JP4444927B2 - 測距装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、測距機能を備えたデジタルスチルカメラ等の撮影装置における測距装置及び測距方法に関するものである。

従来、デジタルスチルカメラ（以下「デジタルカメラ」と表記する）やデジタルビデオカメラ等の撮影装置において、撮影レンズを所定の被写体に合焦するように合焦動作させるオートフォーカス（以下「ＡＦ」と表記する）機構が広く用いられている。また、このＡＦ処理が行われる際に、デジタルカメラに設置されている測距センサによって被写体までの距離を測定し、測距結果を用いてＡＦを行う方法が知られている。その他に、ＣＣＤ等の撮像手段によって取得された画像データから人物の顔などを検出し、顔の大きさから被写体までの距離を算出し、その算出結果を用いてＡＦを行う方法も知られている。

また、特許文献１には、撮影画面内から被写体を検出し、検出結果に基づいた特定領域について測距を行うことによって高精度且つ高速に合焦を行う測距装置について記載されている。更に、特許文献２には、取得された画像データから顔の輪郭を抽出し、輪郭の検出された領域について重点的に測距を行うことによって被写体距離をより正確に把握する測距装置について記載されている。
特開２００１−３０４８５５号公報 特開２００１−１６６１９８号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載されている方法のように、被写体までの距離を測距センサのみによって測定する場合、測距センサによって得られた結果と実際の被写体距離との間に誤差が生じる場合があった。

また、顔の大きさから被写体距離を算出する場合、顔の大きさが小さいと、算出した結果と実際の被写体距離との間に誤差が生じてしまい、正しい被写体距離を得ることができなかった。このように、測距センサによる測距結果或いは顔の大きさから算出した結果と実際の被写体距離との間に誤差が発生すると、合焦を正確に行うことができず、ＡＦ機構の信頼性低下に繋がっていた。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、正確な被写体距離を取得するための測距装置及び方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明における測距装置は、撮影により画像データを取得する取得手段と、前記画像データから対象物を検出する検出手段と、前記対象物の大きさに基づいて前記対象物までの距離を算出する算出手段と、前記対象物までの距離を測定する測距手段と、を備えた測距装置において、前記検出された対象物の大きさに応じて、前記算出手段によって算出された前記対象物までの距離及び／又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離に基づいた距離を被写体距離とする決定手段を更に備えたことを特徴としている。

また、前記検出された対象物の大きさが所定の大きさより大きく、且つ、前記算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離との差の絶対値が所定の閾値より小さいとき、前記決定手段は前記算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の平均値を前記被写体距離とすることとしてもよい。

また、前記検出された対象物の大きさが前記所定の大きさ以下のとき、前記決定手段は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離を前記被写体距離とすることとしてもよい。

また、閾値を前記対象物の大きさに基づいて設定する閾値設定手段を更に備え、前記算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離との差の絶対値が前記設定された閾値より小さいとき、前記決定手段は前記算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の平均値を前記被写体距離とすることとしてもよい。

更に、本発明における測距装置は、被写体像を所定の結像面に結像させる撮像光学系を光軸方向に沿って移動させ、移動毎に前記撮像光学系に結像された被写体像から画像データを取得する取得手段と、前記画像データに基づいて合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段と、前記画像データから対象物を検出する対象物検出手段と、前記対象物の大きさに基づいて前記対象物までの距離を算出する距離算出手段と、前記対象物までの距離を測定する測距手段と、を備えた測距装置において、前記算出された合焦評価値からピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の内、前記検出されたピーク値に基づいて、何れか一方を被写体距離とする決定手段と、を更に備えたことを特徴としている。

また、前記決定手段が、前記検出されたピーク値の大きさに基づいて、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の内、何れか一方を前記被写体距離とするものであることとしてもよい。

また、前記決定手段が、前記検出されたピークの所定の高さにおける幅に基づいて、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の内、何れか一方を前記被写体距離とするものであることとしてもよい。

ここで「検出されたピークの所定の高さにおける幅」とは、例えば半値幅のことを言う。

そして、本発明における測距方法は、撮影により画像データを取得する取得手段と、前記画像データから対象物を検出する検出手段と、前記対象物の大きさに基づいて前記対象物までの距離を算出する算出手段と、前記対象物までの距離を測定する測距手段と、を備えた測距装置に用いられる測距方法において、前記検出された対象物の大きさに応じて、前記算出手段によって算出された前記対象物までの距離及び／又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離に基づいた距離を被写体距離とすることを特徴としている。

