JP2004048446A - 自動焦点調節制御方法及び電子カメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】動画撮影モードで電源を投入したとき、或いは、静止画撮影モードや再生モードから動画撮影モードに切り換えられたときに、素早く合焦動作を完了して動画記録を開始できる自動焦点調節制御方法及び電子カメラを提供する。
【解決手段】動画撮影機能と静止画撮影機能とを兼備した電子カメラにおいて、動画撮影モードでカメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用のＡＦ処理を実施してフォーカスレンズを合焦位置に移動し、動画記録可能な状態にする。その後、動画撮影中にはいわゆる山登り方式の動画撮影用のＡＦ処理を連続的に行い、映像の連続性を重視しつつ合焦状態を達成する。
【選択図】 図４
【解決手段】動画撮影機能と静止画撮影機能とを兼備した電子カメラにおいて、動画撮影モードでカメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用のＡＦ処理を実施してフォーカスレンズを合焦位置に移動し、動画記録可能な状態にする。その後、動画撮影中にはいわゆる山登り方式の動画撮影用のＡＦ処理を連続的に行い、映像の連続性を重視しつつ合焦状態を達成する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動焦点調節（オートフォーカス：ＡＦ）制御方法及び電子カメラに係り、特に動画撮影機能を有するデジタルカメラやビデオカメラ等に適用されるＡＦ制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、静止画記録機能と動画記録機能を兼備したデジタルカメラやビデオカメラが知られている。特開平７−１７０４３８号公報では、動画撮影モードと静止画撮影モードとを切り換え可能なビデオカメラにおいて、動画撮影時と静止画撮影時とでＡＦモードを変更する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報でも指摘されているとおり、動画撮影モードにおいては、撮影映像の連続性が重視されるために、ＡＦの追従性が低めに設定されている。したがって、動画撮影モードにおいては、合焦するまでに時間がかかる。同公報では、静止画の画質向上を目的として、動画撮影モードから静止画撮影モードに切り換えた時にＡＦ動作を再起動させることを提案しているが、動画撮影モードにおける合焦時間の短縮化については述べられていない。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、動画撮影モードで電源を投入したとき、或いは、静止画撮影モードや再生モードから動画撮影モードに切り換えられたときに、素早く合焦動作を完了して動画記録を開始できる自動焦点調節制御方法及びその方法を実施可能な電子カメラを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、動画撮影機能と静止画撮影機能とを兼備した電子カメラにおける自動焦点調節制御方法であって、動画撮影モードで前記電子カメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用の自動焦点調節処理を実施してレンズを合焦位置に移動し、その後、動画撮影用の自動焦点調節処理に移行して連続的に焦点調節動作を実施することを特徴としている。
【０００６】
「動画撮影モードで前記電子カメラを使用し始めるとき」の態様としては、動画撮影モードで電源を投入したとき、静止画撮影モードから動画撮影モードに切り換えられたとき、再生モードなどの他のモードから動画撮影モードに切り換えられたとき、などがある。
【０００７】
本発明によれば、動画撮影の開始前に、静止画撮影用のＡＦ処理によって素早く合焦状態を達成し、動画の記録動作を可能とする。その後、動画撮影中は動画撮影用のＡＦ処理に切り換えて連続的なＡＦ処理（コンティニアスＡＦ）を行い、映像の連続性を重視しつつ合焦状態を達成する。これにより、動画撮影モード立ち上げ直後の短時間で合焦状態を達成でき、直ぐに動画を記録することが可能になる。
【０００８】
本発明の一態様として、静止画撮影用のＡＦ処理は、レンズを移動させながら各レンズ位置で撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する処理であって、複数のレンズ位置で取得された焦点評価値のデータから焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、その決定したレンズ位置（合焦位置）にレンズを移動して合焦状態を得る態様がある。
【０００９】
また、動画撮影用のＡＦ処理は、動画撮影中にレンズを動かしながら撮像を行い、撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は、同方向のレンズ移動を継続し、逆に、焦点評価値が減少する場合は逆方向にレンズを移動させるという動作を繰り返すことによって焦点評価値が最大となるレンズ位置にフォーカスレンズを追い込んでいく処理態様がある。
【００１０】
上記方法発明を具現化する電子カメラを提供するために本発明は、レンズを通して入射する被写体の光学像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して撮像した動画を記録媒体に記録する動画記録手段と、を備えた電子カメラにおいて、動画撮影の前に前記レンズを移動させながら、各レンズ位置で前記撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、複数のレンズ位置で取得された焦点評価値のデータから焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、その決定した合焦位置に前記レンズを移動して合焦状態を得る第１の自動焦点調節手段と、動画撮影中に前記レンズを動かしながら撮像を行い、前記撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は、同方向のレンズ移動を継続する一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記レンズを移動させるという動作を繰り返すことによって前記焦点評価値が極大となるレンズ位置にフォーカスレンズを追い込んで行く第２の自動焦点調節手段と、当該電子カメラによって動画撮影を開始する際に、まず、前記第１の自動焦点調節手段による自動焦点調節処理を実施して前記レンズを合焦位置に移動し、その後、前記第２の自動焦点調節手段による自動焦点調節処理に移行して連続的に自動焦点調節動作を実施する制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の一態様に係る電子カメラは、レンズを駆動するレンズ駆動手段、焦点評価値を算出する評価値演算手段を含み、前記第２の自動焦点調節手段は、焦点評価値の増減を判断してレンズの移動方向を決定する移動方向決定手段と、前記移動方向決定手段の決定に従って前記レンズ駆動手段を制御する手段と、を含む。
【００１２】
また、本発明の他の態様によれば、前記第１の自動焦点調節手段によるＡＦ処理を行うときには、前記撮像手段の撮像周期が相対的に短い第１の周期に設定され、前記第２の自動焦点調節手段によるＡＦ処理を行うときには前記撮像周期が前記第１の周期よりも相対的に長い第２の周期に設定されるように前記撮像手段の駆動モードを前記制御手段によって制御することを特徴としている。
【００１３】
すなわち、上述した構成の本発明に係る電子カメラにおいて、撮像手段から１画面の画像データを取り込む周期（撮像周期）を変更する手段（撮像周期の切換手段）を付加し、前記第１の自動焦点調節手段によるＡＦ処理時には撮像周期を短くして素早く合焦状態を達成する。動画撮影中は所定のフレームレートで画像を取得する必要があるため、そのフレームレートで規定される撮像周期で画像を取り込む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る自動焦点調節制御方法及び電子カメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図である。このカメラ１０は、静止画及び音声付き動画の記録・再生が可能なデジタルカメラである。
【００１６】
カメラ１０の撮影レンズ１２は、固定レンズ１４、変倍レンズ１５Ａ、補正レンズ１５Ｂ及びフォーカスレンズ１６から成る４群型インナーフォーカス式ズームレンズで構成されている。変倍レンズ１５Ａと補正レンズ１５Ｂは、図示せぬカム機構によって両者の位置関係が規制されながら光軸に沿って移動し、焦点距離を変更する。なお、説明の便宜上、変倍レンズ１５Ａと補正レンズ１５Ｂから成る変倍光学系を「ズームレンズ１５」と呼ぶことにする。フォーカスレンズ１６は、撮影レンズ１２を構成するレンズ光学系のうちフォーカス調整に寄与する移動レンズである。
【００１７】
撮影レンズ１２を通過した光は、絞り１８により光量が調節された後、ＣＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤという。）２０に入射する。ＣＣＤ２０の受光面に入射した被写体の光学像は、ＣＣＤ２０によって光電変換される。ＣＣＤ２０の受光面は多数のフォトダイオードが２次元的に配列され、ハニカム配列、ベイヤー配列その他の所定のカラーフィルター配列構造を備えている。また、ＣＣＤ２０は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。なお、ＣＣＤ２０に代えてＣＭＯＳイメージセンサその他の撮像素子を用いてもよい。
【００１８】
ＣＣＤ２０の各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ２２から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ２０から出力された画像信号はアナログ処理部２４に送られる。アナログ処理部２４は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ処理部２４において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。
【００１９】
アナログ処理部２４から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器２５によりデジタル信号に変換された後、メモリ２６に格納される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）２８は、ＣＰＵ３０の指令に従ってＣＣＤドライバ２２、アナログ処理部２４及びＡ／Ｄ変換器２５に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００２０】
