JP2010078681A

JP2010078681A - 自動焦点調整装置および方法、並びにプログラム

Info

Publication number: JP2010078681A
Application number: JP2008244319A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Konishi; 一樹小西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】撮像素子の加算読み出しなどの理由により、直接求めることができない被写体の持つ高域の空間周波数によるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測することができる自動焦点調整装置を提供する。
【解決手段】撮像装置では、低域から高域まで複数のＢＰＦでＡＦ評価値の算出を行い、各々のＡＦ評価値からその値が最大となるフォーカスレンズ位置を求めると同時に各々の信頼性を評価する。そして、信頼性が所定値以上のＢＰＦで求めた複数のＡＦ評価値のうち最大となるフォーカスレンズ位置から、撮像素子の加算読み出しなどにより失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測し、その位置を合焦位置とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動焦点調整装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して、焦点調整を行う自動焦点調整装置および方法、並びにプログラムに関するものである。

従来、光学系の諸収差による自動焦点調整への影響を解決する手段として、例えば、被写体の持つ最適な測距方法をフィードバック可能な系で行えるようにして、合焦精度の向上を実現した自動合焦装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１には、色情報検出手段の検出情報及び／又はフォーカスレンズの特性情報により決まる所定の量だけずらした位置に、フォーカスレンズを駆動するようにフォーカスレンズ駆動手段を制御する点が記載されている。

また、低周波パターンを有する被写体や微細なパターンを有する高周波被写体に対しても焦点検出を可能とすると共に、検出精度も向上させるカメラの焦点検出装置が提案されている（特許文献２参照）。この特許文献２には、被写体像信号の空間周波数を所定値と比較し、その結果に基づいてサンプルピッチを選択し、サンプルピッチが選択された後の被写体像信号に基づいて、被写体像の焦点状態を検出することが記載されている。

さらに、複数のフィルターを使い分けることにより、被写体に含まれる空間周波数成分に関わらず精度良く焦点調整が行える撮像装置が提案されている（特許文献３参照）。この特許文献３には、撮像素子で撮像された画像データから高周波成分を抽出して、その高周波成分に基づいて画像のコントラスト情報である焦点評価値を複数算出し、それらの焦点評価値に基づいて合焦レンズ位置を演算する点が記載されている。そして、粗サーチで取得された焦点評価値の最大値が所定値以上であった場合、粗サーチで用いたハイパスフィルターＦ１よりもカット周波数の高いハイパスフィルターＦ２を用いて高周波成分の抽出を行う点が記載されている。
特開２００４−３４７６６５号公報特開平１１−１４９００号公報特開２００４−３２５５１７号公報

上記特許文献１では、色情報検出手段の検出情報やフォーカスレンズの特性情報により決まる所定の量だけずらした位置にフォーカスレンズを駆動するように制御するので、この所定のずらし量の個体による違いや撮影環境による違いを吸収することができない。この違いを吸収するためには、後述するように、なるべく高域の空間周波数を持つ被写体に対して焦点調節を行うことが有効であるが、撮像素子の加算読み出しなどの理由により被写体の持つ高域の空間周波数のフォーカスレンズ位置特性を取得できない場合がある。この場合、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出するフィルターを用い、その結果から得られる比較的低域の被写体の空間周波数のフォーカスレンズ位置特性から、被写体の空間周波数のフォーカスレンズ位置特性を推測することが有効である。

上記特許文献２には、被写体像を標本化するサンプルピッチが初期状態を含めて複数通りに選択できることが記載され、特許文献３には、複数のフィルターを使い分けることが記載されている。しかしながら、そのことを用いた上記所定のずらし量に関する問題点の解決に関しては一切に触れていない。

本発明は、撮像素子の加算読み出しなどの理由により、直接求めることができない被写体の持つ高域の空間周波数によるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測することができる自動焦点調整装置および方法、プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の自動焦点調整装置は、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段に光電変換される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出する複数のフィルターを有し、前記焦点調整手段を駆動しながら前記撮像手段によって得られた画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを有する自動焦点調整装置において、前記合焦位置検出手段は、前記複数のフィルターでＡＦ評価値を算出し、算出された各ＡＦ評価値からその信頼性を計算し、計算された信頼性が所定値以上のもののうち最も高域のフィルターを選択し、選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を算出する算出手段と、前記算出された焦点調整手段の駆動位置から、前記被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を推測し、当該駆動位置に前記焦点調整手段を駆動するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１１記載の自動焦点調整方法は、撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段に光電変換される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出する複数のフィルターを有し、前記焦点調整手段を駆動しながら前記撮像手段によって得られた画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを有する自動焦点調整装置の自動焦点調整方法において、前記複数のフィルターでＡＦ評価値を算出し、算出された各ＡＦ評価値からその信頼性を計算し、計算された信頼性が所定値以上のもののうち最も高域のフィルターを選択し、選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を算出する算出ステップと、前記算出された焦点調整手段の駆動位置から、前記被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を推測し、当該駆動位置に前記焦点調整手段を駆動するように制御する制御ステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、複数のフィルターで算出された各ＡＦ評価値からその信頼性を計算し、該信頼性が所定値以上のもののうち最も高域のフィルターを選択し、選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を算出する。算出された焦点調整手段の駆動位置から、被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を推測し、当該駆動位置に前記焦点調整手段を駆動するように制御する。これにより、撮像素子の加算読み出しなどの理由により、直接求めることができない被写体の持つ高域の空間周波数によるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の内部構成を示すブロック図である。

１は撮像装置、２はズームレンズ群、３は焦点調整手段としてのフォーカスレンズ群である。４はズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３等からなる撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段であって、露出手段としての絞りである。３１は、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、絞り４等からなる撮影レンズ鏡筒であり、先端部に焦点距離を変換するためのコンバージョンレンズを取り付けるための部材を有している。

５は撮影光学系を透過した被写体像が結像し、これを光電変換して画像信号を出力する撮像手段としての固体撮像素子（以下「ＣＣＤ」とよぶ。）である。６はＣＣＤ５によって光電変換された電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定の画像信号を生成する撮像回路である。７は撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路である。

８はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のメモリ（ＶＲＡＭ）である。９は、ＶＲＡＭ８に記憶された画像信号を読み出してアナログ信号に変換すると共に、再生出力に適する形態の画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路である。

１０はこの画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下、「ＬＣＤ」と呼ぶ。）である。１２は半導体メモリ等からなる画像データを記憶する記憶用メモリである。１１は圧縮回路と伸張回路とから成る圧縮伸長回路である。この圧縮回路は、ＶＲＡＭ８に一時格納された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２への記憶に適した形態にするための画像データの圧縮処理や符号化処理を施す。伸張回路は、記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示するのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す。

１３はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動露出（ＡＥ）処理を行うＡＥ処理回路である。１４はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動焦点調整（ＡＦ）処理を行うスキャンＡＦ処理回路である。１５は撮像装置１の制御を行う演算用のメモリを内蔵したＣＰＵである。

１６は所定のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ（ＴＧ）である。１７はＣＣＤドライバーである。２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータである。１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路である。２２はフォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動モータである。１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第二モータ駆動回路である。２３はズームスレンズ群２を駆動するズーム駆動モータである。２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する第三モータ駆動回路である。２４は各種のスイッチ群からなる操作スイッチである。

２５は各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭである。２６は電池である。２８はストロボ発光部である。２７はストロボ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路である。２９は警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子である。３０は音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカーである。３３はＬＥＤなどの光源で構成されるＡＦ補助光である。３３はＡＦ補助光３２を駆動するためのＡＦ補助光駆動回路である。３４はコンバージョンレンズ取付け検出スイッチである。

なお、画像データ等の記憶用メモリは、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリやカード形状やスティック形状から成り、装置に対して着脱自在に形成されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよい。また、ハードディスクやフロッピィ−ディスク等の磁気記憶媒体等であってもよく、様々な形態のものが適用される。

操作スイッチ２４には、装置本体を起動させ電源供給を行うための主電源スイッチや撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチ、再生動作を開始させる再生スイッチ、撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズームを行わせるズームスイッチ等がある。そして、レリーズスイッチは、撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理、ＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する第一ストローク（ＳＷ１）と実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第二ストローク（ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。

