(57)【要約】【課題】最短撮影距離よりも近距離の被写体低コントラストの被写体であっても、合焦外れが少ない焦点検出方法を提供する。【解決手段】焦点検出エリア内の被写体像のコントラストに基づいて焦点状態を検出する焦点検出方法であって、撮影レンズの焦点調節レンズ群を調節可動範囲内において段階的に移動させながら撮像し、撮像した焦点検出エリア内の各被写体像のコントラストを求め、焦点調節レンズ群の移動方向に沿ったコントラストから複数回連続して増大しかつ複数回連続して減少するピークコントラストを検出し、ピークコントラストを検出できなかったときは、前記焦点調節レンズ群が至近撮影位置またはその近傍に位置するときに取得したコントラストが最大値かどうかを判断し、いずれかが最大値であった場合は該最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点検出エリア内の被写体像のコントラストに基づいて焦点状態を検出する焦点検出方法であって、
撮影レンズの焦点調節レンズ群を、一方の可動端である最短合焦位置と他方の可動端である無限遠合焦位置との間を段階的に移動させながら撮像し、
各撮像した焦点検出エリア内の被写体像のコントラストを求め、
前記焦点調節レンズ群が最短合焦位置もしくはその近傍、または無限遠合焦位置もしくはその近傍に位置するときに取得したコントラストが最大値であるか否か判断し、最大値であった場合は該最大値が得られた位置を合焦位置として設定すること、を特徴とする焦点検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の焦点検出方法はさらに、前記焦点調節レンズ群の段階的移動方向に沿ったコントラストからピークコントラストが存在するか否か検出し、ピークコントラストが存在しなかった場合に、前記判断および設定を実行する焦点検出方法。
【請求項３】
請求項２記載の焦点検出方法において、前記ピークコントラストの検出は、前記焦点調節レンズ群の移動方向に沿ってコントラストが第１の所定回数連続して増大しかつ第２の所定回数連続して減少するときの最大値をピークコントラストとして検出する請求項１記載の焦点検出方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の焦点検出方法において、ピークコントラストを検出できなかったときは、前記最短合焦位置もしくは最短合焦位置から前記第１または第２の所定数未満だけ無限遠合焦位置側のレンズ位置において取得したコントラスト、または前記無限遠合焦位置または無限遠合焦位置から前記第１または第２の所定数未満だけ前記最短合焦位置側のレンズ位置において取得したコントラストの中に最大値が存在するか否か判断する焦点検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載の焦点検出方法において、前記最大値が存在すると判断したときは、該最大値が得られたレンズ位置から第１または第２の所定数段階分離れたレンズ位置において取得したコントラストと前記最大値とを比較してその比が所定値未満の場合にはその最大値を有効と判断し、その最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動する焦点検出方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載の焦点検出方法において、前記最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動したときは、非合焦表示をする焦点検出方法。
【請求項７】
請求項５記載の焦点検出方法において、前記最大値が、前記最短合焦位置よりも無限遠合焦位置側のレンズ位置において取得され、かつ前記有効と判断したときは合焦表示をする焦点検出方法。
【請求項８】
焦点検出エリア内の被写体像のコントラストに基づいて焦点状態を検出する焦点検出方法であって、
撮影レンズの焦点調節レンズ群を最短合焦位置と無限遠合焦位置との間の可動範囲内において段階的に移動させながら撮像し、
各撮像した焦点検出エリア内の被写体像のコントラストを求め、
前記焦点調節レンズ群の段階的移動方向に沿ったコントラストからピークコントラストが存在するか否か検出し、
ピークコントラストを検出できなかったときは、前記焦点調節レンズ群が最短撮影位置またはその近傍に位置するときに取得したコントラストが最大値かどうか判断し、最大値であった場合は該最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動すること、を特徴とする焦点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像した画像データのコントラストを使用して焦点を検出する焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるコンパクトタイプのデジタルカメラの焦点調節方法として、撮像した画像データのコントラストにより焦点を検出する画像コントラスト法が知られている。画像コントラスト法による焦点調節装置は、焦点調節レンズ群を無限遠合焦位置と至近合焦位置との間を移動しながら撮像を繰り返して撮像した被写体像（画像データ）のコントラストがピークとなる焦点調節レンズ群の位置を求める。