JP2010002847A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカスレンズの移動とそのときの撮像面における被写体像の関係に関わらず、次第に被写体像が合焦していく様子を表示することが可能な撮像装置及び撮像方法を提供すること。
【解決手段】フォーカス制御時、画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、被写体像が撮像面に合焦したときのフォーカスレンズ１０４の合焦位置を検出する合焦位置検出部１２４と、フォーカス制御時、フォーカスレンズを一側から他側に光軸方向に駆動し、その後、検出された合焦位置までフォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部１４３、１４４と、合焦位置検出時からフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までのフォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、フォーカス制御時に、記憶部１６４に保持された画像信号によるフレームを重複して表示部１５８に表示する表示制御部１２８とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置及び撮像方法に関する。

デジタルスチルカメラ等の撮像装置には、液晶画面（ＬＣＤ）などの表示部が設けられたものがある。この表示部は、撮影前の被写体像をリアルタイム（実時間）で表示したり、撮影が完了して記録媒体に記録された画像を表示したりする。

また、撮像装置は、被写体が撮像面でフォーカス（合焦）するようにフォーカス制御する。フォーカス制御には、例えば、コントラスト検出方式がある。コントラスト検出方式は、フォーカスレンズを移動しながら画像情報を取得し、コントラスト値が最も高くなる位置（画像中に最もエッジを多く検出した位置）を検出して、そのときのフォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する。

例えば、特許文献１には、フォーカス制御時の画像表示に関する技術が開示されている。

特開平１０−２９４８８９号公報

ところで、従来のコントラスト検出方式を用いた撮像装置では、フォーカス制御中の撮像面における被写体像をそのまま実時間で表示部に表示していた。コントラスト検出方式のフォーカス制御は、図７に示すようにフォーカスレンズを移動することで行われる。図７は、フォーカス制御時の画像信号のコントラスト値とレンズ位置の関係を示すグラフである。

通常、フォーカスレンズは、フォーカス制御開始位置（Ｐ１）から一方向に移動する。そして、フォーカスレンズが移動することで、コントラスト値は徐々に増大し、フォーカスレンズの移動中にコントラスト値の最大値（ピーク値）が得られる。図７のグラフでは、コントラスト値が最大値をとるときのフォーカスレンズ位置をＰ２とする。そして、更にフォーカスレンズが移動することで、コントラスト値が低下し、フォーカスレンズは、フォーカスレンズ位置Ｐ３を経由した後、コントラスト最大値位置Ｐ２へ戻る。これにより、フォーカスレンズは合焦位置に移動できる。

図８は、フォーカス制御時のコントラスト値とレンズ移動時間の関係を示すグラフであり、レンズ移動時間を横軸として、図８のフォーカス制御を時間軸上に示したものである。フォーカス制御中の撮像面における被写体像をそのまま実時間で表示部に表示すると、フォーカスレンズがＰ２からＰ３まで移動する時間Ｔ１と、Ｐ３からＰ２まで移動する時間Ｔ２を合計した時間Ｔａの期間は、被写体像が合焦していないため表示がぼけた状態となる。従って、ユーザーは表示部においてＰ１から最初のＰ２までの期間で被写体像が合焦していく様子が分かるが、一旦ぼけた状態を経由して再び合焦することを確認することになる。そのため、撮影前にユーザーが撮像装置の操作で戸惑ったり、混乱したりするという問題があった。

特許文献１では、フォーカス制御の期間は、フォーカスレンズを移動する直前に撮影した静止画を表示部に表示する技術が開示されている。この動作では、ユーザーは被写体像が合焦していく様子を確認できないという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、フォーカスレンズの移動とそのときの撮像面における被写体像の関係に関わらず、次第に被写体像が合焦していく様子を表示することが可能な、新規かつ改良された撮像装置及び撮像方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換する光電変換素子と、被写体像を撮像面に合焦可能なフォーカスレンズと、フォーカス制御時、電気信号に基づいた画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、被写体像が撮像面に合焦したときのフォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出部と、フォーカス制御時、フォーカスレンズを一側から他側に光軸方向に駆動し、その後、検出された合焦位置までフォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、フォーカス制御時の画像信号を保持する記憶部と、画像信号によるフレームを表示する表示部と、合焦位置検出時からフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までのフォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、フォーカス制御時に、記憶部に保持された画像信号によるフレームを重複して表示部に表示する表示制御部とを有する撮像装置が提供される。

かかる構成により、光電変換素子は、撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換し、フォーカスレンズは、被写体像を撮像面に合焦させることができる。そして、合焦位置検出部は、フォーカス制御時、電気信号に基づいた画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、被写体像が撮像面に合焦したときのフォーカスレンズの合焦位置を検出し、フォーカスレンズ駆動部は、フォーカス制御時、フォーカスレンズを一側から他側に光軸方向に駆動し、その後、合焦位置検出部で検出された合焦位置までフォーカスレンズを駆動する。また、記憶部は、フォーカス制御時の画像信号を保持し、表示部は、画像信号によるフレームを表示する。表示制御部は、合焦位置検出部による合焦位置検出時からフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までのフォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、フォーカス制御時に、記憶部に保持された画像信号によるフレームを重複して表示部に表示する。

