JP2006145629A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザーの利便性を向上させることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】 デジタルカメラ２は、画像データ内の人物の顔を検出する顔検出回路５５と、顔までの距離を演算する距離演算回路５６とを備える。ＣＰＵ３３は、距離演算回路５６の演算結果を元に、モータドライバ３４を介してレンズモータ３０を駆動させ、顔検出回路５５で検出された顔に焦点が合うように、撮像レンズ１０の焦点調整を行う。ＬＣＤドライバ４４は、レリーズボタン１２の半押しに伴って、撮像レンズ１０の焦点を合わせた顔６０ａを、他の部分と区別するように枠６１で囲んでＬＣＤ１７に表示させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、主要被写体に焦点を合わせて撮影するポートレート撮影モードが選択可能な撮像装置に関する。

撮像装置として、ＣＣＤなどの固体撮像素子で撮像した被写体像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードに記録するデジタルカメラが普及している。このようなデジタルカメラには、人物の顔などの主要被写体に焦点を合わせて撮影するポートレート撮影を行えるものがある（特許文献１参照）。
特開平１１−２６６３８８号公報

ところで、一般的なデジタルカメラでは、レリーズボタンの半押しに伴う撮影準備処理時に、撮影画角の中央部に撮像レンズの焦点が合うように自動で焦点調整を行っている。このため、ポートレート撮影を行う際に、主要被写体が焦点の合う撮影画角の中央部にない場合には、焦点が背景に合ってしまい、主要被写体がピンぼけすることがある。

上記のような不都合を防止するために、デジタルカメラの操作に慣れた熟練者は、主要被写体が撮影画角の中央部に位置するようにフレーミングを行い、レリーズボタンを半押しして一度焦点調整を行った後、所望の撮影画角となるように再度フレーミングを行って撮影している。しかしながら、デジタルカメラの操作に不慣れな初心者にとっては、このような作業は煩雑で分かり難い。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ユーザーの利便性を向上させることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像レンズを透過した被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記撮像レンズの焦点調整を自動で行う自動焦点調整手段と、画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段による前記画像の表示を制御する表示制御手段とを備え、主要被写体に焦点を合わせて撮影するポートレート撮影モードが選択可能な撮像装置において、前記画像データ内の人物の顔を検出する顔検出手段と、顔までの距離を演算する距離演算手段とを設け、前記ポートレート撮影モード下で、前記自動焦点調整手段は、前記距離演算手段の演算結果を元に、前記顔検出手段で検出された顔に焦点が合うように前記焦点調整を行うとともに、前記表示制御手段は、少なくとも前記自動焦点調整手段で焦点を合わせた顔を、他の部分と区別するように表示させることを特徴とする。

なお、前記顔検出手段で複数の顔を検出した場合、前記自動焦点調整手段で焦点を合わせる顔を選択させる操作手段を設けることが好ましい。この場合、前記表示制御手段は、前記操作手段で選択される顔が距離の近い順に移行するように表示させることが好ましい。

また、前記顔検出手段で顔が検出されなかった場合、前記自動焦点調整手段は、撮影画角の中央部に焦点が合うように前記焦点調整を行うことが好ましい。

さらに、被写体にストロボ光を照射するストロボ照射手段と、前記ストロボ光の発光量を制御するストロボ制御手段とを備え、前記ポートレート撮影モード下で、前記ストロボ制御手段は、前記距離演算手段の演算結果から、顔までの距離が近い場合は前記発光量を少なくし、遠い場合は多くするように前記制御を行うことが好ましい。

本発明の撮像装置によれば、画像データ内の人物の顔を検出する顔検出手段と、顔までの距離を演算する距離演算手段とを設け、主要被写体に焦点を合わせて撮影するポートレート撮影モード下で、自動焦点調整手段は、距離演算手段の演算結果を元に、顔検出手段で検出された顔に焦点が合うように焦点調整を行うとともに、表示制御手段は、少なくとも自動焦点調整手段で焦点を合わせた顔を、他の部分と区別するように表示させるので、操作に不慣れな初心者でも、煩わしい作業をすることなく、人物の顔に簡単に焦点を合わせることができる。したがって、ユーザーの利便性を向上させることができる。

