JP2000152064A

JP2000152064A - 自動焦点制御装置

Info

Publication number: JP2000152064A
Application number: JP10325345A
Authority: JP
Inventors: Masaru Oikawa; 賢及川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高速・高精度な合焦動作が可能な自動焦点制
御装置を提供すること。【解決手段】図１に示す自動焦点制御装置は、初期焦
点レンズ位置において撮像して得られた画像データに対
して、第１の点像半径に対応した複数の復元フィルタを
用いて画像復元を行って各復元フィルタ毎に復元された
画像データ群についてＡＦ評価値を算出し、当該算出し
たＡＦ評価値を照合して概略の合焦位置を決定し、つい
で、概略の合焦位置から焦点レンズを移動させながら撮
像して得られた画像データに対して、任意の点像半径に
対応した復元フィルタを用いて画像復元を行ってＡＦ評
価値を算出し、当該算出したＡＦ評価値を焦点レンズの
駆動毎に参照して最終的な合焦位置を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動焦点制御装
置に関し、詳細には、ビデオカメラ、スチルビデオカメ
ラ等の撮像素子を用いた画像入力機器に適用される自動
焦点制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動焦点制御装置における合焦位
置決定方式には、赤外線や超音波を用いたアクティブＡ
Ｆ方式、外光パッシブや、山登りサーボ等のパッシブＡ
Ｆ方式がある。特に、デジタルスチルビデオカメラ（以
下、「ＤＳＶＣ」と略す）などでは、特別な測距部品を
必要としないパッシブＡＦ方式が多く採用されている。
パッシブＡＦ方式においては、近時ワンショットで合焦
位置を検出するものとして、特開平６−１８１５３２号
公報「電子カメラの合焦位置検出装置」がある。かかる
合焦位置検出装置は、ワンショットＡＦを用いており、
すなわち、復元フィルタを用いてワンショットで合焦位
置を検出するもである。

【０００３】より具体的には、かかる合焦位置検出装置
は、光学撮像系の点像分布関数またはそれを変換処理し
て得られる関数を焦点位置およびその前後のレンズ位置
で複数点求めて記憶した特性値記憶手段と、１画面分ま
たはその一部の撮像データを前記特性値記憶手段に記憶
された特性値によって前記複数点のレンズ位置毎に画像
復元する画像復元手段と、該画像復元された画像データ
からレンズ位置毎の合焦位置の評価値を求め各評価値を
比較して合焦位置を推測する合焦位置推測手段と、を備
えたことにより、合焦位置の検出をより早く、より正確
に行うことを可能としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の如き復元フィルタを用いたワンショットＡＦでは、
搭載されるメモリ（ＲＯＭ）容量などの制限から、多数
の復元フィルタを用意することが難しく高精度な合焦動
作が困難であるという問題がある。また、多数の復元フ
ィルタを使用した場合、その画像の復元の際に演算量が
多くなり、高速な合焦動作が難しいという問題がある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、高速・高精度な合焦動作が可能な自動焦点制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述課題を解決するため
に、請求項１に係る自動焦点制御装置は、初期焦点レン
ズ位置において撮像して得られた画像データに対して、
点像半径に対応した複数の復元フィルタを用いて画像復
元を行って各復元フィルタ毎に復元された画像データ群
についてＡＦ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評価値
を照合して概略の合焦位置を決定し、ついで、前記概略
の合焦位置から焦点レンズを移動させながら撮像して得
られた画像データに対して、任意の点像半径に対応した
復元フィルタを用いて画像復元を行ってＡＦ評価値を算
出し、当該算出したＡＦ評価値を焦点レンズの駆動毎に
参照して最終的な合焦位置を決定するものである。

【０００７】また、請求項２に係る自動焦点制御装置
は、請求項１に記載の自動焦点制御装置において、前記
ＡＦ評価値を、ＡＦエリアにおける負値積算値と高周波
成分積算値との比により算出するものである。

【０００８】また、請求項３に係る自動焦点制御装置
は、請求項１または２に記載の自動焦点制御装置におい
て、前記任意の点像半径を５以下としたものである。

【０００９】また、請求項４に係る自動焦点制御装置
は、初期焦点レンズ位置において撮像して画像データを
出力し、当該画像データに対して、点像半径に対応した
複数の復元フィルタを用いて画像データの復元を行って
各復元フィルタ毎に復元された画像データ群について各
々ＡＦ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評価値を照合
して合焦位置を決定する自動焦点制御装置において、ズ
ームレンズと、ズームレンズ位置に対応させて焦点レン
ズを駆動するための位置情報を格納したテーブルと、前
記ズームレンズ位置を検出するズームレンズ位置検出手
段と、前記ズームレンズ位置検出手段により検出された
ズームレンズ位置に基づき、前記テーブルを参照して、
前記焦点レンズを合焦位置に駆動させる焦点レンズ駆動
手段と、を備えたものである。

【００１０】また、請求項５に係る自動焦点制御装置
は、初期焦点レンズ位置において撮像して画像データを
出力し、当該画像データに対して、点像半径に対応した
複数の復元フィルタを用いて画像データの復元を行って
各復元フィルタ毎に復元された画像データ群について各
々ＡＦ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評価値を照合
して合焦位置を決定する自動焦点制御装置において、ズ
ームレンズと、前記ズームレンズ位置を検出するズーム
レンズ位置検出手段と、前記ズームレンズ位置検出手段
により検出されたズームレンズ位置に基づき、合焦動作
時の撮像条件を制御する撮像条件制御手段と、を備えた
ものである。

【００１１】また、請求項６に係る自動焦点制御装置
は、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の自動焦
点制御装置において、ズームレンズと、ズームレンズ位
置に対応させて焦点レンズを駆動するための位置情報を
格納したテーブルと、前記ズームレンズ位置を検出する
ズームレンズ位置検出手段と、前記ズームレンズ位置検
出手段により検出されたズームレンズ位置に基づき、前
記テーブルを参照して、前記焦点レンズを合焦位置に駆
動させる焦点レンズ駆動手段と、を備えたものである。

【００１２】また、請求項７に係る自動焦点制御装置
は、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の自動焦
点制御装置において、ズームレンズと、ズームレンズ位
置を検出するズームレンズ位置検出手段と、前記ズーム
レンズ位置検出手段により検出されたズームレンズ位置
に基づき、合焦動作時の撮像条件を制御する撮像条件制
御手段と、を備えたものである。

【００１３】また、請求項８に係る自動焦点制御装置
は、初期焦点レンズ位置を少なくとも２点設け、各初期
焦点レンズ位置毎に撮像して画像データを出力し、当該
画像データに対して、点像半径に対応した複数の復元フ
ィルタを用いて画像データの復元を行って各復元フィル
タ毎に復元された画像データ群について各々ＡＦ評価値
を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合して、前記
各初期焦点レンズ位置毎に合焦位置を算出し、当該各初
期焦点レンズ位置毎に算出した合焦位置に基づいて、最
終的な合焦位置を決定するものである。

【００１４】また、請求項９に係る自動焦点制御装置
は、請求項８に記載の自動焦点制御装置において、前記
初期焦点レンズ位置の少なくとも一方を、無限遠位置又
は最至近位置としたものである。

【００１５】また、請求項１０に係る自動焦点制御装置
は、請求項８に記載の自動焦点制御装置において、前記
各初期焦点レンズ位置毎に算出した合焦位置を加重平均
して、前記最終的な合焦位置を決定するものである。

【００１６】また、請求項１１に係る自動焦点制御装置
は、請求項９に記載の自動焦点制御装置において、第１
の初期焦点レンズ位置を無限遠位置に、第２の初期焦点
レンズ位置を最至近位置に設定し、前記第１の初期焦点
レンズ位置において撮像して画像データを出力し、当該
画像データに対して、点像半径に対応した複数の復元フ
ィルタを用いて画像データの復元を行って各復元フィル
タ毎に復元された画像データ群について各々ＡＦ評価値
を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合して第１の
合焦位置を算出し、当該算出した第１の合焦位置が遠距
離である場合には、前記第１の合焦位置を最終的な合焦
位置として決定し、前記第１の合焦位置が近距離である
場合には、前記第２の初期焦点レンズ位置において撮像
して画像データを出力し、当該画像データに対して、点
像半径に対応した複数の復元フィルタを用いて画像デー
タの復元を行って各復元フィルタ毎に復元された画像デ
ータ群について各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出した
各ＡＦ評価値を照合して第２の合焦位置を算出し、前記
第１および第２の合焦位置に基づいて、最終的な合焦位
置を決定するものである。

