JP2012118153A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＦ評価値を取得する位置と照明装置の照明位置を一致させない場合、照明光の反射光の撮像手段上における面積が焦点調整手段の状態により異なり、ＡＦ評価値の変化の仕方が異常になり、ピントの合った状態でＡＦ評価値が最大にならないといった弊害を防止する。
【解決手段】撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像手段と、撮像手段に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段、焦点調整手段を駆動しながら撮像手段によって生成された撮像手段の一部分の画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段、ＡＦ評価値を取得する際に被写体の全部又は一部を照明する照明手段、照明手段の照明位置を検出する手段を有する自動焦点調整装置において、照明手段の照明位置が合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分と一致しない場合、照明手段による照明をしない。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動焦点調整装置、詳しくは撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して、焦点調整を行う自動焦点調整装置に関するものである。

従来の自動焦点調整動作（ＡＦ）において、主被写***置と照明手段の照明位置が一致しない場合の対処方法に関して特許文献１、特許文献２がある。

特開2008-216828号公報 特開2003-114375号公報

特許文献１には以下の記載がある。

顔の位置に因らず適切な撮影レンズの焦点調節を行う。シャッタボタンの半押し操作により、顔抽出回路は、画像から顔領域の抽出を開始する。顔領域が抽出されると、ＣＰＵは、モータドライバを介してステッピングモータを駆動し、ＬＥＤの補助光照射方向を被写体の顔に向けるとともに、ＬＥＤドライバを介してＬＥＤから補助光を発させる。補助光は、被写体の顔に照射され、顔領域とその周りとのコントラストを高める。ＡＦ検出回路は、周りとのコントラストが高められた顔領域を合焦評価領域としてフォーカス制御を行い、フォーカスレンズの合焦位置を決定する。ＣＰＵは、ＡＦ検出回路によって決定した合焦位置に基づいて、モータドライバを介して合焦用レンズモータを駆動してフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、ピントを調整する。シャッタボタンの全押し操作により、撮影が実行され、デジタルデータが記憶される。

特許文献２には以下の記載がある。

ズーム機能を有し、焦点検出のために被写体を照明する補助光装置を備える撮像装置において、安定で高精度の自動焦点調整を行うことができるようにする。駆動制御回路の制御部により、ズームレンズ装置の焦点距離に応じて、焦点検出のための測距枠を移動させ、焦点検出のために被写体を照明する補助光装置としての発光ダイオードからの照明光に基づいて上記測距枠における焦点検出を行い、検出された焦点検出情報に基づいて上記ズームレンズ装置を行う。

しかしながら上述特許文献１においては、照明手段（ＬＥＤ）を駆動する部材を設けることによるコストアップ・機器の大型化、及び駆動に要する時間により生じるレリーズタイムラグが生じるという課題がある。

また特許文献２においては、測距枠を移動することにより撮影者の意図した被写体に合焦しない弊害が生じる。

従来例のようにしてＡＦ評価値を取得する位置と照明装置の照明位置を一致させない場合、照明装置により照明された照明光が背後の壁など主被写体以外のものに反射することがある。この場合反射光の撮像手段上における面積が焦点調整手段の状態により異なり、ＡＦ評価値を取得する位置と照明手段の照明位置の関係によっては、焦点調整手段の駆動に伴い徐々にＡＦ評価値を取得する範囲に反射光が入ってきたり、逆に徐々に出ていったりすることが起こる。これによりＡＦ評価値の変化の仕方が異常になり、ピントの合った状態でＡＦ評価値が最大にならないことがある。すなわち、焦点調整手段の駆動に伴い徐々にＡＦ評価値を取得する範囲に反射光が入ってきた場合などは、反射光が入ることで画像のコントラストが高くなり、画像がぼけていくにも関わらずＡＦ評価値が大きくなってしまうことがある。逆に徐々に出ていった場合は反射光が出ていくことで画像のコントラストが低くなり、ピントが合っていくにも関わらずＡＦ評価値が小さくなってしまうことがある。

これに対して本発明においては 、
撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像手段と、撮像手段に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段、焦点調整手段を駆動しながら撮像手段によって生成された撮像手段の一部分の画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段、ＡＦ評価値を取得する際に被写体の全部又は一部を照明する照明手段、照明手段の照明位置を検出する手段を有する自動焦点調整装置において、
照明手段の照明位置が合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分と一致しない場合、照明手段による照明をしない。

