JP2008199522A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】瞬きがない画像をフレーム枠内に収まるように簡単に撮影する。
【解決手段】光学ユニットの変倍レンズがワイド端に移動する。シャッタボタンの押下操作によりＣＣＤから得られた画像データに基づいて、顔・目検出処理部により顔画像が検出される。顔画像の中から両目画像の位置座標が求められ、両目間の画素数Ｅが算出される。デジタルカメラが横位置の場合、ＣＰＵは、フィールド画の水平方向の全画素数ＨとからＨ／Ｅを算出し、目標値αと比較する。Ｈ／Ｅ≧αの場合、両目間の距離がフレーム枠に対して丁度よいかそれより小さいから、Ｈ／Ｅ＝αとなる焦点距離を算出し、これを撮影時焦点距離ｆとする。Ｈ／Ｅ＜αの場合、光学ユニットがワイド端となる最小値を撮影時焦点距離ｆとする。撮影時焦点距離ｆに基づいて光学ユニットの変倍レンズが移動され、両目が開いている時に撮影が行なわれ、得られた画像データがメモリカードに記録される。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置及び撮像方法に関し、更に詳しくは、撮影者が自分自身を被写体として撮影する撮像装置及び撮像方法に関する。

撮影者が自分自身を被写体として撮影する自分撮り撮影を行なう場合、撮影画面であるフレーム枠の範囲内から撮影画像がはみ出したり、瞬きした瞬間に撮影して失敗することが多い。前者の失敗を防止するデジタルカメラ等の撮像装置としては、例えば特許文献１，２記載のものが知られている。

特許文献１記載のデジタルカメラは、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて被写体の顔の輪郭を検出するとともに、フレーム枠の範囲内に顔の輪郭が収まっているか否かを判定する。ユーザは、撮影レンズを自分の方に向けてデジタルカメラを把持する。デジタルカメラが、ユーザの顔がフレーム枠の範囲内に収まっていないと判定した場合、撮影レンズ側の前面に設けられた上下左右の４方向を指し示す４個のＬＥＤのうちの１個を点灯し、デジタルカメラを移動させるべき方向をユーザに示す。ユーザは、デジタルカメラを把持した手を動かしてデジタルカメラを移動させ、４個のＬＥＤの全部が一斉に点灯する位置でシャッタレリーズ操作を行なう。

特許文献２記載のズームレンズ内蔵型カメラは、被写体である撮影者自身がリモートコントローラを所持し、リモートコントローラから光線を投光する。カメラは、この光線に基づいて測距するとともに、この測距情報に基づいて、被写体が撮影範囲内に収まるようにズームレンズの焦点距離を調節する。

後者の失敗を防止する撮像装置としては、例えば特許文献３記載の撮影画像記録装置が知られている。この撮影画像記録装置は、撮影者の腕に装着して使用するとともに瞬きのない画像を記録する時計型カメラである。この時計型カメラの液晶表示パネルに表示された被写体の両目に所定のマークを合わせ、シャッタスイッチを操作すると、今取り込んだ撮影画像（現在画像）と過去に複数取り込んだ撮影画像（過去画像）とがマークの領域において比較され、過去画像から現在画像までのうち、所定時間以上変化しない画像を選択し、これを瞬きをしていない被写体画像としてＲＡＭに記録して表示する。
特開２００５−２１７７６８号公報 特開平０５−０９３８４４号公報 特開２００１−１０３３５０号公報

上記特許文献１，２記載のカメラでは、自分自身の画像がフレーム枠の範囲内に収まるような画角で撮影することはできるが、瞬きしていないタイミングで撮影することは考慮されていない。一方、上記特許文献３記載のカメラでは、瞬きのない画像を記録することは可能であるが、液晶表示パネルに表示された自分自身の撮影画像の両目に所定のマークを合わせるという面倒な操作が必要である。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、瞬きがない画像をフレーム枠内に収まるように簡単に撮影できる撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮影光学系と、この撮影光学系によって結像された被写体像を光電変換して画像データを得る撮像素子と、前記画像データに基づいて被写体の両目を検出するとともに前記両目の開閉状態を検出する目検出部と、シャッタレリーズ操作を検知してレリーズ信号を生成するシャッタスイッチと、前記レリーズ信号を受け取ってから前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出された時に前記画像データを記憶部に記憶する制御部とを備えたことを特徴とする。

また、被写体までの距離を計測する測距部を設け、前記制御部は、前記測距部が測距する範囲を予め設定された所定の測距範囲に限定することを特徴とする。

また、前記撮影光学系は、焦点距離が変更自在なズームレンズであるとともに、前記制御部は、前記目検出部によって検出された被写体の両目の位置情報に基づいて両目間距離情報を求め、この両目間距離情報と、前記画像データに基づいてフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように、前記撮影光学系の焦点距離を決定することを特徴とする。

