(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動可能なフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、
前記フォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記撮像素子により撮像して得られる撮像画像信号を利用して合焦のための評価値を算出する評価値算出部と、
前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、前記評価値算出部によって算出された少なくとも３つの前記評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を利用して算出する尖鋭度算出部と、
前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を用いた複数種類の演算方法の中から、少なくとも前記尖鋭度算出部によって算出された尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、前記評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する合焦位置算出部と、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御部と、を備え、
前記複数種類の演算方法は、前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を用いて、前記評価値曲線を示す複数次の関数を算出し、前記複数次の関数を利用して前記合焦位置を算出する第一の演算方法と、前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を用いて１次の関数を算出し、前記１次の関数を利用して前記合焦位置を算出する第二の演算方法とを含み、
前記少なくとも３つの評価値は、前記評価値算出部により算出される前記評価値のうちの最大値と、前記最大値の評価値に対応するフォーカスレンズの位置の前後の位置について算出された評価値とを含む撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記合焦位置算出部は、前記尖鋭度と、前記評価値に含まれるノイズ量とに応じて、前記複数種類の演算方法から１つを選択する撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記合焦位置算出部は、前記尖鋭度が第一の閾値を超えかつ前記ノイズ量が第二の閾値以下の場合に前記第二の演算方法を選択し、前記尖鋭度が前記第一の閾値を超えかつ前記ノイズ量が前記第二の閾値を超える場合、及び、前記尖鋭度が前記第一の閾値以下の場合に前記第一の演算方法を選択する撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記合焦位置算出部は、前記尖鋭度が閾値を超える場合に前記第二の演算方法を選択し、前記尖鋭度が前記閾値以下の場合に前記第一の演算方法を選択する撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記合焦位置算出部は、流し撮りが行われており、かつ、前記撮像装置の移動速度又は撮影中の被写体に含まれる動体の速度が第三の閾値を超える場合は、前記尖鋭度に関わらず、前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報と、３次以上の関数とを利用して前記合焦位置を算出する撮像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子は、光学ローパスフィルタ非搭載のものである撮像装置。
【請求項７】
光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、
前記フォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記撮像素子により撮像して得られる撮像画像信号を利用して合焦のための評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、前記評価値算出ステップによって算出した少なくとも３つの前記評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を利用して算出する尖鋭度算出ステップと、
前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を用いた複数種類の演算方法の中から、少なくとも前記尖鋭度算出ステップで算出した尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、前記評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する合焦位置算出ステップと、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備え、
前記複数種類の演算方法は、前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を用いて、前記評価値曲線を示す複数次の関数を算出し、前記複数次の関数を利用して前記合焦位置を算出する第一の演算方法と、前記少なくとも３つの評価値、及び、前記少なくとも３つの評価値の各々に対応する前記フォーカスレンズの位置の情報を用いて１次の関数を算出し、前記１次の関数を利用して前記合焦位置を算出する第二の演算方法とを含み、
前記少なくとも３つの評価値は、前記評価値算出ステップで算出される前記評価値のうちの最大値と、前記最大値の評価値に対応するフォーカスレンズの位置の前後の位置について算出された評価値とを含む合焦制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の固体撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、スマートフォン等の携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，携帯情報端末）等の撮影機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。【０００３】
これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、コントラストＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）方式や位相差ＡＦ方式が採用されている。【０００４】
