JP2015152750A - 焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合焦後に撮影レンズ駆動を禁止し、被写体が撮像装置の光軸方向に動き出した際には速やかにピントを合わせる。【解決手段】被写体検出手段１０１と、画面内に設定された焦点検出領域におけるデフォーカス量を検出する焦点検出手段１０２と、前記デフォーカス量に基づき被写体に対して合焦状態であるか否かを判定する合焦判定手段１０３と、前記デフォーカス量に基づき撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段１０４と、合焦状態時に撮影レンズの駆動を禁止する禁止手段１０４と、撮影レンズの駆動禁止時に動体判定領域において被写体が動体であるか否かを判定する動体判定手段１０７と、前記動体判定手段により動体であると判定された場合に、撮影レンズの駆動を許可する許可手段１０４と、前記禁止手段による撮影レンズの駆動禁止時に、動体判定領域を前記被写体検出手段により検出される被写体の特徴情報に基づいて変更する変更手段１０６を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ等の撮像装置に関し、特に被写体に対して焦点調節制御を行う撮像装置に関するものである。

従来、自動焦点調節機能を有する撮像装置においては、２つのＡＦモードを有することが一般的である。第１のＡＦモード（以下、ワンショットモードとする）は静止被写体を対象とする。焦点検出により検出されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズの距離環を駆動させて被写体にピントを合わせた後、撮影レンズの距離環の駆動を禁止することにより、意図しない被写体にピントを合わせるのを防ぐことを特徴とする。また、第２のＡＦモード（以下、サーボモードとする）は移動被写体を対象とする。焦点検出により検出されるデフォーカス量に基づいて撮影レンズの距離環の駆動を繰り返すことにより、移動被写体に対してピントを合わせ続けることを特徴としている。

上述の通り、ワンショットモードでは意図しない被写体に対する焦点調節を行ってしまうのを防ぐために合焦後のレンズ駆動禁止を解除しないのが一般的であるが、特許文献１では、ワンショットモードにおいて静止被写体に合焦してレンズの駆動を禁止した後、撮影者による構図変更などにより被写体の画像平面上における位置が変化した場合に再度レンズを駆動させて焦点調節を行う手法が開示されている。

これは、まずワンショットモードによる被写体への合焦後、被写体の基準画像を作成してテンプレートマッチングなどにより画像上で被写体追跡を行う。被写体追跡により、被写体の画像平面上における位置が変化した場合には、変化後の被写体の画像平面上の位置に対応する焦点検出領域で焦点検出を行い、検出デフォーカス量が所定の閾値より小さい場合に限り、構図変更によるコサイン誤差のピントずれの補正のために再び合焦するまでレンズの駆動を許可するというものである。

また、静止するか移動するか分からない被写体を対象とする場合には、上記の２つのＡＦモードを切り替える焦点調節機能を有する撮像装置が知られている。これは、ワンショットモードによって静止被写体に合焦させて撮影レンズの駆動を禁止した後、焦点検出を繰り返すことにより被写体が撮像装置の光軸方向に動き出したことを検知するとＡＦモードをサーボモードに切り替えて撮影レンズの駆動を許可するのが一般的である。特許文献２では、ワンショットモードによる合焦後に撮影レンズの駆動を禁止した後に焦点検出を繰り返し、検出デフォーカス量と撮影レンズのレンズ位置情報から求められる被写体の像面位置が単調に変化した場合には被写体を動体と見なし、ＡＦモードをサーボモードに切り替えて撮影レンズの駆動を許可するという手法が開示されている。

特開２０１０−５４５８６号公報 特開２００４−８５８７３号公報

しかしながら、上述の特許文献２に開示された従来技術では、静止被写体が撮像装置の光軸方向に動き出したかどうかを判定する（以下、動体判定とする）ためにデフォーカス量を検出する焦点検出領域は、ワンショットモードによる合焦時の焦点検出領域が使用される。そのため、ワンショットモードにより静止被写体に合焦して撮影レンズの駆動を禁止した後、撮影者が構図変更を行う場合を考えると、構図変更後に被写体が撮像装置の光軸方向に動き出した際には被写体を捉えられていない焦点検出領域で動体判定を行うため、背景抜けであるなどと判定してしまい被写体が動き出したことを検知できず、その結果移動被写体にピントを合わせられないことがあった。

