JP4824586B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はデジタルカメラ等の撮像装置、特に自動的に人物の顔に焦点を合わせる機能を備えた撮像装置に関する。

従来から自動的に人物の顔に焦点を合わせる機能（以下「顔フォーカス機能」という）を備えたデジタルカメラ等の撮像装置が知られている。

このような撮像装置では、ＣＣＤ（電荷結合素子）などの撮像素子により取り込まれた画像中に人物の顔の画像が検出されたときに、その人物の顔の部分に対応する画像中の顔エリアを検出する顔認識機能が備えられている。

そして、オートフォーカス（以下「ＡＦ」という）制御を行う際に、合焦の対象とされるＡＦエリアに顔認識機能によって認識された顔エリアを設定することにより、自動的に人物の顔に焦点を合わせるようになっている。

また、ＡＦ制御における制御方式としては山登りＡＦ制御方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

山登りＡＦ制御では、撮像素子が出力する映像信号に基づいて近接画素間の輝度差の積分値（映像信号のフーリエ変換のフーリエ係数値）を求め、この輝度差の積分値を合焦度合いを示すＡＦ評価値として随時算出している。

撮像素子により取り込まれた画像が合焦状態にあり被写体の輪郭部分がはっきりすると、この輪郭付近の近接画素間の輝度差が大きくなってＡＦ評価値が大きくなり、非合焦状態にあるときには被写体の輪郭部分がぼやけて近接画素間の輝度差が小さくなりＡＦ評価値が小さくなる。

そこで、山登りＡＦ制御では、合焦レンズを移動させつつ撮像素子により取り込まれる画像のＡＦ評価値を順次算出し、これらのＡＦ評価値を比較してＡＦ評価値が最も大きくなったレンズ位置、すなわち、ＡＦ評価値が極大となるレンズ位置を検知して、このレンズ位置で合焦レンズを停止させることによって合焦状態としている。

また、撮像素子により取り込まれた画像中に人物の画像が含まれる場合には、その人物の顔部分に対応する顔エリアの映像信号にフィルタを用いて輪郭を強調する画像処理を行い、画像処理された映像信号に基づいてＡＦ評価値を順次算出する。そして、この顔エリアに対して山登りＡＦ制御をおこない人物の顔に合焦させている。

さらに、特許文献２，特許文献３の撮像装置においては、検出された人物の顔の位置や大きさに応じてＡＦエリアの位置や大きさを変更して、ＡＦ制御による合焦精度を向上させる技術も提案されている。
特公昭３９−５２６５号公報 特開２００４−３１７６９９号公報 特開２００３−１０７３３５号公報

ところで、従来例の撮影装置では、低照度の被写体を撮影する場合や低コントラストの被写体を撮影する場合には、通常の撮影環境に比べて被写体の輪郭部分における近接画素間の輝度差が小さくなるために算出されるＡＦ評価値は一般に小さな値となる。

また、一般に人物の顔の画像では、顔の部分部分の輪郭のコントラストが低くなりやすく、近接画素間の輝度差が小さくなるために、顔エリアに対応する部分のＡＦ評価値は他の部分に比べて一般に小さくなりやすい。

このため、顔エリアに対してＡＦ制御を行う従来例の撮影装置では、撮像素子が光電変換する際に発生するランダム・ノイズ等のノイズに対して、ＡＦ評価値のＳ／Ｎ比が小さくなり、ＡＦ評価値がノイズにより影響を受けやすくなるため、山登りＡＦ制御においてＡＦ評価値の極大値が検知できずに合焦できないおそれがあった。

特に、低照度の被写体に対しては、山登りＡＦ制御において合焦レンズを移動させながらＡＦ評価値を順次算出する際に、レンズ位置の移動に対するＡＦ評価値の変化量が小さくなるので、このＡＦ評価値の変化量がランダム・ノイズ等のノイズに埋もれやすくなる。 このため、ＡＦ評価値の極大値の評価が困難になり、ＡＦ評価値の極大値が検知できずＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置が決定できないために合焦できないという問題があった。

また、特許文献２，特許文献３の撮像装置においては、検出された人物の顔の位置や大きさに応じて、ＡＦエリアの位置や大きさを設定する技術が提案されているが、低輝度の被写体や低コントラストの被写体に対しては合焦が困難であるという問題は解決されていない。

そこで本発明では、自動的に人物の顔に焦点を合わせる機能が備えられ、低照度の被写体や低コントラストの被写体であっても、合焦精度の高い撮影を可能にする撮像装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被写体の像を撮像素子の受光部に結像させる合焦レンズと、
前記撮像素子により取り込まれた前記被写体の画像の全画像領域から人物の顔の画像が検出されたときに該顔の部分に対応する顔領域の領域情報を出力する顔領域検出手段と、
前記合焦レンズを駆動して前記被写体の像を前記受光部に自動的に合焦させる自動合焦制御を行う自動合焦制御手段と、
前記自動合焦制御の際に合焦の対象とされる画像領域の焦点検出領域を設定する焦点検出領域設定手段と、
前記自動合焦制御手段により前記合焦レンズを駆動させることによりＡＦ評価値を取得して、前記ＡＦ評価値に基づいて前記合焦レンズの合焦位置の判断を行う合焦判定手段と、
被写体輝度を測定する測光手段と、を備え、
前記顔領域検出手段によって人物の顔の画像が検出されたときに該人物の顔領域を前記焦点検出領域設定手段により前記焦点検出領域に設定して自動的に該人物に合焦させる撮像装置において、
前記焦点検出領域設定手段により前記顔領域に設定された第１の焦点検出領域のほかに、前記第１の焦点検出領域を中心に拡大された第２の焦点検出領域が設定され、
前記測光手段により測定される被写体輝度が低くなるにつれて、前記第２の焦点検出領域を拡大して設定するとともに、
前記合焦判定手段は、前記第１の焦点検出領域を用いて合焦が可能であるか否かを判断し、
前記第１の焦点検出領域を用いて合焦が可能である場合は、前記第１の焦点検出領域により合焦を行い、
前記第１の焦点検出領域を用いて合焦が不可能である場合は、前記第２の焦点検出領域により合焦を行う撮像装置を特徴としている。

そして、請求項２に記載の発明は、前記人物の顔領域が前記顔領域検出手段によって検出できない場合には、前記焦点検出領域設定手段により前記焦点検出領域が前記全画像領域の中央付近の領域に設定される請求項１に記載の撮像装置を特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
前記焦点検出領域に対応する画像の画像情報に対して画像処理を行いかつ前記画像情報の周波数成分に対応する周波数値によって特性が特徴付けられる複数のフィルタと、
前記複数のフィルタから画像処理に適用されるフィルタを設定するフィルタ設定手段と、をさらに備え、
前記フィルタ設定手段により前記焦点検出領域の画像処理のために設定された第１のフィルタのほかに、これとは特性の異なる第２のフィルタが設定可能とされている請求項１に記載の撮像装置を特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明は、前記第２のフィルタが前記第１のフィルタより低い周波数成分に設定される撮像装置を特徴としている。

そして、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の撮像装置において、
被写体輝度を測定する測光手段が備えられ、
前記測光手段によって測定される被写体輝度に応じて前記第２のフィルタが変更される撮像装置を特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、前記測光手段により測定される被写体輝度が低いほど、前記第２のフィルタの周波数成分を第１のフィルタの周波数成分より低く設定する撮像装置を特徴としている。

このように構成された本発明の請求項１のものは、顔領域に設定された第１の焦点検出領域のほかに、これとは大きさの異なる第２の焦点検出領域が設定可能とされているので、撮影条件などにより顔領域に設定された第１の焦点検出領域では自動合焦が行えない場合にも、顔領域と大きさの異なる第２の焦点検出領域では自動合焦が可能になる場合があるので、第２の焦点検出領域を自動合焦制御手段により参照することによって、焦点検出領域が１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。
そして、請求項１のものは、顔領域に設定された第１の焦点検出領域を中心に拡大された第２の焦点検出領域が設定されているので、撮影条件などにより顔領域に設定された第１の焦点検出領域では自動合焦が行えない場合でも、顔領域を中心に拡大された第２の焦点検出領域では自動合焦が可能になる場合があるので、第２の焦点検出領域を自動合焦制御手段により参照することによって、焦点検出領域が１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。
さらに、請求項１のものは、顔領域に設定された第１の焦点検出領域のほかに、これとは大きさの異なる第２の焦点検出領域が設定され、かつ被写体輝度に応じて第２の焦点検出領域の大きさが設定されるので、被写体輝度の条件により顔領域に設定された第１の焦点検出領域では自動合焦が行えない場合にも、顔領域と大きさの異なる第２の焦点検出領域では自動合焦が可能になる場合があるので、第２の焦点検出領域を自動合焦制御手段により参照することによって、焦点検出領域が１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。
そして、請求項１のものは、測光手段により測定される被写体輝度が低いほど、第２の焦点検出領域を拡大して設定するので、被写体輝度が低いために顔領域に設定された第１の焦点検出領域では自動合焦が行えない場合にも、顔領域より大きい第２の焦点検出領域では自動合焦が可能になる場合があるので、第２の焦点検出領域を自動合焦制御手段により参照することによって、焦点検出領域が１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。

