WO2007058099A1

WO2007058099A1 - 撮像装置

Info

Publication number: WO2007058099A1
Application number: PCT/JP2006/322264
Authority: WO
Inventors: Akikazu Yachi; Satoko Furuki; Toru Matsuzawa; Nobuyuki Watanabe
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2007-05-24
Also published as: JP2007139894A

Abstract

　ぼけの異なる複数の輝度情報を用いて算出した光学系（１２）から被写体までの距離に対応するぼけパラメータに基づいて上記光学系の配置を決定する撮像装置において、被写体の種類を決定する被写体決定部（１８）と、この被写体決定部の出力に応じて、撮影を行う際の撮影条件を算出する輝度情報取得位置計算部（２０）と、を備え、ぼけパラメータ演算部（３２）でぼけパラメータを算出するために用いるぼけの異なる複数の輝度情報の内の少なくとも１つの輝度情報を取得するための撮影条件を、上記輝度情報取得位置計算部（２０）で算出した撮影条件に設定する。

Description

撮像装置

技術分野

[0001] 本発明は、ぼけの異なる複数の画像力も合焦検出を行う Depth From Defocus (以下、 DFDと略記する)法を利用した合焦検出装置を用いた撮像装置に関する。背景技術

[0002] 米国特許第 4, 965, 840号には、 DFD法と呼ばれる合焦検出法が開示されている。この方法では、光路長の異なる 2箇所で輝度情報を取得する。そして、ぼけの異なる複数の画像を演算処理することにより、ぼけパラメータを算出して、合焦判定する。ここで、ぼけパラメータとは、輝度情報のぼけ状態を示す代表値であり、光学系のポイントスプレッドファンクション (PSF)の分散値と相関のある値を示す。また、 PSFとは、理想的な点像が光学系を通過した場合にどのように光線が広がるかを表した関数である。

[0003] 上記米国特許第 4, 965, 840号に記載されている DFD法の概略ステップを説明する。なお、これら概略ステップで行われる演算処理の詳細は、上記米国特許に記載されているので、ここでは説明を省略する。

[0004] DFD法では、同一被写体、同一部位、同一視線方向からの最低二つの合焦判定用輝度情報を、撮像画像のぼけ状態に影響を与える撮影パラメータを最低 1つ変更すること〖こよって、取得する。撮影パラメータとしては、フォーカスレンズ位置、絞り量、焦点距離などがある。本説明では、フォーカスレンズの位置のみを変更する場合に限定して説明を行う。

[0005] 本 DFD法では、例えば輝度情報取得手段である撮像部と対象物までの光路長を変更するため、つまり、撮像部の像面上に結像される像のぼけの状態を変えるために、フォーカスレンズを所定の第 1の位置と第 2の位置に移動する。そして、第 1の位置において第 1の輝度情報を取得し、また、第 2の位置で第 2の輝度情報を取得する。これら取得された輝度情報は、電気的なノイズを除去するためのローパスフィルタ処理、第 1及び第 2の画像間で異なる倍率を補正する像倍率補正処理、輝度分布などの正規ィヒ処理が施される。必要であれば取得した輝度情報中の合焦判定をすベき領域を選択する。選択はどちらか一方の輝度情報に対して行い、もう一方の輝度情報に対しては対応領域が選定される。そして、それら合焦判定をすべき領域における 2つの正規ィヒ処理結果から、第 1の輝度情報と第 2の輝度情報との差分とを演算する。また、第 1の輝度情報及び第 2の輝度情報それぞれの 2次微分を計算して、それらの平均値を計算する。そして、上記第 1の輝度情報と第 2の輝度情報との差分を、上記輝度情報の 2次微分の平均値で除算することで、第 1または第 2の輝度情報に対応した PSFの分散と相関のあるぼけパラメータが算出される。

[0006] この算出された PSFのぼけパラメータから、被写体距離は、上記米国特許第 4, 96 5, 840号に記載されている PSFの分散と被写体距離の関係式に基づいて求められる。

発明の開示

[0007] 上記のような DFD法では、輝度情報取得時の 2つのレンズ位置の近傍に合焦レンズ位置が存在する場合に高!、精度で被写体距離を求めることができる。その 2つのレンズ位置が合焦レンズ位置力離れるにしたがって合焦検出精度が悪くなる。

[0008] 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、合焦検出を精度良く行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

[0009] 本発明の撮像装置の一態様は、被写体を撮影して当該被写体の画像を記録する撮像装置において、

当該被写体からの光を所定の位置に結像する光学系と、

上記光学系によって結像した光の輝度情報を取得することで撮影を行う輝度情報取得手段と、

上記輝度情報取得手段で取得したぼけの異なる複数の輝度情報を用いて、上記光学系から上記被写体までの距離に対応するぼけパラメータを算出するぼけパラメータ演算手段と、

上記ぼけパラメータ演算手段を用いて算出した上記ぼけパラメータに基づいて上記光学系又は上記輝度情報取得手段の配置を決定する配置決定手段と、

を具備し、被写体の種類を決定する被写体決定手段と、

上記輝度情報取得手段により撮影を行う際の撮影条件を上記被写体決定手段による決定結果に応じて算出する条件計算手段と、

上記ぼけパラメータ演算手段によって上記ぼけパラメータを算出するために用いる上記ぼけの異なる複数の輝度情報の内の少なくとも 1つの輝度情報を取得するための上記撮影条件を、上記条件計算手段で算出した上記撮影条件に設定する条件設定手段と、

