(57)【要約】【課題】オートフォーカス処理に必要な時間をより短縮することができる。【解決手段】コントラスト値演算部１３は、フォーカスレンズ１１によって集光された光に基づいて撮像素子１２が撮像した画像の第１の色のコントラスト値と第２の色のコントラスト値とを算出する。レンズ駆動量判定部１４は、コントラスト値演算部１３が算出した第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分を算出し、当該差分に基づいてフォーカスレンズ１１の駆動量を設定する。【選択図】図１
2013246315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズによって集光された光に基づいて撮像素子が撮像した画像の第１の色のコントラスト値と第２の色のコントラスト値とを算出するコントラスト値演算部と、
前記コントラスト値演算部が算出した前記第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、前記第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分を算出し、当該差分に基づいて前記フォーカスレンズの駆動量を設定するレンズ駆動量判定部と、
を備えることを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項２】
前記レンズ駆動量判定部は、前記第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、前記第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記レンズの駆動量を少ない駆動量に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカスシステム。
【請求項３】
前記コントラスト値演算部は、前記フォーカスレンズが駆動する前と後に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第１の色のコントラスト値と前記第２の色のコントラスト値とを算出し、
前記レンズ駆動量判定部は、前記フォーカスレンズが駆動する前に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第１の色のコントラスト値と、前記フォーカスレンズが駆動した後に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第１の色のコントラスト値との差分を前記第１の色の時間軸の変化量として算出し、前記フォーカスレンズが駆動する前に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第２の色のコントラスト値と、前記フォーカスレンズが駆動した後に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第２の色のコントラスト値との差分を前記第２の色の時間軸の変化量として算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオートフォーカスシステム。
【請求項４】
フォーカスレンズによって集光された光に基づいて撮像素子が撮像した画像の第１の色のコントラスト値と第２の色のコントラスト値とを算出するコントラスト値演算ステップと、
前記コントラスト値演算ステップで算出した前記第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、前記第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分を算出し、当該差分に基づいて前記フォーカスレンズの駆動量を設定するレンズ駆動量設定ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカスシステムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コントラストＡＦ（オートフォーカス）の技術を用いて合焦を行い、撮影処理を行うデジタルカメラが知られている。コントラストＡＦは、撮像素子が撮像した画像から高周波成分を抽出し、積算したコントラスト値を求め、このコントラスト値がピークになる場合のレンズの位置（フォーカスレンズ位置）を合焦レンズ位置と判定し、自動でピント位置の調節を行う技術である。なお、コントラスト値は、所定の時間間隔で撮像素子から読み出した画像にて毎回演算される。合焦処理の高速化を実現するための課題として、デフォーカス（ボケ状態）から合焦位置までに要するフォーカスレンズの移動時間の短縮化が挙げられる。
【０００３】
図７は、従来知られている撮像装置の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置６００は、フォーカスレンズ６１と、撮像素子６２と、コントラスト値演算部６３と、レンズ駆動量判定部６４と、レンズ制御部６５と、アクチュエータ６６とを備える。フォーカスレンズ６１は、撮像素子６２の受光面に被写体７００からの光を結像させる。撮像素子６２は、ベイヤー配列のカラーフィルタを備えており、入射した光に応じたベイヤー画像を生成する。コントラスト値演算部６３は、撮像素子６２が生成したベイヤー画像のコントラスト値を算出する。
【０００４】
