(57)【要約】【課題】フレーミング支援ズームを用いた撮像装置において、被写体の撮影の際の合焦精度を向上させる。【解決手段】ズームレンズを結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に被写体をフレーミングしている際に被写体が検出されている状態から被写体が検出されない状態となると、撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じてフォーカスレンズを光軸に沿って移動して焦点調節を行うに当たって、システム制御部１１５はＡＦゲート１１０によって、上記の一部の領域を撮影画像の予め定められた第１の領域にＡＦ枠として設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともズームレンズおよびフォーカスレンズを備える結像光学系を介して被写体を撮像する撮像装置であって、
前記ズームレンズを前記結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に前記被写体をフレーミングするフレーミング手段と、
前記撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じて前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動して焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記撮影画像において前記被写体を検出する被写体検出手段と、
前記被写体検出手段によって前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となった際、前記フレーミング手段によるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の予め定められた第１の領域に枠領域として設定する設定手段と、
を有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って前記被写体が検出されない状態で、前記フレーミング手段によるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の所定の領域に前記枠領域として設定す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、前記被写体検出手段によって前記被写体が検出されている状態で、前記フレーミング手段によるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を、前記被写体を含む領域に前記枠領域として設定す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】
前記被写体を撮像する際、静止画撮影および動画撮影のいずれかを選択する撮影モード選択手段を有し、
前記撮影モード選択手段によって前記動画撮影が選択される際、前記設定手段は、前記被写体検出手段によって前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となると、前記フレーミング手段によるフレーミングが実行中である場合に、前記第１の領域を前記枠領域として設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の領域は前記撮影画角の中央部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記被写体検出手段は、前記被写体の顔領域を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記被写体検出手段によって前記被写体が検出されている状態で、前記被写体の動きベクトルに応じて被写体の動き量および動き方向を動き情報として得て、当該動き情報をメモリに保存する動き検出手段と、
前記被写体検出手段によって前記被写体が検出されない状態となると、前記メモリに保存された動き情報に応じて前記撮影画像における前記被写体の位置を推定する推定手段とを有し、
前記設定手段は、前記推定手段によって推定された位置に前記枠領域を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
少なくともズームレンズおよびフォーカスレンズを備える結像光学系を介して被写体を撮像する撮像装置の制御方法であって、
前記ズームレンズを前記結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に前記被写体をフレーミングするフレーミングステップと、
前記撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じて前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動して焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記撮影画像において前記被写体を検出する被写体検出ステップと、
前記被写体検出ステップで前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となった際、前記フレーミングステップによるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の予め定められた第１の領域に枠領域として設定する設定ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
少なくともズームレンズおよびフォーカスレンズを備える結像光学系を介して被写体を撮像する撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記ズームレンズを前記結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に前記被写体をフレーミングするフレーミングステップと、
