JP5251215B2 - デジタルカメラ - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラに関する。

従来から、デジタルカメラのオートフォーカス（ＡＦ）の方式としてコントラスト方式が知られている。このコントラスト方式では、被写体をＣＣＤ等の撮像素子で撮像して画像信号を取得し、画像内の所定のＡＦエリア内の画像信号から所定空間周波数帯域の成分を取り出し、その絶対値を積分することで焦点評価値を演算する。この焦点評価値は、焦点検出エリアのコントラストに応じた値であり、コントラストが高いほどその値が高くなる。そして、フォーカスレンズが合焦位置に近いほど像のコントラストが高くなる特性に基づいて、焦点評価値がピークとなる位置（ピーク位置）を見つけて合焦位置と判断し、その位置にフォーカスレンズを駆動する（特許文献１）。
特開２００３−３１５６６５号公報

しかし、合焦位置となるコントラストのピーク位置を検出するために、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させながら所定間隔ごとに焦点評価値を演算し、それらの焦点評価値を分析してピーク位置を探し出すので、合焦するのに時間がかかり、動きのある被写体に合焦できないという問題があった。

本発明の目的は、動きのある被写体に対してより正確に合焦し、撮影することができるデジタルカメラを提供することである。

請求項１に記載のデジタルカメラは、撮影光学系を透過した被写体からの光を受光して撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像して取得した画像を用いて前記被写体の特徴領域を認識する認識部と、前記認識部により認識された特徴領域の大きさを検出する検出部と、前記特徴領域の大きさに基づいて所定時間後の前記被写体までの距離を予測し、前記被写体に合焦するように前記撮影光学系を制御する制御部と、前記特徴領域の大きさに基づいて前記被写体までの距離を算出する距離算出部と、前記被写体までの距離の時間変化に基づいて、前記被写体の移動速度を算出する速度算出部と、絞りを制御する絞り制御部と、半押し操作と、撮影実行操作としての全押し操作とが使用者によりなされるレリーズボタンとを備え、前記制御部は、前記距離算出部で算出される前記被写体までの距離、および前記速度算出部で算出される前記被写体の移動速度から、前記被写体までの距離を予測し、前記絞り制御部は、前記レリーズボタンが前記半押し操作されたことに応じて、パンフォーカスとなるように前記絞りを制御し、前記レリーズボタンが前記半押し操作されている状態であって前記レリーズボタンが前記全押し操作されていない状態にある場合、前記認識部により前記特徴領域が認識されているときは、パンフォーカスとなるように前記絞りを制御し、前記認識部により前記特徴領域が認識されていないときは、パンフォーカスを解除するように前記絞りを制御することを特徴とする。

請求項２に記載のデジタルカメラは、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記絞り制御部は、前記被写体の前記特徴領域を前記認識部が認識する場合に用いる画像がパンフォーカスとなるように前記絞りを制御することを特徴とする。

請求項３に記載のデジタルカメラは、請求項１又は請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、前記絞り制御部は、前記絞りを最小口径に制御することを特徴とする。

請求項４に記載のデジタルカメラは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、前記撮影実行操作がなされたら、前記絞り制御部は、被写体に対して適正な露出とするために前記絞りを制御することを特徴とする。

請求項５に記載のデジタルカメラは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、前記距離算出部は、前記撮影光学系を構成するレンズの位置情報から前記被写体までの距離を算出し、前記撮影光学系を構成するレンズの位置情報から前記被写体までの距離を算出した後は、算出した前記被写体までの距離と前記特徴領域の大きさとに基づいて前記被写体までの距離を算出することを特徴とする。

請求項６に記載のデジタルカメラは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、前記制御部は、前記撮影実行操作から前記撮像部が撮像するまでの時間から、撮像時の前記被写体までの距離を予測し、前記撮像部による撮像時に前記被写体に合焦するように前記撮影光学系を制御することを特徴とする。

請求項７に記載のデジタルカメラは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、前記認識部によって認識された少なくとも一つの前記特徴領域のうち、前記被写体までの距離を予測するための前記被写体の特徴領域を選択し、選択した前記被写体の特徴領域の特徴情報を登録する登録部をさらに備え、前記被写体の特徴領域の特徴情報を登録した後には、前記認識部は、前記被写体の特徴領域の特徴情報を基に前記被写体の特徴領域を認識することを特徴とする。

請求項８に記載のデジタルカメラは、請求項７に記載のデジタルカメラにおいて、前記撮像部で撮像して取得した画像を記録媒体に記録する記録制御部をさらに備え、前記登録部は、前記記録媒体に記録されている画像に基づいて前記被写体の特徴領域の特徴情報を登録することを特徴とする。

請求項９に記載のデジタルカメラは、請求項７又は請求項８に記載のデジタルカメラにおいて、前記特徴領域の特徴情報は、前記撮影光学系を構成するレンズの位置情報、前記被写体までの距離、前記特徴領域の大きさのうち少なくとも１つであることを特徴とする。

請求項１０に記載のデジタルカメラは、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、前記距離算出部および前記速度算出部のいずれか一方の算出結果に応じて、前記撮影実行操作に基づいて撮影が行われる際の撮影条件を変更することを特徴とする。
請求項１１に記載のデジタルカメラは、請求項１０に記載のデジタルカメラにおいて、前記撮影条件は、シャッタースピードおよびＩＳＯ感度のいずれか一方であることを特徴とする。
請求項１２に記載のデジタルカメラは、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、前記制御部は、前記撮像部で時系列に取得された複数の画像に存在する、複数の前記特徴領域の大きさに基づいて、前記所定時間後の前記被写体までの距離を予測することを特徴とする。

本発明によれば、動きのある被写体に対してより正確に合焦し、撮影することができるデジタルカメラを提供することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態におけるデジタルカメラ１の電気的構成を示すブロック図である。

レンズ２は、フォーカスレンズ２ａおよびズームレンズ２ｂを含み、撮影光学系を構成している。フォーカスレンズ２ａは、被写体に対して焦点調節を行なうためのレンズであり、フォーカスレンズ駆動部３により光軸方向に移動する。ズームレンズ２ｂは、レンズ２の焦点距離を変更するためのレンズであり、ズームレンズ駆動部４により光軸方向に移動する。フォーカスレンズ駆動部３およびズームレンズ駆動部４は、それぞれ例えばステッピングモータからなり、制御部５からの指令に基づいて制御される。フォーカスレンズ位置検出部６は、フォーカスレンズ２ａの光軸上の位置を検出し、検出信号を制御部５へ送る。ズームレンズ位置検出部７は、ズームレンズ２ｂの光軸上の位置を検出し、検出信号を制御部５へ送る。

