JP2003289468A

JP2003289468A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2003289468A
Application number: JP2002090642A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Miki; 茂三木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】迅速なオートフォーカス動作を可能とし、高精
度かつ的確に被写体に合焦させることが可能なオートフ
ォーカス機構を具える撮像装置を提供する。【解決手段】入射光を画像信号に変換する撮像素子2
と、該撮像素子2に対して光軸方向に相対位置を変化可
能なフォーカスレンズ1とを具える撮像装置において、
該特徴部分の画像上の距離情報を用いて被写体までの概
算距離を算出し、該概算距離に焦点が合う位置にフォー
カスレンズ1を移動させる。さらに、画像から被写体の
特徴部分を表す画像領域を特定し、該画像領域を含むよ
うにフォーカスエリアを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】デジタルカメラ等の固体撮像
素子を用いた撮像装置に関し、より詳細には、高精度か
つ的確に被写体に焦点を合わすことができるオートフォ
ーカス機構を具えた撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルスチルカメラ及びデジタルビデ
オカメラにおいて採用されているオートフォーカス機構
は数多く存在する。そのうちの１つに、ＣＣＤ（Charge
Coupled Device）等の固体撮像素子から出力された画
像信号から輝度信号を抽出し、フォーカスレンズの移動
に伴う該輝度信号の高域成分の変化から該フォーカスレ
ンズの合焦点位置を決定するオートフォーカス機構があ
る。

【０００３】このようなオートフォーカス機構では、長
方形のサンプリングエリア（フォーカスエリア）を画像
全体の中央部分に位置するように設定し、該エリア内の
画像信号を時分割的に抜き取って、該画像信号の輝度信
号の高域成分を１フィールド期間に亘って積分し、この
積分値をこのフィールドの焦点評価値とする。そして、
フォーカスレンズの合焦可能範囲の至近距離点位置から
無限遠点位置の間で、フォーカスレンズを移動させつつ
各移動位置で焦点評価値を算出し、該焦点評価値が最大
である点を合焦点位置とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなオートフ
ォーカス機構では、合焦点位置を求めるために、至近距
離点位置から無限遠点位置の間の広い範囲でレンズを移
動させなくてはならず、さらに、高い精度で焦点を合わ
そうとすると、合焦点位置付近で細かな移動をする必要
があるために、オートフォーカス動作に時間を要する。
特に、人を撮影する場合には、人がポーズを作るための
我慢等を考慮すると、オートフォーカス動作に要する時
間は短いほうが好ましい。

【０００５】また、上記のようなオートフォーカス機構
では、被写体がフォーカスエリアの外に位置する場合に
は、焦点評価値が最大になる位置にフォーカスレンズが
位置していても被写体がぼやけて撮像されてしまう。よ
って、撮像する画像上での被写体の位置に関係なく的確
に被写体に焦点を合わせられることが望まれる。特に、
撮像装置において被写体になる頻度が最も高いのは人で
あるから、人が被写体である場合にこの問題を解決する
ことは大きな意義がある。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであり、迅速なオートフォーカス動作を可能
とし、高精度かつ的確に被写体に合焦させることが可能
なオートフォーカス機構を具える撮像装置に関する。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る撮像装置は、
入射光を画像信号に変換する撮像素子(2)と、該撮像素
子(2)に対して光軸方向に相対位置を変化可能なフォー
カスレンズ(1)とを具える撮像装置において、画像から
被写体の特徴部分を表す画像領域を検出し、該特徴部分
の画像上の距離情報を用いて被写体までの概算距離を算
出し、該概算距離に焦点が合う位置にフォーカスレンズ
(1)を移動させることを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明に係る撮像装置は、画像か
ら被写体の特徴部分を表す画像領域を検出し、該画像領
域を含むようにフォーカスエリアを設定する。さらに、
本発明に係る撮像装置は、フォーカスレンズ(1)を概算
距離に焦点が合う位置から所定の間隔で移動させつつ、
フォーカスエリアの画像信号から焦点評価値を算出し、
焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ(1)の位置を
合焦点位置とする。

