JP4697606B2 - 撮影装置及び合焦制御方法 - Google Patents

Description

本発明は撮影装置及び合焦制御方法に係り、特に自動焦点調節（ＡＦ制御）機能を有する撮影装置及び合焦制御方法に関する。

特許文献１には、スチルビデオカメラ等に適用される自動焦点調節装置において、自己相関方式の合焦手段と山登り方式の合焦手段とを備え、合焦後の被写体の変化が小さい場合に合焦精度が高い山登り方式の合焦制御を行い、合焦後の被写体の変化が大きい場合に自己相関方式により合焦制御を高速に行った後、山登り方式の合焦制御を行って、合焦後の被写体の変化に高速に追従することが開示されている。
特開平７−１５４６６９号公報

従来、合焦指示の入力時にＡＦエリア内の被写体に対してピントが合うようにＡＦ制御が行われ、ＡＦ制御の後に画像の撮影、記録の実行指示（撮影指示）が入力されるように構成されたカメラが知られている。このようなカメラでは、合焦指示から撮影指示迄の間に被写体又はカメラが動いた場合、合焦指示の入力時にＡＦエリア内にあった被写体が撮影指示の入力時にＡＦエリアから外れてしまい、実際に撮影された画像中では当該被写体がピンボケしてしまうという問題があった。

上記特許文献１では、２種類の合焦手段の組み合わせにより被写体の変化に高速に追従するようにしているが、２種類の合焦手段の組み合わせは、ＡＦ制御処理が煩雑になるという問題があった。また、特許文献１は、特定の被写体にピントを合わせるようにしたものではなく、本発明とはＡＦ制御方法が異なっている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、合焦指示の入力時にＡＦエリア内の被写体に対してピントが合うようにＡＦ制御が行われ、ＡＦ制御の後に画像の撮影、記録の実行指示（撮影指示）が入力されるように構成された撮影装置において、特定の被写体にピントが合うように撮影することが可能な撮影装置及び合焦制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明１に係る撮影装置は、被写体の画像を撮影する撮影手段と、合焦指示を入力するための合焦指示手段と、前記合焦指示の入力に応じて前記撮影手段の合焦状態を制御する合焦制御手段と、前記合焦指示の入力後に、前記撮影手段に撮影指示を入力するための撮影指示手段と、前記撮影指示が入力されると、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適かどうかを判定する合焦判定手段と、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適と判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行させ、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適ではないと判定された場合に、合焦制御を再度行って撮影を実行させる撮影制御手段とを備えることを特徴とする。

本願発明１によれば、合焦指示の入力時に特定の被写体に合焦した後に特定の被写体が移動した場合に、撮影指示の入力時に特定の被写体に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

本願発明２は、本願発明１の撮影装置において、前記合焦判定手段は、前記合焦指示の入力時及び撮影指示の入力時において前記撮影手段により撮影された画像の明るさ又は画角の少なくとも一方が所定値以上変化している場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適ではないと判定することを特徴とする。

本願発明３に係る撮影装置は、被写体の画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出手段と、合焦指示を入力するための合焦指示手段と、前記合焦指示が入力されると、前記顔検出手段によって検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御手段と、前記合焦指示の入力後に、前記撮影手段に撮影指示を入力するための撮影指示手段と、前記顔検出手段によって検出された被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔位置判定手段と、前記被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていないと判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行させ、前記被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていると判定された場合に、前記顔検出及び合焦制御を再度行って撮影を実行させる撮影制御手段とを備えることを特徴とする。

本願発明３によれば、被写体の顔に合焦するように合焦制御を行う際に、合焦指示の入力後に顔が移動した場合に、撮影指示の入力時に顔に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

本願発明４に係る撮影装置は、被写体の画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出手段と、合焦指示を入力するための合焦指示手段と、前記合焦指示が入力されると、前記顔検出手段によって検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御手段と、前記合焦指示の入力後に、前記撮影手段に撮影指示を入力するための撮影指示手段と、前記顔検出手段によって検出された被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔の大きさ判定手段と、前記被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていないと判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行させ、前記被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていると判定された場合に、前記顔検出及び合焦制御を再度行って撮影を実行させる撮影制御手段とを備えることを特徴とする。

本願発明４によれば、被写体の顔に合焦するように合焦制御を行う際に、合焦指示の入力後に顔が移動して撮影手段との距離が変化した場合に、撮影指示の入力時に顔に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

本願発明５に係る合焦制御方法は、被写体の画像を撮影する撮影工程と、合焦指示を入力するための合焦指示工程と、前記合焦指示の入力に応じて前記合焦状態を制御する合焦制御工程と、前記合焦指示の入力後に撮影指示を入力するための撮影指示工程と、前記撮影指示が入力されると、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適かどうかを判定する合焦判定工程と、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適と判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行し、前記合焦指示の入力時の合焦位置が最適ではないと判定された場合に、合焦制御を再度行って撮影を実行する撮影制御工程とを備えることを特徴とする。

