(57)【要約】【課題】焦点調節動作の精度をより向上させる。【解決手段】焦点調節動作を行う場合は、ＴＴＬ−ＡＦを利用して取得される第一測距値と、眼間距離を利用して取得される第二測距値と、をそれぞれ算出しておく。そして、顔検出がされているか否か（Ｓ１０）、環境輝度値Ｂｒが基準値以下か否か（Ｓ１２）、焦点距離ｆが基準値以下か否か（Ｓ１６）、第二測距値Ｄｅが第一測距値Ｄｔ未満か否か（Ｓ１８）などの判断に基づいて、両測距値の信頼性を比較し、信頼性がより高いと判断される測距値に基づいて焦点調節動作を行う。【選択図】図６
2008052123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系に含まれる焦点調節系レンズ群の位置を調節することで焦点調節動作を行う撮像装置であって、
撮像光学系で集光された被写体像を光電変換して撮像画像を取得する撮像手段と、
得られた撮像画像のうち所定の測距対象領域のコントラストの検出結果に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を第一測距値として取得する第一測距手段と、
得られた撮像画像から、少なくとも、当該撮像画像に写っている人物の眼の撮像画像上の座標位置を検出する顔検出手段と、
検出された眼の座標位置に基づいて、撮像画像に写っている少なくとも一人の人物の撮影画像上の眼間距離を算出する眼間距離算出手段と、
算出された眼間距離に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を演算し第二測距値として取得する第二測距手段と、
第一測距値と第二測距値それぞれの信頼性を比較する信頼性比較手段と、
信頼性比較手段により信頼性が高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
信頼性比較手段は、少なくとも、第一測距値と第二測距値の値比較の結果に基づいて両測距値の信頼性を判断することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置であって、
信頼性比較手段は、少なくとも、焦点距離に基づいて両測距値の信頼性を判断することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
信頼性比較手段は、少なくとも、第二測距値が、第二測距手段での測距可能範囲内か否かに基づいて両測距値の信頼性を判断することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
信頼性比較手段は、少なくとも、環境輝度に基づいて両測距値の信頼性を判断することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
顔検出手段は、さらに、像画像に写っている人物の顔が占める領域を顔領域として検出し、
第一測距手段は、顔検出手段により検出された顔領域付近を測距対象領域とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
第一測距手段は、顔検出手段により抽出された顔領域を含む所定範囲の領域を複数の測距対象領域に分割し、各測距対象領域の測距値を第一測距値として取得し、
信頼性比較手段は、第一測距手段によって算出された各第一測距値同士の差が所定値以下の場合、第二測距手段の測距値より第一測距手段の測距値のほうが信頼性が高いと判断し、
焦点調節手段は、第一測距手段の測距値の信頼性が高いと判断された場合、複数の第一測距値のうちいずれかを選択してその選択された値に基づいて焦点調節動作を行う
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置であって、
前記複数の測距対象領域のうち、少なくとも一つは被写体の顔領域に含まれることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の撮像装置であって、
前記焦点調節手段は、複数の第一測距値のうち、最も近距離の測距値を選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の撮像装置であって、
前記焦点調節手段は、複数の第一測距値のうち、最もコントラスト値の高い測距対象領域での測距値を選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
撮像光学系に含まれる焦点調節系レンズ群の位置を調節することで焦点調節動作を行う撮像装置であって、
撮像光学系で集光された被写体像を光電変換して撮像画像を取得する撮像手段と、
得られた撮像画像のうち所定の測距対象領域のコントラストの検出結果に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を第一測距値として取得する第一測距手段と、
得られた撮像画像から、少なくとも、当該撮像画像に写っている人物の顔の特徴を検出する顔検出手段と、
検出された顔の特徴に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を演算し第二測距値として取得する第二測距手段と、
第一測距値と第二測距値それぞれの信頼性を比較する信頼性比較手段と、
信頼性比較手段により信頼性が高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系に含まれる焦点調節系レンズ群の位置を調節することで焦点調節を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、市場で流通している撮像装置の多くは、焦点調節動作を自動的に行うオートフォーカス（以下「ＡＦ」と略す）機能を備えている。このＡＦ機能として、現在、ＴＴＬ−ＡＦ（スルー・ザ・レンズ・ＡＦ）と呼ばれる技術が多用されている。ＴＴＬ−ＡＦは、合焦位置において被写体像のエッジが明確になることを利用した技術である。具体的には、撮像画像（プレビュー画像）のうち所定領域の特定の周波数成分を抽出するとともに、その周波数成分に基づいてコントラストの強度を示す指標である評価値を求める。そして、この評価値が所定の条件、例えば最大値をとるなどの条件を満たすべく焦点調節系レンズを前後に移動させることで合焦動作を行う技術である。
