JP2013213903A

JP2013213903A - 撮像装置

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Publication number: JP2013213903A
Application number: JP2012083667A
Authority: JP
Inventors: Kanichi Furuyama; 貫一古山
Original assignee: Xacti Corp
Current assignee: Xacti Corp
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-17

Abstract

【課題】フォーカス時間を短縮する。
【解決手段】撮像装置は、ＧＰＳを利用した測位処理部と、撮像素子の出力信号に基づき合焦レンズ位置を検出するフォーカス制御部を備える。測位処理部による測位が失敗している場合、フォーカス制御部は、屋内に撮像装置が存在している可能性が高いと推定し、合焦レンズ位置の探索範囲を至近側の範囲ＳＲ₁に設定する。測位が成功しており且つ撮像装置１に近傍に建造物等の遮蔽物が存在していないと判断される場合、フォーカス制御部は、屋外に撮像装置が存在している可能性が高いと推定し、合焦レンズ位置の探索範囲を無限遠側の範囲ＳＲ₂に設定する。測位が成功しているものの上記遮蔽物が存在していると判断される場合には、範囲ＳＲ₁と同等の範囲ＳＲ₃を合焦レンズ位置の探索範囲として設定する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置において、撮像素子の出力信号を利用したオートフォーカス制御が一般的に採用される。撮像素子の出力信号を利用したオートフォーカス制御の一方法では、フォーカスレンズを移動させながら撮影対象物のコントラストを検出し、該コントラストを最大化させるレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。この方法では、合焦レンズ位置がみつかるまでフォーカスレンズを移動させる必要がある、最も時間のかかるケースでは、フォーカスレンズの全可動範囲の一端から他端まで実際にフォーカスレンズを動かす必要がある。

尚、撮影モードを所謂マクロモードに変更するなど、マニュアル操作を介してユーザが合焦レンズ位置の探索範囲を設定する方法もある。また、下記特許文献１にはＧＰＳ機能を利用した合焦調整技術が開示されている。

特開２０１０−２６５１号公報

フォーカス時間（合焦レンズ位置を見つけるまでに必要な時間）の増大は、所謂シャッタチャンスの逸失等を招くため、フォーカス時間は短い方が良い。マニュアル操作を介しユーザが合焦レンズ位置の探索範囲を限定すればフォーカス時間の短縮が見込めるが、マニュアル操作はユーザに負担がかかる。

そこで本発明は、ユーザ負担をかけることなくフォーカス時間の短縮に寄与する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、焦点を調節するためのフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して入射した光を光電変換する撮像素子と、前記光電変換による前記撮像素子の出力信号に基づき前記フォーカスレンズ又は前記撮像素子である駆動対象の位置を調整するフォーカス制御部と、衛星からの信号に基づき当該撮像装置の測位を行う測位処理部と、を備え、前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位結果に基づき、前記駆動対象の移動範囲を前記駆動対象の全可動範囲よりも狭く設定することを特徴とする。

これにより、測位処理部の測定結果に応じた適切な制限を探索範囲にかけることが可能となる。結果、ユーザ負担をかけることなく、フォーカス時間の短縮が期待される。

本発明によれば、ユーザ負担をかけることなくフォーカス時間の短縮に寄与する撮像装置を提供することが可能である。

本発明の実施形態に係る撮像装置の概略全体ブロック図である。図１の撮像部の内部ブロック図である。フォーカスレンズの可動範囲を説明するための図である。ＡＦ評価部の内部ブロック図である。フォーカス制御部の内部ブロック図を含む、オートフォーカス制御の実現に特に関与する部位のブロック図である。ＡＦ評価値とレンズ位置との関係例を示す図である。近傍遮蔽物存否判定部の入出力を説明するための図である。地図データを示す図（ａ）及び撮像装置の現在地が重畳された地図データを示す図（ｂ）である。地図データを示す図（ａ）及び撮像装置の現在地が重畳された地図データを示す図（ｂ）である。近傍遮蔽物存否判定部の入出力を説明するための図である。本発明の第１実施例にて想定される３つのケースを説明するための図である。本発明の第１実施例に係る撮像装置の動作フローチャートである。本発明の第２実施例にて想定される２つのケースを説明するための図である。本発明の第２実施例に係る撮像装置の動作フローチャートである。本発明の第３実施例にて想定される２つのケースを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の概略全体ブロック図である。撮像装置１は、静止画像及び動画像を撮影及び記録可能なデジタルビデオカメラである。但し、撮像装置１は、静止画像のみを撮影及び記録可能なデジタルスチルカメラであっても良い。撮像装置１は、符号１１〜１８によって参照される各部位を備える。

