JP2014002197A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】夜景などのように点光源が支配的な被写体であっても、精度よく自動焦点処理を行うことができる撮像装置および撮像方法を得る。
【解決手段】撮像素子、画像データに応じて焦点を決定する自動焦点検出手段、撮像レンズを焦点に基づいて移動させるレンズ移動手段、撮像素子の駆動条件を設定する駆動条件設定手段、画像データの輝度成分に基づいて点光源の被写体の判定をする点光源検出手段、画像データから所定の被写体を検知する被写体検知手段、画像データを透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段、を備え、駆動条件設定手段は、点光源検出手段の判定結果に基づいて撮像素子の駆動条件を設定し、フィルタ選択手段は、撮像素子の駆動条件と被写体検知手段の検知結果に基づいてフィルタを選択し、自動焦点検出手段は、選択されたフィルタを透過した画像データに基づいて焦点を決定する、撮像装置による。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動焦点機能を備えた撮像装置および同装置における撮像方法に関するものであって、詳しくは、点光源が支配的な被写体（例えば夜景など）であっても、精度よく自動焦点処理を行うことができる撮像装置および撮像方法に関するものである。

撮像素子を介して取得した被写体に係る画像信号から生成された画像データを用いて、合焦位置を決定するための情報を生成し、この生成された情報に基づいて、撮像レンズを合焦位置に自動的に移動させる自動焦点装置（以下「ＡＦ装置」という。）を備えるデジタルカメラ（以下「撮像装置」という。）が知られている。

ＡＦ装置が行うＡＦ処理には複数の方式があるが、一般的な撮像装置に搭載されるＡＦ装置は、山登りＡＦ方式を用いている（例えば、特許文献１を参照）。この山登りＡＦ方式は、受光面に結像した被写体の像によって撮像素子から出力される画像信号から、近接する画素の輝度差の積分値を算出し、この積分値を用いて合焦位置を判定する方式である。上記の積分値が合焦位置を決定させるための情報であって、「ＡＦ評価値」という。

撮影レンズが、撮像素子の受光面に被写体の像が合焦する位置にあるとき、その受光面における被写体の像の輪郭部分はハッキリしている。このときの被写体の像に係る画像信号から生成した画像データを用いて、ＡＦ評価値を算出すると、撮影レンズが他の位置（合焦位置ではない位置）にあるときのＡＦ評価値に比べて大きな値になる。したがって、撮影レンズが合焦位置にあるとき、ＡＦ評価値は理論上、最大値になる。また、ＡＦ評価値は、撮影レンズが非合焦の位置から合焦位置に近づくにつれて増加し、撮影レンズが合焦位置から遠のくと減少する。

山登りＡＦ方式は、上記のＡＦ評価値の増減傾向に基づいて、ＡＦ評価値のピーク位置を検出する方式である。山登りＡＦ方式を採用するＡＦ装置は、撮像レンズを移動させながらＡＦ評価値を算出する。ＡＦ評価値の算出タイミングは、予め規定する所定のタイミングかまたは一定の時間間隔による。各ＡＦ評価値を算出したときの撮影レンズの位置と算定されたＡＦ評価値とを関連付けることで、ＡＦ評価値が最大値（ＡＦ評価値のピーク位置）になる撮影レンズの位置を特定することができる。この特定された位置に、撮像レンズを移動させることで、被写体に対して自動的に焦点を合わせことができる。

上記のように山登りＡＦ方式において、一旦、レンズを移動範囲の全般に亘って移動させ、その移動範囲内で最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置を特定し、この特定した位置までレンズを移動させる。

より具体的には、ＡＦ動作の開始位置をレンズの移動範囲の中央位置として、まずこの位置までレンズを移動させる。次に、この位置から一定の向き、例えば最近接合焦位置に向けて移動させた後、無限遠合焦位置に向けて反転移動させる。この移動している範囲で、所定のタイミング毎にＡＦ評価値を算出し、最大のＡＦ評価値が得られるレンズ位置を特定する。

ところで、近年の撮像素子は、解像度が増している。その中には数百メガ画素を有するものも珍しくない。撮像素子の画素数が増えると、画素の密度は高くなるから、画素ピッチは細かくなる。画素ピッチが細かくなると、感度も鈍くなる。これを解決するために、複数の駆動条件（駆動モード）を備える撮像素子が知られている。撮像素子の駆動モード（以下単に「駆動モード」という。）とは、受光面に結像した被写体に係る各画素から出力される画像信号を、加算や間引きするように、撮像素子の画像信号出力動作を可変するものである。例えば、所定の条件で画像信号を加算すると輝度が倍像する。これによって感度を上げることができる。

撮像素子の駆動モードのうち、上記のように画像信号を加算する駆動モードは、撮影時に被写体を確認する画像をＬＣＤに表示するモニタリング処理にも用いられる。当該駆動モードは、各画素からの画像信号を加算すると全体の画素数よりも少ない画素数からなる画像信号になる。つまり、表示に用いる画像データの元となる画像信号の数が減ることから、画像の密度は低くなり、所定の時間間隔で表示処理を行うモニタリング処理に適している。

図２１に、一般的な撮像素子の画素の配列の例を示す。図２１の画素配列はベイヤ配列という。ベイヤ配列からなる撮像素子の各画素から読み出される信号（画像信号）を、水平方向と垂直方向でそれぞれ加算することで、後段で処理をする信号の数を減らすことができる。例えば、モニタリング処理に用いる画像データを生成するときは、全ての画素から出力された画像信号を一つ一つ処理するのではなく、一定の規則に基づいて、画像信号の「加算および（または）間引き」をして、画像信号の数を減らす。水平方向と垂直方向の２画素加算をする駆動モードが設定されているときの、ＣＣＤ１０１の信号読出し状態の例を図１７に示す。

上記のように水平方向の画素からの画像信号と垂直方向の画素からの画像信号を、それぞれ加算すると、被写体によってはＡＦ評価値が異常になる事象が発生する。これは、画素の加算によって画像の空間周波数帯域が減少するからである。

この事象は、被写体が明るい昼間の撮影か、被写体が暗くなる夜の撮影かによって異なる。図２６は、被写体の例を示す図であって、（ａ）は昼間の被写体、（ｂ）は夜の被写体、（ｃ）は夜の被写体であって人物が含まれる被写体、の例である。例えば、図２６（ａ）に示すような昼間であれば、明るい状況での撮影となるため各被写体のコントラストがハッキリしている。しかし、図２６（ｂ）と図２６（ｃ）に示すような夜の撮影では、被写体全体が暗くなるため、各被写体のコントラストはハッキリしづらい。このような夜の撮影において、被写体に建物が含まれると、その居室の窓から漏れる光（照明光など）が被写体をほぼ支配している状態となる。このような建物から漏れる照明光などは、遠くからみると「点」のように見える。この「点のように見える被写体」が支配的な被写体を、点光源被写体という。

点光源被写体は、コントラストがほとんどない。そのため、点光源被写体から生成されたＡＦ評価値は図２３に示すようになる。図２３において、横軸は撮影レンズの位置を、縦軸はＡＦ評価値を示している。図２３に示すように、点光源被写体から生成されるＡＦ評価値では、ピーク位置の判定はできない。昼間の撮影であれば、仮に点光源被写体が被写体全体の中にあったとしても、点光源被写体の周辺の被写体のコントラストが支配的になり、ＡＦ評価値のピーク位置の判定はできる。しかし、夜など全体が暗い被写体に点光源被写体が含まれているような状態では、ピントが合わなくなればなるほど、点光源被写体の光が膨張していく。そうするとＡＦ評価値は増加することになるから、ピーク位置の判定はできなくなる。

