JP5407373B2 - 撮影装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮影装置に関し、特に、焦点を合わせる撮影装置に関する。

従来、デジタルカメラは、一般的に、焦点を自動的に合わせるオートフォーカス（以下、ＡＦと略記する）機能を有している。そのオートフォーカスの方法としては、従来から、コントラスト検出方式が広く用いられている。このコントラスト検出方式では、ＡＦ評価値を合焦位置（焦点が合うときのフォーカスレンズの位置）の判断に用いている。このＡＦ評価値とは、焦点が合っている度合いを示す評価値である。デジタルカメラは、撮像素子から得られる画像の高周波成分または画像上の近接画素の輝度差の成分をＡＦ評価値としている。

デジタルカメラは、フォーカスレンズを光軸方向に進退させながら、フォーカスレンズが各レンズ位置にあるとき撮影した被写体の各画像データのＡＦ評価値を順次取得する。そして、ＡＦ評価値が最も大きくなったときのフォーカスレンズのレンズ位置に、フォーカスレンズを停止させて合焦動作を完了させている。

しかしながら、合焦動作によってデジタルカメラが被写体に焦点を合わせても、その後に被写体が移動して被写体までの距離が変化してしまうと、移動後の被写体に焦点が合わなくなる。

そこで、合焦動作を連続的に再起動させることにより、被写体に常時焦点を合わせておくコンティニュアスオートフォーカス（以下、「コンティニュアスＡＦ」と略記する）モードを設定可能なデジタルカメラがある。コンティニュアスＡＦによれば、被写体が移動しても合焦動作を再起動するので、動く被写体にも常時焦点を合わせることができる。

このコンティニュアスＡＦモードにおいてコントラスト検出方式で合焦動作を再起動させる方式としては、フォーカスレンズを移動させる合焦動作を一旦終えてから、一定の時間間隔（例えば５秒）で、無条件に合焦動作を再起動させてフォーカスレンズを再び移動させる方式がある。

しかしながら、コンティニュアスＡＦ方式により合焦動作を再起動させる従来の方式には、以下の問題がある。一定の時間間隔で合焦動作を再起動させる従来の方式では、前回の合焦動作における合焦状態（焦点が合っている状態）が維持されているか否かに関わらず、無条件で合焦動作が再起動される。このため、前回の合焦動作における合焦状態が維持されている場合に合焦動作が再起動されると、無駄なフォーカスレンズの移動が行われることになる。さらには、合焦動作中にモータなどの駆動手段により無駄なフォーカスレンズの移動が行われると、消費電流が増加して電池の寿命が短くなってしまう。

そこで、特許文献１に記載の技術は、コンティニュアスＡＦモードの設定時には、ライブビュー表示のために所定時間ごとに得られる最新画像と、その直前の画像である前回画像との相関値に基づいて、フレーミングの変化と主被写体の移動とを検出する（図７等参照）。そして、特許文献１に記載の技術は、シャッタボタンが半押し状態であると判断されたときに合焦動作を実行しておき、そこからフレーミングの変化や主被写体の移動が検知されない限り、合焦動作を再起動しないようにしている。

特許文献１に記載の技術では、フレーミングの変化や主被写体の移動が検知された場合に限って合焦動作を再起動させるため、コンティニュアスＡＦ方式における無駄な合焦動作を防止できる。

特開２００３−２４４５２０号公報

ところで、合焦動作が実行されて被写体が一旦合焦されれば、その後にフレーミングが変化しても、フレーミングの変化の前後で被写体までの距離が同じままであれば、合焦動作を再起動せずとも合焦状態が維持される。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、フレーミングが変化した場合には常に合焦動作を再起動するため、無駄な合焦動作をいまだ十分に防止できないという問題がった。

そこで、本発明の目的は、無駄な合焦動作を防止することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、撮影装置であって、被写体の画像を撮影する撮影手段と、被写体に焦点を合わせる合焦動作を行う合焦手段と、前記撮影手段により撮影された画像の周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差と、前記画像の中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差とを算出する類似度算出手段と、前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に前記類似度算出手段により算出された前記周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第１の閾値以上であり、かつ前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に前記類似度算出手段により算出された前記中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第２の閾値より小さいと判断された場合に、前記合焦手段を再起動させず、その他の場合は前記合焦手段を再起動させる合焦制御手段と、を備え、前記合焦制御手段は、前記撮影装置を動かしながら前記撮影手段により連続的に撮影されている場合に、前記周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第１の閾値以上であり、かつ前記中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第２の閾値より小さいと判断されることを特徴とする撮影装置とした。

