JPH11142725A - カメラ装置およびオートフォーカス制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラの視野内でオートフォーカス領域（Ａ
Ｆ領域）を自動的に決定し、当該ＡＦ領域を対象にオー
トフォーカス動作を行ない得るオートフォーカス制御機
能を有するカメラ装置およびオートフォーカス制御方法
の提供。 【解決手段】 （ａ）に示す背景２，３をカメラの視野
におく場合、（ｂ）に示すように視野内に新たに被写体
１が入ると、コントラストが変化するのでＡＦ検波信号
が変動する。（ｂ）の場合のＡＦ検出信号（積分値）か
ら（ａ）の場合のＡＦ検出信号（積分値）を引いて差Δ
Ｐを求め、ρ１≦Ｐ≦ρ２のとき被写体１の属する領域
を図（ｃ）に示すようにＡＦ領域６２とし、ＡＦ制御信
号を生成してオートフォーカス動作を行ない、焦点を合
せる。これにより（ｄ）に示すように被写体１に焦点の
あった画像が得られる。なお、画面の領域をｎ分割して
被写体の属するＡＦ領域を決定することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラ装置に関し、
特に、撮像時のオートフォーカス制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】［オートフォーカス機能］撮像の際、焦
点を自動的に合せるオートフォーカス機能を備えた光学
カメラ装置が普及している。オートフォーカス方式で
は、合焦の有無を観測してレンズとフィルム表面との距
離を自動的に前後させて調節し、合焦させている。この
場合、撮像の中心となる被写体がオートフォーカス領域
（ファインダーや液晶ディスプレイの中央部分に表示さ
れる枠内等に対応する領域）に含まれるように撮像者が
カメラのアングルを調整し、オートフォーカス動作を続
行させる。

【０００３】図１３はオートフォーカス制御の原理説明
図である。図１３で、被写体１とレンズ１０１との距離
をＡ、レンズ１０１とＣＣＤ１２１表面との距離をＢ、
レンズの焦点距離をＦとすると、１／Ａ＋１／Ｂ＝１／
Ｆが成立する。ここで、レンズ１０１を±ΔＸ（ΔＸ＜
Ｂ＜＜Ａ）移動させると、 １／（Ａ−ΔＸ）＋１／（Ｂ＋ΔＸ）＝１／Ｆ また
は、 １／（Ａ＋ΔＸ）＋１／（Ｂ−ΔＸ）＝１／Ｆ となるが、Ｂ＜＜Ａであるから左辺第１項の１／（Ａ＋
ΔＸ）≒１／Ａとみなし得るので、１／Ａ＋１／（Ｂ±
ΔＸ）＝１／Ｆが成立する。

【０００４】ここで、レンズ１０１とＣＣＤ１２１の新
たな距離Ｂ’＝Ｂ±ΔＸにおける被写体の合焦状態を検
出して、ピントの合否を判定して、その結果によりレン
ズの移動距離ΔＸを算出して、レンズ１０１の移動制御
を行なうことにより、オートフォーカス（自動合焦）を
行なうことができる。

【０００５】［セルフタイマー機能］また、撮像の際、
撮像者自身が被写体となる場合等にカメラ装置に撮像指
示猶予時間を設定し、撮像指示（シャッターの押し下げ
等）の後、設定時間を経過すると自動的に撮像を行なう
自動撮像補助機能（いわゆる、セルフタイマー機能）を
有するカメラ装置が普及している。図１４はセルフタイ
マー撮像時の説明図であり、撮像者８１はカメラ８２の
タイマーを設定後、シャッターを押して背景８３の前に
移動して自ら被写体となる。タイマーが設定時間を経過
すると撮像がなされる。

【０００６】更に、セルフタイマー撮像時にオートフォ
ーカス制御により合焦させ、撮像を可能としたカメラ装
置がある。この場合のオートフォーカス動作および撮像
方法として、従来技術では、主なものとして、 シャッターを押した時点で、ある距離に焦点を決め
ておき設定時間後に撮像する方法、 オートフォーカスの参考にする画面上の領域（以
下、ＡＦ領域）を画面中央附近に限定してオートフォー
カス動作を行なわせ、焦点を得る方法、 シャッター押し下げ後、オートフォーカス動作を継
続し、設定時間が到来した時点の焦点で撮像する方法、 が知られている。

【０００７】［置きピンモード］また、例えば、サーキ
ットでの競走車の撮像や高速道路での速度違反車の撮像
のように、一定の位置にカメラを固定し、道路のある位
置にピントを合せておいてそこを通過した車を撮影する
場合や、動物観察の際に動物の通る獣道にピントを合わ
せてそこを通る動物を撮影する場合のように、予め、一
定の距離にピントを合せておき、そこに位置したものを
被写体として自動的に撮像する置きピンモード（補助機
能）を有するカメラ装置がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述
の、セルフタイマー撮像時にオートフォーカス制御によ
り合焦させ、撮像を可能とするカメラ装置は、前記の
の方法では、予め距離を決めてしまうのでオートフォー
カスによる良好な合焦精度が得られないという欠点があ
り、の方法では、オートフォーカスの対象を画面中央
に限定してしまうので、被写体が画面中央になければな
らないために、撮像時の構図の自由度が少ないという欠
点があり、の方法では、画面上のどこに焦点が合うか
を予測できないので焦点が被写体、から外れる可能性が
あるという欠点、例えば、コントラストの強いところを
オートフォーカス領域とするコントラストオートフォー
カス法によってオートフォーカスを行なう場合を例にす
ると、背景が高周波成分の多い被写体の場合には背景が
オートフォーカス対象領域と看做され焦点が背景に合わ
されるようにオートフォーカス動作がなされるので、被
写体である撮像者に焦点が合わなくなるといった欠点、
があった。

