(57)【要約】【課題】光学系の焦点状態を適切に調節することができる焦点調節装置を提供する。【解決手段】焦点調節光学系２１２を含む光学系を介して撮像された撮像画像から、対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部１７０と、撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置における光学系の焦点状態を検出する焦点検出部１６０と、焦点検出部の焦点検出結果に応じた第１のレンズ位置まで焦点調節光学系２１２を駆動させる駆動制御部１７０と、を備え、駆動制御部１７０は、特定部１７０により特定被写体が特定され、かつ、特定被写体がいずれの焦点検出位置にも存在しない場合に、焦点調節光学系２１２を第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置まで駆動させることを特徴とする焦点調節装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節光学系を含む光学系を介して撮像された撮像画像から対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部と、
撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置における前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部による検出結果に応じた第１のレンズ位置まで前記焦点調節光学系を駆動させる駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合には、前記焦点調節光学系を前記第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置まで駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置であって、
前記焦点検出部は、前記光学系による像のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点調節装置であって、
前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合に、前記焦点調節光学系を前記第２のレンズ位置まで駆動させる第１焦点調節モードと、前記焦点調節光学系を前記第２のレンズ位置まで駆動させない第２焦点調節モードとを設定可能なモード設定部をさらに備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
前記第２のレンズ位置は、前記光学系の撮影倍率、前記特定被写体の撮影画面内における大きさ、および前記特定被写体の撮影画面内における位置のうち少なくとも１つに応じて、前記第１のレンズ位置からシフトさせたレンズ位置であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
前記駆動制御部は、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合において、前記特定被写体が人物の顔である場合には、前記撮像画像から当該人物の姿勢を検出し、検出した前記人物の姿勢が前傾姿勢である場合に、前記焦点調節光学系を前記第２のレンズ位置まで駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
焦点調節光学系を含む光学系を介して撮像された撮像画像から対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部と、
撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置における前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記焦点検出部の焦点検出結果に応じた第１のレンズ位置まで前記焦点調節光学系を駆動させる駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記特定被写体がいずれかの前記焦点検出位置に存在する状態から当該焦点検出位置に存在しない状態へと変化した場合に、前記焦点調節光学系を前記第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置まで駆動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
【請求項８】
焦点調節光学系を含む光学系を介して撮像された撮像画像から対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部と、
撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置における前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記光学系を通過した光束を制限するための絞りを制御する絞り制御部と、を備え、
前記絞り制御部は、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合には、前記絞りの絞り値を絞り込み側の値に変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
特定被写体を特定する特定部と、
焦点検出領域の焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記特定被写体の少なくとも一部が前記焦点検出領域にあるとき、前記焦点検出部による検出結果を用いて第１のレンズ位置に焦点光学系を駆動させる制御を行い、前記特定被写体の少なくとも一部が前記焦点検出領域にないとき、前記第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置に前記焦点光学系を駆動させる制御を行う制御部とを備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の焦点調節装置であって、