を更に備えたことを特徴とする。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、本発明の第 1実施例に係る撮像装置としてのコンパクトカメラの構成を示す図である。

[図 2]図 2は、図 1のコンパクトカメラのブロック構成図である。

[図 3]図 3は、図 2のコンパクトカメラの処理を説明するためのフローチャートを示す図である。

[図 4]図 4は、ぼけパラメータと合焦レンズ位置との関係を示す図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 1実施例の第 1変形例に係る撮像装置としての一眼レフレツタスカメラの構成を示す図である。

[図 6]図 6は、図 5の一眼レフレックスカメラのブロック構成図である。

[図 7]図 7は、図 6の一眼レフレックスカメラの処理を説明するためのフローチャートを示す図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 1実施例の第 2変形例に係る撮像装置としてのコンパクト力メラのブロック構成図である。

[図 9]図 9は、図 8のコンパクトカメラの処理を説明するためのフローチャートを示す図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 2実施例に係る撮像装置としてのコンパクトカメラのブロック構成図である。

[図 11]図 11は、図 10のコンパクトカメラの処理を説明するためのフローチャートを示す図である。 [図 12]図 12は、本発明の第 2実施例の変形例に係る撮像装置としてのコンパクトカメラのブロック構成図である。

[図 13]図 13は、図 12のコンパクトカメラの処理を説明するためのフローチャートを示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

[0012] [第 1実施例]

本実施例に係る撮像装置は、図 1に示すようなコンパクトカメラ 10である。このコンパクトカメラ 10は、図 2に示すように、光学系 12、撮像素子 14、輝度信号制御部 16、被写体決定部 18、輝度情報取得位置計算部 20、測光センサ 22、露光条件計算部 24、光学系制御部 26、及び距離推定計算部 28によって構成される。

[0013] ここで、光学系 12は複数のレンズ群と絞りとで構成され、画像を撮影することを目的としたレンズ群（テーキングレンズ）である。そのうちの一部のレンズ群はフォーカスを調整するために光軸方向に駆動できる構成になって、る。このレンズ群をフォーカスレンズと呼ぶ。テーキングレンズによって結像した被写体の像は、撮像素子 14の光電変換素子によって電気信号に変換される。変換された電気信号は輝度信号制御部 16でデジタル信号に変換される。この輝度信号制御部 16によって変換されたデジタル信号を輝度情報と呼ぶ。即ち、上記撮像素子 14と輝度信号制御部 16とで、輝度情報取得部 30を構成して、る。この輝度情報取得部 30で取得された輝度情報は、距離推定計算部 28に入力される。

[0014] また、被写体決定部 18は、被写体の種類を決定するためのユーザインタフェースであり、撮影者はこのユーザインタフェースを通して撮影者が撮影しょうとする被写体の種類を選択する。被写体の種類としては、近接した被写体、遠景の被写体、人物、夜景の被写体、標準の被写体の少なくとも 5つの被写体の種類力選択できる。撮影条件の設定は、被写体決定部 18で選択された被写体の種類によって影響される。条件計算手段として機能する輝度情報取得位置計算部 20は、この被写体決定部 1 8で選択した被写体の種類に応じて、合焦検出を行なうために最適なフォーカスレンズ位置を計算する。測光センサ 22は、被写体からの入射光を感知するもので、露光条件計算部 24は、この測光センサ 22の計測結果から、撮像素子 14のシャツタスピードを計算する。さらに、条件設定手段として機能する光学系制御部 26は、特に図示はしないがァクチユエータと該ァクチユエータを駆動するための駆動回路とによって構成されており、光学系 12におけるフォーカスレンズの位置と絞りの径を制御する。

[0015] なお、各部の動作制御は、当該コンパクトカメラ 10を制御する不図示のコントローラにより為される。

[0016] ここで、上記距離推定計算部 28は、 DFD法により被写体距離を推定するものである。この距離推定計算部 28は、ぼけパラメータ演算部 32、制御パラメータ計算部 34 、及び LUT記憶部 36によって構成される。

[0017] ぼけパラメータ演算部 32は、差分演算部 38、 2次微分演算部 40、ぼけパラメータ計算部 42、及びバッファ 44を備えている。差分演算部 38は、ぼけパラメータの算出のために必要な画像の差分を計算する。 2次微分演算部 40は、画像の 2次微分を計算し、ぼけの異なる複数 (例えば 2つ）の輝度情報力得られる 2次微分の結果の平均を計算する。ぼけパラメータ計算部 42は、差分演算部 38で計算された画像の差分と 2次微分演算部 40で計算された 2次微分との平均を除算して、ぼけパラメータを計算する。バッファ 44は、複数の輝度情報をフォーカスレンズを異なる位置に配置して異なる時刻で取得するために、 1枚目に撮影した輝度情報とその 2次微分の結果を保持しておくものである。

