(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に含まれる所定の対象物の大きさを示す値を保持する対象物情報保持手段と、
前記被写体からの入射光を撮像画像に変換する撮像手段と、
前記撮像画像に含まれる前記対象物と当該対象物の前記撮像画像における大きさである対象物画像の大きさとを検出する対象物検出手段と、
前記対象物検出手段により検出された対象物画像の大きさと前記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさを示す値とに基づいてフォーカスレンズの移動範囲を限定した範囲である対象物オートフォーカス範囲を算出する対象物オートフォーカス範囲算出手段と、
前記対象物検出手段により検出された対象物に対する合焦位置の検出を前記対象物オートフォーカス範囲において行うか否かを判定するための範囲であって前記対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である使用可否判定範囲を算出する使用可否判定範囲算出手段と、
前記フォーカスレンズの現在位置が前記使用可否判定範囲に含まれている場合には前記フォーカスレンズの移動範囲として前記対象物オートフォーカス範囲を設定して当該対象物オートフォーカス範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記合焦位置を検出するオートフォーカス制御手段と
を具備する撮像装置。
【請求項２】
前記検出された対象物に対する検波枠を前記撮像画像における前記検出された対象物の位置に設定する検波枠設定手段と、
前記検波枠設定手段により設定された検波枠に含まれる画像領域における高周波成分に基づいて前記対象物オートフォーカス範囲の設定を解除するための一定の条件である解除条件を満たすか否かを判定する解除判定手段とをさらに具備し、
前記オートフォーカス制御手段は、前記解除条件を満たすと判定された場合には前記対象物オートフォーカス範囲の設定を解除して前記フォーカスレンズの可動範囲のうちの全範囲を用いて前記合焦位置を検出する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記使用可否判定範囲算出手段は、前記対象物オートフォーカス範囲を再設定するか否かを判定するための範囲であって前記対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である再使用可否判定範囲を算出し、
前記オートフォーカス制御手段は、前記対象物オートフォーカス範囲の設定が解除された後に前記全範囲を用いた前記合焦位置の検出が行われている状態で前記解除条件を満たさないと判定されるとともに前記フォーカスレンズの現在位置が前記再使用可否判定範囲に含まれている場合には前記フォーカスレンズの移動範囲として前記対象物オートフォーカス範囲を再設定して前記合焦位置を検出する
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記使用可否判定範囲算出手段は、前記再使用可否判定範囲として前記使用可否判定範囲よりも狭い範囲を算出する請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記使用可否判定範囲算出手段は、前記対象物オートフォーカス範囲の前後に一定の範囲を付加することにより前記使用可否判定範囲を算出する請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記使用可否判定範囲算出手段は、ズームレンズの位置に応じて前記一定の範囲を変更する請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記対象物情報保持手段は、前記対象物に関する少なくとも２つの異なる大きさである第１の大きさおよび第２の大きさについて、前記第１の大きさを示す第１の値および前記第２の大きさを示す第２の値を保持し、
前記対象物オートフォーカス範囲算出手段は、前記検出された対象物画像の大きさと前記対象物情報保持手段に保持されている第１の値とに基づいて前記検出された対象物までの距離である第１の被写体距離を算出するとともに前記検出された対象物画像の大きさと前記対象物情報保持手段に保持されている第２の値とに基づいて前記検出された対象物までの距離である第２の被写体距離を算出して当該算出された第１および第２の被写体距離に基づいて前記対象物オートフォーカス範囲を算出する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
前記オートフォーカス制御手段は、前記対象物オートフォーカス範囲においてウォブリングすることにより前記合焦位置を検出する請求項１記載の撮像装置。
【請求項９】
被写体からの入射光を撮像画像に変換する撮像手順と、
前記撮像画像に含まれる所定の対象物と当該対象物の前記撮像画像における大きさである対象物画像の大きさとを検出する対象物検出手順と、
前記対象物検出手順で検出された対象物画像の大きさと対象物情報保持手段に保持されている前記対象物の大きさを示す値とに基づいてフォーカスレンズの移動範囲を限定した範囲である対象物オートフォーカス範囲を算出する対象物オートフォーカス範囲算出手順と、
前記対象物検出手順で検出された対象物に対する合焦位置の検出を前記対象物オートフォーカス範囲において行うか否かを判定するための範囲であって前記対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である使用可否判定範囲を算出する使用可否判定範囲算出手順と、
前記フォーカスレンズの現在位置が前記使用可否判定範囲に含まれている場合には前記フォーカスレンズの移動範囲として前記対象物オートフォーカス範囲を設定して当該対象物オートフォーカス範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記合焦位置を検出するオートフォーカス制御手順と
を具備する撮像装置の制御方法。
【請求項１０】
被写体からの入射光を撮像画像に変換する撮像手順と、
前記撮像画像に含まれる所定の対象物と当該対象物の前記撮像画像における大きさである対象物画像の大きさとを検出する対象物検出手順と、
前記対象物検出手順で検出された対象物画像の大きさと対象物情報保持手段に保持されている前記対象物の大きさを示す値とに基づいてフォーカスレンズの移動範囲を限定した範囲である対象物オートフォーカス範囲を算出する対象物オートフォーカス範囲算出手順と、
前記対象物検出手順で検出された対象物に対する合焦位置の検出を前記対象物オートフォーカス範囲において行うか否かを判定するための範囲であって前記対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である使用可否判定範囲を算出する使用可否判定範囲算出手順と、
前記フォーカスレンズの現在位置が前記使用可否判定範囲に含まれている場合には前記フォーカスレンズの移動範囲として前記対象物オートフォーカス範囲を設定して当該対象物オートフォーカス範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記合焦位置を検出するオートフォーカス制御手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、オートフォーカス機能を備える撮像装置、および、その制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人物等の被写体を撮像して撮像データとして記録するデジタルビデオカメラ等の撮像装置が普及している。これらの撮像装置として、被写体に対するフォーカスを自動的に合わせるオートフォーカス（ＡＦ）機能を備える撮像装置が多数提案されている。
【０００３】
例えば、撮像データからコントラスト信号を検出し、このコントラスト信号の信号レベルに基づいて合焦位置を特定することによりオートフォーカス制御を行う撮像装置が提案されている。このオートフォーカス制御方法は、コントラスト信号の信号レベル（ＡＦ評価値）が高いほど合焦度合が高いと判断し、ＡＦ評価値が最も高い位置にフォーカスレンズを移動させてフォーカス制御を行う制御方法である。このオートフォーカス制御方法によれば、撮像素子により変換される撮像データを用いて合焦位置の特定動作を行うことができるため、撮像光学系以外の測距光学系を撮像装置に備える必要がない。このため、近年では、デジタルスチルカメラ等において広く行われている。
【０００４】
また、最近では、撮像画像から顔を検出し、この検出された顔に関する情報に基づいてオートフォーカスの対象となるエリアを撮像画像上の顔に設定し、この撮像画像上の顔に適切にフォーカスを合わせることが可能な撮像装置が提案されている。また、撮像画像から検出された顔に基づいてフォーカスレンズの駆動範囲を設定する撮像装置が提案されている。
【０００５】
例えば、被写体が撮像された画像データから被写体の顔の情報を検出し、この検出された顔の情報に基づいて被写体までの被写体距離を推定して、フォーカスレンズの駆動範囲を被写体距離および被写体深度に応じて変化させる撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１８２４６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来技術によれば、被写体の顔の情報に基づいて推定された被写体距離および被写体深度に応じて、フォーカスレンズの駆動範囲を変化させることができるため、オートフォーカスの時間を短縮させることができる。
【０００７】
ここで、オートフォーカスの対象となる顔が移動する場合について考える。例えば、オートフォーカスの対象となる顔が移動している場合には、その顔を追尾しながらその顔にフォーカスを合わせることが考えられる。このように、移動する顔を追尾しながらその顔にフォーカスを合わせる場合には、検出された顔に基づいて推定される被写体距離の値が大きく変化することもある。また、移動する顔を追尾しながらその顔にフォーカスを合わせる場合には、顔が誤検出される可能性もある。このように、顔が誤検出された場合にも、その顔に基づいて推定される被写体距離の値が大きく変化することが考えられる。
【０００８】
