(57)【要約】【課題】  コントラスト方式のオートフォーカス制御に対して、追加のハードウェアなしに、低コストで、強い光源に対する、ズーミング中のピントぼけを改善するフォーカス制御装置を提案しようとするものである。【解決手段】  光軸方向に移動して変倍動作を行うズームレンズおよび光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを有し、被写体の距離に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを駆動する撮像装置において、変倍動作中において、撮像装置の出力画像におけるズーム倍率に対する高輝度画素数の高輝度画素数変化率に基づいて、変倍動作を行う前における被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って、フォーカスレンズを駆動するか否か、を判定する制御部を有することを特徴とする。【選択図】  図１０
2015141207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動して変倍動作を行うズームレンズおよび光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを有し、被写体の距離に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを駆動する撮像装置において、
前記変倍動作中において、前記撮像装置の出力画像におけるズーム倍率に対する高輝度画素数の高輝度画素数変化率に基づいて、前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って、前記フォーカスレンズを駆動するか否か、を判定する制御部を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記変倍動作が、低倍率から高倍率へのズーミングである場合には、前記撮像装置の出力画像における高輝度画素数のズーム倍率に対する高輝度画素数変化率と閾値とを比較し、前記高輝度画素数変化率が前記閾値よりも大きい場合には、前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを動作させることを特徴とするフォーカス制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記変倍動作が、高倍率から低倍率へのズームバックである場合には、前記撮像装置の出力画像における高輝度画素数のズーム倍率に対する高輝度画素数変化率と閾値とを比較し、前記高輝度画素数変化率が前記閾値よりも小さい場合には、前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを動作させることを特徴とするフォーカス制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
高輝度画素数変化率に代えて、前記撮像装置の出力画像における高輝度画素数に基づいて、前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って、前記フォーカスレンズを駆動するか否か、を判定する制御部を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記閾値は、前記被写体にピントが合っている状態と許容できるズーム倍率に対する高輝度画素数変化率であることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４に記載の撮像装置において、
前記閾値は、前記被写体にピントが合っている状態と許容できる高輝度画素数であることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像装置において、
高輝度画素数変化率は、高輝度画素数変化量をズーム倍率変化量で除算した値であることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って、前記フォーカスレンズを駆動すると判定した場合には、ズーミング終了まで前記トレースカーブに従ったフォーカスレンズの駆動を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１又は４に記載の撮像装置において、
前記高輝度画素数変化率又は高輝度画素数は、前記撮像装置の出力画像に代えて、前記撮像装置の撮像素子から得られる映像信号に信号処理を施す信号変換処理部からの映像信号に基づいて取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
