JP6463053B2 - 自動合焦装置、および自動合焦方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動合焦装置、および自動合焦方法に関し、より詳しくは電子スチルカメラおよびビデオ等に利用されるオートフォーカスに関する技術である。

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フォーカス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き、記憶した値のうち、その最大値に相当するレンズ位置を合焦位置とする。

また、焦点評価値が増加する方向にフォーカスレンズを動かし、焦点評価値が最大になる位置を合焦位置とする山登り方式（いわゆるＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ＡＦ。コンティニュアスＡＦとも記す）が知られている。

また、合焦すべき被写体領域を予め特定しておくことでＡＦ動作の時間を短縮する方法が提案されている（特許文献１）。

特開２０１３−２５４２１８号公報

しかしながら、特許文献１の焦点調節装置では撮影シーンによっては所望の被写体を合焦すべき被写体として特定できず、ＡＦ動作の時間を短縮できない場合があった。

本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであって、所望の被写体にピントを合わせられる自動合焦装置、および自動合焦方法を提供することを目的とする。

本発明の技術的特徴として、フォーカスレンズを移動させて画像信号から焦点評価値を取得する動作を行い、該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自動合焦装置の制御方法であって、撮影画面における複数の焦点検出領域を設定する設定ステップと、前記複数の焦点検出領域における画像信号に基づいて、それぞれ異なる特定の周波数帯域の信号を抽出し、各焦点検出領域の前記異なる特定の周波数帯域ごとの前記焦点評価値を取得する取得ステップと、前記複数の焦点検出領域の特定の周波数帯域ごとの焦点評価値に基づいて、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置するか否かを判定し、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置すると判定されなかった場合に前記焦点評価値を取得する動作を停止するように制御する制御ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、所望の被写体にピントを合わせられる自動合焦装置、および自動合焦方法を提供することが可能となる。

本実施形態に係る自動合焦装置を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。 自動合焦装置の動作を示すフローチャートである。 図２における被写体領域特定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３におけるＡＦ枠設定の例を説明する図である。 図３における合焦判定とピーク位置算出の例を説明する図である。 図３における合焦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６における合焦判定の方法を説明する図である。 図３における主被写体領域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８におけるかたまり検出の例を説明する図である。 図８における「信頼度」算出に用いる「信頼度テーブル」の例を説明する図である。 図８における主被写体領域の例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１２における本露光処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明に係る自動合焦装置を適用した撮像装置の一例として、電子カメラ（以下、カメラという）を取り上げて説明する。

図１は、カメラの構成を示すブロック図である。

１０１はズーム機構を含む撮影レンズである。１０２は光量を制御する絞り及びシャッターである。１０３はＡＥ処理部である。１０４は後述する撮像素子上に焦点をあわせるためのフォーカスレンズである。

１０５はＡＦ処理部である。１０６はストロボである。１０７はＥＦ処理部である。１０８は被写体からの反射光を電気信号に変換する受光手段又は光電変換手段としての撮像素子である。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Ａ／Ｄ変換部である。１１０は画像処理部である。１１１はＷＢ処理部である。１１２はフォーマット変換部である。１１３は高速な内蔵メモリ（例えばランダムアクセスメモリなど、以下ＤＲＡＭと記す）である。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画像記録部である。１１５は撮影シーケンスなどシステムを制御するシステム制御部（以下ＣＰＵと記す）である。１１６は画像表示用メモリ（以下ＶＲＡＭと記す）、１１７は画像表示の他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示の他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する操作表示部である。

１１８はカメラを外部から操作するための操作部である。１１９は顔検出モードをＯＮまたはＯＦＦに切り替える等の設定を行う撮影モードスイッチである。１２０はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、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。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。

１２３は画像処理部１１０で処理された画像信号を用いて顔検出を行い、検出した一つ又は複数の顔情報（位置・大きさ・信頼度）をＣＰＵ１１５に送る顔検出モジュールである。なお、顔の検出方法は、本発明の主眼点ではないため詳細な説明は省略する。１２４は、カメラ自体の動きを検出してカメラ動き情報をＣＰＵ１１５に送る角速度センサ部である。この角速度センサ部を用いてカメラが縦位置の状態で構えられているのか、横位置の状態で構えられているのかを検出する事も可能である。

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。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。