本発明によれば、被写体に焦点を合わせた後に算出された周辺領域の第１の類似度が第１の閾値以上であり、かつ前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に算出された中央領域の第２の類似度が第２の閾値より小さい場合には、合焦手段に合焦動作を行わせないようにした。これにより、中央領域の被写体に一旦焦点を合わせた後には、撮影範囲が変化した場合であっても、中央領域の第２の類似度が第２の閾値より小さいために中央領域の被写体までの距離が変化していないと判断される場合には、合焦動作が再起動されない。そのため、本発明によれば、無駄な合焦動作を防止するができる。

本実施形態に係る撮影装置の構成を示すブロック図である。 周辺領域と中央領域の一例を示す図である。 本実施形態に係る撮影処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態において撮影される被写体像を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態に係る撮影装置１００について説明する。

＜撮影装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る撮影装置１００の機能的構成を示すブロック図である。図１を用いて、本実施形態に係る撮影装置１００の構成を説明する。撮影装置１００は、デジタルカメラなどにより構成することができる。

撮影装置１００においては、フォーカスレンズ１１と、レンズ制御部１２と、レンズ駆動部１３と、絞り兼シャッタ１４と、絞り兼シャッタ制御部１５と、絞り兼シャッタ駆動部１６と、撮像素子１７と、前処理部１８と、画像処理部１９と、制御部２０と、ＲＯＭ２２と、操作部２３と、表示部２４と、記録媒体２５と、が電気的に接続されている。

フォーカスレンズ１１は、被写体像を撮像素子１７の受光面に結像させるための光学レンズである。フォーカスレンズ１１が光軸方向に移動させられることによって、撮像素子１７の受光面に結像される被写体像の焦点の調整がなされる。

レンズ制御部１２は、制御部２０による制御に従って、レンズ駆動部１３を制御する。具体的には、レンズ制御部１２は、レンズ駆動部１３を制御することにより、レンズ駆動部１３にフォーカスレンズ１１を光軸方向に進退させる。これにより、フォーカスレンズ１１の位置が変化するので焦点が調節される。レンズ駆動部１３は、ステッピングモータなどで構成される。レンズ制御部１２は、レンズ駆動部１３を制御する制御回路などで構成される。

絞り兼シャッタ１４は、機械式のシャッタとして機能するとともに、撮像素子１７へ入射する被写体像の光量を調節する絞りとしても機能する機構である。

絞り兼シャッタ制御部１５は、制御部２０による制御に従って、絞り兼シャッタ駆動部１６を駆動させる。具体的には、絞り兼シャッタ制御部１５は、制御部２０による制御に従って絞り兼シャッタ駆動部１６を制御することにより、絞り兼シャッタ駆動部１６に絞り兼シャッタ１４を開閉させる。また、絞り兼シャッタ制御部１５は、制御部２０による制御に従って絞り兼シャッタ駆動部１６を制御することにより、絞り兼シャッタ駆動部１６に絞り兼シャッタ１４の絞りを調節させる。

撮像素子１７は、フォーカスレンズ１１から入射されて受光面に結像した被写体像を光電変換（撮影）する素子である。撮像素子１７の受光面には、光電変換素子であるフォトダイオードが行列状に配置されており、これらフォトダイオードが撮像素子１７の各画素を構成している。撮像素子１７は、制御部２０による制御に従って、所定時間毎に被写体像を光電変換して蓄積し、蓄積した電気信号をアナログ信号として順次出力する。撮像素子１７は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などから構成される。

前処理部１８は、撮像素子から供給されたアナログ信号に対し、相関二重サンプリング処理、利得制御処理、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理などの各種前処理を施して、８ビットのディジタル信号を生成して出力する。ディジタル信号は、０〜２５５の範囲の輝度（階調値）を示す。

