JP2010127995A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の顔が検出された時に撮影者が意図する顔を容易に選択でき、選択した顔の数に応じ最適な絞り又はフォーカス制御を簡潔に行なうことが可能な撮像装置及び撮像方法を提供すること。
【解決手段】撮像素子から得られた画像データ内から１つ又は複数の人物の顔を検出する検出手段１２０と、検出手段によって検出された顔から１つ又は複数の顔を選択する選択手段１３５と、検出手段によって検出された顔の数と、選択手段によって選択された顔の数に応じて絞り制御及びフォーカス制御を決定する撮影制御手段１２６、１２７とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置及び撮像方法に関する。

デジタルスチルカメラ等の撮像装置において、被写体の顔を検出して、検出された顔にピントを合わせる技術がある。これにより、ユーザーは人物にピントがあった静止画を簡単に撮影することができる。ところで、被写体に複数の顔が含まれる場合、例えば、人ごみのシーン等で撮影者の意図しない顔を検出してしまう場合があった。その結果、本来撮影者がピントを合わせたい顔にピントが合わないとか、被写界深度の関係で、ピントを合わせたい複数の顔の全てにピントを合わせられないといった問題があった。

そこで、被写体に複数の顔が含まれる場合の撮影時の制御方法に関する技術として、以下のものがある。例えば、特許文献１には、複数の顔が検出された場合、一番中央に近い顔を選択、最も大きい顔を選択、全部の顔を選択、及び画面全体を均等に取り扱ったものの４通りについて、絞り、フォーカス制御してブラケット撮影する技術が開示されている。特許文献２には、検出された複数の顔のうち選択された顔が所定のコントラスト値以上となるように、絞りを制御して撮影する技術が開示されている。

また、特許文献３及び４には、複数の顔が検出された場合に、検出された複数の顔が全て被写界深度に入るように検出された複数の顔の焦点距離を算出し、絞りを制御する技術が開示されている。

特開２００８−１０９５５１号公報 特開２００８−８５７３７号公報 特開２００８−７６９８１号公報 特開２００８−３２５０５３号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、１回の撮影で複数枚の静止画が生成されることから、最終的に必要な撮影以外も行われることとなり、無駄となる撮影が強いられるという問題があった。また、特許文献２の技術におけるコントラスト値以上になるように絞りを行なうという制御方法は、必ずしも被写体に対するピントを保証できるものではない。更に、特許文献２の技術では、検出された複数の顔から全ての顔を選択する場合などにおいて、選択操作が煩わしいという問題があった。

特許文献３及び４の技術では、撮影者が意図しない人物に対してもピントを合わせてしまうため、無駄な絞り制御が行なわれ、更に絞り込み過ぎによるシャッタースピードの低下による手ぶれが生じたり、ゲインアップによるノイズが増大したりするという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数の顔が検出された時に撮影者が意図する顔を容易に選択でき、選択した顔の数に応じ最適な絞り又はフォーカス制御を簡潔に行なうことが可能な、新規かつ改良された撮像装置及び撮像方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像素子から得られた画像データ内から１つ又は複数の人物の顔を検出する検出手段と、検出手段によって検出された顔から１つ又は複数の顔を選択する選択手段と、検出手段によって検出された顔の数と、選択手段によって選択された顔の数に応じて絞り制御及びフォーカス制御を決定する撮影制御手段とを有する撮像装置が提供される。

上記検出手段によって検出された顔の数が１つであり、選択手段が検出された１つの顔を選択したとき、撮影制御手段は、絞り制御による絞り値を標準設定値よりも開放側に設定する。

上記検出手段によって検出された顔の数が複数であり、選択手段が検出された顔を少なくとも１つ以上選択したとき、撮影制御手段は、選択した全ての顔が被写界深度内に収まるように絞り制御及びフォーカス制御を決定する。

上記検出手段によって検出された顔の数が複数であり、選択手段が検出された顔を選択しなかったとき、撮影制御手段は、検出された顔が全ての顔が被写界深度内に収まるように絞り制御及びフォーカス制御を決定する。

上記検出手段によって検出された顔の数が複数であり、選択手段が同じ顔を複数回選択したとき、選択回数が多いほど、撮影制御手段は、当該顔について合焦位置からのずれ量が少なくなるようにフォーカス制御を決定する。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、撮像素子から得られた画像データ内から１つ又は複数の人物の顔を検出するステップと、検出された顔から１つ又は複数の顔を選択するステップと、検出された顔の数と、選択された顔の数に応じて絞り制御及びフォーカス制御を決定するステップとを有する撮像方法が提供される。

