JP2005195893A - 撮像装置、その制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 距離情報を利用してＡＦ／ズーム性能を向上させながら、電力消費をできるだけ抑制することが可能となる撮像装置、その制御方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】 まず、操作者が主電源をＯＮすると、本実施の形態の撮像装置に電源を供給するとともに、外部測距ユニットにも電源を供給する（ステップＳ１）。これにより、外部測距ユニットは、被写体距離情報を取得する。次に、フォーカス動作が、被写体距離情報を必要としないＭＦモードであれば、電源制御回路への信号をＯＦＦして外部測距ユニットへの電源を遮断する（ステップＳ２→Ｓ５）。一方、フォーカス動作がＡＦモードであり、ＭＦからＡＦに切り替わった直後であれば、電源制御回路への信号をＯＮして外部測距ユニットへの電源を供給し、被写体距離情報を取得できるようにする（ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ４）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ビデオカメラなどの撮像装置、その制御方法およびプログラムに関する。

図７は、従来の撮像装置の概略システム構成示すブロック図である。

図７において、従来の撮像装置は、固定されている第１のレンズ群１０１と、変倍を行う変倍レンズ群１０２と、絞り１０３と、固定されている第２のレンズ群１０４と、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正する、いわゆるコンペ機能を兼ね備えたレンズ群（以下、「フォーカスコンペレンズ」という）１０５と、撮像素子（ＣＣＤ（Charge Coupled Device））１０６と、変倍レンズ群１０２の駆動源であるズーム駆動源１１０と、フォーカスコンペレンズ１０５の駆動源であるフォーカシング駆動源１１１と、ＣＣＤ１０６の出力を増幅するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）／ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路１０７とを備えている。

カメラ信号処理回路１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの出力信号を、記録装置１０９や、表示機能をもつモニタ装置１１５に対応した信号に変換する。記録装置１０９は、動画や静止画を記録し、記録媒体として磁気テープや半導体メモリが使われている。

ＣＣＤ１０６の出力信号は、ＡＦ（Auto Focus）ゲート１１２を通過する。ＡＦゲート１１２は、合焦のために最適な信号を取り出す範囲を全画面のうちから設定する。このゲートの大きさは可変であり、また複数設けられる場合もある。

ＡＦ信号処理回路１１３は、焦点検出に用いられる高周波成分、低周波成分および輝度差成分（映像信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）を抽出する。

カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３の出力信号に基づいて、駆動源１１０および１１１を制御するとともに、ズームスイッチ１１６を制御したり、カメラ信号処理回路１０８の出力信号を制御したりする。

図７のように構成された撮像装置において、ＡＦマイコン１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３の出力信号レベルが最大となるように、フォーカスコンペレンズ１０５を移動させることにより、自動焦点調節を行っている。

次に、ＡＦ動作について説明する。

ビデオカメラのオートフォーカス装置は、ＴＶ信号ＡＦ方式が主である。ＴＶ信号ＡＦ方式とは、被写体像を撮像素子等により光電変換して得られた映像信号から画面の鮮鋭度を検出し、その値、すなわちＡＦ評価値が最大となるようにフォーカスレンズを移動制御して焦点調節を行うものである。

ＡＦ評価値としては、一般に、ある周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタにより抽出された映像信号の高周波成分を用いている。被写体を撮影して得られる映像信号の高周波成分は、通常、図８のようになり、そのＡＦ評価値が最大になる点が合焦点となる。

カメラ／ＡＦマイコン１１４による動画撮影時のＡＦ制御について、図９のフローチャートを用いて説明する。

図９において、動画ＡＦ処理を開始すると、まず、フォーカスコンペレンズ１０５を微小駆動する（ステップＳ１０１）。

次に、その微小駆動により合焦したか否かを判別する（ステップＳ１０２）。その結果、合焦していなければ、上記の微小駆動により合焦方向を判別できたか否かを判別する（ステップＳ１０３）。その結果、合焦方向を判別できなかった場合は、ステップＳ１０１に戻る一方、合焦方向を判別できた場合は、山登り駆動により、ＡＦ評価値が大きくなる方向へ高速でフォーカスコンペレンズ１０５を移動させる（ステップＳ１０４）。