光軸方向に移動して変倍動作を行うズームレンズおよび光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを有し、被写体の距離に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを駆動する撮像方法において、
前記変倍動作中において、前記撮像装置の出力画像におけるズーム倍率に対する高輝度画素数の高輝度画素数変化率に基づいて、前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って、前記フォーカスレンズを駆動するか否か、を判定することを特徴とする撮像方法。
【請求項１１】
光軸方向に移動して変倍動作を行うズームレンズおよび光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを有し、被写体の距離に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス制御装置において、
前記変倍動作中において、前記撮像装置の出力画像におけるズーム倍率に対する高輝度画素数の高輝度画素数変化率に基づいて、前記変倍動作を行う前における前記被写体の距離または前記被写体の距離が無限遠に対応するトレースカーブに従って、前記フォーカスレンズを駆動するか否か、を判定する制御部を有することを特徴とするフォーカス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法およびフォーカス制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視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機能が搭載されている。このようなオートフォーカス機能における合焦方式として、撮影映像のコントラスト信号の振幅が最大値になる位置が合焦（ジャストフォーカス）状態であることを利用してフォーカスの調整を行うコントラスト方式がある。
【０００３】
撮像装置においては、フォーカスレンズをその光軸方向に移動させることによって、撮影映像がボケたりフォーカスが合ったりするが、これに伴ってコントラスト信号の振幅も変化する。最も基本的なコントラスト方式では、フォーカスレンズをその光軸方向にとりあえず移動させ、移動前後のコントラスト信号の振幅の大小に基づいて、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る。
【０００４】
本技術分野の背景技術として、特開２００６−０２３３３９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「デジタルカメラ１Ａは、画像データに基づいて撮影シーンが夜景シーンであるか否かを判定する判定手段を備える。判定手段は、フレーミング領域ＦＲの中央部分である第１の部分（ＡＦエリアＡＲ等）に高輝度部が存在し且つフレーミング領域のうち第２の部分（斜線部分ＭＲ等）に低輝度部が存在する場合に、撮影シーンが夜景シーンであると判定する。」と記載されている（要約参照）。
【０００５】
ところで、車のヘッドライトや、街灯など強い光源を撮影している場合には、図１２に示すように、ピントが合わないフォーカス位置においてコントラスト信号の振幅が最大になってしまうという現象が生じる。
【０００６】
図１２は、被写体に点光源が存在する場合におけるフォーカスレンズ位置に対するコントラスト信号の値を示したものである。この図に示すように、被写体に点光源が存在する場合には、本来の合焦位置よりもNear側またはFar側またはその両側において疑似ピークが表れることがある。よって、点光源が存在する場合にこの疑似ピークの影響を受けてしまい、フォーカスレンズが被写体に関する本来の合焦位置に到達できないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０２３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような点光源が存在する場合のオートフォーカス制御においては、疑似ピークの影響によりフォーカスレンズが本来のフォーカス位置に位置しないために、ズーミングまたはズームバックする場合に、ピントがぼけることが問題となっている。特に夜間、低倍率で広範囲を撮影している状態から、ヘッドライトを含む車のナンバープレートにズーミングする時や、街灯近くの被写体に対してズーミングする場合に、ピントがぼけることが考えられる。
【０００９】
前記特許文献１には、夜景シーンの撮影においては、フォーカスレンズを予め無限遠方に移動させておくことが記載されている。しかしながら、その後ズーミング動作が行われる場合に、どのようにフォーカスレンズを動作させるかについての開示はなく、点光源が存在する場合のズーミング中におけるピントぼけが生じる恐れがある。
