(57)【要約】【課題】  撮影状況に応じたＨＰＦを適用することによりＡＦ処理の精度を高めることができるオートフォーカス装置及びそのプログラムを実現する。【解決手段】  スルー画像表示中にユーザによってシャッタボタンが押下されると、ＣＣＤ４により撮像された１枚の画像データを取得する（Ｓ１）。そして、該取得した画像データの輝度信号Ｙに基づいて、フォーカスエリア内に高輝度領域、低輝度領域が存在するか否かの判定を行なう（Ｓ２、Ｓ３）。そして、フォーカスエリア内の高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定された場合には（Ｓ３でＹ）、夜景点光源を含む被写体であると判断し、ＨＰＦ９のカットオフ周波数を高く設定する（Ｓ４）。一方、フォーカスエリア内に高輝度領域又は低輝度領域が存在しないと判定されると（Ｓ２でＮ、Ｓ３でＮ）、低コントラストの被写体であると判断し、ＨＰＦ９のカットオフ周波数を低く設定する（Ｓ５）。【選択図】  図２
2007108412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光を画像データに変換する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた画像データからＨＰＦによって抽出された高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより被写体に対してオートフォーカスを行なうコントラストＡＦ手段と、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判定された場合は、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の高いＨＰＦに設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
前記判定手段により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在しないと判定された場合には、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の低いＨＰＦに設定することを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、第１の閾値輝度よりも大きい輝度の画素が第１の所定画素数以上の場合には高輝度領域が存在すると判定し、第２の閾値輝度よりも小さい輝度の画素が第２の所定画素数以上の場合には低輝度領域が存在すると判定することにより高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
前記第１の所定画素数は、
前記第２の所定画素数より少ないことを特徴とする請求項３記載のオートフォーカス装置。
【請求項５】
前記判定手段は、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、低輝度画素数が第３の所定画素数となるときの輝度と、高輝度画素数が第４の所定画素数となるときの輝度との差が閾値より大きい場合には、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定することを特徴とする請求項１又は２記載のオートフォーカス装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記コントラストＡＦ手段によるオートフォーカス時に前記撮像素子により得られた１枚の画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定し、
前記設定手段は、
前記判定手段の判定結果に応じて前記ＨＰＦのカットオフ周波数を設定し、
前記コントラストＡＦ手段は、
前記設定手段により設定された前記ＨＰＦのカットオフ周波数のままでオートフォーカス動作を行なうことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のオートフォーカス装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記撮像素子により得られた画像データのうち、所定のフォーカスエリア内の画像データの輝度成分に基づいて、フォーカスエリアの画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のオートフォーカス装置。
【請求項８】
被写体を撮像する撮像素子により得られた画像データからＨＰＦによって抽出された高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出処理と、
前記算出処理により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより被写体に対してオートフォーカスを行なうコントラストＡＦ処理と、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判定された場合は、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の高いＨＰＦに設定する設定処理と、
を含み、上記各処理をコンピュータで実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置及びそのプログラムに係り、詳しくは、算出されたＡＦ評価値を用いて被写体に対してオートフォーカスを行なうオートフォーカス装置及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＦ処理の方式の代表的なものとしてコントラスト検出方式というものがある。このコントラスト検出方式によるＡＦ処理とは、山登り方式と呼ばれているものであり、フォーカスレンズを移動させていくとともに、各レンズ位置において撮像された画像データから高周波成分をＨＰＦ（ハイパスフィルタ）により抽出してＡＦ評価値を算出していき、ＡＦ評価値が最もピーク（山の頂点）となるレンズ位置にフォーカスレンズを移動させるというものである。