更に、本発明における測距方法は、被写体像を所定の結像面に結像させる撮像光学系を光軸方向に沿って移動させ、移動毎に前記撮像光学系に結像された被写体増から画像データを取得する取得手段と、前記画像データに基づいて合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段と、前記画像データから対象物を検出する対象物検出手段と、前記対象物の大きさに基づいて前記対象物までの距離を算出する距離算出手段と、前記対象物までの距離を測定する測距手段と、を備えた測距装置に用いられる測距方法において、前記算出された合焦評価値からピーク値を検出し、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の内、前記検出されたピーク値に基づいて、何れか一方を被写体距離とすることを特徴としている。

検出された対象物の大きさと、測距手段によって測定された測距結果とを用いて被写体距離を求める場合、対象物の大きさに応じて（つまり、対象物が近い位置にあるか遠い位置にあるかによって）被写体距離の求め方を変化させることによって、測距結果の信頼性を高めることができる。また、測距結果が正確だと合焦位置を正確に割り出すことができるため、撮像装置の性能を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明における測距装置を備えた電子機器としてデジタルカメラを例に説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、例えば、カメラ付き携帯電話、カメラ付きＰＤＡ等、電子撮像機能を備えた他の電子機器に対しても適用可能である。

〔第１の実施の形態〕
図１及び２は、デジタルカメラの一例を示すものであり、それぞれ背面側及び前面側から見た外観図である。図１に示すように、デジタルカメラ１の本体１０の背面には、撮影者による操作のためのインターフェースとして、動作モードスイッチ１１、メニュー／ＯＫボタン１２、ズーム／上下レバー１３、左右ボタン１４、Ｂａｃｋ（戻る）ボタン１５、表示切替ボタン１６が設けられ、更に撮影のためのファインダ１７及び撮影並びに再生のためのモニタ１８が設けられている。また本体１０の上面には、シャッタボタン１９が設けられている。

動作モードスイッチ１１は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードの各動作モードを切り替えるためのスライドスイッチである。メニュー／ＯＫボタン１２は、押下される毎に撮影モード、フラッシュ発光モード、記録画素数や感度等の設定を行うための各種メニューをモニタ１８に表示させたり、モニタ１８に表示されたメニューに基づく選択・設定を決定するためのボタンである。

ズーム／上下レバー１３は、上下方向に倒すことによって、撮影時には望遠／広角の調整が行われ、各種設定時にはモニタ１８に表示されるメニュー画面中のカーソルが上下に移動して表示される。左右ボタン１４は、各種設定時にモニタ１８に表示されるメニュー画面中のカーソルを左右に移動して表示させるためのボタンである。

Ｂａｃｋ（戻る）ボタン１５は、押下されることによって各種設定操作を中止し、モニタ１８に１つ前の画面を表示するためのボタンである。表示切替ボタン１６は、押下することによってモニタ１８の表示のＯＮ／ＯＦＦ、各種ガイド表示、文字表示のＯＮ／ＯＦＦ等を切り替えるためのボタンである。ファインダ１７は、ユーザが被写体を撮影する際に構図やピントを合わせるために覗くためのものである。ファインダ１７から見える被写体像は、本体１０の前面にあるファインダ窓２３を介して映し出される。

以上説明した各ボタン及びレバーの操作によって設定された内容は、モニタ１８中の表示や、ファインダ１７内のランプ、スライドレバーの位置等によって確認可能となっている。また、モニタ１８には、撮影の際に被写体確認用のスルー画が表示される。これにより、モニタ１８は電子ビューファインダとして機能する他、撮影後の静止画や動画の再生表示、各種設定メニューの表示を行う。

更に、図２に示すように、本体１０の前面には、撮影レンズ（撮像光学系）２０、レンズカバー２１、電源スイッチ２２、ファインダ窓２３、フラッシュライト２４及びセルフタイマーランプ２５が設けられ、側面にはメディアスロット２６が設けられている。

撮影レンズ２０は、被写体像を所定の結像面上（本体１０内部にあるＣＣＤ等）に結像させるためのものであり、フォーカスレンズやズームレンズ等によって構成される。レンズカバー２１は、デジタルカメラ１の電源がオフ状態の時、再生モードであるとき等に撮影レンズ２０の表面を覆い、汚れやゴミ等から撮影レンズ２０を保護するものである。電源スイッチ２２は、デジタルカメラ１の電源のオン／オフを切り替えるためのスイッチである。フラッシュライト２４は、シャッタボタン１９が押下され、本体１０の内部にあるシャッタが開いている間に、撮影に必要な光を被写体に対して瞬間的に照射するためのものである。セルフタイマーランプ２５は、セルフタイマーによって撮影する際に、シャッタの開閉タイミングを被写体に知らせるためものである。メディアスロット２６は、メモリカード等の外部記録メディア７０が充填されるための充填口であり、外部記録メディア７０が充填されると、データの読み取り／書き込みが行われる。