上記表示制御部は、重複して表示されたフレームの後の画像信号によるフレームを遅延して表示部に表示してもよい。かかる構成により、重複して表示されたフレームの後の画像信号によるフレームが遅延して表示部に表示される。

上記表示制御部は、フォーカス制御開始時から合焦位置検出を経てフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までの間に、フォーカス制御開始時から合焦位置検出時までの画像信号による複数のフレームを表示部に表示してもよい。かかる構成により、フォーカス制御開始時から合焦位置検出部による合焦位置検出時までの画像信号による複数のフレームが、フォーカス制御開始時から合焦位置検出を経てフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までの間に表示部に表示される。

上記被写体像の移動又は光電変換素子の移動を検出する移動検出部を更に有し、移動が検出されたとき、表示制御部は、画像信号によるフレームを実時間で表示部に表示してもよい。かかる構成により、移動検出部は、被写体像の移動又は光電変換素子の移動を検出し、移動が検出されたとき、画像信号によるフレームが実時間で表示部に表示される。

上記移動検出部は、加速度センサー、ＧＰＳセンサー、又は画像信号のコントラスト値、輝度値若しくは色情報に基づいて移動を検出してもよい。かかる構成により、加速度センサー、ＧＰＳセンサー、又は画像信号のコントラスト値、輝度値若しくは色情報に基づいて、移動検出部は被写体像の移動又は光電変換素子の移動を検出する。

上記フォーカスレンズの駆動範囲の端部でコントラスト値が最大値となったとき、合焦位置検出部がコントラスト値の最大値を検出できないとき、表示制御部は、画像信号によるフレームを実時間で表示部に表示してもよい。かかる構成により、フォーカスレンズの駆動範囲の端部でコントラスト値が最大値となったとき、合焦位置検出部がコントラスト値の最大値を検出できないとき、画像信号によるフレームは実時間で表示部に表示される。

上記フォーカス制御が中断されたとき、表示制御部は、画像信号によるフレームを実時間で表示部に表示してもよい。かかる構成により、フォーカス制御が中断されたとき、画像信号によるフレームは実時間で表示部に表示される。

上記表示制御部は、画像信号によるフレームを重複して表示する表示と、画像信号によるフレームを実時間で表示する表示とを、ユーザーによる選択によって切り替えてもよい。かかる構成により、ユーザーの選択によって、画像信号によるフレームが重複して表示される表示と、画像信号によるフレームが実時間で表示される表示とが切り替えられる。

上記表示制御部は、画像信号によるフレームを重複して表示する表示と、画像信号によるフレームを実時間で表示する表示とを、同時に表示部に表示してもよい。かかる構成により、画像信号によるフレームが重複して表示される表示と、画像信号によるフレームが実時間で表示される表示とが同時に表示部に表示される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換するステップと、フォーカス制御時、電気信号に基づいた画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、被写体像が撮像面に合焦したときの被写体像を撮像面に合焦可能なフォーカスレンズの合焦位置を検出するステップと、フォーカス制御時、フォーカスレンズを一側から他側に光軸方向に駆動し、その後、検出された合焦位置までフォーカスレンズを駆動するステップと、フォーカス制御時の画像信号を保持するステップと、合焦位置検出時からフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までのフォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、フォーカス制御時に、保持された画像信号によるフレームを重複して表示するステップとを有する撮像方法が提供される。

かかる構成により、フォーカスレンズは、被写体像を撮像面に合焦可能であり、撮像面に照射された被写体像が電気信号に変換される。フォーカス制御時、電気信号に基づいた画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、被写体像が撮像面に合焦したときのフォーカスレンズの合焦位置が検出され、フォーカス制御時、フォーカスレンズは一側から他側に光軸方向に駆動され、その後、検出された合焦位置までフォーカスレンズは駆動される。また、フォーカス制御時の画像信号が保持され、合焦位置検出時からフォーカスレンズが再度合焦位置に位置する時までのフォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、フォーカス制御時に、保持された画像信号によるフレームが重複して表示される。

本発明によれば、フォーカスレンズの移動とそのときの撮像面における被写体像の関係に関わらず、次第に被写体像が合焦していく様子を表示することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（一実施形態の構成）
まず、本発明の一実施形態に係る撮像装置１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る撮像装置１００を示すブロック図である。撮像装置１００は、例えば、コンパクトデジタルスチルカメラであるが、本発明の撮像装置は、これに限定されず、静止画が撮影可能なビデオカメラなどであってもよい。

撮像装置１００は、例えば、結像光学系１０１と、撮像素子１０７と、画像入力コントローラ１１０と、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０と、加速度センサー１３０と、操作部材１３５と、ドライバ１４１、１４３、１４５と、モータ１４２、１４４、１４６と、画像信号処理回路１５２と、圧縮処理回路１５４と、ＬＣＤドライバ１５６と、ＬＣＤ１５８と、ＶＲＡＭ１６２と、ＳＤＲＡＭ１６４と、メディアコントローラ１６６と、記録メディア１６８などからなる。

