焦点検出装置、および焦点検出方法
【課題】人物の顔を認識してピント合わせを行うこと。
【解決手段】ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて画像内に含まれる人物の顔を認識し、認識した顔を含む領域をＡＦ評価値算出エリアとして設定する。そして、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行った結果、合焦しない場合には、ＡＦ評価値算出エリアを下方に移動させて新たなＡＦ評価値算出エリアを設定し、この新たに設定したＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行う。
【解決手段】ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて画像内に含まれる人物の顔を認識し、認識した顔を含む領域をＡＦ評価値算出エリアとして設定する。そして、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行った結果、合焦しない場合には、ＡＦ評価値算出エリアを下方に移動させて新たなＡＦ評価値算出エリアを設定し、この新たに設定したＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出装置、および焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次のようなオートフォーカス装置が知られている。このオートフォーカス装置は、被写体輝度が低いときに、オートフォーカス領域を拡大してオートフォーカスの精度を高めようとしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１５４２６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、顔認識機能を備えたカメラにおいて、認識した人物の顔にピントを合わせようとした場合に従来の装置による方法を用いた場合には、通常の撮影条件下では人物の顔は風景などに比べてコントラストが低いため、オートフォーカス領域が拡大される可能性がある。この場合、従来の装置では、オートフォーカス領域の拡大方向が何ら考慮されていないため、オートフォーカス領域を拡大した結果、オートフォーカス領域内に背景を含んでしまい、結果として背景にピントが合ってしまうという問題が生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による焦点検出装置および焦点検出方法は、被写体像を撮像して取得した画像データに基づいて、画像内に含まれる人物の顔を認識し、認識した顔を含む領域を第１の焦点検出用領域として設定し、第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させた第２の焦点検出用領域を設定して、第２の焦点検出領域を対象として焦点検出を行うことを特徴とする。
本発明では、第１の焦点検出領域を対象として焦点評価値を算出し、焦点評価値が所定値以上である場合には合焦したと判定し、焦点評価値が所定値未満である場合には合焦しないと判定するようにしてもよい。
第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させて第２の焦点検出用領域を設定するようにしてもよい。
第２の焦点検出手段を設定するに当たっては、第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させるときの移動量よりも、第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させるときの移動量を大きくするようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、主要被写体である人物に精度高くピントを合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本実施の形態における焦点検出装置としてカメラを用いた場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、レンズユニット１と、撮像素子２と、アナログ信号処理部３と、Ａ／Ｄ変換器４と、デジタル信号処理部５と、ＥＶＦ（電子ビューファインダー）処理部６と、Ｄ／Ａ変換部７と、ＥＶＦ８と、ＣＰＵ９と、フォーカスモータ１０と、顔認識演算部１１と、バッファメモリ１２と、操作部材１３と、記録・再生信号処理部１４とを備えている。また、記録・再生信号処理部１４には、着脱可能な外部記憶媒体１５が接続されている。
【０００８】
レンズユニット１は、不図示のフォーカスレンズを含む。フォーカスレンズは、レンズユニット１を通過した光束による被写体像が撮像素子２の撮像面上に結像するように、焦点位置を調節するレンズである。フォーカスモータ１０が不図示のフォーカス制御機構を駆動することにより、フォーカスレンズが光軸方向に進退移動する。フォーカスモータ１０は、ＣＰＵ９から出力されるレンズ駆動信号によって駆動される。例えば、フォーカスモータ１０としては、ステッピングモータが使用され、このステッピングモータは、ＣＰＵ９からパルス駆動によりオープンループ制御で駆動される。
【０００９】
撮像素子２は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサである。撮像素子２は、撮像面上の被写体像を撮像し、各画素に対応する撮像信号（アナログ信号）をアナログ信号処理部３へ出力する。
【００１０】
アナログ信号処理部３はＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ回路、および色分離回路などを含む。このアナログ信号処理部３では、例えば、ＣＤＳ回路によって撮像信号に対して相関二重サンプリング処理が実行されて撮像信号のノイズが低減される。また、ＡＧＣ回路によって撮像信号のレベル調整が行われる。アナログ信号処理部３で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル化された画像信号は、デジタル信号処理部５へ入力される。デジタル信号処理部５は、ガンマ補正回路、輝度信号生成回路、および色差信号生成回路などを含み、入力された画像信号に対してガンマ補正や輪郭強調、ホワイトバランス調整などの所定のデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理部５によって処理されたデジタル信号（画像データ）は、ＥＶＦ理部６、ＣＰＵ９、および記録・再生信号処理部１４へ出力されるとともに、バッファメモリ１２に記録される。なお、バッファメモリ１２は、複数フレーム分の画像データを記録することができるフレームメモリである。
【００１２】
ＥＶＦ理部６は、デジタル信号処理部５から入力される画像信号に基づいてＥＶＦ８の表示解像度、表示倍率（電子ズーム倍率）に応じた再生表示信号を生成し、生成した再生表示信号をＤ／Ａ変換器７へ出力する。Ｄ／Ａ変換器７は、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換してＥＶＦ８へ出力する。ＥＶＦ８は、アナログ化された再生表示信号による再生画像を表示する。
【００１３】
記録・再生信号処理部１４は、デジタル信号処理部５から出力される所定の記録形式の画像データを外部記憶媒体１５に記録する。ここで外部記憶媒体１５は、例えば、メモリカードなどの不揮発性の記憶媒体である。記録・再生信号処理部１４はさらに、外部記憶媒体１５に記録されている画像データを読出してデジタル信号処理部５へ出力することも可能である。
【００１４】
ＣＰＵ９は、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ／自動露出調整）演算部、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ／自動焦点調整）演算部、およびＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ／自動ホワイトバランス調整）演算部などを含み、カメラ１００の全体を制御する。また、ＣＰＵ９は、操作部材１３から入力される各種操作信号に応じて、種々の処理を実行する。なお、操作部材１３には、不図示の電源ボタンやレリーズボタンなどが含まれる。
