JP2006023383A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＦの高速化を図ることが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】 デジタルカメラは、画像の色情報に基づいて撮影シーンを判定するシーン判定手段と、画像についての合焦評価値に基づいてフォーカスレンズの位置を調整する自動合焦制御手段とを備える。自動合焦制御手段は、シーン判定手段による撮影シーンの判定結果に応じて被写体の存在位置範囲ＳＲ１を推定し、当該推定された存在位置範囲ＳＲ１の被写体を合焦状態にするフォーカスレンズの位置範囲である推定合焦範囲ＶＲ１を特定する。そして、推定合焦範囲ＶＲ１とフォーカスレンズの現在位置ＰＰとの関係に基づいて、フォーカスレンズの駆動方向を決定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置におけるオートフォーカス技術に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置においては、被写体を合焦状態に導くためのオートフォーカスが行われる。

例えば、特許文献１には、デジタルカメラにおいて、ＣＣＤなどの撮像素子によって取得された撮影画像の一部の領域をＡＦエリアとして定め、そのＡＦエリアに関する合焦評価値（ＡＦ評価値）に基づいて、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる技術が記載されている。

特開平６−６２３０１号公報

しかしながら、上記の技術では、ＡＦ開始時にフォーカスレンズ位置からいずれの方向にフォーカスレンズを移動させるべきかを決定するための動作（すなわち駆動方向の決定動作）が行われる。そのため、駆動方向決定に際して常に初期微動動作を行うための時間を要することとなり、ＡＦ動作が遅くなってしまう。

そこで、この発明の課題は、ＡＦの高速化を図ることが可能な撮像装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、撮像装置であって、撮影光学系による光像を光電変換して画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子によって撮像された画像についての合焦評価値を算出し、当該合焦評価値を用いて前記撮影光学系のフォーカスレンズの位置を調整する自動合焦制御手段と、前記画像の撮影シーンを判定するシーン判定手段とを備え、前記自動合焦制御手段は、前記シーン判定手段による撮影シーンの判定結果に応じて被写体の存在位置範囲を推定し、当該推定された存在位置範囲の被写体を合焦状態にするフォーカスレンズの位置範囲である推定合焦範囲を特定し、当該推定合焦範囲と前記フォーカスレンズの現在位置との関係に基づいて前記フォーカスレンズの駆動方向を決定することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明に係る撮像装置において、前記推定合焦範囲は、撮影シーンに対応する像倍率の範囲と撮影時の焦点距離とに基づいて定められることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る撮像装置において、前記自動合焦制御手段は、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲の外に存在する場合には、前記駆動方向を前記推定合焦範囲に近づく方向に決定することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記シーン判定手段は、前記画像の色情報に基づいて前記画像の撮影シーンを判定することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記シーン判定手段は、前記画像の肌色情報に基づいて、前記撮影シーンがポートレートシーンであるか否かを判定することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記自動合焦制御手段は、前記撮影シーンがポートレートシーンであると判定された場合には、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも遠側にあるときには前記駆動方向を近側に向かう方向に決定し、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも近側にあるときには前記駆動方向を遠側に向かう方向に決定することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記シーン判定手段は、前記画像の空色情報に基づいて、前記撮影シーンが風景シーンであるか否かを判定することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記自動合焦制御手段は、前記撮影シーンが風景シーンであると判定された場合には、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも近側にあるときには前記駆動方向を遠側に向かう方向に決定することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記シーン判定手段は、前記画像の単色度合いに基づいて、前記撮影シーンが近接撮影シーンであるか否かを判定することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１から請求項９のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記自動合焦制御手段は、前記撮影シーンが近接撮影シーンであると判定された場合には、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも遠側にあるときには前記駆動方向を近側に向かう方向に決定することを特徴とする。

請求項１から請求項１０に記載の発明によれば、推定合焦範囲とフォーカスレンズの現在位置との関係に基づいてフォーカスレンズの駆動方向が決定されるので、ＡＦの高速化を図ることができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、撮像倍率および焦点距離を考慮して、推定合焦範囲が定められるので、駆動方向をより正確に求めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜Ａ．第１実施形態＞
＜ハードウエア構成＞
デジタルカメラ１Ａのハードウエア構成を図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、デジタルカメラ１Ａを正面から見た正面図である。図２は、図１のＤ−Ｄの位置におけるデジタルカメラ１Ａの断面図である。また、図３は、デジタルカメラ１Ａを背面から見た背面図である。

デジタルカメラ１Ａの正面には、撮影レンズ１１０が設けられる。撮影レンズ１１０は、撮影用の光像（被写体の光像）を取得し、撮像素子であるＣＣＤ１２０（Charge Coupled Device）の受光面に結像させる。

また、撮影レンズ１１０のレンズ鏡胴１１１の内部には、焦点距離を変化させて撮影用の光像の画角を変化させるためのズームレンズ１１２と、撮影用の光像の合焦状態を変化させるためのフォーカスレンズ１１３とが設けられている。ズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３は、それぞれ、実際には１つ又は複数のレンズ要素等で構成されるが、ここでは模式的に示している。

ズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３は、図示しないエンコーダに接続されている。これにより、デジタルカメラ１Ａは、ズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３の光軸ＯＡ方向の位置（代表位置）を検出可能である。また、ズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３は、それぞれ、ズームモータＭ１（図４）およびフォーカスモータＭ３（図４）に接続されている。これにより、デジタルカメラ１Ａは、ズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３を光軸ＯＡ方向に駆動可能である。すなわち、デジタルカメラ１Ａは、光学系の駆動による光学ズームおよびフォーカス制御が可能に構成されている。また、撮影レンズ１１０は、ＣＣＤ１２０へ入射する光量を変化させるための絞り１１４を備える。絞り１１４は、ズームレンズ１１２とフォーカスレンズ１１３との中間に設けられる。絞り１１４は、絞りモータＭ２（図４）に接続されている。これにより、デジタルカメラ１Ａは、露出制御のために絞り径を変化させることができる。

デジタルカメラ１Ａの上面には、デジタルカメラ１Ａに撮影開始指示を与えるためのシャッタスタートボタン１５０（以下、シャッタボタンと略す）と、デジタルカメラ１Ａの動作モードを設定するためのモード設定ダイアル１６０と、フラッシュ撮影時に発光するポップアップフラッシュ１７０とが設けられている。

シャッタボタン１５０は、半押し状態Ｓ１と全押し状態Ｓ２とを判別可能な押しボタンスイッチである。デジタルカメラ１Ａは、シャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１となったことを検出すると、ＡＦ（オートフォーカス）制御などの撮影準備動作を開始する。また、デジタルカメラ１Ａは、シャッタボタン１５０が全押し状態Ｓ２となったことを検出すると、本撮影動作を開始する。

モード設定ダイアル１６０は、被写体の静止画撮影を行う「静止画撮影モード」と、被写体の動画撮影を行う「動画撮影モード」と、記憶画像の再生表示を行う「再生モード」との間で、デジタルカメラ１Ａの動作モードを切り替えるロータリースイッチである。

