CN101339349A

CN101339349A - 摄像装置以及自动聚焦控制方法

Info

Publication number: CN101339349A
Application number: CNA2008101284791A
Authority: CN
Inventors: 高柳涉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2009-01-07
Also published as: JP2009031760A

Abstract

本发明涉及一种摄像装置，备有：摄像元件，其对入射后的光进行光电转换；和聚焦控制部，其根据由所述摄像元件的光电转换而得到的摄像信号来调节焦点，所述聚焦控制部备有根据所述摄像信号对运动图像内的特定的被摄体的尺寸的变化进行检测的变化检测部，并考虑所述变化来调节所述焦点，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

Description

摄像装置以及自动聚焦控制方法

技术领域

本发明涉及数字摄像机等的摄像装置，尤其涉及一种备有自动聚集控制功能的摄像装置。另外，本发明还涉及一种自动聚集控制方法。

背景技术

在数字照相机及数字摄像机等的摄像装置中，一般采用一种使用TTL(Through The Lends)方式的对比度检测方法的自动聚焦控制。此自动聚焦控制被分为连续AF和单一AF两大类。

连续AF是根据所谓登山控制(登山法)对聚焦透镜(lens)的位置进行逐次控制，以使与向被摄体的聚焦状态相应的AF评估值保持在最大值附近。连续AF虽然是一种对移动的被摄体可以维持聚焦状态的聚焦控制，但是在搜索到聚焦透镜位置之后，在由于被摄体距离的变化而使得AF评估值降低等情况下，就有必要再次对给与AF评估值为最大值的聚焦透镜的位置进行重新搜索，即有必要再次对与变化后的被摄体距离相对应的新的聚焦透镜位置进行搜索。

在再次搜索时，虽然在聚焦透镜的移动方向中有极近端方向和无限远端方向，但是在以往的摄像装置中，由于无法明确被摄体距离是增加了还是减少了，只好盲目地将聚焦透镜向极近端方向与无限远端方向中的某一方向进行移动，来搜索新的聚焦透镜位置。然而，此方法在再次搜索处理的执行开始时，聚焦透镜的移动方向与被摄体的移动方向不合适的情况很多。

例如，对于尽管被摄体距离在增加却将聚焦透镜从现在位置向极近端方向进行移动的情况，从判明聚焦透镜位置无法找到开始，不得不重新将聚焦透镜向无限远端方向进行移动。此时，到取得再次聚焦状态为止要花费很多时间，从而有损连续AF的稳定性。

对于连拍摄像时执行单一AF的情况也发生与此类似的问题。在通过单一AF刚开始实现聚焦时，由于无法判明被摄体距离，通常将聚焦透镜的全可动范围作为聚焦透镜位置的搜索范围。在实现此聚焦进行摄像之后，虽然对于第二次、第三次的摄像也执行单一AF，但是在以往的摄像装置中，由于无法知道在摄像期间被摄体是如何变化的，所以在第二次、第三次的单一AF中也盲目地对聚焦透镜位置进行搜索。因此，到取得聚焦为止则有花费时间的问题。

并且，在涉及自动聚焦控制的某一现有方法中，根据透镜的焦点距离和图像上的面孔尺寸对被摄体距离进行运算，并将运算后的被摄体距离换算成聚焦透镜的位置。然后，通过在由此运算所得到的位置上将聚焦透镜进行移动来对面孔进行聚焦。

发明内容

本发明相关的摄像装置，备有：摄像元件，其对入射后的光进行光电转换；和聚焦控制部，其根据由所述摄像元件的光电转换而得到的摄像信号来调节焦点，其特征在于，所述聚焦控制部备有：变化检测部，其根据所述摄像信号对运动图像内的特定的被摄体的尺寸的变化进行检测，考虑所述变化来调节所述焦点，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

具体而言，例如通过用于调节所述焦点的聚焦透镜将所述光射入所述摄像元件，该摄像装置还备有驱动所述聚焦透镜的驱动部，所述聚焦控制部根据所述摄像信号，通过利用所述驱动部控制所述聚焦透镜的透镜位置来进行所述焦点的调节，并根据所述特定的被摄体的尺寸的变化控制所述透镜位置，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

更具体而言，例如在将聚焦到所述特定的被摄体上之时的所述透镜位置称为聚焦透镜位置的情况下，所述聚焦控制部，利用通过使所述聚焦透镜向极近端方向或无限远端方向进行移动来搜索所述聚焦透镜位置的搜索处理，实现对所述特定的被摄体的聚焦，在实现了一次此聚焦之后再次执行所述搜索处理之时，根据所述特定的被摄体的尺寸的变化，确定该再次的搜索处理的执行开始时的所述聚焦透镜的移动方向。

更具体而言，例如所述聚焦控制部，当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的减小时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述无限远端方向，另一方面，当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的增加时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述极近端方向。

另外，例如在将聚焦到所述特定的被摄体上之时的所述透镜位置称为聚焦透镜位置的情况下，所述聚焦控制部，利用通过使所述聚焦透镜向极近端方向或无限远端方向进行移动来搜索所述聚焦透镜位置的搜索处理，实现对所述特定的被摄体的聚焦，在实现了一次此聚焦之后再次执行所述搜索处理之时，根据所述特定的被摄体的尺寸的变化，设定该再次的搜索处理的执行时的所述聚焦透镜位置的搜索范围。

更具体而言，例如所述聚焦控制部，当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的减小时，将比在上次的搜索处理中所得到的所述聚焦透镜位置更靠近无限远端侧的透镜位置范围设定为所述搜索范围，另一方面，当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的增加时，将比在上次的搜索处理中所得到的所述聚焦透镜位置更靠近极近端侧的透镜位置范围设定为所述搜索范围。

此外，例如该摄像装置还备有变焦透镜，其实现用于变更在所述摄像元件上所形成的光学图像的尺寸的光学变焦，所述聚焦控制部根据在所述运动图像内的所述特定的被摄体的尺寸的变化，和在所述运动图像的取得中的所述光学变焦的倍率变化，来控制所述透镜位置。

更具体而言，例如在将聚焦到所述特定的被摄体上之时的所述透镜位置称为聚焦透镜位置的情况下，所述聚焦控制部，利用通过使所述聚焦透镜向极近端方向或无限远端方向进行移动来搜索所述聚焦透镜位置的搜索处理，实现对所述特定的被摄体的聚焦，在实现了一次此聚焦之后再次执行所述搜索处理之时，根据所述特定的被摄体的尺寸的变化和所述光学变焦的倍率变化，来确定该再次的搜索处理的执行开始时的所述聚焦透镜的移动方向。

更具体而言，例如所述变化检测部根据所述特定的被摄体的尺寸的变化和所述光学变焦的倍率变化对所述特定的被摄体与所述摄像装置之间在实际空间上的距离的变化进行推定，所述聚焦控制部，当在再次的搜索处理的执行之前的推定变化表示所述距离的增加时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述无限远端方向，另一方面，当在再次的搜索处理的执行之前的推定变化表示所述距离的减少时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述极近端方向。

此外，例如所述聚焦控制部，也可根据所述摄像信号通过驱动控制所述摄像元件的位置进行所述焦点的调节，并根据所述特定的被摄体的尺寸的变化对所述摄像元件的位置进行控制，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

当通过驱动控制摄像元件的位置进行焦点的调节时，也可将记述了涉及本发明的摄像装置的具体构成的上述文章中的聚焦透镜、透镜位置以及聚焦透镜位置，根据需要，分别置换成摄像元件、元件位置(摄像元件的位置)以及聚焦元件位置。

另外具体而言，例如该摄像装置还备有物体检测部，其根据所述摄像信号从形成所述运动图像的各帧图像检测特定种类的物体作为所述特定的被摄体，所述变化检测部根据所述物体检测部的检测结果对所述特定的被摄体的尺寸的变化进行检测。

或者更具体而言，例如该摄像装置还备有特征点检测部，其从所述运动图像中的基准的帧图像抽出所述特定的被摄体的多个特征点，并对形成所述运动图像的各帧图像中的所述多个特征点的位置进行检测，所述变化检测部根据在不同帧图像之间的所述多个特征点的相对位置变化对所述特定的被摄体的尺寸的变化进行检测。

此外，具体而言，例如所述特定种类的物体包括人物的面孔。

本发明涉及的一种自动聚焦控制方法，其根据来自将入射光进行光电转换的摄像元件的摄像信号来进行焦点的调节，在此方法中，根据所述摄像信号检测在运动图像内的特定的被摄体的尺寸的变化，并且还考虑所述变化来调节所述焦点，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

本发明的意义以及效果通过以下所示的实施方式的说明将更为清楚。然而，以下的实施方式最终也只是本发明的一种实施方式，本发明以及各构成要件的用语的意义，不限于以下实施方式中所记载的内容。

附图说明

图1是涉及本发明的实施方式的摄像装置的整体方框图。

图2是图1的摄像部的内部构成图。

图3是表示图2的聚焦透镜的可移动范围的图。

图4是在图1的主控制部内所安装的AF评估部的内部方框图。

图5是涉及本发明的第1实施例的关于自动聚焦控制的部位的方框图。

图6(a)是涉及本发明的第1实施例，表示在时刻T1的帧图像的图。

图6(b)是涉及本发明的第1实施例，表示在时刻T2的帧图像的图。

图7(a)是涉及本发明的第1实施例，对应于时刻T1，表示透镜位置与AF评估值的关系的图形。

图7(b)是涉及本发明的第1实施例，对应于时刻T2，表示透镜位置与AF评估值的关系的图形。

图8是涉及本发明的第1实施例，用于说明聚焦透镜位置的搜索方向的图。

图9是涉及本发明的第2实施例，表示在多个记录图像之间的时间关系的图。

图10(a)是涉及本发明的第2实施例，表示在时刻T3的帧图像的图。

图10(b)是涉及本发明的第2实施例，表示在时刻T_A的帧图像的图。

图11(a)是涉及本发明的第2实施例，对应于时刻T3，表示透镜位置与AF评估值的关系的图形。

图11(b)是涉及本发明的第2实施例，对应于时刻T_A，表示透镜位置与AF评估值的关系的图形。

图12是涉及本发明的第2实施例，表示在单一AF的执行时聚焦透镜的搜索范围的图。

图13是涉及本发明的第3实施例，关于自动聚焦控制的部位的方框图。

图14是涉及本发明的第3实施例，表示作为基准帧图像的在时刻T1的帧图像的图。

图15是涉及本发明的第3实施例，表示在时刻T2帧图像的图。

图16是涉及本发明的第3实施例，对主要被摄体的尺寸与由四个特征点所形成的图形的尺寸大致成比例的样子进行表示的示意图。

图17是涉及本发明的实施例5，对图像上的面孔尺寸随着光学变焦倍率以及被摄体距离变化而变化的样子进行表示的示意图。

图18是涉及本发明的实施例5的连续AF的动作流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。在所参照的各附图中相同的部分赋予相同的符号，对关于相同部分所进行的重复说明在原则上进行了省略。虽然其后将对第一～第7实施例逐一进行说明，但首先对各实施例中所共通的事项及各实施例中所参照的事项进行说明。