【０００９】また、置きピンモードを備えたカメラ装置
では、一定の位置に焦点が固定されているので、その近
くを被写体が通過した場合に撮像が行なわれなかった
り、撮像が行なわれてもピンボケした画像しか得られな
い場合があるという欠点があった。

【００１０】また、上述以外のケースで、オートフォー
カス機能を有するカメラ装置で、例えば、庭で遊んでい
る小犬をとる場合に撮像者が所望の背景内に小犬が入っ
た場合をシャッターチャンスとして狙っていても、何時
小犬が背景内に入るかは予測できず、小犬が背景内には
いった時点でカメラを構えてシャッターを押そうとして
もオートフォーカス動作を行なっている間に小犬が動い
て背景外に出てしまえばシャッターチャンスを失うとい
う問題点があった。

【００１１】本発明は、上記欠点および問題点に鑑みて
なされたものであり、カメラの視野内でオートフォーカ
ス領域を自動的に決定し、当該オートフォーカス領域を
対象にオートフォーカス動作を行ない得るオートフォー
カス制御機能を有するカメラ装置およびオートフォーカ
ス制御方法の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明のオートフォーカス制御方法は、オー
トフォーカス機構を備えると共に、撮像素子で取込んだ
画像を所望のタイミングで撮像／記録可能なカメラ装置
において、今回の１フレーム分の画像信号成分の積分値
と前回の１フレーム分の画像信号成分の差の大きさから
オートフォーカス対象領域を決定する工程と、該オート
フォーカス対象領域を基にオートフォーカス機構制御信
号を生成する工程を有することを特徴とする。

【００１３】また、上記第１の発明のオートフォーカス
制御方法において、画像信号成分がコントラストオート
フォーカス用高周波成分、輝度成分、ホワイトバランス
成分、各色成分のうちのいずれかであり、オートフォー
カス対象領域を決定する工程が、それら成分のいずれか
１つの積分値の今回と前回の値の差の大きさ、またはそ
れら成分のすくなくとも２つの積分値の今回と前回の値
の差の大きさからオートフォーカス対象領域を決定する
工程であることを特徴とする。

【００１４】さらに、上記各発明のオートフォーカス制
御方法において、オートフォーカス対象領域を決定する
工程を、ｎ分割された１フレーム分の領域中で、今回の
１フレーム分の画像信号成分の積分値と前回の１フレー
ム分の画像信号成分の差が最大の領域をオートフォーカ
ス対象領域として決定する工程としてもよい。

【００１５】また、第１の発明のオートフォーカス制御
方法において、オートフォーカス対象領域を決定する工
程の後段に、該オートフォーカス対象領域を表示する工
程と、該オートフォーカス対象領域を他の領域に変更或
いはキャンセル可能な工程を備えるようにしてもよい。

【００１６】また、第１の発明のオートフォーカス制御
方法において、前記オートフォーカス対象領域を決定す
る工程の後段に、前記決定されたオートフォーカス対象
領域を告知する工程を備えるようにしてもよい。

【００１７】また、第２の発明のカメラ装置は、オート
フォーカス機構を備えると共に、撮像素子で取込んだ画
像を所望のタイミングで撮像／記録可能なカメラ装置で
あって、今回の１フレーム分の画像信号成分の積分値と
前回の１フレーム分の画像信号成分の差の大きさからオ
ートフォーカス対象領域を決定するＡＦ領域決定手段
と、該オートフォーカス対象領域を基にオートフォーカ
ス機構制御信号を生成するＡＦ制御信号生成手段を有す
ることを特徴とする。

【００１８】また、上記カメラ装置において、さらに表
示装置を備え、該表示装置に決定されたオートフォーカ
ス対象領域を表示するＡＦ領域表示手段と、該オートフ
ォーカス対象領域を他の領域に変更或いはキャンセル可
能なＡＦ領域変更手段をそなえるようにしてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明はオートフォーカス機能を
有するカメラ装置に適用可能である。以下、カメラ装置
としてオートフォーカス機能を有するデジタルカメラを
実施例として説明するが、本発明はその他のカメラ装
置、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子からの画像信号を処理
して成分信号を撮り出す回路構成を有するカメラ装置に
も同様に適用できる。また、本発明のカメラ装置はセル
フタイマー機能および置きピンモード設定が可能なカメ
ラ装置に適用できる。

【００２０】［回路構成例］図１は、本発明を適用した
撮像装置の一実施例としてのデジタルカメラの回路構成
例を示すブロック図であり、図１（ａ）で、デジタルカ
メラ１００は、光学系１０、信号変換部１２、信号処理
部１３、ＤＲＡＭ（ダイナミックメモリー）１４、制御
部２０、操作部３０、表示部４０、ＯＳＤデータ用ＲＯ
Ｍ４５、記録部５０および電源９０を有している。ま
た、図示しないが、デジタルカメラ１００はセルフタイ
マー機構および置きピンモード設定機構を有している。

【００２１】光学系１０は撮像レンズ１０１，光量検出
部を有する自動絞り機構１０２およびオートフォーカス
１０３を有し、撮像レンズ１０１を介して集光された被
写体像の光束を後段のＣＣＤ１２１上に結像させる。

