撮影装置およびフォーカス制御方法
【課題】 点光源が存在する場合においてもＡＦサーチを繰り返すことなく、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる撮影装置、およびそのフォーカス制御方法を提供する。
【解決手段】 撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する。各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定する。この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出する。点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出（ＡＦ用露出）を設定し、この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置をＡＦサーチによって求め、この位置を合焦位置とする。
【解決手段】 撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する。各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定する。この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出する。点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出（ＡＦ用露出）を設定し、この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置をＡＦサーチによって求め、この位置を合焦位置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データのコントラスト値に基づくオートフォーカス機能を備えた撮影装置、およびそのフォーカス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影装置として、ＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子で撮像した被写体像をデジタルの画像データに変換してメモリカードなどの記憶媒体に保存するデジタルカメラが普及しており、大抵のデジタルカメラには、誰にでも簡単に被写体へのピント合わせが行えるように、オートフォーカス（ＡＦ）機能が備わっている。
【０００３】
ＡＦ機能としては、フォーカスレンズ位置を変化させながら画像データのコントラスト値（高周波成分の積算値）を求め、コントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするＡＦサーチ方式が一般的あり、この方式は、実際の被写体から得られる信号によるフィードバック制御であるため、高精度で合焦制御が可能である。
【０００４】
ただし、上記ＡＦ方式では、夜景など、高輝度の点光源が散在する場合には、所望の被写体に対して正確な合焦を得にくいという欠点がある。これは、図９に示すように、点光源の輝度レベルが飽和レベルＬｓに達する場合に、コントラスト値は、本来の合焦状態（同図左）で低く、本来の合焦位置から外れたピンボケ状態（同図右）で高くなることによる。つまり、点光源の輝度レベルが飽和している場合、コントラストは点光源の周辺部で生じるので、ピンボケにより点光源の像が大きくなるほどそのコントラスト値が増加し、正確な合焦が得られない。
【０００５】
そこで、特許文献１記載の発明では、ＡＦサーチにおいて合焦が得られなかった場合には、自動露出（ＡＥ）制御によって決定された適正露出より低い露光量に露出設定した上で再度ＡＦサーチを実行するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１９６２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の方法では、ＡＦサーチを繰り返し実行することによりＡＦ時間が長くなり、シャッタレリーズにタイムラグが生じることが問題である。シャッタレリーズにタイムラグが生じると、重要なシャッタチャンスを逃してしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、点光源が存在する場合においてもＡＦサーチを繰り返すことなく、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる撮影装置、およびそのフォーカス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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定する露出制御手段と、この露出設定の元で、前記画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする。なお、前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することが好ましい。
【０００９】
また、前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することが好ましい。また、前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明のフォーカス制御方法は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定し、この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする。なお、前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することが好ましい。
【００１２】
また、前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することが好ましい。また、前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明のフォーカス制御方法は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定し、この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするので、撮像画面内のいずれの点光源も輝度レベルが飽和することはなく、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる。