そのために従来の焦点調節装置は、焦点調節レンズ群を無限遠（最長）合焦位置から至近（最短）合焦位置までステップ移動しながら複数位置で撮像し、撮像した映像信号から各レンズ位置におけるコントラストを求め、さらにコントラストの極大値（ピーク値）を求めて、極大値が得られたレンズ位置を合焦点と判定してそのレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１-２４９２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来の画像コントラスト法において、例えば、最短撮影距離、または最短撮影距離の前後近傍に被写体が位置していた場合は、コントラストの最大値は最短撮影位置またはその近傍に出現するが、ピークとして検出できない場合がある。このような場合、従来は検出不可として予め設定された固定位置に合焦させていた。そのため、撮影者が意図した最短撮影距離またはその近傍に位置する被写体はピンぼけになってしまう、という問題があった。
【０００４】
本発明は、かかる従来の画像コントラスト式の焦点検出方法の問題に鑑みてなされたもので、最短撮影距離よりも近距離の被写体であっても、合焦外れが少ない焦点検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成する本発明は、焦点検出エリア内の被写体像のコントラストに基づいて焦点状態を検出する焦点検出方法であって、撮影レンズの焦点調節レンズ群を、一方の可動端である最短合焦位置と他方の可動端である無限遠合焦位置との間を段階的に移動させながら撮像し、各撮像した焦点検出エリア内の被写体像のコントラストを求め、前記焦点調節レンズ群が最短合焦位置もしくはその近傍、または無限遠合焦位置もしくはその近傍に位置するときに取得したコントラストが最大値であるか否か判断し、最大値であった場合は該最大値が得られた位置を合焦位置として設定することに特徴を有する。
【０００６】
より実際的には、前記焦点調節レンズ群の段階的移動方向に沿ったコントラストからピークコントラストが存在するか否か検出し、ピークコントラストが存在しなかった場合に、前記判断および設定を実行する。ピークコントラストの検出の好ましい実施形態では、前記焦点調節レンズ群の移動方向に沿ってコントラストが第１の所定回数連続して増大しかつ第２の所定回数連続して減少するときの最大値をピークコントラストとして検出する。
【０００７】
好ましい実施形態では、ピークコントラストを検出できなかったときに、前記最短合焦位置もしくは最短合焦位置から前記第１または第２の所定数未満だけ無限遠合焦位置側のレンズ位置において取得したコントラスト、または前記無限遠合焦位置または無限遠合焦位置から前記第１または第２の所定数未満だけ前記最短合焦位置側のレンズ位置において取得したコントラストの中に最大値が存在するか否か判断する。
【０００８】
この場合、前記最大値が存在すると判断したときは、該最大値が得られたレンズ位置から第１または第２の所定数段階分離れたレンズ位置において取得したコントラストと前記最大値とを比較してその比が所定値未満の場合にはその最大値を有効と判断し、その最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動する。
【０００９】
好ましくは、前記最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動したときは、非合焦表示をする。前記最大値が、前記最短合焦位置よりも無限遠合焦位置側のレンズ位置において取得され、かつ前記有効と判断したときは合焦表示をすることが好ましい。
【００１０】
焦点検出エリア内の被写体像のコントラストに基づいて焦点状態を検出する焦点検出方法であって、撮影レンズの焦点調節レンズ群を最短合焦位置と無限遠合焦位置との間の可動範囲内において段階的に移動させながら撮像し、各撮像した焦点検出エリア内の被写体像のコントラストを求め、前記焦点調節レンズ群の段階的移動方向に沿ったコントラストからピークコントラストが存在するか否か検出し、ピークコントラストを検出できなかったときは、前記焦点調節レンズ群が最短撮影位置またはその近傍に位置するときに取得したコントラストが最大値かどうか判断し、最大値であった場合は該最大値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群を移動すること、に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、焦点調節レンズ群の最短合焦位置あるいはその近傍、または無限遠合焦位置あるいは無限遠合焦位置より近傍に被写体が位置していても、その被写体に対して合焦または合焦状態に近づけることができる。したがって、非合焦による撮影チャンスを逃すことが少なくなる。
また、モニタ用の表示装置を備えたデジタルカメラに搭載した場合は、被写体が例えば最短撮影距離よりも近距離に位置していたとしても最短撮影距離に焦点が合うので、その被写体のボケ具合を表示装置で観察可能になり、デジタルカメラを被写体から少し離して正確に合焦させて合焦状態で撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明を適用したデジタルカメラの概要をブロックで示す図である。
【００１３】
