(57)【要約】【課題】ハードウェア資源の使用量を抑えつつ、ＡＦ機能の低下を抑える。【解決手段】複数のサンプルをバッファリングして遅延させる機能を各々が有する複数のラインバッファを含んだ遅延器を有し、画像信号を構成するサンプルをラスタ走査により順次に読み出し、読み出したサンプルを遅延器に順次に入力して画像信号の周波数成分を抽出する、少なくとも１次のＩＩＲ−フィルタと、画像信号からラスタ走査により順次に読み出される水平方向のサンプル数と複数のラインバッファの各々によりバッファリングされる複数のサンプルとを一致させるようにＩＩＲ−フィルタを制御し、複数のラインバッファの各々から走査方向に対して直交する方向に沿ってサンプルを読み出すようにＩＩＲ−フィルタを制御し、読み出したサンプルに対してフィルタ処理を行うようにＩＩＲ−フィルタを制御する制御部と、を備える、撮像装置を提供する。【選択図】図４
2012133112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号から抽出した周波数成分に基づいて焦点調節を行う撮像装置において、
複数のサンプルをバッファリングして遅延させる機能を各々が有する複数のラインバッファを含んだ複数サンプル遅延器を有し、前記画像信号を構成する画素をラスタ走査により順次に読み出し、読み出した前記画素から前記複数サンプル遅延器を用いて前記画像信号の周波数成分を抽出する、少なくとも１次のＩＩＲ−フィルタと、
前記画像信号からラスタ走査により順次に読み出される水平方向の画素数と前記複数のラインバッファの各々によりバッファリングされる前記複数のサンプルの数とを一致させるように前記ＩＩＲ−フィルタを制御する遅延サンプル数制御部と、
を備え、
前記遅延サンプル数制御部は、
前記複数のラインバッファの各々から前記走査方向に対して直交する方向に沿ってサンプルを読み出すように前記ＩＩＲ−フィルタを制御し、前記読み出したサンプルに対してフィルタ処理を行うように前記ＩＩＲ−フィルタを制御する、
ことを特徴とする、撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、
前記複数サンプル遅延器が有する前記複数のラインバッファによりバッファリングされる前記複数のサンプルの数を設定するサンプル数設定部、
をさらに備え、
前記遅延サンプル数制御部は、
前記サンプル数設定部により設定された前記サンプル数に相当する複数のサンプルをバッファリングして遅延させるように前記複数サンプル遅延器を制御する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、
前記画像信号を構成する複数の画素の一部を水平方向に間引き処理する水平画素間引き部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
画像信号から抽出した周波数成分に基づいて焦点調節を行う撮像装置における撮像方法において、
前記撮像装置は、
複数のサンプルをバッファリングして遅延させる機能を各々が有する複数のラインバッファを含んだ複数サンプル遅延器を有し、前記画像信号を構成するサンプルをラスタ走査により順次に読み出し、読み出した前記サンプルを前記複数サンプル遅延器に順次に入力して前記画像信号の周波数成分を抽出する、少なくとも１次のＩＩＲ−フィルタと、前記ＩＩＲ−フィルタを制御する遅延サンプル数制御部とを備え、
前記遅延サンプル数制御部は、
前記画像信号からラスタ走査により順次に読み出される水平方向のサンプル数と前記複数のラインバッファの各々によりバッファリングされる前記複数のサンプルの数とを一致させるように前記ＩＩＲ−フィルタを制御するステップと、
前記複数のラインバッファの各々から前記走査方向に対して直交する方向に沿ってサンプルを読み出すように前記ＩＩＲ−フィルタを制御するステップと、
前記読み出したサンプルに対してフィルタ処理を行うように前記ＩＩＲ−フィルタを制御するステップと、
実行することを特徴とする、撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ、Ｃａｍｅｒａ付き携帯電話、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃａｍｅｒａなどには、自動により焦点調節を行うＡｕｔｏＦｏｃｕｓ（以下、「ＡＦ」と言う。）機能が搭載されているのが一般的である。ＡＦには大きく分けて２つの方式があり、測距Ｓｅｎｓｏｒを使って光学的に被写体までの距離を測定する位相差検出方式と、画像のＣｏｎｔｒａｓｔが最も高くなる位置を合焦位置として検出するＣｏｎｔｒａｓｔ検出方式とがある。ここでは、Ｃｏｎｔｒａｓｔ検出方式について説明する。
【０００３】
Ｃｏｎｔｒａｓｔ検出方式は、入力画像信号の高周波成分を抽出し、高周波成分に基づいて算出されるＣｏｎｔｒａｓｔ値（以下、「ＡＦ評価値」と言う。）が最大となるようにＦｏｃｕｓＬｅｎｓを駆動して焦点調節を行う。図６は、Ｃｏｎｔｒａｓｔ検出方式を説明するための概念図である。
【０００４】
ここで、画像の高周波成分を抽出するために、Ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ（以下、「ＨＰＦ」と言う。）が用いられるが、一般的には画像に対して水平方向のＨＰＦが用いられる。例えば、図７（ａ）に示すような縦縞の画像に対して水平方向ＨＰＦをかけると、図７（ｂ）のような高周波成分が抽出される。しかしながら、図８（ａ）のような横縞の画像に対しては、図８（ｂ）に示すように、高周波成分が抽出できない。すなわち、自動焦点調節ができないという問題がある。