デジタルカメラ１Ａの背面には、撮影画像のライブビュー表示や記録画像の再生表示を行なう液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）１８０が設けられる。また、ＬＣＤ１８０の背面上方には、撮影画像のライブビューを表示するための電子ビューファインダ（ＥＶＦ；Electronic View Finder）１９０が設けられる。また、背面には撮影時のズームや画像再生時のフレーム送り等を行うための十字スイッチ２０５が設けられている。この十字スイッチ２０５は上下左右４個の押し釦ＵＰ，ＤＮ，ＬＦ，ＲＴを備えており、上の釦ＵＰの押下により望遠側へのズーム、下の釦ＤＮの押下により広角側へのズームが行われる（以下、望遠をテレ、広角をワイドと表記する）。さらに、デジタルカメラ１Ａの背面であって十字スイッチ２０５の中央には、決定ボタン２００が設けられている。

＜機能構成＞
続いて、デジタルカメラ１Ａの機能構成を図４のブロック図を参照しながら説明する。

ズームレンズ１１２、フォーカスレンズ１１３および絞り１１４を備える撮影レンズ１１０によって取得された撮影用の光像は、ＣＣＤ１２０の受光面に結像させられる。

ＣＣＤ１２０は、撮影用の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分を有する画像信号に光電変換して、信号処理部２１０へ出力する。当該画像信号は、ＣＣＤ１２０を構成する受光素子（画素）の受光量に応じた画素信号の信号列である。

信号処理部２１０は、ＣＣＤ１２０から入力される画像信号に所定のアナログ信号処理を行なう。信号処理部２１０は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ；Correlated Double Sampling）回路および自動利得制御（ＡＧＣ；Automatic Gain Control）回路を備える。ＣＤＳ回路は、画像信号のサンプリングノイズの低減を行なう。ＡＧＣ回路は、画像信号の信号レベルの調整を行う。ＡＧＣ回路における利得制御は、絞り１１４の絞り径およびＣＣＤ１２０の露光時間の調整により適正露出を得ることができない場合における画像信号のレベルアップにも用いられる。

Ａ／Ｄ変換部２２０は、信号処理部２１０から入力されるアナログ画像信号を有するデジタル画像信号へ変換して、画像データとして画像処理部２３０へ出力する。これによって、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分ごとに所定の階調数（ここでは２５６段階）を有するデジタルカラー画像データが生成される。

ＣＣＤ１２０、信号処理部２１０およびＡ／Ｄ変換部２２０の動作は、タイミング制御回路２４０から入力される基準クロックに同期して行われる。タイミング制御回路２４０は、全体制御部２５０から入力される制御信号に基づいて、基準クロックを生成する。

画像処理部２３０は、黒レベル補正回路２３１、ホワイトバランス（ＷＢ；White Balance）回路２３２、γ補正回路２３３および画像メモリ２３４を備える。

黒レベル補正回路２３１は、Ａ／Ｄ変換部２２０から入力された画像データの黒レベルを所定の黒レベルに補正する。

ＷＢ回路２３２は、画像データのＲ，Ｇ，Ｂの色成分のレベル変換を行う。レベル変換は、全体制御部２５０から入力されるレベル変換テーブルを用いて行われる。このレベル変換テーブルは、全体制御部２５０により撮影画像ごとに設定される。

γ補正回路２３３は、ＷＢ回路２３２から入力された画像データの階調変換を行う。階調変換は、所定のレベル変換テーブルに基づいて行われる。

画像メモリ２３４は、γ補正回路２３３から入力された画像データを一時的に格納する。画像メモリ２３４は、全画素数分の画像データを格納可能な記憶容量を有する。

デジタルカメラ１Ａは、ズームモータ制御部２６０、絞りモータ制御部２７０およびフォーカスモータ制御部２８０を備える。ズームモータ制御部２６０、絞りモータ制御部２７０およびフォーカスモータ制御部２８０は、それぞれ、全体制御部２５０から入力されるズーム制御信号、絞り制御信号およびフォーカス制御信号に基づいて、ズームモータＭ１、絞りモータＭ２およびフォーカスモータＭ３へ駆動電力を供給する。これにより、全体制御部２５０は、撮影レンズ１１０のズーム倍率、絞り径およびフォーカス状態を変化させることが可能である。

また、デジタルカメラ１Ａは、ズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３の位置を検出するためのエンコーダを含むレンズ位置検出部２９０を備える。レンズ位置検出部２９０は、検出したズームレンズ１１２およびフォーカスレンズ１１３の位置を全体制御部２５０へ出力する。

さらに、デジタルカメラ１Ａは、フラッシュ回路３１０およびポップアップフラッシュ１７０を備える。フラッシュ回路３１０は、全体制御部２５０から入力されるフラッシュ制御信号に応答して、ポップアップフラッシュ１７０にフラッシュ発光のための電力を供給する。

また、デジタルカメラ１Ａは、操作部３２０を備える。操作部３２０は、先述したシャッタボタン１５０、モード設定ダイアル１６０および決定ボタン２００を包含している。全体制御部２５０は、これらの操作部材の状態を検出し、デジタルカメラ１Ａの動作に反映させる。

デジタルカメラ１Ａは、ＥＶＦ１９０およびＬＣＤ１８０に表示される画像のバッファメモリとなるＥＶＦＶＲＡＭ３３０およびＬＣＤＶＲＡＭ３４０を備える。ＥＶＦＶＲＡＭ３３０およびＬＣＤＶＲＡＭ３４０は、それぞれ、ＥＶＦ１９０およびＬＣＤ１８０と画素数が同一の画像データを格納可能な記憶容量を有している。

また、デジタルカメラ１Ａは、カードインターフェース３５０、メモリカード３６０および通信用Ｉ／Ｆ３７０を備える。メモリカード３６０は、撮影済の画像データを記憶する不揮発性のメモリである。カードインターフェース３５０は、メモリカード３６０に対する画像データの書込みおよびメモリカード３６０からの画像データの読み出しを行なうためのインターフェースである。通信用Ｉ／Ｆ３７０は、デジタルカメラ１Ａに接続された外部機器との間で通信を行うためのインターフェースである。

撮影モードの撮影待機状態においては、ＣＣＤ１２０において所定時間間隔で生成された画像信号は、信号処理部２１０、Ａ／Ｄ変換部２２０、および画像処理部２３０の各処理回路２３１〜２３４で処理された後に画像データとして画像メモリ２３４に一時的に格納される。当該画像データは、全体制御部２５０によって読み出され、ＥＶＦ１９０およびＬＣＤ１８０と画素数が同一の画像データへ変換される。さらに、変換された画像データは、ＥＶＦＶＲＡＭ３３０およびＬＣＤＶＲＡＭ３４０へ転送され、ＥＶＦ１９０およびＬＣＤ１８０にライブビューとして表示される。これにより、撮影者は被写体像を視認可能である。また、再生モードにおいては、メモリカード３６０に記憶された画像データが、カードインターフェース３５０を介して全体制御部２５０によって読み出され、所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、ＥＶＦ１９０およびＬＣＤ１８０と画素数が同一の画像データへ変換され、ＥＶＦＶＲＡＭ３３０およびＬＣＤＶＲＡＭ３４０へ転送される。そして、この画像データは、ＥＶＦ１９０およびＬＣＤ１８０に再生表示される。

また、全体制御部２５０は、少なくともＣＰＵ２５１、ＲＡＭ２５２およびＲＯＭ２５３を備えるマイクロコンピュータであり、ＲＯＭ２５３に格納されているプログラムＰＧにしたがってデジタルカメラ１Ａの各構成の動作を統括的に制御する。また、図４の全体制御部２５０においては、ＣＰＵ２５１、ＲＡＭ２５２およびＲＯＭ２５３によって実現される機能が、シーン判定部２５４、ＡＦ制御部２５５、ＡＥ制御部２５６および撮影条件設定部２５７として模式的に表現されている。

