特許 7147887 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20210101AFI20220928BHJP

   G02B 7/34 20210101ALI20220928BHJP

   G02B 7/36 20210101ALI20220928BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20220928BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

G02B7/28 N

G02B7/34

G02B7/36

G03B13/36

H04N5/232 120

H04N5/232 290

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021004505

(22)【出願日】2021-01-14

(62)【分割の表示】P 2019041896の分割

【原出願日】2014-11-07

(65)【公開番号】P2021081732

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2021-01-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 宏

【審査官】▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９０９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５６８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０３７２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０１７４２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／２８－７／４０

Ｇ０３Ｂ １３／３６

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学系による被写体の像を撮像した信号を出力する撮像部と、
前記信号に基づいて生成された画像から特徴部分を検出する検出部と、
前記撮像部の前記被写体の像を撮像する撮像領域に複数設定され、前記撮像領域における前記被写体の像の合焦状態を検出する複数の検出エリアと、
前記複数の検出エリアのうち選択された第１の検出エリアにおける第１の合焦状態と、前記検出部で検出された前記特徴部分に対応する第２の検出エリアにおける第２の合焦状態との差に基づいて、前記第１の合焦状態または前記第２の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する制御部と、
を有する撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１の合焦状態と前記第２の合焦状態との差が所定値未満であると、前記第２の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御し、前記第１の合焦状態と前記第２の合焦状態との差が所定値以上であると、前記第１の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する撮像装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴部分の位置が前記第１の検出エリアの位置に基づいて設定された範囲以内であると、前記第１の合焦状態と前記第２の合焦状態との差に基づいて、前記第１の合焦状態または前記第２の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する撮像装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記特徴部分の位置が前記第１の検出エリアの位置と前記特徴部分の大きさとに基づいて設定された範囲以内であると、前記第１の合焦状態と前記第２の合焦状態との差に基づいて、前記第１の合焦状態または前記第２の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する撮像装置。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載の撮像装置において、
前記特徴部分の位置が、前記範囲以外であると、前記第１の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する撮像装置。

【請求項6】

請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１の検出エリアの位置が前記特徴部分の位置に基づいて設定された範囲以内であると、前記第１の合焦状態と前記第２の合焦状態との差に基づいて、前記第１の合焦状態または前記第２の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する撮像装置。

【請求項7】

請求項６に記載の撮像装置において、
前記第１の検出エリアの位置が、前記範囲以外であると、前記第１の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する撮像装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記複数の検出エリアから前記第１の検出エリアを選択する選択部を備える撮像装置。

【請求項9】

請求項８に記載の撮像装置において、
前記選択部は、前記信号に基づいて生成された画像から特定の被写体の追尾を行い、前記特定の被写体の位置に対応する前記第１の検出エリアを選択する撮像装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記検出エリアは、前記光学系による前記像の位置と前記撮像部の撮像面の位置とのずれ量を前記合焦状態として検出するためのエリアである撮像装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記検出部は、前記特徴部分として顔を検出する撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、撮像画面から被写体の顔を検出して焦点調節を行う技術が知られている。例えば特許文献１には、検出された顔のサイズに応じて体領域に設定するＡＦ枠のサイズを決定する焦点検出装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－１２８２８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の焦点検出装置には、ユーザの意図によらず人体にピントが合わせられてしまうという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１の態様の撮像装置は、光学系による被写体の像を撮像した信号を出力する撮像部と、前記信号に基づいて生成された画像から特徴部分を検出する検出部と、前記撮像部の前記被写体の像を撮像する撮像領域に複数設定され、前記撮像領域における前記被写体の像の合焦状態を検出する複数の検出エリアと、前記複数の検出エリアのうち選択された第１の検出エリアにおける第１の合焦状態と、前記検出部で検出された前記特徴部分に対応する第２の検出エリアにおける第２の合焦状態との差に基づいて、前記第１の合焦状態または前記第２の合焦状態に基づいて前記光学系の位置を制御する制御部と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す断面図である。

【図2】撮像画面と焦点検出エリアの模式図である。

【図3】顔が１つだけ含まれている撮像画面を示す模式図である。

【図4】顔が１つだけ含まれている撮像画面を示す模式図である。

【図5】人物の手前に車が存在する撮像画面１０を示す模式図である。

【図6】２つの顔が含まれる撮像画面を示す模式図である。

【図7】焦点調節処理のフローチャートである。

【図8】顔と選択エリアとの位置関係のチェック方法の変形例を示す説明図である。

【図9】焦点検出エリアの表示形態の変形例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置１の構成を模式的に示す断面図である。撮像装置１は、いわゆるレンズ交換式のデジタルカメラである。撮像装置１は、カメラボディ２００と、カメラボディ２００に着脱可能な交換レンズ１００とから成る。

