JP5049712B2 - 撮像装置及び合焦制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及び合焦制御方法に関し、特に詳しくは、電子スチルカメラ及びビデオ等の撮像装置及び撮像装置に利用される合焦制御方法に関する。

従来より、電子スチルカメラなどにおいて被写体に焦点を合わせる方法として、ＣＣＤなどの撮像素子から得られる輝度信号を用いて自動的にフォーカスレンズの位置を動かして合焦動作を行うオートフォーカス方式が用いられている。このオートフォーカス方式を用いた自動合焦装置では、撮像素子の画素領域に設定された焦点調節領域内の信号の高周波成分を積分した焦点評価値に基づいて、最もコントラストの高いフォーカスレンズの位置を検出し、合焦点を求めることが一般的に行われている。

しかしながら、この自動合焦装置では、被写体の照度が低かったり、被写体のコントラストが低く高周波成分が少ない場合に、焦点評価値が小さくなり、さらに輝度信号に含まれるノイズ成分の割合が大きくなるため、合焦精度が悪くなるという問題点がある。

上記問題を解決するために、被写体がある照度よりも暗い場合に、焦点調節領域を拡大することでＳ／Ｎ比を向上させて低照度時の合焦精度を改善するオートフォーカス装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、予め複数の焦点調節領域で焦点評価値を求め、その結果、それぞれの焦点調節領域で充分な焦点評価値のピークが得られない場合に、以下のような制御を行うオートフォーカス装置が提案されている。すなわち、焦点評価値のピーク位置が同じような焦点調節領域が複数あれば、それらを選択し、それぞれの焦点調節領域におけるピーク位置の平均位置を算出して合焦位置とすることで、低照度時の評価値ピークの信頼性を向上させる（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−２１５４２６号公報 特開２０００−３０７９３２号公報

しかし、特許文献１のように焦点調節領域を拡大する場合、拡大することによって背景など主被写体以外の被写体が焦点調節領域に入ってしまう場合には、主被写体以外の被写体に合焦してしまうことがあった。

また、特許文献２のように、選択された焦点評価値のピーク位置が同じような焦点調節領域が、主被写体以外の被写体が存在する焦点調節領域であった場合には、主被写体が存在する枠が選択されないため、主被写体に合焦させることができない。また、複数の焦点調節領域でのピーク位置の平均位置を算出すると、ランダムに発生するノイズをキャンセルすることができないため、Ｓ／Ｎ比は向上しない。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、低照度時や主被写体が低コントラストである等の理由により主焦点調節領域での合焦結果の信頼性が低い場合に、主被写体への合焦精度を向上することを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮像手段から得られる画像において、焦点を合わせる対象の領域である主領域と、前記主領域の周囲に複数の副領域とを設定する設定手段と、フォーカスレンズを移動させながら、複数のフォーカスレンズ位置において前記撮像手段から得られた画像における前記主領域及び前記複数の副領域それぞれの焦点評価信号を取得し、当該焦点評価信号が最大となる前記フォーカスレンズのピーク位置をそれぞれ取得する取得手段と、前記取得手段により得られた前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能か否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能でないと判断された場合、前記主領域の焦点評価信号と、前記複数の副領域の内、前記主領域のピーク位置から所定範囲内にピーク位置を有する副領域の焦点評価信号とを合成した焦点評価信号に基づいて、合焦制御を行う合焦制御手段とを有する。

また、本発明の合焦制御方法は、撮像手段から得られる画像において、焦点を合わせる対象の領域である主領域と、前記主領域の周囲に複数の副領域とを設定する設定工程と、フォーカスレンズを移動させながら、複数のフォーカスレンズ位置において前記撮像手段から得られた画像における前記主領域及び前記複数の副領域それぞれの焦点評価信号を取得し、当該焦点評価信号が最大となる前記フォーカスレンズのピーク位置をそれぞれ取得する取得工程と、前記取得工程により得られた前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能か否かを判断する判断工程と、前記判断工程において前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能でないと判断された場合、前記主領域の焦点評価信号と、前記複数の副領域の内、前記主領域のピーク位置から所定範囲内にピーク位置を有する副領域の焦点評価信号とを合成した焦点評価信号に基づいて、合焦制御を行う合焦制御工程とを有する。