【００１７】また、請求項１２に係る自動焦点制御装置
は、請求項９に記載の自動焦点制御装置において、第１
の初期焦点レンズ位置を最至近位置に、第２の初期焦点
レンズ位置を無限遠位置に設定し、前記第１の初期焦点
レンズ位置において撮像して画像データを出力し、当該
画像データに対して、点像半径に対応した複数の復元フ
ィルタを用いて画像データの復元を行って各復元フィル
タ毎に復元された画像データ群について各々ＡＦ評価値
を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合して第１の
合焦位置を算出し、当該算出した第１の合焦位置が近距
離である場合には、前記第１の合焦位置を最終的な合焦
位置として決定し、前記第１の合焦位置が遠距離である
場合には、前記第２の初期焦点レンズ位置において撮像
して画像データを出力し、当該画像データに対して、点
像半径に対応した複数の復元フィルタを用いて画像デー
タの復元を行って各復元フィルタ毎に復元された画像デ
ータ群について各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出した
各ＡＦ評価値を照合して第２の合焦位置を算出し、前記
第１および第２の合焦位置に基づいて、最終的な合焦位
置を決定するものである。

【００１８】また、請求項１３に係る自動焦点制御装置
は、請求項１１または請求項１２に記載の自動焦点制御
装置において、前記第２の初期焦点レンズ位置において
画像復元に用いる復元フィルタ群の点像半径のレンジス
テップおよび適用範囲を、前記第１の初期焦点レンズに
おいて画像復元に用いる復元フィルタ群の点像半径のレ
ンジステップおよび適用範囲に比して小さくしたもので
ある。

【００１９】また、請求項１４に係る自動焦点制御装置
は、請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載の自動
焦点制御装置において、前記復元フィルタを生成する基
となるボケフィルタの点像プロファイルを、絞りの形状
に類似させたものである。

【００２０】また、請求項１５に係る自動焦点制御装置
は、請求項１４に記載の自動焦点制御装置において、前
記復元フィルタの信号とノイズの比率とにより決定され
る定数項の範囲を０．０００５〜０．０５としたもので
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係る自動焦点制御装置をデジタルスチルカメラに
適用した好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は、本実施の形態１
に係るデジタルスチルカメラの構成図である。図１に示
すデジタルスチルカメラは、大別すると、被写体像をＣ
ＣＤに結像するレンズ系１、絞り２，被写体像に応じた
画像データを出力するフロントエンド部３，画像データ
の各種データ処理を行うイメージプリプロセッサ（Imag
e Pre-Processor 以下、「ＩＰＰ」と称する）部４
と、ＣＰＵＩ／Ｆ５と、デジタルスチルカメラの各部の
動作を制御するＣＰＵ６と、レンズ系１を駆動制御する
焦点レンズ制御部７と、絞り２の絞り値（ｆ値）を制御
する絞り制御部８と、を備えている。

【００２３】上記レンズ系１は撮像レンズと焦点レンズ
を備える。上記フロントエンド部３は、レンズ系１によ
り結像された被写体像を電気信号（アナログ画像デー
タ）に変換して出力するＣＣＤ３１と、ＣＣＤ３１から
入力される電気信号のノイズ除去やゲイン調整等を行う
信号処理部３２と、信号処理部３２を介してＣＣＤ３１
から入力されるアナログ画像データをデジタル画像デー
タに変換して、ＩＰＰ部４に出力するＡ／Ｄ変換器３３
と、を備える。

【００２４】上記ＩＰＰ部４は、フロントエンド部３か
ら入力されるデジタル画像データを、Ｒ・Ｇ・Ｂの各成
分（ＲＧＢデジタル信号）に分離するＲＧＢ分離部４１
と、分離したＲＧＢデジタル信号の各色成分のゲインを
夫々調整して、輝度値生成部４３に出力するＲＧＢゲイ
ン調整部４２と、入力されるＲＧＢデジタル信号を輝度
信号に変換してＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部４４に出力す
る輝度値生成部４３と、輝度値生成部４３から入力され
る輝度信号の空間成分を周波数成分に変換してフィルタ
リング部４５に出力し、また、フィルタリング部４５を
経た周波数成分をＩＦＦＴ変換して空間成分に逆変換し
て負値積算部４８に出力するＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部
４４と、を備える。

【００２５】さらに、上記ＩＰＰ部４は、復元フィルタ
データＲＯＭ４６に格納された復元フィルタに基づき、
ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部４４で周波数成分に変換され
た信号の復元処理を行うフィルタリング部４５と、複数
の点像半径に各々対応した複数の復元フィルタのデータ
が格納された復元フィルタデータＲＯＭ４６と、周波数
成分に変換された信号をフィルタリング処理を経た後、
その特定の高周波成分を抽出して累積して得られる高周
波成分積算値をＣＰＵ６に出力する高周波成分積算器４
７と、ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部４４から入力される空
間周波数成分の負値を積算して得られる負値積算値をＣ
ＰＵ６に出力する負値積算部４８と、を備える。なお、
ＩＰＰ部４の各機能はソフトウエアでも実現可能である
が、図示の如くハードウエアで構成した方が、高速処理
が可能となり好ましい。

【００２６】ＣＰＵ６は、上記した如く、デジタルスチ
ルカメラの各部の動作を制御を司るものであり、具体的
には、例えば、ＣＰＵ６は、入力される高周波成分積算
値および負値積算値に基づき、ＡＦ評価値を算出してワ
ンショットＡＦ制御を行う。

【００２７】つぎに、上記構成のデジタルスチルカメラ
のＡＦ動作の概略を説明する。

【００２８】まず、ワンショットＡＦによる粗調のＡＦ
動作が行われる。初期焦点レンズ位置において、ＣＣＤ
３１からＡ／Ｄ変換器３３を通じて得られたＲＧＢデジ
タル色信号は、画像信号処理を行うＩＰＰ部４に入力す
る。ＩＰＰ部４においては、まず、輝度値生成部４３に
より、輝度信号に変換された後、ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演
算部４４によって空間成分から周波数成分に変換され
る。フィルタリング部４５では、この周波数成分に変換
された信号に対し、復元フィルタデータＲＯＭ４６から
読み込まれたデータ（１の復元フィルタ）に基づいて復
元処理が行われる。このフィルタリング処理が施された
信号は、高周波成分積算器４７に出力されると共に、Ｆ
ＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部４４に出力される。

【００２９】高周波成分積算器４７では、入力される信
号の特定の高周波成分が抽出され、この特定の高周波成
分が累積された高周波成分積算値が、ＣＰＵＩ／Ｆ５を
介してＣＰＵ６に出力される。

【００３０】他方、フィルタリング処理されたデータ
は、再度ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部４４に入力されて再
び空間成分に変換され負値積算部４８に出力される。こ
こで、この再変換されたデータ（画像データ）には負値
が含まれることがある。負値積算部４８では、再変換さ
れたデータの負値の積算が行われ得られる負値積算値
が、ＣＰＵＩ／Ｆ５を介してＣＰＵ６に出力される。す
なわち、１の復元フィルタに対応する高周波成分積算値
および負値積算値がＣＰＵ６に入力されることになる。

【００３１】これら、フィルタリング処理→高周波成分
積算→ＩＦＦＴ→負値積算の一連の処理は復元フィルタ
の数だけ繰り返され、復元フィルタの数だけの高周波成
分積算値と負値積算値がＣＰＵ６に出力される。

【００３２】ＣＰＵ６では、入力される高周波成分積算
値および負値積算値に基づき、ＡＦ評価値を算出し、例
えばその最小値を検索する。ＡＦ評価値は、例えば、下
式（１）により算出する。具体的には、ＡＦエリアの負
値積算値と特定域の高周波成分の積算値を各々算出し、
算出された負値積算値群および高周波成分積算値との比
をＡＦ評価値としている。

【００３３】（負値積算値と高周波成分積算値との比）＝｜１０００−（負値積算値）｜／（高周波成分積算値）・・・（１）但し、｜｜は絶対値

【００３４】そして、検索された最小値に対応する復元
フィルタナンバーを合焦点指標として、対応する焦点レ
ンズ位置（目標位置）すなわち概略の合焦位置（粗調合
焦点検出位置）が特定される。そして、ＣＰＵ６は、焦
点レンズ制御部７に、焦点レンズを概略の合焦位置まで
の移動を指示する制御データを出力し、これに応じて、
焦点レンズ制御部７は、焦点レンズを概略の合焦位置ま
で駆動する。

