(57)【要約】【課題】特に人物を撮影する場合において、焦点調節動作を安定的に行うことを可能とする。【解決手段】撮影画面から検出された顔領域に対して設定されたＡＦ枠について、当該顔領域のＡＦ枠の焦点信号の変動を監視し、当該変動がレンズの焦点距離に応じて設定された閾値より小さければ、当該顔領域のＡＦ枠を維持する。一方、当該変動が閾値より大きければ、ＡＦ枠を予め設定された固定のＡＦ枠に変更する。閾値は、レンズの焦点距離が大きくなるにつれて大きな値になるように設定する。【選択図】図２
2010026405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得手段と、
前記撮像信号から顔を検出する顔検出手段と、
前記顔検出手段で顔が検出されたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定の結果に基づき、前記撮像信号に対して前記焦点信号取得手段が前記焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段が設定した前記焦点信号取得領域の中の前記撮像信号から前記焦点信号取得手段により取得された前記焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記撮像信号による映像のズーム倍率に応じて前記焦点信号の変動量に対して閾値を設定する閾値設定手段と
を備え、
前記領域設定手段は、
前記判定手段で顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を前記焦点信号取得領域として設定し、
該焦点信号取得領域に基づき前記焦点調節手段で焦点調節を行った後に前記判定手段で顔が検出されないと判定されたら、前記閾値設定手段で設定された前記閾値と、前記判定手段で検出されないと判定されたときに該顔領域から取得した前記焦点信号の、前記判定手段で検出されたと判定されたときに該顔領域から取得された前記焦点信号に対する変動量とを比較して、比較の結果、該変動量が該閾値よりも大きければ、該焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、該変動量が該閾値より小さければ、該焦点信号取得領域を変更しない
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記閾値設定手段は、前記ズーム倍率が大きくなるにつれ前記閾値を大きな値に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記ズーム倍率は、前記撮像光学系の焦点距離に対応する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
前記ズーム倍率は、前記撮像信号による映像に対する拡大率に対応する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得ステップと、
前記撮像信号から顔を検出する顔検出ステップと、
前記顔検出ステップで顔が検出されたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの判定の結果に基づき、前記撮像信号に対して前記焦点信号取得ステップが前記焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定ステップと、
前記領域設定ステップが設定した前記焦点信号取得領域の中の前記撮像信号から前記焦点信号取得ステップにより取得された前記焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記撮像信号による映像のズーム倍率に応じて前記焦点信号の変動量に対して閾値を設定する閾値設定ステップと
を備え、
前記領域設定ステップは、
前記判定ステップで顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を前記焦点信号取得領域として設定し、
該焦点信号取得領域に基づき前記焦点調節ステップで焦点調節を行った後に前記判定ステップで顔が検出されないと判定されたら、前記閾値設定ステップで設定された前記閾値と、前記判定ステップで検出されないと判定されたときに該顔領域から取得した前記焦点信号の、前記判定ステップで検出されたと判定されたときに該顔領域から取得された前記焦点信号に対する変動量とを比較して、比較の結果、該変動量が該閾値よりも大きければ、該焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、該変動量が該閾値より小さければ、該焦点信号取得領域を変更しない
ことを特徴とする焦点調節方法。
【請求項６】
撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得手段と、
前記撮像信号から顔を検出する顔検出手段と、
前記顔検出手段で顔が検出されたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定の結果に基づき前記顔が検出されない時間を計測する計測手段と、
前記判定手段の判定の結果に基づき、前記撮像信号に対して前記焦点信号取得手段が前記焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段が設定した前記焦点信号取得領域の中の前記撮像信号から前記焦点信号取得手段により取得された前記焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記撮像信号による映像のズーム倍率に応じて、前記計測手段で計測された前記顔が検出されない時間に対して閾値を設定する閾値設定手段と
を備え、
前記領域設定手段は、
前記判定手段で顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を前記焦点信号取得領域として設定し、
該焦点信号取得領域に基づき前記焦点調節手段で焦点調節を行った後に前記判定手段で顔が検出されないと判定されたら、前記閾値設定手段で設定された前記閾値と、前記計測手段で計測された前記顔が検出されない時間とを比較して、比較の結果、該時間が該閾値よりも長ければ、該焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、該時間が該閾値より短ければ、該焦点信号取得領域を変更しない
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
前記閾値設定手段は、前記ズーム倍率が大きくなるにつれ前記閾値を長い時間に設定する
ことを特徴とする請求項６に記載の焦点調節装置。
【請求項８】
前記ズーム倍率は、前記撮像光学系の焦点距離に対応する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の焦点調節装置。
【請求項９】
前記ズーム倍率は、前記撮像信号による映像に対する拡大率に対応する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の焦点調節装置。
【請求項１０】
撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得ステップと、
前記撮像信号から顔を検出する顔検出ステップと、
前記顔検出ステップで顔が検出されたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの判定の結果に基づき前記顔が検出されない時間を計測する計測ステップと、