【０００９】さらに、本発明に係る撮像装置は、特徴部
分を表す画像領域が検出できない場合に、全画像の中心
部分を含むようにフォーカスエリアを設定し、無限遠点
に焦点が合う位置から至近距離に焦点が合う位置まで所
定の間隔でフォーカスレンズ(1)を移動させつつ、フォ
ーカスエリアの画像信号から焦点評価値を算出するオー
トフォーカス動作を行う。

【００１０】また、本発明に係る撮像装置は、検出され
る特徴部分は複数存在し、ある特徴部分の画像領域が検
出されるまで各特徴部分の画像領域を所定の順序で検出
し、全ての特徴部分について画像領域が検出できない場
合には、全画像の中心部分を含むようにフォーカスエリ
アを設定し、無限遠点に焦点が合う位置から至近距離に
焦点が合う位置まで所定の間隔でフォーカスレンズ(1)
を移動させつつ、フォーカスエリアの画像信号から焦点
評価値を算出するオートフォーカス動作を行う。

【００１１】

【作用及び効果】画像から被写体の特徴部分を表す画像
領域を検出し、該特徴部分の画像上の距離情報に基づい
て被写体までの概算距離を算出する。例えば、被写体が
人である場合は、両目を表す画像領域を検出し、目の中
心を表示する画素を特定する。そして、これら目の中心
を表示する２つの画素間の距離をピクセルを単位として
求める。このように求めた画素間距離と被写体から撮像
装置までの距離とは反比例の関係にあるので、被写体か
ら撮像装置までの概算距離を算出することができる。そ
して、概算距離に焦点が合う位置にフォーカスレンズ
(1)を移動させれば、フォーカスレンズ(1)を合焦点位置
近くに配置することができる。従って、オートフォーカ
ス動作において、フォーカスレンズ(1)を無限遠点に焦
点が合う位置から至近距離に焦点が合う位置まで移動さ
せて合焦点位置を求める必要はなく、迅速なオートフォ
ーカス動作が可能になる。さらに、概算距離に基づいて
フォーカスレンズ(1)を合焦点位置近くに配置できるの
で、該配置位置付近で合焦点位置を探すことにより高い
精度で焦点を被写体に合わすことができる。

【００１２】記憶した画像から被写体の特徴部分を表す
画像領域を特定し、該画像領域を含むようにフォーカス
エリアを設定することにより、画像における被写体の位
置に適応したフォーカスエリアが設定でき、焦点を被写
体に的確に合わすことができる。

【００１３】特徴部分を表す画像領域が検出できない場
合に、全画像の中心部分を含むようにフォーカスエリア
を設定し、無限遠点に焦点が合う位置から至近距離に焦
点が合う位置まで所定の間隔でフォーカスレンズ(1)を
移動させつつ、フォーカスエリアの画像信号から焦点評
価値を算出するオートフォーカス動作を行うことによ
り、被写体までの概算距離が求められない場合でもオー
トフォーカス動作が可能になる。また、検出される特徴
部分は複数存在し、ある特徴部分の画像領域が検出され
るまで各特徴部分の画像領域を所定の順序で探索し、全
ての特徴部分について画像領域が存在しない場合にこの
オートフォーカス動作を行うことにより、より確実に概
算距離を得ることができる。例えば、被写体が人の場合
に複数の特徴部分を目と鼻とすると、目がサングラスで
隠されている場合でも、鼻を特徴部分として概算距離を
算出できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本考案の実施例を図を用い
て詳述する。図１は、本発明に係るオートフォーカス機
構を具えたデジタルスチルカメラ(以下、デジタルカメ
ラ)の概略を示すブロック図である。フォーカスレンズ
(1)は、ＣＣＤ素子(2)に対して光軸方向に相対位置が変
化可能であり、被写体に焦点が合っている場合には、Ｃ
ＣＤ素子(2)上で被写体が結像される。フォーカスレン
ズ(1)は、至近距離の被写体に合焦する至近距離点位置
から無限遠の被写体に合焦する無限遠点位置まで移動可
能である。ＣＣＤ素子(2)は、ＣＣＤドライバ(3)が発生
するパルス電圧によって駆動される。ＣＣＤ素子(2)に
入射した光は画像信号に変換され、該画像信号は、アナ
ログアンプ(4)により増幅された後にＡ/Ｄコンバータ
(5)によってデジタル信号に変換される。該デジタル信
号、及びアナログアンプ(4)からの画像信号は、制御部
(6)へ出力される。制御部(6)は、演算処理を行うＣＰ
Ｕ、制御プログラム等を格納したＲＯＭ、一時記憶用の
ＲＡＭ、画像信号から輝度信号を抽出する回路、輝度信
号から高域成分を分離するハイパスフィルター等(いず
れも図示省略)で構成されている。また、制御部(6)は、
デジタルカメラの統括的な制御を行うものであり、各種
構成要素から受け取ったデータを処理すると共に、これ
らに対して動作指令を行う。