また、前記画像データに基づいて被写体の顔を検出する顔検出部を設け、前記撮影光学系は、焦点距離が変更自在なズームレンズであるとともに、前記制御部は、前記測距部から得られる測距情報に基づいて求められる撮影光学系の第１焦点距離と、前記顔検出部によって検出された顔とフレーム枠との面積比が予め設定された第１所定値となるように求められる撮影光学系の第２焦点距離と、前記目検出部によって検出された被写体の両目の位置情報に基づいて両目間距離情報を求め、この両目間距離情報とフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように求められる撮影光学系の第３焦点距離とに基づいて、前記記憶部に記憶するための画像データを得る撮影時に使用される撮影時焦点距離を設定することを特徴とする。

また、前記制御部は、前記撮影時焦点距離が設定される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記撮影時焦点距離を撮影光学系の最も広角側の焦点距離に設定することを特徴とする。

また、前記制御部は、前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記画像データを記憶部に記憶することを特徴とする。

本発明の撮像方法は、シャッタスイッチがシャッタレリーズ操作を検知してレリーズ信号を生成する第１ステップと、前記レリーズ信号に応答して撮影光学系によって結像された被写体像を撮像素子が光電変換して画像データを得る第２ステップと、前記画像データに基づいて目検出部が被写体の両目を検出するとともに前記両目の開閉状態を検出する第３ステップと、前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出された時に、前記画像データを記憶部に記憶する第４ステップとを備えたことを特徴とする。

また、被写体までの距離を計測する測距部を設け、この測距部による測距範囲を予め設定された所定の測距範囲に限定することを特徴とする。

また、前記第３ステップにて検出された被写体の両目の位置情報に基づいて両目間距離情報を求め、この両目間距離情報と、前記画像データに基づいてフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように、前記撮影光学系の焦点距離を決定した後、前記第４ステップに移行することを特徴とする。

また、前記測距部によって得られる測距情報に基づいて求められる撮影光学系の第１焦点距離と、前記第２ステップにて得られる画像データに基づいて被写体の顔を検出し、この顔とフレーム枠との面積比が予め設定された第１所定値となるように求められる撮影光学系の第２焦点距離と、前記第３ステップにて検出された両目から両目間距離情報を算出し、この両目間距離情報とフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された第２所定値となるように求められた撮影光学系の第３焦点距離とに基づいて、前記記憶部に記憶するための画像データを得る撮影時に使用される撮影時焦点距離を設定することを特徴とする。

また、前記撮影時焦点距離が設定される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記撮影時焦点距離を撮影光学系の最も広角側の焦点距離に設定することを特徴とする。

また、前記第４ステップにおいて、前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記画像データを記憶部に記憶することを特徴とする。

本発明の撮像装置及び撮像方法によれば、撮像素子から出力された画像データに基づいて被写体の両目を検出するとともに両目の開閉状態を検出し、両目が開いている状態が検出された時に撮像素子から出力された画像データを記憶部に記憶するので、瞬きがない画像を簡単に撮影できる。

また、測距部による測距範囲を予め設定された所定の測距範囲に限定するので、測距にかかる時間を短縮することができる。

また、被写体の両目間距離情報とフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように撮影光学系の焦点距離を決定するので、被写体の顔がフレーム枠に対して丁度よい大きさとなるように撮影できる。

また、測距情報に基づいて求められた第１焦点距離と、フレーム枠に占める顔画像の面積比が第１所定値となるように求められた第２焦点距離と、両目間距離情報とフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が第２所定値となるように求められた第３焦点距離とに基づいて撮影時焦点距離を設定するので、失敗がより少ない撮影を行なうことができる。

また、撮影時焦点距離が設定される前にレリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、撮影時焦点距離を撮影光学系の最も広角側の焦点距離に設定するので、シャッタレリーズ操作を行なってから実際に撮影が行なわれるまでのタイムラグを徒に長くすることなく、失敗がより少ない撮影を行なうことができる。

また、被写体の両目が開いている状態が検出される前にレリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、撮像素子から得られる画像データを記憶部に記憶するので、装置が故障しているのではないかという疑念をユーザに起こさせたり、時間を無駄にすることを防止できる。

図１に示すように、本発明を実施した自分撮りモードを有するデジタルカメラ１０は、ＣＰＵ１２、光学ユニット１３、ＣＣＤ１４、アナログ信号処理回路１５、Ａ／Ｄ変換器１７、モータ駆動部１８、ＣＣＤドライバ１９、デジタル信号処理回路２０、圧縮回路２１、画像メモリ２２、顔・目検出処理回路２３、ＬＣＤドライバ２４、ＬＣＤ２５、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理回路２６、メディアコントローラ２７、メモリカード２８、データバス２９、ＲＯＭ３０、ＲＡＭ３１、電源スイッチ３２、シャッタボタン３３、モード切換ダイヤル３４、フラッシュ発光部３５、フラッシュ制御回路３６、横縦検出器３７、及びタイマ３８からなる。

