(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して被写体を撮像する撮像手段を備えた撮像装置において、
前記撮像手段によって出力された撮像信号中に少なくとも１つの領域を設定する領域設定手段と、
前記撮像信号において前記領域設定手段によって設定された領域を少なくとも含む範囲から水平走査ライン毎に周波数成分を取り出すことで焦点信号を生成する生成手段と、
前記領域設定手段によって生成された領域内の前記焦点信号を水平走査ライン毎にピークホールドしてラインピーク値を抽出するピークホールド手段と、
前記ラインピーク値を所定水平走査ライン数積分する積分手段と、
前記積分手段によって、積分する所定水平走査ライン数の異なる２種類以上のＡＦ評価値を生成する第１のＡＦ評価値生成手段と、
前記２種類以上のＡＦ評価値を重みづけ加算することで第２のＡＦ評価値を生成する第２のＡＦ評価値生成手段とを有し、
前記第２のＡＦ評価値のレベルが増加するように焦点調節を行うと同時に、前記第１のＡＦ評価値生成手段が出力した複数の第１のＡＦ評価値の中で、少なくとも１つのＡＦ評価値が減少する度に、前記第２のＡＦ評価値のレベルが増加するように加算する重みづけを変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１のＡＦ評価値生成手段は、第１のＡＦ評価値を、該第１のＡＦ評価値を生成する際に積分した水平走査ライン数に応じて正規化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ＡＦ評価値生成手段は、前記ラインピーク値が大きな順に所定の水平走査ライン数を積分して前記第１のＡＦ評価値を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１のＡＦ評価値生成手段は、前記ラインピーク値が最も大きい水平走査ラインとその前後の走査ラインのラインピーク値を所定数積分して前記第１のＡＦ評価値を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記領域設定手段によって設定された領域内における点光源の占める領域数を検出する点光源領域数検出手段、若しくは前記領域設定手段によって設定された領域内における点光源の大きさを検出する点光源サイズ検出手段をさらに有し、前記第１のＡＦ評価値生成手段は前記検出した点光源領域数が多い、若しくは点光源の大きさが大きいほどラインピーク値を積分する水平走査ライン数を多くすることを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【請求項６】
点光源の有無を検出する検出手段をさらに備え、該検出手段によって点光源が無くなったと判断してから所定時間の間は、点光源が無いと判断した時に生成した前記第１のＡＦ評価値を焦点調節に使用しないことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号を用いた自動焦点調節機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等の映像機器に用いられている自動焦点調節（ＡＦ）装置としては、いわゆるＴＶ―ＡＦ方式が知られている。ＴＶ―ＡＦ方式とは、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子から得られる映像信号中の高周波成分を焦点信号として抽出し、この焦点信号が大きくなるようにフォーカスレンズを駆動して焦点調節行う方式である。
【０００３】
この焦点信号の大きさはＡＦ評価値という指標で表されており、従来提案されているＴＶ−ＡＦ方式のＡＦ評価値として、焦点信号を水平ライン毎にピークホールドしたラインピーク値を、垂直方向に積分して積分評価値を算出する技術がある（特許文献１）。積分評価値は、積分の効果でノイズの少ない安定した評価値なので、瞬時のノイズの影響を受けにくく、少しの焦点移動で信号が変化する敏感度の高さから、合焦方向の判定に最適である。
【０００４】
また、ＴＶ−ＡＦ方式で点光源被写体に合焦できないという問題に関して、点光源被写体があると判断した場合に、合焦近傍の時点で、ＴＶ−ＡＦ制御に使用する積分評価値を、積分評価値が取り得る最大値から現在の積分評価値を引いた値に切り替える方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−２９８１２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記の積分評価値は、点光源被写体を撮影した場合は必ずしも値の大きなレンズ位置が合焦点とならない場合がある。通常の被写体については図２のように積分評価値が最大となる点が合焦点となる。しかし、図３のように点光源被写体を撮影した場合、合焦時は焦点信号のラインピーク値は大きいが被写体が掛かる走査ライン数が少ないため積分評価値が小さい。一方、非合焦時はそれぞれの焦点信号のラインピーク値は小さくなるが、被写体が掛かる走査ライン数が増えるため積分評価値が増加する。このため、図４のように積分評価値の最大となる点が合焦点とならない。そのため、積分評価値が大きくなるように焦点調節を行うと、非合焦点を合焦点と間違えてしまい、合焦できないという問題があった。
【０００７】
このような問題に対して、点光源被写体があると判断した場合に、合焦近傍の時点で、ＴＶ−ＡＦ制御に使用する積分評価値を積分評価値が取り得る最大値から現在の積分評価値を引いた値に切り替える方法が提案されている。しかし、この方法は図４における合焦点である極小値を見つけ出すというというものであるため、積分評価値の最大点を合焦点とするＴＶ−ＡＦ方式とは異なる特殊な制御を強いられてしまう問題がある。また、この特殊な制御を行うには、撮影しているのが点光源被写体かどうかを判断するための複雑な手段が必要であった。さらに、点光源被写体の撮影状況によって合焦点である極小点がはっきり表れず、このような極小点が見つけにくい場合では点光源被写体に合焦させることが困難であった。
【０００８】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、点光源被写体の撮影時にも点光源の有無を判断する複雑な手段を必要とせずにＴＶ−ＡＦ方式で合焦させることを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる撮像装置は、光学系を介して被写体を撮像する撮像手段を備えた撮像装置において、前記撮像手段によって出力された撮像信号中に少なくとも１つの領域を設定する領域設定手段と、前記撮像信号において前記領域設定手段によって設定された領域を少なくとも含む範囲から水平走査ライン毎に周波数成分を取り出すことで焦点信号を生成する生成手段と、前記領域設定手段によって生成された領域内の前記焦点信号を水平走査ライン毎にピークホールドしてラインピーク値を抽出するピークホールド手段と、前記ラインピーク値を所定水平走査ライン数積分する積分手段と、前記積分手段によって、積分する所定水平走査ライン数の異なる２種類以上のＡＦ評価値を生成する第１のＡＦ評価値生成手段と、前記２種類以上のＡＦ評価値を重みづけ加算することで第２のＡＦ評価値を生成する第２のＡＦ評価値生成手段とを有し、前記第２のＡＦ評価値のレベルが増加するように焦点調節を行うと同時に、前記第１のＡＦ評価値生成手段が出力した複数の第１のＡＦ評価値の中で、少なくとも１つのＡＦ評価値が減少する度に、前記第２のＡＦ評価値のレベルが増加するように加算する重みづけを変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、点光源被写体の撮影時にも点光源の有無を判断する複雑な手段を必要とせずにＴＶ−ＡＦ方式で合焦させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】通常被写体を撮影した時のフォーカスレンズと積分評価値の関係を示すグラフ。
【図３】点光源被写体撮影時の各ラインにおけるピーク値の関係と、合焦時・非合焦時の積分評価値の関係を表した図。
【図４】点光源被写体を撮影した時の全ライン積分評価値とフォーカスレンズ位置の関係を表したグラフ。
【図５】点光源被写体撮影時の、全ライン積分評価値と所定ライン積分評価値を示した図。
【図６】点光源被写体を撮影した時の所定ライン積分評価値とフォーカスレンズ位置の関係を表したグラフ。
【図７】メインのＡＦ処理を示したフローチャート。
【図８】ＡＦ処理における微小駆動動作を示したフローチャート。
【図９】ＡＦ処理における微小駆動動作の、時間経過ごとのレンズ動作を示した図。
【図１０】ＡＦ処理における山登り駆動動作を示したフローチャート。
【図１１】ＡＦ処理における山登り駆動動作を示した図。
【図１２】ＡＦ処理におけるＡＦ評価値取得処理を示したフローチャート。
【図１３】ＡＦ評価値取得処理における所定ライン積分評価値の準備の処理及び所定ライン数の設定処理を示したフローチャート。
【図１４】所定ラインのラインピーク値を抽出する具体例を示した図。
【図１５】通常被写体・点光源被写体をそれぞれ被写体とした時の全ライン積分評価値と所定ライン積分評価値の関係を表した図。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図。
【図１７】点光源領域数の計算の例を表した図。
【図１８】積分する所定走査ライン数が異なる各積分評価値の特徴を示した図。
【図１９】ＡＦ処理におけるＡＦ評価値取得処理を示したフローチャート。
【図２０】ＡＦ評価値取得処理における所定ライン積分評価値準備処理を示したフローチャート。
【図２１】ＡＦ評価値取得処理における使用ＡＦ評価値選択処理を示したフローチャート。
【図２２】ＡＦ評価値取得処理における点滅点光源の全滅判断処理を示したフローチャート。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２４】点光源サイズの計算の例を表した図。
【図２５】ＡＦ評価値取得処理における所定ライン積分評価値準備処理を示したフローチャート。
【図２６】ＡＦ評価値取得処理における使用ＡＦ評価値選択処理を示したフローチャート。
【図２７】ＡＦ評価値取得処理における点滅点光源の全滅判断処理を示したフローチャート。
【図２８】所定ラインのラインピーク値を抽出する具体例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の第１の実施形態であるビデオカメラの構成を示す図である。
【００１４】
