JP6825203B2 - 結像制御装置およびカメラ - Google Patents
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Description
この技術では、当初の追尾対象と異なる追尾対象が選ばれた場合に、焦点調節状態が大きく変化するおそれがあった。
本発明の第2の態様によるカメラは、第1の態様による結像制御装置を備える。
<AF動作の概要>
はじめに、図1を参照して本実施形態によるAF(自動焦点調節)動作の概要を説明する。図1は、カメラ300において撮影画面50内に設定されるフォーカスエリアaを例示する図である。図1において、撮影画面50の略全域にわたって100点のフォーカスエリアa(焦点検出エリア、測距点、オートフォーカス(AF)ポイントとも称される)が設けられている。
なお、撮影画面50においてフォーカスエリアaが配される位置および数は、図1に例示した態様に限定されるものではない。
以上説明したカメラ300の機能は、図3〜図7を参照して後述するフローチャートで表した処理手順を実行することによって実現される。
上述したAF動作を行うカメラ300について、さらに詳細に説明する。図2は、カメラ300の要部を説明するブロック図である。図2において、カメラ300は、カメラボディ100と、交換レンズ200とによって構成される。交換レンズ200は、カメラボディ100の不図示のマウント部に対して着脱可能である。
なお、十字スイッチの代わりにタッチパネルスイッチによって、エリア選択スイッチを構成しても構わない。
カメラ制御部18がAF動作時に実行する処理の流れについて、図3〜図7に例示するフローチャートを参照して説明する。
<AFメイン処理>
カメラ制御部18は、上述したように選択エリア51を設定すると、図3による処理を起動させる。図3のステップS101において、カメラ制御部18は、上記レリーズボタンの半押し操作に連動する不図示の半押しスイッチSW1がオンしたか否かを判定する。カメラ制御部18は、半押しスイッチSW1のオンを検知した場合にステップS101を肯定判定してステップS102へ進み、半押しスイッチSW1のオンを検知しない場合には、ステップS101を否定判定して当該判定処理を繰り返す。
なお、レンズ駆動量演算部12は、追尾対象の被写体が動いている場合は、合焦位置を予測して駆動量Δdを求めてもよい。その際、追尾対象が顔である場合は、その動きが、人が動ける速度に見合うかどうかを判定しながら、合焦位置の予測値を算出してもよい。
図4は、追尾制御初期処理の流れを説明するフローチャートである。図4のステップS201において、カメラ制御部18は、選択エリア51の位置情報(撮影画面50のどこに設定されているかを示す情報)を取得してステップS202へ進む。
カメラ制御部18は、図2のファインダースクリーン3に重ねて設けられた不図示の液晶表示素子により、選択エリア51の設定位置、大きさを示すマーク、フォーカスエリアaを示すマークとともに、顔領域52を表示させるようにしてもよい。
また、顔検出処理は、ステップS201の前に行うようにしてもよい。
ここで、顔領域52が選択エリア51の内側にすっぽり収まらなくても、顔領域52と選択エリア51との間で同じフォーカスエリアaを含んでいれば、ステップS203を肯定判定する。
図5は、顔追尾処理の流れを説明するフローチャートである。図5の処理は、ステップS102を肯定判定している場合に行われる。図5のステップS301において、カメラ制御部18(被写体追尾演算部19)は、被写体領域1が顔に基づいているか否かを判定する。被写体追尾演算部19は、顔をもとに被写体領域1を設定した場合に、ステップS301を肯定判定して図5による処理を終了する。被写体追尾演算部19は、顔をもとに被写体領域1を設定していない場合には、ステップS301を否定判定してステップS302へ進む。