次に、山登り駆動によりＡＦ評価値がピークを越えたか否かを判別する（ステップＳ１０５）。その結果、ピークを越えていなければ、ステップＳ１０４に戻り、山登り駆動を継続する。一方、ピークを越えた場合は、山登り駆動中のＡＦ評価値をピークに戻すためにフォーカスコンペレンズ１０５を逆方向に駆動する（ステップＳ１０６）。そして、ＡＦ評価値がピークに達したか否かを判別する（ステップＳ１０７）。その結果、ピークに達していない場合は、ステップＳ１０６に戻り、ＡＦ評価値のピークに戻す動作を継続する一方、ピークに達している場合は、ステップＳ１０１に戻り、フォーカスコンペレンズ１０５を微小駆動することにより、次の動画の合焦位置をサーチする。

ステップＳ１０２にて、合焦したと判別された場合は、フォーカスコンペレンズ１０５を停止し（ステップＳ１０８）、合焦した際のＡＦ評価値を記憶しておき（ステップＳ１０９）、再起動判定の処理に入る。ステップＳ１０９で格納した前回のＡＦ評価値と、ステップＳ１１０で取得した今回のＡＦ評価値とを比較し、所定レベル以上の差があれば再起動する必要があると判定する（ステップＳ１１１）。その結果、再起動する必要があると判定された場合は、ステップＳ１０１に戻り、微小駆動動作を再開する一方、再起動する必要がないと判定された場合は、フォーカスコンペレンズ１０５をそのまま停止した状態で維持し（ステップＳ１１２）、以後の動画に対応するため、ステップＳ１１０へ戻り、再起動判定処理を継続する。

以上のように、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながら、フォーカスコンペレンズ１０５を駆動制御することにより、ＡＦ評価値を常に最大にするように制御する。

また、銀塩フィルムによる一眼レフカメラに多く用いられている方式として、位相差検出方式がある。位相差検出方式は、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、２分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される信号のズレ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ズレ量を検出することで撮影レンズのピント方向のズレ量を直接求めるものである。したがって、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行えばピントズレの量と方向が得られ、高速な焦点調節動作が可能となる。但し、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、それぞれの光束に対応する信号を得るためには、焦点検出用の光学系とセンサを２系統設けるのが一般的である。

外部測距センサを用いるＡＦ方式では、パッシブ方式として、図１０および図１１に示すような原理を用いる方法がある。外部測距センサは、第１および第２の２つの光路をもち、それぞれ結像用レンズと受光素子列をもつ。第１および第２の光路を通って結像した２つの被写体像信号を各受光素子列から読み出し、演算により２つの信号の相関を演算する。一方の被写体信号を何画素シフトすることにより、両信号の相関が最大になるかを演算し、この演算で算出されたシフト量に基づき、三角測量の原理で、測距情報を取得する。

この演算原理は、まず図１１に示すように、相関が最大になるシフト量Ｘを演算し、次に図１０に示すように、既知の焦点距離ｆと２つの光路用光学系間の距離Ｂから、比例計算で、被写体までの距離Ｌを算出するというものである。

また、アクティブ方式としては、超音波センサを用いて伝搬速度を測定する方式と、コンパクトカメラによく使用される赤外線センサを用いて三角測量する方式がある。

さらに、外部測距方式もしくは位相差検出方式とＴＶ信号ＡＦ方式とを組み合わせたオートフォーカス装置が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。このオートフォーカス装置は、位相差検出方式を用いて、合焦位置までの距離と方向を算出し、合焦位置までレンズを移動させ、ＴＶ信号ＡＦ方式を用いてピントズレの補正を行うものである。ＴＶ信号ＡＦ方式と外部測距方式とを組み合わせて用いる方法では、ＴＶ信号ＡＦ方式の山登り動作において、距離情報を利用すれば瞬時に合焦方向が判断できるという利点があるとともに、山登り動作中に被写体距離を確認しながら、合焦方向にフォーカスを動かせるという利点がある。このようにして、距離情報を有効に活用して高速な合焦動作を可能とするとともに、ＴＶ信号ＡＦ方式で得られるＡＦ評価値によるＡＦ動作により高精度なピントあわせが可能となる。
特開平５−６４０５６号公報 特開２００２−２５８１４７号公報

しかし、ＴＶ信号ＡＦ方式と外部測距方式を併用するオートフォーカス装置を備えた撮像装置では、今まで、外部測距センサが消費する消費電力についての検討がなされていなかった。