【００１５】フォーカスレンズ(1)はフォーカスリング
(7)により支持されており、フォーカスモータ(8)は、制
御部(6)からの動作指令によりフォーカスリング(7)を回
転させる。このフォーカスリング(7)の回転によって、
フォーカスレンズ(1)は光軸方向に移動する。また、制
御部(6)は、輝度信号の変化に応じて、絞りモータ(9)の
回転動作を制御することにより、絞り(10)の開度を調節
する。

【００１６】記録媒体(11)は、撮影した画像を格納する
ものであり、デジタルカメラに対して脱着自在に構成さ
れる。例えば、メモリーカード等が記録媒体(11)として
用いられる。画像用メモリ(12)は、撮影した画像及び画
像処理された画像の一時記憶に使用される。外部インタ
ーフェイス(13)は、パーソナルコンピュータ等の外部装
置とデジタルカメラとを接続して、該外部装置へ画像デ
ータを転送するために使用される。表示部(14)は、撮影
された画像を表示するものであり、液晶ディスプレイ等
が使用される。ＥＥＰＲＯＭ(15)は、デジタルカメラの
ユーザが設定した各種設定を記憶するものである。操作
部(16)は、ユーザがデジタルカメラの各種動作を指令す
るためのスイッチ類から構成されている。発光部(17)
は、撮影用の補助光を発生する発光管、発光回路、及び
電池等から構成されている。

【００１７】図２は、本発明のデジタルカメラの動作の
概要を示すフローチャートである。本デジタルカメラ
は、被写体が人である場合に、記憶した画像から人の特
徴部分である目を表す画像領域を検出し、両目間の距離
に関する画像上の距離情報を用いて被写体までの概算距
離を算出し、該概算距離に焦点が合う位置にフォーカス
レンズ(1)を移動させる動作を行う。電源を入れると(S3
1)、フォーカスレンズ(1)は所定の初期位置へ移動し(S3
2)、ＣＣＤ(2)が画像信号の出力を開始して、デジタル
カメラはモニター状態になる(S3３)。人を被写体として
撮影する場合には、ユーザが操作部(16)の所定のスイッ
チを押すことにより、デジタルカメラは人物撮影モード
に移行する(S34)。

【００１８】人物撮影モードに移行すると、フォーカス
レンズ(1)が初期位置にある状態で画像が画像用メモリ
(12)に記憶される(S35)。そして、制御部(6)は、該画像
から人の顔を表す画像領域（以下、顔画像という）を探
す処理を行う(S36)。顔画像が存在しない場合は、フォ
ーカスレンズ(1)の移動を行い(S37)、移動後のレンズ位
置での画像を画像用メモリ(12)に記憶して(S35)、顔画
像を探す処理が再度行われる(S36)。顔画像が検出でき
た場合には、該顔画像内で両目を表す画像領域（以下、
目画像という）を探す処理が行われる(S38)。目画像が
検出できない場合は、フォーカスレンズ(1)が移動が行
われ(S37)、再度画像が画像用メモリ(12)に記憶されて
顔画像さらに目画像を探す処理が行われる(S36)(S38)。

【００１９】顔画像又は目画像が検出できない場合に行
われるフォーカスレンズ(1)の移動(S37)では、至近距離
点位置から無限遠点位置の間で複数の移動位置が予め定
められている。これら位置の全てに移動して顔画像又は
目画像の検出を行った場合には、人物撮影モードは終了
して通常の撮影モードに移行する(S39)。通常の撮影モ
ードで、ユーザがシャッタを押すと(S40)、後述のオー
トフォーカス動作が行われ(S41)、撮像及び撮像画像の
記録が行われる(S42)。

