JP5115302B2 - 焦点検出装置および焦点検出方法 - Google Patents

Description

本発明は焦点検出装置、焦点検出方法およびカメラに関する。

追尾対象の画像を基準パターンとして記憶しておき、撮像画像から基準パターンに近似する画像を検出して追尾対象の位置を検出し、焦点調節を行う焦点検出エリア（以下、ＡＦエリアという）を追尾対象位置へ移動するようにした焦点検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００５−２１５０４０号公報

しかしながら、上述した従来の焦点検出装置では、追尾対象の被写体を誤認識した場合や、撮影画面内の追尾対象の位置で焦点検出不能となった場合に、最適なＡＦエリア位置を決定できないという問題がある。

請求項１の発明による焦点検出装置は、光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識部と、前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、前記認識部による認識結果の信頼性が所定の閾値よりも高いか否かを判断する第１判断部と、前記第１判断部により前記認識部による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されないとき、前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第２判断部と、前記第１判断部により前記認識部による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断部と、前記第２判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、前記第３判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御部とを含むことを特徴とする。
請求項５の発明による焦点検出装置は、光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識部と、前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第１判断部と、前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布しているか否かを判断する第２判断部と、前記第１判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されず、かつ、前記第２判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布していると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断部と、前記第１判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、前記第３判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御部とを含むことを特徴とする。
請求項８の発明による焦点検出方法は、光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識工程と、前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出工程と、前記認識工程による認識結果の信頼性が所定の閾値よりも高いか否かを判断する第１判断工程と、前記第１判断工程により前記認識工程による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されないとき、前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第２判断工程と、
前記第１判断工程により前記認識工程による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断工程と、前記第２判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、前記第３判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御工程とを有することを特徴とする。
請求項９の発明による焦点検出方法は、光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識工程と、前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出工程と、前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第１判断工程と、前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布しているか否かを判断する第２判断工程と、前記第１判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されず、かつ、前記第２判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布していると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断工程と、前記第１判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、前記第３判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、最適なＡＦエリア位置を決定できる確率を上げることができる。

撮影画面内に設定された複数のＡＦエリア（焦点検出エリア）において撮影レンズの焦点調節状態を示すデフォーカス量を検出し、いずれかのＡＦエリアのデフォーカス量に基づいて撮影レンズを合焦駆動する自動焦点調節（ＡＦ）機能と、撮像画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像（基準画像）として記憶し、繰り返し撮像される画像の中でテンプレート画像と同一または近似した被写体認識領域の位置を検索しながら（テンプレートマッチング）、追尾対象の被写体を追尾する画像追尾機能とを備え、ＡＦ機能と画像追尾機能により撮影レンズを駆動しながら対象を追尾する焦点調節装置を備えた一眼レフデジタルスチルカメラの一実施の形態を説明する。

図１は一実施の形態の一眼レフレックス・デジタルカメラの構成を示す。撮影レンズ１はフォーカシングレンズ、ズーミングレンズ、絞りなどを備え、撮像面に被写体像を結像させる。クイックリターンミラー２は被写体からの光束を撮像素子またはファインダーへ選択的に導くミラーであり、中央部はハーフミラーになっている。撮影前は、クイックリターンミラー２が図示のように撮影光路内に設定され、被写体光が反射してファインダーへ導かれるとともに、ハーフミラー部を透過した被写体光の一部がサブミラー７を介して焦点検出部へ導かれる。一方、撮影時には、クイックリターンミラー２は撮影光路から退避され、被写体光が撮像部へ導かれる。

ファインダースクリーン３には撮影レンズ１により被写体像が結像され、ペンタプリズム４および接眼レンズ５を介して撮影者に視認される。撮像素子６はＣＣＤやＣＭＯＳから構成され、撮影レンズ１により受光面に結像された被写体像を画像信号に変換して出力する。なお、撮像素子６の前面には、赤外光をカットするための赤外カットフィルターや、画像の折り返しノイズを防止する光学的ローパスフィルターが配置されるが、図１ではこれらの図示を省略する。サブミラー７は、撮影前にクイックリターンミラー２の中央ハーフミラー部を透過した被写体光を反射して焦点検出部へ導く。なお、撮影時にはサブミラー７はクイックリターンミラー２とともに撮影光路から退避される。

