JP2012078615A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画面内の被写体の顔の中心の最も近くに配置された焦点検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節を行う場合に、被写体の顔のコントラストが低い場合であっても焦点調節精度の低下を防ぐ。
【解決手段】撮像装置は、撮影光学系を介して被写体の像を撮像し、画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力された画像信号に基づいて、撮影画面内の人物の顔に対応する顔領域を検出し、顔領域の中心を検出する顔検出手段と、撮影画面に設けられた複数の焦点検出エリアのうち、顔領域に含まれる位置に配置された焦点検出エリアのデフォーカス量を算出する算出手段と、顔検出手段により検出された顔領域の中心に基づいて、複数の焦点検出エリアのうち少なくとも１つの焦点検出エリアを選択する選択手段と、選択手段により選択された焦点検出エリアのデフォーカス量に基づいて、撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

従来から、撮影画面内の被写体の顔を検出し、検出した顔の中心の最も近くに配置された焦点検出エリアに対応するデフォーカス量を用いて焦点調節を行うカメラが知られている（たとえば特許文献１）。

特開２００７−２７９１８８号公報

しかしながら、被写体のコントラストが低い場合、デフォーカス量の信頼性が低くなり、焦点調節精度が低下するという問題がある。

請求項１に記載の発明による撮像装置は、撮影光学系を介して被写体の像を撮像し、画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力された画像信号に基づいて、撮影画面内の人物の顔に対応する顔領域を検出し、顔領域の中心を検出する顔検出手段と、撮影画面に設けられた複数の焦点検出エリアのうち、顔領域に含まれる位置に配置された焦点検出エリアのデフォーカス量を算出する算出手段と、顔検出手段により検出された顔領域の中心に基づいて、複数の焦点検出エリアのうち少なくとも１つの焦点検出エリアを選択する選択手段と、選択手段により選択された焦点検出エリアのデフォーカス量に基づいて、撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、顔領域の中心に基づいて複数の焦点検出エリアのうち少なくとも１つの焦点検出エリアを選択し、選択された焦点検出エリアのデフォーカス量に基づいて焦点調節を行うので、被写体のコントラストが低い場合であっても焦点調節精度の低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態による電子カメラの要部構成を説明する断面図 制御装置の機能を説明するブロック図 撮影画面における焦点検出エリアの配置の一例を説明する図 焦点検出光学系の一例を説明する図 顔領域と焦点検出エリアとの位置関係の一例を説明する図 第１の実施の形態による電子カメラの動作を説明するフローチャート 第２の実施の形態による電子カメラの動作を説明するフローチャート 第３の実施の形態による電子カメラの動作を説明するフローチャート

−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、本発明の第１の実施の形態による電子カメラを説明する。図１は、実施の形態における電子カメラ１の断面図である。この電子カメラ１には、撮影光学系を構成する撮影レンズＬ１が装着されている。撮影レンズＬ１を透過した被写体からの光の一部はメインミラー２のハーフミラー部を透過し、サブミラー３で反射されて焦点検出装置４に導かれる。また、撮影レンズＬ１を透過した被写体からの光の一部はメインミラー２で反射されて、電子カメラ１上部のファインダー５へ導かれ、焦点板９上に被写体像が結像される。この被写体像が撮影者によって観察される。なお、メインミラー２およびサブミラー３は、撮影前は図示するように撮影光路中に配置されている。また、メインミラー２およびサブミラー３は、撮影時は上方に跳ね上げられて撮影光路から退避される。その結果、撮影レンズＬ１からの被写体からの光は撮像素子１０に導かれ、被写体像が撮像素子１０により撮像される。

ファインダー５へ導かれた被写体からの光の一部は、測光装置８へ導かれる。測光装置８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各画素が所定の配列パターンで配列された受光素子（撮像素子）を有している。測光装置８は、この受光素子上に結像された撮影レンズＬ１による像を検出して、被写体の色情報を取得する。そして、測光装置８は、取得した色情報を含む画像信号を制御装置６へ出力する。この色情報は、後述するように、制御装置６において公知の顔検出（顔認識）処理を行う際に使用される。

制御装置６は、図示しないＣＰＵとメモリ等の周辺回路から構成され、種々の処理や制御を行う。図２に示すように、制御装置６は、顔検出部６１、算出部６２、選択部６３および焦点調節部６４を機能的に備える。顔検出部６１は、上記の測光装置８から出力された色情報を用いて、公知の顔検出(顔認識)処理を行って、撮影画面上における人物の顔の位置を検出する。すなわち、顔検出部６１は撮影画面上において、たとえば肌色の領域を顔領域として検出する。そして、顔検出部６１は、検出した顔領域の中心位置を検出する。算出部６２は、後述する焦点検出装置４から出力される焦点検出信号を用いて、撮影レンズＬ１の焦点調節状態（デフォーカス量）を算出する。選択部６３は、顔検出部６１が検出した顔領域の中心位置に基づいて、複数の焦点検出エリアの中から少なくとも１つの焦点検出エリアを選択する。焦点調節部６４は、選択部６３により選択された焦点検出エリアのデフォーカス量に基づいてレンズ駆動装置７を駆動制御して、撮影レンズＬ１の焦点調節を行わせる。