また、請求項２のものは、一般に全画像領域の中央には撮影の対象が位置している場合が多いので、人物の顔領域が顔領域検出手段により検出できない場合でも、焦点検出領域を画像の中央付近の領域に設定することによって画像中央の領域で合焦制御が行われるので、撮影の対象に合焦できる可能性が高く、撮影品質を高めることができる。

また、請求項３のものは、焦点検出領域に設定された第１のフィルタのほかに、これとは特性の異なる第２のフィルタが設定可能とされているので、撮影条件などにより焦点検出領域に設定された第１のフィルタでは自動合焦が行えない場合にも、第１のフィルタとは特性の異なる第２のフィルタでは自動合焦が可能になる場合があるので、第２のフィルタをフィルタ設定手段により選択することによって、フィルタが１種類の場合に比べて合焦性能を高めることができる。

さらに、請求項４のものは、第１のフィルタを用いて顔領域に合焦ができないときに、第１のフィルタより周波数成分が低い第２のフィルタに変更されるので、相対的にノイズが低減され、低照度の画像や人物の顔などの低コントラストな画像であっても、Ｓ／Ｎ比が向上して合焦精度を高めることができる。

そして、請求項５のものは、被写体輝度に応じてフィルタが変更されるので、第１のフィルタを用いて顔領域に合焦ができないときに、第１のフィルタより低い周波数成分の第２のフィルタに変更されるので、相対的にノイズが低減され、低コントラストな画像や低照度の画像であってもＳ／Ｎ比が向上して、合焦精度を高めることができる。

また、請求項６のものは、測光手段によって測定される被写体輝度が低いほど、第２のフィルタの周波数成分を第１のフィルタの周波数成分より低く設定するので、被写体輝度が低いほどノイズが低減され、低コントラストな画像や低照度の画像であってもＳ／Ｎ比が向上して、合焦精度を高めることができる。

以下、本発明の撮像装置を実施例１〜実施例３に基づいて説明する。

〈構成〉
図１は、本発明の撮像装置としてのデジタルカメラを示す外観図であり、（ａ）はデジタルカメラの平面図を示し、（ｂ）はデジタルカメラの正面図を示し、（ｃ）はデジタルカメラの背面図を示す。また、図２は、デジタルカメラ内部のシステム構成を示すブロック図である。

図１において、Ｃは撮像装置としてのデジタルカメラである。

図１（ａ）に示すように、デジタルカメラＣの上部には、サブ液晶ディスプレイ１（以下、液晶ディスプレイを「ＬＣＤ」という。）、レリーズスイッチＳＷ１、モードダイアルＳＷ２が設けられており、図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラＣの側部には、メモリカード／電池装填室の蓋２が設けられており、デジタルカメラＣの正面側には、ストロボ発光部３、光学ファインダ４、測距ユニット５、リモコン受光部６、撮影レンズを備えた鏡筒ユニット７が設けられている。

また、図１（ｃ）に示すように、デジタルカメラＣの背面側には、光学ファインダ４、ＡＦ用ＬＥＤ８、ストロボ用ＬＥＤ９、ＬＣＤモニタ１０、広角ズームスイッチＳＷ３、望遠ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマ設定／解除スイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動／ストロボ設定スイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動／マクロ設定スイッチＳＷ１０、左移動／画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、クイックアクセススイッチＳＷ１３、電源スイッチＳＷ１４が設けられている。

図２において、１０４はデジタルスチルカメラプロセッサ（以下、「プロセッサ」とする。）である。プロセッサ１０４は、ＣＰＵ（中央演算装置）を内蔵しており、デジタルカメラＣの各部はプロセッサ１０４によって制御されている。

図２に示すように、プロセッサ１０４は、ＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１、ＣＣＤ２信号処理ブロック１０４−２、ＣＰＵブロック１０４−３、ローカルＳＲＡＭ１０４−４、ＵＳＢブロック１０４−５、シリアルブロック１０４−６、ＪＰＥＧ圧縮・伸長を行うＪＰＥＧコーデックブロック１０４−７、画像データのサイズを拡大・縮小するリサイズブロック１０４−８、ビデオ信号出力ブロック１０４−９、メモリカードコントローラブロック１０４−１０を備えており、これらの各ブロック１０４−１〜１０４−１０はバスラインを介して相互に接続されている。

プロセッサ１０４の外部には、ＳＤＲＡＭ１０３、ＲＡＭ１０７、制御プログラムＰやパラメータなどが格納されたＲＯＭ１０８、撮影された画像の画像データを記憶する内蔵メモリ１２０が設けられており、これらもバスラインを介してプロセッサ１０４に接続されている。

ＳＤＲＡＭ１０３には、撮影された画像の画像データから変換されたＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ（ホワイトバランス補正、γ補正が行われた画像データ）、ＹＵＶ画像データ（輝度データと色差データとに変換された画像データ）、ＪＰＥＧ画像データ（ＪＰＥＧ圧縮された画像データ）が保存される。

電源スイッチＳＷ１４をオンにした際に、ＲＯＭ１０８に格納された制御プログラムＰがプロセッサ１０４のメモリにロードされて実行され、デジタルカメラＣの各部は、この制御プログラムＰによって制御される。

制御プログラムＰが実行される際には、ＲＡＭ１０７のメモリーが制御プログラムＰの作業用メモリーとして使用されるので、ＲＡＭ１０７のメモリーには、制御プログラムＰの制御データやパラメータなどが随時書き込みや読み出しが行われる。

後述される全ての処理は、この制御プログラムＰを実行することにより、主にプロセッサ１０４によって実行される。

鏡筒ユニット７は、ズームレンズ７−１ａを備えたズーム光学系７−１、被写体の像をＣＣＤ１０１の受光部に結像させるフォーカスレンズ７−２ａを備えたフォーカス光学系７−２、絞り７−３ａを備えた絞りユニット７−３、メカシャッタ７−４ａを備えたメカシャッタユニット７−４によって構成されている。

ズーム光学系７−１、フォーカス光学系７−２、絞りユニット７−３、メカシャッタユニット７−４は、それぞれズームモータ７−１ｂ、フォーカスモータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂ、メカシャッタモータ７−４ｂによって駆動される。

また、これらの各モータ７−１ｂ〜７−４ｂはモータドライバ７−５によって駆動され、モータドライバ７−５は、プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３によって制御される。

鏡胴ユニット７の各光学系７−１，７−２によりＣＣＤ１０１の受光部に結像された被写体像は、ＣＣＤ１０１によって画像信号に変換され、この画像信号がＦ／Ｅ−ＩＣ１０２に出力される。

Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２−１、自動的に利得の調整を行うＡＧＣ１０２−２、ＡＧＣ１０２−２から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡＤＣ１０２−３によって構成されている。

Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、ＣＣＤ１０１から出力されたアナログ画像信号にノイズ低減の処理や利得調整の処理などの所定の処理を施し、さらにアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して、プロセッサ１０４のＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１に出力する。

Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２による画像信号のサンプリングなどのタイミング処理は、プロセッサ１０４のＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１からフィードバックされるＶＤ・ＨＤ信号に基づいてＴＧ１０２−４によって行われる。

プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３は、音声記録回路１１５−１、音声再生回路１１６−１、ストロボ発光部３を発光させるストロボ回路１１４、被写体までの距離を計測する測距ユニット５、サブＣＰＵ１０９に接続されており、これらの回路はＣＰＵブロック１０４−３によって制御される。

マイク１１５−３によって取り込まれた音声信号はマイクアンプ１１５−２によって増幅され、音声記録回路１１５−１によってデジタル信号に変換されて、ＣＰＵブロック１０４−３の制御命令に従いメモリーカードなどに記録される。

音声再生回路１１６−１は、ＣＰＵブロック１０４−３の制御命令に従いＲＯＭ１０８などに記録されている適宜の音声データを音声信号に変換し、オーディオアンプ１１６−２によって増幅してスピーカー１１６−３から出力させる。