前記判定ステップの判定の結果に基づき、前記撮像信号に対して前記焦点信号取得ステップが前記焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定ステップと、
前記領域設定ステップが設定した前記焦点信号取得領域の中の前記撮像信号から前記焦点信号取得ステップにより取得された前記焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記撮像信号による映像のズーム倍率に応じて、前記計測ステップで計測された前記顔が検出されない時間に対して閾値を設定する閾値設定ステップと
を備え、
前記領域設定ステップは、
前記判定ステップで顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を前記焦点信号取得領域として設定し、
該焦点信号取得領域に基づき前記焦点調節ステップで焦点調節を行った後に前記判定ステップで顔が検出されないと判定されたら、前記閾値設定ステップで設定された前記閾値と、前記計測ステップで計測された前記顔が検出されない時間とを比較して、比較の結果、該時間が該閾値よりも長ければ、該焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、該時間が該閾値より短ければ、該焦点信号取得領域を変更しない
ことを特徴とする焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影時の焦点を自動的に調節する焦点制御装置および焦点制御方法に関し、特には、人物の特徴部（特に顔部）を抽出し、その結果に基づいて焦点調節制御を行う焦点制御装置および焦点制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビデオカメラといった撮影装置では、被写体に対する焦点を自動的に調節する自動焦点調節装置が用いられている。この自動焦点調節装置は、撮像素子などから出力された映像信号から画像の鮮鋭度を表す焦点信号を検出し、その焦点信号が最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御して焦点調節を行う、ＴＶ−ＡＦ方式を用いたものが主流である。
【０００３】
しかしながら、このＴＶ−ＡＦ方式により焦点を自動調節して人物を撮影した場合、撮影条件や被写体条件によっては、焦点が、主被写体である人物ではなく、コントラストのより高い背景に合ってしまうことがあった。
【０００４】
これを解決するために、自動焦点調節装置に顔認識機能を設け、顔認識の結果に基づき焦点の自動調節を行う技術が提案されている。例えば、特許文献１には、顔認識機能により認識された顔領域を含む焦点検出エリアを設定して焦点検出を行う技術が記載されている。また、特許文献２には、顔認識機能により人物の目を検出し、その結果に基づいて焦点検出を行う技術が記載されている。
【０００５】
上述した顔認識機能を用いた自動焦点検出方式では、人物の顔が認識された場合は顔領域を、そうでない場合は予め設定されている領域を使用して焦点検出を行っている。そのため、人物の顔が常に認識されている場合は、人物に対する焦点調節を安定的に行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２７０８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際には、人物が横を向く、目を閉じるなどの被写体の変化や、撮影時の手ブレなどが発生すると顔の認識精度が低下してしまう。従来の技術によれば、このような場合、顔が認識された場合と認識されない場合とで焦点信号を検出する領域が頻繁に切り替わることから、焦点信号が大きく変動してしまい、安定したピント合わせを行うことが困難であるという問題点があった。特に、動画撮影の場合、人物が動いている可能性が高く、その影響はより顕著なものとなる。
【０００８】
さらに、実際には、手ブレなどの影響は、レンズの焦点距離によって大きく異なるため、顔が検出されなくなる頻度も焦点距離に大きく依存することになる。例えば、レンズの焦点距離が大きくなり画角が小さくなると、手振れの影響が出易くなる。すなわち、顔が認識されなくなる頻度は、レンズの焦点距離が大きいときに高いと考えられ、レンズの焦点距離が小さいときには低いと考えられる。特に、レンズの焦点距離が大きく手振れの影響で顔が認識されなくなった場合、顔の実際の位置は変わっていない可能性が高い。この場合に、顔の認識状態が変化する度に焦点信号を検出する領域を切り替えていたのでは動作が安定せず、ユーザの利便性を損ねるおそれがあるという問題点があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、特に人物を撮影する場合において、焦点調節動作を安定的に行うことを可能とする焦点制御装置および焦点制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得手段と、撮像信号から顔を検出する顔検出手段と、顔検出手段で顔が検出されたか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定の結果に基づき、撮像信号に対して焦点信号取得手段が焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定手段と、領域設定手段が設定した焦点信号取得領域の中の撮像信号から焦点信号取得手段により取得された焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節手段と、撮像信号による映像のズーム倍率に応じて焦点信号の変動量に対して閾値を設定する閾値設定手段とを備え、領域設定手段は、判定手段で顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を焦点信号取得領域として設定し、焦点信号取得領域に基づき焦点調節手段で焦点調節を行った後に判定手段で顔が検出されないと判定されたら、閾値設定手段で設定された閾値と、判定手段で検出されないと判定されたときに顔領域から取得した焦点信号の、判定手段で検出されたと判定されたときに顔領域から取得された焦点信号に対する変動量とを比較して、比較の結果、変動量が閾値よりも大きければ、焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、変動量が閾値より小さければ、焦点信号取得領域を変更しないことを特徴とする焦点調節装置である。
【００１１】
