JPH11168654A - オートフォーカス装置及び被写界深度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 奥行きのある被写体全体にピントを合わせる
ことのできるオートフォーカス装置及び被写界深度制御
方法を提供する。 【解決手段】 ＬＣＤに被写体像が表示されている状態
で、この被写体画像中のピントを合わせたいとする部分
に指等でタッチして被写体を選択すると、ＣＰＵはタッ
チ位置を検出し（ステップＡ１）、被写体のタッチ位置
にピントを合わせる（ステップＡ２）。引き続き、タッ
チした点に基づき選択された被写体を認識し（ステップ
Ａ３）、この認識した被写体Ｓの複数箇所における被写
体距離を測距する（ステップＡ４）。さらに、この測距
した複数箇所の被写体距離値に差があるか否かを判別す
る（ステップＡ５）。この判別の結果、複数箇所の被写
体距離値に差があり、当該被写体が奥行きがあるもので
ある場合には、被写体距離値の最大差に応じて絞りを制
御する（ステップＡ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所謂デジタルカメ
ラ等の撮像装置に搭載されるオートフォーカス装置及び
被写界深度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタルカメラ等の撮像装置にお
いては、ラインセンサーを用いた像相関処理方式、赤外
線を用いたアクティブＡＦ（オートフォーカス）方式、
被写体像のコントラスト情報を検出してレンズ駆動する
コントラスト検出型ＡＦ方式等を用いたオートフォーカ
ス装置が搭載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
何れの方式を採用したオートフォーカス装置にあって
も、被写体の任意の一点が合焦するようにフォーカシン
グレンズを駆動する。したがって、撮影する被写体にレ
ンズの光軸方向に沿った奥行きがある場合には、当該被
写体の一部のみにピントが合った状態が形成されるに過
ぎず、被写体の全体にピントが合った撮影結果を得るこ
とができない。

【０００４】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、奥行きのある被写体全体にピントを合わ
せることのできるオートフォーカス装置及び被写界深度
制御方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明のオートフォーカス装置にあっては、レンズ系
を駆動して被写体を合焦させる合焦手段と、この合焦手
段により合焦される被写体の全体が被写界深度内に入る
ように、該被写体の被写界深度を制御する被写界深度制
御手段とを備える。したがって、被写体の全体が被写界
深度内に入るように該被写界深度が制御されることによ
り、被写体全体にピントが合った撮影結果を得ることが
可能となる。また、前記被写界深度制御手段は、前記合
焦手段により合焦される被写体のコントラストに基づき
絞りを制御する絞り制御手段であることにより、絞りの
制御に伴って被写体の全体にピントが合った状態が形成
される。

【０００６】また本発明のオートフォーカス装置は、撮
影可能なエリア中の被写体を認識する被写体認識手段を
有し、前記被写界深度制御手段は、この被写体認識手段
により認識された被写体の全体が被写界深度内に入るよ
うに、前記被写界深度の制御を行う。あるいは、撮影可
能なエリアから任意の被写体を選択する被写体選択手段
を有し、前記被写体認識手段は、この被写体選択手段に
より選択された被写体を認識する。したがって、撮影可
能なエリアにおいて、特定の被写体の全体あるは所望の
被写体の全体にピントを合わせた状態を形成し得る。こ
こで、前記被写体認識手段が、前記撮影が可能なエリア
内おける輝度情報に基づき前記被写体を認識することに
より、所謂デジタルカメラにおいて発生する輝度情報を
有効に利用して、撮影可能なエリア中の被写体あるいは
選択された被写体の認識を行い得る。

