JP2007212723A - 合焦位置決定方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラスト検出方式のＡＦ機構を搭載した撮影装置等において、ピントが大きく外れることを防止する。
【解決手段】例えばＣＣＤ５８、アナログ信号処理部６０、画像入力コントローラ６１、ＡＦ処理部６２、ＣＰＵ７５およびフォーカスレンズ駆動部５１からなる自動焦点合わせ機構を備えて、撮影レンズ２０ａを所定の被写体に合焦するように合焦動作させる撮影装置において、被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、自動焦点合わせ機構による合焦を行わずに、撮影レンズ２０ａの位置を、予め定めた所定位置に設定する制御手段（例えばＡＦ処理部６２、ＣＰＵ７５およびフォーカスレンズ駆動部５１から構成される）を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動焦点合わせ機構を備えたデジタルスチルカメラ等の撮影装置における合焦位置決定方法に関するものである。

また本発明は、上述のような合焦位置決定方法を実施するための装置に関するものである。

従来、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮影装置において、撮影レンズを、所定の被写体に合焦するように合焦動作させる自動焦点合わせ（以下、「ＡＦ」と称する）機構が広く適用されている。この種のＡＦ機構としては、撮影装置から被写体に赤外線を照射し、被写体で反射して撮影装置に戻って来た赤外線の角度を検出することによって被写体までの距離を測定して、その測定距離位置にある物体に合焦する位置に撮影レンズを設定するようにしたいわゆるアクティブ方式のものや、撮影装置の撮像手段が出力する画像信号を処理して合焦状態を検出し、最良の合焦状態が得られる位置に撮影レンズを設定するようにしたいわゆるパッシブ方式のものが知られている。

上記パッシブ方式のＡＦ機構としては、像の横ズレ量から合焦状態を判別するようにした位相検出方式と、像のコントラストから合焦状態を判別するようにしたコントラスト検出方式が広く知られており、例えば特許文献１には後者の方式を採用したＡＦ機構の一例が記載されている。このコントラスト検出方式のＡＦ機構は、撮影レンズを合焦のための動作範囲内で移動させ、そのとき撮像手段の出力信号が示す撮影画像のコントラストがピーク値を取った位置に撮影レンズを設定するようにしたものである。

なお特許文献１には、上記コントラスト検出方式のＡＦを行うとともに、撮像手段が出力する画像信号が示す被写体の特徴量（人物の顔のサイズや、両目の間の距離等）に基づいて撮影レンズから被写体までの距離を演算し、この演算された距離とＡＦ機構が求めた合焦位置の双方に基づいて最終的な合焦位置を決定するようにした合焦位置決定方法も記載されている。
特開２００４−３２０２８６号公報

ところで、上述したコントラスト検出方式のＡＦ機構を搭載した撮影装置でスチル写真などを撮影する場合、特に蛍光灯下での撮影時などには、ピントが大きく外れた画像が撮影されてしまうことがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コントラスト検出方式のＡＦ機構を搭載した撮影装置等において、ピントが大きく外れることを防止できる合焦位置決定方法を提供することを目的とする。

また本発明は、そのような合焦位置決定方法を実施できる合焦位置決定装置を提供することを目的とする。

本発明者は、蛍光灯下での撮影時などにピントが大きく外れた画像が撮影されてしまうという上述の問題は、照明光源である蛍光灯などのフリッカに起因していることを突きとめた。すなわち、コントラスト検出方式のＡＦ機構は前述した通り、撮像手段の出力信号が示す撮影画像のコントラストがピーク値を取った位置に撮影レンズを設定するものであるが、照明光源にフリッカが発生していると、フリッカによって撮影画像のコントラストが左右されるので、正しいコントラストのピーク値を求めることが不可能になるのである。

本発明による合焦位置決定方法は、この新しい知見に基づいて得られたものであり、
撮影レンズを所定の被写体に合焦するように合焦動作させるＡＦ機構を備えた撮影装置において、
被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、前記ＡＦ機構による合焦を行わずに、前記撮影レンズの位置を予め定めた所定位置に設定することを特徴とするものである。

なお、この本発明による合焦位置決定方法においては、撮影装置を構成する撮像手段の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として用いることが望ましい。しかし、フリッカの発生をそのように自動検出することは必ずしも必要ではなく、例えば撮影装置にフリッカ発生を通知するボタン等の入力手段を設けておき、撮影者が蛍光灯下で撮影する等の際にはそのボタンを押して、撮影装置にフリッカ発生を示す情報を入力するようにしてもよい。

