JP6172934B2 - 撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体 Download PDF

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Description

本発明は、フォーカスレンズを制御して焦点調節を行う機能を備えた撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体に関するものである。
従来、電子スチルカメラやビデオカメラなどではオートフォーカス(AFとも記す)を行う場合、CCD(電荷結合素子)などを用いた撮像素子から得られる輝度信号の高域周波数成分が最大になるレンズ位置を合焦位置とする方式が用いられている。この方式の1つとして、次のスキャン方式が知られている。即ち、焦点検出範囲の全域に亘ってレンズを駆動しながら撮像素子から得られる輝度信号の高域周波数成分に基づく評価値(焦点評価値とも記す)をその都度に記憶していく。ここで、画面内での中央付近や被写体検出領域付近に焦点評価値を取得するための領域(以下、AF枠と記す)を設定し、設定した各AF枠での焦点評価値の最大値に相当するレンズ位置(以下、ピーク位置とも記す)を取得し、撮影時の合焦位置を決定する。
こうして得られるAF時の合焦結果を、撮影時の合焦位置決定のために使用するだけではなく、複数のAF枠を設定して画面内の距離の分布を取得して画像処理時の判断に使用する場合がある。
特許文献1では、被写体距離情報に基づいて画面内をいくつかの領域に分割し、分割した領域ごとにシーンを判定して所定の画像処理を行う内容が開示されている。
特開2012−4716号公報
しかしながら、深度が深いシーンなどでは、被写体距離の差に基づいて領域分割を行ったとしても、分割された領域同士が深度内となり、分割の精度が下がってしまう可能性がある。また、距離差のない平面シーンに対しては、実際は距離による分割ができないのにも関わらず、分布のばらつきによって誤った領域分割をしてしまう可能性もある。
上述の特許文献1に開示された従来技術においては、上記のように画面内の距離分割の精度がよいシーンであるかどうかの判定を行っていないため、距離分割を誤る場合もある。
本発明の目的は、距離分割が精度よく行えるシーンを判定して、判定結果に基づいて距離の分割結果に基づく画像処理/撮像処理を適切に実施することである。
上述のような課題を解決するために、本発明の撮像装置は、フォーカスレンズの合焦位置を決めるためのスキャン動作を行って、撮像画面内に設定された複数の焦点検出領域に対応する焦点評価値を取得する取得手段と、前記取得手段で取得した焦点評価値のレベルがピークとなる点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置とし、前記複数の焦点検出領域が第1の条件を満たすか否かを判定する制御手段と、前記制御手段が、前記複数の焦点検出領域が前記第1の条件を満たすと判定した場合に、前記撮像画面内の複数の被写体が合焦状態となるように前記フォーカスレンズの合焦位置を複数の撮影において異ならせる第1の連続撮影を行う撮像手段とを有し、前記第1の条件は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記スキャン動作においてスキャンした距離範囲内において被写体が存在すると判定された焦点検出領域を、それぞれの焦点検出領域に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置が前記撮像手段から近い順となるように並べた場合に、前記複数の焦点検出領域のうちの第1の焦点検出領域の合焦位置と、前記第1の焦点検出領域の合焦位置から前記複数の焦点検出領域に基づく数に対して所定割合となる数だけ後の順となる合焦位置である第2の焦点検出領域の合焦位置との差が、前記第1の焦点検出領域の合焦位置を基準とする所定深度内に含まれないことを含むことを特徴とする。
本発明によれば、距離分割が精度よく行えるシーンを判定して、判定結果に基づいて距離の分割結果に基づく画像処理/撮像処理を適切に実施することができる。
本発明を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例を適用した撮像装置の動作を表すフローチャートである。 図2におけるAFスキャンのサブルーチンを説明するフローチャートである。 図2におけるAF枠設定の仕方を説明する図である。 図3におけるゾーンAFスキャンのサブルーチンを説明するフローチャートである。 図5におけるゾーン更新判定のサブルーチンを説明するフローチャートである。 図5におけるゾーン更新判定のサブルーチンを説明する図である。 図5における被写体検出の際の枠選択のサブルーチンを説明するフローチャートである。 図5における被写体未検出の際の枠選択のサブルーチンを説明するフローチャートである。 図5における被写体未検出の際の枠選択のサブルーチンを説明する図である。 図3における等距離判定のサブルーチンを説明するフローチャートである。 図2におけるコンティニュアスAFを説明するフローチャートである。 図2におけるブラケット判定を説明するフローチャートである。 図2における本露光用AFスキャンを説明するフローチャートである。 図14における距離マップ生成のサブルーチンを説明する図である。 図2における撮影処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。 図14における合焦枠表示の仕方を説明する図である。
以下、図面を参照しながら本発明に係る撮像装置の一例として、電子カメラを取り上げて一実施形態を説明する。
<電子カメラのブロック図>
図1は本発明を適用した電子カメラの構成を示すブロック図である。
