JP2012133258A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【構成】イメージセンサ１６は、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する。ドライバ１８ａは、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する。ＡＦ評価回路２４は、変更手段の変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する。ＣＰＵ２６は、検出手段によって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像手段から出力された被写界像から格子パターン画像を探索する。ＣＰＵ２６はまた、フォーカスレンズから撮像面までの距離を検出手段によって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索手段の検知に対応して実行する。
【効果】格子と異なる物体に合焦することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、電子カメラに関し、特にフォーカスレンズから撮像面までの距離を合焦点に対応する距離に設定する、電子カメラに関する。

この種のカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、被写体である動物と障害物である檻とが表示された表示画面において、焦点を合わせるべき動物の表示領域の一部に操作者が焦点設定マークを移動させることによって、焦点ポイントが設定される。また、焦点を合わせたくない檻の表示領域の一部に操作者が非焦点設定マークを移動させることによって、非焦点ポイントが設定される。このようにして設定された焦点ポイントに焦点が合うように、撮像レンズが移動された上で撮影が行われる。

特開２００６−２４５７９２号公報

しかし、背景技術では、焦点ポイントの設定には操作者の操作が必要であり、檻等の格子に合焦することを避けるために、操作性が低下する。また、操作者の誤操作によって格子と異なる物体に合焦できない可能性がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、格子と異なる物体に合焦することができる、電子カメラを提供することである。

この発明に従う電子カメラ(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像手段(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する変更手段(18a)、変更手段の変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出手段(24)、検出手段によって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像手段から出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索手段(S35~S47, S51, S53)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離を検出手段によって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索手段の検知に対応して実行する第１設定手段(S13, S15, S49)を備える。

好ましくは、既定条件は最至近側に存在するという条件を含む。

好ましくは、探索手段によって探索される格子パターン画像は基準を上回るサイズの格子パターン画像に相当する。

好ましくは、フォーカスレンズから撮像面までの距離を特定合焦点に対応する距離に設定する処理を探索手段の非検知に対応して実行する第２設定手段(S7, S33)をさらに備える。

好ましくは、探索手段は、格子パターンを示す辞書画像と被写界像の一部とを照合する照合手段(S65~S77, S83~S91)、および照合手段の照合結果に基づいて格子パターン画像のサイズを算出する算出手段(S101~S121)を含む。

この発明に従う撮像制御プログラムは、電子カメラ(10)のプロセッサ(26)に、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する変更ステップ(18a)、変更ステップの変更処理と並列して撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ(24)、検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ(S35~S47, S51, S53)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離を検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップ(S13, S15, S49)を実行させるための、撮像制御プログラムである。

この発明に従う撮像制御方法は、電子カメラによって実行される撮像制御方法であって、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する変更ステップ(18a)、変更ステップの変更処理と並列して撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ(24)、検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ(S35~S47, S51, S53)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離を検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップ(S13, S15, S49)を備える。

この発明に従う外部制御プログラムは、メモリ(44)に保存された内部制御プログラムに従う処理を実行するプロセッサ(26)を備える電子カメラ(10)に供給される外部制御プログラムであって、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する変更ステップ(18a)、変更ステップの変更処理と並列して撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ(24)、検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ(S35~S47, S51, S53)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離を検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップ(S13, S15, S49)を内部制御プログラムと協働してプロセッサに実行させるための、外部制御プログラムである。

この発明に従う電子カメラは、外部制御プログラムを受信する受信手段(46)、および受信手段によって受信された外部制御プログラムとメモリ(44)に保存された内部制御プログラムとに従う処理を実行するプロセッサ(26)を備える電子カメラ(10)であって、外部制御プログラムは、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ(16)、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する変更ステップ(18a)、変更ステップの変更処理と並列して撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ(24)、検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ(S35~S47, S51, S53)、およびフォーカスレンズから撮像面までの距離を検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップ(S13, S15, S49)を内部制御プログラムと協働して実行するプログラムに相当する。

