CN101281290B - 数码相机 - Google Patents

Abstract

一种数码相机，包括：拍摄部，接受透过拍摄光学系统的来自被摄物体的光而进行拍摄；识别部，利用由拍摄部拍摄而取得的图像，对被摄物体的特征区域进行识别；检测部，对由识别部识别的特征区域的大小进行检测；以及控制部，根据特征区域的大小预测预定时间后的到被摄物体为止的距离，对拍摄光学系统进行控制，以聚焦在被摄物体上。

Description

数码相机

以下在先申请的公开内容在此引入作为参考：2007年4月4日提交的日本专利申请No.2007-98136。

技术领域

本发明涉及一种数码相机。

背景技术

以往，作为数码相机的自动聚焦(AF)的方式公知的有对比度方式。在该对比度方式中，用CCD等拍摄元件拍摄被摄物体来取得图像信号，从图像内的预定的AF区域内的图像信号取出预定空间频率波段的成分，对其绝对值进行积分，从而运算焦点评价值。该焦点评价值是与焦点检测区域的对比度对应的值，对比度越高该值越高。在日本专利特开2003-315665号公报中，公开了如下技术：根据聚焦透镜越接近聚焦位置图像的对比度越高的特性，找到焦点评价值为峰值的位置(峰值位置)来判断为聚焦位置，将聚焦透镜驱动到该位置。

但是，为了检测出作为聚焦位置的对比度的峰值位置，将聚焦透镜沿着光轴移动并按每个预定间隔分别运算焦点评价值，分析上述焦点评价值来找出峰值位置，因此聚焦时需要时间，存在无法聚焦在移动的被摄物体上的问题。

发明内容

本发明的第一方式的数码相机，包括：拍摄部，接受透过拍摄光学系统的来自被摄物体的光而进行拍摄；识别部，利用由拍摄部拍摄而取得的图像，对被摄物体的特征区域进行识别；检测部，对由识别部识别的特征区域的大小进行检测；以及控制部，根据特征区域的大小预测预定时间后的到被摄物体为止的距离，对拍摄光学系统进行控制，以聚焦在被摄物体上。

本发明的第二方式在第一方式的数码相机中，优选还包括：距离计算部，根据特征区域的大小计算到被摄物体为止的距离；和速度计算部，根据到被摄物体为止的距离的随时间变化，计算被摄物体的移动速度，控制部，根据由距离计算部计算的到被摄物体为止的距离、及由速度计算部计算的被摄物体的移动速度，预测到被摄物体为止的距离。

本发明的第三方式在第二方式的数码相机中，距离计算部，也可以根据构成拍摄光学系统的透镜的位置信息计算到被摄物体为止的距离，根据构成拍摄光学系统的透镜的位置信息计算到被摄物体为止的距离后，根据计算出的到被摄物体为止的距离和特征区域的大小计算到被摄物体为止的距离。

本发明的第四方式在第一方式的数码相机中，优选控制部根据从执行拍摄操作到拍摄部拍摄为止的时间，预测拍摄时的到被摄物体为止的距离，对拍摄光学系统进行控制，以在由拍摄部拍摄时聚焦在被摄物体上。

本发明的第五方式在第一方式的数码相机中，也可以还具有注册部，在由识别部识别的至少一个特征区域中，选择用于预测到被摄物体为止的距离的被摄物体的特征区域，并注册所选择的被摄物体的特征区域的特征信息，在注册了被摄物体的特征区域的特征信息后，识别部根据被摄物体的特征区域的特征信息识别被摄物体的特征区域。

本发明的第六方式在第五方式的数码相机中，也可以还具有记录控制部，将由拍摄部拍摄取得的图像记录在记录介质中，注册部，根据记录在记录介质中的图像，注册被摄物体的特征区域的特征信息。

本发明的第七方式在第五方式的数码相机中，优选特征区域的特征信息是构成拍摄光学系统的透镜的位置信息、到被摄物体为止的距离、及特征区域的大小中的至少一个。

本发明的第八方式在第四方式的数码相机中，也可以根据距离计算部及速度计算部的任意一个的计算结果变更拍摄条件。

本发明的第九方式在第八方式的数码相机中，拍摄条件也可以是快门速度及ISO灵敏度的任意一个。

本发明的第十方式在第一方式的数码相机中，优选控制部根据由拍摄部按时间系列取得的多个图像中存在的多个特征区域的大小，预测预定时间后的到被摄物体为止的距离。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的数码相机1的电气结构的框图。

图2是在本发明的第一实施方式中对作为被摄物体的人物的脸显示脸区域标记的图。

图3是在本发明的第一实施方式中表示移动体预测AF模式下的拍摄步骤的流程图。

图4是表示在本发明的第一实施方式中多个帧的被摄物体距离的时间变化与之后的被摄物体距离的关系的一例的图。

图5是表示在本发明的第一实施方式中取景图像与脸区域标记的大小及被摄物体距离的关系的一例的图。

图6是表示在本发明的第二实施方式中从图像数据中设定特征区域的步骤的流程图。

图7是表示在本发明的第二实施方式中在从图像数据中设定特征区域时的移动体预测AF模式下的拍摄步骤的流程图。

图8是表示在本发明的第三实施方式中移动体预测AF模式下的拍摄步骤的流程图。

图9是表示在本发明的第四实施方式中移动体预测AF模式下的拍摄步骤的流程图。

具体实施方式

第一实施方式

对本发明的第一实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式中的数码相机1的电气结构的框图。

透镜2包括聚焦透镜2a及变焦透镜2b，构成摄影光学系统。聚焦透镜2a是用于对被摄物体进行焦点调节的透镜，通过聚焦透镜驱动部3在光轴方向上移动。变焦透镜2b是用于变更透镜2的焦点距离的透镜，通过变焦透镜驱动部4在光轴方向上移动。聚焦透镜驱动部3及变焦透镜驱动部4分别例如由步进电机构成，根据来自控制部5的指令进行控制。聚焦透镜位置检测部6对聚焦透镜2a在光轴上的位置进行检测，并将检测信号发送到控制部5。变焦透镜位置检测部7对变焦透镜2b在光轴上的位置进行检测，并将检测信号发送到控制部5。