【０００５】
このような問題に対処するため、垂直方向の高周波成分を抽出するための技術がある。例えば、特許文献２に記載された技術では、２次元のＦｉｌｔｅｒを備えることにより、水平・垂直両方向の高周波成分を抽出する。
【０００６】
また、特許文献３に記載された技術では、入力画像を９０度回転させた後、水平方向にＦｉｌｔｅｒをかけることにより、垂直方向にＦｉｌｔｅｒをかけた場合と同様の効果を得ることができる。また、特許文献３に記載された技術では、水平方向に加え垂直方向の１次元Ｆｉｌｔｅｒを別途備えている。このように、水平方向だけでなく垂直方向のＦｉｌｔｅｒを備えることにより、図８（ｃ）に示すように、横縞の画像に対しても高周波成分を抽出することができ、水平線などのＳｃｅｎｅにおいても精度良く自動焦点調節を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０７４９５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２６６２１号公報
【特許文献３】特開２００７−９４２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術には以下のような問題があった。例えば、特許文献１に記載された技術では、２次元のＦｉｌｔｅｒを用いており、合焦精度を高くするためにＴａｐ数を大きくすると、Ｍｅｍｏｒｙ  Ｓｉｚｅが大きくなるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載された技術では、９０度回転させた画像を保存するためにＭｅｍｏｒｙ領域が必要となり、Ｍｅｍｏｒｙ領域を確保するためのＣｏｓｔが増大するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献３には、具体的なＨｉｇｈ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒの構成、特に垂直方向のＨｉｇｈ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒを低Ｃｏｓｔで実現する方法については示されていない。そのため、一般的に用いられるＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型のＦｉｌｔｅｒを用いて急峻な遮断特性を得るためにはＴａｐ数が増加し、それに伴ってＭｅｍｏｒｙ量も増加するという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、ハードウェア資源の使用量を抑えつつ、ＡＦ機能の低下を抑えることが可能な、新規かつ改良された撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある実施形態によれば、画像信号から抽出した周波数成分に基づいて焦点調節を行う撮像装置において、複数のサンプルをバッファリングして遅延させる機能を各々が有する複数のラインバッファを含んだ複数サンプル遅延器を有し、上記画像信号を構成する画素をラスタ走査により順次に読み出し、読み出した上記画素から上記複数サンプル遅延器を用いて上記画像信号の周波数成分を抽出する、少なくとも１次のＩＩＲ−フィルタと、上記画像信号からラスタ走査により順次に読み出される水平方向の画素数と上記複数のラインバッファの各々によりバッファリングされる上記複数のサンプルの数とを一致させるように上記ＩＩＲ−フィルタを制御する遅延サンプル数制御部と、を備え、上記遅延サンプル数制御部は、上記複数のラインバッファの各々から上記走査方向に対して直交する方向に沿ってサンプルを読み出すように上記ＩＩＲ−フィルタを制御し、上記読み出したサンプルに対してフィルタ処理を行うように上記ＩＩＲ−フィルタを制御することを特徴とする、撮像装置が提供される。
【００１３】
かかる構成によれば、水平方向の周波数抽出に適用するフィルタと同一構成のフィルタを、垂直方向の周波数抽出に適用することができるため、ハードウェア資源の使用量を抑えつつ、ＡＦ機能の低下を抑えることが可能となる。
【００１４】
また、上記撮像装置は、上記複数サンプル遅延器が有する上記複数のラインバッファによりバッファリングされる上記複数のサンプルの数を設定するサンプル数設定部、をさらに備え、上記遅延サンプル数制御部は、上記サンプル数設定部により設定された上記サンプル数に相当する複数のサンプルをバッファリングして遅延させるように上記複数サンプル遅延器を制御することとしてもよい。
【００１５】
また、上記撮像装置は、上記画像信号を構成する複数の画素の一部を水平方向に間引き処理する水平画素間引き部、をさらに備えることとしてもよい。
【００１６】