また、第２の発明は、撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得ステップと、撮像信号から顔を検出する顔検出ステップと、顔検出ステップで顔が検出されたか否かを判定する判定ステップと、判定ステップの判定の結果に基づき、撮像信号に対して焦点信号取得ステップが焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定ステップと、領域設定ステップが設定した焦点信号取得領域の中の撮像信号から焦点信号取得ステップにより取得された焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節ステップと、撮像信号による映像のズーム倍率に応じて焦点信号の変動量に対して閾値を設定する閾値設定ステップとを備え、領域設定ステップは、判定ステップで顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を焦点信号取得領域として設定し、焦点信号取得領域に基づき焦点調節ステップで焦点調節を行った後に判定ステップで顔が検出されないと判定されたら、閾値設定ステップで設定された閾値と、判定ステップで検出されないと判定されたときに顔領域から取得した焦点信号の、判定ステップで検出されたと判定されたときに顔領域から取得された焦点信号に対する変動量とを比較して、比較の結果、変動量が閾値よりも大きければ、焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、変動量が閾値より小さければ、焦点信号取得領域を変更しないことを特徴とする焦点調節方法である。
【００１２】
また、第３の発明は、撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得手段と、撮像信号から顔を検出する顔検出手段と、顔検出手段で顔が検出されたか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定の結果に基づき顔が検出されない時間を計測する計測手段と、判定手段の判定の結果に基づき、撮像信号に対して焦点信号取得手段が焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定手段と、領域設定手段が設定した焦点信号取得領域の中の撮像信号から焦点信号取得手段により取得された焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節手段と、撮像信号による映像のズーム倍率に応じて、計測手段で計測された顔が検出されない時間に対して閾値を設定する閾値設定手段とを備え、領域設定手段は、判定手段で顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を焦点信号取得領域として設定し、焦点信号取得領域に基づき焦点調節手段で焦点調節を行った後に判定手段で顔が検出されないと判定されたら、閾値設定手段で設定された閾値と、計測手段で計測された顔が検出されない時間とを比較して、比較の結果、時間が閾値よりも長ければ、焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、時間が閾値より短ければ、焦点信号取得領域を変更しないことを特徴とする焦点調節装置である。
【００１３】
また、第４の発明は、撮像素子から出力された撮像信号に基づき撮像光学系の焦点の状態を示す焦点信号を取得する焦点信号取得ステップと、撮像信号から顔を検出する顔検出ステップと、顔検出ステップで顔が検出されたか否かを判定する判定ステップと、判定ステップの判定の結果に基づき顔が検出されない時間を計測する計測ステップと、判定ステップの判定の結果に基づき、撮像信号に対して焦点信号取得ステップが焦点信号を取得するための焦点信号取得領域を設定する領域設定ステップと、領域設定ステップが設定した焦点信号取得領域の中の撮像信号から焦点信号取得ステップにより取得された焦点信号に基づき焦点調節を行う焦点調節ステップと、撮像信号による映像のズーム倍率に応じて、計測ステップで計測された顔が検出されない時間に対して閾値を設定する閾値設定ステップとを備え、領域設定ステップは、判定ステップで顔が検出されたと判定されたら、検出された顔に対応する顔領域を焦点信号取得領域として設定し、焦点信号取得領域に基づき焦点調節ステップで焦点調節を行った後に判定ステップで顔が検出されないと判定されたら、閾値設定ステップで設定された閾値と、計測ステップで計測された顔が検出されない時間とを比較して、比較の結果、時間が閾値よりも長ければ、焦点信号取得領域を予め決められた固定領域に変更し、時間が閾値より短ければ、焦点信号取得領域を変更しないことを特徴とする焦点調節方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特に人物を撮影する場合において、安定した焦点調節動作を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に適用可能なデジタルビデオカメラ１００の一例の構成を示す。このデジタルビデオカメラ１００は、本発明による自動焦点調節機能を搭載している。
【００１６】
図１において、第１固定レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２固定レンズ１０４および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）１０５により撮像光学系が構成される。変倍レンズ１０２は、光軸方向に移動してズーム倍率を変更する。フォーカスレンズ１０５は、変倍レンズ１０２によるズーム倍率の変更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兼ね備える。
【００１７】
撮像素子１０６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった光電変換素子からなる。撮像信号処理部１０７は、撮像素子１０６の出力をサンプリングするＣＤＳ部、ゲイン調整を行うＡＧＣおよびアナログ信号の撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備える。カメラ信号処理部１０８は、撮像信号処理部１０７の出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。また、カメラ信号処理部１０８は、生成された映像信号に対して、ＭＰＥＧ２方式やＨ．２６４｜ＡＶＣ方式といった所定の圧縮符号化方式で圧縮符号化を施し、圧縮映像信号を生成する。
【００１８】
表示部１０９は、カメラ信号処理部１０８で生成された映像信号を表示する。記録再生部１１０は、カメラ信号処理部１０８から出力された圧縮映像信号の、磁気テープ、光ディスク、半導体メモリといった記録媒体への記録と、記録媒体に記録された圧縮映像信号の再生を行う。
【００１９】
ＡＦゲート１１１は、撮像信号処理部１０７から供給された、撮像素子１０６の全画素による出力信号のうち、焦点検出に用いられる領域の信号のみを選択的に通過させる。以下では、焦点検出に用いられる領域（焦点信号取得領域）を、ＡＦ枠と呼ぶ。
【００２０】
焦点信号取得手段としての焦点信号処理部１１２は、ＡＦゲート１１１を通過した信号、すなわち焦点信号取得領域の中の信号からバンドパスフィルタ処理により高周波成分を抽出する。焦点信号処理部１１２は、抽出した高周波信号から、ＡＦゲート１１１を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分である輝度差成分を生成する。そして、この輝度差成分から焦点信号を生成する。ここで、焦点信号は、実際には、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表す信号である。この鮮鋭度は、撮像光学系の焦点状態によって変化するので、精鋭度を表す信号は、結果的に、撮像光学系の焦点状態を表す焦点信号となる。
【００２１】
顔検出手段としての顔検出部１１３は、カメラ信号処理部１０８から供給される映像信号に対して公知の顔認識処理を施し、撮影画面内の人物の顔領域（顔）を検出する。顔検出部１１３は、例えば１フレーム周期あるいは数フレーム周期など、所定の周期で顔認識処理を行う。顔検出部１１３による顔領域の検出結果は、後述する制御部１１４に供給される。