サブＣＰＵ１０９には、ＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１、リモコン受光部６、ＡＦ用ＬＥＤ８、ストロボ用ＬＥＤ９、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１４からなる操作キーユニット、ブザー１１３が接続されており、これらはサブＣＰＵ１０９によって制御される。また、サブＣＰＵ１０９は、リモコン受光部６への信号の入力状態や操作キーユニットへの入力状態を監視する。

プロセッサ１０４のＵＳＢブロック１０４−５は、ＵＳＢコネクタ１２２に接続され、プロセッサ１０４のシリアルブロック１０４−６は、シリアルドライバ回路１２３−１を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタ１２３−２に接続されており、これらのＵＳＢブロック１０４−５やシリアルブロック１０４−６によって、デジタルカメラＣとデジタルカメラＣに接続された外部機器との間でデータ通信が行われる。

プロセッサ１０４のビデオ信号出力ブロック１０４−９には、ＬＣＤモニタ１０を駆動するためのＬＣＤドライバ１１７、ビデオ信号を増幅すると共にインピーダンス整合を行うためのビデオアンプ１１８が接続されており、ＬＣＤドライバ１１７とビデオアンプ１１８には、それぞれＬＣＤモニタ１０、ＴＶなどの外部モニター機器に接続するためのビデオジャック１１９が接続されている。

ビデオ信号出力ブロック１０４−９は、画像データをビデオ信号に変換して、ＬＣＤモニタ１０やビデオジャック１１９に接続された外部モニター機器に出力する。

ＬＣＤモニタ１０は、撮影中の被写体のモニターや、撮影された画像の表示、メモリカードまたは内蔵メモリ１２０に記録された画像の表示などに使用される。

メモリカードコントローラブロック１０４−１０には、メモリカードスロット１２１が接続されており、メモリカードスロット１２１に挿入された増設用のメモリーカードとデジタルカメラとの間で画像データのやり取りを行なう。

次に、本実施例のデジタルカメラＣの動作概要を図３に基づいて説明する。

デジタルカメラＣの動作モードには、撮影する際に使用する撮影モードと、撮影された画像を再生する際に使用する再生モードとがあり、撮影モードでの動作中には、さらに、被写体中の人物の顔を認識して、その顔の周囲の画像エリア（以下、顔エリアとする。）においてＡＥ処理やＡＦ処理を行う顔認識モードと、通常の画像エリア（以下、通常エリアとする。）においてＡＥ処理やＡＦ処理を行う通常モードとがある。

また、撮影モードでの動作中には、セルフタイマを使用して撮影するセルフタイマモードやリモコンによってデジタルカメラＣを遠隔操作するリモコンモードなどの動作モードが用意されている。

デジタルカメラＣの電源スイッチＳＷ１４をオンにした状態で、モードダイアルＳＷ２を撮影モードに設定すると、デジタルカメラＣは撮影モードになり、モードダイアルＳＷ２を再生モードに設定した場合には、デジタルカメラＣは再生モードになる。

デジタルカメラＣの電源スイッチＳＷ１４をオンにすると、図３のフローチャートに示される処理が開始される。この処理を図３に基づいて説明する。

Ｓｔｅｐ３−１では、モードダイアルＳＷ２のスイッチの状態が撮影モードか、再生モードかが判断され、撮影モードならばＳｔｅｐ３−２の処理に進み、再生モードならばＳｔｅｐ３−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ３−２では、プロセッサ１０４によりモータドライバ７−５が制御されて鏡胴ユニット７を構成するレンズ鏡筒が撮影可能な位置に移動され、さらに、ＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２、ＬＣＤモニタ１０などの撮影に必要とされる各回路に電源が投入される。

そして、各光学系７−１，７−２によってＣＣＤ１０１の受光部に結像された被写体像の情報は随時ＣＣＤ１０１によりＲＧＢアナログ信号に変換され、このＲＧＢアナログ信号はＣＤＳ回路１０２−１とＡＧＣ１０２−２によってノイズ低減の処理や利得調整の処理などの所定の処理がなされ、Ａ／Ｄ変換器１０２−３により、ＲＧＢアナログ信号はＲＧＢデジタル信号に変換され、プロセッサ１０４のＣＣＤ１信号処理ブロックに出力される。

さらに、このＲＧＢデジタル信号は、ＣＣＤ１信号処理ブロックによって、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データ、ＪＰＥＧ画像データに変換されメモリコントローラ（図示省略）によってＳＤＲＡＭ１０３のフレームメモリに書き込まれる。

これらの画像データのうち、ＹＵＶ画像データは、ＳＤＲＡＭ１０３のフレームメモリから随時読み出され、ビデオ信号出力ブロック１０４−９によってビデオ信号に変換されて、ＬＣＤモニタ１０やＴＶなどの外部モニター機器に出力される。

このように、撮影待機状態において、被写体像の画像データを随時ＳＤＲＡＭ１０３のフレームメモリに取り込むと共に、被写体像を随時ＬＣＤモニタ１０やＴＶなどの外部モニター機器に出力する処理をモニタリング処理とする。

Ｓｔｅｐ３−３では、モードダイアルＳＷ２の設定変更が行われたか否かを判断し、設定変更が行われたならばＳｔｅｐ３−１の処理に戻り、設定変更が行われていないならばＳｔｅｐ３−４の処理に進む。

Ｓｔｅｐ３−４では、レリーズスイッチＳＷ１の状態が判断され、レリーズスイッチＳＷ１が押されていないときは、Ｓｔｅｐ３−２の処理に戻り、レリーズスイッチＳＷ１が押されたときは、このときＳＤＲＡＭ１０３のフレームメモリに取り込まれている被写体の画像データを内蔵メモリ１２０やメモリーカードに記録する処理などが実行され、その後Ｓｔｅｐ３−２の処理に戻る。このＳｔｅｐ３−４の処理を撮影処理とする。

このようにデジタルカメラＣが撮影モードで動作しているときには、Ｓｔｅｐ３−２〜Ｓｔｅｐ３−４の処理を繰り返すことになる。この繰り返しの処理を行っている状態をファインダモードとする。本実施例のデジタルカメラＣでは、約１／３０秒の周期で、これらの処理が繰り返される。

ファインダモードでは、モニタリング処理も約１／３０秒の周期で繰り返し行われるので、これに伴い、ＬＣＤモニタ１０や外部モニター機器の表示は更新される。

Ｓｔｅｐ３−５では、内蔵メモリ１２０やメモリーカードに記録された画像データをＬＣＤモニタ１０やＴＶなどの外部モニター機器に出力させ、Ｓｔｅｐ３−６の処理に進む。

Ｓｔｅｐ３−６では、モードダイアルＳＷ２の設定変更が行われたか否かを判断し、設定変更が行われたならばＳｔｅｐ３−１の処理に戻り、設定変更が行われていないならばＳｔｅｐ３−５の処理に戻る。

次に、本実施例のデジタルカメラＣが備えている主な機能として、ＡＥ機能、ＡＦ機能、顔認識機能を利用した顔フォーカス機能について説明する。

一般に、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能とは、カメラなどの撮像装置において、絞り値とシャッター速度との組み合わせを変えることにより、撮像素子の受光部の露光量を自動的に決定する機能（自動露光機能）のことであり、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能とは、撮影レンズの焦点を自動的に合わせる機能（自動合焦機能）のことである。

また、顔認識機能とは、撮像素子により取り込まれた被写体の画像の全画像領域から人物の顔の画像が検出されたときに顔の部分に対応する顔エリアの領域情報を出力する機能であり、例えば、以下に示す３つの方法が公知となっている。
・ テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．６，ｐｐ．７８７−７９７（１９９５）の「顔領域抽出に有効な修正ＨＳＶ表色系の提案」に示されるように、カラー画像をモザイク画像化し、肌色エリアに着目して顔エリアを抽出する方法。
・ 電子情報通信学会誌Ｖｏｌ．７４−Ｄ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．１６２５−１６２７（１９９１）の「静止濃淡情景画像からの顔領域を抽出する手法」に示されるように、髪や目や口など正面人物像の頭部を構成する各部分に関する幾何学的な形状の特徴を認識して正面人物の頭部領域を抽出する方法。
・ 画像ラボ１９９１−１１（１９９１）の「テレビ電話用顔領域検出とその効果」に示されるように、動画像の場合に、フレーム間の人物の微妙な動きによって発生する人物像の輪郭エッジを利用して正面人物像を抽出する方法。