画像処理部１９は、前処理部１８から供給されたディジタル信号に対し、ホワイトバランス制御処理、γ補正処理、輝度信号処理、色分離処理などの画像処理を施して、輝度信号と色差信号とが重畳した画像データを生成する。この画像データにより被写体像が表現される。また、画像処理部１９は、シャッタボタンが全押し操作されたときは、比較的高画質の画像を示す大容量の画像データを生成する。一方、画像処理部２０は、ライブビュー画像を表示するときは、比較的低画質の画像を示す小容量の画像データを生成する。画像処理部１９は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＲＯＭ及びＲＡＭなどから構成される。

制御部２０は、撮影装置１００全体の動作を制御する。制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などから構成される。また、制御部２０は、画像メモリ２０ａ、類似度算出部２０ｂ、ＡＦ評価部２０ｃとしての機能を有する。

画像メモリ２０ａは、画像処理部１９から順次供給された画像データを、最新の６０フレーム分だけ循環的に記憶するバッファメモリである。

類似度算出部２０ｂは、画像メモリ２０ａに記憶されている画像データにより表現されるライブビュー画像から、当該画像データにより表現される画像における周辺領域Ｃの類似度Ｅ１（第１の類似度）と、中央領域Ｓの類似度Ｅ２（第２の類似度）とを算出する。

図２は、周辺領域Ｃと中央領域Ｓの一例を説明するための図である。図２には、本実施形態において生成されたライブビュー画像の一例である画像３０が示されている。理解を容易にするため、画像３０には、主要な被写体は何も写っていないものとする。

制御部２０は、図２に示されるように、ライブビュー画像（画像３０）における周辺領域Ｃとして、左上領域Ｃ１、右上領域Ｃ２、左下領域Ｃ３、右下領域Ｃ４を設定する。つまり、本実施形態においては、こ左上領域Ｃ１、右上領域Ｃ２、左下領域Ｃ３、右下領域Ｃ４が周辺領域Ｃを構成する。そして、左上領域Ｃ１の左上の頂点は、ライブビュー画像の撮影範囲を規定する外枠（以下、単に「外枠」という）の左上の頂点に一致する。また、右上領域Ｃ２の右上の頂点は、ライブビュー画像の外枠の右上の頂点に一致する。また、左下領域Ｃ３の左下の頂点は、ライブビュー画像の外枠の左下の頂点に一致する。また、右下領域Ｃ４の右下の頂点は、ライブビュー画像の外枠の右下の頂点に一致する。

また、制御部２０は、図２に示されるように、ライブビュー画像（画像３０）において中央領域Ｓ１を設定する。中央領域Ｓの中心は、ライブビュー画像の中心と一致する。

以下、本実施形態におけるライブビュー画像（画像３０）の大きさは、横６４０画素×縦４８０ラインであるものとして説明する。画像３０においては、左上領域Ｃ１、右上領域Ｃ２、左下領域Ｃ３、右下領域Ｃ４、中央領域Ｓ１のそれぞれの大きさは、２１３画素×１６０ラインで等しい。しかし、これらの各領域の大きさは互いに異なるものであってもよい。また、各領域の大きさは、２１３画素×１６０ラインに限らない。

類似度算出部２０ｂは、最新画像と過去画像との間において、周辺領域Ｃ１〜Ｃ４の類似度Ｅ１、中央領域Ｓ１の類似度Ｅ２を求める。ここで、最新画像とは、画像処理部１９により生成された最も新しい画像データ（時間的に最も最後に生成された画像データ）により表現される画像である。過去画像とは、最新画像を表現する画像データよりも過去（例えば５フレーム分前）に、画像処理部１９により生成された画像データにより表現される画像である。つまり、過去画像とは、最新画像よりも過去に撮影された画像である。

類似度算出部２０ｂは、左上領域Ｃ１の類似度Ｅｃ１を、例えば下記式（１）によって算出することができる。

ただし、上記式において、Ａ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦２１３,１≦ｊ≦１６０）は、最新画像における左上領域Ｃ１を構成する各画素の輝度である。Ｂ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦２１３,１≦ｊ≦１６０）は、過去画像における左上領域Ｃ１を構成する各画素の輝度である。なお、ライブビュー画像の左上の頂点に位置する画素の座標を（１，１）とし、ライブビュー画像の右下の頂点に位置する画素の座標を（６４０，４８０）とした。変数ｉと変数ｊとの組合せが、ライブビュー画像上の画素の座標を定める。