そこで、フィルタを掛け合わせながらＡＦ評価値を算出することで、低輝度であっても精度よく自動的に合焦させることができる撮像装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。しかし、特許文献２の撮像装置を用いて点光源被写体を撮影しようとすると、画素の加算によって周波数帯域が狭められた上に、フィルタを掛け合わせることになるため、一層、自動的に合焦させることが困難となる。

また、高輝度部分（点光源部分）の割合から補正を行うことで上記の現象を回避し、ＡＦの精度を向上させる撮像装置が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。しかし、夜の撮影では点光源が支配的であるから、その割合から補正をしても、その周辺の輝度値が低いため、実際に焦点位置を判定することは困難である。

以上のように、点光源が支配的になる（飽和している）被写体はコントラストが小さくなるため、ＡＦ評価値のピークを判定することができず、自動的に合焦させることは困難である。ただし、撮像素子の水平方向の画素の加算値を減らせば、通常ではピークが現れないＡＦ評価値であっても、ピークを現すことができる。

図２４は、水平画素加算数が異なるＡＦ評価値を示すグラフであって、水平画素加算数を１画素、２画素、３画素、４画素としたときのそれぞれのＡＦ評価値の変位を示している。図２４に示すように、「４画素」ではＡＦ評価値のピークが生じなくても、水平方向の画素加算値を減らしていくことで、ピークが現れる。図２４においては水平１画素加算において、ＡＦ評価値のピークが現れている。

このように、点光源写体のようのコントラストが少ない（小さい）被写体において、ＡＦ評価値にピークが生じない要因は、点光源そのものよりも画素加算数によるものといえる。しかし、画素加算数を少なくすると（画素加算をしないと）、感度が落ちる。よって、感度を落とすことなく、ＡＦ評価値のピークが現れるようにすることが求められる。

また画素加算をせずに、画像の周波数帯域を広げるときは、被写体がどの周波数帯域にあるかを判定する必要がある。図２７（ａ）は、ある被写体に係る画像に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を施して得た、当該画像における周波数分布の例を示すヒストグラムである。図２７（ａ）のヒストグラムに係る画像を、水平４画素加算にて取得したものに対してＦＦＴ処理を施すと、図２７（ｂ）に示すヒストグラムのようになる。このように、水平４画素加算した画像の周波数分布(図２７（ｂ）)は、加算していない画像の周波数分布（図２７（ａ））の左側１／４の部分を拡大したものと同じになる。

つまり、画素加算によって、画像の周波数帯域はかなり制限されているため、制限された画像に基づくＡＦ評価値を生成すると、画像データにハイパスフィルタを用いたとしても、実際は低周波数帯域のＡＦ評価値になってしまう。そのため、点光源のように、低周波数帯域が支配的な被写体に対しては、画素加算数を減らして、ハイパスフィルタをかけることが望ましい。しかし、単純に画素加算数を減らしてハイパスフィルタをかけるだけでは不都合が生じる。

例えば、図２６（ｃ）に示すように、点光源の中に人物がいる被写体において、低周波帯域が支配的な被写体である人物自体により、ＡＦ評価値が小さくなってしまうおそれがある。つまり、被写体の周波数成分を検知して、必要に応じて画素加算数とフィルタの透過周波数帯域を可変させた上で、ＡＦ動作を行わなければならない。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、夜景などのように点光源が支配的な被写体であっても、精度よく自動焦点処理を行うことができ、さらに夜景ポートレートのような点光源と人物との混在した環境下においても、精度よく自動焦点処理を行うことができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮像レンズを介して取得された被写体像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、画像信号から得た画像データに応じて焦点を決定する自動焦点検出手段と、撮像レンズを焦点に基づいて移動させるレンズ移動手段と、撮像素子の駆動条件を設定する駆動条件設定手段と、画像データの輝度成分に基づいて被写体が点光源の被写体であるか否かを判定する点光源検出手段と、画像データから所定の被写体を検知する被写体検知手段と、画像データを透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段と、
を備え、駆動条件設定手段は、点光源検出手段による判定結果に基づいて撮像素子の駆動条件を設定し、フィルタ選択手段は、撮像素子の駆動条件と被写体検知手段による検知結果に基づいてフィルタを選択し、自動焦点検出手段は、選択されたフィルタを透過した画像データに基づいて焦点を決定する、ことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、点光源被写体が支配的な環境において、人物が含まれる被写体であっても精度よく自動焦点処理をすることができる。

本発明に係る撮像装置であるカメラの例を示す正面図である。 上記撮像装置であるカメラの例を示す上面図である。 上記撮像装置であるカメラの例を示す背面図である。 上記撮像装置の電気的制御系統の例を示す機能ブロック図である。 上記撮像装置の表示部に表示される、（ａ）通常のＡＦ処理エリアの例、（ｂ）被写体内に顔を検知したときのＡＦ処理エリアの例、を示す図である。 上記撮像装置におけるＡＦ処理の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における点光源検出処理の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における駆動モード設定処理の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置におけるＡＦ処理の別の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置におけるＡＦスキャン処理の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における駆動モード設定処理の別の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置における輝度検出エリアの例を示す図である。 上記撮像装置における被写体の輝度分布の例を示すヒストグラムである。 上記撮像装置における被写体の輝度分布に対して、点光源検出処理に用いる閾値の例を示したヒストグラムである。 本発明に係る撮像方法を実行するプログラムの構成例を示すブロック図である。 撮像素子の各画素からの画像信号の読み出しパターンの例を示す図である。 撮像素子の各画素からの画像信号の読み出しパターンの別の例を示す図である。 撮像素子の各画素からの画像信号の読み出しパターンのさらに別の例を示す図である。 撮像素子の各画素からの画像信号の読み出しパターンのさらに別の例を示す図である。 上記撮像装置において、画像データの取り込み時のＶＤ信号、レンズのフォーカス駆動タイミング、電子シャッタの電荷掃き出しパルスタイミング、および露光タイミングを示すタイミングチャートの例である。 上記撮像装置が備える撮像素子の画素配列パターンの例を示す図である。 上記撮像装置が用いるデジタルフィルタの係数であって、（ａ）ハイパスフィルタ、（ｂ）バンドパスフィルタ、（ｃ）ローパスフィルタ、の例である。 点光源被写体に係るＡＦ評価値の変位の例を示グラフである。 撮像素子の水平画素加算数の違いによるＡＦ評価値の変位の例を示すグラフである。 撮像素子の水平画素加算数の違いによるＡＦ評価値の変位の例であって、（ａ）水平２画素加算の場合、（ｂ）水平４画素加算の場合、（ｃ）加算なしの場合、を示すグラフである。 上記撮像装置の動作の説明に用いる図であって、（ａ）昼間の被写体、（ｂ）夜の被写体、（ｃ）夜であって人物が含まれる被写体、の例である。 上記撮像装置が備える撮像素子の駆動モードを（ａ）画像信号の加算・間引きをしないモードにしたとき、（ｂ）水平２画素加算をするモードにしたとき、それぞれにおける画像のヒストグラムの例である。 上記撮像装置におけるフィルタ設定の例を示すフローチャートである。 上記撮像装置におけるフィルタ設定の別の例を示すフローチャートである。