メモリ２６に格納されたデータは、バス３２を介して信号処理部３４に送られる。信号処理部３４は、同時化回路、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス補正回路、コントラスト補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含む画像処理手段であり、ＣＰＵ３０からのコマンドに従って画像信号を処理する。
【００２１】
信号処理部３４に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ２６に格納される。
【００２２】
撮影時にメモリ２６に格納されたＹＣ信号は、圧縮伸張回路３６によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、カードインターフェース部３８を介してメモリカード４０に記録される。例えば、静止画についてはＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）形式、動画についてはモーションＪＰＥＧ形式で記録される。圧縮形式はこれらに限定されず、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）その他の方式を採用してもよい。
【００２３】
画像データを保存する手段は、メモリカード４０に代表される半導体メモリに限らず、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど種々の記録媒体を用いることができる。また、記録媒体は、カメラ本体に着脱可能なリムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００２４】
撮像中の映像をモニタ出力する場合、メモリ２６に格納された画像データは表示回路４２へ送られる。表示回路４２は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換して液晶モニタ（ＬＣＤ）４４に出力する。ＣＣＤ２０から出力される画像信号によってメモリ２６内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ４４に供給されることにより、撮像中の映像がリアルタイムに動画として表示される。撮影者は液晶モニタ４４に表示される動画映像（スルームービー）によって撮影画角を確認できる。
【００２５】
液晶モニタ４４には、撮像中の映像のみならず、メモリカード４０に記録した画像の再生映像、現在設定されているモードの情報、画像の圧縮率の情報、日時情報、コマ番号、再利用可能回数なども表示可能である。また、液晶モニタ４４は、利用者が各種の設定操作等を行う際のユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じて設定項目などのメニュー情報も表示される。なお、カメラ１０に搭載される表示手段は液晶モニタ４４に限定されず、有機ＥＬその他の画像表示装置を適用することが可能である。
【００２６】
ＣＰＵ３０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御手段として機能するとともに、各種の演算を実施する演算手段として機能する。すなわち、ＣＰＵ３０は、操作部５０からの指示信号に基づいてカメラ１０内の各回路の動作を制御し、ＡＥ（自動露出調節）／ＡＦ／ＡＷＢ（オートホワイトバランス）制御、レンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、メモリカード４０の読み書き制御、液晶モニタ４４の表示制御などを行う。
【００２７】
ＣＰＵ３０に接続されているＲＯＭ６０には、ＣＰＵ３０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、ＲＡＭ６１はＣＰＵ３０の作業用領域として利用される。ＥＥＰＲＯＭ６２にはＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ等の制御に必要なデータやユーザが設定したカスタマイズ情報などが格納されており、ＣＰＵ３０は必要に応じてこれらデータを活用する。なお、不揮発性記憶手段であるＲＯＭ６０は書き換え不能なものであってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのように書き換え可能なものでもよい。
【００２８】
操作部５０は、カメラ１０に対してユーザが各種の指示を入力するための手段である。操作部５０には、主電源のＯＮ／ＯＦＦを行う電源スイッチ５１、撮影開始の指示を入力する撮影スイッチ５２、動作モードを選択するためモード選択スイッチ５３、ズーム操作を行うズームスイッチ５４、その他、メニュー画面の表示を指示するメニューボタン、メニュー項目の選択操作（カーソル移動操作）や再生画像のコマ送り／コマ戻し等の指示を入力する十字ボタン、選択項目の確定（登録）や動作の実行を指示するＯＫボタン、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の画面に戻るときに使用するＢＡＣＫボタンなど各種の操作手段が含まれる。なお、十字ボタンの上下キーをズームスイッチ５４として兼用する態様も可能である。
【００２９】
電源スイッチ５１がＯＮ操作されると、ＣＰＵ３０はこれを検出し、図示せぬ電源回路に対して起動指令の信号を与え、電源回路を起動させる。カメラ１０に装填されている電池（不図示）から供給される電力は、電源回路のＤＣ／ＤＣコンバータによって所要の電圧に変換された後、カメラ１０内の各回路ブロックに供給される。
【００３０】
撮影スイッチ５２は、半押し時にＯＮするＳ１ スイッチと、全押し時にＯＮするＳ２ スイッチとを有する二段式のスイッチで構成されており、静止画記録時のレリーズボタンとして使用されるとともに、動画記録時の録画ボタン（スタート／ストップボタン）として使用される。
【００３１】
モード選択スイッチ５３は、静止画撮影を行う「静止画モード」、動画撮影を行う「動画モード」、記録済みの画像を再生する「再生モード」の何れか１つのモードを選択的に設定できる手段である。
【００３２】
撮影モード（静止画モード又は動画モード）において、撮影者がズームスイッチ５４を操作すると、その指示信号がＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０はズームスイッチ５４からの信号に基づいてズーム駆動部６４を制御してズームレンズ１５をテレ（ＴＥＬＥ）方向又はワイド（ＷＩＤＥ）方向に移動させる。ズーム駆動部６４は図示せぬモータ（ズームモータ）を含む電動駆動手段であり、該モータの駆動力によってズームレンズ１５が駆動される。ズームレンズ１５の位置（ズーム位置）は、ズーム位置センサ６５によって検出され、該センサ６５の検出信号はＣＰＵ３０に入力される。
【００３３】
同様に、フォーカス駆動部６６は図示せぬモータ（ＡＦモータ）を含む電動駆動手段であり、該モータの駆動力によってフォーカスレンズ１６が光軸に沿って前後動する。フォーカスレンズ１６の位置（フォーカス位置）は、フォーカス位置センサ６７によって検出され、該センサ６７の検出信号はＣＰＵ３０に入力される。
【００３４】
モード選択スイッチ５３によって静止画モードが選択され、撮影スイッチ５２が押下されると、撮影開始指示（レリーズＯＮ）信号が発せられる。ＣＰＵ３０は、レリーズＯＮ信号を検知して記録用の撮影動作を実行する。
【００３５】
また、モード選択スイッチ５３によって動画モードが選択されると、音声付き動画の記録が可能となる。撮影スイッチ５２の押下（Ｓ２ ＝ＯＮ）によって録画動作がスタートし、もう一度撮影スイッチ５２を押下（Ｓ１ ＝ＯＮ）すると録画動作が停止する。なお、撮影スイッチ５２を押下継続している期間、録画動作を行い、押下解除により録画を停止するようにしてもよい。
【００３６】
動画撮影時の音声は、マイク７０によって検出され、その検出信号（音声信号）は、アンプ７１を介して増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７２によってデジタル信号に変換され、メモリ２６を介して音声処理部７４に送られる。音声処理部７４は入力された音声データを所定の信号形式に変換する。こうして生成された音声データは、メモリ２６に記憶され、画像データとともに圧縮伸張回路３６で圧縮された後、メモリカード４０に記録される。
【００３７】
一方、モード選択スイッチ５３によって再生モードが選択されると、メモリカード４０に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録されたファイル）が読み出される。最後の記録に係るファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮伸張回路３６を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張され、表示回路４２を介して液晶モニタ４４に出力される。これにより、当該ファイルの画像内容が液晶モニタ４４に表示される。
【００３８】
再生対象ファイルが動画ファイルの場合には、動画の先頭フレームが代表画像として表示され、動画再生開始の指示を受け付ける画面になる。動画の先頭フレームが表示されている状態で操作部５０から所定の操作を行い、動画再生を開始させると、動画ファイルの再生処理がスタートし、液晶モニタ４４に動画が表示されるとともに、音声データが音声処理部７４において再生処理され、Ｄ／Ａ変換器７６、アンプ７７を介してスピーカ７８に出力される。こうして、動画と同時に記録した音声も再生される。
【００３９】
静止画の一コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む。）に、十字ボタンの右キー又は左キーを操作することによって、再生対象のファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされたコマ位置の画像ファイルがメモリカード４０から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が液晶モニタ４４に再生される。
【００４０】
オート演算部８０は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ制御に必要な演算を行う手段であり、ＡＥ演算部８２、ＡＦ演算部８４、ＡＷＢ演算部８６から構成される。ＡＥ演算部８２は、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ３０に提供する。ＣＰＵ３０は、ＡＥ演算部８２から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定される。そして、図示せぬアイリスモータを含む絞り駆動部及びＣＣＤ２０の電子シャッターを制御して最適な露光量を得る。
【００４１】
ＡＷＢ演算部８６は、上述したＡＥ演算部８２と類似の構成であり、入力されたＲＧＢの各色信号を積算する。ＡＷＢ演算部８６は、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、各エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出する回路を含み、その算出結果はＣＰＵ３０に提供される。