【０００３】
この得られるＡＦ評価値は、高周波成分を抽出するＨＰＦのカットオフ周波数により異なるため、点光源があるような暗い状況（例えば、夜景）の場合には、高カットオフ周波数のＨＰＦに切り替えることによりＡＦの精度を高める技術が登場した。具体的には、画面の複数領域毎に輝度信号を積算し、各領域の積算値と基準値とを比較し、基準値より小さい積算値の領域の数が全体の領域数に対して一定の割合を越えた場合には、暗い場所での撮影と判断し、高カットオフ周波数のＨＰＦに切り替えるというものである（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】公開特許公報  特開平１１−８８７６０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高カットオフ周波数のＨＰＦの場合は、図４に示すように、夜景点光源で安定したＡＦ評価値のピーク値（ＡＦ評価値の山）を得ることができるが、低コントラストの被写体ではＡＦ評価値の山が緩やかになり正確なピント位置（ＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置）を得ることができないという特性を有し、低カットオフ周波数のＨＰＦの場合は、低コントラストの被写体ではＡＦ評価値の山を得ることができるが、夜景点光源では偽山が発生しやすく、正確なピント位置を得ることができないという特性を有するため、上記特許文献１に記載の技術のように、点光源を含まないような暗い場所でも、高カットオフ周波数のＨＰＦに切り替えてしまうという方法では、逆にＡＦ精度を落としてしまうという問題点があった。
つまり、高カットオフ周波数のＨＰＦが適しているのは、点光源を含む夜景のような暗い場所のみであり、点光源を含まない暗い場所の場合は、低カットオフ周波数のＨＰＦの方が適しているということになる。
【０００６】
そこで本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、撮影状況に応じたＨＰＦを適用することによりＡＦ処理の精度を高めることができるオートフォーカス装置及びそのプログラム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】
【０００７】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明によるオートフォーカス装置は、被写体の光を画像データに変換する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた画像データからＨＰＦによって抽出された高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより被写体に対してオートフォーカスを行なうコントラストＡＦ手段と、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判定された場合は、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の高いＨＰＦに設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、例えば、請求項２に記載されているように、前記設定手段は、
前記判定手段により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在しないと判定された場合には、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の低いＨＰＦに設定するようにしてもよい。
【０００９】
また、例えば、請求項３に記載されているように、前記判定手段は、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、第１の閾値輝度よりも大きい輝度の画素が第１の所定画素数以上の場合には高輝度領域が存在すると判定し、第２の閾値輝度よりも小さい輝度の画素が第２の所定画素数以上の場合には低輝度領域が存在すると判定することにより高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定するようにしてもよい。
【００１０】
また、例えば、請求項４に記載されているように、前記第１の所定画素数は、
前記第２の所定画素数より少ないようにしてもよい。
【００１１】
また、例えば、請求項５に記載されているように、前記判定手段は、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、低輝度画素数が第３の所定画素数となるときの輝度と、高輝度画素数が第４の所定画素数となるときの輝度との差が閾値より大きい場合には、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定するようにしてもよい。
【００１２】
また、例えば、請求項６に記載されているように、前記判定手段は、
前記コントラストＡＦ手段によるオートフォーカス時に前記撮像素子により得られた１枚の画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定し、
前記設定手段は、
前記判定手段の判定結果に応じて前記ＨＰＦのカットオフ周波数を設定し、
前記コントラストＡＦ手段は、
前記設定手段により設定された前記ＨＰＦのカットオフ周波数のままでオートフォーカス動作を行なうようにしてもよい。
【００１３】
また、例えば、請求項７に記載されているように、前記判定手段は、
