JP5339955B2 - 焦点調節装置及び焦点調節方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図1は本発明の実施例を適用した電子カメラの構成を示すブロック図である。
次に図2のフローチャートを参照しながら本発明の電子カメラの動作について説明する。
図3は図2におけるS202のシーン安定判断を説明するフローチャートである。S301では角速度センサ部125で検出したカメラ動作量が所定量以下となっているかどうかを調べ、所定量以下であればS302へ進み、そうでなければS304へ進む。
図4は図2におけるS207の顔検出時AFスキャンを説明するフローチャートである。S401では顔検出モジュール123で検出した顔情報(位置・大きさ)に基づいてAF枠設定を行う。S402ではAF処理部105がフォーカスレンズ104をスキャン開始位置へと移動させる。ここで、スキャン開始位置は、例えば、検出した顔の大きさより推定した人物の距離に基づいて決定する。S403では、CPU115は、現在のフォーカスレンズ位置における焦点評価値を、DRAM113へ記憶させる。S404ではフォーカスレンズ104の現在位置を取得してCPU115が該位置のデータをDRAM113へ記憶させる。S405ではCPU115が、撮影準備を指示するSW1の状態(ON/OFF)を判定し、該状態がON(オン)状態なら本処理を終了してS212へ進み、OFF(オフ)状態の場合にはS406へ進む。S406では後述する手順に従ってシーン変化判定を行う。シーン変化判定とは、撮影するシーンが変わったかを、カメラの状態、被写体の状態から判定する処理である。
図5は、図4のS406、後述する図11のS1105、図14のS1405、図21のS2107、におけるシーン変化判定を説明するフローチャートである。S501では顔検出モジュール123で検出した顔検出状態が変化したかどうかを調べ、顔検出状態が変化していれば本判定処理を終了してS201へ戻り、そうでなければS502へ進む。ここで、顔検出状態とは、顔検出されているかどうかである。つまり、前回のシーン変化判定時に顔検出されていて今回のシーン変化判定時に顔検出されていなければ、顔検出状態が変化したことになる。
以下、図4のS409、後述する図12のS1201、図15のS1501、における合焦判定のサブルーチンについて図6〜図7を用いて説明する。
○判定:被写体のコントラストが十分、かつスキャンした距離範囲内の距離に被写体が存在する。
×判定:被写体のコントラストが不十分、もしくはスキャンした距離範囲外の距離に被写体が位置する。
また、×判定のうち、至近側方向のスキャンした距離範囲外に被写体が位置する場合を△判定とする。
以上のようにして、合焦判定を行う。
図8は図2におけるS208の被写体領域特定AFスキャンを説明するフローチャートである。ここでは画面内の主被写体の領域を特定するためのAFスキャンを行う。
図10は図8におけるS804の前回参照判定を説明するフローチャートである。ここでは、前回AFスキャンを行った撮影シーンに対して、今回、撮影シーンがあまり変化していないかどうかを判定する。
図11は図8におけるS806の前回参照AFスキャンを説明するフローチャートである。
図12は図11におけるS1108、後述する図14におけるS1411の主被写体領域判定を説明するフローチャートである。ここでは画面内の主被写体領域が特定できたかどうかを判定する。図13は図12における主被写体領域判定の例を説明する図である。この例では、AF枠サイズの大きさを画面の10%、N=5、スキャン範囲を0〜500、所定深度範囲を±10とする。なおスキャン範囲及び所定深度範囲の数値はフォーカスレンズ104の位置を表す数値である。これは図示しないフォーカスレンズ104の駆動用モータにステッピングモータを使用する場合のパルス数に相当し、値が大きい方が至近側とする。
図14は図8におけるS809のゾーンAFスキャンを説明するフローチャートである。ここでゾーンとは、合焦可能距離範囲を複数の範囲に分割した際1つ1つの範囲のことを指す。
図15は図14におけるS1407のゾーン更新判定を説明するフローチャートである。ここではスキャン方向の先に主被写体が存在していそうかどうか、つまりAFスキャンを続けるかどうかを判定する。図16は図15におけるゾーン更新判定の例を説明する図である。この例では、AF枠の大きさを画面の10%、N=5、M=3とする。
図17は図8におけるS811の一様面判断を説明するフローチャートである。ここで「一様面である状態」とは画面内に輝度差がなく、コントラストがないため、AFを行っても焦点評価値ピークが充分に得られない状態のことである。「一様面である状態」において撮影シーンが安定するたびにS208の被写体領域特定AFスキャンが繰り返されると、画面のピント変動が無駄に繰り返されるため、煩わしい。そのため、この一様面判断フローでは、「一様面である状態」を判定した場合には、「一様面である状態」を判定しなくなるまでフォーカスレンズ104を停止する動作を行う。
