(57)【要約】      （修正有）【課題】読み出し方向とは異なる方向のコントラスト評価において、被写体領域のサイズに応じたラインメモリの容量を確保しなくとも読み出し方向とは異なる方向のコントラスト成分を取得可能とする。【解決手段】被写体像光を受光して画像信号を順次読み出す撮像素子１１６と、撮像された画像信号に基づいて被写体領域を検出する検出手段１０５と、検出された被写体領域内の画像信号に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段１１３と、被写体領域に含まれる画像信号の少なくとも一部について、読み出し方向に間引き処理を行ってから順次記憶する記憶手段１０７と、記憶された画像信号について、読み出し方向とは異なる方向に順次フィルタ処理を行い、読み出し方向とは異なる方向の焦点信号を算出する第１の演算手段１０８と、を有し、前記記憶手段１０７は、被写体領域のサイズが大きいほど、読み出し方向における画像信号の間引き率を大きくする。【選択図】図１
2015143815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が二次元状に配置され、被写体像光を受光して水平方向又は垂直方向に画像信号を順次読み出す撮像素子と、
前記撮像素子により撮像された画像信号に基づいて被写体領域を検出する検出手段と、
前記検出された被写体領域内の画像信号に基づいて、焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記被写体領域に含まれる画像信号の少なくとも一部について、前記撮像素子から読み出された方向に間引き処理を行ってから順次記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶された画像信号について、読み出された方向とは異なる方向に順次フィルタ処理を行い、読み出された方向とは異なる方向の焦点信号を算出する第１の演算手段と、を有し、
前記記憶手段は、前記被写体領域のサイズが第１のサイズの場合よりも、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの場合の方が、前記読み出された方向における画像信号の間引き率を大きくすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記被写体領域は、人物の顔領域であ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】
前記記憶手段により行われる間引き処理は、所定の行ごとに画像信号を順番に出力する処理であり、被写体領域に対して、間引き処理が一律に行われることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、水平方向に画像信号を順次読み出し、
前記記憶手段は、水平方向に間引き処理を行ってから画像信号を記憶し、
前記第１の演算手段は、垂直方向の焦点信号を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記被写体領域に含まれる画像信号に対して、読み出された方向に順次フィルタ処理を行い、読み出された方向の焦点信号を算出する第２の演算手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子により撮像された画像における被写体領域の上下方向と前記撮像素子から読み出された方向とが一致する場合、前記焦点調節手段は、前記第２の演算手段により算出された焦点信号に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子により撮像された画像における被写体領域の上下方向と前記撮像素子から読み出された方向とが一致しない場合、前記焦点調節手段は、前記第１の演算手段により算出された焦点信号と、前記第２の演算手段により算出された焦点信号とに基づいて焦点調節を行うことを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮影者から焦点調節動作の開始の指示を受け付ける操作手段をさらに有し、
前記操作手段により焦点調節動作の開始の指示を受けたときの焦点調節動作では、前記記憶手段は、前記被写体領域のサイズに応じて設定された前記間引き率を、前記焦点調節手段により焦点調節動作が終了するまでは一定とすることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記第１の演算手段がフィルタ処理に用いるフィルタのタップ数に相当する所定行数の画像信号を記憶し、
