(57)【要約】【課題】コンティニアスＡＦにおいて、被写体が大きく変化した場合、焦点を容易に自動的に合わせることができない。【解決手段】本発明によるコンティニアスオートフォーカスシステムは、被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出手段１１と、コントラスト値算出手段１１が算出したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更手段１２と、ピークサーチ範囲変更手段１２が変更した範囲から、ピーク位置を検出するピーク位置検出手段１３とを含むことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出手段と、
前記コントラスト値算出手段が算出した前記コントラスト値に基づいて、当該コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更手段と、
前記ピークサーチ範囲変更手段が変更した前記範囲から、前記ピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを
備えたことを特徴とするコンティニアスオートフォーカスシステム。
【請求項２】
被写体の変化を検出する被写体検出手段を備え、
コントラスト値算出手段は、前記被写体検出手段が前記被写体の変化を検出する毎に、前記被写体のコントラスト値を算出する
請求項１記載のコンティニアスオートフォーカスシステム。
【請求項３】
サーチ範囲変更手段は、コントラスト値算出手段が算出したコントラスト値が小さい場合に、ピーク位置をサーチする範囲を拡大し、前記コントラスト値が大きい場合に、前記ピーク位置をサーチする範囲を縮小するように変更する
請求項１又は請求項２記載のコンティニアスオートフォーカスシステム。
【請求項４】
サーチ範囲変更手段は、ピーク位置をサーチする範囲を変更するとともに、サーチのステップ幅を変更する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のコンティニアスオートフォーカスシステム。
【請求項５】
サーチ範囲変更手段は、ピーク位置をサーチする範囲を変更するとともに、サーチのステップ回数を変更する
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のコンティニアスオートフォーカスシステム。
【請求項６】
被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出ステップと、
算出した前記コントラスト値に基づいて、当該コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更ステップと、
変更した前記範囲にから、前記ピーク位置を検出するピーク位置検出ステップとを
含むことを特徴とするコンティニアスオートフォーカス方法。
【請求項７】
被写体の変化を検出する被写体検出ステップを含み、
コントラスト値算出ステップで、前記被写体の変化を検出する毎に、前記被写体のコントラスト値を算出する
請求項６記載のコンティニアスオートフォーカス方法。
【請求項８】
コンピュータに、
被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出処理と、
算出した前記コントラスト値に基づいて、当該コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更処理と、
変更した前記範囲から、前記ピーク位置を検出するピーク位置検出処理とを
実行させるためのコンティニアスオートフォーカスプログラム。
【請求項９】
コンピュータに、
被写体の変化を検出する被写体検出処理を実行させ、
コントラスト値算出処理で、前記被写体の変化を検出する毎に、前記被写体のコントラスト値を算出する処理を実行させる
請求項８記載のコンティニアスオートフォーカスプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンティニアスオートフォーカス機能を実現するコンティニアスオートフォーカスシステム、コンティニアスオートフォーカス方法及びコンティニアスオートフォーカスプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンティニュアスオートフォーカス（以下、コンティニアスＡＦ）とは、デジタルカメラ等が備えているのオートフォーカス機能の一種である。コンティニアスＡＦでは、被写体が変化すると、自動的に焦点を合わせ直す。例えば、特許文献１には、このようなコンティニアスＡＦ機能を備えたデジタルカメラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４８４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被写体をとらえた画像から、コントラスト値のピーク位置を検出して焦点を合わせる（ＡＦ合焦する）コンティニアスＡＦ方式の場合、極端に被写体を変えると、なかなかフォーカス（焦点）が合わないことがある。そのため、ユーザは、自分で距離を変えて焦点を合い易くする行為が必要となる場合があり、焦点合わせの手間がかかる。
