(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の前記人の目における赤目現象の発生の有無、および、前記撮像装置の光軸と前記光源との間の距離に基づいて、前記撮像装置と前記人との間の距離を求める距離測定手段を
含む測定装置。
【請求項２】
複数の前記光源の点灯および消灯を制御する照明制御手段を
さらに含み、
前記距離測定手段は、前記光源の各々を点灯した場合の前記人の目における赤目現象の発生の有無、および、前記撮像装置の光軸と点灯した前記光源との間の距離に基づいて、前記撮像装置と前記人との間の距離を求める
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記照明制御手段は、赤目現象が発生した前記光源のうち前記撮像装置の光軸から最も遠い前記光源と前記撮像装置の光軸との間の距離、および、赤目現象が発生しなかった前記光源のうち前記撮像装置の光軸から最も近い前記光源と前記撮像装置の光軸との間の距離に基づいて、前記撮像装置と前記人との間の距離の範囲を求める
請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記照明光は赤外光である
請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
撮像装置と人との間の距離を測定する測定装置の測定方法において、
光源から発せられた照明光が照射された人を前記撮像装置により撮像した画像内の前記人の目における赤目現象の発生の有無、および、前記撮像装置の光軸と前記光源との間の距離に基づいて、前記撮像装置と前記人との間の距離を求める距離測定ステップを
含む測定方法。
【請求項６】
光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の前記人の目における赤目現象の発生の有無、および、前記撮像装置の光軸と前記光源との間の距離に基づいて、前記撮像装置と前記人との間の距離を求める距離測定ステップを
含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項７】
撮像装置であって、
光源から発せられた照明光が照射された人を前記撮像装置により撮像した画像内の前記人の目における赤目現象の発生の有無、および、前記撮像装置の光軸と前記光源との間の距離に基づいて、前記撮像装置と前記人との間の距離を求める距離測定手段を
含む撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置および方法、撮像装置、並びに、プログラムに関し、特に、撮像装置と人との間の距離を測定する測定装置および方法、撮像装置、並びに、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラと人との間の距離（以下、被写体距離と称する）を測定する方法としては、人に向けて光線を照射し、反射光が返ってくるまでの時間により距離を測定する方法（アクティブ測距）、撮影した画像内のコントラストなどに基づいて距離を算出する方法（パッシブ測距）、人に向けて電波を放射し、反射波を受信するまでの時間により距離を測定する方法、撮影した画像内の人の顔認識を行い、左右の瞳孔間の距離などの顔の特徴量に基づいて距離を算出する方法などが一般的である（例えば、特許文献１参照）。特に、アクティブ測距およびパッシブ測距は、現在市販のカメラに多く採用されている。
【０００３】
【特許文献１】特許３１２６０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アクティブ測距、パッシブ測距、および、電波を用いて被写体距離を測定する方法は、人のみが対象ではないため、人以外の障害物が間に割り込んだ場合に、距離を誤って測定してしまう恐れがある。また、電波の反射波を用いる場合、専用のユニットをカメラに設ける必要がある。
【０００５】
さらに、顔の特徴量に基づいて被写体距離を測定する方法では、顔の特徴量と被写体距離とを関連付けるキャリブレーションが人物毎に必要になる。また、キャリブレーションを行わずに、人物の違いに関わらず一定の関連付けルールを適用するようにした場合、顔の特徴量の個人差により、検出精度が低下してしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により撮像装置と人との間の距離を確実に測定できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面の測定装置は、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離を求める距離測定手段を備える。
【０００８】
本発明の第１の側面の測定装置においては、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離が求められる。
【０００９】
従って、簡単な構成により撮像装置と人との間の距離を確実に測定することができる。
【００１０】
この距離測定手段は、例えば、CPUにより構成される。
【００１１】
この測定装置には、複数の光源の点灯および消灯を制御する照明制御手段をさらに設け、距離測定手段には、光源の各々を点灯した場合の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と点灯した光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離を求めさせることができる。
【００１２】
これにより、より詳細に撮像装置と人との間の距離を測定することができる。
【００１３】
この照明制御手段は、例えば、CPUにより構成される。
【００１４】
照明制御手段は、赤目現象が発生した光源のうち撮像装置の光軸から最も遠い光源と撮像装置の光軸との間の距離、および、赤目現象が発生しなかった光源のうち撮像装置の光軸から最も近い光源と撮像装置の光軸との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離の範囲を求めさせることができる。
【００１５】
これにより、より詳細に撮像装置と人との間の距離の範囲を詳細に特定することができる。
【００１６】
この照明光は赤外光とすることができる。
【００１７】
これにより、照明光を連続して照射しても、赤目現象を継続して発生させることができ、より確実に撮像装置と人との間の距離を測定することができる。
【００１８】
本発明の第１の側面の測定方法、および、コンピュータにより実行されるプログラムは、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離を求める距離測定ステップを含む。
【００１９】
本発明の第１の側面の測定方法、および、コンピュータにより実行されるプログラムにおいては、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離が求められる。
【００２０】
従って、簡単な構成により撮像装置と人との間の距離を確実に測定することができる。
【００２１】
この距離測定ステップは、例えば、CPUにより、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離を求める距離測定ステップにより構成される。
【００２２】
本発明の第２の側面の撮像装置は、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離を求める距離測定手段を備える。
【００２３】
本発明の第２の側面の撮像装置においては、光源から発せられた照明光が照射された人を撮像装置により撮像した画像内の人の目における赤目現象の発生の有無、および、撮像装置の光軸と光源との間の距離に基づいて、撮像装置と人との間の距離が求められる。
【００２４】
従って、簡単な構成により撮像装置と人との間の距離を確実に測定することができる。
【００２５】
この距離測定手段は、例えば、CPUにより構成される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の側面または第２の側面によれば、簡単な構成により撮像装置と人との間の距離を確実に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
最初に、図１乃至図３を参照して、本発明において撮像装置と人との間の被写体距離の測定に適用する原理について説明する。
【００２９】
図１は、撮像装置１１、人間の眼球１２、および、眼球１２に入射する光線の関係を模式的に表した図である。
【００３０】
撮像装置１１により人（以下、被写体人物とも称する）を撮像する場合に、ストロボ光などを照射したとき、被写体人物の目が赤く写る赤目現象が発生する場合がある。赤目現象は、眼球１２に入射したストロボ光などの光線が、角膜２１、水晶体２３および硝子体２４を透過し、網膜２５（および、図示せぬ脈絡膜）の毛細血管に到達し、その反射光である赤い光が撮像装置１１により撮像されることにより発生する現象である。
【００３１】
ここで、赤目現象の発生条件について考える。光線Ａが眼球１２に入射し網膜２５に到達したとき、光線Ａは正反射されずに様々な方向に乱反射される。撮像装置１１のレンズ１１Ａの光軸（以下、レンズ光軸または撮像光軸と称する）の方向と光線Ａの光軸の方向のズレが大きく、光線Ａの眼球１２への入射角が大きい場合、そのほとんどがレンズ光軸から乖離した方向に反射され、撮像装置１１のレンズ１１Ａに入射しないため、赤目現象は発生しにくい。一方、光軸の方向が撮像装置１１のレンズ光軸の方向に近く、眼球１２への入射角が小さい光線Ｂが眼球１２に入射し網膜２５に到達した場合、その反射光の多くがレンズ光軸に近い方向に反射され、撮像装置１１のレンズ１１Ａに入射するため、赤目現象が発生しやすい。すなわち、撮像装置１１のレンズ光軸の方向と眼球１２に入射する光線の光軸の方向が近いほど、赤目現象は発生しやすくなる。従って、撮像装置１１とストロボなどの照明装置との間の距離が近いほど、撮像装置１１のレンズ光軸の方向と照明光の光軸の方向とが近くなり、赤目現象は発生しやすくなる。
【００３２】
なお、以下、撮像装置の光軸（レンズ光軸）と、撮像時に用いる照明装置の光源（より正確には光源の中心）との間の距離を光軸間距離と称する。
【００３３】
図２は、撮像装置１１と図示せぬ照明装置との間の光軸間距離Daと、撮像装置１１と被写体人物との間の被写体距離Dpとの関係を模式的に表した図である。なお、線Ａ１は、撮像装置１１のレンズ光軸を示しており、線Ａ２は、図示せぬ照明装置の照明光のうち、被写体人物の網膜２５に入射する照明光の光軸を示している。
【００３４】
一般的に、被写体人物の個人差にほとんど関係なく、光軸間距離Daが、被写体距離Dp（より正確には、撮像装置１１のレンズ１１Ａの中心と被写体人物の網膜との間の距離）の約1/20以下になる場合、赤目現象が誘発されることが知られている。逆に言えば、被写体距離Dpが光軸間距離Daの約20倍（以下、この値を赤目定数αrと称する）以上になる場合、赤目現象が誘発される。これは、撮像装置１１のレンズ光軸Ａ１と照明光の光軸Ａ２と間の角度θaが約2.86°以下になる場合である。
【００３５】
従って、光軸間距離Daおよび被写体距離Dpと赤目現象の発生の有無との関係を表に表すと、図３のようになる。なお、図３の表頭には被写体距離Dp（単位はmm）が示されており、表側には光軸間距離Da（単位はmm）が示されている。また、表内の各欄には、その欄に対応する光軸間距離Daと被写体距離Dpの組み合わせにおいて、赤目現象が発生するか否かが示されており、赤目現象が発生する欄には丸が記入され、赤目現象が発生しない欄には何も記入されていない。例えば、光軸間距離Daが10mmで被写体距離Dpが200mmの場合には赤目現象が発生し、光軸間距離Daが50mmで被写体距離Dpが400mmの場合には赤目現象が発生しないことが示されている。
【００３６】
このように、赤目現象の発生の有無は、被写体人物の個人差に関わらず、光軸間距離Daと被写体距離Dpの関係によりモデル化することができる。なお、虹彩の色などにより赤目現象の強弱に個人差が現れる場合があるが、これは微少な差であり、赤目現象の発生の有無に影響を与える程度のものではない。従って、赤目現象の発生の有無と光軸間距離Daが分かれば、被写体距離Dpを推定することができる。本発明では、以上に説明した原理を用いて、生体反応である赤目現象を利用して、撮像装置と被写体人物との間の被写体距離を測定する。
【００３７】