特定合焦点に対応する被写界像から格子パターン画像が検知されると、フォーカスレンズから撮像面までの距離は、特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定される。これによって、格子と異なる物体にフォーカスを合わせることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例の基本的構成を示すブロック図である。 この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 撮像面における評価エリアの割り当て状態の一例を示す図解図である。 フォーカスレンズの位置と取り込まれたＡＦ評価値との関係を示す図解図である。 指定パターン検出処理において参照されるパターン辞書の構成の一例を示す図解図である。 指定パターン検出処理において参照されるレジスタの一例を示す図解図である。 指定パターン検出処理において参照される他のレジスタの一例を示す図解図である。 指定パターン検出処理において用いられるパターン検出枠の一例を示す図解図である。 パターン検出タスクにおける指定パターン検出処理の一部を示す図解図である。 パターン検出タスクにおいて捉えられた格子状の障害物を表す画像の一例を示す図解図である。 サイズ算出処理において参照されるレジスタの一例を示す図解図である。 サイズ算出処理において参照される他のレジスタの一例を示す図解図である。 パターン検出タスクにおけるサイズ算出処理の一部を示す図解図である。 パターン検出タスクにおけるサイズ算出処理の他の一部を示す図解図である。 撮像タスクにおいて捉えられた被写界像の一例を示す図解図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。 図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 この発明の他の実施例の構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［基本的構成］

図１を参照して、この実施例の電子カメラは、基本的に次のように構成される。撮像手段１は、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する。変更手段２は、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する。検出手段３は、変更手段の変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する。探索手段４は、検出手段によって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像手段から出力された被写界像から格子パターン画像を探索する。第１設定手段５は、フォーカスレンズから撮像面までの距離を検出手段によって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索手段の検知に対応して実行する。

特定合焦点に対応する被写界像から格子パターン画像が検知されると、フォーカスレンズから撮像面までの距離は、特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定される。これによって、格子と異なる物体にフォーカスを合わせることができる。
［実施例］

図２を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、ドライバ１８ａおよび１８ｂによってそれぞれ駆動されるフォーカスレンズ１２および絞りユニット１４を含む。これらの部材を経た被写界の光学像は、イメージセンサ１６の撮像面に照射され、光電変換を施される。これによって、被写界像を表す電荷が生成される。

電源が投入されると、ＣＰＵ２６は、動画取り込み処理を実行するべく、撮像タスクの下で露光動作および電荷読み出し動作の繰り返しをドライバ１８ｃに命令する。ドライバ１８ｃは、図示しないＳＧ(Signal Generator)から周期的に発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、撮像面を露光し、かつ撮像面で生成された電荷をラスタ走査態様で読み出す。イメージセンサ１６からは、読み出された電荷に基づく生画像データが周期的に出力される。

前処理回路２０は、イメージセンサ１６から出力された生画像データにディジタルクランプ，画素欠陥補正，ゲイン制御などの処理を施す。これらの処理を施された生画像データは、メモリ制御回路２２を通してＳＤＲＡＭ３２の生画像エリア３２ａに書き込まれる。

後処理回路３４は、生画像エリア３２ａに格納された生画像データをメモリ制御回路３０を通して読み出し、読み出された生画像データに色分離処理，白バランス調整処理およびＹＵＶ変換処理を施す。後処理回路３４はさらに、ＹＵＶ形式に従う画像データに対して表示用のズーム処理を実行する。この結果、ＹＵＶ形式に従う表示画像データおよび探索画像データが個別に作成される。表示画像データは、メモリ制御回路３０によってＳＤＲＡＭ３２の表示画像エリア３２ｂに書き込まれる。探索画像データは、メモリ制御回路３０によってＳＤＲＡＭ３２の探索画像エリア３２ｃに書き込まれる。

ＬＣＤドライバ３６は、表示画像エリア３２ｂに格納された表示画像データをメモリ制御回路３０を通して繰り返し読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ３８を駆動する。この結果、被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。

図３を参照して、撮像面の中央には評価エリアＥＶＡが割り当てられる。評価エリアＥＶＡは水平方向および垂直方向の各々において１６分割され、２５６個の分割エリアが評価エリアＥＶＡを形成する。また、前処理回路２０は、上述した処理に加えて、生画像データを簡易的にＹデータおよびＲＧＢデータに変換する。

ＡＥ評価回路２２は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、前処理回路２０によって生成されたＹデータのうち評価エリアに属するＹデータを分割エリア毎に積分する。これによって、２５６個の積分値つまり２５６個のＡＥ評価値が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答してＡＥ評価回路２２から出力される。

ＡＦ評価回路２４は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、前処理回路２０から出力されたＹデータのうち同じ評価エリアに属するＹデータの高域周波数成分を抽出し、抽出された高域周波数成分を分割エリア毎に積分する。これによって、２５６個の積分値つまり２５６個のＡＦ評価値が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答してＡＦ評価回路２４から出力される。

シャッタボタン２８ｓｈが非操作状態のとき、ＣＰＵ２６は、ＡＥ評価回路２２からの出力に基づく簡易ＡＥ処理を撮像タスクの下で実行し、適正ＥＶ値を算出する。算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間はドライバ１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ設定され、この結果、スルー画像の明るさが適度に調整される。