【００２２】信号変換部１２は、ＣＣＤ１２１，ＣＣＤ
駆動用タイミング信号生成回路（ＴＧ）１２２，ＣＣＤ
駆動用垂直ドライバ１２３，自動利得制御回路（ＡＧ
Ｃ）１２４およびＡ／Ｄ変換器１２５を含み、前段の光
学系１０を介してＣＣＤ１２１に結像した画像を電気信
号に変換し、デジタルデータ（以下、画像データ）に変
換して一定の周期で１フレーム分出力する。

【００２３】信号処理部１３は、カラープロセス回路お
よびＤＭＡコントローラを有し、信号変換部１２からの
出力をカラープロセス処理して、デジタルの輝度、色差
マルチプレクス信号（ＹＵＶデータ）とし、ＹＵＶデー
タをＤＲＡＭ１４の指定領域にＤＭＡ（ダイレクトメモ
リーアクセス）転送し、展開すると共に、オートフォー
カス領域を検出するためのオートフォーカス用信号等を
出力する。また、信号処理部１３は記録保存の際にＤＲ
ＡＭ１４に書込まれているＹＵＶデータを読み出してＪ
ＰＥＧ圧縮処理を施す。また、再生モード下で記録部５
０を介して取り込まれた記録媒体（メモリーカード）５
１に保存記録されていた画像データに伸張処理を施して
ＹＵＶデータを再生する。

【００２４】制御部２０は図１（ｂ）に示すように、Ｃ
ＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３およびタイマー２４
を有している。なお、ＲＡＭ２２を設けることなくＲＡ
Ｍ２２の代りとしてＤＲＡＭ１４に割当てられた領域を
用いるようにしてもよい。

【００２５】ＣＰＵ２１は、上述の各回路および図示し
ない電源切換えスイッチ等にバスラインを介して接続
し、ＲＯＭ２３に格納されている制御プログラムにより
デジタルカメラ１００全体の制御を行なうと共に、操作
部３０からの状態信号に対応してデジタルカメラの各機
能の実行制御、例えば、ＲＯＭ２３内に格納された各処
理手段の実行によるデジタルカメラ１００の各機能実現
のための制御、を行なう。

【００２６】ＲＡＭ２２はデータ或いは処理結果の一時
記憶および中間作業領域等に用いられる。ＲＯＭ２３は
上述の制御プログラムとデジタルカメラ１００の各機能
（モード）を実行させるためのプログラムを記録する記
録媒体であり、ＰＲＯＭ、ＦＲＯＭ（フラッシュＲＯ
Ｍ）等が用いられる。なお、これらプログラムをＲＯＭ
２３以外のリムーバブルな記録媒体（例えば、フラッシ
ュメモリー）に格納するように構成することもできる。

【００２７】操作部３０は、処理モード切換えスイッ
チ、機能選択用ボタン、メインスイッチ、シャッターボ
タン３７、出力用ボタンおよび記録／再生モード切換え
スイッチ等のスイッチやボタンを構成部分とし、これら
のスイッチ或いはボタンが操作されると状態信号がＣＰ
Ｕ２１に送出される。なお、操作部３０にセルフタイマ
ー設定用のロータリースイッチ或いはプッシュカウンタ
ーボタンを設け、セルフタイマーモード時にタイマーを
設定するようにすることができる。また、置きピンモー
ド設定用の機能ボタンを割当てることもできる。

【００２８】表示部４０は液晶ディスプレイ装置等の表
示装置から構成されており、撮像時に画面４１に被写体
画像が表示されるので、画面４１をファインダとして用
いることができる。また、再生モード時には再生画像を
表示できる。なお、表示部４０を音声発生装置で構成し
てもよい。

【００２９】ＲＯＭ４５には、ファインダ４１に表示す
るＯＳＤ（0n Screen Display;挿入表示）用の記号や、
図形および文字等の情報（例えば、ＡＦ領域を示す領域
表示枠や領域を意味するアイコン等）が記録されてい
る。

【００３０】記録部５０は記録媒体を収容しＣＰＵ２１
の制御により記録媒体５１上に信号処理部１３からの画
像データを記録する。

【００３１】＜オートフォーカス機構＞図２は光学系１
０に設けられたオートフォーカス機構１０３の構成例を
示すブロック図であり、オートフォーカス機構１０３
は、レンズ駆動信号によって駆動され、レンズ１０１を
前後に移動させるレンズ駆動部（例えば、ステップモー
タ）１０３１と、制御部２０からのＡＦ制御信号により
レンズ駆動信号をレンズ駆動部１０３１に与えるレンズ
駆動制御部１０３２を有している。そして、オートフォ
ーカス機構１０３はレンズ１０１の移動距離ΣΔＸと画
角情報を制御部２０に与え、制御部２０からＡＦ制御信
号を受け取る。

【００３２】［オートフォーカス動作］デジタルカメラ
１００はオートフォーカス用信号（以下、ＡＦ検波信
号）の変動を検出すると、その変動が液晶ディスプレイ
の分割領域のどの位置で生じたかを判定し、（液晶ディ
スプレイ内に輝点等或いはカーソル枠等で囲んで示され
る）部分の像に対し、オートフォーカス制御によりピン
ト合せを行なう。