ＲＯＭ３０には、カメラ本体内の各部を制御するための制御プログラムや、各種制御用データ等が製造時に記憶されている。また、ＲＡＭ３１には、作業用データが一時的に記憶される。ＣＰＵ１２は、これらの制御プログラムや各種制御用データ等に基づいて各部を制御する。

光学ユニット１３は、変倍レンズやフォーカスレンズ等で構成されるズームレンズである撮影レンズと、光量を調節する絞りと、変倍レンズ及びフォーカスレンズを光軸方向に移動させるモータと、絞りを駆動するモータとから構成されている。また、モータ駆動部１８は、ＣＰＵ１２によって制御され、光学ユニット１３内のモータを駆動する駆動信号を生成する。

ＣＣＤ１４は、光学ユニット１３の背後に配置されており、このＣＣＤ１４の受光面には、多数の画素（フォトダイオード）が二次元的に配列されている。光学ユニット１３の撮影レンズを透過した被写体光は、絞りによって光量が調節されて入射し、ＣＣＤ１４は、撮影レンズによって受光面に結像される光学的な画像を電気的な撮像信号に変換して出力する。なお、ＣＣＤ１４に代えて、ＣＭＯＳタイプの撮像素子を用いてもよい。

ＣＣＤ１４の各画素には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの微小なカラーフィルタが設けられており、各画素で蓄積される信号電荷が順次垂直方向及び水平方向に転送することによって撮像信号を出力する。

また、ＣＣＤ１４には、ＣＣＤドライバ１９が接続されている。ＣＰＵ１２は、ＣＣＤドライバ１９を制御することによって、ＣＣＤ１４を駆動するための駆動信号を生成させる。ＣＣＤ１４は、この駆動信号によって駆動され、スルー画表示の際にはＣＣＤ１４からフィールド画（偶数フィールド又は奇数フィールド）の撮像信号が読み出され、アナログ信号処理回路１５に入力される。また、撮影時にはＣＣＤ１２からフレーム画の撮像信号が読み出され、アナログ信号処理回路１５に入力される。

アナログ信号処理回路１５は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、増幅器（ＡＭＰ）とからなる。撮像信号は、ＣＤＳによってノイズが除去され、さらに、ＡＭＰによって、予め設定されたＩＳＯ感度に基づいてゲイン調整される。その後、撮像信号は、アナログ信号処理部１５からＡ／Ｄ変換器１７に出力される。Ａ／Ｄ変換器１７は、アナログ信号である撮像信号をデジタル信号の画像データ（ＣＣＤＲＡＷデータ）に変換して、デジタル信号処理回路２０に入力する。

デジタル信号処理回路２０は、ホワイトバランス調整回路（ＷＢ）４０、リニアマトリクス回路４１、γ変換回路４２、ＹＣ変換回路４３、及び色差マトリクス回路４４からなる。ホワイトバランス調整回路４０は、ＲＧＢ各色の画像データをゲイン補正することによって、被写体の白色が正確に再現されるように画像データのホワイトバランスを調整する。

ホワイトバランス調整回路４０によって色補正された画像データは、リニアマトリクス回路４１に送られる。このリニアマトリクス回路４１は、色再現性を改善するために、各画素の画素データに対して、周辺画素の画素データを所定量加算して色補正を行なう回路であり、ＣＣＤ１４のカラーフィルタの分光特性等に応じた色補正を画像データに対して行なう。

リニアマトリクス回路４１に入力される画像データは、各画素について１色の画素データであり、マトリクス演算の前処理として、リニアマトリクス回路４１内の補間処理部によってＲＧＢ補間処理が行われる。補間処理部は、各画素及びその周辺画素の画素データに基づいて、各画素に対して、ＲＧＢ各色の水平成分Ｒｈ，Ｇｈ，Ｂｈと、垂直成分Ｒｖ，Ｇｖ，Ｂｖとを算出する。

リニアマトリクス回路４１は、下記数式１〜３によって、補正後のＲ´（赤），Ｇ´（緑），Ｂ´（青）の画素データを算出して、リニアマトリクス処理を行なうことにより、各画素の画素データに対して色補正処理を行なう。なお、下記数式１〜３において、ｒ１〜ｒ６，ｇ１〜ｇ６，ｂ１〜ｂ６は、リニアマトリクス係数（色補正係数）である。

Ｒ´＝r1・Ｒｈ＋r2・Ｇｈ＋r3・Ｂｈ＋r4・Ｒｖ＋r5・Ｇｖ＋r6・Ｂｖ・・・（１）
Ｇ´＝g1・Ｒｈ＋g2・Ｇｈ＋g3・Ｂｈ＋g4・Ｒｖ＋g5・Ｇｖ＋g6・Ｂｖ・・・（２）
Ｂ´＝b1・Ｒｈ＋b2・Ｇｈ＋b3・Ｂｈ＋b4・Ｒｖ＋b5・Ｇｖ＋b6・Ｂｖ・・・（３）

