(57)【要約】様々な被写体に対して正しくオートフォーカス動作を行う。被写体を撮像する撮像装置（１０）であって、被写体からの光束を集光して前記被写体の画像を結像するフォーカスレンズ群（１６）と、光軸方向に駆動するフォーカスモータ（１３）と、光束を光電変換して映像信号を出力する撮像素子（３０）と、映像信号の輝度成分から低域コントラスト信号Ｃ０を生成して出力するコントラスト信号生成部（４２−１）と、低域コントラスト信号Ｃ０をオートフォーカス評価値として、フォーカスレンズ群（１６）をウォブリングさせながら合焦位置に移動させるＡＦ処理部（５３）と、映像信号の高輝度画素数Ｈｂを生成して出力するヒストグラム信号生成部（４５−１）を備えている。ＡＦ処理部（５３）は、高輝度画素数Ｈｂに基いて、フォーカスレンズ群（１６）のウォブリングの振幅を可変とする。
2013038504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像装置であって、
前記被写体からの光束を集光して前記被写体の画像を結像するフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動する駆動部と、
前記フォーカスレンズが集光した光束を光電変換し、映像信号を出力する撮像部と、
前記映像信号の第１の高周波成分を抽出して積分し、第１のコントラスト信号を生成して出力するコントラスト信号生成部と、
前記第１のコントラスト信号を評価値として、前記駆動部によって前記フォーカスレンズをウォブリングさせながら合焦位置に移動させるオートフォーカス制御部と、
前記映像信号のヒストグラム信号を生成して出力するヒストグラム信号生成部とを備え、
前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が出力した前記ヒストグラム信号に基いて、前記フォーカスレンズのウォブリングの振幅を可変する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ヒストグラム信号は、
少なくとも前記映像信号の高輝度画素数を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が計数した前記高輝度画素数が第１の画素数閾値を超えている場合、ウォブリング振幅を大きくする、
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ヒストグラム信号は、
少なくとも前記映像信号の前記高輝度画素数と低輝度画素数とを含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記オートフォーカス制御部は、
前記ヒストグラム信号生成部が計数した前記高輝度画素数が前記第１の画素数閾値を超え、前記低輝度画素数が第２の画素数閾値を超え、かつ、前記高輝度画素数と前記低輝度画素数とが共に増加している場合、オートフォーカス動作に於ける前記フォーカスレンズの移動方向を反転する、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記コントラスト信号生成部は、更に、
前記映像信号から、前記第１の高周波成分よりも高い第２の高周波成分を抽出して積分することで第２のコントラスト信号を生成し、
前記オートフォーカス制御部は、
オートフォーカス動作の開始時には、前記第１のコントラスト信号を前記評価値として、前記駆動部によって前記フォーカスレンズをウォブリングさせながら合焦位置に移動させ、
前記第１のコントラスト信号が第１の信号閾値を超え、かつ、前記第２のコントラスト信号が第２の信号閾値を超えたとき、それ以降は、前記第２のコントラスト信号を前記評価値とするよう切り替える、
ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし請求の範囲第５項のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の信号閾値および前記第２の信号閾値は、前記ヒストグラム信号に基いて切り替えられる、
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が計数した高輝度画素数が第３の画素数閾値を超えている場合、
少なくとも前記第１の信号閾値を切り替える、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記オートフォーカス制御部は、
前記第１のコントラスト信号が前記第１の信号閾値を超え、かつ、前記第２のコントラスト信号が前記第２の信号閾値を超えたとき、それ以降は、前記第２のコントラスト信号を前記評価値とするよう切り替えると共に、前記第２のコントラスト信号に応じたウォブリング振幅を設定する、
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動フォーカス機能を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、監視用カメラやビデオカメラなどの多くの撮像装置には、フォーカスを自動調整するオートフォーカス（Auto Focus）機能が搭載されている。以下、図面ではオートフォーカスを「ＡＦ」と記載している。【０００３】
オートフォーカス機能を搭載したカメラに於いて、ズームレンズ位置の変更により被写体が合焦（ピントが合うこと）しなくなったとき、または、被写体が移動して合焦しなくなったときには、オートフォーカス機能によって、フォーカスレンズが被写体の合焦位置に自動で制御される。
オートフォーカス機能を搭載したカメラは、一般的にはフォーカスレンズを合焦位置の付近で光軸方向に微小に振動させる（以下、ウォブリング動作と呼ぶ）ことにより、オートフォーカス評価値の変化から合焦する方向を検出し、その方向にフォーカスレンズを移動させている。【０００４】
オートフォーカス機能には、大別すると、アクティブ方式とパッシブ方式がある。アクティブ方式とは、被写体に赤外線または超音波などを照射し、その反射波が戻るまでの時間や照射角度を検出して、被写体までの距離を検出する方式である。パッシブ方式とは、レンズが受光した光学像により、被写体までの距離を検出する行う方式である。
パッシブ方式の例として、位相差検出方式と、コントラスト検出方式とがある。位相差検出方式とは、受光した光学像をセパレータレンズにより分離し、その位相差から算出されたデフォーカス量（合焦位置から離れた量）をオートフォーカス制御の制御値とし、このデフォーカス量を最小にするよう制御する方式である。
コントラスト検出方式とは、撮像素子が撮像した画像信号のコントラスト信号を検出し、これをオートフォーカス制御の評価値とし、コントラスト信号を最大にするよう制御する方式である。このコントラスト検出方式は、オートフォーカス制御用の専用部品が不要であるため、監視カメラやビデオカメラなどで、広く一般的に採用されている。【０００５】
コントラスト検出方式では、被写体を撮像したときの輪郭部分などに存在する画像信号の高周波成分が大きくなるほど、被写体画像が合焦する特性を利用している。これは被写体の輪郭部分の明部と暗部の輝度レベル差、すなわちコントラストが大きくなることと同等である。したがって、所望の被写体にフォーカスを合わせるためには、画像信号の高周波成分が大きくなる方向にフォーカスレンズを移動させればよい。【０００６】
コントラスト検出方式は、別名、山登り方式とも呼ばれている。フォーカスレンズを移動させ、各フォーカスレンズ位置において撮像された画像信号からコントラスト信号を得ると、コントラスト信号のピーク（山）が正しいフォーカス位置となる。このコントラスト信号をオートフォーカス評価値として、ピーク「山」に登るかのようにフォーカスレンズを移動するため、山登り方式と呼ばれている。【０００７】
特許文献１には、所定時間内に於ける焦点評価値とレンズ位置の変化量の比率に応じてフォーカスレンズ速度を可変として合焦精度を向上させる発明が記載されている。
特許文献２には、高輝度カウント値（高輝度画像の割合）に基いてオートフォーカス評価値を補正し、その補正値に基いて合焦点を特定する発明が記載されている。【０００８】
特許文献３には、カットオフ周波数特性の異なる２つのフィルタを用い、２つの焦点評価値の比率に応じてフォーカスレンズ移動速度（または移動量）を設定して合焦精度を向上させる発明が記載されている。【０００９】
特許文献４には、ウォブリング動作開始時の焦点評価値が小さいと判断して、相対的な角度変化も小さいときには、ウォブリング振幅を拡大して合焦精度を向上させる発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−００７６５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１２２０１６号公報
【特許文献３】特開２００６−０６４９７０号公報
【特許文献４】特開２００６−３０１０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
コントラスト検出方式では、夜景などの点光源のある被写体を撮影したときには、点光源の輝度が飽和レベルに達し、「擬似山」と呼ばれる偽のピークが発生しやすく、コントラスト信号の山の傾斜が緩やかになることが多い。これにより、正しいフォーカス位置を検出することが難しくなるという問題がある。
これに対応するため、コントラスト信号を検出するハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くした場合は、合焦位置の付近でのみ、コントラスト信号のピーク（オートフォーカス評価値の山）が発生する。これにより、コントラストの低い被写体を撮影したときに、合焦位置の付近以外では、正しいフォーカス位置を検出することが難しくなるという問題がある。【００１２】
そこで、本発明は、様々な被写体に対して正しくオートフォーカス動作を行うことを可能とする撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決し、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。【００１４】
