JP2009037067A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点検出領域の位置及び大きさの設定に関する操作性をより向上させる。
【解決手段】光学レンズにより結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、撮像素子の画面内の一部の領域である焦点検出領域からの画像信号を用いて被写体像の合焦状態を検出する焦点検出部と、画面内での焦点検出領域の大きさあるいは位置がそれぞれ異なる複数の焦点検出モードのうちから１つの焦点検出モードを設定する設定部と、複数の焦点検出モードごとに、焦点検出領域の大きさ及び位置を記憶する記憶部とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、撮像装置におけるオートフォーカス技術に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーといった光電変換可能な撮像素子を用いた撮像装置として、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラがある。これらのカメラでは、別途焦点検出専用のセンサーを持たず、静止画あるいは動画の撮影に使用する撮像素子を焦点検出センサーとして使用し、システムの簡易化、コストダウン、小型化を実現している。

このように、撮影用の撮像素子を焦点検出センサーとして使用する構成の場合、撮像素子から読み出したデータの周波数成分から、ピントの合うレンズ位置を探し出すテレビＡＦ方式を採用するのが一般的である。この方式では、撮像素子から読み出した画像デーから画像処理回路で周波数成分を抽出するが、画像処理回路の仕様によっては、抽出する領域を任意に設定することができる。

カメラで静止画あるいは動画を撮影する場合、主被写体が画面の中央になるように、撮影者がカメラを操作して撮影することが想定されている。そして、通常はＡＦ動作における焦点検出領域も画面の中央付近を焦点検出するように、周波数成分抽出領域を設定している。しかしながら、撮影者の撮影意図は、画面中央に主被写体を配置すると限られるものではなく、意図して画面の端に主被写体を配置して撮影する場合も考えられる。このようなニーズに対応するために、焦点検出領域が画面中央に固定される焦点検出モードと、任意の位置に移動可能なモードを持った形態のカメラが提案されている（特許文献１参照）。

また、特許文献１のような、焦点検出モードを複数備えたカメラにおいて、簡単に焦点検出モードを切り替えたり、焦点検出領域を選択できるユーザーインターフェースが提案されている（特許文献２参照）。
特開平７−２８３９９４号公報 特開２００６−３９２０３号公報

従来、中央付近に焦点検出領域を固定配置する焦点検出モードと、任意の位置に焦点検出領域を配置する焦点検出モードを備えたカメラがあった。これに対し、より多様なユーザーのニーズに応えるために、任意の位置に焦点検出領域を配置できる焦点検出モードを複数備えたカメラが望まれている。しかしこの場合、ユーザーが選択した焦点検出領域の位置情報やサイズ情報を記憶することに関し、課題が生じることが想定される。

例えば、ある撮影状況に最適な焦点検出位置になるように、焦点検出モードＡにおいて、焦点検出領域の位置を画面左端に配置して撮影したとする。今度は別の撮影状況に最適な焦点検出位置になるように、焦点検出モードＢにおいて、焦点検出領域の位置を画面右端に配置して撮影したいとする。このとき、焦点検出モードＡで指定した焦点検出領域の位置が、焦点検出モードＢにも反映されてしまっては、異なる撮影状況に最適な焦点検出領域情報とはならず、ユーザーに不利益を被らせてしまう。

したがって、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、焦点検出領域の位置及び大きさの設定に関する操作性をより向上させることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、光学レンズにより結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の画面内の一部の領域である焦点検出領域からの画像信号を用いて前記被写体像の合焦状態を検出する焦点検出手段と、前記画面内での前記焦点検出領域の大きさあるいは位置がそれぞれ異なる複数の焦点検出モードのうちから１つの焦点検出モードを設定する設定手段と、前記複数の焦点検出モードごとに、前記焦点検出領域の大きさ及び位置を記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、光学レンズにより結像された被写体像を光電変換する撮像素子を備える撮像装置を制御する方法であって、前記撮像素子の画面内の一部の領域である焦点検出領域からの画像信号を用いて前記被写体像の合焦状態を検出する焦点検出工程と、前記画面内での前記焦点検出領域の大きさあるいは位置がそれぞれ異なる複数の焦点検出モードのうちから１つの焦点検出モードを設定する設定工程と、
前記複数の焦点検出モードごとに、前記焦点検出領域の大きさ及び位置を記憶する記憶工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、焦点検出領域の位置及び大きさの設定に関する操作性をより向上させることが可能となる。

以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる撮像装置（デジタルカメラ）の構成を示すブロック図である。