ＴＶ信号ＡＦ方式の山登り動作においては、距離情報を利用することが非常に有効であるが、合焦近傍ではＴＶ信号ＡＦ方式のＡＦ評価値だけで十分に高精度な合焦動作を実現でき、必ずしも距離情報を必要とはしない。また、ズーム時についても、ワイドからテレ方向ではカム軌跡がバラける方向であり、ＴＶ信号ＡＦ方式のＡＦ評価値だけでは画角変化による影響もあり被写体距離を正確に把握しつづけるのが困難であるため、距離情報を利用するのは有効である。逆に、テレからワイド方向へのズームではカム軌跡が収束する方向であり、ズームスタート時に合焦できていれば、その時点で確定したカム軌跡を追従させることにより、ズーム中も合焦を維持することは容易であるため、必ずしも距離情報を必要とはしない。

このように、必ずしも距離情報を必要としないときとは、例えば、合焦したときであり、ＡＦ評価値だけで合焦確認動作を行うときであり、テレからワイド方向へのズーム時である。逆に、距離情報が必要となるときとは、例えば、電源ＯＮした直後であり、ＭＦ（Manual Focus）からＡＦに切替えられた直後であり、ＡＦ評価値の極大方向を検索するときであり、ＡＦ評価値の変動が大きいときであり、ワイドからテレ方向へのズーム時である。

外部測距ユニットに常に電源供給している場合には、上記のように必ずしも距離情報を必要としないときでも、距離センサが無駄に電力消費することになる。

本発明は、この点に着目してなされたものであり、距離情報を利用してＡＦ／ズーム性能を向上させながら、電力消費をできるだけ抑制することが可能となる撮像装置、その制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系と、前記フォーカスレンズを介して形成される光学像から映像信号を出力する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動手段と、前記信号処理手段から出力された映像信号から焦点信号を検出する第１の検出手段と、主被写体までの距離を検出する第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段からの検出結果に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置において、撮影状態および動作状態を判別する状態判別手段と、前記状態判別手段で判別された状態に応じて、前記第２の検出手段への電源供給を制御する電源制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の撮像装置は、請求項１の撮像装置において、前記状態判別手段は、前記第１の検出手段の検出結果に基づいて動作状態を判別することを特徴とする。

請求項３に記載の撮像装置は、請求項１の撮像装置において、前記状態判別手段は、操作者が操作する撮影状態を判別することを特徴とする。

請求項４に記載の撮像装置は、請求項２の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段が合焦状態であると判別したときに、前記第２の検出手段への電源を遮断することを特徴とする。

請求項５に記載の撮像装置は、請求項２の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段が合焦確認状態であると判別したときに、前記第２の検出手段への電源供給を遮断することを特徴とする。

請求項６に記載の撮像装置は、請求項２の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段が焦点信号の極大方向検索状態であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする。

請求項７に記載の撮像装置は、請求項２の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段が焦点信号の変化が大振幅状態であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする。

請求項８に記載の撮像装置は、請求項３の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段が主電源投入直後であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする。

請求項９に記載の撮像装置は、請求項３の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段がフォーカス手動調整から自動調整への切替え直後であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする。

請求項１０に記載の撮像装置は、請求項３の撮像装置において、前記電源制御手段は、前記状態判別手段が広角から望遠へ変倍操作状態であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項１１に記載の撮像装置の制御方法は、フォーカスレンズを含む撮像光学系と、前記フォーカスレンズを介して形成される光学像から映像信号を出力する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動手段と、前記信号処理手段から出力された映像信号から焦点信号を検出する第１の検出手段と、主被写体までの距離を検出する第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段からの検出結果に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置の制御方法において、撮影状態および動作状態を判別する状態判別ステップと、前記状態判別ステップで判別された状態に応じて、前記第２の検出手段への電源供給を制御する電源制御ステップとを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項１２に記載のプログラムは、フォーカスレンズを含む撮像光学系と、前記フォーカスレンズを介して形成される光学像から映像信号を出力する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動手段と、前記信号処理手段から出力された映像信号から焦点信号を検出する第１の検出手段と、主被写体までの距離を検出する第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段からの検出結果に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記制御方法は、撮影状態および動作状態を判別する状態判別ステップと、前記状態判別ステップで判別された状態に応じて、前記第２の検出手段への電源供給を制御する電源制御ステップとを備えることを特徴とする。