図6は、追尾演算処理の流れを説明するフローチャートである。図6の追尾演算処理は、図5の顔追尾処理後に、第1テンプレート画像および第2テンプレート画像の2つを用いてそれぞれ行う。図6のステップS401において、カメラ制御部18(被写体追尾演算部19)は、測光センサ16から出力された次フレームの画像信号において、上記探索領域1(または探索領域2)にターゲット画像を設定し、各画素位置において、第1テンプレート画像(または第2テンプレート画像)とターゲット画像との間で色相の差分演算を行う。ターゲット画像は、第1テンプレート画像のサイズと同サイズの探索領域1内の画像、または、第2テンプレート画像のサイズと同サイズの探索領域2内の画像、である。
なお、本実施形態では、テンプレート画像の更新を無条件に行う場合を例示しているが、追尾対象とする特定の被写体の動きの大きさによって上記差分演算値が変わる場合や、被写体の倍率が変わる場合があるので、所定の条件に合致した場合においてテンプレート画像の更新を行うようにしてもよい。
図7は、採用エリア判定処理の流れを説明するフローチャートである。図7のステップS501において、カメラ制御部18(フォーカスエリア位置決定部11)は、被写体領域2が存在するか否かを判定する。被写体領域2が存在する場合は、顔が検出されており、かつ、顔が選択エリア51の周囲にある場合である。フォーカスエリア位置決定部11は、被写体領域2が存在する場合にステップS501を肯定判定してステップS502へ進み、被写体領域2が存在しない場合にはステップS501を否定判定してステップS507へ進む。
なお、各被写体領域においてそれぞれ含まれる複数のフォーカスエリアaに基づく複数のデフォーカス量を求め、複数のデフォーカス量による全体の分布の差を求めるようにしてもよい。
なお、判定条件は、ステップS502で算出したデフォーカス量の差だけでなく、デフォーカス量の差と、被写体領域1の周囲に被写体領域2が存在する頻度等を重みづけした判定条件としてもよい。
ただし、被写体領域2に含まれるフォーカスエリアaの全てにおいて、(1)デフォーカス量が算出できなかった場合、または、(2)算出したデフォーカス量の値が適切でない場合は、採用フォーカスエリアはなしとする。
ただし、被写体領域1に含まれるフォーカスエリアaの全てにおいて、(1)デフォーカス量が算出できなかった場合、または、(2)算出したデフォーカス量の値が適切でない場合は、採用フォーカスエリアはなしとする。
(1)カメラ300の焦点検出装置は、画像を繰り返し取得する測光センサ16によって時系列に取得される画像から、第1被写体の位置を追尾する被写体追尾演算部19と、画像から、第2被写体の位置を追尾する被写体追尾演算部19と、画面内に設けられた複数のフォーカスエリアaに対してそれぞれ瞳分割位相差方式でデフォーカス量を検出するデフォーカス量演算部10と、第1被写体の位置に対応するフォーカスエリアaでデフォーカス量演算部10が検出した第1のデフォーカス量と、第2被写体の位置に対応するフォーカスエリアaでデフォーカス量演算部10が検出した第2のデフォーカス量との差に基づいて、焦点調節に用いるフォーカスエリアaを決めるフォーカスエリア位置決定部11とを備える。これにより、2つの被写体(第1被写体、第2被写体)をそれぞれ追尾した2つの被写体の位置の双方にフォーカスエリアaが存在する場合に、適切に焦点検出位置を選べるから、焦点調節を適切に行い得る。例えば、2つのデフォーカス量が同じといえるほどに上記の差が小さい場合には、2つの被写体(第1被写体、第2被写体)の位置からどちらの位置を選んでも、焦点調節状態が大きく変化することがない。
一般に、顔検出は、顔の向きによって検出困難になるが、顔の色情報を用いて行う追尾処理は、顔の向きに影響を受け難い。顔(第2被写体)を追尾対象としたことで、例えば顔の向きを変えながら移動する人物を適切に追尾し、その顔にピント合わせを行い得る。
(変形例1)
上述した説明では、図1の撮影画面50内の選択エリア51の外側で、選択エリア51の上側に人物の顔などの特定の被写体(第2被写体)が存在する場合において、選択エリア51内の特定の被写体(第1被写体)に相当する第1テンプレート画像と、上記第2被写体に相当する第2テンプレート画像とを用いて追尾処理を行う例を説明した。人物の顔の位置は、選択エリア51の上側に限らず、右側、左側、あるいは下側であってもよく、撮影画面50の中で選択エリア51の周囲にあればよい。
