(57)【要約】【課題】撮像装置において、焦点調節を高速に行いながら、パララックスによる焦点調節の誤動作を低減する。【解決手段】撮像装置は、撮影光学系により形成された第１の被写体像を光電変換して第１の被写体の画像信号を生成する第１の光電変換センサと、第２の被写体像を光電変換して第２の被写体までの距離を示す距離信号を生成する第２の光電変換センサと、前記画像信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、前記距離信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、前記画像信号から被写体領域を検出する被写体検出手段と、前記被写体領域の大きさと前記被写体までの距離とに基づいて、前記第１の被写体と前記第２の被写体とが異なるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記第１の被写体と前記第２の被写体とが異なると判断される場合に前記第２の焦点調節手段による焦点調節を行わないように制御する制御手段とを備える。【選択図】図１
2010139666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により形成された第１の被写体像を光電変換して第１の被写体の画像信号を生成する第１の光電変換センサと、
第２の被写体像を光電変換して第２の被写体までの距離を示す距離信号を生成する第２の光電変換センサと、
前記画像信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、
前記距離信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、
前記画像信号から被写体領域を検出する被写体検出手段と、
前記被写体領域の大きさと前記被写体までの距離とに基づいて、前記第１の被写体と前記第２の被写体とが異なるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記第１の被写体と前記第２の被写体とが異なると判断される場合に前記第２の焦点調節手段による焦点調節を行わないように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮影光学系は、焦点調節のための光学素子を含み、
前記制御手段は、
前記第１の被写体を含む前記被写体領域の大きさに応じて、前記撮影光学系における前記焦点調節のための光学素子の合焦位置を演算する第１の演算手段を含み、
前記第２の焦点調節手段は、
前記距離信号により示された前記第２の被写体までの距離に応じて、前記撮影光学系における前記焦点調節のための光学素子の合焦位置を演算する第２の演算手段を含み、
前記制御手段は、
前記第１の演算手段により演算された合焦位置と前記第２の演算手段により演算された合焦位置との差が第１の閾値未満である場合、前記第２の焦点調節手段による焦点調節を行い、前記第１の演算手段により演算された合焦位置と前記第２の演算手段により演算された合焦位置との差が前記第１の閾値以上である場合、前記第１の焦点調節手段による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える第１の切り替え手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影光学系は、焦点調節のための光学素子を含み、
前記制御手段は、
前記第１の被写体を含む前記被写体領域の大きさに応じて、前記第１の被写体までの距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段により演算された前記第１の被写体までの距離と前記距離信号により示された前記第２の被写体までの距離との差が第２の閾値未満である場合、前記第２の焦点調節手段による焦点調節を行い、前記距離演算手段により演算された前記第１の被写体までの距離と前記距離信号により示された前記第２の被写体までの距離との差が前記第２の閾値以上である場合、前記第１の焦点調節手段による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える第１の切り替え手段と、
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の焦点調節手段は、
前記画像信号から、前記第１の被写体を含む前記被写体領域に対応した焦点検出領域の評価値を取得し、取得した評価値に基づいて前記撮影光学系の合焦状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により検出された合焦状態に応じて、前記焦点調節のための光学素子を合焦位置へ移動する第１の合焦手段と、
を含み、
前記第２の焦点調節手段は、
前記焦点調節のための光学素子を、前記第２の演算手段により演算された合焦位置へ移動する第２の合焦手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮影光学系は、焦点調節のための光学素子を含み、
前記制御手段は、
前記第１の被写体を含む前記被写体領域の大きさの変化に応じて、前記撮影光学系における前記焦点調節のための光学素子の合焦方向を演算する第３の演算手段と、
前記距離信号により示された前記第２の被写体までの距離の変化に応じて、前記撮影光学系における前記焦点調節のための光学素子の合焦方向を演算する第４の演算手段と、
前記第３の演算手段により演算された合焦方向と前記第４の演算手段により演算された合焦方向とが同じ場合、前記第２の焦点調節手段による焦点調節を行い、前記第３の演算手段により演算された合焦方向と前記第４の演算手段により演算された合焦方向とが異なる場合、前記第１の焦点調節手段による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える第２の切り替え手段と、
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の焦点調節手段は、
前記画像信号から、前記第１の被写体を含む前記被写体領域に対応した焦点検出領域の評価値を取得し、取得した評価値に基づいて前記撮影光学系の合焦状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により検出された合焦状態に応じて、前記焦点調節のための光学素子を合焦位置へ移動する第１の合焦手段と、
を含み、
前記第２の焦点調節手段は、
前記距離信号により示された前記第２の被写体までの距離に応じて、前記撮影光学系の合焦位置を演算する第２の演算手段と、
前記焦点調節のための光学素子を、前記第２の演算手段により演算された合焦位置へ移動する第２の合焦手段と、
を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記被写体領域に含まれる前記第１の被写体は、人物の顔である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置におけるオートフォーカス（ＡＦ）制御の方式には、撮像素子を用いて生成された画像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を示すＡＦ評価値信号を生成し、該ＡＦ評価値信号が最大となるフォーカスレンズの位置を探索するＴＶ−ＡＦ方式がある。
【０００３】
特許文献１には、電子カメラにおいて、撮影画面内の顔領域を検出し、検出した顔領域を含む焦点検出エリアの画像信号から焦点評価値を算出し、その焦点評価値が最大となる撮影光学系の位置を合焦位置として検出することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、撮像装置において、被写界の画像から顔を検出し、検出した顔の情報を用いて目を検出し、その検出した目の位置に対して測距を行って距離情報を取得し、その距離情報を用いて目に合焦を行う自動焦点動作を行うことが記載されている。
【０００５】
また、ＡＦ制御の方式には、測距センサを撮影レンズとは独立に設け、該測距センサにより検出された被写体までの距離からフォーカスレンズの合焦位置を演算し、そこにフォーカスレンズを移動させる外測測距方式（外測位相差検出方式）がある。この外測位相差検出方式では、被写体から受けた光束を２分割し、該２分割した光束を一組の受光素子列（ラインセンサ）によりそれぞれ受光する。そして、該一組のラインセンサ上に形成された像のずれ量、すなわち位相差を検出し、該位相差から三角測量法を用いて被写体距離を求め、該被写体距離に対して合焦する位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０００６】