請求項１，１１または１２に記載の発明によれば、撮影状態および動作状態が判別され、この判別された状態に応じて、第２の検出手段への電源供給が制御されるので、ＡＦ／ズーム性能を向上させながら、電力消費を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の概略システム構成示すブロック図である。同図中、図７の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。

図１において、本実施の形態の撮像装置は、外部測距ユニット１２６と、外部測距ユニット１２６への電源供給を制御する電源制御回路１２７を備えている。

外部測距ユニットによるＡＦ方式としては、前述のように、アクティブ方式やパッシブ方式等が従来から用いられており、外部測距ユニット１２６は、被写体までの距離を測定し、その距離情報を出力する。ＡＦマイコン１１４は、外部測距ユニット１２６からの出力結果と、現在の変倍レンズ群１０２とフォーカスコンペレンズ１０５のレンズ位置において合焦する距離情報とを比較して、ズレ量およびズレ方向を算出する。

以下、以上のように構成された撮像装置が実行する制御処理を説明する。

図２は、操作者が操作する撮影状態（主電源のＯＮ／ＯＦＦおよびＡＦ／ＭＦの切替え）に応じて、外部測距ユニット１２６への電源供給を制御する電源供給処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。図３は、ＡＦ処理動作時に、外部測距ユニット１２６への電源供給を制御する電源供給制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。

まず、図２のアルゴリズムについて説明する。

同図において、まず、ステップＳ１で、操作者が主電源をＯＮすると、本実施の形態の撮像装置に電源を供給するとともに、外部測距ユニット１２６にも電源を供給する。これにより、外部測距ユニット１２６は、被写体距離情報を取得する。

次に、ステップＳ２で、フォーカス動作がＡＦモードかＭＦモードかを判別し、ＭＦモードであればステップＳ５に進み、ＡＦモードであればステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ＭＦからＡＦに切り替わった直後なのかどうかを判断し、切り替わった直後であればステップＳ４に進み、切り替わった直後でなければステップＳ６に進む。

ステップＳ４では、ＡＦモードに切り替わった直後なので、電源制御回路１２７への信号をＯＮして外部測距ユニット１２６への電源を供給し、被写体距離情報を取得できるようにする。

ステップＳ５では、被写体距離情報を必要としないＭＦモードなので、電源制御回路１２７への信号をＯＦＦして外部測距ユニット１２６への電源を遮断する。

次にステップＳ６では、主電源がＯＦＦされたかどうかを判別し、ＯＦＦされていなければステップＳ２に戻って前述の処理を繰り返し、ＯＦＦされていれば本処理を終了する。

なお、上記一連の処理は、操作者の操作状態を常に監視し、垂直同期の周期で繰り返し行われる。

このように、ＡＦモードで主電源がＯＮされたとき、および、ＭＦモードからＡＦモードに切換わった直後には、外部測距ユニット１２６へ電源供給し、被写体距離情報を取得してＡＦ動作に利用できるようにしたので、高速なＡＦ動作を可能にする。

次に、図３のＡＦ処理のアルゴリズムについて説明する。図３のＡＦ処理は、操作者がＡＦモードで主電源をＯＮしたとき、あるいは、ＭＦモードからＡＦモードに切替えたときに、図２のステップＳ４の後に行われるものであり、ＡＦモードの状態である間は繰り返し実行される。

図３において、まず、ステップＳ１１において、現在のレンズ位置から推定される被写体距離と外部測距ユニット１２６から検出した被写体距離情報との距離差が大きいかどうかを判別する。距離差が大きい場合にはステップＳ１４に進み、小さい場合はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＡＦ評価値の増加する方向（ピーク方向）にフォーカスコンペレンズ１０５を所定量移動した後、ステップＳ１３では、フォーカスコンペレンズ１０５が所定回数同一方向に移動したかどうかを判別する。このとき、移動していればステップＳ１４に進み、そうでなければステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１４では、距離差を確認しながらＡＦ評価値のピーク位置までフォーカスコンペレンズ１０５を移動する。