【００４２】
ＣＰＵ３０は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値と、ＡＥ演算による撮影ＥＶ値の情報に基づいてシーン判別（光源種の判別）を行い、シーンに適した所定のホワイトバランス調整値に従って、各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ≒１：１：１）になるように、信号処理部３４内のホワイトバランス調整回路のアンプゲインを制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。なお、シーン判別においては、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値を利用するのに代えて、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙなど色温度情報を用いてもよい。
【００４３】
本カメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば画像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるように撮影レンズ１２を移動させるコントラストＡＦが適用される。図２にＡＦ演算部８４の処理フローを示す。
【００４４】
すなわち、ＡＦ演算部８４は、図２に示すように、ハイパスフィルタ９０、絶対値化処理部９２、ＡＦエリア抽出部９４及び積算部９６を備えている。ハイパスフィルタ９０は、Ａ／Ｄ変換器２５によってデジタル化された画像信号のうちＧ信号の高周波成分のみを通過させる。絶対値化処理部９２は、ハイパスフィルタ９０からの出力信号の絶対値をとる。ＡＦエリア抽出部９４は、図３のように、撮影画面１００内（例えば、画面中央部）に設定されているフォーカス対象エリア（以下、ＡＦエリアという。）１０２内の信号を切り出す処理を行う。図２の積算部９６は、ＡＦエリア１０２内の絶対値データを積算し、得られた積算値（焦点評価値に相当）を図１に示したＣＰＵ３０に提供する。なお、焦点評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限定されず、輝度信号（Ｙ信号）など、他の画像信号を利用してもよい。
【００４５】
静止画撮影時において、ＣＰＵ３０は、ＡＦモータを含むフォーカス駆動部６６を制御してフォーカスレンズ１６を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントでＡＦ演算を行い、各ＡＦ検出ポイントで算出された焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカスレンズ１６を移動させるようにフォーカス駆動部６６を制御する。
【００４６】
動画撮影中には、いわゆる「山登り方式」の連続的なＡＦ処理（コンティニアスＡＦ）を行う。すなわち、フォーカスレンズ１６を光軸に沿って前後に微小移動させて、焦点評価値の増減方向をチェックしながら、評価値の極大点まで、徐々にフォーカスレンズ１６を移動させる。
【００４７】
次に、上記の如く構成されたカメラ１０のＡＦ制御方法について説明する。
【００４８】
図４は、カメラ１０の制御手順を示すフローチャートである。撮影モードでカメラ電源をＯＮしたとき、又は再生モードから撮影モードに切り換えると、図４の制御フローがスタートする。ＣＰＵ３０はまず、カメラ１０のモードを判定する（ステップＳ２１０）。カメラ１０が静止画モードに設定されている場合には、ステップＳ２１２へ進み、ＣＣＤ２０の駆動モードを１／３０秒に設定する。
【００４９】
これはＣＣＤ２０の駆動周期（撮像周期）を設定する処理であり、ここでは液晶モニタ４４にスルームービーを表示するのに適した駆動モードに設定される。本例のカメラ１０は液晶モニタ４４においてＮＴＳＣ方式のビデオ信号を利用しており、フレームレートが３０フレーム／秒に設定されている（２フィールドで１フレームを構成するため１フィールド＝１／６０秒）。当該カメラ１０の場合、同じ画像を２フィールド表示させる方式を採用しているため１／３０秒ごとに画像内容が更新される。この周期で１画面の画像データを更新するために、ＣＣＤ２０の垂直駆動（ＶＤ）パルスの周期が１／３０秒に設定される。ＣＰＵ３０はタイミングジェネレータ２８に対してＣＣＤ駆動モードの制御信号を与え、タイミングジェネレータ２８によってＣＣＤ駆動用の信号が生成される。
【００５０】
次に、ＣＰＵ３０は、フォーカスレンズ１６を所定のパンフォーカス位置に移動させる処理を行い（ステップＳ２１４）、スルームービーの表示を開始する（ステップＳ２１６）。スルームービーの表示中、ＣＰＵ３０は撮影スイッチ５２のＳ１ がＯＮしたか否かの判定を行う（ステップＳ２１８）。撮影スイッチ５２が押されていなければ、ステップＳ２１８の処理がループし、スルームービー表示状態が維持される。なお、このスルームービー表示中、ＡＦ処理は実施されず、フォーカスレンズ１６はパンフォーカス位置で停止している。
【００５１】
その後、撮影者によって撮影スイッチ５２が押され、撮影準備の指示が入力されると（ＣＰＵ３０がＳ１ ＝ＯＮを検出すると）、ＣＰＵ３０は、ＣＣＤ駆動モードを１／６０秒に変更する（ステップＳ２２０）。これにより、ＣＣＤ２０からの画像取り込み周期が短くなり、高速にＡＦ処理を実施することができる。ここで設定されるＣＣＤ駆動周期は、１／６０秒に限らず、１／１２０秒など適宜の値に設定可能である。
【００５２】
その後、静止画用のＡＦ処理（以下、静止画ＡＦ処理という。）を実施する（ステップＳ２２２）。
【００５３】
図５に静止画ＡＦ処理のフローチャートを示す。静止画ＡＦ処理がスタートすると、まず、ＣＰＵ３０は、撮影画面の一部（例えば、画面中央部の一定領域）をＡＦエリア１０２として設定する（ステップＳ３１０）。次に、撮影レンズ１２の焦点距離の現在値を取得する（ステップＳ３１２）。撮影レンズ１２の焦点距離が長くなるにつれて被写界深度が浅くなり、無限遠から至近までのレンズ駆動量（焦点調節領域）が大きくなる。ＣＰＵ３０は、撮影レンズ１２の焦点距離に対応して、焦点評価値を算出すべきレンズ位置（サーチポイント）の間隔（ＡＦステップ幅）とフォーカス段数（検出ポイント数）を設定する。
【００５４】
フォーカス段数は、焦点距離に対応した焦点調節領域をＡＦステップ幅で等分割してもよいし、近距離（至近限界）側のＡＦステップ幅を無限遠側よりも短くして（近距離側でのサーチポイントを多くして）、焦点精度を高めるように設定してもよい。
【００５５】
次に、フォーカスレンズ１６をＡＦサーチの初期位置（例えば、無限遠位置）に移動させるとともに（ステップＳ３１４）、続くステップＳ３１６において、ＣＰＵ３０のレジスタｎに初期値「０」をセットする。次いで、現在のレンズ位置（焦点位置）における焦点評価値を算出し（ステップＳ３１８）、求めた焦点評価値をＣＰＵ３０に入力する。ＣＰＵ３０は、このフォーカス段における評価値を記憶する。
【００５６】
次に、ＣＰＵ３０は中断判定処理を行う（ステップＳ３２０）。ＣＰＵ３０は、各フォーカス段で算出される焦点評価値が連続して何回減少したかを判定する機能を有し、その連続減少回数が所定の中断判定値Ｃを超え、かつ所定以上のコントラストが検出された場合に、焦点評価値の最大がすでに検出されたと判定してＡＦサーチ（焦点評価値の取得処理）を中断する。
【００５７】
中断判定値Ｃは、撮影レンズ１２の焦点距離に応じて予め設定されており、長焦点側に近づくにつれて中断判定値は大きい値に設定される。中断判定値ＣのテーブルデータはＥＥＰＲＯＭ６２に格納されており、ＣＰＵ３０はこのテーブルを参照して中断判定を行う。
【００５８】
図６に中断判定処理のフローチャートを示す。中断判定処理がスタートすると、まず、レジスタＣに現在の焦点距離［ＺＯＯＭＰＯＳ］ に対応する中断判定値 Ｃ＿ＴＡＢＬＥ がセットされる（ステップＳ４１０）。次いで、１つ前のフォーカス段における焦点評価値と現在の焦点評価値を比較して、焦点評価値が減少したか否かが判定される（ステップＳ４１２）。焦点評価値が増加傾向にある場合には、ステップＳ４２０にてＡＦサーチの継続が決定され、図５に示したステップＳ３２２に進む。
【００５９】
その一方、図６のステップＳ４１２において、焦点評価値が減少している場合には、レジスタｎの値に１が加算され（ステップＳ４１４）、続くステップＳ４１６では、そのレジスタｎの値がレジスタＣの値（中断判定値）を終えているか否かが判断される。
【００６０】
レジスタｎの値がレジスタＣの値を超えていない場合には、ステップＳ４２０にてＡＦサーチの継続が決定される。一方、ステップＳ４１６において、レジスタｎの値がレジスタＣの値を超えている場合には、ステップＳ４１８に進む。
【００６１】
ステップＳ４１８では、算出された焦点評価値の最大値（ＡＦｍａｘ ）と最小値（ＡＦｍｉｎ ）との差が所定の値Ｋよりも大きいか否かが判定される。ここで、焦点評価値の最大値（ＡＦｍａｘ ）と最小値（ＡＦｍｉｎ ）の差が判定値Ｋよりも大きい場合には、所定のコントラストがあることを示しているので、ステップＳ４３０にてＡＦサーチ中断が決定される。また、ステップＳ４１８において、焦点評価値の差が判定値Ｋ以下の場合には、ステップＳ４２０にてＡＦサーチの継続が決定される。
【００６２】
ステップＳ４２０又はステップＳ４３０にて中断又は継続が決定されたら、図５のフローチャートに戻ってステップＳ３２２に進む。
【００６３】
図５のステップＳ３２２では、中断判定の決定結果に応じてＡＦ処理を継続するか否かを制御する。「継続」の場合には、ステップＳ３２４に進み、フォーカスレンズ１６がサーチポイントの最終段の位置に到達したか否かが判定される。フォーカス段の最終位置に到達していない場合には（ステップＳ３２４においてＮＯ判定）、ステップＳ３２６に進み、現在のフォーカス段からサーチステップの１ステップ分だけフォーカスレンズ１６を移動し、ステップＳ３１８に戻る。こうして、次のサーチポイントへ移動され、フォーカス位置の異なるフレーム画像データから焦点評価値が算出される。焦点調節領域内の各ポイントについてステップＳ３１８〜Ｓ３２６の処理が繰り返され、各ポイントの焦点評価値が順次取得される。
【００６４】
ステップＳ３２４でフォーカスレンズ１６が最終段の位置に到達した場合、又はステップＳ３２２において「中断」の判定を得た場合には、ステップＳ３３０に移行し、各ポイントで得た焦点評価値の結果から、最大の評価値が得られる位置（合焦位置）を決定して（ステップＳ３３０）、ＡＦ処理を終了する。
【００６５】
図７には、静止画ＡＦ処理によって得られた焦点評価値の例が示されている。同図によれば、ＡＦサーチの初期位置である無限遠位置で得られた焦点評価値（符号５００）がフォーカスレンズ１６の移動に伴って上昇し、その最大値（符号５０２）を過ぎても更にフォーカスレンズ１６が移動する。そして、焦点評価値の減少回数が中断判定値を超えると、それまでに得られている焦点評価値の最大値（符号５０２）と最小値（符号５００）との差を設定値Ｋと比較して、設定値Ｋよりも大きい場合に中断が決定される。その後、焦点評価値の最大値が得られたフォーカス段の位置（符号５０６）にフォーカスレンズ１６が移動される。