また、本発明の別の実施形態によれば、画像信号から抽出した周波数成分に基づいて焦点調節を行う撮像装置における撮像方法において、上記撮像装置は、複数のサンプルをバッファリングして遅延させる機能を各々が有する複数のラインバッファを含んだ複数サンプル遅延器を有し、上記画像信号を構成するサンプルをラスタ走査により順次に読み出し、読み出した上記サンプルを上記複数サンプル遅延器に順次に入力して上記画像信号の周波数成分を抽出する、少なくとも１次のＩＩＲ−フィルタと、上記ＩＩＲ−フィルタを制御する遅延サンプル数制御部と、を備え、上記遅延サンプル数制御部は、上記画像信号からラスタ走査により順次に読み出される水平方向のサンプル数と上記複数のラインバッファの各々によりバッファリングされる上記複数のサンプルの数とを一致させるように上記ＩＩＲ−フィルタを制御するステップと、上記複数のラインバッファの各々から上記走査方向に対して直交する方向に沿ってサンプルを読み出すように上記ＩＩＲ−フィルタを制御するステップと、上記読み出したサンプルに対してフィルタ処理を行うように上記ＩＩＲ−フィルタを制御するステップと、実行することを特徴とする撮像方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る撮像装置によれば、ハードウェア資源の使用量を抑えつつ、ＡＦ機能の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＡＦ評価値算出部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る水平方向高周波成分抽出部の回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る垂直方向高周波成分抽出部２０３の回路構成を示すＢｌｏｃｋ図である。
【図５】本発明の実施形態に係る垂直方向のＡＦ評価値算出のフローチャートである。
【図６】Ｃｏｎｔｒａｓｔ検出方式を説明するための概念図である。
【図７】（ａ）は、縦縞の画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、縦縞の画像（ａ）に対して水平方向ＨＰＦをかけた場合に得られる画像の一例を示す図であり、（ｃ）縦縞の画像（ａ）に対して垂直方向ＨＰＦの各々をかけた場合に得られる画像の一例を示す図である。
【図８】（ａ）は、横縞の画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、横縞の画像（ａ）に対して水平方向ＨＰＦをかけた場合に得られる画像の一例を示す図であり、（ｃ）横縞の画像（ａ）に対して垂直方向ＨＰＦの各々をかけた場合に得られる画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る撮像装置について図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１０００の構成を示すブロック図である。図１に示す撮像装置１０００は、例えば、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ、Ｃａｍｅｒａ付き携帯電話、静止画を撮影することが可能なＶｉｄｅｏ  Ｃａｍｅｒａなどにより構成され、ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ（以下、「ＡＦ」と言う。）機能を備えた装置の一例に相当する。
【００２１】
図１に示した撮像装置１０００は、結像光学系１００（ＺｏｏｍＬｅｎｓ１０１、絞り１０２、ＦｏｃｕｓＬｅｎｓ１０３を備える。）、撮像素子１０４（ＣＤＳ／ＡＭＰ部１０５、Ａ／Ｄ変換部１０６を備える。）、画像入力Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１０７、ＶＲＡＭ１０８、ＳＤＲＡＭ１０９、ＬＣＤ  Ｄｒｉｖｅｒ１１０、表示部材（ＬＣＤ）１１１、Ｍｅｄｉａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１１２、記録Ｍｅｄｉａ１１３、圧縮処理回路１１４、画像信号処理回路１１５（ＡＦ評価値算出部１１６を備える。）、操作部材１１７、ＤＳＰ／ＣＰＵ１１８（ＡＦ動作制御部１１９を備える。）、ＴＧ部１２０、Ｌｅｎｓ駆動部１２１、Ｄｒｉｖｅｒ１２２、Ｍｏｔｏｒ１２３などを主に備えている。
【００２２】
結像光学系１００は、ＺｏｏｍＬｅｎｓ１０１、絞り１０２、ＦｏｃｕｓＬｅｎｓ１０３を備え、被写体からの光を透過させて撮像素子１０４に結像させる光学系Ｓｙｓｔｅｍである。ＺｏｏｍＬｅｎｓ１０１は、焦点距離を変化させて画角を変えるＬｅｎｓである。絞り１０２は、透過する光の量（光量）を調節する機構である。ＦｏｃｕｓＬｅｎｓ１０３は、一側から他側に又は他側から一側に移動することで撮像素子１０４の撮像面に被写体像を合焦させる。
【００２３】
撮像素子１０４は、光電変換素子であり、結像光学系１００を透過して入射した光情報を電気信号に変換する光電変換が可能な複数の素子から構成され、撮像素子１０４としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などが使用される。
【００２４】
なお、撮像素子１０４の露光時間を制御するため、非撮影時に光を遮って撮影時にのみ撮像素子１０４に光が当たるように、Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｈｕｔｔｅｒ（図示せず）又は電子Ｓｈｕｔｔｅｒ（図示せず）を適用することができる。なお、Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｈｕｔｔｅｒ及び電子Ｓｈｕｔｔｅｒの動作は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１１８に接続されたＳｈｕｔｔｅｒＢｕｔｔｏｎ（操作部材１１７）のＳｗｉｔｃｈによって行われる。撮像素子１０４は、更にＣＤＳ／ＡＭＰ部１０５、Ａ／Ｄ変換部１０６を有する。