このように、推定された被写体距離の値が大きく変化する場合には、フォーカスレンズの移動範囲が大きく移動する。このため、フォーカスレンズの移動範囲の移動に応じて、フォーカスレンズが移動するため、フォーカスレンズが大きくふらつくことがある。このように、フォーカスレンズが大きくふらつく場合には、合焦位置の検出に時間を要することになり、フォーカス制御を安定して行えないおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、所定の対象物に対するフォーカス制御を安定して行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、被写体に含まれる所定の対象物の大きさを示す値を保持する対象物情報保持手段と、上記被写体からの入射光を撮像画像に変換する撮像手段と、上記撮像画像に含まれる上記対象物と当該対象物の上記撮像画像における大きさである対象物画像の大きさとを検出する対象物検出手段と、上記対象物検出手段により検出された対象物画像の大きさと上記対象物情報保持手段に保持されている対象物の大きさを示す値とに基づいてフォーカスレンズの移動範囲を限定した範囲である対象物オートフォーカス範囲を算出する対象物オートフォーカス範囲算出手段と、上記対象物検出手段により検出された対象物に対する合焦位置の検出を上記対象物オートフォーカス範囲において行うか否かを判定するための範囲であって上記対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である使用可否判定範囲を算出する使用可否判定範囲算出手段と、上記フォーカスレンズの現在位置が上記使用可否判定範囲に含まれている場合には上記フォーカスレンズの移動範囲として上記対象物オートフォーカス範囲を設定して当該対象物オートフォーカス範囲において上記フォーカスレンズを移動させることにより上記合焦位置を検出するオートフォーカス制御手段とを具備する撮像装置およびその制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、撮像画像から検出された対象物画像の大きさと、保持されている対象物の大きさとに基づいて対象物オートフォーカス範囲を算出するとともに、この対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である使用可否判定範囲を算出し、フォーカスレンズの現在位置が使用可否判定範囲に含まれている場合には、対象物オートフォーカス範囲においてフォーカスレンズを移動させることにより合焦位置を検出するという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記検出された対象物に対する検波枠を上記撮像画像における上記検出された対象物の位置に設定する検波枠設定手段と、上記検波枠設定手段により設定された検波枠に含まれる画像領域における高周波成分に基づいて上記対象物オートフォーカス範囲の設定を解除するための一定の条件である解除条件を満たすか否かを判定する解除判定手段とをさらに具備し、上記オートフォーカス制御手段は、上記解除条件を満たすと判定された場合には上記対象物オートフォーカス範囲の設定を解除して上記フォーカスレンズの可動範囲のうちの全範囲を用いて上記合焦位置を検出するようにしてもよい。これにより、撮像画像から検出された対象物に対する検波枠をその対象物の位置に設定し、この設定された検波枠に含まれる画像領域における高周波成分に基づいて解除条件を満たすか否かを判定し、この解除条件を満たすと判定された場合には、対象物オートフォーカス範囲の設定を解除してフォーカスレンズの可動範囲のうちの全範囲を用いて合焦位置を検出するという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記使用可否判定範囲算出手段は、上記対象物オートフォーカス範囲を再設定するか否かを判定するための範囲であって上記対象物オートフォーカス範囲を含む範囲である再使用可否判定範囲を算出し、上記オートフォーカス制御手段は、上記対象物オートフォーカス範囲の設定が解除された後に上記全範囲を用いた上記合焦位置の検出が行われている状態で上記解除条件を満たさないと判定されるとともに上記フォーカスレンズの現在位置が上記再使用可否判定範囲に含まれている場合には上記フォーカスレンズの移動範囲として上記対象物オートフォーカス範囲を再設定して上記合焦位置を検出するようにしてもよい。これにより、対象物オートフォーカス範囲を含む再使用可否判定範囲を算出し、対象物オートフォーカス範囲の設定が解除された後に全範囲を用いた合焦位置の検出が行われている状態で、解除条件を満たさないと判定されるとともに、フォーカスレンズの現在位置が再使用可否判定範囲に含まれている場合には、対象物オートフォーカス範囲を再設定して合焦位置を検出するという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記使用可否判定範囲算出手段は、上記再使用可否判定範囲として上記使用可否判定範囲よりも狭い範囲を算出するようにしてもよい。これにより、再使用可否判定範囲として使用可否判定範囲よりも狭い範囲を算出するという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、上記使用可否判定範囲算出手段は、上記対象物オートフォーカス範囲の前後に一定の範囲を付加することにより上記使用可否判定範囲を算出するようにしてもよい。これにより、対象物オートフォーカス範囲の前後に一定の範囲を付加することにより使用可否判定範囲を算出するという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第１の側面において、上記使用可否判定範囲算出手段は、ズームレンズの位置に応じて上記一定の範囲を変更するようにしてもよい。これにより、ズームレンズの位置に応じて一定の範囲を変更するという作用をもたらす。
【００１６】
また、この第１の側面において、上記対象物情報保持手段は、上記対象物に関する少なくとも２つの異なる大きさである第１の大きさおよび第２の大きさについて、上記第１の大きさを示す第１の値および上記第２の大きさを示す第２の値を保持し、上記対象物オートフォーカス範囲算出手段は、上記検出された対象物画像の大きさと上記対象物情報保持手段に保持されている第１の値とに基づいて上記検出された対象物までの距離である第１の被写体距離を算出するとともに上記検出された対象物画像の大きさと上記対象物情報保持手段に保持されている第２の値とに基づいて上記検出された対象物までの距離である第２の被写体距離を算出して当該算出された第１および第２の被写体距離に基づいて上記対象物オートフォーカス範囲を算出するようにしてもよい。これにより、撮像画像から検出された対象物画像の大きさと、保持されている対象物の第１の大きさとに基づいて第１の被写体距離を算出するとともに、撮像画像から検出された対象物画像の大きさと、保持されている対象物の第２の大きさとに基づいて第２の被写体距離を算出し、この第１および第２の被写体距離に基づいて対象物オートフォーカス範囲を算出するという作用をもたらす。
【００１７】
また、この第１の側面において、上記オートフォーカス制御手段は、上記対象物オートフォーカス範囲においてウォブリングすることにより上記合焦位置を検出するようにしてもよい。これにより、対象物オートフォーカス範囲においてウォブリングすることにより合焦位置を検出するという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、所定の対象物に対するフォーカス制御を安定して行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態における撮像装置１００の一構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、レンズ部１１０と、撮像素子１２０と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）１２１と、アナログ信号処理部１３０と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部１４０と、デジタル信号処理部１５０と、記録デバイス１６０と、制御部１７０と、不揮発メモリ１８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１８２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１８３と、モータドライバ１９０と、アクチュエータ１９１および１９２と、操作受付部２００と、液晶パネル２１０と、ビューファインダ２２０とを備える。撮像装置１００は、例えば、顔検出機能およびオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）機能を備えるカムコーダによって実現することができる。
【００２１】
レンズ部１１０は、焦点距離を連続的に変えるためのズームレンズ１１１、フォーカス（焦点：ピント）を調整するためのフォーカスレンズ１１２、絞り径を変えるアイリス（図示せず）、絞りによる回折効果を削減しながら照度を調整するために用いられる調整ＮＤ（Neutral Density）フィルタを挿入するＮＤ機構（図示せず）、撮像時の手ブレを補正するシフト防振式手ブレ補正レンズ（図示せず）等を備える光学系であり、被写体からの光を集光して撮像素子１２０に出力する。ここで、ズームレンズ１１１は、アクチュエータ１９１の駆動によって光軸方向に移動して焦点距離を調整する。すなわち、ズームレンズ１１１により、ズーム機能が実現される。また、フォーカスレンズ１１２は、アクチュエータ１９２の駆動によって光軸方向に移動してフォーカスを調整する。すなわち、フォーカスレンズ１１２により、オートフォーカス機能が実現される。ここで、例えば、小型のデジタルビデオカメラの場合には、ズームレンズの移動に対して、トラッキング曲線と呼ばれるカーブに従って、コンピュータ制御によりフォーカスレンズが連動して移動するインナーフォーカスタイプと呼ばれるレンズが広く採用されている。
【００２２】
撮像素子１２０は、ＴＧ１２１から供給されるタイミング信号に従って動作することにより、レンズ部１１０を介して入射された被写体像を結像して画像信号を生成する撮像素子である。すなわち、撮像素子１２０は、レンズ部１１０を介して入射された被写体からの光を受光して光電変換を行うことにより、光の受光量に応じたアナログの画像信号を生成し、生成されたアナログの画像信号をアナログ信号処理部１３０に供給する。なお、撮像素子１２０として、例えば、一般に広く利用されているＣＣＤ（Charge Coupled Device）型やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等の固体撮像素子を用いることができる。
【００２３】
ＴＧ１２１は、制御部１７０の制御に基づいて、画像取得タイミングを設定するためのタイミング信号を撮像素子１２０に供給するタイミングジェネレータである。
【００２４】
アナログ信号処理部１３０は、制御部１７０の制御に基づいて、撮像素子１２０から供給されたアナログの画像信号についてノイズ除去等のアナログ信号処理を施し、このアナログ信号処理が施された画像信号をＡ／Ｄ変換部１４０に供給するものである。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換部１４０は、制御部１７０の制御に基づいて、アナログ信号処理部１３０から供給されたアナログ信号である画像信号をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換により得られるデジタル信号である画像データをデジタル信号処理部１５０に供給するものである。
【００２６】
デジタル信号処理部１５０は、制御部１７０の制御に基づいて、Ａ／Ｄ変換部１４０から供給された画像データについて輪郭強調、ガンマ補正、フリッカ除去等のデジタル信号処理を施し、このデジタル信号処理が施された画像データ（撮像データ）を液晶パネル２１０およびビューファインダ２２０に供給するものである。また、デジタル信号処理部１５０は、Ａ／Ｄ変換部１４０から供給された画像データを記録デバイス１６０に出力して記録する。さらに、デジタル信号処理部１５０は、記録デバイス１６０に記録されている画像データを液晶パネル２１０に供給する。
