JP2007328213A - 撮像装置、および撮像装置制御方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体にまぶしさを感じさせないＡＦスキャン時の補助光照射の制御構成を実現する。
【解決手段】撮像装置における低照度時のオートフォーカス処理において、入力画像から顔領域を検出し、検出した顔の大きさや向きの解析情報に応じて補助光の発光量の制御を実行する。被写体が撮像装置に近い距離に位置する場合や、撮像装置側を向いている場合など、補助光の照射光をまぶしいと感じると推測される場合に、補助光の発光量を低下させてＡＦスキャンを実行する。本構成により被写体に対して、直接、強い補助光が照射される可能性が低減され、被写体が照射光のまぶしさで顔を背けたり、下を向いたり目を閉じたりすることがなく、正確なフォーカス制御の下で撮影が可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置、および撮像装置制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。さらに、詳細には、補助光の制御を実行して、被写体にまぶしさを感じさせずに、オートフォーカス制御を行うことを可能とした撮像装置、および撮像装置制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

昨今の多くのスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置には、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）機構が搭載されている。一般的なカメラの撮影においては人間が主要被写体になるケースが非常に多いが、撮影画像における人物の位置は多様であり様々な構図がある。そもそも撮像装置における測距エリアが設定されていない位置に目的被写体がいるケースもある。このような問題に対応するため、撮像装置において画像から顔を認識し、測距エリアを認識された顔の位置に設定することで、どのような構図でも顔にピントを合わせることを可能とした構成が提案されている。例えば、特許文献１にこのような顔認識に基づくフォーカス制御構成が開示されている。この顔認識に基づくフォーカス制御によって様々な構図の撮影において適切なフォーカス制御（ピント合わせ）が可能になる。

フォーカス制御の手法として、レンズを介して取得された撮像データのコントラストの高低を判断する手法が知られている。撮像画像の特定領域をフォーカス制御用の信号取得領域（空間周波数抽出エリア）として設定し、この特定領域のコントラストが高いほどフォーカスが合っており、コントラストが低いとフォーカスがずれていると判定し、コントラストをより高くする位置にレンズを駆動して調整する方式である。このようなフォーカス制御処理構成については、例えば特許文献２に記載されている。

具体的には、特定領域の高周波成分を抽出して、抽出した高周波成分の積分データを生成し、生成した高周波成分積分データに基づいてコントラストの高低を判定する方法が適用される。すなわち、フォーカスレンズを複数の位置へと動かしながら複数枚の画像を取得し、各画像の輝度信号に対しハイパスフィルタに代表されるフィルタ処理をすることにより、各画像のコントラスト強度を示すＡＦ評価値を得る。このとき、あるフォーカス位置でピントが合ったジャスピンとなる被写体が存在する場合、フォーカスレンズ位置に対するＡＦ評価値は図１のような曲線を描く。この曲線のピーク位置Ｐ１、すなわち画像のコントラスト値が最大となる位置がジャスピンである。この方式では、イメージャに写った画像の情報のみをもとに合焦動作を行うことができ、撮像光学系の他に測距光学系を持つ必要がないことから、今般デジタルスチルカメラにおいて広く行われている。

このように、オートフォーカス制御では、コントラストの高低判定のために特定領域の高周波成分積分値を算出して、これを評価値（ＡＦ評価値）として利用する。評価値が最大となるようにフォーカスレンズを駆動することでオートフォーカスが実現される。オートフォーカスを行なうためには、上述の評価値を指針としてレンズを駆動させることが必要となる。レンズ駆動機構としては例えばボイスコイルモータなどが利用される。

しかし、このようなフォーカス制御を実行する場合、低照度下では、コントラスト検出が困難となるため、撮像装置に付属するＡＦ補助光投光部を発光させてコントラストに基づくＡＦ評価値を取得してフォーカス制御を行う。撮像装置は、被写体が低照度であるとき補助光を発光させて被写体のコントラストを上げ、その発光中のＡＦ評価値に基づいて合焦させる方式である。

しかし、被写体が人物でしかも顔を中心としてコントラスト検出を行なう場合、被写体になる人物に対して、直接、補助光が照射されてしまい、被写体である人物は、照射光のまぶしさで顔を背けたり、下を向いたり目を閉じたりしてしまうことがあり、正しいフォーカスポイントの取得ができず、良好な撮影ができなくなってしまうといった問題があった。
特開２００３−１０７３３５号公報 特開平１０−２１３７３７号公報