図１において、１０はレンズであり、レンズ１０により外光を集光する。図１ではレンズ１０は１枚として表現しているが、複数枚のレンズから構成されたレンズユニットを搭載することも可能である。また、レンズ駆動回路４２によりレンズの位置を光軸に沿って前後に動かすことで焦点（合焦状態）を調節したり、画角を調節することも可能である。さらに、ブレ量検知回路４４で検知したカメラのブレ量を元に、手ブレ補正回路４０にてレンズを駆動し、手ブレをキャンセルする方向に光軸を変化させることで光学的な手ブレ補正を行う構成とすることも可能である。ブレ量検知回路４４には、ジャイロセンサーが含まれている。図１ではレンズを駆動することで手ブレ補正を実現しているが、撮像素子１６（本実施形態ではＣＣＤ）を駆動することで同様に手ブレを補正することも可能である。レンズを含む鏡筒部をカメラの本体内に繰り出し及び繰り込みさせる方式とし、カメラ未使用時（レンズの収納時）の本体体積を小さくして携帯性をあげることが可能である。

レンズを通過した光は絞り１４により、その光量を調節される。システム制御回路６０は、絞り制御情報を絞り駆動回路２６に伝達することで、絞り１４を制御する。システム制御回路６０から絞り駆動回路２６への制御情報伝達は、シリアル通信やパルス信号などにより行われ、絞り駆動回路２６の仕様に合わせて適した手段をとる。絞り１４には、複数枚の羽から構成された虹彩絞りや、あらかじめ、板に様々な径の穴を打ち抜いた丸絞りがある。システム制御回路６０はこれらの絞り１４と絞り駆動回路２６を用い、被写体輝度が高い場合は絞りを絞って光量を落とすように制御し、被写体輝度が低い場合は絞りを開放にして光を多く取り込むように制御する。

システム制御回路６０は、メカニカルシャッター制御情報をメカニカルシャッター駆動回路２８に伝達することで、メカニカルシャッター１２を制御する。静止画撮影時の露光時間は、メカニカルシャッター１２の開閉時間により決定され、この時間はシステム制御回路６０が時間を判断し、メカニカルシャッター駆動回路２８に指示を出す。

レンズ１０、メカニカルシャッター１２、絞り１４を通過した光は撮像素子１６により受光され、光電変換される。システム制御回路６０は、撮像素子制御信号をＴＧ（Timing Generator）２４に伝達することで、撮像素子１６を制御する。システム制御回路６０からＴＧ２４への制御情報伝達は、シリアル通信やパラレルバス通信などにより行われ、ＴＧ２４の仕様に合わせて適した手段をとる。ＴＧ２４は、システム制御回路６０から受信した制御情報をもとに撮像素子１６を駆動する。撮像素子１６は素子への露光と、露光したデータの読み出し作業を周期的に行っており、この作業はＴＧ２４からの駆動信号を基準に行われる。撮像素子１６で露光した信号のうち、特定のラインや特定の領域のみを読み出してくることが可能である。これは、ＴＧ２４から出力される読み出し制御パルスにより読み出し方を変更することで実現できる。システム制御回路６０は状況に応じて最適な読み出し方式を決定し、ＴＧ２４に指示する。例えば、静止画撮影時は撮像素子１６の全データを読み出し、電子ファインダー時や動画撮影時は特定のラインだけ間引いて読み出す、といった使い分けを行う。これは、静止画撮影時は高解像度が要求される一方、動画撮影時は、毎秒３０フィールドあるいは毎秒６０フィールドなどの高いフレームレートが要求されるためである。

またＴＧ２４は、撮像素子１６の露光時間を制御することが可能である。任意のタイミングで、素子がチャージした電荷を開放するように、ＴＧ２４から撮像素子１６へ駆動信号を出すことでこれを可能としている。

撮像素子１６から読み出された画像信号は、ＣＤＳ（Correlated Double Sampler）回路１８を通過する。ＣＤＳ回路１８は相関二重サンプリング方式により画像データのノイズ成分を除去することを主な役割とする。その後、画像信号はＰＧＡ（Programmable Gain Amplifier）回路２０により、信号レベルを減衰／増幅される。システム制御回路６０は、増幅レベルをＰＧＡ回路２０に伝達することで、増幅量を制御する。システム制御回路６０からＰＧＡ回路２０への制御情報伝達は、シリアル通信やパラレルバス通信などにより行われ、ＰＧＡ回路２０の仕様に合わせて適した手段をとる。通常、撮像素子１６の露出を適正にすることは、絞り１４で撮像素子１６への露光量を適切に設定すると共に、シャッターにより露光時間を適切に設定することで実現される。しかし、ＰＧＡ回路２０で画像信号を減衰／増幅することで、擬似的に画像信号の露出を変える役割を担うことができる。これは、絞りやシャッター速度と並ぶ撮影時の露出条件の一つとして、感度という概念でユーザーに機能提供することが可能である。

