(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
該撮像素子の出力信号を用いて生成された映像信号から、フィルタを用いて特定の周波数成分を抽出し、該抽出した周波数成分から映像のコントラスト状態を示す評価値を生成する評価値生成手段と、
前記撮影光学系に含まれるフォーカス素子を所定量移動させるごとに前記評価値生成手段により生成された前記評価値を用いて、前記フォーカス素子の合焦位置への移動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記撮像素子の出力信号を用いて被写体が低コントラスト被写体か否かを判定する第１の判定処理を行い、
前記第１の判定処理により前記被写体が前記低コントラスト被写体であると判定した場合に、互いに異なる周波数域の前記周波数成分を抽出するための複数のフィルタを用いて該フィルタごとに生成された前記評価値の変化から、該評価値が低コントラスト評価値であるか否かを判定する第２の判定処理を行い、
前記複数のフィルタの中から、前記第２の判定処理により前記低コントラスト評価値ではないと判定された前記評価値の生成に用いられた特定フィルタを選択し、
前記特定フィルタを用いて生成された前記評価値である特定評価値の変化が所定の条件を満たすか否かを判定する第３の判定処理を行い、
前記特定評価値の変化が前記所定の条件を満たす場合に、該特定評価値が最大となる位置を前記合焦位置として決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第３の判定処理において前記特定評価値の変化が前記所定の条件を満たさなかった場合は、当該特定評価値に応じて前記評価値の再生成のための設定を変更し、該変更した設定において前記特定評価値を再生成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の判定処理は、前記撮像素子の出力信号の最大値と最小値との差が所定差より小さいか否かによって前記被写体が前記低コントラスト被写体であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の判定処理は、前記評価値の最大値が所定値より小さいか否かによって前記被写体が前記低コントラスト被写体であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の判定処理は、前記フィルタごとに生成された前記評価値における最大値と最小値との差、該評価値が変化している部分の長さおよび勾配から、前記評価値が前記低コントラスト評価値であるか否かを判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第３の判定処理は、前記特定評価値が変化している部分の長さと勾配の平均値、前記特定評価値の最大値と最小値の差および前記特定評価値が最大となる前記フォーカス素子の位置が前記所定の条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記評価値の再生成のための設定の変更として、前記フォーカス素子を移動させる範囲、前記評価値を生成する前記フォーカス素子の位置の数、前記撮影光学系の絞り値および前記評価値を生成するための前記撮像素子の画素数のいずれかを変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置のフォーカス制御方法であって、
前記撮像素子の出力信号を用いて生成された映像信号から、フィルタを用いて特定の周波数成分を抽出し、該抽出した周波数成分から映像のコントラスト状態を示す評価値を生成する評価値生成ステップと、
前記撮影光学系に含まれるフォーカス素子を所定量移動させるごとに前記評価値生成ステップにより生成された前記評価値を用いて、前記フォーカス素子の合焦位置への移動を制御する制御ステップとを有し、
前記制御ステップにおいて、
前記撮像素子の出力信号を用いて被写体が低コントラスト被写体か否かを判定する第１の判定処理を行い、
前記第１の判定処理により前記被写体が前記低コントラスト被写体であると判定した場合に、互いに異なる周波数域の前記周波数成分を抽出するための複数のフィルタを用いて該フィルタごとに生成された前記評価値の変化から、該評価値が低コントラスト評価値であるか否かを判定する第２の判定処理を行い、
前記複数のフィルタの中から、前記第２の判定処理により前記低コントラスト評価値ではないと判定された前記評価値の生成に用いられた特定フィルタを選択し、
前記特定フィルタを用いて生成された前記評価値である特定評価値の変化が所定の条件を満たすか否かを判定する第３の判定処理を行い、
前記特定評価値の変化が前記所定の条件を満たす場合に、該特定評価値が最大となる位置を前記合焦位置として決定することを特徴とするフォーカス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカス制御機能を有するデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置のオートフォーカス（以下、ＡＦという）には、ＣＣＤセンサ等の撮像素子の出力から得られる輝度信号の高周波成分を用いて生成される評価値（以下、ＡＦ評価値という）が最大になる位置にフォーカスレンズを移動させる方式がある。このようなＡＦ方式は、コントラスト検出方式ＡＦと称される。
【０００３】
