JP2009105851A - 撮像装置、その制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】所定の対象物に対するオートフォーカス制御を迅速に行う。
【解決手段】被写体情報保持部３００は、過去に検出された顔の幅および顔特徴量を関連付けて保持する。顔検出部１７１は、撮像部１０１からの撮像データに含まれる顔を検出し、優先顔決定部１７３は、検出された顔から優先顔を決定する。同一顔判定部１７４は、顔特徴量抽出部１７２により抽出された顔特徴量と、被写体情報保持部３００に保持されている顔特徴量との比較により現在の優先顔と過去の優先顔とが同一であるか否かを判定する。同一であると判定されると、被写体距離算出部１７５は、被写体情報保持部３００に保持されている顔の幅に基づいて、現在の優先顔までの距離を算出する。オートフォーカス範囲設定部１７６は、現在の優先顔までの距離に基づいて、現在の優先顔に対する合焦位置を推定してフォーカスレンズ移動範囲を設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、オートフォーカス機能を備える撮像装置、および、その制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。

近年、人物等の被写体を撮像して撮像データとして記録するデジタルスチルカメラ等の撮像装置が普及している。これらの撮像装置として、レンズの焦点を自動的に合わせるオートフォーカス機能を備える撮像装置が多数提案されている。例えば、撮像データからコントラスト信号を検出し、このコントラスト信号の信号レベルに基づいて合焦位置を特定することによりオートフォーカス制御を行う撮像装置が提案されている。このオートフォーカス制御方法は、コントラスト信号の信号レベル（ＡＦ評価値）が高いほど合焦度合が高いと判断し、ＡＦ評価値が最も高い位置にフォーカスレンズを移動させてフォーカス制御を行う制御方法である。このオートフォーカス制御方法によれば、撮像素子により変換される撮像データを用いて合焦位置の特定動作を行うことができるため、撮像光学系以外の測距光学系を撮像装置に備える必要がない。このため、近年では、デジタルスチルカメラ等において広く行われている。

また、最近では、撮像画像から顔を検出し、この検出された顔に関する情報に基づいてオートフォーカスの対象となるエリアを撮像画像上の顔に設定し、この撮像画像上の顔に適切にピントを合わせることが可能な撮像装置が提案されている。また、撮像画像から検出された顔に基づいてフォーカスレンズの駆動範囲を設定する撮像装置が提案されている。

例えば、被写体が撮像された画像データから被写体の顔の情報を検出し、この検出された顔の情報に基づいて被写体までの被写体距離を推定して、フォーカスレンズの駆動範囲を被写体距離および被写体深度に応じて変化させる撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−１８２４６号公報（図１）

上述の従来技術によれば、被写体の顔の情報に基づいて推定された被写体距離および被写体深度に応じて、フォーカスレンズの駆動範囲を変化させることができるため、オートフォーカスの時間を短縮させることができる。

ここで、人間の顔は、年齢や性別等によって大きさ等に個人差がある。このため、被写体の顔までの距離を正確に算出するためには、人間の個人差を考慮することが重要である。しかしながら、上述の従来技術では、各人に共通の変換テーブルを参照して被写体距離を推定するため、検出された各顔に応じた適切な被写体距離を推定することが困難である。このため、検出された各顔に応じてフォーカスレンズの駆動範囲を適切に変化させることが困難である。そこで、フォーカスレンズの駆動範囲を適切に設定し、検出された顔に対するオートフォーカス制御を迅速に行うことが重要である。

そこで、本発明は、所定の対象物に対するオートフォーカス制御を迅速に行うことを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、被写体に含まれる所定の対象物の大きさおよび特徴量を関連付けて保持する対象物情報保持手段と、上記被写体からの入射光を撮像データに変換する撮像手段と、上記撮像データに含まれる上記対象物を検出する対象物検出手段と、上記検出された対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、上記抽出された特徴量と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定する同一対象物判定手段と、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいてフォーカスレンズの移動範囲であるフォーカスレンズ移動範囲を設定するフォーカスレンズ移動範囲設定手段と、上記設定されたフォーカスレンズ移動範囲において上記フォーカスレンズを移動させることにより上記検出された対象物に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御手段とを具備することを特徴とする撮像装置およびその制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、検出された対象物について抽出された特徴量と、保持されている特徴量とを比較することによって、検出された対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定し、同一であると判定された場合には、この特徴量に関連付けて保持されている対象物の大きさに基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定し、この設定されたフォーカスレンズ移動範囲においてフォーカスレンズを移動させることにより、検出された対象物に対する合焦位置を検出するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいて上記検出された対象物までの距離を算出して当該算出された距離に基づいて上記フォーカスレンズ移動範囲を設定することができる。これにより、検出された対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には、この特徴量に関連付けて保持されている対象物の大きさに基づいて、検出された対象物までの距離を算出し、この算出された距離に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、上記算出された距離に基づいて上記検出された対象物に対する合焦位置を推定して当該推定された合焦位置である推定合焦位置に基づいて上記フォーカスレンズ移動範囲を設定することができる。これにより、算出された距離に基づいて、検出された対象物に対する合焦位置を推定し、この推定された合焦位置に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記オートフォーカス制御手段は、上記検出された対象物に対する合焦位置を検出することができない場合には上記推定合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させることができる。これにより、検出された対象物に対する合焦位置を検出することができない場合には、推定された合焦位置にフォーカスレンズを移動させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記対象物情報保持手段には、上記対象物に対する合焦位置と上記合焦位置における上記対象物に対応する対象物画像の大きさとが上記対象物の大きさおよび特徴量に関連付けて保持され、上記対象物検出手段は、上記撮像データに対応する撮像画像における上記検出された対象物の大きさである対象物画像の大きさを検出し、上記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合において上記検出された対象物画像の大きさと当該特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている対象物画像の大きさとが同一である場合には当該対象物画像に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている合焦位置に基づいて上記フォーカスレンズ移動範囲を設定することができる。これにより、検出された対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合において、この特徴量に関連付けて保持されている対象物画像の大きさと、検出された対象物画像の大きさとが同一である場合には、その対象物画像に関連付けて保持されている合焦位置に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合には上記検出された合焦位置に基づいて上記検出された対象物の大きさを算出して当該算出された対象物の大きさを上記抽出された特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持させる対象物の大きさ算出手段をさらに具備することができる。これにより、検出された対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合には、検出された合焦位置に基づいて、検出された対象物の大きさを算出し、この算出された対象物の大きさを、抽出された特徴量に関連付けて保持させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記撮像データから複数の上記対象物が検出された場合には上記抽出された各特徴量に基づいて上記検出された複数の対象物の中から最も主要な対象物である優先対象物を決定する優先対象物決定手段をさらに具備し、上記同一対象物判定手段は、上記優先対象物について抽出された特徴量と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより上記優先対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定し、上記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、上記優先対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいて上記フォーカスレンズ移動範囲を設定することができる。ここで、優先対象物は、撮像データに含まれる所定の対象物の中で最も主要な対象物であり、優先的な取り扱いを受ける対象物である。これにより、抽出された各特徴量に基づいて、検出された複数の対象物の中から最も主要な対象物である優先対象物を決定し、この優先対象物について抽出された特徴量と、保持されている特徴量とを比較することによって、優先対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定し、同一であると判定された場合には、この特徴量に関連付けて保持されている対象物の大きさに基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合における上記フォーカスレンズ移動範囲を上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合における上記フォーカスレンズ移動範囲よりも小さい範囲に設定することができる。これにより、同一であると判定された場合におけるフォーカスレンズ移動範囲を、同一であると判定されない場合におけるフォーカスレンズ移動範囲よりも小さい範囲に設定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記検出された対象物に一定の変化が生じたか否かを判定する対象物変化判定手段をさらに具備し、上記オートフォーカス制御手段は、上記検出された対象物に測距エリアを追従させるとともに上記検出された対象物に一定の変化が生じたと判定された場合には上記検出された対象物に対する上記測距エリアの追従を停止することができる。これにより、検出された対象物に一定の変化が生じたか否かを判定し、一定の変化が生じたと判定された場合には、検出された対象物に対する測距エリアの追従を停止するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記所定の対象物は、人の顔であることができる。これにより、人の顔を用いてフォーカスレンズ移動範囲を設定するという作用をもたらす。

また、本発明の第２の側面は、被写体に含まれる所定の対象物に対する合焦位置と上記合焦位置における上記対象物に対応する対象物画像の大きさと上記対象物の特徴量とを関連付けて保持する対象物情報保持手段と、被写体からの入射光を撮像データに変換する撮像手段と、上記撮像データに含まれる上記対象物を検出するとともに上記撮像データに対応する撮像画像における上記検出された対象物の大きさである対象物画像の大きさを検出する対象物検出手段と、上記検出された対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、上記抽出された特徴量と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定する同一対象物判定手段と、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合において上記検出された対象物画像の大きさと当該特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている対象物画像の大きさとが同一である場合には当該対象物画像に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持されている合焦位置に基づいてフォーカスレンズの移動範囲であるフォーカスレンズ移動範囲を設定するフォーカスレンズ移動範囲設定手段と、上記設定されたフォーカスレンズ移動範囲において上記フォーカスレンズを移動させることにより上記検出された対象物に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御手段とを具備することを特徴とする撮像装置およびその制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、検出された対象物について抽出された特徴量と、保持されている特徴量とを比較することによって、検出された対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定し、同一であると判定された場合において、この特徴量に関連付けて保持されている対象物画像の大きさと、検出された対象物画像の大きさとが同一である場合には、その対象物画像に関連付けて保持されている合焦位置に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定し、この設定されたフォーカスレンズ移動範囲においてフォーカスレンズを移動させることにより、検出された対象物に対する合焦位置を検出するという作用をもたらす。