図３に示すように、焦点検出装置４において、撮影レンズＬ１による撮影画面内に、たとえば５１個の焦点検出エリアＡｒ（焦点検出位置）が設定されている。図３においては、各焦点検出エリアＡｒに対し、左上から右下の順にＡｒ１〜Ａｒ５１として符号を付与する。各焦点検出エリアＡｒ１〜Ａｒ５１には、図４に示す２００〜６００の焦点検出光学系が備えられている。図４において、図１の撮影レンズＬ１に対応する撮影光学系１００の領域１０１を介して入射した光束は、視野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０１および再結像レンズ５０１を通過し、イメージセンサアレイ６００のＡ列上に結像する。イメージセンサアレイ６００のＡ列は、入射強度に応じた出力を発生する複数の光電変換画素を一次元状に配列したものである。

同様に、撮影光学系１００の領域１０２を介して入射した光束は、視野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０２および再結像レンズ５０２を通過し、イメージセンサアレイ６００のＢ列上に結像する。このイメージセンサアレイ６００のＢ列は、入射強度に応じた出力を発生する複数の光電変換画素を一次元状に配列したものである。

これらイメージセンサアレイ６００のＡ列、Ｂ列上に結像した一対の被写体像は、撮影光学系１００が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに遠ざかる。イメージセンサアレイ６００のＡ列、Ｂ列上に結像した一対の被写体像は、撮影光学系１００が予定焦点面よりも後に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに近づく。そして、撮影光学系１００が予定焦点面に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる合焦時には、イメージセンサアレイ６００のＡ列、Ｂ列上の被写体像は所定の間隔になる。この一対の被写体像はイメージセンサアレイ６００のＡ列、Ｂ列によって光電変換されて電気信号（焦点検出信号）に変換される。制御装置６は、この焦点検出信号を用いて一対の被写体像の相対位置ずれ量を求めることにより、撮影光学系１００の焦点調節状態、ここでは予定焦点面と結像面とのずれ量とその方向（以後、デフォーカス量と呼ぶ）を算出する。

次に、各焦点検出エリアＡｒ１〜Ａｒ５１に対応するデフォーカス量を用いて、制御装置６が行う撮影レンズＬ１の焦点調節について説明する。顔検出部６１は、測光装置８から入力した画像信号に含まれる色情報を用いて、上述したように肌色に対応する領域を顔領域として検出する。そして、顔検出部６１は、検出した顔領域の中心位置を検出する。この顔領域の中心位置は、顔の向きに応じて変化する。たとえば、電子カメラ１に対して正面を向いた顔では鼻の近傍が顔の中心位置となり、横向きの顔では耳の近傍が中心位置となる。具体的には、顔検出部６１は、検出した顔領域（肌色領域）の上下方向の中点の位置と左右方向の中点の位置とを算出して顔領域の中心位置を検出する。あるいは、顔検出部６１は、顔を構成するパーツ（目、鼻、口など）の相対的位置から顔領域の中心位置を検出してもよい。

顔検出部６１により顔領域の中心位置が検出されると、選択部６３は検出した顔領域に含まれる焦点検出エリアＡｒを検出する。図５に、検出した顔領域Ｆｒｅ、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃ、および顔領域Ｆｒｅに含まれる焦点検出エリアＡｒの位置関係の一例を示す。図５においては、焦点検出エリアＡｒ４〜Ａｒ７、Ａｒ１４〜Ａｒ１７、Ａｒ２５〜Ａｒ２８、Ａｒ３７、Ａｒ３８が顔領域Ｆｒｅに含まれている様子を示す。なお、図５に示すように、顔領域Ｆｒｅの境界（顔の輪郭）にまたがる焦点検出エリアＡｒ３６、Ａｒ３９は、顔領域Ｆｒｅに含まれないものとする。

選択部６３は、顔領域Ｆｒｅに含まれる焦点検出エリアＡｒを検出すると、検出した焦点検出エリアＡｒのそれぞれと中心位置Ｃとの距離を算出する。算出部６２は、顔領域Ｆｒｅに含まれるＮ個（Ｎは整数：図５においてはＮ＝１４）の焦点検出エリアＡｒのそれぞれについて、デフォーカス量（以後、検出デフォーカス値と呼ぶ）を算出する。そして、選択部６３は、算出部６２により算出された検出デフォーカス値のうち、中心位置Ｃからの距離が近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値から順次、ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・、ｄＮとして設定する。図５においては、中心位置Ｃに最も近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒ１６の検出デフォーカス値がｄ１、次に近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒ１５の検出デフォーカス値がｄ２、その次に近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒ２７の検出デフォーカス値がｄ３に相当する。

