攝像裝置以及自動聚焦控制方法

文檔序號：7916358閱讀：130來源：國知局

專利名稱：攝像裝置以及自動聚焦控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字攝像機等的攝像裝置，尤其涉及一種備有自動聚集控制功能的攝像裝置。另外，本發(fā)明還涉及一種自動聚集控制方法。
背景技術：
在數(shù)字照相機及數(shù)字攝像機等的攝像裝置中，一般采用一種使用TTL (Through The Lends)方式的對比度檢測方法的自動聚焦控制。此自動聚焦控制被分為連續(xù)AF和單一 AF兩大類。
連續(xù)AF是根據(jù)所謂登山控制(登山法)對聚焦透鏡(lens)的位置進行逐次控制，以使與向被攝體的聚焦狀態(tài)相應的AF評估值保持在最大值附近。連續(xù)AF雖然是一種對移動的被攝體可以維持聚焦狀態(tài)的聚焦控制，但是在搜索到聚焦透鏡位置之后，在由于被攝體距離的變化而使得 AF評估值降低等情況下，就有必要再次對給與AF評估值為最大值的聚焦透鏡的位置進行重新搜索，即有必要再次對與變化后的被攝體距離相對應的新的聚焦透鏡位置進行搜索。
在再次搜索時，雖然在聚焦透鏡的移動方向中有極近端方向和無限遠端方向，但是在以往的攝像裝置中，由于無法明確被攝體距離是增加了還是減少了，只好盲目地將聚焦透鏡向極近端方向與無限遠端方向中的某一方向進行移動，來搜索新的聚焦透鏡位置。然而，此方法在再次搜索處理的執(zhí)行開始時，聚焦透鏡的移動方向與被攝體的移動方向不合適的情況很多。
例如，對于盡管被攝體距離在增加卻將聚焦透鏡從現(xiàn)在位置向極近端方向進行移動的情況，從判明聚焦透鏡位置無法找到開始，不得不重新將聚焦透鏡向無限遠端方向進行移動。此時，到取得再次聚焦狀態(tài)為止要花費很多時間，從而有損連續(xù)AF的穩(wěn)定性。
對于連拍攝像時執(zhí)行單一 AF的情況也發(fā)生與此類似的問題。在通過
單一AF剛開始實現(xiàn)聚焦時，由于無法判明被攝體距離，通常將聚焦透鏡的全可動范圍作為聚焦透鏡位置的搜索范圍。在實現(xiàn)此聚焦進行攝像之
后，雖然對于第二次、第三次的攝像也執(zhí)行單一AF，但是在以往的攝像裝置中，由于無法知道在攝像期間被攝體是如何變化的，所以在第二次、第三次的單一AF中也盲目地對聚焦透鏡位置進行搜索。因此，到取得聚焦為止則有花費時間的問題。
并且，在涉及自動聚焦控制的某一現(xiàn)有方法中，根據(jù)透鏡的焦點距離和圖像上的面孔尺寸對被攝體距離進行運算，并將運算后的被攝體距離換算成聚焦透鏡的位置。然后，通過在由此運算所得到的位置上將聚焦透鏡進行移動來對面孔進行聚焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明相關的攝像裝置，備有攝像元件，其對入射后的光進行光電轉(zhuǎn)換；和聚焦控制部，其根據(jù)由所述攝像元件的光電轉(zhuǎn)換而得到的攝像信號來調(diào)節(jié)焦點，其特征在于，所述聚焦控制部備有變化檢測部，其根據(jù) 所述攝像信號對運動圖像內(nèi)的特定的被攝體的尺寸的變化進行檢測，考慮所述變化來調(diào)節(jié)所述焦點，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
具體而言，例如通過用于調(diào)節(jié)所述焦點的聚焦透鏡將所述光射入所述
攝像元件，該攝像裝置還備有驅(qū)動所述聚焦透鏡的驅(qū)動部，所述聚焦控制
部根據(jù)所述攝像信號，通過利用所述驅(qū)動部控制所述聚焦透鏡的透鏡位置
來進行所述焦點的調(diào)節(jié)，并根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化控制所述
透鏡位置，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
更具體而言，例如在將聚焦到所述特定的被攝體上之時的所述透鏡位
置稱為聚焦透鏡位置的情況下，所述聚焦控制部，利用通過使所述聚焦透鏡向極近端方向或無限遠端方向進行移動來搜索所述聚焦透鏡位置的搜索處理，實現(xiàn)對所述特定的被攝體的聚焦，在實現(xiàn)了一次此聚焦之后再次執(zhí)行所述搜索處理之時，根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化，確定該再
次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述聚焦透鏡的移動方向。
更具體而言，例如所述聚焦控制部，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前
檢測出所述尺寸的減小時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述無限遠端方向，另一方面，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的增加時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述極近端方向。
另外，例如在將聚焦到所述特定的被攝體上之時的所述透鏡位置稱為聚焦透鏡位置的情況下，所述聚焦控制部，利用通過使所述聚焦透鏡向極近端方向或無限遠端方向進行移動來搜索所述聚焦透鏡位置的搜索處理，實現(xiàn)對所述特定的被攝體的聚焦，在實現(xiàn)了一次此聚焦之后再次執(zhí)行所述搜索處理之時，根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化，設定該再次的搜索處理的執(zhí)行時的所述聚焦透鏡位置的搜索范圍。
更具體而言，例如所述聚焦控制部，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的減小時，將比在上次的搜索處理中所得到的所述聚焦透鏡位置更靠近無限遠端側(cè)的透鏡位置范圍設定為所述搜索范圍，另一方面，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的增加時，將比在上次的搜索處理中所得到的所述聚焦透鏡位置更靠近極近端側(cè)的透鏡位置范圍設定為所述搜索范圍。
此外，例如該攝像裝置還備有變焦透鏡，其實現(xiàn)用于變更在所述攝像元件上所形成的光學圖像的尺寸的光學變焦，所述聚焦控制部根據(jù)在所述運動圖像內(nèi)的所述特定的被攝體的尺寸的變化，和在所述運動圖像的取得中的所述光學變焦的倍率變化，來控制所述透鏡位置。
更具體而言，例如在將聚焦到所述特定的被攝體上之時的所述透鏡位置稱為聚焦透鏡位置的情況下，所述聚焦控制部，利用通過使所述聚焦透鏡向極近端方向或無限遠端方向進行移動來搜索所述聚焦透鏡位置的搜索處理，實現(xiàn)對所述特定的被攝體的聚焦，在實現(xiàn)了一次此聚焦之后再次執(zhí)行所述搜索處理之時，根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化和所述光學變焦的倍率變化，來確定該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述聚焦透鏡的移動方向。
更具體而言，例如所述變化檢測部根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化和所述光學變焦的倍率變化對所述特定的被攝體與所述攝像裝置之間在實際空間上的距離的變化進行推定，所述聚焦控制部，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前的推定變化表示所述距離的增加時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述無限遠端方向，另一方面，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前的推定變化表示所述距離的減少時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述極近端方向。
此外，例如所述聚焦控制部，也可根據(jù)所述攝像信號通過驅(qū)動控制所述攝像元件的位置進行所述焦點的調(diào)節(jié)，并根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化對所述攝像元件的位置進行控制，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
當通過驅(qū)動控制攝像元件的位置進行焦點的調(diào)節(jié)時，也可將記述了涉及本發(fā)明的攝像裝置的具體構成的上述文章中的聚焦透鏡、透鏡位置以及聚焦透鏡位置，根據(jù)需要，分別置換成攝像元件、元件位置(攝像元件的位置)以及聚焦元fH立置。
另外具體而言，例如該攝像裝置還備有物體檢測部，其根據(jù)所述攝像信號從形成所述運動圖像的各幀圖像檢測特定種類的物體作為所述特定的被攝體，所述變化檢測部根據(jù)所述物體檢測部的檢測結(jié)果對所述特定的被攝體的尺寸的變化進行檢測。
或者更具體而言，例如該攝像裝置還備有特征點檢測部，其從所述運動圖像中的基準的幀圖像抽出所述特定的被攝體的多個特征點，并對形成所述運動圖像的各幀圖像中的所述多個特征點的位置進行檢測，所述變化檢測部根據(jù)在不同幀圖像之間的所述多個特征點的相對位置變化對所述特定的被攝體的尺寸的變化進行檢測。
此外，具體而言，例如所述特定種類的物體包括人物的面孔。
本發(fā)明涉及的一種自動聚焦控制方法，其根據(jù)來自將入射光進行光電轉(zhuǎn)換的攝像元件的攝像信號來進行焦點的調(diào)節(jié)，在此方法中，根據(jù)所述攝像信號檢測在運動圖像內(nèi)的特定的被攝體的尺寸的變化，并且還考慮所述變化來調(diào)節(jié)所述焦點，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
本發(fā)明的意義以及效果通過以下所示的實施方式的說明將更為清楚。然而，以下的實施方式最終也只是本發(fā)明的一種實施方式，本發(fā)明以及各構成要件的用語的意義，不限于以下實施方式中所記載的內(nèi)容。

圖1是涉及本發(fā)明的實施方式的攝像裝置的整體方框圖。圖2是圖1的攝像部的內(nèi)部構成圖。
圖3是表示圖2的聚焦透鏡的可移動范圍的圖。
圖4是在圖1的主控制部內(nèi)所安裝的AF評估部的內(nèi)部方框圖。
圖5是涉及本發(fā)明的第1實施例的關于自動聚焦控制的部位的方框圖。
圖6(a)是涉及本發(fā)明的第l實施例，表示在時刻T1的幀圖像的圖。圖6 (b)是涉及本發(fā)明的第1實施例，表示在時刻T2的幀圖像的圖。圖7 (a)是涉及本發(fā)明的第1實施例，對應于時刻T1，表示透鏡位
