JP2006301080A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザがピントを合わせたい被写体部位に容易にしかも的確にピントを合わせることを可能とする。
【解決手段】 撮像装置は、被写体光学像を結像する撮像光学系１と、撮像光学系１により結像した光学像を電気信号に変換するＣＣＤ固体撮像素子３と、ＣＣＤ固体撮像素子３に被写体像を合焦させるために撮像光学系１の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる光学系駆動部６とを具備する。撮像装置は、光学系駆動部６を自動的に制御するオートフォーカス制御および光学系駆動部６を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能を備え、マニュアルフォーカス機能による手動操作での合焦結果に基づいて、オートフォーカス制御における制御内容を変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被写体のピント合わせを自動的に行う自動合焦機能、すなわちオートフォーカス（ＡＦ：automatic focusing）機能と、手動操作にてピントを合わせるマニュアルフォーカス（ＭＦ：manual focusing）機能とを備えた撮像装置に関し、例えば近接距離の被写体を撮像するマクロ撮影機能を備えたディジタルスティルカメラ等に好適な撮像装置に関するものである。

近年において、カメラ等の撮像装置は、通常の場合、自動的に被写体にピントを合わせるオートフォーカス機能（ＡＦ機能）を装備している。ディジタルスティルカメラに代表されるディジタルカメラ等において一般的に用いられているオートフォーカスシステムは、撮像データから得られる水平方向のコントラスト特性に基づいて合焦の度合いを検出するものであり、被写体のコントラスト、特に横方向のコントラスト、が低かったり、横縞模様の被写体であったりする場合の合焦にはあまり適切ではなく、正確に合焦できない場合もある。そのため、多くの場合、オートフォーカス機能とは別に、手動操作で合焦用光学系を移動させるマニュアルフォーカス機能（ＭＦ機能）をも装備している。特に、近接距離の被写体を撮像するマクロ撮影においては、レンズの光学特性上、被写界深度が狭くなり、同一被写体に対しても、ピントの合っている部分と合っていない部分が生じる。このためマクロ撮影時においては、マニュアルフォーカス機能を用いて、被写体のピントを合わせたい部分に適切に合焦させることが特に有効である。

しかしながら、オートフォーカス機能からマニュアルフォーカス機能へのモード変更が必要であったり、そのモード変更操作が煩雑であったりする。また、オートフォーカス機能を備えている撮像装置においては、マニュアルフォーカス機能は付加的な機能に過ぎず、マニュアルフォーカス機能を用いて手動操作にてピントを合わせるためには、撮像装置に内蔵される表示部の大きさは充分ではなく、このような表示部では正確にピントが合っているか否かを確認することが容易ではない。
これに対し、特許文献１（特開平１１−２９８７９１号）等に示されるように、マニュアルフォーカス時に、表示を拡大する機能を持たせるようにするものもあるが、拡大にも限度があり、しかも屋外などの太陽光のもとでは、表示に用いられるＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等のような表示部が見にくいことも少なくない。
したがって、ユーザがピントを合わせたい被写体部位に容易に且つ的確にピントを合わせることを可能とする撮像装置が望まれている。

特開平１１−２９８７９１号公報 特公昭３９−５２６５号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ユーザがピントを合わせたい被写体部位に容易にしかも的確にピントを合わせることを可能とする撮像装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、表示部が小さく見にくい場合にもユーザの所望する被写体部位に的確に且つ容易に合焦させることを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、表示部が小さく見にくい場合にもユーザの所望する被写体部位に的確に且つ容易にしかも速やかに合焦させることを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、撮像視野内におけるユーザの所望する部位の被写体に的確に且つ容易に合焦させることを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、マクロ撮影時におけるユーザの所望する被写体部位の的確で且つ容易な合焦を可能とし、マクロ撮影の的確な合焦操作を容易にすることを可能とする撮像装置を提供することにある。