【００１５】
ＣＰＵ９は、ＡＥ演算部、およびＡＦ演算部の演算には、デジタル信号処理部５からの出力のうち、デジタルフィルタを使用して、それぞれの評価関数に対する評価値（ＡＦ評価値／焦点評価値）を得る。通常、ＡＦ演算部は、撮像素子２の全撮影領域、または一部固定領域の撮像信号を用いて演算を行ってＡＦ評価値を算出する。例えば、ＡＦ演算部は、図２に示すように、画像中央の領域Ａ２とその左右の領域Ａ１およびＡ３の３つの領域を固定領域として、この３つの固定領域の撮像信号を用いて演算を行う。ＣＰＵ９は、ＡＦ演算部により算出されたＡＦ評価値に基づいて、フォーカスモータ１０を制御して、レンズユニット１に含まれるフォーカスレンズを合焦位置に移動する。
【００１６】
ＡＥ演算部では、Ａ／Ｄ変換器４から入力される撮像信号を用いて自動露出演算を行う。ＡＷＢ演算部は、Ａ／Ｄ変換器から入力される画像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）に基づいて、ホワイトバランスゲインを設定する。
【００１７】
顔認識演算部１１は、ＣＰＵ９からの指示に基づいて、バッファメモリ１２に記録されている画像データに対して顔認識処理を実行する。ＣＰＵ９は、使用者によって操作部材１３が操作されて、顔認識機能の実行が指示された場合に、顔認識演算部１１に対して顔認識処理の実行を指示する。なお、顔認識演算部１１は、公知の手法を用いて顔認識処理を実行するものとし、処理の詳細な説明は省略する。顔認識演算部１１は、顔認識処理を実行した結果、画像データ内から人物の顔を認識した場合には、画像内における人物の顔を含む範囲の位置および大きさに関する情報、例えば座標値を戻り値としてＣＰＵ９へ出力する。
【００１８】
ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１から戻り値を受けた場合には、その戻り値に基づいて特定される顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアとして設定する。例えば、ＣＰＵ９は、図３に示すように、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定する。ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１から受けた戻り値に基づいて、画像内における顔検出位置が変化したことを検出した場合や、撮影者によって操作部材１３に含まれるレリーズボタンが半押しされたことを検出した場合には、以下に説明するＡＦ演算処理を実行する。なお、本実施の形態では、ＣＰＵ９は、コントラスト方式によるＡＦ演算処理（以下、「コントラスト方式のＡＦ」と呼ぶ）を実行する場合について説明する。
【００１９】
コントラスト方式のＡＦは、像のボケの程度とコントラストとの間には相関があり、焦点が合ったときには像のコントラストが最大になることを利用して焦点合わせを行う手法である。コントラストの大小は、撮像信号の高周波成分を抽出するような評価関数を与え、その評価関数から得られるＡＦ評価値の大小により評価することができる。すなわち、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探すことによって、ピント合わせを行う。
【００２０】
ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値のピーク（最大値）を探す場合、あるフォーカスレンズ位置でＡＦ評価値を算出した後、フォーカスモータ１０を制御してフォーカスレンズを無限遠側または至近側に所定量ずらす。そして、ＣＰＵ９は、そのときに算出されるＡＦ評価値をフォーカスレンズを移動する前のＡＦ評価値と比較する。その結果、フォーカスレンズを移動した後のＡＦ評価値の方が高い場合には、より解像感（合焦度合い）が高まる傾向にあるとみなして、ＣＰＵ９は、さらにフォーカスレンズを同一方向に移動した後、再度、フォーカスレンズの移動前と移動後でＡＦ評価値の比較を行う。
【００２１】
これに対して、フォーカスレンズを移動した後のＡＦ評価値の方が低い場合には、合焦度合いが低くなる傾向にあるので、ＣＰＵ９は、フォーカスレンズを逆方向に移動した後、再度、フォーカスレンズの移動前と移動後でＡＦ評価値の比較を行う。この処理を繰り返し行うことによって、ＡＦ評価値の最大値を探すことができる。そして、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値の最大値が所定値（合焦許可レベル）以上であれば、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定する。
【００２２】
一方、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値の合焦許可レベル未満である場合には、ＡＦ処理の対象とするＡＦ評価値算出エリアを拡大するか、あるいは設定済みのＡＦ評価値算出エリアの近傍に移動させて、再度、上記処理を行って、ＡＦ評価値の合焦許可レベルとなるフォーカスレンズ位置を特定する。なお、本実施の形態では、このようにフォーカスレンズを移動させながらＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定することによってピント合わせを行うＡＦ方式を、山登りＡＦと呼ぶ。
【００２３】
図４は、設定するＡＦ評価値算出エリアを同一サイズとして山登りＡＦによるＡＦ処理を行った場合に、フォーカスレンズ位置と被写体ごとに算出されるＡＦ評価値との関係を示した図である。この図４においては、フォーカスレンズ位置と人物の顔に対して算出されるＡＦ評価値との関係を実線で示し、フォーカスレンズ位置と背景に対して算出されるＡＦ評価値との関係を破線で示している。この図４に示すように、人物の顔は、一般的にコントラストが小さいため、ＡＦ評価値のピーク４ａが低くなる。これに対して、背景は、一般的に高周波成分が多く含まれるためコントラストが高く、ＡＦ評価値のピーク４ｂは高くなる。
【００２４】
このため、上述したように、ＣＰＵ９は、顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアとして設定してＡＦ処理を行うと、ＡＦ評価値算出エリア内におけるＡＦ評価値のピーク４ａが合焦許可レベル４ｃよりも低くなる可能性がある。このような場合に、上述したように、ＡＦ評価値算出エリアを拡大したり、ＡＦ評価値算出エリアの近傍に移動させて、再度、ＡＦ評価値を算出するようにした場合には、拡大後または移動後のＡＦ評価値算出エリアに背景が含まれる可能性があり、ＡＦ評価値のピーク４ｂに基づいて背景にピントが合ってしまう可能性がある。
【００２５】
例えば、図５に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定してＡＦ処理を行った結果、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合に、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を拡大して新たにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定した場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２内に顔の横方向の背景を含んでしまうことになる。この場合、ＡＦ評価値算出エリアＡ２内から図４に示す合焦許可レベル４ｃよりも高いＡＦ評価値のピーク４ｂが検出されて、背景にピントが合ってしまうという問題が生じる。
【００２６】
図４を用いて具体的に説明すると、本来であれば、フォーカスレンズ位置をＬ２として、人物の顔にピントが合わせる必要があるにもかかわらず、フォーカスレンズ位置をＬ１として背景にピントが合ってしまうという問題が生じる。本実施の形態では、このような問題を解消するために、ＣＰＵ９は、次のように処理する。
【００２７】
ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて特定される顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアとして設定し、当該ＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行った結果、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアの下端の境界を画像の下方向に移動させて新たなＡＦ評価値算出エリアを設定する。
【００２８】
例えば、図３に示したように、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定してＡＦ処理を行った結果、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下方にＡＦ評価値算出エリアＡ１と同じ大きさのＡＦ評価値算出エリアＡ２を新たに設定して、このＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象としてＡＦ処理を行う。
【００２９】
なお、ＣＰＵ９は、図６（ａ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下端の境界線とＡＦ評価値算出エリアＡ２の上端の境界線が接するようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定してもよく、図６（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２の一部が重複するようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定してもよい。図６においては、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を点線で表し、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を実線で表している。
【００３０】
このようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を人物の顔の下部に再設定することにより、人物の襟元や胸元を含む範囲をＡＦ評価値算出エリアとすることができ、着衣の模様や身につけている装飾品などがＡＦ評価値算出エリア内に含まれる可能性が高くなる。これによって、人物の顔部分はコントラストが低くてＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合であっても、着衣の模様や身につけている装飾品などのコントラストが高い部分から合焦許可レベルを満たすＡＦ評価値のピークを得られる可能性が高くなる。
【００３１】
図７は、本実施の形態における焦点検出装置１００の処理を示すフローチャートである。図７に示す処理は、使用者によって操作部材１３に含まれるレリーズボタンが半押しされると起動するプログラムとして、ＣＰＵ９によって実行される。
【００３２】
ステップＳ１において、ＣＰＵ９は、顔優先ＡＦサーチを行う。すなわち、ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて特定される顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアＡ１として設定し、当該ＡＦ評価値算出エリアＡ１を対象として、上述した山登りＡＦによるＡＦ処理を行う。その後、ステップＳ２へ進み、ＣＰＵ９は、ステップＳ１におけるＡＦ処理の結果、合焦したか否か、すなわちＡＦ評価値のピークが合焦許可レベル以上であるか否かを判断する。肯定判断した場合には、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定して、処理を終了する。
【００３３】
これに対して、ステップＳ２で否定判断した場合には、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、ＣＰＵ９は、拡張エリアＡＦサーチを行う。すなわち、ＣＰＵ９は、上述したように、ＡＦ評価値算出エリア１の下方に設定したＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象として、上述した山登りＡＦによるＡＦ処理を行う。その後、ステップＳ４へ進み、ＣＰＵ９は、ステップＳ３におけるＡＦ処理の結果、合焦したか否か、すなわちＡＦ評価値のピークが合焦許可レベル以上であるか否かを判断する。肯定判断した場合には、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定して、処理を終了する。
【００３４】
これに対して、ステップＳ４で否定判断した場合には、フォーカスレンズ位置をあらかじめ設定されている所定位置に移動させて、処理を終了する。
【００３５】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて画像内に含まれる人物の顔を認識し、認識した顔を含む領域をＡＦ評価値算出エリアとして設定する。そして、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行った結果、合焦しない場合には、ＡＦ評価値算出エリアを下方に移動させて新たなＡＦ評価値算出エリアを設定し、この新たに設定したＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行うようにした。このようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を人物の顔の下部に再設定することにより、人物の襟元や胸元を含む範囲をＡＦ評価値算出エリアとすることができ、着衣の模様や身につけている装飾品などがＡＦ評価値算出エリア内に含まれる可能性が高くなる。これによって、人物の顔部分はコントラストが低くてＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合であっても、着衣の模様や身につけている装飾品などのコントラストが高い部分から合焦許可レベルを満たすＡＦ評価値のピークを得られる可能性を高くすることができる。
【００３６】
（２）ＣＰＵ９は、認識した顔を含むように設定したＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ評価値（焦点評価値）を算出し、算出したＡＦ評価値が所定値以上、すなわち合焦許可レベル以上である場合には合焦したと判定し、ＡＦ評価値が合焦許可レベル未満である場合には合焦しないと判定するようにした。これによって、人物の顔のコントラストが高い部分に、その人物の顔に対してピントを合わせることができる。
【００３７】
―変形例―
なお、上述した実施の形態の焦点検出装置は、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、ＣＰＵ９は、山登りＡＦの手法を用いてＡＦ処理を行うことによりピント合わせを行う例について説明した。しかしながら、ＣＰＵ９は、他の手法を用いてＡＦ処理を行ってもよい。例えば、所定位置（例えば、無限端点または至近端点）からフォーカスレンズを完全移動させつつ、所定間隔でＡＦ評価値を取得して、全体中のＡＦ評価値のピークを探索し、ＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定する全域サーチの手法を用いてＡＦ処理を行ってもよい。
【００３８】
（２）また、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１におけるコントラスト値と、その下方に設定したＡＦ評価値算出エリアＡ２におけるコントラスト値との差（コントラスト差）を求め、求めたコントラスト差に基づいてＡＦ評価値算出エリアＡ２のコントラスト値の方が所定閾値以上大きいとみなされる場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象としてＡＦ処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
