(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスであって、
前記デバイスの外部の環境から光を受光するためのレンズ系と、
第１オブジェクトおよび第２オブジェクトを含んだ複数のオブジェクトの各々までの距離を識別するように構成された距離評価回路と、
前記レンズ系の焦点を決定するために前記距離評価回路に連結された選択回路とを備え、前記選択回路は、論理を含み、前記論理は、実行されると、前記デバイスに動作を実行させ、前記動作は、
前記第１オブジェクトが第１の近被写界深度に位置する第１の合焦構成と、第１の絞りとを有するように前記レンズ系を調整することと、
前記複数のオブジェクトのうち、前記第１オブジェクトが前記第１の近被写界深度に位置している間に前記第１の合焦構成および前記第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第１の数を判断することとを含み、
前記第１の数は、前記第１オブジェクトが前記第１の近被写界深度に位置する間に焦点が合うオブジェクトの数を表し、前記動作はさらに、
前記第２オブジェクトが第２の近被写界深度に位置する第２の合焦構成と、前記第１の絞りとを有するように前記レンズ系を調整することと、
前記複数のオブジェクトのうち、前記第２オブジェクトが前記第２の近被写界深度に位置している間に前記第２の合焦構成および前記第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第２の数を判断することとを含み、
前記第２の数は、前記第２オブジェクトが前記第２の近被写界深度に位置する間に焦点が合うオブジェクトの数を表し、前記動作はさらに、
いずれの合焦構成がより多くの焦点が合うオブジェクトを提供するかに基づいて、前記第１の合焦構成と前記第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを特定するために、前記第１の合焦構成から生じる前記第１の数に基づく第１スコアと、前記第２の合焦構成から生じる前記第２の数に基づく第２スコアとを比較することと、
前記第１スコアと前記第２スコアとの比較に基づいて、いずれの合焦構成がより多くの焦点が合うオブジェクトを提供するかに基づいて前記第１の合焦構成と前記第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを示す信号を提供することとを含み、前記デバイスは、さらに、
前記信号に基づいて前記レンズ系を調整するために連結された焦点コントローラと、
前記信号に基づいて前記レンズ系が調整された後に、前記レンズ系を用いて受像した画像を撮像するために光結合されたイメージセンサとを備える、デバイス。
【請求項２】
前記選択回路は、前記デバイスに、前記複数のオブジェクトの各々が近被写界深度からずれている間に焦点が合うオブジェクトの数とは関係なく前記信号を生成させる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記選択回路は、前記デバイスに、前記レンズ系の１つ以上の他の焦点を決定させ、前記１つ以上の他の焦点の各々は、前記第１の合焦構成および前記第１の絞りによる焦点とは別の焦点であり、また、部分的に、前記第１の絞り以外の絞りによる焦点である、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記選択回路は、
前記デバイスに、視野におけるオブジェクトの位置に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第１の重み値に基づいて、前記第１スコアを算出させ、
前記デバイスに、視野におけるオブジェクトの位置に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第２の重み値に基づいて、前記第２スコアを算出させる、請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記視野における前記オブジェクトの位置は、前記視野の基準点または基準線を基準とした位置である、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記基準点は、前記視野の中心である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記視野における前記オブジェクトの位置は、前記複数のオブジェクトのうちの別のオブジェクトを基準とした位置である、請求項５または６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第１スコアおよび前記第２スコアは、整数以外の数字を含む、請求項５〜７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記選択回路は、
前記デバイスに、オブジェクトのオブジェクト型に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第１の重み値に基づいて、前記第１スコアを算出させ、
前記デバイスに、オブジェクトのオブジェクト型に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第２の重み値に基づいて、前記第２スコアを算出させる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記オブジェクト型は、人の顔オブジェクト型を含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
１つ以上のコンピューターに命令を実行させるプログラムであって、前記命令は、前記１つ以上のコンピューターによって実行されると、前記１つ以上のコンピューターに、方法を実行させ、前記方法は、
レンズ系の視野に存在する、第１オブジェクトおよび第２オブジェクトを含んだ複数のオブジェクトの各々までの距離を識別するステップと、
前記レンズ系の焦点を決定するステップとを含み、前記決定するステップは、
前記第１オブジェクトが第１の近被写界深度に位置する第１の合焦構成と、第１の絞りとを有するように前記レンズ系を調整することと、
前記複数のオブジェクトのうち、前記第１オブジェクトが前記第１の近被写界深度に位置している間に前記第１の合焦構成および前記第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第１の数を判断することとを含み、
前記第１の数は、前記第１オブジェクトが前記第１の近被写界深度に位置する間に焦点が合うオブジェクトの数を表し、前記決定するステップはさらに、
前記第２オブジェクトが第２の近被写界深度に位置する第２の合焦構成と、前記第１の絞りとを有するように前記レンズ系を調整することと、
前記複数のオブジェクトのうち、前記第２オブジェクトが前記第２の近被写界深度に位置している間に前記第２の合焦構成および前記第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第２の数を判断することとを含み、
前記第２の数は、前記第２オブジェクトが前記第２の近被写界深度に位置する間に焦点が合うオブジェクトの数を表し、前記決定するステップはさらに、
いずれの合焦構成がより多くの焦点が合うオブジェクトを提供するかに基づいて、前記第１の合焦構成と前記第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを特定するために、前記第１の合焦構成から生じる前記第１の数に基づく第１スコアと、前記第２の合焦構成から生じる前記第２の数に基づく第２スコアとを比較することと、
前記第１スコアと前記第２スコアとの比較に基づいて、いずれの合焦構成がより多くの焦点が合うオブジェクトを提供するかに基づいて前記第１の合焦構成と前記第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを示す信号を提供することとを含み、前記方法は、さらに、
前記信号に基づいて前記レンズ系を調整するステップと、