図２は、撮像部１１の内部構成図である。撮像部１１は、光学系３５と、絞り３２と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどから成る撮像素子（固体撮像素子）３３と、光学系３５や絞り３２を駆動制御するためのドライバ３４と、を有している。光学系３５は、撮像部１１の画角を調節するためのズームレンズ３０及び焦点を調節するためのフォーカスレンズ３１を含む複数枚のレンズから形成される。ズームレンズ３０及びフォーカスレンズ３１は光軸方向に移動可能である。主制御部１３からの制御信号に基づき、光学系３５内におけるズームレンズ３０及びフォーカスレンズ３１の位置並びに絞り３２の開度（即ち絞り値）が制御される。撮像素子３３は、水平及び垂直方向に複数の受光画素が配列されることによって形成される。撮像素子３３の各受光画素は、ズームレンズ３０及びフォーカスレンズ３１を含む光学系３５並びに絞り３２を介して入射した光（即ち被写体の光学像）を光電変換し、該光電変換によって得られた電気信号をＡＦＥ１２（Analog Front End）に出力する。

ＡＦＥ１２は、撮像部１１（撮像素子３３）から出力されるアナログ信号を増幅し、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換してから主制御部１３に出力する。ＡＦＥ１２における信号増幅の増幅度は主制御部１３によって制御される。主制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等から成り、ＡＦＥ１２の出力信号によって表される画像に対して必要な画像処理を施し、画像処理後の画像についての映像信号を生成する。ここで生成される映像信号も、撮像部１１（撮像素子３３）の出力信号も、ＡＦＥ１２の出力信号も、被写体の画像信号の一種である。ＡＦＥ１２の出力信号そのものによって表される画像、又は、ＡＦＥ１２の出力信号そのものによって表される画像に対し所定の画像処理を施して得られる画像を、入力画像という。以下に述べる画像信号とは、特に記述なき限り入力画像の画像信号を指す。

内部メモリ１４は、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等にて形成され、撮像装置１内で生成された各種データを一時的に記憶する。表示部１５は、液晶ディスプレイパネル等の表示画面を有する表示装置であり、主制御部１３の制御の下、入力画像や記録媒体１６に記録されている画像などを表示する。表示部１５にはタッチパネル１５ａが設けられており、ユーザは、表示部１５の表示画面を操作体（指やタッチペンなど）で触れることで撮像装置１に様々な指示を与えることができる。但し、タッチパネル１５ａを割愛することも可能である。記録媒体１６は、カード状半導体メモリや磁気ディスク等の不揮発性メモリであり、主制御部１３による制御の下、入力画像の映像信号等を記録する。操作部１７は、静止画像の撮影指示を受け付けるシャッタボタン１７ａ及び動画像の撮影開始指示又は撮影終了指示を受け付ける録画ボタン１７ｂ等を備え、ユーザからの各種操作を受け付ける。シャッタボタン１７ａ及び録画ボタン１７ｂは、タッチパネル１５ａ上のボタンであってもよい。

測位処理部１８は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を形成する衛星からの送信信号を受信し、受信信号に基づき撮像装置１の現在地（少なくとも撮像装置１の緯度及び経度を含む）を検出して、撮像装置１の現在地を表す位置データ（現在地データ）を生成する。測位処理部１８による位置データを得るための処理を測位処理又は単に測位とも言う。

撮像部１１は所定のフレーム周期にて順次撮影を行うことができ、これにより、時系列で並ぶ複数の入力画像が撮像装置１にて得られる。図１に示す如く、主制御部１３は、オートフォーカス制御を行うフォーカス制御部５０を備える。フォーカス制御において、フォーカス制御部５０は、入力画像の画像信号に基づき（即ち撮像素子３３の出力信号に基づき）、撮影対象物が合焦するようにフォーカスレンズ３１の位置を調整する（即ち、撮影対象物の光学像が撮像素子３３上において結像するようにフォーカスレンズ３１の位置を調整する）。撮影対象物は、撮像部１１の撮影領域内に位置する被写体の一種である。撮像部１１の撮影領域内に複数の被写体が存在する場合、フォーカス制御部５０は、周知の方法に従って（例えば画像信号に基づき）、何れかの被写体を撮影対象物として認定することができる。

以下、フォーカスレンズ３１の位置を単にレンズ位置と呼ぶ。フォーカスレンズ３１は、光学系３５の光軸方向に沿って移動可能であり、光軸方向は、更に至近端方向と無限遠端方向に細分化される（図３参照）。フォーカスレンズ３１の全可動範囲の一端及び他端を至近端及び無限遠端と呼ぶ。即ち、図３に示す如く、フォーカスレンズ３１の全可動範囲は、所定の至近端と所定の無限遠端との間の範囲である。レンズ位置が至近端と一致している時、ピントが合う被写体の被写体距離は最小となり、レンズ位置が無限遠端と一致している時、ピントが合う被写体の被写体距離は最大となる。そして、フォーカスレンズ３１が至近端から無限遠端に移動するにつれて、ピントが合う被写体の被写体距離は大きくなる。ここで、或る被写体についての被写体距離とは、該被写体と撮像装置１との間の、実空間上の距離を意味する。

