JP3646124B2 - オートフォーカス装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等に内蔵して使用されるオートフォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オートフォーカス装置においては、画像データ内の一部の領域（一般的には画面中央付近の領域）を指定するオートフォーカスブロック（以降、ＡＦブロックと称する）の範囲内で光学的物理量を算出し、これをオートフォーカス評価値（以降、ＡＦ評価値と称する）とすることによって、デジタルカメラやビデオカメラのレンズの繰り出し位置を合焦状態に合わせる。
【０００３】
具体的には、レンズ繰り出し位置を前後させつつ、その時々のＡＦブロック内の１つの光学的物理量たるコントラストを計算して、これをＡＦ評価値とするコントラストＡＦ方式がよく採用されている。そして、コントラストが最大となったときを合焦状態と捉え、そのときのレンズ繰り出し位置に再調整することでオートフォーカス機能を実現している。なお、コントラストの計算法については例えば、隣接画素ごとに輝度の差をとり、その差をＡＦブロック全体で積分する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、図１３は、被写体２（ここでは「人」）をＡＦブロック１内に収め、被写体２に合焦して撮影する場合の画像例を示す図である。
【０００５】
このとき、レンズ繰り出し位置に対するＡＦ評価値の変化は、図１５のグラフ３１で示される。そして、グラフ３１のうち、そのピークを示す点Ｐが合焦状態のレンズ繰り出し位置と判断される。
【０００６】
ところが、デジタルカメラやビデオカメラのユーザーの手ぶれが原因で、グラフ３１の点Ｐが合焦状態とみなされない場合が生じ得る。図１４は、そのような場合の画像例を示す図である。図１４においては、ＡＦブロック１内から被写体２が外れてしまっている。
【０００７】
このように、手ぶれが原因でＡＦブロック１から被写体２が外れてしまうと、ＡＦ評価値とレンズ繰り出し位置との関係にも影響を及ぼしてしまう。すなわち、図１５において、レンズ繰り出し位置に対するＡＦ評価値の変化が、グラフ３１ではなく例えばグラフ３２のようになる。グラフ３２では、点Ｑより右側の領域においてＡＦ評価値が下降し、ＡＦ評価値のピークの位置が点Ｐではなく点Ｑに移動している。このため、合焦状態のレンズ繰り出し位置は点Ｐではなく点Ｑにあると誤判断され、合焦状態から外れてしまう。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、手ぶれが生じても、合焦させたい被写体がＡＦブロックから外れてしまうことを防止可能なオートフォーカス装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、画像データ内の一部の領域を指定するオートフォーカスブロックの範囲内で光学的物理量を算出し、前記画像データの合焦の度合いを判断するオートフォーカス制御手段と、手ぶれの発生を検出するとともに、手ぶれ量及び手ぶれ方向を検出する手ぶれ発生判断手段と、を備え、前記オートフォーカス制御手段は、前記手ぶれ発生判断手段が手ぶれの発生を検出したときに、前記オートフオーカスブロックを、前記手ぶれ方向と同じ方向に前記手ぶれ量が大きいほど変更前に比べてより大きくして配置することを特徴とするオートフォーカス装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス制御手段が、前記手ぶれ量の情報および前記手ぶれ方向の情報のうち少なくとも一方に基づいて、前記オートフォーカスブロックの位置を補正することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
本実施の形態は、手ぶれの発生を予測したときに、ＡＦブロックの大きさを変更し、被写体がＡＦブロックから外れにくくしたオートフォーカス装置である。これにより、合焦させたい被写体がＡＦブロックから外れてしまうことを防止可能なオートフォーカス装置を実現できる。
【００１９】
具体的には、図１３および図１４のような四角形のＡＦブロック１を、図１に示すような、変更前に比べて大きな四角形のＡＦブロック３に変更する。
【００２０】
このようにすれば、被写体の撮影時にたとえユーザーが手ぶれを起こしたとしても、図２に示すようにＡＦブロック３から被写体２が外れにくい。この場合、ＡＦ評価値とレンズ繰り出し位置との関係は、図１５内のグラフ３１のままであり、ＡＦ評価値のピークの位置が点Ｐからずれにくくなる。
【００２１】
図３は、本実施の形態に係るオートフォーカス装置を含む装置例として、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。図３に示すように、デジタルカメラは、カメラ本体部２００および撮像部３００から構成される。
【００２２】
撮像部３００においては、ズームモータＭ１、オートフォーカスモータＭ２、絞りモータＭ３が、カメラ本体部２００に設けられたズームモータ駆動回路２１５、フォーカスモータ駆動回路２１４、絞りモータ駆動回路２１６によってそれぞれ駆動される。また、各駆動回路２１４〜２１６は、カメラ本体部２００の全体制御部２７０から与えられる制御信号に基づいて、各モータＭ１〜Ｍ３を駆動する。
【００２３】
撮像部３００のＣＣＤ３０３は、ズームレンズ３０１によって結像された被写体の光像を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。
【００２４】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ本体部２００のタイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成する。タイミングジェネレータ３１４は、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００２５】
信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路でゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００２６】
次に、カメラ本体部２００のブロックについて説明する。
【００２７】
カメラ本体部２００内において、Ａ／Ｄ変換器２０５は、画像の各画素の信号を例えば１２ビットのデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）するものである。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用の基準クロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。
【００２８】
タイミング制御回路２０２は、タイミングジェネレータ３１４、Ａ／Ｄ変換器２０５に対する基準クロックを生成するように構成されている。タイミング制御回路２０２は、全体制御部２７０によって制御される。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器２０５によって変換されたデジタル信号は、画像処理部２４０及び全体制御部２７０にそれぞれ入力される。画像処理部２４０に入力されるデジタル信号は、画像処理部２４０において各種画像処理が施され、撮影画像としてメモリカード９１へ記憶されたり、ライブビュー表示画像として利用される。一方、全体制御部２７０に入力されるデジタル信号は、全体制御部２７０が被写体からの入射光の輝度、色バランス、コントラスト等を演算するために利用される。
【００３０】
