JP5048468B2 - 撮像装置およびその撮像方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が前記閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第1の制御部と、前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスAFを行う第2の制御部であって、前記第1の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置から変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第1の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行わない第2の制御部と、を備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。
図5は、第1実施形態に係る合焦処理の一例の非合焦状態における流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ1のCPU75の統括制御によりAF処理部62を用いて行われる。
図8は、第2実施形態に係る合焦処理の一例の非合焦状態における流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ1のCPU75の統括制御によりAF処理部62を用いて行われる。
図11は、第3実施形態に係る合焦処理の一例の非合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ1のCPU75の統括制御によりAF処理部62を用いて行われる。なお、図5に示した第1実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する
ステップS10では、合焦予測フラグがオフであるか否かを判断する。合焦予測フラグは予めオンに初期設定されており、合焦予測フラグがオフされる場合については後述する。合焦予測フラグがオンである場合にはステップS11に進み、オフである場合にはステップS31に進む。
図13は、第4実施形態に係る合焦処理の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ1のCPU75の統括制御によりAF処理部62を用いて行われる。なお、図12に示した第3実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する。
図14は、第5実施形態に係る合焦処理の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ1のCPU75の統括制御によりAF処理部62を用いて行われる。なお、図12に示した第3実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する。
図15は、第6実施形態に係る合焦処理の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ1のCPU75の統括制御によりAF処理部62を用いて行われる。なお、図12に示した第3実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する。
被写体(対象物)が動いている場合、画像のコントラストに基づくピーク位置検出は、以下の点で不利である。
画像のコントラストに基づいてフォーカスレンズの合焦位置を検出しようとすると、静止物体に対する合焦精度は高い反面、移動物体に対する合焦追従性は劣る。
本実施形態において、合焦処理の流れの概要は、第1実施形態から第8実施形態までのいずれかと同様である。本実施形態では、合焦予測位置算出のステップにおいて、置きピン位置の変化に基づいて合焦予測位置を算出する。「置きピン位置」は、画像中の対象物の大きさから推測したフォーカスレンズの位置である。対象物が顔の場合には「顔置きピン位置」と称する。
本実施形態において、合焦処理の流れの概要は、第1実施形態から第8実施形態までのいずれかと同様である。本実施形態では、画像中の対象物の大きさの変化に基づいて合焦予測位置を算出する。
ステップS91では、合焦状態になった時点での画像中の対象物の大きさ情報Pa_old(例えば、画面内で対象物が占める比率)を取得する。例えば、対象物が顔であって、撮像によって図2の全体画像201が得られた場合、全体画像201の長さLvに対する顔領域202の長さLfの比(Lf/Lf)を、顔の大きさ情報として用いる。
Claims (12)
- 被写体像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、
前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置の付近の初期目標位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第1の制御部と、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスAFを行う第2の制御部であって、前記第1の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記初期目標位置から前記合焦予測位置に向かって変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第1の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行なわない第2の制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 被写体像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、
前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が前記閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第1の制御部と、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスAFを行う第2の制御部であって、前記第1の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置から変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第1の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行わない第2の制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像光学系を介して前記撮像部に入射する光量を調整する絞りを備え、
前記絞りの絞り値に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記撮像光学系はズーム機能を有し、
前記撮像光学系のズーム位置または焦点距離に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 検出された前記撮像光学系の前記合焦位置、または、該合焦位置に対応した被写体距離に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記合焦予測位置算出部は、前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさと、前記合焦位置に対応する被写体距離または前記合焦位置との関係に基づいて、前記合焦予測位置を算出することを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記合焦予測位置算出部は、前記対象物検出部によって検出された過去の前記対象物の大きさと現在の前記対象物の大きさとの比に基づいて、前記合焦予測位置を算出することを特徴とする請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記画像のコントラストを示す評価値を算出する評価値算出部を備え、
前記第1の制御部は、前記評価値が基準値よりも小さい状態が連続したときには、前記対象物の大きさに応じた前記焦点位置の制御を行わないことを特徴とする請求項1ないし7のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 被写体の動きを検出する動き検出部を備え、
前記第2の制御部は、被写体の動きが基準の速さよりも速いときには、前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行わないことを特徴とする請求項1ないし8のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 合焦精度優先であるか合焦速度優先であるかの選択入力を受け付ける選択部を備え、
前記第2の制御部は、合焦精度優先の場合には前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行う一方で、合焦速度優先の場合には前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行わないことを特徴とする請求項1ないし9のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置の付近の初期目標位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第1の制御ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスAFを行う第2の制御ステップであって、前記第1の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記初期目標位置から前記合焦予測位置に向かって変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第1の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行なわない第2の制御ステップと、
を備えたことを特徴とする撮像方法。 - 被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が前記閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第1の制御ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスAFを行う第2の制御ステップであって、前記第1の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置から変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第1の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行わない第2の制御ステップと、
を備えたことを特徴とする撮像方法。
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