オートフォーカス制御に利用されるＡＦ評価値の算出法について説明する。図４は、ＡＦ評価値を算出するＡＦ評価部５１の内部ブロック図である。ＡＦ評価部５１は、抽出部６１、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）６２及び積算部６３を有して構成される。抽出部６１は、入力画像の画像信号より輝度信号を抽出する。この際、抽出部６１は、入力画像内に定義された、ＡＦ評価領域内の輝度信号のみを抽出する。ＡＦ評価領域は、入力画像の一部画像領域であっても良いし、全画像領域であっても良い。ＨＰＦ６２は、空間フィルタリング等を用いて、抽出部６１によって抽出された輝度信号の中から所定の高域周波数成分を抽出する。積算部６３は、ＨＰＦ６２によって抽出された高域周波数成分を積算し、積算値をＡＦ評価値として出力する。ＡＦ評価値は、ＡＦ評価領域内の画像のコントラスト量（エッジ量）に概ね比例し、該コントラスト量が増大するにつれて増大する。ＡＦ評価部５１は、上述のようなＡＦ評価値の導出処理を入力画像ごとに実行することで、入力画像ごとにＡＦ評価値を求めることができる

図５は、オートフォーカス制御の実現に特に関与する部位のブロック図である。図５に示す如く、フォーカス制御部５０は、上述のＡＦ評価部５１に加えて、符号５２〜５４によって参照される各部位を備える。ＡＦ評価部５１は、各入力画像に対するＡＦ評価値をレンズ位置制御部５２に与える。レンズ位置制御部５２は、ＡＦ評価値と探索条件設定部５３の設定内容（詳細は後述）に基づいてレンズ位置を制御するためのレンズ位置制御信号を生成し、それをドライバ３４（図２）に出力することによりフォーカスレンズ３１の駆動を実現する。

レンズ位置制御部５２は、このようなレンズ位置の制御を介して、合焦レンズ位置を検出する探索処理を行う。探索処理において、レンズ位置制御部５２は、定められた探索範囲内でフォーカスレンズ３１を所定移動量ずつ移動させて、移動の度に最新のＡＦ評価値をＡＦ評価部５１から取得し、探索範囲内でＡＦ評価値に極大値を与えるレンズ位置を合焦レンズ位置として検出する。レンズ位置制御部５２は、レンズ位置を合焦レンズ位置に固定することで撮影対象物に対する合焦を実現することができる。図６にＡＦ評価値とレンズ位置との関係例を示す。上記の説明からも分かるように、探索範囲とは、合焦レンズ位置を探索するためにフォーカスレンズ３１が配置されることになるレンズ位置の範囲である（換言すれば、合焦レンズ位置を探索するための、フォーカスレンズ３１の移動範囲である。）。

探索条件設定部５３は、測位処理部１８の測位の結果を表す測位結果データに基づき、探索範囲（即ち、合焦レンズ位置を探索するためのフォーカスレンズ３１の移動範囲）及び初期レンズ位置を設定する。この設定の際、近傍遮蔽物存否判定部５４の判定結果が参照されうる。初期レンズ位置は、探索処理の開始時点におけるレンズ位置である。探索範囲の内の最も至近端側の位置又は最も無限遠端側の位置を、初期レンズ位置として設定することができる。初期レンズ位置が探索範囲の内の最も至近端側の位置である場合、探索処理において、レンズ位置制御部５２は、フォーカスレンズ３１を初期レンズ位置から無限遠端方向（即ち、初期レンズ位置から無限遠端に向かう方向）に移動させる。初期レンズ位置が探索範囲の内の最も無限遠端側の位置である場合、探索処理において、レンズ位置制御部５２は、フォーカスレンズ３１を初期レンズ位置から至近端方向（即ち、初期レンズ位置から至近端に向かう方向）に移動させる。

測位処理部１８は、測位の成否を表す測位成否データを測位結果データに含めることができる。測位は常に成功するとは限らず、特に撮像装置１が屋内に存在する場合などにおいては、測位が失敗して位置データが得られないこともある。測位が成功した場合にのみ、測位結果データに位置データが含まれる。