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、補助光の制御を実行して、被写体にまぶしさを感じさせずに、オートフォーカス制御を行う撮像装置、および撮像装置制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、
撮像装置において入力する入力画像から顔領域を検出する顔検出部と、
フォーカスレンズの調整による合焦動作を実行する制御部と、
低照度状態での合焦動作時に補助光を発光する補助光発光部とを有し、
前記制御部は、
低照度状態での合焦動作に際して、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離または顔の向きを解析し、該解析情報に応じて前記補助光発光部の発光量の制御を実行する構成を有することを特徴とする撮像装置にある。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、前記顔検出部において検出された顔までの距離と、前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離とに基づいて、前記補助光発光部の発光量の制御を実行する構成を有することを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離をＤｐ、前記顔検出部において検出された顔までの距離をＤｆとしたとき、予め設定された閾値Ｔｈｒ１を適用した式、すなわち、
Ｄｐ−Ｄｆ＞Ｔｈｒ１
上記式が成立する場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なう構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離に対応する最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、撮像装置の撮影条件として設定されるワイド（Ｗｉｄｅ）からテレ（Ｔｅｌｅ）の設定条件に応じて最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なう構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合には、通常の補助光発光基準照度より低い照度閾値を適用した補助光発光の要否を判断し、該照度閾値に基づいて補助光発光不要と判断した場合は、補助光の発光を実行しない制御を行なう構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置の一実施態様において、前記制御部は、フォーカスレンズの移動に対応する評価値を取得してピークを求める合焦動作を制御する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の第２の側面は、
撮像装置における合焦動作時の補助光発光制御を実行する撮像装置制御方法であり、
顔検出部において、撮像装置における入力画像から顔領域を検出する顔検出ステップと、
制御部において、低照度状態での合焦動作に際して、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離または顔の向きを解析し、該解析情報に応じて前記補助光発光部の発光量の制御を実行する補助光発光量制御ステップと、
制御部において、前記補助光発光量制御ステップにおいて制御された補助光の下でフォーカスレンズの調整による合焦動作を実行する合焦動作実行ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置制御方法にある。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記補助光発光量制御ステップは、前記顔検出部において検出された顔までの距離と、前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離とに基づいて、前記補助光発光部の発光量の制御を実行するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記補助光発光量制御ステップは、前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離をＤｐ、前記顔検出部において検出された顔までの距離をＤｆとしたとき、予め設定された閾値Ｔｈｒ１を適用した式、すなわち、
Ｄｐ−Ｄｆ＞Ｔｈｒ１
上記式が成立する場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なうステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記補助光発光量制御ステップは、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離に対応する最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記補助光発光量制御ステップは、撮像装置の撮影条件として設定されるワイド（Ｗｉｄｅ）からテレ（Ｔｅｌｅ）の設定条件に応じて最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記補助光発光量制御ステップは、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なうステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記補助光発光量制御ステップは、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合には、通常の補助光発光基準照度より低い照度閾値を適用した補助光発光の要否を判断し、該照度閾値に基づいて補助光発光不要と判断した場合は、補助光の発光を実行しない制御を行なうステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の撮像装置制御方法の一実施態様において、前記合焦動作実行ステップは、フォーカスレンズの移動に対応する評価値を取得してピークを求める合焦動作を制御するステップであることを特徴とする。

さらに、本発明の第３の側面は、
撮像装置において合焦動作時の補助光発光制御を実行させるコンピュータ・プログラムであり、
顔検出部において、撮像装置における入力画像から顔領域を検出させる顔検出ステップと、
制御部において、低照度状態での合焦動作に際して、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離または顔の向きを解析し、該解析情報に応じて前記補助光発光部の発光量の制御を実行させる補助光発光量制御ステップと、
制御部において、前記補助光発光量制御ステップにおいて制御された補助光の下でフォーカスレンズの調整による合焦動作を実行させる合焦動作実行ステップと、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムにある。

なお、本発明のコンピュータ・プログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、ＣＤやＦＤ、ＭＯなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ・システム上でプログラムに応じた処理が実現される。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

本発明の一実施例の構成では、撮像装置における低照度時のオートフォーカス処理において、入力画像から顔領域を検出し、検出した顔の大きさや向きを解析し、解析情報に応じて補助光発光部の発光量の制御を実行する構成とした。具体的には、被写体が撮像装置に近い距離に位置する場合や、撮像装置側を向いている場合など、補助光の照射光をまぶしいと感じると推測される場合に、補助光の発光量を低下させる方向で制御を行ってＡＦスキャン、すなわちＡＦ評価値の取得に基づくフォーカス位置の決定処理を実行する構成としたので、被写体になる人物に対して、直接、強い補助光が照射されてしまう可能性が低減され、被写体が照射光のまぶしさで顔を背けたり、下を向いたり目を閉じたりすることがなく、正確なフォーカス制御の下で撮影を行なうことが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の撮像装置、および撮像装置制御方法、並びにコンピュータ・プログラムの詳細について説明する。

本発明は、目的とする被写体に対する迅速で正確なオートフォーカスを可能とした構成を開示するものである。本発明の撮像装置では、フォーカス制御の手法として、レンズを介して取得された撮像データのコントラストの高低を判断する手法を基本として用いる。撮像画像の特定領域をフォーカス制御用の信号取得領域（空間周波数抽出エリア）として設定し、この特定領域のコントラストが高いほどフォーカスが合っており、コントラストが低いとフォーカスがずれていると判定し、コントラストをより高くする位置にレンズを駆動して調整する方式である。

