JP2013242408A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 位置及び大きさが固定された複数の焦点検出領域におけるコントラスト評価値に基づいて自動焦点検出を行う撮像装置およびその制御方法において、遠近競合の影響を軽減しつつ、焦点検出に要する時間を短縮し、また適切な合焦表示を実現する。
【解決手段】 特定の被写体の領域が検出され、かつこの特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域があれば、その焦点検出領域について焦点検出を行う。また、決定された合焦距離の被写界深度内に合焦距離が存在する焦点検出領域のうち、特定の被写体の領域を含んでいるものがあれば、特定の被写体の領域を含んでいる全ての焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関し、特にはコントラスト評価値に基づく自動焦点検出を行う撮像装置およびその制御方法に関する。

位置および大きさが固定された複数の焦点検出領域のうち、人物の顔のような特定の被写体を含む焦点検出領域のコントラスト評価値に基づいて自動焦点検出することにより、特定の被写体に合焦させる撮像装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１０−３９２００号公報

しかし、コントラスト評価値に基づく自動焦点検出を、位置と大きさが固定された焦点検出領域に適用する場合、検出された被写体の領域に応じて焦点検出領域の位置および大きさを設定する場合と異なり、被写体に合焦させることは必ずしも容易でない。これは、１つの焦点検出領域に距離の大きく異なる複数の被写体が含まれる場合、コントラスト評価値の遠近競合が生じるからである。

特に、合焦させたい被写体が焦点検出領域に少ししか含まれていない場合に、正しい焦点検出ができない可能性が高くなる。このような状況は、例えば、背景よりずっと近距離に位置する人物の顔に合焦させたい場合で、顔領域のごく一部だけが含まれる焦点検出領域に対してコントラスト評価値に基づく自動焦点検出（コントラストＡＦ）を実施した場合に発生しうる。

特許文献１では、このような問題を緩和するため、焦点検出領域に優先度を付け、優先度の高い焦点検出領域の焦点検出結果を用いて最終的に合焦させる焦点検出領域を選択するようにしている。しかし、優先度の分類を行う必要があるほか、優先度に関わらず、顔を含んでいる全ての焦点検出領域について焦点検出を行う構成であるため、焦点検出に要する時間が長くなる。

また、コントラスト評価値に基づく焦点検出（コントラストＡＦ）は、原理上、低コントラストの被写体に合焦しづらい。このため、人物の顔の一部を含んだ焦点検出領域について焦点検出した場合、顔の中心部ではなく輪郭のコントラストを捕捉しやすい。その結果、目や口といった顔の中心部位では焦点検出できず（合焦距離が検出できず）、耳など顔の輪郭を形成する部位を含んだ焦点検出領域だけ焦点検出できる場合がある。

焦点検出できた焦点検出領域をユーザに明示するため、枠状の指標をＥＶＦ画像に重畳表示する合焦表示が知られている。しかし、上述の例の場合、顔の輪郭部位に該当する焦点検出領域では焦点検出できたことにより指標が表示されても、顔の中心部位に該当する焦点検出領域で焦点検出できずに指標が表示されないことが起こりうる。

この場合、顔の中心部位の焦点検出領域に対して指標が表示されないので、顔に合焦しているか判別しづらいという問題がある。特に、逆光シーンのように顔部分が露出アンダーで背景が明るい場合や、直射日光で顔部分が露出オーバーとなった場合、輪郭部でのみ焦点検出される事象が発生しやすい。

本発明はこれらの従来技術の課題の少なくとも１つを解決するためになされたものである。本発明の目的の１つは、位置及び大きさが固定された複数の焦点検出領域におけるコントラスト評価値に基づいて自動焦点検出を行う撮像装置およびその制御方法において、遠近競合の影響を軽減しつつ、焦点検出に要する時間を短縮することである。

また、本発明の別の目的は、位置及び大きさが固定された複数の焦点検出領域におけるコントラスト評価値に基づいて自動焦点検出を行う撮像装置およびその制御方法において、適切な合焦表示を実現することである。

上述の目的は、焦点検出領域に含まれる画像のコントラスト評価値に基づいて、焦点検出領域についての合焦距離を検出する焦点検出手段と、画像から特定の被写体の領域を検出する被写体検出手段と、予め設定された、位置および大きさが固定の複数の焦点検出領域のうち、焦点検出手段によって合焦距離の検出を行う焦点検出領域を選択する選択手段と、焦点検出手段が検出した合焦距離に基づいて、最終合焦距離を決定する決定手段と、複数の焦点検出領域のうち、焦点検出手段によって検出された合焦距離が最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う合焦表示手段と、を有し、選択手段は、特定の被写体の領域が検出され、かつ特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域が複数の焦点検出領域に存在すれば、特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域を選択し、特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域が複数の焦点検出領域に存在しない場合には、複数の焦点検出領域のうち１つ以上の所定の焦点検出領域を選択し、合焦表示手段は、焦点検出手段によって検出された合焦距離が最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域のうち、特定の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域がある場合には、複数の焦点検出領域のうち、特定の被写体の領域を含んでいる全ての焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う、ことを特徴とする撮像装置によって達成される。