图1是涉及本发明的实施方式的摄像装置1的整体方框图。图1的摄像装置1是对静止图像可进行摄像及记录的数字照相机，或对静止图像及运动图像可进行摄像及记录的数字摄像机。

摄像装置1，备有：摄像部11；AFE(Analog Front End)12；主控制部13；内部存储器14；显示部15；记录介质16；和操作部17。

图2是表示摄像部11的内部构成图。摄像部11含有：光学系统35；光圈32；摄像元件33；和驱动器34。光学系统35的构成备有多枚透镜，它们含有用于调节光学系统35的变焦倍率的变焦透镜30以及用于调节光学系统35的焦点的聚焦透镜31。变焦透镜30以及聚焦透镜31可在光轴方向上进行移动。驱动器34根据来自主控制部13的控制信号对变焦透镜30及聚焦透镜31的移动进行控制，并对光学系35的变焦倍率及焦点位置进行控制。此外，驱动器34根据来自主控制部13的控制信号对光圈32的开度(开口部的尺寸)进行控制。

来自被摄体的入射光通过构成光学系统35的各透镜以及光圈32入射到摄像元件33。构成光学系统35的各透镜使被摄体的光学图像在摄像元件33上成像。

摄像元件33，例如由CCD(Charge Coupled Devices)图像传感器及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等所构成。摄像元件33将通过光学系统35及光圈32所入射的光(光学图像)进行光电转换，并将通过该光电转换所得到的电信号向AFE12进行输出。

AFE12将从摄像部11(摄像元件33)所输出的模拟信号进行放大，并将放大后的模拟信号转换成数字信号。AFE12将此数字信号依次向主控制部13进行输出。

主控制部13备有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)以及RAM(Random Access Memory)等，作为影像信号处理部来进行工作。主控制部13根据AFE12的输出信号，生成对由摄像部11所拍摄到的图像进行表示(以下称为“拍摄图像”或“帧图像”)的影像信号。此外，主控制部13还具备作为对显示部15的显示内容进行控制的显示控制部的功能，对显示部15的显示进行必要的控制。

内部存储器14由SDRAM(Synchronous Dynamic Random AccessMemory)等所形成，将在摄像装置1内所生成的各种数据进行暂时的存储。显示部15是由液晶显示板等所构成的显示装置，在主控制部13的控制下，将在目前的帧图像中所拍摄到的图像及记录于记录介质16中的图像等进行显示。记录介质16是SD(Secure Digital)存储卡等非易失性存储器，在主控制部13的控制下，存储拍摄图像等。操作部17接受从外部来的操作。将对操作部17的操作内容传入主控制部13。

在摄像装置1的动作模式中包括对静止图像或运动图像可进行拍摄及记录的拍摄模式、和在显示部15上将记录于记录介质16中的静止图像或运动图像进行再生显示的再生模式。按照对操作部17的操作，实施各模式之间的转移。在拍摄模式中，摄像部11在规定的帧周期(例如、1/60秒)下进行依次拍摄。以下说明是在不做特殊记述的限定下，对拍摄模式中的动作的说明。

现在，按经过帧周期的每个过程，将第1、第2、第3、…、第(n-2)、第(n-1)以及第n帧作为按此顺序到来的帧(n为大于等于2的整数)，并将从第1、第2、第3、…、第(n-2)、第(n-1)以及第n帧中所得到的摄像图像分别称为第1、第2、第3、…、第(n-2)、第(n-1)以及第n帧图像。以时间序列进行排列的多个帧图像形成运动图像。

如图1所示，主控制部13含有聚焦控制部20。聚焦控制部20根据AFE12的输出信号(即、摄像元件33的输出信号)将聚焦透镜31的位置通过驱动器34进行控制，从而实现自动聚焦控制。

以下，将聚焦透镜31的位置简称为“透镜位置”。另外，将从聚焦控制部20传与驱动器34，并用于对聚焦透镜31的位置进行控制的控制信号特别称为“透镜位置控制信号”。

聚焦透镜31可以沿光学系统35的光轴方向进行移动，光轴方向又被细分为极近端方向和无限远端方向。如图3所示，聚焦透镜31的可移动范围是规定的极近端与规定的无限远端之间的范围。在透镜位置被配置在极近端时，焦点吻合的被摄体的被摄体距离为最小，在透镜位置被配置在无限远端时，焦点吻合的被摄体的被摄体距离为最大。然后，随着透镜位置从极近端向无限远端进行移动，焦点吻合的被摄体的被摄体距离逐渐变大。在此，所谓的某一被摄体的被摄体距离是指在该被摄体与摄像装置1之间的实际空间上的距离。

对自动聚焦控制所利用的AF评估值的计算法进行说明。图4是计算AF评估值的AF评估部的内部方框图。图4的AF评估部的构成包括有抽出部21、HPF(高通滤波器)22以及累计部23。图4的AF评估部，例如安装在主控制部13内。AF评估值按每个帧图像来进行计算。对注目于一个帧图像计算AF评估值时的图4的AF评估部内的各部位的动作进行说明。

抽出部21由注目于帧图像的影像信号抽出亮度信号。此时，仅抽出帧图像内所定义的、AF评估区域内的灰度信号。HPF22只抽出由抽出部21所抽出的亮度信号中的规定的高频成分。

累计部23将由HPF22所抽出的高频成分进行累计，累计值作为AF评估值进行输出。AF评估值与AF评估区域内的图像的对比度量(边缘(edge)量)大致成比例，随该对比度量的增大而增大。

以下，作为涉及自动聚焦控制的实施例，对第一～第7实施例进行说明。某一实施例中所记载的内容在其他的实施例中适当地被引用，在不矛盾的前提下也可适用于其他的实施例。

《第1实施例》

首先，对涉及本发明的第1实施例进行说明。图5是涉及本发明的第1实施例，关于自动聚焦控制的部位的方框图。涉及第1实施例的主控制部13(图1)包括图5的面孔检测部41和聚焦控制部20a。聚焦控制部20a被用作图1的聚焦控制部20。聚焦控制部20a包括以符号42～44所参照的各部位。在图5中，虽然面孔检测部41被设置在聚焦控制部20a的外部，但是也可考虑将面孔检测部41设置在聚焦控制部20a的内部。第1实施例假设在各帧图像内含有人物的面孔的情况作为前提。

在面孔检测部41中各帧图像作为输入图像而被提供。面孔检测部41按每个输入图像，根据输入图像的影像信号(图像数据)从输入图像中检测人物的面孔，抽出含有检测后的面孔的面孔区域。公知作为检测图像中所含有的面孔的方法有各种方法，面孔检测部41也可采用其中任一种方法。例如、既可以像在日本特开2000-105819号公报中所记载的方法那样，通过从输入图像抽出肤色区域来检测面孔(面孔区域)，也可以利用在日本特开2006-211139号公报或日本特开2006-72770号公报中所记载的方法来检测面孔(面孔区域)。

典型的例子如，将在输入图像内所设定的注目区域的图像与含有规定的图像尺寸的基准面孔图像进行对比来判断两图像的近似度，根据此近似度对在注目区域内是否含有面孔进行检测(注目区域是否为面孔区域)。近似判断是通过为了识别是否为面孔而抽出有效的特征量来进行的。特征量是水平边缘、垂直边缘、右斜边缘、左斜边缘等。

在输入图像中注目区域向左右方向或上下方向各错开一个像素。然后，将错开后的注目区域的图像与基准面孔图像进行对比，再次判断两图像的近似度，进行同样的检测。如此，注目区域，例如边从输入图像的左上向右下方各错开一个像素，边进行更新设定。此外，将输入图像以一定的比率缩小，并对缩小后的图像进行同样的面孔检测处理。通过反复进行这种处理，可以从输入图像中检测出任意尺寸的面孔。

将由面孔检测部41所检测出的面孔的尺寸称为“面孔尺寸”。面孔尺寸是表示帧图像上所检测出的面孔的尺寸，例如以含有其面孔的面孔区域的面积(像素数)来进行表示。此外，由面孔检测部41所检测出的面孔的位置称为“面孔位置”。面孔位置是表示帧图像上所检测出的面孔的位置，例如以含有其面孔的面孔区域的中心坐标来进行表示。

面孔尺寸历史记录存储器42将最新的k帧份的面孔尺寸以时间序列排列并存储(k为大于等于2的整数)。例如在通过对第n帧图像的面孔检测处理确定了第n帧图像中的面孔尺寸之后，在面孔尺寸历史记录存储器42中至少存储有第(n-k+1)～第n帧图像的面孔尺寸。将作为存储于面孔尺寸历史记录存储器42中的面孔尺寸的集合，总称为“面孔尺寸时间序列信息”。面孔尺寸时间序列信息向透镜位置控制部44进行输出。

