JP2010130231A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】顔検出処理の結果に基づいて露出を行う場合において、被写体の顔の反射率や被写体へ照射される光量に関わらず被写体に対して適正な露出を行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】制御信号に基づいて撮像手段に入射される光の量を調節する光量調節手段と、撮像手段により変換された電気信号を画像データに変換する変換手段と、変換手段により変換された画像データから被写体の顔を検出する顔検出手段と、顔検出手段で検出された顔の輝度値を検出する顔輝度検出手段と、顔検出手段で検出された顔の白色部の輝度値を検出する白色部輝度検出手段と、顔の輝度値と、前記白色部の輝度値を比較する比較手段と、比較手段で算出される輝度の違いを示す値に基づいて、顔の輝度値を補正する補正手段と、補正手段で補正された顔の輝度値に応じた制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えて撮像装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、顔検出機能を搭載した撮像装置に関する。

今日の撮像装置では、顔検出機能を搭載したものがある。顔検出機能では、所定周期で得られる全体の画像データから被写体の顔と思われる領域の画像データを抽出してその画像データから顔の位置や大きさの情報を得る。そして、これらの情報により得られる顔の明るさに基づいて露出制御が行われる。このように、被写界のどこに顔の位置があるかという情報や顔の大きさがどのくらいかという情報は撮像装置にとって適正な露出を行うために有効な情報になる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、顔の明るさは、色白と呼ばれる反射率の高い肌や、（日焼けなど）色黒と呼ばれる反射率の低い肌があり、この反射率は個人差が非常に大きい。極端に反射率の高い顔や反射率の低い顔の場合、上述のように、顔の明るさに基づいて露出を決めると、被写体に対する露出がオーバーになったりアンダーになったりする可能性がある。

そこで、反射率の個人差が小さい被写体の白目の明るさに基づいて、露出制御を行うことが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−１８８１２６号公報 特開２００８−１３９９７３号公報

しかしながら、白目の明るさは、被写体へ照射される光量に応じて変化してしまうので、顔の明るさに基づいて露出制御を行う場合と同様に、被写体へ照射される光量の変化によって被写体に対する露出がオーバーになったりアンダーになったりする可能性がある。

そこで、本発明では、顔検出処理の結果に基づいて露出を行う場合において、被写体の顔の反射率や被写体へ照射される光量に関わらず被写体に対して適正な露出を行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の撮像装置は、被写体からの光を結像する撮影レンズと、前記撮影レンズにより結像された光が入射され、その入射される光を電気信号に変換する撮像手段と、制御信号に基づいて前記撮像手段に入射される光の量を調節する光量調節手段と、前記撮像手段により変換された電気信号を画像データに変換する変換手段と、前記変換手段により変換された画像データから前記被写体の顔を検出する顔検出手段と、前記顔検出手段で検出された顔の輝度値を算出する顔輝度算出手段と、前記顔検出手段で検出された顔の白色部の輝度値を算出する白色部輝度算出手段と、前記顔の輝度値と、前記白色部の輝度値を比較する比較手段と、前記比較手段で算出される輝度の違いを示す値に基づいて、前記顔の輝度値を補正する補正手段と、前記補正手段で補正された前記顔の輝度値に応じた前記制御信号を出力する制御信号出力手段とを備える。

例えば、前記補正手段は、正の値の前記輝度の違いを示す値が大きくなるに従ってその輝度の違いを示す値に対応する負の値の補正値が大きくなり、負の値の前記輝度の違いを示す値が大きくなるに従ってその輝度の違いを示す値に対応する正の値の前記補正値が大
きくなり、前記輝度の違いを示す値がゼロのときに前記補正値がゼロになる関数を使用して前記輝度の違いを示す値に対応する前記補正値を求めるとともに、補正前の前記顔の輝度値と前記補正値とを加算した結果を補正後の前記顔の輝度値とする。また、例えば、前記制御信号出力手段は、前記補正後の顔の輝度値が大きくなると、前記撮像手段に入射される光の量が少なくなるように前記制御信号を出力し、前記補正後の顔の輝度値が小さくなると、前記撮像手段に入射される光の量が多くなるように前記制御信号を出力する。

本発明によれば、顔検出処理の結果に基づいて露出を行う撮像装置において、被写体の顔の反射率や被写体へ照射される光量に関わらず被写体に対して適正な露出を行うことができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。なお、図１に示す撮像装置は一眼レフカメラであるが、コンパクトカメラにも適用可能とする。

図１に示す撮像装置は、ボディユニット１００と、交換可能なレンズユニット２００と、フラッシュユニット１８０と、撮影した画像データを記録する記録メディア１３１とを備えて構成されている。なお、記録メディア１３１は、各種の半導体メモリカードや外付けのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの外部記録媒体であり、通信コネクタ１３０を介してボディユニット１００と通信可能で、かつ、交換可能に装着される。

レンズユニット２００は、撮影レンズ２１０ａ、２１０ｂと、絞り２０３と、レンズ駆動機構２０４と、絞り駆動機構２０２と、レンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍという）２０１とを備えて構成されている。なお、レンズユニット２００は、ボディユニット１００の前面に設けられた不図示のレンズマウントを介して着脱自在であり、一眼レフカメラでは交換可能な構成になっている。

