(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体までの距離情報を取得する距離情報取得装置であって、
複数の予め定められた主要被写体を検出するための、複数の検出条件を格納する条件格納部と、
光学的に異なる２点から前記被写体の画像を撮像する撮像部と、
前記検出条件に基づいて、前記撮像部が異なる２点から前記被写体を撮像した第１画像及び第２画像から複数の主要被写体を検出する被写体検出部と、
前記被写体検出部が検出した前記複数の主要被写体の、前記第１画像及び前記第２画像における各々の位置に基づいて、前記複数の主要被写体の各々までの距離情報を算出する距離算出部と
を備えることを特徴とする距離情報取得装置。
【請求項２】
前記距離算出部は、前記複数の主要被写体の前記第１画像における座標の各々と、前記主要被写体の前記第２画像における座標の各々との差に基づいて、前記複数の主要被写体の各々までの距離情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の距離情報取得装置。
【請求項３】
前記条件格納部は、複数の画素から構成される前記複数の主要被写体を検出するための検出条件を格納することを特徴とする請求項１に記載の距離情報取得装置。
【請求項４】
前記距離算出部は、前記複数の主要被写体を構成する前記複数の画素のうち、前記複数の主要被写体の各々の略中心にある画素の位置を、前記複数の主要被写体の各々の位置として、前記複数の主要被写体の各々までの前記距離情報を算出することを特徴とする請求項３に記載の距離情報取得装置。
【請求項５】
前記条件格納部は、前記複数の主要被写体の形状に関する前記検出条件を格納することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の距離情報取得装置。
【請求項６】
前記条件格納部は、前記複数の主要被写体の色に関する前記検出条件を格納することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の距離情報取得装置。
【請求項７】
前記条件格納部は、前記複数の主要被写体の明るさに関する前記検出条件を格納することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の距離情報取得装置。
【請求項８】
前記被写体検出部は、前記検出条件に基づいて、前記第１画像から前記複数の主要被写体を検出し、前記第２画像から、前記第１画像において検出した前記複数の主要被写体の各々と略同一の複数の被写体要素を探索し、探索した前記複数の被写体要素を前記複数の主要被写体として検出することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の距離情報取得装置。
【請求項９】
前記被写体検出部は、前記第１画像から検出した前記複数の主要被写体の各々の、前記第１画像における位置に基づいて、前記第２画像において、前記複数の主要被写体と略同一の前記複数の被写体要素を探索する探索範囲を定めることを特徴とする請求項８に記載の距離情報取得装置。
【請求項１０】
被写体までの距離情報を取得する距離情報取得方法であって、
光学的に異なる２点から前記被写体を撮像した第１画像及び第２画像を取得する画像取得段階と、
複数の予め定められた主要被写体を検出するための、複数の検出条件に基づいて、前記第１画像及び前記第２画像から複数の主要被写体を検出する被写体検出段階と、
前記被写体検出段階が検出した前記複数の主要被写体の、前記第１画像及び前記第２画像における各々の位置に基づいて、前記複数の主要被写体の各々までの距離情報を算出する距離算出段階と
を備えることを特徴とする距離情報取得方法。
【請求項１１】
距離情報取得装置に距離情報を取得させるためのプログラムであって、
前記距離情報取得装置を、
光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像する撮像部と、
複数の予め定められた主要被写体を検出するための、複数の検出条件に基づいて、前記撮像部が異なる２点から前記被写体を撮像した第１画像及び第２画像から複数の主要被写体を検出する被写体検出部と、
前記被写体検出部が検出した前記複数の主要被写体の、前記第１画像及び前記第２画像における各々の位置に基づいて、前記複数の主要被写体の各々までの距離情報を算出する距離算出部と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
被写体の画像を撮像する撮像装置であって、
光学的に異なる２点から前記被写体の画像を撮像する撮像部と、
前記被写体までの距離情報を取得する距離情報取得装置と、
前記距離情報取得装置が取得した前記被写体までの距離情報に基づいて、前記撮像部における、フォーカス位置を制御するフォーカス駆動部と
を備え、
前記距離情報取得装置は、
複数の予め定められた主要被写体を検出するための、複数の検出条件を格納する条件格納部と、
前記複数の検出条件に基づいて、前記撮像部が異なる２点から前記被写体を撮像した第１画像及び第２画像から複数の主要被写体を検出する被写体検出部と、
前記被写体検出部が検出した前記複数の主要被写体の、前記第１画像及び前記第２画像における各々の位置に基づいて、前記複数の主要被写体の各々までの距離情報を算出する距離算出部と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
前記被写体に対して照明光を照射する照射部と、