【００２０】目画像が存在する場合、制御部(6)は、画
像上の両目間の距離をピクセル数で算出し、該距離に基
づき、被写体たる人とデジタルカメラとの間の概算距離
を算出する(S43)。そして、ユーザがシャッタを押すと
(S44)、オートフォーカス動作が行われ(S45)、撮像及び
撮像画像の記録が行われる(S42)。このオートフォーカ
ス動作(S45)では、概算距離だけ離れた被写体に焦点が
合う位置にフォーカスレンズ(1)が移動され、さらに目
画像を含むようにフォーカスエリアが設定される。そし
て、該位置の近傍でフォーカスレンズ(1)は適宜移動さ
れ、焦点評価値が極大になる位置（合焦点位置）が求め
られる。

【００２１】図３は、上記の顔画像を検出する処理(S3
6)の詳細を示すフローチャートである。まず、画像メモ
リ(12)に格納されている画像に肌色領域が存在するか否
かを判断する(S51)。肌色領域が存在しない場合には、
顔画像が存在しないと判断する(S52)。肌色領域が存在
する場合には、制御部(6)は、画像用メモリ(12)に格納
されている画像データ（工程(S35)で取得したもの）に
対してエッジ抽出処理を行い(S53)、肌色領域を
「１」、その他の領域を「０」とする２値化処理を行う
(S54)。この処理の際、ある肌色領域内に含まれる該領
域よりも（該領域に対して所定の面積比以下の）小さな
非肌色領域は肌色領域として取り扱われる。次に、２値
化された画像の形状データから各肌色領域の面積、最大
幅、最大高さ、周囲長等を算出し、これらの値から、縦
横比や複雑度等の顔の特徴量を算出する(S55)。そし
て、全ての肌色領域に対して算出した特徴量が所定の範
囲に含まれるか否かを判断する(S56)。全ての肌色領域
の特徴量が所定の範囲に含まれない場合は、顔画像が存
在しないと判断され(S52)、フォーカスレンズ(1)の移動
が行われる(S37)(S39)。所定の範囲に含まれる肌色領域
が存在する場合には、顔画像が存在すると判断すると判
断され(S57)、目画像の検出処理へ移行する(S38)。

【００２２】図４は、図２に示した目画像を検出する処
理(S38)の詳細を示すフローチャートである。まず、制
御部(6)は、画像用メモリ(12)に記憶されているエッジ
抽出処理後の画像から、顔画像に対応する領域を特定す
る(S61)。そして、顔画像に基づき両目の画像が含まれ
ると想定される領域に対して２値化処理を行う(S62)。
そして、処理後の該領域の画像から両目の虹彩部（眼球
の非白色部分）を表す領域を特定する(S63)。ある領域
が両目の虹彩部を表すか否かの判断は、上記の顔画像の
検出と同様に特徴量に基づき行う。顔画像が複数存在す
る場合には、全ての顔画像に両目の虹彩部を表す画像領
域が無いときに、目画像が存在しないと判断する(S6
4)。目画像が複数存在する場合には(S65)、各画像間で
特徴量を比較して、最も正確に虹彩部を表す画像領域を
有する目画像を特定する(S66)。なお、虹彩部と白色部
とのコントラストを各目画像間で比較する処理を行い、
コントラストが最もはっきりしている目画像を特定して
もよい。また、本実施例では、虹彩部の検出を行うこと
により顔画像内の両目を表す画像領域（目画像）の検出
を行っているが、虹彩部及び白色部を表す画像領域の検
出を行ってもよい。

【００２３】図５は、図２に示した目画像から被写体か
らデジタルカメラまでの概算距離を算出する処理(S43)
の詳細を示すフローチャートである。まず、虹彩部の中
心に近い画素を、両方の虹彩部のそれぞれついて特定す
る(S71)。次に、特定した画素間の距離をピクセル数で
算出する(S72)。そして、被写体までの距離＝係数×１
／画素間の距離、なる式を用いて、算出した画素間の距
離に基づきデジタルカメラから被写体までの概算距離を
算出する(S73）。なお、前記式の係数は制御部(6)のＲ
ＯＭに格納されている。

