УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЪЕМКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ И НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ
IMAGE CAPTURING DEVICE, CONTROL METHOD THEREOF AND DATA MEDIUM

Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к устройству для съемки изображения, способу управления им и носителю информации, а более конкретно - к устройству для съемки изображения, сконфигурированного для обнаружения области объекта на экране для съемки изображения и осуществления управления фокусировкой на основании результата этого обнаружения.
Описание известного уровня техники
При управлении автофокусировкой (АФ) устройства для съемки изображения, такого как видеокамера, доминирующим является способ телевизионной автофокусировки (ТВ-АФ), при осуществлении которого генерируется сигнал значения оценки АФ, который характеризует четкость (состояние контрастности) видеосигнала, сгенерированного с помощью элемента для съемки изображения, и осуществляется поиск положения фокусирующей линзы, при этом сигнал значения оценки АФ предполагается имеющим максимальное значение.
Кроме того, известно устройство для съемки изображения, обладающее функцией обнаружения человеческого лица для стабильной фокусировки на объекте-человеке в случае фотографирования человека. Например, предложено устройство для съемки изображения, в котором задается область обнаружения фокуса, включающая в себя распознаваемую область обнаружения лица, а затем выполняется обнаружение фокуса (см., например, публикацию № 2006-227080 выложенного японского патента). Кроме того, предложено устройство для съемки изображения, в котором осуществляется обнаружение глаз человека, а обнаружение фокуса осуществляется на основании обнаруженных глаз человека (см., например, публикацию № 2001-215403 выложенного японского патента).
Способ АФ включает в себя способ внешнего определения дальности (способ внешнего обнаружения разности фаз), при осуществлении которого датчик определения дальности предусматривается отдельным от фотографического объектива, а положение «в фокусе» фокусирующей линзы вычисляют на основании информации, характеризующей расстояние до объекта, обнаруженного датчиком определения дальности. Затем фокусирующую линзу перемещают в вычисленное положение «в фокусе».
При этом способе внешнего обнаружения разности фаз, оптический поток, принимаемый от объекта, делят на два потока, составляющие разделенного оптического потока принимаются с помощью пары матриц светоприемных элементов (однострочных датчиков), соответственно. Затем обнаруживают величину сдвига между изображениями, образуемыми на соответствующих однострочных датчиках, т.е. разность фаз между двумя изображениями, и определяют расстояние до объекта на основании разности фаз с использованием метода триангуляции. Затем перемещают фокусирующую линзу в положение (положение «в фокусе»), где происходит фокусировка объекта на расстоянии до объекта.
Способ АФ включает в себя способ внутреннего (ТТЛ) обнаружения разности фаз.
При этом способе внутреннего обнаружения разности фаз, оптический поток, прошедший сквозь фотографический объектив, делят на два потока и осуществляют прием разделенных составляющих оптического потока с помощью пары датчиков обнаружения фокуса, соответственно. Затем непосредственно получают величину отклонения фокуса фотографического объектива и направление отклонения фокуса путем обнаружения величины сдвига между выходными изображениями, т.е. величины относительного позиционного сдвига в направлении разделения оптического потока на основании соответствующих количеств принимаемого света, и перемещают фокусирующую линзу на основании величины отклонения фокуса фотографического объектива и направления отклонении фокуса.
Кроме того, предложен также гибридный способ АФ в качестве комбинации способа внутреннего обнаружения разности фаз и способа ТВ-АФ. При осуществлении гибридного способа АФ фокусирующую линзу перемещают близко к положению «в фокусе» с использованием способа внутреннего обнаружения разности фаз, а затем точнее перемещают фокусирующую линзу в положение «в фокусе» с использованием способа АФ (см., например, например, публикацию № Н-05064056 выложенного японского патента (абзацы [0008]-[0009], фиг.1, и т.д.). Предложен еще один гибридный способ АФ, в котором комбинируются способ внешнего обнаружения разности фаз и способ ТВ-АФ (см., например, например, публикацию № 2005-234325 выложенного японского патента (абзацы [0037]-[0065], фиг.3, и т.д.).
В гибридном способе АФ, предложенном в публикации № 2005-234325 выложенного японского патента, для управления фокусировкой выбирают один из способа ТВ-АФ и способа внешнего обнаружения разности фаз - в зависимости от изменения в каждом сигнале при осуществлении способа ТВ-АФ и способа внешнего обнаружения разности фаз.
За счет обнаружения фокуса посредством комбинирования гибридного способа АФ и функции обнаружения лица устройство для съемки изображения способно не только осуществлять стабильную фокусировку на главном объекте-человеке, но и осуществлять высокоскоростную фокусировку из состояния, в котором возникает размытость изображения.
Однако когда объект перемещается или камера дрожит у фотографа, не всегда возможно получить положение «в фокусе» фокусирующей линзы для области обнаружения лица способом обнаружения разности фаз. Даже в случае осуществления стабильной фокусировки после обнаружения лица человека иногда возникает ситуация, в которой, когда положение «в фокусе» фокусирующей линзы для области обнаружения лица временно не может быть получено, а получается положение «в фокусе» фокусирующей линзы для фона, фокусирующая линза перемещается в положение «в фокусе» фокусирующей линзы для фона на основании решения, согласно которому текущее положение фокусирующей линзы не является близким к положению «в фокусе» фокусирующей линзы для области обнаружения лица. Это вызывает у фотографа ощущение неудобства.
Далее, когда применяется способ внешнего обнаружения разности фаз, используют оптическую систему, отличающуюся от главной оптической системы фотографического объектива, что вызывает параллакс. По этой причине область обнаружения лица на экране, в которой обнаруживается лицо человека, может отличаться от области определения дальности, определяемой способом внешнего обнаружения разности фаз. В этом случае, даже когда обнаруживается лицо главного объекта-человека и осуществляется стабильная фокусировка, положение «в фокусе» фокусирующей линзы, получаемое способом внешнего обнаружения разности фаз, иногда соответствует объекту-фону. В этом случае выносят решение, что произошло размывание изображения, а объект-фон сфокусирован, и это причиняет неудобство фотографу. Далее, когда область обнаружения лица для главного объекта-человека и область определения дальности, определенная способом вешнего обнаружения разности фаз, перекрываются друг с другом, осуществляют высокоскоростную фокусировку на главном объекте-человеке, что может вызвать нестабильную фокусировку.
Далее, в случае, когда высокоскоростную фокусировку осуществляют из состояния, в котором весь экран размыт, область обнаружения лица для главного объекта-человека и область определения дальности, определенная способом внешнего обнаружения разности фаз, не всегда совпадают друг с другом. Поэтому если две области не совпадают друг с другом, то иногда бывает так, что сначала фокусируется фон, а затем фокусируется главный объект-человек, что делает осуществление стабильной фокусировки с высокой скоростью невозможным.
Сущность изобретения
В данном изобретении предложены устройство для съемки изображения, способное осуществлять стабильную фокусировку на объекте, интересующем фотографа, с высокой скоростью без создания неудобства фотографу, способ управления устройством для съемки изображения и носитель информации, хранящий программу для воплощения упомянутого способа.
В первом аспекте данного изобретения предложено устройство для съемки изображения, содержащее датчик изображения для захвата сигнала изображения, формируемого фотографической оптической системой, которая включает в себя фокусирующую линзу, обнаруживающий блок, сконфигурированный для обнаружения области объекта на основании сигнала изображения, захватываемого датчиком изображения, первый генерирующий блок, сконфигурированный для генерирования первой информации, связанной с состоянием фокусировки фотографической оптической системы, на основании сигнала изображения, захватываемого датчиком изображения, и управляющий блок, сконфигурированный для управления осуществлением, по меньшей мере, одного из первого управления фокусировкой с использованием первой информации и второго управления фокусировкой в зависимости от того, обнаружена ли область объекта обнаруживающим блоком.