前記距離情報取得装置が取得した前記被写体までの距離情報に基づいて、前記照射部における、照明光の強度を制御する照明制御部と
を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、距離情報取得装置、距離情報取得方法、プログラム、及び撮像装置に関する。特に、画像に基づいて被写体までの距離情報を取得する距離情報取得装置、距離情報取得方法、プログラム、及び撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像から距離情報を取得する手法として、「コンピュータビジョン：技術評論と将来展望」（新技術コミュニケーションズ）に開示されている、「Area-based-matching」や、「Feature-based-matching」といった手法が知られている。共に、２つの画像から、距離情報を算出する手法であるが、前者は、探索ウィンドに画像を走査させ、対応点を検出するもので、計算が煩雑である。また、後者は、画像から特徴点を抽出し、画像間の対応付けを行うものである。
【０００３】
「Area-based-matching」や、「Feature-based-matching」といった手法は共に、２つの画像における対応点の距離情報を算出し、被写体の距離情報の分布を算出していた。例えば、カップの曲面における距離情報の分布を算出し、カップの３次元形状を算出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の距離情報取得方法では、画像の被写体の距離情報を、被写体の画素毎に算出し、３次元形状を算出していたため、被写体までの距離情報を得るまでに、煩雑な計算処理を行う必要があり、多大な時間を要していた。例えば、カメラのフォーカス位置を設定するために、被写体までの距離情報を取得したい場合等において、従来の距離情報取得方法では、被写体までの距離情報取得に時間が掛かりすぎ、実用に適さなかった。また、前述した「Feature-based-matching」の方法においては、異なる２点から取得した画像における、被写体のエッジ成分等の特徴点を抽出している。そのため、異なる２点から取得したそれぞれの画像において、撮像されているエッジ等の実際の位置が異なってしまう、いわゆる自己オクルージョンと呼ばれる現象が生じ、算出される距理情報に誤差が生じやすかった。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる距離情報取得装置、距離情報取得方法、プログラム、及び撮像装置を提供することを目的とする。この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、被写体までの距離情報を取得する距離情報取得装置であって、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像する撮像部と、撮像部が異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する被写体検出部と、被写体検出部が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する距離算出部とを備えることを特徴とする距離情報取得装置を提供する。
【０００７】
距離算出部は、主要被写体の第１画像における座標と、主要被写体の第２画像における座標との差に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出してよい。また、予め定められた主要被写体を検出するための、検出条件を格納する条件格納部を更に備え、被写体検出部は、検出条件に基づいて、第１画像及び第２画像から、主要被写体を検出してよい。また、前記条件格納部は、複数の画素から構成される主要被写体を検出するための検出条件を格納してよい。
【０００８】
また、距離算出部は、主要被写体を構成する複数の画素のうち、主要被写体の略中心にある画素の位置を、主要被写体の位置として、主要被写体までの距離情報を算出してよい。また、条件格納部は、主要被写体の形状に関する検出条件を格納してよい。また、条件格納部は、主要被写体の色に関する検出条件を格納してよい。また、条件格納部は、主要被写体の明るさに関する検出条件を格納してよい。また、条件格納部は、複数の予め定められた主要被写体を検出するための、複数の検出条件を格納してよい。
【０００９】
また、被写体検出部は、検出条件に基づいて、第１画像及び第２画像から、複数の主要被写体を検出し、距離算出部は、複数の主要被写体のそれぞれに対して、距離情報を算出してよい。また、被写体検出部は、検出条件に基づいて、第１画像から主要被写体を検出し、第２画像から、第１画像において検出した主要被写体と略同一の被写体要素を探索し、探索した被写体要素を主要被写体として検出してよい。また、被写体検出部は、第１画像から検出した主要被写体の、第１画像における位置に基づいて、第２画像において、主要被写体と略同一の被写体要素を探索する探索範囲を定めてよい。
【００１０】