被写体からの光は、レンズ２によって撮像素子８上に結像される。撮像素子８は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子であり、光電変換により被写体像を電気信号に変換した撮像信号をアナログ信号処理部９に出力する。アナログ信号処理部９に入力されたアナログ信号である撮像信号は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）などの処理が施され、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０に入力される。そして、撮像信号はＡＤＣ１０でアナログ信号からデジタル信号へ変換されて、メモリ１１に格納される。メモリ１１は、撮像信号が一時的に格納されるバッファメモリや撮影済みの画像データを記録する内蔵メモリなどを備えている。メモリ１１に格納された画像データは、バス１２を介してデジタル信号処理部１３に送られる。デジタル信号処理部１３は、例えばデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であり、画像データに対してホワイトバランス処理、補間処理、ガンマ補正など周知の画像処理を施した後、メモリ１１に再び格納する。

画像処理された画像データは、圧縮伸張部１４によりＪＰＥＧなど周知の圧縮処理が施され、デジタルカメラ１に対して着脱自在なメモリカード１５に記録される。また、メモリカード１５に記録されている画像を再生表示する場合は、メモリカード１５に記録されている画像をメモリ１１に読み出し、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１６によりデジタル画像をアナログ映像信号に変換し、表示部１７に画像を表示する。表示部１７は、例えば液晶ディスプレイであり、メモリカード１５に記録されている画像を再生表示したり、画像撮影時に撮像素子８で撮像された画像をスルー画として表示したりする。なお画像データの記録先は、メモリカード１５でもよいし、メモリ１１内に備えた内蔵メモリでもよい。ただし、内蔵メモリを使用するときは、メモリカード１５は使用しない。

制御部５は、操作部１８と接続されている。制御部５は、例えばＣＰＵを備え、操作部１８から入力される信号に応じてデジタルカメラ１の動作を制御する。操作部１８は、電源ボタン１９、レリーズボタン２０、メニューボタン２１、十字キー２２、決定ボタン２３、ＡＦモード選択スイッチ２４などを含んでいる。

電源ボタン１９は、デジタルカメラ１の電源の投入（ＯＮ）状態と切断（ＯＦＦ）状態を切替えるためのボタンである。

レリーズボタン２０は、使用者が画像撮影の指示を行なう場合に押下するボタンである。レリーズボタン２０が半押しされると半押しスイッチＳＷ１が投入（ＯＮ）されてＯＮ信号を出力し、半押しされないと半押しスイッチＳＷ１が切断（ＯＦＦ）されてＯＦＦ信号を出力する。半押しスイッチＳＷ１が出力する信号は制御部５へ入力される。レリーズボタン２０が全押し（半押し操作よりもさらに深く押し込まれる）されると全押しスイッチＳＷ２が投入（ＯＮ）されてＯＮ信号を出力し、全押しされないと全押しスイッチＳＷ２が切断（ＯＦＦ）されてＯＦＦ信号を出力する。全押しスイッチＳＷ２が出力する信号は制御部５へ入力される。

メニューボタン２１は、使用者が選択しているモードに応じたメニューを表示させるためのボタンである。

十字キー２２は、表示部１７に表示される項目を選択するためのカーソルを上下左右に移動させるなど使用者が行ないたい操作を選択するためのボタンである。

決定ボタン２３は、十字キー２２により選択した操作を決定するためのボタンである。

ＡＦモード選択スイッチ２４は、動体予測ＡＦモードで画像の撮影を行なうかどうかを選択するためのスイッチである。ここで動体予測ＡＦモードとは、ＡＦモード選択スイッチ２４が投入（ＯＮ）状態で実行される撮影モードであり、後述する図３に示したような動作である。図３及び動体予測ＡＦ処理の詳細については、後述する。ＡＦモード選択スイッチ２４が投入（ＯＮ）されると動体予測ＡＦモードに切り替え、ＡＦモード選択スイッチ２４が切断（ＯＦＦ）されると、例えば背景技術に示したような従来のコントラストＡＦモードに切り替える。

特徴領域認識演算部２５は、画像データから特徴領域を認識し、認識に成功すると、認識した特徴領域の位置および大きさを表わす座標を制御部５へ出力する。制御部５は、特徴領域の位置および大きさを表わす座標が入力されると、それに基づいてスルー画表示用の画像に特徴領域の大きさを表す枠（特徴領域マーク）を重ねた画像を作成し、その画像を表示部１７に表示する。なお、特徴領域を認識する演算は制御部５で行なうようにしてもかまわない。

本発明の第１実施形態によるデジタルカメラ１は、撮像素子８によって撮像した画像から特徴領域を認識し、使用者が特定した特徴領域の大きさを連続的に検出し、その特徴領域の大きさの変化から被写体の動きを演算する。そして、この結果に基づいて撮像時の被写体までの距離を予測し、被写体に合焦するようにフォーカスレンズ２ａの駆動位置を制御する。

特徴領域を認識する方法を説明する。例えば、被写体が人物である場合、人物の顔を特徴領域として認識する。特徴領域認識演算部２５は、表示部１７に表示されたスルー画に人物の顔があるかどうかを検出する。人物の顔の検出方法としては、例えば画像から肌色検出を行なうもの（特開２００４−０３７７３３号公報）、顔形状に相当する顔候補領域を抽出し、その領域内から顔領域を決定するもの（特開平８−０６３５９７号公報）などがある。また、人物認証の方法としては、例えば画像から目、鼻、口など顔の各特徴点を抽出した画像と予め登録された各登録者の辞書画像とを比較して当該人物を識別するものがある（特開平９−２５１５３４号公報）。このような公知の手法を用いて人物の顔の認識に成功すると、認識した顔領域の位置および大きさを表わす座標を制御部５へ出力する。

複数の人物が認識された場合には、後述するように、複数の人物の中から焦点を合わせたい人物を特定する。制御部５は、特徴領域認識演算部２５から入力された座標に基づいて、表示部１７を制御し、図２に示すように顔領域を表す枠（顔領域マーク）をスルー画に重ねて表示する。特徴領域認識演算部２５によって検出された顔が１つの場合、その顔領域に対して顔領域マークを表示させる。図２のように特徴領域認識演算部２５によって検出された顔が複数(図２では顔が３つ)ある場合には、複数の顔領域に対してそれぞれ顔領域マークＭ１〜Ｍ３を表示させる。

なお、特徴領域の登録方法と被写体距離の予測方法については後述する。

図３は、動体予測ＡＦモードでの撮影手順を示すフローチャートである。図３に示す処理は、制御部５によって実行される。本実施形態では、スルー画像中に複数の人物が存在し、その中から焦点を連続的に合わせたい人物を選択、撮影する場合について説明する。