次に、撮像装置１における基本的な撮像動作を説明する。

まず、撮像装置１の撮影レンズ鏡筒３１を透過した被写体光束は、絞り部４によってその光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に結像される。この被写体像は、ＣＣＤ５による光電変換処理により電気的な信号に変換され、撮像回路６に出力される。撮像回路６では、入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成される。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路７に出力され、デジタル信号（画像データ）に変換された後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。

ＶＲＡＭ８に格納された画像データは、Ｄ／Ａ変換回路９へ出力され、アナログ信号に変換され、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。一方、ＶＲＡＭ８に格納された画像データは、圧縮伸長回路１１にも出力される。この圧縮伸長回路１１における圧縮回路によって圧縮処理が行われた後、記憶に適した形態の画像データに変換され、記憶用メモリ１２に記憶される。

例えば、操作スイッチ２４のうち不図示の再生スイッチが操作されてオン状態になると、再生動作が開始される。すると、記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは、圧縮伸長回路１１に出力され、伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に出力され一時的に記憶される。さらに、この画像データは、Ｄ／Ａ変換回路９へ出力され、アナログ信号に変換され、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像データは、上述のＶＲＡＭ８とは別にＡＥ処理回路１３及びスキャンＡＦ処理回路１４に対しても出力される。

ＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

スキャンＡＦ処理回路１４は、入力されたデジタル画像信号を受けて、画像データの高周波成分をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等により抽出し、さらに累積加算等の演算処理を行い、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値を算出する。具体的には、スキャンＡＦ処理回路１４は、合焦位置検出手段として、ＡＦ領域として指定された画面の一部分の領域に相当する画像データの高周波成分をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を用いて抽出し、さらに累積加算等の演算処理を行う。これにより、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値が算出される。このＡＦ領域は、中央部分の一箇所である場合や中央部分とそれに隣接する複数箇所である場合、離散的に分布する複数箇所である場合などがある。

ＣＣＤや回路系で重畳されるノイズ成分をキャンセルするために、高域側の輪郭成分量等を抽出するハイパスフィルター（ＨＰＦ）の前にローパスフィルターを通すことが一般的である。従って、スキャンＡＦ処理回路１４は、実際には、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値を算出するバンドパスフィルター（ＢＰＦ）として構成されている。このようにスキャンＡＦ処理回路１４は、ＡＦ処理を行う過程において、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の役割を担っている。スキャンＡＦ処理回路１４は、フォーカスレンズの特性により決まる所定の補正量（ベストピント補正量：ＢＰ補正量と略す）の個体による違いや撮影環境による違いを吸収すべく、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出するＢＰＦを有する。

一方、ＴＧ１６からは、所定のタイミング信号がＣＰＵ１５、撮像回路６、ＣＣＤドライバー１７へ出力されている。ＣＰＵ１５は、このタイミング信号に同期して各種の制御を行う。撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、これに同期して色信号の分離等の各種画像処理を行う。ＣＣＤドライバー１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受け、これに同期してＣＣＤ５を駆動する。

ＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第二モータ駆動回路１９、及び第三モータ駆動回路２０をそれぞれ制御する。これにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、及びズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、及びズームスレンズ群２を駆動制御する。すなわち、ＣＰＵ１５は、ＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき第一モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を適正になるように調整するＡＥ制御を行う。

また、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理回路１４において算出されるＡＦ評価値に基づき第二モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。また、マニュアルフォーカスに設定されているときは、操作スイッチ２４のうち不図示のフォーカス駆動指示部材が操作された際に、その操作量に応じて第二モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を移動させる。また、操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、これを受けてＣＰＵ１５は、第三モータ駆動回路２０を制御してズーム駆動モータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動させ、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。

次に、撮像装置１における撮影動作の流れを図２を参照して説明する。

図２は、撮像装置１における撮影動作の流れを示すフローチャートである。

撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置の動作モードが撮影（録画）モードにあるときは、図示の撮影処理シーケンスが実行される。

まず、ステップＳ１において、ＣＰＵ１５は、撮影レンズ鏡筒３１を透過してＣＣＤ５上に結像した被写体像をＬＣＤ１０に画像として表示する。すなわち、ＣＣＤ５上に結像した被写体像は、ＣＣＤ５により光電変換処理され電気的な信号に変換された後、撮像回路６に出力される。そこで入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成された後、Ａ／Ｄ変換回路７に出力されデジタル信号（画像データ）に変換されＶＲＡＭ８に一時的に格納される。ＶＲＡＭ８に格納された画像データは、Ｄ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され、表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤに画像として表示される。

次に、ステップＳ２において、ＣＰＵ１５は、レリーズスイッチの状態を確認する。撮影者によってレリーズスイッチが操作され、ＳＷ１がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると、次のステップＳ３に進み、通常のＡＥ処理が実行される。続いて、ステップＳ４においてスキャンＡＦ処理が行われる。

ステップＳ４では、ＣＰＵ１５は、設定された特性の異なる複数のＢＰＦにより、フォーカスレンズ群３の位置ごとのＡＦ評価値を算出し、その値からそれぞれのＢＰＦにおけるＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ群３の位置を求める。同時に、各ＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性を計算する。その信頼性が所定値以上のＢＰＦにより求めたフォーカスレンズ群３のピーク位置から、撮像素子の加算読み出し等により失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ群３の位置を推測し、その位置を合焦位置とする。但し、信頼性が所定値以上のＡＦ評価値が得られたＢＰＦが１つの場合は推測を行わない。

信頼性が所定値以上のＡＦ評価値が得られたＢＰＦにおけるＡＦ評価値がピークとなる位置に、後述する方法でＢＰ補正量を求め、それを加味した位置にフォーカスレンズ群３を駆動する。いずれかのＢＰＦにおける信頼性が十分であれば、ＣＰＵ１５は、ステップＳ５においてＡＦＯＫ表示を行う。これは表示素子２９を点灯することなどにより行うと同時にＬＣＤ上に緑の枠を表示するなどの処理を行う。

また、ステップＳ４において、全てのＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が低い場合には、ＣＰＵ１５は、ＡＦ評価値が最大値となる点を求める処理は行わず、ステップＳ５に進み、ＡＦＮＧ表示を行う。これは表示素子２９を点滅表示することなどにより行うと同時にＬＣＤ上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。

ステップＳ６において、ＣＰＵ１５は、ＳＷ２（レリーズスイッチの第二ストローク）の確認を行い、ＳＷ２がオンになっていたならば、ステップＳ７に進み、実際の露光処理を実行する。

次に、ステップＳ４における合焦位置を検出するためのスキャンＡＦ処理の概略を図３を用いて説明する。

図３は、画像信号から検出される高周波成分とフォーカスレンズ群３の関係の一例を示す図である。

スキャンＡＦ処理は、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から検出される高周波成分がそれぞれのＢＰＦにおいて最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めることにより行われる。実際には、一度のフォーカスレンズ群３の移動で複数のＢＰＦにおけるデータが取得されて処理が行われるが、図３では、図を見やすくするため一つのＢＰＦに関する出力波形のみを示すこととする。

ＣＰＵ１５は、フォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第二モータ駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御する。そして、フォーカスレンズ群３を無限遠に相当する位置（図３における「Ａ」）から各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（図３における「Ｂ」）まで駆動する。駆動しながらスキャンＡＦ処理回路１４の出力（ＡＦ評価値）を設定された複数のＢＰＦごとに取得し、フォーカスレンズ群３の駆動が終了した時点で取得したＡＦ評価値から、複数のＢＰＦごとにそれが最大になる位置（図３における「Ｃ」）を求める。このスキャンＡＦ処理回路１４の出力の取得は、スキャンＡＦの高速化のために、全てのフォーカスレンズ群３の停止位置については行わず、所定にステップごとに行う。このとき、図３に示す点ａ１，ａ２，ａ３においてＡＦ評価値を取得することがありうる。このような場合は、ＡＦ評価値が最大値となった点とその前後の点から合焦位置Ｃを計算にて求めている。

次に、本実施形態における、合焦位置（ＣＣＤ５の読み出し時に画素加算処理が行われることなどにより失われた被写体の高域成分がピークとなるフォーカスレンズ群３の位置）を推測する方法について説明する。

一般に光学系の球面収差などが生じると、被写体の周波数に応じたピント位置が異なる。よって、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出するフィルターを用いて、フォーカスレンズ群３を駆動しながらＡＦ評価値を算出すると、例えば、図４に示すようになる。

