JP2008152058A - 焦点調節装置を備えたカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】近距離合焦端と遠距離合焦端の間において、焦点調節レンズ群を光軸に沿って移動しながら被写体像を撮像手段により撮像し、複数位置において取得した画像信号に基づいて合焦位置を検出する合焦サーチを実行し、該合焦サーチにより検出した合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動する焦点調節手段と、前記撮像手段により撮像した画像信号に基づいて顔画像を検出する顔検出手段とを備え、前記焦点調節手段は、前記顔検出手段が顔画像を検出したときは、前回前記顔検出手段が検出した顔画像に対して合焦させていたときは、前記合焦サーチ範囲を、前回合焦したときの顔画像と今回検出した顔画像の画面上の顔画像領域の大きさおよびその位置に基づいて設定する。
【選択図】図5
Description
前記顔検出手段が検出した顔検出領域が前回合焦したときに検出した顔検出領域よりも所定量以上小さくなったときは、前記焦点調節手段は、焦点調節レンズ群の現停止位置よりも第一の所定量遠距離合焦端寄りから、前記第一の所定量よりも小さい第二の所定量だけ現停止位置よりも近距離合焦端寄りの範囲内に前記合焦サーチ範囲を設定する。この場合、前記焦点調節手段は、前記設定した合焦サーチ範囲内において、前記近距離合焦端側から遠距離合焦端側に向かって前記合焦サーチを実行する。
焦点検出エリアMM0は、サポートエリアMS0、MS1によりサポートされ、焦点検出エリアMM1は、サポートエリアMS0、MS2によりサポートされ、焦点検出エリアMM2は、サポートエリアMS1、MS3によりサポートされ、焦点検出エリアMM3は、サポートエリアMS2、MS4によりサポートされ、焦点検出エリアMM4は、サポートエリアMS3、MS5によりサポートされる。
各焦点検出エリアMM0乃至MM4およびそのサポートエリアMS0乃至MS5を一組のエリアとして焦点検出状態の検出に使用する。
被写体が明るい場合は、撮像素子11の露光時間が短いCCD高速モードで動作し、さらに輝度差を求める際に1画素単位で輝度の差を求める小画素加算モードで動作する。
被写体が暗い場合は、撮像素子11の露光時間が長いCCD低速モードで動作し、さらに例えば互いに隣接する4ブロック分16個の画素の輝度を加算し、あるいは各ブロックを中央とした4×4個分の画素の輝度を加算して加算値の差を求める多画素加算モードで動作する。
被写体が明るい場合は、CCD高速駆動モード、小画素加算モードおよびシングル出現停止モードで動作する。
被写体が暗い場合は、CCD低速駆動モード、多画素加算モードおよび複数出現停止モードで動作する。
電源ONして最初の処理、合焦が確認されていない場合などは、次のようにサーチ方向を設定したサーチ処理を実行する。
焦点検出エリアが広い、あるいは1個の焦点検出エリアは狭くても広範囲に複数が分布している場合、つまりマルチAFの場合は、焦点調節レンズ群L1の現停止位置にかかわらず、サーチ方向を近位置から∞位置方向に固定する。複数の焦点検出エリア内に遠近異なる距離の被写体が含まれることがあるので、サーチ方向を近位置から∞位置方向に固定することにより、近距離の被写体に優先的に合焦させることができる。
焦点検出エリアが小さい場合、例えばスポットAFの場合は、焦点調節レンズ群L1の現停止位置に応じて、サーチ方向を∞位置から近位置方向、または近位置から∞位置方向とする。スポットAFのときは、遠近の被写体が焦点検出エリアに含まれることが少ないので、サーチ処理を開始してコントラストのピークが出現したときにサーチ処理を停止させることにより、焦点調節時間が短縮される。
コントラスト値は、各焦点検出エリア、サポートエリア内の画素から得られた実際に得られたコントラスト値である。
レンズ位置パルス数PNは、焦点調節レンズ群L1が初期位置である近位置にあるときを0として、∞位置方向にAFモータ25を駆動したときにエンコーダ26から駆動パルスが1個出力される毎に1カウントアップする変数である。CPU15は、これをレンズ位置パルスPNとしてカウントする。なお、AFモータ25を初期位置方向に駆動したときはエンコーダ26から駆動パルスが1個出力される毎に1カウントダウンされる。
コントラストの最大値、最小値は、実際に得られたコントラスト値の最大値、最小値である。
途中停止確認フラグ(PerhapsOKフラグ)は、AFサーチ処理の途中停止を確認するか否か決定するフラグであって、"0"は途中停止無し、"1"は途中停止有りである。
途中停止OKフラグ(StopOKフラグ)は、AFサーチ処理の途中で停止を許可するフラグであって、"0"は不可、"1"は許可である。