本発明の第２の形態においては、被写体までの距離情報を取得する距離情報取得方法であって、光学的に異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像を取得する画像取得段階と、第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する被写体検出段階と、被写体検出段階が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する距離算出段階とを備えることを特徴とする距離情報取得方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の形態においては、距離情報取得装置に距離情報を取得させるためのプログラムであって、距離情報取得装置を、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像する撮像部と、撮像部が異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する被写体検出部と、被写体検出部が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する距離算出部として機能させることを特徴とするプログラムを提供する。
【００１２】
本発明の第４の形態においては、被写体の画像を撮像する撮像装置であって、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像する撮像部と、被写体までの距離情報を取得する距離情報取得装置と、距離情報取得装置が取得した被写体までの距離情報に基づいて、撮像部における、フォーカス位置を制御するフォーカス駆動部とを備え、距離情報取得装置は、撮像部が異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する被写体検出部と、被写体検出部が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する距離算出部とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１３】
被写体に対して照明光を照射する照射部と、距離情報取得装置が取得した被写体までの距離情報に基づいて、照射部における、照明光の強度を制御する照明制御部とを更に備えてよい。
【００１４】
尚、上記の発概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本発明に係る撮像装置１０の構成の一例を示すブロック図である。撮像装置１０は、一例として、ディジタルカメラであってよい。以下、撮像装置１０がディジタルカメラである場合について、説明する。撮像装置１０は、主に撮像部２０、撮像補助部３８、撮像制御部４０、処理部６０、表示部１００、及び操作部１１０を備える。
【００１７】
撮像部２０は、撮影および結像に関する機構部材および電気部材を有する。撮像部２０は、映像を取り込んで処理を施す光学系２２、絞り２４、シャッタ２６、光学ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２８、ＣＣＤ（電荷結合素子イメージセンサー）３０、および撮像信号処理部３２を含む。光学系２２は、フォーカスレンズやズームレンズ等を有してよい。この構成により、被写体像がＣＣＤ３０の受光面上に結像する。結像した被写体像の光量に応じ、ＣＣＤ３０の各センサエレメント（図示せず）に電荷が蓄積される（以下その電荷を「蓄積電荷」という）。蓄積電荷は、リードゲートパルスによってシフトレジスタ（図示せず）に読み出され、レジスタ転送パルスによって電圧信号として順次読み出される。
【００１８】
撮像装置１０が、ディジタルカメラである場合、撮像装置１０は、一般に電子シャッタ機能を有するので、シャッタ２６のような機械式シャッタは必須ではない。この場合、電子シャッタ機能を実現するために、ＣＣＤ３０にシャッタゲートを介してシャッタドレインが設けられる。シャッタゲートを駆動すると蓄積電荷がシャッタドレインに掃き出される。シャッタゲートの制御により、各センサエレメントに電荷を蓄積するための時間、すなわちシャッタスピードが制御できる。
【００１９】
ＣＣＤ３０から出力される電圧信号、すなわちアナログ信号は撮像信号処理部３２でＲ、Ｇ、Ｂ成分に色分解され、まずホワイトバランスが調整される。つづいて撮像信号処理部３２はガンマ補正を行い、必要なタイミングでＲ、Ｇ、Ｂ信号を順次Ａ／Ｄ変換（アナログ／ディジタル変換）し、その結果得られたデジタルの画像データ（以下単に「ディジタル画像データ」とよぶ）を処理部６０へ出力する。
【００２０】
撮像補助部３８は、ファインダ３４と照射部（図示せず）を有する。ファインダ３４には図示しないＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を内装してもよく、その場合、後述のメインＣＰＵ（中央演算装置）６２等からの各種情報をファインダ３４内に表示できる。照射部は、被写体に対して照明光を照射する。照明部は、図１に示すようにストロボ３６であってよい。ストロボ３６は例えば、コンデンサ（図示せず）に蓄えられたエネルギが放電管３６ａに供給されたときそれが発光することで機能する。
【００２１】
撮像制御部４０は、ズーム駆動部４２、フォーカス駆動部４４、絞り駆動部４６、シャッタ駆動部４８、それらを制御する撮像系ＣＰＵ５０、距離情報取得装置２００、および測光センサ５４をもつ。ズーム駆動部４２などの駆動部は、それぞれステッピングモータ等の駆動手段を有する。後述のレリーズスイッチ１１４の押下に応じ、距離情報取得装置２００は被写体までの距離情報を取得し、測光センサ５４は被写体輝度を測定する。
【００２２】