【００１５】
また、本発明は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするので、輝度レベルが飽和した点光源は、ＡＦエリアから除外され、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１において、デジタルカメラ１０の各部は、ＣＰＵ（主制御回路）１１によって制御されている。ＣＰＵ１１は、レリーズボタン１２、モード切り替えスイッチ１３、操作キー１４などを含む入力操作部１５から入力される操作信号に基づいて、各部の動作制御を行う。
【００１７】
光学系１６は、フォーカスレンズおよびズームレンズを含み被写体光を集光させる撮像レンズ１７と、被写体光の光量を調節する絞り１８とからなる。撮像レンズ１７には、レンズモータを含むレンズ駆動部１９が接続され、絞り１８には、アイリスモータを含む絞り駆動部２０が接続されている。
【００１８】
絞り１８の後方には、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）２１が配置されている。ＣＣＤ２１は、受光素子（フォトダイオード）が２次元的に配列されてなる受光面を備えており、光学系１６を通過して受光面に結像した被写体光を光電変換し、光量に応じた信号電荷を蓄積する。各受光素子に蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ２２から与えられるパルスに基づいて、その電荷量に応じた電圧信号（撮像信号）として順次に読み出される。
【００１９】
ＣＣＤ２１から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）２３、オートゲインコントロール・アンプ（ＡＭＰ）２４、およびＡ／Ｄ変換器２５からなるアナログ信号処理回路２６に入力される。ＣＤＳ２３は、ＣＣＤ２１に起因するアンプ雑音とリセット雑音とを除去する。ＡＭＰ２４は、ゲイン調整を行う。Ａ／Ｄ変換器２５は、撮像信号をデジタル信号に変換する。
【００２０】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）２９は、ＣＰＵ１１の指示に従ってＣＣＤドライバ２２およびアナログ信号処理回路２６に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。ＣＣＤ２１から撮像信号が１画面分ずつ出力され、アナログ信号処理回路２６から出力された１画面分の撮像信号は、バス２７を介して、画像データとして画像メモリ２８に格納される。
【００２１】
画像信号処理回路３０は、画像メモリ２８に格納された画像データに対して、同時化（色補間）、ガンマ補正、輪郭補正、ホワイトバランス補正、ＹＣ変換などの所定の信号処理を施す。この信号処理後の画像データは、ＣＰＵ１１の指示に従って順次に読み出され、ＬＣＤドライバ３１を介して、スルー画として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３２に表示される。撮影者は、このスルー画により被写体のフレーミングを行うことができる。
【００２２】
レリーズボタン１２は、２段階押圧式のスイッチとなっており、軽く押下（半押し）されて１段目のスイッチがオンすると、後述するＡＥ制御およびＡＦ制御などの撮影準備動作が行われる。さらに深く押下（全押し）されて２段目のスイッチがオンすると、ＣＰＵ１１の指示に従って圧縮伸長処理回路３３が作動し、この状態で画像メモリ２８に取り込まれ、画像信号処理回路３０によって信号処理が施された画像データが所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式）に従って圧縮される。圧縮された画像データは、メディアコントローラ３４を介してメモリカード３５に記録される。
【００２３】
再生モード時には、メディアコントローラ３４を介してメモリカード３５から読み出された画像データが圧縮伸長処理回路３３によって伸長され、ＬＣＤドライバ３１を介してＬＤＣ３２に表示される。
【００２４】
ＡＦ検出回路３６、点光源領域検出回路３７、およびＡＦ検出回路３８は、レリーズボタン１２の半押し時の撮影準備動作において作動する。ＡＦ検出回路３６は、ＣＣＤ２１の撮像画面４０を、例えば図２に示すように、８×８＝６４個の領域に分割し、アナログ信号処理回路２６から出力された画像データに基づいて多分割測光を行い、各分割領域について輝度レベル（輝度積算値）を算出して、これをＣＰＵ１１に提供する。ＣＰＵ１１は、各分割領域の輝度レベルに中央重点などの重み付けを施し、画面全体の被写体の明るさ（被写体光量）、および撮影に適した露出値（適正露出値）を算出する。なお、撮像画面４０の分割数および分割領域の形状は、図２に示されるものには限られず、適宜変更してよい。また、中央重点などの重み付けは、必ずしも実施しなくてもよい。
【００２５】
点光源領域検出回路３７は、撮像画面４０の各分割領域の輝度レベルに基づいて点光源が存在する領域（点光源領域）を検出する。詳しくは、各分割領域の輝度レベルを周囲に隣接する各分割領域（隣接領域）の輝度レベルと比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する。より詳しくは、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数を、被写体光量Ｌに依存する関数ｆ（Ｌ）で規定される数と比較して判定を行う。関数ｆ（Ｌ）は次式で定義され、図３に示すように表される。
【００２６】
Ｌ≦Ｌ1： ｆ（Ｌ）＝Ｎ2
Ｌ1＜Ｌ≦Ｌ2： ｆ（Ｌ）＝｛（Ｎ2−Ｎ1）Ｌ＋Ｌ1Ｎ1−Ｌ2Ｎ2｝／（Ｌ1−Ｌ2）
Ｌ2＜Ｌ： ｆ（Ｌ）＝Ｎ1
【００２７】
点光源候補領域は、その数が関数ｆ（Ｌ）で規定される数より小さい場合に点光源領域として特定される。夜景のように被写体が暗い場合に点光源が発生しやすく、被写体が明るい場合には点光源が発生しにくいことから、関数ｆ（Ｌ）は上のように定義されている。なお、関数ｆ（Ｌ）は、これに限定されず、適宜変更してよい。
【００２８】
