JP2008058553A - 撮像装置、撮像方法及び撮像制御プログラム - Google Patents

撮像装置、撮像方法及び撮像制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】撮影シーンに応じた適切な状態である顔にピントが合った画像を撮像できるようにする。
【解決手段】フォーカスレンズを無限遠位置から至近位置方向に駆動し(ステップS504)、この間においてピーク値が得られた領域の画像が顔画像であるか否かを判断する(ステップ506)。顔画像であった場合には、その状態を判定して(ステップS507)、優先順位を決定する(ステップS507)。最も優先順位の高い顔検出エリアにAFを行って(ステップS518)、撮影処理を実行し(ステップS519)、撮影枚数Cが顔画像の数Nに到達するまで、次に優先順位の高い顔検出エリアにAFを行って(ステップS524)、ステップS519からの処理を繰り返す。
【選択図】図5

Description

本発明は、静止画を連続撮影する撮像装置、撮像方法及び撮像制御プログラムに関する。
従来、1回の撮影操作により静止画を連続撮影するカメラが提案されている。このカメラは、撮影レンズを全域に渡って駆動し、コントラスト法により複数の焦点評価値のピークを検出し、それに対応する各レンズ位置で撮影を行う。したがって、パーティでのスナップ写真や集合写真等において、カメラからの距離が各々異なる位置に複数の人が存在するシーンを撮影する場合であっても、前記各レンズ位置での撮影により、各人の顔にピントが合った写真を撮影することが可能となる(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−114378号公報
しかしながら、このように1回の撮影操作により各人に対応する各レンズ位置で撮影を行うと、撮影毎にレンズ停止させて再駆動する制御を伴うことから、不可避的に最初の撮影から最後の撮影までに、相当の時間を要する。このため、当初は当該撮影シーンに応じた表情をしていた人物の表情がこの間に変化してしまう場合が生じ、当該撮影シーンに応じた適切な表情をした顔の人物にピントが合った画像を撮影することが困難となってしまう。
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、撮影シーンに応じた適切な状態である顔にピントが合った画像を撮像できるようにした撮像装置、撮像方法及び撮像制御プログラムを提供することを目的とする。
前記課題を解決するため請求項1記載の発明に係る撮像装置にあっては、光学系により結像される被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段と、この撮像手段により取得される所定の画像データに基づいて、顔画像を検出する顔画像検出手段と、この顔画像検出手段により検出された顔画像の状態を判定する状態判定手段と、前記光学系を制御し、前記顔画像検出手段により検出された顔画像に対して合焦させる合焦制御手段と、この合焦制御手段により前記顔画像が合焦される毎に、前記撮像手段により取得される画像データに基づいて静止画データを生成する静止画生成手段と、を備え、前記合焦制御手段は、前記状態判定手段による顔画像の状態判定結果に基づいて前記顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、前記顔画像に対して順次合焦させる。
また、請求項2記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記合焦制御手段は、前記状態判定手段により所定の状態となっていると判定された顔画像に対してのみ合焦順序を設定する。
また、請求項3記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記合焦制御手段による一連の合焦制御回数を制限する合焦回数制限手段を更に備える。
また、請求項4記載の発明に係る撮像装置にあっては、予め撮影シーン毎に、顔画像の状態に対する優先順位を記憶してなる撮影シーン記憶手段と、この撮影シーン記憶手段に記憶されている撮影シーンから、いずれかを選択して設定する撮影シーン設定手段とを更に備え、前記合焦制御手段は、前記撮影シーン設定手段により設定された撮影シーンに対応する顔画像の状態に対する優先順位に基づいて、前記顔画像への合焦順序を設定する。