画像メモリ２０９は、画像処理部２４０から出力される画像のデータを記憶するメモリである。画像メモリ２０９は、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３がｎ行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分のデータの記憶容量を有し、各画素のデータが対応するアドレスに記憶される。
【００３１】
ＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）２１０は、ＬＣＤ１０に再生表示される画像のバッファメモリである。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０の画素数に対応した画像データを格納することが可能な記憶容量を有している。
【００３２】
フラッシュ制御回路２１７は、内蔵フラッシュ５の発光を制御する回路であり、全体制御部２７０からの発光開始信号に基づいて内蔵フラッシュ５を、所定時間発光させる。
【００３３】
カードインターフェイス２１２は、カードスロット１７を介してメモリカード９１への画像の書き込みおよび読み出しを行うためのインターフェイスである。
【００３４】
操作部２５０は、各種スイッチ、ボタンを包括するものであり、ユーザによって操作入力される情報は、操作部２５０を介して全体制御部２７０に伝達される。
【００３５】
全体制御部２７０は、マイクロコンピュータからなり、撮影機能及び再生機能を集中制御するものである。全体制御部２７０は、その本体部となるＣＰＵ２７１と、上述した撮像部３００内およびカメラ本体部２００内の各部材の駆動を有機的に制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ２７３と、演算作業を行うための作業領域となるＲＡＭ２７２を備えている。なお、メモリカード９１等の記録媒体に記録されているプログラムをカードインターフェイス２１２を介して読み出し、ＲＯＭ２７３に格納することができるようになっている。
【００３６】
さて、図４は、全体制御部２７０における機能を示すブロック図である。図４において、コントラスト演算部２６３、距離演算部２６４およびオートフォーカス（ＡＦ）制御部２６５は、全体制御部２７０のＲＯＭ２７３に格納されたプログラムによって実現される機能を表した機能ブロックである。そして、コントラスト演算部２６３およびＡＦ制御部２６５が一体となって、本実施の形態におけるオートフォーカス装置の機能を実現する。
【００３７】
本実施の形態のオートフォーカス制御においても、コントラストＡＦ方式が採用されている。すなわち、Ａ／Ｄ変換器２０５からの信号のコントラストをコントラスト演算部２６３により評価し、コントラストがもっとも高くなるようにＡＦ制御部２６５がフォーカスモータ駆動回路２１４に信号を与え、フォーカスレンズ３１１の位置を駆動させる。
【００３８】
なお、主被写体までの撮影距離は、ＡＦ制御部２６５からフォーカスレンズ３１１の合焦位置の情報を取得した距離演算部２６４によって算出される。
【００３９】
さて、本実施の形態においては、上述したように、手ぶれの発生を予測したときにＡＦブロックを変更前に比べて大きくする。
【００４０】
ＡＦブロックは、ＡＦ制御部２６５において生成される。なお、撮像画面上へのＡＦブロック画像の重ね合わせは、画像処理部２４０にて行われるが、ＡＦブロック内のコントラストの演算は、コントラスト演算部２６３にて行われる。
【００４１】
よって、ＡＦ制御部２６５が、手ぶれの発生を予測し、ＡＦブロックを図１３および図１４のような小さな四角形のＡＦブロック１から、図１に示すような大きな四角形のＡＦブロック３に変更すればよい。このような手ぶれの発生予測と、ＡＦブロックの大きさの変更とは、全体制御部２７０のプログラムを変更するだけで容易に行える。
【００４２】
ここで、手ぶれの発生を予測する方法について説明する。
【００４３】
撮像レンズの焦点距離が長ければ長いほど、被写体と撮像レンズとの距離も長くなる。被写体と撮像レンズとの距離が長い場合と短い場合とを比較した場合、手ぶれ量が同じであれば、その手ぶれが画像に及ぼす影響は前者の方が大きい。距離が長い分、手ぶれによるカメラの回転量や移動量が増幅されて画面上に現れてしまうからである。
【００４４】
すなわち、撮像レンズの焦点距離が長ければ長いほど、手ぶれの発生の可能性が高いと予測できる。よって、撮像レンズの焦点距離の値が所定の値（何ｍｍなど）以上であるときには手ぶれが発生すると予測するよう、ＡＦ制御部２６５のプログラムを変更しておけばよい。なお、焦点距離の情報は、ユーザによって設定されたズームレンズ３０１のズーミング倍率をズームモータ駆動回路２１５からＡＦ制御部２６５が取得することによって算出される。この焦点距離の情報は、距離演算部２６４に送信するために従来、算出されていたが、本願では手ぶれ発生の予測にもこの情報を用いる。
【００４５】
また、コントラスト演算部２６３は、ＡＦ制御部２６５が画像データの合焦の度合いを判断するオートフォーカス演算用のために、所定の時間間隔で画像データをＡ／Ｄ変換部２０５から取り込んで、ＡＦ制御部２６５にその演算結果を受け渡している。この画像データの取り込みの時間間隔（ＡＦ演算用撮影間隔）が大きいと、次のデータ取り込みまでの間に、手ぶれによって撮像画像の内容が大きく変化している可能性が高い。
【００４６】
すなわち、合焦の度合いを判断するためのＡＦ演算用撮影間隔が長ければ長いほど、手ぶれの発生の可能性が高いと予測できる。よって、ＡＦ演算用撮影間隔が所定の値（次のフレームを取得するまでコンマ何秒など）以上であるときには手ぶれが発生すると予測するよう、ＡＦ制御部２６５のプログラムを変更しておけばよい。なお、ＡＦ演算用撮影間隔の情報は、コントラスト演算部２６３からＡＦ制御部２６５が取得する。
【００４７】
以上をまとめると、ＡＦ制御部２６５は、撮像レンズの焦点距離、および、ＡＦ演算用撮影間隔の情報に基づいて、手ぶれの発生を予測する手ぶれ発生判断手段である。そして、それとともに、手ぶれの発生を予測したときにはＡＦブロックの大きさを変更するオートフォーカス制御手段でもある。
【００４８】
また、ＡＦブロック内でコントラストを算出し、ＡＦ制御部２６５にその演算結果を与えて合焦の度合いの判断に寄与していることから、コントラスト演算部２６３もオートフォーカス制御手段を構成しているといえる。
【００４９】
よって、例えば被写体の撮影時に手ぶれが生じても、ＡＦブロックの大きさの変更によって合焦させたい被写体がＡＦブロックから外れにくくなり、ユーザーの希望する被写体をオートフォーカスすることができる。
【００５０】
また、手ぶれ発生判断手段たるＡＦ制御部２６５において、撮像レンズの焦点距離、および、ＡＦ演算用撮影間隔の情報に基づいて、手ぶれの発生を予測することで、ジャイロ等の手ぶれ検出装置を設けることなく、安価に手ぶれの発生を予測することができる。
【００５１】
また、ＡＦ制御部２６５は、焦点距離の値が所定値以上であるとき、および、ＡＦ演算用撮影間隔の値が所定値以上であるときに手ぶれが発生すると予測する。よって、それら所定値を適切に設定することで、容易に手ぶれの発生を予測することができる。
【００５２】
図５は、上記の処理のフローをまとめて示したフローチャートである。まず、ＡＦ制御部２６５は、レンズ焦点距離の情報をズームモータ駆動回路２１５から取り込む（ステップＳＴ１ａ）。次に、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ演算用撮影間隔の情報をコントラスト演算部２６３から取り込む（ステップＳＴ２ａ）。
【００５３】
そして、ＡＦ制御部２６５は、レンズ焦点距離の値が所定値以上であるかどうか、および、ＡＦ演算用撮影間隔の値が所定値以上であるかどうか、を判断し（ステップＳＴ３ａ）、ともに所定値以上であれば、手ぶれ可能性ありと判断して、図１に示したような手ぶれ対策用のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ５ａ）。一方、そうでない場合は、手ぶれ可能性なしと判断して、図１３および図１４のような標準のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ４ａ）。