ズーム機構を含む撮影レンズ101は、焦点距離を変更する。AE処理部103は、被写体の輝度情報を検出し露出制御を行う。フォーカスレンズ104は、後述する撮像素子108上に焦点をあわせるAF処理部105は、フォーカスレンズ104を動かすフォーカスレンズ駆動モータを含む。撮像素子108は、フォーカスレンズ104を介して結像された被写体からの反射光である被写体像を電気信号に変換する受光手段又は光電変換手段である。A/D変換部109は、撮像素子108の出力ノイズを除去するCDS回路やA/D変換前に行う非線形増幅回路を含む。撮像素子108から出力された撮像信号は、A/D変換部109でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、画像処理部110で所定の画像処理が施され画像データとして出力される。また、画像処理部110では、A/D変換部109からの出力から得られた輝度信号に基づいて焦点評価値を生成し、後述するシステム制御部115に出力する。焦点評価値は輝度信号の高周波成分を用いて生成され、画像の鮮鋭度を示す値であって、そのレベルがピークとなる点に対応するフォーカスレンズ104の位置が、被写体像が合焦状態となる合焦位置(ピーク位置)となる。
画像処理部110で処理された画像データは、フォーマット変換部112で処理され、高速な内蔵メモリ113(例えばランダムアクセスメモリなど、以下DRAMと記す)に記憶される。また、WB処理部111に入力されホワイトバランス処理が行われる。ここで、DRAM113は、一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどに使用される。DRAM113に記憶された画像データは、画像記録部114に記憶される。画像記録部114は、メモリーカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなる。システム制御部115は、撮影シーケンスなどシステムを制御する(以下CPUと記す)。画像表示用メモリ116は画像処理部110で各種の画像処理を施された画像データを記憶するメモリである(以下VRAMと記す)。操作表示部117は、VRAM116に記憶された画像データを画像として表示する他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示、撮影の際には撮影画面とAF枠(焦点検出領域)の表示をする。
操作部118は、カメラを外部から操作するための操作部である。操作部118は、例えば次のようなものが含まれる。撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズのズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切換えスイッチ、などである。スイッチ121は、AFやAE等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ(以下SW1と記す)である。スイッチ122は、SW1の操作後、撮影を行う撮影スイッチ(以下SW2と記す)である。被写体検出モジュール123は、画像処理部110で処理された画像信号を用いて被写体の検出を行い、検出した一つ又は複数の被写体の情報(位置・大きさ・信頼度)をCPU115に送る。なお、被写体の検出方法は、本発明の主眼点ではないため詳細な説明は省略するが、主要被写体として、例えば顔の情報(位置・大きさい・信頼度)を検出する。動体検出部124は、撮像画面内の被写体及び背景が動いているかどうかを検出して、動体情報をCPU115に送る。具体的には、画像処理部110で処理された画像データのうち、時系列的に並んだ2枚の画像データを比較し、その差分情報から被写体/背景の動体情報(動作量、位置、範囲)を検出する。角速度センサ部125は、カメラ自体の動きを検出してカメラ動き情報をCPU115に送る。
<電子カメラの動作>
次に、図2のフローチャートを参照しながら電子カメラの動作について説明する。
まず、S201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)状態ならばS208へ進み、OFF(オフ)状態の場合にはS202へ進む。
S202では、撮影シーンが安定した状態かどうかのシーン安定判断を行う。S203では、S202において撮影シーンが安定したと判断したかどうかを調べ、安定したと判断していればS204へ進み、安定したと判断されていなければS201へ戻る。ここで、撮影シーンが安定した状態とは、撮影する被写体、カメラの状態が安定して維持され、撮影に適した状態になっていることである。たとえば、角速度センサ部125で検出したカメラ動作量や、AE処理部103で検出した輝度変化量によって、撮影シーンが安定状態になっているかを判定する。
S204では、後述する手順に従ってAFスキャンを行う。S205では、後述する手順に従ってコンティニュアスAFを行う。
S206では、撮影シーンが不安定な状態かどうかのシーン不安定判断を行う。S207では、S206において撮影シーンが不安定と判断されたかどうかを調べ、不安定となっていればS201へ戻り、不安定となっていなければS205へ進む。ここで、撮影シーンが不安定とは、撮影する被写体の状態、カメラの状態が不安定となり、撮影に適した状態ではなくなることである。たとえば、角速度センサ部125で検出したカメラ動作量や、被写体検出モジュール123によって検出した被写体の検出状況や検出位置の変化量等によって、撮影シーンが不安定状態になっているかを判定する。
S208では、後述する手順に従って撮影の際の最適な制御(AFブラケット、AEブラケット、連写)を判定するブラケット判定を行う。S209では、AE処理部103で本露光用のAE処理を行う。S210では、後述する手順に従って本露光用のAFを行う。S211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S212へ進むが、OFF状態の場合にはS211へ戻る。
S212では、後述する手順に従って撮影処理を行う。
<AFスキャン>
図3は、図2におけるS204のAFスキャンを説明するフローチャートである。ここでは、撮像画面内の被写体間に距離差のあるシーンかどうかの判定(以下、等距離判定と記す)を行うための距離情報の取得と、合焦位置を決めるためのAFスキャン動作を行う。
まず、S301では撮像画面内にN×M個のAF枠(焦点検出領域とも記す)を設定する。例えば、N=7、M=9とした場合、図4のようなAF枠設定となる。またはAF枠の設定範囲は撮像画面内の被写体検出モジュール123による被写体の検出位置を考慮して設定してもよい。例えば、被写体検出ができている場合には、被写体の位置を基準として複数のAF枠を設定してもよい。
