(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズを通してシーンを捉える撮像面を有し、前記シーンを表す画像を繰り返し出力する撮像手段、
前記撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき前記特定物体の輪郭を覆うように前記特定物体を捉える第１撮像エリアを前記撮像面上で指定する第１エリア指定手段、
前記第１エリア指定手段によって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ前記特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを前記撮像面上で指定する第２エリア指定手段、
複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を前記撮像手段から出力された画像のうち前記第２エリア指定手段によって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する検出手段、
前記検出手段によって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が増大するほど狭くなるように距離変更範囲を指定する範囲指定手段、および
前記光学レンズから前記撮像面までの距離を前記範囲指定手段によって指定された距離変更範囲で変更し、前記撮像手段から出力された画像のうち前記第１エリア指定手段によって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して前記特定物体に対する合焦点を探索する探索手段を備え、
前記範囲指定手段は、前記量的相違が基準以下のとき前記特定物体に対する合焦点を含み得る第１範囲を前記距離変更範囲として指定する第１範囲指定手段、および前記量的相違が基準を上回るとき前記光学レンズから前記撮像面までの現在の距離を含みかつ前記第１範囲よりも狭い第２範囲を前記距離変更範囲として指定する第２範囲指定手段を含むことを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
前記範囲指定手段によって指定された距離変更範囲内の最長距離を指定する処理を前記第１範囲指定手段の処理に関連して実行する第１距離指定手段、および前記範囲指定手段によって指定された距離変更範囲内の最短距離を指定する処理を前記第２範囲指定手段の処理に関連して実行する第２距離指定手段をさらに備え、
前記探索手段は前記第１距離指定手段および前記第２距離指定手段の各々によって指定
された距離から変更処理を開始する、請求項１記載の電子カメラ。
【請求項３】
前記特定物体の少なくとも一部は円形で表され、前記第１撮像エリアおよび前記第２撮像エリアの各々は矩形で表される、請求項１または２に記載の電子カメラ。
【請求項４】
前記第２撮像エリアは前記第１撮像エリアの水平サイズを前記第１撮像エリアの垂直サイズに優先して縮小させたエリアである、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子カメラ。
【請求項５】
前記特定物体は人物の顔部に相当する、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子カメラ。
【請求項６】
光学レンズを通してシーンを捉える撮像面を有し、前記シーンを表す画像を繰り返し出力する撮像手段を備える電子カメラのプロセサに、
前記撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき前記特定物体の輪郭を覆うように前記特定物体を捉える第１撮像エリアを前記撮像面上で指定する第１エリア指定ステップ、
前記第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ前記特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを前記撮像面上で指定する第２エリア指定ステップ、
複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を前記撮像手段から出力された画像のうち前記第２エリア指定ステップによって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する検出ステップ、
前記検出ステップによって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が基準以下のとき前記特定物体に対する合焦点を含み得る第１範囲を距離変更範囲として指定する第１範囲指定ステップ、
前記検出ステップによって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が基準を上回るとき前記光学レンズから前記撮像面までの現在の距離を含みかつ前記第１範囲よりも狭い第２範囲を距離変更範囲として指定する第２範囲指定ステップおよび