【０００３】
しかしながら、このＴＴＬ−ＡＦでは、コントラストの強いもの（領域）にピントを合わせがちという問題がある。例えば、夜景を背景として比較的近い位置にいる人物を撮影する夜景ポートレートと呼ばれる状況では、主要被写体である人物より、背景である夜景のほうが強コントラストになりがちである。この場合、夜景にピントを合わせたほうが既述の評価値が高くなりがちであるため、夜景にピントがあった状態、いわゆる「後ピン」状態になりやすいという問題がある。
【０００４】
ＴＴＬ−ＡＦ以外のＡＦ手段として、近年、撮像された顔に関する情報を利用したＡＦ技術が提案されている。例えば、特許文献１には、撮像画像（プレビュー画像）から人物の顔を抽出し、その顔の大きさに基づいて被写体距離を推定し、焦点調節動作を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、撮像画像（プレビュー画像）から人物の顔または当該人物の眼間距離を抽出し、その顔の大きさまたは眼間距離に基づいて被写体距離を概略的に推定し、この概略的に推定された被写体距離近辺でＴＴＬ−ＡＦを行うことが開示されている。このように主要被写体である人物の顔に関する情報をＡＦに利用することにより、主要被写体以外の領域にピントが合うことがある程度防止される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７５７１７号公報
【特許文献２】特開２００６−１８２４６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、ＴＴＬ−ＡＦにも得意な状況と不得手な状況があるように、顔情報を利用したＡＦにも得意な状況と不得手な状況がある。したがって、特許文献１，２に記載されているように、顔情報を利用したＡＦを採用しても、撮影状況によっては、正確な焦点調節動作ができない場合があった。
【０００７】
そこで、本発明では、撮影状況に応じて好適なＡＦが選択される撮像装置、ひいては、焦点調節動作の精度を向上でき得る撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、撮像光学系に含まれる焦点調節系レンズ群の位置を調節することで焦点調節動作を行う撮像装置であって、撮像光学系で集光された被写体像を光電変換して撮像画像を取得する撮像手段と、得られた撮像画像のうち所定の測距対象領域のコントラストの検出結果に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を第一測距値として取得する第一測距手段と、得られた撮像画像から、少なくとも、当該撮像画像に写っている人物の眼の撮像画像上の座標位置を検出する顔検出手段と、検出された眼の座標位置に基づいて、撮像画像に写っている少なくとも一人の人物の撮影画像上の眼間距離を算出する眼間距離算出手段と、算出された眼間距離に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を演算し第二測距値として取得する第二測距手段と、第一測距値と第二測距値それぞれの信頼性を比較する信頼性比較手段と、信頼性比較手段により信頼性が高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
好適な態様では、信頼性比較手段は、少なくとも、第一測距値と第二測距値の値比較の結果に基づいて両測距値の信頼性を判断する。他の好適な態様では、信頼性比較手段は、少なくとも、焦点距離に基づいて両測距値の信頼性を判断する。また、信頼性比較手段は、少なくとも、第二測距値が、第二測距手段での測距可能範囲内か否かに基づいて両測距値の信頼性を判断することも望ましい。また、信頼性比較手段は、少なくとも、環境輝度に基づいて両測距値の信頼性を判断することも望ましい。
【００１０】
他の好適な態様では、顔検出手段は、さらに、像画像に写っている人物の顔が占める領域を顔領域として検出し、第一測距手段は、顔検出手段により検出された顔領域付近を測距対象領域とする。
【００１１】
他の好適な態様では、第一測距手段は、顔検出手段により抽出された顔領域を含む所定範囲の領域を複数の測距対象領域に分割し、各測距対象領域の測距値を第一測距値として取得し、信頼性比較手段は、第一測距手段によって算出された各第一測距値同士の差が所定値以下の場合、第二測距手段の測距値より第一測距手段の測距値のほうが信頼性が高いと判断し、焦点調節手段は、第一測距手段の測距値の信頼性が高いと判断された場合、複数の第一測距値のうちいずれかを選択してその選択された値に基づいて焦点調節動作を行う。この場合、前記複数の測距対象領域のうち、少なくとも一つは被写体の顔領域に含まれることが望ましい。また、前記焦点調節手段は、複数の第一測距値のうち、最も近距離の測距値を選択することが望ましい。あるいは、前記焦点調節手段は、複数の第一測距値のうち、最もコントラスト値の高い測距対象領域での測距値を選択することも望ましい。
【００１２】