前記撮像素子により得られた画像データのうち、所定のフォーカスエリア内の画像データの輝度成分に基づいて、フォーカスエリアの画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定するようにしてもよい。
【００１４】
上記目的達成のため、請求項８記載の発明によるプログラムは、被写体を撮像する撮像素子により得られた画像データからＨＰＦによって抽出された高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出処理と、
前記算出処理により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより被写体に対してオートフォーカスを行なうコントラストＡＦ処理と、
前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判定された場合は、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の高いＨＰＦに設定する設定処理と、
を含み、上記各処理をコンピュータで実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、被写体の光を画像データに変換する撮像素子と、前記撮像素子により得られた画像データからＨＰＦによって抽出された高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させることにより被写体に対してオートフォーカスを行なうコントラストＡＦ手段と、前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判定された場合は、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の高いＨＰＦに設定する設定手段と、を備えるようにしたので、夜景点光源を含む被写体であるか、点光源を含まない夜景などの低コントラストの被写体であるかを確実に判定することができ、また、夜景点光源を含む被写体の場合には（高輝度領域と低輝度領域とがともに存在する場合には）高カットオフ周波数のＨＰＦに設定するので、安定したＡＦ評価値の山を得ることができ、ＡＦの精度を向上させることができる。
また、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在する場合には、夜景点光源を含む被写体であると判断して、高カットオフ周波数のＨＰＦに設定するので、通常の被写体を夜景点光源を含む被写体と誤判定した場合でも、高コントラストの被写体である可能性が高く、良好なＡＦ評価値の山を得ることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、前記設定手段は、前記判定手段により高輝度領域及び低輝度領域がともに存在しないと判定された場合には、前記ＨＰＦをカットオフ周波数の低いＨＰＦに設定するようにしたので、点光源を含まない夜景などの低コントラストの被写体の場合であっても、良好なＡＦ評価値の山を得ることができ、ＡＦの精度を向上させることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記判定手段は、前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、第１の閾値輝度より大きい輝度の画素が第１の所定画素数以上の場合には高輝度領域が存在すると判定し、第２の閾値輝度よりも小さい輝度の画素が第２の所定画素数以上の場合には低輝度領域が存在すると判定することにより高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定するようにしたので、精度良く、夜景点光源を含む被写体であるか否かを判断することができ、ＡＦの精度を向上させることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、前記第１の所定画素数は、前記第２の所定画素数より少ないので、さらに、夜景点光源を含む被写体であるか否かの判断精度を向上させることができ、ＡＦの精度を高めることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、前記判定手段は、前記撮像素子により得られた画像データの輝度成分に基づいて、低輝度画素数が第３の所定画素数となるときの輝度と、高輝度画素数が第４の所定画素数となるときの輝度との差が閾値より大きい場合には、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定するようにしたので、精度良く、夜景点光源を含む被写体であるか否かを判断することができ、ＡＦの精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、前記判定手段は、前記コントラストＡＦ手段によるオートフォーカス時に前記撮像素子により得られた１枚の画像データの輝度成分に基づいて、画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定し、前記設定手段は、前記判定手段の判定結果に応じて前記ＨＰＦのカットオフ周波数を設定し、前記コントラストＡＦ手段は、前記設定手段により設定されたＨＰＦのカットオフ周波数のままでオートフォーカス動作を行なうようにしたので、ＡＦ処理中にＨＰＦのカットオフ周波数が変更されることもなく、精度良く被写体にオートフォーカスを行なうことができる。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、前記判定手段は、前記撮像素子により得られた画像データのうち、所定のフォーカスエリア内の画像データの輝度成分に基づいて、フォーカスエリアの画像内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定するようにしたので、迅速に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かの判定することができるとともに、フォーカスエリア内の被写体に対して精度良くオートフォーカスを行なうことができる。