前記光学レンズから前記撮像面までの距離を前記第１範囲指定ステップ又は前記第２範囲指定ステップによって指定された距離変更範囲で変更し、前記撮像手段から出力された画像のうち前記第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して前記特定物体に対する合焦点を探索する探索ステップを実行させるための、撮像制御プログラム。
【請求項７】
光学レンズを通してシーンを捉える撮像面を有し、前記シーンを表す画像を繰り返し出力する撮像手段を備える電子カメラの撮像制御方法であって、
前記撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき前記特定物体の輪郭を覆うように前記特定物体を捉える第１撮像エリアを前記撮像面上で指定する第１エリア指定ステップ、
前記第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ前記特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを前記撮像面上で指定する第２エリア指定ステップ、
複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を前記撮像手段から出力された画像のうち前記第２エリア指定ステップによって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する検出ステップ、
前記検出ステップによって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が基準以下のとき前記特定物体に対する合焦点を含み得る第１範囲を距離変更範囲として指定する第１範囲指定ステップ、
前記検出ステップによって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が基準を上回る
とき前記光学レンズから前記撮像面までの現在の距離を含みかつ前記第１範囲よりも狭い第２範囲を距離変更範囲として指定する第２範囲指定ステップおよび
前記光学レンズから前記撮像面までの距離を前記第１範囲指定ステップ又は前記第２範囲指定ステップによって指定された距離変更範囲で変更し、前記撮像手段から出力された画像のうち前記第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して前記特定物体に対する合焦点を探索する探索ステップを備える、撮像制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学レンズから撮像面までの距離を変更して焦点を特定物体に調整する、電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、人物の顔を撮影する場合、顔領域の輪郭を含む一部のエリアが焦点検出エリアとして指定される。フォーカシングレンズの位置は、焦点検出エリア内の画像から算出された焦点評価値が最大となるように制御される。
【特許文献１】特開２００６−２２７０８０号公報［G02B 7/28, 7/36, G03B 17/18, H04N 5/225, 5/232］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、背景技術では、フォーカシングレンズの移動範囲が現時点の合焦度によって変更されることはなく、この結果、合焦制御に時間がかかる可能性がある。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、短時間かつ正確な合焦制御を実現できる、電子カメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従う電子カメラ(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、光学レンズ(12)を通してシーンを捉える撮像面を有し、シーンを表す画像を繰り返し出力する撮像手段(18)、撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき特定物体の輪郭を覆うように特定物体を捉える第１撮像エリアを撮像面上で指定する第１エリア指定手段(S25)、第１エリア指定手段によって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを撮像面上で指定する第２エリア指定手段(S27)、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を撮像手段から出力された画像のうち第２エリア指定手段によって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する検出手段(S31, S33)、検出手段によって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が増大するほど狭くなるように距離変更範囲を指定する範囲指定手段(S37, S39, S45)、および光学レンズから撮像面までの距離を範囲指定手段によって指定された距離変更範囲で変更し、撮像手段から出力された画像のうち第１エリア指定手段によって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して特定物体に対する合焦点を探索する探索手段(S51)を備える。