コントラストＡＦ方式は、フォーカスレンズを光軸方向に沿って駆動させつつ各駆動段階で得られる撮像画像コントラストを評価値として取得し、最も評価値の高いレンズ位置を合焦位置とする方式である。【０００５】
ここでいうフォーカスレンズとは、光軸方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節するレンズである。複数枚のレンズからなるレンズユニットの中で、焦点位置の調節をするレンズを示し、全群繰り出しのレンズの場合は、全群全体を示す。【０００６】
評価値が最大となるレンズ位置を求める方法としては様々なものがある。例えば、特許文献１には、横軸をレンズ位置とし、縦軸を評価値としたグラフにおける３点（取得した評価値のうちの最大値（最大評価値）をプロットした点Ｐ２、最大評価値の前に取得された評価値をプロットした点Ｐ１、最大評価値の後に取得された評価値をプロットした点Ｐ３）について、いわゆる３点内挿演算を行って評価値曲線の極大点に対応するレンズ位置（合焦位置）を算出する方法が記載されている。具体的には、合焦位置を、点Ｐ２と点Ｐ３とを通る傾きαの直線と、点Ｐ１を通る傾き−αの直線との交点から求めている。【０００７】
また、特許文献２には、上記の３点を通る曲線の関数を求め、この関数から、評価値曲線の極大点に対応するレンズ位置を算出する方法が記載されている。関数としては、スプライン関数やベジェ関数が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国特開２００５−３４５６９５号公報
【特許文献２】日本国特開２００４−２７９７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載の方法は、実際の評価値曲線の極大点付近がなだらかな山形になっていれば、誤差の少ない合焦位置を求めることが可能である。また、評価値のサンプリング数が少なくても、合焦位置を精度良く算出可能なため、ＡＦ高速化に有利である。【００１０】
しかし、撮影する被写体によっては、評価値曲線の極大点付近が急峻な山形になることがある。例えば、葉を沢山持つ木を含むような風景シーンでは、画像の周波数帯域が高周波側に寄るため、評価値曲線の極大点付近が急峻な山形になる。特に、最近の撮像装置は広角レンズを搭載するものが多く、広角レンズの影響によって評価値曲線の極大点付近が急峻になりやすくなっている。また、近年のカメラではレンズが明るくなっているために、評価値曲線の極大点付近が急峻になりやすい傾向がある。【００１１】
このように、評価値曲線の極大点付近が急峻な山形になると、特許文献２に記載のように曲線の関数によって評価値曲線の極大点を推定する方法では、評価値曲線が想定する曲線形状とは大きく異なる場合がある。このため、求まる合焦位置の誤差が大きくなる。【００１２】
特許文献１に記載のように、直線の傾きを利用して合焦位置を求める方法は、評価値曲線がどのような形状であっても、合焦位置をある程度の精度で求めることができる。しかし、この方法は、ＡＦ速度を向上させるために評価値のサンプリング数を少なくするほど、誤差が大きくなる傾向がある。【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＡＦ高速化を実現しながら、撮影する被写体に関わらずに精度良くＡＦを行うことのできる撮像装置及び合焦制御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】
【００１４】
本発明の撮像装置は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズと、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像信号を利用して合焦のための評価値を算出する評価値算出部と、上記フォーカスレンズの位置に対する上記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、上記評価値算出部によって算出された少なくとも３つの上記評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を利用して算出する尖鋭度算出部と、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いた複数種類の演算方法の中から、少なくとも上記尖鋭度算出部によって算出された尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、上記評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する合焦位置算出部と、上記合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御部と、を備え、上記複数種類の演算方法は、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて、上記評価値曲線を示す複数次の関数を算出し、上記複数次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第一の演算方法と、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて１次の関数を算出し、上記１次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第二の演算方法とを含み、上記少なくとも３つの評価値は、上記評価値算出部により算出される上記評価値のうちの最大値と、上記最大値の評価値に対応するフォーカスレンズの位置の前後の位置について算出された評価値とを含むものである。【００１５】