本発明によれば、位置及び大きさが固定された複数の焦点検出領域におけるコントラスト評価値に基づいて自動焦点検出を行う撮像装置およびその制御方法において、遠近競合の影響を軽減しつつ焦点検出に要する時間を短縮し、かつ適切な合焦表示が実現される。

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図 図１におけるカメラＤＳＰの機能構成例を示すブロック図 本発明の実施形態に係るデジタルカメラに設定されている複数の焦点検出領域の例を模式的に示す図 図３のうち、顔部分を拡大した状態を模式的に示す図 本発明の実施形態に係るデジタルカメラにおける焦点検出動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施形態の変形例に係る焦点検出動作を説明するためのフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。
＜デジタルカメラの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図である。なお本発明は、大きさおよび位置が固定された複数の焦点検出領域と、コントラストＡＦとを用いる任意の撮像装置およびそのような撮像装置を備える任意の機器（カメラを備えた、携帯電話機、携帯情報端末、コンピュータ機器など）に適用可能である。

図１に示すように、デジタルカメラ１００は、ＣＰＵやＭＰＵ等によって構成されカメラ動作全体を制御するシステムコントローラ１２９と、システムコントローラ１２９の配下で光学系全体を制御するレンズコントローラ１０７を有する。図１には光学系を構成するレンズのうち合焦距離を可変するフォーカスレンズ１０１のみを示しているが、このほか不図示の変倍レンズや固定レンズが設けられている。本実施形態において、レンズコントローラ１０７には、フォーカスレンズ１０１の駆動命令、停止命令、駆動量、要求駆動速度がシステムコントローラ１２９から送信される。また、レンズコントローラ１０７には、絞り１０２の開口制御の駆動量および駆動速度や、レンズ側の各種データの送信要求がシステムコントローラ１２９から送信される。なお、光学系（１０１〜１０８の構成要素）はデジタルカメラ１００に内蔵されている構成に限らず、交換レンズの形態であってもよい。

自動焦点検出動作においてシステムコントローラ１２９は、レンズコントローラ１０７に対してフォーカスレンズ１０１の駆動方向、駆動量、および駆動速度について指示するレンズ駆動命令を発行する。レンズコントローラ１０７は、システムコントローラ１２９からのレンズ駆動命令を受信すると、レンズ駆動制御部１０４を通じてレンズ駆動機構１０３を制御する。レンズ駆動機構１０３は、例えばステッピングモータを駆動源として有し、フォーカスレンズ１０１を光軸に沿って駆動する。

フォーカスレンズ１０１の移動量は、例えばステッピングモータの回転量を検出するパルスエンコーダ等により構成されるレンズ位置情報検出部１０９を通じてレンズコントローラ１０７に送られる。レンズ位置情報検出部１０９の出力は、レンズコントローラ１０７内の不図示のハードウェアカウンタに接続される。これにより、フォーカスレンズ１０１が駆動されると、その駆動量に応じた数のパルスがレンズ位置情報検出部１０９から出力され、レンズコントローラ１０７のカウンタでパルスが計数される。レンズコントローラ１０７は、内部のハードウェアカウンタのレジスタにアクセスして、記憶されているカウンタ値をフォーカスレンズ１０１の位置情報として読み取ることができる。

レンズコントローラ１０７は、システムコントローラ１２９からの絞り制御命令を受信すると、絞り制御駆動部１０６を介して、絞り１０２を駆動する絞り駆動機構１０５を制御し、絞り制御命令で受信した駆動量に従って絞り１０２を制御する。

レンズコントローラ１０７には、少なくとも一部の領域が不揮発性であるメモリ１０８が接続されている。メモリ１０８は、不図示の変倍レンズの焦点距離（画角）、絞り１０２の開放絞り値、設定可能な絞り駆動速度といった性能情報を記憶する。

絞り１０２の開口から入射した光線は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ１１０の開口から光学フィルタ１１１を介して撮像素子１１２に至る。光学フィルタ１１１は、入射光線から赤外線をカットして可視光線を撮像素子１１２へ導く赤外線除去フィルタ機能と、光学ローパスフィルタ機能とを有する。

