(57)【要約】【課題】ズーム動作中でも被写体検出の精度を維持し、被写体検出の結果に基づいて安定した焦点調節や露出制御又は顔枠表示等を可能とした撮像装置を提供する。【解決手段】被写体検出機能を働かせている状態で、ズーム制御を行う場合には、ズーム動作中に撮像画像が流れて被写体検出の精度が低下しないように所定よりも低いズームレンズの駆動速度で、ズーム制御する。【選択図】図１
2010034827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍の指示に応じて被写体の像倍率を変更する変倍レンズの駆動速度を設定する設定手段と、
前記変倍レンズを介して形成される光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて特定の被写体を検出する被写体検出手段と、を備え、
前記設定手段は、前記被写体検出手段の検出結果に応じて前記変倍レンズの駆動速度の設定を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記被写体検出手段により被写体が検出されている場合に前記変倍レンズの駆動速度を所定より遅くさせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記変倍レンズ駆動中に前記被写体検出手段により新たに被写体が検出された場合に変倍レンズの駆動速度を所定より遅くさせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記設定手段は、撮影モードが前記被写体検出手段による検出結果を利用する被写体検出モードの場合には、前記被写体検出手段により被写体が検出されるか否かに関わらず変倍レンズの駆動速度を所定より遅くさせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記被写体検出手段により検出される被写体とは、顔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
変倍の指示に応じて被写体の像倍率を変更する変倍レンズの駆動速度を設定する設定工程と、
前記変倍レンズを介して形成される光学像を光電変換して出力された画像信号に基づいて特定の被写体を検出する被写体検出工程とを備え、
前記設定工程では、前記被写体検出工程の検出結果に応じて前記変倍レンズの駆動速度の設定を変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の特徴部位を検出する被写体検出の機能と、光学ズーム機能とを利用して撮影を行うための撮像装置及び撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置において、撮影時に被写体中の人物の顔を検出し、検出した顔領域に基づいて焦点調節や露出制御を行う技術が多く提案されている。
【０００３】
しかしながら、撮像装置における顔検出では、撮像された映像信号に基づいて顔検出処理を行っているため、撮像条件や被写体条件によって検出精度が低下し、人物を撮影しているにも関わらず顔が検出できない場合がある等の問題があった。
【０００４】
そこで、従来のデジタルカメラでは、顔の特徴部位を検出する検出精度を高めるため、顔検出をしているときには、顔検出をしていないときよりズームレンズを広角側に制御し、被写界深度を広くする手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−０３３４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の手法は、ある固定のズーム位置において、ズームレンズを通常より広角側に制御することで顔検出精度の向上を図るものであり、ズーム動作中に顔検出精度の向上を図るものではない。
【０００６】
また、従来のビデオカメラでは、ズーム動作中に、撮像した画像が画像周辺部において流れて顔検出の精度が低下してしまい、例えば検出した顔領域を示す顔枠が表示又は非表示と頻繁に切り替わるという問題を生じる虞がある。
【０００７】
さらに、検出した顔を対象に焦点調節や露出制御を行うようにしたビデオカメラの場合には、ハンチングを起こしてしまうという問題を生じる虞がある。このような問題は、ビデオカメラにおけるズームレンズの駆動速度に依存するので、駆動速度が速いほど、顔検出の精度の低下による影響が大きくなる傾向にある。
【０００８】
特にビデオカメラでは、動画撮影を行っている動作時に、ズーム動作中の映像が記録されるのでズーム動作中でも良好な画像を撮像できるようにするため、ズーム動作中における顔検出の精度を向上することが要求される。
【０００９】
本発明の目的は、ズーム動作中でも被写体検出の精度を維持し、その被写体検出の結果に基づいて安定した焦点調節や露出制御又は顔枠表示等をできるようにした撮像装置及び撮像装置の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】