このデジタルカメラは、焦点調節レンズ群Ｌ１を含む撮影レンズＬにより被写体像を、撮像手段としての撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）１１の受光面に形成する。撮像素子１１は、所定間隔で縦横に配置された多数の画素（光電変換素子）を有し、受光した被写体像を各画素が電荷に変換し、蓄積（積分）する。露光が終了すると、蓄積した電荷を画素単位で画像信号として画像信号処理回路１３に出力する。画像信号処理回路１３は、入力した画像信号についてホワイトバランス調整等所定の調整処理、Ａ／Ｄ変換処理を施してデジタル映像データをＣＰＵ１５に出力する。つまり、画像信号処理回路１３において所定の処理が施され、画素単位でデジタル変換された画像データが、ＣＰＵ１５に出力される。ＣＰＵ１５は、スルーモード（モニタモード）のときは入力した画像データをＬＣＤ（モニタ）１７で表示可能な画像信号に変換してＬＣＤ１７により表示し、記録モードのときは所定フォーマットの画像データに変換して画像メモリ制御回路１９を介して画像メモリ２１に書き込む。図１において、符号２９は合焦／非合焦表示用のＬＥＤであって、例えば、合焦状態のときは緑色（青色）を点灯し、非合焦状態のときは緑色を点滅または赤色点灯する。
【００１４】
図２には、撮像素子の撮像面と焦点検出エリアとの一例として、撮像素子１１の受光面１２と、５個の焦点検出エリア１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅとの関係を示してある。図３は、中央の第１焦点検出エリア１２Ａを拡大して示した図である。第１焦点検出エリア１２Ａは受光面１２のほぼ中央に位置し、第２、第３焦点検出エリア１２Ｂ、１２Ｃは、第１焦点検出エリア１２Ａを挟んで左右に位置し、第４、第５焦点検出エリア１２Ｄ、１２Ｅは第１焦点検出エリア１２Ａを挟んで上下に位置している。受光面１２には、各画素（光電変換素子）より被写体側に、原色フィルタとしての赤（Ｒ）フィルタ、緑（Ｇ）フィルタおよび青（Ｂ）フィルタが配置されていて、各画素は、被写体光束中、各原色フィルタＲ、Ｇ、Ｂを透過した赤、緑および青成分を受光して光電変換し、電荷として蓄積（積分）する。所定時間蓄積した電荷は、画素単位で読み出され、画像信号として出力される。
【００１５】
図３には、一般的な原色フィルタの配置パターンを示してある。原色フィルタは、水平方向に、２種類のフィルタＧ、Ｒが交互に配置されたＧＲラインと、２種類のフィルタＢ、Ｇが交互に配置されたＢＧラインとを備え、ＧＲラインとＢＧラインとが垂直方向に交互に配置されている。この実施形態では、水平方向２個分、垂直方向２個分（２×２）の正方形内の４画素、つまり２個のフィルタＧと各１個のフィルタＲ、Ｂを含む計４画素の組み合わせを１ブロックとして、各ブロック内の画素が蓄積した画像信号の大きさの和を輝度ａnとする。
ａn= G + R + B + G
【００１６】
そうして、１ブロックの輝度ａnと、水平方向に１ブロック飛ばした１ブロックの輝度ａn+2との差（ａn+2 - ａn）を求める処理を、焦点検出エリア内において水平右方向に繰り返し、輝度差（ａn+2 - ａn）を加算する。この輝度差（ａn+2 - ａn）を求める処理が水平方向右端のブロックに到達すると、垂直方向下方に１ブロックずらしてから輝度差を求める処理および加算処理を水平右方向に右端のブロックに達するまで繰り返す。以上の差の加算処理を、焦点検出エリア内の全ブロックについて繰り返し実行する。以上の処理を、５個の焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅそれぞれについて実行する。
【００１７】
以上の処理によって得られる、各焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅについて求めた輝度差（ａn+2 - ａn）の和がそのレンズ位置における各焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅのコントラスト値になる。このコントラスト値は、下記数１式で現すことができる。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
この実施形態において、コントラストＡＦ処理のときにＣＰＵ１５は、モータドライバ２３、ＡＦモータ２５、レンズ駆動機構２７を介して焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動しながら撮像素子１１により撮像し、撮像した画像信号中、予め設定された焦点検出エリア内の画像信号を入力して各焦点検出エリア内のコントラスト値を求め、コントラストデータとして内蔵ＲＡＭに記憶する。ＣＰＵ１５はこのコントラストＡＦ処理を、焦点調節レンズ群Ｌ１を一方の移動限界位置である至近（最短）合焦位置から他方の移動限界位置である無限遠合焦位置方向にステップ駆動させながら繰り返す。
【００２０】
この実施形態では、焦点調節レンズ群Ｌ１の位置を、至近合焦位置を原点位置として原点センサ２７ａで検知し、原点からの駆動パルス数としてカウントする。駆動パルスは、例えばＡＦモータ２５の出力軸に装着されたフォトインタラプタ等のエンコーダが出力するパルスとして定義する。なお、通常は、焦点調節レンズ群Ｌ１を至近合焦位置から無限遠合焦位置まで駆動するのに数百パルスあるいはそれ以上要するが、本実施形態におけるコントラストＡＦ処理では、数パルスまたは数十パルス単位でステップ駆動（撮像）するものとし、本実施形態のコントラストＡＦ処理における駆動パルスは、フォトインタラプタが出力する複数パルスを１個の位置パルスとする。