レンズ駆動量判定部６４は、コントラスト値演算部６３が算出したコントラスト値に基づいてフォーカスレンズ６１のレンズ駆動量を算出する。レンズ制御部６５は、レンズ駆動量判定部６４が算出したレンズ駆動量に基づいて、駆動電圧をアクチュエータ６６に入力する。アクチュエータ６６は、入力された駆動電圧に基づいてフォーカスレンズ６１を駆動する。
【０００５】
一般的にオートフォーカス処理においては、予め決められた所定の時間間隔（例えば、撮像素子６２からの画像の読み出し時間の間隔）にてフォーカスレンズ６１を駆動しつつ、この時間間隔でコントラスト値を取得する。そして、取得したコントラスト値を過去のコントラスト値と比較し、コントラスト値が高い方向に所定の駆動量にてフォーカスレンズ６１を駆動し続ける。この動作により、コントラスト値が最大となるピーク位置（合焦位置）にフォーカスレンズ６１を移動させる。
【０００６】
また、オートフォーカス処理を高速化する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、撮像素子上のオンチップフィルターを通して得られる異なる画素（例えば、撮像素子のＲ画素（赤色を検出する画素）とＢ画素（青色を検出する画素）から得られた赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎ（ｎはフレームＮｏ．、ｎ＝１，２，・・・）との大小関係を比較し、色収差により赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの差が所定の値以上になった時に、合焦近傍位置と判断しフォーカスレンズ駆動量を少なくする。これにより、フォーカスレンズを合焦近傍外では高速に駆動することができ、且つ合焦点近傍では、フォーカスレンズが合焦位置を大幅に行き過ぎない為、合焦位置にフォーカスレンズを移動させるために必要な時間を大幅に短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１０３８００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、特許文献１に記載の技術では、デフォーカス時点に赤色のコントラスト値Ｒと青色のコントラスト値Ｂとの差が大きい場合、合焦点点近傍では無いにも関わらず合焦点近傍であると誤判定してしまい、フォーカスレンズの駆動量を少なくしてしまう可能性がある。この場合、合焦位置にフォーカスレンズを移動させるために必要な時間が長くなるという問題がある。
【０００９】
図８は、従来知られているフォーカスレンズの位置と、赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの関係を示したグラフである。図示するグラフの縦軸はコントラスト値を示し、横軸はフォーカスレンズの位置を示す。また、グラフ中の円は粗いレンズ駆動（フォーカスレンズの駆動量が多いこと）を示し、三角は細かいレンズ駆動（フォーカスレンズの駆動量か少ないこと）を示す。
【００１０】
図８（１）に示した例では、フォーカスレンズの位置が合焦位置近傍において赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの差が大きくなっている（Ｒ２とＢ２の関係）。この場合では、フォーカスレンズの位置が合焦位置に近づいた場合にフォーカスレンズの駆動量を少なくしているため、合焦位置にフォーカスレンズを移動させるために必要な時間を短くすることができる。
【００１１】
しかしながら、図８（２）に示した例では、フォーカスレンズの位置が合焦位置から離れている場合において、赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの差が大きくなっている（Ｒ１とＢ１の関係）。この場合では、フォーカスレンズの位置が合焦位置から離れているにも関わらずフォーカスレンズの駆動量を少なくしているため、合焦位置にフォーカスレンズを移動させるために必要な時間が長くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、オートフォーカス処理に必要な時間をより短縮することができるオートフォーカスシステムおよび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】
【００１３】
本発明は、フォーカスレンズによって集光された光に基づいて撮像素子が撮像した画像の第１の色のコントラスト値と第２の色のコントラスト値とを算出するコントラスト値演算部と、前記コントラスト値演算部が算出した前記第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、前記第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分を算出し、当該差分に基づいて前記フォーカスレンズの駆動量を設定するレンズ駆動量判定部と、を備えることを特徴とするオートフォーカスシステムである。
【００１４】
