JP2009086515A - 撮影装置および撮影装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使い易いフォーカスロック機能を有し、撮影者の意図した被写体に焦点調節が可能な撮影装置および撮影装置の制御方法を提供する。
【解決手段】レリーズ釦の半押し操作に応答して、撮影光学系１０１を合焦許容範囲に導くと共に（＃４７：コントラストＡＦ１）、被写体像データの中から特定領域に対応する被写体像データを記憶部（ＳＤＲＡＭ２６７）に記憶させる（＃４９）。また、レリーズ釦の全押し操作（＃５１）に応答して、最新の被写体像データの全領域の中から記憶部（ＳＤＲＡＭ２６７）に記憶された特定領域の被写体像を含む新たな領域を設定し（＃２５０、＃２５１）、この設定された領域に対応するコントラスト情報に基づいて撮影光学系１０１を合焦許容範囲に導いている（＃５３：コントラストＡＦ２）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮影装置および撮影装置の制御方法に関し、詳しくは、被写体像のコントラスト情報を検出して自動焦点調節動作を行う、いわゆるコントラストＡＦが可能な撮影装置において、フォーカスロックが可能な撮影装置および撮影装置の制御方法に関する。

近年、自動焦点調節技術が進歩してきており、複数点の測距ポイントについて測距を行い、その中から被写体距離を決め、撮影レンズの自動焦点調節を行うカメラが知られている。このようなカメラでは、撮影者の意図する被写体に対してピントが合わない可能性がある。そこで、特許文献１に開示には、撮影者の意図する主要被写体を選択し、この被写体に対してピントの合うカメラが開示されている。
特開２００３−２４１０７３号公報

すなわち、特許文献１に開示のカメラは、コントラストＡＦ（Auto Focus）機能を具備し、主要被写体を撮影画面の中央に位置させ、この状態でレリーズ釦の半押し操作を行うと、撮像素子によって中央領域の被写体像データを記憶する。次に、レリーズ釦の全押し操作を行うと、全画面の被写体像データを取得して、その全画面データの中から記憶された被写体像データと類似の部分を抽出し、その領域においてコントラストＡＦにて焦点調節を行う。

このように、特許文献１に開示のカメラにおいては、撮影動作を指示するレリーズ釦の全押しに先立って撮影者の意図する被写体を選択することができる。しかしながら、レリーズ釦の半押し操作時に、撮影レンズが大幅に合焦位置から外れていると、中央領域の画像は非常にコントラストの低いものとなる。その結果、レリーズ釦の全押し操作がなされた際に類似部分の画像を検出することができず、フォーカスロックの機能が十分働かないため、撮影者の意図した通りの焦点調節が行われないおそれがある。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、使い易いフォーカスロック機能を有し、撮影者の意図した被写体に焦点調節が可能な撮影装置および撮影装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮影装置は、撮影レンズを介して入射した被写体光束を撮像面で受光し、この撮像面に結像した被写体像を光電変換して被写体像データを繰り返し出力する撮像手段と、レリーズ釦の半押し操作に応答して、上記撮像手段から出力される最新の被写体像データの特定領域におけるコントラスト情報を求め、このコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを第１の合焦許容範囲に導く第１のコントラストＡＦ手段と、この第１のコントラストＡＦ手段によって、上記撮影レンズが上記第１の合焦許容範囲内に導かれた際に、最新の被写体像データから上記特定領域における被写体像データを記憶する記憶手段と、上記撮像手段から出力される最新の被写体像データの全領域の中から上記記憶手段に記憶された被写体像を含む新たな領域を設定する設定手段と、レリーズ釦の全押し操作に応答して、上記設定手段で設定された領域におけるコントラスト情報を求め、このコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを上記第１の合焦許容範囲よりも狭い第２の合焦許容範囲に導く第２のコントラストＡＦ手段を具備する。

上記目的を達成するため第２の発明に係わる撮影装置は、撮影レンズを介して入射した被写体光束を撮像面で受光し、この撮像面に結像した被写体像を光電変換して被写体像データを出力する撮像手段と、上記撮像手段から出力される最新の被写体像データのコントラスト情報を求め、このコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを合焦許容範囲に導くコントラストＡＦ手段と、レリーズ釦の半押しに応答して、上記コントラストＡＦ手段によって上記撮影レンズを合焦許容範囲に導くと共に、上記被写体像データの中から特定領域に対応する被写体像データを記憶部に記憶させる第１の制御手段と、上記撮像手段から出力される最新の被写体像データの全領域の中から上記記憶部に記憶された特定領域の被写体像を含む新たな領域を設定し、上記レリーズ釦の全押し操作に応答して、この設定された領域に対応するコントラスト情報に基づいて上記コントラストＡＦ手段は上記撮影レンズを合焦許容範囲に導く第２の制御手段を具備する。

第３の発明に係わる撮影装置は、上記第２の発明において、上記コントラストＡＦ手段の合焦精度は、上記第１の制御手段による焦点調節動作に比較し、上記第２の制御手段による焦点調節動作の方が高い。
また、第４の発明に係わる撮影装置は、上記第２の発明において、上記撮像手段は、繰り返し上記被写体像データを出力し、この被写体像データに基づいて表示手段にライブビュー表示する。

さらに、第５の発明に係わる撮影装置は、上記第２の発明において、上記レリーズ釦の半押し操作に応答して、上記コントラストＡＦ手段によって上記撮影レンズが合焦許容範囲内に導かれた後は、再度、上記レリーズ釦の半押し操作がなされるまでは、上記コントラストＡＦ手段による焦点調節動作と上記記憶部に上記被写体像データの記憶の更新が禁止される。