【００３５】つぎに、微調のＡＦ動作が行われる。ま
ず、概略の合焦位置で、再び撮像を行い、撮像された画
像データに対して、点像半径１に対応する復元フィルタ
で画像復元を行いＡＦ評価値を算出する。次に、さらに
焦点レンズをわずかに移動し、撮像を行い撮像された画
像データに対して、点像半径１に対応する復元フィルタ
で画像復元を行いＡＦ評価値を算出する。ここでは点像
半径１に対応する復元フィルタを使用することとした
が、点像半径５以下に対応する復元フィルタであれば良
い。撮像、画像復元、ＡＦ評価値の算出は上記と同様で
あるのでその説明は省略する。

【００３６】ＣＰＵ６は、概略の合焦位置での少なくと
も２点のＡＦ評価値を比較して、最終的な合焦位置がど
ちらの方向にあるかを特定する。そして、特定した方向
に、焦点レンズを除々に移動させながら、撮像→点像半
径１に対応する復元フィルタでの画像の復元処理→ＡＦ
評価値の算出→ＡＦ評価値の判定（最小値であるか否
か）を繰り返し行い、最終的な合焦位置を特定する。

【００３７】上記ＡＦ動作の具体例を図２を参照して説
明する。上記ＡＦ動作の具体例を説明するための説明図
であり、粗調合焦位置を検出する動作を説明するための
図（上図）と微調合焦位置を検出する動作を説明するた
めの図（下図）を対応づけて示す。

【００３８】図２の上図は、レンズ位置、被写***置、
復元フィルタ、およびワンショットＡＦ評価値の関係を
示している。フィルタリング部４５は、焦点位置が∞
（無限遠）〜Ｎｅａｒ（最至近）の間に、各々が各距離
に対応した７つの復元フィルタＮｏ．１〜Ｎｏ．７（フ
ィルタ群）を備えている。各々の復元フィルタＮｏ．１
〜Ｎｏ．７によって画像を復元しＡＦ評価値を求める。
ここで、合焦点はワンショットＡＦ評価値の最小値を示
すフィルタナンバーであり、同図では、被写***置近傍
のフィルタＮｏ．６において、ＡＦ評価値が概略の合焦
位置である旨の信号をＣＰＵ６が焦点レンズ制御部７に
出力する。この信号に基づき、焦点レンズ制御部７は焦
点レンズをフィルタＮｏ．６に対応する位置まで移動さ
せる。

【００３９】焦点レンズをフィルタＮｏ．６に相当する
位置に移動させた後、再び撮像を行い、点像半径１に対
応する復元フィルタで画像復元を行いＡＦ評価値を算出
する。次に、さらに焦点レンズをわずかに移動し、撮像
を行い撮像された画像データに対して、点像半径１に対
応する復元フィルタで画像復元を行いＡＦ評価値を算出
する。概略の合焦位置での少なくとも２点のＡＦ評価値
を比較して、最終的な合焦位置がどちらの方向（最至近
方向または無限遠方向）にあるかを特定する。同図に示
す例では、無限遠方向に最終的な合焦位置があると特定
できるので、同図に示すように、無限遠方向に焦点レン
ズを除々に移動させながら、撮像→点像半径１に対応す
る復元フィルタでの画像の復元処理→ＡＦ評価値の算出
→ＡＦ評価値の判定（最小値であるか否か）を繰り返し
行い、最終的な合焦位置に到達する。

【００４０】以上説明したように、本実施の形態１にお
いては、初期焦点レンズ位置において撮像を行い、得ら
れた画像について、点像半径に対応した複数の復元フィ
ルタを用いて画像復元を行い、各復元フィルタ毎に復元
された画像群についてＡＦ評価値を算出し、これを照合
することによって概略の合焦位置を決定し、続いて、概
略の合焦位置で撮像された画像について、点像半径１の
復元フィルタで画像復元を行い、ＡＦ評価値を算出し、
このＡＦ評価値を焦点レンズの駆動毎に参照することに
よって最終的な合焦位置を特定することとしたので、復
元フィルタを格納するメモリ容量を低減でき、安価な構
成で高精度な自動合焦動作を行うことが可能となる。

【００４１】また、実施の形態１では、ＡＦ評価値をＡ
Ｆエリアにおける負値積算値と高周波成分積算値との比
により算出することとしたので、高精度なＡＦ評価値を
算出することが可能となる。

【００４２】また、本実施の形態１では、微調に用いる
復元フィルタの点像半径を５以下にしているので、画像
の復元を高精度に行うことがより精度の高い合焦特性を
保障している。

【００４３】なお、本実施の形態１では、ＡＦ粗調用に
７個の復元フィルタを具備している例を説明したが、本
発明はこれに限定されるものではない。また、ＡＦ評価
値を算出するための演算式も上記（１）式に限定される
ものではない。また、微調の際に使用している復元フィ
ルタの点像半径を１としているが、これに限られるもの
ではなく点像半径５以下のものであれば良い。

【００４４】（実施の形態２）実施の形態２について、
図３および図４を参照して説明する。実施の形態２で
は、実施の形態１の構成のデジタルスチルカメラにおい
て、ズームレンズを備えた場合のＡＦ動作について説明
する。

【００４５】ワンショットＡＦでは、前述したように、
複数の復元フィルタによって復元された画像に対してＡ
Ｆ評価値を算出し、算出されたＡＦ評価値を判定するこ
とによって、合焦位置（点像半径指標）を特定してい
る。

【００４６】図３は、ズームレンズ位置と被写体距離お
よび点像半径指標の関係を示す。同図に示すように、点
像半径指標系列は焦点距離によって異なるため、ズーム
レンズを使用した場合には焦点距離を変えた場合に補正
を施さないと、不適正な位置に焦点レンズを駆動してし
まうことになる。すなわち、従来のワンヨットＡＦで
は、点像半径の系列が１つに定まる単焦点レンズの使用
が主であり、ズームレンズでは、点像半径の系列が無数
に存在するため、ワンショットＡＦ動作の観点からは不
向きとされてきた。

【００４７】そこで、実施の形態２では、ズームレンズ
位置を検出し、当該検出したズームレンズ位置および点
像半径指標に基づいて、ズームレンズ位置に対応させて
焦点レンズを駆動するための位置情報を格納したテーブ
ルを参照して焦点レンズを合焦位置に駆動させることに
より、ズームレンズを使用した場合の合焦精度への悪影
響を排除している。

【００４８】図４は、実施の形態２におけるデジタルス
チルカメラのズームレンズおよびズームレンズ位置補正
部の構成を示す図である。実施の形態２におけるデジタ
ルスチルカメラは、実施の形態１のデジタルスチルカメ
ラに、図４に示すズームレンズ９およびズームレンズ位
置補正部１０を付加したものである。

【００４９】図４に示すズームレンズ位置補正部１０
は、ズームレンズ９に設けられズームレンズ９の位置情
報（焦点距離情報）を出力する位置情報出力部（図示せ
ず）と、位置情報出力部（図示せず）から出力されるズ
ームレンズ９の位置情報に基づきズームレンズ９の位置
情報（焦点距離情報）を検知するズームレンズ位置検出
部１０１と、検出されたズームレンズ９の位置情報（焦
点距離情報）および点像半径指標に基づいて、焦点レン
ズ位置駆動テーブル１０３内の焦点レンズの位置情報を
指定するセレクタ１０２と、ズームレンズ９の位置情報
と焦点レンズの位置情報とを対応づけて記憶している焦
点レンズ駆動位置テーブルＲＯＭ１０３とを備えてい
る。

【００５０】焦点レンズ駆動位置テーブルＲＯＭ１０３
は、ズームレンズ位置１〜３用駆動位置設定域を有して
おり、各ズームレンズ位置１〜３用駆動位置設定域毎に
焦点レンズの位置情報が格納されている。すなわち、焦
点レンズ駆動位置テーブルＲＯＭ１０３では、ズームレ
ンズ９の位置情報に基づきズームレンズ位置１〜３用駆
動位置設定域のいずれかの先頭アドレスが指定され、さ
らに、点像半径指標をオフセット（ポインタ）として焦
点レンズ位置情報が指定される。