また、本発明のオートフォーカスシステムにおいて、前記レンズ駆動量判定部は、前記第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、前記第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分の絶対値が所定の閾値以上である場合、前記レンズの駆動量を少ない駆動量に設定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のオートフォーカスシステムにおいて、前記コントラスト値演算部は、前記フォーカスレンズが駆動する前と後に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第１の色のコントラスト値と前記第２の色のコントラスト値とを算出し、前記レンズ駆動量判定部は、前記フォーカスレンズが駆動する前に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第１の色のコントラスト値と、前記フォーカスレンズが駆動した後に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第１の色のコントラスト値との差分を前記第１の色の時間軸の変化量として算出し、前記フォーカスレンズが駆動する前に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第２の色のコントラスト値と、前記フォーカスレンズが駆動した後に前記撮像素子が撮像した前記画像の前記第２の色のコントラスト値との差分を前記第２の色の時間軸の変化量として算出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、フォーカスレンズによって集光された光に基づいて撮像素子が撮像した画像の第１の色のコントラスト値と第２の色のコントラスト値とを算出するコントラスト値演算ステップと、前記コントラスト値演算ステップで算出した前記第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、前記第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分を算出し、当該差分に基づいて前記フォーカスレンズの駆動量を設定するレンズ駆動量設定ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コントラスト値演算部は、フォーカスレンズによって集光された光に基づいて撮像素子が撮像した画像の第１の色のコントラスト値と第２の色のコントラスト値とを算出する。また、レンズ駆動量判定部は、コントラスト値演算部が算出した第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量と、第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量との差分を算出し、当該差分に基づいてフォーカスレンズの駆動量を設定する。これにより、オートフォーカス処理に必要な時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態における撮像装置の構成を示した概略図である。
【図２】本実施形態におけるレンズ駆動量判定部の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施形態におけるフォーカスレンズの合焦位置と、赤色のコントラスト値と青色のコントラスト値との関係を示したグラフである。
【図４】本実施形態におけるフォーカスレンズの合焦位置と、赤色のコントラスト値と青色のコントラスト値との関係を示したグラフである。
【図５】本実施形態における撮像装置のオートフォーカス処理手順を示したフローチャートである。
【図６】本実施形態において、緑色のコントラスト値に基づいて、フォーカスレンズの位置が合焦位置であるか否かを判定する場合のレンズ駆動量判定部の構成を示したブロック図である。
【図７】従来知られている撮像装置の構成を示した概略図である。
【図８】従来知られているフォーカスレンズの位置と、赤色のコントラスト値と青色のコントラスト値との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本実施形態における撮像装置の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置１は、フォーカスレンズ１１と、撮像素子１２と、コントラスト値演算部１３と、レンズ駆動量判定部１４と、レンズ制御部１５と、アクチュエータ１６とを備える。フォーカスレンズ１１は、撮像素子１２の受光面に被写体２からの光を結像させる。撮像素子１２は、ベイヤー配列のカラーフィルタを備えており、入射した光に応じたベイヤー画像を生成する。具体的には、撮像素子１２が有する画素のうち、赤色の光を透過するカラーフィルタが配置された画素（Ｒ画素）は赤色の光を検出する。また、撮像素子１２が有する画素のうち、緑色の光を透過するカラーフィルタが配置された画素（Ｇ画素）は緑色の光を検出する。また、撮像素子１２が有する画素のうち、青色の光を透過するカラーフィルタが配置された画素（Ｂ画素）は青色の光を検出する。コントラスト値演算部１３は、撮像素子１２が生成したベイヤー画像（撮像素子１２が撮像した画像）に含まれる赤色のコントラスト値（第１の色のコントラスト値）と、緑色のコントラスト値と、青色のコントラスト値（第２の色のコントラスト値）とをそれぞれ算出する。
【００２０】
レンズ駆動量判定部１４は、コントラスト値演算部１３が算出したコントラスト値に基づいてフォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍを判定する。レンズ制御部１５は、レンズ駆動量判定部１４が判定したレンズ駆動量ｍに基づいて、駆動電圧をアクチュエータ１６に入力する。アクチュエータ１６は、入力された駆動電圧に基づいてフォーカスレンズ１１を駆動する。
【００２１】