【００１０】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、コントラスト方式のオートフォーカス制御に対して、点光源に対する、ズーミングまたはズームバック中のピントぼけを改善する撮像装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、光軸方向に移動して変倍動作を行うズームレンズおよび光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを有し、被写体の距離に対応するトレースカーブに従って前記フォーカスレンズを駆動する撮像装置において、変倍動作中において、撮像装置の出力画像におけるズーム倍率に対する高輝度画素数の高輝度画素数変化率に基づいて、変倍動作を行う前における被写体の距離に対応するトレースカーブに従って、フォーカスレンズを駆動するか否か、を判定する制御部を有することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コントラスト方式のオートフォーカス制御に対して、点光源に対する、ズーミングまたはズームバック中のピントぼけを改善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】
【００１３】
【図１】本実施の形態による撮像装置１の構成図である。
【図２】ズームトレースカーブの一例を示している。
【図３】被写体のピントが合ったままズーミングが行われる場合の出力画像を示している。
【図４】被写体のピントが合わないままズーミングが行われる場合の出力画像を示している。
【図５】ズーム倍率に対する出力画面における高輝度画素数を示した図である。
【図６】高輝度被写体をズームした場合における、高輝度画素数増加率とズーム倍率を示す図である。
【図７】高輝度被写体のピントが合わないままズームバックが行われる場合の出力画像を示している。
【図８】ズーム倍率に対する出力画面における高輝度画素数を示している。
【図９】高輝度被写体をズームバックした場合における、高輝度画素数減少率とズーム倍率を示す図である。
【図１０】ズーミング前に無限遠に位置する高輝度を含む被写体を例に、本実施例における動作をトレースカーブに基づいて説明した図である。
【図１１】被写体が無限遠方にある場合における本実施の形態によるオートフォーカス制御処理を説明するフローチャートである。
【図１２】被写体に点光源が存在する場合におけるフォーカスレンズ位置に対するコントラスト信号の値を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
（１）本実施の形態による撮像装置の構成
図１は、本実施の形態による撮像装置１の構成図である。
【００１５】
撮像装置１において、レンズユニット２は、被写体からの光束の変倍を行なうバリエータレンズ群３、受光光量を調整するための絞り４及びピント調節機能を備えるフォーカスレンズ群５とを備えている。
【００１６】
またレンズユニット２には、例えばフォトインタラプタなどから構成されるレンズ原点検出器６及び温度検出器７が設けられている。レンズ原点検出器６は、バリエータレンズ群３及びフォーカスレンズ群５の絶対位置を検出し、検出結果をレンズ絶対位置情報として制御部１９もしくは、撮像装置１と通信を行える外部システムに送信する。また温度検出器７は、レンズユニット２内の温度を検出し、検出結果をレンズユニット内温度情報として、撮像装置１に搭載されている制御部１９もしくは、撮像装置１と通信を行える外部システムに送信する。レンズユニット２は、更に、バリエータレンズ群３、絞り４及びフォーカスレンズ群５をそれぞれ駆動させるモータ２６〜２８を有している。モータ２６〜２８は、それぞれモータドライバ２３〜２５からのモータ制御信号に基づいて駆動することができる。
【００１７】
次に、撮像素子８は、被写体の光学像をＣＣＤなどから構成される撮像素子８の受光面に結像する。受光面に結像された被写体の光学像は光電変換され、得られた撮像信号をノイズ除去部９に出力する。ノイズ除去部９では、所定のノイズ除去処理が施され、その後、自動利得制御回路部（ＡＧＣ：Auto Gain Controller）１０に出力される。そして、自動利得制御回路部１０において映像信号は最適なレベルに増幅され、アナログ／ディジタル変換回路部（Ａ／Ｄ）１１に出力されてディジタル変換された後、ディジタル撮像信号としてカメラ信号処理部１２に出力される。
【００１８】
カメラ信号処理部１２は、信号変換処理部１３、ＡＥ（Auto Exposure）信号生成部１４、コントラスト信号生成部１５を有している。信号変換回路１３は、アナログ／ディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１１から入力されるディジタル撮像信号に対し、所定の信号処理を施すことにより、ディジタル撮像信号を例えばＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）規格やＰＡＬ（Phase Alternating Line）規格等の所定のテレビジョン方式に準拠した標準的なテレビジョン信号に変換して外部に出力する。また、ＡＥ信号生成部１４では、入力されたテレビジョン信号に基づき、現在の撮影映像の明るさ、レンズユニット２の絞り４の開き具合及び自動利得制御のゲインなどに応じた信号レベルのオートアイリス信号ＡＥを生成し、これを制御部１９に送出する。