類似度算出部は２０ｂは、右上領域Ｃ２の類似度Ｅｃ２を、例えば下記式（２）によって算出することができる。

ただし、上記式において、Ａ（ｉ，ｊ）（４２７≦ｉ≦６４０,１≦ｊ≦１６０）は、最新画像における右上領域Ｃ２を構成する各画素の輝度である。Ｂ（ｉ，ｊ）（４２７≦ｉ≦６４０,１≦ｊ≦１６０）は、過去画像における右上領域Ｃ２を構成する各画素の輝度である。

類似度算出部２０ｂは、左下領域Ｃ３の類似度Ｅｃ３を、例えば下記式（３）によって算出することができる。

ただし、上記式において、Ａ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦２１３,３２１≦ｊ≦４８０）は、最新画像における左下領域Ｃ３を構成する各画素の輝度である。Ｂ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦２１３,３２１≦ｊ≦４８０）は、過去画像における左下領域Ｃ３を構成する各画素の輝度である。

類似度算出部２０ｂは、右下領域Ｃ４の類似度Ｅｃ４を、例えば下記式（４）によって算出することができる。

ただし、上記式において、Ａ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦２１３,１≦ｊ≦１６０）は、最新画像における右下領域Ｃ４を構成する各画素の輝度である。Ｂ（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦２１３,１≦ｊ≦１６０）は、過去画像における右下領域Ｃ４を構成する各画素の輝度である。

類似度算出部２０ｂは、各領域Ｃ１〜Ｃ４の類似度の平均値を、周辺領域Ｃの類似度Ｅ１として算出する。類似度算出部２０ｂは、周辺領域Ｃの類似度Ｅ１を、例えば下記式（５）によって算出することができる。
Ｅ１＝（Ｅｃ１＋Ｅｃ２＋Ｅｃ３＋Ｅｃ４）／４ （５）

類似度算出部２０ｂは、中央領域Ｓの類似度Ｅ２を、例えば下記式（６）によって算出することができる。

ただし、上記式において、Ａ（ｉ，ｊ）（２１４≦ｉ≦４２６,１６１≦ｊ≦３２０）は、最新画像における中央領域Ｓを構成する各画像の輝度である。Ｂ（ｉ，ｊ）（２１４≦ｉ≦４２６,１６１≦ｊ≦３２０）は、過去画像における中央領域Ｓを構成する各画素の輝度である。

また、類似度算出部２０ｂは、各領域の類似度Ｅ（第１の類似度、並びに第２の類似度）を、下記式（７）によっても算出することができる。

各領域の類似度Ｅ（第１の類似度、並びに第２の類似度）は、Ａ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）の差分に相当する値の総和であれば何でもよい。

ここで、Ａ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）の差が小さい、つまり最新画像と過去画像とで同じ位置にある各画素の輝度の差が小さいということは、両者が類似しているということを示している。即ち、上記算出方法では、類似度Ｅ（第１の類似度、並びに第２の類似度）の値が小さいほど、最新画像と過去画像とにおいて、各領域の類似度がそれぞれ大きくなる。一方、Ａ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）の差が大きいということは、両者が類似していないということを示している。即ち、上記算出方法では、類似度Ｅ（第１の類似度、並びに第２の類似度）の値が大きいほど、最新画像と過去画像とにおいて、各領域の類似度がそれぞれ小さくなる。

周辺領域Ｃの類似度Ｅ１が所定の閾値Ｅｔｈ１以上の場合には、最新画像の周辺領域Ｃには、過去画像の周辺領域Ｃに写っていた被写体とは異なる被写体が写っていると考えられる。この場合、制御部２０は、過去画像の撮影時点から最新画像の撮影時点までの間に、フレーミングである撮影範囲が変化したと判断する。一方、周辺領域Ｃの類似度Ｅ１が所定の閾値Ｅｔｈ１より小さい場合には、最新画像の周辺領域Ｃには、過去画像の周辺領域Ｃに写っていた被写体と同じ被写体が写っていると考えられる。この場合、制御部２０は、過去画像の撮影時点から最新画像の撮影時点までの間に撮影範囲が変化していないと判断する。なお、所定の閾値Ｅｔｈ１は、周辺領域Ｃの被写体が変化したと良好に判断できる値（実験値など）とする。

