JP2006189571A

JP2006189571A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2006189571A
Application number: JP2005000660A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hirai; 信也平井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2006-07-20

Abstract

【課題】マニュアルフォーカス時に距離情報と実際のピント位置に誤差があると、特に設定可能範囲端の距離でピント合わせが不可能となる場合があるが、このような状況でもユーザーを煩わせることなくベストピントの状態を得る。
【解決手段】マニュアルフォーカス手段を持つ撮像装置であって、設定したフォーカス位置の周辺から合焦位置を自動的に求める自動合焦手段を持ち、フォーカス位置を所定の位置に設定した場合に該自動合焦手段によりフォーカス制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マニュアルフォーカス時に自動的にオートフォーカスに切り替えてフォーカス調整する撮像装置に関する。

デジタルカメラなどではTV-AF方式と呼ばれるオートフォーカス（以下、AF）方式を採用することが多い。この方式では、フォーカス位置をある範囲内で動かして順次撮影し、各撮影画像よりAF評価信号を演算し、その値から合焦位置を求める。AF評価信号はBPFフィルタなどを用いて、合焦状態に近づくほど信号が大きくなるように演算され、この信号のピーク位置にフォーカス位置を制御することで合焦状態を得る。

一方、マニュアルフォーカス（以下、MF）方式を搭載するカメラの場合には、手動によりフォーカス位置を調整することが可能である。フォーカス位置を調整可能な範囲は例えば50cm〜無限遠のようにあらかじめ設定されている。

いずれの場合でも、フォーカスの制御は、例えばステッピングモータによりフォーカスレンズを駆動することで行われる。フォーカス制御はモータの制御単位でコントロールするため、対応する被写体距離を求める場合には、あらかじめ被写体距離とステッピングモータの所定の基準位置からのステップ数とを対応づけておき、それに基づいて算出する必要がある。

しかしながら、ステップ数と距離の対応は、必ずしも完全ではない。例えば、対応づけ方法の不完全さによるずれ、温度条件の変化、経時変化などにより対応が完全ではなくなる。このずれが発生すると、マニュアルフォーカス時に、ユーザーがある距離にフォーカス位置を制御したつもりでも、距離とステップ数間の換算が誤るため、所望の距離にフォーカス制御されないという現象が発生する。そのため、通常は液晶画面などを確認しながらベストピントの位置を目視しながら制御を行えるようになっている。

又、別の従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
特開2004-294853号公報

しかしながら、特に設定可能範囲の端の距離においては、ベストピントの状態をユーザーが制御することが不可能になる場合が発生してしまう。例えば、ユーザーが無限遠にフォーカス位置を設定したとしても、距離とステップ数間の換算時に誤って実際には無限遠より手前にピントの合う状態になってしまっている場合がある。その場合、ユーザーはそれより後ピン側にフォーカス位置を制御する手段を持たないため、無限遠のベストピンの画像を得ることが不可能となってしまう。

また、上記現象を見越して無限遠より遠い超無限までユーザーがフォーカス制御できるようにすることも可能であるが、ユーザーが単純に設定可能範囲の端の距離(超無限)を指定してしまう可能性があり、その場合にも必ずしも無限遠でベストピントが得られないということが発生してしまう。

本発明の目的は、マニュアルフォーカス時にフォーカス設定可能範囲端においても、ユーザーを煩わせることなく、ベストピントの状態を得ることが可能な撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は次のような構成をもつ。

マニュアルフォーカス手段を持つ撮像装置であって、設定したフォーカス位置の周辺から合焦位置を自動的に求める自動合焦手段を持ち、フォーカス位置を所定の位置に設定した場合に該自動合焦手段によりフォーカス制御する。

以上の実施形態に従えば、マニュアルフォーカス時にUI画面上の被写体距離情報と実際にピントの合う距離に誤差がある状況で、フォーカス設定可能範囲端の距離の被写体にフォーカス制御を行った場合でも、ユーザーを煩わせることなく、ベストピントの状態を得ることが可能である。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。

（第一の実施例）
図１は、本発明の実施形態に従うデジタルカメラの概略図である。

本実施例におけるデジタルカメラは、光学系01およびフォーカスレンズ02により結像した光を撮像素子03により光電変換し、出力ノイズを除去するＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を備えた前置処理回路04とA/D変換器05を通してデジタル化した信号をメモリコントローラ06を介してメモリ07に格納し、図示していない信号処理回路によって画像に変換したものを表示装置16に表示する。撮影は、SW109およびSW２10を押すことにより行われ、撮影された画像は記録媒体08に記録される。