すなわち、本発明の撮像装置は、被写体を撮像する撮像装置であって、前記被写体からの光束を集光して前記被写体の画像を結像するフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動する駆動部と、前記フォーカスレンズが集光した光束を光電変換し、映像信号を出力する撮像部と、前記映像信号の第１の高周波成分を抽出して積分し、第１のコントラスト信号を生成して出力するコントラスト信号生成部と、前記第１のコントラスト信号を評価値として、前記駆動部によって前記フォーカスレンズをウォブリングさせながら合焦位置に移動させるオートフォーカス制御部と、前記映像信号のヒストグラム信号を生成して出力するヒストグラム信号生成部とを備え、前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が出力した前記ヒストグラム信号に基いて、前記フォーカスレンズのウォブリングの振幅を可変とすることを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、様々な被写体に対して正しくオートフォーカス動作を行うことを可能とする撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に於ける撮像装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に於ける通常被写体に対するオートフォーカス動作の例を示す図である。
【図３】本実施形態に於ける点光源を有する被写体に対する、合焦位置から離れているときのオートフォーカス動作の例を示す図である。
【図４】本実施形態に於ける点光源を有する被写体に対する、合焦位置の近くのオートフォーカス動作の例を示す図である。
【図５】本実施形態に於ける点光源の影響の強い被写体に対する、合焦位置から離れているときのオートフォーカス動作の例を示す図である。
【図６】本実施形態に於ける点光源の影響の強い被写体に対する、合焦位置の近くのオートフォーカス動作の例を示す図である。
【図７】本実施形態に於けるコントラスト信号の特性を示す図である。
【図８】本実施形態に於けるオートフォーカス制御を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態に於けるウォブリング振幅とレンズの移動方向の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以降、本発明を実施するための形態を、図を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態に於ける撮像装置の構成を示す図である。
撮像装置１０は、レンズユニット２０と、撮像素子３０と、ノイズ除去回路（ＮＲ：Noise Reduction Circuit）３１と、自動利得制御回路（ＡＧＣ：Automatic Gain Controller）３２と、アナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ：Analog to Digital Converter）３３と、電子シャッタ３４と、カメラ信号処理部４０と、マイクロコンピュータ部５０と、モータドライバ回路６３〜６５とを有している。
【００１９】
レンズユニット２０は、レンズ原点検出回路（ＬＯＤ：Lens Origin Detector）１１と、温度検出回路（ＴＭ：ThermoMeter Circuit）１２と、フォーカスモータ１３と、絞りモータ１４と、ズームモータ１５と、フォーカスレンズ群１６と、絞り機構１７と、ズームレンズ群１８とを有している。レンズユニット２０は、被写体の光学像を撮像素子３０の受光面に結像する。
フォーカスレンズ群１６は、フォーカスモータ１３によって光軸方向に前後に駆動され、被写体の光学像のフォーカスの調節を行う。フォーカスレンズ群１６は、被写体からの光束を集光して、被写体の光学像を、後述する撮像素子３０の受光面に結像する。
絞り機構１７は、絞りモータ１４によって図示しない絞り羽根が開閉して、このレンズユニット２０が受光した光束を調整することにより、被写体の光学像の明暗を調整する。
ズームレンズ群１８は、ズームモータ１５によって光軸方向に前後に駆動され、被写体の光学像を変倍する。
【００２０】
レンズ原点検出回路１１は、マイクロコンピュータ部５０に接続されており、例えばフォトインタラプタなどから構成されている。レンズ原点検出回路１１は、起動時に、フォーカスレンズ群１６のレンズ原点位置を検出し、検出結果をフォーカスレンズ群１６のレンズ原点位置情報として、マイクロコンピュータ部５０に送信する。マイクロコンピュータ部５０は、このレンズ原点位置情報を基準として、モータドライバ回路６３に与えるモータ制御信号からフォーカスレンズ群１６の相対位置を算出し、その位置情報に基いてフォーカスレンズ群１６の駆動制御を行う。
【００２１】
レンズ原点検出回路１１は同様に、起動時に、ズームレンズ群１８のレンズ原点位置を検出し、検出結果をズームレンズ群１８のレンズ原点位置情報としてマイクロコンピュータ部５０に送信する。マイクロコンピュータ部５０は、このレンズ原点位置情報を基準として、モータドライバ回路６５に与えるモータ制御信号からズームレンズ群１８の相対位置を算出し、その位置情報に基いてズームレンズ群１８の駆動制御を行う。
【００２２】
温度検出回路１２は、マイクロコンピュータ部５０に接続されており、ダイオードなどから構成されている。温度検出回路１２は、レンズユニット２０の内部の温度を検出し、検出結果をレンズユニット２０の温度情報としてマイクロコンピュータ部５０に送信する。マイクロコンピュータ部５０は、この温度情報に基いて、フォーカスレンズ群１６のピント位置を校正し、オートフォーカス制御を行う。
【００２３】
撮像素子３０は、レンズユニット２０の後部に設けられ、レンズユニット２０が結像する光学像が入力される。撮像素子３０には更に、電子シャッタ３４の出力側が接続されている。この電子シャッタ３４には、マイクロコンピュータ部５０の出力端子のうちひとつが接続されている。自動利得制御回路３２には、マイクロコンピュータ部５０の出力端子のうちひとつが接続されている。
撮像素子３０の出力側は、ノイズ除去回路３１と自動利得制御回路３２とアナログ／ディジタル変換回路３３とを介して、カメラ信号処理部４０に接続されている。
【００２４】
撮像素子３０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子などであるが、これらに限定されない。撮像素子３０は、受光面に結像された被写体の光学像を光電変換し、得られた撮像信号をノイズ除去回路３１に送出する。ノイズ除去回路３１は、撮像素子３０が出力した撮像信号に、所定のノイズ除去処理を施す。自動利得制御回路３２は、入力された撮像信号を最適なレベルに自動増幅する。アナログ／ディジタル変換回路３３は、入力された撮像信号をディジタル信号に変換する。
【００２５】
被写体の光学像は、撮像素子３０によって光電変換されて撮像信号となる。この撮像信号は、ノイズ除去回路３１によってノイズが除去されたのち、自動利得制御回路３２によって最適なレベルに自動増幅され、アナログ／ディジタル変換回路３３によってディジタル撮像信号に変換されて、カメラ信号処理部４０に出力される。
撮像素子３０と、ノイズ除去回路３１と、自動利得制御回路３２と、アナログ／ディジタル変換回路３３と、カメラ信号処理部４０とは、フォーカスレンズ群１６が集光した光束を光電変換し、映像信号を出力する撮像部である。
【００２６】
カメラ信号処理部４０は、信号処理回路（Signal Processor）４１と、コントラスト信号生成部４２−１，４２−２と、ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２と、ＡＥ信号生成回路（Auto Exposure Signal Generator）４８とを有している。
【００２７】
カメラ信号処理部４０の入力側は、信号処理回路４１に接続されている。信号処理回路４１の出力側は、出力デバイス７０と、コントラスト信号生成部４２−１，４２−２と、ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２と、ＡＥ信号生成回路４８とに接続されている。
コントラスト信号生成部４２−１，４２−２の出力側は、マイクロコンピュータ部５０の後述するコントラストバッファ５６に接続されている。
ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２の出力側は、マイクロコンピュータ部５０の後述するヒストグラムバッファ５７に接続されている。
ＡＥ信号生成回路４８の出力側は、マイクロコンピュータ部５０の後述するＡＥ処理部５４に接続されている。
【００２８】
信号処理回路４１は、カメラ信号処理部４０に入力されたディジタル撮像信号に所定の信号処理を施し、例えばＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）規格やＰＡＬ（Phase Alternating Line）規格など、所定のテレビジョン方式に準拠した映像信号に変換する。信号処理回路４１が変換した映像信号は、出力デバイス７０によって利用される。
【００２９】
ＡＥ信号生成回路４８は、この変換された映像信号の明るさを示すＡＥ信号を生成する。生成したＡＥ信号は、マイクロコンピュータ部５０のＡＥ処理部５４に出力される。
【００３０】
コントラスト信号生成部４２−１は、映像信号の輝度成分から低域コントラスト信号Ｃ０を生成する。コントラスト信号生成部４２−２は、映像信号の輝度成分から高域コントラスト信号Ｃ２を生成する。
低域コントラスト信号Ｃ０とは、第１のコントラスト信号である。高域コントラスト信号Ｃ２とは、第２のコントラスト信号である。
【００３１】
コントラスト信号生成部４２−１は、ハイパスフィルタ回路（ＨＰＦ：High Pass Filter）４３−１と、積分器（∫：Integral Circuit）４４−１とを有している。コントラスト信号生成部４２−１への入力側は、ハイパスフィルタ回路４３−１を介して積分器４４−１に接続され、この積分器４４−１の出力側は、このコントラスト信号生成部４２−１の出力側となる。
【００３２】
コントラスト信号生成部４２−１は、ハイパスフィルタ回路４３−１を介して、輝度成分の高周波成分を抽出し、これを積分器４４−１によって全画面に亘って積分処理して、低域コントラスト信号Ｃ０を生成する。