Во втором аспекте данного изобретения предложено устройство для съемки изображения, содержащее датчик изображения для захвата сигнала изображения, формируемого фотографической оптической системой, которая включает в себя фокусирующую линзу, задающий блок, сконфигурированный для задания области фокусируемого объекта сигнала изображения, и управляющий блок, сконфигурированный для управления осуществлением первого управления фокусировкой с использованием первой информации, связанной с состоянием фокусировки фотографической оптической системы, на основании выходного сигнала из датчика изображения и второго управления фокусировкой с использованием второй информации, отличающейся от первой информации, в соответствии с положением области фокусируемого объекта, задаваемой задающим блоком.
В третьем аспекте данного изобретения предложен способ управления устройством для съемки изображения, снабженным датчиком изображения для захвата сигнала изображения, формируемого фотографической оптической системой, которая включает в себя фокусирующую линзу, способ, заключающийся в том, что обнаруживают, существует ли область объекта, на основании сигнала изображения, захватываемого датчиком изображения, генерируют первую информацию, связанную с состоянием фокусировки фотографической оптической системы, на основании выходного сигнала из датчика изображения, и управляют осуществлением, по меньшей мере, одного из первого управления фокусировкой с использованием первой информации и процесса второго управления фокусировкой в зависимости от того, обнаружена ли область объекта.
В четвертом аспекте данного изобретения предложен носитель информации, хранящий код компьютерной программы, который при выполнении на компьютере вызывает осуществление компьютером способа управления устройством для съемки изображения, снабженным датчиком изображения для захвата сигнала изображения, формируемого фотографической оптической системой, которая включает в себя фокусирующую линзу, при этом способ заключается в том, что обнаруживают, существует ли область объекта, на основании сигнала изображения, захватываемого датчиком изображения, генерируют первую информацию, связанную с состоянием фокусировки фотографической оптической системы, на основании выходного сигнала из датчика изображения и управляют осуществлением, по меньшей мере, одного из первого управления фокусировкой с использованием первой информации и процесса второго управления фокусировкой в зависимости от того, обнаружена ли область объекта.
Желаемое преимущество вариантов осуществления данного изобретения заключается в том, что появляется возможность проведения стабильной фокусировки на объекте, намеченном фотографом, с высокой скоростью без неудобства для фотографа.
Признаки и преимущества изобретения станут понятнее из нижеследующего подробного описания, приводимого в связи с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена блок-схема главной части видеокамеры в качестве устройства для съемки изображения в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
На фиг.2 представлена блок-схема последовательности операций процесса управления фокусировкой, проводимого микрокомпьютером, показанным на фиг.1.
На фиг.3 представлена блок-схема последовательности операций процесса ТВ-АФ, проводимого на этапе в процессе управления фокусировкой, изображенном на фиг.2.
На фиг.4 представлено продолжение фиг.3.
На фиг.5 представлена блок-схема последовательности операций гибридного процесса АФ, проводимого на этапе в процессе управления фокусировкой, изображенном на фиг.2.
На фиг.6 представлена блок-схема первого варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
На фиг.7 представлена блок-схема второго варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
На фиг.8 представлена блок-схема третьего варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
На фиг.9 представлена блок-схема четвертого варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
На фиг.10 представлен чертеж, используемый при пояснении микросрабатывания фокусирующей линзы, которое осуществляется на этапе процесса ТВ-АФ, изображенного на фиг.3.
На фиг.11 представлен чертеж, используемый при пояснении привода фокусирующей линзы с поиском экстремума, который осуществляется на этапе процесса ТВ-АФ, изображенного на фиг.3.
На фиг.12А представлен вид, иллюстрирующий взаимосвязь между внешним датчиком определения дальности и объективом, которая используется при пояснении случая, когда видеокамера имеет установленный на нее внешний датчик определения дальности.
На фиг.12В представлен вид, иллюстрирующий экран для съемки изображения на стороне телефотообъектива, используемый при пояснении случая, когда видеокамера имеет установленный на нее внешний датчик определения дальности.
На фиг.12С представлен вид, иллюстрирующий экран для съемки изображения на широкой стороне, который используется при пояснении случая, когда видеокамера имеет установленный на нее внешний датчик определения дальности.
На фиг.13 представлен чертеж, используемый при пояснении случая, когда лицо человека обнаруживается во время отклонения фокусирующей линзы в положение «в фокусе».
На фиг.14 представлена блок-схема существенных частей видеокамеры в качестве устройства для съемки изображения в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
Теперь данное изобретение будет подробно описано ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие варианты его осуществления.
Сначала будет приведено описание устройства для съемки изображения в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения. Хотя в данном варианте осуществления устройство для съемки изображения представляет собой видеокамеру, это не является ограничением и возможно применение устройства для съемки изображения, относящегося к другому типу, такому как цифровая фотокамера.
На фиг.1 представлена блок-схема главной части видеокамеры в качестве устройства для съемки изображения в соответствии с данным вариантом осуществления.
Обращаясь к фиг.1, отмечаем, что позиция 101 обозначает первую группу неподвижных линз, позиция 102 - линзу с регулируемой силой, которая осуществляет операцию с регулируемой силой или операцию трансфокации, перемещаясь при этом в направлении оптической оси для изменения фокусного расстояния, а позиция 103 - диафрагму. Кроме того, позиция 104 обозначает вторую группу неподвижных линз, а позиция 105 - линзу компенсации фокуса (именуемую далее «фокусирующей линзой»), наделенной и функцией коррекции отклонения фокальной плоскости из-за операции с регулируемой силой, и функцией фокусировки. Первая группа 101 неподвижных линз, линза 102 с регулируемой силой, диафрагма 103, вторая группа 104 неподвижных линз, и фокусирующая линза 105 составляют фотографическую оптическую систему.
Позиция 106 обозначает элемент для съемки изображения в качестве фотоэлектрического преобразующего элемента, воплощенного посредством датчика на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС) или датчика на основе структуры «металл - окисел - полупроводник» (КМОП-матрицы). Элемент 106 для съемки изображения осуществляет съемку формируемого фотографической оптической системой изображения объекта и выдает видеосигнал, характеризующий снятое изображение объекта. Позиция 107 обозначает схему системы цветного отображения/автоматической регулировки усиления (СЦО/АРУ), которая производит выборку выходного сигнала из элемента 106 съемки изображения и осуществляет регулировку усиления.
Позиция 108 обозначает схему обработки сигнала камеры. Схема 108 обработки сигнала камеры осуществляет разных типов обработку изображения над выходным сигналом из схемы 107 СЦО/АРУ для генерирования видеосигнала. Позиция 109 обозначает монитор, воплощенный, например, посредством жидкокристаллического индикатора (ЖКИ). Монитор 109 отображает изображение на основе видеосигнала из схемы 108 обработки сигнала камеры. Позиция 115 обозначает записывающий модуль. В записывающем модуле 115 видеосигнал из схемы 108 обработки сигнала камеры записывается на носителе записи, таком как магнитная лента, оптический диск или полупроводниковое запоминающее устройство.
Позиция 110 обозначает источник движущей силы привода трансфокации для перемещения линзы 102 с регулируемой силой. Позиция 111 обозначает источник движущей силы привода фокусировки для перемещения фокусирующей линзы 105. Каждый из источника 110 движущей силы привода трансфокации и источника 111 движущей силы привода фокусировки образован исполнительным механизмом, таким, как шаговый электродвигатель, электродвигатель постоянного тока, электродвигатель колебания или электродвигатель с линейной обмоткой.
Позиция 112 обозначает логическую схему АФ, которая из всех сигналов пикселей, подаваемых из схемы 107 СЦО/АРУ, пропускает только сигналы для области, предназначенной для использования при обнаружении фокуса.