【００２４】この処理の内容を具体的に説明する。例え
ば、ＣＣＤ素子(2)は、１６００×１２００ピクセル
（約２００万画素）のものを使用しているとする。デジ
タルカメラにより、該デジタルカメラから３ｍの距離に
ある横幅４ｍの被写体が１６００ピクセルで撮像できた
とする。この場合、単位ピクセル距離は、４０００÷１
６００＝２.５ｍｍ／ピクセルとなる。すなわち、１ピ
クセルが３ｍ先の２.５ｍｍの距離に相当することにな
る。仮に虹彩部の中心間の距離を６０ｍｍとすると、６
０ｍｍは２４ピクセルに相当する。被写体と撮像された
該被写体の（縦幅又は横幅等の）ピクセル数とは反比例
の関係にある。よって、３０００ｍｍ＝係数／２４とな
り、係数＝７２０００が得られる。すなわち、あらかじ
め虹彩部の中心間の距離として適当な値を定めておけ
ば、上記の係数を得て、上記の式に基づいて被写体まで
の概算距離を算出することができる。なお、この係数
は、ＣＣＤ素子(2)の画素数と、使用しているデジタル
カメラが使用しているレンズの焦点距離とに依存する。

【００２５】図６は、上記のように算出されたデジタル
カメラから被写体までの概算距離を用いた、図２に示し
たオートフォーカス動作(S45)のフローチャートであ
る。まず、上記の処理(S43)で算出した概算距離に位置
する被写体に焦点が合う位置に、フォーカスレンズ(1)
が移動する(S81)。そして、目画像を含むようなフォー
カスエリアが設定される(S82)。フォーカスエリアは、
部分的に、すなわち全画像領域の一部分に設定される。
目に焦点を合わすという目的から、フォーカスエリアの
範囲は、目画像を含むために必要な最小限の大きさから
これより若干大きい程度にされる。

【００２６】次に、このレンズ位置において、制御部
(6)は、フォーカスエリア内の画像信号を時分割的に抜
き取って、該画像信号から抽出された輝度信号の高域成
分を１フィールド期間に亘って積分することにより焦点
評価値を算出し、算出した焦点評価値を最大焦点評価値
としてＲＡＭに記憶する(S83)。また、この状態のフォ
ーカスリング(7)の位置もＲＡＭに記憶する。そして、
フォーカスモータ(8)を、所定の方向へ所定の距離だけ
移動させ、移動した位置において焦点評価値を算出する
(S84)。算出した焦点評価値を最大焦点評価値と比較し
(S85)、前者が大きい場合には、最大焦点評価値を更新
し、記憶されていたフォーカスリング(7)の位置を、新
たな最大焦点評価値を与えるフォーカスリング(7)の位
置に更新する(S86)。

【００２７】その後、フォーカスリング(7)をさらに所
定の距離だけ移動させ、移動した位置において焦点評価
値を算出する(S87)。なお、算出した焦点評価値が最大
焦点評価値以下の場合には、フォーカスモータ(8)を逆
回転させる処理を行ってから(S88)、フォーカスリング
(7)を移動させる(S87)。そして、算出した焦点評価値を
最大焦点評価値と比較し(S89)、前者が大きい場合に
は、最大焦点評価値を更新し、記憶されていたフォーカ
スリング(7)の位置を、新たな最大焦点評価値を与える
フォーカスリング(7)の位置に更新する(S90)。これら工
程(S87)(S89)(S90)は、最大焦点評価値以下の焦点評価
値が算出されるまで繰り返される。最大焦点評価値以下
の焦点評価値が算出されると、フォーカスリング(7)を
最大焦点評価値を与える位置へ移動させる(S91)。これ
にてオートフォーカス動作が終了する。

【００２８】上記のオートフォーカス動作では、フォー
カスエリアが被写体たる人の目に合わせて設定されてい
るから、高精度で被写体に焦点を合わせることができ
る。さらに、デジタルカメラから被写体までの概算距離
を算出して、オートフォーカス動作の初期状態で、被写
体に焦点がほぼ合うようにフォーカスレンズ(1)が位置
しているから、合焦点を求める一連の上述の動作におい
て、フォーカスレンズ(1)の移動回数は少なくてすむ。

