JP2011013324A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、ビデオカメラ等の撮像装置に関し、特にコントラスト検出方式と位相差検出方式でのフォーカス制御が可能な撮像装置及びその制御方法に関する。
撮像装置のフォーカス制御(オートフォーカス:AF)方式には、撮像により生成された画像の高周波成分から得られたコントラスト情報を用いるコントラスト検出方式(TV−AF方式ともいう)がある。また、位相差検出光学系により形成された2つの被写体像の位相差を用いる位相差検出方式もある。さらに、コントラスト検出方式と位相差検出方式を組み合わせたハイブリッド方式もある。
位相差検出方式では、原理的に被写体までの距離情報を得ることができるためにフォーカス制御を短時間で行うことが可能であるが、撮影光学系とは別の位相差検出光学系を用いるためにフォーカス制御の精度が若干低い。一方、コントラスト検出方式では、原理的に被写体までの距離情報を得ることができないためにフォーカス制御に多少の時間を要するが、高精度なフォーカス制御が可能である。
ハイブリッド方式では、位相差検出方式によって高速に合焦近傍位置を求め、コントラスト検出方式で高精度な合焦状態へとフォーカス制御を行えるので、高速かつ高精度なフォーカス制御を可能とする。また、ハイブリッド方式を用いると、位相差検出方式では対応できないマクロ撮影等の極端な至近距離での撮影を行う場合でも、コントラスト検出方式で対応することができるというメリットもある。
さらに、特許文献1には、画像中から人物の顔等の特定被写体を検出し、該特定被写体を合焦対象としてハイブリッド方式により高速かつ高精度のフォーカス制御を行う撮像装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1にて開示された撮像装置では、特定被写体に対して位相差検出方式によってフォーカス制御を行っている(フォーカスレンズを移動させている)間は、特定被写体に対するコントラスト検出方式での評価を行っていない。このため、特定被写体を追尾しながら該特定被写体に対する位相差検出方式でのフォーカス制御からコントラスト検出方式でのフォーカス制御に移行したときに、改めて特定被写体のコントラスト情報を取得しなければならず、合焦状態を得るまでの時間が長くなる。
本発明は、ハイブリッド方式により特定被写体に対する高精度なフォーカス制御をより高速で行えるようにした撮像装置及びその制御方法を提供する。
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子の出力を用いて生成された画像において特定被写体を検出する被写体検出手段と、位相差検出光学系により形成された2つの被写体像の位相差を検出する位相差検出手段と、画像のコントラスト情報を生成するコントラスト情報生成手段と、撮影光学系のフォーカス制御として、コントラスト情報生成手段から取得したコントラスト情報を用いるコントラストフォーカス制御および位相差検出手段から取得した位相差を用いる位相差フォーカス制御を行う制御手段とを有する。制御手段は、画像において特定被写体が検出されることに応じて、該特定被写体に対応する2つの被写体像の位相差を用いて位相差フォーカス制御を行い、該位相差フォーカス制御が終了した後に特定被写体のコントラスト情報を用いてコントラストフォーカス制御を行う。そして、制御手段は、位相差フォーカス制御が終了する前に、特定被写体のコントラスト情報の取得を開始することを特徴とする。
より具体的には、例えば、制御手段は、コントラストフォーカス制御として、画像において特定被写体の検出に関係なく設定された第1の画像領域のコントラスト情報を用いる第1のコントラストフォーカス制御と、画像において特定被写体の検出位置に対応する第2の画像領域のコントラスト情報を用いる第2のコントラストフォーカス制御とを行う。また、位相差フォーカス制御として、位相差検出手段の検出視野内において画像における特定被写体の検出に関係なく設定された第1の検出領域で検出された位相差を用いる第1の位相差フォーカス制御と、該検出視野内において画像における特定被写体の検出位置に対応する第2の検出領域で検出された位相差を用いる第2の位相差フォーカス制御とを行う。制御手段は、第1のコントラストフォーカス制御を行っている状態で画像において特定被写体が検出されることに応じて、第2の位相差フォーカス制御を行い、該第2の位相差フォーカス制御が終了した後に第2のコントラストフォーカス制御を行う。そして、制御手段は、第2の位相差フォーカス制御が終了する前に、第2の画像領域のコントラスト情報の取得を開始することを特徴とする。