近傍遮蔽物存否判定部５４（以下、単に判定部５４とも呼ぶ）は、撮像装置１にとっての近傍遮蔽物の存否を判定する。近傍遮蔽物は、撮像装置１との間で所定の位置関係を持つ遮蔽物であり、具体的には例えば、撮像装置１から所定距離ＴＨ_DIS以内の範囲に位置する立体物（建造物など）である。近傍遮蔽物が存在する場合、撮像装置１は屋内に存在している可能性が高く、近傍遮蔽物が存在しない場合、撮像装置１は屋外に存在している（換言すれば屋内に存在していない）可能性が高い。故に、判定部５４は、撮像装置１が屋内に存在しているか否かの推定（以下屋内是非推定という）を成す推定部であると解釈しても良い。

例えば、図７に示す如く、判定部５４は、測位が成功した場合に得られる位置データと、該位置データにて示される撮像装置１の現在地を基準とした地図データ（以下、判定用地図データと呼ぶ）とに基づき、近傍遮蔽物の存否判定（及び屋内是非推定）を成すことができる。判定用地図データは、撮像装置１の現在地を内包する土地の地図データであり、撮像装置１の現在地を中心とした所定範囲内の土地における立体物の有無及び立体物の位置を示す。主としてビルディング、工場、家屋などの建造物が立体物として想定される。インターネット等のネットワーク網を介してサーバ機器（不図示）と通信可能な通信部（不図示）を撮像装置１に設けておいても良い。サーバ機器は、地球上の全範囲又は一部範囲の地図のデータである地図データベース（不図示）を有する。位置データが得られたとき、判定部５４は、上記通信部を用いて、撮像装置１の現在地を内包する地図のデータ（即ち判定用地図データ）をサーバ機器に要求し、該要求に応答してサーバ機器から送信されてきた地図のデータを受信することで判定用地図データを得ても良い。或いは例えば、撮像装置１内に上記地図データベースを設けておいても良く、その場合、判定部５４は、位置データに基づき、撮像装置１内の地図データベースから判定用地図データを抽出可能である。

図８（ａ）の地図データ３１０が判定用地図データとして得られたとき、図８（ｂ）に示す如く、判定部５４は、位置データに基づく撮像装置１の現在地３１１を地図データ３１０上に置いて考える。図８（ａ）及び（ｂ）において、斜線領域は、立体物（建造物など）が存在している領域を表している（後述の図９（ａ）及び（ｂ）も同様）。図８（ｂ）において、破線円３１２は、現在地３１１を中心とし且つ上記距離ＴＨ_DISの半径を持つ円である。判定部５４は、破線円３１２内に立体物が存在していることを地図データ３１０から認識することができる。従って、地図データ３１０が判定用地図データであるとき、判定部５４は、近傍遮蔽物が存在すると判断することができる（又は撮像装置１が屋内に存在していると推定することができる）。

図９（ａ）の地図データ３２０が判定用地図データとして得られたとき、図９（ｂ）に示す如く、判定部５４は、位置データに基づく撮像装置１の現在地３２１を地図データ３２０上に置いて考える。図９（ｂ）において、破線円３２２は、現在地３２１を中心とし且つ上記距離ＴＨ_DISの半径を持つ円である。判定部５４は、破線円３２２内に立体物が存在していないことを地図データ３２０から認識することができる。従って、地図データ３２０が判定用地図データであるとき、判定部５４は、近傍遮蔽物が存在しないと判断することができる（又は撮像装置１が屋外に存在していると推定することができる）。

或いは例えば、図１０に示す如く、判定部５４は、撮像装置１の周りに位置する立体物と撮像装置１との距離を測定する距離センサ５７の出力データに基づき、近傍遮蔽物の存否判定（及び屋内是非推定）を成しても良い。距離センサ５７を撮像装置１に設けておくことができる。距離センサ５７の出力データである距離データは、撮像装置１の周りに位置する立体物と撮像装置１との距離のデータを含む。距離センサ５７は、例えばステレオカメラにて形成され、三角測量の原理を用いて距離データを生成することができる。この場合、ステレオカメラを形成する一方のカメラは、撮像部１１にて形成されていても良い。或いは例えば、距離センサ５７をレーダにて形成しても良い。

撮像装置１から所定距離ＴＨ_DIS以内に位置する立体物によって撮像装置１の周りが囲まれていることが距離データに示されているとき、判定部５４は、近傍遮蔽物が存在すると判断することができ（又は撮像装置１が屋内に存在していると推定することができ）、そうでないとき、判定部５４は、近傍遮蔽物が存在しないと判断することができる（又は撮像装置１が屋内に存在していないと推定することができる）。

以下、測位結果データを利用した合焦レンズ位置の探索処理の具体例及びそれに関連する技術を、幾つかの実施例の中で説明する。

＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。第１実施例に係る探索条件設定部５３は、測位処理部１８による測位の成否及び判定部５４による近傍遮蔽物の存否の判定結果に応じて、探索範囲及び初期レンズ位置を設定する。第１実施例では、図１１に示す３つのケースＣＳ_A1、ＣＳ_A2及びＣＳ_A3が想定される。