結像光学系１０１は、例えば、ズームレンズ１０２、絞り１０３、フォーカスレンズ１０４などからなる。結像光学系１０１は、外部の光情報を撮像素子１０７に結像させる光学系システムであり、被写体からの光を撮像素子１０７まで透過させる。ズームレンズ１０２は、焦点距離を変化させて画角を変えるレンズであり、モータ１４６によって駆動される。絞り１０３は、透過する光量を調節する機構であり、モータ１４２によって駆動される。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向に移動することで撮像素子１０７の撮像面に被写体像を合焦させる。フォーカスレンズ１０４は、モータ１４４によって駆動される。モータ１４２、１４４、１４６は、それぞれドライバ１４１、１４３、１４５から駆動信号を受けて駆動する。

撮像素子１０７は、光電変換素子の一例であり、結像光学系１０１を透過して入射した光情報を電気信号に変換する光電変換が可能な複数の素子から構成される。各素子は受光した光に応じた電気信号を生成する。撮像素子１０７は、ＣＣＤ（charge coupled device）センサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）センサー等を適用することができる。

なお、撮像素子１０７の露光時間を制御するため、非撮影時に光を遮って撮影時のみ光が当たるように、メカニカルシャッター（図示せず。）を適用することができる。また、これに限定されず、電子シャッター（図示せず。）を適用してもよい。なお、メカニカルシャッター又は電子シャッターの動作は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０に接続されたシャッターボタン（操作部材１３５）のスイッチによって行われる。

撮像素子１０７は、更にＣＤＳ／ＡＭＰ部１０８、Ａ／Ｄ変換部１０９を有する。ＣＤＳ／ＡＭＰ部（相関二重サンプリング回路（correlated double sampling）／増幅器（amplifier））１０８は、撮像素子１０７から出力された電気信号に含まれる低周波ノイズを除去すると共に、電気信号を任意のレベルまで増幅する。Ａ／Ｄ変換部１０９は、ＣＤＳ／ＡＭＰ部１０８から出力された電気信号をデジタル変換してデジタル信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部１０９は、生成したデジタル信号を画像入力コントローラ１１０に出力する。

画像入力コントローラ１１０は、Ａ／Ｄ変換部１０９から出力されたデジタル信号に対して処理を施し、画像処理が可能となる画像信号を生成する。画像入力コントローラ１１０は、生成した画像信号を例えば画像信号処理回路１５２に出力する。また、画像入力コントローラ１１０は、ＳＤＲＡＭ１６４への画像データの読み書きを制御する。

ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、プログラムによって演算処理装置及び制御装置として機能し、撮像装置１００内に設けられた各構成要素の処理を制御する。ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、例えば、フォーカス制御や露出制御に基づいてドライバ１４１、１４３、１４５に信号を出力して結像光学系１０１を駆動させる。また、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、操作部材１３５からの信号に基づいて撮像装置１００の各構成要素を制御する。なお、本実施形態においては、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０が１つだけからなる構成であるが、信号系の命令と操作系の命令とを別々のＣＰＵで行うなど複数のＣＰＵから構成されてもよい。

ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、図１に示すように、例えば、タイミングジェネレータ１２１と、適正ＡＷＢ算出部１２２と、画像処理選択部１２３と、ＡＦ演算制御部１２４と、ＡＥ演算制御部１２５と、ズーム制御部１２６と、ＧＵＩ管理部１２７と、表示制御部１２８などを有する。

タイミングジェネレータ１２１は、撮像素子１０７やＣＤＳ／ＡＭＰ部１０８にタイミング信号を出力し、撮像素子１０７を構成している各画素の露光期間の制御や、電荷の読み出し制御を行う。

適正ＡＷＢ算出部１２２は、撮像素子１０７で受光した被写体像に応じた画像信号の色情報に基づいて、ＷＢ制御値を算出する。適正ＡＷＢ算出部１２２は、例えば、被写体に応じた適正なホワイトバランス（ＷＢ）が得られるようにＷＢ制御値を算出する。適正ＡＷＢ算出部１２２は、算出したＷＢ制御値を画像信号処理回路１５２に送る。

画像処理選択部１２３は、画像信号に対するガンマ補正、輪郭強調処理などの画像処理を行うか否かを選択したり、各画像処理に必要なパラメータを設定したりする。画像処理選択部１２３は、選択結果や設定したパラメータを画像信号処理回路１５２に送る。

