JP2010096790A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＦ動作中に、外力や手振れ等により撮像装置自体が動いて撮影距離が変わってしまった場合であっても、ＡＦ動作に要する時間が長くなったり、合焦精度が低下したりすることのない撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置の被写体方向にかかった加速度から移動距離を求め、撮像装置の移動距離をもとに撮影レンズを動かすことで、ＡＦ動作中に撮像装置が動いても、ＡＦ動作に要する時間をできるだけ短く、合焦の精度を落とさないようにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に関するものである。

カメラ等の撮像装置を撮影者が手で持って手持ち撮影するとき、撮影中、特にＡＦ動作中に、撮影者による手振れや不意に人に押される等により外力を受けることがある。その場合、ＡＦ動作に時間がかかったり、合焦精度が低下したり、誤ったところに合焦してしまったりする。

カメラの振れを検知して、その検知結果をＡＦ動作に利用する技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載されているカメラは、撮影者が被写体を追尾できないような状況において、主被写体ではない対象物に焦点を合わせてしまうことがないようにするものである。この特許文献１の技術では、カメラの振れを検知する振れ検知手段により、所定値以上の速度又は加速度の振れを検知された際、つまり撮影者が被写体を追尾できていない可能性の高い状況では、焦点検出手段の出力を用いた焦点調節動作を行わない。
特開平１１−３２６７４３号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、カメラの振れを検知する振れ検知手段により、所定値以上の速度又は加速度の振れを検知した際に焦点検出手段の出力を用いた焦点調節動作を行わない。したがって、焦点調節動作を行わない時間が生じてしまうため、ＡＦ動作に時間がかかってしまうという問題があった。

また、ＡＦ動作中、撮影者による手振れや外力を受けることでカメラが被写体方向に動いてしまうと、カメラから被写体までの距離が変わってしまう。この被写体までの距離の変化が、カメラが振れたときにＡＦ動作に時間がかかったり、合焦精度が低下したりする原因の１つとなっている。
上述の特許文献１では、この被写体との距離の変化については考慮されていない。よって、被写体との距離の変化により生じるＡＦ動作時間の長時間化、合焦精度の低下といった問題は解決できていない。

従来、被写体像のコントラストを評価しながらＡＦ動作を行うコントラストＡＦ方式を採用するカメラが普及している。コントラストＡＦ方式を採用するカメラでは、ＡＦ動作中にコントラストを評価しながらレンズ駆動等を行う上に、ＡＦ動作に要する時間が比較的長い。したがって、ＡＦ動作中にカメラが被写体方向に移動すると、ＡＦ動作時間の長時間化、合焦精度の低下といった悪影響を受けやすいという問題があった。

本発明の課題は、ＡＦ動作中に、外力や手振れ等により撮像装置自体が動いて撮影距離が変わってしまった場合であっても、ＡＦ動作に要する時間が長くなったり、合焦精度が低下したりすることのない撮像装置を提供することである。

本発明の第１の側面としての撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の撮像面に被写体像を合焦させるように焦点位置を移動させるＡＦ動作を行う焦点調整手段と、を備える撮像装置であって、前記焦点調整手段が行うＡＦ動作中に当該撮像装置の移動に伴う加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段の検出結果から、当該撮像装置の被写体方向における加速度を算出する被写体方向加速度算出手段と、前記被写体方向加速度算出手段が算出する被写体方向の加速度と、被写体方向の加速度が作用する時間から当該撮像装置が被写体方向において移動する距離を算出する移動距離算出手段とを備え、前記焦点調整手段は、前記移動距離算出手段が算出した移動距離に応じて変化する被写体との距離の変化をＡＦ動作に反映させることを特徴とする。

本発明によれば、ＡＦ動作中、外力や手振れなどにより撮像装置が動いてしまっても、従来の撮像装置に比べ、ＡＦ動作に要する時間を短くでき、合焦の精度を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、構成、動作等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。