さらに、ＡＦ制御の方式には、ＴＶ−ＡＦ方式と外測位相差検出方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦ方式もある。
【０００７】
特許文献３には、ハイブリッドＡＦ方式の撮像装置が記載されている。特許文献３において、ＡＦ信号処理回路は、撮像素子を用いて得られた信号の高周波成分から被写体像のコントラスト状態を表すＡＦ評価値信号を出力する。また、外部測距ユニットは、被写体までの距離を測定し、該測定した距離に応じた測距信号を出力する。マイクロコンピュータは、ＡＦ信号処理回路から出力されたＡＦ評価値信号を受けるとともに、外部測距ユニットから出力された測距信号を受ける。そして、マイクロコンピュータは、被写体距離の変化量とＡＦ評価値の変化量とＡＦ評価値のレベルとに応じて撮影状況（シーン）を特定し、ＡＦ方式およびＡＦ処理の状態移行を最適化する。
【０００８】
具体的には、マイクロコンピュータは、被写体距離の変化量が大きくＡＦ評価値の変化量が大きい場合、パンニングやチルティング等によって被写体距離に変化があった（シーン１）と特定する。この場合、マイクロコンピュータは、ＡＦ方式に関して、外測測距方式を行い、その後、ＴＶ−ＡＦ方式を行う。マイクロコンピュータは、ＡＦ処理モードを再起動動作モードにする。
【０００９】
あるいは、マイクロコンピュータは、被写体距離の変化量が小さくＡＦ評価値の変化量が大きい場合、等距離の被写体の絵柄等が変化した（シーン２）と特定する。この場合、マイクロコンピュータは、ＡＦ方式に関して、ＡＦ評価値が変動している間に外測測距方式を行い、ＡＦ評価値が安定したらＴＶ−ＡＦ方式を行う。マイクロコンピュータは、ＡＦ処理モードを合焦確認動作モードにする。
【００１０】
あるいは、マイクロコンピュータは、被写体距離の変化量が大きくＡＦ評価値の変化量が小さくかつＡＦ評価値のレベルが高い場合、撮影レンズの撮影範囲と外測測距ユニットの測距範囲とに視差（パララックス）が発生している（シーン３）と特定する。この場合、マイクロコンピュータは、ＡＦ方式に関して、ＴＶ−ＡＦ方式を行う。マイクロコンピュータは、ＡＦ処理モードを再起動動作モードにする。
【００１１】
あるいは、マイクロコンピュータは、被写体距離の変化量が大きくＡＦ評価値の変化量が小さくかつＡＦ評価値のレベルが低い場合、低コントラストの被写体で、かつ、パンニング等により被写体距離が変化した（シーン４）と特定する。この場合、マイクロコンピュータは、ＡＦ方式に関して、外測測距方式を行い、その後、ＡＦ評価値のレベルが高くなったらＴＶ−ＡＦ方式を行う。マイクロコンピュータは、ＡＦ処理モードを再起動動作モードにする。
【００１２】
あるいは、マイクロコンピュータは、被写体距離の変化量が小さくＡＦ評価値の変化量が小さい場合、被写体距離の変化も被写体の絵柄等の変化もない状態（シーン５）であると特定する。この場合、マイクロコンピュータは、ＡＦ方式に関して、ロック状態とし、ＡＦ方式の選択を次のシーン変化まで行わない。マイクロコンピュータは、ＡＦ処理モードを現在のフォーカス位置を保持するモードにする。
【特許文献１】特開２００６−２２７０８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５４０３号公報
【特許文献３】特開２００５−２３４３２５号公報（段落００３７〜００６２、図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献３に記載の技術では、シーン３以外のシーンについて、パララックスが考慮されていない。
【００１４】
しかし、外部位相差検出方式を用いる場合、撮影レンズの主光学系とは別の光学系を用いるため、シーン３以外のシーンであっても、パララックスが発生する可能性がある。パララックスが発生すると、顔が検出された画面上の領域と外部位相差検出方式で測距する領域とが異なるものとなる。その場合、外部位相差検出方式で測距する領域が背景の被写体となってしまい、誤って背景の被写体にピント合わせを行ってしまう可能性がある。
【００１５】
一方、外部位相差検出方式のＡＦ制御（焦点調節）は、ＴＶ−ＡＦ方式のＡＦ制御（焦点調節）に比べて高速な制御動作が可能である。
【００１６】
本発明の目的は、撮像装置において、焦点調節を高速に行いながら、パララックスによる焦点調節の誤動作を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の１つの側面に係る撮像装置は、撮影光学系により形成された第１の被写体像を光電変換して第１の被写体の画像信号を生成する第１の光電変換センサと、第２の被写体像を光電変換して第２の被写体までの距離を示す距離信号を生成する第２の光電変換センサと、前記画像信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、前記距離信号に基づいて、前記撮影光学系の焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、前記画像信号から被写体領域を検出する被写体検出手段と、前記被写体領域の大きさと前記被写体までの距離とに基づいて、前記第１の被写体と前記第２の被写体とが異なるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記第１の被写体と前記第２の被写体とが異なると判断される場合に前記第２の焦点調節手段による焦点調節を行わないように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮像装置において、焦点調節を高速に行いながら、パララックスによる焦点調節の誤動作を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の構成を示す図である。
【００２０】
撮像装置１００は、例えば、デジタルカメラ、ビデオカムコーダである。撮像装置１００は、次の構成要素を備える。
【００２１】
撮影光学系１２０は、第１の光電変換センサ１０６の撮像面に第１の被写体像を形成する。撮影光学系１２０は、第１固定レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、及び第２固定レンズ１０４を含む。撮影光学系１２０は、フォーカスコンペンセータレンズ（以下、フォーカスレンズという）１０５を含む。
【００２２】
第１固定レンズ１０１は、入射した光を変倍レンズ１０２へ導く。
【００２３】
変倍レンズ１０２は、光軸方向に移動して変倍を行う。変倍レンズ１０２は、第１固定レンズ１０１から受けた光を、絞り１０３を介して第２固定レンズ１０４へ導く。
【００２４】
絞り１０３は、第１固定レンズ１０１から第２固定レンズ１０４へ導かれる光の量を調節する。
【００２５】
第２固定レンズ１０４は、変倍レンズ１０２から受けた光をフォーカスレンズ１０５へ導く。
【００２６】
フォーカスレンズ（焦点調節のための光学素子）１０５は、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを有している。
【００２７】
第１の光電変換センサ１０６は、撮影光学系１２０により形成された第１の被写体像を光電変換することにより、第１の被写体の画像を得るための画像信号を生成する。第１の光電変換センサ１０６は、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサである。第１の被写体は、例えば、人物の顔である。
【００２８】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７は、第１の光電変換センサ１０６から出力された画像信号を受ける。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７は、受けた画像信号に対してＣＤＳ処理を行うことにより、固定パターンノイズが除去された画像信号を得る。また、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７は、その得られた画像信号に対して調整されたゲインで増幅処理を行うことにより、増幅された画像信号を生成して出力する。
【００２９】
カメラ信号処理回路１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７から出力された画像信号を受ける。カメラ信号処理回路１０８は、受けた画像信号に対して各種の画像処理を施し、処理後の画像信号を出力する。
【００３０】
例えば、カメラ信号処理回路１０８は、受けた画像信号に応じて、表示用の画像信号を生成してモニタ装置１０９へ出力する。
【００３１】
あるいは、例えば、カメラ信号処理回路１０８は、受けた画像信号に応じて、記録用の画像信号（圧縮画像データ）を生成して記録装置１１５へ出力する。