AF评估部43与图4的AF评估部是同样的部位，对各帧图像的AF评估值进行计算。但是，聚焦控制部20a根据由面孔检测部41所确定的面孔位置(以及面孔尺寸)，使在AF评估区域内包括面孔区域。虽然在帧图像上的AF评估区域的位置及尺寸，在不同的帧图像间不同的情况也存在，但是为了便于说明，在以下的说明中在所有帧图像间将它们设为相同(在后述的其他实施例中也同样)。

透镜位置控制部44根据面孔尺寸时间序列信息和来自AF评估部43的AF评估值生成用于控制透镜位置的透镜位置控制信号，并通过将其向驱动器34(图2)进行输出来控制透镜位置。

第1实施例假设聚焦控制部20a实现所谓连续AF的情况作为前提。所谓连续AF是指追随被摄体的动作对被摄体进行连续聚焦的自动聚焦控制。所谓对某一被摄体的聚焦是指对此被摄体的焦点吻合。在本实施例中，由于面孔区域被包括于AF评估区域内，所以人物的面孔作为主要被摄体来进行处理，并进行连续AF以使此主要被摄体聚焦。此外，对主要被摄体聚焦时的透镜位置被称为“聚焦透镜位置”。

作为基本动作，透镜位置控制部44边将透镜位置向极近端方向或向无限远端方向每次移动规定移动量，边参照对各帧图像所计算出的AF评估值，并利用所谓的登山法来控制透镜位置，以使AF评估值取得最大值(附近)。一旦主要被摄体的焦点吻合，AF评估值将成为最大(或约为最大)。因此，AF评估值取得最大值的透镜位置为聚焦透镜位置。因此，对透镜位置所进行的上述控制处理称为聚焦透镜位置的搜索处理。在搜索处理中，透镜位置控制部44通过驱动器34向AF评估值逐渐变大的方向对聚焦透镜31的位置进行持续的控制。其结果，对于同一光学系统的AF评估区域内的图像的对比度量将保持为最大值(附近)。并且，所谓AF评估值所相关的最大值，严格地说是指极大值。

在主要被摄体及摄像装置1处于静止状态下，一旦由连续AF对主要被摄体实现了聚焦，透镜位置将几乎停止在聚焦透镜位置上。但是，从此状态开始，当主要被摄体向主要被摄体的被摄体距离产生变化的方向发生大的移动时，就需要再次利用登山法来重新搜索聚焦透镜位置。对于此再次搜索处理的动作将参照图6(a)及(b)以及图7(a)及(b)进行说明。

现在，假设主要被摄体的被摄体距离从时刻T1到时刻T2的期间逐渐变大的情况作为前提。时刻T2是时刻T1之后到来的时刻。在图6(a)中，在符号201所划上的实线四边形框内表示时刻T1时的帧图像，在图6(b)中，符号211所划上的实线四边形框内是表示时刻T2时的帧图像。在图6(a)中，符号202所划上的虚线矩形区域是从帧图像201所抽出的、作为主要被摄体的面孔区域，在图6(b)中，符号212所划上的虚线矩形区域是从帧图像211所抽出的、作为主要被摄体的面孔区域。在图6(a)中，符号203所划上的实线矩形区域是在帧图像201内所定义的AF评估区域，在图6(b)中，符号213所划上的实线矩形区域是在帧图像211内所定义的AF评估区域。

图7(a)以及(b)是表示透镜位置与AF评估值之间的关系的图形。图7(a)的曲线204是表示图6(a)的帧图像201所对应的透镜位置与AF评估值之间的关系，图7(b)的曲线214表示图6(b)的帧图像211所对应的透镜位置与AF评估值之间的关系。

在表示曲线204及曲线214的各图形中，横轴表示透镜位置，横轴的右方对应于无限远端侧。在图7(a)中，符号205表示时刻T1时的透镜位置，在图7(b)中，符号215表示时刻T2时的透镜位置。然后，将从图6(a)的帧图像201所得到的AF评估值以及从图6(b)的帧图像211所得到的AF评估值，分别作为V_A及V_B。并且，从帧图像201只可取得V_A的AF评估值，在时刻T1时聚焦控制部20a未必对曲线204的形状全部进行识别(关于曲线214也同样)。

根据从时刻T1之前所执行的连续AF，在时刻T1对主要被摄体进行了聚焦，时刻T1时的透镜位置205将与聚焦透镜位置相吻合。因此，AF评估值V_A成为AF评估值的取得最大值。

从时刻T1到时刻T2，由于主要被摄体所对应的人物渐渐远离摄像装置1，从而设为在时刻T2时的主要被摄体的被摄体距离比在时刻T1时的被摄体距离变大了。在主要被摄体的运动剧烈等的情况下，不能使透镜位置追踪聚焦透镜位置。此例假定了这种状态，设定从时刻T1到时刻T2透镜位置是不变的。这样，时刻T2时的AF评估值(V_B)将从时刻T1时的AF评估值急剧降低。图5的透镜位置控制部44检测到此AF评估值的降低，判断主要被摄体的聚焦状态被破坏了，在时刻T2之后将执行再次的搜索处理。此时，透镜位置控制部44根据面孔尺寸时间序列信息对在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向(换言之，聚焦透镜位置的搜索方向)进行确定。

在用于进行此移动方向的确定的面孔尺寸时间序列信息中，包括有对帧图像201以及211的面孔尺寸，由于被摄体距离的增加的原因，与帧图像201中的面孔区域202的面孔尺寸相比，帧图像211中的面孔区域212的面孔尺寸变小了。在再次的搜索处理的执行之前，当查出这种面孔尺寸的减小时，透镜位置控制部44判断被摄体距离是增加了，在再次搜索处理的执行开始时确定聚焦透镜31的移动方向为无限远端方向。因此，在时刻T2之后，以透镜位置215位基准，边使聚焦透镜31向无限远端方向移动，边再次搜索最大的AF评估值(即、再次搜索聚焦透镜的位置)。

从图7(b)以及图8的曲线214也知，以透镜位置215为基准即使让聚焦透镜31向极近端方向移动，也找不到AF评估值的最大值(极大值)，而且，由于向极近端方向的移动AF评估值将减少。因此，假如若在再次的搜索处理的执行开始时将聚焦透镜31的移动方向设定成了极近端方向，则如图8的划有箭头的曲线220所示，暂时使聚焦透镜31向极近端方向移动，然后，根据此向该极近端方向的移动观测到AF评估值的减少之后，聚焦透镜31的移动方向被再设定为无限远端方向，根据此后的透镜位置调整，最终找到聚焦透镜位置。

另一方面，根据面孔尺寸时间序列信息应用移动方向判断，在再次的搜索处理的执行开始时，若将聚焦透镜31的移动方向设定为无限远端方向，则如图8的划有箭头的直线221所示，能够在短时间内找到聚焦透镜位置。结果，提高了连续AF的稳定性的同时也提高了聚焦速度。此外，由于如以往的方法(例如日本特开2003-75717号公报中所记载的方法)不需要对被摄体距离进行运算，所以也减轻了运算负担。

而且，虽然与图7(b)中所表示的状况不同，但是在时刻T2之后，以透镜位置215作为基准，即使让聚焦透镜31向无限远端方向移动，也找不到最大的AF评估值时，在反转了聚焦透镜31的移动方向的基础之上，进一步对在AF评估值中赋予了最大值的透镜位置进行搜索。

另外，虽然举例说明了在时刻T2时的主要被摄体的被摄体距离比在时刻T1时的被摄体距离逐渐变大了的情况，但是对于在时刻T2时的主要被摄体的被摄体距离比在时刻T1时的被摄体距离逐渐变小了的情况，聚焦透镜31的移动方向将改向相反方向。简而言之，如果与帧图像201中的面孔区域202的面孔尺寸相比，帧图像211中的面孔区域212的面孔尺寸逐渐变大了，则透镜位置控制部44判断被摄体距离是减少了，在再次的搜索处理的执行开始时将聚焦透镜31的移动方向确定为极近端方向。

关于图6(a)以及(b)中所表示的帧图像201和帧图像211的关系进行追加说明。帧图像201以及211，例如分别为第(n-k+1)以及第n帧图像(如上述k为大于等于2的整数)。然后出于简便，例如设定k＝2。此时，将根据在邻接的帧图像之间的面孔尺寸变化来确定上述的移动方向。

当然，k也可设为大于等于3。k＝3时，根据第(n-2)～第n帧图像的面孔尺寸，对在第(n-2)～第n帧之间的面孔尺寸的变化进行检测，并将根据此检测结果来确定上述的移动方向。例如若将第(n-j)帧图像的面孔尺寸以FS[n-j]来进行表示(j为大于等于0的整数)，当FS[n-2]＞FS[n-1]＞FS[n]成立时，判断在第(n-2)～第n帧之间的面孔尺寸是减小了，在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向将确定为无限远端方向。另一方面，当FS[n-2]＜FS[n-1]＜FS[n]成立时，判断在第(n-2)～第n帧之间的面孔尺寸是增加了，在再次的搜索处理的执行开始时将聚焦透镜31的移动方向确定为极近端方向。

《第2实施例》

其次，对涉及本发明的第2实施例进行说明。由于涉及第2实施例，并与自动聚焦控制相关的部位的方框图与图5相同，所以将重复的附图进行省略。涉及第2实施例的主控制部13(图1)包括图5的面孔检测部41和聚焦控制部20a。聚焦控制部20a被用作图1的聚焦控制部20。第2实施例与第1实施例同样，假设在各帧图像内含有人物的面孔的情况作为前提。

但是，第2实施例假设聚焦控制20a实现所谓单一AF的情况作为前提。所谓单一AF，是一种自动聚焦控制，其一旦搜索到聚焦透镜位置之后，则透镜位置将固定在此聚焦透镜位置上。

在单一AF中，例如透镜位置控制部44使聚焦透镜31在所确定的搜索范围内每次以规定移动量进行移动，在移动时，从AF评估部43取得最新的AF评估值。然后，将在搜索范围内对AF评估值赋予最大值的透镜位置确定为聚焦透镜位置，并从使实际的透镜位置向此确定后的聚焦透镜位置移动开始，固定透镜位置。由此，可实现对AF评估区域内的主要被摄体的聚焦。从上述的说明可以知道，所谓搜索范围是为了搜索聚焦透镜位置，聚焦透镜31所要配置的透镜位置的范围(换言之，用于搜索聚焦透镜位置的聚焦透镜31的移动范围)。搜索范围，典型的例子如聚焦透镜31的可动范围的全体(即极近端与无限远端之间的全体范围)。