【００２１】
最短（至近）合焦位置から無限遠合焦位置までの複数位置におけるコントラストデータが得られたら、焦点調節レンズ群Ｌ１の移動方向、例えば近距離側から遠距離側に連続した複数位置におけるコントラストデータを隣同士で順番に比較し、コントラスト値が所定回連続して増大し、かつ所定回連続して減少しているかどうか、つまりピークがあるかどうかを判断する。本実施形態では、近距離側または遠距離側から順に５位置分のコントラストデータに基づいて、コントラスト値が２回連続して増加しかつ２回連続して減少しているかどうか判断する。かかる判断を、１個分ずつ遠距離側または近距離側にずらせながら５個分のコントラストデータについて繰り返し実施する。２回連続して増大しかつ２回連続して減少している場合は、信頼性が高いかどうかを判断して、信頼性が高い場合のみ、ピークコントラストとする。
【００２２】
さらに本発明の実施形態では、信頼性が高いピークコントラストが無かった場合は、前記同様に、近距離側または遠距離側から順に５位置分のコントラストデータに基づいて、コントラスト値が２回連続して増加しかつ２回連続して減少しているかどうか判断して、ピークを検出する。そうして、全てのエリアについて求めたピークコントラストの内、同一のレンズ位置におけるピークコントラストが所定数以上存在するレンズ位置を検出する。そうして、それぞれのピークコントラストを挟むコントラストデータから近似演算をしてより正確なレンズ位置を求め、それらの平均のレンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動する。そうして、ＬＥＤ２９を非合焦点灯する。
【００２３】
このように本実施形態では、信頼性の高いピークコントラストを検出できなかった場合は、信頼性にかかわらずピークコントラストを求め、同一のレンズ位置において所定数以上のピークコントラストが存在した場合に、そのレンズ位置または近傍に合焦点があるとして処理することに特徴の一つがある。
【００２４】
以下、本発明のコントラストＡＦ処理の実施形態について、さらに図４から図９に示したフローチャートおよび図１０に示したコントラストとレンズ位置との関係に関するグラフ、図１１に示した直線近似グラフを参照して詳細に説明する。この実施形態は、測光スイッチＳＷＳがオンしたときに、このフローチャートに入り、コントラストＡＦ処理を１回実行する、いわゆるワンショットＡＦとする。
【００２５】
コントラストＡＦ処理に入ると、まず各変数等の初期化を実行する（Ｓ１１）。例えばこの実施形態では、各ステータスのクリア、コントラスト値のクリア、レンズ位置パルス数PNの初期化（PN = 0）、コントラストの最大値 = 0、最小値 = FFFFFFFF、焦点距離によるエリア数設定等を実行する。ここでレンズ位置パルス数PNは、焦点調節レンズ群Ｌ１が至近合焦位置にあるときを０として、無限遠合焦位置方向に、１パルス分移動する毎に１カウントアップされる変数である。
なお、焦点距離によるエリア数とは、焦点距離に応じて予め設定された、コントラスト値を算出するエリア数である。
【００２６】
フォーカスイニシャライズ処理を実行する（Ｓ１３）。フォーカスイニシャライズ処理とは、焦点調節レンズ群Ｌ１を一方の移動限界位置、本実施形態では至近合焦位置まで移動することである。焦点調節レンズ群Ｌ１が至近合焦位置に移動したことは、原点センサ２７ａによって検知する。
【００２７】
そうして、現在の焦点レンズ群位置である至近合焦位置におけるコントラスト値算出処理を実行する（Ｓ１５）。つまり、撮像素子１１から入力した画像データに基づいて、至近合焦位置におけるコントラスト値P[0]を算出し、コントラストの最大値、最小値を更新する。
【００２８】
ＡＦモータ２５を無限遠合焦位置方向にステップ駆動するモータ駆動処理を開始する（Ｓ１７）。つまり、焦点調節レンズ群Ｌ１を至近合焦位置から無限遠合焦位置方向に、１個のレンズ位置パルス数PN単位でステップ移動させる。そうして、レンズ位置パルス数PNをカウントアップする（Ｓ１９）。
【００２９】
撮像素子１１から入力した画像データに基づいてコントラスト値P[PN]を算出し、最大値、最小値を更新する（Ｓ２１）。そうして、コントラスト値P[PN]が設定条件を満足するピーク値であるかどうかをチェックするピークチェック処理を実行する（Ｓ２３）。コントラスト値算出処理（Ｓ２１）およびピークチェック処理（Ｓ２３）は、５個の焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅ全てについて実施する。なお、以下、焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅを、エリア０、エリア１、エリア２、エリア３、エリア４と略する。
【００３０】
以上のＳ１７乃至Ｓ２５の処理を、焦点調節レンズ群Ｌ１を無限遠合焦位置方向に１パルス単位でステップ駆動しながら繰り返す（Ｓ２５；N0、Ｓ１７）。このように焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動する毎にピークチェック処理を実行すれば、至近合焦位置から無限遠合焦位置まで駆動して全域のコントラスト値を得た後にまとめてピークチェック処理を実行するよりも処理時間を短縮できる。
なお、焦点調節レンズ群Ｌ１のステップ駆動を、撮像素子１１から画像データを読み込んだ直後に実行し、次にステップ駆動する間に演算処理を実行すれば、より処理時間の短縮、または焦点調節レンズ群Ｌ１を停止した状態において実効積分時間を長くすることが可能になる。
