(57)【要約】【課題】被写体の手前に遮蔽物が存在する状況において、ユーザによる補助的な操作を要することなく高い精度で被写体にフォーカスを合わせることを可能とすること。【解決手段】フォーカスレンズを通過する光を画像信号に変換することにより画像を取得する撮像部と、上記撮像部により取得される上記画像に評価枠を配置する配置部と、上記配置部により配置される上記評価枠内の画素値の評価に基づいて、上記フォーカスレンズの合焦位置を決定する決定部と、上記決定部により決定される上記合焦位置に上記フォーカスレンズを移動する駆動部と、を備え、上記配置部は、上記画像に現れる直線成分と上記評価枠とが重なる場合に、上記評価枠を縮小、移動又は変形することにより、上記評価枠を再配置する、撮像装置を提供する。【選択図】図１
2012133049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを通過する光を画像信号に変換することにより画像を取得する撮像部と、
前記撮像部により取得される前記画像に評価枠を配置する配置部と、
前記配置部により配置される前記評価枠内の画素値の評価に基づいて、前記フォーカスレンズの合焦位置を決定する決定部と、
前記決定部により決定される前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動する駆動部と、
を備え、
前記配置部は、前記画像に現れる直線成分と前記評価枠とが重なる場合に、前記評価枠を縮小、移動又は変形することにより、前記評価枠を再配置する、
撮像装置。
【請求項２】
前記配置部は、前記評価枠の１点を固定した上で、前記評価枠の各辺が前記画像に現れる直線成分と重ならないように前記評価枠を縮小する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記配置部は、前記直線成分が多角形を形成する場合に、前記評価枠の重心と前記直線成分により形成される１つの多角形の重心とが一致するように、前記評価枠を移動する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記配置部は、さらに前記評価枠の重心を固定した上で、前記評価枠の各辺が前記画像に現れる直線成分と重ならないように前記評価枠を縮小する、請求項３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オートフォーカス機能を有する撮像装置を用いて被写体を撮像する際に、被写体と撮像装置との間に金網、柵、フェンス又は窓枠などの遮蔽物が存在すると、手前の遮蔽物に焦点が合ってしまう問題が存在した。
【０００３】
これを解決するために、下記特許文献１は、被写体上の１点と非被写体上の１点とをユーザに指定させることにより、オートフォーカスの精度を向上させることを提案している。また、下記特許文献２は、フォーカスレンズ位置のスキャン範囲を制限するモードを設けることにより、前後に位置する被写体と非被写体との分離を容易にすることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５７９２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された手法では、ユーザが被写体及び非被写体上の点を指定している間に、シャッターチャンスを逃してしまうリスクが大きい。また、遮蔽物が細い棒状又は線状の要素から構成される構造体であるような場合には、画像内で遮蔽物上の１点を指定することは容易でない。さらに、上記特許文献１には、多点フォーカスにおいて焦点距離に連続的なパターンが存在する場合には金網に合焦していると認識し得るとの記載があるが、かかる手法は撮像面と金網とが平行な位置関係にあるという限定的な状況においてしか有効でない。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載された手法では、被写体と遮蔽物との間の距離が近い場合、フォーカスレンズ位置のスキャン範囲を制限したとしても制限されたスキャン範囲内で被写体及び遮蔽物の双方に合焦が可能となり、結果として被写体と遮蔽物とを分離できないことがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、被写体の手前に遮蔽物が存在する状況において、ユーザによる補助的な操作を要することなく高い精度で被写体にフォーカスを合わせることのできる撮像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施形態によれば、フォーカスレンズを通過する光を画像信号に変換することにより画像を取得する撮像部と、上記撮像部により取得される上記画像に評価枠を配置する配置部と、上記配置部により配置される上記評価枠内の画素値の評価に基づいて、上記フォーカスレンズの合焦位置を決定する決定部と、上記決定部により決定される上記合焦位置に上記フォーカスレンズを移動する駆動部と、を備え、上記配置部は、上記画像に現れる直線成分と上記評価枠とが重なる場合に、上記評価枠を縮小、移動又は変形することにより、上記評価枠を再配置する、撮像装置が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、オートフォーカスのための評価値の算出に用いられる評価枠が、縮小、移動又は変形され、画像に現れる直線成分と重ならないように自動的に再配置される。