コントラスト信号生成部４２−１は、映像信号の第１の高周波成分を抽出して積分し、第１のコントラスト信号を生成して出力する。
【００３３】
コントラスト信号生成部４２−２は、デフォルト状態では、コントラスト信号生成部４２−１とは異なり、ハイパスフィルタ回路４３−１よりもカットオフ周波数が高いハイパスフィルタ回路４３−２を介して輝度成分の高周波成分を抽出している。その他は、コントラスト信号生成部４２−１と同様の構成を有している。これにより、コントラスト信号生成部４２−２は、高域コントラスト信号Ｃ２を生成する。ハイパスフィルタ回路４３−１，４３−２のカットオフ周波数は、任意の設定値を選択可能に構成されている。
コントラスト信号生成部４２−２は、映像信号の輝度成分から、第１の高周波成分よりも高い第２の高周波成分を抽出して積分し、第２のコントラスト信号を生成する。
【００３４】
ヒストグラム信号生成部４５−１は、高輝度画素検出回路（ＤＥＴ：Detector Circuit）４６−１と、画素計数器（ＣＮＴ：Counter Circuit）４７−１とを有している。ヒストグラム信号生成部４５−１への入力側は、高輝度画素検出回路４６−１を介して画素計数器４７−１に接続され、この画素計数器４７−１の出力側は、このヒストグラム信号生成部４５−１の出力側となる。
【００３５】
ヒストグラム信号生成部４５−１は、輝度成分のうち所定の輝度以上の画素を高輝度画素検出回路４６−１によって検出し、検出した画素を画素計数器４７−１によって計数して、ヒストグラム信号である高輝度画素数Ｈｂを生成する。高輝度画素検出回路４６−１が、高輝度画素を検出する際の検出閾値は、任意の値を選択して設定可能に構成されている。ここでヒストグラム信号とは、映像信号のうち、所定範囲の輝度を有している画素数のことをいう。
【００３６】
ヒストグラム信号生成部４５−２は、ヒストグラム信号生成部４５−１の高輝度画素検出回路４６−１とは異なる低輝度画素検出回路４６−２を有している他は、ヒストグラム信号生成部４５−１と同様の構成を有している。
ヒストグラム信号生成部４５−２は、輝度成分のうち所定の輝度以下の画素を低輝度画素検出回路４６−２によって検出し、検出した画素を画素計数器４７−２によって計数して、ヒストグラム信号である低輝度画素数Ｈｄを生成する。低輝度画素検出回路４６−２が、低輝度画素を検出する際の検出閾値は、任意の値を選択して設定可能に構成されている。
ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２は、映像信号の輝度成分のヒストグラム信号を生成して出力する。
【００３７】
マイクロコンピュータ部５０は、制御部５１と、メモリ部５２とを有している。制御部５１は、ＡＦ処理部５３と、ＡＥ処理部５４と、ズーム処理部５５とを有している。メモリ部５２は、コントラストバッファ５６と、ヒストグラムバッファ５７とを有している。
【００３８】
コントラストバッファ５６には、コントラスト信号生成部４２−１，４２−２の出力側が接続されている。コントラストバッファ５６は、ＡＦ処理部５３と接続されている。
【００３９】
ヒストグラムバッファ５７には、ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２の出力側が接続されている。ヒストグラムバッファ５７は、ＡＦ処理部５３と接続されている。
ＡＦ処理部５３は、モータドライバ回路６３に接続され、フォーカスモータ１３を駆動してオートフォーカス制御を行う。ＡＦ処理部５３は、第１のコントラスト信号などを評価値として、駆動部によってフォーカスレンズ群１６をウォブリングさせながら合焦位置に移動させる。
ＡＥ処理部５４は、モータドライバ回路６４に接続され、絞りモータ１４を駆動して自動露出制御を行う。ＡＥ処理部５４には、ＡＥ信号生成回路４８の出力側が接続されている。
ズーム処理部５５は、モータドライバ回路６５に接続され、ズームモータ１５を駆動してズーム制御を行う。
【００４０】
マイクロコンピュータ部５０には、前述したレンズ原点検出回路１１の出力側と、温度検出回路１２の出力側が接続されている。マイクロコンピュータ部５０の出力端子のひとつは、電子シャッタ３４に接続されている。
【００４１】
マイクロコンピュータ部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの中央処理装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置によって実現されている。メモリ部５２の機能は、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置によって実現される。制御部５１の機能は、ＲＯＭに記録されているソフトウェアプログラムがＲＡＭに読み出されて、ＣＰＵによって実行されることによって実現される。
【００４２】
モータドライバ回路６３〜６５は、それぞれフォーカスモータ１３、絞りモータ１４、ズームモータ１５を駆動する回路であり、制御回路とアンプを有している。モータドライバ回路６３〜６５は、それぞれ入力端子である正転／反転端子と駆動端子と、出力端子であるパルス出力端子を有し、前述したマイクロコンピュータ部５０の出力端子にそれぞれ接続されている。
モータ制御信号とは、この回転方向を指示する信号と、この駆動トルクを指示する信号である。マイクロコンピュータ部５０は、正転／反転端子に回転方向を指示する信号を出力し、駆動端子に駆動トルクを指示する信号を出力することで、モータを所望の回転方向に所定のトルクで駆動させる。マイクロコンピュータ部５０は更に、パルス出力端子から出力されるパルスを計数することで、回転量や回転速度を制御する。
【００４３】
モータドライバ回路６３は、フォーカスモータ１３に接続されている。モータドライバ回路６４は、絞りモータ１４に接続されている。モータドライバ回路６５は、ズームモータ１５に接続されている。
【００４４】
フォーカスモータ１３は、フォーカスレンズ群１６を光軸方向に前後に駆動し、被写体の光学像のフォーカスの調節を行う。
絞りモータ１４は、絞り機構１７の図示しない絞り羽根を開閉して、このレンズユニット２０が受光した光束の量を調整する。
ズームモータ１５は、ズームレンズ群１８を光軸方向に前後に駆動し、被写体の光学像の変倍を行う。
モータドライバ回路６３とフォーカスモータ１３とは、フォーカスレンズ群１６を光軸方向に駆動する駆動部である。
【００４５】
（本実施形態の動作）
図１に基いて、撮像装置１０の動作を説明する。
【００４６】
ＡＦ処理部５３は、低域コントラスト信号Ｃ０と、高域コントラスト信号Ｃ２と、高輝度画素数Ｈｂと、低輝度画素数Ｈｄとを取得し、後述する所定の条件に従って、低域コントラスト信号Ｃ０と高域コントラスト信号Ｃ２のうちいずれかをオートフォーカス評価値とする。ＡＦ処理部５３は更に、オートフォーカス評価値と、その時のズームレンズ位置に応じたトレースカーブ上の理論データ位置と、レンズ調整による補正データ位置と、温度情報とに基いて、合焦方向および合焦位置Ｐｐを検出する。
ＡＦ処理部５３は、この検出結果に基きモータ制御信号を生成し、これをモータドライバ回路６３に送信する。モータドライバ回路６３は、モータ制御信号に基いてフォーカスモータ１３を駆動制御し、フォーカスレンズ群１６を光軸方向に移動させ、オートフォーカス制御を行う。
【００４７】
ＡＥ処理部５４は、現在の撮影映像の明るさを示すＡＥ信号、レンズユニット２０の絞り機構１７の開き具合、電子シャッタ３４のシャッタ速度、および、自動利得制御回路３２のゲインなどに基き、自動露出評価値を算出する。ＡＥ処理部５４は、この自動露出評価値に基いて、モータ制御信号を生成し、モータドライバ回路６４に送信する。モータドライバ回路６４は、モータ制御信号に基いて、絞りモータ１４を駆動制御し、絞り機構１７の図示しない絞り羽根を開閉させ、自動露出制御を行う。
【００４８】
ズーム処理部５５は、図示しないズームボタンからの信号、または、図示しないコンピュータから送信される制御データに基いて、ズーム制御する。ズーム処理部５５は、レンズ原点検出回路１１からのレンズ絶対位置情報と、現在のズーム倍率を表すズーム倍率情報と、レンズユニット２０の温度検出回路１２から与えられるレンズユニット２０内温度情報となどに基いて、モータ制御信号を生成し、モータドライバ回路６５に送信する。
モータドライバ回路６５は、モータ制御信号に基いて、ズームモータ１５を駆動制御し、ズームレンズ群１８をその光軸方向に移動させ、ズーム制御を行う。
【００４９】
マイクロコンピュータ部５０の制御部５１は、前述した自動露出評価値に基いて、撮像素子３０に対する露光時間を増減させるように電子シャッタ３４のシャッタ速度を制御する。これにより、撮像素子３０の受光面上に結像される被写体の光学像の光量を調整する。
マイクロコンピュータ部５０の制御部５１は、前述した自動露出評価値に基いて、自動利得制御回路３２のゲインを制御する。これにより、撮像信号の増幅率を調整する。
【００５０】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に於ける通常被写体に対するオートフォーカス動作の例を示す図である。
【００５１】
図２（ａ）は、画像１００を示す図である。
この画像１００には、被写体１０１，１０２が撮影されており、点光源は撮影されていない。
【００５２】
図２（ｂ）は、画像１００の輝度成分のヒストグラムである。図２（ｂ）の縦軸は輝度成分の各範囲に於ける画素数を示し、横軸は輝度成分の範囲を示している。
低輝度側Ｂｄに於ける画素数は、低輝度画素数Ｈｄである。高輝度側Ｂｂに於ける画素数は、高輝度画素数Ｈｂである。
点光源が撮影されていない画像１００では、高輝度画素は存在せず、中間輝度から低輝度にかけての画素が多く存在する。
図２（ｃ）は、コントラスト信号とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【００５３】
図２（ｃ）の縦軸は低域コントラスト信号Ｃ０を示し、横軸はフォーカスレンズ位置を示している。横軸の原点付近は、撮像装置１０から遠距離側（Ｆａｒ）の被写体に合焦する位置であることを示している。横軸の右端付近は、撮像装置１０から近接側（Ｎｅａｒ）の被写体に合焦する位置であることを示している。合焦位置Ｐｐは、図２（ａ）の場合に於ける被写体に合焦するフォーカスレンズ位置である。低域コントラスト信号Ｃ０は、合焦位置Ｐｐに於いてピークとなる。ＡＦ開始位置Ｐｓは、オートフォーカス動作開始時のフォーカスレンズ位置のデフォルトの位置である。ウォブリング振幅Ｗ０は、オートフォーカス動作開始時のフォーカスレンズ群１６の微小振動の振幅のデフォルト値である。