シャッタボタン２８ｓｈが半押しされると、ＣＰＵ２６は、撮像タスクの下で第１ＡＦ処理を実行する。第１ＡＦ処理においては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、ＣＰＵ２６はフォーカスレンズ１２の既定幅の移動をドライバ１８ａに命令する。ドライバ１８ａは、至近端から無限端へ既定幅ずつフォーカスレンズ１２を移動する。また、ＡＦ評価回路２４から出力されたＡＦ評価値が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に取り込まれる。

フォーカスレンズ１２が無限端まで移動すると、至近端から無限端までのフォーカスレンズ１２の各々の位置におけるＡＦ評価値の中から最大値を求めることにより、最大値を示すレンズ位置が合焦点として検出される。このようにして発見された合焦点はドライバ１８ａに設定され、ドライバ１８ａはフォーカスレンズ１２を合焦点に配置する。この結果、スルー画像の鮮鋭度が向上する。

図４を参照して、曲線ＣＶは、至近端から無限端までのフォーカスレンズ１２の各々の位置におけるＡＦ評価値を表す。曲線ＣＶによると、フォーカスレンズ１２の位置がＡＦＰ１であるときにＡＦ評価値は最大値ＭＶ１を示すので、レンズ位置ＡＦＰ１が合焦点として検出される。よって、フォーカスレンズ１２はレンズ位置ＡＦＰ１に配置される。

第１ＡＦ処理が完了すると、ＣＰＵ２６は、被写体の至近側に存在する金網およびネット等の格子状の障害物に合焦されているか否かを判別するべく、パターン検出タスクを起動する。パターン検出タスクの下ではまず、フラグＦＬＧｅｎｄが“０”に初期設定される。ここで、フラグＦＬＧｅｎｄは、パターン検出タスクが完了したか否かを識別するためのフラグである。“０”がタスクの実行中を示す一方、“１”がタスクの完了を示す。

次に、フラグＦＬＧｐｔｎが“０”に初期設定される。ここで、フラグＦＬＧｐｔｎは、障害物に合焦されているか否かを識別するためのフラグである。“０”が障害物に合焦されていないことを示す一方、“１”が障害物に合焦されたことを示す。

パターン検出タスクの下でＣＰＵ２６は、第１ＡＦ処理で設定された合焦点に対応した被写界像から格子状の障害物を探索するべく、指定パターン検出処理を実行する。このような指定パターン検出処理のために、図５に示すパターン辞書ＰＤＣ，図６に示す検出結果レジスタＲＧＳＴ１，図７に示す検出数レジスタＲＧＳＴ２，および図８に示す複数のパターン検出枠ＰＤ，ＰＤ，ＰＤ，…が準備される。

パターン辞書ＰＤＣには複数の格子状パターンの特徴量が収められる。検出結果レジスタＲＧＳＴ１は指定パターン検出処理で検出された格子画像の情報を保持するためのレジスタに相当し、検出された格子画像の位置（格子画像が検出された時点のパターン検出枠ＰＤの位置）を記述するカラムと検出された格子画像のサイズ（格子画像が検出された時点のパターン検出枠ＰＤのサイズ）を記述するカラムとによって形成される。検出数レジスタＲＧＳＴ２は指定パターン検出処理で検出された格子画像の数を保持するためのレジスタに相当する。

パターン検出枠ＰＤは、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、探索画像エリア３２ｃに割り当てられた探索エリア上をラスタ走査態様で移動する（図９参照）。パターン検出枠ＰＤのサイズは、ラスタ走査が終了する毎に最大サイズＳＺｍａｘから最小サイズＳＺｍｉｎまで“５”刻みで縮小される。

また、変数Ｎが“１”〜“Ｎｍａｘ”の各々に設定され、格子状の障害物に合焦されていると判断されるまでＮｍａｘ回を限度として、指定パターン検出処理が繰り返し実行される。なお、“Ｎｍａｘ”は、パターン辞書ＰＤＣに格納された辞書の総数に相当する。

指定パターン検出処理ではまず、検出結果レジスタＲＧＳＴ１および検出数レジスタＲＧＳＴ２を初期化すべく、各々の登録内容がクリアされる。次に、評価エリアＥＶＡの全域が格子画像の探索エリアとして設定される。また、パターン検出枠ＰＤのサイズの可変範囲を定義するべく、最大サイズＳＺｍａｘが“２００”に設定され、最小サイズＳＺｍｉｎが“２０”に設定される。