フォーカルプレーンシャッタ１１０は、例えばバネを駆動源とする先幕および後幕を備え、撮像素子１１２の露光、遮光を制御する。シャッタ制御部１１４は、システムコントローラ１２９からの制御信号に応じて、フォーカルプレーンシャッタ１１０の先幕および後幕の走行駆動を制御する。シャッタチャージ機構１１３は、フォーカルプレーンシャッタ１１０の走行後、次の動作のためのバネチャージを行う。

また、システムコントローラ１２９は、撮像素子１１２における所定の測光領域の出力から得られる被写体輝度と、撮像素子１１２の電荷蓄積時間、露光感度および絞り値との関係が定められたプログラム線図を、例えばＥＥＰＲＯＭ１２２に記憶している。

タイミングジェネレータ１１８は、タイミング信号を生成し、撮像系全体の駆動タイミングを決定している。ドライバ１１７は、タイミングジェネレータ１１８からのタイミング信号に基づいて、撮像素子１１２の各画素の駆動信号を生成する。撮像素子１１２は、露光時に各画素に入射した光線を電荷に変換し、画素単位の電気信号（画像信号）を生成する。

撮像素子１１２が生成した画像信号は相関二重サンプリング／自動利得制御（ＣＤＳ／ＡＧＣ）回路１１５で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１１６でデジタル画像信号へ変換される。Ａ／Ｄコンバータ１１６から出力されたデジタル画像信号は、セレクタ１２１に入力される。セレクタ１２１は、システムコントローラ１２９からの信号に基づいて、デジタル画像信号の出力先をカメラＤＳＰ１２６、ビデオメモリ１２０、メモリコントローラ１２７の間で切り替える。

メモリコントローラ１２７へ入力されたデジタル画像信号は、フレームメモリであるＤＲＡＭ１２８に全て転送される。ＤＲＡＭ１２８へ転送したデジタル画像信号をセレクタ１２１を介してビデオメモリ１２０へ定期的に（所定のフレームレートで）転送することで、モニタ表示部１１９を電子ビューファインダとして機能させることができる。

カメラＤＳＰ１２６には、システムコントローラ１２９のほか、タイミングジェネレータ１１８と、セレクタ１２１を通じてＡ／Ｄコンバータ１１６と、ビデオメモリ１２０、ワークメモリ１２５とが接続されている。

記録用画像の撮影時、システムコントローラ１２９は１フレーム分のデジタル信号をＤＲＡＭ１２８から読み出し、カメラＤＳＰ１２６で画像処理を行ってから、一旦、ワークメモリ１２５に記憶する。そして、システムコントローラ１２９は、ワークメモリ１２５に記憶した画像データを、圧縮・伸張回路１２４で例えばＪＰＥＧ形式など所定の形式でデータ圧縮し、外部の不揮発性メモリ１２３に記録する。通常、不揮発性メモリ１２３には半導体メモリカード、磁気ディスク、光ディスクなどの着脱可能な記録媒体が用いられるが、任意の不揮発性記録媒体を用いることができる。また、着脱可能な記録媒体と、着脱不能な記録媒体の両方が用いられてもよい。

システムコントローラ１２９と接続されている操作スイッチ１３１は、ユーザーがデジタルカメラ１００に設定値や指示などを入力するための入力デバイス群であり、任意の入力デバイスが含まれる。表示部１３０は、液晶パネル、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬパネルなどの表示装置であり、デジタルカメラ１００の動作状態に関する情報を表示する。ＳＷ１ １３２およびＳＷ２ １３３はレリーズスイッチに内包された２つのスイッチであり、レリーズボタンが半押し（１段押下）された際にＳＷ１ １３２が、全押し（２段押下）された際にＳＷ２ １３３が、それぞれオンする。

ＳＷ１ １３２がオンすると、システムコントローラ１２９は測光（露出条件の決定）や焦点検出などの撮影準備動作を開始する。ＳＷ２ １３３がオンすると、システムコントローラ１２９は静止画記録のための撮影動作（電荷蓄積および電荷読み出し動作）を開始させる。ライブビューモードスイッチ１３４は、モニタ表示部１１９をＥＶＦとして機能させるライブビュー表示のオン／オフを制御する。動画スイッチ１３５は、動画撮影の開始を指示するためのスイッチである。動画撮影時、システムコントローラ１２９は、電荷蓄積および電荷読み出しを所定のフレームレート（例えば３０フレーム／秒）で繰り返し実行する。なお、動画撮影時の動作はライブビュー表示時の撮影動作と基本的には同じである。