【００２７】
記録デバイス１６０は、デジタル信号処理部１５０から供給された画像データを記録するとともに、記録されている画像データをデジタル信号処理部１５０に供給する記録デバイスである。記録デバイス１６０として、例えば、ディスクメモリカード等の半導体メモリや、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のリムーバブル記録媒体を用いることができる。また、記録デバイス１６０は、撮像装置１００に内蔵するようにしてもよく、撮像装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。
【００２８】
制御部１７０は、ＲＯＭ１８２に記録されているプログラムを実行することにより、撮像装置１００を構成する各部を制御するものである。例えば、制御部１７０は、自動焦点機構、自動露出機構、自動ホワイトバランス調整機構等を備え、最良のピント位置、最良の輝度、最良の色再現等を実現するため、モータドライバ１９０等の制御を行う。また、制御部１７０は、操作受付部２００から出力された信号に応じて各種の処理を行う。さらに、制御部１７０は、オートフォーカス機能に関するオートフォーカス制御処理をＲＯＭ１８２に記録されているプログラムに基づいて実行する。なお、オートフォーカス制御処理については、図２を参照して詳細に説明する。
【００２９】
不揮発メモリ１８１は、制御部１７０の制御に基づいて、撮像装置１００の電源がオフにされている状態でも保持しておく必要があるデータ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）またはフラッシュメモリ等の不揮発メモリである。
【００３０】
ＲＯＭ１８２は、制御部１７０が実行するプログラムや、制御部１７０がプログラムを実行する上で必要なデータを記憶するメモリである。
【００３１】
ＲＡＭ１８３は、制御部１７０が各種の処理を行う上で必要なプログラムやデータを一時的に記憶するメモリであり、制御部１７０の実行プログラムのワークエリア等に利用される。
【００３２】
モータドライバ１９０は、制御部１７０の制御に基づいて、アクチュエータ１９１および１９２を駆動させるモータドライバである。
【００３３】
アクチュエータ１９１は、モータドライバ１９０の制御に基づいて駆動することによって、ズームレンズ１１１を光軸方向に移動させて焦点距離を決定するモータである。
【００３４】
アクチュエータ１９２は、モータドライバ１９０の制御に基づいて駆動することによって、フォーカスレンズ１１２を光軸方向に移動させて焦点位置を調整するモータである。
【００３５】
操作受付部２００は、ユーザによって操作された操作内容を受け付ける操作受付部であり、受け付けられた操作内容に応じた信号を制御部１７０に供給する。
【００３６】
液晶パネル２１０は、デジタル信号処理部１５０から供給された画像データに対応する画像を表示する液晶パネルである。例えば、撮像素子１２０によって撮像された画像である撮像画像（いわゆる、スルー画）が液晶パネル２１０に表示される。また、液晶パネル２１０には各種メニュー画面が表示される。
【００３７】
ビューファインダ２２０は、被写体を撮像する場合において、その撮像範囲を撮影者が確認するファインダであり、デジタル信号処理部１５０から供給された画像データに対応する画像（例えば、スルー画）を表示する。
【００３８】
図２は、本発明の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、撮像部３０１と、顔検出部３０２と、顔特徴量抽出部３０３と、優先顔決定部３０４と、被写体距離算出部３０５と、基準値保持部３０６と、顔ＡＦ範囲算出部３０７と、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８と、検波枠設定部３０９と、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０と、オートフォーカス制御部３１１と、モータドライバ１９０とを備える。なお、モータドライバ１９０は、図１に示すものと同じものであるため、同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。
【００３９】
撮像部３０１は、被写体からの入射光を撮像画像に変換するものであり、変換された撮像画像を顔検出部３０２、顔特徴量抽出部３０３、検波枠設定部３０９、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０およびオートフォーカス制御部３１１に出力する。なお、撮像部３０１は、図１に示すレンズ部１１０、撮像素子１２０、アナログ信号処理部１３０、Ａ／Ｄ変換部１４０およびデジタル信号処理部１５０に対応する。
【００４０】
顔検出部３０２は、撮像部３０１から出力された撮像画像に含まれる人物の顔を検出するものであり、検出された顔に関する情報を顔特徴量抽出部３０３に出力する。顔検出方法として、例えば、既に開示されている顔の認識技術や顔の追尾技術等の技術を適用することができる。例えば、顔の輝度分布情報が記録されているテンプレートと、実画像とのマッチングによって実現することができる（例えば、特開２００４−１３３６３７参照。）。最初に、顔を傾けた時に得られる顔の輝度分布情報テンプレート群を用意しておく。このテンプレートは、顔３次元直交座標系のＸＹＺ軸の各々に対して傾いたものであり、このテンプレートとのマッチングによって実際の顔の傾きが判定される。そして、実画像に縮小処理をかけた縮小画像を複数種類用意する。続いて、輝度分布情報テンプレート群と、複数種類用意された縮小画像とを順次マッチングさせていく。そして、縮小画像に対して２次元平面上をずらしながら順次マッチングさせた場合に、ある領域がテンプレートにマッチすれば、その領域が顔の存在する位置ということになる。なお、顔の大きさは実画像の縮小率から求めることができる。また、マッチした時に用いたテンプレートから直交３軸周りの顔の回転角（すなわち、ヨー、ピッチ、ロール角）を求めることができる。
【００４１】
また、顔に関する情報は、例えば、検出された顔を含む顔画像の撮像画像における位置、この顔画像の撮像画像における大きさ（顔画像の幅、顔画像の面積等）、検出された顔の数、検出された顔の移動量等である。
【００４２】
顔特徴量抽出部３０３は、撮像部３０１から出力された撮像画像において、顔検出部３０２により検出された顔についての特徴量を抽出するものであり、抽出された特徴量である顔特徴量および顔に関する情報を優先顔決定部３０４に出力する。なお、顔特徴量抽出部３０３は、顔検出部３０２により複数の顔が検出された場合には、これらの各顔について特徴量を抽出する。
【００４３】
優先顔決定部３０４は、顔特徴量抽出部３０３から出力された顔特徴量および顔に関する情報に基づいて、顔検出部３０２により検出された顔の中から主要な被写体となる顔を優先顔として決定するものである。そして、決定された優先顔に対応する顔画像の位置および大きさを被写体距離算出部３０５および検波枠設定部３０９に出力する。この優先顔は、例えば、検出された顔を含む顔領域の面積の大小、顔領域の座標、検出された顔の顔らしさの値、検出された顔の正面向きの度合い、検出された顔の傾きの少なさの度合い等に基づいて決定される。なお、優先顔決定部３０４は、顔検出部３０２により複数の顔が検出された場合には、顔検出部３０２により検出された複数の顔の中から主要な被写体となる顔を優先顔として決定する。また、優先顔決定部３０４は、顔検出部３０２により１つの顔のみが検出された場合には、この１つの顔を優先顔として決定する。また、優先顔決定部３０４は、顔検出部３０２により顔が検出されなかった場合には、優先顔がない旨を被写体距離算出部３０５および検波枠設定部３０９に出力する。
【００４４】
被写体距離算出部３０５は、優先顔決定部３０４により決定された優先顔と、撮像装置１００との距離である被写体距離（優先顔までの距離）を算出するものであり、算出された被写体距離の値を顔ＡＦ範囲算出部３０７に出力する。具体的には、被写体距離算出部３０５は、基準値保持部３０６に保持されている２つの基準値である基準値１および基準値２と、優先顔決定部３０４から出力された優先顔に対応する顔画像の幅と、オートフォーカス制御部３１１から出力された現在の焦点位置とに基づいて２つの被写体距離を算出する。すなわち、基準値１を用いた被写体距離と、基準値２を用いた被写体距離とが算出される。なお、被写体距離の算出については、図５乃至図７を参照して詳細に説明する。
【００４５】
基準値保持部３０６は、被写体距離の算出に用いられる基準値１および基準値２を保持するものであり、保持されている基準値１および基準値２を被写体距離算出部３０５に供給する。ここで、例えば、基準値１は、一般的な人間の顔に関する大きめの顔の幅の値であり、基準値２は、一般的な人間の顔に関する小さめの顔の幅の値である。例えば、基準値１については、一般的な大人の大きめの顔の大きさとし、基準値２については、一般的な幼児の顔の大きさとすることができる。
【００４６】
顔ＡＦ範囲算出部３０７は、被写体距離算出部３０５により算出された２つの被写体距離に基づいて、検出された顔に対する合焦位置を検出するためにフォーカスレンズ１１２を移動させる範囲である顔ＡＦ範囲を算出するものであり、算出された顔ＡＦ範囲を顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８およびオートフォーカス制御部３１１に出力する。なお、オートフォーカス範囲の設定については、図８および図９を参照して詳細に説明する。
【００４７】
顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８は、顔ＡＦ範囲算出部３０７から出力された顔ＡＦ範囲を含む所定の範囲であって、顔ＡＦ範囲を用いてオートフォーカス制御を行うか否かを判定するための範囲である顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲を算出するものであり、算出された顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲をオートフォーカス制御部３１１に出力する。この顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲は、例えば、顔ＡＦ範囲算出部３０７から出力された顔ＡＦ範囲の前後に３乃至９深度の範囲が追加された範囲である。
【００４８】
また、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８は、顔ＡＦ範囲算出部３０７から出力された顔ＡＦ範囲を含む所定の範囲であって、一旦解除された顔ＡＦ範囲を再度用いてオートフォーカス制御を行うか否かを判定するための範囲である顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲を算出し、算出された顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲をオートフォーカス制御部３１１に出力する。この顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲は、例えば、顔ＡＦ範囲算出部３０７から出力された顔ＡＦ範囲の前後に０．５乃至１．５深度の範囲が追加された範囲である。なお、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲および顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲の算出については、図９乃至図１１を参照して詳細に説明する。