他の本発明である撮像装置は、撮像光学系に含まれる焦点調節系レンズ群の位置を調節することで焦点調節動作を行う撮像装置であって、撮像光学系で集光された被写体像を光電変換して撮像画像を取得する撮像手段と、得られた撮像画像のうち所定の測距対象領域のコントラストの検出結果に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を第一測距値として取得する第一測距手段と、得られた撮像画像から、少なくとも、当該撮像画像に写っている人物の顔の特徴を検出する顔検出手段と、検出された顔の特徴に基づいて、撮像光学系から被写体までの距離を演算し第二測距値として取得する第二測距手段と、第一測距値と第二測距値それぞれの信頼性を比較する信頼性比較手段と、信頼性比較手段により信頼性が高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行う焦点調節手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第一測距値および第二測距値それぞれの信頼性を比較し、信頼性が寄り高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作が行われている。したがって、焦点調節動作の精度をより向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態であるデジタルカメラ１０の概略構成を示すブロック図である。
【００１５】
レンズ群１２や絞り部材１４等により集光された被写体の光束は、撮像素子であるＣＣＤ１６により光電変換された後、Ａ／Ｄ変換回路１８によりデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回路１８から出力されたデジタル信号は画像処理部２０に入力される。画像処理部２０は、入力されたデジタル信号に対して所定の画像処理、例えば、画素加算処理や、色補正処理、歪み補正処理などを施し、画像データとして出力する。なお、ここでの画像処理の内容は、出力される画像データの用途に応じて適宜、変更される。すなわち、画像データの用途としては、ユーザの撮像指示に従って取得され外部メモリ２２に記録される記録画像として利用される場合と、電子ファインダであるＬＣＤ２４に表示されるプレビュー画像として利用される場合がある。画像データを記録画像として利用する場合には、当該画像データの画質をより向上でき得る信号処理が主に施される。一方、画像データをプレビュー画像として利用する場合には、その後に施される各種演算速度の低減化が重要視される。したがって、画像データをプレビュー画像として利用する場合には、当該画像データの情報量をある程度、低減でき得る処理、例えば、画素の間引き処理などが施される。
【００１６】
画像処理部２０から出力された画像データは、その用途に応じて、外部メモリ２２に記憶されたり、ＬＣＤ２４に表示されたりする。また、画像データのうちプレビュー画像データは、ＡＦ動作部３０に入力され、ＡＦ動作に利用される。
【００１７】
ＡＦ動作部３０は、ＴＴＬ−ＡＦ部３４、眼間距離ＡＦ部３２、および、信頼性比較部３６に大別される。ＴＴＬ−ＡＦ部３４は、公知のＴＴＬ−ＡＦ技術を利用して被写体までの距離を第一測距値Ｄｔとして算出する。このＴＴＬ−ＡＦ部３４は、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８と第一測距値算出部４０からなる。ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、公知のＴＴＬ−ＡＦ手段と同じ構成である。すなわち、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、焦点調節動作が必要となれば、焦点調節系レンズを移動させつつ、ＡＦ評価値の算出を行う。ＡＦ評価値は、プレビュー画像のうち、予め測距エリアとして設定されたエリアにおけるエッジの先鋭度を示す値である。このＡＦ評価値は、例えば、測距エリアから特定の周波数成分を抽出することで求められる。
【００１８】
そして、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、ＡＦ評価値のピーク値が所定の基準値Ｔｈｐ以上となるレンズ位置を、被写体にピントが合うレンズ位置、すなわち、合焦レンズ位置として特定する。ここで、また、そのピーク値が基準値Ｔｈｐ以上となるピークが複数箇所で表れた場合には、当該複数のピークのうち被写体距離が最も小さくなるレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。また、いずれのレンズ位置においても、所定基準値Ｔｈｐ以上のピークが表れなかった場合には、当該ＴＴＬ−ＡＦは失敗と判断する。
【００１９】
第一測距値算出部４０は、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８により合焦レンズ位置と特定されたレンズ位置に基づいて、レンズから被写体までの距離を第一測距値Ｄｔとして算出する。
【００２０】
眼間距離ＡＦ部は、プレビュー画像に写っている人物の眼と眼の距離、すなわち、眼間距離に基づいて、レンズから被写体までの距離を第二測距値Ｄｅとして算出する。この眼間距離ＡＦ部３２は、顔検出部４２、眼間距離算出部４４、第二測距値算出部４６から構成されている。顔検出部４２は、画像処理部２０から出力されたプレビュー画像に写っている人物の顔が占める顔領域や顔を構成する各パーツ（例えば眼など）の位置などを検出する。この顔検出には、公知の従来技術を用いることができる。例えば、特許文献２に記載されているように、パターン認識技術等の画像認識技術を用いて顔領域や各パーツの位置を特定するようにしてもよい。
【００２１】
プレビュー画像に人物が含まれており、顔領域や各パーツの位置が検出できた場合、顔検出部４２は、顔領域の座標情報をＴＴＬ−ＡＦ制御部３８に、眼の座標情報を眼間距離算出部４４に、それぞれ出力する。ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、この顔領域を測距エリアとしてＴＴＬ−ＡＦを実行する。また、眼間距離算出部４４は、得られた眼の座標情報に基づいて、プレビュー画像における眼間距離（正確には、眼間画素数）を算出する。
【００２２】
第二測距値算出部４６は、眼間距離算出部４４で算出された眼間距離（眼間画素数）に基づいて、レンズから被写体までの距離を第二測距値Ｄｅとして算出する。この第二測距値Ｄｅの算出方法について、図２を用いて簡単に説明する。
【００２３】