図４には、ナイキスト周波数の６．７％、１３．３％、１６．７％、２６．７％、５０％、８０％でフィルターの透過率が最大となるような特性を持つＢＰＦにおけるフォーカス位置とベストピント位置（合焦位置）の関係を示す。

図４に示すように、フィルターの周波数特性が異なると、ＡＦ評価値が最大となる位置が異なり、ＢＰＦの透過率が最大となる周波数が高くなるほど、左側（すなわちピントとしては近いものにピントを合わせる側）にＡＦ評価値が最大になる位置が分布している。この分布の仕方はフォーカスレンズ群３を含む撮影レンズ鏡筒３１の特性によるものであるため、必ず図４のようになるとは限らない。逆の特性になる場合もあれば、その差が小さくほとんど同じ位置にＡＦ評価値が最大になる位置が分布する場合もある。また、その量は、撮影レンズ鏡筒３１の変倍に伴う焦点距離や撮影距離などによっても異なることがある。

従って、我々が自動焦点調整動作を行う場合は、なるべく高い周波数においてフィルターの透過率が最大となるものを用いる。そのＡＦ評価値が最大になる位置へフォーカスレンズ群３を駆動すれば、撮影者が見た目でベストのピント位置と感じるフォーカスレンズ群３の位置を得ることが可能になる。これは空間周波数の高い被写体と低い被写体が混在する被写体を撮影した場合、空間周波数の低い被写体は多少ベストピント位置からずれていても像がボケていると感じないが、空間周波数の高い被写体の場合は僅かなずれでも像がボケていると感じやすいからである。

しかし、高い周波数においてフィルターの透過率が最大となるＢＰＦを用いた場合、得られるＡＦ評価値の信頼性が十分でない場合が多い。その理由の一例として下記が挙げられる。

１．高域の信号にはＣＣＤや回路系において重畳されるノイズが含まれているため、偽の信号を発生させることがある。特に低照度では、この傾向が顕著になる。

２．撮影者の手振れや被写体が動くことにより被写体の高い周波数成分が失われることがある。

３．被写体の端部があれば必ず低い空間周波数成分は存在するが、被写体に細かいパターンが存在しない場合などは高い周波数成分自体が存在しないこともある。

４．ＣＣＤから高速で信号を読み出すために読み出し時に画素加算を行い、実際の画素数より読み出し画素数を減らすことにより、加算を行わない際に存在する被写体の高い周波数成分が失われる。

上記１〜３の要件が撮影時の状況によっては生じない可能性があるが、４．はＡＦに要する時間を短縮するために必須の要件であるため必ず生じてしまう。

近年のＣＣＤなどの撮像素子においては水平・垂直方向にそれぞれ３画素加算を行って読み出すものが主流のため、ＡＦ時に得られる高域成分は、撮影時のナイキスト周波数の３３．３％以下のものしか得られない。よってベストピント位置（合焦位置）として撮影時のナイキスト周波数の５０％〜８０％のピント位置を要求されるため、このままではピントを合わせることができない。そのため、特許文献１のように、比較的低い周波数でフィルターの透過率が最大となるものを用い、そのＡＦ評価値が最大になる位置からフォーカスレンズの特性情報により決まる所定の量だけずらした位置に、フォーカスレンズ群３を駆動する方法が採用されてきた。

しかし、この方法には、フォーカスレンズの特性情報により決まる所定の量に個体差・被写体依存・光源依存などの誤差成分が存在する。従って、この誤差成分が大きな場合は十分な合焦精度を得ることができなかった。

本実施形態では、低域から高域まで複数のＢＰＦでＡＦ評価値の算出を行い、各々のＡＦ評価値からその値が最大となるフォーカスレンズ位置（焦点調整手段の駆動位置）を求めると同時に各々の信頼性を評価する。そして、信頼性が所定値以上のＢＰＦのよって求められた複数個のＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置から、撮像素子の加算読み出しなどにより失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する。そして、その位置を合焦位置とする。

次に、本実施形態におけるスキャンＡＦ処理の流れを図５を参照して説明する。

図５は、図２のステップＳ４におけるスキャンＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ５０１にて、ＡＦ評価値を算出するための異なる特性を持つ複数のＢＰＦを設定する。例えば、ＣＣＤ５のより実際にＡＦを行う際に読み出される画素数により決定されるナイキスト周波数の８０％、５０％、４０％、２０％にてフィルターの透過率が最大となるような特性を持つＢＰＦを設定する。ＡＦ時の読み出しにおいて３画素加算が行われる場合は撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％にてフィルターの透過率が最大となるような特性を持つＢＰＦを設定することになる。

次に、ステップＳ５０２では、フォーカスレンズ群３をスキャン開始位置にスキャン動作中の速度より速い速度で移動する。スキャン開始位置は、本実施形態においては、設定されたスキャン範囲の一端に設定される。

ステップＳ５０３では、撮影領域内に設定されるＡＦ領域に対応する領域の各ＢＰＦにおいて求められるＡＦ評価値とフォーカスレンズ群３の位置をＣＰＵ１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。

ステップＳ５０４では、レンズ位置がスキャン終了位置にあるかどうかを調べ、終了位置にあればステップＳ５０６へ移行し、そうでなければステップＳ５０５へ進む。スキャン終了位置は、設定されたスキャン範囲の他端に設定される。ステップＳ５０５では、フォーカスレンズ群３を駆動して所定の方向へ所定量移動する。

ステップＳ５０６では、各々のＢＰＦで算出されたＡＦ評価値からその信頼性を計算する。その詳細については後述する。ステップＳ５０６で算出された全てのＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が低い場合（所定値に満たない場合）は、ステップＳ５０７からステップＳ５１３へ進む。ステップＳ５１３では、定点と呼ばれる予め定められた自動焦点調整が不能な場合に駆動する位置へフォーカスレンズ群３を駆動する。この場合は、上述のように図２のステップＳ５にてＡＦＮＧ表示が行われる。

いずれかのＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上である場合は（ステップＳ５０７でＮＯ）、ステップＳ５０８に進み、その個数が２つ以上あるか否かをチェックする。２つ以上無い場合、すなわち信頼性が所定値以上のものが１つの場合は、ステップＳ５１１へ進み、信頼性が所定値以上のＢＰＦに関してステップＳ５０３で記憶したＡＦ評価値とそのレンズ位置から、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置を計算する。それと共に、そのＢＰＦに対応するＢＰ補正量を求め、両者を加算することでフォーカスレンズ群３の駆動位置を求める。このＢＰ補正量は、図４に示すように、ＢＰＦの透過率が最大となる周波数が異なると異なることが一般的であり、また撮影レンズ鏡筒３１の焦点距離や撮影距離などによっても異なることがある。そこで使用するＢＰＦごとに以下のようにＢＰ補正量をデータとして不図示のメモリに記録している。距離に関しては、例えば、無限遠、２ｍ、５０ｃｍの３つの距離における補正量を記録している。中間の距離はその両側の距離の値より補間する。５０ｃｍと２ｍの間の距離Ｌ１の補正量Ｈ１は、２ｍと５０ｃｍの補正量を用いた以下の式で求められる。

Ｈ１＝ＬｎＬｍ（Ｈｎ−Ｈｍ）／（Ｌｍ−Ｌｎ）（１／Ｌ１）＋Ｈｎ−Ｌｍ（Ｈｎ−Ｈｍ）／（Ｌｍ−Ｌｎ）
但し、Ｌｎは５０ｃｍ、Ｌｍは２ｍ、Ｈｎは５０ｃｍの補正量、Ｈｍは２ｍでの補正量である。

また、２ｍと無限遠の間の距離Ｈ２は、以下の式で求められる。

Ｈ２＝Ｌｍ（Ｈｍ−Ｈｉ）（１／Ｌ２）＋Ｈｉ
但し、Ｌｍは２ｍ、Ｈｉは無限遠の補正量、Ｈｍは２ｍでの補正量である。この計算で使用される距離は自動焦点調整の結果から逆算される。

焦点距離に関しては停止可能な全てのポジションにおける補正量を記録する。但し、その停止するポジションがあまりにも多い場合は、その量を考慮していくつかのズームポジションをまとめて一つの値を持つことがある。例えば、０〜１２８のズームポジションに停止可能な場合は０〜８、９〜１６、・・・、１２１〜１２８のように分割し、分割した単位ごとに補正量を持つことにする。この補正量は、レンズ設計値から各焦点距離・各距離について計算して求める場合や、実際に複数の個体の補正量を各焦点距離・各距離について測定してその平均値を用いる場合、個別に測定したその個体特有の値を用いる場合などがある。どの方法を採るかは、撮影レンズ鏡筒３１の設計がある程度終了した段階で、補正量の各個体ごとの補正量がどの程度ばらつくのかを検討して決定する。その後、ステップＳ５１２に進み、ステップＳ５１１で求められたフォーカスレンズ群３の駆動位置へレンズを駆動する。

