JP5527955B2 - 撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、撮影待機中にシーンに応じたピント位置合わせを行う撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム及び記憶媒体に関するものである。

近年、撮像装置としてのデジタルカメラは、撮影時にかかるタイムラグを短くするため、撮影待機中に画像表示部へスルー画像を表示し、そのスルー画像表示中に、連続的にＡＦ（オートフォーカス）を行い、ピント合わせを行うコンティニュアスＡＦ機能を有する。

このコンティニュアスＡＦ機能は、ピントを合わせ続けることでフレーミングを行いやすくする効果や、レリーズボタンを押した時にピントが合っていれば、その位置から所定の範囲をスキャンすることでタイムラグを短くする効果がある。

また、シーンを判断し、判断されたシーンに応じてスキャン方向を決定し、スキャン範囲を限定することで、タイムラグを短くする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。更に、撮像装置に設定されているシーンに応じて、撮影条件を限定し、タイムラグを短くする技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−０２３３８３号公報 特開２００１−３１１９７７号公報

しかしながら、コンティニュアスＡＦ機能は、スルー画像の見えを優先するため、シーンが変わった場合も、全域をスキャンすることは行わない。このため、シーンが変わった時にレリーズボタンを押された場合は、全域のスキャンを行いタイムラグが長くなるという問題があった。

また、上記特許文献１記載の技術では、フォーカスレンズが停止している位置から、スキャンを開始するために、シーンを判断して駆動した方向と逆の位置にピント位置があった場合は、よりタイムラグがかかってしまうという問題があった。

また、上記特許文献２記載の技術では、撮影時のピント位置が固定されるため、被写体の状態によってはピントが不確実になってしまうという問題があった。

本発明の目的は、短いタイムラグでピントの合った撮影を行うことができる撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム及び記憶媒体を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、フォーカスレンズを含む撮影レンズにより結像さ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、前記撮像手段より順次取得される画像の焦点評価値が高い方に前記フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する第１の焦点検出動作と、所定のスキャン範囲で前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら前記焦点評価値を取得し合焦状態を検出する第２の焦点検出動作と、を行う焦点検出手段と、前記画像を取得する際の撮影シーンの状態を検出する状態検出手段とを備え、前記焦点検出手段は、前記状態検出手段により前記撮影シーンの変化を検出していない場合には、前記第１の焦点検出動作を行い、前記状態検出手段により前記撮影シーンの変化を検出した場合に、前記フォーカスレンズを移動開始位置へ移動させ、その後、前記撮影シーンが確定したことが検出されてから前記フォーカスレンズの移動を開始して、前記第２の焦点検出動作を行うことを特徴とする。

本発明の撮像装置によれば、短いタイムラグでピントの合った撮影を行うことができる。

以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの外観斜視図である。

図１において、デジタルカメラ１００は、画像や各種情報を表示する画像表示部２８、光学ファインダ１２０、電源オン、電源オフを切り替える電源スイッチ７２、シャッタースイッチ６１、各種モードを切り替えるモード切替ボタン６０を備える。

また、デジタルカメラ１００は、外部機器を接続するための接続ケーブル１１１、接続ケーブル１１１とデジタルカメラ１００とのコネクタ１１２、利用者からの各種操作を受け付ける操作部７０を備える。

操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等の操作部材からなる。具体的に例示すると、消去ボタン、メニューボタン、ＳＥＴボタン、十字に配置された４方向キー（上ボタン、下ボタン、右ボタン、左ボタン）、ホイール７３等である。

記録媒体２００はメモリカードやハードディスク等からなる。記録媒体スロット２０１は、記録媒体２００を格納して通信するためのものである。

図２は、図１の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、デジタルカメラ１００は、絞り機能を備えるシャッター１０１、撮影レンズ（フォーカスレンズを含む）１０３を備える他、以下の各ユニットを備える。

撮像部２２は、光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ素子等で構成される。撮像部２２は、フォーカスレンズにより結像さ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して機能する。

Ａ／Ｄ変換器２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換するものであり、撮像部２２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する場合に用いられる。また、Ａ／Ｄ変換器２３は、音声制御部１１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する場合にも用いられる。

バリア１０２は、撮影レンズ１０３と撮像部２２を覆うことにより、撮像部２２の汚れや破損を防止する。画像表示部２８に画像を表示せずとも、光学ファインダ１２０を用いて、構図を決めることができる。