また、特許文献１に開示された従来技術では、ワンショットモードにおける静止被写体の撮影時の構図変更については考慮されているが、構図変更の途中もしくは後に静止被写体が撮像装置の光軸方向に動き出す場合については言及されていない。従って、ここでは仮に特許文献１に記載のワンショットモードで最後に合焦した焦点検出領域において、特許文献２に記載の動体判定を行うものとすると、まず、静止被写体に合焦して撮影レンズの駆動を禁止する。次に、撮影者により構図変更が行われると被写体の画像平面上における位置が変化するので、変化後の被写体の検出位置に対応する焦点検出領域で焦点検出を行う。そして、検出デフォーカス量が所定の閾値より小さければ構図変更であると見なして撮影レンズの駆動を許可して再度合焦させる。再合焦すると撮影レンズの駆動を禁止し、再合焦時の焦点検出領域を動体判定領域とする。

しかしながら、上述の焦点調節動作では、構図変更などにより静止被写体の画像平面上における位置が変化すると撮影レンズの駆動を許可するため、撮影者の意図しない別の被写体に誤ってピントを合わせてしまう可能性がある。被写体の検出位置におけるデフォーカス量によっては撮影レンズの駆動は許可されないが、例えば撮像装置に対する光軸方向の距離が比較的等しい複数の人物を誤って交互に被写体検出した場合には人物間でピントが行き来するなどの動作も起こり、撮像装置としての動作が不安定になることがある。また、前述のように被写体を交互に誤検出するのを防ぐなどの目的で所定の回数以上同じ位置が検出されて初めて被写体の位置の変化を認識すると、当然ながら実際に被写体の位置が変化してから位置が変化したことを認識するまでに幾分かの時差が生ずることとなる。

このとき、構図変更が行われた直後に被写体が撮像装置の光軸方向に動き出した際には、被写体の位置の変化を認識するのが遅れるため、結果として動体判定を開始するのが遅れ、動き出した被写体に対するピント追従の応答性が低下してしまう。以上を踏まえると、静止被写体の撮影を対象とするワンショットモードにおいては、たとえ構図変更による微小なピントの誤差が生ずることがあっても撮影レンズの駆動を許可することは実用上好ましくない。

そこで本発明は、静止被写体に対する合焦後に撮影レンズ駆動を禁止することにより被写体の誤検出などによる撮影者の意図しない撮影レンズの誤駆動を発生を抑制する。その一方で、撮影者による構図変更などにより静止被写体の画像平面上における位置が変化した場合には、撮影レンズの駆動禁止は維持しながら動体判定を行う焦点検出領域を変化後の被写体の検出位置に変更する。これにより絶えず動体判定を行い、被写体が撮像装置の光軸方向に動き出した際には速やかに撮影レンズの駆動を許可して移動被写体にピントを合わせ続けることを可能とする焦点調節装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、
撮像装置に用いられる焦点調節装置であって、
被写体の特徴情報を検出する被写体検出手段（１０１）と、
画面内に設定された焦点検出領域におけるデフォーカス量を検出する焦点検出手段（１０２）と、
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量より、被写体に対して合焦状態か否かを判定する合焦判定手段（１０３）と、
前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づき撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段（１０４）と、
前記合焦判定手段による合焦状態時に、前記焦点調節手段による撮影レンズの駆動を禁止する、禁止手段（１０４）と、
前記禁止手段による撮影レンズの駆動禁止時に、動体判定領域において被写体が動体であるか否かを判定する動体判定手段（１０７）と、
前記動体判定手段により動体であると判定された場合に、前記焦点調節手段による撮影レンズの駆動を許可する、許可手段（１０４）と、
前記禁止手段による撮影レンズの駆動禁止時に、前記動体判定手段の動体判定領域を前記被写体検出手段により検出される被写体の特徴情報に基づいて変更する、変更手段（１０６）と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、静止被写体に対する合焦後に撮影レンズ駆動を禁止することにより被写体の誤検出などによる撮影者の意図しない撮影レンズの誤駆動の発生を抑制する一方で、撮影者による構図変更などにより静止被写体の画像平面上における位置が変化した場合には、撮影レンズの駆動禁止は維持しながら動体判定を行う焦点検出領域を変化後の被写体の検出位置に変更することにより絶えず動体判定を行い、被写体が撮像装置の光軸方向に動き出した際には速やかに撮影レンズの駆動を許可して移動被写体にピントを合わせ続けることを可能とする焦点調節装置を提供することができる。