●撮像装置の外観
以下、本発明に係る撮像装置および撮像方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係る撮像装置の外観の例について図１から図３を用いて説明する。図１は本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラ１の正面図である。図１において、デジタルカメラ１の筐体であるカメラボディＣＢの正面には、ストロボ発光部３、ファインダ４の対物面、リモコン受光部６および撮像レンズを含む撮像光学系を構成する鏡胴ユニット７が配置されている。カメラボディＣＢの一方の側面部には、メモリカード装填室および電池装填室の蓋２が設けられている。

図２は、デジタルカメラ１の上面図である。図２において、カメラボディＣＢの上面には、レリーズスイッチＳＷ１、モードダイヤルＳＷ２およびサブ液晶ディスプレイ１１が配置されている。

図３は、デジタルカメラ１の背面図である。図３において、カメラボディＣＢの背面には、ファインダ４の接眼部、ＡＦ用発光ダイオード（以下発光ダイオードを「ＬＥＤ」という。）８、ストロボＬＥＤ９、被写体画像と拡大画像および各種設定画面を表示する表示手段である液晶ディスプレイ１０（以下「ＬＣＤ１０」という。）、電源スイッチ１３、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定および解除スイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動およびストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動およびマクロスイッチＳＷ１４、左移動および画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、クイックアクセススイッチＳＷ１３、が配置されている。

●撮像装置の機能ブロック
次に、本発明に係る撮像装置の機能ブロックの例について説明する。図４は、デジタルカメラ１の機能構成例を示す機能ブロック図である。本発明に係る撮像装置の各種動作（処理）は、デジタル信号処理ＩＣ（集積回路）等で構成されるデジタルスチルカメラプロセッサ１０４（以下、単に「プロセッサ１０４」という。）と、プロセッサ１０４において動作する撮像プログラムによって制御される。

画像処理手段であるプロセッサ１０４は、第１のＣＣＤ（電荷結合素子）信号処理ブロック１０４−１と、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２と、ＣＰＵ（中央処理ユニット）ブロック１０４−３と、ローカルＳＲＡＭ（ＳＲＡＭ：スタティックランダムアクセスメモリ）１０４−４と、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ブロック１０４−５と、シリアルブロック１０４−６と、ＪＰＥＧコーデック（ＣＯＤＥＣ）ブロック１０４−７と、リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）ブロック１０４−８と、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９と、メモリカードコントローラブロック１０４−１０と、を有してなる。これら各ブロックは相互にバスラインで接続されている。

プロセッサ１０４の外部には、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データおよびＪＰＥＧ画像データを保存するためのＳＤＲＡＭ（シンクロナスランダムアクセスメモリ）１０３、ＲＡＭ１０７、内蔵メモリ１２０および撮像プログラムである制御プログラムが格納されているＲＯＭ１０８、が配置されており、これらはバスラインを介してプロセッサ１０４に接続している。ＲＯＭ１０８に格納されている制御プログラムには、本発明に係る撮像装置の動作を制御するプログラムが含まれる。

鏡胴ユニット７は、ズーム（ＺＯＯＭ）レンズ７−１ａを有するズーム光学系７−１、フォーカス（ＦＯＣＵＳ）レンズ７−２ａを有するフォーカス光学系７−２、絞り７−３ａ、を有する絞りユニット７−３、メカニカルシャッタ（メカシャッタ）７−４ａを有するメカシャッタユニット７−４、を備えており、これらによって撮像光学系が構成される。

ズーム光学系７−１と、フォーカス光学系７−２と、絞りユニット７−３と、メカシャッタユニット７−４は、それぞれズーム（ＺＯＯＭ）モータ７−１ｂ、フォーカスレンズ移動手段としてのフォーカス（ＦＯＣＵＳ）モータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂとメカシャッタモータ７−４ｂ、によって駆動される。

ズームモータ７−１ｂ、フォーカスモータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂおよびメカシャッタモータ７−４ｂの各モータは、モータドライバ７−５によって駆動される。モータドライバ７−５はプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって動作が制御される。

鏡胴ユニット７を構成するズームレンズ７−１ａとフォーカスレンズ７−２ａは、撮像素子であるＣＣＤ１０１の受光面上に被写体像を結像させる撮像レンズを構成する。ＣＣＤ１０１は、受光面に結像された被写体像を電気的な画像信号に変換してＦ／Ｅ−ＩＣ（フロントエンドＩＣ）１０２に出力する。

Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング部）１０２−１、ＡＧＣ（自動利得制御部）１０２−２およびＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換部１０２−３を有し、被写体像から変換された画像信号に対して、所定の処理を施し、デジタル信号に変換する。変換されたデジタル画像信号は、ＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に入力される。これらの信号処理動作は、プロセッサ１０４のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１から出力されるＶＤ信号（垂直駆動信号）とＨＤ信号（水平駆動信号）により、ＴＧ（タイミングジェネレータ）１０２−４を介して制御される。

ＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１は、ＣＣＤ１０１からＦ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して入力されたデジタル画像データに対して、ホワイトバランス調整およびγ調整等の信号処理を行うとともに、ＶＤ信号およびＨＤ信号を出力する。

プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３は、音声記録回路１１５−１による音声記録動作を制御する。音声記録回路１１５−１は、マイクロホン（マイク）１１５−３で変換されマイクロホンアンプ（マイクＡＭＰ）１１５−２によって増幅した音声信号を、ＣＰＵブロック１０４−３の指令に応じて記録する。

また、ＣＰＵブロック１０４−３は、音声再生回路１１６−１の動作も制御する。音声再生回路１１６−１は、ＣＰＵブロック１０４−３の指令により、適宜なるメモリに記録されている音声信号をオーディオアンプ（オーディオＡＭＰ）１１６−２で増幅してスピーカ１１６−３に入力し、スピーカ１１６−３から音声を再生出力する。また、ＣＰＵブロック１０４−３は、ストロボ回路１１４を制御して動作させることによってストロボ発光部３から照明光を発光させる。

さらに、ＣＰＵブロック１０４−３は、プロセッサ１０４の外部に配置されたサブＣＰＵ（ＳＵＢ−ＣＰＵ）１０９にも結合されており、サブＣＰＵ１０９は、サブＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１１による表示を制御する。また、サブＣＰＵ１０９は、ＡＦ用ＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、リモコン受光部６、スイッチＳＷ１からスイッチＳＷ１３からなる操作部１１２およびブザー１１３にもそれぞれ結合されている。

ＵＳＢブロック１０４−５は、ＵＳＢコネクタ１２２に結合される。シリアルブロック１０４−６は、シリアルドライバ回路１２３−１を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタ１２３−２に結合される。

ＴＶ信号表示ブロック１０４−９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤ１０に結合され、また、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９は、ビデオアンプ（ＡＭＰ）１１８を介してビデオジャック１１９にも結合される。

メモリカードコントローラブロック１０４−１０は、メモリカードスロット１９１のカード接点に結合されている。メモリカードがこのメモリカードスロット１９１に装填されると、メモリカードの接点に接触して電気的に接続され、装填されたメモリカードに画像ファイルを記憶する。