また、請求項5記載の発明に係る撮像方法にあっては、光学系により結像される被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段を備える撮像装置における撮像方法であって、前記撮像手段により取得される所定の画像データに基づいて、顔画像を検出する顔画像検出ステップと、この顔画像検出ステップにより検出された顔画像の状態を判定する状態判定ステップと、前記光学系を制御し、前記顔画像検出手段により検出された顔画像に対して合焦させる合焦制御ステップと、この合焦制御ステップにより前記顔画像が合焦される毎に、前記撮像手段により取得される画像データに基づいて静止画データを生成する静止画生成ステップと、を含み、前記合焦制御ステップでは、前記状態判定ステップによる顔画像の状態判定結果に基づいて前記顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、前記顔画像に対して順次合焦させる。
また、請求項6記載の発明に係る撮像制御プログラムにあっては、光学系により結像される被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段を備える撮像装置が有するコンピュータを、前記撮像手段により取得される所定の画像データに基づいて、顔画像を検出する顔画像検出手段と、この顔画像検出手段により検出された顔画像の状態を判定する状態判定手段と、前記光学系を制御し、前記顔画像検出手段により検出された顔画像に対して合焦させる合焦制御手段と、この合焦制御手段により前記顔画像が合焦される毎に、前記撮像手段により取得される画像データに基づいて静止画データを生成する静止画生成手段と、して機能させ、前記合焦制御手段は、前記状態判定手段による顔画像の状態判定結果に基づいて前記顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、前記顔画像に対して順次合焦させるように機能させる。
本発明によれば、撮像して取得される画像データ内の顔画像の状態判定結果に基づいて顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、顔画像に対して順次合焦させて、連続撮像するようにしたことから、撮影シーンに応じた適切な状態にある顔の人物にピントが合った画像を撮像することができる。
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。図1は、本実施の形態に係るデジタルカメラ1のブロック図である。このデジタルカメラ1はAF機能(オートフォーカス機能)を備えたものであって、フォーカスレンズ2、ズームレンズ3、CCD4、CDS/ADブロック5、TG(Timing Generator)6、CCDデータ前処理ブロック7、色処理(CP)ブロック8、JPEG符号化器9、DRAM10、内蔵のフラッシュメモリ11、RAM12、CPU13、画像表示部14、キーブロック15、カード・インターフェイス16、及びモータ駆動ブロック17を備えており、カード・インターフェイス16には、図示しないカメラ本体のカードスロットに着脱自在に装着されたメモリカード18が接続されている。
フォーカスレンズ2及びズームレンズ3はそれぞれが図示しないレンズ群から構成されるものである。モータ駆動ブロック17は、フォーカスレンズ2を光軸方向に駆動するフォーカスモータ170a、及びズームレンズ3を光軸方向に駆動するズームモータ170bと、CPU13から送られる制御信号に従いフォーカスモータ170a及びズームモータ170bをそれぞれ駆動するモータドライバ171a,171bとから構成されている。なお、フォーカスモータ170a及びズームモータ170bは共にステッピングモータである。
CCD4は、フォーカスレンズ2とズームレンズ3を介して投影された被写体像を光電変換し撮像信号として出力する。TG6は、所定周波数のタイミング信号を生成してCCD4を駆動する。CDS/ADブロック5は、CCD4からの出力信号をサンプリングしてノイズを除去しデジタル信号に変換する。CCDデータ前処理ブロック7は、デジタル信号に変換された撮像信号に対し輝度信号処理等のデータ処理を行う。色処理(CP)ブロック8は、輝度信号処理等が行われた画像信号に対して色分離等の色処理を行い、Y,Cb,Crの画像データを生成する。DRAM10は、色処理後のY,Cb,Crの画像データを逐次記憶する。
画像表示部14は、カラーLCDと、それを駆動する駆動回路等からなり、撮影モードが設定された状態でシャッタキーが押されていない撮影待機状態には、CCD4から取り込まれDRAM10に蓄積された1フレーム(画面)分の画像データに基づくスルー画像を表示し、再生モードが設定された状態では、メモリカード18から読み出されるとともに伸張された画像データに基づく記録画像を表示する。