コントラスト検出方式ＡＦの１つとして、以下のスキャン方式ＡＦが知られている。スキャン方式ＡＦでは、フォーカスレンズを移動させながら、撮像素子内に設定された焦点検出領域（以下、ＡＦ枠という）にて生成されたＡＦ評価値を複数のフォーカスレンズ位置にて記憶する。そして、記憶した複数のＡＦ評価値のうち最大のものを記憶した位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０００４】
ＡＦ評価値としては、一般に、輝度信号のうちＴＥＳと称される映像中の被写体の輪郭等に対応する高周波側の信号の値（ＴＥＳ値）が用いられる。ＡＦ枠内には水平方向に複数の画素が存在し、この複数の画素が存在するラインが垂直方向に複数並んでいる。水平方向の各画素の出力に対してハイパスフィルタ（ＨＰＦ）処理を施して該出力から高周波成分を抽出する。そして、抽出された高周波成分の絶対値を取り、その最大値をライン毎に求めて積算したものがＴＥＳ値である。
【０００５】
また、ＡＦ枠内のＨＰＦ処理を施す前の画素出力値をすべて加算したものをＹＩという。該ＹＩは、ＡＥ処理された結果を反映したＡＦ枠の輝度情報を表す。そして、ＨＰＦ処理前のＹＩの最大値をＹＰという。さらに、ＡＦ枠内の画素ライン毎のＨＰＦ処理を施す前の画素出力値のうち最大値と最小値との差を求め、その中で最大のものをＭＭという。ＡＦ枠内のコントラストが高い場合やＡＦ枠の大きさが大きい場合には、ＡＦ評価値は大きくなる。このため、ＡＦ評価値の極大値としての最大値が得られるフォーカスレンズ位置（以下、ピーク位置という）を、被写体にピントが合うと想定される合焦位置とする。
【０００６】
ただし、被写体の照度やコントラストが低かったりすると、ノイズの影響によって輝度信号のＳ／Ｎ比が悪化する。この場合、ＡＦ評価値がランダムに変動する等、その精度が低下し、その結果、合焦精度が低下するという問題がある。
【０００７】
輝度信号のＳ／Ｎ比が悪化しても合焦精度を維持する方法として、特許文献１には、以下の方法が開示されている。この方法では、ＹＰを用いた評価値によって被写体輝度を判定するとともに、ＭＭを用いた評価値によってコントラストを判定する。そして、被写体輝度とコントラストに応じてＡＦ評価値の算出に使用するフィルタの周波数特性を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−２６５６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１にて開示された方法で用いられるＭＭによるコントラスト判定では、低コントラストの被写体であるにもかかわらず、ノイズや撮像範囲に対する被写体の出入りによってＭＭが増加し、高コントラストと誤判定してしまう場合がある。また、ＡＦ評価値の算出に使用するフィルタの周波数特性を変えても、合焦状態が得られない場合もある。
【００１０】
本発明は、ノイズ等の影響を大きく受けることなく、高い合焦性能を確保できるようにした撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子の出力信号を用いて生成された映像信号から、フィルタを用いて特定の周波数成分を抽出し、該抽出した周波数成分から映像のコントラスト状態を示す評価値を生成する評価値生成手段と、撮影光学系に含まれるフォーカス素子を所定量移動させるごとに評価値生成手段により生成された評価値を用いて、フォーカス素子の合焦位置への移動を制御する制御手段とを有する。該制御手段は、撮像素子の出力信号を用いて被写体が低コントラスト被写体か否かを判定する第１の判定処理を行い、第１の判定処理により被写体が低コントラスト被写体であると判定した場合に、互いに異なる周波数域の周波数成分を抽出するための複数のフィルタを用いて該フィルタごとに生成された評価値の変化から、該評価値が低コントラスト評価値であるか否かを判定する第２の判定処理を行い、上記複数のフィルタの中から、第２の判定処理により低コントラスト評価値ではないと判定された評価値の生成に用いられた特定フィルタを選択し、該特定フィルタを用いて生成された評価値である特定評価値の変化が所定の条件を満たすか否かを判定する第３の判定処理を行い、特定評価値の変化が所定の条件を満たす場合に、該特定評価値が最大となる位置を合焦位置として決定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の一側面としてのフォーカス制御方法は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置において使用される。該フォーカス制御方法は、撮像素子の出力信号を用いて生成された映像信号から、フィルタを用いて特定の周波数成分を抽出し、該抽出した周波数成分から映像のコントラスト状態を示す評価値を生成する評価値生成ステップと、撮影光学系に含まれるフォーカス素子を所定量移動させるごとに評価値生成ステップにより生成された評価値を用いて、フォーカス素子の合焦位置への移動を制御する制御ステップとを有する。