【００３２】
モニタ装置１０９は、カメラ信号処理回路１０８から表示用の画像信号を受ける。モニタ装置１０９は、受けた表示用の画像信号に応じた画像を表示する。モニタ装置１０９は、例えば、ＬＣＤ等により構成される。
【００３３】
記録装置１１５は、カメラ信号処理回路１０８から出力された記録用の画像信号を受ける。記録装置１１５は、受けた記録用の画像信号を所定の記録媒体に記録する。所定の記録媒体は、例えば、磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録装置１１５に対して着脱可能に装着される記録媒体でも良いし、ハードディスクドライブなどの撮像装置１００内に備えられた記録媒体でも良い。
【００３４】
ズーム駆動源１１０は、変倍レンズ１０２を移動（駆動）させる。フォーカシング駆動源１１１は、フォーカスレンズ１０５を移動（駆動）させる。ズーム駆動源１１０及びフォーカシング駆動源１１１は、それぞれ、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。
【００３５】
被写体検出部１１６は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７から出力された画像信号を受ける。被写体検出部１１６は、受けた画像信号に対して被写体検出処理を施し、第１の被写体を含む被写体領域を検出する。また、被写体検出部１１６は、被写体領域の大きさも検出する。被写体検出部１１６は、それらの検出結果をカメラ／ＡＦマイコン１１４へ出力する。これにより、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、上記検出結果に基づき、被写体領域に対応した焦点検出領域を決定し、その焦点検出領域を指定するための情報をＡＦゲート１１２へ出力する。被写体領域に対応した焦点検出領域は、例えば、被写体領域を含む領域であって被写体領域より大きな領域である。
【００３６】
ここで、第１の被写体は、例えば、人物の顔である。被写体検出処理は、例えば、顔検出処理である。被写体領域は、例えば、顔領域である。この場合、被写体検出部１１６は、画像信号から人物の顔を含む顔領域と顔領域の大きさとを検出する。
【００３７】
なお、本発明における顔検出に関しては、公知の顔検出技術を用いることとする。公知の顔検出技術としては、ニューラルネットワークに代表される学習を用いた手法、目や鼻や口といった形状に特徴のある部位を、画像領域からテンプレートマッチングを用い探し出し類似度が高ければ顔とみなす手法があげられる。また、他にも、肌の色や目の形といった画像特徴量を検出し統計的解析を用いた手法等、多数提案されており、一般的にはこれらの手法を複数組み合わせて顔認識するのが一般的である。
【００３８】
具体的な例としては特開平２００２−２５１３８０号公報に記載のウェーブレット変換と画像特徴量を利用して顔検出する方法などが挙げられる。
【００３９】
第１の焦点調節部１３０は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７から出力された画像信号を受ける。第１の焦点調節部１３０は、受けた画像信号を用いて、撮影光学系１２０の焦点調節を行う。第１の焦点調節部１３０は、ＡＦゲート１１２、ＡＦ信号処理回路（焦点検出手段）１１３、及び第１の合焦部１１４ａを含む。
【００４０】
ＡＦゲート１１２は、焦点検出に用いられる領域（焦点検出領域）を指定するための情報をカメラ／ＡＦマイコン１１４から受ける。ＡＦゲート１１２は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７から出力された画像信号を受ける。ＡＦゲート１１２は、受けた画像信号のうち指定された焦点検出領域の信号を通過させる。
【００４１】
ＡＦ信号処理回路１１３は、ＡＦゲート１１２を通過した画像信号を受ける。ＡＦ信号処理回路１１３は、受けた画像信号から、第１の被写体を含む被写体領域に対応した焦点検出領域の評価値を取得し、取得した評価値に基づいて撮影光学系１２０の合焦状態を検出する。ＡＦ信号処理回路１１３は、検出した結果を、カメラ／ＡＦマイコン１１４における第１の合焦部１１４ａへ出力する。
【００４２】
具体的には、ＡＦ信号処理回路１１３は、高周波成分や輝度差成分（信号の輝度レベルの最大値と最小値との差分）等を抽出してＡＦ評価値信号を生成する。ＡＦ評価値信号は、カメラ／ＡＦマイコン１１４に出力される。ＡＦ評価値信号は、第１の光電変換センサ１０６から出力された画像信号に基づいて生成される画像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものである。この鮮鋭度は撮像光学系の合焦状態によって変化するので、結果的に撮像光学系の合焦状態を表す信号となる。
【００４３】
第１の合焦部１１４ａは、ＡＦ信号処理回路１１３により検出された合焦状態に応じて、フォーカシング駆動源１１１を介して、フォーカスレンズ１０５を合焦位置へ移動する。
【００４４】
外部測距ユニット（第２の光電変換センサ）１１７は、第２の被写体像を光電変換することにより、第２の被写体までの距離を検出し、検出した第２の被写体までの距離を示す距離信号を生成する。具体的には、外部測距ユニット１１７は、第２の被写体像を光電変換することにより得られた信号に対して、従来の技術にあるような外測位相差検出方式、超音波センサ方式、赤外線センサ方式等の処理を行うことにより、第２の被写体までの距離を求める。外部測距ユニット１１７は、求めた第２の被写体までの距離に応じて、第２の被写体までの距離を示す距離信号を生成し、生成した距離信号をカメラ／ＡＦマイコンにおける第２の焦点調節部１４０及び第１の切り替え部１１４ｅへ出力する。
【００４５】
ここで、測距信頼性としては、例えば外測位相差検出方式であれば、光束の分割方向の相対的位置ズレ量に基づいて測距を行うので、分割した２像の相関性を信頼性とするのが一般的である。
【００４６】
第２の焦点調節部１４０は、外部測距ユニット１１７から出力された距離信号を受ける。第２の焦点調節部１４０は、受けた距離信号を用いて、撮影光学系１２０の焦点調節を行う。第２の焦点調節部１４０は、第２の演算部１１４ｄ及び第２の合焦部１１４ｂを含む。
【００４７】
第２の演算部１１４ｄは、外部測距ユニット１１７から出力された距離信号を受ける。第２の演算部１１４ｄは、受けた距離信号により示された第２の被写体までの距離に応じて、撮影光学系１２０におけるフォーカスレンズ１０５の合焦位置を演算する。第２の演算部１１４ｄは、演算した結果を第２の合焦部１１４ｂ及び後述の第１の切り替え部１１４ｅへ供給する。
【００４８】
第２の合焦部１１４ｂは、第２の演算部１１４ｄから演算した結果を受ける。第２の合焦部１１４ｂは、フォーカシング駆動源１１１を介して、フォーカスレンズ１０５を、第２の演算部により演算された合焦位置へ移動する。
【００４９】
カメラ／ＡＦマイコン１１４は、撮像装置１００の各部を全体的に制御するとともに、各種の制御動作を行う。例えば、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ評価値信号に基づいて、フォーカシング駆動源１１１を制御してフォーカスレンズ１０５を移動させるＡＦ制御を行う。
【００５０】
すなわち、カメラ／ＡＦマイコン１１４の制御部は、第１の被写体を含む被写体領域の大きさと距離信号により示された第２の被写体までの距離とに基づいて、第１の焦点調節部１３０及び第２の焦点調節部１４０を選択的に次のように制御する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、第１の被写体と第２の被写体とが同じであると判断される場合に、第２の焦点調節部１４０による焦点調節を行う。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、第１の被写体と第２の被写体とが異なると判断される場合に、第１の焦点調節部１３０による焦点調節を行う。
【００５１】
カメラ／ＡＦマイコン１１４は、上記した第１の合焦部１１４ａ、第２の演算部１１４ｄ、及び第２の合焦部１１４ｂに加えて、第１の演算部１１４ｃ、及び第１の切り替え部１１４ｅを含む。ここで、第１の演算部１１４ｃ及び第１の切り替え部１１４ｅが上記の制御部を構成している。
【００５２】
第１の演算部１１４ｃは、被写体検出部１１６から出力された被写体領域（顔領域）の大きさの情報を受ける。第１の演算部１１４ｃは、受けた被写体領域の大きさの情報、すなわち、第１の被写体（人物の顔）を含む被写体領域（顔領域）の大きさに応じて、撮影光学系１２０におけるフォーカスレンズ１０５の合焦位置を演算する。
【００５３】