【００２２】
請求項８記載の発明によれば、デジタルカメラ、パソコン等に読み込ませることにより、本発明のオートフォーカス装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本実施の形態について、デジタルカメラを適用した一例として図面を参照して詳細に説明する。
[実施の形態]
Ａ．デジタルカメラの構成
図１は、本発明のオートフォーカス装置を実現するデジタルカメラ１の電気的な概略構成を示すブロック図である。
デジタルカメラ１は、撮影レンズ２、レンズ駆動ブロック３、ＣＣＤ４、垂直ドライバ５、ＴＧ（timing generator）６、ユニット回路７、信号処理部８、ＨＰＦ９、積分回路１０、ＣＰＵ１１、キー入力部１２、画像表示部１３を備えている。
【００２４】
撮影レンズ２は、図示しないフォーカスレンズ、ズームレンズを含み、レンズ駆動ブロック３が接続されている。レンズ駆動ブロック３は、図示しないフォーカスレンズ、ズームレンズを光軸方向に駆動させるフォーカスモータ及びズームモータと、ＣＰＵ１１からの制御信号にしたがってフォーカスモータ及びズームモータを駆動させるフォーカスモータドライバ及びズームモータドライバから構成されている。
【００２５】
ＣＣＤ４は、垂直ドライバ５によって走査駆動され、一定周期毎に被写体像のＲＧＢ値の各色の光の強さを光電変換して撮像信号（画像データ）としてユニット回路７に出力する。この垂直ドライバ５、ユニット回路７の動作タイミングはＴＧ６を介してＣＰＵ１１により制御される。
【００２６】
ユニット回路７にはＴＧ６が接続されており、ＣＣＤ４から出力される撮像信号を相関二重サンプリングして保持するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路、そのサンプリング後の撮像信号の自動利得調整を行うＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路、その自動利得調整後のアナログの撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器から構成されており、ＣＣＤ４の撮像信号は、ユニット回路７を経てデジタル信号として信号処理部８に送られる。
【００２７】
信号処理部８は、入力された撮像信号から輝度・色差信号（ＹＵＶ）を生成するものであり、信号処理部８は、生成した輝度・色差信号（ＹＵＶ）をＣＰＵ１１に出力するとともに、輝度信号ＹをＨＰＦ９に出力する。
【００２８】
ＣＰＵ１１は、信号処理部８から送られてきた輝度信号Ｙに基づいて、撮影状況が夜景点光源であるか否かを判定し、判定結果に基づいて、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃを設定する処理（高カットオフ周波数又は低カット周波数に設定する処理）や、積分回路１０から送られてきたＡＦ評価値に基づいて、フォーカスレンズを合焦レンズ位置に移動させるようにレンズ駆動ブロック３を制御したりする機能を含むとともに、オートフォーカス装置の各部を制御する機能を有するワンチップマイコンからなる。
また、ＣＰＵ１１は、制御に必要な制御プログラム、及び必要なデータが記録されているメモリを有し、ＣＰＵ１１は、該プログラムに従い動作する。
【００２９】
ＨＰＦ９は、信号処理部８から送られてきた輝度信号Ｙのうち、ＣＰＵ１１により設定されたカットオフ周波数ｆｃより高い周波数の輝度信号Ｙ（高周波成分）を積分回路１０に出力する。
積分回路１０は、ＨＰＦ９から送られてきた高周波成分を積算してＡＦ評価値を算出し、該算出したＡＦ評価値をＣＰＵ１１に出力する。
【００３０】
キー入力部１２は、半押し全押し可能なシャッタボタン、モードキー等の複数の操作キーを含み、ユーザのキー操作に応じた操作信号をＣＰＵ１１に出力する。
画像表示部１３は、カラーＬＣＤとその駆動回路を含み、撮影モードの時には、ＣＣＤ４によって撮像され、図示しないＤＲＡＭ（バッファメモリ）に記憶された画像データ（ＹＵＶデータ）を表示させ、再生時の時には、図示しないフラッシュメモリから読み出され伸張された記録画像データを表示させる。
【００３１】
Ｂ．次に、本発明の特徴となるＣＰＵ１１の機能について説明する。
ユーザによってシャッタボタンが半押しされると、ＣＰＵ１１は、ＴＧ６及び垂直ドライバ５を介して、ＣＣＤ４による撮像処理を行なわせ、該撮像処理により得られ、信号処理部８で生成された１枚の輝度・色差信号（ＹＵＶデータ）の画像データを取得する。
【００３２】
そして、ＣＰＵ１１は、該取得した輝度信号Ｙに基づいてフォーカスエリア内に高輝度領域が存在するか否かの判定、及び、低輝度領域が存在するか否かの判定を行なう。
このフォーカスエリア内に高輝度領域が存在するか否かの判定は、フォーカスエリア内の輝度信号Ｙに基づいて、第１の閾値輝度より大きい輝度の画素の数が、フォーカスエリア内の総画素数の第１の所定の割合（例えば、０．３％）よりも多い場合には高輝度領域ありと判定する。
また、このフォーカスエリア内に低輝度領域が存在するか否かの判定は、フォーカスエリア内の輝度信号に基づいて、第２の閾値輝度より小さい輝度の画素の数が、フォーカスエリア内の総画像数の第２の所定の割合（例えば、１〜２％）より多い場合には低輝度領域ありと判定する。
このとき、第１の所定の割合は、第２の所定の割合より少なくする。これにより、高輝度領域及び低輝度領域が存在するか否かの判定制度を上げることが可能となる。
【００３３】
なお、フォーカスエリア内の総画素数が予め決まっている場合には、総画素数の割合に替えて画素数に基づいて判断するようにしてもよい。