【００５１】つぎに、実施の形態３におけるＡＦ動作を
説明する。まず、ズームレンズ位置補正部１０では、位
置情報出力部（図示せず）は、ズームレンズ９の位置情
報（焦点距離情報）をズームレンズ位置検出部１０１に
出力する。ズームレンズ位置検出部１０１は、位置情報
出力部（図示せず）から出力されるズームレンズ９の位
置情報に基づきズームレンズ９の位置情報（焦点距離情
報）を検知してセレクタ１０２に出力する。セレクタ１
０２は検出された位置情報（焦点距離情報）に基づい
て、焦点レンズ駆動位置テーブルＲＯＭ１３の適正な領
域としてズームレンズ位置１〜３用駆動位置設定域のい
ずれかを指定する。

【００５２】他方、初期焦点レンズ位置で撮像された画
像が、各々の点像半径で復元され、ＡＦ評価値が算出さ
れ、ＣＰＵ６により合焦位置（点像半径指標）がセレク
タ１０２に出力される。セレクタ１０２は、焦点レンズ
駆動位置テーブルＲＯＭ１０３の指定された領域内で上
記合焦位置（点像半径指標）に基づき焦点レンズ駆動位
置テーブルＲＯＭ１０３の焦点レンズの位置情報を指定
する。そして、焦点レンズ制御部７は、焦点レンズ駆動
位置テーブルＲＯＭ１０３から指定された焦点レンズの
位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づき焦点
レンズを駆動する。

【００５３】より具体的には、例えば、ズームレンズ位
置３で撮影された場合、ズームレンズ位置検出部１０１
は、ズームレンズ９の位置３（焦点距離）を検出し、セ
レクタ１０２が、焦点レンズ駆動位置テーブルＲＯＭ１
０３のズームレンズ位置３用の駆動位置設定域の先頭ア
ドレスを指定する。他方、セレクタ１０２は、例えば、
ＣＰＵ６から合焦位置（点像半径指標）として”２”が
出力された場合には、指定された先頭アドレスにこの指
標値”２”をオフセットとして指定する。これにより同
図では、焦点レンズの位置情報として”０Ａ”が指定さ
れる。焦点レンズ制御部７は、指定された位置情報”０
Ａ”を読み出し、かかる位置情報に基づいて焦点レンズ
を駆動する。

【００５４】以上説明したように、実施の形態２によれ
ば、ズームレンズを使用したワンショットＡＦにおい
て、ズームレンズ位置を検出し、当該検出したズームレ
ンズ位置および点像半径指標に基づいて、ズームレンズ
位置に対応させて焦点レンズを駆動するための位置情報
を格納したテーブルを参照して焦点レンズを合焦位置に
駆動させることとしたので、ズームレンズによる合焦の
際のバラツキを抑制でき、高精度な合焦動作を行うこと
が可能となる。

【００５５】なお、実施の形態２では、焦点レンズ位置
位置テーブルＲＯＭ１０３の読み出し領域を切り替える
こととしたが、テーブルとしてＲＡＭを使用して、算術
的に位置データを生成し書き換える構成としても良い。

【００５６】また、本実施の形態２の如きズームレンズ
を使用した場合のＡＦ動作に、実施の形態１のＡＦ動作
を組み合わせることにしても良い。これにより、より高
精度なＡＦ動作を行うことが可能となる。

【００５７】（実施の形態３）実施の形態３について、
図５および図６を参照して説明する。実施の形態３で
は、実施の形態１の構成のデジタルスチルカメラにおい
て、ズームレンズを備えた場合のＡＦ動作について説明
する。

【００５８】実施の形態３は、ズームレンズ位置を検出
し、検出された位置情報に基づいて、ワンショットＡＦ
動作時の撮影条件を制御するものであり、特に、撮影条
件として絞りの絞り値を制御している。図５は、ズーム
レンズ位置と絞り値の対応を示す説明図である。

【００５９】絞り制御部８は、検出されたズームレンズ
位置に応じて絞り２の絞り値を変更する。具体的には、
絞り制御部８は、例えば、図５に示すように、ズームレ
ンズ９がズームレンズ位置１の場合には絞り値として
「１１」を、ズームレンズ位置２の場合には絞り値とし
て「８」を、ズームレンズ位置３の場合には絞り値とし
て「６．７」を設定する。

【００６０】これにより、図６に示すような特性の点像
半径指標を得ることができる。図６に示す特性は、図３
に示す特性に比して、ズームレンズ位置１における点像
半径指標系列は、より押し込まれたような特性に、ズー
ムレンズ位置３における点像半径指標系列は、より引き
上げられるような特性となる。この結果、ズームレンズ
位置による点像半径指標系列のバラツキが抑制された形
となり、精度の良い合焦動作が実現される。他のＡＦ動
作は実施の形態１または実施の形態２と同様であるので
その説明は省略する。

【００６１】以上説明したように、実施の形態３におい
ては、ズームレンズ位置を検出し、検出された位置情報
に基づいて、ワンショットＡＦ動作時の撮影条件を制御
することとしたので、ズームレンズ位置による点像半径
指標系列のバラツキが抑制でき、精度の良い合焦動作が
可能となる。

【００６２】なお、本実施の形態３の如きズームレンズ
を使用した場合のＡＦ動作に、実施の形態１のＡＦ動作
を組み合わせることにしても良い。これにより、より高
精度なＡＦ動作を行うことが可能となる。

【００６３】（実施の形態４）実施の形態４について、
図７および図８を参照して説明する。実施の形態４で
は、実施の形態１の構成のデジタルスチルカメラにおい
て、ＡＦ動作の際に、初期焦点レンズ位置を２点設定し
た場合を示す。

【００６４】実施の形態４では、図７に示す如き、各初
期焦点レンズ毎に復元フィルタのフィルタＮｏ（１〜
８）に対応させて焦点レンズのレンズ位置データを格納
したテーブル１，２を備えている。テーブル１は第１の
初期焦点レンズ位置（∞）に、テーブル２は第２の初期
焦点レンズ位置（Ｎｅａｒ）に夫々対応する。

【００６５】図８は、実施の形態４におけるＡＦ動作を
説明するための説明図を示し、特に、上図は、第１の初
期焦点レンズ位置（∞）で撮像した場合の各復元フィル
タ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）におけるＡＦ評価値の一例を
示し、下図は、第２の初期焦点レンズ位置（Ｎｅａｒ）
で撮像した場合の各復元フィルタ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
８）におけるＡＦ評価値の一例を示す。実施の形態４に
おいては、第１の初期焦点レンズ位置を無限遠位置
（∞）に、第２の初期焦点レンズ位置を最至近位置（６
０ｃｍ）に設定している。

【００６６】まず、第１の初期焦点レンズ位置（無限遠
位置）において、画像を取込み、点像半径に対応した復
元フィルタ毎に画像復元を施しＡＦ評価値を得る。図８
に示す例では、フィルタＮｏ．６が合焦指標として選ば
れる。

【００６７】つぎに、焦点レンズを第２の初期焦点レン
ズ位置（最至近位置：６０ｃｍ）に駆動する。ここで、
再度画像を取込み、各復元フィルタ毎に画像復元を施し
ＡＦ評価値を得る。同図に示す例では、フィルタＮｏ．
２が合焦指標として選ばれる。

【００６８】ここで、先の第１の初期焦点レンズ位置か
ら選られた合焦指標と第２の初期焦点レンズ位置から選
られた合焦指標に基づき、焦点レンズ位置を格納してい
るテーブル１，２から焦点レンズの位置データを読み出
す。本実施の形態では、テーブル１から第１の初期焦点
レンズ位置で選ばれたフィルタＮｏ．６に対応するレン
ズ位置データ”４０ｈ（１６進表示：８ｂｉｔ）”を読
み出される。また、テーブル２から第１の初期焦点レン
ズ位置で選ばれたフィルタＮｏ．２に対応するレンズ位
置データ”８０ｈ”が読み出される。そして読み出され
たレンズ位置データ”４０ｈ”、”８０ｈ”の加重平均
を算出する。具体的演算結果は、（４０ｈ＋８０ｈ）／
２＝６０ｈとなる（重み係数を各々１としている）。

【００６９】そして、算出した加重平均値”６０ｈ”を
最終的な合焦位置として、焦点レンズ制御部７は、この
最終的な合焦位置に焦点レンズを移動させる。

【００７０】以上説明したように、実施の形態４によれ
ば、初期焦点レンズ位置を２点設定することとしたの
で、合焦点の特定の精度を向上させることが可能とな
る。

【００７１】また、本実施の形態４では、上記初期焦点
レンズ位置の２点のうち、少なくとも一方は、無限遠位
置または最至近位置とすることとしたので、合焦点特定
の範囲の制限を小さくすることが可能となる。