また本発明による合焦位置決定方法は、前述したフリッカによるピント外れの発生原因を考慮すると、コントラスト検出方式のＡＦすなわち、撮影レンズを合焦のための動作範囲内で光軸方向に移動させ、そのとき撮像手段の出力信号が示す撮影画像のコントラストがピーク値を取った位置に撮影レンズを設定するようにしたＡＦを行う場合に適用されることが望ましい。そしてその場合は、ＡＦのために撮影レンズが動かされるとき、該撮影レンズの光軸方向位置毎のコントラストの分布状態に基づいて、フリッカの発生を検出することができる。

ただし本発明の合焦位置決定方法は、上記コントラスト検出方式のＡＦ機構に限らず、その他の方式のＡＦ機構が採用された撮影装置に適用することも可能である。

また本発明の合焦位置決定方法において、前述の「予め定めた所定位置」は、一例としてパンフォーカス位置とすることが望ましい。

あるいは、撮影装置を構成する撮像手段の出力信号から、被写体の特徴部分のサイズ（人間の顔の寸法や、両目の間の距離等）に基づいて被写体距離を判別するようにし、前述の「予め定めた所定位置」を、この判別された被写体距離にある物体に合焦する位置としてもよい。

さらに本発明の合焦位置決定方法においては、被写体にフラッシュ光が適正に届く距離と、前記判別された被写体距離とを比較し、前者が後者よりも短い場合は、その前者の距離にある物体に合焦する位置を、上記「予め定めた所定位置」としてもよい。

一方、本発明による合焦位置決定装置は、
撮影レンズを所定の被写体に合焦するように合焦動作させるＡＦ機構を備えた撮影装置において、
被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、ＡＦ機構による合焦を実行させないで、前記撮影レンズの位置を、予め定めた所定位置に設定する制御手段が設けられてなるものである。

この本発明による合焦位置決定装置においては、撮影装置を構成する撮像手段の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として前記制御手段に入力するフリッカ発生検出手段を備えていることが望ましい。

また本発明による合焦位置決定装置は、前述したフリッカによるピント外れの発生原因を考慮すると、コントラスト検出方式のＡＦ機構すなわち、撮影レンズを合焦のための動作範囲内で光軸方向に移動させ、そのとき撮像手段の出力信号が示す撮影画像のコントラストがピーク値を取った位置に撮影レンズを設定するＡＦ機構を備えていることが望ましい。そしてその場合は前記フリッカ発生検出手段として、ＡＦを行うために撮影レンズが動かされるとき、該撮影レンズの光軸位置毎の前記コントラストの分布状態に基づいてフリッカの発生を検出するものを好適に用いることができる。

さらに本発明による合焦位置決定装置は、撮影者により操作されて、フリッカ発生情報を前記制御手段に入力するスイッチが設けられることが望ましい。

他方前記制御手段としては、上に述べた「予め定めた所定位置」をパンフォーカス位置とするものであることが望ましい。

また本発明による合焦位置決定装置は、撮影装置を構成する撮像手段の出力信号から、被写体の特徴部分のサイズに基づいて被写体距離を判別する手段を備えた上で、前記制御手段として、前記「予め定めた所定位置」を、前記判別された被写体距離にある物体に合焦する位置とするように構成されたものが適用されることが望ましい。

さらに本発明による合焦位置決定装置は、被写体にフラッシュ光が適正に届く距離と、前記判別された被写体距離とを比較する手段を備えた上で、前記制御手段として、前記フラッシュ光が適正に届く距離が前記判別された被写体距離よりも短い場合は、そのフラッシュ光が適正に届く距離にある物体に合焦する位置を、前記「予め定めた所定位置」とするように構成されたものが適用されることが望ましい。

本発明による合焦位置決定方法は、被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、ＡＦ機構による合焦を行わずに、撮影レンズの位置を予め定めた所定位置に設定するようにしたので、ＡＦ機構によって正常にＡＦがなされる場合と比べると焦点合わせの精度が落ちることも有り得るが、その反面、フリッカによってピントが大きく外れることは防止可能となる。

なお、この本発明による合焦位置決定方法において特に、撮影装置を構成する撮像手段の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として用いるようにした場合は、撮影者が特別な操作をしなくても、自動的に上述の作用、効果を得ることができる。

また、本発明による合焦位置決定方法において特に、撮影装置を構成する撮像手段の出力信号から、被写体の特徴部分のサイズに基づいて被写体距離を判別するようにし、そして前述の「予め定めた所定位置」を、この判別された被写体距離にある物体に合焦する位置とする場合は、「予め定めた所定位置」をパンフォーカス位置とするような場合と比べて、より正確に被写体に合焦させることが可能となる。

また、本発明の合焦位置決定方法において特に、被写体にフラッシュ光が適正に届く距離と、前記判別された被写体距離とを比較し、前者が後者よりも短い場合は、その前者の距離にある物体に合焦する位置を上記「予め定めた所定位置」とする場合は、暗くて見難い被写体に合焦することを回避して、明るくて見やすい位置にある被写体に合焦した画像を撮影可能となる。