前記信号に基づいて前記レンズ系が調整された後に、前記レンズ系を用いて受像した画像を撮像するステップとを含む、プログラム。
【請求項１２】
前記信号は、前記複数のオブジェクトの各々が近被写界深度からずれている間に焦点が合うオブジェクトの数とは関係なく生成される、請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記方法は、前記レンズ系の１つ以上の他の焦点を決定するステップをさらに含み、前記１つ以上の他の焦点の各々は、前記第１の合焦構成および前記第１の絞りによる焦点とは別の焦点であり、また、部分的に、前記第１の絞り以外の絞りによる焦点である、請求項１１または１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記方法は、
前記視野におけるオブジェクトの位置に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第１の重み値に基づいて、前記第１スコアを算出するステップと、
前記視野におけるオブジェクトの位置に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第２の重み値に基づいて、前記第２スコアを算出するステップとをさらに含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載のプログラム。
【請求項１５】
前記視野における前記オブジェクトの位置は、前記視野の基準点または基準線を基準とした位置である、請求項１４に記載のプログラム。
【請求項１６】
前記視野における前記オブジェクトの位置は、前記複数のオブジェクトのうちの別のオブジェクトを基準とした位置である、請求項１４または１５に記載のプログラム。
【請求項１７】
方法であって、
レンズ系の視野に存在する、第１オブジェクトおよび第２オブジェクトを含んだ複数のオブジェクトの各々までの距離を識別するステップと、
前記レンズ系の焦点を決定するステップとを含み、前記決定するステップは、
前記第１オブジェクトが第１の近被写界深度に位置する第１の合焦構成と、第１の絞りとを有するように前記レンズ系を調整することと、
前記複数のオブジェクトのうち、前記第１オブジェクトが前記第１の近被写界深度に位置している間に前記第１の合焦構成および前記第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第１の数を判断することとを含み、
前記第１の数は、前記第１オブジェクトが前記第１の近被写界深度に位置する間に焦点が合うオブジェクトの数を表し、前記決定するステップはさらに、
前記第２オブジェクトが第２の近被写界深度に位置する第２の合焦構成と、前記第１の絞りとを有するように前記レンズ系を調整することと、
前記複数のオブジェクトのうち、前記第２オブジェクトが前記第２の近被写界深度に位置している間に前記第２の合焦構成および前記第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第２の数を判断することとを含み、
前記第２の数は、前記第２オブジェクトが前記第２の近被写界深度に位置する間に焦点が合うオブジェクトの数を表し、前記決定するステップはさらに、
いずれの合焦構成がより多くの焦点が合うオブジェクトを提供するかに基づいて、前記第１の合焦構成と前記第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを特定するために、前記第１の合焦構成から生じる前記第１の数に基づく第１スコアと、前記第２の合焦構成から生じる前記第２の数に基づく第２スコアとを比較することと、
前記第１スコアと前記第２スコアとの比較に基づいて、いずれの合焦構成がより多くの焦点が合うオブジェクトを提供するかに基づいて前記第１の合焦構成と前記第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを示す信号を提供することとを含み、前記方法は、さらに、
前記信号に基づいて前記レンズ系を調整するステップと、
前記信号に基づいて前記レンズ系が調整された後に、前記レンズ系を用いて受像した画像を撮像するステップとを含む、方法。
【請求項１８】
前記信号は、前記複数のオブジェクトの各々が近被写界深度からずれている間に焦点が合うオブジェクトの数とは関係なく生成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記視野におけるオブジェクトの位置に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第１の重み値に基づいて、前記第１スコアを算出するステップと、
前記視野におけるオブジェクトの位置に基づいて前記オブジェクトに割り当てられる第２の重み値に基づいて、前記第２スコアを算出するステップとをさらに含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
１．技術分野
本開示は、全体的に、光学分野に関し、特に、可変焦点レンズ系を用いてイメージセンサを操作することに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
２．背景技術
光学において、被写界深度（「ＤＯＦ：Ｄｅｐｔｈ  Ｏｆ  Ｆｉｅｌｄ」）とは、シーンにおける近景と遠景との間の範囲である。近景と遠景との間では、画像の中のオブジェクトは、差し支えなく鮮明に見ることができる。このような鮮明さは、この焦点距離の両側に向かって徐々に薄れていくので、固定焦点レンズは、シーン内の１つの深度にしか正確に焦点を合わせることができない。被写界深度に収まるオブジェクトは、差し支えのない鮮明さを有していると考えられる。
【０００３】
デジタルカメラなど、デジタル撮像装置は、多くの場合、イメージセンサに像光の焦点を合わせるレンズアセンブリを備える。イメージセンサは、この像光を測定し、測定値に基づいて画像を生成する。可変焦点レンズは、その焦点距離を、その時々で異なる距離に焦点が合うよう、調整することができる。これにより、撮像装置は、様々な距離にあるオブジェクトに焦点が合うように被写界深度を変換することが可能になる。従来の撮像装置は、多くの場合、焦点距離の変更を容易にするオートフォーカス機能をサポートしている。撮像装置のフォームファクターの数および種類が増えるにつれて、反応がよく、かつ／または効率のよいオートフォーカス機能を提供するソリューションの需要が増えると見込まれる。
【０００４】
添付の図面の図において、本発明の様々な実施形態を一例として記載するが、限定ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】実施形態に係る、合焦構成を決定するためのシステムに含まれる要素を示す機能ブロック図である。
【図２】実施形態に係る、イメージセンサデバイスを操作するための方法に含まれる要素を説明するフロー図である。
【図３Ａ】実施形態に係る、オートフォーカス機能を提供するためのデバイスを含む環境の平面図である。
【図３Ｂ】実施形態に係る、合焦構成を決定するために実行される処理を説明するグラフである。
【図４】実施形態に係る、合焦構成を決定するための処理に含まれる要素を説明するフロー図である。
【図５】実施形態に係る、イメージセンサデバイスがオートフォーカス機能を提供する環境の特徴を説明する様々なビューを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な説明
本明細書に記載の実施形態は、レンズ系とともに提供されるフォーカスの種類を決定するための技術および機構を様々な方法で提供する。いくつかの実施形態では、このようなレンズ系は、（たとえば、レンズ系に光結合されたイメージセンサの特定の絞りおよび／またはその他の動作特性を仮定して）レンズ系を通して観測可能なオブジェクトに様々な方法で焦点が合っているか、外れているかの評価に基づいて構成されてもよい。１つのレンズ系構成によって、別のレンズ系構成よりも多くのオブジェクトの焦点が合っている（または、合うようになる）と判断された場合、実施形態に従って、当該１つのレンズ系構成が別のレンズ系構成よりも優先されることを示す信号が生成されてもよい。