【０００５】
この問題は、ピーク位置の検出を行うサーチ範囲を拡大することで解決するようにも思われる。しかし、単純にサーチ範囲を拡大すると、サーチする度に大きくレンズを前後させる動作が必要となる。そのため、かえってＡＦ合焦までに時間を要したり、ユーザプレビューの見えが悪くなることがある。
【０００６】
特許文献１に記載されたオートフォーカス機能を用いれば、ピークサーチ範囲の変更に合わせてステップ幅やステップ回数を調整することにより、ＡＦ処理性能をある程度向上させることができる。しかし、被写体の極端な変化に対応して、焦点合わせを行うことはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、コンティニアスＡＦにおいて、被写体が大きく変化した場合であっても、焦点を容易に自動的に合わせることができるコンティニアスオートフォーカスシステム、コンティニアスオートフォーカス方法及びコンティニアスオートフォーカスプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるコンティニアスオートフォーカスシステムは、被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出手段と、コントラスト値算出手段が算出したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更手段と、ピークサーチ範囲変更手段が変更した範囲から、ピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によるコンティニアスオートフォーカス方法は、被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出ステップと、算出したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更ステップと、変更した範囲にから、ピーク位置を検出するピーク位置検出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によるコンティニアスオートフォーカスプログラムは、コンピュータに、被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出処理と、算出したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更処理と、変更した範囲から、ピーク位置を検出するピーク位置検出処理とを実行させことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、デジタルカメラ等のカメラを搭載した機器における、ＡＦ動作を写真撮影のみならず、プレビュー時においても常に動かし続ける方式（コンティニアスＡＦ）において、コントラスト検出によって画像の解像度ピーク位置を検出してレンズを移動させる場合に、被写体が大きく変わりピンボケした状態となっても、その画像のボケレベルに基づいてピークサーチ範囲を設定しておき、自動的に変更することで、ピーク位置を容易に再検出して、レンズをピーク位置に移動する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンティニアスＡＦにおいて、被写体が大きく変化した場合であっても、焦点を容易に自動的に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるコンティニアスオートフォーカスシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】コンティニアスオートフォーカスシステムの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】コンティニアスオートフォーカスシステムが実行する処理例を示す流れ図である。
【図４】ピーク位置を検出する動作例を示す説明図である。
【図５】コンティニアスオートフォーカスシステムの最小の構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明によるコンティニアスオートフォーカスシステムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本発明によるコンティニアスオートフォーカスシステムは、カメラ部１０１と、表示制御部１０２とを含む。また、カメラ部１０１と、表示制御部１０２とは、ＹＵＶ方式を用いた画像通信等の各種通信を行う。なお、カメラ部１０１と表示制御部１０２とは、例えば、デジタルカメラ等の単一の機器に搭載されていてもよい。