一方、本発明による合焦位置決定装置は、撮影レンズを所定の被写体に合焦するように合焦動作させるＡＦ機構を備えた撮影装置において、被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、ＡＦ機構による合焦を実行させないで、撮影レンズの位置を予め定めた所定位置に設定する制御手段が設けられてなるものであるので、上記本発明の合焦位置決定方法を実施できるものとなる。

また、この本発明による合焦位置決定装置が特に、撮影装置を構成する撮像手段の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として前記制御手段に入力するフリッカ発生検出手段を備えている場合は、撮影者が特別な操作をしなくても、自動的に上述の作用、効果を得ることができる。

また、本発明による合焦位置決定装置が特に、撮影装置を構成する撮像手段の出力信号から、被写体の特徴部分のサイズに基づいて被写体距離を判別する手段を有するとともに、前記制御手段が、前記「予め定めた所定位置」を、前記判別された被写体距離にある物体に合焦する位置とするように構成されている場合は、「予め定めた所定位置」をパンフォーカス位置とするような場合と比べて、より正確に被写体に合焦させることが可能となる。

また、本発明による合焦位置決定装置が特に、被写体にフラッシュ光が適正に届く距離と、前記判別された被写体距離とを比較する手段を有するとともに、前記制御手段が、前記フラッシュ光が適正に届く距離が前記判別された被写体距離よりも短い場合は、そのフラッシュ光が適正に届く距離にある物体に合焦する位置を、前記「予め定めた所定位置」とするように構成されている場合は、暗くて見難い被写体に合焦することを回避して、明るくて見やすい位置にある被写体に合焦した画像を撮影可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１および図２は、本発明の第１の実施形態による合焦位置決定装置を備えたデジタルスチルカメラ（以下、単にデジタルカメラという）の一例を示すものであり、それぞれ背面側から、前面側から見た状態を示している。

図１に示す通りこのデジタルカメラ１のボディ本体１０の背面には、撮影者による操作のためのインターフェースとして、動作モードスイッチ１１、メニュー／ＯＫボタン１２、ズーム／上下矢印レバー１３、左右矢印ボタン１４、Ｂａｃｋ（戻る）ボタン１５、表示切替ボタン１６が設けられ、さらに撮影のためのファインダ１７および、撮影並びに再生のための液晶モニタ１８が設けられている。またボディ本体１０の上面には、シャッターボタン１９が設けられている。

また図２に示すようにボディ本体１０の前面には、撮影レンズ２０、レンズカバー２１、電源スイッチ２２、ファインダ窓２３、フラッシュ２４、およびセルフタイマーランプ２５が設けられている。

動作モードスイッチ１１は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードの各動作モードを切り替えるためのスライドスイッチである。メニュー／ＯＫボタン１２は、押下することによって、撮影モード、フラッシュ発光モード、記録画素数や感度等の設定を行うための各種メニューを液晶モニタ１８に表示させたり、液晶モニタ１８に表示されたメニューに基づく選択・設定を確定させたりするためのボタンである。

ズーム／上下矢印レバー１３は、上下方向に倒すことによって、撮影時は望遠／広角の調整を行い、各種設定時は液晶モニタ１８に表示されるメニュー画面中のカーソルを上下に移動させるためのレバーである。左右矢印ボタン１４は、各種設定時に液晶モニタ１８に表示されるメニュー画面中のカーソルを左右に移動させるためのボタンである。

Ｂａｃｋ（戻る）ボタン１５は、押下することによって各種設定操作を中止し、１つ前の画面に戻るためのボタンである。表示切替ボタン１６は、押下することによって液晶モニタ１８の表示のＯＮ／ＯＦＦ、各種ガイド表示、文字表示のＯＮ／ＯＦＦ等を切り替えるためのボタンである。

以上説明した各ボタンおよびレバーの操作によって設定された内容は、液晶モニタ１８中の表示や、ファインダ内のランプ、スライドレバーの位置等によって確認可能となっている。また液晶モニタ１８は、撮影の際に被写体確認用のスルー画を表示することにより、電子ビューファインダとして機能する他、撮影後の静止画や動画の再生表示、各種設定メニューの表示を行う。

図３は、このデジタルカメラ１の電気的構成を示すブロック図である。同図に示される通りこのデジタルカメラ１は、撮影した画像の画像データを、一例としてＥｘｉｆ形式の画像ファイルに変換して、本体に着脱可能な外部記録メディア７０へ記録する。画像ファイルには、画像データの他に付帯情報が格納される。