ＡＦ演算制御部１２４は、フォーカス制御開始の操作信号を受けると、フォーカスレンズ１０４を一方向に移動する制御信号を生成して、生成した制御信号をドライバ１４３に出力する。
ＡＦ演算制御部１２４は、合焦位置検出部の一例であり、画像信号処理回路１５２で算出されたＡＦ（auto focus：自動焦点）評価値に基づいて、フォーカスレンズ１０４の合焦位置を算出する。なお、ＡＦ評価値は、画像信号の輝度値に基づいて画像信号処理回路１５２で算出されたものである。ＡＦ評価値は、例えば画像のコントラスト値であり、コントラスト値が最大となったとき、被写体像が撮像素子１０７の撮像面で合焦していると判断する（コントラスト検出方式）。
ＡＦ演算制御部１２４は、算出の結果得られた合焦位置を制御信号としてドライバ１４３に出力する。ドライバ１４３は、ＡＦ演算制御部１２４から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバ１４３は、生成した駆動信号をモータ１４４に送る。ドライバ１４３及びモータ１４４は、フォーカスレンズ駆動部の一例である。

ＡＥ演算制御部１２５は、画像信号処理回路１５２で算出されたＡＥ（auto exposure：自動露光）評価値に基づいて、絞り１０３の絞り量やシャッター速度を算出する。なお、ＡＥ評価値は、画像信号の輝度値に基づいて画像信号処理回路１５２で算出されたものである。ＡＥ演算制御部１２５は、算出した絞り量を制御信号としてドライバ１４１に出力する。ドライバ１４１は、ＡＥ演算制御部１２５から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバ１４１は、生成した駆動信号をモータ１４２に送る。

ズーム制御部１２６は、ユーザーによって指定された画角や、被写体像との距離等に基づいて算出された画角などに応じて、ズームレンズ１０２の位置を算出する。ズーム制御部１２６は、算出したズームレンズ位置を制御信号としてドライバ１４５に出力する。ドライバ１４５は、ズーム制御部１２６から受けた制御信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバ１４１は、生成した駆動信号をモータ１４６に送る。

ＧＵＩ管理部１２７は、ＬＣＤ１５８に表示される画像のサムネイル画面や、撮像装置１００の操作のためのメニュー画面などのＧＵＩ（graphic user interface）を管理する。ＧＵＩ管理部１２７は、例えば、操作部材１３５からの操作信号を受けて、操作信号に基づいた制御信号をＬＣＤドライバ１５６に送る。

表示制御部１２８は、撮影前の画像表示を制御する。また、表示制御部１２８は、シャッターボタンが半押しされてフォーカス制御が開始されたとき、被写体像がぼけた状態から合焦状態へ移行するときの画像表示を制御する。表示制御部１２８は、フォーカス制御時、通常表示モードと、遅延表示モードの２種類のいずれかの表示パターンで表示できるように制御する。いずれかの表示パターンは、ユーザーによる操作部材１３５の操作を介して選択可能である。

表示制御部１２８は、通常表示モードでは、画像信号による複数のフレームを実時間（リアルタイム）でＬＣＤ１５８に表示する
表示制御部１２８は、遅延表示モードでは、フォーカス制御開始時から合焦位置検出を経てフォーカスレンズ１０４が再度合焦位置に位置する時までの間に、フォーカス制御開始時から合焦位置検出時までの画像信号による複数のフレームをＬＣＤ１５８に表示する。例えば、フォーカス制御時に、表示制御部１２８は、合焦位置検出時から再度合焦位置に位置する時までのフォーカスレンズ１０４の移動時間と同一の時間分（図３のＴａ時間分）について、画像信号によるフレームを重複してＬＣＤ１５８に表示する。また、表示制御部１２８は、重複して表示されたフレームの後に表示することになる画像信号によるフレームを遅延してＬＣＤ１５８に表示する。

加速度センサー１３０は、移動検出部の一例であり、撮像素子１０７が設けられた撮像装置１００の移動を検出する。加速度センサー１３０は、検出結果をＤＳＰ／ＣＰＵ１２０に出力する。ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０は、検出結果に基づいて撮像装置１００の移動を判断し、移動している場合は、例えば遅延表示モードから通常表示モードに切り替える。これにより、撮像面におけるフレーミングが変化したり、被写体が移動したりしたとき、即座に被写体像を実時間で表示する画面に切り替えることができる。

操作部材１３５は、例えば、撮像装置１００に設けられた上下左右キー、電源スイッチ、モードダイアル、シャッターボタンなどである。操作部材１３５は、ユーザーによる操作に基づいて操作信号をＤＳＰ／ＣＰＵ１２０等に送る。例えば、シャッターボタンは、ユーザーによる半押し、全押し、解除が可能である。シャッターボタンは、半押しされたときフォーカス制御開始の操作信号を出力し、半押し解除でフォーカス制御が終了する。また、シャッターボタンは、全押しされたとき、撮影開始の操作信号を出力する。

画像信号処理回路１５２は、画像入力コントローラ１１０から画像信号を受け、ＷＢ制御値、γ値、輪郭強調制御値などに基づいて、画像処理された画像信号を生成する。画像信号処理回路１５２は、画像信号に基づいてＡＥ評価値及びＡＦ評価値を算出して、それぞれをＤＳＰ／ＣＰＵ１２０に送る。