本発明では、特定被写体に対する高速かつ高精度なフォーカス制御を行うことができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例1である撮像装置としてのビデオカメラの構成を示している。ビデオカメラは、撮影レンズ(撮影光学系)101と、撮像素子102と、撮像AFE(AFE1)103と、位相差レンズ(位相差検出光学系)104と、位相差センサ105と、位相差AFE(AFE2)106とを有する。また、ビデオカメラは、TV−AF評価値演算部(コントラスト情報生成手段)107と、顔検出処理部(被写体検出手段)108と、位相差枠設定部109と、位相差演算部110と、レンズ位置制御部(フォーカス制御手段)111とを有する。さらに、ビデオカメラは、画像処理部112と、表示・記録部113とを有する。
撮像素子102は、CCDセンサやCMOSセンサにより構成されており、撮影レンズ101により形成された被写体像を光電変換する。撮像AFE103は、撮像素子102から出力されたアナログ信号の増幅やデジタル信号への変換を行い、撮像データ(以下、画像データ又は撮影画像という)を生成する。
位相差レンズ104は、撮影レンズ101とは別の光学系として設けられている。位相差センサ105は、位相差レンズ104により形成された同一被写体の2像(2つの被写体像)を2つの受光素子(ラインセンサ)により光電変換し、該2像に対応する2つの像信号を出力する。位相差AFE106は、位相差センサ105から出力された2つの像信号(アナログ信号)の増幅やデジタル信号への変換を行う。位相差演算部110は、該2つの像信号間の位相差、つまりは上記2つの被写体像間の位相差を算出し、さらに該位相差に基づいて被写体までの距離を算出する。位相差センサ105と位相差演算部110により、位相差検出手段が構成される。
なお、位相差レンズ104が、撮影レンズ101とは全く別の光学系として設けられていることから、本実施例にいう位相差検出方式は、外測位相差検出方式とも称される。ただし、本発明は、外測位相差検出方式に限らず、撮影レンズ101の一部を用いて位相差検出光学系を用いた内測位相差検出方式を用いる場合にも適用することが可能である。
TV−AF評価値演算部107は、撮像AFE103からの画像データから高周波成分を抽出して所定の処理を行うことで、該画像データのコントラスト情報であるTV−AF評価値を生成する。TV−AF評価値は、撮像素子102上に形成された被写体像の焦点状態に対応した値である。
顔検出処理部108は、撮像AFE103からの画像データ(撮影画像)から、パターンマッチング等の画像処理技術を用いて特定被写体としての人物の顔を検出する。
TV−AF評価値演算部107は、顔検出処理部108にて顔が検出された場合には、撮影画像中における該顔検出位置に対応する画像領域であるTV−AF枠(焦点検出領域)を選択し、このTV−AF枠内でTV−AF評価値を算出(生成)する。
また、位相差枠設定部109は、顔検出処理部108にて顔が検出された場合には、位相差センサ105の検出視野内において、画像内での顔の検出位置に対応する位相差検出領域である位相差枠を選択する。そして、位相差センサ105及び位相差演算部110は、該位相差枠内の特定被写体の2像間の位相差を検出する。
レンズ位置制御部111は、位相差演算部110にて算出された被写体距離の情報を用いる位相差検出方式のフォーカス制御と、TV−AF評価値演算部107にて算出されたTV−AF評価値を用いるコントラスト検出方式のフォーカス制御とを行う。フォーカス制御は、具体的には、撮影レンズ101に含まれる不図示のフォーカスレンズの位置の制御である。なお、以下の説明において、位相差検出方式のフォーカス制御を位相差AF(位相差フォーカス制御)といい、コントラスト検出方式のフォーカス制御をTV−AF(コントラストフォーカス制御)という。