パターン検出枠ＰＤに属する一部の探索画像データは、メモリ制御回路３０を通して探索画像エリア３２ｃから読み出される。読み出された探索画像データの特徴量は、パターン辞書ＰＤＣに収められたＮ番目の特徴量と照合される。閾値ＲＥＦ２以上の照合度が得られると、格子画像が検出されたものとみなされ、現時点のパターン検出枠ＰＤの位置およびサイズが検出結果レジスタＲＧＳＴ１に登録される。また、検出数レジスタＲＧＳＴ２に登録された数がインクリメントされる。

図１０に示す画像上において探索処理が実行された場合は、図５に示すパターン辞書ＰＤＣの１番目のカラムが参照され、パターン検出枠ＰＤ１によって、格子模様の金網で構成される柵ＦＣの一部が検出される。また、パターン検出枠ＰＤ１の位置およびサイズが検出結果レジスタＲＧＳＴ１に登録される。

指定パターン検出処理が完了すると、パターン検出タスクの下でＣＰＵ２６は、検出結果レジスタＲＧＳＴ１および検出数レジスタＲＧＳＴ２を参照して、格子画像が分布する領域のサイズを算出するべく、サイズ算出処理を実行する。このようなサイズ算出処理のために、図１１に示すサイズ積算レジスタＲＧＳＴ３および図１２に示す重複判定レジスタＲＧＳＴ４が準備される。

サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３は、格子画像が分布する領域のサイズを積算するためのレジスタに相当する。重複判定レジスタＲＧＳＴ４は格子画像が分布する領域の情報を保持するためのレジスタに相当し、他の格子画像の領域と重複しない格子画像の領域の位置およびサイズの各々を記述するカラムによって形成される。

サイズ算出処理ではまず、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３および重複判定レジスタＲＧＳＴ４を初期化すべく、各々の登録内容がクリアされる。また、変数Ｍが“１”に初期設定され、変数Ｍの可変範囲を定義するべく、検出数レジスタＲＧＳＴ２の登録内容が示す値に最大値Ｍｍａｘが設定される。

次に、変数Ｍが“１”〜“Ｍｍａｘ”の各々に設定され、Ｍ番目に登録された位置およびサイズが検出結果レジスタＲＧＳＴ１から読み出される。読み出された位置およびサイズが示す格子画像の領域は、重複判定レジスタＲＧＳＴ４に登録された各々の領域と比較され、いずれの領域とも重複しない領域が含まれるか否かが判別される。

非重複領域があったときは、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３の登録内容が示すサイズに非重複領域のサイズが加算され、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３が更新される。また、非重複領域の位置およびサイズが重複判定レジスタＲＧＳＴ４に登録される。

図１３に示す例によると、重複判定レジスタＲＧＳＴ４には領域ＡＲ１〜ＡＲ６の各々の位置およびサイズが登録されている。この例において、検出結果レジスタＲＧＳＴ１から読み出された位置およびサイズが枠ＧＦ１に囲まれた領域を示す場合は、枠ＧＦ１に囲まれた領域のうち斜線部分が領域ＡＲ２，領域ＡＲ３，または領域ＡＲ６と重複している。この場合、枠ＮＦ１に囲まれた領域は領域ＡＲ１〜ＡＲ６のいずれとも重複しない。よって、枠ＮＦ１に囲まれた領域の位置およびサイズが重複判定レジスタＲＧＳＴ４に登録される。

図１４に示す例によると、重複判定レジスタＲＧＳＴ４には領域ＡＲ１〜ＡＲ８の各々の位置およびサイズが登録されている。この例において、検出結果レジスタＲＧＳＴ１から読み出された位置およびサイズが枠ＧＦ２に囲まれた領域を示す場合は、枠ＧＦ２に囲まれた領域の全てが領域ＡＲ１と重複している。よって、枠ＧＦ２に囲まれた領域が読み出されたときには、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３および重複判定レジスタＲＧＳＴ４は更新されない。

検出結果レジスタＲＧＳＴ１に登録された全ての領域についてサイズ算出処理が完了したとき、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３の値は格子画像が分布する領域のサイズを示す。このようにして算出された格子画像分布領域のサイズに基づいて、評価エリアＥＶＡの全域において格子画像分布領域が占める割合が算出される。算出された割合が閾値ＲＥＦ１以上であると、格子状の障害物に合焦されているものとみなされる。よってフラグＦＬＧｐｔｎが“１”に設定される。その後にフラグＦＬＧｅｎｄが“１”に設定されて、パターン検出タスクが完了する。