置與AF評估值的關系的圖形。
圖7 (b)是涉及本發(fā)明的第1實施例，對應^"時刻T2，表示透鏡位
置與AF評估值的關系的圖形。
圖8是涉及本發(fā)明的第1實施例，用于說明聚焦透鏡位置的搜索方向的圖。
圖9是涉及本發(fā)明的第2實施例，表示在多個記錄圖像之間的時間關系的圖。
圖10 (a)是涉及本發(fā)明的第2實施例，表示在時刻T3的幀圖像的圖。
圖10 (b)是涉及本發(fā)明的第2實施例，表示在時刻丁A的幀圖像的閣。
圖11 (a)是涉及本發(fā)明的第2實施例，對應于時刻T3，表示透鏡位置與AF評估值的關系的圖形。
圖11 (b)是涉及本發(fā)明的第2實施例，對應于時刻TA，表示透鏡位置與AF評估值的關系的圖形。
圖12是涉及本發(fā)明的第2實施例，表示在單一 AF的執(zhí)行時聚焦透
鏡的搜索范圍的圖。
圖13是涉及本發(fā)明的第3實施例，關于自動聚焦控制的部位的方框圖。
圖14是涉及本發(fā)明的第3實施例，表示作為基準幀圖像的在時刻Tl 的幀圖像的圖。
圖15是涉及本發(fā)明的第3實施例，表示在時刻T2的幀圖像的圖。
圖16是涉及本發(fā)明的第3實施例，對主要被攝體的尺寸與由四個特征點所形成的圖形的尺寸大致成比例的樣子進行表示的示意圖。
圖17是涉及本發(fā)明的實施例5,對圖像上的面孔尺寸隨著光學變焦倍率以及被攝體距離變化而變化的樣子進行表示的示意圖。
圖18是涉及本發(fā)明的實施例5的連續(xù)AF的動作流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行具體說明。在所參照的各附圖中相同的部分賦予相同的符號，對關于相同部分所進行的重復說明在原則上進行了省略。雖然其后將對第一第7實施例逐一進行說明，但首先對各實施例中所共通的事項及各實施例中所參照的事項進行說明。
圖1是涉及本發(fā)明的實施方式的攝像裝置1的整體方框圖。圖1的攝像裝置1是對靜止圖像可進行攝像及記錄的數(shù)字照相機，或?qū)o止圖像及運動圖像可進行攝像及記錄的數(shù)字攝像機。
攝像裝置l，備有攝像部ll; AFE (Analog Front End) 12;主控制
部13;內(nèi)部存儲器14;顯示部15;記錄介質(zhì)16;和操作部17。
圖2是表示攝像部11的內(nèi)部構成圖。攝像部ll含有光學系統(tǒng)35;
光圈32;攝像元件33;和驅(qū)動器34。光學系統(tǒng)35的構成備有多枚透鏡，它們含有用于調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)35的變焦倍率的變焦透鏡30以及用于調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)35的焦點的聚焦透鏡31。變焦透鏡30以及聚焦透鏡31可在光軸方向上進行移動。驅(qū)動器34根據(jù)來自主控制部13的控制信號對變焦透鏡 30及聚焦透鏡31的移動進行控制，并對光學系35的變焦倍率及焦點位置進行控制。此外，驅(qū)動器34根據(jù)來自主控制部13的控制信號對光圈 32的開度(開口部的尺寸)進行控制。
來自被攝體的入射光通過構成光學系統(tǒng)35的各透鏡以及光圈32入射到攝像元件33。構成光學系統(tǒng)35的各透鏡使被攝體的光學圖像在攝像元件33上成像。
攝像元件33,例如由CCD (Charge Coupled Devices)圖像傳感器及 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像傳感器等所構成。攝像元件33將通過光學系統(tǒng)35及光圈32所入射的光(光學圖像)進行光電轉(zhuǎn)換，并將通過該光電轉(zhuǎn)換所得到的電信號向AFE12進行輸出。
AFE12將從攝像部11 (攝像元件33)所輸出的模擬信號進行放大，并將放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。AFE12將此數(shù)字信號依次向主控制部13進行輸出。
主控制部13備有CPU (Central Processing Unit)、 ROM (Read Only Memory)以及RAM (Random Access Memory)等，作為影像信號處理部來進行工作。主控制部13根據(jù)AFE12的輸出信號，生成對由攝像部 11所拍攝到的圖像進行表示(以下稱為"拍攝圖像"或"幀圖像")的影像信號。此外，主控制部13還具備作為對顯示部15的顯示內(nèi)容進行控制的顯示控制部的功能，對顯示部15的顯示進行必要的控制。
內(nèi)部存儲器14由SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)等所形成，將在攝像裝置1內(nèi)所生成的各種數(shù)據(jù)進行暫時的存儲。顯示部15是由液晶顯示板等所構成的顯示裝置，在主控制部13的控制下，將在目前的幀圖像中所拍攝到的圖像及記錄于記錄介質(zhì)16中的圖像等進行顯示。記錄介質(zhì)16是SD (SecureDigital)存儲卡等非易失性存儲器，在主控制部13的控制下，存儲拍攝圖像等。操作部n接受從外部來的操作。將對操作部17的操作內(nèi)容傳入主控制部13。
在攝像裝置1的動作模式中包括對靜止圖像或運動圖像可進行拍攝及記錄的拍攝模式、和在顯示部15上將記錄于記錄介質(zhì)16中的靜止圖像或運動圖像進行再生顯示的再生模式。按照對操作部17的操作，實施各模式之間的轉(zhuǎn)移。在拍攝模式中，攝像部11在規(guī)定的幀周期(例如、1/60 秒)下進行依次拍攝。以下說明是在不做特殊記述的限定下，對拍攝模式中的動作的說明。
現(xiàn)在，按經(jīng)過幀周期的每個過程，將第1、第2、第3、、第(n-2)、第(n-l)以及第n幀作為按此順序到來的幀(n為大于等于2的整數(shù))，并將從第l、第2、第3、、第(n-2)、第(n-l)以及第n幀中所得到的攝像圖像分別稱為第1、第2、第3、、第(n-2)、第(n-l)以及第
n幀圖像。以時間序列進行排列的多個幀圖像形成運動圖像。
如圖1所示，主控制部13含有聚焦控制部20。聚焦控制部20根據(jù)AFE12的輸出信號(即、攝像元件33的輸出信號)將聚焦透鏡31的位置通過驅(qū)動器34進行控制，從而實現(xiàn)自動聚焦控制。
以下，將聚焦透鏡31的位置簡稱為"透鏡位置"。另外，將從聚焦控制部20傳與驅(qū)動器34，并用于對聚焦透鏡31的位置進行控制的控制信號特別稱為"透鏡位置控制信號"。
聚焦透鏡31可以沿光學系統(tǒng)35的光軸方向進行移動，光軸方向又被細分為極近端方向和無限遠端方向。如圖3所示，聚焦透鏡31的可移動范圍是規(guī)定的極近端與規(guī)定的無限遠端之間的范圍。在透鏡位置被配置在極近端時，焦點吻合的被攝體的被攝體距離為最小，在透鏡位置被配置在無限遠端時，焦點吻合的被攝體的被攝體距離為最大。然后，隨著透鏡位置從極近端向無限遠端進行移動，焦點吻合的被攝體的被攝體距離逐漸變大。在此，所謂的某一被攝體的被攝體距離是指在該被攝體與攝像裝置1 之間的實際空間上的距離。
對自動聚焦控制所利用的AF評估值的計算法進行說明。圖4是計算 AF評估值的AF評估部的內(nèi)部方框圖。圖4的AF評估部的構成包括有抽出部21、 HPF (高通濾波器)22以及累計部23。圖4的AF評估部，例如安裝在主控制部13內(nèi)。AF評估值按每個幀圖像來進行計算。對注目于一個幀圖像計算AF評估值時的圖4的AF評估部內(nèi)的各部位的動作進行說明。
抽出部21由注目于幀圖像的影像信號抽出亮度信號。此時，僅抽出幀圖像內(nèi)所定義的、AF評估區(qū)域內(nèi)的灰度信號。HPF22只抽出由抽出部 21所抽出的亮度信號中的規(guī)定的高頻成分。
累計部23將由HPF22所抽出的高頻成分進行累計，累計值作為AF 評估值進行輸出。AF評估值與AF評估區(qū)域內(nèi)的圖像的對比度量(邊緣 (edge)量)大致成比例，隨該對比度量的增大而增大。
以下，作為涉及自動聚焦控制的實施例，對第一^^第7實施例進行說明。某一實施例中所記載的內(nèi)容在其他的實施例中適當?shù)乇灰?，在不?br> 盾的前提下也可適用于其他的實施例。《第1實施例》
首先，對涉及本發(fā)明的第1實施例進行說明。圖5是涉及本發(fā)明的第1實施例，關于自動聚焦控制的部位的方框圖。涉及第1實施例的主控制
部13 (圖1)包括圖5的面孔檢測部41和聚焦控制部20a。聚焦控制部 20a被用作圖1的聚焦控制部20。聚焦控制部20a包括以符號42 44所參照的各部位。在圖5中，雖然面孔檢測部41被設置在聚焦控制部20a 的外部，但是也可考慮將面孔檢測部41設置在聚焦控制部20a的內(nèi)部。第1實施例假設在各幀圖像內(nèi)含有人物的面孔的情況作為前提。
在面孔檢測部41中各幀圖像作為輸入圖像而被提供。面孔檢測部41 按每個輸入圖像，根據(jù)輸入圖像的影像信號(圖像數(shù)據(jù))從輸入圖像中檢測人物的面孔，抽出含有檢測后的面孔的面孔區(qū)域。公知作為檢測圖像中所含有的面孔的方法有各種方法，面孔檢測部41也可采用其中任一種方法。例如、既可以像在日本特開2000-105819號公報中所記載的方法那樣，通過從輸入圖像抽出膚色區(qū)域來檢測面孔(面孔區(qū)域)，也可以利用在日本特開2006-211139號公報或日本特開2006-72770號公報中所記載的方法來檢測面孔(面孔區(qū)域)。
典型的例子如，將在輸入圖像內(nèi)所設定的注目區(qū)域的圖像與含有規(guī)定的圖像尺寸的基準面孔圖像進行對比來判斷兩圖像的近似度，根據(jù)此近似度對在注目區(qū)域內(nèi)是否含有面孔進行檢測(注目區(qū)域是否為面孔區(qū)域)。近似判斷是通過為了識別是否為面孔而抽出有效的特征量來進行的。特征量是水平邊緣、垂直邊緣、右斜邊緣、左斜邊緣等。
在輸入圖像中注目區(qū)域向左右方向或上下方向各錯開一個像素。然后，將錯開后的注目區(qū)域的圖像與基準面孔圖像進行對比，再次判斷兩圖像的近似度，進行同樣的檢測。如此，注目區(qū)域，例如邊從輸入圖像的左上向右下方各錯開一個像素，邊進行更新設定。此外，將輸入圖像以一定的比率縮小，并對縮小后的圖像進行同樣的面孔檢測處理。通過反復進行這種處理，可以從輸入圖像中檢測出任意尺寸的面孔。
將由面孔檢測部41所檢測出的面孔的尺寸稱為"面孔尺寸"。面孔尺寸是表示幀圖像上所檢測出的面孔的尺寸,例如以含有其面孔的面孔區(qū)域的面積(像素數(shù))來進行表示。此外，由面孔檢測部41所檢測出的面孔的位置稱為"面孔位置"。面孔位置是表示幀圖像上所檢測出的面孔的位置，例如以含有其面孔的面孔區(qū)域的中心坐標來進行表示。
面孔尺寸歷史記錄存儲器42將最新的k幀份的面孔尺寸以時間序列