前記第１の演算手段によるフィルタ処理が完了した行の画像信号を消去することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記記憶手段は、ズーム倍率に応じて間引き率を異ならせることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記記憶手段は、ズーミングにより被写体領域のサイズが第３のサイズよりも大きい第４のサイズとなった場合には、前記読み出された方向における画像信号の間引き率を、前記被写体領域のサイズが第３のサイズの場合よりも大きくすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記検出手段により検出された顔領域から眼を検出する眼検出手段をさらに有し、
前記記憶手段は、眼を含む領域の読み出し方向における間引き率を、眼を含まない領域の読み出し方向における間引き率よりも小さくすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１３】
画素が二次元状に配置され、被写体像光を受光して水平方向又は垂直方向に画像信号を順次読み出す撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子により撮像された画像信号に基づいて被写体領域を検出する検出ステップと、
前記被写体領域に含まれる画像信号の少なくとも一部について、前記撮像素子から読み出された方向に間引き処理を行ってから順次記憶する記憶ステップと、
前記記憶された画像信号について、読み出された方向とは異なる方向に順次フィルタ処理を行い、読み出された方向とは異なる方向の焦点信号を算出する第１の演算ステップと、を有し、
前記記憶ステップでは、前記被写体領域のサイズが第１のサイズの場合よりも、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの場合の方が、前記読み出された方向における間引き率を大きくすることを特徴とする方法。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載された撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載された撮像装置の各手段として機能させるためのプログラムを格納した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体のコントラストを用いたオートフォーカス技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置では、撮像素子から水平方向に読み出した画像信号にバンドパスフィルタ処理を行って得られるコントラスト評価値に基づいてオートフォーカスを行うコントラストＡＦ方式が広く用いられている。また近年では、水平方向のコントラスト評価値とは別に、垂直方向のコントラスト評価値を算出し、水平方向と垂直方向の各コントラスト評価値に基づいてオートフォーカスを行う技術も存在する。一方、顔検出技術や顔認証技術の進歩により、撮像画像中から人物の顔領域を識別し、顔を測距枠としてオートフォーカスを行う技術も広く活用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、顔領域に設定された測距枠に対して水平方向と垂直方向の各コントラスト評価値を算出し、垂直方向のコントラスト評価値に重みづけを行う技術が記載されている。また、特許文献２には、所定よりもサイズが大きい顔が検出された場合には、目領域に限定して枠を設定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９６８３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、検出された顔のサイズが大きい場合、そのサイズに見合った測距枠を設ける必要があるため、垂直方向のコントラスト成分を取得するためのラインメモリの容量を多く確保しておく必要がある。また、上記特許文献２は、顔に含まれる垂直方向のコントラスト成分のうち、目領域の成分のみを取り出すので、顔の垂直方向のコントラスト成分が多いという生態的特徴を有効に活用できておらず、焦点調節時のＳ／Ｎ比の悪化が懸念される。