γ変換回路４２は、リニアマトリクス回路４１から入力された画像データに対して、所定のγ変換パラメータに従って階調変換処理を施し、この画像データをＹＣ変換回路４３に出力する。

ＹＣ変換回路４３は、ＲＧＢ３色で表される画像データを輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ，Ｃｂ）で表される画像データに変換して、色差マトリクス回路４４に出力する。色差マトリクス回路４４は、輝度及び各色差で色再現を行なうＹＣ系において適切な色再現となるように色補正を行なう。

色差マトリクス回路４４から出力されたフィールド画の画像データは、画像メモリ２２に一時的に格納された後、画像メモリ２２から読み出されてＬＣＤドライバ２４でアナログのコンポジット信号に変換され、ＬＣＤ２５にスルー画として表示される。撮影者は、ＬＣＤ２５に表示されるスルー画を観察することにより被写体のフレーミングを行なうことができる。

色差マトリクス回路４４から出力されたフレーム画の画像データは、画像メモリ２２に一時的に格納された後、画像メモリ２２から読み出され、圧縮回路２１によって、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で圧縮処理が施される。メディアコントローラ２７は、メモリカード２８を制御し、圧縮回路２１によって圧縮された画像データをメモリカード２８に記録する。

フラッシュ発光部３５は、キセノン管を使用するエレクトロニックフラッシュであり、フラッシュ制御回路３６によって発光制御される。フラッシュ制御回路３６は、キセノン管に高電圧の電流を供給して発光させる発光回路を含み、撮影時の発光である本発光や、この本発光の前のＡＥ動作時に微小発光させる調光発光等の発光制御を行なう。

ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６は、画像データに基づいて露出演算、焦点位置検出、及びホワイトバランス量演算を行なう。露出演算では、輝度信号Ｙから被写体輝度を検出し、この被写体輝度に基づいて適性露出を算出する。また、算出した適性露出から、この適性露出に適合するシャッタスピード、絞り値、撮影感度、フラッシュ発光の有無等を決定し、これらをＣＰＵ１２に入力する。ＣＰＵ１２は、入力されたデータに基づいて、ＣＣＤドライバ１９、モータ駆動部１８、フラッシュ制御回路３６等を制御する。

また、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６が焦点位置検出を行なう際には、画像メモリ２２に記録された画像データの空間周波数の高周波成分を積算し、この積算値を焦点評価値として、ＣＰＵ１２に出力する。ＣＰＵ１２は、ＡＦ動作時にＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６によって得られる高周波成分の積算値が最大となるようにモータ駆動部１８を制御して光学ユニット１３のフォーカスレンズを光軸方向に進退させ、焦点調整を行う。さらにまたＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６は、画像データからホワイトバランス量を検出してＣＰＵ１２に出力する。

モード切換ダイヤル３４は、これを操作することにより、一般的な撮影に適した通常撮影モードと、近接撮影を行なうマクロ撮影モードと、撮影者が自分自身を撮影するのに適した自分撮りモードとを切り換える。通常撮影モードでは、ＣＣＤ１４の結像面から被写体までの被写体距離の範囲が例えば８０ｃｍ〜∞であるものとして、ＣＰＵ１２はモータ駆動部１８を制御し、光学ユニット１３のフォーカスレンズを移動させる範囲を制限する。

マクロ撮影モードでは、被写体距離の範囲が例えば１０ｃｍ〜８０ｃｍであるものとして、また、自分撮りモードでは、被写体距離の範囲が例えば１０ｃｍ〜２ｍであるものとして、ＣＰＵ１２はモータ駆動部１８を制御し、光学ユニット１３のフォーカスレンズを移動させる範囲を制限する。

モード切換ダイヤル３４が自分撮りモードにセットされている場合、ＹＣ変換回路４３は、輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ，Ｃｂ）で表されるフィールド画の画像データを色差マトリクス回路４４に出力すると同時に、データバス２９を介して画像メモリ２２に出力する。

画像メモリ２２に入力された画像データは、顔・目検出処理部２３に取り込まれる。顔・目検出処理部２３は、図２（Ａ）に示すように、フレーム枠４９に表示されるフィールド画５０の全体を格子状に分割し（例えば１６×１６）、各分割領域５１に含まれる輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ，Ｃｂ）に基づいて、皮膚と推定される肌色の画素を多く含む分割領域５１を選び出して撮影者自身を被写体とした撮影者画像５２のうちの顔画像５４を検出する。

顔・目検出処理部２３は、検出した顔画像５４の中から、白目と推定される白色の画素を有する領域と、瞳と推定される黒色の画素を有する領域を選び出し、その領域から両目画像５４ａ，５４ｂの位置座標を求める。また、両目画像５４ａ，５４ｂとして検出した領域の画素が、白色及び黒色から肌色に変化したときに目が閉じられていると検出する。