ＣＰＵ１１は、点光源領域検出回路３７によって点光源領域が検出された場合には、最も明るい（輝度レベルが高い）点光源領域を対象として適正露出値を求め、これをＡＦ用露出値とする。一方、点光源領域が検出されなかった場合には、ＡＦエリアを撮像画面４０の中央部（例えば、Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37の領域）と設定し、このＡＦエリアを対象として、輝度レベルの平均から適正露出値を求め、これをＡＦ用露出値とする。ＣＰＵ１１は、このＡＦ用露出値に基づいて絞り値およびシャッタ速度（ＣＣＤ２１の電子シャッタ速度）を決定し、絞り駆動部２０およびＣＣＤドライバ２２を制御して、ＡＦ用の露出設定を行う。
【００２９】
ＡＦ検出回路３８は、ＡＦエリア内について画像データの高周波成分を積算してコントラスト値を求め、これをＣＰＵ１１に提供する。ＣＰＵ１１は、レンズ駆動部１９を制御して撮像レンズ１７内のフォーカスレンズを至近側から無限遠側、またはその逆の方向に移動させることによりＡＦサーチを実行し、コントラスト値が最大（ピーク）となる位置（合焦位置）にフォーカスレンズを設定する。なお、ＡＦエリアは、上記の領域には限られず、その位置および範囲は適宜変更してよい。
【００３０】
次に、デジタルカメラ１０のＡＥおよびＡＦ制御について、図４のフローチャートを参照してより具体的に説明する。レリーズボタン１２が半押しされ、処理が開始すると、ＣＣＤ２１を駆動して測光用の画像データを画像メモリ２８に取り込む（ステップＳ１００）。画像メモリ２８に取り込まれた画像データは、ＡＦ検出回路３６によって演算処理され、図２の分割領域Ａ1〜Ａ64のそれぞれについて輝度レベルが算出される（ステップＳ１０１）。図５は、輝度レベルの算出結果（単位：ＬＶ）の一例を示す。
【００３１】
次いで、ＣＰＵ１１により、各分割領域の輝度レベルに基づき、被写体光量および適正露出値が算出される（ステップＳ１０２）。また、点光源領域検出回路３７により、各分割領域の輝度レベルに基づき、周囲に隣接する領域と所定基準以上の輝度レベル差を有する領域が点光源候補領域と特定される（ステップＳ１０３）。
【００３２】
このステップＳ１０３、つまり点光源候補領域の特定方法の詳細を図６のフローチャートに基づいて説明する。まず、分割領域Ａnを選択し、分割領域Ａnの輝度レベルが周囲の全ての輝度レベルより高いか否かを判定する。Ｎｏ判定の場合には、次の分割領域を選択する。一方、Ｙｅｓ判定の場合には、分割領域Ａnに対する輝度レベル差が４ＬＶ以上である隣接領域の数を算出し、算出された数が隣接領域の総数の７割以上であるか否かを判定する（例えば、周囲に８個の領域が隣接する場合には、算出された数が６個以上であるか否かを判定する。）。Ｎｏ判定の場合には、次の分割領域を選択する。一方、Ｙｅｓ判定の場合には、該分割領域Ａnを点光源候補領域とする。これをｎ＝１〜６４について順次に繰り返し、特定された点光源候補領域の数をカウントする。また、このとき、最も輝度レベルが高い点光源候補領域を特定しておく。図５の例では、Ａ18，Ａ21，Ａ43の３つの領域が点光源候補領域となり、Ａ21の輝度レベルが最も高い。
【００３３】
図４のフローチャートに戻り、ステップＳ１０３で算出された点光源候補領域の数が所定数以下か否かを判定する（ステップＳ１０４）。点光源候補領域の数が所定数以下である場合（Ｙｅｓ判定）、該点光源候補領域を点光源領域として検出する（ステップＳ１０５）。具体的には、ステップＳ１３では、点光源候補領域の数を、前述の被写体光量Ｌに依存する関数ｆ（Ｌ）で規定される数と比較判定を行う。
【００３４】
関数ｆ（Ｌ）のパラーメータは、例えば、Ｌ1＝６ＬＶ、Ｌ2＝８ＬＶ、Ｎ1＝２個、Ｎ2＝１０個と設定される。図５の例では、被写体光量Ｌは、約５．５ＬＶであって、点光源候補領域（Ａ18，Ａ21，Ａ43）の数（３個）は、関数ｆ（Ｌ）で規定される数（１０個）より小さく、ステップＳ１０５において、該点光源候補領域は点光源領域として検出される。続くステップＳ１０６では、ＣＰＵ１１により、最も輝度レベルが高い点光源領域（Ａ21）を対象としてＡＦ用露出値が算出される。
【００３５】
一方、点光源候補領域の数が所定数以下でない場合（ステップＳ１０４のＮｏ判定）には、ＡＦエリアを撮像画面４０の中央部（Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37）と設定し、ＡＦエリアの輝度レベルの平均からＡＦ用露出値を算出する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６またはステップＳ１０７で算出されたＡＦ用露出値に基づいて露出設定が行われる。
【００３６】
次いで、ＡＦ検出回路３８によりＡＦエリアに基づく画像データからコントラスト値が算出されるとともに、ＣＰＵ１１によりＡＦサーチが実行される（ステップＳ１０９）。そして、コントラスト値が最大（ピーク）となる合焦位置にフォーカスレンズが設定され（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２で求められた適正露出値に基づいて撮影用露出設定が行われる（ステップＳ１１１）。本制御が終了すると、レリーズボタン１２の全押し操作の待ち受け状態となり、この全押し操作に応じて撮影が実行され、得られた画像データがメモリカード３５に記録される。
【００３７】
上記第１実施形態に係わるＡＦ制御では、多分割測光の結果に基づいて点光源が存在するか否かを判定し、点光源が存在する場合には、最も明るい点光源領域に合わせてＡＦ用露出設定を行うので、撮像画面内のいずれの点光源も輝度レベルが飽和することはない。よって、ＡＦエリア内に点光源が存在したとしても、１回のＡＦサーチで確実に合焦位置を検出し、ＡＦ制御を完了することができる。
【００３８】
以下に、本発明の第２実施形態について説明を行う。第２実施形態は、ＡＦ制御方法が異なる以外は、上記第１実施形態と同一の構成であるので、同一部分についての詳しい説明は省略する。
【００３９】
第２実施形態のＡＥおよびＡＦ制御を図７のフローチャートを用いて説明する。なお、ステップＳ２００〜Ｓ２０５は、上記ステップＳ１００〜Ｓ２０５と同一であるので説明は省略する。レリーズボタン１２が半押しされると、ＡＥ制御が開始し、ステップＳ２００〜Ｓ２０３を経て点光源候補領域が特定された後、ステップＳ２０４において、点光源候補領域の数に基づき、点光源らしさの判定が行われる。Ｙｅｓ判定の場合、該点光源候補領域が点光源領域として検出され（ステップＳ２０６）、所定のＡＦエリア（例えば、図２のＡ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37の領域）から点光源領域が除外される（ステップＳ２０６）。一方、ステップＳ２０４でＮｏ判定の場合には、ＡＦエリアからの点光源領域の除外は行われない。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ１１により、上記ＡＦエリアを対象にしてＡＦ用露出値の算出が行われ（ステップＳ２０７）、算出されたＡＦ用露出値に基づいて露出設定が行われる（ステップＳ２０８）。なお、ステップＳ２０７は必ずしも実施しなくてもよく、ステップＳ２０８において、ステップＳ２０２で算出された適正露出値に基づいて露出設定を行ってもよい。