図１および図２において、本発明を適用したデジタルカメラ２の前面には、撮像レンズ１０を保持するレンズ鏡胴１１が組み込まれている。デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１２、電源スイッチ１３、およびモードダイヤル１４が設けられており、側面には、メモリカード４９（図３参照）が着脱自在に装填されるメモリカードスロットを覆う蓋１５が設けられている。

デジタルカメラ２の背面には、電子ビューファインダを構成するファインダ接眼窓１６、液晶表示器（ＬＣＤ）１７、および操作部１８が設けられている。ＬＣＤ１７は、撮影した画像やいわゆるスルー画像、各種メニュー画面を表示する。操作部１８は、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン１９や、ＬＣＤ１７にメニュー画面を表示させる際や、選択内容を決定する際に操作されるメニューボタン２０、およびメニュー画面内でカーソルを移動させる際や、後述するポートレート撮影モード下において、焦点を合わせる顔を選択する際に操作される十字キー２１などから構成される。

デジタルカメラ２では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ１７に表示する再生モード、および各種設定を行う設定モードが選択可能となっている。これらのモードの切り替えは、モードダイヤル１４を回動操作させることで行われる。なお、動画撮影モードでは、動画の撮影とともに、図示しないマイクロホンを介して周囲の音声が収録される。

また、デジタルカメラ２は、主要被写体に焦点を合わせて撮影するポートレート撮影を行うことが可能となっている。このポートレート撮影モードは、静止画撮影モード下で、操作部１８を操作することにより実施可否が設定される。

レリーズボタン１２は、２段階押しのスイッチとなっている。ＬＣＤ１７による被写体のフレーミングの後に、レリーズボタン１２を軽く押圧（半押し）すると、自動露出調整（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン１２をもう１度強く押圧（全押し）すると、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換された後、後述する画像処理および圧縮処理が施され、メモリカード４９に記録される。

デジタルカメラ２の電気的構成を示す図３において、撮像レンズ１０には、レンズモータ３０が接続されている。また、絞り３１には、アイリスモータ３２が接続されている。これらのモータ３０、３２はステッピングモータからなり、ＣＰＵ３３に接続されたモータドライバ３４、３５から送信される駆動パルスにより動作制御され、レリーズボタン１２の半押しに伴う撮影準備処理を行う。

レンズモータ３０は、ズーム操作ボタン１９の操作に連動して、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、あるいはテレ側に移動させる。また、被写体距離やズームレンズの変倍に応じて撮像レンズ１０のフォーカスレンズを移動させ、撮影条件が最適となるように焦点調整を行う。アイリスモータ３２は、絞り３１を動作させ、露出調整を行う。

撮像レンズ１０の背後には、撮像レンズ１０を透過した被写体像が撮像されるＣＣＤ３６が配置されている。ＣＣＤ３６には、ＣＰＵ３３によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）３７が接続され、このＴＧ３７から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度が決定される。

ＣＣＤ３６から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）３８に入力され、ＣＣＤ３６の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ３８から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）３９で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４０でデジタルの画像データに変換される。

画像入力コントローラ４１は、バス４２を介してＣＰＵ３３に接続され、ＣＰＵ３３の制御命令に応じて、ＣＣＤ３６、ＣＤＳ３８、ＡＭＰ３９、およびＡ／Ｄ４０を制御する。Ａ／Ｄ４０から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ４３に一旦格納され、ＬＣＤドライバ４４を介してスルー画像としてＬＣＤ１７に表示される。

画像信号処理回路４５は、ＳＤＲＡＭ４３から画像データを読み出して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ４３に格納する。ＹＣ変換処理回路４６は、画像信号処理回路４５で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４３から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換する。圧縮伸長処理回路４７は、この変換された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ４８を経由してメモリカード４９に記録される。

ＣＰＵ３３には、前述のレリーズボタン１２、操作部１８の他に、ＥＥＰＲＯＭ５０が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５０には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。ＣＰＵ３３は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ５０から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４３に読み出して、各種処理を実行する。

バス４２には、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度、および絞り３１の絞り値が撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランスが撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路５１と、撮像レンズ１０の焦点調整が撮影に適切か否かを検出するＡＦ検出回路５２と、ストロボ装置５３の動作を制御するストロボ制御回路５４と、顔検出回路５５と、距離演算回路５６とが接続されている。