本願発明６に係る合焦制御方法は、被写体の画像を撮影する撮影工程と、前記撮影工程により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出工程と、合焦指示を入力するための合焦指示工程と、前記合焦指示が入力されると、前記顔検出工程によって検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御工程と、前記合焦指示の入力後に撮影指示を入力するための撮影指示工程と、前記顔検出工程によって検出された被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔位置判定工程と、前記被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていないと判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行し、前記被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていると判定された場合に、前記顔検出及び合焦制御を再度行って撮影を実行する撮影制御工程とを備えることを特徴とする。

本願発明７に係る合焦制御方法は、被写体の画像を撮影する撮影工程と、前記撮影工程により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出工程と、合焦指示を入力するための合焦指示工程と、前記顔検出工程によって検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御工程と、前記合焦指示の入力後に撮影指示を入力するための撮影指示工程と、前記撮影指示が入力されると、前記顔検出工程によって検出された被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔の大きさ判定工程と、前記被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていないと判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行し、前記被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっていると判定された場合に、前記顔検出及び合焦制御を再度行って撮影を実行する撮影制御工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、合焦指示の入力時に特定の被写体に合焦した後に特定の被写体（例えば、人の顔、動物、自動車又は撮影装置に予め登録した被写体等）が移動した場合に、撮影指示の入力時に特定の被写体に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る撮影装置及び合焦制御方法の好ましい実施の形態について説明する。

［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係る撮影装置の主要構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＣＰＵ１２は、バス１４を介して撮影装置１０（以下、カメラ１０と記載する）内の各部に接続されており、操作部１６等からの操作入力に基づいてカメラ１０の動作を制御する統括制御部である。ＣＰＵ１２は、操作部１６からの入力信号に基づいてカメラ１０の各部を制御し、例えば、レンズユニット２８の駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、画像表示部４０の表示制御等を行う。

操作部１６は、電源スイッチ、動作モード切り替えスイッチ、撮影モード切り替えスイッチ、顔検出機能オン／オフスイッチ、レリーズボタン、メニュー／ＯＫキー、十字キー、キャンセルキー及びフラッシュボタンを含んでいる。

電源スイッチは、カメラ１０の電源のオン／オフを制御するための操作手段である。

動作モード切り替えスイッチは、カメラ１０の動作モードを、撮影モードと再生モードとの間で切り替えるための操作手段である。

撮影モード切り替えスイッチは、カメラ１０の撮影モードを切り替えるスイッチとして機能する。カメラ１０の撮影モードは、シーンポジション（例えば、ナチュラルフォト、人物、風景、スポーツ、夜景、水中、接写（花等）又はテキスト文章）に応じてフォーカスや露出を最適化して撮影するためのシーンポジションモード、フォーカスや露出を自動的に設定するオートモード、フォーカスや露出をマニュアルで設定可能なマニュアルモード又は動画撮影モードに切り替え可能となっている。

顔検出機能オン／オフスイッチは、撮影した画像から顔を検出する顔検出モードのオン／オフを制御する。

レリーズボタンは、撮影開始の指示を入力する操作ボタンであり、半押し時にオンするＳ１スイッチと、全押し時にオンするＳ２スイッチとを有する２段ストローク式のスイッチにより構成されている。

メニュー／ＯＫキーは、画像表示部４０の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行等を指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。

十字キーは、上下左右の４方向の指示を入力する操作部であり、メニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示したりするボタン（カーソル移動操作手段）として機能する。また、十字キーの上キー及び下キーは撮影モード時のズームスイッチあるいは再生時の再生ズームスイッチとして機能し、左キー及び右キーは再生モード時のコマ送り（順方向／逆方向送り）ボタンとして機能する。

キャンセルキーは、選択項目等の所望の対象の消去や指示内容の取り消し、あるいは１つ前の操作状態に戻す時等に使用される。

フラッシュボタンは、フラッシュモードを切り替えるボタンとして機能し、撮影モードの下、フラッシュボタンを押圧操作することにより、フラッシュモードが、フラッシュ発光／発光禁止の各モードに設定される。

ＲＯＭ１８には、ＣＰＵ１２が処理するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納される。ＲＡＭ２０には、ＣＰＵ１２が各種の演算処理等を行う作業用領域及び画像処理領域が含まれている。

カメラ１０は、メディアソケット（メディア装着部）を有しており、記録メディア２２を装着することができる。記録メディア２２の形態は特に限定されず、ｘＤピクチャカード（登録商標）、スマートメディア（登録商標）に代表される半導体メモリカード、可搬型小型ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の種々の媒体を用いることができる。メディアコントローラ２４は、記録メディア２２に適した入出力信号の受渡しを行うために所要の信号変換を行う。

また、カメラ１０は、インターネットや携帯電話用の通信網等の公衆回線網に接続するための通信手段として通信インターフェース部（通信Ｉ／Ｆ）２６を備えている。

［撮影モード］
次に、カメラ１０の撮影機能について説明する。撮影モード時には、カラーＣＣＤ固体撮像素子３０（以下、ＣＣＤ３０と記載する）を含む撮像部に電源が供給され、画像の撮影が可能な状態になる。