【００４１】
この後、ＡＦ検出回路３８によりＡＦエリアに基づく画像データからコントラスト値が算出され、ＣＰＵ１１によりＡＦサーチが実行される（ステップＳ２０９）。そして、コントラスト値が最大（ピーク）となる合焦位置にフォーカスレンズが設定され（ステップＳ２１０）、ステップＳ１０２で求められた適正露出値に基づいて撮影用露出設定が行われる（ステップＳ２１１）。本制御が終了すると、レリーズボタン１２の全押し操作の待ち受け状態となり、この全押し操作に応じて撮影が実行され、得られた画像データがメモリカード３５に記録される。
【００４２】
なお、上記ＡＦエリアの設定には、図８に示すようなテーブルを用いてもよい。このテーブル中の数値は、撮像画面４０の各分割領域Ａ1〜Ａ64の優先度を示しており、数値が高い分割領域から順にＡＦエリアとして設定される。通常は、中央部の領域Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37がＡＦエリアとして選択されるが、例えば、領域Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37が全て点光源領域と判定されてＡＦエリアから除外された場合には、次にその周囲の領域がＡＦエリアとして設定される。
【００４３】
上記第２実施形態に係わるＡＦ制御では、多分割測光の結果に基づいて点光源が存在するか否かを判定し、点光源が存在する場合には、ＡＦエリアから該領域を除外するので、１回のＡＦサーチで確実に合焦位置を検出し、ＡＦ制御を完了することができる。
【００４４】
また、上記第２実施形態で示したＡＥおよびＡＦ制御は、特定のモードが選択された場合にのみ実行するようにしてもよい。上記のデジタルカメラ１０では、ＬＤＣ３２に撮影モード選択メニューを表示させるとともに、操作キー１４を操作することで、所望の撮影モードを選択することができる。この操作により、夜景モードが選択された場合にのみ上記ＡＥおよびＡＦ制御を実行するようにする。夜景モードは、強制的に低速シャッタ速度に設定を行うモードであり、点光源となる被写体を撮影することが多い。上記ＡＥおよびＡＦ制御を夜景モードに限って実施することにより、それ以外のモードでは制御が簡素となり、ＡＦ動作に伴うシャッタレリーズのタイムラグを極力抑えることができる。
【００４５】
また、上記第１および第２実施形態では、所定のＡＦエリアからコントラスト値を求め、コントラスト値がピークを与える位置（ピーク位置）を合焦位置としているが、本発明はこれに限定されず、ＡＦエリアを分割領域Ａ1〜Ａ64に基づいて分割し、各領域についてコントラスト値のピーク位置を求め、コントラスト値が最も高い領域のピーク位置を合焦位置とすることも可能である。
【００４６】
また、上記第１および第２実施形態では、ＣＣＤ２１を介して得られる画像データに基づいて分割測光を行っているが、本発明はこれに限定されず、分割測光を行うための測光センサを別途設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】撮像画面の分割例を示す図である。
【図３】点光源らしさを判定するための点光源候補領域の基準数を定める関数を示すグラフである。
【図４】ＡＥおよびＡＦ制御を説明するフローチャートである。
【図５】撮像画面の各分割領域における輝度レベルの算出結果の一例を示す図である。
【図６】点光源候補領域の特定方法を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態のデジタルカメラにおけるＡＥおよびＡＦ制御を説明するフローチャートである。
【図８】ＡＦエリアの設定に用いるテーブルを示す図である。
【図９】従来のＡＦ動作の欠点を説明する図であり、（Ａ）は点光源の平面図、（Ｂ）は点光源の画像信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０ デジタルカメラ（撮影装置）
１１ ＣＰＵ（露出制御手段、フォーカス制御手段）
１５ 入力操作部
１６ 光学系
２１ ＣＣＤイメージセンサ（撮像手段）
２６ アナログ信号処理回路
２８ 画像メモリ
３０ 画像信号処理回路
３６ ＡＥ検出回路（多分割測光手段）
３７ 点光源領域検出回路（点光源領域検出手段）
３８ ＡＦ検出回路（フォーカス制御手段）
４０ 撮像画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データのコントラスト値に基づくオートフォーカス機能を備えた撮影装置、およびそのフォーカス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影装置として、ＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子で撮像した被写体像をデジタルの画像データに変換してメモリカードなどの記憶媒体に保存するデジタルカメラが普及しており、大抵のデジタルカメラには、誰にでも簡単に被写体へのピント合わせが行えるように、オートフォーカス（ＡＦ）機能が備わっている。
【０００３】
ＡＦ機能としては、フォーカスレンズ位置を変化させながら画像データのコントラスト値（高周波成分の積算値）を求め、コントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするＡＦサーチ方式が一般的あり、この方式は、実際の被写体から得られる信号によるフィードバック制御であるため、高精度で合焦制御が可能である。
【０００４】
ただし、上記ＡＦ方式では、夜景など、高輝度の点光源が散在する場合には、所望の被写体に対して正確な合焦を得にくいという欠点がある。これは、図９に示すように、点光源の輝度レベルが飽和レベルＬｓに達する場合に、コントラスト値は、本来の合焦状態（同図左）で低く、本来の合焦位置から外れたピンボケ状態（同図右）で高くなることによる。つまり、点光源の輝度レベルが飽和している場合、コントラストは点光源の周辺部で生じるので、ピンボケにより点光源の像が大きくなるほどそのコントラスト値が増加し、正確な合焦が得られない。