請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
被写体光学像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子に被写体像を合焦させるために前記撮像光学系の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる合焦作動手段と、
前記合焦作動手段を自動的に制御するオートフォーカス制御手段と、
前記合焦作動手段を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段と、
前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて、前記オートフォーカス制御手段における制御内容を変更する制御変更手段と、
を具備することを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１の撮像装置であって、
前記オートフォーカス制御手段が、前記撮像光学系の前記合焦用光学系を光軸方向に移動させながら被写体像のコントラストを検出する走査により、合焦状態を検定する合焦検定手段を含み、且つ
前記制御変更手段が、前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて前記合焦検定手段における走査範囲を変更する手段である
ことを特徴としている。

請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
被写体光学像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系により結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子に被写体像を合焦させるために前記撮像光学系の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる合焦作動手段と、
前記合焦作動手段を自動的に制御するオートフォーカス制御手段と、
前記合焦作動手段を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段と、
前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果における撮像視野内での合焦位置に基づいて、前記オートフォーカス制御手段における制御内容を、合焦制御対象を前記合焦位置近傍の撮像視野についての制御に変更する制御変更手段と、
を具備することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜３のいずれか１項の撮像装置であって、
近距離の被写体に合焦させることが可能なマクロモードを有し、且つ
前記制御変更手段が、マクロモードにおける前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作の後の前記オートフォーカス制御手段における制御では、手動操作での合焦結果を自動的にオートフォーカス制御手段の制御内容に反映させる手段を含む
ことを特徴としている。

本発明によれば、ユーザがピントを合わせたい被写体部位に容易にしかも的確にピントを合わせることを可能とする撮像装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の撮像装置によれば、被写体光学像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を合焦させるために前記撮像光学系の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる合焦作動手段と、前記合焦作動手段を自動的に制御するオートフォーカス制御手段と、前記合焦作動手段を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段と、前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて、前記オートフォーカス制御手段における制御内容を変更する制御変更手段と、を具備することにより、ユーザがピントを合わせたい被写体部位に容易にしかも的確にピントを合わせることが可能となり、特に、表示部が小さく見にくい場合にもユーザの所望する被写体部位に的確に且つ容易に合焦させることが可能となる。

また、本発明の請求項２の撮像装置によれば、請求項１の撮像装置において、前記オートフォーカス制御手段が、前記撮像光学系の前記合焦用光学系を光軸方向に移動させながら被写体像のコントラストを検出する走査により、合焦状態を検定する合焦検定手段を含み、且つ前記制御変更手段が、前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて前記合焦検定手段における走査範囲を変更する手段であることにより、特に、表示部が小さく見にくい場合にもユーザの所望する被写体部位に的確に且つ容易にしかも速やかに合焦させることが可能となる。
さらに、本発明の請求項３の撮像装置によれば、被写体光学像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を合焦させるために前記撮像光学系の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる合焦作動手段と、前記合焦作動手段を自動的に制御するオートフォーカス制御手段と、前記合焦作動手段を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段と、前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果における撮像視野内での合焦位置に基づいて、前記オートフォーカス制御手段における制御内容を、合焦制御対象を前記合焦位置近傍の撮像視野についての制御に変更する制御変更手段と、を具備することにより、ユーザがピントを合わせたい被写体部位に容易にしかも的確にピントを合わせることが可能となり、特に、撮像視野内におけるユーザの所望する部位の被写体に的確に且つ容易に合焦させることが可能となる。