排列并存儲(k為大于等于2的整數(shù))。例如在通過對第n幀圖像的面孔檢測處理確定了第n幀圖像中的面孔尺寸之后，在面孔尺寸歷史記錄存儲器42中至少存儲有第(n-k+l) 第n幀圖像的面孔尺寸。將作為存儲于面孔尺寸歷史記錄存儲器42中的面孔尺寸的集合，總稱為"面孔尺寸時間序列信息"。面孔尺寸時間序列信息向透鏡位置控制部44進行輸出。
AF評估部43與圖4的AF評估部是同樣的部位，對各幀圖像的AF 評估值進行計算。但是，聚焦控制部20a根據(jù)由面孔檢測部41所確定的面孔位置(以及面孔尺寸)，使在AF評估區(qū)域內(nèi)包括面孔區(qū)域。雖然在幀圖像上的AF評估區(qū)域的位置及尺寸，在不同的幀圖像間不同的情況也存在，但是為了便于說明，在以下的說明中在所有幀圖像間將它們設為相同(在后述的其他實施例中也同樣)。
透鏡位置控制部44根據(jù)面孔尺寸時間序列信息和來自AF評估部43 的AF評估值生成用于控制透鏡位置的透鏡位置控制信號，并通過將其向驅(qū)動器34 (圖2)進行輸出來控制透鏡位置。
第1實施例假設聚焦控制部20a實現(xiàn)所謂連續(xù)AF的情況作為前提。所謂連續(xù)AF是指追隨被攝體的動作對被攝體進行連續(xù)聚焦的自動聚焦控制。所謂對某一被攝體的聚焦是指對此被攝體的焦點吻合。在本實施例中，由于面孔區(qū)域被包括于AF評估區(qū)域內(nèi)，所以人物的面孔作為主要被攝體來進行處理，并進行連續(xù)AF以使此主要被攝體聚焦。此外，對主要被攝體聚焦時的透鏡位置被稱為"聚焦透鏡位置"。
作為基本動作，透鏡位置控制部44邊將透鏡位置向極近端方向或向無限遠端方向每次移動規(guī)定移動量，邊參照對各幀圖像所計算出的AF評估值，并利用所謂的登山法來控制透鏡位置，以使AF評估值取得最大值 (附近)。一旦主要被攝體的焦點吻合，AF評估值將成為最大(或約為最大)。因此，AF評估值取得最大值的透鏡位置為聚焦透鏡位置。因此，對透鏡位置所進行的上述控制處理稱為聚焦透鏡位置的搜索處理。在搜索處理中，透鏡位置控制部44通過驅(qū)動器34向AF評估值逐漸變大的方向對聚焦透鏡31的位置進行持續(xù)的控制。其結(jié)果，對于同一光學系統(tǒng)的AF 評估區(qū)域內(nèi)的圖像的對比度量將保持為最大值(附近)。并且，所謂AF評估值所相關的最大值，嚴格地說是指極大值。
在主要被攝體及攝像裝置1處于靜止狀態(tài)下，一旦由連續(xù)AF對主要被攝體實現(xiàn)了聚焦，透鏡位置將幾乎停止在聚焦透鏡位置上。但是，從此狀態(tài)開始，當主要被攝體向主要被攝體的被攝體距離產(chǎn)生變化的方向發(fā)生大的移動時，就需要再次利用登山法來重新搜索聚焦透鏡位置。對于此再
次搜索處理的動作將參照圖6 (a)及(b)以及圖7 (a)及(b)進行說明。
現(xiàn)在，假設主要被攝體的被攝體距離從時刻Tl到時刻T2的期間逐漸變大的情況作為前提。時刻T2是時刻Tl之后到來的時刻。在圖6 (a) 中，在符號201所劃上的實線四邊形框內(nèi)表示時刻T1時的幀圖像，在圖 6(b)中，符號211所劃上的實線四邊形框內(nèi)是表示時刻T2時的幀圖像。在圖6 (a)中，符號202所劃上的虛線矩形區(qū)域是從幀圖像201所抽出的、作為主要被攝體的面孔區(qū)域，在圖6 (b)中，符號212所劃上的虛線矩形區(qū)域是從幀圖像211所抽出的、作為主要被攝體的面孔區(qū)域。在圖 6 (a)中，符號203所劃上的實線矩形區(qū)域是在幀圖像201內(nèi)所定義的 AF評估區(qū)域，在圖6 (b)中，符號213所劃上的實線矩形區(qū)域是在幀圖像211內(nèi)所定義的AF評估區(qū)域。
圖7 (a)以及(b)是表示透鏡位置與AF評估值之間的關系的圖形。圖7 (a)的曲線204是表示圖6 (a)的幀圖像201所對應的透鏡位置與 AF評估值之間的關系，圖7 (b)的曲線214表示圖6 (b)的幀圖像211 所對應的透鏡位置與AF評估值之間的關系。
在表示曲線204及曲線214的各圖形中，橫軸表示透鏡位置，橫軸的右方對應于無限遠端側(cè)。在圖7 (a)中，符號205表示時刻T1時的透鏡位置，在圖7 (b)中，符號215表示時刻T2時的透鏡位置。然后，將從圖6 (a)的幀圖像201所得到的AF評估值以及從圖6 (b)的幀圖像211 所得到的AF評估值，分別作為VA及VB。并且，從幀圖像201只可取得 VA的AF評估值，在時刻Tl時聚焦控制部20a未必對曲線204的形狀全部進行識別(關于曲線214也同樣)。
根據(jù)從時刻Tl之前所執(zhí)行的連續(xù)AF，在時刻Tl對主要被攝體進行了聚焦，時刻T1時的透鏡位置205將與聚焦透鏡位置相吻合。因此，AF評估值VA成為AF評估值的取得最大值。
從時刻T1到時刻T2，由于主要被攝體所對應的人物漸漸遠離攝像裝置1，從而設為在時刻T2時的主要被攝體的被攝體距離比在時刻Tl時的被攝體距離變大了。在主要被攝體的運動劇烈等的情況下，不能使透鏡位置追蹤聚焦透鏡位置。此例假定了這種狀態(tài)，設定從時刻T1到時刻T2 透鏡位置是不變的。這樣，時刻T2時的AF評估值(Vb)將從時刻Tl 時的AF評估值急劇降低。圖5的透鏡位置控制部44檢測到此AF評估值的降低，判斷主要被攝體的聚焦狀態(tài)被破壞了，在時刻T2之后將執(zhí)行再次的搜索處理。此時，透鏡位置控制部44根據(jù)面孔尺寸時間序列信息對在再次的搜索處理的執(zhí)行幵始時聚焦透鏡31的移動方向(換言之，聚焦透鏡位置的搜索方向)進行確定。
在用于進行此移動方向的確定的面孔尺寸時間序列信息中，包括有對幀圖像201以及211的面孔尺寸，由于被攝體距離的增加的原因，與幀圖像201中的面孔區(qū)域202的面孔尺寸相比，幀圖像211中的面孔區(qū)域212 的面孔尺寸變小了。在再次的搜索處理的執(zhí)行之前，當查出這種面孔尺寸的減小時，透鏡位置控制部44判斷被攝體距離是增加了，在再次搜索處理的執(zhí)行開始時確定聚焦透鏡31的移動方向為無限遠端方向。因此，在時刻T2之后，以透鏡位置215位基準，邊使聚焦透鏡31向無限遠端方向移動，邊再次搜索最大的AF評估值(即、再次搜索聚焦透鏡的位置)。
從圖7 (b)以及圖8的曲線214也知，以透鏡位置215為基準即使讓聚焦透鏡31向極近端方向移動，也找不到AF評f古值的最大值(極大值)，而且，由于向極近端方向的移動AF評估值將減少。因此，假如若在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時將聚焦透鏡31的移動方向設定成了極近端方向，則如圖8的劃有箭頭的曲線220所示，暫時使聚焦透鏡31向極近端方向移動，然后，根據(jù)此向該極近端方向的移動觀測到AF評估值的減少之后，聚焦透鏡31的移動方向被再設定為無限遠端方向，根據(jù)此后的透鏡位置調(diào)整，最終找到聚焦透鏡位置。
另一方面，根據(jù)面孔尺寸時間序列信息應用移動方向判斷，在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時，若將聚焦透鏡31的移動方向設定為無限遠端方向，則如圖8的劃有箭頭的直線221所示，能夠在短時間內(nèi)找到聚焦透鏡位置。結(jié)果，提高了連續(xù)AF的穩(wěn)定性的同時也提高了聚焦速度。此外，
由于如以往的方法(例如日本特開2003-75717號公報中所記載的方法) 不需要對被攝體距離進行運算，所以也減輕了運算負擔。
而且，雖然與圖7 (b)中所表示的狀況不同，但是在時刻T2之后，以透鏡位置215作為基準，即使讓聚焦透鏡31向無限遠端方向移動，也找不到最大的AF評估值時，在反轉(zhuǎn)了聚焦透鏡31的移動方向的基礎之上，進一步對在AF評估值中賦予了最大值的透鏡位置進行搜索。
另外，雖然舉例說明了在時刻T2時的主要被攝體的被攝體距離比在時刻Tl時的被攝體距離逐漸變大了的情況，但是對于在時刻T2時的主要被攝體的被攝體距離比在時刻Tl時的被攝體距離逐漸變小了的情況，聚焦透鏡31的移動方向?qū)⒏南蛳喾捶较?。簡而言之，如果與幀圖像201 中的面孔區(qū)域202的面孔尺寸相比，幀圖像211中的面孔區(qū)域212的面孔尺寸逐漸變大了，則透鏡位置控制部44判斷被攝體距離是減少了，在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時將聚焦透鏡31的移動方向確定為極近端方向。
關于圖6 (a)以及(b)中所表示的幀圖像201和幀圖像211的關系進行追加說明。幀圖像201以及2U，例如分別為第(n-k+l)以及第n 幀圖像(如上述k為大于等于2的整數(shù))。然后出于簡便，例如設定k-2。此時，將根據(jù)在鄰接的幀圖像之間的面孔尺寸變化來確定上述的移動方向。
當然，k也可設為大于等于3。！^3時，根據(jù)第(n-2) 第n幀圖像的面孔尺寸，對在第(n-2) 第n幀之間的面孔尺寸的變化進行檢測，并將根據(jù)此檢測結(jié)果來確定上述的移動方向。例如若將第(n-j)幀圖像的面孔尺寸以FS[n-j]來進行表示(j為大于等于0的整數(shù))，當FS[n-2] 〉FS[n-1] 〉FS[n]成立時，判斷在第(n-2) 第n幀之間的面孔尺寸是減小了，在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向?qū)⒋_定為無限遠端方向。另一方面，當FS[n-2] <FS[n-l] 〈FS[n]成立時，判斷在第(n-2) 第n幀之間的面孔尺寸是增加了，在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時將聚焦透鏡31的移動方向確定為極近端方向。《第2實施例》
其次，對涉及本發(fā)明的第2實施例進行說明。由于涉及第2實施例，并與自動聚焦控制相關的部位的方框圖與圖5相同，所以將重復的附圖進
行省略。涉及第2實施例的主控制部13 (圖1)包括圖5的面孔檢測部 41和聚焦控制部20a。聚焦控制部20a被用作圖1的聚焦控制部20。第2 實施例與第1實施例同樣，假設在各幀圖像內(nèi)含有人物的面孔的情況作為前提。
但是，第2實施例假設聚焦控制20a實現(xiàn)所謂單一 AF的情況作為前提。所謂單一AF，是一種自動聚焦控制，其一旦搜索到聚焦透鏡位置之后，則透鏡位置將固定在此聚焦透鏡位置上。
在單一 AF中，例如透鏡位置控制部44使聚焦透鏡31在所確定的搜索范圍內(nèi)每次以規(guī)定移動量進行移動，在移動時，從AF評估部43取得最新的AF評估值。然后，將在搜索范圍內(nèi)對AF評估值賦予最大值的透鏡位置確定為聚焦透鏡位置，并從使實際的透鏡位置向此確定后的聚焦透鏡位置移動幵始，固定透鏡位置。由此，可實現(xiàn)對AF評估區(qū)域內(nèi)的主要被攝體的聚焦。從上述的說明可以知道，所謂搜索范圍是為了搜索聚焦透鏡位置，聚焦透鏡31所要配置的透鏡位置的范圍(換言之，用于搜索聚焦透鏡位置的聚焦透鏡31的移動范圍)。搜索范圍，典型的例子如聚焦透鏡31的可動范圍的全體(即極近端與無限遠端之間的全體范圍)。