【００５４】
合焦位置Ｐｐから遠く離れたＡＦ開始位置Ｐｓの場合でも、大ボケ側（さらに近接側）の低域コントラスト信号Ｃ０の値に比べて、合焦位置Ｐｐ側の低域コントラスト信号Ｃ０の値が大きい。これにより、フォーカスレンズ群１６のウォブリング振幅Ｗ０が小さくても、ＡＦ処理部５３は、合焦する方向を正しく検出可能であり、合焦位置Ｐｐに向かって速やかにレンズを駆動可能である。
【００５５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に於ける点光源を有する被写体に対する、合焦位置から離れているときのオートフォーカス動作の例を示す図である。図２（ａ）〜（ｃ）に示すオートフォーカス動作の例を示す図と同一の要素には同一の符号を付与している。
図３（ａ）は、画像１００Ａを示す図である。
【００５６】
この画像１００Ａには、被写体１０１，１０２に加えて更に、点光源１１０が撮影されている。図３では、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐから離れており、画面上でボケが大きくなっているので、被写体１０１，１０２と点光源１１０とは不鮮明であり、かつ、点光源１１０が画像１００Ａ上で占める面積が大きくなっている。画像１００Ａは、点光源１１０の像を構成する画素に於いて、輝度成分が飽和している。
【００５７】
図３（ｂ）は、画像１００Ａの輝度成分のヒストグラムである。図２（ｂ）のヒストグラムと同様の構成を有し、更に、縦軸の画素数には、反転閾値Ｃｉと振幅閾値Ｃｗとが示されている。
【００５８】
点光源１１０が撮影されている画像１００Ａでは、点光源１１０の像を構成する画素の輝度成分が飽和しているので、高輝度画素数Ｈｂが大きく検出される。所定領域の画素の輝度成分が飽和しているとき、ＡＥ処理部５４は絞り機構１７を絞って光束を少なくし、画像１００Ａ全体を少し暗くする。これにより、画像１００Ａの点光源１１０の像以外に対応する画素の輝度値は減少し、中間輝度から低輝度にかけての画素ヒストグラムは低輝度側に移動し、低輝度画素数Ｈｄが大きく検出される。
【００５９】
図３（ｃ）は、コントラスト信号とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。図２（ｃ）と同様の構成には同様の符号を付与している。
合焦近傍位置Ｐｎは、合焦位置Ｐｐの近傍のフォーカスレンズ位置である。ウォブリング振幅Ｗ１は、合焦近傍位置Ｐｎに於けるフォーカスレンズ群１６の微小振動の振幅を示している。領域Ａ０は、後述する図３（ｄ）で詳細に説明する。グラフの実線は、点光源１１０を撮影した場合に於ける低域コントラスト信号Ｃ０を示している。グラフの破線は、比較のため、点光源１１０を撮影していない場合に於ける低域コントラスト信号Ｃ０を示している。
【００６０】
点光源が無い場合の低域コントラスト信号Ｃ０の山特性に比べ、点光源がある場合の低域コントラスト信号Ｃ０の山特性は、全域において傾きが緩やかとなる場合が多い。画像１００Ａ内に占める高輝度画素領域が増加しているとき、ＡＥ処理部５４は、その高輝度画素領域の輝度値を最適値に合わせようと絞り機構１７を絞って光束を少なくし、画像１００Ａ全体を少し暗くする。これにより、点光源以外の被写体の輝度が暗くなり、低域コントラスト信号Ｃ０の傾きが全体として緩やかとなる。
【００６１】
低域コントラスト信号Ｃ０は、点光源１１０によって、点光源１１０の像以外に対応する画素の輝度値は減少しているので、合焦位置Ｐｐに於けるピーク値が減少する。ＡＦ開始位置Ｐｓかつ谷付近の場合は、大ボケ側（さらに近接側）の低域コントラスト信号Ｃ０の値と、合焦側の低域コントラスト信号Ｃ０の値との差が小さい。これにより、合焦する方向を正しく検出するのが難しくなる。
【００６２】
また、点光源が無い場合の低域コントラスト信号Ｃ０の山特性に比べ、点光源がある場合の低域コントラスト信号Ｃ０の山特性の近接側（Ｎｅａｒ）と遠距離側（Ｆａｒ）は少し持ち上がった傾向を示すことが多い。この理由を以下に説明する。
点光源１１０の像を構成する画素は、撮像素子３０が検出可能な信号レベルを超えた飽和レベルに達している場合が多い。フォーカスレンズ群１６がＡＦ開始位置Ｐｓへ大きく移動して画面上でボケが大きくなっていった場合、点光源の面積が大きくなるにつれて点光源の周りのエッジ部（光源と背景の境界部分）も大きくなる。これにより、低域コントラスト信号Ｃ０が更に大きく検出され、近接側（Ｎｅａｒ）と遠距離側（Ｆａｒ）は少し持ち上がる。
この傾向により、合焦する方向を正しく検出するのが、更に難しくなるという問題が発生する。この問題を解決する手段は、後述する図５（ｃ）で説明する。
【００６３】
図３（ｄ）は、図３（ｃ）の領域Ａ０の拡大図である。
ウォブリング振幅Ｗ０が小さいとき、合焦側に於ける低域コントラスト信号Ｃ０の値Ｖ０と、大ボケ側（さらに近接側）に於ける低域コントラスト信号Ｃ０の値Ｖ１との差が検出できず、よって合焦方向を検出できない。
ウォブリング振幅Ｗ０よりも拡大したウォブリング振幅Ｗ１ならば、大ボケ側（さらに近接側）に於ける低域コントラスト信号Ｃ０の値Ｖ２と、合焦側に於ける低域コントラスト信号Ｃ０の値Ｖ３との差が検出できるため、合焦する方向を正しく検出することが可能である。
すなわち、オートフォーカス制御部であるＡＦ処理部５３は、ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２が出力したヒストグラム信号に基いて、フォーカスレンズ群１６のウォブリングの振幅を可変とする。このヒストグラム信号には、少なくとも映像信号の高輝度画素数Ｈｂが含まれている。
【００６４】
本実施形態に於いて、図３（ｂ）に示す高輝度画素数Ｈｂは、ウォブリング振幅を切り替える閾値である振幅閾値Ｃｗ以上なので、ＡＦ処理部５３は、ウォブリング振幅Ｗ１でフォーカスレンズ群１６を制御する。これにより、点光源の影響下でも、合焦する方向を正しく検出することが可能である。しかし、図３（ｃ）に示すように、ＡＦ開始位置Ｐｓから合焦位置Ｐｐの付近まで低域コントラスト信号Ｃ０の傾きが緩やかなため、合焦近傍位置Ｐｎへ近づいた後も拡大されたウォブリング振幅Ｗ１でオートフォーカス動作し、これに起因する画面上の暴れが目立ってしまう。この問題の対処方法は、後述する図６（ｃ）で説明する。
【００６５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に於ける点光源を有する被写体に対する、合焦位置の近くのオートフォーカス動作の例を示す図である。
【００６６】
図４（ａ）は、画像１００Ａを示す図である。図３（ａ）に示す画像１００と同一の要素には同一の符号を付与している。
【００６７】
画像１００Ａには、被写体１０１，１０２に加えて更に、点光源１１０が撮影されている。画像１００Ａは、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐの近傍で撮影されている場合の画像である。画像１００Ａの被写体１０１，１０２と点光源１１０とは比較的鮮明であり、かつ、点光源１１０が画像１００Ａ上で占める面積が小さくなっている。画像１００Ａは、点光源１１０の像を構成する画素に於いて、輝度成分が飽和している。
【００６８】
図４（ｂ）は、画像１００Ａの輝度成分のヒストグラムである。図３（ｂ）のヒストグラムと同一の要素には同一の符号を付与し、更に、縦軸の画素数には、切替閾値Ｃｓを示している。
【００６９】
点光源１１０が撮影されている画像１００Ａでは、点光源１１０の像を構成する画素の輝度成分が飽和しているので、所定量の高輝度画素数Ｈｂが検出される。点光源１１０の像は、鮮明になるにつれて画像１００Ａ上で占める面積が小さくなり、よって高輝度画素数Ｈｂは減少する。画素の輝度成分が飽和している領域が少なくなるので、ＡＥ処理部５４は絞り機構１７を開いて光束を増大させる。これにより、画像１００Ａの点光源１１０の像を構成する以外の画素の輝度値は増大し、中間輝度から低輝度にかけての画素ヒストグラムは高輝度側に移動し、低輝度画素数Ｈｄは減少する。
本実施形態の撮像装置１０は、高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ以上である場合には、画像１００Ａが点光源の影響を受けていると判断している。
【００７０】
図４（ｃ）は、コントラスト信号とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。図３（ｃ）と同様の構成には同様の符号を付与している。ウォブリング振幅Ｗ２は、合焦近傍位置Ｐｎに於けるフォーカスレンズ群１６の微小振動の振幅を示している。
【００７１】
低域コントラスト信号Ｃ０は、合焦位置Ｐｐに於いて緩やかなピークを示している。このとき、フォーカスレンズ群１６が合焦近傍位置Ｐｎに位置していたならば、ウォブリング振幅Ｗ２により、フォーカスレンズ群１６を合焦位置Ｐｐに駆動するよう制御可能である。
【００７２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に於ける点光源の影響の強い被写体に対する、合焦位置から離れているときのオートフォーカス動作の例を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すオートフォーカス動作の例を示す図と同一の要素には同一の符号を付与している。
【００７３】
図５（ａ）は、画像１００Ｂを示す図である。図４（ａ）に示す画像１００Ａと同一の要素には同一の符号を付与している。
画像１００Ｂは、画像１００Ａの被写体１０１，１０２に加えて更に、画像１００Ａの点光源１１０Ｂよりも多数の点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３が撮影されている。