【００６６】
図５〜図７で説明した静止画ＡＦ処理を終了したら、図４のステップＳ２２４に進む。ステップＳ２２４では静止画ＡＦ処理によって求めた合焦位置にフォーカスレンズ１６が移動される。合焦状態が得られると、ＣＰＵ３０によって撮影スイッチ５２の状態が確認され、その後、ＣＰＵ３０は撮影スイッチ５２のＳ２ スイッチがＯＮしたか否かの判定を行う（ステップＳ２２６）。Ｓ２ スイッチがＯＦＦの場合は、更に、ステップＳ２２８へ進み、撮影スイッチ５２のＳ１ が解除されたか否かを判定する。
【００６７】
撮影スイッチ５２が全押し操作（Ｓ２ ＝ＯＮ）される前に、撮影スイッチ５２の押下が解除（Ｓ１ 解除）された場合は、ＣＣＤ駆動モードを１／３０秒に切り換えて（ステップＳ２３０）、ステップＳ２１６に戻る。一方、ステップＳ２２８において、撮影スイッチ５２の半押し状態が維持されている場合にはステップＳ２２６に戻り、指示の入力を待つ。
【００６８】
ステップＳ２２６において、ＣＰＵ３０がＳ２ ＝ＯＮの入力信号を検出すると、撮影動作が実行され、得られた画像（静止画）がメモリカード４０に記録される（ステップＳ２３２）。画像記録が終了すると、ステップＳ２１２に戻り、次の撮影指示を受け付ける。
【００６９】
また、ステップＳ２１０において、カメラ１０が動画モードに設定されている場合には、ステップＳ２４０に進み、ＣＣＤ２０の駆動モードを１／６０秒に設定する。そして、図５〜図６で説明した静止画ＡＦ処理を実施して（ステップＳ２４２）、フォーカスレンズ１６を合焦位置に移動させる（ステップＳ２４４）。こうして、動画モード起動後に素早く合焦状態を達成した後、ＣＣＤ駆動モードを１／３０秒に切り換えて（ステップＳ２４６）、スルームービー表示を開始し（ステップＳ２４８）、動画記録可能な状態になる。スルームービー駆動中は、動画撮影用のＡＦ処理（以下、動画ＡＦ処理という。）を実施しながら（ステップＳ２５０）、録画開始の指示信号の入力を待機する（ステップＳ２５２）。
【００７０】
図８に動画ＡＦ処理のフローチャートを示す。動画ＡＦ処理がスタートすると、まず、ＣＰＵ３０は、撮影画面の一部（例えば、画面中央部の一定領域）をＡＦエリア１０２として設定する（ステップＳ６１０）。次いで、現在のレンズ位置（焦点位置）における焦点評価値を算出し（ステップＳ６１２）、求めた焦点評価値をＣＰＵ３０に入力する。ＣＰＵ３０は、得られた焦点評価値をレンズ位置の情報とともに記憶する。
【００７１】
次に、フォーカスレンズ１６を所定方向（例えば、無限遠方向）に微小量移動して（ステップＳ６１４）、焦点評価値を算出する（ステップＳ６１６）。ここでのレンズ移動量は、映像上の変化を視認できないほどに微小なものである。
【００７２】
続いて、ステップＳ６１６で得られた焦点評価値と前回記憶した焦点評価値とを比較して焦点評価値が増加したか否かを判断する（ステップＳ６１８）。焦点評価値が増加している場合には、前回のレンズ移動と同じ方向にフォーカスレンズ１６を移動し（ステップＳ６２０）、焦点評価値を算出する（ステップＳ６２２）。その一方、ステップＳ６１８において、焦点評価値が減少している場合は、前回のレンズ移動と逆方向（ここでは至近方向）にフォーカスレンズ１６を移動して（ステップＳ６２１）、焦点評価値を算出する（ステップＳ６２２）。
【００７３】
次に、焦点評価値が減少したか否かを判断する（ステップＳ６２４）。ステップＳ６２４において焦点評価値が増加していれば、ステップＳ６２０に戻り、前回のレンズ移動と同じ方向にレンズ移動を行い、焦点評価値を算出する（ステップＳ６２２）。
【００７４】
焦点評価値の増加傾向が続く間は、直前のレンズ移動と同じ方向にレンズ移動を繰り返す（ステップＳ６２０〜ステップＳ６２４）。ステップＳ６２４において焦点評価値が減少に転じたら、合焦位置を行き過ぎたと判断して、フォーカスレンズ１６の移動方向を反転させ、焦点評価値が最大を示した位置にフォーカスレンズ１６を移動させる（ステップＳ６２６）。こうして合焦状態が達成される。
【００７５】
図９には、動画ＡＦ処理の動作例が示されている。同図において▲１▼で示した初期位置でフォーカスレンズ１６を無限遠側又は至近側の何れかに微小移動させる。焦点評価値が増加すれば、その移動方向にレンズ移動を続け、逆に、焦点評価値が減少すれば、移動方向を反転させる。焦点評価値が増加する方向にフォーカスレンズ１６を移動し続け（図９中▲２▼）、焦点評価値が減少に転じたら（図９中▲３▼）、移動方向を反転させて（図９中▲４▼）、最大評価値対応位置（合焦位置）にフォーカスレンズ１６を移動する（図９中▲５▼）。
【００７６】
上述した動画ＡＦ処理をスルームービー表示中に定期的に繰り返すことによって常に被写体に合焦させておくことが可能になる。
【００７７】
図４に示したステップＳ２５２において、ＣＰＵ３０が録画開始の指示信号の入力を検出すると、動画記録処理が開始される（ステップＳ２５４）。録画中においても、図８〜図９で説明した動画ＡＦ処理が行われ（ステップＳ２５６）、常に合焦状態が確保される。
【００７８】
ＣＰＵ３０は録画停止の指示信号の入力を監視し（ステップＳ２５８）、停止指示が入力されるまで録画を続ける（ステップＳ２５４〜Ｓ２５８）。ステップＳ２５８において録画停止の指示を検出すると、録画処理を停止する（ステップＳ２６０）。その後は、ステップＳ２４８に戻り、スルームービーの表示を再開して、次の録画指示を受け付ける。
【００７９】
上述した実施形態によれば、動画モード立ち上げ時に、まず静止画ＡＦ処理を実施して合焦状態を達成してから動画の記録動作を可能にし、その後はいわゆる山登り方式の動画ＡＦ処理を繰り返して常に焦点調節動作を行うように制御するため、起動後短時間で動画を記録することが可能になる。
【００８０】
静止画ＡＦ処理は１／６０秒のＣＣＤ駆動モードで画像を取り込みながら、焦点評価値が極大となるレンズ位置を探すＡＦサーチを行い、ＡＦサーチ動作後にフォーカスレンズ１６を合焦位置まで一気に移動させる方式であるため、合焦までの時間が比較的速いという特徴がある。これに対して、動画ＡＦ処理は、静止画ＡＦ処理時よりも長い撮像周期のＣＣＤ駆動モード（１／３０秒）で画像を取り込みながら、フォーカスレンズ１６を前後に微小移動させ、評価値の増減を比較して移動方向を判定しつつフォーカスレンズ１６を合焦位置に追い込む方式であるため、常にピントの合った映像を得ることができる反面、静止画ＡＦ処理に比べて合焦までの時間が比較的遅い。
【００８１】
本実施形態においては、これら２種類のＡＦ処理方式を組み合わせたことによって、動画モード立ち上げ時における合焦時間の短縮化を達成している。
【００８２】
本発明の実施に際して、静止画ＡＦ処理及び動画ＡＦ処理の内容は図５〜図９で説明した例に限定されない。例えば、静止画ＡＦ処理において、最初にフォーカス送り量を大きくしたＡＦステップ幅で焦点評価値を取得する「ラフサーチ」を行い、ラフサーチによっておよその合焦位置を検出したらその近傍領域について更にフォーカス送り量を小さくしたＡＦステップ幅で焦点評価値を取得する「詳細サーチ」を行うという２段階のＡＦ処理を適用してもよい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、動画撮影可能なデジタルカメラを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、ビデオカメラやＤＶＤカムなど、動画撮影可能な様々な電子撮像装置について本発明を適用できる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、動画撮影モードで電子カメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用のＡＦ処理によって素早く合焦状態を達成して記録動作を可能とし、その後、動画撮影中は動画撮影用のＡＦ処理に切り換えて連続的なＡＦ処理を行うようにしたので、動画撮影モード立ち上げ直後の合焦時間を従来よりも短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図
【図２】図１に示したＡＦ演算部の処理フローを示すブロック図
【図３】撮影画面内に設定されたＡＦエリアの例を示す図
【図４】本実施形態に係るカメラの制御手順を示すフローチャート
【図５】静止画ＡＦ処理の内容を示すフローチャート
【図６】中断判定処理の内容を示すフローチャート
【図７】静止画ＡＦ処理によって得られた焦点評価値の例を示す図
【図８】動画ＡＦ処理の内容を示すフローチャート
【図９】動画ＡＦ処理の動作を説明するために用いた図
【符号の説明】
１０…カメラ、１２…撮影レンズ、１６…フォーカスレンズ、２０…ＣＣＤ、２２…ＣＣＤドライバ、２８…タイミングジェネレータ、３０…ＣＰＵ、６６…フォーカス駆動部、６７…フォーカス位置センサ、８０…オート演算部、８４…ＡＦ演算部、１０２…ＡＦエリア
【発明の属する技術分野】
本発明は自動焦点調節（オートフォーカス：ＡＦ）制御方法及び電子カメラに係り、特に動画撮影機能を有するデジタルカメラやビデオカメラ等に適用されるＡＦ制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、静止画記録機能と動画記録機能を兼備したデジタルカメラやビデオカメラが知られている。特開平７−１７０４３８号公報では、動画撮影モードと静止画撮影モードとを切り換え可能なビデオカメラにおいて、動画撮影時と静止画撮影時とでＡＦモードを変更する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報でも指摘されているとおり、動画撮影モードにおいては、撮影映像の連続性が重視されるために、ＡＦの追従性が低めに設定されている。したがって、動画撮影モードにおいては、合焦するまでに時間がかかる。同公報では、静止画の画質向上を目的として、動画撮影モードから静止画撮影モードに切り換えた時にＡＦ動作を再起動させることを提案しているが、動画撮影モードにおける合焦時間の短縮化については述べられていない。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、動画撮影モードで電源を投入したとき、或いは、静止画撮影モードや再生モードから動画撮影モードに切り換えられたときに、素早く合焦動作を完了して動画記録を開始できる自動焦点調節制御方法及びその方法を実施可能な電子カメラを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、動画撮影機能と静止画撮影機能とを兼備した電子カメラにおける自動焦点調節制御方法であって、動画撮影モードで前記電子カメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用の自動焦点調節処理を実施してレンズを合焦位置に移動し、その後、動画撮影用の自動焦点調節処理に移行して連続的に焦点調節動作を実施することを特徴としている。
【０００６】