S302では、今回の撮影シーンが、前回とあまり変わらないかどうかを判定する前回参照判定を行う。S303では、S302において前回参照判定した結果、前回のスキャン動作の際と撮影シーンがあまり変わらないと判定された場合はS304へ進み、そうでなければS307へ進む。なお、電子カメラの電源投入後、初めてAFスキャンが実施される場合には、S303からS307へと進むこととする。S304では、現在のフォーカスレンズ104の位置の近傍のみをスキャン範囲とする前回参照AFスキャンを行う。
S305では、後述する手順に従って等距離判定を行う。S306では、S304の前回参照AFスキャンにおいて合焦位置を検出でき、かつS305で等距離判定が実施できたと判定した場合はS309へ進み、そうでなければS307へ進む。
S307では後述する手順に従ってゾーンAFスキャンを行う。
S308では後述する手順に従って等距離判定を行う。
S309では、S305またはS308の等距離判定において等距離と判定されたかどうかを調べ、等距離であると判定された場合はS310へ進み、そうでなければS311へ進む。
S310では、等距離判定フラグをTRUEに設定する。S311では等距離判定フラグをFALSEに設定する。
S312では、被写体検出モジュール123により被写体検出ができている場合(被写体検出の際)は被写体検出領域へAF枠を設定する。また、被写体検出モジュール123により被写体検出ができていない場合(被写体未検出の際)は、ゾーンAFスキャンにおいて被写体領域が特定できた場合は、特定した領域へAF枠を設定する。また、被写体領域が特定できなかった場合は、撮像画面内に予め設定してある所定領域にAF枠を設定する。ここで所定領域は、例えば画面の中央領域に1枠設定するなど、被写体が存在しそうな領域に設定する。
S313では、S306がYESの場合には、S304の前回参照AFスキャンでの合焦位置へフォーカスレンズ104を移動させる。また、S303がNOの場合又は、S306がNOの場合には、ゾーンAFスキャンにおいて合焦した場合は合焦位置へフォーカスレンズを駆動し、非合焦の場合は予め決められた定点(被写体存在確率の高い位置)にフォーカスレンズを駆動する。
<ゾーンAFスキャン>
図5は、図3におけるS307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、フォーカスレンズ104の合焦可能距離範囲を複数の範囲に分割した1つ1つの範囲のことを指す。
まず、S501ではフォーカスレンズ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、無限遠端位置とする。
S502では、撮像素子108から読み出されたアナログ映像信号をA/D変換部109がデジタル信号に変換し、その出力から画像処理部110が輝度信号の高周波成分を抽出し、CPU115はこれを焦点評価値として記憶させる。
S503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記憶させる。ここで、焦点評価値とフォーカスレンズ位置とは関連付け可能に記憶される。
S504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S208へ進み、OFF(オフ)状態の場合にはS505へ進む。
S505では、前述したシーン変化判定を行い、撮影する被写体の状態、カメラの状態が不安定となり、撮影に適した状態ではない状態にあるかどうかを判定する。
S506では、フォーカスレンズ104が予め設定したゾーンの境界位置にあるかどうかを調べ、そうであればS507へ進み、そうでなければS509へ進む。
S507では、後述する手順に従ってゾーン更新判定を行う。ここでゾーン更新とは、あるゾーンをスキャンした後、引き続き隣接するゾーンをスキャンするためのスキャン範囲の更新のことを指す。
S508では、S507で判定した結果、ゾーン更新すると判定されたかどうかを調べ、ゾーン更新すると判定されていればS509へ進み、そうでなければS511へ進む。
S509では、CPU115がフォーカスレンズ104の現在位置がスキャン終了位置と等しいかを調べ、両者が等しい場合にはS511へ進み、そうでなければS510へ進む。
S510では、フォーカスレンズ104をスキャン終了方向へ向かって所定量だけ移動させた後、S502に戻る。
S511では、各AF枠でのスキャン結果が下記○/×/△判定のいずれかの状況であると判定する。
○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。
△判定: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。
なお、合焦判定方法については特許文献特登録04235422や特登録04185740に記載されているので、説明は割愛する。
S512では、被写体検出モジュール123により被写体検出ができているかどうかを調べ、被写体検出ができている場合はS513へ進み、被写体検出ができていない場合はS514へ進む。S513では、後述する処理に従って枠選択を行う。
S514では後述する処理に従って枠選択を行う。
<ゾーン更新判定>
図6は、図5におけるS507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7は、図6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、N=7、M=9とする。
まず、S601では、設定した各AF枠すべてにおいて後述する合焦判定を行う。例えば、各AF枠において図7(a)に示すような合焦判定結果となるとする。
S602では、最終ゾーンまでスキャンをしたかどうか調べ、最終ゾーンまでスキャンしていればS614へ進み、そうでなければS603へ進む。
S603では、○判定枠があるかどうかを調べ、○判定枠があればS604へ進み、そうでなければS613へ進む。
S604では、被写体検出モジュール123によって被写体を検出しているかどうかを調べ、被写体を検出していればS606へ進み、そうでなければS605へ進む。
S605では、中央M1×M2枠の中で△判定枠が所定枠数以上の「かたまり」があるかどうかを調べ、そうであればS613へ進み、そうでなければS607へ進む。図7(b)では、例としてM1=3、M2=5、所定数を5とする。すると、△判定枠の固まりは2のため、所定枠数以上のかたまりは存在しない。