【００３３】ここで、オートフォーカス領域検出回路
（本実施例では信号処理部１３のカラープロセス回路が
相当する）１３１で、ＣＣＤ１２１で電気信号に変換さ
れた被写体の画像信号からＡＦ検波信号を検出して制御
部２０の入力信号とする。制御部２０はＡＦ領域検出手
段１１０に基づいて被写体の変動を判定し、合焦に必要
なレンズ１０１の移動距離ΔＸを算出し、レンズ１０１
を距離ΔＸだけ移動させるためのＡＦ制御信号をレンズ
駆動制御部１０３２に送出する。レンズ駆動制御部１０
３２は、制御部２０からのＡＦ制御信号を基にレンズ駆
動信号をレンズ駆動部１０３１に与え、レンズ１０１を
移動させて合焦動作を行なう。この結果はＣＣＤ１２
１，カラープロセス回路１３１を介して制御部２０にフ
ィードバックされ、ＡＦ検波信号の変動が最大の部分に
追従して焦点合せが行なわれる。

【００３４】［オートフォーカス領域（ＡＦ領域）の検
出］本実施例では、ＡＦ検波信号を信号処理部１３のカ
ラープロセス回路で検出し、制御部２０で検出したＡＦ
検波信号を処理してＡＦ領域を検出する。

【００３５】（１） ＡＦ検波信号検出回路 図３は、信号処理部１３のカラープロセス回路の構成例
を示すブロック図であり、カラープロセス回路１３１
は、Ｒ（赤）成分積分器１３１１，Ｇ（緑）成分積分器
１３１２，Ｂ（青）成分積分器１３１３，ＡＥ（オート
アイリス）用積分器１３１４，ＡＦ用フィルタ１３１
５，各種カウンタ１３１６，ＡＷＢ回路１３１７，およ
び信号合成回路１３１８を有している。

【００３６】ＣＣＤ１２１で光電変換された画像信号
は、信号変換部１２のＡ／Ｄ変換器１２５でＡ／Ｄ変換
されカラープロセス回路１３１に入力される。カラープ
ロセス回路１３１では、入力信号に対しオートアイリス
（ＡＥ）用信号，オートホワイトバランス（ＡＷＢ）用
信号，オートフォーカス（ＡＦ）用信号，およびＹ，Ｃ
ｂ，Ｃｒ信号の生成処理等を行なう。

【００３７】ここで、ＡＥ用積分器１３１４では入力信
号を積分してその積分値ｄを出力し、ＡＦ用フィルタ１
３１５では入力信号からコントラストオートフォーカス
用高周波を検出するため、入力信号に対しハイパスフィ
ルタ（ＨＰＦ）をかけた後にその出力の積分値ｅを出力
し、ＡＷＢ回路１３１７ではＲ成分積分器１３１１，Ｇ
成分積分器１３１２およびＢ成分積分器１３１３によっ
て積分された各成分の積分値を出力する。これら出力は
制御部２０に入力され、制御部２０はこれらの信号を基
に信号変換部１２のＡＧＣに与えるゲインや、シャッタ
ースピードや、レンズ１０１を制御する制御信号を出力
する。

【００３８】ここで、図３に示すように更にカラープロ
セス回路１３１にカウンタ群１３１６を設けて、分割画
面の領域毎に積分を得られるように構成してもよい。こ
の場合、カウンタ群１３１６は、ＡＥカウンタ，ＡＷＢ
カウンタ、ＡＦウインドウサイズ制御用カウンタからな
り、これらカウンタによって入力される画素をカウント
し、そのカウント値から画面の領域別に積分を行なえる
ように制御を行なう。

【００３９】また、これらカウンタ値と、ＡＥ積分値，
ＡＷＢ積分値，およびＡＦ用積分値等、またはこれらの
積分値等を組合せた制御を行なうことにより分割領域毎
にオートフォーカスの可否を監視してＡＦ領域を検出可
能にするようにしてもよい。

【００４０】（２） オートフォーカス領域検出手段
（ＡＦ領域検出手段） 制御部２０はＡＦ領域検出手段１１０に基づいてＡＦ用
フィルタ１３１５からの出力信号ｅを基にＡＦ領域の検
出を行なう。ＡＦ領域検出手段１１０は、ハードウエア
回路で構成することもできるが本実施例ではＡＦ領域検
出手段１１０をプログラムで構成している。なお、ＡＦ
領域検出手段１１０の各モジュールのうちあるモジュー
ルをハードウエア回路で、その他のモジュールをプログ
ラムで構成するようにしてもよい。

【００４１】また、ＡＦ領域検出手段１１０をプログラ
ムで構成した場合にはＡＦ領域検出手段１１０の各モジ
ュールはＲＯＭ２３またはダイナミックメモリー１４に
記録され、制御プログラムのコントロール下でＣＰＵ２
１により実行制御され、本実施例のＡＦ領域検出処理を
実現する。

【００４２】図４は、ＡＦ領域検出手段１１０の構成例
を示すブロック図であり、図５はＡＦ検波信号の分布例
を示す説明図であり、図６はオートフォーカス領域検出
の説明図である。図４で、ＡＦ領域検出手段１１０は、
基本的には、ＡＦ領域判定手段１１１とＡＦ制御信号生
成手段１１４で構成できるが、本実施例では図示のよう
にＡＦ領域表示手段１１２およびＡＦ領域変更手段１１
３を含むように構成している。ＡＦ領域判定手段１１１
は、図５（ｂ）に示すようなＡＦフィルタ１３１５から
のＡＦ検波信号の積分値を、図５（ａ）に示すような前
回の積分値と比較してその変動が所定範囲内で最も大き
い部分（１）をＡＦ領域として判定する。