レンズユニット２８は、フォーカスレンズ及びズームレンズを含む撮影レンズと、絞りとを含む光学ユニットである。レンズ駆動部２８Ａは、フォーカスレンズ、ズームレンズ及び絞りを移動させるためのモータ及び上記レンズの位置を検出するためのセンサ等を備える。ＣＰＵ１２は、レンズ駆動部２８Ａに制御信号を出力して、撮影レンズのフォーカシング、ズーミング及び絞りの制御を行う。

レンズユニット２８を通過した光は、ＣＣＤ３０の受光面に結像される。ＣＣＤ３０の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が２次元的に配列されており、各フォトダイオードには赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。ＣＣＤ３０の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。この信号電荷は、電荷量に応じたＲ、Ｇ、Ｂの電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ３０は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ１２は、撮影制御部３０Ａを介して、ＣＣＤ３０からの信号電荷の読み出しタイミング及びＣＣＤ３０のフォトダイオードの電荷蓄積時間を制御する。

ＣＣＤ３０から読み出されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）３２によって、ＣＣＤ３０の画素ごとにサンプリングホールド（相関２重サンプリング処理）されて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３４に加えられてデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器３４によってデジタル信号に変換されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像入力制御部３６を介してＲＡＭ２０に格納される。

画像信号処理部３８は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ１２からの指令に従ってＲＡＭ２０を活用しながら所定の信号処理を行う。即ち、画像信号処理部３８は、ＲＡＭ２０に記憶されたデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号を輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）に変換するとともに、ガンマ補正等の所定の処理を施してＲＡＭ２０に書き戻す。

撮影画像を画像表示部４０（例えば、液晶モニタ）にモニタ出力する場合には、ＲＡＭ２０に格納された輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）が読み出されて、バス１４を介して表示制御部４２に送られる。表示制御部４２は、入力されたＹ／Ｃ信号を表示用の所定方式のビデオ信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合画像信号）に変換して画像表示部４０に出力する。

ライブビュー画像（スルー画）表示を行う際には、ＣＣＤ３０から出力される画像信号によってＲＡＭ２０内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される画像信号が画像表示部４０に供給される。これにより、撮影中の映像（スルー画）がリアルタイムに画像表示部４０に表示される。撮影者は、画像表示部４０に表示されるスルー画によって撮影画角を確認できる。

レリーズボタンが半押しされると（Ｓ１オン）、ＣＣＤ３０から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換後に画像入力制御部３６を介してＣＰＵ１２に入力されてＡＥ及びＡＦ処理が開始される。

ＣＰＵ１２は、１画面を複数の分割エリア（例えば、８×８又は１６×１６）に分割して、この分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を積算する。そして、ＣＰＵ１２は、この積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出して撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出し、この露出値と所定のプログラム線図に従って絞り値とシャッタースピードを決定して、ＣＣＤ３０の電子シャッター及び絞りを制御して適正な露光量を得る。

更に、ＣＰＵ１２は、フラッシュ発光モードに設定された場合にフラッシュ制御部４４にコマンドを送って動作させる。フラッシュ制御部４４は、フラッシュ発光部４６（放電管）を発光させるための電流を供給するためのメインコンデンサを含んでおり、ＣＰＵ１２からのフラッシュ発光指令に従ってメインコンデンサの充電制御、フラッシュ発光部４６への放電（発光）のタイミング及び放電時間の制御等を行う。なお、フラッシュ発光部４６としては、放電管のほかＬＥＤを用いることも可能である。

また、ＣＰＵ１２は、自動ホワイトバランス調整時に、分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の色別の平均積算値を算出して、分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇ軸座標の色空間における分布等に基づいて光源種の判別を行う。そして、ＣＰＵ１２は、判別された光源種に応じてＲ、Ｇ、Ｂの画像信号に対するゲイン値（ホワイトバランスゲイン）を制御し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色チャンネルの画像信号に補正をかける。

カメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば、画像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるようにフォーカスレンズを移動させるコントラストＡＦが適用される。即ち、ＡＦ処理部４８は、ＣＣＤ３０の有効画素領域の一部（例えば、有効画素領域の中央部）に予め設定されているＡＦエリア内の信号を切り出して、ハイパスフィルタによりＡＦエリア内のＧ信号の高周波成分のみを通過させ、この高周波成分の絶対値データを積算し、ＡＦエリア内の被写体像に関する焦点評価値（ＡＦ評価値）を算出する。

ＣＰＵ１２は、レンズ駆動部２８Ａを制御してフォーカスレンズを移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントで焦点評価値を演算し、焦点評価値が極大となるフォーカスレンズの位置（フォーカス位置）を合焦位置として決定する。そして、ＣＰＵ１２は、レンズ駆動部２８Ａを制御して、決定した合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。なお、焦点評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限らず、輝度信号（Ｙ信号）を利用してもよい。