また、中央領域Ｓの類似度Ｅ２が所定の閾値Ｅｔｈ２以上の場合には、過去画像の中央領域Ｓに写っていた被写体が最新画像の撮影時点では中央領域Ｓの外に移動しているか、または、過去画像の撮影時点から最新画像の撮影時点までの間に、過去画像の中央領域Ｓに写っていた被写体の大きさが変化していないと考えられる。この場合、制御部２０は、過去画像の中央領域Ｓに存在した被写体までの距離が、過去画像の撮影時点から最新画像の撮影時点までの間に変化したと判断する。一方、中央領域Ｓの類似度Ｅ２が所定の閾値Ｅｔｈ２より小さい場合には、過去画像の中央領域Ｓと最新画像の中央領域Ｓとには、同じ被写体が同程度の大きさで写っていると考えられる。この場合、制御部２０は、過去画像の中央領域Ｓに存在した被写体までの距離が、過去画像の撮影時点から最新画像の撮影時点までの間に変化していないと判断する。なお、所定の閾値Ｅｔｈ２は、実際に合焦動作の再起動が良好に作用する値（実験値など）とする。

ここで、合焦動作が実行されて合焦状態が一旦確保されれば、その後に撮影範囲が変化した場合であっても、一旦合焦された被写体までの距離が変化していない場合には、合焦動作を再起動する必要はない。そして、コンティニュアスＡＦモードも含めて多くの場合、最初に一旦合焦される被写体は撮影範囲の中央に写る被写体である。そこで、本実施形態においては、制御部２０は、合焦動作が実行されて中央領域Ｓに写る被写体が合焦されると、その後に撮影範囲が変化したと判断した場合であっても、中央領域Ｓに写る被写体までの距離が変化していないと判断した場合には、合焦動作を再起動しないようにしている。これにより、撮影範囲が変化した場合においても、無駄な合焦動作を防止できる。また、無駄な合焦動作を防止できるので、合焦動作に要する電力を低減して電池寿命を長くすることができる。

図１に戻り、ＡＦ評価部２０ｃは、コントラスト検出方式による合焦動作を行う。この合焦動作に際して、ＡＦ評価部２０ｃは、画像メモリ２０ａに記憶された画像データの輝度信号から高周波成分であるＡＦ評価値を算出する。そして、ＡＦ評価部２０ｃは、レンズ制御部１２を介してレンズ駆動部１３を制御することにより、レンズ駆動部１３にフォーカスレンズ１１を光軸方向に進退させて、算出されるＡＦ評価値が最も高くなるレンズ位置でフォーカスレンズ１１を停止させる。

ＲＡＭ２１は、ＣＰＵ２０が各処理を実行する際にワーキングエリアとして機能する。ＲＡＭ２１は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成される。

ＲＯＭ２２は、撮影装置１００が図３に示される各処理やＡＦ処理を実行するのに必要なプログラムやデータを記憶する。ＲＯＭ２２は、フラッシュメモリなどから構成される。制御部２０は、ＲＡＭ２１をワーキングエリアとして、ＲＯＭ２２に記憶されているプログラムとの協働により各処理を実行する。

操作部２３は、ユーザから各種のキー操作を受け付ける。操作部２３は、電源ボタン、シャッタボタン、ズームボタン、カーソルキー、決定ボタン、メニューボタンなどを備える。操作部２３は、ユーザから受け付けた各種のキー操作を示す信号を制御部２０に供給する。シャッタボタンは、合焦動作を指示するための半押し操作と、撮影（画像データの記録）を指示するための全押し操作とをユーザから受け付けることが可能な構成である。制御部２０は、操作部２３からこれらの信号を受信すると、受信した信号に基づいた処理を実行する。

表示部２４は、画像処理部１９により生成された画像データにより表現される画像などを表示する。表示部２４は、液晶ディスプレイやその駆動回路などから構成される。

記録媒体２５は、画像処理部１９により生成された画像データを記録する。記録媒体２４は、撮影装置１００に着脱可能な半導体メモリカードなどから構成される。

＜撮影装置の動作＞
図３は、本実施形態に係る撮影装置１００の撮影処理における動作を示すフローチャートである。図３を用いて、撮影装置１００が実行する撮影処理を説明する。