顔部分合焦サーチ(FacePartialAF)フラグは、顔検出して合焦サーチ範囲を制限するか否かを設定するフラグであって、"1"は肯定で制限有り、"0"は否定で制限無しである。
ステップS203およびS233で実行される、途中停止方法決定処理の詳細について、図7に示したフローチャートを参照して説明する。
途中停止方法決定処理に入ると、まず、CCD駆動モードが高速駆動モードか否かをチェックする(S251)。撮像素子11は、被写体輝度が所定値よりも高いときは高速駆動(短時間露光)モード、被写体輝度が所定値未満のときは低速駆動(長時間露光時)モードで動作する。
シングル出現停止チェックは、ピークが焦点検出エリアMM0乃至MM4、SM0に出現したときにサーチ処理を停止するモードである。複数出現停止チェックは、ピークが焦点検出エリアMM0乃至MM4、SM0と、対応するサポートエリアMS0乃至MS5、SS0、SS01のいずれかに同時に出現したときにサーチ処理を停止するモードである。
顔部分合焦サーチ処理の場合は、CCD駆動モードにかかわらず、シングル出現停止となる。
ステップS204で実行されるエリア位置決定処理について、図9に示したフローチャートを参照して説明する。エリア位置決定処理に入ると、まず、顔検出したか否かチェックする(S301)。顔検出した場合(S301:YES)は、顔検出位置情報を入力する(S303)。そうして、顔部分AF用の焦点検出エリア12Fを、顔画像の中央に決定してリターンする(S305、RETURN)。図4(C)に、顔画像101と焦点検出エリア12Fの一例を示した。
ステップS205で実行されるフォーカスイニシャライズ処理1、ステップS237で実行されるフォーカスイニシャライズ処理2について、さらに図10に示したフローチャートを参照して説明する。フォーカスイニシャライズ処理1、2の相違は、フォーカスイニシャライズ処理1では顔検出チェックおよび顔部分AFチェック処理を実行するのに対して、フォーカスイニシャライズ処理2ではこれらの処理をスキップするである。
また、撮影レンズがズームレンズの場合は、同一の同一距離に位置する被写体であっても画像の大きさが変わるので、顔画像の大小比較に際して前回合焦時の焦点距離と現在の焦点距離による補正を行う。
次に、ステップS403で実行される顔部分AFチェック処理について、図11に示したフローチャートおよび図12に示した、受光面12と顔画像101および顔画像領域12Gを示した図を参照してより詳細に説明する。この実施形態では、前回図12(A)に示した顔画像101が取得され、今回図12(B)に示した顔画像101が取得されたものとする。
ステップS215で実行されるピークチェック処理について、図13および図14に示したフローチャートを参照して説明する。このピークチェック処理は、焦点調節レンズ群L1をステップ駆動させながら得たレンズ位置パルス数PN毎のコントラスト値P[PN]から、焦点検出エリア毎にピークを求める処理である。この実施形態では1ステップ単位で得た連続した5位置分のコントラスト値P[PN]について、サーチ開始初期位置側からサーチ終了端側に順に隣同士で比較して、コントラスト差が第1の所定回数である2回連続して増加し、かつ第2の所定回数である2回連続して減少したか否かをチェックする。そうして、コントラスト値が2回連続して増加し、かつ2回連続して減少していた場合は、そのときの最大のコントラスト値P[PN]をピークコントラスト(極大値)と判定する。
コントラストの変化が小さく、信頼性が低いと推定されるからである。
ステップS545で実行されるシングル出現停止チェック処理の詳細について、図15に示したフローチャートを参照して説明する。この処理に入ると、まず、途中停止確認フラグに"0"がセットされているか否かをチェックする。最初は"0"がセットされているので(S601:YES)、S602乃至S606のループ処理に進む。
(a) 他の焦点検出エリアにおいてピークが存在しない。
(b) 他の焦点検出エリアにおいて近側にピークが存在しない。
(c) 他の焦点検出エリアにピークが存在しても±1パルス位置内。
ステップS547で実行される複数出現停止チェック処理について、図16に示したフローチャートを参照して説明する。この処理に入ると、まず、途中停止確認フラグに"0"がセットされているか否かをチェックする。最初は"0"がセットされているので(S701:YES)、ステップS702乃至S708のループ処理に進む。
13 画像信号処理回路
15 CPU(焦点調節手段、補正手段)
15a 内部RAM(記憶手段)
17 LCD
19 メモリ制御回路
21 画像メモリ
23 モータドライバ