図３は、デジタルカメラ１の機能構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１の操作系として、前述の動作モードスイッチ１１、メニュー／ＯＫボタン１２、ズーム／上下レバー１３、左右ボタン１４、Ｂａｃｋ（戻り）ボタン１５、表示切替ボタン１６、シャッタボタン１９及び電源スイッチ２２と、これらのスイッチ、ボタン、レバー類の操作内容をＣＰＵ７５に伝えるためのインターフェースである操作系制御部７４が設けられている。

また、撮影レンズ２０を構成するものとして、フォーカスレンズ２０ａ及びズームレンズ２０ｂが設けられている。これらの各レンズは、モータとモータドライバからなるフォーカスレンズ駆動部５１、ズームレンズ駆動部５２によってステップ駆動され、光軸方向に移動可能な構成となっている。フォーカスレンズ駆動部５１は、ＡＦ処理部６２から出力されるフォーカス駆動量データに基づいてフォーカスレンズ２０ａをステップ駆動する。ズームレンズ駆動部５２は、ズーム／上下レバー１３の操作量データに基づいてズームレンズ２０ｂのステップ駆動を制御する。

絞り５４は、モータとモータドライバとからなる絞り駆動部５５によって駆動される。この絞り駆動部５５は、ＡＥ（自動露出）／ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理部６３から出力される絞り値データに基づいて絞り５４の絞り径の調整を行う。

シャッタ５６は、メカニカルシャッタであり、モータとモータドライバとからなるシャッタ駆動部５７によって駆動される。シャッタ駆動部５７は、シャッタボタン１９の押下信号と、ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３から出力されるシャッタ速度データとに応じてシャッタ５６の開閉の制御を行う。

上記光学系の後方には、撮影素子であるＣＣＤ５８を有している。ＣＣＤ５８は、多数の受光素子が２次元状に配列されてなる光電面を有しており、光学系を通過した被写体光が光電面に結像され、光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光させるためのマイクロレンズアレイ（不図示）と、ＲＧＢ各色のフィルタが規則的に配列されてなるカラーフィルタアレイ（不図示）とが配置されている。ＣＣＤ５８は、ＣＣＤ制御部５９から供給される垂直転送クロック信号及び水平転送クロック信号に同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルのアナログ画像データとして出力する。各画素における電荷の蓄積時間（即ち露出時間）は、ＣＣＤ制御部５９から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決定される。

ＣＣＤ５８が出力するアナログ画像データは、アナログ信号処理部６０に入力される。このアナログ信号処理部６０は、アナログ画像信号のノイズ除去を行う相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、アナログ画像信号のゲイン調整を行うオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、アナログ画像データをデジタル画像データに変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。そしてデジタル画像データは、画素毎にＲＧＢの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータである。

タイミングジェネレータ７２は、タイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号がシャッタ駆動部５７、ＣＣＤ制御部５９、アナログ信号処理部６０に入力されて、シャッタボタン１９の操作と、シャッタ５６の開閉、ＣＣＤ５８の電荷取り込み、アナログ信号処理６０の処理の同期が取られる。フラッシュ制御部７３は、フラッシュ２４の発光動作を制御する。

画像入力コントローラ６１は、上記アナログ信号処理部６０から入力されたＣＣＤ−ＲＡＷデータをフレームメモリ６８に書き込む。このフレームメモリ６８は、画像データに対して後述の各種デジタル画像処理（信号処理）を行う際に使用する作業用メモリであり、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）から構成されている。

表示制御部７１は、フレームメモリ６８に格納された画像データをスルー画としてモニタ１８に表示させるためのものであり、例えば、輝度（Ｙ）信号と色（Ｃ）信号を一緒にして１つの信号としたコンポジット信号に変換して、モニタ１８に出力する。スルー画は、撮影モードが選択されている間、所定間隔で取得されてモニタ１８に表示される。また、表示制御部７１は、外部記録メディア７０に記憶され、メディア制御部６９によって読み出された画像ファイルに含まれる画像データに基づいた画像をモニタ１８に表示させる。

ＡＦ処理部６２及びＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、プレ画像に基づいて撮影条件を決定する。プレ画像とは、シャッタボタン１９が半押しされることによって発生する半押し信号を検出したＣＰＵ７５がＣＣＤ５８にプレ撮影を実行させた結果、フレームメモリ６８に格納された画像データに基づいた画像である。

ＡＦ処理部６２は、上記プレ画像に基づいて焦点位置を検出し、フォーカス駆動部データを出力する。本実施の形態においては、焦点位置の検出方法として、ピントが合った状態では画像の合焦評価値（コントラスト値）が高くなるという特徴を利用して、合焦位置を検出するパッシブ方式が適用されている。

ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、上記プレ画像に基づいて被写体輝度を測定し、絞り値やシャッタ速度等を決定し、絞り値データやシャッタ速度データを出力すると共に（ＡＥ）、撮影時のホワイトバランスを調整する（ＡＷＢ）。

画像処理部６４は、本画像の画像データに対してガンマ補正、シャープネス補正、コントラスト補正等の画質補正処理を施すと共に、ＣＣＤ−ＲＡＷデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータ及び赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を行う。この本画像とは、シャッタボタン１９が全押しされることによって実行されることによってＣＣＤ５８からアナログ画像データが取り込まれ、アナログ信号処理部６０、画像入力コントローラ６１経由でフレームメモリ６８に格納された画像データに基づいた画像である。本画像の画素数の上限はＣＣＤ５８の画素数によって決定されるが、例えば、ユーザが設定可能な画質設定（ファイン、ノーマル等の設定）により、記録画素数を変更することができる。一方、スルー画やプレ画像の画素数は本画像より少なくてもよく、例えば、本画像の１／１６程度の画素数で取り込まれてもよい。

圧縮／伸長処理部６７は、画像処理部６４によって画質補正等の処理が行われた画像データに対して、例えばＪＰＥＧ等の圧縮形式で圧縮処理を行って、画像ファイルを生成する。この画像ファイルには、各種データ形式に基づいて付帯情報が付加される。またこの圧縮／伸長処理部６７は、再生モードにおいては外部記録メディア７０から圧縮された画像ファイルを読み出し、伸長処理を行う。伸長後の画像データは表示制御部７１に出力され、表示制御部７１は画像データに基づいた画像をモニタ１８に表示する。

メディア制御部６９は、図２におけるメディアスロット２６に相当し、外部記録メディア７０に記憶された画像ファイル等の読み出し、又は画像ファイルの書き込みを行う。

ＣＰＵ７５は、各種ボタン、レバー、スイッチの操作や各機能ブロックからの信号に応じて、デジタルカメラ１の本体各部を制御する。またデータバス７６は、画像入力コントローラ６１、各種処理部６２〜６７、フレームメモリ６８、各種制御部６９、７１、及びＣＰＵ７５に接続されており、このデータバス７６を介して各種信号、データの送受信が行われる。

測距センサ８１は、被写体に対して発光部から光を発し、被写体に反射して戻ってきた光を受光し、発光部と受光部のなす角から被写体までの距離を算出する三角測距センサである。算出された測距結果はＣＰＵ７５に出力される。

次に、デジタルカメラ１の簡単な一連の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。まずＣＰＵ７５は、動作モードスイッチ１１の設定に従って、動作モードが撮影モードであるか再生モードであるか判別する（ステップＳ１）。再生モードの場合（ステップＳ１；再生）、再生処理が行われる（ステップＳ１１）。この再生処理は、メディア制御部６９が外部記録メディア７０に記憶された画像ファイルを読み出し、画像ファイルに含まれる画像データに基づいた画像をモニタ１８に表示させるための処理である。再生処理が終了したら、ＣＰＵ７５はデジタルカメラ１の電源スイッチ２２によってオフ操作がなされたか否かを判別し（ステップＳ１０）、オフ操作がなされていたら（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、デジタルカメラ１の電源をオフし、処理を終了する。

一方、ステップＳ１において動作モードが撮影モードであると判別された場合（ステップＳ１；撮影）、ＣＰＵ７５はスルー画の表示制御を行う（ステップＳ２）。スルー画の表示とは、前述のプレ画像をモニタ１８に表示する処理である。次に、ＣＰＵ７５はシャッタボタン１９が半押しされたか否かを判別する（ステップＳ３）。半押しがされていない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ＣＰＵ７５はステップＳ２の処理を繰り返す。半押しされた場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３が露出の決定を行う（ステップＳ４）。

続いて、合焦処理が行われる（ステップＳ５）。この合焦処理については、後に詳しく説明する。合焦処理が行われると、シャッタボタン１９の半押しが解除されたか否かが判別される（ステップＳ６）。半押しが解除された場合は（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５はステップＳ２へ処理を移行する。半押しが解除されていない場合は（ステップＳ６；ＮＯ）、ＣＰＵ７５はシャッタボタン１９が全押しされたか否かを判別する（ステップＳ７）。全押しされていない場合は（ステップＳ７；ＮＯ）ステップＳ７の処理が引き続き繰り返され、全押しされた場合は（ステップＳ７；ＹＥＳ）ＣＰＵ７５は撮影処理を行う（ステップＳ８）。撮影処理とは、ＣＣＤ５８の光電面に結像された被写体像に基づいたアナログ画像データがＡ／Ｄ変換されて画像処理部６４によって各種信号処理が施されるまでの処理を言う。また、撮影処理として、更に信号処理が施された画像データに対して圧縮／伸長処理部６７によって圧縮処理が施されて画像ファイルが生成されてもよい。