具体的には、特定領域の高周波成分を抽出して、抽出した高周波成分の積分データを生成し、生成した高周波成分積分データに基づいてコントラストの高低を判定する方法が適用される。すなわち、コントラストの高低判定のために特定領域の高周波成分積分値を算出して、これを評価値（ＡＦ評価値）として利用する。評価値が最大となるようにフォーカスレンズを駆動することでオートフォーカスが実現される。オートフォーカスを行なうためには、上述の評価値を指針としてレンズを駆動させることが必要となる。レンズ駆動機構としては例えばステッピングモータやリニアモータなどが利用される。

本発明は、このようなコントラスト識別処理を用いたフォーカス制御において、さらに、低照度下において必要とする補助光（ＡＦ補助光）の制御を行い、被写体としての人物にまぶしさを感じさせずにフォーカスポイントを決定して撮影を実行することを可能とするものである。

まず、図を参照して、本発明の撮像装置の構成について説明する。図２は、本発明の撮像装置１０の外観を示す図である。図２（ａ）は、撮像装置１０の上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。（ａ）上面図のレンズ部分は断面図として示してある。撮像装置１０は、電源スイッチ１１、画像取り込みタイミングを設定するトリガ手段、すなわちシャッターとして機能するレリーズスイッチ１２、撮像装置によって撮影される画像（スルー画像）や操作情報などを表示するモニタ１３、撮像素子（ＣＣＤ）としてのイメージャ１４、ズーム制御を行うためのズームボタン１５、各種の操作情報を入力する操作ボタン１６、撮像装置によって撮影される画像（スルー画像）を確認するためのビューファインダ１７、フォーカス調整において駆動されるフォーカスレンズ１８、ズーム調整に際して駆動されるズームレンズ１９、撮影モードを設定するためのモードダイアル２０、フォーカスレンズ１８を駆動するためのフォーカスレンズモータ（Ｍ１）２１、ズームレンズ１９を駆動するためのズームレンズモータ（Ｍ２）２２、低照度下でのオートフォーカス調整処理の際にコントラスト測定によるＡＦ評価値を取得するために、被写体に照射する光を出力する補助光投光部２５を有する。

被写体画像は、ビューファインダ１７およびモニタ１３に表示される。ビューファインダ１７およびモニタ１３は例えばＬＣＤによって構成され、レンズを介する被写体画像が動画像として映し出される。この動画像はスルー画と呼ばれる。ユーザは、ビューファインダ１７またはモニタ１３を確認して、撮影する目標被写体を確認して、シャッターとしてのレリーズスイッチ１２を押すことで画像の記録処理が実行されることになる。

低照度下において、オートフォーカス調整処理の際にコントラスト測定によるＡＦ評価値を取得する場合には、補助光投光部２５から光を照射する。ただし、本発明の撮像装置においては、この補助光の照射光の発光や光量を予め定められた制御シーケンスに従って制御する。この制御処理については後段で詳細に説明する。

図３を参照して本発明の撮像装置１００の内部構成について説明する。本発明の撮像装置は、オートフォーカス機能を持つ撮像装置である。フォーカスレンズ１０１、ズームレンズ１０２を介する入射光は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子１０３に入力し、撮像素子１０３において光電変換される。光電変換データは、アナログ信号処理部１０４に入力され、アナログ信号処理部１０４においてノイズ除去等の処理がなされ、Ａ／Ｄ変換部１０５においてデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部１０５においてデジタル変換されたデータはデジタル信号処理部１０８においてさまざまな信号の加工および補正処理を行い、１０８で信号処理されたデータは、例えばフラッシュメモリなどによって構成される記録デバイス１１５に記録される。さらに、モニタ１１７、ビューファインダ（ＥＶＦ）１１６に表示される。モニタ１１７、ビューファインダ（ＥＶＦ）１１６には撮影の有無に関わらず、レンズを介する画像がスルー画として表示される。

操作部１１８は、図２を参照して説明したカメラ本体にあるレリーズスイッチ１２、ズームボタン１５、各種の操作情報を入力する操作ボタン１６、撮影モードを設定するためのモードダイアル２０等を含む操作部である。制御部１１０は、ＣＰＵを有し、撮像装置の実行する各種の処理の制御を予めメモリ（ＲＯＭ）１２０などに格納されたプログラムに従って実行する。メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１１９は不揮発性メモリであり、画像データ、各種の補助情報、プログラムなどが格納される。メモリ（ＲＯＭ）１２０は、制御部（ＣＰＵ）１１０が使用するプログラムや演算パラメータ等を格納する。メモリ（ＲＡＭ）１２１は、制御部（ＣＰＵ）１１０において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を格納する。ジャイロ１１１は、撮像装置の傾き、揺れなどを検出する。検出情報は、制御部（ＣＰＵ）１１０に入力され手ぶれ防止などの処理が実行される。