画像処理部112は、撮像AFE103からの画像データに対して所定の画像処理を行うことで、表示や記録に適した画像信号(映像信号)を生成する。表示・記録部113は、画像処理部112にて生成された画像信号を不図示のモニタに表示したり、不図示の記録媒体に記録したりする。
次に、本実施例で行われるTV−AFについて説明する。
図2には、TV−AF評価値演算部107の構成を示している。本実施例では、図2の右下に示すように、TV−AF枠として、画面中央のTV−AF枠と画面左側のTV−AF枠と画面右側のTV−AF枠(以下、これらを中央枠、左枠および右枠ともいう)のうちいずれか1つを選択できる。TV−AF評価値演算部107は、選択されたTV−AF枠でTV−AF評価値を算出し、該算出したTV−AF評価値をレンズ位置制御部111に出力する。
TV−AF評価値演算部107に入力された画像データ(ここでは、入力映像ともいう)は、TEバンドパスフィルタ201とFEバンドパスフィルタ211を通過して、ABS202,212にて絶対値化される。ABS202,212のそれぞれから出力された絶対値信号は、TEラインピークホールド203とFEラインピークホールド213に入力される。
各ラインピークホールドは、入力映像の水平1ラインの中で、ABSから出力された最も大きな絶対値信号の値(絶対値)を保持する。そして、垂直枠信号発生器231は、入力映像の垂直座標の変化に応じて、TEラインピークホールド203とFEラインピークホールド213を制御する。これにより、TEラインピークホールド203とFEラインピークホールド213にて保持されている絶対値がそれぞれ、TE積分計算部204及びFE積分計算部214に入力される。
水平枠信号発生器221は、入力映像の水平座標が上記3つのTV−AF枠のうちどのTV−AF枠に対応するかを確認しながら、ABS201,202から出力される絶対値信号を、対応するTV−AF枠のラインピークホールドに入力させる。入力映像の1フレームでのTV−AF評価値の算出が終わると、TV−AF枠ごとにTE積分計算部204とFE積分計算部214からTE積分値とFE積分値が出力される。
TE積分値とFE積分値はそれぞれ、合焦状態、合焦近傍状態および大ボケ状態で異なる値を示す。TE積分値とFE積分値の和の値は、図3に示すように、フォーカスレンズの位置の変化に対して合焦状態(合焦位置)でピークを示すように変化する。レンズ位置制御部111は、TE積分値とFE積分値の和の値をピーク値に近づけるようにフォーカスレンズの位置を移動(シフト)させることで、TV−AFによる合焦状態を得る。
TV−AF評価値演算部107は、顔検出処理部108にて顔が検出されない場合は、上述した3つのTV−AF枠のうち中央枠(第1の画像領域)を選択し、該中央枠のTV−AF評価値を算出する。すなわち、中央枠は、画像内において特定被写体の検出に関係なく設定されるTV−AF枠である。この場合のTV−AFを、以下の説明において、通常TV−AF(第1のコントラストフォーカス制御)という。
一方、顔検出処理部108にて顔が検出された場合は、TV−AF評価値演算部107は、該顔の検出位置に基づいて、該顔が含まれるTV−AF枠(中央枠、左枠および右枠のうち顔の検出位置に対応するTV−AF枠)を選択してTV−AF評価値を算出する。この場合のTV−AFを、以下の説明において、顔優先TV−AF(第2のコントラストフォーカス制御)という。
次に、本実施例で行われる位相差AFについて説明する。
図4には、図1に示した位相差レンズ104と位相差センサ105とを示している。位相差レンズ104は、それぞれの光軸が平行になるように配置された2つのレンズA,Bにより構成されている。該2つのレンズA,Bは、同一の被写体OBJの2つの像を位相差センサ105上に形成する。位相差センサ105から出力される2つの像信号は、被写体距離Dに対応する位相差を有し、これらを重ね合わせると図5に示すような信号が得られる。図5において、横軸は位相差センサ105における受光素子(画素)の位置を示し、縦軸は位相差センサ105からの出力信号のレベルを示している。