図２は、実際の被写体の眼間距離Ｌｒ（ｃｍ）と、プレビュー画像に写された眼間画素数Ｌｃ（ｐｉｘ）と、の関係を示すイメージ図である。通常、成人の眼間距離は、顔のサイズや人種、性別等に関わらず、ほぼ一定であることが知られている。本実施形態では、このことを利用してレンズから被写体までの距離（被写体距離Ｄ）を算出している。具体的には、被写体距離Ｄは、式１で求められる。なお、式１においてｆは焦点距離を、ＰｃはＣＣＤのピッチ幅を示す。
【００２４】
Ｄ＝（Ｌｒ×ｆ）／（Ｌｃ×Ｐｃ）・・・式１
【００２５】
再び、図１に戻りデジタルカメラ１０の構成について説明する。信頼性比較部３６は、ＴＴＬ−ＡＦを利用して得られた第一測距値Ｄｔおよび眼間距離を利用して得られた第二測距値Ｄｅそれぞれの信頼性比較して、いずれの測距値のほうが信頼性が高いかを判断する。そして、信頼性が高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作の実行をモータ駆動回路２８に指示する。すなわち、信頼性比較部３６は、信頼性の高い測距値に基づいて焦点調節系レンズの位置を算出し、当該位置へのレンズ移動をモータ駆動回路２８に指示する。この指示を受けたモータ駆動回路２８は、指定位置にレンズが移動するべくモータ２６を駆動する。これにより、焦点調節動作が実現されている。なお、式１のＬｃ×Ｐｃは、眼間距離算出部４４にて予め算出するようにしてもよい。
【００２６】
ところで、本実施形態において、ＴＴＬ−ＡＦを利用して得られた第一測距値Ｄｔだけでなく、眼間距離を利用して得られた第二測距値Ｄｅも算出するのは次の理由による。一般に、ＴＴＬ−ＡＦは、環境輝度が高い状況下では、高精度での測距、ひいては、焦点調節が可能である。しかし、環境輝度が低い状況下では、主要被写体（例えば、人物など）よりコントラストの強い物体にピントを合わせがちになるという問題がある。
【００２７】
例えば、図３に図示するように、夜景５４、例えば、窓から灯りが漏れているビル群などを背景として人物５２を撮影する場合を考える。この場合、環境輝度が低いため、主要被写体である人物５２は、比較的暗く、コントラストが弱い状態となる。一方、背景である夜景５４は、明暗がはっきりとしたコントラストの強い状態となる。
【００２８】
このような状況において、人物５２の顔周辺（図３において太線の矩形エリア）を測距エリア５６として算出したＡＦ評価値を図４に示す。図４において、横軸はレンズ位置を、縦軸はＡＦ評価値を示している。なお、本実施形態では、レンズ位置が小さくほど、ピントの合う被写体距離は大きくなる。
【００２９】
夜景５４と人物５２が混在する構図におけるＡＦ評価値は、背景である夜景５４にピントが合っているときに高いピークＰ１を、主要被写体である人物５２にピントが合っているときに低いピークＰ２をとる。これは、明暗がはっきりし、コントラストの強い夜景５４にピントを合わせたときのほうが、全体としてのエッジが先鋭化するためである。一方、人物５２は、全体として暗めであるため、当該人物５２にピントを合わせてもエッジが明確に表れにくいため、ＡＦ評価値は低いピークとなる。
【００３０】
ここで、ＡＦ評価値に複数のピークが表れた場合、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、複数のピークのうち、最も被写体距離が小さいレンズ位置、換言すれば、レンズ位置の値が最大となるレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。これは、通常、主要被写体は、最も手前側に位置していることが多いためである。ただし、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、複数のピークのうち所定のＡＦ基準値Ｔｈｐ以下のピークは排除する。これは、ノイズ等の影響を排除するために必須の条件となる。
【００３１】
しかしながら、夜景５４を背景とする人物５２の顔は、比較的暗めに写ることが多く、当該人物５２にピントが合っているときのＡＦ評価値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以下となる場合があった。この場合、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、当該人物５２にピントが合っているときのピークＰ２は無視し、その他のピークＰ２に基づいて合焦レンズ位置を特定する。その結果、図５に図示するように、人物５２ではなく、背景である夜景５４にピントが合う状態、いわゆる「後ピン」状態となる場合があった。
【００３２】
このようにＴＴＬ−ＡＦでは、好適な焦点調節動作ができない状況があるため、本実施形態では、眼間距離を利用した測距、ひいては、焦点調節を行っている。ただし、ＴＴＬ−ＡＦに得意な状況と不得手な状況があるように、眼間距離を利用したＡＦにも得意な状況と不得手な状況がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅそれぞれの信頼性を比較し、信頼性がより高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行うようにしている。この測距値の信頼性比較の流れについて図６を用いて説明する。
【００３４】
図６は、第一測距値および第二測距値の信頼性比較の流れを示すフローチャートである。信頼性比較部３６は、まず、顔検出部４２によって顔領域が検出されたか否か、換言すれば、プレビュー画像に人物の顔が含まれているか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００３５】
顔領域が検出されていない場合には、眼間距離を利用したＡＦ動作は実現不可能である。そのため、顔領域が検出されていない場合には、ＴＴＬ−ＡＦが利用可能か否かを判断する（Ｓ２０）。具体的には、ＴＴＬ−ＡＦの成否を判断する。ここで、ＴＴＬ−ＡＦ失敗とは、既述したとおり、いずれのレンズ位置においても所定のＡＦ基準値Ｔｈｐ以上のＡＦ評価値のピークが表れなかった場合を指す。なお、このステップＳ２０においては、顔領域が検出されていない（ステップＳ１２でＮｏ）ため、ＴＴＬ−ＡＦの測距エリアは、プレビュー画像の中心付近、または、ユーザから指定されたエリアである。