制御ステップにおいて、撮像素子の出力信号を用いて被写体が低コントラスト被写体か否かを判定する第１の判定処理を行い、第１の判定処理により被写体が低コントラスト被写体であると判定した場合に、互いに異なる周波数域の周波数成分を抽出するための複数のフィルタを用いて該フィルタごとに生成された評価値の変化から、該評価値が低コントラスト評価値であるか否かを判定する第２の判定処理を行い、上記複数のフィルタの中から、第２の判定処理により低コントラスト評価値ではないと判定された評価値の生成に用いられた特定フィルタを選択し、特定フィルタを用いて生成された評価値である特定評価値の変化が所定の条件を満たすか否かを判定する第３の判定処理を行い、特定評価値の変化が所定の条件を満たす場合に、該特定評価値が最大となる位置を合焦位置として決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被写体のコントラスト状態に適切なフィルタ（特定フィルタ）を選択することができ、ノイズ等の影響を大きく受けることなく、高い合焦性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１である撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の撮像装置におけるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図３】実施例１におけるＡＦ枠の設定方法を説明する図。
【図４】実施例１におけるフィルタ設定処理を示すフローチャート。
【図５】上記フィルタ設定処理における第２のローコントラスト判定処理を説明するフローチャート。
【図６】上記第２のローコントラスト判定処理を説明する図。
【図７】上記フィルタ設定処理における第３のローコントラスト判定処理を説明するフローチャート。
【図８】本発明の実施例２である撮像装置におけるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図９】実施例２における再スキャンの設定方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
＜撮像装置の構成＞
図１には、本発明の実施例１であるデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の構成を示す。１０１は光軸方向に移動して撮影光学系の焦点距離を変更する（変倍を行わせる）ズームレンズである。１０２は撮影光学系を通過する光量を制御する光量制御手段としての絞りシャッタである。１０３は絞りシャッタ１０２の動作を制御するＡＥ処理部である。１０４は光軸方向に移動して被写体に対して撮影光学系を合焦させるフォーカスレンズ（フォーカス素子）である。１０５はフォーカスレンズ１０４の移動（位置）を制御するＡＦ処理部である。ズームレンズ１０１、絞りシャッタ１０２、フォーカスレンズ１０４および不図示のレンズにより、撮影光学系が構成される。
【００１７】
１０６は撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子である。１０７は撮像素子１０６のアナログ出力からノイズを除去するＣＤＳ回路および該アナログ出力に対してＡ／Ｄ変換前の非線形増幅を行う回路を含み、非線形増幅後のアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。１０８はＡ／Ｄ変換部１０７からのデジタル信号に対して各種画像処理を行って映像信号を生成する画像処理部である。
【００１８】
１０９は撮影シーケンス等の撮像装置の動作を制御する制御手段としてのシステム制御部（以下、ＣＰＵという）である。１１０は撮影モードスイッチであり、本実施例では、ユーザによるこの撮影モードスイッチ１１０の操作によって顔検出モードをＯＮ／ＯＦＦすることができる。１１１はＡＦやＡＥ等の撮影準備動作の開始を指示するためにユーザにより操作される撮影準備スイッチ（ＳＷ１）である。１１２は撮影準備動作後に、記録用映像または記録用静止画像の生成とその記録を含む撮影の開始を指示するためにユーザにより操作される撮影スイッチ（ＳＷ２）である。
【００１９】
１１３は顔検出モジュールであり、画像処理部１０８で生成された映像信号から人物の顔を検出し、検出した顔に関する情報（位置、大きさおよび検出信頼度）をＣＰＵ１０９に送る。
【００２０】
１１４は操作表示部であり、画像処理部１０８で生成された映像信号により得られる映像、操作補助のための情報や撮像装置の状態を示す情報、さらに後述するＡＦ枠を表示する操作表示部である。
【００２１】
ＡＦ処理部１０５は、画像処理部１０８にて生成された、つまりは撮像素子１０６の出力信号から生成された映像信号のうち１又は複数のＡＦ枠内の高周波成分（所定の周波数成分）をハイパスフィルタ（ＨＰＦ：以下、単にフィルタという）を用いて抽出する。そして、各ＡＦ枠内で抽出された高周波成分の累積加算等の演算処理を行って、各ＡＦ枠内の映像に含まれる被写体の輪郭等に対応する高周波側の信号（ＴＥＳ）であるＡＦ評価値信号を生成する。ＡＦ評価値信号の値（ＴＥＳ値）であるＡＦ評価値（コントラスト評価値または焦点評価値ともいう）は、映像のコントラスト状態、言い換えれば撮影光学系の焦点状態を示す。このようにＡＦ処理部１０５は、ＡＦ処理を行う過程において、撮像素子１０６を用いて生成された映像信号から所定の高周波成分を抽出し、該高周波成分からＡＦ評価値を生成する評価値生成手段として機能する。
＜ＡＦ処理＞
次に、図２のフローチャートを用いて、本実施例の撮像装置においてフォーカス制御を行うためのＡＦ処理（フォーカス制御方法）について説明する。このＡＦ処理は、ＣＰＵ１０９とＡＦ処理部１０５（以下、これらをまとめてＣＰＵ１０９という）が、コンピュータプログラムに従って行う。
【００２２】