●撮像装置の動作●
次に、本発明に係る撮像装置の動作について説明をする。図１から図３に示したデジタルカメラ１において、モードダイヤルＳＷ２を操作し、「記録モード」を選択すると、デジタルカメラ１は記録モードでの動作を開始する。より詳しくは、図４に示した操作部１１２に含まれるモードダイヤルＳＷ２の状態が記録モード−オンになったことを、ＣＰＵブロック１０４−３がサブＣＰＵ１０９を経由して検知することで、記録モードでの動作を開始する。

ＣＰＵブロック１０４−３はモータドライバ７−５を制御し、鏡胴ユニット７を撮像可能な位置に移動させる。さらに、ＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２およびＬＣＤ１０等の各部に電源が投入されて動作が開始される。各部の電源が投入されると、ファインダモードでの動作が開始される。

●ファインダモードの動作
ファインダモードで動作中のデジタルカメラ１は、撮像レンズを介してＣＣＤ１０１の受光面に結像された被写体像に係る画像信号がＣＤＳ１０２−１に出力される。このアナログＲＧＢ信号は、ＡＧＣ（自動利得制御回路）１０２−２を介してＡ／Ｄ変換器１０２−３にてデジタル画像信号に変換される。このデジタル画像信号に含まれるＲ・Ｇ・Ｂの各信号は、プロセッサ１０４内の第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２が具備するＹＵＶ変換手段によって、ＹＵＶ画像データに変換されて、フレームメモリとしてのＳＤＲＡＭ１０３に記録される。なお、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２は、ＲＧＢ画像信号に対してフィルタリング処理等の適切な処理を施してＹＵＶ画像データへと変換する。

ＹＵＶ画像データは、ＣＰＵブロック１０４−３によって読み出されて、ビデオ信号表示ブロック１０４−９を介してビデオアンプ１１８およびビデオジャック１１９に送られて、これに接続されたＴＶ（テレビジョン）に表示される。

また、ＣＰＵブロック１０４−３によって読み出されたＹＵＶ画像データは、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤ１０に送られて表示される。この処理が１／３０秒間隔で行われて表示が更新され、撮像対象とする被写体をＬＣＤ１０の表示によって視認しながら撮像することができるファインダモードでの動作となる。

●顔認識機能の動作
さらにデジタルカメラ１は、顔認識機能を備えていて、この顔認識機能を用いたＡＦ処理を行う。顔認識機能とは、被写体に人物が含まれるとき、その人物の顔があるＡＦ領域を自動的に判定し、判定されたＡＦ領域（顔を含む領域）に含まれる画像データからＡＦ評価値を算出する機能である。

デジタルカメラ１が備える顔認識機能には、顔認識モードを選択したときに動作する。顔認識モードの選択は、メニュースイッチＳＷ６の操作か、クイックアクセススイッチＳＷ１３の操作により行う。顔認識モードが選択されているとき、ファインダモードでは、定期的に顔認識処理を実行している。デジタルカメラ１が備える顔認識機能には、いくつかの顔認識方法を適宜用いることができる。例えば、「カラー画像をモザイク画像化し、肌色領域に着目して顔領域を抽出する方法」や、「静止濃淡情景画像から顔領域を抽出する手法」のように、髪・目・口など正面人物像の頭部を構成する各部分に関する幾何学的な形状特徴を利用して正面人物の頭部領域を抽出する方法、また、動画像の場合には、フレーム間の人物の微妙な動きによって発生する人物像の輪郭エッジを利用して正面人物像を抽出する方法などである。

●撮像素子の駆動モード
また、ＣＣＤ１０１には複数の駆動モード（駆動条件）を選択的に設定することができる。この駆動モードによって、ＣＣＤ１０１から出力される画像信号の出力条件が変更される。駆動モードには、例えば、図１６に示すように水平画素の「加算と間引き」をせずに、垂直画素の「加算と間引き」もしないモード（以下「モード１」とする。）、図１７のように水平画素を「２画素加算」し、垂直画素を「２画素加算」するモード（以下「モード２」とする。）、図１８のように水平画素を「４画素加算」し、垂直画素を「２画素間引き」するモード（以下「モード３」とする。）、図１９のように水平画素の「加算と間引き」をせず、垂直画素を「４画素加算」とするモード（以下「モード４」とする。）、がある。

モード１は、全ての画素からの画像信号を出力して画像データを生成するので、鮮明な画像を得ることができる。よって、モード１は静止画撮影時に設定されるモードである。しかし、全ての画素からの画像信号を用いて画像処理を行うには時間を要するので、所定の時間間隔でＬＣＤ１０に表示するための画像データ（モニタリング用画像データ）を生成する処理には不向きである。また、ＣＣＤ１０１の全ての画素からの画像信号を一度に（同時に）出力し、全部をまとめて画像処理することはできないため、いくつかのフレームに分割して転送をしなければならない。このため、モード１は、ファインダモードには不向きな動作モードである。

そこで、ファインダモードで動作するときのＣＣＤ１０１の駆動モードは、「モード３」に設定する。モード３は、読み出される画素数を減らしつつ、読み出す画素の感度を上げることができるため、ファインダモードには一番適している。なお、モード２とモード４については、後述する。

ファインダモードで動作中のデジタルカメラ１において、レリーズボタンＳＷ１が押し下げられると、第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に取り込まれたデジタルＲＧＢ画像データを用いて、合焦度合いを示すＡＦ評価値が算出される。

●ＡＦ評価値
合焦状態にある被写体の画像は、エッジ部分が鮮明になるため、合焦状態にあるときの画像データに含まれる空間周波数の高周波成分は最大になる。ＡＦ評価値は、被写体の画像データを用いて算出されるので、例えば、変位量に対する微分値のように、高周波成分の高さを反映した値となる。

したがって、ＡＦ評価値が極大値となる画像データを取得したフォーカスレンズ７−２ａの位置を合焦位置とすることができる。ＡＦ評価値の極大点が複数生じることも考慮して、複数の極大点があった場合には、ピーク位置におけるＡＦ評価値の大きさと、その周辺位置のＡＦ評価値の下降度合いまたは上昇度合いも考慮に入れて、最も信頼性があると推定される極大点を合焦位置とすればよい。

●フィルタ
図２２は後述する制御プログラム（図１５）に含まれるフィルタ設定処理部（１０８−６）において設定されるデジタルフィルタの係数の例である。設定された係数によるデジタルフィルタは、ＡＦ評価値を算出するための画像データを透過するフィルタである。図２２（ａ）はハイパスフィルタ、（ｂ）はバンドパスフィルタ、（ｃ）はローパスフィルタとしてデジタルフィルタを動作させる係数の例である。図２２（ａ）の係数を用いたデジタルフィルタは、近接する画素データに対して、「−１」、「２」、「−１」の係数を掛けることでハイパスフィルタとして機能する。当該フィルタを透過した画像データは高周波帯域成分が強調される。すなわち、近接する画素間の輝度差を強調するフィルタである。

図２２（ｂ）の係数を用いたデジタルフィルタは、近接する画素データにそれぞれ「−１」、「０」、「２」、「０」、「−１」の係数を掛けることでバンドパスフィルタとして機能する。図２２（ｃ）の係数を用いたデジタルフィルタは、近接する画像データにそれぞれ「−１」、「−１」、「１」、「２」、「１」、「−１」、「−１」の係数を掛けることで、ローパスフィルタとして機能する。