選択部６３により検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、・・・、ｄＮが設定されると、制御装置６は第１処理を開始する。第１処理として、選択部６３は、Ｎ個の検出デフォーカス値のうち、中心位置Ｃに最も近い所定個数（たとえば３個）の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３を抽出する。すなわち、図５における焦点検出エリアＡｒ１６、Ａｒ１５、Ａｒ２７の検出デフォーカス値を抽出する。そして、算出部６２は、選択部６３により抽出された３個の検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３の平均値ｄａを、以下の式（１）により算出する。
ｄａ＝ａｖｅ（ｄ１，ｄ２，ｄ３） …（１）

算出部６２は、各検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３と、上記の式（１）により算出した平均値ｄａとの差分の絶対値ｈ１、ｈ２、ｈ３を、次の式（２）を用いて算出する。そして、算出部６２は、算出した差分の絶対値のうちの最大値ｈｘを、式（３）を用いて算出する。
ｈ１＝ａｂｓ（ｄ１−ｄａ）
ｈ２＝ａｂｓ（ｄ２−ｄａ）
ｈ３＝ａｂｓ（ｄ３−ｄａ） …（２）
ｈｘ＝ｍａｘ（ｈ１，ｈ２，ｈ３） …（３）

最大値ｈｘを算出すると、算出部６２は、最大値ｈｘが所定の閾値ｈｔｈ以上か否かを判定する。最大値ｈｘが閾値ｈｔｈ未満の場合、すなわち以下の関係式（４）を満たす場合は、選択部６３は、式（１）を用いて算出した平均値ｄａを、撮影レンズＬ１の焦点調節に用いるデフォーカス量（以後、採用デフォーカス値）として決定する。なお、閾値ｈｔｈは図示しない所定の記憶領域に予め記憶されているものとする。
ｈｘ＜ｈｔｈ …（４）

最大値ｈｘが閾値ｈｔｈ以上の場合、すなわち以下の関係式（５）を満たす場合、選択部６３は、３つの検出デフォーカス値のうちの２つの検出デフォーカス値をｄｘ１、ｄｘ２として設定する。そして、制御装置６は、第１処理を終了して第２処理を開始する。
ｈｘ≧ｈｔｈ …（５）

なお、選択部６３によるｄｘ１およびｄｘ２の設定方法は次の通りである。最大値ｈｘ＝ｈ１の場合には、選択部６３は、検出デフォーカス値ｄ１を除外して、（ｄｘ１，ｄｘ２）＝（ｄ２，ｄ３）のように設定する。最大値ｈｘ＝ｈ２の場合には、選択部６３は、検出デフォーカス値ｄ２を除外して、（ｄｘ１，ｄｘ２）＝（ｄ１，ｄ３）のように設定する。最大値ｈｘ＝ｈ３の場合には、選択部６３は、検出デフォーカス値ｄ３を除外して、（ｄｘ１，ｄｘ２）＝（ｄ１，ｄ２）のように設定する。

第２処理においては、選択部６３は、中心位置Ｃから４番目に近い位置に配置されている焦点検出エリアＡｒ（図５においては焦点検出エリアＡｒ６）の検出デフォーカス値をｄ４として選択する。そして、算出部６２は、上記のｄｘ１、ｄｘ２およびｄ４を用いて、第１処理と同様の処理を行う。すなわち、算出部６２は、式（６）を用いて、検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２、ｄ４の平均値ｄａを算出する。
ｄａ＝ａｖｅ（ｄｘ１，ｄｘ２，ｄ４） …（６）

算出部６２は、各検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２、ｄ４と、上記の式（６）により算出した平均値ｄａとの差分の絶対値ｈ１、ｈ２、ｈ３を、次の式（７）を用いて算出する。そして、算出部６２は、算出した差分の絶対値のうちの最大値ｈｘを、式（８）を用いて算出する。
ｈ１＝ａｂｓ（ｄｘ１−ｄａ）
ｈ２＝ａｂｓ（ｄｘ２−ｄａ）
ｈ３＝ａｂｓ（ｄ４−ｄａ） …（７）
ｈｘ＝ｍａｘ（ｈ１，ｈ２，ｈ３） …（８）

そして、最大値ｈｘを算出すると、算出部６２は、最大値ｈｘが所定の閾値ｈｔｈ以上か否かを判定する。最大値ｈｘが閾値ｈｔｈ未満の場合、すなわち上記の関係式（４）を満たす場合は、選択部６３は、式（６）を用いて算出された平均値ｄａを、撮影レンズＬ１の焦点調節に用いる採用デフォーカス値として決定する。最大値ｈｘが閾値ｈｔｈ以上の場合、すなわち上記の関係式（５）を満たす場合、選択部６３は、３つの検出デフォーカス値のうちの２つの検出デフォーカス値を新たにｄｘ１、ｄｘ２として設定する。そして、制御装置６は、第２処理を終了して第３処理を開始する。