S606では、被写体の検出領域を含むAF枠の中で、△判定枠が所定数以上あるかどうかを調べ、所定数以上ある場合はS613へ進み、所定数以上ない場合はS607へ進む。ここで、被写体の検出領域を含むAF枠の選び方は、被写体の検出領域を所定割合以上含むAF枠とする。図7(c)では、例として所定数を5とすると、△判定枠のかたまりは3のため、所定枠数以上のかたまりは存在しない。
S607では、中央L1×L2枠のうち1枠以上を含むようにN×M枠のAF枠中に△判定枠が所定枠数以上の「かたまり」があるかどうかを調べ、そうであればS613へ進み、そうでなければS608へ進む。図7(d)では、例としてL1=5、L1=7、所定数を10とする。すると、△判定枠のかたまりは6のため、所定枠数以上のかたまりは存在しない。
S608では、予め決められた所定ゾーンまで到達したかどうかを調べ、到達した場合はS614へ進み、到達していない場合はS609へ進む。ここで、所定ゾーンとはスキャン可能範囲の最至近の位置に被写体が存在した場合に、被写体の存在するピーク位置に向けて評価値が上っていき△判定がでると想定されるゾーンである。このゾーンに到達しても△判定の固まりが検出されない場合は、その先のゾーンに被写体が存在しないと考えられる。
S609では、N×M枠中に△判定枠または×判定枠が所定数以上「かたまり」があるかどうかを調べ、そうであればS613へ進み、そうでなければS610へ進む。図7(e)では、例として所定数を20とすると、△判定または×判定の固まりは最大で18であるため、所定数以上の固まりは存在しない。
S610では、被写体検出モジュール123により被写体を検出したかどうかを調べ、検出した場合はS612へ進み、検出しなかった場合はS611へ進む。
S611では、中央M1×M2枠中に○判定枠が所定数以上の「かたまり」があるかどうかを調べ、そうであればS614へ進み、そうでなければS613へ進む。図7(f)では、例として所定数を10とすると、○判定枠のかたまりは10であるため、所定枠数以上のかたまりが存在する。
S612では、被写体の検出領域を含むAF枠中に○判定枠が所定数以上あるかどうかを調べ、そうであればS614へ進み、そうでなければS613へ進む。図7(g)では、例として所定数を5とすると、○判定枠のかたまりは5であるため、所定枠数以上のかたまりが存在する。
S613では「ゾーン更新する」と判定して本判定処理を終了する。S614では「ゾーン更新しない」と判定して本判定処理を終了する。
上記においては、S605、S606、S607、S609、S611、S612における所定数を一律で決めた場合を説明したが、ゾーン範囲やフォーカスレンズ104の位置に応じて変えてもいい。例えば、被写体距離が至近側になるほど、所定数を大きくしてもよい。
<被写体検出の際の枠選択>
図8は、図5におけるS513の被写体検出の際の枠選択を説明するフローチャートである。ここでは、被写体領域を含むAF枠の中から枠選択を行う。
まず、S801では、検出した被写体領域を含むAF枠の中から、図5のS511における合焦判定の結果が○判定の枠を枠選択の対象枠として決定する。
S802では、対象枠における焦点評価値のピーク位置(以下PeakPosと記す)を算出して記憶しておく。
S803では、対象枠の各AF枠のPeakPosを至近順にソートし、ソートされた数をSとする。
S804では、ソート数Sが1以上であるかを調べ、1以上の場合はS805へ進み、1未満の場合はS821へ進む。
S805では、S802で算出した対象枠内のピーク位置の至近順を示すカウンタPを1に設定する。
S806では、ソート順でP番目のPeakPosとP+1番目のPeakPosの差が深度内かつ、撮像画面内の枠位置が近接しているかどうかを調べ、そうであればS820へ進み、そうでなければS807へ進む。
S807では、カウンタPに1を加える。
S808では、カウンタPがソート数Sよりも大きいどうかを調べ、カウンタPがソート数Sよりも大きければS809へ進み、そうでなければS806に戻る。
S809では、1番目のPeakPosとS番目のPeakPosの差を算出してMaxMinに記憶する。
S810では、S809で算出したMaxMinが1深度以内であるかを調べ、1深度以内であればS819へ進み、1深度以内でなければS811へ進む。
S811では、1番目からS番目のPeakPosの範囲を深度ごとに区切ってグループ化する。S812では、グループの至近順を示すカウンタNを1に設定する。
S813では、N番目のグループに含まれるAF枠数をカウントする。
S814では、S813でカウントしたカウント数がN−1番目のグループのカウント数よりも多いかどうかを調べ、多い場合はS815へ進み、少ない場合はS816へ進む。
S815では、代表枠をグループ内の最至近の枠に置き変える。
S816では、カウンタNに1を加える。
S817では、全てのグループについて確認したかを調べ、全てのグループについて確認した場合はS818へ進み、全てのグループについて確認していない場合はS813へ戻る。
S818では、代表枠を合焦枠として選択し、S819では1番目の枠を合焦枠として選択し、S820ではP番目の枠を合焦枠として選択し、S821では合焦枠が選択できなかったため非合焦として本処理を終了する。
<被写体未検出の際の枠選択>
図9は、図5におけるS514の被写体未検出の際の枠選択を説明するフローチャートである。ここでは、撮像画面内の主被写体領域を特定して、その領域内で枠選択を行う。
図10は、図9における被写体未検出時の枠選択の例を説明する図である。この例では、N=7、M=9におけるN×N枠のAF枠設定で、スキャン範囲を0〜300、所定深度範囲を±10とする。また、図5のS511における合焦判定の結果が各AF枠において図10(a)に示すような合焦判定結果となるとする。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。
まず、S901では各AF枠における焦点評価値のピーク位置(以下PeakPosと記す)を算出して記憶しておく。例えば、各AF枠において図10(b)に示すようなピーク位置算出結果になるとする。S902では中央M1×M2枠の各AF枠のPeakPosを至近順にソートし、ソートされた数をSとする。以下の説明ではM1=3、M2=5とする。図10(b)の太線で囲んだ縦5枠、横3枠の合計15枠がこれを示す。ここで、図5のS511の合焦判定で×判定のAF枠ではピーク位置が算出できないのでソートの対象としない。例えば、図10(b)の場合は、至近順に202、202、201、201、201、200、200、200、103、103、102、102、101とソートされ、ソート数S=13となる。