撮影レンズ２１０ａ、２１０ｂは、それぞれ、レンズ駆動機構２０４内に備えられている不図示のＤＣモータにより光軸方向に駆動される。
絞り２０３は、絞り駆動機構２０２内に備えられている不図示のステッピングモータにより駆動される。

Ｌμｃｏｍ２０１は、レンズ駆動機構２０４や絞り駆動機構２０２などの駆動を制御する。
ボディユニット１００は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍという）１０１と、画像処理ＩＣ１０２と、顔検出ＩＣ１０３と、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４と、撮像素子駆動ＩＣ１１０と、撮像素子１１１と、フォーカルプレーン式のシャッタ１２０と、シャッタ駆動制御回路１２１と、通信コネクタ１３０と、液晶モニタ１４０と、カメラ操作スイッチ１５０と、通信コネクタ１６０とを備えて構成されている。なお、撮像素子１１１、撮像素子駆動ＩＣ１１０、ＳＤＲＡＭ１０４、液晶モニタ１４０、及び通信コネクタ１３０を介した記録メディア１３１が画像処理ＩＣ１０２に接続されており、電子撮像機能と電子記録表示機能を実現している。また、不図示の電源の電圧は各回路に必要とする電圧に変換されて供給される。

レンズユニット２００内の撮影レンズ２１０ａ、２１０ｂ及び絞り２０３を介して入射される不図示の被写体からの光束は、シャッタ１２０を通り撮像素子１１１に結像される。撮像素子１１１は、撮像素子駆動ＩＣ１１０により動作制御され、入射される光（被写
体像）をアナログ電気信号に光電変換する。このアナログ電気信号は、撮像素子駆動ＩＣ１１０により画像処理ＩＣ１０２が処理するためのデジタル電気信号に変換される。このデジタル電気信号は、画像処理ＩＣ１０２により画像データに変換される。

画像処理ＩＣ１０２は、後述する顔検出処理を行う顔検出ＩＣ１０３とＢμｃｏｍ１０１とに接続されている。
Ｂμｃｏｍ１０１は、連写時の撮影間隔を計測するためのタイマを備えるとともに、撮像装置全体の動作制御を行う制御手段、計数手段、モード設定手段、検出手段、判定手段、演算手段などの機能を備えている。また、Ｂμｃｏｍ１０１は、通信コネクタ１６０、シャッタ駆動制御回路１２１、液晶モニタ１４０、カメラ操作ＳＷ１５０、及び不図示の電源に接続されている。なお、Ｂμｃｏｍ１０１とＬμｃｏｍ２０１とは、レンズユニット２００をボディユニット１００へ装着することにより、通信コネクタ１６０を介して互いに通信可能に電気的接続がなされる。そして、Ｌμｃｏｍ２０１はＢμｃｏｍ１０１からの制御信号により動作し、本実施形態の撮像装置が一眼レフカメラのデジタルカメラとして稼動する。

シャッタ駆動制御回路１２１は、シャッタ１２０における不図示の先幕及び後幕の動作を制御するとともに、Ｂμｃｏｍ１０１との間で、シャッタの開閉動作の制御信号及び先幕の走行完了時の信号の授受を行う。

液晶モニタ１４０は、本実施形態の撮像装置の動作状態を表示出力によりユーザ（撮影者）に告知するためのものである。
カメラ操作スイッチ１５０は、撮影動作の実行を指示するためのレリーズボタン、撮影モードを連写モードや通常撮影モードなどに切り替えるためのモード変更スイッチ、ＡＥＬＡＦＬボタン、及び電源のオン、オフを切り替えるためのパワースイッチなどユーザが本実施形態の撮像装置を操作するために必要な複数の操作手段で構成される。なお、静止画撮影動作を開始する操作ボタンであるレリーズボタンを２段階の深さで押すことが可能なスイッチで構成している。レリーズボタンの半押し状態（レリーズボタンが押されていないときのリレーズボタンの高さからレリーズボタンが一番深くまで押されたときのレリーズボタンの高さまでの深さのうち半分程度までレリーズボタンが押されたときの状態）を１ｓｔレリーズ、レリーズボタンの全押し状態（リレーズボタンが一番深くまで押されたときの状態）を２ｎｄレリーズと呼び、１ｓｔレリーズで撮影準備を行い、２ｎｄレリーズで撮影動作を行わせる構成である。撮影準備とは、オートフォーカス動作（以下、ＡＦという）や、被写界の明るさを判断し自動露出での撮影レンズの絞り値や撮像素子の露光時間（シャッタ秒時）と感度を決定する動作（以下、ＡＥパラメータ決定という）のことである。撮影動作とは、撮影装置が記録用の画像データを得る動作であり、撮影レンズにより撮像素子上に結像した像を画像データに変換し、記録メディアに記録する動作のことである。例えば、１ｓｔレリーズでＡＦによるピントとＡＥパラメータ決定によるＡＥパラメータ（上記絞り値、露光時間、及び感度など）とが確定するモード１、１ｓｔレリーズでピントが確定され、２ｎｄレリーズでＡＥパラメータが確定するモード２、及び１ｓｔレリーズでは何も確定せず、２ｎｄレリーズでピントとＡＥパラメータを確定するモード３の何れかを選択して設定することができるように構成してもよい。このように、１ｓｔレリーズ及び２ｎｄレリーズのそれぞれの役目を設定することによって、様々な撮影状況の撮影に対応できる。例えば、被写体の状態変化も、被写体に照射される光の変化も激しくない場合では、モード１に設定することにより、１ｓｔレリーズのとき液晶モニタ１４０に表示されるピントの状態やＡＥパラメータの状態をユーザが確認することができ、問題がなければ２ｎｄレリーズにおいて撮影動作が行われる。