本発明によれば、低照度時や主被写体が低コントラストである等の理由により主焦点調節領域での合焦結果の信頼性が低い場合に、主被写体への合焦精度を向上することができる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は本第１の実施形態における電子カメラの構成を示すブロック図である。

１０１はズーム機構を含む撮影レンズ、１０２は光量を制御する絞り及びシャッター、１０３は自動露出（ＡＥ）処理部、１０４は後述する撮像素子１０８上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズ、１０５は自動焦点（ＡＦ）処理部である。１０６はフラッシュ、１０７はフラッシュ（ＥＦ）処理部、１０８は入射光を電気信号に変換する撮像素子である。

１０９は撮像素子１０８の出力ノイズを除去するＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を含むＡ／Ｄ変換部、１１０は画像処理部、１１１はホワイトバランス（ＷＢ）処理部、１１２はフォーマット変換部である。１１３は、例えばランダムアクセスメモリなどの高速な内蔵メモリ（以下、「ＤＲＡＭ」と記す。）であり、一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどとして、使用される。１１４はメモリカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなる画像記録部である。

１１５は撮影シーケンスなど、電子カメラ全体を制御するシステム制御部、１１６は画像表示用メモリ（以下、「ＶＲＡＭ」と記す。）である。１１７は画像表示の他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示の他、撮影時には撮影画面上に焦点調節領域を表示する操作表示部、１１８はカメラを外部から操作するための操作部であり、例えば次のようなものが含まれる。電子カメラの撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズ１０１のズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切換えスイッチ、などである。１１９は撮影のモードを設定する撮影モードスイッチ（ＳＷ）である。１２０は電子カメラに電源を投入するためのメインスイッチ、１２１はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作を指示するためのスイッチ（以下、「ＳＷ１」と記す。）、１２２はＳＷ１（１２１）の操作後、撮影を指示する撮影スイッチ（以下、「ＳＷ２」と記す。）である。

次に、上記構成を有する電子カメラの本第１の実施形態における合焦制御動作について、図２〜図７を参照しながら詳述する。なお、この合焦制御は、画像処理部１１０及びシステム制御部１１５の制御により行われる。

図２は本第１の実施形態の合焦制御手順を表すフローチャート、図３は合焦制御における焦点調節領域について説明する図である。

本第１の実施形態では、合焦制御を開始すると、まず、ステップＳ１１へと進む。ステップＳ１１では、主被写体が存在すると思われる焦点調節領域（主領域）を示す枠（以下、「主枠」と呼ぶ。）を設定して、ステップＳ１２へと進む。ここで、主枠の位置及び大きさは、画面中央位置に任意の大きさとしても、顔検出や動体検出などの方法で主被写体を検出した結果に基づいて決めた位置及び大きさとしても、ユーザーが任意に指定した位置及び大きさとしてもよい。

ステップＳ１２では、主枠の周囲に複数の焦点調節領域（副領域）を示す枠（以下、「副枠」と呼ぶ。）を設定してステップＳ１３へと進む。ここで、複数の副枠は、例えば図３に示すように主枠（太枠で表している）を含むＡ×Ｂ（Ａ，Ｂは任意の整数）個の、主枠と同じ大きさの領域とする（図３（ａ）では５×３個）。勿論、副枠の数、大きさ、位置は図３に示すものに限るものではないことは言うまでもない。ステップＳ１３では、フォーカスレンズ１０４を移動しながら、ステップＳ１１、ステップＳ１２で設定した各焦点調節領域（主枠、各副枠）の画像を取り込む。そして、各焦点調節領域の合焦状態を示すコントラスト値（または焦点評価値）を求めるＡＦスキャンを行い、ステップＳ１４へと進む。