このデジタルカメラ１には操作系として、前述の動作モードスイッチ１１、メニュー／ＯＫボタン１２、ズーム／上下矢印レバー１３、左右矢印ボタン１４、Ｂａｃｋ（戻る）ボタン１５、表示切替ボタン１６、シャッターボタン１９および電源スイッチ２２に加えて、これらのスイッチ類の操作内容をＣＰＵ（中央演算装置）７５に伝えるためのインターフェース部分である操作系制御部７４が設けられている。

また撮影レンズ２０を構成するものとして、フォーカスレンズ２０ａおよびズームレンズ２０ｂが設けられている。それらのレンズは各々、モータとモータドライバからなるフォーカスレンズ駆動部５１、同様のズームレンズ駆動部５２によって駆動され、光軸方向に移動可能である。フォーカスレンズ駆動部５１はＡＦ処理部６２から出力されるフォーカス駆動量データに基づいてフォーカスレンズ２０ａの移動を、そしてズームレンズ駆動部５２はズーム／上下矢印レバー１３の操作量データに基づいてズームレンズ２０ｂの移動を制御する。

また絞り５４は、モータとモータドライバとからなる絞り駆動部５５によって駆動される。この絞り駆動部５５は、ＡＥ（自動露出）／ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理部６３から出力される絞り値データに基づいて絞り径の調整を行う。

シャッター５６はメカニカルシャッタであり、モータとモータドライバとからなるシャッター駆動部５７によって駆動される。シャッター駆動部５７は、シャッターボタン１９の押下により発生する信号と、ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３から出力されるシャッター速度データとに応じて、シャッター５６の開閉の制御を行う。

上記光学系の後方には、撮影素子であるＣＣＤ５８を有している。ＣＣＤ５８は、多数の受光素子が２次元的に配列されてなる光電面を有しており、光学系を通過した被写体光がこの光電面に結像し、光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイ（図示せず）と、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のフィルタが規則的に配列されてなるカラーフィルタレイ（図示せず）とが配置されている。ＣＣＤ５８は、ＣＣＤ制御部５９から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルのアナログ画像信号として出力する。各画素において電荷を蓄積する時間、すなわち露出時間は、ＣＣＤ制御部５９から与えられる電子シャッター駆動信号によって決定される。

ＣＣＤ５８が出力するアナログ画像信号は、アナログ信号処理部６０に入力される。このアナログ信号処理部６０は、アナログ信号のノイズを除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、アナログ信号のゲインを調節するオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。このデジタル信号に変換された画像データは、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータである。

タイミングジェネレータ７２はタイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号がシャッター駆動部５７、ＣＣＤ制御部５９、アナログ信号処理部６０に入力されて、シャッターボタン１９の操作と、シャッター５６の開閉、ＣＣＤ５８の電荷の取込み、アナログ信号処理部６０の処理の同期が取られる。フラッシュ制御部７３は、フラッシュ２４の発光動作を制御する。

画像入力コントローラ６１は、上記アナログ信号処理部６０から入力されたＣＣＤ−ＲＡＷデータをフレームメモリ６８に書き込む。このフレームメモリ６８は、画像データに対して後述の各種デジタル画像処理（信号処理）を行う際に使用する作業用メモリであり、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)から構成されている。

表示制御部７１は、フレームメモリ６８に格納された画像データをスルー画として液晶モニタ１８に表示させるためのものであり、輝度（Y）信号と色（C）信号を一緒にして1つの信号としたコンポジット信号に変換して、液晶モニタ１８に出力する。スルー画は、撮影モードが選択されている間、所定間隔で撮影される。

ＡＦ処理部６２及びＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、プレ画像に基づいて撮影条件を決定する。このプレ画像とは、シャッターボタン１９が半押しされることによって発生する半押し信号を検出したＣＰＵ７５がＣＣＤ５８にプレ撮影を実行させた結果、フレームメモリ６８に格納された画像データによる画像である。

ＡＦ処理部６２は、上記プレ画像に基づいて焦点位置を検出し、フォーカス駆動量データを出力する。本実施形態においては、焦点位置の検出方式として、ピントが合った状態では画像のコントラストが高くなるという特徴を利用して合焦位置を検出する前述のパッシブ方式が適用されている。なおこの点については、後にさらに詳しく説明する。

ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、上記プレ画像に基づいて被写体輝度を測定し、絞り値やシャッター速度等を決定し、絞り値データやシャッター速度データを出力するとともに（ＡＥ）、撮影時のホワイトバランスを自動調整する（ＡＷＢ）。