モータドライバ１１２は、フォーカスレンズ１０１に対応して設定されたフォーカスレンズ駆動モータ１１３、ズームレンズ１０２に対応して設定されたズームレンズ駆動モータ１１４を駆動する。垂直ドラバ１０７は、撮像素子（ＣＣＤ）１０３を駆動する。タイミングジェネレータ１０６は、撮像素子１０３およびアナログ信号処理部１０４の処理タイミングの制御信号を生成して、これらの各処理部の処理タイミングを制御する。補助光投光部１２５は、低照度下でのオートフォーカス調整処理の際にコントラスト測定によるＡＦ評価値を取得するために、被写体に照射する光を出力する。前述したように、本発明の撮像装置においては、この補助光の照射光の発光や光量を予め定められた制御シーケンスに従って制御する。例えば、制御部（ＣＰＵ）１１０において実行する制御プログラムに従って、補助光投光部１２５の照射光の発光および光量制御が行われる。

顔検出部１３０は、レンズを介して入力される画像データの解析を行い、画像データ中の人物の顔を検出する。顔検出情報は、制御部１１０に送られ、制御部１１０では、検出された顔情報に基づいて、目的被写体としての人物の顔の大きさを判定し、その大きさに基づいて被写体の距離を推定する。さらに、この推定情報を適用してフォーカス制御範囲を狭めて迅速なフォーカス制御を行なう。さらに、顔の大きさに基づく被写体距離の推定処理に際して、顔の大きさの個人差、人種差、年齢差、性別差などを考慮した処理を行うことで正確な距離推定を実現する。

本発明の撮像装置では、前述したように、フォーカス制御において、レンズを介して取得された撮像データのコントラストの高低を判断する手法を基本として用いる。さらに、コントラスト識別処理を用いたフォーカス制御において、低照度下での処理に必要とする補助光（ＡＦ補助光）の制御を行い、被写体としての人物にまぶしさを感じさせずにフォーカスポイントを決定して撮影を実行することを可能とするものである。

具体的には、顔検出部１３０において撮像装置の取得画像から被写体の顔を検出し、検出された顔までの距離を算出して、その距離に応じて補助光の発光量を調整する。以下、この処理の詳細について説明する。

図４に示すフローチャートを参照して、本発明の撮像装置において実行する処理のシーケンスについて説明する。図４に示すフローチャートは、図３に示す撮像装置の制御部１１０の制御の下に、顔検出部１３０などの各構成部を制御して実行される。まず、ステップＳ１０１において、低照度であるか否かが判定される。この判定処理は、撮像装置の取得画像に基づいて判断され、低照度でないと判定した場合は、コントラストに基づくＡＦ評価値の取得処理によるフォーカス制御、すなわちスキャンＡＦは、補助光の発光を行なうことなく実行可能であるので、ステップＳ１０５に進み、補助光を発光することなくスキャンＡＦ、すなわち先に図１を参照して説明したコントラスト評価値（ＡＦ評価値）の取得によるオートフォーカス制御を実行する。

一方、ステップＳ１０１において、低照度であると判定した場合は、ステップＳ１０２において、被写体（顔）までの距離を算出または、予め算出済みである場合は、そのデータを記憶部から取得する。このステップＳ１０２の被写体（顔）までの距離を算出処理は、ステップＳ１０１の処理の前に予め実行してもよい。

ステップＳ１０２における顔までの距離の算出処理の詳細について説明する。本発明の撮像装置では、撮像装置によって撮影される画像データから目的被写体の人物の顔領域を特定し、顔画像に基づく距離算出を実行する。すなわち、顔検出部１３０による顔領域検出、制御部１１０による顔までの距離算出を実行する。まず、顔検出部１３０の実行する処理、すなわち撮像装置によって取得される画像データから人物の顔領域を特定する手法について説明する。顔の認識、追尾技術としては、既に様々な技術が開示されており、この既存技術を適用することが可能である。例えば特開２００４−１３３６３７に示されるような、顔の輝度分布情報を記録したテンプレートの実画像へのマッチングによって実現できる。まず実画像に縮小処理をかけた画像を複数種類用意する。そこ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き、それらを順次マッチングさせていく。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り実際の顔の傾きを判定するものである。

縮小された画像に対して２次元平面上をずらしながら順次マッチングさせた時に、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り、大きさは、実画像の縮小率から求めることができる。またそのときに用いたテンプレートから直交３軸周りの回転角、ヨー、ピッチ、ロール角を求めることができる。このようにして得られた、顔の大きさ、位置、回転角度を用いて、顔の距離を算出する。

顔までの距離算出処理について、図５を参照して説明する。図５には、被写***置３０１、フォーカスレンズ３０２、撮像素子３０３を示している。被写***置３０１には人物の顔が存在する。顔の大きさ（顔の幅）はＷｆである。