第３処理を開始すると、選択部６３は、中心位置Ｃから５番目に近い位置に配置されている焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値をｄ５として選択する。すなわち、第ｎ処理（１＜ｎ≦Ｎ−２）の場合に、選択部６３は検出デフォーカス値ｄ（ｎ＋２）を選択する。そして、制御装置６は関係式（４）が満たされるまで、すなわち採用デフォーカス値が得られるまで同様の処理を繰り返す。ただし、第（Ｎ−２）処理まで行った場合であっても、関係式（４）が満たされない場合には、選択部６３は、第（Ｎ−２）処理で用いた検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２の平均値であるａｖｅ（ｄｘ１，ｄｘ２）を採用デフォーカス値として決定する。選択部６３により上述のようにして採用デフォーカス値が決定されると、焦点調節部６４は、採用デフォーカス値に基づいてレンズ駆動装置７を駆動制御して、撮影レンズＬ１の焦点調節を行わせる。

なお、上記の説明においては、算出部６２は、３つの検出デフォーカス値を用いて平均値ｄａを算出するものとしたが、４つもしくは５つの検出デフォーカス値を用いて平均値ｄａを算出してもよい。ただし、平均値ｄａを算出する際に用いる検出デフォーカス値の個数を大きくし過ぎると、中心位置Ｃから離れた位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値が平均値ｄａに含まれる可能性が高くなる。すなわち、採用デフォーカス値の精度の低下につながることになる。したがって、平均値ｄａを算出する際には、３つもしくは４つの検出デフォーカス値を用いるのが好ましい。

図６に示すフローチャートを参照しながら、第１の実施の形態による電子カメラ１の動作を説明する。図６の処理は制御装置６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ユーザによって、図示しないレリーズボタンが半押し操作、すなわち撮影準備を指示する操作が行われると制御装置６により起動され、実行される。

ステップＳ１０１では、測光装置８から入力した画像信号に含まれる色情報を用いて、顔領域Ｆｒｅおよび中心位置Ｃを検出してステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では、検出された顔領域Ｆｒｅに含まれる位置に配置されたＮ個の焦点検出エリアＡｒを検出する。そして、Ｎ個の焦点検出エリアＡｒのそれぞれについて検出デフォーカス値を算出してステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３においては、中心位置ＣとステップＳ１０２で検出されたＮ個の焦点検出エリアＡｒのそれぞれとの距離を算出してステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、処理の回数を示すカウンタｎを１に設定してステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、Ｎ個の検出デフォーカス値のうち、中心位置Ｃに最も近い３個の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３を抽出し、第１処理を行ってステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、処理の結果、採用デフォーカス値が決定されたか否かを判定する。採用デフォーカス値が決定された場合、すなわち上記の関係式（４）を満たす場合には、ステップＳ１０６が肯定判定されて後述するステップＳ１１３へ進む。採用デフォーカス値が決定されていない場合には、ステップＳ１０６が否定判定されてステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、処理の回数を示すカウンタｎがＮ−２であるか否かを判定する。カウンタｎがＮ−２の場合には、ステップＳ１０７が肯定判定されて後述するステップＳ１１２へ進む。カウンタｎがＮ−２ではない場合には、ステップＳ１０７が否定判定されてステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２を設定し、ステップＳ１０９ではカウンタｎの値に１を加えてステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、新たな検出デフォーカス値ｄ（ｎ＋２）を選択してステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、ステップＳ１０８で設定された検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２およびステップＳ１１０で抽出された検出デフォーカス値ｄ（ｎ＋２）を用いて第ｎ処理を行ってステップＳ１０６へ戻る。

ステップＳ１０７が肯定判定されるとステップＳ１１２へ進み、第（Ｎ−２）処理で用いた検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２の平均値ａｖｅ（ｄｘ１，ｄｘ２）を採用デフォーカス値として決定してステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３では、採用デフォーカス値に基づいて、撮影レンズＬ１を駆動させて焦点調節を行い、処理を終了する。

以上で説明した第１の実施の形態による電子カメラ１によると、以下の作用効果が得られる。
（１）測光装置８は、撮影レンズＬ１を介して被写体の像を撮像し、画像信号を出力する。顔検出部６１は、測光装置８から出力された画像信号に基づいて、撮影画面内の人物の顔に対応する顔領域Ｆｒｅを検出し、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃを検出する。算出部６２は、撮影画面に設けられた複数の焦点検出エリアＡｒのうち、顔領域Ｆｒｅに含まれる位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値を算出する。選択部６３は、顔検出部６１により検出された顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに基づいて、複数の焦点検出エリアＡｒのうち少なくとも１つの焦点検出エリアＡｒを選択する。そして、焦点調節部６４は、選択部６３により選択された焦点検出エリアＡｒのデフォーカス量（採用デフォーカス値）に基づいて、撮影レンズＬ１の焦点調節を行うようにした。