【００４９】
検波枠設定部３０９は、撮像部３０１から出力された撮像画像について、優先顔決定部３０４により決定された優先顔の位置に検波枠（ＡＦ検波枠）を設定するものであり、設定された検波枠の位置をＡＦ範囲使用解除判定部３１０およびオートフォーカス制御部３１１に出力する。また、検波枠設定部３０９は、設定された検波枠について追従処理を行う。なお、検波枠設定部３０９は、撮像画像から顔が検出されない場合には、撮像画像の中央の位置に検波枠を設定する。検波枠の設定については、図３および図４を参照して詳細に説明する。
【００５０】
ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、撮像部３０１から出力された撮像画像について、検波枠設定部３０９により優先顔の位置に設定された検波枠における高周波成分を抽出し、この抽出された高周波成分に基づいて、一旦設定された顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を解除する解除条件を満たすか否かを判定するものである。そして、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、解除条件を満たすと判定した場合には、その旨をオートフォーカス制御部３１１に出力する。
【００５１】
ここで、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０による判定に用いられる高周波成分について説明する。例えば、民生用の動画ＡＦでは、撮像素子から得られる撮像データのコントラスト情報に基づいてフォーカスを合わせるパッシブ型のコントラスト抽出ＡＦという方式が一般的に用いられている。このコントラスト抽出ＡＦは、撮像データの高周波成分を抽出するデジタルフィルタ（バンドパスフィルタ）の出力に基づいて、コントラストを最大化する方向にフォーカスレンズの動作方向を算出することによって合焦位置を検出するものである。このデジタルフィルタは、撮像画像における特定領域に設けられている検波枠内に含まれる撮像データに基づいて、撮像画像の先鋭度と合致した所定帯域の複数の高周波成分を抽出するフィルタである。
【００５２】
この複数の高周波成分として、例えば、高周波成分のうちの高周波側の成分である第１の高周波成分Ｆｈと、高周波成分のうちの低周波側の成分である第２の高周波成分Ｆａとが抽出される。なお、第１の高周波成分Ｆｈは、ボケ状態からフォーカスが合うまでの間におけるＡＦ状態やボケ状態でも抽出可能な高周波成分であり、第２の高周波成分Ｆａは、フォーカスが合った状態に近い状態でのみ値が得られる高周波成分である。
【００５３】
このように抽出された第１の高周波成分Ｆｈおよび第２の高周波成分Ｆａを用いて、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、上記解除条件を満たすか否かを判定する。具体的には、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、検波枠設定部３０９により優先顔の位置に設定された検波枠（顔枠）から取得された第１の高周波成分Ｆｈの短時間平均であるＦｈの平均値Ｆｈａと、顔枠の広帯域の高周波情報の積算値である顔枠のコアリング値に定数Ｋ１をかけた値Ｃ１とを比較して、平均値Ｆｈａが値Ｃ１よりも大きければ、Ｆｈ存在フラグを「１」とする。一方、平均値Ｆｈａが値Ｃ１以下であれば、Ｆｈ存在フラグを「０」とする。ここで、Ｆｈ存在フラグが「１」の場合には、顔枠の領域に高周波成分が十分あると判断することができる。
【００５４】
同様に、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、顔枠から取得された第２の高周波成分Ｆａの短時間平均であるＦａの平均値Ｆａａと、顔枠の広帯域の高周波情報の積算値である顔枠のコアリング値に定数Ｋ２をかけた値Ｃ２とを比較して、平均値Ｆａａが値Ｃ２よりも大きければ、Ｆａ存在フラグを「１」とする。一方、平均値Ｆａａが値Ｃ２以下であれば、Ｆａ存在フラグを「０」とする。Ｆａ存在フラグが「１」の場合には、顔枠の領域に高周波成分が十分あると判断することができる。これらの判定では、所定のエッジが含まれる被写体が顔枠に含まれているとともに、その顔枠内に含まれる領域に被写体として認識できる範囲のコントラストが存在することを判定することができる。
【００５５】
このように第１の高周波成分Ｆｈおよび第２の高周波成分Ｆａを用いた判定の結果、Ｆｈ存在フラグおよびＦａ存在フラグが「１」の場合には、顔枠に含まれる被写体が高周波を一定量以上持ちながら存在していると判断することができる。この場合には、顔ＡＦ範囲を用いた適切なオートフォーカス制御が可能であると判定することができるため、一旦設定された顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を解除する解除条件を満たさないと判定される。また、この場合には、ウォブリング動作自体が可能であると判定することができる。一方、Ｆｈ存在フラグまたはＦａ存在フラグのうちの少なくとも１つが「０」の場合には、顔枠に含まれる被写体が高周波を一定量以上持ちながら存在していると判断することができない。この場合には、顔ＡＦ範囲を用いた適切なオートフォーカス制御ができないと判定することができるため、一旦設定された顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を解除する解除条件を満たすと判定される。
【００５６】
オートフォーカス制御部３１１は、モータドライバ１９０を制御することによってフォーカスレンズ１１２を移動させ、所定の被写体に対する合焦位置を検出するオートフォーカス制御を行うものである。具体的には、オートフォーカス制御部３１１は、フォーカスレンズ１１２の現在位置が、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８から出力された顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲に含まれているか否かを判断し、この判断結果に基づいてオートフォーカス制御を行う。すなわち、オートフォーカス制御部３１１は、フォーカスレンズ１１２の現在位置が顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲に含まれている場合には、撮像部３０１から出力された撮像画像について、検波枠設定部３０９により優先顔の位置に設定された検波枠に基づいて、顔ＡＦ範囲算出部３０７により算出された顔ＡＦ範囲内にフォーカスレンズ１１２を移動させてオートフォーカス制御を行う。一方、オートフォーカス制御部３１１は、フォーカスレンズ１１２の現在位置が顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲に含まれていない場合には、撮像部３０１から出力された撮像画像について、検波枠設定部３０９により優先顔の位置に設定された検波枠に基づいて、コントラスト抽出ＡＦによる通常のオートフォーカス制御を行う。
【００５７】
また、オートフォーカス制御部３１１は、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を行っている場合において、解除条件を満たす判定をした旨がＡＦ範囲使用解除判定部３１０から出力された場合には、顔ＡＦ範囲の設定を解除して、コントラスト抽出ＡＦによる通常のオートフォーカス制御を行う。
【００５８】
さらに、オートフォーカス制御部３１１は、顔ＡＦ範囲の設定が解除された後に、解除条件を満たさない判定をした旨がＡＦ範囲使用解除判定部３１０から出力されている状態で、フォーカスレンズ１１２の現在位置が、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８から出力された顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲に含まれている場合には、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を行う。また、オートフォーカス制御部３１１は、現在の焦点距離を被写体距離算出部３０５に出力する。
【００５９】
ここで、撮像部３０１から出力された撮像データを用いてオートフォーカス制御を行うオートフォーカス制御方法について説明する。
【００６０】
上述したように、撮像データを用いたオートフォーカス制御としてコントラスト抽出ＡＦが広く知られている。このコントラスト抽出ＡＦでは、コントラスト信号の信号レベルが高い場合にはフォーカスが合っている（合焦度合が高い）と判定し、コントラスト信号の信号レベルが低い場合にはフォーカスがずれている（合焦度合が低い）と判定する。
【００６１】
ここで、コントラスト信号は、例えば、撮像された被写体の画像の画像信号について、画面内の特定領域内に存在する高周波成分が積分されたデータ（ＡＦ評価値）である。そして、コントラスト信号の値が大きいほど、被写体のコントラストは高く、コントラスト信号の値が小さいほど、コントラストは低いと判断される。すなわち、最も高いコントラストが得られる位置にフォーカスレンズを配置することによってＡＦエリア内の被写体に合焦させることができる。これにより、オートフォーカス制御を実現することができる。
【００６２】
このオートフォーカス制御方法としては、ＡＦ評価値が頂点をキープするようにフォーカスレンズの位置を制御する山登りモード（例えば、ボケの程度が大きい状態から高周波検波値の最大ポイントである山の頂点を検出するまでの間、フォーカスレンズを移動させる）と、コントラスト量の指標である検波値焦点付近において、検波値のハンチングにより高精度に検波値の山を目指して前後運動を繰り返すハンチングモードとが広く採用されている。
【００６３】
また、ハンチング時およびフォーカス頂点近傍時には、フォーカスレンズを前後に振ることによって焦点位置の検出方向へ向かうウォブリングモードを適用することができる。このウォブリングモードでは、ピークが一定の範囲内にあり続けた場合には、停止状態に入り、検波値の変動があるまでＡＦが待機状態に入る。これらのオートフォーカス制御方法の何れについても、本発明の実施の形態に用いることができる。ここで、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を行う場合には、山登りモードよりも低速動作に向いているウォブリングモードで行うことが好ましい。
【００６４】
また、合焦位置を検出する場合における合焦位置検出判定条件として、例えば、「第１の高周波成分Ｆｈ／第２の高周波成分Ｆａ」が十分大きく、検波値が照度によって異なるノイズ量に対して十分大きなコントラスト値を備えること（すなわち、Ｆｈが十分大きいこと）を条件とすることができる。
