(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを駆動して自動合焦制御を行う撮像装置であって、
撮像された画像から、特定の被写体の領域を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記画像の特定の被写体の領域を含む領域に焦点検出領域を設定する設定手段と、
前記画像の前記焦点検出領域に含まれる、予め定められた周波数帯域の成分に基づいてＡＦ評価値を生成する生成手段と、
前記ＡＦ評価値に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第１の決定手段と、
前記検出手段によって検出された前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第２の決定手段と、
前記第１の決定手段又は前記第２の決定手段が決定した探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて自動合焦制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ＡＦ評価値が所定値よりも小さい場合に、前記第２の決定手段が決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行い、
前記制御手段は、前記ＡＦ評価値が前記所定値以上の場合に、前記第１の決定手段が決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記被写体の大きさの変化が所定値以上の場合に、前記第２の決定手段が決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記探索方向の判別が前記フォーカスレンズの駆動方向を決定するための微小駆動動作にて実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記探索方向の判別が動画撮影中に実行されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記検出手段が、前記特定の被写体の領域として、人物の顔領域を検出す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】
フォーカスレンズを駆動して自動合焦制御を行う撮像装置の制御方法であって、
撮像された画像から、特定の被写体の領域を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記画像の特定の被写体の領域を含む領域に焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記画像の前記焦点検出領域に含まれる、予め定められた周波数帯域の成分に基づいてＡＦ評価値を生成する生成ステップと、
前記ＡＦ評価値に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第１の決定ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第２の決定ステップと、
前記第１の決定ステップ又は前記第２の決定ステップにおいて決定された探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行う制御ステップと、を備え、
前記制御ステップは、前記ＡＦ評価値が所定値よりも小さい場合に、前記第２の決定ステップが決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行い、
前記制御ステップは、前記ＡＦ評価値が前記所定値以上の場合に、前記第１の決定ステップが決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項７】
フォーカスレンズを駆動して自動合焦制御を行う撮像装置の有するコンピュータに、
撮像された画像から、特定の被写体の領域を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記画像の特定の被写体の領域を含む領域に焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記画像の前記焦点検出領域に含まれる、予め定められた周波数帯域の成分に基づいてＡＦ評価値を生成する生成ステップと、
前記ＡＦ評価値に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第１の決定ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第２の決定ステップと、
前記第１の決定ステップ又は前記第２の決定ステップにおいて決定された探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行う制御ステップと、を備え、
前記制御ステップは、前記ＡＦ評価値が所定値よりも小さい場合に、前記第２の決定ステップが決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行い、
前記制御ステップは、前記ＡＦ評価値が前記所定値以上の場合に、前記第１の決定ステップが決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行う、撮像装置の制御方法を実行させるためのプログラム。