すなわち、選択部６３は、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃから近い順に所定数として３個の焦点検出エリアＡｒを選択する。算出部６２は、選択部６３により選択された３個の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ１〜ｄ３の平均値ｄａを算出し、３個の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ１〜ｄ３のそれぞれと平均値ｄａとの差分を算出する。そして、焦点調節部６４は、算出部６２により算出された差分が閾値ｈｔｈ未満の場合に、平均値ｄａを採用デフォーカス値として用いることにより焦点調節を行うようにした。

被写体（顔）のコントラストが低い場合には、複数の焦点検出エリアＡｒにおいて焦点検出の際に検出ばらつきにともなう誤差が発生し、算出されるデフォーカス値の信頼性が低下する。そして検出ばらつきによる誤差が発生する場合、焦点調節精度にも悪影響を及ぼすことになる。これに対して、本実施の形態の電子カメラ１は、複数の検出デフォーカス値間の差がわずかな場合に、それらの検出デフォーカス値の平均値ｄａを採用デフォーカス値として用いる。その結果、被写体（顔）のコントラストが低い場合であっても検出ばらつきに伴う誤差の発生を防いで、焦点調節精度を向上できる。

また、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃから離れた、顔領域Ｆｒｅの境界（顔の輪郭）にまたがるような焦点検出エリアＡｒでは、電子カメラ１の近傍に位置する人物（顔）と遠方の背景とが混合被写体として検出されるため、検出デフォーカス値には検出誤差が重畳される（遠近競合誤差）。これに対して、本実施の形態の電子カメラ１は、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに近くに配置された焦点検出エリアＡｒに対応する検出デフォーカス値を用いて採用デフォーカス値を決定することができる。その結果、遠近競合誤差の発生を防いで、焦点調節精度を向上できる。

（２）さらに、選択部６３は、差分が閾値ｈｔｈ以上の場合には、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃから近い順に新たな焦点検出エリアＡｒを選択する。そして、算出部６２は、選択部６３により選択された新たな焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ４を用いて新たな平均値ｄａを算出し、新たな焦点検出エリアの検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２、ｄ４のそれぞれと新たな平均値ｄａとの差分を新たに算出する。そして、焦点検出部６４は、算出部６２により算出された新たな差分が閾値ｈｔｈ未満の場合に、新たな平均値ｄａを採用デフォーカス値として用いることにより焦点調節を行うようにした。したがって、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに近くに配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値から順次、採用デフォーカス値として適しているか否かを判定できる。その結果、遠近競合誤差の発生を抑制しつつ検出ばらつきに伴う誤差の発生を防いで、焦点調節精度を向上できる。

−第２の実施の形態−
図面を参照して、本発明による第２の実施の形態について説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、採用デフォーカス値を決定する際に、検出デフォーカス値の信頼性を加味する点で、第１の実施の形態と異なる。

制御装置６の顔検出部６１は、第１の実施の形態と同様にして、測光装置８から入力した画像信号に含まれる色情報を用いて、顔領域Ｆｒｅと中心位置Ｃを検出する。顔検出部６１は、第１の実施の形態と同様にして、顔領域に含まれる焦点検出エリアＡｒを検出し、検出した焦点検出エリアＡｒのそれぞれと中心位置Ｃとの距離を算出する。算出部６２は、顔領域Ｆｒｅに含まれるＮ個（Ｎは整数：図５においてはＮ＝１４）の焦点検出エリアＡｒのそれぞれについて、検出デフォーカス値と、公知の方法を用いて検出デフォーカス量の信頼性を示す検出信頼性値とを算出する。検出信頼性値は、イメージセンサアレイ６００のＡ列およびＢ列に結像した被写体像の相関度が高い場合、すなわち被写体のコントラストが高い場合には高い値となり、被写体像の相関度が低い場合、すなわち被写体のコントラストが低い場合には低い値となる。

選択部６３は、算出された検出デフォーカス値のうち、中心位置Ｃからの距離が近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値から順次、ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・、ｄＮとして設定する。さらに、選択部６３は、算出された検出デフォーカス値のうち、中心位置Ｃからの距離が近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値の検出信頼性値から順次、ｓ１、ｓ２、ｓ３、・・・、ｓＮとして設定する。すなわち、選択部６３は、検出デフォーカス値ｄｉ（１≦ｉ≦Ｎ）に対応する検出信頼性値をｓｉ（１≦ｉ≦Ｎ）として設定する。図５においては、中心位置Ｃに最も近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒ１６の検出デフォーカス値ｄ１の検出信頼性値がｓ１、次に近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒ１５の検出デフォーカス値ｄ２の検出信頼性値がｓ２、その次に近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒ２７の検出デフォーカス値ｄ３の検出信頼性値がｓ３に相当する。