顔の実際の大きさ（Ｗｆ）が分ればレンズの基本的な物理法則から、顔までの距離、すなわち被写体距離（Ｄｆ）、すなわち、フォーカスレンズ３０２から被写***置３０１までの被写体距離（Ｄｆ）は以下の式で求めることができる。 Ｄｆ＝Ｗｒｅｆ×（ｆ／Ｗｉ）×（Ｗｗ／Ｗｆ）・・・（式１．１）
上記式における各記号の説明を以下に示す。
人間の顔の大きさ基準値：Ｗｒｅｆ
撮像素子の幅：Ｗｉ
焦点距離：ｆ
撮像画像における人の顔の大きさのピクセル数（撮像素子検出値）：Ｗｆ
人の顔検出に使用した画像の大きさのピクセル数（撮像素子検出値）：Ｗｗ

人間の顔の大きさ基準値（Ｗｒｅｆ）は、予め定めた固定値を利用することができる。なお、この顔大きさ基準値（Ｗｒｅｆ）を、個人差、人種差、年齢差、性別差などを考慮した値に設定した処理を行うことが可能であり、この処理によって、さらに正確な距離推定を実現することが可能となる。

このようにして、撮像装置は、取得画像に基づいて、上述の式（式１．１）を適用して被写体距離（Ｄｆ）を算出する。

図４のフローに戻り、本発明の撮像装置における処理シーケンスについて説明する。ステップＳ１０２において、上記手法によって、被写体の顔までの距離を算出した後、ステップＳ１０３において、補助光投光部の照射光の最高到達距離と、被写体（顔）までの距離とを比較する。すなわち、
補助光最高到達距離−被写体（顔）距離＞Ｔｈｒ１
上記式が成立するか否かを判定する。

閾値（Ｔｈｒ１）は撮像装置にあらかじめ記憶された閾値である。この判定処理について、図６を参照して説明する。図６には撮像装置（カメラ）３１１と２つの被写***置として被写体３１２、被写体３１３を示している。図６において、補助光最高到達距離は（Ｄｐ）、被写体３１２の（顔）距離は（Ｄｆ１）、被写体３１３の（顔）距離は（Ｄｆ２）である。閾値（Ｔｈｒ１）は図６に示すように設定されている。

被写体３１２の場合、
補助光最高到達距離（Ｄｐ）−被写体（顔）距離（Ｄｆ１）＞Ｔｈｒ１
上記式が成立する。この場合、ステップＳ１０３の判定はＹｅｓとなり、補助光の発光量を減少させる方向での制御が実行される。
一方、被写体３１３の場合、
補助光最高到達距離（Ｄｐ）−被写体（顔）距離（Ｄｆ２）＞Ｔｈｒ１
上記式が成立しない。この場合、ステップＳ１０３の判定はＮｏとなり、補助光の発光量を減少させる方向での制御は実行されない。

図６に示す設定では、区間Ａに被写体が位置する場合には、ステップＳ１０３の判定はＹｅｓとなり、補助光の発光量を減少させる方向での制御が実行され、区間Ｂに被写体が位置する場合には、ステップＳ１０３の判定はＮｏとなり、補助光の発光量を減少させる方向での制御は行われないことになる。このように、本発明の撮像装置では、被写体が補助光の発光をまぶしいと感じる領域においてのみ、補助光の発光量を減少させる制御を行う構成としている。

ステップＳ１０３の判定がＮｏ、すなわち、
補助光最高到達距離−被写体（顔）距離＞Ｔｈｒ１
上記式が成立しない場合は、被写体が補助光の発光をまぶしいと感じる領域にいないと判断し、ステップＳ１０４に進み、補助光を通常の発光量に設定して発光処理を実行して、ステップＳ１０５において、スキャンＡＦ、すなわち先に図１を参照して説明したコントラスト評価値（ＡＦ評価値）の取得によるオートフォーカス制御を実行する。

一方、ステップＳ１０３の判定がＮｏ、すなわち、
補助光最高到達距離−被写体（顔）距離＞Ｔｈｒ１
上記式が成立する場合は、被写体が補助光の発光をまぶしいと感じる領域にいると判断し、ステップＳ１０６に進み、適正な補助光の出力量を計算、または予め記憶部に記憶したテーブルから取得して決定する処理を実行し、ステップＳ１０７において、決定した出力量に従って補助光を発光させて、ステップＳ１０５において、スキャンＡＦを実行する。

ステップＳ１０６においては、例えば記憶部に記憶されたテーブルを用いて、補助光の出力を決定する。テーブルの例を図７、図８を参照して説明する。図７には、撮像装置の設定［ワイド（Ｗｉｄｅ）端およびテレ（Ｔｅｌｅ）端］に対応する２つのグラフを示している。グラフは横軸に被写体距離、縦軸に補助光の発光率（０〜１００％）を示している。