タイミング発生部１２は、撮像部２２、音声制御部１１、Ａ／Ｄ変換器２３、Ｄ／Ａ変換器１３にクロック信号や制御信号を供給するものであり、メモリ制御部１５及びシステム制御部５０により制御される。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３からのデータ、または、メモリ制御部１５からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。画像処理部２４ではまた、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が露光制御、測距制御を行う。

これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理が行われる。ＡＦ処理は、ＡＦ評価値を用いて行われる。

ＡＦ評価値は、画像処理部２０において、Ａ／Ｄ変換器２３から入力される画像データの高周波成分を抽出し、その画像データの高周波成分の絶対値を求め、その絶対値データを所定領域内にて積算したデータである。

画像処理部２４では更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

Ａ／Ｄ変換器２３からの出力データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いは、直接メモリ制御部１５を介して、メモリ３２に書き込まれる。

メモリ３２は、マイク１０において録音された音声データ、撮影した静止画像や動画像及び画像ファイルを構成する場合のファイルヘッダを格納するためのメモリである。このメモリ３２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

圧縮／伸張部１６は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮／伸張するものであり、シャッター１０１をトリガにしてメモリ３２に格納された撮影画像を読み込んで圧縮処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３２に書き込む。

また、圧縮／伸張部１６は、記録部１９等からメモリ３２に読み込まれた圧縮画像を読み込んで伸張処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３２に書き込む。圧縮／伸張部１６によりメモリ３２に書き込まれた画像データは、システム制御部５０のファイル部においてファイル化され、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１８を介して記録媒体２００に記録される。

また、メモリ３２は画像表示用のメモリを兼ねており、メモリ３２に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器１３を介して画像表示部２８により表示される。

マイク１０から出力された音声信号は、アンプ等で構成される音声制御部１１を介してＡ／Ｄ変換器２３においてデジタル信号に変換された後、メモリ制御部１５によってメモリ３２に格納される。

一方、記録媒体２００に記録されている音声データは、メモリ３２に読み込まれた後、Ｄ／Ａ変換器１３を介して音声制御部１１において制御され、スピーカ１４において発音される。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられ、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等を記憶する。

システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御する。システムメモリ５２は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。

第１シャッタースイッチＳＷ１（６２）、第２シャッタースイッチＳＷ２（６４）、操作部７０は、システム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作手段である。

モード切替ボタン６０は、システム制御部５０の動作モードを、静止画記録モード、動画モード、再生モード等のいずれかに切り替えることができる。

第１シャッタースイッチＳＷ１（６２）は、デジタルカメラ１００に設けられたシャッタースイッチ６１の操作途中（半押し）でオンとなり、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作開始を指示する。

第２シャッタースイッチＳＷ２（６４）は、シャッタースイッチ６１の操作完了（全押し）でオンとなり、撮像部２２からの信号読み出しから記録媒体２００に画像データを書き込むまでの一連の撮像処理の動作開始を指示する。

操作部７０の各操作部材は、画像表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作すること等により、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。

機能ボタンとしては例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると、各種設定が可能なメニュー画面が画像表示部２８に表示される。利用者（撮影者）は、画像表示部２８に表示されたメニュー画面と、４方向キーやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

電源スイッチ７２は、電源オン、電源オフを切り替える。電源制御部３９は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。

また、電源制御部３９は、検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等からなる。コネクタ３３及び３４は、電源部３０と電源制御部３９とを接続する。

ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）４０は、電源制御部３９とは別に内部に電源部を保持し、電源部３０が落ちた状態であっても、時計動作状態を続けている。システム制御部５０は、起動時にＲＴＣ４０より取得した日時を用いてタイマ制御する。

システム制御部５０は、角速度センサ１４０から取得したカメラの角速度情報を用いて、防振制御を行う。また、取得される角速度情報は、カメラが利用者から動かされたかの判断に使用することもできる。

システム制御部５０は、加速度センサ１５０から取得したカメラの加速度情報を用いて、利用者がどのような操作を行ったか、またカメラが落下していないか等の判断を行う。

コネクタ３５は、記録媒体２００とインターフェース１８とを接続する。記録媒体着脱検出部９８は、コネクタ３５に記録媒体２００が装着されているか否かを検出する。

記録媒体２００は、記録部１９、デジタルカメラ１００とのインターフェース（Ｉ／Ｆ）３７、及び、記録媒体２００とデジタルカメラ１００とを接続するためのコネクタ３６を備えている。

