JP2010118775A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装置構成で且つ容易に共焦点画像を得ることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明に係わるカメラ１は、レンズ２１０により形成された被写体像を撮像する撮像部１１０と、レンズ２１０の少なくとも一部を光軸方向に移動させて焦点の位置調節を可能とする焦点調節機構２２０と、使用者による操作入力を取得する操作入力部１３０と、この操作入力部１３０において撮影開始の操作入力を取得したときは、焦点調節機構２２０によりレンズ２１０の焦点を複数の異なる位置に移動させるとともに、各焦点において撮像部１１０により被写体像を撮像させる制御手段として機能するボディＣＰＵ１００とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置に関するものである。

写真撮影においては、絞りを絞り込んで被写界深度を深くすることにより、手前から奥まで焦点（ピント）の合った写真を撮ることができる。しかしながら、絞りを絞り込むとシャッタスピードが低速になるため、手ぶれや被写体ぶれが発生しやすくなる。

そこで、絞りを開いてシャッタスピードを高速にしたうえで、焦点位置の異なる画像を複数枚撮影し、これらの画像をデジタルコラージュ法を利用して共焦点画像を作成する手法が注目されている。この手法を用いれば、手ぶれや被写体ぶれを低減しつつ、被写界深度の深い写真を作成することができる。

なお、共焦点画像を得るための従来例として、１つのポリゴンミラーにより連続して試料をスキャンするように構成された共焦点顕微鏡が知られている（特許文献１参照）。
特開２００６−９１５０７号公報

上記のような共焦点顕微鏡は静止物の画像を撮影するのには適している。しかしながら、ポリゴンミラーやその駆動機構など、装置構成が大掛かりになるうえ、屋外では撮影条件が変わりやすいため、一般撮影に適用することは難しいものとなっている。このような背景から、従来より簡単な装置構成で且つ容易に共焦点画像を作成するための画像を得ることができる撮像装置が望まれていた。

本発明の課題は、簡単な装置構成で且つ容易に共焦点画像を作成するための画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、撮影光学系（２１０）により形成された被写体像を撮像する撮像部（１１０）と、前記撮影光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させて焦点の位置調節を可能とする焦点調節手段（２２０）と、使用者による操作入力を取得する操作入力手段（１３０）と、前記操作入力手段において撮影開始の操作入力を取得したときは、前記焦点調節手段により前記撮影光学系の焦点を複数の異なる位置に移動させるとともに、各焦点において前記撮像部により被写体像を撮像させる制御手段（１００）とを備えることを特徴とする撮像装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置であって、前記制御手段（１００）は、前記操作入力手段（１３０）において撮影開始の操作入力を取得してから、前記撮像部（１１０）による撮影が開始されるまでの間に、前記焦点調節手段（２２０）により前記撮影光学系（２１０）の焦点を最至近側又は最無限遠側に移動させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置であって、前記制御手段（１００）は、前記撮影光学系（２１０）の焦点移動範囲の全域において、前記焦点調節手段（２２０）により前記撮影光学系の焦点を複数の異なる位置に移動させることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の撮像装置であって、前記制御手段（１００）は、前記撮影光学系（２１０）の焦点移動範囲の一部域において、前記焦点調節手段（２２０）により前記撮影光学系の焦点を複数の異なる位置に移動させることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置であって、前記制御手段（１００）は、前記操作入力手段（１３０）において撮影開始の操作入力を取得したときは、前記撮影光学系（２１０）の絞り径を開放とすることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置であって、前記制御手段（１００）は、前記撮像部（１１０）による撮像が終了した後、前記焦点調節手段（２２０）により前記撮影光学系（２１０）の焦点を、撮影開始の操作入力を取得した時点の位置に移動させることを特徴とする。
なお、符号を付して説明した構成は適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、簡単な装置構成で且つ容易に共焦点画像を作成するための画像を得ることができる撮像装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係わる撮像装置をカメラに適用した場合の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係わるカメラの構成を示すブロック図である。本実施形態のカメラ１は、大別すると、カメラボディ（本体）１０と、レンズ内モータを有するレンズ鏡筒２０とを備えており、カメラボディ１０にレンズ鏡筒２０が着脱自在に装着されるレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラとして構成されている。なお、図１はカメラ１の構成を概念的に示したものであり、各部の形状、配置などは実機を模したものではない。

まず、カメラボディ１０の構成について説明する。カメラボディ１０の内部には、ボディＣＰＵ１００、測光部１０１、焦点検出部１０２、シャッタユニット１０３、液晶モニタ１０５、表示パネル１０６（不図示）、メモリカードＩ／Ｆ部１０７、撮像部１１０、記憶部１２０、操作入力部１３０が配置されている。