例えば、ワイド（Ｗｉｄｅ）端の設定時には、被写体がカメラから１ｍの距離にある場合は、補助光の発光率は８０％に設定し、被写体がカメラから１．５ｍの距離にある場合は、補助光の発光率は９０％に設定し、被写体がカメラから２．０ｍの距離にある場合は、補助光の発光率は１００％に設定する。一方、テレ（Ｔｅｌｅ）端の設定時には、被写体がカメラから１ｍの距離にある場合は、補助光の発光率は８０％に設定し、被写体がカメラから１．５ｍの距離にある場合は、補助光の発光率は１００％に設定し、被写体がカメラから２．０ｍの距離にある場合は、補助光の発光率は１００％に設定する。

ズームレンズの最大広角焦点距離を「ワイド（Ｗｉｄｅ）端」、最大望遠焦点距離を「テレ（Ｔｅｌｅ）端」と呼ぶが、これらの撮影条件に応じたテーブルが設定される。Ｔｅｌｅ端はＷｉｄｅ端に比べ、Ｆ値（レンズの明るさ）が大きい（暗く）なる。従って、発光量が同じであれば、テレ（Ｔｅｌｅ）端では見た目の輝度が下がるため、それにともないＡＦ評価値の絶対量も低くなり補助光の到達距離が短くなる。また、光軸ズレの影響が大きくなりＡＦ評価値の絶対量が低くなる要因となる。これらの理由により、テレ（Ｔｅｌｅ）端の設定では、ワイド（Ｗｉｄｅ）端の設定におけるＡＦ性能が落ちることになり、補助光の発光量は大きくすることが要求される。

図７には、ワイド（Ｗｉｄｅ）端およびテレ（Ｔｅｌｅ）端の２つのテーブルを示しているが、この他の撮像装置の設定に対応したテーブルを保持してもよい。撮像装置の制御部は、記憶部に保持されたテーブルを適用して、撮像装置の設定および被写体距離に応じた最適な補助光の発光量（率）を求める。図７にはグラフで被写体距離と、補助光発光量の対応を示すテーブルの例を示しているが、図８に示すような対応表としたテーブルであってもよい。また、このようなテーブルを用いることなく、図７に示すグラフに相当する予め設定された計算式、すなわち被写体距離と撮像装置の設定情報に基づいて、補助光の発光率を算出する計算式を保持して、計算式に基づいて最適な補助光の発光量（率）を求める構成としてもよい、

上述したように、本発明の撮像装置においては、低照度時のオートフォーカス制御に際して、被写体の距離に応じて補助光の発光量を制御する構成としたので、被写体がまぶしいと感じないレベルでの補助光の発光に基づくＡＦスキャン、すなわちＡＦ評価値の取得を実行する構成としたので、被写体がＡＦスキャン時に顔をそむけるといったことが発生することなく、正確なＡＦスキャンによる正確なオートフォーカス制御が実現される。

次に、図９を参照して、被写体の顔の向きを考慮した補助光の制御シーケンスについて説明する。図９に示すフローも図３に示す撮像装置の制御部１１０の制御の下に、顔検出部１３０などの各構成部を制御して実行される。なお、図９に示すフローは、低照度であることを検出し、また顔検出部１３０において顔の検出がなされた後に実行される処理である。まず、ステップＳ２０１において、顔検出部１３０の検出した顔の解析に基づいて、被写体の顔が正面（カメラ側）を向いているか、横（カメラ方向以外）を向いているかを判定する。先に説明したように、顔検出部１３０は、顔の輝度分布情報を記録したテンプレートの実画像へのマッチングによって顔を検出する。このマッチング処理において、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も適用することで、顔の向きを判別することができる。

ステップＳ２０１において被写体の顔がカメラ側を向いていないと判定されると、補助光発光部の光は、被写体の目に入ることはなく、まぶしさを感じさせることがないと判断して、ステップＳ２０２において、通常の発光量による補助光発光処理を実行してステップＳ２０３においてＡＦスキャンを実行する。

一方、ステップＳ２０１において被写体の顔がカメラ側を向いていると判定されると、補助光発光部の光は、被写体の目に入り、まぶしさを感じさせる場合があると判断して、ステップＳ２０４以下の処理を実行する。ステップＳ２０４では、補助光を利用しないＡＦスキャンが可能か否かを判定する。この判定は、通常の補助光使用の要否を判定する低照度レベルより、一段、低い（暗い）設定の照度閾値を適用して判定を実行する。すなわち、被写体がカメラ側を向いている場合、補助光の使用を行なう照度レベルを一段低く設定し、その低い照度レベル以上か否かを判定する。

ステップＳ２０４において、補助光を利用しないＡＦスキャンが可能と判定した場合は、ステップＳ２０７に進み、補助光の発光を禁止して、ステップＳ２０３に進み、補助光を利用することなくＡＦスキャンを実行する。

このように、本発明の撮像装置の制御部は、顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いていると判定した場合には、通常の補助光発光基準照度より低い照度閾値を適用した補助光発光の要否を判断し、該照度閾値に基づいて補助光発光不要と判断した場合は、補助光の発光を実行しない制御を行なう。