なお、上述したように、赤目現象は、レンズ１１Ａと図示せぬ照明の位置が近くて、網膜２５の拡散反射光がレンズに返ってくることにより発生する。従って、被写体人物の視線の方向に関わらず、撮像装置１１に網膜２５（≒瞳孔２３Ａ）が写っている限り、赤目現象が発生する可能性がある。すなわち、被写体人物が顔または眼球１２を動かして、レンズ１１Ａから視線を逸らしていても、撮像装置１１に網膜２５（≒瞳孔２３Ａ）が写る角度であれば、赤目現象が発生し得る。なお、ここで、視線の方向を、眼球１２の向き、または、眼球１２の向き＋顔の向きの総合角度のいずれで定義するようにしてもよい。
【００３８】
また、「赤目」という呼称は、以上に説明した現象により人間の目が赤く撮像されることに由来しているが、例えば、猫など他の動物では、赤以外の色となる場合がある。これは、網膜の後ろにある輝板という組織の反射光が、赤色とは限らないからである。ただし、人間には輝板が存在しないため、誰でも赤色（血液の色）となる。なお、赤目現象とは、色の種類に関わらず、上述したように、眼球に入射した光の反射光により目の色が変化して撮像（あるいは観察）される現象のことをいう。
【００３９】
図１に戻り、可視光線が連続して眼球１２に入射する場合には、虹彩２２の筋肉により瞳孔２３Ａが収縮し、網膜２５に届く光量が調節されるため、赤目現象は発生しにくくなる。一方、人間の対光反応は、目に光が照射されてから瞳孔２３Ａの収縮が開始されるまでに約0.2秒、瞳孔２３Ａの収縮が完了するまでに約１秒かかるため、ストロボ光のような瞬間的な光線に対しては、瞳孔２３Ａの収縮が間に合わず、赤目現象が発生しやすくなる。また、人間には見えない赤外光を目に照射しても、瞳孔６３Ａの収縮は起こらないため、赤外光を連続して照射した場合、赤目現象が連続して発生する。この場合に撮像した赤外線画像においては、赤目現象の色は白色となる。さらに、網膜２５の光線反射率は可視光領域よりも赤外光領域の方が高いので、赤外光を照射した場合、可視光を照射した場合よりも、赤目現象が顕著に現れる。
【００４０】
次に、図４乃至図８を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。図４は、本発明を適用した撮像装置１０１の外観の構成例を示す模式図であり、図５は、撮像装置１０１の機能的構成を示すブロック図である。撮像装置１０１は、撮像部１１１、照明部１１２、および、測定部１１３を含むように構成される。
【００４１】
撮像部１１１は、例えば、CCD（Charge Coupled Devices）撮像素子、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子、または、対数変換型撮像素子などを用い、赤外光の撮像が可能なカメラにより構成される。撮像部１１１は、被写体を撮像した画像（以下、入力画像と称する）を測定部１１３に供給する。
【００４２】
照明部１１２は、例えば、LED（Light Emitting Diode）などにより構成される赤外光を発する光源Ｌが、撮像部１１１のレンズ１１１Ａとほぼ同じ高さとなるように、撮像部１１１の正面に向かって左側に設置されている。照明部１１２は、測定部１１３の制御の基に光源Ｌが点灯し、撮像部１１１が撮像する方向を照射する。
【００４３】
撮像部１１１の後面に接続されている測定部１１３は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、メモリなどにより構成され、撮像部１１１により撮像された人（被写体人物）と撮像部１１１との間の距離を測定する。また、測定部１１３のCPUが所定の制御プログラムを実行することにより、目検出部１２１、赤目判定部１２２、照明制御部１２３、および、距離測定部１２４を含む機能が実現される。
【００４４】
目検出部１２１は、所定の手法を用いて、入力画像に写っている被写体人物の目の領域を検出し、入力画像、および、検出結果を示す情報を赤目判定部１２２に供給する。
【００４５】
赤目判定部１２２は、所定の手法を用いて、目検出部１２１により検出された被写体人物の目に赤目現象が発生しているか否かを判定し、判定結果を示す情報を距離測定部１２４に供給する。
【００４６】
照明制御部１２３は、距離測定部１２４からの指令に基づいて、照明部１１２の光源Ｌの点灯および消灯を制御する。また、照明制御部１２３は、撮像部１１１と光源Ｌとの間の光軸間距離Daを示す情報を距離測定部１２４に供給する。
【００４７】
距離測定部１２４は、赤目現象の発生の有無および光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を測定する。距離測定部１２４は、被写体距離の測定結果を示す情報を後段に出力する。
【００４８】
ここで、図６を参照して、撮像装置１０１により被写体距離を測定する原理について簡単に説明する。図２を参照して上述したように、光源Ｌが点灯したときの被写体人物の目１５１における赤目現象の発生の有無は、撮像部１１１と被写体人物の目１５１との間の被写体距離Dp、および、撮像部１１１と光源Ｌとの間の光軸間距離Da（あるいは、撮像部１１１のレンズ光軸に対する光源Ｌからの照明光の目１５１への入射角θa）に依存している。すなわち、光源Ｌが点灯したときに被写体人物の目１５１において赤目現象が発生した場合、被写体距離Dp≧光軸間距離Da×赤目定数αrであると推定することができ、赤目現象が発生しなかった場合、被写体距離Dp＜光軸間距離Da×赤目定数αrであると推定することができる。
【００４９】
次に、図７のフローチャートを参照して、以上の原理に基づいて、撮像装置１０１により実行される被写体距離測定処理の詳細について説明する。
【００５０】
ステップＳ１において、撮像装置１０１は、照明を点灯する。すなわち、照明制御部１２３は、距離測定部１２４からの指令に基づいて、照明部１１２の光源Ｌを点灯させる。
【００５１】
ステップＳ２において、測定部１１３は、赤目判定処理を行う。ここで、図８のフローチャートを参照して、赤目判定処理の詳細について説明する。
【００５２】
ステップＳ２１において、目検出部１２１は、入力画像を取得する。すなわち、目検出部１２１は、光源Ｌを点灯させた状態で撮像部１１１により撮像された入力画像、換言すれば、光源Ｌから発せられた照明光が照射された被写体を撮像した入力画像を、撮像部１１１から取得する。
【００５３】
ステップＳ２２において、目検出部１２１は、目領域検出処理を行う。具体的には、目検出部１２１は、まず、所定の手法に基づいて、入力画像において人の顔の探索を行う。目検出部１２１は、入力画像において人の顔を検出できた場合、さらに、所定の手法に基づいて、検出した人（被写体人物）の目の領域（例えば目尻、目頭、上瞼中央、下瞼中央の４点で囲む領域）の検出処理を行う。なお、ここで用いる目領域検出処理の手法は、特定の手法に限定されるものではなく、より正確、より迅速かつより簡単に入力画像において人の目の領域を検出できる手法を適用することが望ましい。
【００５４】
ステップＳ２３において、目検出部１２１は、ステップＳ２２の処理の結果に基づいて、目領域の検出に成功したか否かを判定する。例えば、入力画像に人の顔が写っていなかったり、入力画像に人の顔は写っているがよそ見をしていたり、目を閉じたりしていて、入力画像において人の目の領域を検出できなかった場合、目検出部１２１は、目領域の検出に失敗したと判定し、処理はステップＳ２１に戻る。その後、ステップＳ２３において、目領域の検出に成功したと判定されるまで、ステップＳ２１乃至Ｓ２３の処理が繰り返し実行される。
【００５５】
一方、ステップＳ２３において、目領域の検出に成功したと判定された場合、処理はステップＳ２４に進む。
【００５６】
ステップＳ２４において、赤目判定部１２２は、赤目現象の発生の有無を判定する。具体的には、目検出部１２１は、入力画像、および、入力画像における被写体人物の目の位置を示す情報を赤目判定部１２２に供給する。赤目判定部１２２は、所定の手法に基づいて、目検出部１２１により検出された入力画像の被写体人物の目において、赤目現象が発生しているか否かを判定する。赤目判定部１２２は、判定結果を示す情報を距離測定部１２４に供給する。その後、赤目判定処理は終了する。
【００５７】
なお、ここで用いる赤目現象の発生の有無を判定する手法は、特定の手法に限定されるものではなく、より正確、より迅速かつより簡単に赤目現象の発生の有無を判定できる手法を適用することが望ましい。例えば、低解像度化した顔画像の輝度の濃淡分布によると、目の領域は肌の領域よりも暗く観察される。これにより、目の領域を特定し、特定した目の領域内に所定の輝度以上の画素が閾値を超えて存在している場合、赤目現象が発生していると判定することができる。この画素数の閾値は、例えば、目の領域に占める虹彩径の割合などを基準にして設定することが考えられる。また、他の例として、顔画像から抽出したエッジから目の形状に近いエッジパターン（例えばラグビーボール形の楕円）を検出し、このパターン内に中抜きの円形エッジを見つけることで、赤目現象を検出することができる。もちろん、以上の２つの手法や、他の手法を組み合わせて用いてもよい。
【００５８】
図７に戻り、ステップＳ３において、距離測定部１２４は、撮像部１１１と照明部１１２の光源Ｌとの間の光軸間距離Daを示す情報を照明制御部１２３から取得する。
【００５９】
ステップＳ４において、距離測定部１２４は、赤目判定部１２２による判定結果に基づいて、赤目現象が発生しているか否かを判定する。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ５に進む。
【００６０】
ステップＳ５において、距離測定部１２４は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da×赤目定数αrであると判定する。
【００６１】
ステップＳ６において、距離測定部１２４は、後処理を行う。例えば、光源Ｌからの距離や、光源Ｌから被写体人物の目への照明光の入射角によって、入力画像における赤目現象の輝度は変化する。そこで、距離測定部１２４は、必要に応じて、入力画像における赤目現象の輝度を示す情報を赤目判定部１２２から取得し、取得した輝度情報に基づいて、被写体距離Dpをより細かい精度で推定することにより、被写体距離Dpの補正を行う。距離測定部１２４は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ４において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ７に進む。
【００６３】
ステップＳ７において、距離測定部１２４は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da×赤目定数αrであると判定する。そして、距離測定部１２４は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【００６４】
このようにして、赤目現象の発生の有無、および、撮像部１１１と光源Ｌとの間の光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を測定することができる。特に、人の生体反応である赤目現象を利用しているため、人以外の物体に影響されることなく、確実に被写体距離を測定することができる。また、赤目現象の発生条件には個人差がほとんどないため、特別なキャリブレーションを行わなくても、個人差の影響を受けずに被写体距離を測定することが可能になる。さらに、近年は、赤目検出機能や赤目補正機能を有する撮像装置も多く、専用の測距装置などを設けることなく簡単な回路またはソフトウエアなどの変更を加えるだけで、簡単な構成により本発明の実施の形態を実現することが可能である。
【００６５】
次に、図９乃至図１２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本発明の第２の実施の形態は、光源の数を２個に増やし、より詳細に被写体距離を測定できるようにするものである。
【００６６】
図９は、本発明を適用した撮像装置２０１の外観の構成例を示す模式図であり、図１０は、撮像装置２０１の機能的構成を示すブロック図である。撮像装置２０１は、撮像部１１１、照明部２１１、および、測定部２１２を含むように構成される。また、測定部２１２のCPUが所定の制御プログラムを実行することにより、目検出部１２１、赤目判定部１２２、照明制御部２２１、および、距離測定部２２２を含む機能が実現される。なお、図中、図４および図５と対応する部分については同じ符号を付してあり、処理が同じ部分に関しては、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００６７】