Схема 113 обработки сигнала АФ выделяет высокочастотную составляющую, составляющую яркостного различия (разность между максимальным и минимальным значениями уровня яркости сигнала, прошедшего через логическую схему 112 АФ), и т.д. из каждого сигнала, прошедшего через логическую схему 112 АФ, для генерирования сигнала значения оценки АФ. Сигнал значения оценки АФ выдается в камеру/микрокомпьютер АФ (именуемый далее просто «микрокомпьютером) 114. Сигнал значения оценки АФ указывает четкость (состояние контрастности) видеосигнала, генерируемого на основании сигнала, выданного из элемента 106 для съемки изображения. Четкость видеосигнала изменяется в соответствии с состоянием фокусировки фотографической оптической системы и поэтому сигнал значения оценки АФ, в конечном счете, указывает состояние фокусировки фотографической оптической системы.
Микрокомпьютер 114 управляет всей работой видеокамеры и осуществляет управление фокусировкой для управления источником 111 движущей силы привода фокусировки с целью перемещения фокусирующей линзы 105. Микрокомпьютер 114 осуществляет управление фокусировкой способом ТВ-АФ (именуемом далее просто «ТВ-АФ»).
Обнаруживающий лицо модуль 116 осуществляет известную обработку обнаружения лица человека видеосигнала, чтобы обнаружить область лица человека на экране для съемки изображения. Результат этого обнаружения посылается в микрокомпьютер 114. Микрокомпьютер 114 посылает информацию в логическую схему 112 АФ, так что область для обнаружения фокуса будет добавлена к положению, включающему в себя область лица, в пределах экрана для съемки изображения, на основании результата обнаружения.
Следует отметить, что для воплощения процесса обнаружения лица человека описаны, например, способ, при осуществлении которого выделяют область бледного персикового цвета на основании классифицированных цветов пикселей, представленных данными изображения, и обнаруживают лицо человека на основании степени совпадения между областями бледного персикового цвета и пластины с контуром лица, предусмотренной заранее, и способ, при осуществлении которого обнаружение лица человека осуществляют путем выделения особых точек лица, включая глаза, нос и рот, с использованием хорошо известного метода распознавания образов. В данном варианте осуществления способ обнаружения лица человека не ограничивается вышеописанным, и возможно применение любого другого подходящего способа.
Позиция 117 обозначает внешний блок определения дальности. Во внешнем блоке 117 определения дальности возможно применение любого из: традиционного способа внешнего обнаружения разности фаз, способа ультразвуковых датчиков, способа инфракрасных датчиков и т.д. Информация об определении дальности и информация о надежности определения дальности из внешнего блока 117 определения дальности записываются в микрокомпьютер 114 для преобразования в информацию о положении «в фокусе» фокусирующей линзы 105. Что касается надежности определения дальности, например в случае способа внешнего обнаружения разности фаз, определение дальности осуществляют на основании величины относительного позиционного сдвига между разделенными оптическими потоками в направлении оптических разделенных потоков и поэтому в качестве параметра надежности определения разности обычно записывают корреляцию между двумя раздвоенными изображениями.
Далее будет приведено описание процесса управления фокусировкой посредством микрокомпьютера 114.
На фиг.2 представлена блок-схема последовательности операций процесса управления фокусировкой, проводимого микрокомпьютером 114, показанным на фиг.1. Данный процесс выполняется неоднократно на основании компьютерной программы, хранящейся в микрокомпьютере 114, на интервалах времени, в которых сигнал съемки изображения считывается из элемента 106 для съемки изображения так, чтобы генерировать, например, одноплоскостное изображение.
Обращаясь к фиг.2, отмечаем, что сначала из модуля 116 распознавания лица, который осуществил обнаружение лица человека над самым последним видеосигналом, получают (этап S201) информацию, указывающую, существует ли область лица человека.
Затем, основываясь на полученной информации, определяется может или нет область лица человека быть распознанной модулем 116 распознавания лица (этап S202).
Если на этапе S202 определяют, что область лица человека можно обнаружить с помощью модуля 116 обнаружения лица («Да» на этапе S202), микрокомпьютер 114 задает (этап S203) в логической схеме 112 АФ заранее определенный кадр АФ (именуемый далее «кадром лица» и служащий примером «первой области обнаружения фокуса», указанной в прилагаемой формуле изобретения) на основании информации о положении, соответствующей положению на экране для съемки изображения, в пределах которого обнаруживают лицо человека. Осуществляют управление кадром лица для того, чтобы следовать за фотографируемым объектом, изображение которого включает в себя область обнаружения лица. Информация о положении может быть информацией, характеризующей центральное положение области, где обнаруживается лицо человека, или положение особой точки лица, такой как глаза, нос или рот.
Затем осуществляют получение (этап S204) сигнала значения оценки АФ (пример «первой информации об области фокуса», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения), который касается кадра лица и выдается из схемы 113 обработки сигнала АФ (пример работы «первого генерирующего блока», упоминаемого в прилагаемой формуле изобретения).
Затем осуществляют (этап S205) описываемый ниже со ссылками на фиг.3 и 4 процесс ТВ-АФ (пример «первого управления фокусировкой», упоминаемого в прилагаемой формуле изобретения) с использованием значения оценки АФ (пример «первой информации», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения) согласно полученному сигналу значения оценки АФ, касающемуся кадра лица. Иными словами, измеряют четкость или контрастность обнаруженного лица, чтобы найти положение «в фокусе» (т.е. самое четкое изображение) фокусирующей линзы в оптической системе. В процессе ТВ-АФ, иллюстрируемом на фиг.3 и 4, состояние «в фокусе» получают путем регулирования фокуса за счет привода фокусирующей линзы 105 с одновременным оперативным контролем значения оценки АФ, вследствие чего значение оценки АФ достигает максимального значения (т.е. самое четкое изображение). При осуществлении способа ТВ-АФ, описываемого ниже со ссылками на фиг.3 и 4, определяют, требуется ли повторный привод фокусирующей линзы 105, в условиях, при которых достигается состояние «в фокусе», и поэтому также предусматривается обработка с целью поддержания состояния «в фокусе», такая, как определение, происходит ли снижение значения оценки АФ после достижения максимального значения и задания его как соответствующего состоянию «в фокусе».
Если на этапе S202, по фиг.2, определяют, что обнаруживающий лицо модуль 116 не может обнаружить область лица человека («Нет» на этапе S202), в логической схеме 112 (этап S206) АФ задают фиксированный кадр АФ, центр которого выровнен с центральной частью экрана для съемки изображения (и именуют далее просто «нормальным кадром» или «общим кадром», который служит в качестве «второй области обнаружения фокуса», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения).
Затем осуществляют получение (этап S207) сигнала значения оценки АФ (пример «второй информации об области фокуса», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения), который касается нормального кадра и выдается из схемы 113 обработки сигнала АФ.
Затем осуществляют (этап S208) процесс управления фокусировкой гибридным способом АФ (именуемый далее «гибридным процессом АФ»), который будет описан ниже со ссылками на фиг.5, с использованием значения оценки АФ согласно полученному сигналу значения оценки АФ, касающемуся нормальной области. В гибридном процессе АФ, показанном на фиг.5, фокусировку осуществляют, используя сочетание способа ТВ-АФ и способа обнаружения разности фаз.
После выполнения этапа S205 или S208 архив значения оценки АФ, получаемого из кадра АФ, заданного в логической схеме 112 АФ, сохраняют как архивную информацию (этап S209).
Затем архив получаемого положения «в фокусе» фокусирующей линзы 105 сохраняют (этап S210) как архивную информацию, после чего данный процесс заканчивается.
На фиг.3 и 4 представлена блок-схема последовательности операций процесса ТВ-АФ, проводимого на этапе S205 в процессе управления фокусировкой, изображенном на фиг.2. Данный процесс также осуществляется на этапе S401 в гибридном процессе АФ, описываемом ниже со ссылками на фиг.5, и поэтому блок-схема последовательности операций представлена на фиг.3 и 4 для случая, когда принимается во внимание, что гибридный процесс ТВ-АФ осуществляется с учетом гибридного процесса ТВ-АФ, изображенного на фиг.5.