[0018] LUT記憶部 36は、ぼけパラメータと被写体力もの光の合焦位置との関係として、ぼけパラメータと合焦レンズ位置との関係をルックアップテーブル (LUT)の形で記憶している。合焦レンズ位置に応じて、光学系 12の配置が定まる。

[0019] 配置決定手段として機能する制御パラメータ計算部 34は、上記 LUT記憶部 36の LUTを参照することにより、上記ぼけパラメータ計算部 42で計算したぼけパラメータに対応したフォーカスレンズの位置である合焦レンズ位置を求める。

[0020] 上記のような構成の本実施例におけるコンパクトカメラ 10の合焦検出処理を、図 3 のフローチャートを参照して詳細に説明する。なおここでは、背景技術で説明したように、フォーカスレンズの位置を変更して取得したぼけの異なる輝度情報を使って、合焦検出する方法に限定して説明する。 [0021] 即ち、まず、被写体決定部 18は、被写体の種類を決定する (ステップ S10)。本実施例では、撮影者が撮影しょうとする被写体の種類 (少なくとも、「近接した被写体」、「遠景の被写体」、「人物」、「夜景の被写体」、「標準の被写体」）を、撮影者がユーザインタフェース (被写体決定部 18)を操作することにより選択する。被写体決定部 18 は、この選択された被写体の種類を、撮影される被写体の種類として決定する。本実施例では、撮像装置における撮影時のフォーカスレンズ位置や絞り径等の光学系 12 の配置や、シャツタスピード等の撮影条件は、決定された被写体の種類に影響される。被写体の種類の決定が行われると、図示しないコントローラの制御に従って輝度情報取得位置計算部 20は、その被写体決定部 18で選択した被写体の種類に基づいて、合焦検出を行なうために最適なフォーカスレンズ位置 L1を計算する (ステップ S1 2)。

[0022] ここで、被写体決定部 18で決定した被写体の種類が近接した被写体の場合、主要被写体が近距離にあることを示している。光学系 12の設計によって近接の被写体を撮影する場合の距離範囲は異なるが、例えば本実施例では、輝度情報取得位置計算部 20は、主要被写体が撮像装置力も Ocm力も 60cm以内にあると推定する。輝度情報取得位置計算部 20が計算するフォーカスレンズ位置 L1は、この範囲内における所定の位置である。また、被写体決定部 18で決定した被写体の種類が遠景や夜景の被写体である場合、主要被写体は無限遠に近い距離にあると推定する。よって、輝度情報取得位置計算部 20は、フォーカスレンズ位置 L1を無限遠と計算する。また、被写体決定部 18で決定した被写体の種類が人物（ポートレート）の場合は、主要被写体の距離が約 lmカゝら 5mの距離に存在すると推定して、輝度情報取得位置計算部 20が計算するフォーカスレンズ位置 L1は、この範囲の所定の位置となる。一方、被写体決定部 18で決定した被写体の種類が標準の被写体となっている場合には、被写体の種類は特定の被写体に合致する被写体ではないため、撮影時の絞り径やシャツタスピード等の撮影条件の設定を予め定められた関数に基づいて設定する。よって、この場合は主要被写体の推定位置が未知であるため、輝度情報取得位置計算部 20は、距離に応じたフォーカスレンズ位置 L1を計算する必要はなぐ予め決められた所定の位置とすれば良、。 [0023] こうして輝度情報取得位置計算部 20がフォーカスレンズ位置 LIを計算したならば、図示しないコントローラの制御に従って、光学系制御部 26は、光学系 12のフォーカスレンズや絞り径を駆動し (ステップ S14)、合焦検出を行っていくことになる。このようなフォーカスレンズ位置 L1で DFD法による合焦検出を行うことにより、 2枚のぼけ画像のうち 1枚は合焦した画像に近くなるため、ぼけパラメータの算出精度が高くなり、結果的に高い精度で被写体距離が求まる。この結果、被写体の種類に応じて合焦検出を高い精度で行うことができる。

[0024] また、本実施例においては、合焦検出法は、ぼけの大きさを輝度情報から推定するため、できるだけぼけが顕著に表れる露光条件で輝度情報を取得することが好ましい。そのため、測光センサ 22は、被写体からの入射光を計測し (ステップ S16)、その結果から、図示しないコントローラの制御に従って露光条件計算部 24は、撮像素子 1 4のシャツタスピードを計算する (ステップ S18)。このとき、選択した被写体の種類に応じたシャツタスピードを計算するようにしても良い。また、絞り径は、開放の状態とする。選択した被写体に応じた絞り径としても良い。