シーン判定部２５４は、画像データに基づいて撮影シーンを判定する。ＡＦ制御部２５５は、ＡＦ評価値（合焦評価値）に基づいてオートフォーカス制御（自動合焦制御）を行い、ＡＥ制御部２５６は、ＡＥ評価値に基づいて自動露出制御を行う。また、撮影条件設定部２５７は、撮影シーンに応じて、撮影条件（絞り値、シャッタスピード、画像処理の内容等）を設定する。

また、デジタルカメラ１Ａは、さらに、ＡＦ評価値演算部２３６とブロック輝度演算部２３８とを備えている。これらの各部による処理については次述する。

＜ＡＦ＞
つぎに、ＡＦ処理について説明する。

図５は、自動合焦制御（ＡＦ制御）用の画像ＭＧ１を示す図である。この画像ＭＧ１は、ＣＣＤ１２０の全画素のうちの一部で構成される画像である。例えば、ＣＣＤ１２０が２５６０×１９２０個の全画素数を有するものとするとき、画像ＭＧ１は、ＣＣＤ１２０から読み出された垂直方向中央に位置する帯状領域である中央帯状領域ＣＲ（２５６０×２４０個の画素数を有する）のうち、水平方向中央に位置する３２０×２４０個の画素で構成される。

ＡＦ評価値演算部２３６（図４）は、フレーミング領域（すなわち撮影画像全体）ＦＲのうちの画像ＭＧ１に対応する領域（言い換えれば、フレーミング領域ＦＲ内の中央部分に相当する領域）を合焦評価領域（以下、「ＡＦエリア」とも称する）ＡＲとして用い、そのＡＦエリアＡＲ内の各画素の画素値に基づいてＡＦ評価値を算出する。ここでは、ＡＦ評価値としてコントラスト値Ｃを用いるものとする。詳細には、ＡＦ評価値演算部２３６は、注目画素と、その注目画素の近隣に位置し且つ注目画素と一定の位置関係を有する画素（例えば水平方向に隣接する画素）との差分絶対値を求め、その差分演算結果を累積加算していく。この累積加算は、ＡＦエリアＡＲに含まれる全ての画素が注目画素として選択されるまで繰り返される。これによって、ＡＦエリアＡＲについてのコントラスト値Ｃが求められ、得られたコントラスト値Ｃは、全体制御部２５０に出力される。

全体制御部２５０のＡＦ（オートフォーカス）制御部２５５は、ＡＦエリアＡＲのコントラスト値Ｃに基づいて合焦の度合いを判定し、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる。このように、ＡＦ制御部２５５は、いわゆる山登り法によってオートフォーカス制御動作を行う。

＜ＡＥ＞
さらに、ＡＥ処理について説明する。

図６は、自動露出制御用（ＡＥ制御用）の画像ＭＧ２を示す図である。この画像ＭＧ２は、ＣＣＤ１２０の全画素のうちの一部を間引いて構成される間引き画像である。例えば、画像ＭＧ２は、２５６０×１９２０個の全画素数を有するＣＣＤ１２０において、水平方向および垂直方向にそれぞれ１／８間引きされることによって、３２０×２４０個の画素を有する画像データとして生成される。この画像ＭＧ２は、撮影対象全体（言い換えればフレーミング領域ＦＲ全体）を示す粗画像となっている。

ブロック輝度演算部２３８は、画像ＭＧ２内を用いて自動露出制御用のＡＥ評価値を算出する。ブロック輝度演算部２３８は、Ａ／Ｄ変換部２２０から出力される画像データ（画像ＭＧ２）を、複数のブロック、ここでは３００ブロック（＝（２０×１５）ブロック）に分割（区分）し、各ブロック（区分領域）ごとに測光データを算出する多分割測光を行う。ブロック輝度演算部２３８は、Ｇ色成分の画素値の平均値を被写体輝度として算出し、全体制御部２５０に出力する。なお、これに限定されず、Ｒ色成分とＧ色成分とＢ色成分との全成分の合成値としてＹ成分を算出し、そのＹ成分の画素値の平均値を被写体輝度として算出するようにしてもよい。

また、全体制御部２５０のＡＥ制御部２５６は、入力される被写体輝度値に基づいて、露出制御値（絞り値、シャッタスピード、ゲイン）を算出し、各部を制御することで、ＡＥを実現する。

なお、このデジタルカメラ１Ａは、画像ＭＧ１，ＭＧ２をほぼ同時に取得することができる。また、フレーミング領域ＦＲ内における両画像ＭＧ１，ＭＧ２の位置関係を示すため、図６の画像ＭＧ２において図５のＡＦエリアＡＲ（画像ＭＧ１）に相当する領域を破線で示している。

この実施形態においては、後述するように、このＡＥ用画像である画像ＭＧ２等を用いてシーン判定が行われ、前述のＡＦ用画像である画像ＭＧ１を用いてＡＦ動作が行われる。

＜判定結果に応じたＡＦ動作＞
図７は、この実施形態におけるＡＦ動作を示す概念図である。

この実施形態においては、まず画像データの色情報（より詳細には肌色情報）に基づいて、撮影シーンがポートレートシーンであるか否か（端的に言えば、ポートレート撮影であるか否か）が判定される。そして、ポートレート撮影であると判定される場合には、ポートレート撮影における主被写体（人物）が存在する位置の範囲（「存在位置範囲」とも称する）ＳＲを推定（仮定）し、当該存在位置範囲ＳＲ内の主被写体を合焦状態にするフォーカスレンズの位置の範囲（「推定合焦範囲」とも称する）ＶＲを推定する。そして、この推定合焦範囲ＶＲとフォーカスレンズの現在位置ＰＰとの関係に基づいて、フォーカスレンズの初期駆動方向を決定する。

ここでは、より正確にレンズ駆動方向を決定するため、像倍率βを利用する。なお、像倍率βは、結像面での光像の大きさと被写体の実際の大きさとの比を表す値であり、焦点距離ｆを被写体距離Ｌで除した値として得られる（β＝ｆ／Ｌ）。

ポートレート撮影時においては、この像倍率βは一般的に下限値β１と上限値β２とで区切られる範囲ＢＲ１内のいずれかの値（すなわち、β１≦β≦β２）となるという性質がある。例えば、値β１＝１／１５０、値β２＝１／１０（いずれも３５ｍｍフィルム換算値）である。なお、焦点距離ｆが４０ｍｍの場合には、被写体距離Ｌが６０００ｍｍ（すなわち６．０ｍ）のときに像倍率βが１／１５０となり、被写体距離Ｌが４００ｍｍ（すなわち０．４ｍ）のときに像倍率βが１／１０となる。

ＡＦ制御部２５５は、像倍率βに関する上記の性質を利用して、像倍率βと焦点距離ｆの大きさ（すなわちズームの程度）とに基づいて、被写体の存在位置範囲ＳＲとレンズ位置の推定合焦範囲ＶＲとを推定する。