デジタルカメラ１の電源ボタン１９がＯＮ状態で、ＡＦモード選択スイッチ２４がＯＮ状態となると、図３に示したような動作を行なう動体予測ＡＦプログラムが実行される。

まず、ステップＳ１０１からステップＳ１０５までは、特徴領域の認識に関するステップである。

ステップＳ１０１において、ＡＦモード選択スイッチ２４がＯＮ状態になると、スルー画像が表示部１７に表示される。これは、撮像素子８で繰り返し撮像される画像が逐次更新され、スルー画像として表示部１７に表示される。

ステップＳ１０２において、スルー画像が表示部１７に表示された状態でメニューボタン２１が押下されると、制御部５は表示部１７へ指令を送り、認識する被写体の種類を選択する画面をスルー画像に重ねて表示部１７に表示させる。被写体の種類として、例えば人物、サッカーボール、車など被写体自体が移動するものを選択画面に表示する。使用者は十字キー２２を操作することにより選択画面において被写体の種類を選択し、決定ボタン２３を押下することにより決定する。決定ボタン２３がＯＮされない場合、決定ボタン２３がＯＮされるまでＳ１０２の判定が繰り返される。決定ボタン２３がＯＮされた場合にはステップＳ１０３へ進む。ここで、本実施形態の被写体は人物であるので、以下、被写体の種類として人物が選択された場合について説明する。

認識する被写体の種類が選択されると、ステップＳ１０３において、制御部５はスルー画像に対する特徴領域認識処理を特徴領域認識演算部２５に開始させる指令を送る。ここでは、ステップＳ１０２で被写体の種類として人物を選択したので、人物の顔を特徴領域として認識する顔領域認識処理を開始させる。

ステップＳ１０４において、制御部５は特徴領域認識演算部２５からその時点における顔領域の認識結果を受けて、顔領域が認識されたかどうかを判定する。スルー画像中に顔領域が存在しない、またはスルー画像中に顔領域が存在しても顔領域が小さすぎるなど何らかの理由で顔領域が認識されなかった場合、ステップＳ１０３へ戻り、再び顔領域認識処理を行なう。顔領域が認識された場合にはステップＳ１０５へ進み、制御部５は表示部１７へ指令を送り、図２に示したように顔領域マークＭ１〜Ｍ３をスルー画像に重ねて表示部１７に表示する。

このとき、詳細は後述するが、顔領域を選択するための十字マークＭ４が表示部１７に表示される。十字マークＭ４は、顔領域マークＭ１〜Ｍ３のうち、表示部１７に表示されるスルー画像の中心に最も近い顔領域マークＭ１の内側にのみ表示される。すなわち、顔領域マークが１つの場合、その顔領域マークの内側に十字マークが表示される。顔領域マークが複数ある場合には、表示部１７に表示されるスルー画像の中心に最も近い顔領域マークの内側にのみ十字マークが表示される。

次のステップＳ１０６からステップＳ１０９までは、顔領域の登録に関するステップである。

ステップＳ１０６において、撮影する被写体の顔領域を選択する。図２のようにスルー画像に複数の顔領域マークＭ１〜Ｍ３が表示された状態で、使用者はまず十字キー２２を操作することで顔領域マークＭ１〜Ｍ３の中から登録したい顔領域マークを選択する。このとき十字マークＭ４は、その時点で選択されている顔領域マーク（図２では顔領域マークＭ２が選択された状態）を示している。使用者が十字キー２２を上下左右に操作すると、十字マークＭ４が表示されていた顔領域マークからその他の顔領域マークへジャンプして移動する。例えば、図２のように顔領域マークＭ２が選択された状態で、使用者が十字キー２２の左を押下すると、十字マークＭ４は顔領域マークＭ２から顔領域マークＭ１へとジャンプして移動する。

使用者は撮影する人物の顔領域マークに十字マークＭ４を合わせた状態で、決定ボタン２３を押下して決定する。顔領域マークが選択されると、特徴領域認識演算部２５は選択された顔領域の目、鼻、口などの特徴点を抽出する。この特徴点を含む近傍領域（目領域、鼻領域、口領域などを含む特徴点近傍領域）は、テンプレートとしてメモリ１１に登録される。顔領域マークが選択されると、スルー画像が表示部１７に表示される。そして、特徴領域認識演算部２５は、スルー画像中に認識した顔領域に対して特徴点近傍領域を抽出する。制御部５は、スルー画像から抽出した特徴点近傍領域とメモリ１１に登録されているテンプレートとの比較、すなわち類似度の計算を行なう。

類似度の計算結果に基づいて、制御部５は、テンプレートとの類似度が高いと判断された特徴点近傍領域に顔領域マークの表示を実行する指令を、一方、テンプレートとの類似度が低いと判断された特徴点近傍領域では顔領域マークの表示を中止する指令を表示部１７へ送る。

よって、顔領域マーク選択後は、スルー画像中の顔領域のうち、選択された顔領域に一致する顔領域にのみ顔領域マークが表示され、その他の顔領域には顔領域マークは表示されない。なお、特徴領域の選択の仕方はこれに限らず、例えばタッチパネルを表面に備える表示部１７であれば、使用者が十字キー２２を操作して顔領域マークを選択する代わりに、選択したい顔領域マークを指などで押下することにより顔領域マークを選択してもかまわない。ステップＳ１０６で顔領域の選択が行われない場合は、ステップＳ１０５へ戻る。

顔領域が選択されると、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、使用者のレリーズボタン２０半押し操作による半押しスイッチＳＷ１のＯＮ信号が制御部５に入力されると、ステップＳ１０６で選択された顔領域に対してＡＦ処理を行なう。このＡＦ処理は、背景技術で示したような従来のコントラストＡＦである。顔領域に合焦したら、ステップＳ１０８において、顔領域に合焦した状態で決定ボタン２３が押下されたかどうかを判定する。決定ボタン２３が押下されない場合、ステップＳ１０７へ戻り、再びＡＦ処理を行なう。決定ボタン２３が押下された場合には、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９において、制御部５は、ステップＳ１０８で決定された被写体に関する情報をメモリ１１に登録する。被写体に関する情報とは、ステップＳ１０８で顔領域を決定した際のレンズ２の位置情報、レンズ２の位置情報を基に算出した被写体（顔領域）までの距離（被写体距離）、及び顔領域マークの大きさである。レンズ２の位置情報は、光軸上におけるフォーカスレンズ２ａ及びズームレンズ２ｂの位置のことであり、フォーカスレンズ位置検出部６及びズームレンズ位置検出部７により取得され、その検出信号は制御部５へ出力される。検出信号が入力されると、制御部５はその検出信号に基づいて被写体距離を算出する。顔領域マークの大きさは、矩形状に表示された顔領域マークの縦横いずれかの辺の長さ、またはその組み合わせとする。これにより、所定の被写体距離と顔領域マークの大きさとの関係が決まる。被写体に関する情報の登録が終了すると、表示部１７にはスルー画が表示される。