【００３１】
焦点調節レンズ群Ｌ１が無限遠合焦位置に達し、無限遠合焦位置におけるコントラスト値算出処理（Ｓ２１）およびピークチェック処理（Ｓ２３）が終了したら（Ｓ２５；YES）、ＡＦモータ２５を停止させる（Ｓ２７）。そうして、Ｓ１７からＳ２５のループ処理で得たコントラストデータ中、ピーク値を含む連続した５レンズ位置分のコントラスト値に基づいて、ピーク値を（直線近似）演算するピーク算出処理を実行する（Ｓ２９）。つまり、ステップ位置毎に求めたコントラスト値のピーク値の前後に真のピーク値が存在する可能性があるので、補間演算によってより正確と推定されるピーク値を求める。この実施形態では、極大値を挟む前後のコントラスト値を結ぶ二本の直線の交点を求める。この交点が、より正確なピーク値と推定される。
【００３２】
各焦点検出エリア毎に得たピークのコントラストのピーク値に基づいて、最も近距離の値が得られた焦点検出エリアを合焦エリアとするエリア選択処理を実行する（Ｓ３１）。
そうして、この合焦エリアにおいてピーク値が得られたレンズ位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動させて（Ｓ３３）、コントラストＡＦ処理を終了する（END）。
【００３３】
『コントラスト値算出処理』
Ｓ１５およびＳ２１で実行されるコントラスト値算出処理について、図５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。なお、このフローチャートの処理は、５個の焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅについて実行する。以下、各焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅを、エリア０、エリア１、エリア２、エリア３およびエリア４とする。
【００３４】
コントラスト値算出処理に入ると、焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動させながら得たレンズ位置パルス数PN毎のコントラストデータから各レンズ位置パルス数PNにおけるコントラスト値P[PN]を、下記数２式により求める（Ｓ１０１）。
【００３５】
【数２】
2006133761.tif 000004
【００３６】
そうして、これまでに求めた最大値とコントラスト値P[PN]を比較して（Ｓ１０３、Ｓ１０７）、大きければそのコントラスト値P[PN]を最大値に代入するとともにそのレンズ位置パルス数PNを最大値位置インデックスMaxIndexに代入する（Ｓ１０３；YES、Ｓ１０５）。一方、これまでに求めた最小値とコントラスト値P[PN]を比較してコントラスト値P[PN]の方が小さければそのコントラスト値P[PN]を最小値に代入する（Ｓ１０７；YES、Ｓ１０９）。このコントラスト値P[PN]算出および比較処理（Ｓ１０１乃至Ｓ１０９）を、全てのエリア０乃至４について繰り返す。全てのエリア０乃至４について終了したらリターンする。
【００３７】
『ピークチェック処理』
Ｓ２３で実行されるピークチェック処理の詳細について、さらに図６に示したフローチャートを参照して説明する。この処理は、各エリア０乃至４について、焦点調節レンズ群Ｌ１をステップ駆動させながら得たレンズ位置パルス数PN毎のコントラスト値P[PN]からピークを求める処理である。この実施形態では１ステップ単位で得た連続した５位置分のコントラスト値P[PN]について、最短（至近）合焦位置側から無限遠合焦位置側に順に隣同士比較して、コントラスト差が第１の所定回数である２回連続して増加し、かつ第２の所定回数である２回連続して減少したかどうかをチェックする。そうして、コントラスト値が２回連続して増加し、かつ２回連続して減少していた場合は、そのときの最大のコントラスト値P[PN]をピークコントラスト（極大値）と判定する。
【００３８】
ピークチェック処理に入ると、まず、レンズ位置パルスPulse[PN]に現在のレンズ位置パルス数PNを代入する（Ｓ２０１）。最初は、最短合焦位置である０を代入する。
【００３９】
次に、レンズ位置パルス数PNがN×2以上であるかどうかをチェックする（Ｓ２０３）。ここで“N”は予め設定された所定回数であって、本実施形態では、N = 2に設定してある。したがって、４≦PN  でない場合（Ｓ２０３；NO）は次のエリアに進むか、最後のエリア４であったならばリターンする（RETURN）。 ４≦PN の場合（Ｓ２０３；YES）は、現在から４個前までの計５個のコントラスト値について、２回連続して増加しかつ２回連続して減少したかどうかをチェックする（Ｓ２０５）。直前の５個のコントラスト値が２回連続して増加しかつ２回連続して減少していない場合（Ｓ２０５；NO）は次のエリアに進むか、最後のエリア４であったならばリターンする（RETURN）。リターンすると、焦点調節レンズ群Ｌ１を１パルス分無限遠合焦位置方向に駆動して画像データを取得してコントラストを検出し、５エリア分のコントラストが更新された状態で、再びこのフローチャートに入る。
【００４０】