现在，假设利用连拍功能等，在比较短的时间间隔内连续地进行多个静止图像的摄像及记录的情况作为前提，假定为如图9所示的具体例子。简言之，以按照对图1的操作部17的操作，将时刻T3时的帧图像作为第一记录图像记录到记录介质16，并且，将时刻T4时的帧图像作为第二记录图像记录到记录介质16作为前提。虽然时刻T4是在时刻T3之后的时刻，但两者的时间间隔比较短。

另外，如图9所示，以符号301对在时刻T3时的帧图像(及第一记录图像)进行参照，以符号351对在时刻T4时的帧图像(及第二记录图像)进行参照。此外，在时刻T3之前，取得多个帧图像，此多个帧图像的每一个分别作为时刻T3之前的直通(through)图像在显示部15上进行更新显示。在时刻T3之前所取得的此多个帧图像被用来实现对帧图像301的单一AF。

同样，在时刻T3之后及时刻T4之前，取得多个帧图像，此多个帧图像的每一个分别作为直通(through)图像在显示部15上进行更新显示(但是，也有不显示的情况)。在时刻T3之后及时刻T4之前所取得的此多个帧图像被用来实现对帧图像351的单一AF。此外，将时刻T3与T4之间的某一时刻作为时刻T_A，以符号311对在时刻T_A时的帧图像进行参照。

应该对帧图像301实现单一AF，聚焦控制20a在时刻T3之前执行单一AF。此时上述的搜索范围，例如、作为聚焦透镜31的可动范围的全体。简言之，在时刻T3之前，透镜位置控制部44使聚焦透镜31从极近端向无限远端(或从无限远端向极近端)每次以规定移动量进行移动，在移动的过程中，从AF评估部43取得最新的AF评估值。然后，将在搜索范围内对AF评估值赋予最大值的透镜位置确定为聚焦透镜位置，并从使实际的透镜位置向此确定后的聚焦透镜位置移动开始，固定透镜位置。帧图像301是在此状态下所取得的。

接着，现在假设在时刻T3之前为恒定的主要被摄体的被摄体距离，在时刻T3与时刻T_A之间逐渐变大了的情况作为前提。在图10(a)中表示时刻T3时的帧图像301，在图10(b)中表示时刻T_A时的帧图像301。在图10(a)中，带有符号302的虚线矩形区域是从帧图像301所抽出的、作为主要被摄体的面孔区域，带有符号303的实线矩形区域是在帧图像301内所定义的AF评估区域。在图10(b)中，带有符号312的虚线矩形区域是从帧图像311所抽出的、作为主要被摄体的面孔区域，带有符号313的实线矩形区域是在帧图像311内所定义的AF评估区域。

图11(a)以及(b)是表示透镜位置与AF评估值的关系的图形。图11(a)的曲线304表示图10(a)的帧图像301所对应的透镜位置与AF评估值之间的关系，图11(b)的曲线314表示图10(b)的帧图像311所对应的透镜位置与AF评估值之间的关系。

在表示曲线304及曲线314的各图形中，横轴表示透镜位置，横轴的右方对应于无限远端侧。在图11(a)中，符号305表示时刻T3时的透镜位置，在图11(b)中，符号315表示时刻T_A时的透镜位置。时刻T_A是对帧图像351(参照图9)执行单一AF之前的时刻，透镜305及315是相同的。虽然透镜位置305与聚焦透镜位置相一致，但是由于被摄体距离的变化的原因，透镜位置315与聚焦透镜位置不一致，时刻T_A时的帧图像311的AF评估值变为非常小。

在时刻T_A～T4之间，聚焦控制部20a虽然对帧图像351执行单一AF，但是此时根据面孔尺寸时间序列信息来确定上述的搜索范围。

在用于进行此搜索范围的确定的面孔尺寸时间序列信息中，包括有对帧图像301以及311的面孔尺寸，由于被摄体距离的增加的原因，与帧图像301中的面孔区域302的面孔尺寸相比，帧图像311中的面孔区域312的面孔尺寸变小了〔参照图10(a)及(b)〕。在对帧图像351执行单一AF(即、对帧图像351的聚焦透镜位置的搜索处理)之前，当检测出这种面孔尺寸的减小时，透镜位置控制部44判断被摄体距离是增加了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围定为比当前的透镜位置更靠近无限远端侧。

即、透镜位置控制部44，将时刻T_A时的透镜位置315〔参照图11(b)以及图12〕与位于比透镜位置315更靠近无限远端侧的透镜位置316之间的透镜位置范围定为对帧图像351的单一AF的搜索范围。此后，在时刻T_A～T4之间，使聚焦透镜31从透镜位置315向无限远端方向每次以规定移动量移动到透镜位置316，在移动的过程中，从AF评估部43取得最新的AF评估值。然后，将在该搜索范围内对AF评估值赋予最大值的透镜位置作为聚焦透镜位置进行确定，并从使实际的透镜位置向此确定后的聚焦透镜位置移动开始，固定透镜位置。图9的帧图像351是在此状态下所取得的。

作为搜索范围的一个端点的图12的透镜位置316，虽然出于简便例如、设为了无限远端，但是也可将透镜位置315与无限远端之间的透镜位置设为透镜位置316。例如，从对帧图像301的AF评估值与对帧图像311的AF评估值的对比，或者面孔区域302的面孔尺寸与面孔区域312的面孔尺寸的对比来推测时刻T3～T_A之间的被摄体距离的变化量〔参照图9、图10(a)及(b)〕，当推测到此变化量为比较小时，根据此推测到的变化量也可将透镜位置316设定在透镜位置315与无限远端之间。

如上所述，如果根据面孔尺寸时间序列信息对单一AF中的搜索范围进行设定，就可减少聚焦透镜位置的搜索时间并谋求单一AF中聚焦的高速化。

此外，虽然对于时刻T_A时的主要被摄体的被摄体距离比时刻T3时的被摄体距离逐渐变大的情况进行了举例，但是对于时刻T_A时的主要被摄体的被摄体距离比时刻T3时的被摄体距离逐渐变小的情况，搜索范围作为与上述相反方向的范围。简言之，若与帧图像301中的面孔区域302的面孔尺寸相比，帧图像311中的面孔区域312的面孔尺寸逐渐变大了，透镜位置控制部44判断被摄体距离是减少了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围确定为比现在的透镜位置更靠近极近端侧。此后的处理只是搜索范围不同，而其他与上述的处理相同。

关于图10(a)以及(b)中所表示的帧图像301和帧图像311的关系进行追加说明。帧图像301以及311，例如、分别为第(n-k+1)以及第n帧图像(如上述、k为大于等于2的整数)。然后出于简便，例如设定k＝2。此时，将根据在邻接的帧图像之间的面孔尺寸变化来确定上述的搜索范围。

当然，k也可设为大于等于3。k＝3时，根据第(n-2)～第n帧图像的面孔尺寸，对在第(n-2)～第n帧之间的面孔尺寸的变化进行检测，并根据此检测结果来确定上述的搜索范围。例如、若将第(n-j)帧图像的面孔尺寸以FS[n-j]来进行表示(j为大于等于0的整数)，当FS[n-2]＞FS[n-1]＞FS[n]成立时，判断在第(n-2)～第n帧之间的面孔尺寸是减小了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围确定为比现在的透镜位置更靠近无限远端侧。另一方面，当FS[n-2]＜FS[n-1]＜FS[n]成立时，判断在第(n-2)～第n帧之间的面孔尺寸是增加了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围确定为比当前的透镜位置更靠近极近端侧。

在图9的时刻T4之后，进一步对于拍摄并记录第三记录图像(第四、第五、…记录图像)的情况也与上述同样地设定搜索范围。即对以时刻T4作为基准的面孔尺寸的变化进行检测，并根据此检测结果确定对第三记录图像的单一AF的搜索范围即可(关于第四、第五、…记录图像也同样)。

《第3实施例》

其次，对涉及本发明的第3实施例进行说明。图13是涉及本发明的第3实施例，关于自动聚焦控制的部位的方框图。涉及第3实施例的主控制部13(图1)包括图13的聚焦控制部20b。聚焦控制部20b被用作图1的聚焦控制部20。聚焦控制部20b包括以符号51～54所参照的各部位。

聚焦控制部20b在各帧图像内设定AF评估区域。AF评估区域是指作为帧图像的一部分的矩形区域。出于简便，例如将位于帧图像的中央附近的规定的矩形区域作为AF评估区域来进行设定。

或例如，也可在出现在帧图像内的被摄体内，将被摄体距离为最近的被摄体所出现的区域作为AF评估区域。此时，如以下那样来设定AF评估区域。将帧图像分割成相互不同的多个候补AF评估区域，通过边使透镜位置从极近端到无限远端进行移动，边对各候补AF评估区域的AF评估值进行计算，从而按每个候补AF评估区域来取得如图7(a)的曲线204所示的透镜位置与AF评估值的关系。然后，按每个候补AF评估区域对在AF评估值中赋予最大值(极大值)的透镜位置进行确定，将所确定的透镜位置为距极近端最近的候补AF评估区域最终设定为AF评估区域。

聚焦控制部20b将设定后的AF评估区域内的被摄体作为主要被摄体来进行处理。

特征点检测部51利用特征点抽出器(未图示)，在主要被摄体上抽出多个特征点。所谓特征点是指可与周围的点相区别并容易追踪的点。这种特征点是，在水平及垂直方向上对浓淡变化量变大的像素进行检测，并利用众知的特征点抽出器(未图示)可以进行自动抽出。所谓特征点抽出器为例如Harris的角检测器、SUSAN的角检测器、KLT的角检测器。