上記目的を達成するために、本発明の技術的特定事項としては、変倍の指示に応じて被写体の像倍率を変更する変倍レンズの駆動速度を設定する設定工程と、前記変倍レンズを介して形成される光学像を光電変換して出力された画像信号に基づいて特定の被写体を検出する被写体検出工程とを備え、前記設定工程では、前記被写体検出工程の検出結果に応じて前記変倍レンズの駆動速度の設定を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、顔検出等の被写体の特徴部位を検出する被写体検出が可能な撮像装置において、ズーム動作中でも被写体検出の精度を維持することができる。また、その被写体検出の結果に基づいて安定した焦点調節や露出制御、枠表示等を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の撮像装置及び撮像装置の制御方法に係わる第１実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施の形態に係わるビデオカメラ要部の概略構成を説明するためのブロック図である。なお、本第１実施の形態では、ビデオカメラについて説明するが、本発明は、顕微鏡、デジタルスチルカメラ等が備える、他の焦点調節装置への適用も可能である。
【００１４】
図１において、本第１実施の形態のビデオカメラは、光学ズーム機能（光学ズーム手段）を備えた撮像光学系を構成する、第１固定レンズ１０１、ズームレンズ（変倍レンズ）１０２、絞り１０３、第２固定レンズ１０４及びフォーカスレンズ１０５を備える。このズームレンズ１０２は、被写体の像倍率を変更する変倍レンズであって、所定の移動範囲内で光軸方向に移動して変倍を行う。フォーカスレンズ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兼ね備える。
【００１５】
この撮像光学系は、被写体の画像を、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換部を有する画素を複数備えた撮像素子１０６上に結像する。撮像素子１０６は、各画素で、被写体像を光電変換し、撮像画像の信号を出力する。すなわち、撮像素子１０６は、撮像光学系を介して形成される光学像を光電変換した撮像画像の信号を出力する。
【００１６】
撮像素子１０６から出力された撮像画像の信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７に入力されて、サンプリング、ゲイン調整、デジタル化の処理をして出力される。
【００１７】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７からの出力信号は、カメラ信号処理回路１０８に入力されて、各種の画像処理が施されて画像信号が生成され、画像信号が出力される。
【００１８】
カメラ信号処理回路１０８から出力された画像信号には、信号合成処理回路１０９によって、後述するようにカメラマイコン１１３から送られてきた顔枠情報が付加される。この信号合成処理回路１０９から出力された画像信号は、表示装置１１０に表示される。これと共に、この信号合成処理回路１０９から出力された画像信号は、記録装置１１１によって、磁気テープ、光ディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録される。
【００１９】
このビデオカメラは、カメラ信号処理回路１０８より出力された画像信号内の特定の被写体（ここでは顔であるが、人物の体全体や人物以外の他のものであっても良い）を検出する被写体検出の機能を備える。顔検出処理回路１１２は、画像信号に対して被写体認識処理を施し、被写体情報（例えば、撮影画面内の人物の顔の大きさ、位置、顔の確からしさを示す信頼性）を検出する。この顔検出処理回路１１２は、例えば、画像データで表される各画素の階調色から肌色領域を抽出し、予め用意する顔の輪郭プレートとのマッチング度で顔を検出する処理を行う。なお、この顔検出処理回路１１２は、画像信号から抽出された目、鼻、口等の顔の特徴点からパターン認識を行う等の顔を検出する処理を行うように構成しても良い。
【００２０】
顔検出処理回路１１２の検出結果の出力信号は、カメラマイコン１１３に送信される。カメラマイコン１１３は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、顔検出処理回路１１２の検出結果に基づき、表示する顔枠の位置や大きさ、色などの情報を信号合成処理回路１０９に送信する。また、カメラマイコン１１３は、必要に応じて検出した被写体である顔に基づいて、焦点調節や露出制御を行う。
【００２１】
また、カメラマイコン１１３は、顔検出処理回路１１２で画像信号から被写体の顔が検出されたときに、被写体検出機能が働いていることを検知する。
【００２２】
カメラマイコン１１３は、焦点調節を行うため、後述するズームキー１１６からの出力信号に基づいてズームレンズ１０２、フォーカスレンズ１０５の目標位置及び駆動速度を算出する。すなわち、カメラマイコン１１３は、ズームキー１１６を操作したときの変倍操作に伴って、変倍レンズとしてのズームキー１１６の駆動速度を算出する。
【００２３】
そして、カメラマイコン１１３は、この算出した目標位置及び駆動速度に基づいて、後述のズームレンズ駆動源１１４、フォーカスレンズ駆動源１１５を制御して各レンズを目標位置まで移動させる。
【００２４】
また、カメラマイコン１１３は、変倍レンズ駆動中に、顔検出処理回路１１２により新たに被写体が検出された場合に、変倍レンズ駆動速度を低下させるよう変更する駆動制御を実行する。
【００２５】
ズームレンズ駆動源１１４は、ズームレンズ１０２を移動させるためのステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ又はボイスコイルモータ等のアクチュエータ及びそのドライバ等で構成する。
【００２６】