ステップＳ５０８では、信頼性が所定値以上のＡＦ評価値を得られるＢＰＦが２つ以上ある場合はステップＳ５０９へ進む。ステップＳ５０９では、信頼性が所定値以上のＢＰＦに関してステップＳ５０３で記憶したＡＦ評価値とそのレンズ位置から、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置を計算する。

ステップＳ５１０では、ステップＳ５０９で求めたＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置から、撮像素子の加算読み出しなどにより失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する。そして、その位置を合焦位置とする。その後、ステップＳ５１２に進み、ステップＳ５１０で求められた合焦位置へレンズを駆動する。

ここで、ステップＳ５１０にて行われる、失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する方法について説明する。

ＡＦ時の読み出し時に３画素加算が行われ、ＣＣＤ５により実際にＡＦを行う際に読み出される画素数で決定されるナイキスト周波数の８０％、５０％、４０％、２０％でフィルターの透過率が最大となる特性を持つＢＰＦを設定されているものとして説明を行う。よって、ＡＦ時の読み出しにおいては撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％にてフィルターの透過率が最大となるような特性を持つＢＰＦが設定されているものとする。これらの数値はあくまで一例であり、本発明の内容・効果を限定するものではない。同様に、以下に示す撮影レンズ鏡筒３１の製造公差を考慮した被写体周波数によるピント位置差も一例を示すものであり、本発明の内容・効果を限定するものではない。

失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置の推測は、実際のＡＦ時に求められた各ＢＰＦでのＡＦ評価値のピーク位置の一致度が高い予め記録された推測式を求めることで行われる。この推測式は、撮影レンズ鏡筒３１の製造公差を考慮した設計値から作成することができる。被写体周波数によるピント位置差は球面収差から生じるわけであるが、この球面収差は撮影レンズ鏡筒３１を構成するレンズの厚み、曲率、ＣＣＤとレンズ間隔などによってその量が変わる。そこで、レンズの厚み、曲率、ＣＣＤとレンズ間隔を公差の範囲内で振り、球面収差の量、さらには、その量から被写体の周波数によるピント位置のズレを計算する。その結果、被写体の周波数によるピント位置のズレに関する多数の関係式が求められる。

よって、ＡＦ時に得られる被写体の各周波数におけるピント位置の関係から、多数の関係式のどれに当てはまるのかが判れば、ＡＦ時には加算読み出しにより得ることのできない撮影画像のナイキスト周波数の５０％、８０％に対するピント位置を知ることができる。

実際の推測式の記録には、式そのものを記録するのではなく、ＡＦ時に使用するＢＰＦにおける値とベストピント位置の値を記録しておく。本実施形態では、ＡＦ時の読み出しにおいては撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％にてフィルターの透過率が最大となるＢＰＦにおける値とベストピント位置が記録されている。例えば、図１１〜図１４に示すような被写体の周波数によるピント位置のズレに関する関係がある。

図１１は、撮影レンズ鏡筒３１を構成するレンズの厚みが変化した場合の被写体周波数とピント位置（フォーカス位置）の関係を示す図である。図１２は、撮影レンズ鏡筒３１を構成するレンズの曲率が変化した場合の被写体周波数とピント位置（フォーカス位置）の関係を示す図である。図１３は、撮影レンズ鏡筒３１を構成するレンズとＣＣＤの間隔が変化した場合の被写体周波数とピント位置（フォーカス位置）の関係を示す図である。図１４は、上記の３つの要素を総合した場合の被写体周波数とピント位置（フォーカス位置）の関係を示す図である。

図１１〜図１４に示すグラフは、その縦軸がフォーカス位置、横軸が被写体の周波数を表す。図１１〜図１４において、他より太い線で示したものが設計値における被写体の周波数によるピント位置のズレを表している。なお、図示例では、記録する全ての曲線を描画されているわけではなく、その一部のみが描画されている。

図１４に示す撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％におけるフォーカス値と、ベストピント位置のフォーカス値を推定式ごとに記録している。図１４から２つのＢＰＦにおけるＡＦ評価値のピーク位置の関係がわかれば、大抵は失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測できる。しかしながら、３つ以上のＢＰＦにおけるＡＦ評価値のピーク位置の関係を必要とする場合もある。

図１０は、ステップＳ５１０における動作の詳細な流れを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００１において、全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦに関して調べたかをチェックする。ここで全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦについてプロットできるか調べ終えている場合は（ステップＳ１００１でＹＥＳ）、推測式の曲線状にプロットできるものがないということなので、ステップＳ１０２０へ進む。

ステップＳ１０２０では、ＢＰＦから求めたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上のもののうち最も高域のＢＰＦを選択し、それにそのＢＰＦにおけるＢＰ補正量を加えたものを合焦位置とする。詳細は図５のステップＳ５１１と同様である。若しくは信頼性の最も高いものを選択し、それにそのＢＰＦにおけるＢＰ補正量を加えたものを合焦位置としてもよい。

ステップＳ１００２以降で予め記録された推測式の曲線のどれに一致するか、若しくは最も近いか調べるわけであるが、上述の理由１〜３等の理由により低い周波数にピークのあるＢＰＦで求めたＡＦ評価値の方が信頼性の高い場合が多い。そこで、信頼性が所定値以上のＡＦ評価値のうち最も低域のＢＰＦで得られたものピント位置が図１４のどの推測式の曲線上にプロットできるかを調べる。なお、記録されたピント位置との差が所定値以内の場合プロット可能と判断し、記録されたピント位置との差が最も小さい曲線上にプロットされるものとする。

ステップＳ１００２では、推測式の曲線にプロットできるか調べるＢＰＦを選択する。記録されている推測式の曲線の値が撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％におけるピント位置が記録されている。そのため、まず、６．７％のピークを持つＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上かをステップＳ１００２で調べる。６．７％のＢＰＦより得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値未満であれば、１３．３％のＢＰＦでより得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上であるか調べる。以下同様である。

ステップＳ１００３では、選択されたＢＰＦで求められたＡＦ評価値のピーク位置をメモリからロードする。次に、ステップＳ１００４では、選択されたＢＰＦで求められたＡＦ評価値のピーク位置が推測式の曲線上にプロットできるか否かをチェックする。具体的には、記録されているピント位置との差を調べ、その差が所定値以内なら記録値が最も近い曲線にそのピーク位置をプロットとする。プロットが可能な場合は（ステップＳ１００４でＹＥＳ）、ステップＳ１００５に進む。一方、プロットが不可能な場合はステップＳ１００１に戻り、同様の動作を行う。すなわち、全てのＢＰＦに関してチェックが終了したか否かを判定し、終了していなければ次の信頼性が所定値以上のＢＰＦから得られたＡＦ評価値のピーク位置が推測式の曲線上にプロット可能か調べる。終了していれば、ステップＳ１０２０へ進む。

ステップＳ１００５では、全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦに関して調べたかをチェックする。ここで全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦについてプロットできるか調べ終えている場合は（ステップＳ１００５でＹＥＳ）、推測式の曲線状にプロットできるものが１つということなので、ステップＳ１０３０へ進む。

ステップＳ１０３０では、プロット可能なＢＰＦで得られたＡＦ評価値のピーク位置にそのＢＰＦにおけるＢＰ補正量を加えたものを合焦位置とする。詳細は図５のステップＳ５１１と同様である。調べ終えていない場合はステップＳ１００６へ進む。