上記目的を達成するため第６の発明に係わる撮影装置の制御方法は、撮影レンズを介して入射した被写体光束を撮像面で受光し、この撮像面に結像した被写体像を光電変換して被写体像データを出力し、レリーズ釦の半押しに応答して、上記撮影レンズを合焦許容範囲に導くと共に、上記被写体像データの中から特定領域に対応する被写体像データを記憶部に記憶させ、上記レリーズ釦の全押し操作に応答して、最新の上記被写体像データの全領域の中から上記記憶部に記憶された特定領域の被写体像を含む新たな領域を設定し、この設定された領域に対応するコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを合焦許容範囲に導く。

本発明によれば、使い易いフォーカスロック機能を有し、撮影者の意図した被写体に焦点調節が可能な撮影装置および撮影装置の制御方法を提供することができる。

以下、図面に従って本発明を適用したデジタルカメラを用いて好ましい一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係わるデジタルカメラの電気系を主とする全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係わるデジタルカメラは、交換レンズ１００とカメラ本体２００とから構成される。本実施形態では、交換レンズ１００とカメラ本体２００は別体で構成され、通信接点３００にて電気的に接続されているが、交換レンズ１００とカメラ本体２００を一体に構成することも可能である。

交換レンズ１００の内部には、焦点調節および焦点距離調節用の撮影光学系１０１と、開口量を調節するための絞り１０３が配置されている。撮影光学系１０１はレンズ駆動機構１０７によって駆動され、絞り１０３は絞り駆動機構１０９によって駆動されるよう接続されている。レンズ駆動機構１０７によって駆動された撮影光学系１０１の焦点距離および焦点位置は、光学系位置検出機構１０５によって検出される。

レンズ駆動機構１０７、絞り駆動機構１０９および光学系位置検出機構１０５は、それぞれレンズＣＰＵ１１１に接続されており、このレンズＣＰＵ１１１は通信接点３００を介してカメラ本体２００に接続されている。レンズＣＰＵ１１１は交換レンズ１００内の制御を行うものであり、レンズ駆動機構１０７を制御してピント合わせや、ズーム駆動を行うとともに、絞り駆動機構１０９を制御して絞り値制御を行う。また、レンズＣＰＵ１１１は、光学系位置検出機構１０５によって検出された焦点距離や焦点位置情報をカメラ本体２００に送信する。

撮影光学系１０１の撮影光軸上には、赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ２１７と撮像素子２２１が配置されている。赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ２１７は、被写体光束から赤外光成分と、高周波成分を除去するための光学フィルタである。撮像素子２２１は、撮影光学系１０１によって結像される被写体像を電気信号に光電変換する。なお、撮像素子２１１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）またはＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）等の二次元撮像素子を使用できることは言うまでもない。

撮像素子２２１は撮像素子駆動回路２２３に接続され、この撮像素子駆動回路２２３によって、撮像素子２２１から画像信号の読出し等が行われる。撮像素子駆動回路２２３は、前処理回路２２５に接続されており、前処理回路２２５は、読み出された画像信号のＡＤ変換や、ライブビュー表示のための画素間引き処理のための切り出し処理等の画像処理のための前処理を行なう。

前処理回路２２５は、ＡＳＩＣ（Application Specific
Integrated Circuit 特定用途向け集積回路）２５０内のデータバス２５２に接続されている。このデータバス２５２には、シーケンスコントローラ(以下、「ボディＣＰＵ」と称す)２５１、画像処理回路２５７、圧縮伸長回路２５９、ビデオ信号出力回路２６１、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）制御回路２６５、入出力回路２７１、通信回路２７３、記録媒体制御回路２７５、フラッシュメモリ制御回路２７９、スイッチ検知回路２８３が接続されている。

データバス２５２に接続されているボディＣＰＵ２５１は、このデジタルカメラの動作を制御するものである。前述の前処理回路２２５とボディＣＰＵ２５１の間には、ＡＦ領域設定回路２５４、コントラストＡＦ回路２５３の直列回路と、これにＡＥ回路２５５が並列に接続されている。ＡＦ領域設定回路２５４は、前処理回路２２５から出力される画像信号から、ＡＦ領域を設定し、この設定されたＡＦ領域に対応する画像信号をコントラストＡＦ回路２５３に出力する。

コントラストＡＦ回路２５３は、ＡＦ領域設定回路２５４から出力される画像信号に基づいて高周波成分を抽出し、この高周波成分に基づくコントラスト情報をボディＣＰＵ２５１に出力する。ＡＥ回路２５５は、前処理回路２２５から出力される画像信号に基づいて、被写体輝度に応じた測光情報をボディＣＰＵ２５１に出力する。

データバス２５２に接続された画像処理回路２５７は、デジタル画像データのデジタル的増幅（デジタルゲイン調整処理）、色補正、ガンマ（γ）補正、コントラスト補正、ライブビュー表示用画像生成等の各種の画像処理を行なう。また圧縮伸長回路２５９はＳＤＲＡＭ２６７に記憶された画像データをＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮方式で圧縮するための回路である。なお、画像圧縮はＪＰＥＧやＴＩＦＦに限らず、他の圧縮方式も適用できる。

ビデオ信号出力回路２６１は液晶モニタ駆動回路２６３を介して液晶モニタ２６に接続される。ビデオ信号出力回路２６１は、ＳＤＲＡＭ２６７、記録媒体２７７に記憶された画像データを、液晶モニタ２６に表示するためのビデオ信号に変換するための回路である。液晶モニタ２６は、カメラ本体２００の背面に配置されるが、撮影者が観察できる位置であれば、背面に限らないし、また液晶に限らず他の表示装置でも構わない。

ＳＤＲＡＭ２６７は、ＳＤＲＡＭ制御回路２６５を介してデータバス２６１に接続されており、このＳＤＲＡＭ２６７は、画像処理回路２５７によって画像処理された画像データまたは圧縮伸長回路２５９によって圧縮された画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリである。上述の撮像素子駆動回路２２３に接続される入出力回路２７１は、データバス２５２を介してボディＣＰＵ２５１等の各回路とデータの入出力を制御する。