ステップＳ１４では、焦点調節領域毎に、ステップＳ１３で求めた焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ１０４のピーク位置、即ち、合焦点を演算により取得し、ステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５では、主枠のピーク位置に対して予め設定された所定範囲である±α深度内（所定範囲内）にピーク位置を有する副枠を選定してステップＳ１６へと進む。ステップＳ１５で選定した副枠（選定数をＭとする）は、主被写体が存在していると推測される領域であるため、後述するように、求めた主枠のピーク位置（ＡＦ結果）の信頼性が低い場合に、選定した副枠のピーク位置（ＡＦ結果）を利用する。図３（ｂ）では、主枠に存在する主被写体とほぼ同距離に被写体が存在する３つの副枠（即ち、Ｍ＝３）が、ＡＦ結果より選定された場合を示している。

ステップＳ１６では、ＡＦ結果を利用する枠を示すｉを初期化してステップＳ１７へと進む。ステップＳ１７では、主枠のＡＦ結果より合焦可能かどうかの判定を行い、合焦可能であれば、ステップＳ１８へと進み、主枠のピーク位置へとフォーカスレンズ１０４を駆動してステップＳ１９へと進む。一方、合焦可能でなければ、ステップＳ２０へと進む。なお、ステップＳ１７で行われる合焦可能かどうかの判定の仕方については、図４〜図７を参照して詳細に後述する。

ステップＳ２０では、ＡＦ結果を利用する枠を示すｉをインクリメントしてステップＳ２１へと進む。ステップＳ２１では、ＡＦ結果を利用可能な副枠があるかどうか、すなわち、ステップＳ１５で選定された副枠の数Ｍがｉ以上であるかどうかを判定し、利用可能な副枠があればステップＳ２２へと進み、無ければステップＳ２７へと進む。ステップＳ２２では、ステップＳ１５で選定された副枠の内、主枠のピーク位置に対してピーク位置がｉ番目に近い副枠のＡＦ結果を加算平均等により合成して、ステップＳ２３へと進む。

なお、加算平均は、例えば以下のように行う。ステップＳ１３で行ったＡＦスキャンにおいて、フォーカスレンズ１０４の位置をa,b,c,d,・・・、フォーカスレンズ１０４の各位置における主枠の焦点評価値をＰ(a)、Ｐ(b)、Ｐ(c)、Ｐ(d)、・・・とする。更に、主枠のピーク位置に対してピーク位置がｉ番目に近い副枠の焦点評価値をＱi(a)、Ｑi(b)、Ｑi(c)、Ｑi(d)、・・・、とする。加算平均後のＡＦ結果Ａ(a)、Ａ(b)、Ａ(c)、Ａ(d)、・・・は、

・・・

とする。
ステップＳ２３では、加算平均後のＡＦ結果Ａ(a)、Ａ(b)、Ａ(c)、Ａ(d)、・・・に基づいて合焦判定を行い、合焦可能であればステップＳ２４へと進み、合焦可能でなければステップＳ２０へと進む。なお、ステップＳ２３における合焦判定は、図４〜図７を参照して後述する、ステップＳ１７で行われる合焦判定と同様にして行われる。ステップＳ２４では、加算平均後のＡＦ結果Ａ(a)、Ａ(b)、Ａ(c)、Ａ(d)、・・・に基づいてピーク位置を演算して求めて、ステップＳ２５へと進む。ステップＳ２５では、主枠のピーク位置と加算後のピーク位置の差がβ深度より大きいかどうかを調べ、大きければステップＳ１８へと進み、小さければステップＳ２６へと進む。ステップＳ２６では、加算平均後のピーク位置へとフォーカスレンズ１０４を駆動してステップＳ１９へと進む。

ステップＳ１９では合焦したことを表示して合焦制御を終了する。ここで、合焦表示枠は主枠だけでもよいが、加算平均した副枠がある場合には、加算平均した枠全部を表示してもよい。

一方、ステップＳ２７では、焦点評価値を用いた合焦制御が可能でないため、定点または主枠のピーク位置へフォーカスを駆動してステップＳ２８へと進み、非合焦表示をして合焦制御を終了する。