[0025] そして、上記ステップ S14で駆動設定されたフォーカスレンズ位置 L1で、図示しないコントローラの制御に従って輝度情報取得部 30は、被写体の 1枚目の輝度情報を取得し、距離推定計算部 28のぼけパラメータ演算部 32中のバッファ 44にその取得した 1枚目の輝度情報を記憶する (ステップ S20)。

[0026] その後、不図示コントローラの制御に従って光学系制御部 26は、光学系 12のフォ一カスレンズを、上記フォーカスレンズ位置 L1とは異なる予め決められた第 2のフォ一カスレンズ位置 L2に駆動し、輝度情報取得部 30は、被写体の 2枚目の輝度情報を取得する (ステップ S22)。この取得された 2枚目の輝度情報は、距離推定計算部 2 8に供給される。

[0027] 上記 2枚目の輝度情報の取得が完了すると、不図示コントローラの制御に従って、距離推定計算部 28において、ぼけパラメータの計算が行われる。即ち、ぼけパラメータ演算部 32において、差分演算部 38が、上記 1枚目の輝度情報をバッファ 44から読み出し、上記輝度情報取得部 30から供給される 2枚目の輝度情報との差分を計算する。また、 2次微分演算部 40が、上記輝度情報取得部 30から供給される 2枚目の輝度情報の 2次微分を計算し、それが計算されたならば、更に、上記 1枚目の輝度情報をバッファ 44から読み出して、その 2次微分を計算する。そして、それら計算した 1枚目と 2枚目の 2次微分の平均値を計算し、それら 2枚の画像の 2次微分の平均値が閾値を超える値の存在するブロックを、ぼけパラメータを計算する領域として抽出する (ステップ S24)。そして、ぼけパラメータ計算部 42は、上記抽出した領域について、上記差分演算部 38で演算した差分の結果と上記 2次微分演算部 40で演算した 2次微分の平均値との除算を計算して、ぼけパラメータを得る (ステップ S26)。

[0028] ぼけパラメータは、被写体距離の逆数に対して線形な関係があり、更に、被写体距離と合焦レンズ位置の関係は 1対 1対応であるので、ぼけパラメータと合焦レンズ位置の関係も、図 4に示すように、 1対 1対応の関係が保存される。この関係は、 LUT記憶部 36にテーブル (LUT)として記憶されている。被写体距離の値に対応する距離情報は、フォーカスレンズの位置で表される。よって、制御パラメータ計算部 34では、ぼけパラメータ演算部 32で求められたぼけパラメータと LUT記憶部 36に記憶されて V、るテーブル (LUT)の情報を使用して、被写体に対する合焦レンズ位置 DFD— L Fを線形補間によって求める (ステップ S28)。このようにして、制御パラメータ計算部 34は、ぼけパラメータに対応する被写体距離の値を算出する。

[0029] 続いて、制御パラメータ計算部 34は、上記推定した合焦レンズ位置 DFD— LFを光学系制御部 26に入力する。こうして距離推定計算部 28から合焦レンズ位置 DFD —LFが入力されると、光学系制御部 26の図示しない駆動回路は、それを目標レンズ位置としてフォーカスレンズを配置するための信号を生成し、図示しな!、了クチユエータにその信号を入力してフォーカスレンズを所望の位置に配置する (ステップ S 30)

[0030] そして、その目標レンズ位置にフォーカスレンズが駆動されたならば、合焦検出が完了する (ステップ S32)。

[0031] [第 1実施例の第 1変形例]

上記第 1実施例はコンパクトカメラの場合であるが、本実施例に係る撮像装置は、図 5に示すような一眼レフレックスカメラ 46としても構成することができる。

[0032] 即ち、本変形例としてのこの一眼レフレックスカメラ 46の場合、光学系 12は、テーキングレンズ 12A、レフミラー 12B、合焦検出用の AF撮像素子 14A, 14Bに光線を導くための AF光学系 12C, 12Dによって構成される。また、テーキングレンズ 12Aにはフォーカスを調整するためのフォーカスレンズがある。テーキングレンズ 12Aによって結像した被写体の像は、撮像素子でデジタル信号に変換される。撮像素子は、撮影を目的とした撮影用撮像素子 14Cと 2つの AF撮像素子（14A, 14B)があり、 AF撮像素子のうち一つは撮影用撮像素子 14Cと光学的に同等の位置に配置されている。本実施例では AF撮像素子 14Aがその配置であるとする。

[0033] 本変形例における一眼レフレックスカメラ 46は、図 6に示すように、輝度情報取得部 30の撮像素子として上記 AF撮像素子 14A, 14Bを使用することと、距離推定計算部 28のぼけパラメータ演算部 32からバッファ 44を省略したことが、上記第 1実施例におけるコンパクトカメラ 10との構成上の違いである。即ち、本変形例では、 AF撮像素子 14 A, 14Bにより変換された電気信号は輝度信号制御部 16で 2つの輝度情報に変換されて、距離推定計算部 28のぼけパラメータ演算部 32の差分演算部 38と 2次微分演算部 40とに供給されるようになって、る。