本実施例のデジタルカメラＣに搭載された顔認識機能（顔領域検出手段）は、これらのいずれかの方法が用いられている。

また、顔フォーカス機能とは、被写体に人物が含まれている場合に、顔認識機能により認識された顔エリアに対してＡＥ処理やＡＦ処理を行うことによって、その人物の顔に露出や焦点を合わせる機能であり、顔認識モードのときに機能するようになっている。

本実施例のデジタルカメラＣでは、顔認識モードはメニュースイッチＳＷ６によって選択できるようになっている。また、動作モードを、予め、クイックアクセスＳＷ１３に登録しておいて、クイックアクセスＳＷ１３を操作することによっても簡単に選択できるようになっている。

本実施例のデジタルカメラＣでは、ＡＦモードとして顔認識モードが選択されているときには、ファインダモード中に随時顔認識が行われる。

次に、本実施例のデジタルカメラＣのＡＥ機能について説明する。

図４に示すように、本発明のデジタルカメラＣでは、ＣＣＤ１０１の受光面を縦横方向に各１６分割して２５６個のエリアに分割し、これらの分割された各エリア内に含まれる画素に関して、各画素の受光量が所定の閾値を超えるものだけを対象画素として選択し、これらの選択された各対象画素の受光量の相加平均値を算出する。この受光量の相加平均値を被写体のＡＥ評価値として被写体輝度を測定するＡＥ処理（測光手段）などに使用する。

撮影時の適正露光量は、これらの各エリアのＡＥ評価値に基づいて算出され、次のフレームの画像の取り込みの際に、このＡＥ評価値に基づいて、絞り７−３ａやメカシャッタ７−４ａにより露光量の補正を行う。

特に、顔認識モードで動作している場合には、例えば、図５に示すように、被写体に含まれている人物の顔の周囲の画像エリアを対象のエリア（以下、このエリアを顔エリアとする。）とし、この顔エリアの輝度データをＡＥ処理やＡＦ処理に用いる。

ＡＥ処理においては、被写体中に複数の人物がいる場合にも、同様にして検出された複数の人物の顔エリアの輝度データを用いて適正露光量を算出する。

次に、本発明のデジタルカメラＣのＡＦ機能について説明する。

ＣＣＤ１０１によって取り込まれた画像が合焦状態にあるときには、被写体の画像の輪郭部分がはっきりとしているため、この画像の輪郭部分におけるＡＦ評価値が大きくなる。

山登りＡＦ制御における合焦検出動作時には、フォーカスレンズ７−２ａを撮影レンズの光軸方向に移動しつつ、フォーカスレンズ７−２ａの各移動位置におけるＡＦ評価値を算出して、ＡＦ評価値が極大になるフォーカスレンズ７−２ａの位置（ＡＦ評価値がピークとなる位置）を検知する。

また、ＡＦ評価値が極大になる位置が複数ヶ所あることも考慮にいれ、複数ヶ所あった場合には、極大におけるＡＦ評価値の大きさや、その周囲のＡＦ評価値との下降度合いや上昇度合いを判断し、最も信頼性のある位置を合焦位置としてＡＦ処理を実行する。

ＡＦ評価値のデータは、画像の特徴データとしてプロセッサ１０４内のメモリに随時記憶されて、この特徴データはＡＦ処理に利用される。

このＡＦ評価値は、デジタルＲＧＢ信号に基づいて、取り込まれた画像内の特定の範囲について算出することができる。

図６はファインダモード時のＬＣＤの表示状態を示しており、図６に示すＬＣＤ表示内の中央枠が、デジタルカメラＣでの通常のＡＦエリア（以下、「通常ＡＦエリア」とする。）であり、本実施例のデジタルカメラＣでは、図６に示すＬＣＤ表示エリア内の水平方向に４０％、垂直方向に３０％の部分を通常ＡＦエリアとしている。

また、デジタルカメラＣが顔認識モードで動作し、かつ、被写体中に人物の顔が認識できた場合には、図７に示すように、ＡＦエリアは顔エリアに設定される。

本発明のデジタルカメラＣでは、レリーズスイッチＳＷ１が押下されると、プロセッサ１０４のＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１に取り込まれたＲＧＢデジタル信号に基づいて、露光状態を示すＡＥ評価値と画面の合焦度合いを示すＡＦ評価値とが算出されるようになっている。

〈実施例１のデジタルカメラの動作〉
次に、実施例１のデジタルカメラＣに特徴的な動作について説明する。

まず、図８のフローチャートに示される処理について説明する。

図３に示される処理において、Ｓｔｅｐ３−４の処理（撮影処理）が実行されると、図８のフローチャートに示される処理が開始される。この処理を図８に基づいて説明する。

実施例１のデジタルカメラＣでは、図３に示される処理中に、約１／３０秒毎にファインダモードが更新され、その度に撮影処理（Ｓｔｅｐ３−４）が実行され、図８に示す処理が繰り返し行われる。

図８の処理は、メニュースイッチＳＷ６やクイックアクセスＳＷ１３の設定状態を判断して、顔認識モードの使用・未使用を切り替える処理である。

Ｓｔｅｐ８−１では、動作モードが顔認識モードに設定されているかどうかが判断され、設定されているならばＳｔｅｐ８−２に進み、設定されていないならばＳｔｅｐ８−３に進む。

Ｓｔｅｐ８−２では、顔認識処理（顔領域検出手段）が実行され、Ｓｔｅｐ８−３の処理に進む。

顔認識処理が実行され、かつ人物の顔が認識できる場合には、顔認識処理の結果より顔エリア（顔領域）に関する情報が取得される。

顔認識モードで動作している場合には、ファインダモードが約１／３０秒ごとに更新され、これに同期して顔認識処理も約１／３０秒ごとに実行されるので、撮影（撮影・記録処理）を行う前に常に顔認識が行われており、ＡＦエリア（焦点検出領域）が決定されている。

Ｓｔｅｐ８−３では、ＡＥ処理（測光手段）が実行され、図８の処理を終了する。

顔エリアだけでＡＥ処理を行うと、顔エリアが検出されるかどうかによって、エリア全体の露光量が変化してしまう現象が予想されるため、本実施例では、この段階では顔エリアだけのＡＥ処理は行なわず、通常撮影（顔認識モードではない場合）と同じようにエリア全体でＡＥ処理を行う。

ファインダモードが約１／３０秒ごとに更新されるので、これに同期して、このＡＥ処理も約１／３０秒ごとに逐次実行される。

次に、図９の処理について説明する。図９の処理は図８の処理に引き続いて行われる。

Ｓｔｅｐ９−１では、ＲＬボタンが押されているかどうかが判断される。

ここで、ＲＬボタンとは、右移動スイッチＳＷ８と左移動／画像確認スイッチＳＷ１１との総称であり、ＳＷ８またはＳＷ１１のうち、いずれか一方が押下されたときにＲＬボタンは押下されたものとする。

ＲＬボタンが押された場合には、Ｓｔｅｐ９−２のＡＦエリア設定処理に進み、ＲＬボタンが押されていない場合には、Ｓｔｅｐ９−３の処理に進む。

Ｓｔｅｐ９−２（ＡＦエリア設定処理）では、後述するように被写体輝度に応じて、図１２に示すように、人物の顔を中心としてＡＦエリアの大きさを拡大する処理を行い、特に、被写体輝度が低くなるに従ってＡＦエリアの大きさを拡大する。この際、ファインダモードにおけるＡＥ処理（Ｓｔｅｐ８−３）によって得られた被写体輝度の情報が用いられる。

このＡＦエリア設定処理（焦点検出領域設定手段）では、後述するＡＦ制御の際に合焦の対象とされる画像領域のＡＦエリア（焦点検出領域）が設定される。

Ｓｔｅｐ９−３（ＡＦ処理）では、フォーカスレンズ７−２ａを光軸上で移動させながら、フォーカスレンズ７−２ａの移動位置に対するＡＦ評価値のデータを取得し、画像の特徴データとして一時保存し、Ｓｔｅｐ９−４の合焦判定処理に進む。

Ｓｔｅｐ９−４（合焦判定処理）では、ＡＦ処理（Ｓｔｅｐ９−３）によって取得されたＡＦ評価値のデータに基づいて、２通りのＡＦエリアに対してレンズの合焦位置の判断を行い、レンズを合焦位置で停止させ、Ｓｔｅｐ９−５に進む。

これらのＡＦ処理および合焦判定処理（自動合焦制御手段）によって、フォーカスレンズ７−２ａが駆動されて被写体の像をＣＣＤ１０１の受光部に自動的に合焦させるＡＦ制御（自動合焦制御）が行われる。