次に図２のフローチャートを参照しながらカメラの動作について説明する。

まずＣＰＵ１１５が、撮影準備の指示を受信するＳＷ１の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を判定し、ＳＷ１の状態がＯＮ（オン）状態ならばＳ２０１へ進む。Ｓ２０１では、合焦度判定フラグをＦＡＬＳＥにし、Ｓ２０２に進む。

Ｓ２０２では顔検出モジュール１２３において、顔検出されたかどうかを調べ、顔検出されていればＳ２０３に進み、顔検出されていなければＳ２０４に進む。

Ｓ２０３では顔検出時ＡＦスキャンを行いＳ２０５へ進む。なお、顔検出時ＡＦスキャンは、撮像画面内の顔領域に対応するＡＦ枠を設定して、所定範囲においてフォーカスレンズ１０４を動かしながら焦点評価値を取得する方法が考えられる。この顔領域に対応するＡＦ枠における焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を算出すれば、顔にピントを合わせることができる。

Ｓ２０４では、後述する手順に従って被写体領域を特定するためのＡＦスキャンを行いＳ２０５へ進む。

Ｓ２０５では、Ｓ２０３またはＳ２０４のＡＦスキャンによって合焦度判定フラグがＴＲＵＥになったかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればＳ２０６へ進み、ＦＡＬＳＥのままであればＳ２０７へ進む。

Ｓ２０６では、後述する手順に従って撮影処理を行う。Ｓ２０７では操作表示部にＡＦＦスキャンによって、合焦する被写体を特定できなかった、または検出した顔で合焦できなかった旨を意味する非合焦表示をする。ここで、非合焦表示は、枠の色を合焦可能時とは異なる色にする、「非合焦です」といったメッセージを出力するなど、ユーザーが非合焦であると認識可能な方法であれば手段は問わない。

また、上述した動作と並行して、常にＣＰＵ１１５からの制御信号の基づき、ＡＥ処理部１０３により、絞り及びシャッター１０２を制御して操作表示部１１７に表示される画面の明るさが適切になるようにＡＥ動作を行っている。

図３は図２におけるＳ２０４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。Ｓ３０１では画面内にＮ×Ｎ個のＡＦ枠（焦点検出領域ともいう）を設定する。ＡＦ枠の個数や大きさは画面内の主被写体の存在確率を考慮して設定してもよいし、取得する焦点評価値の特定周波数帯域によって異ならせてもよい。また、横方向と縦方向でＡＦ枠を異ならせてもよい。

例として、高周波帯域に対しては、Ｎ＝５、ＡＦ枠の大きさを縦横の長さ共に画面の１０％、低周波帯域に対しては、Ｎ＝３、ＡＦ枠の大きさを縦横の長さ共に画面の１６％とした場合、図４の（ａ）、（ｂ）に示すようなＡＦ枠設定となる。

Ｓ３０２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。

Ｓ３０３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と低周波成分を抽出し、ＣＰＵ１１５はこれを焦点評価値として記憶させる。つまり、焦点検出領域における画像信号に基づいて焦点評価値が検出される。

Ｓ３０４ではフォーカスレンズ１０４の現在位置を取得してＣＰＵ１１５がフォーカスレンズ位置のデータを記憶させる。

Ｓ３０５では後述する合焦判定を行う。例えば、各ＡＦ枠において図５の（ａ１）、（ｂ１）に示すような合焦判定結果となるとする。

Ｓ３０６では各ＡＦ枠における焦点評価値のピーク位置を算出して記憶しておく。例えば、各ＡＦ枠において図５の（ａ２）、（ｂ２）に示すようなピーク位置が算出されたとする。なおピーク位置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、値が小さい方を至近側とする。

Ｓ３０７ではＳ３０５とＳ３０６の結果を受けて、後述する主被写体領域判定を行う。

Ｓ３０８ではＳ３０７において主被写体領域を特定できたかどうかを調べ、特定できたのであればスキャン動作を停止してＳ３１１へ進み、そうでなければＳ３０９へ進む。

Ｓ３０９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処理を終了し、そうでなければＳ３１０へ進む。Ｓ３１０ではＡＦ処理部１０５がフォーカスレンズ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、Ｓ３０３へ戻る。

Ｓ３１１ではＡＦ処理部１０５がフォーカスレンズ１０４を、Ｓ３０７で算出した合焦位置へと移動させる。Ｓ３１２ではピーク検出フラグをＴＲＵＥにする。

以下、図３のＳ３０５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。

焦点評価値は遠近競合などの場合を除けば、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に焦点評価値をとると、焦点評価値の分布形状は図７に示すような山状になる。そこで焦点評価値の、最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の勾配から、山の形状を判断することにより、合焦判定を行うことができる。