【００５４】
なお、撮像レンズの焦点距離、および、ＡＦ演算用撮影間隔の情報のいずれをも、手ぶれ発生の予測に用いてもよいし、あるいは、いずれか一方のみを手ぶれ発生の予測に用いてもよい。
【００５５】
なお、ＡＦブロックの大きさについては、変更後の大きさが、変更前に比べ大きくなっておればよい。そうすれば、被写体がオートフォーカスブロックから外れにくい。
【００５６】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１の変形例である。すなわち本実施の形態は、実施の形態１において手ぶれ発生の予測をＡＦ制御部２６５により行っていたのを、その代わりにジャイロや加速度センサ等の手ぶれ検出装置を採用して、手ぶれ検出装置によって手ぶれ発生の判断を行うようにしたオートフォーカス装置である。また、本実施の形態では、手ぶれ量が一定量以上のときに、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告をユーザーに出力するようにもしている。
【００５７】
図６は、本実施の形態に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図６に示すように、このデジタルカメラは、図３のデジタルカメラの構成に加えて、手ぶれ検出部２８０および警告部２９０をさらに備えている。
【００５８】
また図７は、図４と同様、本実施の形態における全体制御部２７０の機能を示すブロック図である。図７において図４と異なるのは、ＡＦ制御部２６５が手ぶれ検出部２８０および警告部２９０と信号をやり取りする点である。
【００５９】
手ぶれ検出部２８０は、デジタルカメラに加わる速度要素（並進速度や角速度など）の値または加速度要素（並進加速度や角加速度など）の値を検出することにより手ぶれを検出する手ぶれ検出装置であって、具体的には上述のジャイロや加速度センサ等である。この手ぶれ検出部２８０が、本実施の形態における手ぶれ発生判断手段である。
【００６０】
なお、手ぶれの検出は例えば、手ぶれ検出部２８０に所定値以上の速度要素または加速度要素が加わったときに、「手ぶれあり」の信号を手ぶれ検出部２８０がＡＦ制御部２６５に出力することで行われる。また、手ぶれ検出部２８０からは、加わった速度や加速度の情報も、手ぶれ量の情報としてＡＦ制御部２６５に伝えられる。
【００６１】
また、警告部２９０は、例えばブザーなどの警告音を鳴らす発音装置であったり、あるいは、警告表示を画像にスーパーインポーズしてＬＣＤ１０に表示させる画像処理装置などである。ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ検出部２８０から送信された手ぶれ量の情報に基づいて、手ぶれ量が所定の値を超えるかどうか判断し、所定値を超える場合には、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告を出力するよう警告部２９０を制御する。その制御信号を受けた警告部２９０は、上述のような警告音や警告表示を発する。
【００６２】
上記のように、手ぶれ検出部２８０が、速度要素または加速度要素を検出することにより手ぶれを検出する手ぶれ検出装置であれば、確実に手ぶれの発生を検出することができる。
【００６３】
また、手ぶれ量が所定の値を超える場合に、警告部２８０が、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告を出力すれば、ユーザーに手ぶれを抑制するよう促すことができる。
【００６４】
なお、その他の構成は実施の形態１に係るオートフォーカス装置と同様のため、説明を省略する。
【００６５】
図８は、本実施の形態における処理のフローをまとめて示したフローチャートである。まず、ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０から取り込む（ステップＳＴ１ｂ）。
【００６６】
そして、ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ量の値が所定値以上であるかどうかを判断し（ステップＳＴ２ｂ）、所定値以上であれば、手ぶれありと判断する。そして、手ぶれ量が一定値以内にあるか（所定の値を超えるか）どうか判断し（ステップＳＴ４ｂ）、一定値以内にない場合には、警告部２９０に警告音や警告表示を発するよう指示を与える（ステップＳＴ５ｂ）。その後は再びステップＳＴ１ｂに戻って、ＡＦ制御部２６５は手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０から取り込む。
【００６７】
手ぶれ量が一定値以内にある場合には、図１に示したような手ぶれ対策用のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ６ｂ）。また、ステップＳＴ２ｂで手ぶれなしと判断された場合は、図１３および図１４のような標準のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ３ｂ）。
【００６８】
なお、警告部２９０については、実施の形態１に係るオートフォーカス装置に適用することも可能である。その場合、ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０以外の何処かの機能ブロックから取得する必要があるが、例えば、コントラスト演算部２６３がコントラスト演算用に取り込んだ画像データを解析して手ぶれ量の情報を取得するようにすればよい。
【００６９】
すなわち、コントラスト演算部２６３が、例えばある画像データと次フレームの画像データとを比較して画像データの変化を認識し、両画像間でパターンマッチングを行うことにより動きベクトルを作成して、速度や加速度を検出するようにすればよい。
【００７０】
そうすれば、手ぶれ検出部２８０を有しない構成の実施の形態１に係るオートフォーカス装置においても、手ぶれ量の情報を作成して手ぶれが大きすぎる旨の警告を行うことが可能となる。
【００７１】
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、実施の形態２の変形例である。すなわち本実施の形態は、手ぶれ量だけでなく手ぶれの方向も手ぶれ検出部２８０で検出し、手ぶれ量および手ぶれ方向に応じてＡＦブロックの大きさおよび配置を変更するオートフォーカス装置である。また、本実施の形態では、手ぶれ量が一定量以上のときに、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告をユーザーに出力しつつＡＦブロックの位置の補正まで行うようにもしている。
【００７２】
本実施の形態に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成は、実施の形態２の場合と同様のため、説明を省略する。
【００７３】
次に、本実施の形態に係るオートフォーカス装置の動作について説明する。本実施の形態においては、手ぶれ検出部２８０で手ぶれ量だけでなく手ぶれの方向をも検出する。
【００７４】
ジャイロや加速度センサ等の手ぶれ検出装置は、本来、速度や加速度の大きさの情報だけでなく、その方向の情報についても取得している。本実施の形態においては、その速度や加速度の方向の情報を、手ぶれ方向の情報として手ぶれ検出部２８０がＡＦ制御部２６５にさらに出力する。
【００７５】
ＡＦ制御部２６５においては、手ぶれ対策用のＡＦブロックの配置を例えば複数種類、ＲＯＭ２７３やＲＡＭ２７２に用意しておく。すなわち、例えば図９〜図１１のＡＦブロック１４ａ〜１４ｃに示すように、手ぶれの方向に応じてＡＦブロックの配置を、ＲＯＭ２７３やＲＡＭ２７２に記憶された複数種類のＡＦブロックから選択して変更する。ここでは、手ぶれ方向と同じ方向に伸びるようＡＦブロックを配置する。これにより、手ぶれの状態に応じて、より適切なＡＦブロックの配置に変更することができる。