撮影処理が終了すると、ＣＰＵ７５は撮影画像をモニタ１８に表示する処理を行い、またその撮影画像を外部記録メディア７０に記録する（ステップＳ９）。そしてＣＰＵ７５は電源スイッチ２２によってオフ操作がなされたか否かを判別し（ステップＳ１０）、オフ操作がなされていたら（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、デジタルカメラ１の電源をオフし、処理を終了する。オフ操作がなされていなかったら（ステップＳ１０；ＮＯ）、ステップＳ１へ処理を移行する。

次に、合焦処理の流れについて図５のフローチャートを用いて説明する。まずＣＰＵ７５は被写体距離検出処理を実行する（ステップＳ２１）。図６は被写体距離検出処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ７５は、フォーカスレンズ駆動部５１を介してフォーカスレンズ２０ａを所定の位置に移動させる。そして、ＣＣＤ５８の光電面に結像された被写体像に基づいて生成された画像データから顔検出部６５に人物の顔を検出させ、顔の大きさを算出し（ステップＳ３１）、算出された顔の大きさから被写体距離Ａを求める（ステップＳ３２）。顔の大きさと被写体距離との対応関係を示すデータは、例えば図３に図示していない記憶部に予め記憶されていてもよい。また、所定の計算式等を用いて、顔の大きさから被写体距離が算出されるようにしてもよい。更に本実施の形態では、画像データから人物の顔し、顔の大きさに応じて被写体距離Ａを求めるものとして説明するが、この他に、人物の目を検出し、目の大きさ、又は目の間隔に応じて被写体距離Ａを求めるようにしてもよい。

そして、ＣＰＵ７５は測距センサ８１に被写体距離を測定させ、測定結果を被写体距離Ｂとする（ステップＳ３３）。次に、ＣＰＵ７５はステップＳ３１において算出された顔の大きさと予め設定された所定サイズとを比較する（ステップＳ３４）。顔の大きさが所定サイズより大きい場合（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａと被写体距離Ｂの差の絶対値と所定の閾値とを比較する（ステップＳ３５）。差の絶対値が閾値より小さければ（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａと被写体距離Ｂの平均値を算出し、その平均値を被写体距離として（ステップＳ３６）被写体距離検出処理を終了する。尚、被写体距離Ａと被写体距離Ｂの単純な平均値の他に、各被写体距離に重みを付けた重み付け平均値（例えば、（被写体距離Ａ×ａ＋被写体距離Ｂ×ｂ）／（ａ＋ｂ）、ａ及びｂは１以上の整数）を被写体距離としてもよい。

被写体距離Ａと被写体距離Ｂの差の絶対値が閾値以上である場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、ステップＳ３１に処理を移行する。これは、顔の大きさから算出した被写体距離Ａと測距センサ８１によって測定した被写体距離Ｂとの間の誤差が大きいため、再度各被写体距離を算出・測定し直すためである。尚、顔の大きさからの被写体距離の算出及び測距センサ８１による測定の繰り返し回数を予め設定しておき、繰り返し回数を超えたら、測距センサ８１によって測定された被写体距離Ｂを被写体距離として採用するようにしてもよい。

一方、ステップＳ３４において、顔のサイズが所定サイズ以下である場合（ステップＳ３４；ＮＯ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ｂを被写体距離として（ステップＳ３７）被写体距離検出処理を終了する。これは顔のサイズが所定サイズ以下であるということは、人物が遠方にいるため、顔のサイズから算出された被写体距離Ａと実際の被写体距離との間の誤差が大きい可能性がある。従って、被写体距離Ａは無視して、測距センサ８１によって測定された被写体距離Ｂを採用するようにしたものである。

図５に戻り、ステップＳ２１の被写体距離検出処理が終了すると、ＣＰＵ７５は決定された被写体距離に基づいて本サーチ処理を行うために各種制御を行う（ステップＳ２２）。つまり、被写体距離に相当する位置を仮の合焦位置とし、仮の合焦位置を含む所定の範囲においてフォーカスレンズ２０ａをステップ駆動させて、取得された画像データから合焦評価値を算出する。そして合焦評価値が最も極大になった位置を抽出する。抽出された位置を合焦位置として、その位置にフォーカスレンズ２０ａを移動させる（ステップＳ２３）。そして合焦処理を終了する。