顔・目検出処理部２３は、同図（Ｂ）に示すように、両目画像５４ａ，５４ｂの位置座標から、両目画像５４ａ，５４ｂ間の距離情報である画素数Ｅを算出し、これをＣＰＵ１２に入力する。横位置撮影におけるフレーム枠４９の両目画像５４ａ，５４ｂを結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報であるフィールド画５０の水平方向の全幅の画素数Ｈは、ＣＣＤ１４の仕様によって一定であり、予めＲＯＭ３０に収納されている。

また、縦位置撮影におけるフレーム枠４９の両目画像５４ａ，５４ｂを結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報であるフィールド画５０の水平方向の全幅の画素数Ｖ（図３参照）は、ＣＣＤ１４の仕様によって一定であり、予めＲＯＭ３０に収納されている。なお、画素数Ｖは、横位置撮影におけるフィールド画５０の垂直方向の全幅の画素数と同じである。

横縦検出器３７は、例えば水銀が封入された容器内部の上下左右の４箇所にそれぞれ一対ずつの端子が設けられ、いずれの端子が短絡しているかによって、デジタルカメラ１０の横位置／縦位置を検出する。

デジタルカメラ１０が横位置である場合、ＣＰＵ１２は、画素数Ｅが得られると、ＲＯＭ３０から画素数Ｈを読み出してＨ／Ｅを算出し、Ｈ／Ｅの目標値αと比較する。目標値αは、両目間の画素数（距離）Ｅがフレーム枠４９上でほぼ丁度よい画素数（距離）となるように、例えば目標値α＝８と決められており、予めＲＯＭ３０に収納されている。

ＣＰＵ１２は、算出したＨ／Ｅの値が目標値α以上である場合、Ｈ／Ｅ＝αとなる光学ユニット１３の焦点距離ｆＥを算出してＲＡＭ３１に記憶する。Ｈ／Ｅ＝αを満たす画素数Ｅの値と、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６から得られる被写体距離とから、ＲＯＭ３０に予め格納されている焦点距離ｆＥ(横位置)用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を参照して焦点距離ｆＥを求める。算出したＨ／Ｅの値が目標値α未満の場合には、変倍レンズが最も広角側の端（ワイド端）にセットされるように、焦点距離ｆＥを光学ユニット１３の最小値とする。なお、焦点距離ｆＥ(横位置)用ＬＵＴは、フレーム枠４９に対する被写体画像の大きさが適正となるような画素数Ｅの値と被写体距離と焦点距離との関係を表わすテーブルである。

また、デジタルカメラ１０が縦位置である場合、ＣＰＵ１２は、画素数Ｅが得られると、ＲＯＭ３０から画素数Ｖを読み出してＶ／Ｅを算出し、Ｖ／Ｅの目標値βと比較する。目標値βは、両目間の画素数（距離）Ｅがフレーム枠４９上でほぼ丁度よい画素数（距離）となるように、例えば目標値β＝５と決められており、予めＲＯＭ３０に収納されている。

ＣＰＵ１２は、算出したＶ／Ｅが目標値β以上である場合、Ｖ／Ｅ＝βとなる光学ユニット１３の焦点距離ｆＥを算出してＲＡＭ３１に記憶する。V／Ｅ＝βを満たす画素数Ｅの値と、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６から得られる被写体距離とから、ＲＯＭ３０に予め格納されている焦点距離ｆＥ(縦位置)用ＬＵＴを参照して焦点距離ｆＥを求める。算出したＶ／Ｅが目標値β未満の場合には、変倍レンズが最も広角側の端（ワイド端）にセットされるように、焦点距離ｆＥを光学ユニット１３の最小値とする。なお、焦点距離ｆＥ(縦位置)用ＬＵＴは、フレーム枠４９に対する被写体画像の大きさが適正となるような画素数Ｅの値と被写体距離と焦点距離との関係を表わすテーブルである。

タイマ３８は、自分撮りモード時にシャッタボタン３３が全押しされると、リセットされ、シャッタボタン３３が全押しされてからの経過時間を計測する。

次に、図４及び図５のフローチャートを参照して、上記実施形態の自分撮りモードについて説明する。電源スイッチ３２を操作してデジタルカメラ１０の電源をオンにし、モード切換ダイヤル３４を操作して自分撮りモードにセットすると、光学ユニット１３の変倍レンズがワイド端に移動される（ｓｔ１）。

撮影者がデジタルカメラ１０を把持して、光学ユニット１３の撮影レンズを自分の顔の方に向けて、シャッタボタン３３を押し下げる（ｓｔ２）。ＣＰＵ１２は、シャッタボタン３３で生成されたレリーズ信号を受け取ってからタイマ３８をリセットし、シャッタボタン３３の押下げ操作からの経過時間の計測を開始する（ｓｔ３）。

ＣＣＤドライバ１９によりＣＣＤ１４からフィールド画の撮像信号が読み出され（ｓｔ４）、アナログ信号処理回路１５に入力される。ここで、撮像信号はノイズの除去とゲイン調整が施された後、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル信号の画像データに変換される。画像データは、デジタル信号処理回路２０に入力されるとともに、データバス２９を介してＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６に読み込まれる。

ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６は、画像データに基づいて露出演算、焦点位置検出、及びホワイトバランス量演算を行なう。ＣＰＵ１２は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６によって検出された焦点位置に基づいてモータ駆動部１８を駆動し、光学ユニット１３のフォーカスレンズを移動させるが、被写体距離の範囲が例えば１０ｃｍ〜２ｍであるものとして、フォーカスレンズの移動範囲を制限する（ｓｔ５）。

一方、デジタル信号処理回路２０に入力された画像データは、ＷＢ４０，リニアマトリクス回路４１，γ変換回路４２を経てＹＣ変換回路４３に入力され、輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ，Ｃｂ）に変換されてから、色差マトリクス回路４４に入力されると同時に、データバス２９を介して画像メモリ２２に入力される。

画像メモリ２２に入力された画像データは、顔・目検出処理部２３に取り込まれ、撮影者自身の顔画像５４が検出される。顔・目検出処理部２３は、顔画像５４の中から両目画像５４ａ，５４ｂの位置座標を求め（ｓｔ２１）、これらに基づいて両目画像５４ａ，５４ｂ間の画素数Ｅを算出し、これをＣＰＵ１２に入力する。

横縦検出器３７は、デジタルカメラ１０の横位置／縦位置を検出し、この位置情報をＣＰＵ１２に入力する（ｓｔ２２）。デジタルカメラ１０が横位置の場合、ＣＰＵ１２は、フィールド画５０の水平方向の全幅の画素数ＨをＲＯＭ３０から読み出し、Ｈ／Ｅを算出して、この値を目標値αと比較する（ｓｔ２３）。

Ｈ／Ｅ≧αの場合、両目画像５４ａ，５４ｂ間の距離がフレーム枠４９に対して丁度よいかそれより小さいので、ＣＰＵ１２は、丁度よいＨ／Ｅ＝αとなる焦点距離ｆＥを算出し（ｓｔ２４）、これを撮影で用いる撮影時焦点距離ｆに決定する（ｓｔ２５）。

Ｈ／Ｅ＜αの場合、両目画像５４ａ，５４ｂ間の距離がフレーム枠４９に対して大きいので、顔画像５４がフレーム枠４９からはみ出すおそれがあるから、ＣＰＵ１２は、変倍レンズがワイド端となるように焦点距離ｆＥを最小値とし（ｓｔ２６）、この値を撮影時焦点距離ｆに決定する（ｓｔ２５）。

デジタルカメラ１０が縦位置の場合（ｓｔ２２）、ＣＰＵ１２は、フィールド画５０の垂直方向の全幅の画素数ＶをＲＯＭ３０から読み出し、Ｖ／Ｅを算出して、この値を目標値βと比較する（ｓｔ２７）。

Ｖ／Ｅ≧βの場合、両目画像５４ａ，５４ｂ間の距離がフレーム枠４９に対して丁度よいかそれより小さいので、ＣＰＵ１２は、丁度よいＶ／Ｅ＝βとなる焦点距離ｆＥを算出し（ｓｔ２８）、これを撮影時焦点距離ｆに決定する（ｓｔ２５）。

Ｖ／Ｅ＜βの場合、両目画像５４ａ，５４ｂ間の距離がフレーム枠４９に対して大きいので、顔画像５４がフレーム枠４９からはみ出すおそれがあるから、ＣＰＵ１２は、変倍レンズがワイド端となるように焦点距離ｆＥを最小値とし（ｓｔ２９）、この値を撮影時焦点距離ｆに決定する（ｓｔ２５）。

また、ステップ２１（ｓｔ２１）において、目が開いていないなどの理由で、顔・目検出処理部２３が両目画像５４ａ，５４ｂの位置座標を求めることができない場合、ＣＰＵ１２は、変倍レンズがワイド端となるように焦点距離ｆＥを最小値とし（ｓｔ２９）、この値を撮影時焦点距離ｆに決定する（ｓｔ２５）。

撮影時焦点距離ｆが決定されると（ｓｔ６）、ＣＰＵ１２は撮影時焦点距離ｆに基づいてモータ駆動部１８を駆動し、光学ユニット１３の変倍レンズを移動する（ｓｔ７）。ＣＰＵ１２は、両目画像５４ａ，５４ｂとして検出した各領域の画素が、それぞれ白色及び黒色から肌色に変化したときにそれぞれの目が閉じられていると判定する（ｓｔ８）。

両目が開いている状態であれば、ＣＰＵ１２は、ＣＣＤドライバ１９を駆動してＣＣＤ１４からフレーム画の撮像信号を読み出し（ｓｔ１０）、アナログ信号処理回路１５に入力する。フレーム画の撮像信号は、アナログ信号処理回路１５でノイズ除去・増幅されてから、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタルの画像データに変換されてデジタル信号処理回路２０に入力される。デジタル信号処理回路２０で各種の処理を施された画像データは、画像メモリ２２に一時的に格納された後、圧縮回路２１で圧縮処理され、メモリカード２８に記録される（ｓｔ１１）。