【００７６】
図９は、例として手ぶれ方向が画面に対して垂直であった場合を示しており（矢印は手ぶれの方向を示す）、この場合、垂直方向に伸びるＡＦブロック３ａが選択されている。また、図１０は、例として手ぶれ方向が画面の右上から左下に伸びる方向に平行であった場合を示しており、この場合、手ぶれ方向と同方向に伸びるＡＦブロック３ｂが選択されている。また、図１１は、図１０の場合とは逆に、手ぶれ方向が画面の左上から右下に伸びる方向に平行であった場合を示しており、この場合、手ぶれ方向と同方向に伸びるＡＦブロック３ｃが選択されている。
【００７７】
なお、上記説明においては、ＲＯＭ２７３やＲＡＭ２７２に用意された複数種類のＡＦブロックの配置から一つを選択する場合を示したが、その他にも例えば、検出された手ぶれ方向に応じて、ＡＦ制御部２６５がリアルタイムにＡＦブロックの配置を生成するようにしてもよい。
【００７８】
また、手ぶれ量に応じてＡＦブロックの大きさを変更するようにしてもよい。例えば図１においては、手ぶれ量が大きいほどＡＦブロック３から被写体２が外れやすい。この場合、手ぶれ量が大きいほど、ＡＦブロック３の大きさを変更前に比べてより大きく（より縦長あるいは横長に）するようにすればよい。そうすれば、手ぶれの状態に応じて、より適切なＡＦブロックの大きさに変更することができる。
【００７９】
上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの形状変更は、全体制御部２７０のプログラムを変更するだけで容易に行える。
【００８０】
また、上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの大きさおよび配置の変更は、実施の形態２に係るオートフォーカス装置に対してだけでなく、実施の形態１に係るオートフォーカス装置に対しても適用することが可能である。
【００８１】
その場合は、実施の形態２の終盤で述べたように、コントラスト演算部２６３に動きベクトルを作成させ、手ぶれの方向も動きベクトルから検出しておけばよい。そして、その手ぶれの方向の情報もコントラスト演算部２６３からＡＦ制御部２６５に与えられるようにし、ＡＦ制御部２６５において上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの大きさおよび配置の変更処理を行えばよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、手ぶれ量が一定量以上のときに、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告をユーザーに出力しつつＡＦブロックの位置の補正まで行う。
【００８３】
手ぶれ検出部２８０またはコントラスト演算部２６３から手ぶれ量および手ぶれ方向の情報を得た場合、ＡＦ制御部２６５は、その手ぶれ量および手ぶれ方向の情報を利用して、ＡＦブロックの位置を補正することが可能である。すなわち、手ぶれの方向とその移動量とに基づいて、ＡＦブロックの位置を手ぶれと反対の方向に手ぶれの移動量と同じ分だけ移動させれば、同じ被写体をＡＦブロック内に収めたままとすることができる。つまり、被写体がＡＦブロックから外れることをより防止しやすい。
【００８４】
上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの位置補正は、全体制御部２７０のプログラムを変更するだけで容易に行える。
【００８５】
図１２は、本実施の形態における処理のフローをまとめて示したフローチャートである。ステップＳＴ１ｂ〜ＳＴ４ｂまでのフローは図８の場合と同じである。
【００８６】
本実施の形態の場合は、ステップＳＴ４ｂで手ぶれ量が一定値以内にない場合には、警告部２９０に警告音や警告表示を発するよう指示を与える（ステップＳＴ５ｂ）とともに、ＡＦブロック位置の補正をも行う（ステップＳＴ８ｂ）。そして、その後は再びステップＳＴ１ｂに戻って、ＡＦ制御部２６５は手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０から取り込む。
【００８７】
また、手ぶれ量が一定値以内にある場合には、手ぶれ検出部２８０またはコントラスト演算部２６３において手ぶれ方向が算出され（ステップＳＴ７ｂ）、その情報および手ぶれ量の情報に基づいて、ＡＦ制御部２６５は、図９〜図１１に示したような、手ぶれの状態に適したサイズおよび配置のＡＦブロックを採用する（ステップＳＴ６ｂ）。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、オートフォーカス制御手段は、被写体の撮影時に手ぶれが生じても、手ぶれ方向と手ぶれ量とから手ぶれの状態を検出し、オートフオーカスブロックの配置並びに大きさを変更することによって、合焦させたい被写体をオートフォーカスブロックから外れにくくすることができ、ユーザーの希望する被写体をオートフォーカスすることができる。
【００９０】
請求項２に記載の発明によれば、オートフォーカス制御手段は、手ぶれ量の情報および前記手ぶれ方向の情報のうち少なくとも一方に基づいて、オートフォーカスブロックの位置を補正する。よって、被写体がオートフォーカスブロックから外れにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】手ぶれの発生が予測されたときの、ＡＦブロックの変更後の大きさを示す図である。
【図２】変更後のＡＦブロックから被写体が外れにくいことを説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図４】図３のデジタルカメラの全体制御部２７０における機能を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るオートフォーカス装置の処理を示したフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２および３に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図７】図６のデジタルカメラの全体制御部２７０における機能を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るオートフォーカス装置の処理を示したフローチャートである。
【図９】手ぶれの発生が検出されたときの、ＡＦブロックの変更後の配置の他の例を示す図である。
【図１０】手ぶれの発生が検出されたときの、ＡＦブロックの変更後の配置の他の例を示す図である。
【図１１】手ぶれの発生が検出されたときの、ＡＦブロックの変更後の配置の他の例を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るオートフォーカス装置の処理を示したフローチャートである。
【図１３】被写体をＡＦブロック内に収め、合焦して撮影する場合の画像例を示す図である。
【図１４】デジタルカメラやビデオカメラのユーザーの手ぶれが原因で、合焦状態から外れてしまう場合の画像例を示す図である。
【図１５】レンズ繰り出し位置に対するＡＦ評価値の変化を示す図である。
【符号の説明】
１，３，３ａ〜３ｃ ＡＦブロック
２ 被写体
２７０ 全体制御部
２７１ ＣＰＵ
２７２ ＲＡＭ
２７３ ＲＯＭ
２６３ コントラスト演算部
２６５ ＡＦ制御部
２８０ 手ぶれ検出部
２９０ 警告部
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等に内蔵して使用されるオートフォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オートフォーカス装置においては、画像データ内の一部の領域（一般的には画面中央付近の領域）を指定するオートフォーカスブロック（以降、ＡＦブロックと称する）の範囲内で光学的物理量を算出し、これをオートフォーカス評価値（以降、ＡＦ評価値と称する）とすることによって、デジタルカメラやビデオカメラのレンズの繰り出し位置を合焦状態に合わせる。