また、本発明の請求項４の撮像装置によれば、請求項１〜３のいずれか１項の撮像装置において、近距離の被写体に合焦させることが可能なマクロモードを有し、且つ前記制御変更手段が、マクロモードにおける前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作の後の前記オートフォーカス制御手段における制御では、手動操作での合焦結果を自動的にオートフォーカス制御手段の制御内容に反映させる手段を含むことにより、特に、マクロ撮影時におけるユーザの所望する被写体部位の的確で且つ容易な合焦を可能とし、マクロ撮影の的確な合焦操作を容易にすることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る撮像装置を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る撮像装置の一つの実施の形態としてのディジタルスティルカメラの要部の構成を示すブロック図である。
図１に示すディジタルスティルカメラは、撮影レンズ１、メカニカルシャッタ２、ＣＣＤ固体撮像素子３、ＣＤＳ−ＡＤ部４、ＤＳＰ５、光学系駆動部６、ＣＣＤドライバ７、ＣＰＵ８、内蔵メモリ９、通信ドライバ１０、メモリカード１１、ＬＣＤ表示部１２、操作部１３、第１の外部装置１４、第２の外部装置１５、音声ＣＯＤＥＣ１６、アナログ入力部１７およびアナログ出力部１８を具備している。
撮影レンズ１は、撮像用の結像光学系であり、この場合、少なくとも一部を合焦動作を行うための合焦用光学系として、光軸に沿って進退駆動され得るようにしている。メカニカルシャッタ２は、撮影レンズ１の中間部または端部に設けられ撮像時に光路を開閉する。ＣＣＤ固体撮像素子３は、撮影レンズ１によって結像された被写体光学像を電気信号に変換する撮像素子であり、この場合ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）により構成した固体撮像素子を用いている。

ＣＤＳ−ＡＤ部４は、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号をＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）し且つＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換してディジタル信号とする。ＤＳＰ（Digital Signal Processor：ディジタルシグナルプロセッサ）５は、ＣＤＳ−ＡＤ部４から出力されるディジタル画像信号を、輝度Ｙ、色差ＵおよびＶからなるＹＵＶデータに変換し、そのＹＵＶデータをＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）圧縮するなどのディジタル信号処理を行う。
光学系駆動部６は、撮影レンズ１の合焦用光学系のピント合わせ動作のための合焦駆動およびメカニカルシャッタ２の開閉駆動を行う駆動部であり、合焦作動手段を構成する。ＣＣＤドライバ７は、ＣＣＤ固体撮像素子３を駆動する。ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央制御部）は、マイクロプロセッサ等を用いて構成され、ＤＳＰ５、光学系駆動部６およびＣＣＤドライバ７等を含む当該カメラ全体の動作を制御する。内蔵メモリ９は、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、あるいはバッテリバックアップされたＲＡＭまたはフラッシュメモリのような不揮発性メモリ等からなり、撮像された画像データ、ファイルからの読み取りデータおよびその他の当該ディジタルスティルカメラの動作に必要なデータ等を一時格納し、ＤＳＰ５およびＣＰＵ８の動作に係るワークメモリとしても用いられる。

通信ドライバ１０は、当該ディジタルスティルカメラの外部との通信を行うために用いられる。メモリカード１１は、当該ディジタルスティルカメラに着脱可能に装着されるフラッシュメモリのような不揮発性メモリを内蔵するメモリカードであり、撮像結果として得られる画像データ等を格納する。ＬＣＤ表示部１２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）を用いた表示部と、ＤＳＰ５からの映像出力信号をＬＣＤ表示が可能な信号に変換する表示コントローラとを有し、ＤＳＰ５からの映像出力信号を表示する。撮影時に、このＬＣＤ表示部１２に結像状態を示す映像を表示させ、マニュアルフォーカス機能における合焦操作時の合焦状態の確認やオートフォーカス機能における撮像結果の確認に用いられる。操作部１３は、ユーザが操作し得るように設けられたレリーズボタンおよびオートフォーカス設定ボタン等の操作ボタンを含むスイッチ等からなり、当該ディジタルスティルカメラに対する外部操作に用いられる。

第１の外部装置１４は、当該ディジタルスティルカメラに接続される装置であり、例えば、当該ディジタルスティルカメラ本体に電源として内蔵される電池（図示されていない）を充電するための充電回路を内蔵している。この第１の外部装置１４が表示装置を有していれば、ディジタルスティルカメラ本体におけるＬＣＤ表示部１２はなくても良い。第２の外部装置１５は、第１の外部装置１４に接続される装置であり、この第１の外部装置１４を介してディジタルスティルカメラ本体と情報の授受を行うことができる。この第２の外部装置１５は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等であっても良く、撮像された画像データの修正その他の処理を行うために利用され得る。音声ＣＯＤＥＣ１６は、音声信号のエンコードおよびデコードを行うＣＯＤＥＣ（コーデック：coder + decoder）であり、アナログ入力部１７に与えられるアナログ信号をディジタルデータに変換してＤＳＰ５に送信したり、ＤＳＰ５から出力されたディジタル音声データをアナログ信号に変換してアナログ出力部１８を介して出力したりする。