Обращаясь к фиг.3, отмечаем, что сначала определяют, является ли режим ТВ-АФ режимом микросрабатывания (этап S301). Режим микросрабатывания будет описан ниже.
Если на этапе S301 определяют, что режим ТВ-АФ является режимом микросрабатывания («Да» на этапе S301), то предписывают (этап S302) микросрабатывание фокусирующей линзы. Микросрабатывание будет описано ниже со ссылками на фиг.10.
Затем определяют, достигнуто ли состояние «в фокусе» (этап S303).
Если на этапе S303 определяют, что состояние «в фокусе» достигнуто («Да» на этапе S303), то останавливают (этап S304) микросрабатывание фокусирующей линзы 105.
Затем сохраняют (этап S305) значение оценки АФ, связанное с положением «в фокусе» фокусирующей линзы 105, в запоминающем устройстве (не показано) микрокомпьютера 114.
Затем происходит замена данного режима режимом определения повторного привода (этап S306).
После этого отменяют (этап S307) режим использования разности фаз. Режим использования разности фаз предназначен для разрешения - только в случае, когда удовлетворяются конкретные условия, - проведения управления фокусировкой посредством способа внешнего обнаружения разности фаз во время определения дальности (именуемого далее «АФ во время внешнего определения дальности») при разрешенном перемещении фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности. На этапе S307 режим использования разности фаз отменяют потому, что в результате определения положения «в фокусе», проведенного посредством ТВ-АФ, фокусирующая линза 105 уже остановлена и требуется предотвратить перемещение фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности посредством АФ во время внешнего определения дальности, которое могло бы вызвать ненужное размывание видеоизображения.
Если на этапе S303 определяют, что состояние «в фокусе» не достигнуто («Нет» на этапе S303), то (на этапе S308) определяют, в каком направлении следует перемещать фокусирующую линзу 105 из ее текущего положения, чтобы заставить ее достичь положения «в фокусе».
Затем определяют (этап S309), удалось ли на этапе S308 определить направление, в котором следует перемещать фокусирующую линзу 105, чтобы заставить ее достичь положения «в фокусе».
Если на этапе S309 определяют, что направление фокусировки определить не удалось («Нет» на этапе S309), процесс возвращается к этапу S308. Если определяют, что направление фокусировки определить удалось («Да» на этапе S309), то режим ТВ-АФ заменяют режимом привода c поиском экстремума (этап S310), описываемым ниже со ссылками на фиг.11.
Если на этапе S301 определяют, что режим ТВ-АФ не является режимом микросрабатывания («Нет» на этапе S301), то определяют (этап S311), является ли режим ТВ-АФ режимом привода с поиском экстремума.
Если на этапе S311 определяют, что режим ТВ-АФ является режимом привода с поиском экстремума («Да» на этапе S311), то осуществляют (этап S312) привод фокусирующей линзы 105 с поиском экстремума (т.е. подвергают управлению с обнаружением положения «в фокусе») на предварительно определенной скорости.
Затем определяют, превысило ли значение оценки АФ свой пик во время привода фокусирующей линзы 105 с поиском экстремума (этап S313).
Если на этапе S313 определяют, что значение оценки АФ превысило свой пик («Да» на этапе S313), то возвращают фокусирующую линзу 105 в положение, в котором значение оценки АФ достигло пика (и которое именуется дальше «положением пика») во время привода фокусирующей линзы 105 с поиском экстремума (этап S314).
Затем определяют (этап S315), возвратилась ли фокусирующая линза 105 в положение пика.
Если на этапе S315 определяют, что фокусирующая линза 105 не возвратилась в положение пика («Нет» на этапе S315), процесс возвращается к этапу S314, а если на этапе S315 определяют, что фокусирующая линза 105 возвратилась в положение пика («Да» на этапе S315), то режим ТВ-АФ заменяют (этап S316) режимом микросрабатывания.
Затем отменяют (этап S317) режим использования разности фаз. При этом положение «в фокусе» (положение пика) в режиме привода с поиском экстремума определено, а фокусирующая линза 105 достигла положения «в фокусе». Следовательно, этап S317 проводят, чтобы предотвратить привод фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности посредством АФ во время внешнего определения дальности, которое может вызывать ненужное размытие видеоизображения.
Если на этапе S311 определяют, что режим ТВ-АФ не является режимом привода с поиском экстремума («Нет» на этапе S311), процесс переходит к этапу S318, показанному на фиг.4, на котором определяют, является ли текущий режим режимом определения повторного привода (этап S318).
Если на этапе S318 определяют, что текущий режим является режимом определения повторного привода, процесс переходит к этапу S319, на котором - посредством сравнения между оценочным значением АФ, хранящимся в запоминающем устройстве (не показано) микрокомпьютера 114 и текущим оценочным значением АФ - определяют, превышает ли разность между этими двумя оценочными значениями АФ заранее определенное значение, т.е. велико ли изменение в значении оценки АФ.
Если на этапе S319 определяют, что изменение в значении оценки АФ велико («Да» на этапе S319), то режим ТВ-АФ заменяют (этап S320) режимом микросрабатывания.
Если на этапе S319 определяют, что изменение в значении оценки АФ мало («Нет» на этапе S319), то прекращают (этап S321) приводить в движение фокусирующую линзу 105.
Если на этапе S318 определяют, что режим является режимом привода на основании разности фаз, т.е. если фокусирующая линза 105 перемещается к положению «в фокусе» согласно внешнему определению дальности, то это положению «в фокусе» согласно внешнему определению дальности задают в качестве целевого положения и определяют, достигла ли фокусирующая линза 105 этого целевого положения (этап S322).
Если на этапе S322 определяют, что фокусирующая линза 105 достигла целевого положения («Да» на этапе S322), то текущий режим переключают (этап S323) в режим микросрабатывания. Более конкретно, режим переключают в режим микросрабатывания ТВ-АФ из АФ во время внешнего определения дальности.
Затем отменяют (этап S324) режим привода на основании разности фаз.
После выполнения этапа S307, S310, S317, S320, S321 или S324 данный процесс заканчивается.
На фиг.10 представлен чертеж, используемый при пояснении микросрабатывания фокусирующей линзы, которое осуществляется на этапе S302 процесса ТВ-АФ, изображенного на фиг.3.
Обращаясь к фиг.10, отмечаем, что горизонтальная ось отображает время, а вертикальная ось отображает положение фокусирующей линзы 105. Кроме того, в верхней части фиг.10 показан сигнал синхронизации кадровой развертки видеосигнала.
A
А
B
В
С
A
B
B
A
A
B
Как показано на фиг.10, значение EV оценки АФ, связанное с электрическим зарядом (и обозначенное заштрихованным эллипсом на фиг.10), накапливаемым в элементе 106 для съемки изображения в течение периода А времени, захватывается в момент Т, а значение EV оценки АФ, связанное с электрическим зарядом, накапливаемым в элементе 106 для съемки изображения в течение периода В времени, захватывается в момент Т. Кроме того, в момент Тзначения EV и EV оценки АФ сравниваются друг с другом, и если EV>EV, то центр привода (вибрации) микросрабатывания сдвигается. С другой стороны, если EV>EV, то центр привода (вибрации) микросрабатывания не сдвигается. Микросрабатывание - это операция для определения направления перемещения фокусирующей линзы 105, которое увеличивает значение оценки АФ, или для локализации положения (положения пика) фокусирующей линзы 105, в котором значение оценки АФ становится максимальным во время перемещения фокусирующей линзы 105, как описано выше.
Управление микросрабатыванием фокусирующей линзы 105 с тем, чтобы на основании изменения в значении оценки АФ определить, достигнуто ли состояние «в фокусе», может быть названо управлением с проверкой достижения состояния «в фокусе».
Кроме того, управление микросрабатыванием фокусирующей линзы 105 с тем, чтобы на основании изменения в значении оценки АФ определить что направление фокусировки можно назвать управлением определением направления фокусировки.