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、読み出し方向とは異なる方向のコントラスト評価において、検出された被写体領域のサイズに応じたラインメモリの容量を確保しなくとも、被写体領域の読み出し方向とは異なる方向のコントラスト成分が取得可能となる技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、画素が二次元状に配置され、被写体像光を受光して水平方向又は垂直方向に画像信号を順次読み出す撮像素子と、前記撮像素子により撮像された画像信号に基づいて被写体領域を検出する検出手段と、前記検出された被写体領域内の画像信号に基づいて、焦点調節を行う焦点調節手段と、前記被写体領域に含まれる画像信号の少なくとも一部について、前記撮像素子から読み出された方向に間引き処理を行ってから順次記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された画像信号について、読み出された方向とは異なる方向に順次フィルタ処理を行い、読み出された方向とは異なる方向の焦点信号を算出する第１の演算手段と、を有し、前記記憶手段は、前記被写体領域のサイズが第１のサイズの場合よりも、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの場合の方が、前記読み出された方向における画像信号の間引き率を大きくする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、読み出し方向とは異なる方向のコントラスト評価において、検出された被写体領域のサイズに応じたラインメモリの容量を確保しなくとも、被写体領域の読み出し方向とは異なる方向のコントラスト成分が取得可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施形態１の装置構成を示すブロック図。
【図２】実施形態１によるコントラスト評価値算出処理を示すフローチャート。
【図３】実施形態１によるコントラスト評価値算出処理を説明する図。
【図４】実施形態１の変形例のコントラスト評価値算出処理を説明する図。
【図５】実施形態２の装置構成を示すブロック図。
【図６】実施形態２によるコントラスト評価値算出処理を示すフローチャート。
【図７】実施形態２によるコントラスト評価値算出処理を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成しても良い。
【００１１】
［実施形態１］本発明の撮像装置を、静止画や動画を撮像するデジタルカメラにより実現した例について説明するが、カメラ機能を搭載するスマートフォンやタブレット端末等の携帯型電子機器にも適用可能である。
【００１２】
＜焦点調節装置の構成＞図１（ａ）を参照して、本実施形態の撮像装置１００がオートフォーカス（ＡＦ）制御を実行するための焦点調節装置の構成について説明する。
【００１３】
図１（ａ）において、撮影レンズ１１０は焦点調節光学系としてフォーカスレンズ１１２を含み、撮影レンズ１１０により被写体の反射光である被写体像光が撮像素子１１６の受光面に結像される。
【００１４】
撮像素子１１６は光電変換素子が水平方向（行方向）および垂直方向（列方向）に二次元状に配置された画素を有し、撮影レンズ１１０により結像された被写体像光を光電変換する。撮像素子１１６により光電変換された水平方向の各行の画像信号は、画像信号読み出し部１０４によって垂直方向に転送されて順次読み出される。
【００１５】
被写体検出手段の１つである顔検出部１０５は、画像信号読み出し部１０４によって読み出された画像信号に含まれる被写体（例えば、人物）の顔領域を検出し、検出された顔の位置やサイズに応じた測距枠を設定する。
【００１６】
評価値演算部１０６は、測距枠に含まれる画像信号を、読み出し行ごとに水平方向に順次フィルタ処理を行い、水平方向の特定空間周波数成分を抽出し、全行の特定空間周波数成分を加算することで、水平方向のコントラスト評価値を算出する。
【００１７】
評価値演算部１０６による水平方向のコントラスト評価値の算出と同時に、記憶部１０７は顔検出部１０５により検出された顔のサイズに応じた水平方向の間引き率を適用することで、測距枠内の画像信号を読み出し行ごとにラインメモリ上に記憶する。記憶部１０７は、ＣＰＵのワークエリアを提供するＲＡＭや、プログラムを格納するＲＯＭ等のメモリである。
【００１８】
評価値演算部１０８は、記憶部１０７に記憶された画像信号に垂直方向に順次フィルタ処理を行い、垂直方向のコントラスト評価値を算出する。
【００１９】
記憶部１０７による画像信号の記憶および評価値演算部１０６、１０８による水平方向および垂直方向のコントラスト評価値の算出については後述する。
【００２０】