Ｓｔｅｐ９−５（撮影・記録処理）では、シャッターボタンが押下されると、撮影および記録の処理が実行され、静止画がメモリーに記録された後に処理を終了する。

次に、図１０のＡＦエリア設定処理について説明する。

ＡＦエリア設定処理は、被写体輝度に応じて第２ＡＦエリアの大きさを変更する処理である。本実施例では、簡単のために被写体に含まれる人物は１人だけであるとする。

Ｓｔｅｐ１０−１では、画像エリア中に人物の顔が認識されているかを確認する。

画像エリア中に人物の顔が認識されている場合には、Ｓｔｅｐ１０−２に進み、画像エリア中に人物の顔が認識されていない場合には、Ｓｔｅｐ１０−９に進む。

Ｓｔｅｐ１０−９では、第１ＡＦエリア（第１の焦点検出領域）と第２ＡＦエリア（第２の焦点検出領域）とを共に図６に示す通常ＡＦエリアに設定し、図１０の処理を終了する。

このように、人物の顔エリアが顔認識機能（顔領域検出手段）によって検出できない場合には、ＡＦエリア設定処理（焦点検出領域設定手段）により、ＡＦエリアが全画像領域の中央付近の領域である通常ＡＦエリアに設定される。

Ｓｔｅｐ１０−２では、顔認識処理（Ｓｔｅｐ８−２）の結果に基づいて第１ＡＦエリアに図５に示す顔エリアが設定され、Ｓｔｅｐ１０−３に進む。

このように、顔認識機能（顔領域検出手段）によって人物の顔の画像が検出されたときには、ＡＦエリア設定処理（焦点検出領域設定手段）によって、人物の顔エリアがＡＦエリアに設定される。

Ｓｔｅｐ１０−３では、被写体輝度のＬＶ値が６未満であるかを確認し、被写体輝度のＬＶ値が６未満の場合には、Ｓｔｅｐ１０−４に進み、被写体輝度のＬＶ値が６以上の場合にはＳｔｅｐ１０−６に進む。

Ｓｔｅｐ１０−４では、上記第１ＡＦエリアに設定されている顔エリアの中心を中心として上下左右に４０％拡大したエリアを算出し、Ｓｔｅｐ１０−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１０−６では、被写体輝度のＬＶ値が（６以上）７未満であるかを確認する。

被写体輝度のＬＶ値が（６以上）７未満の場合には、Ｓｔｅｐ１０−７に進み、被写体輝度のＬＶ値が７以上の場合にはＳｔｅｐ１０−８に進む。

Ｓｔｅｐ１０−７では、上記第１ＡＦエリアに設定されている顔エリアの中心を中心として上下左右に２０％拡大したエリアを算出し、Ｓｔｅｐ１０−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１０−８では、上記第１ＡＦエリアに設定されている顔エリアの中心を中心として上下左右に１０％拡大したエリアを算出し、Ｓｔｅｐ１０−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１０−５では、被写体輝度に基づいて算出された拡大エリアを第２ＡＦエリアに設定し、図１０の処理を終了する。

すなわち、被写体輝度のＬＶ値が７以上の場合にはＡＦエリアを１０％拡大し、ＬＶ値が６以上７未満であるならば２０％拡大し、ＬＶ値が６未満の場合は４０％拡大する。

このように、ＡＥ処理（測光手段）により測定される被写体輝度に応じて第２ＡＦエリアの大きさが設定される。しかも、ＡＥ処理（測光手段）により測定される被写体輝度が低いほど、第２ＡＦエリアを拡大して設定する。

本実施例では、ＡＦエリア設定処理（焦点検出領域設定手段）によって、顔エリアに設定された第１ＡＦエリアのほかに、これとは大きさの異なる第２ＡＦエリアが設定可能とされている。しかも、第２ＡＦエリアが第１ＡＦエリアを中心に拡大されて設定されている。

次に、図１１に示す合焦判定処理（Ｓｔｅｐ９−４）について説明する。

合焦判定処理は、ＡＦ処理（Ｓｔｅｐ９−３）の結果から、第１ＡＦエリア、第２ＡＦエリアのどちらを選択するかを判断し、フォーカスレンズ７−２ａを合焦位置に移動させる処理である。

Ｓｔｅｐ１１−１では、ＡＦエリアとして第１ＡＦエリアを用いて合焦が可能であるかを判断する。第１ＡＦエリアを用いて合焦が可能な場合には、Ｓｔｅｐ１１−２に進み、第１ＡＦエリアを用いて合焦が不可能な場合には、Ｓｔｅｐ１１−４に進む。

Ｓｔｅｐ１１−２では、第１ＡＦエリアにおけるフォーカスレンズ７−２ａのレンズ位置を算出し、Ｓｔｅｐ１１−３に進む。

Ｓｔｅｐ１１−４では、第２ＡＦエリアにおけるフォーカスレンズ７−２ａのレンズ位置を算出し、Ｓｔｅｐ１１−３に進む。

Ｓｔｅｐ１１−３では、算出されたフォーカスレンズ７−２ａのレンズ位置にフォーカスレンズ７−２ａを移動させ、図１１の合焦判定処理を終了する。

なお、本実施例では簡略化のため、認識される人物は１人に設定したが、本実施例のデジタルカメラＣでは、被写体中に複数の人物が含まれている場合でも、これらの人物の顔を検出することが可能であり、本実施例のデジタルカメラＣでは、４人まで検出可能となっている。

ところで、被写体に複数の人物が含まれている場合、例えば、図１３（ａ）のような状態で顔認識した際のＡＦ評価値では、図１３（ｂ）に示すように、ピークが重ならない状態になることがある。

これは２人の人物Ａと人物Ｂとの距離が僅かに異なっている場合はもちろん、仮に距離が同じであっても、レンズの収差によりピークが重ならない状態がおこるためである。

このような場合には、近接するＡＦ評価値のピークのうち、最も至近側のピークを選択する。すなわち、図１３（ａ），図１３（ｂ）の人物Ａと人物Ｂとでは人物Ｂを選択するようにする。

〈作用効果〉
本実施例のデジタルカメラＣでは、第２ＡＦエリアが第１ＡＦエリア（Ｓｔｅｐ１０−２で第１ＡＦエリアには顔エリアが設定されている。）よりも大きいため、第２ＡＦエリアをＡＦエリアに設定すると、ＡＦ制御の結果は人物の背景の影響を受けやすくなる。

このように、画像に背景を含めることによって、顔と背景とのコントラストを強くし、画像情報（フーリエ変換のフーリエ係数）の高周波成分を強くしてＡＦ評価値の値を大きくしてＡＦ精度を向上させることができる。

ＡＦエリア設定処理（Ｓｔｅｐ９−２）において、第１ＡＦエリアと第２ＡＦエリアとを設定しているため、認識された人物に対して２つのＡＦエリアを設定することになる。

これによって、被写体中の人物の顔の輝度が低く、ＡＦ評価値にノイズが乗りやすい環境で撮影を行っても、正確に人物に焦点を合わせることができる。

本来、顔フォーカス機能は、被写体中の人物の顔に焦点を正確に合わせる機能のため、合焦が可能であればＡＦエリアとしては顔エリアを設定するのが理想的である。

そこで、本実施例のデジタルカメラでは、第２ＡＦエリアよりも第１ＡＦエリア（Ｓｔｅｐ１０−２で第１ＡＦエリアには顔エリアが設定されている。）を優先して選択するようになっている。（図１１の合焦判定処理を参照）
このように、顔エリアに設定された第１ＡＦエリアのほかに、これとは大きさの異なる第２ＡＦエリアが設定可能とされているので、撮影条件などにより顔エリアに設定された第１ＡＦエリアでは自動合焦が行えない場合にも、顔エリアと大きさの異なる第２ＡＦエリアでは自動合焦が可能になる場合があるので、第２ＡＦエリアをＡＦ処理および合焦判定処理（自動合焦制御手段）により参照することによって、ＡＦエリアが１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。

そして、顔エリアに設定された第１ＡＦエリアを中心に拡大された第２ＡＦエリアが設定されているので、撮影条件などにより、顔エリアに設定された第１ＡＦエリアでは自動合焦が行えない場合でも、顔エリアを中心に拡大された第２ＡＦエリアでは自動合焦が可能になる場合があるので、第２ＡＦエリアをＡＦ処理および合焦判定処理（自動合焦制御手段）により参照することによって、ＡＦエリアが１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。