【0008】

交換レンズ１００は、結像光学系１０１とレンズ駆動部１０２を備える。結像光学系１０１は、第１レンズ１０３、フォーカスレンズ１０４、および第２レンズ１０５から成る。レンズ駆動部１０２は、不図示のアクチュエータを用いてフォーカスレンズ１０４を光軸Ｏ方向に駆動する。

【0009】

カメラボディ２００は、制御部２０１、クイックリターンミラー２０２、ファインダースクリーン２０３、スーパーインポーズ表示部２０４、ペンタプリズム（ペンタゴナルダハプリズム）２０５、接眼レンズ２０６、集光レンズ２０７、測光センサ２０８、サブミラー２０９、焦点検出装置２１０、および撮像素子２１１を備える。

【0010】

クイックリターンミラー２０２は、図１に実線で示す反射位置と、破線で示す退避位置とを移動可能に構成される。反射位置は被写体光の光路上である。クイックリターンミラー２０２が反射位置にあるとき、被写体光は撮像素子２１１に入射しない。非露光時（非撮像時）、制御部２０１はクイックリターンミラー２０２を反射位置に移動させる。このとき、結像光学系１０１を通過した被写体光は、クイックリターンミラー２０２によりカメラボディ２００の上方に向けて反射される。反射した被写体光は、ファインダースクリーン２０３およびスーパーインポーズ表示部２０４を通過してペンタプリズム２０５に入射する。ペンタプリズム２０５は、入射した被写体光を接眼レンズ２０６の方向に向けて反射させる。ユーザは、接眼レンズ２０６を介して被写体像（撮像画面）を視認することができる。

【0011】

ペンタプリズム２０５と接眼レンズ２０６の近傍には、集光レンズ２０７と測光センサ２０８が設けられている。ペンタプリズム２０５に入射した被写体光の一部は、集光レンズ２０７を通過して測光センサ２０８に入射する。測光センサ２０８は、二次元状に配列された光電変換素子を有する。すなわち測光センサ２０８は、小規模な撮像素子である。測光センサ２０８は、光電変換素子の受光出力から、被写体光の光量を測定する。測光センサ２０８の受光出力は、更に、後述する顔の検出にも用いられる。

【0012】

クイックリターンミラー２０２の裏面にはサブミラー２０９が取り付けられている。クイックリターンミラー２０２は、いわゆるハーフミラーになっている。従って、結像光学系１０１を通過した被写体光の一部は、クイックリターンミラー２０２を透過してサブミラー２０９に入射する。サブミラー２０９は、この被写体光をカメラボディ２００の下方に向けて反射させる。反射した被写体光は、焦点検出装置２１０に入射する。焦点検出装置２１０は、後述する撮像画面１０に設けられた複数の焦点検出エリア１１の各々に対応する複数の焦点検出領域を有する。焦点検出装置２１０は、複数の焦点検出領域において、結像光学系１０１の焦点調節状態を検出する。

【0013】

撮像素子２１１の露光時（撮像時）、制御部２０１はクイックリターンミラー２０２を退避位置に移動させる。このとき、結像光学系１０１を通過した被写体光は、撮像素子２１１の撮像面に入射する。撮像素子２１１は、例えばＣＭＯＳやＣＣＤ等の固体撮像素子である。撮像素子２１１は、被写体像を撮像して撮像信号を出力する。制御部２０１は、この撮像信号に種々の画像処理を施すことにより、画像データを作成する。制御部２０１は、作成した画像データを、不図示の記憶媒体（例えばメモリカード等）に記憶させる。

【0014】

制御部２０１は、不図示のＣＰＵおよびその周辺回路により構成される。このＣＰＵは、不図示の記憶媒体に予め記憶されている制御プログラムを読み出して実行することにより、撮像装置１の各部を制御する。

【0015】

制御部２０１は、顔検出部２２１および焦点調節部２２２を機能的に有する。すなわち、顔検出部２２１および焦点調節部２２２は、前述の制御プログラムによりソフトウェア的に実現される。なお、顔検出部２２１および焦点調節部２２２の一方もしくは両方を、電子回路により実現してもよい。

【0016】

顔検出部２２１は、撮像画面に含まれる顔を検出する。焦点調節部２２２は、焦点検出装置２１０により検出された焦点調節状態に基づき、結像光学系１０１の焦点調節を行う。焦点調節部２２２は、レンズ駆動部１０２に対して、フォーカスレンズ１０４の駆動方向および駆動量を指令することにより、結像光学系１０１の焦点調節を行う。