【請求項８】
フォーカスレンズを駆動して自動合焦制御を行う撮像装置の有するコンピュータに、
撮像された画像から、特定の被写体の領域を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記画像の特定の被写体の領域を含む領域に焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記画像の前記焦点検出領域に含まれる、予め定められた周波数帯域の成分に基づいてＡＦ評価値を生成する生成ステップと、
前記ＡＦ評価値に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第１の決定ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づいて、合焦点を探すための前記フォーカスレンズの探索方向を決定する第２の決定ステップと、
前記第１の決定ステップ又は前記第２の決定ステップにおいて決定された探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行う制御ステップと、を備え、
前記制御ステップは、前記ＡＦ評価値が所定値よりも小さい場合に、前記第２の決定ステップが決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行い、
前記制御ステップは、前記ＡＦ評価値が前記所定値以上の場合に、前記第１の決定ステップが決定した前記探索方向に基づいて前記フォーカスレンズを複数の位置に移動させ、前記複数の位置で得られた複数の前記ＡＦ評価値を用いて前記自動合焦制御を行う、撮像装置の制御方法を実行させるためのプログラム、を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項９】
前記第１の決定手段による前記ＡＦ評価値に基づく判定動作を行った後に、前記第２の決定手段による前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づく判定動作を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の決定ステップによる前記ＡＦ評価値に基づく判定動作を行った後に、前記第２の決定ステップによる前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づく判定動作を行うことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１１】
前記第１の決定ステップによる前記ＡＦ評価値に基づく判定動作を行った後に、前記第２の決定ステップによる前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づく判定動作を行うことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記第１の決定ステップによる前記ＡＦ評価値に基づく判定動作を行った後に、前記第２の決定ステップによる前記特定の被写体の領域の大きさの変化に基づく判定動作を行うことを特徴とする請求項８に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及びその制御方法に関し、特に自動合焦制御を行う撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等の自動合焦（ＡＦ）制御では、撮像素子を用いて生成された映像信号の鮮鋭度（コントラスト）に基づいて合焦位置を検出するＴＶ−ＡＦ方式が広く用いられている。具体的には、フォーカスレンズを移動させながら順次撮影して得られた映像信号について、コントラストの程度を示すＡＦ評価値を生成し、ＡＦ評価値に基づいてコントラストが最大となるフォーカスレンズの位置を合焦位置として探索する。
【０００３】
しかしながら、人物を撮影する場合において、主被写体である人物とその背景のコントラストの関係から、人物ではなく背景にピントが合ってしまう場合があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、人物を検出して人物にピントが合うように焦点検出領域を設定する撮像装置が知られている。例えば、顔検出機能を備え、検出された顔領域を含む焦点検出エリアに対して焦点検出を行う撮像装置（例えば、特許文献１参照）や、人物の目を検出し、目に基づいて焦点検出を行う撮像装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の顔検出機能を用いた焦点検出では、例えば、被写体である人物が急に近づいてボケてしまった場合などは、ＴＶ―ＡＦ方式のＡＦ評価値の変化量が小さく、合焦点の方向検出に時間がかかる。