ここで、第１の演算部１１４ｃは、平均的な被写体領域（顔領域）の大きさとその被写体（人物の顔）までの距離とが対応付けられたデータテーブルを参照することにより、顔領域の大きさに応じた第１の被写体（人物の顔）までの距離を演算する。このデータテーブルは、予め、カメラ／ＡＦマイコン１１４内のメモリに記憶されていても良いし、撮像装置１００内の他のメモリ又はハードディスクなどに記憶されていても良い。第１の演算部１１４ｃは、演算した第１の被写体までの距離に応じて撮影光学系１２０におけるフォーカスレンズ１０５の合焦位置を演算する。
【００５４】
第１の演算部１１４ｃは、演算した合焦位置の情報を第１の切り替え部１１４ｅへ出力する。
【００５５】
あるいは、第１の演算部（距離演算手段）１１４ｃは、演算した第１の被写体までの距離を第１の切り替え部１１４ｅへ供給する。
【００５６】
第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された合焦位置と第２の演算部１１４ｄにより演算された合焦位置との差が第１の閾値未満である場合、次のように焦点調節動作を切り替える。第１の切り替え部１１４ｅは、第２の焦点調節部１４０による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える。すなわち、第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された合焦位置と第２の演算部１１４ｄにより演算された合焦位置との差が閾値未満である場合、第１の被写体と第２の被写体とが同じであると判断する。第１の切り替え部１１４ｅは、その判断結果に応じて、第２の焦点調節部１４０による焦点調節が行われるように、焦点調節動作を切り替える。
【００５７】
また、第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された合焦位置と第２の演算部１１４ｄにより演算された合焦位置との差が第１の閾値以上である場合、第１の焦点調節部１３０による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える。すなわち、第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された合焦位置と第２の演算部１１４ｄにより演算された合焦位置との差が閾値以上である場合、第１の被写体と第２の被写体とが異なると判断する。第１の切り替え部１１４ｅは、その判断結果に応じて、第１の焦点調節部１３０による焦点調節が行われるように、焦点調節動作を切り替える。
【００５８】
あるいは、第１の切り替え部１１４ｅは、次のように、焦点調節動作を切り替える。
【００５９】
第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された第１の被写体までの距離と距離信号により示された第２の被写体までの距離との差が第２の閾値未満である場合、次のように焦点調節動作を切り替える。第１の切り替え部１１４ｅは、第２の焦点調節部１４０による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える。すなわち、第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された第１の被写体までの距離と距離信号により示された第２の被写体までの距離との差が閾値未満である場合、第１の被写体と第２の被写体とが同じであると判断する。第１の切り替え部１１４ｅは、その判断結果に応じて、第２の焦点調節部１４０による焦点調節が行われるように、焦点調節動作を切り替える。
【００６０】
第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された第１の被写体までの距離と距離信号により示された第２の被写体までの距離との差が第２の閾値以上である場合、第１の焦点調節部１３０による焦点調節を行うように焦点調節動作を切り替える。すなわち、第１の切り替え部１１４ｅは、第１の演算部１１４ｃにより演算された第１の被写体までの距離と距離信号により示された第２の被写体までの距離との差が閾値以上である場合、第１の被写体と第２の被写体とが異なると判断する。第１の切り替え部１１４ｅは、その判断結果に応じて、第１の焦点調節部１３０による焦点調節が行われるように、焦点調節動作を切り替える。
【００６１】
このように、第１の被写体と第２の被写体とが同じであると判断される場合に第２の焦点調節部による焦点調節を行うので、焦点調節を高速に行うことができる。また、第１の被写体と第２の被写体とが異なると判断される場合に第１の焦点調節部による焦点調節を行うので、パララックスによる焦点調節の誤動作を避けることができる。すなわち、撮像装置において、焦点調節を高速に行いながら、パララックスによる焦点調節の誤動作を低減することができる。
【００６２】
次に、カメラ／ＡＦマイコン１１４で行われるＡＦ制御（焦点調節動作）について、図２を用いて説明する。このＡＦ制御は、カメラ／ＡＦマイコン１１４内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。図２は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の焦点調節動作を示すフローチャートである。
【００６３】
Ｓｔｅｐ２０１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ制御処理を開始する。
【００６４】
Ｓｔｅｐ２０２では、被写体検出部１１６が、顔検出処理を行い、顔領域の位置・大きさの情報をカメラ／ＡＦマイコン１１４へ出力する。
【００６５】
Ｓｔｅｐ２０３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、被写体検出部１１６で顔検出が成功していれば、処理をＳｔｅｐ２０４へ進め、そうでなければ、処理をＳｔｅｐ２０６へ進める。
【００６６】
Ｓｔｅｐ２０４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ枠を、顔領域の位置・大きさに基づいて設定する。
【００６７】
Ｓｔｅｐ２０６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、通常ＡＦ枠を設定する。これは画面の中央付近に動かない固定のＡＦ枠として設定されるのが一般的である。
【００６８】
Ｓｔｅｐ２０５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値を使ったＴＶ−ＡＦ方式と外測位相差ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦ方式によりピント合わせを行う。
【００６９】
次に、ハイブリッドＡＦ制御（Ｓｔｅｐ２０５）について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置のハイブリッドＡＦ制御を示すフローチャートである。
【００７０】
Ｓｔｅｐ８０１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ハイブリッドＡＦ制御の処理を開始する。
【００７１】
Ｓｔｅｐ８０２では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＴＶ−ＡＦ制御の処理を実行する。このＴＶ−ＡＦ制御には、ＡＦ評価値をモニタしつつフォーカスレンズ１０５を駆動して合焦を得る動作が含まれる。また、ＴＶ−ＡＦ制御には、合焦が得られている状態において、フォーカスレンズ再駆動の必要性の有無を判断するために、ＡＦ評価値の低下があったか否かを判断する等、合焦を維持するための処理も含まれる。
【００７２】
Ｓｔｅｐ８０３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外部測距ユニット１１７により被写体距離を検出し、さらにその被写体距離情報から外測合焦位置を算出する。
【００７３】
Ｓｔｅｐ８０４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、現在の動作モードが外測位相差使用モードであるか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測位相差使用モードである場合に、処理をＳｔｅｐ８０８へ移行する。また、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測位相差使用モードでない場合、処理をＳｔｅｐ８０５へ移行する。外測位相差使用モードとは、後述するＳｔｅｐ８１０において特定の条件を満たす場合に限り、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる外測ＡＦを行うことが許されるモードである。