次に、ステップＳ１７及びＳ２３で行われる、合焦可能かどうかの判定の仕方について、図４〜図７を参照して以下に詳細に説明する。この判定は、以下に説明するように、焦点評価値が予め決められた条件を満たすかどうかにより、行われる。

焦点評価値は遠近競合などの特殊な場合を除けば、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に焦点評価値をとってグラフにすると、その形は図７に示すような山状になる。そこで焦点評価値が山状になっているか否かを、焦点評価値の最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の勾配から判断することにより、合焦判定を行うことができる。合焦判定の結果は、以下に示すように０、１で出力される。
０：焦点評価値のピーク位置から、被写体の焦点調節が可能である。
１：被写体のコントラストが不十分、もしくはスキャンした距離範囲外の距離に被写体が位置する。

ここで図７に示すように、山の頂上（Ａ点）から傾斜が続いていると認められる点をそれぞれＤ点、Ｅ点とし、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅Ｌとし、Ａ点とＤ点の焦点評価値の差ＳＬ１と、Ａ点とＥ点の焦点評価値の差ＳＬ２との和ＳＬ１＋ＳＬ２をＳＬとする。

図４は、図２のフローチャートのステップＳ１７及びＳ２３で行われる、合焦可能かどうかの判定の仕方を示すフローチャートである。

まずステップＳ３１において、焦点評価値の最大値と最小値、及び最大値を与えるフォーカスレンズ１０４の位置（スキャンポイント）ｉｏを求める。次にステップＳ３２では、焦点評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬを共に０に初期化する。ステップＳ３３では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における遠側端の位置か否かを調べ、遠側端位置でないならばステップＳ３４へ進み無限遠方向への単調減少を調べる。遠側端位置であったならば、ステップＳ３４の処理をスキップし、ステップＳ３５に進む。

ここでステップＳ３４における無限遠方向への単調減少を調べる処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。

まずステップＳ５１において、カウンタ変数ｉをｉｏに初期化する。ステップＳ５２では、スキャンポイントｉにおける焦点評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分無限遠よりのスキャンポイントｉ−１における焦点評価値の値ｄ［ｉ−１］の差を所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒと比較する。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］≧ＳｌｏｐｅＴｈｒでなければ、無限遠方向への単調減少は生じていないと判断し、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了し、図４のステップＳ３５へ進む。

一方、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］≧ＳｌｏｐｅＴｈｒであれば、無限遠方向への単調減少が生じていると判断する。無限遠方向への単調減少が生じていれば、ステップＳ５３に進み、焦点評価値が一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ（山の幅）を表す変数Ｌ、単調減少区間における減少量を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ ＝ Ｌ＋１
ＳＬ＝ ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）

そして、ステップＳ５４へ進み、ｉ＝ｉ−１として、検出をする点を１スキャンポイント無限遠側に移す。ステップＳ５５では、カウンタｉがスキャンを行った所定範囲における遠側端位置の値（＝０）になったかどうかをチェックする。カウンタｉの値が０、すなわち単調減少を検出する開始点がスキャンを行った所定範囲における遠側端位置に達したならば、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ３５へ進む。

以上のようにしてｉ＝ｉｏから無限遠方向への単調減少をチェックする。

更に、ステップＳ３５において、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における至近端の位置か否かを調べ、至近端位置でないならばステップＳ５６へ進み至近端方向への単調減少を調べる。至近端位置であったならば、この処理をスキップしステップＳ３７に進む。

ここでステップＳ３６における至近端方向への単調減少を調べる処理について説明する。図６にそのフローチャートを示す。

まずステップＳ６１において、カウンタ変数ｉをｉｏに初期化する。ステップＳ６２では、スキャンポイントｉにおける焦点評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイントｉ＋１における焦点評価値の値ｄ［ｉ＋１］の差を所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒと比較する。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］≧ＳｌｏｐｅＴｈｒでなければ、至近端方向への単調減少は生じていないと判断し、至近端方向への単調減少をチェックする処理を終了し、図４のステップＳ３７へ進む。