或者考虑从帧图像(以下称为基准帧图像)抽出由第一～第四特征点所形成的四个特征点的情况。在图14中，将基准帧图像中第一～第四特征点分别付与符号421～424的点来进行标示。实际上，虽然也有从包括主要被摄体的AF评估区域抽出五个以上特征点的情况，但是假设从此五个以上的特征点中选定第一～第四特征点。并且，将基准帧图像以符号401进行参照，并将其称为帧图像401。

得到基准帧图像的帧称为基准帧。特征点检测部51在得到基准帧的下一个帧的帧图像时，通过追踪处理来确定此帧图像内的第一～第四特征点。当将在时间上相互邻接的两个帧图像称为前帧图像及现帧图像时，将前帧图像中的特征点的位置的近旁区域作为特征点搜索区域，通过在现帧图像的特征点搜索区域内进行图像匹配处理，可以确定现帧图像的特征点的位置。图像匹配处理，例如通过以前帧图像中的特征点的位置作为中心的矩形区域内的图像来形成样本(template)，对此样本与在现帧图像的特征点搜索区域内的图像的近似性进行计算。特征点检测部51通过反复进行这种追踪处理，在基准帧以后的运动图像内，对由基准帧中所抽出的第一～第四特征点进行追踪。

另外，特征点检测部51对第一～第四特征点之间的距离进行计算。在现在的例子的情况下，如图14所示，在图像上计算出第一与第二特征点之间的距离D1、第二与第三特征点之间的距离D2、第三与第四特征点之间的距离D3以及第四与第一特征点之间的距离D4。距离D1～D4的计算不只针对基准帧图像，还可成为对第一～第四特征点的追踪，也可针对基准帧以后的各帧图像来进行。

特征点历史记录存储器52将最新的k帧份的距离D1～D4以时间序列排列并存储(k如上述，为大于等于2的整数)。例如、在确定了第n帧图像中的距离D1～D4之后，至少在特征点历史记录存储器52存储有第(n-k+1)～第n帧图像的距离D1～D4。将作为存储于特征点历史记录存储器52中的距离D1～D4的集合，总称为“特征点时间序列信息”。特征点时间序列信息向透镜位置控制部54进行输出。

AF评估部53是与图4的AF评估部相同的部位，对各帧图像的AF评估值进行计算。透镜位置控制部54生成用于根据特征点时间序列信息和来自AF评估部53的AF评估值来控制透镜位置的透镜位置控制信号，并通过将其对驱动器34(图2)进行输出来控制透镜位置。

第3实施例假设聚焦控制部20b执行连续AF的情况作为前提。

一次对主要被摄体实现聚焦为止的动作，即、第1实施例中所述的到时刻T1为止的连续AF的动作，是与第1实施例相同的。考虑在基准帧中聚焦透镜位置的搜索处理完了后透镜位置被配置在聚焦透镜位置上的情况。此时，基准帧图像对应于时刻T1时的帧图像〔第1实施例中的图6(a)的帧图像201〕。

然后，与第1实施例同样，假设主要被摄体的被摄体距离从时刻T1到时刻T2的期间逐渐变大的情况作为前提。图15表示时刻T2时的帧图像411，在此帧图像411中所标示的四个点是表示帧图像411中的第一～第四的特征点。

在主要被摄体的移动突然加剧等情况下，无法使透镜位置追随到聚焦透镜位置。本例假定了这种状态，并假设不改变从时刻T1到时刻T2的透镜位置作为前提。这样，在时刻T2的AF评估值从时刻T1时的AF评估值急剧降低。图13的透镜位置控制部54探测到此AF评估值的降低，判断主要被摄体的聚焦状态被破坏了，在时刻T2之后将执行再次的搜索处理。此时，透镜位置控制部54根据特征点时间序列信息对在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向(换言之，聚焦透镜位置的搜索方向)进行确定。

在用于进行此移动方向的确定的特征点时间序列信息中，含有对应于时刻T1及时刻T2的帧图像401及411的距离D1～D4，透镜位置控制部54通过将两帧图像间所对应的两个距离进行比较，对时刻T1-T2之间的主要被摄体的尺寸的变化进行判断。简言之，对距离D1～D4分别检测时刻T1-T2之间的变化量以及变化方向，根据此检测结果对时刻T1-T2之间的主要被摄体的尺寸的变化进行判断。实际上，例如，根据D1～D4的各变化量的平均值，对主要被摄体的尺寸的变化进行判断即可。

第一～第四特征点是表示主要被摄体的特征部位的点，如图16所示，主要被摄体的尺寸与由第一～第四特征点所形成的图形的尺寸成近似比例。因此，当主要被摄体的被摄体距离从时刻T1到时刻T2之间变大了的时候，在时刻T1-T2之间的距离D1～D4将分别减少。当这种减少被检测出时，透镜位置控制部54增加被摄体距离，并判断在图像上的主要被摄体的尺寸减小了，将在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向确定为无限远端方向。因此，在时刻T2之后，将时刻T2时的透镜位置作为基准，边使聚焦透镜31向无限远端移动，边再次搜索最大的AF评估值(即、再次搜索聚焦透镜位置)。

如本实施例所示，即使将主要被摄体的尺寸的变化根据多个特征点之间的距离(换言之，多个特征点之间的相对位置关系)的变化来进行检测，也可实现与第一实施同样的连续AF，并可得到与第1实施例同样的效果。

另外，虽然举例说明了在时刻T2时的主要被摄体的被摄体距离比在时刻T1时的被摄体距离变大了的情况，但是对于在时刻T2时的主要被摄体的被摄体距离比在时刻T1时的被摄体距离变小了的情况，聚焦透镜31的移动方向将改向相反方向。简而言之，当时刻T1-T2之间的距离D1～D4增加了的时候，透镜位置控制部54，减少被摄体距离并判断在图像上的主要被摄体的尺寸是增加了，在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向将确定为极近端方向。

关于图14以及图15中所表示的帧图像401和帧图像411的关系进行追加说明。帧图像401以及411，例如、分别为第(n-k+1)以及第n帧图像(如上述、k为大于等于2的整数)。然后出于简便，例如设定k＝2。此时，根据在邻接的帧图像之间的距离D1～D4的变化来确定上述的移动方向。

当然，k也可设为大于等于3。k＝3时，根据第(n-2)～第n帧图像的距离D1～D4，对在第(n-2)～第n帧之间的主要被摄体的尺寸的变化进行检测，并将根据此检测结果来确定上述的移动方向。例如、当随着从第(n-2)帧移向第n帧，距离D1～D4减少了的时候，判断在图像上的主要被摄体的尺寸是减小了，将在再次的搜索处理的执行开始时的聚焦透镜31的移动方向确定为无限远端方向。另一方面，当随着从第(n-2)帧移向第n帧，距离D1～D4增加了的时候，判断在图像上的主要被摄体的尺寸是增加了，将在再次的搜索处理的执行开始时的聚焦透镜31的移动方向确定为极近端方向。

在上述例子中，虽然被追踪的特征点的个数为四个，但是此个数只要大于等于2即可(在后述的第四以及第6实施例中也同样)。因为只要有两个特征点，就可从两个特征点之间的距离检测出图像上的主要被摄体的尺寸。

《第4实施例》

单一AF也可适用于第3实施例的方法。对此在涉及本发明的第4实施例中进行说明。第4实施例与第3实施例由第1实施例变更而来一样，其相当于将第2实施例进行变更的实施例。由于涉及第4实施例的关于自动聚焦控制的部位的方框图与图13相同，所以省略重复的附图。涉及第4实施例的主控制部13(图1)包括图13的聚焦控制部20b。聚焦控制部20b被用作图1的聚焦控制部20。

与第3实施例相同，聚焦控制部20b在各帧图像内设定AF评估区域，并将设定后的AF评估区域内的被摄体作为主要被摄体进行处理。在聚焦控制部20b内的各部位的基本的动作与第3实施例相同。

在本实施例中也参照图9并与第2实施例同样，以将时刻T3时的帧图像301作为第一记录图像在记录介质16中进行记录。并且，将时刻T4时的帧图像351作为第二记录图像在记录介质16中进行记录的情况作为前提。另外，进一步如图9所示，假设时刻T3和T4之间的时刻T_A时取得了帧图像311。

对帧图像301的单一AF的动作与第2实施例相同，即在时刻T3之前，透镜位置控制部54使聚焦透镜31从极近端向无限远端(或从无限远端向极近端)每次以规定移动量进行移动，在此移动过程中从AF评估部53取得最新的AF评估值。然后，在搜索范围内将对AF评估值赋予最大值的透镜位置作为聚焦透镜位置进行确定，并从使实际的透镜位置向此确定后的聚焦透镜位置移动开始，固定透镜位置。帧图像301是在此状态下取得的。第一～第四的特征点的抽出源的基准帧图像相当于此帧图像301。

然后，与第2实施例相同，假设在时刻T3之前为恒定的主要被摄体的被摄体距离，在时刻T3与时刻T_A之间逐渐变大了的情况(参照图9)。此时，在时刻T3-T_A之间距离D1～D4应该减少。透镜位置控制部54考虑此减少来确定对帧图像351的单一AF的搜索范围。

更具体地说，在时刻T_A-T4之间，聚焦控制部20b虽然对帧图像351执行单一AF，但是根据特征点时间序列信息确定对此时的上述的搜索范围。

在用于进行此搜索范围的确定的特征点时间序列信息中，含有对帧图像301及311的距离D1～D4，透镜位置控制部54通过将在两帧图像间所对应的距离进行比较，对时刻T3-T_A之间的主要被摄体的尺寸的变化进行判断。此方法与第3实施例所述的相同。

第一～第四特征点是表示主要被摄体的特征部位的点，主要被摄体的尺寸与由第一～第四特征点所形成的图形的尺寸成近似比例。因此，当主要被摄体的被摄体距离从时刻T3到时刻T_A之间变大了的时候，在时刻T3-T_A之间距离D1～D4将分别减少。当这种减少被检测出时，透镜位置控制部54增加被摄体距离，并判断在图像上的主要被摄体的尺寸减小了，与第2实施例相同，将对帧图像351的单一AF的搜索范围定为比现在的透镜位置更靠近无限远端侧。