来自被摄物体的光通过透镜2在拍摄元件8上成像。拍摄元件8例如是CCD或CMOS等固体拍摄元件，把通过光电转换将被拍摄物体图像转换成电信号的拍摄信号输出到模拟信号处理部9。作为被输入到模拟信号处理部9的模拟信号的拍摄信号，被实施相关双重采样(CDS)等处理，被输入到模拟数字转换器(ADC)10。并且，拍摄信号利用ADC10由模拟信号转换成数字信号，被存储到存储器11。存储器11具有暂时存储拍摄信号的缓冲存储器及记录拍摄完成的图像数据的内置存储器等。存储在存储器11中的图像数据经由总线12被发送到数字信号处理部13。数字信号处理部13例如是数字信号处理器(DSP)，对图像数据实施白平衡处理、插补处理、伽马校正等周知的图像处理后，再次存储到存储器11。

进行了图像处理的图像数据由压缩扩展部14实施JPEG等周知的压缩处理，被记录到可在数码相机1自由拆装的存储卡15中。此外，在对记录在存储卡15中的图像进行再生显示时，将记录在存储卡15中的图像读出到存储器11，由数字模拟转换器(DAC)16将数字图像转换成模拟影像信号，将图像显示在显示部17。显示部17例如是液晶显示器，对记录在存储卡15中的图像进行再生显示，或将拍摄图像时由拍摄元件8拍摄的图像作为取景图像(through image)来显示。另外，图像数据的记录位置可以是存储卡15，也可以是存储器11内所具有的内置存储器。但是，在使用内置存储器时，不使用存储卡15。

控制部5与操作部18连接。控制部5例如具有CPU，根据从操作部18输入的信号对数码相机1的动作进行控制。操作部18包括电源按钮19、释放按钮(Release Button)20、菜单按钮21、十字键22、确定按钮23、及AF模式选择开关24等。

电源按钮19是用于切换数码相机1的电源的接通(ON)状态和断开(OFF)状态的按钮。

释放按钮20是使用者进行图像拍摄的指示时按压的按钮。当释放按钮20被半压时半压开关SW1接通(ON)，输出ON信号，在未被半压时半压开关SW1断开(OFF)，输出OFF信号。半压开关SW1输出的信号被输入到控制部5。当释放按钮20被全压(比半压操作更深地压入)时全压开关SW2接通(ON)，输出ON信号，当未被全压时全压开关SW2断开(OFF)，输出OFF信号。全压开关SW2输出的信号被输入到控制部5。

菜单按钮21用于显示与使用者选择的模式对应的菜单。

十字键22使用于选择显示在显示部17上的项目的指针上下左右移动等使用者用于选择欲进行的操作。

确定按钮23用于确定由十字键22选择的操作。

AF模式选择开关24是用于选择是否用移动体预测AF模式进行图像拍摄的开关。在此，移动体预测AF模式是指在AF模式选择开关24接通(ON)的状态下执行的拍摄模式，是如后述图3所示的动作。在后文对图3及移动体预测AF处理的详细情况进行说明。当AF模式选择开关24接通(ON)时，切换到移动体预测AF模式，当AF模式选择开关24断开(OFF)时，切换到例如背景技术所述的现有的对比度AF模式。

特征区域识别运算部25从图像数据识别特征区域，若识别成功则将表示所识别的特征区域的位置及大小的坐标输出到控制部5。控制部5当输入有表示特征区域的位置及大小的坐标时，根据上述坐标制作在取景图像显示用的图像上重叠了表示特征区域的大小的框(特征区域标记)的图像，在显示部17上显示该图像。另外，识别特征区域的运算也可以在控制部5进行。

本发明的第一实施方式的数码相机1，从由拍摄元件8拍摄的图像识别特征区域，对使用者确定的特征区域的大小连续进行检测，从该特征区域的大小的变化运算出被摄物体的移动。并且，根据该结果预测拍摄时到被拍摄物体为止的距离，对聚焦透镜2a的驱动位置进行控制，以聚焦在被摄物体上。

对识别特征区域的方法进行说明。例如，在被摄物体为人物时，将人物的脸作为特征区域来识别。特征区域识别运算部25检测显示在显示部17上的取景图像中是否有人物的脸。作为人物的脸的检测方法，例如有从图像中检测肤色的方法、抽出相当于脸形状的脸候补区域并从该区域内确定脸区域的方法等。此外，作为人物认证的方法，例如对从图像中抽出了眼、鼻、口等脸的各特征点的图像与预先注册的各注册者的图库进行比较来识别该人物。若利用该公知的方法成功识别人物的脸，则将表示所识别的脸区域的位置及大小的坐标输出到控制部5。

在识别多个人物时，如后文所述，从多个人物中确定欲对焦的人物。控制部5根据从特征区域识别运算部25输入的坐标，控制显示部17，如图2所示将表示脸区域的框(脸区域标记)重叠到取景图像上表示。由特征区域识别运算部25检测的脸为一个时，在该脸区域显示脸区域标记。如图2所示由特征区域识别运算部25检测的脸有多个(图2中为三个脸)时，在多个脸区域分别表示脸区域标记M1～M3。