パターン辞書ＰＤＣに収められたいずれの特徴量を用いても格子画像分布領域が占める割合が閾値ＲＥＦ１未満であったときは、格子状の障害物には合焦されていないものとみなされる。この場合、フラグＦＬＧｐｔｎは“０”を維持する一方、フラグＦＬＧｅｎｄが“１”に設定されて、パターン検出タスクが完了する。

パターン検出タスクの完了後にフラグＦＬＧｐｔｎが“１”に設定されていたときは、第１ＡＦ処理において格子状の障害物の位置を基準として合焦点が設定されている。図１０に示す例によると、被写体がライオンＬＮであるにも関わらず、第１ＡＦ処理によってライオンＬＮの至近側に存在する柵ＦＣの位置を基準として合焦点が設定されている。このような場合ＣＰＵ２６は、第１ＡＦ処理によって設定された合焦点とは異なる合焦点を設定するべく、第２ＡＦ処理を実行する。

第２ＡＦ処理においては、第１ＡＦ処理によって配置された位置から既定距離（例えば１ｍ）無限側に離れた位置を開始位置として、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、ＣＰＵ２６はフォーカスレンズ１２の既定幅の移動をドライバ１８ａに命令する。ドライバ１８ａは、開始位置から無限端へ既定幅ずつフォーカスレンズ１２を移動する。また、ＡＦ評価回路２４から出力されたＡＦ評価値が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に取り込まれる。

フォーカスレンズ１２が無限端まで移動すると、開始位置から無限端までのフォーカスレンズ１２の各々の位置におけるＡＦ評価値の中から最大値を求めることにより、最大値を示すレンズ位置が新たな合焦点として検出される。このようにして発見された合焦点はドライバ１８ａに設定され、ドライバ１８ａはフォーカスレンズ１２を新たな合焦点に配置する。この結果、障害物とは異なる物体に合焦される。

図４を参照して、最大値ＭＶ１を示すレンズ位置ＡＦＰ１が第１ＡＦ処理において合焦点として検出された。レンズ位置ＡＦＰ１から既定距離無限側に離れた位置から無限端までの間において、フォーカスレンズ１２の位置がＡＦＰ２であるときにＡＦ評価値は最大値ＭＶ２を示す。よって、第２ＡＦ処理においてはレンズ位置ＡＦＰ２が合焦点として検出され、フォーカスレンズ１２はレンズ位置ＡＦＰ２に配置される。

図１０に示す例のように第１ＡＦ処理によって柵ＦＣの位置を基準として合焦点が設定された場合は、第２ＡＦ処理によって柵ＦＣの無限側のライオンＬＮの位置を基準として合焦点が設定される。フォーカスレンズ１２は新たに設定された合焦点に配置される。この結果、図１５に示す被写界像がイメージセンサ１６から出力され、被写界像における柵ＦＣの鮮鋭度が低下する一方、ライオンＬＮの鮮鋭度が向上する。

第２ＡＦ処理が完了するとＣＰＵ２６は、ＡＥ評価回路２２からの出力に基づく厳格ＡＥ処理を撮像タスクの下で実行し、適正ＥＶ値を算出する。算出された最適ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、上述と同様、ドライバ１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ設定され、この結果、スルー画像の明るさが厳格に調整される。

シャッタボタン２８ｓｈが全押しされると、静止画取り込み処理および記録処理が実行される。シャッタボタン２８ｓｈが全押しされた時点の１フレームの画像データは、静止画取り込み処理によってＳＤＲＡＭ３２の静止画エリア３２ｄに取り込まれる。取り込まれた１フレームの画像データは、記録処理に関連して起動したＩ／Ｆ４０によって静止画エリア３２ｄから読み出され、ファイル形式で記録媒体４２に記録される。

ＣＰＵ２６は、図１６に示す撮像タスクおよび図１８に示すパターン検出タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４４に記憶される。

図１６を参照して、ステップＳ１では動画取り込み処理を実行する。この結果、被写界を表すスルー画像がＬＣＤモニタ３８に表示される。ステップＳ３ではシャッタボタン２８ｓｈが半押しされたか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ５に進み、簡易ＡＥ処理を実行する。この結果、スルー画像の明るさが適度に調整される。

