画素分のＲＧＢ  データがＡ／Ｄ  変換回路１６から出力されるごとに同期処理回路３２から出力される。図５（ｅ）  は終了信号であり、奇数番目のフィールド内の画素データがＡ／Ｄ  変換回路１６からすべて出力された後の垂直帰線期間７２内であって、前記初期化信号が出力される前の時刻ｔ４に同期処理回路３２から出力される。これらの信号の、コントラスト評価回路３２における使われ方については後述する。
【００１９】
コントラスト評価回路３２は、各ピント位置におけるコントラストの評価値を求めるものであり、このために、奇数番目のフィールドの各々について、フィールドを構成する走査線２６上の奇数番目の画素２８とその右となりの画素３０との組合せのすべてについて画素間評価値を求める。画素間評価値は、本実施例の場合、２つの画素のＲＧＢ  データを位置座標としてそれぞれ有する３次元色空間上の２つの点の間のユークリッド距離ＰＱを２乗したもの（ＰＱ２）  である。この画素間評価値Ｃは、２つの画素がたとえば図２に示す画素２８ａ，３０ａ  の場合、次の式で表される量である。
【００２０】
【数１】
Ｃ＝（ＥＲ１−ＥＲ２）２＋（ＥＧ１−ＥＧ２）２＋（ＥＢ１−ＥＢ２）２
ここで、ＥＲ１，ＥＧ１，ＥＢ１  は画素２８ａ  のＲＧＢ  データであり、ＥＲ２，ＥＧ２，ＥＢ２  は画素３０ａ  のＲＧＢ  データである。コントラスト評価回路３２は、奇数番目のフィールドの各々についてこのフィールドを構成する走査線２６上の奇数番目の画素２８とその右となりの偶数番目の画素３０との組合せのすべてについて上式により画素間評価値Ｃを求め、その画素間評価値Ｃを順次加算する。コントラスト評価回路３２は、１フィールドについて画素間評価値Ｃの加算が終了した時点で、得られた画素間評価値の和をそのフィールドについてのフィールド評価値として、信号線１１０  を介してＣＰＵ３６  に出力する。ＣＰＵ  ３６は、このフィールド評価値をそのピント位置におけるコントラストの評価値として受け取る。
【００２１】
コントラスト評価回路３２の詳細について図４を参照して以下説明する。コントラスト評価回路３２は、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ，４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  と、減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  と、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  と、加算器５０，５２，５４と、ラッチ５６とを有する。ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ，４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  と、減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  と、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  と、加算器５０，５２  とを用いて上記数１の計算が行なわれて、最終的に加算器５２から画素間評価値Ｃが出力される。減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  は、それぞれ数１のうちの減算部分、ＥＲ１  −ＥＲ２、ＥＧ１  −ＥＧ２  、ＥＢ１  −ＥＢ２  の計算を行ない、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  は、それぞれ数１のうちの２乗する部分、（ＥＲ１−ＥＲ２）２  、（ＥＧ１−ＥＧ２）２  、（ＥＢ１−ＥＢ２）２  の計算を行ない、加算器５０，５２  は数１のうちの加算部分、（ＥＲ１−ＥＲ２）２＋（ＥＧ１−ＥＧ２）２＋（ＥＢ１−ＥＢ２）２  の計算を行なう。加算器５４は画素間評価値の和を計算して、計算結果であるフィールド評価値を出力する。
【００２２】
次に、コントラスト評価回路３２の動作を述べる。同期処理回路２４から初期化信号が出力されると、コントラスト評価回路３２内のラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ，４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  と、減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  と、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  と、加算器５０，５２，５４と、ラッチ５６とは、この信号を受け、これらの回路の出力値および加算器５０，５２，５４の内部の加算用レジスタの値は０になる。