フラッシュユニット１８０は、フラッシュ制御用マイクロコンピュータ１８３と、閃光発光部１８１と、発光制御回路１８２と、不図示の電池と、フラッシュ用通信コネクタ１
８５とを備えて構成され、フラッシュ用通信コネクタ１８５を介してボディユニット１００に通信可能に装着される。

次に、本実施形態の撮像装置の「撮影動作」について説明する。
まず、Ｂμｃｏｍ１０１からの制御信号により画像処理ＩＣ１０２の動作が制御され、撮像素子駆動ＩＣ１１０からのデジタル電気信号が画像処理ＩＣ１０２に入力されると、画像処理ＩＣ１０２は、デジタル電気信号を画像データに変換して一時記録用メモリであるＳＤＲＡＭ１０４に記録する。なお、ＳＤＲＡＭ１０４は、画像処理ＩＣ１０２の画像処理のためのワークエリアとしても使用される。

次に、シャッタ駆動制御回路１２１は、Ｂμｃｏｍ１０１から制御信号を受け取ると、シャッタ１２０の開閉動作を制御する。また、所定のタイミングで、Ｂμｃｏｍ１０１からフラッシュ用通信コネクタ１８５を介してフラッシュ制御用マイクロコンピュータ１８３及び発光制御回路１８２に対し、フラッシュを発光させるための発光信号を出力する。このときに撮像素子１１１から出力されるアナログ電気信号は、デジタル電気信号に変換された後、画像データに変換される。

そして、その画像データは、所定の画像処理が施されるとともに、ＪＰＥＧデータに変換され記録メディア１３１に記録される。
次に、本実施形態の撮像装置のライブビュー（以下、ＬＶという）動作について説明する。なお、露光は、例えば、１秒当たり３０枚程度の割合で連続的に行うものとする。

撮像素子駆動ＩＣ１１０から次々に出力されるデジタル電気信号が画像処理ＩＣ１０２により画像データに変換され液晶モニタ１４０に出力される。これにより、被写体の動画像が液晶モニタ１４０に表示される。このような表示動作は、「ＬＶ動作」と呼ばれている。

なお、「撮影動作」から「ＬＶ動作」に切り替える場合は、例えば、カメラ操作スイッチ１５０のＬＶボタンをユーザが操作するように構成してもよい。
また、「ＬＶ動作」時において、撮影レンズ２１０ａ、２１０ｂからの光束は常に撮像素子１１１に導かれているので、被写体に対するＡＦやＡＥパラメータ決定を、デジタル電気信号に基づいて画像処理ＩＣ１０２に行わせることができる。以下、「ＬＶ動作」時のＡＦを「ＬＶＡＦ」といい、「ＬＶ動作」時のＡＥパラメータ決定を「ＬＶＡＥ」という。

次に、本実施形態の撮像装置の顔検出処理について説明する。
まず、「ＬＶ動作」時に得られる画像データは、画像処理ＩＣ１０２により顔検出処理に必要な画像データに変換されＳＤＲＡＭ１０４に逐次記録される。

次に、ＳＤＲＡＭ１０４に記録された画像データは、図２に示すように、顔検出ＩＣ１０３により所定範囲の調査領域をラスタスキャン方向にスキャンされて、図３Ａ〜図３Ｃに示すような予め用意された小画像と類似度が高い調査領域を探す。例えば、図４に示すように、人物の顔の画像データと重なる調査領域Ａは９９％になり、お面を付けた人物の顔の画像データと重なる調査領域Ｂは４０％になり、窓枠の画像データと重なる調査領域Ｃは５％になる。

そして、小画像と類似度が高い調査領域、例えば、上記調査領域Ａがあると、その調査領域の位置、大きさ、及び類似度などを示す顔検出データをＢμｃｏｍ１０１に送る。
この顔検出処理は、「ＬＶ動作」中に繰り返して行われ、Ｂμｃｏｍ１０１に送られる顔検出データに基づいて「ＬＶＡＦ」及び「ＬＶＡＥ」が行われる。

次に、本実施形態の撮像装置における顔検出データに基づく「ＬＶＡＦ」について説明する。
まず、Ｂμｃｏｍ１０１は、顔検出データの位置に対応する画像データにおいてコントラストが最も大きくなる位置を探す。

そして、Ｂμｃｏｍ１０１は、その位置に撮影レンズ２１０ａ、２１０ｂのピント（焦点）が合うように制御信号をＬμｃｏｍ２０１に送る。
なお、顔検出データがない場合は、予め決められた複数の領域に対して、コントラストが一番大きくなる撮影レンズ位置を探し、それら撮影レンズ位置のうち、レンズ結像面（撮像素子１１１の受光面）から被写体の距離が一番近い被写体に撮影レンズ位置を合わせる。