レリーズボタンが半押し（Ｓ１オン）されてＡＥ／ＡＦ処理が行われた後、レリーズボタンが全押しされると（Ｓ２オン）、合焦判定が行われて、必要に応じてＡＦ制御が再実行された後、記録用の撮影動作がスタートする。Ｓ２オンに応動して取得された画像データは画像信号処理部３８において輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）に変換され、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、ＲＡＭ２０に格納される。なお、合焦判定処理の詳細については後述する。

ＲＡＭ２０に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮・伸張処理部５０によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、メディア制御部２４を介して記録メディア２２に記録される。例えば、静止画についてはＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式、動画についてはＡＶＩ（Audio Video Interleaving）形式、Motion-JPEGの画像ファイルとして記録される。

［再生モード］
再生モード時には、記録メディア２２に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録された画像ファイル）の圧縮データが読み出される。最後の記録に係る画像ファイルが静止画の場合、読み出された圧縮データは、圧縮・伸張処理部５０によって非圧縮のＹＣ信号に伸張され、画像信号処理部３８及び表示制御部４２によって表示用の信号に変換された後、画像表示部４０に出力される。これにより、当該画像ファイルの画像内容が画像表示部４０に表示される。

静止画の１コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む）に、十字ボタンの右ボタン又は左ボタンを操作することによって、再生対象の画像ファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされた位置の画像ファイルは記録メディア２２から読み出され、上記と同様にして静止画や動画が画像表示部４０に再生表示される。

［合焦制御方法］
次に、本実施形態に係る合焦制御方法について説明する。図１は、ＡＦ制御時におけるＣＰＵ１２の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、ユーザーによりレリーズボタンが半押しされたこと（Ｓ１オン）が検出されると（ステップＳ１０のＹｅｓ）、ＡＦ制御が行われてＡＦエリア内の被写体にピントが合った状態（合焦状態）になる（ステップＳ１２）。

次に、ユーザーによりレリーズボタンが全押しされたこと（Ｓ２オン）が検出されると（ステップＳ１４のＹｅｓ）、ＡＦ制御を再実行する必要があるかどうかが判定される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、例えば、ＣＣＤ３０から出力された画像の明るさ、当該画像の分割エリアごとの輝度値の積算値、ＡＦエリア内の明るさ又は輝度値の積算値又は画角の少なくとも１つが所定値以上変化している場合に、ＡＦ制御を再実行する必要があると判定される。なお、画角の変化を検出する手段として、カメラ１０のＳ１オンからＳ２オンまでの間の動き量を検出するためのセンサを備えた構成としてもよい。

ステップＳ１６においてＡＦ制御を再実行する必要はないと判断された場合には、フォーカス位置がステップＳ１２の半押し時のままで撮影が行われ（ステップＳ１８）、静止画が記録メディア２２に記録される。一方、ＡＦ制御を再実行する必要があると判断された場合には（ステップＳ１６のＮｏ）、ＡＦ制御が再実行され、ＡＦエリア内の合焦した後に撮影が行われ（ステップＳ２０）、静止画が記録メディア２２に記録される。

本実施形態によれば、Ｓ１オン時に特定の被写体に合焦した後に特定の被写体が移動した場合に、Ｓ２オン時に特定の被写体に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

なお、本実施形態では、ＡＦエリアを移動させる手段を設けて、Ｓ１オン後に被写体がＡＦエリア外に移動した場合に、当該被写体がＡＦエリアに収まるようにＡＦエリアを移動可能にしてもよい。また、特定の対象物（例えば、人の顔、動物、自動車又はカメラ１０に予め登録した被写体等）を検出する手段を設けて、特定の対象物にＡＦエリアを追従させる手段を設けてもよい。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る撮影装置の主要構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図３に示すように、本実施形態のカメラ１０は、顔検出部５２及び顔位置判定処理部５４を更に備えている。

顔検出部５２は、撮影モードがプレシャッターモードに設定された場合に、ＣＣＤ３０から出力されたスルー画像データに対して顔検出処理を施し、スルー画像データから被写体の顔の画像を含む顔領域を検出する。ここで、顔領域の検出処理の方法としては、例えば、原画像から肌色に指定した色と近い色を持つ画素を取り出し、取り出した領域を顔領域として検出するものがある。上記の処理は、例えば、肌色を他の色と区別するための色空間上で、予めサンプリングした肌色の情報から色空間上の肌色の範囲を定め、各画素の色が定めた範囲に入っているか否かを判定することにより行われる。なお、顔領域の検出処理の方法は上記以外の方法を用いてもよい。

顔位置判定処理部５４は、レリーズボタンの半押し時（Ｓ１オン）と全押し時（Ｓ２オン）において検出された顔領域間の距離が所定値以上かどうかを判定する。ここで、顔領域間の距離は、例えば、Ｓ１オン時とＳ２オン時に検出された顔領域の中心点間の距離、又は顔領域の所定の端部（例えば、顔領域が矩形の場合にはその４隅の点のうちの所定の点（例えば、左上の点））の間の距離である。Ｓ１オン時とＳ２オン時で顔領域間の距離が所定値以上の場合には、Ｓ２オン時に検出された顔領域に合焦するようにＡＦ制御が行われて撮影が行われる。一方、顔領域間の距離が所定値未満の場合には、フォーカス位置はＳ１オン時の合焦位置のままで撮影が行われる。