図４は、本実施形態において撮影装置１００の撮影範囲に写る被写体像４０の様子の一例を示す図である。本実施形態においては、ユーザが撮影装置１００を自身の手によって構えて撮影を行うものとする。そして、ユーザが撮影を望む被写体Ｍ（以下、主要被写体Ｍという）は移動する場合があるものとする。このため、例えば、ユーザが主要被写体Ｍの動きに追従するように撮影装置１００を動かすと、撮影範囲に写る被写体像４０の様子が変化する。

図３に戻り、ユーザの電源ボタンの操作により撮影装置１００に電源が投入されると、撮影装置１００は、ＲＯＭ２２に記憶されているプログラムをＲＡＭ２１に読み出して、このプログラムとの協働により図３のフローチャートにより示される撮像処理を開始する。

まずステップＳ１において、制御部２０は、ライブビュー表示を開始する。具体的には、制御部２０は、撮像素子１４を制御して撮影範囲に写る被写体像４０を撮影させる。そして、制御部２０は、画像処理部１９を制御してライブビュー画像を生成させ、生成したライブビュー画像を表示部２４に表示させる処理を開始する。以降、制御部２０は、画像処理部１９から順次供給される画像データを表示部２４に順次供給することによりライブビュー画像を表示させる。上述の通り、画像処理部１９が生成するライブビュー画像の大きさは、６４０画素×４８０ラインである。

次にステップＳ２において、制御部２０は、ユーザによりシャッタボタンが半押し操作されているか否かを判断する。具体的には、制御部２０は、操作部２３からのシャッタボタン半押し操作に応じた信号を監視することにより、ユーザによりシャッタボタンが半押し操作されているか否かを判断する。制御部２０は、シャッタボタンが半押し操作されていないと判断した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳＡ２に処理を戻してライブビュー表示を継続する。一方、制御部２０は、シャッタボタンが半押し操作されていると判断した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳＡ３に処理を進める。

次にステップＳ３において、制御部２０は、コントラスト検出方式の合焦動作（ＡＦ動作）を行う。本実施形態においては、１回目のステップＳ３の処理の時点では、ＡＦ枠Ｆの領域内に主要被写体Ｍが存在しているものとする。合焦動作に際して、制御部２０におけるＡＦ評価部２０ｃは、画像メモリ２０ａに記憶された画像データにおけるＡＦ枠Ｆ内の領域からＡＦ評価値を算出する。そして、ＡＦ評価部２０ｃは、レンズ制御部１２を介してレンズ駆動部１３を制御することにより、レンズ駆動部１３にフォーカスレンズ１１を光軸方向に進退させて、算出されるＡＦ評価値が最も高くなるレンズ位置でフォーカスレンズ１１を停止させる。これにより、１回目の合焦動作によって主要被写体Ｍにピントが合った状態となる。なお、本実施形態においては、図４に示されるように、ＡＦ枠Ｆの位置とその領域の大きさは、中央領域Ｓの位置と大きさと同じものとする。

次にステップＳ４において、制御部２０は、最新画像と過去画像とを取得する。具体的には、制御部２０が、画像メモリ２０ａに記憶されている最新画像と過去画像を取得し、取得した最新画像と過去画像とを類似度算出部２１ｂに供給する。

次にステップＳ５において、制御部２０は、周辺領域Ｃの類似度Ｅ１と中央領域Ｓの類似度Ｅ２とを算出する。具体的に、制御部２０における類似度算出部２０ｂが、直前のステップＳ４で取得された最新画像と過去画像を用いて、上記式（１）〜（６）に従って、周辺領域Ｃの類似度Ｅ１と中央領域Ｓの類似度Ｅ２とを算出する。なお、図４に示される被写体像４０を表現するライブビュー画像においても、周辺領域Ｃ１〜Ｃ４と中央領域Ｓの大きさは、それぞれ画像３０上のものと大きさと同じ２１３画素×１６０ラインである。

次にステップＳ６において、制御部２０は、撮影範囲が変化したか否かを判断する。具体的に、制御部２０が、直前のステップＳ５の処理により算出された周辺領域Ｃの類似度Ｅ１と閾値Ｅｔｈ１との大小関係を判断することにより、撮影範囲が変化したか否かを判断する。制御部２０は、直前のステップＳ５の処理により算出された周辺領域Ｃの類似度Ｅ１が閾値Ｅｔｈ１より小さい場合、撮影範囲が変化していないと判断して（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ７に処理を進める。一方、制御部２０は、直前のステップＳ５の処理により算出された周辺領域Ｃの類似度Ｅ１が閾値Ｅｔｈ１以上である場合、撮影範囲が変化したと判断して（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ８に処理を進める。