【００３６】
ＴＴＬ−ＡＦが成功と判断された場合には、ＴＴＬ−ＡＦを利用して算出された第一測距値Ｄｔの信頼性が高いと判断し、当該第一測距値Ｄｔに基づいて焦点調節動作を実行する（Ｓ２４）。
【００３７】
一方、ＴＴＬ−ＡＦが失敗したと判断される場合には、予め設定されているデフォルト値を被写体距離として焦点調節動作を行う（Ｓ２６）。このデフォルト値は、高精度ではないものの、ある程度の精度を保って焦点調節動作ができるであろうと予測されて、予め設定された値である。
【００３８】
ステップＳ１０に戻り、顔領域が検出されている場合の流れを説明する。顔領域が検出されている場合には、続いて、環境輝度Ｂｒが所定の輝度基準値Ｔｈｂ以下か否かを判断する（Ｓ１２）。ここで、環境輝度Ｂｒは、プレビュー画像を構成する画素の輝度値等から算出してもよいし、デジタルカメラ１０に何らかの測光センサを設けておき、当該測光センサから取得するようにしてもよい。また、輝度基準値Ｔｈｂは、高精度でのＴＴＬ−ＡＦの実現が困難な輝度値である。具体的には、輝度基準値Ｔｈｂは、人物にピント合わせたときのＡＦ評価値がＡＦ基準値Ｔｈｐ未満となる程度の輝度値に設定されている。
【００３９】
環境輝度Ｂｒがこの輝度基準値Ｔｈｂより大きい場合には、高精度でのＴＴＬ−ＡＦの実現が可能である。したがって、環境輝度Ｂｒが輝度基準値Ｔｈｂより大きい場合には、ＴＴＬ−ＡＦを利用して取得された第一測距値Ｄｔの信頼性も高いと判断し、ステップＳ２０へと進む。そして、ＴＴＬ−ＡＦが成功している場合には第一測距値Ｄｔに、ＴＴＬ−ＡＦが失敗している場合にはデフォルト値に基づいて焦点調節動作を実行する（Ｓ２４、Ｓ２６）。
【００４０】
一方、環境輝度Ｂｒが輝度基準値Ｔｈｂ以下の場合、すなわち、プレビュー画像全体が暗めで、人物の顔のコントラストが弱い状況の場合には、第一測距値Ｄｔの信頼性がやや乏しいといえる。したがって、この場合には、更に、他の条件も加味して第一測距値Ｄｔおよび第二測距値Ｄｅそれぞれの信頼性をより詳細に比較していく。具体的には、環境輝度Ｂｒが輝度基準値Ｔｈｂ以下の場合には、ＴＴＬ−ＡＦの成否を判断する（Ｓ１４）。なお、このステップＳ１４においては顔領域が検出されている（ステップＳ１０でＹｅｓ）ため、ＴＴＬ−ＡＦの測距エリアは、顔領域である。
【００４１】
ステップＳ１４において、ＴＴＬ−ＡＦが失敗と判断された場合には、眼間距離を利用して取得された第二測距値に基づいて焦点調節動作が実行される（Ｓ２２）。一方、ＴＴＬ−ＡＦが成功している場合には、更に、詳細に、第一測距値および第二測距値の信頼性判断が行われる。
【００４２】
すなわち、ＴＴＬ−ＡＦが成功している場合には、続いて、焦点距離ｆが所定の焦点距離基準値Ｔｈｆ以下か否かの判断が行われる（Ｓ１６）。そして、焦点距離ｆが焦点距離基準値Ｔｈｆより大きい場合には第一測距値Ｄｔの信頼性が高いと判断し、第一測距値Ｄｔに基づく焦点距離調節が行われる（Ｓ２４）。このように焦点距離ｆが焦点距離基準値Ｔｈｆより大きい場合に、第一測距値の信頼性が高いと判断するのは次の理由による。
【００４３】
通常、焦点距離ｆが小さい場合には、被写界深度が深くなる。換言すれば、焦点距離ｆが小さい場合には、測距値が正確でなくてもピントが合いやすい。ここで、ＴＴＬ−ＡＦはピントが合うか否かで合焦レンズ位置、ひいては、第一測距値Ｄｔを算出している。したがって、焦点距離ｆが小さい場合、ＴＴＬ−ＡＦを利用して取得された第一測距値Ｄｔの信頼性は低いことが多い。逆に、焦点距離ｆが大きい場合には、被写界深度が浅くなる。そのため、焦点距離ｆが大きい場合には、ピントの合うレンズ位置は、そのときの被写体距離を厳密に反映していると言える。したがって、焦点距離ｆが大きい場合、ピントの合うレンズ位置に基づいて算出された第一測距値Ｄｔは信頼性が高いと考えられる。そこで、本実施形態では、焦点距離ｆが所定の焦点距離基準値Ｔｈｆより大きい場合には、第一測距離に基づいて焦点調節動作を行っている。
【００４４】
一方、焦点距離ｆが焦点距離基準値Ｔｈｆ以下の場合には、第二測距値Ｄｅが第一測距値Ｄｔ未満か否かを判断する（Ｓ１８）。そして、第二測距値Ｄｅが第一測距値Ｄｔ以下出会った場合には第二測距値Ｄｅに基づいて焦点調節動作を行う（Ｓ２２）。逆に、第一測距値Ｄｔが第二測距値Ｄｅ以上であった場合には、第一測距値に基づいて焦点調節動作を行う（Ｓ２４）。つまり、本実施形態では、より小さいほうの測距値に基づいて焦点調節動作を行っている。
【００４５】
より小さい測距値を焦点調節動作に利用するのは、通常、ピントを合わせたい主要被写体は、一番手前側に位置するからである。換言すれば、より小さい測距値とは、一番手前に位置するであろう主要被写体からレンズまでの距離を表している測距値といえる。具体的には、夜景を背景として主要被写体である人物を撮影しようとする場合、ＴＴＬ−ＡＦではコントラストの強い夜景にピントを合わせがちである。換言すれば、第一測距値は、レンズから夜景までの距離となる場合が多い。そのため、第一測距値Ｄｔは、レンズから人物までの距離である第一測距値Ｄｅより大きくなりがちである。かかる場合において、第一測距値Ｄｔに基づいて焦点調節動作を行うと主要被写体がボケた後ピン状態になる。また、別の状況として、主要被写体が人物ではなく、当該人物より手前に位置する別の物体である場合も有り得る。このような状況下において眼間距離に基づいて取得された第二測距値Ｄｅに基づいて焦点調節動作を行うと、やはり、主要被写体にピントが合っていない、後ピン状態となる。このような後ピンを防止するために、本実施形態では、より小さい測距値のほうが信頼性が高いと判断し、当該小さい測距値を焦点調節動作に利用している。