また、この第２の側面において、上記オートフォーカス制御手段は、上記検出された対象物と上記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合には上記検出された合焦位置を上記検出された対象物画像の大きさおよび上記抽出された特徴量に関連付けて上記対象物情報保持手段に保持させることができる。これにより、検出された対象物と、保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合には、検出された合焦位置を、検出された対象物画像の大きさおよび抽出された特徴量に関連付けて保持させるという作用をもたらす。

本発明によれば、所定の対象物に対するオートフォーカス制御を迅速に行うことができるという優れた効果を奏し得る。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、レンズ部１１０と、撮像素子１２０と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）１２１と、アナログ信号処理部１３０と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部１４０と、デジタル信号処理部１５０と、記録デバイス１６０と、制御部１７０と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）１８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１８２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１８３と、モータドライバ１９０と、アクチュエータ１９１および１９２と、操作受付部２００と、液晶パネル２１０とを備える。撮像装置１００は、例えば、顔検出機能およびオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）機能（すなわち、被写体にフォーカスを合わせる機能）を備えるデジタルスチルカメラによって実現することができる。

レンズ部１１０は、被写体からの光を集光する複数のレンズ（ズームレンズ１１１およびフォーカスレンズ１１２を含む）や、これらのレンズを通過した光の量（すなわち、露出）を被写体照度に応じて調整する絞り（図示せず）を備える光学系であり、集光された被写体からの光を撮像素子１２０に出力する。ここで、ズームレンズ１１１は、アクチュエータ１９１の駆動によって光軸方向に移動して、焦点距離を調整するレンズである。すなわち、ズームレンズ１１１により、ズーム機能が実現される。フォーカスレンズ１１２は、アクチュエータ１９２の駆動によって光軸方向に移動して、フォーカス（焦点：ピント）を調整するレンズである。すなわち、フォーカスレンズ１１２により、オートフォーカス機能が実現される。なお、レンズ部１１０は、撮像装置１００の電源がオンにされている状態では、撮像装置１００の筐体から一部が露出され、撮像装置１００の電源がオフにされている状態では、撮像装置１００の筐体内部に収納される。このレンズ部１１０の外観については、図２（ａ）に示す。

撮像素子１２０は、画素を単位として画像信号を生成する撮像素子であり、ＴＧ１２１から供給されるタイミング信号に従って動作することにより、レンズ部１１０を介して入射された被写体からの光を受光して光電変換を行う。そして、この光電変換により、光の受光量に応じたアナログの画像信号を生成し、生成されたアナログの画像信号をアナログ信号処理部１３０に供給する。なお、撮像素子１２０として、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子を用いることができる。

ＴＧ１２１は、制御部１７０の制御に基づいて、タイミング信号を撮像素子１２０に供給するタイミングジェネレータである。ＴＧ１２１から撮像素子１２０に供給されるタイミング信号によって、撮像素子１２０における露光時間（すなわち、シャッタスピード）等が制御される。

アナログ信号処理部１３０は、制御部１７０の制御に基づいて、撮像素子１２０から供給されたアナログの画像信号について増幅等のアナログ信号処理を施し、このアナログ信号処理が施された画像信号をＡ／Ｄ変換部１４０に供給するものである。

Ａ／Ｄ変換部１４０は、制御部１７０の制御に基づいて、アナログ信号処理部１３０から供給されたアナログ信号である画像信号をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換により得られるデジタル信号である画像データ（撮像データ）をデジタル信号処理部１５０に供給するものである。

デジタル信号処理部１５０は、制御部１７０の制御に基づいて、Ａ／Ｄ変換部１４０から供給された画像データについてノイズ除去処理等のデジタル信号処理を施し、このデジタル信号処理が施された画像データを液晶パネル２１０に供給するものである。また、デジタル信号処理部１５０は、Ａ／Ｄ変換部１４０から供給された画像データについて圧縮処理を施し、この圧縮処理が施された画像データである圧縮画像データを記録デバイス１６０に供給する。さらに、デジタル信号処理部１５０は、記録デバイス１６０に記録されている圧縮画像データについて伸張処理を施し、この伸張処理が施された画像データを液晶パネル２１０に供給する。なお、圧縮方式として、例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式を採用することができる。

記録デバイス１６０は、デジタル信号処理部１５０から供給された圧縮画像データを記録するとともに、記録されている圧縮画像データをデジタル信号処理部１５０に供給する記録デバイスである。記録デバイス１６０として、例えば、ディスクメモリカード等の半導体メモリや、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のリムーバブル記録媒体を用いることができる。また、記録デバイス１６０は、撮像装置１００に内蔵するようにしてもよく、撮像装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。

制御部１７０は、ＲＯＭ１８２に記録されているプログラムを実行することにより、撮像装置１００を構成する各部を制御するものである。また、制御部１７０は、操作受付部２００から出力された信号に応じて各種の処理を行う。さらに、制御部１７０は、オートフォーカス機能に関するオートフォーカス制御処理をＲＯＭ１８２に記録されているプログラムに基づいて実行する。なお、オートフォーカス制御処理については、図３を参照して詳細に説明する。

ＥＥＰＲＯＭ１８１は、制御部１７０の制御に基づいて、撮像装置１００の電源がオフにされている状態でも保持しておく必要があるデータ等を記憶するメモリである。このデータは、例えば、撮像装置１００において設定されている各種情報である。

ＲＯＭ１８２は、制御部１７０が実行するプログラムや、制御部１７０がプログラムを実行する上で必要なデータを記憶するメモリである。このように、本発明の実施の形態では、制御部１７０に実行させるプログラム等を、ＲＯＭ１８２に予め記憶させておくが、このプログラムを撮像装置１００にインストール等するようにしてもよい。例えば、制御部１７０に実行させるプログラムを、パッケージメディアとしてユーザに提供される記録デバイスに記憶させておき、このプログラムをその記録デバイスから読み出して、デジタル信号処理部１５０および制御部１７０を介して、ＥＥＰＲＯＭ１８１に記憶させることによって、撮像装置１００にインストールすることができる。また、制御部１７０に実行させるプログラムを、ダウンロードサイトから撮像装置１００に直接ダウンロードするようにしてもよい。また、制御部１７０に実行させるプログラムを、パーソナルコンピュータ等のコンピュータにダウンロードし、このダウンロードされたプログラムをコンピュータから撮像装置１００に供給してＥＥＰＲＯＭ１８１に記憶させることによって、撮像装置１００にインストールするようにしてもよい。

ＲＡＭ１８３は、制御部１７０が各種の処理を行う上で必要なプログラムやデータを一時的に記憶するメモリである。

モータドライバ１９０は、制御部１７０の制御に基づいて、アクチュエータ１９１および１９２を駆動させるモータドライバである。また、モータドライバ１９０は、撮像装置１００の筐体からレンズ部１１０を露出させたり、撮像装置１００の筐体内部にレンズ部１１０を収納したりするアクチュエータ（図示せず）や、レンズ部１１０を構成する絞りの調整を行うアクチュエータ（図示せず）等を、制御部１７０の制御に基づいて駆動させる。

アクチュエータ１９１は、モータドライバ１９０の制御に基づいて駆動することによって、ズームレンズ１１１を光軸方向に移動させて焦点距離を決定するモータである。

アクチュエータ１９２は、モータドライバ１９０の制御に基づいて駆動することによって、フォーカスレンズ１１２を光軸方向に移動させて焦点位置を調整するモータである。

操作受付部２００は、ユーザによって操作された操作内容を受け付ける操作受付部であり、受け付けられた操作内容に応じた信号を制御部１７０に供給する。操作受付部２００については、図２を参照して詳細に説明する。

液晶パネル２１０は、デジタル信号処理部１５０から供給された画像データに対応する画像を表示する液晶パネルである。例えば、撮像素子１２０によって撮像された画像である撮像画像（いわゆる、スルー画）が液晶パネル２１０に表示される。

図２は、本発明の実施の形態における撮像装置１００の外観を示す斜視図である。図２（ａ）は、撮像装置１００の正面（すなわち、被写体に向けられるレンズ面）側の外観を示す図であり、図２（ｂ）は、撮像装置１００の背面（すなわち、撮影者に向けられる液晶パネル２１０の面）側の外観を示す図である。なお、図２（ａ）では、撮像装置１００の筐体内部にレンズ部１１０が収納されている状態を示す。

撮像装置１００は、レンズ部１１０と、シャッタボタン（レリーズボタン）２０１と、電源スイッチ２０２と、ズームボタン２０３と、操作ボタン２０４と、モードダイヤル２０５と、液晶パネル２１０と、ＡＦ補助光投光部２２０と、ファインダ２３０と、フラッシュ２４０とを備える。なお、レンズ部１１０および液晶パネル２１０は、図１に示すものと同じであるため、同一の符号を付し、ここでの説明を省略する。また、シャッタボタン２０１、電源スイッチ２０２、ズームボタン２０３、操作ボタン２０４およびモードダイヤル２０５のそれぞれは、図１に示す操作受付部２００に対応する。