【００２５】
ＣＤＳ／ＡＭＰ部（相関二重Ｓａｍｐｌｉｎｇ回路（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）／増幅器（Ａｍｐｌｉｆｅｒ））１０５は、撮像素子１０４により光情報から変換された後の電気信号に含まれる低周波Ｎｏｉｓｅを除去すると共に、電気信号を任意のＬｅｖｅｌまで増幅する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換部１０６は、ＣＤＳ／ＡＭＰ部１０５から出力された電気信号をＤｉｇｉｔａｌ変換してＤｉｇｉｔａｌ信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１０６は、生成したＤｉｇｉｔａｌ信号を、画像入力Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１０７に出力する。
【００２７】
画像入力Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１０７は、Ａ／Ｄ変換部１０６から出力されたＤｉｇｉｔａｌ信号に対して処理を施し、画像処理が可能となる画像信号を生成し、生成した画像信号を、例えば、画像信号処理回路１１５に出力する。また、画像入力Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１０７は、ＳＤＲＡＭ１０９への画像Ｄａｔａの読み書きを制御する。
【００２８】
ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）１０８は、画像表示用のＭｅｍｏｒｙであり、複数のＣｈａｎｎｅｌを有する。ＶＲＡＭ１０８は、ＳＤＲＡＭ１０９からの画像表示用の画像Ｄａｔａの入力と、ＬＣＤ  Ｄｒｉｖｅｒ１１０への画像Ｄａｔａの出力と、を同時に実行できる。ＬＣＤ１１１の解像度や最大発色数はＶＲＡＭ１０８の容量に依存する。
【００２９】
ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ＤＲＡＭ）１０９は、記憶部の一例であり、撮影した画像の画像Ｄａｔaを一時的に保存する。ＳＤＲＡＭ１０９は、複数の画像Ｄａｔａを記憶できる記憶容量を有しており、Ｆｏｃｕｓ制御時の画像信号を順次保持し、画像信号を出力する。また、ＤＳＰ／ＣＰＵ１１８の動作Ｐｒｏｇｒａｍを保存する。ＳＤＲＡＭ１０９からの画像Ｄａｔａの読み出しと、ＳＤＲＡＭ１０９への画像Ｄａｔａの書き込みとは、画像入力Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１０７によって制御される。
【００３０】
ＬＣＤ  Ｄｒｉｖｅｒ１１０は、例えば、ＶＲＡＭ１０８から画像Ｄａｔａを受けて、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶画面）１１１に画像を表示させる表示駆動部である。
【００３１】
ＬＣＤ１１１は、撮像装置１０００本体に設けられた表示部の一例であり、例えば、ＶＲＡＭ１０８から読み出された撮影前の画像（Ｌｉｖｅｖｉｅｗ表示）、各種設定画面、撮像して記録された画像などを表示する。本実施形態では、ＬＣＤ１１１が表示部として機能し、ＬＣＤ  Ｄｒｉｖｅｒ１１０がその表示部の表示駆動部として機能することとしたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば、有機ＥＬ  Ｄｉｓｐｌａｙが表示部として機能し、有機ＥＬ  Ｄｉｓｐｌａｙ駆動部が表示駆動部として機能しても良い。
【００３２】
Ｍｅｄｉａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１１２は、記録Ｍｅｄｉａ１１３への画像Ｄａｔａの書き込み、又は記録Ｍｅｄｉａ１１３に記録された画像Ｄａｔａや設定情報などの読み出しを制御する。
【００３３】
記録Ｍｅｄｉａ１１３は、例えば、光Ｄｉｓｃ（ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃなど）、光磁気Ｄｉｓｃ、磁気Ｄｉｓｃ、半導体記憶媒体などであり、撮影された画像Ｄａｔａを記録する。ここで、Ｍｅｄｉａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１１２、記録Ｍｅｄｉａ１１３は、撮像装置１０００から着脱可能に構成されても良い。
【００３４】
圧縮処理回路１１４は、圧縮処理前の画像信号を受けて、例えば、ＪＰＥＧなどの圧縮形式で画像信号を圧縮処理する。圧縮処理回路１１４は、圧縮処理により生成した画像Ｄａｔａを、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１１２に送る。
【００３５】
画像信号処理回路１１５は、画像入力Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ１０７から画像信号を受け、ＷｈｉｔｅＢａｌａｎｃｅ制御値、γ値、輪郭強調制御値などに基づいて、画像信号に対して各種の画像処理を行い、画像処理後の画像信号を生成する。また、本実施形態に係る画像信号処理回路１１５は、ＡＦ評価値算出部１１６を備え、ＡＦ評価値算出部１１６は、画像信号に基づいてＡＦ評価値を算出して、算出したＡＦ評価値をＤＳＰ／ＣＰＵ１１８に送る。ＡＦ評価値算出部１１６の詳しい説明は後述する。