その結果、合焦に時間がかかり、ＡＦの追従性が問題となることがあった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、画像から得られる被写体の情報を用いてＴＶ−ＡＦ方式の自動合焦制御を行う撮像装置において、合焦速度を改善することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的は、フォーカスレンズを駆動して自動合焦制御を行う撮像装置であって、撮像された画像から、特定の被写体の領域を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、画像の特定の被写体の領域を含む領域に焦点検出領域を設定する設定手段と、画像の焦点検出領域に含まれる、予め定められた周波数帯域の成分に基づいてＡＦ評価値を生成する生成手段と、ＡＦ評価値に基づいて、合焦点を探すためのフォーカスレンズの探索方向を決定する第１の決定手段と、検出手段によって検出された特定の被写体の領域の大きさの変化に基づいて、合焦点を探すためのフォーカスレンズの探索方向を決定する第２の決定手段と、第１の決定手段又は第２の決定手段が決定した探索方向に基づいてフォーカスレンズを複数の位置に移動させ、複数の位置で得られた複数のＡＦ評価値を用いて自動合焦制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置によって達成される。
【０００９】
また、上述の目的は、フォーカスレンズを駆動して自動合焦制御を行う撮像装置の制御方法であって、撮像された画像から、特定の被写体の領域を検出する検出ステップと、検出ステップにおける検出結果に基づいて、画像の特定の被写体の領域を含む領域に焦点検出領域を設定する設定ステップと、画像の焦点検出領域に含まれる、予め定められた周波数帯域の成分に基づいてＡＦ評価値を生成する生成ステップと、ＡＦ評価値に基づいて、合焦点を探すためのフォーカスレンズの探索方向を決定する第１の決定ステップと、検出ステップにおいて検出された特定の被写体の領域の大きさの変化に基づいて、合焦点を探すためのフォーカスレンズの探索方向を決定する第２の決定ステップと、第１の決定ステップ又は第２の決定ステップにおいて決定された探索方向に基づいてフォーカスレンズを複数の位置に移動させ、複数の位置で得られた複数のＡＦ評価値を用いて自動合焦制御を行う制御ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法によっても達成される。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成により、本発明によれば、画像から得られる被写体の情報を用いてＴＶ−ＡＦ方式の自動合焦制御を行う撮像装置において、合焦速度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルビデオカメラ１００の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において制御部１１４が行うＡＦ制御の詳細を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態において制御部１１４が行う微小駆動動作の詳細を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態における微小駆動動作中のフォーカスレンズ１０５の位置変化の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において制御部１１４が行う山登り駆動制御の詳細を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態における山登り駆動動作中のＡＦ評価値の大きさとフォーカスレンズ１０５の駆動動作の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の例示的かつ好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルビデオカメラ１００の構成例を示すブロック図である。なお、本発明はデジタルスチルカメラを始めとして、顔検出機能及び動画撮影機能を有する他の任意の撮像装置及びそのような撮像装置を備える機器にも適用することができる。
【００１３】
図１において、本実施形態のデジタルビデオカメラ１００は、オートフォーカス機能を有するズームレンズ１２０を撮像光学系として備えている。ズームレンズ１２０は、第１固定レンズ１０１、光軸方向に移動して変倍を行う変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２固定レンズ１０４及びフォーカスコンペンセータレンズ１０５を備える。フォーカスコンペンセータレンズ（以下、単にフォーカスレンズという）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ている。
【００１４】
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構成される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７は撮像素子１０６の出力を相関二重サンプリングするとともに、ゲイン調整する。
【００１５】
カメラ信号処理回路１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を行い、映像信号を生成する。表示部１０９はＬＣＤ等により構成され、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。記録部１１５は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を記録媒体（磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等）に記録する。