従って、ユーザによる補助的な操作を要することなく、直線成分により構成される遮蔽物を避けて、被写体にフォーカスを合わせることができる。
【００１０】
また、上記配置部は、上記評価枠の１点（例えば、矩形の頂点）を固定した上で、上記評価枠の各辺が上記画像に現れる直線成分と重ならないように上記評価枠を縮小してもよい。かかる構成によれば、評価枠を大きく動かすことなく、簡易に遮蔽物を避けて評価枠を再配置することができる。
【００１１】
また、上記配置部は、上記直線成分が多角形を形成する場合に、上記評価枠の重心と上記直線成分により形成される１つの多角形の重心とが一致するように、上記評価枠を移動してもよい。かかる構成によれば、評価枠と直線成分とが重なる範囲を減少させた上で、評価枠を縮小し又は変形することができる。
【００１２】
また、上記配置部は、さらに上記評価枠の重心を固定した上で、上記評価枠の各辺が上記画像に現れる直線成分と重ならないように上記評価枠を縮小してもよい。このように、直線成分により形成される多角形の重心に評価枠の重心を移動させた上で評価枠を縮小することで、評価枠の面積が過度に小さくなる可能性が低減され、合焦位置の決定のための適切な評価を維持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明に係る撮像装置によれば、被写体の手前に遮蔽物が存在する状況において、ユーザによる補助的な操作を要することなく高い精度で被写体にフォーカスを合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】画像に配置される評価枠の一例を示す説明図である。
【図３】フォーカスレンズ位置に応じたＡＦ評価値の第１の例を示す説明図である。
【図４】フォーカスレンズ位置に応じたＡＦ評価値の第２の例を示す説明図である。
【図５】フォーカスレンズ位置に応じたＡＦ評価値の第３の例を示す説明図である。
【図６】被写体と遮蔽物とが重なっている状況の一例を示す説明図である。
【図７】一実施形態に係る撮像装置による撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】直線成分の検出結果の一例を示す説明図である。
【図９】直線成分と評価枠との重なりの判定について説明するための第１の説明図である。
【図１０】直線成分と評価枠との重なりの判定について説明するための第２の説明図である。
【図１１】第１の実施例に係る評価枠再配置処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】第１の実施例に係る評価枠再配置処理の結果の一例を示す説明図である。
【図１３】第２の実施例に係る評価枠再配置処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施例に係る評価枠再配置処理による評価枠の移動の様子を示す説明図である。
【図１５】評価枠の重心から頂点への線分と直線成分との交点の算出について説明するための説明図である。
【図１６】第２の実施例に係る評価枠再配置処理による評価枠の縮小の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００１６】
＜１．撮像装置の構成例＞
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１を参照すると、撮像装置１は、レンズ部１０、撮像部２０、画像入力制御部３０、ＶＲＡＭ（Video  Random  Access  Memory）３２、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Random  Access  Memory）３４、メディアコントローラ３６、記録メディア３８、ＬＣＤドライバ４０、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）４２、圧縮部４４、バス４６、評価値算出部５０、合焦位置決定部５２、レンズ制御部５４、駆動部５６、直線成分検出部６０及び評価枠配置部６２を備える。