前記第２のレンズ位置は、前記第１のレンズ位置から所定の補正量だけ移動させた位置であることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の焦点調節装置であって、
前記所定の補正量を演算する演算部を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の焦点調節装置であって、
前記演算部は、撮影倍率、撮影画面内における前記特定被写体の大きさ、および撮影画面内における前記特定被写体の位置のうち少なくとも１つに応じて前記所定の補正量を演算することを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学系の焦点状態を検出し、その検出結果に基づいて、光学系の焦点状態を調節する焦点調節装置が知られている（たとえば、特許文献１）。このような焦点調節装置において、撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置において光学系の焦点状態を検出することで、焦点検出位置に対応する被写体にピントを合わせる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１０１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学系の焦点状態を適切に調節できる焦点調節装置および撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。
【０００６】
［１］本発明の第１の観点に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系を含む光学系を介して撮像された撮像画像から対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部と、撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置における前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記焦点検出部による検出結果に応じた第１のレンズ位置まで前記焦点調節光学系を駆動させる駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合には、前記第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置まで前記焦点調節光学系を駆動させることを特徴とする。
［２］上記焦点調節装置に係る発明において、前記焦点検出部は、前記光学系による像のずれ量を検出することで、前記光学系の焦点状態を検出するように構成することができる。
［３］上記焦点調節装置に係る発明において、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合に、前記焦点調節光学系を前記第２のレンズ位置まで駆動させる第１焦点調節モードと、前記焦点調節光学系を前記第２のレンズ位置まで駆動させない第２焦点調節モードとを設定可能なモード設定部をさらに備えるように構成することができる。
［４］上記焦点調節装置に係る発明において、前記第２のレンズ位置は、前記光学系の撮影倍率、前記特定被写体の撮影画面内における大きさ、および前記特定被写体の撮影画面内における位置のうち少なくとも１つに応じて、前記第１のレンズ位置からシフトさせたレンズ位置であるように構成することができる。
［５］上記焦点調節装置に係る発明において、前記駆動制御部は、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合において、前記特定被写体が人物の顔である場合には、前記撮像画像から当該人物の姿勢を検出し、検出した前記人物の姿勢が前傾姿勢である場合に、前記焦点調節光学系を前記第２のレンズ位置まで駆動させるように構成することができる。
［６］本発明の第２の観点に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系を含む光学系を介して撮像された撮像画像から対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部と、撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置における前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記焦点検出部の焦点検出結果に応じた第１のレンズ位置まで前記焦点調節光学系を駆動させる駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記特定被写体がいずれかの前記焦点検出位置に存在する状態から当該焦点検出位置に存在しない状態へと変化した場合に、前記焦点調節光学系を前記第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置まで駆動させることを特徴とする。
［７］本発明の第１の観点に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
［８］本発明の第２の観点に係る撮像装置は、焦点調節光学系を含む光学系を介して撮像された撮像画像から対象とする像に相当する画像を特定被写体として特定する特定部と、撮影画面内に設定された複数の焦点検出位置において前記光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記光学系を通過した光束を制限するための絞りを制御する絞り制御部と、を備え、前記絞り制御部は、前記特定部により前記特定被写体が特定され、かつ、前記特定被写体がいずれの前記焦点検出位置にも存在しない場合には、前記絞りの絞り値を絞り込み側の値に変更することを特徴とする。