【００２９】図７は、図２に示した、人物撮影モードで
ない場合の通常のオートフォーカス動作(S41)のフロー
チャートである。まず、フォーカスレンズ(1)を無限遠
点位置に移動させる(S92)。そして、画面中心を含む所
定の領域にフォーカスエリアを設定する(S93)。次に、
フォーカスレンズ(1)を該位置から至近距離に合焦する
位置まで一定速度でフォーカスリング(7)を回転移動さ
せて、これらの位置及びその間の幾つかの位置（例え
ば、１０位置程度）において焦点評価値を算出し、算出
した各焦点評価値と各フォーカスリング位置とをＲＡＭ
に記憶する(S94)。次に、焦点評価値の極大値を与える
フォーカスリング位置に対して前後いずれかの（焦点評
価値を算出した）位置へ、フォーカスレンズ(1)を移動
させる(S95)。そして、該位置における焦点評価値を最
大焦点評価値として、該位置におけるフォーカスリング
(7)の位置を最大焦点評価値を与えるフォーカスリング
位置としてＲＡＭに記憶する(S96)。そして、フォーカ
スリング(7)を焦点評価値が極大となる方向へ所定の距
離だけ移動させ、移動した位置において焦点評価値を算
出する(S97)。算出した焦点評価値を最大焦点評価値と
比較し(S98)、前者が大きい場合には、最大焦点評価値
を更新し、記憶されていたフォーカスリング(7)の位置
を、新たな最大焦点評価値を与えるフォーカスリング
(7)の位置に更新する(S99)。これら工程(S97)(S98)(S9
9)は、最大焦点評価値よりも小さい焦点評価値が算出さ
れるまで繰り返される。最大焦点評価値以下の焦点評価
値が算出されると、フォーカスリング(7)を最大焦点評
価値を与える位置（合焦点位置）へ移動させる(S100)。
これにてオートフォーカス動作が終了する。

【００３０】図７に示した通常オートフォーカス動作で
決定された合焦点位置からも、デジタルカメラから被写
体までの距離が求められる。よって、通常オートフォー
カス動作に基づき被写体までの距離を求めて、これを概
算距離と比較し、これらがある程度の範囲で一致するな
らば、フォーカスレンズ(1)が合焦点位置にある状態、
又は概算距離に焦点が合う位置にある状態で撮像を行う
ように、人物撮影モードにおけるオートフォーカス動作
(S45)を構成してもよい。これらの距離に大きな差があ
る場合には、図３及び図４で示した画像認識、又は通常
オートフォーカス動作のいずれかにおいて、被写体の誤
認識や大きな測定誤差等があると考えられる。この場
合、様々な対応が考えられるが、例えば、算出した特徴
量が極めて良く特徴部分を表している場合等、画像領域
の検出が確実に行われたと考えられる場合には、概算距
離に焦点が合う位置にある状態で撮像を行い、これ以外
の場合に、通常オートフォーカス動作による合焦点位置
で撮像を行ってもよい。また、算出した特徴量が（特徴
部分を表す画像であるとする）判断基準の限度に近い場
合等、画像領域検出の信頼性が低いと考えられる場合に
は、通常オートフォーカス動作による合焦点位置で撮像
を行い、これ以外の場合に、概算距離に焦点が合う位置
にある状態で撮像を行ってもよい。

【００３１】また、人物撮影モードにおいて、通常オー
トフォーカス動作を利用した、図８に示すようなオート
フォーカス動作(S45)を行ってもよい。まず、図７に示
すオートフォーカス動作を行って(S101)、該動作により
決定したフォーカスレンズ(1)の合焦点位置から被写体
までの距離を求める(S102)。次に、該距離と、図５に示
すように求めた被写体までの概算距離とを比較する(S10
3)。両距離の差の絶対値が所定の値以内であるならば、
フォーカスレンズ(1)が上記合焦点位置の状態で撮像及
び撮像画像の記録を行う(S42)。両距離の差の絶対値が
所定の値より大きい場合には、図７に示すオートフォー
カス動作を、フォーカスエリアを目画像を含む領域に設
定するように、工程(S92)を変更して行う(S105)。そし
て、フォーカスレンズ(1)の合焦点位置から、被写体ま
での距離を求める(S106)。次に、該距離と、被写体まで
の概算距離とを比較する(S107)。両距離の差の絶対値が
所定の値以内であるならば、フォーカスレンズ(1)がこ
の合焦点位置の状態で撮像及び撮像画像の記録を行う(S
42)。両距離の差の絶対値が所定の値より大きい場合に
は、工程(S102)により求めた合焦点位置へフォーカスレ
ンズ(1)を移動させて(S108)、撮像及び撮像画像の記録
を行う(S42)。