実施形態による、撮像装置の機能構成例を示すブロック図。 実施形態による、一眼レフカメラの構成を示すブロック図。 実施形態による、焦点調節処理を示すフローチャート。 実施形態による、一眼レフカメラの焦点検出領域を示す図。 実施形態による、変更部の領域変更判定を示すフローチャート。 実施形態による、動体判定部の動体判定を示すフローチャート。 実施形態による、被写体に対する焦点調節動作を説明する図。 実施形態による、被写体に対する焦点調節動作における被写体の像面位置を示す図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による焦点調節装置の機能構成を示すブロック図である。図示の機能部は、図２により後述するマイクロコンピュータ２２１の制御下で、図２に示すハードウェアとソフトウェアの協働により実現される。

図１において、本実施形態における撮像装置の被写体検出部１０１は、撮影レンズを通過して入力された輝度情報から、被写体の特徴情報である顔や色の輝度情報やその画像平面上における位置を検出する。

焦点検出部１０２は、画面内に設定された焦点検出領域において焦点検出を行い、デフォーカス量を検出する。

合焦判定部１０３は、焦点検出部１０２により検出されるデフォーカス量に基づいて、被写体に対して合焦状態か否かを判定する。

焦点調節部１０４は、ＡＦ動作モードがワンショットモードで且つ撮影レンズの駆動が許可されている場合には、合焦判定部１０３による合焦状態でなければ焦点検出部１０２の検出デフォーカス量に基づいて撮影レンズの駆動を行い、合焦判定部１０３による合焦状態であれば撮影レンズの駆動を禁止する。また、ＡＦモードがワンショットモードで且つ撮影レンズの駆動が禁止されている場合には、動体判定部１０７により被写体が動体と判定された場合にのみＡＦ動作モードをサーボモードに変更して撮影レンズの駆動を許可する。一方、ＡＦ動作モードがサーボモードの場合には、焦点検出部１０２による検出デフォーカス量に基づいて撮影レンズを駆動させる。

被写体判別部１０５は、焦点調節部１０４により撮影レンズの駆動が禁止されている場合に、被写体検出部１０１により検出された被写体と、合焦判定部１０３により合焦と判定された時点に検出された被写体とが同じか否かを被写体の特徴情報に基づいて判別する。

変更部１０６は、焦点調節部１０４により撮影レンズの駆動が禁止されている場合に、被写体判定部１０５により被写体検出部１０１の検出被写体と合焦時の被写体が同じであると判定された場合に、動体判定部１０７の動体判定領域を被写体検出部１０１の検出被写体の画像平面上における位置に変更する。

動体判定部１０７は、焦点調節部１０４により撮影レンズの駆動が禁止されている場合に、動体判定領域において焦点検出部１０２により検出されたデフォーカス量に基づいて、被写体が移動被写体であるか否かを判定する。

領域表示部１０８は、ＡＦ動作モードがワンショットモードの場合には、焦点調節部１０４により撮影レンズの駆動が禁止中でなければ、焦点調節部１０４が焦点調節を行った焦点検出領域を、撮影レンズの駆動が禁止中であれば動体判定部１０７の動体判定領域を撮影者に対して表示する。一方、ＡＦ動作モードがサーボモードの場合には、焦点調節部１０４が焦点調節を行った焦点検出領域を撮影者に対して表示する。

次に、本発明を一眼レフデジタルカメラに適用した例について具体的に説明する。図２は、実施形態による一眼レフデジタルカメラ（以下、デジタルカメラ）の構成例を示すブロック図である。図２において、オートフォーカス駆動回路（以下、ＡＦ駆動回路）２０２は、例えばＤＣモータや超音波モータによって構成され、マイクロコンピュータ２２１の制御によって撮影レンズ２０１のフォーカスレンズ位置を変化させてピントを合わせる。絞り駆動回路２０４は、マイクロコンピュータ２２１によって算出された駆動量で絞り２０３を駆動し、光学的な絞り値を変化させる。

主ミラー２０５は、撮影レンズ２０１から入射した光束をファインダ側と撮像素子側とに切替える。主ミラー２０５は、常時はファインダ側へと光束を導くよう反射させるように配されているが、撮影が行われる場合には、撮像素子２１３へと光束を導くように上方に跳ね上がり、光束中から待避する。主ミラー２０５で反射した光束の一部は、測光用のＡＥセンサを有する測光回路２２６に導かれ、被写体の輝度情報などが検出される。また主ミラー２０５は、その中央部が光の一部を透過できるようにハーフミラーとなっており、焦点検出を行うための一対のＡＦセンサにその一部が入射するように光束を透過させる。