直前５個のコントラスト値P[PN-4]からP[PN]が２回連続して増加しかつ２回連続して減少していた場合（Ｓ２０５；YES）は、極大値となるレンズ位置（PN-2）におけるコントラスト値P[PN-2]の８０パーセントの値を求めて下限値dat0に代入する（Ｓ２０７）。そうして、信頼性条件の一つである、極大値を決定した両端位置のコントラスト値P[PN-4]、P[PN]のいずれかが下限値dat0未満であるかどうかをチェックする（Ｓ２０９）。つまり、ピークのコントラスト値と両端のコントラスト値との差が十分大きいかどうかをチェックする。両端のコントラスト値P[PN-4]、P[PN]のいずれかが下限値dat0未満でないときはリターンする（Ｓ２０９；NO、RETURN）。コントラストの変化が小さく、信頼性が低いと推定されるからである。
【００４１】
両端のコントラスト値P[PN-4]、P[PN]のいずれかが下限値dat0未満の場合（Ｓ２０９；YES）は、二番目の信頼性条件である、ピークのコントラスト値P[PN-2]と、これまでの処理で得たコントラストの最小値との差がピークのコントラスト値P[PN-2]の１０パーセントより大きいかどうかをチェックする（Ｓ２１１）。ピークのコントラスト値P[PN-2]とコントラスト値の最小値の差がピークのコントラスト値P[PN-2]の１０パーセントより大きくない場合はリターンする（Ｓ２１１；NO、RETURN）。この場合はピークのコントラストが低いので信頼性が低いと推定されるからである。
【００４２】
ピークのコントラスト値P[PN-2]とコントラストの最小値の差がピークのコントラスト値P[PN-2]の１０パーセントより大きい場合（Ｓ２１１；YES）は、さらに三番目の信頼性条件である、ピークのコントラスト値P[PN-2]がコントラストの最大値以上かどうか、つまり最大値であるかどうかをチェックする（Ｓ２１３）。
【００４３】
ピークのコントラスト値P[PN-2]が最大値以上の場合（Ｓ２１３；YES）は、位置インデックスIndexにピークのコントラスト値P[PN-2]が得られたレンズ位置（PN-2）を代入し、ピーク存在フラグStatusに“１”を代入して次のエリアに進むか、最後のエリア４であったならばリターンする（Ｓ２１５、RETURN）。
なお、位置インデックスIndexは、ピークのコントラスト値P[PN-2]が得られたレンズ位置パルス数PNを表示し、ピーク存在フラグStatusはピーク値が得られたことを識別するフラグである。
【００４４】
ピークのコントラスト値P[PN-2]が最大値以上でなかった場合（Ｓ２１３；NO）、つまりピークのコントラスト値P[PN-2]より大なるコントラスト値が存在した場合は、そのままリターンする（RETURN）。ピークのコントラスト値P[PN-2]が得られたレンズ位置が合焦位置でない可能性が大だからである。
【００４５】
以上の処理により、連続した５位置分のコントラストデータを使用してコントラスト値が２回連続して上昇しかつ２回連続して下降したかどうかをチェックすることによりピーク値が存在するか否か、つまり連続した５位置の中央位置のコントラストがピークか否かによりピーク値を判別するので、精度の高いピーク値検出が可能になる。
【００４６】
『ピーク算出処理』
Ｓ２９で実行されるピーク算出処理について、図７に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。このピーク算出処理では、Ｓ２３で求めた極大値について、その極大値となるコントラスト値P[PN]を挟むコントラストを利用した近似（補間）演算によってより精度の高い極大値を求める処理である。
【００４７】
この実施形態は直線近似法であって、検出したコントラスト値のピーク値と、最短側および無限遠側のコントラスト値を通る直線近似式と、ピーク値よりも無限遠側の２個のコントラスト値または最短側の２個のコントラスト値を通る直線近似式を求め、これらの二本の直線の交点を求める。この交点のｙ座標値（演算ピーク値）が検出ピーク値より大きい場合に交点のｘ座標を合焦レンズ位置（合焦点）とする。
【００４８】
ピーク算出処理に入ると、まず、ピーク存在フラグStatusが“１”かどうか、つまりピーク値があるかどうかをチェックする（Ｓ３０１）。ピーク存在フラグStatusが“１”で無い場合は（Ｓ３０１；NO）は、次のエリアについてチェックする（Ｓ３０１）。ピーク存在フラグStatusが“１”の場合（Ｓ３０１；YES）は、Ｓ３０３以降の直線近似処理を実行する。
【００４９】
直線近似処理に入ると、ピーク値を含む二つのコントラスト値を通る直線と、ピーク値を通らない二つのコントラスト値を通る直線、
Y = ax + b
Y = cx + d
の傾きａ、ｃおよびｘ軸との交点ｂ、ｄを算出する（Ｓ３０３）。この二式により定義される二本の直線の交点座標（ｘ、ｙ）を算出する（Ｓ３０５）。算出した交点座標（ｘ、ｙ）におけるｙ座標の値を近似演算ピーク値ｙとし、ｘ座標の値を演算ピークレンズ位置ｘとする。
【００５０】
そうして、ピークコントラスト値P[Index]の方が演算ピーク値ｙより小さいかどうかをチェックする（Ｓ３０７）する。ピークコントラスト値P[Index]の方が近似演算ピーク値ｙより小さい場合（Ｓ３０７；YES）は、Ｓ３０９以降の処理を実行するが、ピークコントラスト値P[Index]の方が近似演算ピーク値ｙより小さくない場合（Ｓ３０７；NO）は、ピーク存在フラグStatusにピーク無しを識別する“０”を入れる（Ｓ３１３）。図１１の（Ｄ）が該当する。ピークコントラスト値P[Index]の方が小さい場合、つまり近似演算ピーク値ｙの方が大きい場合は近似演算ピーク値ｙがより正確なピーク値と推定されるからである。