JPEG符号化器9は、画像記録時には、色処理(CP)ブロック8から入力した画像データをJPEG圧縮する。メモリカード18は、カード・インターフェイス16を介して送られた圧縮後の画像データを記録する。記録された画像データは、記録画像の再生時に読み出され、JPEG符号化器9により伸張された後、画像表示部14において表示される。また、キーブロック15は、撮影モード、再生モード、フォーカスブラケティングモード等の各種モードの切り替えに使用される切替キーや、シャッタキー、絞りやシャッタ速度を設定するための設定キー、ズーム倍率の変更に使用されるズームキー等の各種の操作キーを含み、キー操作に応じた操作信号をCPU13へ送る。また、シャッタキーは、所謂ハーフシャッタ機能を備えたものであり、撮影予告のための半押し操作と、撮影指示用の全押し操作が可能な構成である。
前記フラッシュメモリ11には、CPU13によるデジタルカメラ1の制御、すなわちAF制御、AE制御、AWB制御等に必要なプログラムと各種データ、後述するフローチャートに示す制御を実行するための制御プログラム等が格納されており、CPU13は、キーブロック15からの操作信号と前記プログラムに従いRAM12を作業用メモリとして動作する。
さらに、フラッシュメモリ11には、図2(a)に示す優先順位データテーブル111と、同図(b)に示す顔画像パターンテーブル114とが予め格納されている。優先順位データテーブル111には、撮影シーン記憶領域112と撮影優先順位記憶領域113とが設けられている。撮影シーン記憶領域112には、シーン1「パーティ」、シーン2「記念写真」・・・等の撮影シーン種別が記憶され、撮影優先順位記憶領域113には各撮影シーン種別に対応して、「顔1」「顔2」等の撮影優先順位データが優先順位が高い順に記憶されている。また、顔画像パターンテーブル114には、前記撮影優先順位記憶領域113に記憶された撮影優先順位データ「顔1」に対応する「笑っている顔」、「顔2」に対応する「正面を向いた顔」等の、顔画像の状態が記憶されている。したがって、これら優先順位データテーブル111と顔画像パターンテーブル114とを参照することにより、後述するように選択された撮影シーンにおいて、顔画像の状態に基づき撮影優先順位を決定することができる。
次に、以上の構成からなるデジタルカメラ1の本発明に係る動作を説明する。CPU13は、前記プログラムに従って動作することにより、図3のフローチャートに示すように処理を実行する。すなわち、撮影モードが設定されているか否かを判断し(ステップS1)、設定されてない場合には再生モードに移行する。撮影モードが設定されている場合には、撮影モードにおけるフォーカスブラケティングモードが設定されているか否かを判断し(ステップS2)、設定されていない場合には通常撮影モードに移行する。また、フォーカスブラケティングモードが設定されている場合には、このフォーカスブラケティングモードにおける設定モードが設定されているか否かを判断する(ステップS3)。そして、設定されている場合には、設定モード処理(ステップS4)を実行し、設定されていない場合にはフォーカスブラケティングモード処理(ステップS5)を実行する。
図4は、前記設定モード処理(ステップS4)の処理手順を示すサブルーチンである。まず、以下のステップS402、S404、S405でユーザが選択を行うための選択画面を画像表示部14に表示させる(ステップS401)。これにより、画像表示部14には、図2に示したシーン1「パーティ」、シーン2「記念写真」・・・等の撮影シーン種別が表示される。次に、この表示されたシーン種別からいずれかが選択されたか否かを判断し(ステップS402)、選択されたならば当該選択された撮影シーン名をRAM12に記憶することにより設定する(ステップS403)。
また、撮影制限枚数が設定されたか否かを判断し(ステップS404)、設定された場合にはこの制限枚数をRAM12に記憶することにより設定する(ステップS405)。さらに、「シーンに合った顔のみ撮影」が選択されたか否かを判断し(ステップS406)、選択された場合には「シーンに合った顔のみ撮影」が選択されたことを示す情報をRAM12に記憶することにより設定する(ステップS407)。