一方、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］≧ＳｌｏｐｅＴｈｒであれば、至近端方向への単調減少が生じていると判断する。至近端方向への単調減少が生じていれば、ステップＳ６３に進み、焦点評価値が一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ（山の幅）を表す変数Ｌ、単調減少区間における減少量を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ ＝ Ｌ＋１
ＳＬ＝ ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］）

そして、ステップＳ６４へ進み、ｉ＝ｉ＋１として、検出をする点を１スキャンポイント至近端側に移す。ステップＳ６５では、カウンタｉがスキャンを行った所定範囲における至近端位置の値（＝Ｎ）になったかどうかをチェックする。カウンタｉの値がＮ、すなわち単調減少を検出する開始点がスキャンを行った所定範囲における至近端位置に達したならば、至近端方向への単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ３７へ進む。

以上のようにしてｉ＝ｉｏから至近端方向への単調減少をチェックする。

無限遠方向および至近端方向への単調減少をチェックする処理が終了したならば、得られた焦点評価値が山状になっているか否か、諸係数をそれぞれのしきい値と比較し、合焦可能かどうかの判定を行う。

ステップＳ３７において、以下の２点を同時に満たすかどうかを判断する。先ず、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における至近端であるかを判断する。更に、至近端スキャンポイントｎにおける焦点評価値の値ｄ［ｎ］と、ｎより１スキャンポイント分無限遠寄りのスキャンポイントｎ−１における焦点評価値の値ｄ［ｎ−１］の差が、所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒ以上かどうかを判断する。至近端且つＳｌｏｐｅＴｈｒ以上であればステップＳ４１へ進み、そうでなければステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３８では、以下の２点を同時に満たすかどうかを判断する。先ず、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における遠側端であるかを判断する。更に、遠側端スキャンポイント０における焦点評価値の値ｄ［０］と、０より１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイント１における焦点評価値の値ｄ［１］の差が、所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒ以上かどうかを判断する。遠側端且つＳｌｏｐｅＴｈｒ以上であればステップＳ４１へ進み、そうでなければステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９では、以下の３点を同時に満たすかどうかを判断する。先ず、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬが所定値Ｌ0以上であるかどうかを判断する。また、傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌが所定値ＳＬ0／Ｌ0以上かどうか、更に、焦点評価値の最大値と最小値の差が所定値以上かどうかを判断する。長さＬが所定値Ｌ0以上、平均値ＳＬ／Ｌが所定値ＳＬ0／Ｌ0以上、且つ焦点評価値の最大値と最小値の差が所定値以上であれば、ステップＳ４０へ進み、そうでなければステップＳ４１へ進む。ステップＳ４０では、得られた焦点評価値が山状となっていて、被写体の焦点調節が可能であるため判定結果を０とする。一方、ステップＳ４１では、得られた焦点評価値が山状となっておらず、被写体の焦点調節が不可能であるため判定結果を１としている。

以上のようにして、合焦可能かどうかの判定を行う。

上記の通り本第１の実施形態によれば、主焦点調節領域の焦点評価値のみでは適切に合焦させることができない場合に、主焦点調節領域周辺のほぼ同距離に被写体が存在する副焦点調節領域を利用して合焦制御を行う。これにより、背景抜けなどの弊害が無く、焦点調節領域を拡張させることができると共に、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるため、合焦精度を向上させることが可能になる。

なお、主枠の焦点評価値の信頼性が低い場合に、主枠の周囲の複数の副枠の焦点評価値のＡＦ結果を利用するのは、暗い条件の場合のみに限定して行ってもよい。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、主枠の周囲の焦点調節領域を加算していくことで、主枠の合焦結果の信頼性を上げていたが、本第２の実施形態では、主枠のＡＦ結果の信頼性を上げる別の合焦制御方法を説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態における電子カメラの合焦制御を表すフローチャート、図９は、本第２の実施形態の合焦制御処理における焦点調節領域について説明する図である。