【００４３】このため、ＲＡＭ２２（或いはＤＲＡＭ１
４のワークエリア）に前回のＡＦ検波信号の値（積分
値）を格納するバッファを設け、今回のＡＦ検波信号の
値（積分値）と前回のＡＦ検波信号（積分値）の値の差
をとってその値が所定値ρ１とρ２の範囲内にある部分
のうち最大の部分、すなわち、第１番目の部分の差をΔ
Ｐ１，・・，第ｎ番目の部分のＡＦ検波信号の値をΔＰ
ｎとするとき、０＜ρ１≦Ｐｉ≦ρ２のとき、その部分
を変動領域と判定し、この条件を満たす領域が複数ある
場合にはその最大値（ρ１≦ＭａｘＰｉ）≦ρ２；ｉ＝
１〜ｎ）をＡＦ領域とする。

【００４４】なお、上記構成では画面を１つの領域とし
たが、画面をｎ分割し、前述したようにカウンタ群１３
１６で分割領域毎のオートフォーカスの可否を監視して
ＡＦ領域を検出可能にした場合には、ＲＡＭ２２（或い
はＤＲＡＭ１４のワークエリア）に画面４１をｎ等分し
て得た前回のＡＦ検波信号の値を格納するｎ個のバッフ
ァを設け、それぞれの領域について今回のＡＦ検波信号
の値と前回のＡＦ検波信号の値の差をとってその値が所
定値ρ１とρ２の範囲内にあるとき、すなわち、第ｉ番
目の領域の今回のＡＦ検波信号の値をＰｉ，第ｉ番目の
領域の前回のＡＦ検波信号の値をＱｉ（ｉ＝１〜ｎ）と
するとき、０＜ρ１≦Ｐｉ−Ｑｉ≦ρ２の場合にその部
分を変動領域と判定し、この条件を満たす領域が複数あ
る場合にはそれらの最大値（ρ１≦Ｍａｘ（Ｐｉ−Ｑ
ｉ）≦ρ２）をＡＦ領域とするようにＡＦ領域判定手段
１１１を構成してもよい。

【００４５】また、上記説明で、図５（ａ）の分布図は
図６（ａ）に示すような背景２，３を含むカメラアング
ルで得られたＡＦ検波信号の積分値の分布図であり、背
景２，３の部分が凸状に示されている（図５では説明
上、同じ値ｙ２＝ｙ３とした）。また、図５（ｂ）の分
布図は図６（ｂ）に示すような背景２，３を含むカメラ
アングルに人物１が入った瞬間（所定時間内）のＡＦ検
波信号の分布図であり、人物１の部分が突出した凸状で
示されている（図５では説明上、ｙ１とした）。

【００４６】この場合、それぞれの部分のＡＦ検波信号
の今回と前回の値の差Δ１，Δ２，Δ３を求めると、人
物１のＡＦ検波信号の差Δ１＝ｙ１、背景２のＡＦ検波
信号の差Δ２≒０、背景３のＡＦ検波信号の差Δ３≒０
となるので、人物１の属する領域がＡＦ検波領域として
判定される。

【００４７】なお、上記説明では、説明上、オートフォ
ーカス用信号としてＡＦ検波信号を用い、ＡＦ領域判定
手段１１１がＡＦ検波信号の値に基づいてＡＦ領域を検
出する例について述べたが、オートフォーカス信号とし
て絞り制御のためのＡＥ積分値（輝度成分積分値）やＡ
ＷＢ成分積分値（若しくはＲ成分積分値，Ｇ成分積分
値，またはＢ成分積分値）等の色情報の変化に基づいて
ＡＦ領域を検出するようにＡＦ領域判定手段１１１を構
成してもよく、また、これら各信号の組合せによりＡＦ
領域を検出するようにＡＦ領域判定手段１１１を構成し
てもよい。

【００４８】例えば新たに被写体がカメラの視野内に入
ってくると、その領域について輝度やホワイトバランス
に変化が生じるし、室外で撮影を行なう場合に日差しに
よっては被写体が視野に入った瞬間にその領域について
入力画像の輝度値がそれまでの数フレームに比較して急
峻に減少することもある。また、背景に図６（ａ）のよ
うに木などがあると、入力画像に緑の成分（Ｇ成分）が
多くなるが、図６（ｂ）のように人物１が被写体として
入ると膚色や服装の色が加わるので各色成分のゲインに
変化が生じる。このような変化を上述の各信号で知るこ
とができるので積分値の比較等によりＡＦ領域の検出が
可能となる。

【００４９】ＡＦ領域表示手段１１２は、図６（ｃ）に
示した液晶ディスプレイのような表示装置または表示素
子からなるファインダーの画面上に、ＡＦ領域判定手段
１１１によって判定されたＡＦ領域を明示する。明示方
法として、例えば、液晶ディスプレイまたはファインダ
ーの画面上にカメラの視野内の画像（スルー画像）を表
示して得られたＡＦ領域を領域表示枠で囲んだり、反転
や強調表示等の差別表示によることができる。図６
（ｃ）はＡＦ領域表示手段１１２によるＡＦ領域表示例
であり、この場合は４分割されたファインダー６１上の
領域の左下の矩形部分６２（図６（ｂ）の人物１の顔の
部分が属する領域）が強調表示されている。なお、表示
部４０を音声発生装置で構成した場合には被写体に対し
て現在ＡＦ領域にあること等のメッセージ報知を行な
う。