（３）上述した実施の形態では、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１におけるＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を新たに設定して、当該ＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象としてＡＦ処理を実行する場合について説明した。しかしながら、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１におけるＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を新たに設定し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２とを合わせた範囲を新たなＡＦ評価値算出エリアとしてＡＦ処理を実行するようにしてもよい。すなわち、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアを下方に移動させるのではなく、ＡＦ評価値算出エリアを下方に拡大するようにしてもよい。
【００４０】
（４）上述した実施の形態では、新たに設定するＡＦ評価値算出エリアＡ２の大きさは、ＡＦ評価値算出エリアＡ１と同じ大きさとする場合について説明した。しかしながら、ＡＦ評価値算出エリアＡ２とＡＦ評価値算出エリアＡ１とは同じ大きさでなくてもよい。例えば、図８に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１よりも大きいＡＦ評価値算出エリアＡ２を、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下端の境界線とＡＦ評価値算出エリアＡ２の上端の境界線が接するように設定してもよい。
【００４１】
（５）上述した実施の形態では、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアの下端の境界を画像の下方向に移動させることによってＡＦ評価値算出エリア２を設定する例について説明した。しかしながら、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上端の境界を画像の上方向に移動させることによってＡＦ評価値算出エリア２を設定するようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ９は、図９（ａ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上方にＡＦ評価値算出エリアＡ１の１／３の高さの追加領域１を追加し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１、および追加領域１とを合わせた領域をＡＦ評価値算出エリアＡ２として設定してもよい。
【００４２】
また、ＣＰＵ９は、図９（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上方にＡＦ評価値算出エリアＡ１の１／３の高さの追加領域１を追加するとともに、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下方にＡＦ評価値算出エリアＡ１と同じ高さの追加領域２を追加し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１、追加領域１、および追加領域２を合わせた領域をＡＦ評価値算出エリアＡ２として設定してもよい。すなわち、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上端の境界を画像の上方向に移動させるときの移動量よりも、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下端の境界を画像の下方向に移動させるときの移動量を大きくして、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定するようにしてもよい。これによって、人物の顔の上方にある頭（髪の毛）の範囲は、人物の顔の下方にある首や胴体の範囲よりも小さいことを加味して、ＡＦ評価値算出エリア内に背景を含まないように、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定することができる。
【００４３】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】焦点検出装置としてカメラを用いた場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＡＦ処理におけるＡＦ評価値算出エリアの設定例を示す図である。
【図３】顔認識結果に基づいてＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下方にＡＦ評価値算出エリアＡ２を再設定した場合の具体例を示す図である。
【図４】山登りＡＦによるＡＦ処理を行った場合の被写体とＡＦ評価値との関係を示した図である。
【図５】ＡＦ評価値算出エリアＡ１を拡大して新たにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定した場合の具体例を示す図である。
【図６】ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２との設定例を模式的に示す第１の図である。
【図７】焦点検出装置１００の処理を示すフローチャート図である。
【図８】ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２との設定例を模式的に示す第２の図である。
【図９】ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２との設定例を模式的に示す第３の図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００ カメラ、１ レンズユニット、２ 撮像素子、３ アナログ信号処理部、４ Ａ／Ｄ変換器、５ デジタル信号処理部、６ ＥＶＦ処理部、７ Ｄ／Ａ変換器、８ ＥＶＦ、９ ＣＰＵ，１０ フォーカスモータ、１１ 顔認識演算部、１２ バッファメモリ、１３ 操作部材、１４ 記録・再生信号処理部、１５ 外部記憶媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出装置、および焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次のようなオートフォーカス装置が知られている。このオートフォーカス装置は、被写体輝度が低いときに、オートフォーカス領域を拡大してオートフォーカスの精度を高めようとしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１５４２６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、顔認識機能を備えたカメラにおいて、認識した人物の顔にピントを合わせようとした場合に従来の装置による方法を用いた場合には、通常の撮影条件下では人物の顔は風景などに比べてコントラストが低いため、オートフォーカス領域が拡大される可能性がある。この場合、従来の装置では、オートフォーカス領域の拡大方向が何ら考慮されていないため、オートフォーカス領域を拡大した結果、オートフォーカス領域内に背景を含んでしまい、結果として背景にピントが合ってしまうという問題が生じる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による焦点検出装置および焦点検出方法は、被写体像を撮像して取得した画像データに基づいて、画像内に含まれる人物の顔を認識し、認識した顔を含む領域を第１の焦点検出用領域として設定し、第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させた第２の焦点検出用領域を設定して、第２の焦点検出領域を対象として焦点検出を行うことを特徴とする。