【０００７】
下記の記載において、実施形態の十分な理解のため、多くの具体的な詳細を説明する。しかしながら、本明細書に記載の技術は、具体的な詳細のうちの１つ以上がなくても実施することができ、または、その他の方法、構成要素、材料などを用いて実施できることが当業者にはわかるであろう。他の例では、周知の構造、材料、または動作については、特定の態様を曖昧にしないよう、詳細は説明しない。本明細書全体で、「一実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関して説明する特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。よって、本明細書の様々な箇所で出現する「一実施形態では」または「実施形態では」という表現は、すべてが必ずしも同じ実施形態について言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、任意の適した方法で１つ以上の実施形態に組み合わされてもよい。
【０００８】
従来のデジタルイメージングでは、シーンに１つの被写体しか存在しない場合、オートフォーカス（ＡＦ：Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）アルゴリズムは、通常、レンズ位置を調整して焦点距離をその１つの被写体に設定する。いくつかの実施形態は、様々な距離に位置する人の顔などのいくつかのオブジェクトを含むシーンには、状況によってはこの手法があまり最適ではない場合がある、という発明者らの認識に基づいている。このような実施形態は、１つの焦点視野によって別の焦点視野よりも多くの合焦オブジェクトが生じ得るおよび／または合焦オブジェクトのより良い配置が生じ得ることを見分ける機構を提供することによって、従来のオートフォーカス技術を様々な方法でより良いものにする。
【０００９】
本明細書において使用するとき、「視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）」とは、レンズ系を通して観測可能な環境の部分を指す。視野は、たとえば、３次元環境のその部分を指してもよく、当該部分は、当該部分に向けられた特定のレンズ系を介して２次元画像として撮影されてもよい。用語「焦点視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｆｏｃｕｓ）」（「ｆｏｃｕｓ  ｆｉｅｌｄ」または「ｆｏｃａｌ  ｆｉｅｌｄ」）は、所定の基準に応じて、レンズ系を通して観測される１つまたは複数のオブジェクトに十分に焦点が合っている視野のその部分を指す。所与の焦点視野（たとえば、イメージングシステムの所与の絞りに部分的に依存し得る）は、焦点距離および被写界深度から構成される。
【００１０】
「焦点距離」とは、ある基準点（たとえば、レンズ系のレンズの中心）から焦点視野の中心までの距離である。「被写界深度」とは、（たとえば、基準点まで／基準点から延在する方向線に沿って測定される）焦点視野の全体の深度である。「焦点範囲」としても知られる被写界深度は、近被写界深度と遠被写界深度との間に延在する。用語「近被写界深度」は、レンズ系のレンズの中心などの基準点から測定される被写界深度の最も近いエッジまでの距離を指す。同様に、「遠被写界深度」は、本明細書において、基準点から被写界深度の最も遠いエッジまでの距離を指す。
【００１１】
多くの光学系では、焦点距離（複数可）と近被写界深度（Ｄｎ）との関係は、（たとえば）下記の式によって一般的に表すことができる。
【００１２】
Ｄｎ＜Ｈの場合、ｓ≒（Ｄｎ×Ｈ）／（Ｈ−Ｄｎ）  （１）
過焦点距離（Ｈ）は、無限遠のオブジェクトを差し支えなく鮮明にしたままレンズ系の焦点を合わせることができる最短距離である。通常、レンズの焦点が過焦点距離に合わせられている場合、過焦点距離の半分の距離から無限遠までの距離にあるすべてのオブジェクトが差し支えなく鮮明になる。イメージングシステムの過焦点距離は、イメージングシステムの設定（たとえば、絞り）によって異なってもよい。
【００１３】
また、Ｄｎと、ｓと、Ｈとの関係は、下記の式によって一般的に表されてもよい。
ｓ＜Ｈの場合、Ｄｎ≒（Ｈｓ）／（Ｈ＋ｓ）      （２）
ｓ≧Ｈの場合、Ｄｎ≒Ｈ／２                    （３）
遠被写界深度（Ｄｆ）と、ｓと、Ｈとの関係は、下記の式によって一般的に表されてもよい。
【００１４】
ｓ＜Ｈの場合、Ｄｆ≒（Ｈｓ）／（Ｈ−ｓ）      （４）
ｓ≧Ｈの場合、Ｄｆ≒∞                        （５）
しかしながら、Ｄｎと、Ｄｆと、Ｈと、ｓとの間の様々な関係を識別するために、（たとえば、従来のイメージング技術から作り替えられた１つ以上の式を含む）各種の追加のまたは別の基準が用いられてもよい。
【００１５】
表現「合焦構成」は、本明細書において、対応する焦点視野を提供することを容易にするためのレンズ系の所与の構成（たとえば、複数のあり得る構成のうちの１つ）を指す。焦点視野は、レンズ系自体の焦点視野であってもよい。これに代えて、焦点視野は、１つ以上のその他のデバイス（たとえば、別の１つ以上のレンズ、特定の絞り構造、および／またはイメージフォーカスソフトウェアを実行するための回路などを含む）と組み合わせたレンズ系によって提供される全体的な焦点視野であってもよい。
【００１６】
本明細書に記載の実施形態は、１つの合焦構成を別の合焦構成よりも優先させることを様々な方法で（たとえば、自動的に）決定し、このような決定は、焦点視野に存在している可能性がある１つまたは複数のオブジェクトの評価に基づく。別段の指示がない限り、「識別されたオブジェクト」または「識別された複数のオブジェクト」は、本明細書において、レンズ系の視野に存在し、かつ、レンズ系においてまたはレンズ系上で特定される点などの基準から距離を有するとして各々が識別される（たとえば、互いに区別されることを含む）１つ以上のオブジェクトを様々な方法で指す。このような１つ以上のオブジェクトは、レンズ系を通して観測可能なより大きな複数のオブジェクトからなるサブセットを含むだけでもよい（たとえば、サブセットは、視野の少なくとも最小部分を各々が占めるオブジェクトのみを含む）。
【００１７】
本明細書において使用するとき、「合焦オブジェクトセット」は、１つ以上の特定されたオブジェクトからなるセットを指す。当該１つ以上の識別されたオブジェクトは、その特定の合焦構成時に、レンズ系を用いて観測すると焦点が合っているまたは焦点が合う。よって、レンズ系の様々な合焦構成は、異なるそれぞれの合焦オブジェクトセットに対応してもよい。所与の合焦オブジェクトセットに含まれる１つ以上のオブジェクトのうち、レンズ系に最も近いオブジェクトは、「最近合焦オブジェクト」と称され得、レンズ系から最も遠いオブジェクトは、「最遠合焦オブジェクト」として称され得る。したがって、様々な合焦オブジェクトセットは、異なるそれぞれの最近合焦オブジェクトおよび／または最遠合焦オブジェクトから構成されてもよい。「合焦オブジェクトの数」（説明が煩雑になるのを防ぐため、本明細書において、「オブジェクト数」とも称する）は、本明細書において、合焦オブジェクトセットに含まれる１つ以上のオブジェクトの総数を指す。
【００１８】
図１は、実施形態に係る、撮像動作において使用するために実装される合焦構成を決定するための、システム１００に含まれる要素を示す図である。システム１００は、視野内に存在するオブジェクトのそれぞれの距離に基づいて１つの合焦構成を別の合焦構成よりも優先すると決定するように構成された実施形態の一例に過ぎない。このような優先は、たとえば、合焦構成の各々について算出されるスコアに基づいて決定されてもよい。スコアは、各々、対応する焦点視野に対応付けられた、合焦オブジェクトの数に等しくてもよく、またはこれに基づいてもよい。
【００１９】