【００３２】図９は、図２に示したデジタルカメラの動
作において、目以外の人の特徴部分である鼻、口、耳、
及び眉毛の有無を判断する工程を加えた実施例の概要を
示すフローチャートである。図９は、図２とほぼ同様で
あるが、目画像が存在すると判断した後に(S38)、鼻、
口、耳、及び眉毛を表す画像領域の有無を判断する工程
(S111)を行う点が異なる。該工程において、これらのう
ち少なくとも１つが存在しない場合には、顔画像は顔を
示すものではないと判断されて、フォーカスレンズ(1)
の移動が行われる(S37)(S39)。これにより、より正確に
被写体が人であるか否かを判断することができる。な
お、鼻、口、耳、及び眉毛を表す画像領域の有無の判断
は、図４に示した目画像の有無の判断と同様に行われ
る。鼻、口、耳、及び眉毛の全てについて有無を判断す
る必要はなく、これらのうちの一部（例えば、鼻のみ、
又は口及び耳）について有無を判断してもよい。

【００３３】図１０は、図２に示したデジタルカメラの
動作に、目画像が検出できない場合に、鼻を表す画像領
域（鼻画像）、さらには口を表す画像領域（口画像）の
有無を判断する工程を加えた実施例の概要を示すフロー
チャートである。図１０は、図２とほぼ同じであるが、
目画像が検出できない場合に(S38)、鼻画像の有無を判
断する工程(S112)を行い、鼻画像が検出できない場合に
は口画像の有無を判断する工程(S113)を行う点が異な
る。例えば、人がサングラスを使用している場合など、
目画像の有無を判断できない状況がある。その場合は、
鼻画像を検出し(S112)、鼻画像が存在する場合には、鼻
孔間の距離をピクセル数で算出して、被写体からデジタ
ルカメラまでの概算距離を求める処理を図５に示すよう
に行う(S43)。鼻画像が存在しない場合には、口画像の
有無を判断する工程(S113)を行い、口の幅をピクセル数
で算出して、被写体からデジタルカメラまでの概算距離
を求める処理を図５に示すように行う(S43)。鼻画像及
び口画像により概算距離を求める場合、工程(S73)で用
いる式の係数は、目画像の場合とは異なる係数が使用さ
れる（鼻画像の場合の係数と口画像による場合の係数も
異なる）。口画像も存在しない場合には、フォーカスレ
ンズを移動させる処理が行われる(S37)(S39)。

【００３４】上記実施例において、口画像が検出できな
い場合に、耳を表す画像を検出する工程を、さらに、耳
を表す画像が検出できない場合には、眉毛を表す画像を
検出する工程を加えてもよい。その場合、両耳の距離、
両眉毛の距離をピクセル数で算出して概算距離が求めら
れる(S43)。このように、顔画像から目、鼻等の顔の特
徴部分の画像を順次検出する処理を行うことにより、あ
る特徴部分の画像が特定できなくても、部別の特徴部分
の画像を特定して被写体までの概算距離を算出できる。

【００３５】また、上記実施例を変更し、顔画像から所
定の特徴部分の画像を全て検出する処理を行い、存在す
る特徴部分の距離情報から被写体までの概算距離を算出
してもよい。所定の特徴部分の画像が全て存在しない場
合には、フォーカスレンズ(1)を移動させる処理が行わ
れる(S37)(S39)。例えば、口画像、鼻画像、及び耳画像
の全てを検出する処理を行い、特定できた画像からそれ
ぞれ概算距離を算出して平均値を求めることにより、よ
り正確な概算距離を得ることができる。また、概算距離
の算出を、目と鼻の距離（虹彩部と鼻孔との距離）など
の顔の特徴部分間の距離に着目して行うことも可能であ
る。