距離情報取得装置２００は、光学的に異なる２点から撮像した被写体の画像に基づいて、被写体までの距離情報を取得する。取得された距離情報のデータ（以下単に「測距データ」という）および被写体輝度のデータ（以下単に「測光データ」という）は撮像系ＣＰＵ５０へ送られる。撮像系ＣＰＵ５０は、ユーザから指示されたズーム倍率等の撮影情報に基づき、ズーム駆動部４２とフォーカス駆動部４４を制御して光学系２２のズーム倍率とピントの調整を行う。また、距離情報取得装置２００は、不揮発性メモリ６６又はメインメモリ６８に格納されたプログラムに基づいて動作する。メモリ制御部６４は、通信Ｉ／Ｆ部８０を介して、外部機器から距離情報取得装置２００を動作させるためのプログラムを受け取り、不揮発性メモリ６６に格納してよい。
【００２３】
また、メモリ制御部６４は、オプション装置７６から距離情報取得装置２００を動作させるためのプログラムを受け取り、不揮発性メモリ６６に格納してよい。不揮発性メモリ６６又はメインメモリ６８に格納されたプログラムは、一例として距離情報取得装置２００を、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像する撮像部と、撮像部が異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する被写体検出部と、被写体検出部が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する距離算出部として機能させる。当該プログラムが、距離情報取得装置２００に行わせる処理は、後述する距離情報取得装置２００の機能及び動作、又は距離情報取得方法の機能と同一又は同様である。
【００２４】
撮像系ＣＰＵ５０は、１画像フレームのＲＧＢのデジタル信号積算値、すなわちＡＥ情報に基づいて絞り値とシャッタスピードを決定する。決定された値にしたがい、絞り駆動部４６とシャッタ駆動部４８がそれぞれ絞り量の調整とシャッタ２６の開閉を行う。
【００２５】
また、撮像装置１０は、照射部であるストロボ３６における照明光の強度を制御する照明制御部（図示せず）を更に備えてよい。当該照明制御部は、図１に示す撮像系ＣＰＵ５０であってよい。撮像系ＣＰＵ５０は、測光データに基づいてストロボ３６の発光を制御し、同時に絞り２４の絞り量を調整する。また、撮像系ＣＰＵ５０は、距離情報取得装置２００が取得した被写体までの距離情報に基づいて、照射部における照明光の強度を制御してよい。例えば、撮像系ＣＰＵ５０は、被写体が離れている場合に、ストロボ３６の発光量を増大させ、被写体が近い場合に、ストロボ３６の発光量を減少させてよい。ユーザが映像の取込を指示したとき、ＣＣＤ３０が電荷蓄積を開始し、測光データから計算されたシャッタ時間の経過後、蓄積電荷が撮像信号処理部３２へ出力される。
【００２６】
処理部６０は、撮像装置１０全体、とくに処理部６０自身を制御するメインＣＰＵ６２と、これによって制御されるメモリ制御部６４、ＹＣ処理部７０、オプション装置制御部７４、圧縮伸張処理部７８、及び通信Ｉ／Ｆ部８０を有する。メインＣＰＵ６２は、シリアル通信などにより、撮像系ＣＰＵ５０との間で必要な情報をやりとりする。メインＣＰＵ６２の動作クロックは、クロック発生器８８から与えられる。クロック発生器８８は、撮像系ＣＰＵ５０、表示部１００に対してもそれぞれ異なる周波数のクロックを提供する。
【００２７】
メインＣＰＵ６２には、キャラクタ生成部８４とタイマ８６が併設されている。タイマ８６は電池でバックアップされ、つねに日時をカウントしている。このカウント値から撮影日時に関する情報、その他の時刻情報がメインＣＰＵ６２に与えられる。キャラクタ生成部８４は、撮影日時、タイトル等の文字情報を発生し、この文字情報が適宜撮影画像に合成される。
【００２８】
メモリ制御部６４は、不揮発性メモリ６６とメインメモリ６８を制御する。不揮発性メモリ６６は、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去およびプログラム可能なＲＯＭ）やＦＬＡＳＨメモリなどで構成され、ユーザーによる設定情報や出荷時の調整値など、撮像装置１０の電源がオフの間も保持すべきデータが格納されている。不揮発性メモリ６６には、場合によりメインＣＰＵ６２のブートプログラムやシステムプログラムなどが格納されてもよい。一方、メインメモリ６８は一般にＤＲＡＭのように比較的安価で容量の大きなメモリで構成される。メインメモリ６８は、撮像部２０から出力されたデータを格納するフレームメモリとしての機能、各種プログラムをロードするシステムメモリとしての機能、その他ワークエリアとしての機能をもつ。不揮発性メモリ６６とメインメモリ６８は、処理部６０内外の各部とメインバス８２を介してデータのやりとりを行う。
【００２９】
ＹＣ処理部７０は、ディジタル画像データにＹＣ変換を施し、輝度信号Ｙと色差（クロマ）信号Ｂ−Ｙ、Ｒ−Ｙを生成する。輝度信号と色差信号はメモリ制御部６４によってメインメモリ６８に一旦格納される。圧縮伸張処理部７８はメインメモリ６８から順次輝度信号と色差信号を読み出して圧縮する。こうして圧縮されたデータ（以下単に「圧縮データ」という）は、オプション装置制御部７４を介してオプション装置７６の一種であるメモリカードへ書き込まれる。
【００３０】
処理部６０はさらにエンコーダ７２を有する。エンコーダ７２は輝度信号と色差信号を入力し、これらをビデオ信号（ＮＴＳＣやＰＡＬ信号）に変換してビデオ出力端子９０から出力する。オプション装置７６に記録されたデータからビデオ信号を生成する場合、そのデータはまずオプション装置制御部７４を介して圧縮伸張処理部７８へ与えられる。つづいて、圧縮伸張処理部７８で必要な伸張処理が施されたデータはエンコーダ７２によってビデオ信号へ変換される。