ステップＳ２０１では、ＣＰＵ１０９は、ユーザが撮影モードスイッチ１１０の操作を通して指定した撮影モードに応じてＡＦ枠を設定する。例えば、顔検出モードがＯＮに設定され、かつ顔検出モジュール１１３により顔が検出された場合は、図３（ａ）に示すように顔と体の周辺にＡＦ枠３０１〜３０７を設定する。顔が検出されなかった場合は、図３（ｂ）に示すように、複数のＡＦ枠３０８〜３１６を設定する。顔検出モードがＯＦＦに設定された場合は、図３（ｃ）に示すように、画面の中央にＡＦ枠３１７を１つ設定する。
【００２３】
次に、ステップＳ２０２（評価値生成ステップ）では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ２０１で設定した各ＡＦ枠においてＡＦスキャンを行う。ＡＦスキャンとは、フォーカスレンズ１０４をスキャン開始位置（例えば、無限遠端）からスキャン終了位置（例えば、至近端）までのスキャン範囲において所定量ずつ移動させ、該所定量移動するごとにＡＦ評価値を取得および記憶していく動作である。これにより、スキャン範囲内で複数のＡＦ評価値が取得（記憶）される。
【００２４】
次に、ステップＳ２０３では、ＣＰＵ１０９は、第１のローコントラスト判定（第１の判定処理）と第２のローコントラスト判定（第２の判定処理）を行う。そして、それらの判定結果に応じて、各ＡＦ枠に対してＡＦ処理部１０５が用いるフィルタ（ＨＰＦ）を設定（選択）する。このステップＳ２０３での詳しい処理については、図４〜６を用いて後述する。また、ステップＳ２０３から後述するステップＳ２１１までの処理が、制御ステップに相当する。
【００２５】
次に、ステップＳ２０４では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ２０３で設定したフィルタを用いてＡＦ評価値のピーク位置を演算により求める。ピーク位置とは、ＡＦスキャンによりスキャン範囲内において取得（記憶）した複数のＡＦ評価値のうち最大のＡＦ評価値が得られるフォーカスレンズ１０４の位置である。
【００２６】
次に、ステップＳ２０５では、ＣＰＵ１０９は、第３のローコントラスト判定（第３の判定処理）を行う。そして、該第３のローコントラスト判定の結果に応じて、各ＡＦ枠で求められたピーク位置での合焦判定（良好な合焦状態が得られるか否かの判定）を行う。ステップＳ２０５での詳しい処理については、図７を用いて後述する。
【００２７】
次に、ステップＳ２０６では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ２０５で良好な合焦状態が得られると判定されたＡＦ枠を合焦枠として選択（決定）する。
【００２８】
そして、ステップＳ２０７では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ２０６で合焦枠を選択できたか否かを判定し、合焦枠が選択できたときはステップＳ２０８に、合焦枠を選択できなかったときはステップＳ２１０にそれぞれ進む。
【００２９】
ステップＳ２０８では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ２０６で選択した合焦枠でＡＦ評価値が最大となるピーク位置（合焦位置）にフォーカスレンズ１０４を移動させる。そして、ステップＳ２０９に進む。
【００３０】
ステップＳ２０９では、ＣＰＵ１０９は、操作表示部１１４に、映像に重畳させて合焦枠を表示する。そして、ＡＦ処理を終了する。合焦枠の表示は、例えば、複数のＡＦ枠のうち顔を含むＡＦ枠（顔枠）が合焦枠である場合は該顔枠を表示し、他のＡＦ枠を非表示とする。このとき、合焦枠を、緑色等、合焦状態であることがユーザに直感的に認識しやすい色で表示することが好ましい。
【００３１】
一方、ステップＳ２１０では、ＣＰＵ１０９は、フォーカスレンズ１０４を一般的に被写体の存在確率が高い距離に対応する位置（定点）に移動させる。そして、ステップＳ２１１に進む。
【００３２】
ステップＳ２１１では、ＣＰＵ１０９は、操作表示部１１４に非合焦枠を表示する。そして、ＡＦ処理を終了する。非合焦枠とは、映像内で被写体が存在する領域または所定の領域を示す枠であり、ユーザが合焦状態が得られていないことを直感的に認識しやすいように、合焦枠とは異なる色（例えば、黄色）で表示することが好ましい。
＜フィルタ設定処理＞
次に、図４のフローチャートを用いて、図２のステップＳ２０３で行われるフィルタの設定処理について説明する。この処理も、ＣＰＵ１０９がコンピュータプログラムに従って行う。
【００３３】
ステップＳ４０１では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦスキャン時にＡＥ処理部１０３により設定されたゲインを、所定値（所定ゲイン）と比較する。ゲインが所定ゲイン以下である場合はステップＳ４０２に進み、所定ゲインより大きい場合はステップＳ４０６に進む。ゲインが所定ゲインよりも大きい場合は、Ｓ／Ｎ比が悪化してＡＦ評価値の精度が落ち、後述するステップＳ４０２，Ｓ４０３における被写体がローコントラスト被写体（低コントラスト被写体）であるか否かを正しく判定できない可能性がある。以下のステップＳ４０２からは、設定したＡＦ枠ごとに順次処理を行う。
【００３４】