「動画撮影モードで前記電子カメラを使用し始めるとき」の態様としては、動画撮影モードで電源を投入したとき、静止画撮影モードから動画撮影モードに切り換えられたとき、再生モードなどの他のモードから動画撮影モードに切り換えられたとき、などがある。
【０００７】
本発明によれば、動画撮影の開始前に、静止画撮影用のＡＦ処理によって素早く合焦状態を達成し、動画の記録動作を可能とする。その後、動画撮影中は動画撮影用のＡＦ処理に切り換えて連続的なＡＦ処理（コンティニアスＡＦ）を行い、映像の連続性を重視しつつ合焦状態を達成する。これにより、動画撮影モード立ち上げ直後の短時間で合焦状態を達成でき、直ぐに動画を記録することが可能になる。
【０００８】
本発明の一態様として、静止画撮影用のＡＦ処理は、レンズを移動させながら各レンズ位置で撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する処理であって、複数のレンズ位置で取得された焦点評価値のデータから焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、その決定したレンズ位置（合焦位置）にレンズを移動して合焦状態を得る態様がある。
【０００９】
また、動画撮影用のＡＦ処理は、動画撮影中にレンズを動かしながら撮像を行い、撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は、同方向のレンズ移動を継続し、逆に、焦点評価値が減少する場合は逆方向にレンズを移動させるという動作を繰り返すことによって焦点評価値が最大となるレンズ位置にフォーカスレンズを追い込んでいく処理態様がある。
【００１０】
上記方法発明を具現化する電子カメラを提供するために本発明は、レンズを通して入射する被写体の光学像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して撮像した動画を記録媒体に記録する動画記録手段と、を備えた電子カメラにおいて、動画撮影の前に前記レンズを移動させながら、各レンズ位置で前記撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、複数のレンズ位置で取得された焦点評価値のデータから焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、その決定した合焦位置に前記レンズを移動して合焦状態を得る第１の自動焦点調節手段と、動画撮影中に前記レンズを動かしながら撮像を行い、前記撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は、同方向のレンズ移動を継続する一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記レンズを移動させるという動作を繰り返すことによって前記焦点評価値が極大となるレンズ位置にフォーカスレンズを追い込んで行く第２の自動焦点調節手段と、当該電子カメラによって動画撮影を開始する際に、まず、前記第１の自動焦点調節手段による自動焦点調節処理を実施して前記レンズを合焦位置に移動し、その後、前記第２の自動焦点調節手段による自動焦点調節処理に移行して連続的に自動焦点調節動作を実施する制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の一態様に係る電子カメラは、レンズを駆動するレンズ駆動手段、焦点評価値を算出する評価値演算手段を含み、前記第２の自動焦点調節手段は、焦点評価値の増減を判断してレンズの移動方向を決定する移動方向決定手段と、前記移動方向決定手段の決定に従って前記レンズ駆動手段を制御する手段と、を含む。
【００１２】
また、本発明の他の態様によれば、前記第１の自動焦点調節手段によるＡＦ処理を行うときには、前記撮像手段の撮像周期が相対的に短い第１の周期に設定され、前記第２の自動焦点調節手段によるＡＦ処理を行うときには前記撮像周期が前記第１の周期よりも相対的に長い第２の周期に設定されるように前記撮像手段の駆動モードを前記制御手段によって制御することを特徴としている。
【００１３】
すなわち、上述した構成の本発明に係る電子カメラにおいて、撮像手段から１画面の画像データを取り込む周期（撮像周期）を変更する手段（撮像周期の切換手段）を付加し、前記第１の自動焦点調節手段によるＡＦ処理時には撮像周期を短くして素早く合焦状態を達成する。動画撮影中は所定のフレームレートで画像を取得する必要があるため、そのフレームレートで規定される撮像周期で画像を取り込む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る自動焦点調節制御方法及び電子カメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図である。このカメラ１０は、静止画及び音声付き動画の記録・再生が可能なデジタルカメラである。
【００１６】
カメラ１０の撮影レンズ１２は、固定レンズ１４、変倍レンズ１５Ａ、補正レンズ１５Ｂ及びフォーカスレンズ１６から成る４群型インナーフォーカス式ズームレンズで構成されている。変倍レンズ１５Ａと補正レンズ１５Ｂは、図示せぬカム機構によって両者の位置関係が規制されながら光軸に沿って移動し、焦点距離を変更する。なお、説明の便宜上、変倍レンズ１５Ａと補正レンズ１５Ｂから成る変倍光学系を「ズームレンズ１５」と呼ぶことにする。フォーカスレンズ１６は、撮影レンズ１２を構成するレンズ光学系のうちフォーカス調整に寄与する移動レンズである。
【００１７】
撮影レンズ１２を通過した光は、絞り１８により光量が調節された後、ＣＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤという。）２０に入射する。ＣＣＤ２０の受光面に入射した被写体の光学像は、ＣＣＤ２０によって光電変換される。ＣＣＤ２０の受光面は多数のフォトダイオードが２次元的に配列され、ハニカム配列、ベイヤー配列その他の所定のカラーフィルター配列構造を備えている。また、ＣＣＤ２０は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。なお、ＣＣＤ２０に代えてＣＭＯＳイメージセンサその他の撮像素子を用いてもよい。
【００１８】
ＣＣＤ２０の各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ２２から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ２０から出力された画像信号はアナログ処理部２４に送られる。アナログ処理部２４は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ処理部２４において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。
【００１９】
アナログ処理部２４から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器２５によりデジタル信号に変換された後、メモリ２６に格納される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）２８は、ＣＰＵ３０の指令に従ってＣＣＤドライバ２２、アナログ処理部２４及びＡ／Ｄ変換器２５に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００２０】
メモリ２６に格納されたデータは、バス３２を介して信号処理部３４に送られる。信号処理部３４は、同時化回路、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス補正回路、コントラスト補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含む画像処理手段であり、ＣＰＵ３０からのコマンドに従って画像信号を処理する。
【００２１】
信号処理部３４に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ２６に格納される。
【００２２】
撮影時にメモリ２６に格納されたＹＣ信号は、圧縮伸張回路３６によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、カードインターフェース部３８を介してメモリカード４０に記録される。例えば、静止画についてはＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）形式、動画についてはモーションＪＰＥＧ形式で記録される。圧縮形式はこれらに限定されず、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）その他の方式を採用してもよい。
【００２３】
画像データを保存する手段は、メモリカード４０に代表される半導体メモリに限らず、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど種々の記録媒体を用いることができる。また、記録媒体は、カメラ本体に着脱可能なリムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００２４】
撮像中の映像をモニタ出力する場合、メモリ２６に格納された画像データは表示回路４２へ送られる。表示回路４２は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換して液晶モニタ（ＬＣＤ）４４に出力する。ＣＣＤ２０から出力される画像信号によってメモリ２６内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ４４に供給されることにより、撮像中の映像がリアルタイムに動画として表示される。撮影者は液晶モニタ４４に表示される動画映像（スルームービー）によって撮影画角を確認できる。
【００２５】
液晶モニタ４４には、撮像中の映像のみならず、メモリカード４０に記録した画像の再生映像、現在設定されているモードの情報、画像の圧縮率の情報、日時情報、コマ番号、再利用可能回数なども表示可能である。また、液晶モニタ４４は、利用者が各種の設定操作等を行う際のユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じて設定項目などのメニュー情報も表示される。なお、カメラ１０に搭載される表示手段は液晶モニタ４４に限定されず、有機ＥＬその他の画像表示装置を適用することが可能である。
【００２６】
ＣＰＵ３０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御手段として機能するとともに、各種の演算を実施する演算手段として機能する。すなわち、ＣＰＵ３０は、操作部５０からの指示信号に基づいてカメラ１０内の各回路の動作を制御し、ＡＥ（自動露出調節）／ＡＦ／ＡＷＢ（オートホワイトバランス）制御、レンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、メモリカード４０の読み書き制御、液晶モニタ４４の表示制御などを行う。