図5は、フォーカスブラケティングモード処理(ステップS5)の処理手順を示すサブルーチンである。表示装置6にスルー画像を表示させて(ステップS501)、シャッタキーが半押し操作されるまで待機する(ステップS502)。シャッタキーが半押し操作されたならば(ステップS502;YES)、フォーカスモータ170aを制御してフォーカスレンズ2を無限遠位置に駆動し(ステップS503)、引き続き無限遠位置から至近位置方向に駆動する(ステップS504)。そして、この間において合焦評価値のピーク値が得られたか否かを判断し(ステップS505)、図6に示すようにピーク値が得られたならば、当該ピーク値が得られた画像が顔画像であるか否かを判断する(ステップ506)。顔画像であった場合には、前述したステップS403で設定された撮影シーンに基づき、その状態を判定する(ステップS507)。
つまり、前記ステップS403で撮影シーンとして「パーティ」が設定されたとすると、図2(a)に示すように「パーティ」の撮影優先順位として、優先順位が高い順に「顔1、顔2、顔5、顔4、顔6」が記憶されている。また、同図(b)を参照すると
優先順位1:顔1:笑っている顔
優先順位2:顔2:正面を向いた顔
優先順位3:顔5:距離が最も近い順位の顔
優先順位4:顔4:同じ距離の多くの顔
優先順位5:顔6:予め登録してある顔
である。
したがって、ステップS507では、ステップS506で顔画像であると判断された顔が、これら顔1〜顔6のいずれであるかを判定し、さらに、ステップS508では、この判定した結果に基づく順位を決定する。
すなわち、図7(p)に示すパーティシーンをデジタルカメラ1で撮影している場合において、当該シーンにはデジタルカメラ1からの距離が遠い順に、飾り物Aと人物の顔D、顔BとテーブルAと顔C、顔Aが存在するものとすると、フォーカスレンズ2を無限遠位置(∞)から至近位置方向に駆動して際に、図6に示したように、飾り物Aと人物の顔Dにピントが合った時点でピーク1が検出され、顔BとテーブルAと顔Cにピントが合った時点でピーク2が検出され、顔Cにピントが合った時点でピーク3が検出される。しかし、飾り物AとテーブルAとは顔ではないから、除外されよって、
AFのピントが合う顔検出点1(ピーク1)で顔Dの位置、
AFのピントが合う顔検出点2(ピーク2)で顔Bと顔Cの位置、
AFのピントが合う顔検出点3(ピーク3)で顔Aの位置、
がそれぞれ検出されることとなる。
そして、これら顔D、顔C、顔B、顔Aについて、その状態が顔1〜顔6のいずれかあるかが判断されて、優先順位1〜5のいずれかが決定されることとなる。なお、その状態が顔1〜顔6のいずれの状態でもない顔が存在する場合には、当該顔の優先順位を優先順位1〜5よりも下位の優勢順位6以下とする。
引き続き、以上の処理により得られたデータを、図7に示すRAM12内の顔検出テーブル121に記憶する処理を実行する(ステップS509)。これにより、同図に例示するように、顔D、顔C、顔B、顔Aに対応して、当該顔を囲繞する矩形の領域である顔検出エリア「n1〜n4」、顔検出エリアの位置座標、状態「顔2、顔6、顔1、顔5」、優先順位「2、5、1、3」が記憶されることとなる。また、以上の処理は、フォーカスレンズ2を至近位置に到達して停止するまで実行し(ステップS510)、フォーカスレンズ2を至近位置に到達したならば、検出された各顔を囲繞する顔囲繞枠(前記顔検出エリアn1〜n4に対応する枠)をスルー画像上に重畳する(ステップS511)。
次に、シャッタキーが全押しされて撮影指示があったか否かを判断する(ステップS512)。シャッタキーが全押しされなかった場合には、シャッタキーの半押しが解除されたか否かを判断し(ステップS513)、シャッタキーの半押しが解除された場合には、前記ステップS511で重畳表示した各顔を囲繞する顔囲繞枠を消去して(ステップS514)、前記ステップS502からの処理を再度実行する。
他方、ユーザが前記ステップS511で各顔を顔囲繞枠で囲まれたスルー画像を見て撮影される顔を確認し、シャッタキーを全押して撮影指示を行うと、ステップS512の判断がYESとなる。よって、このステップ512からステップS515に進み、前述した設定モード処理により、「シーンに合った顔のみ撮影」が設定されているか否かを判断を判断する。「シーンに合った顔のみ撮影」が設定されている場合には、最も優先順位の高い顔検出エリアにAFを行って(ステップS516)、撮影処理を実行する(ステップS517)。つまり、最も優先順位の高い顔画像が今回の撮影シーン(パーティ)において最もシーンに合った顔であることから、この顔にピントがあった画像を撮影して、静止画データを生成し、メモリカード18に記録する。したがって、本例の場合においては、最も優先順位の高い顔検出エリアは優先順位1の顔B(顔1:笑っている顔)であり、顔Bの顔検出エリアn3にピントが合った画像が撮影されて、メモリカード18に記録されることとなる。