【００１７】
レンズ部１０は、撮像装置１が実世界の光を撮像するための光学的なレンズ群及び関連する構成要素を含む。本実施形態において、レンズ部１０のレンズ群には、フォーカスレンズ１１が含まれる。フォーカスレンズ１１を通過する光は、後に説明する撮像部２０の撮像素子へ入射する。また、例えば、レンズ部１０は、ズームレンズ及び絞り機構などを含んでよい。
【００１８】
撮像部２０は、レンズ部１０のレンズ群を通過する光を電気的な画像信号に変換することにより、画像を取得する。撮像部２０は、典型的には、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）又はＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）などの撮像素子、ＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling）回路及び増幅回路（ＡＭＰ）などの信号処理回路、並びにＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換回路を含む。撮像部２０において、撮像素子に入射した光は、光電変換により電気信号に変換される。そして、電気信号は、信号処理回路で整形及び増幅された後、デジタル形式の画像信号に変換される。
【００１９】
画像入力制御部３０は、撮像部２０からの画像の入力を制御する。例えば、画像入力制御部３０は、ライブビューモードにおいて、撮像部２０から入力される画像をＬＣＤ４２に表示させる。また、画像入力制御部３０は、例えばシャッターボタンの押下又はセルフタイマーの失効などのトリガに応じて、撮像部２０から入力される画像を記録メディア３８に記録させる。
【００２０】
ＶＲＡＭ３２は、撮像部２０から入力される画像を一時的に記憶するためのメモリである。ＶＲＡＭ３２により記憶される画像は、後に説明する評価値算出部５０及び直線成分検出部６０による処理の際に参照される。
【００２１】
ＳＤＲＡＭ３４は、撮像装置１による様々な処理のための一時的な記憶領域として利用される。撮像装置１による処理を実現するソフトウェアは、ＳＤＲＡＭ３４に格納された上で、撮像装置１の各部により実行される。
【００２２】
メディアコントローラ３６は、記録メディア３８へのデータの読み書きを制御するコントローラである。記録メディア３８は、撮像装置１により撮像される画像、映像及びその他の様々なデータを記録する。記録メディア３８は、撮像装置１に内蔵されるメディアであってもよく、着脱可能なメディアであってもよい。撮像装置１は、複数の記録メディア３８を有していてもよい。
【００２３】
ＬＣＤドライバ４０は、ＬＣＤ４２による画像の表示を制御するドライバである。ＬＣＤ４２は、撮像部２０から入力される撮像前の画像、シャッターボタンが押下されることにより撮像される画像、及び撮像に関する設定をユーザが変更するためのユーザインタフェース画像など、様々な画像を画面上に表示する。ＬＣＤ４２により表示されるユーザインタフェース画像は、例えば、後に説明する遮蔽物除外モードのオン／オフをユーザが切り替えるためのユーザインタフェースに関する画像を含み得る。
【００２４】
圧縮部４４は、撮像装置１により撮像される画像を所定の画像圧縮フォーマットに従って圧縮し、画像のデータ量を削減する。所定の画像圧縮フォーマットとは、例えば、ＪＰＥＧ、ＪＰＥＧ２００又はＴＩＦＦなど、任意のフォーマットであってよい。
【００２５】
バス４６は、画像入力制御部３０、ＶＲＡＭ３２、ＳＤＲＡＭ３４、メディアコントローラ３６、ＬＣＤドライバ４０、圧縮部４４、評価値算出部５０、合焦位置決定部５２、レンズ制御部５４、直線成分検出部６０及び評価枠配置部６２を相互に接続する。
【００２６】
評価値算出部５０は、評価枠配置部６２により画像内に配置される評価枠内の画素値を評価し、ＡＦ（Auto  Focus）評価値を算出する。図２は、画像に設定される評価枠の一例として、画像Ｉｍ００内に配置された評価枠ＥＦを示している。評価値算出部５０により算出されるＡＦ評価値は、典型的には、画像のコントラスト値である。例えば、評価値算出部５０は、評価枠の範囲内の画像信号をバンドパスフィルタでフィルタリングすることにより高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の積算値（即ち、コントラスト値）を算出する。評価値算出部５０によるＡＦ評価値の算出は、例えば、シャッターボタンの半押しなどのオートフォーカス開始のトリガに応じて、スキャン範囲内の複数のフォーカスレンズ位置の各々について行われる。なお、評価値算出部５０により算出されるＡＦ評価値は、コントラスト値とは異なる種類の値であってもよい。
【００２７】