例えば、第１の閾値輝度より大きい輝度の画素の数が、第１の所定画素数より多い場合には高輝度領域ありと判定し、第２の閾値輝度より小さい輝度の画素の数が、第２の所定画素数より多い場合には低輝度領域ありと判断するようにする。
【００３４】
そして、ＣＰＵ１１は、フォーカスエリア内に高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判定すると、被写体は夜景点光源を含むと判断し、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃを高く設定する。つまり、高カットオフ周波数のＨＰＦに設定する。
一方、ＣＰＵ１１は、フォーカスエリア内に高輝度領域及び低輝度領域がともに存在していないと判断すると（高輝度領域又は低輝度領域のみが存在する場合も含む）、低コントラストの被写体であると判断し、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃを低く設定する。つまり、低カットオフ周波数のＨＰＦに設定する。
そして、ＣＰＵ１１は、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃを設定すると、最もＡＦ評価値が高くなるレンズ位置の検出処理を開始する。
【００３５】
Ｃ．デジタルカメラ１の動作
実施の形態におけるデジタルカメラ１の動作を図２のフローチャートにしたがって説明する。
ユーザのキー入力部１２のモードキーの操作により撮影モードに設定されると、ＣＰＵ１１は、ＴＧ６、垂直ドライバ５を介してＣＣＤ４による撮像を開始させ、信号処理部８によって生成された輝度・色差信号（ＹＵＶデータ）の画像データをバッファメモリ（図示略）に記憶し、該記憶した画像データを画像表示部１３に表示させるという、いわゆるスルー画像表示を開始させる。
【００３６】
このスルー画像表示は、ユーザによってシャッタボタンが半押しされたと判断するまで、つまり、キー入力部１２からシャッタボタン半押しの操作に対応する操作信号が送られてくるまで行い、シャッタボタンが半押しされたと判断すると、図２のステップＳ１に進む。
【００３７】
図２のステップＳ１に進むと、ＣＰＵ１１は、ＣＣＤ４により撮像され、信号処理部８によって生成された１枚の輝度・色差信号（ＹＵＶデータ）の画像データを取得する。
【００３８】
次いで、ＣＰＵ１１は、該取得した輝度信号Ｙに基づいて、フォーカスエリア内に高輝度領域が存在するか否かの判定を行う（ステップＳ２）。
この判定は、フォーカスエリア内の画素の輝度信号Ｙに基づいて、第１の閾値輝度より大きい輝度の画素の数が、フォーカスエリア内の総画素数の第１の所定の割合（例えば、０．３％）よりも多いか否かを判断し、多い場合には高輝度領域が存在すると判定する。
【００３９】
ステップＳ２で、フォーカスエリア内に高輝度領域が存在すると判定すると、ＣＰＵ１１は、フォーカスエリア内に低輝度領域が存在するか否かの判定を行なう（ステップＳ３）。
この判定は、フォーカスエリア内の画素の輝度信号Ｙに基づいて、第２の閾値輝度より小さい輝度の画素の数が、フォーカスエリア内の総画像数の第２の所定の割合（例えば、１〜２％）よりも多いか否かを判断し、多い場合には低輝度領域が存在すると判定する。
【００４０】
ステップＳ３で、フォーカスエリア内に低輝度領域が存在すると判定すると、被写体は夜景点光源を含むと判断し、ＣＰＵ１１は、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃを高く設定する（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ２で、フォーカスエリア内に高輝度領域が存在しないと判定された場合、ステップＳ３で、フォーカスエリア内に低輝度領域が存在しないと判定された場合は、低コントラストの被写体であると判断し、ＣＰＵ１１は、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃを低く設定する（ステップＳ５）。
【００４１】
そして、ステップＳ４又はステップＳ５で、ＨＰＦ９のカットオフ周波数ｆｃの設定を行なうと、ＣＰＵ１１は、ＡＦサーチ処理、つまり、ＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置のサーチを開始する。
具体的に説明する、フォーカスレンズを一方のレンズ端から他方のレンズ端まで移動させていくとともに、ＣＣＤ４によって一定周期毎に出力されるそれぞれの画像データの輝度信号Ｙから、該設定されたカットオフ周波数ｆｃのＨＰＦ９によって高周波成分を抽出することにより各レンズ位置におけるＡＦ評価値を算出していき、ＡＦ評価値が最大値となるレンズ位置を検出する。つまり、各レンズ位置におけるＡＦ評価値を検出していき、ＡＦ評価値が最大値となるレンズ位置を検出することとなる。
【００４２】
そして、ＡＦ評価値が最大値となるレンズ位置を検出すると、該検出したレンズ位置にフォーカスレンズを移動させることによりＡＦ処理が完了する。
なお、フォーカスレンズを一方のレンズ端から他方のレンズ端まで移動させている最中にＡＦ評価値の最大値を検出した場合には、フォーカスレンズの移動を中止させ、該検出したレンズ位置にフォーカスレンズを移動させるようにしてもよい。
【００４３】
Ｄ．以上のように、第１の実施の形態においては、ＡＦ処理開始時に、一枚の画像データを取得し、該取得した１枚の画像データのフォーカスエリア内の画像データの輝度成分に基づいて、高輝度領域及び低輝度領域がともに存在すると判断した場合には、夜景点光源を含む被写体と判断して、高カットオフ周波数のＨＰＦに設定し、高輝度領域及び低輝度領域がともに存在しないと判断した場合には低コントラストの被写体と判断して、低カットオフ周波数のＨＰＦに設定するので、夜景点光源を含む被写体の場合と、点光源を含まない夜景などの低コントラストの被写体の場合とで、ＨＰＦのカットオフ周波数を異ならせるので、良好なＡＦ評価値の山を得ることができる。