【００２７】
ＣＰＵ３０に接続されているＲＯＭ６０には、ＣＰＵ３０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、ＲＡＭ６１はＣＰＵ３０の作業用領域として利用される。ＥＥＰＲＯＭ６２にはＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ等の制御に必要なデータやユーザが設定したカスタマイズ情報などが格納されており、ＣＰＵ３０は必要に応じてこれらデータを活用する。なお、不揮発性記憶手段であるＲＯＭ６０は書き換え不能なものであってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのように書き換え可能なものでもよい。
【００２８】
操作部５０は、カメラ１０に対してユーザが各種の指示を入力するための手段である。操作部５０には、主電源のＯＮ／ＯＦＦを行う電源スイッチ５１、撮影開始の指示を入力する撮影スイッチ５２、動作モードを選択するためモード選択スイッチ５３、ズーム操作を行うズームスイッチ５４、その他、メニュー画面の表示を指示するメニューボタン、メニュー項目の選択操作（カーソル移動操作）や再生画像のコマ送り／コマ戻し等の指示を入力する十字ボタン、選択項目の確定（登録）や動作の実行を指示するＯＫボタン、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の画面に戻るときに使用するＢＡＣＫボタンなど各種の操作手段が含まれる。なお、十字ボタンの上下キーをズームスイッチ５４として兼用する態様も可能である。
【００２９】
電源スイッチ５１がＯＮ操作されると、ＣＰＵ３０はこれを検出し、図示せぬ電源回路に対して起動指令の信号を与え、電源回路を起動させる。カメラ１０に装填されている電池（不図示）から供給される電力は、電源回路のＤＣ／ＤＣコンバータによって所要の電圧に変換された後、カメラ１０内の各回路ブロックに供給される。
【００３０】
撮影スイッチ５２は、半押し時にＯＮするＳ１ スイッチと、全押し時にＯＮするＳ２ スイッチとを有する二段式のスイッチで構成されており、静止画記録時のレリーズボタンとして使用されるとともに、動画記録時の録画ボタン（スタート／ストップボタン）として使用される。
【００３１】
モード選択スイッチ５３は、静止画撮影を行う「静止画モード」、動画撮影を行う「動画モード」、記録済みの画像を再生する「再生モード」の何れか１つのモードを選択的に設定できる手段である。
【００３２】
撮影モード（静止画モード又は動画モード）において、撮影者がズームスイッチ５４を操作すると、その指示信号がＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０はズームスイッチ５４からの信号に基づいてズーム駆動部６４を制御してズームレンズ１５をテレ（ＴＥＬＥ）方向又はワイド（ＷＩＤＥ）方向に移動させる。ズーム駆動部６４は図示せぬモータ（ズームモータ）を含む電動駆動手段であり、該モータの駆動力によってズームレンズ１５が駆動される。ズームレンズ１５の位置（ズーム位置）は、ズーム位置センサ６５によって検出され、該センサ６５の検出信号はＣＰＵ３０に入力される。
【００３３】
同様に、フォーカス駆動部６６は図示せぬモータ（ＡＦモータ）を含む電動駆動手段であり、該モータの駆動力によってフォーカスレンズ１６が光軸に沿って前後動する。フォーカスレンズ１６の位置（フォーカス位置）は、フォーカス位置センサ６７によって検出され、該センサ６７の検出信号はＣＰＵ３０に入力される。
【００３４】
モード選択スイッチ５３によって静止画モードが選択され、撮影スイッチ５２が押下されると、撮影開始指示（レリーズＯＮ）信号が発せられる。ＣＰＵ３０は、レリーズＯＮ信号を検知して記録用の撮影動作を実行する。
【００３５】
また、モード選択スイッチ５３によって動画モードが選択されると、音声付き動画の記録が可能となる。撮影スイッチ５２の押下（Ｓ２ ＝ＯＮ）によって録画動作がスタートし、もう一度撮影スイッチ５２を押下（Ｓ１ ＝ＯＮ）すると録画動作が停止する。なお、撮影スイッチ５２を押下継続している期間、録画動作を行い、押下解除により録画を停止するようにしてもよい。
【００３６】
動画撮影時の音声は、マイク７０によって検出され、その検出信号（音声信号）は、アンプ７１を介して増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７２によってデジタル信号に変換され、メモリ２６を介して音声処理部７４に送られる。音声処理部７４は入力された音声データを所定の信号形式に変換する。こうして生成された音声データは、メモリ２６に記憶され、画像データとともに圧縮伸張回路３６で圧縮された後、メモリカード４０に記録される。
【００３７】
一方、モード選択スイッチ５３によって再生モードが選択されると、メモリカード４０に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録されたファイル）が読み出される。最後の記録に係るファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮伸張回路３６を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張され、表示回路４２を介して液晶モニタ４４に出力される。これにより、当該ファイルの画像内容が液晶モニタ４４に表示される。
【００３８】
再生対象ファイルが動画ファイルの場合には、動画の先頭フレームが代表画像として表示され、動画再生開始の指示を受け付ける画面になる。動画の先頭フレームが表示されている状態で操作部５０から所定の操作を行い、動画再生を開始させると、動画ファイルの再生処理がスタートし、液晶モニタ４４に動画が表示されるとともに、音声データが音声処理部７４において再生処理され、Ｄ／Ａ変換器７６、アンプ７７を介してスピーカ７８に出力される。こうして、動画と同時に記録した音声も再生される。
【００３９】
静止画の一コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む。）に、十字ボタンの右キー又は左キーを操作することによって、再生対象のファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされたコマ位置の画像ファイルがメモリカード４０から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が液晶モニタ４４に再生される。
【００４０】
オート演算部８０は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ制御に必要な演算を行う手段であり、ＡＥ演算部８２、ＡＦ演算部８４、ＡＷＢ演算部８６から構成される。ＡＥ演算部８２は、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ３０に提供する。ＣＰＵ３０は、ＡＥ演算部８２から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定される。そして、図示せぬアイリスモータを含む絞り駆動部及びＣＣＤ２０の電子シャッターを制御して最適な露光量を得る。
【００４１】
ＡＷＢ演算部８６は、上述したＡＥ演算部８２と類似の構成であり、入力されたＲＧＢの各色信号を積算する。ＡＷＢ演算部８６は、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、各エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出する回路を含み、その算出結果はＣＰＵ３０に提供される。
【００４２】
ＣＰＵ３０は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値と、ＡＥ演算による撮影ＥＶ値の情報に基づいてシーン判別（光源種の判別）を行い、シーンに適した所定のホワイトバランス調整値に従って、各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ≒１：１：１）になるように、信号処理部３４内のホワイトバランス調整回路のアンプゲインを制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。なお、シーン判別においては、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値を利用するのに代えて、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙなど色温度情報を用いてもよい。
【００４３】
本カメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば画像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるように撮影レンズ１２を移動させるコントラストＡＦが適用される。図２にＡＦ演算部８４の処理フローを示す。
【００４４】
すなわち、ＡＦ演算部８４は、図２に示すように、ハイパスフィルタ９０、絶対値化処理部９２、ＡＦエリア抽出部９４及び積算部９６を備えている。ハイパスフィルタ９０は、Ａ／Ｄ変換器２５によってデジタル化された画像信号のうちＧ信号の高周波成分のみを通過させる。絶対値化処理部９２は、ハイパスフィルタ９０からの出力信号の絶対値をとる。ＡＦエリア抽出部９４は、図３のように、撮影画面１００内（例えば、画面中央部）に設定されているフォーカス対象エリア（以下、ＡＦエリアという。）１０２内の信号を切り出す処理を行う。図２の積算部９６は、ＡＦエリア１０２内の絶対値データを積算し、得られた積算値（焦点評価値に相当）を図１に示したＣＰＵ３０に提供する。なお、焦点評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限定されず、輝度信号（Ｙ信号）など、他の画像信号を利用してもよい。
【００４５】
静止画撮影時において、ＣＰＵ３０は、ＡＦモータを含むフォーカス駆動部６６を制御してフォーカスレンズ１６を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントでＡＦ演算を行い、各ＡＦ検出ポイントで算出された焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカスレンズ１６を移動させるようにフォーカス駆動部６６を制御する。
【００４６】
動画撮影中には、いわゆる「山登り方式」の連続的なＡＦ処理（コンティニアスＡＦ）を行う。すなわち、フォーカスレンズ１６を光軸に沿って前後に微小移動させて、焦点評価値の増減方向をチェックしながら、評価値の極大点まで、徐々にフォーカスレンズ１６を移動させる。
【００４７】
次に、上記の如く構成されたカメラ１０のＡＦ制御方法について説明する。
【００４８】