図に示す例示的な実施形態では、システム１００は、外部環境からの光１０５を受光するための１つ以上のレンズ（図に示す例示的なレンズ１１２など）から構成されるレンズ系１１０を備える。レンズ系１１０は、調整可能なフォーカス機能に対応した各種の光デバイスを含んでもよい。このような光デバイスは、本明細書に記載の技術に基づいて、従来のオートフォーカス技術から作り替えられた１つ以上のフォーカス調整機構を利用して制御されてもよい。
【００２０】
レンズ系１１０は、外部環境からの光１０５をシステム１００のイメージセンサ１２０に向けるために光結合されてもよい（たとえば、レンズ系１１０によって出力された光の焦点は、絞り１２２を通して画素アレイ１２４に合わせられる）。画素アレイ１２４は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）画素および／または従来の画像センシング技術から作り替えられた各種その他の画素を含んでもよい。いくつかの実施形態は、光１０５に基づいて画像データを生成する際に使用するための特定の画素アレイアーキテクチャに限定されない。いくつかの実施形態では、レンズ系１１０の構成は、特定の大きさの絞り１２２を仮定して決定される（たとえば、イメージセンサ１２０は、絞りが固定されたデバイスである、または、特定の大きさの絞り１２２と組み合わせて使用するための複数のあり得る合焦構成の中から１つの合焦構成が選択される）。
【００２１】
たとえば、システム１００は、レンズ系１１０を用いて観測可能な視野に存在するオブジェクトを検出するためのレンジファインダーとして動作するように構成された距離センサ１４０をさらに備えてもよい。距離センサ１４０を用いたオブジェクトの距離の検出は、従来の距離測定（ｒａｎｇｅ−ｆｉｎｄｉｎｇ）技術から作り替えられた１つ以上の動作を含んでもよい。当該１つ以上の動作については、様々な実施形態の特徴を曖昧にしないように、本明細書において、詳細は説明しない。例示として、距離センサ１４０は、レーザー距離計、超音波距離計、または赤外線距離計の機能を提供してもよいが、これらに限定されない。ＬＩＤＡＲ（ＬＩｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）、ＲＡＤＡＲ（ＲＡｄｉｏ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）、マイクロ波距離測定など、距離測定のためのその他の手段も可能である。
【００２２】
距離センサ１４０は、システム１００の距離評価回路１５０に信号１４２を出力するために連結されてもよい。距離評価回路１５０は、レンズ系１１０を通して観測可能な視野に複数のオブジェクトが存在すると信号１４２に基づいて検出するように構成された論理（たとえば、特定用途向け集積回路（特定用途向け集積回路）、プロセッサ回路、状態機械および／またはその他の半導体ハードウェアを含む）を含んでもよい。このようなオブジェクトの一部またはすべては、システム１００からの異なるそれぞれの距離によって互いに区別されてもよい。
【００２３】
距離センサ１４０および距離評価回路１５０を用いた距離測定は、アクティブ検出技術、パッシブ検出技術（たとえば、位相検出、および／またはコントラスト測定などを含む）または、それらの組合せを含んでもよい。一実施形態では、距離評価回路１５０は、複数のオブジェクトのオブジェクトごとに、システム１００内またはシステム１００上の基準位置を基準としたオブジェクトまでの距離を識別してもよい。この識別は、たとえば、距離センサ１４０から出力されるレーザーおよび／またはその他の距離測定信号に対する閾値応答に基づいてもよい。このような最小閾値応答によって、識別された複数のオブジェクトを、少なくとも視野の最小閾値量を各々が占めるオブジェクトに限定してもよい。これに加えて、または、これに代えて、このような最小閾値応答によって、識別された複数のオブジェクトを、視野においてシステム１００から最大閾値距離内に存在するオブジェクトに限定してもよい。
【００２４】
距離センサ１４０は、視野の異なるそれぞれの部分について、少なくとも一部が視野のその部分を占めているオブジェクトまでの距離を識別する方向距離測定機能を提供してもよいが、いくつかの実施形態は、この点において限定されない。たとえば、距離センサ１４０は、視野を順次（またはその他）スイープするように操作されてもよく、これによって、距離センサ１４０によって順次受信される対応する応答信号は、各々、当該視野の異なる部分に対応付けられる。このような実施形態では、距離評価回路１５０は、様々なオブジェクト距離の各々を、視野の異なる部分に一致させてもよい。
【００２５】
システム１００は、複数のオブジェクトのシステム１００からの距離のそれぞれを指定または示す情報を距離評価回路１５０から受信するために連結された選択回路１６０をさらに備えてもよい。選択回路１６０は、レンズ系１１０を用いて実装する合焦構成をこのようなオブジェクト距離に基づいて決定するための論理を含んでもよい（たとえば、特定用途向け集積回路、および／またはプロセッサ回路などを含む）。このような決定は、第１の合焦構成が第２の合焦構成よりも優先されることを選択回路１６０が識別することを含んでもよい。この優先は、たとえば、第１の合焦構成によって第２の合焦構成よりも多くの数の合焦オブジェクトおよび／または合焦オブジェクトのより良い配置（スコアまたはその他の評価指標によって示される）が生じるという判断に基づいてもよい。
【００２６】
１つの例示的な実施形態では、選択回路１６０は、焦点距離（複数可）、近被写界深度（Ｄｎ）、遠被写界深度（Ｄｆ）、過焦点距離（Ｈ）、および／またはレンズ系１００を用いて提供される任意の様々なその他の光学特性、の間の１つ以上の関係を記述した参考情報を含むまたは当該参考情報にアクセスすることができる。例示として、選択回路１６０は、このような参考情報が（たとえば、メーカー、小売業者、コンピュータネットワークサービス、またはその他の業者によって）予めプログラムされたメモリ１３０を備える、または、当該メモリ１３０に連結されてもよいが、これに限定されない。距離評価回路１５０からのオブジェクト距離データに基づいて、選択回路１６０は、メモリ１３０の参考情報にアクセスして、このような１つのオブジェクトの所与の距離について、レンズ系１１０の対応する合焦構成時に焦点が合う（または合うことになる）オブジェクトの総数を選択、算出、および／または決定してもよい。たとえば、合焦構成は、レンズ系１１０を用いて提供される近被写界深度に位置する当該オブジェクトに対応してもよい。
【００２７】
複数のあり得る合焦構成の評価に基づいて、選択回路１６０は、少なくとも１つの別の合焦構成よりも優先されると判断された合焦構成を識別または示す信号１６２を出力してもよい。信号１６２に応答して、システム１００の焦点コントローラ（ＦＣ：Ｆｏｃｕｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１７０は、レンズ系１１０を用いて実装される焦点視野を調整または設定してもよい。ＦＣ１７０は、レンズ系１１０を用いて提供される有効な焦点距離を変更するための各種の１つ以上のハードウェアおよび／またはソフトウェアメカニズムを含んでもよい。例示として、ＦＣ１７０は、レンズ系１１０のレンズを相互に移動させる、および／または画素アレイ１２４に対して移動させるためのモーターを含んでもよいが、これに限定されない。これに加えて、または、これに代えて、ＦＣ１７０は、たとえば、有効な焦点視野を画像処理演算として少なくとも部分的に実装するための論理（たとえば、特定用途向け集積回路、プロセッサ、および／または実行ソフトウェアなどを含む）を含んでもよい。信号１６２に基づいて、ＦＣ１７０は、レンズ系１１０を用いて特定の被写界深度を提供する合焦構成を実装してもよい。このような合焦構成時に、イメージセンサ１２０は、外部環境を撮影するように（たとえば、選択回路１６０および／またはＦＣ１７０に応答して）操作されてもよい。
【００２８】