【００４６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態では、ＴＴＬ−ＡＦを利用して算出された第一測距値Ｄｔと眼間距離を利用して算出された第二測距値Ｄｅそれぞれの信頼性を比較し、信頼性がより高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行っている。その結果、常に、適切な測距値を用いて焦点調節動作ができる。
【００４７】
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態であるデジタルカメラの構成は第一実施形態とほぼ同様であるため、ここでの詳説は省略する。第二実施形態では、二つの測距値の信頼性比較の流れが、第一実施形態と若干異なる。
【００４８】
図７は、第二実施形態における測距値の信頼性比較の流れを示すフローチャートである。この第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、顔領域の検出の有無（Ｓ１０）や、環境輝度や焦点距離の大きさ（Ｓ１２、Ｓ１６）に基づいて二つの測距値の信頼性を判断している。第一実施形態との相違としては、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの大小比較（図６におけるＳ１８）に代えて、第二測距値Ｄｅが所定の範囲内か否かを判断（図７におけるＳ３０）しているところである。すなわち、第一実施形態では、焦点距離ｆが焦点距離基準値Ｔｈｐ以下であった場合には、続いて、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの大小を比較し、より小さい測距値を焦点調節動作に利用していた。
【００４９】
一方、本実施形態では、焦点距離ｆが焦点距離基準値Ｔｈｐ以下であった場合には、第二測距値Ｄｅが、所定の基準範囲（Ｄｍｉｎ以上、かつ、Ｄｍａｘ以下）に収まっているか否かを判断する（Ｓ３０）。ここで、所定の基準範囲は、眼間距離に基づく測距が可能な範囲である。すなわち、範囲最小値Ｄｍｉｎは、眼間距離に基づく測距が可能な最小被写体距離であり、範囲最大値Ｄｍａｘは眼間距離に基づく測距が可能な最大被写体距離である。
【００５０】
範囲最小値Ｄｍｉｎおよび範囲最大値Ｄｍａｘは次の基準にしたがって決定される。通常、眼間距離に基づいて測距を行う場合、プレビュー画像に写っている人物の眼と眼の間に、ある程度の画素数が必要となる。プレビュー画像に写っている人物の眼間画素数が少なくなるほど距離の分解能が落ちてしまい測距精度を維持することが困難となる。そこで、一定以上の距離分解能が維持でき得る眼間画素数をＤｃとして式１で算出された被写体距離Ｄを範囲最小値Ｄｍｉｎとしている。また、被写体距離が近くなりすぎ、プレビュー画像に人物の一対の眼が収まりきらない場合、眼間距離に基づく測距が不可能となる。プレビュー画像に人物の一対の眼が収まりきらない場合とは、換言すれば、眼間画素数がプレビュー画像の横方向画素数より大きくなった場合である。したがって、プレビュー画像の横方向画素数をＤｃとして式１で算出された被写体距離Ｄが範囲最大値Ｄｍａｘとなる。
【００５１】
第二測距値Ｄｅが、この範囲最小値Ｄｍｉｎ未満、あるいは、範囲最大値Ｄｍａｘより大きい場合、眼間距離に基づいて算出された第二測距値Ｄｅが適切に算出されている可能性は低いといえる。したがって、この場合は、第一測距値Ｄｔのほうが信頼性が高いと考え、第一測距値Ｄｔに基づいて焦点調節動作を行う（Ｓ２４）。逆に、第二測距値Ｄｅが範囲最小値Ｄｍｉｎ以上かつ範囲最大値Ｄｍａｘ以下で収まっている場合には、第二測距値Ｄｅの信頼性が高いと考え、第二測距値Ｄｅに基づいて焦点調節動作を行う（Ｓ２２）。
【００５２】
以上、説明したように、本実施形態では、眼間距離に基づく測距が可能な範囲も考慮して両測距値の信頼性比較を行っている。その結果、第一実施形態と同様に、常に、適切な測距値に基づく焦点調節動作ができ、ひいては、好適な画像撮像が行える。
【００５３】
なお、本実施形態では、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの値比較を省略しているが、当然、両値の比較を行ってもよい。すなわち、ステップＳ３０の前、または、後に、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅの値比較を行い、いずれの測距値を採用するかを決定してもよい。
【００５４】
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態のデジタルカメラの構成も、第一実施形態とほぼ同様であるため、その詳説は省略する。ただし、この第三実施形態では、ＴＴＬ−ＡＦにおいて多点測距を行う点で第一実施形態と相違する。すなわち、第一実施形態では、図３に図示したように、ＴＴＬ−ＡＦにおける測距エリア５６が一箇所だけであった。一方、本実施形態では、図８に図示するように、複数のエリアを測距エリア５６として設定し、ＡＦ動作を実現している。この複数の測距エリアは、顔領域が検出されている場合には当該顔領域を中心としてその周辺に設定される。このとき、複数の測距エリアのうち、少なくとも一つの測距エリアは顔領域に完全に含まれ、少なくとも一つの測距エリアはその一部または全部が顔領域から外れていることが望ましい。顔領域が検出されていない場合、測距エリア５６は、プレビュー画像中心付近またはユーザ指定箇所に設定される。ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、各測距エリア５６ごとにＡＦ評価値を算出する。図９は、多点測距方式により得られたＡＦ評価値の一例を示す図である。なお、図９においては、二つの測距エリアでのＡＦ評価値しか図示していないが、このＡＦ評価値は本来、測距エリアの数分だけ存在する。ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、この複数のＡＦ評価値を利用して合焦レンズ位置を特定する。また、本実施形態では、ＴＴＬ−ＡＦ制御部３８は、さらに、この複数のＡＦ評価値を利用して被写体が平面か立体かを判断している。
【００５５】