本発明によれば、複数の顔が検出された時に撮影者が意図する顔を容易に選択でき、選択した顔の数に応じ最適な絞り又はフォーカス制御を簡潔に行なうことができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（一実施形態の構成）
まず、本発明の一実施形態に係る撮像装置１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る撮像装置１００を示すブロック図である。撮像装置１００は、例えば、コンパクトデジタルスチルカメラであるが、本発明の撮像装置は、これに限定されず、静止画が撮影可能なビデオカメラなどであってもよい。

撮像装置１００は、例えば、結像光学系１０１と、ＣＣＤ１０７と、画像入力コントローラ１１０と、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０と、ＬＥＤドライバ１３１と、発光部１３２と、操作部材１３５と、ドライバ１４１、１４３、１４５と、モータ１４２、１４４、１４６と、画像信号処理回路１５２と、圧縮処理回路１５４と、ＬＣＤドライバ１５６と、ＬＣＤ１５８と、ＶＲＡＭ１６２と、ＳＤＲＡＭ１６４と、メディアコントローラ１６６と、記録メディア１６８などからなる。

結像光学系１０１は、例えば、ズームレンズ１０２、絞り１０３、フォーカスレンズ１０４などからなる。結像光学系１０１は、外部の光情報をＣＣＤ１０７に結像させる光学系システムであり、被写体からの光をＣＣＤ１０７まで透過させる。ズームレンズ１０２は、焦点距離を変化させて画角を変えるレンズであり、モータ１４６によって駆動される。絞り１０３は、透過する光量を調節する機構であり、モータ１４２によって駆動される。フォーカスレンズ１０４は、一側から他側に、又は他側から一側に移動することでＣＣＤ１０７の撮像面に被写体像を合焦させる。フォーカスレンズ１０４は、モータ１４４によって駆動される。モータ１４２、１４４、１４６は、それぞれドライバ１４１、１４３、１４５から駆動信号を受けて駆動する。

ＣＣＤ（charge coupled device）１０７は、撮像素子（光電変換素子）の一例であり、結像光学系１０１を透過して入射した光情報を電気信号に変換する光電変換が可能な複数の素子から構成される。各素子は受光した光に応じた電気信号を生成する。本実施形態は、ＣＣＤ１０７に限定されず、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）センサー等を適用してもよい。

なお、ＣＣＤ１０７の露光時間を制御するため、非撮影時に光を遮って撮影時のみ光が当たるように、メカニカルシャッター（図示せず。）を適用することができる。また、これに限定されず、電子シャッター（図示せず。）を適用してもよい。なお、メカニカルシャッター又は電子シャッターの動作は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０に接続されたレリーズボタン（操作部材１３５）のスイッチによって行われる。

ＣＣＤ１０７の後段には、更にＣＤＳ／ＡＭＰ部１０８、Ａ／Ｄ変換部１０９が設けられる。ＣＤＳ／ＡＭＰ部（相関二重サンプリング回路（correlated double sampling）／増幅器（amplifier））１０８は、ＣＣＤ１０７から出力された電気信号に含まれる低周波ノイズを除去すると共に、電気信号を任意のレベルまで増幅する。Ａ／Ｄ変換部１０９は、ＣＤＳ／ＡＭＰ部１０８から出力された電気信号をデジタル変換してデジタル信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１０９は、生成したデジタル信号を画像入力コントローラ１１０に出力する。

画像入力コントローラ１１０は、Ａ／Ｄ変換部１０９から出力されたデジタル信号に対して処理を施し、画像処理が可能となる画像信号を生成する。画像入力コントローラ１１０は、生成した画像信号を例えば画像信号処理回路１５２に出力する。また、画像入力コントローラ１１０は、ＳＤＲＡＭ１６４への画像データの読み書きを制御する。

ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、プログラムによって演算処理装置及び制御装置として機能し、撮像装置１００内に設けられた各構成要素の処理を制御する。ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、例えば、フォーカス制御や露出制御に基づいてドライバ１４１、１４３、１４５に信号を出力して結像光学系１０１を駆動させる。また、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、操作部材１３５からの信号に基づいて撮像装置１００の各構成要素を制御する。なお、本実施形態においては、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０が１つだけからなる構成であるが、信号系の命令と操作系の命令とを別々のＣＰＵで行うなど複数のＣＰＵから構成されてもよい。
また、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、検出部の一例であり、ＣＣＤ１０７から得られた画像データ内からパターンマッチング等によって１つ又は複数の人物の顔を検出する。

ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、図１に示すように、例えば、適正露光算出部１２２と、露光制御部１２３と、ＡＦ動作制御部１２４と、ＡＦ検出領域設定部１２５と、合焦位置算出部１２６と、設定絞り値算出部１２７などを有する。

適正露光算出部１２２は、画像信号処理回路１５２で算出されたＡＥ（auto exposure：自動露光）評価値に基づいて、絞り１０３の絞り量やシャッター速度を算出する。なお、ＡＥ評価値は、画像信号の輝度値に基づいて画像信号処理回路１５２で算出されたものである。

露光制御部１２３は、適正露光算出部１２２で算出された絞り量を制御信号としてドライバ１４１に出力する。ドライバ１４１は、露光制御部１２３から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバ１４１は、生成した駆動信号をモータ１４２に送る。露光制御部１２３は、そのほか露光時間、ゲイン、ＣＣＤ１０７の読出しモードによって露光を制御する。ゲインは、コントラスト値の算出に用いられる。ＣＣＤ１０７の読出しモードとは、例えば、ＣＣＤ１０７から画像データを読み出す際の信号処理モードであり、被写体像が暗いときは画素加算を行う、又は被写体像が明るいときは画素すべてをそのまま読み出すなどの処理である。

ＡＦ動作制御部１２４は、フォーカス制御開始の操作信号を受けると、フォーカスレンズ１０４を一方向に移動する制御信号を生成して、生成した制御信号をドライバ１４３に出力する。ＡＦ動作制御部１２４は、画像信号処理回路１５２で算出されたＡＦ（auto focus：自動焦点）評価値に基づいて、フォーカスレンズ１０４の合焦位置を算出する。なお、ＡＦ評価値は、画像信号の輝度値に基づいて画像信号処理回路１５２で算出されたものである。ＡＦ評価値は、例えば画像のコントラスト値であり、コントラスト値がピークとなったとき、被写体像がＣＣＤ１０７の撮像面で合焦していると判断する（コントラスト検出方式）。

また、ＡＦ動作制御部１２４は、被写体像との距離に基づいて少なくとも１つの主被写体像を決定する。ＡＦ動作制御部１２４は、算出の結果得られた合焦位置を制御信号としてドライバ１４３に出力する。ドライバ１４３は、ＡＦ動作制御部１２４から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバ１４３は、生成した駆動信号をモータ１４４に送る。

ＡＦ検出領域設定部１２５は、半押し（Ｓ１）のタイミングにおける検出された顔の数と、選択された顔の数に基づいてＡＦの検出領域を設定する。設定方法は、例えば以下の３通りである。（１）検出された顔の数が１つの場合、選択の有無にかかわらず、その検出枠をＡＦの検出領域とする。（２）複数の顔が検出され、かつ選択がされなかった場合は、検出された顔の検出枠全てをＡＦの検出領域とする。（３）複数の顔が検出され、かつその中から複数の顔が選択された場合は、選択した検出枠全てをＡＦの検出領域とする。

設定絞り値算出部１２７は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が１つであり、操作部材１３５が検出された１つの顔を選択した場合、操作部材１３５が検出された顔を選択しなかった場合に比べて、絞りを標準設定値よりも開放側に設定する。

合焦位置算出部１２６と、設定絞り値算出部１２７は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が複数であり、操作部材１３５が検出された顔を少なくとも１つ以上選択した場合、選択した全ての顔の焦点偏差の結果から、選択した全ての顔が被写界深度内に収まるように絞り及びフォーカス位置を設定する。

合焦位置算出部１２６、設定絞り値算出部１２７は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が複数であり、操作部材１３５が検出された顔を少なくとも１つ以上選択した場合、合焦位置算出部１２６、設定絞り値算出部１２７は、選択した全ての顔の焦点偏差の結果から、選択した全ての顔が被写界深度内に収まるように絞り及びフォーカス位置を設定する。