На фиг.11 представлен чертеж, используемый при пояснении привода фокусирующей линзы 105 с поиском экстремума, который осуществляется на этапе S311 процесса ТВ-АФ, изображенного на фиг.3.
На фиг.11 горизонтальная ось отображает положение фокусирующей линзы 105, а вертикальная ось отображает значение оценки АФ.
Как показано на фиг.11, при перемещении, обозначенном символом А, значение оценки АФ превышает свой пик, а затем убывает и поэтому появляется возможность подтвердить существование положения пика (положения «в фокусе»). В этом случае фокусирующая линза 105 возвращается в положение, близкое к положению пика, затем привод с поиском экстремума завершается, после чего операция привода переключается на микросрабатывание. С другой стороны, при перемещении, обозначенном символом В, значение оценки АФ монотонно убывает, не достигая пика, и поэтому появляется возможность определить, что фокусирующая линза 105 приводится в движение в неверном направлении. В этом случае направление, в котором приводят в движение фокусирующую линзу 105, изменяют на обратное, после чего привод с поиском экстремума продолжается. Как описано выше, привод с поиском экстремума - это операция для определения положения пика, при осуществлении которой значение оценки АФ, полученное во время привода фокусирующей линзы 105, становится максимальным, или определения положения, близкого к положению пика, при перемещении фокусирующей линзы 105.
На фиг.5 представлена блок-схема последовательности операций гибридного процесса АФ, проводимого на этапе S208 в процессе управления фокусировкой, изображенном на фиг.2.
Как показано на фиг.5, сначала (этап S401) проводят процесс ТВ-АФ, показанный на фиг.3 и 4. Во время процесса ТВ-АФ достигается состояние «в фокусе» за счет привода фокусирующей линзы 105 с одновременным оперативным контролем значения оценки АФ, чтобы определить необходимость повторного привода фокусирующей линзы 105 в состоянии, когда состояние «в фокусе» достигнуто. Таким образом, процесс ТВ-АФ включает в себя обработку для поддержания состояния «в фокусе».
Затем происходит получение (этап S402) информации о расстоянии до объекта (пример «второй информации», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения) из внешнего блока 117 определения дальности (пример работы «второго генерирующего блока», упоминаемого в формуле изобретения).
Затем вычисляют (этап S403) положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности на основании полученной информации о расстоянии до объекта.
Затем определяют, является ли текущий режим режимом использования разности фаз (этап S404).
Если на этапе S404 определяют, что текущий режим не является режимом использования разности фаз («Нет» на этапе S404), то происходит задание (этап S405) пороговых значений для использования при определении того, велики ли изменения в контрастности и расстоянии до объекта.
Далее, с использованием информации о контрастности, информации о расстоянии до объекта и пороговых значений, определяют (этап S406) велики ли изменения в контрастности и расстоянии до объекта. Более конкретно, определяют, больше ли изменение между информацией о контрастности, полученной в непосредственно предшествующем цикле, и информацией о контрастности, полученной в данном цикле, чем связанное с ними пороговое значение. В то же время определяют, больше ли изменение между информацией о расстоянии до объекта, полученной в непосредственно предшествующем цикле, и информацией о расстоянии до объекта, полученной в данном цикле, чем связанное с ними пороговое значение.
В данном варианте осуществления микрокомпьютер 114 определяет разность между максимальным значением и минимальным значением уровня яркости в каждой строке пикселей на основании сигнала, прошедшего через логическую схему 112 АФ, которые получены из схемы 113 обработки сигнала АФ, и использует максимальное значение упомянутой разности в качестве информации о контрастности. Значение оценки АФ, которое также указывает состояние контрастности в качестве информации о контрастности, можно сравнить с пороговым значением вместо информации о контрастности.
Если на этапе S406 определяют, что изменения в контрастности и расстоянии до объекта велики («Да» на этапе S406), то текущий режим переключают (этап S407) в режим использования разности фаз.
С другой стороны, если на этапе S406 определяют, что, по меньшей мере, одно из изменений в контрастности и расстоянии до объекта мало («Нет» на этапе S406), процесс возвращается к этапу S401. Более конкретно, если, по меньшей мере, одно из изменений в контрастности и расстоянии до объекта мало, то лишь процесс ТВ-АФ проводят повторно в течение вышеупомянутых интервалов времени для считывания сигнала съемки изображения.
Хотя в данном варианте осуществления проводят определение того, больше ли изменение в информации о расстоянии до объекта, чем связанное с ней пороговой значение, для определения на этапе S406 можно использовать изменение в положении «в фокусе» согласно внешнему определению дальности, вычисленном на этапе S403 на основании информации о расстоянии до объекта. Это определение эквивалентно определению изменения в информации о расстоянии до объекта.
Следует отметить, что этап S406 проводят в качестве первого этапа определения для перемещения фокусирующей линзы 105 на основании информации о расстоянии до объекта (или информации о положении «в фокусе» согласно внешнему определению дальности), т.е. для определения того, осуществлять ли АФ во время внешнего определения дальности. Короче говоря, условия (моменты времени) для привода фокусирующей линзы 105 посредством АФ во время внешнего определения дальности ограничиваются случаем, когда не только состояние контрастности, но и расстояние до объекта подверглось большому изменению.
Вследствие этого, когда значение оценки АФ подверглось большому изменению из-за изменения в образе и т.п. объекта, несмотря на то, что расстояние до объекта не подверглось большому изменению, а объект находится в фокусе, становится возможным предотвратить появление размытости видеоизображения из-за ненужного сдвига положения фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности, что обычно обуславливается перемещением фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности в таком случае.
Если на этапе S404 определяют, что текущий режим является режимом использования разности фаз («Да» на этапе S404), либо если этап S407 уже проведен, то определяют (этап S408), является ли текущий режим режимом привода на основании разности фаз.
Если на этапе S408 определяют, что текущий режим является режимом привода на основании разности фаз, т.е. если режим уже переключен в режим привода на основании разности фаз, а фокусирующая линза 105 перемещается к положению «в фокусе» согласно внешнему определению дальности («Да» на этапе S408), процесс возвращается к этапу S401.
С другой стороны, если на этапе S408 определяют, что текущий режим не является режимом привода на основании разности фаз («Нет» на этапе S408), то задают пороговое значение величины сдвига фокуса для использования при определении того, перемещать ли фокусирующую линзу 105 к положению «в фокусе» согласно внешнему определению дальности, т.е. проводить ли АФ во время внешнего определения дальности (этап S409). Это пороговое значение задают с учетом изменения при обнаружении расстояния до объекта с помощью блока 117 внешнего определения дальности.
Затем вычисляют разность (абсолютное значение) между положением «в фокусе» согласно внешнему определению дальности, полученным на этапе S403, и текущим положением фокусирующей линзы 105, и определяют (этап S410) больше ли эта разность, чем пороговое значение величины сдвига фокуса на этапе S409.
Этап S410 проводят в качестве второго этапа определения, необходимого, чтобы определить, осуществлять ли АФ во время внешнего определения дальности. Короче говоря, условия (моменты времени) для привода фокусирующей линзы 105 посредством АФ во время внешнего определения дальности ограничиваются случаем, когда разность между положением «в фокусе» согласно внешнему определению дальности и текущим положением фокусирующей линзы 105 велико.
Когда условия, которые следует использовать при определении на втором этапе определения, не удовлетворяются, АФ во время внешнего определения дальности не проводят, потому что АФ во время внешнего определения дальности не важна - в контексте точности фокусировки для ТВ-АФ. Если фокусирующую линзу 105 небрежно перемещают в положение «в фокусе» согласно внешнему определению дальности, это вызывает колебания между режимами ТВ-АФ и АФ согласно внешнему определению дальности или размытость видеоизображения.
Если на этапе S410 определяют, что упомянутая разность больше, чем пороговое значение величины сдвига фокуса («Да» на этапе S409), то текущий режим переключают (этап S411) в режим привода на основании разности фаз.