距離評価回路１５０は、画像認識回路（図示せず）をさらに含むまたは当該画像認識回路に連結されてもよいが、いくつかの実施形態は、この点において限定されない。画像認識回路は、レンズ系１１０を介して受光した光に基づいて画素アレイ１２４が生成した画像情報を受信して処理するように構成される。このような画像認識回路には、たとえば、１つ以上のオブジェクトクラスを記述した他の参考情報が予めプログラムされていてもよい（または、当該他の参考情報にアクセスできてもよい）。このような他の参考情報に基づいて、画像認識回路は、画素アレイ１２４からの信号を評価し、予め定義されたオブジェクトクラスに属するオブジェクトの表示を視野のいずれかの領域が含んでいるかどうかを判断してもよい。オブジェクトクラスとして、目クラス、口クラス、頭クラス、自動車クラス、および／または建物クラスなどが上げられるが、これらに限定されない。オブジェクトクラスに含まれる１つ以上のオブジェクトの識別には、従来の画像認識技術から作り替えられた動作が含まれてもよい。実施形態では、信号１４２によって様々な方法で示される１つ以上のオブジェクト距離は、各々、対応するオブジェクトクラスに属していると識別されたオブジェクトに対応付けられてもよい。
【００２９】
まとめると、図１に示すデバイス（システム１００）は、下記の要素のうちの少なくともいくつかの組合せを含んでもよい。デバイスの外部の環境からの光を受光するためのレンズ系１１０；第１オブジェクトおよび第２オブジェクトを少なくとも含んだ複数のオブジェクトの各々までの距離を識別するように構成された距離評価回路１５０、距離評価回路１５０は、距離センサ１４０の出力信号１４２を処理するため、および信号１４２の評価に基づいてオブジェクトの距離を判断するために、距離センサ１４０に連結されてもよい；レンズ系１１０の焦点を決定するために距離評価回路１５０に連結された選択回路１６０、選択回路１６０は、論理を含み、当該論理は、実行されると、デバイス（システム１００）に以下を含む動作を実行させる。複数のオブジェクトのうち、第１オブジェクトが第１の近被写界深度Ｄｎに位置している間に第１の合焦構成（たとえば、レンズ系１１０の所与の構成）および第１の絞り１２２（たとえば、レンズ系１１０を用いて受像した画像を撮像するためにレンズ系１１０と光結合されたイメージセンサ１２０の画素アレイ１２４に光の焦点を合わせる第１の絞り１２２のサイズ）によって焦点が合うオブジェクトの第１の数を判断すること；複数のオブジェクトのうち、第２オブジェクトが第２の近被写界深度Ｄｎに位置している間に第２の合焦構成および第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第２の数を判断すること；第１の数に基づく第１スコアと、第２の数に基づく第２スコアとを比較すること；比較に基づいて、第１の合焦構成または第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを示す信号１６２を提供すること。
【００３０】
ここで、第１の数／第２の数の第１スコアまたは第２スコアは、第１の数の値または第２の数の値にそれぞれ基づいてもよい。たとえば、スコアは、関連する重み付きの数から導出されてもよく、この数に含まれている個々のオブジェクトには、それぞれ異なる重みが割り当てられてもよい。このような重みが無視された場合、第１スコアおよび第２スコアは、第１の数および第２の数にそれぞれ等しくてもよい。その他の場合、スコアは、視野に存在するオブジェクトに割り当てられた重み値に少なくとも部分的に基づいてもよい。
【００３１】
さらに、デバイスは、信号１６２に基づいてレンズ系１１０を調整するために連結された焦点コントローラ１７０を備えてもよい。
【００３２】
また、デバイス（システム１００）によって実行され得るこれらの動作は、オブジェクト距離情報に基づいてオートフォーカス機能を提供するための方法を規定する。オブジェクト距離情報については、一実施形態を例にさらに詳細を後述する。オブジェクト距離情報は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された対応する命令を実行することによって実現されてもよい。
【００３３】
図２は、実施形態に係る、レンズ系の合焦構成を決定するための方法２００に含まれる要素を説明する図である。様々な実施形態の特定の特徴を例示するために、本明細書において、図３Ａ、図３Ｂに示すシナリオ例を例に方法２００を説明する。図３Ａは、実施形態に係る、イメージセンサデバイス３１０を操作する環境３００の上面図を示す。図３Ｂは、イメージセンサデバイス３１０から環境３００に存在するそれぞれのオブジェクトまでの、単一線３６０上に投影された様々な距離のビュー３５０を示す図である。方法２００は、イメージセンサデバイス３１０に含まれる１つ以上の構成要素を用いて実行されてもよい（たとえば、イメージセンサデバイス３１０は、システム１００の特徴の一部またはすべてを含む）。しかしながら、その他の実施形態は、本明細書に記載の特徴を有する各種その他のイメージセンサデバイスによって実行される方法２００を含む。
【００３４】
一実施形態では、方法２００は、ステップ２１０において、レンズ系の視野に存在する複数のオブジェクトの各々までの距離を識別することを含む。たとえば、図３Ａに示すように、イメージセンサデバイス３１０のレンズ系３１２を通して観測可能な（たとえば、境界線（ｌｉｎｅｓ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）３２２、３２４との間の）視野３２０に、図に示す６つのオブジェクトＡ〜Ｆなど、複数のオブジェクトが各々存在するよう、イメージセンサデバイス３１０が配置されてもよい（置かれるまたは向けられてもよい）。オブジェクトＡ〜Ｆは、いくつかの実施形態を限定するものではなく、イメージセンサデバイス３１０は、より多くの、より少ない、および／または配置が異なるオブジェクトに基づいて方法２００を実行するように構成されてもよい。
【００３５】
視野３２０におけるオブジェクトの位置は、たとえば、距離寸法ｘおよび半径寸法θからなる極座標系（たとえば、円筒座標系または球面座標系の一部）を少なくとも部分的に参照して識別されてもよい。図に示すシナリオ例において、視野３２０は、オブジェクトＡを位置（ｘ１，θ４）に、オブジェクトＢを位置（ｘ２，θ３）に、オブジェクトＣを位置（ｘ３，θ２）に、オブジェクトＤを位置（ｘ４，θ５）に、オブジェクトＥを位置（ｘ５，θ６）に、オブジェクトＦを位置（ｘ６，θ１）に有する。図３Ａに示すシナリオ例では、オブジェクトＡ〜Ｆは、各々、２次元平面に存在する。しかしながら、このようなオブジェクトの一部またはすべては、様々な方法で３次元空間におけるそれぞれ異なる上下方向の高さに位置してもよいことが分かるであろう（この場合、たとえば、オブジェクトの位置の上下方向の高さを有するコンポーネントによって、オブジェクトとイメージセンサ３１０との間にさらなる距離が生じ得る可能性がある）。ステップ２１０における判断は、たとえば、距離ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６を識別することを含んでもよい（このような識別は、この場合、たとえば、信号１４２に基づいて距離評価回路１５０を用いて行われる）。
【００３６】
方法２００は、（図３Ａの例において、レンズ系３１２を用いて）実装される合焦構成の第１の決定を行うことをさらに含んでもよい。このような決定（本明細書において、説明が煩雑になるのを防ぐため、「第１の焦点決定」とも称す）によって、レンズ系の焦点が決定されてもよい（たとえば、合焦オブジェクトの数に基づいて少なくとも２つの合焦構成の比較評価を提供するための動作を含む）。たとえば、第１の焦点決定は、ステップ２２０において、複数のオブジェクトのうちの第１オブジェクトが第１の近被写界深度に位置している間に、複数のオブジェクトのうち、レンズ系の第１の合焦構成および第１の絞り（すなわち、固定あるいは調整可能であってもよい特定の絞りサイズ）によって焦点が合うオブジェクトの第１の数を判断することを含んでもよい。第１の数は、複数のオブジェクトのうち、第１焦点視野が第１の合焦構成および第１の絞りの両方を用いて実装されている間にレンズ系を用いて観測した場合に焦点が合って見えるオブジェクトの第１の総数を表してもよい。
【００３７】