レンズＣＰＵ１１１と通信接点３００を介して接続された通信回路２７３は、データバス２５２に接続され、ボディＣＰＵ２５１等とのデータのやりとりや制御命令の通信を行う。データバス２５２に接続された記録媒体制御回路２７５は、記録媒体２７７に接続され、この記録媒体２７７への画像データ等の記録及び画像データ等の読み出しの制御を行う。

記録媒体２７７は、ｘDピクチャーカード(登録商標)、コンパクトフラッシュ(登録商標)、ＳＤメモリカード(登録商標)またはメモリスティック(登録商標)等の書換え可能な記録媒体のいずれかが装填可能となるように構成され、カメラ本体２００に対して着脱自在となっている。その他、通信接点を介してハードディスクを接続可能に構成してもよい。

フラッシュメモリ制御回路２７９は、フラッシュメモリ（Flash Memory）２８１に接続され、このフラッシュメモリ２３５は、デジタルカメラの動作を制御するためのプログラムが記憶されており、ボディＣＰＵ２５１はこのフラッシュメモリ２８１に記憶されたプログラムに従ってデジタルカメラの制御を行う。なお、フラッシュメモリ２８１は、電気的に書換可能な不揮発性メモリである。

シャッタレリーズ釦の第1ストローク（半押し）を検出する１Ｒスイッチや、第２ストローク（全押し）を検出する２Ｒスイッチを含む各種スイッチ２８５は、スイッチ検出回路２８３を介してデータバス２５２に接続されている。また、各種スイッチ２８５としては、パワースイッチ、メニュー釦に連動するメニュースイッチ、その他の操作部材に連動するその他の各種スイッチ等を含んでいる。

次に、本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの動作について図２乃至図７に示すフローチャートを用いて説明する。図２は、カメラ本体２００側のボディＣＰＵ２５１によるパワーオンリセットの動作である。カメラ本体２００に電池が装填されると、このフローがスタートし、はじめにカメラ本体２００のパワースイッチがオンであるかを判定する（＃１）。

判定の結果、パワースイッチがオフの場合には、低消費電力の状態であるスリープ状態となる（＃３）。このスリープ状態ではパワースイッチがオンとなった場合のみに割り込み処理を行い、ステップ＃５以下においてパワースイッチオンのための処理を行う。パワースイッチがオンとなるまでは、パワースイッチ割り込み処理以外の動作を停止し、電源電池の消耗を防止する。

ステップ＃１において、パワースイッチがオンであった場合、またはステップ＃３におけるスリープ状態を脱した場合には、電源供給を開始する（＃５）。次に、表示動作を行う（＃１３）。表示動作では、撮像素子２２１からの画像信号に基づいて、液晶モニタ２６にライブビュー表示を行う。この表示動作については、図３を用いて後述する。

ステップ＃１３における表示動作が終わると、次に、再生スイッチがオンか否かの判定を行う（＃１７）。再生モードは、再生釦が操作された際に、記録媒体２７７に記録された静止画データを読み出して液晶モニタ２６に表示するモードである。判定の結果、再生スイッチがオンの場合には、再生動作を実行する（＃３３）。

ステップ＃１７における判定の結果、再生スイッチがオンではなかった場合には、メニュースイッチがオンか否かの判定を行なう（＃１９）。このステップでは、メニュー釦が操作され、メニューモードが設定されたか否かを判定する。判定の結果、メニュースイッチがオンであった場合には、液晶モニタ２６にメニュー表示し、メニュー設定動作を行う（＃３５）。メニュー設定動作によって、ＡＦモード、ホワイトバランス、ＩＳＯ感度設定、ドライブモードの設定等、各種の設定動作を行うことができる。

ステップ＃１９における判定の結果、メニュースイッチがオンでなかった場合には、ステップ＃１と同様に、パワースイッチがオンか否かの判定を行なう（＃２３）。判定の結果、パワースイッチがオンであった場合には、ステップ＃９に戻り、前述の動作を繰り返す。一方、パワースイッチがオンではなかった場合には、電源供給を停止し（＃２５）、ステップ＃３に戻り、前述のスリープ状態となる。

次に、ステップ＃１３の表示動作について、図３を用いて説明する。このサブルーチンに入ると、まず、ライブビュー表示動作の指示を行う（＃４１）。すなわち、撮像素子２２１の出力に基づくライブビュー表示用の画像データを撮像素子駆動回路２２３、前処理回路２２５に出力させ、また、液晶モニタ２６に対して画像信号に基づいて被写体像を表示する等の指示を行う。

続いて、レリーズ釦が半押しされたか、すなわち、１Ｒスイッチがオンか否かの判定を行う（＃４３）。判定の結果、１Ｒスイッチがオフの場合には、合焦表示を消灯する。後述するように、コントラストＡＦ１のサブルーチンにおいて合焦点に達すると、ステップ＃２３５（図４参照）において、合焦表示がなされる。ステップ＃６１において、合焦表示がなされていれば、この表示を消灯する。

続いて、再生スイッチがオンか否かの判定を行う（＃６３）。再生釦が操作されていた場合には、記録媒体２７７に記録されている被写体画像を液晶モニタ２６に再生表示する。この再生表示に先立って、ライブビュー表示の停止を前処理回路２２５や液晶モニタ２６等に指示する（＃６９）。

ステップ＃６３における判定の結果、再生スイッチがオフの場合には、メニュー釦が操作されたか、すなわち、メニュースイッチがオンか否かの判定を行う（＃６５）。判定の結果、メニュースイッチがオンの場合には、前述したステップ＃６９に進み、ライブビュー表示の停止を指示する（＃６９）。メニュー釦が操作された場合には、液晶モニタ２６にメニューモードを表示するためである。