【００２２】
なお、顔検出部１１３に適用可能な公知の顔検認識処理としては、ニューラルネットワークなどを利用した学習に基づく手法、テンプレートマッチングを用いて目、鼻、口等の形状に特徴のある部位を画像から探索し、類似度が高ければ顔とみなす手法などがある。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、多数提案されている。一般的にはこれらの手法を複数組み合わせ、顔認識の精度を向上させている。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。
【００２３】
変倍レンズ駆動部１１５は、変倍レンズ１０２を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含む。フォーカスレンズ駆動部１１６は、フォーカスレンズ１０５を移動させるためのアクチュエータおよびそのドライバを含む。変倍レンズ駆動部１１５およびフォーカスレンズ駆動部１１６は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータおよびボイスコイルモータなどのアクチュエータにより構成される。
【００２４】
制御部１１４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有し、ＣＰＵが、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いてこのデジタルビデオカメラ１００の全体の動作を制御する。制御部１１４は、顔検出部１１３による顔領域の検出結果に基づき、撮影画面内の顔領域を含む位置に焦点検出に用いられる領域を追加するように、ＡＦゲート１１１へ情報を送信する。制御部１１４およびＡＦゲート１１１は、領域設定手段を構成する。また、焦点調節手段としての制御部１１４は、焦点信号処理部１１２の出力信号に基づいて、フォーカスレンズ駆動部１１６を制御しフォーカスレンズ１０５を駆動し、合焦動作を行う。さらに、計測手段としての制御部１１４は、時間を計測するタイマ機能を有する。
【００２５】
操作部１１７は、ユーザ操作を受け付ける複数の操作子が設けられ、操作子に対する操作に応じた制御信号を、制御部１１４に対して出力する。例えば、操作部１１７に対する操作により、このデジタルビデオカメラ１００における電源のＯＮ／ＯＦＦ、撮影の開始および終了、ズームなどの指示を行うことができる。ズーム指示の場合、ズーム倍率を指定する操作に応じた制御信号が操作部１１７から制御部１１４に対して供給される。制御部１１４は、操作部１１７から供給されたこの制御信号に応じて変倍レンズ駆動部１１５を制御することにより変倍レンズ１０２を駆動してズーム動作を行い、指定されたズーム倍率を得る。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態による自動焦点調節について説明する。本第１の実施形態では、撮影画面から検出された顔領域に対して設定されたＡＦ枠について、当該顔領域のＡＦ枠の焦点信号の変動を監視し、当該変動がレンズの焦点距離に応じて設定された閾値より小さければ、当該顔領域のＡＦ枠を維持する。一方、当該変動が閾値より大きければ、ＡＦ枠を予め設定された固定のＡＦ枠に変更する。閾値は、レンズの焦点距離が大きくなるにつれて大きな値になるように設定する。
【００２７】
すなわち、レンズの焦点距離が大きいときは、顔が認識されなくなる頻度が高いと考えられる。この場合、顔が認識されなくなったときには、手振れなどの影響で一時的に顔が非検出となった可能性が高い。そのため、顔領域の情報を保持するように制御するのが好ましい。一方、レンズの焦点距離が小さいときは、顔が認識されなくなる頻度が低いと考えられる。この場合、顔が認識されなくなったときには、実際にその顔がその場所からいなくなった可能性が高い。そのため、顔領域の情報を保持しないように制御するのが好ましい。ＡＦ枠を顔領域のＡＦ枠と固定のＡＦ枠とで切り替える閾値をレンズの焦点距離に応じて適応的に設定することで、このような制御が可能となる。
【００２８】
図２は、本第１の実施形態によるＡＦ枠の設定処理を示す一例のフローチャートである。この図２のフローチャートの各ステップは、制御部１１４によりプログラムに従い実行される。
【００２９】
ステップＳ２０１で、制御部１１４は、顔検出部１１３から顔検出の結果を示す情報を取得する。顔検出処理の結果を示す情報には、例えば顔が検出された顔領域の座標情報が含まれる。次のステップＳ２０２で、制御部１１４は、ステップＳ２０１で取得した情報に基づき、撮影画面から顔領域が検出されたか否かを判別する。若し、顔領域が検出されたと判別したら、処理はステップＳ２０３に移行される。
【００３０】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で検出された顔領域に対し、焦点信号を取得するためのＡＦ枠を設定する。例えば、制御部１１４は、顔検出部１１３から取得した情報に基づき、ＡＦゲート１１１に対して、顔領域のＡＦ枠として設定すべき座標情報を供給する。
【００３１】
また、ステップＳ２０３において、制御部１１４は、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数を設定し、抽出特性の異なる複数のバンドパスフィルタを構築する。抽出特性とはバンドパスフィルタの周波数特性であり、ここでいうフィルタ係数の設定とは、焦点信号処理部１１２内のバンドパスフィルタの設定値を変更することを意味する。
【００３２】
次のステップＳ２０４で、制御部１１４は、ステップＳ２０３で設定したＡＦ枠の焦点信号を焦点信号処理部１１２から取得し、ＲＡＭやレジスタなどに保存する。そして、次のステップＳ２０５で、制御部１１４は、現在撮影画面から顔領域が検出されているとして、顔領域のＡＦ枠を監視中であることを示す監視中フラグをセットし、処理が次のステップＳ２１４に移行される。
【００３３】
一方、上述のステップＳ２０２で顔領域が検出されなかったと判定された場合、処理はステップＳ２０６に移行される。ステップＳ２０６で、制御部１１４は、監視中フラグがセットされているか否かを判定する。若し、監視中フラグがセットされていないと判定されたら、処理はステップＳ２１３に移行され、例えば画面中央の固定位置すなわち固定領域に、焦点信号を取得するためのＡＦ枠を設定する。また、上述のステップＳ２０３と同様に、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数が設定される。そして、処理がステップＳ２１４に移行される。
【００３４】
一方、ステップＳ２０６で、監視中フラグがセットされていると判定されたら、処理はステップＳ２０７に移行される。ステップＳ２０７で、制御部１１４は、焦点信号を取得するためのＡＦ枠を、現在監視中の顔領域に対して設定する。また、上述のステップＳ２０３と同様に、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数が設定される。次のステップＳ２０８で、制御部１１４は、ステップＳ２０７で設定した顔領域のＡＦ枠の焦点信号を、焦点信号処理部１１２から取得する。焦点信号が取得されると、処理はステップＳ２０９に移行される。
【００３５】