本第２の実施形態では、合焦制御を開始すると、まず、ステップＳ１０１へと進む。ステップＳ１０１では、主枠を設定する。主枠の位置及び大きさは、上述した第１の実施形態と同様に、画面中央位置に任意の大きさとしても、顔検出や動体検出などの方法で主被写体を検出した結果に基づいて決めた位置及び大きさとしても、ユーザーが任意に指定した位置及び大きさとしてもよい。そして、ステップＳ１０２へと進み、主枠を内包すると共に、主枠を中心とした大きさの異なる複数の焦点調節領域（以下、「副枠」と呼ぶ。）を設定してステップＳ１０３へと進む。ここで、設定した副枠の数をＭとする。例えば、図９に示すように、主枠（Ｗ０）を中心に含むように、枠Ｗ１、枠Ｗ２、枠Ｗ３のように副枠を設定する。図９は、Ｍ＝３で副枠を設定した場合を示している。

ステップＳ１０３では、ＡＦスキャンを行って、ステップＳ１０４へと進む。ＡＦスキャンでは、フォーカスレンズ１０４を移動しながら、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２で設定した各焦点調節領域（主枠、各副枠）の画像を取り込んで、各焦点調節領域のコントラスト値（焦点評価値）を求める。

ステップＳ１０４では、焦点調節領域毎に、ステップＳ１０３で求めた焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ１０４のピーク位置を演算により求めて、ステップＳ１０５へと進む。ステップＳ１０５では、焦点調節領域の大きさの順番を示すｉを０に初期化してステップＳ１０６へと進む。

ステップＳ１０６では、主枠（Ｗ０）のＡＦ結果より合焦可能かどうかの判定を行い、合焦可能であれば、ステップＳ１０７へと進み、合焦可能でなければ、ステップＳ１０９へと進む。なお、合焦可能かどうかの判定は、第１の実施形態において図４〜図７を参照して説明したようにして行う。ステップＳ１０７では、主枠（Ｗ０）のピーク位置へとフォーカスレンズ１０４を駆動して、ステップＳ１０８へと進む。ステップＳ１０８では合焦したことを表示して合焦制御処理を終了する。

ステップＳ１０９では、副枠の大きさの順番を示すｉをインクリメントしてステップＳ１１０へと進む。ステップＳ４１０では、主枠以外でｉ番目に大きい焦点調節領域（枠Ｗｉとする）があるかどうか、即ちｉがＭ以下であるかどうかを判定し、あればステップＳ１１１へと進み、無ければステップＳ１１３へと進む。

ステップＳ１１１では、図４〜図７を参照して上述したようにして、枠WｉのＡＦ結果を用いて合焦可能かどうかを判定し、合焦可能であればステップＳ１１２へと進み、合焦可能でなければステップＳ１０９へ戻って上記処理を繰り返す。

ステップＳ１１２では主枠（Ｗ０）のピーク位置と枠Ｗｉのピーク位置の差がβ深度より大きいかどうかを調べ、大きければステップＳ１１３へと進み、小さければステップＳ１０７へと進む。ステップＳ１０７では、枠Ｗｉのピーク位置へとフォーカスレンズ１０４を駆動して、ステップＳ１０８へと進む。ステップＳ１０８では合焦したことを表示して合焦制御を終了する。なお、ここでの合焦表示枠は、主枠でも、枠Ｗｉの枠でもよい。

一方、ステップＳ１１３では、定点または主枠のピーク位置へフォーカスレンズ１０４を駆動してステップＳ１１４へと進む。ステップＳ１１４では、非合焦表示をして合焦制御を終了する。

以上説明したように、本第２の実施形態によれば、主焦点調節領域の焦点評価値のみでは適切に合焦させることができない場合に、主焦点調節領域と、その周辺領域を含む副焦点調節領域を利用して合焦制御を行う。これにより、背景抜けなどの弊害が無く、焦点調節領域を拡張させることができると共に、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるため、合焦精度を向上させることが可能になる。