（実施形態）
図１は、本発明による撮像装置の実施形態を示す図である。
撮像装置１００は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等であり、撮影レンズ１０により得られる被写体像を撮像素子１４の撮像面に結像させて撮像する。
撮影レンズ１０は、不図示の複数のレンズからなり、焦点距離を変更するズーム機構と、焦点位置を移動させるフォーカス機構とを有している。
撮影レンズ１０と撮像素子１４との間には、絞り機能を備えるシャッタ１２が設けられている。

撮像素子１４は、光学像を電気信号に変換する光電変換手段である。本実施形態の撮像素子１４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いている。なお、撮像素子としては、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等、他のタイプのイメージセンサでもよい。
Ａ／Ｄ変換器１６は、撮像素子１４のアナログ信号出力をデジタル信号に変換する。
タイミング発生回路１８は、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器２６にクロック信号や制御信号を供給する。また、タイミング発生回路１８は、メモリ制御回路２２及びシステム制御回路５０により制御される。

画像処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１６からのデータ又はメモリ制御回路２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理回路２０によって画像の切り出し、拡大処理を行うことで電子ズーム機能が実現される。さらに、画像処理回路２０は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。この演算処理により得られた演算結果に基づいてシステム制御回路５０が露光制御手段４０、フォーカス制御手段４２に対して制御を行う。例えば、システム制御回路５０は、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行っている。

メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。
Ａ／Ｄ変換器１６が出力したデジタルデータは、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、又は、Ａ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４又はメモリ３０に書き込まれる。

コントラスト演算部２３は、不図示のＡＦ評価値算出手段を含み、コントラストＡＦ方式に用いるコントラスト値の演算と、これに基づくＡＦ評価値の算出とを行う。コントラスト演算部２３は、撮像素子１４の輝度信号の変化（所謂コントラスト）を検出し、検出したコントラストをＡＦ評価値とする。そして、コントラスト演算部２３は、ＡＦ評価値が最大になる位置、すなわち、ピントが合っている位置に撮影レンズ１０を駆動するようにシステム制御回路５０を介して、フォーカス制御手段４２に駆動信号を送る焦点調整手段として機能する。なお、コントラスト演算部２３は、画像処理回路２０に含む形態としてもよい。

画像表示部２８は、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display）等から成り、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データをＤ／Ａ変換器２６を介して表示する。
画像表示部２８を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ファインダ機能を実現することが可能である。
また、画像表示部２８は、システム制御回路５０の指示により任意に表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能であり、表示をＯＦＦにした場合には、撮像装置１００の電力消費を大幅に低減することができる。

メモリ３０は、撮影した静止画像や動画像を格納する記憶部であり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３０に対して行うことが可能となる。また、メモリ３０は、システム制御回路５０の作業領域としても使用することが可能である。
圧縮・伸長回路３２は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ：Adaptive Discrete
Cosine Transform）等により画像データの圧縮伸長を行う。圧縮・伸長回路３２は、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理又は伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３０に書き込む。

露光制御手段４０は、シャッタ１２を制御し、撮像した画像データを画像処理回路２０で所定の演算を行い、得られた演算結果に基づいて、ＡＥ（自動露出）処理を行っている。また、露光制御手段４０は、フラッシュ４８と連携してフラッシュ４８の調光を行うフラッシュ調光機能も有する。
フォーカス制御手段４２は、システム制御回路５０を介してコントラスト演算部２３から得た駆動信号に基づいて、撮影レンズ１０のフォーカシング動作を制御する。
これら露光制御手段４０及びフォーカス制御手段４２は、ＴＴＬ方式を用いて制御されている。すなわち、撮影光学系を介して撮像した画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果に基づき、システム制御回路５０が露光制御手段４０、フォーカス制御手段４２に対して制御を行う。

ズーム制御手段４４は、撮影レンズ１０のズーミングを制御する。
バリア制御手段４６は、いわゆるレンズバリアである保護手段１０２の動作を制御する。
フラッシュ４８は、暗い場所などで光量を補うために発光を行う閃光発光部であり、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。