通信部１１０は、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信等の各種通信処理を行う。

コネクタ（無線通信の場合はアンテナ）１１２は、通信部１１０を介してデジタルカメラ１００を他の機器と接続する。

（全体処理）
図３は、図２のデジタルカメラによって実行される撮影処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図２におけるシステム制御部５０の制御の下に実行される。

図３において、電源スイッチ７２が操作され電源がオンに切り替わると、ステップＳ３０１で、システム制御部５０は、フラグや制御変数等を初期化する。次に、ステップＳ３０２で、システム制御部５０は、モード切替ボタン６０の設定位置を判断する。

ステップＳ３０２で、モード切替ボタン６０がクイック撮影モードに設定されていたならば、図４を用いて後述するクイック撮影モード処理（ステップＳ３０３）へ進む。その他のモードに設定されていたならばステップＳ３０４へ進み、システム制御部５０は、選択されたモードに応じた処理を実行し、処理を終えたならばステップＳ３０５に進む。

その他のモードとしては、例えば、静止画を撮影する静止画撮影モード、動画を撮影する動画撮影モード、画像を再生する再生モードが含まれる。

ステップＳ３０５で、システム制御部５０は、電源スイッチ７２の設定位置を判断し、電源スイッチ７２が電源オンに設定されていれば、ステップＳ３０２に戻る。ステップＳ３０５で、電源スイッチ７２が電源オフに設定されていたならば、ステップＳ３０６へ進んで所定の終了処理を行う。

終了処理には、以下のような処理が含まれる。画像表示部２８の表示を終了状態に変更し、バリア１０２を閉じて撮像部２２を保護する。フラグや制御変数等を含むパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記憶する。電源供給が不要な部分への電源を遮断する。終了処理が完了すると処理を終了する。

（クイック撮影モード処理）
図４は、図３のステップＳ３０３で実行されるクイック撮影モード処理の手順を示すフローチャートである。

図４において、システム制御部５０は、クイック撮影モードを開始すると、続いて画像表示部２８の画像表示をオフ状態に設定し（ステップＳ４０１）、利用者に対し、光学ファインダ１２０の使用を促す表示を行う。

画像表示部２８に撮像部２２からの画像データを表示するスルー表示を行わないことにより、以下の効果を奏する。即ち、フォーカスレンズを大きく動かす際に画面が大きくぼける状態や、常時ＡＦに適した露出にすることにより発生するスミアを利用者に見せること無く、素早いＡＦを実現することができる。

また、クイックモード時は、ＡＦ処理と並行し、ＡＥ制御、ＡＷＢ制御が行われている。クイック撮影モード時のＡＥ制御とは、ＡＦに適した露出になるよう、自動的に露出制御を行う制御である。またＡＷＢ制御とは、ホワイトバランスを適切に保つ制御である。

次に、システム制御部５０は、電源制御部３９により電源部３０の残容量や記録媒体２００の有無や残容量がデジタルカメラ１００の動作に問題があるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。問題があるならば、システム制御部５０は、画像表示部２８を用いて画像や音声により所定の警告表示を行った後に（ステップＳ４０３）、クイック撮影モードの先頭に戻る。

電源部３０や記録媒体２００の状態に問題が無いならば、次に、システム制御部５０は、シーンが確定しているか否かの判断を行う（ステップＳ４０５）。これは、利用者がカメラを構え、撮影するシーンが確定したかを判断するものである。シーン確定判断処理（ステップＳ４０４）については、図５を用いて後述する。

ステップＳ４０５で、システムメモリ５２に書き込まれている情報から、シーンが確定されていないと判断された場合は、シーン確定判断処理（ステップＳ４０４）に戻る。

ステップＳ４０５で、シーンが確定されたと判断された場合は、次に、システム制御部５０は、顔が検出されたか否かの判断を行う（ステップＳ４０６）。顔検出処理に関しては、図７を用いて後述する。

ステップＳ４０６で、顔が検出されている場合は、次に、システム制御部５０は、顔サイズに応じたスキャン範囲を設定する（ステップＳ４０７）。顔範囲に応じたスキャン範囲とは、顔サイズから、推定された顔が存在する距離から所定範囲の領域のことである。

顔サイズから距離を推定する方法に関しては、顔検出処理と共に後述する。遠側からスキャンする場合は、顔範囲に応じたスキャン範囲の遠端へフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ４０８）。近側からスキャンを行う場合は、近端へフォーカスレンズを移動させる。

スキャンとは、フォーカスレンズを移動させながら、ＡＦ評価値の取得を行い、その値が極大となる位置、つまり合焦位置となるフォーカスレンズ位置を検出する動作のことである。