●ＡＦ処理エリア
またＡＦ評価値の算出に用いる画像データは、全画素領域のものではなくてもよく、デジタルＲＧＢ画像データ内の特定の範囲のものでもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、ファインダモードで動作しているときのＬＣＤ１０に表示される画像の中央に上記特定の範囲の例であるＡＦ処理エリア１００が設定されている場合、このＡＦ処理エリア１００内の画像データを用いてＡＦ評価値を算出する。このＡＦ処理エリア１００は、例えばＲＧＢ画像データの画面内の中央の水平方向の４０％および垂直方向の３０％を、その範囲とする。

●ＡＦ評価値の算出タイミング
次に、ＡＦ処理時におけるフォーカスレンズ７−２ａの駆動タイミングとＡＦ評価値の算出タイミングの関係について説明する。フォーカスレンズ７−２ａは、１回のＶＤ信号ごとに移動する。この移動量（フォーカス駆動量）は、例えばフォーカスモータ７−２ｂがパルスモータである場合は、所定の駆動パルス数に応じた量となる。

ＶＤ信号パルスの立下りに対応して、所定のパルスレートで所定の駆動パルス数だけフォーカスレンズ７−２ａを駆動することで、１回のフォーカスレンズ駆動は終了する。次に出力されるＶＤ信号パルスの立下りに対応して再度、所定のフォーカス駆動を行なう。このようにフォーカス駆動をＶＤ信号（すなわちフレーム周期）に同期させて行う。

図２０はＡＦ処理時におけるフォーカスレンズ７−２ａの移動タイミングとＡＦ評価値を算出するタイミングの関係を示すタイミングチャートの例である。図２０において、あるフレームレートで画像データの取り込みを行う場合のＶＤ信号を（ａ）、電子シャッタにおける電荷掃き出しパルス（ＳＵＢ）のタイミングを（ｂ）、露光タイミングを（ｃ）、フォーカスレンズ７−２ａの移動タイミングを（ｄ）、として示している。

図２０において、１つ目のＶＤ信号（ａ）が発生すると、それをトリガーとして、フォーカスモータ７−２ｂを駆動するパルスが２つ生成され（ｄ）、このパルスに応じてフォーカスレンズ７−２ａが移動する。また、ＶＤ信号（ａ）をトリガーとして電荷掃き出しパルス（ｂ）が所定数発生し、この電荷掃き出しパルス（ｂ）の数に応じて、ＣＣＤ１０１に帯電している電荷の掃き出し処理が行われる。電荷掃き出し処理が終了した後に露光処理（ｃ）が行なわれる。露光処理（ｃ）によって、撮像レンズを介して被写体の映像が画像データとして取り込まれる。取り込まれた画像データを用いて所定の演算によってＡＦ評価値が算出される。

上記駆動パルス数は可変であって、焦点距離や、フォーカスレンズ繰り出し量（フォーカス駆動範囲）などに応じて変化する。このように、本実施例におけるＡＦ処理は、ＶＤ信号に同期してフォーカスレンズ７−２ａの駆動範囲内において行うようになっている。

●制御プログラム
これまで説明をした自動焦点検出処理（ＡＦ処理）は、本発明に係る撮像装置が備える制御プログラムによって実行される処理である。この自動焦点検出処理（ＡＦ処理）を実行するプログラムは、図４に示したＲＯＭ１０８に格納されている。ここで、ＲＯＭ１０８に格納される制御プログラムの例について説明する。図１５は、ＲＯＭ１０８に格納される制御プログラム、すなわち、本発明に係る撮像装置が備える機構を用いて、本発明に係る撮像方法を実行するプログラムの構成例を示す機能ブロック図である。

図１５において、制御プログラムには、撮像素子駆動設定処理部（１０８−１）、焦点検出処理部（ＡＦスキャン処理部）（１０８−２）、点光源検出処理部（１０８−３）、合焦位置決定処理部（１０８−４）、合焦位置移動処理部（１０８−５）、フィルタ設定処理部（１０８−６）、が含まれる。

撮像素子駆動設定処理部（１０８−１）は、撮像素子であるＣＣＤ１０１の動作モードを設定する処理を行う。

焦点検出処理部（１０８−２）は、フォーカスレンズ７−２ａを移動させながら順次算出されるＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ評価値のピーク位置を判定する処理を行う。

点光源検出処理部（１０８−３）は、被写体環境が点光源（が支配的な）環境かどうかを検出する処理を行う。

合焦位置決定処理部（１０８−４）は、焦点位置検出処理部（１０８−２）において検出されたＡＦ評価値のピーク位置に基づいて、ピーク位置に対応する撮像レンズの位置を決定する処理を行う。

合焦位置移動処理部（１０８−５）は、合焦位置決定処理部（１０８−４）において決定された位置へフォーカスレンズ７−２ａを移動させるためにフォーカスモータ７―２ｂを駆動させる処理を行う。

フィルタ設定処理部（１０８−６）は、ＡＦ評価値に基づく合焦位置決定処理の状況に応じて、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データを透過させるフィルタの係数を設定し、または変更する処理を行う。

●撮像方法（１）●
次に、本発明に係る撮像方法の実施の形態ついて説明する。本実施の形態において説明する撮像方法は、撮像素子駆動設定処理部（１０８−１）、焦点検出処理部（１０８−２）、点光源検出処理部（１０８−３）、合焦位置決定処理部（１０８−４）、合焦位置移動処理部（１０８−５）、フィルタ設定処理部（１０８−６）によって実行される。

まず、図６のフローチャートを用いて、デジタルカメラ１において実行されるＡＦ処理について説明をする。最初にレリーズボタンＳＷ１が押下されているか否かを判定する処理が行なわれる（６−１）。レリーズボタンＳＷ１が押下されている場合は（６−１のＹｅｓ）、点光源検出処理（６−２）が行なわれる。レリーズボタンＳＷ１が押下されていない場合は（６−１のＮｏ）、ＡＦ処理を終了する。

点光源検出処理（６−２）の結果に応じて、ＡＦ処理エリア１００に入っている被写体に、人物の顔が含まれているか否かを検知する顔検知処理が行われる（６−３）。顔検知処理（６−３）において、人物の顔が検知された場合は、ＡＦ処理エリア１００を図５（ｂ）に示すように、人物の顔が含まれるＡＦ処理エリア１００ａに切り替える処理を行う。顔検知処理（６−３）において、人物の顔が検知されなければ、ＡＦ処理エリア１００のままとする。

次に、ＣＣＤ１０１の駆動モードを変更する駆動モード設定処理が行なわれる（６−４）。次に、設定された駆動モードと顔検知処理（６−３）の顔検知結果から、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データに対するフィルタ処理に用いるデジタルフィルタの係数を設定するフィルタ設定処理が行われる（６−５）。次に、設定された駆動モードに応じてＣＣＤ１０１からの画像信号が読み出され、当該画像信号から画像データが生成され、生成された画像データを、フィルタ設定処理（６−５）により設定された係数によるデジタルフィルタを透過する処理が行われて、透過された画像データを用いて、ＡＦスキャン処理が行なわれる（６−６）。