本発明においては 、照明手段の照明位置が合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分と一致しない場合、照明手段による照明をしない。

これにより、照明装置により照明された照明光が主被写体の背後の壁など主被写体以外のものに反射すること等により、焦点調整手段の駆動に伴い徐々にＡＦ評価値を取得する範囲に反射光が入ってきたり、逆に徐々に出ていったりすることが起こらないようにし、これによりＡＦ評価値の変化の仕方が異常になり、ピントの合った状態で最大にならないといった弊害を防止できる。

実施例１・２ブロック図 実施例１の動作手順の説明図 実施例１の動作手順の説明図 実施例１・２のスキャンＡＦ動作の説明図 実施例２の動作手順の説明図 実施例２のＳＷ１前ＡＦの動作手順の説明図

［実施例１］
図１に本発明の実施例のブロック図を示す。

１は撮像装置、２はズームレンズ群、３はフォーカスレンズ群、４はズームレンズ群２フォーカスレンズ群３等からなる撮影光学系を透過する光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である絞り、３１はズームレンズ群２フォーカスレンズ群３絞り４等からなる撮影レンズ鏡筒、５は撮影光学系を透過した被写体像が結像し、これを光電変換する固体撮像素子（以下ＣＣＤ）、６はこのＣＣＤ５によって光電変換された電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定の画像信号を生成する撮像回路、７はこの撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変化するＡ／Ｄ変換回路、８はこのＡ／Ｄ変換回路７の出力を受けてこの画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のメモリ（ＶＲＡＭ）、９はこのＶＲＡＭ８に記憶された画像信号を読み出してこれをアナログ信号に変換するとともに再生出力に適する形態の画像信号に変換するＤ／Ａ変換回路、１０はこの画像信号を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下ＬＣＤ）、１２は半導体メモリ等からなる画像データを記憶する記憶用メモリ、１１はＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に対する記憶に適した形態にするために画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路及び記憶用メモリ１２に記憶された画像データを再生表示等をするのに最適な形態とするための復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路とからなる圧縮伸長回路、１３はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動露出（ＡＥ）処理を行うＡＥ処理回路、１４はＡＦ評価値生成手段であるＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動焦点調節（ＡＦ）処理を行うスキャンＡＦ処理回路、１５は撮像装置の制御を行う演算用のメモリを内蔵したＣＰＵ、１６は所定のタイミング信号を発生するタイミングジェネレータ（以下ＴＧ）、１７はＣＣＤドライバー、２１は絞り４を駆動する絞り駆動モータ、１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路、２２はフォーカスレンズ群３を駆動するフォーカス駆動モータ、１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第ニモーター駆動回路、２３はズームスレンズ群２を駆動するズーム駆動モータ、２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する第三モータ駆動回路、２４は各種のスイッチ群からなる操作スイッチ、２５は各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭ、２６は電池、２８はストロボ発光部、２７はストロボ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路、２９は警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子、３０は音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカー、３３はＡＦ評価値を取得する際に被写体の全部又は一部を照明する照明手段であるＬＥＤなどの光源で構成されるＡＦ補助光、３２はＡＦ補助光３３を駆動するためのＡＦ補助光駆動回路、３５は手振れなどを検出する振れ検出センサー、３４は振れ検出センサー３５の信号を処理する振れ検出回路、３６はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて画面上での顔位置や顔の大きさなどを検出する顔検出回路である。

なお、画像データ等の記憶媒体である記憶用メモリは、フラッシュメモリ等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック形状からなり装置に対して着脱自在に形成されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリの他、ハードディスクやフロッピィ−ディスク等の磁気記憶媒体等、様々な形態のものが適用される。

また、操作スイッチ２４としては、本撮像装置１を起動させ電源供給を行うための主電源スイッチや撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチ、再生動作を開始させる再生スイッチ、撮影光学系のズームレンズ群２を移動させズームを行わせるズームスイッチ、光学式ファインダー（ＯＶＦ）電子ビューファインダー（ＥＶＦ）切り替えスイッチ等がある。

そしてレリーズスイッチは撮影動作に先立ち行われるＡＥ処理、ＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する第一ストローク（以下ＳＷ１）と実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第ニストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。