画像１００Ｂは、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐから離れている場合に撮影された画像であり、ボケが大きくなっている。画像１００Ｂの被写体１０１，１０２と点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３とは不鮮明である。さらに、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３が画像１００Ｂ上で占める面積が合焦時と比べて大きくなっている。画像１００Ｂは、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の像を構成する画素に於いて、輝度成分が飽和している。
【００７４】
図５（ｂ）は、画像１００Ｂの輝度成分のヒストグラムである。図４（ｂ）のヒストグラムと同一の要素には同一の符号を付与している。
点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３が撮影されている画像１００Ｂでは、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の像を構成する画素の輝度成分が飽和するので、図３（ｂ）よりも更に大きな高輝度画素数Ｈｂが検出される。所定領域の画素の輝度成分が飽和しているとき、ＡＥ処理部５４は絞り機構１７を絞って光束を少なくする。これにより、画像１００Ｂの点光源１１０の像以外を構成する画素の輝度値は減少し、中間輝度から低輝度にかけての画素ヒストグラムは低域に移動し、図３（ｂ）よりも更に大きな低輝度画素数Ｈｄが検出される。
【００７５】
図５（ｃ）は、コントラスト信号とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。図４（ｃ）と同一の要素には同一の符号を付与している。
ＡＦ開始位置Ｐｓでオートフォーカス動作が開始された場合は、ウォブリング動作開始時の低域コントラスト信号Ｃ０の傾き（フォーカスレンズ位置の変化に対する変化量）が小さいのでウォブリング振幅を拡大する。このとき、合焦側の低域コントラスト信号Ｃ０より大ボケ側（さらに近接側）の低域コントラスト信号Ｃ０の方が大きいため、合焦する方向を誤って検出し、大ボケ側Ｄ１０にレンズ移動を続け、画像１００Ｂのボケをさらに劣化させてしまう虞がある。
【００７６】
監視カメラである撮像装置１０は、一日中撮影することが求められる。監視カメラは、昼間の撮影に加えて夜間も撮影するため、自動車のヘッドライトや街灯などである点光源を撮影する機会も多くなる。監視カメラは更に、旋回ドーム機構のパン動作やチルト動作により、被写体距離やズーム倍率などが違う被写体条件を順番に撮影していく用途が多い。
【００７７】
監視カメラである撮像装置１０は、近距離の被写体から遠距離の被写体へパン動作した場合には、近接側（Ｎｅａｒ）からオートフォーカス動作を開始する。このような場合に於いて、点光源を含んだ被写体を撮影したならば、監視カメラは、上述するように合焦する方向を正しく検出できず、合焦精度が低下する虞がある。
【００７８】
点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３が画像１００Ｂに与える影響は、画像１００Ｂがボケているとき（合焦位置Ｐｐから大きく離れたとき）に、高輝度画素数Ｈｂと低輝度画素数Ｈｄに顕著に現れる。本実施形態の撮像装置１０は、高輝度画素数Ｈｂが振幅閾値Ｃｗ以上であり、低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ以上であり、高輝度画素数Ｈｂが増加し、かつ、低輝度画素数Ｈｄが増加していることを検出したならば、画像１００Ｂが点光源の影響を受けて、低域コントラスト信号Ｃ０の傾きが逆転していると判断し、フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させる。図５（ｃ）では、フォーカスレンズ群１６の駆動方向を大ボケ側Ｄ１０から合焦側Ｄ１１に反転させている。
【００７９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に於ける点光源の影響の強い被写体に対する、合焦位置の近くのオートフォーカス動作の例を示す図である。
【００８０】
図６（ａ）は、画像１００Ｂを示す図である。図５（ａ）に示す画像１００Ｂと同一の要素には同一の符号を付与している。
画像１００Ｂは、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐに位置しているときに撮影された画像である。画像１００Ｂの被写体１０１，１０２と点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３とは鮮明であり、かつ、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３が画像１００Ｂ上で占める面積は小さくなっている。画像１００Ｂは、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の像を構成する画素に於いて、輝度成分が飽和している。
【００８１】
図６（ｂ）は、画像１００Ｂの輝度成分のヒストグラムである。図５（ｂ）のヒストグラムと同一の要素には同一の符号を付与している。
画像１００Ｂでは、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の像を構成する画素の輝度成分が飽和するので、所定量の高輝度画素数Ｈｂが検出される。点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の像は、鮮明になるにつれて画像１００Ｂ上で占める面積が小さくなり、よって高輝度画素数Ｈｂは減少する。画素の輝度成分が飽和している領域が少なくなるので、ＡＥ処理部５４は絞り機構１７を開いて光束を多くする。これにより、画像１００Ｂの点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の像を構成する以外の画素の輝度値は増大し、中間輝度から低輝度にかけての画素ヒストグラムは高域方向に移動し、低輝度画素数Ｈｄは減少する。
【００８２】
図６（ｃ）は、コントラスト信号とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。図５（ｃ）と同一の要素には同一の符号を付与している。
ウォブリング振幅Ｗ３は、合焦近傍位置Ｐｎに於けるフォーカスレンズ群１６の微小振動の振幅を示している。高域コントラスト信号Ｃ２は、低域コントラスト信号Ｃ０を生成したハイパスフィルタ回路４３−１よりもカットオフ周波数が高いハイパスフィルタ回路４３−２によって生成されている。
高域コントラスト信号Ｃ２は、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３の影響下に於いても、合焦位置Ｐｐの近傍に於いて、鋭いピークを有している。
【００８３】
ＡＦ処理部５３は、ウォブリング振幅Ｗ３で合焦側Ｄ１２に移動したのち、後述する所定の条件が成立したならば、矢印Ｄ１３に示すように、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えて動作する。これにより、点光源１１０Ｂ−１〜１１０Ｂ−３を含む被写体に対して、正しくオートフォーカス動作を行うことが可能となる。
【００８４】
本実施形態の撮像装置１０は、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えると共に、高域コントラスト信号Ｃ２に対応したウォブリング振幅に切り替えている。これにより、合焦近傍位置Ｐｎへ近づいたとき、最適なウォブリング振幅で動作させることが可能である。
【００８５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に於けるコントラスト信号の特性を示す図である。
図７（ａ）〜（ｃ）の縦軸は共通してコントラスト信号を示し、横軸はフォーカスレンズ位置を示している。
【００８６】
図７（ａ）は、点光源を含まない被写体画像の低域コントラスト信号Ｃ０、中域コントラスト信号Ｃ１、高域コントラスト信号Ｃ２を示している。
低域コントラスト信号Ｃ０は、映像信号の中の高周波成分のうち比較的低い周波数帯域（被写体の中のエッジ部が強調され始めた状態）から検出されている。低域コントラスト信号Ｃ０は、合焦位置Ｐｐから少し離れた位置でも合焦位置Ｐｐ側に増大する傾きを有し、かつ、合焦位置Ｐｐでは大きな山のピークが発生する。
【００８７】
高域コントラスト信号Ｃ２は、映像信号のなかの、より高周波の成分（被写体のなかのエッジ部がより強調された状態）から検出されている。高域コントラスト信号Ｃ２は、合焦位置Ｐｐから少し離れた位置では信号レベルが小さく、合焦位置Ｐｐの付近でのみ山のピークが発生する特性になる。
中域コントラスト信号Ｃ１は、カットオフ周波数が中間（中域）に設定されているので、低域コントラスト信号Ｃ０と高域コントラスト信号Ｃ２の、ほぼ中間の山特性となる。
【００８８】
図７（ｂ）は、コントラスト検出方式で一般的に使用されているオートフォーカス評価値の切替動作を示す図である。
【００８９】
低域コントラスト信号Ｃ０の信号レベルをレベル閾値ＴＨ１と比較し、かつ、高域コントラスト信号Ｃ２の信号レベルをレベル閾値ＴＨ２と比較することにより、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐ付近であるか否かを判定可能である。
・合焦位置Ｐｐ付近であると判定する判定条件１
低域コントラスト信号Ｃ０  ≧  レベル閾値ＴＨ１、かつ、
高域コントラスト信号Ｃ２  ≧  レベル閾値ＴＨ２
【００９０】
マイクロコンピュータ部５０は、判定条件１が成立していないとき、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐから所定の距離以上離れていると判断し、低域コントラスト信号Ｃ０をオートフォーカス評価値として、矢印Ｄ２０で示すように低域コントラスト信号Ｃ０の信号レベルが大きくなる方向へ山登り動作を行う。
【００９１】
マイクロコンピュータ部５０は、判定条件１が成立しているとき、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐ付近であると判断し、矢印Ｄ２１に示すようにオートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替える。
【００９２】