撮影前にクイックリターンミラー２の中央ハーフミラー部を透過した被写体光の一部は、サブミラー７を介して位相差ＡＦ(Auto Focus)検出素子８へ導かれる。位相差ＡＦ検出素子８は、焦点検出用の被写体光をマスク（不図示）により一対の光束に分離して一対のラインセンサー上に一対の像を再結像させ、撮影レンズ１の焦点調節状態を示す一対の像に応じた焦点検出用信号を出力する。

一方、撮影前にファインダースクリーン３に結像された被写体像は、ペンタプリズム４および測光レンズ９を介して測光素子１０へ導かれ、測光素子１０の受光面に被写体像が結像される。測光素子１０は、マトリクス状に配列された複数の画素（光電変換素子）（例えば横１６個×縦１２個＝１９２個）を備えている。各画素は３個の部分に分割され、これらの部分にはそれぞれ赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの原色フィルターが設けられている。これにより、各画素ごとに被写体像のＲＧＢ信号を出力することができる。測光素子１０は被写体像に応じた画像信号を出力し、この画像信号に基づいて後述する追尾制御と露出演算が行われる。

制御装置１１は、マイクロコンピューターとメモリやＡ／Ｄコンバーターなどの周辺部品から構成され、マイクロコンピューターのソフトウエア形態によりカメラに内蔵される機器および撮像素子６、位相差ＡＦ検出素子８、測光素子１０の制御と各種演算、カメラの各種シーケンス制御などを行う。制御装置１１は、撮像素子６を制御し、電荷蓄積、撮像画像の読み出し、撮像画像の各種処理、撮像画像の記録および撮像画像の表示などを行う。

また、制御装置１１は位相差ＡＦ検出素子８を制御し、撮影画面内の複数のＡＦエリアに対応して設定されたＡＦ用のＣＣＤセンサー（不図示、以下ＡＦセンサーという）の適切なゲインと蓄積時間を制御し、各ＡＦエリアごとに蓄積された電荷信号（焦点検出用信号）の読み出しを行うとともに、読み出した各ＡＦエリアごとの電荷信号に基づいて撮影レンズ１の焦点調節状態を示すデフォーカス量を演算する。

さらに、制御装置１１は測光素子１０を制御し、測光素子１０から被写体像に応じた画像信号を読み出し、この画像信号に基づいて画像追尾制御と露出演算を行う。画像追尾制御では、測光素子１０により撮像した画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像（基準画像）として記憶し、繰り返し撮像される画像の中で色情報と輝度情報の少なくとも一つを用いてテンプレート画像と同一または近似した被写体認識領域の位置を検索するテンプレートマッチングを行い、被写体領域内のＡＦエリアを検索して撮影レンズ１の焦点調節を行うためのＡＦエリア（以下、合焦エリアという）として採用するか否かを判定する。そして、合焦エリアで検出されたデフォーカス量に基づいて、撮影レンズ１のフォーカシングレンズ（不図示）を駆動する目標位置を演算する。

レンズ駆動制御部１２はフォーカシングレンズを駆動するアクチュエーター１３を駆動制御し、フォーカシングレンズを目標位置まで駆動して撮影レンズ１の焦点調節を行う。操作部材１４には、ＡＦエリア選択スイッチ、撮影モード選択スイッチ、シャッターボタンの半押しスイッチおよび全押しスイッチなど、カメラを操作するための各種スイッチ類が含まれる。

図２は撮影画面内のＡＦエリアと画像追尾制御の被写体認識領域を示す。この一実施の形態では、撮影画面２１の中に３１個のＡＦエリア２２が設定された例を示す。撮影画面２１内の太線枠で示す領域２３は、画像追尾制御結果の被写体認識領域を示す。また、撮影画面２１内の破線枠で示す領域２４は前回認識された画像追尾制御結果の被写体認識領域を示す。この一実施の形態では、繰り返し実行される画像追尾制御により認識された被写体認識領域２３内のＡＦエリア２２を検索し、検索結果のＡＦエリア２２で検出されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズ１を合焦させるための合焦エリアを決定する。