照明部２１１は、例えば、LED（Light Emitting Diode）などにより構成される赤外光を発する２つの光源L(1)および光源L(2)を有している。照明部２１１は、光源L(1)および光源L(2)が水平方向に並ぶとともにレンズ１１１Ａとほぼ同じ高さとなり、光源L(1)が撮像部１１１に近く、光源L(2)が遠くなるように、撮像部１１１の正面に向かって左側に設置されている。照明部２１１は、照明制御部２２１の制御の基に、光源L(1)および光源L(2)がそれぞれ独立して点灯し、撮像部１１１が撮像する方向を照射する。
【００６８】
撮像部１１１の後面に接続されている測定部２１２は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、メモリなどにより構成され、撮像部１１１により撮像された人（被写体人物）と撮像部１１１との間の距離を測定する。
【００６９】
照明制御部２２１は、距離測定部２２２からの指令に基づいて、照明部２１１の光源L(1)および光源L(2)の点灯および消灯を制御する。また、照明制御部２２１は、撮像部１１１と光源L(1)または光源L(2)との間の光軸間距離を示す情報を距離測定部２２２に供給する。
【００７０】
距離測定部２２２は、赤目現象の発生の有無および光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を測定する。距離測定部２２２は、被写体距離の測定結果を示す情報を後段に出力する。
【００７１】
ここで、図１１を参照して、撮像装置２０１により被写体距離を測定する原理について簡単に説明する。図２を参照して上述したように、光源L(1)が点灯したときの被写体人物の目２５１における赤目現象の発生の有無は、撮像部１１１と被写体人物の目２５１との間の被写体距離Dp、および、撮像部１１１と光源L(1)との間の光軸間距離Da(1)（あるいは、撮像部１１１のレンズ光軸に対する光源L(1)からの照明光の目２５１への入射角θa(1)）に依存している。同様に、光源L(2)が点灯したときの被写体人物の目２５１における赤目現象の発生の有無は、撮像部１１１と被写体人物の目２５１との間の被写体距離Dp、および、撮像部１１１と光源L(2)との間の光軸間距離Da(2)（あるいは、撮像部１１１のレンズ光軸に対する光源L(2)からの照明光の目２５１への入射角θa(2)）に依存している。
【００７２】
また、光軸間距離Da(1)＜光軸間距離Da(2)であるため、同じ条件下で光源L(1)および光源L(2)を個別に点灯した場合、両方の光源により赤目現象が発生するとき、両方の光源により赤目現象が発生しないとき（＝光源L(1)により赤目現象が発生しないとき）、または、光源L(1)のみにより赤目現象が発生するときがある。そして、両方の光源により赤目現象が発生する場合、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると推定することができ、両方の光源により赤目現象が発生しない場合、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると推定することができ、光源L(1)のみにより赤目現象が発生する場合、光軸間距離Da(1)×赤目定数αr≦被写体距離Dp＜光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると推定できる。
【００７３】
次に、図１２のフローチャートを参照して、以上の原理に基づいて、撮像装置２０１により実行される被写体距離測定処理について説明する。
【００７４】
ステップＳ４１において、撮像装置２０１は、光源L(1)を点灯する。すなわち、照明制御部２２１は、距離測定部２２２からの指令に基づいて、照明部２１１の光源L(1)を点灯させる。
【００７５】
ステップＳ４２において、上述した図７のステップＳ２と同様の赤目判定処理が実行される。これにより、光源L(1)を点灯した場合の赤目現象の発生の有無が判定される。
【００７６】
ステップＳ４３において、距離測定部２２２は、撮像部１１１と照明部２１１の光源L(1)との間の光軸間距離Da(1)を示す情報を照明制御部２２１から取得する。
【００７７】
ステップＳ４４において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ４５に進む。
【００７８】
ステップＳ４５において、撮像装置２０１は、光源L(2)を点灯する。すなわち、照明制御部２２１は、距離測定部２２２からの指令に基づいて、照明部２１１の光源L(1)を消灯し、光源L(2)を点灯させる。
【００７９】
ステップＳ４６において、上述した図７のステップＳ２と同様の赤目判定処理が実行される。これにより、光源L(2)を点灯した場合の赤目現象の発生の有無が判定される。
【００８０】
ステップＳ４７において、距離測定部２２２は、撮像部１１１と照明部２１１の光源L(2)との間の光軸間距離Da(2)を示す情報を照明制御部２２１から取得する。
【００８１】
ステップＳ４８において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、すなわち、光源L(1)および光源L(2)の両方により赤目現象が発生した場合、処理はステップＳ４９に進む。
【００８２】
ステップＳ４９において、距離測定部２２２は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると判定する。その後、処理はステップＳ５１に進む。
【００８３】
一方、ステップＳ４８において、赤目現象が発生していないと判定された場合、すなわち、光源L(1)のみにより赤目現象が発生した場合、処理はステップＳ５０に進む。
【００８４】
ステップＳ５０において、距離測定部２２２は、光軸間距離Da(1)×赤目定数αr≦被写体距離Dp＜光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると判定する。その後、処理はステップＳ５１に進む。
【００８５】
ステップＳ５１において、上述した図７のステップＳ６の処理と同様に、後処理が行われ、被写体距離測定処理は終了する。
【００８６】
一方、ステップＳ４４において、赤目現象が発生していないと判定された場合、すなわち、光源L(1)により赤目現象が発生しなかった場合、処理はステップＳ５２に進む。
【００８７】
ステップＳ５２において、距離測定部２２２は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部２２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【００８８】
このようにして、本発明の第１の実施の形態と比較して、より詳細に被写体距離を測定することができる。
【００８９】
次に、図１３乃至図１５を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本発明の第３の実施の形態は、光源の数をさらに増やし、より詳細に被写体距離を測定できるようにするものである。
【００９０】
図１３は、本発明を適用した撮像装置３０１の外観の構成例を示す模式図であり、図１４は、撮像装置３０１の機能的構成を示すブロック図である。撮像装置３０１は、撮像部１１１、照明部３１１、および、測定部３１２を含むように構成される。また、測定部３１２のCPUが所定の制御プログラムを実行することにより、目検出部１２１、赤目判定部１２２、照明制御部３２１、および、距離測定部３２２を含む機能が実現される。なお、図中、図４および図５と対応する部分については同じ符号を付してあり、処理が同じ部分に関しては、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９１】
照明部３１１は、例えば、LED（Light Emitting Diode）などにより構成される赤外光を発するN個の光源L(1)乃至光源L(N)を有し、光源L(1)乃至光源L(N)は、水平方向にほぼ等間隔に配置されている。照明部３１１は、光源L(1)乃至光源L(N)が水平方向に並ぶとともにレンズ１１１Ａとほぼ同じ高さとなり、光源L(1)が撮像部１１１から最も近く、光源L(N)が撮像部１１１から最も遠くなるように、撮像部１１１の正面に向かって左側に設置されている。照明部３１１は、照明制御部３２１の制御の基に、光源L(1)乃至光源L(N)がそれぞれ独立して点灯し、撮像部１１１が撮像する方向を照射する。
【００９２】
なお、以下、撮像部１１１と光源L(i)（i＝1,2,・・・,N）との間の光軸間距離をDa(i)（i＝1,2,・・・,N）とする。
【００９３】
撮像部１１１の後面に接続されている測定部３１２は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、メモリなどにより構成され、撮像部１１１により撮像された被写体人物と撮像部１１１との間の被写体距離を測定する。
【００９４】
照明制御部３２１は、距離測定部３２２からの指令に基づいて、照明部３１１の光源L(1)乃至光源L(N)の点灯または消灯を制御する。また、照明制御部３２１は、撮像部１１１と点灯中の光源との間の光軸間距離を示す情報を距離測定部３２２に供給する。
【００９５】
距離測定部３２２は、赤目現象の発生の有無および光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を求める。距離測定部３２２は、被写体距離の測定結果を示す情報を後段に出力する。
【００９６】
次に、図１５のフローチャートを参照して、撮像装置３０１により実行される被写体距離測定処理について説明する。
【００９７】
ステップＳ７１において、距離測定部３２２は、変数iに0を代入する。
【００９８】
ステップＳ７２において、距離測定部３２２は、変数iの値を１つインクリメントする。
【００９９】
ステップＳ７３において、照明制御部３２１は、距離測定部３２２からの指令に基づいて、照明部３１１の光源L(i-1)を消灯し、光源L(i)を点灯させる。なお、処理の開始時には、光源L(1)の点灯のみが行われる。
【０１００】
ステップＳ７４において、上述した図７のステップＳ２と同様の赤目判定処理が実行される。これにより、光源L(i)を点灯した場合の赤目現象の発生の有無が判定される。
【０１０１】
ステップＳ７５において、距離測定部３２２は、撮像部１１１と点灯中の光源L(i)との間の光軸間距離Da(i)を示す情報を照明制御部３２１から取得する。
【０１０２】
ステップＳ７６において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ７７に進む。
【０１０３】
ステップＳ７７において、距離測定部３２２は、変数iがNと等しいか否かを判定する。変数iがNと等しくないと判定された場合、処理はステップＳ７２に戻る。
【０１０４】
その後、ステップＳ７６において、赤目現象が発生していないと判定されるか、ステップＳ７７において、変数iがNと等しいと判定されるまで、ステップＳ７２乃至Ｓ７７の処理が繰り返し実行される。すなわち、光源L(1)から光源L(N)の方向に点灯させる光源を１つずつ切り替えながら、各光源により赤目現象が発生するか否かが判定される。
【０１０５】
一方、ステップＳ７７において、変数iがNと等しいと判定された場合、処理はステップＳ７８に進む。これは、光源L(1)から光源L(N)までの全ての光源により赤目現象が発生した場合である。
【０１０６】
ステップＳ７８において、距離測定部３２２は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(N)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部３２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１０７】
一方、ステップＳ７６において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ７９に進む。
【０１０８】
ステップＳ７９において、距離測定部３２２は、変数iが1と等しいか否かを判定する。変数iが1と等しいと判定された場合、処理はステップＳ８０に進む。これは、撮像部１１１に最も近い光源L(1)により赤目現象が発生しなかった場合である。
【０１０９】
ステップＳ８０において、距離測定部３２２は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部３２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１１０】