【０００６】
撮像手段は、光学レンズを通してシーンを捉える撮像面を有し、シーンを表す画像を繰り返し出力する。第１エリア指定手段は、撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき特定物体の輪郭を覆うように特定物体を捉える第１撮像エリアを撮像面上で指定する。第２エリア指定手段は、第１エリア指定手段によって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを撮像面上で指定する。検出手段は、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を撮像手段から出力された画像のうち第２エリア指定手段によって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する。範囲指定手段は、検出手段によって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が増大するほど狭くなるように距離変更範囲を指定する。探索手段は、光学レンズから撮像面までの距離を範囲指定手段によって指定された距離変更範囲で変更し、撮像手段から出力された画像のうち第１エリア指定手段によって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して特定物体に対する合焦点を探索する。
【０００７】
このように、特定物体に対する合焦点は、第１撮像エリアに対応する部分画像を参照して特定される。また、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分は、第２撮像エリアに対応する部分画像から検出される。ここで、第１撮像エリアは特定物体の輪郭を覆うように特定物体を捉えるエリアであり、第２撮像エリアは第１撮像エリアよりも小さくかつ特定物体の輪郭の内側を捉えるエリアである。
【０００８】
この結果、第２撮像エリアに対応して検出される複数の周波数成分の間の量的相違は、特定物体に対する合焦度を正確に反映する。このような量的相違に応じて異なる範囲を距離調整範囲として指定することで、合焦点の探索に必要な時間を短縮できる。また、特定物体に対する合焦点を特定するために参照される第１撮像エリア内の部分画像は、合焦点の探索に必要な周波数成分を多く含む。これによって、合焦点を正確に特定することができる。
【０００９】
好ましくは、範囲指定手段は、量的相違が基準以下のとき特定物体に対する合焦点を含み得る第１範囲を距離変更範囲として指定する第１範囲指定手段(S39)、および量的相違が基準を上回るとき光学レンズから撮像面までの現在の距離を含みかつ第１範囲よりも狭い第２範囲を距離変更範囲として指定する第２範囲指定手段(S45)を含む。
【００１０】
特定物体に対する合焦度は、複数の周波数成分の間の量的相違が大きいほど低く、複数の周波数成分の間の量的相違が小さいほど高い。特定物体に対する合焦度が低いときは、焦点が別の物体に合わせられているとみなされ、特定物体に対する合焦点を含み得る第１範囲が距離変更範囲として指定される。これに対して、特定物体に対する合焦度が高いときは、特定物体に対する合焦点が近傍に存在するとみなされ、光学レンズから撮像面までの現在の距離を含みかつ第１範囲よりも狭い第２範囲が指定される。光学レンズから撮像面までの距離はこうして指定された範囲で変更され、特定物体に対する合焦点が探索される。これによって、特定物体に対する合焦調整が迅速かつ確実に実行される。
【００１１】
さらに好ましくは、範囲指定手段によって指定された距離変更範囲内の最長距離を指定する処理を第１範囲指定手段の処理に関連して実行する第１距離指定手段(S41)、および範囲指定手段によって指定された距離変更範囲内の最短距離を指定する処理を第２範囲指定手段の処理に関連して実行する第２距離指定手段(S47)をさらに備え、探索手段は第１距離指定手段および第２距離指定手段の各々によって指定された距離から変更処理を開始する。
【００１２】
したがって、第１範囲が移動範囲として指定されたときに探索される合焦点は、第１範囲内で撮像面に最も近い被写体に対する合焦点である。一方、第２範囲が移動範囲として指定されたときに探索される合焦点は、第２範囲内で最も遠い被写体に対する合焦点である。
【００１３】
好ましくは、特定物体の少なくとも一部は円形で表され、第１撮像エリアおよび第２撮像エリアの各々は矩形で表される。
【００１５】
好ましくは、第２撮像エリアは第１撮像エリアの水平サイズを第１撮像エリアの垂直サイズに優先して縮小させたエリアである。
【００１６】