図１において１０１はフォーカスレンズ（光学系）であり、光軸方向に移動させることでピント面を変えることができる。このレンズを通った光がＣＭＯＳセンサ１０２の撮像面上に結像され、電気信号に光電変換される。この光電変換された信号を読み出し、ＣＤＳ／ＡＧＣ１０３でサンプルホールドすると同時に最適なゲインに増幅し、Ａ／Ｄ変換器１０４でデジタル信号に変換する。
【００１５】
カメラ信号処理回路１０５で、Ａ／Ｄ変換器１０４で変換されたデジタル信号をＴＶ信号のフォーマットに信号処理し、撮像信号中からＡＦ評価値生成のために輝度信号Ｙを出力する。この輝度信号Ｙをガンマ補正回路１０６に入力し、低輝度成分を強調し、高輝度成分を抑圧するようにガンマ補正する。
【００１６】
次に、各評価値について説明する。なお、領域設定回路１１７で設定した焦点信号を抽出する領域を、以降はＡＦ枠と定義する。
【００１７】
＜Ｙピーク評価値＞
ガンマ補正回路１０６でガンマ補正した輝度信号Ｙを、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１０７へ入力する。この回路によって、領域設定回路１１７によって設定されたＡＦ枠内で水平ライン毎のＹラインピーク値を求める。さらに、ラインピーク検出回路１０７の出力を垂直ピーク検出回路１０８に入力する。この回路によって、領域設定回路１１９によって設定されたＡＦ枠内（ＡＦ領域内）で垂直方向にピークホールドを行い、Ｙピーク評価値を生成する。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。
【００１８】
＜Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値＞
ガンマ補正回路１０６でガンマ補正した輝度信号Ｙを、ラインピーク検出回路１０７に入力する。この回路によって、領域設定回路１１７によって設定されたＡＦ枠内で水平ライン毎のＹラインピーク値を求める。また、ガンマ補正回路１０６でガンマ補正した輝度信号Ｙを、ライン最小値検出回路１０９に入力する。この回路によって輝度信号ＹのＡＦ枠内で水平ライン毎のＹの最小値を検出する。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を減算器に入力し、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１１０に入力する。この回路によってＡＦ枠内で垂直方向にピークホールドを行い、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。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。
【００１９】
＜全ライン積分評価値、所定ライン積分評価値、領域ピーク評価値＞
ガンマ補正回路１０６でガンマ補正した輝度信号Ｙを、ＢＰＦ１１１に通すことによって所定の周波数成分を抽出し焦点信号を生成する。そしてこの焦点信号を、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１１２へ入力する。ラインピーク検出回路１１２は、ＡＦ枠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を、垂直積分回路１１３によってＡＦ枠内で垂直方向に積分（所定水平走査ライン数積分）することで、全ライン積分評価値を生成する。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ＡＦのメインの評価値として有効である。
【００２０】
また、ラインピーク検出回路１１２によって求めた水平ライン毎のラインピーク値を、所定ラインピーク抽出回路１１４へ入力する。所定ラインピーク抽出回路１１４では、図１４のように、ラインピーク値が大きなものから順に、後述する制御マイコン１１９によって所定ライン数設定回路１１８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。具体的には、所定ラインピーク抽出回路１１４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１１８に設定されている数だけバッファにデータを保持するようにする。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ようにする。こうしてバッファに抽出したデータを出力し、垂直積分回路１１５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。所定ライン積分評価値は、点光源被写体を代表する、被写体がボケた時も鮮鋭度が落ちにくい被写体に対して有効な評価値である。
【００２１】
またラインピーク検出回路１１２によって求めた水平ライン毎のラインピーク値を、垂直ピーク検出回路１１６によってＡＦ枠内でピークホールドし、領域ピーク評価値を生成する。領域ピーク評価値は、ＡＦ枠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。
【００２２】
本発明に至る課題として、図３のように点光源被写体を撮影した場合、非合焦のときはそれぞれのラインピーク値は小さくなるが被写体が掛かる走査ライン数が増える。また、合焦しているときはそれぞれのラインピーク値は大きくなるが被写体が掛かる走査ライン数が少なくなる。このとき、合焦付近ではラインピーク値よりも走査ライン数の変化の方が大きいために、非合焦のときと比べて合焦しているときの全ライン積分評価値は減少してしまう。そして、図４のように全ライン積分評価値が最大になる点が合焦点とならず、少し焦点がずれた点で全ライン積分評価値が最大になる。このため、全ライン積分評価値が大きくなるように焦点調節を行うと、合焦できないという問題が発生してしまっていた。
【００２３】
上記問題を解決するため、本実施形態では、図５のように合焦時の点光源被写体が存在する走査ライン数以下で固定し、ラインピーク値が大きなライン順に一定の走査ライン数を積分して所定走査ライン積分評価値を生成する（第１のＡＦ評価値生成）。
【００２４】
これは、全ライン積分評価値は非合焦時より合焦時の方が小さいものの、ラインピーク値は非合焦時より合焦時の方が大きいので、ラインピーク値が大きなものだけを一定数積分すれば、合焦時のほうが積分評価値が大きくなるという考えである。また、ラインピーク値が大きなものから順に選ぶのは、点光源が存在し、かつエッジ成分が顕著に表れているラインピーク値を正確に選び出すことによって、合焦時に最大になる積分評価値を精度よく生成するためである。
【００２５】
以上のようにして、点光源撮影時にも所定ラインを積分して積分評価値を生成すれば、図６のように合焦時に積分評価値が最大となる。つまり、積分評価値が大きくなるように焦点調節を行うＴＶ−ＡＦ方式によって、点光源被写体でも合焦させることができる。
【００２６】
ところで、所定ライン積分評価値は全ライン積分評価値と比べて使用する走査ライン数が少ないためにノイズの影響を受けやすく、特に図６における所定ライン積分評価値の山のすそ野ではうまく方向判別できない可能性がある。そのため、合焦近傍の追い込み時等の必要最小限でのみ所定ライン積分評価値を使用できるように、全ライン積分評価値から所定ライン積分評価値にタイミングよく切り替える（２種類以上の積分評価値の間で選択的に切り替える）ことが重要である。
【００２７】
上述した所定ライン数の選択方法及び所定ライン積分評価値を使用するタイミングについては、後述する制御マイコン１１９の制御の説明の際に詳しく記述する。
【００２８】
領域設定回路１１７は、後述する制御マイコン１１９によって設定した撮像画面内の所定の位置に少なくとも１つのＡＦ枠用のゲート信号を生成し、ＡＦ枠の領域に対応する焦点信号のみを抽出する。ゲート信号は、上述したラインピーク検出、ライン最小値検出、垂直ピーク検出、垂直積分、所定ライン抽出の各回路に入力され、各ＡＦ評価値がＡＦ枠内のＹ信号で生成されるようにタイミング信号を入力する。ＡＦ枠を複数設定する場合は、それぞれの枠毎の各ＡＦ評価値を得る必要があるため、本システム構成の流れにおいて領域設定回路１１７から最初にゲート信号が入力される回路である、ラインピーク検出回路１０７、ライン最小値検出回路１０９、ラインピーク検出回路１１２の出力以降では、データバスの数を必要なＡＦ枠の数だけ用意する。
【００２９】
所定ライン数設定回路１１８は、所定ライン積分評価値を生成する上で、積分する所定ライン数（水平走査ライン数）を所定ラインピーク抽出回路１１４へ送る。この回路に設定された所定ライン数で積分が行われ、所定ライン積分評価値が生成される。なお、所定ライン数は制御マイコン１１９で決定される。ところで、所定ライン数設定回路１１８に設定する所定ライン数は、値が大きすぎると合焦点で積分評価値が最大にならず合焦点を間違えてしまうという問題が改善できず、値が小さすぎると積分評価値のノイズが大きくなってしまうためにフォーカスレンズを駆動する方向を間違えたり、不安定なＡＦ制御になってしまう可能性がある。よって、所定ライン積分評価値を使用するには適切な所定ライン数を選択することが重要になる。設定する所定ライン数としては、合焦点で積分評価値が最大になる限界のライン数か、それより少し小さい値が望ましい。点光源の数や大きさにも依存するが、１０ライン前後が妥当と考えられる。
【００３０】
制御マイコン１１９は、領域設定回路１１７に撮像画面内の所定の位置に少なくとも１つのＡＦ枠用のゲートを設定すると共に、所定ライン数設定回路１１８にラインピーク値を抽出する所定ライン数を設定する。
【００３１】
さらに、各ＡＦ評価値を取り込み、各ＡＦ評価値の履歴をメモリ１２０に一定期間保持し、必要に応じて過去のＡＦ評価値を参照することができる。そして、ＡＦ制御に使用するＡＦ評価値を選択し、モータドライバ１２１を通じてモータ１２２を制御し、フォーカスレンズ１０１を光軸方向に移動させてＡＦ制御を行う。
【００３２】
次に、制御マイコン１１９で行われるＡＦ制御について図７〜図１３を用いて詳しく説明する。
【００３３】