圧縮処理回路１５４は、圧縮処理前の画像信号を受けて、例えばＪＰＥＧ圧縮形式、又はＬＺＷ圧縮形式などの圧縮形式で画像信号を圧縮処理する。圧縮処理回路１５４は、圧縮処理で生成した画像データを例えばメディアコントローラ１６６に送る。

ＬＣＤドライバ１５６は、例えばＶＲＡＭ１６２から画像データを受けて、ＬＣＤ（liquid crystal display：液晶画面）１５８に画像を表示する。ＬＣＤ１５８は、表示部の一例であり、撮像装置１００本体に設けられる。ＬＣＤ１５８が表示する画像は、例えば、ＶＲＡＭ１６２から読み出された撮影前の画像（ライブビュー表示）、撮像装置１００の各種設定画面や、撮像して記録された画像などである。本実施形態では、表示部としてＬＣＤ１５８、表示駆動部としてＬＣＤドライバ１５６としたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば有機ＥＬディスプレイ、その表示駆動部などであってもよい。

ＶＲＡＭ（video RAM）１６２は、画像表示用のメモリであり、複数のチャネルを有する。ＶＲＡＭ１６２は、ＳＤＲＡＭ１６４からの画像表示用の画像データの入力と、ＬＣＤドライバ１５６への画像データの出力を同時に実行できる。ＬＣＤ１５８の解像度や最大発色数はＶＲＡＭ１６２の容量に依存する。

ＳＤＲＡＭ（synchronous DRAM）１６４は、記憶部の一例であり、撮影した画像の画像データを一時的に保存する。ＳＤＲＡＭ１６４は、複数の画像の画像データを記憶できる記憶容量を有している。また、ＳＤＲＡＭ１６４は、フォーカス制御時の画像信号を順次保持し、通常表示モード又は遅延表示モードに応じて、画像信号を出力する。また、ＳＤＲＡＭ１６４は、ＤＳＰ／ＣＰＵ１２０の動作プログラムを保存する。ＳＤＲＡＭ１６４への画像の読み書きは、画像入力コントローラ１１０によって制御される。

メディアコントローラ１６６は、記録メディア１６８への画像データの書き込み、又は記録メディア１６８に記録された画像データや設定情報などの読み出しを制御する。記録メディア１６８は、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等）、光磁気ディスク、磁気ディスク、半導体記憶媒体などであり、撮影された画像データを記録する。メディアコントローラ１６６、記録メディア１６８は、撮像装置１００から着脱可能に構成されてもよい。

なお、撮像装置１００における一連の処理は、ハードウェアで処理してもよいし、コンピュータ上のプログラムによるソフトウェア処理で実現してもよい。

（一実施形態の動作）
次に、図２〜図５を参照して、本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置１００の撮影動作を示すフローチャートである。図３は、本実施形態のフォーカス制御時のコントラスト値とレンズ移動時間の関係を示すグラフである。図４及び図５は、本実施形態の表示制御部がＬＣＤに表示させるフレームの順番を示す説明図である。

まず、撮像装置１００は、ユーザーによる操作部材１３５の操作を介して電源がオンにされて起動する（ステップＳ１０１）。これにより、撮像装置１００は、被写体の撮影が可能な状態になり、画像データの記録や再生、ライブビュー表示ができる。

次に、撮像装置１００において、被写体像が撮像面に合焦するときのフォーカスレンズの合焦位置の設定がユーザーによって行われる手動モードであるか、フォーカスレンズの合焦位置の検出が撮像装置１００に含まれるプログラムで行われる自動モード（オートフォーカスモード）であるか判断される。オートフォーカスモードである場合は、例えばユーザーによってシャッターボタンが半押しされることで、撮像装置１００はオートフォーカス（フォーカス制御）を開始する（ステップＳ１０２）。オートフォーカスが開始されるまで、撮像装置１００は待機状態を継続する。

フォーカス制御が開始されると、フォーカスレンズ１０４は、フォーカスレンズ１０４の駆動可能範囲の一端部から一方向への駆動が開始される（ステップＳ１０３）。そして、撮像装置１００は、フォーカス制御時に撮像素子１０７で捉えられた被写体の画像データ（撮像装置キャプチャ画像）を順次ＳＤＲＡＭ１６４（メモリ）に保持（バッファリング）する（ステップＳ１０４）。

また、撮像装置１００は、ＳＤＲＡＭ１６４にバッファリングした画像をＬＣＤ１５８に表示する。このとき、遅延表示モードでは、撮像装置は図３の実線に示す表示曲線Ｒとなるように、バッファリング画像をＬＣＤ１５８に表示する。