現(xiàn)在，假設利用連拍功能等，在比較短的時間間隔內(nèi)連續(xù)地進行多個靜止圖像的攝像及記錄的情況作為前提，假定為如圖9所示的具體例子。簡言之，以按照對圖1的操作部17的操作，將時刻T3時的幀圖像作為第一記錄圖像記錄到記錄介質(zhì)16，并且，將時刻T4時的幀圖像作為第二記錄圖像記錄到記錄介質(zhì)16作為前提。雖然時刻T4是在時刻T3之后的時刻，但兩者的時間間隔比較短。
另外，如圖9所示，以符號301對在時刻T3時的幀圖像(及第一記錄圖像)進行參照，以符號351對在時刻T4時的幀圖像(及第二記錄圖像)進行參照。此外，在時刻T3之前，取得多個幀圖像，此多個幀圖像的每一個分別作為時刻T3之前的直通(through)圖像在顯示部15上進行更新顯示。在時刻T3之前所取得的此多個幀圖像被用來實現(xiàn)對幀圖像 301的單一 AF。同樣，在時刻T3之后及時刻T4之前，取得多個幀圖像，此多個幀圖像的每一個分別作為直通(through)圖像在顯示部15上進行更新顯示 (但是，也有不顯示的情況)。在時刻T3之后及時刻T4之前所取得的此多個幀圖像被用來實現(xiàn)對幀圖像351的單一AF。此外，將時刻T3與T4 之間的某一時刻作為時刻TA，以符號311對在時刻TA時的幀圖像進行參照。
應該對幀圖像301實現(xiàn)單一 AF，聚焦控制20a在時刻T3之前執(zhí)行單一 AF。此時上述的搜索范圍，例如、作為聚焦透鏡31的可動范圍的全體。簡言之，在時刻T3之前，透鏡位置控制部44使聚焦透鏡31從極近端向無限遠端(或從無限遠端向極近端)每次以規(guī)定移動量進行移動，在移動的過程中，從AF評估部43取得最新的AF評估值。然后，將在搜索范圍內(nèi)對AF評估值賦予最大值的透鏡位置確定為聚焦透鏡位置，并從使實際的透鏡位置向此確定后的聚焦透鏡位置移動開始，固定透鏡位置。幀圖像301是在此狀態(tài)下所取得的。
接著，現(xiàn)在假設在時刻T3之前為恒定的主要被攝體的被攝體距離，在時刻T3與時刻TA之間逐漸變大了的情況作為前提。在圖10 (a)中表示時刻T3時的幀圖像301,在圖10 (b)中表示時刻TA時的幀圖像301。在圖10 (a)中，帶有符號302的虛線矩形區(qū)域是從幀圖像301所抽出的、作為主要被攝體的面孔區(qū)域，帶有符號303的實線矩形區(qū)域是在幀圖像 301內(nèi)所定義的AF評估區(qū)域。在圖10 (b)中，帶有符號312的虛線矩形區(qū)域是從幀圖像311所抽出的、作為主要被攝體的面孔區(qū)域，帶有符號 313的實線矩形區(qū)域是在幀圖像311內(nèi)所定義的AF評估區(qū)域。
圖ll (a)以及(b)是表示透鏡位置與AF評估值的關系的圖形。圖 11 (a)的曲線304表示圖10 (a)的幀圖像301所對應的透鏡位置與AF 評估值之間的關系，圖11 (b)的曲線314表示圖10 (b)的幀圖像311 所對應的透鏡位置與AF評估值之間的關系。
在表示曲線304及曲線314的各圖形中，橫軸表示透鏡位置，橫軸的右方對應于無限遠端側(cè)。在圖11 (a)中，符號305表示時刻T3時的透鏡位置，在圖ll (b)中，符號315表示時刻TA時的透鏡位置。吋刻Ta 是對幀圖像351 (參照圖9)執(zhí)行單一 AF之前的時刻，透鏡305及315
是相同的。雖然透鏡位置305與聚焦透鏡位置相一致，但是由于被攝體距
離的變化的原因，透鏡位置315與聚焦透鏡位置不一致，時刻TA時的幀圖像311的AF評估值變?yōu)榉浅Ｐ　?br> 在時刻TA T4之間，聚焦控制部20a雖然對幀圖像351執(zhí)行單一 AF，但是此時根據(jù)面孔尺寸時間序列信息來確定上述的搜索范圍。
在用于進行此搜索范圍的確定的面孔尺寸時間序列信息中，包括有對幀圖像301以及311的面孔尺寸，由于被攝體距離的增加的原因，與幀圖像301中的面孔區(qū)域302的面孔尺寸相比，幀圖像311中的面孔區(qū)域312 的面孔尺寸變小了〔參照圖10 (a)及(b))。在對幀圖像351執(zhí)行單一 AF (即、對幀圖像351的聚焦透鏡位置的搜索處理)之前，當檢測出這種面孔尺寸的減小時，透鏡位置控制部44判斷被攝體距離是增加了，將對幀圖像351的單一 AF的搜索范圍定為比當前的透鏡位置更靠近無限遠端側(cè)。
艮P、透鏡位置控制部44，將時刻TA時的透鏡位置315 (參照圖11 (b) 以及圖12)與位于比透鏡位置315更靠近無限遠端側(cè)的透鏡位置316之間的透鏡位置范圍定為對幀圖像351的單一AF的搜索范圍。此后，在時刻TA T4之間，使聚焦透鏡31從透鏡位置315向無限遠端方向每次以規(guī)定移動量移動到透鏡位置316，在移動的過程中，從AF評估部43取得最新的AF評估值。然后，將在該搜索范圍內(nèi)對AF評估值賦予最大值的透鏡位置作為聚焦透鏡位置進行確定，并從使實際的透鏡位置向此確定后的聚焦透鏡位置移動JF始，固定透鏡位置。圖9的幀圖像351是在此狀態(tài)下所取得的。
作為搜索范圍的一個端點的圖12的透鏡位置316，雖然出于簡便例如、設為了無限遠端，但是也可將透鏡位置315與無限遠端之間的透鏡位置設為透鏡位置316。例如，從對幀圖像301的AF評估值與對幀圖像311 的AF評估值的對比，或者面孔區(qū)域302的面孔尺寸與面孔區(qū)域312的面孔尺寸的對比來推測時刻T3 TA之間的被攝體距離的變化量〔參照圖9、圖10 (a)及(b))，當推測到此變化量為比較小時，根據(jù)此推測到的變化量也可將透鏡位置316設定在透鏡位置315與無限遠端之間。
如上所述，如果根據(jù)面孔尺寸時間序列信息對單一AF中的搜索范圍進行設定，就可減少聚焦透鏡位置的搜索時間并謀求單一AF中聚焦的高速化。
此外，雖然對于時刻TA時的主要被攝體的被攝體距離比時刻T3時的
被攝體距離逐漸變大的情況進行了舉例，但是對于時刻TA時的主要被攝
體的被攝體距離比時刻T3時的被攝體距離逐漸變小的情況，搜索范圍作為與上述相反方向的范圍。簡言之，若與幀圖像301中的面孔區(qū)域302 的面孔尺寸相比，幀圖像311中的面孔區(qū)域312的面孔尺寸逐漸變大了，透鏡位置控制部44判斷被攝體距離是減少了，將對幀圖像351的單一 AF 的搜索范圍確定為比現(xiàn)在的透鏡位置更靠近極近端側(cè)。此后的處理只是搜索范圍不同，而其他與上述的處理相同。
關于圖10 (a)以及(b)中所表示的幀圖像301和幀圖像311的關系進行追加說明。幀圖像301以及311，例如、分別為第(n-k+l)以及第n幀圖像(如上述、k為大于等于2的整數(shù))。然后出于簡便，例如設定k-2。此時，將根據(jù)在鄰接的幀圖像之間的面孔尺寸變化來確定上述的搜索范圍。
當然，k也可設為大于等于3。 k-3時，根據(jù)第(n-2) 第n幀圖像的面孔尺寸，對在第(n-2) 第n幀之間的面孔尺寸的變化進行檢測，并根據(jù)此檢測結(jié)果來確定上述的搜索范圍。例如、若將第(n-j)幀圖像的面孔尺寸以FS[n-j]來進行表示(j為大于等于0的整數(shù))，當FS[n-2] 〉FS[n-l] 〉FS[n]成立時，判斷在第(n-2) 第n幀之間的面孔尺寸是減小了，將對幀圖像351的單一 AF的搜索范圍確定為比現(xiàn)在的透鏡位置更靠近無限遠端側(cè)。另一方面，當FS[n-2] <FS[n-l] 〈FS[n]成立時，判斷在第(n-2) 第n幀之間的面孔尺寸是增加了，將對幀圖像351的單一AF的搜索范圍確定為比當前的透鏡位置更靠近極近端側(cè)。
在圖9的時刻T4之后，進一步對于拍攝并記錄第三記錄圖像(第四、第五、."記錄圖像)的情況也與上述同樣地設定搜索范圍。即對以時刻 T4作為基準的面孔尺寸的變化進行檢測，并根據(jù)此檢測結(jié)果確定對第三記錄圖像的單一 AF的搜索范圍即可(關于第四、第五、記錄圖像也同樣)。
《第3實施例》
其次，對涉及本發(fā)明的第3實施例進行說明。圖13是涉及本發(fā)明的
第3實施例，關于自動聚焦控制的部位的方框圖。涉及第3實施例的主控制部13 (圖1)包括圖13的聚焦控制部20b。聚焦控制部20b被用作圖1 的聚焦控制部20。聚焦控制部20b包括以符號51 54所參照的各部位。
聚焦控制部20b在各幀圖像內(nèi)設定AF評估區(qū)域。AF評估區(qū)域是指作為幀圖像的一部分的矩形區(qū)域。出于簡便，例如將位于幀圖像的中央附近的規(guī)定的矩形區(qū)域作為AF評估區(qū)域來進行設定。
或例如，也可在出現(xiàn)在幀圖像內(nèi)的被攝體內(nèi)，將被攝體距離為最近的被攝體所出現(xiàn)的區(qū)域作為AF評估區(qū)域。此時，如以下那樣來設定AF評估區(qū)域。將幀圖像分割成相互不同的多個候補AF評估區(qū)域，通過邊使透鏡位置從極近端到無限遠端進行移動，邊對各候補AF評估區(qū)域的AF評估值進行計算，從而按每個候補AF評估區(qū)域來取得如圖7 (a)的曲線 204所示的透鏡位置與AF評估值的關系。然后，按每個候補AF評估區(qū) 域?qū)υ贏F評估值中賦予最大值(極大值)的透鏡位置進行確定，將所確定的透鏡位置為距極近端最近的候補AF評估區(qū)域最終設定為AF評估區(qū) 域。
聚焦控制部20b將設定后的AF評估區(qū)域內(nèi)的被攝體作為主要被攝體來進行處理。
特征點檢測部51利用特征點抽出器(未圖示)，在主要被攝體上抽出多個特征點。所謂特征點是指可與周圍的點相區(qū)別并容易追蹤的點。這種特征點是，在水平及垂直方向上對濃淡變化量變大的像素進行襝測，并利用眾知的特征點抽出器(未圖示)可以進行自動抽出。所謂特征點抽出器為例如Harris的角檢測器、SUSAN的角檢測器、KLT的角檢測器。
或者考慮從幀圖像(以下稱為基準幀圖像)抽出由第一第四特征點所形成的四個特征點的情況。在圖14中，將基準幀圖像中第一第四特征點分別付與符號421 424的點來進行標示。實際上，雖然也有從包括主要被攝體的AF評估區(qū)域抽出五個以上特征點的情況，但是假設從此五個以上的特征點中選定第一第四特征點。并且，將基準幀圖像以符號 401進行參照，并將其稱為幀圖像401。
得到基準幀圖像的幀稱為基準幀。特征點檢測部51在得到基準幀的下一個幀的幀圖像時，通過追蹤處理來確定此幀圖像內(nèi)的第一第四特征點。當將在時間上相互鄰接的兩個幀圖像稱為前幀圖像及現(xiàn)幀圖像時，將前幀圖像中的特征點的位置的近旁區(qū)域作為特征點搜索區(qū)域，通過在現(xiàn)幀圖像的特征點搜索區(qū)域內(nèi)進行圖像匹配處理，可以確定現(xiàn)幀圖像的特征點的位置。圖像匹配處理，例如通過以前幀圖像中的特征點的位置作為中心
的矩形區(qū)域內(nèi)的圖像來形成樣本(template),對此樣本與在現(xiàn)幀圖像的特征點搜索區(qū)域內(nèi)的圖像的近似性進行計算。特征點檢測部51通過反復進行這種追蹤處理，在基準幀以后的運動圖像內(nèi)，對由基準幀中所抽出的第一第四特征點進行追蹤。