本実施形態におけるデジタルカメラ１００は、電源投入時は初期設定として静止画を記録する設定（静止画モード）であるが、動画スイッチ１３５の操作により動画を記録する設定（動画モード）に切り替わる。動画モードで動画スイッチ１３５が操作されると、静止画モードに設定が戻される。

次に、カメラＤＳＰ１２６の機能構成例と動作について、図２のブロック図を用いて説明する。
撮像素子１１２から読み出された画像信号は、上述のようにＣＤＳ／ＡＧＣ回路１１５で増幅され、Ａ／Ｄコンバータでデジタル画像信号に変換され、セレクタ１２１を介してカメラＤＳＰ１２６へ入力される。

カメラＤＳＰ１２６は、デジタル画像信号から、コントラストＡＦに用いられるコントラスト評価値の算出と、特定の被写体の検出を行う。ここでは、特定の被写体が人物の顔であるものとする。ただし、画像からパターンマッチング等の公知の技術によって検出可能な任意の被写体を特定の被写体とすることができる。

コントラスト評価値を算出するため、カメラＤＳＰ１２６に入力されたデジタル画像信号は、ＤＳＰ内部メモリ２０１を経て、焦点検出領域抽出部２０２に入力される。焦点検出領域抽出部２０２は、全画面分のデジタル画像信号から焦点検出領域内の画像を抽出して、コントラスト評価値算出部２０３に供給する。

本実施形態のデジタルカメラ１００は、位置と大きさが固定の、複数の焦点検出領域が予め設定されている。焦点検出領域の位置や大きさは、予めシステムコントローラ１２９より焦点検出領域抽出部２０２に対して設定される。コントラスト評価値算出部２０３は、複数の焦点検出領域の各々について、焦点検出領域内の画像に対してデジタルフィルタ演算により所定の周波数成分を抽出し、コントラスト評価値としてシステムコントローラ１２９に出力する。被写体検出手段としての顔領域検出部２０４は、ＤＳＰ内部メモリ２０１を経て入力された全画面分のデジタル画像信号から、人物の顔の特徴点を抽出することで、人物の顔と思われる画像領域（顔領域）を検出する。画像から人物の顔等の特定の被写体を検出する技術は一般的に用いられており、本実施形態においても公知の技術を用いて顔領域を検出することができる。顔領域検出部２０４は、検出された顔領域の情報（位置、大きさなど）をシステムコントローラ１２９に出力する。

次に、焦点検出領域について説明する。
図３は、本実施形態のデジタルカメラ１００が用いる複数の焦点検出領域の例を模式的に示す図である。図３では、全画面（撮像視野）３０１の中に、主被写体である人物３０２、主被写体より遠くに位置する樹木３０３、主被写体より手前に位置する生垣３０４が含まれている。また、複数の焦点検出領域として、画面の周縁部を除く領域を水平方向に６等分、垂直方向に４等分した計２４の焦点検出領域３０５が設定されている。複数の焦点検出領域３０５の各々は位置と大きさが固定であり、焦点検出領域ごとに焦点検出を行うことができる。最終的にどの焦点検出領域に対して合焦させるかはシステムコントローラ１２９が決定する。図３の例では、人物３０２、樹木３０３、および生垣３０４のそれぞれについて、全体を包含する焦点検出領域は存在せず、複数の焦点検出領域が、１つ以上の被写体の領域を部分的に包含している。

なお、本明細書において、被写体もしくは被写体の領域を「含む」とは、被写体の領域と重なりを有する（すなわち、被写体もしくは被写体の領域を少なくとも一部含んでいる）ことを意味する。

デジタルカメラ１００が起動されると、静止画モードで撮影スタンバイ状態となり、システムコントローラ１２９はライブビュー表示動作を開始する。撮影スタンバイ状態でレリーズボタンが半押しされてＳＷ１ １３１がオンになると、撮影準備動作の一環として、システムコントローラ１２９は２４の焦点検出領域に対する焦点検出動作を実行する。

図４は、図３の人物周辺を抜き出して拡大した図であり、顔を特定の被写体とした際の合焦表示方法を説明するための図である。図４には、複数の焦点検出領域３０５のうち、顔領域を含んでいる焦点検出領域４０１〜４０６が示されている。これら焦点検出領域４０１〜４０６のうち、焦点検出領域４０３は顔の輪郭を含まず、目など顔の中心部位を含んでいるが、他の焦点検出領域は顔の輪郭を含んでいる。