S903では、S902で算出したM1×M2枠内のピーク位置の至近順を示すカウンタPを1に設定する。
S904では、ソート順でP番目のPeakPosをPeakPosPとする。例えば、図10(b)の場合はP=1の場合、PeakPosP=202となる。
S905では、中央のM1×M2個のAF枠中において○判定、かつPeakPosPに対して所定深度範囲内のAF枠の「かたまり」を検出し、「かたまり」を構成するAF枠の数と各AF枠の位置を記憶しておく。ここで、「かたまり」とは、例えば、条件を満たすAF枠が上下左右方向に隣接している状態のものである。また、「かたまり」が複数存在する場合には、「かたまり」を構成するAF枠の数や「かたまり」の位置に基づいて、複数の「かたまり」のうちの1つを選択してもよい。
S906では、中央のN×M個のAF枠中において、中央のM1×M2個のAF枠中を1枠以上含むように○判定、かつPeakPosPに対して所定深度内の「かたまり」を検出し、「かたまり」を構成するAF枠の数と各AF枠の位置を記憶しておく。例えば、図10(a),(b)のような判定結果に対して、図10(c)に灰色の枠で示すような「かたまり」が検出される。
S907では、S905またはS906で検出した「かたまり」が中央枠を含む「かたまり」であるかどうかを調べ、中央枠を含む「かたまり」であればS913へ進み、そうでなければS908へ進む。
S908では、S905またはS906で検出した「かたまり」が、M1×M2枠内に所定枠数以上含む「かたまり」であるかどうかを調べ、そうであればS913へ進み、そうでなければS909へ進む。
S909では、S905またはS906で検出した「かたまり」が、中央M1×M2枠のうち1枠は含みN×M枠内のAF枠を所定数以上含む「かたまり」であるかどうかを調べる。中央M1×M2枠のうち1枠は含みN×M枠内のAF枠を所定数以上含む「かたまり」であればS913へ進み、そうでなければS910へ進む。
S910では、カウンタPに1を加える。
S911では、カウンタPがソート数Sよりも大きいどうかを調べ、カウンタPがソート数Sよりも大きければS912へ進み、そうでなければS904に戻る。
S912では、主被写体領域の特定ができなかったと判定して本判定処理を終了する。
S913では、主被写体領域が特定できたと判定する。
S914では、かたまりを構成する各AF枠を主被写体領域と判断して選択して本判定処理を終了する。
S908、S909における所定数は、フォーカスレンズ104の位置によらず一律で決めてもよいし、フォーカスレンズ104の位置に応じて変えてもいい。例えば、被写体距離が至近側になるほど、所定数を大きくしてもよい。
<等距離判定>
図11は、図3のS305およびS308における等距離判定を説明するフローチャートである。ここでは、各AF枠のピーク位置の分布から撮像画面内に距離差のない等距離シーンであるかどうかを判定する。
S1101では、予め取得した各AF枠のピーク位置の誤差量を基に、各AF枠のピーク位置を補正する。これは、像面湾曲やレンズ/撮像素子の倒れの影響によってピーク位置の分布に誤差を持つ場合があるためである。
S1102では、図6のS601において○判定と判定されたAF枠をピーク位置が近側な順に並び変える。
S1103では、○判定枠数が全てのAF枠数に対して所定割合以上あるかどうかを調べ、所定割合以上ある場合はS1104へ進み、所定割合以上ない場合はS1113へ進む。ここで、○判定枠数が所定割合以上ない場合は、○判定枠数が少ないため等距離判定が正しく行えないものとしている。
S1104では、○判定枠数の所定割合の枠数を等距離とみなす範囲(EqualRange)として設定する。
S1105では、○判定枠数をカウントする変数iを0に初期化する。
S1106では、i番目のAF枠のピーク位置とi+EqualRange番目のAF枠のピーク位置の差が所定深度内であるかを調べ、所定深度内であればS1107へ進み、所定深度内でなければS1109へ進む。
S1107では、直前のスキャン(図3のS304またはS307)において合焦したかどうかを調べ、合焦した場合はS1108へ進み、合焦していない場合はS1111へ進む。
S1108では、合焦位置がi番目のAF枠のピーク位置とi+EqualRange番目のAF枠のピーク位置の範囲内に含まれるかどうかを調べ、含まれる場合はS1111へ進み、含まれない場合はS1109へ進む。
S1109では、iに1を足してS1110へ進む。
S1110では、iが全ての○判定枠数以上であるかを調べ、○判定枠数以上であれば全ての○判定枠に対して判定を行ったとしてS1112へ進み、○判定枠数未満であればS1106へ戻って判定を続ける。
S1111では、等距離判定を実施でき、かつ、等距離シーンと判定し、S1112では、等距離判定を実施でき、かつ、距離差のあるシーンと判定し、S1113では、等距離判定は実施できなかったとして等距離判定の処理を終了する。
<コンティニュアスAF>
図12は、図2におけるS205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。
S1201で、コンティニュアスAFでの合焦制御のために設定した各AF枠で焦点評価値を取得する。ここで、コンティニュアスAFでの合焦制御のために設定したAF枠とは、被写体検出の際は被写体検出した領域に設定した枠(図5のS513で選択された枠)であり、被写体未検出の際は、図5のS514において合焦枠として選択された枠である。
S1202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)状態ならば本処理を終了して図2のS208へ進み、OFF(オフ)状態の場合にはS1203へ進む。
S1203では、ピーク検出フラグがTRUEであるかどうかを調べ、TRUEであればS1220へ進み、FALSEであればS1204へ進む。ここで、ピーク検出フラグは、初期値としてあらかじめFALSEが設定されているものとする。
S1204では、フォーカスレンズ104の現在位置を取得する。