另外，特征點檢測部51對第一第四特征點之間的距離進行計算。在現(xiàn)在的例子的情況下，如圖14所示，在圖像上計算出第一與第二特征點之間的距離D1、第二與第三特征點之間的距離D2、第三與第四特征點之間的距離D3以及第四與第一特征點之間的距離D4。距離D1 D4的計算不只針對基準幀圖像，還可成為對第一第四特征點的追蹤，也可針對基準幀以后的各幀圖像來進行。
特征點歷史記錄存儲器52將最新的k幀份的距離D1 D4以時間序列排列并存儲(k如上述，為大于等于2的整數(shù))。例如、在確定了第n 幀圖像中的距離D1 D4之后，至少在特征點歷史記錄存儲器52存儲有第(n-k+l) 第n幀圖像的距離Dl D4。將作為存儲于特征點歷史記錄存儲器52中的距離D1 D4的集合，總稱為"特征點時間序列信息"。特征點時間序列信息向透鏡位置控制部54進行輸出。
AF評估部53是與圖4的AF評估部相同的部位，對各幀圖像的AF 評估值進行計算。透鏡位置控制部54生成用于根據(jù)特征點時間序列信息和來自AF評估部53的AF評估值來控制透鏡位置的透鏡位置控制信號，并通過將其對驅(qū)動器34 (圖2)進行輸出來控制透鏡位置。
第3實施例假設聚焦控制部20b執(zhí)行連續(xù)AF的情況作為前提。
一次對主要被攝體實現(xiàn)聚焦為止的動作，即、第1實施例中所述的到時刻Tl為止的連續(xù)AF的動作，是與第1實施例相同的?？紤]在基準幀
中聚焦透鏡位置的搜索處理完了后透鏡位置被配置在聚焦透鏡位置上的情況。此時，基準幀圖像對應于時刻T1時的幀圖像〔第l實施例中的圖
6 (a)的幀圖像201)。
然后，與第1實施例同樣，假設主要被攝體的被攝體距離從時刻Tl 到時刻T2的期間逐漸變大的情況作為前提。圖15表示時刻T2時的幀圖像411，在此幀圖像411中所標示的四個點是表示幀圖像411中的第一第四的特征點。
在主要被攝體的移動突然加劇等情況下，無法使透鏡位置追隨到聚焦透鏡位置。本例假定了這種狀態(tài)，并假設不改變從時刻T1到時刻T2的透鏡位置作為前提。這樣，在時刻T2的AF評估值從時刻Tl時的AF評估值急劇降低。圖13的透鏡位置控制部54探測到此AF評估值的降低，判斷主要被攝體的聚焦狀態(tài)被破壞了，在時刻T2之后將執(zhí)行再次的搜索處理。此時，透鏡位置控制部54根據(jù)特征點時間序列信息對在再次的搜索處理的執(zhí)行幵始時聚焦透鏡31的移動方向(換言之，聚焦透鏡位置的搜索方向)進行確定。
在用于進行此移動方向的確定的特征點時間序列信息中，含有對應于時刻Tl及時刻T2的幀圖像401及411的距離D1 D4，透鏡位置控制部 54通過將兩幀圖像間所對應的兩個距離進行比較，對時刻T1一T2之間的主要被攝體的尺寸的變化進行判斷。簡言之，對距離D1 D4分別檢測時刻Tl—T2之間的變化量以及變化方向，根據(jù)此檢測結(jié)果對時刻T1一T2 之間的主要被攝體的尺寸的變化進行判斷。實際上，例如，根據(jù)D1 D4 的各變化量的平均值，對主要被攝體的尺寸的變化進行判斷即可。
第一第四特征點是表示主要被攝體的特征部位的點，如圖16所示，
主要被攝體的尺寸與由第一第四特征點所形成的圖形的尺寸成近似比例。因此，當主要被攝體的被攝體距離從時刻T1到時刻T2之間變大了的時候，在時刻T1一T2之間的距離D1 D4將分別減少。當這種減少被檢測出時，透鏡位置控制部54增加被攝體距離，并判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸減小了，將在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向確定為無限遠端方向。因此，在時刻T2之后，將時刻T2時的透鏡位置作為基準，邊使聚焦透鏡31向無限遠端移動，邊再次搜索最大的 AF評估值(即、再次搜索聚焦透鏡位置)。
如本實施例所示，即使將主要被攝體的尺寸的變化根據(jù)多個特征點之間的距離(換言之，多個特征點之間的相對位置關系)的變化來進行檢測，也可實現(xiàn)與第一實施同樣的連續(xù)AF，并可得到與第1實施例同樣的效果。
另外，雖然舉例說明了在時刻T2時的主要被攝體的被攝體距離比在時刻Tl時的被攝體距離變大了的情況，但是對于在時刻T2時的主要被攝體的被攝體距離比在時刻T1時的被攝體距離變小了的情況，聚焦透鏡 31的移動方向?qū)⒏南蛳喾捶较?。簡而言之，當時刻T1一T2之間的距離 D1 D4增加了的時候，透鏡位置控制部54，減少被攝體距離并判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸是增加了，在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向?qū)⒋_定為極近端方向。
關于圖14以及圖15中所表示的幀圖像401和幀圖像411的關系進行追加說明。幀圖像401以及411，例如、分別為第(n-k+l)以及第n幀圖像(如上述、k為大于等于2的整數(shù))。然后出于簡便，例如設定k-2。此時，根據(jù)在鄰接的幀圖像之間的距離D1 D4的變化來確定上述的移動方向。
當然，k也可設為大于等于3。 k-3時，根據(jù)第(n-2) 第n幀圖像的距離D1 D4，對在第(n-2) 第n幀之間的主要被攝體的尺寸的變化進行檢測，并將根據(jù)此檢測結(jié)果來確定上述的移動方向。例如、當隨著從第(n-2)幀移向第n幀，距離D1 D4減少了的時候，判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸是減小了，將在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的聚焦透鏡31的移動方向確定為無限遠端方向。另一方面，當隨著從第(n-2) 幀移向第n幀，距離D1 D4增加了的時候，判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸是增加了，將在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的聚焦透鏡31的移動方向確定為極近端方向。
在上述例子中，雖然被追蹤的特征點的個數(shù)為四個，但是此個數(shù)只要大于等于2即可(在后述的第四以及第6實施例中也同樣)。因為只要有兩個特征點，就可從兩個特征點之間的距離檢測出圖像上的主要被攝體的尺寸。《第4實施例》
單一 AF也可適用于第3實施例的方法。對此在涉及本發(fā)明的第4實施例中進行說明。第4實施例與第3實施例由第1實施例變更而來一樣，
其相當于將第2實施例進行變更的實施例。由于涉及第4實施例的關于自
動聚焦控制的部位的方框圖與圖13相同，所以省略重復的附圖。涉及第 4實施例的主控制部13 (圖1)包括圖13的聚焦控制部20b。聚焦控制部 20b被用作圖1的聚焦控制部20。
與第3實施例相同，聚焦控制部20b在各幀圖像內(nèi)設定AF評估區(qū)域，并將設定后的AF評估區(qū)域內(nèi)的被攝體作為主要被攝體進行處理。在聚焦控制部20b內(nèi)的各部位的基本的動作與第3實施例相同。
在本實施例中也參照圖9并與第2實施例同樣，以將時刻T3時的幀圖像301作為第一記錄圖像在記錄介質(zhì)16中進行記錄。并且，將時刻T4 時的幀圖像351作為第二記錄圖像在記錄介質(zhì)16中進行記錄的情況作為前提。另外，進一步如圖9所示，假設時刻T3鄰T4之間的時刻TA時取得了幀圖像311。
對幀圖像301的單一 AF的動作與第2實施例相同，即在時刻T3之前，透鏡位置控制部54使聚焦透鏡31從極近端向無限遠端(或從無限遠端向極近端)每次以規(guī)定移動量進行移動，在此移動過程中從AF評估部 53取得最新的AF評估值。然后，在搜索范圍內(nèi)將對AF評估值賦予最大值的透鏡位置作為聚焦透鏡位置進行確定，并從使實際的透鏡位置向此確定后的聚焦透鏡位置移動開始，固定透鏡位置。幀圖像301是在此狀態(tài)下取得的。第一第四的特征點的抽出源的基準幀圖像相當于此幀圖像 301。
然后，與第2實施例相同，假設在時刻T3之前為恒定的主要被攝體的被攝體距離，在時刻T3與時刻TA之間逐漸變大了的情況(參照圖9)。此時，在時刻T3—TA之間距離D1 D4應該減少。透鏡位置控制部54 考慮此減少來確定對幀圖像351的單一 AF的搜索范圍。
更具體地說，在時刻TA—T4之間，聚焦控制部20b雖然對幀圖像351 執(zhí)行單一 AF,但是根據(jù)特征點時間序列信息確定對此時的上述的搜索范圍。
在用于進行此搜索范圍的確定的特征點時間序列信息中，含有對幀圖像301及311的距離D1 D4，透鏡位置控制部54通過將在兩幀圖像間所對應的距離進行比較，對時刻T3—TA之間的主要被攝體的尺寸的變化進
行判斷。此方法與第3實施例所述的相同。
第一第四特征點是表示主要被攝體的特征部位的點，主要被攝體的尺寸與由第一第四特征點所形成的圖形的尺寸成近似比例。因此，當主要被攝體的被攝體距離從時刻T3到時刻TA之間變大了的時候，在時刻
T3—TA之間距離D1 D4將分別減少。當這種減少被檢測出時，透鏡位置控制部54增加被攝體距離，并判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸減小了，與第2實施例相同，將對幀圖像351的單一AF的搜索范圍定為比現(xiàn) 在的透鏡位置更靠近無限遠端側(cè)。
艮P、與第2實施例相同，若將時刻TA時的透鏡位置稱為透鏡位置315 (參照圖12)，則透鏡位置控制部54將在時刻TA時的透鏡位置315與比透鏡位置315更位于靠近無限遠端側(cè)的透鏡位置316之間的透鏡位置范圍定為對幀圖像351的單一AF的搜索范圍。此后，在時刻TA T4之間，使聚焦透鏡31從透鏡位置315向無限遠端方向按每個規(guī)定移動量移動到透鏡位置316,在移動的過程中，從AF評估部53取得最新的AF評估值。然后，將在該搜索范圍內(nèi)對AF評估值賦予最大值的透鏡位置作為聚焦透鏡位置進行確定，并從使實際的透鏡位置向此確定后的聚焦透鏡位置移動開始，固定透鏡位置。圖9的幀圖像351是在此狀態(tài)下所取得的。
作為搜索范圍的一個端點的圖12的透鏡位置316，雖然出于簡便例如、設為了無限遠端，但是也可將透鏡位置315與無限遠端之間的透鏡位置設為透鏡位置316。例如，從對幀圖像301的AF評估值與對幀圖像311 的AF評估值之間的對比，或者幀圖像301中的距離D1 D4與幀圖像311 中的距離Dl D4之間的對比，來推測時刻T3 TA之間的被攝體距離的變化量，當推測到此變化量為比較小時，根據(jù)此推測到的變化量也可將透鏡位置316設定在透鏡位置315與無限遠端之間。
如本實施例所述，即使是根據(jù)多個特征點之間的距離(換言之，多個特征點之間的相對位置關系)來檢測主要被攝體的尺寸的變化，也可實現(xiàn) 與第2實施例同樣的單一 AF，并得到與第2實施例同樣的效果。