図１０は、多点測距によるＴＴＬ−ＡＦを利用した第一測距値Ｄｔの算出の流れを示すフローチャートである。既述したように多点測距においては、複数の測距エリア５６が設定され、各測距エリア５６ごとにＡＦ評価値が算出される。
【００５６】
次に、ＡＦ評価値が算出されれば、各測距エリア５６ごとにＡＦ評価値の代表的ピークを検出する（Ｓ４０）。なお、一つの測距エリア５６において、複数のピークが出現する場合も考えられる。この場合は、複数のピークのうち、そのピーク位置が最も高い、あるいは、そのレンズ位置が最も大きい（被写体距離が最も小さい）ピークを代表ピークとして検出する。
【００５７】
次に、検出された測距エリア数分の代表ピークのうち、そのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上となる代表ピークがあるか否かを判断する（Ｓ４２）。判断の結果、ピーク値がＴｈｐ以上の代表ピークが無い場合には、このＴＴＬ−ＡＦは失敗と判断し、処理を終了する（Ｓ５６）。
【００５８】
一方、ピーク値がＴｈｐ以上の代表ピークが存在する場合には、続いて、顔領域が検出されているかを判断する（Ｓ４４）。顔検出がされていない場合は、そのピーク値がＴｈｐ以上となる代表ピーク位置のレンズ位置を合焦レンズ位置として特定し、当該合焦レンズ位置に基づいて第一測距値を算出する（Ｓ５４）。ピーク値がＴｈｐ以上の代表ピークが複数存在する場合は、当該複数の代表ピークのうち被写体距離が最も小さくなるレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。例えば、図９に図示した例において、ピークＰ１、ピークＰ２のいずれにおいても、そのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上であった場合、レンズ位置がより大きい（ピントの合う被写体距離がより小さい）ピークＰ２のレンズ位置が合焦レンズ位置として特定される。
【００５９】
顔領域が検出されている場合には、続いて、複数の代表ピークのレンズ位置の差が所定の範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ４６）。具体的には、例えば、顔領域に含まれる第５測距エリアのレンズ位置と、他の各測距エリアのレンズ位置との差分値をとり、これらの差分値の平均値を求める。その平均値の大きさでレンズ位置、すなわち、測距値のバラつきを判断する。
【００６０】
ここで測距値のバラつきを判断するのは、被写体が平面か立体かを判断するためである。すなわち、本実施形態では、顔検出部４２により顔領域を検出している。ここで、この顔検出は、パターン認識などの画像認識に基づいて行われている。そのため、被写体が、人物像が写っているポスター等であっても顔領域の検出が行われることになる。一方、本実施形態では、第一、第二実施形態と同様に、眼間距離を利用したＡＦとＴＴＬ−ＡＦとを併用するが、人物の顔が平面、すなわち、ポスター等に映っている人物像である場合には、眼間距離から算出された第二測距値Ｄｅの信頼性は極めて低くなる。この信頼性の低い第二測距値Ｄｅを使用することがないように、本実施形態では、ＴＴＬ−ＡＦの実行時に、被写体が平面か否かを判断している。
【００６１】
すなわち、各測距エリアごとに検出された代表ピークのレンズ位置の差が殆どない場合には、被写体は凹凸の無い平面と判断できる。この場合は、被写体は平面、かつ、ＴＴＬ−ＡＦは成功と判断する。そして、複数の代表ピークのうち、そのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上、かつ、最もレンズ位置が大きくなる（被写体距離が小さくなる）代表ピークのレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。そして、この特定された合焦レンズ位置に基づいて第一測距値を算出する（Ｓ５２）。
【００６２】
一方、各測距エリアごとに検出された代表ピークのレンズ位置同士の差が所定の範囲以上であった場合には、被写体は凹凸のある立体と判断できる。この場合は、続いて、顔領域に含まれる測距エリアの代表ピークのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上か否かを判断する（Ｓ４８）。すなわち、図８の図示例であれば、人物の顔の真ん中に設定された第五測距エリアの代表ピークのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上か否かを判断する。
【００６３】
顔領域に含まれる測距エリアの代表ピークのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上の場合には、当該代表ピークのレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。そして、この合焦レンズ位置に基づいて第一測距値Ｄｔを算出する。なお、このとき、被写体は立体、かつ、ＴＴＬ−ＡＦは成功と判断されている（Ｓ５０）。
【００６４】
顔領域に含まれる測距エリアの代表ピークのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ未満の場合には、その他の代表ピークのうち、そのピーク値がＡＦ基準値Ｔｈｐ以上の代表ピークを特定する。そして、特定された代表ピークのうち、そのレンズ位置が最も大きく（被写体距離が最も近く）なるレンズ位置を合焦レンズ位置として特定する。そして、特定された合焦レンズ位置に基づいて第一測距値Ｄｔを算出する。なお、このとき、被写体は立体、かつ、ＴＴＬ−ＡＦは成功と判断されている（Ｓ５２）。
【００６５】
以上の多点測距によるＴＴＬ−ＡＦが終了すれば、その結果、すなわち、ＴＴＬ−ＡＦの成否判断結果、被写体が平面か否かの判断結果、および、第一測距値Ｄｔは、信頼性比較部３６に出力される。
【００６６】