【０００７】また、本発明の被写界深度制御方法にあっ
ては、撮影可能なエリアの中の被写体を認識し、この認
識された被写体の全体が被写界深度内に入るように、該
被写体の被写界深度を制御し、あるいは、この被写界深
度の制御は、被写体のコントラスト情報に基づいて絞り
を制御することにより行う。したがって、同様にして被
写体全体にピントが合った撮影結果を得ることが可能と
なる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
に従って説明する。図１は本発明の一実施の形態を適用
したデジタルカメラの概略構成を示すブロック図であ
る。このデジタルカメラは、ＣＰＵ１を中心に構成され
ており、ＣＰＵ１にはＲＯＭ２、ＲＡＭ３、キー入力部
４およびＩ／Ｏポート５が接続されている。またＣＰＵ
１には、バスを介してＤＲＡＭ７、フラッシュメモリ
８、圧縮／伸長部９、ＴＧ（Ｔｉｍｍｉｎｇ Ｇｅｎｅ
ｒａｔｅｒ）１０、ＳＧ（Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａ
ｔｅｒ）１１、絞り駆動部１２、ＡＦ制御部１３が接続
されている。ＲＯＭ２内にはＣＰＵ１の動作プログラム
等が記憶されており、ＣＰＵ１は、この動作プログラム
に基づき動作し、ＲＡＭ３をワークメモリとして使用し
て各部の制御を行う。

【０００９】キー入力部４には、電源のオン・オフ時に
操作される電源キー、映像をフラッシュメモリ８に記憶
させる際に操作される映像取り込みキー（シャッタ
ー）、録画モード（ＲＥＣモード）から再生モードへの
切り替え及び再生モードから録画モードへの切り替えを
行う際に操作されるモード切り替えキー、フラッシュメ
モリ８に記憶されている画像データに基づく画像を再生
する際に操作される再生キー等の各種キーが設けられて
いる。Ｉ／Ｏポート５にはシリアルＩ／Ｏ端子１４が接
続されている。Ｉ／Ｏポート５は、シリアル信号に変換
された映像信号等をシリアルＩ／Ｏ端子１４を介して一
般のパソコン等の他の機器へ入出力するインタフェース
である。

【００１０】ＤＲＡＭ７は取り込んだデジタル映像信号
を一時記憶するメモリであり、フラッシュメモリ８は圧
縮された映像信号を格納するメモリである。圧縮／伸張
部９は、取り込んだデジタル映像信号を符号化／復号化
することにより、圧縮／伸長処理を行う。ＴＧ１０には
駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）１５を介してＣＣＤ１６が接
続されている。駆動回路１５は、ＴＧ１０が発生するタ
イミング信号により制御されるとともに、そのタイミン
グ信号に基づいてＣＣＤ１６を駆動する。

【００１１】ＣＣＤ１６の前面側には、固定レンズ１
７、フォーカスレンズ１８、絞り１９が配置されてい
る。フォーカスレンズ１８は、前記ＡＦ制御部１３が発
生する駆動信号により動作するＡＦモータ等からなる駆
動機構２０に保持されており、前記ＡＦ制御部１３に接
続されたＡＦセンサー２１を用いて測距された被写体距
離に基づき光軸上を進退する合焦動作を行う。

【００１２】また、絞り１９は、前記絞り駆動部１２が
発生する駆動信号により駆動しＣＣＤ１６に入射する被
写体像の光量を調整する。ＣＣＤ１６はアンプ２２、Ａ
／Ｄコンバータ２３を介して前記ＴＧ１０に接続されて
おり、Ａ／Ｄコンバータ２３は、ＣＣＤ１６が取り込ん
だアナログ映像信号をデジタル信号に変換しＴＧ１０に
出力する。

【００１３】前記ＳＧ１１にはＶＲＡＭ２４とＤ／Ａコ
ンバータ２５が接続されている。ＳＧ１１は、フラッシ
ュメモリ８から読み出されたのち圧縮／伸張部９で伸張
された輝度信号及び色信号や、ＴＧ１０から転送されて
きた輝度信号及び色信号、すなわちデジタル映像信号に
同期信号等を付加してデジタルビデオ信号を作成するも
のであり、ＳＧ１１にて作成されたデジタルビデオ信号
はＶＲＡＭ２４に記憶される。

【００１４】また、Ｄ／Ａコンバータ２５はＳＧ１１か
ら取り込んだデジタルビデオ信号をアナログビデオ信号
に変換するものである。Ｄ／Ａコンバータ２５にはアン
プ２６を介してビデオ出力端子２７とＬＣＤ（Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）２８とが接続
されている。ＬＣＤ２８は、Ｄ／Ａ２５より送られたア
ナログビデオ信号に基づいて、液晶を駆動して映像を表
示する。さらに、ＬＣＤ２８上には、タッチパネル２９
が積層されており、このタッチパネル２９により検出さ
れたタッチ位置データは、ＣＰＵ１に入力される。