另外，在后文对特征区域的注册方法和被摄物体距离的预测方法进行说明。

图3是表示移动体预测AF模式下的拍摄顺序的流程图。图3所示的处理由控制部5执行。在本实施方式中，对取景图像中存在多个人物，并从其中选择、拍摄欲连续对焦的人物的情况进行说明。

在数码相机1的电源按钮19为接通的状态下，若AF模式选择开关24处于接通状态，则执行如图3所示的进行动作的移动体预测AF程序。

首先，从步骤S101到步骤S105为与特征区域的识别有关的步骤。

在步骤S101中，若AF模式选择开关24处于接通状态，则取景图像显示在显示部17。此时，由拍摄元件8反复拍摄的图像被依次更新，作为取景图像显示在显示部17上。

在步骤S102中，若在取景图像显示在显示部17上的状态下按压菜单按钮21，则控制部5向显示部17发送指令，将对识别的被摄物体的种类进行选择的画面重叠在取景图像上显示在显示部17。作为被摄物体的种类，例如将人物、足球、车辆等被摄物体自身移动的物体显示在选择画面上。使用者通过操作十字键22在选择画面中选择被摄物体的种类，通过按压确定按钮23进行确定。在确定按钮23未接通时，S102的判断反复进行直到确定按钮23接通为止。在确定按钮23接通时进入步骤S103。在此，本实施方式的被摄物体为人物，因此以下对作为被摄物体选择了人物的情况进行说明。

若选择了识别的被摄物体的种类，则在步骤S103中，控制部5发送使特征区域识别运算部25开始对取景图像的特征区域识别处理的指令。在此，在步骤S102中作为被摄物体的种类选择了人物，因此开始将人物的脸作为特征区域来识别的脸区域识别处理。

在步骤S104中，控制部5从特征区域识别运算部25接收该时刻的脸区域的识别结果，判断脸区域是否被识别。在取景图像中不存在脸区域，或即使取景图像中存在脸区域，也由于脸区域过小等任何原因而未识别出脸区域的情况下，返回步骤S103，再次进行脸区域识别处理。在识别出脸区域的情况下进入步骤S105，控制部5向显示部17发送指令，如图2所示将脸区域标记M1～M3重叠在取景图像上显示在显示部17。

此时，用于选择脸区域的十字标记M4显示在显示部17，在后文对此进行详细说明。十字标记M4在脸区域标记M1～M3中仅显示在与显示于显示部17上的取景图像的中心最近的脸区域标记M1的内侧。即，在脸区域标记为一个时，十字标记显示在该脸区域标记的内侧。在有多个脸区域标记时，十字标记仅显示在与显示于显示部17上的取景图像的中心最近的脸区域标记的内侧。

接下来的从步骤S106到步骤S109为止为与脸区域的注册有关的步骤。

在步骤S106中，选择拍摄的被摄物体的脸区域。如图2所示在取景图像中显示有多个脸区域标记M1～M3的状态下，使用者首先通过操作十字键22从脸区域标记M1～M3中选择欲注册的脸区域标记。此时，十字标记M4表示该时刻选择的脸区域标记(图2中为脸区域标记M2被选择的状态)。当使用者上下左右操作十字键22时，十字标记M4从所显示的脸区域标记跳跃移动到其他脸区域标记。例如，在如图2所示脸区域标记M2被选择的状态下，当使用者按压十字键22的左时，十字标记M4从脸区域标记M2跳跃移动到脸区域标记M1。

使用者在十字标记M4对准拍摄的人物的脸区域标记的状态下，按压确定按钮23进行确定。若脸区域标记被选择，则特征区域识别运算部25抽出被选择的脸区域的眼、鼻、口等特征点。包括该特征点的附近区域(包括眼区域、鼻区域、口区域等的特征点附近区域)作为模版注册在存储器11中。若脸区域标记被选择，则取景图像显示在显示部17上。并且，特征区域识别运算部25对在取景图像中识别的脸区域抽出特征点附近区域。控制部5对从取景图像中抽出的特征点附近区域和注册在存储器11中的模版进行比较，即进行相似度的计算。

控制部5根据相似度的计算结果，将在判断为与模版的相似度高的特征点附近区域显示脸区域标记的指令发送到显示部17，另一方面，将在判断为与模版的相似度低的特征点附近区域中止显示脸区域标记的指令发送到显示部17。

因此，脸区域标记选择后，在取景图像中的脸区域中，仅在与选择的脸区域一致的脸区域显示脸区域标记，在其他脸区域不显示脸区域标记。另外，特征区域的选择方法并不限于此，例如若是表面具有触摸面板的显示部17，则使用者也可以通过用手指等按压欲选择的脸区域标记选择脸区域标记，以此代替操作十字键22来选择脸区域标记。在步骤S106中未进行脸区域的选择时，返回步骤S105。

若脸区域被选择，则进入步骤S107。在步骤S107中，若基于使用者半压释放按钮20的操作的半压开关SW1的接通信号输入到控制部5，则对在步骤S106中选择的脸区域进行AF处理。该AF处理是如背景技术所述的现有的对比度AF。若聚焦到脸区域，则在步骤S108中，判断在聚焦到脸区域的状态下确定按钮23是否被按压。在确定按钮23未被按压时，返回步骤S107，再次进行AF处理。在确定按钮23被按压时，进入步骤S109。

在步骤S109中，控制部5将与在步骤S108中确定的被摄物体有关的信息注册在存储器11中。与被摄物体有关的信息是指，在步骤S108中确定了脸区域时的透镜2的位置信息、根据透镜2的位置信息计算出的到被摄物体(脸区域)为止的距离(被摄物体距离)、及脸区域标记的大小。透镜2的位置信息是光轴上的聚焦透镜2a及变焦透镜2b的位置，由聚焦透镜位置检测部6及变焦透镜位置检测部7取得，该检测信号输出到控制部5。若输入有检测信号，则控制部5根据该检测信号计算被摄物体距离。脸区域标记的大小是指，显示为矩形的脸区域标记的纵横任意边的长度，或其组合。由此，确定预定的被摄物体距离和脸区域标记的大小的关系。若与被摄物体有关的信息的注册结束，则在显示部17上显示取景图像。