［９］本発明の第３の観点に係る焦点調節装置は、特定被写体を特定する特定部と、焦点検出領域の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記特定被写体の少なくとも一部が前記焦点検出領域にあるとき、前記焦点検出部による検出結果を用いて第１のレンズ位置に焦点光学系を駆動させる制御を行い、前記特定被写体の少なくとも一部が前記焦点検出領域にないとき、前記第１のレンズ位置とは異なる第２のレンズ位置に前記焦点光学系を駆動させる制御を行う制御部とを備えることを特徴とする。
［１０］上記焦点調節装置に係る発明において、前記第２のレンズ位置は、前記第１のレンズ位置から所定の補正量だけ移動させた位置であるように構成することができる。
［１１］上記焦点調節装置に係る発明において、前記所定の補正量を演算する演算部を有するように構成することができる。
［１２］上記焦点調節装置に係る発明において、前記演算部は、撮影倍率、撮影画面内における前記特定被写体の大きさ、および撮影画面内における前記特定被写体の位置のうち少なくとも１つに応じて前記所定の補正量を演算するように構成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図２は、撮影画面の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、撮影倍率とシフト量との対応関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、シフト量を用いてデフォーカス量を補正した場合の像面位置の変化の様子を示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、シフト量を用いて絞り値を変更した場合の被写界深度の変化の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
図１は、第１実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体１００とレンズ鏡筒２００とを備え、カメラ本体１００とレンズ鏡筒２００とは着脱可能に結合される。
【００１１】
レンズ鏡筒２００には、レンズ２１１，２１２，２１３、および絞り２２０を含む撮影光学系が内蔵されている。
【００１２】
レンズ２１２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ２１２は、レンズ鏡筒２００の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ２６０によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。
【００１３】
エンコーダ２６０で検出されたフォーカスレンズ２１２の現在位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するカメラ制御部１７０へ送出される。そして、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ２１２の駆動量が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介してフォーカスレンズ駆動モータ２３０に送出され、これに基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ２３０が駆動する。
【００１４】
絞り２２０は、上記撮影光学系を通過して、カメラ本体１００に備えられた撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラ本体１００に設けられた操作部１５０を介したマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることによっても行われる。なお、絞り２２０の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部２５０で現在の開口径が認識される。
【００１５】
一方、カメラ本体１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出部１６０へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮像位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮像位置にある状態を二点鎖線で示す。
【００１６】
ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮像位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００１７】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７に導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出部１６０へ導く。
【００１８】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出部１６０へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１２の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００１９】
クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束（光軸Ｌ２）は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して観察可能になっている。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００２０】