【００３１】
オプション装置制御部７４は、オプション装置７６に認められる信号仕様およびメインバス８２のバス仕様にしたがい、メインバス８２とオプション装置７６の間で必要な信号の生成、論理変換、または電圧変換などを行う。撮像装置１０は、オプション装置７６として前述のメモリカードのほかに、例えばＰＣＭＣＩＡ準拠の標準的なＩ／Ｏカードをサポートしてもよい。その場合、オプション装置制御部７４は、ＰＣＭＣＩＡ用バス制御ＬＳＩなどで構成してもよい。
【００３２】
通信Ｉ／Ｆ部８０は、撮像装置１０がサポートする通信仕様、たとえばＵＳＢ、ＲＳ−２３２Ｃ、イーサネット（登録商標）などの仕様に応じたプロトコル変換等の制御を行う。通信Ｉ／Ｆ部８０は、必要に応じてドライバＩＣを含み、ネットワークを含む外部機器とコネクタ９２を介して通信する。そうした標準的な仕様のほかに、例えばプリンタ、カラオケ機、ゲーム機等の外部機器との間で独自のＩ／Ｆによるデータ授受を行う構成としてもよい。
【００３３】
表示部１００は、液晶モニタ１０２とＬＣＤパネル１０４を有する。それらはＬＣＤドライバであるモニタドライバ１０６、パネルドライバ１０８によってそれぞれ制御される。液晶モニタ１０２は、例えば２インチ程度の大きさでカメラ背面に設けられ、現在の撮影や再生のモード、撮影や再生のズーム倍率、電池残量、日時、モード設定のための画面、被写体画像などを表示する。ＬＣＤパネル１０４は例えば小さな白黒ＬＣＤでカメラ上面に設けられ、画質（ＦＩＮＥ／ＮＯＲＭＡＬ／ＢＡＳＩＣなど）、ストロボ発光／発光禁止、標準撮影可能枚数、画素数、電池容量などの情報を簡易的に表示する。
【００３４】
本実施形態の場合、表示部１００は、さらに照明部１５６，１５８を含む。先に説明したように、本実施形態の照明部１５６、１５８は、液晶モニタ１０２の光源を利用して照明を行うからである。なお、照明部１５６，１５８は、独自の光源を有する、液晶モニタ１０２から独立した構成要素として撮像装置１０に備えてもよい。
【００３５】
操作部１１０は、ユーザーが撮像装置１０の動作やそのモードなどを設定または指示するために必要な機構および電気部材を含む。パワースイッチ１１２は、撮像装置１０の電源のオンオフを決める。レリーズスイッチ１１４は、半押しと全押しの二段階押し込み構造になっている。一例として、半押しでＡＦおよびＡＥがロックし、全押しで撮影画像の取込が行われ、必要な信号処理、データ圧縮等の後、メインメモリ６８、オプション装置７６等に記録される。操作部１１０はこれらのスイッチの他、回転式のモードダイヤルや十字キーなどによる設定を受け付けてもよく、それらは図１において機能設定部１１６と総称されている。操作部１１０で指定できる動作または機能の例として、「ファイルフォーマット」、「特殊効果」、「印画」、「決定／保存」、「表示切換」等がある。ズームスイッチ１１８は、ズーム倍率を決める。
【００３６】
以上の構成による主な動作は以下のとおりである。まず、撮像装置１０のパワースイッチ１１２がオンされ、カメラ各部に電力が供給される。メインＣＰＵ６２は、機能設定部１１６の状態を読み込むことで、撮像装置１０が撮影モードにあるか再生モードにあるかを判断する。
【００３７】
次に、メインＣＰＵ６２はレリーズスイッチ１１４の半押し状態を監視する。スタンドが閉じた位置にある場合、メインＣＰＵ６２は、半押し状態を検出すると、測光センサ５４および距離情報取得装置２００からそれぞれ測光データと、被写体までの距離情報である測距データを得る。得られたデータに基づいて撮像制御部４０が動作し、光学系２２のピント、絞りなどの調整が行われる。例えば、フォーカス駆動部４４は、距離情報取得装置２００が取得した被写体までの距離情報である測距データに基づいて、撮像部２０における、フォーカス位置を制御する。メインＣＰＵ６２は、半押し状態を検出すると、測光センサ５４のみから測光データを得る。そして、撮像制御部４０は、光学系２２の絞りを調整する。
【００３８】
調整が完了すると、ＬＣＤモニタ１０２に「スタンバイ」などの文字を表示してユーザーにその旨を伝え、つづいてレリーズスイッチ１１４の全押し状態を監視する。レリーズスイッチ１１４が全押しされると、所定のシャッタ時間をおいてシャッタ２６が閉じられ、ＣＣＤ３０の蓄積電荷が撮像信号処理部３２へ掃き出される。撮像信号処理部３２による処理の結果生成されたディジタル画像データはメインバス８２へ出力される。
【００３９】
ディジタル画像データは一旦メインメモリ６８へ格納され、この後、画像処理部２２０、ＹＣ処理部７０、及び圧縮伸張処理部７８で処理を受け、オプション装置制御部７４を経由してオプション装置７６へ記録される。記録された画像は、フリーズされた状態でしばらくＬＣＤモニタ１０２に表示され、ユーザーは撮影画像を知ることができる。以上で一連の撮影動作が完了する。
【００４０】
一方、撮像装置１０が再生モードの場合、メインＣＰＵ６２は、メモリ制御部６４を介してメインメモリ６８から最後に撮影した画像を読み出し、これを表示部１００のＬＣＤモニタ１０２へ表示する。この状態でユーザーが機能設定部１１６にて「順送り」、「逆送り」を指示すると、現在表示している画像の前後に撮影された画像が読み出され、ＬＣＤモニタ１０２へ表示される。次に、距離情報取得装置２００の構成について説明する。
【００４１】
図２は、距離情報取得装置２００の構成の一例を示す。本例における距離情報取得装置２００は、被写体の画像を撮像する撮像手段と、画像から主要被写体を検出する被写体検出部２１０、主要被写体までの距離情報を算出する距離算出部２２０、及び主要被写体を検出するための検出条件を格納する条件格納部２３０を有する。