[0034] 上記のような構成の本変形例における一眼レフレックスカメラ 46の合焦検出処理は、図 7のフローチャートに示すようになる。なおここでは、配置の異なる 2つの撮像素子 (AF撮像素子 14A, 14B)によって取得した 2枚のぼけの異なる輝度情報を使つて、合焦検出する方法に限定して説明する。

[0035] 即ち、上記第 1実施例で説明したように、撮影者がユーザインタフェース (被写体決定部 18)によって選択した被写体の種類を、撮影する被写体の種類として決定し (ステツプ S10)、そのユーザ指定の被写体の種類に基づいて、輝度情報取得位置計算部 20が合焦検出を行うための最適なフォーカスレンズ位置 L1を計算して (ステップ S 12)、光学系制御部 26は、光学系 12のテーキングレンズ 12Aにおけるフォーカスレンズを駆動する (ステップ S14)。また、測光センサ 22により、被写体からの入射光を計測し (ステップ S 16)、その結果から、露光条件計算部 24にて、撮像素子 14のシャッタスピードや絞り径等の撮影条件を計算する (ステップ S18)。

[0036] そして、本変形例では、上記ステップ S 14で駆動設定されたフォーカスレンズ位置 L1で、図示しないコントローラの制御に従って輝度情報取得部 30は、 2つの輝度情報を同時に取得し、それら同時に取得された 2つの輝度情報を用いて、距離推定計算部 28において合焦レンズ位置を算出することになる。即ち、上記フォーカスレンズ位置 L1で、位置の異なる撮像素子 14A, 14Bから同時にぼけの異なる 2つの輝度情報の取得を行う（ステップ S34A,ステップ S34B)。次に、距離推定計算部 28のぼけパラメータ演算部 32における差分演算部 38は、それら 2つの輝度情報の差分を計算し、また、 2次微分演算部 40は、それら 2つの輝度情報の 2次微分を一度に計算してその平均値を求める。そして、それら 2枚の画像の 2次微分の平均値が閾値を超える値の存在するブロックを、ぼけパラメータを計算する領域として抽出する (ステップ S 24)。その後、ぼけパラメータ計算部 42は、抽出した領域について、差分の結果と 2 次微分の平均を除算し、ぼけパラメータを算出する (ステップ S26)。その後、第 1実施例と同様にして、制御パラメータ計算部 34、 LUT記憶部 36、光学系制御部 26を用いて、ぼけパラメータに対応する合焦レンズ位置に光学系 12のフォーカスレンズを駆動配置して (ステップ S28〜S120)、合焦検出を完了する (ステップ S32)。

[0037] このような構成を有することにより、 DFD法を使用した合焦検出において一眼レフレックスカメラ 46でも、第 1実施例と同様の効果を得ることができる。

[0038] [第 1実施例の第 2変形例]

次に、本発明の第 1実施例の第 2変形例を説明する。本変形例に係る撮像装置は、図 1に示すようなコンパクトカメラ 10であり、第 1実施例と同様の部分についてはその説明を省略し、主として構造の異なる点についてのみ、以下に説明する。

[0039] 本変形例におけるコンパクトカメラ 10では、図 8に示すように、上記第 1実施例の構成に加えて、条件設定手段として機能する輝度情報取得部制御部 48を備えて、る。即ち、本変形例におけるコンパクトカメラ 10では、光学系 12は、複数のレンズ群と絞りとで構成され、画像を撮影することを目的としたレンズ群 (テーキングレンズ)である。上記第 1実施例では、そのうちの一部のレンズ群はフォーカスを調整するために光軸方向に駆動できる構成となっていた力本変形例では、撮像素子 14を光軸方向に駆動することにより、フォーカスを調整する構成となっている。輝度情報取得部制御部 48は、特に図示はしないが、ァクチユエータと該ァクチユエータを駆動するための駆動回路によって構成されており、撮像素子 14の位置を制御する。そのため、光学系制御部 26は、本変形例では、光学系 12の絞り径のみを制御する。更に、本変形例では、距離推定計算部 28の LUT記憶部 36は、ぼけパラメータと被写体力もの光の合焦位置との関係として、ぼけパラメータと合焦撮像素子位置との関係をルックァップテーブル (LUT)の形で記憶して、る。

[0040] 上記のような構成の変形例におけるコンパクトカメラ 10の合焦検出処理を、図 9のフローチャートを参照して説明する。なおここでは、撮像素子 14の位置を変更して取得した 2枚のぼけの異なる輝度情報を使って、合焦検出する方法に限定して説明する。

[0041] 即ち、まず、上記第 1実施例で説明したように、撮影者がユーザインタフェース (被写体決定部 18)によって選択した被写体の種類を撮影する被写体の種類として決定する (ステップ S10)。そのユーザ指定の被写体の種類に基づいて、輝度情報取得位置計算部 20が、合焦検出を行なうために最適な撮像素子位置 D1を計算する (ステップ S36)。そして、輝度情報取得部制御部 48は、その計算された撮像素子位置 D1 に撮像素子 14を駆動設定する (ステップ S38)。