一方、ステップＳ７９において、変数iが1と等しくないと判定された場合、処理はステップＳ８１に進む。これは、現在点灯中の光源L(i)の１つ前の光源L(i-1)まで赤目現象が発生し、光源L(i)で赤目現象が発生しなくなった場合である。
【０１１１】
ステップＳ７９において、距離測定部３２２は、光軸間距離Da(i-1)×赤目定数αr≦被写体距離Dp＜光軸間距離Da(i)×赤目定数αrであると判定する。すなわち、赤目現象が発生した光源のうち撮像部１１１の光軸から最も遠い光源L(i-1)の光軸間距離Da(i-1)、および、赤目現象が発生しなかった光源のうち撮像部１１１の光軸から最も近い光源L(i)の光軸間距離Da(i)に基づいて、被写体距離の範囲が求められる。距離測定部３２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１１２】
このようにして、本発明の第１および第２の実施の形態と比較して、さらに詳細に被写体距離を測定することができる。
【０１１３】
なお、図１５のフローチャートでは、説明を簡単にするために、被写体距離を判定した後の後処理（例えば、図７のステップＳ６の処理）を省略するようにしたが、もちろん、図１５のフローチャートの処理に後処理を適用するようにしてもよい。
【０１１４】
次に、図１６乃至図１９を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本発明の第４の実施の形態は、水平方向だけでなく垂直方向にも光源を増やすようにして、より詳細に被写体距離を測定できるようにするものである。
【０１１５】
図１６は、本発明を適用した撮像装置４０１の外観の構成例を示す模式図であり、図１７は、撮像装置４０１の機能的構成を示すブロック図である。撮像装置４０１は、撮像部１１１、照明部４１１、および、測定部４１２を含むように構成される。また、測定部４１２のCPUが所定の制御プログラムを実行することにより、目検出部１２１、赤目判定部１２２、照明制御部４２１、および、距離測定部４２２を含む機能が実現される。なお、図中、図４および図５と対応する部分については同じ符号を付してあり、処理が同じ部分に関しては、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１１６】
照明部４１１は、例えば、LED（Light Emitting Diode）などにより構成される赤外光を発するM×N個の光源L(1,1)乃至光源L(M,N)を有し、光源L(1,1)乃至光源L(M,N)は、格子状に配置されている。なお、光源の水平方向の間隔と垂直方向の間隔は必ずしも同じである必要はない。照明部４１１は、いちばん上の行の光源の高さがレンズ１１１Ａとほぼ同じ高さとなるように、撮像部１１１の正面に向かって左側に設置され、光源L(1,1)が撮像部１１１から最も近く、光源L(M,N)が撮像部１１１から最も遠くなっている。
【０１１７】
なお、以下、撮像部１１１と光源L(i,j)（i＝1,2,・・・,M，j＝1,2,・・・,N）との間の光軸間距離をDa(i,j)（i＝1,2,・・・,M，j＝1,2,・・・,N）とする。また、j列目の1番下の光源L(j,N)の光軸間距離Da(j,N)＜j＋1列目の1番上の光源L(j+1,1)の光軸間距離Da(j+1,1)であるものとする。従って、Da(j,1)＜Da(j,2)＜・・・＜Da(j,M-1)＜Da(j,M)＜Da(j+1,1)となる。
【０１１８】
撮像部１１１の後面に接続されている測定部４１２は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、メモリなどにより構成され、撮像部１１１により撮像された被写体人物と撮像部１１１との間の被写体距離を測定する。
【０１１９】
照明制御部４２１は、距離測定部４２２からの指令に基づいて、照明部４１１の光源L(1,1)乃至光源L(M,N)の点灯または消灯を制御する。また、照明制御部４２１は、撮像部１１１と点灯中の光源との間の光軸間距離を示す情報を距離測定部４２２に供給する。
【０１２０】
距離測定部４２２は、赤目現象の発生の有無および光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を求める。距離測定部４２２は、被写体距離の測定結果を示す情報を後段に出力する。
【０１２１】
次に、図１８および図１９のフローチャートを参照して、撮像装置４０１により実行される被写体距離測定処理について説明する。
【０１２２】
ステップＳ１０１において、距離測定部４２２は、変数iに0を代入し、変数jに1を代入する。
【０１２３】
ステップＳ１０２において、距離測定部４２２は、変数iの値を１つインクリメントする。
【０１２４】
ステップＳ１０３において、照明制御部４２１は、距離測定部４２２からの指令に基づいて、照明部４１１の光源L(i-1,1)を消灯し、光源L(i,1)を点灯させる。なお、処理の開始時には、光源L(1,1)の点灯のみが行われる。
【０１２５】
ステップＳ１０４において、上述した図７のステップＳ２と同様の赤目判定処理が実行される。これにより、光源L(i,1)を点灯した場合の赤目現象の発生の有無が判定される。
【０１２６】
ステップＳ１０５において、距離測定部４２２は、撮像部１１１と点灯中の光源L(i,1)との間の光軸間距離Da(i,1)を示す情報を照明制御部４２１から取得する。
【０１２７】
ステップＳ１０６において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ１０７に進む。
【０１２８】
ステップＳ１０７において、距離測定部４２２は、変数iがMと等しいか否かを判定する。変数iがMと等しくないと判定された場合、処理はステップＳ１０２に戻る。
【０１２９】
その後、ステップＳ１０６において、赤目現象が発生していないと判定されるか、ステップＳ１０７において、変数iがMと等しいと判定されるまで、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０７の処理が繰り返し実行される。すなわち、光源L(1,1)から光源L(M,1)の方向に点灯させる光源を１つずつ切り替えながら、照明部４１１の１行目の各光源により赤目現象が発生するか否かが判定される。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０７において、変数jがMと等しいと判定された場合、処理はステップＳ１０８に進む。これは、照明部４１１の１行目の全ての光源（光源L(1,1)から光源L(M,1)）により赤目現象が発生した場合である。
【０１３１】
ステップＳ１０８において、距離測定部４２２は、変数XにMを代入する。その後、処理はステップＳ１１１に進む。
【０１３２】
一方、ステップＳ１０６において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ１０９に進む。
【０１３３】
ステップＳ１０７において、距離測定部４２２は、変数iが1と等しいか否かを判定する。変数iが1と等しくないと判定された場合、処理はステップＳ１１０に進む。これは、現在点灯中の光源L(i,1)の１つ左の光源L(i-1,1)まで赤目現象が発生し、光源L(i,1)で赤目現象が発生しなくなった場合である。
【０１３４】
ステップＳ１１０において、距離測定部４２２は、変数Xにi-1を代入する。その後、処理はステップＳ１１１に進む。
【０１３５】
ステップＳ１１１において、距離測定部４２２は、変数jの値を１つインクリメントする。
【０１３６】
ステップＳ１１２において、照明制御部４２１は、距離測定部４２２からの指令に基づいて、照明部４１１の光源L(X,j-1)を消灯し、光源L(X,j)を点灯させる。なお、ステップＳ１１２の最初の処理では、照明部４１１の１行目の点灯中の光源が消灯され、光源L(X,2)が点灯される。なお、変数Xは、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０７の照明部４１１の１行目の光源に対する赤目判定処理で赤目現象が発生した列のうち、撮像部１１１から最も遠い列を表している。
【０１３７】
ステップＳ１１３において、上述した図７のステップＳ２と同様の赤目判定処理が実行される。これにより、光源L(X,j)を点灯した場合の赤目現象の発生の有無が判定される。
【０１３８】
ステップＳ１１４において、距離測定部４２２は、撮像部１１１と点灯中の光源L(X,j)との間の光軸間距離Da(X,j)を示す情報を照明制御部４２１から取得する。
【０１３９】
ステップＳ１１５において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ１１６に進む。
【０１４０】
ステップＳ１１６において、距離測定部４２２は、変数jがNと等しいか否かを判定する。変数jがNと等しくないと判定された場合、処理はステップＳ１１１に戻る。
【０１４１】
その後、ステップＳ１１５において、赤目現象が発生していないと判定されるか、ステップＳ１１６において、変数iがMと等しいと判定されるまで、ステップＳ１１１乃至Ｓ１１６の処理が繰り返し実行される。すなわち、光源L(X,2)から光源L(X,N)の方向に点灯させる光源を１つずつ切り替えながら、照明部４１１のX列目の各光源により赤目現象が発生するか否かが判定される。
【０１４２】
一方、ステップＳ１１６において、変数jがNと等しいと判定された場合、処理はステップＳ１１７に進む。
【０１４３】
ステップＳ１１７において、距離測定部４２２は、変数XがMと等しいか否かを判定する。変数XがMと等しいと判定された場合、処理はステップＳ１１８に進む。これは、光源L(1,1)から光源L(M,N)までの照明部４１１の全ての光源により赤目現象が発生した場合である。
【０１４４】
ステップＳ１１８において、距離測定部４２２は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(M,N)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部４２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１４５】
一方、ステップＳ１１７において、変数XがMと等しくないと判定された場合、処理はステップＳ１１９に進む。これは、光源L(X,1)から光源L(X,N)までの照明部４１１のX列目の全ての光源により赤目現象が発生し、X+1列目の１行目の光源L(X+1,1)により赤目現象が発生しなかった場合である。
【０１４６】
ステップＳ１１９において、距離測定部４２２は、光軸間距離Da(X,N)×赤目定数αr≦被写体距離Dp＜光軸間距離Da(X+1,1)×赤目定数αrであると判定する。すなわち、赤目現象が発生した光源のうち撮像部１１１の光軸から最も遠い光源L(X,N)の光軸間距離Da(X,N)、および、赤目現象が発生しなかった光源のうち撮像部１１１の光軸から最も近い光源L(X+1,1)の光軸間距離Da(X+1,1)に基づいて、被写体距離の範囲が求められる。距離測定部４２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１４７】
一方、ステップＳ１１５において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ１２０に進む。これは、照明部４１１のX列目の光源について、１行目の光源L(X,1)から現在点灯中の光源L(X,j)の一つ上の光源L(X,j-1)まで赤目現象が発生し、光源L(X,j)で赤目現象が発生しなくなった場合である。
【０１４８】
ステップＳ１２０において、距離測定部４２２は、光軸間距離Da(X,j-1)×赤目定数αr＜被写体距離Dp≦光軸間距離Da(X,j)×赤目定数αrであると判定する。すなわち、赤目現象が発生した光源のうち撮像部１１１の光軸から最も遠い光源L(X,j-1)の光軸間距離Da(X,j-1)、および、赤目現象が発生しなかった光源のうち撮像部１１１の光軸から最も近い光源L(X,j)の光軸間距離Da(X,j)に基づいて、被写体距離の範囲が求められる。距離測定部４２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１４９】
一方、ステップＳ１０９において、変数iが１と等しいと判定された場合、処理はステップＳ１２２に進む。これは、撮像部１１１から最も近い光源L(1,1)により赤目現象が発生しなかった場合である。
【０１５０】