画像信号はＡ／Ｄ変換（Analog/Digital Converter）回路２２にてアナログ信号からデジタル信号へ変換される。デバイスにより、デジタル信号のビット幅は１０ビット、１２ビット、１４ビットなどがあり、後段の画像処理回路５０は、複数種類のビット幅に対応可能に構成されている。図１では、ＣＤＳ回路、ＰＧＡ回路、Ａ／Ｄ変換回路をそれぞれ別のブロックとして表現しているが、一つのＩＣパッケージにこれらの機能を搭載したものを採用することも可能である。

Ａ／Ｄ変換回路２２によりデジタル化された画像データは画像処理回路５０へ入力される。画像処理回路５０は複数のブロックから構成され、さまざまな機能を実現している。

撮像素子１６はカラーフィルターを通して各画素ごとに特定の色成分を抽出するのが一般的である。Ａ／Ｄ変換回路２２からの画像信号は撮像素子１６の画素及びカラーフィルター配置に対応したデータ形式になっている。このため、輝度成分のみを評価して露出制御を行う自動露出制御（AE:Auto Exposure Control）で使用するには適さない形式である。画像処理回路５０は、画像信号から色情報を排除し、輝度情報のみを抜き出す機能を備えている。

さらに、画像処理回路５０は、撮像素子１６から読み出された信号の周波数成分のみを抜き出す機能を備え、自動ピント合わせ制御（AF:Auto Focus）時に使用することができる。撮像素子１６から読み出されたデータのどの領域の周波数成分を抽出するか、また、領域内を分割するかを設定する機能を備えている。このＡＦ処理時には、撮像素子１６ の駆動を焦点検出に適した駆動にすることが可能である。撮像素子を使用したテレビＡＦの場合、撮像素子の駆動レート（フレームレート）に同期してフォーカスレンズを駆動する必要があるため、撮像素子の駆動レートが高いほうが、フォーカスレンズを速く動かすことができる。このため、ＡＦ時のみ速い駆動レートになるように撮像素子１６を駆動する。逆にフレームレートを遅くし、撮像素子からより多くの画素データを読み出すようにすることで、画像処理回路５０で周波数解析可能なデータが増え、より正確な焦点検出が可能になるという面もある。このような撮像素子の使い方は、カメラの撮影モードや、被写体の明るさに応じて適切に決めることが好ましい。

さらに、画像処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路２２によりデジタル化された画像信号のレベルの増減、画像の色効果などを操作する機能を備え、撮影画像の画質を調節するという役割も担っている。

Ａ／Ｄ変換回路２２によりデジタル化された画像データは画像処理回路５０へ入力されると同時に、一時記憶メモリ３０に記憶される。一旦、一時記憶メモリに記憶された画像データは再度読み出すことができ、システム制御回路６０が画像データを参照したり、読み出した画像データを画像処理回路５０に入力することが可能である。さらに、画像処理回路５０で画像処理した画像データを一時記憶メモリに書き戻したり、システム制御回路６０から任意のデータを書き込むことも可能である。

ＬＣＤなどからなる画像表示装置１０８に出力する場合、画像処理回路５０で画像処理を行った画像データをＶＲＡＭ３４上に展開しておき、それをＤ／Ａ変換回路３６にてアナログ信号に変換して画像表示装置１０８に表示する。電子ファインダーを実現する場合は、撮像素子１６から読み出される連続した画像を順次画像表示装置１０８に表示更新していく。ここで、ＶＲＡＭ３４の画像を１コマあるいは複数コマのみ更新しないようにすることが可能である。絞り駆動中の画質劣化を画像表示装置１０８に出力しないようにするには、この手段を用いることとなる。ＶＲＡＭ３４上に画像データを展開する際、１つの画像データを画像表示装置１０８に最も大きくなるように、または複数の画像をマルチ画面表示するように、など、様々な表示形態に対応するようにＶＲＡＭ３４上に展開することができる。

画像表示装置１０８には、画像だけでなく任意の情報を単独、もしくは画像と共に表示することが可能である。カメラの状態表示や、ユーザーが選択あるいはカメラが決定したシャッター速度や絞り値、感度情報などの文字情報や、画像処理回路５０で測定した輝度分布のようなグラフも表示可能である。情報の表示位置、表示色も任意に選択可能である。これら様々な情報を表示することで、ユーザーインターフェースを実現することが可能となる。また、画像表示装置１０８には、画像記憶媒体８２に記憶されている画像データを表示することも可能である。画像データが圧縮されている場合、圧縮伸張ブロック３２にて伸張し、ＶＲＡＭ３４にデータを展開する。このデータをＤ／Ａ変換回路３６にてアナログ信号に変換して出力する。

なお、７０はカメラ操作部であり、その詳細については後述する。

図２は、一実施形態の撮像装置（デジタルカメラ）の外観を示す図である。カメラ前面にはレンズ１０が配置され、被写体像を撮像素子１６上に結像させることができる。レンズ１０の同一面にストロボユニット９０が配置されている。主被写体が暗い場合にストロボ９０を発光させることで十分な光量を得ることができ、暗い中でも速いシャッター速度を保ち、好適な画像を得ることができる。図２ではレンズ１０とストロボユニット９０が同一面に配置されているが、これに限定されるものではなく、ストロボ光が直接主被写体に当たることを避けるために、ストロボがカメラ上部に向くように配置することも可能である。