ケースＣＳ_A1は、測位が失敗したケースである。この場合、撮像装置１が屋内に存在している可能性が高いと推定され、結果、撮像装置１及び撮影対象物間の距離は比較的短いだろうと推定される。従って、ケースＣＳ_A1では、近傍遮蔽物の存否の如何に関わらず、設定部５３は至近端に比較的近い所定範囲ＳＲ₁を探索範囲に設定する。

ケースＣＳ_A2は、測位が成功し且つ近傍遮蔽物が存在しないと判定されたケースである。この場合、撮像装置１が屋外に存在している可能性が高いと推定されると共に、比較的遠方の被写体が撮影対象物に含まれると推定される。従って、ケースＣＳ_A2において、設定部５３は範囲ＳＲ₁よりも無限遠端に近い所定範囲ＳＲ₂を探索範囲に設定する。

ケースＣＳ_A3は、測位が成功したが、近傍遮蔽物が存在していると判定されたケースである。この場合も、ケースＣＳ_A1と同様、撮像装置１が屋内に存在している可能性が高いと推定される。従って、ケースＣＳ_A3において、設定部５３は範囲ＳＲ₂よりも至近端に近い所定範囲ＳＲ₃を探索範囲に設定する。

探索範囲又は探索範囲の候補となる範囲（本実施例においてＳＲ₁、ＳＲ₂又はＳＲ₃）の内、至近端に最も近いレンズ位置に対応する被写体距離を近端距離と呼ぶ。探索範囲又は探索範囲の候補となる範囲の内、無限遠端に最も近いレンズ位置に対応する被写体距離を遠端距離と呼ぶ。ここでは、設定部５３は、範囲ＳＲ₁における近端距離及び遠端距離を夫々１ｃｍ（センチメートル）及び２ｍ（メートル）に設定し、且つ、範囲ＳＲ₂における近端距離及び遠端距離を夫々２ｍ及び無限遠に設定し、且つ、範囲ＳＲ₃における近端距離及び遠端距離を夫々１ｃｍ及び２ｍに設定するものとする。更に、設定部５３は、初期レンズ位置を、ケースＣＳ_A1においては範囲ＳＲ₁の近端距離（即ち１ｃｍ）に対応するレンズ位置に設定し、且つ、ケースＣＳ_A2においては範囲ＳＲ₂の遠端距離（即ち無限遠）に対応するレンズ位置に設定し、且つ、ケースＣＳ_A3においては範囲ＳＲ₃の近端距離（即ち１ｃｍ）に対応するレンズ位置に設定する。但し、ケースＣＳ_A1、ＣＳ_A2、ＣＳ_A3において、設定部５３は、初期レンズ位置を、それぞれ、範囲ＳＲ₁の遠端距離（即ち２ｍ）、範囲ＳＲ₂の近端距離（即ち２ｍ）、範囲ＳＲ₃の遠端距離（即ち２ｍ）に対応するレンズ位置に設定しても良い。

図１２は、第１実施例に係る撮像装置１の動作フローチャートである。撮像装置１が起動すると、ステップＳ１１においてスルー処理が実行開始される。スルー処理とは、撮像部１１を用いて順次得られる入力画像を動画像として表示部１５に表示する処理を指す。スルー処理の実行開始後、ステップＳ１２において測位処理部１８による測位処理が成され、続くステップＳ１３において主制御部１３は、シャッタボタン１７ａの状態を確認する。シャッタボタン１７ａは２段階の押し込み操作が可能となっており、シャッタボタン１７ａに圧力が加わっていない開放状態を起点として、ユーザがシャッタボタン１７ａを押し込むとシャッタボタン１７ａの状態は半押し状態となり、その後、更にシャッタボタン１７ａを押し込むとシャッタボタン１７ａの状態は全押し状態となる。ステップＳ１３において、シャッタボタン１７ａの状態が半押し状態であるとステップＳ１４への移行が発生し、そうでないとステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１４において、探索条件設定部５３は、最新の測位結果データに含まれる測位成否データを参照して測位の成否を確認する。測位が失敗していた場合、ステップＳ１５にて範囲ＳＲ₁を探索範囲に設定してからステップＳ１９に移行する。測位が成功していた場合、ステップＳ１６において、探索条件設定部５３は、判定部５４の判定結果を参照して近傍遮蔽物の有無を確認する。測位が成功しており且つ近傍遮蔽物が存在していないと判定されている場合にはステップＳ１７にて範囲ＳＲ₂を探索範囲に設定してからステップＳ１９に移行し、測位が成功しているものの近傍遮蔽物が存在すると判定されている場合にはステップＳ１８にて範囲ＳＲ₃を探索範囲に設定してからステップＳ１９に移行する。尚、上述した数値例のように、範囲ＳＲ₁及び範囲ＳＲ₃が一致している場合にはステップＳ１５及びＳ１８を１つにまとめることができる。