図４は、本実施形態に係る合焦制御方法を説明するための図である。なお、図４の符号Ｆ１０はスルー画表示時に画像表示部４０においてＡＦエリアを示すＡＦ枠であり、符号Ｆ１２は顔検出時に画像表示部４０の顔領域に表示される顔検出枠である。図４では、合焦した被写体の輪郭を実線、ピンボケした（非合焦の）被写体の輪郭を破線で示している。

図４（ａ）に示すように、レリーズボタンが半押しされると（Ｓ１オン）、顔検出部５２によって顔検出処理が行われて、検出された顔Ｐ１０にピントが合うようにＡＦ制御が行われる。図４（ａ）では、検出された顔Ｐ１０に合焦するとともに、顔Ｐ１０の真横にある物Ａ１０（即ち、カメラ１０からの距離がカメラ１０から顔Ｐ１０までの距離と同じ位置にあるもの）にも合焦している。

図４（ｂ）に示すように、ＡＦ制御の終了後に顔Ｐ１０が移動してカメラ１０と顔Ｐ１０との間の距離が変化した場合、フォーカス位置は変更されないので、物Ａ１０は合焦状態のままであるが、顔Ｐ１０はピンボケ状態になる。

図４（ｃ）に示すように、顔Ｐ１０の検出処理は所定の時間間隔で繰り返し行われ、顔Ｐ１０の移動に伴って顔検出枠Ｆ１２が移動する。図４（ｄ）に示すように、レリーズボタンが全押し（Ｓ２オン）されたときに顔Ｐ１０がＳ１オン時の位置から移動している場合、顔Ｐ１０の位置にＡＦ枠Ｆ１０が移動して、顔Ｐ１０にピントが合うようにＡＦ制御が行われた後、画像の撮影が行われる。図４（ｄ）では、顔Ｐ１０に合焦しており、物Ａ１０はピンボケ状態になっている。

次に、本実施形態に係る合焦制御方法について説明する。図５は、ＡＦ制御時におけるＣＰＵ１２の処理の流れを示すフローチャートである。まず、顔検出モードがオンに設定されると、顔検出部５２によって顔検出処理が実行される（ステップＳ３０）。そして、ユーザーによりレリーズボタンが半押しされたこと（Ｓ１オン）が検出されると（ステップＳ３２のＹｅｓ）、次いでスルー画撮影中の画像から顔が検出されているかどうか判定される（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４において顔が検出されている場合には、検出された顔に合焦するようにＡＦ制御が行われる（ステップＳ３６）。ステップＳ３６のＡＦ制御の終了後、レリーズボタンの全押し（Ｓ２オン）が検出されるまでの間、顔検出処理が繰り返し行われる（ステップＳ３８）。そして、ユーザーによりレリーズボタンが全押しされたこと（Ｓ２オン）が検出されると（ステップ４０のＹｅｓ）、次いでスルー画撮影中の画像から顔が検出されているかどうか判定される（ステップＳ４２）。ステップＳ４２において顔が検出されていない場合には、ＡＦエリアが画像の中央部に設定されて、ＡＦエリア内の被写体に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ４４）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

一方、ステップＳ４２において顔が検出されている場合には、次いでレリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）時と全押し（Ｓ２オン）時に検出された顔の位置が所定値以上離れているかどうか判定される（ステップＳ４６）。レリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）時と全押し（Ｓ２オン）時の顔の検出位置間の距離が所定値以上離れている場合には（ステップＳ４６のＹｅｓ）、全押し（Ｓ２オン）時に検出された顔に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ４８）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

一方、レリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）時と全押し（Ｓ２オン）時の顔の検出位置間の距離が所定値未満の場合には（ステップＳ４６のＮｏ）、半押し（Ｓ１オン）時のフォーカス位置のままで画像の撮影が行われ（ステップＳ５０）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

ステップＳ３４において顔が検出されていない場合には、ＡＦエリアが画像の中央部に設定されて、ＡＦエリア内の被写体に合焦するようにＡＦ制御が行われる（ステップＳ５２）。ステップＳ５２のＡＦ制御の終了後、レリーズボタンの全押し（Ｓ２オン）が検出されるまでの間、顔検出処理が繰り返し行われる（ステップＳ５４）。そして、ユーザーによりレリーズボタンが全押しされたこと（Ｓ２オン）が検出されると（ステップ５６のＹｅｓ）、次いでスルー画撮影中の画像から顔が検出されているかどうか判定される（ステップＳ５８）。ステップＳ５８において顔が検出されていない場合には、ＡＦエリアが画像の中央部に設定されて、ＡＦエリア内の被写体に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ４４）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