【0017】

図２は、撮像画面１０と焦点検出エリア１１の模式図である。図２に模式的に示すように、撮像画面１０には、５１個の焦点検出エリア１１が設けられている。すなわち、焦点検出装置２１０は、５１個の焦点検出エリア１１の各々について、結像光学系１０１の焦点調節状態を個別に検出可能に構成されている。スーパーインポーズ表示部２０４は、撮像画面に重畳して、５１個の焦点検出エリア１１の位置を表示する。例えば、図２に模式的に示すように、５１個の焦点検出エリア１１の位置を表す四角形を表示する。なお、焦点検出エリア１１の数や配列が、図２に例示したものと異なっていてもよい。

【0018】

焦点検出装置２１０は、いわゆる位相差方式の焦点検出を行う。つまり、焦点検出装置２１０は、結像光学系１０１の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束をそれぞれ受光する一対の光電変換部を複数組備える。焦点検出装置２１０は、一対の光電変換部の一方から出力された受光信号と、一対の光電変換部の他方から出力された受光信号との間で相関演算を行うことにより、その一対の受光信号の位相差を演算する。焦点検出装置２１０は、演算された位相差に基づき結像光学系１０１のデフォーカス量を検出する。つまり本実施形態において、焦点検出装置２１０により検出される焦点調節状態とは、デフォーカス量である。

【0019】

なお、これとは異なる方式の焦点検出を行うようにしてもよい。例えば、撮像素子２１１の撮像面上に、結像光学系１０１の異なる領域をそれぞれ通過した一対の光束をそれぞれ受光する一対の光電変換部を複数組設け、それら複数組の光電変換部の受光出力に基づき焦点検出を行う、いわゆる撮像面位相差方式の焦点検出を行うようにしてもよい。あるいは、撮像素子２１１により出力された撮像信号のコントラストに基づき焦点検出を行う、いわゆるコントラスト方式の焦点検出を行うようにしてもよい。

【0020】

撮像装置１は、選択エリアＡＦモードと、オートエリアＡＦモードと、追尾ＡＦモードと、の３種類の焦点検出モードを有している。ユーザは、これら３種類の焦点検出モードを選択することができる。選択エリアＡＦモードは、ユーザが予め指定した焦点検出エリア１１、例えば焦点検出エリア１１ａ（図２）について自動焦点調節を行うモードである。また、選択エリアＡＦモードは、ユーザによって指定された焦点検出エリア１１ａの近傍に存在する顔があるか否かを判断し、顔があると判断した場合には顔に注目して自動焦点調節を行うこともできる。以下の説明において、ユーザが指定した焦点検出エリア１１ａを、選択エリア１１ａと呼ぶ。ユーザが指定できる焦点検出エリア１１は複数あってもよい。なお、以下の説明においては、ユーザが１つの焦点検出エリア１１ａを指定した場合を例に挙げて説明する。

【0021】

オートエリアＡＦモードは、顔検出部２２１により検出された顔に注目して自動焦点調節を行うモードである。焦点調節部２２２は、顔検出部２２１により検出された顔の位置に存在する焦点検出エリア１１を特定する。そして、その特定した焦点検出エリア１１について検出されたデフォーカス量に基づき、検出された顔にピントが合うように焦点調節を行う。

【0022】

追尾ＡＦモードは、ユーザが指定した被写体を追尾し、その被写体にピントが合った状態が維持されるように繰り返し自動焦点調節を行うモードである。制御部２０１は、測光センサ２０８の受光出力に対し、例えば周知の色検出処理や被写体検出処理を行うことにより、追尾対象の被写体を検出する。焦点調節部２２２は、検出された被写体の位置に存在する焦点検出エリア１１、例えば焦点検出エリア１１ａを特定する。そして、その特定した焦点検出エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量に基づき、追尾対象の被写体にピントが合うように焦点調節を行う。また、追尾ＡＦモードは、追尾対象の被写体の位置に存在すると特定された焦点検出エリア１１ａの近傍に存在する顔があるか否かを判断し、顔があると判断した場合には顔に注目して自動焦点調節を行うこともできる。また、追尾ＡＦモードは、カメラが追尾する被写体を自動認識し、その被写体にピントが合った状態が維持されるように繰り返し自動焦点調節を行うようにしてもよい。つまり、追尾ＡＦモードにおいて、追尾対象の被写体の位置に存在する焦点検出エリア１１ａは、選択エリアＡＦモードにおける選択エリア１１ａに相当する。

【0023】

選択エリアＡＦモードが設定されているとき、スーパーインポーズ表示部２０４は、撮像画面に重畳して選択エリア１１ａの位置を表示する。例えば図２において、スーパーインポーズ表示部２０４は、選択エリア１１ａを、他の焦点検出エリア１１よりも太い枠線で表示している。これにより、ユーザは、現在の選択エリア１１ａの位置を視認することができる。

【0024】

オートエリアＡＦモードが設定されているとき、スーパーインポーズ表示部２０４は、撮像画面に重畳して、焦点調節の対象となった顔に対応する焦点検出エリア１１の位置を表示する。