次に、ステップＳ１５では、ＡＦ評価値のピーク位置と測距検出した被写体距離情報との距離差を判断し、距離差が“０”であれば合焦確定としてステップＳ２０に進み、“０”でなければステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、距離差が所定の閾値Ａよりも大きいかどうかを判別し、閾値Ａよりも大きい場合にはステップＳ１１に戻って前述した処理を繰り返し、閾値Ａ以下の場合にはステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、測距検出した被写体距離の合焦近傍にフォーカスコンペレンズ１０５があると判断し、距離データは用いずにＴＶ信号ＡＦ方式だけで合焦動作を行うように、電源制御回路１２７への信号をＯＦＦして外部測距ユニット１２６への電源を遮断する。

次に、ステップＳ１８では、フォーカスコンペレンズ１０５を微小駆動させて、前記図８に示したようなＡＦ評価値ピークを中心とした評価値の山を検出するための合焦確認動作を行う。ステップＳ１９では、合焦位置を確定できたかどうかを判別し、合焦確定すればステップＳ２０に進み、合焦確定していなければステップＳ１８に戻る。

ステップＳ２０では、合焦確定した位置でフォーカスコンペレンズ１０５を停止した後、ステップＳ２１で、電源制御回路１２７への信号をＯＦＦして外部測距ユニット１２６への電源を遮断する。そして、ステップＳ２２で、ＡＦ評価値の変動が大きいかどうかを判別し、変動が大きい場合にはステップＳ２３へ進み、変動が小さい場合にはステップＳ２０に戻る。

ステップＳ２３では、ＡＦ評価値変動が大きく、被写体距離が変化したと判断し、電源制御回路１２７への信号をＯＮして外部測距ユニット１２６への電源を供給した後、ステップＳ１１に戻り、フォーカスコンペレンズ１０５を再起動して処理を繰り返す。

このように、合焦状態となったとき（ステップＳ２１）、および合焦確認状態となったとき（ステップＳ１７）には、外部測距ユニット１２６への電源供給を遮断し、外部測距ユニット１２６による電力消費を削減する。また、ＡＦ評価値のピークサーチ時（ステップＳ１１）、およびＡＦ評価値変動が大きいとき（ステップＳ２３）には、外部測距ユニット１２６へ電源供給し、被写体距離情報を取得してＡＦ動作に利用できるようにすることで、高速なＡＦ動作を可能にする。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置ついて説明する。本実施の形態の撮像装置のシステム構成は、上記第１の実施の形態の撮像装置のシステム構成、すなわち図１に示したシステム構成をそのまま用いることにする。

本実施の形態の撮像装置は、ズーム動作時に、外部測距ユニット１２６への電源供給を制御する電源供給制御処理に特徴を備えている。

まず、インナーフォーカスタイプのレンズシステムについて説明する。

図１のレンズシステムは、インナーフォーカスタイプのレンズシステムである。公知のとおり、このように構成されたレンズシステムでは、フォーカスコンペレンズ１０５がコンペンセータレンズの機能と焦点調節機能を兼ね備えているため、被写体距離が等しくても、撮像面１０６に合焦させるためのフォーカスコンペレンズ１０５の位置は焦点距離によって異なってしまう。

焦点距離を変化させたとき、すなわち変倍レンズ群１０２を変化させたときに、任意の被写体距離において合焦させるためのフォーカスコンペレンズ１０５の位置は、図４に示すような曲線で表わされる。図４に示す曲線は、一番下の曲線が無限の被写体距離に合焦する位置に対応するもので、上に行くに従って、撮像面に近い被写体距離に合焦する位置に対応するものである。したがって、任意の被写体距離の対象を撮像しながらズームを行う場合、図４に示した被写体距離に対応する曲線の軌跡に従ってフォーカスコンペレンズ１０５を駆動させれば、合焦させた状態でズーミングを行うことができる。そこで、インナーフォーカスレンズを備えた撮像システムにおいては一般的に、図４に示す複数の軌跡情報を何らかの形でレンズ制御用のマイクロコンピュータ（マイコン）などに記憶させておき、変倍レンズ群１０２の駆動に対してその軌跡情報に従ってフォーカスコンペレンズ１０５を駆動するような制御方法が行われている。

次に、本実施の形態の撮像装置が実行するズーム動作時の電源供給制御処理のアルゴリズムについて、図５を用いて説明する。

図５において、まず、ステップＳ３１で、ズーム操作されているかどうかを判別する。ズーム操作されている場合には、ステップＳ３２に進み、ズーム操作されていない場合にはステップＳ３１に戻り、再度操作状況を確認する。