接下来的从步骤S110到步骤S120为止为与拍摄有关的步骤。

在步骤S110中，判断释放按钮20的半压开关SW1是否为接通状态。在释放按钮20的半压开关SW1为断开状态时，反复进行步骤S110的判断直到半压开关SW1处于接通状态为止。在释放按钮20的半压开关SW1为接通状态时进入步骤S111。

在半压开关SW1为接通状态时，在步骤S111中，将光圈值设定为未图示的光圈达到最小口径或接近最小口径。即设定为深焦。这是因为，在后述步骤S116的被摄物体距离运算处理中识别移动的被摄物体、特别是识别脸区域，因此通过将被摄边界设定得较深，能够相对于光轴方向在宽范围内对移动的被摄物体、特别是脸区域进行识别。此时，聚焦透镜2a以与过焦点距离对应的方式被驱动。过焦点距离是在深焦拍摄时包含在被摄边界深度中的被摄物体距离中最短的被摄物体距离。此时，使用者也可以与欲拍摄的被摄物体的构图对应地设定被摄边界深度，并与此对应地驱动聚焦透镜2a。

在步骤S112中，判断在步骤S109中注册的脸区域是否存在于取景图像中。在注册的脸区域不存在于取景图像中时，进入步骤S113。在步骤S113中，控制部5重设在步骤S110中设定的光圈值，解除深焦设定，将光圈值设定为，对取景图像中存在的被摄物体适当曝光。在步骤S114中，从移动体预测AF模式切换成通常的AF模式，例如切换成如背景技术所述的现有的对比度AF。例如，作为取景图像显示有山等风景时，以在无穷远处聚焦的方式驱动聚焦透镜2a。在步骤S115中，判断释放按钮20的全压开关SW2是否为接通状态。

在全压开关SW2为断开状态时，返回步骤S111，将光圈值设定为未图示的光圈的最小光圈径或接近最小光圈径。在全压开关SW2为接通状态时，进入步骤S120。

另一方面，在步骤S112中，注册的脸区域存在于取景图像中时，在注册的脸区域显示脸区域标记后进入步骤S116，开始被摄物体距离运算处理。此时的被摄物体距离通过将脸区域标记的大小、及透镜2的焦点距离的参数代入预定的运算式中计算出来。此外，也可以预先制作脸区域标记的大小和透镜2的焦点距离的关系与被摄物体距离对应起来的表并存储在存储器11中，通过参照该表计算被摄物体距离。

该脸区域标记只要检测出脸区域，则即使脸区域移动，也与脸区域重叠地跟踪显示。在此，在步骤110中聚焦透镜2a以与过焦点距离对应的方式驱动，因此即使释放按钮20的半压开关SW1处于接通状态，也不进行聚焦透镜2a的驱动。但是，也可以以与被摄物体的移动对应地聚焦的方式驱动聚焦透镜2a。在第四实施方式中对该处理进行说明。上述深焦的设定从在步骤S112中判断为存在脸区域持续到在步骤S118中深焦的设定被解除为止。

在步骤S116中，按照由拍摄元件8根据时间顺序拍摄的每个图像(例如30帧/秒)分别取得脸区域标记的大小及透镜2的焦点距离的信息，计算出被摄物体距离。在步骤S109中注册脸区域时和透镜2的焦点距离相同的情况下，相对于脸区域注册时的脸区域标记的大小，显示在取景图像中的脸区域标记的大小较小时，识别为与脸区域注册时的被摄物体距离相比为远距离。

另一方面，相对于脸区域注册时的脸区域标记的大小，显示在取景图像中的脸区域标记的大小较大时，识别为与脸区域注册时的被摄物体距离相比为近距离。并且，得到的被摄物体距离被存储在存储器11中。存储在存储器11中的被拍摄物体距离为多个帧，在每次由拍摄元件8依次拍摄时存储器11内的被摄物体距离也被逐次更新。

进而，从存储在存储器11中的多个帧的被摄物体距离的时间变化计算出被摄物体的移动速度，计算出之后的被摄物体距离。在图4中将作为被摄物体的人物设为人物A进行说明。设时间t＝0秒时，脸区域标记的纵向长度为a，计算出的被摄物体距离为5m。此后被摄物体以恒定的速度移动，在时间t＝5/30秒时，脸区域标记的纵向长度为比a大的b，计算出的被摄物体距离为4.83m。在此期间，设透镜2的焦点距离未变化，则被摄物体的移动速度为1m/秒。因此在t＝6/30秒时，能够预测被摄物体位于被摄物体距离为4.80m的位置。上述被摄物体距离的计算反复进行直到释放按钮20被全压为止。

在步骤S117中，判断释放按钮20的全压开关SW2是否为接通状态。在释放按钮20的全压开关SW2为断开状态时，返回步骤S112，再次进行注册的脸区域是否存在于取景图像中的判断。在释放按钮20的全压开关SW2为接通状态时进入步骤S118。

在步骤S118中，重设在步骤S111中设定的光圈值，解除深焦设定，将光圈值设定为对被摄物体适当曝光。

在步骤S119中，对被摄物体执行移动体预测AF处理。在具有AF功能的相机中，从释放按钮20被全压到实际执行拍摄为止的时间差(释放时滞)会成为问题。特别是在被摄物体移动时，由于在释放时滞期间与被摄物体对应的聚焦位置发生变化，因此存在拍摄的图像的焦点偏移的问题。在此，根据基于步骤S116的被摄物体距离运算处理的结果的被摄物体的移动速度，预测与释放时滞之后的被摄物体对应的聚焦位置，移动聚焦透镜2a，以聚焦到该聚焦位置，以使对拍摄时的被摄物体的聚焦状态最佳。在本实施方式中，设释放时滞为0.01秒，预测从释放按钮20被全压到0.01秒后的被摄物体的位置，聚焦到该位置而进行拍摄。