【0025】

追尾ＡＦモードが設定されているとき、スーパーインポーズ表示部２０４は、撮像画面に重畳して追尾対象の被写体の位置に存在する焦点検出エリア１１ａの位置を表示する。

【0026】

選択エリアＡＦモードにおける焦点調節部２２２の動作について詳述する。図３は、顔が１つだけ含まれている撮像画面１０を示す模式図である。焦点調節部２２２が焦点調節を行うに際し、顔検出部２２１は、撮像画面１０から顔を検出する。顔検出部２２１は、測光センサ２０８の受光出力に基づき、顔を検出する。顔検出部２２１は、周知の顔検出技術を用いて顔を検出する。このような技術は種々のものが知られているため、説明を省略する。例えば図３では、撮像画面１０に顔２０が含まれている。顔検出部２２１は、この顔２０を検出し、顔２０の位置およびサイズを特定する。なお、顔検出部２２１が測光センサ２０８とは異なる部材により顔を検出するようにしてもよい。例えば、いわゆるライブビュー表示機能を有するカメラにおいては、ライブビュー表示の基となった撮像素子２１１からの撮像信号や、表示される画像データ（いわゆるスルー画）から顔を検出することが可能である。または、サムネイル画像や縮小画像を用いて顔を検出することも可能である。

【0027】

次に、焦点検出装置２１０が各々の焦点検出エリアについて、結像光学系１０１のデフォーカス量を検出する。その後、焦点調節部２２２は、撮像画面１０に、顔推定範囲２１を設定する。顔推定範囲２１は、選択エリア１１ａに対応する顔が存在すると推定される範囲である。焦点調節部２２２は、顔推定範囲２１を、選択エリア１１ａの上方を含む範囲として設定する。例えば図３では、顔推定範囲２１は四角形であり、顔推定範囲２１の下辺は選択エリア１１ａの下辺と一致している。また、顔推定範囲２１の左右方向における中心位置は、選択エリア１１ａの左右方向における中心位置と一致している。

【0028】

焦点調節部２２２は、顔推定範囲２１のサイズを、検出された顔２０のサイズに基づき決定する。例えば図３では、顔２０の縦方向の長さはＨＦ、横方向の長さはＷＦである。焦点調節部２２２は、顔推定範囲２１の縦方向の長さをＨＦ×３、横方向の長さをＷＦ×２に設定する。なお、顔推定範囲２１のサイズを、これとは異なる計算で決定してもよい。例えば、焦点調節部２２２は、顔のサイズが小さいときは顔推定範囲２１のサイズを小さくする。焦点調節部２２２は、顔のサイズが大きいときは顔推定範囲２１のサイズを大きくする。

【0029】

焦点調節部２２２は、顔検出部２２１により検出された顔２０が、顔推定範囲２１内に存在するか否かを判定する。顔推定範囲２１内に顔２０が存在しない場合、焦点調節部２２２は、選択エリア１１ａの位置に存在する被写体にピントが合うように焦点調節を行う。換言すると、焦点調節部２２２は、選択エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量に基づき、結像光学系１０１の焦点調節を行う。

【0030】

顔推定範囲２１内に顔２０が存在する場合、焦点調節部２２２は、顔２０にピントが合うように焦点調節を行う。換言すると、焦点調節部２２２は、顔２０の位置に存在する焦点検出エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量に基づき、結像光学系１０１の焦点調節を行う。

【0031】

このようにしたのは、ユーザが所望する被写体により的確にピントを合わせるためである。例えばスポーツ等を行っている人物を撮像する場合を考える。このとき、従来技術のように、顔検出を行い、検出された顔にピントを合わせるようにすると、背景に写り込んだ無関係の人物にピントが合わせられる可能性がある。他方、ユーザが能動的に選択エリア１１ａを目的の人物の顔に合わせることは、激しい動きを行っている人物であれば、特に難しい。これは、人物の全身を考えたとき、顔という部位は相対的に小さい部位であるためである。

【0032】

そこで本実施形態では、ユーザが選択エリア１１ａを顔２０ではなく体２２に合わせて焦点調節を行うようにしている。体２２は、顔２０に比べて相対的に大きいので、そのような操作はユーザにとって比較的容易である。そして、体２２に選択エリア１１ａを合わせた場合であっても、焦点調節部２２２はその体２２に対応する顔２０に基づき焦点調節を行うので、ユーザが所望していると考えられる、顔２０に対する自動焦点調節が為される。

【0033】

なお、顔２０の位置に複数の焦点検出エリア１１が存在する場合がある。換言すると、顔２０が複数の焦点検出エリア１１を含む場合がある。このような場合には、焦点調節部２２２は、それらの焦点検出エリア１１から、最至近の焦点検出エリア１１を１つ選択し、その選択した焦点検出エリア１１に基づき焦点調節を行う。