ステップＳ２０９では、閾値設定手段としての制御部１１４は、現在のレンズの焦点距離に応じて、焦点信号の変動量に対する閾値ｔｈ１を設定する。現在のレンズの焦点距離を示す情報は、例えば、制御部１１４が撮像光学系におけるレンズの焦点距離を設定するために変倍レンズ駆動部１１５を駆動した際の情報に基づき得ることができる。これに限らず、撮像光学系に変倍レンズ１０２の位置を検出する位置センサを設け、この位置センサにより検出された変倍レンズの位置に基づき、レンズの焦点距離を求めてもよい。閾値ｔｈ１は、レンズの焦点距離が大きくなるに連れて大きな値となるように、レンズの焦点距離に対して適応的に設定される。
【００３６】
ステップＳ２０９で閾値ｔｈ１が設定されると、処理はステップＳ２１０に移行される。ステップＳ２１０では、制御部１１４は、ステップＳ２０４で保存した焦点信号と、ステップＳ２０８で取得した焦点信号の差分を焦点信号の変動量として求める。そして、この変動量とステップＳ２０９で設定された閾値ｔｈ１とを比較する。比較の結果、変動量が閾値ｔｈ１よりも小さければ、現在の顔領域のＡＦ枠が維持され、処理はステップＳ２０５に移行される。
【００３７】
一方、ステップＳ２１０で、変動量と閾値ｔｈ１との比較の結果、変動量が閾値ｔｈ１よりも大きければ、処理はステップＳ２１１に移行される。ステップＳ２１１で、制御部１１４は、ＡＦ枠を予め決められた固定位置に設定する。この例では、ステップＳ２０７で設定したＡＦ枠を、顔領域から固定位置へと切り替えて、ＡＦ枠の再設定を行うことになる。また、上述のステップＳ２０３と同様に、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数が設定される。そして、次のステップＳ２１２に移行され、顔領域のＡＦ枠を監視中であることを示す監視中フラグをクリアする。これにより、顔領域のＡＦ枠の監視状態が中止される。そして、処理はステップＳ２１４に移行される。
【００３８】
ステップＳ２１４では、制御部１１４は、現在設定されているＡＦ枠の焦点信号を焦点信号処理部１１２から取得する。すなわち、処理がステップＳ２０５からこのステップＳ２１４に移行した場合には、ステップＳ２０３で設定した顔領域ＡＦ枠の焦点信号を取得する。また、処理がステップＳ２１２からこのステップＳ２１４に移行した場合には、ステップＳ２１１で設定した固定ＡＦ枠の焦点信号を取得する。さらに、処理がステップＳ２１３からこのステップＳ２１４に移行した場合には、ステップＳ２１３で設定した固定ＡＦ枠の焦点信号を取得する。
【００３９】
次のステップＳ２１５で、ステップＳ２１４で取得された焦点信号に基づきフォーカスレンズ駆動部１１６を駆動し、焦点調節を行う。この例では、ＴＶ−ＡＦ制御により後述するようにして焦点調節を行う。そして、処理がステップＳ２０１に戻される。
【００４０】
＜焦点調節処理＞
ステップＳ２１５における焦点調節処理について、図３〜図７を用いて具体的に説明する。図３は、本第１の実施形態に適用可能な焦点調節処理の全体的な流れを示す一例のフローチャートである。本第１の実施形態による焦点調節処理の動作モードとしては、微少駆動モード、山登り駆動モード、停止モードおよび再起動判定モードの４モードがある。また、微少駆動モードには、合焦判別を行うモードと、方向判別を行うモードとがある。
【００４１】
図３において、ステップＳ３０１で、制御部１１４は、現在の動作モードが微小駆動モードであるか否かを判定する。若し、微少駆動モードであると判定された場合には、処理はステップＳ３０２に移行される。
【００４２】
ステップＳ３０２では、微少駆動モードの動作によりフォーカスレンズを所定の振幅で駆動し、合焦しているか否か、合焦していない場合は何方の方向に合焦点が存在するかを判別する。ステップＳ３０２のより詳細な動作については、後述する。ステップＳ３０２での微少駆動動作が終了したら、処理はステップＳ３０３に移行され、ステップＳ３０２の微小駆動動作によって合焦判別が行われたか否かを判定する。若し、合焦判別が行われなかったと判定されたら、処理はステップＳ３０４に移行される。
【００４３】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２の微少駆動動作により方向判別ができたか否かを判定する。若し、方向判別ができたと判定されたら、処理はステップＳ３０５に移行され、動作モードが山登り駆動モードに移行される。そして、処理が上述の図２におけるステップＳ２０１に戻される。また、ステップＳ３０４で方向判別ができなかったと判定されたら、微少駆動モードを継続して、処理が図２におけるステップＳ２０１に戻される。
【００４４】
一方、上述のステップＳ３０３で合焦判別が行われたと判定されたら、処理はステップＳ３０６に移行される。ステップＳ３０６で、制御部１１４は、合焦時の焦点信号レベルをＲＡＭやレジスタなどメモリに格納した後、ステップＳ３０７で、動作モードを再起動判定モードに遷移させる。
【００４５】
上述のステップＳ３０１で、現在の動作モードが微少駆動モードではないと判定されたら、処理はステップＳ３０８に移行される。ステップＳ３０８で、制御部１１４は、現在の動作モードが山登り駆動モードであるか否かを判定する。若し、山登り駆動モードであると判定されたら、処理はステップＳ３０９に移行される。
【００４６】
ステップＳ３０９で、制御部１１４は、山登り駆動モードの動作により、焦点信号が大きくなる方向へ、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を駆動する。ステップＳ３０９の山登り駆動のより詳細な動作は後述する。ステップＳ３０９での山登り駆動動作が終了したら、処理はステップＳ３１０に移行され、ステップＳ３０９の山登り駆動動作によって焦点信号のピーク位置が発見されたか否かを判定する。若し、焦点信号のピーク位置が発見されなかったと判定されたら、処理は図２におけるステップＳ２０１に戻され、山登り駆動モードが継続される。
【００４７】
一方、ステップＳ３１０で焦点信号のピーク位置が発見されたと判定されたら、処理はステップＳ３１１に移行される。ステップＳ３１１で、制御部１１４は、焦点信号がピークとなったフォーカスレンズ１０５の位置を目標位置に設定し、処理はステップＳ３１２に移行される。ステップＳ３１２で、制御部１１４は、動作モードを停止モードへ遷移させ、処理を図２におけるステップＳ２０１に戻す。
【００４８】
上述のステップＳ３０８で、現在の動作モードが山登り駆動モードではないと判定されたら、処理はステップＳ３１３に移行され、現在の動作モードが停止モードであるか否かを判定する。若し、現在の動作モードが停止モードであると判定されたら、処理はステップＳ３１４に移行され、フォーカスレンズ１０５が焦点信号のピークとなる位置に達したか否かを判定する。若し、ピーク位置に達したと判定されたら、処理はステップＳ３１５に移行される。ステップＳ３１５で、制御部１１４は、動作モードを合焦判別を行う微少駆動モードに遷移させて処理を図２におけるステップＳ２０１に戻す。
【００４９】
一方、ステップＳ３１４で、フォーカスレンズ１０５がピーク位置に達していないと判定されたら、処理を図２におけるステップＳ２０１に戻し、停止モードを継続させる。
【００５０】
上述のステップＳ３１３で、現在の動作モードが停止モードではないと判定されたら、現在の動作モードは再起動判定モードであり、処理はステップＳ３１６に移行される。ステップＳ３１６で、制御部１１４は、現在の焦点信号レベルとステップＳ３０６で保持した焦点信号レベルを比較し、焦点信号レベルの変動量が所定値より大きいか否かを判定する。若し、変動量が所定値より大きいと判定されたら、制御部１１４は、ステップＳ３１７で動作モードを方向判別を行う微小駆動モードに遷移させ、処理を図２におけるステップＳ２０１に戻す。一方、ステップＳ３０６で焦点信号レベルの変動量が所定値よりも小さいと判定されたら、処理は図２におけるステップＳ２０１に戻される。