サブミラー２０６は、主ミラー２０５から透過してきた光束を反射させ焦点検出を行うためのＡＦセンサを有する焦点検出回路２１０に導く。焦点検出回路２１０は、例えば、位相差方式により焦点検出を行うものであり、本例では一対のＡＦセンサを含むものとする。主ミラー２０５の中央部を透過し、サブミラー２０６で反射された光束は、焦点検出回路２１０の内部に配置された光電変換を行うための一対のＡＦセンサに至る。被写体に対する撮影レンズの焦点調節状態を示すデフォーカス量は、一対のＡＦセンサの出力を演算することによって求められる。

本例では、焦点検出回路２１０を独立構成としているが、撮像素子２１３および映像信号処理回路２１７に焦点検出機能を備えてもよい。ファインダは、ペンタプリズム２０７、ピント板２０８、アイピース２０９などによって構成される。マイクロコンピュータ２２１は演算結果を評価してＡＦ駆動回路２０２に指示し、フォーカスレンズを駆動させる。

シャッタ駆動回路２１２は、マイクロコンピュータ２２１の制御下でフォーカルプレーンシャッタ２１１を駆動する。従って、フォーカルプレーンシャッタの開口時間はマイクロコンピュータ２２１によって、制御される。撮像素子２１３には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどが用いられ、撮影レンズ２０１によって結像された被写体像を電気信号に変換する。クランプ回路２１４やＡＧＣ回路２１５は、Ａ／Ｄ変換をする前の基本的なアナログ信号処理を行い、マイクロコンピュータ２２１により、クランプレベルやＡＧＣ基準レベルの変更が行われる。Ａ／Ｄ変換器２１６は撮像素子２１３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。映像信号処理回路２１７は、ゲートアレイなどのロジックデバイスにより実現される。

映像信号処理回路２１７は、デジタル化された画像データに、フィルター処理、色変換処理、ガンマ処理を行うと共に、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行い、メモリコントローラ２１８に出力する。メモリコントローラ２１８は、メモリ２１９、バッファメモリ２２０へのデータの格納、取り出しを制御する。

映像信号処理回路２１７は、必要に応じて撮像素子２１３の信号の露出情報やホワイトバランスなどの情報をマイクロコンピュータ２２１に出力することが可能である。それらの情報を基にマイクロコンピュータ２２１はホワイトバランスやゲイン調整の指示を行う。連続撮影動作の場合においては、映像信号処理回路２１７は、一旦、未処理画像のままバッファメモリ２２０に撮影データを格納し、メモリコントローラ２１８を通して未処理の画像データを読み出し、画像処理や圧縮処理を行う。連像撮影枚数は、バッファメモリ２２０の大きさに左右される。

メモリコントローラ２１８は、映像信号処理回路２１７から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ２２０に格納し、処理済みのデジタル画像データをメモリ２１９に格納する。また、メモリコントローラ２１８は、逆にバッファメモリ２２０やメモリ２１９から画像データを映像信号処理回路２１７に出力する。メモリ２１９は取り外し可能としてもよい。

操作部材２２２は、マイクロコンピュータ２２１にその状態を伝え、マイクロコンピュータ２２１は操作部材２２２の変化に応じて各部をコントロールする。

２２３は第１スイッチ（以後、スイッチＳＷ１）、２２４は第２スイッチ（以後、スイッチＳＷ２）である。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチであり、それぞれ操作部材２２２の入力スイッチのうちの１つである。スイッチＳＷ１のみオンの状態はレリーズボタン半押し状態であり、この状態でオートフォーカスの動作や、測光動作が行われる。

スイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２が共にオンの状態はレリーズボタンの全押し状態であり、この状態で撮影が行われる。またスイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２がともにＯＮし続けている間は、連続撮影動作が行われる。操作部材２２２には、他に、ＩＳＯ設定ボタン、画像サイズ設定ボタン、画質設定ボタン、情報表示ボタンなど不図示のスイッチが接続されており、それぞれのスイッチの状態が検出されている。電源部２２５は、各ＩＣや駆動系に必要な電源を供給する。

本実施形態では、以上のように構成されたデジタルカメラにより、静止被写体に合焦して撮影レンズの駆動を禁止した後、撮影者による構図変更などにより被写体の画像平面上における位置が変化した場合においても静止被写体がカメラの光軸方向に動き出した際には速やかにＡＦモードをワンショットモードからサーボモードに切り替えて撮影レンズの駆動を許可し、被写体にピントを合わせ続けることを可能とする。以下では、実施形態に係る焦点調節動作について図３、図５、図６のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の動作は、マイクロコンピュータ２２１が所定のプログラムを実行することで実現される。