具体的には、ポートレート撮影時における像倍率βの推定範囲である範囲ＢＲ１に対応する被写体存在位置の推定範囲（存在位置範囲）ＳＲ１を決定し、その存在位置範囲ＳＲ１に対応するフォーカスレンズのレンズ位置の範囲（「推定合焦範囲」）ＶＲ１を特定する。詳細には、像倍率の定義式（上述）を変形して導出される数式（Ｌ＝ｆ／β）と撮影時点の焦点距離ｆとに基づいて、像倍率β１、β２にそれぞれ対応する被写体距離Ｌ１，Ｌ２を算出する。そして、被写体距離Ｌ１，Ｌ２の被写体をそれぞれ合焦状態にするレンズ位置ＰＥ１，ＰＥ２を求める。このようにして、レンズ位置ＰＥ１，ＰＥ２が推定合焦範囲ＶＲ１の境界値として決定される。なお、被写体距離Ｌと当該被写体距離Ｌの被写体を合焦状態にするフォーカスレンズのレンズ位置ＰＸとの対応関係は、デジタルカメラ１ＡのＲＯＭ２５３内に格納されたテーブルデータ等を用いて求めればよい。

そして、ＡＦ制御部２５５は、フォーカスレンズの現在位置ＰＰと上述の推定合焦範囲ＶＲ１との関係に基づいて、フォーカスレンズの駆動方向を決定する。

具体的には、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば現在位置ＰＰ１）が、推定合焦範囲ＶＲ１よりも遠側に存在する場合には、フォーカスレンズを近側に向けて（図７の左側に向けて）移動させていくことを決定する。逆に、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば現在位置ＰＰ３）が、推定合焦範囲ＶＲ１よりも近側に存在する場合には、フォーカスレンズを遠側に向けて（図７の右側に向けて）移動させていくことを決定する。また、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば現在位置ＰＰ２）が、推定合焦範囲ＶＲ１内に存在するときには、フォーカスレンズを微小駆動させた後にフォーカスレンズの駆動方向を決定する。なお、フォーカスレンズの位置に関して、比較的遠くの被写体を合焦状態にする位置を「遠側」の位置と称し、比較的近くの被写体を合焦状態にする位置を「近側」の位置と称する。

このような動作によれば、フォーカスレンズの現在位置が、推定合焦範囲ＶＲ１よりも遠側または近側に存在する場合（言い換えれば、推定合焦範囲ＶＲ１の外側に存在する場合）には、フォーカスレンズの微小駆動を伴うフォーカスレンズの駆動方向決定動作が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

なお、像倍率βを用いずに存在位置範囲ＳＲおよび推定合焦範囲ＶＲを固定的に決めておくようにしてもよいが、上述のように像倍率βを用いて存在位置範囲ＳＲおよび推定合焦範囲ＶＲを決定することが好ましい。像倍率βを用いることによれば、ポートレート撮影時の対象被写体の位置（換言すれば被写体距離Ｌ）は、焦点距離ｆの大きさ（すなわちズームの程度）に依存して異なるという事情を反映させることができるからである。例えば、ポートレート撮影時の被写体までの距離（被写体距離）Ｌは、焦点距離ｆが４０ｍｍの場合には０．４ｍ以上６．０ｍ以下の値となり、焦点距離ｆが１００ｍｍの場合には１ｍ以上１５ｍ以下の値となる、という事情を反映させることができる。言い換えれば、比較的遠くの被写体を比較的望遠側でポートレート撮影することがあることなどをも考慮できる。このように、焦点距離ｆに依存させずに被写体距離Ｌ１，Ｌ２を決定する場合に比べて、存在位置範囲ＳＲおよび推定合焦範囲ＶＲをより正確に決定することができ、ＡＦ動作における駆動方向を正確に決定することが可能である。

＜動作詳細＞
つぎに、図８〜図１１のフローチャートを参照しながら、デジタルカメラ１Ａの撮影動作について説明する。

まず、ステップＳＰ１０（図８）において、シーン判定動作が行われる。このステップＳＰ１０においては、ポートレート撮影であるか否かが判定される。

図９は、ステップＳＰ１０の詳細動作を示すフローチャートである。図９に示されるように、まず、肌色ブロック数ＢＮが検出され（ステップＳＰ１１）、検出された肌色ブロック数ＢＮに基づくポートレート度数ＰＤ１が算出される（ステップＳＰ１２）。また、焦点距離ｆに基づくポートレート度数ＰＤ２も算出される（ステップＳＰ１３）。そして、両度数ＰＤ１，ＰＤ２に基づいて、ポートレート度数の総合値（総合ポートレート度数とも称する）ＰＤＴが算出される（ステップＳＰ１４）。ポートレート度数ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤＴは、撮影シーンがポートレートである可能性を示す指標値である。

ポートレート度数ＰＤ１の算出について説明する。

シーン判定部２５４は、ＡＥ用画像ＭＧ２を３００（＝２０×１５）に区分した複数のブロック（区分領域）ＢＬのうち、中央部ＣＲ（図６）に存在する１２×９個のブロックに着目する。より詳細には、中央部ＣＲは、ブロックＢＬ（５，４）、ＢＬ（１６，４）、ＢＬ（５，１２）、ＢＬ（１６，１２）を頂点とする矩形領域である。

また、中央部ＣＲ内の各ブロックＢＬ（ｉ，ｊ）について、そのブロックの平均色を表すＣｒ値およびＣｂ値がそれぞれ求められる。具体的には、各画素のＲ，Ｇ，Ｂ成分値に基づいて画素ごとのＣｒ値およびＣｂ値を算出し、各ブロック内の複数の画素（例えば、ブロック内の全画素）についての平均値を算出することによって、各ブロックの平均色を表すＣｒ値およびＣｂ値を得る。

そして、シーン判定部２５４は、図１２に示すように、各ブロックの平均色を表す点Ｐ（ｃｂ，ｃｒ）がＣｂ−Ｃｒ平面（より詳細にはその第２象限）の領域ＳＣに含まれている場合に、そのブロックを「肌色ブロック」（色が「肌色」のブロック）として判定する。領域ＳＣは、Ｃｒ＝ａ１×Ｃｂ＋ｂ１、Ｃｒ＝ａ２×Ｃｂ＋ｂ２、の２つの直線ＬＮ１，ＬＮ２と、Ｃｂ＝ＴＨ１、Ｃｂ＝ＴＨ２、の２つの直線ＬＮ３，ＬＮ４との合計４つの直線ＬＮ１〜ＬＮ４で囲まれる領域である。なお、値ＴＨ１，ＴＨ２，ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２は、予め定められた定数である。

図１３は、検出ブロック数ＢＮとポートレート度数ＰＤ１との関係を示す図である。シーン判定部２５４は、図１３に示す関係に従って、中央部ＣＲの１２×９個（合計１０８個）のブロックのうち、肌色ブロックであるとして検出されたブロックの数ＢＮに応じて、ポートレート度数ＰＤ１を算出する。検出された肌色ブロック数ＢＮが１２個まではブロック数ＢＮの増加に伴い徐々にポートレート度数ＰＤ１は増加する。そして、ブロック数ＢＮが１２個から２３個まではポートレート度数ＰＤ１は１００（最高値）に維持され、ブロック数ＢＮが２４個以上になると今度は逆にブロック数ＢＮの増加に伴い徐々にポートレート度数ＰＤ１は徐々に減少する。一般に、肌色ブロック数ＢＮが大きい程ポートレート撮影である可能性が高いものの、肌色ブロック数ＢＮが或る一定値を超えると、人物以外の被写体、例えば、肌色ないし茶色等の一色を有する壁などを撮影している可能性が高くなるという事情がある。このポートレート度数ＰＤ１は、このような事情を反映した値である。