好ましくは、特定物体は人物の顔部に相当する。
【００１７】
この発明に従う撮像制御プログラムは、光学レンズ(12)を通してシーンを捉える撮像面を有し、シーンを表す画像を繰り返し出力する撮像手段(18)を備える電子カメラ(10)のプロセサ(50)に、撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき特定物体の輪郭を覆うように特定物体を捉える第１撮像エリアを撮像面上で指定する第１エリア指定ステップ(S25)、第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを撮像面上で指定する第２エリア指定ステップ(S27)、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を撮像手段から出力された画像のうち第２エリア指定ステップによって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する検出ステップ(S31, S33)、検出ステップによって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が増大するほど狭くなるように距離変更範囲を指定する範囲指定ステップ(S37, S39, S45)、および光学レンズから撮像面までの距離を範囲指定ステップによって指定された距離変更範囲で変更し、撮像手段から出力された画像のうち第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して特定物体に対する合焦点を探索する探索ステップ(S51)を実行させるための、撮像制御プログラムである。
【００１９】
この発明に従う撮像制御方法は、光学レンズ(12)を通してシーンを捉える撮像面を有し、シーンを表す画像を繰り返し出力する撮像手段(18)を備える電子カメラ(10)の撮像制御方法であって、撮像面によって捉えられたシーンが特定物体を含むとき特定物体の輪郭を覆うように特定物体を捉える第１撮像エリアを撮像面上で指定する第１エリア指定ステップ(S25)、第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアよりも小さくかつ特定物体の輪郭の内側を捉える第２撮像エリアを撮像面上で指定する第２エリア指定ステップ(S27)、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の周波数成分を撮像手段から出力された画像のうち第２エリア指定ステップによって指定された第２撮像エリアに属する部分画像から検出する検出ステップ(S31, S33)、検出ステップによって検出された複数の周波数成分の間の量的相違が増大するほど狭くなるように距離変更範囲を指定する範囲指定ステップ(S37, S39, S45)、および光学レンズから撮像面までの距離を範囲指定ステップによって指定された距離変更範囲で変更し、撮像手段から出力された画像のうち第１エリア指定ステップによって指定された第１撮像エリアに属する部分画像を参照して特定物体に対する合焦点を探索する探索ステップ(S51)を備える。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、第２撮像エリアに対応して検出される複数の周波数成分の間の量的相違は、特定物体に対する合焦度を正確に反映する。このような量的相違に応じて異なる範囲を距離調整範囲として指定することで、合焦点の探索に必要な時間を短縮できる。また、特定物体に対する合焦点を特定するために参照される第１撮像エリア内の部分画像は、合焦点の探索に必要な周波数成分を多く含む。これによって、合焦点を正確に特定することができる。
【００２２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、フォーカスレンズ１２および絞りユニット１６を含む。これらの部材を経た被写界の光学像は、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ１８を構成する撮像部２０の前面つまり撮像面に照射され、光電変換を施される。これによって、被写界像を表す電荷からなる生画像信号が生成される。
【００２４】
電源が投入されると、スルー画像処理が実行される。ＣＰＵ５０は、イメージセンサ１８を構成するドライバ２４にプリ露光動作および間引き読み出し動作の繰り返しを命令する。ドライバ２４は、垂直同期信号ＶｓｙｎｃがＳＧ(Signal Generator)２６から出力される毎に撮像面を露光し、これによって生成された電荷の一部をラスタ走査態様で撮像部２０から読み出す。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃは、１／３０秒毎にＳＧ２６から出力される。この結果、低解像度の生画像信号が１／３０秒毎に撮像部２０から出力される。
【００２５】