【0034】

顔２０の位置に複数の焦点検出エリア１１が存在する場合に、これとは異なる方法で焦点調節を行うことも可能である。例えば、それら複数の焦点検出エリア１１において検出されたデフォーカス量の平均値を算出し、その平均値に基づき焦点調節を行ってもよい。あるいは、それら複数の焦点検出エリア１１の１つ～複数において検出されたデフォーカス量と、選択エリア１１ａにおいて検出されたデフォーカス量との加重平均値を算出し、その加重平均値に基づき焦点調節を行ってもよい。この場合には、選択エリア１１ａには顔２０の位置の焦点検出エリア１１よりも小さい重みを設定することが望ましい。つまり、選択エリア１１ａよりも顔２０に位置する焦点検出エリア１１を重視して焦点検出を行うことが望ましい。

【0035】

図４は、図３よりも小さく写った顔２０ａが１つだけ含まれている撮像画面１０を示す模式図である。図４の顔２０ａは、図３の顔２０よりも小さいので、顔推定範囲２１も図３より小さくなっている。

【0036】

図５は、人物２５の手前に車２６が存在する場合の撮像画面１０を示す模式図である。図５において、選択エリア１１ａは、車２６を指している。そして、車２６の後方に偶然に人物２５が居合わせたために、選択エリア１１ａの上方に顔２０ｂが位置している。

【0037】

ここで、選択エリア１１ａは車２６を指しているということは、ユーザは車２６にピントを合わせることを意図していると推定される。それにも関わらず、顔推定範囲２１に顔２０ｂが含まれているので、図３や図４において説明した手順で焦点調節を行うと、ユーザの意図に反して顔２０ｂにピントが合わせられてしまう。

【0038】

そこで、焦点調節部２２２は、顔推定範囲２１に含まれる顔２０ｂのデフォーカス量と、選択エリア１１ａのデフォーカス量とを比較する。そして、これら２つのデフォーカス量が所定量（例えば１ｍ相当の量）以上異なっている場合には、顔推定範囲２１に顔２０ｂが含まれているにも関わらず、選択エリア１１ａを重視して焦点調節を行う。つまり図５の場合には、焦点調節部２２２は、顔２０ｂではなく車２６にピントを合わせる。

【0039】

図６は、２つの顔２０ｃ、２０ｄが含まれる撮像画面１０を示す模式図である。焦点調節部２２２は、撮像画面１０に含まれる一方の顔２０ｃについて、そのサイズに基づくサイズの顔推定範囲２１ｃを定める。焦点調節部２２２は、撮像画面１０に含まれる他方の顔２０ｄについても、そのサイズに基づくサイズの顔推定範囲２１ｄを定める。つまり焦点調節部２２２は、撮像画面１０に含まれる顔２０ｃ、２０ｄの各々について、個別に顔推定範囲２１ｃ、２１ｄを定める。

【0040】

図６の例では、顔２０ｄに対応する顔推定範囲２１ｄには、顔２０ｄが含まれていない。その一方で、顔２０ｃに対応する顔推定範囲２１ｃには、顔２０ｃが含まれている。従って、焦点調節部２２２は、顔２０ｃに基づき焦点調節を行う。つまり、顔２０ｃにピントを合わせる。

【0041】

図７は、焦点調節処理のフローチャートである。図７に示す焦点調節処理は、制御部２０１が実行する制御プログラムに含まれる処理である。制御部２０１は、ユーザが所定の焦点調節操作（例えば不図示のレリーズスイッチの半押し操作）を行ったことに応じて、図７に示す焦点調節処理を実行する。

【0042】

まずステップＳ１０において、顔検出部２２１が、撮像画面１０に含まれる顔を検出する。ステップＳ２０で、焦点検出装置２１０が、撮像画面１０に設けられた複数の焦点検出エリア１１の各々について、結像光学系１０１のデフォーカス量を検出する。

【0043】

ステップＳ３０で、焦点調節部２２２は、検出された顔２０から未処理（未選択）の顔２０を１つ選択する。ステップＳ４０で焦点調節部２２２は、ステップＳ３０で選択した顔２０のサイズに基づくサイズの顔推定範囲２１を決定する。ステップＳ５０で焦点調節部２２２は、ステップＳ４０で設定した顔推定範囲２１に、ステップＳ３０で選択した顔２０が含まれるか否かを判定する。

【0044】

顔２０が顔推定範囲２１に含まれない場合、焦点調節部２２２は処理をステップＳ６０に進める。ステップＳ６０で焦点調節部２２２は、未処理（未選択）の顔２０が残っているか否かを判定する。未処理（未選択）の顔２０が残っている場合、焦点調節部２２２は処理をステップＳ３０に進める。他方、全ての顔２０が処理済み（選択済み）である場合、焦点調節部２２２は、処理をステップＳ７０に進める。ステップＳ７０で焦点調節部２２２は、選択エリア１１ａに基づき焦点調節を行う。すなわち、選択エリア１１ａの被写体にピントを合わせる。