また、シーン判定部２５４は、ポートレート度数ＰＤ２をも算出する。詳細には、シーン判定部２５４は、図１４に示す関係に従って、焦点距離ｆに応じてポートレート度数ＰＤ２を決定する。図１４は、焦点距離ｆとポートレート度数ＰＤ２との関係を示す図である。具体的には、焦点距離ｆが大きい程（端的に言えばズームの度合いが大きいほど）、ポートレート度数ＰＤ２は大きな値として決定される。ポートレート度数ＰＤ２は、ポートレート撮影時には人物をズームアップして撮影することが多いという事情を反映した値である。

その後、シーン判定部２５４は、２つのポートレート度数ＰＤ１，ＰＤ２を考慮して、総合ポートレート度数ＰＤＴを算出する。例えば、値ＰＤ１と値ＰＤ２とのうち、小さい方の値を総合値ＰＤＴとして決定すればよい。あるいは、これに限定されず、２つの値ＰＤ１，ＰＤ２の加重平均を、総合ポートレート度数ＰＤＴとして決定するようにしてもよい。

そして、シーン判定部２５４は、この総合値ＰＤＴが所定の閾値ＴＨ３（例えば８０）以上となるときに、その撮影シーンがポートレートシーンであると判定する。

以上のようにして、ステップＳＰ１０のシーン判定処理が行われる。

再び、図８を参照する。ステップＳＰ１０の終了後、ステップＳＰ１でシャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１にされたか否かが判定される。半押し状態Ｓ１にされたと判定されるまでは、上記の動作が繰り返し行われる。

シャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１にされたと判定されると、ステップＳＰ２に進み、ポートレート撮影であると判定されたか否かに応じたＡＦ動作が実行される。具体的には、ポートレート撮影であると判定された場合には、ステップＳＰ２０のＡＦ動作が行われ、ポートレート撮影でないと判定された場合には、ステップＳＰ３０のＡＦ動作が行われる。

図１１は、ステップＳＰ３０でのＡＦ動作、すなわち、非ポートレート撮影時のＡＦ動作を示すフローチャートである。

具体的には、ステップＳＰ３１において、レンズ微小駆動ルーチンが実行され、フォーカスレンズ１１３のレンズ駆動方向（初期駆動方向）が決定される。具体的には、図１５に示すように、ＡＦ制御部２５５は、フォーカスレンズ１１３の位置をレンズ初期位置から近側に所定量だけ移動させる。そして、レンズ移動前のＡＦ評価値とレンズ移動後のＡＦ評価値とを比較して、ＡＦ評価値がより適切な値になる方向（例えばコントラスト値Ｃがより大きくなる方向）にフォーカスレンズ１１３の合焦位置が存在するものと推定し、ＡＦ評価値がより適切な値になる方向をレンズ駆動方向として決定する。

次のステップＳＰ３２においては、ステップＳＰ３１で決定されたレンズ駆動方向に向けて、フォーカスレンズ１１３を所定量ΔＸずつ移動させつつ、各レンズ位置でのＡＦ評価値を取得する。このフォーカスレンズ１１３の移動動作等は、ＡＦ評価値の変化曲線が極大となるまで繰り返される（図１５参照）。

そして、極大値付近の数点、たとえば、（Ｘ（ｎ−１），Ｙ（ｎ−１））、（Ｘ（ｎ），Ｙ（ｎ））、（Ｘ（ｎ＋１），Ｙ（ｎ＋１））の３点のデータを用いて、二次補間近似計算によりＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置（合焦位置）を求める（ステップＳＰ３３）。その後、ステップＳＰ３４において、ステップＳＰ３３で求められた合焦位置にフォーカスレンズ１１３を移動させる。

以上のようにして、非ポートレート撮影時のＡＦ動作が行われる。

つぎに、ポートレート撮影時のＡＦ動作（ステップＳＰ２０）について、図１０を参照しながら説明する。

ステップＳＰ２１およびステップＳＰ２２において、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが、上記の「推定合焦範囲」ＶＲ１（図７参照）に対して遠側または近側に存在するのか、あるいは、「推定合焦範囲」ＶＲ１内に存在するのかを判定する。

フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ１よりも遠側に存在すると判定される場合にはステップＳＰ２３に進み、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ１よりも近側に存在すると判定される場合にはステップＳＰ２６に進む。より詳細には、値β１（＝１／１５０）の像倍率で撮影される被写体を合焦状態にするレンズ位置よりも、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが遠側にあると判定される場合には、ステップＳＰ２６に進む。

また、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ１内に存在すると判定される場合にはステップＳＰ２７に進む。より詳細には、値β２（＝１／１０）の像倍率で撮影される被写体を合焦状態にするレンズ位置よりも、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが近側にあると判定される場合には、ステップＳＰ２７に進む。

ステップＳＰ２７に進むと、前述の図１１で示したＡＦ動作と同様のＡＦ動作が行われる。具体的には、レンズ微小駆動による駆動方向判定処理（ステップＳＰ２７）、決定された方向への近傍測距処理（ステップＳＰ２８）、合焦位置演算処理（ステップＳＰ２４）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ２５）が行われる。各ステップＳＰ２７，ＳＰ２８，ＳＰ２４，ＳＰ２５は、それぞれ、ステップＳＰ３１，ＳＰ３２，ＳＰ３３，ＳＰ３４（図１１）と同様の処理である。

一方、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ１よりも遠側に存在すると判定されてステップＳＰ２３に進むと、レンズの駆動方向（初期駆動方向）は（フォーカスレンズ１１３が）「近側」に向かう方向（近側向き）に決定されるとともに、ステップＳＰ３２と同様の近傍測距処理が行われる。すなわち、フォーカスレンズ１１３を所定量ΔＸずつ移動させつつ各レンズ位置でのＡＦ評価値を取得するという動作が、ＡＦ評価値の変化曲線が極大となるまで繰り返される。その後、合焦位置演算処理（ステップＳＰ２４）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ２５）が行われる。このようなＡＦ動作によれば、フォーカスレンズの微小駆動を伴うフォーカスレンズの駆動方向決定動作（ステップＳＰ２７等）が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

また、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ１よりも近側に存在すると判定されてステップＳＰ２６に進むと、レンズの駆動方向は（フォーカスレンズ１１３が）「遠側」に向かう方向（遠側向き）に決定されるとともに、ステップＳＰ３２と同様の近傍測距処理が行われる。すなわち、フォーカスレンズ１１３を所定量ΔＸずつ移動させつつ各レンズ位置でのＡＦ評価値を取得するという動作が、ＡＦ評価値の変化曲線が極大となるまで繰り返される。その後、合焦位置演算処理（ステップＳＰ２４）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ２５）が行われる。このようなＡＦ動作によれば、フォーカスレンズの微小駆動を伴うフォーカスレンズの駆動方向決定動作（ステップＳＰ２７等）が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

再び、図８を参照する。ステップＳＰ２０又はステップＳＰ３０の終了後、シャッタボタン１５０が全押し状態Ｓ２にされたか否かが判定される（ステップＳＰ３）。全押し状態Ｓ２にされたと判定されるまでは、上記の動作が繰り返し行われる。そして、全押し状態Ｓ２にされたと判定されると、本撮影動作が行われる（ステップＳＰ４）。

以上のように、撮影シーンがポートレートシーンであると判定される場合には、その主被写体である人物の存在位置を推定し、その主被写体を合焦状態にするフォーカスレンズ位置と現在のフォーカスレンズ位置との関係に基づいてＡＦ動作におけるレンズ駆動方向が決定されるので、ＡＦ動作の高速化を図ることができる。詳細には、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」よりも近側または遠側に存在すると判定される場合には、そのレンズ駆動方向が「推定合焦範囲」に近づく方向に決定され、フォーカスレンズの微小駆動を伴う動作が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