画像処理部６４は、本画像の画像データに対してガンマ補正，シャープネス補正，コントラスト補正などの画質補正処理を施すとともに、ＣＣＤ−ＲＡＷデータを、輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータ及び赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を行う。この本画像とは、シャッターボタン１９が全押しされることによって実行される本撮影においてＣＣＤ５８から取り込まれ、アナログ信号処理部６０、画像入力コントローラ６１経由でフレームメモリに格納された画像データによる画像である。本画像の画素数の上限はＣＣＤ５８の画素数によって決定されるが、例えば、ファイン、ノーマルなどの設定により、記録画素数を変更することができる。一方、スルー画やプレ画像の画素数は本画像よりも少なく、例えば、本画像の１／１６程度の画素数で取り込まれる。

圧縮／伸長処理部６７は、画像処理部６４によって補正・変換処理が行われた本画像のデータに対して、例えばＪＰＥＧなどの圧縮形式で圧縮処理を行い、画像ファイルを生成する。この画像ファイルには、Ｅｘｉｆフォーマット等に基づいて付帯情報が格納されたタグが付加される。またこの圧縮／伸長処理部６７は、再生モードにおいては、外部記録メディア７０から圧縮された画像ファイルを読み出し、伸長処理を行う。伸長後の画像データは液晶モニタ１８に出力される。

メディア制御部６９は、外部記録メディア７０にアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みの制御を行う。

ＣＰＵ７５は、動作モードスイッチ１１等の操作系やＡＦ処理部６２等の各種処理部からの信号に応じて、デジタルカメラ１の本体各部を制御する。またデータバス７６は、画像入力コントローラ６１、各種処理部６２〜６７、フレームメモリ６８、各種制御部６９、７１、およびＣＰＵ７５に接続されており、このデータバス７６を介してデジタル画像データ等のやり取りが行われる。

以下、上記構成のデジタルカメラ１によって撮影がなされるとき、ＣＰＵ７５によって制御される処理について、図４を参照して説明する。なお、この撮影がなされるときＡＦ処理部６２やＡＥ／ＡＷＢ処理部６３等が行う基本的な処理は上に説明した通りであり、ここでは、特に各部の処理については必要の無い限り省略して、ＣＰＵ７５によって制御される処理の流れを中心に説明する。

まず図４に示すステップＰ１で処理がスタートすると、次にステップＰ２において動作モードが撮影モードであるか再生モードであるかが判別される。ここで、動作モードスイッチ１１で指定されていた動作モードが再生モードであると判別された場合、次にステップＰ１２の再生処理がなされる。この再生処理は、前述のように外部記録メディア７０から画像ファイルを読み出し、それが示す画像を液晶モニタ１８に出力させる処理である。この再生処理が終了すると、処理の流れは後述するステップＰ１０に移行する。

一方、上記ステップＰ２において動作モードが撮影モードであると判別された場合、次にステップＰ３においてスルー画の表示がなされる。このスルー画の表示とは、前述のプレ画像を液晶モニタ１８に表示する処理である。次にステップＰ４において、シャッターボタン１９が半押しされたか否かが判別され、半押しされていない場合、処理はステップＰ３に戻る。シャッターボタンが半押しされたと判別された場合は、次にステップＰ５においてＡＥ／ＡＷＢ処理部６３に露出決定の指示が出され、露出決定がなされる。

次にステップＰ６においてＡＦ処理部６２にＡＦ処理の指示が出され、合焦処理がなされる。なおこの合焦処理については後に詳しく説明する。合焦処理がなされると、次にステップＰ７において、シャッターボタン１９の半押しが解除されたか否かが判別され、解除された場合、処理はステップＰ３に戻る。シャッターボタン１９の半押しが解除されていないと判別された場合は、次にステップＰ８において、シャッターボタン１９が全押しされたか否かが判別される。シャッターボタン１９が全押しされていない場合はこのステップＰ８の処理が引き続き繰り返され、シャッターボタン１９が全押しされたと判別された場合は、次にステップＰ９において撮影処理がなされる。

撮影処理が終了すると、次にステップＰ１０において、撮影画像を液晶モニタ１８に表示し、またその撮影画像を外部記録メディア７０に記録する処理がなされる。次にステップＰ１１において、電源スイッチ２２が操作されて電源がオフにされたか否かが判別される。電源オフになっていない場合、処理はステップＰ２に戻って、次の画像を撮影するための処理が開始される。電源オフになっている場合は、ステップＰ１３において処理が終了する。

次に、上記ステップＰ６における合焦処理について、該ステップＰ６内の各ステップを詳しく示す図５を参照して説明する。ステップＰ２１において処理がスタートすると、次にステップＰ２２において、プレ画像中において人間の顔を検出する処理がなされる。この顔検出処理としては、例えば前述の特許文献１や特開２００５−２４２６４０号公報等に記載されている従来公知の処理を適用することができる。

次にステップＰ２３において顔有り、無しの判別がなされ、顔有りと判別されなかった場合は、次にステップＰ２９において、前記ＡＦ処理部６２等を用いて合焦評価値が算出される。以下、この処理について詳しく説明する。