前記撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じて前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動して焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記撮影画像において前記被写体を検出する被写体検出ステップと、
前記被写体検出ステップで前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となった際、前記フレーミングステップによるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の予め定められた第１の領域に枠領域として設定する設定ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂フレーミング支援ズーム機能を有する撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、人物を撮影の際の合焦精度を向上する制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラなどの撮像装置には、ズームレンズの駆動によって光学的な変倍を行う光学ズーム機能と、撮像の結果得られた画像領域の一部を拡大して電子的な変倍を行う電子ズーム機能を備えたものがある。このようなズーム機能を用いて、望遠端（望遠側）で撮影する際には、撮像装置の向きを少し変更するか又は操作者の手ぶれなどによって、しばしば被写体がフレームアウトしてしまうことがある。
【０００３】
このようなフレームアウトを防止するため、つまり、被写体がフレームアウトした際に即座に被写体を捉え直すため、フレーミングアシストズーム（フレーミング支援ズーム）と呼ばれる機能を備える撮像装置がある（特許文献１参照）。さらに、画像における被写体を検出して、当該検出情報に応じてズーム位置を変更する所謂オートズーム機能を備える撮像装置がある。
【０００４】
また、被写体が画面における特定領域の限界位置に達すると、ズーム位置を広角方向にズームアウトさせるようにした撮像装置がある（特許文献２参照）。加えて、被写体が画面の中央部分にいる場合にズーム位置を望遠方向にズームインさせるようにした撮像装置がある（特許文献３参照）。
【０００５】
一方、撮像装置におけるオートフォーカス（以下ＡＦという）制御において、撮像素子の所定領域（以下ＡＦ枠という）における被写体像に応じて得られた映像信号に基づいて画像の鮮鋭度を検出するようにしたものがある。ここでは、当該鮮鋭度をＡＦ評価値とし、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置（以下ピント位置ともいう）にフォーカスレンズを駆動制御して焦点調節を行うようにしている。
【０００６】
特に、主被写体として人物を撮影する場合に画像に含まれる顔領域を検出して、その検出結果に応じてＡＦ制御を行う撮像装置が知られている。例えば、検出された顔領域を含むようにしてＡＦ枠を設定し、ＡＦ制御を行う撮像装置がある（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−６０５９５号公報
【特許文献２】特開昭６１−３９０１１号公報
【特許文献３】特開昭６１−４６９２１号公報
【特許文献４】特開２００６−２２７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のように主被写体の顔領域を検出してＡＦ制御を行う場合には、常に、検出された顔領域に追従してＡＦ枠を設定してＡＦ制御が行われる。しかしながら、例えば、主被写体が横を向いてしまった場合、目を閉じてしまった場合、又は他の被写体が一時的に主被写体を覆ってしまった場合などにおいては、連続的に主被写体の顔領域を検出するのが困難となる。つまり、常に顔領域が検出されるとは限らない。
【０００９】
このため、顔領域が検出されている間においては、検出された顔領域に追従するように設定されたＡＦ枠でＡＦ制御を行い、顔が検出されなくなると、直前の顔領域が検出されていた状態で設定されていたＡＦ枠を用いてＡＦ制御を行うようにすることがある。
【００１０】
ところが、上記の手法では、主被写体が動いている場合などにおいては、直前の状態と同一の位置に顔領域が存在するとは限らず、設定されたＡＦ枠が実際の顔領域の位置に追従できずに、ＡＦ制御の結果合焦状態から外れてしまうことがある。
【００１１】
特に、前述のフレーミングアシストズームを用いて主被写体のフレームアウトを防止しようとする場合、継続して主被写体に焦点を合わせることができなければ、主被写体のフレームアウトを防止することが困難となってしまう。
【００１２】
従って、本発明の目的は、フレーミング支援ズームを用いた撮像装置において、被写体の撮影の際の合焦精度を向上させることのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明のよる撮像装置は、少なくともズームレンズおよびフォーカスレンズを備える結像光学系を介して被写体を撮像する撮像装置であって、前記ズームレンズを前記結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に前記被写体をフレーミングするフレーミング手段と、前記撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じて前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動して焦点調節を行う焦点調節手段と、前記撮影画像において前記被写体を検出する被写体検出手段と、前記被写体検出手段によって前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となった際、前記フレーミング手段によるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の予め定められた第