即、与第2实施例相同，若将时刻T_A时的透镜位置称为透镜位置315(参照图12)，则透镜位置控制部54将在时刻T_A时的透镜位置315与比透镜位置315更位于靠近无限远端侧的透镜位置316之间的透镜位置范围定为对帧图像351的单一AF的搜索范围。此后，在时刻T_A～T4之间，使聚焦透镜31从透镜位置315向无限远端方向按每个规定移动量移动到透镜位置316，在移动的过程中，从AF评估部53取得最新的AF评估值。然后，将在该搜索范围内对AF评估值赋予最大值的透镜位置作为聚焦透镜位置进行确定，并从使实际的透镜位置向此确定后的聚焦透镜位置移动开始，固定透镜位置。图9的帧图像351是在此状态下所取得的。

作为搜索范围的一个端点的图12的透镜位置316，虽然出于简便例如、设为了无限远端，但是也可将透镜位置315与无限远端之间的透镜位置设为透镜位置316。例如，从对帧图像301的AF评估值与对帧图像311的AF评估值之间的对比，或者帧图像301中的距离D1～D4与帧图像311中的距离D1～D4之间的对比，来推测时刻T3～T_A之间的被摄体距离的变化量，当推测到此变化量为比较小时，根据此推测到的变化量也可将透镜位置316设定在透镜位置315与无限远端之间。

如本实施例所述，即使是根据多个特征点之间的距离(换言之，多个特征点之间的相对位置关系)来检测主要被摄体的尺寸的变化，也可实现与第2实施例同样的单一AF，并得到与第2实施例同样的效果。

此外，虽然对于时刻T_A时的主要被摄体的被摄体距离比时刻T3时的被摄体距离逐渐变大的情况进行了举例，但是对于时刻T_A时的主要被摄体的被摄体距离比时刻T3时的被摄体距离逐渐变小的情况，搜索范围为与上述相反方向的范围。简言之，当在时刻T3～T_A之间距离D1～D4增加了的时候，透镜位置控制部54将被摄体距离减少，并判断图像上的主要被摄体的尺寸是增加了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围确定为比现在的透镜位置更靠近极近端侧。此后的处理只是搜索范围不同，而其他与上述的处理相同。

在本实施例中进行处理的时刻T3时的帧图像301以及时刻T_A时的帧图像311，例如、为第(n-k+1)以及第n帧图像(如上述、k为大于等于2的整数)。然后出于简便，例如设定k＝2。此时，将根据在邻接的帧图像之间的距离D1～D4的变化来确定上述的搜索范围。

当然，k也可设为大于等于3。k＝3时，根据第(n-2)～第n帧图像的距离D1～D4，对在第(n-2)～第n帧之间的主要被摄体的尺寸的变化进行检测，并将根据此检测结果来确定上述的移动方向。例如、当随着从第(n-2)帧移向第n帧，距离D1～D4减少了的时候，判断在图像上的主要被摄体的尺寸是减小了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围确定为比现在的透镜位置更靠近无限远端侧。另一方面，当随着从第(n-2)帧移向第n帧，距离D1～D4增加了的时候，判断在图像上的主要被摄体的尺寸是增加了，将对帧图像351的单一AF的搜索范围确定为比现在的透镜位置更靠近极近端侧。

在图9的时刻T4之后，进一步对于拍摄并记录第三记录图像(第四、第五、…记录图像)的情况也与上述同样地设定搜索范围。即根据特征点时间序列信息，对以时刻T4作为基准的主要被摄体的尺寸的变化进行检测，并根据此检测结果确定对第三记录图像的单一AF的搜索范围即可(关于第四、第五、…记录图像也同样)。

《第5实施例》

其次，对涉及本发明的第5实施例进行说明。在上述的第一～第4实施例中，虽然假设固定了光学变焦倍率，但是在第5实施例中将对在光学变焦倍率变化中也有益的连续AF进行说明。

光学变焦倍率的变化是通过在图2的变焦透镜30的光学系统35内的移动来实现的。使用者在对操作部17实施规定的变焦操作时，在主控制部13的控制下，通过图2的驱动器34使变焦透镜30进行移动。光学系统35的焦点距离依存于变焦透镜30的位置。通过驱动器34对变焦透镜30的位置进行控制的主控制部13(参照图1)对光学系统35的焦点距离进行识别。

在某一注目的被摄体的被摄体距离为不变的状况下，若通过变焦透镜30的移动使光学系统35的焦点距离增加，则在摄像元件33上形成的注目被摄体的光学图像的尺寸将增加(即光学变焦倍率增加)，若通过变焦透镜30的移动使光学系统35的焦点距离减少，则在摄像元件33上形成的注目被摄体的光学图像的尺寸将减少(即光学变焦倍率减少)。

涉及本发明的第5实施例的关于自动聚焦控制的部位的方框图与图5所示的相同。因此，涉及第5实施例的主控制部13(图1)备有图5的面孔检测部41和聚焦控制部20a。但是，在第5实施例中，对图5的透镜位置控制部44赋予表示光学系统35的焦点距离的焦点距离信息，透镜位置控制部44根据焦点距离信息、面孔尺寸时间序列信息以及AF评估值生成透镜位置控制信号。

与第1实施例相同，假设在各帧图像内含有人物的面孔的情况作为前提，对涉及第5实施例的自动聚焦控制进行更详细的说明。在第5实施例中也与第1实施例相同，由于在AF评估区域内包括有面孔区域，所以将人物的面孔作为主要被摄体来进行处理，以对此主要被摄体进行聚焦的方式进行连续AF。

由面孔检测部41所检测的面孔尺寸不只在主要被摄体的被摄体距离发生变化时发生变化，在光学变焦倍率发生变化时也发生变化。在主要被摄体的被摄体距离不变的状况下，当光学变焦倍率从第一倍率向第二倍率变化时，由面孔检测部41所检测的面孔尺寸将从第一尺寸向第二尺寸变化。此时，将第二尺寸除以第一尺寸所得的值称为“根据光学变焦的面孔尺寸放大率”。

现在，假设从时刻T1到时刻T2之间光学变焦倍率发生变化作为前提。并且，考虑时刻T1及时刻T2时的帧图像分别为图6(a)及(b)的帧图像201及211的情况。如上述，对帧图像201及211设定AF评估区域203及213，并从帧图像201及211抽出面孔区域202及212。

将时刻T1及T2时的焦点距离(即帧图像201及211的拍摄时的焦点距离)分别表示为f1及f2。这样，在时刻T1-T2之间的光学变焦的面孔尺寸放大率Y_Z由下式(1)来进行表示。

Y_Z＝f1/f2…(1)

另外，将面孔区域202及212的面孔尺寸分别以SZ1及SZ2进行表示。面孔尺寸SZ1及SZ2根据帧图像201及211由面孔检测部41进行检测。以面孔区域202的面孔尺寸作为基准，面孔区域212的面孔尺寸将由于在时刻T1-T2之间的光学变焦倍率变化及被摄体距离变化而增减。若假设在时刻T1-T2之间的被摄体距离不变，则可由时刻T2时的拍摄而得到，以SZ2’来表示假想的帧图像中的面孔区域的面孔尺寸。面孔尺寸SZ2’由下式(2)来进行表示。在图17中表示面孔尺寸SZ1、SZ2及SZ2’的关系。

SZ2’＝SZ1×Y_Z …(2)

从由面孔检测部41检测出的面孔尺寸SZ2与由焦点距离变化推测出的面孔尺寸SZ2’的比，可以求出仅由被摄体距离变化而来的面孔尺寸的放大率，即除去了光学变焦倍率变化的影响的面孔尺寸的放大率。以Y_D来对由此比来表示的面孔尺寸的放大率进行表示。放大率Y_D可以由下式(3)求出。

Y_D＝SZ2’/SZ2

＝(SZ1×Y_Z)/SZ2…(3)

＝{SZ1×(f1/f2)}/SZ2

透镜位置控制部44根据面孔尺寸时间序列信息和焦点距离信息，求出在时刻T1-T2之间的放大率Y_D，并根据放大率Y_D来调整透镜位置。具体而言，进行如下的动作。

假定通过在时刻T1以前执行的连续AF(第1实施例中所述的搜索处理)在时刻T1对主要被摄体进行了聚焦，在时刻T1时的透镜位置与聚焦透镜位置相吻合。然后，假定从时刻T1到时刻T2，主要被摄体的被摄体距离及光学变焦倍率至少一个发生了变化。在主要被摄体的移动突然加剧等情况下，不能使透镜位置追踪聚焦透镜位置。本例假定了这种状态，并假设不改变从时刻T1到时刻T2的透镜位置作为前提。这样，在时刻T2的AF评估值将从时刻T1时的AF评估值急剧降低。透镜位置控制部44探测到此AF评估值的降低，判断主要被摄体的聚焦状态被破坏了，在时刻T2之后将执行再次的搜索处理。

此时，透镜位置控制部44根据面孔尺寸时间序列信息以及焦点距离信息对在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向(换言之，聚焦透镜位置的搜索方向)进行确定。具体而言，根据面孔尺寸时间序列信息中所含有的面孔区域201及211的面孔尺寸SZ1及SZ2，和焦点距离信息中所含有的时刻T1及T2的焦点距离f1及f2，按照上式(3)求出时刻T1-T2之间的放大率Y_D，并从放大率Y_D来推定在时刻T1-T2之间的主要被摄体的被摄体距离的变化(换言之，推定从摄像装置1看到的主要被摄体的移动方向)。

若放大率Y_D大于1，则推定主要被摄体的被摄体距离为减少，将再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向定为极近端方向。对于此种情况，在时刻T2以后将时刻T2时的透镜位置作为基准，边将聚焦透镜31向极近端方向移动，边进行聚焦透镜位置的再搜索。

另一方面，若放大率Y_D小于1，则推定主要被摄体的被摄体距离为增加，将再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向定为无限远端方向。对于此种情况，在时刻T2以后将时刻T2时的透镜位置作为基准，边将聚焦透镜31向无限远端方向移动，边进行聚焦透镜位置的再搜索。