【００１９】
さらに、カメラ信号処理部１２には、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ回路）１６及び積分器１７からなるコントラスト信号生成部１５が設けられている。ＨＰＦ回路１６は、カットオフ周波数の値を自在に変更でき、任意のカットオフ周波数より小さいコントラスト信号ＶＦを生成し、積分器１７に出力する。積分器１７は、入力されたコントラスト信号ＶＦを積分し、制御部１９に出力する。なお、ＨＰＦ回路１６及び積分器１７からなるコントラスト信号生成部１５は、出力画像の任意の領域から値を取得することができる。
【００２０】
制御部１９は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリ１９等の情報処理資源を備えて構成される。制御部１９は、内部メモリ２０に格納されたオートアイリスデータ処理プログラム（ＡＥＰ）２１及びオートフォーカスデータ処理プログラム（ＡＦＰ）２２に基づいて、オートアイリス信号ＡＥにより認識される現在の撮影映像の明るさ、レンズユニット２の絞り４の開き具合及び自動利得制御のゲインなどに対する評価値であるオートアイリス評価値を算出すると共に、コントラスト信号ＶＦの値であるオートフォーカス評価値を取得する。
【００２１】
そして制御部１９は、オートフォーカス評価値に基づいて合焦方向及び合焦位置を検出すると共に、検出結果に基づく第３のモータ制御信号を生成し、これを第３のモータドライバ回路部２５に送出する。かくして第３のモータドライバ回路２５は、第３のモータ制御信号に基づいてレンズユニット２のフォーカスレンズ群５をその光軸方向に移動させる第３のモータ２８を駆動制御する。これによりオートフォーカス制御が行なわれる。
【００２２】
また制御部１９は、オートアイリス評価値、レンズ原点検出器６からのレンズ絶対位置情報に基づき得られる現在のズーム倍率を表すズーム倍率情報、温度検出器７から与えられるレンズユニット内温度情報、及び内部メモリ２０に格納されているトレースカーブデータと、に基づいて第１及び第２のモータ制御信号を生成し、これらをそれぞれモータドライバ回路部２３、２４に出力する。モータドライバ回路部２３は、入力された第１のモータ制御信号に基づいて、レンズユニット２のバリエータレンズ群３を光軸方向に移動させるモータ２５を駆動制御する。モータドライバ回路部２４は、入力された第２のモータ制御信号に基づいて、レンズユニット２の絞りを駆動する第２のモータ２６を駆動制御する。これによりオートアイリス制御が行なわれる。
【００２３】
さらに制御部１９は、かかるオートアイリス評価値に基づいて、撮像素子８に対する露光時間を増減させるように電子シャッタ２９のシャッタ速度を制御することにより当該撮像素子８の受光面上に結像される被写体の光学像の光量調整を行うと共に、当該オートアイリス評価値に基づいて、自動利得制御回路１０におけるゲイン調整を行なう。
（２）本撮像装置におけるオートフォーカス制御方式
オートフォーカス機能では、ズームレンズの変倍動作時、フォーカスレンズ位置が被写体に応じて自動的に決定され、結像される画像のピントは常に合っている。これに対し、マニュアルフォーカス機能では、ズーム倍率とフォーカスレンズの移動量の関係であるトレースカーブ情報を記憶しておき、そのトレースカーブ情報に基づいてフォーカスレンズ位置を調整している。
【００２４】
図２は、ズームトレースカーブの一例を示している。図２において、横軸はズームレン
ズ３の位置を表し、縦軸はフォーカスレンズ５の位置を表している。図２中には、被
写体距離がそれぞれ１ｍ、３ｍ、無限遠のときのズームトレースカーブが示されている。
ズームレンズ３を動かしたとき、このようなズームトレースカーブに沿ってフォーカス
レンズ５を動かせば、ピントが合った状態に保たれることになる。なお、被写体距離が
１ｍとは、一般的に、最小撮影距離より大きい値である。
【００２５】
図３は、被写体のピントが合ったままズーミングが行われる場合の出力画像を示している。図４は、被写体のピントが合わないままズーミングが行われる場合の出力画像を示している。図３における黒色円形は、ピントが合ったままズーミングされる被写体を表しており、図４における白色円形は、ピントが合わないままズーミングが行われる被写体（特に、高輝度を含む被写体）を表している。
【００２６】