タイミングジェネレータ１２１は、ＣＣＤ１０７やＣＤＳ／ＡＭＰ部１０８にタイミング信号を出力し、ＣＣＤ１０７を構成している各画素の露光期間の制御や、電荷の読み出し制御を行う。

操作部材１３５は、例えば、撮像装置１００に設けられた上下左右キー（十字キー）、電源スイッチ、モードダイアル、レリーズボタンなどである。操作部材１３５は、ユーザーによる操作に基づいて操作信号をＤＳＰ／ＣＰＵ１２０等に送る。例えば、レリーズボタンは、ユーザーによる半押し、全押し、解除が可能である。レリーズボタンは、半押し（Ｓ１操作）されたときフォーカス制御開始の操作信号を出力し、半押し解除でフォーカス制御が終了する。また、レリーズボタンは、全押し（Ｓ２操作）されたとき、撮影開始の操作信号を出力する。

画像信号処理回路１５２は、画像入力コントローラ１１０から画像信号を受け、ＷＢ制御値、γ値、輪郭強調制御値などに基づいて、画像処理された画像信号を生成する。画像信号処理回路１５２は、画像信号に基づいてＡＥ評価値及びＡＦ評価値を算出して、それぞれをＤＳＰ／ＣＰＵ１２０に送る。

圧縮処理回路１５４は、圧縮処理前の画像信号を受けて、例えばＪＰＥＧ圧縮形式、又はＬＺＷ圧縮形式などの圧縮形式で画像信号を圧縮処理する。圧縮処理回路１５４は、圧縮処理で生成した画像データを例えばメディアコントローラ１６６に送る。

ＬＣＤドライバ１５６は、例えばＶＲＡＭ１６２から画像データを受けて、ＬＣＤ（liquid crystal display：液晶画面）１５８に画像を表示する。ＬＣＤ１５８は、撮像装置１００本体に設けられる。ＬＣＤ１５８が表示する画像は、例えば、ＶＲＡＭ１６２から読み出された撮影前の画像（ライブビュー表示）、撮像装置１００の各種設定画面や、撮像して記録された画像などである。本実施形態では、表示部としてＬＣＤ１５８、表示駆動部としてＬＣＤドライバ１５６としたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば有機ＥＬディスプレイ、その表示駆動部などであってもよい。

ＶＲＡＭ（video RAM）１６２は、画像表示用のメモリであり、複数のチャネルを有する。ＶＲＡＭ１６２は、ＳＤＲＡＭ１６４からの画像表示用の画像データの入力と、ＬＣＤドライバ１５６への画像データの出力を同時に実行できる。ＬＣＤ１５８の解像度や最大発色数はＶＲＡＭ１６２の容量に依存する。

ＳＤＲＡＭ（synchronous DRAM）１６４は、撮影した画像の画像データを一時的に保存する。ＳＤＲＡＭ１６４は、複数の画像の画像データを記憶できる記憶容量を有している。また、ＳＤＲＡＭ１６４は、フォーカス制御時の画像信号を順次保持し、画像信号を出力する。また、ＳＤＲＡＭ１６４は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０の動作プログラムを保存する。ＳＤＲＡＭ１６４への画像の読み書きは、画像入力コントローラ１１０によって制御される。

メディアコントローラ１６６は、記録メディア１６８への画像データの書き込み、又は記録メディア１６８に記録された画像データや設定情報などの読み出しを制御する。記録メディア１６８は、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等）、光磁気ディスク、磁気ディスク、半導体記憶媒体などであり、撮影された画像データを記録する。メディアコントローラ１６６、記録メディア１６８は、撮像装置１００から着脱可能に構成されてもよい。

なお、撮像装置１００における一連の処理は、ハードウェアで処理してもよいし、コンピュータ上のプログラムによるソフトウェア処理で実現してもよい。

上述した通り、本実施形態の撮像装置１００は、画像内の１つ又は複数の顔を検出するＤＳＰ／ＣＰＵ１２０（検出手段）と、検出された顔から１つ又は複数の顔を選択する操作部材１３５（選択手段）と、検出手段によって検出された顔の数と選択手段によって選択された顔の数に応じて絞り及びフォーカス制御を異ならせる合焦位置算出部１２６、設定絞り値算出部１２７（撮影制御手段）を有する。