合焦判定における判定結果は、以下に示すように○判定、×判定で出力される。
○判定：被写体のコントラストが十分、かつスキャンした範囲内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範囲外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範囲外に被写体が位置する場合を△判定とする。

山の形状を判断する為の、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬ、傾斜している部分の勾配ＳＬ／Ｌを、図７を用いて説明する。

山の頂上（Ａ点）から傾斜が続いていると認められる点をＤ点、Ｅ点とし、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅Ｌとする。傾斜が続いていると認める範囲は、Ａ点から、所定量（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上、焦点評価値が下がったスキャンポイントが続く範囲とする。スキャンポイントとは、連続的にフォーカスレンズを動かして、スキャン開始点から、スキャン終了点まで移動する間に、焦点評価値を取得するポイントの事である。

Ａ点とＤ点の焦点評価値の差ＳＬ１とＡ点とＥ点の焦点評価値の差ＳＬ２の和ＳＬ１＋ＳＬ２をＳＬとする。

図６は、図３のＳ３０５における合焦判定を説明するフローチャートである。Ｓ６０１では焦点評価値の最大値と最小値を求め、次にＳ６０２では焦点評価値が最大となるスキャンポイントを求め、Ｓ６０３へ進む。

Ｓ６０３では、スキャンポイント、焦点評価値から、山の形状を判断する為のＬ、ＳＬを求め、Ｓ６０４へ進む。

Ｓ６０４では、山の形状が至近側登り止まりかを判断する。至近側登り止まりだと判断するのは次の場合である。つまり、焦点評価値が最大値となるスキャンポイントがスキャンを行った所定範囲における近端である。かつ、近端のスキャンポイントにおける焦点評価値と、近端のスキャンポイントより１ポイント分無限遠よりのスキャンポイントにおける焦点評価値の差が、所定値以上である場合である。至近側への登り止まりだと判断した場合は、Ｓ６１２へ進み、そうでなければＳ６０５へ進む。

Ｓ６０５では山の形状が無限遠側への登り止まりかを判断する。無限遠側への登り止まりだと判断するのは、次の場合である。つまり、焦点評価値の最大値となるスキャンポイントがスキャンを行った所定範囲における無限遠端である場合である。かつ、無限遠端スキャンポイントにおける焦点評価値と、無限遠端スキャンポイントより１ポイント分至近端よりのスキャンポイントにおける焦点評価値の差が、所定値以上である場合である。無限遠側への登り止まりだと判断した場合は、Ｓ６０８へ進み、そうでなければＳ６０６へ進む。

Ｓ６０６では一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬが所定値以上であり、かつ傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌが所定値以上であり、かつ焦点評価値の最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）の差が所定値以上であれば、Ｓ６０７へ進む。そうでなければＳ６０８へ進む。

Ｓ６０７では得られた焦点評価値が山状となっていて、被写体にコントラストがあり、焦点調節が可能である為、判定結果を○判定としている。

Ｓ６０８では、得られた焦点評価値が山状となっておらず、被写体にコントラストがなく、焦点調節が不可能であるため判定結果を×判定としている。

Ｓ６０９では得られた焦点評価値が山状となってはいないが、近端方向に登り続けている状態となっており、さらに至近側に被写体ピークが存在している可能性があるため判定結果を△判定としている。

以上のようにして合焦判定を行うが、○判定、×判定が判定可能な異なる合焦判定手法を用いてもよい。

図８は、図３におけるＳ３０７の主被写体領域判定を説明するフローチャートである。Ｓ８０１では図３のＳ３０５における合焦判定の結果を用いて、焦点検出領域をグルーピングした「かたまり」の検出を行う。ここで、「かたまり」とは、上下左右に隣接しているＡＦ枠で合焦判定結果が同じものである。例えば図５の（ａ１）、（ｂ１）に示すような合焦判定結果に対しては図９の（ａ）、（ｂ）のように、高周波ではＡ〜Ｃの３つの「かたまり」が、低周波ではＸ、Ｙの２つの「かたまり」が検出される。

Ｓ８０２では図１０の（ａ）、（ｂ）に示すような「信頼度テーブル」を用いて、各かたまりの「信頼度」を算出する。ここでは例として画面中央に近いほど重みの大きいテーブルを用いて説明する。