また、接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７とが設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。
【００２１】
測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ１３７で検出された信号はカメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御や人間の顔などの特定被写体の検出に用いられる。
【００２２】
撮像素子１１０は、カメラ本体１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ２１１，２１２，２１３を含む撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。この撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配置されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどのデバイスから構成することができる。撮像素子１１０で光電変換された画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００２３】
焦点検出部１６０は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための装置である。焦点検出部１６０は、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の、撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に受光面を有しており、フォーカスレンズ２１２の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を、受光面に設けられた一対のラインセンサ（不図示）で受光することで、一対の像信号を取得する。そして、焦点検出部１６０は、一対のラインセンサで取得した一対の像信号の位相ずれを、相関演算によって求めることにより、一対の像信号のずれ量を算出し、算出したずれ量をデフォーカス量に変換して、カメラ制御部１７０に送信する。
【００２４】
また、図２に示すように、撮影光学系の撮影画面１０内には複数の焦点検出エリアＡＦＰが設定されており（図２に示す例では９点の焦点検出エリアＡＦＰが設けられている。）、これらの焦点検出エリアＡＦＰに対応した位置に一対のラインセンサが設けられている。焦点検出部１６０は、各焦点検出エリアＡＦＰに対応する一対のラインセンサから一対の像信号をそれぞれ取得することで、焦点検出エリアＡＦＰごとにデフォーカス量を算出する。なお、図２は、撮影光学系の撮影画面１０の一例を示す図であり、焦点検出エリアＡＦＰの個数および配置は、図２に示す態様に限定されるものではない。
【００２５】
カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、撮像素子１１０から画像信号を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施して、画像データを生成し、生成した画像データを、図示しないメモリに記憶させる。この他にも、カメラ制御部１７０は、撮影画像情報の補正、レンズ鏡筒２００の焦点調節状態の検出、および絞り調節状態の検出など、カメラ１全体の制御を司る。
【００２６】
また、カメラ制御部１７０は、焦点検出部１６０から送信されたデフォーカス量に応じてフォーカスレンズ２１２のレンズ駆動量を演算し、算出したレンズ駆動量を、レンズ制御部２５０を介してレンズ駆動モータ２３０に送信する。これにより、レンズ駆動モータ２３０を駆動させて、フォーカスレンズ２１２のレンズ位置を調整することができる。
【００２７】
さらに、本実施形態において、カメラ制御部１７０は、測光センサ１３７から出力された画像信号に基づいて、人物の顔を検出する画像認識処理を行う。そして、カメラ制御部１７０は、人物の顔がいずれかの焦点検出エリアＡＦＰに存在する場合には、焦点検出部１６０に、人物の顔が存在する焦点検出エリアＡＦＰにおいて焦点検出を行わせる。これにより、人物の顔にピントを合わせることができる。
【００２８】
また、カメラ制御部１７０は、図２に示すように、人物の顔が検出されたが、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合には、焦点検出エリアＡＦＰに存在しない人物の顔にピントが合うように、焦点検出部１６０から送信されたデフォーカス量を補正し、補正したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ２１２を駆動させる制御を行う。これにより、たとえば図２に示すように、人物が前傾姿勢で滑走している場面において、焦点検出エリアＡＦＰに人物の顔が存在しないために、そのままのデフォーカス量では人物の顔にピントを合わせることができない場合でも、焦点検出エリアＡＦＰに存在しない人物の顔にピントが合うように、デフォーカス量を補正して、フォーカスレンズ２１２のレンズ位置を至近側にシフトさせることで、人物の顔にピントを合わせることが可能となる。なお、デフォーカス量の補正方法の詳細については後述する。
【００２９】