位相差演算部110は、該2つの像信号間の位相差d1やd2を算出し、該位相差を用いた三角測量法にて被写体距離Dを算出する。レンズ位置制御部111は、被写体距離Dに基づいて、合焦状態が得られるフォーカスレンズの位置(駆動量)を算出し、その位置にフォーカスレンズを移動(シフト)させるよう制御する。
位相差枠設定部109は、顔検出処理部108にて顔が検出されない場合は、位相差センサ105の検出視野の全域において2像の位相差を検出する。この場合の位相差AFを、以下の説明において、通常位相差AF(第1の位相差フォーカス制御)という。
一方、顔検出処理部108にて顔が検出された場合は、位相差センサ105の検出視野内のうち顔の検出位置に対応する(顔が含まれる)位相差枠を選択して位相差及び被写体距離を算出する。なお、ここでは、位相差枠として、図2に示したTV−AF枠と同様に、中央枠、左枠および右枠が選択可能であるとする。例えば、選択された左枠で検出された位相差が図5のd1であるとすると、顔までの距離Dは、d1に基づいて算出される。この場合の位相差AFを、以下の説明において、顔優先位相差AF(第2の位相差フォーカス制御)という。
そして、本実施例では、通常TV−AF、顔優先TV−AF、通常位相差AFおよび顔優先位相差AFを組み合わせたハイブリットAFを行う。
次に、図6のタイムチャートを用いて、本実施例でのハイブリットAFの流れについて説明する。
(通常TV−AF:時間T0−T1)
顔の検出がされていない時間T0では、通常TV−AFが行われる。前述したように、通常TV−AFでは、TV−AF評価値は中央枠で算出され、位相差(被写体距離)は検出視野の全域で検出される。
(通常TV−AF:時間T0−T1)
顔の検出がされていない時間T0では、通常TV−AFが行われる。前述したように、通常TV−AFでは、TV−AF評価値は中央枠で算出され、位相差(被写体距離)は検出視野の全域で検出される。
時間T1で、顔検出処理部108により顔が左枠において検出されたものとする。このとき、位相差枠が顔の検出位置に合わせて左枠に設定される。ここでは、顔までの距離として3mが検出されたものとする。時間T1では、フォーカスレンズの移動(以下、レンズシフトともいう)は行わず、TV−AF枠が中央枠から左枠に変更される。
(顔優先位相差AF:時間T2−T4)
時間T2では、通常TV−AFから、左枠での位相差を検出する顔優先位相差AFに移行する。また、時間T2では、顔優先位相差AF中であるが、左枠で算出されたTV−AF評価値の取得も開始し、入力映像の大ボケ判定を行う。このとき、フォーカスレンズ位置は無限遠位置(∞)であり、顔までの距離は3mであるので、大ボケと判定される。
(顔優先位相差AF:時間T2−T4)
時間T2では、通常TV−AFから、左枠での位相差を検出する顔優先位相差AFに移行する。また、時間T2では、顔優先位相差AF中であるが、左枠で算出されたTV−AF評価値の取得も開始し、入力映像の大ボケ判定を行う。このとき、フォーカスレンズ位置は無限遠位置(∞)であり、顔までの距離は3mであるので、大ボケと判定される。
時間T3では、無限遠位置にあるフォーカスレンズを、顔までの距離3mに対してある程度合焦する位置(誤差1m程度)まで高速でシフトさせる。レンズシフトが高速で行われている間は、左枠で算出されたTV−AF評価値は利用できないが、レンズシフトは被写体距離に基づいて行われているので、何ら問題はない。
このように、本実施例では、顔優先TV−AFの開始前に、TV−AF評価値の取得対象を顔が検出された左枠に変更する。
時間T3の間にある程度合焦する位置までのレンズシフトが完了すると、時間T4では、左枠で算出されたTV−AF評価値の利用を可能とするため、レンズシフトの速度が時間T3よりも遅い速度(中速)に減速される。
(顔優先TV−AF:時間T5)
時間T5の開始時点では、左枠で算出されたTV−AF評価値の取得が既に開始されているので、ただちに左枠で算出されたTV−AF評価値を用いた顔優先TV−AFを開始することができる。ここでは、時間T5において、顔までの距離が3mから4mに変化するものとする。顔優先TV−AFでは、該移動する顔を追尾しながら、時間T4よりもさらに遅いレンズシフト速度によって、顔への合焦状態を維持する。