１の領域に枠領域として設定する設定手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明による制御方法は、少なくともズームレンズおよびフォーカスレンズを備える結像光学系を介して被写体を撮像する撮像装置の制御方法であって、前記ズームレンズを前記結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に前記被写体をフレーミングするフレーミングステップと、前記撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じて前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動して焦点調節を行う焦点調節ステップと、前記撮影画像において前記被写体を検出する被写体検出ステップと、前記被写体検出ステップで前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となった際、前記フレーミングステップによるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の予め定められた第１の領域に枠領域として設定する設定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明による制御プログラムは、少なくともズームレンズおよびフォーカスレンズを備える結像光学系を介して被写体を撮像する撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記ズームレンズを前記結像光学系の光軸に沿って移動して撮影画像においてその撮影画角に前記被写体をフレーミングするフレーミングステップと、前記撮影画像における一部の領域に対応する画像データに応じて前記フォーカスレンズを前記光軸に沿って移動して焦点調節を行う焦点調節ステップと、前記撮影画像において前記被写体を検出する被写体検出ステップと、前記被写体検出ステップで前記被写体が検出されている状態から前記被写体が検出されない状態となった際、前記フレーミングステップによるフレーミングが実行中であると、前記一部の領域を前記撮影画像の予め定められた第１の領域に枠領域として設定する設定ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被写体が検出されている状態から被写体が検出されない状態となった際にフレーミングが実行中であると、焦点調節を行う際に設定される枠領域（ＡＦ枠）を撮影画像の予め定められた第１の領域に設定するようにした。これにより、フレーミングを行っている際においても被写体の撮影の際の合焦精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すカメラで行われるＦＡズームの一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示すカメラで行われるＡＦ制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示す通常用ＡＦシーケンスの一例を説明するためフローチャートである。
【図５】図１に示す顔検出部によって検出された顔領域に応じた顔枠の設定を説明するための図であり、（ａ）は顔検出結果に応じた顔枠設定の一例を示す図、（ｂ）は顔検出結果に応じた顔枠設定の他の例を示す図、（ｃ）は画角の中心部に設定された顔枠の一例を示す図である。
【図６】図３に示すＦＡズーム用ＡＦシーケンスの一例を説明するためフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態によるカメラで行われるＡＦ制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【００１９】
＜撮像装置の全体構成＞
図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、システム制御部１１５を有している。システム制御部１１５はカメラ全体の制御を司り、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭを有している。そして、ＣＰＵはＲＯＭに予め記録されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として用い、カメラの動作を制御する。
【００２０】
撮影レンズユニット（以下単に撮影レンズと呼ぶ）１００は、ズーム機能を備えている。ズームレンズ制御部１０１は、システム制御部１１５の制御下で焦点距離を変化させるズームレンズを駆動制御する。
【００２１】
絞り・シャッタ制御部１０２は、システム制御部１１５の制御下で光量を調節する絞りとシャッタとを駆動制御する。フォーカスレンズ制御部１０３は、システム制御部１１５の制御下でフォーカスレンズを駆動制御して、撮像素子１０４の受光面（撮像面ともいう）に焦点を合わせる。
【００２２】
なお、図示はしないが、ズームレンズ制御部１０１、絞り・シャッタ制御部１０２、およびフォーカスレンズ制御部１０３は、レンズなどの光学要素、絞り・シャッタなどの機構、そして、これらを駆動するために必要な各種装置を備えている。各種装置には、光学要素および上記の機構を駆動するためのアクチュエータ、当該アクチュエータを制御するための回路、およびＤ／Ａ変換器などが含まれる。
【００２３】
撮像素子１０４は、入射光（光学像）に応じた電気信号（アナログ信号）出力する。例えば、撮像素子１０４は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサであり、複数の光電変換素子を備えて、入射光を光電変換してアナログ信号である撮像信号（画像信号）を生成する。
【００２４】
撮像処理部１０５は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路、非線形増幅回路、およびＡ／Ｄ変換部を備えている。ＣＤＳ回路は、撮像素子１０４の出力である撮像信号におけるノイズを相関２重サンプリングによって除去する。非線形増幅回路は、ノイズが除去された撮像信号について信号増幅（ゲイン制御）を行う。そして、Ａ／Ｄ変換部は、信号増幅された撮像信号をデジタル信号（画像データ）に変換する。