図３は、設定した被写体を追尾しながら撮影レンズの焦点調節を行うＡＦ制御プログラムを示すフローチャートである。操作部材１４により被写体追尾モードが設定され、シャッターボタンが半押しされると、制御装置１１はこのＡＦ制御プログラムの実行を開始する。

ステップ１〜４において、被写体領域認識処理と焦点検出処理とを平行して実行する。まず、ステップ１において測光素子１０により撮像を行い、続くステップ２で撮像画像の中から予め記憶されているテンプレート画像と近似した被写体認識領域を検索する。なお、テンプレート画像は、画像の中から撮影者が最初にＡＦエリア選択スイッチにより指定した部分の画像を記憶したものである。

一方、ステップ３では位相差ＡＦ検出素子８の蓄積時間と信号増幅ゲインを設定して電荷蓄積制御を行い、各ＡＦエリアに対応する焦点検出信号（電荷蓄積信号）を読み出す。続くステップ４で各ＡＦエリアの焦点検出信号に基づいて焦点検出演算を行い、各ＡＦエリアのデフォーカス量を算出する。

ステップ５において被写体認識領域内のＡＦエリアを検索する。図２に示すように、今回の被写体認識領域（太線枠）２３内のＡＦエリア２２を検索する。続くステップ６で図４に示す合焦エリア決定処理プログラムを実行し、被写体認識領域内のＡＦエリアから撮影レンズ１を合焦駆動するための合焦エリアを決定する。この合焦エリア決定処理については後述する。

ステップ７において合焦エリアで検出されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズ１を合焦させる目標位置を演算し、目標位置までのレンズ駆動量を算出する。ステップ８でレンズ駆動制御部１２を制御して撮影レンズ１のフォーカシングレンズをレンズ駆動量だけ駆動し、撮影レンズ１の焦点調節を行う。ステップ９では合焦エリアと被写体認識領域をそれぞれ更新し、シャッターボタンの半押し操作が行われている間、ステップ１〜４へ戻って上述した処理を繰り返す。

図４は合焦エリア決定処理プログラムを示すフローチャートである。ステップ１０１において、被写体認識領域内のＡＦエリアに対して合焦エリアとして採用するか否かを判定する採用判定１を行う。すなわち、被写体認識領域内の各ＡＦエリアで検出されたデフォーカス量Ｄｎ（ｎ＝１，２，・・）が（１）式を満たすか否かを判定する。
Ｄｒ≦Ｄｎ≦Ｄｆ ・・・（１）
（１）式において、Ｄｒは無限側のしきい値、Ｄｆは至近側のしきい値であり、これらの値によりデフォーカス量の判定基準範囲が決定されている。採用判定１では、被写体認識領域内のＡＦエリアの内、（１）式を満たし、かつ最小のデフォーカス量が検出されたＡＦエリアを合焦エリアに決定する。

ステップ１０２で採用判定１を満たすＡＦエリアがあるか否かを確認し、採用判定１を満たすＡＦエリアがあればステップ１０３へ進み、採用判定１を満たすエリアを合焦エリアに決定する。その後、図３のステップ７へリターンする。

一方、採用判定１を満たすＡＦエリアがない場合にはステップ１０４へ進み、採用判定１よりも緩やかな条件で合焦エリアとして採用するか否かを判定する採用判定２を行う。ここでは、しきい値ＤｒとＤｆによる判定基準範囲を広くし、採用判定１よりも合焦エリアに採用されやすくする。すなわち、被写体認識領域内の各ＡＦエリアで検出されたデフォーカス量Ｄｎが（２）式と（３）式を満たすか否かを判定する。
Ｄｎ≦(Ｄｆ＋α) ・・・（２），
(Ｄｒ−β)≦Ｄｎ ・・・（３）
（２）式、（３）式において、α、βは予め設定された定数であり、α＞０、β＞０である。

(Ｄｒ−β)は拡大された無限側のしきい値、(Ｄｆ＋α)は拡大された至近側のしきい値であり、これらの値によりデフォーカス量の拡大された判定基準範囲が決定されている。採用判定２では、被写体認識領域内のＡＦエリアの内、（２）式および（３）式を満たし、かつ最小のデフォーカス量が検出されたＡＦエリアを合焦エリアに決定する。なお、（２）式、（３）式に代えて次式により採用判定２を行ってもよい。
Ｄｎ≦(Ｄｆ×ｍ) ・・・（２）’，
(Ｄｒ×ｎ)≦Ｄｎ ・・・（３）’
（２）’式、（３）’式において、ｍ、ｎは予め設定された定数であり、ｍ＞１、ｎ＞１である。