まず、フォーカスレンズ駆動部５１が、ＡＦ処理部６２から出力される駆動データに基づいてフォーカスレンズ２０ａを、合焦のための動作範囲全域内で光軸方向に移動させる。本実施形態においてこの合焦動作範囲（サーチ範囲）は、一例として最至近側で６０ｃｍ、最遠方側で無限遠に有る物体にそれぞれ合焦させる範囲である。このようにフォーカスレンズ２０ａが動かされるとき、ＣＣＤ５８により前述のプレ撮影が実行され、それによる画像データがフレームメモリ６８に格納される。このプレ撮影はフォーカスレンズ２０ａの所定位置毎に段階的になされ、ＡＦ処理部６２は各レンズ位置毎の撮影画像のコントラストに基づく合焦評価値を求める。そのためにＡＦ処理部６２は、上記プレ画像を示す画像データをフィルタリング処理してその高周波成分を求め、該高周波成分の絶対値を積分した値を合焦評価値とする。なお、このようにして求められる、フォーカスレンズ２０ａの合焦動作位置毎の合焦評価値の一例を図６に示す。

次にステップＰ３０において、合焦位置の決定がなされる。ここではＡＦ処理部６２が図６に示すような特性に基づいて、合焦評価値がピーク値を取る位置Ｌｐを補間処理等によって求め、その位置Ｌｐを合焦位置と決定する。

なお上述の補間処理等によって合焦位置Ｌｐを決定する他、実際に求められた合焦評価値の中で最大値を取った位置（図６の例ならば位置Ｌo）をピーク位置としたり、そのような最大値が２つ存在した場合はそれらの中でより至近側にある位置をピーク位置とする、等の手法を採用してもよい。

また、フォーカスレンズ２０ａを合焦のための動作範囲全域内で移動させることは必ずしも必要ではなく、例えば特開２００４−４８４４６号公報に示されるような「山登り合焦動作」を採用すれば、フォーカスレンズ２０ａを合焦のための動作範囲の中の一部で移動させるだけで済む。そのようにすれば、合焦動作の高速化が実現される。

以上のようにして合焦位置が決定したならば、次にステップＰ３１において、フォーカスレンズ２０ａがその合焦位置に設定される。すなわち、フォーカスレンズ駆動部５１がＡＦ処理部６２から出力されるフォーカス駆動量データに基づいてフォーカスレンズ２０ａを上記合焦位置まで移動させ、その位置で停止させる。こうして合焦動作が終了すると、次にステップＰ３２において処理の流れは最初に戻される。

一方、前記ステップＰ２３においてプレ画像中に顔が有ると判別された場合は、次にステップＰ２４において、撮影レンズから被写体までの距離が算出される。この被写体距離の算出は、フレームメモリ６８に格納されているプレ画像を示す画像データを利用してなされるものであり、例えばそこに撮影されている被写体の特徴量（顔のサイズや、両目の間の距離等）がＣＣＤ５８上で何画素分に相当しているかを求め、その画素数に基づいて上記距離が算出される。なおこのような距離の算出については前記特許文献１に詳しい記載があり、本実施形態でも、そこに記載されている方法を適用することができる。

被写体距離が算出されると、次にステップＰ２５において合焦評価値が算出される。この合焦評価値の算出は、基本的に前述のステップＰ２９でなされるものと同様にして行われる。

合焦評価値が算出されると、次にステップＰ２６において、被写体を照明する光にフリッカが有るかどうかが判別される。このフリッカの有無の判別は、次のようにしてなされる。図７は、ステップＰ２５において求められる合焦評価値の例を、フリッカの影響が有る場合（図中黒丸表示）と無い場合（図中白丸表示）とについて比較して示すものである。図示の通り、フリッカの影響が無い場合の合焦評価値の分布は、ピーク値を挟んで単調増加する領域と単調減少する領域とに明確に分かれるが、フリッカの影響が有る場合の合焦評価値はそのように明確な分布にはならず、短い領域内で不規則に増減を繰り返すようになる。

フリッカの影響が有る場合、前記ステップＰ３０で行われるようにして合焦評価値のピーク位置を検出しようとすると、エラーとなってピーク位置検出が不可能となることもある。そこで、このようなエラーが発生した場合にはエラー信号をフリッカ発生情報として、フリッカ有りと判別することができる。あるいは、上述のようなピーク位置が、ピークとなる合焦評価値は互いにほぼ等しい状態で２つ検出されることもあるので、そのように２ピークが検出されたことを示す情報をフリッカ発生情報として、フリッカ有りと判別することもできる。さらには、互いに隣り合う例えば４つの合焦動作位置において合焦評価値が単調増加または単調減少することが有るかどうかを調べ、そのようなことが全く無いことを示す情報をフリッカ発生情報として、フリッカ有りと判別することもできる。