次に、図２〜図９を参照して上述の図１のように構成されたディジタルカメラの本発明に係る動作について具体的に説明する。図２は、撮像時、すなわち画像記録時のメイン処理を示すフローチャート、図３は、図２のメイン処理と並行して定期的に起動される並行処理である操作状況把握処理およびスルー画像処理のフローチャート、図４は、図２のメイン処理におけるレリーズの１段目（レリーズ半押し）の操作時のレリーズ１段目処理のフローチャート、図５は、図４のレリーズ１段目処理における通常撮像モードにおいてカバーされる撮像距離範囲についての通常オートフォーカス機能による制御処理を示すフローチャート、図６は、図４のレリーズ１段目処理におけるマニュアルフォーカス操作によるフォーカス位置近傍の距離範囲についての近傍距離オートフォーカス機能による制御処理を示すフローチャート、図７は、オートフォーカス機能での撮像視野における合焦評価エリアを示す図、図８は、マニュアルフォーカス操作時に合焦評価値を取得する場合の、例えば無限側から至近側に向かって合焦操作を行うマニュアルフォーカス操作における制御処理を示すフローチャート、そして図９は、マニュアルフォーカス操作時に取得し得る図７の各エリアの合焦評価値の変化を示す図である。

なお、図３の並行処理は、例えば定期的なタイマ割り込み処理によって２０ｍｓ毎に起動される定期繰り返し処理である。この並行処理における操作状況把握処理は、押しボタンスイッチの押しボタン等の操作部１３の操作状態を監視把握する処理であり、スルー画像処理は、ＣＣＤ固体撮像素子３で取得された画像をそのままＬＣＤ表示部１２に表示する、いわゆる電子ファインダ表示であるスルー画像表示（メイン処理で表示される）における自動露出制御および自動ホワイトバランス制御を行う処理である。図４のレリーズ１段目処理は、操作部１３に含まれるレリーズボタン（明確には図示されていない）を半押し状態となる１段目まで押し込んだときに起動される処理であって、自動露出制御、自動ホワイトバランス制御およびオートフォーカス制御を行い、レリーズ２段目（全押し）処理は、レリーズボタンを全押し状態となる２段目まで押し込んだときに起動される処理であって、撮像静止画の記録制御を行う。なお、ここでは、レリーズボタンを２段操作形式の押しボタンスイッチとして、１段目と２段目でそれぞれ上述の処理を行うものとしているが、レリーズボタンを２つの押しボタンスイッチに分割し、第１のレリーズボタンの操作で、上述の１段目に相当する処理を行い、第１のレリーズボタン操作後の第２のレリーズボタンの操作で、上述の２段目に相当する処理を行うようにしても良い。

また、図２のメイン処理、図３の操作状況把握処理およびスルー画像処理、図４のレリーズ１段目処理、図５の通常オートフォーカス機能による制御処理、図６の近傍距離オートフォーカス機能による制御処理および図８マニュアルフォーカス操作における制御処理は、主としてＣＰＵ８によって行われ、合焦作動手段である光学系駆動部６を自動的に制御するオートフォーカス制御手段、光学系駆動部６を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段およびマニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて、オートフォーカス制御手段における制御内容を変更する制御変更手段は、実質的にこのＣＰＵ８の機能として構成される。さらに、オートフォーカス制御手段に含まれ、合焦用光学系を光軸方向に移動させながら被写体像のコントラストを検出する走査により、合焦状態を検定する合焦検定手段および制御変更手段として、マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて合焦検定手段における走査範囲を変更する手段も、実質的にＣＰＵ８の機能として構成される。さらに、マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果における撮像視野内での合焦位置に基づいて、オートフォーカス制御手段における制御内容を、合焦制御対象を合焦位置近傍の撮像視野についての制御に変更する制御変更手段および制御変更手段に含まれ、マクロモードにおけるマニュアルフォーカス機能手段による手動操作の後のオートフォーカス制御手段における制御で、手動操作での合焦結果を自動的にオートフォーカス制御手段の制御内容に反映させる手段も実質的にＣＰＵ８の機能として構成される。