ステップ＃６５における判定の結果、メニュースイッチがオフの場合には、ステップ＃２３と同様に、パワースイッチがオンか否かの判定を行う（＃６７）。パワースイッチがオンの場合には、前述したステップ＃６９に進み、ライブビュー表示の停止を指示する（＃６９）。パワーオンの状態でパワースイッチが操作されと、パワーオフ処理を行うが、その前に、ライブビュー表示を停止するためである。ステップ＃６９におけるライブビュー表示を停止すると、元のフローに戻る。

ステップ＃４３における判定の結果、１Ｒスイッチがオンであった場合には、合焦表示中か否かの判定を行う（＃４５）。コントラストＡＦ１のサブルーチンにおいて合焦点に達すると、ステップ＃２３５において、合焦表示がなされる。このステップ＃４５では、この合焦表示がなされたか否かの判定を行う。

ステップ＃４５における判定の結果、合焦表示がなされていた場合には、ステップ＃５１にジャンプし、一方、合焦表示がなされていなかった場合には、コントラストＡＦ１のサブルーチンを実行する（＃４７）。このコントラストＡＦ１のサブルーチンは、コントラストＡＦ回路２５３の出力に基づいて、画面のほぼ中央領域のコントラスト情報がピークとなるように、撮影光学系１０１の焦点調節を行う。このサブルーチンの詳細は、図４を用いて後述する。

コントラストＡＦ１のサブルーチンが終わると、中央領域の画像データをＳＤＲＡＭ２６７に記憶する（＃４９）。すなわち、コントラストＡＦ１において、一応の合焦状態（液晶モニタ表示レベルで合焦状態）に達しているので、この状態で撮像素子２２１から出力される画像データの中から、画面の中央領域に対応する画像データの記憶を行う。

次に、レリーズ釦が全押しされたか、すなわち、２Ｒスイッチがオンか否かの判定を行う（＃５１）。判定の結果、２Ｒスイッチがオフだった場合には、ステップ＃４３に戻り、前述のステップを繰り返す。一方、２Ｒスイッチがオンだった場合には、撮影動作に移るが、その前に、コントラストＡＦ２を実行する（＃５３）。このコントラストＡＦ２は、ステップ＃４９において、記憶された中央領域の画像データと類似する画像を検索し、この画像についてピントが合うように自動焦点調節を行う。このコントラストＡＦ２のサブルーチンの詳細は、図５を用いて後述する。

コントラストＡＦ２の処理が終わると、ライブビュー表示の停止を指示する（＃５５）。すなわち、合焦状態に達したので、次に、撮影動作に移るが、その前に、ライブビュー表示を停止する。ライブビュー表示を停止させると、続いて、撮影のサブルーチンを実行する（＃５７）。この撮影動作では、撮像素子２２１によって取得した被写体の画像データを圧縮処理の上、記録媒体２７７に記録する。撮影動作が終わると、ステップ＃４１に戻り、前述の動作を繰り返す。

次に、ステップ＃４７におけるコントラストＡＦ１について、図４を用いて説明する。本実施形態におけるコントラストＡＦ制御は、高速だが合焦精度が粗い第１の合焦精度でＡＦ制御を行う高速コントラストＡＦ（第１のコントラストＡＦ）と、低速だが合焦精度が高い第２の合焦精度でＡＦ制御を行う高精度コントラストＡＦ（第２のコントラストＡＦ）の２つのモードを有している。コントラストＡＦ１は、第１のコントラストＡＦによって制御され、後述するコントラストＡＦ２は、第２のコントラストＡＦによって制御される。

コントラストＡＦ１のサブルーチンに入ると、ＡＦ領域として中央所定領域を設定する（＃２００）。これは、図８（Ａ）に示すように、撮影者がピント合わせを意図する被写体に対して中央のＡＦ領域３２１を向ける。この領域がＡＦ領域として、ＡＦ領域設定回路２５４において設定される。なお、ＡＦ領域としては、中央領域に限らず、例えば、ユーザーが任意に設定する等、全体に対する特定領域であれば良い。また、ＡＦ領域３２１を液晶モニタ２６に表示するようにしても良い。

続いて、レジスタＤＣに１をセットする（＃２０１）。このレジスタＤＣは、レンズ駆動の駆動方向を決めるために用いられるレジスタである。続いて、レンズ駆動方向として、レンズ繰り出し方向をセットする（＃２０３）。そして、レンズ駆動量として第１所定値をセットする（＃２０５）。この第１所定値は、図９（Ａ）において、フォーカスレンズの繰り出し量ＬＤ１に相当し、また、図１１における液晶モニタ面における表示用許容錯乱円径φＬＣＤに対応するデフォーカス量ΔｆＬＣＤに関連する量である。

次に、コントラストＡＦ回路２５３からコントラスト情報を取得する（＃２０７）。ここでは、ステップ＃２００において設定された中央の所定領域に対応する画像データのコントラスト情報を取得する。続いて、レンズ駆動制御をレンズＣＰＵ１１１に指示すると共に（＃２０９）、ステップ＃２０３、＃２０５で設定したレンズ駆動量、駆動方向を送信する（＃２１１）。これらの信号が送信されると、レンズＣＰＵ１１１は、光学系駆動機構１０７によって撮影光学系１０１を駆動する。設定した駆動方向および駆動量に基づく駆動制御が終了するとレンズＣＰＵ１１１は、ボディＣＰＵ２５１にレンズ駆動完了信号を送信する。

ボディＣＰＵ２５１はレンズ駆動完了信号を受信するのを待ち（＃２１３）、受信すると、ステップ＃２００で設定された中央の所定領域に対応する画像データについて、最新のコントラスト情報をコントラストＡＦ回路２５３から取得する（＃２１５）。続いて、前回よりもコントラストが向上したか否かを判定する（＃２１７）。判定の結果、今回のコントラストが向上していた場合には、レジスタＤＣに１を加え（＃２１９）、ステップ＃２０９に戻り、前述のステップを繰り返す。