ステップＳ７において、制御部２０は、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化したか否かを判断する。具体的に、制御部２０が、直前のステップＳ５の処理により算出された中央領域Ｓの類似度Ｅ２と閾値Ｅｔｈ２との大小関係を判断することにより、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化したか否かを判断する。制御部２０は、直前のステップＳ５の処理により算出された中央領域Ｓの類似度Ｅ２が閾値Ｅｔｈ２より小さい場合、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化していないと判断して（ステップＳ７：ＮＯ）、合焦動作を再び行うことなくステップＳ９に処理を進める。一方、制御部２０は、直前のステップＳ５の処理により算出された中央領域Ｓの類似度Ｅ２が閾値Ｅｔｈ２以上である場合、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化したと判断して（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を戻す。

ステップＳ８において、制御部２０は、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化したか否かを判断する。具体的に、制御部２０が、直前のステップＳ５の処理により算出された中央領域Ｓの類似度Ｅ２と閾値Ｅｔｈ２との大小関係を判断することにより、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化したか否かを判断する。制御部２０は、直前のステップＳ５の処理により算出された中央領域Ｓの類似度Ｅ２が閾値Ｅｔｈ２より小さい場合、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化していないと判断して（ステップＳ８：ＮＯ）、合焦動作を再び行うことなくステップＳ９に処理を進める。一方、制御部２０は、直前のステップＳ５の処理により算出された中央領域Ｓの類似度Ｅ２が閾値Ｅｔｈ２以上である場合、撮像装置１００から主要被写体Ｍまでの光軸方向の距離が変化したと判断して（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を戻す。

ステップＳ７またはステップＳ８からステップＳ２に処理が戻ると、ユーザがシャッタボタンの半押し操作を継続している限り（ステップＳ２：ＹＥＳ）、再度のステップＳ３の処理により制御部２０が合焦動作を再び実行して、ＡＦ枠Ｆ内の被写体領域に再び焦点を合わせる。

一方、ステップＳ９において、制御部２０は、ユーザによりシャッタボタンが全押し操作されているか否かを判断する。具体的には、制御部２０は、操作部２３からのシャッタボタン全押し操作に応じた信号を監視することにより、ユーザによりシャッタボタンが全押し操作されているか否かを判断する。制御部２０は、シャッタボタンが全押し操作されていないと判断した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ４に処理を戻す。一方、制御部２０は、シャッタボタンが全押し操作されていると判断した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０に処理を進める。

次にステップＳ１０において、制御部２０は、撮影を実行する。具体的には、制御部２０は、絞り兼シャッタ制御部１５を制御することにより、絞り兼シャッタ駆動部１６に絞り兼シャッタ１４を開閉させる。これにより、撮像素子１７が被写体像を撮影して電気信号を蓄積し、前処理部１８がこの電気信号からディジタル信号を生成する。そして、制御部２０は、画像処理部１９に、ディジタル信号から画像データを生成させて、生成した画像データをＪＰＥＧ方式で圧縮させる。そして、制御部２０は、圧縮された画像データを記録媒体２５に記録させる。

制御部２０は、ステップＳ１０の処理の後、図３のフローチャートに示される処理を終了させる。

以上説明したように、本実施形態に係る撮像装置１００は、合焦動作が実行されて中央領域Ｓ（ＡＦ枠Ｆ）にいた主要被写体Ｍが一旦合焦されれば、その後に撮影範囲が変化したと判断された場合であっても、中央領域Ｓ（ＡＦ枠Ｆ）にいた主要被写体Ｍまでの距離が変化していないと判断される場合には、合焦動作を再起動しないようにしている。これにより、撮影範囲が変化した場合においても、無駄な合焦動作を防止できる。また、無駄な合焦動作を防止できるので、合焦動作に要する電力を低減して電池寿命を長くすることができる。