撮像部２０から出力された各フレームの生画像信号は、イメージセンサ１８を構成するＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路２２によって相関二重サンプリング，自動ゲイン調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施される。信号処理回路２８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路２２から出力された生画像データに白バランス調整，色分離，ＹＵＶ変換などの処理を施し、ＹＵＶ形式の画像データをメモリ制御回路３６を通してＳＤＲＡＭ３８に書き込む。
【００２６】
ＬＣＤドライバ４０は、こうしてＳＤＲＡＭ３８に書き込まれた画像データをメモリ制御回路３６を通して１／３０秒毎に読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ４２を駆動する。この結果、被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。
【００２７】
図２を参照して、撮像面の中央には測光エリアＥＡおよびフォーカスエリアＦＡが割り当てられる。測光エリアＥＡおよびフォーカスエリアＦＡは、互いに同じサイズを有し、かつ互いに同じ位置に配置される。また、測光エリアＥＡおよびフォーカスエリアＦＡのいずれも、垂直方向および水平方向の各々において１６分割される。つまり、測光エリアＥＡおよびフォーカスエリアＦＡの各々は、互いに同じサイズを有する２５６個の評価エリアによって形成される。
【００２８】
輝度評価回路３０は、信号処理回路２８から出力されたＹデータのうち各評価エリアに属するＹデータを１／３０秒毎に積分し、２５６個の評価エリアにそれぞれ対応する２５６個の輝度評価値（明るさ情報）を１／３０秒毎に算出する。ＡＦ評価回路３２は、信号処理回路２６から出力されたＹデータのうち各評価エリアに属するＹデータの高域周波数成分を１／３０秒毎に積分し、２５６個の評価エリアにそれぞれ対応する２５６個の高域ＡＦ評価値（合焦度情報）を１／３０秒毎に算出する。ＡＦ評価回路３４は、信号処理回路２６から出力されたＹデータのうち各評価エリアに属するＹデータの中域周波数成分を１／３０秒毎に積分し、２５６個の評価エリアにそれぞれ対応する２５６個の中域ＡＦ評価値（他の合焦度情報）を１／３０秒毎に算出する。
【００２９】
ＣＰＵ５０は、輝度評価回路３０から出力された輝度評価値に基づいて適正ＥＶ値を算出するべく、上述のスルー画像処理と並列してスルー画像用ＡＥ処理を繰り返し実行する。算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、絞りユニット１６およびドライバ２４にそれぞれ設定される。この結果、ＬＣＤモニタ４２に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。
【００３０】
キー入力装置５２上のシャッタボタン５２ｓが操作されると、ＣＰＵ５０は、輝度評価回路３０から出力された輝度評価値に基づいて最適ＥＶ値を算出するべく、記録用ＡＥ処理を実行する。算出された最適ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、上述と同様、絞りユニット１６およびドライバ２４にそれぞれ設定される。ＣＰＵ５０はさらに、ＡＦ評価回路３２および３４からそれぞれ出力された高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値に基づいてフォーカス調整処理を実行する。フォーカスレンズ１２は、ドライバ１４によって光軸方向に移動され、合焦点に配置される。
【００３１】
フォーカス調整処理が完了すると、記録処理が実行される。ＣＰＵ５０は、本露光動作および全画素読み出しを１回ずつ実行することをドライバ２４に命令する。ドライバ２４は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの発生に応答して撮像面に本露光を施し、これによって生成された全ての電荷をラスタ走査態様で撮像部２０から読み出す。この結果、被写界を表す高解像度の生画像信号が撮像部２０から出力される。
【００３２】
出力された生画像信号は上述と同様の処理を施され、この結果、ＹＵＶ形式に従う高解像度の画像データがＳＤＲＡＭ３８に確保される。Ｉ／Ｆ４４は、こうしてＳＤＲＡＭ３８に格納された高解像度の画像データをメモリ制御回路３６を通して読み出し、読み出された画像データをファイル形式で記録媒体４６に記録する。なお、スルー画像処理は、高解像度の画像データがＳＤＲＡＭ３８に格納された時点で再開される。
【００３３】
フォーカス調整処理は、ＣＰＵ５０によって次の要領で実行される。まず、ＳＤＲＡＭ３８に格納された画像データに注目した顔認識処理が実行される。具体的には、辞書に登録された“目”，“鼻”，“口”などのパターンデータを参照して、被写界上からの人物の顔部ＦＣの認識が試みられる。
【００３４】