マイクロコンピュータ部５０は、オートフォーカス評価値を高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えたのち、矢印Ｄ２２に示すように高域コントラスト信号Ｃ２の信号レベルが大きくなる方向へ山登り動作を行う。
【００９３】
マイクロコンピュータ部５０は、低域コントラスト信号Ｃ０をオートフォーカス制御の粗調整に用い、高域コントラスト信号Ｃ２はオートフォーカス制御の微調整に用いている。マイクロコンピュータ部５０は、オートフォーカス評価値を、低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えることにより、合焦精度の向上を図っている。
【００９４】
図７（ｃ）は、点光源の影響で低域コントラスト信号Ｃ０の山特性の傾きが緩やかになった場合のオートフォーカス評価値の切替動作を示す図である。
低域コントラスト信号Ｃ０の信号レベルは全体的に小さく傾きが緩やかとなっている。このとき、判定条件１では低域コントラスト信号Ｃ０の信号レベルが、常にレベル閾値ＴＨ１を下回ってしまい、合焦位置Ｐｐの付近であるか否かを判定できない可能性がある。
【００９５】
そこで、低域コントラスト信号Ｃ０と比較する閾値を、レベル閾値ＴＨ１よりも低いレベル閾値ＴＨ３に下げる。更に、高域コントラスト信号Ｃ２と比較する閾値を、レベル閾値ＴＨ２よりも低いレベル閾値ＴＨ４に下げる。これにより、点光源の影響で小さくなった信号レベルの検出に対応する。
【００９６】
合焦位置Ｐｐの付近であることを正しく検出するため、更に、低域コントラスト信号Ｃ０の傾きの正負と、高域コントラスト信号Ｃ２の傾きの正負とが一致しているとき、低域コントラスト信号Ｃ０の傾きの絶対値と高域コントラスト信号Ｃ２の傾きの絶対値とを算出して比較する。合焦位置Ｐｐの付近に於いて、低域コントラスト信号Ｃ０の傾きは緩やかであるのに対し、高域コントラスト信号Ｃ２の傾きは比較的急峻であるためである。
・合焦位置Ｐｐ付近であると判定する判定条件２
低域コントラスト信号Ｃ０  ≧  レベル閾値ＴＨ３、かつ、
高域コントラスト信号Ｃ２  ≧  レベル閾値ＴＨ４、かつ、
低域コントラスト信号Ｃ０の傾きの正負と、高域コントラスト信号Ｃ２の傾きの正負とが一致、かつ
｜高域コントラスト信号Ｃ２の傾き｜  ≧  ｜低域コントラスト信号Ｃ０の傾き｜
【００９７】
マイクロコンピュータ部５０は、判定条件２が成立していないとき、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐから所定の距離以上離れていると判断し、低域コントラスト信号Ｃ０をオートフォーカス評価値として、矢印Ｄ３０で示すように低域コントラスト信号Ｃ０の信号レベルが大きくなる方向へ山登り動作を行う。
【００９８】
マイクロコンピュータ部５０は、判定条件２が成立しているとき、フォーカスレンズ群１６が合焦位置Ｐｐ付近であると判断し、矢印Ｄ３１に示すようにオートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替える。以降は、矢印Ｄ３２に示すように、高域コントラスト信号Ｃ２のピークに基づくオートフォーカス制御を行う。これにより、点光源の影響下に於いても、正しくオートフォーカス動作を行うことが可能となる。
【００９９】
本実施形態の撮像装置１０は、高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ以上であるときには、コントラスト信号が点光源の影響を受けていると判断し、合焦位置Ｐｐ付近であるか否かを判定する条件を切り替える。
【０１００】
図８は、本実施形態に於けるオートフォーカス制御を示すフローチャートである。
オートフォーカス制御処理が開始すると、ステップＳ１０に於いて、ＡＦ処理部５３は、ハイパスフィルタ回路４３−１から低域コントラスト信号Ｃ０を検出し、ハイパスフィルタ回路４３−２から高域コントラスト信号Ｃ２を検出する。ＡＦ処理部５３は、ハイパスフィルタ回路４３−１，４３−２に任意のカットオフ周波数を設定することが可能である。本実施形態で、ＡＦ処理部５３は、点光源を含む被写体を撮影した際の合焦精度を向上させるため、ハイパスフィルタ回路４３−１のカットオフ周波数を低域に設定し、ハイパスフィルタ回路４３−２のカットオフ周波数を高域の設定とする。
【０１０１】
ステップＳ１１に於いて、ＡＦ処理部５３は、現在選択されているコントラスト信号が低域コントラスト信号Ｃ０であるか高域コントラスト信号Ｃ２であるかに基いてウォブリング条件を設定する。ウォブリング条件とは、例えばウォブリング振幅が含まれている。尚、選択されているコントラスト信号のデフォルト値は低域コントラスト信号Ｃ０であり、後述するステップＳ２２で切り替えた場合は選択されているコントラスト信号は高域コントラスト信号Ｃ２となる。
【０１０２】
ステップＳ１２に於いて、ＡＦ処理部５３は、高輝度画素数Ｈｂと低輝度画素数Ｈｄとを取得し、その結果に基いてウォブリング振幅の可変処理とレンズ移動方向の反転処理を行う。ステップＳ１２の処理の詳細は、後述する図９に於いて詳細に説明する。
【０１０３】
ステップＳ１３に於いて、ＡＦ処理部５３は、レンズを駆動する。すなわち、ＡＦ処理部５３は、設定された制御パラメータおよびオートフォーカス評価値に基いてモータ制御信号を生成し、モータドライバ回路６５に送信する。モータドライバ回路６５は、レンズユニット２０のフォーカスレンズ群１６をその光軸方向に移動させるフォーカスモータ１３を駆動制御し、オートフォーカス制御を行う。
ステップＳ１４に於いて、ＡＦ処理部５３は、コントラスト信号を検出する。ＡＦ処理部５３は更に、現在選択されているコントラスト信号をオートフォーカス評価値としてオートフォーカス制御に係る演算を行う。
【０１０４】
ステップＳ１５に於いて、ＡＦ処理部５３は、合焦条件が成立しているか否か判定する。合焦条件が成立している場合（Ｙｅｓ）は、図８に示すオートフォーカス制御を終了する。合焦条件が成立していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１６以下の処理を行う。合焦条件が成立しているとは、ＡＦ処理部５３が、オートフォーカス制御値のピークを検出しているときである。
【０１０５】
ステップＳ１６に於いて、ＡＦ処理部５３は、高輝度画素数Ｈｂを取得する。
ステップＳ１７に於いて、ＡＦ処理部５３は、高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ以上であるか否かを判定する。第３の画素数閾値である切替閾値Ｃｓは、合焦位置Ｐｐの付近で、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えることを目的としているので、製品設計時に次の条件で選定されている。
・第３の画素数閾値である切替閾値Ｃｓの選定条件
基準となる点光源条件Ａ（点光源の影響度：小）を撮像し、合焦位置Ｐｐに於ける高輝度画素数Ｈｂを測定する。
選定条件１：切替閾値Ｃｓ  ＜  振幅閾値Ｃｗ
選定条件２：測定した高輝度画素数Ｈｂ  ≧  切替閾値Ｃｓ
【０１０６】
高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ未満の場合（Ｎｏ）、低域コントラスト信号Ｃ０は点光源による影響を受けていないか、あるいは点光源の影響が非常に小さいと判断し、ステップＳ２１の処理を行う。高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ以上である場合（Ｙｅｓ）、低域コントラスト信号Ｃ０は点光源による影響を受けているか、または点光源の影響が非常に大きいと判断し、ステップＳ１８の処理を行う。
【０１０７】
ステップＳ１８に於いて、ＡＦ処理部５３は、低域コントラスト信号Ｃ０と比較する閾値を、レベル閾値ＴＨ１よりも低いレベル閾値ＴＨ３に下げる。更に、高域コントラスト信号Ｃ２と比較する閾値を、レベル閾値ＴＨ２よりも低いレベル閾値ＴＨ４に下げる。これにより、点光源の影響で小さくなった信号レベルの検出に対応可能となる。
ステップＳ１９に於いて、ＡＦ処理部５３は、低域コントラスト信号Ｃ０の傾きと高域コントラスト信号Ｃ２の傾きとを算出する。
【０１０８】
ステップＳ２０に於いて、ＡＦ処理部５３は、合焦付近の判定条件２が成立するか否かを判断する。当該条件が成立していないならば（Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理に戻る。当該条件が成立していたならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２２の処理を行う。
【０１０９】
ステップＳ２１に於いて、ＡＦ処理部５３は、合焦付近の判定条件１が成立するか否かを判断する。当該条件が成立していないならば（Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理に戻る。当該条件が成立していたならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２２の処理を行う。
【０１１０】
ステップＳ２２に於いて、ＡＦ処理部５３は、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替え、ステップＳ１１の処理に戻る。
【０１１１】
図９は、本実施形態に於けるウォブリング振幅とレンズの移動方向の制御を示すフローチャートである。
処理が開始すると、ステップＳ３０に於いて、ＡＦ処理部５３は、現在の高輝度画素数Ｈｂと低輝度画素数Ｈｄとを取得する。
ステップＳ３１に於いて、ＡＦ処理部５３は、ステップＳ３０で取得した高輝度画素数Ｈｂと、ヒストグラムバッファ５７に記憶しておいた前回の高輝度画素数Ｈｂとの差分を算出する。そして、ステップＳ３０で取得した低輝度画素数Ｈｄと、前回の低輝度画素数Ｈｄからの差分を算出する。更に、現在の高輝度画素数Ｈｂと低輝度画素数Ｈｄとをヒストグラムバッファ５７に記憶する。
【０１１２】
ステップＳ３２に於いて、ＡＦ処理部５３は、高輝度画素数Ｈｂが振幅閾値Ｃｗ以上であるか否かを判定する。第１の画素数閾値である振幅閾値Ｃｗ以上でなかったならば（Ｎｏ）、被写体の中に点光源は無いか、または、点光源の影響は非常に小さいと判断し、ウォブリング振幅の設定変更は行わず、図９の処理を終了する。振幅閾値Ｃｗ以上であったならば（Ｙｅｓ）、被写体の中に点光源が有り、かつ、その影響が大きいと判断し、ステップＳ３３の処理を行う。