【００２５】
なお、撮像素子１０４および撮像処理部１０５が被写体の撮像によって画像データを得る撮像部として機能する。
【００２６】
画像処理部１０６は、画像データについてガンマ補正および輪郭補正などの所定の画像処理を行う。さらに、画像処理部１０６は画像データに対してホワイトバランス処理を行う。フォーマット変換部１０７は、画像処理部１０６の出力である処理済み画像データを、記録および表示に適合するフォーマットにフォーマット変換する。
【００２７】
ＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０８は、高速の内蔵メモリであって、フォーマット変換された画像データ（変換済み画像データ）を一時的に記憶する高速バッファとして用いられる。また、ＤＲＡＭ１０８は、変換済み画像データを圧縮・伸張する際の作業用メモリとしても用いられる。画像記録部１０９は、メモリカードなどの記録媒体およびインターフェースを備えており、画像記録部１０９にはＤＲＡＭ１０８に記憶された変換済み画像データが記録される。
【００２８】
ＡＦゲート部１１０は、撮像処理部１０５の出力である画像データについて撮像素子１０４の全画素のうち自動焦点調整（ＡＦ）に用いられる領域（撮影画像の一部の領域）に対応する信号のみを領域画像データとして選択的に通過させる。
【００２９】
なお、以下の説明では、ＡＦに用いられる領域（ＡＦ信号取得領域）をＡＦ枠と呼ぶ。つまり、ＡＦ枠はＡＦの際に画像データの評価を行なう評価値枠である。
【００３０】
ＡＦ処理部１１２は、ＡＦゲート部１１０の出力である領域画像データをバンドパスフィルタ処理して高周波成分を抽出する。そして、ＡＦ処理部１１２は、当該高周波成分に応じて領域画像データにおける輝度レベルの最大値と最小値との差分である輝度差成分を生成し、当該輝度差成分に基づいて焦点信号を生成する。
【００３１】
ここで、焦点信号は、領域画像データの鮮鋭度（コントラスト）を表す信号である。鮮鋭度は、撮像光学系の焦点状態によって変化するので、鮮鋭度を表す焦点信号は撮像光学系のＡＦ評価値として用いられる。
【００３２】
さらに、システム制御部１１５は、ＡＦ処理部１１２によって算出されたＡＦ評価値に基づいて合焦位置（焦点位置ともいう）を特定する。そして、システム制御部１１５は、フォーカスレンズ制御部１０３を制御してフォーカスレンズを光軸に沿って移動させてＡＦ制御を行う。
【００３３】
ＶＲＡＭ（画像表示用メモリ）１１６には、フォーマット変換された画像データ（ここでは、表示用画像データ）が記録される。操作表示部１１７は、システム制御部１１５の制御下で画像表示、操作補助のための表示、およびカメラ状態の表示を行う。操作表示部１１７には、撮影の際にはＶＲＡＭ１１６に一時的に記録された画像データに応じた画像が撮影画面として表示される。
【００３４】
操作部１１８は、電源をＯＮ／ＯＦＦするためのメインスイッチの他、ズームレバー又はズームスイッチなどのズーム操作部材を備えている。このズーム操作部材はユーザによって操作され、ユーザはズーム操作部材によってシステム制御部１１５にズーミングを指示する。
【００３５】
システム制御部１１５はズーム操作部材の操作量およびその操作方向に基づいてズーム駆動速度および駆動方向を求めて、ズームレンズ制御部１０１によってズームレンズを光軸に沿って駆動制御する。さらに、操作部１１８にはフレーミングを支援するフレーミングアシストズーム機能（以下ＦＡズーム機能とという）の開始および終了を指示するＦＡズームスイッチが備えられている。
【００３６】
上記のＦＡズームスイッチによってＦＡズーム機能の開始が指示されると、システム制御部１１５は顔検出部１１１によって撮像画面において被写体である人物（例えば、顔領域）を検出する。システム制御部１１５は、顔検出部１１１によって検出された顔領域の撮像画面における位置および大きさ（サイズ）を求める。
【００３７】
システム制御部１１５は顔領域の位置およびサイズに応じて当該顔領域が撮像画面に納まらなくなると、撮像画面における画角が広角となるようにズームレンズ制御部１０１によってズームレンズを光軸に沿って駆動制御する。
【００３８】
さらに、システム制御部１１５は撮像画面における顔領域の大きさが所定の大きさよりも大きくなると、撮像画面における画角が広角となるようにズームレンズ制御部１０１によってズームレンズを光軸に沿って駆動制御する。
【００３９】
一方、システム制御部１１５は、撮像画面における顔領域の大きさが所定の大きさよりも小さくなると、撮像画面における画角が望遠となるようにズームレンズ制御部１０１によってズームレンズを光軸に沿って駆動制御する。
【００４０】
これによって、ユーザである操作者はズーム操作を気にすることなく、被写体である人物を撮像画面に収めるようにカメラを動かすだけでよい。そして、万が一、フレームアウトしそうになっても自動的にズーム位置が変更されるので、簡単に画角合わせを行うことができる。
【００４１】
顔検出部１１１は、画像処理部１０６の出力である処理済み画像データについて、既知の顔認識処理を施して、撮像画面における人物の顔領域を検出する。顔検出部１１１は、例えば、１フレーム周期又は数フレーム周期などの所定の周期で顔検出処理を行う。
【００４２】
前述のように、顔検出部１１１による顔領域の検出結果はシステム制御部１１５に送られる。なお、顔検出部１１１は、顔検認処理としては、例えば、処理済み画像データにおける各画素の階調色に基づいて肌色領域を抽出して、当該肌色領域と予め設定された顔の輪郭プレートとのマッチング度によって顔領域を検出する。
【００４３】
さらに、既知のパターン認識を用いて、顔検出部１１１は目、鼻、および口などの顔の特徴点を抽出することによって顔検出を行うようにしてもよい。なお、顔検出処理の手法については、上述の手法に限らず他の手法を用いるようにしてよい。
【００４４】