カメラ背面には、画像表示装置１０８が配置されている。前述したように、画像表示装置１０８には画像のみならず、文字情報やグラフなどを表示することができ、ユーザーとインターフェースをとる重要な部材となっている。近年デジタルカメラでは電子ビューファインダー（EVF:Electrical ViewFinder）が主流となっており、画像表示装置１０８に出力される連続画像を参照することで被写体を捕らえ、ファインダーとして使用している。このとき、ＡＥ（自動露出制御）やＡＦ（オートフォーカス）における測光領域情報、焦点検出領域情報をライブ画像に重畳して表示することも可能である。また、従来からの光学ファインダー１０６を併設する構成とすることも可能である。電子ビューファインダーは、高い視野率を実現し易い、画像表示装置１０８の大きさによっては被写体を大きく見易い、撮影画像とファインダー画像の画角差（パララックス）が無い、などのメリットがある。その反面、撮像素子１６や画像表示装置１０８を動作させるための電力が必要となり、電池の消耗が懸念される。このため、電池の消耗を避けて多くの撮影枚数が望まれる場合には、電子ビューファインダー機能をＯＦＦし、光学ファインダー１０６を使用するという使い方も可能である。

撮影モード切替スイッチ１１０は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードなどのカメラ動作モードを切り替えることができる。図２では、数モードを切り替え可能な部材として表現しているが、撮影する特定のシーンに最適化した、風景撮影モードや人物撮影モードなどの多くの静止画モードを備えることも可能である。

パラメータ選択スイッチ１５１，１５３，１５５，１５７，１５９により、焦点検出領域や測光モードをはじめとする撮影時の撮影条件の選択や、撮影画像再生時のページ送り、カメラの動作設定全般などをユーザーが選択することができる。さらに前述の電子ファインダーのＯＮ／ＯＦＦを選択することもできる。また、画像表示装置１０８は画像を表示すると共に、タッチパネルとして構成し、入力装置として機能させることもできる。

カメラ上部にレリーズボタン１０４が配置されている。レリーズボタン１０４は一つの操作部材であるが、ボタンを浅く押下する場合（ＳＷ１動作）と深く押下する場合（ＳＷ２動作）の２段階の押下操作を実現可能である。カメラで自動露出制御や自動ピント制御を行う場合、レリーズボタン１０４を浅く押すことで撮影準備として自動露出制御とピント制御が行われ、深く押すことで静止画撮影を行う操作が実現される。

自動露出制御は、モード切替スイッチ１１０で選択されている撮影モードで好適な露出が得られるように動作する。撮影モードには、ポートレートモードや風景モード、夜景モード、といった特定の被写体に特化したものや、オートモードといった汎用的なモードがある。また、シャッター速度優先モードや絞り優先モードなど、撮影時のシャッター速度や絞り値をあらかじめユーザーが指定しておくモードもある。これらのモードでは、ＰＧＡ回路２０で設定する撮影感度を自動で好適に設定することや、あらかじめユーザーが感度を指定することが可能である。ユーザーがあらかじめ感度を指定する際、撮影感度を上げるほど画像信号のＳ／Ｎが低下するため、画質を優先したいユーザーは低感度を選択することが想定される。またＡＦ制御は、各撮影モードで好適なピント合わせが可能なように動作を切り替えることができる。たとえば風景モードでは主被写体が遠側にあることが想定されるため、その周辺のみを焦点検出したりすることが可能である。

図３は、パラメータ選択スイッチ１５１，１５５，１５９を使用して焦点検出領域を選択する様子を示す図である。

図３（ａ）、（ｂ）は、９点焦点検出モードの焦点検出領域設定イメージを示しており、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、焦点検出領域サイズが異なる場合を示している。同様に、図３（ｃ）、（ｄ）は、一点焦点検出モードの様子を示している。

焦点検出モード切替ボタン１５５を押下することで９点焦点検出モード（ａ）、（ｂ）と、１点焦点検出モード（ｃ）、（ｄ）を切り替えることができる。図では９点と１点の２つのモード切替を示しているが、さらに３つ目、４つ目の焦点検出モードを設け、切り替え可能とすることもできる。

焦点検出領域サイズ変更ボタン１５９を押下することで、焦点検出領域サイズ大（ａ）と小（ｂ）、あるいは（ｃ）と（ｄ）を切り替えることができる。図３では、サイズは大小の２種類を選択可能としているが、さらに様々なサイズを指定可能とする形態とすることもできる。