ＡＦ制御部１１３は、評価値演算部１０６および評価値演算部１０８により算出された水平方向および垂直方向の各コントラスト評価値に基づいて設定されるフォーカス制御値に基づいてフォーカスレンズ１１２を合焦位置へ駆動する。なお、水平方向および垂直方向の２つのコントラスト評価値の切り替えや重みづけによる評価値の加算等は公知の技術であるので、ここでの説明は省略する。
【００２１】
なお、上記画像信号読み出し部１０４、顔検出部１０５、評価値演算部１０６、１０８、記憶部１０７、およびＡＦ制御部１１３は、図１（ｂ）に示すシステム制御部１２２の制御によりハードウェアとソフトウェアの協働により実現される。
【００２２】
＜撮像装置の構成＞図１（ｂ）を参照して、本実施形態の撮像装置１００の構成および機能について説明する。
【００２３】
図１（ｂ）において、撮影レンズ１１０は、フォーカスレンズ１１２のほか、ズームレンズ１１１を含む。絞り／シャッタ１１４は、ＡＥ（自動露出）制御部１１５の動作指令に従って、被写体像光の撮像素子１１６への入射光量を調節し電荷蓄積時間を制御する。ＡＥ制御部１１５は、絞り／シャッタ１１４の動作を制御すると共に、Ａ／Ｄ変換部１１７を制御する。フォーカスレンズ１１２は、ＡＦ（オートフォーカス）制御部１１３からの制御信号に従って、撮像素子１１６の受光面上に焦点を合わせて光学像を結像させる。
【００２４】
撮像素子１１６は、受光面に結像された光学像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子によって電気信号に変換してＡ／Ｄ変換部１１７へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１１７は、撮像素子１１６から入力したアナログ信号をデジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換部１１７は、アナログ信号からノイズを除去するＣＤＳ回路や、デジタル信号に変換する前にアナログ信号を非線形増幅するための非線形増幅回路を含む。
【００２５】
画像処理部１１８は、Ａ／Ｄ変換部１１７から出力されたデジタル信号に対して所定の画素補間や画像縮小等のリサイズ処理と色変換処理とを行って、画像データを出力する。フォーマット変換部１１９は、画像データをＤＲＡＭ１２０に記憶するために、画像処理部１１８で生成した画像データのフォーマット変換を行う。ＤＲＡＭ１２０は、高速な内蔵メモリの一例であり、画像データの一時的な記憶を司る高速バッファとして、或いは、画像データの圧縮／伸張処理における作業用メモリ等として使用される。
【００２６】
画像記録部１２１は、撮影画像（静止画、動画）を記録するメモリーカード等の記録媒体とそのインターフェースを有する。システム制御部１２２は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭやＲＯＭ）、入出力回路、タイマー回路等を有し、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭの作業エリアに展開し、実行することにより、装置全体の動作を制御する。また、システム制御部１２２は、撮像素子１１６の有する複数の電荷蓄積制御モードの中から実施するモードを選択して制御を行う。ＶＲＡＭ１２３は画像表示用のメモリである。表示部１２４は、例えば、ＬＣＤ等であり、画像の表示や操作補助のための表示、カメラの状態表示を行う他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する。
【００２７】
撮影者は、操作部１２５ことにより撮像装置を操作する。操作部１２５は、例えば、露出補正や絞り値の設定、画像再生時の設定等の各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズのズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切替スイッチ等を含む。メインスイッチ１２６は、システムに電源を投入するためのスイッチである。第１スイッチ１２７は、第１スイッチ信号ＳＷ１をシステム制御部１２２へ出力し、ＡＥ処理やＡＦ処理等の撮影準備動作を行うためのスイッチである。第２スイッチ１２８は、第１スイッチ１２７による第１スイッチ信号ＳＷ１オン中（撮影準備状態）に、第２スイッチ信号ＳＷ２をシステム制御部１２２へ出力し、撮影指示を行うためのスイッチである。
【００２８】