なお、本実施の形態においては、「シーンに合った顔のみ撮影」が設定されている場合、最も優先順位が高い顔画像のみにピントを合わせて撮影するようにしたが、さらに次に優先順位が高い顔画像のみにピントを合わせて撮影するようにしてもよい。
一方、ステップS515での判断の結果、「シーンに合った顔のみ撮影」が設定されていない場合にも同様に、最も優先順位の高い顔検出エリアにAFを行って(ステップS518)、撮影処理を実行し(ステップS519)、撮影枚数をカウントするカウンタCをカウントアップさせる(ステップS520)。次に、前述した設定モードにおけるステップS405で撮影制限枚数が設定されたか否かを判断する(ステップS521)。撮影制限枚数が設定されている場合には、撮影枚数Cが撮影制限枚数Lに到達したか否かを判断し(ステップS522)、到達した時点エンドに進む。したがって、撮影制限枚数Lが「2」であったとすると、ステップS519の撮影処理が2回行われることとなり、下記の順序で撮影が実行されることとなる。
1回目:顔B(優先順位1、笑っている顔)にピントがあったパーティシーン、
2回目:顔D(優先順位2、正面を向いた顔)にピントがあったパーティシーン。
また、撮影制限枚数が設定されていない場合、及び撮影枚数Cが撮影制限枚数Lに到達していない場合には、撮影枚数Cが前記顔検出テーブル121に記憶された顔画像の数Nに到達したか否かを判断する(ステップS523)。達していない場合には、次に優先順位の高い顔検出エリアにAFを行って(ステップS524)、前述したステップS519からの処理を繰り返す。そして、C=Nとなって、撮影枚数Cが前記顔検出テーブル121に記憶された顔画像の数Nに到達した時点でエンドに進む。
したがって、本例においては、顔検出テーブル121に記憶された顔画像の数N=4であることから、撮影制限枚数が設定されていない場合には、下記の順序で撮影が実行されることとなる。
1回目:顔B(優先順位1、笑っている顔)にピントがあったパーティシーン、
2回目:顔D(優先順位2、正面を向いた顔)にピントがあったパーティシーン、
3回目:顔A(優先順位3、距離が最も近い順位の顔)にピントがあったパーティシーン、
4回目:顔C(優先順位5、予め登録してある顔)にピントがあったパーティシーン。
なお、本実施の形態においては、図2に示した優先順位データテーブル111と、顔画像パターンテーブル114とは、このデジタルカメラ1のメーカーにより作成されて、予め記憶されているものとしたが、これらのテーブルをユーザが作成して記憶させておくようにしてもよい。これにより、撮影優先順序にユーザの意思を反映させることができる。また、優先順位データテーブル111の記憶内容と顔画像パターンテーブル114の記憶内容とをユーザにより書き換え可能としてもよく、これによっても撮影優先順序にユーザの意思を反映させることができる。また、この場合、書き換え履歴に基づく学習機能を具備させることにより、書き換えを学習機能により自動的に行うようにしてもよい。
なお、本実施の形態においては、ハーフシャッタ機能を有するシャッタキー設けて、シャッタキーが半押しされたことを条件にステップS503〜S511の処理を実行し、シャッタキーが全押しされたことを条件にステップS515〜S524の処理を実行するようにした。しかし、ハーフシャッタ機能を有しないシャッタキー設けて、単にシャッターキーの操作を条件に、ステップS503〜S511の処理とステップS515〜S524の処理とを連続的に実行するようにしてもよい。また、ハーフシャッタ機能を有するシャッタキー設け場合にも、シャッタキーが全押しされたことのみを条件に、ステップS503〜S511の処理とステップS515〜S524の処理とを連続的に実行するようにしてもよい。
本発明の一実施の形態に係るデジタルカメラのブロック図である。 (a)は優先順位データテーブル示す概念図であり、(b)は顔画像パターンテーブルを示す概念図である。 本実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。 設定モード処理の処理手順を示すフローチャートである。 フォーカスブラケティングモード処理の処理手順を示すフローチャートである。 フォーカスレンズ位置と合焦評価値との関係の一例を示す図である。 本実施の形態の動作を示す説明図である。 顔検出テーブルを示す概念図である。