合焦位置決定部５２は、評価値算出部５０により算出されるＡＦ評価値に基づいて、フォーカスレンズの合焦位置を決定する。本明細書において、合焦位置とは、被写体にフォーカスが合っていると撮像装置１により判定されたフォーカスレンズ位置をいう。合焦位置決定部５２は、例えば、スキャン範囲内の複数のフォーカスレンズ位置のうち、ＡＦ評価値の最も高い（コントラストが極大となる）位置を合焦位置として決定し得る。
【００２８】
レンズ制御部５４は、レンズ部１０の設定を制御するコントローラである。レンズ部１０の設定は、例えば、フォーカスレンズ位置、絞り値、シャッタースピード及びズーム量などを含み得る。本実施形態において、レンズ制御部５４は、合焦位置決定部５２により合焦位置が決定されると、駆動部５６を駆動し、決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００２９】
駆動部５６は、ドライバ及びモータを含み、レンズ制御部５４による制御に応じてレンズ部１０のレンズ群及び関連する構成要素の物理的構成を変化させる。例えば、駆動部５６は、合焦位置決定部５２により合焦位置が決定されると、決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動する。それにより、被写体にフォーカスが合った状態で画像を撮像することが可能となる。
【００３０】
図３〜図６を用いて、コントラスト方式でのオートフォーカスの制御についてより詳細に説明する。コントラス方式でのオートフォーカスの制御は、レンズを介して取得される画像信号のコントラストの高低に基づいて合焦位置を決定する手法である。上述したように、画像のコントラストはＡＦ評価値に対応しており、ＡＦ評価値は、評価枠（ＡＦ評価枠）内の画像信号の高周波成分を抽出することにより生成される。焦点距離が一定の場合、即ちズーム量が一定の場合には、フォーカスレンズ位置と被写体距離とは意味的に等価である。
【００３１】
図３は、フォーカスレンズ位置に応じたＡＦ評価値の第１の例を示す説明図である。フォーカスレンズ位置を複数の位置に変化させながら各々の位置でＡＦ評価値を算出すると、ＡＦ評価値が極大値をとるフォーカスレンズ位置（位置Ｐ０１）において、被写体にフォーカスが合う（画像Ｉｍ０１参照）。これに対し、ＡＦ評価値が極大値から離れたフォーカスレンズ位置（例えば、位置Ｐ０２及びＰ０３）では、被写体にフォーカスが合わず、取得される画像は被写体がボケた画像となる（画像Ｉｍ０２及びＩｍ０３参照）。図３の例の場合、位置Ｐ０１が合焦位置である。
【００３２】
図４は、画像内に２つの物体が存在する場合のフォーカスレンズ位置に応じたＡＦ評価値の一例を示している。図４の例では、ＡＦ評価値が極大値を取るフォーカスレンズ位置が２つ存在する（位置Ｐ１１、Ｐ１２）。この場合、一方のフォーカスレンズ位置は被写体にフォーカスが合う位置であって、他方のフォーカスレンズ位置は遮蔽物にフォーカスが合う位置である可能性がある。
【００３３】
図５もまた、画像内に２つの物体が存在する場合のフォーカスレンズ位置に応じたＡＦ評価値の一例を示している。被写体と撮像装置１との間に金網などの遮蔽物があり、被写体と遮蔽物とが比較的近くに存在する場合には、図５の例のようなＡＦ評価値の曲線が得られる。また、焦点距離（ズーム量）が広角側に設定され被写界深度が深い場合にも、被写体と遮蔽物とのピーク位置の分離が適切になされず、図５の例のようなＡＦ評価値の曲線が得られることが多い。被写界深度とは、合焦位置の周辺でフォーカスが合っているように見える範囲をいう。一般に、光学ズームの広角側では被写界深度が深く、望遠側では被写界深度が浅い。但し、実際に１つの物体にフォーカスが合う位置は、被写界深度内の一点である。図４及び図５のような場合には、従来のオートフォーカス機能では、ユーザによる補助的な操作を要することなく合焦位置を適切に決定することが困難であった。
【００３４】
図６は、被写体と遮蔽物とが重なっている状況の一例を示す説明図である。図６に示した画像Ｉｍ１０では、被写体ＴＧＴの手前に遮蔽物ＯＢＳが存在している。この場合、評価枠ＥＦ内に被写体ＴＧＴ及び遮蔽物ＯＢＳの双方が映っているため、ＡＦ評価値の曲線は図４又は図５の例のようになる。しかし、評価枠ＥＦを単純に移動させても評価枠ＥＦ内に遮蔽物ＯＢＳが映る状況を解消できないため、合焦位置を適切に決定することは困難である。
【００３５】
そこで、本実施形態に係る撮像装置１は、本明細書で説明する評価枠再配置の仕組みを備えることにより、自動的に適切な合焦位置を決定することを可能とする。
【００３６】
図１に戻り、撮像装置１の構成の一例の説明を継続する。
【００３７】