また、一般に全画像領域の中央には撮影の対象が位置している場合が多いので、人物の顔エリアが顔認識機能（顔領域検出手段）により検出できない場合でも、ＡＦエリアを通常ＡＦエリア（画像の中央付近の領域）に設定することによって画像中央の領域で合焦制御が行われるので、撮影の対象に合焦できる可能性が高く、撮影品質を高めることができる。

さらに、顔エリアに設定された第１ＡＦエリアのほかに、これとは大きさの異なる第２ＡＦエリアが設定され、かつ被写体輝度に応じて第２ＡＦエリアの大きさが設定されるので、被写体輝度の条件により顔エリアに設定された第１ＡＦエリアでは自動合焦が行えない場合にも、顔エリアと大きさの異なる第２ＡＦエリアでは自動合焦が可能になる場合があるので、第２ＡＦエリアを自動合焦制御手段（ＡＦ処理および合焦判定処理）により参照することによって、ＡＦエリアが１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。

そして、ＡＥ処理（測光手段）により測定される被写体輝度が低いほど、第２ＡＦエリアを拡大して設定するので、被写体輝度が低いために顔エリアに設定された第１ＡＦエリアでは自動合焦が行えない場合にも、顔エリアより大きい第２ＡＦエリアでは自動合焦が可能になる場合があるので、第２ＡＦエリアをＡＦ処理および合焦判定処理（自動合焦制御手段）により参照することによって、ＡＦエリアが１つの場合に比べて合焦性能を高めることができる。

実施例２のデジタルカメラＣについて、実施例１のデジタルカメラＣとは異なる部分を中心に説明する。実施例１のデジタルカメラＣと同様の構成および基本機能については、図示並びに説明を省略する。

まず、ＡＦフィルタ（フィルタ）の機能について説明する。

ＡＦフィルタとは、ＡＦエリアに対応する画像に対して画像処理を行うフィルタであり、ＡＦエリアに対応する画像の画像情報（フーリエ変換のフーリエ係数）の周波数成分に対応する周波数帯（周波数値）によって特性が特徴付けられている。

図１４に示すように、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタおよびバンドパスフィルタがあり、これらのフィルタを掛け合わせたフィルタも作成することが可能である。

これらのハイパスフィルタ、ローパスフィルタおよびバンドパスフィルタは画像情報の演算処理によって画像を変換するフィルタである。

図１４（ａ）に示すハイパスフィルタ（フィルタＦ１）は、近接する画素の輝度データにそれぞれ「−１」「２」「−１」の係数を掛けることによって、高域成分を強調するフィルタであり、近接画素間の輝度差を強調するためのフィルタである。

図１４（ｂ）に示すローパスフィルタ（フィルタＦ２）は、近接する画素の輝度データにそれぞれ「１」「２」「１」の係数を掛けることによって、周囲との相関をなだらかにし、ノイズ成分を除去するフィルタである。

図１４（ｃ）に示すバンドパスフィルタ（フィルタＦ３）は、近接する画素の輝度データにそれぞれ「-１」「０」「２」「０」「-１」の係数を掛けることによって、周囲との相関をなだらかにし、ノイズ成分を除去するフィルタである。

本実施例のデジタルカメラＣでは、フィルタＡ，Ｂ，Ｃの３種類のフィルタ（複数のフィルタ）を用いる。フィルタＡはハイパスフィルタであり、フィルタＢはハイパスフィルタにさらにローパスフィルタを付加したフィルタであり、フィルタＣはバンドパスフィルタである。

通常使用されるハイパスフィルタ（フィルタＡ）のみを使用した場合には、高域成分が強調されて、ＡＦ評価値のピーク位置がいくらか強調されるが、低照度の撮影条件の下では、無視できないノイズ成分が残っており、ピーク位置もそれほど明確ではないため、ＡＦ評価値のピーク位置の認識を誤るおそれがある。

ノイズとは、撮像素子が光電変換を行う際に出力するノイズ（ランダム・ノイズ）のことで、ＣＣＤ１０１への入光量が変化しても、発生するノイズの大きさが変わらない。

このため、被写体輝度が小さくなると、出力される電気信号の大きさも小さくなるが、発生するノイズの大きさは同じであるため、相対的にノイズの影響が増え、Ｓ／Ｎ比が小さくなってしまう。

これに対して、ハイパスフィルタにローパスフィルタを付加したフィルタ（フィルタＢ）の方が、ハイパスフィルタだけの場合よりもピーク位置が強調され、しかも、細かな山や谷からなるノイズ成分が除去されてなだらかになり、ＡＦ評価値のピーク位置が検出し易い。

さらに、バンドパスフィルタ（フィルタＣ）を使用することにより、ピークの山はより強調されて、ＡＦ位置をより的確に検出することができる。

〈実施例２のデジタルカメラの動作〉
次に、実施例２のデジタルカメラＣに特徴的な動作を説明する。

まず、図１５の処理について説明する。図１５の処理は図８の処理に引き続いて行われる。

Ｓｔｅｐ１５−１では、ＲＬボタンが押されているかどうかが判断される。

ここで、ＲＬボタンとは、右移動スイッチＳＷ８と左移動／画像確認スイッチＳＷ１１との総称であり、ＳＷ８またはＳＷ１１のうち、いずれか一方が押下されたときにＲＬボタンは押下されたものとする。

ＲＬボタンが押された場合には、Ｓｔｅｐ１５−２のＡＦフィルタ設定処理（フィルタ設定手段）に進み、ＲＬボタンが押されていない場合には、Ｓｔｅｐ１５−３の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１５−２（ＡＦフィルタ設定処理）では、後述するように被写体輝度に応じて、図１６に示すように、フィルタＡ，Ｂ，ＣをＡＦフィルタに設定する処理を行い、特に、被写体輝度が低くなるに従ってＡＦフィルタを、フィルタＡ、フィルタＢ、フィルタＣの順に変更する。この際、ファインダモードにおけるＡＥ処理（Ｓｔｅｐ８−３）によって得られた被写体輝度の情報が用いられる。

このように、ＡＦフィルタ設定処理（フィルタ設定手段）によって、３つのＡＦフィルタである、フィルタＡ、フィルタＢ、フィルタＣから画像処理に適用されるＡＦフィルタが設定される。

Ｓｔｅｐ１５−３（ＡＦ処理）では、フォーカスレンズ７−２ａを光軸上で移動させながら、フォーカスレンズ７−２ａの移動位置に対するＡＦ評価値のデータを取得し、画像の特徴データとして一時保存し、Ｓｔｅｐ１５−４の合焦判定処理に進む。

Ｓｔｅｐ１５−４（合焦判定処理）では、ＡＦ処理（Ｓｔｅｐ１５−３）によって取得されたＡＦ評価値のデータに基づいて、２通りのＡＦフィルタに対してレンズの合焦位置の判断を行い、レンズを合焦位置で停止させ、Ｓｔｅｐ１５−５に進む。

Ｓｔｅｐ１５−５（撮影・記録処理）では、シャッターボタンが押下されると、撮影および記録の処理が実行され、静止画がメモリーに記録された後に処理を終了する。

次に、図１６のＡＦフィルタ設定処理について説明する。

ＡＦフィルタ設定処理は、被写体輝度に応じて第２ＡＦフィルタを変更する処理である。

本実施例では、簡単のために被写体に含まれる人物は１人だけであるとする。

Ｓｔｅｐ１６−１では、画像エリア中に人物の顔が認識されているかを確認する。

画像エリア中に人物の顔が認識されている場合には、Ｓｔｅｐ１６−２に進み、画像エリア中に人物の顔が認識されていない場合には、Ｓｔｅｐ１６−９に進む。

Ｓｔｅｐ１６−９では、第１ＡＦフィルタ（第１のフィルタ）と第２ＡＦフィルタ（第２のフィルタ）とを共に図１４に示すフィルタＡ（ハイパスフィルタ）に設定し、図１６の処理をする。

Ｓｔｅｐ１６−２では、第１ＡＦフィルタに図１４に示すフィルタＡ（ハイパスフィルタ）が設定され、Ｓｔｅｐ１６−３に進む。

このように、ＡＦフィルタには、通常のＡＦ処理に一般的に用いられるハイパスフィルタを用いるのが望ましいので、第１ＡＦフィルタにフィルタＡ（ハイパスフィルタ）を設定する。

Ｓｔｅｐ１６−３では、被写体輝度のＬＶ値が６以上であるかを確認し、被写体輝度のＬＶ値が６以上の場合には、Ｓｔｅｐ１６−４に進み、被写体輝度のＬＶ値が６未満の場合にはＳｔｅｐ１６−６に進む。