【００５０】ＡＦ領域変更手段１１３は、差別表示され
たＡＦ領域が所望の被写体を含んでいない場合、すなわ
ち、カメラ装置による注目被写体（ＡＦ対象となってい
る被写体をいう、以下同じ）と使用者が撮像しようとし
た被写体（所望の被写体）とが異なっている場合に、使
用者の指示によりそのＡＦ領域をキャンセルする。な
お、画面上の領域をｎ分割している場合で、所望の被写
体が他の領域に属している場合には、使用者の指示によ
り最初のＡＦ領域をキャンセルして所望の被写体が属し
ている領域をＡＦ領域に変更できる。

【００５１】ＡＦ制御信号生成手段１１４は、ＡＦ領域
判定手段１１１で得たＡＦ領域に焦点を合せるべく、合
焦に必要なレンズ１０１の移動距離ΔＸを算出し、レン
ズ１０１を距離ΔＸだけ移動させるためのＡＦ制御信号
を生成してレンズ駆動制御部１０３２に送出する。

【００５２】図７は、画面をｎ分割した場合のＡＦ領域
検出手段１１０の基本的動作例を示すフローチャートで
あり、説明上、図６（ｃ）に示すように画面を４分割し
た場合について説明する。

【００５３】図６（ａ）に示すような視野を背景として
被写体を前に位置させて撮る場合、使用者がレンズを向
けると被写体がデジタルカメラ１００の視野内にないと
きのＡＦ検波信号の積分値は図５（ａ）のような分布を
なす。

【００５４】各領域毎に前回のＡＦ検波信号と今回のＡ
Ｆ検波信号の差Ｐｉ（ｉ＝１〜４）をとり（Ｓ１）、ρ
１≦Ｐｉ≦ρ２か否かを調べρ１≦Ｐｉ≦ρ２の場合に
はＳ３に移行し、ρ１≦Ｐｉ≦ρ２でない場合にはＳ１
に戻る。被写体１（この場合は人物）が視野内に入ると
ＡＦ検波信号の積分値が変動し図５（ｂ）のような分布
を示して、被写体１に相当する部分の値が突出する（Ｓ
２）。

【００５５】ここで、図６（ｃ）に示す４分割領域毎の
差Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の最大値を調べ、その最大値
の属する領域をＡＦ領域として決定する。図６（ｂ）の
例では、ＡＦ検波値の変動は被写体１が含まれる分割視
野領域であり、図６（ｃ）では左上および左下の領域が
相当するが、被写体１の占める面積比からも明らかなよ
うに左下の領域のほうがＡＦ検波値の変動率が大きいの
で、左下の領域６２をＡＦ領域と決定する（Ｓ３）。

【００５６】決定されたＡＦ領域は図６（ｃ）に示すよ
うに他の領域とファインダー６１に差別表示されるの
で、使用者はカメラによる注目被写体１が所望の被写体
か否かを視認により判別できる（Ｓ４）。

【００５７】使用者が、カメラに設けられている図示し
ないＡＦ領域変更指示用ボタンかキャンセルボタンが押
されたかを調べ、ＡＦ領域変更指示ボタンが操作された
場合にはＡＦ領域変更指示があったものとしてＳ６に移
行し、キャンセルが操作された場合にはＡＦ検出処理を
終了する。ＡＦ領域変更指示用ボタン或いはキャンセル
ボタンが押されない場合にＳ７に移行する（Ｓ５）。

【００５８】上記Ｓ５で、ＡＦ領域変更指示があった場
合には、ＡＦ領域を使用者が指定する領域に変更し、Ａ
Ｆ検波信号を得てＳ４に戻る（Ｓ６）。

【００５９】上記ＡＦ制御信号を生成してオートフォー
カス機構１０３のレンズ起動制御部１０３２に送り、オ
ートフォーカス動作を行なわせる（Ｓ７）。

【００６０】オートフォーカス機構１０３では、オート
フォーカス動作を繰返し、シャッターボタン３６が押さ
れると記録保存処理に移行する。記録保存処理ではメモ
リーカード５１（銀塩カメラの場合にはフィルム）に撮
像結果（画像（図６（ｄ））が記録される。

【００６１】＜実施例＞以下、本発明のカメラ装置によ
るオートフォーカス制御の実施例として、デジタルカメ
ラ１００を注目被写体に追従させてオートフォーカス制
御を行なう例（実施例１）、セルフタイマー設定時のオ
ートフォーカス制御の例（実施例２）、および置きピン
モード設定時のオートフォーカス制御の例（実施例３）
について、図８，図１０，図１１のフローチャートおよ
び図９，図６，図１２の説明図をもとに説明する。

【００６２】［実施例１］図８は、注目被写体に追従さ
せてオートフォーカス制御を行なう場合のデジタルカメ
ラ１００の動作例を示すフローチャートであり、図９は
その説明図である。使用者が、図９（ａ）のような小犬
７１を所望の被写体とし、視野内にある適当な背景を選
んでそこに小犬７１が来た時をシャッターチャンスの一
つとして撮像する場合に、遊んでいる小犬７１がいつ所
望の背景のそばに来るかはわからないし、来たとしても
じっとしている保証はなく、また、望外のシャッターチ
ャンスが偶然生れる場合もある。

【００６３】このような場合に、使用者がカメラを移動
させて小犬７１をファインダーの領域表示枠７５内に入
れると、デジタルカメラ１００は小犬７１を注目被写体
としてそのＡＦ検波信号を得て、前回の小犬７１のＡＦ
検波信号との差ΔＰを求める（Ｔ１）。