ステップＳ３２では、ズームの操作方向がテレ方向かワイド方向かを判別する。そして、ワイド方向へのズーム操作であれば、ステップＳ３３へ進み、テレ方向へのズーム操作であれば、ステップＳ３４へ進む。ステップＳ３３では、電源制御回路１２７への信号をＯＦＦして外部測距ユニット１２６への電源を遮断し、ステップＳ３１に戻る。ステップＳ３４では、電源制御回路１２７への信号をＯＮして外部測距ユニット１２６への電源を供給する。

次に、ステップＳ３５では、外部測距ユニット１２６から被写体距離情報を取得し、ステップＳ３６では、ステップＳ３５で検出した被写体距離情報に基づいて、追従するカム軌跡を決定し、ステップＳ３７では、ワイドからテレ方向に変倍レンズ群１０２を駆動するとともに、図４に示す曲線の中のカム軌跡を追従するようにフォーカスコンペレンズ１０５を駆動させる。

次に、変倍レンズ群１０２をワイドからテレに駆動する場合の、軌跡追従方法について説明する。

図６は、この軌跡追従方法の一例を説明するための図である。図６（ａ）および（ｂ）の横軸は、ともに変倍レンズ群１０２の位置を示している。また、図６（ａ）の縦軸は、ＡＦ評価信号である輝度信号の高周波成分（鮮鋭度信号）の垂直同期期間内のピークレベルを示し、図６（ｂ）の縦軸は、フォーカスコンペレンズ１０５の位置を示している。図６（ｂ）において、ある被写体に対してズームを行うときの合焦軌跡を曲線２０４とする。ここで、フォーカスコンペレンズ１０５の駆動速度の方向は、図６（ｂ）において上向き（すなわち至近方向）を正とし、下向き（すなわち無限方向）を負とする。フォーカスコンペレンズ１０５が合焦を維持しながら合焦軌跡２０４をたどるときに、ＡＦ評価信号の大きさは、図６（ａ）の直線２０１のような変化となる。一般的に、合焦を維持したズーミングでは、ＡＦ評価信号のレベルはほぼ一定値となることが知られている。

図６（ｂ）において、ズーム時に合焦軌跡２０４をトレースするフォーカスレンズ駆動速度をVf0とする。実際のフォーカスコンペレンズ１０５の駆動速度をVfとし、合焦軌跡２０４をトレースする速度Vf0に対して、大小に変化させながらズーミングすると、その軌跡は軌跡２０５となる。このとき、上記ＡＦ評価信号のレベルは、合焦軌跡２０４からずれるに従って小さくなるので、図６（ａ）の曲線２０３のように上下動を繰り返した変化を生じる。すなわち、合焦軌跡２０４と２０５が交わるズーム位置でＡＦ評価信号２０３は最大値となり、移動方向ベクトル２０５が切り替わるズーム位置で最小値となる。図６（ａ）の直線２０２は曲線２０３の最小値を示しているが、閾値ＴＨ１を直線２０２の最小レベルに設定し、ＡＦ評価信号２０３がＴＨ１と等しくなるごとに、軌跡２０５の移動方向ベクトルの向きを切り替えれば、フォーカスコンペレンズ１０５の駆動方向は合焦軌跡２０４に近づく方向に設定することができる。つまり、ＡＦ評価信号レベル２０１と２０２の差分だけ画像のボケが生じる毎に、そのボケを減らすようにフォーカスコンペレンズ１０５の駆動方向および駆動速度を制御することで、ボケ量を抑制したズームを行うことができる。

この手法を用いることにより、図４に示す合焦軌跡が発散する方向、すなわちワイドからテレ方向にズームを行う場合において、本当の合焦軌跡をたどるためのフォーカス速度Vf0が分からなくても、フォーカス速度Vfを制御しながら、図６（ｂ）の軌跡２０５をたどる動作を行うことにより、ＡＦ評価信号のレベルを閾値ＴＨ１よりも下がらないように、すなわち一定量以上のボケを生じないようにして合焦軌跡の選択追従を行うことができる。

ここで、フォーカスコンペレンズ１０５の駆動速度Vfは、正方向の補正速度をVf+、負方向の補正速度をVf-として、次式より決まる。

Vf ＝ Vf0＋Vf+ ‥‥(１)
Vf ＝ Vf0−Vf- ‥‥(２)
このとき、補正速度Vf+、Vf-は、上記ズーミング手法において追従軌跡選択時の片寄りが生じないように、式(１)、(２)から得られるVfの２つの方向ベクトルの内角が、Vf0の方向ベクトルによって２等分されるように決定する。

