[发明专利]成像装置、成像装置控制方法和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及成像装置、成像装置控制方法和计算机程序，并且更具体而言涉及能够实现对目标对象(target subject)的快速且准确的自聚焦处理的成像装置、成像装置控制方法和计算机程序。

背景技术

近年来，对于大量的成像装置，例如静止相机、摄像机等等，实现了用于自动聚焦在对象上的自聚焦(AF)机构。

关于自聚焦控制技术，已知一种确定通过透镜获得的成像数据的对比度水平的技术。具体而言，该技术是这样一种技术，其中成像图像的特定区域被设置为用于聚焦控制的信号获得区域(空间频率提取区域)，判定该特定区域的对比度越高，成像图像就越处于对焦状态，而对比度越低，成像图像就越处于失焦状态，并且驱动透镜以移动位置来增强对比度，从而调节聚焦。这种聚焦控制处理布置例如在日本未实审专利申请公布No.10-21373中有所描述。

具体而言，应用了这样一种方法，其中提取出特定区域的高频分量，生成所提取出的高频分量的积分数据，并且基于所生成的高频分量积分数据确定对比度水平。也就是说，在将聚焦透镜移动到多个位置的同时获得多个图像，并且对每个图像的亮度信号进行由高通滤波器表示的滤波处理，从而获得指示每个图像的对比度强度的AF评估值。此时，当在某一聚焦位置处存在处于对焦状态的对象的情况下，相对于聚焦位置的AF评估值绘出了诸如图1中所示的曲线。该曲线的峰值位置P1，图像的对比度值变为最大的位置是图像处于对焦状态的焦点位置。该方法是用于检测对比度强度的峰值的，并且也被称为爬升方法(climbing method)。

利用该方法，可以执行聚焦操作，该操作是利用反映到成像器的图像的信息的聚焦控制，除了成像光学系统以外不需要提供测距光学系统，因此，该方法已被广泛地用于近年来的数字相机。

因此，利用自聚焦控制，计算出特定区域的高频分量积分值以确定对比度水平，从而将其用作评估值(AF评估值)。驱动聚焦透镜以使得评估值变为最大，从而实现自聚焦。为了执行自聚焦，需要利用上述评估值作为指示符来驱动透镜。至于透镜驱动机构，例如采用了音圈马达等等。

但是注意，采用对比度提取方法(用于利用这种对比度作为指标值来选择聚焦位置)的自聚焦(下文中简写为“AF”)设备倾向于聚焦在包括大量高频分量的背景上。例如，如图2所示，位于中心框架20(它是等同于在成像装置处拍摄的拍摄图像的总体区域的屏幕总体框架10的中心部位)等处的期望对象处于失焦状态，因此，在某些情况下发生被称为背景聚焦的现象，其中背景被错误地聚焦。

尤其是，在对象是面部等的情况下这种背景聚焦明显地发生。这是因为面部相比于背景部分来说对比度较低，并且因此，具有高对比度的背景部分被取作屏幕总体框架10的最佳聚焦位置。

如果可以识别出正确的对象，则可以聚焦在正确对象上。也就是说，在对于诸如图2中所示的设置正确的对象被取作人物面部的情况下，通过识别出该面部、设置检测对比度以执行面部框架30的聚焦控制的测距区域(检测框架)、并通过受限于测距区域(检测框架)的对比度提取来执行聚焦控制，可以执行对目标对象的正确聚焦控制，

对于通常的照相机拍摄，存在大量的这种情况，其中人物是主要对象，但是人物在要拍摄的图像内取各种位置，并且因此，有各种类型的图示组成。为了处理这种问题，已提出了这样一种布置，其中在成像装置处从图像识别面部，并且测距区域被设置到所识别面部的位置，从而无论组成如何都可以执行在面部上的聚焦。例如，基于这种面部识别的聚焦控制布置已在日本未实审专利申请公布No.2003-107335中得到公开。这种基于面部识别的聚焦控制能够在拍摄各种类型组成时实现合适的聚焦控制(聚焦)。

具有这种面部识别功能的某些数字静止相机已得到采用，其中该功能被用在拍摄包括面部的图像的情况下。但是注意，这种摄像机还没有商业化。摄像机是用于拍摄运动图像的，其中发生了面部区域自身的移动，因此在摄取运动图像时将面部识别应用于自聚焦经常是失败的，从而当前状态是实际实现起来是困难的。

关于将来自图像数据的人物提取技术应用于照相机的布置，例如有日本未实审专利申请公布No.2004-317699，其中公开了一种用于基于面部尺寸高速确定聚焦位置的布置。另外，用于基于三角测量原理执行到对象的距离测量的距离估计技术已在日本未实审专利申请公布No.2001-215403中得到描述。