操作部１５０は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチを備えており、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。また、本実施形態において、操作部１５０は、光学系の焦点状態を調節する際に、上述したように、人物の顔が検出され、かつ、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合に、デフォーカス量を補正し、補正したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を駆動させる第１焦点調節モードと、人物の顔が検出され、かつ、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合でも、焦点検出エリアＡＦＰで検出されたままのデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を駆動させる第２焦点調節モードとの切換が可能となっている。さらに、シャッターレリーズボタンのスイッチは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。この操作部１５０により設定されたシャッターレリーズボタンのスイッチＳＷ１，ＳＷ２および各種モードはカメラ制御部１７０へ送信される。
【００３０】
次いで、第１実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図３は、第１実施形態に係るカメラ１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ１の電源がオンされることにより開始される。また、以下においては、図２に示す構図において撮影を行う場面を例示して説明する。
【００３１】
まず、ステップＳ１０１では、焦点検出部１６０により、位相差検出方式によるデフォーカス量の算出が開始される。具体的には、焦点検出部１６０のラインセンサにおいて光束に応じた電荷の蓄積が行われ、蓄積された信号情報が一対の像信号として出力される。そして、焦点検出部１６０は、撮影画面１０内に設定された焦点検出エリアＡＦＰごとに、一対の像信号を読み出し、読み出した一対の像信号について相関演算を行うことで、一対の像信号のずれ量を算出し、算出したずれ量に基づいてデフォーカス量を算出する。なお、デフォーカス量の算出は、ステップＳ１０１以降においても一定間隔で繰り返し行われる。
【００３２】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部１７０により、測光センサ１３７から被写体認識用の画像信号が取得され、取得された画像信号に基づいて、人物の顔を検出する画像認識処理が開始される。たとえば、カメラ制御部１７０は、予め記憶している人物の顔のテンプレート画像と、測光センサ１３７により撮像された撮像画像とを比較することにより、撮像画像の中から人物の顔を検出することができる。
【００３３】
たとえば、図２に示す例では、カメラ制御部１７０により、撮影画面１０内においてスケート競技を行っている人物の顔が検出され、透過型液晶表示器１３２によって、検出された人物の顔領域に枠線２０が重畳される。なお、人物の顔の検出を行う画像認識処理は、ステップＳ１０２以降においても一定間隔で繰り返し行われる。
【００３４】
ステップＳ１０３では、カメラ制御部１７０により、シャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたか否かの判断が行われる。第１スイッチＳＷ１がオンであると判断された場合はステップＳ１０４へ進み、第１スイッチＳＷ１がオンではないと判断された場合は、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ１０３で待機する。
【００３５】
ステップＳ１０４では、カメラ制御部１７０により、人物の顔が検出されたか否かの判断が行われる。人物の顔が検出された場合には、人物の顔にピントを合わせるために、ステップＳ１０５に進み、一方、人物の顔が検出されなかった場合には、焦点検出エリアＡＦＰに位置する被写体にピントを合わせるために、ステップＳ１０９に進む。
【００３６】
ステップＳ１０５では、カメラ制御部１７０により、人物の顔がいずれかの焦点検出エリアＡＦＰに存在するか否かの判断が行われる。人物の顔がいずれかの焦点検出エリアＡＦＰに存在する場合には、人物の顔が検出された焦点検出エリアＡＦＰのデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ２１２を駆動することで、人物の顔にピントを合わせることができるため、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８の処理を行わずに、ステップＳ１０９に進む。一方、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合には、焦点検出エリアＡＦＰに存在しない人物の顔にピントを合わせるために、ステップＳ１０６に進む。なお、人物の顔の一部が焦点検出エリアＡＦＰに存在する場合も、人物の顔が焦点検出エリアＡＦＰに存在すると判断して、ステップＳ１０９に進むことができる。
【００３７】
ステップＳ１０６では、カメラ制御部１７０により、操作部１５０を介してユーザが第１焦点調節モードを選択しているか否かの判断が行われる。第１焦点調節モードが選択されている場合には、ステップＳ１０７に進み、一方、第２焦点調節モードが選択されている場合には、焦点検出エリアＡＦＰに位置する被写体にピントを合わせるために、ステップＳ１０９に進む。
【００３８】
ステップＳ１０７では、カメラ制御部１７０により、デフォーカス量を補正するためのシフト量の算出が行われる。たとえば、カメラ制御部１７０は、図４に示すように、撮影倍率とシフト量との対応関係を示すテーブルを、カメラ制御部１７０のメモリに予め記憶しており、このテーブルを参照して、現在の撮影倍率からシフト量を算出することができる。なお、図４は、撮影倍率とシフト量との対応関係の一例を示す図であり、撮影倍率とシフト量との対応関係は、実験などにより適宜設定することができるが、撮影倍率が高いほどシフト量が大きくなるように設定される。これは、撮影倍率が高いほど被写界深度が小さくなり、人物の顔にピントを合わせるためには、その分だけ、フォーカスレンズ２１２を駆動する必要があるためである。なお、図４に示す撮影倍率とシフト量との対応関係は一例であり、レンズ鏡筒２００の種別に応じて適宜決定される。