此外，雖然對于時刻TA時的主要被攝體的被攝體距離比時刻T3時的被攝體距離逐漸變大的情況進行了舉例，但是對于時刻TA時的主要被攝體的被攝體距離比時刻T3時的被攝體距離逐漸變小的情況，搜索范圍為與上述相反方向的范圍。簡言之，當在時刻T3 丁A之間距離D1 D4增加了的時候，透鏡位置控制部54將被攝體距離減少，并判斷圖像上的主要被攝體的尺寸是增加了，將對幀圖像351的單一 AF的搜索范圍確定為比現(xiàn)在的透鏡位置更靠近極近端側(cè)。此后的處理只是搜索范圍不同，而其他與上述的處理相同。
在本實施例中進行處理的時刻T3時的幀圖像301以及時刻TA時的幀圖像311，例如、為第(n-k+l)以及第n幀圖像(如上述、k為大于等于2的整數(shù))。然后出于簡便，例如設定k-2。此時，將根據(jù)在鄰接的幀圖像之間的距離D1 D4的變化來確定上述的搜索范圍。
當然，k也可設為大于等于3。 k-3時，根據(jù)第(n-2) 第n幀圖像的距離D1 D4，對在第(n-2) 第n幀之間的主要被攝^:的尺寸的變化進行檢測，并將根據(jù)此檢測結(jié)果來確定上述的移動方向。例如、當隨著從第(n-2)幀移向第n幀，距離D1 D4減少了的時候，判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸是減小了，將對幀圖像351的單一AF的搜索范圍確定為比現(xiàn)在的透鏡位置更靠近無限遠端側(cè)。另一方面，當隨著從第(n-2) 幀移向第n幀，距離D1 D4增加了的時候，判斷在圖像上的主要被攝體的尺寸是增加了，將對幀圖像351的單一AF的搜索范圍確定為比現(xiàn)在的透鏡位置更靠近極近端側(cè)。
在圖9的時刻T4之后，進一步對于拍攝并記錄第三記錄圖像(第四、第五、"，記錄圖像)的情況也與上述同樣地設定搜索范圍。即根據(jù)特征點時間序列信息，對以時刻T4作為基準的主要被攝體的尺寸的變化進行檢測，并根據(jù)此檢測結(jié)果確定對第三記錄圖像的單一AF的搜索范圍即可 (關于第四、第五、"，記錄圖像也同樣)。《第5實施例》
其次，對涉及本發(fā)明的第5實施例進行說明。在上述的第一第4實施例中，雖然假設固定了光學變焦倍率，但是在第5實施例中將對在光學變焦倍率變化中也有益的連續(xù)AF進行說明。
光學變焦倍率的變化是通過在圖2的變焦透鏡30的光學系統(tǒng)35內(nèi)的移動來實現(xiàn)的。使用者在對操作部17實施規(guī)定的變焦操作時，在主控制部13的控制下，通過圖2的驅(qū)動器34使變焦透鏡30進行移動。光學系
統(tǒng)35的焦點距離依存于變焦透鏡30的位置。通過驅(qū)動器34對變焦透鏡 30的位置進行控制的主控制部13 (參照圖1)對光學系統(tǒng)35的焦點距離進行識別。
在某一注目的被攝體的被攝體距離為不變的狀況下，若通過變焦透鏡 30的移動使光學系統(tǒng)35的焦點距離增加，則在攝像元件33上形成的注目被攝體的光學圖像的尺寸將增加(即光學變焦倍率增加)，若通過變焦透鏡30的移動使光學系統(tǒng)35的焦點距離減少，則在攝像元件33上形成的注目被攝體的光學圖像的尺寸將減少(即光學變焦倍率減少)。
涉及本發(fā)明的第5實施例的關于自動聚焦控制的部位的方框圖與圖5 所示的相同。因此，涉及第5實施例的主控制部13(圖1)備有圖5的面孔檢測部41和聚焦控制部20a。但是，在第—5實施例中，對圖5的透鏡位置控制部44賦予表示光學系統(tǒng)35的焦點距離的焦點距離信息，透鏡位置控制部44根據(jù)焦點距離信息、面孔尺寸時間序列信息以及AF評估值生成透鏡位置控制信號。
與第1實施例相同，假設在各幀圖像內(nèi)含有人物的面孔的情況作為前提，對涉及第5實施例的自動聚焦控制進行更詳細的說明。在第5實施例中也與第l實施例相同，由于在AF評估區(qū)域內(nèi)包括有面孔區(qū)域，所以將人物的面孔作為主要被攝體來進行處理，以對此主要被攝體進行聚焦的方式進行連續(xù)AF。
由面孔檢測部41所檢測的面孔尺寸不只在主要被攝體的被攝體距離發(fā)生變化時發(fā)生變化，在光學變焦倍率發(fā)生變化時也發(fā)生變化。在主要被攝體的被攝體距離不變的狀況下，當光學變焦倍率從第一倍率向第二倍率變化時，由面孔檢測部41所檢測的面孔尺寸將從第一尺寸向第二尺寸變化。此時，將第二尺寸除以第一尺寸所得的值稱為"根據(jù)光學變焦的面孔尺寸放大率"。
現(xiàn)在，假設從時刻Tl到時刻T2之間光學變焦倍率發(fā)生變化作為前提。并且，考慮時刻T1及時刻T2時的幀圖像分別為圖6 (a)及(b)的幀圖像201及21的情況。如上述，對幀圖像201及211設定AF評估區(qū) 域203及213，并從幀圖像201及211抽出面孔區(qū)域202及212。
將時刻Tl及T2時的焦點距離(即幀圖像201及211的拍攝時的焦
點距離)分別表示為fl及f2。這樣，在時刻T1一T2之間的光學變焦的
面孔尺寸放大率Yz由下式(1)來進行表示。 Y2= f 1/ f 2 …(1)
另外，將面孔區(qū)域202及212的面孔尺寸分別以SZ1及SZ2進行表示。面孔尺寸SZ1及SZ2根據(jù)幀圖像201及211由面孔檢測部41進行檢測。以面孔區(qū)域202的面孔尺寸作為基準，面孔區(qū)域212的面孔尺寸將由于在時刻T1一T2之間的光學變焦倍率變化及被攝體距離變化而增減。若假設在時刻T1一T2之間的被攝體距離不變，則可由時刻T2時的拍攝而得到，以SZ2'來表示假想的幀圖像中的面孔區(qū)域的面孔尺寸。面孔尺寸 SZ2'由下式(2)來進行表示。在圖17中表示面孔尺寸SZ1、 SZ2及SZ2' 的關系。
SZ2'-SZ1XYZ …(2)
從由面孔檢測部41檢測出的面孔尺寸SZ2與由焦點距離變化推測出的面孔尺寸SZ2'的比，可以求出僅由被攝體距離變化而來的面孔尺寸的放大率，即除去了光學變焦倍率變化的影響的面孔尺寸的放大率。以Yd 來對由此比來表示的面孔尺寸的放大率進行表示。放大率YD可以由下式 (3)求出。
YD= S Z 2 ' /S 2 2
=(S Z 1 x Yz) /SZ 2 …(3)
={ S Z 1 x ( f 1 / f 2 ) ) / S Z 2
透鏡位置控制部44根據(jù)面孔尺寸時間序列信息和焦點距離信息，求出在時刻T1一T2之間的放大率YD，并根據(jù)放大率YD來調(diào)整透鏡位置。具體而言，進行如下的動作。
假定通過在時刻T1以前執(zhí)行的連續(xù)AF(第1實施例中所述的搜索處理)在時刻Tl對主要被攝體進行了聚焦，在時刻Tl時的透鏡位置與聚焦透鏡位置相吻合。然后，假定從時刻T1到時刻T2，主要被攝體的被攝體距離及光學變焦倍率至少一個發(fā)生了變化。在主要被攝體的移動突然加劇等情況下，不能使透鏡位置追蹤聚焦透鏡位置。本例假定了這種狀態(tài)，并假設不改變從時刻Tl到時刻T2的透鏡位置作為前提。這樣，在時刻 T2的AF評估值將從時刻Tl時的AF評估值急劇降低。透鏡位置控制部44探測到此AF評估值的降低，判斷主要被攝體的聚焦狀態(tài)被破壞了，在時刻T2之后將執(zhí)行再次的搜索處理。
此時，透鏡位置控制部44根據(jù)面孔尺寸時間序列信息以及焦點距離信息對在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向(換言之，聚焦透鏡位置的搜索方向)進行確定。具體而言，根據(jù)面孔尺寸時間序列信息中所含有的面孔區(qū)域201及211的面孔尺寸SZ1及SZ2，和焦點距離信息中所含有的時刻Tl及T2的焦點距離fl及f2，按照上式(3)求出時刻T1一T2之間的放大率YD，并從放大率Yd來推定在吋刻T1一T2 之間的主要被攝體的被攝體距離的變化(換言之，推定從攝像裝置1看到的主要被攝體的移動方向)。
若放大率Yd大于1，則推定主要被攝體的被攝體距離為減少，將再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向定為極近端方向。對于此種情況，在時刻T2以后將時刻T2時的透鏡位置作為基準，邊將聚焦透鏡31向極近端方向移動，邊進行聚焦透鏡位置的再搜索。
另一方面，若放大率YD小于1,則推定主要被攝體的被攝體距離為增加，將再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向定為無限遠端方向。對于此種情況，在時刻T2以后將時刻T2時的透鏡位置作為基準，邊將聚焦透鏡31向無限遠端方向移動，邊進行聚焦透鏡位置的再搜索。
參照圖18對涉及第5實施例的連續(xù)AF的動作流程進行說明。圖18 是涉及本發(fā)明的第5實施例的連續(xù)AF的動作流程圖。在連續(xù)AF的動作中，對依次得到的各幀圖像進行通過面孔檢測部41的面孔檢測處理以及通過AF評估部43的AF評估值計算處理，并且根據(jù)此面孔檢測處理的
結(jié)果將面孔尺寸時間序列信息依次進行更新。
一旦開始進行作為自動聚焦控制的連續(xù)AF，首先在步驟S1中將AF
動作模式設定為登山模式，接著在步驟S2中將透鏡驅(qū)動方向(使聚焦透鏡31移動的方向)設定為極近端方向，此后移到步驟S3。 AF動作模式規(guī)定自動聚焦控制的狀態(tài)。AF動作模式設定為登山模式、停止模式及再起動模式中的任一種模式。AF動作模式設定為登山模式時，根據(jù)登山法來對聚焦透鏡31進行驅(qū)動(即透鏡位置的調(diào)整)，AF動作模式設定為停止模式時，聚焦透鏡31將被停止。再起動模式是用于將AF動作模式從停止模式返回登山模式的模式，在AF動作模式設定為再起動模式時，聚焦透鏡31也是停止的。
在步驟S3中對AF動作模式是否為登山模式進行確認，若AF動作模式為登山模式則移到步驟S4，若不為登山模式則移到步驟10。在步驟S4 中，將聚焦透鏡31向當前時刻設定的透鏡驅(qū)動方向進行驅(qū)動(也就是使透鏡位置向透鏡驅(qū)動方向移動規(guī)定量)，此后，移到步驟S5。此驅(qū)動如上述所述，是按照來自透鏡位置控制部44的透鏡控制信號來進行的。
在步驟S5中，透鏡位置控制部44通過將在步驟S4的透鏡驅(qū)動前后所得到的AF評估值進行對比，來判斷在透鏡驅(qū)動后得到的AF評估值相對于在透鏡驅(qū)動前得到的AF評估值是否增加了。當判斷AF評估值為增加的時候，將返回步驟S3，另一方面，當判斷AF評估值為減少的時候，經(jīng)步驟S6使透鏡驅(qū)動方向反轉(zhuǎn)之后移到步驟S7。例如、在透鏡驅(qū)動方向被設定為極近端方向的狀態(tài)下，當觀測到AF評估值的減少時，透鏡驅(qū)動方向?qū)⒔?jīng)步驟S6被設定為無限遠端方向。