ステップＳ３の判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ７で第１ＡＦ処理を実行する。第１ＡＦ処理においては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、フォーカスレンズ１２が至近端から無限端へ既定幅ずつ移動され、ＡＦ評価回路２４から出力されるＡＦ評価値が取り込まれる。フォーカスレンズ１２が無限端まで移動されると、至近端から無限端までのフォーカスレンズ１２の各々の位置におけるＡＦ評価値の中から最大値を求めることにより、最大値を示すレンズ位置が合焦点として検出される。フォーカスレンズ１２は、このようにして発見された合焦点に配置される。この結果、スルー画像の鮮鋭度が向上する。

ステップＳ９では、パターン検出タスクを起動する。フラグＦＬＧｅｎｄは、パターン検出タスクの下で“０”に初期設定され、パターン検出タスクが完了したときに“１”に更新される。ステップＳ１１では、このようなフラグＦＬＧ＿ｅｎｄが“１”を示すか否かを繰り返し判別し、判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されるとステップＳ１３に進む。

フラグＦＬＧ＿ｐｔｎは、パターン検出タスクの下で“０”に初期設定され、障害物に合焦されたと判断されたときに“１”に更新される。ステップＳ１３では、このようなフラグＦＬＧ＿ｐｔｎが“１”を示すか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ１７に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ１５の処理を経てステップＳ１７に進む。

ステップＳ１５では第２ＡＦ処理を実行する。第２ＡＦ処理においては、第１ＡＦ処理によって配置された位置から既定距離無限側に離れた位置を開始位置として、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に、フォーカスレンズ１２が無限端へ既定幅ずつ移動され、ＡＦ評価回路２４から出力されるＡＦ評価値が取り込まれる。フォーカスレンズ１２が無限端まで移動されると、開始位置から無限端までのフォーカスレンズ１２の各々の位置におけるＡＦ評価値の中から最大値を求めることにより、最大値を示すレンズ位置が新たな合焦点として検出される。フォーカスレンズ１２は、このようにして発見された新たな合焦点に配置される。この結果、本来の被写体の鮮鋭度が向上する。

ステップＳ１７では厳格なＡＥ処理を実行する。この結果、スルー画像の明るさが厳格に調整される。ステップＳ１９ではシャッタボタン２８ｓｈが全押しされたか否かを繰り返し判別し、判別結果がＮＯであれば、ステップＳ２１でシャッタボタン２８ｓｈが解除されたか否かを判別する。ステップＳ２１の判別結果がＮＯであればステップＳ１９に戻る一方、ステップＳ２１の判別結果がＹＥＳであればステップＳ３に戻る。

ステップＳ１９の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２３で静止画取り込み処理を実行する。これによって、シャッタボタン２８ｓｈが全押しされた直後の１フレームの画像データがＳＤＲＡＭ３２の静止画エリア３２ｄに取り込まれる。

ステップＳ２５では記録処理を実行する。ステップＳ２３で取り込まれた１フレームの画像データは、記録処理によって記録媒体４２に記録される。記録処理が完了すると、その後にステップＳ３に戻る。

図１８を参照して、ステップＳ３１ではフラグＦＬＧｅｎｄを“０”に初期設定し、ステップＳ３３ではフラグＦＬＧｐｔｎを“０”に初期設定する。ステップＳ３５では変数Ｎを“１”に設定し、ステップＳ３７では変数Ｎの可変範囲を定義するべく最大値Ｎｍａｘをパターン辞書ＰＤＣに格納された辞書の総数に設定する。

ステップＳ３９では、ステップＳ７の第１ＡＦ処理で設定された合焦点に対応した被写界像から格子状の障害物を探索するべく、指定パターン検出処理を実行する。ステップＳ４１では検出結果レジスタＲＧＳＴ１に登録があるか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ５１に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、格子画像が分布する領域のサイズを算出するべく、サイズ算出処理を実行する。ステップＳ４５では、ステップＳ４３で算出された格子画像分布領域のサイズに基づいて、評価エリアＥＶＡの全域において格子画像分布領域が占める割合を算出する。

ステップＳ４７では、ステップＳ４５で算出された割合が閾値ＲＥＦ１以上であるか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ５１に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ４９に進む。ステップＳ４９では、格子状の障害物に合焦されていることを表明するべくフラグＦＬＧｐｔｎを“１”に設定し、その後にステップＳ５５に進む。

ステップＳ５１では変数Ｎをインクリメントし、ステップＳ５３では変数ＮがＮｍａｘを超えたか否かを判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ３９に戻る一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ５５に進む。ステップＳ５５ではフラグＦＬＧｅｎｄを“１”に設定し、その後に処理が完了する。