【００４４】
また、第１の閾値輝度より大きい輝度の数が、フォーカスエリア内の総画素数の第１の所定の割合より多い場合には高輝度領域が存在すると判定し、第２の閾値輝度より小さい輝度の数が、フォーカスエリア内の総画素数の第２の所定の割合より多い場合には低輝度領域が存在すると判定し、高輝度領域及び低輝度領域がともに存在する場合には夜景点光源であると判断するようにしたので、精度良く夜景点光源を含む被写体であるかを判断することができ、延いては、ＡＦの精度を向上させることができる。
【００４５】
また、第１の所定の割合を第２の所定の割合より少なくしたので、更に、夜景点光源の判断精度を向上させることができ、延いては、ＡＦの精度を向上させることができる。
また、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在した場合には夜景点光源を含むと判断するようにしたで、通所の被写体を夜景点光源を含む被写体と誤判定した場合でも、高コントラストの被写体である可能性が高く、高カットオフのＨＰＦでＡＦ評価値を算出しても正確に合焦レンズ位置を検出することができる。
また、１つのフィルタを用いて、カットオフ周波数を切り替えるようにしたので、計算量が増加せず、簡易な設計で済む。
【００４６】
［変形例］
なお、上記実施の形態は、以下のような変形例も可能である。
（１）上記実施の形態においては、高輝度領域及び低輝度領域が存在するかの判定を、第１の閾値輝度より大きい輝度の画素の数が、フォーカスエリア内の総画素数の第１の所定の割合よりも多い場合には高輝度領域ありと判定し、第２の閾値輝度より小さい輝度の画素の数が、フォーカスエリア内の総画像数の第２の所定の割合より多い場合には低輝度領域ありと判定するようにしたが、以下のようにしてもよい。
【００４７】
図３は、フォーカスエリア内の画素の輝度のヒストグラムを示すものである。
低輝度画素数が第３の所定の割合Ｓ１となるときの輝度ｙ１と、高輝度画素数が第３の所定の割合Ｓ２となるときの輝度ｙ２との差が閾値より大きい場合には、低輝度領域及び高輝度領域があると判定し、輝度ｙ１と輝度ｙ２との差が閾値以下の場合は低輝度領域及び高輝度領域が存在しない（低輝度領域又は高輝度領域のみが存在する場合も含む）と判定するようにする。
【００４８】
つまり、第３の所定の割合Ｓ１と第４の所定の割合Ｓ２とは予め決まっており、フォーカスエリア内の画素のうち、輝度の少ない画素から順に数えて丁度割合Ｓ１のときの画素の輝度をｙ１とし、輝度の大きい画素から順に数えて丁度割合Ｓ２となるときの画素の輝度をｙ２とし、そのときのｙ１とｙ２の差が閾値より大きい場合には低輝度領域と高輝度領域とが存在するということになる。
なお、Ｓ１とＳ２とを、フォーカスエリア内の総画素数の割合とするようにしたが、フォーカスエリア内の画素が予め決まっている場合には、Ｓ１とＳ２とを画素の数によって定めるようにしてもよい。
【００４９】
図３（ａ）は、低輝度領域及び高輝度領域が存在するときのフォーカスエリア内の画素の輝度のヒストグラムを示す図であり、ｙ１とｙ２との差が大きいことがわかる。
また、図３（ｂ）は、低輝度領域及び高輝度領域が存在しないときのフォーカスエリア内の画素の輝度のヒストグラムを示す図であり、ｙ１とｙ２との差が少ないことがわかる。
【００５０】
（２）また、上記実施例においては、ＨＰＦを１つだけ設け、夜景点光源を含む被写体と低コントラストの被写体とに応じてその特性を変えるようにしたが（カットオフ周波数ｆｃを高くしたり低くしたり設定するようにしたが）、高カットオフ周波数のＨＰＦと低カットオフ周波数のＨＰＦとを別個に設けて、切り替えるようにしてもよい。
【００５１】
（３）また、上記実施の形態においては、フォーカスエリア内に高輝度領域、低輝度領域が存在するか否かを判定するようにしたが、撮像された画像の全体の中に（ステップＳ１で取得した画像データの画像の中に）高輝度領域、低輝度領域が存在するか否かの判定を行うようにしてもよい。
このときには、ステップＳ１で取得した輝度信号Ｙに基づいて、第１の閾値輝度より大きい輝度の画素の数が、画像内の総画素数の所定の割合（例えば、０．３％）よりも多いか否かを判断し、多い場合には高輝度領域が存在すると判定し、第２の閾値輝度より小さい輝度の画素の数が、画像内の総画素数の所定の割合（例えば、１〜２％）よりも多いか否かを判断し、多い場合には低輝度領域が存在すると判定する。
【００５２】
（４）また、上記（１）においても、フォーカスエリア内に高輝度領域、低輝度領域が存在するか否かを判断するようにしたが、撮像された画像の全体の中に（ステップＳ１で取得した画像データの画像の中に）高輝度領域及び低輝度領域がともに存在するか否かの判断を行うようにしてもよい。
【００５３】
（５）また、上記実施の形態においては、シャッタボタンが半押し直後に取得した画像データに基づいて、高輝度領域と低輝度領域とが存在するか否かを判定するようにしたが、シャッタボタンが半押し直前の画像データに基づいて、高輝度領域と低輝度領域とが存在するか否かを判定するようにしてもよい。
【００５４】
（６）さらに、上記実施の形態におけるデジタルカメラ１は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、カメラ付き携帯電話、カメラ付きＰＤＡ、カメラ付きパソコン、カメラ付きＩＣレコーダ、又はデジタルビデオカメラ等でもよく、要は被写体に対してオートフォーカスすることができる機器であれば何でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態のデジタルカメラのブロック図である。
【図２】本実施の形態におけるデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。
【図３】フォーカスエリア内の画素の輝度のヒストグラムを示すものである。