システム制御部１１５は顔領域の検出結果に基づいてＡＦゲート部１１０を制御して、撮像画面における顔領域を含む位置にＡＦ枠を設置する。また、システム制御部１１５は、ＡＦ処理部１１２の出力であるＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズ制御部１０３を制御してフォーカスレンズを光軸に沿って駆動制御しＡＦを行う。
【００４５】
なお、図１に示す第１のスイッチ（ＳＷ１）１１３は、ＡＦおよびＡＥなどの撮影スタンバイ動作（撮影準備動作）を行うためのスイッチである。また、第２のスイッチ（ＳＷ２）１１４は、第１のスイッチ１１３が操作された後、撮像を行う際に操作されるスイッチである。
【００４６】
＜ＦＡズーム機能＞
図２は、図１に示すカメラで行われるＦＡズームの一例を説明するためのフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートにおける処理は、システム制御部１１５においてＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが実行する。
【００４７】
カメラの電源がオンされると、システム制御部１１５は、操作部１１８からＦＡズーム機能の実行をする指示（実行指示）の有無を取得する（ステップＳ２０１）。そして、システム制御部１１５は実行指示があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００４８】
実行指示がないと（ステップＳ２０２において、ＮＯ）、システム制御部１１５はステップＳ２０１の処理に戻る。一方、実行指示があると（ステップＳ２０２において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は顔検出部１１１によって最新の撮影画像について顔検出処理を行って顔領域の有無（つまり、顔検出結果の有無）を取得する（ステップＳ２０３）。
【００４９】
続いて、システム制御部１１５は、顔検出結果が存在するか否か、つまり、顔検出に成功したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。顔検出に成功しないと（ステップＳ２０４において、ＮＯ）、システム制御部１１５はステップＳ２０４の処理に戻る。
【００５０】
顔検出に成功すると（ステップＳ２０４において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は、顔検出部１１１によって検出された顔領域の大きさが第１の所定サイズよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０５）。顔領域の大きさが第１の所定サイズよりも大きいと、システム制御部１１５は撮影画像（つまり、撮像画面）の画角が広角になる方向に、ズームレンズ制御部１０１によってズームレンズを光軸に沿って駆動制御する（ステップＳ２０６）。
【００５１】
この際、システム制御部１１５は内蔵ＲＯＭに予め設計値として格納されたズームレンズの移動量だけズームレンズを駆動する。そして、システム制御部１１５はステップＳ２０１の処理に戻る。
【００５２】
顔領域の大きさが第１の所定サイズ以下であると、システム制御部１１５は顔領域の大きさが第２の所定サイズよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、第１の所定サイズ＞第２の所定サイズである。
【００５３】
顔領域の大きさが第２の所定サイズ以上であると（ステップＳ２０７において、ＮＯ）、システム制御部１１５はステップＳ２０１の処理に戻る。一方、顔領域の大きさが第２の所定サイズよりも小さいと（ステップＳ２０７において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は撮影画像の画角が望遠になる方向に、ズームレンズ制御部１０１によってズームレンズを光軸に沿って駆動制御する（ステップＳ２０８）。
【００５４】
この際、システム制御部１１５は内蔵ＲＯＭに予め設計値として格納されたズームレンズの移動量だけズームレンズを駆動する。そして、システム制御部１１５はステップＳ２０１の処理に戻る。
【００５５】
このようにして、ＦＡズームを行うと、撮影対象である被写体がカメラに向かって近づいてくるなどして被写体の大きさが変化した場合であっても、自動的にズームレンズの位置（つまり、撮影画角）が変更されて、フレーミング操作を容易に行うことができる。
【００５６】
なお、ここでは、顔検出部１１１で検出された顔領域を用いて被写体の大きさを判定するようにしたが。他の手法を用いて被写体の大きさを判定するようにしてもよい。
【００５７】
＜ＡＦ制御＞
図３は、図１に示すカメラで行われるＡＦ制御の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートにおける処理は、システム制御部１１５においてＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが実行する。
【００５８】
ＡＦ制御を開始すると、システム制御部１１５は操作部１１８からＦＡズーム機能を実行する実行指示の有無を取得して実行指示があるか否かを判定する。つまり、システム制御部１１５はＦＡズームが実行中であるか否かを判定することになる（ステップＳ３０１）。
【００５９】
ＦＡズーム機能の実行指示がないと（ステップＳ３０１において、ＮＯ）、システム制御部１１５は、後述する通常ＡＦシーケンスを実行して（ステップＳ３０２）、ステップＳ３０１の処理に戻る。一方、ＦＡズーム機能の実行指示があると（ステップＳ３０１において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は、後述するＦＡズーム用ＡＦシーケンスを実行して（ステップＳ３０３）、ステップＳ３０１の処理に戻る。
【００６０】
＜通常用ＡＦシーケンス＞
図４は、図３に示す通常用ＡＦシーケンスの一例を説明するためフローチャートである。
【００６１】