なお、本実施形態では、撮像素子１２が１枚の画像を撮像する毎に、コントラスト値演算部１３はコントラスト値を算出し、レンズ駆動量判定部１４はレンズ駆動量ｍを判定し、レンズ制御部１５は、レンズ駆動量判定部１４が判定したレンズ駆動量ｍに基づいて、駆動電圧をアクチュエータ１６に入力し、アクチュエータ１６は、入力された駆動電圧に基づいてフォーカスレンズ１１を駆動する。すなわち、撮像装置１は、撮像素子１２が１枚画像を撮像する毎に、フォーカスレンズ１１を駆動させる。
【００２２】
なお、コントラスト値演算部１３と、レンズ駆動量判定部１４とを合わせてオートフォーカスシステムとする。
【００２３】
次に、レンズ駆動量判定部１４の構成について説明する。図２は、本実施形態におけるレンズ駆動量判定部１４の構成を示したブロック図である。図示する例では、レンズ駆動量判定部１４は、遅延部１４１〜１４３と、減算部１４４〜１４６と、絶対値変換部１４７〜１４９と、閾値記憶部１５０と、比較部１５１と、ピーク判定部１５２と、レンズ駆動量選択部１５３とを備える。
【００２４】
遅延部１４１〜１４３は、入力された値を１フレーム期間（撮像素子１２から画像を読み出す時間間隔）遅延させて出力する。減算部１４４〜１４６は、入力された２つの値の差分を算出して出力する。絶対値変換部１４７〜１４９は、入力された値の絶対値を出力する。閾値記憶部１５０は、フォーカスレンズ１１が合焦位置の近傍に存在するか否かを判定する際に用いる閾値Ｙを記憶する。閾値Ｙの値は予め決められていてもよく、任意に設定することができるようにしてもよい。
【００２５】
比較部１５１は、絶対値変換部１４９から入力された値と、閾値記憶部１５０が記憶する所定の閾値とを比較し、比較結果を出力する。ピーク判定部１５２は、入力されたコントラスト値に基づいてフォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であるか否かを判定し、判定結果を出力する。レンズ駆動量選択部１５３は、ピーク判定部１５２が出力した値と、比較部１５１が出力した結果とに基づいて、レンズ駆動量ｍを選択し、選択したレンズ駆動量ｍを示す信号を出力する。
【００２６】
次に、レンズ駆動量判定部１４の動作手順について説明する。遅延部１４１と、減算部１４４と、ピーク判定部１５２とには、コントラスト値演算部１３が算出した赤色のコントラスト値が入力される。遅延部１４２と減算部１４５には、コントラスト値演算部１３が算出した青色のコントラスト値が入力される。遅延部１４１は、入力された赤色のコントラスト値を１フレーム期間遅延させて遅延部１４３と、減算部１４４と、ピーク判定部１５２とに対して出力する。遅延部１４２は、入力された青色のコントラスト値を１フレーム期間遅延させて減算部１４５に対して出力する。
【００２７】
遅延部１４３は、１フレーム期間遅延されて入力された赤色のコントラスト値をさらに１フレーム期間遅延させてピーク判定部１５２に対して出力する。これにより、ピーク判定部１５２には、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）と、１フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）と、２フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−２）とが入力される。
【００２８】
減算部１４４は、コントラスト値演算部１３が算出した赤色のコントラスト値から、遅延部１４１が１フレーム期間遅延させて出力した赤色のコントラスト値を減算して出力する。すなわち、減算部１４４は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎから、１フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）を減算した値Ｒ’ｎを出力する。絶対値変換部１４７は、減算部１４４が出力したＲ’ｎの絶対値｜Ｒ’ｎ｜（第１の色のコントラスト値の時間軸の変化量）を出力する。
【００２９】
減算部１４５は、コントラスト値演算部１３が算出した青色のコントラスト値から、遅延部１４２が１フレーム期間遅延させて出力した青色のコントラスト値を減算して出力する。すなわち、減算部１４５は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂｎから、１フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂ（ｎ−１）を減算した値Ｂ’ｎを出力する。絶対値変換部１４８は、減算部１４５が出力したＢ’ｎの絶対値｜Ｂ’ｎ｜（第２の色のコントラスト値の時間軸の変化量）を出力する。
【００３０】
減算部１４６は、絶対値変換部１４７が出力した｜Ｒ’ｎ｜から、絶対値変換部１４７が出力した｜Ｂ’ｎ｜を減算した値Ｄｎを出力する。絶対値変換部１４９は、減算部１４６が出力した値Ｄｎの絶対値｜Ｄｎ｜を出力する。比較部１５１は、絶対値変換部１４９が出力した｜Ｄｎ｜と、閾値記憶部１５０が記憶する閾値Ｙとを比較し、｜Ｄｎ｜がＹ以上（｜Ｄｎ｜＞＝Ｙ）であるか否かを判定し、判定結果を示す信号を出力する。なお、閾値Ｙの値は、フォーカスレンズ１１が合焦位置の近傍に存在する場合の｜Ｄｎ｜よりも小さい値、かつ、フォーカスレンズ１１が合焦位置よりも離れた位置に存在する場合の｜Ｄｎ｜よりも大きい値であることが望ましい。
【００３１】