一方、ステップＳ２０４において、補助光を利用しないＡＦスキャンが不可能と判定した場合は、ステップＳ２０５に進み、最適補助光発光量をテーブルまたは計算により算出する。この処理は、先に説明した図４のフローにおけるステップＳ１０６の処理と同様であり、図７、図８に示す被写体距離と照射光量（率）の対応関係に基づいて最適な発光量を求める処理として実行される。その後、ステップＳ２０６においてステップＳ２０５で決定した最適発光量に制御した補助光の発光を実行して、ステップＳ２０３においてＡＦスキャンを実行する。

このように、本処理シーケンスでは、被写体の向きに応じて補助光の制御を実行し、カメラ側を向いていない場合は、通常の発光量による補助光発光を行い、被写体がカメラ側を向いている場合にのみ、補助光の発光量を制限する制御を実行する構成としたので、ユーザが直接補助光を見ない場合は、通常の補助光発光に従ったＡＦスキャンが可能となり、カメラ側を向いている場合にのみ、被写体がまぶしさを感じないレベルに落とした補助光発光に基づくＡＦスキャンが実行されることになる。

なお、ＡＦスキャンによってＡＦ評価値のピークが検出され、合焦成功と判定された場合は、撮像装置のモニタの表示画像に合焦が成功したことを示す合焦枠を提示してユーサに通知する。例えば特定の顔に合焦表示を行なう。合焦表示とは、モニタやビューファインダに表示される画像中に提示する合焦が完了したことを示す識別情報であり、ユーザはこの合焦表示を確認してシャッターを押して撮影することで確実な撮影が可能となる。

合焦表示の例を図１０に示す。図１０に示す例は、撮像装置のカメラのモニタに表示される画像に合焦表示を行なった例である。たとえば上述したＡＦ評価値算出によるピーク検出に成功して、ある人物の顔に対する合焦に成功した場合、例えば、合焦の成功した顔３２１に、合焦枠３３１を設定して表示する。さらに、このフォーカスポイントにおいて、顔３２２、顔３２３についても、予め設定された許容焦点深度内にあると判定されれば、その顔に合焦枠３３２，３３３の表示を行なう。ユーザはこの合焦表示を確認してシャッターを押して撮影することで確実な撮影が可能となる。

以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory)に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)，ＭＯ(Magneto optical)ディスク，ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、ＬＡＮ(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。

なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

以上、説明したように、本発明の一実施例の構成では、撮像装置における低照度時のオートフォーカス処理において、入力画像から顔領域を検出し、検出した顔の大きさや向きを解析し、解析情報に応じて補助光発光部の発光量の制御を実行する構成とした。具体的には、被写体が撮像装置に近い距離に位置する場合や、撮像装置側を向いている場合など、補助光の照射光をまぶしいと感じると推測される場合に、補助光の発光量を低下させる方向で制御を行ってＡＦスキャン、すなわちＡＦ評価値の取得に基づくフォーカス位置の決定処理を実行する構成としたので、被写体になる人物に対して、直接、強い補助光が照射されてしまう可能性が低減され、被写体が照射光のまぶしさで顔を背けたり、下を向いたり目を閉じたりすることがなく、正確なフォーカス制御の下で撮影を行なうことを可能とした撮像装置が実現される。

フォーカス制御における合焦動作として実行されるレンズ駆動、ＡＦ評価値取得処理例について説明する図である。 本発明の撮像装置の外観構成例について説明する図である。 本発明の撮像装置のハードウェア構成例について説明する図である。 本発明の撮像装置において実行する処理のシーケンスの一例について説明するフローチャートを示す図である。 顔の大きさに基づく被写体距離算出処理について説明する図である。 本発明の撮像装置において実行する補助光の制御処理の具体例について説明する図である。 本発明の撮像装置において実行する補助光の制御処理に適用するテーブルの例について説明する図である。 本発明の撮像装置において実行する補助光の制御処理に適用するテーブルの例について説明する図である。 本発明の撮像装置において実行する処理のシーケンスの一例について説明するフローチャートを示す図である。 合焦表示例について説明する図である。

符号の説明

１０ 撮像装置
１１ 電源スイッチ
１２ レリーズスイッチ
１３ モニタ
１４ イメージャ
１５ ズームボタン
１６ 操作ボタン
１７ ビューファインダ
１８ フォーカスレンズ
１９ ズームレンズ
２０ モードダイアル
２１ フォーカスレンズモータ（Ｍ１）
２２ ズームレンズモータ（Ｍ２）
２５ 補助光発光部
１００ 撮像装置
１０１ フォーカスレンズ
１０２ ズームレンズ
１０３ 撮像素子
１０４ アナログ信号処理部
１０５ Ａ／Ｄ変換部
１０６ タイミングジェネレータ（ＴＡ）
１０７ 垂直ドライバ
１０８ デジタル信号処理部
１１０ 制御部
１１１ ジャイロ
１１２ モータドライバ
１１３，１１４ モータ
１１５記録デバイス１１５
１１６ ビューファインダ（ＥＶＦ）
１１７ モニタ
１１８ 操作部
１１９ メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
１２０ メモリ（ＲＯＭ）
１２１ メモリ（ＲＡＭ）
１２５ 補助光発光部
２０１ ＡＦ用検波領域
２０２ 顔検出領域
３０１ 被写***置
３０２ フォーカスレンズ
３０３ 撮像素子
３１１ 撮像装置（カメラ）
３１２，３１３ 被写体
３２１，３２２，３２３ 顔（画像）
３３１，３３２，３３３ 合焦枠