通常用ＡＦシーケンスを開始すると、システム制御部１１５は、顔検出部１１１によって最新の撮影画像について顔検出処理を行って顔領域の有無（つまり、顔検出結果の有無）を取得する（ステップＳ４０１）。そして、システム制御部１１５は、顔検出結果が存在するか否か、つまり、顔検出に成功したか否かを判定する（ステップＳ４０２）。
【００６２】
顔検出に成功すると（ステップＳ４０２において、ＹＥＳ）、検出された顔領域の撮像画面上の位置（位置情報）に応じて、当該顔領域を含む被写体に追従して移動するＡＦ枠（以下顔枠と呼ぶ）を、ＡＦゲート部１１０に設定する（ステップＳ４０３）。
【００６３】
ここでは、位置情報として、顔領域が検出されたエリアの中心位置を用いてもよく、目、鼻、および口などの顔の特徴点の位置を用いるようにしてもよい。
【００６４】
図５は、図１に示す顔検出部１１１によって検出された顔領域に応じた顔枠の設定を説明するための図である。そして、図５（ａ）は顔検出結果に応じた顔枠設定の一例を示す図であり、図５（ｂ）は顔検出結果に応じた顔枠設定の他の例を示す図である。また、図５（ｃ）は画角の中心部に設定された顔枠の一例を示す図である。
【００６５】
図５（ａ）に示すように、システム制御部１１５は顔領域の位置情報に応じて、撮影画面上に顔枠６００を設定する。図示の例では、顔領域６０３は正面（カメラの方向）を向いており、この顔枠６００は顔領域６０３を含む位置に設定される。
【００６６】
再び図４を参照して、システム制御部１１５はＡＦ処理部１１２を制御して、顔枠６００で規定された領域（エリア）における画像データに基づいて生成されたＡＦ評価値を取得する（ステップＳ４０４）。そして、システム制御部１１５は、顔領域が検出された状態であることを示すフラグ（以下顔検出中フラグと呼ぶ）を、内蔵ＲＡＭにセットする（ステップＳ４０５）。続いて、システム制御部１１５は、後述する顔非検出時間をクリアして初期値（つまり、ゼロ）に設定する（ステップＳ４０６）。
【００６７】
顔検出に失敗すると（ステップＳ４０２において、ＮＯ）、システム制御部１１５は顔検出中フラグが内蔵ＲＡＭにセットされているか否かを判定する（ステップＳ４０７）。顔検出中フラグがセットされていると（ステップＳ４０７において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は顔枠を保持する時間である顔枠保持時間（第１の時間閾値）を設定する（ステップＳ４０８）。
【００６８】
なお、この顔枠保持時間は、システム制御部１１５に内蔵されたＲＯＭに予め設計値として記憶されている固定値である。
【００６９】
次に、システム制御部１１５は、顔領域を検出できない状態が継続する継続時間としてカウントアップされた顔非検出時間が顔枠保持時間よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４０９）。顔非検出時間が顔枠保持時間よりも小さいと（ステップＳ４０９において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は、ステップＳ４０３で設定した顔枠（つまり、顔枠の位置）を保持する（ステップＳ４１０）。
【００７０】
この結果、図５（ｂ）に示すように、被写体６０４が動いても、顔枠６０１の位置は顔枠６００と同一に位置に表示されることになる。つまり、被写体が顔領域を横向きとして動いて、顔領域が検出不可となっても、顔非検出時間＜顔枠保持時間であれば、顔枠６０１の位置は顔枠６００と同一に位置に表示される。
【００７１】
再び図４を参照して、システム制御部１１５はＡＦ処理部１１２を制御して、顔枠６０１で規定された領域（エリア）における画像データに基づいて生成されたＡＦ評価値を取得する（ステップＳ４１１）。そして、システム制御部１１５は顔非検出時間をカウントアップする（ステップＳ４１２）。
【００７２】
顔検出中フラグがセットされていないと（ステップＳ４０７において、ＮＯ）、システム制御部１１５は被写体に追従しないＡＦ枠（以下通常枠と呼ぶ）を設定する。つまり、システム制御部１１５は顔枠（通常枠）を撮像画面の所定の位置に設定する（ステップＳ４１３）。
【００７３】
例えば、システム制御部１１５は、内蔵ＲＯＭに予め設計値として記憶された所定の大きさでＡＦ枠（通常枠）をＡＦゲート部１１０に設定して、通常枠を撮像画面の所定の位置に表示する。
【００７４】
ここでは、通常枠を表示する位置および大きさは予め設計値として設定するようにしたが、操作部１１８によってユーザが通常枠を設定する位置および大きさを指示するようにしてもよい。
【００７５】
続いて、システム制御部１１５は、ＡＦ処理部１１２を制御して、所定の位置に設定された通常枠で規定された領域（エリア）における画像データに基づいて生成されたＡＦ評価値を取得する（ステップＳ４１４）。そして、システム制御部１１５は顔検出中フラグをクリアする（ステップＳ４１５）。
【００７６】
なお、顔非検出時間が顔枠保持時間以上であると（ステップＳ４０９において、ＮＯ）、システム制御部１１５は、ステップＳ４１３の処理に進んで通常枠を設定する。
【００７７】
ステップＳ４０６、Ｓ４１２、又はＳ４１５の処理に続いて、システム制御部１１５は上述のようにして取得されたＡＦ評価値に基づいて後述するＡＦ処理を実行する（ステップＳ４１６）。その後、システム制御部１１５は、ステップＳ４０１の処理に戻る。
【００７８】
ステップＳ４１６で行われるＡＦ処理には、既知の手法が用いられる。例えば、システム制御部１１５は、ＡＦ評価値をモニタしつつＡＦ評価値が最大となるように、フォーカスレンズ制御部１０３によってフォーカスレンズを駆動制御して合焦を行う。つまり、システム制御部１１５はフォーカスレンズ制御部１０３によってフォーカスレンズを駆動制御してＡＦ評価値のピーク値を探索して合焦を行う。
【００７９】
なお、当該ＡＦ処理には、合焦が得られた状態においてフォーカスレンズを再駆動させる必要性の有無を判定するため、ＡＦ評価値の低下があったか否かを確認するなどの合焦を維持するための処理も含まれる。
【００８０】