符号の説明
1 デジタルカメラ
2 フォーカスレンズ
4 CCD
6 TG
8 ブロック
9 JPEG符号化器
11 フラッシュメモリ
12 RAM
13 CPU
14 画像表示部
15 キーブロック
16 インターフェイス
17 モータ駆動ブロック
18 メモリカード
111 優先順位データテーブル
114 顔画像パターンテーブル

Claims (6)

  1. 光学系により結像される被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
    この撮像手段により取得される所定の画像データに基づいて、顔画像を検出する顔画像検出手段と、
    この顔画像検出手段により検出された顔画像の状態を判定する状態判定手段と、
    前記光学系を制御し、前記顔画像検出手段により検出された顔画像に対して合焦させる合焦制御手段と、
    この合焦制御手段により前記顔画像が合焦される毎に、前記撮像手段により取得される画像データに基づいて静止画データを生成する静止画生成手段と、
    を備え、
    前記合焦制御手段は、前記状態判定手段による顔画像の状態判定結果に基づいて前記顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、前記顔画像に対して順次合焦させることを特徴とする撮像装置。
  2. 前記合焦制御手段は、前記状態判定手段により所定の状態となっていると判定された顔画像に対してのみ合焦順序を設定することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
  3. 前記合焦制御手段による一連の合焦制御回数を制限する合焦回数制限手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
  4. 予め撮影シーン毎に、顔画像の状態に対する優先順位を記憶してなる撮影シーン記憶手段と、
    この撮影シーン記憶手段に記憶されている撮影シーンから、いずれかを選択して設定する撮影シーン設定手段とを更に備え、
    前記合焦制御手段は、前記撮影シーン設定手段により設定された撮影シーンに対応する顔画像の状態に対する優先順位に基づいて、前記顔画像への合焦順序を設定することを特徴とする請求項1から3にいずれか記載の撮像装置。
  5. 光学系により結像される被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段を備える撮像装置における撮像方法であって、
    前記撮像手段により取得される所定の画像データに基づいて、顔画像を検出する顔画像検出ステップと、
    この顔画像検出ステップにより検出された顔画像の状態を判定する状態判定ステップと、
    前記光学系を制御し、前記顔画像検出手段により検出された顔画像に対して合焦させる合焦制御ステップと、
    この合焦制御ステップにより前記顔画像が合焦される毎に、前記撮像手段により取得される画像データに基づいて静止画データを生成する静止画生成ステップと、
    を含み、
    前記合焦制御ステップでは、前記状態判定ステップによる顔画像の状態判定結果に基づいて前記顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、前記顔画像に対して順次合焦させることを特徴とする撮像方法。
  6. 光学系により結像される被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段を備える撮像装置が有するコンピュータを、
    前記撮像手段により取得される所定の画像データに基づいて、顔画像を検出する顔画像検出手段と、
    この顔画像検出手段により検出された顔画像の状態を判定する状態判定手段と、
    前記光学系を制御し、前記顔画像検出手段により検出された顔画像に対して合焦させる合焦制御手段と、
    この合焦制御手段により前記顔画像が合焦される毎に、前記撮像手段により取得される画像データに基づいて静止画データを生成する静止画生成手段と、
    して機能させ、
    前記合焦制御手段は、前記状態判定手段による顔画像の状態判定結果に基づいて前記顔画像への合焦順序を設定するとともに、この設定した合焦順序に従って、前記顔画像に対して順次合焦させるように機能させることを特徴とする撮像制御プログラム。
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