【００３９】
なお、現在の撮影倍率の取得方法は、特に限定されず、公知の方法を用いて現在の撮影倍率を取得することができる。たとえば、カメラ制御部１７０は、焦点距離と被写体距離との比から現在の撮影倍率を算出することができる。また、カメラ制御部１７０は、撮影画面１０内での人物の顔の位置から画面中央までの距離に基づいて、撮影倍率を算出する構成とすることもできる。この場合、画面中央から人物の顔までの距離が長いほど、撮影倍率は高く算出される。あるいは、カメラ制御部１７０は、撮影画面１０内での人物の顔の位置が上になるほど撮影倍率は高いものと判断して、撮影倍率を算出する構成とすることもできる。さらに、カメラ制御部１７０は、撮影画面１０内における人物の顔の大きさ（面積）に基づいて、撮影倍率を算出する構成とすることもできる。この場合、撮影画面１０内における人物の顔が大きいほど撮影倍率を高く算出することができる。また、撮影画面１０内における人物の顔の位置や大きさを、撮影倍率ではなく、シフト量に直接関連付けて、撮影画面１０内における人物の顔の位置や大きさからシフト量を算出する構成としてもよい。
【００４０】
ステップＳ１０８では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０７で算出されたシフト量を用いて、デフォーカス量を補正する補正処理が行われる。本実施形態では、カメラ制御部１７０は、フォーカスレンズ２１２がデフォーカス量に基づくレンズ位置よりも至近側のレンズ位置に駆動されるように、シフト量を用いてデフォーカス量を補正する。たとえば、デフォーカス量が正の値の場合にフォーカスレンズ２１２が至近側に駆動される場合には、カメラ制御部１７０は、デフォーカス量にシフト量を加えることで、デフォーカス量を補正する。
【００４１】
ここで、図５は、シフト量を用いてデフォーカス量を補正した場合の像面位置の変化の様子を示す図であり、図２に示す被写体（人物）を横側から見た状態を示している。焦点検出エリアＡＦＰに人物の脚部が存在する場合に、焦点検出エリアＡＦＰで検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ２１２を駆動した場合には、光学系の像面位置は、たとえば図５の（ａ）に示す位置となり、人物の脚部にピントが合ってしまい、人物の顔にピントが合わないこととなる。これに対して、本実施形態では、焦点検出エリアＡＦＰで検出されたデフォーカス量を、ステップＳ１０７で算出したシフト量で補正することで、補正後のデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ２１２を駆動した場合に、光学系の像面位置は、たとえば、図５において（ａ）で示す補正前の光学系の像面位置から、シフト量に応じた像面移動量だけ至近側に移動した図５の（ｂ）に示す位置へと変化し、その結果、人物の顔にピントを合わせることができる。
【００４２】
そして、ステップＳ１０９では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０８で補正されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２の駆動制御が行われる。これにより、図２に示すように、人物の脚部が焦点検出エリアＡＦＰに存在するために、人物の顔よりも無限遠側の脚部にピントが合ってしまい、人物の顔にピントが合わないような場面でも、フォーカスレンズ２１２が移動するレンズ位置を、デフォーカス量に基づくレンズ位置よりも至近側にシフトさせることができ、人物の顔にピントを合わせることが可能となる。
【００４３】
なお、ステップＳ１０４で人物の顔を検出できない場合（ステップＳ１０４＝Ｎｏ）や、ステップＳ１０５で人物の顔が焦点検出エリアＡＦＰに存在すると判断された場合（ステップＳ１０５＝Ｙｅｓ）、および、ステップＳ１０６で第２焦点調節モードが設定されている場合には、ステップＳ１０９に進み、焦点検出エリアＡＦＰ内で検出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズの駆動制御が行われる。これらの場合、デフォーカス量の補正は行われないため、焦点検出エリアＡＦＰ内の被写体にピントを合わせることができる。
【００４４】
以上のように、第１実施形態に係るカメラ１は、人物の顔が検出され、かつ、検出された人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合には、焦点検出エリアＡＦＰに存在しない人物の顔にピントが合うように、デフォーカス量を補正し、補正したデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ２１２を駆動させる。これにより、図２に示すように、人物が前傾姿勢となっている場面において、人物の脚部が焦点検出エリアＡＦＰに存在するため、人物の顔より無限遠側の脚部にピントが合ってしまい、人物の顔にピントが合わなくなってしまうことを有効に防止することができる。
【００４５】
特に、図２に示すように、スポーツ競技を行う人物を撮影する場合には、人物の体全体を撮影する場合が多く、このような場合に、人物の顔が、撮影画面１０の中央に配置された焦点検出エリアＡＦＰから外れてしまうことが多い。また、スポーツ競技を行う場合には、図２に示すように、競技者は前傾姿勢となることとも多いため、スポーツ競技を行う人物を撮影する場合に、本発明の効果はさらに顕著となる。また、図２に示すように、撮影画面１０が縦長となるように撮影を行う場合には、人物の顔が撮影画面１０の中央に配置された焦点検出エリアＡＦＰから外れ易くなるため、撮影画面１０を縦長として撮影する場合にも、本発明の効果は顕著となる。