＜Ｂ．第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、ポートレート撮影であるか否かを判定するとともにポートレート撮影時のＡＦ動作を特に高速化する技術について説明したが、この第２実施形態においては、風景撮影であるか否かを判定するとともに風景撮影時のＡＦ動作を特に高速化する技術について説明する。第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下では第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図１６は、第２実施形態におけるＡＦ動作を示す概念図であり、図１７および図１８は第２実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャートである。

この第２実施形態においては、色情報等に基づいて風景撮影であると判定する場合には、その主被写体が遠方（無限遠近傍等）に存在するものと推定する。

詳細には、図１６に示すように、遠方被写体は、像倍率換算値でβ３（例えば、β３＝１／１５０）以下の範囲ＢＲ２、換言すれば、像倍率β３に対応する位置（被写体距離Ｌ３）の被写体よりも遠い位置（存在位置範囲ＳＲ２内の位置）に存在するものと想定する。また、そのような遠方被写体を合焦にするフォーカスレンズ位置の範囲（「推定合焦範囲」）ＶＲ２は、存在位置範囲ＳＲ２に対応する範囲として求められる。

そして、その遠方被写体を合焦にするフォーカスレンズ位置の範囲（「推定合焦範囲」）ＶＲ２とフォーカスレンズの現在位置ＰＰとの関係に基づいてＡＦ動作におけるレンズ駆動方向を決定する。詳細には、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば、図１６の三角印で示される位置ＰＰ５）が「推定合焦範囲」ＶＲ２の境界値ＰＥ３（像倍率β３に対応する位置）よりも近側に存在する場合には、そのレンズ駆動方向を「遠側」に向かう方向に決定する。これによれば、フォーカスレンズの微小駆動を伴う動作が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

以下では、フローチャートを中心に参照しながら、第２実施形態に係る撮影動作について説明する。

まず、ステップＳＰ４０（図１７）において、シーン判定動作が行われる。より詳細には風景撮影であるか否かが判定される。このステップＳＰ４０においては、シーン判定部２５４は、空色ブロック数を検出し、検出された空色ブロック数に基づく風景度数ＳＤを算出する。風景度数ＳＤは、撮影シーンが風景シーンである可能性を示す指標値である。

シーン判定部２５４は、ＡＥ用画像ＭＧ２を３００（＝２０×１５）に区分した複数のブロック（区分領域）ＢＬのうち、上部ＵＲ（図１９の斜線部分）に存在する２０×５個（合計１００個）のブロックに着目する。より詳細には、上部ＵＲは、ブロックＢＬ（１，１）、ＢＬ（２０，１）、ＢＬ（１，５）、ＢＬ（２０，５）を頂点とする矩形領域である。ここでは、風景撮影時には画面内上部側の位置に空が存在する可能性が高いという特質を考慮して、空色領域の存在の有無を判定する際の対象領域としてこの上部ＵＲを選択する。

また、上部ＵＲ内の各ブロックについて、そのブロックの平均色を表すＣｒ値およびＣｂ値がそれぞれ求められる。

そして、シーン判定部２５４は、図２０に示すように、各ブロックの平均色を表す点Ｐ（ｃｒ，ｃｂ）がＣｂ−Ｃｒ平面（より詳細にはその第４象限）の領域ＢＣに含まれている場合に、そのブロックを「空色ブロック」（色が「空色」のブロック）として判定する。領域ＢＣは、Ｃｂ＝ＴＨ１１、Ｃｂ＝ＴＨ１２、の２つの直線ＬＮ１１，ＬＮ１２と、Ｃｒ＝ＴＨ１３、Ｃｒ＝ＴＨ１４、の２つの直線ＬＮ１３，ＬＮ１４との合計４つの直線ＬＮ１１〜ＬＮ１４で囲まれる領域である。なお、値ＴＨ１１〜ＴＨ１４は、予め定められた定数である。

シーン判定部２５４は、上部ＵＲの２０×５個（合計１００個）のブロックのうち、空色ブロックであるとして検出されたブロックの数が閾値ＴＨ５（例えば、５０個）以上であるときに、画像上部に「空（そら）」が存在するものとして判定する。そして、この条件が満たされるときに風景撮影であると判定する。

なお、シーン判定部２５４は、焦点距離ｆをも考慮して風景撮影であるか否かを判定することが好ましい。具体的には、焦点距離ｆが閾値ｆ１（例えば、３５ｍｍフィルム換算値で１００ｍｍ）以下であるという条件をも満たすときに、風景撮影であると判定することが好ましい。

図１７を再び参照する。次のステップＳＰ１でシャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１にされたと判定されるまでは、上記のステップＳＰ４０の動作が繰り返し行われる。シャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１にされたと判定されると、ステップＳＰ５に進み、風景撮影であるか否かに応じて異なるＡＦ動作が実行される。具体的には、風景撮影であると判定された場合には、ステップＳＰ５０のＡＦ動作が行われ、風景撮影でないと判定された場合には、ステップＳＰ６０のＡＦ動作が行われる。ステップＳＰ６０のＡＦ動作は、ステップＳＰ３０（図１１）のＡＦ動作と同様であり、ここでは詳細説明を省略する。

つぎに、風景撮影時のＡＦ動作（ステップＳＰ５０）について、図１８を参照しながら説明する。

ステップＳＰ５１において、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば、位置ＰＰ４（図１６））が、図１６の「推定合焦範囲」ＶＲ２に対して近側に存在するのか、あるいは、「推定合焦範囲」ＶＲ２内に存在するのかを判定する。そして、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ２よりも近側に存在すると判定される場合にはステップＳＰ５２に進む。より詳細には、値β３（＝１／１５０）の像倍率で撮影される被写体を合焦状態にするレンズ位置よりも、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが近側にあると判定される場合には、ステップＳＰ５２に進む。また、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ２内に存在すると判定される場合にはステップＳＰ５５に進む。より詳細には、値β３（＝１／１５０）の像倍率で撮影される被写体を合焦状態にするレンズ位置よりも、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが遠側にあると判定される場合には、ステップＳＰ５５に進む。

ステップＳＰ５５に進むと、前述の図１１で示したＡＦ動作と同様のＡＦ動作が行われる。具体的には、レンズ微小駆動による駆動方向判定処理（ステップＳＰ５５）、決定された方向への近傍測距処理（ステップＳＰ５６）、合焦位置演算処理（ステップＳＰ５３）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ５４）が行われる。

一方、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば、位置ＰＰ５（図１６））が「推定合焦範囲」ＶＲ２よりも近側に存在すると判定されてステップＳＰ５２に進むと、レンズの駆動方向は「遠側」に向かう方向に決定されるとともに近傍測距処理が行われる。すなわち、フォーカスレンズ１１３を所定量ΔＸずつ移動させつつ各レンズ位置でのＡＦ評価値を取得するという動作が、ＡＦ評価値の変化曲線が極大となるまで繰り返される。その後、合焦位置演算処理（ステップＳＰ５３）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ５４）が行われる。このようなＡＦ動作によれば、フォーカスレンズの微小駆動を伴うフォーカスレンズの駆動方向決定動作（ステップＳＰ５５等）が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

再び、図１７を参照する。ステップＳＰ５０又はステップＳＰ６０の終了後、シャッタボタン１５０が全押し状態Ｓ２にされたか否かが判定される（ステップＳＰ３）。全押し状態Ｓ２にされたと判定されるまでは、上記の動作が繰り返し行われる。そして、全押し状態Ｓ２にされたと判定されると、本撮影動作が行われる（ステップＳＰ４）。