顔が検出されていない場合は、システム制御部５０は、シーン確定判断にて、確定されたシーンから求められるスキャン範囲を設定する（ステップＳ４０９）。例えば、シーン確定判断にて、シーンが遠景であると判断された場合は、スキャン範囲を、遠距離の範囲に限定する。

次に、システム制御部５０は、設定されたスキャン範囲にてスキャンを行う（ステップＳ４１０）。

スキャンは、被写界深度が深い状態で行うと極大値が出づらくなるため、絞りを開放にして被写界深度が浅い状態で行う。

システム制御部５０は、極大値があるか、更に極大値が所定値以上あり、極大値付近のＡＦ評価値が所定以上低いこと等から、合焦したか否かの判断を行う（ステップＳ４１１）。

合焦していれば、システム制御部５０は、ピーク位置へフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ４１２）。次に、システム制御部５０は、ＡＦ評価値を判断し（ステップＳ４１３）、ＡＦ評価値の変動が無いかを確認する（ステップＳ４１４）。

ステップＳ４１４で、ＡＦ評価値が変動していれば、システム制御部５０は、微小駆動スキャンを開始する（ステップＳ４２１）。微小駆動スキャン処理（ステップＳ４２１）に関しては、図８を用いて後述する。

ＡＦ評価値が所定量変化した程度のシーン変化であれば、微小駆動スキャンを行うことで再度合焦させられる可能性が高く、このようにすることにより、スキャンの回数を減らすことができ、それにより省電の効果が得られる。

ステップＳ４１４で、ＡＦ評価値が変動していなければ、次に、システム制御部５０は、システムメモリ５２に書き込まれている情報から、シーン変化判断を行う（ステップＳ４１６）。シーン変化判断処理（ステップＳ４１５）に関しては、図６を用いて後述する。

ステップＳ４１６で、システム制御部５０は、シーンが変化したと判断した場合は、フォーカスレンズをスキャン開始位置へ移動し（ステップＳ４１７）、シーン確定判断処理（ステップＳ４０４）へ戻る。

本実施の形態では、遠側からスキャンを行うこととするので、超無限位置へ移動する。但し、至近からスキャンを行う場合は、超至近位置へ移動しても良い。遠側から、スキャンを行うか、近側からスキャンを行うかは、レンズユニットの構成等により決まる。

このようにして、予めスキャン開始位置へ移動しておくことにより、シーンが確定した後に行うスキャンを、シーンが確定してから、短いタイムラグで実行することができる。

ステップＳ４１１で、合焦していなければ、システム制御部５０は、顔検出されているか否か判断を行う（ステップＳ４１８）。顔検出されていれば、システム制御部５０は、検出された顔サイズから想定される距離にピントの合う位置へフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ４１９）。

ステップＳ４１８で、顔検出していない場合は、システム制御部５０は、確定したシーンに対応する距離にピントの合う位置へフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ４２０）。例えば、風景だと判断された場合は、無限距離が深度に入る最至近の位置へフォーカスレンズを移動させる。

次に、システム制御部５０は、微小駆動スキャンを開始する（ステップＳ４２１）。微小駆動スキャンＳ４２１に関しては、図８を用いて後述する。システム制御部５０は、微小駆動スキャンを開始すると同時に、シーン変化判断処理も行う（ステップＳ４２２）。シーン変化判断処理（ステップＳ４２２）については、図６を用いて後述する。

微小駆動スキャンを開始した後は、次に、システム制御部５０は、微小駆動スキャンにてピント位置が見つかったか否かの判断を行う（ステップＳ４２３）。ピント位置が見つからなかった場合は、システム制御部５０は、スキャンを行うために、スキャン開始位置へフォーカスレンズを移動する（ステップＳ４１７）。ピント位置が見つからない場合としては、所定方向へスキャンを繰り返し行い、フォーカスレンズの駆動可能端に到達してしまった場合等がある。

ステップＳ４２３で、ピント位置が見つかった場合は、システム制御部５０は、ピント位置付近の領域をスキャン範囲と設定し、スキャン動作を行い（ステップＳ４２４）、合焦したか否かの判断に戻る（ステップＳ４１１）。

シーン変化判断を開始した後は、次に、システム制御部５０は、システムメモリ５２に書き込まれている情報から、シーンが変化したか否かの判断を行う（ステップＳ４２５）。シーンが変化していない場合は、シーン変化判断処理（ステップＳ４２２）に戻る。シーンが変化していると判断された場合は、システム制御部５０は、スキャン開始位置へフォーカスレンズを移動する（ステップＳ４１７）。