【０００５】
そこで、特許文献１記載の発明では、ＡＦサーチにおいて合焦が得られなかった場合には、自動露出（ＡＥ）制御によって決定された適正露出より低い露光量に露出設定した上で再度ＡＦサーチを実行するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１９６２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の方法では、ＡＦサーチを繰り返し実行することによりＡＦ時間が長くなり、シャッタレリーズにタイムラグが生じることが問題である。シャッタレリーズにタイムラグが生じると、重要なシャッタチャンスを逃してしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、点光源が存在する場合においてもＡＦサーチを繰り返すことなく、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる撮影装置、およびそのフォーカス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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定する露出制御手段と、この露出設定の元で、前記画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする。なお、前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することが好ましい。
【０００９】
また、前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することが好ましい。また、前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明のフォーカス制御方法は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定し、この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする。なお、前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することが好ましい。
【００１２】
また、前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することが好ましい。また、前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明のフォーカス制御方法は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定し、この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするので、撮像画面内のいずれの点光源も輝度レベルが飽和することはなく、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる。
【００１５】
また、本発明は、撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするので、輝度レベルが飽和した点光源は、ＡＦエリアから除外され、１回のＡＦサーチで確実にＡＦ制御を完了することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１において、デジタルカメラ１０の各部は、ＣＰＵ（主制御回路）１１によって制御されている。ＣＰＵ１１は、レリーズボタン１２、モード切り替えスイッチ１３、操作キー１４などを含む入力操作部１５から入力される操作信号に基づいて、各部の動作制御を行う。
【００１７】
光学系１６は、フォーカスレンズおよびズームレンズを含み被写体光を集光させる撮像レンズ１７と、被写体光の光量を調節する絞り１８とからなる。撮像レンズ１７には、レンズモータを含むレンズ駆動部１９が接続され、絞り１８には、アイリスモータを含む絞り駆動部２０が接続されている。
【００１８】
絞り１８の後方には、ＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）２１が配置されている。ＣＣＤ２１は、受光素子（フォトダイオード）が２次元的に配列されてなる受光面を備えており、光学系１６を通過して受光面に結像した被写体光を光電変換し、光量に応じた信号電荷を蓄積する。各受光素子に蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ２２から与えられるパルスに基づいて、その電荷量に応じた電圧信号（撮像信号）として順次に読み出される。
【００１９】
ＣＣＤ２１から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）２３、オートゲインコントロール・アンプ（ＡＭＰ）２４、およびＡ／Ｄ変換器２５からなるアナログ信号処理回路２６に入力される。ＣＤＳ２３は、ＣＣＤ２１に起因するアンプ雑音とリセット雑音とを除去する。ＡＭＰ２４は、ゲイン調整を行う。Ａ／Ｄ変換器２５は、撮像信号をデジタル信号に変換する。
【００２０】
タイミングジェネレータ（ＴＧ）２９は、ＣＰＵ１１の指示に従ってＣＣＤドライバ２２およびアナログ信号処理回路２６に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。ＣＣＤ２１から撮像信号が１画面分ずつ出力され、アナログ信号処理回路２６から出力された１画面分の撮像信号は、バス２７を介して、画像データとして画像メモリ２８に格納される。
【００２１】
画像信号処理回路３０は、画像メモリ２８に格納された画像データに対して、同時化（色補間）、ガンマ補正、輪郭補正、ホワイトバランス補正、ＹＣ変換などの所定の信号処理を施す。この信号処理後の画像データは、ＣＰＵ１１の指示に従って順次に読み出され、ＬＣＤドライバ３１を介して、スルー画として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３２に表示される。撮影者は、このスルー画により被写体のフレーミングを行うことができる。
【００２２】