シャッタボタン２０１は、撮像画像を記録する際に押下されるボタンである。撮像装置１００を用いて撮影者が撮像操作（いわゆる、写真撮影）を行う場合には、液晶パネル２１０またはファインダ２３０により所望の被写体を確認した後に、撮影者がシャッタボタン２０１を押下する。シャッタボタン２０１が押下されると、シャッタボタン２０１押下に応じた信号が、操作受付部２００から制御部１７０に供給される。シャッタボタン２０１押下に応じた信号が操作受付部２００から供給されると、制御部１７０は、デジタル信号処理部１５０を制御し、シャッタボタン２０１押下に応じた信号を受け取った際において、Ａ／Ｄ変換部１４０からデジタル信号処理部１５０に供給された画像データを圧縮処理させる。そして、制御部１７０は、この圧縮処理がされた画像データである圧縮画像データを記録デバイス１６０に記録させる。

電源スイッチ２０２は、電源をオン／オフする際に操作されるスイッチである。

ズームボタン２０３は、ズームの倍率を調整する際に操作されるボタンである。具体的には、図２（ｂ）に示すＷ（ワイド）ボタンおよびＴ（テレ）ボタンがズームボタン２０３に備えられ、Ｗボタンが押下されている状態では、ズームレンズ１１１がワイド端側（望遠側）に移動し、Ｔボタンが押下されている状態では、ズームレンズ１１１がテレ端側（広角側）に移動する。

操作ボタン２０４は、各種の撮影条件等を設定する場合に用いられる操作ボタンである。例えば、液晶パネル２１０に表示されているメニュー画面の項目を選択するカーソルを移動させる場合や、項目の選択を確定する場合等に操作ボタン２０４が操作される。

モードダイヤル２０５は、各種の撮影モード等を設定する場合に用いられるダイヤルである。例えば、ＡＦ補助光投光部２２０またはフラッシュ２４０の発光を強制的にオン／オフにするモード、セルフタイマを使用するモード、液晶パネル２１０にメニュー画面を表示するモード等の各種のモードを選択する場合にモードダイヤル２０５が操作される。

ＡＦ補助光投光部２２０は、レンズ部１１０の光学系の光軸方向に向かって光（ＡＦ補助光）を照射することによって被写体を照明するものである。ＡＦ補助光投光部２２０により、例えば、暗い場所でも、被写体の画像を撮像することが可能となり、この撮像された撮像画像に基づいてオートフォーカス制御を行うことが可能となる。なお、ＡＦ補助光の照射を強制的にオフにする設定がされている場合には、暗い場所であってもＡＦ補助光投光部２２０からＡＦ補助光が照射されない。

ファインダ２３０は、被写体を撮像する場合において、その撮像範囲を撮影者が確認するファインダであり、撮像装置１００の正面側および背面側に設けられている。

フラッシュ２４０は、被写体の方向に光線を照射させ、被写体からの光（反射光）を増加させるものである。フラッシュ２４０により、周囲の照度が低い状況においても撮像を行うことができる。

図３は、本発明の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、撮像部１０１と、顔検出部１７１と、顔特徴量抽出部１７２と、優先顔決定部１７３と、同一顔判定部１７４と、被写体距離算出部１７５と、オートフォーカス範囲設定部１７６と、オートフォーカス制御部１７７と、顔の大きさ算出部１７８と、優先顔変化判定部１７９と、モータドライバ１９０と、被写体情報保持部３００とを備える。なお、モータドライバ１９０は、図１に示すものと同じものであるため、同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。

撮像部１０１は、被写体からの入射光を撮像データに変換するものであり、変換された撮像データに対応する撮像画像を顔検出部１７１、顔特徴量抽出部１７２、オートフォーカス制御部１７７および優先顔変化判定部１７９に出力する。なお、撮像部１０１は、図１に示すレンズ部１１０、撮像素子１２０、アナログ信号処理部１３０、Ａ／Ｄ変換部１４０およびデジタル信号処理部１５０に対応する。

顔検出部１７１は、撮像部１０１から出力された撮像画像に含まれる人物の顔を検出するものであり、検出された顔に関する情報を顔特徴量抽出部１７２に出力する。顔検出方法として、例えば、顔の輝度分布情報が記録されているテンプレートと実画像とのマッチングによる顔検出方法、撮影画像に含まれる肌色の部分や人間の顔の特徴量等に基づいた顔検出方法を用いることができる。また、顔に関する情報は、例えば、検出された顔を含む顔画像の撮像画像における位置、この顔画像の撮像画像における大きさ（顔画像の幅、顔画像の面積等）、検出された顔の数、検出された顔の移動量等である。

顔特徴量抽出部１７２は、撮像部１０１から出力された撮像画像において、顔検出部１７１により検出された顔についての特徴量を抽出するものであり、抽出された特徴量である顔特徴量および顔に関する情報を優先顔決定部１７３に出力する。なお、顔特徴量抽出部１７２は、顔検出部１７１により複数の顔が検出された場合には、これらの各顔について特徴量を抽出する。

優先顔決定部１７３は、顔特徴量抽出部１７２から出力された顔特徴量および顔に関する情報に基づいて、顔検出部１７１により検出された顔の中から主要な被写体となる顔を優先顔として決定するものである。そして、決定された優先顔の顔特徴量を同一顔判定部１７４に出力するとともに、決定された優先顔に対応する顔画像の位置および大きさを被写体距離算出部１７５、オートフォーカス制御部１７７および優先顔変化判定部１７９に出力する。この優先顔は、例えば、検出された顔を含む顔領域の面積の大小、顔領域の座標、検出された顔の顔らしさの値、検出された顔の正面向きの度合い、検出された顔の傾きの少なさの度合い等に基づいて決定される。なお、優先顔決定部１７３は、顔検出部１７１により複数の顔が検出された場合には、顔検出部１７１により検出された複数の顔の中から主要な被写体となる顔を優先顔として決定する。また、優先顔決定部１７３は、顔検出部１７１により１つの顔のみが検出された場合には、この１つの顔を優先顔として決定する。また、優先顔決定部１７３は、顔検出部１７１により顔が検出されなかった場合には、優先顔がない旨を同一顔判定部１７４、被写体距離算出部１７５、オートフォーカス制御部１７７および優先顔変化判定部１７９に出力する。

被写体情報保持部３００は、優先顔決定部１７３により決定された優先顔に関する各情報（顔画像の幅、顔の幅、合焦位置、顔特徴量等）を同一顔判定部１７４からの指示に従って保持するものである。この被写体情報保持部３００に保持されている各情報は、同一顔判定部１７４および被写体距離算出部１７５に供給される。また、現在の優先顔と直前に検出された優先顔とが同一ではないと同一顔判定部１７４により判定された場合には、被写体情報保持部３００に保持されている各情報が消去され、この判定の際における現在の優先顔に関する各情報が被写体情報保持部３００に保持される。なお、被写体情報保持部３００については、図４を参照して詳細に説明する。

同一顔判定部１７４は、優先顔決定部１７３から出力された優先顔の顔特徴量と、被写体情報保持部３００に保持されている顔特徴量とを比較することによって、優先顔決定部１７３により決定された現在の優先顔と、この直前に決定された優先顔とが同一であるか否かを判定するものであり、判定結果を被写体距離算出部１７５およびオートフォーカス制御部１７７に出力する。また、同一顔判定部１７４は、現在の優先顔と、直前の優先顔とが同一ではないと判定した場合には、被写体情報保持部３００に保持されている各情報を消去して、この判定に用いられた現在の優先顔の顔特徴量および顔画像の幅を被写体情報保持部３００に出力して記録させる。

被写体距離算出部１７５は、優先顔決定部１７３により決定された現在の優先顔と、撮像装置１００との距離である被写体距離（顔までの距離）を算出するものであり、算出された被写体距離の値をオートフォーカス範囲設定部１７６に出力する。具体的には、被写体距離算出部１７５は、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一である旨の判定結果が同一顔判定部１７４から出力された場合には、被写体情報保持部３００に保持されている顔の幅と、優先顔決定部１７３から出力された優先顔に対応する顔画像の幅と、オートフォーカス制御部１７７から出力された現在の焦点位置とに基づいて、被写体距離を算出する。一方、被写体距離算出部１７５は、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一ではない旨の判定結果が同一顔判定部１７４から出力された場合には、優先顔決定部１７３から出力された優先顔に対応する顔画像の幅と、オートフォーカス制御部１７７から出力された現在の焦点位置とに基づいて被写体距離を算出する。また、被写体距離算出部１７５は、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一である旨の判定結果が同一顔判定部１７４から出力された場合において、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅と、優先顔決定部１７３から出力された現在の優先顔に対応する顔画像の幅とが同一である場合には、被写体距離を算出せずに、顔画像の幅が同一である旨と被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置とをオートフォーカス範囲設定部１７６に出力するようにしてもよい。なお、被写体距離の算出については、図５および図６を参照して詳細に説明する。