まず、撮像記録モードにおいて、このディジタルスティルカメラの電源がオンとされると、このディジタルスティルカメラの内部のハードウェアの初期化や、メモリカード１１におけるファイル情報を、内蔵メモリ９内に作成するなどの記録準備処理を行う（図示されていない）。その後、図２に示される撮像記録に関するメイン処理が開始される。
この実施の形態のディジタルスティルカメラにおいては、静止画が記録され得るものとする。図２に示されるメイン処理が開始されると、カメラ内状態がチェックされ（ステップＳ１１）、スルー表示が停止されている状態で、且つ記録中でない場合は（ステップＳ１２）、スルー画像表示開始処理を行う（ステップＳ１３）。したがって、このステップＳ１３のスルー画像表示開始処理は、メイン処理が最初に行われた場合にも実行されることになる。
この図２のメイン処理と並行して、図３にフローチャートを示す定期的に起動される並行処理は、押しボタンスイッチの押しボタン等の操作部１３の操作状態を監視把握する操作状況把握処理（ステップＳ３１）と、ＣＣＤ固体撮像素子３で取得された画像をそのままＬＣＤ表示部１２に表示する、いわゆる電子ファインダ表示であるスルー画像表示（メイン処理で表示される）における自動露出制御および自動ホワイトバランス制御を行うスルー画像処理（ステップＳ３２）である。

スルー画像処理は、図２のメイン処理におけるステップＳ１３で開始されるスルー画像表示処理によって、このディジタルスティルカメラのスルー画像を表示している状態における自動露出および自動ホワイトバランスの追尾制御処理を実行するものである。この追尾制御処理によって、ディジタルスティルカメラのＬＣＤ表示部１２に表示している画像を、常時、適正な明るさおよび自然な色合いに保つことができる。この自動露出および自動ホワイトバランスの追尾制御処理は、具体的には、ＣＣＤ固体撮像素子３からＣＤＳ−ＡＤ部４およびＤＳＰ５を介して得られる画像データから、自動露出制御および自動ホワイトバランス制御に対する評価値を、ＣＰＵ８によって取得し、それらの評価値がそれぞれ所定値となるように、ＣＣＤドライバ７に対して露光時間をセットしたり、ＤＳＰ５に対して画像処理における色パラメータを調節したりするフィードバック制御を行う。

図３に示すメイン処理におけるステップＳ１１においてカメラ内状態が判定され、スルー表示が行われていると判定された場合には、操作部判定処理（ステップＳ１４）が行われ、この操作部判定処理は、先に述べた２０ｍｓ毎の定期的タイマ割り込みによって入力される操作部１３の各種の押しボタン等の操作情報を取り込んで確定する。この操作情報は、動作モードを判断する動作モード判断処理に供される（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５で判断される動作モードには、スルー画像表示中に操作部１３に含まれるオートフォーカス設定ボタン（明確には図示されていない）が操作された場合のオートフォーカス（ＡＦ）設定処理と、第１マニュアルフォーカス設定ボタンが操作された場合の第１マニュアルフォーカス（ＭＦ１）設定処理と、第２マニュアルフォーカス設定ボタンが操作された場合の第２マニュアルフォーカス（ＭＦ２）設定処理と、マニュアルフォーカス状態で、光学系駆動部６によって、合焦光学系を無限遠側から至近側に向けて駆動するマニュアルフォーカスプラス（ＭＦ＋）駆動処理と、マニュアルフォーカス状態で合焦光学系を至近側から無限遠側に向けて駆動するマニュアルフォーカスマイナス（ＭＦ−）駆動処理と、レリーズボタンが１段目まで操作された場合における撮像用の自動露出制御、自動ホワイトバランス制御およびオートフォーカス制御を含む第１のレリーズ（ＲＬ１）処理と、そして第１のレリーズ処理後にレリーズボタンが２段目まで操作された場合における撮像記録制御を含む第２のレリーズ（ＲＬ２）処理がある。