直線成分検出部６０は、撮像部２０により取得される画像に現れる直線成分を検出する。直線成分検出部６０は、例えば、特開平６−３１４３３９号公報に記載されている手法に従って、画像に現れる直線成分を検出してもよい。その場合、直線成分検出部６０は、画像内で検出されるエッジをハフ変換し、ハフ変換された関数値からヒストグラムを生成してピーク点を識別することにより、直線成分を検出する。その代わりに、直線成分検出部６０は、例えば、画像内のエッジにより分割される領域にＨｉｌｄｉｔｃｈ法又はＺｈａｎｇ  Ｓｕｅｎ法などの細線化（Thinning）アルゴリズムを適用することにより、直線成分を検出してもよい。
【００３８】
評価枠配置部６２は、撮像部２０により取得される画像に、上述したＡＦ評価値を算出するための評価枠を配置する。評価枠の初期の配置は、予め設定される画像の中央などの固定的な位置であってよい。評価枠の初期のサイズ及び形状は、予め設定される固定的なサイズ及び形状であってよい。本実施形態において、評価枠配置部６２は、直線成分検出部６０により検出される１つ以上の直線成分と評価枠とが重なる場合に、評価枠を縮小、移動又は変形することにより、評価枠を再配置する。本明細書では、このような評価枠の再配置を自動的に行うモードを、遮蔽物除外モードという。
【００３９】
例えば、評価枠配置部６２は、評価枠の１点（例えば矩形の４つの頂点のうちの１点）を固定した上で、評価枠の各辺がいずれの直線成分とも重ならないように、評価枠を縮小してもよい。その代わりに、評価枠配置部６２は、直線成分が多角形を形成する場合に、評価枠の重心と直線成分により形成される１つの多角形の重心とが一致するように、評価枠を移動してもよい。後者の場合、移動後にさらに１つ以上の直線成分と評価枠とが重なるときには、評価枠配置部６２は、さらに評価枠の重心を固定した上で、評価枠の各辺がいずれの直線成分とも重ならないように評価枠を縮小し得る。このような評価枠配置部６２による評価枠再配置処理の２つの実施例について、後にさらに具体的に説明する。
【００４０】
＜２．撮像処理の流れ＞
図７は、本実施形態に係る撮像装置１による撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示した撮像処理は、例えば、撮像装置１が静止画撮影モードにある間、繰り返し行われ得る。
【００４１】
まず、直線成分検出部６０は、現在のオートフォーカス機能のモードが遮蔽物除外モードであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、現在のオートフォーカス機能のモードが遮蔽物除外モードではない場合には、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理はスキップされる。一方、現在のオートフォーカス機能のモードが遮蔽物除外モードである場合には、直線成分検出部６０は、撮像部２０により取得される画像に現れる直線成分を検出する（ステップＳ１０４）。図８は、直線成分の検出結果の一例を示す説明図である。図８の例では、画像Ｉｍ１１に映る遮蔽物（斜線の網掛け部分）に対応する直線成分Ｌ１〜Ｌ１３が直線成分の検出結果として示されている。
【００４２】
次に、評価枠配置部６２は、直線成分検出部６０により検出された直線成分が現在の評価枠に重なっているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。直線成分と評価枠との重なりの有無は、例えば、次のように評価枠の一辺と直線成分との交点の有無を検証することにより判定され得る。
【００４３】
即ち、直線成分Ｌ１を、撮像面に対応するｘ−ｙ平面においてｙ＝ａｘ＋ｂのように表されるものとする。また、評価枠のある一辺の両端の頂点をＶ１（ｘ１，ｙ１）及びＶ２（ｘ２，ｙ２）とする。Ｖ１及びＶ２の双方が直線成分Ｌ１で分割される領域の一方にあれば、直線成分Ｌ１と頂点Ｖ１及びＶ２の間の辺とは交点を有しない。Ｖ１及びＶ２がそれぞれ直線成分Ｌ１の両側にあれば、直線成分Ｌ１と頂点Ｖ１及びＶ２の間の辺とは交点を有する（図９参照）。各頂点が直線成分Ｌ１のいずれの側にあるかは、ｚ＝ｙ−ａｘ−ｂという判定式に頂点座標を代入し、ｚの値の符号を検証することで判定可能である。例えば、頂点Ｖ１の座標を代入した結果及び頂点Ｖ２の座標を代入した結果の符号が異なっていれば、頂点Ｖ１及び頂点Ｖ２は別々の領域にある。それら符号が等しければ、頂点Ｖ１及び頂点Ｖ２は同じ領域にある。さらに、直線成分Ｌ１が線分である場合には、頂点Ｖ１及びＶ２の間の辺を直線成分と仮定し、直線成分Ｌ１の２つの端点について同様の検証を行うことで、頂点Ｖ１及びＶ２の間の辺と直線成分Ｌ１との交点の有無を判定することができる。例えば、２つの検証の結果が共に交点ありを示している場合には、頂点Ｖ１及びＶ２の間の辺と直線成分Ｌ１とは交点を有する。そうでなければ、頂点Ｖ１及びＶ２の間の辺と直線成分Ｌ１とは交点を有しない（図１０参照）。評価枠配置部６２は、このような判定を、直線成分検出部６０により検出された直線成分と評価枠の辺との全ての組合せについて行う。なお、ここで説明した直線成分と評価枠との重なりの有無の判定の手法は一例に過ぎず、他の手法が用いられてもよい。