ピーク判定部１５２は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎと、１フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）と、２フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−２）とに基づいて、コントラスト値の頂点（合焦位置）を判定し、判定結果を出力する。具体的には、Ｒｎ−１＞Ｒｎ−２かつＲｎ−１＞Ｒｎの場合、コントラスト値の頂点であると判定し、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であることを示す信号を出力する。
【００３２】
レンズ駆動量選択部１５３は、比較部１５１が出力した判定結果に基づいて、フォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍを判定し、判定したレンズ駆動量ｍを示す信号をレンズ制御部１５に対して出力する。具体的には、フォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍとして、駆動量が多いレンズ駆動量Ａと、レンズ駆動量Ａよりも駆動量が少ないレンズ駆動量Ｂとがあらかじめ決められている。レンズ駆動量選択部１５３は、比較部１５１が出力した判定結果に基づいて、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置から離れている場合にはレンズ駆動量Ａを選択し、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置に近い場合にはレンズ駆動量Ｂを選択する。また、レンズ駆動量選択部１５３は、ピーク判定部１５２が出力した信号が合焦位置であることを示す信号である場合、フォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍを０と判定し、フォーカスレンズ１１の駆動を停止させる。なお、レンズ駆動量Ａおよびレンズ駆動量Ｂは予め決められていてもよく、任意に設定できるようにしてもよい。
【００３３】
次に、フォーカスレンズ１１の合焦位置と、赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの関係について説明する。図３は、本実施形態におけるフォーカスレンズ１１の合焦位置と、赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの関係を示したグラフである。図示するグラフの縦軸はコントラスト値を示し、横軸はフォーカスレンズ１１の位置を示す。
【００３４】
図３（１）は、フォーカスレンズ１１の各停止位置で撮像した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒと青色のコントラスト値Ｂとを示している。図３（２）は、フォーカスレンズ１１の各停止位置で撮像した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎから、１フレーム前に撮像した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）を減算した値Ｒ’ｎを示している。また、図３（２）は、フォーカスレンズ１１の各停止位置で撮像した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂｎから、１フレーム前に撮像した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂ（ｎ−１）を減算した値Ｂ’ｎを示している。また、図３（２）は、Ｒ’ｎとＢ’ｎの差分Ｄｎを示している。
【００３５】
図示する例では、フォーカスレンズ１１をａ〜ｈの順に移動させている。図３（１）に示す例では、フォーカスレンズ１１がａの位置で停止した画像に基づいた赤色のコントラスト値ＲｎをＲ１とする。また、フォーカスレンズ１１がａ位置で停止した画像に基づいた青色のコントラスト値ＢｎをＢ１とする。なお、フォーカスレンズ１１が他の位置で停止した際に撮像した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎおよび青色のコントラスト値Ｂｎについては図示するとおりである。また、図３（２）に示す例では、フォーカスレンズ１１がｂの位置で停止した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ２から、フォーカスレンズ１１がａの位置で停止した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ１を減算した値Ｒ’ｎをＲ’２とする。また、フォーカスレンズ１１がｂの位置で停止した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂ２から、フォーカスレンズ１１がａの位置で停止した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂ１を減算した値Ｂ’ｎをＢ’２とする。また、Ｒ’２とＢ’２の差分Ｄ２を絶対値に変換した値｜Ｄｎ｜を｜Ｄ２｜とする。なお、フォーカスレンズ１１が他の位置で停止した際に撮像した画像に基づいた｜Ｄｎ｜は図示する通りである。
【００３６】
また、図示する例では、閾値Ｙの大きさは、｜Ｄ３｜よりも大きく｜Ｄ４｜よりも小さいとする。レンズ駆動量選択部１５３は、フォーカスレンズ１１をａからｂ、ｂからｃ、ｃからｄに移動させる際には、レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量Ａと判定する。また、図３（２）に示す例では、フォーカスレンズ１１がｄの位置で停止した際に撮像した画像に基づいたＤ３が所定の閾値Ｙよりも大きい。そのため、レンズ駆動量選択部１５３は、フォーカスレンズ１１をｄからｅ、ｅからｆ、ｆからｇ、ｇからｈに移動させる際には駆動量を駆動量Ｂと判定する。従って、図３（１）に示すように、フォーカスレンズ１１が合焦位置であるｆに近い場合にはフォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍが小さくなるため、オートフォーカス処理に必要な時間をより短縮することができる。