ステップＳ１２２において、距離測定部４２２は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1,1)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部４２２は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０１５１】
このようにして、本発明の第１乃至第３の実施の形態と比較して、さらに詳細に被写体距離を測定することができる。すなわち、最初に水平方向に点灯する光源を切り替えながら被写体距離を測定することにより、被写体距離の範囲が粗く絞りこまれ、次に垂直方向に点灯する光源を切り替えながら被写体距離を測定することにより、被写体距離の範囲が詳細に絞り込まれる。
【０１５２】
なお、垂直方向の１列全ての光源を点灯しながら、光源を点灯させる列を切り替えて、赤目現象が発生する列のうち撮像部１１１から最も遠い列を特定した後、その列の光源を１つずつ切り替えながら点灯し、被写体距離を詳細に絞り込むようにすることも可能である。
【０１５３】
なお、光源を水平方向だけでなく、垂直方向に並べることにより、例えば、被写体人物の頭部が上下に移動しても、頭部に近い光源を点灯させることにより、赤目現象の発生の有無を詳細に確認することができる。従って、以上の説明では、赤目現象の発生が検出できなかった時点で、被写体距離の判定を行うようにしたが、例えば、全ての光源について必ず赤目現象の発生の有無を判定するようにすることにより、より正確に被写体距離を測定することが可能になる。
【０１５４】
また、照明部における光源の数を増やし、光源の配置を密にすればするほど、被写体距離の測定精度を高めることが可能となる。すなわち、光源の配置を密にするほど、各光源間の光軸間距離の間隔が狭くなり、被写体距離の測定間隔を短くすることが可能になる。
【０１５５】
なお、図１８および図１９のフローチャートでは、説明を簡単にするために、被写体距離を判定した後の後処理（例えば、図７のステップＳ６の処理）を省略するようにしたが、もちろん、図１８および図１９のフローチャートの処理に後処理を適用するようにしてもよい。
【０１５６】
なお、以上の説明では、赤目現象の発生が検出されなかった場合に、常に被写体距離を確定するようにしたが、例えば、被写体人物がよそ見をしていて被写体人物の瞳孔を撮像できなった場合や、外光が明るすぎて被写体人物の瞳孔が収縮している場合にも、赤目現象の発生は検出されなくなる。これらの場合では、光軸間距離と被写体距離の関係とは無関係に、赤目現象の発生が検出されなくなるため、測定した被写体距離に大きな誤差が生じる可能性がある。従って、これらの場合では、被写体距離を未確定とすることが望ましい。
【０１５７】
図２０は、赤目現象の発生が検出されなかった場合に、被写体距離を確定するか否かを判定する基準の例を示している。具体的には、図２０では、撮像部のレンズ光軸に対する被写体人物の顔の向きの角度（以下、顔向き角度と称する）と外光の明るさの組み合わせにより、被写体距離を確定するか否かを判定する例を示している。
【０１５８】
例えば、顔向き角度が所定の閾値未満であり、かつ、外光が人が瞳孔を収縮する明るさより暗い場合（以下、単に外光が暗い場合とも称する）、光軸間距離に対して被写体距離が近いために赤目現象が発生していないと推定され、被写体距離が確定される。一方、顔向き角度が所定の閾値以上である場合、または、外光が人が瞳孔を収縮する明るさである場合（以下、単に外光が明るい場合とも称する）、被写体距離は未確定とされる。
【０１５９】
具体的には、顔向き角度が所定の閾値未満であり、かつ、外光が明るい場合には、外光により被写体人物の瞳孔が収縮しているために赤目現象が発生していないと推定され、被写体距離は未確定とされる。また、顔向き角度が所定の閾値以上であり、かつ、外光が暗い場合には、被写体人物のよそ見により入力画像に被写体人物の瞳孔が写っていないため、赤目現象の発生の有無を正確に確認できなかったと推定され、被写体距離は未確定とされる。また、顔向き角度が所定の閾値以上であり、かつ、外光が明るい場合、被写体人物のよそ見により赤目現象の発生の有無を正確に確認できなかったか、または、被写体人物の瞳孔が収縮しているために赤目現象が発生していないと推定され、被写体距離は未確定とされる。
【０１６０】
ここで、図２１乃至図２４を参照して、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、本発明の第５の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態に、赤目現象が発生していない場合に被写体距離を確定するか否かを判定する処理を追加したものである。
【０１６１】
図２１は、本発明を適用した撮像装置５０１の機能的構成を示すブロック図である。撮像装置５０１は、撮像部１１１、照明部１１２、および、測定部５１１を含むように構成される。また、測定部５１１のCPUが所定の制御プログラムを実行することにより、顔方向検出部５２１、目検出部１２１、赤目判定部１２２、照明制御部１２３、外光情報取得部５２２、および、距離測定部５２３を含む機能が実現される。なお、図中、図５と対応する部分については同じ符号を付してあり、処理が同じ部分に関しては、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１６２】
顔方向検出部５２１は、所定の手法を用いて、入力画像に写っている被写体人物の顔の向きの撮像部１１１のレンズ光軸に対する角度（顔向き角度）の検出処理を行う。顔方向検出部５２１は、被写体人物の顔向き角度の検出に成功した場合、入力画像を目検出部１２１に供給する。また、顔方向検出部５２１は、検出した顔向き角度が所定の閾値（例えば、６０°）以上であるか否かを判定し、判定結果を距離測定部５２３に供給する。
【０１６３】
外光情報取得部５２２は、図２２を参照して後述するように、照明部１１２の照明光以外の外光の状態に関する情報を取得する。外光情報取得部５２２は、取得した情報に基づいて、外光が人が瞳孔を収縮する明るさであるか否かを判定し、判定結果を示す情報を距離測定部５２３に供給する。
【０１６４】
距離測定部５２３は、赤目現象の発生の有無および光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を測定する。また、距離測定部５２３は、赤目現象が発生していないと判定された場合、顔方向検出部５２１の判定結果、および、外光情報取得部５２２の判定結果に基づいて、被写体距離を確定するか否かを判定する。距離測定部５２３は、被写体距離の測定結果を示す情報を後段に出力する。また、距離測定部５２３は、被写体距離を未確定とした場合、その原因を示す情報を後段に出力する。さらに、距離測定部５２３は、照明部１１２の光源Ｌの点灯および消灯を照明制御部１２３に指令する。
【０１６５】
次に、図２２のフローチャートを参照して、撮像装置５０１により実行される被写体距離測定処理について説明する。
【０１６６】
ステップＳ２０１において、上述した図７のステップＳ１と同様の処理により、照明部１１２の光源Ｌが点灯される。
【０１６７】
ステップＳ２０２において、測定部５１１は、顔情報取得処理を実行する。ここで、図２３のフローチャートを参照して、顔情報取得処理の詳細について説明する。
【０１６８】
ステップＳ２２１において、顔方向検出部５２１は、入力画像を取得する。すなわち、顔方向検出部５２１は、光源Ｌから発せられた照明光が照射された被写体を撮像した入力画像を、撮像部１１１から取得する。
【０１６９】
ステップＳ２２２において、顔方向検出部５２１は、顔向き角度検出処理を行う。すなわち、顔方向検出部５２１は、所定の手法を用いて、入力画像に基づいて、被写体人物の顔向き角度を検出する処理を行う。なお、ここで用いる顔向き角度検出処理の手法は、特定の手法に限定されるものではなく、より正確、より迅速かつより簡単に顔向き角度を検出できる手法を適用することが望ましい。
【０１７０】
ステップＳ２２３において、顔方向検出部５２１は、ステップＳ２２２の処理の結果に基づいて、顔向き角度の検出に成功したか否かを判定する。顔向き角度の検出に失敗したと判定された場合、処理はステップＳ２２１に戻り、ステップＳ２２３において、顔向き角度の検出に成功したと判定されるまで、ステップＳ２２１乃至Ｓ２２３の処理が繰り返し実行される。
【０１７１】
一方、ステップＳ２２３において、顔向き角度の検出に成功したと判定された場合、処理はステップＳ２２４に進む。
【０１７２】
ステップＳ２２４において、目検出部１２１は、目領域検出処理を行う。具体的には、顔方向検出部５２１は、入力画像を目検出部１２１に供給する。目検出部１２１は、上述した図８のステップＳ２２の処理と同様に、目領域検出処理を行う。
【０１７３】
ステップＳ２２５において、目検出部１２１は、ステップＳ２２４の処理の結果に基づいて、目領域の検出に成功したか否かを判定する。目領域の検出に失敗したと判定された場合、処理はステップＳ２２１に戻り、ステップＳ２２５において、目領域の検出に成功したと判定されるまで、ステップＳ２２１乃至Ｓ２２５の処理が繰り返し実行される。
【０１７４】
一方、ステップＳ２２５において、目領域の検出に成功したと判定された場合、処理はステップＳ２２６に進む。
【０１７５】
ステップＳ２２６において、上述した図８のステップＳ２４の処理と同様に、赤目現象の発生の有無が判定される。その後、顔情報取得処理は終了する。
【０１７６】
図２２に戻り、ステップＳ２０３において、外光情報取得部５２２は、外光情報を取得する。例えば、外光情報取得部５２２は、図示せぬ受光センサから、被写体人物の周囲の外光の明るさに関する情報を取得する。外光情報取得部５２２は、取得した情報に基づいて、外光の明るさを所定の閾値と比較し、外光が人が瞳孔を収縮する明るさであるか否かを判定する。この閾値は、例えば、人が瞳孔の収縮を開始する明るさの平均的な値に設定される。外光情報取得部５２２は、判定結果を示す情報を距離測定部５２３に供給する。
【０１７７】
なお、外光情報取得部５２２が取得する情報、および、外光の明るさを判定する手法は、特定の情報および手法に限定されるものではない。例えば、撮像装置５０１が車両に設けられる場合、外光情報取得部５２２は、その車両のヘッドライトのON/OFF信号を取得し、外光の明るさの判定に用いるようにしてもよい。また、外光情報取得部５２２が、照明部１１２の照明光を消灯した状態で撮像部１１１により撮像された入力画像を取得し、取得した入力画像の各画素の輝度値などに基づいて、外光の明るさを検出するようにしてもよい。
【０１７８】
ステップＳ２０４において、上述した図７のステップＳ３の処理と同様に、距離測定部５２３は、光軸間距離Daを示す情報を照明制御部１２３から取得する。
【０１７９】
ステップＳ２０５において、距離測定部５２３は、距離測定処理を実行し、被写体距離測定処理は終了する。ここで、図２４のフローチャートを参照して、距離測定処理の詳細について説明する。
【０１８０】
ステップＳ２４１において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ２４２に進む。
【０１８１】
ステップＳ２４２において、上述した図７のステップＳ５の処理と同様に、被写体距離Dp≧光軸間距離Da×赤目定数αrであると判定され、ステップＳ２４３において、図７のステップＳ６の処理と同様に、後処理が行われ、距離測定処理は終了する。
【０１８２】
一方、ステップＳ２４１において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ２４４に進む。
【０１８３】
ステップＳ２４４において、距離測定部５２３は、外光情報取得部５２２の判定結果に基づいて、外光が明るいか否かを判定する。外光が暗いと判定された場合、処理はステップＳ２４５に進む。
【０１８４】
ステップＳ２４５において、距離測定部５２３は、顔方向検出部５２１の判定結果に基づいて、顔向き角度が所定の閾値未満であるか否かを判定する。顔向き角度が所定の閾値未満であると判定された場合、処理はステップＳ２４６に進む。
【０１８５】
ステップＳ２４６において、距離測定部５２３は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da×赤目定数αrであると判定する。そして、距離測定部５２３は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、距離測定処理は終了する。
【０１８６】
一方、ステップＳ２４５において、顔向き角度が所定の閾値以上であると判定された場合、処理はステップＳ２４７に進む。
【０１８７】