ステップＳ４０２では、ＣＰＵ１０９は、ＭＭに基づいて生成される評価値（以下、ＭＭ評価値という）が、所定値（所定ＭＭ）より小さいか否かを判定する。この判定を、第１のローコントラスト判定という。ＭＭは、撮像素子１０６におけるＡＦ枠内の水平画素ライン毎のＨＰＦ処理を施す、つまりはフィルタを通す前の画素出力値（撮像素子１０６の出力信号）である輝度信号値の最大値と最小値との差のうち最大のものである。ＡＦ枠内の被写体がコントラストが低いローコントラスト被写体であれば、ＭＭの値（つまりはＭＭ評価値）は小さくなる。したがって、ＭＭ評価値が所定ＭＭより小さい場合は被写体がローコントラスト被写体であると判定してステップＳ４０３に進み、所定ＭＭ以上である場合はステップＳ４０７に進む。
【００３５】
なお、ＡＦ枠内の被写体がローコントラスト被写体であれば、ＡＦ評価値も低くなる。このため、フォーカスレンズ１０４を移動させて得られるＡＦ評価値の最大値が所定値より小さい場合に被写体がローコントラスト被写体であるとすることで、第１のローコントラスト判定を行ってもよい。このようにＡＦ評価値を用いる場合も、撮像素子１０６の出力信号を用いて被写体がローコントラスト被写体であるか否かを判定することに含まれる。
【００３６】
ステップＳ４０３では、ＣＰＵ１０９は、映像信号のうち所定の高周波数域の成分に対応した周波数特性（カットオフ周波数）を有するフィルタ（第１のフィルタ）を用いてＡＦ評価値を生成する。また、該所定の高周波数域よりも低い周波数域の成分に対応した周波数特性（カットオフ周波数）を有するフィルタ（第２のフィルタ）を用いてＡＦ評価値を生成する。そして、これらのＡＦ評価値に対して第２のローコントラスト判定を行う。この第２のローコントラスト判定については、図５および図６を用いて後述する。
【００３７】
以下の説明において、所定の高周波数域の成分に対応する周波数特性を有するフィルタを高域フィルタといい、該所定の高周波数域より低い成分に対応する周波数特性を有するフィルタを低域フィルタという。これらのフィルタは、映像信号から互いに異なる周波数域の周波数成分を抽出するための複数のフィルタに相当する。高域フィルタは、本実施例の撮像装置において通常の被写体に対して使用されるフィルタである。また、高域フィルタを用いて得られるＡＦ評価値を高域ＡＦ評価値といい、低域フィルタを用いて得られるＡＦ評価値を低域ＡＦ評価値という。この第２のローコントラスト判定の後、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ４０４に進む。
【００３８】
ステップＳ４０４では、ＣＰＵ１０９は、第２のローコントラスト判定での高域ＡＦ評価値の判定結果がＮＧで、低域ＡＦ評価値の判定結果がＯＫである場合は、ステップＳ４０５に進む。高域ＡＦ評価値の判定結果がＮＧとは、高域フィルタを用いて生成されたＡＦ評価値が低コントラスト評価値に相当し、これを用いても良好な合焦状態（高い合焦精度）が得られない可能性が高いという意味である。また、低域ＡＦ評価値の判定結果がＯＫとは、低域フィルタを用いて生成されたＡＦ評価値が低コントラスト評価値に相当せず、これを用いれば良好な合焦状態が得られる可能性が高いという意味である。つまり、ステップＳ４０５に進む場合は、低域ＡＦ評価値を用いた方が高域ＡＦ評価値を用いるよりも合焦性能が高くなると判定されたことに相当する。
【００３９】
一方、第２のローコントラスト判定での高域ＡＦ評価値の判定結果がＯＫである場合は、ＣＰＵ１０９はステップＳ４０６に進む。なお、低域ＡＦ評価値の判定結果がＮＧである場合は、図示はしていないが、ＡＦ処理にそのＡＦ枠を使用しないようにすることが好ましい。
【００４０】
ステップＳ４０５では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ処理部１０５で使用する特定フィルタとして低域フィルタを選択する。つまり、低コントラスト評価値ではないと判定されたＡＦ評価値の生成に用いられた低域フィルタを選択する。低域ＡＦ評価値の判定結果がＮＧである場合は、
その後、ステップＳ４０７に進む。
【００４１】
一方、ステップＳ４０６では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ処理部１０５で使用する特定フィルタとして高域フィルタを選択する。つまり、低コントラスト評価値ではないと判定されたＡＦ評価値の生成に用いられた高域フィルタを選択する。
【００４２】
その後、ステップＳ４０７に進む。
【００４３】
ステップＳ４０７では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ４０５またはステップＳ４０６で選択したフィルタを記憶する。
【００４４】
次に、ステップＳ４０８では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ４０２〜Ｓ４０７の処理を行っていないＡＦ枠があるか否かを確認し、ある場合はステップＳ４０２に戻り、ない場合は本処理を終了する。
【００４５】
本実施例では、まず第１のローコントラスト判定によって被写体がローコントラスト被写体であるか否かを判定する。そして、この第１のローコントラスト判定により被写体がローコントラスト被写体であると判定した場合に、第２のローコントラスト判定の結果に応じて以下のフィルタを選択する。すなわち、通常の高周波数域用のフィルタ（高域フィルタ）と、Ｓ／Ｎ比の悪化に対応した通常より低周波数域用のフィルタ（低域フィルタ）の中から、より高い精度のＡＦ評価値が得られるフィルタ（特定フィルタ）を選択する。
＜第２のローコントラスト判定＞