このように構成された本実施例における動作を以下に説明する。

まず、撮像装置１の撮影レンズ鏡筒３１を透過した被写体光束は絞り部４によってその光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に結像される。この被写体像は、ＣＣＤ５による光電変換処理により電気的な信号に変換され撮像回路６に出力される。撮像回路６では、入力した信号に対して各種の信号処理が施され、所定の画像信号が生成される。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７に出力されデジタル信号（画像データ）に変換された後、ＶＲＡＭ８に一時的に格納される。ＶＲＡＭ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤに画像として表示される。一方ＶＲＡＭ８に格納された画像データは圧縮伸長回路１１にも出力される。この圧縮伸長回路１１における圧縮回路によって圧縮処理が行われた後、記憶に適した形態の画像データに変換され、記憶用メモリ１２に記憶される。

また。例えば操作スイッチ２４のうち不図示の再生スイッチが操作されオン状態になると、再生動作が開始される。すると記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは圧縮伸長回路１１に出力され、伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に出力され一時的に記憶される。更に、この画像データはＤ／Ａ変換回路９へ出力されアナログ信号に変換され表示するのに適した形態の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に画像として表示される。

他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された画像データは、上述のＶＲＡＭ８とは別にＡＥ処理回路１３、スキャンＡＦ処理回路１４及び顔検回路３６に対しても出力される。まずＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、一画面分の画像データの輝度値に対して累積加算等の演算処理が行われる。これにより、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

またスキャンＡＦ処理回路１４においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、画像データの高周波成分がハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出され、更に累積加算等の演算処理を行い、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号が算出される。具体的にはスキャンＡＦ処理はＡＦ領域として指定された画面の一部分の領域に相当する画像データの高周波成分をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出し、更に累積加算等の演算処理を行う。これにより、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値信号が算出される。このＡＦ領域は中央部分の一箇所である場合や中央部分とそれに隣接する複数箇所である場合、離散的に分布する複数箇所である場合などがある。

このようにスキャンＡＦ処理回路１４は、ＡＦ処理を行う過程において、ＣＣＤ５によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の役割を担っている。

顔検出回路３６においては、入力されたデジタル画像信号を受けて、目、眉などの顔を特徴付ける部分を画像上で探索し、人物の顔の画像上での位置を求める。更に顔の大きさや傾きなどを、顔を特徴付ける部分の間隔などの位置関係から求める。

一方、ＴＧ１６からは所定のタイミング信号がＣＰＵ１５、撮像回路６、ＣＣＤドライバー１７へ出力されており、ＣＰＵ１５はこのタイミング信号に同期させて各種の制御を行う。また撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、これに同期させて色信号の分離等の各種画像処理を行う。さらにＣＣＤドライバー１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受けこれに同期してＣＣＤ５を駆動する。

またＣＰＵ１５は、第一モータ駆動回路１８、第ニモータ駆動回路１９、第三モータ駆動回路２０をそれぞれ制御することにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームスレンズ群２を駆動制御する。すなわちＣＰＵ１５はＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき第一モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量を適正になるように調整するＡＥ制御を行う。またＣＰＵ１５はスキャンＡＦ処理回路１４において算出されるＡＦ評価値信号に基づき第ニモータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。また操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、これを受けてＣＰＵ１５は、第三モータ駆動回路２０を制御してズームモータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動させ、撮影光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。

次に本撮像装置の実際の撮影動作を図２・図３に示すフローチャートを用いて説明する。

なお本発明の説明においては、フォーカスレンズ群３を所定位置に駆動しながらＡＦ評価値を取得する動作をスキャン、ＡＦ評価値を取得するフォーカスレンズの位置の間隔をスキャン間隔、ＡＦ評価値を取得する数をスキャンポイント数、ＡＦ評価値を取得する範囲をスキャン範囲と言うものとする。

本撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置の動作モードが撮影（録画）モードにあるときは、撮影処理シーケンスが実行され、ＣＣＤ５等に電源を供給する等し撮像を可能にする。

まずステップＳ２０１においてＣＰＵ１５はＡＥを行う。すなわちＡＥ処理回路１３において演算処理された被写体の明るさに応じたＡＥ評価値を基にＣＣＤ５の露光量を適正化する。