オートフォーカス範囲設定部１７６は、被写体距離算出部１７５により算出された被写体距離に基づいて、フォーカスレンズ１１２を移動させる範囲であるオートフォーカス範囲を設定するものであり、設定されたオートフォーカス範囲をオートフォーカス制御部１７７に出力する。また、オートフォーカス範囲設定部１７６は、顔画像の幅が同一である旨と被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置とが被写体距離算出部１７５から入力された場合には、この入力された合焦位置に基づいてオートフォーカス範囲を設定する。なお、オートフォーカス範囲の設定については、図７および図８を参照して詳細に説明する。

オートフォーカス制御部１７７は、撮像部１０１から出力された撮像画像について、優先顔決定部１７３により決定された現在の優先顔の位置をＡＦエリア（距測エリア）として追従処理を行いながら、オートフォーカス範囲設定部１７６により設定されたオートフォーカス範囲においてフォーカスレンズ１１２を移動させてオートフォーカス制御を行うものである。すなわち、オートフォーカス制御部１７７は、モータドライバ１９０を制御して、オートフォーカス範囲設定部１７６により設定されたオートフォーカス範囲においてオートフォーカス制御を行う。また、オートフォーカス制御部１７７は、現在の焦点距離を被写体距離算出部１７５に出力する。また、オートフォーカス制御部１７７は、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一ではない旨の判定結果が同一顔判定部１７４から出力された場合には、この現在の優先顔に対する合焦位置を、顔の大きさ算出部１７８および被写体情報保持部３００に出力する。一方、オートフォーカス制御部１７７は、優先顔決定部１７３から優先顔がない旨が入力された場合には、後述するコントラスト検出ＡＦによる通常のオートフォーカス制御を行う。なお、オートフォーカス制御部１７７は、現在の優先顔が一定以上の変化をした旨が優先顔変化判定部１７９から出力された場合には、ＡＦエリアの追従処理を停止して、通常のオートフォーカス制御を行う。

ここで、撮像部１０１から出力された撮像データを用いてオートフォーカス制御を行うオートフォーカス制御方法について説明する。

撮像データを用いたオートフォーカス制御としては、撮像データからコントラスト信号を検出し、このコントラスト信号の信号レベルの大小を利用するコントラスト検出ＡＦが広く知られている。このコントラスト検出ＡＦでは、コントラスト信号の信号レベルが高い場合にはピントが合っている（合焦度合が高い）と判定し、コントラスト信号の信号レベルが低い場合にはピントがずれている（合焦度合が低い）と判定する。

ここで、コントラスト信号は、例えば、撮像された被写体の画像の画像信号について、画面内の所定の設定エリア（以下では、ＡＦエリアと称する。）内に存在する高周波成分が積分されたデータ（ＡＦ評価値）である。そして、コントラスト信号の値が大きいほど、被写体のコントラストは高く、コントラスト信号の値が小さいほど、コントラストは低いと判断される。すなわち、最も高いコントラストが得られる位置にフォーカスレンズを配置することによってＡＦエリア内の被写体に合焦させることができる。これにより、オートフォーカスを実現することができる。

例えば、オートフォーカス制御部１７７は、所定の露光時間で、フォーカスレンズ１１２を所定間隔毎に移動させながら、フォーカスレンズ１１２の位置であるフォーカスレンズ位置毎に、撮像部１０１（デジタル信号処理部１５０）から得られる撮像データの輝度信号の高周波成分を検波し、コントラスト信号を生成する。そして、オートフォーカス制御部１７７は、コントラスト信号が最大となるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１１２を移動させて合焦することによって、オートフォーカス制御を実現する。

なお、所定の露光時間において、フォーカスレンズを移動させながら、フォーカスレンズ位置毎にコントラスト信号を生成し取得することをスキャンと称し、スキャンによってオートフォーカスを実現することをスキャンＡＦと称する。

このオートフォーカス制御方法としては、主に２つの方法が広く知られている。１つの方法は、ＡＦ評価値が頂点をキープするようにフォーカスレンズの位置を制御する方法（いわゆる、山登りＡＦ）であり、動画ＡＦ等で広く採用されている。一方、もう１つの方法は、特定の領域において特定の間隔毎にＡＦ評価値を取得し、これらのＡＦ評価値が最大値となる位置にフォーカスレンズを移動させる方法（いわゆる、スキャンＡＦ）であり、静止画ＡＦ等で広く採用されている。これらのオートフォーカス制御方法の何れについても、本発明の実施の形態に用いることができる。

顔の大きさ算出部１７８は、オートフォーカス制御部１７７から出力された合焦位置に基づいて、現在の優先顔の大きさ（顔の幅）を算出するものであり、算出された現在の優先顔の大きさを被写体情報保持部３００に出力して記録させる。なお、優先顔の大きさの算出については、図６および図７を参照して詳細に説明する。

優先顔変化判定部１７９は、撮像部１０１から出力された撮像画像において、優先顔決定部１７３により決定された現在の優先顔が一定以上の変化をしたか否かを判定するものであり、現在の優先顔が一定以上の変化をした場合には、その旨をオートフォーカス制御部１７７に出力する。現在の優先顔が一定以上の変化をした旨が優先顔変化判定部１７９から出力されると、オートフォーカス制御部１７７は、ＡＦエリアの追従処理を停止して、通常のオートフォーカス制御を行う。ここで、現在の優先顔が一定以上の変化をした場合とは、例えば、現在の優先顔の面積の８０％以上が移動した場合や、現在の優先顔の輝度および色相に８０％以上の変化が生じた場合である。

図４は、本発明の実施の形態における被写体情報保持部３００に保持されている各情報を示す図である。

被写体情報保持部３００には、顔画像の幅３０１と、顔の幅３０２と、合焦位置３０３と、顔特徴量３０４とが保持されている。被写体情報保持部３００には、優先顔決定部１７３により決定された優先顔に関する各情報が保持される。なお、被写体情報保持部３００に保持される各情報は、同一顔判定部１７４により同一ではないと判定された場合に、順次書き換えられる。なお、この例では、一人の顔に関する情報のみが被写体情報保持部３００に保持される場合について説明する。

顔画像の幅３０１は、優先顔決定部１７３により決定された優先顔に対応する顔画像の幅を示す値である。この顔画像の幅は、顔検出部１７１により検出される。本発明の実施の形態では、液晶パネル２１０に表示される撮像画像における顔領域の幅を、顔画像の幅とした例について説明する。また、液晶パネル２１０に表示される撮像画像の幅および顔画像の幅をピクセル数で示す。

顔の幅３０２は、優先顔決定部１７３により決定された優先顔の実際の幅を示す値である。この顔の幅は、顔の大きさ算出部１７８により算出される。

合焦位置３０３は、優先顔決定部１７３により決定された優先顔にＡＦエリアを設定した場合における合焦位置を示す値である。この合焦位置は、オートフォーカス制御部１７７から出力されて記録される。

顔特徴量３０４は、優先顔決定部１７３により決定された優先顔について抽出された顔特徴量である。この顔特徴量は、顔特徴量抽出部１７２により抽出される。

次に、撮像装置１００と、優先顔決定部１７３により決定された優先顔との距離を算出する距離算出方法について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、一般的な人間の顔の大きさ（基準値）を用いて、撮像装置１００と顔との距離を推定する距離算出方法について説明する。

図５は、被写体に対する撮像範囲４００および液晶パネル２１０に表示される撮像画像を概略的に示す図である。図５（ａ）は、複数の建物を背景にした人４１０が撮像されている場合における撮像範囲４００を概略的に示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す撮像範囲４００に対応する撮像画像についての液晶パネル２１０の表示例を示す図である。

例えば、図５（ａ）に示すように、複数の建物を背景にして立っている人４１０を被写体として撮像する場合において、撮像装置１００の位置やズームレンズの位置等に応じて撮像される範囲である撮像範囲４００が決定される。また、図５（ｂ）に示すように、撮像範囲４００に含まれる被写体からの入射光が撮像部１０１により撮像データに変換され、この撮像データに対応する撮像画像が液晶パネル２１０に表示される。

ここで、図５（ａ）に示す撮像範囲４００において、撮像装置１００における左右方向の幅を、撮像範囲の幅（Ｗａ）４０１とし、撮像範囲４００に含まれる人４１０の顔４１１の左右方向の幅を、顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２とする。なお、顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２は、人４１０の実際の顔の幅ではなく、一般的な人間の顔の大きさ（基準値）であるものとする。また、図５（ｂ）に示す撮像画像における左右方向の幅を、画像の幅（Ｗｗ）２１１とし、撮像画像に含まれる人４１０の顔４１１の左右方向の幅を、顔画像の幅（Ｗｆ）２１２とする。この場合において、撮像範囲の幅（Ｗａ）４０１と顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２との比率は、一般的に、画像の幅（Ｗｗ）２１１と顔画像の幅（Ｗｆ）２１２との比率と同じである。

図６は、図５（ａ）に示す人４１０と、人４１０を撮像する撮像装置１００が備える撮像素子１２０および液晶パネル２１０との位置関係を概略的に示す上面図である。同図に示すように、撮像装置１００から顔４１１までの距離を、被写体距離（Ｄｆ）４３０とし、撮像装置１００における焦点距離を、焦点距離（ｆ）４４０とし、撮像素子１２０の幅を撮像素子の幅（Ｗｉ）４２０とする。なお、撮像範囲の幅（Ｗａ）４０１と、顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２とは、図５（ａ）に示すものと同一である。