ステップ＃２１７の判定の結果、前回よりもコントラストが低下していた場合には、レジスタＤＣの値が１か否かの判定を行う（＃２２１）。判定の結果、レジスタＤＣが１の場合には、レンズ駆動方向を前回と逆にし（＃２２３）、ステップ＃２０９に戻り、前述のステップを繰り返す。

すなわち、初回のレンズ駆動にあたっては、駆動方向が不明のために、一旦、繰り出し方向にレンズを駆動する。駆動した結果、コントラストが向上していれば、駆動方向は正しく（合焦位置に近づいている）、一方、コントラストが低下していれば、駆動方向が逆方向（合焦位置から遠ざかっている）であることから反転する。したがって、レジスタＤＣが１であれば、初回の駆動と判断してステップ＃２２３に進み駆動方向を逆転させ、一方、レジスタＤＣが１でなければ、コントラストがピーク位置を越したと判定してステップ＃２２４に進む。

ステップ＃２２１における判定の結果、レジスタＤＣが１ではなかった場合には、コントラスト情報のピーク位置を超えた状態であることから、駆動方向を前回と逆の方向にする（＃２２５）。そして、レンズ駆動量として、第２所定値をセットする（＃２２７）。

レンズ駆動量としての第２所定値は、図９（Ａ）に示すフォーカスレンズの繰り出し量ＬＤ１の半分に相当する（繰り出し量ＬＤ２）。コントラストのピーク位置を超えていることから、前回と今回の中間にピーク位置があると想定して、第１所定値の半分としている。続いて、レンズＣＰＵ１１１にレンズ駆動制御を指示し（＃２２９）、ステップ＃２２５、＃２２７でセットしたレンズ駆動量および駆動方向を送信する（＃２３１）。

レンズＣＰＵ１１１は、レンズ駆動制御指示等を受信すると、光学系駆動機構１０７に対して駆動制御を開始し、第２所定値に基づく駆動量（繰り出し量ＬＤ２）だけ駆動すると、ボディＣＰＵ２５１に対してレンズ駆動完了信号を送信する。ボディＣＰＵ２５１は、レンズ駆動完了信号の受信を待ち（＃２３３）、完了信号を受信すると、合焦表示を行なう（＃２３５）。これは、液晶モニタ２６の表示面に、図８（Ａ）に示すように、合焦表示３１１として表示される。

この合焦表示がなされる状態は、撮影には不適切であっても液晶モニタ２６で被写体像を確認するのであれば、ピンボケが目立たないレベルの合焦状態であり、その合焦許容範囲は、液晶モニタ２６の表示解像度、つまり液晶モニタ２６の表示ドットサイズに基づく許容錯乱円径によって設定される。このため、液晶モニタ２６において被写体像を観察するには十分な合焦精度となっている。合焦表示がなされると、第１のコントラストＡＦ制御によって粗い合焦状態となり、元のルーチンに戻る。

次に、ステップ＃５３におけるコントラストＡＦ２について、図５を用いて説明する。このコントラストＡＦ２は、前述したように、レリーズ釦の全押し操作がなされ、撮影動作を実行する前に行われ、ステップ＃４９において記憶した中央領域の被写体に対して自動焦点調節を行う。

まず、ステップ＃４９においてＳＤＲＡＭ２６７に記憶した画像と類似する部分を、撮像素子２２１によって取得された画像データの全領域の中から検出する（＃２５０）。この検索は、公知の画像マッチングの技術によって行う。検出された類似部分を含む領域を新たなＡＦ領域に設定する（＃２５１）。これは、ステップ＃４９において設定されたＡＦ領域３２１に含まれる画像と類似する画像を検出し（図８（Ａ）参照）、この画像が含まれるＡＦ領域３２２（図８（Ｂ））を新たなＡＦ領域として設定する。ＡＦ領域設定回路２５４は、この新たに設定されたＡＦ領域３２２に対応する画像データを抽出し、コントラストＡＦ回路２４３に出力する。なお、このＡＦ領域３２２を液晶モニタ２６に表示しても構わない。

新たなＡＦ領域が設定されると、ステップ＃２０１と同様に、レジスタＤＣに１をセットする（＃２５２）。続いて、ステップ＃２０３と同様に、レンズ駆動方向として、レンズ繰り出し方向をセットする（＃２５３）。続いて、レンズ駆動量として第３所定値をセットする（＃２５５）。この第３所定値は、図９（Ｂ）において、フォーカスレンズの繰り出し量ＬＤ３に相当し、また、図１１における撮像面における撮影用許容錯乱円径φimgに対応するデフォーカス量Δｆimgに関連する量である。

次に、コントラストＡＦ回路２５３からコントラスト情報を取得する（＃２５７）。ここでは、ステップ＃２５１において設定された新たなＡＦ領域に対応する画像データのコントラスト情報を取得する。続いて、ステップ＃２０９と同様に、レンズ駆動制御をレンズＣＰＵ１１１に指示すると共に（＃２５９）、ステップ＃２５３、＃２５５で設定したレンズ駆動量、駆動方向を送信する（＃２６１）。これらの信号が送信されると、レンズＣＰＵ１１１は、光学系駆動機構１０７によって撮影光学系１０１を駆動する。設定した駆動方向および駆動量に基づく駆動制御が終了するとレンズＣＰＵ１１１は、ボディＣＰＵ２５１にレンズ駆動完了信号を送信する。