位置や大きさが固定された複数の焦点検出領域と、特定の被写体である人物が図４のような位置関係にある場合、顔の輪郭を含んだ焦点検出領域４０１、４０２、４０４、４０５で焦点検出されやすい。なお、焦点検出領域４０６については、胴体領域との境界部分のコントラストに依存するが、やはり焦点検出されやすい。一方、輪郭を含まない焦点検出領域４０３は、コントラスト成分が目や眉程度しか含まれていないことが多い。逆光シーンのように顔領域が露光アンダーであったり、直射日光が顔で反射している場合のように顔領域が露光オーバーであったりした場合、焦点検出領域４０３（および４０６）のコントラストはさらに低くなる。一方、顔の輪郭と背景とを含んだ焦点検出領域４０１、４０２、４０４、４０５ではより焦点検出されやすくなる。

そのため、焦点検出に成功した焦点検出領域を示す表示（合焦表示）を行う場合、焦点検出領域４０１，４０２，４０４，４０５には合焦表示がなされ、焦点検出領域４０３、４０６については合焦表示がなされないという状況が起こりうる。

＜焦点検出動作＞
次に、本実施形態における焦点検出動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。特に説明しない限り、以下の動作はシステムコントローラ１２９の制御に基づいて実行される。

上述の通り、焦点検出動作は、静止画モードの撮影スタンバイ状態においてＳＷ１ １３１がオンになることで開始される撮影準備動作の１つとして実行される。撮影準備動作では、露出条件の決定など他の動作も実行されるが、本発明と直接関連せず、また公知の技術を適用可能であるため説明を省略し、ここでは本発明に特徴的な焦点検出動作についてのみ説明する。

なお、上述の通り、撮影スタンバイ状態では３０〜６０フレーム／秒のフレームレートでライブビュー表示動作が実行されており、撮影、表示はもちろん、画像処理など表示用の画像を生成するために必要な処理が実行されているものとする。

Ｓ５０１で顔領域検出部２０４が、合焦前の状態でライブビュー表示用に撮影された画像信号に対して顔領域の検出処理を適用する。システムコントローラ１２９は例えば顔領域検出部２０４からの出力を受信すると、処理をＳ５０２に進める。

Ｓ５０２でシステムコントローラ１２９は、Ｓ５０１で、すなわち合焦前の段階で顔領域が検出されたか否かを、例えば顔領域検出部２０４からの出力に基づいて判定する。システムコントローラ１２９は、顔領域が検出されたと判定された場合はＳ５０３へ、検出できなかったと判定された場合はＳ５０８へ、それぞれ処理を進める。

Ｓ５０３でシステムコントローラ１２９は、Ｓ５０１で検出された顔領域と、複数の焦点検出領域３０５の各々の位置および大きさから、顔領域に内包される焦点検出領域（顔内包枠）の有無を判定する。そしてシステムコントローラ１２９は、顔内包枠があると判定された場合はＳ５０４へ、顔内包枠がないと判定された場合はＳ５０８へ、それぞれ処理を進める。

Ｓ５０４でシステムコントローラ１２９は、既に顔内包枠が設定済か否かを判定し、設定済みであればフォーカススキャンを続行するよう制御する。具体的には、システムコントローラ１２９は、既に顔内包枠が設定済であればＳ５０９へ、顔内包枠が設定されていなければＳ５０５へ、それぞれ処理を進める。

Ｓ５０５でシステムコントローラ１２９は、顔内包枠を、着目焦点検出領域（着目ＡＦ枠）に設定し、処理をＳ５０６に進める。上述の通り、顔領域の一部と背景領域とが混在した焦点検出領域についてコントラスト評価値に基づいて焦点検出すると、遠近競合により非合焦や偽合焦に至る可能性がある。しかし、顔内包枠は顔領域しか含まないので、このような問題は回避できる。特に、顔の輪郭部分を含む焦点検出領域では、逆光シーンなどにおいて輪郭部分のコントラストが上昇し、輪郭部分に合焦する場合があるが、顔内包枠は輪郭部分を含まないので、このような問題も回避できる。

Ｓ５０６でシステムコントローラ１２９は、コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探索するためにフォーカスレンズ１０１を所定のステップずつ駆動させるスキャン動作中かどうか判断する。システムコントローラ１２９は、スキャン動作中と判断されればＳ５０７へ、スキャン動作中でないと判断されればＳ５０９へ、それぞれ処理を進める。

Ｓ５０７でシステムコントローラ１２９は、それまで行っていたスキャン結果をリセットし、新たに設定された着目ＡＦ枠に基づくスキャン設定を行い、処理をＳ５０９に進める。

Ｓ５０８でシステムコントローラ１２９は、全ての焦点検出領域、あるいは２４の焦点検出領域のうち特定の一部の複数の焦点検出領域（いわゆるゾーンＡＦ枠）を、着目ＡＦ枠に設定し、処理をＳ５０９へ進める。