ステップＳ２４７において、距離測定部５２３は、例外処理を行う。具体的には、距離測定部５２３は、被写体人物のよそ見により赤目現象の発生の有無を正確に確認できなかったと推定し、被写体距離Dpを未確定とする。距離測定部５２３は、被写体距離Dpが未確定であること、および、その原因が被写体人物のよそ見であることを示す情報を後段に出力する。その後、距離測定処理は終了する。
【０１８８】
一方、ステップＳ２４４において、外光が明るいと判定された場合、処理はステップＳ２４８に進む。
【０１８９】
ステップＳ２４８において、距離測定部５２３は、例外処理を行う。具体的には、距離測定部５２３は、赤目現象が発生していないのは、外光による被写体人物の瞳孔の収縮が原因であると推定し、被写体距離Dpを未確定とする。距離測定部５２３は、被写体距離Dpが未確定であること、および、その原因が外光が明るすぎることを示す情報を後段に出力する。その後、距離測定処理は終了する。
【０１９０】
続いて、図２５乃至図２８を参照して、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、本発明の第６の実施の形態は、本発明の第２の実施の形態に、赤目現象が発生していない場合に被写体距離を確定するか否かを判定する処理を追加したものである。
【０１９１】
図２５は、本発明を適用した撮像装置６０１の機能的構成を示すブロック図である。撮像装置６０１は、撮像部１１１、照明部２１１、および、測定部６１１を含むように構成される。また、測定部６１１のCPUが所定の制御プログラムを実行することにより、顔方向検出部５２１、目検出部１２１、赤目判定部１２２、照明制御部２２１、外光情報取得部５２２、および、距離測定部６２１を含む機能が実現される。なお、図中、図１０および図２１と対応する部分については同じ符号を付してあり、処理が同じ部分に関しては、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１９２】
距離測定部６２１は、赤目現象の発生の有無および光軸間距離に基づいて、撮像部１１１と被写体人物との間の被写体距離を測定する。また、距離測定部６２１は、赤目現象が発生していないと判定された場合、顔方向検出部５２１の判定結果、および、外光情報取得部５２２の判定結果に基づいて、被写体距離を確定するか否かを判定する。距離測定部６２１は、被写体距離の測定結果を示す情報を後段に出力する。また、距離測定部６２１は、被写体距離を未確定とした場合、その原因を示す情報を後段に出力する。さらに、距離測定部６２１は、照明部２１１の光源L(1)および光源L(2)の点灯および消灯を照明制御部２２１に指令する。
【０１９３】
次に、図２６のフローチャートを参照して、撮像装置６０１により実行される被写体距離測定処理について説明する。
【０１９４】
ステップＳ３０１において、上述した図１２のステップＳ４１と同様の処理により、照明部２１１の光源L(1)が点灯される。
【０１９５】
ステップＳ３０２において、上述した図２３の顔情報取得処理が実行される。
【０１９６】
ステップＳ３０３において、上述した図２２のステップＳ２０３と同様の処理により、外光情報が取得され、外光が明るいか否かが判定され、判定結果を示す情報が距離測定部６２１に供給される。
【０１９７】
ステップＳ３０４において、距離測定部６２１は、光軸間距離Da(1)を示す情報を照明制御部２２１から取得する。
【０１９８】
ステップＳ３０５において、距離測定部６２１は、距離測定処理（１）を実行する。ここで、図２７のフローチャートを参照して、距離測定処理（１）の詳細について説明する。
【０１９９】
ステップＳ３４１において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ３４２に進む。
【０２００】
ステップＳ３４２において、距離測定部６２１は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定する。その後、距離測定処理（１）は終了する。
【０２０１】
なお、ステップＳ３４２の後に、図７のステップＳ６と同様の後処理を行うようにしてもよい。
【０２０２】
一方、ステップＳ３４１において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ３４３に進む。
【０２０３】
ステップＳ３４３において、距離測定部６２１は、外光情報取得部５２２の判定結果に基づいて、外光が明るいか否かを判定する。外光が暗いと判定された場合、処理はステップＳ３４４に進む。
【０２０４】
ステップＳ３４４において、距離測定部６２１は、顔方向検出部５２１の判定結果に基づいて、顔向き角度が所定の閾値未満であるか否かを判定する。顔向き角度が所定の閾値未満であると判定された場合、処理はステップＳ３４５に進む。
【０２０５】
ステップＳ３４５において、距離測定部６２１は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定する。その後、距離測定処理（１）は終了する。
【０２０６】
一方、ステップＳ３４４において、顔向き角度が所定の閾値以上であると判定された場合、処理はステップＳ３４６に進む。
【０２０７】
ステップＳ３４６において、距離測定部６２１は、上述した図２４のステップＳ２４７と同様の例外処理を行う。その後、距離測定処理（１）は終了する。
【０２０８】
一方、ステップＳ３４３において、外光が明るいと判定された場合、処理はステップＳ３４７に進む。
【０２０９】
ステップＳ３４７において、距離測定部６２１は、上述した図２４のステップＳ２４８と同様の例外処理を行う。その後、距離測定処理（１）は終了する。
【０２１０】
図２６に戻り、ステップＳ３０６において、距離測定部６２１は、ステップＳ３０５の処理の結果に基づいて、被写体距離を確定できたか否かを判定する。被写体距離を確定できたと判定された場合、すなわち、ステップＳ３０５の処理で、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(1)×赤目定数αr、または、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定された場合、処理はステップＳ３０７に進む。
【０２１１】
ステップＳ３０７において、距離測定部６２１は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであるか否かを判定する。被写体距離Dp≧光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定された場合、すなわち、光源L(1)により赤目現象が発生している場合、処理はステップＳ３０８に進む。
【０２１２】
ステップＳ３０８において、上述した図１２のステップＳ４５と同様の処理により、照明部２１１の光源L(1)が消灯され、光源L(2)が点灯される。
【０２１３】
ステップＳ３０９において、上述した図２３の顔情報取得処理が実行される。
【０２１４】
ステップＳ３１０において、上述したステップＳ３０３の処理と同様に、外光情報が取得され、外光の明るさの判定結果を示す情報が距離測定部６２１に供給される。
【０２１５】
ステップＳ３１１において、距離測定部６２１は、光軸間距離Da(2)を示す情報を照明制御部２２１から取得する。
【０２１６】
ステップＳ３１２において、距離測定部６２１は、距離測定処理（２）を実行し、被写体距離測定処理は終了する。ここで、図２８のフローチャートを参照して、距離測定処理（２）の詳細について説明する。
【０２１７】
ステップＳ３７１において、上述した図７のステップＳ４の処理と同様に、赤目現象が発生しているか否かが判定される。赤目現象が発生していると判定された場合、処理はステップＳ３７２に進む。
【０２１８】
ステップＳ３７２において、距離測定部６２１は、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると判定され、ステップＳ３７３において、上述した図７のステップＳ６の処理と同様に、後処理が行われ、距離測定処理（２）は終了する。
【０２１９】
一方、ステップＳ３７１において、赤目現象が発生していないと判定された場合、処理はステップＳ３７４に進む。
【０２２０】
ステップＳ３７４において、上述した図２７のステップＳ３４３の処理と同様に、外光が明るいか否かが判定される。外光が暗いと判定された場合、処理はステップＳ３７５に進む。
【０２２１】
ステップＳ３７５において、上述した図２７のステップＳ３４４の処理と同様に、顔向き角度が所定の閾値未満であるか否かが判定される。顔向き角度が所定の閾値未満であると判定された場合、処理はステップＳ３７６に進む。
【０２２２】
ステップＳ３７６において、距離測定部６２１は、タイムアウトが発生しているか否かを判定する。具体的には、距離測定部６２１は、光源L(1)による赤目現象の発生の有無が判定されてから、光源L(2)による赤目現象の発生の有無が判定されるまでの時間が所定の閾値（例えば、1秒）未満である場合、タイムアウトは発生していないと判定し、処理はステップＳ３７７に進む。
【０２２３】
ステップＳ３７７において、距離測定部６２１は、光軸間距離Da(1)×赤目定数αr≦被写体距離Dp＜光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部６２１は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、距離測定処理（２）は終了する。
【０２２４】
一方、ステップＳ３７６において、距離測定部６２１は、光源L(1)による赤目現象の発生の有無が判定されてから、光源L(2)による赤目現象の発生の有無が判定されるまでの時間が所定の閾値（例えば、1秒）以上である場合、タイムアウトが発生していると判定し、処理はステップＳ３７８に進む。
【０２２５】
ステップＳ３７８において、距離測定部６２１は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(2)×赤目定数αrであると判定する。すなわち、この場合、光源L(1)による赤目現象の発生の有無が判定されてから所定の時間が経過し、その時点から被写体間距離が変化している可能性が高いため、光源L(1)による赤目現象の判定結果は破棄され、光源L(2)による赤目現象の判定結果のみが採用される。距離測定部６２１は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、距離測定処理（２）は終了する。
【０２２６】
一方、ステップＳ３７５において、顔向き角度が所定の閾値以上であると判定された場合、処理はステップＳ３７９に進む。
【０２２７】
ステップＳ３７９において、距離測定部６２１は、上述した図２４のステップＳ２４７と同様の例外処理を行う。その後、距離測定処理（２）は終了する。
【０２２８】
一方、ステップＳ３７４において、外光が明るいと判定された場合、処理はステップＳ３８０に進む。
【０２２９】
ステップＳ３８０において、距離測定部６２１は、上述した図２４のステップＳ２４８と同様の例外処理を行う。その後、距離測定処理（２）は終了する。
【０２３０】
図２６に戻り、一方、ステップＳ３０７において、被写体距離Dp≧光軸間距離Da(1)×赤目定数αrでないと判定された場合、すなわち、光源L(1)により赤目現象が発生していない場合、処理はステップＳ３１３に進む。
【０２３１】
ステップＳ３１３において、距離測定部６２１は、被写体距離Dp＜光軸間距離Da(1)×赤目定数αrであると判定する。距離測定部６２１は、被写体距離Dpの測定結果を示す情報を後段に出力する。その後、被写体距離測定処理は終了する。
【０２３２】
一方、ステップＳ３０６において、被写体距離を確定できなかったと判定された場合、被写体距離測定処理は終了する。
【０２３３】
以上のようにして、本発明の第５の実施の形態および第６の実施の形態では、赤目現象が検出されなかった場合に、被写体距離の誤った測定結果が後段に出力されることが防止される。
【０２３４】
また、撮像装置５０１または撮像装置６０１の後段においては、被写体距離が未確定である原因を知ることができ、その原因に応じた処理を行うことが可能となる。例えば、後段の装置により、外光が明るい場合、被写体人物の眩しさを和らげる防眩処理を行ったり、被写体人物がよそ見をしている場合、よそ見をしないように注意したりすることが考えられる。
【０２３５】