【００７２】また、本実施の形態４では、第１の初期焦
点レンズ位置におけるレンズ位置データと第２の初期焦
点レンズ位置におけるレンズ位置データとを加重平均し
て最終的な合焦位置を算出することとしたので、合焦点
特定の精度を向上させることが可能となる。

【００７３】なお、本実施の形態４では、最至近位置と
して６０［ｃｍ］としているが、これに限定されるもの
ではない。また、復元フィルタ数もここに列挙したもの
には限られない。また、重み係数をすべて１としている
がこれに限られるものではない。

【００７４】（実施の形態５）実施の形態５について、
図９および図１０を参照して説明する。実施の形態５で
は、実施の形態４において、第１の初期焦点レンズ位置
（無限遠位置）による合焦位置の推定により、被写体が
近距離にあると判断した場合のみ、焦点レンズ位置を第
２の初期焦点レンズ位置である最至近位置に移動し、そ
こでさらに撮像を行い、画像復元に行って合焦位置を特
定するものである。

【００７５】図９は実施の形態５のＡＦ動作を説明する
ための説明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像が必
要な場合）、図１０は本実施の形態５のＡＦ動作を説明
するための説明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像
が不要な場合）を示す。実施の形態５では、第１の初期
焦点レンズ位置を無限遠位置（∞）に、第２の初期焦点
レンズ位置を最至近位置（６０ｃｍ）に設定している。
初期焦点レンズ位置をこのように設定したのはできるだ
け合焦適用範囲を広く取るためであり、これ以外でも、
例えば、第１の初期焦点レンズ位置を３００［ｃｍ］
に、第２の初期焦点レンズ位置を１００［ｃｍ］などに
設定しても良い。

【００７６】図９において、上図は第１の初期焦点レン
ズ位置（∞）で撮像した場合の各復元フィルタ（Ｎｏ．
１〜Ｎｏ．８）におけるＡＦ評価値の一例を示し、下図
は第２の初期焦点レンズ位置（Ｎｅａｒ）で撮像した場
合の各復元フィルタ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）におけるＡ
Ｆ評価値の一例を示す。

【００７７】図９において、まず、第１の初期焦点レン
ズ位置（無限遠位置）において、画像を取込み、点像半
径に対応した復元フィルタ毎に画像復元を施し、ＡＦ評
価値を得る。同図（上図）ではフィルタＮｏ．６が合焦
指標として選ばれる。これにより、被写体が近距離であ
ることが分かる。従って、焦点レンズを第２の初期焦点
レンズ位置（最至近位置：６０ｃｍ）に駆動する。ここ
で、再度画像を取込み、各復元フィルタ毎に画像復元を
施しＡＦ評価値を得る。同図（下図）では、フィルタＮ
ｏ．２が合焦指標として選ばれる。

【００７８】ここで、上記実施の形態４と同様にして、
先の第１の初期焦点レンズ位置から選られた合焦指標と
第２の初期焦点レンズ位置から選られた合焦指標に基づ
き、上記図７に示したテーブル１，２から、焦点レンズ
のレンズ位置データを各々読み出し、読み出した各レン
ズ位置データを加重平均をとり、最終的な合焦位置を決
定し、焦点レンズ制御部７はこの最終的な合焦位置に焦
点レンズを移動させる。

【００７９】図１０は、第１の初期焦点レンズ位置
（∞）で撮像した場合の各復元フィルタ（Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．８）におけるＡＦ評価値の一例を示す。

【００８０】図１０に示すように、まず、第１の初期焦
点レンズ位置（無限遠位置）において、画像を取込み、
点像半径に対応した復元フィルタ毎に画像復元を施し、
ＡＦ評価値を得る。同図では、フィルタＮｏ．２が合焦
指標として選ばれる。このように、フィルタＮｏ．２が
合焦指標となる場合には被写体が遠距離にあることが分
かる。この場合には、第１の初期焦点レンズ位置（無限
遠位置）からの合焦指標値からでも十分な合焦精度であ
るため、焦点レンズ制御部７は、そのまま合焦指標値の
指し示す位置に焦点レンズを駆動する。すなわち、初期
焦点レンズ位置を無限遠位置とした場合でのワンショッ
トのみでＡＦ動作を行う。これにより、被写体距離によ
らず一律に行っていた復元走査を省略することができ、
必要十分な合焦精度で、かつ、高速な自動焦点制御が可
能となる。

【００８１】以上説明したように、本実施の形態５によ
れば、第１の初期焦点レンズ位置（無限遠位置）による
合焦位置の推定により、被写体が遠距離である場合に
は、第１の初期焦点レンズ位置で算出した合焦位置を最
終的な合焦位置とし、他方、第１の初期焦点レンズ位置
（無限遠位置）による合焦位置の推定により、被写体が
近距離にあると判断した場合には、焦点レンズ位置を第
２の初期焦点レンズ位置である最至近位置に移動し、そ
こでさらに撮像を行い、画像復元に行って合焦位置を特
定することとしたので、不要な復元動作を省略すること
ができ、高速な自動焦点制御が可能となる。

【００８２】（実施の形態６）実施の形態６について、
図１１および図１２を参照して説明する。実施の形態６
では、実施の形態４において、第１の初期焦点レンズ位
置（最至近位置）による合焦位置の推定により、被写体
が遠距離にあると判断した場合のみ、焦点レンズ位置を
第２の初期焦点レンズ位置である無限遠位置に移動し、
そこでさらに撮像を行って画像復元して合焦位置を特定
するものである。

【００８３】図１１は実施の形態６のＡＦ動作を説明す
るための説明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像が
必要な場合）、図１０は実施の形態６のＡＦ動作を説明
するための説明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像
が不要な場合）を示す。実施の形態６では、第１の初期
焦点レンズ位置を最至近位置（６０ｃｍ）に、第２の初
期焦点レンズ位置を無限遠位置（∞）に設定している。

【００８４】図１１において、上図は第１の初期焦点レ
ンズ位置（６０ｃｍ）で撮像した場合の各復元フィルタ
（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）におけるＡＦ評価値の一例を示
し、下図は第２の初期焦点レンズ位置（∞）で撮像した
場合の各復元フィルタ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）における
ＡＦ評価値の一例を示す。

【００８５】図１１において、まず、第１の初期焦点レ
ンズ位置（６０ｃｍ）において、画像を取込み、点像半
径に対応した復元フィルタ毎に画像復元を施し、ＡＦ評
価値を得る。同図（上図）ではフィルタＮｏ．６が合焦
指標として選ばれる。これにより、被写体が遠距離であ
ることが分かる。従って、焦点レンズを第２の初期焦点
レンズ位置（無限遠位置）に駆動する。ここで、再度画
像を取込み、各復元フィルタ毎に画像復元を施しＡＦ評
価値を得る。同図（下図）では、フィルタＮｏ．２が合
焦指標として選ばれる。

【００８６】ここで、上記実施の形態４と同様にして、
先の第１の初期焦点レンズ位置から選られた合焦指標と
第２の初期焦点レンズ位置から選られた合焦指標に基づ
き、上記図７に示したテーブル１，２から、焦点レンズ
のレンズ位置データを各々読み出し、読み出した各レン
ズ位置データを加重平均をとり、最終的な合焦位置を決
定し、焦点レンズ制御部７はこの最終的な合焦位置に焦
点レンズを移動させる。

【００８７】図１２は、第１の初期焦点レンズ位置（６
０ｃｍ）で撮像した場合の各復元フィルタ（Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．８）におけるＡＦ評価値の一例を示す。

【００８８】図１２に示すように、まず、第１の初期焦
点レンズ位置（６０ｃｍ）において、画像を取込み、点
像半径に対応した復元フィルタ毎に画像復元を施し、Ａ
Ｆ評価値を得る。同図では、フィルタＮｏ．３が合焦指
標として選ばれる。このように、フィルタＮｏ．３が合
焦指標となる場合には被写体が近距離にあることが分か
る。この場合には、第１の初期焦点レンズ位置（６０ｃ
ｍ）からの合焦指標値からでも十分な合焦精度であるた
め、焦点レンズ制御部７は、そのまま合焦指標値の指し
示す位置に焦点レンズを駆動する。すなわち、初期焦点
レンズ位置（６０ｃｍ）のワンショットのみでＡＦ動作
を行う。これにより、被写体距離によらず一律に行って
いた復元走査を省略することができ、必要十分な合焦精
度で、かつ、高速な自動焦点制御が可能となる。