フォーカスレンズ駆動源１１５は、フォーカスレンズ１０５を移動させるためのステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ又はボイスコイルモータ等のアクチュエータ及びそのドライバ等で構成する。
【００２７】
このビデオカメラには、ズームレンズ１０２をワイド方向又はテレ方向に駆動させるためのユーザの指示を受けつける操作部材としてズームキー１１６が装着されている。このズームキー１１６は、これが押圧されたときの押圧力に応じて出力電圧を変化させる回路を備える。このズームキー１１６が押圧されると、押圧力に応じた出力電圧がカメラマイコン１１３に伝達される。
【００２８】
そして、カメラマイコン１１３は、ズームキー１１６が操作されたときの電圧変化を検出してこれに対応するズームレンズ１０２の駆動速度を決定して、ズームレンズ１０２を可変速制御するためのズームレンズの駆動制御処理を実行する。
【００２９】
次に、カメラマイコン１１３で実行するズームレンズ１０２の駆動制御処理について、図２を用いて説明する。
【００３０】
図２は、本発明の第１実施の形態に係わる、カメラマイコン１１３が実行するズームレンズの駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。
【００３１】
図２において、まず、カメラマイコン１１３は、電源がＯＮされるまで待機し、電源がＯＮされると、ズームレンズの駆動制御処理を開始する（ステップＳ２００）。
【００３２】
このズームレンズの駆動制御処理が開始されると、カメラマイコン１１３は、ズームキー１１６の押圧操作がされているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【００３３】
ここで、カメラマイコン１１３は、ズームキー１１６の押圧操作がされていると判定したときに（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、顔検出処理回路１１２にて、画像信号から被写体の顔が検出されたか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【００３４】
そして、顔が検出されていると判別した場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）に、カメラマイコン１１３は、顔検出の精度を維持するため、ズームレンズ１０２の駆動速度を所定値（通常の駆動速度）より遅く設定する（ステップＳ２０３）。
【００３５】
次に、カメラマイコン１１３は、所定値より遅く設定した駆動速度に基づいて、ズームレンズ１０２を駆動させる（ステップＳ２０５）。ここで、撮像素子１０６にて、撮像光学系を介して形成される光学像を光電変換している間に、ズームレンズ１０２が移動されると、撮像光学系を介して形成される光学像が時々刻々と変化し、得られる撮像画像が流れた状態となる。よって、撮像画像が劣化してしまい、顔検出処理回路１１２による検出精度も低下してしまう。これに対し、本実施の形態のように、顔が検出されていると判別されている場合には、所定よりも駆動速度を遅く設定すれば、顔検出処理回路１１２による検出精度の低下を軽減することができる。
【００３６】
次に、カメラマイコン１１３は、電源がＯＦＦされていないか判別し、電源がＯＦＦされていない場合に、ステップＳ２０１へ戻り、電源ＯＦＦと判別したときには、このズームレンズの駆動制御処理を終了する。
【００３７】
前述したステップＳ２０２において、カメラマイコン１１３が、顔検出処理回路１１２にて、画像信号から被写体の顔が検出されていないと判別した場合（ステップＳ２０２でＮＯ）には、所定のズームレンズ駆動速度に設定する（ステップＳ２０４）。
【００３８】
次に、カメラマイコン１１３は、所定のズームレンズ駆動速度で、ズームレンズ１０２を駆動させてから（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０７へ進む。
【００３９】
また、ステップＳ２０１において、カメラマイコン１１３が、ズームキー１１６の押圧操作がされていないと判定したときには、ステップＳ２０６へ進んでズームレンズの動作を停止した後、ステップＳ２０７へ進む。
【００４０】
上述のようなカメラマイコン１１３が実行するズームレンズの駆動制御処理では、顔検出処理回路１１２の結果に基づいてズームレンズ１０２の駆動速度を変更する。すなわち、顔検出処理回路１１２にて、画像信号から被写体の顔が検出されている場合には、ズーム動作中に撮像画像が流れて顔検出の精度が低下しない程度の低いズームレンズ１０２の駆動速度に設定して、ズームレンズ１０２を駆動させる。これにより、良好に顔検出を行うことができるので、このビデオカメラのカメラマイコン１１３は、その後の焦点調節や露出制御及び顔枠表示を安定して行うことができる。
【００４１】
次に、本発明の第２実施の形態について、説明する。
【００４２】
本第２実施の形態に係わる撮像装置は、前述した第１実施の形態で説明した図１と同様のシステム構成を備える。
【００４３】
また、この撮像装置は、機能選択用の図示しないキーを備える。ユーザのキー操作に応じて、顔検出処理回路１１２で画像信号から被写体の顔を検出する撮影モードである被写体検出を有効とする第一の被写体検出モードを選択可能に構成する。これと共に、顔検出処理回路１１２で画像信号から被写体の顔を検出するモードである被写体検出を無効とする第二の被写体検出モードを選択可能に構成する。
【００４４】
次に、本第２実施の形態に係わる撮像装置におけるズームレンズの駆動制御処理について、図３を用いて説明する。
【００４５】