図７を用いてメインのＡＦ処理について説明する。ステップＳ７０１はＡＦ制御の開始を示している。ステップＳ７０２で微小駆動動作を行い、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。微小駆動動作の詳細な説明は後述する。ステップＳ７０３においては、ステップＳ７０２で合焦と判別された場合はステップＳ７０９へ行き合焦時の処理を行い、ステップＳ７０２で合焦と判別されなかった場合はステップＳ７０４へ行く。ステップＳ７０４においては、ステップＳ７０２で合焦方向の判別ができている場合はステップＳ７０５へ行き山登り駆動動作を行い、ステップＳ７０２で合焦方向の判別ができていない場合はステップＳ７０２へ戻り微小駆動動作を継続する。ステップＳ７０５では、ＡＦ評価値が大きくなる方向へ高速でレンズを山登り駆動する。山登り駆動動作の詳細な説明は後述する。ステップＳ７０６においては、ステップＳ７０５でＡＦ評価値のピークを越えたと判別された場合はステップＳ７０７へ行き、ステップＳ７０５でＡＦ評価値のピークを越えたと判別されない場合はステップＳ７０５へ戻り山登り駆動を継続する。ステップＳ７０７では、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークのレンズ位置にレンズを戻す。ステップＳ７０８においては、ステップＳ７０７でピークのレンズ位置に戻った場合はステップＳ７０２へ戻り再び微小駆動動作を行い、ステップＳ７０７でピークのレンズ位置に戻っていない場合はステップＳ７０７へ戻りピークに戻す動作を継続する。
【００３４】
次に、ステップＳ７０９からの合焦時の再起動判定処理について説明する。ステップＳ７０９ではＡＦ評価値を保持する。ステップＳ７１０では、最新の各種ＡＦ評価値を取得する。ステップＳ７１１では、ステップＳ７０９で保持したＡＦ評価値とステップＳ７１０で新たに取得したＡＦ評価値とを比較し所定レベル以上差があれば再起動と判定し、ステップＳ７０２へ行き微小駆動動作を再開する。ステップＳ７１１で再起動と判定されていなければステップＳ７１２へ行く。ステップＳ７１２では、レンズを停止しステップＳ７１０へ戻り再起動判定を継続する。
【００３５】
次に、微小駆動動作について図８を用いて説明する。ステップＳ８０１は処理の開始を示している。ステップＳ８０２では、フォーカスレンズを至近方向に駆動する。そしてステップＳ８０３で、ステップＳ８０２で至近方向にフォーカスレンズを動かした地点の最新の各種ＡＦ評価値を取得する。さらに、ステップＳ８０４では、ステップＳ８０２とは逆方向の無限遠方向にフォーカスレンズを駆動する。そしてステップＳ８０５で、ステップＳ８０４で無限遠方向にフォーカスレンズを動かした地点の最新の各種ＡＦ評価値を取得する。ステップＳ８０６においては、至近方向で取得したステップＳ８０３のＡＦ評価値と無限遠方向で取得したステップＳ８０５のＦ評価値を比較し、至近方向で取得したＡＦ評価値の方が大きければステップＳ８０７へ、無限遠方向で取得したＡＦ評価値の方が大きければステップＳ８０８へ進む。ステップＳ８０７では、至近方向のＡＦ評価値が高く、合焦方向が至近方向にあることがわかったので、フォーカスレンズの駆動を行う中心位置を至近方向に移行し、ステップＳ８０９の処理に移る。ステップＳ８０８では無限遠方向のＡＦ評価値が高く、合焦方向が無限遠方向にあることがわかったので、フォーカスレンズの駆動を行う中心位置を無限遠方向に移行し、ステップＳ８０９の処理に移る。ステップＳ８０９においては、所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であればステップＳ８１３へ進み、所定回数連続して同一方向に進んでいなければステップＳ８１０へ進む。ステップＳ８１０においては、所定回数フォーカスレンズが所定範囲で往復を繰り返していればステップＳ８１２へ進み、所定時間フォーカスレンズが所定範囲にいなければステップＳ８１１で処理を終了し、再びステップＳ８０２の処理に戻り微小駆動動作を行う。ステップＳ８１３では方向判別できたとして、ステップＳ８１１で微小駆動動作を終了し、山登り駆動へ移行する。ステップＳ８１２では合焦判別できたとしてステップＳ８１１で微小駆動動作を終了し、再起動判定ルーチンへ移行する。
【００３６】
上記のレンズ動作の時間経過を示したのが図９である。最初に、フォーカスレンズがＡの位置にある。まず、フォーカスレンズを至近方向であるＢの位置へ駆動し、ＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対する評価値ＢがＴＢで取り込まれる。次に、フォーカスレンズを無限遠方向であるＣの位置へ駆動し、ＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対する評価値ＣがＴＣで取り込まれる。なお、評価値Ｂ、Ｃは、中心位置「中心Ｓｔａｒｔ」から至近、無限遠方向にそれぞれ同じだけフォーカスレンズを動かしたときのＡＦ評価値である。さらに、ＴＣで評価値Ｂ、Ｃを比較し、Ｂ＞Ｃであれば、フォーカスレンズを駆動する中心位置を「中心Ｓｔａｒｔ」から「中心ｎｅａｒ」に移行する。それによって、フォーカスレンズを、「中心ｎｅａｒ」から至近方向であるＤ_ｎｅａｒ、無限遠方向であるＥ_ｎｅａｒにそれぞれ駆動し、Ｄ_ｎｅａｒとＥ_ｎｅａｒのＡＦ評価値を比較することで、再びレンズを駆動する中心位置を変更していく。一方、Ｂ＜Ｃであれば、フォーカスレンズを駆動する中心位置を「中心Ｓｔａｒｔ」から「中心ｆａｒ」に移行する。それによって、フォーカスレンズを、「中心ｆａｒ」から無限遠方向であるＥ_ｆａｒ、至近方向である不図示のＦ_ｆａｒにそれぞれ駆動し、Ｅ_ｆａｒとＦ_ｆａｒのＡＦ評価値を比較することで、再びレンズを駆動する中心位置を変更していく。ここで、レンズの駆動量は一回の移動でフォーカスの動きが撮像信号をＴＶ画面等で見て分からないような量を、焦点深度を元に決定する。
【００３７】
次に、山登り駆動動作について図１０を用いて説明する。ステップＳ１００１は処理の開始を示している。ステップＳ１００２では、最新の各種ＡＦ評価値を取得する。ステップＳ１００３においては、ステップＳ１００２で取得したＡＦ評価値が、前回取得したＡＦ評価値より大きければステップＳ１００４へ進み、前回取得したＡＦ評価値より小さければステップＳ１００６へ進む。ステップＳ１００４では前回と同じ方向に所定の速度でフォーカスレンズを駆動し、ステップＳ１００５で処理を終了し、再びステップＳ１００２へ戻る。一方、ステップＳ１００６においては、ＡＦ評価値がピークを越えて減っていなければステップＳ１００７へ進み、ＡＦ評価値がピークを越えて減っていればステップＳ１００８へ進みピークを越えたと判定し、処理を終了する。ステップＳ１００７では、前回と逆方向に所定の速度でフォーカスレンズを駆動して処理を終了し、再びステップＳ１００２へ戻る。
【００３８】
上記のレンズ動作を説明したのが図１１である。最初に、山登り駆動動作の開始位置を図中のｓｔａｒｔとする。まず、ｓｔａｒｔから実線で結んだＡの地点まで山登り駆動したとすると、Ａ地点はピークを越えて減少しているので、今まで駆動したところにピークがあるとして山登り駆動動作を終了し、レンズ位置をピーク付近まで戻し、微小駆動動作に移行する。一方、ｓｔａｒｔから一点鎖線で結んだＢの地点まで山登り駆動したとすると、Ｂ地点はピークが無く減少しているので方向を間違えたものとして反転し、再び山登り動作を続ける。なお、一定時間あたりの移動量は上記の微小駆動よりも大きな移動量となる。
【００３９】
次に、図７のステップＳ７１６、図８のステップＳ８０３、ステップＳ８０５、図１０のステップＳ１００２のＡＦ評価値取得処理について、図１２を用いて説明する。ステップＳ１２０１は処理の開始を示している。ステップＳ１２０２では、ＡＦ制御に使用する使用ＡＦ評価値を決定する。ステップＳ１２０２の詳細な処理は図１３で説明する。ステップＳ１２０３では、図１の垂直ピーク検出回路１０８、１１０、１１６及び、垂直積分回路１１３、１１５で取得した各ＡＦ評価値をメモリ１２０へ記録する。記録したＡＦ評価値は、ステップＳ１２０２の使用ＡＦ評価値選択処理でＡＦ評価値を選択する上で参照する。ステップＳ１２０４で処理を終了する。
【００４０】
次に、本実施形態の特徴とする部分である図１２のステップＳ１２０２の使用ＡＦ評価値選択処理について、図１３を用いて説明する。ステップＳ１３０１は処理の開始を示している。ステップＳ１３０２では現在使用している評価値が、全ライン積分評価値か所定ライン積分評価値のどちらなのかを判断する。全ライン積分評価値を使用している場合はステップＳ１３０３へ進み、所定ライン積分評価値を使用している場合はステップＳ１３０７へ進む。ステップＳ１３０３では、まず全ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として選択しステップＳ１３０４へ進む。ステップＳ１３０４では、全ライン積分評価値が減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ１３０５へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ１３１１へ進み処理を終了し、全ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ１３０５では所定ライン積分評価値が増加傾向かどうかを判断し、増加傾向な場合はステップＳ１３０６へ進み、増加傾向でない場合はステップＳ１３１１へ進み処理を終了し、全ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ１３０６では、使用ＡＦ評価値を所定ライン積分評価値と選択し直した上でステップＳ１３１１へ進み処理を終了する。
【００４１】
上記ステップＳ１３０３、ステップＳ１３０４、ステップＳ１３０５、ステップＳ１３０６の処理は本実施形態の特徴とする部分であり、図１５を用いて詳細に説明する。図１５は、（ａ）通常被写体及び（ｂ）点光源被写体を撮影したときの、（１）全ライン積分評価値及び（２）所定ライン積分評価値を表した図である。通常、合焦点が最も積分評価値が高くなり、ＴＶ−ＡＦ制御では積分評価値が最も高い位置にフォーカスレンズを駆動することが前提である。また、所定ライン積分評価値は、積分するライン数が少ないために、山のすそ野の評価値が滑らかに出ず、山のすそ野ではうまく方向判別ができないため、合焦近傍でのみ使用したいという点も踏まえて説明する。まず、（ａ）通常被写体撮影時は、全ライン積分評価値及び所定ライン積分評価値は図の左列のようになる。例えば、合焦点を探してフォーカスレンズを無限遠方向から至近方向に駆動させた場合、合焦点を過ぎて全ライン積分評価値が減少した時、所定ライン積分評価値も減少する。この場合、ＴＶ−ＡＦ制御によって最も積分評価値が高い位置にフォーカスレンズを駆動することで被写体に合焦させることができる。このように通常被写体を撮影している場合、積分するライン数が多くダイナミックレンジが大きくノイズが少ない全ライン積分評価値を使用することで、安定したＡＦ動作ができる。次に、（ｂ）点光源被写体撮影時は、全ライン積分評価値及び所定ライン積分評価値は図の右列のようになる。（ａ）と同様に、合焦点を探してフォーカスレンズを無限遠方向から至近方向に駆動させた場合、先述した通り最も全ライン積分評価値が高い位置が合焦点とならない。しかし、全ライン積分評価値が減少したとき、所定ライン積分評価値は合焦点がピークなので、まだ増加している。すなわち、全ライン積分評価値が減少した時、所定ライン積分評価値が増加していれば、被写体が点光源被写体であると考えることができる。そこで、使用する積分評価値を、全ライン積分評価値から所定ライン積分評価値に切り替えることで、ＴＶ−ＡＦ制御でも点光源被写体に合焦させることができる。このように、全ライン積分評価値が減少した時の所定ライン積分評価値の増減によって、被写体が通常被写体か点光源被写体かを判断できる。そして、合焦近傍の追い込みに使用する積分評価値を点光源被写体の場合には所定ライン積分評価値に切り替えることで、通常被写体にも点光源被写体にもＴＶ−ＡＦ制御で合焦させることができる。また、この手法では、複雑な点光源被写体判断手段を必要としないため、簡単な制御で点光源被写体に合焦させることができるというメリットもある。