【００２３】
初期化信号に続いて、同期処理回路２４から図５（ｃ）  に示す画素同期信号が出力される。この信号はラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ，４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  に伝達され、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  は、  Ａ／Ｄ変換回路１６から順次送られてくる画素データを画素同期信号に応じて順次ラッチする。ラッチ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  は、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  が出力する画素データを画素同期信号に応じて順次ラッチする。これによって、ラッチ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  は、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  よりも遅れて同じ画素データをラッチする。こうして、ラッチ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  とラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  とを用いて隣り合う画素のＲＧＢ  データがラッチされる。
【００２４】
ラッチ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  に走査線２６上の奇数番目の画素のＲＧＢ  データがラッチされ、かつラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  にとなりの画素すなわち偶数番目の画素のＲＧＢ  データがラッチされた後に図５（ｄ）  の計算指示信号が、減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  と、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  と、加算器５０，５２，５４とへ同期処理回路２４から出力される。最初にこの信号が出力されるのは時刻ｔ２である。
【００２５】
減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  、および加算器５０，５２，５４の各々は、計算指示信号を構成する１つのパルスを受けたときに、各々の前段に設けられている回路が出力しているデータをその回路から受け取り、次のパルスを受けるときまでに前述の計算処理を終了させ、かつ各々の後段に設けられた信号線へ計算結果を出力することも終了させる。たとえば減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  の場合、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ，４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  から時刻ｔ２にデータを受け取ったとき、時刻ｔ３までに減算処理を行ない、かつその結果の出力を終わらせる。なお、計算指示信号を受けても始めの数パルスを受けている間、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  および加算器５０，５２，５４は、各々の前段の回路の出力が前述の初期化の結果「０」になっているため、前段の回路から実際の画素データとは無関係な「０」という値を受け取ることになる。しかし、「０」を用いて乗算もしくは加算を行なうため、フィールド評価値への影響はない。
【００２６】