次のステップＳ１１０からステップＳ１２０までは、撮影に関するステップである。

ステップＳ１１０において、レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態であるかどうかを判定する。レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態の場合には、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態となるまでステップＳ１１０の判定を繰り返す。レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態の場合にはステップＳ１１１へ進む。

半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態となると、ステップＳ１１１において、不図示の絞りが最小口径または最小口径に近くなるように絞り値を設定する。すなわちパンフォーカスに設定する。これは、後述するステップＳ１１６の被写体距離演算処理で動きのある被写体、とくに顔領域を認識するので、被写界深度を深くすることによって、動きのある被写体、とくに顔領域を光軸方向に対して広範囲にわたって認識できるようにするためである。このとき、フォーカスレンズ２ａは過焦点距離に対応するように駆動される。過焦点距離は、パンフォーカス撮影において被写界深度に含まれる被写体距離のうち、最短の被写体距離である。このとき、使用者が撮影したい被写体の構図に合わせて被写界深度を設定できるようにし、これに対応するようにフォーカスレンズ２ａを駆動させるようにしてもかまわない。

ステップＳ１１２において、ステップＳ１０９で登録した顔領域がスルー画像中に存在するかどうかを判定する。登録した顔領域がスルー画像中に存在しない場合には、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３において制御部５は、ステップＳ１１０で設定された絞り値をリセットしてパンフォーカス設定を解除し、スルー画像中に存在する被写体に対して適正な露出となるよう絞り値を設定する。ステップＳ１１４において、動体予測ＡＦモードから通常のＡＦモード、例えば背景技術で示したような従来のコントラストＡＦ、に切り替える。例えば、スルー画像として山などの風景が表示されている場合、無限遠に合焦するようにフォーカスレンズ２ａを駆動する。ステップＳ１１５において、レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態であるかどうかを判定する。

全押しスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態である場合、ステップＳ１１１に戻り、不図示の絞りの最小絞り径または最小絞り径に近くなるような絞り値に設定する。全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態である場合には、ステップＳ１２０へ進む。

一方、ステップＳ１１２で、登録した顔領域がスルー画像中に存在する場合には、登録した顔領域に対して顔領域マークを表示した上でステップＳ１１６へ進み、被写体距離演算処理を開始する。このときの被写体距離は、顔領域マークの大きさ、およびレンズ２の焦点距離のパラメータを所定の演算式に代入することで算出する。また、顔領域マークの大きさとレンズ２の焦点距離との関係を被写体距離に対応づけたテーブルを予め作成してメモリ１１に格納しておき、このテーブルを参照することで被写体距離を算出するようにしてもよい。

この顔領域マークは、顔領域が検出されている限り、顔領域が移動しても顔領域と重なるように追尾して表示される。ここで、ステップＳ１１０でフォーカスレンズ２ａは過焦点距離に対応するように駆動したため、レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態となってもフォーカスレンズ２ａの駆動は行なわない。但し、被写体の動きに対応して合焦するようにフォーカスレンズ２ａを駆動させてもかまわない。この処理については、第４実施形態において説明する。上述したパンフォーカスの設定は、ステップＳ１１２で顔領域が存在すると判定されてからは、ステップＳ１１８でパンフォーカスの設定が解除されるまで継続される。

ステップＳ１１６において、撮像素子８で時間順次に撮像された画像ごとに（例えば、３０フレーム／秒）、顔領域マークの大きさ及びレンズ２の焦点距離の情報を取得し、被写体距離を演算する。ステップＳ１０９で顔領域を登録した時とレンズ２の焦点距離が同じである場合、顔領域登録時の顔領域マークの大きさに対して、スルー画像中に表示される顔領域マークの大きさが小さければ、顔領域登録時の被写体距離より遠距離であると認識する。

一方、顔領域登録時の顔領域マークの大きさに対して、スルー画像中に表示される顔領域マークの大きさが大きければ、顔領域登録時の被写体距離より近距離であると認識する。そして得られた被写体距離は、メモリ１１に記憶される。メモリ１１に記憶される被写体距離は複数フレーム分であり、撮像素子８で順次撮像される度にメモリ１１内の被写体距離も逐次更新される。

さらに、メモリ１１に記憶された複数フレーム分の被写体距離の時間変化から被写体の移動速度を算出し、その後の被写体距離を算出する。図４で、被写体である人物を人物Ａとして説明する。時間ｔ＝０秒のとき、顔領域マークの縦の長さがａであり、算出した被写体距離が５ｍであったとする。その後被写体は一定の速度で移動しており、時間ｔ＝５／３０秒のとき、顔領域マークの縦の長さがａよりも大きいｂであり、算出した被写体距離が４．８３ｍであった。この間、レンズ２の焦点距離が変化していないとすると、被写体の移動速度は１ｍ／秒となる。よってｔ＝６／３０秒のときには、被写体は被写体距離４．８０ｍの位置にいると予測できる。上述した被写体距離の算出は、レリーズボタン２０が全押しされるまで繰り返し行なわれる。

ステップＳ１１７において、レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態であるかどうかを判定する。レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態である場合には、ステップＳ１１２へ戻り、登録した顔領域がスルー画像中に存在するかどうかの判定を再度行なう。レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態である場合にはステップＳ１１８へ進む。

ステップＳ１１８において、ステップＳ１１１で設定された絞り値をリセットしてパンフォーカス設定を解除し、被写体に対して適正な露出となるよう絞り値を設定する。

ステップＳ１１９において、被写体に対して動体予測ＡＦ処理を実行する。ＡＦ機能を備えるカメラでは、レリーズボタン２０が全押しされてから実際に撮影が実行されるまでの時間差（レリーズタイムラグ）が問題となることがある。特に被写体が移動する場合、レリーズタイムラグの間に被写体に対する合焦位置が変化してしまうので、撮影した画像のピントがずれるという問題があった。ここでは、ステップＳ１１６の被写体距離演算処理の結果に基づく被写体の移動速度から、レリーズタイムラグ後の被写体に対する合焦位置を予測し、この合焦位置に合焦するようにフォーカスレンズ２ａを移動し、撮像時の被写体に対する合焦状態が最適となるようにした。本実施形態では、レリーズタイムラグは０．０１秒とし、レリーズボタン２０が全押しされてから０．０１秒後の被写体の位置を予測し、その位置に合焦させてから撮像する。