图5(a)(b)是表示步骤S119的移动体预测AF处理的例子的图。在此表示作为被摄物体的人物B的移动。

图5(a)是表示人物B的脸区域标记的大小的时间变化的图。在此，脸区域标记的大小为脸区域标记的纵向边的长度。横轴是在由拍摄元件8按时间顺序拍摄的各图像上标上号码的情况(取景图像11～取景图像17)，上述图像以30帧/秒取入。即，横轴的一刻度为1/30秒。纵轴表示脸区域标记的大小。

图5(b)是表示人物B的被摄物体距离的时间变化的图。横轴与图5(a)同样地是在由拍摄元件8按时间顺序拍摄的各图像上标上号码的情况，横轴的一刻度为1/30秒。纵轴表示人物B的被摄物体距离。被摄物体距离的计算如上所述根据脸区域标记的大小及透镜2的焦点距离运算被摄物体距离。

对人物B的移动进行说明。脸区域标记的大小在取景图像I1的时刻为a(图5(a))，人物B的被摄物体距离为5.0m(图5(b))。同样地，在取景图像I2及取景图像I3中脸区域标记的大小仍为a(图5(a))，因此人物B的被摄物体距离也没有变化，仍为5.0m(图5(b))。在取景图像I4中，脸区域标记的大小变化成比a大的b(图5(a))，因此人物B的被摄物体距离减短为4.9m(图5(b))。此外，在取景图像I5、取景图像I6及取景图像I7中，脸区域标记的大小为c、d及e，随着时间经过成比例地增大(图5(a))，人物B的被摄物体距离在取景图像I7的时刻为4.6m。由此，计算出人物B以3.0m/秒的移动速度向相机侧靠近。

在此，设在取景图像I7的时刻释放按钮20被全压。控制部5根据全压信号由人物B的被摄物体距离及移动速度计算拍摄时、即释放时滞量0.01秒后的人物B的位置。因此，能够预测拍摄时的人物B的位置为4.6m+(-3.0m/秒)×0.01秒＝4.57m。控制部5根据该被摄物体距离的计算结果，向聚焦透镜驱动部3发送指令，以驱动聚焦透镜2a，以使聚焦在被摄物体距离为4.57m的位置。并且，从控制部5接收指令的聚焦透镜驱动部3驱动聚焦透镜2。

在步骤S120中，用拍摄元件8进行拍摄。此时，也可以与被摄物体的移动对应地改变数码相机1的曝光条件。例如，在被摄物体的移动速度快时，加快快门速度，或提高ISO灵敏度。

根据以上说明的本实施方式，能够获得如下作用效果。

按照由拍摄元件8根据时间顺序拍摄的每个图像，分别计算特征区域的大小及从透镜2的焦点距离到被摄物体为止的距离，从而预测到拍摄时的被摄物体为止的距离，驱动聚焦透镜2a，以聚焦在被摄物体上。由此，能够对移动的被摄物体更正确地聚焦并拍摄。

从图像中识别的至少一个特征区域中注册使用者选择的特征区域。由此，即使拍摄时存在多个被摄物体，由于对具有注册的特征区域的被摄物体进行移动体预测AF，因此也不会聚焦在未注册的其他被摄物体上，能够始终聚焦在具有注册的特征区域的被摄物体上。

在显示拍摄时的取景图像时，将光圈值设定为未图示的光圈达到最小口径或接近最小口径，将聚焦透镜2a驱动到与过焦点距离对应的位置。由此，被摄边界深度加深，即使是移动的被摄物体(特征区域)，也能够在宽范围内获取聚焦的图像数据。此外，由于不需要对透镜2进行驱动，因此能够实现数码相机1的省电力化。

聚焦透镜2a在驱动到与过焦点距离对应的位置后固定，在拍摄时向与被摄物体对应的焦点位置驱动。由此，透镜2被高效地向聚焦位置驱动，能够实现AF处理的高速化。

在拍摄时与被摄物体的移动对应地改变数码相机1的曝光条件。由此，能够以适当的曝光条件对被摄物体进行拍摄。

另外，本实施方式也可以进行如下变形。

在图3的步骤S102中说明了作为被摄物体的种类选择人物的例子，但是在此对选择足球的情况进行说明。在此，对将足球作为特征区域来识别、确定的方法进行说明。关于其他部分如本实施方式中的说明。

作为识别足球的方法，有从图像数据中抽出与相当于足球的形状的圆形区域候补并从该区域内确定足球的方法，或从图像数据中检测颜色的方法。此外，也可以组合上述方法进行识别。

在此，对从图像数据中检测颜色来识别足球的方法进行说明。设形成足球的颜色为黑色和白色两个颜色。因此，通过从图像数据中抽出由黑色和白色两个颜色形成的区域来识别足球。进而，形成足球的黑色和白色的区域比从任何角度观察均没有大小之差，因此预先注册黑色和白色的区域比。并且，从图像数据中抽出与预先注册的黑色和白色的区域比相当的区域。

进而，使用者也可以设定特征区域的形状。如图3的步骤S102所述，当作为被摄物体的种类选择足球时，相当于足球的形状的选择工具、例如圆形的框重叠显示在取景图像中。该选择工具的大小可以通过操作十字键22进行调节，使用者将选择工具调节为与显示在取景图像中的足球的大小大致相同的大小。当调整了选择工具的大小时，通过按压确定按钮23固定选择工具的大小。固定了大小的选择工具可以通过操作十字键22向上下左右移动，使用者将选择工具与显示在取景图像中的足球重叠对准。当调节了选择工具的位置时，通过按压确定按钮23将足球作为特征区域进行注册。