[0042] また、上記第 1実施例と同様に、測光センサ 22及び露光条件計算部 24によりシャッタスピードや絞り径を計算する（ステップ S16, S18)。

[0043] そして、合焦検出を行なう際には、まず、上記撮像素子位置 D1で 1枚目の輝度情報を取得する (ステップ S40)。その後、不図示コントローラの制御に従って輝度情報取得部制御部 48は、撮像素子 14を、上記撮像素子位置 D1とは異なる予め決められた第 2の撮像素子位置 D2に駆動し、輝度情報取得部 30は、被写体の 2枚目の輝度情報を取得する (ステップ S42)。そして、ぼけパラメータ演算部 32にて、これら 2つの輝度情報を使用して、上記第 1実施例と同様にしてぼけパラメータを計算する (ステツプ S24, S26)。

[0044] 距離推定計算部 28の LUT記憶部 36は、ぼけパラメータと合焦撮像素子位置の対応関係を記憶しており、制御パラメータ計算部 34は、この LUT記憶部 36に記憶されて!ヽるテーブル (LUT)を使用して、被写体に対する合焦撮像素子位置 DFD— DF を計算する (ステップ S44)。続いて、その計算した合焦撮像素子位置 DFD— DFを輝度情報取得部制御部 48に入力する。こうして距離推定計算部 28から合焦撮像素子位置 DFD— DFが入力されると、輝度情報取得部制御部 48の図示しな、駆動回路は、それを目標撮像素子位置として撮像素子 14を配置するための信号を生成し、図示しな!、ァクチユエータにその信号を入力して撮像素子 14を所望の位置に配置する（ステップ S46)。

[0045] そして、その目標撮像素子位置に撮像素子 14が駆動されたならば、合焦検出が完了する（ステップ S32)。

[0046] このような構成とすることにより、 DFD法を使用した合焦検出において、撮像素子 1 4の配置を変更することでぼけの異なる複数の輝度情報を取得して、上記第 1実施例と同様の効果を得ることができる。

[0047] [第 2実施例]

次に、本発明の第 2実施例を説明する。本実施例に係る撮像装置は、図 1に示すようなコンパクトカメラ 10であり、第 1実施例と同様の部分についてはその説明を省略し、主として構造の異なる点についてのみ、以下に説明する。

[0048] 即ち、上記第 1実施例におけるコンパクトカメラ 10では、被写体決定部 18がユーザインタフェースの入力に従って被写体の種類を決定していた力本実施例におけるコンパクトカメラ 10では、図 10に示すように、被写体決定部 18は、撮像素子 14と輝度信号制御部 16で構成した輝度情報取得部 30で取得した輝度情報を使用して被写体の種類を決定するように構成されている。ここで、被写体決定部 18は、入力された輝度情報の色情報がどのようなものとなっているかを判別する色情報判別部 18A、同じく輝度情報の分布がどのようなものとなっているかを判別する輝度分布判別部 1 8B、及び同じく輝度情報のエッジ情報がどのようなものとなっているかを判別するェッジ情報判別部 18Cを有している。

[0049] 上記のような構成の本実施例におけるコンパクトカメラ 10の合焦検出処理を、図 11 のフローチャートを参照して説明する。なおここでは、背景技術で説明したように、フオーカスレンズの位置を変更して取得した 2枚のぼけの異なる輝度情報を使って、合焦検出する方法に限定して説明する。

[0050] 即ち、まず、図示しないコントローラの制御に従って光学系制御部 26は、光学系 12 のフォーカスレンズ位置を、最近点、を示すレンズ位置 LOに馬区動し、そのレンズ位置 L 0で輝度情報取得部 30は、被写体の輝度情報を取得する (ステップ S48)。被写体決定部 18は、その取得した輝度情報から、被写体の種類を識別し、撮影する被写体の種類を決定する (ステップ S 50)。

[0051] ここで、この被写体決定部 18における被写体の認識手法について説明する。

[0052] 被写体が遠景である場合は、輝度情報の色情報の内、彩度が低くなり、また色調が太陽光や雲を通った自然光により形成される。さらに、輝度分布においては、階調の分散が小さぐ似たような明るさの像となる。そのため、本実施例では、被写体決定部 18は、色情報判別部 18A,輝度分布判別部 18B,及びエッジ情報判別部 18Cの判別結果に基づいて、輝度情報が低彩度で、自然光による色調を持ち、階調の分散が小さ!、場合には、被写体の種類は遠景の被写体であると決定する。

[0053] 逆に、被写体が近景の場合は、彩度が低くなり、階調の分散が大きい。また、色調が白熱球や蛍光灯などの室内光で形成されていた場合は、近景撮影と認識できる。そのため、本実施例では、被写体決定部 18は、色情報判別部 18A,輝度分布判別部 18B,及びエッジ情報判別部 18Cの判別結果に基づいて、輝度情報が高彩度で、室内光による色調を持ち、階調の分散が大きな場合は、被写体の種類は近景の被写体であると決定する。