図９と図１０を例にすると、「かたまりＡ」の各ＡＦ枠の位置に対応する「信頼度」の数値は“２”が５つ、“１”が４つなので、２×５＋１×４＝１４が「かたまりＡ」の「信頼度」となる。

同様に、「かたまりＢ」の「信頼度」は“３”、「かたまりＣ」の「信頼度」は“１２”、「かたまりＸ」の「信頼度」は“２”、「かたまりＹ」の「信頼度」は“６”となる。ここで、「信頼度テーブル」は図１０とは異なる値でもよい。また、撮影時のモード、例えば風景モードやマクロモードなどによって異ならせてもよいし、スキャン状況、例えば後述する「履歴」を持った状態かどうかなどによって異ならせてもよい。

Ｓ８０３では、高周波の○判定の「かたまり」の中で、Ｓ８０２で算出した「信頼度」が最大の「かたまり」を算出し、それを「主かたまり」とする。図９の例では「かたまりＡ」が「主かたまり」として選択される。Ｓ８０４では高周波の「主かたまり」の「信頼度」が閾値以上かどうかの判定を行い、閾値以上であればＳ８０５へ進み、そうでなければＳ８０６へ進む。ここで、閾値は、撮影時のモードごと、スキャン状況ごとに異ならせてもよい。例として、閾値を“１２”とすると、「かたまりＡ」の信頼度は“１４”のため、閾値以上と判定されＳ８０５へ進む。Ｓ８０５では「主かたまり」におけるピーク位置を選択する。ここでは例として、「主かたまり」における各枠の中で最至近のピーク位置を選択する場合、各ＡＦ枠のピーク位置算出結果が図５の（ａ２）、（ｂ２）に示す数値の場合、ピーク位置は“１８０”となる。

Ｓ８０７ではＳ８０５で算出したピーク位置を基準に「主かたまり」を構成する各ＡＦ枠が所定深度内に含まれているかの判定を行う。例として、所定深度内の条件を±１０パルスとすると、図１１の“Ｐ”と記載したＡＦ枠が深度内となる。この際、深度内の枠は隣接しているものだけでもよいし、隣接していないものを含めてもよい。

Ｓ８０８ではＳ８０７において、「主かたまり」のピーク位置、「主かたまり」を構成し、深度内と判定されたＡＦ枠の数と位置を「履歴」として記憶する。Ｓ８１０ではフォーカスレンズの現在位置が至近端かどうかの判定を行い、至近端であればＳ８１１へ進み、そうでなければＳ８１２へ進む。Ｓ８１１では主被写体領域が特定できたと判断する。Ｓ８１３では「履歴」に記憶されている「主かたまり」を主被写体領域と判断し選択して、本判定処理を終了する。

Ｓ８１２では、高周波と低周波、それぞれにおいて、△判定の「かたまり」の中で、Ｓ８０２で算出した信頼度が最大の「かたまり」を算出する。そして、Ｓ８１４では、高周波と低周波のそれぞれで求められた△判定の「かたまり」の信頼度が閾値以上かどうかの判定を行う。高周波と低周波のいずれかで、信頼度が閾値以上の△判定の「かたまり」があればＳ８１５へ進み、そうでなければＳ８１１へ進む。

このように、両方の周波数帯域での判定を別々に行うことで、ピント位置付近では、遠近競合が起こった場合などでも高周波帯域の焦点評価値によってスキャンした範囲外に被写体が位置するか否かの判定を正確に行える。また、ピント位置から離れたフォーカスレンズ位置にピント位置がある場合などにおいて低周波帯域の焦点評価値を用いることで、スキャンした範囲外に被写体が位置するか否かの判定を正確に行える。

図９（ａ）の例では、「かたまりＣ」の“１２”が信頼度が最大の「かたまり」となる。

ここでＳ８０４とＳ８１４で用いる閾値は同じでもよいし、異ならせてもよい。さらに、Ｓ８０４と同様に、焦点評価値の周波数や、撮影時のモード、スキャン状況によって異ならせてもよい。例として、高周波の閾値を“１２”とすると、「かたまりＣ」の信頼度が“１２”であるため、閾値以上と判定される。また、低周波の閾値を“６”とすると、「かたまりＹ」の信頼度が“６”であるため、閾値以上と判定される。この場合、高周波の△判定の「かたまり」も低周波の△判定の「かたまり」も、信頼度が閾値以上の「かたまり」であるので、Ｓ８１５へ進む。また、例えば、高周波の閾値を“１４”とすると、「かたまりＣ」の信頼度が“１２”であるため、閾値以下と判定され、また、低周波の閾値を“６”とすると、「かたまりＹ」の信頼度が“６”であるため、閾値以上と判定される。この場合、低周波の△判定の「かたまり」が、信頼度が閾値以上の「かたまり」であるので、Ｓ８１５へ進む。