両目が開いていない状態（少なくともいずれか一方の目が閉じている状態）の場合、ＣＰＵ１２は、タイマ３８による計測時間が所定時間（本実施形態では２秒）を超えるまで、ＣＣＤ１４からフィールド画の読み出しを継続して、両目が開くのを待つ。計測時間が２秒を超えても両目が開かない場合（ｓｔ９）、ＣＰＵ１２は、フィールド画の読み出しを止めて、ＣＣＤ１４からフレーム画の撮像信号を読み出し（ｓｔ１０）、アナログ信号処理回路１５に入力する。以下、撮像信号は、上述した両目が開いている状態のときと同様に、デジタルの画像データに変換され、種々の処理を経てメモリカード２８に記録される（ｓｔ１１）。

このように、本実施形態のデジタルカメラ１０は、自分撮りモード下で撮影者自身が画面に丁度よく収まるように、かつ両目を開いている状態で撮影することができる。また、所定時間（２秒間）が経過しても、両目が開いた状態が検出されない場合には、強制的に撮影を行なうから、故障ではないかというような疑念を撮影者に起こさせたり、徒に時間を無駄にすることがない。

以上説明した実施形態では、両目間の距離がフレーム枠４９に占める割合が丁度よくなるような光学ユニット１３の焦点距離ｆＥを求め、これを撮影時焦点距離ｆとしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、両目間の距離の他に、顔画像５４がフレーム枠に占める面積比や、被写体距離から、それぞれ焦点距離を求め、これらを総合して撮影時焦点距離ｆを決定するようにしてもよい。以下のこの実施形態について説明する。

予め、顔画像５４がフレーム枠４９に占める面積比が適正となる目標値を設定しておき、これをＲＯＭ３０に記憶しておく。ＣＰＵ１２は、顔・目検出処理部２３で検出された顔画像５４の画像データに基づいて、顔画像５４の面積を算出する。そして、ＣＰＵ１２は、顔画像５４がフレーム枠４９に占める面積比と、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６から得られる被写体距離とから、ＲＯＭ３０に記憶された所定の目標値となるような焦点距離ｆＦを求める。

また、ＣＰＵ１２は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６によって得られる高周波成分の積算値が最大となる光学ユニット１３のフォーカスレンズの位置から被写体距離を求め、ＲＯＭ３０に予め格納されている自分撮りモード用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を参照して、被写体距離に対応する光学ユニット１３の焦点距離ｆＡを求める。なお、自分撮りモード用ＬＵＴは、フレーム枠４９に対する被写体画像の大きさが適正となるような被写体距離と焦点距離との関係を表わすテーブルである。

ＣＰＵ１２は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ検出回路２６による焦点距離ｆＡと、両目画像５４ａ，５４ｂ間の画素数Ｅから得られる焦点距離ｆＥと、顔画像５４の大きさに基づく焦点距離ｆＦにより、下記の数式４を用いて、撮影時焦点距離ｆを算出する。

ｆ＝（ａ・ｆＡ＋ｂ・ｆＥ＋ｃ・ｆＦ）／３ ・・・（４）

ａ，ｂ，ｃは重み係数で、ａ＋ｂ＋ｃ＝３となるように設定される。なお、焦点距離ｆＡ，ｆＥ，ｆＦのうち、極端に異なる値のものは使用しない。例えば、焦点距離ｆＡ，ｆＥ，ｆＦを比較し、焦点距離ｆＡが他の焦点距離ｆＥ，ｆＦよりも所定の閾値よりも大きい値の場合、ＣＰＵ１２は、係数ａ＝０とし、数式４の分母を３→２に変更して、撮影時焦点距離ｆを算出する。

また、ＣＰＵ１２は、シャッタボタン３３からのレリーズ信号を受けてからの経過時間を計測し、この経過時間が予め設定された所定の処理時間（例えば２秒間）を超えても撮影時焦点距離ｆが算出できない場合、撮影時焦点距離ｆの算出を止めて、撮影時焦点距離ｆを最も広角側の焦点距離とする。

また、数式４を用いることなく、焦点距離ｆＡ，ｆＥ，ｆＦのうち最も小さい値（最も広角寄りの値）を撮影時焦点距離ｆとするようにしてもよい。

上記実施形態では、両目が開いているか否かを判定したが、これに加えて、よそ見をしているか否かを判定し、よそ見をしている場合には、撮影を行なわないようにしてもよい。よそ見の判定は、撮影者の両目が開き、かつ左右の目の間隔が予め設定されている所定の間隔より短くなったときによそ見をしていると判定するのがよい。