【００４４】
ステップＳ１０６において、いずれの直線成分も現在の評価枠に重なっていないと判定された場合には、ステップＳ１０８の評価枠再配置処理はスキップされる。一方、いずれかの直線成分が現在の評価枠に重なっていると判定された場合には、評価枠配置部６２は、評価枠再配置処理を実行し、直線成分と評価枠とが重ならないように評価枠を再配置する（ステップＳ１０８）。
【００４５】
次に、画像入力制御部３０は、例えばシャッターボタンの押下などのオートフォーカス開始のトリガを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、オートフォーカスが開始されない場合には、処理はステップＳ１０２へ戻る。なお、この場合にも、ＬＣＤ４２の画面上への画像の表示は行われてよい。一方、オートフォーカス開始のトリガがあった場合には、処理はステップＳ１１２へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１２及びＳ１１４の処理は、複数のフォーカスレンズ位置について繰り返し行われる。まず、評価値算出部５０は、その時点で配置されている評価枠内のコントラスト値、即ちＡＦ評価値を算出する（ステップＳ１１２）。また、レンズ制御部５４及び駆動部５６は、次のフォーカスレンズ位置へフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ１１４）。このようなループ処理の結果、複数のフォーカスレンズ位置の各々についてＡＦ評価値が算出される。
【００４７】
次に、合焦位置決定部５２は、評価値算出部５０により算出されたＡＦ評価値が極大値となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として決定する（ステップＳ１１６）。次に、レンズ制御部５４及び駆動部５６は、合焦位置決定部５２により決定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ１１８）。そして、画像入力部３０は、被写体にフォーカスの合った状態で、画像を撮像する（ステップＳ１２０）。なお、ステップＳ１１０においてシャッターボタンが半押しされていた場合には、画像入力部３０は、シャッターボタンの全押しの検出を待って画像を撮像してもよい。
【００４８】
＜３．評価枠再配置処理の第１の実施例＞
本節では、図７に例示した撮像処理のステップＳ１０８の評価枠再配置処理の第１の実施例について説明する。
【００４９】
［３−１．処理の流れ］
図１１は、第１の実施例に係る評価枠再配置処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１を参照すると、評価枠配置部６２は、まず、その時点の評価枠の４つの頂点のうち、固定すべき（即ち、移動させない）１つの頂点Ｖ１を選択する（ステップＳ１３２）。頂点Ｖ１は、例えば、画像の中央に最も近い頂点又は予め設定される特定の頂点などであってよい。ここでは、矩形の評価枠の左上の頂点を頂点Ｖ１とし、左下、右下及び右上の頂点をそれぞれ頂点Ｖ２、Ｖ３及びＶ４とする。
【００５０】
次に、評価枠配置部６２は、選択した頂点Ｖ１と頂点Ｖ２とを結ぶ辺と直線成分との交点Ｐ１２を算出する（ステップＳ１３４）。なお、頂点Ｖ１と頂点Ｖ２とを結ぶ辺がいずれの直線成分とも交差しない場合には、ステップＳ１３４の処理はスキップされてよい。また、頂点Ｖ１と頂点Ｖ２とを結ぶ辺が複数の直線成分と交差する場合には、頂点Ｖ１に近い交点が交点Ｐ１２として算出される。同様に、評価枠配置部６２は、選択した頂点Ｖ１と頂点Ｖ３とを結ぶ対角線と直線成分との交点Ｐ１３を算出する（ステップＳ１３６）。また、評価枠配置部６２は、選択した頂点Ｖ１と頂点Ｖ４とを結ぶ辺と直線成分との交点Ｐ１４を算出する（ステップＳ１３８）。
【００５１】
次に、評価枠配置部６２は、ステップＳ１３４、Ｓ１３６及びＳ１３８において算出した交点Ｐ１２、Ｐ１３及びＰ１４の位置に応じて、頂点Ｖ２、Ｖ３及びＶ４の新たな位置を決定する（ステップＳ１４０）。例えば、交点Ｐ１２、Ｐ１３及びＰ１４がいずれも存在する場合には、固定される頂点Ｖ１の対角にある頂点Ｖ３の新たな位置Ｖ３´（Ｖ３´ｘ，Ｖ３´ｙ）は、次のように決定され得る。なお、下付文字のｘ及びｙは、装飾される記号が表す位置のｘ座標及びｙ座標をそれぞれ表す：
【００５２】
【数１】
2012133049.tif 000003
（１）
【００５３】