本実施形態においては、最新画像と過去画像との間における輝度の変化を類似度として算出した。しかし、最新画像と過去画像との間における被写体の動きを動きベクトルとして検出し、この検出された動きベクトルを類似度として算出してもよい。この場合、動きベクトルの検出方法としては公知の検出方法を用いればよい。

本実施形態においては、撮影された画像の４隅の領域（Ｃ１〜Ｃ４）を周辺領域Ｃとした。しかし、例えば、撮影された画像において、中央領域Ｓを除いた残りの領域を周辺領域Ｃとしてもよい。また、撮影された画像の４隅の領域（Ｃ１〜Ｃ４）のうち１つの領域（例えば周辺領域Ｃ１）のみを周辺領域Ｃとしてもよい。また、撮影された画像の４隅の領域（Ｃ１〜Ｃ４）のうち２つまたは３つの領域のみを周辺領域Ｃとしてもよい。

本実施形態においては、最新画像と過去画像との間における各領域（Ｃ１〜Ｃ４，Ｓ）を構成する画素毎の輝度差の総和を、各領域の類似度として算出した。しかし、最新画像における各領域（Ｃ１〜Ｃ４，Ｓ）を構成する各画素の輝度の平均値と、過去画像における各領域（Ｃ１〜Ｃ４，Ｓ）を構成する各画素の輝度の平均値との差分を、各領域の類似度として算出してもよい。

本実施形態においては、ＡＦ枠Ｆ内の領域の大きさは、中央領域Ｓの大きさと同じでとした。しかし、ＡＦ枠Ｆ内の領域の大きさは、中央領域Ｓの大きさと異なるものであってもよい。

上記の各実施形態は本発明の単なる例に過ぎず、本発明を限定する趣旨のものではない。したがって、本実施形態に対してなされ得る変形はすべて本発明に含まれるものである。

１００ 撮影装置
１１ フォーカスレンズ
１２ レンズ制御部
１３ レンズ駆動部
１４ 絞り兼シャッタ
１５ 絞り兼シャッタ制御部
１６ 絞り兼シャッタ駆動部
１７ 撮像素子
１８ 前処理部
１９ 画像処理部
２０ 制御部
２０ａ 画像メモリ
２０ｂ 類似度算出部
２０ｃ ＡＦ評価部
２１ ＲＡＭ
２２ ＲＯＭ
２３ 操作部
２４ 表示部
２５ 記録媒体

Claims (4)

1. 撮影装置であって、
   被写体の画像を撮影する撮影手段と、
   被写体に焦点を合わせる合焦動作を行う合焦手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像の周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差と、前記画像の中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差とを算出する類似度算出手段と、
   前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に前記類似度算出手段により算出された前記周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第１の閾値以上であり、かつ前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に前記類似度算出手段により算出された前記中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第２の閾値より小さいと判断された場合に、前記合焦手段を再起動させず、その他の場合は前記合焦手段を再起動させる合焦制御手段と、
   を備え、
   前記合焦制御手段は、前記撮影装置を動かしながら前記撮影手段により連続的に撮影されている場合に、前記周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第１の閾値以上であり、かつ前記中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第２の閾値より小さいと判断されることを特徴とする撮影装置。
2. 前記周辺領域は、それぞれが前記撮影手段により撮影された画像の外枠のいずれか１つの頂点を含む１以上の領域で構成される
   ことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 前記中央領域の中心は、前記撮影手段により撮影された画像の中心と一致する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影装置。
4. 被写体の画像を撮影する撮影手段と、被写体に焦点を合わせる合焦動作を行う合焦手段と、を備えるコンピュータを、
   前記撮影手段により撮影された画像の周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差と、前記画像の中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差とを算出する類似度算出手段、
   前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に前記類似度算出手段により算出された前記周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第１の閾値以上であり、かつ前記合焦手段が被写体に焦点を合わせた後に前記類似度算出手段により算出された前記中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第２の閾値より小さいと判断された場合に、前記合焦手段を再起動させず、その他の場合は前記合焦手段を再起動させる合焦制御手段、
   として機能させ、
   前記合焦制御手段は、前記撮影装置を動かしながら前記撮影手段により連続的に撮影されている場合に、前記周辺領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第１の閾値以上であり、かつ前記中央領域の最新画像と過去画像の輝度の差が第２の閾値より小さいと判断されることを特徴とするプログラム。

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