コントラスト検出方式は、フォーカスレンズ１０４を移動しながら画像情報を取得し、コントラスト値が最も高くなる位置（画像中に最もエッジを多く検出した位置）を検出して、そのときのフォーカスレンズ１０４の位置を合焦位置として決定する。
コントラスト検出方式のフォーカス制御を行うと、撮像素子１０７に照射される被写体像のコントラスト値は、フォーカスレンズ１０４の動作に基づいて動作曲線Ｑのようになる。具体的には、フォーカスレンズ１０４は、フォーカス制御開始位置（Ｐ１）から一方向に移動する。そして、フォーカスレンズ１０４が移動することで、コントラスト値は徐々に増大し、フォーカスレンズ１０４の移動中にコントラスト値の最大値（ピーク値）が得られる。図３のグラフでは、コントラスト値が最大値をとるときのフォーカスレンズ位置をＰ２（合焦位置検出）とする。そして、更にフォーカスレンズ１０４が移動することで、コントラスト値が低下し、フォーカスレンズ１０４は、フォーカスレンズ位置Ｐ３を経由した後、コントラスト最大値位置Ｐ２へ戻る。これにより、フォーカスレンズは合焦位置に移動できる。

フォーカス制御中の撮像面における被写体像をそのまま実時間でＬＣＤ１５８に表示すると（動作曲線Ｑをそのまま表示すると）、フォーカスレンズ１０４がＰ２からＰ３まで移動する時間と、Ｐ３からＰ２まで移動する時間を合計した時間Ｔａの期間は、被写体像が合焦していないため表示がぼけた状態となる。従って、ユーザーは表示装置においてＰ１から最初のＰ２までの期間で被写体像が合焦していく様子が分かるが、一旦ぼけた状態を経由して再び合焦することを確認することになる（この表示方法を本実施形態では通常表示モードという）。

一方、本実施形態の遅延表示モードでは、撮像装置１００は図３の実線に示す表示曲線Ｒとなるように、バッファリング画像をＬＣＤ１５８に表示するため、フォーカスレンズ１０４の移動とそのときの撮像面の被写体像の関係に関わらず、次第に被写体像が合焦していく様子をＬＣＤ１５８に表示することができる。

具体的には、撮像装置１００は、Ｔａ時間分のフレームを重複してＬＣＤ１５８に表示し、重複して表示されたフレームの後に表示されるフレームを遅延してＬＣＤ１５８に表示する。ここで、Ｔａ時間は、合焦位置検出からフォーカスレンズ１０４が再度合焦位置に位置するまでの時間であり、被写体に関わらず所定の時間とすることができる。従って、遅延表示モードでは、撮影のたびに所定のＴａ時間分のフレームを重複して表示させればよい。

例えば、Ｔａ時間分のフレームが３フレームであるときの実施例を図４及び図５に示す。第１の実施例として図４に示す例では、フォーカス制御開始直後の１フレーム目から３フレーム目までを２フレーム分の期間ずつ表示する（Ｒ）（ステップＳ１０５）。その結果、フォーカス制御開始直後の６フレーム分の期間（Ｑ）で、３フレームの画像が表示される（Ｒ）。その後、４フレーム目からは、フレームが３フレーム分遅延して表示される。従って、５０フレーム目で合焦位置検出がされるとすると、遅延表示モードでは、３フレーム分遅延して表示されるため、図３に示すように、フォーカスレンズ１０４が再度合焦位置に位置するときに、初めて被写体像が合焦されたかのように表示することができる。

また、第２の実施例では、ｎフレーム毎に１つのフレームを２フレーム分の期間ずつ表示する（Ｒ）。図５に示す例ではｎ＝３であるが、ｎは任意である。図５では、１フレーム目、４フレーム目、７フレーム目を２フレーム分の期間ずつ表示する（Ｒ）。その結果、フォーカス制御開始直後の１０フレーム分の期間（Ｑ）で、７フレームの画像が表示される（Ｒ）。その後、８フレーム目からは、フレームが３フレーム分遅延して表示される。この実施例では、上記第１の実施例と同様に、フォーカスレンズ１０４が再度合焦位置に位置するときに、初めて被写体像が合焦されたかのように表示することができる。

また、第２の実施例では、最初の９フレーム目（Ｑ）までは、１又は２フレーム分だけ遅延して表示され、１０フレーム目から３フレーム分遅延して表示される。一方、第１の実施例では、最初の５フレーム目（Ｑ）までが、１又は２フレーム分だけ遅延して表示され、６フレーム目から３フレーム分遅延して表示される。ところで、フォーカス制御中に、遅延表示モードから通常表示モードに切り替わると、遅延分のフレームだけスキップして表示されることになり、遅延分のフレーム数が多いと表示が不自然になる。第２の実施例によれば、第１の実施例に比べて、１又は２フレーム分だけ遅延して表示される期間が長くなるため、不自然なスキップ表示がされる期間を短縮することができる。

撮像装置１００は、遅延表示モードでバッファリング画像を２フレームずつ順次表示しているとき、通常表示モードに切り替わるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。例えば、撮像装置１００の被写体に対する方向が大幅に変化したり、被写体が移動して撮像面の被写体像が大幅に変化したりしたかどうかを検出する。又は、ユーザーによるシャッターボタンの半押しが解除されてオートフォーカスが中断したかどうかを検出する。画像変化が検出されたとき、又はオートフォーカスが中断されたときは、撮像装置１００は通常表示モードに切り替わる（ステップＳ１１１）。