上記実施形態では、ズームレンズを用いて光学的に撮影画角を変化させるようにしたが、撮影画像を画像処理して電子的に撮影画角を変化させるデジタルズームを用いてもよい。また、上記実施形態では、静止画撮影を行なうデジタルカメラを例に説明したが、カメラ付き携帯電話やＰＤＡやビデオカメラ等にも適用することができる。

本発明を実施したデジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図である。 横位置撮影での撮影画像から両目間の画素数を求める方法を示す説明図である。 縦位置撮影での撮影画像から両目間の画素数を求める方法を示す説明図である。 自分撮りモードでの主なシーケンスを示すフローチャートである。 撮影時焦点距離を決定するためのシーケンスを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１２ ＣＰＵ
１３ 光学ユニット
２３ 顔・目検出処理回路
３７ 横縦検出器
３８ タイマ
４９ フレーム枠
５０ フィールド画
５２ 撮影者画像
５４ 顔画像
５４ａ，５４ｂ 目画像

Claims (12)

1. 撮影光学系と、
   この撮影光学系によって結像された被写体像を光電変換して画像データを得る撮像素子と、
   前記画像データに基づいて被写体の両目を検出するとともに前記両目の開閉状態を検出する目検出部と、
   シャッタレリーズ操作を検知してレリーズ信号を生成するシャッタスイッチと、
   前記レリーズ信号を受け取ってから前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出された時に前記画像データを記憶部に記憶する制御部と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 被写体までの距離を計測する測距部を設け、
   前記制御部は、前記測距部が測距する範囲を予め設定された所定の測距範囲に限定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮影光学系は、焦点距離が変更自在なズームレンズであるとともに、前記制御部は、前記目検出部によって検出された両目の位置情報に基づいて両目間距離情報を求め、この両目間距離情報と、前記画像データに基づいてフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように、前記撮影光学系の焦点距離を決定することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
4. 前記画像データに基づいて被写体の顔を検出する顔検出部を設け、
   前記撮影光学系は、焦点距離が変更自在なズームレンズであるとともに、
   前記制御部は、前記測距部から得られる測距情報に基づいて求められる撮影光学系の第１焦点距離と、前記顔検出部によって検出された顔とフレーム枠との面積比が予め設定された第１所定値となるように求められる撮影光学系の第２焦点距離と、前記目検出部によって検出された両目の位置情報に基づいて両目間距離情報を求め、この両目間距離情報とフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように求められる撮影光学系の第３焦点距離とに基づいて、前記記憶部に記憶するための画像データを得る撮影時に使用される撮影時焦点距離を設定することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、前記撮影時焦点距離が設定される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記撮影時焦点距離を撮影光学系の最も広角側の焦点距離に設定することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
6. 前記制御部は、前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記画像データを記憶部に記憶することを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載のことを特徴とする撮像装置。
7. シャッタスイッチがシャッタレリーズ操作を検知してレリーズ信号を生成する第１ステップと、
   前記レリーズ信号に応答して撮影光学系によって結像された被写体像を撮像素子が光電変換して画像データを得る第２ステップと、
   前記画像データに基づいて目検出部が被写体の両目を検出するとともに前記両目の開閉状態を検出する第３ステップと、
   前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出された時に、前記画像データを記憶部に記憶する第４ステップと
   を備えたことを特徴とする撮像方法。
8. 被写体までの距離を計測する測距部を設け、この測距部による測距範囲を予め設定された所定の測距範囲に限定することを特徴とする請求項７記載の撮像方法。
9. 前記第３ステップにて検出された被写体の両目の位置情報に基づいて両目間距離情報を求め、この両目間距離情報と、前記画像データに基づいてフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された所定値となるように、前記撮影光学系の焦点距離を決定した後、前記第４ステップに移行することを特徴とする請求項７または８記載の撮像方法。
10. 前記測距部によって得られる測距情報に基づいて求められる撮影光学系の第１焦点距離と、
    前記第２ステップにて得られる画像データに基づいて被写体の顔を検出し、この顔とフレーム枠との面積比が予め設定された第１所定値となるように求められる撮影光学系の第２焦点距離と、
    前記第３ステップにて検出された両目から両目間距離情報を算出し、この両目間距離情報とフレーム枠の前記両目を結ぶ線分と略平行な辺の長さ情報との比が予め設定された第２所定値となるように求められた撮影光学系の第３焦点距離と
    に基づいて、前記記憶部に記憶するための画像データを得る撮影時に使用される撮影時焦点距離を設定することを特徴とする請求項８記載の撮像方法。
11. 前記撮影時焦点距離が設定される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記撮影時焦点距離を撮影光学系の最も広角側の焦点距離に設定することを特徴とする請求項１０記載の撮像方法。
12. 前記第４ステップにおいて、前記目検出部によって被写体の両目が開いている状態が検出される前に、前記レリーズ信号を受け取ってからの経過時間が所定時間を超えた場合、前記画像データを記憶部に記憶することを特徴とする請求項７ないし１１いずれか記載の撮像方法。

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