同図に示すように、撮像範囲４００に含まれる被写体からの入射光が、撮像素子１２０に入射されると、撮像範囲４００に含まれる被写体に対応する撮像画像が生成されて、この生成された撮像画像が液晶パネル２１０に表示される。この場合に、人４１０の顔４１１からの入射光が撮像素子１２０に入射された場合における撮像素子１２０上の顔の幅は、撮像素子上の顔幅（Ｗｂ）４２１である。

ここで、平行線と比例の関係から、次の二式が成立する。
Ｄｆ／Ｗｒｅｆ＝ｆ／Ｗｂ……（式１）
Ｗｆ／Ｗｗ＝Ｗｂ／Ｗｉ……（式２）

ここで、式１を変形して、Ｄｆ＝ｆ×Ｗｒｅｆ／Ｗｂとし、式２を変形して、Ｗｂ＝Ｗｆ×Ｗｉ／Ｗｗとする。そして、式２を変形したＷｂ＝Ｗｆ×Ｗｉ／Ｗｗを、式１に代入することにより、次の式３が求められる。この式３は、レンズの基本的な物理法則に基づいて求められる式である。
Ｄｆ＝Ｗｒｅｆ×（ｆ／Ｗｉ）×（Ｗｗ／Ｗｆ）……（式３）

ここで、Ｗｉ（撮像素子の幅）およびＷｗ（画像の幅）は定数であり、Ｗｒｅｆには一般的な人間の顔の大きさ（基準値）を用いる。この場合には、Ｗｆ（顔画像の幅）を検出することにより、式３を用いて、Ｄｆ（顔までの推定距離）を求めることができる。

例えば、図５（ａ）に示すように、撮像範囲４００に一人の顔４１１が含まれている場合には、撮像範囲４００に対応する撮像画像から顔４１１が顔検出部１７１により検出され、優先顔決定部１７３により優先顔として決定される。このように、優先顔決定部１７３により優先顔が決定された場合には、被写体距離算出部１７５が、上記の式３に基づいて、優先顔について検出された顔画像の幅を用いて被写体距離（Ｄｆ）４３０を計算する。

ここで、式３を用いて求められた被写体距離Ｄｆを用いて、優先顔に対して合焦するフォーカスレンズの位置を推定するフォーカスレンズ位置推定方法について図面を参照して詳細に説明する。

図７は、撮像装置１００と被写体との距離（被写体距離）と、ズームレンズ１１１の位置と、フォーカスレンズ１１２の位置との関係を表す特性曲線の一例を示す図である。同図に示す特性曲線のグラフにおいて、縦軸はフォーカスレンズ１１２の位置を示し、横軸はズームレンズ１１１の位置を示す。具体的は、縦軸において上側をニア側とし、下側をファー側とする。また、横軸において左側をワイド端側とし、右側をテレ端側とする。なお、これらの特性曲線は、カムカーブと称される。また、このカムカーブは、撮像装置に用いられる各レンズに応じて異なる。本発明の実施の形態では、オートフォーカス範囲設定部１７６および顔の大きさ算出部１７８が、カムカーブを保持しているものとする。

同図に示す曲線５０１乃至５１２は、撮像装置１００と被写体との距離に応じて、ズームレンズ１１１の位置とフォーカスレンズ１１２の位置との関係を決定するための曲線である。同図に示す例では、被写体距離が１ｃｍ〜無限大（ｉｎｆ）までの場合における１２本のカムカーブを示す。同図に示すように、ズームレンズ１１１の位置と、撮像装置と被写体との被写体距離とが求められている場合には、その被写体に対して合焦させるためのフォーカスレンズ１１２の位置を求めることができる。

例えば、式３を用いて求められた被写体距離Ｄｆが５ｍである場合には、曲線５１１を用いる。そして、曲線５１１において、ズームレンズ１１１の位置に対応するフォーカスレンズの位置が、推定位置Ｐｄとして設定される。このように、ズームレンズ１１１の位置と、撮像装置と被写体との被写体距離が既知であれば、撮像画像から検出された顔に対して合焦させるためにフォーカスレンズ１１２を移動させるべき位置を求めることができる。本発明の実施の形態では、オートフォーカス範囲設定部１７６が、この推定位置Ｐｄを設定する。

次に、オートフォーカス制御が行われる場合において、フォーカスレンズ１１２を動作させる範囲であるフォーカスレンズ動作範囲を設定するフォーカスレンズ動作範囲設定方法について図面を参照して詳細に説明する。最初に、顔が検出された優先顔が決定されているものの、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一ではないと判定された場合に設定されるフォーカスレンズ動作範囲について説明する。

図８（ａ）は、被写体距離算出部１７５によって算出された距離Ｄｆに基づいて設定されるフォーカスレンズ動作範囲の一例を示す図である。同図に示す横軸は、フォーカスレンズ１１２が移動可能な動作範囲であるフォーカスレンズ可動範囲６００を示す軸である。このフォーカスレンズ可動範囲６００は、至近側リミット６０１から無限側リミット６０２までの範囲である。例えば、撮像画像から顔が検出されていない状態では、フォーカスレンズ可動範囲６００（至近側リミット６０１から無限側リミット６０２までの全範囲）においてオートフォーカス制御が実行される。すなわち、至近側リミット６１０から無限側リミット６２０までの全範囲についてフォーカスレンズ１１２を移動させて合焦位置の判定が行われる。

これに対して、撮像画像から顔が検出されている場合には、検出された顔の中の優先顔についての顔画像の幅に基づいて被写体距離Ｄｆが被写体距離算出部１７５によって計算され、この被写体距離Ｄｆに基づいてオートフォーカス制御の際の基準となる位置であるフォーカスレンズ１１２の推定位置（Ｐｄ）６１０が図７において説明した手順で設定される。そして、設定された推定位置（Ｐｄ）６１０に基づいて、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０が設定される。

ここで、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０は、一般的な人間の顔の大きさ（基準値）Ｗｒｅｆを用いて算出された被写体距離Ｄｆに基づいて設定される範囲であるため、顔の大きさ等の個人差が考慮されていない。このため、この個人差に基づいて生じる被写体距離Ｄｆの誤差分を考慮する必要がある。また、オートフォーカスの精度を維持するため、他の要因についても考慮する必要がある。そこで、本発明の実施の形態では、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０を設定する場合に、基準値Ｗｒｅｆを用いて推定された被写体距離Ｄｆにより生じる推定距離誤差と、オートフォーカスを行う際の送り込み量（ＡＦ誤差）と、デバイス間誤差とを考慮して、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０を設定する例について説明する。

ＡＦ誤差は、検波データの山型状を判断するために必要な送り込み量であり、山のピークがフォーカスレンズの動作範囲の端側に存在する場合の山のピーク検出に必要な量である。このＡＦ誤差は、フォーカスレンズの動作範囲のサンプリング間隔（フォーカススピード）の大きさによって決定される。このＡＦ誤差は、例えば、合焦前においては、通常、最低１深度以上の間隔で行う。これに対して、合焦後では、合焦精度が１深度以内であることを前提とすれば、最大で１深度を見込んでおけば十分である。

また、デバイス間誤差は、各種デバイスの個体差や製造における誤差である。例えば、デバイス間誤差は、焦点距離方向に非線系なピント移動、デバイスの温度特性によるピント位置の移動、各種のデバイス間に存在するヒステリシスによるものである。ここで、これらの誤差を調整によって除去することができれば、原理的には、山登りＡＦやスキャンＡＦ（特定範囲サーチＡＦ）を用いなくても、顔の大きさに基づいて良好なピントの撮像画像を得ることができる。しかしながら、実際は、これらの誤差を完全に除去することは困難である。そこで、基準値Ｗｒｅｆを用いて算出された被写体距離Ｄｆに基づいて設定されるフォーカスレンズの動作範囲については、デバイス間誤差を考慮する。

このように、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０は、顔の大きさ等の個人差が考慮されていないため、推定位置（Ｐｄ）６１０の両側に、推定距離誤差と、ＡＦ誤差と、デバイス間誤差とが加算された範囲が設定される。本発明の実施の形態では、オートフォーカス範囲設定部１７６が、この動作範囲Ｒｆを設定する。

ここで、優先顔について合焦位置が判定された後に、顔の大きさ算出部１７８において、優先顔の大きさ（顔の幅）を算出する優先顔の大きさ算出方法について説明する。合焦位置が判定された後に、合焦位置に対応するフォーカスレンズ１１２の位置および現在のズームレンズ１１１の位置に基づいて、被写体距離が求められる。具体的には、図７に示すグラフにおける曲線５０１乃至５１２から、合焦位置に対応するフォーカスレンズ１１２の位置および現在のズームレンズ１１１の位置に対応する曲線が選択される。この選択された曲線により顔の大きさ算出部１７８は被写体距離を求める。

続いて、求められた被写体距離を用いて、次の式４を用いて顔の幅が算出される。なお、式４は、式３について、「Ｗｒｅｆ」と「Ｗｒｅｆ１」とを入れ替えて、さらに変形したものである。
Ｗｒｅｆ１＝Ｄｆ／｛（ｆ／Ｗｉ）×（Ｗｗ／Ｗｆ）｝……（式４）