【００１５】
図１に示すように、カメラ部１０１は、レンズモジュール２０１、ＤＳＰ画像処理ＩＣ２０２、センサ２０３及びＡＦドライバ２０６を含む。また、レンズモジュール２０１は、レンズ玉２０４及びアクチュエータ２０５を含む。
【００１６】
カメラ部１０１は、ＡＦの基本動作として、レンズ玉２０４を前後に動かして画像内のコントラストを算出する機能を備えている。また、カメラ部１０１は、算出したコントラストのピーク位置をジャストピントとして、ピーク位置にレンズを移動させる機能を備えている。コンティニアスＡＦ方式では、常に撮影画像（被写体）が変化することが想定されるため、カメラ部１０１は、ＡＦの基本動作を繰り返す。
【００１７】
また、表示制御部１０２は、カメラ部１０１が取得（生成、算出）した情報を受信し、受信した情報を処理して表示出力するため、画像処理ＩＣ３０１及び液晶画面表示部３０２を含む。表示制御部１０２は、例えば、撮影の際に、ユーザプレビュー画を表示する機能を備えている。
【００１８】
画像処理ＩＣ３０１は、カメラ部１０１が取得した情報を画像として表示するための処理を行う機能を備えている。液晶画面表示部３０２は、画像処理ＩＣ３０２が処理した情報を表示する機能を備えている。
【００１９】
次に、コンティニアスオートフォーカスシステムの機能について説明する。図２は、コンティニアスオートフォーカスシステムの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、コンティニアスオートフォーカスシステムは、コントラスト値算出手段１１、ピークサーチ範囲変更手段１２、ピーク位置検出手段１３、被写体変化検出手段１４及び撮影手段１５を含む。
【００２１】
コントラスト値算出手段１１は、具体的には、レンズモジュール２０１及びＤＳＰ画像処理ＩＣ２０２によって実現される。コントラスト値算出手段１１は、画像信号からコントラスト値を取得（算出）する手段を備えている。
【００２２】
ピークサーチ範囲変更手段１２は、具体的には、ＤＳＰ画像処理ＩＣ２０２によって実現される。ピークサーチ範囲変更手段１２は、コントラスト値算出手段１１が取得（算出）したコントラスト値に基づいて、ピーク位置のサーチを行う範囲を決定する手段を備えている。
【００２３】
ピーク位置検出手段１３は、具体的には、レンズモジュール２０１及びＤＳＰ画像処理ＩＣ２０２によって実現される。ピーク位置検出手段１３は、ピークサーチ範囲変更手段１２が決定したピーク位置のサーチ範囲から、ピーク位置を検出する手段を備えている。
【００２４】
被写体変化検出手段１４は、具体的には、レンズモジュール２０１及びＤＳＰ画像処理ＩＣ２０２によって実現される。被写体変化検出手段１４は、ピーク位置検出手段１３がピーク位置を検出した後に、被写体が変化したことを検出する手段を備えている。被写体変化検出手段１４は、例えば、ピーク位置検出後のコントラスト値の変動を検出することによって、被写体が変化したことを検出する。
【００２５】
撮影手段１５は、被写体を撮影する機能を備えている。
【００２６】
次に、コンティニアスオートフォーカスシステムの動作について説明する。図３は、コンティニアスオートフォーカスシステムが実行する処理例を示す流れ図である。
【００２７】
被写体の撮影をするために、ユーザがカメラを起動する操作を行うと、コンティニアスオートフォーカスシステムは、ユーザの操作に従って、カメラ（例えば、カメラ部１０１及び表示制御部１０２）を起動させる（ステップＳ２０１）。
【００２８】
次いで、カメラ部１０１は、カメラ部１０１が搭載するレンズ玉２０４を、デフォルトとして設定している初期位置に移動するように制御する（ステップＳ２０２）。本実施形態では、∞遠（無限遠）となる設定を予め初期位置としてデフォルト設定している例について説明する。
【００２９】
次いで、レンズ玉２０４を初期位置に移動すると、カメラ部１０１は、自動的にコンティニアスＡＦ処理を開始する（ステップＳ２０３）。
【００３０】
次いで、カメラ部１０１は、コントラストのピーク位置をサーチする（ステップＳ２０４）ために、被写体をとらえた画像信号から、コントラスト値を取得（算出）する（ステップＳ２０５）。
【００３１】
次いで、カメラ部１０１は、ステップＳ２０５で取得（算出）したコントラスト値に基づいて、予め設定しているピークサーチ範囲幅（ピーク位置をサーチする範囲幅であり、すなわち、レンズ玉２０４を移動する幅である）を決定する（ステップＳ２０６）。ここで、ピークサーチ範囲幅の決定において、カメラ部１０１は、取得（算出）したコントラスト値が小さいほど、ピークサーチ範囲を広く設定する。なぜなら、画像のボケが大きい（すなわちピーク位置とのずれが大きい）ほど白黒の差が少ないことから、コントラスト値が小さいと考えられるからである。また、カメラ部１０１は、ピークサーチ範囲幅の決定において、取得（算出）したコントラスト値が大きいほど、ピークサーチ範囲を狭く設定する。