在步驟S7中，透鏡位置控制部44對是否找到賦予AF評估值為極大值的透鏡位置進行判斷。通過使透鏡位置向規(guī)定的方向進行移動來增加 AF評估值之后，若發(fā)生了減少，則是在此移動過程中AF評估值取得了極大值。如果觀測到了這種極大值，將從步驟S7移到步驟S8，一方面使聚焦透鏡31的位置停止在對AF評估值賦予極大值的位置(即聚焦透鏡位置)上，一方面將AF動作模式設定為停止模式，然后返回歩驟S3。在步驟S7中，當未找到賦予AF評估值為極大值的透鏡位置的時候，將從步驟S7直接返回步驟S3。
在步驟S10中對AF動作模式是否為停止模式進行確認，若AF動作模式是停止模式則移到步驟Sll，若不是停止模式則移到步驟S20。在停止模式中，透鏡位置控制部44根據(jù)從AF評估部43依次送來的AF評估值來監(jiān)視AF評估值是否穩(wěn)定。當AF評估值發(fā)生急劇變化時，將判斷 AF評估值為不穩(wěn)定，而不發(fā)生急劇變化時將判斷AF評估值為穩(wěn)定。例如，當AF評估值在單位時間內(nèi)的減少在規(guī)定值以上時，就判斷AF評估值為不穩(wěn)定。
在步驟Sll中當判斷AF評估值為穩(wěn)定的時候，在步驟S12中將AF 動作模式設定為停止模式之后返回步驟S3，在步驟Sll中當判斷AF評估值為不穩(wěn)定的時候，在步驟S13中將AF動作模式設定為再起動模式之后返回步驟S3。
在步驟S20中對AF動作模式是否為再起動模式進行確認，若AF動作模式是再起動模式則移到步驟S21，若不是停止模式則移到步驟Sl。在步驟S21中透鏡位置控制部44按照上述的計算方法，根據(jù)面孔尺寸時間序列信息和焦點距離信息計算出放大率YD，并且將AF動作模式設定為登山模式。此后，在步驟S22中將計算出的放大率YD與1進行比較。然后，若YD>1，則判斷主要被攝體的被攝體距離為減少，經(jīng)步驟S23 將透鏡驅(qū)動方向設定為極近端方向之后返回步驟S3—，另一方面，若Yd〈 1，則判斷主要被攝體的被攝體距離為增加，經(jīng)步驟S24將透鏡驅(qū)動方向設定為無限遠端方向之后返回步驟S3。由此，將執(zhí)行與主要被攝體的被攝體距離的變化相應的聚焦透鏡位置的再搜索。
通過執(zhí)行如上所述的連續(xù)AF，與第1實施例相同，可以謀求連續(xù)AF
的穩(wěn)定性的提高以及聚焦速度的提高。除此之外，即使在光學變焦倍率變化當中，由于根據(jù)主要被攝體的移動方向的正確的推定結(jié)果來進行聚焦透鏡的位置的移動控制，所以可以謀求連續(xù)AF的穩(wěn)定性的進一步提高。《第6實施例》
也可將上述的第5實施例與第3實施例相組合，由此也可得到與第5 實施例相同的效果。將涉及此組合的實施例作為第6實施例。涉及第6 實施例的關于自動聚焦控制的部位的方框圖與圖13所示的相同。因此，涉及第6實施例的主控制部13 (圖1)備有圖13的聚焦控制部20b。但是，在第6實施例中，對圖13的透鏡位置控制部54賦予表示光學系統(tǒng) 35的焦點距離的焦點距離信息，透鏡位置控制部54根據(jù)焦點距離信息、特征點時間系列信息以及AF評估值，生成透鏡位置控制信號。
在第6實施例中也通過聚焦控制部20b來執(zhí)行連續(xù)AF。現(xiàn)在，考慮時刻Tl及時刻T2時的幀圖像分別為圖14及圖15的幀圖像401及411 的情況。進行一次對主要被攝體到實現(xiàn)聚焦為止的動作，即到時刻T1為止的連續(xù)AF的動作，與第1實施例所述的相同。
簡言之，假設通過在時刻Tl之前執(zhí)行的連續(xù)AF (第1實施例所述的搜索處理)，在時刻T1對主要被攝體進行了聚焦，并在此時刻T1時的透鏡位置與聚焦透鏡位置相吻合作為前提。然后，假定從時刻Tl到時刻T2，主要被攝體的被攝體距離及光學變焦倍率至少一個發(fā)生了變化。在主要被攝體的移動突然加劇等情況下，不能使透鏡位置追蹤到聚焦透鏡位置。本例假定了這種狀態(tài)，并假設不改變從時刻Tl到時刻T2的透鏡位置作為前提。這樣，在時刻T2的AF評估值從時刻TI時的AF評估值急劇降低。透鏡位置控制部54探測到此AF評估值的降低，判斷主要被攝體的聚焦狀態(tài)被破壞了，在時刻T2之后將執(zhí)行再次的搜索處理。
此時，透鏡位置控制部54根據(jù)特征點時間序列信息以及焦點距離信息對在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向(換言之，
聚焦透鏡位置的搜索方向)進行確定。在此特征點時間序列信息中包括有對幀圖像401及402分別計算ti;的距離Dl D4的數(shù)據(jù)，在此焦點距離信-息中包括有在拍攝幀圖像401及402時的焦點距離的數(shù)據(jù)。
具體而言，例如透鏡位置控制部54將幀圖像401的距離D1 D4的平均值DAVE1作為在幀圖像401中的主要被攝體的尺寸進行推定的同時，將幀圖像411的距離D1 D4的平均值DAVE2作為在幀圖像411中的主要被攝體的尺寸進行推定。然后，將幀圖像401及幀圖像411中的主要被攝
體的尺寸的推定植DAvm及DAVE2分別代入上述式(3)的SZ1及SZ2，并
且將拍攝幀圖像401及幀圖像402時的焦點距離分別代入上述式(3)的 fl及f2，從而求出式(3)左邊的值Yo。在此求出的Yo是僅由被攝體距離變化而來的主要被攝體的尺寸的放大率，即表示除去了光學變焦倍率變化的影響的主要被攝體的尺寸的放大率。
透鏡位置控制部54從求出的放大率Yo來推定在時刻T1一T2之間的主要被攝體的被攝體距離的變化(換言之，推定從攝像裝置1看到的主要被攝體的移動方向)，根據(jù)推定結(jié)果，對用于再搜索聚焦透鏡位置的聚焦透鏡31的移動方向進行確定。
具體而言，若放大率Yd大于1則推定主要被攝體的被攝體距離為減少了，將再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向定為極近端方向。對于此情況，在時刻T2以后將時刻T2時的透鏡位置作為基準，邊將聚焦透鏡31向極近端方向移動，邊進行聚焦透鏡的再搜索。
另一方面，若放大率Yd小于1則推定主要被攝體的被攝體距離為增加了，將再次的搜索處理的執(zhí)行開始時聚焦透鏡31的移動方向定為無限
遠端方向。對于此情況，在時刻T2以后將時刻T2時的透鏡位置作為基準，邊將聚焦透鏡31向無限遠端方向移動，邊進行聚焦透鏡的再搜索。《第7實施例》
在上述各實施例中，在攝像部ll中設置有聚焦透鏡31，并通過將固定住的攝像元件33作為基準使聚焦透鏡31的位置發(fā)生變化來進行焦點的調(diào)節(jié)，由此來實現(xiàn)對主要被攝體的聚焦。但是，也可通過攝像元件33的移動來實現(xiàn)此聚焦。即不是將聚焦透鏡31而是將攝像元件33的位置經(jīng)驅(qū) 動器34設為可變更，通過攝像元件33的驅(qū)動使攝像元件33與光學系統(tǒng) 35內(nèi)的固定透鏡(未圖示)之間的位置關系發(fā)生變化，來進行焦點的調(diào) 節(jié)，也可由此來實現(xiàn)對主要被攝體的聚焦。將通過攝像元件33的移動來進行焦點的調(diào)節(jié)的實施例作為第7實施例。
當對如第1實施例所示的聚焦透鏡31進行驅(qū)動時，通過聚焦透鏡31 的移動來調(diào)整聚焦透鏡31與攝像元件33之間的距離，以將該距離設定為最佳距離來實現(xiàn)對主要被攝體的聚焦。另一方面，當驅(qū)動攝像元件33時，通過攝像元件33的移動來調(diào)整上述固定透鏡與攝像元件33之間的距離，以將該距離設定為最佳距離來實現(xiàn)對主要被攝體的聚焦。上述固定透鏡是指為了使被攝體的光學圖像在攝像元件33上進行成像而固定并配置于光學系統(tǒng)35內(nèi)的透鏡。若考慮到聚焦透鏡31的位置經(jīng)常是固定的，則此經(jīng) 常被固定住的聚焦透鏡31是固定透鏡的一種。
用于將上述的距離設定為最佳距離而進行移動的移動物體即使是攝像元件33，第1 第6實施例中所述的技術也是完全適用的。當然，由于第1 第6實施例與第7實施例之間的該移動物體的不同，所以當將第l 第6實施例中所述的事項適用到第7實施例的時候，應當進行適當?shù)闹脫Q。
現(xiàn)在，出于簡便將攝像元件33的位置稱為元件位置，將對主要被攝體進行聚焦時的攝像元件33的位置稱為聚焦元件位置。在第7實施例中攝像元件33沿著光學系統(tǒng)35的光軸方向是可移動的，攝像元件33的可動范圍是指規(guī)定的極近端與規(guī)定的無限遠端之間的范圍。當攝像元件33被配置在極近端的時候，焦點吻合的被攝體的被攝體距離為最小，當攝像元件33被配置在無限遠端的時候，焦點吻合的被攝體的被攝體距離為最大。然后，隨著攝像元件33從極近端向無限遠端進行移動，焦點吻合的
被攝體的被攝體距離將變大。但是，在第7實施例中所述的、對于攝像元件33的可動范圍而言的極近端以及無限遠端的位置，當然與對于上述的聚焦透鏡31而言是不同的。
當將第1 第6實施例中所述的事項適用到第7實施例的時候，根據(jù) 需要，將在第1 第6實施例中所述的聚焦透鏡31、透鏡位置以及聚焦位置分別置換為攝像元件33、元件位置以及聚焦元件位置即可。
在實現(xiàn)連續(xù)AF時，將攝像元件33的位置邊向極近端方向或無限遠端方向每次以規(guī)定移動量進行移動，邊搜索AF評估值的最大值，由此來搜索聚焦元件位置。與搜索聚焦透鏡位置的處理相同，將搜索聚焦元件位置的處理也稱為搜索處理。在實現(xiàn)了一次聚焦之后聚焦狀態(tài)又被破壞了的時候，雖然將執(zhí)行再次的搜索處理，但是此時，將在再次的搜索處理的執(zhí) 行開始時的攝像元件33的移動方向(換言之，聚焦元件位置的搜索方向) 按照第一、第三、第五或第6實施例中所述的方法，根據(jù)面孔尺寸時間序列信息、特征點時間序列信息、'面孔尺寸時間序列信息及焦點距離信息、或者特征點時間序列信息及焦點距離信息來進行確定。
即在再次的搜索處理的執(zhí)行之前，當檢測出圖像上主要被攝體的尺寸的減少時(或當判斷主要被攝體的被攝體距離是增加的時候)，將在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的攝像元件33的移動方向定為無限遠端方向。另一方面，在再次的搜索處理的執(zhí)行之前，當檢測出圖像上主要被攝體的尺寸的增加時(或當判斷主要被攝體的被攝體距離是減少的時候)，將在再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的攝像元件33的移動方向定為極近端方向。
在單一AF中，當執(zhí)行了第一次的搜索處理之后執(zhí)行第二次的搜索處理時，將在第二次的搜索處理執(zhí)行時的聚焦元件位置的搜索范圍按照第2 或第4實施例中所述的方法，根據(jù)面孔尺寸時間序列信息或特征點時間序列信息進行確定即可。
即在第二次的搜索處理的執(zhí)行之前，當檢測出圖像上主要被攝體的尺
寸的減少時(或當判斷主要被攝體的被攝體距離是增加的時候)，將比第一次的搜索處理所得到的聚焦元件位置更靠近無限遠端側(cè)的位置范圍確定為在第二次的搜索處理的執(zhí)行時聚焦元件位置的搜索范圍。另一方面，在第二次的搜索處理的執(zhí)行之前，當檢測出圖像上主要被攝體的尺寸的增加時(或當判斷主要被攝體的被攝體距離是減少的時候)，將比第一次的搜索處理所得到的聚焦元件位置更靠近極近端側(cè)的位置范圍確定為在第二次的搜索處理的執(zhí)行時聚焦元件位置的搜索范圍。