Затем фокусирующую линзу 105 перемещают (этап S412) к положению «в фокусе» согласно внешнему определению дальности.
С другой стороны, если на этапе S410 определяют, что упомянутая разность меньше, чем пороговое значение величины сдвига фокуса («Нет» на этапе S410), то режим привода на основании разности фаз отменяют (этап S413).
После проведения этапа S412 или S413 данный процесс заканчивается.
Следует понять, что переключение АФ в гибридном процессе АФ описано только в качестве примера и поэтому способ переключения между ТВ-АФ и АФ во время внешнего определения дальности не ограничивается вышеописанным.
В соответствии с процессом управления фокусировкой, показанным на фиг.2, поскольку не всегда можно получить положение «в фокусе» фокусирующей линзы 105 в области обнаружения лица посредством способа обнаружения разности фаз, выбор (ограничение) способа управления фокусировкой осуществляется в соответствии с тем, обнаружено ли лицо человека. Вследствие этого во время стабильной фокусировки после обнаружения лица человека, когда способ обнаружения разности фаз временно не может определить положение «в фокусе» фокусирующей линзы 105 для области обнаружения лица, а определяет ее положение «в фокусе» для фона, появляется возможность предотвратить перемещение фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» для фона благодаря определению того, что фокусирующая линза 105 не находится близко к положению «в фокусе» для области обнаружения лица. Далее, во время обработки обнаружения лица, которую проводят на основании одного изображения, частота обнаружения лица ниже, когда объект не в фокусе, а когда фокусирующая линза 105 располагается близко к положению «в фокусе», частота обнаружения лица выше. Следовательно, при обнаружении лица человека предпочтительно определять, что фокусирующая линза 105 уже расположена близко к положению «в фокусе», а стабильную и высокоточную фокусировку проводить только способом ТВ-АФ. Случай, когда лицо не обнаружено, соответствует случаю, когда фокусирующая линза 105 не располагается близко к положению «в фокусе», или случаю, когда главный объект - человек - отсутствует в пределах изображения. Гибридное управление АФ увеличивает быстроту реагирования, когда фокусирующая линза 105 не расположена близко к положению «в фокусе», и способствует стабильной и высокоточной фокусировке, когда фокусирующая линза 105 расположена близко к положению «в фокусе». Это позволяет фотографу осуществлять управление стабильной и высокоточной фокусировкой с повышенной быстротой реагирования для фокусировки главного объекта и вследствие этого устраняет неудобство фотографа.
Далее будет приведено описание вариантов процесса управления фокусировкой, осуществляемого микрокомпьютером 114.
Сначала будет описан первый вариант процесса управления фокусировкой.
На фиг.6 представлена блок-схема первого варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
Процесс, показанный на фиг.6, является в основном таким же, как процесс, показанный на фиг.2. Поэтому этапы, идентичные тем, которые показаны на фиг.2, обозначены идентичными номерами этапов, а дублирующее описание их опущено. Ниже будет приведено описание только тех моментов, которые отличаются от процесса, показанного на фиг.2.
Когда при осуществлении процесса, показанного на фиг.2, удается обнаружить область лица, при осуществлении процесса, показанного на фиг.6, определяют степень фокусировки на основании значения оценки АФ, что позволяет определить, расположена ли фокусирующая линза 105 близко к положению «в фокусе».
Как показано на фиг.6, после проведения этапа S204 осуществляют (этап S501) упрощенное определение степени фокусировки с использованием значения оценки АФ согласно полученному сигналу значения оценки АФ, касающемуся кадра лица. Определение на этапе S501 может оказаться простым постольку, поскольку есть возможность определить появление размытости изображения, с использованием сигнала яркости снимаемого видеоизображения, когда заранее определенные высокочастотные составляющие сигнала нельзя получить несмотря на присутствие контрастности в снимаемом видеоизображении. Например, можно воспользоваться способом, при осуществлении которого «максимальное значение выходного сигнала высокочастотных составляющих каждой строки» делят на «максимальное значение разности между максимальным и минимальным значениями сигнала яркости для каждой строки», а получаемые результаты представляют посредством уровней классификации от 1 до 10.
Затем, на основании результата определения на этапе S501, определяют (этап S502) размыт ли экран для съемки изображения.
Если на этапе S502 определяют, что фокусирующая линза 105 располагается близко к положению «в фокусе», т.е. если экран для съемки изображения не размыт («Нет» на этапе S502), то проводится процесс ТВ-АФ на этапе S205.
С другой стороны, если на этапе S502 определяют, что экран для съемки изображения размыт («Да» на этапе S502), то проводится гибридный процесс АФ на этапе S208.
Вообще говоря, в случае, если область лица обнаружена, когда экран для съемки изображения размыт, возможно, что область лица обнаружена ошибочно. В этом случае фокусировку задерживают на время, занимаемое на то, чтобы справиться с этим ошибочным распознаванием. Кроме того, когда объект не в фокусе, если фокусировку проводят только посредством процесса ТВ-АФ, это занимает время на достижение состояния «в фокусе», что создает у фотографа ощущение неудобства. Вследствие этого эффективным оказывается перемещение фокусирующей линзы близко к положению «в фокусе» гибридным способом АФ.
В соответствии с процессом управления фокусировкой, показанным на фиг.6, можно проводить стабильную и высокоточную фокусировку объекта, намеченного фотографом.
Далее будет приведено описание второго варианта процесса управления фокусировкой.
На фиг.7 представлена блок-схема второго варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
Процесс, показанный на фиг.7, является в основном таким же, как процесс, показанный на фиг.2. Поэтому этапы, идентичные тем, которые показаны на фиг.2, обозначены идентичными номерами этапов, а дублирующее описание их опущено. Ниже будет приведено описание только тех моментов, которые отличаются от процесса, показанного на фиг.2.
Когда при осуществлении процесса, показанного на фиг.2, удается обнаружить область лица, при осуществлении процесса, показанного на фиг.7, определяют, перекрываются ли область обнаружения фокуса и область внешнего определения дальности друг с другом.
Как показано на фиг.7, после проведения этапа S204, на основании фокусного расстояния определяют (этап S601), где на экране существует область внешнего определения дальности. Определение на этапе S601 можно проводить не только на основании фокусного расстояния, но и также на основании расстояния до объекта, которое получено посредством внешнего датчика определения дальности. В частности, предполагая, например, что видеокамера имеет такую конфигурацию, что объект находится в центральной части экрана, когда расстояние до объекта составляет 3 м, если внешний датчик определения дальности установлен относительно фотографического объектива так, как показано на фиг.12А, то размер области внешнего определения дальности, занимающей экран, отличается между стороной телефотообъектива, показанной на фиг.12В, и широкой стороной, показанной на фиг.12С, и меньше на широкой стороне. Кроме того, положение области внешнего определения дальности изменяется в зависимости от того, находится ли расстояние до объекта на ближней стороне диапазона или на стороне бесконечности. Когда расстояние до объекта находится на стороне ближнего диапазона, область внешнего определения дальности расположена справа от центра экрана на экране для съемки изображения, а когда расстояние до объекта находится на стороне бесконечности, область внешнего определения дальности расположена слева от центра экрана на экране для съемки изображения.
Затем определяют (этап S602), перекрываются ли друг с другом область внешнего определения дальности, определенная на этапе S601, и область обнаружения лица.
Если на этапе S602 определяют, что область внешнего определения дальности и область обнаружения лица не перекрываются друг с другом («Нет» на этапе S602), то проводится процесс ТВ-АФ на этапе S205.
С другой стороны, если на этапе S602 определяют, что область внешнего определения дальности и область обнаружения лица перекрываются друг с другом («Да» на этапе S602), то проводится гибридный процесс АФ на этапе S208.