本発明の合焦制御方法は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像信号を利用して合焦のための評価値を算出する評価値算出ステップと、上記フォーカスレンズの位置に対する上記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、上記評価値算出ステップによって算出した少なくとも３つの上記評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を利用して算出する尖鋭度算出ステップと、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いた複数種類の演算方法の中から、少なくとも上記尖鋭度算出ステップで算出した尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、上記評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する合焦位置算出ステップと、上記合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備え、上記複数種類の演算方法は、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて、上記評価値曲線を示す複数次の関数を算出し、上記複数次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第一の演算方法と、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて１次の関数を算出し、上記１次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第二の演算方法とを含み、上記少なくとも３つの評価値は、上記評価値算出ステップで算出される上記評価値のうちの最大値と、上記最大値の評価値に対応するフォーカスレンズの位置の前後の位置について算出された評価値とを含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＡＦ高速化を実現しながら、撮影する被写体に関わらずに精度良くＡＦを行うことのできる撮像装置及び合焦制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図
【図２】図１に示すデジタルカメラにおけるコントラストＡＦ処理部１９の機能ブロック図
【図３】ＡＦ評価値曲線の一例を示す図
【図４】ＡＦ評価値曲線の一例を示す図
【図５】ＡＦ評価値曲線が図４に示すような場合の第一の演算方法と第二の演算方法による合焦位置の算出誤差を説明するための図
【図６】図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作を説明するためのフローチャート
【図７】図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作の変形例を説明するためのフローチャート
【図８】図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作の別の変形例を説明するためのフローチャート
【図９】撮像装置としてスマートフォンを説明する図
【図１０】図９のスマートフォンの内部ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すデジタルカメラの撮像系は、撮像光学系（撮影レンズ１と絞り２とを含む）と、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の固体撮像素子５とを備えている。撮影レンズ１及び絞り２を含む撮像光学系は、カメラ本体に着脱可能又は固定となっている。撮影レンズ１は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含む。固体撮像素子５は、光学ローパスフィルタを非搭載のものであり、これにより、高い解像力を実現している。
【００２１】
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、フラッシュ発光部１２及び受光部１３を制御する。また、システム制御部１１は、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１に含まれるフォーカスレンズの位置を調整する。更に、システム制御部１１は、絞り駆動部９を介して絞り２の開口量を制御することにより、露光量の調整を行う。
【００２２】
また、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
【００２３】
デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、このアナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備える。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は固体撮像素子５に内蔵されることもある。
【００２４】
更に、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、Ａ／Ｄ変換回路７から出力される撮像画像信号に対し、補間演算、ガンマ補正演算、及びＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って撮影画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、デジタル信号処理部１７で生成された撮影画像データをＪＰＥＧ形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部１８と、コントラストＡＦ処理部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備えている。メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、圧縮伸張処理部１８、コントラストＡＦ処理部１９、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。
【００２５】
図２は、図１に示すデジタルカメラにおけるコントラストＡＦ処理部１９の機能ブロック図である。
【００２６】
コントラストＡＦ処理部１９は、ＡＦ評価値算出部１９１と、尖鋭度算出部１９２と、合焦位置算出部１９３と、を備える。これらの機能ブロックは、システム制御部１１に含まれるプロセッサがプログラムを実行することによって形成される。
【００２７】
ＡＦ評価値算出部１９１は、システム制御部１１の制御によって撮影レンズ１のフォーカスレンズ位置を動かしながら、動かした位置（３つ以上の位置）毎に固体撮像素子５で撮像して得られる撮像画像信号を用いて、合焦を行うためのＡＦ評価値を算出する。ＡＦ評価値は、例えば、固体撮像素子５の各画素（光電変換素子）における隣接画素との輝度の差を積算することで得る。あるいは、撮像素子からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算して得ても良い。
【００２８】