フォーカスモードとしては、オートフォーカス（AF）モードとマニュアルフォーカス（MF）モードを兼ね備える。

AFの動作について説明する。AF動作は制御部11により制御される。まず、SW１09が押されたら所定の測距距離範囲を順次スキャンするようにフォーカスレンズ駆動回路17によってフォーカスレンズを駆動し、撮像素子により各位置での信号を取得する。取得した信号は、AF評価値演算回路14によりBPFを用いて中高域信号成分を抽出することによりAF評価値に変換される。次に、合焦位置決定手段15により上記AF評価値をもとにAF評価値のピーク位置を合焦位置として求められ、その合焦位置にフォーカスレンズを駆動する。その状態でSW210を押すことで撮影が実行される。

次に、図２のフローを用いてMFの動作について説明する。S1において、AFモードからMFモードに切替を行う。切替はオート／マニュアルフォーカス切替SW12で行う。

マニュアルフォーカスのモードに設定されたら、S2において、フォーカス位置を初期位置に持っていく。この初期値は、あらかじめある距離に設定しておいても良いし、AFモードにおける最終フォーカス位置を初期値としても良い。

S3において、表示装置上のUI画面をマニュアルフォーカス用に変更する。UI画面としては例えば図３のようなものを表示する。画面中にマニュアルフォーカスモードであることを示す「MF」マークの表示と、フォーカス位置を棒グラフ状に示す図が表示されている。このUI画面によりユーザーに現在のフォーカス位置を被写体距離情報として知らしめることが可能となる。

次に、S4において、フォーカス制御SW13の状態を監視し、操作されたらS5において、フォーカスレンズ駆動回路を介してフォーカスレンズを動かすことでピント位置をコントロールする。フォーカス制御SWはフォーカス位置を前ピン側および後ピン側にそれぞれ制御することが可能となっている。

次に、S6において、フォーカス制御の制御単位から被写体距離へ変更を行う。上記S5におけるフォーカスレンズの駆動は、例えば、所定位置からのステッピングモータのステップ数でコントロールされるため、UI画面に被写体距離情報を表示するためには、上記ステップ数を距離情報に換算する必要がある。従来の技術でも述べたように、ステップ数と被写体距離の対応づけをあらかじめ行っておき、この対応づけに基づいて被写体距離を算出する。

上記被写体距離を用いて、S7において、設定許容範囲端に達したかどうかを判定する。設定許容範囲を50cm〜無限遠に設定していたとすると、無限遠と50cmが設定許容範囲端となる。

端に達していない場合には、S10に進み、被写体距離情報をUI画面に更新する。

端に達した場合には、S8に進み、フォーカス制御後所定時間内に次のフォーカス位置の操作が行われたかどうかを検出し、操作が行われた場合には、S5に戻る。操作が行われなかった場合には、S9に進み、所定範囲をAFで測距し合焦位置にフォーカス制御する。例えば、無限遠に達した場合には、その時点でのフォーカス制御ステップ位置の前後何ステップかの範囲についてAF動作を行い、AF評価値のピーク位置にフォーカス制御を行う。何ステップ分の範囲についてAF動作させるかについては、ステップ数と被写体距離の換算の誤差を元に設定しておけばよい。また、S8のステップは行わず、すぐにS9に進んでも良い。

その後、S10に進み、被写体距離情報をUI画面に更新する。

なお、上記AF動作で合焦不能な場合や測距範囲外に合焦位置が存在すると判定された場合には、元のマニュアルフォーカス位置に戻すように制御すればよい。

次に、再びS４のフォーカス制御SWの監視状態に戻ることで順次フォーカス位置をコントロールすることが可能となる。

以上のように構成することで、マニュアルフォーカス時に設定許容範囲端にフォーカス制御を行った場合に、自動的にAF動作で合焦させることが可能となるため、フォーカス制御系の制御単位と被写体距離との換算を誤ったとしても確実に被写体に合焦させることが可能となる。