根据以上说明的变形例，能够获得如下作用效果。

作为从图像中识别足球的方法，抽出圆形区域，从图像数据中检测特定的颜色，并且预先注册特征区域特有的颜色区域比，检测与该颜色区域比相当的特征区域。由此，能够提高从图像数据中识别特征区域的精度。

显示与选择的被摄物体的种类对应的选择工具，使用者能够将该选择工具调节为与特征区域的大小及位置对准。由此，即使是难以从图像数据中识别特征区域的被摄物体，也能够指定特征区域。

第二实施方式

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。

在第一实施方式中，从在取景图像中识别的特征区域设定欲聚焦的特征区域，但是在本实施方式中，能够从保存在存储卡15等中的图像数据中预先设定欲聚焦的特征区域。

第二实施方式中的数码相机的基本结构，与上述第一实施方式相同。以下，对与第一实施方式不同的部分进行说明。图6是表示在移动体预测AF模式中从保存在存储卡15等中的图像数据中设定特征区域时的处理步骤的流程图。另外，图6的流程图所示的处理由控制部5等执行。

首先，在数码相机1的电源按钮19为接通的状态下，当使用者通过操作未图示的模式转盘选择设置模式时，在显示部17上显示设置菜单画面。在该设置菜单画面上，显示有与拍摄及再生有关的各种菜单项目，其中有用于进行移动体预测AF模式的各种设定的“移动体预测AF”项目。当使用者通过操作十字键22选择“移动体预测AF”的项目，通过按压确定按钮23确定“移动体预测AF”的项目时，在显示部17上显示移动体预测AF菜单画面。

在该移动体预测AF画面上，显示与移动体预测AF模式有关的各种菜单项目，其中有用于指定在移动体预测AF模式下进行拍摄时的特征区域的“特征区域设定”项目。当使用者通过操作十字键22选择“特征区域设定”的项目，通过按压确定按钮23确定“特征区域设定”的项目时，进入步骤S201，在显示部17上显示特征区域设定画面。

在该特征区域设定画面上，一览显示保存在存储卡15中的图像。作为一览显示的方法，例如显示保存在存储卡15中的图像的缩略图像。另外，在未使用存储卡15时，也可以显示保存在存储器11内具有的内置存储器中的图像的缩略图像。

在步骤S202中，判断从显示在显示部17上的缩略图像中是否确定了包含欲聚焦的特征区域的缩略图像。在缩略图像的确定方法中，使用者通过操作十字键22选择缩略图像，通过按压确定按钮23确定缩略图像。在未确定缩略图像时，反复进行S202的判断直到缩略图像被确定为止。在缩略图像被确定时，进入步骤S203。

若缩略图像被确定，则在步骤S203中，首先在显示部17上再生显示与缩略图像对应的图像。此时，对识别的被摄物体的种类进行选择的画面重叠在取景图像上显示在显示部17。当被摄物体的种类被选择时，将与该被摄物体的形状对应的选择工具重叠显示在取景图像上。例如，若作为被摄物体的种类选择人物时，显示在纵向上长的椭圆形状的选择工具。并且，使用者操作十字键22及确定按钮23调节选择工具的大小及位置，从而设定特征区域。关于选择工具的设定方法的详细情况与第一实施方式的变形例相同，因此在此省略说明。

在步骤S204中，判断是否有结束特征区域设定画面的指示。在不结束特征区域设定画面时，返回步骤S201，再次在显示部17上显示特征区域设定画面。例如在使用者对操作部18进行操作来选择特征区域设定画面的结束，结束特征区域选择画面时，特征区域的设定结束。在设定特征区域之后，进行被摄物体的拍摄时，进入图7的流程图所示的处理。

另外，在本实施方式中，设定特征区域时使用的图像数据为一个，但是也可以对同一被摄物体使用多个图像数据设定特征区域。例如，在被摄物体的种类为人物时，脸为特征区域，但是不仅可以从包括朝向正面的脸的图像数据设定特征区域，而且也可以从包含朝向侧脸等角度的某个方向的脸的图像数据设定特征区域。另外，在对同一被摄物体使用多个图像数据设定特征区域时，上述多个图像数据设置成关联的图像数据。作为设置成关联的图像数据的方法，例如有使用者在图像数据中输入同一关键词进行保存的方法。

此外，作为特征区域的设定对象的被摄物体的数量不限于一个，也可以设定多个不同被摄物体的特征区域。

图7是表示已从图像数据中设定特征区域时的移动体预测AF模式下的拍摄步骤的流程图。

在数码相机1的电源按钮19为接通的状态下，若AF模式选择开关24为接通状态，则在步骤S205中，判断从图像数据中设定的特征区域是否为一个。在从图像数据中设定的特征区域为一个时，进入步骤S208。在从图像数据中设定的特征区域为多个时，进入步骤S206，将特征区域一览显示，以了解设定的特征区域。作为一览显示的方法，可以显示包含设定的特征区域的图像的缩略图像，也可以显示包含设定的特征区域的图像中注册的关键词。

在步骤S207中，判断从设定的全部特征区域中是否选择了一个特征区域。在未选择特征区域时，反复进行步骤S207的判断直到特征区域被选择为止。在特征区域被选择时，进入步骤S208。

在步骤S208中，将与设定的被摄物体有关的信息注册在存储器11中。与被摄物体有关的信息是指，拍摄图像时的透镜2的位置信息、根据透镜2的位置信息计算出的到被摄物体为止的距离(被摄物体距离)、及特征区域的大小，上述信息以Exif形式记录在图像中。另外，特征区域的大小为在步骤S203中确定选择工具的大小时的选择工具的大小。