【００１６】
ズーム駆動回路１１０は、制御部１１４の制御に応じて変倍レンズ１０２を移動させる。フォーカスレンズ駆動回路１１１は制御部１１４の制御に応じてフォーカスレンズ１０５を移動させる。ズーム駆動回路１１０及びフォーカスレンズ駆動回路１１１は、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。
【００１７】
ＡＦゲート１１２は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの全画素の出力信号のうち、制御部１１４が設定した焦点検出に用いられる領域（焦点検出領域又はＡＦ枠）の信号のみを後段のＡＦ信号処理回路１１３に供給する。
【００１８】
ＡＦ信号処理回路１１３は、ＡＦゲート１１２から供給される焦点検出領域中の画素信号に対して例えばフィルタを適用して予め定められた周波数帯域の成分、具体的には高周波成分を抽出し、ＡＦ評価値を生成する。
【００１９】
ＡＦ評価値は、制御部１１４に出力される。ＡＦ評価値は、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（コントラストの大きさ）を表す値であるが、ピントが合った映像の鮮鋭度は高く、ぼけた映像の鮮鋭度は低いので、撮像光学系の焦点状態を表す値として利用できる。
【００２０】
制御部１１４は例えばマイクロコンピュータであり、図示しないＲＯＭに予め記憶された制御プログラムを実行してデジタルビデオカメラ１００の各部を制御することにより、デジタルビデオカメラ１００全体の動作を司る。制御部１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３から与えられるＡＦ評価値に基づいて、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御してＡＦ制御（自動合焦制御）動作を行う。また、後述する操作部１１７からのズーム指示に従って、ズーム駆動回路１１０を制御し、ズームレンズ１２０の倍率を変化させる。
【００２１】
顔検出部１１６は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７が出力する画像信号に、公知の顔検出技術に基づく顔検出処理を適用し、画像内の人物領域の一例としての顔領域を検出する。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し出し、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、顔検出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。
【００２２】
顔検出部１１６は、例えば人物の顔として検出された領域（顔領域）の位置と大きさをを画像内で特定可能な情報を、顔検出結果として制御部１１４に出力する。制御部１１４は、この顔検出結果に基づき、画像内の顔領域を含む領域に焦点検出領域を設定するよう、ＡＦゲート１１２へ指示する。
【００２３】
操作部１１７は、ユーザがデジタルビデオカメラ１００に各種指示や設定を入力するためのスイッチ、ボタン、ダイヤル等の入力デバイス群である。撮影開始／一時停止ボタン、ズームスイッチ、静止画撮影ボタン、方向ボタン、メニューボタン、実行ボタンなどが操作部１１７に含まれる。
【００２４】
次に、制御部１１４が行うＡＦ制御の詳細について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
Ｓ２０２で制御部１１４は微小駆動動作を行い、合焦か、合焦でないなら遠近どちらの方向に合焦点があるかを判別する。微小駆動動作の詳細については図３を用いて後述する。
【００２５】
Ｓ２０３で制御部１１４は、Ｓ２０２での判別結果に応じて処理を分岐させる。Ｓ２０２の微小駆動動作により、合焦と判別された場合、制御部１１４は処理をＳ２０９へ進め、そうでなければ処理をＳ２０４へ進める。
【００２６】
Ｓ２０４で制御部１１４は、Ｓ２０２で合焦点の方向が判別できているかどうかにより処理をさらに分岐させる。すなわち、方向判別できていれば処理をＳ２０５へ進め、できていなければ処理をＳ２０２へ戻して微小駆動動作を継続する。
【００２７】
Ｓ２０５で制御部１１４は、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御し、ＡＦ評価値が大きくなる方向へ高速でフォーカスレンズを山登り駆動させる。山登り駆動動作の詳細については図５を用いて後述する。
【００２８】
Ｓ２０６で制御部１１４は、Ｓ２０５での山登り駆動動作において、ＡＦ評価値のピークを越えたか否かを判別する。ピークを越えたと判別される場合は処理をＳ２０７へ進め、さもなければＳ２０５の山登り駆動動作を継続する。
【００２９】