次いでステップＳ２０２において顔検出を行い主被写体である人物の顔の画面上での位置と顔の大きさを求める。

ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で求められた顔の大きさから主被写体までの距離を推定し、その推定された距離と、撮影レンズ鏡筒３１とＡＦ補助光３３の間隔（パララックス）より、画面内のＡＦ補助光３３の照明位置を推定する。

この一連の動作（ステップＳ２０１〜２０３）をＳＷ１がオンになるまで繰り返す。
ステップＳ２０４でＳＷ１がオンになったと判定されたら、ステップＳ２０５において、それ以前の一連の動作で顔検出が成功したか否かを判定する。

顔検出が成功している場合はステップＳ２０６へ、成功していない場合はステップＳ２２１へ進む。

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０３で推定した主被写体までの距離を所定距離と比較し、所定距離より遠い場合はステップＳ２１０へ進み、ＡＦ補助光をオフにする。これによりＡＦ補助光の届かない遠距離にある被写体に対してＡＦ補助光を点灯する無駄を解消することができる。
所定距離より近い場合はステップＳ２０７へ進み、ステップＳ２０２において顔検出した顔の画面上での位置にＡＦ補助光３３が照明されるか否かの判定を行う。

ＡＦ補助光３３の照明範囲はある程度の拡がりを持ちその大きさは被写体距離により異なる。照射角度は一定なので距離が離れるにつれて大きくなっていく。またＡＦエリア（合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分）はステップＳ２０２において顔検出した顔の画面上での位置・大きさにより決定される。ＡＦ補助光３３の照明範囲とＡＦエリアの画面上での重なりが所定値以上の場合、顔の位置にＡＦ補助光３３が照明されていると判定する。

この所定値はＡＦエリアに対してある割合を掛けて与えられる。例えば、ＡＦエリアの５０％以上の画面上の面積が重なっている場合に顔の位置にＡＦ補助光３３が照明されていると判定する。但しＡＦエリアが大きい場合はＡＦ補助光３３の照明範囲が全てＡＦエリアに入っても所定割合を満たさない場合が考えられるので、上限を設ける。ＡＦエリアの所定割合（例えば５０％）以上の画面上の面積が所定面積を超えた場合は、その所定面積を、顔の位置にＡＦ補助光３３が照明されているかを判定する際の所定面積とする。

ステップＳ２０７で顔の位置にＡＦ補助光３３が照明されていると判定された場合は、ステップＳ２０８へ進みＡＦ補助光３３をオンにし、その状態でステップＳ２０９にてＡＥを行いＡＥ評価値を取得し、その後ステップＳ２１１にて、ステップＳ２１２で行うスキャンＡＦの際の露光値を決める。

一方ステップＳ２０７で顔の位置にＡＦ補助光３３が照明されていないと判定された場合は、ステップＳ２１０でＳ２１２でのスキャンＡＦ中のＡＦ補助光３３の設定をオフにし、その後ステップＳ２１１へ進み既にステップＳ２０１で取得されているＡＥ評価値よりステップＳ２１２で行うスキャンＡＦの際の露光値を決める。

そしてステップＳ２１２にてスキャンＡＦを行い、その結果をステップＳ２１３で表示する。
ステップＳ２１２・Ｓ２１３で行われる合焦位置を検出するためのスキャンＡＦ処理及び結果表示の概略を説明する。

スキャンＡＦはＣＣＤ５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めることにより行われる。ＣＰＵ１５はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第ニモーター駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３をスキャン開始位置（全域スキャンの場合は無限遠に相当する図４における「Ａ４」の位置、範囲を限定する場合はそれぞれの範囲に応じた図４における「Ａ１」「Ａ２」「Ａ３」の位置）から各々の撮影モードにおいて設定されるスキャン終了位置（全域スキャンの場合は至近距離に相当する図４における「Ｂ４」位置、範囲を限定する場合はそれぞれの範囲に応じた図４における「Ｂ１」「Ｂ２」「Ｂ３」の位置）まで駆動する。そして駆動しながらスキャンＡＦ処理回路の出力（ＡＦ評価値信号）を取得し、フォーカスレンズ群３の駆動が終了した時点で取得したＡＦ評価値信号から、それが最大になる位置（図４における「Ｃ」）を求め、その位置にフォーカスレンズ群３の駆動する。