一方、ステップＳ５８において顔が検出されている場合には、全押し（Ｓ２オン）時に検出された顔に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ６０）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

本実施形態によれば、顔検出モード時においてＳ１オン時に検出された顔に合焦した後に顔が移動しても、Ｓ２オン時に顔に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

なお、本実施形態では、レリーズボタンが半押しされている間、顔検出を繰り返し行うようにしたが、例えば、レリーズボタンの全押し（Ｓ２オン）時に顔検出、ＡＦ制御及び撮影の処理をまとめて行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、Ｓ２オン時に顔の位置に基づくＡＦ処理を行うようにしているが、Ｓ１オンからＳ２オンまでの間に顔の位置に基づくＡＦ処理を繰り返し行うようにしてもよい。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係る撮影装置の主要構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上記第１、第２の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、本実施形態のカメラ１０は、顔サイズ判定処理部５６を更に備えている。

顔位置判定処理部５４は、レリーズボタンの半押し時（Ｓ１オン）と全押し時（Ｓ２オン）において検出された顔領域間の距離が所定値以上かどうかを判定する。ここで、顔領域間の距離は、顔領域の所定の端部（例えば、顔領域が矩形の場合にはその４隅の点のうちの所定の点（例えば、左上の点））の間の距離である。

顔サイズ判定処理部５６は、レリーズボタンの半押し時（Ｓ１オン）と全押し時（Ｓ２オン）において検出された顔領域のサイズ（大きさ）が変化しているかどうかを判定する。Ｓ１オン時とＳ２オン時で顔領域の大きさの変化量が所定値以上の場合には、Ｓ２オン時に検出された顔領域に合焦するようにＡＦ制御が行われて撮影が行われる。一方、顔領域の大きさの変化量が所定値未満の場合には、フォーカス位置はＳ１オン時の合焦位置のままで撮影が行われる。なお、顔領域の大きさが変化しているかどうかは、例えば、顔検出枠の面積に基づいて判定されるようにしてもよいし、顔検出枠の上下又は左右の端部間の距離に基づいて判定されるようにしてもよい。

図７は、本実施形態に係る合焦制御方法を説明するための図である。なお、図７の符号Ｆ１０はスルー画表示時に画像表示部４０においてＡＦエリアを示すＡＦ枠であり、符号Ｆ１２は顔検出時に画像表示部４０の顔領域に表示される顔検出枠である。

図７（ａ）に示すように、レリーズボタンが半押しされると（Ｓ１オン）、顔検出部５２によって顔検出処理が行われて、検出された顔Ｐ１０にピントが合うようにＡＦ制御が行われる。図７（ａ）では、検出された顔Ｐ１０に合焦するとともに、顔Ｐ１０の真横にある物Ａ１０（即ち、カメラ１０からの距離がカメラ１０から顔Ｐ１０までの距離と同じ位置にあるもの）にも合焦している。

顔Ｐ１０の検出処理は所定の時間間隔で繰り返し行われ、図７（ｂ）に示すように、ＡＦ制御の終了後に顔Ｐ１０が移動した場合、図７（ｃ）に示すように、顔検出枠Ｆ１２が顔Ｐ１０の移動に伴って移動する。

レリーズボタンが全押し（Ｓ２オン）されたときに顔Ｐ１０がＳ１オン時の位置から移動している場合に、顔Ｐ１０を含む顔領域の大きさが測定される。図７（ｄ）に示すように、Ｓ１オン時とＳ２オン時で顔領域の大きさが変化していない場合には、フォーカス位置がＳ１オン時の合焦位置のままで画像の撮影が行われる。

次に、本実施形態に係る合焦制御方法について説明する。図８は、ＡＦ制御時におけるＣＰＵ１２の処理の流れを示すフローチャートである。まず、顔検出モードがオンに設定されると、顔検出部５２によって顔検出処理が実行される（ステップＳ７０）。そして、ユーザーによりレリーズボタンが半押しされたこと（Ｓ１オン）が検出されると（ステップＳ７２のＹｅｓ）、次いでスルー画撮影中の画像から顔が検出されているかどうか判定される（ステップＳ７４）。

ステップＳ７４において顔が検出されている場合には、検出された顔に合焦するようにＡＦ制御が行われる（ステップＳ７６）。ステップＳ７６のＡＦ制御の終了後、レリーズボタンの全押し（Ｓ２オン）が検出されるまでの間、顔検出処理が繰り返し行われる（ステップＳ７８）。そして、ユーザーによりレリーズボタンが全押しされたこと（Ｓ２オン）が検出されると（ステップ８０のＹｅｓ）、次いでスルー画撮影中の画像から顔が検出されているかどうか判定される（ステップＳ８２）。ステップＳ８２において顔が検出されていない場合には、ＡＦエリアが画像の中央部に設定されて、ＡＦエリア内の被写体に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ８４）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