【００３６】
操作部材１１７は、例えば、撮像装置１０００に設けられた上下左右Ｋｅｙ、電源Ｓｗｉｔｃｈ、ＭｏｄｅＤｉａｌ、Ｓｈｕｔｔｅｒ  Ｂｕｔｔｏｎなどであり、Ｕｓｅｒによる操作に基づいて操作信号をＤＳＰ／ＣＰＵ１１８などに送る。例えば、Ｓｈｕｔｔｅｒ  Ｂｕｔｔｏｎは、Ｕｓｅｒによる半押し、全押し、解除が可能である。Ｓｈｕｔｔｅｒ  Ｂｕｔｔｏｎは、半押しされたときＦｏｃｕｓ制御開始の操作信号を出力し、半押し解除でＦｏｃｕｓ制御終了の操作信号を出力する。また、Ｓｈｕｔｔｅｒ  Ｂｕｔｔｏｎは、全押しされたとき、撮影開始の操作信号を出力する。
【００３７】
ＤＳＰ／ＣＰＵ１１８は、Ｐｒｏｇｒａｍによって演算処理装置及び制御装置として機能し、撮像装置１０００内に設けられた各構成要素の処理を制御する。ＤＳＰ／ＣＰＵ１１８は、例えば、Ｆｏｃｕｓ制御や露出制御に基づいてＤｒｉｖｅｒ１２２に信号を出力して結像光学系１００を駆動させる。また、操作部材１１７からの操作信号に基づいて撮像装置１０００の各構成要素を制御する。なお、本実施形態においては、ＤＳＰ／ＣＰＵ１１８が一つだけから成る構成であるが、信号系の命令と操作系の命令とを別々のＣＰＵで行うなど複数のＣＰＵから構成されても良い。本実施形態のＤＳＰ／ＣＰＵ１１８は、図１に示すように、ＡＦ動作制御部１１９を内部に有する。
【００３８】
ＡＦ動作制御部１１９は、Ｆｏｃｕｓ制御開始の操作信号を受け取ると、ＦｏｃｕｓＬｅｎｓ１０３を一方向に移動するための制御信号を生成して、生成した制御信号をＤｒｉｖｅｒ１２２に出力する。ＡＦ動作制御部１１９は、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値算出部及び合焦位置検出部の一例であり、画像信号処理回路１１５内部に備えるＡＦ評価値算出部１１６で算出されたＡＦ評価値に基づいて、ＦｏｃｕｓＬｅｎｓ１０３の合焦位置を算出し、合焦位置を制御信号としてＤｒｉｖｅｒ１２２に出力する。
【００３９】
ＡＦ評価値は、例えば、画像のＣｏｎｔｒａｓｔ値であり、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値がＰｅａｋとなったとき、被写体像が撮像素子１０４の撮像面で合焦していると判断する（Ｃｏｎｔｒａｓｔ検出方式）。また、ＡＦ動作制御部１１９は、主被写体像決定部の一例であり、被写体像との距離に基づいて少なくとも１つの主被写体像を決定する。
【００４０】
ＴｉｍｉｎｇＧｅｎｅｒａｔｏｒ（ＴＧ）１２０は、撮像素子１０４やＣＤＳ／ＡＭＰ部１０５にＴｉｍｉｎｇ信号を出力し、撮像素子１０４を構成している各画素の露光時間の制御や、電荷の読み出し制御を行う。
【００４１】
Ｌｅｎｓ駆動部１２１は、Ｄｒｉｖｅｒ１２２、Ｍｏｔｏｒ１２３を備え、Ｄｒｉｖｅｒ１２２においてＤＳＰ／ＣＰＵ１１８から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をＭｏｔｏｒ１２３に送ってＭｏｔｏｒ１２３を駆動する。その結果、Ｍｏｔｏｒ１２３は、ＺｏｏｍＬｅｎｓ１０１、絞り１０２、ＦｏｃｕｓＬｅｎｓ１０３を制御する。
【００４２】
なお、撮像装置１０００における一連の処理は、Ｈａｒｄｗａｒｅで処理しても良いし、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ上のＰｒｏｇｒａｍによるＳｏｆｔｗａｒｅ処理で実現しても良い。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係るＡＦ評価値算出部１１６について図２〜図４を用いて詳しく説明する。
【００４４】
Ｃｏｎｔｒａｓｔ検出方式を用いたＡＦでは、先に述べたように、ＦｏｃｕｓＬｅｎｓを移動させながらＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値が最大となる位置を被写体の合焦位置として検出する。ＡＦ評価値は、画像の高周波成分に基づいて算出され、高周波成分の検出のためには、Ｈｉｇｈ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ（以下、「ＨＰＦ」という。）が用いられる。
【００４５】
図２は、本発明の実施形態に係るＡＦ評価値算出部１１６の構成を示すブロック図である。図３及び図４は、それぞれ水平方向高周波成分抽出部２００、垂直方向高周波成分抽出部２０３の回路構成を示すブロック図である。また、本実施形態では、画像の一部の領域をＡＦ評価領域（ＡＦ評価値を算出する範囲）とし、ＡＦ評価領域における画像信号をＡＦ評価値算出部１１６の入力画像信号２１とする。
【００４６】
図２に示したＡＦ評価値算出部１１６は、水平方向高周波成分抽出部２００、水平方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部２０１、水平方向評価値算出部２０２、垂直方向高周波成分抽出部２０３、垂直方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部２０４、垂直方向評価値算出部２０５を有しており、入力画像信号２１に対して水平方向及び垂直方向にＨＰＦを適用し、水平方向ＡＦ評価値２４、垂直方向ＡＦ評価値２７をそれぞれ出力する。
【００４７】
ここでは、まず、本発明の実施形態に係る水平方向ＡＦ評価値２４の算出方法について述べる。
【００４８】