ステップＳ１００６では、推測式の曲線にプロットできる２つ目があるか調べる。残されたものの中で信頼性が所定値以上のもののうちＢＰＦの透過率が最も低域のものを選択する。そして、ステップＳ１００７では、選択されたＢＰＦで求められたＡＦ評価値のピーク位置をメモリからロードする。続いて、ステップＳ１００４で選択されたＢＰＦで求められたＡＦ評価値のピーク位置が、ステップＳ１００４でプロット可能と判断された推測式の曲線上にプロットできるか否かをチェックする（ステップＳ１００８）。具体的には、ステップＳ１００４でプロット可能と判断された推測式の記録されているピント位置との差を調べ、その差が所定値以内ならその推測式の曲線にピーク位置がプロット可能と判断する。プロットが可能な場合はステップＳ１００９に進む。一方、プロットが不可能な場合はステップＳ１００５に戻り、同様の動作を行う。すなわち、全てのＢＰＦに関してチェックが終了したか否かを判定し、終了していなければ次の信頼性が所定値以上のＢＰＦから得られたＡＦ評価値のピーク位置が推測式の曲線上にプロット可能か調べる。終了していれば、ステップＳ１０３０へ進む。

ステップＳ１００９では、これまでの動作で推測式が一つに限定されたか否かを調べる。一つに限定されていれば（ステップＳ１００９でＹＥＳ）、ステップＳ１０４０へ進み、その推定式からから合焦位置を推定する。一方、一つに限定できない場合は（ステップＳ１００９でＮＯ）、ステップＳ１０１０に進み、全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦに関して調べたかをチェックする。ここで全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦについてプロットできるか調べ終えている場合は、まだ複数の推測式が存在することになる。そこで、存在する複数の推測式に関して最小二乗誤差を求め、それが最小のものを選択し、選択された推測式から合焦位置を推定する（ステップＳ１０５０）。最小二乗誤差は記録されている推測式の値と各々のＢＰＦで得られたＡＦ評価値のピーク値との差の二乗和である。次式に表す。

最小二乗誤差Ｅ＝Σ（Ｐｉ−Ｑｉ）^２
但し、Ｐｉは記録されている推測式のピント位置、ＱｉはＢＰＦで得られたＡＦ評価値のピーク位置である。

ステップＳ１０１０において、全ての信頼性が所定値以上のＢＰＦについてプロットできるか調べ終えていない場合はステップＳ１０１１へ進む。ステップＳ１０１１では、推測式の曲線にプロットできる３つ目のものがあるか調べる。残されたものの中で信頼性が所定値以上のもののうちＢＰＦの透過率が最も低域のものを選択する。そして、選択されたＢＰＦで求められたＡＦ評価値のピーク値をメモリからロードする（ステップＳ１０１２）。

次に、ステップＳ１０１３では、選択されたＢＰＦで求められたＡＦ評価値のピーク値が、ステップＳ１００４，Ｓ１００８でプロット可能と判断された推測式の曲線上にプロットできるか否かをチェックする。具体的には、ステップＳ１００４，Ｓ１００８でプロット可能と判断された推測式の記録されているピント位置との差を調べ、その差が所定値以内ならその推測式の曲線にピーク位置がプロット可能と判断する。プロットが可能な場合はステップＳ１００９に戻り、上記と同様の処理を行う。プロットが不可能な場合はステップＳ１０１０に戻り、同様の処理を行う。

ここで推測式の値の持ち方、特に距離に関する持ち方について説明する。

撮影距離によってピント位置ズレの関係は異なることが一般的である。そこで距離に関しては、例えば、無限遠、２ｍ、５０ｃｍの３つの距離における関係を記録している。撮影距離が記録されている５０ｃｍ、２ｍ、∞のときは、その距離における失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する。

一方、撮影距離が５０ｃｍと２ｍの間のときは５０ｃｍと２ｍ、撮影距離が２ｍと∞の間のときは２ｍと∞の失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置をそれぞれ推測する。そして、その２つの値から線形補間によりその距離における失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する。

５０ｃｍと２ｍの間の距離Ｌ１の推定値Ｐ１は、２ｍと５０ｃｍの補正量を用いた以下の式で求められる。

Ｐ１＝ＬｎＬｍ（Ｐｎ−Ｐｍ）／（Ｌｍ−Ｌｎ）（１／Ｌ１）＋Ｐｎ−Ｌｍ（Ｐｎ−Ｐｍ）／（Ｌｍ−Ｌｎ）
但し、Ｌｎは５０ｃｍ、Ｌｍは２ｍ、Ｐｎは５０ｃｍの推定値、Ｐｍは２ｍでの推定値である。

また、２ｍと無限遠の間の距離Ｐ２は下式により求められる。

Ｐ２＝Ｌｍ（Ｐｍ−Ｐｉ）（１／Ｌ２）＋Ｐｉ
但し、Ｌｍは２ｍ、Ｐｉは無限遠の推定値、Ｐｍは２ｍでの推定値である。この計算で使用される距離は自動焦点調整の結果から逆算される。

焦点距離に関しては、停止可能な全てのポジションにおける関係式を記録する。但し、その停止するポジションがあまりにも多い場合は、その量を考慮していくつかのズームポジションをまとめて一つの値を持つことがある。例えば、０〜１２８のズームポジションに停止可能な場合は０〜８、９〜１６、・・・、１２１〜１２８のように分割し、分割した単位ごとに関係式を持つことにする。

次に、ステップＳ５０６にて行われる各々のＢＰＦで算出されたＡＦ評価値からその信頼性を計算する処理について説明する。

図６は、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。

ＡＦ評価値信号は、遠近競合の特殊な場合を除けば、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸にＡＦ評価値をとると、その形は図６に示すような山状になる。そこで、本実施形態では、ＡＦ評価値信号が山状になっているか否かをＡＦ評価値の最大値と最小値の差、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の勾配から判断することによりＡＦ評価値の信頼性を判断している。

本実施形態では、図６に示すように、山の頂上（Ａ点）から傾斜していると認められるＤ点、Ｅ点を求め、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅Ｌ、Ａ点とＤ点のＡＦ評価値の差ＳＬ１とＡ点とＥ点のＡＦ評価値の差ＳＬ２の和ＳＬ１＋ＳＬ２を山の勾配ＳＬとする。

図７は、ステップＳ５０６における信頼性計算処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ７０１において、スキャンＡＦ処理回路１４から出力されるＡＦ評価値の最大値（ｍａｘ）と最小値（ｍｉｎ）、及び最大値を与えるスキャンポイントｉｏを求める。次に、ステップＳ７０２において、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを共に零に初期化する。

次に、ステップＳ７０３では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏが無限遠に相当する位置か否かを調べ、無限遠に相当する位置でないならば（ステップＳ７０３でＮＯ）、ステップＳ７０４に進み、無限遠に相当する位置方向への単調減少を調べる。一方、無限遠に相当する位置であったならば（ステップＳ７０３でＹＥＳ）、この処理をスキップし、ステップＳ７０５に進む。ここでステップＳ７０４における無限遠に相当する位置方向への単調減少を調べる処理について説明する。

図８は、ステップＳ７０４における無限遠に相当する位置方向への単調減少を調べる処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ８０１において、カウンター変数ｉをｉｏに初期化する。次に、ステップＳ８０２では、ｉにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分無限遠寄りのスキャンポイントｉ−１におけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ−１］とを比較する。ｄ［ｉ］がｄ［ｉ−１］より大きければ（ステップＳ８０２でＹＥＳ）、無限遠方向への単調減少が生じていると判断し、ステップＳ８０３に進み、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを以下の式に従って更新する。

Ｌ＝Ｌ＋１
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）
一方、ステップＳ８０２において、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ−１］でなければ（ステップＳ８０２でＮＯ）、無限遠方向への単調減少は生じていないと判断し、無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、図７のステップＳ７０５にリターンする。処理を継続する場合はステップＳ８０４に進み、ｉ＝ｉ−１として、検出をする点を１スキャンポイント無限遠側に移す。

ステップＳ８０５では、カウンターｉが無限遠相当の値（＝０）になったかどうかを判定する。カウンターの値が０、すなわち単調減少を検出する開始点が無限遠相当の位置に達したならば、無限遠方向の単調減少をチェックする処理を終了し、図７のステップＳ７０５にリターンする。このように、ｉ＝ｉｏから無限遠方向への単調減少をチェックする。

図７に戻り、ステップＳ７０５では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンＡＦを行う至近端に相当する位置か否かを判定する（ステップＳ７０５）。この判定の結果、至近端に相当する位置でないならば（ステップＳ７０５でＮＯ）、ステップＳ７０６に進み、至近端に相当する位置方向への単調減少を調べる。一方、至近端に相当する位置であったならば（ステップＳ７０５でＹＥＳ）、ステップＳ７０７に進む。ここでステップＳ７０６における至近端に相当する位置方向への単調減少を調べる処理について説明する。