このように、顔の大きさ算出部１７８によって算出された優先顔の大きさが、顔の幅３０２として被写体情報保持部３００に保持される。

次に、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一であると判定された場合に設定されるフォーカスレンズ動作範囲について説明する。

図８（ｂ）は、現在の優先顔が直前の優先顔と同一であると判定された場合に設定されるフォーカスレンズ動作範囲の一例を示す図である。同図において、フォーカスレンズ可動範囲６００、至近側リミット６０１および無限側リミット６０２については、図８（ａ）に示すものと同じであるため、同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。

優先顔決定部１７３において現在の優先顔が直前の優先顔と同一であると判定された場合には、現在の優先顔の大きさ（顔の幅３０２）が被写体情報保持部３００に保持されている。このため、被写体距離算出部１７５は、一般的な人間の顔の大きさ（基準値）Ｗｒｅｆの代わりに、被写体情報保持部３００に保持されている顔の幅（Ｗｒｅｆ１）３０２を用いて、次の式５により被写体距離Ｄｆ１を計算する。
Ｄｆ１＝Ｗｒｅｆ１×（ｆ／Ｗｉ）×（Ｗｗ／Ｗｆ）……（式５）

そして、オートフォーカス範囲設定部１７６は、求められた被写体距離Ｄｆ１に基づいてオートフォーカス制御の際の基準となる位置であるフォーカスレンズ１１２の推定位置（Ｐｓ）６５０を設定する。続いて、オートフォーカス範囲設定部１７６は、設定された推定位置（Ｐｓ）６５０に基づいて、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒａ）６６０を設定する。

ここで、推定位置（Ｐｓ）６５０は、同一の優先顔についての合焦位置に基づいて算出された顔の幅Ｗｒｅｆ１を用いて設定されるため、優先顔に関する個人差が考慮されている。このため、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒａ）６６０を設定する場合には、図８（ａ）に示すフォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０で考慮された推定距離誤差およびデバイス間誤差を考慮せずに、ＡＦ誤差のみを考慮して設定することができる。この場合におけるＡＦ誤差は、合焦後におけるＡＦ誤差であるため、１深度以内とすることができる。このように、図８（ａ）に示すフォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０で考慮されるＡＦ誤差は、最低１深度以上の間隔で行うのに対して、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒａ）６６０で考慮されるＡＦ誤差は、１深度以内とすることができるため、フォーカスレンズの動作範囲をさらに狭い範囲に設定することができる。このように、現在の優先顔が直前の優先顔と同一であると判定された場合には、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒｆ）６２０よりも狭い範囲であるフォーカスレンズの動作範囲（Ｒａ）６６０を設定することができるため、フォーカスレンズの移動範囲を短くすることができ、オートフォーカス制御の時間を短縮させることができる。

次に、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一であるとともに、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一である場合に設定されるフォーカスレンズ動作範囲について説明する。

現在の優先顔と直前の優先顔とが同一であるとともに、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一である場合には、ズーム操作がされておらず、同一の人物がほとんど移動していないと考えられる。このため、被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置３０３を用いて、フォーカスレンズ動作範囲を設定することができる。この例では、フォーカスレンズ動作範囲を設定する場合に考慮される誤差を、図８（ｂ）に示す場合と同様とする。すなわち、被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置３０３を推定位置（Ｐｓ）６５０とし、この推定位置（Ｐｓ）６５０に基づいて、フォーカスレンズの動作範囲（Ｒａ）６６０が設定される。この場合には、被写体距離Ｄｆ１を求める必要がないため、フォーカスレンズの動作範囲の設定およびオートフォーカス制御をさらに迅速に行うことができる。なお、この設定を行う場合には、直前の優先顔の決定の際におけるズームレンズの位置と、現在のズームレンズの位置とが同じ位置であることを条件として設定するようにしてもよい。

次に、本発明の実施の形態における撮像装置１００の動作について図面を参照して説明する。

図９は、本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順を示すフローチャートである。この例では、オートフォーカス制御方法として、主に動画で採用されている山登り方式を用いた場合について説明する。また、この処理手順は、一定の周期で行われる。

最初に、顔検出部１７１が、撮像部１０１から入力された撮像画像に含まれる顔を検出する（ステップＳ９０１）。続いて、顔特徴量抽出部１７２が、検出された顔を含む顔領域から特徴量を抽出する（ステップＳ９０２）。なお、複数の顔が検出されている場合には、各顔について特徴量が抽出される。続いて、優先顔決定部１７３が、抽出された顔特徴量に基づいて検出された顔の中から優先顔を決定する（ステップＳ９０３）。なお、検出された顔が１つの場合には、この１つの顔が優先顔として決定される。また、顔が検出されていない場合には、優先顔がないと決定される。

続いて、優先顔が決定されたか否かが判断される（ステップＳ９０４）。優先顔が決定されていない場合には（ステップＳ９０４）、通常のオートフォーカス動作を行うため、ステップＳ９１５に進む。一方、優先顔が決定された場合には（ステップＳ９０４）、決定された優先顔の顔特徴量と、被写体情報保持部３００に保持されている顔特徴量３０４とを比較することによって、現在の優先顔と、直前の優先顔とが同一人物の顔であるか否かを同一顔判定部１７４が判定する（ステップＳ９０５）。なお、被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されていない場合には、同一人物の顔ではないと判定される。

現在の優先顔と、直前の優先顔とが同一人物の顔ではないと判定された場合には（ステップＳ９０５）、被写体情報保持部３００に保持されている被写体情報が消去される（ステップＳ９０６）。続いて、被写体距離算出部１７５が、現在の優先顔に対応する顔画像の幅に基づいて被写体距離を算出する（ステップＳ９０７）。続いて、算出された被写体距離に基づいて、オートフォーカス範囲設定部１７６がオートフォーカス範囲を設定する（ステップＳ９０８）。例えば、オートフォーカス範囲として、図８（ａ）に示す動作範囲（Ｒｆ）６２０が設定される。

一方、現在の優先顔と、直前の優先顔とが同一人物の顔であると判定された場合には（ステップＳ９０５）、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一であるか否かを被写体距離算出部１７５が判定する（ステップＳ９０９）。現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一ではない場合には（ステップＳ９０９）、被写体情報保持部３００に保持されている顔の幅３０２に基づいて、被写体距離算出部１７５が被写体距離を算出する（ステップＳ９１０）。続いて、算出された被写体距離に基づいて、オートフォーカス範囲設定部１７６がオートフォーカス範囲を設定する（ステップＳ９１１）。例えば、オートフォーカス範囲として、図８（ｂ）に示す動作範囲（Ｒａ）６６０が設定される。

また、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一である場合には（ステップＳ９０９）、優先顔の人物が動いていないと考えられるため、被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置３０３に基づいて、オートフォーカス範囲設定部１７６がオートフォーカス範囲を設定する（ステップＳ９１２）。例えば、被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置３０３が推定位置（Ｐｓ）６５０に設定され、オートフォーカス範囲として、図８（ｂ）に示す動作範囲（Ｒａ）６６０が設定される。

続いて、現在の優先顔の変動量が閾値以下であるか否かを、優先顔変化判定部１７９が判定する（ステップＳ９１３）。現在の優先顔の変動量が閾値以下である場合には（ステップＳ９１３）、オートフォーカス制御部１７７が追従処理を実行する（ステップＳ９１４）。すなわち、現在の優先顔に設定されているＡＦエリアを現在の優先顔に追従させる。一方、現在の優先顔の変動量が閾値以下ではない場合には（ステップＳ９１３）、現在の優先顔が、一定以上動いている場合や向きを替えた場合、または、現在の優先顔に対応する顔検出が正しくできなかった可能性がある場合等であるため、追従処理をせずに、ステップＳ９１５に進む。

続いて、設定されているＡＦエリアについて、設定されているオートフォーカス範囲においてフォーカスレンズ１１２を移動させて合焦位置を特定するオートフォーカス動作を、オートフォーカス制御部１７７が実行する（ステップＳ９１５）。続いて、オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出されたか否かが判断される（ステップＳ９１６）。すなわち、山登り方式によるピーク位置の検出により合焦位置が特定されたか否かが判断される。

オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出された場合には（ステップＳ９１６）、被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されているか否かが判断される（ステップＳ９１７）。被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されている場合には（ステップＳ９１７）、撮像画像から顔が検出されていない場合を除き、現在の優先顔と直前の優先顔とが同一であると判定されている場合であるため、現在の優先顔に関する被写体情報が被写体情報保持部３００に保持されている。このため、新たな被写体情報を被写体情報保持部３００に保持せずに、オートフォーカス制御処理の動作を終了する。なお、撮像画像から顔が検出されず、優先顔が決定されていない場合には、優先顔に関する被写体情報が存在しないため、被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されていなくても、オートフォーカス制御処理の動作を終了する。

一方、被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されていない場合には（ステップＳ９１７）、顔の大きさ算出部１７８が、現在の優先顔に対する合焦位置に基づいて現在の優先顔の幅を算出する（ステップＳ９１８）。続いて、算出された現在の優先顔の幅と、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、現在の優先顔に対する合焦位置と、現在の優先顔について抽出された顔特徴量とが関連付けて、被写体情報保持部３００に保持される（ステップＳ９１９）。