【００３６】以上、本発明に係るデジタルカメラのオー
トフォーカス機能について説明したが、本発明で行った
画像処理を露出の調整に利用することも可能である。顔
画像が検出できた場合に該顔画像を含む画像領域を部分
的に設定して、又は目画像等が検出場合に該目画像等を
含む画像領域を部分的に設定して、該領域からの輝度信
号の積分値に基づいて、絞りモータ(9)の回転動作を制
御して絞り(10)の開度を調節してもよい。これにより被
写体が人の場合に、適切な露出調整を行うことができ
る。

【００３７】本発明に係るデジタルカメラのオートフォ
ーカス機能は、被写体が人である場合に、被写体までの
概算距離を算出したが、本発明は人以外の被写体に対し
ても適用できる。すなわち、その被写体が（上記説明に
おける人の目に相当する）特徴部分を有していれば、図
３及び図４を用いて説明したように該特徴部分の画像領
域を特定でき、該特徴点に関する（上記説明における両
目の中心間の実測距離に相当する）距離情報から概算距
離を求める工程(S73)で使用する式の係数を求め、図５
を用いて説明したようにデジタルカメラから被写体まで
の概算距離を算出できる。

【００３８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデジタルカメラの概略図である。

【図２】本発明のデジタルカメラの動作の概要を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明に係るデジタルカメラにおける顔画像を
検出する処理を示すフローチャートである。

【図４】本発明に係るデジタルカメラにおける目画像を
検出する処理を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係るデジタルカメラにおける、被写体
からデジタルカメラまでの概算距離を算出する処理を示
すフローチャートである。

【図６】本発明に係るデジタルカメラにおける人物撮影
モードにおけるオートフォーカス動作のフローチャート
である。

【図７】本発明に係るデジタルカメラにおける通常モー
ドにおけるオートフォーカス動作のフローチャートであ
る。

【図８】本発明に係るデジタルカメラにおける人物撮影
モードにおけるオートフォーカス動作のフローチャート
である。

【図９】本発明のデジタルカメラの動作の概要を示すフ
ローチャートである。

【図１０】本発明のデジタルカメラの動作の概要を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

(1) フォーカスレンズ (2) ＣＣＤ素子 (6) 制御部 (7) フォーカスリング (12) 画像用メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を画像信号に変換する撮像素子(2)
と、該撮像素子(2)に対して光軸方向に相対位置を変化
可能なフォーカスレンズ(1)とを具える撮像装置におい
て、画像から被写体の特徴部分を表す画像領域を検出し、該
特徴部分の画像上の距離情報を用いて被写体までの概算
距離を算出し、該概算距離に焦点が合う位置にフォーカ
スレンズ(1)を移動させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】画像から被写体の特徴部分を表す画像領域
を検出し、該画像領域を含むようにフォーカスエリアを
設定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】フォーカスレンズ(1)を概算距離に焦点が
合う位置から所定の間隔で移動させつつ、フォーカスエ
リアの画像信号から焦点評価値を算出し、焦点評価値が
最大となるフォーカスレンズ(1)の位置を合焦点位置と
する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】特徴部分を表す画像領域が検出できない場
合に、全画像の中心部分を含むようにフォーカスエリア
を設定し、無限遠点に焦点が合う位置から至近距離に焦
点が合う位置まで所定の間隔でフォーカスレンズ(1)を
移動させつつ、フォーカスエリアの画像信号から焦点評
価値を算出するオートフォーカス動作を行う請求項３に
記載の撮像装置。
【請求項５】検出される特徴部分は複数存在し、ある特
徴部分の画像領域が検出されるまで各特徴部分の画像領
域を所定の順序で検出し、全ての特徴部分について画像
領域が検出できない場合には、全画像の中心部分を含む
ようにフォーカスエリアを設定し、無限遠点に焦点が合
う位置から至近距離に焦点が合う位置まで所定の間隔で
フォーカスレンズ(1)を移動させつつ、フォーカスエリ
アの画像信号から焦点評価値を算出するオートフォーカ
ス動作を行う請求項３に記載の撮像装置。