第１の焦点決定は、ステップ２３０において、複数のオブジェクトのうちの第２オブジェクトが第２の近被写界深度に位置している間に、複数のオブジェクトのうち、第２の合焦構成および第１の絞りによって焦点が合うオブジェクトの第２の数を判断することをさらに含んでもよい。第２の数は、複数のオブジェクトのうち、第２焦点視野がレンズ系の第２の合焦構成および第１の絞りを用いて実装される間にレンズ系を用いて観測した場合に焦点が合って見えるオブジェクトの第２の総数を表してもよい。ステップ２３０における判断は、第２の合焦構成に対応する第２の合焦オブジェクトセットに含まれるオブジェクトの総数を計数することを含んでもよい。
【００３８】
図３Ｂは、合焦構成決定（ステップ２２０および２３０における決定を含む決定など）の一例を説明する図である。合焦構成決定は、複数の合焦構成の各々について、その合焦構成に対応する合焦オブジェクトセットに含まれるオブジェクトの数を計数することを含む。このような数（本明細書において、「合焦オブジェクト数」と称す）は、特定のオブジェクト距離の距離に等しい距離に近被写界深度変数を設定することと、近被写界深度値に対応する（たとえば、一致する）遠被写界深度値を算出または決定することとを含んでもよい。次に、ステップ２１０において識別された距離を評価して、どのオブジェクトが近被写界深度と近被写界深度に対応する遠被写界深度との間に存在するかを判断してもよい。
【００３９】
たとえば、ビュー３５０に示すように、合焦構成決定は、焦点視野Ｄ１について第１の合焦オブジェクト数を行ってもよく、Ｄ１の近被写界深度は、イメージセンサ３１０からオブジェクトＡと同じだけ離れた距離（ｘ１−ｘ０）に位置することになる。第１の合焦オブジェクト数は、レンズ系３１２がＤ１を助長するために第１の合焦構成を有する場合、オブジェクトＡ〜Ｆのうちの１つ（すなわち、オブジェクトＡ）の焦点だけが合っている（または焦点が合うことになる）と判断してもよい。焦点視野Ｄ２について第２の合焦オブジェクト数の計数を行ってもよく、Ｄ２の近被写界深度は、イメージセンサ３１０からオブジェクトＢと同じだけ離れた距離（ｘ２−ｘ０）に位置することになる。第２の合焦オブジェクト数は、レンズ系３１２がＤ２を助長するために第２の合焦構成を有する場合、オブジェクトのうち、合わせて３つのオブジェクト（すなわち、オブジェクトＢ、Ｃ、およびＤ）の焦点が合っているまたは合うことになると判断してもよい。
【００４０】
合焦構成決定は、さらに、焦点視野Ｄ３について第３の合焦オブジェクト数の計数を行ってもよく、Ｄ３の近被写界深度は、イメージセンサ３１０からオブジェクトＣと同じだけ離れた距離（ｘ３−ｘ０）に位置することになる。第３の合焦オブジェクト数によって、レンズ系３１２がＤ３を助長するために第３の合焦構成を有する場合、オブジェクトのうち、合わせて２つのオブジェクト（すなわち、オブジェクトＣおよびＤ）の焦点が合っているまたは合うことになると判断してもよい。焦点視野Ｄ４について第４の合焦オブジェクト数の計数を行ってもよく、Ｄ４の近被写界深度は、イメージセンサ３１０からオブジェクトＤと同じだけ離れた距離（ｘ４−ｘ０）に位置することになる。第４の合焦オブジェクト数によって、レンズ系３１２がＤ４を助長するために第４の合焦構成を有する場合、オブジェクトのうち、合わせて２つのオブジェクト（すなわち、オブジェクトＤおよびＥ）の焦点が合っているまたは合うことになると判断してもよい。
【００４１】
合焦構成決定は、さらに、焦点視野Ｄ５について第５の合焦オブジェクト数の計数を行ってもよく、Ｄ５の近被写界深度は、イメージセンサ３１０からオブジェクトＥと同じだけ離れた距離（ｘ５−ｘ０）に位置することになる。第５の合焦オブジェクト数によって、レンズ系３１２がＤ５を助長するために第５の合焦構成を有する場合、１つのオブジェクト（すなわち、オブジェクトＥ）の焦点だけが合っているまたは合うことになると判断してもよい。焦点視野Ｄ６について第６の合焦オブジェクト数の計数を行ってもよく、Ｄ６の近被写界深度は、イメージセンサ３１０からオブジェクトＦと同じだけ離れた距離（ｘ６〜ｘ０）に位置することになる。第６の合焦オブジェクト数によって、レンズ系３１２がＤ６を助長するために第６の合焦構成を有する場合、１つのオブジェクト（すなわち、オブジェクトＦ）の焦点だけが合っているまたは合うことになると判断してもよい。Ｄ１〜Ｄ６のそれぞれの被写界深度は、実質的に等しくてもよい（たとえば、互いに１０％以内、いくつかの実施形態では、互いに５％以内）。
【００４２】
方法２００によって行われる合焦構成決定は、さらに、ステップ２４０において、ステップ２２０で判断された第１の数に基づく第１スコアと、ステップ２３０で判断された第２の数に基づく第２スコアとの比較を行うことを含んでもよい。たとえば、第１スコアおよび第２スコアは、第１の数および第２の数とそれぞれ等しくてもよい。別の実施形態では、スコアは、視野に存在するオブジェクトに割り当てられた重み値に少なくとも部分的に基づいてもよい。このような重み値の割り当ては、たとえば、視野に存在する当該オブジェクトの位置に基づいてもよい。例示として、視野の基準点または基準線（たとえば、中心、中線、エッジおよび／または角）を基準としたオブジェクトの位置に少なくとも部分的に基づいて重み値がオブジェクトに割り当てられてもよいが、これに限定されない。これに加えて、または、これに代えて、このような重み値は、視野に存在する１つ以上のその他のオブジェクトを基準とした視野におけるオブジェクトの位置に少なくとも部分的に基づいて当該オブジェクトに割り当てられてもよい。これに加えて、または、これに代えて、このような重み値は、画像認識処理によって、オブジェクトに対応するとして識別されたオブジェクトクラス型に少なくとも部分的に基づいて割り当てられてもよい。
【００４３】
ステップ２４０において行われた比較結果に基づいて、方法２００は、さらに、ステップ２５０において、第１の合焦構成または第２の合焦構成との間でどちらを優先するかを示す信号を提供することさらに含んでもよい。たとえば、この信号は、第１の合焦構成が第２の合焦構成よりも優先されることを指定または示してもよい。ステップ２５０においても提供される信号は、第１の合焦構成とともに提供される第１焦点視野によって、他の場合に第２の合焦構成によって提供され得る第２焦点視野よりも多くの合焦オブジェクト（および／または、合焦オブジェクトについてのより良く重み付けされたスコア）が生じることを示してもよい。
【００４４】
図３Ｂに示すシナリオ例を再び参照すると、ステップ２５０において、信号は、Ｄ２を助長する合焦構成が、Ｄ１を助長する合焦構成よりも優先されることを示してもよい。このような信号は、複数のこのような構成の中から、最も多くの合焦オブジェクトを生じさせる合焦構成を識別してもよい。いくつかの実施形態では、ステップ２５０において提供される信号は、複数のオブジェクトの各々が近被写界深度からずれている間に焦点が合うオブジェクトの数とは関係なく（たとえば、複数のオブジェクトのうちの１つを近被写界深度に配置するための合焦構成以外の合焦構成に対応する合焦オブジェクト数の判断とは関係なく）生成されてもよい。たとえば、視野３２０に存在するオブジェクトＡ〜Ｆについて行われる合焦構成決定は、６つの合焦オブジェクト数の計数（すなわち、図に示す焦点視野Ｄ１〜Ｄ６の各々について）のみを行うことを含んでもよい。
【００４５】
レンズの焦点を決定するための従来の技術は、様々な方法で焦点距離の範囲全体をスイープし、大きい焦点視野セットの各々についての計算を行う。このより大きなセットは、通常、近被写界深度に位置する（または、位置することになる）識別されたオブジェクトが存在しない多くの焦点視野を含む。対照的に、いくつかの実施形態は、より少ない、より具体的な焦点視野セットのスコアを算出する（たとえば、焦点視野の総数が複数のオブジェクトの総数よりも大きくならない）。Ｄ１〜Ｄ６の比較評価（たとえば、Ｄ１〜Ｄ６のそれぞれ の間の多くの中間焦点視野も評価しない）によって、多くのこのような実施形態から得られる１つの効率が示される。従来の技術と比較すると、このような実施形態は、焦点視野を評価するためのより簡潔で、それゆえ、より高速の処理を提供することによって、より効率的である。
【００４６】