【００６５】
ここで、オートフォーカス制御部３１１は、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を行う場合には、解除条件が満たされるまでの間、速度制限を保った状態で緩やかに顔ＡＦ範囲内においてフォーカスレンズ１１２を移動させる。また、フォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲の一端に達した場合には、フォーカスレンズ１１２の移動方向を反転させる。この場合に、フォーカスレンズ１１２が、顔ＡＦ範囲の一端にはりついた状態がある程度続いた場合には、合焦位置が顔ＡＦ範囲の範囲外に存在する可能性があるため、顔ＡＦ範囲を解除するようにしてもよい。
【００６６】
図３は、本発明の実施の形態における検波枠設定部３０９による検波枠の設定例を示す図である。同図に示す撮像画像３５０および３５５は、撮像部３０１から出力される撮像画像である。
【００６７】
図３（ａ）に示すように、撮像画像３５０には、略画面全体に対する領域の高周波成分を取得するための検波枠である全体枠３５１が設定されるとともに、画面全体に対して小さい領域の高周波成分を取得するための検波枠である顔枠３５２が設定される。この顔枠３５２は、顔検出部３０２により顔３６１が検出された場合に、検出された顔に設定される検波枠である。なお、複数の顔が検出された場合には、優先顔決定部３０４により決定された優先顔について顔枠が設定される。
【００６８】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す顔３６１が撮像画像上を左側に移動した場合を示す図である。図３（ｂ）に示すように、設定された顔枠３５２の対象である顔３６１が移動した場合には、移動する顔３６１に顔枠３５２を追従させ、高周波成分の抽出が継続して行われる。なお、本発明の実施の形態では、顔枠の大きさを固定として顔の位置に追従させる。このように、顔枠の大きさを固定とすることにより、顔枠の大きさが変動しないため、安定的な検波値を抽出することができる。すなわち、正規化処理の時間を短縮することができるとともに、検波値の変化量を比較的少なくすることができ、顔の移動や手ブレに対して強くすることができる。
【００６９】
図４は、顔枠の大きさを固定とした場合における検波枠の追従例を示す図である。図４（ａ）には、図３に示す顔３６１が撮像画像上を左側に移動することにより顔３６１の一部が全体枠３７１の外に移動した場合を示し、図４（ｂ）には、図３に示す顔３６１が撮像画像上を右側に移動することにより顔３６１の一部が全体枠３８１の外に移動した場合を示し、図４（ｃ）には、図３に示す顔３６１が撮像画像上を下側に移動することにより顔３６１の一部が全体枠３９１の外に移動した場合を示す。
【００７０】
同図に示すように、撮像画像３７０乃至３９０に含まれる人物の顔３６１の一部が全体枠３７１、３８１、３９１の外に移動した場合には、顔枠３７２、３８２、３９２を全体枠３７１、３８１、３９１内に接するように追従させる。このように、追従させることにより、全体枠と顔枠との割合が変更しないため、予想しない検波値が取得されることを防止して、安定的な検波値を抽出することができる。
【００７１】
次に、撮像装置１００と、優先顔決定部３０４により決定された優先顔との距離を算出する距離算出方法について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、一般的な人間の顔の大きさ（基準値１および基準値２）を用いて、撮像装置１００と顔との距離を推定する距離算出方法について説明する。
【００７２】
図５は、被写体に対する撮像範囲４００および液晶パネル２１０（または、ビューファインダ２２０）に表示される撮像画像を概略的に示す図である。図５（ａ）は、複数の建物を背景にした人４１０が撮像されている場合における撮像範囲４００を概略的に示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す撮像範囲４００に対応する撮像画像についての液晶パネル２１０の表示例を示す図である。
【００７３】
例えば、図５（ａ）に示すように、複数の建物を背景にして立っている人４１０を被写体として撮像する場合において、撮像装置１００の位置やズームレンズの位置等に応じて撮像される範囲である撮像範囲４００が決定される。また、図５（ｂ）に示すように、撮像範囲４００に含まれる被写体からの入射光が撮像部３０１により撮像画像に変換され、この撮像画像が液晶パネル２１０に表示される。
【００７４】
ここで、図５（ａ）に示す撮像範囲４００において、撮像装置１００における左右方向の幅を、撮像範囲の幅（Ｗａ）４０１とし、撮像範囲４００に含まれる人４１０の顔４１１の左右方向の幅を、顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２とする。なお、顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２は、人４１０の実際の顔の幅ではなく、一般的な人間の顔の大きさであるものとする。また、図５（ｂ）に示す撮像画像における左右方向の幅を、画像の幅（Ｗｗ）２１１とし、撮像画像に含まれる人４１０の顔４１１の左右方向の幅を、顔画像の幅（Ｗｆ）２１２とする。この場合において、撮像範囲の幅（Ｗａ）４０１と顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２との比率は、一般的に、画像の幅（Ｗｗ）２１１と顔画像の幅（Ｗｆ）２１２との比率と同じである。
【００７５】
図６は、図５（ａ）に示す人４１０と、人４１０を撮像する撮像装置１００が備える撮像素子１２０および液晶パネル２１０との位置関係を概略的に示す上面図である。同図に示すように、撮像装置１００から顔４１１までの距離を、被写体距離（Ｄｆ）４３０とし、撮像装置１００における焦点距離を、焦点距離（ｆ）４４０とし、撮像素子１２０の幅を撮像素子の幅（Ｗｉ）４２０とする。なお、撮像範囲の幅（Ｗａ）４０１と、顔の幅（Ｗｒｅｆ）４０２とは、図５（ａ）に示すものと同一である。
【００７６】
同図に示すように、撮像範囲４００に含まれる被写体からの入射光が、撮像素子１２０に入射されると、撮像範囲４００に含まれる被写体に対応する撮像画像が生成されて、この生成された撮像画像が液晶パネル２１０に表示される。この場合に、人４１０の顔４１１からの入射光が撮像素子１２０に入射された場合における撮像素子１２０上の顔の幅は、撮像素子上の顔幅（Ｗｂ）４２１である。
【００７７】
ここで、平行線と比例の関係から、次の二式が成立する。
Ｄｆ／Ｗｒｅｆ＝ｆ／Ｗｂ……（式１）
Ｗｆ／Ｗｗ＝Ｗｂ／Ｗｉ……（式２）
【００７８】
ここで、式１を変形して、Ｄｆ＝ｆ×Ｗｒｅｆ／Ｗｂとし、式２を変形して、Ｗｂ＝Ｗｆ×Ｗｉ／Ｗｗとする。そして、式２を変形したＷｂ＝Ｗｆ×Ｗｉ／Ｗｗを、式１に代入することにより、次の式３が求められる。この式３は、レンズの基本的な物理法則に基づいて求められる式である。
Ｄｆ＝Ｗｒｅｆ×（ｆ／Ｗｉ）×（Ｗｗ／Ｗｆ）……（式３）
【００７９】
ここで、Ｗｉ（撮像素子の幅）およびＷｗ（画像の幅）は定数であり、Ｗｒｅｆには一般的な人間の顔の大きさを用いる。この場合には、Ｗｆ（顔画像の幅）を検出することにより、式３を用いて、Ｄｆ（顔までの推定距離）を求めることができる。
【００８０】
例えば、図５（ａ）に示すように、撮像範囲４００に一人の顔４１１が含まれている場合には、撮像範囲４００に対応する撮像画像から顔４１１が顔検出部３０２により検出され、優先顔決定部３０４により優先顔として決定される。このように、優先顔決定部３０４により優先顔が決定された場合には、被写体距離算出部３０５が、上記の式３に基づいて、優先顔について検出された顔画像の幅を用いて被写体距離（Ｄｆ）４３０を計算する。なお、本発明の実施の形態では、一般的な人間の顔の大きさとして２つの基準値を用いて２つの被写体距離を算出し、この２つの被写体距離に基づいて顔ＡＦ範囲を算出する。そこで、基準値１および２を用いて２つの被写体距離を算出する例について図７を参照して詳細に説明する。
【００８１】
図７は、上述した式３に基づいて、基準値保持部３０６に保持されている基準値１および２を用いた２つの被写体距離を算出する場合における位置関係を概略的に示す上面図である。なお、図７に示す焦点距離（ｆ）４４０よりも下の部分は、図６に示すものと同じであるため、同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。
【００８２】
図７では、顔４１１の大きさが基準値１の大きさであると仮定した場合において想定される撮像範囲の幅（Ｗａ１）４５１および顔の幅（Ｗｒｅｆ１）４５２を上側に示し、顔４１１の大きさが基準値２の大きさであると仮定した場合において想定される撮像範囲の幅（Ｗａ２）４６１および顔の幅（Ｗｒｅｆ２）４６２を下側に示す。そして、上述した式３に基づいて基準値１を用いて算出された被写体距離を、被写体距離（Ｄｆ１）４５３とし、上述した式３に基づいて基準値２を用いて算出された被写体距離を、被写体距離（Ｄｆ２）４６３とする。
【００８３】
このように、液晶パネル２１０に表示される撮像画像における顔の大きさが同一であっても、実際の顔の大きさが異なる場合には被写体距離も異なる。そこで、一般的な人間の顔の大きさの中の大小の顔の大きさに対応する基準値１および２を用いて２つの被写体距離を算出することにより、さらに適切な顔ＡＦ範囲を算出することができる。
【００８４】
次に、式３を用いて求められた被写体距離Ｄｆ１およびＤｆ２を用いて、優先顔に対して合焦するフォーカスレンズの位置を推定するフォーカスレンズ位置推定方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００８５】
図８は、被写体に対する合焦時における撮像装置１００と被写体との距離（合焦距離）と、フォーカスレンズ１１２の位置との関係を表す特性曲線の一例を示す図である。なお、この特性曲線は、ズームレンズ１１１の位置に対応して決定される曲線であり、誤差が考慮されたものである。同図に示す特性曲線のグラフにおいて、縦軸は合焦距離を示し、横軸はフォーカスレンズ１１２の位置を示す。この横軸において、左側をファー（far）側とし、右側をニアー（near）側とする。なお、この特性曲線は、撮像装置に用いられる各レンズに応じて異なる。本発明の実施の形態では、顔ＡＦ範囲算出部３０７が、同図に示す特性曲線を保持しているものとする。同図に示すように、撮像装置と被写体との被写体距離が求められている場合には、その被写体に対して合焦させるためのフォーカスレンズ１１２の位置を求めることができる。
【００８６】
例えば、式３を用いて求められた被写体距離（Ｄｆ１）４５３に対応するフォーカスレンズ１１２の位置を推定位置Ｆ１とし、被写体距離（Ｄｆ２）４６３に対応するフォーカスレンズ１１２の位置を推定位置Ｆ２として求めることができる。このように、撮像装置と被写体との被写体距離が既知であれば、撮像画像から検出された顔に対して合焦させるためにフォーカスレンズ１１２を移動させるべき位置を求めることができる。本発明の実施の形態では、顔ＡＦ範囲算出部３０７が、この推定位置Ｆ１およびＦ２を算出する。
【００８７】