Ｓ５０９でシステムコントローラ１２９は、設定された着目ＡＦ枠の各々に対してスキャン動作を実行し、着目ＡＦ枠ごとに合焦位置を検出して、処理をＳ５１０へ進める。
具体的には、システムコントローラ１２９は、レンズコントローラ１０７に対してレンズ駆動コマンドを順次発行して、フォーカスレンズ１０１を、予め定められたスキャン範囲内で順次所定量ずつ移動させながら撮影を行う。そして、システムコントローラ１２９は、個々のフォーカスレンズ位置で得られた画像の着目ＡＦ枠についてコントラスト評価値算出部２０３で得られたコントラスト評価値を例えばＤＲＡＭ１２８に記憶する。スキャン範囲の終わりまでフォーカスレンズ１０１が移動したら、システムコントローラ１２９は、コントラスト評価値が最大になったフォーカスレンズ位置を着目ＡＦ枠ごとに検出する。

Ｓ５１０でシステムコントローラ１２９は、着目ＡＦ枠それぞれについての焦点検出結果（合焦距離）から、所定の条件（例えば、近い合焦距離を優先する）に従って最終合焦距離を決定可能か判定する。なお、着目ＡＦ枠が１つであればそこで検出された合焦距離を最終合焦距離とする。システムコントローラ１２９は、最終合焦距離が決定可能と判定されればＳ５１１へ処理を進め、決定可能でないと判定されれば処理をＳ５０１へ戻して再度顔検出から処理を繰り返す。

Ｓ５１１でシステムコントローラ１２９は、決定した最終合焦距離に対応する位置へフォーカスレンズ１０１を移動させるコマンドをレンズコントローラ１０７に発行するとともに、表示部１３０へ合焦を示す表示を行い、焦点検出動作を終了する。

Ｓ５１２でシステムコントローラ１２９は、合焦距離が最終合焦距離の被写界深度内に含まれる他の焦点検出領域があるか否かを検出し、検出結果を保存する。そしてシステムコントローラ１２９は処理をＳ５１３へ進める。

Ｓ５１３で顔領域検出部２０４が、合焦後にライブビュー表示用に撮影された画像信号に対して顔領域の検出処理を適用する。システムコントローラ１２９は例えば顔領域検出部２０４からの出力を受信すると、処理をＳ５１４に進める。

Ｓ５１４でシステムコントローラ１２９は、Ｓ５１３で、すなわち合焦後の段階で顔領域が検出されたか否かを、例えば顔領域検出部２０４からの出力に基づいて判定する。システムコントローラ１２９は、顔領域が検出されたと判定された場合はＳ５１５へ、検出できなかったと判定された場合はＳ５１７へ、それぞれ処理を進める。

Ｓ５１５でシステムコントローラ１２９は、Ｓ５１０で決定した最終合焦距離を検出した焦点検出領域と、Ｓ５１２で検出した他の焦点検出領域の１つ以上が顔領域と重なりを有するか（顔領域を含んでいるか）を判定する。システムコントローラ１２９は、合焦している焦点検出領域の１つ以上に顔領域が含まれていると判定された場合にはＳ５１６へ、合焦している焦点検出領域のいずれもが顔領域を含まないと判定された場合にはＳ５１７へ、それぞれ処理を進める。

Ｓ５１６でシステムコントローラ１２９は、顔領域が被写界深度内に含まれていると判断し、顔領域を含んだ焦点検出領域の全てについて合焦表示を行い、焦点検出処理を終了する。

Ｓ５１７でシステムコントローラ１２９は、最終合焦距離を検出した焦点検出領域と、被写界深度内に合焦距離を有する他の焦点検出領域に対して合焦表示を行い、焦点検出処理を終了する。

なお、合焦している焦点検出領域がユーザに把握可能であれば、合焦表示の方法に特に制限はないが、例えば、電子ビューファインダーに表示されているライブビュー画像に、合焦している焦点検出領域を表すマークや枠といった指標を重畳表示することができる。この合焦表示は、システムコントローラ１２９が指標のＧＵＩデータを例えばＥＥＰＲＯＭ１２２から読み出し、セレクタ１２１を通じてビデオメモリ１２０に書き込むことにより実現できる。

このように、本実施形態では、特定の被写体の領域に包含された焦点検出領域がある場合には、特定の被写体の領域に包含された焦点検出領域で検出された合焦距離に基づいて最終的な合焦距離を決定する。これにより、位置と大きさが固定された複数の焦点検出領域とコントラストＡＦを用いる撮像装置において、遠近競合の問題を回避しつつ所望の被写体に対する合焦制御を行うことができる。
また、特定の被写体の領域に包含された焦点検出領域がある場合には、他の焦点検出領域については焦点検出を行わないので、焦点検出に要する時間を短縮することができる。