なお、詳細な説明は省略するが、本発明の第３の実施の形態および第４の実施の形態においても、赤目現象が発生していない場合に被写体距離を確定するか否かを判定する処理を追加することも可能である。この場合、例えば、図１５のステップＳ７４、図１８のステップＳ１０４、および、図１９のステップＳ１１４の赤目判定処理の代わりに、図２３の顔情報取得処理を実行するとともに、外光情報を取得するようにし、赤目現象が発生していないと判定された場合に、上述した被写体距離を確定するか否かを判定する処理を実行するようにすればよい。また、赤目現象が発生していないと判定された場合に、必要に応じて、図２８のステップＳ３７６のように、処理時間のタイムアウトを検出し、赤目現象の発生の有無の判定結果を取捨選択するようにしてもよい。
【０２３６】
また、顔向き角度を検出する代わりに、入力画像における被写体人物の瞳孔の検出処理を実行し、その検出結果に基づいて、被写体距離を確定するか否かを判定するようにしてもよい。すなわち、赤目現象が発生していないと判定された場合、被写体人物の瞳孔を検出でき、かつ、外光が暗いとき、被写体距離を確定し、被写体人物の瞳孔を検出できなかったり、あるいは、外光が明るいとき、被写体距離を未確定とするようにしてもよい。
【０２３７】
なお、瞳孔検出処理は、検出結果が、赤目現象の発生の有無に影響されない手法を用いる必要がある。また、瞳孔の検出処理を実行するようにした場合、例えば、瞳孔の検出に失敗したにも関わらず、赤目現象が発生していると判定された場合、赤目現象の判定処理に誤判定があったとして、被写体距離を未確定とすることも可能である。
【０２３８】
また、本発明を適用した撮像装置を車両などの移動体に設けるようにした場合、トンネルの出口を通過した瞬間など、外光が暗い状態から明るい状態に変化した瞬間に、希に照明光以外の外光により赤目現象が発生する場合がある。これに対して、赤目現象の発生の有無に関わらず、常に外光情報を取得し、外光の状態を監視するようにし、外光が暗い状態から明るい状態に変化した後所定の時間内（例えば、１秒以内）は、被写体距離を未確定とするようにしてもよい。この場合、被写体距離を未確定とした理由として、外光が暗い状態から明るい状態に変化したことを後段の装置に通知することにより、例えば、運転者の目が外光の変化に順応するまでの間、一時的に防眩するなどの対応を行うことが可能となる。
【０２３９】
逆に、トンネルの入口を通過した場合など、外光が明るい状態から暗い状態に変化した場合、それまで外光の明るさにより赤目現象が発生していなかったにも関わらず、運転者の目が外光の変化に順応して赤目現象が発生する前に、外光が暗くなったことにより被写体距離が確定されてしまう場合がある。これに対して、赤目現象の発生の有無に関わらず、常に外光情報を取得し、外光の状態を監視するようにし、外光が明るい状態から暗い状態に変化した後所定の時間内（例えば、１秒以内）は、被写体距離を未確定とするようにしてもよい。
【０２４０】
また、顔向き角度検出処理と目領域検出処理の順番を入れ替えるようにしてもよい。ただし、顔向き角度ではなく瞳孔検出処理を行う場合には、まず目領域検出処理を行ったのちに瞳孔検出処理を行うのが望ましい。
【０２４１】
さらに、以上の説明では、外光が明るい場合、その時点で赤目現象が発生していない理由には十分なので、顔向き角度の判定を行わずに、例外処理を行う例を示したが、外光が明るい場合にも、顔向き角度の判定処理を実行し、「外光が明るく、かつ、よそ見をしている」ことを検出して、それに対応した例外処理を行うようにしてもよい。
【０２４２】
以下、本発明の実施の形態の変形例について説明する。
【０２４３】
以上の説明では、照明部を撮像部１１１の正面に向かって左側に設置する例を示したが、その他の位置に設置することも可能である。例えば、照明部を撮像部１１１の正面に向かって右側に設置したり、図２９の照明部７０１Ｌ，７０１Ｒのように、撮像部１１１の左右の両側に設置したりすることも可能である。また、撮像部１１１の横ではなく、撮像部１１１の上または下側に設置したり、図２９の照明部７０２Ｕ，７０２Ｄのように、撮像部１１１の上下の両側に設置したりすることも可能である。さらに、図２９の照明部７０３のように、撮像部１１１の周囲をリング状に取り囲むように設置することも可能である。
【０２４４】
なお、上述した図３に示されるように、例えば、光軸間距離が50mm以内の範囲で１mまでの被写体距離を測定できることを考慮すると、照明部の大きさは、撮像部１１１に比べてそれほど大きくなることはない。
【０２４５】
また、以上の説明では、光源を１つずつ点灯させる例を示したが、必要な光量を確保するために複数の光源を同時に点灯させるようにしてもよい。なお、この場合、各光源が赤目現象の発生に寄与する度合いは、個々のパワーと指向特性に依存する。従って、各光源のパワーと指向特性を考慮して、光軸間距離を求める必要がある。
【０２４６】
さらに、以上の説明では、照明部に設けられている複数の光源の中から点灯する光源を切り替え、光軸間距離を変更する方式（以下、点灯制御方式と称する）を例に示したが、例えば、図３０に示されるように、撮像部１１１の左右に設置された照明部７１１Ｌ，７１１Ｒを機械的に左右に移動できるようにし、照明部７１１Ｌ，７１１Ｒを撮像部１１１に対して物理的に移動させることにより、光軸間距離を変更する方式（以下、機械制御方式と称する）を採用することも可能である。
【０２４７】
なお、点灯制御方式を採用した場合、機械制御方式を採用した場合と比較して、装置の構成や制御を簡素化でき、光軸間距離の変更を迅速に行うことができる。また、各光源に対する光軸間距離は既知であるため、被写体距離の測定速度を高速化することができる。一方、機械制御方式を採用した場合、点灯制御方式を採用した場合と比較して、光源の個数を削減することができ、また、光軸間距離を任意の値に設定することができ、より正確に被写体距離を測定することが可能になる。このように、点灯制御方式および機械制御方式は一長一短があるので、目的や条件に応じて適切な方式を採用するようにすればよい。もちろん、２つの方式を組み合わせるようにすることも可能である。
【０２４８】
さらに、以上の説明では、光源を点灯する順番を、撮像部１１１に近い方（以下、内側とも称する）から遠い方（以下、外側とも称する）とする例を示したが、撮像部１１１から遠い方から近い方に向かって点灯制御したり、最初に全ての光源を点灯しておき、順番に消灯していくようにしてもよい。ここで、図３１を参照して、光源の点灯順の違いによる処理の違いについて説明する。
【０２４９】
図３１には、撮像部１１１の右側に照明部７３１Ｒが設置され、撮像部１１１の左側に照明部７３１Ｌが設置されている例が示されている。照明部７３１Ｒには、撮像部１１１に近い方から順に光源LR(1)、光源LR(2)、光源LR(3)、光源LR(4)が水平方向に並ぶように設けられており、照明部７３１Ｌには、撮像部１１１に近い方から順に光源LL(1)、光源LL(2)、光源LL(3)、光源LL(4)が水平方向に並ぶように設けられている。なお、図３１の各光源のうち、白丸で示される光源が点灯中であり、黒丸で示される光源が消灯中であるものとする。
【０２５０】
例えば、第１乃至第４の実施の形態において説明したとおり、光源を点灯する順番を内側から外側とした場合、点灯する光源を切り替える際に、点灯中の光源を消灯する必要がある。例えば、図３１のいちばん上の図に示されるように、光源LR(1)，LL(1)の点灯中に、次の光源LR(2)，LL(2)を点灯して赤目現象の発生の有無を確認する場合、光源LR(1)，LL(1)を消灯する必要がある。これは、上述したように、内側の光源ほど赤目現象を誘発しやすいため、内側の光源を点灯したままだと、外側の光源を点灯しても、赤目現象の状態が変化しないからである。
【０２５１】
この場合、内側から順に点灯する光源を切り替えていき、赤目現象が発生している状態から赤目現象が発生していない状態に変化したとき、被写体距離の範囲の特定が可能となる。なお、これは、機械制御方式で照明部を内側から外側に動かした場合も同様である。
【０２５２】
一方、光源を点灯する順番を外側から内側とした場合、点灯する光源を切り替える際に、必ずしも点灯中の光源を消灯する必要はない。例えば、図３１のまん中の図に示されるように、光源LR(4)，LL(4)の点灯中に、次の光源LR(3)，LL(3)を点灯して赤目現象の発生の有無を確認する場合、必ずしも光源LR(4)，LL(4)を消灯する必要はない。これは、外側の光源ほど赤目現象を誘発しにくいため、外側の光源を点灯したまま内側の光源を点灯しても、赤目現象の状態が変化しうるからである。もちろん、外側の光源を消灯するようにしてもよい。なお、外側の光源を点灯したままにすることにより、被写体人物に照射する光量を上げることが可能になる。
【０２５３】
この場合、外側から順に点灯する光源を切り替えていき、赤目現象が発生していない状態から赤目現象が発生している状態に変化したとき、被写体距離の範囲の特定が可能となる。なお、これは、機械制御方式で照明部を外側から内側に動かした場合も同様である。
【０２５４】
また、最初に全ての光源を点灯しておき、順番に消灯していく場合、内側から順番に光源を消灯するようにすればよい。例えば、図３１のいちばん下の図に示されるように、光源LR(1)乃至LR(4)および光源LL(1)乃至LL(4)が全て点灯している場合、いちばん内側の光源LR(1)，LL(1)から消灯していく。これは、内側の光源ほど赤目現象を誘発しやすいため、内側の光源から消灯していくことにより、赤目現象の状態が変化しうるからである。この場合、内側から順に光源を消灯していき、赤目現象が発生している状態から赤目現象が発生していない状態に変化したとき、被写体距離の範囲の特定が可能となる。
【０２５５】
なお、点灯順の方向（内側から外側または外側から内側）に関わらず光源を順番に点灯していく場合、必ずしも１つずつ順番に光源を点灯していく必要はなく、点灯順の方向が一定であれば、例えば、１個とばしに光源を点灯するようにしてもよい。
【０２５６】
また、本発明の実施の形態において、赤外光を照射するようにした場合に問題となりうる要素に眼鏡および眼球表面による照明光の反射がある。具体的には、図３２の上側に示されるように、目７５２の赤目現象７５３の他に、眼鏡７５１の表面で赤外光である照明光が反射し、白色輝度点７５４が生じた場合、白色輝度点７５４を赤目現象と誤認識してしまう恐れがある。従って、目７５２に赤目現象が発生していない場合に、白色輝度点７５４の影響で被写体距離を誤って測定してしまう恐れがある。これに対して、赤目判定の精度が十分であれば問題視する必要はないが、光学的により万全を期すためには、偏光フィルタを利用することが効果的である。
【０２５７】
図３３は、偏光フィルタの設置例を示している。具体的には、照明部７６１の前に偏光フィルタ７６２が設けられ、撮像部１１１のレンズ１１１Ａの前に、偏光フィルタ７６２と偏光方向が直交する偏光フィルタ７６３が設けられている。
【０２５８】
この場合、照明部７６１からの照明光は、偏光フィルタ７６２により所定の方向に偏光され、被写体人物の眼鏡７５１および目７５２に届く。眼鏡７５１により照明光はほぼ鏡面反射されるため、その反射光は偏光されたまま、偏光フィルタ７６３に到達し、偏光フィルタ７６３により減衰され、撮像部１１１のレンズ１１１Ａに到達する。一方、目７５２により照明光は乱反射し、偏光された照明光の方向が回転するため、目７５２からの反射光は、偏光フィルタ７６３によりほとんど減衰されずに、撮像部１１１のレンズ１１１Ａに到達する。これにより、図３２の下側に示されるように、目７５２からの反射光に含まれる赤目現象７５３の光を減衰させずに、眼鏡７５１の白色輝度点７５４の光を減衰させることができ、赤目現象の誤検出を防止することができる。
【０２５９】
なお、眼鏡７５１にAR（Anti-Reflection）コートや傷防止コートなどのコーティング処理が施されている場合、眼鏡７５１からの反射光は、完全な鏡面反射ではなく、わずかに回転するために、偏光フィルタ７６３により完全には遮断されない。一方、眼鏡７５１にコーティング処理が施されていない場合、眼鏡７５１からの反射光は、ほぼ完全な鏡面反射となるため、偏光フィルタ７６３によりほぼ完全に遮断することが可能である。また、詳細な説明は省略したが、眼球表面からの反射光は、ほぼ完全な鏡面反射となるため、偏光フィルタ７６３によりほぼ完全に遮断することが可能である。
【０２６０】
なお、照明光が可視光である場合、眼鏡および眼球表面の反射光は白色になり、赤目現象の光は赤色になるため、偏光フィルタを設けなくても、明確に区別することが可能である。
【０２６１】
図３４は、偏光フィルタを用いた撮像装置の外観の構成例を示す模式図である。なお、図中、図４と対応する部分には、同じ符号を付してある。
【０２６２】
撮像装置８０１は、撮像部１１１、照明部８１１Ｌ，８１１Ｒ、測定部８１２、偏光フィルタ８１３Ｌ，８１３Ｒ、および、偏光フィルタ８１４を含むように構成される。
【０２６３】