撮像装置１００の被写体に対する方向が大幅に変化したか否かの検出は、例えば、加速度センサー１３０の位置検出結果に基づく。また、被写体が移動して撮像面の被写体像が大幅に変化したか否かの検出は、例えば、フォーカス制御開始中の画像信号のコントラスト値の変化が、所定の閾値以上又は閾値以下になるか否かで判断する。また、画像信号のコントラスト値ではなく、輝度値又は色情報の変化で判断してもよい。

一方、画像変化が検出されていないとき、又はオートフォーカスが中断されていないときは、遅延表示モードでバッファリング画像を２フレームずつ順次表示して、Ｔａ時間分のフレーム（図４及び図５の実施例では３フレーム分）の重複表示が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。完了していないときは、遅延表示モードで継続してバッファリング画像をバッファリングし、順次表示する。一方、重複表示が完了したときは、撮像装置１００は、遅延表示モードでバッファリング画像を１フレームずつ順次表示する（ステップＳ１０８）。

撮像装置１００は、遅延表示モードでバッファリング画像を１フレームずつ順次表示しているとき、通常表示モードに切り替わるか否かをステップＳ１０６と同様に判断する（ステップＳ１０９）。例えば、撮像装置１００の被写体に対する方向が大幅に変化したり、被写体が移動して撮像面の被写体像が大幅に変化したりしたかどうかを検出する。又は、ユーザーによるシャッターボタンの半押しが解除されてオートフォーカスが中断したかどうかを検出する。画像変化が検出されたとき、又はオートフォーカスが中断されたときは、撮像装置１００は通常表示モードに切り替わる（ステップＳ１１１）。

一方、画像変化が検出されていないとき、又はオートフォーカスが中断されていないときは、フォーカスレンズ１０４の移動が完了してオートフォーカス処理が終了しているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。オートフォーカス処理の終了とは、例えば、ユーザーによってシャッターボタンが全押しされて撮影が開始したとき、シャッターボタンが解除されてオートフォーカスが終了したとき、フォーカスレンズ１０４が移動可能範囲の終端部に到達したとき、又は被写体像にコントラスト最大値が存在しないときなどである。オートフォーカス処理が終了したときは、撮像装置１００は通常表示モードに切り替わる（ステップＳ１１１）。その後、撮像装置１００はオートフォーカスの開始を待機する。

また、ステップＳ１１０で、オートフォーカス処理が継続しているときは、撮像装置１００はフォーカスレンズ１０４を駆動する（ステップＳ１１２）。また、撮像装置１００は、フォーカス制御時に撮像素子１０７で捉えられた被写体の画像データ（撮像装置キャプチャ画像）を順次ＳＤＲＡＭ１６４（メモリ）に保持（バッファリング）する（ステップＳ１１３）。

上記のとおり、本実施形態の遅延表示モードによれば、撮像装置１００は図３の実線に示す表示曲線Ｒとなるように、バッファリング画像をＬＣＤ１５８に表示するため、フォーカスレンズ１０４の移動とそのときの撮像面の被写体像の関係に関わらず、次第に被写体像が合焦していく様子をＬＣＤ１５８に表示することができる。その結果、フォーカス制御時、ユーザーは混乱することなく、撮像装置１００を操作することができる。

一方、本実施形態の通常表示モードによれば、フォーカス制御中の撮像面における被写体像をそのまま実時間でＬＣＤ１５８に表示すると（図３の二点鎖線で示す動作曲線Ｑをそのまま表示すると）、フォーカスレンズ１０４がＰ２からＰ３まで移動する時間と、Ｐ３からＰ２まで移動する時間を合計した時間Ｔａの期間は、被写体像が合焦していないため表示がぼけた状態となる。従って、ユーザーは表示装置においてＰ１から最初のＰ２までの期間で被写体像が合焦していく様子が分かるが、一旦ぼけた状態を経由して再び合焦することを確認することになる。本実施形態では、例えば、撮像面におけるフレーミングが変化したり、被写体が移動したりしたとき、通常表示モードに切り替えて表示することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、撮像装置１００が遅延表示モードでフォーカス制御時の画像を表示するとき、図３の表示曲線Ｒとなるように、バッファリング画像をＬＣＤ１５８に表示するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、図３の動作曲線Ｑで示される通常表示モードと、表示曲線Ｒで示される遅延表示モードが、１つのＬＣＤ１５８内に同時に２画面で表示されるとしてもよい。例えば図６に示すＬＣＤ１５８のメイン画面１０に遅延表示モードを表示し、サブ画面１２に通常表示モードを表示してもよい。また、その反対にメイン画面１０に通常表示モードを表示し、サブ画面１２に遅延表示モードを表示してもよい。図６は、本実施形態のＬＣＤ１５８の画面を示す説明図である。