ＡＥ／ＡＷＢ、ＡＦ検出回路５１、５２は、レリーズボタン１２の半押し時に、バス４２を介してＣＰＵ３３に検出結果を逐次送信する。ＣＰＵ３３は、これらの検出回路５１、５２から送信される検出結果に基づいて、撮像レンズ１０、絞り３１、およびＣＣＤ３６の動作を制御する。

通常の撮影モード下において、ＡＦ検出回路５２は、画像データから導出される輝度信号Ｙと輪郭信号とを用いて、焦点が合っているか否かを表すフォーカス評価値を算出し、この算出したフォーカス評価値により、撮影画角の中央部の焦点調整の適否を検出する。

ストロボ装置５３は、被写体輝度が低いときに自動的にストロボ発光させる自動発光モード、被写体輝度に関わらずストロボ発光させる強制発光モード、ストロボ発光を禁止する発光禁止モード、赤目現象を軽減させる赤目軽減モードなどの各種発光モードを備えており、これらは操作部１８を操作することにより選択可能となっている。

ストロボ制御回路５４は、ポートレート撮影モード下で、後述する距離演算回路５６の演算結果に応じて、ストロボ装置５３から照射されるストロボ光の発光量を制御する。すなわち、顔までの距離が近い場合は発光量を少なくするように、逆に顔までの距離が遠い場合は多くするように、ストロボ光の発光量の制御を行う。なお、発光量は、例えば、距離演算回路５６の演算結果に対して複数の閾値を設けておき、この閾値と演算結果の大小関係を比較して、段階的に変化させる。

顔検出回路５５は、ポートレート撮影モード下で、画像データ内の人物の顔を検出する。この顔検出回路５５は、例えば、画像データで表される各画素の階調色から、画像の肌色部分を抽出し、この肌色部分の面積が予め設定された閾値以上であった場合に、その肌色部分を人物の顔として検出する。あるいは、周知のパターン認識技術を用いて、目や口などの顔の特定部分を抽出することで、人物の顔を検出する。顔検出回路５５は、その検出結果をＣＰＵ３３および距離演算回路５６に送信する。

距離演算回路５６は、顔検出回路５５の検出結果、および撮像レンズ１０の焦点距離に基づいて、顔までの距離を演算する。具体的には、例えば、特開２００３−７５７１７号公報に記載されているように、撮像レンズ１０の焦点距離毎に、顔検出回路５５で検出した肌色部分の面積に対する顔までの距離を、ＥＥＰＲＯＭ５０にデータテーブルとして予め記憶しておき、このデータテーブルを参照して顔までの距離を求める。距離演算回路５６は、その演算結果をＣＰＵ３３およびストロボ制御回路５４に送信する。

ＣＰＵ３３は、距離演算回路５６の演算結果を元に、モータドライバ３４を介してレンズモータ３０を駆動させ、十字キー２１で選択された顔に焦点が合うように、撮像レンズ１０の焦点調整を行う。顔検出回路５５で人物の顔が検出されなかった場合、ＣＰＵ３３は、通常の撮影モード時と同様に、撮影画角の中央部に焦点が合うように焦点調整を行う。

図４に示すように、ＬＣＤドライバ４４は、レリーズボタン１２の半押しに伴って、撮像レンズ１０の焦点を合わせた顔６０ａを、他の部分と区別するように枠６１で囲んでＬＣＤ１７に表示させる。この枠６１は、前述のように、操作部１８の十字キー２１を操作することで、顔検出回路５５で検出された他の人物の顔６０ｂや６０ｃに移行させることができる。

ＬＣＤドライバ４４は、枠６１の移行を人物の距離の近い順に行うようにＬＣＤ１７の表示を制御する。つまり、図４を例にとって説明すると、まず、距離の最も近い（顔の面積が最も大きい）人物の顔６０ｂに枠６１を表示させ、十字キー２１の操作に応じて、中間の距離の人物の顔６０ａ、最後に距離の最も遠い（顔の面積が最も小さい）人物の顔６０ｃの順に枠６１を表示させる。なお、枠６１の表示位置は、顔検出回路５５で人物の顔を検出した際に、撮影画角に対する顔の検出部分の座標を取得しておき、これを元に決定する。

次に、上記構成を有するデジタルカメラ２の動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。まず、デジタルカメラ２で被写体の撮影を行う際には、電源スイッチ１３を操作してデジタルカメラ２の電源を投入し、モードダイヤル１４を操作して静止画撮影モード、あるいは動画撮影モードを選択する。