次に、図４のステップＳ４０３で行われる第２のローコントラスト判定について、図５および図６を用いて説明する。
【００４６】
ＡＦ評価値は、遠近競合等の特殊な場合を除けば、横軸にフォーカスレンズ位置をとり、縦軸にＡＦ評価値をとると、その形は図６に示すような山状になる。そこで、ＡＦ評価値の最大値と最小値との差、ＡＦ評価値が２点間で所定値（所定変化量：Slope Thr）以上の差をなす傾きで変化している部分（傾斜部）の長さと該傾斜部の勾配から山の形状を判定する。これにより、該ＡＦ評価値が低コントラスト評価値か否かを判定できる。低コントラスト評価値とは、被写体がローコントラスト被写体である場合に得られるような変化が少ない（山状の形状を有していない）ＡＦ評価値である。この判定が、第２のローコントラスト判定である。
【００４７】
なお、ここでは分かり易くするために、ＡＦ評価値の形状を判定するという表現を用いるが、実際には、フィルタごとに後述する複数のスキャンポイントで生成されたＡＦ評価値がどのように変化しているか（つまりはＡＦ評価値の変化）を判定する。そして、このＡＦ評価値の変化から、該ＡＦ評価値が低コントラスト評価値か否かを判定する。
【００４８】
上述した傾斜部の長さＬと勾配ＳＬ／Ｌを、図６を用いて説明する。ＳＬは傾斜部の高さを示す。山の頂上（Ａ点）から両側に向かって傾斜が続いていると認められる点をＤ点およびＥ点とし、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅、つまりは傾斜部の長さＬとする。傾斜が続いていると認められる範囲は、ＡＦ評価値がＡ点から所定変化量（Slope Thr）以上下がるスキャンポイントが続く範囲とする。スキャンポイントとは、フォーカスレンズ１０４をスキャン開始位置から連続的にスキャン終了位置まで移動させる間にＡＦ評価値を取得するポイントである。Ａ点とＤ点のＡＦ評価値の差ＳＬ１とＡ点とＥ点のＡＦ評価値の差ＳＬ２との和（ＳＬ１＋ＳＬ２）をＳＬとする。
【００４９】
次に、図５のフローチャートを用いて第２のローコントラスト判定の処理について説明する。以下の処理を、通常の高域ＡＦ評価値と低域ＡＦ評価値に対して行う。
【００５０】
ステップＳ５０１では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ評価値の最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を求める。
【００５１】
次に、ステップＳ５０２では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ評価値の山の形状を判断するための傾斜部の長さＬを求める。
【００５２】
次に、ステップＳ５０３では、ＣＰＵ１０９は、傾斜部の長さＬが所定値（所定長さ）以上で、かつＡＦ評価値の最大値と最小値の差が所定差以上か否かを判定する。そうであればステップＳ５０４に、そうでなければステップＳ５０５にそれぞれ進む。
【００５３】
ステップＳ５０４では、ＣＰＵ１０９は、得られたＡＦ評価値が通常のコントラストを有する被写体に対応する山状の形状を有しており、低コントラスト評価値ではない（被写体はローコントラスト被写体ではない）として、判定結果をＯＫとする。そして、本処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ５０５では、ＣＰＵ２０９は、得られたＡＦ評価値が上記のような山状の形状を有していない低コントラスト評価値（被写体がローコントラスト被写体）であるとして、判定結果をＮＧとする。そして、本処理を終了する。
＜第３のローコントラスト判定＞
次に、図７のフローチャートを用いて、図２のステップＳ２０５で行われる第３のローコントラスト判定の処理について説明する。この第３のローコントラスト判定では、上述した第２のローコントラスト判定よりも詳細にＡＦ評価値の形状を確認して、最終的な合焦の可否を判定する。言い換えれば、上述した特定フィルタを用いて生成したＡＦ評価値（特定評価値）の変化が所定の条件を満たすか否かを判定する。該所定の条件を満たす場合は、図２のステップＳ２０６で選択される合焦枠でのピーク位置を、最終的に合焦位置として決定することができる。
【００５５】
ステップＳ７０１では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ評価値の最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）を求める。ここで、ＡＦ評価値が最大値となるスキャンポイントは、ステップＳ２０６で得られたピーク位置である。
【００５６】
次に、ステップＳ７０２では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ評価値の最大値と最小値の差分であるＭａｘ−Ｍｉｎを求める。
【００５７】
次に、ステップＳ７０３では、ＣＰＵ１０９は、スキャンポイントおよびＡＦ評価値から、該ＡＦ評価値の山の形状を判断するための傾斜部の長さＬと高さＳＬを求める。
【００５８】