参照图18对涉及第5实施例的连续AF的动作流程进行说明。图18是涉及本发明的第5实施例的连续AF的动作流程图。在连续AF的动作中，对依次得到的各帧图像进行通过面孔检测部41的面孔检测处理以及通过AF评估部43的AF评估值计算处理，并且根据此面孔检测处理的结果将面孔尺寸时间序列信息依次进行更新。

一旦开始进行作为自动聚焦控制的连续AF，首先在步骤S1中将AF动作模式设定为登山模式，接着在步骤S2中将透镜驱动方向(使聚焦透镜31移动的方向)设定为极近端方向，此后移到步骤S3。AF动作模式规定自动聚焦控制的状态。AF动作模式设定为登山模式、停止模式及再起动模式中的任一种模式。AF动作模式设定为登山模式时，根据登山法来对聚焦透镜31进行驱动(即透镜位置的调整)，AF动作模式设定为停止模式时，聚焦透镜31将被停止。再起动模式是用于将AF动作模式从停止模式返回登山模式的模式，在AF动作模式设定为再起动模式时，聚焦透镜31也是停止的。

在步骤S3中对AF动作模式是否为登山模式进行确认，若AF动作模式为登山模式则移到步骤S4，若不为登山模式则移到步骤10。在步骤S4中，将聚焦透镜31向当前时刻设定的透镜驱动方向进行驱动(也就是使透镜位置向透镜驱动方向移动规定量)，此后，移到步骤S5。此驱动如上述所述，是按照来自透镜位置控制部44的透镜控制信号来进行的。

在步骤S5中，透镜位置控制部44通过将在步骤S4的透镜驱动前后所得到的AF评估值进行对比，来判断在透镜驱动后得到的AF评估值相对于在透镜驱动前得到的AF评估值是否增加了。当判断AF评估值为增加的时候，将返回步骤S3，另一方面，当判断AF评估值为减少的时候，经步骤S6使透镜驱动方向反转之后移到步骤S7。例如、在透镜驱动方向被设定为极近端方向的状态下，当观测到AF评估值的减少时，透镜驱动方向将经步骤S6被设定为无限远端方向。

在步骤S7中，透镜位置控制部44对是否找到赋予AF评估值为极大值的透镜位置进行判断。通过使透镜位置向规定的方向进行移动来增加AF评估值之后，若发生了减少，则是在此移动过程中AF评估值取得了极大值。如果观测到了这种极大值，将从步骤S7移到步骤S8，一方面使聚焦透镜31的位置停止在对AF评估值赋予极大值的位置(即聚焦透镜位置)上，一方面将AF动作模式设定为停止模式，然后返回步骤S3。在步骤S7中，当未找到赋予AF评估值为极大值的透镜位置的时候，将从步骤S7直接返回步骤S3。

在步骤S10中对AF动作模式是否为停止模式进行确认，若AF动作模式是停止模式则移到步骤S11，若不是停止模式则移到步骤S20。在停止模式中，透镜位置控制部44根据从AF评估部43依次送来的AF评估值来监视AF评估值是否稳定。当AF评估值发生急剧变化时，将判断AF评估值为不稳定，而不发生急剧变化时将判断AF评估值为稳定。例如，当AF评估值在单位时间内的减少在规定值以上时，就判断AF评估值为不稳定。

在步骤S11中当判断AF评估值为稳定的时候，在步骤S12中将AF动作模式设定为停止模式之后返回步骤S3，在步骤S11中当判断AF评估值为不稳定的时候，在步骤S13中将AF动作模式设定为再起动模式之后返回步骤S3。

在步骤S20中对AF动作模式是否为再起动模式进行确认，若AF动作模式是再起动模式则移到步骤S21，若不是停止模式则移到步骤S1。在步骤S21中透镜位置控制部44按照上述的计算方法，根据面孔尺寸时间序列信息和焦点距离信息计算出放大率Y_D，并且将AF动作模式设定为登山模式。此后，在步骤S22中将计算出的放大率Y_D与1进行比较。然后，若Y_D＞1，则判断主要被摄体的被摄体距离为减少，经步骤S23将透镜驱动方向设定为极近端方向之后返回步骤S3，另一方面，若Y_D＜1，则判断主要被摄体的被摄体距离为增加，经步骤S24将透镜驱动方向设定为无限远端方向之后返回步骤S3。由此，将执行与主要被摄体的被摄体距离的变化相应的聚焦透镜位置的再搜索。

通过执行如上所述的连续AF，与第1实施例相同，可以谋求连续AF的稳定性的提高以及聚焦速度的提高。除此之外，即使在光学变焦倍率变化当中，由于根据主要被摄体的移动方向的正确的推定结果来进行聚焦透镜的位置的移动控制，所以可以谋求连续AF的稳定性的进一步提高。

《第6实施例》

也可将上述的第5实施例与第3实施例相组合，由此也可得到与第5实施例相同的效果。将涉及此组合的实施例作为第6实施例。涉及第6实施例的关于自动聚焦控制的部位的方框图与图13所示的相同。因此，涉及第6实施例的主控制部13(图1)备有图13的聚焦控制部20b。但是，在第6实施例中，对图13的透镜位置控制部54赋予表示光学系统35的焦点距离的焦点距离信息，透镜位置控制部54根据焦点距离信息、特征点时间系列信息以及AF评估值，生成透镜位置控制信号。

在第6实施例中也通过聚焦控制部20b来执行连续AF。现在，考虑时刻T1及时刻T2时的帧图像分别为图14及图15的帧图像401及411的情况。进行一次对主要被摄体到实现聚焦为止的动作，即到时刻T1为止的连续AF的动作，与第1实施例所述的相同。

简言之，假设通过在时刻T1之前执行的连续AF(第1实施例所述的搜索处理)，在时刻T1对主要被摄体进行了聚焦，并在此时刻T1时的透镜位置与聚焦透镜位置相吻合作为前提。然后，假定从时刻T1到时刻T2，主要被摄体的被摄体距离及光学变焦倍率至少一个发生了变化。在主要被摄体的移动突然加剧等情况下，不能使透镜位置追踪到聚焦透镜位置。本例假定了这种状态，并假设不改变从时刻T1到时刻T2的透镜位置作为前提。这样，在时刻T2的AF评估值从时刻T1时的AF评估值急剧降低。透镜位置控制部54探测到此AF评估值的降低，判断主要被摄体的聚焦状态被破坏了，在时刻T2之后将执行再次的搜索处理。

此时，透镜位置控制部54根据特征点时间序列信息以及焦点距离信息对在再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向(换言之，聚焦透镜位置的搜索方向)进行确定。在此特征点时间序列信息中包括有对帧图像401及402分别计算出的距离D1～D4的数据，在此焦点距离信息中包括有在拍摄帧图像401及402时的焦点距离的数据。

具体而言，例如透镜位置控制部54将帧图像401的距离D1～D4的平均值D_AVE1作为在帧图像401中的主要被摄体的尺寸进行推定的同时，将帧图像411的距离D1～D4的平均值D_AVE2作为在帧图像411中的主要被摄体的尺寸进行推定。然后，将帧图像401及帧图像411中的主要被摄体的尺寸的推定植D_AVE1及D_AVE2分别代入上述式(3)的SZ1及SZ2，并且将拍摄帧图像401及帧图像402时的焦点距离分别代入上述式(3)的f1及f2，从而求出式(3)左边的值Y_D。在此求出的Y_D是仅由被摄体距离变化而来的主要被摄体的尺寸的放大率，即表示除去了光学变焦倍率变化的影响的主要被摄体的尺寸的放大率。

透镜位置控制部54从求出的放大率Y_D来推定在时刻T1-T2之间的主要被摄体的被摄体距离的变化(换言之，推定从摄像装置1看到的主要被摄体的移动方向)，根据推定结果，对用于再搜索聚焦透镜位置的聚焦透镜31的移动方向进行确定。

具体而言，若放大率Y_D大于1则推定主要被摄体的被摄体距离为减少了，将再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向定为极近端方向。对于此情况，在时刻T2以后将时刻T2时的透镜位置作为基准，边将聚焦透镜31向极近端方向移动，边进行聚焦透镜的再搜索。

另一方面，若放大率Y_D小于1则推定主要被摄体的被摄体距离为增加了，将再次的搜索处理的执行开始时聚焦透镜31的移动方向定为无限远端方向。对于此情况，在时刻T2以后将时刻T2时的透镜位置作为基准，边将聚焦透镜31向无限远端方向移动，边进行聚焦透镜的再搜索。

《第7实施例》

在上述各实施例中，在摄像部11中设置有聚焦透镜31，并通过将固定住的摄像元件33作为基准使聚焦透镜31的位置发生变化来进行焦点的调节，由此来实现对主要被摄体的聚焦。但是，也可通过摄像元件33的移动来实现此聚焦。即不是将聚焦透镜31而是将摄像元件33的位置经驱动器34设为可变更，通过摄像元件33的驱动使摄像元件33与光学系统35内的固定透镜(未图示)之间的位置关系发生变化，来进行焦点的调节，也可由此来实现对主要被摄体的聚焦。将通过摄像元件33的移动来进行焦点的调节的实施例作为第7实施例。

当对如第1实施例所示的聚焦透镜31进行驱动时，通过聚焦透镜31的移动来调整聚焦透镜31与摄像元件33之间的距离，以将该距离设定为最佳距离来实现对主要被摄体的聚焦。另一方面，当驱动摄像元件33时，通过摄像元件33的移动来调整上述固定透镜与摄像元件33之间的距离，以将该距离设定为最佳距离来实现对主要被摄体的聚焦。上述固定透镜是指为了使被摄体的光学图像在摄像元件33上进行成像而固定并配置于光学系统35内的透镜。若考虑到聚焦透镜31的位置经常是固定的，则此经常被固定住的聚焦透镜31是固定透镜的一种。