焦点検出領域位置変更ボタン１５１Ｕ，１５１Ｒ，１５１Ｄ，１５１Ｌは上下左右に相当し、それぞれのボタンを押下することで焦点検出領域７０１，７０３，７０５，７０７を画角内で任意の位置に移動させることが可能である。図３では、上下左右の４方向を指定可能な操作部材としているが、斜め方向や、さらに様々な角度を表現可能な操作部材を搭載し、より操作性を向上させることも可能である。このように、パラメータ選択スイッチ１５１，１５５，１５９ を使用して指定した焦点検出領域のサイズと位置は、焦点検出モード別に、内部記憶メモリ４６に記憶される。

図４及び図５は、焦点検出領域の移動可能な範囲を示す図である。

図４は、複数の異なる焦点検出モードにおいて、それぞれの焦点検出領域の中央座標の可動範囲を制限した仕様とした場合の図である。９点焦点検出モードにおける９点焦点検出領域７０１の中央座標７１１と、１点焦点検出モードにおける１点焦点検出領域７０５の中央座標７１３の両者が移動可能な範囲を同一とする。すると、９点焦点検出領域７０１が移動可能な範囲は線７３１で囲われた領域となり、１点焦点検出領域７０５が移動可能な範囲は破線７３３で囲われた領域となる。

図５は、複数の異なる焦点検出モードにおいて、それぞれの焦点検出領域の外枠で、可動範囲を制限した仕様とした場合の図である。９点焦点検出領域７０１の外枠と、１点焦点検出領域７０５の外枠の両者が移動可能な範囲を同一とした場合、両者が移動可能な範囲は線７３１で囲われた領域となる。

図４や図５のように、焦点検出領域が移動可能な範囲を、中央座標で揃えたり、外枠で揃えたりすることが可能である。

図６は、カメラを三脚に固定し、静止した植物を撮影する様子を示す図である。

図６では、撮影者の意図により故意に花を画面中央から外してフレーミングしている。このように、主被写体が画面中央には無いが主被写体にピントを合わせたい、というシチュエーションにおいて、焦点検出領域を主被写体付近に移動する機能が有効に作用する。図６では、９点焦点検出モードを選択し、焦点検出領域サイズを小さくし、焦点検出領域位置を画面左に移動させた様子を示している。

このように、ある種特殊な撮影状況に適した焦点検出領域設定を行って撮影した後にカメラの電源をＯＦＦし、次回電源をＯＮした際には前回の焦点検出領域設定はリセットされる仕様にしておくと、一般的な使用で使いやすい。そのため、次回の電源ＯＮ時には中央位置に焦点検出領域を設定する仕様とすることが可能である。しかし、焦点検出領域と被写体をセッティングし、電源ＯＦＦ→ＯＮ後も引き続き同一条件で撮影したい場合は、この仕様は不適当である。そこで、カメラが三脚などに設置されているか、被写体に変化がないか、をカメラが自動で判断し、状況に応じて焦点検出領域設定を復帰させるかどうかを判断することが可能である。カメラが三脚などに設定されているかどうか（設置情報）は、手ブレ補正で使用しているブレ量検知回路４４からの出力が所定値を下回っているかどうかで判断する。また、被写体に変化がないかどうか（被写体情報）は、撮像素子１６から読み出した画像データを元に、画像の輝度分布や色温度を測定して判断する。なお、上記の撮影動作時における設置情報及び被写体情報は、記憶メモリ４６に記憶され、記憶メモリ４６は設置情報記憶部、及び被写体情報記憶部として機能する。

図６のようなカメラセッティングの場合、図７のように、画面全体を複数に分割して各ブロックごとに分布を測定し、花を捕らえたシーンの被写体の状況として記憶しておく。次回カメラ起動時に、同様に各ブロックごとの分布を測定し、記憶済みの前回の分布と比較することで、同一被写体で且つ同一位置であるかどうかを判定する。

カメラが固定され、かつ同一被写体、同一位置であると思われる場合、前回設定した焦点検出領域設定をすれば良い。

図８は、カメラ起動時のシーケンスを示す図である。

電源ＯＮ／ＯＦＦボタン１０２の押下を検知して、カメラは起動を開始する。起動の際、撮影モード切替スイッチ１１０の状態に応じて、撮影モードで起動するか、再生モードで起動するかを決定する。

図８は、撮影モードで起動した際のフローを示している。撮影モードで撮影動作が可能な状態にするために、各種デバイスを起動する（ステップＳ１０１）。レンズ１０が繰り出し沈胴可能な鏡筒の場合、鏡筒の繰り出し処理を開始し、撮像素子１６や、画像処理回路５０、撮影に必要なその他の各種デバイスを起動する。起動処理において、焦点検出設定復帰処理を行う（ステップＳ２００）。