【００５１】
ピークコントラスト値P[Index]の方が近似演算ピーク値ｙより小さい場合（Ｓ３０７；YES）は、ピークコントラスト値P[Index]を挟むコントラスト値P[Index - 1]、P[Index +1]の大小を比較する（Ｓ３０９）。図１１の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）が該当する。
【００５２】
ピークコントラスト値P[Index]よりも遠距離側のコントラスト値P[Index+1]の方が近距離側のコントラスト値P[Index-1]より大きく（Ｓ３０９；YES）、かつ近似ピーク位置ｘがピークコントラスト値P[Index]とこのピークコントラスト値P[Index]よりも遠距離側のコントラスト値P[Index+1]の間に存在する場合（Ｓ３１１；YES）は、その近似演算ピーク位置ｘをピーク位置PeakXに代入する（Ｓ３１７）。図１１の（Ａ）、（Ｃ）が該当する。
【００５３】
ピークコントラスト値P[Index]よりも遠距離側のコントラスト値P[Index+1]の方が近距離側のコントラスト値P[Index-1]より大きくても（Ｓ３０９；YES）、近似ピーク位置ｘが、ピークコントラスト値P[Index]と遠距離側のコントラスト値P[Index+1]の間に存在しない場合（Ｓ３１１；NO）は、ピーク存在フラグStatusにピーク無しを識別する“０”を入れる（Ｓ３１３）。
【００５４】
ピークコントラスト値P[Index]よりも遠距離側のコントラスト値P[Index+1]の方が近距離側のコントラスト値P[Index-1]より大きくなく（Ｓ３０９；NO）、かつ近似ピーク位置ｘがピークコントラスト値P[Index]とピークコントラスト値P[Index]よりも近距離側のコントラスト値P[Index-1]の間に存在する場合（Ｓ３１５；YES）は、近似演算ピーク位置ｘをピーク位置PeakXに代入する（Ｓ３１７）。図１１（Ｂ）が該当する。
【００５５】
ピークコントラスト値P[Index]よりも遠距離側のコントラスト値P[Index+1]の方が近距離側のコントラスト値P[Index-1]より大きくなく（Ｓ３０９；NO）、かつ近似ピーク位置ｘがピークコントラスト値P[Index]よりも近距離側のコントラスト値P[Index-1]とピークコントラスト値P[Index]の間に存在しなければ（Ｓ３１５；NO）、ピーク存在フラグStatusに“０”を入れる（Ｓ３１９）。
以上のＳ３０１乃至Ｓ３１９の処理を、全てのピークコントラスト値P[Index]について繰り返し、さらに全ての焦点検出エリア０乃至４について繰り返し実行し、真のピーク値と推定されるピーク値を直線近似演算によって求める。
【００５６】
『エリア選択処理』
次に、Ｓ３１で実行されるエリア選択処理の詳細について、図８に示したフローチャートを参照して説明する。
【００５７】
エリア選択処理に入ると、まず、有効なピークコントラストが得られなかったか否かを識別するエラーフラグErrorに得られなかったことを識別する“１”をセットする（Ｓ４０１）。次に、ステータスフラグStatusが“１”かどうか（Ｓ４０３）、エラー無しかどうか（Ｓ４０５）をチェックし、ステータスフラグStatusが“１”（Ｓ４０３；YES）かつエラー無しの場合（Ｓ４０５；YES）はエラーフラグErrorをクリアし（Ｓ４０７）、Ｓ４０９に進む。それ以外の場合（Ｓ４０３；NO、またはＳ４０５；NO）は、Ｓ４０７をスキップしてＳ４０９に進む。
【００５８】
Ｓ４０９ではエラーフラグErrorが“０”かどうかをチェックし、“０”の場合（Ｓ４０９；YES）はステータスフラグStatusが“１”かつエラー無しなので、Ｓ３１７で設定したピーク位置PeakXを駆動パルスに変換してリターンする。
【００５９】
エラーフラグErrorが“０”でない場合（Ｓ４０９；NO）は、近接判断処理を実行する（Ｓ４１３）。近接判断処理では、至近合焦位置またはその近傍にコントラストの最大値があるかどうか判断する。（F_TooNear=1）つまり至近合焦位置またはその近傍にコントラストの最大値があったとき（Ｓ４１５；YES）は、その最大値が得られたレンズ位置パルス数PNを駆動パルスに変換してリターンする（Ｓ４１７、RETURN）。至近合焦位置またはその近傍にコントラストの最大値が無かった場合（Ｓ４１５；NO）は、通常のエラー処理を実行してリターンする（Ｓ４１９、RETURN）。
【００６０】
『近接判断処理』
Ｓ４１３で実行される近接判断処理について、図９に示したフローチャートおよび図１０を参照して説明する。
【００６１】
近接判断処理に入ると、まず、フラグf＿TooNearに“０”を入れる（Ｓ５０１）。フラグf＿TooNearは、被写体が最短撮影距離よりも近距離に位置するか否かを識別するフラグであって、“１”は近距離に位置することを示す。次に、最大値位置インデックスMaxIndexが０または１のいずれかであるか否かをチェックする（Ｓ５０３）。図１０（Ｂ）は１の場合を、図１０（Ｃ）は０の場合を現している。
【００６２】