[0054] また、被写体決定部 18は、色情報判別部 18A,輝度分布判別部 18B,及びエッジ情報判別部 18Cの判別結果に基づいて、特定の領域で色情報が肌色を示す場合は、被写体が人物であると認識する。

[0055] また、被写体決定部 18は、色情報判別部 18A,輝度分布判別部 18B,及びエッジ情報判別部 18Cの判別結果に基づいて、輝度情報のエッジ情報を使用して像面全体のエッジ強度の合計値が所定の値より小さぐかつ色情報が黒を示す場合は、被写体の種類は夜景の被写体であると決定する。

[0056] なお、本実施例では、べィャ配列の撮像素子 14を使用することで、上述のような色に関する情報を得ている。

[0057] 上記のようにして被写体決定部 18は、入力された輝度情報を使用して、被写体の種類を決定する。そして、輝度情報取得位置計算部 20は、上記被写体決定部 18が決定した被写体の種類に応じてレンズ位置 L1を計算する (ステップ S12)。

[0058] その後、合焦検出を行なう際に、光学系制御部 26によりこの範囲内における所定の位置 L 1にフォーカスレンズを駆動し、上記第 1実施例と同様にして合焦検出を行う (ステップ S14〜S32)。

[0059] このような構成とすることにより、 DFD法を使用した合焦検出においてユーザが撮影シーンを選択することなぐ上記第 1実施例と同様の効果を得ることができる。

[0060] [第 2実施例の変形例]

次に、本発明の第 2実施例の変形例を説明する。本変形例に係る撮像装置は、図 1に示すようなコンパクトカメラ 10であり、第 2実施例と同様の部分についてはその説明を省略し、主として構造の異なる点についてのみ、以下に説明する。

[0061] 本変形例におけるコンパクトカメラ 10では、図 12に示すように、上記第 2実施例の構成に加えて、輝度情報取得部制御部 48を備えている。即ち、本変形例におけるコンパクトカメラ 10では、光学系 12は、複数のレンズ群と絞りとで構成され、画像を撮影することを目的としたレンズ群 (テーキングレンズ)である。上記第 2実施例では、そのうちの一部のレンズ群はフォーカスを調整するために光軸方向に駆動できる構成となっていたが、本変形例では、撮像素子 14を光軸方向に駆動することにより、フォーカスを調整する構成となっている。輝度情報取得部制御部 48は、ァクチユエ一タと該ァクチユエータを駆動するための駆動回路によって構成されており、撮像素子 14の位置を制御する。また、光学系制御部 26は、本変形例では、光学系 12の絞り径のみを制御する。更に、本変形例では、距離推定計算部 28の LUT記憶部 36は、ぼけパラメータと被写体力の光の合焦位置との関係として、ぼけパラメータと合焦撮像素子位置との関係をルックアップテーブル (LUT)の形で記憶してヽる。

[0062] 上記のような構成の変形例におけるコンパクトカメラ 10の合焦検出処理を、図 13のフローチャートを参照して説明する。なおここでは、撮像素子 14の位置を変更して取得した 2枚のぼけの異なる輝度情報を使って、合焦検出する方法に限定して説明する。

[0063] 即ち、まず、図示しないコントローラの制御に従って輝度情報取得部制御部 48は、撮像素子 14のフォーカス位置が最近点を示す撮像素子位置 DOに撮像素子 14を駆動し、輝度情報取得部 30は、被写体の輝度情報を取得する (ステップ S52)。被写体決定部 18は、上記第 2実施例と同様に、輝度情報から被写体の種類を決定する (ステツプ S50)。次に、輝度情報取得位置計算部 20は、上記第 1実施例で説明したような被写体ごとに想定した距離に合焦する撮像素子位置 D1を計算する (ステップ S36 )。そして、輝度情報取得部制御部 48は、その計算された撮像素子位置 D1に撮像素子 14を駆動設定する (ステップ S38)。

[0064] また、上記第 1及び第 2実施例と同様に、測光センサ 22及び露光条件計算部 24によりシャツタスピードや絞り径を計算する（ステップ S16, S18)。

[0065] そして、合焦検出を行なう際には、まず、上記撮像素子位置 D1で 1枚目の輝度情報を取得する (ステップ S40)。その後、不図示コントローラの制御に従って輝度情報取得部制御部 48は、撮像素子 14を、上記撮像素子位置 D1とは異なる予め決められた第 2の撮像素子位置 D2に駆動し、輝度情報取得部 30は、被写体の 2枚目の輝度情報を取得する (ステップ S42)。そして、ぼけパラメータ演算部 32は、これら 2つの輝度情報を使用して、上記第 1及び第 2実施例と同様にしてぼけパラメータを計算する（ステップ S 24, S26)。