【００４２】
図１３の説明に戻り、ステップＳ１３０２で，現在所定ライン積分評価値若しくは所定ライン積分評価値平均を使用していると判断した場合に進むステップＳ１３０７から続けて説明する。ステップＳ１３０７では、使用している評価値が所定ライン積分評価値であったので、まず所定ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として選択しステップＳ１３０８へ進む。ステップＳ１３０８では、全ライン積分評価値が減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ１３０９へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ１３１１へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ１３０９では所定ライン積分評価値が減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ１３１０へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ１３１１へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ１３１０では、使用ＡＦ評価値を全ライン積分評価値と選択し直した上でステップＳ１３１１へ進み処理を終了する。全ライン積分評価値が減少傾向でかつ、所定ライン積分評価値も減少傾向になっていたら、被写体が点光源以外に変わっていることや、映像が大きくボケていることが考えられるので、焦点調節に使用する評価値をダイナミックレンジが大きくノイズ影響が少ない全ライン積分評価値に戻す。また、パンニングが発生したときは被写体が変わったと判断して所定ライン積分評価値から全ライン積分評価値に戻してもよい。さらに、高輝度成分の有無が判定しやすいＹピーク評価値及びＭａｘ−Ｍｉｎ評価値のレベルが継続して減少しているときは、被写体が点光源以外だと判断して使用する評価値を全ライン積分評価値に戻してもよい。
【００４３】
以上説明したように、制御マイコン１１９は、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＡＦ評価値を大きくするように制御している。本実施形態では、全ライン積分評価値を使用してＡＦ制御を行っている際、全ライン積分評価値が減少したときに所定ライン積分評価値が増加していたら、点光源被写体を撮影していると見なし、使用するＡＦ評価値を所定ライン積分評価値に切り替える。それによって、点光源被写体を撮影したときに従来は図４のように合焦点のＡＦ評価値が最大にならなかったものが、図６のように合焦時に最大となるＡＦ評価値に乗り換えて焦点調節を行える。このような手法をとることで、従来のように合焦点の極小点を見つけだすという手法を用いる必要はなく、ＴＶ−ＡＦ制御で、しかも複雑な点光源判断手段を必要とせずに合焦させることが可能になる。点光源の有無に関わらずＡＦ評価値が大きくなるようにフォーカスレンズを制御すれば良いので、安定したＴＶ−ＡＦ動作を行うことができる。
【００４４】
このように、積分するライン数の異なる２つの積分評価値を切り替えるという本実施形態によって、複雑な点光源被写体の有無を判断する手段を用いずに、点光源被写体にＴＶ−ＡＦ制御で合焦させるという課題を達成できた。なお、本実施形態において所定ライン数として設定するのは、１ラインから全ラインまでどのライン数でもかまわない。例えば、本実施形態のように所定ライン数と全ライン数の２つの積分評価値を生成するのではなく、積分するライン数の異なる所定ライン積分評価値を２つ生成してもかまわない。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。まず本実施形態と第１の実施形態の違いについて説明する。
【００４６】
第１の実施形態では、全ライン積分評価値を使用してフォーカスレンズを駆動させ、全ライン積分評価値が減少した時に所定ライン積分評価値が増加していたら、使用するＡＦ評価値を所定ライン積分評価値に切り替える制御を行っていた。
【００４７】
このように第１の実施形態では積分する所定ライン数の異なる積分評価値を２つ生成したが、第２の実施形態ではこれを３つ生成して、より精度よく焦点調節を行う。さらに、ＡＦ枠中に点光源が占める領域数を判断する手段をあえて設けることによって、判断手段が無い場合よりも精度の高いＡＦ評価値を生成し、より精度よく焦点調節を行う方法について説明する。また、点光源が点滅しているような被写体に対してもＴＶ−ＡＦ制御で合焦させる方法について説明する。
【００４８】
図１６は、本発明の第２の実施形態に係わるビデオカメラの構成を示す図である。本実施形態のビデオカメラ構成は、第１の実施形態である図１のビデオカメラ構成と重複する点がある。具体的には、図１６におけるフォーカスレンズ２０１から垂直ピーク検出回路１１０のプロセスと図１におけるフォーカスレンズ１０１から垂直ピーク検出回路１１０のプロセスは同様の処理を行っている。よって、図１６における比較器２１１、連続高輝度ライン数検出回路２１２、切り替えスイッチ２１３、カウンタ２１４で生成している評価値の詳細から説明を行う。
【００４９】
＜点光源領域数＞
ラインピーク検出回路２０７で検出した水平ライン毎のＹラインピーク値を、後述する制御マイコン２２６によって所定の閾値を設定した比較器２１１に入力する。比較器２１１ではＹラインピーク値が所定閾値より大きいかどうかを判断し、所定閾値より大きい場合は連続高輝度ライン数検出回路２１２へ入力する。連続高輝度ライン数検出回路２１２では、比較器２１１がＹラインピーク値が所定閾値より大きいと判断しているのが、何回連続かどうかを調べる。後述する制御マイコン２２６によって所定回数を設定しておき、所定回数連続していた場合はその水平走査ラインに点光源があると見なし、切り替えスイッチ２１３を制御して、カウンタ２１４へ信号を送る。カウンタ２１４によって、領域設定回路２２３によって設定されたＡＦ枠内における点光源の占める領域数をカウントすることで、点光源領域数を決定する（点光源領域数検出）。ＡＦ枠内にある点光源の数を判断できる。
【００５０】
本実施形態における点光源領域数の生成方法を図１７に示す。図１７は、点光源があると見なす高輝度ラインの連続回数を４と設定した場合である。映像中には点光源が５つあり、点光源の占める高輝度の走査ライン数は、上から順に５ライン、１ライン、１０ライン、水平方向に７ラインが２つとする。水平走査ライン毎に高輝度がどうかを判定し、４回以上連続していれば点光源と見なすので、このとき点光源と見なすのは、５ライン、１０ライン、７ラインである。ただし、水平走査ライン毎に高輝度判定をするので、水平方向に２つ並んでいる７ラインの点光源は、１つだと判断する。よって、このときの点光源領域数は３である。補足として、設定した所定回数以上連続していれば、高輝度ライン数の多少に依らず点光源は１つと見なす。また、点光源が水平方向に複数並んでいても、高輝度ラインの連続が一度途切れなければ点光源１つと見なす。
【００５１】
図１６に戻り、ＢＰＦ２１５から説明を再開する。ＢＰＦ２１５から所定ライン数設定回路２２５までは、第１の実施形態におけるカメラ構成にて説明した、図１のＢＰＦ１１１から所定ライン数設定回路１１８と同様の処理を行っているので省略する。
【００５２】
ただし、第２の実施形態では所定ライン積分評価値を２つ生成しており、それぞれ所定ライン数積分評価値Ａ、所定ライン数積分評価値Ｂとする。また、それぞれ積分する所定ライン数が異なるため、所定ライン数設定回路を２つ用意している（２２４、２２５）。以降、積分する所定ライン数がより多い方を所定ライン積分評価値Ａ、より少ない方を所定ライン積分評価値Ｂとする。
【００５３】
これは本実施形態の特徴とするところで、第１の実施の形態では積分するライン数の異なる積分評価値を２つ生成したが、第２の実施形態では３つ生成している。
【００５４】
このように、積分するライン数の異なる積分評価値をより多く持つことで、より精度よくＡＦ制御を行うことができる。その理由及び制御の詳細について、図１８を用いて説明する。
【００５５】
図１８は点光源被写体を撮影した時の、積分評価値を表している。図１８の３つの図は左図ほど積分する所定走査ライン数が多く、右図ほど積分する所定走査ライン数が少ない。また、横軸はフォーカスレンズ位置を表しており、縦軸は所定ライン積分評価値を表している。図１８の特徴として、第１の実施形態で述べたように、積分する所定走査ラインを少なくすれば、右図のように合焦点で積分評価値がピークになる。しかし、積分する所定走査ライン数が多くなるにつれて、合焦点で積分評価値がピークにならないという従来の問題が発生する。そのため、ＴＶ−ＡＦ制御で点光源被写体に合焦させるには、右図のような合焦点でピークになっている積分評価値を使用する必要がある。しかし、このように積分する所定走査ライン数の少ない積分評価値は、合焦近傍でないとレベルが低くノイズが大きい。そのため、映像がボケているときはうまく合焦方向の判別ができない可能性がある。それに対して、積分する所定走査ライン数の多い積分評価値は、合焦点がピークにならない。しかし、積分するライン数が多くなるほど、山のすそ野のレベルが大きくなりノイズも低減する。そのため、映像がボケていればボケているほど、積分するライン数が多い所定走査ライン積分評価値を使用するのが望ましい。
【００５６】