図５（ａ）（ｂ）は、ステップＳ１１９の動体予測ＡＦ処理の例を示した図である。ここでは、被写体である人物Ｂの動きを示している。

図５（ａ）は、人物Ｂの顔領域マークの大きさの時間変化を表した図である。ここで、顔領域マークの大きさは、顔領域マークの縦辺の長さとする。横軸は、撮像素子８で時間順次に撮像された各画像に番号を付したものであり（スルー画像Ｉ１〜スルー画像Ｉ７）、これらの画像は３０フレーム／秒で取り込んでいる。すなわち、横軸の１目盛りは１／３０秒である。縦軸は、顔領域マークの大きさを表している。

図５（ｂ）は、人物Ｂの被写体距離の時間変化を表した図である。横軸は、図５（ａ）と同様に、撮像素子８で時間順次に撮像された各画像に番号を付したものであり、横軸の１目盛りは１／３０秒である。縦軸は、人物Ｂの被写体距離を表している。被写体距離の算出は、前述したように、顔領域マークの大きさ及びレンズ２の焦点距離に基づき被写体距離を演算している。

人物Ｂの動きについて説明する。顔領域マークの大きさは、スルー画像Ｉ１の時点でａであり（図５（ａ））、人物Ｂの被写体距離は５．０ｍである（図５（ｂ））。同様に、スルー画像Ｉ２及びスルー画像Ｉ３においても顔領域マークの大きさはａのままであるから（図５（ａ））、人物Ｂの被写体距離も変わらず５．０ｍのままである（図５（ｂ））。スルー画像Ｉ４において、顔領域マークの大きさはａよりも大きいｂに変化していることから（図５（ａ））、人物Ｂの被写体距離は短くなり４．９ｍとなる（図５（ｂ））。また、スルー画像Ｉ５、スルー画像Ｉ６及びスルー画像Ｉ７において、顔領域マークの大きさはｃ、ｄ及びｅと時間経過と共に比例して大きくなり（図５（ａ））、人物Ｂの被写体距離はスルー画像Ｉ７の時点で４．６ｍであった。これより、人物Ｂは３．０ｍ／秒の移動速度でカメラ側に近づいていると算出される。

ここで、スルー画像Ｉ７の時点でレリーズボタン２０が全押しされたとする。全押し信号に応じて、制御部５は、人物Ｂの被写体距離及び移動速度から、撮像時、すなわちレリーズタイムラグ分の０．０１秒後の人物Ｂの位置を算出する。よって、撮像時の人物Ｂの位置は４．６ｍ＋（−３．０ｍ／秒）×０．０１秒＝４．５７ｍと予測できる。この被写体距離の算出結果に基づいて、制御部５は、被写体距離４．５７ｍの位置に合焦するようにフォーカスレンズ２ａを駆動するようフォーカスレンズ駆動部３に指令を送る。そして、制御部５から指令を受けたフォーカスレンズ駆動部３は、フォーカスレンズ２ａを駆動する。

ステップＳ１２０において、撮像素子８で撮像する。このとき、被写体の動きに合わせてデジタルカメラ１の露出条件を変化させてもよい。例えば、被写体の移動速度が速い場合には、シャッター速度を速くしたり、ＩＳＯ感度を上げたりする。

以上説明した本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

撮像素子８で時間順次に撮像された画像ごとに特徴領域の大きさ及びレンズ２の焦点距離から被写体までの距離を演算することで、撮像時の被写体までの距離を予測し、被写体に合焦するようにフォーカスレンズ２ａを駆動させるようにした。これによって、動きのある被写体に対してより正確に合焦して撮影することができる。

画像から認識した少なくとも１つの特徴領域のうち使用者が選択した特徴領域を登録するようにした。これによって、撮像時に複数の被写体が存在していても、登録した特徴領域を有する被写体に対して動体予測ＡＦを行なうので、登録していない他の被写体に合焦することなく、登録した特徴領域を有する被写体に常に合焦することができる。

撮影時のスルー画像を表示する際、不図示の絞りが最小口径または最小口径に近くなるように絞り値を設定し、フォーカスレンズ２ａを過焦点距離に対応する位置に駆動するようにした。これによって、被写界深度は深くなり、動きのある被写体（特徴領域）であっても合焦した画像データを広範囲にわたって取得することができる。また、レンズ２を駆動する必要がないので、デジタルカメラ１の省電力化が可能である。

フォーカスレンズ２ａは過焦点距離に対応する位置に駆動した後は固定し、撮像時に被写体に対する合焦位置へ駆動させるようにした。これによって、レンズ２は効率的に合焦位置へ駆動され、ＡＦ処理を高速化することができる。

撮像時に、被写体の動きに合わせてデジタルカメラ１の露出条件を変化させるようにした。これによって、被写体に対して適切な露出条件で撮像することができる。

なお本実施形態は、以下のように変形することもできる。

図３のステップＳ１０２では被写体の種類として人物を選択した例を説明したが、ここではサッカーボールを選択した場合について説明する。ここでは、サッカーボールを特徴領域として認識し、決定する方法について説明する。その他の部分については、本実施形態で説明した通りである。

サッカーボールを認識する方法として、画像データからサッカーボールの形状に相当する円形領域候補を抽出し、その領域内からサッカーボールを決定する方法や、画像データから色を検出する方法がある。また、これらの方法を組み合わせて認識するようにしてもよい。

ここで、画像データから色を検出してサッカーボールを認識する方法について説明する。サッカーボールを形成する色は、黒色と白色の２色とする。そこで、画像データから黒色と白色の２色から形成されている領域を抽出することでサッカーボールを認識する。さらに、サッカーボールを形成する黒色と白色の領域比は、どの角度から見ても大きな差がないことから、黒色と白色の領域比を予め登録しておく。そして、予め登録した黒色と白色の領域比に該当する領域を画像データから抽出する。

さらに、使用者が特徴領域の形状を設定できるようにしてもよい。図３のステップＳ１０２のように、被写体の種類としてサッカーボールを選択すると、サッカーボールの形状に相当する選択ツール、例えば円形の枠、がスルー画像に重ねて表示される。この選択ツールの大きさは十字キー２２を操作することにより調節することができ、使用者は選択ツールをスルー画像中に表示されているサッカーボールの大きさとほぼ同じ大きさに調節する。選択ツールの大きさを調整したら、決定ボタン２３を押下することで選択ツールの大きさが固定される。大きさを固定した選択ツールは十字キー２２を操作することにより上下左右に移動させることができ、使用者は選択ツールをスルー画像中に表示されているサッカーボールに重ね合わせる。選択ツールの位置を調節したら、決定ボタン２３を押下することでサッカーボールが特徴領域として登録される。

以上説明した変形例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

サッカーボールを画像から認識する方法として、円形領域を抽出し、画像データから特定の色を検出することに加えて、特徴領域に特有の色領域比を予め登録しておき、この色領域比に該当する特徴領域を検出するようにした。これによって、画像データから特徴領域を認識する精度を向上させることができる。