図９に示した焦点検出設定復帰処理（ステップＳ２００）では、まず前回動作時における焦点検出モードを記憶メモリ４６から読み出しておく（ステップＳ２０１）。続いて、現在のブレ量を測定すると共に（ステップＳ２０３）、前回動作時におけるブレ量を記憶メモリ４６から読み出し（ステップＳ２０５）、両者を比較する（ステップＳ２０７）。もし三脚などにカメラが固定されている場合、今回と前回のブレ量の両方が規定値以下となっているはずであり、このようなブレ量情報からカメラが固定されているか否かを判断する。

ここでブレ有りと判断した場合、三脚などに固定されていないと判断されるので、ステップＳ２１１に進み、焦点検出設定復帰処理を行わないシーケンスを実行する。ステップＳ２０１で読み出し済みの焦点検出モードが多点焦点検出モードか一点焦点検出モードかを判断し（ステップＳ２１１）、それぞれのモードに応じ、焦点検出領域分割設定を行う（ステップＳ２１３，Ｓ２１７）。続いて、焦点検出領域の位置とサイズを設定するが、カメラは固定されていないと判断しているため、焦点検出枠位置は汎用的な初期設定位置である画面中央に設定する（ステップＳ２１５，Ｓ２１９）。図９では、カメラが固定されていない場合は焦点検出領域設定を初期化するフローとしているが、焦点検出領域サイズ、位置共に前回の設定を引き継ぐ仕様としたり、いずれか一方のみを引き継ぐ仕様とすることも可能である。

ステップＳ２０７でブレ無しと判断された場合、現在の被写体状況を測定すると共に（ステップＳ２２１）、前回動作時における被写体状況を記憶メモリ４６から読み出し（ステップＳ２２３）、両者を比較する（ステップＳ２２５）。ここで比較するのは、図７に示したような画面内の被写体輝度分布や、光源色であり、これらの比較により、前回と今回とで被写体の状況に変化が無いかを判断する。同一被写体ではない、あるいは同一位置ではないと判断した場合、ステップＳ２１１に進み、前回の焦点検出領域設定を引き継がない処理シーケンスを実行する。

同一被写体で且つ同一位置と判断された場合、ステップＳ２０１で読み出しておいた焦点検出モードに応じて（ステップＳ２３１）、それぞれのモードごとに記憶してある焦点検出領域設定の復帰作業を行う。焦点検出モードに応じた焦点検出領域分割設定を行ったのち（ステップＳ２２３，Ｓ２２９）、焦点検出モードごとに記憶されている焦点検出領域位置、サイズ情報を記憶メモリ４６から読み出す（ステップＳ２３５，Ｓ２４１）。読み出した情報を利用して、焦点検出領域位置とサイズを設定し（ステップＳ２３７，Ｓ２４３）、焦点検出枠設定の復帰処理が完了する。

このあと、撮像素子１６や画像表示装置１０８を駆動して、被写体像をモニタリングするライブビュー状態に移行する（ステップＳ１０３）。ユーザーは、ライブビューを参照することで撮影したい被写体をフレーミングする作業が可能となり、また、設定されている焦点検出領域をライブビューに重畳して表示することで、どの領域にＡＦが行われるかを把握することができる。

ユーザーが撮影意図を持って焦点検出モードや、焦点検出領域の位置やサイズを変更したい場合、この撮影待機状態で操作部材１５１，１５５，１５９を操作してその変更を行う（ステップＳ３００）。

ここで、ステップＳ３００で行われる焦点検出設定の変更動作について図１０のフローチャートを参照して説明する。

まず、焦点検出モード変更指示と判断した場合（ステップＳ３０１）、次にどの焦点検出モードにすべきかを判断し（ステップＳ３３１）、それぞれの焦点検出モードに応じた焦点検出領域分割設定を行う（ステップＳ３３３，Ｓ３３９）。続いて、焦点検出モードごとに記憶メモリ４６に記憶されている焦点検出領域の位置及びサイズ情報を読み出し（ステップＳ３３５，Ｓ３４１）、設定する（ステップＳ３３７，Ｓ３４３）。設定完了後、切り替え終わった現在の焦点検出モード情報を記憶メモリ４６に記憶する（ステップＳ３４５）。

ステップＳ３０１にて焦点検出枠位置移動の指示があると判断した場合、操作部材の操作に応じて焦点検出領域の位置設定を変更する（ステップＳ３１３，Ｓ３１７）。焦点検出領域移動は、図３や図４に示したように、制約の範囲内で画面内の任意の位置に移動可能である。移動完了後、移動先の焦点検出領域位置を記憶する（ステップＳ３１５，Ｓ３１９）。

ステップＳ３０１にて焦点検出枠サイズ変更が指示されたと判断した場合、操作部材の操作に応じて焦点検出領域のサイズ設定を変更する（ステップＳ３２３，Ｓ３２７）。焦点検出領域サイズ変更は、図３の（ａ）と（ｂ）を切り替えたり、（ｃ）と（ｄ）を切り替えるイメージで動作する。サイズ変更後、変更したサイズ情報を記憶する（ステップＳ３２５，Ｓ３２９）。