ここで、点光源被写体を映像がボケている状態から撮影した時、第１の実施形態のような積分するライン数の異なる積分評価値が２つの場合を考える。例えば、この２つの積分評価値が、図１８における左図の積分評価値（積分する所定ライン数が多い）と右図の積分評価値（積分する所定ライン数が少ない）だとする。ボケている状態から合焦させる場合、まず左図の積分評価値を使って焦点調節を行い、積分評価値が減少した時に右図の積分評価値が増加していたら右図の積分評価値に切り替えて焦点調節を行うことで点光源被写体に合焦させる。しかし、左図の積分評価値が減少したとき、右図の積分評価値はまだレベルが低くノイズの大きい山のすそ野である可能性がある。そのため、左図の積分評価値が減少した時に、ノイズの影響で右図の積分評価値が増加していないと判断してしまう可能性や、右図の積分評価値に切り替えたとしても、ノイズの影響で合焦点に辿りつくのに時間がかかってしまう可能性がある。
【００５７】
次に、本実施形態のように、積分するライン数の異なる積分評価値が３つある場合を考える。例えば、この３つの積分評価値が、図１８の左・中央・右の図の積分評価値とする。なお、先述したように右側の図ほど積分する走査ライン数が少ない。ボケている状態から合焦させる場合、まず左図の積分評価値を使って焦点調節を行い、積分評価値が減少した時に、本実施形態では中央図の積分評価値の増減を調べる。中央図の積分評価値が増加していたら、使用する評価値を中央図の積分評価値に切り替えて焦点調節を行い、さらに中央図の積分評価値が減少した時に、今度は右図の積分評価値の増減を調べる。右図の積分評価値が増加していたら、右図の積分評価値を使用して焦点調節を行い点光源被写体に合焦させる。このように、積分するライン数の多い積分評価値から、順次積分するライン数の少ない積分評価値に切り替えて制御することで、先述した山のすそ野のノイズの影響を軽減することができる。例えば、左図の積分評価値から直接に右図の積分評価値に切り替えるよりも、より山の頂上付近にいる中央図の積分評価値を介すことで、ノイズの影響によって切り替えがうまくいきやすく、合焦方向が判別しやすい。また、中央図の積分評価値から右図の積分評価値に切り替えるときについても同様である。
【００５８】
このように、積分するライン数の異なる積分評価値を多く持つほど、メモリの使用量は多くなるが、より精度よく点光源被写体に合焦させることができる。また上述した制御は、点光源領域数といった点光源判断手段を必要とせずに、点光源被写体への合焦精度を上げることができるという大きなメリットがある。
【００５９】
図１６に戻り、制御マイコン２２６から説明を再開する。制御マイコン２２６の役割は、第１の実施形態におけるカメラ構成にて説明した図１の制御マイコン１１９と同様である。ただし、制御マイコン２２６では、先述したように比較器２２１に高輝度だと判定するＹラインピーク値の閾値を設定する役割及び、連続高輝度ライン数検出回路２１２に点光源だと見なす高輝度ラインの連続回数を設定する役割も兼ね備える。
【００６０】
メモリ２２７からモータ２２９までの役割は、第１の実施形態におけるカメラ構成にて説明した図１のメモリ１２０からモータ１２２と同様である。ただし本実施の形態では、メモリ２２７は点光源領域数も保持する。
【００６１】
次に、制御マイコン２２６で行われるＡＦ制御について説明する。本実施形態のＡＦ制御は、第１の実施形態と重複している点があり、図７、８、９、１０、１１を用いて第１の実施形態で説明したＡＦ制御と本実施形態のＡＦ制御は同様のものとする。
【００６２】
本実施形態では、まず図７のステップＳ７１６、図８のステップＳ８０３、ステップＳ８０５、図１０のステップＳ１００２のＡＦ評価値取得処理について、図１９を用いて説明する。
【００６３】
まず、図１９のＡＦ評価値取得処理について説明する。ステップＳ１９０１は処理の開始を示している。ステップＳ１９０２では、図１６の垂直積分回路２１９、２２１で取得した所定ライン積分評価値を加工し、所定ライン積分評価値を実際に使用する形にすると共に、設定する所定ライン数を図１６の所定ライン数設定回路２２４、２２５に設定する。ステップＳ１９０２の詳細な処理は図２０で説明する。ステップＳ１９０３ではＡＦ制御に使用するＡＦ評価値を決定する。ステップＳ１９０３の詳細な処理は図２１で説明する。ステップＳ１９０４では、点光源が点滅している点滅光源被写体に対して、点滅光源が全滅してしまったかどうかを判断し、必要があれば使用するＡＦ評価値を変更する。ステップＳ１９０４の詳細な処理は図２２で説明する。ステップＳ１９０５では、図１６の垂直ピーク検出回路２０８、２１０、２２２及び、カウンタ２１４及び、垂直積分回路２１７、２１９、２２１で取得した各ＡＦ評価値をメモリ２２７へ記録する。記録したＡＦ評価値は、ステップＳ１９０３の使用ＡＦ評価値選択処理でＡＦ評価値を選択する上で参照する。ステップＳ１９０６で処理を終了する。
【００６４】
次に、本実施形態の特徴とする部分である、図１９のステップＳ１９０２の所定ライン積分評価値準備処理について、図２０を用いて説明する。ステップＳ２００１は処理の開始を示している。ステップＳ２００２では、図１６における所定ライン数設定回路２２４及び２２５に設定していた所定ライン数を基に、垂直積分回路２１９、２２１からそれぞれ出力された所定ライン積分評価値を正規化する。例えば、所定ライン積分評価値がnラインと設定されていたら、所定ライン積分評価値は以下のように正規化する。
【００６５】
正規化した所定ライン積分評価値＝所定ライン積分評価値×（ＡＦ枠の全走査ライン数 ／ｎ）
この処理によって、所定ライン積分評価値を正規化することで、実際にＡＦ制御に用いる形に変換する。正規化を行う理由は、設定した所定ライン数が変わると所定ライン数積分評価値のレベルが変動してしまうので、変動したレベルを同等のレベルに正規化することで所定ライン数の変動をできる限り軽減した評価値とするためである。なお、設定した所定ライン数が変わる状況については、図２０の説明の中で後述する。
【００６６】
次に、ステップＳ２００３では点光源領域数が増加しているかどうかを調べて、増加していると判断した場合はステップＳ２００４へ進み、増加していないと判断した場合はステップＳ２００５へ進む。ステップＳ２００４では、所定ライン積分評価値を生成するための、積分する所定ライン数を増やすように図１６の所定ライン数設定回路２２４及び２２５に設定して、ステップＳ２００７で処理を終える。ステップＳ２００３で点光源領域数が増加していない場合に進むステップＳ２００５では、点光源領域数が減少しているかどうかを調べ、減少している場合はステップＳ２００６へ進み、減少していない、すなわち変化が無い場合はステップＳ２００７で処理を終える。ステップＳ２００６では、所定ライン積分評価値を生成するための、積分する所定ライン数を減らすように図１６の所定ライン数設定回路２２４及び２２５に設定し、ステップＳ２００７で処理を終える。
【００６７】
このように点光源領域数が増加したら積分する所定ライン数を増やし、点光源領域数が減少したら積分する所定ライン数を減らすのは、本実施形態の特徴とするところである。  このように積分する所定ライン数を増減させるのには２つの意味がある。１つ目は、映像中の点光源の数に最適な所定ライン数を設定して、所定ライン積分評価値を生成することである。例えばＡＦ枠中の点光源の占める領域数が増加したら、点光源に係る水平走査ラインも増加したということがいえる。先述したように、所定ライン積分評価値を生成する上で、できるだけ多くのラインピーク値を積分した方が、ノイズが少ない滑らかな評価値になる。ただし、積分するライン数が点光源の占めるライン数に対して多いと、合焦点で積分評価値がピークにならないという問題はある。しかし、合焦点で積分評価値がピークになる範囲で積分するライン数の増減の良し悪しを考えた場合、できるだけ多くのライン数を積分した方がノイズの少ない滑らかな評価値になり、より安定したＡＦ制御が可能となる。そこで、点光源に係る水平走査ラインが増加したのであれば、より多くのラインピーク値を積分できるということになる。よって、点光源領域数が増加したときに、積分する所定ライン数を増やすことでノイズの少ない積分評価値を生成すれば、より安定したＡＦ制御が可能になるのである。また、点光源領域数が減少した場合は、逆に積分する所定ライン数を多く設定したままでは合焦点で積分評価値がピークにならずにボケどまってしまう可能性がある。そのため、積分する所定ライン数を減少させるように設定することで、所定ライン積分評価値が合焦点でピークになるように保つことができる。
【００６８】
積分する所定ライン数を増減させる２つ目の理由は、点滅する点光源に対してもＴＶ−ＡＦ制御で合焦させるためである。点滅する点光源のことを、以下では点滅光源とする。点滅光源を撮影すると、高輝度である点光源の数が順次変化していくので、点光源の占める走査ライン数も大きく変動する。例えば、点光源が点滅することによって、点光源の占めるライン数が積分する走査ライン数を下回ったとき、評価値が減少し、合焦しているのにフォーカスがボケる問題や、合焦点に辿りつけない問題が起こりえる。もし積分する所定ライン数が少ないままなら、ノイズが大きく評価値の山のすそ野が単純に増減しない積分評価値でＡＦ制御を行うことになるので、ノイズによって合焦方向を間違えてフワつく問題や、ボケている状態から全く合焦できない問題が起こりえる。そこで、点滅光源の撮影時にも点光源領域数の変化に応じて積分する所定ライン数を増減させることで、順次最適な所定ライン積分評価値を生成することができる。これによって、点滅光源被写体に対しても上述した問題の発生を抑制し、合焦させることができる。
【００６９】
なお、ステップＳ２００２の説明で述べたように、所定ライン数が変化した時は正規化する必要があるので、点光源領域数が変化した時は正規化を行うことで積分評価値のレベル変動を抑制する。
【００７０】