【００６４】ここで、デジタルカメラ１００は小犬７１
の動きに追従して使用者によって移動されるのでＡＦ検
波信号の変動が生じ、ρ１≦ΔＰ≦ρ２なるＡＦ検波信
号の差ΔＰを得た場合には（Ｔ２）、小犬７１の属する
領域（この場合は画面中心部分）がＡＦ領域となる（Ｔ
３）。

【００６５】ファインダーには小犬７１を中心とするス
ルー画像（図９（ｂ））が表示され、小犬が領域表示枠
７５で差別表示されるので（Ｔ４）、使用者はファイン
ダー内に小犬７１を捉えるようにデジタルカメラ１００
を移動させながら、所望のシャッターチャンスの機を窺
うが、この間、ＡＦ制御信号が生成され（Ｔ５）、オー
トフォーカス動作が繰返されることになる（Ｔ６）。

【００６６】オートフォーカス機構１０３では、オート
フォーカス動作を繰返し、図９（ｃ）に示すような所望
のシャッターチャンスでシャッターボタン３６が押され
ると（Ｔ７）、メモリーカード５１に画像が記録される
（Ｔ８）。

【００６７】実施例１では、注目被写体の動きに追従し
て焦点が合わされているので、所望のシャッターチャン
スですぐに撮像ができる。

【００６８】［実施例２］図１０は、セルフタイマー設
定時にオートフォーカス制御を行なう場合のカメラ装置
の動作例を示すフローチャートである。なお、説明図と
して図６を用いる。使用者（撮像者）が図６（ａ）のよ
うな風景にアングルを合わせてデジタルカメラ１００を
固定すると所望の風景がファインダーに表示される。使
用者（撮像者）がセルフタイマーを設定し（Ｕ１）、使
用者自身が被写体として図６（ｂ）に示すようにカメラ
の視野に入ると、ＡＦ検波信号が変動する（Ｕ２）。

【００６９】ＡＦ検波信号の差Ｐ１をとり（Ｕ３）、所
定値ρ１，ρ２と比較して（Ｕ４）、ρ１≦ΔＰ≦ρ２
の場合に被写体（使用者）の属する領域をＡＦ検波領域
とし（Ｕ５）、使用者が被写体となった旨および残り時
間等を報知装置（表示部４０）からメッセージで報知す
る。なお、カメラの視野のどの位置にいるかを知らせる
ようにしてもよい（Ｕ６）。

【００７０】ＡＦ制御信号が生成され（Ｕ７）、オート
フォーカス動作が繰返されて使用者（被写体）に焦点が
合わされ（Ｕ８）、設定時間が到来すると撮像され、メ
モリーカード５１に画像が記録される（Ｕ９）。

【００７１】実施例２では、セルフタイマー設定後、オ
ートフォーカスの対象を画面中央に限定することなく、
被写体としての使用者にピントが合わされる。従って、
撮像時の構図の自由度が飛躍的に増し、また、合焦精度
が高い。

【００７２】［実施例３］図１１は、置きピンモード設
定時にオートフォーカス制御を行なう場合のカメラ装置
の動作例を示すフローチャートであり、図１２はその説
明図である。置きピンモードで図１２（ａ）に示すよう
な木７２，７３の間を通過したものを撮像するために、
木７２，７３で作る平面ν上にピントを合せて、動物或
いは人物等の通過を待ち（Ｖ１）、ＡＦ検波信号の所定
値ρ１以上の変動があるまでＡＦ検波信号の差ΔＰを求
める動作を繰返す（Ｖ２）。

【００７３】図１２（ｂ）に示すように小鳥７４が木７
２，７３の間ではあるがピント位置νから距離をおいて
現われた場合、ＡＦ検波信号が変動するのでＡＦ検波信
号の差ΔＰが、ρ１≦Ｐ≦ρのとき（Ｓ３）、小鳥７４
の属する領域がＡＦ領域７６とされ（Ｖ４）、ＡＦ制御
信号が生成され（Ｖ５）、オートフォーカス動作を繰返
して小鳥７４に焦点が合わされる（Ｖ６）。

【００７４】小鳥７４が木７２，７３で作る平面νを正
断面とする空間内にいる場合で、平面νとの距離が所定
値ψ以内の場合には、その範囲にいる間は所定時間毎に
撮像が行なわれメモリーカード５１に画像が記録される
（Ｖ７）。

【００７５】実施例３では、置きピンの近くを通過した
ものも高い精度で撮像することが可能であり、置きピン
位置の近くを通るが必ずしも置きピン位置を通過すると
は限らない小動物等の観察等に適用できる。

【００７６】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施が可能であることはいうまでもない。な
お、上記各フローチャートでは、説明上、ＡＦ領域判定
手段１１１がＡＦ検波信号の値に基づいてＡＦ領域を検
出する例について述べたが、絞り制御のためのＡＥ積分
値（輝度成分積分値）やＡＷＢ成分積分値（若しくはＲ
成分積分値，Ｇ成分積分値，またはＢ成分積分値）等の
色情報の変化に基づいてＡＦ領域を検出することもで
き、また、これら各信号の組合せによりＡＦ領域を検出
することもできる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば前
回と今回の１フレーム分の画像信号成分の差の大きさか
らオートフォーカス対象領域を判定し、オートフォーカ
ス制御信号を生成するので、カメラの視野内に新たに入
った被写体による画像信号成分の変動から当該被写体に
ピントを合せることができる。