このように、検出された顔の大きさと、測距センサ８１によって測定された測距結果とを用いて被写体距離を求める場合、顔の大きさに応じて（つまり、人物が近い位置にいるか遠い位置にいるかによって）被写体距離の求め方を変化させることによって、測距結果の信頼性を高めることができる。また、測距結果が正確だと合焦位置を正確に割り出すことができ、デジタルカメラ１の性能を向上させることができる。

〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、顔の大きさに応じて被写体距離の求め方を変化させる方法を説明した。第２の実施の形態では、合焦評価値からピーク値を抽出し、そのピーク値の位置に応じて顔の大きさから算出した被写体距離Ａ又は測距センサ８１によって測定された被写体距離Ｂの何れか一方を採用する方法について説明する。尚、第２の実施の形態におけるデジタルカメラ１の外観図、機能構成図、主な一連の動作、合焦処理については第１の実施の形態において図１〜図５を用いて説明したものと同一であるため、説明を省略し、被写体距離検出手段についてのみ説明する。

図７は第２の実施の形態における被写体距離検出処理の流れを示したフローチャートである。まずＣＰＵ７５は、至近側から無限遠側における全範囲又は所定の範囲においてラフサーチ処理を行う為の各種制御を行う（ステップＳ４１）。ラフサーチ処理とは、至近側から無限遠側における全範囲又は所定の範囲においてフォーカスレンズ２０ａをステップ駆動により移動させ、移動毎に画像データから合焦評価値を算出し、算出された合焦評価値からピーク値を検出する処理である。

次に、ＣＰＵ７５は、フォーカスレンズ２０ａを所定の位置に移動させ、取得した画像データから顔検出部６５に人物の顔を検出させ、顔の大きさから被写体距離Ａを求める（ステップＳ４２）。また、ＣＰＵ７５は測距センサ８１に被写体距離を測定させ、測定結果を被写体距離Ｂとする（ステップＳ４３）。

そして、ステップＳ４１において検出したピーク値から、被写体距離Ａに相当するピーク値と被写体距離Ｂに相当するピーク値とを抽出し（ステップＳ４４）、被写体距離Ａに相当するピーク値の大きさと被写体距離Ｂに相当するピーク値の大きさとを比較する（ステップＳ４５）。被写体距離Ａに相当するピーク値の方が大きい場合（ステップＳ４５；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａを被写体距離として採用し（ステップＳ４６）、被写体距離検出処理を終了する。一方、被写体距離Ｂに相当するピークの方が大きい場合（ステップＳ４５；ＮＯ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ｂを被写体距離として採用し（ステップＳ４７）、被写体距離検出処理を終了する。

尚、図７において説明した被写体距離検出処理の他に、顔の大きさから算出された被写体距離Ａの位置近傍と測距センサ８１によって測定された被写体距離Ｂの位置近傍のみをラフサーチ処理して合焦評価値のピーク値を取得し、被写体距離を求める方法もある。図８は第２の実施の形態における被写体距離検出処理の他の一例を示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ７５はフォーカスレンズ２０ａを所定の位置に移動させ、取得した画像データから顔検出部６５に人物の顔を検出させ、顔の大きさから被写体距離Ａを求める（ステップＳ５１）。また、ＣＰＵ７５は測距センサ８１に被写体距離を測定させ、測定結果を被写体距離Ｂとする（ステップＳ５２）。

そして、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａ及びＢを含む範囲についてラフサーチ処理を行う為の各種制御を行う（ステップＳ５３）。被写体距離Ａ及びＢを含む範囲としては、図９（ａ）に示すように被写体距離Ａの位置近傍と被写体距離Ｂの位置近傍のみをラフサーチ範囲としてもよいし、図９（ｂ）に示すように被写体距離Ａの位置のやや至近側から被写体距離Ｂの位置のやや無限遠側までの範囲をラフサーチ範囲としてもよい。ラフサーチ範囲においては合焦評価値が算出され、ピーク値が検出される。

そして、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａに相当するピーク値と被写体距離Ｂに相当するピーク値とを抽出し（ステップＳ５４）、被写体距離Ａに相当するピーク値の大きさと被写体距離Ｂに相当するピーク値の大きさとを比較する（ステップＳ５５）。被写体距離Ａに相当するピーク値の方が大きい場合（ステップＳ５５；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａを被写体距離として採用し（ステップＳ５６）、被写体距離検出処理を終了する。一方、被写体距離Ｂに相当するピークの方が大きい場合（ステップＳ５５；ＮＯ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ｂを被写体距離として採用し（ステップＳ５７）、被写体距離検出処理を終了する。