次に、ステップＳ７０４では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ評価値の形状が至近側に向かって単調増加する形状（近側登り止まり）か否かを判定する。ＣＰＵ１０９が近側登り止まりである判定するのは、次の２つの条件を満たす場合である。１つの条件は、ＡＦ評価値が最大値となるスキャンポイントが、スキャン範囲における至近側の端（至近側スキャン端）であることである。もう１つの条件は、至近側スキャン端でのＡＦ評価値とそこよりも１ポイントだけ無限遠側のスキャンポイントでのＡＦ評価値との差が所定値（所定変化量）以上であることである。ＣＰＵ１０９は、近側登り止まりであると判断した場合はステップＳ７０９に進み、そうでない場合はステップＳ７０５に進む。
【００５９】
ステップＳ７０５では、ＣＰＵ１０９は、ＡＦ評価値の形状が無限遠側に向かって単調増加する形状（遠側登り止まり）か否かを判定する。ＣＰＵ１０９が遠側登り止まりである判定するのは、次の２つの条件を満たす場合である。１つの条件は、ＡＦ評価値が最大値となるスキャンポイントが、スキャン範囲における無限遠側の端（無限遠側スキャン端）であることである。もう１つの条件は、無限遠側スキャン端でのＡＦ評価値とそこよりも１ポイントだけ至近側のスキャンポイントでのＡＦ評価値との差が所定値（所定変化量）以上であることである。ＣＰＵ１０９は、無限遠側登り止まりであると判断した場合はステップＳ７０８に進み、そうでない場合はステップＳ７０６に進む。
【００６０】
ステップＳ７０６では、ＣＰＵ１０９は、傾斜部の長さＬが所定長さ以上で、傾斜部の勾配（平均値）ＳＬ／Ｌが所定値（所定勾配）以上で、かつＡＦ評価値の最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）の差が所定差以上であるという上記所定の条件を満たすか否かを判定する。ＣＰＵ１０９は、そうであればステップＳ７０７に進み、そうでなければステップＳ７０８に進む。
【００６１】
ステップＳ７０７では、ＣＰＵ１０９は、得られたＡＦ評価値が山状の形状を有するため、被写体は良好に合焦可能なコントラストを有する被写体であるとして、判定結果をＯＫ（合焦）とする。そして、本処理を終了する。
【００６２】
ステップＳ７０８では、ＣＰＵ１０９は、得られたＡＦ評価値が山状の形状を有しておらず、被写体は良好な合焦は不可能なローコントラスト被写体であるとして、判定結果をＮＧ（非合焦）とする。そして、本処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ７０９では、ＣＰＵ１０９は、得られたＡＦ評価値が山状の形状を有してはいないが近側登り止まりの形状を有するため、さらに至近側にピーク位置が存在する可能性があるため、判定結果をＮＯ（判定せず）とする。そして、本処理を終了する。
【００６４】
以上説明したように、本実施例では、前述したように、第１のローコントラスト判定によって被写体がローコントラスト被写体であると判定された場合には、第２のローコントラスト判定の結果に応じてＡＦ評価値の形状に対して適切なフィルタの選択（設定）を行う。そして、該選択されたフィルタを用いたピーク位置の算出が行われた各ＡＦ枠に対して第３のローコントラスト判定を行うことにより最終的な合焦判定（合焦確認）を行う。これらの複数段階のローコントラスト判定を行うことにより、被写体のコントラスト状況に応じた適切なフィルタ設定を可能とし、ノイズの影響を大きく受けることなく撮像装置の合焦性能を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施例では、第２のローコントラスト判定によって高域フィルタと低域フィルタの２つのフィルタから特定フィルタを選択する場合について説明したが、より多くの数のフィルタから特定フィルタを選択できるようにしてもよい。
【実施例２】
【００６６】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例の撮像装置の構成は、実施例１（図１）で説明した構成と同じであるので、実施例１と共通する構成要素には図１中の符号と同符号を付して説明に代える。
【００６７】
図８のフローチャートには、本実施例の撮像装置で行われるＡＦ処理を示している。このＡＦ処理は、実施例１で図２を用いて説明したＡＦ処理の変形例に相当する。
【００６８】
ステップＳ８０１では、ＣＰＵ１０９は、ユーザが撮影モードスイッチ１１０の操作を通して指定した撮影モードに応じてＡＦ枠を設定する。
【００６９】
ステップＳ８０２では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ８０１で設定した各ＡＦ枠においてＡＦスキャンを行う。
【００７０】
次に、ステップＳ８０３では、ＣＰＵ１０９は、第１のローコントラスト判定と第２のローコントラスト判定を行う。そして、それらの判定結果に応じて、各ＡＦ枠に対してＡＦ処理部１０５が用いるフィルタ（ＨＰＦ）を設定（選択）する。このステップでの処理は、実施例１で図４〜図６を用いて説明した処理と同じである。
【００７１】
次に、ステップＳ８０４では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ８０３で設定したフィルタを用いてＡＦ評価値のピーク位置を演算により求める。
【００７２】
次に、ステップＳ８０５では、ＣＰＵ１０９は、第３のローコントラスト判定を行う。そして、該第３のローコントラスト判定の結果に応じて、各ＡＦ枠で求められたピーク位置での合焦判定を行う。このステップでの処理は、実施例１で図７を用いて説明した処理と同じである。
【００７３】
ステップＳ８０６では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ８０５で良好な合焦状態が得られると判定されたＡＦ枠を合焦枠として選択する。