ステップＳ１９において、レンズ位置制御部５２は、合焦レンズ位置を検出するための探索処理を実行する。ステップ１９の探索処理における探索範囲は、ステップＳ１５、Ｓ１７又はＳ１８にて設定された探索範囲（即ち、ＳＲ₁、ＳＲ₂又はＳＲ₃）である。

ステップＳ１９の探索処理により合焦レンズ位置を検出できたか否かが、ステップＳ２０にて確認される。ステップＳ１９の探索処理において、ＡＦ評価値に極大値を与えるレンズ位置が存在していたとき（即ち、ＡＦ評価値が探索範囲内の何れかのレンズ位置で極大値をとったとき）、その極大値に対応するレンズ位置が合焦レンズ位置として検出され、ステップＳ２０からステップＳ２２への移行が発生する。一方、ステップＳ１９の探索処理において、ＡＦ評価値に極大値を与えるレンズ位置が存在しなかった場合（即ち、ＡＦ評価値が探索範囲内で極大値をとらなかったとき）、合焦レンズ位置が検出されていないためステップＳ２０からステップＳ２１への移行が発生する。ステップＳ２１において、設定部５３は探索範囲をフォーカスレンズ３１の全可動範囲に再設定し、レンズ位置制御部５２は全可動範囲を探索範囲とした状態で探索処理を再度実行する。この再度の探索処理によっても、撮影シーンによっては合焦レンズ位置が見つからないこともありえるが、ここでは、そのような状況を無視する。

ステップＳ２０又はＳ２１に続くステップＳ２２において、レンズ位置制御部５２は、ステップＳ１９又はＳ２１の探索処理で検出された合焦レンズ位置にフォーカスレンズ３１を配置する。ステップＳ２２において、シャッタボタン１７ａの状態が全押し状態になったことが確認されると、対象画像が撮影され、その後、ステップＳ１１に戻る。対象画像は、合焦レンズ位置にフォーカスレンズ３１を配置した状態で撮影された入力画像であり、記録媒体１６に記録される。

上述の如く、まず測位結果データに応じて探索範囲が全可動範囲よりも狭い範囲に限定される。測位結果データを考慮して撮影シーンを推定し、推定撮影シーンに応じた適切な探索範囲限定を成すことにより、ユーザに特段の手間をかけることなく合焦レンズ位置の探索時間（ピント合わせに必要な時間）を短縮することができる。仮に、限定を介した探索処理（ステップＳ１９）で合焦レンズ位置を検出できなかった場合には、探索範囲を全可動範囲に広げた状態で合焦レンズ位置の再探索を行うため（ステップＳ２１）、ピント合わせが不可になるという事態は回避される（後述の他の実施例においても同様）。

尚、範囲ＳＲ₁、ＳＲ₂及びＳＲ₃における近端距離及び遠端距離についての具体的数値は様々に変更可能である（後述の他の実施例においても同様）。但し、範囲ＳＲ₁、ＳＲ₂及びＳＲ₃の夫々は全可動範囲よりも狭い。上述の数値例では、範囲ＳＲ₁の遠端距離と範囲ＳＲ₂の近端距離が一致しているが、範囲ＳＲ₂の近端距離は範囲ＳＲ₁の遠端距離より小さくても良いし、大きくても良い。但し、少なくとも、範囲ＳＲ₂の近端距離は範囲ＳＲ₁の近端距離よりも大きく且つ範囲ＳＲ₂の遠端距離は範囲ＳＲ₁の遠端距離よりも大きい。同様に、上述の数値例では、範囲ＳＲ₃の遠端距離と範囲ＳＲ₂の近端距離が一致しているが、範囲ＳＲ₂の近端距離は範囲ＳＲ₃の遠端距離よりも小さくても良いし、大きくても良い。但し、少なくとも、範囲ＳＲ₂の近端距離は範囲ＳＲ₃の近端距離よりも大きく且つ範囲ＳＲ₂の遠端距離は範囲ＳＲ₃の遠端距離よりも大きい。また、上述の数値例では、範囲ＳＲ₁と範囲ＳＲ₃が一致しているが、範囲ＳＲ₁及びＳＲ₃間において、近端距離を互いに異ならせることも可能であるし、遠端距離を互いに異ならせることも可能である。