【００８９】以上説明したように、本実施の形態６によ
れば、第１の初期焦点レンズ位置（最至近位置）による
合焦位置の推定により、被写体が近距離である場合に
は、第１の初期焦点レンズ位置で算出した合焦位置を最
終的な合焦位置とし、他方、第１の初期焦点レンズ位置
（最至近位置）による合焦位置の推定により、被写体が
遠距離にあると判断した場合には、焦点レンズ位置を第
２の初期焦点レンズ位置である無限遠位置に移動し、撮
像を行い画像復元を行って合焦位置を特定することとし
たので、不要な復元動作を省略することができ、高速な
自動焦点制御が可能となる。

【００９０】（実施の形態７）実施の形態７について、
図１３を参照して説明する。実施の形態７では、実施の
形態４において、第２の初期焦点レンズ位置における画
像復元に供される復元フィルタの点像半径のレンジステ
ップを、第１の初期焦点レンズ位置における画像復元に
供される復元フィルタの点像半径のレンジステップより
も小さくしたものである。

【００９１】図１３は、実施の形態７におけるＡＦ動作
を説明するための説明図を示し、特に、上図は、第１の
初期焦点レンズ位置（∞）で撮像した場合の各復元フィ
ルタ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）におけるＡＦ評価値の一例
を示し、下図は、第２の初期焦点レンズ位置（Ｎｅａ
ｒ）で撮像した場合の各復元フィルタ（Ｎｏ．１’〜Ｎ
ｏ．７’）におけるＡＦ評価値の一例を示す。同図に示
すように、第２の初期焦点レンズ位置（最至近位置）に
おいて画像復元に供される復元フィルタの点像半径のレ
ンジステップを、第１の初期焦点レンズ位置（∞）にお
ける画像復元に供される復元フィルタの点像半径のレン
ジステップよりも小さく設定している。

【００９２】同図において、まず、第１の初期焦点レン
ズ位置（無限遠位置）において、画像を取込み、点像半
径に対応した復元フィルタ毎に画像復元を施し、ＡＦ評
価値を得る。同図では、フィルタＮｏ．６が合焦指標と
して選ばれる。なお、このときの復元フィルタの対応す
る点像半径のステップは８である。

【００９３】つぎに、焦点レンズを第２の初期焦点レン
ズ位置（最至近位置：６０ｃｍ）に駆動する。ここで、
再度画像を取込み、各復元フィルタ毎に画像復元を施
し、ＡＦ評価値を得る。ここで、第１の初期焦点レンズ
位置において、おおまかな合焦範囲を特定しており全範
囲の復元走査は無駄な部分が多いため、第２の初期焦点
レンズ位置においては、使用する復元フィルタの対応す
る点像半径を４刻みとし、復元走査範囲も第１の初期焦
点レンズ位置における復元範囲の３ステップ分だけをカ
バーしている。これにより、必要にして十分な合焦精度
で、かつ、高速な自動焦点制御が実現される。同図で
は、フィルタＮｏ．４’が合焦指標として選らばれる。

【００９４】以上説明したように、本実施の形態７にお
いては、第２の初期焦点レンズ位置における画像復元に
供される復元フィルタの点像半径のレンジステップを、
第１の初期焦点レンズ位置における画像復元に供される
復元フィルタの点像半径のレンジステップよりも小さく
し、また、復元フィルタ群の適用される範囲も狭くして
いるので、高速で高精度な合焦点特定が可能となる。

【００９５】なお、本実施の形態７では、最至近位置と
して６０ｃｍを設定しているがこれに限定されるもので
はない。また、復元フィルタ数もここに列挙したものに
限られるものではない。さらに、第１の初期焦点レンズ
における復元フィルタの点像半径の刻みステップを８，
第２の初期焦点レンズにおける復元フィルタの点像半径
の刻みステップを４としているがこれに限られるもので
はない。

【００９６】（実施の形態８）実施の形態８について、
図１４〜図１６を参照して説明する。実施の形態８で
は、画像復元に用いられる復元フィルタ（ウィーナーフ
ィルタ）を生成する基となるボケフィルタの点像プロフ
ァィルを絞りの形状に類似させた。図１４〜図１６は、
本実施の形態８の復元フィルタの基となるボケフィルタ
の点像プロファイルの例を示す図である。

【００９７】実施の形態８では、上記画像復元フィルタ
を用いた自動焦点制御の復元フィルタとしてウィーナー
フィルタを用いている。この復元フィルタを生成する基
としてボケフィルタを想定しているが、このボケを表す
点像分布プロファイルの断面形状を、図１４〜図１６に
示すように絞りと相似形となるようにした。

【００９８】ここで、良く使用されるのは、フィルタ生
成のし易さから図１４、図１５のような円形である。レ
ンズの中には、絞り羽根の駆動負荷の関係から、重い端
数を制限され、６角形のような絞り形状を持つようなも
のもある。このような絞りを備えたデジタルビデオカメ
ラの場合は、図１６に示すような形状を点像分布プロフ
ァイルとした方が、より復元の精度が向上し併いては合
焦精度の向上につながる。

【００９９】なお、点像分布プロファイルは、図１４〜
図１６に示すような円柱形状やガウシアン形状に限られ
ず、両者の複合形状や８角形などの多角形状のものとし
ても良い。

【０１００】また、復元フィルタのフィルタ周波数特性
は、ボケフィルタの周波数特性から下式（２）の演算に
より算出する。ここで、ボケフィルタの周波数特性をＨ
（Ｕ，Ｖ）、復元フィルタの周波数特性をＫ（Ｕ，Ｖ）
とすると、復元フィルタの周波数特性Ｋ（Ｕ，Ｖ）は下
式（２）の如く算出することができる。

【０１０１】Ｋ（Ｕ，Ｖ）＝Ｈ（Ｕ，Ｖ）^*／｛Ｈ（Ｕ，Ｖ）^*・Ｈ（Ｕ，Ｖ）＋Ｗ｝・・・（２）但し、Ｈ（Ｕ，Ｖ）^*：Ｈ（Ｕ，Ｖ）の共役複素数Ｗ：定数（復元フィルタの信号とノイズの比率により決
定）

【０１０２】ここで、画像復元に用いられる復元フィル
タ（ウィーナーフィルタ）の信号と周波数特性Ｋ（Ｕ，
Ｖ）とノイズの比率により決定される定数項Ｗの範囲を
０．０００５〜０．０５の範囲に規定し、レンズ交換、
ズーム交換、ズームによる焦点距離の変化など、ノイズ
レベルの変動に対し適宜変化適応させることにより、復
元の精度を向上させ、ひいては合焦精度の向上につなげ
ている。また、製造段階において、使用するＣＣＤの特
性により適宜適応させた復元フィルタを組み込むことに
より、合焦精度を向上させることができる。

【０１０３】なお、実施の形態８の復元フィルタは、上
記実施の形態１〜７の復元フィルタに適用することが可
能である。

【０１０４】以上説明したように、本実施の形態８にお
いては、画像復元に用いられる復元フィルタ（ウィーナ
ーフィルタ）を生成する基となるボケフィルタの点像プ
ロファィルを絞りの形状と類似させることとしたので、
画像復元の精度を向上させ、ひいては合焦点特定の精度
を向上させることが可能となる。

【０１０５】また、本実施の形態８では、画像復元に用
いられる復元フィルタ（ウィーナーフィルタ）の信号と
ノイズの比率により決定される定数項Ｗの範囲を０．０
００５〜０．０５の範囲に設定しているので、画像復元
の精度を向上させ、ひいては合焦点特定の精度を向上さ
せることが可能となる。

【０１０６】なお、本発明は上記した実施の形態１〜８
に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範
囲で適宜変更可能である。