【００７４】
Ｓｔｅｐ８０５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、後述するＳｔｅｐ８０６においてコントラスト及び被写体距離の変化が大きいか否かを判断するためのしきい値（第１及び第２の値）を設定する。
【００７５】
Ｓｔｅｐ８０６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差使用モードへ切り替えるか否かを決定するために、被写体に関する変化をコントラスト情報及び被写体距離情報を用いて判断する。すなわち、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、前回のルーチンで取得したコントラスト情報に対する今回のルーチンで取得したコントラスト情報の変化量がしきい値より大きいか否かを判断する。また、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、前回のルーチンで取得した被写体距離情報に対する今回のルーチンで取得した被写体距離情報の変化量がしきい値より大きいか否かを判断する。
【００７６】
本実施形態では、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３から得られる、ＡＦゲート１１２を通過した信号の各画素ラインでの輝度レベルの最大値と最小値との差を求める。そして、これらの差の最大値をコントラスト情報として用いる。なお、このコントラスト情報に代えて、コントラスト状態を示す点では共通であるＡＦ評価値をしきい値と比較してもよい。
【００７７】
Ｓｔｅｐ８０６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、コントラストの変化量がしきい値より大きくかつ被写体距離の変化量もしきい値より大きいと判断した場合に、処理をＳｔｅｐ８０７へ移行する。
【００７８】
一方、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、コントラストの変化量及び被写体距離の変化量のうち少なくとも一方がしきい値より小さいと判断した場合に、外測位相差使用モードへの切り替えを行わず、処理をＳｔｅｐ８０２に戻してＴＶ−ＡＦ制御を行う。つまり、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、コントラストの変化量及び被写体距離の変化量のうち少なくとも一方がしきい値より小さい場合に、ＴＶ−ＡＦ制御のみを後述する撮像信号の読み出し周期で繰り返し行う。
【００７９】
なお、本実施形態では、被写体距離情報の変化量がしきい値より大きいか否かを判断する場合について説明しているが、Ｓｔｅｐ８０３で被写体距離情報に基づいて算出された外測合焦位置の変化量について判断してもよい。この場合、被写体距離情報の変化量について判断していることと等価である。
【００８０】
Ｓｔｅｐ８０６における判断は、被写体距離情報（又は外測合焦位置の情報）を用いてフォーカスレンズ１０５を移動させる、すなわち外測ＡＦを行うか否かを切り替えるための第１段階の判断である。つまり、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５を駆動させる条件（タイミング）を、被写体のコントラスト状態が大きく変化した場合であって、かつ被写体距離が大きく変化した場合に限定する。
【００８１】
これにより、被写体距離は大きく変化しておらず合焦状態から外れていないのに、被写体の絵柄等の変化によりＡＦ評価値が大きく変化した場合に、まず外測合焦位置へフォーカレンズを移動させることで発生する不要な画像のぼけを防止している。
【００８２】
Ｓｔｅｐ８０８では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードを外測位相差使用モードに切り替えて、処理をＳｔｅｐ８０８へ進める。
【００８３】
Ｓｔｅｐ８０８では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差駆動モードか否かを判断する。但し、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、既に外測位相差駆動モードに設定されて外測合焦位置に向かってフォーカスレンズ１０５が移動している最中であれば、処理をＳｔｅｐ８０２に戻す。
【００８４】
一方、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測位相差駆動モードでないならば、処理をＳｔｅｐ８０９へ進める。
【００８５】
Ｓｔｅｐ８０９では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、後のＳｔｅｐ８１０での判断で用いるしきい値（第３の値）を設定する。具体的には、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる（外測ＡＦを実行する）べきかどうかを判断するためのフォーカス位置差しきい値ｔｈを設定する。このフォーカス位置差しきい値ｔｈは、外部測距ユニット１１７による被写体距離の検出のばらつきを考慮して決定される。
【００８６】
Ｓｔｅｐ８１０では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、Ｓｔｅｐ８０３にて得られた外測合焦位置と現在のフォーカスレンズ位置との差（絶対値）を求め、該差がＳｔｅｐ８０９で設定されたフォーカス位置差しきい値ｔｈよりも大きいか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、この差がフォーカス位置差しきい値ｔｈよりも大きい場合、処理をＳｔｅｐ８１１へ進め、フォーカス位置差しきい値ｔｈよりも小さい場合、処理をＳｔｅｐ８１３に進める。
【００８７】
Ｓｔｅｐ８１０における判断は、外測ＡＦを行うか否かを切り替えるための第２段階の判断である。つまり、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５を駆動させる条件（タイミング）を、外測合焦位置と現在のフォーカスレンズ位置との差が大きい場合に限定する。
【００８８】
この第２段階の条件を満たさない場合に外測ＡＦを行わないのは、外測ＡＦは、ＴＶ−ＡＦに比較して合焦精度が劣るためである。不用意に外測合焦位置にフォーカスレンズ１０５を移動させると、ＴＶ−ＡＦと外測ＡＦとの間でハンチングが生じたり、画像にぼけが生じたりするためである。
【００８９】
Ｓｔｅｐ８１１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、被写体距離と顔枠の大きさから予測される合焦距離とが所定範囲内かどうか判断する。これは、ズームレンズ位置それぞれにおける検出された顔の大きさに対する撮影距離を表したデータテーブルを持つことで実現している。このデータテーブルは、予め各ズームレンズ位置で一般的な顔の大きさが撮影距離によりどのような大きさに検出されるかを調べてデータテーブルを作成している。
【００９０】
Ｓｔｅｐ８１１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、被写体距離と顔枠の大きさから予測される合焦距離とが所定範囲内であれば、処理をＳｔｅｐ８１２へ進める。
【００９１】
Ｓｔｅｐ８１２では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードを外測位相差駆動モードに移行する。
【００９２】
Ｓｔｅｐ８１３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に向かって移動させる。
【００９３】
Ｓｔｅｐ８１４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差使用モードを解除する。
【００９４】
なお、上述したハイブリッドＡＦ方式は、一例でありＴＶ−ＡＦ方式と外測位相差ＡＦ方式の切り替え方法はこの限りではない。
【００９５】
次に、ＴＶ−ＡＦ制御（Ｓｔｅｐ８０２）について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置のＴＶ−ＡＦ制御を示すフローチャートである。
【００９６】
Ｓｔｅｐ３０１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＴＶ−ＡＦ制御の処理を開始する。
【００９７】
Ｓｔｅｐ３０２では、ＡＦ信号処理回路１１３が、画像信号からＡＦ評価値を取得してカメラ／ＡＦマイコン１１４へ出力する。