具体的には、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が１つであり、操作部材１３５が検出された１つの顔を選択した場合、設定絞り値算出部１２７は、操作部材１３５が検出された顔を選択しなかった場合に比べて、絞りを標準設定値よりも開放側に設定する。これは、顔が選択されている場合は、撮影者が顔を選択しない場合に比べてよりその被写体を強調したいという意図を反映して、被写体の背景をぼかすためである。

また、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が複数であり、操作部材１３５が検出された顔を少なくとも１つ以上選択した場合、合焦位置算出部１２６、設定絞り値算出部１２７は、選択した全ての顔の焦点偏差の結果から、選択した全ての顔が被写界深度内に収まるように絞り及びフォーカス位置を設定する。これにより、制御対象としたい被写体を選択することで、撮影者の意図しない被写体の顔を容易に排除することができる。

更に、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が複数であるが、操作部材１３５が検出された顔を選択しなかった場合、合焦位置算出部１２６、設定絞り値算出部１２７は、検出された顔が全て選択されたものとして扱い、全ての顔が被写界深度内に収まるように絞り及びフォーカス位置を設定する。

また、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０によって検出された顔の数が複数であり、操作部材１３５が同じ顔を複数回選択した場合、選択回数が多いほど、合焦位置算出部１２６は、当該顔について合焦位置からのずれ量が少なくなるように設定する。これにより、選択する操作の煩わしさを低減させ、かつ撮影者が意図する顔（樋写体）に対してピントを保証することができる。

以上のとおり、本実施形態の撮像装置は、検出した顔の数と、選択した顔の数に基づいて、最適な絞り及びフォーカス制御を行なう。これにより、被写体のうち撮影者の意図した人物に対して最適なピント状態を得ることができる。

（一実施形態の動作）
次に、本実施形態に係る撮像装置１００の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置１００の動作を示すフローチャートである。

一般的に、写真撮影の被写体は人物であることが多く、撮影画面内に顔（人物）が含まれる場合、その顔や人物が主要被写体である可能性が高い。従って、本撮影の事前に顔を検出することは、フォーカス制御（ＡＦ）の対象となる被写体を検出するための有効な手段の１つである。

まず、撮像装置１００の電源ＯＮによる起動（ステップＳ１０１）と同時に、例えば１／３０秒間隔でＣＣＤ１０７によって被写体像を撮像する（ステップＳ１０２）。そして、撮像データの一連の画像処理によって表示用のデータに変換した後、ＬＣＤ１５８での表示を開始する（ステップＳ１０３）。

更に、ＡＥ動作も同時に行なう（ステップＳ１０４）。ＡＥ動作では、撮像データから撮像画像が適正な明るさとなるように、露光時間と絞り制御を行なう。

この状態で、撮影者がレリーズボタンを操作せずに（ステップＳ１０５）、顔検出ボタンを押すと（ステップＳ１０６）、顔検出動作が有効となり、撮像データを用いて顔検出をする（ステップＳ１０７）。このとき、上記と同様に、例えば１／３０秒間隔でＣＣＤ１０７によって被写体像を撮像する（ステップＳ１０８）。そして、撮像データの一連の画像処理によって表示用のデータに変換した後、ＬＣＤ１５８での表示を行なう（ステップＳ１０９）。更に、ＡＥ動作も同時に行なう（ステップＳ１１０）。

なお、ステップＳ１０５でレリーズボタンが半押しされると、ステップＳ１２２に進みＡＦ検出領域はデフォルト設定される。即ち、後述するような選択操作を経ずに予め設定されたルール（例えば最近ピーク値をＡＦ領域とするなど）でＡＦ領域を設定する。

本実施形態では、顔検出動作は、通常の技術を適用することができるため、簡単に説明する。最新の撮像データと、別途保存されている人物の顔の輪郭及び目等の特徴形状のデータとを画像の各領域で比較（パターンマッチング）することで、画像の中から顔部分を検出する。なお、形状だけでなく、画像の色情報も利用して顔検出をしてもよい。検出動作によって、人物の顔が検出された場合、顔の位置と顔の大きさと推定される顔画像の位置に顔検出枠を被写体画像と合成して液晶に表示させる。図３（Ａ）及び図４（Ａ）に顔画像が検出される前の画面の一例を示す。また、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に顔画像が検出されたときの画面の一例を示す。破線で示す枠が顔画像検出枠である。図３及び図４は、撮影された被写体が表示された画面を示す説明図である。