(顔優先TV−AF:時間T5)
時間T5の開始時点では、左枠で算出されたTV−AF評価値の取得が既に開始されているので、ただちに左枠で算出されたTV−AF評価値を用いた顔優先TV−AFを開始することができる。ここでは、時間T5において、顔までの距離が3mから4mに変化するものとする。顔優先TV−AFでは、該移動する顔を追尾しながら、時間T4よりもさらに遅いレンズシフト速度によって、顔への合焦状態を維持する。
このように、本実施例では、顔優先位相差AFの終了前(顔優先位相差AFによるフォーカス制御中又は顔優先TV−AFによるフォーカス制御の開始前)から、顔の検出位置に対応する左枠で算出されたTV−AF評価値を取得する。これにより、顔優先位相差AFから顔優先TV−AFに移行したときに、顔のTV−AF評価値を改めて取得し直す必要がない。また、TV−AF評価値により合焦位置を取得できた場合には、その取得結果に基づいて焦点調節を行うことができる。したがって、顔優先位相差AFの終了後に顔のTV−AF評価値を改めて取得し直す場合に比べて、顔優先TV−AF、つまりは顔を追尾しながらのハイブリッドAFをより高速で行うことができる。
(顔優先TV−AF:時間T6)
時間T6では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失したり(検出されなくなったり)、ユーザの選択操作等によって追尾する顔(主顔)が変更されたりした場合を想定している。この時間T6では、顔優先TV−AFは保持されるが、TV−AF評価値の取得対象が中央枠に変更される。そして、フォーカスレンズも、無限遠位置に低速でシフトされる。
(顔優先TV−AF:時間T6)
時間T6では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失したり(検出されなくなったり)、ユーザの選択操作等によって追尾する顔(主顔)が変更されたりした場合を想定している。この時間T6では、顔優先TV−AFは保持されるが、TV−AF評価値の取得対象が中央枠に変更される。そして、フォーカスレンズも、無限遠位置に低速でシフトされる。
次に、本発明の実施例2であるビデオカメラにおけるハイブリットAFの流れについて、図7のタイムチャートを用いて説明する。本実施例のビデオカメラの構成は、実施例1と同じである。
図7において、時間T0−T1での通常TV−AF、時間T2−T4での顔優先位相差AFおよび時間T5での顔優先TV−AFについては、実施例1と同じである。もちろん、時間T2−T4において顔優先位相差AFの終了前(顔優先位相差AFの動作中又は顔優先TV−AFの開始前)から、顔の検出位置に対応するTV−AF枠(左枠)で算出されたTV−AF評価値の取得を開始する点も同じである。
(顔優先TV−AF:時間T6)
時間T6では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失したり、ユーザの選択操作等によって追尾する顔(主顔)が変更されたりした場合を想定している。この時間T6では、通常TV−AFに移行し、TV−AF評価値の取得対象も中央枠に変更される。ここでは、レンズシフトは行われない。
(通常位相差AF:時間T7−T8)
時間T7では、通常位相差AFに移行する。また、時間T7から、中央枠で算出されたTV−AF評価値の取得を開始し、入力映像の大ボケ判定を行う。
(顔優先TV−AF:時間T6)
時間T6では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失したり、ユーザの選択操作等によって追尾する顔(主顔)が変更されたりした場合を想定している。この時間T6では、通常TV−AFに移行し、TV−AF評価値の取得対象も中央枠に変更される。ここでは、レンズシフトは行われない。
(通常位相差AF:時間T7−T8)
時間T7では、通常位相差AFに移行する。また、時間T7から、中央枠で算出されたTV−AF評価値の取得を開始し、入力映像の大ボケ判定を行う。
大ボケ判定後の時間T8では、フォーカスレンズを高速で無限遠位置にシフトする。レンズシフトが高速で行われている間は、左枠で算出されたTV−AF評価値は利用できないが、レンズシフトは被写体距離に基づいて行われているので、何ら問題はない。