以上の説明では、撮像素子6と別に位相差AF検出部8を備えるレンズ交換式の一眼レフカメラを例に説明した。この代わりに、撮像素子6においてフォーカスエリアaに対応する位置に位相差検出用の画素(焦点検出用画素とも呼ばれる)を設け、位相差検出用の画素から読み出されるAF用検知信号に基づいてデフォーカス量演算を行うように構成してもよい。撮像用の画素とともに位相差検出用の画素を有する撮像素子を用いることで、クイックリターンミラーを備えていないミラーレス一眼カメラや、ビデオカメラなどの撮像機器でも、本実施形態と同様の作用効果が得られる。
1b…フォーカスレンズ
6…撮像素子
8…位相差AF検出部
9…AF−CCD制御部
10…デフォーカス演算部
11…フォーカスエリア位置決定部
12…レンズ駆動量演算部
13…レンズ駆動制御部
16…測光センサ
18…カメラ制御部
19…被写体追尾演算部
51…選択エリア
100…カメラボディ
200…交換レンズ
300…カメラ
a…フォーカスエリア
Claims (6)
- 光学系を透過した被写体の像を撮像した画像を繰り返し取得する画像取得部によって時系列に取得される前記画像から、追尾する第1の追尾対象を選択する選択部と、
前記第1の追尾対象が顔を含むと、前記画像において前記第1の追尾対象を追尾し、前記第1の追尾対象が顔を含まないと、前記画像から第2の追尾対象としての顔を検出し、前記第1の追尾対象と前記第2の追尾対象とを追尾する追尾部と、
前記画像における複数の位置で、それぞれ結像状態を検出する検出部と、
前記追尾部で追尾する前記第1の追尾対象が存在する位置に対応する前記検出部が検出した第1の結像状態と、前記第2の追尾対象が存在する位置に対応する前記検出部が検出した第2の結像状態との差に基づいて、前記光学系による像の結像状態を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記追尾部で前記第1の追尾対象及び前記第2の追尾対象を追尾すると、前記第1の結像状態と前記第2の結像状態との差が、第1の追尾対象が前記顔と同じ人物のものとみなせる所定の判定閾値以下の場合に、前記顔にピント合わせを行うように前記第2の結像状態を前記制御に用いる結像制御装置。 - 請求項1に記載の結像制御装置において、
前記第1の追尾対象及び前記第2の追尾対象は、前記画像の一部分の画像であり、
前記制御部は、前記光学系を移動させることで前記光学系による像の結像状態の制御をする、結像制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の結像制御装置において、
前記制御部は、前記追尾部で前記第1の追尾対象及び前記第2の追尾対象を追尾すると、前記第1の結像状態と前記第2の結像状態との差が前記所定の判定閾値以下で、前記第2の結像状態が示す被写体の位置が、前記第1の結像状態が示す被写体の位置よりも至近側にある場合に、前記第2の結像状態を前記制御に用い、
前記第2の結像状態が示す被写体の位置が、前記第1の結像状態が示す被写体の位置よりも至近側にない場合に、前記第1の結像状態を前記制御に用いる、結像制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の結像制御装置において、
前記制御部は、前記追尾部で前記第1の追尾対象及び前記第2の追尾対象を追尾すると、前記第1の結像状態と前記第2の結像状態との差が前記所定の判定閾値以下で、前記第2の追尾対象のコントラストが、前記第1の追尾対象のコントラストよりも高い場合に、前記第2の結像状態を前記制御に用い、
前記第2の追尾対象のコントラストが、前記第1の追尾対象のコントラストよりも高くない場合に、前記第1の結像状態を前記制御に用いる、結像制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の結像制御装置において、
前記制御部は、前記第1の結像状態と前記第2の結像状態との差が前記所定の判定閾値を超える場合に、前記第1の結像状態を前記制御に用いる、結像制御装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の結像制御装置を備えるカメラ。
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