ステップＳ１０１において、被写体検出部１０１は、測光回路２２６から出力された輝度情報から被写体の特徴情報である顔や色の輝度情報や、その画像平面上における位置を検出する。以下、画像平面上における位置のことを座標位置と表現する。なお、測光回路２２６の輝度情報からの被写体の特徴色抽出や顔検出についてはさまざまな手法が提案されており、本発明に直接係るものでないから詳細な説明は省略する。

ステップＳ１０２において、マイクロコンピュータ２２１は、現在のＡＦモードがワンショットモードか否かを判定する。ワンショットモードであればステップＳ１０３に処理を進め、ＡＦモードがサーボモードであればステップＳ１１６へ処理を進める。

ステップＳ１０３において、マイクロコンピュータ２２１は、撮影レンズの駆動が禁止中であるか否かを判定する。撮影レンズの駆動が禁止中であればステップＳ１１３へ処理を進め、撮影レンズの駆動が禁止中でなければステップＳ１０４へ処理を進める。

ステップＳ１０４において、焦点検出部１０２は、ステップＳ１０１において被写体検出部１０１により検出された被写体の座標位置の近傍の焦点検出領域において、焦点検出回路２１０によりデフォーカス量を検出する。図４は、焦点検出部１０２の焦点検出領域の一例を示す図である。図中に四角で示された焦点検出領域に配置された不図示のラインセンサにより２像の像ずれ量が検出され、デフォーカス量が検出される。なお、被写体の座標位置の近傍の焦点検出領域は１箇所のみでもよいし、複数を設定してもよい。これは後述のステップＳ１１６やステップＳ３０１における焦点検出についても同様である。

ステップＳ１０５において、合焦判定部１０３はステップＳ１０４で検出されたデフォーカス量に基づいて被写体に対して合焦状態であるが否かを判定し、合焦状態でなければステップＳ１０６へと処理を進める。

ステップＳ１０６において、焦点調節部１０４はステップＳ１０４で検出されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズを駆動させる。また、ステップＳ１０５において合焦状態であると判定されると、処理はステップＳ１０７へと進む。

ステップＳ１０７において、ステップＳ１０５において合焦状態であると判定されたときのデフォーカス量を検出した焦点検出領域を動体判定領域として設定する。ステップＳ１０８において、マイクロコンピュータ２２１は、ステップＳ１０５において合焦状態と判定されたときの焦点検出領域の検出デフォーカス量をメモリ２１９に記録する。

ステップＳ１０９において、マイクロコンピュータ２２１は、ステップＳ１０１において被写体検出部１０１により検出された被写体の特徴情報をメモリ２１９に記録する。ステップＳ１１０において、動体判定部１０７は、被写体が動体であるか否かを判定するためのカウンタを０にクリアする。ステップＳ１１１において、焦点調節部１０４は撮影レンズの駆動を禁止する。

ステップＳ１１２において、領域表示部１０８は、ステップＳ１０５において合焦状態であると判定されたときの焦点検出領域を撮影者に対して表示する。また、ステップＳ１０３において撮影レンズの駆動が禁止中であると判定されると、ステップＳ１１３へ処理が進められる。ステップＳ１１３において、変更部１０６は動体判定部１０７の動体判定領域を変更するか否かを判定するルーチンを実行する。なお、ステップＳ１１３のルーチンについては図５のフローチャートを用いて後述する。

ステップＳ１１４において、動体判定部１０７は被写体が動体であるか否かを判定するルーチンを実行する。なお、ステップＳ１１４のルーチンについては図６のフローチャートを用いて後述する。ステップＳ１１５において、領域表示部１０８は、動体判定部１０７の動体判定領域を撮影者に対して表示する。また、ステップＳ１０２においてＡＦモードがサーボモードであると判定されると、処理はステップＳ１１６へと進められる。

ステップＳ１１６において、焦点検出部１０２は、被写体検出部１０１の検出した被写体の座標位置の近傍の焦点検出領域もしくは前回焦点調節を行った焦点検出領域、あるいはその両方において焦点検出回路２１０によりデフォーカス量を検出する。ステップＳ１１７において、ステップＳ１１６で検出されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズを駆動させる。なお、サーボモードにおける撮影レンズの駆動量の決定については、より被写体に対するピント精度を向上させるための手法を適用してもよい。このような手法は多く開示されており、本発明に直接係るところではないから詳細な説明は省略するが、例えばステップＳ１１６で検出されるデフォーカス量を過去複数回に渡ってメモリ２１９に保持し、過去複数回の被写体の像面位置の変化から被写体移動の傾向を予測し、撮影レンズの駆動量を補正するなどの手法が挙げられる。