一方、ステップＳ８２において顔が検出されている場合には、次いでレリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）時と全押し（Ｓ２オン）時に検出された顔の位置が所定値以上離れているかどうか判定される（ステップＳ８６）。レリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）時と全押し（Ｓ２オン）時の顔の検出位置間の距離が所定値以上離れている場合には（ステップＳ８６のＹｅｓ）、次いでＳ１オン時とＳ２オン時で顔の大きさが変化しているかどうか判定される（ステップＳ８８）。Ｓ１オン時とＳ２オン時で顔の大きさが変化している場合には（ステップＳ８８のＮｏ）、全押し（Ｓ２オン）時に検出された顔に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ９０）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

一方、レリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）時と全押し（Ｓ２オン）時の顔の検出位置間の距離が所定値未満の場合（ステップＳ８６のＮｏ）、及びＳ１オン時とＳ２オン時で顔の大きさが変化していない場合には（ステップＳ８８のＹｅｓ）、半押し（Ｓ１オン）時のフォーカス位置のままで画像の撮影が行われ（ステップＳ９２）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

ステップＳ７４において顔が検出されていない場合には、ＡＦエリアが画像の中央部に設定されて、ＡＦエリア内の被写体に合焦するようにＡＦ制御が行われる（ステップＳ９４）。ステップＳ９４のＡＦ制御の終了後、レリーズボタンの全押し（Ｓ２オン）が検出されるまでの間、顔検出処理が繰り返し行われる（ステップＳ９６）。そして、ユーザーによりレリーズボタンが全押しされたこと（Ｓ２オン）が検出されると（ステップ９８のＹｅｓ）、次いでスルー画撮影中の画像から顔が検出されているかどうか判定される（ステップＳ１００）。ステップＳ１００において顔が検出されていない場合には、ＡＦエリアが画像の中央部に設定されて、ＡＦエリア内の被写体に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ８４）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

一方、ステップＳ１００において顔が検出されている場合には、全押し（Ｓ２オン）時に検出された顔に合焦するようにＡＦ制御が行われて画像の撮影が行われ（ステップＳ１０２）、撮影された画像が記録メディア２２に記録される。

本実施形態によれば、顔検出モード時においてＳ１オン時に検出された顔に合焦した後に顔が移動しても、Ｓ２オン時に顔に合焦するようにＡＦ制御を行った上で撮影を行うことができる。

なお、本実施形態では、Ｓ１オン時とＳ２オン時の顔の位置が異なる場合に顔の大きさの判定するようにしたが、顔の位置の判定工程を省いて顔の大きさを常に判定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、Ｓ２オン時に顔の大きさに基づくＡＦ処理を行うようにしているが、Ｓ１オンからＳ２オンまでの間に顔の大きさに基づくＡＦ処理を繰り返し行うようにしてもよい。

なお、本発明に係る撮影装置及び合焦制御方法は、上記した処理を行うプログラムを撮影手段を備えたコンピュータに適用することによっても実現可能である。

本発明の第１の実施形態のＡＦ制御時におけるＣＰＵ１２の処理の流れを示すフローチャート 本発明の第１の実施形態に係る撮影装置の主要構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る撮影装置の主要構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る合焦制御方法を説明するための図 本発明の第２の実施形態のＡＦ制御時におけるＣＰＵ１２の処理の流れを示すフローチャート 本発明の第３の実施形態に係る撮影装置の主要構成を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る合焦制御方法を説明するための図 本発明の第３の実施形態のＡＦ制御時におけるＣＰＵ１２の処理の流れを示すフローチャート

符号の説明

１０…撮影装置（カメラ）、１２…ＣＰＵ、１４…バス、１６…操作部、１８…ＲＯＭ、２０…ＲＡＭ、２２…記録メディア、２４…メディアコントローラ、２６…通信インターフェース部（通信Ｉ／Ｆ）、２８…レンズユニット、２８Ａ…レンズ駆動部、３０…ＣＣＤ、３０Ａ…撮影制御部、３２…アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）、３４…Ａ／Ｄ変換器、３６…画像入力制御部、３８…画像信号処理部、４０…画像表示部、４２…表示制御部、４４…フラッシュ制御部、４６…フラッシュ発光部、４８…ＡＦ処理部、５０…圧縮・伸張処理部、５２…顔検出部、５４…顔位置判定処理部、５６…顔サイズ判定処理部

Claims (8)