尚、以上において、被写体距離Ａに相当するピーク値と被写体距離Ｂに相当するピーク値とをピークの大きさを持って比較することとしたが、例えば、各ピークの半値幅の大きさを持って比較することとしてもよい。

このように、顔の大きさから算出した被写体距離Ａと、測距センサ８１によって測定された被写体距離Ｂとを用いて被写体距離を求める場合、合焦評価値のピーク値の大きさ又は半値幅に応じて何れか一方を被写体距離とすることによって、正確な被写体距離を選択することができるため、測距結果の信頼性を高めることができる。また、測距結果が正確だと合焦位置を正確に割り出すことができ、デジタルカメラ１の性能を向上させることができる。

〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態では、顔の大きさから算出した被写体距離Ａと測距センサ８１によって測定した被写体距離Ｂとの誤差が許容範囲内であるか否かを判別する閾値を顔の大きさに応じて変化させて被写体距離を決定する方法について説明する。尚、第３の実施の形態におけるデジタルカメラ１の外観図、機能構成図、主な一連の動作、合焦処理については第１の実施の形態において図１〜図５を用いて説明したものと同一であるため、説明を省略し、被写体距離検出手段についてのみ説明する。

図１０は、第３の実施の形態における被写体距離検出処理の流れを示したフローチャートである。まず、ＣＰＵ７５は、フォーカスレンズ駆動部５１を介してフォーカスレンズ２０ａを所定の位置に移動させ、取得した画像データから顔検出部６５に人物の顔を検出させ、顔の大きさを算出する（ステップＳ６１）。そして算出された顔の大きさから被写体距離Ａを求める（ステップＳ６２）。

次に、ＣＰＵ７５は測距センサ８１に被写体距離を測定させ、測定結果を被写体距離Ｂとする（ステップＳ６３）。そしてＣＰＵ７５はステップＳ６１において算出された顔の大きさと予め設定された所定サイズとを比較する（ステップＳ６４）。顔の大きさが所定サイズより大きい場合（ステップＳ６４；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５は閾値を既定の閾値に設定する（ステップＳ６５）。顔の大きさが所定サイズ以下の場合（ステップＳ６４；ＮＯ）、ＣＰＵ７５は使用する閾値を顔の大きさに応じて閾値テーブルからを読み出す（ステップＳ６６）。ここで、閾値テーブルは記憶部（不図示）に記憶されたデータテーブルであり、顔の大きさが小さいほど閾値が大きくなるように予め設定されて記憶されている。顔の大きさが所定サイズより大きい場合、人物は近距離にいるため被写体距離Ａは比較的正確に算出されるものとして、閾値を小さく（即ち、被写体距離Ａと被写体距離Ｂの誤差の許容範囲を小さく）する。一方、顔の大きさが所定サイズ以下の場合、人物は比較的遠方にいることになるため、被写体距離Ａと実際の被写体距離との間の誤差も大きくなる可能性がある。従って、閾値を大きく（即ち、被写体距離Ａと被写体距離Ｂの誤差の許容範囲を大きく）する。つまり、ステップＳ６５における既定の閾値よりステップＳ６６において閾値テーブルから読み出される閾値の方が大きい値となる。

尚、本実施の形態では、ステップＳ６４において顔の大きさを所定サイズと比較して、既定の閾値を使用するか、閾値テーブルから閾値を設定するかに分岐することとしたが、顔の大きさと所定サイズとの比較を行わず、顔の大きさに応じて閾値テーブルから閾値を設定するようにしてもよい。即ち、閾値テーブルは可能性のある顔の大きさの全範囲に対して対応付けられた閾値のデータを記憶していることとなる。また、閾値テーブルを用いて閾値を設定する方法の他に、顔の大きさから所定の計算式を用いて閾値を算出するようにしてもよい。

次に、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａと被写体距離Ｂの差の絶対値と設定された閾値とを比較する（ステップＳ６７）。差の絶対値が閾値より小さければ（ステップＳ６７；ＹＥＳ）、ＣＰＵ７５は被写体距離Ａと被写体距離Ｂの平均値を算出し、その平均値を被写体距離として（ステップＳ６８）被写体距離検出処理を終了する。被写体距離Ａと被写体距離Ｂの差の絶対値が閾値以上である場合（ステップＳ６７；ＮＯ）、ステップＳ６１に処理を移行する。

このように、顔の大きさから算出した被写体距離Ａと、測距センサ８１によって測定された被写体距離Ｂとの差の絶対値の許容範囲を、顔の大きさから設定した閾値を用いて設定することにより、顔の大きさに応じて差の絶対値（被写体距離Ａと被写体距離Ｂの誤差）の許容範囲を変化させることができる。