【０１０７】また、本発明の自動焦点制御装置は、ビデ
オカメラ、スチルビデオカメラ等の撮像素子を用いた画
像入力機器に広く適用可能である。

【０１０８】

【発明の効果】請求項１に係る自動焦点制御装置によれ
ば、初期焦点レンズ位置において撮像して得られた画像
データに対して、点像半径に対応した複数の復元フィル
タを用いて画像復元を行って各復元フィルタ毎に復元さ
れた画像データ群についてＡＦ評価値を算出し、当該算
出したＡＦ評価値を照合して概略の合焦位置を決定し、
ついで、概略の合焦位置から焦点レンズを移動させなが
ら撮像して得られた画像データに対して、任意の点像半
径に対応した復元フィルタを用いて画像復元を行ってＡ
Ｆ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評価値を焦点レン
ズの駆動毎に参照して最終的な合焦位置を決定すること
としたので、高速・高精度な合焦動作が可能となる。

【０１０９】また、請求項２に係る自動焦点制御装置に
よれば、請求項１に記載の自動焦点制御装置において、
ＡＦ評価値を、ＡＦエリアにおける負値積算値と高周波
成分積算値との比により算出することとしたので、高精
度なＡＦ評価値を算出することが可能となる。

【０１１０】また、請求項３に係る自動焦点制御装置に
よれば、請求項１または２に記載の自動焦点制御装置に
おいて、任意の点像半径を５以下としたので、より高精
度な合焦動作が可能となる。

【０１１１】また、請求項４に係る自動焦点制御装置に
よれば、ズームレンズを備えたワンショットＡＦにおい
て、ズームレンズ位置を検出し、検出したズームレンズ
位置に基づき、ズームレンズ位置に対応させて焦点レン
ズを駆動するための位置情報を格納したテーブルを参照
して、焦点レンズを合焦位置に駆動させることとしたの
で、ズームレンズを使用した際にも高精度な合焦動作が
可能となる。

【０１１２】また、請求項５に係る自動焦点制御装置に
よれば、ズームレンズを備えたワンショットＡＦにおい
て、ズームレンズ位置を検出し、検出されたズームレン
ズ位置に基づき、合焦動作時の撮像条件を制御すること
としたので、ズームレンズを使用した際にも高精度な合
焦動作が可能となる。

【０１１３】また、請求項６に係る自動焦点制御装置に
よれば、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の自
動焦点制御装置において、検出したズームレンズ位置に
基づき、ズームレンズ位置に対応させて焦点レンズを駆
動するための位置情報を格納したテーブルを参照して、
焦点レンズを合焦位置に駆動させることとしたので、ズ
ームレンズを使用した際にも高精度な合焦動作が可能と
なる。

【０１１４】また、請求項７に係る自動焦点制御装置に
よれば、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の自
動焦点制御装置において、ズームレンズ位置を検出し、
検出されたズームレンズ位置に基づき、合焦動作時の撮
像条件を制御することとしたので、ズームレンズを使用
した際にも高精度な合焦動作が可能となる。

【０１１５】また、請求項８に係る自動焦点制御装置に
よれば、初期焦点レンズ位置を少なくとも２点設け、各
初期焦点レンズ位置毎に撮像して画像データを出力し、
当該画像データに対して、点像半径に対応した複数の復
元フィルタを用いて画像データの復元を行って各復元フ
ィルタ毎に復元された画像データ群について各々ＡＦ評
価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合して、
各初期焦点レンズ位置毎に合焦位置を算出し、当該各初
期焦点レンズ位置毎に算出した合焦位置に基づいて、最
終的な合焦位置を決定することとしたので、高速・高精
度な合焦動作が可能となる。

【０１１６】また、請求項９に係る自動焦点制御装置に
よれば、請求項８に記載の自動焦点制御装置において、
前記初期焦点レンズ位置の少なくとも一方を、無限遠位
置又は最至近位置としたので、合焦位置特定の範囲の制
限を小さくすることが可能となる。

【０１１７】また、請求項１０に係る自動焦点制御装置
によれば、請求項８に記載の自動焦点制御装置におい
て、各初期焦点レンズ位置毎に算出した合焦位置を加重
平均して、最終的な合焦位置を決定することとしたの
で、簡単に最終的な合焦位置を特定することが可能とな
る。

【０１１８】また、請求項１１に係る自動焦点制御装置
によれば、請求項９に記載の自動焦点制御装置におい
て、第１の初期焦点レンズ位置を無限遠位置に、第２の
初期焦点レンズ位置を最至近位置に設定し、第１の初期
焦点レンズ位置において撮像して画像データを出力し、
当該画像データに対して、点像半径に対応した複数の復
元フィルタを用いて画像データの復元を行って各復元フ
ィルタ毎に復元された画像データ群について各々ＡＦ評
価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合して第
１の合焦位置を算出し、当該算出した第１の合焦位置が
遠距離である場合には、前記第１の合焦位置を最終的な
合焦位置として決定し、前記第１の合焦位置が近距離で
ある場合には、前記第２の初期焦点レンズ位置において
撮像して画像データを出力し、当該画像データに対し
て、点像半径に対応した複数の復元フィルタを用いて画
像データの復元を行って各復元フィルタ毎に復元された
画像データ群について各々ＡＦ評価値を算出し、当該算
出した各ＡＦ評価値を照合して第２の合焦位置を算出
し、前記第１および第２の合焦位置に基づいて、最終的
な合焦位置を決定することとしたので、不要な画像の撮
像や復元動作を省くことができ、より高速な合焦動作が
可能となる。

【０１１９】また、請求項１２に係る自動焦点制御装置
によれば、請求項９に記載の自動焦点制御装置におい
て、第１の初期焦点レンズ位置を最至近位置に、第２の
初期焦点レンズ位置を無限遠位置に設定し、第１の初期
焦点レンズ位置において撮像して画像データを出力し、
当該画像データに対して、点像半径に対応した複数の復
元フィルタを用いて画像データの復元を行って各復元フ
ィルタ毎に復元された画像データ群について各々ＡＦ評
価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合して第
１の合焦位置を算出し、当該算出した第１の合焦位置が
近距離である場合には、第１の合焦位置を最終的な合焦
位置として決定し、第１の合焦位置が遠距離である場合
には、第２の初期焦点レンズ位置において撮像して画像
データを出力し、当該画像データに対して、点像半径に
対応した複数の復元フィルタを用いて画像データの復元
を行って各復元フィルタ毎に復元された画像データ群に
ついて各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評
価値を照合して第２の合焦位置を算出し、第１および第
２の合焦位置に基づいて、最終的な合焦位置を決定する
こととしたので、不要な画像の撮像や復元動作を省くこ
とができ、より高速な合焦動作が可能となる。

【０１２０】また、請求項１３に係る自動焦点制御装置
によれば、請求項１１または請求項１２に記載の自動焦
点制御装置において、第２の初期焦点レンズ位置におい
て画像復元に用いる復元フィルタ群の点像半径のレンジ
ステップおよび適用範囲を、第１の初期焦点レンズにお
いて画像復元に用いる復元フィルタ群の点像半径のレン
ジステップおよび適用範囲に比して小さくしたので、よ
り高速・高精度な合焦動作が可能となる。

【０１２１】また、請求項１４に係る自動焦点制御装置
によれば、請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載
の自動焦点制御装置において、前記復元フィルタを生成
する基となるボケフィルタの点像プロファイルを、絞り
の形状に類似させたので、画像復元の精度を向上でき、
これにより、高精度な合焦位置の特定が可能となる。

【０１２２】また、請求項１５に係る自動焦点制御装置
によれば、請求項１４に記載の自動焦点制御装置におい
て、復元フィルタの信号とノイズの比率とにより決定さ
れる定数項の範囲を０．０００５〜０．０５としたの
で、画像復元の精度を向上でき、これにより、高精度な
合焦位置の特定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る自動焦点制御装置を適用し
たデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】実施の形態１におけるＡＦ動作の具体例を説明
するための説明図である。

【図３】ズームレンズ位置と被写体距離および点像半径
指標の関係を示す図である。

【図４】実施の形態２におけるデジタルスチルカメラの
ズームレンズおよびズームレンズ位置補正部を示す図で
ある。

【図５】実施の形態３におけるズームレンズ位置と絞り
値の対応を示す説明図である。

【図６】ズームレンズ位置と被写体距離および点像半径
指標の関係を示す図である。

【図７】実施の形態４におけるテーブルを示す図であ
る。

【図８】実施の形態４におけるＡＦ動作を説明するため
の説明図である。

【図９】実施の形態５のＡＦ動作を説明するための説明
図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像が必要な場合）
である。

【図１０】実施の形態５のＡＦ動作を説明するための説
明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像が不要な場
合）である。

【図１１】実施の形態６のＡＦ動作を説明するための説
明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像が必要な場
合）である。