図４は、カメラ１０の制御手順を示すフローチャートである。撮影モードでカメラ電源をＯＮしたとき、又は再生モードから撮影モードに切り換えると、図４の制御フローがスタートする。ＣＰＵ３０はまず、カメラ１０のモードを判定する（ステップＳ２１０）。カメラ１０が静止画モードに設定されている場合には、ステップＳ２１２へ進み、ＣＣＤ２０の駆動モードを１／３０秒に設定する。
【００４９】
これはＣＣＤ２０の駆動周期（撮像周期）を設定する処理であり、ここでは液晶モニタ４４にスルームービーを表示するのに適した駆動モードに設定される。本例のカメラ１０は液晶モニタ４４においてＮＴＳＣ方式のビデオ信号を利用しており、フレームレートが３０フレーム／秒に設定されている（２フィールドで１フレームを構成するため１フィールド＝１／６０秒）。当該カメラ１０の場合、同じ画像を２フィールド表示させる方式を採用しているため１／３０秒ごとに画像内容が更新される。この周期で１画面の画像データを更新するために、ＣＣＤ２０の垂直駆動（ＶＤ）パルスの周期が１／３０秒に設定される。ＣＰＵ３０はタイミングジェネレータ２８に対してＣＣＤ駆動モードの制御信号を与え、タイミングジェネレータ２８によってＣＣＤ駆動用の信号が生成される。
【００５０】
次に、ＣＰＵ３０は、フォーカスレンズ１６を所定のパンフォーカス位置に移動させる処理を行い（ステップＳ２１４）、スルームービーの表示を開始する（ステップＳ２１６）。スルームービーの表示中、ＣＰＵ３０は撮影スイッチ５２のＳ１ がＯＮしたか否かの判定を行う（ステップＳ２１８）。撮影スイッチ５２が押されていなければ、ステップＳ２１８の処理がループし、スルームービー表示状態が維持される。なお、このスルームービー表示中、ＡＦ処理は実施されず、フォーカスレンズ１６はパンフォーカス位置で停止している。
【００５１】
その後、撮影者によって撮影スイッチ５２が押され、撮影準備の指示が入力されると（ＣＰＵ３０がＳ１ ＝ＯＮを検出すると）、ＣＰＵ３０は、ＣＣＤ駆動モードを１／６０秒に変更する（ステップＳ２２０）。これにより、ＣＣＤ２０からの画像取り込み周期が短くなり、高速にＡＦ処理を実施することができる。ここで設定されるＣＣＤ駆動周期は、１／６０秒に限らず、１／１２０秒など適宜の値に設定可能である。
【００５２】
その後、静止画用のＡＦ処理（以下、静止画ＡＦ処理という。）を実施する（ステップＳ２２２）。
【００５３】
図５に静止画ＡＦ処理のフローチャートを示す。静止画ＡＦ処理がスタートすると、まず、ＣＰＵ３０は、撮影画面の一部（例えば、画面中央部の一定領域）をＡＦエリア１０２として設定する（ステップＳ３１０）。次に、撮影レンズ１２の焦点距離の現在値を取得する（ステップＳ３１２）。撮影レンズ１２の焦点距離が長くなるにつれて被写界深度が浅くなり、無限遠から至近までのレンズ駆動量（焦点調節領域）が大きくなる。ＣＰＵ３０は、撮影レンズ１２の焦点距離に対応して、焦点評価値を算出すべきレンズ位置（サーチポイント）の間隔（ＡＦステップ幅）とフォーカス段数（検出ポイント数）を設定する。
【００５４】
フォーカス段数は、焦点距離に対応した焦点調節領域をＡＦステップ幅で等分割してもよいし、近距離（至近限界）側のＡＦステップ幅を無限遠側よりも短くして（近距離側でのサーチポイントを多くして）、焦点精度を高めるように設定してもよい。
【００５５】
次に、フォーカスレンズ１６をＡＦサーチの初期位置（例えば、無限遠位置）に移動させるとともに（ステップＳ３１４）、続くステップＳ３１６において、ＣＰＵ３０のレジスタｎに初期値「０」をセットする。次いで、現在のレンズ位置（焦点位置）における焦点評価値を算出し（ステップＳ３１８）、求めた焦点評価値をＣＰＵ３０に入力する。ＣＰＵ３０は、このフォーカス段における評価値を記憶する。
【００５６】
次に、ＣＰＵ３０は中断判定処理を行う（ステップＳ３２０）。ＣＰＵ３０は、各フォーカス段で算出される焦点評価値が連続して何回減少したかを判定する機能を有し、その連続減少回数が所定の中断判定値Ｃを超え、かつ所定以上のコントラストが検出された場合に、焦点評価値の最大がすでに検出されたと判定してＡＦサーチ（焦点評価値の取得処理）を中断する。
【００５７】
中断判定値Ｃは、撮影レンズ１２の焦点距離に応じて予め設定されており、長焦点側に近づくにつれて中断判定値は大きい値に設定される。中断判定値ＣのテーブルデータはＥＥＰＲＯＭ６２に格納されており、ＣＰＵ３０はこのテーブルを参照して中断判定を行う。
【００５８】
図６に中断判定処理のフローチャートを示す。中断判定処理がスタートすると、まず、レジスタＣに現在の焦点距離［ＺＯＯＭＰＯＳ］ に対応する中断判定値 Ｃ＿ＴＡＢＬＥ がセットされる（ステップＳ４１０）。次いで、１つ前のフォーカス段における焦点評価値と現在の焦点評価値を比較して、焦点評価値が減少したか否かが判定される（ステップＳ４１２）。焦点評価値が増加傾向にある場合には、ステップＳ４２０にてＡＦサーチの継続が決定され、図５に示したステップＳ３２２に進む。
【００５９】
その一方、図６のステップＳ４１２において、焦点評価値が減少している場合には、レジスタｎの値に１が加算され（ステップＳ４１４）、続くステップＳ４１６では、そのレジスタｎの値がレジスタＣの値（中断判定値）を終えているか否かが判断される。
【００６０】
レジスタｎの値がレジスタＣの値を超えていない場合には、ステップＳ４２０にてＡＦサーチの継続が決定される。一方、ステップＳ４１６において、レジスタｎの値がレジスタＣの値を超えている場合には、ステップＳ４１８に進む。
【００６１】
ステップＳ４１８では、算出された焦点評価値の最大値（ＡＦｍａｘ ）と最小値（ＡＦｍｉｎ ）との差が所定の値Ｋよりも大きいか否かが判定される。ここで、焦点評価値の最大値（ＡＦｍａｘ ）と最小値（ＡＦｍｉｎ ）の差が判定値Ｋよりも大きい場合には、所定のコントラストがあることを示しているので、ステップＳ４３０にてＡＦサーチ中断が決定される。また、ステップＳ４１８において、焦点評価値の差が判定値Ｋ以下の場合には、ステップＳ４２０にてＡＦサーチの継続が決定される。
【００６２】
ステップＳ４２０又はステップＳ４３０にて中断又は継続が決定されたら、図５のフローチャートに戻ってステップＳ３２２に進む。
【００６３】
図５のステップＳ３２２では、中断判定の決定結果に応じてＡＦ処理を継続するか否かを制御する。「継続」の場合には、ステップＳ３２４に進み、フォーカスレンズ１６がサーチポイントの最終段の位置に到達したか否かが判定される。フォーカス段の最終位置に到達していない場合には（ステップＳ３２４においてＮＯ判定）、ステップＳ３２６に進み、現在のフォーカス段からサーチステップの１ステップ分だけフォーカスレンズ１６を移動し、ステップＳ３１８に戻る。こうして、次のサーチポイントへ移動され、フォーカス位置の異なるフレーム画像データから焦点評価値が算出される。焦点調節領域内の各ポイントについてステップＳ３１８〜Ｓ３２６の処理が繰り返され、各ポイントの焦点評価値が順次取得される。
【００６４】
ステップＳ３２４でフォーカスレンズ１６が最終段の位置に到達した場合、又はステップＳ３２２において「中断」の判定を得た場合には、ステップＳ３３０に移行し、各ポイントで得た焦点評価値の結果から、最大の評価値が得られる位置（合焦位置）を決定して（ステップＳ３３０）、ＡＦ処理を終了する。
【００６５】
図７には、静止画ＡＦ処理によって得られた焦点評価値の例が示されている。同図によれば、ＡＦサーチの初期位置である無限遠位置で得られた焦点評価値（符号５００）がフォーカスレンズ１６の移動に伴って上昇し、その最大値（符号５０２）を過ぎても更にフォーカスレンズ１６が移動する。そして、焦点評価値の減少回数が中断判定値を超えると、それまでに得られている焦点評価値の最大値（符号５０２）と最小値（符号５００）との差を設定値Ｋと比較して、設定値Ｋよりも大きい場合に中断が決定される。その後、焦点評価値の最大値が得られたフォーカス段の位置（符号５０６）にフォーカスレンズ１６が移動される。
【００６６】
図５〜図７で説明した静止画ＡＦ処理を終了したら、図４のステップＳ２２４に進む。ステップＳ２２４では静止画ＡＦ処理によって求めた合焦位置にフォーカスレンズ１６が移動される。合焦状態が得られると、ＣＰＵ３０によって撮影スイッチ５２の状態が確認され、その後、ＣＰＵ３０は撮影スイッチ５２のＳ２ スイッチがＯＮしたか否かの判定を行う（ステップＳ２２６）。Ｓ２ スイッチがＯＦＦの場合は、更に、ステップＳ２２８へ進み、撮影スイッチ５２のＳ１ が解除されたか否かを判定する。
【００６７】
撮影スイッチ５２が全押し操作（Ｓ２ ＝ＯＮ）される前に、撮影スイッチ５２の押下が解除（Ｓ１ 解除）された場合は、ＣＣＤ駆動モードを１／３０秒に切り換えて（ステップＳ２３０）、ステップＳ２１６に戻る。一方、ステップＳ２２８において、撮影スイッチ５２の半押し状態が維持されている場合にはステップＳ２２６に戻り、指示の入力を待つ。
【００６８】
ステップＳ２２６において、ＣＰＵ３０がＳ２ ＝ＯＮの入力信号を検出すると、撮影動作が実行され、得られた画像（静止画）がメモリカード４０に記録される（ステップＳ２３２）。画像記録が終了すると、ステップＳ２１２に戻り、次の撮影指示を受け付ける。
【００６９】
また、ステップＳ２１０において、カメラ１０が動画モードに設定されている場合には、ステップＳ２４０に進み、ＣＣＤ２０の駆動モードを１／６０秒に設定する。そして、図５〜図６で説明した静止画ＡＦ処理を実施して（ステップＳ２４２）、フォーカスレンズ１６を合焦位置に移動させる（ステップＳ２４４）。こうして、動画モード起動後に素早く合焦状態を達成した後、ＣＣＤ駆動モードを１／３０秒に切り換えて（ステップＳ２４６）、スルームービー表示を開始し（ステップＳ２４８）、動画記録可能な状態になる。スルームービー駆動中は、動画撮影用のＡＦ処理（以下、動画ＡＦ処理という。）を実施しながら（ステップＳ２５０）、録画開始の指示信号の入力を待機する（ステップＳ２５２）。
【００７０】
図８に動画ＡＦ処理のフローチャートを示す。動画ＡＦ処理がスタートすると、まず、ＣＰＵ３０は、撮影画面の一部（例えば、画面中央部の一定領域）をＡＦエリア１０２として設定する（ステップＳ６１０）。次いで、現在のレンズ位置（焦点位置）における焦点評価値を算出し（ステップＳ６１２）、求めた焦点評価値をＣＰＵ３０に入力する。ＣＰＵ３０は、得られた焦点評価値をレンズ位置の情報とともに記憶する。
【００７１】
次に、フォーカスレンズ１６を所定方向（例えば、無限遠方向）に微小量移動して（ステップＳ６１４）、焦点評価値を算出する（ステップＳ６１６）。ここでのレンズ移動量は、映像上の変化を視認できないほどに微小なものである。
【００７２】
続いて、ステップＳ６１６で得られた焦点評価値と前回記憶した焦点評価値とを比較して焦点評価値が増加したか否かを判断する（ステップＳ６１８）。焦点評価値が増加している場合には、前回のレンズ移動と同じ方向にフォーカスレンズ１６を移動し（ステップＳ６２０）、焦点評価値を算出する（ステップＳ６２２）。その一方、ステップＳ６１８において、焦点評価値が減少している場合は、前回のレンズ移動と逆方向（ここでは至近方向）にフォーカスレンズ１６を移動して（ステップＳ６２１）、焦点評価値を算出する（ステップＳ６２２）。
【００７３】