選択した被写体の種類に対応した選択ツールを表示させ、使用者がその選択ツールを特徴領域の大きさ及び位置に合わせて調節できるようにした。これによって、画像データから特徴領域を認識することが難しい被写体であっても、特徴領域を指定することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

第１実施形態では、スルー画像中で認識された特徴領域から合焦したい特徴領域を設定したが、本実施形態では、合焦したい特徴領域をメモリカード１５などに保存されている画像データから予め設定することができる。

第２実施形態におけるデジタルカメラの基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と相違する部分について説明する。図６は、動体予測ＡＦモードにおいて、メモリカード１５などに保存されている画像データから特徴領域を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６のフローチャートに示す処理は、制御部５などによって実行される。

まず、デジタルカメラ１の電源ボタン１９がＯＮ状態で、使用者が不図示のモードダイヤルを操作することによりセットアップモードが選択されると、表示部１７にはセットアップメニュー画面が表示される。このセットアップメニュー画面には、撮影及び再生に関する様々なメニュー項目が表示されるが、この中に動体予測ＡＦモードの各種設定を行なうための「動体予測ＡＦ」の項目がある。使用者が十字キー２２を操作することで「動体予測ＡＦ」の項目が選択され、決定ボタン２３を押下することで「動体予測ＡＦ」の項目が決定されると、表示部１７には動体予測ＡＦメニュー画面が表示される。

この動体予測ＡＦメニュー画面には、動体予測ＡＦモードに関する様々なメニュー項目が表示されるが、この中に動体予測ＡＦモードで撮影を行なう際の特徴領域を指定するための「特徴領域設定」の項目がある。使用者が十字キー２２を操作することで「特徴領域設定」の項目が選択され、決定ボタン２３を押下することで「特徴領域設定」の項目が決定されると、ステップＳ２０１へ進み、表示部１７には特徴領域設定画面が表示される。

この特徴領域設定画面には、メモリカード１５に保存されている画像が一覧表示される。一覧表示の仕方として、例えばメモリカード１５に保存されている画像のサムネイル画像を表示する。なお、メモリカード１５が使用されていない場合には、メモリ１１内に備えた内蔵メモリに保存されている画像のサムネイル画像を表示してもよい。

ステップＳ２０２において、表示部１７に表示されたサムネイル画像の中から合焦したい特徴領域を含むサムネイル画像が決定されたかどうかを判定する。サムネイル画像の決定の仕方は、使用者が十字キー２２を操作することでサムネイル画像が選択され、決定ボタン２３を押下することでサムネイル画像が決定される。サムネイル画像が決定されない場合、サムネイル画像が決定されるまでＳ２０２の判定を繰り返す。サムネイル画像が決定された場合には、ステップＳ２０３へ進む。

サムネイル画像が決定されると、ステップＳ２０３において、まずサムネイル画像に対応する画像が表示部１７に再生表示される。このとき、認識する被写体の種類を選択する画面がスルー画像に重ねて表示部１７に表示される。被写体の種類が選択されると、その被写体の形状に対応する選択ツールをスルー画像に重ねて表示する。例えば、被写体の種類として人物が選択されると、縦方向に長い楕円の形状をした選択ツールを表示する。そして、使用者は十字キー２２および決定ボタン２３を操作して選択ツールの大きさ及び位置を調節することにより特徴領域を設定する。選択ツールの設定方法の詳細については第１実施形態の変形例と同様であるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ２０４において、特徴領域設定画面を終了する指示があるかどうかを判定する。特徴領域設定画面を終了しない場合、ステップＳ２０１へ戻り、再び表示部１７には特徴領域設定画面が表示される。例えば使用者が操作部１８を操作して特徴領域設定画面の終了を選択し、特徴領域設定画面を終了する場合には、特徴領域の設定を終了する。特徴領域を設定した後、被写体の撮影を行う場合には、図７のフローチャートに示す処理に移行する。

なお、本実施形態において、特徴領域を設定する際に用いた画像データは１つであるが、同一被写体に対して複数の画像データを用いて特徴領域を設定できるようにしてもかまわない。例えば、被写体の種類が人物である場合は顔が特徴領域となるが、正面を向いた顔が含まれる画像データだけでなく、横顔など角度のある方向を向いた顔が含まれる画像データからも特徴領域を設定することができる。なお、同一被写体に対して複数の画像データを用いて特徴領域を設定した場合には、それら複数の画像データは関連した画像データとなるようにする。関連した画像データにする方法として、例えば使用者が画像データに同一のキーワードを入力して保存させる方法がある。

また、特徴領域の設定対象となる被写体の数は１つに限らず、異なる被写体の特徴領域を複数設定してもかまわない。

図７は、既に画像データから特徴領域を設定している場合における動体予測ＡＦモードでの撮影手順を示すフローチャートである。

デジタルカメラ１の電源ボタン１９がＯＮ状態で、ＡＦモード選択スイッチ２４がＯＮ状態となると、ステップＳ２０５において、画像データから設定された特徴領域が１つであるかどうかを判定する。画像データから設定された特徴領域が１つである場合、ステップＳ２０８へ進む。画像データから設定された特徴領域が複数ある場合、ステップＳ２０６へ進み、設定された特徴領域がわかるように一覧表示される。一覧表示の仕方として、設定された特徴領域を含む画像のサムネイル画像を表示してもよいし、設定された特徴領域を含む画像に登録されているキーワードを表示するようにしてもよい。

ステップＳ２０７において、設定された特徴領域の一覧の中から特徴領域が１つ選択されたかどうかを判定する。特徴領域が選択されない場合には、特徴領域が選択されるまでステップＳ２０７の判定を繰り返す。特徴領域が選択された場合には、Ｓ２０８へ進む。

ステップＳ２０８において、設定された被写体に関する情報をメモリ１１に登録する。被写体に関する情報とは、画像が撮影された際のレンズ２の位置情報、レンズ２の位置情報を基に算出した被写体までの距離（被写体距離）、及び特徴領域の大きさであり、これらの情報はＥｘｉｆ形式で画像に記録されている。なお、特徴領域の大きさは、ステップＳ２０３で選択ツールの大きさを決定した際の選択ツールの大きさである。

例えば選択ツールの形状が楕円の形状である場合、特徴領域の大きさは、楕円の長軸（楕円の２つの焦点を結ぶ直線と楕円との交点を両端とする線分）の長さ、楕円の短軸（長軸と楕円の中心で直交する直線と楕円との交点を両端とする線分）の長さ、または楕円の長軸の長さ及び楕円の短軸の長さとの組み合わせとなる。これより、制御部５は、画像から被写体に関する情報を読み出し、メモリ１１内に備えた内蔵メモリに保存する。

ステップＳ２０８で被写体に関する情報が登録されると、図３のステップＳ１１０へ進むが、これ以降のステップについては第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上説明した本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