【００４２】
撮像手段は一例として、図１において説明した撮像部２０であってよい。この場合、撮像部２０は、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像する。例えば、撮像部２０は、図１に関連して説明した光学系２２、絞り２４、シャッタ２６、光学ＬＰＦ２８、ＣＣＤ３０、及び撮像信号処理部３２の構成を二組有し、それぞれの構成が光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像してよい。また、撮像部２０は、図１に関連して説明した光学系２２を、光学的に異なる２点に順次移動し、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像してよい。また、撮像部２０は、光学系２２のレンズの入射面側に、レンズの所定の領域を選択し、選択した領域に光を入射させる光学フィルタを有してよい。例えば、光学フィルタは、まず、レンズの右半分に被写体からの光を入射させ、次に、レンズの左半分に被写体からの光を入射させてよい。つまり、光学フィルタが、レンズにおける光の入射領域を分割し、それぞれの入射領域において被写体を撮像することにより、撮像部２０は、光学的に異なる２点から被写体の画像を撮像してよい。
【００４３】
被写体検出部２１０は、撮像部が異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する。また、条件格納部２３０は、予め定められた主要被写体を検出するための、検出条件を格納する。被写体検出部２１０は、条件格納部２３０が格納した検出条件に基づいて、第１画像及び第２画像から、主要被写体を検出する。
【００４４】
条件格納部２３０は、例えば人物の顔、建物、又は車等の予め定められた主要被写体に関する検出条件を格納する。条件格納部２３０は、例えば人物の顔を検出するための検出条件として、主要被写体である人物の顔の形状に関する検出条件や、主要被写体である人物の顔の色に関する検出条件や、主要被写体である人物の顔の明るさに関する検出条件を格納してよい。
【００４５】
被写体検出部２１０は、条件格納部２１０が格納した検出条件に基づいて、第１画像及び第２画像から、主要被写体を検出する。本例において、条件格納部２３０は、複数の画素から構成される主要被写体を検出するための検出条件を格納する。つまり、被写体検出部２１０は、複数の画素から構成される主要被写体を検出する。
【００４６】
距離算出部２２０は、被写体検出部２１０が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する。距離算出部２２０は、被写体検出部２１０が検出した主要被写体を構成する複数の画素のうち、所定の画素における距離情報を、当該主要被写体の距離情報として算出してよい。例えば、距離算出部２２０は、主要被写体を構成する複数の画素のうち、主要被写体の略中心にある画素の位置を、主要被写体の位置として、当該主要被写体までの距離情報を算出してよい。第１画像及び第２画像における画素の位置に基づいて、当該画素に対応する被写体要素までの距離情報は、例えば三角測量法によって容易に算出することができる。以下、第１画像及び第２画像における画素の位置に基づいて、当該画素に対応する被写体要素までの距離情報を算出する方法の一例について説明する。
【００４７】
図３は、主要被写体までの距離情報を算出する方法の一例の説明図である。図３（ａ）は、撮像部２０が光学的に異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像の一例を示す。図３（ａ）における、第１画像及び第２画像には、主要被写体１７０が撮像されている。撮像部２０が主要被写体１７０を異なる２点から撮像しているため、第１画像及び第２画像における主要被写体１７０の位置は、図３（ａ）に示すように、画像内においてずれが生じている。本例において、第１画像及び第２画像における主要被写体１７０の位置を、ｙ座標（図３（ａ）における上下方向）が同一であって、ｘ座標（図３（ａ）における左右方向）にずれが生じているものとする。
【００４８】
本例では、撮像装置１０が、異なる２点に配置された撮像部２０ａ及び撮像部２０ｂを有する場合について説明する。図３（ｂ）は、主要被写体１７０、及び被写体を撮像する撮像部２０ａ及び撮像部２０ｂのｘｚ平面上の位置を示す。図３（ｂ）において、撮像部２０ａ及び撮像部２０ｂの画角を実線で示す。撮像部２０ａは、図３（ａ）に示した第１画像を撮像し、撮像部２０ｂは、図３（ａ）に示した第２画像を撮像する。第１画像における主要被写体１７０の座標に基づいて、撮像部２０ａからの主要被写体１７０の見えの角度θ１を容易に算出することができる。同様に、第２画像における主要被写体１７０の座標に基づいて、撮像部２０ｂからの主要被写体１７０の見えの角度θ２は、容易に算出することができる。撮像部２０ａと撮像部２０ｂとの距離Ｌ１、角度θ１、及び角度θ２に基づいて、三角測量法により、主要被写体１７０までの距離Ｌ２を容易に算出することができる。
【００４９】