ステップＳ３９の指定パターン検出処理は、図２０に示すサブルーチンに従って実行される。ステップＳ６１では検出結果レジスタＲＧＳＴ１を初期化するべく登録内容をクリアし、ステップＳ６３では検出数レジスタＲＧＳＴ２を初期化するべく登録内容をクリアする。

ステップＳ６５では評価エリアＥＶＡの全域を探索エリアとして設定する。ステップＳ６７では、パターン検出枠ＰＤのサイズの可変範囲を定義するべく、最大サイズＳＺｍａｘを“２００”に設定し、最小ＳＺｍｉｎを“２０”に設定する。ステップＳ６９ではパターン検出枠ＰＤのサイズを“ＳＺｍａｘ”に設定し、ステップＳ７１でパターン検出枠ＰＤを探索エリアの左上位置に配置する。

ステップＳ７３ではパターン検出枠ＰＤに属する一部の画像データを読み出し、読み出された画像データの特徴量を算出する。算出された画像データの特徴量は、パターン辞書ＰＤＣに収められたＮ番目の特徴量とステップＳ７５で照合される。ステップＳ７７では照合度が閾値ＲＥＦ２以上であるか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ８３に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ７９およびステップＳ８１の処理を経てステップＳ８３に進む。

ステップＳ７９では現時点のパターン検出枠ＰＤの位置およびサイズを検出結果レジスタＲＧＳＴ１に登録し、ステップＳ８１では検出数レジスタＲＧＳＴ２に登録された数をインクリメントする。

ステップＳ８３ではパターン検出枠ＰＤが探索エリアの右下位置に到達したか否かを判別し、判別結果がＮＯであれば、ステップＳ８５でパターン検出枠ＰＤを既定量だけラスタ方向に移動させ、その後にステップＳ７３に戻る。判別結果がＹＥＳであれば、パターン検出枠ＰＤのサイズが“ＳＺｍｉｎ”以下であるか否かをステップＳ８７で判別する。ステップＳ８７の判別結果がＮＯであれば、ステップＳ８９でパターン検出枠ＰＤのサイズを“５”だけ縮小させ、ステップＳ９１でパターン検出枠ＰＤを探索エリアの左上位置に配置し、その後にステップＳ７３に戻る。ステップＳ８７の判別結果がＹＥＳであれば上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ４３のサイズ算出処理は、図２２に示すサブルーチンに従って実行される。ステップＳ１０１ではサイズ積算レジスタＲＧＳＴ３を初期化するべく登録内容をクリアし、ステップＳ１０３では重複判定レジスタＲＧＳＴ４を初期化するべく登録内容をクリアする。

ステップＳ１０５では変数Ｍを“１”に設定し、ステップＳ１０７では、変数Ｍの可変範囲を定義するべく、検出数レジスタＲＧＳＴ２の登録内容が示す値に最大値Ｍｍａｘを設定する。

ステップＳ１０９では、検出結果レジスタＲＧＳＴ１のＭ番目に登録された位置およびサイズを読み出す。読み出された位置およびサイズが示す格子画像の領域は、重複判定レジスタＲＧＳＴ４に登録された各々の領域とステップＳ１１１で比較される。比較の結果、重複判定レジスタＲＧＳＴ４に登録されたいずれの領域とも重複しない領域が、ステップＳ１０９で読み出された位置およびサイズが示す領域に含まれるか否かを、ステップＳ１１３で判別する。

判別結果がＮＯであればステップＳ１１９に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ１１５およびステップＳ１１７の処理を経てステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１５では、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３の登録内容が示すサイズに非重複領域のサイズを加算し、サイズ積算レジスタＲＧＳＴ３を更新する。ステップＳ１１７では、非重複領域の位置およびサイズを重複判定レジスタＲＧＳＴ４に登録する。

ステップＳ１１９では変数Ｍをインクリメントし、ステップＳ１２１では変数ＭがＭｍａｘを超えたか否かを判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ１０９に戻る一方、判別結果がＹＥＳであれば上階層のルーチンに復帰する。

以上の説明から分かるように、イメージセンサ１６は、フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する。ドライバ１８ａは、フォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する。ＡＦ評価回路２４は、変更手段の変更処理と並列して撮像手段から出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する。ＣＰＵ２６は、検出手段によって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して撮像手段から出力された被写界像から格子パターン画像を探索する。ＣＰＵ２６はまた、フォーカスレンズから撮像面までの距離を検出手段によって検出された複数の合焦点のうち特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を探索手段の検知に対応して実行する。