減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  の各々は、計算指示信号を構成するパルスが入力されるたびに、ラッチ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  がラッチした奇数番目の画素データから、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  がラッチした偶数番目の画素データを減算し、前記数１内の、ＥＲ１  −ＥＲ２、ＥＧ１  −ＥＧ２  、ＥＢ１  −ＥＢ２  の計算を行なう。減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  は次のパルスを入力されるまでに減算を終了し、結果を乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  に出力する。乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  の各々は、計算指示信号のパルスを入力された時に減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  の出力結果を受け付けて、それぞれ、（ＥＲ１−ＥＲ２）２  、（ＥＧ１−ＥＧ２）２  、（ＥＢ１−ＥＢ２）２  の計算を行ない、計算結果を出力する。後続する加算器５０は、計算指示信号のパルスを入力された時に乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８の出力結果を受け付けて、（ＥＲ１−ＥＲ２）２＋（ＥＧ１−ＥＧ２）２  の計算を行ない、計算結果を出力する。加算器５２は、計算指示信号のパルスを入力された時に加算器５２の出力結果を受け付けて、（ＥＲ１−ＥＲ２）２＋（ＥＧ１−ＥＧ２）２＋（ＥＢ１−ＥＢ２）２  の計算を行なう。
【００２７】
加算器５４は、計算指示信号のパルスを受けるたびに、そのときまでに加算器５２から出力されている加算器５２の計算結果と、計算指示信号の１つ前のパルスを受けて加算器５４が出力済の加算値との和を計算することにより、１フィールド内の画素間評価値Ｃの和を求める。
【００２８】
計算指示信号を構成するパルスは、加算器５４がフィールド評価値を出力するまで繰り返し同期処理回路２４から出力され、その後同期処理回路２４から終了信号がラッチ５６に出力される。終了信号が出力された時点では、すでに加算器５４の処理は終了し、加算器５４からはフィールド評価値が出力されているので、この終了信号を受けたラッチ５６はフィールド評価値をラッチして、信号線  １１２を介してＣＰＵ  ３６にフィールド評価値を出力する。
【００２９】
ＣＰＵ  ３６は、コントラスト評価回路３２にて生成されたフィールド評価値に基づいて、フィールド評価値が高くなるように、モータ制御回路５８を制御する信号を生成する回路である。詳しくは、ＣＰＵ  ３６は最新のフィールド評価値をコントラスト評価回路３２から受け付けて、ＣＰＵ  ３６の内部に蓄積されている奇数番目のフィールドについての古いフィールド評価値との比較演算を行なう機能を有している。ＣＰＵ  ３６は、この演算結果によりＡＦモータ２２の回転方向を決定し、それに応じたＡＦモータ制御信号を信号線１１４  に出力する機能を有している。この制御は、たとえば、山登り制御と呼ばれる制御方式であり、フィールド評価値が大きくなるようにＡＦモータ２２を制御する。信号線１１４  はモータ制御回路４２に接続されている。
【００３０】
モータ制御回路５８は、撮像部１０に備えられたＡＦモータ２２を駆動する回路である。モータ制御回路４２は、ＣＰＵ  ３６から供給されるＡＦモータ制御信号に応じて、ＡＦモータ２２を駆動する駆動電流を生成し、この駆動電流を、信号線１１６  を介して撮像部１０に供給する。
【００３１】
撮像部１０はＡＦモータ２２を備え、さらに、モータ制御回路５８から信号線１１６  を介して受け付けた駆動電流をＡＦモータ２２に供給してＡＦモータ２２を駆動する回路（図示せず）を含む。そして、ＡＦモータ２２は、撮像部１４に備えられた撮像レンズ１２をＡＦリングなどの連動部材１２ａ  を介して前または後に移動させる機能を有している。
【００３２】
撮像処理回路３４は、  Ａ／Ｄ変換回路１６においてデジタル信号に変換された輝度信号および色差信号を入力されて、これらの信号にデジタル信号処理を施し、記録データを作成する回路である。この記録データは、最終的にはメモリカードに記録される。
【００３３】
以上のような構成において本実施例におけるデジタル電子スチルカメラ１の動作を図１を参照して以下に説明する。
【００３４】
撮影者により撮影開始の指示が撮影入力スイッチなどの入力手段（図示せず）から入力され、撮影の動作が開始されると、まず、撮像レンズ１２を介して撮像部１０のＣＣＤ  撮像素子（図示せず）の撮像面に結像された映像がセンサ部１４によってＲＧＢ  信号に変換される。ＲＧＢ  信号はマトリクス回路８０によって、被写体８２の明るさを表わす輝度信号および色差信号に変換されて信号線１０２  に出力される。また、撮像部１０からは信号線１００  に、輝度信号および色差信号を生成する際の原信号であるＲＧＢ  信号が出力される。
【００３５】