【0045】

ステップＳ５０において、選択中の顔２０が顔推定範囲２１に含まれていた場合、焦点調節部２２２は処理をステップＳ８０に進める。ステップＳ８０で焦点調節部２２２は、選択中の顔２０の位置に存在する焦点検出エリア１１で検出されたデフォーカス量と、選択エリア１１ａで検出されたデフォーカス量との差が所定量以上か否かを判定する。デフォーカス量の差が所定量以上である場合、焦点調節部２２２は処理をステップＳ３０に進める。他方、デフォーカス量の差が所定量未満である場合、焦点調節部２２２は処理をステップＳ９０に進める。ステップＳ９０で焦点調節部２２２は、ステップＳ３０で選択した顔２０にピントを合わせる。すなわち、焦点調節部２２２は、顔２０の位置に存在する焦点検出エリア１１に基づき焦点調節を行う。

【0046】

なお、追尾ＡＦモードにおける焦点調節部２２２の動作は、選択エリア１１ａの代わりに追尾対象の被写体の位置に存在する焦点検出エリア１１を用いる点を除き、選択エリアＡＦモードにおける焦点調節部２２２の動作と同一であるので、説明を省略する。

【0047】

上述した第１の実施の形態による撮像装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）焦点調節部２２２は、検出された顔の位置が、複数の焦点検出エリア１１から選択された１つの選択エリア１１ａの位置の上方である場合には、顔の位置に対応する焦点検出エリア１１について検出されたデフォーカス量に基づき結像光学系１０１の焦点調節を行う。一方、顔の位置が選択エリア１１ａの位置の上方ではない場合には、選択エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量に基づき結像光学系１０１の焦点調節を行う。このようにしたので、ユーザが意図した被写体に的確にピントを合わせることができる。また、ユーザの意図しない顔にピントが合わせられることを防止することができる。

【0048】

（２）焦点調節部２２２は、顔２０が選択エリア１１ａの上方を含む顔推定範囲２１内に存在する場合には、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１について検出されたデフォーカス量に基づき結像光学系１０１の焦点調節を行う。このようにしたので、ユーザが意図した被写体に的確にピントを合わせることができる。

【0049】

（３）焦点調節部２２２は、顔２０のサイズに基づき顔推定範囲２１のサイズを決定する。このようにしたので、顔２０の遠近（大小）に左右されることなく確実に顔２０への焦点調節を行うことができる。

【0050】

（４）焦点調節部２２２は、顔検出部２２１により複数の顔２０が検出された場合には、複数の顔２０の各々について、その顔２０のサイズに対応するサイズの顔推定範囲２１を定める。このようにしたので、顔２０の遠近（大小）がそれぞれ異なる場合にも確実に顔２０への焦点調節を行うことができる。

【0051】

（５）焦点調節部２２２は、選択エリア１１ａの位置の上方に顔２０が位置していても、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１について検出されたデフォーカス量と選択エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量とが所定量以上異なる場合には、選択エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量に基づき結像光学系１０１の焦点調節を行う。このようにしたので、偶然に顔２０が選択エリア１１ａの上方に位置した場合であっても、ユーザの意図に反してその顔２０にピントが合わせられるのを防止することができる。

【0052】

（６）スーパーインポーズ表示部２０４は、撮像画面１０に重畳して選択エリア１１ａの位置を表示する。このようにしたので、焦点調節の対象となる被写体を、ユーザが的確に把握することができる。

【0053】

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

【0054】

（変形例１）
上述した第１の実施の形態に、撮像装置１の姿勢を検出する姿勢検出部を設けてもよい。このような姿勢検出部は、例えば加速度センサやジャイロセンサを組み合わせることにより実現することができる。姿勢検出部を設けると、焦点調節部２２２が、姿勢検出部により検出された姿勢に基づく方向（例えば鉛直方向の逆の方向）を選択エリア１１ａの上方と見なすことができる。

【0055】

変形例１によれば、第１の実施の形態で説明した（１）～（６）の作用効果に加え、次の作用効果が得られる。
（７）焦点調節部２２２は、姿勢検出部により検出された姿勢に基づく方向を選択エリア１１ａの上方と見なす。このようにすることで、ユーザが撮像装置１をどのような姿勢で構えた場合であっても、顔推定範囲２１を、より顔２０が検出されそうな位置に設定することができる。