【００７８】特に請求項１の発明によれば、移動する被
写体にカメラを追従させることにより当該被写体をオー
トフォーカス対象領域を判定し、オートフォーカス制御
信号を生成するので、常に注目被写体の動きに追従して
焦点が合わされている状態となり、移動する注目被写体
によって偶然もたらされるシャッターチャンスを捉える
ことが容易となった。

【００７９】また、セルフタイマー設定時に、撮像者が
カメラの視野内に入ると撮像者をオートフォーカス対象
とするので、オートフォーカスの対象を画面中央に限定
することなく、被写体としての使用者にピントが合わさ
れる。従って、撮像時の構図の自由度が飛躍的に増し、
また、合焦精度が高くなった。また、置きピンモード設
定時に、置きピンの近くを通過したものも高い精度で撮
像でき、例えば、置きピン位置の近くを通るが必ずしも
置きピン位置を通過するとは限らない小動物等の観察等
に都合がよい。また、画面をｎ等分して、いずれかの領
域で画像信号成分の変動があった場合にその領域をオー
トフォーカス対象領域とすることができるので、オート
フォーカス対象領域の差別表示や、被写体位置の告知が
簡単にできる。また、オートフォーカス対象領域の差別
表示や被写体位置の告知が領域毎にできることにより、
所望の被写体が属していない領域がオートフォーカス対
象領域とされている場合にその変更或いはキャンセルが
簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したデジタルカメラの回路構成例
を示すブロック図である。

【図２】オートフォーカス機構の構成例を示すブロック
図である。

【図３】カラープロセス回路の構成例を示すブロック図
である。

【図４】ＡＦ領域検出手段の構成例を示すブロック図で
ある。

【図５】オートフォーカス用信号の分布例を示す説明図
である。

【図６】オートフォーカス領域検出の説明図である。

【図７】画面を４分割した場合のＡＦ領域検出手段の基
本的動作例を示すフローチャートである。

【図８】注目被写体追従時のオートフォーカス制御動作
例を示すフローチャートである。

【図９】図８のオートフォーカス制御の説明図である。

【図１０】セルフタイマー設定時のオートフォーカス制
御動作例を示すフローチャートである。

【図１１】置きピンモード設定時のオートフォーカス制
御動作例を示すフローチャートである。

【図１２】図１１のオートフォーカス制御の説明図であ
る。

【図１３】オートフォーカス機構によるオートフォーカ
ス制御の原理説明図である。

【図１４】セルフタイマー撮像時の説明図である。

【符号の説明】

１ 被写体 １００ デジタルカメラ（カメラ装置） １０３ オートフォーカス機構 １１１ ＡＦ領域判定手段 １１２ ＡＦ領域制御手段 １１３ ＡＦ領域変更手段 １１４ ＡＦ制御信号生成手段 １２１ ＣＣＤ（撮像素子）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オートフォーカス機構を備えると共に、
   撮像素子で取込んだ画像を所望のタイミングで撮像／記
   録可能なカメラ装置において、 今回の１フレーム分の画像信号成分と前回の１フレーム
   分の画像信号成分の差の大きさからオートフォーカス対
   象領域を決定する工程と、該オートフォーカス対象領域
   を基にオートフォーカス機構制御信号を生成する工程を
   有することを特徴とするオートフォーカス制御方法。
2. 【請求項２】 前記画像信号成分がコントラストオート
   フォーカス用高周波成分、輝度成分、ホワイトバランス
   成分、各色成分のうちのいずれかであり、前記オートフ
   ォーカス対象領域を決定する工程が、それら成分のいず
   れか１つの積分値の今回と前回の値の差の大きさ、また
   はそれら成分のすくなくとも２つの積分値の今回と前回
   の値の差の大きさからオートフォーカス対象領域を決定
   する工程であることを特徴とする請求項１に記載のオー
   トフォーカス制御方法。
3. 【請求項３】 前記オートフォーカス対象領域を決定す
   る工程が、ｎ分割された１フレーム分の領域中で、今回
   の１フレーム分の画像信号成分の積分値と前回の１フレ
   ーム分の画像信号成分の差が最大の領域をオートフォー
   カス対象領域として決定する工程であることを特徴とす
   る請求項１に記載のオートフォーカス制御方法。
4. 【請求項４】 更に、前記オートフォーカス対象領域を
   決定する工程の後段に、該オートフォーカス対象領域を
   表示する工程と、該オートフォーカス対象領域を他の領
   域に変更或いはキャンセル可能な工程を有することを特
   徴とする請求項１に記載のオートフォーカス制御方法。
5. 【請求項５】 更に、前記オートフォーカス対象領域を
   決定する工程の後段に、前記決定されたオートフォーカ
   ス対象領域を告知する工程を有することを特徴とする請
   求項１記載のオートフォーカス制御方法。
6. 【請求項６】 オートフォーカス機構を備えると共に、
   撮像素子で取込んだ画像を所望のタイミングで撮像／記
   録可能なカメラ装置であって、 今回の１フレーム分の画像信号成分と前回の１フレーム
   分の画像信号成分の差の大きさからオートフォーカス対
   象領域を決定するＡＦ領域決定手段と、該オートフォー
   カス対象領域を基にオートフォーカス機構制御信号を生
   成するＡＦ制御信号生成手段を有することを特徴とする
   カメラ装置。
7. 【請求項７】 さらに表示装置を備え、該表示装置に前
   記決定されたオートフォーカス対象領域を表示するＡＦ
   領域表示手段と、該オートフォーカス対象領域を他の領
   域に変更或いはキャンセル可能なＡＦ領域変更手段を有
   することを特徴とする請求項６記載のカメラ装置。