【００７４】
そして、ステップＳ８０７では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ８０６で合焦枠を選択できたか否かを判定し、合焦枠が選択できたときはステップＳ８１１に、合焦枠を選択できなかったときはステップＳ８０８にそれぞれ進む。
【００７５】
ステップＳ８０８では、ＣＰＵ１０９は、再スキャンを行ったか否かを判定する。まだ行っていなければステップＳ８０９に進み、既に再スキャンを行った場合はステップＳ８１３に進む。
【００７６】
ステップＳ８０９では、ＣＰＵ１０９は、再スキャン用の設定を行う。ここで、再スキャン用の設定について、図９を用いて説明する。
【００７７】
図９（ａ）は、ステップＳ８０２で行った１回目のＡＦスキャンで得られたＡＦ評価値から推定できるＡＦ評価値の山全体の形状であり、この１回目のＡＦスキャンの結果に基づいて再スキャン用の設定を行う。
【００７８】
図９（ｂ）は、予め決められた再スキャン用の設定（スキャン幅およびスキャンポイント）で再スキャンを行った場合のＡＦ評価値を、図９（ａ）のＡＦ評価値の形状に当てはめて予測したものである。予め決められた再スキャン用の設定では、１回目のＡＦスキャン用の設定に比べて、スキャンポイントの数は同じであるが、スキャン幅が狭くなるように変更される。図９（ｂ）のグラフ中の白い四角は、再スキャンにおける各スキャンポイントでのＡＦ評価値の予測結果である。
【００７９】
図９（ｂ）の予測結果では、ピーク位置付近のＡＦ評価値の傾きに対応するＡＦ評価値の差が所定変化量（Slope Thr）より小さく、ＡＦ評価値の最大値と最小値との差も所定差（defMax-Min）より小さい。このため、予め決められた設定で再スキャンを行っても、第３のローコントラスト判定により非合焦と判定されると予測される。
【００８０】
このように現状の再スキャン用の設定では再び第３のローコントラスト判定で非合焦判定がなされると予測される場合は、第３のローコントラスト判定で合焦との判定がなされるように（所定の条件を満たすように）、再スキャン用の設定を変更する。言い換えれば、１回目のＡＦスキャンにより生成されたＡＦ評価値（特定評価値）が第３のローコントラスト判定で所定の条件を満たさなかった場合は、該１回目のＡＦ評価値に応じてＡＦ評価値の再生成のための設定（再スキャン用の設定）を変更する。そして、この変更された再スキャン用の設定を用いてＡＦ評価値（特定評価値）を再生成する。
【００８１】
本実施例では、例えば、図９（ｃ）に示すように、ＡＦスキャンの幅（スキャン範囲）を広げてスキャンポイントがより多い設定に変更する。これにより、再スキャンによる合焦性能を保証することができる。
【００８２】
また、他の再スキャン用の設定として、図９（ｄ）に示すように絞り１０２の絞り値を開放値に設定して撮影光学系の被写界深度を浅くすることでＡＦ評価値の山の形状をより急峻とし、第３のローコントラスト判定での所定の条件を満たすようにすることもできる。
【００８３】
さらに、別の再スキャン用の設定として、図９（ｅ）に示すように撮像素子１０６の駆動モードをより垂直方向のライン数（つまりはＡＦ評価値を生成するための画素数）が多いモードに切り替えて再スキャンを行うこともできる。これにより、ＡＦ評価値が高くなり、第３のローコントラスト判定での所定の条件を満たすようにすることもできる。
【００８４】
ステップＳ８１０では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ８０９での設定に従って、ＡＦ評価値を再生成（再取得）するための再スキャン（２回目のＡＦスキャン）を行う。そして、ステップＳ８０３に戻る。
【００８５】
また、ステップＳ８１１では、ＣＰＵ１０９は、ステップＳ８０６にて選択した合焦枠でのピーク位置（合焦位置）にフォーカスレンズ１０４を移動させる。そして、ステップＳ８１２に進む。
【００８６】
ステップＳ８１２では、ＣＰＵ１０９は、操作表示部１１４に、映像に重畳させて合焦枠を表示する。そして、ＡＦ動作を終了する。
【００８７】
一方、ステップＳ８１３では、ＣＰＵ１０９は、フォーカスレンズ１０４を定点に移動させる。そして、ステップＳ８１４に進む。  
【００８８】
ステップＳ８１４では、ＣＰＵ１０９は、操作表示部１１４に非合焦枠を表示する。そして、ＡＦ動作を終了する。
【００８９】
本実施例によれば、１回目のＡＦスキャンで得られたＡＦ評価値に基づいて再スキャン用の設定を決める。このため、１回目のＡＦスキャンでのフィルタ設定（フィルタの周波数特性）の変更だけでは合焦状態が得られない場合でも、再スキャンによる合焦性能を向上させることができる。
【００９０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
ＡＦ性能が高いデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【００９２】
１０４  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１０５  ＡＦ処理部
１０９  システム制御部（ＣＰＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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