図18は図17におけるS1701、S1705の一様面判定を説明するフローチャートである。ここでは、画面内の輝度情報及び焦点評価値に基づいて「一様面である状態」かどうかを判定する。図19は図18の一様面判定について図で説明したものである。図19(a)の(1)部分は、「一様面である状態」を示しており、図19(a)の(2)部分は、「一様面でない状態」を示している。
図20は図8におけるS813のフォーカス駆動を説明するフローチャートである。
図21は図2におけるS209のコンティニュアスAFを説明するフローチャートである。まずS2101では合焦度判定フラグをTRUEにする。S2102では設定した各AF枠で焦点評価値を取得する。
図22は図2におけるS210のシーン不安定判断を説明するフローチャートである。まずS2201では角速度センサ部125で検出したカメラ動作量が所定量以上となっているかどうかを調べ、所定量以上であればS2205へ進み、そうでなければS2202でへ進む。S2202では前回からの輝度変化量が所定量以上かどうかを調べ、所定量以上であればS2205へ進み、そうでなければS2203へ進む。S2203では顔検出モジュール123で検出した顔検出状態が変化したかどうかを調べ、顔検出状態が変化していればS2205へ進み、そうでなければS2204へ進む。ここで、顔検出状態とは、例えば顔検出されているかどうかである。つまり、前回のシーン不安定判断で顔検出されていて今回のシーン不安定判断で顔検出されていなければ、顔検出状態が変化したことになる。S2204では撮影シーンが変化していないと判断して本処理を終了する。S2205では撮影シーンが変化したと判断して本処理を終了する。
図23は図2におけるS213の撮影処理を説明するフローチャートである。
まずS2301ではAE処理部103で本露光用のAE処理を行う。S2302では後述する手順に従って本露光用のAFを行う。S2303ではCPU115は撮影スイッチSW2の状態(ON/OFF)を判定し、該状態がONならばS2305へ進むが、OFF状態の場合にはS2304へ進む。S2304では撮影準備を指示するSW1の状態(ON/OFF)を判定し、該状態がON(オン)状態ならS2303へ進み、OFF(オフ)状態の場合には本処理を終了する。S2305では後述する手順に従って本露光処理を行い、本処理を終了する。
図24は図23におけるS2302の本露光用AFを説明するフローチャートである。
図25は図24におけるS2405の本露光用AFスキャンを説明するフローチャートである。
図26は図23におけるS2305の本露光処理を説明するフローチャートである。
102 絞り及びシャッター
103 AE処理部
104 フォーカスレンズ部
105 AF処理部
106 ストロボ
107 EF処理部
108 撮像素子
109 A/D変換部
110 画像処理部
111 WB処理部
112 フォーマット変換部
113 DRAM
114 画像記録部
115 システム制御部
116 VRAM
117 操作表示部
118 操作部
119 撮影モードスイッチ
120 メインスイッチ
121 撮影スタンバイスイッチ
122 撮影スイッチ
123 顔検出モジュール
124 動体検出部
125 角速度センサ部
Claims (8)
- ユーザからの焦点調節を含む撮影準備の指示を受ける指示手段と、
前記焦点調節を行うためのフォーカスレンズを介して得られた被写体像を光電変換して画像を取得する撮像手段と、
撮影画面における複数の焦点検出領域を設定する設定手段と、
前記フォーカスレンズを移動させながら、前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域に対応する画像に基づく焦点評価値を検出し、当該焦点評価値とフォーカスレンズ位置とを関連付け可能に記憶し、当該記憶した情報に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を検出して前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節手段と、
前記フォーカスレンズの合焦位置に基づいて撮影画面内の合焦すべき被写体領域を特定する特定手段とを有し、
前記焦点調節手段は、前記指示手段により撮影準備の指示を受ける前に、予め決められた移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させて前記焦点評価値を順次検出するスキャン動作を行って、前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域の前記フォーカスレンズの合焦位置を撮影準備の指示を受ける前に検出し、撮影準備の指示を受けると、前記撮影準備の指示を受ける前の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの移動を制御して、前記特定手段により特定された合焦すべき被写体領域に合焦させ、
前記特定手段は、撮影準備の指示を受ける前に、検出された前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域の合焦位置が所定深度範囲内という条件を満たす前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域が撮影画面内の上下左右方向のいずれかの方向に隣接している状態のかたまり領域を検出し、当該かたまり領域の、大きさ、および撮影画面内での位置の少なくともいずれかに基づいて撮影画面内の合焦すべき被写体領域を特定することを特徴とする焦点調節装置。 - 前記焦点調節手段における前記フォーカスレンズを移動させる移動範囲を設定する範囲設定手段をさらに備え、