【００１５】以上の構成にかかる本実施の形態におい
て、録画モードが設定されている状態にあると、ＴＧ１
０からのタイミング信号に基づき駆動回路１５がＣＣＤ
１６を駆動し、ＣＣＤ１６からの電気信号はアンプ２
２、Ａ／Ｄコンバータ２３、ＴＧ１０を介してＳＧ１１
に入力される。このＳＧ１１にてデジタル画像信号に同
期信号等が付加され、デジタルビデオ信号が作成され
て、ＶＲＡＭ２４に書き込まれるとともに、Ｄ／Ａコン
バータ２５、及びアンプ２６を介してＬＣＤ２８に与え
られる。これによりＬＣＤ２８に、図２に例示するよう
に、固定レンズ１７とフォーカスレンズ１８とにより結
像された被写体画像が表示される。

【００１６】一方、この録画モードが設定されている状
態においてＣＰＵ１は前記プログラムに基づき、図３に
示すフローチャートに従って動作する。すなわち、ＬＣ
Ｄ２８に被写体像が表示されている状態で、この被写体
画像中のピントを合わせたいとする部分に指等でタッチ
して被写体を選択すると、ＣＰＵ１はタッチパネル２９
からの出力信号に基づき、タッチ位置を検出する（ステ
ップＡ１）。

【００１７】次に、この検出したタッチ位置に対応する
被写体画像の部分にピントを合わせるべく、ＡＦ処理を
行う（ステップＡ２）。すなわち、図２に示した被写体
画像におけるＰ点にタッチしたとすると、実際の被写体
のＰ点までをＡＦセンサー２１により測距を行うととも
に、測距した被写体距離に応じてフォーカスレンズ１８
を駆動し、被写体のＰ点にピントを合わせる。

【００１８】引き続き、タッチしたＰ点に基づき選択さ
れた被写体を認識する（ステップＡ３）。この選択され
た被写体の認識は、ＴＧ１０から転送されてきた輝度信
号に基づき、Ｐ点を含む被写体Ｓとこれ以外の部分との
輝度差により、該被写体Ｓのエッジを検出し、このエッ
ジにより囲まれた領域を選択された被写体Ｓと認識する
ことにより行う。

【００１９】そして、この選択された被写体Ｓを認識し
たならば、この認識された被写体Ｓの複数箇所における
被写体距離をＡＦセンサー２１により測距する（ステッ
プＡ４）。さらに、この測距した複数箇所の被写体距離
値に差があるか否かを判別する（ステップＡ５）。この
判別の結果、複数箇所の被写体距離値に差がなければ、
当該被写体Ｓは平面的なものであるとすることができ
る。そして、被写体Ｓが平面的であれば、被写界深度を
考慮するまでもなく、前述のステップＡ２でのＡＦ処理
のみにより、被写体Ｓの全体に亙ってピントが合ってい
る。よって、この場合にはステップＡ６の処理行うこと
なく、このフローに従った処理を終了する。

【００２０】しかし、ステップＡ５での判別の結果、複
数箇所の被写体距離値に差があれば、当該被写体Ｓは立
体的なものであって、レンズ１７，１８の光軸方向に沿
って奥行きがあるものであるとすることができる。そし
て、この選択された被写体Ｓが奥行きのあるものである
場合には、被写体距離値の最大差に応じて絞り１９を制
御する（ステップＡ６）。このステップＡ６の処理によ
り、絞り１９が絞り駆動部１２により駆動され、絞り１
９の変化に伴って被写体Ｓの被写界深度が深くなり、見
かけ上、被写体Ｓの全体にピントが合っている状態が形
成される。

【００２１】したがって、このフローに従った処理が完
了した時点で、ユーザーがキー入力部４に設けられてい
る映像取り込みキーを操作すると、その時点の被写体画
像が画像データとして記録される。すなわち、ＣＣＤ１
６が取り込んだ映像信号をＤＲＡＭ７に一旦記憶し、そ
の映像信号に対して色演算処理を行うとともに、輝度信
号と色信号とを作成し、双方の信号を圧縮／伸張部９に
よりデータ圧縮した後フラッシュメモリ８に記録する。
よって、フラッシュメモリ８には、被写体Ｓ全体を被写
界深度内に含みその全体にピントが合っている被写体Ｓ
を有する画像が記録されることとなる。