一方で、高周波の△判定の「かたまり」も低周波の△判定の「かたまり」も、信頼度が閾値以下と判定された場合には、Ｓ８１１へ進む。

Ｓ８１５では主被写体領域を特定できなかったと判断して本判定処理を終了する。

Ｓ８０６では「主かたまり」の「履歴」があるかの判定を行い、「履歴」があればＳ８１０へ進み、そうでなければＳ８１５へ進む。

なお、上述のＳ８０３では、高周波の○判定の「かたまり」の中から、「主かたまり」を選択する動作を説明した。これは、合焦位置（焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置）を求める際には高周波の焦点評価値を用いた方が、遠近競合が起こっている場合などでも、より精度が高い結果を得られるためである。

しかしながら、低周波の○判定の「かたまり」の中からも「主かたまり」を選択しても良い。この場合には、Ｓ８０４で高周波の「主かたまり」の信頼度と閾値、低周波の「主かたまり」の信頼度と閾値をそれぞれ比較し、いずれかが閾値以上であればＳ８０５に進み、いずれも閾値未満であればＳ８０６へ進む。ここで、閾値は焦点評価値の周波数ごとに異ならせてもよい。Ｓ８０５では、選択された「主かたまり」におけるピーク位置を取得する。

Ｓ８０７ではＳ８０５で算出したピーク位置を基準に「主かたまり」を構成する各ＡＦ枠が深度内に含まれているかの判定を行う。Ｓ８０８ではＳ８０７において、「主かたまり」のピーク位置、「主かたまり」を構成し、深度内と判定されたＡＦ枠の数と位置を「履歴」として記憶する。Ｓ８１０ではフォーカスレンズの現在位置が至近端かどうかの判定を行い、至近端であればＳ８１１へ進み、そうでなければＳ８１２へ進む。Ｓ８１１では主被写体領域が特定できたと判断する。Ｓ８１３では「履歴」に記憶されている「主かたまり」を主被写体領域と判断し選択して、本判定処理を終了する。ここで、高周波の「主かたまり」と低周波の「主かたまり」が、両方選択されている場合には、Ｓ８１３では、高周波の「主かたまり」を構成する各ＡＦ枠を主被写体領域に設定する。これは、合焦位置（焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置）を求める際には高周波の焦点評価値を用いた方が、遠近競合が起こっている場合などでも、より精度が高い結果を得られるためである。

図１２は図２におけるＳ２０６の撮影処理を説明するフローチャートである。

まずＳ１２０１ではＡＥ処理部１０３で本露光用のＡＥ処理を行う。Ｓ１２０２ではＣＰＵ１１５は撮影スイッチＳＷ２の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を判定し、ＳＷ２の状態がＯＮならばＳ１２０３へ進むが、ＯＦＦ状態の場合にはＳ１２０４へ進む。Ｓ１２０４では撮影準備を指示するＳＷ１の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を判定し、ＳＷ１の状態がＯＮ（オン）状態ならＳ１２０２へ進み、ＯＦＦ（オフ）状態の場合には本処理を終了する。Ｓ１２０３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１３は図１２におけるＳ１２０３の本露光処理を説明するフローチャートである。

まずＳ１３０１における撮像素子１０８の露光後に、Ｓ１３０２では撮像素子１０８に蓄積されたデータを読み出す。Ｓ１３０３ではＡ／Ｄ変換部１０９で撮像素子１０８から読み出したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ｓ１３０４では画像処理部１１０で、Ａ／Ｄ変換部１０９から出力されるデジタル信号に対して各種画像処理を施す。

Ｓ１３０５ではＳ２６０４で処理した画像をＣＰＵ１１５の制御下でＪＰＥＧなどのフォーマットにしたがって圧縮する。Ｓ１３０６ではＳ１３０５で圧縮したデータを画像記録部１１４に送り、記録させるようにＣＰＵ１１５が制御を行う。

上述のように、高周波帯域と低周波帯域で別々に、ＡＦ枠における合焦判定結果が同じブロックを「かたまり」としてグルーピングし、信頼度の高い「主かたまり」を見つけ、主被写体領域を特定することで、所望の被写体にピントを合わせることができる。