上述したように検出信頼性値ｓｉが設定されると、算出部６２は、ｉ＝１の検出信頼性値ｓ１と所定の閾値ｓｔｈとの大小を比較する。この閾値ｓｔｈは予め所定の記憶領域に記憶されているものとする。検出信頼性値ｓ１が閾値ｓｔｈを超える場合には、選択部６３は、検出信頼性値ｓ１に対応する検出デフォーカス値ｄ１を採用デフォーカス値として決定する。検出信頼性値ｓ１が閾値ｓｔｈ以下の場合には、算出部６２は、ｉ＝２である検出信頼性値ｓ２と閾値ｓｔｈとの大小を比較する。そして、検出信頼性値ｓ２が閾値ｓｔｈよりも大きい場合には、選択部６３は検出デフォーカス値ｄ２を採用デフォーカス値として決定する。検出信頼性値ｓ２が閾値ｓｔｈ以下の場合には、算出部６２はｉ＝３である検出信頼性値ｓ３と閾値ｓｔｈとの大小の比較を行う。換言すると、算出部６２は、ｉ＝１から順次、検出信頼性値ｓｉと閾値ｓｔｈとの大小を比較する。そして、以下の関係式（９）を満たした場合に、選択部６３は検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定する。なお、ｉ＝１〜Ｎの全ての検出信頼性値ｓｉについて以下の関係式（９）が満たされない場合には、選択部６３は、Ｎ個の検出信頼性値ｓｉのうち最大の値の検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定する。
ｓｉ＞ｓｔｈ …（９）

図７に示すフローチャートを参照しながら、第２の実施の形態による電子カメラ１の動作を説明する。図７の処理は制御装置６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ユーザによって、図示しないレリーズボタンが半押し操作、すなわち撮影準備を指示する操作が行われると制御装置６により起動され、実行される。

ステップＳ２０１（顔領域、中心位置検出）からステップＳ２０３（各焦点検出エリアと中心位置との距離を算出）までの処理は、図６のステップＳ１０１（顔領域、中心位置検出）からステップＳ１０３（各焦点検出エリアと中心位置との距離を算出）までの各処理と同様である。ステップＳ２０４では、検出デフォーカス値ｄｉ、検出信頼性値ｓｉに対応したカウンタｉの値を１に設定してステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５においては、検出信頼性値ｓｉが閾値ｓｔｈよりも大きいか否かを判定する。検出信頼性値ｓｉが閾値ｓｔｈを超える場合は、ステップＳ２０５が肯定判定されてステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８では、検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定して、後述するステップＳ２１０へ進む。検出信頼性値ｓｉが閾値ｓｔｈ以下の場合には、ステップＳ２０５が否定判定されてステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６では、カウンタｉの値がＮであるか否かを判定する。カウンタｉの値がＮではない場合には、ステップＳ２０６が否定判定されてステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７では、カウンタｉの値に１を加えてステップＳ２０５へ戻る。カウンタｉがＮの場合にはステップＳ２０６が肯定判定されてステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９においては、Ｎ個の検出信頼性値ｓｉのうち最大の検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定し、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、図６のステップＳ１１３と同様に、採用デフォーカス値に基づいて、撮影レンズＬ１を駆動させて焦点調節を行い、処理を終了する。

以上で説明した第２の実施の形態による電子カメラ１によれば、以下の作用効果が得られる。
測光装置８は、撮影レンズＬ１を介して被写体の像を撮像し、画像信号を出力する。顔検出部６１は、測光装置８から出力された画像信号に基づいて、撮影画面内の人物の顔に対応する顔領域Ｆｒｅを検出し、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃを検出する。算出部６２は、撮影画面に設けられた複数の焦点検出エリアＡｒのうち、顔領域Ｆｒｅに含まれる位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値を算出する。選択部６３は、顔検出部６１により検出された顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに基づいて、複数の焦点検出エリアＡｒのうち少なくとも１つの焦点検出エリアＡｒを選択する。そして、焦点調節部６４は、選択部６３により選択された焦点検出エリアＡｒのデフォーカス量（採用デフォーカス値）に基づいて、撮影レンズＬ１の焦点調節を行うようにした。

すなわち、算出部６２は、複数の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄｉについて信頼性を示す検出信頼性値ｓｉをそれぞれ算出して、前記検出信頼性値ｓｉが閾値ｓｔｈを超えるか否かを判定する。そして、焦点調節部６４は、閾値ｓｔｈを超える検出信頼性値ｓｉに対応する焦点検出エリアＡｒのうち、顔検出部６１により検出された顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに最も近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として用いて焦点調節を行うようにした。したがって、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄｉから順次、検出信頼性値ｓｉの有無を判定するので、遠近競合誤差の発生を抑えつつ検出ばらつきによる誤差の発生を抑制して、焦点調節精度を向上できる。