＜動作説明＞図２は、本実施形態の撮像装置１００が画像信号読み出し後に行う垂直方向のコントラスト評価値算出処理を示すフローチャートである。図２の処理は、第１スイッチ１２７がオンされ、第１スイッチ信号ＳＷ１がシステム制御部１２２へ出力されると開始され、システム制御部１２２が焦点調節動作のプログラムを実行することにより実現される。
【００２９】
ステップＳ２０１では、顔検出部１０５が、画像信号読み出し部１０４で読み出された画像信号から人物の顔領域を検出し、検出された顔の位置やサイズに関する特徴情報を取得する。
【００３０】
ステップＳ２０２では、システム制御部１２２は、ステップＳ２０１で検出された顔のサイズに基づいて測距枠を設定する。
【００３１】
ステップＳ２０３では、システム制御部１２２は、縦位置撮影であるか否かを判定する。縦位置撮影では、顔の上下方向が撮像素子１１６の水平方向とほぼ一致し、顔の上下方向に高コントラスト成分が多いという生態的特徴を生かせないため、垂直方向のコントラスト評価を行うことに大きなメリットがない。よって、ステップＳ２０３で縦位置撮影であると判定された場合には、評価値演算部１０６による水平方向のコントラスト評価値のみを用いた通常撮影を行う。ステップＳ２０３で縦位置撮影ではないと判定された場合には、ステップＳ２０４へ進む。
【００３２】
ステップＳ２０４では、システム制御部１２２は、ステップＳ２０２で設定された測距枠の大きさに応じて、記憶部１０７が保持する一定容量のラインメモリに対して記憶可能となるよう、水平方向の間引き率を設定する。
【００３３】
ステップＳ２０５では、記憶部１０７は、ステップＳ２０４で設定された水平方向の間引き率に従って間引き処理を行いながら画像信号読み出し部１０４によって順番に読み出される水平方向の各行の画像信号のうち、測距枠に含まれる部分を記憶していく。
【００３４】
ステップＳ２０６では、システム制御部１２２は、記憶部１０７が水平方向の間引き率に従い、間引きおよび記憶を開始した後、ステップＳ２０７での垂直方向のフィルタ処理で用いるフィルタのタップ数に相当する所定行数の画像信号が記憶されるまで待つ。その後、所定行数の記憶が完了すると、ステップＳ２０７へ進む。
【００３５】
ステップＳ２０７では、システム制御部１２２は、垂直方向のフィルタを用いた畳み込み演算（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を開始する。ここでは、様々な空間周波数に対応した公知のフィルタリング技術が用いられる。また、複数の空間周波数成分を抽出するようなフィルタを同時並列で使用しても良い。なお、記憶部１０７に順次記憶されていく行数の増加に伴い、フィルタ処理を進め、フィルタ処理が完了した行については消去していく。そのため、記憶部１０７には、フィルタのタップ数に相当する行数分の容量を確保しておけば十分である。
【００３６】
ステップＳ２０８では、システム制御部１２２は、ステップＳ２０７での垂直方向のフィルタ処理において、垂直方向の各列の画像信号から算出されるピーク値を順次保持していく。これを繰り返し実行していくことで（ステップＳ２０９およびＳ２１０）、垂直方向の各列の画像信号においてコントラストが最も高いピーク値が得られる。
【００３７】
ステップＳ２１１では、システム制御部１２２は、評価値演算部１０８によりステップＳ２１０までに得られた垂直方向の各列のコントラストのピーク値をすべて加算することで垂直方向のコントラスト評価値を算出する。このようにして、１フレームで得られた顔を含む測距枠内の垂直方向のコントラスト評価値を算出し、本処理を終了する。
【００３８】
なお、ステップＳ２０３では、ズーム倍率に応じて、異なる間引き率としても良い。この場合、ステップＳ２０４でズーミングにより顔のサイズが大きくなるほど、間引き率が大きくなるように変更すれば良い。
【００３９】
図２では１フレーム分の垂直方向のコントラスト評価値が算出されるまでの処理を示しているが、実際には、その後、ＡＦ制御部１１３によるフォーカスレンズ１１２のサーチ駆動が行われ、多数のフレーム、多数のフォーカス位置に関して垂直方向のコントラスト評価値が算出される。そして、異なる地点で得られた垂直方向のコントラスト評価値が最も高くなるフォーカスレンズ１１２の位置を合焦位置として駆動される。この一連の動作を１回の焦点調節動作と呼ぶ。
【００４０】
なお、本実施形態の撮像装置１００は、メインスイッチ１２６により電源が投入され、画像信号読み出し部１０４による読み出し動作が開始された時点から、この焦点調節動作を繰り返し行うことが可能である。このように、静止画撮影において、撮影者が第１スイッチ１２７をオンし１回の焦点調節動作の開始を指示する前に、合焦位置近傍にフォーカスレンズ１１２を移動しておくことで、より高速に１回の焦点調節動作が完了できる。また、動画撮影においては、常にこの焦点調節動作を繰り返すことによって、被写体を常に合焦状態で撮影することを可能とする。