次に、本実施形態の特徴とする部分である、図１９のステップＳ１９０３の使用ＡＦ評価値選択処理について、図２１を用いて説明する。ステップＳ２１０１は処理の開始を示している。ステップＳ２１０２では、現在、全ライン積分評価値か所定ライン積分評価値Ａか所定ライン積分評価値Ｂのどれを使用しているかを調べる。全ライン積分評価値を使用している場合は、ステップＳ２１０３へ進み、所定ライン積分評価値Ａ、所定ライン積分評価値Ｂを使用している場合はステップＳ２１０７へ進む。なお、所定ライン積分評価値Ａと所定ライン積分評価値Ｂの違いは、上述したように、所定ライン積分評価値Ａの方が積分する所定ライン数が多いという点である。ステップＳ２１０３では、まず全ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として選択しステップＳ２１０４へ進む。ステップＳ２１０４では、全ライン積分評価値が減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ２１０５へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、全ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１０５では所定ライン積分評価値Ａが増加傾向かどうかを判断し、増加傾向な場合はステップＳ２１０６へ進み、増加傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、全ライン積分評価値を使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１０６では、使用ＡＦ評価値を所定ライン積分評価値Ａと選択し直した上でステップＳ２１１７へ進み処理を終了する。
【００７１】
続いて、ステップＳ２１０２で、現在所定ライン積分評価値Ａ若しくは所定ライン積分評価値Ｂを使用していると判断した場合に進むステップＳ２１０７から説明する。ステップＳ２１０７では、使用している評価値が所定ライン積分評価値Ａか、所定ライン積分評価値Ｂかどうかを調べる。所定ライン積分評価値Ａを使用している場合は、ステップＳ２１０８へ進み、所定ライン積分評価値Ｂを使用している場合はステップＳ２１１２へ進む。ステップＳ２１０８では、まず所定ライン積分評価値Ａを使用ＡＦ評価値として選択しステップＳ２１０９へ進む。ステップＳ２１０９では、所定ライン積分評価値Ａが減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ２１１０へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値Ａを使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１１０では所定ライン積分評価値Ｂが増加傾向かどうかを判断し、増加傾向な場合はステップＳ２１１１へ進み、増加傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値Ａを使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１１１では、使用ＡＦ評価値を所定ライン積分評価値Ｂと選択し直した上でステップＳ２１１７へ進み処理を終了する。
【００７２】
ステップＳ２１０７で所定ライン積分評価値Ｂを現在使用していると判断した場合に進むステップＳ２１１２から説明する。使用している評価値は所定ライン積分評価値Ｂであったので、まず所定ライン積分評価値Ｂを使用ＡＦ評価値として選択しステップＳ２１１３へ進む。ステップＳ２１１３では、所定ライン積分評価値Ｂが減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ２１１４へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値Ｂを使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１１４では所定ライン積分評価値Ａが減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ２１１５へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値Ｂを使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１１５では全ライン積分評価値が減少傾向かどうかを判断し、減少傾向な場合はステップＳ２１１６へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ２１１７へ進み処理を終了し、所定ライン積分評価値Ｂを使用ＡＦ評価値として確定する。ステップＳ２１１６では、使用ＡＦ評価値を全ライン積分評価値と選択し直した上でステップＳ２１１７へ進み処理を終了する。
【００７３】
全ライン積分評価値が減少傾向でかつ、所定ライン積分評価値も減少傾向になっていたら、被写体が点光源以外に変わったことや映像が大きくボケていることが考えられるので、焦点調節に使用する評価値をダイナミックレンジが大きくノイズ影響が少ない全ライン積分評価値に戻す。また、パンニングが発生したときは被写体が変わったと判断して全ライン積分評価値に戻してもよい。さらに、高輝度成分の有無が判定しやすいＹピーク評価値及びＭａｘ−Ｍｉｎ評価値のレベルが継続して減少しているときは、被写体が点光源以外になったと判断して全ライン積分評価値に戻してもよい。
【００７４】
このように、全ライン積分評価値、所定ライン積分評価値Ａ、所定ライン積分評価値Ｂという、積分するライン数の異なる積分評価値を順次切り替えて制御する目的は、図１８で説明した通りである。
【００７５】
次に、本実施形態の特徴とする部分である、図１９のステップＳ１９０４の点滅点光源の全滅判断処理について、図２２を用いて説明する。
【００７６】
まず、点滅光源に合焦させるには、所定走査ライン数を順次増減させると共に積分した所定走査ライン数で正規化するという方法を図２０にて説明した。しかし、点滅光源に合焦させるには１つ問題がある。それは、点滅光源が全滅、すなわち全ての点光源が消えてしまったときに適切な積分評価値が取得できないということである。点滅光源が全滅することで、ＡＦ枠内のコントラストが急激に減少し、積分評価値のレベルもそれに伴って急激に減少してしまう。また、全滅中に他にコントラストのある被写体が存在しなければ、合焦方向の判定も困難である。そのため、点滅光源が全滅している間に、フォーカスがボケてしまうといった問題が起こりえる。このような点滅光源の全滅時にも問題なく合焦できるように制御する方法について、以下に説明する。
【００７７】
まず、ステップＳ２２０１は処理の開始を示している。ステップＳ２２０２では現在、点滅光源が全滅中であるかどうかを判断し、全滅中でないと判断した場合はステップＳ２２０３へ進み、全滅中であると判断した場合はステップＳ２２０６へ進む。点滅光源が全滅中であると判定する方法は、ステップＳ２２０３及びステップＳ２２０４の説明にて後述する。次に、点光源が全滅でないと判断した場合に進むステップＳ２２０３では、点光源領域数が０以外の値から０に変化したかどうかを調べ、変化した場合はステップＳ２２０４へ進み、変化していない場合はステップＳ２２１０へ進み処理を終了する。ステップＳ２２０４では、点滅光源が全滅したと判定し、ステップＳ２２０５へ進む。ステップＳ２２０５では全滅判定直前の過去に使用した積分評価値を使用するように、使用ＡＦ評価値を変更した上で、ステップＳ２２１０で処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ２２０３からステップＳ２２０５は本実施形態の特徴とする部分で、点光源領域数が０以外の値から点光源領域数が０に変化したときは、すなわち点光源が存在する状態から点光源がない状態に変化したと判断できるので、これを以って点滅光源が全滅したと判断する。ただし、この条件は、点光源から点光源以外の被写体に変わった場合も考えることができる。そのような条件を想定した対策については、ステップＳ２２０７の説明で後述する。そして、上述したように全滅中に取得した積分評価値は有効でない可能性が高いので、この評価値は使用せず、全滅判定をする直前の過去に使用した積分評価値を暫定的に使用するように変更する。このようにすることで、現在のフォーカス位置を保つことでフォーカスがボケていってしまうことを防ぐことができる。
【００７９】
次に、ステップＳ２２０２で点滅光源が全滅中だと判断した場合に進むステップＳ２２０６について説明する。ステップＳ２２０６では、点光源領域数が０かどうかを判断し、０である場合はステップＳ２２０７へ進み、０でない場合はステップＳ２２０９へ進む。ステップＳ２２０７では全滅判定後に所定時間経過したかどうかを判断し、まだ所定時間経過していないと判断した場合はステップＳ２２０８へ進み、所定時間経過したと判断した場合はステップＳ２２０９へ進む。ステップＳ２２０８では、ステップＳ２２０５と同様、全滅判定直前の積分評価値を使用するように変更し、ステップＳ２２１０で処理を終了する。ステップＳ２２１０では、全滅中判定を解除し、ステップＳ２２１０で処理を終了する。
【００８０】
このように、全滅判定を解除する条件として、点光源領域数が０でなくなったか、所定時間経過したかの２つが考えられる。前者は、点光源領域数が０でない、すなわち再び点光源が現れたと判断できるので、有効な評価値が生成できると判断して、全滅中判定を解除する。このようにする理由は、点滅光源の全滅が終わったらすぐに自動焦点調節を再開するためである。また後者は、全滅判定後に所定時間経過したことで、撮影している被写体が点滅光源以外になったと判断できるので、全滅中判定を解除して適切な積分評価値で再度焦点調節を行えるようにする。また、パンニングが発生した場合でも被写体が変わったと判断できるので、パンニングの有無によって全滅中判定を解除してもよい。
【００８１】
以上説明したように、制御マイコン２２６は、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＡＦ評価値を大きくするように制御している。
【００８２】
本実施形態では、積分するライン数の異なる積分評価値を３つ生成し、積分評価値が増加傾向で、かつ積分するライン数が最も多い積分評価値で焦点調節を行うように順次選択した。積分するライン数の異なる積分評価値を多く持つことで、積分評価値の切り替えをより正確に行うと同時に、合焦度に応じたより適切な積分評価値を選択できる。このような制御によって、複雑な点光源判断手段を必要とせずに、より精度の高いＡＦ制御を行えることを示した。また、あえて点光源が占める領域数を判断する手段を設けることによって、点滅光源被写体などのＡＦ枠内の点光源の増減がある場合でも、その時点の点光源領域数に適応した積分評価値を生成することで、より精度よくＡＦ制御を行えることを示した。さらに、点滅光源被写体が全滅した時でも、全滅中には全滅直前の積分評価値を使用することで、フォーカスがボケていくことが無いようにする方法を示した。
【００８３】