−第３の実施の形態−
図面を参照して、本発明による第３の実施の形態について説明する。以下の説明では、第１および第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１または第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、まず第２の実施の形態と同様にして、各焦点検出エリアの検出デフォーカス値の検出信頼性値が閾値を超えるか否かを判定する。そして、いずれの検出信頼性値も閾値を超えない場合、すなわち全ての検出デフォーカス値の信頼性が低い場合には、第１の実施の形態と同様の処理を行って採用デフォーカス値を決定する。

制御装置６は、第２の実施の形態と同様にして、次の各処理を行う。すなわち、顔検出部６１は、測光装置８から入力した画像信号に含まれる色情報を用いて、顔領域Ｆｒｅと中心位置Ｃを検出し、顔領域に含まれる焦点検出エリアＡｒを検出する。顔検出部６１は、検出した焦点検出エリアＡｒのそれぞれと中心位置Ｃとの距離を算出する。そして、算出部６２は、顔領域Ｆｒｅに含まれるＮ個（Ｎは整数：図５においてはＮ＝１４）の焦点検出エリアＡｒのそれぞれについて、検出デフォーカス値と検出信頼性値とを算出する。選択部６２は、算出された検出デフォーカス値のうち、中心位置Ｃからの距離が近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒから順次の検出デフォーカス値ｄｉ（１≦ｉ≦Ｎ）と、検出デフォーカス値ｄｉに対応する検出信頼性値とｓｉ（１≦ｉ≦Ｎ）を設定する。

算出部６２は、ｉ＝１から順次、検出信頼性値ｓｉと閾値ｓｔｈとの大小を比較し、選択部６３は、閾値ｓｔｈよりも大きな検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定する。ｉ＝１〜Ｎにおいて、閾値ｓｔｈよりも大きな検出信頼性値ｓｉが存在しない場合、すなわち全ての検出デフォーカス値ｄｉの信頼性が低い場合には、制御装置６は、第１の実施の形態と同様にして、第１処理を開始する。上述したように、選択部６３は、Ｎ個の検出デフォーカス値ｄｉのうち、中心位置Ｃに最も近い、たとえば３個の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３を抽出し、算出部６２は、検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３の平均値ｄａを算出する。

算出部６２は、各検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３と平均値ｄａとの間の差分の絶対値ｈ１、ｈ２、ｈ３のうちの最大値ｈｘを算出する。最大値ｈｘを算出すると、算出部６２は、最大値ｈｘが所定の閾値ｈｔｈ以上か否かを判定する。最大値ｈｘが閾値ｈｔｈ未満の場合には、選択部６３は、平均値ｄａを採用デフォーカス値として決定する。最大値ｈｘが閾値ｈｔｈ以上の場合には、選択部６３は３つの検出デフォーカス値ｄ１、ｄ２、ｄ３のうちの２つの検出デフォーカス値をｄｘ１、ｄｘ２として設定し、制御装置６は第２処理を開始する。

以後、制御装置６は上述した関係式（４）が満たされるまで、すなわち採用デフォーカス値が得られるまで同様の処理を繰り返す。ただし、第（Ｎ−２）処理まで行った場合であっても、関係式（４）が満たされない場合には、選択部６３は、第（Ｎ−２）処理で用いた検出デフォーカス値ｄｘ１、ｄｘ２の平均値であるａｖｅ（ｄｘ１，ｄｘ２）を採用デフォーカス値として決定する。

図８に示すフローチャートを参照しながら、第３の実施の形態による電子カメラ１の動作を説明する。図８の処理は制御装置６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ユーザによって、図示しないレリーズボタンが半押し操作、すなわち撮影準備を指示する操作が行われると制御装置６により起動され、実行される。

ステップＳ３０１（顔領域、中心位置検出）からステップＳ３０８（検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定）までの各処理は、図７の、ステップＳ２０１（顔領域、中心位置検出）からステップＳ２０８（検出信頼性値ｓｉに対応する検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として決定）までの各処理と同様である。ステップＳ３０９（カウンタｎを１に設定）からステップＳ３１８（採用デフォーカス値に基づいて撮影レンズ駆動）までの各処理は、図６のステップＳ１０４（カウンタｎを１に設定）からステップＳ１１３（採用デフォーカス値に基づいて撮影レンズ駆動）までの各処理と同様である。