なお、この一実施の形態では、いわゆる位相差検出方式においてデフォーカス量を用いて各採用判定を行う例を示したが、コントラスト検出方式で焦点評価値を用いて各採用判定を行うようにしてもよい。ここで、この一実施の形態ではデフォーカス量を用いて採用判定を行うので、（２）式と（３）式のように判定基準範囲を広げることとしたが、焦点検出方式に応じて採用判定２のしきい値を設定するのが好ましい。

採用判定２を満たすデフォーカス量があればステップ１０３へ進み、採用判定２を満たすエリアを合焦エリアに決定する。その後、図３のステップ７へリターンする。一方、採用判定２を満たすデフォーカス量がない場合はステップ１０６へ進み、採用エリアなしとして処理を終了する。

このように、撮影レンズ１の画面内に設定された複数の焦点検出エリアで撮影レンズ１のデフォーカス量を検出するとともに、撮影レンズ１による結像画像を撮像した画像に基づいて画面内の被写体領域を認識し、被写体領認識域内に存在する焦点検出エリアで検出されたデフォーカス量に基づいて、被写体認識領域内の焦点検出エリアの中から撮影レンズ１の焦点調節を行う焦点検出エリアを決定する際に、採用判定１によりデフォーカス量を判定して撮影レンズ１の焦点調節を行う焦点検出エリアを決定し、採用判定１を満たすデフォーカス量がない場合には採用判定１よりも大きな採用判定２によりデフォーカス量を判定して撮影レンズ１の焦点調節を行う焦点検出エリアを決定するようにしたので、最適なＡＦエリア位置を決定できる確率を上げることができる。

《一実施の形態の第１の変形例》
上述した一実施の形態では、採用判定１を満たす合焦エリアがない場合は無条件で採用判定２を行う例を示したが、採用判定１を満たす合焦エリアがない場合に、被写体認識領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限方向に分布している場合のみ、採用判定２を行うようにした第１の変形例を説明する。

図５は、第１の変形例の合焦エリア決定処理プログラムを示すフローチャートである。なお、図４に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。採用判定１を満たすＡＦエリアがない場合はステップ２０１へ進み、被写体認識領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限方向に分布しているか否かを判別する。ここでは、被写体認識領域内で無限方向のデフォーカス量が検出されたＡＦエリアの数が、被写体認識領域内の全ＡＦエリアの数の半数以上であれば、被写体認識領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限方向に分布しているとする。

被写体認識領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限方向に分布している場合はステップ１０４へ進み、上述したように採用判定２を実行する。しかし、被写体認識領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限方向に分布していない場合はステップ１０６へ進み、採用エリアなしとして処理を終了する。

採用判定１で合焦エリアがなかった場合には、しきい値ＤｒとＤｆによる判定基準範囲を拡大し、採用判定１よりも合焦エリアに採用されやすくするが、一般的にテンプレート画像と一致する被写体は無限側に分布している確率が高いので、デフォーカス量が無限側に多く分布している場合だけ、採用判定２を実行することによって、合焦エリア決定のための処理時間を低減しながら追尾被写体を捕捉できる確率を上げることができる。

《一実施の形態の第２の変形例》
被写体認識領域内におけるＡＦエリアのデフォーカス量分布が無限側か至近側かに応じて別個の採用判定２を行う第２の変形例を説明する。

図６は、第２の変形例の合焦エリア決定処理プログラムを示すフローチャートである。なお、図４および図５に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。採用判定１を満たすＡＦエリアがなく、かつ被写体認識領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限側に分布している場合にはステップ３０１へ進み、無限側のデフォーカス量が算出されたＡＦエリアに対し上記（３）式により無限側採用判定２を実行する。ここで、無限側採用判定２とは、採用判定１の無限側のしきい値Ｄｒを拡大された無限側のしきい値(Ｄｒ−β)または(Ｄｒ×ｎ)に変えたものである。ステップ３０２で無限側採用判定２を満たすＡＦエリアがある場合にはステップ１０３へ進み、（３）式を満たすＡＦエリアの内の最小のデフォーカス量が検出されたＡＦエリアを合焦エリアとして採用する。