次に、本実施形態の撮像装置における顔検出データに基づく「ＬＶＡＥ」について説明する。
まず、Ｂμｃｏｍ１０１は、撮影後の画像データに対して、図５Ａのように、５列７行の測光領域を設定し、各測光領域に対して測光を行う。図５Ｂは図５Ａの各測光領域に対する測光結果の一例を示しており、ＡＰＥＸ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）値におけるＢＶ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ
Ｖａｌｕｅ）値で測光結果が示されている。図５Ｂの例では、背景と重なる測光領域のＢＶ値は５になっており、人物の顔と重なる測光領域のＢＶ値は４になっている。すなわち、人物の顔と重なる測光領域は背景と重なる測光領域よりも一段暗くなっている。

そして、Ｂμｃｏｍ１０１は、人物の顔と重なる測光領域のＢＶ値に基づいて、又は、人物の顔と重なる測光領域のＢＶ値と背景と重なる測光領域のＢＶ値との加重平均に基づいて、露出制御を行う。例えば、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＢＶ＋ＳＶ（撮像素子感度）＝ＡＶ（撮影レンズの絞り値）＋ＴＶ（シャッタ速度）に基づいて、反射率１８％グレーを基準とする適正な露出制御を行う。

次に、本実施形態の撮像装置における「ＬＶ動作」から「撮影動作」までの一連の動作について説明する。
図６は、本実施形態の撮像装置における「ＬＶ動作」から「撮影動作」までの一連の動作を説明するためのフローチャートである。なお、１ｓｔレリーズ及び２ｎｄレリーズのそれぞれの役目として、上記モード１が設定されているものとする。

まず、ユーザによりカメラ操作スイッチ１５０が操作されて「ＬＶ動作」が開始すると、Ｂμｃｏｍ１０１は、シャッタ駆動制御回路１２１に制御信号を送りシャッタ１２０を開き（ＳＴＥＰ１−１０）、１ｓｔ確定フラグをゼロに設定する（ＳＴＥＰ１−２０）。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、カメラ操作スイッチ１５０から送られてくるレリーズボタンの状態を示す信号に基づいて、「１ｓｔレリーズ」であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１−３０）。

「１ｓｔレリーズ」でないと判断した場合（ＳＴＥＰ１−３０がＮｏ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、「ＬＶＡＦ」（ＳＴＥＰ１−４０）及び「ＬＶＡＥ」（ＳＴＥＰ１−５０）を行う。なお、このとき、後述のＳＴＥＰ１−７０で行われる顔検出処理の結果があれば、その結果である顔検出データに基づいて「ＬＶＡＦ」及び「ＬＶＡＥ」が行われる。また、撮像装置としてコンパクトカメラが適用される場合は、ＳＴＥＰ１−４０を省略してもよい。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−４０及びＳＴＥＰ１−５０の結果に基づいて、絞り２０３やシャッタ１２０を制御して撮像素子１１１に入射する光の量を制御し、画像処理ＩＣ１０２で取得される画像データをＳＤＲＡＭ１０４に記録させる（ＳＴＥＰ１−６０）。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＤＲＡＭ１０４に記録された画像データに対して顔検出ＩＣ１０３により顔検出処理を行わせる（ＳＴＥＰ１−７０）。
次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、顔検出処理の結果が反映された画像データを液晶モニタ１４０に表示する（ＳＴＥＰ１−８０）。例えば、図７に示すような画像データが液晶モニタ１４０に表示される。図７に示す画像データは、部屋の中にいる人物が撮影されたものであり、部屋の壁、本棚、及び窓などが背景になっている。また、図７の例では、ＳＴＥＰ１−７０の顔検出処理で取得された顔検出データの大きさと位置に基づく枠Ａが表示されている。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、１ｓｔ確定フラグをゼロに設定し（ＳＴＥＰ１−９０）、「２ｎｄレリーズで、かつ、１ｓｔ確定フラグが１」であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１−１００）。なお、２ｎｄレリーズであるか否かは、カメラ操作スイッチ１５０から送られてくるレリーズボタンの状態を示す信号に基づいて判断される。

「２ｎｄレリーズで、かつ、１ｓｔ確定フラグが１」でないと判断した場合（ＳＴＥＰ１−１００がＮｏ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−３０に戻る。このループ動作により、ＳＴＥＰ１−３０において、「１ｓｔレリーズ」であると判断されるまでＳＴＥＰ１−４０〜ＳＴＥＰ１−９０が繰り返し行われる。すなわち、「ＬＶ動作」中は、ＡＦ、ＡＥパラメータ決定、及び顔検出処理が繰り返し行われる。

「１ｓｔレリーズ」であると判断した場合（ＳＴＥＰ１−３０がＹｅｓ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、「１ｓｔ確定フラグがゼロ」であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１−１１０）。