以下、本実施の形態では、ＨＰＦとして２次のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを用いる。ここでは、例としてＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒの次数を２としたが、異なる次数（２以外の次数）のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを用いても良い。
【００４９】
水平方向高周波成分抽出部２００は、入力画像に対して水平方向１次元のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用し、水平方向の高周波成分を抽出する機能を有する。水平方向高周波成分抽出部２００は、図３に示すように、４つの加算器３００〜３０３、５つの乗算器３０４〜３０８、及びＨＤ１、ＨＤ２と示されたＳａｍｐｌｅ遅延器３０９、３１０を有しており、入力画像信号２１の水平画素を１画素ずつ入力し、逐次的に水平方向１次元のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用して水平高周波成分２２を出力する。ここで、Ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ係数３３，３４をａ１、ａ２、Ｆｅｅｄｂａｃｋ係数３５〜３７をｂ０、ｂ１、ｂ２とおくと、図３に示した水平方向高周波成分抽出部２００により使用されるＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒの伝達関数Ｈ（ｚ）は、次式（１）で表される。
【００５０】
【数１】
2012133112.tif 000003
・・・（１）
【００５１】
本発明の実施形態においては、ＨＰＦとしてＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを用いる。ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）に比べて少ない次数で急峻な遮断特性を得ることができる。ただし、ＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを使用する場合には、安定性を確保するように係数を設計する必要があることに注意する。
【００５２】
次に、図２における水平方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部２０１は、ＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒをかけた後の水平高周波成分２２の絶対値をとり、閾値処理することによって、一定値以下を０に丸めるＣｏｒｉｎｇ処理を実行する。Ｃｏｒｉｎｇ処理により、Ｎｏｉｓｅが評価値に影響を与えないようにすることで、ＡＦの安定性を向上させる。水平方向評価値算出部２０２は、Ｃｏｒｉｎｇ処理後の水平高周波成分２３を累積加算することにより、ＡＦ評価領域内の全ての値を積算した後、積算して得た値を水平方向ＡＦ評価値２４として出力する。
【００５３】
次に、本発明の実施形態に係る垂直方向ＡＦ評価値２７の算出方法について述べる。
【００５４】
垂直方向高周波成分抽出部２０３は、入力画像に対して垂直方向１次元のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用し、垂直方向の高周波成分を抽出する機能を有する。垂直方向高周波成分抽出部２０３は、図４に示すように、４つの加算器４００〜４０３、５つの乗算器４０４〜４０８、複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０、水平画素間引き部４１１、Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２、遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部４１３を有している。
【００５５】
複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０は、複数のＳａｍｐｌｅを遅延させる機能を持つ。ここでは、複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０をＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒで構成する。複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０の各々は、複数のＳａｍｐｌｅをｂｕｆｆｅｒｉｎｇして遅延させる機能を有するＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒを含んでいる。ＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒは、画像信号を構成する画素をラスタ走査により順次に読み出し、読み出した画素から複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０を用いて画像信号の周波数成分を抽出する。
【００５６】