[0066] 距離推定計算部 28の LUT記憶部 36は、ぼけパラメータと合焦撮像素子位置の対応関係を記憶しており、制御パラメータ計算部 34は、この LUT記憶部 36に記憶されて!ヽるテーブル (LUT)を使用して、被写体に対する合焦撮像素子位置 DFD— DF を計算する (ステップ S44)。続いて、その計算した合焦撮像素子位置 DFD— DFを輝度情報取得部制御部 48に入力する。こうして距離推定計算部 28から合焦撮像素子位置 DFD— DFが入力されると、輝度情報取得部制御部 48の駆動回路は、それを目標撮像素子位置として撮像素子 14を配置するための信号を生成し、ァクチユエータにその信号を入力して撮像素子 14を所望の位置に配置する (ステップ S46)。

[0067] そして、その目標撮像素子位置に撮像素子 14が駆動されたならば、合焦検出が完了する（ステップ S32)。

[0068] このような構成とすることにより、 DFD法を使用した合焦検出において、上記第 2実施例と同様の効果を得ることができる。

[0069] 以上実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなぐ本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。 [0070] 例えば、上記実施例では、フォーカスレンズの位置や撮像素子を駆動して 2つのぼけの異なる輝度情報を取得するものとした力絞り径を変更することで、ぼけの異なる輝度情報を取得する構成であっても、上記実施例と同様の効果が得られる。

[0071] また、各演算部や計算部を、 DSPや CPU等の一つのハードウェアによって構成しても構わない。

Claims

請求の範囲

[1] 被写体を撮影して当該被写体の画像を記録する撮像装置にお!ヽて、

当該被写体からの光を所定の位置に結像する光学系（12)と、

上記光学系によって結像した光の輝度情報を取得することで撮影を行う輝度情報取得手段（30)と、

上記輝度情報取得手段で取得したぼけの異なる複数の輝度情報を用いて、上記光学系から上記被写体までの距離に対応するぼけパラメータを算出するぼけパラメータ演算手段 (32)と、

上記ぼけパラメータ演算手段を用いて算出した上記ぼけパラメータに基づいて上記光学系又は上記輝度情報取得手段の配置を決定する配置決定手段 (34)と、を具備し、

被写体の種類を決定する被写体決定手段（18)と、

上記輝度情報取得手段により撮影を行う際の撮影条件を上記被写体決定手段による決定結果に応じて算出する条件計算手段 (20)と、

上記ぼけパラメータ演算手段によって上記ぼけパラメータを算出するために用いる上記ぼけの異なる複数の輝度情報の内の少なくとも 1つの輝度情報を取得するための上記撮影条件を、上記条件計算手段で算出した上記撮影条件に設定する条件設定手段（26 ;48)と、

を更に備えたことを特徴とする撮像装置。

[2] 上記撮影条件は、上記光学系の配置又は上記輝度情報取得手段の配置であることを特徴とする請求項 1に記載の撮像装置。

[3] 上記被写体決定手段は、撮影者が撮影しょうとする上記被写体の種類の選択操作によって被写体の種類を決定することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の撮像装置。

[4] 上記被写体決定手段は、上記輝度情報に基づ！ヽて上記被写体の種類を識別することによって被写体の種類を決定することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の撮像装置。

[5] 上記被写体の種類には近接した被写体を含み、上記条件計算手段は、上記被写体決定手段によって上記被写体の種類として近接した被写体が決定された際に、近接した被写体に応じた撮影条件を算出することを特徴とする請求項 1乃至 4の何れかに記載の撮像装置。

[6] 上記被写体の種類には遠景の被写体を含み、

上記条件計算手段は、上記被写体決定手段によって上記被写体の種類として遠景の被写体が決定された際に、遠景の被写体に応じた撮影条件を算出することを特徴とする請求項 1乃至 4の何れかに記載の撮像装置。

[7] 上記被写体の種類には人物を含み、

上記条件計算手段は、上記被写体決定手段によって上記被写体の種類として人物が決定された際に、人物に応じた撮影条件を算出することを特徴とする請求項 1乃至 4の何れかに記載の撮像装置。

[8] 上記被写体の種類には夜景の被写体を含み、

上記条件計算手段は、上記被写体決定手段によって上記被写体の種類として夜景の被写体が決定された際に、夜景の被写体に応じた撮影条件を算出することを特徴とする請求項 1乃至 4の何れかに記載の撮像装置。

[9] 上記被写体の種類には特定の被写体に分類しな、被写体を含み、

上記条件計算手段は、上記被写体決定手段によって上記被写体の種類として特定の被写体に分類しな、被写体が決定された際に、特定の被写体に分類しな、被写体に応じた撮影条件を算出することを特徴とする請求項 1乃至 4の何れかに記載の撮像装置。

[10] 上記被写体決定手段は、輝度情報の色情報を用いて被写体の種類を決定することを特徴とする請求項 4に記載の撮像装置。

[11] 上記被写体決定手段は、輝度情報のエッジ情報を用いて被写体の種類を決定することを特徴とする請求項 4に記載の撮像装置。

[12] 上記被写体決定手段は、輝度情報の輝度分布を用いて被写体の種類を決定することを特徴とする請求項 4に記載の撮像装置。