【００２２】図４は、本発明の第２の実施の形態におけ
るＣＰＵ１の処理手順を示すものである。すなわち、前
述と同様にして、ＬＣＤ２８に被写体像が表示されてい
る状態で、この被写体画像中のピントを合わせたいとす
る部分に指等でタッチして被写体を選択すると、ＣＰＵ
１はタッチパネル２９からの出力信号に基づき、タッチ
位置を検出する（ステップＢ１）。次に、前述のステッ
プＡ３と同様の処理を行って、ＴＧ１０から転送されて
きた輝度信号とタッチ位置とに基づき選択された被写体
を認識する（ステップＢ２）。

【００２３】そして、この選択された被写体Ｓを認識し
たならば、この被写体Ｓの前端位置（カメラ側に最も近
い位置）、中間位置、及び後端位置（カメラ側から最も
遠い位置）を検出し、各位置をＲＡＭ３の所定エリアに
記憶する（ステップＢ３）。この被写体Ｓの前端、中
間、後端各位置は、例えば、フォーカスレンズ１８を至
近位置から無限遠位置まで駆動し、被写体Ｓにおける最
初にピントが合った部位を前端位置とし、最後にピント
が合った部位を後端位置とするとともに、両者の中間を
中間位置とする。なお、このとき被写体Ｓが平面的なも
のであり、被写体Ｓが最初にピントが合うのみである場
合には、被写体Ｓの任意の部位を前端、中間、後端各位
置として記憶する。

【００２４】これら被写体Ｓの前端、中間、後端各位置
を検出してＲＡＭ３に記憶させたならば、次にＲＡＭ３
に記憶されている被写体Ｓの前端、中間、後端各位置の
コントラストを当該箇所の輝度信号に基づき検出しＲＡ
Ｍ３に記憶させる（ステップＢ４）。次にステップＢ３
で検出した被写体Ｓの中間位置にピントを合わせるべ
く、中間位置のコントラスト値が最大になるようにＡＦ
処理を行う（ステップＢ５）。さらにステップＢ４で検
出した各位置のコントラスト値に差があるか否かを判別
する（ステップＢ６）。この判別の結果、各位置のコン
トラスト値に差あり被写体Ｓが奥行きのあるものでれ
ば、コントラスト値の最大差に応じて絞り１９を制御す
る（ステップＢ７）。このステップＢ７の処理により、
絞り１９が絞り駆動部１２により駆動され、絞り１９の
変化に伴って被写体Ｓの被写界深度が深くなり、見かけ
上、被写体Ｓの全体にピントが合っている状態が形成さ
れる。つまり、この実施の形態においては、図１に示し
た測距センサー２１により得られる距離データを用いる
ことなく、コントラスト検出型ＡＦ方式を用いて合焦処
理を行う。

【００２５】図５は、本発明の第３の実施の形態におけ
るＣＰＵ１の処理手順を示すものである。すなわち、前
述と同様にして、被写体画像中のピントを合わせたいと
する部分に指等でタッチして被写体を選択すると、ＣＰ
Ｕ１はタッチパネル２９からの出力信号に基づきタッチ
位置を検出し（ステップＣ１）、輝度信号とタッチ位置
とに基づき選択された被写体を認識する（ステップＣ
２）。

【００２６】次に、この認識した被写体Ｓの複数箇所に
おけるコントラストを該当箇所の輝度信号に基づき検出
し（ステップＣ３）、さらにこの検出した複数箇所のコ
ントラスト値に差があるか否かを判別する（ステップＣ
４）。この判別の結果、検出した複数箇所のコントラス
ト値に差がなく、被写体Ｓが平面的なものである場合に
は、被写体Ｓのコントラストが最大になるようにＡＦ処
理を行う（ステップＣ５）。つまり、この実施の形態に
おいても第２の実施の形態と同様に、図１に示した測距
センサー２１により得られる距離データを用いることな
く、コントラスト検出型ＡＦ方式を用いて合焦処理を行
う。