次に、顔が検出された場合において、フォーカスレンズ１１２を移動させる範囲である顔ＡＦ範囲を算出する顔ＡＦ範囲算出方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００８８】
図９（ａ）は、被写体距離算出部３０５によって算出された距離Ｄｆ１およびＤｆ２に基づいて設定される顔ＡＦ範囲の一例を示す図である。同図に示す横軸は、フォーカスレンズ１１２が移動可能な動作範囲であるフォーカスレンズ可動範囲５００を示す軸である。このフォーカスレンズ可動範囲５００は、至近側リミット５０１から無限側リミット５０２までの範囲である。例えば、撮像画像から顔が検出されていない状態では、フォーカスレンズ可動範囲５００（至近側リミット５０１から無限側リミット５０２までの全範囲）においてオートフォーカス制御が実行される。すなわち、至近側リミット６１０から無限側リミット６２０までの全範囲についてフォーカスレンズ１１２を移動させて合焦位置の検出が行われる。
【００８９】
これに対して、撮像画像から顔が検出されている場合には、検出された顔の中の優先顔についての顔画像の幅に基づいて被写体距離Ｄｆ１およびＤｆ２が被写体距離算出部３０５によって計算され、被写体距離Ｄｆ１に基づいて推定される合焦位置である推定位置（Ｆ１）５１１と、被写体距離Ｄｆ２に基づいて推定される合焦位置である推定位置（Ｆ２）５１２とが算出される。そして、算出された推定位置（Ｆ１）５１１および推定位置（Ｆ２）５１２に基づいて顔ＡＦ範囲５１０が算出される。すなわち、顔ＡＦ範囲５１０は、推定位置（Ｆ１）５１１から推定位置（Ｆ２）５１２までの範囲である。この顔ＡＦ範囲５１０は、顔検出部３０２により検出された顔に対するオートフォーカス制御を行う場合に、フォーカスレンズ１１２を移動させる範囲である。
【００９０】
このように、顔が検出された場合には、その顔に対するオートフォーカス制御を行う場合におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲を、通常の移動範囲よりも狭めることができるため、合焦位置の検出を迅速に行うことができる。
【００９１】
次に、顔が検出された場合において、算出された顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を行うか否かを判定するための使用可否判定範囲を算出する使用可否判定範囲算出方法について図面を参照して詳細に説明する。
【００９２】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す顔ＡＦ範囲５１０に基づいて算出される顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲の一例を示す図である。図９（ｂ）に示す横軸は、図９（ａ）に示す横軸と同様である。
【００９３】
図９（ｂ）に示すように、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０は、図９（ａ）に示す顔ＡＦ範囲５１０の前後に付加範囲５２１および５２２が付加された範囲である。顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０は、顔検出部３０２により検出された顔に対するオートフォーカス制御を行う場合に、顔ＡＦ範囲５１０内においてフォーカスレンズ１１２を移動させることにより合焦位置の検出を行うか否かを判定するための範囲である。具体的には、顔が検出された際におけるフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在する場合には、顔ＡＦ範囲５１０内においてフォーカスレンズ１１２を移動させることにより合焦位置の検出を行う。一方、顔が検出された際におけるフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在しない場合には、フォーカスレンズ可動範囲５００の全ての範囲においてフォーカスレンズ１１２を移動させることにより合焦位置の検出を行う。
【００９４】
このように、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲５１０の近くに存在しない場合には、顔ＡＦ範囲５１０を用いたオートフォーカス制御を行わないようにする。これにより、顔の誤検出が発生した場合でも、フォーカスレンズ１１２がふらついたり、長い距離を移動することを防止することができるため、オートフォーカス制御を安定的に行うことができる。
【００９５】
ここで、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０において顔ＡＦ範囲５１０の前後に付加される付加範囲について説明する。この付加範囲として、例えば、片側焦点深度で３乃至９程度の値を用いることができる。好ましくは、例えば、４深度程度である。また、ワイド端側（望遠側）とテレ端側（広角側）とでは、１焦点深度あたりのフォーカスのストローク（稼動距離）が異なり、動作に違いがあるため、図１０に示すように、ズームレンズ１１１の位置に応じて付加範囲を変更するようにしてもよい。
【００９６】
図１０は、ズームレンズ１１１の位置に応じて付加範囲を変更する場合における付加範囲の設定例を示す図である。図１０（ａ）は、ズームレンズ１１１の位置と、設定される付加範囲との関係を示す図であり、図１０（ｂ）は、ズームレンズ１１１のズームレンズ可動範囲５５０を模式的に示す図である。
【００９７】
図１０（ａ）に示すグラフにおいて、縦軸は付加範囲の値を示し、横軸はズームレンズ１１１の位置を示す。この横軸において、左側をワイド端側とし、右側をテレ端側とする。本発明の実施の形態では、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８が、図１０（ａ）に示すグラフを保持しているものとする。
【００９８】
図１０（ａ）に示すように、例えば、ズームレンズ１１１の位置がワイド端側に存在する場合には、付加範囲の値として大きい値を設定し、ズームレンズ１１１の位置がテレ端側に存在する場合には、付加範囲の値として小さい値を設定する。この場合に、例えば、３乃至５深度の値を付加範囲の値として設定することができる。ここで、ズームレンズ１１１がテレ端側に進むに従って、被写体の前後のボケが大きくなる。このため、ボケが大きくなった顔から被写体距離が推定された場合を考慮して、テレ端側では付加範囲の値を下げるようにする。これにより、ズームレンズ１１１がテレ端側に存在する場合にも、ポスターの顔が検出された場合や顔が誤検出された場合に適切に対応することができる。
【００９９】
次に、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御が解除された後に、使用が解除された顔ＡＦ範囲を再度使用するか否かを判定するための再使用可否判定範囲を算出する再使用可否判定範囲算出方法について図面を参照して詳細に説明する。
【０１００】
図１１（ｂ）は、図９（ａ）に示す顔ＡＦ範囲５１０に基づいて算出される顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲の一例を示す図である。図１１（ｂ）に示す横軸は、図９（ａ）に示す横軸と同様である。また、図１１（ａ）は、図９（ａ）と同様である。
【０１０１】
図１１（ｂ）に示すように、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０は、図１１（ａ）に示す顔ＡＦ範囲５１０の前後に付加範囲５３１および５３２が付加された範囲である。顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０は、顔検出部３０２により検出された顔に対するオートフォーカス制御を行う場合において、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御が行われている間に、この顔ＡＦ範囲の使用が解除されている状態で、使用が解除された顔ＡＦ範囲を再度使用するか否かを判定するための範囲である。具体的には、顔ＡＦ範囲５１０の使用が解除されている状態で、解除条件を満たさなくなるとともに、フォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在することが判定された場合には、顔ＡＦ範囲５１０を用いて合焦位置の検出を行う。一方、顔ＡＦ範囲５１０の使用が解除されている状態において、解除条件を満たす場合、または、フォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在しない場合には、フォーカスレンズ可動範囲５００の全範囲を用いて合焦位置の検出を行う。
【０１０２】
ここで、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０において顔ＡＦ範囲５１０の前後に付加される付加範囲について説明する。この付加範囲として、例えば、片側焦点深度で０．５乃至１．５深度の値を用いることができる。好ましくは、例えば、１深度程度である。ここで、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０に付加される付加範囲は、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０に付加される付加範囲よりも小さい値とすることができる。すなわち、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０は、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０よりも小さい範囲である。
【０１０３】
このように、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０に付加される付加範囲を、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０に付加される付加範囲よりも小さい値とすることにより、顔ＡＦ範囲を再使用する場合におけるフォーカスレンズの移動を速やかに行うことができる。また、顔ＡＦ範囲が解除されている状態で、破綻のない場合にのみフォーカスレンズ１１２の移動範囲を制限することができるため、オートフォーカス制御を安定的に行うことができる。
【０１０４】
次に、本発明の実施の形態における撮像装置１００の動作について図面を参照して説明する。
【０１０５】
図１２は、本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、一定の周期で行われる。この例では、図９および図１１に示す顔ＡＦ範囲５１０、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０および顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０を使用する例について説明する。
【０１０６】
最初に、撮像部３０１から出力された撮像画像において、顔検出部３０２により顔が検出されているか否かが判断される（ステップＳ９０１）。
【０１０７】