ボディＣＰＵ２５１は、ステップ＃２１３と同様に、レンズ駆動完了信号を受信するのを待ち（＃２６３）、受信すると、ステップ＃２５１で設定した新たなＡＦ領域に対応する画像データについて、最新のコントラスト情報をコントラストＡＦ回路２５３から取得する（＃２６５）。続いて、ステップ＃２１７と同様に、前回よりもコントラストが向上したか否かを判定する（＃２６７）。判定の結果、今回のコントラストが向上していた場合には、レジスタＤＣに１を加え（＃２６９）、ステップ＃２５９に戻り、前述のステップを繰り返す。

ステップ＃２６７の判定の結果、前回よりもコントラストが低下していた場合には、ステップ＃２２１と同様に、レジスタＤＣの値が１か否かの判定を行う（＃２７１）。判定の結果、レジスタＤＣが１の場合には、レンズ駆動方向を前回と逆にし（＃２７３）、ステップ＃２５９に戻り、前述のステップを繰り返す。

ステップ＃２７１における判定の結果、レジスタＤＣが１ではなかった場合には、コントラスト情報のピーク位置を超えた状態であることから、ステップ＃２２５と同様に、駆動方向を前回と逆の方向にする（＃２７５）。そして、レンズ駆動量として、第４所定値をセットする（＃２７７）。

レンズ駆動量としての第４所定値は、フォーカスレンズの繰り出し量ＬＤ３の半分に相当する（繰り出し量ＬＤ４：図９（Ｂ）参照）。コントラストのピーク位置を超えていることから、前回と今回の中間にピーク位置があると想定して、第３所定値の半分としている。続いて、ステップ＃２２９と同様に、レンズＣＰＵ１１１にレンズ駆動制御を指示し（＃２７９）、ステップ＃２７５、＃２７７でセットしたレンズ駆動量および駆動方向を送信する（＃２８１）。

レンズＣＰＵ１１１は、レンズ駆動制御指示等を受信すると、光学系駆動機構１０７に対して駆動制御を開始し、第４所定値に基づく駆動量（繰り出し量ＬＤ４）だけ駆動すると、ボディＣＰＵ２５１に対してレンズ駆動完了信号を送信する。ボディＣＰＵ２５１は、レンズ駆動完了信号の受信を待ち（＃２８３）、完了信号を受信すると、元のルーチンに戻る。コントラストＡＦ１では、レンズ駆動が完了すると合焦表示３１１を表示していたが、コントラストＡＦ２では、撮影直前の焦点調節であることから、合焦表示を行わない。

このコントラストＡＦ２が完了した状態は、コントラストＡＦ１による第１コントラストＡＦよりも高精度の合焦状態である。すなわち、この状態では、撮像素子２２１の画素の許容錯乱円径と同程度の高精度の合焦状態となっている。

なお、本実施形態においては、コントラストのピーク位置を通過した場合に、駆動量を半分にして逆方向に駆動していたが（＃２２５、＃２２７、＃２６７、＃２６９）、これに限らず、例えば、３点補間法等の補間演算により、コントラストのピーク位置に移動させるようにしても良い。

次に、図９乃至図１１を用いて、本実施形態におけるコントラストＡＦの合焦精度について説明する。図１０（Ａ）に示すように、撮像素子２２１の撮像面の画素として、横が３６４８画素、縦が２７３８画素とする。一方、液晶モニタ２６の液晶モニタ面は、図１０（Ｂ）に示すように、横が６４０画素、縦が３２０画素から構成されているとしたら、撮像素子２２１に比較して、許容錯乱円径は、大体１／７程度であり、ＬＰＦ係数を考慮しても、大体１／４程度であることから、液晶モニタ２６の許容錯乱円径φＬＣＤは、
φLCD ＝ （3648／640）＊φimg／α
≒ ４＊φimg
となる。

そして、液晶モニタ２６の許容錯乱円径φLCDに相当する液晶モニタ用許容デフォーカス量ΔｆＬＣＤは、
ΔｆLCD＝ φLCD ／ F
ここで、Ｆ：レンズの絞り値（ＦＮｏ．）
Ｆ＝Ｄ／ｆ （Ｄ：口径、ｆ：焦点距離）

したがって、第１のコントラストＡＦにおける合焦表示（＃２３５）における合焦精度は、駆動量を第１所定値としており、この第１所定値として、図９（Ａ）に示すように、第１所定値として、β＊ΔｆLCDを採用すれば、液晶モニタ２６の許容錯乱円径φLCD程度の合焦精度を得ることができる。ここで、β≒５〜１５である（βは経験値）。

一方、図１０（Ａ）に示すように、撮像素子２２１の撮像面（受光面）は、横が３６４８画素、縦が２８３８画素から構成されている。この撮像素子２２１の許容錯乱円径φimgは、
φimg ＝ α＊Ｘ
ここで、α：ＬＰＦ係数（＝１．５〜２）
Ｘ：セルサイズ
となる。ＬＰＦ係数は、赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ２１７の影響による係数であることから、撮像素子２２１の許容錯乱円径φimgは、撮像素子の画素のサイズに、ローパスフィルタを考慮した係数を乗算することにより得られる。

そして、撮像素子２２１の許容錯乱円径φimgに相当する撮像用許容デフォーカス量Δｆimgは、
Δｆimg ＝ φimg ／ F
ここで、Ｆ：レンズの絞り値（ＦＮｏ．）
Ｆ＝Ｄ／ｆ （Ｄ：口径、ｆ：焦点距離）

したがって、第２のコントラストＡＦにおける合焦精度は（ステップ＃２８３によるレンズ駆動完了時）、駆動量を第３所定値としており、この第３所定値として、図１０（Ｂ）に示すように、γ＊Δｆimgを採用すれば、撮像素子２２１の許容錯乱円径φimg程度の合焦精度を得ることができる。ここで、γ≒３である（γは経験値）。なお、個々で説明した画素数等は、例示であり、ここの撮影装置の設計値に応じた許容錯乱円径、デフォーカス量、駆動量を決定すればよい。