すなわち、オートフォーカス（ＡＦ）設定処理は、第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）および第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）を共に“０”とするフラグ処理（ステップＳ１６）である。第１マニュアルフォーカス（ＭＦ１）設定処理は、第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）を“１”とし、且つ第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）を“０”とするフラグ処理（ステップＳ１７）である。第２マニュアルフォーカス（ＭＦ２）設定処理は、第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）を“０”とし、且つ第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）を“１”とするフラグ処理（ステップＳ１８）である。マニュアルフォーカスプラス（ＭＦ＋）駆動処理（ステップＳ１９）は、マニュアルフォーカス状態で操作部１３のマニュアルフォーカスプラス（ＭＦ＋）ボタン（図示されていない）が押されている間、合焦光学系を無限遠側から至近側に向けて駆動する。マニュアルフォーカスマイナス（ＭＦ−）駆動処理（ステップＳ２０）は、マニュアルフォーカス状態で操作部１３のマニュアルフォーカスマイナス（ＭＦ−）ボタン（図示されていない）が押されている間、合焦光学系を至近側から無限遠側に向けて駆動する。第１のレリーズ（ＲＬ１）処理（ステップＳ２１）は、撮像用の自動露出制御、自動ホワイトバランス制御およびオートフォーカス制御を含む処理である。第２のレリーズ（ＲＬ２）処理は、静止画を取り込んで内蔵メモリ９に記録する静止画記録処理（ステップＳ２２）と静止画を直接または内蔵メモリから転送してメモリカード１１に書き込むカード記録処理（ステップＳ２３）とを含む撮像記録制御を行う。

現在の撮影モードは、操作部１３のモード設定ボタン（図示されていない）によって、例えば通常撮影モードが選択されているものとする。この状態で、操作部１３のレリーズボタンが１段目まで操作されると、第１のレリーズ処理（ステップＳ２１）が行われ、図４に示すように、自動露出制御および自動ホワイトバランス制御の制御値が確定され（ステップＳ４１）、その後に第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）および第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）が検定される（ステップＳ４２）。ステップＳ４２において、これら第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）および第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）のいずれもが“１”でなく、第１マニュアルフォーカスモードでもなく第２マニュアルフォーカスモードでもない場合には、通常のオートフォーカスモードであるので、通常オートフォーカス（ｎＡＦ）処理（ステップＳ４３）が行われる。
オートフォーカス制御方式は、次に説明する撮像データからのコントラスト値による合焦検出方式（以下、「ＣＣＤＡＦ方式」と称する）が一般的である。この制御方式としては、特許文献２（特公昭３９−５２６５号）に記載されているいわゆる山登りオートフォーカス制御が広く用いられている。この山登りオートフォーカス制御は、１フィールドまたは１フレーム毎に得られる映像信号から高周波成分または近接画素の輝度差の積分値を求めて、これを合焦の度合いを示す合焦評価値（「ＡＦ評価値」などとも称される）とする。

合焦状態にあるときは被写体のエッジ部分がはっきりしているため合焦評価値が大きくなり、非合焦状態のときは合焦評価値が小さくなる。オートフォーカス制御動作実行時には、合焦光学系を移動させながら、このような合焦評価値を逐次取得する操作処理を行い、合焦評価値が最も大きくなった個所を合焦点として合焦光学系の駆動を停止する。
ステップＳ４３の通常オートフォーカス処理においては、図５に示す通り、通常撮影モードがカバーする撮影距離範囲に相当する通常至近距離〜無限遠距離を走査範囲として決定し（ステップＳ５１）、この範囲に相当する合焦光学系位置間を走査してＣＣＤＡＦ方式によるオートフォーカス制御を行い、合焦評価値が最も大きくなったところを合焦点として、合焦光学系を停止させる（ステップＳ５２）。
ステップＳ４２において、第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）が“１”（第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）は“０”）であると判定された場合、つまり第１マニュアルフォーカス設定処理により第１マニュアルフォーカス（ＭＦ１）モードに設定されている場合には、ステップＳ４３の通常オートフォーカス処理は行われずに、第１のレリーズ処理（ステップＳ２１）を終了して、（ステップＳ１１から）メイン処理のルーチン内に戻り、この状態で第２のレリーズ処理（ステップＳ２２，Ｓ２３）が行われた場合には、その時の合焦光学系位置のままで撮像記録が行われる。