尖鋭度算出部１９２は、ＡＦ評価値算出部１９１によって算出されたＡＦ評価値のうちの最大値と、この最大値のＡＦ評価値に対応するフォーカスレンズ位置の前後の位置について算出された２つのＡＦ評価値とを含む少なくとも３つのＡＦ評価値と、この少なくとも３つのＡＦ評価値の各々に対応するフォーカスレンズ位置の情報とを用いて、撮影中の被写体に対する、フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係を示す評価値曲線の極大点（評価値が最大となる点）付近における尖鋭度を算出する。
【００２９】
図３及び図４は、評価値曲線の一例を示す図である。合焦させたいエリア（ＡＦエリア）における被写体が低周波成分優位になっている場合は、図３に示すように、極大点付近における尖鋭度が低い評価値曲線３０となる。一方、ＡＦエリアにおける被写体が高周波成分優位になっている場合は、図４に示すように、極大点付近における尖鋭度が高い評価値曲線４０となる。
【００３０】
このように、評価値曲線は、被写体によって、極大点付近における尖鋭度が変化する。尖鋭度算出部１９２は、このような被写体の違いによって変化する尖鋭度を算出する。
【００３１】
以下、尖鋭度の算出方法について説明する。
【００３２】
図３には、上述した少なくとも３つのＡＦ評価値（ｙ０，ｙ１，ｙ２）と、この少なくとも３つのＡＦ評価値の各々に対応するフォーカスレンズ位置の情報（ｘ０，ｘ１，ｘ２）とを示している。ＡＦ評価値ｙ１が、ＡＦ評価値算出部１９１により算出されたＡＦ評価値の中の最大値である。
【００３３】
尖鋭度算出部１９２は、評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を示す指標として、シャープネスＳを算出する。
【００３４】
３つのＡＦ評価値（ｙ０、ｙ１、ｙ２）と、そのときのフォーカスレンズ位置（ｘ０、ｘ１、ｘ２）の関係が仮に２次関数で表されるとすると、その近似関数をｙ＝ｃ０＋ｃ１（ｘ−ｘ０）＋ｃ２（ｘ−ｘ０）（ｘ−ｘ１）・・（１）と仮にする。この式（１）における“ｃ２”を、たとえば良く知られたニュートン補間の方法を用いて求める。
【００３５】
式（１）にｘ＝ｘ０、ｙ＝ｙ０を代入すると
ｙ０＝ｃ０・・・（２）
が得られる。
【００３６】
式（１）にｘ＝ｘ１、ｙ＝ｙ１を代入すると
ｙ１＝ｃ０＋ｃ１（ｘ１−ｘ０）・・・（３）
が得られる。
【００３７】
式（３）から式（２）を減算すると、
ｙ１−ｙ０＝ｃ１（ｘ１−ｘ０）となり、この式から
ｃ１＝（ｙ１−ｙ０）／（ｘ１−ｘ０）となる。
【００３８】
式（１）にｘ＝ｘ２、ｙ＝ｙ２を代入すると
ｙ２＝ｃ０＋ｃ１（ｘ２−ｘ０）＋ｃ２（ｘ２−ｘ０）（ｘ２−ｘ１）・・・（４）
が得られる。
【００３９】
式（４）から式（３）を減算すると、
ｙ２−ｙ１＝ｃ１（ｘ２−ｘ１）＋ｃ２（ｘ２−ｘ０）（ｘ２−ｘ１）
＝｛ｃ１＋ｃ２（ｘ２−ｘ０）｝（ｘ２−ｘ１）となり、
ｃ２＝｛（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）−ｃ１｝／（ｘ２−ｘ０）
となる。
【００４０】
ＡＦ評価値の放物線は上に凸なので、上記ｃ２は負になるが、説明を単純にするため、ここではｃ２の絶対値をとりシャープネスを判断する。
【００４１】
ｃ２の絶対値が大きい場合は、ｘの変化に対してｙの変化がより大きい放物線になるので、ＡＦ評価値の近似曲線は急峻な放物線となる。
【００４２】
ＡＦ評価値をサンプリングした点は３点だけなので、上記の方法で算出したｃ２の値が本来の尖鋭度から大きく異なる場合がある。近似の２次曲線からサンプリング点が外れるからである。
【００４３】
例えば、３点のうちＡＦ評価値が最大値をｙ１として、ｙ１が本来の値より何らかの影響で大きい方向に外れている場合は、ｃ２はｙ１に引かれる形で、本来のカーブから、尖鋭度が大きい方向に外れることがある。同様に、ＡＦ評価値のサンプリング点のうち、最大値以外の２点のｘ０、ｘ２が大きくｘ軸方向にずれている場合は、見かけ上、ｃ２の絶対値は小さくなってしまう。
【００４４】
これを補正するために、正規化の係数として
｛｜ｘ１−ｘ０｜×｜ｘ１−ｘ２｜｝／ｙ１
を用い、これをｃ２に乗算した値をシャープネスＳとして評価すると良いことを発明者は見出した。
【００４５】
ここで、ＡＦ評価値はｘ０、ｘ１、ｘ２の３点で取るとして、ｘ０＜ｘ１＜ｘ２で、ｘ１のときのＡＦ評価値ｙ１がｙ０、ｙ１、ｙ２のうち最大になるようにＡＦ評価値を取得するものとする。
【００４６】
すなわち、
Ｓ＝｛｜ｃ２｜×｜ｘ１−ｘ０｜×｜ｘ１−ｘ２｜｝／ｙ１  ・・・（５）
で尖鋭度を評価する。この指標を用いると、放物線の広がり具合を、ＡＦ評価値の大きさや、サンプリング点の間隔が違っても一つの変数だけで判定出来るようになり、より正確に尖鋭度を判定できる。
【００４７】
又は、尖鋭度算出部１９２は、シャープネスＳの代わりに、データの分布の平均値周辺での両側非対称度を表す以下に示す歪度ｓｋｅｗを評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を示す指標として算出する。
【００４８】
歪度ｓｋｅｗを算出する場合は、上述した少なくとも３つのＡＦ評価値に加えて、少なくとも２つのＡＦ評価値を用い、最大となるＡＦ評価値に対応するフォーカスレンズ位置のｘ座標を０として扱う。これにより、以下の式（６）により、歪み度ｓｋｅｗを得ることができる。
【００４９】
【数１】
0005750558.tif 000002
【００５０】
式（６）における“ｎ”は、演算に用いるＡＦ評価値の数であり、最低で５である。式（６）のＸｉはフォーカスレンズの位置を示す値であるが、Ｘ１からＸｎの中で、ＡＦ評価値が最大となるときのＸｉを０とする。また、式（６）のμはｎ個のＡＦ評価値の平均値であり、δはｎ個のＡＦ評価値の標準偏差である。
【００５１】
合焦位置算出部１９３は、上述した少なくとも３つのＡＦ評価値（ｙ０，ｙ１，ｙ２）と、この少なくとも３つのＡＦ評価値の各々に対応するフォーカスレンズ位置の情報（ｘ０，ｘ１，ｘ２）とを用いた複数種類の演算方法の中から、尖鋭度算出部１９２によって算出された尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する。
【００５２】
複数種類の演算方法は、第一の演算方法と第二の演算方法とを含む。
【００５３】
第一の演算方法は、（ｘ０，ｙ０），（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を用いて、この３点を通る評価値曲線を示す２次関数を算出し、算出した２次関数を利用して合焦位置を算出する方法である。
【００５４】