スキャン開始位置に移動した後、絞りを絞る。絞りを絞ることにより、被写界深度が深くなり、被写体検出を行いやすくすることができる。

ここで、システム制御部５０及びステップＳ４１０、Ｓ４１１、Ｓ４１７は、フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら画像の合焦状態を検出する焦点検出手段として機能する。

また、システム制御部５０及びステップＳ４０４、Ｓ４１５、Ｓ４１６は、画像を取得する際の撮影シーンの状態を検出する状態検出手段として機能する。

そして、焦点検出手段は、状態検出手段により撮影シーンの変化が検出された場合は、フォーカスレンズを移動開始位置へ移動させ、撮影シーンの確定が検出された場合は、フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する。

また、システム制御部５０及びステップＳ４０６は、画像から合焦すべき被写体を検出する被写体検出手段として機能する。

また、焦点検出手段は、撮影シーンの確定が検出され、フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出した後、合焦状態に基づきフォーカスレンズの移動領域より細かい領域でフォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する動作を繰り返す。

また、状態検出手段にて、撮影シーンが変化したと判断する閾値と、撮影シーンが確定したと判断する閾値は異なるものである。閾値を変えることにより、閾値付近でシーンの変化と確定が頻繁に切り替わるのを防ぐことができる。

（シーン確定判断処理）
図５は、図４のステップＳ４０４で実行されるシーン確定判断処理の手順を示すフローチャートである。

図５において、まず、システム制御部５０は、撮影した画像データから画像の輝度データを取得する（ステップＳ５０１）。次に、システム制御部５０は、撮影した画像データから画像の色データを取得する（ステップＳ５０２）。

次に、システム制御部５０は、角速度センサ１４０からデジタルカメラ１００の角速度（データ）を取得する（ステップＳ５０３）。次に、システム制御部５０は、加速度センサ１５０からデジタルカメラ１００の加速度（データ）を取得する（ステップＳ５０４）。

システム制御部５０は、データの取得数が２以上であるかを判断し（ステップＳ５０５）、２以上で無い場合は、ステップＳ５０１へ戻り、次の画像の輝度データを取得する。

２以上ある場合は、次に、システム制御部５０は、前回取得した輝度データと今回取得した輝度データの差分が所定値以内か否かを判断する（ステップＳ５０６）。

輝度データの差分が所定値以内ではない場合は、システム制御部５０は、確定判断カウントをクリアして（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１の輝度データ取得処理に戻る。輝度データの差分が所定値以内の場合は、次に、システム制御部５０は、前回取得した色データと今回取得した色データの差分が所定値以内か否かを判断する（ステップＳ５０８）。

色データの差分が所定値以内ではない場合は、システム制御部５０は、確定判断カウントをクリアして（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１の輝度データ取得処理に戻る。色データの差分が所定値以内の場合は、次に、システム制御部５０は、取得した角速度データが所定値以内か否かを判断する（ステップＳ５０９）。

角速度データが所定値よりも大きければ、システム制御部５０は、確定判断カウントをクリアして（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１の輝度データ取得処理に戻る。角速度データが所定値以内の場合は、次に、システム制御部５０は、加速度データが所定値以内か否かを判断する（ステップＳ５１０）。

加速度データが所定値よりも大きければ、システム制御部５０は、確定判断カウントをクリアして（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１の輝度データ取得処理に戻る。加速度データが所定値以内の場合は、次に、システム制御部５０は、確定判断カウントが所定値以上あるか否か判断する（ステップＳ５１１）。

確定判断カウントが所定値以上無い場合は、システム制御部５０は、確定判断カウントを１増やし（ステップＳ５１２）、ステップＳ５０１の輝度データ取得処理に戻る。確定判断カウントが所定値以上ある場合は、次に、システム制御部５０は、顔検出処理を行う（ステップＳ５１３）。顔検出処理に関しては、図７を用いて後述する。

次に、システム制御部５０は、確定された輝度情報、色情報、顔検出結果から、判断されるシーンを、システムメモリ５２に記憶する（ステップＳ５１４）。例えば、明るく、画面全体が緑色に近く、顔が検出されていない場合は、風景シーンであると判断する。

（シーン変化判断処理）
図６は、図のステップＳ４１５、Ｓ４２２で実行されるシーン変化判断処理の手順を示すフローチャートである。

図６において、まず、システム制御部５０は、顔検出処理を行う（ステップＳ６００）。顔検出処理に関しては、図７を用いて後述する。次に、システム制御部５０は、撮影した画像データから画像の輝度データを取得する（ステップＳ６０１）。