図３のように、被写体のピントが合ったままズーミングが行われる場合は、被写体はズーミング倍率に対して適当なズーミングが行われ、被写体にボケが生じない。一方、図４においては、被写体にピントが合っていない状態でズーミングが行われるので、被写体はズーミング倍率に対して適当なズーミングが行われず、高輝度画素数が多くなり、被写体のボケが発生してしまう。
【００２７】
図５は、図３および４における、ズーム倍率に対する出力画面における高輝度画素数を示した図である。ピントが合ったままズーミングが行われている場合には、実線にて示すように、ズーミング倍率の増加に伴い高輝度画素数は増加傾向で推移する。また、ズーミング中にピントが合っている状態と許容できる高輝度画素数の閾値を一点破線で示すと、例えば、ピントが合った状態の高輝度画素数（実線）の1.1倍〜1.5倍程度の画素数にて増加傾向で推移する。一方、被写体にピントが合っていない状態でズーミングが行われる場合には、点線にて示すように、一点破線で示した閾値よりも大きい高輝度画素数の絶対値にて増加傾向で推移する。但し、高輝度画素数の増加推移は、必ずしも比例関係を有するものでなく、増加傾向の値を取るものであればよい。
【００２８】
図６は、高輝度被写体をズームした場合における、高輝度画素数増加率とズーム倍率を示す図である。ここで、高輝度画素数増加率は以下の式（１）で表せる。すなわち、この高輝度画素数増加率は、ズーム倍率に対する図５における高輝度画素数の増加の傾きである。
【００２９】
高輝度画素数増加率  ＝  高輝度画素数増加量  ÷  ズーム倍率変化量  ・・・（１）
図６に示すように、ズーミング中にピントが合っている場合には、高輝度画素数増加率は１付近の値をとる。一方で、ズーミング中にピントが合っている状態と許容できる増加率が例えば1.5付近の値をとすると、ズーミング中にピントが合っていない場合にはその閾値を超え、増加率が2付近の値をとる。すなわち、ズーミング中にピントが合っていない状態になるほど高輝度画素数増加率が大きくなる。ただし、高輝度画素数増加率は、ズーミング倍率に対して必ずしも一定値を取るものではなく変動する値を取る場合もある。
【００３０】
上述では、高輝度被写体に対してズーミングが行われる場合に被写体ボケが生じる場合を述べたが、高輝度被写体に対してズームバックが行われる場合においても、同様の被写体ボケが生じる。
【００３１】
図７は、高輝度被写体のピントが合わないままズームバックが行われる場合の出力画像を示している。図７に示すように、被写体にピントが合っていない状態でズームバックが行われると、被写体はズーミング倍率に対して高輝度画素数が多くなり、被写体のボケが発生してしまう。
【００３２】
図８は、図７における、ズーム倍率に対する出力画面における高輝度画素数を示している。ピントが合ったままズームバックが行われている場合には、実線にて示すように、ズーミング倍率の減少に伴い高輝度画素数が減少傾向となる。また、ズーミング中にピントが合っている状態と許容できる高輝度画素数の閾値を一点破線で示すと、例えば、ピントが合った状態の高輝度画素数（実線）の0.90倍〜0.66倍程度の画素数にて減少傾向で推移する。一方、被写体にピントが合っていない状態でズーミングが行われる場合には、点線にて示すように、一点破線で示した閾値よりも大きい高輝度画素数の絶対値にて減少傾向で推移する。但し、高輝度画素数の減少推移は、必ずしも比例関係を有するものでなく、減少傾向の値を取るものであればよい。
【００３３】
図９は、高輝度被写体をズームバックした場合における、高輝度画素数減少率とズーム倍率を示す図である。ここで、高輝度画素数減少率は以下の式（２）で表せる。すなわち、この高輝度画素数減少率は、ズーム倍率に対する図８における高輝度画素数の減少の傾きである。
【００３４】
高輝度画素数減少率  ＝  高輝度画素数減少量  ÷  ズーム倍率変化量  ・・・（２）
図９に示すように、ズームバック中にピントが合っている場合には、高輝度画素数減少率は１付近の値をとる。一方で、ズーミング中にピントが合っている状態と許容できる減少率の第３の閾値を0.66とすると、ズーミング中にピントが合っていない場合にはその閾値を下回り、減少率が0.33付近の値をとる。すなわち、ズーミング中にピントが合っていない状態になるほど高輝度画素数減少率が小さくなる。ただし、高輝度画素数減少率は、ズーミング倍率に対して必ずしも一定値を取るものではなく変動する値を取る場合もある。
【００３５】
そこで、本実施例では、上述したように、ピントが合っていない状態でズーミングまたはズームバックを行う場合の、ズーム倍率に対する高輝度画素数、または高輝度画素数の増加率と減少率に着目し、以下の構成を有することを特徴とする。
【００３６】