第一の演算方法で合焦位置を算出する場合、合焦位置算出部１９３は、想定される評価値曲線が左右対称の放物線（ｙ＝αｘ２＋βｘ＋γ）であると仮定する。そして、合焦位置算出部１９３は、（ｘ０，ｙ０），（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）の３点を通る放物線の連立方程式を立て、この方程式を解くことで、この放物線を示す２次関数の係数α，β，γを求める。そして、求めた２次関数を微分することで、放物線の変曲点（評価値曲線の極大点に相当）を算出し、合焦位置を算出する。
【００５５】
第二の演算方法は、（ｘ０，ｙ０），（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を用いて、これらのうちの２点を通る１次関数と、この１次関数の傾きの符号だけを正負逆にしかつ残り１点を通る１次関数とを算出し、算出した２つの１次関数を利用して合焦位置を算出する方法である。
【００５６】
第二の演算方法で合焦位置を算出する場合、合焦位置算出部１９３は、まず、（ｘ０，ｙ０），（ｘ１，ｙ１）を通る直線（図３における符号３１）を示す１次関数と、（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を通る直線（図３における符号３２）を示す１次関数を算出する。
【００５７】
そして、合焦位置算出部１９３は、これら２つの１次関数の傾き（符号を除く絶対値）の大小を比較し、傾きが大きい方の１次関数（図３の例では直線３１を示す１次関数）とは傾きの符号が正負逆であり、かつ、傾きが大きい方の直線を通る２点を除く残りの点（ｘ２，ｙ２）を通る直線（図３における符号３３）を示す１次関数を算出する。
【００５８】
最後に、合焦位置算出部１９３は、直線３１と直線３３を示す１次関数を利用して、直線３１と直線３３とが交わる点におけるｘ座標（図３におけるｘｇ）を合焦位置として算出する。
【００５９】
第一の演算方法は、ＡＦ評価値のサンプリング数を減らしてもＡＦ精度を保つことができるためＡＦ高速化に有利である。しかし、実際の評価値曲線が図４に示すように、その極大点付近の尖鋭度が高くなっていると、算出される合焦位置の誤差が大きくなる。
【００６０】
一方、第二の演算方法は、評価値曲線が図４に示すようなものであった場合には、算出される合焦位置の誤差を、第一の演算方法を用いた場合より小さくすることができる。
【００６１】
図５は、図４に示す評価値曲線である場合に、第一の演算方法で算出される合焦位置ｘ（１）と、第二の演算方法で算出される合焦位置ｘ（２）とを示す図である。図５に示すように、評価値曲線の尖鋭度が高い場合は、第二の演算方法によって求まる合焦位置の方が正確な値に近くなる。図５に示す結果は一例であり、第一の演算方法と第二の演算方法とで合焦位置の算出結果がもっと大きくなることもある。また、図５に示す程度の差でも、ピントのずれは画質に影響を与えるため、第二の演算方法を用いる方がよい。
【００６２】
そこで、合焦位置算出部１９３は、尖鋭度算出部１９２によって算出された尖鋭度が予め決めた閾値ＴＨ１以下の場合には、第一の演算方法によって合焦位置を算出し、尖鋭度算出部１９２によって算出された尖鋭度が閾値ＴＨ１を超える場合には、誤差が相対的に少なくなる第二の演算方法によって合焦位置を算出する。つまり、合焦位置算出部１９３は、尖鋭度に応じて、相対的に誤差の少ない演算方法を選択し、選択した方法によって合焦位置を算出することで、ＡＦ精度の低下を防ぐ。
【００６３】
次に、図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作を説明する。
【００６４】
図６は、図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローは、シャッタボタンが半押しされる等して、ＡＦを行う指示がシステム制御部１１に入力されることで開始される。
【００６５】
ＡＦを行う指示があると、システム制御部１１がフォーカスレンズをＭＯＤ端からＩＮＦ端まで移動させる。フォーカスレンズが移動している間は、所定時間毎に固体撮像素子５により撮像が行われ、この撮像によって得られる撮像画像信号がコントラストＡＦ処理部１９に送られる。
【００６６】
コントラストＡＦ処理部１９は、撮像画像信号を取得する毎に、取得した撮像画像信号からＡＦ評価値を算出し、この撮像画像信号が得られたときのフォーカスレンズの位置の情報と、算出したＡＦ評価値とを対応付けてメインメモリ１６に記憶する（ステップＳ１）。
【００６７】
尖鋭度算出部１９２は、メインメモリ１６に記憶されていくＡＦ評価値をモニタし、ＡＦ評価値が最大になったときの当該ＡＦ評価値とそれに対応するフォーカスレンズ位置の情報からなるピーク点データと、このフォーカスレンズ位置よりも前（ＭＯＤ端側又はＩＮＦ端側）の位置の情報とこれに対応するＡＦ評価値とからなるピーク前点データと、このフォーカスレンズ位置よりも後（ＩＮＦ端側又はＭＯＤ端側）の位置の情報とこれに対応するＡＦ評価値からなるピーク後点データとを、メインメモリ１６から取得する。そして、尖鋭度算出部１９２は、取得したピーク前点データ、ピーク点データ、及びピーク後点データを用いて、評価値曲線の極大点付近における尖鋭度を算出する（ステップＳ２）。
【００６８】
合焦位置算出部１９３は、ステップＳ２で算出された尖鋭度を閾値ＴＨ１と比較する（ステップＳ３）。尖鋭度が閾値ＴＨ１以下であれば（ステップＳ３：ＮＯ）、合焦位置算出部１９３は、ピーク前点データ、ピーク点データ、及びピーク後点データを用いて、第一の演算方法により合焦位置を算出する（ステップＳ４）。
【００６９】
一方、尖鋭度が閾値ＴＨ１を超えていれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、合焦位置算出部１９３は、ピーク前点データ、ピーク点データ、及びピーク後点データを用いて、第二の演算方法により合焦位置を算出する（ステップＳ５）。
【００７０】
ステップＳ４，Ｓ５において合焦位置が算出されると、システム制御部１１が、算出された合焦位置の情報にしたがって、フォーカスレンズをその合焦位置に移動させる制御を行い（ステップＳ６）、オートフォーカス処理を終了する。
【００７１】
以上のように、図１のデジタルカメラによれば、多数のフォーカスレンズ位置毎のＡＦ評価値を求めることで得られる評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、少なくとも３つの点データによって推定し、この尖鋭度に応じて、誤差の少ない演算方法により合焦位置を算出するため、第一の演算方法のみ、又は、第二の演算方法のみによって合焦位置を算出する従来方式と比較して、ＡＦ精度を向上させることができる。
【００７２】