図４は、被写体検出部２１０が主要被写体を検出する方法の一例を示す。まず、撮像部２０が図４（ａ）に示す第１画像及び第２画像を撮像する。図４（ａ）に示す第１画像及び第２画像には、人物及び道路が被写体として撮像されている。本例において、被写体検出部２１０は、人物の顔を主要被写体として検出する。条件格納部２３０は、前述したように、人物の顔を検出するための検出条件を格納する。例えば、条件格納部２３０は、人物の顔の形状に関する検出条件、人物の顔の色に関する検出条件等を格納する。条件格納部２３０は、例えば人物の顔の輪郭、並びに目、鼻、及び口等の構成についての、検出条件を格納してよく、また、例えば肌色等の色に関する検出条件を格納してよい。また、条件格納部２３０は、検出するべき主要被写体の表面の反射率に基づいた、被写体の明るさを検出条件として格納してよい。被写体検出部２１０は、図４（ｂ）に示すように、条件格納部２３０が格納した検出条件に基づいて、主要被写体として人物の顔を検出する。距離算出部２２０は、被写体検出部２１０が検出した、主要被写体２５２の第１画像における座標と、主要被写体２５２の第２画像における座標との差に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する。距離算出部２２０は、例えば、主要被写体を構成する画素のうち、所定の画素の画像における座標に基づいて、第１画像及び第２画像における当該所定の画素に対応する主要被写体の部位までの距離情報を算出し、当該距離情報を、当該主要被写体までの距離情報とする。距離算出部２２０は、主要被写体を構成する画素のうち、主要被写体の略中心にある画素の座標に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出してよい。
【００５０】
図４（ｃ）は、複数の主要被写体を含む第１画像及び第２画像の一例を示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示した例と同様に、被写体検出部２１０は、図４（ｄ）に示すように、複数の人物の顔を主要被写体として検出する。距離算出部２２０は、被写体検出部２１０が検出した複数の主要被写体である、複数の人物の顔のそれぞれに対して、距離情報を算出してよい。また、距離算出部２２０は、画像の中央に最も近い主要被写体である人物の顔に対して、距離情報を算出してよい。
【００５１】
距離算出部２２０が、複数の主要被写体のそれぞれに対して、距離情報を算出した場合、図１に関連して説明したフォーカス駆動部４４は、所定の距離情報を有する主要被写体に対して、フォーカス位置を合わせてよい。例えば、フォーカス駆動部４４は、複数の主要被写体のうち、最も近距離を示す距離情報を有する主要被写体に対して、フォーカス位置を合わせてよい。また、フォーカス駆動部４４は、所定の距離範囲が予め与えられ、当該所定の距離範囲内にある距離情報を有する主要被写体に対して、フォーカス位置を合わせてよい。撮像装置１０は、当該所定の距離範囲を、使用者が入力するための入力手段を備えてよい。本例において説明した距離情報取得装置２００によれば、複数の画素から構成される主要被写体を検出し、複数の画素のうちの一つの画素における距離情報を、主要被写体までの距離情報とすることにより、被写体までの距離情報を容易且つ短時間に算出することができる。また、撮像装置１０においては、被写体までの距離情報を短時間に得ることができるので、フォーカス位置等の制御を短時間に行うことができる。
【００５２】
図４に関連して説明した例において、被写体検出部２１０は、人物の顔を主要被写体として検出したが、他の例においては、被写体検出部２１０は、例えば人物の顔、車、及び／又は建物等の複数種類の被写体を、主要被写体として検出してよい。つまり、条件格納部２３０は、複数の予め定められた主要被写体を検出するための、複数の検出条件を格納し、被写体検出部２１０は、複数の検出条件に基づいて、第１画像及び第２画像から、複数の主要被写体を検出してよい。また、距離算出部２２０は、複数の主要被写体のそれぞれに対して、距離情報を算出してよい。
【００５３】
また、図４に関連して説明した例において、被写体検出部２１０は、第１画像及び第２画像の全領域から、それぞれ検出条件に基づいて、主要被写体を検出したが、他の例においては、被写体検出部２１０は、第１画像及び／又は第２画像の所定の領域から、主要被写体を検出してよい。例えば、被写体検出部２１０は、検出条件に基づいて、第１画像から主要被写体を検出し、第１画像において主要被写体を検出した座標に基づいて、第２画像における、主要被写体を検出するための探索範囲を定めてよい。
【００５４】
図５は、第１画像における主要被写体の位置に基づいて、第２画像における主要被写体探索範囲を定める例を説明する。図５（ａ）は、図４（ａ）と同様に、撮像部２０が撮像した第１画像及び第２画像を示す。本例において、被写体検出部２１０は、図５（ｂ）に示すように、第１画像から主要被写体２５２を検出する。被写体検出部２１０は、主要被写体２５２を検出した第１画像における座標に基づいて、第２画像から主要被写体を検出するための探索範囲２５８を定める。例えば、被写体検出部２１０は、第１画像において、主要被写体２５２を検出した座標と同一の、第２画像における座標を中心とする探索範囲２５８を定めてよい。
【００５５】
被写体検出部２１０は、探索範囲２５８から、主要被写体を検出する。この場合、被写体検出部２１０は、条件格納部２３０が格納した検出条件に基づいて、第２画像から、主要被写体を検出してよい。また、被写体検出部２１０は、第１画像において検出した主要被写体２５２と略同一の被写体要素を探索し、探索した被写体要素を主要被写体として検出してよい。つまり、被写体検出部２１０は、第１画像において検出した主要被写体２５２をテンプレートとして、第２画像から主要被写体を検出してよい。探索範囲を定めることにより、より短時間かつ精度よく、主要被写体を検出することができる。