上述の通りにしてフリッカ有りと判別された場合は、次にステップＰ２７において、ステップＰ２４で求められた被写体距離に応じてフォーカスレンズ２０ａの合焦位置が決定される。すなわち、例えば被写体の顔の大きさから被写体距離が求められるような場合は、その被写体距離にある物体に合焦する位置がフォーカスレンズ２０ａの合焦位置とされる。

ここで、特にフラッシュ撮影モードが選択されている際には、被写体にフラッシュ２４からのフラッシュ光が適正に届く距離と、ステップＰ２４で求められた被写体距離とを比較し、前者が後者よりも短い場合は、その前者の距離にある物体に合焦する位置を、フォーカスレンズ２０ａの合焦位置とするようにしてもよい。そのようにすれば、暗くて見難い被写体に合焦することを回避して、明るくて見やすい位置にある被写体に合焦した画像を撮影可能となる。

また、ステップＰ２４で求められた被写体距離とは全く関係無く、パンフォーカス位置（この位置から遠方側はほぼピントが合う位置）を合焦位置と決定するようにしてもよい。

なお、顔有りの場合、以上のようにして決定される合焦位置は、通常、撮影レンズ２０から１．５ｍ〜２．５ｍの間にある物体にピントが合う位置となる。

上述の通りにして合焦位置が決定されると、次にステップＰ３１において、フォーカスレンズ駆動部５１によりその合焦位置にフォーカスレンズ２０ａを移動させる処理がなされる。こうして合焦動作が終了すると、次にステップＰ３２において処理の流れは最初に戻される。

一方、ステップＰ２６においてフリッカ無しと判別された場合は、次にステップＰ２８において、ステップＰ２５で求めた合焦評価値とステップＰ２４で求めた被写体距離とを照らし合わせて合焦位置が決定される。ここでは、例えば前記ステップＰ３０でなされるのと同様にして合焦評価値がピーク値を取る位置を求め、その位置にフォーカスレンズ２０ａを設定したときピントが合う距離と上記被写体距離との差が所定範囲に収まっていれば、上記合焦評価値がピーク値を取る位置を合焦位置と決定する。なお、被写体距離は特に考慮せずに、合焦評価値がピーク値を取る位置をそのまま合焦位置と決定するようにしても構わない。

上述のようにして合焦位置が決定されると、次にステップＰ３１において、フォーカスレンズ駆動部５１によりその合焦位置にフォーカスレンズ２０ａを移動させる処理がなされる。こうして合焦動作が終了すると、次にステップＰ３２において処理の流れは最初に戻される。

以上説明した通り本実施形態においては、被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、ＡＦ機構による合焦を行わずに、撮影レンズ２０を構成するフォーカスレンズ２０ａを、撮影画像データが示す被写体の顔の大きさから求めた被写体距離にある物体に合焦する位置に設定するようにしたので、フリッカによってピントが大きく外れることを防止可能となる。

また本実施形態では特に、ＣＣＤ５８の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として用いるようにしているので、撮影者が特別な操作をしなくても、自動的に上述の作用、効果を得ることができる。

また本実施形態では特に、フリッカ発生情報を受けたとき、実際に画像処理によって求めた被写体距離にある物体に合焦する位置にフォーカスレンズ２０ａを設定するようにしたので、フリッカ発生情報を受けたときフォーカスレンズ２０ａをパンフォーカス位置に設定するような場合と比べると、より正確に被写体に合焦させることが可能となる。

一方、フリッカ発生情報を受けたときフォーカスレンズ２０ａをパンフォーカス位置に設定する場合は、通常、本実施形態におけるよりも合焦精度は低下するが、その場合は合焦処理が簡素化されるので、処理の高速化の点で有利となる。

なお、以上説明した実施形態においては、ＣＣＤ５８の出力に基づいてフリッカの発生を検出するようにしているが、図８に示す第２実施形態のカメラのように、ボディ本体１０の背面にフリッカ情報入力スイッチ９０を設け、例えば撮影が蛍光灯の照明下で行われる場合は撮影者がこのスイッチ９０を押すことにより、フリッカ発生を示す情報がＡＦ処理部６２に入力されるようにしてもよい。

また、以上説明した各実施形態は本発明をデジタルスチルカメラに適用したものであるが、本発明はデジタルスチルカメラに限らず、写真フィルムやビデオテープ、ビデオディクス等のその他の記録媒体に静止画あるいは動画を記録するようにした撮影装置全般に適用可能である。