【図４】高カットオフＨＰＦ及び低カットオフＨＰＦを用いて夜景点光源と低コントラスト被写体のときに検出されるＡＦ評価値の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      デジタルカメラ
２      撮影レンズ
３      レンズ駆動ブロック
４      ＣＣＤ
５      垂直ドライバ
６      ＴＧ
７      ユニット回路
８      信号処理部
９      ＨＰＦ
１０    積分回路
１１    ＣＰＵ
１２    キー入力部
１３    画像表示部
【図１】
2007108412.tif 000003
【図２】
2007108412.tif 000004
【図３】
2007108412.tif 000005
【図４】
2007108412.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月1日(2006.9.1)
【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】
フォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを介して入力される光を検知して画像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像データに基づいて、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定された場合、前記画像データから高周波成分を抽出するためのＨＰＦに設定するカットオフ周波数を制御する制御手段と、
前記制御手段により前記カットオフ周波数が設定されたＨＰＦを介して得られた高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させるレンズ位置調整手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記画像データに対する高輝度領域の画素の割合が第１の所定の割合を超え、且つ、前記画像データに対する低輝度領域の画素の割合が第２の所定の割合を超えた場合に、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定することを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
【請求項３】
前記第１の所定の割合は前記第２の割合と比較して小さいことを特徴とする請求項２記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
前記画像データの画素数に対する高輝度画素数が第１の所定画素数を超え、且つ、前記画像データの画素数に対する低輝度画素数が第２の所定画素数を超えた場合に、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定することを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
【請求項５】
前記第１の所定画素数は前記第２の所定画素数と比較して少ない特徴とする請求項４記載のオートフォーカス装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記画像データにおける高輝度領域の画素の輝度値と、前記画像データにおける、低輝度領域の画素の輝度値との輝度差が予め設定された値より大きい場合に、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定することを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記判定手段により高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定されると、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在しない場合に設定されるカットオフ周波数よりも高いカットオフ周波数を前記ＨＰＦに設定することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のオートフォーカス装置。
【請求項８】
コンピュータを、
撮像部により得られた被写体の画像データに基づいて、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段、
前記判定手段により高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定された場合、前記画像データから高周波成分を抽出するためのＨＰＦに設定するカットオフ周波数を制御する制御手段、
前記制御手段により前記カットオフ周波数が設定されたＨＰＦを介して得られた高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段、
前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させるレンズ位置調整手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明は、フォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを介して入力される光を検知して画像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像データに基づいて、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定された場合、前記画像データから高周波成分を抽出するためのＨＰＦに設定するカットオフ周波数を制御する制御手段と、