В соответствии с процессом управления фокусировкой, показанным на фиг.7, когда область внешнего определения дальности и область обнаружения лица перекрываются друг с другом, главный объект - человек - также захватывается в положении «в фокусе» фокусирующей линзы, и поэтому фон не может быть сфокусирован путем ошибочного определения дальности до объекта, отличающегося от главного объекта - человека. Вследствие этого осуществляют гибридное управление АФ, за счет чего можно проводить операцию фокусировки с повышенной способностью к реагированию. С другой стороны, когда область внешнего определения дальности и область обнаружения лица не перекрываются друг с другом, объект, отличающийся от главного объекта - человека, обычно располагается в положении «в фокусе» фокусирующей линзы, определяемом посредством способа внешнего определения дальности, и поэтому операцию фокусировки проводят только способом ТВ-АФ. Это дает возможность проводить стабильную и высокоточную фокусировку объекта, намеченного фотографом.
Далее будет приведено описание третьего варианта процесса управления фокусировкой.
На фиг.8 представлена блок-схема третьего варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
Процесс, показанный на фиг.8, является в основном таким же, как процесс, показанный на фиг.2. Поэтому этапы, идентичные тем, которые показаны на фиг.2, обозначены идентичными номерами этапов, а дублирующее описание их опущено. Ниже будет приведено описание только тех моментов, которые отличаются от процесса, показанного на фиг.2.
Когда при осуществлении процесса, показанного на фиг.2, при осуществлении процесса, показанного на фиг.8, выбор управления АФ делают между процессом ТВ-АФ и гибридным процессом АФ в соответствии со степенью надежности, характеризующей достоверность того, что то, что обнаруживают как лицо человека путем обнаружения лица, действительно является лицом человека.
Обращаясь к фиг.8, отмечаем, что после проведения этапа S204 получают (этап S701) не только положение обнаруженной области лица на экране и ее размер, но и также степень надежности, характеризующую достоверность того, что то, что обнаруживают как лицо человека, действительно является лицом человека (пример «блока обнаружения надежности», упоминаемого в формуле изобретения). Эту степень надежности определяют, например, на основании степени совпадения при сопоставлении образов во время обработки обнаружения лица или на основании количества обнаруженных особых точек, таких как формы глаз, рта, носа, бровей и лица. Степень надежности можно определять на основании любого другого подходящего элемента постольку, поскольку он может указать достоверность того, что то, что обнаруживают как лицо человека, действительно является лицом человека. Когда степень надежности выше, становится больше вероятность, что обнаруженный предмет является лицом человека, а когда степень надежности ниже, увеличивается вероятность, что обнаружение окажется ошибочным.
Затем определяют (этап S702), ниже ли степень надежности, чем заранее определенное пороговое значение (пример «первого заранее определенного значения», упоминаемого в формуле изобретения).
Если на этапе S702 определяют, что степень надежности выше, чем заранее определенное пороговое значение («Нет» на этапе S702), то проводится процесс ТВ-АФ на этапе S205.
С другой стороны, если на этапе S702 определяют, что степень надежности ниже, чем заранее определенное пороговое значение («Да» на этапе S702), то проводится гибридный процесс АФ на этапе S208.
В соответствии с процессом управления фокусировкой, показанным на фиг.8, когда степень надежности ниже, чем заранее определенное пороговое значение, даже если область лица обнаружена, существует высокая вероятность того, что эта область лица обнаружена ошибочно, а также существует возможность того, что степень надежности снижена из-за размытости экрана для съемки изображения. Поэтому положение фокусирующей линзы 105 сдвигают, помещая ее близко к положению «в фокусе» посредством гибридного способа АФ, чтобы достичь более надежного обнаружения лица. С другой стороны, когда степень надежности выше, чем заранее определенное пороговое значение, существует высокая вероятность того, что эта область лица обнаружена, а поскольку фокусирующая линза 105 расположена близко к положению «в фокусе», достигнуто точное обнаружение. Следовательно, путем управления ТВ-АФ проводится стабильная и высокоточная операция фокусировки. Это дает возможность проводить стабильную и высокоточную фокусировку объекта, намеченного фотографом.
Пороговое значение, с которым следует сравнивать степень надежности, характеризующую достоверность того, что то, что обнаруживают как лицо человека, действительно является лицом человека, можно определить эмпирически на основании результатов фотографирования различных объектов, в соответствии с которыми степень надежности удовлетворяет ситуации, позволяющей избежать ошибочного обнаружения.
Далее будет приведено описание четвертого варианта процесса управления фокусировкой.
На фиг.9 представлена блок-схема четвертого варианта процесса управления фокусировкой, изображенного на фиг.2.
Процесс, показанный на фиг.9, является в основном таким же, как процесс, показанный на фиг.2. Поэтому этапы, идентичные тем, которые показаны на фиг.2, обозначены идентичными номерами этапов, а дублирующее описание их опущено. Ниже будет приведено описание только тех моментов, которые отличаются от процесса, показанного на фиг.2.
Процесс, показанный на фиг.9, отличается от процесса, показанного на фиг.2, управлением, осуществляемым для обнаружения лица во время перемещения фокусирующей линзы 105 в положение «в фокусе» посредством способа обнаружения разности фаз в процессе АФ, включенном в процесс, показанный на фиг.2.
В частности, когда используют внешний датчик определения дальности, как показано на фиг.13, положение «в фокусе» фокусирующей линзы 105 для объекта, который может находиться в области внешнего обнаружения дальности, не обязательно является положение «в фокусе» фокусирующей линзы 105 для главного объекта - человека, как описано выше со ссылками на фиг.12А - 12С. Поэтому положение «в фокусе» фокусирующей линзы 105, определенное посредством способа обнаружения разности фаз, может отличаться от положения «в фокусе» фокусирующей линзы 105 для главного объекта - человека. В этом случае, если положение фокусирующей линзы 105 сдвинуто к положению «в фокусе» фокусирующей линзы 105, определенная посредством способа обнаружения разности фаз, основной объект - человек - находится не в фокусе.
Обращаясь к фиг.9, отмечаем, что после проведения этапа S204 определяют (этап S801), перемещается ли фокусирующая линза 105 к положению «в фокусе» фокусирующей линзы 105, определенному посредством способа обнаружения разности фаз.
Если на этапе S801 определяют, что фокусирующая линза 105 не перемещается («Нет» на этапе S801), то проводится процесс ТВ-АФ на этапе S205.
С другой стороны, если на этапе S801 определяют, что фокусирующая линза 105 перемещается («Да» на этапе S801), то фокусирующая линза 105, которая перемещается из положения, удаленного от положения «в фокусе», на основании результата обнаружения разности фаз, может быть приведена в положение, в котором можно обнаружить и лицо, которое находится близко к положению «в фокусе» для главного объекта - человека. Поэтому для сравнения между текущим положением фокусирующей линзы 105, в котором обнаруживают лицо, и положением «в фокусе», к которому перемещают фокусирующую линзу 105 на основании результата обнаружения разности фаз, задают (этап S802) пороговое значение (пример «второго заранее определенного значения», упоминаемого в формуле изобретения). Это пороговое значение можно задавать на основании фокусной глубины и фокусной длины. В этом случае пороговое значение задают меньшим, когда фокусная глубина меньше, и большим, когда фокусная длина больше.
Затем осуществляют сравнение между текущим положением фокусирующей линзы 105, в котором обнаруживается лицо, и положением «в фокусе», к которому фокусирующую линзу 105 перемещают на основании результата обнаружения разности фаз, и определяют (этап S803) больше ли эта разность (пример «третьей информации», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения) чем пороговое значение, заданное на этапе S802.
Если на этапе S803 определяют, что упомянутая разность больше, чем пороговое значение («Да» на этапе S803), то положение «в фокусе», определенное способом обнаружения разности фаз, отличается от положения главного объекта - человека, и поэтому фокусироваться будет не объект-человек, а объект-фон. Следовательно, сдвиг положения фокусирующей линзы 105 на основании результата обнаружения разности фаз останавливают (этап S804), а потом проводят процесс ТВ-АФ на этапе S205.