【００５１】
図４は、上述したステップＳ３０２の微少駆動モードの一例の動作を示すフローチャートである。ステップＳ４０１で、制御部１１４は、微小駆動の動作状態を示すカウンタのカウント値が現在「０」であるかを判定する。カウント値は、例えばレジスタに格納される。若し、カウント値が「０」であると判定されたら、処理はステップＳ４０２に移行される。ステップＳ４０２で、制御部１１４は、フォーカスレンズ１０５が至近側にある場合の処理として、現在の焦点信号レベルを保持する。ここでの焦点信号は、後述のステップＳ４１０でフォーカスレンズ１０５が無限側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。ステップＳ４０２の処理が終了すると、処理はステップＳ４２１に移行される。
【００５２】
一方、ステップＳ４０１で、カウント値が「０」ではないと判定されたら、処理はステップＳ４０３に移行され、カウント値が「１」であるか否かが判定される。若し、カウント値が「１」であると判定されたら、処理はステップＳ４０４に移行される。ステップＳ４０４で、制御部１１４は、後述のステップＳ４０８でフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅および中心移動振幅を演算する。一般的には、これらの振幅は、焦点深度内に設定される。
【００５３】
次のステップＳ４０５で、制御部１１４は、ステップＳ４０２で保持した無限側の焦点信号レベルと、後述するステップＳ４１０で保持した至近側の焦点信号レベルとを比較する。比較の結果、若し、無限側の焦点信号レベルの方が至近側の焦点信号レベルよりも大きいと判定されたら、処理はステップＳ４０６に移行される。ステップＳ４０６で、制御部１１４は、ステップＳ４０４で演算された振動振幅と中心移動振幅とを加算し、駆動振幅とする。
【００５４】
一方、ステップＳ４０５での比較の結果、至近側の焦点信号レベルの方が無限側の焦点信号レベルよりも大きいと判定されたら、処理はステップＳ４０７に移行される。ステップＳ４０７で、制御部１１４は、ステップＳ４０４で演算された振動振幅を駆動振幅とする。
【００５５】
ステップＳ４０８で、制御部１１４は、上述のステップＳ４０６またはステップＳ４０７で求めた駆動振幅に基づきフォーカスレンズ駆動部１１６を制御し、フォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。そして、処理はステップＳ４１６に移行される。
【００５６】
上述のステップＳ４０３で、カウンタ値が「１」ではないと判定されたら、処理はステップＳ４０９に移行され、カウンタ値が「２」であるか否かが判定される。若し、カウンタ値が「２」であると判定されたら、処理はステップＳ４１０に移行される。
【００５７】
ステップＳ４１０で、制御部１１４は、フォーカスレンズ１０５が無限側にある場合の処理として、現在の焦点信号レベルを保持する。ここでの焦点信号は、ステップＳ４０２でフォーカスレンズ１０５が至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。ステップＳ４１０で焦点信号レベルが保持されたら、処理はステップＳ４２１に移行される。
【００５８】
一方、上述のステップＳ４０９でカウンタ値が「２」ではないと判定されたら、処理はステップＳ４１１に移行される。ステップＳ４１１で、制御部１１４は、後述のステップＳ４１５でフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅および中心移動振幅を演算する。一般的には、これらの振幅は、焦点深度内に設定される。
【００５９】
次のステップＳ４１２で、制御部１１４は、ステップＳ４１０で保持した至近側の焦点信号レベルと、上述のステップＳ４０２で保持した無限側の焦点信号レベルとを比較する。比較の結果、至近側の焦点信号レベルの方が無限側の焦点信号レベルよりも大きいと判定されたら、処理はステップＳ４１３に移行される。ステップＳ４１３で、制御部１１４は、ステップＳ４１１で演算された振動振幅と中心移動振幅とを加算し、駆動振幅とする。
【００６０】
一方、ステップＳ４１２での比較の結果、無限側の焦点信号レベルの方が至近側の焦点信号レベルよりも大きいと判定されたら、処理はステップＳ４１４に移行される。ステップＳ４１４で、制御部１１４は、ステップＳ４１１で演算された振動振幅を駆動振幅とする。
【００６１】
ステップＳ４１５で、制御部１１４は、上述のステップＳ４１３またはステップＳ４１４で求めた駆動振幅に基づきフォーカスレンズ駆動部１１６を制御し、フォーカスレンズ１０５を至近方向へ駆動する。そして、処理はステップＳ４１６に移行される。
【００６２】
ステップＳ４１６で、制御部１１４は、現在の微少駆動モードが方向判別モードであるか否かを判定する。若し、方向判別モードであると判定されたら、処理はステップＳ４１７に移行され、制御部１１４は、所定回数連続して同一方向に合焦点が存在しているかを判定する。若し、存在していると判定されたら、次のステップＳ４１８で方向判別ができたものとされ、処理がステップＳ４２１に移行される。一方、ステップＳ４１７で存在していないと判定されたら、方向判別ができなかったとされ、処理がステップＳ４２１に移行される。
【００６３】
上述のステップＳ４１６で、現在の微少駆動モードが方向判別モードではないと判定されたら、処理はステップＳ４１９に移行される。この場合は、現在の微少駆動モードが合焦判別モードとされる。ステップＳ４１９で、制御部１１４は、フォーカスレンズ１０５が所定回数同一エリアで往復しているか否かを判定する。若し、所定回数同一エリアで往復していると判定されたら、次のステップＳ４２０で合焦判別ができたものとされ、処理がステップＳ４２１に移行される。一方、所定回数同一エリアで往復していないと判定されたら、合焦判別ができなかったとされ、処理がステップＳ４２１に移行される。
【００６４】
ステップＳ４２１で、制御部１１４は、微小駆動の動作状態を示すカウンタのカウンタ値が「３」であれば値を「０」に戻し、その他の値であれば、カウンタ値に値「１」を加算する。
【００６５】
図５は、微少駆動モードにおけるフォーカスレンズ１０５の動作の一例の時間経過を示す。図５（ａ）は、撮像信号処理部１０７における映像信号の垂直同期信号を示す。図５（ｂ）において、縦軸はフォーカスレンズ１０５の位置を無限側を上方向として示し、横軸は図５（ａ）のタイミングと対応させて時間を示す。また、図５（ａ）において、カウンタは、図４のフローチャートのステップＳ４２１において加算またはクリアされるカウンタ値を示す。
【００６６】
図５（ａ）のラベルＡの時刻に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対する焦点信号ＥＶＡは、１垂直同期期間だけ遅延されて時刻ＴＡで制御部１１４に取り込まれる（図４のステップＳ４１０）。図５（ａ）のラベルＢの時刻に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対する焦点信号ＥＶＢは、１垂直同期期間だけ遅延されて時刻ＴＢで制御部１１４に取り込まれる（図４のステップＳ４０２）。時刻ＴＣでは焦点信号ＥＶＡとＥＶＢを比較し（図４のステップＳ４０５）、ＥＶＢが大きい場合のみ振動中心を移動する（図４のステップＳ４０６）。なお、ここでのフォーカスレンズ１０５の移動は焦点深度を基準とし、画面で容易に認識できない移動量に設定する。