デジタルカメラの背面図 デジタルカメラの前面図 デジタルカメラの機能ブロック図 デジタルカメラの一連の動作を説明するためのフローチャート 合焦処理の流れを説明するためのフローチャート 第１の実施の形態における被写体距離検出処理の流れを説明するためのフローチャート 第２の実施の形態における被写体距離検出処理の流れを説明するためのフローチャート 第２の実施の形態における被写体距離検出処理の流れを説明するためのフローチャート ラフサーチ範囲について説明した図 第３の実施の形態における被写体距離検出処理の流れを説明するためのフローチャート

符号の説明

１ デジタルカメラ
１１ 動作モードスイッチ
１２ メニューボタン
１３ ズーム／上下レバー
１４ 左右ボタン
１５ ＢＡＣＫ（戻り）ボタン
１６ 表示切替ボタン
１７ ファインダ
１８ モニタ
１９ シャッタボタン
２０ 撮像レンズ
２１ レンズカバー
２２ 電源スイッチ
２３ ファインダ窓
２４ フラッシュライト
２５ セルフタイマーランプ
２６ メディアスロット
８１ 測距センサ

Claims (8)

1. 被写体像を所定の結像面に結像させる撮像光学系を光軸方向に沿って移動させ、移動毎に前記撮像光学系に結像された被写体像から画像データを取得する取得手段と、
   前記画像データに基づいて合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段と、
   前記画像データから対象物を検出する対象物検出手段と、
   前記対象物の大きさに基づいて前記対象物までの距離を算出する距離算出手段と、
   前記対象物までの距離を測定する測距手段と、
   前記算出された合焦評価値からピーク値を検出するピーク値検出手段と、
   前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離又は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の内、前記検出されたピーク値の大きさに基づいて、何れか一方を被写体距離とする被写体距離決定手段と
   を備えた測距装置。
2. 被写体像を所定の結像面に結像させる撮像光学系を光軸方向に沿って移動させ、移動毎に前記撮像光学系に結像された被写体像から画像データを取得する取得手段と、
   前記画像データから対象物を検出する対象物検出手段と、
   前記対象物の大きさに基づいて前記対象物までの距離を算出する距離算出手段と、
   前記対象物までの距離を測定する測距手段と、
   前記検出された対象物の大きさが所定の大きさより大きく、且つ、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離との差の絶対値が所定の閾値より小さいとき、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離との平均値を前記被写体距離とする被写体距離決定手段と
   を備えたことを特徴とする測距装置。
3. 前記対象物の大きさが前記所定の大きさ以下のとき、前記被写体距離決定手段は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離を前記被写体距離とすることを特徴とする請求項２記載の測距装置。
4. 閾値を前記対象物の大きさに基づいて設定する閾値設定手段を更に備え、
   前記被写体距離決定手段が、前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離との差の絶対値が前記設定された閾値より小さいとき、前記決定手段は前記距離算出手段によって算出された前記対象物までの距離と前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離の平均値を前記被写体距離とすることを特徴とする請求項２または３に記載の測距装置。
5. 被写体像を所定の結像面に結像させる撮像光学系を光軸方向に沿って移動させ、移動毎に前記撮像光学系に結像された被写体像から画像データを取得し、
   前記画像データから対象物の検出と、前記対象物の大きさに基づく前記対象物までの距離の算出と、前記対象物までの距離の測定とを行い、
   前記画像データに基づいて合焦評価値を算出して該合焦評価値からピーク値を検出し、
   算出した前記対象物までの距離又は前記測定した前記対象物までの距離の内、前記検出されたピーク値の大きさに基づいて、何れか一方を被写体距離とする
   ことを特徴とする測距方法。
6. 被写体像を所定の結像面に結像させる撮像光学系を光軸方向に沿って移動させ、移動毎に前記撮像光学系に結像された被写体像から画像データを取得し、
   前記画像データから対象物の検出と、前記対象物の大きさに基づく前記対象物までの距離の算出と、前記対象物までの距離の測定とを行い、
   前記検出された対象物の大きさが所定の大きさより大きく、且つ、算出した前記対象物までの距離と測定した前記対象物までの距離との差の絶対値が所定の閾値より小さいとき、算出した前記対象物までの距離と測定した前記対象物までの距離との平均値を前記被写体距離とする
   ことを特徴とする測距方法。
7. 前記検出された対象物の大きさが前記所定の大きさ以下のとき、前記被写体距離決定手段は前記測距手段によって測定された前記対象物までの距離を前記被写体距離とすることを特徴とする請求項６記載の測距方法。
8. 前記所定の閾値を前記対象物の大きさに基づいて設定することを特徴とする請求項６または７に記載の測距方法。

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