このＡＦ処理回路の出力の取得はスキャンＡＦの高速化のために、全てのフォーカスレンズ群３の停止位置については行わず、所定にステップ毎に行う。この場合、図４に示すａ１、ａ２、ａ３点においてＡＦ評価値信号を取得することがありうる。このような場合はＡＦ評価値信号が最大値となった点とその前後の点のから合焦位置Ｃを計算にて求めている。このように補間計算を行いＡＦ評価値信号が最大値となる点（図４のＣ）を求める前にＡＦ評価値信号の信頼性を評価する。その信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める。またＡＦ評価値信号の信頼性を評価した結果その信頼性が低い場合には、ＡＦ評価値信号が最大値となる点を求める処理は行わず定点と呼ばれるスキャン範囲内の適当な位置にレンズを制御する。

また信頼性評価の結果に応じてＡＦＯＫ表示またはＡＦＮＧ表示を行う。信頼性が十分な場合は表示素子２９を点灯したり、ＬＣＤ上に緑の枠を表示するなどしてＡＦＯＫ表示を行う。
またＡＦ評価値信号の信頼性を評価した結果その信頼性が低い場合には、表示素子２９を点滅表示したり、ＬＣＤ上に黄色の枠を表示するなどしてＡＦＮＧ表示を行う。

なおここで行う合焦判定の、取得されたＡＦ評価値が山状になっておりそのピークが検出可能か否かを判定することにより行われる。詳細は特開２００４−１０１７６６に記載されているので説明を割愛する。

その後、ステップＳ２１４にてＳＷ２がオンされレリーズ動作が要求されるのを待ち、ＳＷ２がオンされたならばステップＳ２１５において露光処理を行う。

一方ステップＳ２０５において、それ以前の一連の動作で顔検出が成功していないと判断されステップＳ２２１へ進んだ場合は、まずステップＳ２２１にてＡｉＡＦモードに設定されているか否かをチェックする。ＡｉＡＦモードとは、ＡＦエリアを複数個設け各々のＡＦエリアでフォーカスレンズ群３を駆動しながらＡＦ評価値を取得し、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置を求め、求まった複数のＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置から最適なＡＦエリアを選択し、そのＡＦエリアのＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置を合焦位置とするものである。画面中央に主被写体がいない場合等に背景にピントが抜けてしまう失敗を防止できるＡＦモードである。

ＡｉＡＦモードが設定されていた場合はステップＳ２２１からステップＳ２０８へ進みＡＦ補助光３３をオンにする。以下の処理は前述の通りである。

ＡｉＡＦモードに設定されていない場合、すなわち１点ＡＦモードが設定されている場合はステップＳ２２２へ進む。１点ＡＦモードの場合、ＡＦエリアが中央の場合と、画面の任意の位置へ設定されている場合があるが。この後の処理は同じである。

まずステップＳ２２２において、ＡＦ補助光３３をオフの状態の画像を取得する。

次いでステップＳ２２３でＡＦ補助光３３をオンにし、ステップＳ２２４でオン状態の画像を取得する。

そしてステップＳ２２５で、ＡＦ補助光３３をオン状態の画像とオフ状態の画像の差分画像を求める。これの画像よりステップＳ２２６においてＡＦ補助光３３の照明位置を求める。差分画像の出力値の大きな部分がＡＦ補助光３３の照明位置となる。

もしＡＦ補助光３３の照明位置が求まらない場合は、ステップＳ２２７からステップＳ２２９へ進みＡＦ補助光３３をオフにする。その後ステップＳ２１１へ進む。以下の処理は前述の通りである。

ＡＦ補助光３３の照明位置が求まった場合はステップＳ２２８で、ＡＦエリアにＡＦ補助光３３が照明されるかを判定する。判定の仕方はステップＳ２０７と同様である。但し、１点ＡＦモードの場合はＡＦエリアの大きさは一定である点が異なる。ＡＦエリアにＡＦ補助光３３が照明されている場合はステップＳ２２８からステップＳ２０８へ進みＡＦ補助光３３をオンにする。以下の処理は前述の通りである。ＡＦエリアにＡＦ補助光３３が照明されていない場合はステップＳ２２８からステップＳ２２９へ進みＡＦ補助光３３をオフにする。その後ステップＳ２１１へ進む。以下の処理は前述の通りである。