なお、上述の実施形態では、焦点調節を含む撮影準備の指示を受信した後に、合焦すべき被写体領域を特定する動作を説明した。しかしながら、ユーザーからの焦点調節を含む撮影準備の指示を受ける前に、合焦すべき被写体領域を特定しておいてもよい（図３のフロー）。そして、撮影準備の指示を受けると、図３のフローの動作による結果に基づいて、フォーカスレンズ１０４の移動を制御して合焦すべき被写体領域に合焦させるようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

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
１１３ ＤＲＡＭ
１１５ システム制御部
１１６ ＶＲＡＭ
１１７ 操作表示部
１１８ 操作部

Claims (13)

1. フォーカスレンズを移動させて画像信号から焦点評価値を取得する動作を行い、該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自動合焦装置であって、
   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、
   前記複数の焦点検出領域における画像信号に基づいて、それぞれ異なる特定の周波数帯域の信号を抽出し、各焦点検出領域の前記異なる特定の周波数帯域ごとの前記焦点評価値を取得する取得手段と、
   前記複数の焦点検出領域の特定の周波数帯域ごとの焦点評価値に基づいて、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置するか否かを判定し、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置すると判定されなかった場合に前記焦点評価値を取得する動作を停止するように制御する制御手段とを有することを特徴とする自動合焦装置。
2. 前記判定を、前記焦点評価値を取得するたびに行うことを特徴とする請求項１に記載の自動合焦装置。
3. 前記制御手段は、特定の周波数帯域ごとの焦点評価値の分布形状に基づいて、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置するか否かを特定の周波数帯域ごとにそれぞれ判定することを特徴とする請求項１または２に記載の自動合焦装置。
4. ユーザーからの焦点調節を含む撮影準備の指示を受ける受信手段を更に有し、
   前記設定手段によって設定された複数の焦点検出領域に対応する画像信号に基づく焦点評価値を取得する動作を行って、前記設定手段によって設定された複数の焦点検出領域の中から、前記フォーカスレンズの合焦位置を得ることができた前記焦点検出領域をグルーピングし、前記グルーピング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３のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
5. 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が所定深度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画面内のいずれかの方向に隣接している状態の領域をグルーピングし、前記グルーピングされた領域の、大きさ、および画面内での位置の少なくともいずれかに基づいて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請求項４に記載の自動合焦装置。
6. 前記合焦すべき被写体領域を特定する際、大きさ、画面内での位置という情報を信頼度に置き換えて、前記信頼度を前記グルーピングされた領域ごとに算出することで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５に記載の自動合焦装置。
7. 前記信頼度が最大のグルーピングされた領域を合焦すべき被写体領域とすることを特徴とする請求項６に記載の自動合焦装置。
8. 前記信頼度を算出するため、前記設定手段によって設定された複数の焦点検出領域に信頼度の算出に用いる数値を割り当てた信頼度テーブルを記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項６または７に記載の自動合焦装置。
9. 前記信頼度テーブルは、前記設定手段によって設定された複数の焦点検出領域に対応した重みづけを有することを特徴とする請求項８に記載の自動合焦装置。
10. 前記信頼度テーブルは、前記設定手段によって設定された複数の焦点検出領域において、その領域が画面中央に近いほど重みづけが大きいことを特徴とする請求項９に記載の自動合焦装置。
11. 前記信頼度テーブルは、前記取得手段により抽出される特定の周波数帯域の信号ごとに異なることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
12. 前記設定手段により設定される複数の焦点検出領域は、前記取得手段により抽出される特定の周波数帯域の信号ごとに大きさが異なることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の自動合焦装置。
13. フォーカスレンズを移動させて画像信号から焦点評価値を取得する動作を行い、該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自動合焦装置の制御方法であって、
    撮影画面における複数の焦点検出領域を設定する設定ステップと、
    前記複数の焦点検出領域における画像信号に基づいて、それぞれ異なる特定の周波数帯域の信号を抽出し、各焦点検出領域の前記異なる特定の周波数帯域ごとの前記焦点評価値を取得する取得ステップと、
    前記複数の焦点検出領域の特定の周波数帯域ごとの焦点評価値に基づいて、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置するか否かを判定し、前記焦点評価値を取得する動作をした範囲外に被写体が位置すると判定されなかった場合に前記焦点評価値を取得する動作を停止するように制御する制御ステップとを有することを特徴とする制御方法。

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