【００３７】
なお、図３に示す例では、Ｄ３が所定の閾値Ｙよりも大きいと判定した直後にフォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍを変更しているが、これに限らず、１フレーム後の画像を撮像した後にフォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍを変更するようにしてもよい。図４は、本実施形態におけるフォーカスレンズ１１の合焦位置と、赤色のコントラスト値Ｒｎと青色のコントラスト値Ｂｎとの関係を示したグラフである。図示するグラフの縦軸はコントラスト値を示し、横軸はフォーカスレンズ１１の位置を示す。
【００３８】
図４に示す例では、図３に示す例とは異なり、閾値Ｙの大きさは、｜Ｄ２｜よりも大きく｜Ｄ３｜よりも小さいとする。レンズ駆動量選択部１５３は、フォーカスレンズ１１をａからｂ、ｂからｃ、ｃからｄに移動させる際には、レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量Ａと判定する。また、図４（２）に示す例では、フォーカスレンズ１１がｃの位置で停止した際に撮像した画像に基づいたＤ２が所定の閾値Ｙよりも大きい。そのため、レンズ駆動量選択部１５３は、１フレーム後の画像を撮像した以降にフォーカスレンズ１１を動かす際、すなわち、ｄからｅ、ｅからｆ、ｆからｇ、ｇからｈに移動させる際には駆動量を駆動量Ｂと判定する。
【００３９】
従って、図４（１）に示すように、フォーカスレンズ１１が合焦位置であるｆに近い場合にはフォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍが小さくなるため、オートフォーカス処理に必要な時間をより短縮することができる。また、レンズ駆動量選択部１５３が、現在撮像した画像に基づいてレンズ駆動量ｍを判定する前にフォーカスレンズ１１を駆動している場合においても、次にレンズ駆動量ｍを選択する際には、フォーカスレンズ１１のレンズ駆動量ｍを変更することができる。
【００４０】
次に、撮像装置１のオートフォーカス処理手順について説明する。図５は、本実施形態における撮像装置１のオートフォーカス処理手順を示したフローチャートである。なお、図示するフローチャートは、ソフトウェア制御での実行を前提とする。
【００４１】
（ステップＳ１０１）レンズ駆動量判定部１４は、処理で用いる変数を初期化する。具体的には、レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量Ａと設定し、検出フラグＤ＿Ｆｌａｇを０と設定し、終了フラグＥ＿Ｆｌａｇを０と設定する。その後、ステップＳ１０２の処理に進む。
【００４２】
（ステップＳ１０２）レンズ駆動量判定部１４は、前回レンズ駆動量ｍを判定してから１フレーム期間経過したか否かを判定する。前回レンズ駆動量ｍを判定してから１フレーム期間経過したとレンズ駆動量判定部１４が判定した場合にはステップＳ１０３の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０２の処理を再度実行する。
【００４３】
（ステップＳ１０３）レンズ駆動量判定部１４は、レンズ駆動量ｍを示す信号をレンズ制御部１５に対して出力する。レンズ制御部１５は、入力されたレンズ駆動量ｍを示す信号に基づいて、駆動電圧をアクチュエータ１６に入力する。アクチュエータ１６は、入力された駆動電圧に基づいてフォーカスレンズ１１を駆動する。これにより、フォーカスレンズ１１はレンズ駆動量ｍだけ移動する。その後、ステップＳ１０４の処理に進む。
【００４４】
（ステップＳ１０４）レンズ駆動量判定部１４は、終了フラグＥ＿Ｆｌａｇが１であるか否かを判定する。すなわち、オートフォーカス処理が完了したか否かを判定する。終了フラグＥ＿Ｆｌａｇが１である（オートフォーカス処理が完了した）とレンズ駆動量判定部１４が判定した場合には処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ１０５の処理に進む。
【００４５】
（ステップＳ１０５）レンズ駆動量判定部１４は、検出フラグＤ＿Ｆｌａｇが１であるか否かを判定する。すなわち、レンズ駆動量判定部１４は、レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量Ａよりも駆動量が少ないレンズ駆動量Ｂと判定したか否かを判定する。検出フラグＤ＿Ｆｌａｇが１である（レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量Ａよりも駆動量が少ないレンズ駆動量Ｂと判定した）とレンズ駆動量判定部１４が判定した場合にはステップＳ１１１の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０６の処理に進む。
【００４６】
（ステップＳ１０６）コントラスト値演算部１３は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎと、青色のコントラスト値Ｂｎとを算出する。その後、ステップＳ１０７の処理に進む。