システム制御回路５０は、撮像装置１００全体を制御する制御部である。
本実施形態のシステム制御回路５０は、被写体方向加速度算出手段５１、移動距離算出手段５３を備えている。被写体方向加速度算出手段５１、移動距離算出手段５３の詳細については、後述する。
メモリ５２は、システム制御回路５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。

表示部５４は、システム制御回路５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する。表示部５４は、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数又は複数設置され、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＬＥＤ（Light Emitting
Diode）、発音素子等の組み合わせにより構成されている。また、表示部５４は、その一部の機能が光学ファインダ１０４内に設置されている。
表示部５４の表示内容のうち、ＬＣＤ等に表示するものとしては、シングルショット／連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示、シャッタスピード表示、絞り値表示、露出補正表示等がある。また、フラッシュ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体２００及び２１０の着脱状態表示、通信Ｉ／Ｆ動作表示、日付・時刻表示等もＬＣＤ等に表示する。
一方、表示部５４の表示内容のうち、光学ファインダ１０４内に表示するものとしては、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタスピード表示、絞り値表示、露出補正表示等がある。

音声出力部５５は、システム制御回路５０でのプログラムの実行に応じて、音声、音楽等を用いて動作の状態やメッセージ等を発音するスピーカー等であり、単数又は複数設置されている。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能な不揮発性記憶手段であり、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等が用いられる。
モードダイアルスイッチ６０、シャッタスイッチ６２，６４、画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６、単写／連写スイッチ６８、及び操作部７０は、システム制御回路５０の各種の動作指示を入力するための操作手段である。これらは、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数又は複数の組み合わせで構成される。

ここで、これらの操作手段の具体的な説明を行う。
モードダイアルスイッチ６０は、電源オフ、自動撮影モード、撮影モード、パノラマ撮影モード、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、ＰＣ接続モード等の各機能モードを切り替え設定するときに操作される。
シャッタスイッチ６２は、不図示のシャッタボタンの操作途中のいわゆる半押し状態でＯＮとなるスイッチ（ＳＷ１）である。シャッタスイッチ６２（ＳＷ１）がＯＮすることにより、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作開始をシステム制御回路５０が指示する。

シャッタスイッチ６４は、不図示のシャッタボタンの操作完了のいわゆる全押し状態でＯＮとなるスイッチ（ＳＷ２）である。シャッタスイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮすることにより、システム制御回路５０が露光処理、現像処理、記録処理という一連の処理の動作開始を指示する。
この露光処理では、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に画像データを書き込む。
また、現像処理では、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を行う。
さらに、記録処理では、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体２００，２１０に画像データを書き込む。

画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６は、画像表示部２８のＯＮ／ＯＦＦを設定することができる。この機能により、光学ファインダ１０４を用いて撮影を行うときに、ＬＣＤ等からなる画像表示部２８への電流供給を遮断することにより、省電力を図ることが可能となる。

単写／連写スイッチ６８は、シャッタスイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮした場合に１駒の撮影を行って待機状態とする単写モードと、シャッタスイッチ６４（ＳＷ２）がＯＮしている間は連続して撮影を行い続ける連写モードとを設定することができる。

操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等からなり、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写／連写／セルフタイマー切り替えボタン等の機能を持つ。また、操作部７０は、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付／時間設定ボタン等の機能を持つ。さらに、操作部７０は、プリント出力ボタン、記録ボタン、ズームレバー（望遠・広角）、十字ボタン（上、下、左、右）、カーソル表示ボタン等の機能も持っている。

電源制御手段８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御手段８０は、電池の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００，２１０を含む各部へ供給する。
コネクタ８２、８４は、撮像装置１００の内部と電池収容部に収容された電池又はＡＣアダプター等の電源８６とを接続する。
電源８６は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等である。