前記範囲設定手段は、前記合焦すべき被写体領域を特定するための移動範囲を分割し、前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域の合焦位置の分布に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる移動範囲を更新するか否かの決定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。 - 前記フォーカスレンズの位置に応じて、前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域の合焦位置の分布に基づいた前記合焦すべき被写体領域を特定するための移動範囲の更新をするか否かの判断のしかたを変えることを特徴とする請求項2に記載の焦点調節装置。
- 前記フォーカスレンズの位置が、前記分割した移動範囲のうちいずれの範囲内に位置するかに応じて、前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域の合焦位置の分布に基づいた前記合焦すべき被写体領域を特定するための移動範囲の更新をするか否かの判断のしかたを変えることを特徴とする請求項3に記載の焦点調節装置。
- 前記特定手段は、前記かたまり領域が、中央の焦点検出領域を含むか否か、中央領域内に所定数以上の焦点検出領域を含むか否か、中央領域内に1以上の焦点検出領域を含みかたまりを構成する焦点検出領域が所定数以上あるか否か、の少なくともいずれかの条件に基づいて合焦すべき被写体領域を特定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記焦点調節手段は、前記撮影準備の指示前であって、前記特定手段により撮影画面内の合焦すべき被写体領域が特定された後に、前記フォーカスレンズを所定量移動させる前に検出した前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域に対応する焦点評価値と、移動させた後に検出した前記設定手段により設定された複数の焦点検出領域に対応する焦点評価値とから、前記フォーカスレンズを次に移動させる際の移動方向を決定して、前記フォーカスレンズを移動させる動作を繰り返し行うことにより前記フォーカスレンズを前記合焦すべき被写体領域における焦点評価値のピーク位置に移動するコンティニュアスAF動作を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記焦点調節手段は、前記合焦すべき被写体領域を含む一つまたは複数の焦点検出領域において検出された焦点評価値に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させる動作を制御することを特徴とする請求項6に記載の焦点調節装置。
- 撮影画面内にフォーカスレンズの焦点評価値を検出するための複数の焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記フォーカスレンズを移動させながら、前記設定ステップで設定された複数の焦点検出領域に対応する画像に基づく焦点評価値を検出し、当該焦点評価値とフォーカスレンズ位置とを関連付け可能に記憶し、当該記憶した情報に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を検出して前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、
前記フォーカスレンズの合焦位置に基づいて撮影画面内の合焦すべき被写体領域を特定する特定ステップとを有し、
前記焦点調節ステップでは、撮影準備の指示を受ける前に、予め決められた移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させて前記焦点評価値を順次検出するスキャン動作を行って、前記設定ステップで設定された複数の焦点検出領域の前記フォーカスレンズの合焦位置を撮影準備の指示を受ける前に検出し、撮影準備の指示を受けると、前記撮影準備の指示を受ける前の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの移動を制御して、前記特定ステップにより特定された合焦すべき被写体領域に合焦させ、
前記特定ステップでは、撮影準備の指示を受ける前に、検出された前記設定ステップで設定された複数の焦点検出領域の合焦位置が所定深度範囲内という条件を満たす前記設定ステップで設定された複数の焦点検出領域が撮影画面内の上下左右方向のいずれかの方向に隣接している状態のかたまり領域を検出し、当該かたまり領域の、大きさ、および撮影画面内での位置の少なくともいずれかに基づいて撮影画面内の合焦すべき被写体領域を特定することを特徴とする焦点調節方法。
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