このように、待機状態でユーザーが焦点検出領域設定を任意に変更することができ、カメラ側はその設定情報を記憶する。

待機状態から撮影準備開始指示であるレリーズボタン（ＳＷ１）１０４が押下されたかをチェックする（ステップＳ１０５）。ＳＷ１が押下されていなければ、焦点検出領域設定変更などが受け付け可能であるが、ＳＷ１を検出して撮影準備に入ったあとは、受け付けられなくなる。理由は、ＳＷ１押下後にＡＦ動作を行う際、既に選択済みの焦点検出領域情報が必要だからである。このようにＳＷ１の押下を検出後、ＳＷ１シーケンスを実行する（ステップＳ４００）。

ここで、ステップＳ４００で行われるレリーズボタン（ＳＷ１）が押下された後の動作について、図１１のフローチャートを参照して説明する。

ＳＷ１押下後にまず、適切な明るさの撮影を行うためのＡＥ処理が行われる（ステップＳ４０１）。ＡＥ処置では、画面内をいくつかのブロックに分割して各ブロックごとに被写体の明るさを測定し、被写体の状況に応じて適切にブロックごとの輝度の評価を行う。たとえば図７に示したような輝度分布の場合、物体が存在していると思われる領域に重点を置いて測光することができる。続いて、光源色を測定し、被写体の状況を把握できる情報を収集しておく（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０１、ステップＳ４０５で収集した被写体状況を記憶メモリ４６に記憶する（ステップＳ４０７）。ここで記憶しておいた被写体状況情報は、図８に示した起動シーケンスで参照される。ここではＳＷ１押下時に被写体情報を記憶する仕様としているが、ＳＷ１押下前に常に被写体情報を収集し続ける仕様とすることもできる。しかし、収集にかかる処理に応じて消費電力が増加することが懸念されることや、ＳＷ１押下後であればカメラと被写体のセッティングが確実に完了していると推測されることから、図１１ではＳＷ１押下後に被写体情報を収集及び記憶する仕様としている。

ＡＥ処理ののち、ＡＦ処理が行われる（ステップＳ４０９）。ＡＦ処理では、図９の起動時に復帰あるいは初期化された焦点検出設定情報や、図１０で設定変更された焦点検出設定情報を使用して焦点検出を行い、適したピント位置に制御される。続いて、ブレ量を測定し（ステップＳ４１１）、記憶メモリ４６にブレ量情報が記憶される。ここで記憶しておいた被写体のブレ量の情報は、図９に示した起動シーケンスで参照される。

ＳＷ１処理が完了した後、ＳＷ１がＯＦＦされるか（ステップＳ１０７）、引き続きＳＷ２が押下されるか（ステップＳ１０９）をチェックする。ＳＷ１がＯＦＦされた場合、撮影する意思がないとして、一旦撮影待機状態に戻る。ＳＷ２が押下された場合、撮影が実行される（ステップＳ１１１）。この撮影時点では、既にＳＷ１押下によりＡＥ、ＡＦ処理が行われ、最適な露出設定とピント制御が行われている。

図１２は、撮影モードから撮影以外の状態に遷移するシーケンスを示す図である。撮影以外とは、電源ＯＦＦや再生モードを指す。図１２（ａ）〜（ｆ）に、様々なパターンのシーケンスを示しているが、これは、どの焦点検出領域設定情報をクリアするかのパターンを複数示している。

図１２（ａ）は、いずれの焦点検出領域設定情報もクリアしないシーケンスである。この場合、全ての焦点検出領域設定が記憶されたままとなるため、次回カメラ起動時にそれらを復帰することが可能となる。

図１２（ｂ）は、焦点検出モード以外の焦点検出領域情報をクリアするシーケンスである。この場合、復帰できるのは焦点検出モードのみとなり、前回ユーザーが設定した位置やサイズは、復帰されない。

図１２（ｃ）は、多点焦点検出と一点焦点検出の焦点検出領域サイズのみをクリアするシーケンスを示している。また、図１２（ｄ）は、多点焦点検出と一点焦点検出の焦点検出領域位置のみをクリアするシーケンスを示している。また、図１２（ｅ）は、多点焦点検出のサイズと位置をクリアするシーケンスを示している。また、図１２（ｆ）は、一点焦点検出のサイズと位置をクリアするシーケンスを示している。

このような様々なパターンの中から、製品の仕様に応じてどのシーケンスを採用しても良い。

以上のような実施形態により、焦点検出領域の位置とサイズを変更可能な焦点検出モードを複数備える場合に、それぞれの焦点検出モードで設定した焦点検出位置とサイズが適切に記憶、復帰され、操作性の向上を計ることが可能となる。