レリーズボタン１２は、２段階押圧式のスイッチとなっており、軽く押下（半押し）されて１段目のスイッチがオンすると、後述するＡＥ制御およびＡＦ制御などの撮影準備動作が行われる。さらに深く押下（全押し）されて２段目のスイッチがオンすると、ＣＰＵ１１の指示に従って圧縮伸長処理回路３３が作動し、この状態で画像メモリ２８に取り込まれ、画像信号処理回路３０によって信号処理が施された画像データが所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式）に従って圧縮される。圧縮された画像データは、メディアコントローラ３４を介してメモリカード３５に記録される。
【００２３】
再生モード時には、メディアコントローラ３４を介してメモリカード３５から読み出された画像データが圧縮伸長処理回路３３によって伸長され、ＬＣＤドライバ３１を介してＬＤＣ３２に表示される。
【００２４】
ＡＦ検出回路３６、点光源領域検出回路３７、およびＡＦ検出回路３８は、レリーズボタン１２の半押し時の撮影準備動作において作動する。ＡＦ検出回路３６は、ＣＣＤ２１の撮像画面４０を、例えば図２に示すように、８×８＝６４個の領域に分割し、アナログ信号処理回路２６から出力された画像データに基づいて多分割測光を行い、各分割領域について輝度レベル（輝度積算値）を算出して、これをＣＰＵ１１に提供する。ＣＰＵ１１は、各分割領域の輝度レベルに中央重点などの重み付けを施し、画面全体の被写体の明るさ（被写体光量）、および撮影に適した露出値（適正露出値）を算出する。なお、撮像画面４０の分割数および分割領域の形状は、図２に示されるものには限られず、適宜変更してよい。また、中央重点などの重み付けは、必ずしも実施しなくてもよい。
【００２５】
点光源領域検出回路３７は、撮像画面４０の各分割領域の輝度レベルに基づいて点光源が存在する領域（点光源領域）を検出する。詳しくは、各分割領域の輝度レベルを周囲に隣接する各分割領域（隣接領域）の輝度レベルと比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する。より詳しくは、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数を、被写体光量Ｌに依存する関数ｆ（Ｌ）で規定される数と比較して判定を行う。関数ｆ（Ｌ）は次式で定義され、図３に示すように表される。
【００２６】
Ｌ≦Ｌ1： ｆ（Ｌ）＝Ｎ2
Ｌ1＜Ｌ≦Ｌ2： ｆ（Ｌ）＝｛（Ｎ2−Ｎ1）Ｌ＋Ｌ1Ｎ1−Ｌ2Ｎ2｝／（Ｌ1−Ｌ2）
Ｌ2＜Ｌ： ｆ（Ｌ）＝Ｎ1
【００２７】
点光源候補領域は、その数が関数ｆ（Ｌ）で規定される数より小さい場合に点光源領域として特定される。夜景のように被写体が暗い場合に点光源が発生しやすく、被写体が明るい場合には点光源が発生しにくいことから、関数ｆ（Ｌ）は上のように定義されている。なお、関数ｆ（Ｌ）は、これに限定されず、適宜変更してよい。
【００２８】
ＣＰＵ１１は、点光源領域検出回路３７によって点光源領域が検出された場合には、最も明るい（輝度レベルが高い）点光源領域を対象として適正露出値を求め、これをＡＦ用露出値とする。一方、点光源領域が検出されなかった場合には、ＡＦエリアを撮像画面４０の中央部（例えば、Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37の領域）と設定し、このＡＦエリアを対象として、輝度レベルの平均から適正露出値を求め、これをＡＦ用露出値とする。ＣＰＵ１１は、このＡＦ用露出値に基づいて絞り値およびシャッタ速度（ＣＣＤ２１の電子シャッタ速度）を決定し、絞り駆動部２０およびＣＣＤドライバ２２を制御して、ＡＦ用の露出設定を行う。
【００２９】
ＡＦ検出回路３８は、ＡＦエリア内について画像データの高周波成分を積算してコントラスト値を求め、これをＣＰＵ１１に提供する。ＣＰＵ１１は、レンズ駆動部１９を制御して撮像レンズ１７内のフォーカスレンズを至近側から無限遠側、またはその逆の方向に移動させることによりＡＦサーチを実行し、コントラスト値が最大（ピーク）となる位置（合焦位置）にフォーカスレンズを設定する。なお、ＡＦエリアは、上記の領域には限られず、その位置および範囲は適宜変更してよい。
【００３０】
次に、デジタルカメラ１０のＡＥおよびＡＦ制御について、図４のフローチャートを参照してより具体的に説明する。レリーズボタン１２が半押しされ、処理が開始すると、ＣＣＤ２１を駆動して測光用の画像データを画像メモリ２８に取り込む（ステップＳ１００）。画像メモリ２８に取り込まれた画像データは、ＡＦ検出回路３６によって演算処理され、図２の分割領域Ａ1〜Ａ64のそれぞれについて輝度レベルが算出される（ステップＳ１０１）。図５は、輝度レベルの算出結果（単位：ＬＶ）の一例を示す。
【００３１】
次いで、ＣＰＵ１１により、各分割領域の輝度レベルに基づき、被写体光量および適正露出値が算出される（ステップＳ１０２）。また、点光源領域検出回路３７により、各分割領域の輝度レベルに基づき、周囲に隣接する領域と所定基準以上の輝度レベル差を有する領域が点光源候補領域と特定される（ステップＳ１０３）。
【００３２】
このステップＳ１０３、つまり点光源候補領域の特定方法の詳細を図６のフローチャートに基づいて説明する。まず、分割領域Ａnを選択し、分割領域Ａnの輝度レベルが周囲の全ての輝度レベルより高いか否かを判定する。Ｎｏ判定の場合には、次の分割領域を選択する。一方、Ｙｅｓ判定の場合には、分割領域Ａnに対する輝度レベル差が４ＬＶ以上である隣接領域の数を算出し、算出された数が隣接領域の総数の７割以上であるか否かを判定する（例えば、周囲に８個の領域が隣接する場合には、算出された数が６個以上であるか否かを判定する。）。Ｎｏ判定の場合には、次の分割領域を選択する。一方、Ｙｅｓ判定の場合には、該分割領域Ａnを点光源候補領域とする。これをｎ＝１〜６４について順次に繰り返し、特定された点光源候補領域の数をカウントする。また、このとき、最も輝度レベルが高い点光源候補領域を特定しておく。図５の例では、Ａ18，Ａ21，Ａ43の３つの領域が点光源候補領域となり、Ａ21の輝度レベルが最も高い。
【００３３】
図４のフローチャートに戻り、ステップＳ１０３で算出された点光源候補領域の数が所定数以下か否かを判定する（ステップＳ１０４）。点光源候補領域の数が所定数以下である場合（Ｙｅｓ判定）、該点光源候補領域を点光源領域として検出する（ステップＳ１０５）。具体的には、ステップＳ１３では、点光源候補領域の数を、前述の被写体光量Ｌに依存する関数ｆ（Ｌ）で規定される数と比較判定を行う。
【００３４】