本発明では、第１の焦点検出領域を対象として焦点評価値を算出し、焦点評価値が所定値以上である場合には合焦したと判定し、焦点評価値が所定値未満である場合には合焦しないと判定するようにしてもよい。
第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させて第２の焦点検出用領域を設定するようにしてもよい。
第２の焦点検出手段を設定するに当たっては、第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させるときの移動量よりも、第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させるときの移動量を大きくするようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、主要被写体である人物に精度高くピントを合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本実施の形態における焦点検出装置としてカメラを用いた場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、レンズユニット１と、撮像素子２と、アナログ信号処理部３と、Ａ／Ｄ変換器４と、デジタル信号処理部５と、ＥＶＦ（電子ビューファインダー）処理部６と、Ｄ／Ａ変換部７と、ＥＶＦ８と、ＣＰＵ９と、フォーカスモータ１０と、顔認識演算部１１と、バッファメモリ１２と、操作部材１３と、記録・再生信号処理部１４とを備えている。また、記録・再生信号処理部１４には、着脱可能な外部記憶媒体１５が接続されている。
【０００８】
レンズユニット１は、不図示のフォーカスレンズを含む。フォーカスレンズは、レンズユニット１を通過した光束による被写体像が撮像素子２の撮像面上に結像するように、焦点位置を調節するレンズである。フォーカスモータ１０が不図示のフォーカス制御機構を駆動することにより、フォーカスレンズが光軸方向に進退移動する。フォーカスモータ１０は、ＣＰＵ９から出力されるレンズ駆動信号によって駆動される。例えば、フォーカスモータ１０としては、ステッピングモータが使用され、このステッピングモータは、ＣＰＵ９からパルス駆動によりオープンループ制御で駆動される。
【０００９】
撮像素子２は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサである。撮像素子２は、撮像面上の被写体像を撮像し、各画素に対応する撮像信号（アナログ信号）をアナログ信号処理部３へ出力する。
【００１０】
アナログ信号処理部３はＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ回路、および色分離回路などを含む。このアナログ信号処理部３では、例えば、ＣＤＳ回路によって撮像信号に対して相関二重サンプリング処理が実行されて撮像信号のノイズが低減される。また、ＡＧＣ回路によって撮像信号のレベル調整が行われる。アナログ信号処理部３で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル化された画像信号は、デジタル信号処理部５へ入力される。デジタル信号処理部５は、ガンマ補正回路、輝度信号生成回路、および色差信号生成回路などを含み、入力された画像信号に対してガンマ補正や輪郭強調、ホワイトバランス調整などの所定のデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理部５によって処理されたデジタル信号（画像データ）は、ＥＶＦ理部６、ＣＰＵ９、および記録・再生信号処理部１４へ出力されるとともに、バッファメモリ１２に記録される。なお、バッファメモリ１２は、複数フレーム分の画像データを記録することができるフレームメモリである。
【００１２】
ＥＶＦ理部６は、デジタル信号処理部５から入力される画像信号に基づいてＥＶＦ８の表示解像度、表示倍率（電子ズーム倍率）に応じた再生表示信号を生成し、生成した再生表示信号をＤ／Ａ変換器７へ出力する。Ｄ／Ａ変換器７は、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換してＥＶＦ８へ出力する。ＥＶＦ８は、アナログ化された再生表示信号による再生画像を表示する。
【００１３】
記録・再生信号処理部１４は、デジタル信号処理部５から出力される所定の記録形式の画像データを外部記憶媒体１５に記録する。ここで外部記憶媒体１５は、例えば、メモリカードなどの不揮発性の記憶媒体である。記録・再生信号処理部１４はさらに、外部記憶媒体１５に記録されている画像データを読出してデジタル信号処理部５へ出力することも可能である。
【００１４】
ＣＰＵ９は、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ／自動露出調整）演算部、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ／自動焦点調整）演算部、およびＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ／自動ホワイトバランス調整）演算部などを含み、カメラ１００の全体を制御する。また、ＣＰＵ９は、操作部材１３から入力される各種操作信号に応じて、種々の処理を実行する。なお、操作部材１３には、不図示の電源ボタンやレリーズボタンなどが含まれる。
【００１５】
ＣＰＵ９は、ＡＥ演算部、およびＡＦ演算部の演算には、デジタル信号処理部５からの出力のうち、デジタルフィルタを使用して、それぞれの評価関数に対する評価値（ＡＦ評価値／焦点評価値）を得る。通常、ＡＦ演算部は、撮像素子２の全撮影領域、または一部固定領域の撮像信号を用いて演算を行ってＡＦ評価値を算出する。例えば、ＡＦ演算部は、図２に示すように、画像中央の領域Ａ２とその左右の領域Ａ１およびＡ３の３つの領域を固定領域として、この３つの固定領域の撮像信号を用いて演算を行う。ＣＰＵ９は、ＡＦ演算部により算出されたＡＦ評価値に基づいて、フォーカスモータ１０を制御して、レンズユニット１に含まれるフォーカスレンズを合焦位置に移動する。
【００１６】
ＡＥ演算部では、Ａ／Ｄ変換器４から入力される撮像信号を用いて自動露出演算を行う。ＡＷＢ演算部は、Ａ／Ｄ変換器から入力される画像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）に基づいて、ホワイトバランスゲインを設定する。
【００１７】
顔認識演算部１１は、ＣＰＵ９からの指示に基づいて、バッファメモリ１２に記録されている画像データに対して顔認識処理を実行する。ＣＰＵ９は、使用者によって操作部材１３が操作されて、顔認識機能の実行が指示された場合に、顔認識演算部１１に対して顔認識処理の実行を指示する。なお、顔認識演算部１１は、公知の手法を用いて顔認識処理を実行するものとし、処理の詳細な説明は省略する。顔認識演算部１１は、顔認識処理を実行した結果、画像データ内から人物の顔を認識した場合には、画像内における人物の顔を含む範囲の位置および大きさに関する情報、例えば座標値を戻り値としてＣＰＵ９へ出力する。
【００１８】
ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１から戻り値を受けた場合には、その戻り値に基づいて特定される顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアとして設定する。例えば、ＣＰＵ９は、図３に示すように、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定する。ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１から受けた戻り値に基づいて、画像内における顔検出位置が変化したことを検出した場合や、撮影者によって操作部材１３に含まれるレリーズボタンが半押しされたことを検出した場合には、以下に説明するＡＦ演算処理を実行する。なお、本実施の形態では、ＣＰＵ９は、コントラスト方式によるＡＦ演算処理（以下、「コントラスト方式のＡＦ」と呼ぶ）を実行する場合について説明する。
【００１９】