また、特定の被写体の領域を含んだ焦点検出領域の１つ以上が被写界深度内の合焦距離を有する場合、特定の被写体の領域を含んだ全ての焦点検出領域に対して合焦表示を行う。そのため、顔の輪郭部分を含む焦点検出領域については焦点検出が成功し、顔の輪郭部分を含まない焦点検出領域では焦点検出に失敗したような場合であっても、顔領域を含む全ての焦点検出領域に合焦していることをユーザに伝えることができる。

（変形例１）
本実施形態では、顔内包枠を設定可能な場合に限り、着目ＡＦ枠を顔内包枠に設定して、顔領域のみに着目した多点焦点検出を行っていた。しかし、これに限らず、顔サイズが小さく顔内包枠が設定できない場合は、顔中心を含む多点焦点検出領域を着目ＡＦ枠に設定して、他の焦点検出領域の影響を排除するよう動作させても差し支えない。このような構成にすることで、さらに顔サイズが小さく顔内包枠が設定できない場合でも、できるだけ顔に着目した焦点検出を行うことができるようになる。

（変形例２）
また、本実施形態では、特定の被写体の領域に包含された焦点検出領域がある場合には、その焦点検出領域のみで焦点検出を行うものであった。しかし、特定の被写体と距離が等しいと考えられる他の被写体の領域に包含された焦点検出領域を検出し、そのような焦点検出領域についても焦点検出を行うようにしてもよい。

例えば、図３に示した場合のように、特定の被写体が人物の顔である場合、人物の顔に連続する胴体部分も顔とほぼ同じ距離に存在する。そのため、胴体領域に包含される焦点検出領域（胴体内包枠）についても、焦点検出を行うようにする。図３において、焦点検出領域３０６が胴体内包枠である。通常、顔と胴体の両方が画面内に含まれる場合、動体領域の方が大きいことが多い。そのため、顔包含枠がない場合でも胴体包含枠は存在する可能性があり、胴体包含枠で焦点検出することで顔に正しく合焦させることが可能になる。また、顔包含枠と胴体包含枠の両方で焦点検出を行うことで、焦点検出領域の選択精度を高めることができる。

図６は、本変形例に係る焦点検出動作を説明するためのフローチャートであり、図５と同様の工程には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する。図６では、Ｓ６０１〜Ｓ６０４が追加され、顔内包枠に加えて胴体内包枠も焦点検出の対象とする点において図５と異なる。

Ｓ６０１でシステムコントローラ１２９は、胴体内包枠の有無を判定する。まずシステムコントローラ１２９は、顔検出の結果から、顔領域の位置から胴体領域を推定し、胴体領域に内包される焦点検出枠（胴体内包枠）を検出する。胴体内包枠が検出された場合、システムコントローラ１２９はＳ６０２で、既に顔内包枠または胴体内包枠が設定済か否かを判定し、設定済みであればフォーカススキャンを続行するよう制御する。具体的には、既に顔内包枠または胴体内包枠が設定済であればＳ５０９へ、未設定であればＳ６０３へ、それぞれ処理を進める。
Ｓ６０３でシステムコントローラ１２９は、胴体内包枠を焦点検出対象として追加する。

一方、Ｓ６０１で胴体内包枠が検出されなかった場合、システムコントローラ１２９は既に顔内包枠が設定済か否かをＳ６０４で判定し、設定済みであればＳ５０９へ、未設定であればＳ５０８へ、それぞれ処理を進める。

胴体内包枠と顔内包枠が存在する場合、システムコントローラ１２９は顔内包枠における焦点検出結果を優先させて最終的な合焦位置を決定してもよい。

（変形例３）
本実施形態ではＳ５１５において、特定の被写体の領域である顔領域を含んだ焦点検出領域の有無を判定した。しかし、特定の被写体と距離が等しいと考えられる他の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域があれば、特定の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域全てに合焦表示を行ってもよい。

例えば、図３に示した場合のように、特定の被写体が人物の顔である場合、人物の顔に連続する胴体部分も顔とほぼ同じ距離に存在する。そのため、検出された合焦距離が被写界深度内に存在する、胴体領域を含んだ焦点検出領域が１つでも存在する場合には、顔領域についても被写界深度内に含まれていると判断して、顔領域を含んでいる全ての焦点検出領域に対して合焦表示を行ってもよい。このような動作を行うことにより、目や眉といった顔中心部で焦点検出できなかった場合でも、胴体領域で合焦させた上で、顔が略合焦できていることを判りやすく表示できるようになる。