ステップＳ１１８において、領域表示部１０８は、ステップＳ１１７において焦点調節部１０４が撮影レンズを駆動させるためのデフォーカス量を検出した焦点検出領域を撮影者に対して表示する。ステップＳ１１９において、マイクロコンピュータ２２１は、スイッチＳＷ１がオンされているかどうかを判定し、オンされていれば処理をステップＳ１０１に戻し、以下スイッチＳＷ１がオフされるまで焦点調節動作を繰り返す。また、ステップＳ１１９においてスイッチＳＷ１がオンされていないと判定されると、焦点調節動作は終了する。

なお、上記処理ではＡＦ動作モードがワンショットモードによる合焦後の撮影レンズ駆動禁止中であれば必ず動体判定を行うものとしたが、これは本発明がＡＦ動作モードをワンショットモードとサーボモードを自動的に切り替える焦点調節装置を想定するためであり、当然ながら撮影者がＡＦモードをワンショットモードに固定したい場合には、撮影者による任意の設定に基づき、ＡＦモードをサーボモードに切り替えるための動体判定を行わないようにしてもよい。

次に、図５に示されるフローチャートを用いて、図３のステップＳ１１３において実行される、動体判定部１０７の動体判定領域を、被写体検出部１０１の検出した被写体の特徴情報に基づいて変更部１０６が変更するか否かを判定するルーチンについて説明する。ステップＳ２０１において、被写体判別部１０５は。ステップＳ１０１において被写体検出部１０１により検出された被写体の特徴情報がステップＳ１０９においてメモリ２１９に記録された合焦時の被写体の特徴情報と類似するか否かを判定する。ステップＳ１０１において検出された被写体が合焦時の被写体と同じであれば、処理をステップＳ２０２へと進め、ステップＳ１０１において検出された被写体が合焦時の被写体と異なればルーチンを終了し、ステップＳ１１４へと処理を進める。

なお、特徴情報の類似を比較する手法については本発明に直接係るものでないから詳細は省略するが、例えば被写体の顔の輝度情報から特徴点を抽出し、その特徴量から個人を識別するなどが挙げられる。また、焦点調節部１０４による撮影レンズの駆動禁止中に、ステップＳ１０１において被写体検出部１０１により被写体検出を行う代わりに、ステップＳ１０９においてメモリ２１９に記録した被写体の特徴情報に基づいてテンプレートマッチングなどの手法により画像上において被写体追跡を行ってもよい。またこの場合、合焦時の人物の特徴情報に基づいて追跡するので被写体判別は省略してもよい。さらに、被写体検出を行う画像平面上の範囲は、前回に被写体が検出された座標位置をメモリ２１９に保持しておき、その周辺領域のみに限定してもよい。構図変更中であっても被写体の検出位置は前回とさほど大きく変化しないことが予想されるので、これによれば座標位置の大きく離れた別被写体を誤検出するのを防ぎ、且つ被写体検出に要する計算量を削減する効果が期待できる。

ステップＳ２０２において、変更部１０６は動体判定部１０７の動体判定領域をステップＳ１０１において被写体検出部１０１により検出された被写体の座標位置に変更する。そしてルーチンを終了し、ステップＳ１１４へ処理を進める。

次に、図６に示されるフローチャートを用いて、図３のステップＳ１１４において実行される、被写体が動体であるか否かを動体判定部１０７が判定するルーチンについて説明する。

ステップＳ３０１において、焦点検出部１０２は、動体判定領域において焦点検出回路２１０によりデフォーカス量を検出する。

ステップＳ３０２において、動体判定部１０７は、ステップＳ１０８もしくは後述のステップＳ３０３のいずれかにおいて最後にメモリ２１９に記録された前回の検出デフォーカス量と、ステップＳ３０１において検出された今回のデフォーカス量との差が所定の閾値以内であり、且つメモリ２１９に記録された過去複数回のデフォーカス量の差に基づいて被写体の光軸方向の移動方向が同一方向であるか否かを判定する。前回と今回の検出デフォーカス量の差が閾値以内であり、且つ被写体の光軸方向の移動方向が同じであれば処理をステップＳ３０３へ進める。