【００４１】
撮影者が第１スイッチ１２７で１回目の焦点調節動作の開始を指示する場合、記憶部１０７が行う水平方向の間引き率は、最初のフレームから検出される顔サイズに応じて算出され、フォーカスレンズ１１２を合焦位置へ移動するまでは一定とする。静止画撮影において、第１スイッチ１２７のオンから合焦完了までに要する時間は極めて短く、その間に被写体の移動による顔サイズの変化は微小であるためである。
【００４２】
＜水平方向の間引き処理＞ここで、図３を参照して、図２のステップＳ２０５において記憶部１０７に間引き処理されて記憶される測距枠内の画像信号について説明する。図３は、撮影画像３０１ａ、ｂに含まれる顔領域に測距枠３０２ａ、ｂが設定された様子を例示しており、（ａ）と（ｂ）では、測距枠に含まれる顔のサイズが異なる。
【００４３】
図３（ａ）のように、顔検出部１０５が検出した顔サイズが大きいほど、記憶部１０７は水平方向の間引き率が大きくなるように設定する（例えば、１／５間引き＝間引き率８０％）。反対に、図３（ｂ）のように、顔検出部１０５が検出した顔サイズが小さいほど、記憶部１０７は水平方向の間引き率が小さくなるように設定する（例えば、１／２間引き＝間引き率５０％）。このようにすることで、記憶部１０７に記憶される測距枠内の画像信号の列数はおおよそ一定となる。したがって、記憶部１０７は垂直方向のコントラスト評価のために顔のサイズに応じたラインメモリの容量を確保する必要がなくなる。また、間引き後の画像信号において顔に含まれる眉や眼、唇などの高コントラスト成分については十分に確保されるため、顔が持つ生態的特徴も有効活用することができる。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、垂直方向のコントラスト評価において、検出された顔のサイズに応じたラインメモリの容量を確保しなくとも、顔全体の垂直方向のコントラスト成分が取得可能となる。図３においては、分かりやすさのために、列方向間引きがなされた測距枠内の全行を示しているが、実際のラインメモリは、垂直評価に用いるフィルタのタップ長分確保されていれば十分であり、フィルタ処理後順次１ライン分のメモリを消去、蓄積すればよい。
【００４５】
［変形例］次に、図４を参照して、本実施形態の変形例として、顔検出部１０５が眼検出部を有している場合について説明する。
【００４６】
図４は、撮影画像４０１に含まれる顔領域に測距枠４０２が設定された様子を例示している。顔の構成要素のうち、眼と眉は垂直方向（顔の上下方向）のコントラスト評価を行った場合に、最も高いコントラストを示すため、眼や眉を含む画像信号を間引きの対象から除外することが望ましい。
【００４７】
そこで、本実施形態の変形例では、顔検出部１０５が、図４に示すように顔４０２を検出すると同時に、眼検出部が顔４０２に含まれる眼の位置４０３ａ、４０３ｂを検出し、眼が含まれる列（図中の領域ＡおよびＣ）については、間引きの対象外とする。結果として、図４のように、眼を含む列については間引き率を下げ（例えば、１／３間引き＝間引き率６６％）、眼を含まない列（図中の領域ＢおよびＤ）については間引き率を上げ（例えば、１／２０間引き＝間引き率９５％）。このように眼を含む領域と含まない領域とで間引き率を調整することによって、記憶部１０７に必要なラインメモリの容量は、検出された顔のサイズに見合った間引き率（ここでは８０％弱）の画像信号に応じた容量で十分となる。
【００４８】
以上のように、本実施形態の変形例によれば、垂直方向のコントラスト評価において、検出された顔のサイズに応じたラインメモリの容量を確保しなくとも、顔全体の垂直方向のコントラスト成分が取得可能となる。
【００４９】
なお、上記実施形態１では、コントラスト評価の領域は、撮像画面内で検出された顔の領域（顔が検出された場合）にしているが、顔以外に、画像検出により特定の被写体領域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したり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も構わない。
【００５０】
［実施形態２］以下、図５ないし図７を参照して、本発明に係る実施形態２である撮像装置２００が実施する自動焦点合わせの動作について説明する。
【００５１】