Если на этапе S803 определяют, что упомянутая разность меньше, чем пороговое значение («Нет» на этапе S803), то выносят решение, что положение «в фокусе» фокусирующей линзы 105, определенное способом обнаружения разности фаз, по существу совпадает с положением главного объекта - человека. Поэтому проводят гибридный процесс АФ на этапе S208.
В соответствии с процессом управления фокусировкой, показанным на фиг.9, появляется возможность проводить стабильную и высокоточную фокусировку объекта, намеченного фотографом.
Далее будет приведено описание устройства для съемки изображения в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Устройство для съемки изображения в соответствии с настоящим вариантом осуществления отличается от устройства для съемки изображения в соответствии с вышеописанным первым вариантом осуществления, в котором используется способ внешнего обнаружения разности фаз (внешнего определения дальности), только тем, что применяется внутренний способ обнаружения разности фаз (внутреннего определения дальности) посредством ТТЛ. Поэтому дублирующее описание конструкции и эффектов будет опущено, и ниже будет приведено описание только тех особенностей конструкции и эффектов согласно данному варианту осуществления, которые отличаются от особенностей конструкции и эффектов первого варианта осуществления.
На фиг.14 представлена блок-схема существенных частей видеокамеры в качестве устройства для съемки изображения в соответствии с данным вариантом осуществления данного изобретения.
Как показано на фиг.14, видеокамера имеет фотографическую оптическую систему, в состав которой входят первая группа 101 неподвижных линз, линза 102 с регулируемой оптической силой, фокусирующая линза 105, диафрагма 103 и вторая группа 120 неподвижных линз, расположенные в упомянутом порядке со стороны объекта.
Позиция 121 обозначает полупризму (светоделитель). Полупризма 121 расположена между фокусирующей линзой 105 и диафрагмой 103. Полупризма 121 разделяет оптический поток, направленный из фокусирующей линзы 105 к диафрагме 103, на первую составляющую потока, направляемую к элементу 106 для съемки изображения, и вторую, отдельную составляющую потока, направляемую к датчику 124 АФ, описываемому ниже. Диафрагма 103 работает непрерывно во время съемки движущихся изображений и поэтому для деления оптического потока используется полупризма 121, расположенная по ходу света перед диафрагмой 103, т.е. в месте, находящемся ближе к объекту.
Позиция 122 обозначает субзеркало, которое отражает составляющую оптического потока от полупризмы 121 к датчику 124 АФ, а позиция 123 обозначает изображающую линзу, которая заставляет оставляющую оптического потока, отраженную субзеркалом 122, формировать изображение на датчике 124 АФ. Датчик 124 АФ имеет пару матриц светопринимающих элементов (однострочных датчиков) для АФ при обнаружении разности фаз. Позиция 125 обозначает схему АФ, которая вычисляет разность фаз между двумя сигналами изображения из соответствующих двух однострочных датчиков датчика 124 АФ.
Микрокомпьютер 114 определяет величину и направление отклонения фокуса на основании информации о разности фаз (пример «второй информации», упоминаемой в прилагаемой формуле изобретения) из схемы 125 АФ.
Видеокамера с вышеописанной конструкцией способна проводить гибридный процесс АФ, аналогичный тому, который имеет место в каждом из вышеописанных процессов управления фокусировкой, путем получения величины и направления отклонения фокуса вместо информации о расстоянии до объекта.
Далее, в случае процесса управления фокусировкой согласно фиг.9, микрокомпьютер 114 вычисляет величину и направления отклонения фокуса на этапе S802 на основании информации о разности фаз из схемы 125 АФ. Кроме того, положение «в фокусе» (положение «в фокусе» согласно внутреннему определению дальности) фокусирующей линзы 105 вычисляют на основании способа обнаружения разности фаз, а затем - на этапе S803 - определяют, больше ли разность между положением «в фокусе» согласно внутреннему определению дальности и текущим положением фокусирующей линзы 105, чем пороговое значение.
Можно реализовать комбинацию выбранных из вышеописанных способов управления фокусировкой, а каждый из них не следует рассматривать как один единственный процесс управления фокусировкой, который должна проводить видеокамера.
Как описано выше, в случае проведения управления АФ путем комбинирования способа ТВ-АФ и способа АФ на основании разности фаз, а также в случае проведения точной и стабильной фокусировки на объекте, намеченном фотографом, с использованием обработки обнаружения лица, вышеописанные варианты осуществления обеспечивают следующие преимущественные эффекты.
Когда обнаруживают лицо человека, применяется только способ ТВ-АФ. Кроме того, когда обнаруживают лицо человека, путем определения степени фокусировки на основании значения оценки АФ, определения того, совпадают ли область определения дальности и область обнаружения лица друг с другом или определения того, меньше ли степень надежности, характеризующая достоверность того, что то, что обнаруживают как лицо человека, действительно является лицом человека, чем заранее определенное пороговое значение, если фокусирующая линза близка к положению «в фокусе», а обнаруженное лицо находится, по существу, в положении «в фокусе», стабильную высокоточную фокусировку осуществляют посредством процесса ТВ-АФ, что дает возможность проводить стабильную, высокоточную и высокоскоростную фокусировку на объекте, намеченном фотографом. Помимо этого появляется возможность предотвратить осуществление фокусировки на объекте, отличающемся от главного объекта - человека, посредством управления АФ на основании разности фаз даже в случае, если лицо обнаружено, а фокусирующая линза близка к положению «в фокусе» для главного объекта - человека. Это дает возможность проводить стабильную и высокоскоростную фокусировку на объекте, намеченном фотографом.
Следует понять, что данное изобретение можно также воплотить, снабжая систему или устройство носителем информации, на котором хранится код программы программного обеспечения, который реализует функции согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления и предписывает компьютеру (либо центральному процессору (ЦП) или микропроцессору (МП)) системы или устройства считывать и выполнять код программы, хранящийся на носителе информации.
В этом случае сам код программы, считываемый с носителя информации, реализует функции согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления и поэтому код программы и носитель информации, на котором этот код программы хранится, составляют варианты осуществления данного изобретения.
Примеры носителя информации для обеспечения кодом программы включают в себя флоппи-диск (зарегистрированный товарный знак), жесткий диск, магнитно-оптический диск, оптический диск, такой как постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), записываемый компакт-диск (CD-R), перезаписываемый компакт-диск (CD-RW), постоянное запоминающее устройство на цифровом видеодиске (DVD-ROM), оперативное запоминающее устройство на цифровом видеодиске (DVD-RAM) или перезаписываемый цифровой видеодиск (DVD-RW), магнитная лента, плата энергонезависимой памяти и постоянное запоминающее устройство (ROM). В альтернативном варианте программу можно загружать через сеть.
Кроме того, следует понять, что функции согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления можно воплощать не только путем исполнения кода программы, считываемого компьютером, но и также заставляя операционную систему (OS) или аналогичное средство, которое работает на компьютере, выполнять часть реальных операций или все их на основании команд кода программы.
Помимо этого, следует понять, что функции согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления можно воплощать, записывая код программы, считываемый с носителя информации, в запоминающее устройство, предусмотренное на плате расширения, вставляемой в компьютер, или запоминающее устройство, предусмотренное в блоке расширения, соединенном с компьютером, а затем - предписывая ЦП или аналогичному средству, предусмотренному на плате расширения или в блоке расширения, выполнять часть реальных операций или все их на основании команд кода программы.
Хотя данное изобретение описано со ссылками на возможные варианты осуществления, следует понять, что изобретение не ограничивается описанными возможными вариантами осуществления. Объем притязаний нижеследующей формулы изобретения следует считать соответствующим интерпретации в самом широком смысле и охватывающим все модификации, эквивалентные конструкции и функции.
По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно патентной заявке Японии № 2008-175620, поданной 4 июля 2008, которая во всей ее полноте включена в настоящий документ посредством ссылки.