すなわち、制御部１９において、ズーミング中においては、高輝度画素数または高輝度画素数増加率がそれぞれのピントが合っている状態と許容できる閾値よりも大きい値を取る場合には、フォーカスレンズをズーミングする前の被写体距離、または前記被写体の距離が無限遠のトレースカーブに沿って動作させる。ズームバック中においては高輝度画素数がピントが合っている状態と許容できる閾値よりも大きい値を取る場合、または高輝度画素数減少率がピントが合っている状態と許容できる閾値よりも小さい値を取る場合には、フォーカスレンズをズーミングする前の被写体距離、または無限遠のトレースカーブに沿って動作させる。つまり、これらの条件では、ピントが合っていない状態にあるので、ピントが合った状態であるズーミング又はズームバックする前の被写体距離のトレースカーブに沿って、フォーカスレンズを動作させる構成を採用する。なお、ズームレンズがWide端付近にある場合には、被写体距離を正確に認識できない場合がある。このときには、被写体距離が無限遠にあるとして、無限遠のトレースカーブに沿ってフォーカスレンズを動作させる構成とする。撮像装置が特に監視用途である場合には、無限遠に被写体がある場合が多いので、このような構成とすることのメリットがある。
【００３７】
ここで、ズームレンズがズーミング中であるか否かは、ユーザの指示に基づき制御部１９が判断する。ズームバック中においても同様に、高輝度画素数または高輝度画素数減少率がそれぞれのピントが合っている状態と許容できる閾値よりも小さい値を取る場合には、フォーカスレンズをズーミングする前の被写体距離、または前記被写体の距離が無限遠のトレースカーブに沿って動作させる。なお、高輝度画素数は、不図示の撮像装置の出力画像上から取得してもよいし、信号処理部１３から制御部１９へ取得されてもよい。
【００３８】
図１０を用いて、無限遠に位置する高輝度を含む被写体を例に、本実施例における動作を説明する。
【００３９】
図１０は、高輝度を含む被写体が、ズーミング前において無限遠に位置していた場合を例に、本実施例における動作をトレースカーブに基づいて説明した図である。
【００４０】
まず、高輝度を含む被写体は、被写体距離が無限遠のトレースカーブ及びコントラスト信号に基づいてフォーカスレンズが動作する（領域（１））。その後、図１２を用いて前述したように、コントラスト信号の疑似ピークの影響により、ピントが合うフォーカス位置とは異なる位置にフォーカスレンズが位置すると、被写体距離が例えば１ｍのトレースカーブに基づいてフォーカスレンズが動作する（領域（２））。このとき、被写体距離は１ｍのものに遷移するとは限らず、被写体距離が無限遠以外のトレースカーブに遷移する可能性がある。ピントのぼけが生じる領域（２）においては、上述した高輝度画素の変化率等と閾値との比較によるピントのぼけの判定を行う。そして、ピントのぼけが生じていると判断された場合には、ズーミング前の被写体距離、ここでは無限遠のトレースカーブに従ってフォーカスレンズを駆動させる（領域（３））。但し、領域（３）においては、トレースカーブを、被写体距離が１ｍから無限遠のトレースカーブに遷移させる場合に限らず、被写体距離が１ｍ、３ｍ、無限遠のトレースカーブの順に遷移させ、そのトレースカーブに従ってフォーカスレンズを駆動させてもよい。
【００４１】
ところで、被写体が無限遠でない場合に、高輝度画素の変化率等を判断して、一律に無限遠のトレースカーブに沿って動作させてしまうと、ズーミング中にボケが発生してしまう。また、ズームバック時も同様にこのボケが生じてしまう。これを防ぐために、ズーミングする前に手動、あるいは自動でピント合わせをしたフォーカスレンズ位置およびそのフォーカスレンズ位置でフォーカスレンズが位置していた期間を、記憶部２０に記憶しておく。そして、制御部１９において、これらの閾値に基づいてフォーカスレンズ（被写体）が無限遠にあるか否かを判定する。フォーカスレンズ（被写体）が無限遠にあったと判断された場合には、高輝度画素または高輝度画素増加率の変化率と閾値との大小関係を判断し、ピントボケが生じていると判断された場合には、無限遠のトレースカーブに沿って動作させるか否かを判断する。一方で、フォーカスレンズ（被写体）が無限遠以外の近方にあった場合には、遠方だけではなく、近方も撮影する可能性があると判断し、高輝度画素の変化率を判断して、無限遠のトレースカーブに沿って動作させる処理は実施せず、コントラスト方式のオートフォーカス制御を実施する。または、上述の記憶部２０に記憶しておいたフォーカスレンズ位置のトレースカーブに基づいてフォーカスレンズを駆動させる。このような構成を採用することにより、ズーミングまたはズームバック前の被写体距離に応じた制御を行うことができるので、ピントボケ改善を実現することができる。
【００４２】
図１１は、本実施の形態によるオートフォーカス制御処理を説明するフローチャートである。
【００４３】
制御部１９は、内部メモリ２０に格納されたオートフォーカス制御プログラム２２に基づいて、フォーカス制御処理を実行する。
【００４４】
まず、制御部１９は、電源が投入されると、このフォーカス制御処理を開始し、低倍率から高倍率へのズーミング中かどうかを判断する（ＳＰ１）。一方、ズーミング中でない場合（ＳＰ１のＮｏ）、後述するＳＰ６に進む。