また、図１のデジタルカメラによれば、少なくとも３つの点データがあれば、尖鋭度を算出することができ、この尖鋭度によって演算方法を切り替えてＡＦ精度を向上させることができる。このため、フォーカスレンズの移動速度を遅くして、ＡＦ評価値のサンプリング数を増やしてＡＦ精度を向上させる必要がない。したがって、ＡＦ速度を高速化しながら、ＡＦ精度を向上させることができる。
【００７３】
なお、以上の説明では、第一の演算方法にて用いる曲線関数を、左右対称の放物線を示す２次関数としている。しかし、動く被写体に追従しながらこの被写体にピントを合わせて撮影を行う、いわゆる流し撮りを行う場合には、被写体の動く速度によって、評価値曲線が左右対称とはならないことがある。
【００７４】
そこで、第一の演算方法を選択する場合は、曲線関数として２次関数だけでなく、それよりも高次の関数（例えばスプライン曲線関数、ベジェ曲線関数）を用いて合焦位置を算出するのがよい。
【００７５】
３次以上の関数を用いる場合には、その次数に応じた数の点データをメインメモリ１６から取得して、その関数を算出すればよい。また、第一の演算方法を選択する場合において、どの関数を用いるかは、動く被写体の速度を画像処理によって検出し、又は、デジタルカメラの動く速度をジャイロセンサ等の動き検出部によって検出し、検出した速度に応じて決めればよい。
【００７６】
また、第一の演算方法を選択する場合に、曲線関数として２次関数を用いる場合には、ピーク前点データ、ピーク点データ、及びピーク後点データ以外の別の点データを利用し、ピーク前点データ、ピーク点データ、及びピーク後点データを通る放物線の位相をずらす処理を行ってから、合焦位置を算出して、合焦位置の演算誤差を減らすようにしてもよい。
【００７７】
以下では、図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作の変形例を説明する。
【００７８】
図７は、図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャートは、ステップＳ１０を追加した点を除いては、図６に示したフローチャートと同じである。図７において図６に示した処理と同じものには同一符号を付して説明を省略する。
【００７９】
尖鋭度算出部１９２は、少なくとも３つの点データから尖鋭度を推定するものである。このため、点データに含まれるＡＦ評価値にノイズが多く乗ってしまっている場合には、算出される尖鋭度の信頼性は低下する。また、ＡＦ評価値にノイズが多く含まれていると、第一の演算方法よりも第二の演算方法の方が、誤差が大きくなる。
【００８０】
例えば、撮影環境が暗い場所の場合は、ノイズの影響が大きくなる。ノイズ量の測定の仕方としては、例えば、ライブビュー画像の明るさの変動をノイズ量とする方法、ライブビュー画像から求めたＡＦ評価値の変動をノイズ量とする方法、ＡＦ時の評価値を帯域の違う複数のフィルタを通してそれらの結果（評価値の形の違い）を比較して判定する方法等がある。
【００８１】
そこで、この変形例では、ステップＳ３の判定がＹＥＳの場合に、合焦位置算出部１９３が、ステップＳ１において算出されたＡＦ評価値に含まれるノイズ量を判定し（ステップＳ１０）、ノイズ量が閾値ＴＨ２を超える場合にはステップＳ４の処理を行い、ノイズ量がＴＨ２以下の場合にはステップＳ５の処理を行う。
【００８２】
ＡＦ評価値に含まれるノイズ量は、被写体輝度が低く、撮像画像信号のアナログゲインが大きくなるような状況（高ＩＳＯ感度設定時）において多くなる。また、手ブレが発生している状況でも、ＡＦ評価値に含まれるノイズ量は多くなる。
【００８３】
合焦位置算出部１９３は、被写体輝度やＩＳＯ感度の大きさや、手ブレ発生の有無によって、ＡＦ評価値に含まれるノイズ量が閾値ＴＨ２を超えるか否かを判定し、ノイズ量が閾値ＴＨ２を超えるときには、尖鋭度算出部１９２により算出される尖鋭度の信頼性が低いと判断して、サンプリング数が少なくても合焦位置を精度良く算出できかつノイズが多くても相対的に誤差の少ない第一の演算方法によって合焦位置を算出する。
【００８４】
これにより、実際には、評価値曲線が図３に示すようになるのにも関わらず、誤差が相対的に大きい第二の演算方法が採用されてしまって、ＡＦ精度が低下するのを防ぐことができる。
【００８５】
図８は、図１に示すデジタルカメラのＡＦ動作の別の変形例を説明するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートは、ステップＳ１１、Ｓ１２，Ｓ１３を追加した点を除いては、図６に示したフローチャートと同じである。図８において図６に示した処理と同じものには同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
流し撮りを行っている場合には、被写体の動く速度（これに追従するカメラの動く速度と同義）が大きいと、評価値曲線が左右対称の形状とはならない。このように、左右非対称の評価値曲線になるような撮影状況では、２次関数や１次関数を用いて合焦位置を算出するよりも、スプライン曲線関数やベジェ曲線関数等の３次以上の曲線関数を用いて合焦位置の算出を行う方が、誤差が少ない。
【００８７】
このため、ステップＳ１の後、システム制御部１１は、流し撮りが行われているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００８８】
システム制御部１１は、デジタルカメラに設けたジャイロセンサ等の動き検出部による検出情報を用いてカメラが動いていることを検知したり、ライブビュー画像を解析して撮影中の被写体に動体が含まれることを検知したり、これらを組み合わせたりすることで、流し撮りか否かを判定する。
【００８９】
流し撮りが行われていない場合は、ステップＳ２以降の処理が行われる。
【００９０】
一方、流し撮りが行われていた場合は、システム制御部１１が、動き検出部によって検出されるカメラの移動速度、又は、ライブビュー画像の解析により検出される動体の移動速度を予め決めた閾値ＴＨ３と比較する（ステップＳ１２）。
【００９１】
カメラの移動速度又は動体の移動速度が閾値ＴＨ３以下の場合はステップＳ２以降の処理が行われ、カメラの移動速度又は動体の移動速度が閾値ＴＨ３を超える場合はステップＳ１３の処理が行われる。
【００９２】
ステップＳ１３において、合焦位置算出部１９３は、ステップＳ１で算出された評価値とこれに対応するフォーカスレンズ位置の情報から、スプライン曲線関数やベジェ曲線関数等の３次以上の曲線関数を算出し、算出した関数を用いて合焦位置の算出を行う。ステップＳ１３の後は、ステップＳ６の処理が行われる。
【００９３】