また、ケースＣ_A2において、探索条件設定部５３は、位置データ及び判定用地図データに応じ、又は、距離センサ５７の出力データ（距離データ）に応じ、範囲ＳＲ₂の近端距離及び遠端距離の少なくとも一方を可変設定するようにしても良い。例えば、それらのデータに基づき、近傍遮蔽物に分類される遮蔽物ではないものの撮像装置１から見て比較的近い距離に位置する遮蔽物が存在すると判断される場合には、範囲ＳＲ₂の遠端距離を所定の初期距離（例えば無限遠）から短くしても良い。同様の観点から、ケースＣ_A3において、探索条件設定部５３は、位置データ及び判定用地図データに応じ、又は、距離センサ５７の出力データ（距離データ）に応じ、範囲ＳＲ₃の近端距離及び遠端距離の少なくとも一方を可変設定するようにしても良い。

＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。第２実施例に係る探索条件設定部５３は、測位処理部１８による測位の成否に応じて、探索範囲及び初期レンズ位置を設定する。第２実施例では、探索範囲の設定に際し、近傍遮蔽物の存否が考慮されないため、図５のフォーカス制御部５０から判定部５４を割愛可能である。第２実施例では、図１３に示す２つのケースＣＳ_B1及びＣＳ_B2が想定される。

ケースＣＳ_B1は測位が成功したケースであり、ケースＣＳ_B1において設定部５３は上記範囲ＳＲ₁を探索範囲に設定する。ケースＣＳ_B2は測位が成功したケースであり、ケースＣＳ_B2において設定部５３は上記範囲ＳＲ₂を探索範囲に設定する。範囲ＳＲ₁及びＳＲ₂について第１実施例で述べた事項が第２実施例にも適用される。ケースＣＳ_B1及びＣＳ_B2おける初期レンズ位置の設定方法は、夫々、上述のケースＣＳ_A1及びＣＳ_A2における初期レンズ位置の設定方法と同じである。

図１４は、第２実施例に係る撮像装置１の動作フローチャートであり、それは図１２の動作フローチャートと類似している。但し、第２実施例では、近傍遮蔽物の存否が考慮されないため、ステップＳ１６及びＳ１８の処理は割愛され、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理と、ステップＳ１５及びＳ１７のどちらかと、ステップＳ１９〜Ｓ２２の処理が実行される。つまり、ステップＳ１４において、探索条件設定部５３は、最新の測位結果データに含まれる測位成否データを参照して測位の成否を確認する。測位が失敗していた場合、ステップＳ１５にて範囲ＳＲ₁を探索範囲に設定してからステップＳ１９に移行する一方、測位が成功していた場合、近傍遮蔽物の有無に関係なく、ステップＳ１７にて範囲ＳＲ₂を探索範囲に設定してからステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９への移行後の処理は、第１実施例で述べたものと同様である。

第２実施例によっても第１実施例と同様の効果が見込める。但し、第１実施例の方が、撮影シーンをより詳細に推定して探索範囲の設定を成すことができるため、第２実施例よりも第１実施例の方が好ましい。

＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。第３実施例に係る探索条件設定部５３は、判定部５４による近傍遮蔽物の存否の判定結果に応じて、探索範囲及び初期レンズ位置を設定する。但し、第３実施例では、測位の成功を前提とし、判定部５４が位置データ及び判定用地図データに基づき近傍遮蔽物の存否判定を成すものとする。従って、第３実施例においても、測位結果データに基づき探索範囲及び初期レンズ位置が設定されることになる。第３実施例では、測位の成功を前提としているため、図１５に示す２つのケースＣＳ_C2及びＣＳ_C3が想定される。

ケースＣＳ_C2及びＣＳ_C3は夫々上述のケースＣＳ_A2及びＣＳ_A3と同じである。故に、設定部５３は、ケースＣＳ_C2において上記範囲ＳＲ₂を探索範囲に設定し、ケースＣＳ_C3において上記範囲ＳＲ₃を探索範囲に設定する。範囲ＳＲ₂及びＳＲ₃について第１実施例で述べた事項が第３実施例にも適用される。ケースＣＳ_C2及びＣＳ_C3おける初期レンズ位置の設定方法は、夫々、上述のケースＣＳ_A2及びＣＳ_A3における初期レンズ位置の設定方法と同じである。撮像装置１の動作フローチャートを図１２のそれと同じにすることができ、その場合、第３実施例は第１実施例に包含される実施例であると言える。但し、第３実施例では、ステップＳ１４において測位の失敗が確認されたとき、ステップＳ１４からステップＳ２１に直接移行して、最初からフォーカスレンズ３１の全可動範囲を探索範囲に設定するようにしても良い。

＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。上述の方法では、フォーカスレンズ３１が駆動対象として取り扱われ、撮影対象物の合焦を得るべく、フォーカスレンズ３１の位置調整を介してフォーカスレンズ３１及び撮像素子３３間の距離調整（相対的位置関係の調整）が行われているが、該距離調整を撮像素子３３の位置調整にて実現するようにしても良い。即ち、フォーカス制御部５０は、フォーカスレンズ３１の代わりに撮像素子３３を駆動対象として駆動しても良く、これによってフォーカスレンズ３１の位置調整を行ったときと同等の作用を得るようにしても良い。