（第二の実施例）
本実施形態では、第一の実施形態に加えてシーン変化に応じたフォーカス制御を行う場合について説明する。

第一の実施形態の場合には、マニュアルフォーカスの操作を手ぶれが大きい状態などで行った場合、AF動作に入った時に誤測距してしまう可能性がある。本実施例では誤測距を避けるためシーン変化の検知を加えている。

第一の実施形態と異なるのは、図４のフローにおいてS８’が加わっている点である。すなわち、S8において所定時間経過後、シーンの変化を検知し、シーンの変化があった場合にはAF動作に入らないよう構成する。シーンの変化がないと判定された場合のみAF動作に入るよう制御を行う。

シーンの変化の検知方法としては、例えば、画面の明るさを一定時間間隔で見て、その変化量が所定量と比較して大きいか小さいかで見ても良い。

あるいは、画面の高周波特性を一定時間間隔で見て、その変化量が所定量と比較して大きいか小さいかで見ても良い。

あるいは、別途ジャイロのようなもので姿勢変化量を測定し、その量が所定量と比較して大きいか小さいかで見ても良い。

あるいは、フォーカス位置を変えずに一定時間間隔でAF評価値を測定し、その変化量が所定量と比較して大きいか小さいかで見ても良い。

以上のように構成することで、手ぶれなどが大きい状態でマニュアルフォーカス操作を行った場合でも、設定許容範囲短におけるAF動作の誤測距を防止することが可能となる。

（第三の実施例）
本実施形態では、第一の実施例において、所定のフォーカス位置に設定した場合にのみ自動的に合焦位置を検出するところを、どのフォーカス位置に設定した場合でもそのフォーカス位置の周辺から自動的に合焦位置を検出するよう変更している。

第一の実施例と異なるところは図２のフローにおけるS7がなくなり常にS8に進むよう構成される点である。

このように構成することで、フォーカス位置を操作した後所定時間経過したのちに、自動的に現在のフォーカス位置周辺からベストピンの位置を検知するよう動作する。

したがって、どのフォーカス位置においても必ず自動的に合焦位置を探すことになる。この場合でも、合焦位置が見つからない場合や測距範囲外に合焦位置があると判定された場合などは、元のマニュアルフォーカス位置に戻せばよい。

本発明の実施形態に従うデジタルカメラの構成の概略図である。第一の実施形態に従うマニュアルフォーカス時の動作フロー図例である。マニュアルフォーカス時のUI画面例である。第二の実施形態に従うマニュアルフォーカス時の動作フロー図例である。

符号の説明

01 光学系
02 フォーカスレンズ
03 撮像素子
04 前置処理回路
05 A/D変換器
06 メモリコントローラ
07 メモリ
08 記録媒体
09 SW1
10 SW2
11 制御部
12 オート／マニュアルフォーカス切替SW
13 フォーカス制御SW
14 AF評価値演算回路
15 合焦位置決定手段
16 表示装置
17 フォーカスレンズ駆動回路

Claims

マニュアルフォーカス手段を持つ撮像装置であって、設定したフォーカス位置の周辺から合焦位置を自動的に求める自動合焦手段を持ち、フォーカス位置を所定の位置に設定した場合に該自動合焦手段によりフォーカス制御することを特徴とする装置。
前記マニュアルフォーカス手段が、所定時間内にフォーカス操作されたかどうかを判定するフォーカス操作検出手段を持ち、フォーカス位置を所定の位置に設定した場合に該所定時間内にフォーカス操作がされなければ、前記自動合焦手段によりフォーカス制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記所定のフォーカス位置が、設定可能範囲端であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の装置。
前記マニュアルフォーカス手段が、シーン変化がないかどうかを判定するシーン変化判定手段を持ち、シーン変化がない場合にのみ前記自動合焦手段を用いることを特徴とする請求項１、２あるいは３に記載の装置。
前記シーン変化判定手段が、画像の明るさの変化量、カメラあるいは画像のぶれ量、画像の高周波特性の変化量の内の１つあるいは複数の値を元にシーン変化を検出することを特徴とする請求項４に記載の装置。
マニュアルフォーカス手段を持つ撮像装置であって、設定したフォーカス位置の周辺から合焦位置を自動的に求める自動合焦手段と、所定時間内にフォーカス操作されたかどうかを判定するフォーカス操作検出手段を持ち、フォーカス位置を設定した後該所定時間内にフォーカス操作がされなければ、該自動合焦手段によりフォーカス制御することを特徴とする装置。