交点Ｐ１２及びＰ１３が存在し、交点Ｐ１４が存在しない場合には、頂点Ｖ３の新たな位置Ｖ３´は、次のように決定され得る：
【００５４】
【数２】
2012133049.tif 000004
（２）
【００５５】
交点Ｐ１３及びＰ１４が存在し、交点Ｐ１２が存在しない場合には、頂点Ｖ３の新たな位置Ｖ３´は、次のように決定され得る：
【００５６】
【数３】
2012133049.tif 000005
（３）
【００５７】
交点Ｐ１３のみが存在する場合には、頂点Ｖ３の新たな位置Ｖ３´は、次のように決定され得る：
【００５８】
【数４】
2012133049.tif 000006
（４）
【００５９】
その他の場合にも、頂点Ｖ３の新たな位置Ｖ３´は同様の考え方に従って決定されてよい。
【００６０】
また、頂点Ｖ２及びＶ４の新たな位置Ｖ２´及びＶ４´は、頂点Ｖ３の新たな位置Ｖ３´に応じて次のように決定され得る：
【００６１】
【数５】
2012133049.tif 000007
（５）
【００６２】
そして、評価枠配置部６２は、決定した新たな位置に、頂点Ｖ２、Ｖ３及びＶ４を移動する（ステップＳ１４２）。
【００６３】
［３−２．処理結果の一例］
図１２は、第１の実施例に係る評価枠再配置処理の結果の一例を示す説明図である。図１２を参照すると、評価枠が再配置される前の画像Ｉｍ１１ａ（図中左）において、評価枠ＥＦの頂点Ｖ１と頂点Ｖ２とを結ぶ辺は、直線成分Ｌ１と交差していた。また、頂点Ｖ１と頂点Ｖ３とを結ぶ対角線は、直線成分Ｌ２に交差していた。頂点Ｖ１と頂点Ｖ４とを結ぶ辺は、直線成分Ｌ４と交差していた。これに対し、評価枠が再配置された後の画像Ｉｍ１１ｂ（図中右）では、評価枠ＥＦは、頂点Ｖ２、Ｖ３及びＶ４が新たな位置に移動することで縮小されており、いずれの直線成分とも重なっていない。
【００６４】
＜４．評価枠再配置処理の第２の実施例＞
本節では、図７に例示した撮像処理のステップＳ１０８の評価枠再配置処理の第２の実施例について説明する。
【００６５】
［４−１．処理の流れ］
図１３は、第２の実施例に係る評価枠再配置処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１３を参照すると、評価枠配置部６２は、まず、直線成分検出部６０により検出された直線成分で形成される全ての多角形の重心を算出する（ステップＳ１５２）。また、評価枠配置部６２は、その時点の評価枠の重心を算出する（ステップＳ１５４）。重心は、対象とする多角形又は評価枠の頂点の位置ベクトルから、次のように算出され得る：
【００６６】
【数６】
2012133049.tif 000008
【００６７】
次のステップＳ１５６の処理は、ステップＳ１５４で算出された全ての多角形の重心について繰り返される。評価枠配置部６２は、評価枠の重心と注目する多角形の重心との間の距離を算出する（ステップＳ１５６）。なお、評価枠の重心Ｇ０（Ｇ０ｘ，Ｇ０ｙ）と１つの多角形の重心Ｇ１（Ｇ１ｘ，Ｇ１ｙ）との間の距離Ｄ１は、一例として、次のようにユークリッド距離として算出されてよい：
【００６８】
【数７】
2012133049.tif 000009
（７）
【００６９】
次に、評価枠配置部６２は、評価枠の重心が最も近傍の多角形の重心に一致するように、評価枠を移動する（ステップＳ１５８）。評価枠の重心及び各頂点を移動させるための移動ベクトル（ΔＧｘ，ΔＧｙ）は、次のように算出され得る：
【００７０】
【数８】
2012133049.tif 000010
（８）
【００７１】
図１４は、一例として、評価枠ＥＦの重心Ｇ０が最も近傍の多角形の重心Ｇ１に一致するように評価枠ＥＦが移動される様子を示している。なお、評価枠の移動先の多角形は、最も近傍の多角形ではなく、より面積の広い多角形であってもよい。
【００７２】
次のステップＳ１６０の処理は、ステップＳ１５８において選択された多角形の各辺について繰り返される。評価枠配置部６２は、新たな重心から評価枠の頂点への線分と対象の多角形の各辺との交点までの、対応する頂点からの距離を算出する（ステップＳ１６０）。
【００７３】
次に、評価枠配置部６２は、算出された距離の最も短い辺に対応する交点を選択する（ステップＳ１６２）。次に、評価枠配置部６２は、選択された交点の位置へ、対応する頂点を移動する（ステップＳ１６４）。なお、評価枠の重心から１つの頂点への線分をａ１ｘ＋ｂ１ｙ＋ｃ１＝０、遮蔽物の一部に相当する１つの直線成分をａ２ｘ＋ｂ２ｙ＋ｃ２＝０とすると、これらの交点（Ｐｘ，Ｐｙ）は次のように算出され得る（図１５参照）：
【００７４】
【数９】
2012133049.tif 000011
（９）
【００７５】