図５は、本発明に係る実施形態２の撮像装置２００の構成を示している。撮像装置１００との差異は、顔検出部１０５の代わりに、被写体検出部２０１を備えている点である。被写体検出部２０１は、顔に限らず、画像信号読み出し部１０４から得られる画像信号に含まれる主被写体を、輝度情報や色情報を元に検出することが可能である。また、撮像装置１００と同様に、評価値演算部１０６および評価値演算部１０８を備えているため、撮像装置２００は、水平方向、垂直方向に評価値を取得することが可能である。一般に撮像光学系には種々の収差が存在しており、中でも非点収差は、水平方向評価値と垂直方向評価値のピークに差が発生し、一方のピーク位置を合焦位置として焦点調節を行っても、撮影された画像が合焦状態に見えないという問題が発生する。これは、人間の目が水平、垂直両方向の成分が混在した状態の被写体を観察するために発生するものであり、両者のピーク位置の平均位置を最終合焦位置として制御するなどの解決策が従来提案されている。撮像装置２００は、そのような非点収差影響を低減した焦点調節動作が可能な撮像装置である。
【００５２】
図６は、本発明に係る実施形態２の撮像装置２００が画像信号読み出し後に行うコントラスト評価値算出までの処理を示している。これはすなわち、撮影者が焦点調節動作を開始する指示部である不図示のレリーズボタンを押し下げ、焦点調節動作の開始を指示して以降に行われる１回の焦点調節動作の一部である。あるいはまた、撮影者が撮影を行う前に、カメラが自動で実施する焦点調節動作の一部である。
【００５３】
ステップＳ６０１では、被写体検出部２０１が、撮影範囲内に存在する主被写体を検出し、そのサイズを認識する。これには、撮像信号から得られる画像内を予め登録されている被写体との形状マッチング処理などでそのサイズを認識してもよいし、画像内のエッジ抽出などによって自動でそのサイズを認識するものであってもよい。
【００５４】
ステップＳ６０２では、システム制御部１２２は、ステップＳ６０１で認識された被写体のサイズにあわせて、測距枠を設定する。
【００５５】
ステップＳ６０３では、システム制御部１２２は、ステップＳ６０２で設定された測距枠の中心座標が所定像高以上であるか否かを判定する。判定の結果、所定像高以上であると判定された場合には、垂直方向評価値と水平方向評価値の両方を算出する処理（Ｓ６０４〜Ｓ６１１およびＳ６１２〜Ｓ６１４）へと進む。一方所定像高未満であると判定された場合には、水平方向評価値のみを算出する処理（Ｓ６１２〜Ｓ６１４）へと進む。これは、予め定められた像高を超えた場合には、垂直評価値と水平評価値の間に、前述のような収差の影響により乖離が生じ、たとえばその平均ピーク位置を最終合焦位置とすることが必要であるためである。ステップＳ６０４からＳ６１１で実施される垂直方向のコントラスト評価値の算出処理は、第１の実施形態の図２のステップＳ２０４からＳ２１１と同様である。
【００５６】
ステップＳ６１２では、システム制御部１２２は、１垂直同期期間に読み出された信号列のうち、ステップＳ６０２において設定された測距枠の範囲内の信号について、水平方向（＝読み出し方向）に関してフィルタ処理を行う。この際、読み出し行を順次フィルタ処理可能であるため、垂直方向の場合と違い、ラインメモリに蓄積してフィルタ処理を行う必要はない。一般にＡＦ中の１垂直同期期間に読み出される信号は、高フレームレートを実現するために、行方向の間引き読み出しを実施する。この行方向の間引き率については、フレームレートに応じ、予め決められた間引き率を用いて実施される。
【００５７】
ステップＳ６１３では、システム制御部１２２は、ステップＳ６１２でのフィルタ処理波形から各行のコントラストピーク値を保持する。
【００５８】
ステップＳ６１４では、システム制御部１２２は、評価値演算部１０６により、ステップＳ６１３で保持されていた測距枠内のコントラストピーク値を全行分加算し、水平方向のコントラスト評価値を算出する。これらの垂直方向、水平方向のコントラスト評価値が算出されたところで、本処理は終了となる。
【００５９】