【００３２】
次いで、ピークサーチ範囲幅を決定すると、カメラ部１０１は、ピーク位置を検出するために、レンズ玉２０４を前後に移動する制御を開始する。そして、カメラ部１０１は、ピーク位置を検出すると、検出したピーク位置にレンズ玉２０４を移動するように制御する。（ステップＳ２０７）。
【００３３】
そして、そのまま被写体に変化がなければ、検出したピーク位置にレンズ玉２０４を移動した状態で、ユーザが撮影する操作を行うと、カメラ部１０１は、ユーザの操作に従って、そのまま撮影処理を実行する（ステップＳ２１２）。
【００３４】
一方、ステップＳ２０７において、検出したピーク位置にレンズ玉２０４を移動し、撮影する前に被写体が変化した場合（ステップＳ２０８）には、カメラ部１０１は、再度コントラスト値を取得（算出）する（ステップＳ２０９）。なお、カメラ部１０１は、例えば、コントラスト値の変動を検出することによって、被写体が変化したことを検出する。
【００３５】
ステップＳ２０９において、再度コントラスト値を取得（算出）すると、カメラ部１０１は、ステップＳ２０６と同様に、ピークサーチ範囲幅を決定する（ステップＳ２１０）。
【００３６】
次いで、ステップＳ２１０において、サーチ範囲を決定すると、カメラ部１０１は、ステップＳ２０７と同様にピーク位置を検出し、レンズ玉２０４を移動するよう制御する（ステップＳ２１１）。
【００３７】
そして、その状態でユーザが撮影する操作を行うと、カメラ部１０１は、ユーザの操作に従って、撮影処理を実行する（ステップＳ２１２）。なお、被写体が変化する毎に、ステップＳ２０８以降の処理を繰り返し実行するようにしてもよい。
【００３８】
次に、ピーク位置を検出するためのサーチ範囲幅の調整について、図４を用いて説明する。図４は、ピーク位置を検出する動作例を示す説明図である。
【００３９】
まず、カメラの起動時におけるレンズの初期位置を図４（１）に示す。なお、本実施形態で用いる例では、レンズ初期位置が、図４（６）に示すように、∞遠（３ｍ〜∞程度）にピントが合う所に来る仕様とする。
【００４０】
本実施形態において、図４（６）に示す遠方風景を撮影する場合には、図４（２）に示すように、レンズの初期位置に対して、コントラストのピーク位置が比較的近くにある。そのため、初期位置でコンティニアスＡＦが動作した場合には、デフォルト設定でもコントラストの山がサーチ範囲に含まれる。従って、カメラ部１０１は、どこにピーク位置があるかを容易に判定することができる。
【００４１】
しかし、その状態から、ユーザが図４（７）に示すバーコードの様な比較的近景となる被写体に切り替えた場合、図４（３）に示すように、レンズの初期位置に対して、コントラストのピーク位置が大きく離れることとなる。そのため、ユーザプレビュー画が、大きくピンぼけしている状態となる。
【００４２】
この状態からコンティニアスＡＦを開始すると、ボケ量とピーク位置のずれとによって、初期のコンティニアスＡＦのサーチ範囲は、コントラストの山を含まない。そのため、ピーク位置がどこにあるかを判定することが難くなり、最悪の場合には、ボケている状態のままでＡＦサーチが止まってしまうことも考えられる。
【００４３】
そこで、図４（４）に示すように、ピークサーチ範囲変更手段１２は、取得（算出）した画像のボケ量（コントラスト値）に基づいて、サーチ範囲幅を拡大するように、自動的に設定値を更新する。このように、サーチ範囲幅を拡大することで探索範囲が広がり、遠くにあるコントラストの山であっても、探索範囲に含むことができ、ピーク位置を検出することができる。
【００４４】
次いで、図４（５）に示すように、サーチ範囲を変化させることで、コントラストの山の方向を認識すると、ピーク位置検出手段１３は、コントラストの山がある方向へサーチしていく。そして、ピーク位置検出手段１３は、ピーク位置を超えた位置に到達すると（ピーク数値が下がると）、その周囲を再探索し、ピーク位置を検出する。その後、撮影手段１５は、ユーザの操作に従って、被写体を撮影する。
【００４５】
なお、ピークサーチ範囲を大きくすると、ユーザプレビュー画が大きく前後に振れてしまうため、ピークサーチ範囲のデフォルト値を小さな値に設定しておくことが望ましい。
【００４６】
以上のように、一般に、コンティニアスＡＦでピーク位置をサーチする際、撮影している被写体が大きく近景から遠方に変化すると、コントラストのピーク位置までの距離が大きくなってしまい、どこにピーク位置があるかが分からなくなってしまう場合がある。
【００４７】
しかし、本実施形態によれば、被写体が大きく変化した場合であっても、ボケ量の大きさ（コントラスト値）に基づいて、ピークサーチ範囲幅も変動させることで、ピーク位置を容易に見つけることができる。また、単純にサーチ範囲を拡大するものではないため、ＡＦ合焦までにかかる時間をいたずらに伸ばすことはない。そのため、本実施形態によれば、ＡＦ合焦までの時間が短縮でき、ＡＦがいつまでもピーク位置に移動しない問題を解消することができる。