【００６７】
図６は、上述したステップＳ３０９の山登り駆動モードの一例の動作を示すフローチャートである。ステップＳ５０１で、制御部１１４は、フォーカスレンズ１０５の駆動速度を設定する。次のステップＳ５０２で、制御部１１４は、現在の焦点信号レベルが前回より増加しているか否かを判定する。若し、焦点信号レベルが前回よりも増加していると判定されたら、処理はステップＳ５０３に移行され、制御部１１４は、フォーカスレンズ駆動部１１６を制御して、フォーカスレンズ１０５を、ステップＳ５０１で設定した速度で前回と同じ方向に駆動する。
【００６８】
一方、ステップＳ５０２で、現在の焦点信号レベルが前回よりも増加していないと判定されたら、処理はステップＳ５０４に移行され、焦点信号レベルがピークを越えて減少しているか否かを判定する。若し、ピークを越えて減少していると判定されたら、処理はステップＳ５０５に移行され、ピーク位置を発見したものと判定する。
【００６９】
一方、ステップＳ５０４で、ピーク位置を越えていないと判定されたら、処理はステップＳ５０６に移行される。ステップＳ５０６で、制御部１１４は、フォーカスレンズ駆動部１１６を制御して、フォーカスレンズ１０５を、ステップＳ５０１で設定した速度で前回と逆の方向に駆動する。なお、この山登り駆動モードでこのステップＳ５０６を繰り返している場合、被写体の焦点信号の変化量が十分に得られないために、フォーカスレンズ１０５がハンチング状態にあることを意味する。
【００７０】
図７は、山登り駆動モードにおけるフォーカスレンズ１０５の動作の一例の時間経過を示す。図７において、縦軸は焦点信号レベルを示し、横軸はフォーカスレンズ１０５の位置を示す。焦点信号レベルは、フォーカスレンズ１０５が合焦位置にあるときに、ピークを示す。図７に示されるように、フォーカスレンズ１０５が矢印Ａのように駆動されている場合は、焦点信号レベルが増加しているため、同じ方向への山登り駆動を継続する（図６のステップＳ５０３）。次に矢印Ｂのようにフォーカスレンズ１０５を駆動すると、焦点信号レベルは、ピーク位置を越えて減少する。このとき、合焦点が存在するとして山登り駆動動作を終了し（図６のステップＳ５０５）、フォーカスレンズ１０５をピーク位置まで戻した後、微小駆動動作に移行する（図３のステップＳ３１５）。一方、矢印Ｃのように、ピーク位置を越えずに焦点信号が減少した場合は、駆動すべき方向を誤ったとして反転し（図６のステップＳ５０６）、山登り駆動動作を継続する。
【００７１】
このように、ＴＶ−ＡＦ方式による焦点調節制御では、再起動判定、微小駆動、山登り駆動、停止、微小駆動、再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズ１０５を移動させることで、焦点信号が常に最大となるように合焦状態を維持する。
【００７２】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、顔領域が検出されなくなった場合に、顔領域の焦点信号を使用するための条件をレンズの焦点距離に応じて適応的に設定するようにしている。これにより、特に動画撮影時において、焦点調節動作を安定的に行うことが可能となる。
【００７３】
なお、上述では、焦点信号の変動量に対する閾値ｔｈ１を、レンズの焦点距離に応じて設定したが、これはこの例に限定されない。例えば、顔検出部１１３による顔認識処理の周期に応じて閾値ｔｈ１を設定することが考えられる。すなわち、顔認識処理の周期が長いほど、顔が認識されなくなる頻度が高くなると考えられる。したがって、この場合、顔認識処理の周期が長いほど、閾値ｔｈ１の値を大きくする。
【００７４】
また例えば、シャッタ速度に応じて閾値ｔｈ１を設定することも考えられる。すなわち、特に動画を撮影するような場合、シャッタ速度が遅いほど、各コマにおいて画像のブレが大きくなり、撮影された映像の鮮明度が低下する可能性がある。したがって、この場合、シャッタ速度が遅いほど、閾値ｔｈ１の値を大きくする。
【００７５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態による自動焦点調節について説明する。本第２の実施形態では、撮影画面から検出された顔領域に対して設定されたＡＦ枠について、顔領域が検出されなくなった顔非検出時間を計測し、計測された顔非検出時間がレンズの焦点距離に応じて設定された閾値より短ければ、当該顔領域のＡＦ枠を維持する。一方、当該顔非検出時間が閾値より長ければ、ＡＦ枠を予め設定された固定のＡＦ枠に変更する。閾値は、レンズの焦点距離が大きくなるにつれて長い時間になるように設定する。
【００７６】
図８は、本第２の実施形態によるＡＦ枠の設定処理を示す一例のフローチャートである。この図８のフローチャートの各ステップは、制御部１１４によりプログラムに従い実行される。
【００７７】
ステップＳ８０１で、制御部１１４は、顔検出部１１３から顔検出の結果を示す情報を取得する。顔検出処理の結果を示す情報には、例えば顔が検出された顔領域の座標情報が含まれる。次のステップＳ８０２で、制御部１１４は、ステップＳ８０１で取得した情報に基づき、撮影画面から顔領域が検出されたか否かを判定する。若し、顔領域が検出されたと判定したら、処理はステップＳ８０３に移行される。
【００７８】
ステップＳ８０３では、ステップＳ８０２で検出された顔領域に対し、焦点信号を取得するためのＡＦ枠を設定する。例えば、制御部１１４は、顔検出部１１３から取得した情報に基づき、ＡＦゲート１１１に対して、顔領域のＡＦ枠として設定すべき座標情報を供給する。
【００７９】
また、ステップＳ８０３において、制御部１１４は、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数を設定し、抽出特性の異なる複数のバンドパスフィルタを構築する。抽出特性とはバンドパスフィルタの周波数特性であり、ここでいうフィルタ係数の設定とは、焦点信号処理部１１２内のバンドパスフィルタの設定値を変更することを意味する。
【００８０】
次のステップＳ８０４で、制御部１１４は、顔領域が検出されていない時間である顔非検出時間をリセットする。そして、次のステップＳ８０５で、制御部１１４は、現在撮影画面から顔領域が検出されているとして、顔領域のＡＦ枠を監視中であることを示す監視中フラグをセットし、処理が次のステップＳ８１３に移行される。
【００８１】
一方、上述のステップＳ８０２で顔領域が検出されなかったと判定された場合、処理はステップＳ８０６に移行される。ステップＳ８０６で、制御部１１４は、監視中フラグがセットされているか否かを判定する。若し、監視中フラグがセットされていないと判定されたら、処理はステップＳ８１２に移行され、画面中央の固定位置に、焦点信号を取得するためのＡＦ枠を設定する。また、上述したステップＳ８０３と同様にして、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数を設定する。そして、処理がステップＳ８１３に移行される。
【００８２】