上述のようにして、通常用ＡＦシーケンスにおいては、顔検出に失敗してから所定時間の間、顔枠を保持した状態でＡＦ制御を行うようにしている。これによって、被写体の顔状態の変化（例えば、横を向いてしまったなど）又はユーザの手プレに起因する顔検出の失敗などの影響によってＡＦ枠（顔枠）が頻繁に切り替わってしまう事態を防止することができる。
【００８１】
＜ＦＡズーム用ＡＦシーケンス＞
図６は、図３に示すＦＡズーム用ＡＦシーケンスの一例を説明するためフローチャートである。
【００８２】
ＦＡズーム用ＡＦシーケンスを開始すると、システム制御部１１５は、顔検出部１１１によって最新の撮影画像について顔検出処理を行って顔領域の有無（つまり、顔検出結果の有無）を取得する（ステップＳ５０１）。そして、システム制御部１１５は、顔検出結果が存在するか否か、つまり、顔検出に成功したか否かを判定する（ステップＳ５０２）。
【００８３】
顔検出に成功すると（ステップＳ５０２において、ＹＥＳ）、検出された顔領域の撮像画面上の位置（位置情報）に応じて、当該顔領域を含む被写体に追従して移動する顔枠（ＡＦ枠）を、ＡＦゲート部１１０に設定する（ステップＳ５０３）。
【００８４】
なお、前述のように、位置情報として、顔領域が検出されたエリアの中心位置を用いてもよく、目、鼻、および口などの顔の特徴点の位置を用いるようにしてもよい。そして、ステップＳ５０３の処理による顔枠の設定によって、図５（ａ）に示すように撮影画面上に顔枠６００が設定される。
【００８５】
続いて、システム制御部１１５はＡＦ処理部１１２を制御して、顔枠６００で規定された領域（エリア）における画像データに基づいて生成されたＡＦ評価値を取得する（ステップＳ５０４）。そして、システム制御部１１５は顔検出中フラグ内蔵ＲＡＭにセットする（ステップＳ５０５）。
【００８６】
顔検出に失敗すると（ステップＳ４０２において、ＮＯ）、システム制御部１１５は顔検出中フラグが内蔵ＲＡＭにセットされているか否かを判定する（ステップＳ５０６）。顔検出中フラグがセットされていると（ステップＳ５０６において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は撮影画角の中心部（第１の領域）に所定の大きさでＡＦ枠（枠領域）を通常枠としてＡＦゲート部１１０に設定する（ステップＳ５０７）。
【００８７】
ここでは、通常枠を表示する大きさは予め設計値として設定するが、操作部１１８によってユーザが通常枠を設定する大きさを指示するようにしてもよい。
【００８８】
図５（ｃ）に示すように、顔枠（通常枠）６０２は画角の中央部に設定される。図示の例では、被写体６０４が顔領域を横向きとして動いて、撮像画面の中央部に達しているので、顔枠６０２のエリアに顔領域が含まれている。
【００８９】
再び図６を参照して、システム制御部１１５はＡＦ処理部１１２を制御して、顔枠６０２で規定された領域（エリア）における画像データに基づいて生成されたＡＦ評価値を取得する（ステップＳ５０８）。
【００９０】
顔検出中フラグがセットされていないと（ステップＳ５０６において、ＮＯ）、システム制御部１１５は被写体に追従しない通常枠を設定する。つまり、システム制御部１１５は顔枠（通常枠）を撮像画面の所定の位置に設定する（ステップＳ５０９）。
【００９１】
前述のように、システム制御部１１５は、内蔵ＲＯＭに予め設計値として記憶された所定の大きさで通常枠をＡＦゲート部１１０に設定して、通常枠を撮像画面の所定の位置に表示する。ここでは、通常枠を表示する位置および大きさは予め設計値として設定するようにしたが、操作部１１８によってユーザが通常枠を設定する位置および大きさを指示するようにしてもよい。
【００９２】
続いて、システム制御部１１５は、ＡＦ処理部１１２を制御して、所定の位置に設定された通常枠で規定された領域（エリア）における画像データに基づいて生成されたＡＦ評価値を取得する（ステップＳ５１０）。そして、システム制御部１１５は顔検出中フラグをクリアする（ステップＳ５１１）。
【００９３】
ステップＳ５０５、Ｓ５０８、又はＳ５１１の処理に続いて、システム制御部１１５は上述のようにして取得されたＡＦ評価値に基づいて、ステップＳ４１６と同様にしてＡＦ処理を実行する（ステップＳ５１２）。その後、システム制御部１１５は、ステップＳ５０１の処理に戻る。
【００９４】
上述のようにして、ＦＡズーム用ＡＦシーケンスにおいては、顔検出に失敗すると、撮影画角の中央部にＡＦ枠を設定してＡＦ制御が行われる。
【００９５】
ところで、ＦＡズーム機能は、ユーザが特定の被写体を撮影する際にフレーミングを容易にする機能である。よって、ユーザによってＦＡズーム機能の実行が指示されている際には、撮影画角の範囲には被写体がフレーミングされている可能性が高い。つまり、ＦＡズームの実施中に、仮に顔検出に失敗したとしても、被写体がフレームアウトしている可能性は低い。この場合には、何らかの理由によって顔検出に失敗した可能性が高い。
【００９６】
さらに、撮影中の被写体がカメラに近づいてくるなどして、撮影中の被写体の大きさが変わるような場面では、ユーザはできる限り被写体を撮影画角の中央付近にフレーミングさせるようにカメラの撮影方向を調整するはずである。
【００９７】
従って、ＦＡズーム機能を実行が指示されている際のＡＦ制御、つまり、ＦＡズーム用ＡＦシーケンスにおいては、顔検出に失敗した場合にＡＦ枠を撮影画角の中央部に設定すれば、撮影中の被写体に合焦できる可能性を高めることができる。
【００９８】
このように、本発明の第１の実施形態では、ＦＡズーム機能の実行が指示されていない場合のＡＦ制御、つまり、通常用ＡＦシーケンスでは、顔検出に失敗してから所定時間の間、顔枠を保持した状態でＡＦ制御を行う。これによって、被写体の顔状態の変化（例えば、横を向いてしまった場合）又はユーザの手ブレに起因する顔検出の失敗などの影響によってＡＦ枠が頻繁に切り替わってしまう事態を防止することができる。
【００９９】
一方、ＦＡズーム機能の実行が指示されている場合のＡＦ制御、つまり、ＦＡズーム用ＡＦシーケンスでは、顔検出に失敗した際には、ＡＦ枠を撮影画角の中央部に設定しているので、撮影中の被写体に合焦させる可能性を高めることができる。