次に、システム制御部５０は、撮影した画像データから画像の色データを取得する（ステップＳ６０２）。次に、システム制御部５０は、角速度センサ１４０からデジタルカメラ１００の角速度（データ）を取得する（ステップＳ６０３）。次に、システム制御部５０は、加速度センサ１５０からデジタルカメラ１００の加速度（データ）を取得する（ステップＳ６０４）。

システム制御部５０は、データの取得数が２以上であるか否かを判断し（ステップＳ６０５）、２以上で無い場合は、ステップＳ６０１へ戻り、次の画像の輝度データを取得する。

２以上ある場合は、次に、システム制御部５０は、前回の顔検出結果と今回の顔検出結果を比較し、異なるか否かを判断する（ステップＳ６０６）。異なる場合とは、前回は顔が検出されていて、今回顔が検出されない場合等がある。

検出結果が異なる場合は、システム制御部５０は、シーン変化ありという情報をシステムメモリ５２に記憶する（ステップＳ６０７）。顔検出結果が前回と同じ場合は、次に、システム制御部５０は、前回取得した輝度データと今回取得した輝度データの差分が所定値以上か否かを判断する（ステップＳ６０８）。

輝度データの差分が所定値以上ある場合は、システム制御部５０は、シーン変化ありという情報をシステムメモリ５２に記憶する（ステップＳ６０７）。輝度データの差分が所定値未満の場合は、次に、システム制御部５０は、前回取得した色データと今回取得した色データの差分が所定値以上あるか否かを判断する（ステップＳ６０９）。

色データの差分が所定値以上の場合は、システム制御部５０は、シーン変化ありという情報をシステムメモリ５２に記憶する（ステップＳ６０７）。色データの差分が所定値未満の場合は、次に、システム制御部５０は、取得した角速度データが所定値以上あるか否かを判断する（ステップＳ６１０）。

角速度データが所定値以上の場合は、システム制御部５０は、シーン変化ありという情報をシステムメモリ５２に記憶する（ステップＳ６０７）。角速度データが所定値未満の場合は、次に、システム制御部５０は、加速度データが所定値以上か否かを判断する（ステップＳ６１１）。

加速度データが所定値以上の場合は、システム制御部５０は、シーン変化ありという情報をシステムメモリ５２に記憶する（ステップＳ６０７）。加速度データが所定値未満の場合は、システム制御部５０は、シーン変化無しという情報をシステムメモリ５２に記憶する（ステップＳ６１２）。

シーン変化判断処理で使用する、輝度データの差分と比較する所定値、色データの差分と比較する所定値、角速度データと比較する所定値、加速度データと比較する所定値は、シーン確定判断処理で使用する所定値よりも大きくする。これにより、シーン確定判断処理で確定したと判断された後、すぐシーン変化と判断されるというような現象を抑えることができる。

（顔検出処理）
図７は、図５のステップＳ５１３、図６のステップＳ６００で実行される顔検出処理の手順を示すフローチャートである。

図７において、システム制御部５０は、画像信号（ステップＳ７０１）に水平方向（ステップＳ７０２）及び垂直方向（ステップＳ７０３）のバンドパスフィルタをかけ、エッジ成分を検出する。その後、システム制御部５０は、検出されたエッジ成分のパターンマッチングを行い（ステップＳ７０４）、目及び鼻、口、耳の候補群を抽出する。

システム制御部５０は、ステップＳ７０４で抽出された目の候補群の中から、予め設定された条件（例えば２つの目の距離、傾き等）を満たすものを、目の対と判断し、目の対があるもののみ目の候補群として絞り込む（ステップＳ７０５）。

システム制御部５０は、絞り込まれた目の候補群とそれに対応する顔を形成する他のパーツ（鼻、口、耳）を対応付け、また、予め設定した非顔条件フィルタ（ステップＳ７０６）を通すことで、顔を検出する。システム制御部５０は、検出結果に応じて顔情報を出力し（ステップＳ７０６）、処理を終了する。

このように、スルー画像として表示される画像データを用いて、画像データの特徴量を抽出して被写体情報を検出することが可能である。本実施の形態では、被写体情報として顔情報を例に挙げたが、このような被写体情報には他にも赤目判断等の様々な情報がある。