撮影モード下において、撮像レンズ１０、絞り３１を介して入射した被写体光は、ＣＣＤ３６により光電変換され、ＣＤＳ３８でサンプリングされる。ＣＤＳ３８から出力された画像データは、ＡＭＰ３９で増幅され、Ａ／Ｄ４０でデジタルの画像データに変換される。

デジタル変換された画像データは、画像信号処理回路４５で各種画像処理が施された後、画像入力コントローラ４１を介してＳＤＲＡＭ４３に順次格納され、ＬＣＤ１７にスルー画像として表示される。この状態でレリーズボタン１２が半押しされると、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５１、ＡＦ検出回路５２により露出量、ホワイトバランス、焦点が検出され、この検出結果に基づいて撮影準備処理が施される。

撮影準備処理後、レリーズボタン１２の全押しにより撮影が実行されると、静止画撮影モード下では、そのときＳＤＲＡＭ４３に格納されている画像データがＹＣ変換処理回路４６に読み出され、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換された後、圧縮伸長処理回路４７で圧縮処理が施され、メディアコントローラ４８を経由してメモリカード４９に記録される。

一方、動画撮影モード下では、レリーズボタン１２が再度全押しされるまで、一定のフレームレート（例えば３０フレーム／秒）で画像データが記録される。また、これと同時にマイクロホンを介して周囲の音声が収録される。マイクロホンで収録された音声は、画像データと関連付けられてメモリカード４９に記録される。

図５において、操作部１８が操作されてポートレート撮影モードが選択されると、レリーズボタン１２の半押しに伴って、そのときＳＤＲＡＭ４３に格納されていた画像データがデータロックされ、顔検出回路５５でこの画像データ内の人物の顔が検出される。顔検出回路５５の検出結果は、ＣＰＵ３３および距離演算回路５６に送信される。

距離演算回路５６では、顔検出回路５５で検出した顔の面積に対する顔までの距離を撮像レンズ１０の焦点距離毎にテーブル化したデータテーブルがＥＥＰＲＯＭ５０から読み出され、このデータテーブルが参照されて顔までの距離が求められる。距離演算回路５６の演算結果は、ＣＰＵ３３およびストロボ制御回路５４に送信される。

次いで、ＣＰＵ３３により、距離演算回路５６の演算結果を元に、モータドライバ３４を介してレンズモータ３０が駆動され、顔検出回路５５で検出された顔のうち、距離が最も近い顔に焦点が合うように、撮像レンズ１０の焦点調整が行われる。

焦点調整後、ＬＣＤ１７には、ＬＣＤドライバ４４の制御の下に、ＣＰＵ３３により焦点が合わされた顔を囲むように枠６１が表示される。枠６１で囲まれた顔が所望の人物の顔でなかった場合は、十字キー２１が操作されて、所望の顔に枠６１が移行される。このとき、ＬＣＤドライバ４４により、枠６１が顔までの距離の近い順に移行される。

枠６１が移行されると、それまでＳＤＲＡＭ４３でデータロックされていた画像データは破棄され、再びＣＣＤ３６による画像データの取り込みが行われる。そして、ＣＰＵ３３により、枠６１が移行された顔に焦点が合うように、撮像レンズ１０の焦点調整が再び行われ、焦点調整が終了した時点でＳＤＲＡＭ４３に格納されていた画像データがデータロックされる。

一方、顔検出回路５５で人物の顔が検出されなかった場合は、ＣＰＵ３３により、通常の撮影モード時と同様に、撮影画角の中央部に焦点が合うように焦点調整が行われる。

ＬＣＤ１７に枠６１が表示され、ＣＰＵ３３による撮像レンズ１０の焦点調整が終了した状態でレリーズボタン１２が全押しされると、通常の撮影モード時と同様に、最終的にＳＤＲＡＭ４３に格納されていた画像データがＹＣ変換、圧縮処理を施されて、メモリカード４９に記録される。なお、レリーズボタン１２の半押し後、所定時間経過後もレリーズボタン１２が全押しされなかった場合、所定時間が経過するまでは、ＬＣＤ１７に枠６１が表示され、所定時間経過後は、ＳＤＲＡＭ４３でデータロックされていた画像データが破棄され、ＬＣＤ１７に再びスルー画像が表示される。