このように、本実施例では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失する等した場合には、通常TV−AFに移行する。このため、実施例1のように顔優先TV−AFを続行する場合に比べて、スムーズに通常のハイブリッドAFを継続(再開)することができる。
また、本実施例では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失する等した場合には、通常TV−AFを経て通常位相差AFに移行する。そして、通常位相差AFを行っている間に、中央枠のTV−AF評価値の取得を開始する。これにより、通常位相差AFの後に、中央枠のTV−AF評価値を用いた通常TV−AFを迅速に開始することができる。
次に、本発明の実施例3であるビデオカメラについて説明する。本実施例のビデオカメラの構成は、基本的に実施例1と同じであるが、TV−AF評価値演算部107でのTV−AF評価値の算出方法が異なる。
図8には、本実施例でのTV−AF評価値演算部107の構成を示している。ここでは、TV−AF評価値として、3つのTV−AF枠(中央枠、左枠および右枠)で算出されるTV−AF評価値に重み付け係数(W_L,W_C,W_R)を乗じたものを用いる。
通常TV−AFにおいては、中央枠に対する重み付け係数W_Cの値を他のTV−AF枠に対する重み付け係数W_L,W_Rよりも大きくして、中央重点のTV−AF評価を行う。また、顔優先TV−AFでは、顔が含まれるTV−AF枠に対する重み付け係数を他のTV−AF枠に対する重み付け係数よりも大きくする。
次に、実施例1で用いた図6のタイムチャートを用いて、本実施例におけるハイブリットAFの流れについて説明する。
(通常TV−AF:時間T0−T1)
顔の検出がされていない時間T0では、通常TV−AFが行われる。前述したように、通常TV−AFでは、TV−AF評価値は中央枠に対する重み付けを最も大きくして算出される。位相差(被写体距離)は検出視野の全域で検出される。
(通常TV−AF:時間T0−T1)
顔の検出がされていない時間T0では、通常TV−AFが行われる。前述したように、通常TV−AFでは、TV−AF評価値は中央枠に対する重み付けを最も大きくして算出される。位相差(被写体距離)は検出視野の全域で検出される。
時間T1で、顔検出処理部108により顔が左枠において検出されたものとする。このとき、位相差枠が顔の検出位置に合わせて左枠に設定される。ここでは、顔までの距離として3mが検出されたものとする。時間T1では、レンズシフトは行わず、TV−AF評価値については中央枠の重み付けを小さくし、左枠の重み付けを大きくする。
(顔優先位相差AF:時間T2−T4)
時間T2では、通常TV−AFから、左枠での位相差を検出する顔優先位相差AFに移行する。また、時間T2では、顔優先位相差AF中であるが、左枠で算出されたTV−AF評価値の取得も開始し、入力映像の大ボケ判定を行う。このとき、フォーカスレンズ位置は無限遠位置(∞)であり、顔までの距離は3mであるので、大ボケと判定される。
(顔優先位相差AF:時間T2−T4)
時間T2では、通常TV−AFから、左枠での位相差を検出する顔優先位相差AFに移行する。また、時間T2では、顔優先位相差AF中であるが、左枠で算出されたTV−AF評価値の取得も開始し、入力映像の大ボケ判定を行う。このとき、フォーカスレンズ位置は無限遠位置(∞)であり、顔までの距離は3mであるので、大ボケと判定される。
時間T3では、無限遠位置にあるフォーカスレンズを、顔までの距離3mに対してある程度合焦する位置(誤差1m程度)まで高速でシフトさせる。レンズシフトが高速で行われている間は、左枠で算出されたTV−AF評価値は利用できないが、レンズシフトは被写体距離に基づいて行われているので、何ら問題はない。
このように、本実施例では、顔優先TV−AFの開始前に、TV−AF評価値について顔が検出された左枠の重み付けを大きくする。そして、顔優先TV−AFによってフォーカスレンズを顔に対して合焦が得られるようにシフトさせ、時間T4以降で左枠のTV−AF評価値に重みをおいた顔優先TV−AFに移行するための準備を行う。