（微小駆動スキャン処理）
図８は、図４のステップＳ４２１で実行される微小駆動スキャン処理の手順を示すフローチャートである。

図８において、まず、システム制御部５０は、微小駆動スキャンを開始した時にフォーカスレンズが停止している箇所でＡＦ評価値を取得する（ステップＳ８０１）。次に、システム制御部５０は、所定方向へフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ８０２）。本実施の形態では、まず近側へ所定量フォーカスレンズを動かすものとする。

次に、システム制御部５０は、移動した後のフォーカスレンズ位置でＡＦ評価値を取得する（ステップＳ８０３）。次に、システム制御部５０は、フォーカスレンズ移動前のＡＦ評価値と、移動後のＡＦ評価値を比較する（ステップＳ８０４）。

フォーカスレンズ移動後のＡＦ評価値の方が大きい場合は、システム制御部５０は、次にＡＦ評価値が登っていることを記憶する評価値登りカウントを１増やす（ステップＳ８０５）。次に、システム制御部５０は、それまでと同じ方向へフォーカスレンズを所定量、移動させる（ステップＳ８０６）。

次に、システム制御部５０は、フォーカスレンズが、移動できる端に行きついたか否かを判断する（ステップＳ８０７）。移動できる端は、レンズのメカ構成に依存する。

フォーカスレンズが端に行きついていない場合は、次に、システム制御部５０は、そのフォーカスレンズ位置でＡＦ評価値を取得し（ステップＳ８０８）、フォーカスレンズ移動前と移動後の評価値を比較する判断（ステップＳ８０４）に戻る。フォーカスレンズが端に行きついている場合は、処理を終了する。

ステップＳ８０４で、フォーカスレンズ移動後のＡＦ評価値の方が小さい場合は、次に、システム制御部５０は、ＡＦ評価値が登っていることを記憶している評価値登りカウントが１以上であるか否かを判断する（ステップＳ８０９）。

評価値登りカウントが１以上の場合は、システム制御部５０は、フォーカスレンズを動かす前の位置をピーク位置として記憶し（ステップＳ８１０）、処理を終了する。

評価値登りカウントが０の場合は、システム制御部５０は、フォーカスレンズを、それまで移動していた方向と逆の方向、つまり近側のピントの合う方向へ動かしていた場合は、遠側のピントの合う方向へ、所定量を移動させる（ステップＳ８１１）。

そして、システム制御部５０は、そのフォーカスレンズ位置でＡＦ評価値を取得し（ステップＳ８０８）、フォーカスレンズ移動前と移動後の評価値を比較する判断（ステップＳ８０４）に戻る。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、上述した実施の形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの外観斜視図である。 図１のデジタルカメラの構成例を示すブロック図である。 図２のデジタルカメラによって実行される撮影処理の手順を示すフローチャートである。 図３のステップＳ３０３で実行されるクイック撮影モード処理の手順を示すフローチャートである。 図４のステップＳ４０４で実行されるシーン確定判断処理の手順を示すフローチャートである。 図のステップＳ４１５、Ｓ４２２で実行されるシーン変化判断処理の手順を示すフローチャートである。 図５のステップＳ５１３、図６のステップＳ６００で実行される顔検出処理の手順を示すフローチャートである。 図４のステップＳ４２１で実行される微小駆動スキャン処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ デジタルカメラ
１２ タイミング発生部
１５ メモリ制御部
２２ 撮像部
２４ 画像処理部
２８ 画像表示部
３２ メモリ
５０ システム制御部
５２ システムメモリ
５６ 不揮発性メモリ
７０ 操作部
１４０ 角速度センサ
１５０ 加速度センサ

Claims (22)