図２に示すような家屋ＨＳとその前に立つ人物ＨＭとを含む被写界を捉えたときは、顔認識処理に成功する。この場合、顔部ＦＣの輪郭を覆うように顔部ＦＣを捉える矩形の撮像エリアＭ１が合焦点探索エリアとして指定され、撮像エリアＭ１よりも小さくかつ顔部ＦＣの輪郭の内側を捉える矩形の撮像エリアＭ２が周波数成分検出エリアとして指定される（図３参照）。一方、図５に示すような家屋ＨＳのみを含む被写界を捉えたときは、顔認識処理に失敗する。この場合、フォーカスエリアＦＡ全域が合焦点探索エリアおよび周波数成分検出エリアとして指定される。
【００３５】
図３から分かるように、撮像エリアＭ１およびＭ２はいずれも、フォーカスエリアＦＡ内の一部の評価エリアによって形成される。撮像エリアＭ１は、水平方向における６つの評価エリアと垂直方向における７つの評価エリアとによって形成される。また、撮像エリアＭ２は、水平方向における４つの評価エリアと垂直方向における５つの評価エリアとによって形成される。撮像エリアＭ２は、撮像エリアＭ１の外周を形成する評価エリアを除外することで得られる。ただし、撮像エリアＭ１を構成する評価エリアの数が少ない場合、評価エリアの除外処理は例外的に中止される。
【００３６】
合焦点探索エリアおよび周波数成分検出エリアの指定が完了すると、周波数成分検出エリアに属する高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値がＡＦ評価回路３２および３４からそれぞれ取得され、取得された高域ＡＦ評価値の総和（＝ΣＡＦｈ）と取得された中域ＡＦ評価値の総和（＝ΣＡＦｍ）とが算出され、そして数１に従う演算によって相対比が算出される。算出される相対比は、周波数成分検出エリアに属する高域周波数成分および中域周波数成分の量的相違を示す。
［数１］
【００３７】
相対比＝ΣＡＦｈ／ΣＡＦｍ
【００３８】
図２に示す被写界を捉えたときのフォーカスレンズ１２の位置に対する高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値の変化を図４に示す。撮像エリアＭ１で検出される高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値は、点線で示す要領で変化する。また、撮像エリアＭ２で検出される高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値は、実線で示す要領で変化する。撮像エリアＭ１が家屋ＨＳを捉える割合は、撮像エリアＭ２が家屋ＨＳを捉える割合よりも大きい。このため、撮像エリアＭ２で検出される高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値は顔部ＦＣに対する合焦点付近においてしか山なりに変化しないのに対して、撮像エリアＭ１で検出される高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値は家屋ＨＳに対する合焦点付近においても山なりに変化する。一方、図５に示す被写界を捉えたとき、フォーカスエリアＦＡに対応して検出される高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値は、フォーカスレンズ１２の位置に対して図６に示す要領で変化する。
【００３９】
図４および図６から分かるように、相対比は、フォーカスレンズ１２が合焦点に近づくほど増大する。したがって、相対比は、フォーカスレンズ１２の合焦度とみなすことができる。
【００４０】
相対比が閾値ＴＨ未満であれば、フォーカスレンズ１２は合焦位置から離れた位置にあるとみなされ、フォーカスレンズ１２が移動可能な範囲の全域がフォーカスレンズ１２の移動範囲として指定される。さらに、指定された移動範囲の至近側端部がフォーカスレンズ１２の移動開始位置として指定され、無限方向が移動方向として指定される。
【００４１】
相対比が閾値ＴＨよりも大きければ、フォーカスレンズ１２は合焦位置の近傍に位置するとみなされ、現在のレンズ位置を含む一部の範囲がフォーカスレンズ１２の移動範囲として指定される。さらに、指定された移動範囲の無限側端部がフォーカスレンズ１２の移動開始位置として指定され、至近方向が移動方向として指定される。
【００４２】
フォーカスレンズ１２は、移動開始位置から指定方向に移動し、いわゆる山登りＡＦ処理によって合焦点に配置される。つまり、合焦点探索エリアで検出された高域ＡＦ評価値が極大となる位置が合焦点として特定され、フォーカスレンズ１２は特定された合焦点に配置される。複数の合焦点が存在する場合、フォーカスレンズ１２は最初に特定された合焦点に配置される。
【００４３】
したがって、図２に示す被写界を捉える場合に、フォーカスレンズ１２の現在位置が家屋ＨＳに対する合焦点の近傍（たとえば図４に示す位置Ｐ１）であれば、フォーカスレンズ１２の移動可能範囲の全域（＝第１範囲）が移動範囲として指定され、フォーカスレンズ１２は指定された移動範囲の至近側端部から無限方向に移動する。一方、同じ図２に示す被写界を捉える場合に、フォーカスレンズ１２の現在位置が顔部ＦＣに対する合焦点の近傍（たとえば図４に示す位置Ｐ２）であれば、現在のレンズ位置の近傍（＝第２範囲）が移動範囲として指定され、フォーカスレンズ１２は指定された移動範囲の無限側端部から至近方向に移動する。合焦点は山登りＡＦ処理によって探索され、フォーカスレンズ１２は顔部ＦＣに対する合焦点に到達する。