顔が検出されていない場合には（ステップＳ９０１）、検波枠設定部３０９が、撮像画像における中央付近に検波枠（中央枠）を設定し（ステップＳ９０２）、ステップＳ９０９に進む。一方、顔が検出されている場合には（ステップＳ９０１）、検波枠設定部３０９が、撮像画像における顔の位置に検波枠（顔枠）を設定する（ステップＳ９０３）。なお、顔検出部３０２により複数の顔が検出されている場合には、優先顔決定部３０４により決定された優先顔の位置に検波枠が設定される。また、設定された顔枠については、検出された顔の移動に従って追従をさせる。
【０１０８】
続いて、被写体距離算出部３０５は、検出された顔画像の大きさと、基準値保持部３０６に保持されている基準値１および２に基づいて、２つの被写体距離を算出する（ステップＳ９０４）。続いて、顔ＡＦ範囲算出部３０７は、算出された２つの被写体距離に基づいて顔ＡＦ範囲５１０を算出する（ステップＳ９０５）。
【０１０９】
続いて、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８は、顔ＡＦ範囲算出部３０７により算出された顔ＡＦ範囲５１０を含む顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０および顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０を算出する（ステップＳ９０６）。続いて、オートフォーカス制御部３１１は、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在するか否かを判断する（ステップＳ９０７）。
【０１１０】
現在のフォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在する場合には（ステップＳ９０７）、オートフォーカス制御部３１１は、オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、顔ＡＦ範囲算出部３０７により算出された顔ＡＦ範囲５１０を設定する（ステップＳ９０８）。続いて、オートフォーカス制御部３１１は、設定された顔ＡＦ範囲５１０におけるオートフォーカス制御処理を行う（ステップＳ９２０）。なお、このオートフォーカス制御処理に関しては、図１３を参照して詳細に説明する。
【０１１１】
現在のフォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在しない場合には（ステップＳ９０７）、オートフォーカス制御部３１１は、オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、フォーカスレンズ可動範囲５００を設定する（ステップＳ９０９）。続いて、オートフォーカス制御部３１１は、設定されたフォーカスレンズ可動範囲５００内においてオートフォーカス制御を行う（ステップＳ９１０）。なお、ステップＳ９１０におけるオートフォーカス制御は、通常のオートフォーカス制御である。
【０１１２】
図１３は、本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順のうちの顔ＡＦ範囲におけるオートフォーカス制御処理手順（図１２に示すステップＳ９２０の処理手順）を示すフローチャートである。
【０１１３】
最初に、オートフォーカス制御部３１１は、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在するものの、顔ＡＦ範囲５１０内に存在しない場合には、フォーカスレンズ１１２を顔ＡＦ範囲５１０内に移動させる（ステップＳ９２１）。続いて、オートフォーカス制御部３１１は、顔ＡＦ範囲５１０内においてフォーカスレンズ１１２を移動させることによりオートフォーカス制御動作を開始する（ステップＳ９２２）。続いて、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、設定されている顔ＡＦ範囲５１０を用いたオートフォーカス制御動作を解除するか否かを判定する顔ＡＦ範囲使用解除判定処理を実行する（ステップＳ９４０）。この顔ＡＦ範囲使用解除判定処理については、図１４を参照して詳細に説明する。
【０１１４】
続いて、顔ＡＦ範囲使用解除判定処理により判定された結果、解除条件を満たすと判定された場合には（ステップＳ９２３）、オートフォーカス制御部３１１は、設定されている顔ＡＦ範囲５１０を解除し、オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、フォーカスレンズ可動範囲５００を設定する（ステップＳ９２４）。これにより、オートフォーカス制御部３１１は、通常のオートフォーカス制御を行う。なお、顔ＡＦ範囲５１０が解除されてフォーカスレンズ可動範囲５００が既に設定されている場合には、フォーカスレンズ可動範囲５００の設定を維持する。一方、顔ＡＦ範囲使用解除判定処理により判定された結果、解除条件を満たさないと判定された場合には（ステップＳ９２３）、オートフォーカス制御部３１１は、オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、顔ＡＦ範囲５１０が設定されているか否かを判断する（ステップＳ９２５）。
【０１１５】
オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、顔ＡＦ範囲５１０が設定されている場合には（ステップＳ９２５）、ステップＳ９２９に進み、オートフォーカス制御部３１１は、設定されている顔ＡＦ範囲５１０内においてオートフォーカス制御動作を行う。一方、オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、顔ＡＦ範囲５１０が設定されていない場合（すなわち、フォーカスレンズ可動範囲５００が設定されている場合）には（ステップＳ９２５）、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在するか否かが判断される（ステップＳ９２６）。
【０１１６】
現在のフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在する場合には（ステップＳ９２６）、オートフォーカス制御部３１１は、オートフォーカス制御処理におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、顔ＡＦ範囲５１０を再設定する（ステップＳ９２７）。そして、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在するものの、顔ＡＦ範囲５１０内に存在しない場合には、フォーカスレンズ１１２を顔ＡＦ範囲５１０内に移動させる（ステップＳ９２８）。一方、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在しない場合には（ステップＳ９２６）、ステップＳ９２９に進み、オートフォーカス制御部３１１は、設定されているフォーカスレンズ可動範囲５００内においてオートフォーカス制御動作を行う。
【０１１７】
オートフォーカス制御部３１１は、設定されている顔ＡＦ範囲５１０またはフォーカスレンズ可動範囲５００内においてフォーカスレンズ１１２を移動させることにより、検出された顔に対する合焦位置を検出したか否かを判断する（ステップＳ９２９）。
【０１１８】
設定されている顔ＡＦ範囲５１０またはフォーカスレンズ可動範囲５００内において合焦位置が検出された場合には（ステップＳ９２９）、オートフォーカス制御処理の動作を終了する。一方、設定されている顔ＡＦ範囲５１０またはフォーカスレンズ可動範囲５００内において合焦位置が検出されていない場合には（ステップＳ９２９）、所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ９３０）。所定時間が経過していない場合には（ステップＳ９３０）、ステップＳ９４０に戻り、オートフォーカス制御処理の動作を繰り返す（ステップＳ９２３乃至Ｓ９２９、Ｓ９４０）。一方、所定時間が経過している場合には（ステップＳ９３０）、オートフォーカス制御処理の動作を終了する。
【０１１９】
図１４は、本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順のうちの顔ＡＦ範囲使用解除判定処理手順（図１３に示すステップＳ９４０の処理手順）を示すフローチャートである。
【０１２０】
最初に、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、検波枠設定部３０９により優先顔の位置に設定された検波枠（顔枠）に含まれる画像領域から、第１の高周波成分Ｆｈと、第２の高周波成分Ｆａと、顔枠の広帯域の高周波情報の積算値である顔枠のコアリング値とを取得する（ステップＳ９４１）。
【０１２１】
続いて、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、取得された第１の高周波成分Ｆｈの短時間平均であるＦｈの平均値Ｆｈａと、顔枠の広帯域の高周波情報の積算値である顔枠のコアリング値に定数Ｋ１をかけた値Ｃ１とを比較して、平均値Ｆｈａが値Ｃ１よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ９４２）。
【０１２２】
平均値Ｆｈａが値Ｃ１よりも大きい場合には（ステップＳ９４２）、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０はＦｈ存在フラグを「１」とする（ステップＳ９４４）。一方、平均値Ｆｈａが値Ｃ１以下である場合には（ステップＳ９４２）、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０はＦｈ存在フラグを「０」とする（ステップＳ９４３）。
【０１２３】
続いて、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、取得された第２の高周波成分Ｆａの短時間平均であるＦａの平均値Ｆａａと、顔枠の広帯域の高周波情報の積算値である顔枠のコアリング値に定数Ｋ２をかけた値Ｃ２とを比較して、平均値Ｆａａが値Ｃ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ９４５）。
【０１２４】
平均値Ｆａａが値Ｃ２よりも大きい場合には（ステップＳ９４５）、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０はＦａ存在フラグを「１」とする（ステップＳ９４７）。一方、平均値Ｆａａが値Ｃ２以下である場合には（ステップＳ９４５）、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０はＦａ存在フラグを「０」とする（ステップＳ９４６）。
【０１２５】
続いて、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、Ｆｈ存在フラグおよびＦａ存在フラグが「１」であるか否かを判断する（ステップＳ９４８）。Ｆｈ存在フラグおよびＦａ存在フラグが「１」である場合には（ステップＳ９４８）、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を解除する解除条件を満たさないと判定する（ステップＳ９４９）。一方、Ｆｈ存在フラグまたはＦａ存在フラグの少なくとも１つが「１」でない場合には（ステップＳ９４８）、ＡＦ範囲使用解除判定部３１０は、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を解除する解除条件を満たすと判定する（ステップＳ９５０）。