「１ｓｔ確定フラグがゼロ」であると判断した場合（ＳＴＥＰ１−１１０がＹｅｓ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＬＶＡＦ（ＳＴＥＰ１−１２０）及びＬＶＡＥ（ＳＴＥＰ１−１３０）を行い、１ｓｔ確定フラグを１に設定する（ＳＴＥＰ１−１４０）。なお、１ｓｔレリーズになった直後はＳＴＥＰ１−７０で行われた顔検出処理の結果に基づいてＳＴＥＰ１−１２０及びＳＴＥＰ１−１３０が行われ、その後はＳＴＥＰ１５０で行われた顔検出処理の結果に基づいてＳＴＥＰ１−１２０及びＳＴＥＰ１−１３０が行われる。

一方、「１ｓｔ確定フラグがゼロ」でないと判断した場合（ＳＴＥＰ１−１１０がＮｏ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−１２０、ＳＴＥＰ１−１３０、及びＳＴＥＰ１−１４０を行わず、ＳＴＥＰ１−１５０に進む。すなわち、「１ｓｔレリーズ」になると、ＳＴＥＰ１−１２０の「ＬＶＡＦ」によりピントが確定するとともにＳＴＥＰ１−１３０の「ＬＶＡＥ」によりＡＥパラメータが確定し、そのピント及びＡＥパラメータは「１ｓｔレリーズ」が解除されるまで変更されない。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−１２０及びＳＴＥＰ１−１３０の結果に基づいて、絞り２０３やシャッタ１２０を制御して撮像素子１１１に入射する光の量を制御し、画像処理ＩＣ１０２で取得される画像データをＳＤＲＡＭ１０４に記録させる（ＳＴＥＰ１−１５０）。なお、ＳＴＥＰ１−１１０でＮｏと判断された後のＳＴＥＰ１−１５０では、ＳＴＥＰ１−１１０でＮｏと判断される前に行われたＳＴＥＰ１−１２０及びＳＴＥＰ１−１３０の結果に基づいて、光量が制御される。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＤＲＡＭ１０４に記録される画像データを液晶モニタ１４０に表示し（ＳＴＥＰ１−１６０）、ＳＴＥＰ１−１００に進む。このとき、例えば、図８に示すような画像データが液晶モニタ１４０に表示される。図８に示す枠Ｂ内の領域は、ＳＴＥＰ１−１２０の「ＬＶＡＦ」でピント合わせが行われた領域である。

次に、「２ｎｄレリーズで、かつ、１ｓｔ確定フラグが１」であると判断した場合（ＳＴＥＰ１−１００がＹｅｓ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、シャッタ１２０を閉じて先幕と後幕を走行準備待機状態にさせる（ＳＴＥＰ１−１７０）。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−１３０で得られたＢＶ値に基づいて、撮像素子１１１に適正な光の量の光束が入射されるようにするための絞り値及びシャッタ１２０の開状態時間を求めるとともに（ＳＴＥＰ１−１８０）、撮像素子１１１の感度設定を行う（ＳＴＥＰ１−１９０）。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−１８０で求めた開状態時間分、シャッタ１２０を開き（ＳＴＥＰ１−２００）、本露出を行う（ＳＴＥＰ１−２１０）。
そして、Ｂμｃｏｍ１０１は、ＳＴＥＰ１−２１０で得られた画像データに対して画像処理ＩＣ１０２において画像処理を行わせ（ＳＴＥＰ１−２２０）、その画像データを記録メディア１３１に記録する（ＳＴＥＰ１−２３０）。

次に、本実施形態の撮像装置における「ＬＶＡＥ」について説明する。
図９は、図５に示すＳＴＥＰ１−５０又はＳＴＥＰ１−１３０における「ＬＶＡＥ
を説明するためのフローチャートである。

まず、Ｂμｃｏｍ１０１は、上述したように、撮影後の画像データを測光領域毎に分け、各測光領域に対して測光を行い、各測光領域のそれぞれの測光値を得る（ＳＴＥＰ３−１０）。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、被写界全面の平均輝度値を算出する（ＳＴＥＰ３−２０）。この平均輝度値は、ＳＴＥＰ３−１０で得た各測光領域の測光値の合計を、ＳＴＥＰ３−１０で撮影後の画像データを分けたときの分割数で割った値とする。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、現在、被写体の顔を検出しているか否かを判断する（ＳＴＥＰ３−３０）。すなわち、Ｂμｃｏｍ１０１は、図６のＳＴＥＰ１−７０で行われる顔検出処理の結果があるか否かを判断する。

被写体の顔を検出していないと判断した場合（ＳＴＥＰ３−３０がＮｏ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、「ＬＶＡＥ」を終了する。この場合、Ｂμｃｏｍ１０１は、例えば、ＳＴＥＰ３−２０で算出した平均輝度値をＳＴＥＰ１−５０又はＳＴＥＰ１−１３０における「ＬＶＡＥ」の結果である最終測光値とする。