また、オートフォーカス動作が完了していない場合、または、合焦位置が検出されていない場合には（ステップＳ９１６）、オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出されていないか否かが判断される（ステップＳ９２０）。ここで、オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出されていない場合は、ローコントラスト等のように何らかの原因で、設定されているオートフォーカス範囲において合焦位置が特定されなかった場合である。

オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出されていない場合には（ステップＳ９２０）、被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されているか否かが判断され（ステップＳ９２１）、被写体情報保持部３００に被写体情報が保持されている場合には、被写体情報保持部３００に保持されている被写体情報を用いて合焦位置が特定される（ステップＳ９２２）。例えば、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一であるか否かを判定して、同一である場合には、現在の優先顔が移動していないと判断して、被写体情報保持部３００に保持されている合焦位置３０３を、現在の優先顔に対する合焦位置として特定することができる。一方、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、被写体情報保持部３００に保持されている顔画像の幅３０１とが同一ではない場合には、推定位置（Ｐｓ）６５０を、現在の優先顔に対する合焦位置として特定することができる。一方、オートフォーカス動作が完了していない場合には（ステップＳ９２０）、オートフォーカス制御処理の動作を終了する。そして、一定の周期でオートフォーカス制御処理の動作が繰り返し行われる。

以上では、被写体情報保持部３００に一人の顔に関する被写体情報を保持する例について説明した。ここでは、被写体情報保持部に複数人の顔に関する被写体情報を保持する例について説明する。

図１０は、複数の建物を背景にした人７１０、７２０および７３０が撮像されている場合における撮像画像７００を概略的に示す図である。撮像画像７００において、各人の顔７１１、７２１および７３１が顔検出部１７１により検出され、優先顔決定部１７３により一人の優先顔が決定される。

図１１は、複数人の顔に関する被写体情報を保持する被写体情報保持部３１０を示す図である。

被写体情報保持部３１０は、図４に示す被写体情報保持部３００に保持されている各情報に顔番号３２０を追加するとともに、複数人の顔に関する被写体情報を保持するものである。なお、被写体情報保持部３１０に保持される顔画像の幅３２１、顔の幅３２２、合焦位置３２３および顔特徴量３２４は、図４に示す被写体情報保持部３００に保持される顔画像の幅３０１、顔の幅３０２、合焦位置３０３および顔特徴量３０４のそれぞれと同じであるため、ここでの説明を省略する。ここで、被写体情報保持部３１０に保持される各情報は、同一顔判定部１７４により同一人物ではないと判定された場合であっても消去されず、新しい人物の顔が優先顔として決定される毎に各情報が保持される。なお、被写体情報保持部３１０に保持される各情報は、例えば、所定の時間が経過した後に順次消去するようにしてもよく、撮像画像において一定以上の変化が検出された場合に各情報を消去するようにしてもよい。

顔番号３２０は、優先顔決定部１７３により決定された各優先顔について付与される識別番号である。例えば、図１０に示す撮像画像７００において検出された顔７１１、７２１および７３１について、それぞれが優先顔決定部１７３により優先顔に決定されたものとする。この場合に、例えば、顔番号３２０として、顔７１１に「１」が付与され、顔７２１に「２」が付与され、顔７３１に「３」が付与される。そして、各顔に関する被写体情報が、顔番号３２０に関連付けて保持される。

また、この例では、図３に示す各構成のうちで、同一顔判定部１７４、被写体距離算出部１７５、オートフォーカス制御部１７７および被写体情報保持部３００以外の構成については、図３に示すものと同じである。このため、これらの構成についての異なる部分についてのみ説明し、他の構成の説明を省略する。

同一顔判定部１７４は、優先顔決定部１７３から出力された優先顔の顔特徴量と、被写体情報保持部３１０に保持されている１または複数の顔特徴量３２４とを比較することによって、過去の優先顔の中に、現在の優先顔と同一であるものが存在するか否かを判定するものであり、同一である判定された過去の優先顔に対応する顔番号３２０を、被写体距離算出部１７５およびオートフォーカス制御部１７７に出力する。なお、同一顔判定部１７４は、過去の優先顔の中に現在の優先顔と同一であるものが存在しないと判定された場合には、被写体情報保持部３１０に保持されている各情報を消去せずに、この判定に用いられた現在の優先顔の顔特徴量および顔画像の幅を被写体情報保持部３１０に出力して記録させる。また、同一顔判定部１７４は、過去の優先顔の中に現在の優先顔と同一であるものが存在しないと判定された場合には、その旨を被写体距離算出部１７５およびオートフォーカス制御部１７７に出力する。

被写体距離算出部１７５は、判定結果として顔番号３２０が同一顔判定部１７４から出力された場合には、受け取った顔番号３２０に対応して被写体情報保持部３１０に保持されている被写体情報と、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、オートフォーカス制御部１７７から出力された現在の焦点位置とに基づいて被写体距離を算出する。

オートフォーカス制御部１７７は、過去の優先顔の中に現在の優先顔と同一であるものが存在しない旨の判定結果が同一顔判定部１７４から出力された場合には、この現在の優先顔に対する合焦位置を、顔の大きさ算出部１７８および被写体情報保持部３１０に出力する。

図１２は、本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、図９に示す処理手順のうちのステップＳ９０６を削除するとともに、ステップＳ９０５、Ｓ９０９、Ｓ９１７、Ｓ９１９、Ｓ９２１の代わりに、ステップＳ９３１、Ｓ９３２、Ｓ９３３、Ｓ９３４、Ｓ９３５を実行するものである。このため、ステップＳ９３１、Ｓ９３２、Ｓ９３３、Ｓ９３４、Ｓ９３５についてのみ説明し、他のステップについての説明を省略する。

優先顔が決定された場合には（ステップＳ９０４）、現在の優先顔の顔特徴量と、被写体情報保持部３１０に保持されている１または複数の顔特徴量３２４とを比較することによって、過去の優先顔の中に、現在の優先顔と同一であるものが存在するか否かを、同一顔判定部１７４が判定する（ステップＳ９３１）。なお、被写体情報保持部３１０に被写体情報が保持されていない場合には、同一人物の顔が存在しないと判定される。

過去の優先顔の中に、現在の優先顔と同一であるものが存在しないと判定された場合には（ステップＳ９３１）、被写体情報保持部３１０に保持されている被写体情報を消去せずに、ステップＳ９０７に進む。

一方、過去の優先顔の中に、現在の優先顔と同一であるものが存在すると判定された場合には（ステップＳ９３１）、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、同一であると判定された顔番号３２０に対応して被写体情報保持部３１０に保持されている顔画像の幅３２１とが同一であるか否かを被写体距離算出部１７５が判定する（ステップＳ９３２）。

また、オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出された場合には（ステップＳ９１６）、現在の優先顔に関する被写体情報が被写体情報保持部３１０に保持されているか否かが判断される（ステップＳ９３３）。

また、現在の優先顔に対する合焦位置に基づいて現在の優先顔の幅が算出されると（ステップＳ９１８）、算出された現在の優先顔の幅と、現在の優先顔に対応する顔画像の幅と、現在の優先顔に対する合焦位置と、現在の優先顔について抽出された顔特徴量とが関連付けて、被写体情報保持部３１０に追加して保持される（ステップＳ９３４）。

また、オートフォーカス動作が完了し、かつ、合焦位置が検出されていない場合には（ステップＳ９２０）、現在の優先顔に関する被写体情報が被写体情報保持部３１０に保持されているか否かが判断される（ステップＳ９３５）。

このように、本発明の実施の形態によれば、現在の優先顔が過去の優先顔と同一であり、この過去の優先顔に係る被写体情報が被写体情報保持部３００または３１０に保持されている場合には、この過去の優先顔に係る被写体情報を用いて、現在の優先顔に対する合焦位置を検出するためのフォーカスレンズ動作範囲を設定することができる。このため、人物の個人差を考慮して適切なフォーカスレンズ動作範囲を設定することができ、検出された顔に対するオートフォーカス制御を迅速に行うことができる。

なお、本発明の実施の形態では、優先顔について最初に求められた各情報（顔画像の幅、顔の幅、合焦位置、顔特徴量）を被写体情報保持部３００または３１０に保持し、以降に同一人物と判定された優先顔については、最初に求められた各情報を用いてフォーカスレンズ動作範囲を設定する例について説明した。しかしながら、同一人物の優先顔が複数回決定されている場合に、この同一人物の優先顔が決定される毎に被写体情報保持部３００または３１０に保持すべき各情報を求め、これらの各情報を保持するとともに、これらの平均値を順次算出し、この算出された平均値を用いてフォーカスレンズ動作範囲を設定するようにしてもよい。また、この平均値を算出するために用いる各情報の数を予め設定しておくようにしてもよい。例えば、過去５回分で求められた各情報の平均値を被写体情報保持部３００または３１０に保持することができる。また、同一人物の優先顔に関して過去に求められた各値について、平均値以外の他の算出方法により、被写体情報保持部３００または３１０に保持すべき各情報を求めるようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、被写体の対象物として顔を検出する例について説明したが、他の対象物を検出する場合についても、本発明の実施の形態を適用することができる。例えば、猫や犬等のペットの顔、馬や牛等の動物の顔、車や電車等の様々な対象物について本発明の実施の形態を適用することができる。