Ｓ２０７で制御部１１４は、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御し、山登り駆動動作中に得られたＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻す。Ｓ２０８で制御部１１４は、ＡＦ評価値が最大となる位置にフォーカスレンズ１０５が戻ったか否かを調べる。そして、戻っていれば処理をＳ２０２へ戻して再び微小駆動動作を継続し、まだ戻っていない場合は処理をＳ２０７へ戻してフォーカスレンズ１０５の位置を戻す動作を継続する。
【００３０】
次に、Ｓ２０９からの合焦動作について説明する。
Ｓ２０９で制御部１１４はＡＦ信号処理回路１１３からのＡＦ評価値を保持する。Ｓ２１０で制御部１１４は、最新のＡＦ評価値をＡＦ信号処理回路１１３から取得する。Ｓ２１１で制御部１１４は、Ｓ２０９で保持したＡＦ評価値とＳ２１０で新たに取得したＡＦ評価値とを比較し、ＡＦ評価値の変動が大きいか否か判定する。具体的には制御部１１４はＡＦ評価値に所定値以上の差があれば変動が大きいと判定し、処理をＳ２０２へ戻して微小駆動動作を再開する。一方、ＡＦ評価値の変動が大きいと判定されなければ、制御部１１４はフォーカスレンズ駆動回路１１１を制御してフォーカスレンズ１０５を停止させ、処理をＳ２１０へ戻す。
【００３１】
次に、図２のＳ２０２で行う微小駆動動作について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
Ｓ３０２で制御部１１４は、最新の顔検出結果を取得する。そして、検出された顔領域があるか否かに応じて、ＡＦ枠（焦点検出領域）を決定し、決定したＡＦ枠内の画素信号のみをＡＦ信号処理回路１１３へ供給するようにＡＦゲート１１２を設定する。さらに、制御部１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３がＡＦ枠内部の画素信号に基づいて生成したＡＦ評価値を取得する。
制御部１１４はまた、取得した顔検出結果と、ＡＦ評価値とを、予め定められた回数分図示しない内部メモリ等に記憶しておく。
【００３２】
Ｓ３０３で制御部１１４は、Ｓ３０２で取得したＡＦ評価値が前回取得したＡＦ評価値より大きいか否か判別する。そして、今回取得したＡＦ評価値が前回取得したＡＦ評価値以下であれば、制御部１１４はＳ３０５で、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御し、フォーカスレンズ１０５を前回と逆方向に所定量移動させる。
【００３３】
一方、今回取得したＡＦ評価値が前回取得したＡＦ評価値よりも大きければ、制御部１１４はＳ３０４で、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御し、フォーカスレンズ１０５を前回と同じ方向にさらに所定量移動させる。
【００３４】
図４は、微小駆動動作中のフォーカスレンズ１０５の位置変化の例を示す図である。
図４において、期間Ａに撮像素子１０６に蓄積された電荷に基づいてＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７が生成した映像信号の焦点検出領域に対してＡＦ信号処理回路１１３が生成したＡＦ評価値ＡＦＡが時刻ＴＡで制御部１１４に取得される。その後、微小駆動動作により、フォーカスレンズ１０５が矢印ａの方向に所定量移動され、期間Ｂに撮像素子１０６で撮影された映像信号についてのＡＦ評価値ＡＦＢが時刻ＴＢで制御部１１４に取得される。
【００３５】
そして、制御部１１４は、ＡＦ評価値ＡＦＡ、ＡＦＢを比較し、ＡＦＡ＜ＡＦＢであればそのまま順方向（前回と同じ方向。即ち矢印ａの方向）にフォーカスレンズ１０５を所定量移動させる。一方、ＡＦＡ＞ＡＦＢであれば、逆方向（前回と逆の方向。即ち矢印ｂの方向）にフォーカスレンズ１０５を所定量移動させる。
【００３６】
なお、微小駆動動作におけるＳ３０４及びＳ３０５におけるフォーカスレンズ１０５の移動量は、一回の移動で焦点状態が変化したことが撮像信号を表示部１０９等で表示した際に判別できないような量とすることが好ましい。具体的には、移動後の位置が焦点深度内にあるような移動量とすることが好ましい。
【００３７】
Ｓ３０６で制御部１１４は、Ｓ３０３におけるＡＦ評価値の大小関係の判定結果、あるいはフォーカスレンズ１０５の駆動方向が所定回数連続して変化していないか、つまり合焦方向と判断される方向が所定回数同一か否か調べる。もし所定回数連続して合焦方向と判断される方向が変化していなければ、Ｓ３０７において制御部は、方向判別できたものと判定し、微小駆動動作を終了する。
【００３８】
一方、所定回数連続して合焦方向と判断される方向が同一でない場合、Ｓ３０８において制御部１１４は、フォーカスレンズ１０５の位置が同一範囲内で所定回数往復しているかどうかを判定する。この判定は、フォーカスレンズ１０５の位置が、所定時間所定範囲内にあるか否かの判定であっても良い。いずれかの条件が満たされていることが判定できた場合、制御部１１４はＳ３０９で合焦判定できたものとして、微小駆動動作を終了する。また、Ｓ３０８において、いずれの条件も満たされていない場合、制御部１１４は、方向判別も合焦判定もできていないものとして、処理をＳ３１１へ進める。
【００３９】
方向判別も合焦判定もできない場合、Ｓ３１１で制御部１１４は図示しない内部メモリ等に記憶したＡＦ評価値を参照して、ＡＦ評価値が所定時間（所定回数）連続して小さいか判定する。具体的には、所定回数連続してＡＦ評価値が予め定めた閾値ＴｈAF以下である否かの判定であって良い。なお、閾値ＴｈAFは、ピントが合っていない際のＡＦ評価値に対応する任意の値に設定することができる。