【００４８】
なお、カメラ部１０１は、ピークサーチ範囲幅を変更するとともに、ピーク位置までのステップ幅やステップ回数を調整してもよい。例えば、ピークサーチ範囲を広げる事の弊害として、ＡＦ合焦時間が長くなることが考えられる。しかし、サーチ時の１ステップの幅を長くする事と、サーチ自体のステップ回数を少なくする事とによって通常と同等の時間に調整することができる。
【００４９】
このようにすることで、ピークサーチ範囲を拡大することで影響するＡＦ合焦にかかる時間を変更前相当まで調整することができる。なお、サーチ範囲幅を縮小すると、画像のピーク位置がずれ、ボケ易くなる可能性がある。しかし、ＡＦ合焦後も所定期間ごとにサーチ動作を繰り返すため、次回再びＡＦ処理を実行するときには、コントラスト差が大きくなっており、より精度高くピーク位置に移動することができる。
【００５０】
次に、本発明によるコンティニアスオートフォーカスシステムの最小構成について説明する。図５は、コンティニアスオートフォーカスシステムの最小の構成例を示す機能ブロック図である。図５に示すように、コンティニアスオートフォーカスシステムは、最小の構成要素として、コントラスト値算出手段１１と、ピークサーチ範囲変更手段１２と、ピーク位置検出手段１３とを含む。
【００５１】
図５に示す最小構成のコンティニアスオートフォーカスシステムでは、ピークサーチ範囲変更手段１２は、コントラスト値算出手段が取得（算出）したコントラスト値に基づいて、ピーク位置をサーチする範囲を変更する。そして、ピーク位置検出手段１３は、ピークサーチ範囲変更手段が変更した範囲から、ピーク位置を検出する。
【００５２】
従って、図５に示す最小構成のコンティニアスオートフォーカスシステムによれば、コントラスト値（ボケ量の大きさ）に基づいて、ピークサーチ範囲幅も変動させることで、ピーク位置を容易に見つけることができる。そのため、コンティニアスＡＦにおいて、被写体が大きく変化した場合であっても、焦点を容易に自動的に合わせることができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、以下の（１）〜（５）に示すようなコンティニアスオートフォーカスシステムの特徴的構成が示されている。
【００５４】
（１）コンティニアスオートフォーカスシステムは、被写体のコントラスト値を求めるコントラスト値算出手段（例えば、コントラスト値算出手段１１によって実現される）と、コントラスト値算出手段が算出したコントラスト値に基づいて、コントラスト値のピーク位置をサーチする範囲を変更するピークサーチ範囲変更手段（例えば、ピークサーチ範囲変更手段１２によって実現される）と、ピークサーチ範囲変更手段が変更した範囲から、ピーク位置を検出するピーク位置検出手段（例えば、ピーク位置検出手段１３によって実現される）とをを含むことを特徴とする。
【００５５】
（２）コンティニアスオートフォーカスシステムは、被写体の変化を検出する被写体検出手段（例えば、被写体検出手段１４によって実現される）を含み、コントラスト値算出手段は、被写体検出手段が被写体の変化を検出する毎に、被写体のコントラスト値を算出するように構成されていてもよい。
【００５６】
（３）コンティニアスオートフォーカスシステムにおいて、サーチ範囲変更手段は、コントラスト値算出手段が算出したコントラスト値が小さい場合に、ピーク位置をサーチする範囲を拡大し、コントラスト値が大きい場合に、ピーク位置をサーチする範囲を縮小するように変更するように構成されていてもよい。
【００５７】
（４）コンティニアスオートフォーカスシステムにおいて、サーチ範囲変更手段は、ピーク位置をサーチする範囲を変更するとともに、サーチのステップ幅を変更するように構成されていてもよい。
【００５８】
（５）コンティニアスオートフォーカスシステムにおいて、サーチ範囲変更手段は、ピーク位置をサーチする範囲を変更するとともに、サーチのステップ回数を変更するように構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、デジタルカメラ等で動きのある被写体を撮影する用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１１  コントラスト値算出手段
１２  ピークサーチ範囲変更手段
１３  ピーク位置検出手段
１４  被写体変化検出手段
１５  撮影手段
１０１  カメラ部
１０２  表示部
２０１  レンズモジュール
２０２  ＤＳＰ画像処理ＩＣ
２０３  センサ
２０４  レンズ玉
２０５  アクチュエータ
２０６  ＡＦドライバ
３０１  画像処理ＩＣ
３０２  液晶画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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