なお、本実施形態では積分するライン数の異なる積分評価値を３つ生成したが、さらに多くの積分評価値を生成して焦点調節を行ってもよい。また点光源領域数に関して、本実施形態では高輝度ラインが所定回数以上連続した場合を１つの点光源領域数としたが、点光源が占める領域数を示す値ならなんでもよい。例えば、純粋な点光源の数でもよい。また本実施形態では、ラインピーク値の大きなものから順に積分する所定ライン数を選択したが、ラインピーク値が大きなものから選べれば、決まった所定ライン数を設定しなくてもよい。例えば、ある一定以上のレベルをもったラインピーク値を積分する走査ラインとして選択してもよい。その際、積分するライン数は毎回変動する可能性が大きいので、正規化を行う必要がある。
【００８４】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。まず本実施形態と第１及び第２の実施形態の違いについて説明する。
【００８５】
第１及び第２の実施形態では、積分するライン数の異なる複数の積分評価値を生成した上で、積分評価値が増加傾向であり、かつ最も積分するライン数の多い積分評価値を選択して焦点調節を行った。本実施形態では、このような積分評価値の切り替えを行わずに、積分するライン数の異なる複数の積分評価値を重みづけ加算して生成（第２のＡＦ評価値生成）した重みづけ加算積分評価値を使用し、順次重みを変更することで焦点調節を行う方法について説明する。また第１及び第２の実施形態ではラインピーク値の大きいものから順に所定ラインを積分して積分評価値を生成したが、本実施形態では最も大きいラインピーク値及びその前後の所定ラインを選択するという方法で、点光源に対して有効な評価値を生成する。さらに、第２の実施形態では点光源領域の占める領域数を判断する手段を設けた場合の処理について述べたが、本実施形態では点光源の大きさを検出する手段を設けた時でも、同様に精度よいＡＦ制御ができることについても説明する。
【００８６】
図２３は、本発明の第３の実施形態に係わるビデオカメラの構成を示す図である。本実施形態のビデオカメラ構成は、第２の実施形態である図１６のビデオカメラ構成と重複する点がある。具体的には、図２３におけるフォーカスレンズ３０１から垂直ピーク検出回路３１０のプロセスと図１６におけるフォーカスレンズ２０１から垂直ピーク検出回路２１０のプロセスは同様の処理を行っている。よって、図２３における比較器３１１、連続高輝度ライン数検出回路３１２、垂直ピーク検出回路３１３で生成している評価値の詳細から説明を行う。
【００８７】
（点光源サイズ）
ラインピーク検出回路３０７で検出した水平ライン毎のＹラインピーク値を、後述する制御マイコン３２５によって所定の閾値を設定した比較器３１１に入力する。比較器３１１ではＹラインピーク値が所定閾値より大きいかどうかを判断し、所定閾値より大きい場合は連続高輝度ライン数検出回路３１２へ入力する。連続高輝度ライン数検出回路３１２では、比較器３１１がＹラインピーク値が所定閾値より大きいと判断しているのが、何回連続かどうかを調べる。後述する制御マイコンに３２５によって所定回数を設定しておき、所定回数連続していた場合はその水平走査ラインに点光源があると見なし、連続高輝度ライン数を垂直ピーク検出回路３１３へと送る。垂直ピーク検出回路３１３によって、領域設定回路３２２によって設定されたＡＦ枠内において、最も多くの走査ライン数を占めている点光源の走査ライン数を検出し、点光源サイズとして決定する。これによって、ＡＦ枠内における点光源で最もサイズの大きい点光源の占める走査ライン数がわかる（点光源サイズ検出）。
【００８８】
本実施形態における点光源サイズの生成方法を図２４に示す。図２４は、点光源があると見なす高輝度ラインの連続回数を４と設定した場合である。映像中には点光源が５つあり、点光源の占める高輝度の走査ライン数は、上から順に５ライン、１ライン、１０ライン、水平方向に７ラインが２つとする。ただし、７ラインの点光源は多少垂直方向にズレがあり、２つの点光源を合わせて占める高輝度の走査ライン数は９ラインである。水平走査ライン毎に高輝度かどうかを判定し、４回以上連続していれば点光源と見なすので、このとき点光源と見なすのは、「５ライン」、「１０ライン」、そして７ラインの２つ点光源を１つの点光源と見なした「９ライン」の３種類である。このとき、連続する高輝度走査ライン数が最も多いのは１０ラインなので、点光源サイズは１０と決定する。
【００８９】
図２３に戻り、ＢＰＦ３１４から説明を再開する。ＢＰＦ３１４及び垂直積分回路３１６は、第１の実施形態におけるカメラ構成にて説明した、図１６のＢＰＦ２１５から垂直積分回路２１７と同様の処理を行っているので省略する。
【００９０】
次に、ラインピーク検出回路３１５によって求めた水平ライン毎のラインピーク値を所定ライン保持回路３１７、３１８及び、垂直ピーク検出回路３１９へ入力する。垂直ピーク回路３１９では、ラインピーク検出回路３１５によって求めた水平ライン毎のラインピーク値をＡＦ枠内でピークホールドし、領域ピーク評価値を生成する。次に、所定ライン保持回路３１７、３１８は、図２８に示すように、ラインピーク検出回路３１５及び、所定ライン数設定回路３２３、３２４及び、垂直ピーク検出回路３１９から出力された値を、それぞれ３つ入力する。所定ライン保持回路３１７、３１８は、最もラインピーク値が大きいラインとその前後のラインのラインピーク値を、設定した所定ライン分保持しておき、垂直積分回路３２０、３２１にそれぞれ入力する。
【００９１】
具体的には、所定ライン保持回路３１７及び３１８内に、入力されたラインピーク値を保持するバッファを用意し、暫定で最も大きいラインピーク値とその前後のラインのラインピーク値をバッファに保持する。このとき保持しているラインピーク値の数は、所定ライン数設定回路３２３、３２４に設定されている数である。さらに、バッファに保持しているラインピーク値に加えて、それ以降の走査ラインのラインピーク値も余分に保持しておくと同時に、暫定で最も大きいラインピーク値より大きいラインピーク値がないかどうかを比較する。もしより大きいラインピーク値が存在したら、より大きいラインピーク値とその前後のラインのラインピーク値をバッファに保持し直す。このとき、余分に保持していたラインピーク値を参照すれば、過去の走査ラインのラインピーク値を取り出すことができる。このようにして、最終的に抽出した最も大きなラインピーク値とその前後のラインピーク値を出力し、垂直積分回路３２０、３２１にそれぞれ入力して積分することで、所定ライン積分評価値Ａ及び所定ライン積分評価値Ｂを生成する。
【００９２】
これは、本実施形態の特徴であり、所定ライン保持回路３１７、３１８によって、最もラインピーク値が大きいラインとその前後のラインのみを積分した所定ライン積分評価値を生成できる。この所定ライン積分評価値は、第１の実施形態で図３から図６を用いて説明したものと同様、点光源被写体の撮影時に積分評価値が最大になるので、積分評価値が大きくなるように焦点調節を行うＴＶ−ＡＦ方式によって、点光源被写体でも合焦させることができる。
【００９３】
なお、第１及び第２の実施形態の手法では、ラインピーク値の大きなものから順に積分する評価値として選択していたので、実際には複数の点光源に掛かった走査ラインを抽出している場合があった。本実施形態の手法では、１つの点光源のラインピーク値から積分評価値を生成することができるので、１つの点光源のコントラストの変化に注目することができる。
【００９４】
図２３に戻り、領域設定回路３２２から説明を再開する。領域設定回路３２２からモータ３２８までは、第１の実施形態におけるカメラ構成にて説明した、図１６の領域設定回路２２３からモータ２２９と同様の処理を行っているので省略する。ただし本実施形態では、点光源領域数でなく点光源サイズをメモリ３２６が保持する。また、全ライン積分評価値と所定ライン積分評価値Ａ、Ｂをそれぞれ重みづけ加算した、重みづけ加算積分評価値も同様に保持する。
【００９５】
次に、制御マイコン３２５で行われるＡＦ制御について説明する。本実施形態のＡＦ制御は、第１の実施形態と重複している点があり、図７、８、９、１０、１１を用いて第１の実施形態で説明したＡＦ制御と本実施形態のＡＦ制御は同様のものとする。
【００９６】
また、図７のステップＳ７１６、図８のステップＳ８０３、ステップＳ８０５、図１０のステップＳ１００２のＡＦ評価値取得処理は、第２の実施形態で図１９を用いて説明したものと同様なので省略する。
【００９７】
次に、本実施形態の特徴とする部分である、図１９のステップＳ１９０２の所定ライン積分評価値準備処理について、図２５を用いて説明する。ステップＳ２５０１からステップＳ２５０２は、図２０においてステップＳ２００１からステップＳ２００２で説明した内容と同様なので省略する。次に、ステップＳ２５０３では点光源サイズが増加しているかどうかを調べて、増加していると判断した場合はステップＳ２５０４へ進み、増加していないと判断した場合はステップＳ２５０５へ進む。ステップＳ２５０４では、所定ライン積分評価値を生成するための、積分する所定ライン数を増やすように図２３の所定ライン数設定回路３２３及び３２４に設定して、ステップＳ２５０７で処理を終える。ステップＳ２５０３で点光源サイズが増加していない場合に進むステップＳ２５０５では、点光源サイズが減少しているかどうかを調べ、減少している場合はステップＳ２５０６へ進み、減少していない、すなわち変化が無い場合はステップＳ２５０７で処理を終える。ステップＳ２５０６では、積分する所定ライン数を減らすように図２３の所定ライン数設定回路３２３及び３２４に設定し、ステップＳ２５０７で処理を終える。
【００９８】
このように点光源サイズが増加したら積分する所定ライン数を増やし、点光源サイズが減少したら積分する所定ライン数を減らすのは、本実施形態の特徴とするところである。
【００９９】
このように点光源サイズの増減によって積分する所定ライン数を増減させる意味は、第２の実施形態で図２０を用いて説明したものと同様である。ただし、第２の実施形態は点光源の数の変化に対応してより精度の良い積分評価値を生成していたが、本実施形態は点光源の大きさの変化に対応してより精度の良い積分評価値を生成している。このように本実施形態では、点光源が大きい場合は積分するライン数を多くすることでノイズを低減し、点光源が小さい場合は積分するライン数を少なくすることで合焦時に積分評価値が確実にピークになるようにする。すなわち、第２の実施形態の手法では点光源の数の変化に対応しやすく、本実施形態の手法では点光源の大きさに対応しやすいというそれぞれの強みがある。
【０１００】