すなわち、この場合には、直前の、マニュアルフォーカスプラス駆動処理（ステップＳ１９）、または、マニュアルフォーカスマイナス駆動処理（ステップＳ２０）で、手動で設定された合焦光学系位置のままで撮像記録が行われる。
今、第２マニュアルフォーカス設定処理によって、第２マニュアルフォーカス（ＭＦ２）モードに設定されている場合に、レリーズボタンが１段目まで操作されると、ステップＳ２１の第１のレリーズ処理が行われ、図４に示すように、ステップＳ４１で自動露出制御および自動ホワイトバランス制御の制御値が確定され、ステップＳ４２において、第２マニュアルフォーカスフラグ（Mf2flag）が“１”（第１マニュアルフォーカスフラグ（Mf1flag）は“０”）であるので、近傍距離オートフォーカス（ｓＡＦ）処理（ステップＳ４４）が行われる。
ステップＳ４４の近傍距離オートフォーカス処理においては、図６に示す通り、その時点でのフォーカス位置ｆｐを基準として、ｆｐ＋Δｆｐからｆｐ−Δｆｐを走査範囲として決定し（ステップＳ６１）、この範囲に相当する合焦光学系位置間を走査してＣＣＤＡＦ方式によるオートフォーカス制御を行い、合焦評価値が最も大きくなったところを合焦点として、合焦光学系を停止させる（ステップＳ６２）。これは、第２マニュアルフォーカスモードにおいて、ステップＳ１９のマニュアルフォーカスプラス駆動処理、または、ステップＳ２０のマニュアルフォーカスマイナス駆動処理で、ユーザにより手動で設定された合焦光学系位置近傍についてＣＣＤＡＦ方式によるオートフォーカス制御を行うことによって、より正確に、ユーザの合わせたい被写体に合焦することができる。

また、撮像視野、つまり撮像画面における複数エリア、例えば図７に示すエリアＡ１〜Ａ９、についてそれぞれ合焦評価値を取得することができるものとする（「マルチエリアオートフォーカス」などと称される）。このような機能を有している場合、ステップＳ１９またはＳ２０のマニュアルフォーカスプラス駆動処理またはマニュアルフォーカスマイナス駆動処理によるマニュアルフォーカス駆動時にも、例えば図８に示すマニュアルフォーカスプラス駆動処理のように、当初のフォーカス位置ｆｐから至近側へ単位移動量ｘの駆動（ステップＳ８１）が行われる毎に合焦評価値を取得し（ステップＳ８２）、そしてマニュアルフォーカスプラスボタンが押されているか否かをチェックし（ステップＳ８３）、マニュアルフォーカスプラスボタンが押されている間これを繰り返す（ステップＳ８４）。ステップＳ８４で、マニュアルフォーカスプラスボタンが解除されたことを検出するとこの処理を終了する。このような処理におけるステップＳ８２の繰り返し処理により、合焦評価値を取得すると、図９に示すように、マニュアルフォーカス機能により走査した範囲のフォーカス位置ｆｐの変化に対する合焦評価値の曲線を得ることができる。図９においては、エリアＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ６、Ａ７およびＡ９は、背景であるので（図７参照）、無限遠側にピークがある。エリアＡ５およびＡ８は、主被写体が存在するエリアであり、走査範囲内に曲線のピークが得られる。