【０００３】
具体的には、レンズ繰り出し位置を前後させつつ、その時々のＡＦブロック内の１つの光学的物理量たるコントラストを計算して、これをＡＦ評価値とするコントラストＡＦ方式がよく採用されている。そして、コントラストが最大となったときを合焦状態と捉え、そのときのレンズ繰り出し位置に再調整することでオートフォーカス機能を実現している。なお、コントラストの計算法については例えば、隣接画素ごとに輝度の差をとり、その差をＡＦブロック全体で積分する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、図１３は、被写体２（ここでは「人」）をＡＦブロック１内に収め、被写体２に合焦して撮影する場合の画像例を示す図である。
【０００５】
このとき、レンズ繰り出し位置に対するＡＦ評価値の変化は、図１５のグラフ３１で示される。そして、グラフ３１のうち、そのピークを示す点Ｐが合焦状態のレンズ繰り出し位置と判断される。
【０００６】
ところが、デジタルカメラやビデオカメラのユーザーの手ぶれが原因で、グラフ３１の点Ｐが合焦状態とみなされない場合が生じ得る。図１４は、そのような場合の画像例を示す図である。図１４においては、ＡＦブロック１内から被写体２が外れてしまっている。
【０００７】
このように、手ぶれが原因でＡＦブロック１から被写体２が外れてしまうと、ＡＦ評価値とレンズ繰り出し位置との関係にも影響を及ぼしてしまう。すなわち、図１５において、レンズ繰り出し位置に対するＡＦ評価値の変化が、グラフ３１ではなく例えばグラフ３２のようになる。グラフ３２では、点Ｑより右側の領域においてＡＦ評価値が下降し、ＡＦ評価値のピークの位置が点Ｐではなく点Ｑに移動している。このため、合焦状態のレンズ繰り出し位置は点Ｐではなく点Ｑにあると誤判断され、合焦状態から外れてしまう。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、手ぶれが生じても、合焦させたい被写体がＡＦブロックから外れてしまうことを防止可能なオートフォーカス装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、画像データ内の一部の領域を指定するオートフォーカスブロックの範囲内で光学的物理量を算出し、前記画像データの合焦の度合いを判断するオートフォーカス制御手段と、手ぶれの発生を検出するとともに、手ぶれ量及び手ぶれ方向を検出する手ぶれ発生判断手段と、を備え、前記オートフォーカス制御手段は、前記手ぶれ発生判断手段が手ぶれの発生を検出したときに、前記オートフオーカスブロックを、前記手ぶれ方向と同じ方向に前記手ぶれ量が大きいほど変更前に比べてより大きくして配置することを特徴とするオートフォーカス装置である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオートフォーカス装置であって、前記オートフォーカス制御手段が、前記手ぶれ量の情報および前記手ぶれ方向の情報のうち少なくとも一方に基づいて、前記オートフォーカスブロックの位置を補正することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
本実施の形態は、手ぶれの発生を予測したときに、ＡＦブロックの大きさを変更し、被写体がＡＦブロックから外れにくくしたオートフォーカス装置である。これにより、合焦させたい被写体がＡＦブロックから外れてしまうことを防止可能なオートフォーカス装置を実現できる。
【００１９】
具体的には、図１３および図１４のような四角形のＡＦブロック１を、図１に示すような、変更前に比べて大きな四角形のＡＦブロック３に変更する。
【００２０】
このようにすれば、被写体の撮影時にたとえユーザーが手ぶれを起こしたとしても、図２に示すようにＡＦブロック３から被写体２が外れにくい。この場合、ＡＦ評価値とレンズ繰り出し位置との関係は、図１５内のグラフ３１のままであり、ＡＦ評価値のピークの位置が点Ｐからずれにくくなる。
【００２１】
図３は、本実施の形態に係るオートフォーカス装置を含む装置例として、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。図３に示すように、デジタルカメラは、カメラ本体部２００および撮像部３００から構成される。
【００２２】
撮像部３００においては、ズームモータＭ１、オートフォーカスモータＭ２、絞りモータＭ３が、カメラ本体部２００に設けられたズームモータ駆動回路２１５、フォーカスモータ駆動回路２１４、絞りモータ駆動回路２１６によってそれぞれ駆動される。また、各駆動回路２１４〜２１６は、カメラ本体部２００の全体制御部２７０から与えられる制御信号に基づいて、各モータＭ１〜Ｍ３を駆動する。
【００２３】
撮像部３００のＣＣＤ３０３は、ズームレンズ３０１によって結像された被写体の光像を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。
【００２４】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ本体部２００のタイミング制御回路２０２から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成する。タイミングジェネレータ３１４は、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００２５】
信号処理回路３１３は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路でゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００２６】
次に、カメラ本体部２００のブロックについて説明する。
【００２７】
カメラ本体部２００内において、Ａ／Ｄ変換器２０５は、画像の各画素の信号を例えば１２ビットのデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）するものである。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用の基準クロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。
【００２８】
タイミング制御回路２０２は、タイミングジェネレータ３１４、Ａ／Ｄ変換器２０５に対する基準クロックを生成するように構成されている。タイミング制御回路２０２は、全体制御部２７０によって制御される。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器２０５によって変換されたデジタル信号は、画像処理部２４０及び全体制御部２７０にそれぞれ入力される。画像処理部２４０に入力されるデジタル信号は、画像処理部２４０において各種画像処理が施され、撮影画像としてメモリカード９１へ記憶されたり、ライブビュー表示画像として利用される。一方、全体制御部２７０に入力されるデジタル信号は、全体制御部２７０が被写体からの入射光の輝度、色バランス、コントラスト等を演算するために利用される。
【００３０】
画像メモリ２０９は、画像処理部２４０から出力される画像のデータを記憶するメモリである。画像メモリ２０９は、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３がｎ行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分のデータの記憶容量を有し、各画素のデータが対応するアドレスに記憶される。
【００３１】
ＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）２１０は、ＬＣＤ１０に再生表示される画像のバッファメモリである。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０の画素数に対応した画像データを格納することが可能な記憶容量を有している。
【００３２】
フラッシュ制御回路２１７は、内蔵フラッシュ５の発光を制御する回路であり、全体制御部２７０からの発光開始信号に基づいて内蔵フラッシュ５を、所定時間発光させる。
【００３３】
カードインターフェイス２１２は、カードスロット１７を介してメモリカード９１への画像の書き込みおよび読み出しを行うためのインターフェイスである。
【００３４】
操作部２５０は、各種スイッチ、ボタンを包括するものであり、ユーザによって操作入力される情報は、操作部２５０を介して全体制御部２７０に伝達される。
【００３５】
全体制御部２７０は、マイクロコンピュータからなり、撮影機能及び再生機能を集中制御するものである。全体制御部２７０は、その本体部となるＣＰＵ２７１と、上述した撮像部３００内およびカメラ本体部２００内の各部材の駆動を有機的に制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ２７３と、演算作業を行うための作業領域となるＲＡＭ２７２を備えている。なお、メモリカード９１等の記録媒体に記録されているプログラムをカードインターフェイス２１２を介して読み出し、ＲＯＭ２７３に格納することができるようになっている。
【００３６】
さて、図４は、全体制御部２７０における機能を示すブロック図である。図４において、コントラスト演算部２６３、距離演算部２６４およびオートフォーカス（ＡＦ）制御部２６５は、全体制御部２７０のＲＯＭ２７３に格納されたプログラムによって実現される機能を表した機能ブロックである。そして、コントラスト演算部２６３およびＡＦ制御部２６５が一体となって、本実施の形態におけるオートフォーカス装置の機能を実現する。
【００３７】
本実施の形態のオートフォーカス制御においても、コントラストＡＦ方式が採用されている。すなわち、Ａ／Ｄ変換器２０５からの信号のコントラストをコントラスト演算部２６３により評価し、コントラストがもっとも高くなるようにＡＦ制御部２６５がフォーカスモータ駆動回路２１４に信号を与え、フォーカスレンズ３１１の位置を駆動させる。
【００３８】
なお、主被写体までの撮影距離は、ＡＦ制御部２６５からフォーカスレンズ３１１の合焦位置の情報を取得した距離演算部２６４によって算出される。
【００３９】
さて、本実施の形態においては、上述したように、手ぶれの発生を予測したときにＡＦブロックを変更前に比べて大きくする。
【００４０】
ＡＦブロックは、ＡＦ制御部２６５において生成される。なお、撮像画面上へのＡＦブロック画像の重ね合わせは、画像処理部２４０にて行われるが、ＡＦブロック内のコントラストの演算は、コントラスト演算部２６３にて行われる。
【００４１】
よって、ＡＦ制御部２６５が、手ぶれの発生を予測し、ＡＦブロックを図１３および図１４のような小さな四角形のＡＦブロック１から、図１に示すような大きな四角形のＡＦブロック３に変更すればよい。このような手ぶれの発生予測と、ＡＦブロックの大きさの変更とは、全体制御部２７０のプログラムを変更するだけで容易に行える。
【００４２】
ここで、手ぶれの発生を予測する方法について説明する。
【００４３】
撮像レンズの焦点距離が長ければ長いほど、被写体と撮像レンズとの距離も長くなる。被写体と撮像レンズとの距離が長い場合と短い場合とを比較した場合、手ぶれ量が同じであれば、その手ぶれが画像に及ぼす影響は前者の方が大きい。距離が長い分、手ぶれによるカメラの回転量や移動量が増幅されて画面上に現れてしまうからである。
【００４４】
すなわち、撮像レンズの焦点距離が長ければ長いほど、手ぶれの発生の可能性が高いと予測できる。よって、撮像レンズの焦点距離の値が所定の値（何ｍｍなど）以上であるときには手ぶれが発生すると予測するよう、ＡＦ制御部２６５のプログラムを変更しておけばよい。なお、焦点距離の情報は、ユーザによって設定されたズームレンズ３０１のズーミング倍率をズームモータ駆動回路２１５からＡＦ制御部２６５が取得することによって算出される。この焦点距離の情報は、距離演算部２６４に送信するために従来、算出されていたが、本願では手ぶれ発生の予測にもこの情報を用いる。
【００４５】
また、コントラスト演算部２６３は、ＡＦ制御部２６５が画像データの合焦の度合いを判断するオートフォーカス演算用のために、所定の時間間隔で画像データをＡ／Ｄ変換部２０５から取り込んで、ＡＦ制御部２６５にその演算結果を受け渡している。この画像データの取り込みの時間間隔（ＡＦ演算用撮影間隔）が大きいと、次のデータ取り込みまでの間に、手ぶれによって撮像画像の内容が大きく変化している可能性が高い。
【００４６】
すなわち、合焦の度合いを判断するためのＡＦ演算用撮影間隔が長ければ長いほど、手ぶれの発生の可能性が高いと予測できる。よって、ＡＦ演算用撮影間隔が所定の値（次のフレームを取得するまでコンマ何秒など）以上であるときには手ぶれが発生すると予測するよう、ＡＦ制御部２６５のプログラムを変更しておけばよい。なお、ＡＦ演算用撮影間隔の情報は、コントラスト演算部２６３からＡＦ制御部２６５が取得する。
【００４７】
以上をまとめると、ＡＦ制御部２６５は、撮像レンズの焦点距離、および、ＡＦ演算用撮影間隔の情報に基づいて、手ぶれの発生を予測する手ぶれ発生判断手段である。そして、それとともに、手ぶれの発生を予測したときにはＡＦブロックの大きさを変更するオートフォーカス制御手段でもある。
【００４８】
また、ＡＦブロック内でコントラストを算出し、ＡＦ制御部２６５にその演算結果を与えて合焦の度合いの判断に寄与していることから、コントラスト演算部２６３もオートフォーカス制御手段を構成しているといえる。
【００４９】
よって、例えば被写体の撮影時に手ぶれが生じても、ＡＦブロックの大きさの変更によって合焦させたい被写体がＡＦブロックから外れにくくなり、ユーザーの希望する被写体をオートフォーカスすることができる。
【００５０】
また、手ぶれ発生判断手段たるＡＦ制御部２６５において、撮像レンズの焦点距離、および、ＡＦ演算用撮影間隔の情報に基づいて、手ぶれの発生を予測することで、ジャイロ等の手ぶれ検出装置を設けることなく、安価に手ぶれの発生を予測することができる。
【００５１】
また、ＡＦ制御部２６５は、焦点距離の値が所定値以上であるとき、および、ＡＦ演算用撮影間隔の値が所定値以上であるときに手ぶれが発生すると予測する。よって、それら所定値を適切に設定することで、容易に手ぶれの発生を予測することができる。
【００５２】
図５は、上記の処理のフローをまとめて示したフローチャートである。まず、ＡＦ制御部２６５は、レンズ焦点距離の情報をズームモータ駆動回路２１５から取り込む（ステップＳＴ１ａ）。次に、ＡＦ制御部２６５は、ＡＦ演算用撮影間隔の情報をコントラスト演算部２６３から取り込む（ステップＳＴ２ａ）。
【００５３】
そして、ＡＦ制御部２６５は、レンズ焦点距離の値が所定値以上であるかどうか、および、ＡＦ演算用撮影間隔の値が所定値以上であるかどうか、を判断し（ステップＳＴ３ａ）、ともに所定値以上であれば、手ぶれ可能性ありと判断して、図１に示したような手ぶれ対策用のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ５ａ）。一方、そうでない場合は、手ぶれ可能性なしと判断して、図１３および図１４のような標準のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ４ａ）。
【００５４】
なお、撮像レンズの焦点距離、および、ＡＦ演算用撮影間隔の情報のいずれをも、手ぶれ発生の予測に用いてもよいし、あるいは、いずれか一方のみを手ぶれ発生の予測に用いてもよい。
【００５５】