また、本発明の実施の形態では、顔および顔画像の大きさとして、顔および顔画像の幅を用いる例について説明したが、顔および顔画像の高さ等の他の大きさを用いるようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、撮像装置を例にして説明したが、静止画および動画を撮像するカムコーダや撮像機能を備える携帯電話機の各種の撮像装置に本発明の実施の形態を適用することができる。

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。

すなわち、請求項１または１１において、対象物情報保持手段は、例えば被写体情報保持部３００に対応する。撮像手段は、例えば撮像部１０１に対応する。対象物検出手段は、例えば顔検出部１７１に対応する。特徴量抽出手段は、例えば顔特徴量抽出部１７２に対応する。同一対象物判定手段は、例えば同一顔判定部１７４に対応する。フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、例えば被写体距離算出部１７５およびオートフォーカス範囲設定部１７６に対応する。オートフォーカス制御手段は、例えばオートフォーカス制御部１７７に対応する。

また、請求項６において、対象物の大きさ算出手段は、例えば顔の大きさ算出部１７８に対応する。

また、請求項７において、優先対象物決定手段は、例えば優先顔決定部１７３に対応する。

また、請求項９において、対象物変化判定手段は、例えば優先顔変化判定部１７９に対応する。

また、請求項１３または１４において、撮像手順は、例えば撮像部１０１により行われる。対象物検出手順は、例えばステップＳ９０１に対応する。特徴量抽出手順は、例えばステップＳ９０２に対応する。同一対象物判定手順は、例えばステップＳ９０５またはＳ９３１に対応する。フォーカスレンズ移動範囲設定手順は、例えばステップＳ９０７およびＳ９０８、Ｓ９１０およびＳ９１１、またはＳ９１２に対応する。オートフォーカス制御手順は、例えばステップＳ９１５に対応する。

なお、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。

本発明の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における撮像装置１００の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における被写体情報保持部３００に保持されている各情報を示す図である。 被写体に対する撮像範囲４００および液晶パネル２１０に表示される撮像画像を概略的に示す図である。 人４１０と、人４１０を撮像する撮像装置１００が備える撮像素子１２０および液晶パネル２１０との位置関係を概略的に示す上面図である。 撮像装置１００と被写体との距離と、ズームレンズ１１１の位置と、フォーカスレンズ１１２の位置との関係を表す特性曲線の一例を示す図である。 被写体距離算出部１７５によって算出された距離Ｄｆに基づいて設定されるフォーカスレンズ動作範囲の例を示す図である。 本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 複数の建物を背景にした人７１０、７２０および７３０が撮像されている場合における撮像画像７００を概略的に示す図である。 複数人の顔に関する被写体情報を保持する被写体情報保持部３１０を示す図である。 本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０１ 撮像部
１１０ レンズ部
１１１ ズームレンズ
１１２ フォーカスレンズ
１２０ 撮像素子
１２１ ＴＧ
１３０ アナログ信号処理部
１４０ Ａ／Ｄ変換部
１５０ デジタル信号処理部
１６０ 記録デバイス
１７０ 制御部
１７１ 顔検出部
１７２ 顔特徴量抽出部
１７３ 優先顔決定部
１７４ 同一顔判定部
１７５ 被写体距離算出部
１７６ オートフォーカス範囲設定部
１７７ オートフォーカス制御部
１７８ 顔の大きさ算出部
１７９ 優先顔変化判定部
１８１ ＥＥＰＲＯＭ
１８２ ＲＯＭ
１８３ ＲＡＭ
１９０ モータドライバ
１９１、１９２ アクチュエータ
２００ 操作受付部
２０１ シャッタボタン
２０２ 電源スイッチ
２０３ ズームボタン
２０４ 操作ボタン
２０５ モードダイヤル
２１０ 液晶パネル
２２０ ＡＦ補助光投光部
２３０ ファインダ
２４０ フラッシュ
３００、３１０ 被写体情報保持部

Claims (14)

1. 被写体に含まれる所定の対象物の大きさおよび特徴量を関連付けて保持する対象物情報保持手段と、
   前記被写体からの入射光を撮像データに変換する撮像手段と、
   前記撮像データに含まれる前記対象物を検出する対象物検出手段と、
   前記検出された対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
   前記抽出された特徴量と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定する同一対象物判定手段と、
   前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいてフォーカスレンズの移動範囲であるフォーカスレンズ移動範囲を設定するフォーカスレンズ移動範囲設定手段と、
   前記設定されたフォーカスレンズ移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記検出された対象物に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御手段と
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいて前記検出された対象物までの距離を算出して当該算出された距離に基づいて前記フォーカスレンズ移動範囲を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、前記算出された距離に基づいて前記検出された対象物に対する合焦位置を推定して当該推定された合焦位置である推定合焦位置に基づいて前記フォーカスレンズ移動範囲を設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 前記オートフォーカス制御手段は、前記検出された対象物に対する合焦位置を検出することができない場合には前記推定合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる
   ことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記対象物情報保持手段には、前記対象物に対する合焦位置と前記合焦位置における前記対象物に対応する対象物画像の大きさとが前記対象物の大きさおよび特徴量に関連付けて保持され、
   前記対象物検出手段は、前記撮像データに対応する撮像画像における前記検出された対象物の大きさである対象物画像の大きさを検出し、
   前記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合において前記検出された対象物画像の大きさと当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物画像の大きさとが同一である場合には当該対象物画像に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている合焦位置に基づいて前記フォーカスレンズ移動範囲を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
6. 前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合には前記検出された合焦位置に基づいて前記検出された対象物の大きさを算出して当該算出された対象物の大きさを前記抽出された特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持させる対象物の大きさ算出手段をさらに具備する
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
7. 前記撮像データから複数の前記対象物が検出された場合には前記抽出された各特徴量に基づいて前記検出された複数の対象物の中から最も主要な対象物である優先対象物を決定する優先対象物決定手段をさらに具備し、
   前記同一対象物判定手段は、前記優先対象物について抽出された特徴量と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより前記優先対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定し、
   前記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、前記優先対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいて前記フォーカスレンズ移動範囲を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
8. 前記フォーカスレンズ移動範囲設定手段は、前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合における前記フォーカスレンズ移動範囲を前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合における前記フォーカスレンズ移動範囲よりも小さい範囲に設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
9. 前記検出された対象物に一定の変化が生じたか否かを判定する対象物変化判定手段をさらに具備し、
   前記オートフォーカス制御手段は、前記検出された対象物に測距エリアを追従させるとともに前記検出された対象物に一定の変化が生じたと判定された場合には前記検出された対象物に対する前記測距エリアの追従を停止する
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
10. 前記所定の対象物は、人の顔である
    ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
11. 被写体に含まれる所定の対象物に対する合焦位置と前記合焦位置における前記対象物に対応する対象物画像の大きさと前記対象物の特徴量とを関連付けて保持する対象物情報保持手段と、
    被写体からの入射光を撮像データに変換する撮像手段と、
    前記撮像データに含まれる前記対象物を検出するとともに前記撮像データに対応する撮像画像における前記検出された対象物の大きさである対象物画像の大きさを検出する対象物検出手段と、
    前記検出された対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
    前記抽出された特徴量と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定する同一対象物判定手段と、
    前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合において前記検出された対象物画像の大きさと当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物画像の大きさとが同一である場合には当該対象物画像に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている合焦位置に基づいてフォーカスレンズの移動範囲であるフォーカスレンズ移動範囲を設定するフォーカスレンズ移動範囲設定手段と、
    前記設定されたフォーカスレンズ移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記検出された対象物に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御手段と
    を具備することを特徴とする撮像装置。
12. 前記オートフォーカス制御手段は、前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定されない場合には前記検出された合焦位置を前記検出された対象物画像の大きさおよび前記抽出された特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持させる
    ことを特徴とする請求項１１記載の撮像装置。
13. 被写体に含まれる所定の対象物の大きさおよび特徴量を関連付けて保持する対象物情報保持手段を備える撮像装置の制御方法であって、
    前記被写体からの入射光を撮像データに変換する撮像手順と、
    前記撮像データに含まれる前記対象物を検出する対象物検出手順と、
    前記検出された対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手順と、
    前記抽出された特徴量と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定する同一対象物判定手順と、
    前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいてフォーカスレンズの移動範囲であるフォーカスレンズ移動範囲を設定するフォーカスレンズ移動範囲設定手順と、
    前記設定されたフォーカスレンズ移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記検出された対象物に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御手順と
    を具備することを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 被写体に含まれる所定の対象物の大きさおよび特徴量を関連付けて保持する対象物情報保持手段を備える撮像装置において、
    前記被写体からの入射光を撮像データに変換する撮像手順と、
    前記撮像データに含まれる前記対象物を検出する対象物検出手順と、
    前記検出された対象物の特徴量を抽出する特徴量抽出手順と、
    前記抽出された特徴量と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量とを比較することにより前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であるか否かを判定する同一対象物判定手順と、
    前記検出された対象物と前記対象物情報保持手段に保持されている特徴量に係る対象物とが同一であると判定された場合には当該特徴量に関連付けて前記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさに基づいてフォーカスレンズの移動範囲であるフォーカスレンズ移動範囲を設定するフォーカスレンズ移動範囲設定手順と、
    前記設定されたフォーカスレンズ移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記検出された対象物に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御手順と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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