【００４０】
Ｓ３１１において、ＡＦ評価値が所定時間連続して小さいと判定された場合、制御部Ｓ１２で、連続して顔検出されているか否かを判定する。ここでは、Ｓ３０２で取得した顔検出結果と、直近の顔検出結果とから、連続して顔領域が検出されているか否かを判定するものとする。連続して顔領域が検出されていないと判定されれば、制御部１１４は微小駆動動作を終了する。一方、連続して顔領域が検出されていると判定された場合、制御部１１４はＳ３１３で、図示しない内部メモリ等に記憶した直近の顔検出結果と、Ｓ３０２で取得した顔検出結果とを比較し、顔領域の大きさが有意に変化しているか判定する。具体的には、顔検出結果に含まれる顔領域の大きさの差（画素数）又は比（％）の絶対値が、予め定められた閾値Ｔｈf（画素数又は％）以上であるか否かの判定であってよい。顔領域の大きさの変化が閾値Ｔｈf未満の場合、制御部１１４は微小駆動動作を終了させる。
【００４１】
一方、顔領域の大きさが有意に変化していると判定される場合には、Ｓ３１４で制御部１１４は、顔領域が大きくなったのか否か（小さくなったのか）判定する。ここで、顔領域が大きくなっていると判定された場合、被写体（人物）が近づいているものと考えられる。そのため、制御部１１４はＳ３１５で、Ｓ２０５で実行する山登り駆動の方向を至近方向に決定し、微小駆動動作を終了する。一方、顔領域が大きくなっていない（小さくなっている）と判定された場合には、被写体（人物）が遠ざかっていると考えられる。そのため、制御部１１４はＳ３１６で、山登り駆動の方向を無限遠方向に決定し、微小駆動動作を終了する。
【００４２】
このように、微小駆動動作において、合焦点の方向判別も、合焦判定もできない場合、検出されている顔領域の大きさの変化から推定される被写体の移動方向に応じて、自動焦点制御動作における合焦点の方向（合焦点の探索方向）を決定する。そのため、微小駆動動作の繰り返し回数を抑制し、山登り駆動動作に移行することができ、ＡＦ応答性並びに合焦速度の向上を実現できる。
【００４３】
次に、図２のＳ２０５で行う山登り駆動動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図５において、図３と同様の動作を行うステップについては、図３と同じ参照数字を付し、詳細な説明は省略する。
【００４４】
山登り駆動動作においても、微小駆動動作と同様、制御部１１４はまず顔検出結果の取得及びＡＦ枠の設定を行い、設定に従ったＡＦ評価値を取得する（Ｓ３０２）。次いで制御部１１４は、前回取得したＡＦ評価値と、今回取得したＡＦ評価値の大きさを評価し（Ｓ３０３）、処理を分岐させる。
【００４５】
今回取得したＡＦ評価値が前回取得したＡＦ評価値よりも大きければ、制御部１１４はＳ５０４で、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御し、フォーカスレンズ１０５を前回と同じ方向（順方向）に山登り駆動、すなわち所定の速度で移動させ、処理を終了する。
【００４６】
一方、今回取得したＡＦ評価値が前回取得したＡＦ評価値以下であれば、制御部１１４はＳ５０５で、ＡＦ評価値がピークを越えて減少したのか判別する。そして、ＡＦ評価値がピークを越えて減少したと判別された場合、制御部１１４はＳ５０６へ進み、ピークを越えたとして処理を終了する。
【００４７】
Ｓ５０５でＡＦ評価値がピークを越えて減少したと判別されなかった場合、制御部１１４はＳ５０７で、フォーカスレンズ駆動回路１１１を制御し、フォーカスレンズ１０５を前回と逆方向に山登り駆動、すなわち所定の速度で移動させ、処理を終了する。
【００４８】
図６は、山登り駆動動作中のＡＦ評価値の大きさとフォーカスレンズ１０５の駆動動作の例を示す図である。
図６において、山登り駆動の開始位置から図中右方向にフォーカスレンズ１０５を駆動した場合、矢印Ａで示すように、ＡＦ評価値がピーク（最大値）を越えて減少していることが検出される。この場合、合焦点を通り過ぎたものとして山登り駆動動作を終了し、ＡＦ評価値の最大値が得られた位置にフォーカスレンズ１０５を戻し（図２、Ｓ２０７及びＳ２０８）、微小駆動動作に移行する（Ｓ２０２）。
【００４９】
一方、山登り駆動の開始位置から図中左方向にフォーカスレンズ１０５を駆動した場合、矢印Ｂで示すように、ＡＦ評価値がピークを越えることなく減少していることが検出される。この場合、フォーカスレンズ１０５の移動方向を間違えたものと判断して、逆方向に山登り駆動動作を継続する。なお、山登り駆動において、フォーカスレンズ１０５の一定時間あたりの移動量は、上述した微小駆動動作時よりも大きい。
【００５０】