【０１１３】
前述した図４（ｃ）に示すように、合焦位置Ｐｐの付近において、高輝度画素数Ｈｂは振幅閾値Ｃｗより小さくなる。ステップＳ３２の判定ではウォブリング振幅を大きく設定する処理へは移行しない。これにより、合焦位置Ｐｐの付近では、ウォブリング振幅が大きいことによる画面上の暴れを抑制可能である。
【０１１４】
ステップＳ３３に於いて、ＡＦ処理部５３は、ウォブリング振幅を大きくする。前述した図３（ｄ）に示すように、ウォブリング振幅が小さいときには、合焦側のコントラスト信号の値Ｖ０と近接側のコントラスト信号の値Ｖ１とがほぼ同じであり、合焦する方向を正しく検出することができなかった。しかし、ウォブリング振幅を大きく設定することによって、近接側のコントラスト信号の値Ｖ３より合焦側のコントラスト信号の値Ｖ２の方が大きいことが判別可能となり、点光源の影響によりコントラスト信号の山特性が緩やかになった場合でも、合焦する方向を正しく検出可能となる。
【０１１５】
ステップＳ３４に於いて、ＡＦ処理部５３は、低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ以上であるか否かを判定する。低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ以上でなかった場合（Ｎｏ）は、被写体の中に点光源がありその影響は受けているものの、前述した図６（ｃ）に於ける合焦位置Ｐｐの付近のように合焦する方向を正しく検出できる状態であると判断して、ステップＳ３６の処理を行う。低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ以上であった場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３５の処理を行う。
低輝度画素数Ｈｄが、第２の画素数閾値である反転閾値Ｃｉ以上であった場合とは、例えば、被写体の中に点光源が有って、かつ、その影響によって露光制御などが強く作用している場合である。このとき、露光制御によって画面全体が非常に暗くなっており、点光源以外の被写体の輝度成分も非常に小さくなり。低域コントラスト信号Ｃ０の山の傾斜が緩やかになる。そのため、前述した図５（ｃ）のＡＦ開始位置Ｐｓのように、合焦する方向を誤って検出してしまう虞がある。
【０１１６】
ステップＳ３６に於いて、ＡＦ処理部５３は、レンズ移動方向の反転履歴をクリアし、ステップＳ４０の処理を行う。この処理により、方向反転処理が終了する。
【０１１７】
ステップＳ３５に於いて、ＡＦ処理部５３は、レンズ移動方向の反転履歴が無いか否かを判断する。レンズ移動方向の反転履歴が無いならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３７の処理を行う。レンズ移動方向の反転履歴が有ったならば（Ｎｏ）、ステップＳ４０の処理を行う。
【０１１８】
ステップＳ３７に於いて、ＡＦ処理部５３は、ステップＳ３１で求めた高輝度画素数Ｈｂの差分が増加し、かつ、低輝度画素数Ｈｄの差分が増加している場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３８の処理を行う。このとき、ＡＦ処理部５３は、合焦する方向を誤って検出してレンズ移動させてしまっていると判断する。すなわち、図９の処理に於いて、ＡＦ処理部５３が、レンズ移動方向を反転させる条件は以下である。
・レンズ移動方向を反転させる条件
高輝度画素数Ｈｂ  ≧  振幅閾値Ｃｗ、かつ
低輝度画素数Ｈｄ  ≧  反転閾値Ｃｉ、かつ
方向反転履歴無し、かつ
高輝度画素数Ｈｂの差分が増加、かつ
低輝度画素数Ｈｄの差分が増加
高輝度画素数Ｈｂの差分が増加しておらず、または、低輝度画素数Ｈｄの差分が増加していない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ４０の処理を行う。
【０１１９】
ステップＳ３８に於いて、ＡＦ処理部５３は、前述した図８のステップＳ２１で設定されているレンズ移動方向の初期値に対して、レンズ移動方向を反転させる。すなわち、オートフォーカス評価値が増大する方向ではなく、オートフォーカス評価値が減少する方向をレンズ移動方向に設定する。
【０１２０】
ステップＳ３９に於いて、ＡＦ処理部５３は、移動方向の誤設定を防止するため、方向反転の履歴をヒストグラムバッファ５７に記録する。この処理とステップＳ３５の処理により、方向反転処理を行っているときに、重ねて方向反転処理を行うことを抑止している。
【０１２１】
前述した図５（ｃ）に示すＡＦ開始位置Ｐｓでは、合焦側の低域コントラスト信号Ｃ０より大ボケ側（さらに近接側）の低域コントラスト信号Ｃ０の方が大きい。このとき、低域コントラスト信号Ｃ０に基く山登り方式では、大ボケ側Ｄ１０にレンズを駆動してしまう。このとき、レンズ移動方向を反転させて合焦側Ｄ１１にレンズを駆動することにより、合焦位置Ｐｐに近づけることが可能である。
【０１２２】
ステップＳ４０に於いて、ＡＦ処理部５３は、ステップＳ３３で設定されたウォブリング振幅と、ステップＳ３８で設定されたレンズ移動方向とを更新する。更新された値は、マイクロコンピュータ部５０のメモリ部５２に記録される。
【０１２３】
マイクロコンピュータ部５０は、オートフォーカス評価値に基いて合焦方向および合焦位置Ｐｐを検出すると共に、ステップＳ４０に於いて再設定されたオートフォーカス制御パラメータに基いてモータ制御信号を生成し、モータドライバ回路６５に送信する。モータドライバ回路６５は、モータ制御信号に基いてフォーカスレンズ群１６を光軸方向に移動させ、正しい合焦位置Ｐｐにレンズを近づけていく。
【０１２４】
以上のように、撮像装置１０のＡＦ処理部５３は、高輝度画素数Ｈｂと低輝度画素数Ｈｄの検出結果に基いて、点光源によるオートフォーカスへの影響状態を把握し、オートフォーカス動作中に於ける最適な制御パラメータを再設定すると共に、点光源の特性にあった制御動作を行う。これにより、点光源による影響が非常に大きい被写体条件においても、合焦する方向の誤判定を軽減し、かつ、合焦精度の高いオートフォーカス制御を行うことが可能となる。
【０１２５】
（本実施形態の効果）
以上説明した本実施形態では、次の（Ａ）〜（Ｇ）のような効果がある。
【０１２６】
（Ａ）  高輝度画素数Ｈｂと低輝度画素数Ｈｄの検出結果に基いて、点光源によるオートフォーカスへの影響を把握し、オートフォーカス動作中に於ける最適な制御パラメータを再設定すると共に、点光源の特性にあった制御動作を行う。これにより、点光源による影響が非常に大きい被写体条件においても、合焦する方向の誤判定を軽減し、かつ、合焦精度の高いオートフォーカス制御を行うことが可能となる。
【０１２７】
（Ｂ）  高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ以上であったときには、点光源による影響を受けていると判断して、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えるレベル閾値ＴＨ１，ＴＨ２を、それぞれレベル閾値ＴＨ３，ＴＨ４に変更する。これにより、点光源による影響が非常に大きい被写体条件においても、合焦する方向の誤判定を軽減し、かつ、合焦精度の高いオートフォーカス制御を行うことが可能となる。
【０１２８】
（Ｃ）  高輝度画素数Ｈｂが振幅閾値Ｃｗ以上であったときには、点光源による影響を受けていると判断して、ウォブリング振幅を増大させる。これにより、点光源による影響が非常に大きい被写体条件においても、合焦する方向の誤判定を軽減し、かつ、合焦精度の高いオートフォーカス制御を行うことが可能となる。
【０１２９】
（Ｄ）  本実施形態の撮像装置１０は、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えるとともに、高域コントラスト信号Ｃ２に対応したウォブリング振幅に切り替えている。これにより、合焦近傍位置Ｐｎへ近づいたとき、最適なウォブリング振幅で動作させることが可能である。
【０１３０】
（Ｅ）  高輝度画素数Ｈｂが振幅閾値Ｃｗ以上で、低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ以上で、高輝度画素数Ｈｂが増加し、かつ、低輝度画素数Ｈｄが増加していたときには、点光源による影響を受けて低域コントラスト信号Ｃ０の傾きが反転していると判断して、フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させる。これにより、点光源による影響が非常に大きい被写体条件においても、合焦する方向の誤判定を軽減し、かつ、合焦精度の高いオートフォーカス制御を行うことが可能となる。
【０１３１】
（Ｆ）  フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させたときには、レンズ移動方向を反転させた方向反転履歴を記録し、この方向反転履歴が有るときには、重ねてレンズ移動方向を反転させないようにしている。これにより、レンズ移動方向を繰り返し反転させてしまうことを抑止している。
【０１３２】
（Ｇ）  フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させたときには、レンズ移動方向を反転させた方向反転履歴を記録し、この方向反転履歴が有るときには、重ねてレンズ移動方向を反転させないようにしている。更に、低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ未満ならば、この方向反転履歴をクリアしている。これにより、レンズ移動方向の反転を解除し、オートフォーカス評価値のピークを検出する通常のオートフォーカス制御に移行可能となる。
【０１３３】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｅ）のようなものがある。
【０１３４】
（ａ）  本実施形態の撮像装置１０は、低域コントラスト信号Ｃ０と、高域コントラスト信号Ｃ２とを切り替えてオートフォーカス制御を行っている。しかし、これに限られず、低域コントラスト信号Ｃ０と、中域コントラスト信号Ｃ１と、高域コントラスト信号Ｃ２の３種類を切り替えてオートフォーカス制御を行ってもよく、更に多数の段階に切り替えてもよい。