次に、図６を用いて、ステップ＃５７（図３）における撮影のサブルーチンについて説明する。この撮影のサブルーチンは、ライブビュー表示状態において、レリーズ釦が全押しされた場合に実行されるサブルーチンである。撮影のサブルーチンに入ると、ＡＥ回路２５５の出力に基づいて露光量演算を行なう（＃１６１）。

続いて、レンズＣＰＵ１１１に対して絞り１０３の絞込み指示を行うと共に絞り込み量の指示を行う（＃１６３、＃１６５）。そして、撮像素子２２１によって被写体像の光電変換信号を蓄積する露光動作を行う（＃１６７）。なお、露光時間は撮像素子２２１内の電子シャッタにより行う。この後、絞り開放を指示し（＃１６９）、撮像素子２１１から画像信号を読出し（＃１７１）、画像処理を行ない（＃１７３）、記録媒体２７７に記録する（＃１７５）。画像記録が終わると、元のルーチンに戻る。

次に、図７を用いて、交換レンズ１００のレンズＣＰＵ１１１での動作を説明する。まず、ボディＣＰＵ２５１からレンズ情報要求指示がなされたか否かの判定を行なう（＃３０１）。判定の結果、要求指示がなされている場合には、レンズ情報を送信する（＃３１１）。ここでのレンズ情報としては、開放絞り値、最小絞り値、レンズの色バランス情報、収差情報、ＡＦのための情報等、レンズ固有の情報であり、レンズＣＰＵ１１１内または図示しないＥＥＰＲＯＭ等の電気的に書き換え可能なメモリに記憶された情報である。

ステップ＃３０１における判定の結果、レンズ情報要求指示ではなかった場合には、絞込み指示か否かの判定を行なう（＃３０５）。判定の結果、絞込み指示であった場合には、続いて、ボディＣＰＵ２５１から送信されてくる絞込み量を受信する（＃３１５）。絞込み量を受信すると、絞り駆動機構１０９によって行なわれる絞り１０３の絞込み駆動の制御を行う（＃３１７）。

ステップ＃３０５における判定の結果、絞り込み指示ではなかった場合には、絞り開放指示か否かの判定を行なう（＃３０７）。判定の結果、絞り開放指示であった場合には、絞り駆動機構１０９によって行なわれる絞り１０３の絞り開放駆動の制御を行う（＃３１７）。

ステップ＃３０７における判定の結果、絞り開放指示ではなかった場合には、レンズ駆動制御指示か否かの判定を行なう（＃３０９）。判定の結果、レンズ駆動制御指示であった場合には、続いて送信されてくるレンズ駆動量と駆動方向を受信する（＃３２１）。レンズ駆動量と駆動方向を受信すると、レンズＣＰＵ１１１は光学系駆動機構１０７を制御して撮影光学系１０１の駆動制御を行う（＃３２３）。そして、所定の駆動量を駆動すると、ボディＣＰＵ２５１にレンズ駆動完了信号を送信する（＃３２５）。

本発明の実施形態においては、レリーズ釦の半押し操作に応答して、撮影光学系１０１を合焦許容範囲に導くと共に（＃４７：コントラストＡＦ１）、被写体像データの中から特定領域に対応する被写体像データを記憶部（ＳＤＲＡＭ２６７）に記憶させている（＃４９）。また、レリーズ釦の全押し操作に応答して、最新の被写体像データの全領域の中から記憶部（ＳＤＲＡＭ２６７）に記憶された特定領域の被写体像を含む新たな領域を設定し（＃２５０、＃２５１）、この設定された領域に対応するコントラスト情報に基づいて撮影光学系１０１を合焦許容範囲に導いている（コントラストＡＦ２参照）。

このように、本実施形態においては、レリーズ釦の半押しに応答して、ピントの合った被写体像データを記憶し、これに基づいてフォーカスロックを行うようにしているので、使い易いフォーカスロック機能を有し、撮影者の意図した被写体に焦点調節が可能な撮影装置を提供することができる。

また、本実施形態においては、レリーズ釦の半押し操作時における合焦許容範囲に対して、レリーズ釦の全押し操作時における合焦許容範囲の方を狭くし、高精度の合焦を行うようにしている。すなわち、フォーカスロック時にはフォーカスロックを行うに十分な合焦制度を確保すると共に、撮影時には鑑賞に耐えるピント合わせを行うことができる。

なお、本実施形態においては、レリーズ釦の全押し操作がなされた際に、ステップ＃２５０においてフォーカスロックの対象となった画像の領域を検出していたが、これに限らず、例えば、第１のコントラストＡＦ制御が終了し、レリーズ釦の全押し操作が行われるまでの間に、ステップ＃２５０と同様に「記憶した画像に類似する部分を全撮影画面の中から抽出する」、およびステップ＃２５１と同様に「類似部分を含む領域を新たなＡＦ領域に設定」を行うようにしてもよい。また、本実施形態においては、合焦状態に達しているか否かについて、合焦表示（＃２３５）がなされているかを判定していたが、合焦表示がなされなくても、フラグをセットしこれを判定する等の方法により、合焦状態に達したか否かを判定するようにしても勿論構わない。また、本実施形態においては、被写体像の観察は、ライブビュー表示によって行っていたが、光学ファインダを併設するようにしても勿論かまわない。

本実施形態においては、デジタルカメラとしてコンパクトタイプのデジタルカメラに適用した例を説明したが、カメラとしては所謂、デジタル一眼レフカメラでもよく、また、携帯電話やＰＤＡ（携帯情報端末：Personal Digital Assistant）等の内蔵タイプのカメラでもよい。いずれにしても、本発明はフォーカスロック機能を有すると共に、コントラストＡＦ制御により焦点調節することのできるカメラ等の電子撮像装置あれば適用することができる。