コントラスト方式のＡＦは、像のボケの程度とコントラストとの間には相関があり、焦点が合ったときには像のコントラストが最大になることを利用して焦点合わせを行う手法である。コントラストの大小は、撮像信号の高周波成分を抽出するような評価関数を与え、その評価関数から得られるＡＦ評価値の大小により評価することができる。すなわち、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探すことによって、ピント合わせを行う。
【００２０】
ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値のピーク（最大値）を探す場合、あるフォーカスレンズ位置でＡＦ評価値を算出した後、フォーカスモータ１０を制御してフォーカスレンズを無限遠側または至近側に所定量ずらす。そして、ＣＰＵ９は、そのときに算出されるＡＦ評価値をフォーカスレンズを移動する前のＡＦ評価値と比較する。その結果、フォーカスレンズを移動した後のＡＦ評価値の方が高い場合には、より解像感（合焦度合い）が高まる傾向にあるとみなして、ＣＰＵ９は、さらにフォーカスレンズを同一方向に移動した後、再度、フォーカスレンズの移動前と移動後でＡＦ評価値の比較を行う。
【００２１】
これに対して、フォーカスレンズを移動した後のＡＦ評価値の方が低い場合には、合焦度合いが低くなる傾向にあるので、ＣＰＵ９は、フォーカスレンズを逆方向に移動した後、再度、フォーカスレンズの移動前と移動後でＡＦ評価値の比較を行う。この処理を繰り返し行うことによって、ＡＦ評価値の最大値を探すことができる。そして、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値の最大値が所定値（合焦許可レベル）以上であれば、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定する。
【００２２】
一方、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値の合焦許可レベル未満である場合には、ＡＦ処理の対象とするＡＦ評価値算出エリアを拡大するか、あるいは設定済みのＡＦ評価値算出エリアの近傍に移動させて、再度、上記処理を行って、ＡＦ評価値の合焦許可レベルとなるフォーカスレンズ位置を特定する。なお、本実施の形態では、このようにフォーカスレンズを移動させながらＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定することによってピント合わせを行うＡＦ方式を、山登りＡＦと呼ぶ。
【００２３】
図４は、設定するＡＦ評価値算出エリアを同一サイズとして山登りＡＦによるＡＦ処理を行った場合に、フォーカスレンズ位置と被写体ごとに算出されるＡＦ評価値との関係を示した図である。この図４においては、フォーカスレンズ位置と人物の顔に対して算出されるＡＦ評価値との関係を実線で示し、フォーカスレンズ位置と背景に対して算出されるＡＦ評価値との関係を破線で示している。この図４に示すように、人物の顔は、一般的にコントラストが小さいため、ＡＦ評価値のピーク４ａが低くなる。これに対して、背景は、一般的に高周波成分が多く含まれるためコントラストが高く、ＡＦ評価値のピーク４ｂは高くなる。
【００２４】
このため、上述したように、ＣＰＵ９は、顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアとして設定してＡＦ処理を行うと、ＡＦ評価値算出エリア内におけるＡＦ評価値のピーク４ａが合焦許可レベル４ｃよりも低くなる可能性がある。このような場合に、上述したように、ＡＦ評価値算出エリアを拡大したり、ＡＦ評価値算出エリアの近傍に移動させて、再度、ＡＦ評価値を算出するようにした場合には、拡大後または移動後のＡＦ評価値算出エリアに背景が含まれる可能性があり、ＡＦ評価値のピーク４ｂに基づいて背景にピントが合ってしまう可能性がある。
【００２５】
例えば、図５に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定してＡＦ処理を行った結果、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合に、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を拡大して新たにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定した場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２内に顔の横方向の背景を含んでしまうことになる。この場合、ＡＦ評価値算出エリアＡ２内から図４に示す合焦許可レベル４ｃよりも高いＡＦ評価値のピーク４ｂが検出されて、背景にピントが合ってしまうという問題が生じる。
【００２６】
図４を用いて具体的に説明すると、本来であれば、フォーカスレンズ位置をＬ２として、人物の顔にピントが合わせる必要があるにもかかわらず、フォーカスレンズ位置をＬ１として背景にピントが合ってしまうという問題が生じる。本実施の形態では、このような問題を解消するために、ＣＰＵ９は、次のように処理する。
【００２７】
ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて特定される顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアとして設定し、当該ＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行った結果、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアの下端の境界を画像の下方向に移動させて新たなＡＦ評価値算出エリアを設定する。
【００２８】
例えば、図３に示したように、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定してＡＦ処理を行った結果、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下方にＡＦ評価値算出エリアＡ１と同じ大きさのＡＦ評価値算出エリアＡ２を新たに設定して、このＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象としてＡＦ処理を行う。
【００２９】
なお、ＣＰＵ９は、図６（ａ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下端の境界線とＡＦ評価値算出エリアＡ２の上端の境界線が接するようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定してもよく、図６（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２の一部が重複するようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定してもよい。図６においては、ＡＦ評価値算出エリアＡ１を点線で表し、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を実線で表している。
【００３０】
このようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を人物の顔の下部に再設定することにより、人物の襟元や胸元を含む範囲をＡＦ評価値算出エリアとすることができ、着衣の模様や身につけている装飾品などがＡＦ評価値算出エリア内に含まれる可能性が高くなる。これによって、人物の顔部分はコントラストが低くてＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合であっても、着衣の模様や身につけている装飾品などのコントラストが高い部分から合焦許可レベルを満たすＡＦ評価値のピークを得られる可能性が高くなる。
【００３１】
図７は、本実施の形態における焦点検出装置１００の処理を示すフローチャートである。図７に示す処理は、使用者によって操作部材１３に含まれるレリーズボタンが半押しされると起動するプログラムとして、ＣＰＵ９によって実行される。
【００３２】