次に、撮影者がレリーズボタンを操作せずに（ステップＳ１１１）、顔検出ボタンを再度押すと（ステップＳ１１２）、画面に表示されている顔検出枠から任意の枠を選択することができる選択画面モードに移行する。選択画面モードでも上記と同様に、例えば１／３０秒間隔でＣＣＤ１０７によって被写体像を撮像する（ステップＳ１１３）。そして、撮像データの一連の画像処理によって表示用のデータに変換した後、ＬＣＤ１５８での表示を行なう（ステップＳ１１４）。更に、ＡＥ動作も同時に行なう（ステップＳ１１５）。

選択画面モードの選択画面では、例えば、複数の枠のうち１つの枠が選択対象の枠として枠部分を点滅する。この状態で、撮影者がレリーズボタンを操作せずに（ステップＳ１１６）、選択対象の枠は、撮像装置１００に設けられた十字キーで変更することができる（ステップＳ１１７、Ｓ１１８）。そして、撮像装置１００に設けられた決定ボタンでそのときに選択対象となっている枠が選択、確定されて、例えば、顔検出枠の当初の色と異なる色に切り替わる（ステップＳ１２０）。この操作を繰り返すことで任意の複数の枠を選択することが可能となる。なお、十字キー及び決定ボタンによる操作ではなく、例えばタッチパネルによる操作で顔検出枠を選択できるようにしてもよい。

図３（Ｂ）の場合は、後方にいる人物の顔も検出しており顔検出枠が表示されているが、撮影者にとっては他人であり被写体の対象外として、ＡＦする対象にはならないようにしたい場合がある。この場合、本実施形態では、選択画面モードで、図３（Ｂ）の後方にいる１人を除いた前方の３人を選択する。また、図４（Ｂ）のように全員が被写体の対象である集合写真の場合は、検出された全ての顔がＡＦする対象となるが、検出された数が多いと選択する操作が煩わしくなる。そこで、本実施形態では、全部選択したい場合は、あえて選択画面モードで選択しないことし、選択操作を経ずに全選択扱いとする。

ステップＳ１１２で顔検出ボタンが２度押された後の選択画面モードの状態で、レリーズボタンにおいて半押し操作（Ｓ１）がされると（ステップＳ１１６）、ＡＦが開始する。または、ステップＳ１１２で顔検出ボタンが２度押しされずに、ステップＳ１１１でレリーズボタンにおいて半押し操作（Ｓ１）がされると、ＡＦが開始する。半押し（Ｓ１）のタイミングにおける検出された顔の数と、選択された顔の数に基づいてＡＦの検出領域を設定する（ステップＳ１２１）。

設定方法は、例えば以下の３通りである。（１）検出された顔の数が１つの場合、選択の有無にかかわらず、その検出枠をＡＦの検出領域とする。（２）複数の顔が検出され、かつ選択がされなかった場合は、検出された顔の検出枠全てをＡＦの検出領域とする。（３）複数の顔が検出され、かつその中から複数の顔が選択された場合は、選択した検出枠全てをＡＦの検出領域とする。

そして、上記設定された検出領域でＡＦを開始する。まず、一旦、フォーカスレンズを∞端（遠端）の位置まで駆動させた後（ステップＳ１２３）、近端の位置まで等速で駆動しながら、撮像データを取得する（ステップＳ１２４）。撮像データから検出領域のコントラスト値を撮像するたびに計算し、その値をＡＦ評価値とする。フォーカス駆動中に撮像動作は１／３０秒間隔で行なわれているため、ＡＦ評価値を算出するたびに撮像データの撮像タイミングに対応するフォーカス位置群も対応させて保存する（ステップＳ１２５）。なお、このとき、撮像データの一連の画像処理によって表示用のデータに変換した後、ＬＣＤ１５８での表示をしている（ステップＳ１２６）。

この一連の動作は、フォーカスレンズが近端の位置に到達するまで継続する（ステップＳ１２７）。ＡＦ動作が完了した時点で、保存したＡＦ評価値群からＡＦ検出領域毎のＡＦ評価値の最大値（ピーク値）を検出する（ステップＳ１２８）。図５に示すように、検出されたピーク値に対応するフォーカスレンズの位置がその検出領域における合焦位置（ピーク位置）である（ステップＳ１２９）。図５は、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。