【００４６】
また、本実施形態では、人物の顔が検出され、かつ、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合に、デフォーカス量をシフト量で補正し、補正したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を駆動させる第１焦点調節モードと、人物の顔が検出され、かつ、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合でも、そのままのデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を駆動させる第２焦点調節モードとを選択可能となっているため、撮影者は、撮影者が所望する焦点調節モードを選択することで、撮影者が所望する被写体にピントを合わせることが可能となる。
【００４７】
さらに、人物の顔にピントを合わせるために必要なレンズ駆動量は、レンズ鏡筒２００ごと、撮影倍率ごとに異なる。本実施形態では、レンズ鏡筒２００ごとに、撮影倍率とシフト量との対応関係を示すテーブルを備えることで、このテーブルを参照して、現在の撮影倍率に応じてシフト量を決定することで、より高い精度で人物の顔にピントを合わせることが可能となる。
【００４８】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態では、図１に示すカメラ１において、図６に示すように、カメラ１が動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下において、図６を参照して、第２実施形態に係るカメラ１の動作について説明する。なお、図６は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０３では、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に、デフォーカス量の算出と人物の顔の認識とが開始され（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、シャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたか否かの判断が行われる（ステップＳ２０３）。第１スイッチＳＷ１がオンであると判断された場合はステップＳ２０４へ進み、第１スイッチＳＷ１がオンではないと判断された場合は、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ２０３で待機する。
【００５０】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０１で検出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２の駆動が行われる。第２実施形態では、デフォーカス量をシフト量で補正することなく、そのままのデフォーカス量を用いて、フォーカスレンズ２１２が駆動される。
【００５１】
ステップＳ２０５〜Ｓ２０７では、第１実施形態のステップＳ１０４〜Ｓ１０６と同様に、人物の顔が検出されたか否かの判断（ステップＳ２０５）と、人物の顔がいずれかの焦点検出エリアＡＦＰに存在するか否かの判断（ステップＳ２０６）と、第１焦点調節モードが選択されているか否かの判断（ステップＳ２０７）が行われる。人物の顔が検出され（ステップＳ２０５＝Ｙｅｓ）、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在せず（ステップＳ２０６＝Ｎｏ）、第１焦点調節モードが選択されている（ステップＳ２０７＝Ｙｅｓ）場合には、ステップＳ２０８に進み、それ以外の場合には、図５に示す処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ２０８では、カメラ制御部１７０により、絞り２２０の絞り値の変更が行われる。たとえば、カメラ制御部１７０は、撮影倍率と絞り値のシフト量との対応関係を示すテーブル（不図示）をカメラ制御部１７０のメモリに予め記憶しており、このテーブルを参照して、現在の撮影倍率に応じた絞り値のシフト量を取得する。そして、カメラ制御部１７０は、現在の絞り値がより絞り込み側の値（より大きい絞り値）となるように、絞り値のシフト量を用いて現在の絞り値を変更する。撮影倍率と絞り値のシフト量との対応関係は、実験などにより適宜設定することができ、撮影倍率が大きいほど絞り値のシフト量が大きくなるように設定される。
【００５３】
ここで、図７は、シフト量を用いて絞り２２０の絞り値を補正した場合の被写界深度の変化を示す図であり、図２に示す被写体（人物）を横側から見た状態を示している。たとえば、図７に示すように、焦点検出エリアＡＦＰに人物の脚部が存在している場合の補正前の絞り値における被写界深度が（ａ）であった場合に、人物の顔は被写界深度（ａ）の範囲内に含まれず、人物の顔にピントが合わないこととなる。本実施形態では、人物の顔が検出され、かつ、検出された人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合には、絞り値を絞り込み側の値に変更することで、被写界深度を（ａ）から（ｂ）に広げることができ、その結果、人物の顔が被写体深度（ｂ）の範囲内となり、人物の顔にピントを合わせることができる。
【００５４】
そして、続くステップＳ２０９では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ２０８で変更された絞り値に基づいて、露出制御が行われる。具体的には、カメラ制御部１７０は、ステップＳ２０８で変更した絞り値を固定したまま、撮像時間および撮影感度を変更することで、撮影に適した露出が得られるように、露出を制御する。
【００５５】