図９は、ステップＳ７０６における至近端に相当する位置方向への単調減少を調べる処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ９０１において、カウンター変数ｉをｉｏに初期化する。次に、ステップＳ９０２では、ｉにおけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分至近端寄りのスキャンポイントｉ＋１におけるＡＦ評価値の値ｄ［ｉ＋１］とを比較する。ｄ［ｉ］がｄ［ｉ＋１］より大きければ（ステップＳ９０２でＹＥＳ）、至近端方向への単調減少が生じていると判断し、ステップＳ９０３に進み、ＡＦ評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを以下の式に従って更新する。

Ｌ＝Ｌ＋１
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］）
一方、ステップＳ９０２において、ｄ［ｉ］＞ｄ［ｉ＋１］でなければ（ステップＳ９０２でＮＯ）、至近端方向への単調減少は生じていないと判断し、至近端方向の単調減少をチェックする処理を終了し、図７のステップＳ７０７にリターンする。処理を継続する場合は、ステップＳ９０４に進み、ｉ＝ｉ＋１として、検出をする点を１スキャンポイント至近端側に移す。

ステップＳ９０５では、カウンターｉが至近端相当の値（＝Ｎ）になったかどうかを判定する。カウンターの値がＮ、すなわち単調減少を検出する開始点が至近端相当の位置に達したならば、至近端方向の単調減少をチェックする処理を終了し、図７のステップＳ７０７にリターンする。このように、ｉ＝ｉｏから至近端方向への単調減少をチェックする。

無限遠方向、至近端方向への単調減少のチェックが終了したならば、ＡＦ評価値の信頼性を判定するための諸係数をそれぞれのしきい値と比較し、全ての条件を満たしたならばＡＦ評価値の信頼性があると判定する。

図７に戻り、ステップＳ７０７では、ＡＦ評価値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの差をその所定値と比較し、所定値より小さい場合は（ステップＳ７０７でＮＯ）、信頼性がないと判断し、ステップＳ７１１へ進む。一方、所定値以上の場合は（ステップＳ７０７でＹＥＳ）、ステップＳ７０８へ進む。

ステップＳ７０８では、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬをその所定値Ｌｏと比較し、所定値より小さい場合は（ステップＳ７０８でＮＯ）、信頼性がないと判断し、ステップＳ７１１へ進む。一方、所定値以上の場合は（ステップＳ７０８でＹＥＳ）、ステップＳ７０９へ進む。

ステップＳ７０９では、傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌをその所定値ＳＬｏ／Ｌｏ比較し、所定値より小さい場合は（ステップＳ７０９でＮＯ）、信頼性がないと判断し、ステップＳ７１１へ進む。一方、所定値以上の場合は（ステップＳ７０９でＹＥＳ）、ステップＳ７１０へ進む。

このように、ステップＳ７０７，Ｓ７０８，Ｓ７０９の３つの条件を満たした場合はＡＦ評価値の信頼性があると判定し、ステップＳ７１０へ進む。一方、ステップＳ７０７，Ｓ７０８，Ｓ７０９の少なくとも１つの条件を満たしていない場合は、ＡＦ評価値の信頼性がないと判断し、ステップＳ７１１へ進み、信頼性＝０とする。

ＡＦ評価値の最大値と最小値の差ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎを所定値ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎ０、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬを所定値Ｌｏ、傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌを所定値ＳＬｏ／Ｌｏとして以下の式により信頼性の数値を求める。

信頼性＝（ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎ／ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎ０）（Ｌ／Ｌｏ）｛ＳＬ／Ｌ｝／（ＳＬｏ／Ｌｏ）｝
＝（ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎ／ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎ０）（ＳＬ／ＳＬｏ）
なお、この信頼性を計算する場合に使用する所定値ｄｅｆ＿ＭａｘＭｉｎ０、Ｌｏ、ＳＬｏ／Ｌｏは規定条件での測定値によって定める。規定条件は所定の距離・照度において、所定のコントラストで複数の異なる所定の線幅を有するチャートを用いた測定である。上記の条件は合焦すべき最低条件であり、この条件において各ＢＰＦでＡＦ評価値を算出し、その結果から信頼性を計算する場合に使用する所定値を求める。

上記第１の実施形態によれば、低域から高域まで複数のＢＰＦでＡＦ評価値の算出を行い、各々のＡＦ評価値からその値が最大となるフォーカスレンズ位置を求めると同時に各々の信頼性を評価する。そして、信頼性が所定値以上のＢＰＦで求めた複数のＡＦ評価値のうち最大となるフォーカスレンズ位置から、撮像素子の加算読み出しなどにより失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する。そして、その位置を合焦位置とする。これにより、撮像素子の加算読み出しなどの理由により、直接求めることができない被写体の持つ高域の空間周波数によるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測することができる。

［第２の実施形態］
本第２の実施形態は、上記第１の実施形態に対して、信頼性が所定値以上のＢＰＦで得られたＡＦ評価値のピーク位置から最小二乗法で推測式を作成し、その推測式からベストピント位置を求める点で異なる。ここでいうベストピント位置は、失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置である。

具体的には、図５のステップＳ５１０における失われた高域のピーク位置の推測方法が上記第１の実施形態とは異なり、その点について説明する。なお、ステップＳ５１０以外の処理については図５と同一であるので、その説明は割愛する。

ＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上のものが２つの場合は、信頼性が所定値以上のもののうち高域のＢＰＦを選択し、それにそのＢＰＦにおけるＢＰ補正量を加えたものを合焦位置とする。

ＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上のものが３つ以上の場合、ＡＦ評価値のピーク位置とその撮影画像のナイキスト周波数に対する割合を用いて、最小二乗法により推測式を二次関数近似（高次関数近似）で求め、ベストピント位置を求める。

ナイキスト周波数に対する割合をＸｉ、そのＢＰＦにおけるＡＦ評価値のピーク位置Ｙｉ、ベストピント位置を撮影画像のナイキスト周波数の５０％と８０％の位置の平均値とした場合、ベストピント位置Ｐｂｐは次式（式１）となる。

Ｐｂｐ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（式１）
但し、ａ＝Ａ１／Ａ２
Ａ１＝ΣＸｉ^２・ΣＹｉ・Ｘｉ^２―ΣＹｉ・Ｘｉ・Σｘｉ^３−［（ΣＸｉ^２）^２ΣＹｉ＋（ΣＸｉ^２）^２ΣＹｉ・Ｘｉ^２−ΣＸｉ・ΣＹｉ・Σｘｉ^３−ΣＹｉ・Ｘｉ・Σｘｉ^２・Σｘｉ］／Ｎ
Ａ２＝ΣＸｉ^４・ΣＸｉ^２−（ΣＸｉ^３）^２−［（ΣＸｉ^２）^３＋（Σｘｉ^４）・（Σｘｉ^２）−２Σｘｉ^３・Σｘｉ^２・Σｘｉ］／Ｎ
ｂ＝Ｂ１／Ｂ２
Ｂ１＝ΣＹｉ・Ｘｉ−ΣＸｉ・ΣＹｉ／Ｎ−ａ・（Σｘｉ^３−ΣＸｉ・Σｘｉ^２／Ｎ）
Ｂ２＝Σｘｉ^２−（ΣＸｉ）^２／Ｎ
ｃ＝［ΣＹｉ−ａ・Σｘｉ^２−ｂ・Σｘｉ］／Ｎ
ｘ＝０．６７５
Ｎ：サンプル数（信頼性が所定値以上のＢＰＦから求めたＡＦ評価値のピークの数）
また、撮影画像のナイキスト周波数に対するフィルターの透過率が最大となる周波数の割合は１００％を１として表すものとする。

上記第２の実施形態によれば、ＢＰＦで得られたＡＦ評価値のピーク位置から最小二乗法により推測式を高次関数近似で求めて、その推測式から被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるベストピント位置を求める。これにより、上記第１の実施形態による効果をさらに奏することができる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態は、上記第１及び第２の実施形態に対して、撮像素子の加算読み出しなどにより失われた高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する式を、製造工程時にカメラ個別に求める点で異なる。

製造工程における推測式の算出方法について説明する。

ＡＦ時の読み出し時に３画素加算が行われ、ＣＣＤ５により実際にＡＦを行う際に読み出される画素数により決定されるナイキスト周波数の８０％、５０％、４０％、２０％でフィルターの透過率が最大となる特性を持つＢＰＦを設定されているものとして説明する。よって、ＡＦ時の読み出しにおいては撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％にてフィルターの透過率が最大となるような特性を持つＢＰＦが設定されているものとする。