このような合焦評価値の変化特性によって、被写体が、エリアＡ５およびＡ８に存在することがわかり、走査すべき範囲も概ね曲線のピーク近傍として知ることができる。
このようにして、マニュアルフォーカスプラス駆動およびマニュアルフォーカスマイナス駆動時に、その間における合焦評価値を取得して、被写体が占めるエリアおよび被写体が存在し得るフォーカス位置ｆｐの存在する可能性のある範囲（図９の例ではフォーカス位置ｆｐ１〜ｆｐ２の範囲）を特定し、近傍距離オートフォーカス処理においてその範囲を走査するようにすると、ユーザの所望する被写体にさらに正確に合焦することができる。また、フォーカス位置ｆｐの範囲は特性せずに、特定されたエリアにおける合焦評価値が最も大きくなるフォーカス位置ｆｐを探すような制御としても良い。

本発明に係る撮像装置の一つの実施の形態としてのディジタルスティルカメラの要部の構成を示すブロック図である。 撮像時、すなわち画像記録時のメイン処理を示すフローチャートである。 図２のメイン処理と並行して定期的に起動される並行処理である操作状況把握処理およびスルー画像処理のフローチャートである。 図２のメイン処理におけるレリーズの１段目の操作時のレリーズ１段目処理のフローチャートである。 図４のレリーズ１段目処理における通常撮像モードにおいてカバーされる撮像距離範囲についての通常オートフォーカス機能による制御処理を示すフローチャートである。 図６は、図４のレリーズ１段目処理におけるマニュアルフォーカス操作によるフォーカス位置近傍の距離範囲についての近傍距離オートフォーカス機能による制御処理を示すフローチャートである。 オートフォーカス機能における撮像視野における合焦評価エリアを示す図である。 マニュアルフォーカス操作時に合焦評価値を取得する場合の、例えば無限側から至近側に向かって合焦操作を行うマニュアルフォーカス操作における制御処理を示すフローチャートである。 マニュアルフォーカス操作時に取得し得る図７の各エリアの合焦評価値の変化を示す図である。

符号の説明

１ 撮影レンズ
２ メカニカルシャッタ
３ ＣＣＤ固体撮像素子
４ ＣＤＳ−ＡＤ部
５ ＤＳＰ
６ 光学系駆動部
７ ＣＣＤドライバ
８ ＣＰＵ
９ 内蔵メモリ
１０ 通信ドライバ
１１ メモリカード
１２ ＬＣＤ表示部
１３ 操作部
１４ 第１の外部装置
１５ 第２の外部装置
１６ 音声ＣＯＤＥＣ
１７ アナログ入力部
１８ アナログ出力部

Claims (4)

1. 被写体光学像を結像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系により結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子に被写体像を合焦させるために前記撮像光学系の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる合焦作動手段と、
   前記合焦作動手段を自動的に制御するオートフォーカス制御手段と、
   前記合焦作動手段を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段と、
   前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて、前記オートフォーカス制御手段における制御内容を変更する制御変更手段と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記オートフォーカス制御手段は、前記撮像光学系の前記合焦用光学系を光軸方向に移動させながら被写体像のコントラストを検出する走査により、合焦状態を検定する合焦検定手段を含み、且つ
   前記制御変更手段は、前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果に基づいて前記合焦検定手段における走査範囲を変更する手段である
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 被写体光学像を結像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系により結像した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子に被写体像を合焦させるために前記撮像光学系の少なくとも一部を構成する合焦用光学系を作動させる合焦作動手段と、
   前記合焦作動手段を自動的に制御するオートフォーカス制御手段と、
   前記合焦作動手段を手動操作によって作動させるマニュアルフォーカス機能手段と、
   前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作での合焦結果における撮像視野内での合焦位置に基づいて、前記オートフォーカス制御手段における制御内容を、合焦制御対象を前記合焦位置近傍の撮像視野についての制御に変更する制御変更手段と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
4. 近距離の被写体に合焦させることが可能なマクロモードを有し、且つ
   前記制御変更手段は、マクロモードにおける前記マニュアルフォーカス機能手段による手動操作の後の前記オートフォーカス制御手段における制御では、手動操作での合焦結果を自動的にオートフォーカス制御手段の制御内容に反映させる手段を含む
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。

Images