【００４７】
（ステップＳ１０７）レンズ駆動量判定部１４は、コントラスト値演算部１３が算出した、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎから１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）を減算し、絶対値に変換した｜Ｒ’ｎ｜を算出する。また、レンズ駆動量判定部１４は、コントラスト値演算部１３が算出した、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂｎから１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂ（ｎ−１）を減算し、絶対値に変換した｜Ｂ’ｎ｜を算出する。その後、ステップＳ１０８の処理に進む。
【００４８】
（ステップＳ１０８）レンズ駆動量判定部１４は、ステップＳ１０７の処理で算出した｜Ｒ’ｎ｜から｜Ｂ’ｎ｜を減算し、絶対値に変換した｜Ｄｎ｜を算出する。その後、ステップＳ１０９の処理に進む。
【００４９】
（ステップＳ１０９）レンズ駆動量判定部１４は、ステップＳ１０８の処理で算出した｜Ｄｎ｜が、予め定められている閾値Ｙ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０８の処理で算出した｜Ｄｎ｜が、予め定められている閾値Ｙ以上であるとレンズ駆動量判定部１４が判定した場合にはステップＳ１１０の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１１３の処理に進む。
【００５０】
（ステップＳ１１０）レンズ駆動量判定部１４は、レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量Ｂと設定し、検出フラグＤ＿Ｆｌａｇを１と設定する。その後、ステップＳ１１３の処理に進む。
【００５１】
（ステップＳ１１１）レンズ駆動量判定部１４は、コントラスト値演算部１３が算出した、２フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−２）よりもコントラスト値演算部１３が算出した、１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）が大きい、かつ、コントラスト値演算部１３が算出した、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎよりもコントラスト値演算部１３が算出した、１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）が大きいか否かを判定する。Ｒ（ｎ−２）＞Ｒ（ｎ−１）かつＲ（ｎ−２）＞Ｒｎであるとレンズ駆動量判定部１４が判定した場合にはステップＳ１１２の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１１３の処理に進む。
【００５２】
（ステップＳ１１２）レンズ駆動量判定部１４は、レンズ駆動量ｍをレンズ駆動量−Ｂと設定し、検出フラグＤ＿Ｆｌａｇを１と設定する。その後、ステップＳ１１３の処理に進む。
【００５３】
（ステップＳ１１３）レンズ駆動量判定部１４は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎを１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）とする。また、レンズ駆動量判定部１４は、１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−１）を２フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒ（ｎ−２）とする。また、レンズ駆動量判定部１４は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂｎを１フレーム期間前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂ（ｎ−１）とする。その後、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【００５４】
上述したとおり、本実施形態によれば、レンズ駆動量判定部１４は、合焦位置に近い位置にフォーカスレンズ１１が存在しているか否かを正確に検出するために、撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎの変位Ｒ’ｎ（時間軸での微分）と、青色のコントラスト値Ｂｎの変位Ｂ’ｎとをそれぞれ算出する。これにより、デフォーカス時の各色のコントラスト値における不要なオフセットを除去することができる。その後、レンズ駆動量判定部１４は、算出した赤色のコントラスト値の変位Ｒ’ｎと青色のコントラスト値の変位Ｂ’ｎとの差分の絶対値｜Ｄｎ｜を算出する。そして、レンズ駆動量判定部１４は、算出した｜Ｄｎ｜が所定の閾値Ｙ以上である場合に、合焦位置に近い位置にフォーカスレンズ１１が存在していると判定する。従って、合焦位置に近い位置にフォーカスレンズ１１が存在しているか否かを正確に検出することができる。
【００５５】
また、レンズ駆動量判定部１４は、合焦位置に近い位置にフォーカスレンズ１１が存在していると判定した場合、レンズ駆動量ｍを、レンズ駆動量Ａよりも駆動量が少ないレンズ駆動量Ｂに変更する。すなわち、フォーカスレンズ１１が合焦位置から離れている位置に存在している場合にはレンズ駆動量ｍを多くし、フォーカスレンズ１１が合焦位置に近い位置に存在している場合にはレンズ駆動量ｍを少なくする。従って、より高速に合焦位置までフォーカスレンズ１１を移動させることができる。