ステップＳ３０３において、マイクロコンピュータ２２１はステップＳ３０１で検出されたデフォーカス量をメモリ２１９に記録する。

ステップＳ３０４において、動体判定部１０７は、被写体が連続して同じ光軸方向に移動した回数を示すカウンタを加算する。

ステップＳ３０５において、動体判定部１０７は、被写体が連続して同じ光軸方向に移動した回数を示すカウンタが所定の閾値より大きいか否かを判定する。カウンタが閾値以上であれば処理をステップＳ３０６へと進める。カウンタが閾値より小さければルーチンを終了し、ステップＳ１１５へ処理を進める。

ステップＳ３０６において、マイクロコンピュータ２２１はＡＦモードをサーボモードに変更する。

ステップＳ３０７において、焦点調節部１０４は撮影レンズの駆動を許可する。そしてルーチンを終了し、ステップＳ１１９へ処理を進める。

また、ステップＳ３０２で前回と今回のデフォーカス量の差が閾値より大きい、もしくは被写体の光軸方向の移動方向が同じではないと判定された場合には、処理はステップＳ３０８へと進められる。

ステップＳ３０８において、動体判定部１０７は、被写体が連続して同じ光軸方向に移動した回数を示すカウンタをクリアする。そしてルーチンを終了し、ステップＳ１１５へ処理を進める。

以上のように、本実施形態によれば、静止被写体に対してはワンショットモードによる合焦後に撮影レンズの駆動を禁止することにより撮影者の意図しない別の被写体に対する誤った焦点調節の発生を抑制する。その一方で、動体判定を絶えず行うことにより、静止被写体が光軸方向に動き出した場合には速やかにサーボモードにＡＦモードを切り替えて、撮影レンズの駆動を許可するとともに移動被写体にピントを合わせ続けることが可能となる。特に本発明が有効となるのは、例えば次のような場面である。

ワンショットモードにより静止被写体に合焦して撮影レンズの駆動を禁止した後、撮影者による構図変更が行われると、静止被写体の座標位置が変化する。このとき、合焦時の焦点検出領域を利用して動体判定を行うと背景や前景に対して焦点検出を行ってしまい、誤って背景や前景にピントを合わせるか、もしくは撮影レンズを駆動させないかのいずれかの焦点調節動作を行うこととなる。これに対して、本実施形態によれば、構図変更などにより静止被写体の座標位置が変化した場合には、撮影レンズの駆動禁止は維持して意図しない別の被写体などに対して誤って焦点調節をすることなく、変化後の被写体の座標位置を動体判定領域として変更することにより、動体判定により被写体の動き出しを絶えず観測する。従って、構図変更の後などに静止していた被写体が撮像装置の光軸方向に動き出した場合においても迅速に被写体が動体であると判定することができ、ＡＦモードをサーボモードに切り替えて移動被写体に対してピントを合わせ続けることができる。

図７はこの様子を説明する図である。図７（１）から図７（６）において、四角の枠で示すのは焦点検出部１０２が検出したデフォーカス量に基づいて、撮影レンズの駆動許可時に焦点調節部１０４が焦点調節を行う領域、もしくは撮影レンズの駆動禁止時に動体判定部１０７が動体判定を行う領域を示す。さらに、焦点調節部が焦点調節を行うか否かと、前回と今回の検出デフォーカス量の変化の有無を示す。また、図７（１）から図７（６）にそれぞれ対応する時刻ｔ１からｔ６における被写体の像面位置を図８に示す。なお、図７および図８においては、動体判定部１０７による動体判定は、焦点検出部１０２による検出デフォーカス量が前回記録されたデフォーカス量に対して閾値ＴＨを超えずに同じ方向に２回連続して変化したことを以て動体であると判定するものとするが、当然ながら本発明に適用される動体判定はこの手法のみに限定されるものではない。

図７（１）は、ＡＦモードがワンショットモードであり、画面内に静止する人物の顔に合焦した直後の状態とする。このとき、被写体は静止しているためデフォーカス量の変化はないものとし、合焦状態であるため撮影レンズの駆動を禁止し、焦点調節は行わない。また、被写体が動体であると動体判定部１０７が判定するためのカウンタを０に初期化する。

図７（２）において、撮影者による構図変更により被写体の画面内における座標位置が変化している。図７においては、人物判別手段１０５により被写体検出手段１０１の検出する被写体は仮に合焦時と同じ人物と判別されるものとする。これに従い、変更部１０６は動体判定部１０７の動体判定領域を被写体が検出された座標位置に変更する。このとき被写体自体は静止しているため、コサイン誤差による微小なデフォーカス量の変化は生ずるものの、デフォーカス量の変化はないものとして焦点調節部１０４による焦点調節は行わない。