上記の一連のＡＦ動作がコントラスト方式のフォーカス制御である。図６は、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフであり、ピーク部分を抽出したものである。フォーカスレンズの位置は１／３０秒毎にサンプリングされているが、より正確に合焦位置を算出するためにピーク値とその前後のデータに基づいて、補間計算によってより正確な合焦位置を算出したほうがよい。

ＡＦ検出領域が１つである場合であって、顔検出後に顔検出枠が選択されていない場合は、本撮影に用いる絞りを通常のＦ４とする（ステップＳ１２９）。顔検出枠が選択されている場合は、撮影者がよりその被写体を強調したいということで、主要被写体の背景をぼかすために本撮影に用いる絞りを開放のＦ２とする（ステップＳ１２９）。

そして、ＡＦ検出領域が１つである場合は、その領域のピーク位置にフォーカスレンズを移動して、被写体像をＣＣＤの撮像面に合焦させる（ステップＳ１３０）。

ＡＦ検出領域が複数の場合は、全ての領域が被写界深度内に入るような絞りとフォーカスレンズ位置を算出する（ステップＳ１２９）。図７は、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。

まず、各領域のピーク位置の中で一番遠距離側と一番近距離側のピーク位置を検出し、そのピーク位置の中央位置及びその偏差ΔＰｅａｋを算出する。そして、算出された中央位置を、被写体像をＣＣＤの撮像面に合焦させるための最終的なフォーカスレンズ位置とする。例えば図３（Ｃ）の被写体の場合について説明する。図３（Ｃ）では、ＡＦ検出領域は３つであり、そのＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係は、例えば図７のようになる。

ＡＦ検出領域の左から順にピーク位置は、４８、５４、６０である。まず、３つの顔を１回ずつ選択した場合を説明する。３つのうち最遠ピーク位置が４８であり、最近ピーク位置が６０である。従って、最終合焦位置は、その中央の（４８＋６０）／２＝５４の位置とする。本撮影に用いる絞り値は、算出された偏差ΔＰｅａｋ（６０−４８＝１２）から算出する。その算出方法は、
絞り値＝ΔＰｅａｋ／２／δ（許容錯乱円）
である。

許容錯乱円とは、撮像素子面上で点被写体のピントぼけを許容する最大直径を意味し、許容錯乱円は撮像素子の大きさに依存する値である。例えば、３５ｍｍの撮像素子ではδ＝３０μｍである。フォーカスレンズ位置の移動量１ＳＴＥＰに対して撮像面での偏差（ＤＦ量：デフォーカス量）は、撮影レンズに依存する。例えば１ＳＴＥＰがＤＦ量で５０μｍとする。よって、ΔＰｅａｋは、ＤＦ量換算で、１２×５０＝６００μｍとなり、絞り値は、１０（＝６００／２／３０）となる。以上より、本撮影時のフォーカスレンズ位置は５４の位置にし、絞り値はＦ１０に設定することで、３つの領域（３人）の被写体の全てが被写界深度内に収まることになる。

次に、３人のうち左の顔を２回選択し、残りの２つの顔を１回のみ選択した場合について説明する。なお、２回選択する場合には、その顔の顔検出枠を選択後、決定する動作を２回行えばよい。本実施形態では、２回選択された顔（左：ピーク位置＝４８）について他の顔よりも合焦ずれ量を少なくする。例えば、合焦ずれ量＝０となるように、目標のフォーカスレンズ位置を４８とする。そして、残りの２つの顔が被写界深度内に収まるようにする。この例では、一番合焦ずれ量が大きくなるのは、目標のフォーカスレンズ位置から一番離れた右の顔（ピーク位置＝６０）であるから、絞り値＝ΔＰｅａｋ／δ＝（６０−４８）×５０μｍ／３０＝２０となる。従って、本撮影時のフォーカスレンズ位置は４８の位置にし、絞り値はＦ２０に設定することで、左の顔について合焦位置からずれ量を最も少なくしつつ、３つの領域（３人）の被写体の全てが被写界深度内に収まることになる。

このようにして、撮影者の煩わしい操作を低減させ、かつ撮影者の意図する人物被写体に対してピントを保証することができる。

その後、撮影者がレリーズボタンを全押し（Ｓ２）操作することで（ステップＳ１３１）、本撮影が開始される（ステップＳ１３２）。本撮影では、撮像データに対して一連の画像処理を行なって、画像ファイルを作成し、記録媒体に画像ファイルを保存する。一方、ステップＳ１３１で全押し操作されずに半押しが継続している間は全押しがされるまで待機し、半押しが解除されたときは、ステップＳ１０２に戻る（ステップＳ１３２）。