Ｓ１０５で設定された最大値位置インデックスMaxIndexが０または１の場合（Ｓ５０３；YES）、つまり最短合焦位置または該最短合焦位置よりもレンズ位置パルス数PN１個分遠距離側の位置においてコントラストの最大値が得られていた場合は、データdat0に最大値位置インデックスMaxIndexのコントラスト値P[MaxIndex]を代入し、データdat1に最大値位置インデックスMaxIndexよりもレンズ位置パルス２個分遠距離側のコントラスト値P[MaxIndex+2]を代入する（Ｓ５０５）。そうして、dat1／dat0がｄ（パーセント）未満かどうかをチェックする（Ｓ５０７）。ｎ（パーセント）未満の場合（Ｓ５０７；YES）は、フラグf＿TooNearに“１”をセットしてリターンする（Ｓ５０９、RETURN）。ｄ（パーセント）未満でない場合（Ｓ５０７；NO）は、そのままリターンする（RETURN）。つまり、最大値となるコントラストとその隣接位置のコントラストの差が大きいか、傾斜が大きいかどうかによって信頼性をチェックしている。また、最大値位置インデックスMaxIndexが０でも１でも無い場合（Ｓ５０３；NO）は、そのままリターンする（RETURN）。そうして、フラグf＿TooNearに“１”がセットされた場合は、より近距離に被写体が位置して合焦していない可能性があるので、合焦表示ＬＥＤ２９に非合焦表示をさせる。
【００６３】
以上の通り本発明の実施形態によれば、至近合焦位置から無限遠合焦位置に亘って取得した画像データのコントラストのピークを検出できなかった場合は、至近距離位置またはその位置よりもレンズ位置パルス１個分遠距離側のコントラストが最大値であるかどうか判断し、最大値であった場合は至近距離位置またはレンズ位置パルス１個分遠距離位置に焦点調節レンズ群Ｌ１を移動するので、至近距離または至近距離近傍の被写体に対して合焦状態に近づけることができる。また、近接判断処理において、至近距離よりも遠距離位置のコントラストが最大値であった場合は合焦の可能性が高いので、合焦表示ＬＥＤ２９に合焦表示をさせてもよい。
【００６４】
本実施の形態では、近接判断するときの最大値のレンズ位置パルスを至近端位置およびレンズ位置パルス１個分遠距離位置の２個で判断したが、ピークを選択する条件に応じて設定する。例えば、至近合焦位置側から無限遠合焦位置側に向かって、１個増大して複数個減少を条件とする場合は、至近合焦位置のコントラストのみで判断すればよいが、３個増大して複数個減少を条件とする場合は至近合焦位置およびレンズ位置パルス（ｎ-１）個分遠距離位置の計ｎ個で判断する。また、本実施形態では最大値であるコントラスト値と遠距離側のコントラスト値の比率を用いているが、最大コントラスト値から最小値を引いた値と遠距離側のコントラスト値から最小値を引いた値の比率を用いて判断することで暗電流成分の影響を除去可能となる。
【００６５】
図示実施例では最短合焦位置側における処理について説明したが、本発明は無限遠側においても同様に適用できる。つまり、焦点調節レンズ群Ｌ１が無限遠合焦位置または無限遠合焦位置から最短合焦位置側に所定ステップ範囲内に位置するときに得られたコントラストが最大値の場合は、その最大値が得られた焦点調節レンズ群Ｌ１位置を合焦位置として設定する。
【００６６】
この実施形態の近接判断処理では、焦点検出エリアの選択がない場合は中央の焦点検出エリア１２Ａ（エリア０）で得られたコントラストデータについて判断するが、全ての焦点検出エリア１２Ａ乃至１２Ｅ（エリア０乃至４）について判断してもよい。この場合において、複数エリアでコントラストの最大値が得られた場合は、最多数のレンズ位置を選択してよく、最も近距離位置を選択してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を適用したデジタルカメラの実施形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】本実施形態のデジタルカメラにおける撮像素子の受光面と焦点検出エリアとの関係を示す図である。
【図３】同撮像素子のフィルタの配置パターンを説明する図である。
【図４】本実施形態のデジタルカメラにおけるコントラストＡＦ処理をフローチャートで示す図である。
【図５】同コントラストＡＦ処理におけるコントラスト値算出処理をフローチャートで示す図である。
【図６】同コントラストＡＦ処理におけるピークチェック処理をフローチャートで示す図である。
【図７】同コントラストＡＦ処理におけるピーク算出処理をフローチャートで示す図である。
【図８】同コントラストＡＦ処理におけるエリア選択処理をフローチャートで示す図である。
【図９】同コントラストＡＦ処理における近接判断処理をフローチャートで示す図である。
【図１０】画像コントラスト法によるレンズ位置とコントラストとの関係をグラフで示す図である。
【図１１】同コントラストＡＦ処理における直線近似処理をグラフで説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１  撮像素子
１３  画像信号処理回路
１５  ＣＰＵ
１７  ＬＣＤ
１９  メモリ制御回路
２１  画像メモリ
２３  モータドライバ
２５  ＡＦモータ
２７  レンズ駆動機構
２７ａ  原点センサ
Ｌ１  焦点調節レンズ群
【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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【図１０】
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【図１１】
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