ステップＳ１において、ＣＰＵ９は、顔優先ＡＦサーチを行う。すなわち、ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて特定される顔認識範囲をＡＦ評価値算出エリアＡ１として設定し、当該ＡＦ評価値算出エリアＡ１を対象として、上述した山登りＡＦによるＡＦ処理を行う。その後、ステップＳ２へ進み、ＣＰＵ９は、ステップＳ１におけるＡＦ処理の結果、合焦したか否か、すなわちＡＦ評価値のピークが合焦許可レベル以上であるか否かを判断する。肯定判断した場合には、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定して、処理を終了する。
【００３３】
これに対して、ステップＳ２で否定判断した場合には、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、ＣＰＵ９は、拡張エリアＡＦサーチを行う。すなわち、ＣＰＵ９は、上述したように、ＡＦ評価値算出エリア１の下方に設定したＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象として、上述した山登りＡＦによるＡＦ処理を行う。その後、ステップＳ４へ進み、ＣＰＵ９は、ステップＳ３におけるＡＦ処理の結果、合焦したか否か、すなわちＡＦ評価値のピークが合焦許可レベル以上であるか否かを判断する。肯定判断した場合には、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定して、処理を終了する。
【００３４】
これに対して、ステップＳ４で否定判断した場合には、フォーカスレンズ位置をあらかじめ設定されている所定位置に移動させて、処理を終了する。
【００３５】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）ＣＰＵ９は、顔認識演算部１１からの戻り値に基づいて画像内に含まれる人物の顔を認識し、認識した顔を含む領域をＡＦ評価値算出エリアとして設定する。そして、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行った結果、合焦しない場合には、ＡＦ評価値算出エリアを下方に移動させて新たなＡＦ評価値算出エリアを設定し、この新たに設定したＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ処理を行うようにした。このようにＡＦ評価値算出エリアＡ２を人物の顔の下部に再設定することにより、人物の襟元や胸元を含む範囲をＡＦ評価値算出エリアとすることができ、着衣の模様や身につけている装飾品などがＡＦ評価値算出エリア内に含まれる可能性が高くなる。これによって、人物の顔部分はコントラストが低くてＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合であっても、着衣の模様や身につけている装飾品などのコントラストが高い部分から合焦許可レベルを満たすＡＦ評価値のピークを得られる可能性を高くすることができる。
【００３６】
（２）ＣＰＵ９は、認識した顔を含むように設定したＡＦ評価値算出エリアを対象としてＡＦ評価値（焦点評価値）を算出し、算出したＡＦ評価値が所定値以上、すなわち合焦許可レベル以上である場合には合焦したと判定し、ＡＦ評価値が合焦許可レベル未満である場合には合焦しないと判定するようにした。これによって、人物の顔のコントラストが高い部分に、その人物の顔に対してピントを合わせることができる。
【００３７】
―変形例―
なお、上述した実施の形態の焦点検出装置は、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、ＣＰＵ９は、山登りＡＦの手法を用いてＡＦ処理を行うことによりピント合わせを行う例について説明した。しかしながら、ＣＰＵ９は、他の手法を用いてＡＦ処理を行ってもよい。例えば、所定位置（例えば、無限端点または至近端点）からフォーカスレンズを完全移動させつつ、所定間隔でＡＦ評価値を取得して、全体中のＡＦ評価値のピークを探索し、ＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を合焦位置として特定する全域サーチの手法を用いてＡＦ処理を行ってもよい。
【００３８】
（２）また、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１におけるコントラスト値と、その下方に設定したＡＦ評価値算出エリアＡ２におけるコントラスト値との差（コントラスト差）を求め、求めたコントラスト差に基づいてＡＦ評価値算出エリアＡ２のコントラスト値の方が所定閾値以上大きいとみなされる場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象としてＡＦ処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
（３）上述した実施の形態では、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１におけるＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を新たに設定して、当該ＡＦ評価値算出エリアＡ２を対象としてＡＦ処理を実行する場合について説明した。しかしながら、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１におけるＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を新たに設定し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２とを合わせた範囲を新たなＡＦ評価値算出エリアとしてＡＦ処理を実行するようにしてもよい。すなわち、ＡＦ評価値のピークが合焦許可レベルに満たない場合には、ＡＦ評価値算出エリアを下方に移動させるのではなく、ＡＦ評価値算出エリアを下方に拡大するようにしてもよい。
【００４０】
（４）上述した実施の形態では、新たに設定するＡＦ評価値算出エリアＡ２の大きさは、ＡＦ評価値算出エリアＡ１と同じ大きさとする場合について説明した。しかしながら、ＡＦ評価値算出エリアＡ２とＡＦ評価値算出エリアＡ１とは同じ大きさでなくてもよい。例えば、図８に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１よりも大きいＡＦ評価値算出エリアＡ２を、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下端の境界線とＡＦ評価値算出エリアＡ２の上端の境界線が接するように設定してもよい。
【００４１】
（５）上述した実施の形態では、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアの下端の境界を画像の下方向に移動させることによってＡＦ評価値算出エリア２を設定する例について説明した。しかしながら、ＣＰＵ９は、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上端の境界を画像の上方向に移動させることによってＡＦ評価値算出エリア２を設定するようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ９は、図９（ａ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上方にＡＦ評価値算出エリアＡ１の１／３の高さの追加領域１を追加し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１、および追加領域１とを合わせた領域をＡＦ評価値算出エリアＡ２として設定してもよい。
【００４２】