このようなにすることにより、ＡＦ補助光３３により照明された照明光が主被写体の背後の壁など主被写体以外のものに反射すること等により、焦点調整手段の駆動に伴い徐々にＡＦ評価値を取得する範囲に反射光が入ってきたり、逆に徐々に出ていったりすることが起こらないようにし、これによりＡＦ評価値の変化の仕方が異常になり、ピントの合った状態で最大にならないといった弊害を防止できる。

［実施例２］
本発明の実施例２の実施例１に対する違いは、ＳＷ１オン前に焦点調整（スキャンＡＦ）を行い、その結果から被写体までの距離を知り、遠距離にある場合にはＡＦ補助光３３による照明を行わない点である。なおこのＳＷ１前のスキャンＡＦにおいてはＡＦ補助光３３による照明を行わない。もうひとつの違いは、顔検出手段の結果より求められた顔位置に相当する位置の照度（明るさ）が所定値より明るい場合にはＡＦ補助光３３による照明を行わない点である。

図５にその手順を示す。なお実施例１と同一の部分の説明は割愛する。

ステップＳ４０１にてＳＷ１前ＡＦを行う。このＡＦはＡＦに伴うピントの変化がＬＣＤ１０に表示されてしまうので、その変化量を抑える必要がある。

ＳＷ１前ＡＦの内容を、図６を用いて説明する。

まずステップＳ５０１にて起動（撮影処理シーケンスが実行）直後のＳＷ１前ＡＦの実行か否かをチェックし、起動直後のＳＷ１前ＡＦの場合はステップＳ５０２へ進みフォーカスレンズ群３を過焦点位置へ移動する。次いでステップＳ５０３にてレンズ停止フラグをクリアにする。

一方起動直後のＳＷ１前ＡＦでない（既にＳＷ1前ＡＦが実行されている）場合はステップＳ５０４へ進み、レンズ停止フラグがセットされているかをチェックする。

レンズ停止フラグがセットされていない場合、ステップＳ５０５へ進み５点スキャンを行う。これは５点のＡＦ評価値を取得するスキャンＡＦであり、スキャンは微小なスキャン範囲において行われる。例えば図４に示すＡ１からＢ１の範囲をスキャンする。スキャン間隔は例えば、そのズームポジションにおける開放深度の５倍程度以下に設定される。スキャン範囲が限定される他は図２のステップＳ２１２のスキャンＡＦと同様である。

ついで微小範囲における５点スキャンで合焦したか否かを判定し、合焦したならばステップＳ５０７へ進みレンズ停止フラグをセットする。

その後ステップＳ５０８で輝度変化が起きたか否かをチェックする。これは、ＣＣＤのＡＦエリアに相当する領域における輝度値の累積加算演算値を演算し、その値を前回ＳＷ１前ＡＦが行われた際に演算したＣＣＤのＡＦエリアに相当する領域における輝度値の累積加算演算値と比較することで行う。すなわち、演算された累積加算演算値と前回の累積加算演算値の差の絶対値を求め、その値が所定値以上になった場合に輝度変化が生じたと判定し、ステップＳ５１０へ進みレンズ停止フラグをクリアする。

輝度変化がおきていない時はステップＳ５０９へ進みパンニング発生のチェックを行う。これは、振れ検出センサー３５の出力を振れ検出回路３４を介して読み込み、その値を所定値と比較することで行う。振れ検出センサーとしては一般的には振動ジャイロと呼ばれる角速度センサーが用いられる。振動ジャイロは直交する方向に２つ用いられ、ピッチ方向・ヨー方向の２軸の角速度を求められる構成になっている。振れ検出センサー３５（振動ジャイロ）の出力は振れ検出回路３４に入力し、振れ検出回路３４において角変位に変換される。パンニング発生のチェックは、この角変位をピッチ方向・ヨー方向毎に累積演算し、その累積値のいずれかが所定値を越えた場合にパンニングが発生したと判定し、ステップＳ５１０へ進みレンズ停止フラグをクリアする。その後、このサブモジュールを抜け図５のステップＳ２０２へ進む。

輝度変化もパンニングも発生しない場合は、このサブモジュールを抜け図５のステップＳ２０２へ進む。

またパンニング発生のチェックに動きベクトルを利用しても構わない。周知のように動きベクトルは前後の画像の相関演算を行うことで、画像の中の注目部分の画像中での動き量を画素単位で検出する方法である。動きベクトルを求め、その値の積算値が所定値以上になったならばパンニングが発生したと判定する。