メモリカード１５などに保存されている画像データから合焦したい特徴領域を設定できるようにした。これによって、使用者は撮影前に予め合焦させたい特徴領域を設定し、デジタルカメラ１起動後すぐに撮影することができる。

同一被写体に対して複数の画像データを用いて特徴領域を設定できるようにした。これによって、被写体を認識する精度を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

第１実施形態では、使用者による決定ボタン２３の操作に応じて、合焦したい特徴領域を設定し、被写体情報を登録したが、本実施形態では、特徴領域の設定および被写体情報の登録を自動で行う。

第３実施形態におけるデジタルカメラの基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と相違する部分について説明する。第３実施形態における動体予測ＡＦモードでの撮影手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。図８のフローチャートに示す処理は、制御部５などによって実行される。

ステップＳ３０１において、ＡＦモード選択スイッチ２４がＯＮ状態になると、スルー画像が表示部１７に表示される。ステップＳ３０２では、被写体の種類を選択する。以下、被写体の種類として人物が選択された場合について説明する。

認識する被写体の種類が選択されると、ステップＳ３０３において、制御部５はスルー画像に対する特徴領域認識処理を特徴領域認識演算部２５に開始させる指令を送る。ここでは、ステップＳ３０２で被写体の種類として人物を選択したので、人物の顔を特徴領域として認識する顔領域認識処理を開始させる。

ステップＳ３０４において、制御部５は特徴領域認識演算部２５からその時点における顔領域の認識結果を受けて、顔領域が認識されたかどうかを判定する。顔領域が認識されなかった場合、ステップＳ３０３へ戻り、再び顔領域認識処理を行なう。顔領域が認識された場合にはステップＳ３０５へ進む。ここで、複数の顔領域が認識された場合は、認識された複数の顔領域のうち最も大きな顔領域を自動的に選択してステップＳ３０５へ進む。または、複数の顔領域のうち、画面中央に最も近い位置に配置されているものを自動的に選択してもよい。

ステップＳ３０５では、認識した顔領域を示す顔領域マークをスルー画像に重ねて表示部１７に表示する。この顔領域マークは、被写体情報を登録する予定の顔領域を示す。顔領域マークは、例えば図２に示すような矩形の枠とし、例えば白色で表示する。

登録予定の顔領域が設定されると、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、半押しスイッチＳＷ１のＯＮ信号に応じて、設定された顔領域に対してコントラストＡＦ処理を行なう。つづくステップＳ３０８では設定された顔領域に合焦したか否かを判定する。顔領域に合焦したと判定されると、ステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０９では、被写体に正確に焦点があった状態で再び顔認識処理を行い、この状態での被写体情報をメモリ１１に登録する。なお、設定された顔領域に対して合焦すると、合焦したことを示すように顔領域マークの表示色を変更する。例えば、白色で表示されていた顔領域マークを、合焦後は緑色に変更する。あるいは、合焦後に顔領域マークを点滅させてもよい。

一方、ステップＳ３０８で顔領域に合焦していないと判定されると、ステップＳ３２１へ進み、被写体情報の登録ができないことを使用者に報知する。ここで、登録不可の警告として、例えば表示部１７に警告のための表示を行ったり、警告ランプを点灯する。

このように、顔領域の認識および被写体情報の登録を自動で行った後、ステップＳ３１１へ進む。ステップＳ３１１〜Ｓ３２０での処理は、上述した第１実施形態におけるステップＳ１１１〜Ｓ１２０での処理と同様であるので、説明を省略する。

以上説明した第３実施形態によれば、特徴領域の設定および被写体情報の登録を容易に行うことができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。

上述した第１実施形態では、半押しスイッチＳＷ１の操作に応じてスルー画を表示する場合に、パンフォーカス設定を行った。第４実施形態では、スルー画中に選択した顔領域が存在する場合に、その顔領域の動きを予測して合焦するように、動体予測ＡＦ処理を行う。

第４実施形態におけるデジタルカメラの基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と相違する部分について説明する。第４実施形態における動体予測ＡＦモードでの撮影手順を、図９のフローチャートを用いて説明する。図９のフローチャートに示す処理は、制御部５などによって実行される。

ステップＳ４０１〜Ｓ４０９での処理は、上述した第１実施形態におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０９での処理と同様であるので、説明を省略する。

ステップＳ４１０において、レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態であるかどうかを判定する。レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態の場合には、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態となるまでステップＳ４１０の判定を繰り返す。レリーズボタン２０の半押しスイッチＳＷ１がＯＮ状態の場合にはステップＳ４１２へ進む。

ステップＳ４１２において、ステップＳ４０９で登録した顔領域がスルー画像中に存在するかどうかを判定する。登録した顔領域がスルー画像中に存在しない場合には、ステップＳ４１４へ進む。ステップＳ４１４では、従来のコントラストＡＦ処理を行う。ステップＳ４１５において、レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態であるかどうかを判定する。全押しスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態である場合、ステップＳ４１２に戻る。全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態である場合には、ステップＳ４２０へ進む。

一方、ステップＳ４１２で、登録した顔領域がスルー画像中に存在する場合には、登録した顔領域に対して顔領域マークを表示した上でステップＳ４１６へ進み、被写体距離演算処理を行う。制御部５は、顔領域マークの大きさおよびレンズ２の焦点距離の情報に基づいて、現在の被写体距離を算出する。さらに、上述した第１実施形態と同様に所定時間後の被写体距離を予測する。

続くステップＳ４１６Ａでは、前回周期で算出され、メモリ１１に記録されていた前回の被写体距離と、ステップＳ４１６で算出した所定時間後の被写体距離とを比較する。所定時間は、制御部５おける制御遅れ等を考慮して予め適切な値を設定する。例えば所定時間を、上述したレリーズタイムラグと同じ値に設定してもよい。

ステップＳ４１６Ｂにおいて、前回の被写体距離と予測される被写体距離との差（＝前回被写体距離−予測被写体距離）がしきい値以上であると判定されると、ステップＳ４１６Ｃへ進む。一方、（前回被写体距離−予測被写体距離）がしきい値未満と判定されると、ステップＳ４１７へ進む。ここで、しきい値は、被写体距離が変化したとしても、登録した顔領域に対応する被写体の顔がスルー画上でぼけないような値として、予め適切に設定しておく。しきい値として、被写体距離の変化率を設定してもよい。なお、被写体距離が近距離の場合は、遠距離の場合よりもしきい値が小さくなるように設定してもよい。

ステップＳ４１６Ｃでは、被写体に対して動体予測ＡＦ処理を実行する。ここでは、ステップＳ４１６で算出した所定時間後の被写体距離を用いて、所定時間後の被写体に対する合焦位置を予測し、この合焦位置に合焦するようにフォーカスレンズ２ａを移動する。ステップＳ４１６Ｄでは、ステップＳ４１６Ａで算出した今回周期の被写体距離をメモリ１１に記録する。