例如在选择工具的形状为椭圆形状时，特征区域的大小为椭圆的长轴(以连接椭圆的两个焦点的直线与椭圆的交点为两端的线段)的长度、椭圆的短轴(以在椭圆的中心与长轴正交的直线与椭圆的交点为两端的线段)的长度、或椭圆的长轴的长度及椭圆的短轴的长度的组合。由此，控制部5从图像中读出与被摄物体有关的信息，保存在存储器11内具有的内置存储器中。

若在步骤S208中与被摄物体有关的信息被注册，则进入图3的步骤S110，关于此后的步骤与第一实施方式相同，因此省略说明。

根据以上说明的本实施方式，能够获得如下作用效果。

能够从保存在存储卡15等中的图像数据中设定欲聚焦的特征区域。由此，使用者可以在拍摄前预先设定欲聚焦的特征区域，能够在数码相机1启动后立即进行拍摄。

能够对同一被摄物体使用多个图像数据设定特征区域。由此，能够提高识别被摄物体的精度。

第三实施方式

接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。

在第一实施方式中，根据使用者对确定按钮23的操作，设定欲聚焦的特征区域，并注册被摄物体信息，但是在本实施方式中，自动进行特征区域的设定及被摄物体信息的注册。

第三实施方式中的数码相机的基本结构与上述第一实施方式相同。以下，对与第一实施方式不同的部分进行说明。利用图8的流程图对第三实施方式中的移动体预测AF模式下的拍摄步骤进行说明。图8的流程图所示的处理由控制部5等执行。

在步骤S301中，若AF模式选择开关24为接通状态，则取景图像显示在显示部17上。在步骤S302中，选择被摄物体的种类。以下，对作为被摄物体的种类选择人物的情况进行说明。

当选择了识别的被摄物体的种类时，在步骤S303中，控制部5发送使特征区域识别运算部25开始对取景图像的特征区域识别处理的指令。在此，在步骤S302中作为被摄物体的种类选择了人物，因此开始将人物的脸作为特征区域来识别的脸区域识别处理。

在步骤S304中，控制部5从特征区域识别运算部25接收该时刻的脸区域的识别结果，判断脸区域是否被识别。在脸区域未被识别时，返回步骤S303，再次进行脸区域识别处理。在识别出脸区域时进入步骤S305。在此，在识别出多个脸区域时，自动选择所识别出的多个脸区域中最大的脸区域并进入步骤S305。此外，也可以从多个脸区域中自动选择配置在与画面中央最近的位置上的脸区域。

在步骤S305中，将表示识别的脸区域的脸区域标记重叠在取景图像上显示在显示部17。该脸区域标记表示注册被摄物体信息的预定的脸区域。脸区域标记例如为如图2所示的矩形的框，例如用白色表示。

当设定了预定注册的脸区域时，进入步骤S307。在步骤S307中，根据半压开关SW1的接通信号，对被设定的脸区域进行对比度AF处理。在接下来的步骤S308中判断是否聚焦在设定的脸区域上。在判断为聚焦在脸区域上时，进入步骤S309。在步骤S309中，在焦点正确地位于被摄物体上的状态下再次进行脸识别处理，将该状态下的被摄物体信息注册在存储器11中。另外，若相对于设定的脸区域聚焦，则变更脸区域标记的显示颜色，以表示已聚焦。例如，将用白色显示的脸区域标记在聚焦后变更为绿色。或者也可以使聚焦后的脸区域标记闪光。

另一方面，若在步骤S308中判断为未聚焦在脸区域上，则进入步骤S321，向使用者通知无法注册被摄物体信息。在此，作为无法注册的警告，例如在显示部17上进行用于警告的显示，或使警告灯闪光。

这样，在自动进行脸区域的识别及被摄物体信息的注册后，进入步骤S311。在步骤S311～S320中的处理与上述第一实施方式中的步骤S111～S120中的处理相同，因此省略说明。

根据以上说明的第三实施方式，能够容易地进行特征区域的设定及被摄物体信息的注册。

第四实施方式

接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。

在上述第一实施方式中，在根据半压开关SW1的操作显示取景图像时，进行深焦设定。在第四实施方式中，在取景图像中存在所选择的脸区域时，进行移动体预测AF处理，以预测该脸区域的移动而聚焦。

第四实施方式中的数码相机的基本结构，与上述第一实施方式相同。以下，对与第一实施方式不同的部分进行说明。利用图9的流程图对第四实施方式中的移动体预测AF模式下的拍摄步骤进行说明。图9的流程图所示的处理由控制部5等执行。

在步骤S401～S409中的处理与上述第一实施方式中的步骤S101～S109中的处理相同，因此省略说明。

在步骤S410中，判断释放按钮20的半压开关SW1是否为接通状态。在释放按钮20的半压开关SW1为断开状态时，反复进行步骤S410的判断直到半压开关SW1处于接通状态为止。在释放按钮20的半压开关SW1为接通状态时进入步骤S412。

在步骤S412中，判断在步骤S409中注册的脸区域是否存在于取景图像中。在注册的脸区域不存在于取景图像中时，进入步骤S414。在步骤S414中，进行现有的对比度AF处理。在步骤S415中，判断释放按钮20的全压开关SW2是否为接通状态。在全压开关SW2为断开状态时，返回步骤S412。在全压开关SW2为接通状态时，进入步骤S420。

另一方面，在步骤S412中，注册的脸区域存在于取景图像中时，在注册的脸区域上显示脸区域标记后进入步骤S416，进行被摄物体距离运算处理。控制部5根据脸区域标记的大小及透镜2的焦点距离的信息，计算目前的被摄物体距离。进而，与上述第一实施方式同样地预测预定时间后的被摄物体距离。