一方、被写体領域内のＡＦエリアのデフォーカス量が無限側に分布していない場合、つまり至近側に分布している場合にはステップ３０３へ進み、至近側のデフォーカス量が算出されたＡＦエリアに対し上記（２）式により至近側採用判定２を実行する。ここで、至近側採用判定２とは、採用判定１の至近側のしきい値Ｄｆを拡大された至近側のしきい値(Ｄｆ＋α)または(Ｄｆ×ｍ)にしたものである。ステップ３０４で至近側採用判定２を満たすＡＦエリアがある場合にはステップ１０３へ進み、（２）式を満たすＡＦエリアの内の最小のデフォーカス量が検出されたＡＦエリアを合焦エリアとして採用する。

被写体認識領域内のＡＦエリアが無限側採用判定２および至近側採用判定２のどちらも満たさなかった場合にはステップ１０６へ進み、採用エリアなしとして処理を終了する。

この第２の変形例によれば、被写体領域内のＡＦエリアのデフォーカス量分布に応じた最適な採用判定を行うことができる上に、合焦エリアの判定処理時間を短縮することができる。

《一実施の形態の第３の変形例》
被写体領域認識の信頼性に応じた採用判定処理を行う第３の変形例を説明する。

図７は、第３の変形例の合焦エリア決定処理プログラムを示すフローチャートである。なお、図４に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。ステップ４０１において、テンプレートマッチングによる被写体追尾結果の類似度と信頼度を算出し、信頼性が高いか否かを判定する。

ここで、テンプレートマッチングによる被写体追尾結果の類似度は、色情報を用いてテンプレートマッチングを行う場合、テンプレート画像（基準画像）と、撮像画像の中のテンプレート画像と比較検討する部分画像との間の色の差を類似度と定義し、色の差が小さいほど類似度が高いとする。ここでは、類似度がしきい値Ｓimthより大きい場合に類似度が高いと判定する。一方、テンプレートマッチングによる被写体追尾結果の信頼度は、色情報を用いてテンプレートマッチングを行う場合、撮像画像の中のテンプレート画像と比較検討する部分画像とその周辺画像との色の差を信頼度と定義し、周辺との色の差が高いほど信頼度が高いとする。ここでは、信頼度がしきい値Ｒelthより大きい場合に信頼度が高いと判定する。

テンプレート画像と撮像画像の中の部分画像との間の類似度が高くても、当該部分画像の周辺にも類似度が高い部分画像が存在する場合、つまり当該部分画像と周辺の画像との間の色の差が小さく、信頼度が低い場合には、被写体追尾結果の信頼性が高いとはいえない。そこでこの一実施の形態では、テンプレート画像と撮像画像の中の部分画像との間の類似度がしきい値Ｓimthより大きく、かつ、当該部分画像とその周辺の部分画像との間の信頼度がしきい値Ｒelthより大きい場合に、被写体追尾結果の信頼性は高いと判定する。

被写体追尾結果の類似度と信頼度がともにそれらのしきい値よりも大きく、被写体追尾結果の信頼性が高いと判定された場合はステップ１０４へ進み、上述した採用判定２を実行する。一方、被写体追尾結果の類似度と信頼度のいずれか一方がしきい値以下で、被写体追尾結果の信頼性が高くないと判定された場合はステップ１０１へ進み、上述した採用判定１を実行する。

被写体追尾結果の信頼性が高い場合には、しきい値ＤｒとＤｆによる判定基準範囲を広くして緩やかな条件で合焦エリアの採用判定２を行っても、追尾対象を誤認識することなく合焦エリアを採用しやすくなる。逆に、被写体追尾結果の信頼性が低い場合には、しきい値ＤｒとＤｆによる判定基準範囲を狭くして厳しい条件で合焦エリアの採用判定１を行うことによって、追尾対象の誤認識を防止しながら適切な合焦エリアを採用することができる。