点光源検出処理（６−２）、駆動モード設定処理（６−３）、フィルタ設定処理（６−５）、ＡＦスキャン処理（６−６）の詳細については後述する。

ＡＦスキャン処理（６−６）によって判定されたＡＦ評価値のピークの位置に基づいて合焦位置決定処理が行なわれる（６−７）。当該処理は、ＡＦスキャン処理（６−６）において、ＡＦ評価値のピークが検出されているときは、そのピーク位置を合焦位置として決定する。また、ＡＦスキャン処理（６−６）において、ＡＦ評価値のピーク位置が検出されていなければ、「ＡＦＮＧ」として、予め規定した位置（ＮＧ位置）を合焦位置として決定する（６−７）。ＮＧ位置とは、例えば、およそ２．５ｍ程度離れた被写体に合焦するフォーカスレンズ７−２ａの位置である。

最後に、決定された位置にフォーカスレンズ７−２ａを移動させる合焦位置移動処理が行なわれる（６−８）。

次に、点光源検出処理（６−２）の詳細について、図７のフローチャートを用いて説明する。当該処理は、被写体が「点光源被写体」であるか否かを、当該被写体の輝度の分布によって判定する処理である。まず、輝度演算処理（７−１）を行う。この処理は、いうなれば被写体の明るさを判定するための処理である。ＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２のＹＵＶ変換手段によって生成されたＹＵＶ画像データを、縦１６個・横１６個の計２５６エリアに分割する。分割されたＹＵＶ画像データの例を図１２に示す。

輝度演算処理（７−１）は、図１２に示すような分割されたエリア（輝度検出エリア）において、各輝度検出エリア内でのＹ（輝度）値の平均値（最大値２５５で正規化した輝度値）を算出し、所定の条件を満たす場合にヒストグラムを作成する処理である。例えば、エリア毎に算出したＹ値の平均値を用いて、輝度検出エリア全体の平均値を算出し、その全体の平均値が予め規定する所定の閾値（Ｙ０、例えば６０）以下であるとき（７−２のＹＥＳ）、全画素に対するヒストグラムを作成する（７−３）。

図１３は、処理７−３によって作成された分布に基づくヒストグラムの例である。図１３に示すようにヒストグラムは、横軸を正規化された輝度値とし、縦軸を画素数とした場合の輝度値別の画素数の分布を示す。図１３は、被写体が点光源被写体であるときの分布の例を示している。図１３によれば、点光源被写体であるときは、閾値Ｙ０よりも輝度が低い画素が非常に多く、閾値Ｙ０よりも輝度が高い画素が少ないことが判別できる。

つまり、ヒストグラム（図１３）を作成し、輝度値に対する画素数分布の判定をすることで、当該被写体が点光源被写体であるか否かを判定する（７−３）。判定処理は、複数の指標を用いて行われる。図１４は、判定処理に用いられる複数の指標である閾値をヒストグラム（図１３）に重ね合わせた例である。

まず、低い輝度を示す画素の全体の画素数に対する割合が、ある程度以上であるか否かを判定する。この処理には、輝度の閾値Ｙ１と画素数の閾値αを用いる。閾値Ｙ１以下の輝度の画素数がαパーセント以上あれば（７−４のＹｅｓ）、続く判定処理に移行する。当該条件を満たさなければ（７−４のＮｏ）、当該被写体は点光源被写体ではないと判定し（７−８）、点光源検出処理を終了する。

続く判定処理（７−５）においては、輝度の閾値Ｙ２と画素数の閾値βを用いる。閾値Ｙ２以上の輝度の画素数がβパーセント未満であれば（７−５のＹｅｓ）、続く判定処理に移行する。当該条件を満たさなければ（７−５のＮｏ）、当該被写体は点光源被写体ではないと判定し（７−８）、点光源検出処理を終了する。

続く判定処理（７−６）においては、輝度の閾値Ｙ１とＹ２、画素数の閾値γを用いる。閾値Ｙ１以上閾値Ｙ２以下の輝度の画素数がγパーセント以下であれば（７−６のＹｅｓ）、当該被写体は点光源被写体であると判定する（７−７）。当該条件を満たさなければ（７−６のＮｏ）、当該被写体は点光源被写体ではないと判定し（７−８）、点光源検出処理を終了する。

前述のとおり、被写体のほとんどが点光源になっているとき、当該被写体像全体の輝度値の平均値は低くなる。また、各画素の分布において、輝度が低い画素が多く、輝度が高い画素が「点光源に相当する分だけ」存在する状態となって、中間の輝度の画素がほとんど存在しない状態となる。よって、上記の処理７−４から７−６の条件判定によって、点光源被写体であるか否かを判定することができる。

次に、駆動モード設定処理（６−４）の詳細について、図８のフローチャートを用いて説明する。処理６−２において点光源被写体と判定されたときは（８−１のＹｅｓ）は、ＣＣＤ１０１の駆動モードとして「モード２」を選択する（８−２）。処理６−２において点光源被写体と判定されていないときは（８−１のＮｏ）は、ＣＣＤ１０１の動作モードとしてデフォルトのモード（モード３）を選択する（８−４）。次に、選択された駆動モードのＣＣＤ１０１に設定し（８−３）、駆動モード設定処理（６−４）を終了する。

モード３が設定されたＣＣＤ１０１は、「水平４画素加算・垂直２画素間引き」による画像信号を出力する。一方、モード２が設定されたＣＣＤ１０１は、「水平２画素加算・垂直２画素加算」による画像信号を出力する。モード２が設定されたときは、４画素を１つの画素として画像信号が出力されるので、画像データ上の画素数は、ＣＣＤ１０１が有する画素数とは異なる。しかし、撮像素子の感度としては同じになる。

ここで各動作モードの違いによって生じるＡＦ評価値の変位について図２５を用いて説明する。図２５は同じ被写体に対して水平画素の加算数を変化させたときに算出されるＡＦ評価値の変位の例を示すグラフである。図２５において、横軸はレンズ位置、縦軸はＡＦ評価値である。図２５（ａ）は水平２画素加算の例、図２５（ｂ）は水平４画素加算の例、図２５（ｃ）加算なしの例、をそれぞれ示している。

図２５（ｃ）に示すように、レンズ位置のほぼ中央でＡＦ評価値のピークが生じるような状態であっても、図２５（ｂ）の水平４画素加算（モード３相当）では、同じレンズ位置にＡＦ評価値のピークが生じずに、むしろ一番低くなってしまう。これに対し、図２５（ａ）に示すように水平２画素加算（モード２相当）では、ＡＦ評価値のピークが同じレンズ位置で生ずる。このように水平画素加算の画素数を可変させることで、点光源被写体であっても精度よくＡＦ評価値のピークを判定することができるようになる。

モード３（水平４画素加算）とモード２(水平２画素加算)は加算方式が異なるほかに、総画素数も異なる。そのため、モード２はモード３に比べて画像信号の転送処理に時間を要する。したがって、ファインダモードでは所定のフレームレートでの画像転送を行うためにＣＣＤ１０１の駆動モードを「モード３」に設定する。フレームレートが遅くなることに対しては、垂直側の画素を間引くことで取り込む画素数を下げることで対処することもできる（同じフレームレートにすることができる）。