インタフェース９０，９４は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００，２１０との接続を仲介する。
コネクタ９２，９６は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００，２１０との接続を行う。
記録媒体着脱検知手段９８は、コネクタ９２，９６の少なくとも一方に記録媒体２００，２１０が装着されているか否かを検知する。

なお、本実施形態では記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタを２系統持つものとして説明している。これに限らず、記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタは、単数又は複数、いずれの系統数を備える構成としてもよい。また、異なる規格のインタフェース及びコネクタを組み合わせて備える構成としてもよい。インタフェース及びコネクタとしては、ＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の規格に準拠したものを用いることができる。

さらに、インタフェース９０，９４、そしてコネクタ９２，９６をＰＣＭＣＩＡカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）カード等の規格に準拠したものを用いて構成した場合、データの通信に利用可能である。すなわち、この部分に各種通信カードを接続することにより、他のコンピュータやプリンタ等の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。通信カードとしては、例えば、ＬＡＮカードやモデムカード、ＵＳＢカード、ＩＥＥＥ１３９４カード、Ｐ１２８４カード、ＳＣＳＩカード、ＰＨＳ等の通信カード等を用いることができる。

保護手段１０２は、撮像装置１００の撮影レンズ１０を含む撮像部を覆うことにより、撮像部の汚れや破損を防止するバリアである。
光学ファインダ１０４は、画像表示部２８による電子ファインダ機能を使用すること無しに、光学像のみを用いて構図確認を行うことが可能である。また、光学ファインダ１０４内には、表示部５４の一部の機能、例えば、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタスピード表示、絞り値表示、露出補正表示等を行う小型の表示部が設置されている。

通信手段１１０は、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信等の各種通信機能を有する。
コネクタ１１２は、通信手段１１０により撮像装置１００を他の機器と接続する。なお、無線通信の場合は、コネクタ１１２の代わりにアンテナを用いるとよい。

記録媒体２００は、メモリカードやハードディスク等である。記録媒体２００は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２０２と、撮像装置１００とのインタフェース２０４と、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２０６とを備えている。
記録媒体２１０は、メモリカードやハードディスク等である。記録媒体２１０は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２１２と、撮像装置１００とのインタフェース２１４と、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２１６とを備えている。

加速度センサ３００は、ＡＦ動作中に撮像装置１００の移動に伴う加速度を検出する加速度検出手段である。加速度センサ３００は、撮像装置１００が受けた加速度の大きさ、方向などの信号をシステム制御回路５０に送る。また、加速度センサ３００は、加速度の大きさ、方向などの信号を必要に応じてメモリ３０等に記録する。

被写体方向加速度算出手段５１は、加速度センサ３００により検知した被写体方向の加速度と被写体方向にかかる重力加速度との演算を行うことで外力や手振れなどにより生じた被写体方向の加速度を求める。ここで、被写体方向とは、撮影レンズ１０の最も被写体側に設けられたレンズ群の中心から被写体の中心に向かって延ばした仮想の直線に沿った方向であり、撮影レンズ１０の最も被写体側に設けられたレンズ群の光軸方向と一致する。すなわち、撮影レンズ１０を構成する不図示のレンズ群の光軸方向がいずれも同一方向となるレンズ構成の光学系では、被写体方向と撮影レンズ１０の光軸方向とは一致する。
図２は、撮像装置１００とＸ、Ｙ、Ｚ軸及び重力加速度の方向の関係を示す図である。被写体方向（Ｚ軸方向）にかかる重力加速度は、重力加速度の方向及び大きさから、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸それぞれの方向のベクトル成分に分けて計算することにより求まる。

図１に戻って、移動距離算出手段５３は、被写体方向の加速度から撮像装置１００が被写体方向に移動した距離を求める。具体的には、移動する前の撮像装置１００の初速度はゼロとし、被写体方向の加速度の値を、加速度を受けた時間で積分することで加速度を受けた時間の撮像装置１００の被写体方向の速度が求まる。また、求めた速度を被写体方向に加速度を受けた時間で積分することで被写体方向に加速度を受けた時間に被写体方向に移動した距離が求まる。撮像装置１００が被写体方向に移動した距離をＡとすると、距離Ａを求める計算式は、以下の式（１）、式（２）のように表せる。