なお、この第３の変形例では被写体追尾結果の類似度と信頼度がともにそれらのしきい値よりも大きい場合に、被写体追尾結果の信頼性が高いと判定する例を示したが、被写体追尾結果の信頼性を判定するパラメーターは上記実施例に限定されず、例えば類似度がしきい値より大きい場合に信頼性ありとしてもよいし、あるいは別のパラメーターにより被写体追尾結果の信頼性を判定してもよい。

一実施の形態の構成を示す図 撮影画面内の焦点検出エリアの配置と被写体認識領域を示す図 一実施の形態の焦点調節制御プログラムを示すフローチャート 一実施の形態の合焦エリア決定処理プログラムを示すフローチャート 合焦エリア決定処理プログラムの変形例を示すフローチャート 合焦エリア決定処理プログラムの他の変形例を示すフローチャート 合焦エリア決定処理プログラムの他の変形例を示すフローチャート

符号の説明

１；撮影レンズ、６；撮像素子、８；位相差ＡＦ検出素子、１０；測光素子、１１；制御装置、１２；レンズ駆動制御部

Claims (9)

1. 光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識部と、
   前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
   前記認識部による認識結果の信頼性が所定の閾値よりも高いか否かを判断する第１判断部と、
   前記第１判断部により前記認識部による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されないとき、前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第２判断部と、
   前記第１判断部により前記認識部による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断部と、
   前記第２判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、
   前記第３判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御部とを含むことを特徴とする焦点検出装置。
2. 請求項１に記載された焦点検出装置であって、
   テンプレート画像を記憶する記憶部を有し、
   前記認識部は、前記画像情報のうち前記テンプレート画像に対応する領域を前記被写体領域として認識し、
   前記第１判断部は、前記テンプレート画像と前記被写体領域の画像との差異が第１閾値よりも小さいと判断されたとき前記認識部による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断することを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項２に記載された焦点検出装置であって、
   前記第１判断部は、前記テンプレート画像と前記被写体領域の画像との差異が第１閾値よりも小さいと判断され、かつ、前記被写体領域の画像と前記被写体領域の周辺の画像との差異が第２閾値よりも大きいとき前記認識部による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断することを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された焦点検出装置であって、
   前記制御部は、前記第２判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれないと判断されたとき、又は、前記第３判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれないと判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行わないことを特徴とする焦点検出装置。
5. 光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識部と、
   前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
   前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第１判断部と、
   前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布しているか否かを判断する第２判断部と、
   前記第１判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されず、かつ、前記第２判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布していると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断部と、
   前記第１判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、
   前記第３判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御部とを含むことを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項５に記載された焦点検出装置であって、
   前記制御部は、前記第１判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれないと判断されたとき、又は、前記第３判断部により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれないと判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行わないことを特徴とする焦点検出装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載された焦点検出装置であって、
   前記認識部は、被写界の測光を行なう測光センサから前記画像情報を取得することを特徴とする焦点検出装置。
8. 光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識工程と、
   前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出工程と、
   前記認識工程による認識結果の信頼性が所定の閾値よりも高いか否かを判断する第１判断工程と、
   前記第１判断工程により前記認識工程による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されないとき、前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第２判断工程と、
   前記第１判断工程により前記認識工程による認識結果の信頼性が前記閾値よりも高いと判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断工程と、
   前記第２判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、
   前記第３判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御工程とを有することを特徴とする焦点検出方法。
9. 光学系を介して取得した画像情報から画面内の被写体領域を認識する認識工程と、
   前記光学系の焦点調節状態の検出に用いられる複数のエリアのうち、前記被写体領域に対応するエリアである検出エリアのデフォーカス量を用いて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出工程と、
   前記検出エリアのデフォーカス量が第１範囲に含まれるか否かを判断する第１判断工程と、
   前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布しているか否かを判断する第２判断工程と、
   前記第１判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されず、かつ、前記第２判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が無限遠側に分布していると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲よりも広い第２範囲に含まれるか否かを判断する第３判断工程と、
   前記第１判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第１範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行い、
   前記第３判断工程により前記検出エリアのデフォーカス量が前記第２範囲に含まれると判断されたとき、前記検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節制御を行う制御工程とを有することを特徴とする焦点検出方法。
   

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