【００４４】
ＣＰＵ５０は、図７〜図１０に示す撮像制御タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４８に格納される。
【００４５】
図７を参照して、ステップＳ１ではスルー画像処理を実行する。この結果、被写界を表すスルー画像がＬＣＤモニタ４２から出力される。ステップＳ３ではシャッタボタン５２ｓが操作されたか否かを判別し、ＮＯと判断される限り、ステップＳ５のスルー画像用ＡＥ処理を繰り返し実行する。この結果、ＬＣＤモニタ４２に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。シャッタボタン５２ｓが操作されると、ステップＳ７で記録用ＡＥ処理を実行し、ステップＳ９でフォーカス調整処理を実行し、そしてステップＳ１１で記録処理を実行する。
【００４６】
ステップＳ７の処理の結果、最適ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間が、絞りユニット１６およびドライバ２４にそれぞれ設定される。また、ステップＳ９の処理の結果、フォーカスレンズ１２が合焦点に配置される。さらに、ステップＳ１１の処理の結果、フォーカスレンズ１２が合焦点に配置された直後の被写界を表す高解像度の画像データが記録媒体４６に記録される。
【００４７】
ステップＳ９のフォーカス調整処理は、図８〜図９に示すサブルーチンに従って実行される。まずステップＳ２１で顔認識処理を実行する。ステップＳ２３では、顔認識に成功したか否か、つまり被写界に顔部ＦＣが存在するか否かを判別する。ここでＹＥＳと判別されるとステップＳ２５に進み、顔部ＦＣの輪郭を覆う矩形の撮像エリアＭ１を合焦点探索エリアとして指定する。ステップＳ２７では外周エリア除外処理を実行し、撮像エリアＭ１よりも狭い矩形の撮像エリアＭ２を周波数成分検出エリアとして指定する。一方、ステップＳ２３でＮＯと判別されるとステップＳ２９に進み、フォーカスエリアＦＡの全域を周波数成分検出エリアおよび合焦点探索エリアとして指定する。
【００４８】
ステップＳ３１では、周波数成分検出エリアで検出された高域ＡＦ評価値をＡＦ評価回路３２から取り込み、取り込まれた高域ＡＦ評価値の総和（＝ΣＡＦｈ）を算出する。ステップＳ３３では、周波数成分検出エリアで検出された中域ＡＦ評価値をＡＦ評価回路３４から取り込み、取り込まれた中域ＡＦ評価値の総和（＝ΣＡＦｍ）を算出する。ステップＳ３５では、算出された総和ΣＡＦｈおよびΣＡＦｍの相対比を算出するべく、上述の数１に従う演算を実行する。
【００４９】
ステップＳ３７では算出された相対比が閾値ＴＨ以下であるか否かを判別し、ＹＥＳであればステップＳ３９〜Ｓ４３の処理を経てステップＳ５１に進む一方、ＮＯであればステップＳ４５〜Ｓ４９の処理を経てステップＳ５１に進む。ステップＳ３９ではフォーカスレンズ１２が移動可能な範囲の全域を移動範囲として指定し、ステップＳ４１では指定された移動範囲の至近側端部を移動開始位置として指定し、ステップＳ４３では無限方向を移動方向として指定する。ステップＳ４５ではフォーカスレンズ１２が移動可能な範囲のうち現在のフォーカスレンズ１２の位置を含む一部の範囲を移動範囲として指定し、ステップＳ４７では指定された移動範囲の無限側端部を移動開始位置として指定し、ステップＳ４９では至近方向を移動方向として指定する。
【００５０】
ステップＳ５１では、合焦点を探索するべく山登りＡＦ処理を実行する。ステップＳ３９〜Ｓ４３の処理が実行された場合、フォーカスレンズ１２は、移動可能範囲の至近側端部から無限側に向かって移動を開始し、撮像面に最も近い被写体の合焦点に配置される。一方、ステップＳ４５〜Ｓ４９の処理が実行された場合、フォーカスレンズ１２は、現在位置よりも無限側でかつ現在位置の近傍の位置から至近側に向かって移動を開始し、現在位置の近傍で検出された合焦点に配置される。ステップＳ５１の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。
【００５１】
図８に示すステップＳ２７の外周エリア除外処理は、図１０に示すサブルーチンに従って実行される。まず、図８のステップＳ２５で指定された合焦点探索エリアを形成する評価エリアの水平方向における数をステップＳ６１で判別する。水平エリア数が４つ以上であればステップＳ６３に進み、水平方向両端にそれぞれ位置する２つの評価エリアを除外する。水平エリア数が３つであればステップＳ６５に進み、水平方向一方端に位置する１つの評価エリアを除外する。ステップＳ６３またはＳ６５の処理が完了すると、ステップＳ６７に進む。なお、水平エリア数が２つであれば、そのままステップＳ６７に進む。
【００５２】