【０１００】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態によるカメラの一例について説明する。なお、第２の実施形態によるカメラの構成は図１に示すカメラと同様であるので、ここでは説明を省略する。また、第２の実施形態によるカメラで行われるＦＡズームは、図２で説明した処理と同様である。
【０１０１】
＜ＡＦ制御＞
図７は、本発明の第２の実施形態によるカメラで行われるＡＦ制御を説明するためのフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートにおける処理は、システム制御部１１５においてＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが実行する。
また、図７に示すフローチャートおいて、図３に示すフローチャートと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
ＡＦ制御を開始すると、システム制御部１１５は操作部１１８からユーザ操作による撮影モードを取得する（ステップＳ７０１）。そして、システム制御部１１５は撮影モードが静止画撮影モードであるか又は動画撮影モードであるかを判定する（ステップＳ７０２）。
【０１０３】
撮影モードが動画撮影モードであると（ステップＳ７０２において、ＹＥＳ）、システム制御部１１５は前述のステップＳ３０１の処理に進んで、ＦＡズームが実行中であるか否かを判定する。そして、ＦＡズームが実行中であれば、システム制御部１１５はステップＳ３０３の処理に進んで、ＦＡズーム用ＡＦシーケンスを実行する。一方、ＦＡズームが実行中でないと、システム制御部１１５はステップＳ３０２の処理に進んで、通常ＡＦシーケンスを実行する。
【０１０４】
撮影モードが動画撮影モードでないと（ステップＳ７０２において、ＮＯ）、つまり、撮影モードが静止画撮影モードである、システム制御部１１５はステップＳ３０２の処理に進んで、通常ＡＦシーケンスを実行する。
【０１０５】
このように、本発明の第２の実施形態では、撮影モードが静止画撮影モードである場合および撮影モードが動画撮影モードでかつＦＡズーム機能の実行が指示されていない場合には、ＡＦ制御として通常用ＡＦシーケンスを行う。つまり、顔検出に失敗してから所定時間の間、顔枠を保持した状態でＡＦ制御を行う。
【０１０６】
これによって、被写体の顔状態の変化又はユーザの手ブレによる顔検出の失敗などの影響によってＡＦ枠が頻繁に切り替わってしまう事態を防止することができる。
【０１０７】
一方、撮影モードが動画撮影モードでかつＦＡズーム機能の実行が指示されている場合には、ＡＦ制御としてＦＡズーム用ＡＦシーケンスを行う。つまり、顔検出に失敗した場合には、ＡＦ枠を撮影画角の中央部に設定するので、撮影中の被写体に合焦させる可能性を高めることができる。
【０１０８】
なお、上述の実施の形態では、ＦＡズーム用ＡＦシーケンスでは、顔検出に失敗した際にＡＦ枠を撮影画角の中央部に設定するものとした。例えば、システム制御部１１５は顔検出に成功している間において被写体の動きベクトルに応じて被写体の動き量（動き方向を含む）を常に算出するようにしてもよい。そして、システム制御部１１５は当該動き量を一時的にメモリなどに保存する。システム制御部１１５は顔検出に失敗した後、メモリに保存した動き量（動き方向を含む）に応じて被写体の位置（顔の位置）を推定して、当該推定位置にＡＦ枠を設定するようにしてもよい。
【０１０９】
上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、撮像処理部１０５、画像処理部１０６、顔検出部１１１、システム制御部１１５、およびズームレンズ制御部１０１がフレーミング手段として機能する。また、撮像処理部１０５、画像処理部１０６、顔検出部１１１、システム制御部１１５、ＡＦゲート１１０、ＡＦ処理部１１２、およびフォーカスレンズ制御部１０３が焦点調節手段として機能する。
【０１１０】
さらに、顔検出部１１１は被写体検出手段として機能し、システム制御部１１５、ＡＦ処理部１１２、およびＡＦゲート１１０は設定手段として機能する。そして、操作部１１８およびシステム制御部１１５は撮影モード選択手段として機能し、撮像処理部１０５およびシステム制御部１１５は動き検出手段および推定手段として機能する。
【０１１１】
なお、図１に示す撮影レンズ１００、ズームレンズ、絞り、シャッタ、フォーカスレンズは結像光学系を構成する。
【０１１２】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【０１１３】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【０１１４】
上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくともフレーミングステップ、焦点調節ステップ、被写体検出ステップ、および設定ステップを有している。
【０１１５】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。つまり上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種の記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１１６】
１００  撮影レンズユニット
１０１  ズームレンズ制御部
１０３  フォーカスレンズ制御部
１０４  撮像素子
１０５  撮像処理部
１０６  画像処理部
１１０  ＡＦゲート部
１１１  顔検出部
１１２  ＡＦ処理部
１１５  システム制御部
【図１】
2015040939.tif 000003
【図２】
2015040939.tif 000004
【図３】
2015040939.tif 000005
【図４】
2015040939.tif 000006
【図５】
2015040939.tif 000007
【図６】
2015040939.tif 000008
【図７】
2015040939.tif 000009