用于将上述的距离设定为最佳距离而进行移动的移动物体即使是摄像元件33，第1～第6实施例中所述的技术也是完全适用的。当然，由于第1～第6实施例与第7实施例之间的该移动物体的不同，所以当将第1～第6实施例中所述的事项适用到第7实施例的时候，应当进行适当的置换。

现在，出于简便将摄像元件33的位置称为元件位置，将对主要被摄体进行聚焦时的摄像元件33的位置称为聚焦元件位置。在第7实施例中摄像元件33沿着光学系统35的光轴方向是可移动的，摄像元件33的可动范围是指规定的极近端与规定的无限远端之间的范围。当摄像元件33被配置在极近端的时候，焦点吻合的被摄体的被摄体距离为最小，当摄像元件33被配置在无限远端的时候，焦点吻合的被摄体的被摄体距离为最大。然后，随着摄像元件33从极近端向无限远端进行移动，焦点吻合的被摄体的被摄体距离将变大。但是，在第7实施例中所述的、对于摄像元件33的可动范围而言的极近端以及无限远端的位置，当然与对于上述的聚焦透镜31而言是不同的。

当将第1～第6实施例中所述的事项适用到第7实施例的时候，根据需要，将在第1～第6实施例中所述的聚焦透镜31、透镜位置以及聚焦位置分别置换为摄像元件33、元件位置以及聚焦元件位置即可。

在实现连续AF时，将摄像元件33的位置边向极近端方向或无限远端方向每次以规定移动量进行移动，边搜索AF评估值的最大值，由此来搜索聚焦元件位置。与搜索聚焦透镜位置的处理相同，将搜索聚焦元件位置的处理也称为搜索处理。在实现了一次聚焦之后聚焦状态又被破坏了的时候，虽然将执行再次的搜索处理，但是此时，将在再次的搜索处理的执行开始时的摄像元件33的移动方向(换言之，聚焦元件位置的搜索方向)按照第一、第三、第五或第6实施例中所述的方法，根据面孔尺寸时间序列信息、特征点时间序列信息、面孔尺寸时间序列信息及焦点距离信息、或者特征点时间序列信息及焦点距离信息来进行确定。

即在再次的搜索处理的执行之前，当检测出图像上主要被摄体的尺寸的减少时(或当判断主要被摄体的被摄体距离是增加的时候)，将在再次的搜索处理的执行开始时的摄像元件33的移动方向定为无限远端方向。另一方面，在再次的搜索处理的执行之前，当检测出图像上主要被摄体的尺寸的增加时(或当判断主要被摄体的被摄体距离是减少的时候)，将在再次的搜索处理的执行开始时的摄像元件33的移动方向定为极近端方向。

在单一AF中，当执行了第一次的搜索处理之后执行第二次的搜索处理时，将在第二次的搜索处理执行时的聚焦元件位置的搜索范围按照第2或第4实施例中所述的方法，根据面孔尺寸时间序列信息或特征点时间序列信息进行确定即可。

即在第二次的搜索处理的执行之前，当检测出图像上主要被摄体的尺寸的减少时(或当判断主要被摄体的被摄体距离是增加的时候)，将比第一次的搜索处理所得到的聚焦元件位置更靠近无限远端侧的位置范围确定为在第二次的搜索处理的执行时聚焦元件位置的搜索范围。另一方面，在第二次的搜索处理的执行之前，当检测出图像上主要被摄体的尺寸的增加时(或当判断主要被摄体的被摄体距离是减少的时候)，将比第一次的搜索处理所得到的聚焦元件位置更靠近极近端侧的位置范围确定为在第二次的搜索处理的执行时聚焦元件位置的搜索范围。

并且，虽然涉及第7实施例的聚焦控制部是由图5的聚焦控制部20a或图13的聚焦控制部20b所形成的，但是在第7实施例中，图5或图13的透镜位置控制部44或55将作为元件位置控制部来进行工作，此元件位置控制部应该实现聚焦元件位置的搜索处理，将用于控制元件位置的元件位置控制信号对驱动器34进行送出。此外，摄像元件33的驱动是利用驱动器元件及压电元件来实现的。当驱动聚焦透镜31时也相同。

《变形等》

在上述说明书中所示的具体数值只是例示，当然可以将它们变更为各种数值。作为上述实施方式的变形例或注释事项在以下将以注释1～注释3进行记述。各注释中所记载的内容在不矛盾的前提下可以任意进行组合。

[注释1]

在第1、第2以及第5实施例中，通过图5的面孔检测部41所得到的检测结果并非总是正确的，在面孔朝向发生改变或在面孔前进入了别的物体等情况下，面孔检测的可靠性将变低。在面孔检测部41中，由于面孔检测的可靠性是通过表示注目区域的面孔真实度(顔らしさ)的数值来进行表示的，所以当根据此数值判断出面孔检测的可靠性为低时，不进行第一或第5实施例中所述的移动方向的设定以及第2实施例中所述的搜索范围的设定即可。由此，可防止由于面孔的误检测而使聚焦速度变慢。

[注释2]

在第1、第2以及第5实施例中，虽然在摄像装置1内设置有面孔检测部41并将从各帧图像内检测的对象物(特定种类的物体)定为人的面孔，但是本发明并不局限于此。即、也可将面孔以外的特定种类的物体作为从帧图像内应检测的对象物来进行处理(当利用面孔检测部41时，特定种类的物体是人物的面孔)。例如、也可将应检测的对象物定为车辆。面孔以外的对象物的检测也可通过使用公知的方法(图案匹配等)来实现。

[注释3]

图1的摄像装置1可通过硬件或者硬件与软件的组合来实现。尤其图5及图13中所示的各部位的功能可通过硬件、软件或硬件与软件的组合来实现。当利用软件来构成摄像装置1时，由软件实现的部位的方框图将是表示其部位的功能方框图。

Claims

1.一种摄像装置，备有：

摄像元件，其对入射后的光进行光电转换；和

聚焦控制部，其根据由所述摄像元件的光电转换而得到的摄像信号来调节焦点，

所述聚焦控制部备有：变化检测部，其根据所述摄像信号检测运动图像内的特定的被摄体的尺寸的变化，

所述聚焦控制部还考虑所述变化来调节所述焦点，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

通过用于调节所述焦点的聚焦透镜将所述光入射到所述摄像元件，

该摄像装置还备有驱动所述聚焦透镜的驱动部，

所述聚焦控制部根据所述摄像信号，通过利用所述驱动部控制所述聚焦透镜的透镜位置来进行所述焦点的调节，并根据所述特定的被摄体的尺寸的变化控制所述透镜位置，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

在将聚焦到所述特定的被摄体上之时的所述透镜位置称为聚焦透镜位置的情况下，

所述聚焦控制部，

利用通过使所述聚焦透镜向极近端方向或无限远端方向进行移动来搜索所述聚焦透镜位置的搜索处理，实现对所述特定的被摄体的聚焦，

在实现了一次此聚焦之后再次执行所述搜索处理之时，根据所述特定的被摄体的尺寸的变化，确定该再次的搜索处理的执行开始时的所述聚焦透镜的移动方向。

4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，

所述聚焦控制部，

当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的减小时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述无限远端方向，

当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的增加时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述极近端方向。

5.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

所述聚焦控制部，

在实现了一次此聚焦之后再次执行所述搜索处理之时，根据所述特定的被摄体的尺寸的变化，设定该再次的搜索处理的执行时的所述聚焦透镜位置的搜索范围。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，

所述聚焦控制部，

当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的减小时，将比在上次的搜索处理中所得到的所述聚焦透镜位置更靠近无限远端侧的透镜位置范围设定为所述搜索范围，

另一方面，当在再次的搜索处理的执行之前检测出所述尺寸的增加时，将比在上次的搜索处理中所得到的所述聚焦透镜位置更靠近极近端侧的透镜位置范围设定为所述搜索范围。

7.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

还备有变焦透镜，其实现用于变更在所述摄像元件上所形成的光学图像的尺寸的光学变焦，

所述聚焦控制部根据在所述运动图像内的所述特定的被摄体的尺寸的变化，和在所述运动图像的取得中的所述光学变焦的倍率变化，来控制所述透镜位置。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，

所述聚焦控制部，

在实现了一次此聚焦之后再次执行所述搜索处理之时，根据所述特定的被摄体的尺寸的变化和所述光学变焦的倍率变化，确定该再次的搜索处理的执行开始时的所述聚焦透镜的移动方向。

9.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，

所述变化检测部根据所述特定的被摄体的尺寸的变化和所述光学变焦的倍率变化，推定所述特定的被摄体与所述摄像装置之间在实际空间上的距离的变化，

所述聚焦控制部，

当在再次的搜索处理的执行之前的推定变化表示所述距离的增加时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述无限远端方向，

当在再次的搜索处理的执行之前的推定变化表示为所述距离的减少时，将该再次的搜索处理的执行开始时的所述移动方向设为所述极近端方向。

10.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述聚焦控制部，

根据所述摄像信号通过驱动控制所述摄像元件的位置进行所述焦点的调节，

并根据所述特定的被摄体的尺寸的变化对所述摄像元件的位置进行控制，以使聚焦到所述特定的被摄体上。

11.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

还备有物体检测部，其根据所述摄像信号，从形成所述运动图像的各帧图像检测特定种类的物体作为所述特定的被摄体，

所述变化检测部根据所述物体检测部的检测结果检测所述特定的被摄体的尺寸的变化。

12.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

还备有特征点检测部，其从所述运动图像中的基准的帧图像抽出所述特定的被摄体的多个特征点，并对形成所述运动图像的各帧图像中的所述多个特征点的位置进行检测，

所述变化检测部根据在不同帧图像之间的所述多个特征点间的相对位置变化，检测所述特定的被摄体的尺寸的变化。

13.根据权利要求11所述的摄像装置，其特征在于，

所述特定种类的物体包括人物的面孔。

14.一种自动聚焦控制方法，根据来自将入射光进行光电转换的摄像元件的摄像信号来进行焦点的调节，在此方法中，

根据所述摄像信号检测在运动图像内的特定的被摄体的尺寸的变化，

还考虑所述变化来调节所述焦点，以使聚焦到所述特定的被摄体上。