ステップＳ６７では、図８のステップＳ２５で指定された合焦点探索エリアを形成する評価エリアの垂直方向における数を判別する。垂直エリア数が４つ以上であればステップＳ６９に進み、垂直方向両端にそれぞれ位置する２つの評価エリアを除外する。除外処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。垂直エリア数が４つ未満であれば、そのまま上階層のルーチンに復帰する。周波数成分検出エリアは、ステップＳ６３，Ｓ６５およびＳ６９における除外処理を免れた評価エリアによって形成される。
【００５３】
以上の説明から分かるように、イメージセンサ１８は、フォーカスレンズ１２を通して被写界を捉える撮像面を有し、被写界像を繰り返し生成する。ＣＰＵ５０は、撮像面によって捉えられた被写界が人物の顔部ＦＣ（特定物体）を含むとき、顔部ＦＣの輪郭を覆うように顔部ＦＣを捉える撮像エリアＭ１を合焦点探索エリアとして撮像面上で指定する(S25)。ＣＰＵ５０はまた、撮像エリアＭ１よりも小さくかつ顔部ＦＣの輪郭の内側を捉える撮像エリアＭ２を周波数成分検出エリアとして撮像面上で指定する(S27)。
【００５４】
ＣＰＵ５０は続いて、周波数成分検出エリアに対応してＡＦ評価回路３２および３４でそれぞれ検出された高域ＡＦ評価値（高域周波数成分）および中域ＡＦ評価値（中域周波数成分）を取得し(S31, S33)、取得された高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値の相対比（２つの周波数成分の量的相違）に応じて異なる範囲をフォーカスレンズ１２の移動範囲（距離変更範囲）として指定する(S37, S39, S45)。ＣＰＵ５０はその後、フォーカスレンズ１２の位置を指定移動範囲内で変更し、合焦点探索エリアに対応してイメージセンサ１８によって生成された部分画像を参照して顔部ＦＣに対する合焦点を探索する(S51)。
【００５５】
このように、被写界が顔部ＦＣを含む場合、顔部ＦＣに対する合焦点は、撮像エリアＭ１に対応する部分画像を参照して特定される。また、高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値は、撮像エリアＭ２に対応する部分画像から取得される。ここで、撮像エリアＭ１は顔部ＦＣの輪郭を覆うように顔部ＦＣを捉えるエリアであり、撮像エリアＭ２は撮像エリアＭ１よりも小さくかつ顔部ＦＣの輪郭の内側を捉えるエリアである。
【００５６】
この結果、撮像エリアＭ２に対応して検出される高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値の相対比は、顔部ＦＣに対する合焦度を正確に反映する。このような相対比に応じて異なる範囲をフォーカスレンズ１２の移動範囲として指定することで、合焦点の探索に必要な時間を短縮できる。また、顔部ＦＣに対する合焦点を特定するために参照される撮像エリアＭ１内の部分画像は、合焦点の探索に必要な周波数成分を多く含む。これによって、合焦点を正確に特定することができる。
【００５７】
なお、この実施例では、フォーカス調整処理を行うにあたって、フォーカスレンズ１２を光軸方向に移動させるようにしているが、フォーカスレンズ１２とともに或いはフォーカスレンズ１２に代えて撮像部２０を光軸方向に移動させるようにしてもよい。また、この実施例のイメージセンサ１２はＣＭＯＳ型であるが、これに代えてＣＣＤ型のイメージセンサを採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１実施例のイメージセンサによって捉えられる被写界の一例を示す図解図である。
【図３】人物の顔に注目したフォーカス調整動作の一部を示す図解図である。
【図４】レンズ位置に対する高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値の変化の一例を示すグラフである。
【図５】図１実施例のイメージセンサによって捉えられる被写界の他の一例を示す図解図である。
【図６】レンズ位置に対する高域ＡＦ評価値および中域ＡＦ評価値の変化の他の一例を示すグラフである。
【図７】図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図８】図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。
【図９】図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。
【図１０】図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  …ディジタルカメラ
１２  …フォーカスレンズ
１８  …イメージセンサ
３２  …高域ＡＦ評価回路
３４  …中域ＡＦ評価回路
５０  …ＣＰＵ
【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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