信頼性比較部３６は、このＴＴＬ−ＡＦ部３４から出力された結果も参照して、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの信頼性比較を行う。図１１は、第三実施形態における信頼性比較の流れを示すフローチャートである。本実施形態でも、第一、第二実施形態と同様に、まず、顔領域が検出されているか否かを判断する（Ｓ１０）。顔領域が検出されていない場合は、ステップＳ２０に進む。そして、ＴＴＬ−ＡＦが成功の場合には第一測距値Ｄｔに、ＴＴＬ−ＡＦが失敗の場合にはデフォルト値に基づいて焦点調節動作を実行する（Ｓ２４、Ｓ２６）。
【００６７】
一方、顔領域が検出されている場合には、続いて、被写体が平面か否かを判断する（Ｓ３２）。これは、ＴＴＬ−ＡＦ部３４から出力された多点測距結果に基づいて判断される。被写体が平面、すなわち、ポスター等に写っている人物像などである場合、眼間距離から算出された第二測距値Ｄｅの信頼性は極めて低いといえる。したがって、被写体が平面の場合は、ＴＴＬ−ＡＦを利用して取得された第一測距値Ｄｔまたはデフォルト値に基づいて焦点調節動作を行うべく、ステップＳ２０へと進む。
【００６８】
被写体が立体である場合は、第二測距値Ｄｅの信頼性はある程度あると考えられるため、ステップＳ１２へと進む。そして、このステップＳ１２以降は、第一実施形態と同様の流れとなる。すなわち、信頼性比較部３６は、環境輝度値Ｂｒや焦点距離ｆの大きさ、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの値比較に基づいて、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｔの信頼性比較を行い、より信頼性が高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作を行う（Ｓ１２〜Ｓ１８）。
【００６９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、複数の代表ピークのレンズ位置の差分量に基づいて被写体が立体か平面かを判断している。そして、この被写体が立体か否かの情報を、測距値の信頼性比較に利用することで、より正確な信頼性比較が行える。そして、結果として、焦点調節動作の精度をより向上できる。
【００７０】
なお、本実施形態では、第一実施形態と同様に、焦点距離ｆが所定基準値Ｔｈｆ以上か否かを判断した後、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの値比較を行っている。しかし、第二実施形態と同様に、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの値比較に代えて、第二測距値Ｄｅが所定の範囲内に収まっているか否かを判断するようにしてもよい。すなわち、図１２に図示するように、焦点距離ｆが所定基準値Ｔｈｆ以下であると判断された場合には、続いて、第二測距値Ｄｅが範囲最小値Ｄｍｉｎ以上かつ範囲最大値Ｄｍａｘ以下であるか否かを判断（Ｓ３０）してもよい。さらに、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの値比較と、第二測距値Ｄｅが所定の範囲内か否かの判断の両方を行うようにしてもよい。
【００７１】
いずれにしても、本実施形態によれば、第一測距値Ｄｔと第二測距値Ｄｅとの信頼性が比較され、信頼性がより高いと判断された測距値に基づいて焦点調節動作が行われている。そのため、焦点調節動作の信頼性をより向上させることができる。
【００７２】
なお、第二測距値を算出するために、眼以外の顔の特徴点を利用してもよい。例えば、眼と眼との距離ではなく、鼻の頂点と口の中心点との距離に基づいて第二測距値を算出するようにしてもよい。また、顔検出により複数の顔が検出された場合は、顔領域が最も大きくなる顔、または、各顔の眼間距離に基づいて算出された測距値が最も小さくなる顔を主要被写体として選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】眼間距離に基づく測距の原理を示す図である。
【図３】夜景を背景として人物を撮像する際の様子を示す図である。
【図４】ＡＦ評価値の一例を示す図である。
【図５】後ピン状態の一例を示す図である。
【図６】測距値の信頼性比較の流れを示すフローチャートである。
【図７】第二実施形態における測距値の信頼性比較の流れを示すフローチャートである。
【図８】第三実施形態における測距エリアの一例を示す図である。
【図９】第三実施形態におけるＡＦ評価値の一例を示す図である。
【図１０】第三実施形態におけるＴＴＬ−ＡＦの流れを示すフローチャートである。
【図１１】第三実施形態における測距値の信頼性比較の流れを示すフローチャートである。
【図１２】他の例における測距値の信頼性比較の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  デジタルカメラ、１２  レンズ群、２０  画像処理部、２２  外部メモリ、２４  ＬＣＤ、２８  モータ駆動回路、３０  ＡＦ動作部、３２  眼間距離ＡＦ部、３４  ＴＴＬ−ＡＦ部、３６  信頼性比較部、３８  ＴＴＬ−ＡＦ制御部、４０  第一測距値算出部、４２  顔検出部、４４  眼間距離算出部、４６  第二測距値算出部、５６  測距エリア。
【図１】
2008052123.tif 000003
【図２】
2008052123.tif 000004
【図３】
2008052123.tif 000005
【図４】
2008052123.tif 000006
【図５】
2008052123.tif 000007
【図６】
2008052123.tif 000008
【図７】
2008052123.tif 000009
【図８】
2008052123.tif 000010
【図９】
2008052123.tif 000011
【図１０】
2008052123.tif 000012
【図１１】
2008052123.tif 000013
【図１２】
2008052123.tif 000014