関数ｆ（Ｌ）のパラーメータは、例えば、Ｌ1＝６ＬＶ、Ｌ2＝８ＬＶ、Ｎ1＝２個、Ｎ2＝１０個と設定される。図５の例では、被写体光量Ｌは、約５．５ＬＶであって、点光源候補領域（Ａ18，Ａ21，Ａ43）の数（３個）は、関数ｆ（Ｌ）で規定される数（１０個）より小さく、ステップＳ１０５において、該点光源候補領域は点光源領域として検出される。続くステップＳ１０６では、ＣＰＵ１１により、最も輝度レベルが高い点光源領域（Ａ21）を対象としてＡＦ用露出値が算出される。
【００３５】
一方、点光源候補領域の数が所定数以下でない場合（ステップＳ１０４のＮｏ判定）には、ＡＦエリアを撮像画面４０の中央部（Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37）と設定し、ＡＦエリアの輝度レベルの平均からＡＦ用露出値を算出する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６またはステップＳ１０７で算出されたＡＦ用露出値に基づいて露出設定が行われる。
【００３６】
次いで、ＡＦ検出回路３８によりＡＦエリアに基づく画像データからコントラスト値が算出されるとともに、ＣＰＵ１１によりＡＦサーチが実行される（ステップＳ１０９）。そして、コントラスト値が最大（ピーク）となる合焦位置にフォーカスレンズが設定され（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２で求められた適正露出値に基づいて撮影用露出設定が行われる（ステップＳ１１１）。本制御が終了すると、レリーズボタン１２の全押し操作の待ち受け状態となり、この全押し操作に応じて撮影が実行され、得られた画像データがメモリカード３５に記録される。
【００３７】
上記第１実施形態に係わるＡＦ制御では、多分割測光の結果に基づいて点光源が存在するか否かを判定し、点光源が存在する場合には、最も明るい点光源領域に合わせてＡＦ用露出設定を行うので、撮像画面内のいずれの点光源も輝度レベルが飽和することはない。よって、ＡＦエリア内に点光源が存在したとしても、１回のＡＦサーチで確実に合焦位置を検出し、ＡＦ制御を完了することができる。
【００３８】
以下に、本発明の第２実施形態について説明を行う。第２実施形態は、ＡＦ制御方法が異なる以外は、上記第１実施形態と同一の構成であるので、同一部分についての詳しい説明は省略する。
【００３９】
第２実施形態のＡＥおよびＡＦ制御を図７のフローチャートを用いて説明する。なお、ステップＳ２００〜Ｓ２０５は、上記ステップＳ１００〜Ｓ２０５と同一であるので説明は省略する。レリーズボタン１２が半押しされると、ＡＥ制御が開始し、ステップＳ２００〜Ｓ２０３を経て点光源候補領域が特定された後、ステップＳ２０４において、点光源候補領域の数に基づき、点光源らしさの判定が行われる。Ｙｅｓ判定の場合、該点光源候補領域が点光源領域として検出され（ステップＳ２０６）、所定のＡＦエリア（例えば、図２のＡ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37の領域）から点光源領域が除外される（ステップＳ２０６）。一方、ステップＳ２０４でＮｏ判定の場合には、ＡＦエリアからの点光源領域の除外は行われない。
【００４０】
次いで、ＣＰＵ１１により、上記ＡＦエリアを対象にしてＡＦ用露出値の算出が行われ（ステップＳ２０７）、算出されたＡＦ用露出値に基づいて露出設定が行われる（ステップＳ２０８）。なお、ステップＳ２０７は必ずしも実施しなくてもよく、ステップＳ２０８において、ステップＳ２０２で算出された適正露出値に基づいて露出設定を行ってもよい。
【００４１】
この後、ＡＦ検出回路３８によりＡＦエリアに基づく画像データからコントラスト値が算出され、ＣＰＵ１１によりＡＦサーチが実行される（ステップＳ２０９）。そして、コントラスト値が最大（ピーク）となる合焦位置にフォーカスレンズが設定され（ステップＳ２１０）、ステップＳ１０２で求められた適正露出値に基づいて撮影用露出設定が行われる（ステップＳ２１１）。本制御が終了すると、レリーズボタン１２の全押し操作の待ち受け状態となり、この全押し操作に応じて撮影が実行され、得られた画像データがメモリカード３５に記録される。
【００４２】
なお、上記ＡＦエリアの設定には、図８に示すようなテーブルを用いてもよい。このテーブル中の数値は、撮像画面４０の各分割領域Ａ1〜Ａ64の優先度を示しており、数値が高い分割領域から順にＡＦエリアとして設定される。通常は、中央部の領域Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37がＡＦエリアとして選択されるが、例えば、領域Ａ28，Ａ29，Ａ36，Ａ37が全て点光源領域と判定されてＡＦエリアから除外された場合には、次にその周囲の領域がＡＦエリアとして設定される。
【００４３】
上記第２実施形態に係わるＡＦ制御では、多分割測光の結果に基づいて点光源が存在するか否かを判定し、点光源が存在する場合には、ＡＦエリアから該領域を除外するので、１回のＡＦサーチで確実に合焦位置を検出し、ＡＦ制御を完了することができる。
【００４４】
また、上記第２実施形態で示したＡＥおよびＡＦ制御は、特定のモードが選択された場合にのみ実行するようにしてもよい。上記のデジタルカメラ１０では、ＬＤＣ３２に撮影モード選択メニューを表示させるとともに、操作キー１４を操作することで、所望の撮影モードを選択することができる。この操作により、夜景モードが選択された場合にのみ上記ＡＥおよびＡＦ制御を実行するようにする。夜景モードは、強制的に低速シャッタ速度に設定を行うモードであり、点光源となる被写体を撮影することが多い。上記ＡＥおよびＡＦ制御を夜景モードに限って実施することにより、それ以外のモードでは制御が簡素となり、ＡＦ動作に伴うシャッタレリーズのタイムラグを極力抑えることができる。
【００４５】
また、上記第１および第２実施形態では、所定のＡＦエリアからコントラスト値を求め、コントラスト値がピークを与える位置（ピーク位置）を合焦位置としているが、本発明はこれに限定されず、ＡＦエリアを分割領域Ａ1〜Ａ64に基づいて分割し、各領域についてコントラスト値のピーク位置を求め、コントラスト値が最も高い領域のピーク位置を合焦位置とすることも可能である。
【００４６】
また、上記第１および第２実施形態では、ＣＣＤ２１を介して得られる画像データに基づいて分割測光を行っているが、本発明はこれに限定されず、分割測光を行うための測光センサを別途設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】撮像画面の分割例を示す図である。