次に、フィルタ設定処理（６−５）の詳細について、図２８のフローチャートを用いて説明する。まず、前述した顔検知処理（６−３）において人物の顔が検知されたか否かの判定がされる（２８−１）。顔が検知されているときは（２８−１のＹＥＳ）、すでに設定されている駆動モードが「モード２」であるか否かの判定がされる（Ｓ２８−２）。駆動モードが「モード２」である場合（２８−２のＹＥＳ）、デジタルフィルタの係数にバンドパスフィルタのものが選択される（２８−３）。顔が検知されていないとき（２８−１のＮＯ）、または、駆動モードが「モード２」ではないとき（２８−２のＮＯ）は、被写体は単純な点光源であるため、デジタルフィルタの係数にハイパスフィルタのものが選択される（２８−５）。次に、フィルタ設定処理部（１０８−６）が選択されたフィルタ係数をデジタルフィルタに設定する（２８−４）。

このように、点光源下である場合では画素加算・間引きは極力なくす方向にすることで偽合焦をなくす必要がある。さらに顔が検知されている場合には、被写体成分が低周波帯域側に寄る傾向にあるので、フィルタの係数を、低周波帯域を透過させるものへと変更することで、ＡＦの精度をより向上させることができる。

次に、ＡＦスキャン処理（６−６）の詳細について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、当該処理の前に、ＣＣＤ１０１は、処理６−４において駆動モードが設定された状態になっていて、図示しないデジタルフィルタには、処理６−５において選択されたフィルタ係数が設定されている。

まず、フォーカスレンズ７−２aをＡＦスキャン開始位置へと移動する（１０−１）。ＡＦスキャン開始位置はＡＦスキャン処理におけるフォーカス駆動の方向によって異なる。ここでは例えば、至近側から無限遠側に向かう方向をフォーカス駆動方向とする。この場合は、まず、至近側が開始位置となる。至近位置（至近側の開始位置）は焦点距離や、レンズの特性によって差が生じる。例えば、３０ｃｍを至近位置とする。

次に、ＶＤ信号の立ち下がりが検出されるまで処理を待つ（１０−２）。ＶＤ信号の立ち下がりが検出されたとき、所定パルス数に応じてフォーカスモータ７−２ｂを駆動して、フォーカスレンズ７−２ａを移動させる（１０−３）。

フォーカスレンズ７−２ａを移動させたところで画像信号を取得する。ここで取得される画像信号は、駆動モード設定処理（図６の６−４）において設定された駆動モードで駆動するＣＣＤ１０１によるものである。続いて、取得された画像信号から画像データを生成し、処理（６−５）で設定されたデジタルフィルタに当該生成された画像データを透過させる。透過させた画像データに基づいて、ＡＦ評価値を算出する（１０−４）。

続いて、算出されたＡＦ評価値のピーク位置を検出する処理を行う（１０−５）。この処理はＡＦ評価値の極大値を検出する処理である。続いて、ＡＦ評価値のピークが検出されたか否かの判定を行う（１０−６）。ＡＦ評価値のピークが検出されていないときは（１０−６のＹｅｓ）、現在のフォーカスレンズ７−２ａの位置が、終了位置であるか否かの判定を行う（１０−７）。フォーカスレンズ７−２ａの位置が終了位置でなければ（１０−７のＮＯ）、処理は「ＶＤ信号待ち（１０−２）」まで戻って、再度上記の処理を繰り返してＡＦ評価値のピーク検出を行う。ピーク位置検出処理（１０−５）においてピーク検出がされている場合（１０−６のＮｏ）はＡＦ処理を終了する。

以上説明した実施の形態によれば、被写体が点光源被写体であると判定されたとき、撮像素子の駆動モードをデフォルトのモードから、より感度がよく輝度が大きくなるモードに変更をし、被写体に人物が含まれるか否かの判定に基づいてＡＦ評価値の算出に用いる画像データに最適なデジタルフィルタを施して、ＡＦ処理を行うことができる。これによって、従来のＡＦ処理では、ＡＦ評価値のピークを検出できず合焦位置を特定できなかったような点光源被写体であっても、精度よく自動的に合焦することができる。

●撮像方法（２）●
次に、本発明に係る撮像方法の別の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態におけるＡＦ処理について図９のフローチャートを用いて説明する。レリーズボタンＳＷ１が押下されているか否かを判定する処理が行なわれる（９−１）。レリーズボタンＳＷ１が押下されていない場合は（９−１のＮＯ）、ＡＦ処理を終了する。

レリーズボタンＳＷ１が押下されている場合は（９−１のＹＥＳ）、点光源検出処理（９−２）が行なわれて点光源があるか否かの判定を行い、続いて、顔検知処理が行われる（９−３）。次に、点光源検出処理（９−２）の結果に応じて、ＣＣＤ１０１の駆動モードを変更する駆動モード設定処理が行なわれる（９−４）。次に、駆動モードと顔検知処理（９−３）の結果に基づいてＡＦ評価値の算出に用いる画像データに対するフィルタ処理に用いるデジタルフィルタの係数を設定するフィルタ設定処理が行われる（９−５）。次に、設定された駆動モードに応じてＣＣＤ１０１からの画像信号が読み出され、当該画像信号から画像データが生成され、生成された画像データを、フィルタ設定処理（９−５）により設定された係数によるデジタルフィルタを透過する処理が行われて、透過された画像データを用いて、ＡＦスキャン処理が行なわれる（９−６）。

点光源検出処理（９−２）と、ＡＦスキャン処理（９−６）は、すでに説明をしたその実施の形態における点光源検出処理（６−２）、ＡＦスキャン処理（６−６）と同様であるから、説明を省略する。先の実施の形態とは異なる駆動モード設定処理（９−３）とフィルタ設定処理（９−５）の詳細については後述する。

ＡＦスキャン処理（９−６）によってＡＦ評価値のピークが検出されているか、または、駆動モード設定処理（９−４）において設定された駆動モードがモード４の場合は（９−７のＹＥＳ）、ＡＦスキャン処理（９−６）によって判定されたＡＦ評価値のピークの位置に基づいて合焦位置決定処理が行なわれる（９−８）。当該処理では、ＡＦ評価値のピークが検出されている位置を合焦位置と決定する。

またＡＦスキャン処理（９−６）において、ＡＦ評価値のピーク位置が検出されていなければ、「ＡＦＮＧ」として、予め規定した位置（ＮＧ位置）を合焦位置と決定する。ＮＧ位置は例えば、およそ２．５ｍ程度離れた被写体に合焦するフォーカスレンズ７−２ａの位置とする。

最後に、フォーカスレンズを合焦位置へ移動させる処理を行う（９−９）。そうでない場合（９−７のＮＯ）は、駆動モードの再設定（９−４）、および、フィルタの再設定（９−５）を行ってから、再度、ＡＦ処理を実行する。

ここで、駆動モード設定処理（９−４）の詳細について、図１１のフローチャートを用いて説明する。点光源検出処理（９−２）において点光源被写体と判定されたとき（１１−１のＹｅｓ）、すでにＡＦ処理を実行しているか否かを判定する（１１−２）。ＡＦ処理を実行していないときは（１１−２のＹｅｓ）、ＣＣＤ１０１の駆動モードとして「モード２」を選択する（１１−３）。