同期処理回路２４は、輝度信号、色差信号、およびＲＧＢ  信号をデジタル化する際の基準となる  Ａ／Ｄサンプリングクロックを生成して信号線１０４  に出力する。また、同期処理回路２４は信号線１１０  に前述の初期化信号、画素同期信号、計算指示信号、および終了信号を出力する。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換回路１６に入力された画面７４の輝度信号、色差信号、およびＲＧＢ  信号は、同期処理回路２４から供給される  Ａ／Ｄサンプリングクロック１０４  に同期して、デジタルデータに変換されて、信号線１０６，１０８  に出力される。  Ａ／Ｄ変換回路１６から出力された画面７４のデータはコントラスト評価回路３２および撮像処理回路３４に転送される。
【００３７】
同期処理回路２４から初期化信号が出力されたときに、コントラスト評価回路３２内の各部の初期化が行なわれる。初期化信号に続いて同期処理回路２４から供給される画素同期信号に応動して、コントラスト評価回路３２に入力されたＲＧＢ  データは、図４に示すラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ，４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  によってラッチされる。その後、ラッチ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ  に走査線上の偶数番目の画素のＲＧＢ  データがラッチされ、ラッチ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ  に奇数番目の画素のＲＧＢ  データがラッチされたのちに、同期処理回路２４から計算指示信号が出力され、この計算指示信号に応動して、減算器４６Ｒ，４６Ｇ，４６Ｂ  、乗算器４８Ｒ，４８Ｇ，４８Ｂ  、加算器５０，５２，５４により数１に示す画素評価値Ｃおよびフィールド評価値が計算される。その後、同期処理回路２４から終了信号が出力され、この信号に応動してフィールド評価値がラッチ５６によってラッチされる。ラッチ後、フィールド評価値はＣＰＵ  ３６に出力される。
【００３８】
ＣＰＵ  ３６は、ＡＦモータ２２の回転方向を指示する信号であるＡＦモータ制御信号を、フィールド評価値が最大の値となるように生成する。生成されたＡＦモータ制御信号は、ＣＰＵ  ３６から出力されてモータ制御回路５８に転送される。モータ制御回路５８は、ＣＰＵ  ３６から転送されたＡＦモータ制御信号に応動して、信号線１１６  を介してＡＦモータ２２に駆動電流を供給してＡＦモータ２２を駆動する。ＡＦモータ２２によりＡＦリングなどの連動部材１２ａ  が動かされて、撮像レンズ１２が前または後に移動する。
【００３９】
以上の動作が繰り返されて、フィールド評価値の最大値が得られると、ＣＰＵ  ３６は、ＡＦモータ制御信号を出力することを中止し、この結果モータ制御回路５８によるＡＦモータ２２の駆動も停止する。これにより、撮像レンズ１２を介して撮像部１０のＣＣＤ  撮像素子の撮像面に被写体の映像が合焦して、この映像がＲＧＢ  信号に変換される。ＲＧＢ  信号はさらに輝度信号および色差信号に変換され、輝度信号および色差信号は撮像部１０から信号線１０２  に出力される。ＲＧＢ  信号は信号線１００  に出力される。この輝度信号および色差信号は、  Ａ／Ｄ変換回路１６によってデジタルの画素データに変換されて信号線１０８  に出力される。撮像処理回路３４にこの画素データが入力されて、各種デジタル信号処理が施されて、最終的にはメモリカードを記録媒体として有する記憶部１８に記録される。また、  Ａ／Ｄ変換回路１６から出力されたＲＧＢ  データはコントラスト評価回路３２に入力される。
【００４０】
本実施例によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ  ごとに焦点位置が異なる場合に特定の色成分に依存せずに焦点位置を求めることができる自動焦点調節装置を提供することができる。
【００４１】
なお、上記の実施例においては、画素評価値としてユークリッド距離ＰＱの２乗を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、ユークリッド距離ＰＱそのものを画素評価値としてもよく、また、ユークリッド距離以外の距離、たとえば街区距離やチェス盤距離を用いてもよい。ここで、街区距離とは３次元空間上の２点が図３に示す座標値を有する点である場合に次式で定義される距離ｄ（Ｐ，Ｑ）である。
【００４２】
【数２】
ｄ（Ｐ，Ｑ）＝｜ＥＲ１−ＥＲ２｜＋｜ＥＧ１−ＥＧ２｜＋｜ＥＢ１−ＥＢ２｜
また、チェス盤距離とは次式で定義される距離ｄ’（Ｐ，Ｑ）  である。
【００４３】
【数３】
ｄ’（Ｐ，Ｑ）＝ｍａｘ｛｜ＥＲ１−ＥＲ２｜，｜ＥＧ１−ＥＧ２｜，｜ＥＢ１−ＥＢ２｜｝