【図１２】実施の形態６のＡＦ動作を説明するための説
明図（第２の初期焦点レンズ位置での撮像が不要な場
合）である。

【図１３】実施の形態７におけるＡＦ動作を説明するた
めの説明図である。

【図１４】実施の形態８の復元フィルタの基となるボケ
フィルタの点像プロファイルの例を示す図である。

【図１５】実施の形態８の復元フィルタの基となるボケ
フィルタの点像プロファイルの例を示す図である。

【図１６】実施の形態８の復元フィルタの基となるボケ
フィルタの点像プロファイルの例を示す図である。

【符号の説明】

１レンズ系２絞り３フロントエンド部４イメージプリプロセッサ（ＩＰＰ）部５ＣＰＵＩ／Ｆ６ＣＰＵ７焦点レンズ制御部８絞り制御部９ズームレンズ１０ズームレンズ位置補正部３１ＣＣＤ３２信号処理部３３Ａ／Ｄ変換器４１ＲＧＢ分離部４２ＲＧＢゲイン調整部４３輝度値生成部４４ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）演算部４５フィルタリング部４６復元フィルタＲＯＭ４７高周波成分積算器４８負値積算部１０１ズームレンズ位置検出部１０２セレクタ１０３焦点レンズ駆動位置テーブルＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】初期焦点レンズ位置において撮像して得
られた画像データに対して、点像半径に対応した複数の
復元フィルタを用いて画像復元を行って各復元フィルタ
毎に復元された画像データ群についてＡＦ評価値を算出
し、当該算出したＡＦ評価値を照合して概略の合焦位置
を決定し、ついで、前記概略の合焦位置から焦点レンズを移動させ
ながら撮像して得られた画像データに対して、任意の点
像半径に対応した復元フィルタを用いて画像復元を行っ
てＡＦ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評価値を焦点
レンズの駆動毎に参照して最終的な合焦位置を決定する
ことを特徴する自動焦点制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の自動焦点制御装置にお
いて、前記ＡＦ評価値を、ＡＦエリアにおける負値積算値と高
周波成分積算値との比により算出することを特徴とする
自動焦点制御装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の自動焦点制御
装置において、前記任意の点像半径を５以下としたことを特徴とする自
動焦点制御装置。
【請求項４】初期焦点レンズ位置において撮像して画
像データを出力し、当該画像データに対して、点像半径
に対応した複数の復元フィルタを用いて画像データの復
元を行って各復元フィルタ毎に復元された画像データ群
について各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評
価値を照合して合焦位置を決定する自動焦点制御装置に
おいて、ズームレンズと、ズームレンズ位置に対応させて焦点レンズを駆動するた
めの位置情報を格納したテーブルと、前記ズームレンズ位置を検出するズームレンズ位置検出
手段と、前記ズームレンズ位置検出手段により検出されたズーム
レンズ位置に基づき、前記テーブルを参照して、前記焦
点レンズを合焦位置に駆動させる焦点レンズ駆動手段
と、を備えたことを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項５】初期焦点レンズ位置において撮像して画
像データを出力し、当該画像データに対して、点像半径
に対応した複数の復元フィルタを用いて画像データの復
元を行って各復元フィルタ毎に復元された画像データ群
について各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出したＡＦ評
価値を照合して合焦位置を決定する自動焦点制御装置に
おいて、ズームレンズと、前記ズームレンズ位置を検出するズームレンズ位置検出
手段と、前記ズームレンズ位置検出手段により検出されたズーム
レンズ位置に基づき、合焦動作時の撮像条件を制御する
撮像条件制御手段と、を備えたことを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項６】請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
載の自動焦点制御装置において、ズームレンズと、ズームレンズ位置に対応させて焦点レンズを駆動するた
めの位置情報を格納したテーブルと、前記ズームレンズ位置を検出するズームレンズ位置検出
手段と、前記ズームレンズ位置検出手段により検出されたズーム
レンズ位置に基づき、前記テーブルを参照して、前記焦
点レンズを合焦位置に駆動させる焦点レンズ駆動手段
と、を備えたことを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項７】請求項１〜請求項３のいずれか１つに記
載の自動焦点制御装置において、ズームレンズと、ズームレンズ位置を検出するズームレンズ位置検出手段
と、前記ズームレンズ位置検出手段により検出されたズーム
レンズ位置に基づき、合焦動作時の撮像条件を制御する
撮像条件制御手段と、を備えたことを特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項８】初期焦点レンズ位置を少なくとも２点設
け、各初期焦点レンズ位置毎に撮像して画像データを出
力し、当該画像データに対して、点像半径に対応した複
数の復元フィルタを用いて画像データの復元を行って各
復元フィルタ毎に復元された画像データ群について各々
ＡＦ評価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合
して、前記各初期焦点レンズ位置毎に合焦位置を算出
し、当該各初期焦点レンズ位置毎に算出した合焦位置に基づ
いて、最終的な合焦位置を決定することを特徴とする自
動焦点制御装置。
【請求項９】請求項８に記載の自動焦点制御装置にお
いて、前記初期焦点レンズ位置の少なくとも一方を、無限遠位
置又は最至近位置としたことを特徴とする自動焦点制御
装置。
【請求項１０】請求項８に記載の自動焦点制御装置に
おいて、前記各初期焦点レンズ位置毎に算出した合焦位置を加重
平均して、前記最終的な合焦位置を決定することを特徴
とする自動焦点制御装置。
【請求項１１】請求項９に記載の自動焦点制御装置に
おいて、第１の初期焦点レンズ位置を無限遠位置に、第２の初期
焦点レンズ位置を最至近位置に設定し、前記第１の初期焦点レンズ位置において撮像して画像デ
ータを出力し、当該画像データに対して、点像半径に対
応した複数の復元フィルタを用いて画像データの復元を
行って各復元フィルタ毎に復元された画像データ群につ
いて各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価
値を照合して第１の合焦位置を算出し、当該算出した第１の合焦位置が遠距離である場合には、
前記第１の合焦位置を最終的な合焦位置として決定し、前記第１の合焦位置が近距離である場合には、前記第２
の初期焦点レンズ位置において撮像して画像データを出
力し、当該画像データに対して、点像半径に対応した複
数の復元フィルタを用いて画像データの復元を行って各
復元フィルタ毎に復元された画像データ群について各々
ＡＦ評価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合
して第２の合焦位置を算出し、前記第１および第２の合
焦位置に基づいて、最終的な合焦位置を決定することを
特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項１２】請求項９に記載の自動焦点制御装置に
おいて、第１の初期焦点レンズ位置を最至近位置に、第２の初期
焦点レンズ位置を無限遠位置に設定し、前記第１の初期焦点レンズ位置において撮像して画像デ
ータを出力し、当該画像データに対して、点像半径に対
応した複数の復元フィルタを用いて画像データの復元を
行って各復元フィルタ毎に復元された画像データ群につ
いて各々ＡＦ評価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価
値を照合して第１の合焦位置を算出し、当該算出した第１の合焦位置が近距離である場合には、
前記第１の合焦位置を最終的な合焦位置として決定し、前記第１の合焦位置が遠距離である場合には、前記第２
の初期焦点レンズ位置において撮像して画像データを出
力し、当該画像データに対して、点像半径に対応した複
数の復元フィルタを用いて画像データの復元を行って各
復元フィルタ毎に復元された画像データ群について各々
ＡＦ評価値を算出し、当該算出した各ＡＦ評価値を照合
して第２の合焦位置を算出し、前記第１および第２の合
焦位置に基づいて、最終的な合焦位置を決定することを
特徴とする自動焦点制御装置。
【請求項１３】請求項１１または請求項１２に記載の
自動焦点制御装置において、前記第２の初期焦点レンズ位置において画像復元に用い
る復元フィルタ群の点像半径のレンジステップおよび適
用範囲を、前記第１の初期焦点レンズにおいて画像復元
に用いる復元フィルタ群の点像半径のレンジステップお
よび適用範囲に比して小さくしたことを特徴とする自動
焦点制御装置。
【請求項１４】請求項１〜請求項１３のいずれか１つ
に記載の自動焦点制御装置において、前記復元フィルタを生成する基となるボケフィルタの点
像プロファイルを、絞りの形状に類似させたことを特徴
とする自動焦点制御装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の自動焦点制御装置
において、前記復元フィルタの信号とノイズの比率とにより決定さ
れる定数項の範囲を０．０００５〜０．０５としたこと
を特徴とする自動焦点制御装置。