以上のように、第２実施形態に係るカメラ１は、人物の顔が検出され、かつ、検出された人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合には、絞り値を絞り込み側の値に変更する。これにより、たとえば図２に示すように、人物が前傾姿勢となっている場面において、焦点検出エリアＡＦＰに人物の脚部が存在し、人物の顔が被写界深度から外れてしまうような場合でも、絞り値を絞り込み側の値に変更することで、光学系の被写界深度は広くなるため、人物の顔を被写体深度の範囲内とすることができ、その結果、人物の顔にピントを合わせることが可能となる。
【００５６】
また、人物の顔にピントを合わせるために必要な絞り値のシフト量は、レンズ鏡筒２００ごと、撮影倍率ごとに異なるため、本実施形態では、レンズ鏡筒２００ごとに、撮影倍率と絞り値のシフト量との対応関係を示すテーブルを備え、このテーブルを参照して、現在の撮影倍率に応じて絞り値のシフト量を決定することで、より高い精度で人物の顔にピントを合わせることが可能となる。
【００５７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５８】
たとえば、上述した第１実施形態では、人物の顔が検出され、かつ、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、人物の顔がいずれかの焦点検出エリアＡＦＰに存在する状態から、当該焦点検出エリアＡＦＰに存在しない状態へと変化した場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成としてもよい。すなわち、全ての焦点検出エリアＡＦＰにおいて、人物の顔が存在するか否かを判断するのではなく、１つの焦点検出エリアＡＦＰにおいて人物の顔が検出された場合には、その焦点検出エリアＡＦＰのみで人物の顔が存在するか否かを判断し、その焦点検出エリアＡＦＰにおいて人物の顔が存在しなくなった場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成とすることができる。
【００５９】
また、上述した実施形態では、人物の顔が検出され、かつ、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、焦点検出エリアＡＦＰに人物の顔以外の体部分が存在するか否かを判断し、焦点検出エリアＡＦＰに人物の顔以外の体部分が存在する場合に、デフォーカス量を補正する構成としてもよい。たとえば、カメラ制御部１７０は、焦点検出エリアＡＦＰにおける被写体の色やデフォーカス量の変動に基づいて、焦点検出エリアＡＦＰに人物の顔以外の体部分が存在するか否かを判断することができる。
【００６０】
さらに、上述した実施形態では、人物の顔を検出し、人物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成を例示したが、検出対象の被写体は人物の顔に限定されず、たとえば、動物の顔を検出し、動物の顔がいずれの焦点検出エリアＡＦＰにも存在しない場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成としてもよい。
【００６１】
加えて、上述した第１実施形態では、撮影倍率に応じてシフト量を変化させる構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、シフト量を固定の値とする構成としてもよい。たとえば、カメラ制御部１７０は、現在の絞り値を１段上げた場合に被写界深度が至近側に広がる量に相当するシフト量を、固定のシフト量として設定することができる。すなわち、たとえば図７において、現在の絞り値における被写界深度が（ａ）であり、現在の絞り値を１段上げた場合の被写界深度が（ｂ）である場合に、現在の絞り値を１段上げた場合に被写界深度が至近側に広がる量は（ｃ）となるため、この広がり量（ｃ）に対応する像面移動量だけ像面を移動することができるシフト量を、固定のシフト量として設定することができる。
【００６２】
また、上述した実施形態に加えて、画像解析により人物の姿勢を検出し、人物の姿勢が前傾姿勢であるか否かを判断し、人物が前傾姿勢であると判断した場合に、デフォーカス量または絞り値を補正する構成としてもよい。たとえば、カメラ制御部１７０は、撮像画像から人物の顔の位置と人物の腕の位置とを検出し、人物の顔の位置と人物の腕の位置とが同程度の高さにある場合に、人物は前傾姿勢であると判断することができる。また、人物の姿勢を検出した結果、人物の顔が人物の体よりも無限遠側にあると判断できる場合には、ピントの合う像面位置が無限遠側にシフトするように、デフォーカス量または絞り値を補正する構成としてもよい。
【００６３】
さらに、上述した実施形態では、光学系による像のずれ量を求めることで、光学系の焦点状態を検出する位相差検出方式の焦点検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、光学系の像によるコントラストの評価値を算出することで、光学系の焦点状態を検出するコントラスト検出方式の焦点検出を行う構成としてもよい。
【００６４】
なお、上述した実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラ本体
１１０…撮像素子
１５０…操作部
１６０…焦点検出部
１７０…カメラ制御部
２００…レンズ鏡筒
２１２…フォーカスレンズ
２３０…フォーカスレンズ駆動モータ
２５０…レンズ制御部
【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】
2018116290.tif 000007
【図６】
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【図７】
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