次に、焦点評価値が減少したか否かを判断する（ステップＳ６２４）。ステップＳ６２４において焦点評価値が増加していれば、ステップＳ６２０に戻り、前回のレンズ移動と同じ方向にレンズ移動を行い、焦点評価値を算出する（ステップＳ６２２）。
【００７４】
焦点評価値の増加傾向が続く間は、直前のレンズ移動と同じ方向にレンズ移動を繰り返す（ステップＳ６２０〜ステップＳ６２４）。ステップＳ６２４において焦点評価値が減少に転じたら、合焦位置を行き過ぎたと判断して、フォーカスレンズ１６の移動方向を反転させ、焦点評価値が最大を示した位置にフォーカスレンズ１６を移動させる（ステップＳ６２６）。こうして合焦状態が達成される。
【００７５】
図９には、動画ＡＦ処理の動作例が示されている。同図において▲１▼で示した初期位置でフォーカスレンズ１６を無限遠側又は至近側の何れかに微小移動させる。焦点評価値が増加すれば、その移動方向にレンズ移動を続け、逆に、焦点評価値が減少すれば、移動方向を反転させる。焦点評価値が増加する方向にフォーカスレンズ１６を移動し続け（図９中▲２▼）、焦点評価値が減少に転じたら（図９中▲３▼）、移動方向を反転させて（図９中▲４▼）、最大評価値対応位置（合焦位置）にフォーカスレンズ１６を移動する（図９中▲５▼）。
【００７６】
上述した動画ＡＦ処理をスルームービー表示中に定期的に繰り返すことによって常に被写体に合焦させておくことが可能になる。
【００７７】
図４に示したステップＳ２５２において、ＣＰＵ３０が録画開始の指示信号の入力を検出すると、動画記録処理が開始される（ステップＳ２５４）。録画中においても、図８〜図９で説明した動画ＡＦ処理が行われ（ステップＳ２５６）、常に合焦状態が確保される。
【００７８】
ＣＰＵ３０は録画停止の指示信号の入力を監視し（ステップＳ２５８）、停止指示が入力されるまで録画を続ける（ステップＳ２５４〜Ｓ２５８）。ステップＳ２５８において録画停止の指示を検出すると、録画処理を停止する（ステップＳ２６０）。その後は、ステップＳ２４８に戻り、スルームービーの表示を再開して、次の録画指示を受け付ける。
【００７９】
上述した実施形態によれば、動画モード立ち上げ時に、まず静止画ＡＦ処理を実施して合焦状態を達成してから動画の記録動作を可能にし、その後はいわゆる山登り方式の動画ＡＦ処理を繰り返して常に焦点調節動作を行うように制御するため、起動後短時間で動画を記録することが可能になる。
【００８０】
静止画ＡＦ処理は１／６０秒のＣＣＤ駆動モードで画像を取り込みながら、焦点評価値が極大となるレンズ位置を探すＡＦサーチを行い、ＡＦサーチ動作後にフォーカスレンズ１６を合焦位置まで一気に移動させる方式であるため、合焦までの時間が比較的速いという特徴がある。これに対して、動画ＡＦ処理は、静止画ＡＦ処理時よりも長い撮像周期のＣＣＤ駆動モード（１／３０秒）で画像を取り込みながら、フォーカスレンズ１６を前後に微小移動させ、評価値の増減を比較して移動方向を判定しつつフォーカスレンズ１６を合焦位置に追い込む方式であるため、常にピントの合った映像を得ることができる反面、静止画ＡＦ処理に比べて合焦までの時間が比較的遅い。
【００８１】
本実施形態においては、これら２種類のＡＦ処理方式を組み合わせたことによって、動画モード立ち上げ時における合焦時間の短縮化を達成している。
【００８２】
本発明の実施に際して、静止画ＡＦ処理及び動画ＡＦ処理の内容は図５〜図９で説明した例に限定されない。例えば、静止画ＡＦ処理において、最初にフォーカス送り量を大きくしたＡＦステップ幅で焦点評価値を取得する「ラフサーチ」を行い、ラフサーチによっておよその合焦位置を検出したらその近傍領域について更にフォーカス送り量を小さくしたＡＦステップ幅で焦点評価値を取得する「詳細サーチ」を行うという２段階のＡＦ処理を適用してもよい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、動画撮影可能なデジタルカメラを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、ビデオカメラやＤＶＤカムなど、動画撮影可能な様々な電子撮像装置について本発明を適用できる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、動画撮影モードで電子カメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用のＡＦ処理によって素早く合焦状態を達成して記録動作を可能とし、その後、動画撮影中は動画撮影用のＡＦ処理に切り換えて連続的なＡＦ処理を行うようにしたので、動画撮影モード立ち上げ直後の合焦時間を従来よりも短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図
【図２】図１に示したＡＦ演算部の処理フローを示すブロック図
【図３】撮影画面内に設定されたＡＦエリアの例を示す図
【図４】本実施形態に係るカメラの制御手順を示すフローチャート
【図５】静止画ＡＦ処理の内容を示すフローチャート
【図６】中断判定処理の内容を示すフローチャート
【図７】静止画ＡＦ処理によって得られた焦点評価値の例を示す図
【図８】動画ＡＦ処理の内容を示すフローチャート
【図９】動画ＡＦ処理の動作を説明するために用いた図
【符号の説明】
１０…カメラ、１２…撮影レンズ、１６…フォーカスレンズ、２０…ＣＣＤ、２２…ＣＣＤドライバ、２８…タイミングジェネレータ、３０…ＣＰＵ、６６…フォーカス駆動部、６７…フォーカス位置センサ、８０…オート演算部、８４…ＡＦ演算部、１０２…ＡＦエリア
Claims (3)
- 動画撮影機能と静止画撮影機能とを兼備した電子カメラにおける自動焦点調節制御方法であって、
動画撮影モードで前記電子カメラを使用し始めるときに、まず、静止画撮影用の自動焦点調節処理を実施してレンズを合焦位置に移動し、その後、動画撮影用の自動焦点調節処理に移行して連続的に焦点調節動作を実施することを特徴とする自動焦点調節制御方法。 - レンズを通して入射する被写体の光学像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して撮像した動画を記録媒体に記録する動画記録手段と、を備えた電子カメラにおいて、
動画撮影の前に前記レンズを移動させながら、各レンズ位置で前記撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、複数のレンズ位置で取得された焦点評価値のデータから焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定し、その決定した合焦位置に前記レンズを移動して合焦状態を得る第１の自動焦点調節手段と、
動画撮影中に前記レンズを動かしながら撮像を行い、前記撮像手段から得られる画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は、同方向のレンズ移動を継続する一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記レンズを移動させるという動作を繰り返すことによって前記焦点評価値が極大となるレンズ位置にフォーカスレンズを追い込んで行く第２の自動焦点調節手段と、
当該電子カメラによって動画撮影を開始する際に、まず、前記第１の自動焦点調節手段による自動焦点調節処理を実施して前記レンズを合焦位置に移動し、その後、前記第２の自動焦点調節手段による自動焦点調節処理に移行して連続的に自動焦点調節動作を実施する制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子カメラ。 - 前記第１の自動焦点調節手段によるＡＦ処理を行うときには、前記撮像手段の撮像周期が相対的に短い第１の周期に設定され、前記第２の自動焦点調節手段によるＡＦ処理を行うときには前記撮像周期が前記第１の周期よりも相対的に長い第２の周期に設定されるように前記撮像手段の駆動モードを前記制御手段によって制御することを特徴とする請求項２記載の電子カメラ。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030601A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点検出装置 |
| EP2006733A1 (en) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Auto focus apparatus and method for camera |
| JP2010136301A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Sony Corp | 撮像装置及びその固体撮像素子 |
| JP2018112454A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 株式会社アセット・ウィッツ | 管材の内面自動検査装置及び管材内面の自動検査方法 |
-
2002
- 2002-07-12 JP JP2002203984A patent/JP2004048446A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030601A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点検出装置 |
| EP2006733A1 (en) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Auto focus apparatus and method for camera |
| US8059956B2 (en) | 2007-06-19 | 2011-11-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Auto focus apparatus and method for camera |
| JP2010136301A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Sony Corp | 撮像装置及びその固体撮像素子 |
| JP4678053B2 (ja) * | 2008-12-08 | 2011-04-27 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
| US8692899B2 (en) | 2008-12-08 | 2014-04-08 | Sony Corporation | Imaging apparatus with an input/output unit and a lens moving mechanism |
| JP2018112454A (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 株式会社アセット・ウィッツ | 管材の内面自動検査装置及び管材内面の自動検査方法 |
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