撮像部１１１の正面に向かって左側には照明部８１１Ｌが設けられ、右側には照明部８１１Ｒが設けられ、撮像部１１１の後面には測定部８１２が接続されている。照明部８１１Ｌおよび照明部８１１Ｒには、例えば、LED（Light Emitting Diode）などにより構成される赤外光を発する光源が、互いに左右対称になるように格子状に配置されている。偏光フィルタ８１３Ｌと偏光フィルタ８１３Ｒは偏光方向が同じであり、偏光フィルタ８１３Ｌは、照明部８１１Ｌの前に設けられ、偏光フィルタ８１３Ｒは、照明部８１１Ｒの前に設けられている。偏光フィルタ８１４は、その偏光方向が偏光フィルタ８１３Ｌ，８１３Ｒと直交し、撮像部１１１のレンズ１１１Ａの前に設けられている。
【０２６４】
これにより、照明部８１１Ｌ，８１１Ｒの照明光は、偏光フィルタ８１３Ｌ，８１３Ｒにより所定の方向に偏光された後、被写体人物に到達する。被写体人物により反射された反射光は、偏光フィルタ８１４により、偏光フィルタ８１３Ｌ，８１３Ｒと直交する方向に偏光され、撮像部１１１のレンズ１１１Ａに到達する。従って、被写体人物により反射された反射光のうち被写体人物により正反射された成分（例えば、被写体人物の眼鏡および眼球表面により鏡面反射された成分）は、偏光フィルタ８１３により遮断される。
【０２６５】
また、以上の説明では、照明光として赤外光を用いる例を示したが、可視光を用いるようにすることも可能である。ただし、可視光を採用した場合、瞳孔収縮により赤目現象が弱まるため、例えば、ストロボ光などのようにごく短期間だけ照明光を照射する条件下において適用するのが望ましい。また、可視光を用いた場合、サングラスをかけたり、赤色のカラーコンタクトを装着しているときに、赤目現象の検出が困難になる。
【０２６６】
なお、測定された被写体距離の利用方法としては、例えば、被写体距離に応じて、撮像部１１１のズーム倍率や照明部の照明強度を制御することが考えられる。また、撮像装置が車両のステアリングホイール付近に設けられている場合、被写体距離に応じて、エアバッグの開放圧力を制御することが考えられる。さらに、顔検出処理において、例えば、被写体距離の割に顔が大きすぎるまたは小さすぎる場合に検出結果を無視するなど、被写体距離を検出結果の補正に利用することができる。また、撮像装置が車両のインストルメントパネル付近に設けられている場合、被写体距離に応じて、インストルメントパネルの表示輝度、表示サイズ、表示内容などを制御することが考えられる。
【０２６７】
なお、本発明は、撮像装置の他にも、例えば、携帯電話機など撮像装置や撮像素子を組み込んだ機器に適用することが可能である。
【０２６８】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【０２６９】
図３５は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０２７０】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）９０１，ROM（Read Only Memory）９０２，RAM（Random Access Memory）９０３は、バス９０４により相互に接続されている。
【０２７１】
バス９０４には、さらに、入出力インタフェース９０５が接続されている。入出力インタフェース９０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部９０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部９０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部９０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部９０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア９１１を駆動するドライブ９１０が接続されている。
【０２７２】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU９０１が、例えば、記憶部９０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース９０５及びバス９０４を介して、RAM９０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０２７３】
コンピュータ（CPU９０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア９１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【０２７４】
そして、プログラムは、リムーバブルメディア９１１をドライブ９１０に装着することにより、入出力インタフェース９０５を介して、記憶部９０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部９０９で受信し、記憶部９０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM９０２や記憶部９０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０２７５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２７６】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態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更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２７７】
【図１】赤目現象について説明するための図である。
【図２】本発明に適用した原理を説明するための図である。
【図３】光軸間距離および被写体距離と赤目現象の発生の有無との関係を示す図である。
【図４】本発明を適用した撮像装置の第１の実施の形態の外観の構成例を示す模式図である。
【図５】図４の撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図６】図４の撮像装置により被写体距離を測定する原理について説明するための図である。
【図７】図４の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】赤目判定処理の詳細について説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明を適用した撮像装置の第２の実施の形態の外観の構成例を示す模式図である。
【図１０】図９の撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１１】図９の撮像装置により被写体距離を測定する原理について説明するための図である。
【図１２】図９の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明を適用した撮像装置の第３の実施の形態の外観の構成例を示す模式図である。
【図１４】図１３の撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１５】図１３の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明を適用した撮像装置の第４の実施の形態の外観の構成例を示す模式図である。
【図１７】図１６の撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１８】図１６の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１６の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】被写体距離を確定するか否かを判定する基準の例を示す図である。
【図２１】本発明を適用した撮像装置の第５の実施の形態の機能的構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図２３】顔情報取得処理の詳細について説明するためのフローチャートである。
【図２４】距離測定処理の詳細について説明するためのフローチャートである。
【図２５】本発明を適用した撮像装置の第６の実施の形態の機能的構成を示すブロック図である。
【図２６】図２５の撮像装置により実行される被写体距離測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図２７】距離測定処理（１）の詳細について説明するためのフローチャートである。
【図２８】距離測定処理（２）の詳細について説明するためのフローチャートである。
【図２９】照明部の配置の例を示す図である。
【図３０】機械制御方式について説明するための図である。
【図３１】光源の点灯順の違いによる処理の違いについて説明するための図である。
【図３２】眼鏡による赤目現象の誤検出について説明するための図である。
【図３３】偏光フィルタの設置例を示す図である。
【図３４】偏光フィルタを用いた撮像装置の外観の構成例を示す模式図である。
【図３５】コンピュータの構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２７８】
１０１  撮像装置
１１１  撮像部
１１１Ａ  レンズ
１１２  照明部
１１３  測定部
１２１  目検出部
１２２  赤目判定部
１２３  照明制御部
１２４  距離測定部
２０１  撮像装置
２１１  照明部
２１２  測定部
２２１  照明制御部
２２２  距離測定部
３０１  撮像装置
３１１  照明部
３１２  測定部
３２１  照明制御部
３２２  距離測定部
４０１  撮像装置
４１１  照明部
４１２  測定部
４２１  照明制御部
４２２  距離測定部
５０１  撮像装置
５１１  測定部
５２１  顔方向検出部
５２２  外光情報取得部
５２３  距離測定部
６０１  撮像装置
６１１  測定部
６２１  距離測定部
７０１Ｌ，７０１Ｒ，７０２Ｕ，７０２Ｄ，７０３  照明部
７１１Ｌ，７１１Ｒ  照明部
７３１Ｌ，７３１Ｒ  照明部
７６１  照明部
７６２，７６３  偏光フィルタ
８０１  撮像装置
８１１Ｌ，８１１Ｒ  照明部
８１２  測定部
８１３Ｌ，８１３Ｒ，８１４  偏光フィルタ
【図１】
0005110373.tif 000002
【図２】
0005110373.tif 000003
【図３】
0005110373.tif 000004
【図４】
0005110373.tif 000005
【図５】
0005110373.tif 000006
【図６】
0005110373.tif 000007
【図７】
0005110373.tif 000008
【図８】
0005110373.tif 000009
【図９】
0005110373.tif 000010
【図１０】
0005110373.tif 000011
【図１１】
0005110373.tif 000012
【図１２】
0005110373.tif 000013
【図１３】
0005110373.tif 000014
【図１４】
0005110373.tif 000015
【図１５】
0005110373.tif 000016
【図１６】
0005110373.tif 000017
【図１７】
0005110373.tif 000018
【図１８】
0005110373.tif 000019
【図１９】
0005110373.tif 000020
【図２０】
0005110373.tif 000021
【図２１】
0005110373.tif 000022
【図２２】
0005110373.tif 000023
【図２３】
0005110373.tif 000024
【図２４】
0005110373.tif 000025
【図２５】
0005110373.tif 000026
【図２６】
0005110373.tif 000027
【図２７】
0005110373.tif 000028
【図２８】
0005110373.tif 000029
【図２９】
0005110373.tif 000030
【図３０】
0005110373.tif 000031
【図３１】
0005110373.tif 000032
【図３２】
0005110373.tif 000033
【図３３】
0005110373.tif 000034
【図３４】
0005110373.tif 000035
【図３５】
0005110373.tif 000036