また、ＣＰＵ９は、図９（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上方にＡＦ評価値算出エリアＡ１の１／３の高さの追加領域１を追加するとともに、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下方にＡＦ評価値算出エリアＡ１と同じ高さの追加領域２を追加し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１、追加領域１、および追加領域２を合わせた領域をＡＦ評価値算出エリアＡ２として設定してもよい。すなわち、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の上端の境界を画像の上方向に移動させるときの移動量よりも、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下端の境界を画像の下方向に移動させるときの移動量を大きくして、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定するようにしてもよい。これによって、人物の顔の上方にある頭（髪の毛）の範囲は、人物の顔の下方にある首や胴体の範囲よりも小さいことを加味して、ＡＦ評価値算出エリア内に背景を含まないように、ＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定することができる。
【００４３】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】焦点検出装置としてカメラを用いた場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＡＦ処理におけるＡＦ評価値算出エリアの設定例を示す図である。
【図３】顔認識結果に基づいてＡＦ評価値算出エリアＡ１を設定し、ＡＦ評価値算出エリアＡ１の下方にＡＦ評価値算出エリアＡ２を再設定した場合の具体例を示す図である。
【図４】山登りＡＦによるＡＦ処理を行った場合の被写体とＡＦ評価値との関係を示した図である。
【図５】ＡＦ評価値算出エリアＡ１を拡大して新たにＡＦ評価値算出エリアＡ２を設定した場合の具体例を示す図である。
【図６】ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２との設定例を模式的に示す第１の図である。
【図７】焦点検出装置１００の処理を示すフローチャート図である。
【図８】ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２との設定例を模式的に示す第２の図である。
【図９】ＡＦ評価値算出エリアＡ１とＡＦ評価値算出エリアＡ２との設定例を模式的に示す第３の図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００ カメラ、１ レンズユニット、２ 撮像素子、３ アナログ信号処理部、４ Ａ／Ｄ変換器、５ デジタル信号処理部、６ ＥＶＦ処理部、７ Ｄ／Ａ変換器、８ ＥＶＦ、９ ＣＰＵ，１０ フォーカスモータ、１１ 顔認識演算部、１２ バッファメモリ、１３ 操作部材、１４ 記録・再生信号処理部、１５ 外部記憶媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した前記画像データに基づいて、画像内に含まれる人物の顔を認識する顔認識手段と、
前記顔認識手段で認識した顔を含む領域を第１の焦点検出用領域として設定する設定手段と、
前記第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、前記第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させた第２の焦点検出用領域を設定し、前記第２の焦点検出領域を対象として焦点検出を行う焦点検出手段とをさらに備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記第１の焦点検出領域を対象として焦点評価値を算出し、前記焦点評価値が所定値以上である場合には合焦したと判定し、前記焦点評価値が所定値未満である場合には合焦しないと判定することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、前記第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させて前記第２の焦点検出用領域を設定することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記第２の焦点検出手段を設定するに当たっては、前記第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させるときの移動量よりも、前記第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させるときの移動量を大きくすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
被写体像を撮像して取得した画像データに基づいて、画像内に含まれる人物の顔を認識し、
認識した顔を含む領域を第１の焦点検出用領域として設定し、
前記第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、前記第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させた第２の焦点検出用領域を設定して、前記第２の焦点検出領域を対象として焦点検出を行うことを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１】
被写体像を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した前記画像データに基づいて、画像内に含まれる人物の顔を認識する顔認識手段と、
前記顔認識手段で認識した顔を含む領域を第１の焦点検出用領域として設定する設定手段と、
前記第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、前記第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させた第２の焦点検出用領域を設定し、前記第２の焦点検出領域を対象として焦点検出を行う焦点検出手段とをさらに備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記第１の焦点検出領域を対象として焦点評価値を算出し、前記焦点評価値が所定値以上である場合には合焦したと判定し、前記焦点評価値が所定値未満である場合には合焦しないと判定することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、前記第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させて前記第２の焦点検出用領域を設定することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記第２の焦点検出手段を設定するに当たっては、前記第１の焦点検出用領域の上端の境界を画像の上方向に移動させるときの移動量よりも、前記第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させるときの移動量を大きくすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
被写体像を撮像して取得した画像データに基づいて、画像内に含まれる人物の顔を認識し、
認識した顔を含む領域を第１の焦点検出用領域として設定し、
前記第１の焦点検出領域を対象として焦点検出を行った結果、合焦しない場合には、前記第１の焦点検出用領域の下端の境界を画像の下方向に移動させた第２の焦点検出用領域を設定して、前記第２の焦点検出領域を対象として焦点検出を行うことを特徴とする焦点検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−７８７６４（Ｐ２０１０−７８７６４Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４５４１５（Ｐ２００８−２４５４１５）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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