水平画素間引き部４１１は、画像信号を構成する複数の画素の一部を水平方向に間引き処理する機能を有する。より詳細には、水平画素間引き部４１１は、ＡＦ評価領域の水平画素数が前記Ｌｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒのＳｉｚｅを超える場合に水平方向に入力画素を間引く処理を行う。
【００５７】
Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２は、複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０のＳａｍｐｌｅ数Ｎ（複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０が有する複数のＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒによりｂｕｆｆｅｒｉｎｇされる複数のＳａｍｐｌｅの数）を設定する。ここで、Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２は、Ｓａｍｐｌｅ数Ｎを、Ｆｉｌｔｅｒ処理する画像信号の水平画素数と同じになるように設定する。
【００５８】
遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部４１３は、Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２により設定されたＳａｍｐｌｅ数分遅延するように複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０を制御する。すなわち、遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部４１３は、Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２により設定されたＳａｍｐｌｅ数に相当する複数のＳａｍｐｌｅをｂｕｆｆｅｒｉｎｇして遅延させるように複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０を制御する。
【００５９】
また、遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部４１３は、画像走査方向に対して直交する方向にＦｉｌｔｅｒ処理を行うように、複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９から読み出すＳａｍｐｌｅを制御する。また、遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部４１３は、画像信号からラスタ走査により順次に読み出される水平方向の画素数と複数のＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒの各々によりｂｕｆｆｅｒｉｎｇされる複数のＳａｍｐｌｅの数とを一致させるようにＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを制御する。
【００６０】
これにより、画像信号をＲａｓｔｅｒ走査順に１画素ずつ読み出しつつ、図３に示した水平方向高周波成分抽出部２００により使用される水平方向のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒと同様、逐次的に垂直方向にＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用することが可能となる。つまり、Ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ係数４３，４４をａ１、ａ２、Ｆｅｅｄｂａｃｋ係数４５〜４７をｂ０、ｂ１、ｂ２とおくと、図４に示した垂直方向高周波成分抽出部２０３により使用される垂直方向ＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒの伝達関数Ｈ（ｚ）は上記（１）式と同様の式で表される。
【００６１】
次に、垂直方向１次元のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用して垂直方向のＡＦ評価値を算出する方法に関して、図２、図４及び図５を用いて詳細に説明する。図５は、垂直方向のＡＦ評価値算出のフローチャートである。
【００６２】
ここでは、ＡＦ評価領域を矩形とし、幅をＷ、高さをＨとする（ただし、Ｗ＞１、Ｈ＞１）。また、ＡＦ評価領域内の座標（ｘ，ｙ）の画素をｐ（ｘ，ｙ）とし、ＡＦ評価領域の左上の座標を（１，１）、右下の座標を（Ｗ，Ｈ）とする。
【００６３】
まず、垂直方向高周波成分抽出部２０３は、入力画像信号２１を取得する（ステップＳ１００）。次に、垂直方向高周波成分抽出部２０３は、ＡＦ評価値Ｅを０に初期化し、座標（ｘ，ｙ）をＡＦ評価領域の左上の座標（１，１）に初期化する（ステップＳ１０１）。
【００６４】
次に、図４に示した水平画素間引き部４１１は、ＡＦ評価領域の幅ＷとＳａｍｐｌｅ数設定部４１２により設定されたＳａｍｐｌｅ数Ｎとを比較する（ステップＳ１０２）。ここで、水平画素間引き部４１１は、ＷがＮより大きければ、水平方向に画素を１／２  Ｓａｍｐｌｉｎｇし（ステップＳ１０３）、幅Ｗを２で除した値により幅Ｗを更新する（ステップＳ１０４）。水平画素間引き部４１１は、上記ステップＳ１０２〜１０４をＷ≦Ｎとなるまで繰り返す。
【００６５】