以上、本実施形態によれば、１つ又は複数の検出された顔の数と、その中から選択された顔の数（無選択も含まれ、最大は検出された顔の数と同数である。）に応じて、撮影者が意図する被写体（顔）に対して、最適な絞り・フォーカス制御を行なうことができる。

例えば、検出された顔が１つで、かつあえて選択した場合は、選択しなかった場合に比べて、絞りを開放側にすることで、背景をぼかして顔が浮かび上がるような描写にすることができる。

また、複数の顔に対して１つ又は複数の顔が選択された場合、その１つ又は複数の顔のＡＦ結果から選択した顔が全て被写界深度に入るような絞り値とフォーカスレンズ位置にする。一方、複数の顔に対して選択しなかった場合は、全ての顔を選択したものとして全ての顔が被写界深度に入るように絞り値とフォーカスレンズ位置にする。これにより、全ての顔を選択する操作の煩わしさを解消することができる。

また、複数の顔を選択し、かつ同じ顔を複数回選択した場合、選択回数が多いほど当該顔について合焦位置からのずれ量を少なくする。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、顔検出されて表示された顔検出枠を撮影者による操作によって、画面上で選択していく場合について説明したが、本発明は係る例に限定されない。例えば、選択を排除する顔検出枠を撮影者による操作によって選択できるようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る撮像装置を示すブロック図である。 同実施形態に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。 同実施形態に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。 撮影された被写体が表示された画面を示す説明図である。 撮影された被写体が表示された画面を示す説明図である。 ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。 ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。 ＡＦ評価値とフォーカスレンズ位置の関係を示すグラフである。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０１ 結像光学系
１０２ ズームレンズ
１０３ 絞り
１０４ フォーカスレンズ
１０７ ＣＣＤ
１１０ 画像入力コントローラ
１２０ ＤＳＰ／ＣＰＵ
１２１ タイミングジェネレータ
１２２ 適正露光算出部
１２３ 露光制御部
１２４ ＡＦ動作制御部
１２５ ＡＦ検出領域設定部
１２６ 合焦位置算出部
１２７ 設定絞り値算出部
１３５ 操作部材
１４１、１４３、１４５ ドライバ
１４２、１４４、１４６ モータ
１５２ 画像信号処理回路
１５４ 圧縮処理回路
１５６ ＬＣＤドライバ
１５８ ＬＣＤ
１６２ ＶＲＡＭ
１６４ ＳＤＲＡＭ
１６６ メディアコントローラ
１６８ 記録メディア

Claims (6)

1. 撮像素子から得られた画像データ内から１つ又は複数の人物の顔を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された顔から１つ又は複数の顔を選択する選択手段と、
   前記検出手段によって検出された顔の数と、前記選択手段によって選択された顔の数に応じて絞り制御及びフォーカス制御を決定する撮影制御手段と
   を有する、撮像装置。
2. 前記検出手段によって検出された顔の数が１つであり、前記選択手段が検出された１つの顔を選択したとき、前記撮影制御手段は、前記絞り制御による絞り値を標準設定値よりも開放側に設定する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記検出手段によって検出された顔の数が複数であり、前記選択手段が検出された顔を少なくとも１つ以上選択したとき、前記撮影制御手段は、選択した全ての顔が被写界深度内に収まるように前記絞り制御及び前記フォーカス制御を決定する、請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記検出手段によって検出された顔の数が複数であり、前記選択手段が検出された顔を選択しなかったとき、前記撮影制御手段は、検出された顔が全ての顔が被写界深度内に収まるように前記絞り制御及び前記フォーカス制御を決定する、請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記検出手段によって検出された顔の数が複数であり、前記選択手段が同じ顔を複数回選択したとき、選択回数が多いほど、前記撮影制御手段は、当該顔について合焦位置からのずれ量が少なくなるように前記フォーカス制御を決定する、請求項１に記載の撮像装置。
6. 撮像素子から得られた画像データ内から１つ又は複数の人物の顔を検出するステップと、
   前記検出された顔から１つ又は複数の顔を選択するステップと、
   前記検出された顔の数と、前記選択された顔の数に応じて絞り制御及びフォーカス制御を決定するステップと
   を有する、撮像方法。
   
   

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