以上で説明した第３の実施の形態による電子カメラ１よれば、以下の作用効果が得られる。
第２の実施の形態と同様にして、算出部６２は、複数の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄｉの信頼性を示す検出信頼性値ｓｉをそれぞれ算出して、検出信頼性値ｓｉが閾値ｓｔｈを超えるか否かを判定する。焦点調節部６４は、閾値ｓｔｈを超える検出信頼性値ｓｉに対応する焦点検出エリアＡｒのうち、顔検出部６１により検出された顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃに最も近い位置に配置された焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄｉを採用デフォーカス値として用いて焦点調節を行う。全ての検出信頼性値ｓｉが閾値ｓｔｈ以下と判定された場合には、選択部６３は、第１の実施の形態と同様にして、顔領域Ｆｒｅの中心位置Ｃから近い順に３個の焦点検出エリアＡｒを選択する。算出部６２は、選択部６３により選択された３個の焦点検出エリアＡｒの検出デフォーカス値ｄ１〜ｄ３の平均値ｄａを算出し、検出デフォーカス値ｄ１〜ｄ３のそれぞれと平均値ｄａとの差分を算出する。そして、焦点調節部６４は、算出部６２により算出された差分が閾値ｈｔｈ未満の場合に、平均値ｄａを採用デフォーカス値として用いて焦点調節を行うようにした。したがって、第１の実施の形態と第２の実施の形態とにより得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

以上で説明した第１〜第３の実施の形態による電子カメラ１を、以下のように変形できる。
（１）焦点検出エリアＡｒが顔領域Ｆｒｅの境界、すなわち顔の輪郭と重なっているものについても用いることができる。すなわち、図５において、顔領域Ｆｒｅの境界にまたがる焦点検出エリアＡｒ３６、Ａｒ３９のデフォーカス量を検出デフォーカス値として用いてもよい。

（２）焦点検出装置４を備えるものに代えて、撮像素子１０には撮像用画素が二次元状に配置されるとともに、焦点検出エリアＡｒに対応した位置に焦点検出用センサを構成する焦点検出用画素が組み込まれているものであってもよい。この場合、顔検出部６１は、撮像素子１０の撮像用画素から出力された画像信号を用いて顔領域Ｆｒｅおよび中心位置Ｃを検出すればよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。

６ 制御装置、 ６１ 顔検出部、
６２ 算出部、 ６３ 選択部、
６４ 焦点調節部、 ８ 測光装置

Claims (5)

1. 撮影光学系を介して被写体の像を撮像し、画像信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、撮影画面内の人物の顔に対応する顔領域を検出し、前記顔領域の中心を検出する顔検出手段と、
   前記撮影画面に設けられた複数の焦点検出エリアのうち、前記顔領域に含まれる位置に配置された焦点検出エリアのデフォーカス量を算出する算出手段と、
   前記顔検出手段により検出された前記顔領域の中心に基づいて、前記複数の焦点検出エリアのうち少なくとも１つの焦点検出エリアを選択する選択手段と、
   前記選択手段により前記選択された前記焦点検出エリアの前記デフォーカス量に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記選択手段は、前記顔領域の中心から近い順に所定数の焦点検出エリアを選択し、
   前記算出手段は、前記選択手段により選択された前記所定数の焦点検出エリアの前記デフォーカス量の平均値を算出し、前記所定数の焦点検出エリアの前記デフォーカス量のそれぞれと前記平均値との差分を算出し、
   前記焦点調節手段は、前記算出手段により算出された前記差分が所定の閾値未満の場合に、前記平均値を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記選択手段は、前記差分が所定の閾値以上の場合には、前記顔領域の中心から近い順に新たな焦点検出エリアを選択し、
   前記算出手段は、前記選択手段により選択された前記新たな焦点検出エリアの前記デフォーカス量の平均値を新たに算出し、前記新たな焦点検出エリアの前記デフォーカス量のそれぞれと前記新たな平均値との差分を新たに算出し、
   前記焦点調節手段は、前記算出手段により算出された前記新たな差分が所定の閾値未満の場合に、前記新たな平均値を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記算出手段は、前記複数の焦点検出エリアの前記デフォーカス量について信頼性を示す検出信頼性値をそれぞれ算出して、前記検出信頼性値が所定値を超えるか否かを判定し、
   前記焦点調節手段は、前記所定値を超える前記検出信頼性値に対応する前記焦点検出エリアのうち、前記顔検出手段により検出された前記顔領域の中心に最も近い位置に配置された前記焦点検出エリアの前記デフォーカス量を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項４に記載の撮像装置において、
   前記選択手段は、前記算出手段により算出された全ての前記検出信頼性値が前記所定値以下と判定された場合には、前記顔領域の中心から近い順に所定数の焦点検出エリアを選択し、
   前記算出手段は、前記選択手段により選択された前記所定数の焦点検出エリアのデフォーカス量の平均値を算出し、前記所定数の焦点検出エリアのデフォーカス量のそれぞれと前記平均値との差分を算出し、
   前記焦点調節手段は、前記算出手段により算出された前記差分が所定の閾値未満の場合に、前記平均値を用いて前記焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。

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