1. 被写体の画像を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出手段と、
   合焦指示を入力するための合焦指示手段と、
   前記合焦指示が入力されると、前記顔検出手段によって検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御手段と、
   前記合焦指示の入力後に、前記撮影手段に撮影指示を入力するための撮影指示手段と、
   前記顔検出手段によって検出された被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔位置判定手段と、
   前記顔位置判定手段によって、前記合焦指示時における前記被写体の顔の位置と前記撮影指示時における前記被写体の顔の位置の間の距離が所定値未満と判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行させ、前記合焦指示時における前記被写体の顔の位置と前記撮影指示時における前記被写体の顔の位置の間の距離が前記所定値以上と判定された場合に、前記合焦制御手段により前記撮影指示時に検出された顔に合わせて合焦制御を再度行って、前記撮影手段により撮影を実行させる撮影制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮影装置。
2. 被写体の画像を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出手段と、
   合焦指示を入力するための合焦指示手段と、
   前記合焦指示が入力されると、前記顔検出手段によって検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御手段と、
   前記合焦指示の入力後に、前記撮影手段に撮影指示を入力するための撮影指示手段と、
   前記顔検出手段によって検出された被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔の大きさ判定手段と、
   前記顔検出手段によって検出された被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔位置判定手段と、
   前記顔の大きさ判定手段によって、前記合焦指示時における前記被写体の顔の大きさと前記撮影指示時における前記被写体の顔の大きさの変化量が第１の所定値未満と判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行させ、前記顔位置判定手段によって、前記合焦指示時における前記被写体の顔の位置と前記撮影指示時における前記被写体の顔の位置の間の距離が第２の所定値以上と判定され、かつ、前記顔の大きさ判定手段によって、前記合焦指示時における前記被写体の顔の大きさと前記撮影指示時における前記被写体の顔の大きさの変化量が前記第１の所定値以上と判定された場合に、前記合焦制御手段により前記撮影指示時に検出された顔に合わせて合焦制御を再度行った後、前記撮影手段により撮影を実行させる撮影制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮影装置。
3. 前記撮影制御手段は、前記合焦指示の入力時に前記顔検出手段によって顔が検出されなかった場合に、前記画像中の所定の領域に合わせて合焦制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
4. 前記撮影制御手段は、前記所定の領域に合わせた合焦制御の後の前記撮影指示の入力時に前記顔検出手段によって顔が検出されなかった場合に、前記合焦制御手段により前記所定の領域に合わせて合焦制御を行った後、前記撮影手段により撮影を実行させる一方、前記所定の領域に合わせた合焦制御の後の前記撮影指示の入力時に前記顔検出手段によって顔が検出された場合に、前記合焦制御手段により前記顔に合わせて合焦制御を行った後、前記撮影手段により撮影を実行させることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
5. 被写体の画像を撮影する撮影工程と、
   前記撮影工程により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出工程と、
   合焦指示を入力するための合焦指示工程と、
   前記合焦指示が入力されると、前記顔検出工程において検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御工程と、
   前記合焦指示の入力後に撮影指示を入力するための撮影指示工程と、
   前記顔検出工程において検出された被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔位置判定工程と、
   前記合焦指示時における前記被写体の顔の位置と前記撮影指示時における前記被写体の顔の位置の間の距離が所定値未満と判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行し、前記合焦指示時における前記被写体の顔の位置と前記撮影指示時における前記被写体の顔の位置の間の距離が前記所定値以上と判定された場合に、前記撮影指示時に検出された顔に合わせて合焦制御を再度行って撮影を実行する撮影制御工程と、
   を備えることを特徴とする合焦制御方法。
6. 被写体の画像を撮影する撮影工程と、
   前記撮影工程により撮影された画像から被写体の顔を検出する顔検出工程と、
   合焦指示を入力するための合焦指示工程と、
   前記合焦指示が入力されると、前記顔検出工程において検出された被写体の顔に合わせて合焦制御を行う合焦制御工程と、
   前記合焦指示の入力後に撮影指示を入力するための撮影指示工程と、
   前記顔検出工程において検出された被写体の顔の大きさが前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔の大きさ判定工程と、
   前記顔検出工程において検出された被写体の顔の位置が前記合焦指示時と前記撮影指示時で異なっているかどうかを判定する顔位置判定工程と、
   前記合焦指示時における前記被写体の顔の大きさと前記撮影指示時における前記被写体の顔の大きさの変化量が第１の所定値未満と判定された場合に、前記合焦指示の入力時の合焦位置のまま撮影を実行し、前記合焦指示時における前記被写体の顔の位置と前記撮影指示時における前記被写体の顔の位置の間の距離が第２の所定値以上と判定され、かつ、前記合焦指示時における前記被写体の顔の大きさと前記撮影指示時における前記被写体の顔の大きさの変化量が前記第１の所定値以上と判定された場合に、前記撮影指示時に検出された顔に合わせて合焦制御を再度行った後、撮影を実行する撮影制御工程と、
   を備えることを特徴とする合焦制御方法。
7. 前記撮影制御工程において、前記合焦指示の入力時に顔が検出されなかった場合に、前記画像中の所定の領域に合わせて合焦制御を行うことを特徴とする請求項５又は６記載の合焦制御方法。
8. 前記撮影制御工程において、前記所定の領域に合わせた合焦制御の後の前記撮影指示の入力時に顔が検出されなかった場合に、前記所定の領域に合わせて合焦制御を行った後、撮影を実行する一方、前記所定の領域に合わせた合焦制御の後の前記撮影指示の入力時に顔が検出された場合に、前記顔に合わせて合焦制御を行った後、撮影を実行することを特徴とする請求項７記載の合焦制御方法。

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