一方ステップＳ５０６で非合焦と判定された場合はステップＳ５２０へ進み、スキャン範囲の変更を行う。これは、次回もしくは次回以降のＳＷ１前ＡＦで合焦を得るためのもので、合焦位置が無限遠側か至近側かステップＳ５０５の５点スキャンでわかった場合とわからない場合で異なる。合焦位置が存在する方向がわかった場合は、その方向にスキャン範囲をずらす。例えば、至近側に合焦位置があるとわかった場合は、変更前の至近側の端にあったスキャンポイントが次回のスキャンの中心のスキャンポイントになるようにスキャン範囲を変更する。合焦位置が存在する方向がわからない場合は、至近側にスキャン範囲をずらす。変更前の至近側の端にあったスキャンポイントが次回のスキャンの無限遠側の端のスキャンポイントになるようにスキャン範囲を変更する。但し至近側にずらせない場合は無限遠側にずらす。変更前の無限遠側の端にあったスキャンポイントが次回のスキャンの至近側の端のスキャンポイントになるようにスキャン範囲を変更する。その後、このサブモジュールを抜け図５のステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ４０２にてＳＷ１前ＡＦの結果を受け、被写体までの距離が所定距離以遠かチェックする。所定距離以遠ならステップＳ２１０へ、所定距離より近ければステップＳ２０５へ進む。いずれの場合も以降の処理は実施例１と同一である。またＳＷ１前ＡＦで合焦せず被写体までの距離が得られない場合は、他の条件を用いてＡＦ補助光３３による照明を行うか否かを決めるためステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０７で顔の位置にＡＦ補助光３３が照明されると判定された場合は、ステップＳ４０３へ進み顔検出回路３６で求められた顔の位置の明るさ（照度）が所定の明るさより明るいか否かを判定する。

ステップＳ４０３で顔の位置での明るさが所定の明るさより明るいと判定された場合は、ステップＳ２１０でＳ２１２でのスキャンＡＦ中のＡＦ補助光３３の設定をオフにし、その後ステップＳ２１１へ進み既にステップＳ２０１で取得されているＡＥ評価値よりステップＳ２１２で行うスキャンＡＦの際の露光値を決める。

一方ステップＳ４０３で顔の位置での明るさが所定の明るさより明るいと判定されなかった場合は、ステップＳ２０８へ進みＡＦ補助光３３をオンにし、その状態でステップＳ２０９にてＡＥを行いＡＥ評価値を取得し、その後ステップＳ２１１にて、ステップＳ２１２で行うスキャンＡＦの際の露光値を決める。

またステップＳ２１２で行われるスキャンＡＦのスキャン範囲がステップＳ４０１で行われたＳＷ１前ＡＦの結果に応じて変化する。

ＳＷ１前ＡＦの結果、合焦しかつその後輝度変化やパンニング発生が生じていない場合はステップＳ５０５で行った５点スキャンを行う。それ以外の場合は実施例１のスキャンＡＦと同様の動作を行う。

このようなにすることにより、ＡＦ補助光３３により照明された照明光が主被写体の背後の壁など主被写体以外のものに反射すること等により、焦点調整手段の駆動に伴い徐々にＡＦ評価値を取得する範囲に反射光が入ってきたり、逆に徐々に出ていったりすることが起こらないようにし、これによりＡＦ評価値の変化の仕方が異常になり、ピントの合った状態で最大にならないといった弊害を防止できる。と同時にＳＷ１前ＡＦで合焦が得られている場合は、レリーズライムラグを短縮することが可能である。