また、先に検出した加速度と被写体方向に対して反対方向の加速度が検出された場合には、先に検出した加速度に対する移動距離と反対方向の加速度に対する移動距離とを演算することで被写体方向の撮像装置１００の移動距離を算出する。
ここで、先に検出した加速度に対する移動距離をＢ、反対方向の加速度に対する移動距離をＣ、被写体方向の撮像装置１００の移動距離をＤとすると演算方法の一例として式（３）の式で表される。

このように、移動距離算出手段５３は、被写体方向加速度算出手段５１が、被写体に近づく向きの加速度と被写体から遠ざかる向きの加速度とを算出した場合、向きを考慮して演算を行う。すなわち、それぞれの加速度の向きに撮像装置１００が移動する距離を、それぞれの加速度の向きに応じて加算及び減算する。これにより、撮像装置１００が被写体方向において移動する距離を常に正確に算出できる。

図３は、撮像装置１００が外力や手振れなどにより被写体に近づく方向に動いた場合の被写体方向の加速度と時間の関係を示す図である。
図４は、図３に示す状態のときの撮影レンズ１０の位置とＡＦ評価値の関係を示す図である。
図３では、撮影者がシャッタスイッチ６２（ＳＷ１）をＯＮしてから３回目の画像取り込みの後に手振れや外力によって加速度が検出された場合を表している。この場合、３回目の画像取り込みの後に撮像装置１００が動いたため、図３の加速度センサ出力の方向と大きさ、加速度を受けた時間により、撮像装置１００の移動距離を算出する。算出した移動距離に応じて図４中の矢印Ｅのように撮影レンズ１０を移動し、再度ＡＦ動作を続ける。
このような動作を行うことにより、撮像装置１００が移動した距離に応じた分、撮影レンズ１０を戻すため、撮像装置１００が移動した後の合焦点のレンズ位置を飛ばしてしまうことがない。そのため、ＡＦの精度を従来よりも良くすることができる。

図５は、撮像装置１００が外力や手振れなどにより被写体から遠ざかる方向に動いた場合の被写体方向の加速度と時間の関係を示す図である。
図６は、図５に示す状態のときの撮影レンズ１０の位置とＡＦ評価値の関係を示す図である。
図５では、撮影者がシャッタスイッチ６２（ＳＷ１）をＯＮしてから３回目の画像取り込みの後に手振れや外力によって加速度が検出された場合を表している。ただし、図３の場合とは、加速度の方向が逆方向になっている。この場合、３回目の画像取り込みの後に撮像装置１００が動いたため、図５の加速度センサ出力の方向と大きさ、加速度を受けた時間により、撮像装置１００の移動距離を算出する。算出した移動距離に応じて図６中の矢印Ｆのように撮影レンズ１０を移動し、再度ＡＦ動作を続ける。
このような動作を行うことにより、撮像装置１００が移動した距離に応じた分、撮影レンズ１０を進めるため、撮像装置１００が移動した後に明らかに合焦点の無いレンズ位置のＡＦ評価値算出を行わなくてよい。そのため、撮像装置１００が移動したにも関わらず、ＡＦ動作に要する時間を従来よりも短くすることができる。

図７は、撮像装置１００のＡＦ動作のフローチャートである。
まず、ステップ（以下、Ｓとする）２００で撮影を開始する。
Ｓ２０１では、撮影者によりシャッタスイッチ６２（ＳＷ１）が押される。
Ｓ２０２では、加速度センサ３００により加速度が検出される。
Ｓ２０３では、Ｓ２０２で検出された加速度から被写体方向の加速度が算出される。