この場合、フォーカスレンズ３１の移動及び位置等に関する、第１〜第３実施例を含む上述の各説明文において、フォーカスレンズ３１を駆動対象に読み替えた後、駆動対象が撮像素子３３であると考えれば良い。但し、この際、レンズ３１の位置に関する用語を撮像素子３３の位置に関する用語に読み替えると良い。例えば、上述のレンズ位置、初期レンズ位置及び合焦レンズ位置を、夫々、素子位置（撮像素子３３の位置）、初期素子位置（探索処理の開始時点における素子位置）、合焦素子位置（探索範囲内でＡＦ評価値に極大値を与える素子位置）に読み替えると良い。また、レンズ位置制御部（５２）を素子位置制御部と読み替えても良い。探索処理において、フォーカス制御部５０（レンズ位置制御部５２又は素子位置制御部）は、定められた探索範囲内で駆動対象（フォーカスレンズ３１又は撮像素子３３）を所定移動量ずつ移動させて、移動の度に最新のＡＦ評価値をＡＦ評価部５１から取得し、探索範囲内でＡＦ評価値に極大値を与える駆動対象の位置を合焦位置（合焦レンズ位置又は合焦素子位置）として検出する。探索条件設定部５３は、探索範囲（合焦位置を探索するための、駆動対象の移動範囲）及び初期素子位置を、第１、第２又は第３実施例で述べた方法にて設定することができる。尚、フォーカス制御部５０は、撮影対象物の合焦を得るべく、フォーカスレンズ３１及び撮像素子３３の双方を駆動対象として移動させても良い。

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１及び注釈２を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
撮像装置１は、任意の機器（携帯電話機や情報端末装置）に搭載されるものであっても良い。

［注釈２］
撮像装置１を、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。撮像装置１で実現されるべき機能の全部又は一部をプログラムとして記述して、該プログラムを撮像装置１に搭載可能なフラッシュメモリに保存しておき、該プログラムをプログラム実行装置（例えば、撮像装置１に搭載可能なマイクロコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部又は一部を実現するようにしてもよい。

１撮像装置
１１撮像部
１８測位処理部
３３撮像素子
５０フォーカス制御部
５４近傍遮蔽物存否判定部

Claims

撮像装置において、
焦点を調節するためのフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを介して入射した光を光電変換する撮像素子と、
前記光電変換による前記撮像素子の出力信号に基づき前記フォーカスレンズ又は前記撮像素子である駆動対象の位置を調整するフォーカス制御部と、
衛星からの信号に基づき当該撮像装置の測位を行う測位処理部と、を備え、
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位結果に基づき、前記駆動対象の移動範囲を前記駆動対象の全可動範囲よりも狭く設定する
ことを特徴とする撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位の成否に基づき前記移動範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位が成功した場合に前記測位処理部から得られる位置データと当該撮像装置の現在地を基準とした地図データとに基づき、又は、当該撮像装置の周りに位置する立体物と当該撮像装置との距離を測定する距離センサの出力データに基づき、当該撮像装置との間で所定の位置関係を持つ遮蔽物の存否を判定する遮蔽物存否判定部を有し、前記測位処理部の測位の成否及び前記遮蔽物の存否の判定結果に応じて前記移動範囲を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位が失敗した場合、所定の第１範囲を前記移動範囲に設定し、前記測位処理部の測位が成功した場合、前記遮蔽物の存否の判定結果に応じて、前記第１範囲よりも無限遠端側の第２範囲又は前記第２範囲よりも至近端側の第３範囲を前記移動範囲に設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位が成功した場合において、前記遮蔽物が存在しないと判定されたときには前記第２範囲を前記移動範囲に設定する一方、前記遮蔽物が存在すると判定されたときには前記第３範囲を前記移動範囲に設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位が失敗した場合、所定の第１範囲を前記移動範囲に設定し、前記測位処理部の測位が成功した場合、前記第１範囲よりも無限遠端側の第２範囲を前記移動範囲に設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部から得られる位置データと当該撮像装置の現在地を基準とした地図データとに基づき、当該撮像装置との間で所定の位置関係を持つ遮蔽物の存否を判定する遮蔽物存否判定部を有し、前記遮蔽物の存否の判定結果に応じて前記移動範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位結果に基づいて前記移動範囲を設定した後、撮影対象物を合焦させるための前記駆動対象の位置である合焦位置を設定移動範囲内において探索する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の撮像装置。
前記フォーカス制御部は、前記測位処理部の測位結果に基づく前記設定移動範囲内において前記合焦位置を検出できなかったとき、前記移動範囲を前記全可動範囲に広げて前記合焦位置を再度探索する
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。