一方、被写体の顔を検出していると判断した場合（ＳＴＥＰ３−３０がＹｅｓ）、Ｂμｃｏｍ１０１は、被写体の顔の測光値を得る（ＳＴＥＰ３−５０）。この被写体の顔の測光値は、図６のＳＴＥＰ１−７０で得た顔検出データに示される被写体の顔の位置及び大きさに対応する各測光領域の測光値の平均値とし、以下、顔輝度ＢＶという。図５Ａ及び図５Ｂの例では、（４×６）／６＝４が計算され、４が被写体の顔の測光値となる。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、被写体の顔の画像データから目の部分の画像データを抽出する（ＳＴＥＰ３−６０）。例えば、Ｂμｃｏｍ１０１は、図１０に示すように、所定範囲の調査領域をラスタスキャン方向にスキャンし、図１１に示すような予め用意された小
画像と類似度が高い調査領域を探す。そして、Ｂμｃｏｍ１０１は、図１２に示すように、類似度が高い調査領域に対応する調査領域Ｄ及び調査領域Ｅを目の部分の画像データとして抽出する。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、目の部分の画像データから白目の部分の画像データを抽出する（ＳＴＥＰ３−７０）。例えば、まず、Ｂμｃｏｍ１０１は、図１３Ａに示すように、ＳＴＥＰ３−６０で抽出した目の部分の調査領域Ｄに対して縦横比８０％程度の白目輝度演算領域を設定し、この白目輝度演算領域を横方向に８分割する。次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、白目輝度演算領域に対して所定範囲の調査領域をラスタスキャン方向にスキャンし、図１３Ｂに示すような予め用意された小画像と類似度が高い調査領域を探す。次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、類似度が高い調査領域を瞳の部分の画像データとして抽出する。そして、Ｂμｃｏｍ１０１は、抽出した瞳の部分の画像データに対応する分割エリア以外の各分割エリアを白目の部分の画像データとする。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、白目の部分のＹ値を算出する（ＳＴＥＰ３−８０）。例えば、Ｂμｃｏｍ１０１は、白目の部分の各分割エリアのＹ値をＹ値＝係数Ａ×Ｒ（Ｒｅｄ）＋係数Ｂ×Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）＋係数Ｃ×Ｂ（Ｂｌｕｅ）によりそれぞれ計算する。なお、白目輝度演算領域の各分割エリアに対して左から順に目輝度演算領域番号を振り、各分割エリアのそれぞれのＹ値と目輝度演算領域番号とを対応させたグラフは、例えば、図１３Ｃに示すようなグラフになる。また、ＳＴＥＰ３−６０において、複数の目の部分の画像データが抽出されている場合は、各目に対応するＹ値をそれぞれ算出し、それらのＹ値の平均値をＳＴＥＰ３−８０の算出結果とする。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、白目の部分の輝度値（以下、白目輝度ＢＶという）を算出する（ＳＴＥＰ３−９０）。例えば、Ｂμｃｏｍ１０１は、白目の部分の各分割エリアのＹ値の平均値（以下、白目Ｙ値平均という）を求め、白目輝度ＢＶ＝Ｌｏｇ２（白目Ｙ値平均／目標値）＋ＡＶ（絞り２０３の絞り値）＋ＴＶ（シャッタ１２０のシャッタ速度）−ＳＶ（撮像素子１１１の感度）により白目輝度ＢＶを算出する。なお、上記目標値とは、反射率１８％グレーのときの被写体に対して適正な露出が得られるときのＹ値とする。

次に、Ｂμｃｏｍ１０１は、顔輝度ＢＶから白目輝度ＢＶを引き、肌反射率判定用輝度差を算出する（ＳＴＥＰ３−１００）。この肌反射率判定用輝度差は、正の値のとき被写体の顔の反射率が高いことを示し、被写体の顔の反射率が高い程大きな値になる。また、肌反射率判定用輝度差は、負の値のとき被写体の顔の反射率が低いことを示し、被写体の顔の反射率が低い程大きな値になる。

そして、Ｂμｃｏｍ１０１は、所定の関数を使用して、肌反射率判定用輝度差に対応する顔輝度補正値を求め、補正後の顔輝度ＢＶ＝補正前の顔輝度ＢＶ＋顔輝度補正値を計算することにより顔輝度ＢＶを補正し、最終測光値＝γ×補正後の顔輝度ＢＶ＋（１−γ）×平均輝度値を計算することにより最終測光値を求める（ＳＴＥＰ３−１１０）。なお、ポートレート撮影など、背景の画像データに対して被写体の顔の画像データが大きくなるように撮影を行うとき、上記γを大きくしてもよい（例えば、γを「０．６」から「０．７」にする）。

例えば、Ｂμｃｏｍ１０１は、上記所定の関数として、図１４に示すように、肌反射率判定用輝度差と顔輝度補正値とが１：１の関係を示す顔輝度補正直線を使用して、肌反射率判定用輝度差に対応する顔輝度補正値を求める。なお、図１４の横軸は肌反射率判定用輝度差（ｅＶ）を示し、横軸は顔輝度補正値（ｅＶ）を示している。また、図１４に示す顔輝度補正直線において、肌反射率判定用輝度差の下限を−５ｅＶとし、上限を＋０．５ｅＶとしている。また、上記関数により求められる顔輝度補正値は、補正後の顔輝度ＢＶ
が反射率１８％グレーのときの顔輝度ＢＶになるように設定されているものとする。

これにより、被写体の顔の反射率が１８％グレーであるものとして最終測光値が求められるので、被写体の顔の反射率に関わらず適正な露出で撮影を行なうことができる。そのため、顔の反射率が低い被写体に対する露出をオーバーにさせないようにすることができるとともに、顔の反射率が高い被写体に対する露出をアンダーにさせないようにすることができる。