本発明の実施形態における電子カメラの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における合焦制御を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における焦点調節領域の設定の仕方を示す図である。 本発明の第１の実施形態における合焦判定処理を示すフローチャートである。 図４のステップＳ３４で行われる無限遠方向の単調減少チェックの手順を示すフローチャートである。 図４のステップＳ３６で行われる至近端方向の単調減少チェックの手順を示すフローチャートである。 合焦可能な場合のフォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係を説明する図である。 本発明の第２の実施形態における合焦制御を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における焦点調節領域の設定の仕方を示す図である。

符号の説明

１０１：撮影レンズ、１０２：絞り及びシャッター、１０３：自動露出処理部、１０４：フォーカスレンズ、１０５：自動焦点処理部、１０６：フラッシュ、１０７：フラッシュ処理部、１０８：撮像素子、１０９：Ａ／Ｄ変換部、１１０：画像処理部、１１１：ホワイトバランス処理部、１１２：フォーマット変換部、１１３：ＤＲＡＭ、１１４：画像記録部、１１５：システム制御部、１１６：画像表示用メモリ、１１７：操作表示部、１１８：操作部、１１９：撮影モードスイッチ、１２０：メインスイッチ、１２１：ＳＷ１、１２２：ＳＷ２

Claims (10)

1. 撮像手段から得られる画像において、焦点を合わせる対象の領域である主領域と、前記主領域の周囲に複数の副領域とを設定する設定手段と、
   フォーカスレンズを移動させながら、複数のフォーカスレンズ位置において前記撮像手段から得られた画像における前記主領域及び前記複数の副領域それぞれの焦点評価信号を取得し、当該焦点評価信号が最大となる前記フォーカスレンズのピーク位置をそれぞれ取得する取得手段と、
   前記取得手段により得られた前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能か否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能でないと判断された場合、前記主領域の焦点評価信号と、前記複数の副領域の内、前記主領域のピーク位置から所定範囲内にピーク位置を有する副領域の焦点評価信号とを合成した焦点評価信号に基づいて、合焦制御を行う合焦制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記合焦制御手段は、前記主領域のピーク位置と前記合成した焦点評価信号に基づくピーク位置との差が第１の値より大きい第２の値の場合、前記主領域のピーク位置に基づいて前記フォーカスレンズを駆動し、前記差が前記第１の値の場合、前記合成した焦点評価信号に基づくピーク位置に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記判断手段は、更に、前記合成した焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能か否かを判断し、
   前記合焦制御手段は、前記合成した焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能であると判断された場合、該合成した焦点評価信号に基づいて合焦制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記複数の副領域の内、前記主領域のピーク位置から前記所定範囲内にピーク位置を有する副領域が無い場合、前記合焦制御手段は、予め決められた位置又は前記主領域のピーク位置に基づく位置へ前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記判断手段により前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能であると判断された場合に、前記合焦制御手段は、前記主領域のピーク位置に前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記副領域は、前記主領域と異なる領域であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記主領域は、任意に設定された領域であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記撮像手段から得られる画像から、予め設定された条件を満たす被写体を検出する検出手段を有し、
   前記設定手段は、前記検出手段により検出された被写体を含む領域を主領域に設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記被写体は、人の顔であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 撮像手段から得られる画像において、焦点を合わせる対象の領域である主領域と、前記主領域の周囲に複数の副領域とを設定する設定工程と、
    フォーカスレンズを移動させながら、複数のフォーカスレンズ位置において前記撮像手段から得られた画像における前記主領域及び前記複数の副領域それぞれの焦点評価信号を取得し、当該焦点評価信号が最大となる前記フォーカスレンズのピーク位置をそれぞれ取得する取得工程と、
    前記取得工程により得られた前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能か否かを判断する判断工程と、
    前記判断工程において前記主領域の焦点評価信号に基づいて合焦制御が可能でないと判断された場合、前記主領域の焦点評価信号と、前記複数の副領域の内、前記主領域のピーク位置から所定範囲内にピーク位置を有する副領域の焦点評価信号とを合成した焦点評価信号に基づいて、合焦制御を行う合焦制御工程と
    を有することを特徴とする合焦制御方法。

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