S1205では、焦点評価値の取得及びフォーカスレンズ104の現在位置の取得をカウントするための取得カウンタに1を加える。この取得カウンタは、初期化動作(図示略)において予め0に設定されているものとする。
S1206では、取得カウンタの値が1かどうかを調べ、取得カウンタの値が1ならば、S1209へ進み、取得カウンタの値が1でなければS1207へ進む。
S1207では、「今回の焦点評価値」が「前回の焦点評価値」よりも大きいかどうかを調べ、そうであればS1208へ進み、そうでなければS1215へ進む。
S1208では増加カウンタに1を加える。
S1209では、今回の焦点評価値を焦点評価値の最大値としてCPU115に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。
S1210では、フォーカスレンズ104の現在の位置を焦点評価値のピーク位置としてCPU115に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。
S1211では、今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてCPU115に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。
S1212では、フォーカスレンズ104の現在位置がフォーカスレンズの可動範囲の端にあるかどうかを調べ、そうであれば、S1213へ進み、そうでなければS1214へ進む。
S1213では、フォーカスレンズ104の移動方向を反転する。
S1214では、フォーカスレンズ104を所定量移動する。
S1215では、「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きいかどうかを調べ、「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きければS1216へ進み、そうでなければS1211へ進む。ここで「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きいこと、即ち最大値から所定量減少していれば、その最大値をピントのピーク位置での値とみなす。
S1216では、増加カウンタが0より大きいかどうかを調べ、0より大きければS1217へ進み、0より小さければS1211へ進む。
S1217では、フォーカスレンズ104をS1210で記憶した焦点評価値が最大値となったピーク位置へ移動させる。
S1218では、ピーク検出フラグをTRUEとする。
S1219では、取得カウンタを0とする。
S1220では、今回の焦点評価値が焦点評価値の最大値に対して所定割合以上変動したかどうかを調べ、所定割合以上の大きな変動をしていればS1222へ進み、小さな変動もしくは変動していなければS1221へ進む。
S1221では、フォーカスレンズ104の位置をそのまま保持する。
S1222では、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を再び求め直すため、ピーク検出フラグをFALSEとし、焦点評価値の最大値およびピーク位置をリセットする。
S1223では増加カウンタリセットをリセットする。
以上のようにして、コンティニュアスAF動作では常に主被写体が合焦状態となるようにフォーカスレンズを駆動する。
<ブラケット判定>
図13は、図2のS208におけるブラケット判定の処理を説明するフローチャートである。ここでは、SW1をONする前に得られた情報から撮影の際に最適な処理を判定する。
S1301では、SW1をONする直前の角速度センサ部125や動体検出部124での出力結果を参照してカメラまたは被写体が動いているシーンかどうかを判断する。そして、カメラまたは被写体が動いているシーンであればS1303へ進み、動いていないシーンであればS1302へ進む。
S1302では、SW1をONする直前での図3のS305またはS308における等距離判定において等距離であると判定された場合はS1305へ進み、等距離と判定されなかった場合はS1304へ進む。
S1303ではAE処理部103においてSW1をONする直前での撮像画面内の露出分布を取得しておき、その結果、撮像画面内に露出差があるシーンと判定された場合はS1305へ進み、撮像画面内に露出差がなければS1306へ進む。
S1304では、撮影の際の処理としてAFブラケットを行うと決定して本処理を終了する。
S1305では、撮影の際の処理としてAEブラケットを行うと決定して本処理を終了する。
S1306では、撮影の際の処理として連写(連続撮影)を行うと決定して本処理を終了する。
<本露光用AFスキャン>
図14は、図2のS210の本露光AFの動作を説明するフローチャートである。ここでは、撮像画面内の距離分布に応じたグルーピング結果(以下、距離マップと記す)を生成のためと、撮像画面内に距離差のあるシーンかどうかの判定(以下、等距離判定と記す)を行うための距離情報の取得と、合焦位置を決めるためのAFスキャンを行う。
まず、S1401ではフォーカスレンズ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とは、たとえば無限遠などのAFスキャン可能な範囲の遠端の位置とする。
S1402では、図2のS208におけるブラケット判定の結果、撮影時に連写を行うと判定した場合はS1409へ進み、AFブラケットまたはAEブラケットを行うと判定した場合はS1403へ進む。
S1403では、距離マップを取得するためにN×M枠のAF枠を設定する。たとえばN=7、M=9として設定した場合は、図15(a)のようになる。
S1404では、距離マップ取得のためにS1403で設定した全てのAF枠でのピーク位置が見つかるまでAFスキャンを行う。
S1405では、S1404でのスキャンの結果、得られた各AF枠のピーク位置に基づき合焦位置を決定する。
S1406では、像面湾曲やレンズ/撮像素子の倒れによってピーク位置の分布に誤差を持つ場合があるため、予め取得した像高ごとの誤差量を基に各AF枠のピーク位置を補正する。
S1407では、S1406で補正した各AF枠のピーク位置について、等距離判定を行う。