すでにＡＦ処理を実行しているときは（１１−２のＮＯ）、駆動モードを「モード２」に設定しても、ＡＦ評価値のピークを検出することができなかったことになるから、駆動モードとして「モード４」を選択する（１１−５）。点光源検出処理（９−２）において点光源被写体と判定されなかったときは（１１−１のＮｏ）は、駆動モードとして「モード３」を選択する（１１−６）。選択された駆動モードを設定して（１１−４）、駆動モード設定処理（９−４）を終了する。

次に、フィルタ設定処理（９−５）の詳細について、図２９のフローチャートを用いて説明する。まず、前述した顔検知処理（９−３）において顔が検知されているかどうかの判定がされる（２９−１）。顔が検知されているときは（２９−１のＹＥＳ）、すでに設定されている駆動モードが「モード４」であるか否かの判定がされる（２９−２）。駆動モードが「モード４」であるとき（２９−２のＹＥＳ）は、デジタルフィルタの係数としてローパスフィルタのものが選択される（２９−３）。顔が検知されていないときや（２９−１のＮＯ）、駆動モードが「モード４」ではないとき（２９−２のＮＯ）は、駆動モードが「モード３」であるか否かの判定がされる（２９−５）。駆動モードが「モード３」であるとき（２９−５のＹＥＳ）、デジタルフィルタの係数としてバンドパスフィルタのものが選択される（２９−６）。駆動モードが「モード３」ではないとき（２９−５のＮＯ）、デジタルフィルタの係数としてハイパスフィルタのものが選択される（２９−７）。

このように、顔検知の結果と設定されている駆動モードによって、画像データを透過させるデジタルフィルタの周波数帯域を少しずつずらして、パイパスフィルタからバンドパスフィルタ、ローパスフィルタのように、透過する周波数帯域を高周波帯域から低周波帯域にずらす。これによって、段階的にフィルタを設定することができ、どの駆動モードであっても最適なフィルタを選択することができる。

このように、点光源下であるは画素加算・間引きを極力なくす駆動モードとすることで偽合焦をなくし、さらに顔が検知されたときには、被写体の周波数帯域が低周波帯域に寄る傾向がある。これに対処するために、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データに対するフィルタを、低周波帯域を透過させるものへと変更する。これによってＡＦ精度を向上することができる。最後に選択されたフィルタを設定する（２９−４）。

撮像素子であるＣＣＤ１０１の駆動モードは、デフォルトがモード３である。モード３は、水平４画素加算、垂直２画素間引きで動作をさせるモードであり、加算される画素数は４画素である。一方、モード２は「水平２画素加算、垂直２画素加算」であるため、加算される画素数は４画素（２×２）である。また、モード４は「水平画素加算なし、垂直４画素加算」であるため、加算される画素数はモード２とモード４では異なるが、モード２とモード４は、撮像素子の感度としては同じである。

すでに説明をしたとおり、ＣＣＤ１０１に設定される駆動モードによって、算出されるＡＦ評価値の変位特性は異なる（図２４参照）。よって、水平画素加算の画素数を変更することで、点光源被写体であっても、高精度のＡＦ処理をすることができる。

以上説明した実施の形態によれば、点光源が判定された場合に、水平画素加算数を変更してＡＦ処理を行うことで、従来はピーク検出ができなかった点光源被写体に対して精度よくピーク検出することが可能となる。また、その加算数を適宜変更していくことで、ピーク検出が困難な被写体でもより精度よくＡＦ処理を実行することが可能となる。

これまで説明した実施の形態では、ＡＦ評価値の算出に用いる画像データを透過させるフィルタとして、３つのフィルタを例示したが、本発明はこれに限ることはなく、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタや、ＩＩＲ(Infinite
Impulse Response)を用いてもよい。

以上のように、本発明に係る撮像装置によれば、コントラストの弱い被写体や、点光源が支配的な被写体であっても、撮像素子の駆動モードを変更して、水平画素加算数を変更することで、精度のよい合焦処理をすることができる。

１０１ ＣＣＤ
１０８ 制御プログラム

特公昭３９−５２６５号公報 特許第４６７９１７９号明細書 特許第４５５３５７０号明細書

Claims (9)

1. 撮像レンズを介して取得された被写体像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、
   前記画像信号から得た画像データに応じて焦点を決定する自動焦点検出手段と、
   前記撮像レンズを前記焦点に基づいて移動させるレンズ移動手段と、
   前記撮像素子の駆動条件を設定する駆動条件設定手段と、
   前記画像データの輝度成分に基づいて被写体が点光源の被写体であるか否かを判定する点光源検出手段と、
   前記画像データから所定の被写体を検知する被写体検知手段と、
   前記画像データを透過させるフィルタを選択するフィルタ選択手段と、
   を備え、
   前記駆動条件設定手段は、前記点光源検出手段による判定結果に基づいて前記撮像素子の駆動条件を設定し、
   前記フィルタ選択手段は、前記撮像素子の駆動条件と前記被写体検知手段による検知結果に基づいて前記フィルタを選択し、
   前記自動焦点検出手段は、前記選択されたフィルタを透過した画像データに基づいて焦点を決定する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像素子の駆動条件は、前記撮像素子の水平方向の画素加算数である、請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮像素子の駆動条件は、前記撮像素子の垂直方向の画素加算数と画素間引き数である、
   請求項１記載の撮像装置。
4. 前記駆動条件設定手段は、前記点光源検出手段による前記被写体が点光源の被写体でないと判定された場合に比べて、
   前記点光源検出手段により前記被写体が点光源の被写体であると判定された場合に、前記撮像素子の水平方向の画素加算数がより少なくするように前記撮像素子の駆動条件を設定する、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記被写体検知手段は、人物の顔を検知し、
   前記フィルタ選択手段は、前記被写体検出手段により人物の顔が検知されなかった場合に比べて、前記被写体検出手段により人物の顔が検知された場合に、より低周波数側を透過させるフィルタを選択する、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記駆動条件設定手段は、前記自動焦点検出手段が焦点を決定できた場合に比べて、前記自動焦点検出手段が焦点を決定できない場合に、前記撮像素子の水平方向の画素加算数がより少なくなるように前記撮像素子の駆動条件を変更する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 前記点光源検出手段は、前記輝度成分の分布を用いて前記被写体が点光源の被写体であるか否かを判定する、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記駆動モード設定手段は、前記駆動条件を変更した後に前記自動焦点検出手段が焦点を検出できないとき、前記駆動条件を変更する、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 撮像レンズを介して取得された被写体像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記画像信号から得た画像データに応じて焦点を決定する自動焦点検出手段と、前記撮像レンズを前記焦点に基づいて移動させるレンズ移動手段と、を有する撮像装置において実行される撮像方法であって、
   前記撮像素子の駆動条件を設定する設定ステップと、
   前記画像データに含まれる輝度成分に基づいて被写体が点光源被写体であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記画像データから所定の被写体を検知する検知ステップと、
   前記画像データを透過させるフィルタを選択する選択ステップと、
   を有してなり、
   前記設定ステップでは、前記判定ステップにおける判定結果に基づいて前記撮像素子の駆動条件を設定し、
   前記選択ステップでは、前記撮像素子の駆動条件と前記検知ステップにおける検知結果とに基づいて前記フィルタを選択し、
   前記自動焦点検出手段は、前記選択されたフィルタを透過した画像データに基づいて焦点を決定する、
   ことを特徴とする撮像方法。