なお、ＡＦブロックの大きさについては、変更後の大きさが、変更前に比べ大きくなっておればよい。そうすれば、被写体がオートフォーカスブロックから外れにくい。
【００５６】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１の変形例である。すなわち本実施の形態は、実施の形態１において手ぶれ発生の予測をＡＦ制御部２６５により行っていたのを、その代わりにジャイロや加速度センサ等の手ぶれ検出装置を採用して、手ぶれ検出装置によって手ぶれ発生の判断を行うようにしたオートフォーカス装置である。また、本実施の形態では、手ぶれ量が一定量以上のときに、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告をユーザーに出力するようにもしている。
【００５７】
図６は、本実施の形態に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図６に示すように、このデジタルカメラは、図３のデジタルカメラの構成に加えて、手ぶれ検出部２８０および警告部２９０をさらに備えている。
【００５８】
また図７は、図４と同様、本実施の形態における全体制御部２７０の機能を示すブロック図である。図７において図４と異なるのは、ＡＦ制御部２６５が手ぶれ検出部２８０および警告部２９０と信号をやり取りする点である。
【００５９】
手ぶれ検出部２８０は、デジタルカメラに加わる速度要素（並進速度や角速度など）の値または加速度要素（並進加速度や角加速度など）の値を検出することにより手ぶれを検出する手ぶれ検出装置であって、具体的には上述のジャイロや加速度センサ等である。この手ぶれ検出部２８０が、本実施の形態における手ぶれ発生判断手段である。
【００６０】
なお、手ぶれの検出は例えば、手ぶれ検出部２８０に所定値以上の速度要素または加速度要素が加わったときに、「手ぶれあり」の信号を手ぶれ検出部２８０がＡＦ制御部２６５に出力することで行われる。また、手ぶれ検出部２８０からは、加わった速度や加速度の情報も、手ぶれ量の情報としてＡＦ制御部２６５に伝えられる。
【００６１】
また、警告部２９０は、例えばブザーなどの警告音を鳴らす発音装置であったり、あるいは、警告表示を画像にスーパーインポーズしてＬＣＤ１０に表示させる画像処理装置などである。ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ検出部２８０から送信された手ぶれ量の情報に基づいて、手ぶれ量が所定の値を超えるかどうか判断し、所定値を超える場合には、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告を出力するよう警告部２９０を制御する。その制御信号を受けた警告部２９０は、上述のような警告音や警告表示を発する。
【００６２】
上記のように、手ぶれ検出部２８０が、速度要素または加速度要素を検出することにより手ぶれを検出する手ぶれ検出装置であれば、確実に手ぶれの発生を検出することができる。
【００６３】
また、手ぶれ量が所定の値を超える場合に、警告部２８０が、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告を出力すれば、ユーザーに手ぶれを抑制するよう促すことができる。
【００６４】
なお、その他の構成は実施の形態１に係るオートフォーカス装置と同様のため、説明を省略する。
【００６５】
図８は、本実施の形態における処理のフローをまとめて示したフローチャートである。まず、ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０から取り込む（ステップＳＴ１ｂ）。
【００６６】
そして、ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ量の値が所定値以上であるかどうかを判断し（ステップＳＴ２ｂ）、所定値以上であれば、手ぶれありと判断する。そして、手ぶれ量が一定値以内にあるか（所定の値を超えるか）どうか判断し（ステップＳＴ４ｂ）、一定値以内にない場合には、警告部２９０に警告音や警告表示を発するよう指示を与える（ステップＳＴ５ｂ）。その後は再びステップＳＴ１ｂに戻って、ＡＦ制御部２６５は手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０から取り込む。
【００６７】
手ぶれ量が一定値以内にある場合には、図１に示したような手ぶれ対策用のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ６ｂ）。また、ステップＳＴ２ｂで手ぶれなしと判断された場合は、図１３および図１４のような標準のＡＦブロックのサイズを採用する（ステップＳＴ３ｂ）。
【００６８】
なお、警告部２９０については、実施の形態１に係るオートフォーカス装置に適用することも可能である。その場合、ＡＦ制御部２６５は、手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０以外の何処かの機能ブロックから取得する必要があるが、例えば、コントラスト演算部２６３がコントラスト演算用に取り込んだ画像データを解析して手ぶれ量の情報を取得するようにすればよい。
【００６９】
すなわち、コントラスト演算部２６３が、例えばある画像データと次フレームの画像データとを比較して画像データの変化を認識し、両画像間でパターンマッチングを行うことにより動きベクトルを作成して、速度や加速度を検出するようにすればよい。
【００７０】
そうすれば、手ぶれ検出部２８０を有しない構成の実施の形態１に係るオートフォーカス装置においても、手ぶれ量の情報を作成して手ぶれが大きすぎる旨の警告を行うことが可能となる。
【００７１】
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、実施の形態２の変形例である。すなわち本実施の形態は、手ぶれ量だけでなく手ぶれの方向も手ぶれ検出部２８０で検出し、手ぶれ量および手ぶれ方向に応じてＡＦブロックの大きさおよび配置を変更するオートフォーカス装置である。また、本実施の形態では、手ぶれ量が一定量以上のときに、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告をユーザーに出力しつつＡＦブロックの位置の補正まで行うようにもしている。
【００７２】
本実施の形態に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成は、実施の形態２の場合と同様のため、説明を省略する。
【００７３】
次に、本実施の形態に係るオートフォーカス装置の動作について説明する。本実施の形態においては、手ぶれ検出部２８０で手ぶれ量だけでなく手ぶれの方向をも検出する。
【００７４】
ジャイロや加速度センサ等の手ぶれ検出装置は、本来、速度や加速度の大きさの情報だけでなく、その方向の情報についても取得している。本実施の形態においては、その速度や加速度の方向の情報を、手ぶれ方向の情報として手ぶれ検出部２８０がＡＦ制御部２６５にさらに出力する。
【００７５】
ＡＦ制御部２６５においては、手ぶれ対策用のＡＦブロックの配置を例えば複数種類、ＲＯＭ２７３やＲＡＭ２７２に用意しておく。すなわち、例えば図９〜図１１のＡＦブロック１４ａ〜１４ｃに示すように、手ぶれの方向に応じてＡＦブロックの配置を、ＲＯＭ２７３やＲＡＭ２７２に記憶された複数種類のＡＦブロックから選択して変更する。ここでは、手ぶれ方向と同じ方向に伸びるようＡＦブロックを配置する。これにより、手ぶれの状態に応じて、より適切なＡＦブロックの配置に変更することができる。
【００７６】
図９は、例として手ぶれ方向が画面に対して垂直であった場合を示しており（矢印は手ぶれの方向を示す）、この場合、垂直方向に伸びるＡＦブロック３ａが選択されている。また、図１０は、例として手ぶれ方向が画面の右上から左下に伸びる方向に平行であった場合を示しており、この場合、手ぶれ方向と同方向に伸びるＡＦブロック３ｂが選択されている。また、図１１は、図１０の場合とは逆に、手ぶれ方向が画面の左上から右下に伸びる方向に平行であった場合を示しており、この場合、手ぶれ方向と同方向に伸びるＡＦブロック３ｃが選択されている。