このように、制御部１１４は、再起動（微小駆動からのやり直し）要否判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながら、ＡＦ評価値が最大となる位置にフォーカスレンズ１０５を移動させるＡＦ制御動作を行う。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、画像から得られる被写体の情報を用いてＴＶ−ＡＦ方式の自動合焦制御を行う撮像装置において、合焦速度を改善することができる。具体的には、撮像画像から特定の被写体を検出し、検出された被写体領域にＡＦ枠を設定して自動焦点制御を行う撮像装置において、ＡＦ評価値から合焦点の探索方向が判別できない場合、被写体領域の大きさの変化を検出する。そして、被写体領域の大きさの変化に基づいて推測される被写体の移動方向に応じて、焦点検出処理における合焦点の探索方向を決定することにより、ＡＦ応答性並びに合焦速度を高めることができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、特定の被写体領域の例として人物の顔領域を用いた例を説明した。人物の顔に限らず、他の被写体や人物の他の部分など、任意の被写体領域に対してＡＦ枠を設定する場合であっても、被写体領域の大きさの変化に基づいて被写体の移動方向を推定し、合焦点の探索方向を決定するという本発明の基本的な概念は適用可能である。
また、本実施形態では、発明の理解を容易にするため、ＡＦ評価値からは合焦点の探索方向が決定できない場合に、被写体の領域の大きさの変化に基づく合焦点の探索方向の決定を行うものとして説明した。しかし、上述の通り、被写体領域の大きさの変化に基づいて被写体の移動方向を推定し、合焦点の探索方向を決定するという本発明の基本的な思想には、ＡＦ評価値から合焦点の探索方向が決定できないことは必須でない。
【００５３】
また、本実施形態において、所定時間連続してＡＦ評価値が小さいか否かを判定する処理において、ＡＦ評価値の下限について特に言及しなかった。しかし、ＡＦ評価値があまりに低いと顔検出の信頼性が保てない場合、Ｓ３１１において、ＡＦ評価値の下限を定める閾値を導入しても良い。
【００５４】
具体的には、Ｓ３１１において、所定回数（所定時間）連続してＴｈfd＜ＡＦ評価値≦ＴｈAFである場合に、Ｓ３１２に移行するようにしてもよい。なお、Ｔｈfdは、顔検出の信頼度が維持できる最低の合焦状態に対応するＡＦ評価値である。
【００５５】
（他の実施形態）
上述の実施形態は、システム或は装置のコンピュータ（或いはＣＰＵ、ＭＰＵ等）によりソフトウェア的に実現することも可能である。
従って、上述の実施形態をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給されるコンピュータプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、上述の実施形態の機能を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明の一つである。
【００５６】
なお、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能であれば、どのような形態であってもよい。例えば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等で構成することができるが、これらに限るものではない。
【００５７】
上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、記憶媒体又は有線／無線通信によりコンピュータに供給される。プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記憶媒体、ＭＯ、ＣＤ、ＤＶＤ等の光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリなどがある。
【００５８】
有線／無線通信を用いたコンピュータプログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバを利用する方法がある。この場合、本発明を形成するコンピュータプログラムとなりうるデータファイル（プログラムファイル）をサーバに記憶しておく。プログラムファイルとしては、実行形式のものであっても、ソースコードであっても良い。
【００５９】
そして、このサーバにアクセスしたクライアントコンピュータに、プログラムファイルをダウンロードすることによって供給する。この場合、プログラムファイルを複数のセグメントファイルに分割し、セグメントファイルを異なるサーバに分散して配置することも可能である。
つまり、上述の実施形態を実現するためのプログラムファイルをクライアントコンピュータに提供するサーバ装置も本発明の一つである。
【００６０】
また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを暗号化して格納した記憶媒体を配布し、所定の条件を満たしたユーザに、暗号化を解く鍵情報を供給し、ユーザの有するコンピュータへのインストールを許可してもよい。鍵情報は、例えばインターネットを介してホームページからダウンロードさせることによって供給することができる。
【００６１】
また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、すでにコンピュータ上で稼働するＯＳの機能を利用するものであってもよい。
さらに、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、その一部をコンピュータに装着される拡張ボード等のファームウェアで構成してもよいし、拡張ボード等が備えるＣＰＵで実行するようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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