【図３】点光源らしさを判定するための点光源候補領域の基準数を定める関数を示すグラフである。
【図４】ＡＥおよびＡＦ制御を説明するフローチャートである。
【図５】撮像画面の各分割領域における輝度レベルの算出結果の一例を示す図である。
【図６】点光源候補領域の特定方法を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態のデジタルカメラにおけるＡＥおよびＡＦ制御を説明するフローチャートである。
【図８】ＡＦエリアの設定に用いるテーブルを示す図である。
【図９】従来のＡＦ動作の欠点を説明する図であり、（Ａ）は点光源の平面図、（Ｂ）は点光源の画像信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０ デジタルカメラ（撮影装置）
１１ ＣＰＵ（露出制御手段、フォーカス制御手段）
１５ 入力操作部
１６ 光学系
２１ ＣＣＤイメージセンサ（撮像手段）
２６ アナログ信号処理回路
２８ 画像メモリ
３０ 画像信号処理回路
３６ ＡＥ検出回路（多分割測光手段）
３７ 点光源領域検出回路（点光源領域検出手段）
３８ ＡＦ検出回路（フォーカス制御手段）
４０ 撮像画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、
前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定する露出制御手段と、
この露出設定の元で、前記画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
【請求項５】
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、
前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定し、
この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項６】
撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、
前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項７】
前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することを特徴とする請求項６記載の撮影装置。
【請求項８】
前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することを特徴とする請求項６または７記載の撮影装置。
【請求項９】
前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることを特徴とする請求項８記載の撮影装置。
【請求項１０】
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、
前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項１】
撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、
前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定する露出制御手段と、
この露出設定の元で、前記画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
【請求項５】
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、
前記点光源領域のうち最も輝度レベルが高い領域を対象にして適正露出を設定し、
この露出設定の元で、画像データのコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とするフォーカス制御方法。
【請求項６】
撮影レンズを介して入射する被写体光を撮像して電気的な画像データを出力する撮像手段と、
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得する多分割測光手段と、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出する点光源領域検出手段と、
前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とするフォーカス制御手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項７】
前記多分割測光手段は、前記画像データに基づいて前記各分割領域の輝度レベルを算出することを特徴とする請求項６記載の撮影装置。
【請求項８】
前記点光源領域検出手段は、周囲の全ての隣接領域より輝度レベルが高く、かつ所定値以上の輝度レベル差を有する隣接領域の数が、隣接領域の総数に対して所定割合以上である分割領域を点光源候補領域として特定し、この点光源候補領域の数が所定数以下である場合に、該点光源候補領域を点光源領域として検出することを特徴とする請求項６または７記載の撮影装置。
【請求項９】
前記所定数は、前記多分割測光手段によって算出される被写体輝度に依存した関数として規定されていることを特徴とする請求項８記載の撮影装置。
【請求項１０】
撮像画面を複数の領域に分割して、各分割領域の輝度レベルを取得し、
前記各分割領域について、周囲の各隣接領域と輝度レベルを比較して、比較結果が所定基準を満たす場合に該分割領域を点光源領域として検出し、
前記撮像画面内の所定領域から前記点光源領域を除外した領域の前記画像データを対象として、このコントラスト値がピークを与えるフォーカスレンズ位置を合焦位置とすることを特徴とするフォーカス制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−６５０４８（Ｐ２００７−６５０４８Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４７７３３（Ｐ２００５−２４７７３３）
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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