【００７７】
なお、上記説明においては、ＲＯＭ２７３やＲＡＭ２７２に用意された複数種類のＡＦブロックの配置から一つを選択する場合を示したが、その他にも例えば、検出された手ぶれ方向に応じて、ＡＦ制御部２６５がリアルタイムにＡＦブロックの配置を生成するようにしてもよい。
【００７８】
また、手ぶれ量に応じてＡＦブロックの大きさを変更するようにしてもよい。例えば図１においては、手ぶれ量が大きいほどＡＦブロック３から被写体２が外れやすい。この場合、手ぶれ量が大きいほど、ＡＦブロック３の大きさを変更前に比べてより大きく（より縦長あるいは横長に）するようにすればよい。そうすれば、手ぶれの状態に応じて、より適切なＡＦブロックの大きさに変更することができる。
【００７９】
上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの形状変更は、全体制御部２７０のプログラムを変更するだけで容易に行える。
【００８０】
また、上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの大きさおよび配置の変更は、実施の形態２に係るオートフォーカス装置に対してだけでなく、実施の形態１に係るオートフォーカス装置に対しても適用することが可能である。
【００８１】
その場合は、実施の形態２の終盤で述べたように、コントラスト演算部２６３に動きベクトルを作成させ、手ぶれの方向も動きベクトルから検出しておけばよい。そして、その手ぶれの方向の情報もコントラスト演算部２６３からＡＦ制御部２６５に与えられるようにし、ＡＦ制御部２６５において上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの大きさおよび配置の変更処理を行えばよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、手ぶれ量が一定量以上のときに、手ぶれ量が大きすぎる旨の警告をユーザーに出力しつつＡＦブロックの位置の補正まで行う。
【００８３】
手ぶれ検出部２８０またはコントラスト演算部２６３から手ぶれ量および手ぶれ方向の情報を得た場合、ＡＦ制御部２６５は、その手ぶれ量および手ぶれ方向の情報を利用して、ＡＦブロックの位置を補正することが可能である。すなわち、手ぶれの方向とその移動量とに基づいて、ＡＦブロックの位置を手ぶれと反対の方向に手ぶれの移動量と同じ分だけ移動させれば、同じ被写体をＡＦブロック内に収めたままとすることができる。つまり、被写体がＡＦブロックから外れることをより防止しやすい。
【００８４】
上記のような手ぶれ量および手ぶれ方向に応じたＡＦブロックの位置補正は、全体制御部２７０のプログラムを変更するだけで容易に行える。
【００８５】
図１２は、本実施の形態における処理のフローをまとめて示したフローチャートである。ステップＳＴ１ｂ〜ＳＴ４ｂまでのフローは図８の場合と同じである。
【００８６】
本実施の形態の場合は、ステップＳＴ４ｂで手ぶれ量が一定値以内にない場合には、警告部２９０に警告音や警告表示を発するよう指示を与える（ステップＳＴ５ｂ）とともに、ＡＦブロック位置の補正をも行う（ステップＳＴ８ｂ）。そして、その後は再びステップＳＴ１ｂに戻って、ＡＦ制御部２６５は手ぶれ量の情報を手ぶれ検出部２８０から取り込む。
【００８７】
また、手ぶれ量が一定値以内にある場合には、手ぶれ検出部２８０またはコントラスト演算部２６３において手ぶれ方向が算出され（ステップＳＴ７ｂ）、その情報および手ぶれ量の情報に基づいて、ＡＦ制御部２６５は、図９〜図１１に示したような、手ぶれの状態に適したサイズおよび配置のＡＦブロックを採用する（ステップＳＴ６ｂ）。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、オートフォーカス制御手段は、被写体の撮影時に手ぶれが生じても、手ぶれ方向と手ぶれ量とから手ぶれの状態を検出し、オートフオーカスブロックの配置並びに大きさを変更することによって、合焦させたい被写体をオートフォーカスブロックから外れにくくすることができ、ユーザーの希望する被写体をオートフォーカスすることができる。
【００９０】
請求項２に記載の発明によれば、オートフォーカス制御手段は、手ぶれ量の情報および前記手ぶれ方向の情報のうち少なくとも一方に基づいて、オートフォーカスブロックの位置を補正する。よって、被写体がオートフォーカスブロックから外れにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】手ぶれの発生が予測されたときの、ＡＦブロックの変更後の大きさを示す図である。
【図２】変更後のＡＦブロックから被写体が外れにくいことを説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図４】図３のデジタルカメラの全体制御部２７０における機能を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るオートフォーカス装置の処理を示したフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２および３に係るオートフォーカス装置を含むデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図７】図６のデジタルカメラの全体制御部２７０における機能を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るオートフォーカス装置の処理を示したフローチャートである。
【図９】手ぶれの発生が検出されたときの、ＡＦブロックの変更後の配置の他の例を示す図である。
【図１０】手ぶれの発生が検出されたときの、ＡＦブロックの変更後の配置の他の例を示す図である。
【図１１】手ぶれの発生が検出されたときの、ＡＦブロックの変更後の配置の他の例を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るオートフォーカス装置の処理を示したフローチャートである。
【図１３】被写体をＡＦブロック内に収め、合焦して撮影する場合の画像例を示す図である。
【図１４】デジタルカメラやビデオカメラのユーザーの手ぶれが原因で、合焦状態から外れてしまう場合の画像例を示す図である。
【図１５】レンズ繰り出し位置に対するＡＦ評価値の変化を示す図である。
【符号の説明】
１，３，３ａ〜３ｃ ＡＦブロック
２ 被写体
２７０ 全体制御部
２７１ ＣＰＵ
２７２ ＲＡＭ
２７３ ＲＯＭ
２６３ コントラスト演算部
２６５ ＡＦ制御部
２８０ 手ぶれ検出部
２９０ 警告部
Claims (2)
- 画像データ内の一部の領域を指定するオートフォーカスブロックの範囲内で光学的物理量を算出し、前記画像データの合焦の度合いを判断するオートフォーカス制御手段と、
手ぶれの発生を検出するとともに、手ぶれ量及び手ぶれ方向を検出する手ぶれ発生判断手段と、を備え、
前記オートフォーカス制御手段は、前記手ぶれ発生判断手段が手ぶれの発生を検出したときに、前記オートフオーカスブロックを、前記手ぶれ方向と同じ方向に前記手ぶれ量が大きいほど変更前に比べてより大きくして配置する
ことを特徴とするオートフォーカス装置。 - 請求項１に記載のオートフォーカス装置であって、
前記オートフォーカス制御手段が、前記手ぶれ量の情報および前記手ぶれ方向の情報のうち少なくとも一方に基づいて、前記オートフォーカスブロックの位置を補正する
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
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