S1408では、S1406で補正した各AF枠でのピーク位置の分布から距離マップを作成する。図15(b)は、前方の花と背景の山を撮影した際の各AF枠でのピーク位置を示している。前方の花は、ピーク位置が199〜202の範囲に分布しており、背景の山はピーク位置が100〜103の範囲に分布している。ピーク位置が近しい近接する枠同士でグルーピングを行うことで、図15(b)に示すようにフォーカスエリア1(細かい点線で囲まれた領域)、2(粗い点線で囲まれた領域)、3(実線で囲まれた領域)の3つのエリアに分割することができる。ここで、フォーカスエリア1と2はピーク位置が近しいため、同じエリアとして統合することによって、フォーカスエリア1、2による背景のグループと、フォーカスエリア3による前方被写体グループに撮像画面内を分割することができる。以上のようにして、撮像画面内を距離によって複数のグループに分割する。さらに、画像処理部110において色の分布によって撮像画面内を分割した結果と、距離による分割結果を合わせてグルーピングしてもよい。距離による領域分割結果と色による領域分割結果を組み合わせた領域分割(グルーピング)を行うことで精度を高めることができる。
S1409では、被写体検出モジュール123により被写体を検出した場合は被写体位置へAF枠を設定し、被写体未検出の場合は複数のAF枠を設定する。ここで、連写処理を行うと判定した場合とは、被写体またはカメラの動きによって焦点評価値が影響を受けて各AF枠での合焦精度も悪くなる。そのため、距離による領域の分割は行わず合焦位置を決めるためだけのAFスキャンを行う。
S1410では、合焦位置を決定するためのAFスキャンを行う。ここで、被写体を検出できた場合は被写体検出位置に設定したAF枠でピーク位置が見つかるまでスキャンを行い、被写体を検出できない場合は多枠のAF枠の中からピーク位置が近しいAF枠の固まりが得られるまでスキャンを行う。
S1411では、S1410でスキャンした結果得られた各AF枠でのピーク位置から合焦位置を決定する。ここで、被写体を検出できた場合は、被写体検出位置に設定したAF枠でピーク位置が合焦位置となり、被写体検出位置に設定したAF枠でピーク位置が検出できなかった場合は非合焦となる。被写体を検出できなかった場合は、ピーク位置が近しいAF枠のかたまりが得られた場合は、AF枠の固まりの中から合焦位置を決めるためのAF枠を決定し、AF枠のかたまりが得られなかった場合は非合焦となる。
S1412では、S1405またはS1411において合焦位置が決められた場合は合焦位置へフォーカスレンズを駆動し、合焦位置が決められずに非合焦の場合は予め決められた定点と呼ばれる被写体存在確率の高い位置へフォーカスレンズを駆動する。
S1412では、操作表示部117に合焦枠/非合焦枠を表示する。合焦の場合は、合焦位置と深度内にあるAF枠を合焦枠として表示し、非合焦の場合は、中央など予め決められた位置に非合焦枠を表示する。
ここで、S1404の距離マップ取得用スキャンを実施した場合においては、AF枠の設定数が多いため合焦枠と深度内のAF枠を全て表示するのは見栄えが煩雑になる。そこで、図17(a)で示す、合焦位置と深度内のAF枠(濃い実線で示す領域)を含む領域に対して、図17(b)で示すように合焦表示用の枠(点線で示す領域)を再設定して表示してもよい。
<撮影処理>
図16は、図2のS212の撮影処理の動作を説明するフローチャートである。ここでは、図2のS208におけるブラケット判定の結果および図14のS1407の本露光AF時の等距離判定による判定結果に応じて適切な撮影処理や画像処理を実施する。
S1601では、図2のS208におけるブラケット判定の結果、撮影の際にどの処理を実施するように判定されたかを調べ、AFブラケットを行う場合はS1602へ進み、AEブラケットを行う場合はS1605へ進み、連写を行う場合はS1607へ進む。
S1602では、図14のS1407の本露光AF時の等距離判定において等距離と判定された場合はS1605へ進み、等距離でないと判定された場合はS1603へ進む。
S1603では、図14のS1408において分割した各グループの距離に基づき、AFブラケットを行うフォーカス位置を決定する。
S1604では、S1603で決定したフォーカス位置においてAFブラケット撮影を行う。ここでは、等距離判定の結果距離差があるシーンと判定され、AFブラケットが効果的な場合において処理を行っている。
S1605では、AE処理部103において取得したSW1ON直前での撮像画面内の露出差の結果によりAEブラケット時の露出設定を決定してS1606へ進む。
S1606では、S1605で決定した露出設定に基づきAEブラケット撮影を行う。
S1607ではSW1ON直前の角速度センサ部125や動体検出部124での出力結果に基づき連写の速度を決定してS1608へ進む。
S1608では、S1607で決めた速度に基づいて連写撮影を行う。
S1609では、S1604においてフォーカスブラケット撮影を行った各撮影画像に対して、図14のS1408におけるグルーピング結果や撮像画面内の距離や色の分布に基づいて、ぼかし処理を施した画像を作成する。ここでは、等距離判定の結果距離差があるシーンと判定した場合においてのみ処理を行っているため、距離分布に応じたぼかし処理を精度よく行うことができている。
S1610では、被写体の検出領域や図14のS1408におけるグループ分け結果、撮像画面内の距離や色の分布に基づいて撮像画面内の一部を切りだす処理を施した画像を作成する。
以上説明したように、複数のAF枠における合焦結果の分布に基づいて、距離分割の精度を判定し、距離分割を使った撮影処理/画像処理を適切に行うことができる。
以上、実施形態を詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
(他の実施形態)
また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線/無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
プログラムを格納した、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。
また、プログラムの供給方法として、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
101 撮影レンズ
103 AE処理部
104 フォーカスレンズ