【００９８】
Ｓｔｅｐ３０３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードが微小駆動モードであるのか微小駆動モードでない（ＴＶ−ＡＦモードである）のかを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動モードであれば処理をＳｔｅｐ３０４へ進め、そうでなければ処理をＳｔｅｐ３１１へ進める。
【００９９】
Ｓｔｅｐ３０４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、微小駆動動作を行い、合焦状態か否か、及び合焦状態でない場合は現在のフォーカスレンズ位置に対して合焦位置がどの方向（以下、合焦方向という）にあるかを判断する。ここでの詳細な動作については、後に図９を用いて説明する。
【０１００】
なお、ＡＦ評価値の変化から合焦状態か否かを判断するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動動作させる制御は、合焦確認制御ということもできる。また、ＡＦ評価値の変化から合焦方向を判断するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動動作させる制御は、合焦方向判断制御ということもできる。
【０１０１】
Ｓｔｅｐ３０５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、Ｓｔｅｐ３０４で合焦判断ができたかどうかを判断し、合焦判断ができた場合、処理をＳｔｅｐ３０８へ進める。
【０１０２】
Ｓｔｅｐ３０８では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止する。
【０１０３】
Ｓｔｅｐ３０９では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、合焦位置におけるＡＦ評価値を不図示のメモリに記憶する。
【０１０４】
Ｓｔｅｐ３１０では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードを再起動モードへ移行させる。
【０１０５】
Ｓｔｅｐ３２５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差使用モードを解除する。これは、ＴＶ−ＡＦによって合焦判断され、フォーカスレンズ１０５が停止しているため、フォーカスレンズ１０５が外測ＡＦによって外測合焦位置へ移動され、不要な画像のぼけを生じさせないようにするためである。
【０１０６】
Ｓｔｅｐ３０５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、合焦判断ができていないと判断した場合、処理をＳｔｅｐ３０６へ進める。
【０１０７】
Ｓｔｅｐ３０６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、Ｓｔｅｐ３０４で合焦方向判断ができたかどうかを判断し、合焦方向判断ができた場合、処理をＳｔｅｐ３０７へ進めて山登り駆動モードへ移行する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、合焦方向判断ができていない場合、処理をＳｔｅｐ３０４へ戻して微小駆動動作を継続する。
【０１０８】
Ｓｔｅｐ３１１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、山登り駆動モードか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４が、山登り駆動モードであれば、処理をＳｔｅｐ３１２へ進め、そうでなければ、処理をＳｔｅｐ３１７へ進める。
【０１０９】
Ｓｔｅｐ３１２では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動（合焦位置検出制御）する。山登り駆動の詳細については、後に図７及び図８を用いて説明する。
【０１１０】
Ｓｔｅｐ３１３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、山登り駆動において、ＡＦ評価値がピークを越えたかどうかを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ピークを越えた場合、処理をＳｔｅｐ３１４へ進め、ピークを越えていない場合、処理をＳｔｅｐ３１２に戻して山登り駆動を継続する。
【０１１１】
Ｓｔｅｐ３１４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークとなる位置（以下、ピーク位置という）にフォーカスレンズ１０５を戻す。
【０１１２】
次に、Ｓｔｅｐ３１５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、フォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻ったか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ピーク位置に戻った場合、処理をＳｔｅｐ３１６へ進める。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、まだ戻っていない場合、処理をＳｔｅｐ３１５に戻し、継続してフォーカスレンズ１０５をピーク位置に戻すようにする。
【０１１３】
Ｓｔｅｐ３１６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードを微小駆動モードへ移行する。
【０１１４】
Ｓｔｅｐ３２４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差使用モードを解除する。これは、山登り駆動モードで合焦位置（ピーク位置）が判断され、合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させたにも関わらず、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５が外測合焦位置に駆動されて不要な画像のぼけを生じさせないようにするためである。
【０１１５】
Ｓｔｅｐ３１７では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードが再起動判断モードか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、動作モードが再起動判断モードであれば、処理をＳｔｅｐ３１８へ進め、そうでなければ、処理をＳｔｅｐ３２１へ進める。
【０１１６】
Ｓｔｅｐ３１８では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、Ｓｔｅｐ３０９で記憶したＡＦ評価値と最新のＡＦ評価値とを比較し、これらの差、すなわちＡＦ評価値の変動が所定値より大きいか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ評価値が所定値より大きく変動した場合、処理をＳｔｅｐ３２０へ進める。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ評価値の変動が所定値より小さい場合、処理をＳｔｅｐ３１９に進める。
【０１１７】
Ｓｔｅｐ３１９では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、そのままフォーカスレンズ１０５を停止させる。
【０１１８】
Ｓｔｅｐ３２０では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードを微小駆動モードに移行する。
【０１１９】
Ｓｔｅｐ３２１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差駆動モードによって、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に向かって移動させている。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置を目標位置として、この目標位置にフォーカスレンズ１０５が到達したか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置にフォーカスレンズ１０５が到達した場合、処理をＳｔｅｐ３２２へ進める。
【０１２０】
Ｓｔｅｐ３２２では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、動作モードを微小駆動モードへ移行する。