【０１３５】
（ｂ）  本実施形態のコントラスト信号生成部４２−１，４２−２は、輝度成分の高周波成分をハイパスフィルタ回路４３−１，４３−２を介して抽出し、これを積分器４４−１，４４−２によって全画面に亘って積分処理して、低域コントラスト信号Ｃ０と高域コントラスト信号Ｃ２とを生成している。ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２は、全画面に亘って高輝度画素数Ｈｂと、低輝度画素数Ｈｄとを検出している。しかし、これに限られず、コントラスト信号生成部４２−１，４２−２と、ヒストグラム信号生成部４５−１，４５−２と、ＡＥ処理部５４とは、このオートフォーカスエリアに係る処理のみを行うように構成してもよい。これにより、画面の所定領域のみに合焦させることが可能となる。それと共に、画面の一部分の処理で足りるので、処理の負荷を大幅に減少させることが可能である。
【０１３６】
（ｃ）  本実施形態の撮像装置１０は、高輝度画素数Ｈｂが切替閾値Ｃｓ以上であったときには、点光源による影響を受けていると判断して、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えるレベル閾値ＴＨ１，ＴＨ２を、それぞれレベル閾値ＴＨ３，ＴＨ４に変更する。しかし、これに限られず、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えるレベル閾値ＴＨ１のみを、レベル閾値ＴＨ３に変更してもよい。これにより、点光源による影響が非常に大きい低域コントラスト信号Ｃ０のレベル閾値ＴＨ３のみを操作するだけで足りるので、簡単に合焦精度の高いオートフォーカス制御を行うことが可能となる。
【０１３７】
（ｄ）  本実施形態の撮像装置１０は、高輝度画素数Ｈｂが振幅閾値Ｃｗ以上で、低輝度画素数Ｈｄが反転閾値Ｃｉ以上で、高輝度画素数Ｈｂが増加し、かつ、低輝度画素数Ｈｄが増加していたときには、点光源による影響を受けて低域コントラスト信号Ｃ０の傾きが反転していると判断して、フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させている。しかし、これに限られず、高輝度画素と低輝度画素に含まれない中間の輝度領域である中輝度画素数を計数し、高輝度画素数Ｈｂが振幅閾値Ｃｗ以上で、中輝度画素数が所定の閾値以下で、中輝度画素数が減少していたときには、点光源による影響を受けて低域コントラスト信号Ｃ０の傾きが反転していると判断して、フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させてもよい。これにより、フォーカスレンズ群１６の駆動方向を反転させる判定の条件を少なくして、処理の負荷を軽減可能である。
【０１３８】
（ｅ）  本実施形態の撮像装置１０は、オートフォーカス評価値を低域コントラスト信号Ｃ０から高域コントラスト信号Ｃ２に切り替えるとともに、高域コントラスト信号Ｃ２に対応したウォブリング振幅に切り替えている。しかし、これに限られず、低域コントラスト信号Ｃ０の値や傾きによって、合焦位置Ｐｐ近傍であると判断したときに、ウォブリング振幅を小さく切り替えてもよい。これにより、低域コントラスト信号Ｃ０のみをオートフォーカス評価値としている場合であっても、合焦位置Ｐｐへ近づいたとき、最適なウォブリング振幅で動作させることが可能である。
【０１３９】
（ｆ）  本実施形態の撮像装置１０は、映像信号の輝度成分から低域コントラスト信号Ｃ０、高域コントラスト信号Ｃ２、高輝度画素数Ｈｂ、および、低輝度画素数Ｈｄを生成している。しかし、これに限られず、ＲＧＢ（Red Green Blue）３色で構成された映像信号のうち、Ｇ（Green）画素値（輝度成分）から低域コントラスト信号Ｃ０、高域コントラスト信号Ｃ２、高輝度画素数Ｈｂ、低輝度画素数Ｈｄを生成してもよい。これにより、ＲＧＢ３色で構成された映像信号から輝度成分を算出し、この輝度成分から前述の信号を生成するより簡単かつ負荷なく、前述の信号を生成可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  撮像装置
１３  フォーカスモータ（駆動部）
１４  絞りモータ（駆動部）
１５  ズームモータ（駆動部）
１６  フォーカスレンズ群（フォーカスレンズ）
１７  絞り機構
１８  ズームレンズ群
２０  レンズユニット
３０  撮像素子
３４  電子シャッタ
４０  カメラ信号処理部
４１  信号処理回路
４２−１，４２−２  コントラスト信号生成部
４４−１，４４−２  ヒストグラム信号生成部
５０  マイクロコンピュータ部
５１  制御部
５２  メモリ部
５３  ＡＦ処理部  （オートフォーカス制御部）
５４  ＡＥ処理部
５５  ズーム処理部
５６  コントラストバッファ
５７  ヒストグラムバッファ
６３〜６５  モータドライバ回路（駆動部）
１００，１００Ａ，１００Ｂ  画像
１０１，１０２  被写体
Ｐｐ  合焦位置
Ｐｓ  ＡＦ開始位置
Ｂｂ  高輝度ヒストグラム値
Ｂｄ  低輝度ヒストグラム値
Ｐｎ  合焦近傍位置
Ｃｗ  振幅閾値（第１の画素数閾値）
Ｃｉ  反転閾値（第２の画素数閾値）
Ｃｓ  切替閾値（第３の画素数閾値）
Ｃ０  低域コントラスト信号（第１のコントラスト信号）
Ｃ２  高域コントラスト信号（第２のコントラスト信号）
Ｈｂ  高輝度画素数
Ｈｄ  低輝度画素数
ＴＨ１〜ＴＨ４  レベル閾値
【図１】
2013038504.tif 000003
【図２】
2013038504.tif 000004
【図３】
2013038504.tif 000005
【図４】
2013038504.tif 000006
【図５】
2013038504.tif 000007
【図６】
2013038504.tif 000008
【図７】
2013038504.tif 000009
【図８】
2013038504.tif 000010
【図９】
2013038504.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月6日(2012.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像装置であって、
前記被写体からの光束を集光して前記被写体の画像を結像するフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動する駆動部と、
前記フォーカスレンズが集光した光束を光電変換し、映像信号を出力する撮像部と、
前記映像信号の第１の高周波成分を抽出して積分し、第１のコントラスト信号を生成して出力するコントラスト信号生成部と、
前記第１のコントラスト信号を評価値として、前記駆動部によって前記フォーカスレンズをウォブリングさせながら合焦位置に移動させるオートフォーカス制御部と、
前記映像信号のうちの輝度及び画素数に係るヒストグラム信号を生成して出力するヒストグラム信号生成部とを備え、
前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が出力した前記ヒストグラム信号に基いて、前記フォーカスレンズのウォブリングの振幅を可変する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ヒストグラム信号は、
少なくとも前記映像信号の高輝度画素数を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が計数した前記高輝度画素数が第１の画素数閾値を超えている場合、ウォブリング振幅を大きくする、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ヒストグラム信号は、
少なくとも前記映像信号の前記高輝度画素数と低輝度画素数とを含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記オートフォーカス制御部は、
前記ヒストグラム信号生成部が計数した前記高輝度画素数が前記第１の画素数閾値を超え、前記低輝度画素数が第２の画素数閾値を超え、かつ、前記高輝度画素数と前記低輝度画素数とが共に増加している場合、オートフォーカス動作に於ける前記フォーカスレンズの移動方向を反転する、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記コントラスト信号生成部は、更に、
前記映像信号から、前記第１の高周波成分よりも高い第２の高周波成分を抽出して積分することで第２のコントラスト信号を生成し、
前記オートフォーカス制御部は、
オートフォーカス動作の開始時には、前記第１のコントラスト信号を前記評価値として、前記駆動部によって前記フォーカスレンズをウォブリングさせながら合焦位置に移動させ、
前記第１のコントラスト信号が第１の信号閾値を超え、かつ、前記第２のコントラスト信号が第２の信号閾値を超えたとき、それ以降は、前記第２のコントラスト信号を前記評価値とするよう切り替える、
ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし請求の範囲第５項のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の信号閾値および前記第２の信号閾値は、前記ヒストグラム信号に基いて切り替えられる、
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記オートフォーカス制御部は、前記ヒストグラム信号生成部が計数した高輝度画素数が第３の画素数閾値を超えている場合、
少なくとも前記第１の信号閾値を切り替える、
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記オートフォーカス制御部は、
前記第１のコントラスト信号が前記第１の信号閾値を超え、かつ、前記第２のコントラスト信号が前記第２の信号閾値を超えたとき、それ以降は、前記第２のコントラスト信号を前記評価値とするよう切り替えると共に、前記第２のコントラスト信号に応じたウォブリング振幅を設定する、
ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の撮像装置。
【国際調査報告】
2013038504.tif 000012
2013038504.tif 000013