本発明を適用した一実施形態におけるデジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるカメラ本体側におけるパワーオンリセットの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における表示動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるコントラストＡＦ１の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるコントラストＡＦ２の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における撮影の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における交換レンズ側におけるパワーオンリセットの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における合焦表示とＡＦ領域を示す図であり、（Ａ）は合焦表示とＡＦ領域の枠を示す図であり、（Ｂ）はＡＦ領域が移動したことを示す図である。 本発明の一実施形態におけるコントラスト情報とフォーカスレンズの駆動関係を示す図であり、（Ａ）は高速コントラストＡＦの場合であり、（Ｂ）は高精度コントラストＡＦの場合を示す図である。 本発明の一実施形態における撮像素子と液晶モニタの許容錯乱円径を説明する図であり、（Ａ）は撮像素子の許容錯乱円径を示し、（Ｂ）は液晶モニタの許容錯乱円径を示す。 本発明の一実施形態における許容錯乱円径とデフォーカス量の関係を示す図である。

符号の説明

２６・・・液晶モニタ、１００・・・交換レンズ、１０１・・・撮影光学系、１０３・・・絞り、１０５・・・光学系位置検出機構、１０７・・・光学系駆動機構、１０９・・・絞り駆動機構、１１１・・・レンズＣＰＵ、２００・・・カメラ本体、２１７・・・赤外カットフィルタ・ローパスフィルタ、２２１・・・撮像素子、２２３・・・撮像素子駆動回路、２２５・・・前処理回路、２５０・・・ＡＳＩＣ、２５１・・・シーケンスコントローラ（ボディＣＰＵ）、２５２・・・データバス、２５３・・・コントラストＡＦ回路、２５４・・・ＡＦ領域設定回路、２５５・・・ＡＥ回路、２５７・・・画像処理回路、２５９・・・圧縮伸長回路、２６１・・・ビデオ信号出力回路、２６３・・・液晶モニタ駆動回路、２６５・・・ＳＤＲＡＭ検知回路、２６７・・・ＳＤＲＡＭ、２７１・・・入出力回路、２７３・・・通信回路、２７５・・・記録媒体制御回路、２７７・・・記録媒体、２７９・・・フラッシュメモリ制御回路、２８１・・・フラッシュメモリ、２８３・・・スイッチ検知回路、２８５・・・各種スイッチ、３００・・・通信接点、３１１・・・合焦表示、３２１・・・ＡＦ領域、３２２・・・ＡＦ領域

Claims (6)

1. 撮影レンズを介して入射した被写体光束を撮像面で受光し、この撮像面に結像した被写体像を光電変換して被写体像データを繰り返し出力する撮像手段と、
   レリーズ釦の半押し操作に応答して、上記撮像手段から出力される最新の被写体像データの特定領域におけるコントラスト情報を求め、このコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを第１の合焦許容範囲に導く第１のコントラストＡＦ手段と、
   この第１のコントラストＡＦ手段によって、上記撮影レンズが上記第１の合焦許容範囲内に導かれた際に、最新の被写体像データから上記特定領域における被写体像データを記憶する記憶手段と、
   上記撮像手段から出力される最新の被写体像データの全領域の中から上記記憶手段に記憶された被写体像を含む新たな領域を設定する設定手段と、
   レリーズ釦の全押し操作に応答して、上記設定手段で設定された領域におけるコントラスト情報を求め、このコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを上記第１の合焦許容範囲よりも狭い第２の合焦許容範囲に導く第２のコントラストＡＦ手段と、
   を具備したことを特徴とする撮影装置。
2. 撮影レンズを介して入射した被写体光束を撮像面で受光し、この撮像面に結像した被写体像を光電変換して被写体像データを出力する撮像手段と、
   上記撮像手段から出力される最新の被写体像データのコントラスト情報を求め、このコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを合焦許容範囲に導くコントラストＡＦ手段と、
   レリーズ釦の半押しに応答して、上記コントラストＡＦ手段によって上記撮影レンズを合焦許容範囲に導くと共に、上記被写体像データの中から特定領域に対応する被写体像データを記憶部に記憶させる第１の制御手段と、
   上記撮像手段から出力される最新の被写体像データの全領域の中から上記記憶部に記憶された特定領域の被写体像を含む新たな領域を設定し、上記レリーズ釦の全押し操作に応答して、この設定された領域に対応するコントラスト情報に基づいて上記コントラストＡＦ手段は上記撮影レンズを合焦許容範囲に導く第２の制御手段と、
   を具備したことを特徴とする撮影装置。
3. 上記コントラストＡＦ手段の合焦精度は、上記第１の制御手段による焦点調節動作に比較し、上記第２の制御手段による焦点調節動作の方が高いことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
4. 上記撮像手段は、繰り返し上記被写体像データを出力し、この被写体像データに基づいて表示手段にライブビュー表示することを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
5. 上記レリーズ釦の半押し操作に応答して、上記コントラストＡＦ手段によって上記撮影レンズが合焦許容範囲内に導かれた後は、再度、上記レリーズ釦の半押し操作がなされるまでは、上記コントラストＡＦ手段による焦点調節動作と上記記憶部に上記被写体像データの記憶の更新が禁止されることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
6. 撮影レンズを介して入射した被写体光束を撮像面で受光し、この撮像面に結像した被写体像を光電変換して被写体像データを出力し、
   レリーズ釦の半押しに応答して、上記撮影レンズを合焦許容範囲に導くと共に、上記被写体像データの中から特定領域に対応する被写体像データを記憶部に記憶させ、
   上記レリーズ釦の全押し操作に応答して、最新の上記被写体像データの全領域の中から上記記憶部に記憶された特定領域の被写体像を含む新たな領域を設定し、
   この設定された領域に対応するコントラスト情報に基づいて上記撮影レンズを合焦許容範囲に導く、
   ことを特徴とする撮影装置の制御方法。