Ｓ２０４では、被写体方向の加速度を予め定められた閾値と比較する。被写体方向の加速度が予め定められた閾値以下であれば、Ｓ２０５に進む。一方、被写体方向の加速度が予め定められた閾値より大きければ、Ｓ２０８へ進む。
Ｓ２０８では、被写体方向の加速度と時間から移動距離を算出する。
Ｓ２０９では、移動距離に応じた位置に撮影レンズ１０を移動する。これは、図４中の矢印Ｅ、又は、図６中の矢印Ｆのシフト移動に相当する。この撮影レンズ１０を移動する動作により、撮像装置１００と被写体との距離の変化をＡＦ動作に反映させることができる。

Ｓ２０５では、撮像素子１４から画像の読み出しを行う。
Ｓ２０６では、画像処理を行う。
Ｓ２０７では、ＡＦ評価値の算出を行う。
Ｓ２１０では、ＡＦ評価値が相対的に高いか否かを判断する。ここでＡＦ評価値が相対的に高くない場合は、Ｓ２１１へ進み、ＡＦ評価値が相対的に高い場合には、Ｓ２１２へ進む。
Ｓ２１１では、撮影レンズ１０の位置を変更し、Ｓ２０２へ戻る。これにより、その後、Ｓ２０２からＳ２０７までを、ＡＦ評価値が相対的に高いレンズ位置になるまで繰り返す。
Ｓ２１２では、合焦点を決定する。

以上説明したように、本実施形態によれば、撮像装置１００の移動距離に応じて変化する被写体との距離の変化を反映したＡＦ動作を行うことができる。これにより、撮像装置１００が被写体方向に移動した場合であっても、ＡＦ動作に要する時間が長くなったり、合焦の精度が低下したりすることを防止できる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）図７のＳ２０８において移動距離を算出するときに、撮像装置１００が被写体方向に移動したこと、及び、その移動距離を撮影者に通知する通知手段を設けてもよい。例えば、撮像装置１００の移動距離を表示部５４に表示させることにより、撮影者に移動したこと、及び、移動距離を通知してもよい。また、音声出力部５５から音声により、撮影者に移動したこと、及び、移動距離を知らせてもよい。

（２）算出した移動距離がゼロの場合は、Ｓ２０９の撮影レンズ１０の位置を移動させないようにしてもよい。これにより、被写体との距離の変化が無いときには、ＡＦ動作への反映を行わないこととなり、無駄な処理を行うことを防止できる。

（３）図７のＳ２０２において加速度を検出する際、検出した加速度が予め定められた閾値以下の状態で所定の時間が経過するまでＳ２０９の撮影レンズ１０の位置の移動を行わないようにしてもよい。これにより、例えば、撮像装置１００が被写体方向に加えて左右方向や上下方向等に大きく振れた場合等、撮影者が被写体を追尾できていないような状況で無駄に撮影レンズ１０を移動することを防止できる。

（４）被写体方向以外の加速度が予め定められた閾値以上検出された場合、又は、予め定められた閾値を越えて検出された場合には再度ＡＦ動作を行ってもよい。ＡＦ動作を実行し直すことにより、例えば、撮像装置１００が被写体方向に加えて左右方向や上下方向等に大きく振れた場合等、撮影者が被写体を追尾できていないような状況で、より素早く合焦させることができる。

（５）本実施形態において、コントラスト方式のＡＦ動作を行う撮像装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、位相差方式等、他の方式のＡＦ動作を行う撮像装置であってもよい。

（６）本実施形態において、撮影レンズ１０が撮像装置１００に対して交換できない形態を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、着脱自在な交換レンズを装着して使用する撮像装置であってもよい。

（７）本実施形態において、撮影レンズ１０を駆動してＡＦ動作を行う例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、撮像素子側を移動させてＡＦ動作を行うものでもよい。

なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。

本発明による撮像装置の実施形態を示す図である。 撮像装置１００とＸ、Ｙ、Ｚ軸及び重力加速度の方向の関係を示す図である。 撮像装置１００が外力や手振れなどにより被写体に近づく方向に動いた場合の被写体方向の加速度と時間の関係を示す図である。 図３に示す状態のときの撮影レンズ１０の位置とＡＦ評価値の関係を示す図である。 撮像装置１００が外力や手振れなどにより被写体から遠ざかる方向に動いた場合の被写体方向の加速度と時間の関係を示す図である。 図５に示す状態のときの撮影レンズ１０の位置とＡＦ評価値の関係を示す図である。 撮像装置１００のＡＦ動作のフローチャートである。

符号の説明

１０ 撮影レンズ
１２ シャッタ
１４ 撮像素子
１６ Ａ／Ｄ変換器
１８ タイミング発生回路
２０ 画像処理回路
２２ メモリ制御回路
２４ 画像表示メモリ
２６ Ｄ／Ａ変換器
２８ 画像表示部
３０ メモリ
３２ 圧縮・伸長回路
４０ 露光制御手段
４２ フォーカス制御手段
４４ ズーム制御手段
４６ バリア制御手段
４８ フラッシュ
５０ システム制御回路
５１ 被写体方向加速度算出手段
５２ メモリ
５３ 移動距離算出手段
５４ 表示部
５５ 音声出力部
５６ 不揮発性メモリ
６０ モードダイアルスイッチ
６２ シャッタスイッチ（ＳＷ１）
６４ シャッタスイッチ（ＳＷ２）
６６ 画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
６８ 単写／連写スイッチ
７０ 操作部
１００ 撮像装置
１０２ 保護手段
１０４ 光学ファインダ
１１０ 通信手段
１１２ コネクタ
２００ 記録媒体
２１０ 記録媒体
３００ 加速度センサ

Claims (8)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像面に被写体像を合焦させるように焦点位置を移動させるＡＦ動作を行う焦点調整手段と、
   を備える撮像装置であって、
   前記焦点調整手段が行うＡＦ動作中に当該撮像装置の移動に伴う加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記加速度検出手段の検出結果から、当該撮像装置の被写体方向における加速度を算出する被写体方向加速度算出手段と、
   前記被写体方向加速度算出手段が算出する被写体方向の加速度と、被写体方向の加速度が作用する時間から当該撮像装置が被写体方向において移動する距離を算出する移動距離算出手段と、
   を備え、
   前記焦点調整手段は、前記移動距離算出手段が算出した移動距離に応じて変化する被写体との距離の変化をＡＦ動作に反映させること、
   を特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像素子により得られる被写体像のコントラストを演算してＡＦ評価値を求めるコントラスト演算部を有し、
   前記焦点調整手段は、前記コントラスト演算部の演算結果に基づいてＡＦ動作を行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記焦点調整手段は、前記被写体方向加速度算出手段が算出する被写体方向の加速度が予め定められた閾値以下の状態を予め定められた時間が経過したときに、被写体との距離の変化をＡＦ動作に反映させること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記移動距離算出手段は、前記被写体方向加速度算出手段が、被写体に近づく向きの加速度と被写体から遠ざかる向きの加速度とを算出した場合、それぞれの加速度の向きに当該撮像装置が移動する距離を、それぞれの加速度の向きに応じて加算及び減算して当該撮像装置が被写体方向において移動する距離を算出すること、
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記焦点調整手段は、前記移動距離算出手段が算出した移動距離に応じて変化する被写体との距離の変化が無いときには、ＡＦ動作への反映を行わないこと、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記加速度検出手段が被写体方向以外の方向の加速度が予め定められた閾値以上、又は、予め定められた閾値を越えて検出した場合、前記焦点調整手段は、ＡＦ動作を実行し直すこと、
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記加速度検出手段は、加速度センサであること、
   を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記移動距離算出手段により算出した距離を撮影者に通知する通知手段を有すること、
   を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の撮像装置。

Images