23a 原点センサ
25 AFモータ
26 エンコーダ
27 レンズ駆動機構
L1 焦点調節レンズ群
Claims (9)
- 近距離合焦端と遠距離合焦端の間において、焦点調節レンズ群を光軸に沿って移動しながら前記焦点調節レンズ群を含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像手段により撮像し、複数位置において取得した画像信号に基づいて合焦位置を検出する合焦サーチを実行し、該合焦サーチにより検出した合焦位置に前記焦点調節レンズ群を移動する焦点調節手段と、
前記撮像手段により撮像した画像信号に基づいて顔画像を検出する顔検出手段とを備え、
前記焦点調節手段は、前記顔検出手段が顔画像を検出したときは、前回前記顔検出手段が検出した顔画像に対して合焦させていたときは、前記合焦サーチ範囲を、前回合焦したときの顔画像と今回検出した顔画像の画面上の顔画像領域の大きさおよびその位置に基づいて設定すること、を特徴とする焦点調節装置を備えたカメラ。 - 請求項1記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記焦点調節手段は、前回合焦したときからの経過時間が所定時間未満のときに、前記合焦サーチ範囲の設定を行う焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項1または2記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記顔検出手段が検出した顔検出領域が前回合焦したときに検出した顔検出領域よりも所定量以上大きくなったときは、前記焦点調節手段は、焦点調節レンズ群の現停止位置よりも第一の所定量近距離合焦端寄りから、前記第一の所定量よりも小さい第二の所定量だけ現停止位置よりも遠距離合焦端寄りの範囲内を前記合焦サーチ範囲として設定する焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項3記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記焦点調節手段は、前記設定した合焦サーチ範囲内において、前記遠距離合焦端側から近距離合焦端側に向かって前記合焦サーチを実行する焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項1または2記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記顔検出手段が検出した顔検出領域が前回合焦したときに検出した顔検出領域よりも所定量以上小さくなったときは、前記焦点調節手段は、焦点調節レンズ群の現停止位置よりも第一の所定量遠距離合焦端寄りから、前記第一の所定量よりも小さい第二の所定量だけ現停止位置よりも近距離合焦端寄りの範囲内に前記合焦サーチ範囲を設定する焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項5記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記焦点調節手段は、前記設定した合焦サーチ範囲内において、前記近距離合焦端側から遠距離合焦端側に向かって前記合焦サーチを実行する焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項1乃至6のいずれか一項記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記焦点調節手段は、前回の合焦サーチが前記顔検出手段が検出した顔画像に対してであった場合は、今回前記顔検出手段が検出した顔画像の中心位置が前回検出した顔画像の中心位置から所定範囲内にある場合に前記合焦サーチ範囲の設定を実行する焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項1乃至7のいずれか一項記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記焦点調節手段は、前記設定した合焦サーチ範囲内において合焦位置を検出できなかった場合は、全範囲を合焦サーチする焦点調節装置を備えたカメラ。
- 請求項1乃至8のいずれか一項記載の焦点調節装置を備えたカメラにおいて、前記撮像光学系はズームレンズであって、前記顔検出領域を比較するときは、撮像時の前記ズームレンズの焦点距離に応じて検出した顔検出領域の大きさを補正する補正手段を備えている焦点調節装置を備えたカメラ。
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