このように、本実施形態の撮像装置では、顔検出処理の結果に基づいて「ＬＶＡＥ」を行う際、顔の反射率が低い被写体に対して適正な露出で撮影が行なわれ撮影後の画像データの被写体の顔が白くならないようにすることができるとともに、顔の反射率が高い被写体に対しても適正な露出で撮影が行われ撮影後の画像データの被写体の顔が黒くならないようにすることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、顔検出処理の結果に基づいて「ＬＶＡＥ」を行う際、顔輝度ＢＶから白目輝度ＢＶを引いた肌反射率判定用輝度差に応じて、適正な露出が可能な顔輝度補正値を決定しているため、被写体へ照射される光量の影響を無くした顔輝度ＢＶに基づいて露出を行うことができ被写体に対して適正な露出を行うことができる。

なお、上記実施形態では、肌反射率判定用輝度差に対応する顔輝度補正値を求める際、所定の関数として、顔輝度補正直線を使用する構成であるが、所定の関数として、図１５Ａに示すような顔輝度補正曲線を使用してもよい。図１５Ａに示す顔輝度補正曲線では、デジタルカメラで得られる画像データは露出がアンダーになるよりもオーバーになる方が破綻し易いことと、被写体の白目の反射率と被写体の顔の反射率との差を考慮して、負の値の肌反射率判定用輝度差が大きくなるときの正の値の顔輝度補正値の変化量が正の値の肌反射率判定用輝度差が大きくなるときの負の値の顔輝度補正値の変化量よりも大きくなっている。例えば、顔の反射率が３５％の被写体に対して、約＋１段の顔輝度補正値が求められ、顔の反射率が５％の被写体に対して、約−２段の顔輝度補正値が求められるように顔輝度補正曲線が設定されるものとする。

また、上記実施形態では、１つの顔輝度補正直線（又は１つの顔輝度補正曲線）を使用する構成であるが、互いに異なる複数の顔輝度補正直線（又は、図１５Ｂに示すように、互いに異なる複数の顔輝度補正曲線）をＢμｃｏｍ１０１に予め記憶しておき、ＳＴＥＰ３−２０で算出される平均輝度値、ＳＴＥＰ３−５０で算出される顔輝度ＢＶ、又はＳＴＥＰ３−１０で取得される各測光値のうち被写体の顔に対応する測光値以外の背景の測光値に応じて、複数の顔輝度補正直線（又は複数の顔輝度補正曲線）の中から使用する顔輝度補正直線（又は顔輝度補正曲線）を切り替えてもよい。このように構成する場合は、平均輝度値、顔輝度ＢＶ、又は背景の測光値と顔輝度補正直線（又は顔輝度補正曲線）とが対応したマップをＢμｃｏｍ１０１に記憶しておくことが考えられる。例えば、Ｂμｃｏｍ１０１は、平均輝度値、顔輝度ＢＶ、又は背景の測光値が大きくなるに従って、顔輝度補正値の変化量が大きくなるような顔輝度補正直線（顔輝度補正曲線）に切り替える。このように構成することにより、ある被写体へ照射される光の量が多くなり被写体の顔のコントラストが大きくなったときに、より大きな値の顔輝度補正値で顔輝度ＢＶを補正することができるので、より適正な露出を行うことができる。

また、上記実施形態では、撮像素子１１１から出力されるアナログ電気信号に基づく画像データにより顔輝度ＢＶ及び白目輝度ＢＶを求める構成であるが、撮像素子１１１に入射される光と略同じ光が入射される測光用撮像素子をさらに撮像装置に備え、この測光用撮像素子から出力されるアナログ電気信号に基づいて顔輝度ＢＶ及び白目輝度ＢＶを求めるように構成してもよい。なお、測光用撮像素子を使用した顔輝度ＢＶ及び白目輝度ＢＶ
の求め方は、上述した求め方と同じものでもよい。また、測光用撮像素子は、測光用であるため、撮像素子１１１よりも画素が荒くてもよい。

また、上記実施形態では、顔輝度ＢＶから白目輝度ＢＶを引いた肌反射率判定用輝度差に基づいて顔輝度補正値を求める構成であるが、顔輝度ＢＶから被写体の顔の白色部（歯など）の輝度値を引いた肌反射率判定用輝度差に基づいて顔輝度補正値を求めるように構成してもよい。

本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。 顔検出処理時のスキャン動作を示す図である。 小画像の一例を示す図である。 小画像の一例を示す図である。 小画像の一例を示す図である。 類似度が互いに異なる各調査領域を示す図である。 測光領域の一例を示す図である。 図５Ａの各測光領域に対する測光結果の一例を示す図である。 本実施形態の撮像装置における「ＬＶ動作」から「撮影動作」までの一連の動作を説明するためのフローチャートである。 液晶モニタに表示される画像データの一例を示す図である。 液晶モニタに表示される画像データの一例を示す図である。 ＳＴＥＰ１−５０又はＳＴＥＰ１−１３０における「ＬＶＡＥ」を説明するためのフローチャートである。 目の部分の画像データの抽出時のスキャン動作を示す図である。 小画像の一例を示す図である。 目の部分の画像データの一例を示す図である。 目輝度演算領域の一例を示す図である。 小画像の一例を示す図である。 目輝度演算領域番号とＹ値との関係が示されたグラフの一例を示す図である。 顔輝度補正直線の一例を示す図である。 顔輝度補正曲線の一例を示す図である。 顔輝度補正曲線を切り替えて使用する場合の複数の顔輝度補正曲線の一例を示す図である。