一方、ステップＳ８０６で、監視中フラグがセットされていると判定されたら、処理はステップＳ８０７に移行される。ステップＳ８０７で、制御部１１４は、焦点信号を取得するためのＡＦ枠を、現在監視中の顔領域に対して設定する。また、上述したステップＳ８０３と同様にして、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数を設定する。次のステップＳ８０８で、制御部１１４は、現在のレンズの焦点距離を取得し、取得された焦点距離に応じて、顔非検出時間に対する閾値ｔｈ２（図８では経過時間thと記述）を設定する。このとき、閾値ｔｈ２はレンズの、焦点距離が大きくなるにつれて長い時間を示すように、レンズの焦点距離に対して適応的に設定する。
【００８３】
次のステップＳ８０９で、制御部１１４は、上述したステップＳ８０４で顔非検出時間をリセットしてからの経過時間、すなわち非顔検出時間を取得し、取得した非顔検出時間がステップＳ８０８で設定した閾値ｔｈ２より長いか否かを判定する。非顔検出時間は、例えば制御部１１４が有するタイマから取得できる。若し、非顔検出時間が閾値ｔｈ２よりも短いと判定されたら、処理はステップＳ８０５に移行される。
【００８４】
一方、ステップＳ８０９で、非顔検出時間が閾値ｔｈ２よりも長いと判定されたら、処理はステップＳ８１０に移行される。ステップＳ８１０で、制御部１１４は、ＡＦ枠を予め決められた固定位置に設定する。この例では、ステップＳ８０７で設定したＡＦ枠を、顔領域から固定位置へと切り替えて、ＡＦ枠の再設定を行うことになる。また、上述したステップＳ８０３と同様にして、焦点信号処理部１１２内のフィルタ係数を設定する。そして、次のステップＳ８１１に移行され、顔領域のＡＦ枠を監視中であることを示す監視中フラグをクリアする。これにより、顔領域のＡＦ枠の監視状態が中止される。そして、処理はステップＳ８１３に移行される。
【００８５】
ステップＳ８１３では、制御部１１４は、現在設定されているＡＦ枠の焦点信号を焦点信号処理部１１２から取得する。すなわち、処理がステップＳ８０５からこのステップＳ８１３に移行した場合には、ステップＳ８０３で設定した顔領域ＡＦ枠の焦点信号を取得する。また、処理がステップＳ８１１からこのステップＳ８１３に移行した場合には、ステップＳ８１０で設定した固定ＡＦ枠の焦点信号を取得する。さらに、処理がステップＳ８１２からこのステップＳ８１３に移行した場合には、ステップＳ８１２で設定した固定ＡＦ枠の焦点信号を取得する。
【００８６】
次のステップＳ８１４で、ステップＳ８１３で取得された焦点信号に基づきフォーカスレンズ駆動部１１６を駆動し、焦点調節を行う。この例では、ＴＶ−ＡＦ制御により焦点調節を行う。そして、処理がステップＳ８０１に戻される。なお、このステップＳ８１４において行われる焦点調節処理は、上述の第１の実施形態で図３〜図７を用いて説明した処理と同一の処理を適用できるため、ここでの説明を省略する。
【００８７】
上述した第１の実施形態では、顔が検出されなくなった場合に以前の顔領域の焦点信号を取得して焦点調節制御を行うための条件を、顔領域の焦点信号の変化量に基づき決めていた。これに対して、本第２の実施形態では、当該条件を、顔領域が検出されなくなってからの経過時間（顔非検出時間）に基づき決めるようにしている。
【００８８】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、顔が検出されなくなった場合に顔領域の焦点信号を使用するための条件を、レンズの焦点距離に応じて適応的に設定するようにしている。これにより、特に動画撮影時において、焦点調節動作を安定的に行うことが可能となる。
【００８９】
なお、上述では、顔非検出時間に対する閾値ｔｈ２を、レンズの焦点距離に応じて設定したが、これはこの例に限定されない。例えば、顔検出部１１３による顔認識処理の周期に応じて閾値ｔｈ２を設定することが考えられる。すなわち、顔認識処理の周期が長いほど、顔が認識されなくなる頻度が高くなると考えられる。したがって、この場合、顔認識処理の周期が長いほど、閾値ｔｈ２の値を大きくする。
【００９０】
また例えば、シャッタ速度に応じて閾値ｔｈ２を設定することも考えられる。すなわち、特に動画を撮影するような場合、シャッタ速度が遅いほど、各コマにおいて画像のブレが大きくなり、撮影された映像の鮮明度が低下する可能性がある。したがって、この場合、シャッタ速度が遅いほど、閾値ｔｈ２の値を大きくする。
【００９１】
＜他の実施例＞
なお、上述では、本発明が撮像光学系の変倍レンズ１０２の位置を移動させてズーム倍率を変更する光学ズームを用いた撮像装置に適用されるように説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、本発明は、映像信号に対して拡大縮小といった信号処理を施すことでズーム倍率を変更する電子ズームを用いた撮像装置に対しても適用することが可能である。この場合には、焦点距離は、電子ズームによる拡大率（ズーム倍率）に対応させることができる。
【００９２】
また、上述では、本発明が動画像を撮影するデジタルビデオカメラに適用されるように説明したが、これはこの例に限定されず、静止画像を撮影するデジタルスチルカメラにも適用可能なものである。
【００９３】
さらに、上述では、焦点検出に用いられる領域は、撮像画面内の検出された顔の位置にしているが、その他の画像検出により特定の被写体を検出しても構わない。例えば、背景から被写体像を切り出して検出することも考えられる。その他、外部入力手段から撮像画面内の位置を入力したり、ファインダを見ている撮影者の視線を検出して撮像画面内の位置を決定しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態に適用可能なデジタルビデオカメラの一例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるＡＦ枠の設定処理を示す一例のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に適用可能な焦点調節処理の全体的な流れを示す一例のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に適用可能な微少駆動モードの一例の動作を示すフローチャートである。
【図５】微少駆動モードにおけるフォーカスレンズの動作の一例の時間経過を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に適用可能な山登り駆動モードの一例の動作を示すフローチャートである。
【図７】山登り駆動モードにおけるフォーカスレンズの動作の一例の時間経過を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態によるＡＦ枠の設定処理を示す一例のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
１００  撮像装置
１０２  変倍レンズ
１０５  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１０７  撮像信号処理部
１０８  カメラ信号処理部
１１１  ＡＦゲート
１１２  焦点信号処理部
１１３  顔検出部
１１４  制御部
１１５  変倍レンズ駆動部
１１６  フォーカスレンズ駆動部
【図１】
2010026405.tif 000003
【図２】
2010026405.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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