これらの街区距離およびチェス盤距離の計算においては、ユークリッド距離を計算する場合と異なり、乗算が不要となるため計算量が少くなり、これらの距離を用いたコントラスト評価回路の構成は図４のコントラスト評価回路に比べてより簡単になる。また、計算量が少なくなるため、処理の高速化が図れる。
【００４４】
また、上記の実施例においては水平方向に隣り合う画素についてコントラストを評価することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、１以上の画素おきに隣り合う画素間でコントラストを評価することとしてもよい。空間周波数が高い画像データが少ない場合、すなわち画面内に精細な画像が少ない場合は、この方法を用いると、コントラストの評価の精度、すなわち自動焦点調節の精度を下げることなく、画素の組合せ数を減らして（すなわち計算量を減らして）コントラストを評価することができる。なお、自動焦点調節の精度要求が厳しくない場合は、被写体の精細度によらずに、１以上の画素おきに隣り合う画素間でコントラストを評価することとしてよい。
【００４５】
また、上記の実施例においては、画素間評価値は、水平方向に隣り合う画素間で求めることとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、垂直方向または斜め方向に隣り合う画素間でコントラストを評価することとしてもよい。水平方向に隣り合う画素間でコントラストを評価すると、縦縞状の被写体について精度よく評価することができ、垂直方向に隣り合う画素間でコントラストを評価すると、横縞状の被写体について精度よく評価することができる。さらに、水平方向のコントラスト評価値と垂直方向のコントラスト評価値とを併用してもよい。これにより、縦縞状の被写体と横縞状の被写体が混在していても精度よくコントラストを評価することができる。
【００４６】
なお、上記の実施例では画面全体でコントラストを評価しているが、コントラストを評価する領域を画面の一部に限定し、限定された領域内の画素間でコントラストを評価することとしてもよい。この領域としては、たとえば画面の中央部、もしくは、ユーザが指定した画面上の領域を採用することができる。これにより、コントラスト評価の対象とする画素数が減るため、処理が高速化する。
【００４７】
また、上記の実施例では３分解色成分として、赤成分、緑成分、青成分を採用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、可視域における他の３つの色成分（波長成分）を用いることとしてもよい。また、可視域に限らず、赤外域における３つの波長成分を用いることとしてもよい。
【００４８】
さらに、波長成分の数は３つに限られるものではなく、撮像素子によって得られる波長成分の数に応じて２つ、４つ、５つ等、２以上の任意の数の波長成分を用いることとしてもよい。たとえば、画素の波長成分の数が２以上のある整数ｎである画素の場合には、前記の数１の代わりに以下の式により２つの画素ａ，ｂ  についての画素間評価値を求めればよい。
【００４９】
【数４】
0003566381.tif 000002
ここで、Ｅｉａ  （ｉ＝１，２，……，ｎ）  は、画素ａのｎ個の波長成分であり、
Ｅｉｂ  （ｉ＝１，２，……，ｎ）  は、画素ｂのｎ個の波長成分である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、３分解色成分ごとに焦点位置が異なる場合に特定の色成分に依存せずに焦点位置を求める自動焦点調節装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る自動焦点調節装置を有するデジタル電子スチルカメラのブロック図である。
【図２】図１に示した自動焦点調節装置がコントラストを評価する際に、評価の対象とする画素の配置を示す図である。
【図３】図１に示した自動焦点調節装置が計算する画素間評価値の定義を説明する図である。
【図４】図１に示した自動焦点調節装置に含まれるコントラスト評価回路のブロック図である。
【図５】図１に示した自動焦点調節装置に含まれる同期処理回路が出力する信号のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１  デジタル電子スチルカメラ
１０  撮像部
１２  撮像レンズ
１６    Ａ／Ｄ変換回路
２２  ＡＦモータ
２４  同期処理回路
３２  コントラスト評価回路
３４  撮像処理回路
３６  ＣＰＵ
５８  モータ制御回路
【図１】
0003566381.tif 000003
【図２】
0003566381.tif 000004
【図３】
0003566381.tif 000005
【図４】
0003566381.tif 000006
【図５】
0003566381.tif 000007