まず、カメラマイコン１１３は、電源がＯＮされるまで待機し、電源がＯＮされると、ズームレンズの駆動制御処理を開始する（ステップＳ３００）。
【００４６】
このズームレンズの駆動制御処理が開始されると、カメラマイコン１１３は、ズームキー１１６の押圧操作がされているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。
【００４７】
ここで、カメラマイコン１１３は、ズームキー１１６の押圧操作がされていると判定したときに（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、ステップＳ３０２へ進む。
【００４８】
ステップＳ３０２では、カメラマイコン１１３が、顔検出処理回路１１２で映像信号から被写体の顔を検出するモードであるか否かを判別（ステップＳ３０２）する。このステップＳ３０２では、判別する対象を被写体の顔を検出するモードか否かとしたが、判別する対象を、検出した顔の情報を使用するモードか否かとしてもよい。
【００４９】
そして、被写体の顔を検出するモードであると判別した場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ）に、カメラマイコン１１３は、顔検出の精度を維持するため、ズームレンズ１０２の駆動速度を所定より遅く設定する（ステップＳ３０３）。これにより、撮像画像の流れによる検出精度の低下を軽減することができる。
【００５０】
次に、カメラマイコン１１３は、所定より遅く設定した駆動速度に基づいて、ズームレンズ１０２を駆動させる（ステップＳ３０５）。
【００５１】
次に、カメラマイコン１１３は、電源がＯＦＦされていないか判別し、電源がＯＦＦされていない場合に、ステップＳ３０１へ戻り、電源ＯＦＦと判別したときには、このズームレンズの駆動制御処理を終了する。
【００５２】
前述したステップＳ３０２において、カメラマイコン１１３が、顔検出処理回路１１２で映像信号から被写体の顔を検出するモードでないと判別した場合（ステップＳ３０２でＮＯ）には、所定のズームレンズ駆動速度に設定する（ステップＳ３０４）。
【００５３】
次に、カメラマイコン１１３は、所定のズームレンズ駆動速度で、ズームレンズ１０２を駆動させてから（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０７へ進む。
【００５４】
また、ステップＳ３０１において、カメラマイコン１１３が、ズームキー１１６の押圧操作がされていないと判定したときには、ステップＳ３０６へ進んでズームレンズの動作を停止した後、ステップＳ３０７へ進む。
【００５５】
上述のようなカメラマイコン１１３が実行するズームレンズの駆動制御処理では、被写体の顔を検出するモードであるか否か又は検出した顔の情報を使用するモードであるか否かに基づいてズームレンズ１０２の駆動速度を変更させる。すなわち、被写体の顔を検出するモード又は検出した顔の情報を使用するモードである場合には、ズーム動作中に撮像画像が流れて顔検出の精度が低下しない程度の低いズームレンズ１０２の駆動速度に設定して、ズームレンズ１０２を駆動させる。これにより、良好に顔検出を行うことができるので、このビデオカメラのカメラマイコン１１３は、その後の焦点調節や露出制御及び顔枠表示を安定して行うことができる。
【００５６】
なお、本第２実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は、前述した第１実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
また、上述したとおり本実施の形態では、検出手段の一例として、顔検出処理回路１１２を用い、検出の対象物を人の顔としているが、例えば、動物、車など、人の顔以外の特定の対象物を検出するようにしても構わない。更に、外部入力手段から撮像画面内の位置を入力したり、ファインダー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、対象物を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施の形態に係わるビデオカメラ要部の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係わる、カメラマイコン１１３が実行するズームレンズの駆動処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施の形態に係わる、カメラマイコン１１３が実行するズームレンズの駆動処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０１  第１固定レンズ
１０２  ズームレンズ
１０３  絞り
１０４  第２固定レンズ
１０５  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１０７  ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ
１０８  カメラ信号処理回路
１０９  信号合成処理回路
１１０  表示装置
１１１  記録装置
１１２  顔検出処理回路
１１３  カメラマイコン
１１４  ズームレンズ駆動源
１１５  フォーカスレンズ駆動源
１１６  ズームキー
【図１】
2010034827.tif 000003
【図２】
2010034827.tif 000004
【図３】
2010034827.tif 000005