次に、本実施形態の特徴とする部分である、図１９のステップＳ１９０３の使用ＡＦ評価値選択処理について、図２６を用いて説明する。ステップＳ２６０１は処理の開始を表している。ステップＳ２６０２で全ライン積分評価値が減少傾向かどうかを判断し、減少傾向である場合はステップＳ２６０３へ進み、減少傾向でない場合はステップＳ２６０８へ進む。なお、ステップＳ２６０８では全ライン積分評価値、所定ライン積分評価値Ａ、所定ライン積分評価値Ｂを重みづけ加算した積分評価値を生成する。以降、この評価値を重みづけ加算積分評価値と呼ぶ。ステップＳ２６０３では所定ライン積分評価値が増加傾向かどうかを判断し、増加傾向である場合はステップＳ２６０４へ進み、増加傾向でない場合はステップＳ２６０５へ進む。ステップＳ２６０４では、重みづけ加算積分評価値を生成する上で、所定ライン積分評価値Ａを加算する重みを他の積分評価値と比べて相対的に大きくなるように設定して、ステップＳ２６０８で重みづけ加算積分評価値を生成する。所定ライン積分評価値Ａが増加傾向でない場合に進むステップＳ２６０５では、所定ライン積分評価値Ｂが増加傾向であるかどうかを調べ、増加傾向である場合はステップＳ２６０６へ進み、増加傾向でない場合はステップＳ２６０７へ進む。ステップＳ２６０６では、重みづけ加算積分評価値を生成する上で、所定ライン積分評価値Ｂを加算する重みを他の積分評価値と比べて相対的に大きくなるように設定して、ステップＳ２６０８で重みづけ加算積分評価値を生成する。ステップＳ２６０７では、重みづけ加算積分評価値を生成する上で、全ライン積分評価値を加算する重みを他の積分評価値と比べて相対的に大きくなるように設定して、ステップＳ２６０８で重みづけ加算積分評価値を生成する。ステップＳ２６０８で重みづけ加算積分評価値を生成したら、ステップＳ２６０９で処理を終了する。
【０１０１】
このように、本実施形態では、第１及び第２の実施形態のように積分するライン数の異なる積分評価値を切り替えるのではなく、常に全てを重みづけ加算した積分評価値を使用して焦点調節を行う。しかし、第１及び第２の実施形態と同様、全ライン積分評価値、所定ライン積分評価値Ａ、Ｂの増減をそれぞれ監視しておく。まず、全ライン積分評価値が増加傾向である場合は、特に重みを変更することなく重みづけ加算積分評価値を生成する。次に、全ライン積分評価値が減少し、所定ライン積分評価値Ａが増加していたら、点光源被写体に対して合焦方向に向かっていると判断し、所定ライン積分評価値Ａを加算する重みを相対的に大きくする。具体的には、全ライン積分評価値の減少レベルよりも所定ライン積分評価値Ａの増加レベルが大きくなるようにし、重みづけ加算積分評価値が単調増加するような重みを設定する。また全ライン積分評価値、所定ライン積分評価値Ａが共に減少し、所定ライン積分評価値Ｂが増加傾向であったら、所定ライン積分評価値Ｂの重みを相対的に大きくして重みづけ加算積分評価値を生成する。この際、全ライン積分評価値と所定ライン積分評価値Ａの減少レベルより所定ライン積分評価値Ｂの増加レベルの方が大きくなるようにし、重みづけ加算積分評価値が単調増加するような重みを設定する。なお、全ての積分評価値が減少していたら、映像が大きくボケている可能性があるので、ボケている状態でも方向判定がしやすい全ライン積分評価値の重みを相対的に大きくすることで、ボケ状態から逸早く復帰できるようにする。
【０１０２】
このように、点光源被写体の撮影時、合焦するにつれてより積分するライン数の少ない積分評価値の重みを大きくするように変更することで、点光源被写体にも合焦させることができる。ただし重みの変更時に、増加傾向の積分評価値の重みが小さすぎると、減少傾向の積分評価値の減少の影響が大きくなり、重みづけ加算積分評価値が単調増加しない場合がある。そのため、重みを変更する際には、評価値の山が単調増加するように重みを設定することが必要となる。なお、このような重みの切り替えが必要な理由は、第２の実施形態で図１８を用いて説明した理由と同様である。また本実施形態のように、常に重みづけ加算積分評価値を焦点調節に使用する手法は、使用する積分評価値を切り替える必要が無いため、簡単な制御で実施できるというメリットがある。
【０１０３】
次に、本実施形態の特徴とする部分である、図１９のステップＳ１９０４の点滅点光源の全滅判断処理について、図２７を用いて説明する。
【０１０４】
まず、点滅光源に合焦させるには、所定走査ライン数を順次増減させると共に積分した所定走査ライン数で正規化するという方法を図２０にて説明した。さらに全滅時には評価値レベルが急激に減少してしまい、フォーカスがボケてしまう問題があることを図２２で説明した。本実施形態において、点光源被写体が全滅したときにも問題なく合焦できるように制御する方法について以下に説明する。
【０１０５】
まず、ステップＳ２７０１及びステップＳ２７０２は、第２の実施形態において図２２を用いて説明したものと同様なので省略する。次に、点光源が全滅でないと判断した場合に進むステップＳ２７０３では、点光源サイズが０以外の値から０に変化したかどうかを調べ、変化した場合はステップＳ２２０４へ進み、変化していない場合はステップＳ２２１０へ進み処理を終了する。ステップＳ２７０４では、点滅光源が全滅したと判定し、ステップＳ２７０５へ進む。ステップＳ２７０５では全滅判定直前の過去に使用した積分評価値を使用するように、使用ＡＦ評価値を変更した上で、ステップＳ２７１０で処理を終了する。
【０１０６】
ステップＳ２７０３からステップＳ２７０５は本実施形態の特徴とする部分である。なお、ステップＳ２７０４及びステップＳ２７０５は、第２の実施形態において図２２を用いてステップＳ２２０４、ステップＳ２２０５を説明したものと同様なので省略する。本実施形態では、ステップＳ２７０３において点光源領域数ではなく点光源サイズが０以外から０に変化した時に、点光源がない状態に変化し、点滅光源が全滅したと判断する。上述したように全滅中に取得した積分評価値は有効でない可能性が高いので、この評価値は使用せず、全滅判定をする直前の過去に使用した積分評価値を暫定的に使用するように変更する。このようにすることで、点光源サイズによって点滅光源の全滅を判定しても、現在のフォーカス位置を保つことでフォーカスがボケていってしまうことを防ぐことができる。
【０１０７】
次に、ステップＳ２７０２で点滅光源が全滅中だと判断した場合に進むステップＳ２７０６について説明する。ステップＳ２７０６では、点光源サイズが０かどうかを判断し、０である場合はステップＳ２７０７へ進み、０でない場合はステップＳ２７０９へ進む。ステップＳ２７０７からステップＳ２７１０は、第２の実施形態において図２２を用いて説明したものと同様なので省略する。
【０１０８】
このように、全滅後の使用積分評価値の設定や全滅判定を解除する条件としても、第２の実施形態における点光源領域数でなく点光源サイズの変化でも判断することができる。
【０１０９】
以上説明したように、制御マイコン３２５は、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＡＦ評価値を大きくするように制御している。
【０１１０】
本実施形態では、積分するライン数の異なる積分評価値を３つ生成し、それらを重みづけ加算した積分評価値を生成し、この積分評価値で焦点調節を行った。その際、積分するライン数の異なる各積分評価値を監視し、積分するライン数の多い積分評価値が減少した時に、積分するライン数のより少ない積分評価値が増加していたら、積分するライン数のより少ない積分評価値の重みを他の積分評価値よりも相対的に大きくなるように設定した。このように各積分評価値の重みを順次変更し、フォーカスが合焦方向に進むにつれて重みづけ加算積分評価値が単調増加するようにすることで、点光源被写体にも合焦させることを可能にした。このような制御によって、複雑な点光源判断手段を必要としないで、より精度の高いＡＦ制御を行えることを示した。また、あえて点光源の大きさを判断する手段を設けることで、点滅光源被写体といったＡＦ枠内の点光源の大きさ・数の増減がある場合でも、その時の点光源サイズに適切な積分評価値を生成することでより精度よくＡＦ制御を行えることを示した。さらに、点滅光源被写体が全滅した時でも、全滅中には全滅直前の積分評価値を使用することで、フォーカスがボケていくことが無いようにする方法を示した。
【０１１１】
なお、点光源サイズに関して、本実施形態では高輝度ラインが所定回数以上連続した数としたが、点光源が占める領域数を示す値ならなんでもよい。例えば、点光源が占める画素数でもよい。
【０１１２】
また第２の実施形態では、ラインピーク値が大きな順に所定ラインを積分して所定ライン積分評価値を生成したが、本実施形態のような重みづけ加算積分評価値を使用して焦点調節を行う場合においてもその手法を用いてもよい。逆に本実施形態では、ラインピーク値が最も大きいラインとその前後のラインを所定数積分して所定ライン積分評価値を生成したが、第２の実施形態のような、焦点調節に使用する積分評価値を順次切り替えて焦点調節する場合でも、その手法を用いてもよい。さらには、ラインピーク値が大きな順に所定ラインを選択する手法と、ラインピーク値が最も大きいラインとその前後のラインを選択する手法を組み合わせて所定ライン積分評価値を生成してもよい。
【図１】
0005932349.tif 000002
【図２】
0005932349.tif 000003
【図４】
0005932349.tif 000004
【図６】
0005932349.tif 000005
【図７】
0005932349.tif 000006
【図８】
0005932349.tif 000007
【図９】
0005932349.tif 000008
【図１０】
0005932349.tif 000009
【図１１】
0005932349.tif 000010
【図１２】
0005932349.tif 000011
【図１３】
0005932349.tif 000012
【図１５】
0005932349.tif 000013
【図１６】
0005932349.tif 000014
【図１８】
0005932349.tif 000015
【図１９】
0005932349.tif 000016
【図２０】
0005932349.tif 000017
【図２１】
0005932349.tif 000018
【図２２】
0005932349.tif 000019
【図２３】
0005932349.tif 000020
【図２５】
0005932349.tif 000021
【図２６】
0005932349.tif 000022
【図２７】
0005932349.tif 000023
【図３】
0005932349.tif 000024
【図５】
0005932349.tif 000025
【図１４】
0005932349.tif 000026
【図１７】
0005932349.tif 000027
【図２４】
0005932349.tif 000028
【図２８】
0005932349.tif 000029