Ｓｔｅｐ１６−４では、フィルタＡ（ハイパスフィルタ）が選択され、Ｓｔｅｐ１６−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１６−６では、被写体輝度のＬＶ値が５以上（６未満）であるかを確認する。

被写体輝度のＬＶ値が５以上（６未満）の場合には、Ｓｔｅｐ１６−７に進み、被写体輝度のＬＶ値が５未満の場合にはＳｔｅｐ１６−８に進む。

Ｓｔｅｐ１６−７では、フィルタＢ（ハイパスフィルタ×ローパスフィルタ）が選択され、Ｓｔｅｐ１６−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１６−８では、フィルタＣ（バンドパスフィルタ）が選択され、Ｓｔｅｐ１６−５の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１６−５では、選択されたフィルタを第２ＡＦフィルタに設定し、処理を終了する。

すなわち、被写体輝度のＬＶ値が６以上の場合にはフィルタＡを選択し、ＬＶ値が５以上６未満であるならばフィルタＢを選択し、ＬＶ値が５未満の場合はフィルタＣを選択する。

このように、ＡＥ処理（測光手段）により測定される被写体輝度に応じて第２ＡＦフィルタが変更される。しかも、ＡＥ処理（測光手段）により測定される被写体輝度が低いほど、第２ＡＦフィルタの周波数成分を第１ＡＦフィルタの周波数成分より低く設定する。

本実施例では、ＡＦフィルタ設定処理（フィルタ設定手段）によって、ＡＦエリアの画像処理のために設定された第１ＡＦフィルタのほかに、これとは特性の異なる第２ＡＦフィルタが設定可能とされている。しかも、第２ＡＦフィルタが第１ＡＦフィルタより低い周波数成分に設定される。

次に、図１７の合焦判定処理（Ｓｔｅｐ１５−４）について説明する。

合焦判定処理は、ＡＦ処理（Ｓｔｅｐ１５−３）の結果から、第１ＡＦフィルタ、第２ＡＦフィルタのどちらを選択するかを判断し、フォーカスレンズ７−２ａを合焦位置に移動させる処理である。

Ｓｔｅｐ１７−１では、ＡＦフィルタとして第１ＡＦフィルタを用いて合焦が可能であるかを判断する。第１ＡＦフィルタを用いて合焦が可能な場合には、Ｓｔｅｐ１７−２に進み、第１ＡＦフィルタを用いて合焦が不可能な場合には、Ｓｔｅｐ１７−４に進む。

Ｓｔｅｐ１７−２では、第１ＡＦフィルタにおけるフォーカスレンズ７−２ａのレンズ位置を算出し、Ｓｔｅｐ１７−３に進む。

Ｓｔｅｐ１７−４では、第２ＡＦフィルタにおけるフォーカスレンズ７−２ａのレンズ位置を算出し、Ｓｔｅｐ１７−３に進む。

Ｓｔｅｐ１７−３では、算出されたフォーカスレンズ７−２ａのレンズ位置にフォーカスレンズ７−２ａを移動させ、図１７の合焦判定処理を終了する。

なお、本実施例では簡略化のため、認識される人物は１人に設定したが、本実施例のデジタルカメラＣでは、被写体中に複数の人物が含まれている場合でも、これらの人物の顔を検出することが可能であり、本実施例のデジタルカメラＣでは、４人まで検出可能となっている。

ところで、被写体に複数の人物が含まれている場合、例えば、図１３（ａ）のような状態で顔認識した際のＡＦ評価値では、図１３（ｂ）に示すように、ピークが重ならない状態になることがある。

これは２人の人物Ａと人物Ｂとの距離が僅かに異なっている場合はもちろん、仮に距離が同じであっても、レンズの収差によりピークが重ならない状態がおこるためである。

このような場合には、近接するＡＦ評価値のピークのうち、最も至近側のピークを選択する。すなわち、図１３（ａ），図１３（ｂ）の人物Ａと人物Ｂとでは人物Ｂを選択するようにする。

〈作用効果〉
一般に、ハイパスフィルタを用いて画像処理を行うと画像の輪郭が強調されてＡＦ処理が行いやすくなるが、低照度の被写体や低コントラストの被写体では、ＡＦ評価値の値がランダムノイズなどのノイズに埋もれやすくなる。

そこで、さらにローパスフィルタを適用することにより、ローパスフィルタには画素間の輝度差を均等化させる作用があるので、ノイズによるピークも均等化され、ノイズを低減させる作用がある。

本実施例のデジタルカメラＣでは、ＡＦフィルタ設定処理（フィルタ設定手段）により、ＡＦエリアの画像処理のために設定された第１ＡＦフィルタのほかに、これとは特性の異なる第２ＡＦフィルタが設定可能とされ、ＡＥ処理（測光手段）により測定される被写体輝度が低いほど、第２ＡＦフィルタの周波数成分を第１ＡＦフィルタの周波数成分より低く設定する。

このため、低照度の被写体や低コントラストの被写体に対してランダムノイズなどのノイズの影響により、ＡＦ評価値の値がノイズに埋もれて合焦ができない場合に、ノイズを低減させる作用がある低い周波数成分のＡＦフィルタを用いることにより、合焦精度を高めることができる。

このように、ＡＦエリアに設定された第１ＡＦフィルタのほかに、これとは特性の異なる第２ＡＦフィルタが設定可能とされているので、撮影条件などによりＡＦエリアに設定された第１ＡＦフィルタでは自動合焦が行えない場合にも、第１ＡＦフィルタとは特性の異なる第２ＡＦフィルタでは自動合焦が可能になる場合があるので、第２ＡＦフィルタをＡＦフィルタ設定処理（フィルタ設定手段）により選択することによって、ＡＦフィルタが１種類の場合に比べて合焦性能を高めることができる。

そして、第１ＡＦフィルタを用いて顔エリアに合焦ができないときに、第１ＡＦフィルタより周波数成分が低い第２ＡＦフィルタに変更されるので、相対的にノイズが低減され、低照度の画像や人物の顔などの低コントラストな画像であっても、Ｓ／Ｎ比が向上して合焦精度を高めることができる。

また、被写体輝度に応じてＡＦフィルタが変更されるので、第１ＡＦフィルタを用いて顔エリアに合焦ができないときに、第１ＡＦフィルタより低い周波数成分の第２ＡＦフィルタに変更されるので、相対的にノイズが低減され、低コントラストな画像や低照度の画像であってもＳ／Ｎ比が向上して、合焦精度を高めることができる。

さらに、ＡＥ処理（測光手段）によって測定される被写体輝度が低いほど、第２ＡＦフィルタの周波数成分を第１ＡＦフィルタの周波数成分より低く設定するので、被写体輝度が低いほどノイズが低減され、低コントラストな画像や低照度の画像であってもＳ／Ｎ比が向上して、合焦精度を高めることができる。

なお、実施例１に共通している作用効果については説明を省略した。

実施例３のデジタルカメラＣについて、実施例１および実施例２のデジタルカメラＣとは異なる部分を中心に説明する。実施例１および実施例２のデジタルカメラＣと同様の構成および基本機能については、図示並びに説明を省略する。

〈実施例３のデジタルカメラの動作〉
次に、実施例３のデジタルカメラＣに特徴的な動作を説明する。

まず、図１８の処理について説明する。図１８の処理は図８の処理に引き続いて行われる。

Ｓｔｅｐ１８−１では、ＲＬボタンが押されているかどうかが判断される。

ここで、ＲＬボタンとは、右移動スイッチＳＷ８と左移動／画像確認スイッチＳＷ１１との総称であり、ＳＷ８またはＳＷ１１のうち、いずれか一方が押下されたときにＲＬボタンは押下されたものとする。

ＲＬボタンが押された場合には、Ｓｔｅｐ１８−２のＡＦエリア設定処理（図１０の処理，焦点検出領域設定手段）に進み、ＲＬボタンが押されていない場合には、Ｓｔｅｐ１８−４の処理に進む。

ＡＦエリア設定処理では、被写体輝度に応じて、図１２に示すように、人物の顔を中心としてＡＦエリアの大きさを拡大する処理を行い、特に、被写体輝度が低くなるに従ってＡＦエリアの大きさを拡大する。この際、ファインダモードにおけるＡＥ処理（Ｓｔｅｐ８−３）によって得られた被写体輝度の情報が用いられる。

このＡＦエリア設定処理では、ＡＦ制御の際に合焦の対象とされる画像領域のＡＦエリア（焦点検出領域）が設定される。そして、処理を終えるとＳｔｅｐ１８−３のＡＦフィルタ設定処理（図１６の処理，フィルタ設定手段）に進む。