【０１２１】
Ｓｔｅｐ３２３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、外測位相差使用モードを解除し、外測ＡＦからＴＶ−ＡＦ（微小駆動モード：Ｓｔｅｐ３０４の合焦確認制御又は合焦方向判断制御）に引き継ぐ。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５が外測合焦位置に到達していない場合、該外測合焦位置へのフォーカスレンズ駆動を継続する。
【０１２２】
次に、微小駆動動作（Ｓｔｅｐ３０４）について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の微小駆動動作を示すフローチャートである。
【０１２３】
Ｓｔｅｐ４０１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、微小駆動動作の処理を開始する。
【０１２４】
Ｓｔｅｐ４０２では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きいか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きければ、処理をＳｔｅｐ４０３へ進め、ＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より小さければ、処理をＳｔｅｐ４０４へ進める。
【０１２５】
Ｓｔｅｐ４０３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、前回の順方向に所定量フォーカスレンズを駆動する。
【０１２６】
Ｓｔｅｐ４０４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、前回の逆方向に所定量フォーカスレンズを駆動する。
【０１２７】
Ｓｔｅｐ４０５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であるか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一であれば、処理をＳｔｅｐ４０６へ進め、所定回数連続して同一方向に進んでいなければ、処理をＳｔｅｐ４０７へ進める。
【０１２８】
Ｓｔｅｐ４０７では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、所定回数フォーカスレンズが所定範囲で往復を繰り返しているか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、所定回数フォーカスレンズが所定範囲で往復を繰り返していれば、処理をＳｔｅｐ４０８へ進め、所定時間フォーカスレンズが所定範囲にいなければ、処理をＳｔｅｐ４１０へ進める。
【０１２９】
Ｓｔｅｐ４０６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、方向判断ができたとして、Ｓｔｅｐ４０９へ進み処理を終了し山登り駆動へ移行する。
【０１３０】
Ｓｔｅｐ４０８では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、合焦判断ができたとして処理を終了し再起動判断ルーチンへ移行する。
【０１３１】
次に、微小駆動動作（Ｓｔｅｐ３０４）について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の微小駆動動作を示す図である。
【０１３２】
図６には、微小駆動動作時におけるフォーカスレンズ１０５の移動とＡＦ評価値の変化との関係を示している。ここで、横軸は時間を、縦軸はフォーカスレンズ位置を示している。また、図の上部には、画像信号の垂直同期信号を表している。
【０１３３】
ここで、期間Ａの間に、第１の光電変換センサ１０６に蓄積された電荷（斜線楕円で示す）に対するＡＦ評価値ＥＶＡが時刻ＴＡで取り込まれる。
【０１３４】
期間Ｂの間に、第１の光電変換センサ１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値ＥＶＢが時刻ＴＢで取り込まれる、
時刻ＴＣでは、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値ＥＶＡ、ＥＶＢを比較する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＥＶＡ＜ＥＶＢであればフォーカスレンズをそのまま順方向に移動する。一方、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＥＶＡ＞ＥＶＢであればフォーカスレンズを逆方向に移動する。ここで、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、レンズの駆動量として、一回の移動でフォーカスの動きが撮像信号をＴＶ画面等で見て分からないような量を焦点深度に基づいて決定する。
【０１３５】
次に、山登り駆動動作（Ｓｔｅｐ３１２）について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の山登り駆動動作を示すフローチャートである。
【０１３６】
Ｓｔｅｐ６０１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、山登り駆動動作の処理を開始する。
【０１３７】
Ｓｔｅｐ６０２では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きいか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より大きければ、処理をＳｔｅｐ６０３へ進め、ＡＦ評価値が前回のＡＦ評価値より小さければ、処理をＳｔｅｐ６０４へ進める。
【０１３８】
Ｓｔｅｐ６０３では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、前回の順方向に所定の速度でフォーカスレンズを駆動する。その後、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、処理をＳｔｅｐ６０７へ進め、処理を終了する。
【０１３９】
Ｓｔｅｐ６０４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値がピークを越えて減少しているか否かを判断する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ評価値がピークを越えて減少していれば、処理をＳｔｅｐ６０５へ進める。
【０１４０】
Ｓｔｅｐ６０５では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値がピークを越えたとして、処理をＳｔｅｐ６０７へ進め、処理を終了する。
【０１４１】
Ｓｔｅｐ６０４では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、ＡＦ評価値がピークを越えて減っていなければ、処理をＳｔｅｐ６０６へ進める。
【０１４２】
Ｓｔｅｐ６０６では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、前回と逆方向に所定の速度でフォーカスレンズを駆動し、処理をＳｔｅｐ６０７へ進める。
【０１４３】
次に、山登り駆動動作（Ｓｔｅｐ３１２）について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の山登り駆動動作を示す図である。
【０１４４】
山登り駆動動作では、カメラ／ＡＦマイコン１１４がフォーカスレンズ１０５を高速で駆動して、ＡＦ信号処理回路１１３がその間に得られたＡＦ評価値がピークとなるピーク位置又はその近傍を検出する。図８には、山登り駆動動作時におけるフォーカスレンズ１０５の移動とＡＦ評価値の変化との関係を示している。
【０１４５】
ここで、Ｃの動きでは、ＡＦ評価値がピークを越えて減少するので、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができ、山登り駆動動作を終了して微小駆動動作に移行する。
【０１４６】
一方、Ｄの動きでは、ピークが無く、単調に減少しているので、フォーカスレンズ１０５の駆動方向が誤りであると判断できる。この場合は、駆動方向を反転して山登り駆動動作を続ける。