以上のように、風景撮影であると判定される場合には、その主被写体は遠方に存在すると推定し、その遠方被写体を合焦にするフォーカスレンズ位置と現在のフォーカスレンズ位置との関係に基づいてＡＦ動作におけるレンズ駆動方向（初期駆動方向）が決定されるので、ＡＦ動作の高速化を図ることができる。詳細には、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ２の外（より詳細には近側）に存在すると判定される場合には、そのレンズ駆動方向が「推定合焦範囲」に近づく方向（より詳細には「遠側」に向かう方向）に決定され、フォーカスレンズの微小駆動を伴う動作が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

＜Ｃ．第３実施形態＞
この第３実施形態においては、撮影シーンが近接撮影シーン（マクロ撮影シーンとも称する）であるか否か（端的に言えば近接撮影であるか否か）を判定するとともに近接撮影時のＡＦ動作を特に高速化する技術について説明する。第３実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下では第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図２１は、第３実施形態におけるＡＦ動作を示す概念図であり、図２２および図２３は第３実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャートである。

この第３実施形態においては、色情報等に基づいて近接撮影（マクロ撮影とも称する）であると判定する場合には、その主被写体が至近距離に存在するものと推定する。詳細には、図２１に示すように、近接被写体は、像倍率換算値でβ５（例えば、β５＝１／１０）以上の範囲ＢＲ３、換言すれば、像倍率β５に対応する位置（被写体距離Ｌ５）の被写体よりも近い位置（存在位置範囲ＳＲ３内の位置）に存在するものと想定する。また、そのような近接被写体を合焦にするフォーカスレンズ位置の範囲（「推定合焦範囲」）ＶＲ３は、存在位置範囲ＳＲ３に対応する範囲として求められる。

そして、その近接被写体を合焦にするフォーカスレンズ位置の範囲（「推定合焦範囲」）ＶＲ３と現在のフォーカスレンズ位置ＰＰとの関係に基づいてＡＦ動作におけるレンズ駆動方向を決定する。詳細には、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば、図２１の三角印で示される位置ＰＰ６）が「推定合焦範囲」ＶＲ３の境界値ＰＥ５（像倍率β５に対応する位置）よりも遠側に存在する場合には、そのレンズ駆動方向を「近側」に向かう方向に決定する。これによれば、フォーカスレンズの微小駆動を伴う動作が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

以下では、フローチャートを中心に参照しながら、第３実施形態に係る撮影動作について説明する。

まず、ステップＳＰ７０（図２２）において、シーン判定動作が行われる。より詳細にはマクロ撮影であるか否かが判定される。ここでは、マクロ撮影においては、単一色の被写体を近接拡大撮影する場合（例えば赤い花を画面一杯に撮影する場合等）が多いという特性を利用する。

このステップＳＰ７０においては、シーン判定部２５４は、中央部ＣＲ（図６）における「単色ブロック数」を検出し、検出された単色ブロック数に基づくマクロ撮影度数ＭＤを算出する。なお、マクロ撮影度数ＭＤは、撮影シーンがマクロ撮影シーンである可能性を示す指標値である。また、単色ブロック数は、画像が同一色（単色）で構成されている度合い（「単色度合い」とも称する）を表す指標値であるとも表現できる。

シーン判定部２５４は、Ｃｂ値およびＣｒ値のそれぞれに関して、ブロックごとの平均値と中央部ＣＲ全体の平均値とを求める。そして、図２４に示すように、Ｃｂ値およびＣｒ値のそれぞれに関して、そのブロックの平均値が中央部ＣＲ全体の平均値から所定の範囲内（例えば、全体平均値Ｃｂ＿ave±閾値ＴＨ３０、且つ、Ｃｒ＿ave±閾値ＴＨ３０）に収まっているブロックを互いに同じ色（単色）のブロックとみなして、当該ブロックを「単色ブロック」（色が「同一」のブロック）として判定する。

また、シーン判定部２５４は、中央部ＣＲの１２×９個（合計１０８個）のブロックのうち、単色ブロックであるとして検出されたブロックが所定の割合（例えば８０％）以上を占めるときに、中央部に単色の被写体が存在するものとして判定する。すなわち、この条件が満たされるときにマクロ撮影であると判定されることになる。

なお、これに限定されず、シーン判定部２５４は、そのＣｂ値およびＣｒ値がブロックごとのＣｂ値およびＣｒ値の平均値に対してそれぞれ所定の範囲内（例えば、ブロック平均値±閾値ＴＨ３０）に収まっている画素の数を求め、当該画素数が所定の割合（例えば９０％）以上存在するブロックを単一色のブロックとみなして、当該ブロックを「単色ブロック」として判定するようにしてもよい。

あるいは、シーン判定部２５４は、標準偏差σを用いて、単色ブロックか否かを判定するようにしてもよい。具体的には、各ブロックごとのＣｂ値およびＣｒ値に関する平均値を取得するとともに、各ブロック内での画素のＣｂ値およびＣｒ値のばらつき度合いを示す標準偏差σ＿Ｃｂ，σ＿Ｃｒを求める。そして、その標準偏差σ＿Ｃｂ，σ＿Ｃｒがいずれも閾値ＴＨ４０よりも小さいときに、当該ブロックを「単色ブロック」として判定するようにしてもよい。

図２２を再び参照する。次のステップＳＰ１でシャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１にされたと判定されるまでは、上記のステップＳＰ７０の動作が繰り返し行われる。シャッタボタン１５０が半押し状態Ｓ１にされたと判定されると、ステップＳＰ６の分岐処理に進む。マクロ撮影であると判定された場合には、ステップＳＰ８０のＡＦ動作が行われ、マクロ撮影でないと判定された場合には、ステップＳＰ９０のＡＦ動作が行われる。ステップＳＰ９０のＡＦ動作は、ステップＳＰ３０（図１１）のＡＦ動作と同様であり、ここでは詳細説明を省略する。

つぎに、マクロ撮影時のＡＦ動作（ステップＳＰ８０）について、図２３を参照しながら説明する。

ステップＳＰ８１において、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが、「推定合焦範囲」ＶＲ３（図２１参照）よりも遠側に存在するのか、あるいは、「推定合焦範囲」ＶＲ３内に存在するのかを判定する。そして、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば、位置ＰＰ６）が「推定合焦範囲」ＶＲ３よりも遠側に存在すると判定される場合にはステップＳＰ８２に進む。また、フォーカスレンズの現在位置ＰＰ（例えば、位置ＰＰ７）が「推定合焦範囲」ＶＲ３内に存在すると判定される場合にはステップＳＰ８５に進む。

ステップＳＰ８５に進むと、前述の図１１で示したＡＦ動作と同様のＡＦ動作が行われる。具体的には、レンズ微小駆動による駆動方向判定処理（ステップＳＰ８５）、決定された方向への近傍測距処理（ステップＳＰ８６）、合焦位置演算処理（ステップＳＰ８３）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ８４）が行われる。

一方、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」ＶＲ３よりも遠側に存在すると判定されてステップＳＰ８２に進むと、レンズの駆動方向は「近側」に向かう方向に決定されるとともに近傍測距処理が行われる。すなわち、フォーカスレンズ１１３を所定量ΔＸずつ移動させつつ各レンズ位置でのＡＦ評価値を取得するという動作が、ＡＦ評価値の変化曲線が極大となるまで繰り返される。その後、合焦位置演算処理（ステップＳＰ８３）、合焦位置までの移動処理（ステップＳＰ８４）が行われる。このようなＡＦ動作によれば、フォーカスレンズの微小駆動を伴うフォーカスレンズの駆動方向決定動作（ステップＳＰ８５等）が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