ステップ２５０において提供される信号に基づいてイメージセンサデバイスを操作するために、方法２００は、１つ以上の動作（図示せず）をさらに含んでもよいが、いくつかの実施形態は、この点について限定されない。たとえば、方法２００は、さらに、ステップ２５０において提供される信号に基づいてレンズ系を構成するステップを含んでもよい（たとえば、レンズ系は、第１オブジェクトを近被写界深度に位置させるための第１の構成を実装するためのものである）。このような実施形態では、第１オブジェクトではないオブジェクトが（すべての複数のオブジェクトのうちの）レンズアレイに対する最近オブジェクトであってもよい。レンズ系を構成した後、方法２００は、さらに、画素アレイを操作して、レンズ系を用いて受像した画像を撮像してもよい。方法２００は、１回以上繰り返されてもよいが、いくつかの実施形態は、この点について限定されない（たとえば、選択回路１６０が（たとえば）第１の焦点決定を含む複数の焦点決定のうちの１つ以上の焦点決定をさらに行うことを含む）。たとえば、このような複数の焦点決定の一部またはすべては、各々、レンズ系を用いて動作する異なる絞りに対応してもよい。
【００４７】
図４は、実施形態に係る、合焦構成を決定するための方法４００に含まれる要素を示す図である。方法２００は、たとえば、システム１００またはイメージセンサデバイス３１０を用いて実行されてもよい。実施形態では、方法２００は、方法２００の特徴の一部またはすべてを含む。
【００４８】
図に示す例示的な実施形態では、方法４００は、好ましい合焦構成を決定する際に用いられる変数を初期化するための動作を含む。例示として、このような動作は、ステップ４０５において、現在優先されている近焦点視野を表す変数ＤｍａｘおよびＤｍａｘに対応する合焦オブジェクト数を表す別の変数Ｎｍａｘの各々を０に設定することを含んでもよいが、これに限定されない。これに加えて、または、これに代えて、ステップ４０５における動作は、カウンタ変数ｘを初期値（たとえば、１）に設定することを含んでもよい。
【００４９】
方法４００は、さらに、ステップ４１０において、レンズ系を介して観測可能な視野内にあると判断された複数のオブジェクトのうち、ｘ番目のオブジェクト（ｘ番目は、変数ｘの現在値に対応する順序）の距離ｄｘを判断することを含んでもよい。距離ｄｘは、レンズ系のレンズにおけるまたはレンズ上の中心点などの基準位置と比較して判断されてもよい。ステップ４１５において、方法４００は、合焦オブジェクト数を表す値Ｎｘを決定してもよい（すなわち、ｘ番目のオブジェクトを近焦点視野に配置する合焦構成をレンズ系が有する間に焦点が合っている（または焦点が合うことになる）オブジェクトの数）。ステップ４１５における決定は、たとえば、ステップ２２０における判断またはステップ２３０における判断の動作など、１つ以上の動作を含んでもよい。
【００５０】
方法４００は、ステップ４１５において直近で決定された値ＮｘがＮｍａｘの現在値よりも大きいかどうかを、ステップ４２０において判断することをさらに含んでもよい。Ｎｍａｘが現在のＮｍａｘ値よりも大きいとステップ４２０において判断された場合、方法４００は、直近で決定されたＮｘの値に等しい値にＮｍａｘを設定することを含む動作をステップ４２５において行ってもよい。ステップ４２５における動作は、さらに、直近で決定されたＤｎの値に等しい値にＤｍａｘを設定することを含んでもよい。次に、ステップ４３０において、複数のオブジェクトのうちのその他のオブジェクトが方法４００による対処の対象であるかどうかの判断が行われてもよい。ステップ４２０において、Ｎｍａｘが現在のＮｍａｘ値よりも小さい（または、いくつかの実施形態では、等しい）と判断された場合、方法４００は、ステップ４２５における動作のインスタンスを行わずにステップ４３０の判断に進んでもよい。
【００５１】
ステップ４３０における、複数のオブジェクトの各々が既に対処済みであるという判断に応答して、方法４００は、Ｄｍａｘ直近の値に等しい近被写界深度を提供する合焦構成をレンズ系において実装するための後続の動作（図示せず）に進んでもよい。４３０において、オブジェクトのうちの少なくとも１つが未対処であると判断された場合、方法４００は、ステップ４３５において、カウンタｘをインクリメントし、ステップ４１０における判断の別のインスタンスを（ｘの新たにインクリメントされた値について）実行してもよい。
【００５２】
一実施形態では、方法４００による対処の対象である複数のオブジェクトのうちの最初のｘ番目のオブジェクト（すなわち、第１オブジェクト）は、複数のオブジェクトのうち、レンズ系に最も近いオブジェクトである。方法４００による対処の対象である次のｘ番目のオブジェクトの各々は、たとえば、レンズ系から次に遠く離れているオブジェクトであってもよい。このような実施形態では、１つ以上のテスト条件（図示せず）をさらに評価して、方法４００から出るかどうかを判断してもよい。
【００５３】
例示として、（たとえば、ステップ４２０における）Ｎｘがｘ番目のオブジェクトおよび（複数のオブジェクトのうちの）ｘ番目のオブジェクトよりもレンズ系から離れているすべてのその他のオブジェクトを表すとの判断に応答して、方法４００から早く出てもよいが、これに限定されない。これに加えて、または、これに代えて、（たとえば、ステップ４２０における）後続のＮｘについての評価がいずれもＮｍａｘの現在値以下であるとの判断に応答して、方法４００から早く出てもよい（たとえば、方法４００が、レンズ系からのそれぞれの距離の昇順に従って順にオブジェクトに対処する）。
【００５４】
図５は、視野に存在するオブジェクトのそれぞれのスコアに基づいてレンズ系の合焦構成が決定される実施形態の特徴を示す図であり、スコアは、当該オブジェクトのそれぞれに割り当てられるそれぞれ異なる重み値に基づいて決定される。このような決定は、たとえば、１つのシステム１００またはイメージセンサデバイス３１０によって行われてもよい（たとえば、方法２００、４００の一方に従って）。
【００５５】
図５は、実施形態に係る、イメージセンサデバイス５１０を操作する環境５００の上面図を示す。図５に示すように、オブジェクト（たとえば、図に示す複数のオブジェクトＡ〜Ｆ）が各々、境界線５２２、５２４との間の、イメージセンサデバイス５１０のレンズ系５１２を通して観測可能な視野５２０に存在するよう、イメージセンサデバイス５１０が配置されてもよい（置かれるまたは向けられてもよい）。これに加えて、または、これに代えて、イメージセンサデバイス５１０は、様々な実施形態において、より多くの、より少ない、および／または配置が異なるオブジェクトを撮像するように配置されてもよい。
【００５６】
図５Ｂは、視野５２０内のオブジェクトＡ〜Ｆ（シナリオ例における、人）のビュー５５０の一例を示す図であり、ビュー５５０は、レンズ系５１２を通して見えている。レンズ系５１２についての合焦構成は、たとえば、オブジェクトＡ〜Ｆのレンズ系５１２からのそれぞれの距離ｘ１〜ｘ６に少なくとも部分的に基づいて決定されてもよい。いくつかの実施形態では、このような合焦構成の決定は、さらに、ビュー５５０に含まれるオブジェクトＡ〜Ｆの一部またはすべてのそれぞれの位置に基づいてもよい。
【００５７】
たとえば、予めプログラムされた参考情報（たとえば、メモリ１３０に格納された）は、ビュー５５０のそれぞれ異なる領域に対応してもよく、各領域は、その領域に存在するオブジェクトに付けられた価値の程度を示す値を各々が有する。図に示す例示的な実施形態では、このような領域は、ビュー５５０（視野５２０の中心線５２６に一致する中心）の中心に位置する領域５５４を含む。領域は、領域５５４と隣り合い、かつ領域５５４を中心に広がる領域５５６と、領域５５６と隣り合い、かつ領域５５６を中心に広がる別の領域５５８とをさらに含んでもよい。領域５５８を中心に広がるさらに別の領域は、ビュー５５０のエッジ５５２まで広がってもよい。
【００５８】