1. フォーカスレンズを含む撮影レンズにより結像さ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、
   前記撮像手段より順次取得される画像の焦点評価値が高い方に前記フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する第１の焦点検出動作と、所定のスキャン範囲で前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら前記焦点評価値を取得し合焦状態を検出する第２の焦点検出動作と、を行う焦点検出手段と、
   前記画像を取得する際の撮影シーンの状態を検出する状態検出手段とを備え、
   前記焦点検出手段は、
   前記状態検出手段により前記撮影シーンの変化を検出していない場合には、前記第１の焦点検出動作を行い、
   前記状態検出手段により前記撮影シーンの変化を検出した場合に、前記フォーカスレンズを移動開始位置へ移動させ、その後、前記撮影シーンが確定したことが検出されてから前記フォーカスレンズの移動を開始して、前記第２の焦点検出動作を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記画像から合焦すべき被写体を検出する被写体検出手段を更に備え、
   前記撮影シーンの確定が検出された場合に行われる合焦状態の検出は、前記被写体検出手段により被写体が検出されている場合は当該検出された被写体に応じた位置へ前記フォーカスレンズを移動させてから行い、被写体が検出されていない場合は前記移動開始位置から行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記状態検出手段は、前記撮像手段により取得される画像間の輝度の変化を検出することで前記撮影シーンの状態を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
4. 前記状態検出手段は、前記画像間の輝度の変化が閾値よりも大きい場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記画像間の輝度の変化が閾値よりも小さい場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記状態検出手段は、前記画像間の輝度の変化が第１の値である場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記画像間の輝度の変化が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
6. 前記状態検出手段は、前記撮像手段により取得される画像間の色の変化を検出することで前記撮影シーンの状態を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記状態検出手段は、前記画像間の色の変化が閾値よりも大きい場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記画像間の色の変化が閾値よりも小さい場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
8. 前記状態検出手段は、前記画像間の色の変化が第１の値である場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記画像間の色の変化が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
9. 前記状態検出手段は、前記撮像装置の加速度を検出することで前記撮影シーンの状態を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記状態検出手段は、前記加速度が閾値よりも大きい場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記加速度が閾値よりも小さい場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
11. 前記状態検出手段は、前記加速度が第１の値である場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記加速度が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
12. 前記状態検出手段は、前記撮像装置の角速度を検出することで前記撮影シーンの状態を検出することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 前記状態検出手段は、前記角速度が閾値よりも大きい場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記角速度が閾値よりも小さい場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
14. 前記状態検出手段は、前記角速度が第１の値である場合に前記撮影シーンが変化していることを検出し、前記角速度が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合に前記撮影シーンが確定したことを検出することを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
15. 前記状態検出手段は、前記焦点検出手段による前記合焦状態の変化を検出することで、前記撮影シーンの状態を検出することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
16. 前記焦点検出手段は、前記撮影シーンの確定が検出され、前記第２の焦点検出動作によって合焦状態を検出した後、合焦状態に基づき前記第１の焦点検出動作を繰り返すことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
17. 前記状態検出手段にて、前記撮影シーンが変化したと判断する閾値と、前記撮影シーンが確定したと判断する閾値は異なることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
18. 前記焦点検出手段は、前記撮影シーンが確定した後、確定した前記撮影シーンの情報に基づき、前記フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する範囲を限定することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の撮像装置。
19. 前記フォーカスレンズの移動開始位置では、絞りを絞ることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
20. フォーカスレンズを含む撮影レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像を取得する撮像ステップと、
    前記撮像ステップにより順次取得される画像の焦点評価値が高い方に前記フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する第１の焦点検出動作と、所定のスキャン範囲で前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら前記焦点評価値を取得し合焦状態を検出する第２の焦点検出動作と、を行う焦点検出ステップと、
    前記画像を取得する際の撮影シーンの状態を検出する状態検出ステップとを備え、
    前記焦点検出ステップは、
    前記状態検出ステップにより前記撮影シーンの変化を検出していない場合には、前記第１の焦点検出動作を行い、
    前記状態検出ステップにより前記撮影シーンの変化を検出した場合に、前記フォーカスレンズを移動開始位置へ移動させ、その後、前記撮影シーンが確定したことが検出されてから前記フォーカスレンズの移動を開始して、前記第２の焦点検出動作を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
21. 撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるコンピュータで読み取り可能なプログラムにおいて、
    前記撮像装置の制御方法は、
    フォーカスレンズを含む撮影レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像を取得する撮像ステップと、
    前記撮像ステップにより順次取得される画像の焦点評価値が高い方に前記フォーカスレンズを移動させながら合焦状態を検出する第１の焦点検出動作と、所定のスキャン範囲で前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させながら前記焦点評価値を取得し合焦状態を検出する第２の焦点検出動作と、を行う焦点検出ステップと、
    前記画像を取得する際の撮影シーンの状態を検出する状態検出ステップとを備え、
    前記焦点検出ステップは、
    前記状態検出ステップにより前記撮影シーンの変化を検出していない場合には、前記第１の焦点検出動作を行い、
    前記状態検出ステップにより前記撮影シーンの変化を検出した場合に、前記フォーカスレンズを移動開始位置へ移動させ、その後、前記撮影シーンが確定したことが検出されてから前記フォーカスレンズの移動を開始して、前記第２の焦点検出動作を行うことを特徴とするプログラム。
22. 請求項２１記載のプログラムを格納するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。

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