【0056】

（変形例２）
焦点調節を繰り返し行い、特に移動する物体にピントが合った状態を維持することが可能な焦点調節装置が知られている。上述した第１の実施の形態において、そのように繰り返し焦点調節を実行する場合には、焦点調節部２２２が、顔推定範囲２１のサイズを、前回の焦点調節時のデフォーカス量に応じて変化させるようにしてもよい。

【0057】

例えば、運動を行っている人物にピントが合った状態を維持することを考える。このときユーザは、選択エリア１１ａをその人物の体の部分に保持しようとする。焦点調節部２２２は、その人物の顔にピントを合わせる。ここで、その人物が大きく動き、選択エリア１１ａが体の部分から外れてしまうと、顔２０も大きく動いているので、顔２０は顔推定範囲２１から外れてしまう可能性が高い。このように、選択エリア１１ａについて今回検出されたデフォーカス量が、選択エリア１１ａについて前回検出されたデフォーカス量と所定量（例えば１ｍ相当の量）以上異なる場合に、焦点調節部２２２は、顔推定範囲２１のサイズを拡大する。

【0058】

変形例２によれば、第１の実施の形態で説明した（１）～（６）の作用効果に加え、次の作用効果が得られる。
（８）焦点調節部２２２は、選択エリア１１ａについて今回検出されたデフォーカス量が、選択エリア１１ａについて前回検出されたデフォーカス量と所定量以上異なる場合には、顔推定範囲２１のサイズを拡大する。このようにしたので、動きの大きな被写体を撮像する場合であっても、その被写体にピントを合わせ続けることができる。

【0059】

（変形例３）
上述した第１の実施の形態では、実際には顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１についてピント合わせが行われる場合であっても、スーパーインポーズ表示部２０４は選択エリア１１ａのみを撮像画面１０に表示していた。これを、スーパーインポーズ表示部２０４が、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１を撮像画面１０に重畳して表示するようにしてもよい。この様子を図９（ａ）に模式的に示す。図９（ａ）では、顔２０の位置に存在する焦点検出エリア１１ｂが、選択エリア１１ａと同様の形態で表示されている。

【0060】

なお、図９（ａ）のように顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１の表示と選択エリア１１ａの表示とを共に行ってもよいし、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１ｂの表示のみを行い選択エリア１１ａの表示を行わないようにしてもよい。また、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１ｂの表示と選択エリア１１ａの表示とを異なる形態で行ってもよい。例えば、枠線の色を変えたり、一方を点滅させたりしてもよい。図９（ｂ）に、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１ｂの枠線に装飾を付した例を示す。

【0061】

変形例３によれば、第１の実施の形態で説明した（１）～（６）の作用効果に加え、次の作用効果が得られる。
（９）スーパーインポーズ表示部２０４は、焦点調節部２２２が、顔２０の位置に対応する焦点検出エリア１１について検出されたデフォーカス量に基づき結像光学系１０１の焦点調節を行う場合に、撮像画面１０に重畳してその焦点検出エリア１１の位置を表示する。このようにしたので、ユーザは、実際にピントが合っている焦点検出エリア１１を的確に把握することができる。

【0062】

（変形例４）
上述した第１の実施の形態では、図２等に示すように、顔２０ごとに、そのサイズに合わせた顔推定範囲２１を選択エリア１１ａの上方に設定していた。焦点調節部２２２による顔２０と選択エリア１１ａとの位置関係のチェックは、これとは異なる方法で行うことも可能である。

【0063】

例えば図８（ａ）に示すように、検出された顔２０ｅについて、顔推定範囲２１の代わりに選択エリア推定範囲４１ｅを設定する。選択エリア推定範囲４１ｅは、四角形の領域であり、左右方向の中心位置が顔２０ｅの中心位置に一致すると共に、上辺が顔２０ｅの上辺に一致するように配置される。焦点検出部２２２は、顔２０ｅについて、対応する選択エリア推定範囲４１ｅ内に選択エリア１１ａが含まれるか否かを判定する。選択エリア１１ａが含まれている場合には、選択エリア１１ａではなくその顔２０ｅの位置に存在する焦点検出エリア１１に基づき焦点調節を行う。検出された顔２０ｆについても同様に、選択エリア推定範囲４１ｆを設定し、選択エリア推定範囲４１ｆ内に選択エリア１１ａが含まれるか否かを判定する。図８（ａ）では、選択エリア推定範囲４１ｅには選択エリア１１ａが含まれず、選択エリア推定範囲４１ｆには選択エリア１１ａが含まれる。従って、焦点調節部２２２は、顔２０ｆに基づき焦点調節を行う。

【0064】

つまり、上述した第１の実施の形態では、選択エリア１１ａから見て上方に顔２０が位置するか否かを判定するため、選択エリア１１ａを規準に顔推定範囲２１を配置していた。これに対して、図８（ａ）に示す例では、選択エリア１１ａから見て上方に顔２０が位置するか否かを判定するため、顔２０を規準に選択エリア推定範囲４１を配置する。