この場合、Ｓ５１５でシステムコントローラ１２９は、顔検出の結果から顔領域の位置から胴体領域を推定し、検出された合焦距離が被写界深度内に存在する、胴体領域と重なりを有する焦点検出枠の有無も併せて検出する。そして、検出された合焦距離が被写界深度内に存在する、顔領域および／または胴体領域と重なりを有する焦点検出枠がある場合、Ｓ５１６においてシステムコントローラ１２９は、顔領域と重なりを有する全ての焦点検出領域に対して合焦表示を行う。なお、検出された合焦距離が被写界深度内に存在する、胴体領域と重なりを有する焦点検出枠があれば、この焦点検出枠についても合焦表示を行う。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (5)

1. 焦点検出領域に含まれる画像のコントラスト評価値に基づいて、前記焦点検出領域についての合焦距離を検出する焦点検出手段と、
   画像から特定の被写体の領域を検出する被写体検出手段と、
   予め設定された、位置および大きさが固定の複数の焦点検出領域のうち、前記焦点検出手段によって合焦距離の検出を行う焦点検出領域を選択する選択手段と、
   前記焦点検出手段が検出した合焦距離に基づいて、最終合焦距離を決定する決定手段と、
   前記複数の焦点検出領域のうち、前記焦点検出手段によって検出された合焦距離が前記最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う合焦表示手段と、
   を有し、
   前記選択手段は、前記特定の被写体の領域が検出され、かつ前記特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域が前記複数の焦点検出領域に存在すれば、該特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域を選択し、前記特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域が前記複数の焦点検出領域に存在しない場合には、前記複数の焦点検出領域のうち１つ以上の所定の焦点検出領域を選択し、
   前記合焦表示手段は、前記焦点検出手段によって検出された合焦距離が前記最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域のうち、前記特定の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域がある場合には、前記複数の焦点検出領域のうち、前記特定の被写体の領域を含んでいる全ての焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記被写体検出手段がさらに、前記特定の被写体と距離が等しいと考えられる別の被写体の領域を検出し、
   前記選択手段は、前記別の被写体の領域が検出され、かつ前記別の被写体の領域に内包される焦点検出領域が前記複数の焦点検出領域に存在すれば、該別の被写体の領域に内包される焦点検出領域をさらに選択し、前記特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域および前記別の被写体の領域に内包される焦点検出領域のいずれもが前記複数の焦点検出領域に存在しない場合には、前記複数の焦点検出領域のうち１つ以上の所定の焦点検出領域を選択することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記被写体検出手段がさらに、前記特定の被写体と距離が等しいと考えられる別の被写体の領域を検出し、
   前記合焦表示手段は、前記焦点検出手段によって検出された合焦距離が前記最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域のうち、前記別の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域がある場合には、前記焦点検出手段によって検出された合焦距離が前記最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域のうち、前記特定の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域がない場合でも、前記複数の焦点検出領域のうち、前記特定の被写体の領域を含んでいる全ての焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記被写体検出手段が、人物の顔を前記特定の被写体として検出し、該人物の胴体を前記別の被写体として検出することを特徴とする請求項２または請求項３記載の撮像装置。
5. 被写体検出手段が、画像から特定の被写体の領域を検出する被写体検出工程と、
   選択手段が、予め設定された、位置および大きさが固定の複数の焦点検出領域のうち、合焦距離の検出を行う焦点検出領域を選択する選択工程と、
   焦点検出手段が、前記選択工程で選択された焦点検出領域に含まれる画像のコントラスト評価値に基づいて、前記焦点検出領域についての合焦距離を検出する焦点検出工程と、
   決定手段が、前記焦点検出工程で検出された合焦距離に基づいて、最終合焦距離を決定する決定工程と、
   合焦表示手段が、前記複数の焦点検出領域のうち、前記焦点検出工程によって検出された合焦距離が前記最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う合焦表示工程と、
   を有し、
   前記選択工程において前記選択手段は、前記特定の被写体の領域が検出され、かつ前記特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域が前記複数の焦点検出領域に存在すれば、該特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域を選択し、前記特定の被写体の領域に内包される焦点検出領域が前記複数の焦点検出領域に存在しない場合には、前記複数の焦点検出領域のうち１つ以上の所定の焦点検出領域を選択し、
   前記合焦表示工程において前記合焦表示手段は、前記焦点検出工程によって検出された合焦距離が前記最終合焦距離の被写界深度内に存在する焦点検出領域のうち、前記特定の被写体の領域を含んでいる焦点検出領域がある場合には、前記複数の焦点検出領域のうち、前記特定の被写体の領域を含んでいる全ての焦点検出領域について、合焦していることを示す表示を行う、
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。