【０１２６】
このように、本発明の実施の形態によれば、顔が検出された場合には、その顔に対するオートフォーカス制御を行う場合におけるフォーカスレンズ１１２の移動範囲として、通常の移動範囲よりも小さい顔ＡＦ範囲を用いることができるため、合焦位置の検出を迅速に行うことができる。また、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲５２０内に存在しない場合には、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を行わないため、フォーカスレンズ１１２の誤動作を防止することができる。例えば、誤った顔が検出された場合でもフォーカスレンズ１１２が長い距離を移動することを防止することができる。これにより、顔の検出エラーや揺らぎに強くなり、背景引かれの発生を抑制し、主要被写体を正確に追跡して安定したフォーカス制御を行うことができる。また、ローコントラストの顔に対してフォーカスを安定的かつ的確に合わせることができる。すなわち、被写体の移動や撮像時の撮像装置の移動等に影響されずに適切にフォーカスを合わせることができる。
【０１２７】
さらに、オートフォーカスの対象となる顔にボケが発生したような場合には、一旦設定された顔ＡＦ範囲を解除して、通常のオートフォーカス制御を行うことができる。これにより、検出された顔にボケが発生した後でも、この顔に対する合焦位置の検出を適切に行うことができる。また、顔ＡＦ範囲の解除後に、解除条件を満たさないと判定されるとともに、現在のフォーカスレンズ１１２の位置が、顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲５３０内に存在する状態になった場合には、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御を再開することができる。これにより、検出された顔にボケが発生した後に速やかにボケのない状態になった場合には、この顔に対する合焦位置の検出を適切に行うことができる。
【０１２８】
なお、本発明の実施の形態では、基準値１および２を用いて２つの被写体距離を算出して顔ＡＦ範囲を算出する例について説明したが、１または３以上の基準値を用いて被写体距離を算出し、この被写体距離に基づいて顔ＡＦ範囲を算出するようにしてもよい。また、顔に関する属性を判定し、顔の属性に応じて基準値を変更するようにしてもよい。顔の属性として、例えば、子供／大人等の世代を用いることができる。さらに、顔ＡＦ範囲のニアー側の計算方法と、ファー側の計算方法とを異なる計算方法とするようにしてもよい。具体的には、ニアー側では不安定な被写体についてはシステムディレイから予想させる被写体の稼動範囲まで拡張し、有限（６４ｍ等）でフォーカスレンズの位置を固定する。一方、ファー側では、６４ｍ等の十分遠いエリア以降のエリアに対しては、無限としてフォーカスレンズの稼動範囲を極端な制限で限定しないようにする。
【０１２９】
また、検出された顔の移動量や手振れ量が大きい場合、パン／チルト状態、ズーミング状態等のように、顔枠の信用度が低いと判断することができる場合には、顔枠の代わりに中央枠を設定するようにしてもよい。なお、被写体の動きを検出する検出方法として、画面の動きベクトル、手ブレ補正用の加速度（ジャイロ）センサ、顔枠の動き量、ズームレバーの入力等の検出方法を用いることができる。
【０１３０】
また、顔ＡＦ範囲を設定する場合における設定条件として、スキャンＡＦ中でないこと、ズーム中でないこと、顔推定または顔動画ＡＦの機能がオンであること、ＡＦの機能がオンであること等を条件とすることができる。また、他の設定条件として、コンバージョンレンズを付けていて、コンバージョンレンズモード中に顔ＡＦ設定をオフするスイッチが入っていないこと、顔枠が設定されてから一定時間が経過していること、顔が小さすぎないこと等を条件とすることができる。
【０１３１】
また、検出された顔に対して検波枠を追従させる条件として、顔ＡＦの機能がオンであること、顔枠追従の機能がオンであること、ズーム中でないこと、顔を検出してから一定時間経過していること、検出された顔の個数が１以上であること、検波枠の残存カウンタ（検波枠が付された顔が消えてからの時間をカウントするカウンタ）が残っていること等を条件とすることができる。また、他の条件として、検波枠のサイズに対して、十分小さなスピードで顔枠が移動していること、顔枠が小さすぎないこと等を条件とすることができる。
【０１３２】
なお、ズーム動作については、ズーム速度に応じて顔ＡＦ範囲設定の制限をかけるようにすることができる。例えば、一定速度以上のズーム速度である場合には顔ＡＦ範囲の設定をオフし、ズーム速度が十分遅い場合には顔ＡＦ範囲の設定をオンする。また、ズーム動作が終了した後に、顔ＡＦ範囲の設定をオンするようにしてもよい。
【０１３３】
また、顔ＡＦ範囲を用いたオートフォーカス制御が行われている場合には、顔枠の表示やインジケータを遷移させて、顔枠が付された顔に対する合焦を試みている旨を撮影者に通知するようにしてもよい。
【０１３４】
また、本発明の実施の形態では、人物の顔の大きさとして、顔の幅を用いて被写体距離を算出する例について説明したが、顔の高さや顔の対角の値等の顔に関する他の値を用いて被写体距離を算出するようにしてもよい。
【０１３５】
また、本発明の実施の形態では、撮像画像に含まれる人の顔を検出し、この検出された顔に関する顔ＡＦ範囲を設定する場合について説明したが、撮像画像に含まれる人の顔以外の他の対象物を検出し、この検出された対象物に関する対象物ＡＦ範囲を設定する場合についても、本発明の実施の形態を適用することができる。撮像画像に含まれる人の顔以外の他の対象物として、例えば、猫や犬等のペットの顔、馬や牛等の動物の顔、車や電車等の乗り物等に適用することができる。
【０１３６】
また、本発明の実施の形態では、複数の優先候補が選択された場合にはこれらの優先候補から１つの優先顔を決定する例について説明したが、複数の優先候補を優先顔として用いて露出等の撮像制御を行うようにしてもよい。
【０１３７】
また、本発明の実施の形態では、撮像装置を例にして説明したが、顔検出機能およびオートフォーカス機能を備えるデジタルスチルカメラや撮像部を備える携帯電話機の各種の撮像装置に本発明の実施の形態を適用することができる。
【０１３８】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１３９】
すなわち、請求項１において、対象物情報保持手段は、例えば基準値保持部３０６に対応する。また、撮像手段は、例えば撮像部３０１に対応する。また、対象物検出手段は、例えば顔検出部３０２に対応する。また、対象物オートフォーカス範囲算出手段は、例えば顔ＡＦ範囲算出部３０７に対応する。また、使用可否判定範囲算出手段は、例えば顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部３０８に対応する。また、オートフォーカス制御手段は、例えばオートフォーカス制御部３１１に対応する。
【０１４０】
また、請求項２において、検波枠設定手段は、例えば検波枠設定部３０９に対応する。また、解除判定手段は、例えば顔ＡＦ範囲使用解除判定部３１０に対応する。
【０１４２】
また、請求項９または１０において、撮像手順は、例えば撮像部３０１により行われる。また、対象物検出手順は、例えば顔検出部３０２により行われる。また、対象物オートフォーカス範囲算出手順は、例えばステップＳ９０５に対応する。また、使用可否判定範囲算出手順は、例えばステップＳ９０６に対応する。また、オートフォーカス制御手順は、例えばステップＳ９２０に対応する。
【０１４３】
なお、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の実施の形態における撮像装置１００の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における検波枠設定部３０９による検波枠の設定例を示す図である。
【図４】顔枠の大きさを固定とした場合における検波枠の追従例を示す図である。
【図５】被写体に対する撮像範囲４００および液晶パネル２１０に表示される撮像画像を概略的に示す図である。
【図６】人４１０と、人４１０を撮像する撮像装置１００が備える撮像素子１２０および液晶パネル２１０との位置関係を概略的に示す上面図である。
【図７】基準値保持部３０６に保持されている基準値１および２を用いた２つの被写体距離を算出する場合における位置関係を概略的に示す上面図である。
【図８】被写体に対する合焦時における撮像装置１００と被写体との距離（合焦距離）と、フォーカスレンズ１１２の位置との関係を表す特性曲線の一例を示す図である。
【図９】距離Ｄｆ１およびＤｆ２に基づいて設定される顔ＡＦ範囲と、顔ＡＦ範囲５１０に基づいて算出される顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲との一例を示す図である。
【図１０】ズームレンズ１１１の位置に応じて付加範囲を変更する場合における付加範囲の設定例を示す図である。
【図１１】距離Ｄｆ１およびＤｆ２に基づいて設定される顔ＡＦ範囲と、顔ＡＦ範囲５１０に基づいて算出される顔ＡＦ範囲再使用可否判定範囲との一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における撮像装置１００によるオートフォーカス制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態における撮像装置１００による顔ＡＦ範囲におけるオートフォーカス制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態における撮像装置１００による顔ＡＦ範囲使用解除判定処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４５】
１００  撮像装置
１１０  レンズ部
１１１  ズームレンズ
１１２  フォーカスレンズ
１２０  撮像素子
１２１  ＴＧ
１３０  アナログ信号処理部
１４０  Ａ／Ｄ変換部
１５０  デジタル信号処理部
１６０  記録デバイス
１７０  制御部
１８１  不揮発メモリ
１８２  ＲＯＭ
１８３  ＲＡＭ
１９０  モータドライバ
１９１  アクチュエータ
１９２  アクチュエータ
２００  操作受付部
２１０  液晶パネル
２２０  ビューファインダ
３０１  撮像部
３０２  顔検出部
３０３  顔特徴量抽出部
３０４  優先顔決定部
３０５  被写体距離算出部
３０６  基準値保持部
３０７  顔ＡＦ範囲算出部
３０８  顔ＡＦ範囲使用可否判定範囲算出部
３０９  検波枠設定部
３１０  顔ＡＦ範囲使用解除判定部
３１１  オートフォーカス制御部
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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