前記制御手段により前記カットオフ周波数が設定されたＨＰＦを介して得られた高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置に前記フォーカスレンズを移動させるレンズ位置調整手段と、
を備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、例えば、請求項２に記載されているように、前記判定手段は、
前記画像データに対する高輝度領域の画素の割合が第１の所定の割合を超え、且つ、前記画像データに対する低輝度領域の画素の割合が第２の所定の割合を超えた場合に、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定するようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、例えば、請求項３に記載されているように、前記第１の所定の割合は前記第２の割合と比較して小さくするようにしてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、例えば、請求項４に記載されているように、前記判定手段は、
前記画像データの画素数に対する高輝度画素数が第１の所定画素数を超え、且つ、前記画像データの画素数に対する低輝度画素数が第２の所定画素数を超えた場合に、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定するようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、例えば、請求項５に記載されているように、前記第１の所定画素数は前記第２の所定画素数と比較して少ないようにしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、例えば、請求項６に記載されているように、前記判定手段は、
前記画像データにおける高輝度領域の画素の輝度値と、前記画像データにおける、低輝度領域の画素の輝度値との輝度差が予め設定された値より大きい場合に、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定するようにしてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、例えば、請求項７に記載されているように、前記制御手段は、
前記判定手段により高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定されると、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在しない場合に設定されるカットオフ周波数よりも高いカットオフ周波数を前記ＨＰＦに設定するようにしてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、上記目的達成のため、請求項８記載の発明は、コンピュータを、
撮像部により得られた被写体の画像データに基づいて、当該画像データ内に高輝度領域と低輝度領域とがともに存在するか否かを判定する判定手段、
前記判定手段により高輝度領域と低輝度領域とがともに存在すると判定された場合、前記画像データから高周波成分を抽出するためのＨＰＦに設定するカットオフ周波数を制御する制御手段、
前記制御手段により前記カットオフ周波数が設定されたＨＰＦを介して得られた高周波成分に基づいてＡＦ評価値を算出する算出手段、
前記算出手段により算出されるＡＦ評価値が最大値となるようなレンズ位置にフォーカスレンズを移動させるレンズ位置調整手段、
として機能させることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明によれば、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在する場合、ＨＰＦに設定するカットオフ周波数を制御してＡＦ評価値を算出するので、夜景点光源を含む被写体であるか、点光源を含まない夜景などの低コントラストの被写体であるかを確実に判定することができ、また、夜景点光源を含む被写体の場合には（高輝度領域と低輝度領域とがともに存在する場合には）安定したＡＦ評価値の山を得ることができ、ＡＦの精度を向上させることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、第１の所定の割合を第２の所定の割合より少なくしたので、更に、夜景点光源の判断精度を向上させることができ、延いては、ＡＦの精度を向上させることができる。
また、高輝度領域と低輝度領域とがともに存在した場合には夜景点光源を含むと判断するようにしたので、通常の被写体と夜景点光源を含む被写体と誤判定した場合でも、高コントラストの被写体である可能性が高く、高カットオフのＨＰＦでＡＦ評価値を算出しても正確に合焦レンズ位置を検出することができる。
また、１つのフィルタを用いて、カットオフ周波数を切り替えるようにしたので、計算量が増加せず、簡易な設計で済む。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図３は、フォーカスエリア内の画素の輝度のヒストグラムを示すものである。
低輝度画素数が第３の所定の割合Ｓ１となるときの輝度ｙ１と、高輝度画素数が第４の所定の割合Ｓ２となるときの輝度ｙ２との差が閾値より大きい場合には、低輝度領域及び高輝度領域があると判定し、輝度ｙ１と輝度ｙ２との差が閾値以下の場合は低輝度領域及び高輝度領域が存在しない（低輝度領域又は高輝度領域のみが存在する場合も含む）と判定するようにする。
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月20日(2006.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１３
【補正方法】削除
【補正の内容】