製造工程においては撮像素子を非加算のモードで読み出し、読み出しによって高域の被写体の空間周波数が失われないようにする。その上で、ＡＦ評価値を算出するＢＰＦの設定を撮影画像のナイキスト周波数に対して８０％、５０％、２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％に設定する。そして、設定された各ＢＰＦでＡＦ評価値を求め、そのピークを計算する。さらに、その計算されたＡＦ評価値がピークとなる位置から第２の実施形態と同様にして推測式を求める（推測式算出）。推測式は以下のようになる。

Ｐｂｐ’＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（式２）
但し、ａ＝Ａ１／Ａ２
Ａ１＝ΣＸｉ^２・ΣＹｉ・Ｘｉ^２−ΣＹｉ・Ｘｉ・Σｘｉ^３−［（ΣＸｉ^２）^２ΣＹｉ＋（ΣＸｉ^２）^２ΣＹｉ・Ｘｉ^２−ΣＸｉ・ΣＹｉ・Σｘｉ^３−ΣＹｉ・Ｘｉ・Σｘｉ^２・Σｘｉ］／Ｎ
Ａ２＝ΣＸｉ^４・ΣＸｉ^２−（ΣＸｉ^３）^２−［（ΣＸｉ^２）^３＋（Σｘｉ^４）・（Σｘｉ^２）−２Σｘｉ^３・Σｘｉ^２・Σｘｉ］／Ｎ
ｂ＝Ｂ１／Ｂ２
Ｂ１＝ΣＹｉ・Ｘｉ−ΣＸｉ・ΣＹｉ／Ｎ−ａ・（Σｘｉ^３−ΣＸｉ・Σｘｉ^２／Ｎ）
Ｂ２＝Σｘｉ^２−（ΣＸｉ）^２／Ｎ
ｃ＝［ΣＹｉ−ａ・Σｘｉ^２−ｂ・Σｘｉ］／Ｎ
ｘ＝０．６７５
Ｎ：サンプル数（信頼性が所定値以上のＢＰＦから求めたＡＦ評価値のピークの数）
また、撮影画像のナイキスト周波数に対するフィルターの透過率が最大となる周波数の割合は１００％を１として表すものとする。

また、上記推測式は、撮影距離・光源によって変化するので、その分に関しては設計値から差分を計算し、補正項を持つことにする。よって、上式は次式（式３）となる。

Ｐｂｐ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ＋距離に関する補正項＋光源に関する補正項（式３）
距離に関する補正項は、製造工程での測定距離と実際の撮影距離での曲線の傾きの差に起因するベストピント位置での差分が計算される。同様に、光源に関する補正項は、製造工程での測定光源と実際の撮影時の光源での曲線の傾きの差に起因するベストピント位置での差分が計算される。

実際のＡＦの際の動作を図１５ａ、図１５ｂを用いて説明する。なお、図５と同一の動作を行う処理については同じ番号を付けている。また、その処理に関しての説明は省略する。

図１５ａに示すように、上記第１の実施形態の図５と同一の動作をステップＳ５０１からステップＳ５０７まで行う。ステップＳ５０６で算出された全てのＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が低い場合（所定値に満たない場合）は、図５と同様に、ステップＳ５０７からステップＳ５１３へ進む。そして、定点と呼ばれる予め定められた自動焦点調整が不能な場合に駆動する位置へフォーカスレンズ群３を駆動する（ステップＳ５１３）。この場合は、上述のように図２のステップＳ５にてＡＦＮＧ表示が行われる。

ステップＳ５０７において、信頼性が所定値以上のＢＰＦがあると判断された場合は（ステップＳ５０７でＮＯ）、図１５ｂのステップＳ１５０１へ進む。

ステップＳ１５０１では、ＡＦ評価値の信頼性が所定値以上のＢＰＦのうちフィルターの透過率が最大となる被写体の周波数の低いＢＰＦにより求めたＡＦ評価値のピークの値と、製造工程で求められた推測式のそのＢＰＦに対応する周波数の値との差分を求める。

次に、ステップＳ１５０２，Ｓ１５０３において、次のフィルターの透過率が最大となる被写体の周波数の低いＢＰＦの信頼性を調べ、その信頼性が低い場合は、その次のフィルターの透過率が最大となる被写体の周波数の低いＢＰＦの信頼性を調べる。信頼性が所定値以上の場合は（ステップＳ１５０３でＹＥＳ）、そのＢＰＦにおけるＡＦ評価値のピーク位置を求めた（ステップＳ１５０４）後、ステップＳ１５０１で求めた差分を加算し、ピーク値をシフトする（ステップＳ１５０５）。

信頼性が低い場合は（ステップＳ１５０３でＮＯ）、そのＢＰＦに関する処理は行わず、ステップＳ１５０２に戻り、次のＢＰＦに関して同様の動作を行う。

全てのＢＰＦに関する処理が終了したならば、ステップＳ１５０６からステップＳ１５０７へ進み、製造工程で求めた推測式とステップＳ１５０５で各ＢＰＦのＡＦ評価値から求めたピーク値をシフトした値の最小二乗誤差を求める（ステップＳ１５０７）。そして、最小二乗誤差が所定値未満の場合は（ステップＳ１５０８でＹＥＳ）、ステップＳ１５０９へ進み、製造工程で求めた推測式に基づき合焦位置を求める。すなわち、製造工程で求められた推測式Ｐｂｐ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ＋距離に関する補正項＋光源に関する補正項にステップＳ１５０１で求めた差分を加えた値を合焦位置とする。ここで距離に関する補正項は、ＡＦの結果から逆算した撮影距離により予め不図示のメモリに記録された値を参照することで求める。同様に、光源に関する補正項はＡＦ時に求められるホワイトバランス係数（ＷＢ係数）から予め不図示のメモリに記録された値を参照することで求める。

一方、最小二乗誤差が所定値以上の場合は（ステップＳ１５０８でＮＯ）、ステップＳ１５１０へ進み、信頼性が所定値以上のＡＦ評価値を与えるＢＰＦが３つ以上あるか否かを調べる。ＢＰＦで得られたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上のものが３つ以上の場合は（ステップＳ１５１０でＹＥＳ）、ステップＳ１５１１へ進む。

ステップＳ１５１１では、上記第２の実施形態と同様に、得られたＡＦ評価値のピーク位置とその撮影画像のナイキスト周波数に対する割合を用いて、最小二乗法を用いて推測式を二次関数近似で求め、ベストピント位置を求める。

一方、３つ以上ない場合は（ステップＳ１５１０でＮＯ）、ステップＳ１５０９に進み、製造工程で求めた推測式に基づき合焦位置を求める。

以上の動作の一例を図１６を用いて説明する。

図１６は、第３の実施形態における高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する方法の動作の一例を説明する図である。図示例では、横軸に被写体周波数、縦軸にフォーカス位置を表し、太線が製造工程で求められた推測式である。また、黒丸の部分がこの撮影レンズ鏡筒３１における製造工程で測定した時点のベストピント位置であり、被写体周波数は撮影時のナイキスト周波数の５０％と８０％の平均値、縦軸にはその時点のフォーカス位置が示されている。

実際のＡＦ時にＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の４つのフォーカス位置が得られたとする。これは、それぞれ撮影画像のナイキスト周波数に対しては２６．７％、１６．７％、１３．３％、６．７％にてフィルターの透過率が最大となるような特性を持つＢＰＦにて得られたＡＦ評価値がピークとなる位置である。ＡＦ時にこのようなデータが得られた場合、得られたデータの信頼性をチェックするが、ここでは、全てのデータの信頼性が高い（所定値以上）と仮定する。信頼性が所定値以上のＢＰＦのうちフィルターの透過率が最大となる被写体の周波数の低いＢＰＦにより求めたＡＦ評価値のピークの値Ｑ１と製造工程で求められた推測式のそのＢＰＦに対応する周波数の値ｑ１との差分を求める（図１５ｂのステップＳ１５０１）。

次に、各ＢＰＦで得られたＡＦ評価値からそのピーク値Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を求め（図１５ｂのステップＳ１５０４）、その後、ｑ２，ｑ３，ｑ４を以下の式に従い求める（図１５ｂのステップＳ１５０５）。