并且，雖然涉及第7實施例的聚焦控制部是由圖5的聚焦控制部20a 或圖13的聚焦控制部20b所形成的，但是在第7實施例中，圖5或圖13 的透鏡位置控制部44或55將作為元件位置控制部來進行工作，此元件位置控制部應該實現(xiàn)聚焦元件位置的搜索處理，將用于控制元件位置的元件位置控制信號對驅(qū)動器34進行送出。此外，攝像元件33的驅(qū)動是利用驅(qū) 動器元件及壓電元件來實現(xiàn)的。當驅(qū)動聚焦透鏡31時也相同。《變形等》
在上述說明書中所示的具體數(shù)值只是例示，當然可以將它們變更為各
種數(shù)值。作為上述實施方式的變形例或注釋事項在以下將以注釋1 注釋
3進行記述。各注釋中所記載的內(nèi)容在不矛盾的前提下可以任意進行組合。
在第1、第2以及第5實施例中，通過圖5的面孔檢測部41所得到的檢測結(jié)果并非總是正確的，在面孔朝向發(fā)生改變或在面孔前進入了別的物體等情況下，面孔檢測的可靠性將變低。在面孔檢測部41中，由于面孔檢測的可靠性是通過表示注目區(qū)域的面孔真實度(顔色LS)的數(shù)值來進行表示的，所以當根據(jù)此數(shù)值判斷出面孔檢測的可靠性為低時，不進行第一或第5實施例中所述的移動方向的設定以及第2實施例中所述的搜索
范圍的設定即可。由此，可防止由于面孔的誤檢測而使聚焦速度變慢。 [注釋2]
在第1、第2以及第5實施例中，雖然在攝像裝置1內(nèi)設置有面孔檢測部41并將從各幀圖像內(nèi)檢測的對象物(特定種類的物體)定為人的面孔，但是本發(fā)明并不局限于此。即、也可將面孔以外的特定種類的物體作
為從幀圖像內(nèi)應檢測的對象物來進行處理(當利用面孔檢測部41時，特定種類的物體是人物的面孔)。例如、也可將應檢測的對象物定為車輛。面孔以外的對象物的檢測也可通過使用公知的方法(圖案匹配等)來實現(xiàn)。
圖1的攝像裝置1可通過硬件或者硬件與軟件的組合來實現(xiàn)。尤其圖 5及圖13中所示的各部位的功能可通過硬件、軟件或硬件與軟件的組合來實現(xiàn)。當利用軟件來構成攝像裝置1時，由軟件實現(xiàn)的部位的方框圖將是表示其部位的功能方框圖。
權利要求
1.一種攝像裝置，備有攝像元件，其對入射后的光進行光電轉(zhuǎn)換；和聚焦控制部，其根據(jù)由所述攝像元件的光電轉(zhuǎn)換而得到的攝像信號來調(diào)節(jié)焦點，所述聚焦控制部備有變化檢測部，其根據(jù)所述攝像信號檢測運動圖像內(nèi)的特定的被攝體的尺寸的變化，所述聚焦控制部還考慮所述變化來調(diào)節(jié)所述焦點，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，通過用于調(diào)節(jié)所述焦點的聚焦透鏡將所述光入射到所述攝像元件，該攝像裝置還備有驅(qū)動所述聚焦透鏡的驅(qū)動部，所述聚焦控制部根據(jù)所述攝像信號，通過利用所述驅(qū)動部控制所述聚焦透鏡的透鏡位置來進行所述焦點的調(diào)節(jié)，并根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化控制所述透鏡位置，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
3. 根據(jù)權利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，在將聚焦到所述特定的被攝體上之時的所述透鏡位置稱為聚焦透鏡位置的情況下，所述聚焦控制部，利用通過使所述聚焦透鏡向極近端方向或無限遠端方向進行移動來搜索所述聚焦透鏡位置的搜索處理，實現(xiàn)對所述特定的被攝體的聚焦，在實現(xiàn)了一次此聚焦之后再次執(zhí)行所述搜索處理之時，根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化，確定該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述聚焦透鏡的移動方向。
4. 根據(jù)權利要求3所述的攝像裝置，其特征在于，所述聚焦控制部，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的減小時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述無限遠端方向，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的增加時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述極近端方向。
5. 根據(jù)權利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，在將聚焦到所述特定的被攝體上之時的所述透鏡位置稱為聚焦透鏡位置的情況下，所述聚焦控制部，利用通過使所述聚焦透鏡向極近端方向或無限遠端方向進行移動來搜索所述聚焦透鏡位置的搜索處理，實現(xiàn)對所述特定的被攝體的聚焦，在實現(xiàn)了一次此聚焦之后再次執(zhí)行所述搜索處理之時，根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化，設定該再次的搜索處理的執(zhí)行時的所述聚焦透鏡位置的搜索范圍。
6. 根據(jù)權利要求5所述的攝像裝置，其特征在于，所述聚焦控制部，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的減小時，將比在上次的搜索處理中所得到的所述聚焦透鏡位置更靠近無限遠端側(cè)的透鏡位置范圍設定為所述搜索范圍，另一方面，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前檢測出所述尺寸的增加時，將比在上次的搜索處理中所得到的所述聚焦透鏡位置更靠近極近端側(cè) 的透鏡位置范圍設定為所述搜索范圍。
7. 根據(jù)權利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，還備有變焦透鏡，其實現(xiàn)用于變更在所述攝像元件上所形成的光學圖像的尺寸的光學變焦，所述聚焦控制部根據(jù)在所述運動圖像內(nèi)的所述特定的被攝體的尺寸的變化，和在所述運動圖像的取得中的所述光學變焦的倍率變化，來控制所述透鏡位置。
8. 根據(jù)權利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，在將聚焦到所述特定的被攝體上之時的所述透鏡位置稱為聚焦透鏡位置的情況下，所述聚焦控制部，利用通過使所述聚焦透鏡向極近端方向或無限遠端方向進行移動來搜索所述聚焦透鏡位置的搜索處理，實現(xiàn)對所述特定的被攝體的聚焦，在實現(xiàn)了一次此聚焦之后再次執(zhí)行所述搜索處理之時，根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化和所述光學變焦的倍率變化，確定該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述聚焦透鏡的移動方向。
9. 根據(jù)權利要求8所述的攝像裝置，其特征在于，所述變化檢測部根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化和所述光學變焦的倍率變化，推定所述特定的被攝體與所述攝像裝置之間在實際空間上的距離的變化，所述聚焦控制部，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前的推定變化表示所述距離的增加時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述無限遠端方向，當在再次的搜索處理的執(zhí)行之前的推定變化表示為所述距離的減少時，將該再次的搜索處理的執(zhí)行開始時的所述移動方向設為所述極近端方向。
10. 根據(jù)權利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，所述聚焦控制部，根據(jù)所述攝像信號通過驅(qū)動控制所述攝像元件的位置進行所述焦點的調(diào)節(jié)，并根據(jù)所述特定的被攝體的尺寸的變化對所述攝像元件的位置進行控制，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
11. 根據(jù)權利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，還備有物體檢測部，其根據(jù)所述攝像信號，從形成所述運動圖像的各幀圖像檢測特定種類的物體作為所述特定的被攝體，所述變化檢測部根據(jù)所述物體檢測部的檢測結(jié)果檢測所述特定的被攝體的尺寸的變化。
12. 根據(jù)權利要求l所述的攝像裝置，其特征在于，還備有特征點檢測部，其從所述運動圖像中的基準的幀圖像抽出所述特定的被攝體的多個特征點，并對形成所述運動圖像的各幀圖像中的所述多個特征點的位置進行檢測，所述變化檢測部根據(jù)在不同幀圖像之間的所述多個特征點間的相對位置變化，檢測所述特定的被攝體的尺寸的變化。
13. 根據(jù)權利要求ll所述的攝像裝置，其特征在于，所述特定種類的物體包括人物的面孔。
14. 一種自動聚焦控制方法，根據(jù)來自將入射光進行光電轉(zhuǎn)換的攝像元件的攝像信號來進行焦點的調(diào)節(jié)，在此方法中，根據(jù)所述攝像信號檢測在運動圖像內(nèi)的特定的被攝體的尺寸的變化，還考慮所述變化來調(diào)節(jié)所述焦點，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種攝像裝置，備有攝像元件，其對入射后的光進行光電轉(zhuǎn)換；和聚焦控制部，其根據(jù)由所述攝像元件的光電轉(zhuǎn)換而得到的攝像信號來調(diào)節(jié)焦點，所述聚焦控制部備有根據(jù)所述攝像信號對運動圖像內(nèi)的特定的被攝體的尺寸的變化進行檢測的變化檢測部，并考慮所述變化來調(diào)節(jié)所述焦點，以使聚焦到所述特定的被攝體上。
文檔編號H04N5/232GK101339349SQ200810128479
公開日2009年1月7日申請日期2008年7月1日優(yōu)先權日2007年7月4日
發(fā)明者高柳涉申請人:三洋電機株式會社

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