Ｓｔｅｐ１８−３（ＡＦフィルタ設定処理）では、被写体輝度に応じて、図１６に示すように、フィルタＡ，Ｂ，ＣをＡＦフィルタに設定する処理を行い、特に、被写体輝度が低くなるに従ってＡＦフィルタを、フィルタＡ、フィルタＢ、フィルタＣの順に変更する。この際、ファインダモードにおけるＡＥ処理（Ｓｔｅｐ８−３）によって得られた被写体輝度の情報が用いられる。

このように、ＡＦフィルタ設定処理（フィルタ設定手段）によって、３つのＡＦフィルタである、フィルタＡ、フィルタＢ、フィルタＣから画像処理に適用されるＡＦフィルタが設定される。そして、処理を終えるとＳｔｅｐ１８−４の処理に進む。

Ｓｔｅｐ１８−４（ＡＦ処理）では、フォーカスレンズ７−２ａを光軸上で移動させながら、フォーカスレンズ７−２ａの移動位置に対するＡＦ評価値のデータを取得し、画像の特徴データとして一時保存し、Ｓｔｅｐ１８−５の合焦判定処理に進む。

Ｓｔｅｐ１８−５（合焦判定処理）では、ＡＦ処理（Ｓｔｅｐ１８−４）によって取得されたＡＦ評価値のデータに基づいて、２通りのＡＦエリアと２通りのＡＦフィルタとの様々な組合せに対してレンズの合焦位置の判断を行い、レンズを合焦位置で停止させ、Ｓｔｅｐ１８−６に進む。

Ｓｔｅｐ１８−６（撮影・記録処理）では、シャッターボタンが押下されると、撮影および記録の処理が実行され、静止画がメモリーに記録された後に処理を終了する。

〈作用効果〉
ＡＦエリア設定処理（ＡＦエリアを拡大する処理）とＡＦフィルタ設定処理（ＡＦフィルタを変更する処理）とを連続して行ない、２通りのＡＦエリアと２通りのＡＦフィルタとの様々な組合せに対してレンズの合焦位置の判断を行い、いずれか一方の処理だけでは合焦ができない場合であっても、両方の処理を行うことにより、合焦できる可能性があり、実施例１や実施例２のデジタルカメラＣに比べて、一層合焦精度を高めることができる。

なお、実施例１および実施例２に共通している作用効果については説明を省略した。

以上、本発明の撮像装置を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

なお、実施例１〜３では、顔エリアは長方形枠（例えば、図７参照）であったが、必ずしも、長方形である必要はない。例えば、円形枠であっても、顔の輪郭に沿った形状の枠であってもよい。

また、拡大されるＡＦエリアの拡大率は３通りであったが、必ずしも、３通りである必要はなく、２通り以上であれば何通りであってもよい。

さらに、用意されたＡＦフィルタは３種類であったが、必ずしも、３種類である必要はなく、２種類以上であれば何通りであってもよい。

そして、第２ＡＦエリアを拡大するに当たっては第１ＡＦエリア（顔エリア）を中心に拡大したが、必ずしも、第１ＡＦエリア（顔エリア）を中心に拡大しなくても、第１ＡＦエリアが含まれるように拡大されればよい。

実施例１〜３では、本発明の撮像装置をデジタルカメラへ適用する例を示したが、応用分野として、携帯機器、例えば、カメラ付き携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などに搭載される撮像装置としても適用することができる。

本発明の撮像装置としてのデジタルカメラを示す外観図であり、（ａ）はデジタルカメラの平面図を示し、（ｂ）はデジタルカメラの正面図を示し、（ｃ）はデジタルカメラの背面図を示す。 実施例のデジタルカメラの内部システムの構成を示すブロック図である。 実施例のデジタルカメラの動作概要を説明するフローチャート図である。 実施例のデジタルカメラにおいて、撮像素子の受光面を縦横方向に各１６分割して２５６個のエリアに分割した分割例を示す図である。 実施例のデジタルカメラにおいて、顔認識機能が起動している場合に、ＬＣＤ表示エリア中の顔エリアの設定例を示す図である。 実施例のデジタルカメラにおいて、通常ＡＦエリアを示す図である。 実施例のデジタルカメラにおいて、顔認識できた場合の顔エリアの一例を示す図である。 実施例１のデジタルカメラにおいて、顔認識モードの使用状態を切り替える処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例１のデジタルカメラにおいて、ＡＦエリア設定処理の実行状態を切り替える処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例１のデジタルカメラにおいて、ＡＦエリア設定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例１のデジタルカメラにおいて、ＡＦエリア設定処理が行われた際の合焦判定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例１のデジタルカメラにおいて、顔認識できた場合の第１ＡＦエリアと第２ＡＦエリアの一例を示す図である。 実施例のデジタルカメラにおいて、２人の人物Ａの顔と人物Ｂの顔とが認識された場合を表す図であり、（ａ）は顔エリアが設定された際のＬＣＤ映像を示し、（ｂ）はＡＦ評価値の被写体までの距離に対する特性を示す図である。 実施例２のデジタルカメラにおいて、ＡＦ処理に使用される３種類のＡＦフィルタと、ＡＦフィルタとして設定される係数の重みを説明する図である。 実施例２のデジタルカメラにおいて、ＡＦフィルタ設定処理の実行状態を切り替える処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例２のデジタルカメラにおいて、ＡＦフィルタ設定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例２のデジタルカメラにおいて、ＡＦフィルタ設定処理が行われた際の合焦判定処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例３のデジタルカメラにおいて、ＡＦエリア設定処理およびＡＦフィルタ設定処理の実行状態を切り替える処理の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１０１ ＣＣＤ（撮像素子）
７−２ａ フォーカスレンズ（合焦レンズ）
Ｃ デジタルカメラ（撮像装置）

Claims (6)

1. 被写体の像を撮像素子の受光部に結像させる合焦レンズと、
   前記撮像素子により取り込まれた前記被写体の画像の全画像領域から人物の顔の画像が検出されたときに該顔の部分に対応する顔領域の領域情報を出力する顔領域検出手段と、
   前記合焦レンズを駆動して前記被写体の像を前記受光部に自動的に合焦させる自動合焦制御を行う自動合焦制御手段と、
   前記自動合焦制御の際に合焦の対象とされる画像領域の焦点検出領域を設定する焦点検出領域設定手段と、
   前記自動合焦制御手段により前記合焦レンズを駆動させることによりＡＦ評価値を取得して、前記ＡＦ評価値に基づいて前記合焦レンズの合焦位置の判断を行う合焦判定手段と、
   被写体輝度を測定する測光手段と、
   を備え、
   前記顔領域検出手段によって人物の顔の画像が検出されたときに該人物の顔領域を前記焦点検出領域設定手段により前記焦点検出領域に設定して自動的に該人物に合焦させる撮像装置において、
   前記焦点検出領域設定手段により前記顔領域に設定された第１の焦点検出領域のほかに、前記第１の焦点検出領域を中心に拡大された第２の焦点検出領域が設定され、
   前記測光手段により測定される被写体輝度が低くなるにつれて、前記第２の焦点検出領域を拡大して設定するとともに、
   前記合焦判定手段は、前記第１の焦点検出領域を用いて合焦が可能であるか否かを判断し、
   前記第１の焦点検出領域を用いて合焦が可能である場合は、前記第１の焦点検出領域により合焦を行い、
   前記第１の焦点検出領域を用いて合焦が不可能である場合は、前記第２の焦点検出領域により合焦を行う
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記人物の顔領域が前記顔領域検出手段によって検出できない場合には、前記焦点検出領域設定手段により前記焦点検出領域が前記全画像領域の中央付近の領域に設定されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
   前記焦点検出領域に対応する画像の画像情報に対して画像処理を行いかつ前記画像情報の周波数成分に対応する周波数値によって特性が特徴付けられる複数のフィルタと、
   前記複数のフィルタから画像処理に適用されるフィルタを設定するフィルタ設定手段と、をさらに備え、
   前記フィルタ設定手段により前記焦点検出領域の画像処理のために設定された第１のフィルタのほかに、これとは特性の異なる第２のフィルタが設定可能とされていることを特徴とする撮像装置。
4. 前記第２のフィルタが前記第１のフィルタより低い周波数成分に設定されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の撮像装置において、
   被写体輝度を測定する測光手段が備えられ、
   前記測光手段によって測定される被写体輝度に応じて前記第２のフィルタが変更されることを特徴とする撮像装置。
6. 前記測光手段により測定される被写体輝度が低いほど、前記第２のフィルタの周波数成分を第１のフィルタの周波数成分より低く設定することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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