このような領域のうちの所与の領域について、当該領域に存在すると識別されたオブジェクトには、その領域に対応付けられた予め定義された価値と等しいまたは当該価値に基づいた重みが割り当てられてもよい。図に示す例示的な実施形態では、オブジェクトＡには、領域５５４に対応する第１の重みが割り当てられてもよく、オブジェクトＢ、Ｃ、およびＤには、各々、領域５５８に対応する第２の重みが割り当てられてもよい。オブジェクトＥおよびＦには、各々、領域５５８と隣り合い、かつ、領域５５８を囲む領域に対応する第３の重みが割り当てられてもよい。
【００５９】
レンズ系５１２の所与の合焦構成ＣｘについてのスコアＳｘを算出してもよい（たとえば、Ｃｘは、複数のオブジェクトのうちのｘ番目のオブジェクトのレンズ系５１２からの距離に等しい近被写界深度を提供する）。一実施形態では、Ｓｘ値は、下記に従って算出されてもよい。
【００６０】
【数１】
0006960455.tif 000002
【００６１】
Ｉは、複数のオブジェクトの総数に等しい整数であり、Ｂｉｘは、Ｃｘ時にｉ番目のオブジェクトの焦点が合うまたは合うことになる場合の「１」に等しい（そうでない場合、「０」に等しい）Ｂｏｏｌｅａｎ値であり、Ｗｉは、ｉ番目のオブジェクトが位置するビュー５５０の領域に対応付けられた重み値である。これに加えて、または、これに代えて、他の実施形態では、所与の重み値Ｗｉは、対応するｉ番目のオブジェクトが属するオブジェクト型に基づいて決定されてもよい。例示として、重み値Ｗｉは、当該対応するｉ番目のオブジェクトが人の顔（またはその一部）オブジェクト型の１つのインスタンスであると画像認識処理が識別した場合、より有意であってもよいが、これに限定されない。特定の重みをオブジェクトにそれぞれ割り当てることは、（たとえば、メーカー、小売業者、コンピュータネットワークサービス、またはその他の業者によって）予めプログラムされたまたは予め定められた多種多様なあり得るオブジェクト型のいずれを優先するかに基づいてもよい。１つの例示的な実施形態では、人の顔オブジェクト型のオブジェクトには、１つ以上の別のオブジェクト型よりも有意な（たとえば、大きな値の）重みが割り当てられてもよい。しかしながら、このような優先を決定する技術は、実装に特有な詳細によって異なってもよく、いくつかの実施形態に対する限定ではない。合焦オブジェクト数とは対照的に、Ｓｘ値（または、Ｗｉ値）は、たとえば、整数以外の数字であってもよい。式（６）は、所与のｘ番目のオブジェクトのＳｘを決定するための計算の一例に過ぎない。異なる実施形態に従って各種その他の計算を行いＳｘ値を決定してもよい。
【００６２】
いくつかの実施形態は、視野５２０に位置していると識別されたＩオブジェクトうちの２つ以上（たとえば、各々）についてのＳｘ値を算出してもよい。次に、このようなスコアのこのような評価に基づいてレンズ系５１２が構成されてもよい。たとえば、最大Ｓｘ値を有する合焦構成に基づいてレンズ系５１２の合焦構成を実装してもよい。いくつかのシナリオでは、２つ以上の合焦構成が同じＳｘ値を有してもよい（このＳｘ値は、算出されたいずれのＳｘ値よりも大きい）。このような実施形態では、このような２つ以上の合焦構成のうちの１つが、その他の合焦構成と比べて最短焦点距離を有することに基づいて選択および実装されてもよい。
【００６３】
光デバイスを操作するための技術およびアーキテクチャを本明細書において説明した。本明細書における詳細な説明の一部は、アルゴリズムおよびコンピュータメモリ内のデータビットに対する操作のシンボル表現という形で示した。これらのアルゴリズムによる説明および表現は、コンピュータ技術の当業者が作業の要旨を他の当業者に最も効果的に伝えるために用いられる手段である。アルゴリズムは、本明細書において、一般に、所望の結果をもたらす首尾一貫した一連のステップであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。通常、必須ではないが、これらの量は、格納、転送、結合、比較、または操作することができる電気信号または磁気信号の形をとる。主に一般的な使用方法という理由から、これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などと称することが便利である場合があることが示されている。
【００６４】
しかしながら、これらのおよび同様の用語のすべては、適切な物理量に対応付けられており、これらの量に付された便利な名称に過ぎないことを留意されたい。特に具体的に明示しない限り、本明細書における説明から明らかなように、説明の全体を通して、「処理する（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「演算する（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「算出する（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「決定／判断する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、または「表示する（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ）」などの用語を用いた説明は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の、物理（電子）量で表されるデータを操作して、コンピュータシステムメモリ、レジスタ、またはその他のこのような情報記憶装置、送信装置もしくは表示装置内の物理量として同様に表されるその他のデータに変換するコンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスのアクションおよび処理を指すことが分かる。
【００６５】
また、特定の実施形態は、本明細書に記載の動作を実行するための装置に関してもよい。この装置は、要求される目的を実現するために特別に構成されていてもよく、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に起動または再構成される汎用コンピュータを備えてもよい。このようなコンピュータプログラムは、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、および光磁気ディスクを含む任意の種類のディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）などのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カードもしくは光カード、または電子命令を格納するのに適した、コンピュータシステムバスに連結された任意の種類の媒体など、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されてもよいが、これらに限定されない。
【００６６】
本明細書において示したアルゴリズムおよび表示は、特定のコンピュータまたはその他の装置に固有に関連するものではない。本明細書における教示に従って、プログラムとともに様々な汎用システムを利用してもよく、必要な方法ステップを実行するために、より特化した装置を構成することが便利であることが示されるだろう。様々なこうしたシステムに必要な構造は、本明細書の説明から明らかになるであろう。これに加えて、特定のプログラミング言語を例に特定の実施形態を説明していない。本明細書に記載のこのような実施形態の教示を実現するために、様々なプログラミング言語を利用してもよいことが分かるであろう。
【００６７】
本明細書において説明したものに加えて、請求項の範囲から逸脱することなく、開示の実施形態およびその実装形態に対して様々な変更がなされてもよい。そのため、本明細書における例示は、厳密ではなく、例示であると解釈されるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ示されるべきである。
【図１】
0006960455.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
0006960455.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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