例えば、加速度センサー１３０が、移動検出部の一例であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、移動検出部は、ＧＰＳ（global positioning system）センサーであってもよい。ＧＰＳセンサーは、フォーカス制御開始時の位置と、フォーカス制御中の現在位置とを比較することで、撮像装置１００の移動を検出できる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置を示すブロック図である。 同実施形態に係る撮像装置の撮影動作を示すフローチャートである。 同実施形態に係る撮像装置の撮影動作を示すフローチャートである。 同実施形態のフォーカス制御時のコントラスト値とレンズ移動時間の関係を示すグラフである。 同実施形態の表示制御部がＬＣＤに表示させるフレームの順番を示す説明図である。 同実施形態の表示制御部がＬＣＤに表示させるフレームの順番を示す説明図である。 同実施形態のＬＣＤの画面を示す説明図である。 従来の撮像装置におけるフォーカス制御時の画像信号のコントラスト値とレンズ位置の関係を示すグラフである。 従来の撮像装置におけるフォーカス制御時のコントラスト値とレンズ移動時間の関係を示すグラフである。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０１ 結像光学系
１０２ ズームレンズ
１０３ 絞り
１０４ フォーカスレンズ
１０７ 撮像素子
１０８ ＣＤＳ／ＡＭＰ部
１０９ Ａ／Ｄ変換部
１１０ 画像入力コントローラ
１２０ ＤＳＰ／ＣＰＵ
１２１ タイミングジェネレータ
１２８ 表示制御部
１３０ 加速度センサー
１３５ 操作部材
１４１、１４３、１４５ ドライバ
１４２、１４４、１４６ モータ
１５２ 画像信号処理回路
１５４ 圧縮処理回路
１５６ ＬＣＤドライバ
１５８ ＬＣＤ
１６２ ＶＲＡＭ
１６４ ＳＤＲＡＭ
１６６ メディアコントローラ
１６８ 記録メディア

Claims (10)

1. 撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換する光電変換素子と、
   前記被写体像を前記撮像面に合焦可能なフォーカスレンズと、
   フォーカス制御時、前記電気信号に基づいた画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、前記被写体像が前記撮像面に合焦したときの前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出部と、
   前記フォーカス制御時、前記フォーカスレンズを一側から他側に光軸方向に駆動し、その後、前記検出された合焦位置まで前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、
   前記フォーカス制御時の前記画像信号を保持する記憶部と、
   前記画像信号によるフレームを表示する表示部と、
   前記合焦位置検出時から前記フォーカスレンズが再度前記合焦位置に位置する時までの前記フォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、前記フォーカス制御時に、前記記憶部に保持された前記画像信号によるフレームを重複して前記表示部に表示する表示制御部と
   を有する、撮像装置。
2. 前記表示制御部は、
   前記重複して表示された前記フレームの後の前記画像信号によるフレームを遅延して前記表示部に表示する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記表示制御部は、
   前記フォーカス制御開始時から前記合焦位置検出を経て前記フォーカスレンズが再度前記合焦位置に位置する時までの間に、
   前記フォーカス制御開始時から前記合焦位置検出時までの前記画像信号による複数のフレームを前記表示部に表示する、請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記被写体像の移動又は前記光電変換素子の移動を検出する移動検出部を更に有し、
   前記移動が検出されたとき、前記表示制御部は、前記画像信号によるフレームを実時間で前記表示部に表示する、請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記移動検出部は、加速度センサー、ＧＰＳセンサー、又は前記画像信号のコントラスト値、輝度値若しくは色情報に基づいて前記移動を検出する、請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記フォーカスレンズの駆動範囲の端部で前記コントラスト値が最大値となったとき、前記合焦位置検出部が前記コントラスト値の最大値を検出できないとき、前記表示制御部は、前記画像信号によるフレームを実時間で前記表示部に表示する、請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 前記フォーカス制御が中断されたとき、前記表示制御部は、前記画像信号によるフレームを実時間で前記表示部に表示する、請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記表示制御部は、前記画像信号によるフレームを重複して表示する表示と、前記画像信号によるフレームを実時間で表示する表示とを、ユーザーによる選択によって切り替える、請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 前記表示制御部は、前記画像信号によるフレームを重複して表示する表示と、前記画像信号によるフレームを実時間で表示する表示とを、同時に前記表示部に表示する、請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置。
10. 撮像面に照射された被写体像を電気信号に変換するステップと、
    フォーカス制御時、前記電気信号に基づいた画像信号におけるコントラスト値の最大値によって、前記被写体像が前記撮像面に合焦したときの前記被写体像を前記撮像面に合焦可能なフォーカスレンズの合焦位置を検出するステップと、
    前記フォーカス制御時、前記フォーカスレンズを一側から他側に光軸方向に駆動し、その後、前記検出された合焦位置まで前記フォーカスレンズを駆動するステップと、
    前記フォーカス制御時の前記画像信号を保持するステップと、
    前記合焦位置検出時から前記フォーカスレンズが再度前記合焦位置に位置する時までの前記フォーカスレンズの移動時間と同一の時間分について、前記フォーカス制御時に、前記保持された前記画像信号によるフレームを重複して表示するステップと
    を有する、撮像方法。

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