【００５６】
図６は、本発明に係る距離情報取得方法の一例のフローチャートを示す。まず、画像取得段階で、光学的に異なる２点から被写体を撮像した第１画像及び第２画像を取得する（Ｓ１０２）。例えば、Ｓ１０２では、図１から図５に関連して説明した撮像部２０が撮像した第１画像及び第２画像を取得する。
【００５７】
次に、被写体検出段階で、第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する（Ｓ１０４）。例えば、Ｓ１０４では、図２から図５に関連して説明した被写体検出部２１０と同一又は同様の方法で、第１画像及び第２画像から主要被写体を検出する。
【００５８】
次に、距離算出段階で、被写体検出段階が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する。距離算出段階では、まず、第１画像及び第２画像における主要被写体の位置を検出する（Ｓ１０６）。つぎに、Ｓ１０６で検出した、第１画像及び第２画像における主要被写体の位置の差に基づいて、被写体までの距離情報を算出する（Ｓ１０８）。例えば、距離算出段階では、図２から図５に関連して説明した距離算出部２２０と同一又は同様の方法で、主要被写体までの距離情報を算出する。本例における距離情報取得方法によれば、図１から図５に関連して説明した距離情報取得装置２００と同様に、第１画像及び第２画像から主要被写体を検出し、主要被写体の位置の差に基づいて主要被写体までの距離情報を容易に算出することができる。
【００５９】
図７は、本発明に係る距離算出方法の他の例のフローチャートを示す。まず、画像取得段階で、第１画像及び第２画像を取得する（Ｓ２０２）。Ｓ２０２では、図６に関連して説明したＳ１０２と同一又は同様の方法で、第１画像及び第２画像を取得してよい。
【００６０】
次に、第１画像被写体検出段階で、第１画像から主要被写体を検出する（Ｓ２０４）。例えば、Ｓ２０４では、図５に関連して説明した被写体検出部２１０と同一又は同様の方法で主要被写体を検出する。
【００６１】
次に、第１画像位置検出段階で、第１画像における主要被写体の位置を検出する（Ｓ２０６）。例えば、Ｓ２０６では、図５に関連して説明した被写体検出部２１０と同一又は同様の方法で主要被写体の位置を検出する。
【００６２】
次に、探索範囲算出段階で、第１画像における主要被写体の位置に基づいて、第２画像において主要被写体を探索する探索範囲を定める（Ｓ２０８）。例えば、Ｓ２０８では、図５に関連して説明した被写体検出部２１０と同一又は同様の方法で探索範囲を定める。
【００６３】
次に、第２画像被写体検出段階で、第２画像の探索範囲から、主要被写体を検出する（Ｓ２１０）。例えば、Ｓ２１０では、図５に関連して説明した被写体検出部２１０と同一又は同様の方法で、第２画像の探索範囲から、主要被写体を検出する。
【００６４】
次に、距離算出段階で、被写体検出段階が検出した主要被写体の、第１画像及び第２画像における位置に基づいて、主要被写体までの距離情報を算出する（Ｓ２１２）。例えば、Ｓ２１２では、図５に関連して説明した距離算出部２２０と同一又は同様の方法で主要被写体までの距離情報を算出する。本例における距離算出方法によれば、第２画像における主要被写体の探索範囲を定めることにより、より短時間かつ精度よく、主要被写体を検出することができる。
【００６５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６６】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明に係る撮像装置、距離情報取得装置、距離情報取得方法、及びプログラムによれば、主要被写体までの距離情報を容易に算出することができる。撮像装置においては、距離情報を短時間で取得することができ、フォーカス位置等を短時間で被写体に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る撮像装置１０の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】  距離情報取得装置２００の構成の一例を示す。
【図３】  主要被写体までの距離情報を算出する方法の一例の説明図である。
【図４】  被写体検出部２１０が主要被写体を検出する方法の一例を示す。
【図５】  第１画像における主要被写体の位置に基づいて、第２画像における主要被写体探索範囲を定める例を説明する。
【図６】  本発明に係る距離情報取得方法の一例のフローチャートを示す。
【図７】  本発明に係る距離算出方法の他の例のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１０・・・撮像装置、２０・・・撮像部、２２・・・光学系、４０・・・撮像制御部、４２・・・ズーム駆動部、４４・・・フォーカス駆動部、４６・・・絞り駆動部、４８・・・シャッタ駆動部、５０・・・撮像系ＣＰＵ、５４・・・測光センサ、６２・・・メインＣＰＵ、７０・・・ＹＣ処理部、１００・・・表示部、１１０・・・操作部、２００・・・距離情報取得装置、２１０・・・被写体検出部、２２０・・・距離算出部、２３０・・・条件格納部
【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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