図７（３）において、静止していた被写体が撮像装置に向かって光軸方向に移動している。図７（３）と同様、被写体が検出された座標位置を動体判定領域とし、対応する焦点検出領域において焦点検出を行う。そして、検出デフォーカス量が変化しているためカウンタを１増加させる。しかし、カウンタが所定の回数に満たないので焦点調節は行わない。

図７（４）においても図７（３）同様、被写体が撮像装置に向かって光軸方向に移動している。ここでは仮に、被写体検出部１０１が被写体検出に誤って背景を被写体として誤検出したとする。このとき、焦点検出部１０２による検出デフォーカス量は変化するが、図８に示すように、時刻ｔ３における像面位置と時刻ｔ４における像面位置との差が閾値ＴＨを超えているため、撮像装置に向かって光軸方向に移動する被写体以外の物に対して誤って焦点検出したと見なしてカウンタをクリアし、焦点調節も行わない。

図７（５）において、被写体が引き続き撮像装置に向かって光軸方向に移動している。今回は被写体検出部１０１により適切に被写体が検出されたため、図８に示すように時刻ｔ３における像面位置と時刻ｔ５における像面位置との差が閾値ＴＨ以内であるのでカウンタを１増加させる。ただし、カウンタが所定の回数に満たないので焦点調節は行わない。

図７（６）において、被写体がさらに撮像装置に向かって光軸方向に移動している。検出デフォーカス量が閾値以内で変化し、且つ被写体の移動方向が前回と同じであるため、カウンタを再び１増加させる。カウンタが所定の回数に達したので、動体判定部１０７は被写体が動体であると判定する。そしてＡＦモードをサーボモードに変更して撮影レンズの駆動を許可し、被写体にピントを合わせ続けるように以降の焦点調節を許可する。

なお、図７では人物を被写体として説明したが、動物や自動車など被写体検出部により特徴情報が検出されるもの全てに応用可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。なお、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０１ 被写体検出部
１０２ 焦点検出部
１０３ 合焦判定部
１０４ 焦点調節部

Claims (6)

1. 焦点調節装置であって、
   被写体の特徴情報を検出する被写体検出手段（１０１）と、
   画面内に設定された焦点検出領域におけるデフォーカス量を検出する焦点検出手段（１０２）と、
   前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づき、被写体に対して合焦状態であるか否かを判定する合焦判定手段（１０３）と、
   前記焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づき、撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段（１０４）と、
   前記合焦判定手段による合焦状態時に、前記焦点調節手段による撮影レンズの駆動を禁止する、禁止手段（１０４）と、
   前記禁止手段による撮影レンズの駆動禁止時に、動体判定領域において被写体が動体であるか否かを判定する動体判定手段（１０７）と、
   前記動体判定手段により動体であると判定された場合に、前記焦点調節手段による撮影レンズの駆動を許可する、許可手段（１０４）と、
   前記禁止手段による撮影レンズの駆動禁止時に、前記被写体検出手段により検出される被写体の特徴情報に基づいて前記動体判定手段の動体判定領域を変更する、変更手段（１０６）と、
   を備えることを特徴とする焦点調節装置。
2. 前記被写体検出手段により検出される被写体を、前記特徴情報に基づいて判別する被写体判別手段（１０５）
   を備え、
   前記変更手段は、前記被写体検出手段により検出された被写体が前記被写体判別手段により合焦時の被写体と同じであると判定された場合にのみ、該被写体の特徴情報に基づいて前記動体判定手段の前記動体判定領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
3. 前記焦点検出手段の少なくとも１つ以上の焦点検出領域を撮影者に対して表示する領域表示手段（１０８）を備え、前記領域表示手段は、前記許可手段により撮影レンズの駆動が許可されている場合には、前記焦点調節手段が焦点調節を行った焦点検出領域を撮影者に対して表示し、前記禁止手段により撮影レンズの駆動が禁止されている場合には、前記動体判定手段の動体判定領域を撮影者に対して表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の焦点調節装置。
4. 前記被写体検出手段は、被写体の顔や色の輝度情報やその画像平面上における検出位置を被写体の特徴情報とすることを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
5. 前記焦点検出手段は、２像の位相差からデフォーカス量を検出することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
6. 前記被写体検出手段は、前回の被写体の検出位置の周囲領域においてのみ被写体検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。