次に、評価枠配置部６２は、ステップＳ１６４において移動した頂点の対角の頂点と重心とを結ぶ線分がいずれかの直線成分と交点を有するか否かを判定する（ステップＳ１６６）。ここで、当該線分が交点を有しないと判定された場合には、ステップＳ１６８の処理はスキップされる。一方、当該線分が交点を有すると判定された場合には、評価枠配置部６２は、対角の頂点を当該交点の位置へ移動する（ステップＳ１６８）。
【００７６】
次に、評価枠配置部６２は、評価枠と交差する直線成分が残っているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、評価枠と交差する直線成分が残っていると判定された場合には、処理はステップＳ１６０へ戻る。一方、評価枠と交差する直線成分が残っていないと判定された場合には、評価枠配置部６２による評価枠再配置処理は終了する。
【００７７】
［４−２．処理結果の一例］
図１６は、第２の実施例に係る評価枠再配置処理による評価枠の縮小の様子を示す説明図である。図１６の左上には、図１３のステップＳ１５８において評価枠ＥＦの重心Ｇ０が多角形の重心に一致するように移動された後の評価枠ＥＦを含む画像Ｉｍ２１ａが示されている。画像Ｉｍ２１ａにおいて、評価枠ＥＦは、直線成分Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４及びＬ５と交差している。その後、図１３のステップＳ１６４により、頂点Ｖ１が新たな位置Ｖ１´に移動される（図１６の中央上参照）。さらに、図１３のステップＳ１６８により、頂点Ｖ１の対角の頂点Ｖ３が新たな位置Ｖ３´に移動される（図１６の右上参照）。また、ステップＳ１７０の判定の結果として繰り返される、図１３のステップＳ１６４により、頂点Ｖ２´が新たな位置Ｖ２´´に移動される（図１６の左下参照）。さらに、図１３のステップＳ１６８により、頂点Ｖ４´が新たな位置Ｖ４´´に移動される（図１６の中央下参照）。このような処理の結果として、図１６の右下の画像Ｉｍ２１ｆにおいていずれの直線成分とも重ならないように再配置された評価枠ＥＦが示されている。
【００７８】
＜５．まとめ＞
ここまで、図１〜図１６を用いて、本発明の一実施形態に係る撮像装置１の構成の一例と評価枠再配置処理の２つの実施例を説明した。本実施形態によれば、オートフォーカスのための評価値の算出に用いられる評価枠が、画像内で検出される直線成分と重ならないように自動的に再配置される。それにより、被写体の手前に遮蔽物が存在する状況においても、ユーザによる補助的な操作を要することなく、高い精度で被写体にフォーカスを合わせることが可能となる。従って、ユーザがシャッターチャンスを逃すことなく適切にフォーカスの合った画像を撮像できる可能性が高められる。また、被写体と遮蔽物との間の距離が近い場合にも、遮蔽物を避けて評価枠が再配置されるため、誤って遮蔽物にフォーカスが合うこと防止される。
【００７９】
第１の実施例では、評価枠を大きく動かすことなく、少ない計算コストで、簡易に遮蔽物を避けて評価枠を再配置することができる。第２の実施例では、検出される直線成分により形成される多角形の重心に評価枠の重心を移動させた上で評価枠が縮小されるため、評価枠の面積が過度に小さくなる可能性が低減され、合焦位置の決定のための適切な評価を維持することができる。
【００８０】
なお、上述した２つの実施例では、主に評価枠が移動又は縮小される例について説明した。しかしながら、例えば、直線成分により形成される多角形と評価枠との位置関係から評価枠を広げる方向に評価枠の頂点を移動可能である場合には、当該方向に頂点が移動されてもよい。
【００８１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８２】
１      撮像装置
１１    フォーカスレンズ
２０    撮像部
６２    配置部
５２    決定部
５６    駆動部
ＥＦ    評価枠
【図１】
2012133049.tif 000012
【図２】
2012133049.tif 000013
【図３】
2012133049.tif 000014
【図４】
2012133049.tif 000015
【図５】
2012133049.tif 000016
【図６】
2012133049.tif 000017
【図７】
2012133049.tif 000018
【図８】
2012133049.tif 000019
【図９】
2012133049.tif 000020
【図１０】
2012133049.tif 000021
【図１１】
2012133049.tif 000022
【図１２】
2012133049.tif 000023
【図１３】
2012133049.tif 000024
【図１４】
2012133049.tif 000025
【図１５】
2012133049.tif 000026
【図１６】
2012133049.tif 000027