【００２７】他方、ステップＣ４での判別の結果、検出
した複数箇所のコントラスト値に差があり、被写体Ｓが
レンズ１７，１８の光軸方向に沿って奥行きがあるもの
であるならば、被写体Ｓのコントラストを検出した複数
箇所のうち略中間のコントラスト値をもつ箇所にピント
が合うようにＡＦを行う（ステップＣ６）。したがっ
て、このステップＣ６での処理により、被写体Ｓの略中
間部分に、両レンズ１７，１８のピントが合った状態が
形成される。引き続き、コントラスト値の最大差に応じ
て絞り１９を制御し（ステップＣ７）、このステップＣ
７の処理により、絞り１９が絞り駆動部１２により駆動
され、絞り１９の変化に伴って被写体Ｓの被写界深度が
深くなり、被写体Ｓの全体が鮮明な被写体画像を記録す
ることが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、合焦され
る被写体の全体が被写界深度内に入るように、該被写体
の被写界深度を制御するようにしたことから、撮影する
被写体にレンズの光軸方向に沿った奥行きがある場合で
あっても、当該被写体の全体にピントを合わせることが
でき、奥行きのある被写体全体が明瞭な撮影結果を得る
ことができる。

【００２９】また、撮影可能なエリアから任意の被写体
を選択可能とし、選択された被写体の全体が被写界深度
内に入るように、被写界深度の制御を行うようにしたこ
とから、煩雑な操作を伴うことなく極めて容易に、撮影
可能なエリアにおいて所望の被写体の全体にピントを合
わせた状態を形成するとができる。また、撮影が可能な
エリア内おける輝度情報に基づき被写体を認識すること
により、所謂デジタルカメラにおいて発生する輝度情報
を有効に利用して、複雑な回路付加を伴わずに、選択さ
れた被写体の認識が可能となる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を適用したデジタルカメ
ラの概略ブロック構成図である。

【図２】同デジタルカメラにおける被写体像の一例を示
す図である。

【図３】同デジタルカメラにおけるＣＰＵの処理手順を
示すフローチャートである。

【図４】本発明の他の実施の形態におけるＣＰＵの処理
手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明の他の実施の形態におけるＣＰＵの処理
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ＲＯＭ ４ キー入力部 １２ 絞り駆動部 １３ ＡＦ制御部 １８ フォーカスレンズ １９ 絞り

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ系を駆動して被写体を合焦させる
   合焦手段と、 この合焦手段により合焦される被写体の全体が被写界深
   度内に入るように、該被写体の被写界深度を制御する被
   写界深度制御手段と、を備えることを特徴とするオート
   フォーカス装置。
2. 【請求項２】 前記被写界深度制御手段は、前記合焦手
   段により合焦される被写体のコントラストに基づき絞り
   を制御する絞り制御手段であることを特徴とする請求項
   １記載のオートフォーカス装置。
3. 【請求項３】 撮影可能なエリア中の被写体を認識する
   被写体認識手段を有し、前記被写界深度制御手段は、こ
   の被写体認識手段により認識された被写体の全体が被写
   界深度内に入るように、前記被写界深度の制御を行うこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載のオートフォーカス
   装置。
4. 【請求項４】 撮影可能なエリアから任意の被写体を選
   択する被写体選択手段を有し、前記被写体認識手段は、
   この被写体選択手段により選択された被写体を認識する
   ことを特徴とする請求項３記載のオートフォーカス装
   置。
5. 【請求項５】 前記被写体認識手段は、前記撮影が可能
   なエリア内おける輝度情報に基づき、前記被写体を認識
   することを特徴とする請求項３又は４記載のオートフォ
   ーカス装置。
6. 【請求項６】 撮影可能なエリアの中の被写体を認識
   し、この認識された被写体の全体が被写界深度内に入る
   ように、該被写体の被写界深度を制御することを特徴と
   する被写界深度制御方法。
7. 【請求項７】 被写体のコントラスト情報に基づいて絞
   りを制御することにより前記被写体の被写界深度を制御
   することを特徴とする請求項６記載の被写界深度制御方
   法。