時間T3の間にある程度合焦する位置までのレンズシフトが完了すると、時間T4では、左枠で算出されたTV−AF評価値の利用を可能とするため、レンズシフトの速度が時間T3よりも遅い速度(中速)に減速される。そして、顔までの距離3mに対して位相差AFにより合焦が得られる位置までレンズシフトが行われる。
(顔優先TV−AF:時間T5)
時間T5の開始時点では、重みをおいた左枠のTV−AF評価値の取得が既に開始されているので、ただちに左枠のTV−AF評価値を用いた顔優先TV−AFを開始することができる。ここでは、時間T5において、顔までの距離が3mから4mに変化するものとする。顔優先TV−AFでは、該移動する顔を追尾しながら、時間T4よりもさらに遅いレンズシフト速度によって、顔への合焦状態を維持する。
(顔優先TV−AF:時間T5)
時間T5の開始時点では、重みをおいた左枠のTV−AF評価値の取得が既に開始されているので、ただちに左枠のTV−AF評価値を用いた顔優先TV−AFを開始することができる。ここでは、時間T5において、顔までの距離が3mから4mに変化するものとする。顔優先TV−AFでは、該移動する顔を追尾しながら、時間T4よりもさらに遅いレンズシフト速度によって、顔への合焦状態を維持する。
本実施例では、顔優先TV−AFにおいて、顔が検出されないTV−AF枠のTV−AF評価値も、顔が検出されたTV−AF枠に比べて低い重み付けではあるが参照する。このため、画像内で顔の位置が頻繁に変動するような場合でも、顔優先TV−AFをスムーズに継続することができる。
(顔優先TV−AF時間T6)
時間T6では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失したり、ユーザの選択操作等によって追尾する顔(主顔)が変更されたりした場合を想定している。この時間T6では、顔優先TV−AFは保持されるが、中央枠のTV−AF評価値の重み付けを大きくし、左枠のTV−AF評価値の重み付けを小さくする。そして、フォーカスレンズも、無限遠位置に低速でシフトされる。
(顔優先TV−AF時間T6)
時間T6では、顔優先TV−AF中に追尾していた顔が消失したり、ユーザの選択操作等によって追尾する顔(主顔)が変更されたりした場合を想定している。この時間T6では、顔優先TV−AFは保持されるが、中央枠のTV−AF評価値の重み付けを大きくし、左枠のTV−AF評価値の重み付けを小さくする。そして、フォーカスレンズも、無限遠位置に低速でシフトされる。
以上説明したように、上記各実施例では、画像において特定被写体が検出されると、該特定被写体に対して位相差フォーカス制御を行い、該位相差フォーカス制御の終了後に該特定被写体に対するコントラストフォーカス制御を行う。これにより、特定被写体に対する高速かつ高精度なフォーカス制御を行うことができる。
しかも、特定被写体に対する位相差フォーカス制御が終了する前から特定被写体のコントラスト情報の取得を開始する。このため、特定被写体に対する位相差フォーカス制御から特定被写体に対するコントラストフォーカス制御に移行したときに、コントラスト情報を改めて取得し直す必要がない。したがって、特定被写体に対するコントラストフォーカス制御、つまりは特定被写体を追尾しながらのハイブリッド方式によるフォーカス制御をより高速で行うことができる。なお、特定被写体のコントラスト情報の取得を、位相差フォーカス制御の終了後に行ってもよい。
ハイブリッド方式により特定被写体に対する高精度なフォーカス制御をより高速で行える撮像装置を実現できる。
101 撮影レンズ
102 撮像素子
104 位相差検出レンズ
105 位相差センサ
107 TV−AF評価値演算部
108 顔検出処理部
109 位相差枠設定部
110 位相差演算部
111 レンズ位置制御部
102 撮像素子
104 位相差検出レンズ
105 位相差センサ
107 TV−AF評価値演算部
108 顔検出処理部
109 位相差枠設定部
110 位相差演算部
111 レンズ位置制御部
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