Claims (17)

1. 撮像装置において入力する入力画像から顔領域を検出する顔検出部と、
   フォーカスレンズの調整による合焦動作を実行する制御部と、
   低照度状態での合焦動作時に補助光を発光する補助光発光部とを有し、
   前記制御部は、
   低照度状態での合焦動作に際して、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離または顔の向きを解析し、該解析情報に応じて前記補助光発光部の発光量の制御を実行する構成を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御部は、
   前記顔検出部において検出された顔までの距離と、前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離とに基づいて、前記補助光発光部の発光量の制御を実行する構成を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、
   前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離をＤｐ、
   前記顔検出部において検出された顔までの距離をＤｆとしたとき、予め設定された閾値Ｔｈｒ１を適用した式、すなわち、
   Ｄｐ−Ｄｆ＞Ｔｈｒ１
   上記式が成立する場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なう構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、
   前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離に対応する最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、
   撮像装置の撮影条件として設定されるワイド（Ｗｉｄｅ）からテレ（Ｔｅｌｅ）の設定条件に応じて最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記制御部は、
   前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なう構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記制御部は、
   前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合には、通常の補助光発光基準照度より低い照度閾値を適用した補助光発光の要否を判断し、該照度閾値に基づいて補助光発光不要と判断した場合は、補助光の発光を実行しない制御を行なう構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記制御部は、
   フォーカスレンズの移動に対応する評価値を取得してピークを求める合焦動作を制御する構成であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
9. 撮像装置における合焦動作時の補助光発光制御を実行する撮像装置制御方法であり、
   顔検出部において、撮像装置における入力画像から顔領域を検出する顔検出ステップと、
   制御部において、低照度状態での合焦動作に際して、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離または顔の向きを解析し、該解析情報に応じて前記補助光発光部の発光量の制御を実行する補助光発光量制御ステップと、
   制御部において、前記補助光発光量制御ステップにおいて制御された補助光の下でフォーカスレンズの調整による合焦動作を実行する合焦動作実行ステップと、
   を有することを特徴とする撮像装置制御方法。
10. 前記補助光発光量制御ステップは、
    前記顔検出部において検出された顔までの距離と、前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離とに基づいて、前記補助光発光部の発光量の制御を実行するステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
11. 前記補助光発光量制御ステップは、
    前記補助光発光部の照射する補助光の最高到達距離をＤｐ、
    前記顔検出部において検出された顔までの距離をＤｆとしたとき、予め設定された閾値Ｔｈｒ１を適用した式、すなわち、
    Ｄｐ−Ｄｆ＞Ｔｈｒ１
    上記式が成立する場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なうステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
12. 前記補助光発光量制御ステップは、
    前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離に対応する最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行するステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
13. 前記補助光発光量制御ステップは、
    撮像装置の撮影条件として設定されるワイド（Ｗｉｄｅ）からテレ（Ｔｅｌｅ）の設定条件に応じて最適補助光量を定義したテーブルまたは算出式に基づいて、補助光量を決定する処理を実行するステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
14. 前記補助光発光量制御ステップは、
    前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合にのみ、補助光の発光量を低下させる方向での制御を行なうステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
15. 前記補助光発光量制御ステップは、
    前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の向きが、撮像装置側を向いているか否かを判定し、撮像装置側を向いていると判定した場合には、通常の補助光発光基準照度より低い照度閾値を適用した補助光発光の要否を判断し、該照度閾値に基づいて補助光発光不要と判断した場合は、補助光の発光を実行しない制御を行なうステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
16. 前記合焦動作実行ステップは、
    フォーカスレンズの移動に対応する評価値を取得してピークを求める合焦動作を制御するステップであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置制御方法。
17. 撮像装置において合焦動作時の補助光発光制御を実行させるコンピュータ・プログラムであり、
    顔検出部において、撮像装置における入力画像から顔領域を検出させる顔検出ステップと、
    制御部において、低照度状態での合焦動作に際して、前記顔検出部において検出された顔に相当する被写体の顔の距離または顔の向きを解析し、該解析情報に応じて前記補助光発光部の発光量の制御を実行させる補助光発光量制御ステップと、
    制御部において、前記補助光発光量制御ステップにおいて制御された補助光の下でフォーカスレンズの調整による合焦動作を実行させる合焦動作実行ステップと、
    を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。