以上のように、この変形例のデジタルカメラによれば、流し撮りが行われていて、更に、カメラ又は動体の移動速度が大きい状況、つまり、評価値曲線が左右非対称になるような状況においては、尖鋭度を算出することなく、３次以上の高次の曲線関数を用いて合焦位置を算出するため、ＡＦ処理を効率的かつ精度良く行うことができる。
【００９４】
なお、図８において、ステップＳ２以降は、図７と同様にステップＳ１０を追加したものにしてもよい。
【００９５】
ここまでは、固体撮像素子５が光学ローバスフィルタを非搭載のものとして説明した。光学ローバスフィルタ非搭載の固体撮像素子は、光学ローバスフィルタを搭載する固体撮像素子と比べると解像力が高まるため、撮影画像における高周波成分が多くなる。このため、光学ローバスフィルタ非搭載の固体撮像素子は、図４に示したような先鋭度の高い評価値曲線となる傾向が強く、本実施形態で説明したＡＦ制御を採用することが特に有効となる。
【００９６】
光学ローバスフィルタを搭載する固体撮像素子であっても、被写体によっては、評価値曲線が図４に示したような先鋭度の高いものになることはある。このため、固体撮像素子５として、光学ローバスフィルタを搭載する固体撮像素子を用いる場合でも、本実施形態で説明したＡＦ制御を採用することは有効である。
【００９７】
次に、撮像装置としてスマートフォンの構成について説明する。
【００９８】
図９は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。図９に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
【００９９】
図１０は、図９に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。図９に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
【０１００】
無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
【０１０１】
表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像及び動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。
【０１０２】
表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。
【０１０３】
操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。
【０１０４】
図９に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。
【０１０５】
係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
【０１０６】
なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
【０１０７】
通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。また、図９に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。
【０１０８】
操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図９に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
【０１０９】
記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ  ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃａｒｄ  ｍｉｃｒｏ  ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。
【０１１０】
外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
【０１１１】
スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
【０１１２】
ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、当該スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
【０１１３】
モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。
【０１１４】
電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
【０１１５】
主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
【０１１６】
アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。
【０１１７】
また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。
【０１１８】
更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
【０１１９】
また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
【０１２０】
更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
【０１２１】
また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
【０１２２】
カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。図８に示すにスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。
【０１２３】
また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
【０１２４】
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記録部２１２に記録したり、入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。
【０１２５】
以上のような構成のスマートフォン２００においても、カメラ部２０８に図１のコントラストＡＦ処理部１９を設けることで、高速・高精度のＡＦが可能になる。