このように、ワイドからテレ方向へのズーム時に、外部測距ユニット１２６へ電源供給し、ＡＦ評価値とともに被写体距離情報を利用することにより、ズーム中のカム軌跡追従性能を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、たとえば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、通信ネットワークを介してサーバコンピュータからプログラムコードが供給されるようにしてもよい。

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の概略システム構成示すブロック図である。 操作者が操作する撮影状態（主電源のＯＮ／ＯＦＦおよびＡＦ／ＭＦの切替え）に応じて、外部測距ユニットへの電源供給を制御する電源供給処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。 ＡＦ処理動作時に、外部測距ユニットへの電源供給を制御する電源供給制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。 カム軌跡データの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置が実行する、ズーム動作時の電源供給制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。 ワイドからテレへのズーム時のカム軌跡追従方法の一例を説明するための図である。 従来の撮像装置の概略システム構成示すブロック図である。 ＴＶ信号ＡＦ方式におけるオートフォーカスの原理を示すグラフである。 従来の動画撮影時のＡＦ制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。 三角測量の原理図である。 相関演算の原理図である。

符号の説明

１０１ 第１のレンズ群
１０２ 変倍レンズ群
１０３ 絞り
１０４ 第２のレンズ群
１０５ フォーカスコンペレンズ
１０６ ＣＣＤ
１０７ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１０８ カメラ信号処理回路
１０９ 記録装置
１１０ ズーム駆動源
１１１ フォーカシング駆動源
１１２ ＡＦゲート
１１３ ＡＦ信号処理回路
１１４ カメラ／ＡＦマイコン
１１５ モニタ装置
１１６ ズームスイッチ
１２６ 外部測距ユニット
１２７ 電源制御回路

Claims (12)

1. フォーカスレンズを含む撮像光学系と、前記フォーカスレンズを介して形成される光学像から映像信号を出力する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動手段と、前記信号処理手段から出力された映像信号から焦点信号を検出する第１の検出手段と、主被写体までの距離を検出する第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段からの検出結果に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置において、
   撮影状態および動作状態を判別する状態判別手段と、
   前記状態判別手段で判別された状態に応じて、前記第２の検出手段への電源供給を制御する電源制御手段と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記状態判別手段は、前記第１の検出手段の検出結果に基づいて動作状態を判別することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記状態判別手段は、操作者が操作する撮影状態を判別することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段が合焦状態であると判別したときに、前記第２の検出手段への電源を遮断することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段が合焦確認状態であると判別したときに、前記第２の検出手段への電源供給を遮断することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
6. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段が焦点信号の極大方向検索状態であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段が焦点信号の変化が大振幅状態であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
8. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段が主電源投入直後であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
9. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段がフォーカス手動調整から自動調整への切替え直後であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
10. 前記電源制御手段は、前記状態判別手段が広角から望遠へ変倍操作状態であると判別したときに、前記第２の検出手段に電源を供給することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
11. フォーカスレンズを含む撮像光学系と、前記フォーカスレンズを介して形成される光学像から映像信号を出力する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動手段と、前記信号処理手段から出力された映像信号から焦点信号を検出する第１の検出手段と、主被写体までの距離を検出する第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段からの検出結果に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置の制御方法において、
    撮影状態および動作状態を判別する状態判別ステップと、
    前記状態判別ステップで判別された状態に応じて、前記第２の検出手段への電源供給を制御する電源制御ステップと
    を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
12. フォーカスレンズを含む撮像光学系と、前記フォーカスレンズを介して形成される光学像から映像信号を出力する信号処理手段と、前記フォーカスレンズを駆動させるレンズ駆動手段と、前記信号処理手段から出力された映像信号から焦点信号を検出する第１の検出手段と、主被写体までの距離を検出する第２の検出手段と、前記第１および第２の検出手段からの検出結果に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記制御方法は、
    撮影状態および動作状態を判別する状態判別ステップと、
    前記状態判別ステップで判別された状態に応じて、前記第２の検出手段への電源供給を制御する電源制御ステップと
    を備えることを特徴とするプログラム。

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