図７は、撮像装置２００が垂直、水平のコントラスト評価値を算出する際の、間引きの様子を説明する概念図である。図７（ａ）は、焦点検出がされる際の、ライブビュー撮影画像を示したものであり、実線で示す枠Ａは撮像装置２００が主被写体と判定した追尾測距枠である。破線で示す枠Ｂは撮像装置２００が副被写体と判定した追尾枠であり、実際の焦点調節動作は実線で示す追尾測距枠で実施される。画面中央の一点鎖線は、垂直方向のコントラスト評価値を同時に算出するか否かを判定する境界線である（図６のステップＳ６０３）。主被写体として認識され、サイズおよび位置が設定された追尾測距枠は、その中心座標が、一点鎖線の外側に位置するため、垂直、水平のコントラスト評価値を算出すると判定される。図７（ｂ）は、垂直方向のコントラスト評価値算出のために、列方向に間引きされ、ラインメモリに蓄積される領域を示す模式図である。ここでは列方向の間引き率を一律に８０％（＝１／５間引き）としている。この列方向の間引き率は、実施形態１と同様に、被写体のサイズによって決定されるため、ラインメモリの量を可変とする必要がない。また、行方向については、センサのフレームレートから、６６％（＝１／３間引き）が設定されており、図示の通り、縦長な領域を垂直方向に評価することとなる。図７（ｃ）は、水平方向のコントラスト評価値算出のために、行方向に間引きされ、フィルタ処理がなされる領域を示す模式図である。前述の通り、水平方向のコントラスト評価値算出の際は、読み出した行をそのままフィルタ処理することができるため、ラインメモリへの蓄積等が不要である。
【００６０】
このように、所定像高を超えている被写体について、水平方向および垂直方向のコントラスト評価値算出を行う必要がある場合であっても、ラインメモリを必要とする垂直方向のコントラスト評価のラインメモリ量を、被写体サイズに応じて変化させる必要がない。図７（ｂ）および（ｃ）の被写体領域内について、垂直方向および水平方向のコントラスト評価値が算出され、所定のサーチ範囲において２つのピーク位置が検出される。ＡＦ制御部１１３は、これら２つのピーク位置の平均位置を最終合焦位置として、フォーカスレンズ１１２の駆動制御を行う。
【００６１】
本実施形態では、垂直方向のコントラスト評価の要否を、像高で切り替えているが、これに限定されず、全像高において、両コントラスト評価値の算出を行ってもよい。また、撮像装置２００は、レンズ交換式の撮像装置であるか否かに言及していないが、たとえばレンズ交換式であって、取り付けられたレンズの種類によって、垂直方向のコントラスト評価の実施／非実施を切り替えてもよい。また、ＡＦ制御部１１３は、２つのピーク位置の平均を最終合焦位置としているが、これに限定されず、いずれかのピーク位置に重みづけを行うなどの処理を行って、最終合焦位置を決定してもよい。
【００６２】
両実施形態において、分かりやすさのため、列方向は垂直方向のコントラスト評価の際の間引きのみ取り扱ったが、実際的には、読み出し速度のために水平方向加算処理を行っていてもよい。
【００６３】
上記実施形態では、画像信号の読み出し方向を水平方向としたが、垂直方向としてもよい。この場合、記憶部に記憶される際に間引かれるのは垂直方向の画像信号となり、記憶部に記憶された画像信号から垂直方向のコントラスト評価値が算出される。
【００６４】
また、上記実施形態では、評価値演算部１０６と評価値演算部１０８は、焦点信号として、コントラスト評価値を算出すると判定していることとした。しかしながら、焦点信号であればこれに限定されない。例えば、焦点信号を算出する方法として、撮像光学系の瞳領域を分割して、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換する焦点検出用画素を有する撮像素子を用いる場合が考えられる。この焦点検出用画素の出力信号を用いて像信号の位相差（ｐｈａｓｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を検出し、焦点調節を行う位相差ＡＦ方式における出力信号を焦点信号としてもよい。また、例えば、１つのマイクロレンズと射出瞳を分割するための複数の光電変換部で構成される画素をもつ撮像素子を用いる場合が考えられる。異なる射出瞳を通過した光を光電変換した複数の画素出力信号を用いて像信号の位相差（phase difference）を検出し、焦点調節を行う位相差ＡＦ方式における出力信号などでもよい。ここで、位相差ＡＦ方式の出力信号とは、位相差（ｐｈａｓｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）やデフォーカス量（ｄｅｆｏｃｕｓ  ａｍｏｕｎｔ）のことである。
【００６５】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００、２００…撮像装置、１０４…画像信号読み出し部、１０５…顔検出部、１０６…評価値演算部（水平方向）、１０７…記憶部、１０８…評価値演算部（垂直方向）、１１３…ＡＦ制御部、２０１…被写体検出部
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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