一方、ステップＳ１０２でＷ≦Ｎを満たす場合は、Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２によりＳａｍｐｌｅ数ＮにＷが設定され、垂直方向高周波成分抽出部２０３は、ＡＦ評価領域の水平画素を１画素ずつ読み込み、以下のステップを実行する。なお、Ｓａｍｐｌｅ数設定部４１２により設定されたＳａｍｐｌｅ数Ｎに基づいて、複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０の各々のＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒ（ＶＤ１１〜ＶＤ１Ｎ、ＶＤ２１〜ＶＤ２Ｎ）の深さが決定される。
【００６６】
次に、垂直方向高周波成分抽出部２０３は、ｐ（ｘ，ｙ）に対して図４に示した回路により構成されるＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用し、Ｆｉｌｔｅｒ処理後の画素Ｆ（ｘ，ｙ）を生成する（ステップＳ１０５）。図４に示した垂直方向高周波成分抽出部２０３により使用されるＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒ回路では、２つのＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒが複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器４０９、４１０としての役割を持ち、Ｆｉｌｔｅｒ対象画素に対して垂直方向に位置するＳａｍｐｌｅをＬｉｎｅ  ｂｕｆｆｅｒ４０９及び４１０から参照するように遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部４１３において制御することにより、垂直方向１次元のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用する。
【００６７】
次に、図２に示した垂直方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部２０４において、以下のステップＳ１０６〜Ｓ１０８を実行する。
【００６８】
まず、垂直方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部２０４は、前記Ｆｉｌｔｅｒ処理後のＦ（ｘ，ｙ）に対して絶対値をとり、それをＦ’（ｘ，ｙ）とする（ステップＳ１０６）。
【００６９】
次に、垂直方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部２０４は、Ｆ’（ｘ，ｙ）と、予め定めた所定の閾値Ｔｈとを比較し（ステップＳ１０７）、Ｆ’（ｘ，ｙ）がＴｈ以下の場合（または、Ｆ’（ｘ，ｙ）がＴｈより小さい場合）、Ｆ’（ｘ，ｙ）＝０とする（ステップＳ１０８）。これにより、Ｎｏｉｓｅが評価値に影響を与えないようにすることで、ＡＦの安定性を向上させる。
【００７０】
次に、図２に示した垂直方向評価値算出部２０５において、ＡＦ評価値ＥにＦ’（ｘ，ｙ）を累積加算する（ステップＳ１０９）。本実施形態においては、垂直方向評価値算出部２０５は、ＡＦ評価値Ｅとして高周波成分の積算値を用いているが、例えば、高周波成分の最大値を用いても良い。
【００７１】
垂直方向高周波成分抽出部２０３は、上記ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理をＡＦ評価領域の左上の画素から右下の画素にＲａｓｔｅｒ走査しながら逐次的に処理することによって（ステップＳ１１０〜Ｓ１１３）、ＡＦ評価領域全体の垂直方向ＡＦ評価値Ｅを算出することが可能となる。
【００７２】
最後に、垂直方向評価値算出部２０５は、算出したＥを垂直方向ＡＦ評価値２７として出力する（ステップＳ１１４）。
【００７３】
以上が、本発明の実施形態に係る垂直方向１次元のＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒによるＡＦ評価値算出の動作である。
【００７４】
上記本発明に係る実施形態により、限られたＨａｒｄ  Ｒｅｓｏｕｃｅで垂直方向にＩＩＲ−ｆｉｌｔｅｒを適用してＡＦ評価値を算出することができ、Ｃｏｓｔ増加を抑えつつ、合焦精度の高いＡＦを実現することが可能となる。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７６】
１１５  画像信号処理回路
１１６  ＡＦ評価値算出部
２００  水平方向高周波成分抽出部
２０１  水平方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部
２０２  水平方向評価値算出部
２０３  垂直方向高周波成分抽出部
２０４  垂直方向Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｒｉｎｇ部
２０５  垂直方向評価値算出部
３０９、３１０  Ｓａｍｐｌｅ遅延器
４０９、４１０  複数Ｓａｍｐｌｅ遅延器
４１２  Ｓａｍｐｌｅ数設定部
４１３  遅延Ｓａｍｐｌｅ数制御部
１０００  撮像装置
【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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