再び、図２２を参照する。ステップＳＰ８０又はステップＳＰ９０の終了後、シャッタボタン１５０が全押し状態Ｓ２にされたか否かが判定される（ステップＳＰ３）。全押し状態Ｓ２にされたと判定されるまでは、上記の動作が繰り返し行われる。そして、全押し状態Ｓ２にされたと判定されると、本撮影動作が行われる（ステップＳＰ４）。

以上のように、マクロ撮影であると判定される場合には、その主被写体は近接位置に存在すると推定し、その近接被写体を合焦にするフォーカスレンズ位置と現在のフォーカスレンズ位置との関係に基づいてＡＦ動作におけるレンズ駆動方向（初期駆動方向）が決定されるので、ＡＦ動作の高速化を図ることができる。詳細には、フォーカスレンズの現在位置ＰＰが「推定合焦範囲」の外（より詳細には遠側）に存在すると判定される合には、そのレンズ駆動方向が「推定合焦範囲」に近づく方向（より詳細には「近側」に向かう方向）に決定され、フォーカスレンズの微小駆動を伴う動作が不要となるので、より高速にフォーカスレンズの駆動方向を決定することができる。

＜Ｄ．その他＞
上記各実施形態においては、ポートレート撮影、風景撮影、マクロ撮影、であるか否かのシーン判定をそれぞれ別個に行う場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、撮影シーンに関するシーン判定によって、ポートレート撮影、風景撮影、マクロ撮影のいずれに該当するかを判定し、その判定結果に応じたＡＦ動作を行うようにしてもよい。図２５は、そのような処理の一例を示すフローチャートである。

具体的には、図２５に示すように、ステップＳＰ１００のシーン判定において上記のステップＳＰ１０，ＳＰ４０，ＳＰ７０の全ての判定処理を行うとともに、その判定結果に応じた分岐処理（ステップＳＰ７）によって、対応するＡＦ動作を行う。詳細には、ポートレート撮影のときにはステップＳＰ２０（図１０）のＡＦ動作を行い、風景撮影のときにはステップＳＰ５０（図１８）のＡＦ動作を行い、マクロ撮影のときにはステップＳＰ８０（図２３）のＡＦ動作を行う。なお、いずれのシーンでもないと判定されるときには、ステップＳＰ３０（図１１）のＡＦ動作を行えばよい。

このような動作によれば、様々な種類の撮影シーンを適切に判定し、その撮影シーンに応じた上述の各種ＡＦ動作を行うことによって、ＡＦ動作の高速化をさらに図ることが可能である。

また、上記各実施形態においては、フォーカスレンズの現在位置が推定合焦範囲の外に存在する場合に、「近傍測距動作」で推定合焦範囲に近づいていく場合を例示したが、これに限定されない。例えば、現在位置から推定合焦範囲に近い側の境界位置までフォーカスレンズを高速駆動した後に推定合焦範囲内で近傍測距動作を行うようにしてもよい。詳細には、現在位置ＰＰ１（図７参照）から近側に向けて推定合焦範囲ＶＲ１の遠側境界（像倍率β１に対応するレンズ位置）にまで高速移動した後、さらに推定合焦範囲ＶＲ１内を近側に向けて所定量ΔＸずつ移動させつつ各レンズ位置でのＡＦ評価値を取得するという近傍測距動作を行うようにしてもよい。

デジタルカメラの正面図である。 図１のＤ−Ｄの位置におけるデジタルカメラの断面図である。 デジタルカメラの背面図である。 デジタルカメラの機能ブロック図である。 ＡＦ制御用の画像ＭＧ１を示す図である。 ＡＥ制御用の画像ＭＧ２を示す図である。 ポートレート撮影時のＡＦ動作の概要を示す図である。 デジタルカメラの動作を示すフローチャートである。 デジタルカメラの動作を示すフローチャートである。 デジタルカメラの動作を示すフローチャートである。 デジタルカメラの動作を示すフローチャートである。 肌色判定を説明する概念図である。 肌色ブロック数ＢＮとポートレート度数ＰＤ１との関係を示す図である。 焦点距離ｆとポートレート度数ＰＤ２との関係を示す図である。 山登り法による合焦動作を説明する概念図である。 風景撮影時のＡＦ動作の概要を示す図である。 第２実施形態に係る動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る動作を示すフローチャートである。 画像ＭＧ２内の空色評価対象ブロックを示す図である。 空色判定を説明する概念図である。 近接撮影時のＡＦ動作の概要を示す図である。 第３実施形態に係る動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る動作を示すフローチャートである。 単色判定を説明する概念図である。 変形例に係る動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａ デジタルカメラ
１１２ ズームレンズ
１１３ フォーカスレンズ
１２０ ＣＣＤ
１５０ シャッタボタン
ＡＲ ＡＦエリア
ＭＧ１ ＡＦ用画像
ＭＧ２ ＡＥ用画像
ＶＲ１〜ＶＲ３ 推定合焦範囲

Claims (10)

1. 撮像装置であって、
   撮影光学系による光像を光電変換して画像を取得する撮像素子と、
   前記撮像素子によって撮像された画像についての合焦評価値を算出し、当該合焦評価値を用いて前記撮影光学系のフォーカスレンズの位置を調整する自動合焦制御手段と、
   前記画像の撮影シーンを判定するシーン判定手段と、
   を備え、
   前記自動合焦制御手段は、前記シーン判定手段による撮影シーンの判定結果に応じて被写体の存在位置範囲を推定し、当該推定された存在位置範囲の被写体を合焦状態にするフォーカスレンズの位置範囲である推定合焦範囲を特定し、当該推定合焦範囲と前記フォーカスレンズの現在位置との関係に基づいて前記フォーカスレンズの駆動方向を決定することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記推定合焦範囲は、撮影シーンに対応する像倍率の範囲と撮影時の焦点距離とに基づいて定められることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
   前記自動合焦制御手段は、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲の外に存在する場合には、前記駆動方向を前記推定合焦範囲に近づく方向に決定することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記シーン判定手段は、前記画像の色情報に基づいて前記画像の撮影シーンを判定することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記シーン判定手段は、前記画像の肌色情報に基づいて、前記撮影シーンがポートレートシーンであるか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記自動合焦制御手段は、前記撮影シーンがポートレートシーンであると判定された場合には、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも遠側にあるときには前記駆動方向を近側に向かう方向に決定し、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも近側にあるときには前記駆動方向を遠側に向かう方向に決定することを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記シーン判定手段は、前記画像の空色情報に基づいて、前記撮影シーンが風景シーンであるか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記自動合焦制御手段は、前記撮影シーンが風景シーンであると判定された場合には、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも近側にあるときには前記駆動方向を遠側に向かう方向に決定することを特徴とする撮像装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記シーン判定手段は、前記画像の単色度合いに基づいて、前記撮影シーンが近接撮影シーンであるか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の撮像装置において、
    前記自動合焦制御手段は、前記撮影シーンが近接撮影シーンであると判定された場合には、前記フォーカスレンズの現在位置が前記推定合焦範囲よりも遠側にあるときには前記駆動方向を近側に向かう方向に決定することを特徴とする撮像装置。
    

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