ここで、レリーズボタン１２が全押しされたときに、ストロボ装置５３によるストロボ撮影が設定されていた場合は、ストロボ制御回路５４により、顔までの距離が近い場合は発光量を少なくするように、逆に顔までの距離が遠い場合は多くするように、ストロボ光の発光量が制御される。

以上説明したように、顔検出回路５５で画像データ内の人物の顔を検出し、距離演算回路５６で顔までの距離を演算して、ポートレート撮影モード下で、距離演算回路５６の演算結果を元に、顔検出回路５５で検出された顔に焦点が合うように焦点調整を行うとともに、焦点を合わせた顔を枠６１で囲んで他の部分と区別してＬＣＤ１７に表示させるので、操作に不慣れな初心者でも、人物の顔が撮影画角の中央部に位置するようにフレーミングを行い、レリーズボタンを半押しして一度焦点調整を行った後、所望の撮影画角となるように再度フレーミングを行うといった煩わしい作業をすることなく、人物の顔に簡単に焦点を合わせることができる。

さらに、距離演算回路５６の演算結果に応じて、ストロボ光の発光量を制御するので、人物が近い場合に発光量が多すぎて白飛びすることがなく、人物が遠い場合に発光量が少なすぎて黒飛びすることもない。

なお、上記実施形態では、焦点を合わせた顔のみを枠６１で囲んでＬＣＤ１７に表示しているが、顔検出回路５５で検出された顔全てを枠で囲み、焦点を合わせた顔を囲む枠を他の枠よりも太枠にするなどして表示してもよい。また、枠６１で囲む代わりに、焦点を合わせた顔に色を付けたり、矢印などの特定のマークを用いてもよい。

また、上記実施形態では、レリーズボタン１２の半押しを契機として枠６１を表示しているが、レリーズボタン１２とは別に、枠６１を表示するための専用の操作ボタンを設けてもよい。さらに、撮像装置として、デジタルカメラ２を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、他の撮像装置、例えば、カメラ付き携帯電話などにも適用することができる。

本発明を適用したデジタルカメラの正面外観斜視図である。 デジタルカメラの背面外観図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 ポートレート撮影モード下におけるＬＣＤの表示状態を示す説明図である。 ポートレート撮影モード下におけるデジタルカメラの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２ デジタルカメラ
１０ 撮像レンズ
１２ レリーズボタン
１７ 液晶表示器（ＬＣＤ）
１８ 操作部
２１ 十字キー
３０ レンズモータ
３３ ＣＰＵ
３４ モータドライバ
３６ ＣＣＤ
４４ ＬＣＤドライバ
４９ メモリカード
５３ ストロボ装置
５４ ストロボ制御回路
５５ 顔検出回路
５６ 距離演算回路
６１ 枠

Claims (5)

1. 撮像レンズを透過した被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記撮像レンズの焦点調整を自動で行う自動焦点調整手段と、画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段による前記画像の表示を制御する表示制御手段とを備え、
   主要被写体に焦点を合わせて撮影するポートレート撮影モードが選択可能な撮像装置において、
   前記画像データ内の人物の顔を検出する顔検出手段と、顔までの距離を演算する距離演算手段とを設け、
   前記ポートレート撮影モード下で、前記自動焦点調整手段は、前記距離演算手段の演算結果を元に、前記顔検出手段で検出された顔に焦点が合うように前記焦点調整を行うとともに、
   前記表示制御手段は、少なくとも前記自動焦点調整手段で焦点を合わせた顔を、他の部分と区別するように表示させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記顔検出手段で複数の顔を検出した場合、前記自動焦点調整手段で焦点を合わせる顔を選択させる操作手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記表示制御手段は、前記操作手段で選択される顔が距離の近い順に移行するように表示させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記顔検出手段で顔が検出されなかった場合、前記自動焦点調整手段は、撮影画角の中央部に焦点が合うように前記焦点調整を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 被写体にストロボ光を照射するストロボ照射手段と、前記ストロボ光の発光量を制御するストロボ制御手段とを備え、
   前記ポートレート撮影モード下で、前記ストロボ制御手段は、前記距離演算手段の演算結果から、顔までの距離が近い場合は前記発光量を少なくし、遠い場合は多くするように前記制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置。
   

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