実施例１・実施例２はコンパクトタイプのデジタルカメラを例に説明したが、本発明は、デジタルビデオカメラやデジタルライブビュー時のＡＦに適用可能である。

１ 撮像装置
２ ズームレンズ群
３ フォーカスレンズ群
４ 絞り
３１ 撮影レンズ鏡筒
５ 固体撮像素子（ＣＣＤ）
６ 撮像回路
７ Ａ／Ｄ変換回路
８ 画像信号を一時的に記憶するバッファメモリ等のメモリ（ＶＲＡＭ）
９ Ｄ／Ａ変換回路
１０ 液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置
１２ 画像データを記憶する記憶用メモリ
１１ ＶＲＡＭ８に一時記憶された画像信号を読み出して記憶用メモリ１２に画像データの圧縮処理や符号化処理を施す圧縮回路及び復号化処理や伸長処理等を施す伸長回路とからなる圧縮伸長回路
１３ ＡＥ処理回路
１４ スキャンＡＦ処理回路
１５ 演算用のメモリを内蔵したＣＰＵ
１６ タイミングジェネレータ
１７ ＣＣＤドライバー
２１ 絞り駆動モータ
１８ 絞り駆動モータ２１を駆動制御する第一モータ駆動回路
２２ 駆動するフォーカス駆動モータ
１９ フォーカス駆動モータ２２を駆動制御する第ニモーター駆動回路
２３ ズーム駆動モータ
２０ ズーム駆動モータ２３を駆動制御する第三モータ駆動回路
２４ 操作スイッチ
２５ ＥＥＰＲＯＭ
２６ 電池
２８ ストロボ発光部
２７ 閃光発光を制御するスイッチング回路
２９ 警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子
３０ 音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカー
３２ ＡＦ補助光３２を駆動するためのＡＦ補助光駆動回路
３３ ＡＦ補助光
３４ 振れ検出回路
３５ 振れ検出センサー
３６ 顔検出回路

Claims (9)

1. 撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像手段と、撮像手段に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段、焦点調整手段を駆動しながら撮像手段によって生成された撮像手段の一部分の画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段、合焦位置を検出するための画像信号を取得する際に被写体の全部又は一部を照明する照明手段、照明手段の照明位置を検出する手段を有する自動焦点調整装置において、
   照明手段の照明位置が合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分と一致しない場合、照明手段による照明をしないことを特徴とする自動焦点調整装置。
2. 合焦位置を検出するための画像信号を取得する際の撮像手段の露光量を照明を点灯した状態で調整することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調整装置。
3. 照明手段の照明範囲と合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分の重なりが該撮像手段の一部分の所定割合以下の時に、照明手段の照明位置が合焦位置を検出する際に用いる信号を取得する撮像手段の一部分と一致しないとみなすことを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調整装置。
4. 顔検出手段を有し、撮像手段上での顔位置及び顔の大きさを検出し、該検出された顔の大きさより被写体までの距離を類推し、更に照明手段と撮影光学系のパララックスより照明手段の撮像手段上の照明位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調整装置。
5. 検出された顔の大きさより類推された被写体までの距離が所定距離以遠の場合、合焦位置を検出するための画像信号を取得する際に照明手段による照明をしないことを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調整装置。
6. 照明手段による照明をした際に撮像手段で得られる画像信号と、照明手段による照明をしない際に撮像手段で得られる画像信号の差分信号から照明手段の撮像手段上の照明位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調整装置。
7. 照明手段による照明をした際に撮像手段で得られる画像信号と、照明手段による照明をしない際に撮像手段で得られる画像信号の差分信号から照明手段の撮像手段上の照明位置を検出することができない場合、合焦位置を検出するための画像信号を取得する際に照明手段による照明をしないことを特徴とする請求項６に記載の自動焦点調整装置。
8. 撮影準備を指示する手段、撮像手段に形成される被写体像を表示する表示手段を有し、該表示手段への画像の表示中に合焦位置を検出するための画像信号を取得しその値から画像の合焦度合いを示す評価値を算出し、その値が最大となる焦点調節手段の位置を求め、その位置から被写体までの距離を算出し、その距離が所定距離以遠の場合、撮影準備が指示された後に合焦位置を検出するための画像信号を取得する際に照明手段による照明をしないことを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調整装置。
9. 撮影光学系により結像される被写体像を光電変換して電気的な画像信号を得る撮像手段と、撮像手段に形成される被写体像の焦点を調整する焦点調節手段、焦点調整手段を駆動しながら撮像手段によって生成された撮像手段の一部分の画像信号から合焦位置を検出する合焦位置検出手段、合焦位置を検出するための画像信号を取得する際に被写体の全部又は一部を照明する照明手段、照明手段の照明位置を検出する手段、顔検出手段を有する自動焦点調整装置において、
   検出された顔位置における測光値が所定値より明るい場合、合焦位置を検出するための画像信号を取得する際に照明手段による照明をしないことを特徴とする自動焦点調整装置。