在接下来的步骤S416A中，对在上一周期中计算出并记录在存储器11中的上一次被摄物体距离、与在步骤S416中计算出的预定时间后的被摄物体距离进行比较。预定时间考虑到控制部5中的控制延迟等而预先设定为适当的值。例如也可以将预定时间设定为与上述释放时滞相同的值。

在步骤S416B中，若判断为上一次被摄物体距离与预测的被摄物体距离之差(＝上一次被摄物体距离-预测被摄物体距离)在阈值以上，则进入步骤S416C。另一方面，若判断为(上一次被摄物体距离-预测被摄物体距离)小于阈值，则进入步骤S417。在此，阈值是指，即使被摄物体距离发生变化，与注册的脸区域对应的被摄物体的脸也不会在取景图像上模糊的值，阈值被预先适当地设定。作为阈值，也可以设定被摄物体距离的变化率。另外，也可以在被摄物体距离为近距离的情况下，设定为阈值小于远距离的情况。

在步骤S416C中，对被摄物体执行移动体预测AF处理。在此，使用在步骤S416中计算出的预定时间后的被摄物体距离，预测与预定时间后的被摄物体对应的聚焦位置，移动聚焦透镜2a，以聚焦在该聚焦位置上。在步骤S416D中，将在步骤S416A中计算出的本周期的被摄物体距离记录在存储器11中。

在步骤S417中，判断释放按钮20的全压开关SW2是否为接通状态。在释放按钮20的全压开关SW2为断开状态时，返回步骤S412，再次进行注册的脸区域是否存在于取景图像中的判断。在释放按钮20的全压开关SW2为接通状态时进入步骤S418。

在步骤S418中，对注册的脸区域进行被摄物体距离运算处理，在接下来的步骤S419中，对被摄物体执行移动体预测AF处理。此后，在步骤S420中，用拍摄元件8进行拍摄。

根据以上说明的第四实施方式，在显示取景图像时，对上一次被摄物体距离与预测被摄物体距离进行比较，若预测与设定的脸区域对应的被摄物体的脸的图像在取景图像上模糊，则对设定的脸区域进行移动体预测AF处理。由此，能够根据需要对移动的被摄物体显示正确聚焦的取景图像。

另外，也可以将以上说明的第二实施方式与第三或第四实施方式组合。或者，也可以将第三实施方式和第四实施方式组合。

上述实施方式是示例，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种变形。

Claims (6)

1.一种数码相机，其特征在于，包括：

拍摄部，接受透过拍摄光学系统的来自被摄物体的光而进行拍摄；

识别部，利用由上述拍摄部拍摄而取得的图像，对上述被摄物体的特征区域进行识别；

检测部，对由上述识别部识别的特征区域的大小进行检测；

控制部，根据上述特征区域的大小预测预定时间后的到上述被摄物体为止的距离，对上述拍摄光学系统进行控制，以聚焦在上述被摄物体上；

距离计算部，根据上述特征区域的大小计算到上述被摄物体为止的距离；

速度计算部，根据到上述被摄物体为止的距离的随时间变化，计算上述被摄物体的移动速度；以及

光圈控制部，对光圈进行控制，

所述光圈控制部响应于释放按钮被进行了半压操作而以成为深焦的方式对所述光圈进行控制，

上述控制部在通过所述识别部识别到所述被摄物体的特征区域时，根据由上述距离计算部计算的到上述被摄物体为止的距离及由上述速度计算部计算的上述被摄物体的移动速度，预测到上述被摄物体为止的距离，并且

所述光圈控制部响应于所述释放按钮被进行了全压操作而以解除深焦的方式对所述光圈进行控制，为了对被摄物体适当曝光而对所述光圈进行控制，

上述控制部根据从所述释放按钮的所述全压操作起到上述拍摄部拍摄为止的时间，预测拍摄时的到上述被摄物体为止的距离，对上述拍摄光学系统进行控制，以在由上述拍摄部拍摄时聚焦在上述被摄物体上，

根据由上述速度计算部计算出的移动速度，变更快门速度或ISO灵敏度。

2.根据权利要求1所述的数码相机，其特征在于，

上述距离计算部，根据构成上述拍摄光学系统的透镜的位置信息计算到上述被摄物体为止的距离，根据构成上述拍摄光学系统的透镜的位置信息计算出到上述被摄物体为止的距离后，根据计算出的该到上述被摄物体为止的距离和上述特征区域的大小计算之后的到上述被摄物体为止的距离。

3.根据权利要求1或2所述的数码相机，其特征在于，

还包括注册部，在由上述识别部识别的至少一个上述特征区域中，选择用于预测到上述被摄物体为止的距离的上述被摄物体的特征区域，并注册所选择的上述被摄物体的特征区域的特征信息，

在注册了上述被摄物体的特征区域的特征信息后，上述识别部根据上述被摄物体的特征区域的特征信息识别上述被摄物体的特征区域。

4.根据权利要求3所述的数码相机，其特征在于，

还包括记录控制部，将由上述拍摄部拍摄取得的图像记录在记录介质中，

上述注册部，根据记录在上述记录介质中的图像，注册上述被摄物体的特征区域的特征信息。

5.根据权利要求3所述的数码相机，其特征在于，

上述特征区域的特征信息是构成上述拍摄光学系统的透镜的位置信息、到上述被摄物体为止的距离、及上述特征区域的大小中的至少一个。

6.根据权利要求1或2所述的数码相机，其特征在于，

上述控制部，根据由上述拍摄部按时间系列取得的多个图像中存在的多个上述特征区域的大小，预测上述预定时间后的到上述被摄物体为止的距离。