このように、特定合焦点に対応する被写界像から格子パターン画像が検知されると、フォーカスレンズから撮像面までの距離は、特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定される。これによって、格子と異なる物体にフォーカスを合わせることができる。

なお、この実施例では、マルチタスクＯＳおよびこれによって実行される複数のタスクに相当する制御プログラムは、フラッシュメモリ４４に予め記憶される。しかし、外部サーバに接続するための通信Ｉ／Ｆ４６を図２４に示す要領でディジタルカメラ１０に設け、一部の制御プログラムを内部制御プログラムとしてフラッシュメモリ４４に当初から準備する一方、他の一部の制御プログラムを外部制御プログラムとして外部サーバから取得するようにしてもよい。この場合、上述の動作は、内部制御プログラムおよび外部制御プログラムの協働によって実現される。

また、この実施例では、ＣＰＵ２６によって実行される処理を、図１６〜図１７に示す撮像タスクおよび図１８〜図１９に示すパターン検出タスクを含む複数のタスクに区分するようにしている。しかし、これらのタスクをさらに複数の小タスクに区分してもよく、さらには区分された複数の小タスクの一部を他のタスクに統合するようにしてもよい。また、転送タスクを複数の小タスクに区分する場合、その全部または一部を外部サーバから取得するようにしてもよい。

また、この実施例では、ディジタルスチルカメラを用いて説明したが、本発明は、ディジタルビデオカメラ，携帯電話端末またはスマートフォンなどにも適用することができる。

１０ …ディジタルカメラ
１６ …イメージセンサ
２２ …ＡＥ評価回路
２４ …ＡＦ評価回路
２６ …ＣＰＵ
３２ …ＳＤＲＡＭ
４４ …フラッシュメモリ

Claims (9)

1. フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像手段、
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する変更手段、
   前記変更手段の変更処理と並列して前記撮像手段から出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出手段、
   前記検出手段によって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して前記撮像手段から出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索手段、および
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を前記検出手段によって検出された複数の合焦点のうち前記特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を前記探索手段の検知に対応して実行する第１設定手段を備える、電子カメラ。
2. 前記既定条件は最至近側に存在するという条件を含む、請求項１記載の電子カメラ。
3. 前記探索手段によって探索される格子パターン画像は基準を上回るサイズの格子パターン画像に相当する、請求項１または２記載の電子カメラ。
4. 前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を前記特定合焦点に対応する距離に設定する処理を前記探索手段の非検知に対応して実行する第２設定手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子カメラ。
5. 前記探索手段は、格子パターンを示す辞書画像と前記被写界像の一部とを照合する照合手段、および前記照合手段の照合結果に基づいて前記格子パターン画像のサイズを算出する算出手段を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子カメラ。
6. 電子カメラのプロセッサに、
   フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ、
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する変更ステップ、
   前記変更ステップの変更処理と並列して前記撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ、
   前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して前記撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ、および
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち前記特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を前記探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップを実行させるための、撮像制御プログラム。
7. 電子カメラによって実行される撮像制御方法であって、
   フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ、
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する変更ステップ、
   前記変更ステップの変更処理と並列して前記撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ、
   前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して前記撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ、および
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち前記特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を前記探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップを備える、撮像制御方法。
8. メモリに保存された内部制御プログラムに従う処理を実行するプロセッサを備える電子カメラに供給される外部制御プログラムであって、
   フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ、
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する変更ステップ、
   前記変更ステップの変更処理と並列して前記撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ、
   前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して前記撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ、および
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち前記特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を前記探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップを前記内部制御プログラムと協働して前記プロセッサに実行させるための、外部制御プログラム。
9. 外部制御プログラムを受信する受信手段、および
   前記受信手段によって受信された外部制御プログラムとメモリに保存された内部制御プログラムとに従う処理を実行するプロセッサを備える電子カメラであって、
   前記外部制御プログラムは、
   フォーカスレンズを通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を出力する撮像ステップ、
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する変更ステップ、
   前記変更ステップの変更処理と並列して前記撮像ステップから出力された被写界像の高周波成分に基づいて複数の合焦点を検出する検出ステップ、
   前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち既定条件を満足する特定合焦点に対応して前記撮像ステップから出力された被写界像から格子パターン画像を探索する探索ステップ、および
   前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を前記検出ステップによって検出された複数の合焦点のうち前記特定合焦点と異なる合焦点に対応する距離に設定する処理を前記探索ステップの検知に対応して実行する第１設定ステップを前記内部制御プログラムと協働して実行するプログラムに相当する、電子カメラ。

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