複数ある焦点検出モードごとに焦点検出領域位置や焦点検出領域サイズを指定可能で、かつ焦点検出モードごとに焦点検出領域情報を記憶できるようにすることで、焦点検出モードごとに被写体に適した設定で撮影することが容易となり、操作性が向上する。

また、電源オフ、再生モードへの移行、光学レンズの収納といったカメラの状態の変化や、カメラの設置状態の変化、被写体の変化に応じて記憶した焦点検出領域情報を適切に使用することで、撮影者の撮影意図を汲み取った設定にすることが可能となる。

（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施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（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるい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み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の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。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、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オペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み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カ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き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カ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、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の一実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態の撮像装置（デジタルカメラ）の外観を示す図である。 パラメータ選択スイッチを使用して焦点検出領域を選択する様子を示す図である。 焦点検出領域の移動可能な範囲を示す図である。 焦点検出領域の移動可能な範囲を示す図である。 カメラを三脚に固定し、静止した植物を撮影する様子を示す図である。 被写体の輝度分布を示す図である。 カメラ起動時のシーケンスを示す図である。 焦点検出設定復帰処理を示すフローチャートである。 焦点検出設定の変更動作を示すフローチャートである。 レリーズボタン（ＳＷ１）が押下された後の動作を示すフローチャートである。 撮影モードから撮影以外の状態に遷移するシーケンスを示す図である。

符号の説明

１０ レンズ
１２ メカニカルシャッター
１４ 絞り
１６ 撮像素子
１８ ＣＤＳ回路
２０ ＰＧＡ回路
２２ Ａ／Ｄ変換回路
２４ ＴＧ
２６ 絞り駆動回路
２８ メカニカルシャッター駆動回路
５０ 画像処理回路
３４ ＶＲＡＭ
３２ 圧縮伸張回路
３６ Ｄ／Ａ変換回路
１０ ８画像表示装置
６０ システム制御回路
７０ カメラ操作部

Claims (9)

1. 光学レンズにより結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子の画面内の一部の領域である焦点検出領域からの画像信号を用いて前記被写体像の合焦状態を検出する焦点検出手段と、
   前記画面内での前記焦点検出領域の大きさあるいは位置がそれぞれ異なる複数の焦点検出モードのうちから１つの焦点検出モードを設定する設定手段と、
   前記複数の焦点検出モードごとに、前記焦点検出領域の大きさ及び位置を記憶する記憶手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記複数の焦点検出モードは、前記焦点検出領域を複数に分割する多点焦点検出モードと、前記焦点検出領域を分割しない一点焦点検出モードとを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記複数の焦点検出モードの各モードで、前記焦点検出領域の位置を前記画面内で移動できる範囲が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像装置の電源を切る際に、前記記憶手段に記憶されている焦点検出領域の大きさと位置の少なくとも一方の情報をリセットすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像装置は撮影した撮影画像を再生する機能を有し、前記撮影画像の再生の際に、前記記憶手段に記憶されている焦点検出領域の大きさと位置の少なくとも一方の情報をリセットすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像装置は前記光学レンズを前記撮像装置の本体内に収納する機能を有し、前記光学レンズの収納の際に、前記記憶手段に記憶されている焦点検出領域の大きさと位置の少なくとも一方の情報をリセットすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記撮像装置の撮影動作における被写体の状態を示す被写体情報を記憶する被写体情報記憶手段と、該被写体情報記憶手段に記憶されている被写体情報と今回の撮影における被写体情報とを比較し、前記被写体の状態に変化があるか否かを判定する判定手段とをさらに備え、該判定手段により前記被写体の状態に変化がないと判定された場合に、今回の撮影の際に、前記記憶手段に記憶されている前記焦点検出領域の大きさ及び位置の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記撮像装置の撮影動作における設置状態を示す設置情報を記憶する設置情報記憶手段と、該設置情報記憶手段に記憶されている設置情報と今回の撮影における設置情報とを比較し、前記設置状態に変化があるか否かを判定する判定手段とをさらに備え、該判定手段により前記設置状態に変化がないと判定された場合に、今回の撮影の際に、前記記憶手段に記憶されている前記焦点検出領域の大きさ及び位置の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 光学レンズにより結像された被写体像を光電変換する撮像素子を備える撮像装置を制御する方法であって、
   前記撮像素子の画面内の一部の領域である焦点検出領域からの画像信号を用いて前記被写体像の合焦状態を検出する焦点検出工程と、
   前記画面内での前記焦点検出領域の大きさあるいは位置がそれぞれ異なる複数の焦点検出モードのうちから１つの焦点検出モードを設定する設定工程と、
   前記複数の焦点検出モードごとに、前記焦点検出領域の大きさ及び位置を記憶する記憶工程と、
   を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。

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