【００４５】
ズーミング中である場合（ＳＰ１のＹｅｓ）、ＳＰ２に進み、ズーミング中に一回以上高輝度画素数増加率が第１の閾値を超えたかどうかを判断する（ＳＰ２）。なお、閾値を超えたか否かの判断は、一回に限らず任意の回数を設定して判断してもよい。また、閾値の判定は、例えばフレーム毎に判定することができる。
【００４６】
ズーミング中に一回以上増加率が閾値を超えた場合（ＳＰ２のＹｅｓ）、ズーミングする前にピントを合わせたフォーカスレンズ位置が、所定期間フォーカスレンズ位置がFAR側（撮像装置が監視用途であれば例えば３ｍ以上）であったかどうかを判断する（ＳＰ３）。ＳＰ３において、所定時間、所定の位置よりもFAR側にレンズがあると判断された場合には（ＳＰ３のＹｅｓ）、ＳＰ４に進む。ＳＰ４においては、フォーカスレンズをズーミング前の被写体距離のトレースカーブに沿って動作させる、またはフォーカスレンズを無限遠のトレースカーブに沿って動作させる。このようなトレースカーブに沿った動作は、ズーミングが終わるまで継続してもよいし、所定のフレームごとにSP１に戻り上述のフロー処理を行ってもよい。このように、ズーミング終了まで前記トレースカーブに従ったフォーカスレンズの駆動を行うことで、確実にフォーカスを併せつつズーミングを行うことが可能となる。また、ＳＰ３において、所定時間、所定の位置よりもFAR側にレンズがないと判断された場合には（ＳＰ３のＮｏ）、ＳＰ５進む。ＳＰ５においては、通常のコントラスト方式のオートフォーカス制御の実施を行う（ＳＰ５）。
【００４７】
ＳＰ２に戻り、増加率が第１の閾値を超えなかった場合（ＳＰ２のＮｏ）、ピントが合っていない状態でのズーミングが行われていないと判断し、ＳＰ５に進み、通常のコントラスト方式のオートフォーカス制御の実施を行う（ＳＰ５）。このとき、内部メモリ２０に格納されたズーミングしていない時に手動、あるいは自動でピント合わせをしたフォーカスレンズ位置に基づき、トレースカーブおよびコントラスト値に基づいてズーミング動作を行ってもよい。また、このオートフォーカス制御は、ズーミングが終わるまで継続してもよいし、所定のフレームごとにSP１に戻り上述のフロー処理を行ってもよい。
【００４８】
ここで、ＳＰ１においてＮｏの場合には、ＳＰ９に進み、高倍率から低倍率へのズーミング（ズームバック）中かを判断する（ＳＰ６）。
【００４９】
ズームバックである場合、（ＳＰ６のＹｅｓ）、ＳＰ７に進み、ズームバック中に一回以上高輝度画素数減少率が閾値を下回ったかどうかを判断する（ＳＰ７）。ズームバック中に一回以上減少率が閾値を下回った場合（ＳＰ７のＹｅｓ）、ズームバックする前にピントを合わせたフォーカスレンズ位置が、所定期間フォーカスレンズ位置がFAR側（撮像装置が監視用途であれば例えば３ｍ以上）であったかどうかを判断する（ＳＰ８）。ＳＰ８において、所定時間、所定の位置よりもFAR側にレンズがあると判断された場合には（ＳＰ８のＹｅｓ）、ＳＰ９に進む。ＳＰ９においては、フォーカスレンズをズーミング前の被写体距離のトレースカーブに沿って動作させる、またはフォーカスレンズを無限遠のトレースカーブに沿って動作させる。このようなトレースカーブに沿った動作は、ズーミングが終わるまで継続してもよいし、所定のフレームごとにSP１に戻り上述のフロー処理を行ってもよい。このように、ズームバック終了まで前記トレースカーブに従ったフォーカスレンズの駆動を行うことで、確実にフォーカスを併せつつズームバックを行うことが可能となる。また、ＳＰ８において、所定時間、所定の位置よりもFAR側にレンズがないと判断された場合には（ＳＰ８のＮｏ）、ＳＰ１０に進む。ＳＰ１０においては、通常のコントラスト方式のオートフォーカス制御の実施を行う（ＳＰ１０）。このとき、内部メモリ２０に格納されたズーミングしていない時に手動、あるいは自動でピント合わせをしたフォーカスレンズ位置に基づき、トレースカーブおよびコントラスト値に基づいてズーミング動作を行ってもよい。また、このオートフォーカス制御は、ズーミングが終わるまで継続してもよいし、所定のフレームごとにSP１に戻り上述のフロー処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１……撮像装置、２……レンズユニット、５……フォーカスレンズ群、６……レンズ原点検出器、８……撮像素子、１２……カメラ信号処理部、１５……コントラスト信号生成部、１６……ハイパスフィルタ回路、１７……積分器、１９……マイクロコンピュータ部、２０……内部メモリ、ＶＦ……コントラスト信号
【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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【図１２】
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