本発明の第１の実施形態による合焦位置決定装置を備えたデジタルスチルカメラを背面側から見た斜視図 図１のカメラを前面側から見た斜視図 図１のカメラの電気的構成を示すブロック図 図１のカメラにおける撮影処理の流れを示すフロー図 図１のカメラにおける合焦処理の流れを示すフロー図 フォーカスレンズの合焦位置毎の合焦評価値の分布例を示すグラフ フォーカスレンズの合焦位置毎の合焦評価値の分布例を、フリッカが有る場合と無い場合とで比較して示すグラフ 本発明の第２の実施形態による合焦位置決定装置を備えたデジタルスチルカメラを示す斜視図

符号の説明

２０ 撮影レンズ
２０ａ フォーカスレンズ
２４ フラッシュ
５１ フォーカスレンズ駆動部
５８ ＣＣＤ
５９ ＣＣＤ制御部
６０ アナログ信号処理部
６１ 画像入力コントローラ
６２ ＡＦ処理部
７５ ＣＰＵ
９０ フリッカ情報入力スイッチ

Claims (13)

1. 撮影レンズを所定の被写体に合焦するように合焦動作させる自動焦点合わせ機構を備えた撮影装置において、
   被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、前記自動焦点合わせ機構による合焦を行わずに、前記撮影レンズの位置を予め定めた所定位置に設定することを特徴とする合焦位置決定方法。
2. 前記撮影装置を構成する撮像手段の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として用いることを特徴とする請求項１記載の合焦位置決定方法。
3. 前記撮影レンズを合焦のための動作範囲内で光軸方向に移動させ、そのとき前記撮像手段の出力信号が示す撮影画像のコントラストがピーク値を取った位置に撮影レンズを設定することによって前記自動焦点合わせを行い、
   この自動焦点合わせを行う際の前記撮影レンズの光軸方向位置毎の前記コントラストの分布状態に基づいて、前記フリッカの発生を検出することを特徴とする請求項２記載の合焦位置決定方法。
4. 前記予め定めた所定位置を、パンフォーカス位置とすることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の合焦位置決定方法。
5. 前記撮影装置を構成する撮像手段の出力信号から、被写体の特徴部分のサイズに基づいて被写体距離を判別し、
   前記予め定めた所定位置を、前記判別された被写体距離にある物体に合焦する位置とすることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の合焦位置決定方法。
6. 被写体にフラッシュ光が適正に届く距離と、前記判別された被写体距離とを比較し、
   前者が後者よりも短い場合は、その前者の距離にある物体に合焦する位置を、前記予め定めた所定位置とすることを特徴とする請求項５記載の合焦位置決定方法。
7. 撮影レンズを所定の被写体に合焦するように合焦動作させる自動焦点合わせ機構を備えた撮影装置において、
   被写体を照射している照明光にフリッカが生じていることを示すフリッカ発生情報を受けたとき、前記自動焦点合わせ機構による合焦を実行させないで、前記撮影レンズの位置を、予め定めた所定位置に設定する制御手段が設けられてなる合焦位置決定装置。
8. 前記撮影装置を構成する撮像手段の出力に基づいてフリッカの発生を検出して、その検出結果をフリッカ発生情報として前記制御手段に入力するフリッカ発生検出手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の合焦位置決定装置。
9. 前記撮影レンズを合焦のための動作範囲内で光軸方向に移動させ、そのとき前記撮像手段の出力信号が示す撮影画像のコントラストがピーク値を取った位置に撮影レンズを設定する自動焦点合わせ機構を備え、
   前記フリッカ発生検出手段が、自動焦点合わせを行う際の撮影レンズの光軸位置毎の前記コントラストの分布状態に基づいてフリッカの発生を検出するものであることを特徴とする請求項８記載の合焦位置決定装置。
10. 撮影者により操作されて、フリッカ発生情報を前記制御手段に入力するスイッチが設けられたことを特徴とする請求項７記載の合焦位置決定装置。
11. 前記制御手段が、前記予め定めた所定位置をパンフォーカス位置とするものであることを特徴とする請求項７から１０いずれか１項記載の合焦位置決定装置。
12. 前記撮影装置を構成する撮像手段の出力信号から、被写体の特徴部分のサイズに基づいて被写体距離を判別する手段を有するとともに、
    前記制御手段として、前記予め定めた所定位置を、前記判別された被写体距離にある物体に合焦する位置とする手段を備えたことを特徴とする請求項７から１１いずれか１項記載の合焦位置決定装置。
13. 被写体にフラッシュ光が適正に届く距離と、前記判別された被写体距離とを比較する手段を有するとともに、
    前記制御手段として、前記フラッシュ光が適正に届く距離が前記判別された被写体距離よりも短い場合は、そのフラッシュ光が適正に届く距離にある物体に合焦する位置を、前記予め定めた所定位置とする手段を備えたことを特徴とする請求項１２記載の合焦位置決定装置。

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