ｑ２＝Ｑ２＋（ｑ１−Ｑ１）
ｑ３＝Ｑ３＋（ｑ１−Ｑ１）
ｑ４＝Ｑ４＋（ｑ１−Ｑ１）
そして、製造工程で求めた推測式と最小二乗誤差Ｅを次式で求める（図１５ｂのステップＳ１５０７）。

Ｅ＝（ｐ２−ｑ２）^２＋（ｐ３−ｑ３）^２＋（ｐ４−ｑ４）^２
但し、ｐ２，ｐ３，ｐ４は推測式における各被写体周波数のフォーカス位置である。そして、この求めた値が所定値未満の場合は、製造工程で求めた推測式に基づき合焦位置を求める（図１５ｂのステップＳ１５０９）。これは、上記Ｐｂｐに、信頼性が所定値以上のＢＰＦのうちフィルターの透過率が最大となる被写体の周波数の低いＢＰＦにより求めたＡＦ評価値のピークの値Ｑ１と製造工程で求められた推測式のそのＢＰＦに対応する周波数の値ｑ１との差分を引いたものとなる。すなわち、合焦位置は次式となる。

合焦位置＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ＋距離に関する補正項＋光源に関する補正項−（ｑ１−Ｑ１）
最小二乗誤差Ｅが所定値以上の場合は、信頼性が所定値以上のものが３つ以上あるか調べ（図１５ｂのステップＳ１５１０）、３つ以上の場合は最小二乗法を用いて推測式を二次関数近似（高次関数近似）で求め、ベストピント位置を求める。式は、上記第２の実施形態における（式１）で示した通りである。ちなみに、この例とは異なり信頼性が所定値以上のものが２つ以下の場合は、製造工程で求めた推測式に基づき合焦位置を求める（図１５ｂのステップＳ１５０９）。

上記第３の実施形態によれば、製造工程で求めた推測式と撮影時に信頼性が所定値以上のものうち最も低域のフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値から差分をシフトした値の最小二乗誤差を求める。そして、その値が所定値以上の場合は、選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値から最小二乗法により推測式を高次関数近似で求めて、その推測式から被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を求める。これにより、上記第１の実施形態による効果をさらに奏することができる。

上記第１、第２、及び第３の実施形態では、コンパクトタイプのデジタルカメラを例に説明したが、デジタルビデオカメラやデジタルＳＬＲにも適用可能である。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

本発明の第１の実施形態に係る自動焦点調整装置を備える撮像装置の内部構成を示すブロック図である。撮像装置における撮影動作の流れを示すフローチャートである。画像信号から検出される高周波成分とフォーカスレンズ群の関係の一例を示す図である。被写体の空間周波数とピント位置の関係の一例を示す図である。図２のステップＳ４におけるスキャンＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである。ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。ステップＳ５０６における信頼性計算処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ７０４における無限遠に相当する位置方向への単調減少を調べる処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ７０６における至近端に相当する位置方向への単調減少を調べる処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ５１０における動作の詳細な流れを示すフローチャートである。撮影レンズ鏡筒を構成するレンズの厚みが変化した場合の被写体周波数とピント位置の関係を示す図である。撮影レンズ鏡筒を構成するレンズの曲率が変化した場合の被写体周波数とピント位置の関係を示す図である。撮影レンズ鏡筒を構成するレンズとＣＣＤの間隔が変化した場合の被写体周波数とピント位置の関係を示す図である。レンズの厚み、曲率、ＣＣＤの間隔の３つの要素が変化した場合の被写体周波数とピント位置の関係を示す図である。第３の実施形態におけるスキャンＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである（その１）。第３の実施形態におけるスキャンＡＦ処理の詳細を示すフローチャートである（その２）。第３の実施形態における高域の被写体の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を推測する方法の動作の一例を説明する図である。

符号の説明

１撮像装置
２ズームレンズ群
３フォーカスレンズ群
４絞り
５撮像素子
６撮像回路
１０ＬＣＤ
１３ＡＥ処理回路
１４スキャンＡＦ処理回路
１５ＣＰＵ
３１撮影レンズ鏡筒

Claims

撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段に光電変換される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出する複数のフィルターを有し、前記焦点調整手段を駆動しながら前記撮像手段によって得られた画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを有する自動焦点調整装置において、
前記合焦位置検出手段は、
前記複数のフィルターでＡＦ評価値を算出し、算出された各ＡＦ評価値からその信頼性を計算し、計算された信頼性が所定値以上のもののうち最も高域のフィルターを選択し、選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を算出する算出手段と、
前記算出された焦点調整手段の駆動位置から、前記被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を推測し、当該駆動位置に前記焦点調整手段を駆動するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする自動焦点調整装置。
前記撮影光学系の製造公差を考慮して作成された、ＡＦ時に得る被写体周波数と前記焦点調整手段の駆動位置との関係を表す曲線を予め記録する記録手段を備え、
前記制御手段は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値が前記曲線にプロット可能か否かに応じて前記焦点調整手段の駆動位置を推測することを特徴とする請求項１記載の自動焦点調整装置。
前記制御手段は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値が前記曲線にプロットできない場合は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値となる前記焦点調整手段の駆動位置から前記焦点調整手段の特性により決まる所定の補正量だけずらした位置に、前記焦点調整手段を駆動するように焦点調整手段を制御することを特徴とする請求項２記載の自動焦点調整装置。
前記制御手段は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値が前記複数の曲線にプロットできた場合は、当該複数の曲線に関して最小二乗誤差を求め、最小の曲線を選択することを特徴とする請求項２記載の自動焦点調整装置。
前記制御手段は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値から最小二乗法により推測式を高次関数近似で求めて、その推測式から前記被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を求めることを特徴とする請求項１記載の自動焦点調整装置。
前記制御手段は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の信頼性が所定値以上のものが３つある場合は、当該ＡＦ評価値の最大値とその撮影画像のナイキスト周波数に対する割合を用いて、前記最小二乗法により推測式を高次関数近似で求めることを特徴とする請求項５記載の自動焦点調整装置。
製造工程時に、前記撮像手段により実際にＡＦを行う際に行われる読み出しとは異なる方法で読み出しを行って、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値から最小二乗法により推測式を高次関数近似で求める推測式算出手段と、
撮影時に前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置と、製造工程時に前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置の関係を表す曲線を作成する作成手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の自動焦点調整装置。
前記制御手段は、前記信頼性が所定値以上のものうち最も低域のフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値と、前記推測式の当該フィルターに対応する周波数の値との差分だけ前記焦点調整手段の駆動位置をシフトすることにより、前記焦点調整手段の駆動位置を推測することを特徴とする請求項６記載の自動焦点調整装置。
製造工程で求めた推測式と撮影時に前記信頼性が所定値以上のものうち最も低域のフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値から前記差分をシフトした値の最小二乗誤差を求め、その値が所定値以上の場合は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値から最小二乗法により推測式を高次関数近似で求めて、その推測式から前記被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を求めることを特徴とする請求項８記載の自動焦点調整装置。
前記制御手段は、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値の最大値が前記曲線にプロットできない場合は、前記信頼性が所定値以上のものうち前記フィルターの透過率が最大となるフィルターを選択し、選択されたフィルターに対応するピント補正量だけ、前記選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置からずらした位置に、前記焦点調整手段を駆動するように焦点調整手段を制御することを特徴とする請求項２記載の自動焦点調整装置。
撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して画像信号を得る撮像手段と、前記撮像手段に光電変換される被写体像の焦点を調整する焦点調整手段と、異なる特性を持ち、複数の被写体の高域の空間周波数を抽出する複数のフィルターを有し、前記焦点調整手段を駆動しながら前記撮像手段によって得られた画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを有する自動焦点調整装置の自動焦点調整方法において、
前記複数のフィルターでＡＦ評価値を算出し、算出された各ＡＦ評価値からその信頼性を計算し、計算された信頼性が所定値以上のもののうち最も高域のフィルターを選択し、選択されたフィルターで算出されたＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を算出する算出ステップと、
前記算出された焦点調整手段の駆動位置から、前記被写体の高域の空間周波数におけるＡＦ評価値が最大となる焦点調整手段の駆動位置を推測し、当該駆動位置に前記焦点調整手段を駆動するように制御する制御ステップとを備えることを特徴とする自動焦点調整方法。
請求項１１記載の自動焦点調整方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータに読み取り可能なプログラム。