105 AF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
121 撮影スタンバイスイッチ
122 撮影スイッチ
123 被写体検出モジュール
124 動体検出部
125 角速度センサ部

Claims (7)

  1. フォーカスレンズの合焦位置を決めるためのスキャン動作を行って、撮像画面内に設定された複数の焦点検出領域に対応する焦点評価値を取得する取得手段と、
    前記取得手段で取得した焦点評価値のレベルがピークとなる点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置とし、前記複数の焦点検出領域が第1の条件を満たすか否かを判定する制御手段と、
    前記制御手段が、前記複数の焦点検出領域が前記第1の条件を満たすと判定した場合に、前記撮像画面内の複数の被写体が合焦状態となるように前記フォーカスレンズの合焦位置を複数の撮影において異ならせる第1の連続撮影を行う撮像手段とを有し、
    前記第1の条件は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記スキャン動作においてスキャンした距離範囲内において被写体が存在すると判定された焦点検出領域を、それぞれの焦点検出領域に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置が前記撮像手段から近い順となるように並べた場合に、前記複数の焦点検出領域のうちの第1の焦点検出領域の合焦位置と、前記第1の焦点検出領域の合焦位置から前記複数の焦点検出領域に基づく数に対して所定割合となる数だけ後の順となる合焦位置である第2の焦点検出領域の合焦位置との差が、前記第1の焦点検出領域の合焦位置を基準とする所定深度内に含まれないことを含むことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記複数の焦点検出領域にて得られた焦点評価値に基づいて、前記複数の被写体の領域を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記第1の連続撮影によって得られた画像に対し、前記設定手段により設定された前記複数の被写体の領域に基づいて、ぼかし処理を実行する画像処理手段を有することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記第1の連続撮影によって得られた画像に対し、前記設定手段により設定された前記複数の被写体の領域に基づいて、切り出し処理を実行する画像処理手段を有することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  5. 前記撮像手段は、前記複数の焦点検出領域が前記第1の条件を満たさないと判定した場合に、前記撮像画面内の複数の被写体に応じて露出設定を複数の撮影において異ならせる第2の連続撮影を行うことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の撮像装置。
  6. フォーカスレンズの合焦位置を決めるためのスキャン動作を行って、撮像画面内に設定された複数の焦点検出領域に対応する焦点評価値を取得するステップと、
    前記焦点評価値のレベルがピークとなる点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置とし、前記複数の焦点検出領域が第1の条件を満たすか否かを判定するステップと、
    前記複数の焦点検出領域が前記第1の条件を満たすと判定した場合に、撮像手段が前記撮像画面内の複数の被写体が合焦状態となるように前記フォーカスレンズの合焦位置を複数の撮影において異ならせる第1の連続撮影を行うステップとを有し、
    前記第1の条件は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記スキャン動作においてスキャンした距離範囲内において被写体が存在すると判定された焦点検出領域を、それぞれの焦点検出領域に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置が前記撮像手段から近い順となるように並べた場合に、前記複数の焦点検出領域のうちの第1の焦点検出領域の合焦位置と、前記第1の焦点検出領域の合焦位置から前記複数の焦点検出領域に基づく数に対して所定割合となる数だけ後の順となる合焦位置である第2の焦点検出領域の合焦位置との差が、前記第1の焦点検出領域の合焦位置を基準とする所定深度内に含まれないことを含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
  7. 撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    フォーカスレンズの合焦位置を決めるためのスキャン動作を行って、撮像画面内に設定された複数の焦点検出領域に対応する焦点評価値を取得するステップと、
    前記焦点評価値のレベルがピークとなる点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置とし、前記複数の焦点検出領域が第1の条件を満たすか否かを判定するステップと、
    前記複数の焦点検出領域が前記第1の条件を満たすと判定した場合に、撮像手段が前記撮像画面内の複数の被写体が合焦状態となるように前記フォーカスレンズの合焦位置を複数の撮影において異ならせる第1の連続撮影を行うステップとを有し、
    前記第1の条件は、前記複数の焦点検出領域のうち、前記スキャン動作においてスキャンした距離範囲内において被写体が存在すると判定された焦点検出領域を、それぞれの焦点検出領域に対応する前記フォーカスレンズの合焦位置が前記撮像手段から近い順となるように並べた場合に、前記複数の焦点検出領域のうちの第1の焦点検出領域の合焦位置と、前記第1の焦点検出領域の合焦位置から前記複数の焦点検出領域に基づく数に対して所定割合となる数だけ後の順となる合焦位置である第2の焦点検出領域の合焦位置との差が、前記第1の焦点検出領域の合焦位置を基準とする所定深度内に含まれないことを含むことを特徴とするプログラム。
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