ステップＳ４１７において、レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態であるかどうかを判定する。レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態である場合には、ステップＳ４１２へ戻り、登録した顔領域がスルー画像中に存在するかどうかの判定を再度行なう。レリーズボタン２０の全押しスイッチＳＷ２がＯＮ状態である場合にはステップＳ４１８へ進む。

ステップＳ４１８において、登録した顔領域に対して被写体距離演算処理を行い、続くステップＳ４１９では、被写体に対して動体予測ＡＦ処理を実行する。その後、ステップＳ４２０において、撮像素子８で撮像する。

以上説明した第４実施形態によれば、スルー画を表示する際に、前回の被写体距離と予測被写体距離とを比較し、スルー画上で設定した顔領域に対応する被写体の顔の像がぼけてしまうことが予測されると、設定した顔領域に対して動体予測ＡＦ処理を行う。これにより、必要に応じて動きのある被写体に対して正確に合焦したスルー画を表示することができる。

なお、以上説明した第２実施形態を、第３または第４実施形態と組み合わせることもできる。あるいは、第３実施形態と第４実施形態とを組み合わせることもできる。

本発明の第１実施形態において、デジタルカメラ１の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態において、被写体である人物の顔に対して顔領域マークを表示した図である。 本発明の第１実施形態において、動体予測ＡＦモードでの撮影手順を示したフローチャートである。 本発明の第１実施形態において、複数フレーム分の被写体距離の時間変化とその後の被写体距離との関係の一例を表した図である。 本発明の第１実施形態において、スルー画像と顔領域マークの大きさ及び被写体距離との関係の一例を表した図である。 本発明の第２実施形態において、画像データから特徴領域を設定する手順を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態において、画像データから特徴領域を設定した場合における動体予測ＡＦモードでの撮影手順を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態における、動体予測ＡＦモードでの撮影手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態における、動体予測ＡＦモードでの撮影手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１ デジタルカメラ
２ レンズ
２ａ フォーカスレンズ
２ｂ ズームレンズ
３ フォーカスレンズ駆動部
４ ズームレンズ駆動部
５ 制御部
６ フォーカスレンズ位置検出部
７ ズームレンズ位置検出部
８ 撮像素子
９ アナログ信号処理部
１０ アナログデジタル変換器
１１ メモリ
１２ バス
１３ デジタル信号処理部
１４ 圧縮伸張部
１５ メモリカード
１６ デジタルアナログ変換器
１７ 表示部
１８ 操作部
１９ 電源ボタン
２０ レリーズボタン
２１ メニューボタン
２２ 十字キー
２３ 決定ボタン
２４ ＡＦモード選択スイッチ
２５ 特徴領域認識演算部

Claims (12)

1. 撮影光学系を透過した被写体からの光を受光して撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像して取得した画像を用いて前記被写体の特徴領域を認識する認識部と、
   前記認識部により認識された特徴領域の大きさを検出する検出部と、
   前記特徴領域の大きさに基づいて所定時間後の前記被写体までの距離を予測し、前記被写体に合焦するように前記撮影光学系を制御する制御部と、
   前記特徴領域の大きさに基づいて前記被写体までの距離を算出する距離算出部と、
   前記被写体までの距離の時間変化に基づいて、前記被写体の移動速度を算出する速度算出部と、
   絞りを制御する絞り制御部と、
   半押し操作と、撮影実行操作としての全押し操作とが使用者によりなされるレリーズボタンとを備え、
   前記制御部は、前記距離算出部で算出される前記被写体までの距離、および前記速度算出部で算出される前記被写体の移動速度から、前記被写体までの距離を予測し、
   前記絞り制御部は、前記レリーズボタンが前記半押し操作されたことに応じて、パンフォーカスとなるように前記絞りを制御し、前記レリーズボタンが前記半押し操作されている状態であって前記レリーズボタンが前記全押し操作されていない状態にある場合、前記認識部により前記特徴領域が認識されているときは、パンフォーカスとなるように前記絞りを制御し、前記認識部により前記特徴領域が認識されていないときは、パンフォーカスを解除するように前記絞りを制御すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記絞り制御部は、前記被写体の前記特徴領域を前記認識部が認識する場合に用いる画像がパンフォーカスとなるように前記絞りを制御すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記絞り制御部は、前記絞りを最小口径に制御すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記撮影実行操作がなされたら、前記絞り制御部は、被写体に対して適正な露出とするために前記絞りを制御すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記距離算出部は、前記撮影光学系を構成するレンズの位置情報から前記被写体までの距離を算出し、前記撮影光学系を構成するレンズの位置情報から前記被写体までの距離を算出した後は、算出した前記被写体までの距離と前記特徴領域の大きさとに基づいて前記被写体までの距離を算出すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記制御部は、前記撮影実行操作から前記撮像部が撮像するまでの時間から、撮像時の前記被写体までの距離を予測し、前記撮像部による撮像時に前記被写体に合焦するように前記撮影光学系を制御すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記認識部によって認識された少なくとも一つの前記特徴領域のうち、前記被写体までの距離を予測するための前記被写体の特徴領域を選択し、選択した前記被写体の特徴領域の特徴情報を登録する登録部をさらに備え、
   前記被写体の特徴領域の特徴情報を登録した後には、前記認識部は、前記被写体の特徴領域の特徴情報を基に前記被写体の特徴領域を認識すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
8. 請求項７に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記撮像部で撮像して取得した画像を記録媒体に記録する記録制御部をさらに備え、
   前記登録部は、前記記録媒体に記録されている画像に基づいて前記被写体の特徴領域の特徴情報を登録すること
   を特徴とするデジタルカメラ。
9. 請求項７又は請求項８に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記特徴領域の特徴情報は、前記撮影光学系を構成するレンズの位置情報、前記被写体までの距離、前記特徴領域の大きさのうち少なくとも１つであること
   を特徴とするデジタルカメラ。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
    前記距離算出部および前記速度算出部のいずれか一方の算出結果に応じて、前記撮影実行操作に基づいて撮影が行われる際の撮影条件を変更すること
    を特徴とするデジタルカメラ。
11. 請求項１０に記載のデジタルカメラにおいて、
    前記撮影条件は、シャッタースピードおよびＩＳＯ感度のいずれか一方であること
    を特徴とするデジタルカメラ。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
    前記制御部は、前記撮像部で時系列に取得された複数の画像に存在する、複数の前記特徴領域の大きさに基づいて、前記所定時間後の前記被写体までの距離を予測すること
    を特徴とするデジタルカメラ。
    

Images