【０１２６】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【０１２７】
開示された撮像装置は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズと、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像信号を利用して合焦のための評価値を算出する評価値算出部と、上記フォーカスレンズの位置に対する上記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、上記評価値算出部によって算出された少なくとも３つの上記評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を利用して算出する尖鋭度算出部と、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いた複数種類の演算方法の中から、少なくとも上記尖鋭度算出部によって算出された尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、上記評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する合焦位置算出部と、上記合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御部と、を備え、上記複数種類の演算方法は、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて、上記評価値曲線を示す複数次の関数を算出し、上記複数次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第一の演算方法と、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて１次の関数を算出し、上記１次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第二の演算方法とを含み、上記少なくとも３つの評価値は、上記評価値算出部により算出される上記評価値のうちの最大値と、上記最大値の評価値に対応するフォーカスレンズの位置の前後の位置について算出された評価値とを含むものである。
【０１２８】
開示された撮像装置は、上記合焦位置算出部が、上記尖鋭度と、上記評価値に含まれるノイズ量とに応じて、上記複数種類の演算方法から１つを選択するものである。
【０１２９】
開示された撮像装置は、上記合焦位置算出部が、上記尖鋭度が第一の閾値を超えかつ上記ノイズ量が第二の閾値以下の場合に上記第二の演算方法を選択し、上記尖鋭度が上記第一の閾値を超えかつ上記ノイズ量が上記第二の閾値を超える場合、及び、上記尖鋭度が上記第一の閾値以下の場合に上記第一の演算方法を選択するものである。
【０１３０】
開示された撮像装置は、上記合焦位置算出部が、上記尖鋭度が閾値を超える場合に上記第二の演算方法を選択し、上記尖鋭度が上記閾値以下の場合に上記第一の演算方法を選択するものである。
【０１３１】
開示された撮像装置は、上記合焦位置算出部が、流し撮りが行われており、かつ、上記撮像装置の移動速度又は撮影中の被写体に含まれる動体の速度が第三の閾値を超える場合は、上記尖鋭度に関わらず、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報と、３次以上の関数とを利用して上記合焦位置を算出するものである。
【０１３２】
開示された撮像装置は、上記撮像素子が、光学ローパスフィルタ非搭載のものであるものを含む。
【０１３３】
開示された合焦制御方法は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に、上記撮像素子により撮像して得られる撮像画像信号を利用して合焦のための評価値を算出する評価値算出ステップと、上記フォーカスレンズの位置に対する上記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点付近の尖鋭度を、上記評価値算出ステップによって算出した少なくとも３つの上記評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を利用して算出する尖鋭度算出ステップと、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いた複数種類の演算方法の中から、少なくとも上記尖鋭度算出ステップで算出した尖鋭度に応じて１つを選択し、選択した演算方法により、上記評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を合焦位置として算出する合焦位置算出ステップと、上記合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備え、上記複数種類の演算方法は、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて、上記評価値曲線を示す複数次の関数を算出し、上記複数次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第一の演算方法と、上記少なくとも３つの評価値、及び、上記少なくとも３つの評価値の各々に対応する上記フォーカスレンズの位置の情報を用いて１次の関数を算出し、上記１次の関数を利用して上記合焦位置を算出する第二の演算方法とを含み、上記少なくとも３つの評価値は、上記評価値算出ステップで算出される上記評価値のうちの最大値と、上記最大値の評価値に対応するフォーカスレンズの位置の前後の位置について算出された評価値とを含むものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、特にデジタルカメラ等に適用して利便性が高く、有効である。【０１３５】
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１３年２月１４日出願の日本特許出願（特願２０１３−２６８６２）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
【符号の説明】
【０１３６】
１  撮影レンズ（フォーカスレンズ含む）
５  固体撮像素子
１９  コントラストＡＦ処理部
１９１  ＡＦ評価値算出部
１９２  尖鋭度算出部
１９３  合焦位置算出部
【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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