符号の説明

１００ ボディユニット
１０１ ボディ制御用マイクロコンピュータ
１０２ 画像処理ＩＣ
１０３ 顔検出ＩＣ
１０４ ＳＤＲＡＭ
１１０ 撮像素子駆動ＩＣ
１１１ 撮像素子
１２０ シャッタ
１２１ シャッタ駆動制御回路
１３０ 通信コネクタ
１３１ 記録メディア
１４０ 液晶モニタ
１５０ カメラ操作スイッチ
１６０ 通信コネクタ
１８０ フラッシュユニット
１８１ 閃光発光部
１８２ 発光制御回路
１８３ フラッシュ制御用マイクロコンピュータ
１８５ フラッシュ用通信コネクタ
２００ レンズユニット
２０２ 絞り駆動機構
２０３ 絞り
２０４ レンズ駆動機構
２１０ａ 撮影レンズ
２１０ｂ 撮影レンズ

Claims (8)

1. 被写体からの光を結像する撮影レンズと、
   前記撮影レンズにより結像された光が入射され、その入射される光を電気信号に変換する撮像手段と、
   制御信号に基づいて前記撮像手段に入射される光の量を調節する光量調節手段と、
   前記撮像手段により変換された電気信号を画像データに変換する変換手段と、
   前記変換手段により変換された画像データから前記被写体の顔を検出する顔検出手段と、
   前記顔検出手段で検出された顔の輝度値を算出する顔輝度算出手段と、
   前記顔検出手段で検出された顔の白色部の輝度値を算出する白色部輝度算出手段と、
   前記顔の輝度値と、前記白色部の輝度値を比較する比較手段と、
   前記比較手段で算出される輝度の違いを示す値に基づいて、前記顔の輝度値を補正する補正手段と、
   前記補正手段で補正された前記顔の輝度値に応じた前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記補正手段は、正の値の前記輝度の違いを示す値が大きくなるに従ってその輝度の違いを示す値に対応する負の値の補正値が大きくなり、負の値の前記輝度の違いを示す値が大きくなるに従ってその輝度の違いを示す値に対応する正の値の前記補正値が大きくなり、前記輝度の違いを示す値がゼロのときに前記補正値がゼロになる関数を使用して前記輝度の違いを示す値に対応する前記補正値を求めるとともに、補正前の前記顔の輝度値と前記補正値とを加算した結果を補正後の前記顔の輝度値とし、
   前記制御信号出力手段は、前記補正後の顔の輝度値が大きくなると、前記撮像手段に入射される光の量が少なくなるように前記制御信号を出力し、前記補正後の顔の輝度値が小さくなると、前記撮像手段に入射される光の量が多くなるように前記制御信号を出力する
   ことを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置であって、
   前記関数は、負の値の前記輝度の違いを示す値が大きくなるときの前記正の値の補正値の変化量が正の値の前記輝度の違いを示す値が大きくなるときの前記負の値の補正値の変化量よりも大きい
   ことを特徴とする撮像装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の撮像装置であって、
   前記補正手段は、＋０．５ｅＶから−５ｅＶまでの範囲の前記輝度の違いを示す値に対応する前記補正値を求める
   ことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置であって、
   前記補正手段は、予め記憶される複数の関数の中から前記顔輝度算出手段により算出された顔の輝度値に基づく関数を選択し、その選択した関数を使用する
   ことを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置であって、
   前記撮影レンズにより結像された光が入射され、その入射される光を電気信号に変換する測光用撮像手段を備え、
   前記白色部輝度算出手段は、前記測光用撮像手段により変換された電気信号に基づいて
   、前記顔検出手段で検出された顔の白色部の輝度値を算出する
   ことを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像装置であって、
   前記撮影レンズにより結像された光が入射され、その入射される光を電気信号に変換する測光用撮像手段を備え、
   前記顔輝度算出手段は、前記測光用撮像手段により変換された電気信号に基づいて、前記顔検出手段で検出された顔の輝度値を算出する
   ことを特徴とする撮像装置。
8. 被写体からの光を結像する撮影レンズと、前記撮影レンズにより結像された光が入射され、その入射される光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により変換された電気信号を画像データに変換する変換手段とを備える撮像装置において前記撮像手段に入射される光の量を調節する光量調節方法であって、
   前記変換手段により変換された画像データから前記被写体の顔を検出し、
   前記被写体の顔の輝度値を算出し、
   前記被写体の顔の白色部の輝度値を算出し、
   前記顔の輝度値と、前記白色部の輝度値を比較し、
   前記比較結果である輝度の違いを示す値に基づいて、前記顔の輝度値を補正し、
   前記補正後の顔の輝度値に応じて、前記撮像手段に入射される光の量を調節する、
   ことを特徴とする光量調節方法。