【００５６】
以上、この発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００５７】
例えば、上述した実施形態において、レンズ駆動量判定部１４は、撮像素子１２から読み出した画像に基づいた赤色のコントラスト値Ｒｎに基づいて、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であるか否かを判定したが、これに限らない。例えば、レンズ駆動量判定部１４は、撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇｎに基づいて、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００５８】
図６は、本実施形態において、緑色のコントラスト値Ｇｎに基づいて、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であるか否かを判定する場合のレンズ駆動量判定部２４の構成を示したブロック図である。図示する例では、レンズ駆動量判定部２４は、遅延部１４１〜１４３，２４１，２４２と、減算部１４４〜１４６と、絶対値変換部１４７〜１４９と、閾値記憶部１５０と、比較部１５１と、ピーク判定部１５２と、レンズ駆動量選択部１５３とを備える。
【００５９】
なお、遅延部１４１〜１４３と、減算部１４４〜１４６と、絶対値変換部１４７〜１４９と、閾値記憶部１５０と、比較部１５１と、レンズ駆動量選択部１５３とは、図２に示した各部と同様である。また、図示する例では、遅延部１４１と、減算部１４４とには、コントラスト値演算部１３が算出した赤色のコントラスト値が入力される。遅延部１４２と減算部１４５には、コントラスト値演算部１３が算出した青色のコントラスト値が入力される。遅延部２４１と、ピーク判定部１５２とには、コントラスト値演算部１３が算出した緑色のコントラスト値が入力される。
【００６０】
遅延部２４１，２４２は、入力された値を１フレーム期間（撮像素子１２から画像を読み出す時間間隔）遅延させて出力する。具体的には、遅延部２４１は、入力された緑色のコントラスト値を１フレーム期間遅延させて遅延部２４２とピーク判定部１５２とに対して出力する。また、遅延部２４２は、１フレーム期間遅延されて入力された緑色のコントラスト値をさらに１フレーム期間遅延させてピーク判定部１５２に対して出力する。これにより、ピーク判定部１５２には、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）と、１フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇ（ｎ−１）と、２フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇ（ｎ−２）とが入力される。
【００６１】
ピーク判定部１５２は、現時点で撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇｎと、１フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇ（ｎ−１）と、２フレーム前に撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇ（ｎ−２）とに基づいて、コントラスト値の頂点（合焦位置）を判定し、判定結果を出力する。具体的には、Ｇｎ−１＞Ｇｎ−２かつＧｎ−１＞Ｇｎの場合、コントラスト値の頂点であると判定し、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であることを示す信号を出力する。
【００６２】
このように、レンズ駆動量判定部２４は、撮像素子１２から読み出した画像に基づいた緑色のコントラスト値Ｇｎに基づいて、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であるか否かを判定することができる。なお、レンズ駆動量判定部２４は、撮像素子１２から読み出した画像に基づいた青色のコントラスト値Ｂｎに基づいて、フォーカスレンズ１１の位置が合焦位置であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００６３】
なお、上述した実施形態における撮像装置１およびレンズ駆動量判定部１４，２４が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００６４】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・撮像装置、１１・・・フォーカスレンズ、１２・・・撮像素子、１３・・・コントラスト値演算部、１４，２４・・・レンズ駆動量判定部、１５・・・レンズ制御部、１６・・・アクチュエータ、１４１〜１４３，２４１，２４２・・・遅延部、１４４〜１４６・・・減算部、１４７〜１４９・・・絶対値変換部、１５０・・・閾値記憶部、１５１・・・比較部、１５２・・・ピーク判定部、１５３・・・レンズ駆動量選択部
【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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