【０１４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ハイブリッドＡＦ方式と顔検出機能とを組み合わせたシステムで、外測測距距離と、顔検出された顔の大きさから予測される合焦距離とが所定範囲内のときにのみ外測測距位置への移動を行う。これにより、撮影者が意図する主人物被写体に高速かつ安定した精度のよいピント合わせを行うことができ、顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが異なった場合に、誤って主人物被写体とは異なる被写体にピント合わせを行うことを防ぐことが可能となる。
【０１４８】
なお、画像におけるＡＦ評価値生成エリアの位置（画素位置）は、検出された顔の位置にする代わりに、ユーザから入力部（図示せず）を介して指定された位置でも良いし、ファインダーを見ている撮影者の視線を検出して自動的に決定された位置でも良い。
【０１４９】
次に、本発明の第２実施形態に係る撮像装置２００を、図９を用いて説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置２００の構成を示す図である。以下では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１５０】
撮像装置２００は、カメラ／ＡＦマイコン２１４を備える。カメラ／ＡＦマイコン２１４は、第３の演算部２１４ｆ、第４の演算部２１４ｇ、及び第２の切り替え部２１４ｅを含み、第１の切り替え部１１４ｅを含まない。
【０１５１】
第３の演算部２１４ｆは、第１の被写体を含む被写体領域の大きさの変化に応じて、撮影光学系１２０におけるフォーカスレンズ１０５の合焦方向を演算する。
【０１５２】
第４の演算部２１４ｇは、距離信号により示された第２の被写体までの距離の変化に応じて、撮影光学系１２０におけるフォーカスレンズ１０５の合焦方向を演算する。
【０１５３】
第２の切り替え部２１４ｅは、第３の演算部２１４ｆにより演算された合焦方向と第４の演算部２１４ｇにより演算された合焦方向とが同じ場合、第２の焦点調節部１４０による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える。すなわち、第２の切り替え部２１４ｅは、第３の演算部２１４ｆにより演算された合焦方向と第４の演算部２１４ｇにより演算された合焦方向とが同じである場合、第１の被写体と第２の被写体とが同じであると判断する。第２の切り替え部２１４ｅは、その判断結果に応じて、第２の焦点調節部１４０による焦点調節が行われるように、焦点調節動作を切り替える。
【０１５４】
第２の切り替え部２１４ｅは、第３の演算部２１４ｆにより演算された合焦方向と第４の演算部２１４ｇにより演算された合焦方向とが異なる場合、第１の焦点調節部１３０による焦点調節を行うように、焦点調節動作を切り替える。すなわち、第２の切り替え部２１４ｅは、第３の演算部２１４ｆにより演算された合焦方向と第４の演算部２１４ｇにより演算された合焦方向とが異なる場合、第１の被写体と第２の被写体とが異なると判断する。第２の切り替え部２１４ｅは、その判断結果に応じて、第１の焦点調節部１３０による焦点調節が行われるように、焦点調節動作を切り替える。
【０１５５】
また、ハイブリッドＡＦ制御（Ｓｔｅｐ２０５）が、図１０に示すように、図３に示すＳｔｅｐ８１１に代えてＳｔｅｐ９０１を含む点で、第１実施形態と異なる。図１０は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置のハイブリッドＡＦ制御を示すフローチャートである。
【０１５６】
Ｓｔｅｐ９０１では、カメラ／ＡＦマイコン１１４が、現在のフォーカスレンズ位置に対する外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが同一か否かを判断する。
【０１５７】
例えば、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置の方向が無限であり、顔枠の大きさの変化が大→小であれば、外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが同一であり、外測ＡＦを使用すべきであると判断する。
【０１５８】
例えば、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置の方向が無限であり、顔枠の大きさの変化が小→大であれば、外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが異なり、外測ＡＦを使用すべきでないと判断する。
【０１５９】
例えば、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置の方向が至近であり、顔枠の大きさの変化が小→大であれば、外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが同一であり、外測ＡＦを使用すべきであると判断する。
【０１６０】
例えば、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置の方向が至近であり、顔枠の大きさの変化が大→小であれば、外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが異なり、外測ＡＦを使用すべきでないと判断する。
【０１６１】
カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが同一であれば、処理をＳｔｅｐ８１２へ進める。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、外測合焦位置の方向と顔枠の大きさの変化から予測される合焦方向とが異なれば、処理をＳｔｅｐ８１４へ進める。
【０１６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、ハイブリッドＡＦ方式と顔検出機能とを組み合わせたシステムで、現在のレンズ位置からの外測測距位置の合焦方向と、顔検出された顔の大きさの変化方向とが合っているときにのみ外測測距位置への移動を行う。これにより、撮影者が意図する主人物被写体に高速かつ安定した精度のよいピント合わせを行うことのでき、顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが異なった場合に、誤って主人物被写体とは異なる被写体にピント合わせを行うことを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の焦点調節動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１実施形態に係る撮像装置のハイブリッドＡＦ制御を示すフローチャート。
【図４】本発明の第１実施形態に係る撮像装置のＴＶ−ＡＦ制御を示すフローチャート。
【図５】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の微小駆動動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の微小駆動動作を示す図。
【図７】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の山登り駆動動作を示すフローチャート。
【図８】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の山登り駆動動作を示す図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る撮像装置２００の構成を示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る撮像装置のハイブリッドＡＦ制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１６４】
１００、２００  撮像装置
【図１】
2010139666.tif 000003
【図２】
2010139666.tif 000004
【図３】
2010139666.tif 000005
【図４】
2010139666.tif 000006
【図５】
2010139666.tif 000007
【図６】
2010139666.tif 000008
【図７】
2010139666.tif 000009
【図８】
2010139666.tif 000010
【図９】
2010139666.tif 000011
【図１０】
2010139666.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月26日(2010.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
具体的な例としては特開２００２−２５１３８０号公報に記載のウェーブレット変換と画像特徴量を利用して顔検出する方法などが挙げられる。