【0065】

また、より単純な例を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）では、少なくとも一部が顔２０と重複する焦点検出エリア１１を網掛けで表示している。焦点調節部２２２は、顔推定範囲２１や選択エリア推定範囲４１を一切設定せず、単に選択エリア１１ａの上方に並ぶ焦点検出エリア１１に、網掛けされた焦点検出エリア１１が含まれているかを判定する。そして、そのような焦点検出エリア１１が存在する場合には、その焦点検出エリア１１に基づき焦点調節を行う。つまり、選択エリア１１ａの上方に顔２０が存在するかを判定して焦点調節を行う。

【0066】

このように、焦点調節部２２２による顔２０と選択エリア１１ａとの位置関係のチェックは、種々の方法により行うことが可能である。いずれの方法を用いた場合であっても、第１の実施の形態で説明した（１）の作用効果が得られる。

【0067】

（変形例５）
焦点調節部２２２が、顔２０の向きに応じて顔推定範囲２１を異なる位置に定めるようにしてもよい。例えば、顔２０が撮像画面１０の右下方向または左上方向を向いている場合には、顔推定範囲２１を、選択エリア１１ａの右上を含むように定める。また、顔２０が撮像画面１０の右上方向または左下方向を向いている場合には、顔推定範囲２１を、選択エリア１１ａの右上を含むように定める。つまり焦点調節部２２２は、顔２０の向きから推定される体の方向に選択エリア１１ａが位置しているかを調べ、そのような位置関係が満たされている場合にその顔２０にピントを合わせる。また、被写体の頭部の向きと顔２０の向きとから顔推定範囲２１を定めてもよい。例えば、頭部が下向きで顔２０が撮像画面１０の右下方向または左上方向を向いている場合には、顔推定範囲２１を、選択エリア１１ａの左下を含むように定める。頭部が下向きで顔２０が顔２０が撮像画面１０の右上方向または左下方向を向いている場合には、顔推定範囲２１を、選択エリア１１ａの右下を含むように定める。つまり焦点調節部２２２は、被写体の頭部と顔２０の向きから推定される体の方向に選択エリア１１ａが位置しているかを調べ、そのような位置関係が満たされている場合にその顔２０にピントを合わせる。

【0068】

変形例５によれば、第１の実施の形態で説明した（１）～（６）の作用効果に加え、次の作用効果が得られる。
（１０）焦点調節部２２２が、選択エリア１１ａから見て、顔２０の向きに応じた方向の範囲を含むように顔推定範囲２１を設定する。このようにしたので、被写体がどのようなポーズを取っている場合であっても、確実にピント合わせを行うことができる。

【0069】

（変形例６）
顔推定範囲２１に顔２０が含まれているにも関わらず、選択エリア１１ａを基に焦点調節を行う条件の例として、第１の実施の形態では、選択エリア１１ａのデフォーカス量と顔２０の焦点検出エリア１１のデフォーカス量とがある程度異なる、という条件を提示した。これ以外の条件を定めてもよい。

【0070】

例えば、顔２０に位置する焦点検出エリア１１のデフォーカス量の信頼度が、所定のしきい値よりも小さい場合、すなわち、そのデフォーカス量の確からしさが一定未満の場合には、選択エリア１１ａのデフォーカス量に基づき焦点調節を行うようにしてもよい。また、顔検出部２２１による顔検出の信頼度について、同様の判断を行ってもよい。

【0071】

変形例６によれば、第１の実施の形態で説明した（１）～（６）の作用効果に加え、次の作用効果が得られる。
（１１）焦点調節部２２２は、顔２０の位置と選択エリア１１ａの位置とが所定の位置関係を満たしていても、顔２０の位置に対応する焦点検出エリアについて検出されたデフォーカス量の信頼度が所定のしきい値未満である場合には、選択エリア１１ａについて検出されたデフォーカス量に基づき結像光学系１０１の焦点調節を行う。このようにしたので、確実に所望の被写体にピントを合わせることができる。

【0072】

以上、第１の実施の形態とその変形例について、レンズ交換式のデジタルカメラを基に説明したが、これとは異なる実施の形態も実現可能である。例えば、レンズ交換式のカメラではなく、レンズ一体型のカメラにおいて上述した焦点調節処理を行ってもよいし、デジタルカメラではなくフィルムカメラで上述した焦点調節処理を行ってもよい。また、スマートフォンやタブレット端末のカメラにおいて上述した焦点調節処理を行ってもよい。

【0073】

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0074】

１…撮像装置、１００…交換レンズ、１０１…結像光学系、２００…カメラボディ、２０１…制御部、２０４…スーパーインポーズ表示部、２０８…測光センサ、２１０…焦点検出装置、２２１…顔検出部、２２２…焦点調節部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】