ボディＣＰＵ１００は、レンズ鏡筒２０が装着されたカメラ１全体の動作を制御する回路であり、マイクロプロセッサにより構成されている。ボディＣＰＵ１００は、焦点検出部１０２で検出されたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を演算し、後述のレンズＣＰＵ２００へ送信する。またボディＣＰＵ１００は、測光部１０１で取得された被写体の測光情報や、レンズ装着時にレンズＣＰＵ２００から送信されたレンズの種類、開放Ｆ値、焦点距離、焦点範囲などのレンズ情報のほか、図示しない感度設定部からの感度情報などに基づいて適正な露出値を演算する。そして、その露出値に応じた絞り値とシャッタスピード値を選択するとともに、絞り値をレンズＣＰＵ２００へ送信し、シャッタスピード値をシャッタ制御部１０４へ送信する。後述する共焦点画像撮影モードでは、絞り値は開放Ｆ値となる。また、ボディＣＰＵ１００は、基本的な表示制御として、撮像部１１０で撮像された被写体像の静止画像（再生画像）、又は撮像部１１０で撮像された被写体像の動画像（ライブビュー画像）を、後述する液晶モニタ１０５の表示画面に表示させる処理を実行する。

さらに、ボディＣＰＵ１００は、本実施形態に特徴的な撮影モードである共焦点画像撮影モードが選択された場合に、以下の処理を実行する制御手段として機能する。
（１）撮影準備処理

ボディＣＰＵ１００は、レリーズボタン１３２（図２）が全押しされてから、撮像部１１０による撮影が開始されるまでの間に、レンズＣＰＵ２００とともに焦点調節機構２２０を制御して、レンズ２１０の焦点を最至近側又は最無限遠側に移動させる撮影準備処理を実行する。ここで、レンズ２１０の焦点を最至近側又は最無限遠側のいずれに移動させるかは、基本設定として登録しておいてもよいし、ユーザにより設定可能としてもよい。また、レリーズボタン１３２が全押しされた時点の焦点位置に対して最も移動量の少ない側に移動させるようにしてもよい。なお、本実施形態では、制御の一例として、最至近側に移動させる撮影準備処理を実行するものとする。
（２）絞り制御処理

ボディＣＰＵ１００は、レリーズボタン１３２が全押しされてから撮像部１１０による撮影が開始されるまでの間に、レンズＣＰＵ２００とともに絞りユニット２５０を制御して、レンズ２１０の絞り径を開放とする絞り制御処理を実行する。なお、共焦点画像撮影モードでは、シャッタスピードを速くするためにレンズ２１０の絞り径を開放（最小Ｆ値）とすることが望ましいが、レンズによっては絞り径を開放として撮影したときに周辺光量の低下やケラレを生じることがある。このため、装着されたレンズの種類などに応じて、撮影時の絞り径を開放から１〜２段絞り込むように制御してもよい。
（３）焦点移動処理、撮像処理

ボディＣＰＵ１００は、レリーズボタン１３２が全押しされて実際に撮影が開始されると、レンズＣＰＵ２００とともに焦点調節機構２２０を制御して、レンズ２１０の焦点を複数の異なる位置に移動させる焦点移動処理と、各焦点において撮像部１１０を制御して被写体像を撮像させる撮像処理とを実行する。

上記焦点移動処理において、ボディＣＰＵ１００は、レンズ２１０の焦点移動範囲の全域において、レンズ２１０の焦点を複数の異なる位置に移動させる焦点全域制御、またはレンズ２１０の焦点移動範囲の一部域において、レンズ２１０の焦点を複数の異なる位置に移動させる焦点一部域制御を実行する。いずれの制御を実行するかは、ユーザの操作入力により設定される。

本実施形態では、制御の一例として、レンズ２１０の焦点移動範囲の全域において、レンズ２１０の焦点を５箇所の異なる位置に移動させる焦点全域制御を行うものとする。すなわち、ボディＣＰＵ１００は、レンズＣＰＵ２００から送信されたレンズ情報を参照して、装着されたレンズ鏡筒２０の焦点範囲の情報を取得し、この焦点範囲に相当する距離を５つに分割することにより各焦点位置を算出する。この分割位置は、焦点範囲となる最至近側から無限遠側までの距離を等分割したものであってもよいし、あらかじめ設定された比率により分割したものであってもよい。また、装着されたレンズ毎に分割位置を設定してもよいし、ユーザ設定により分割位置を変更可能としてもよい。なお、本実施形態では焦点範囲を５つに分割する例について示すが、分割数はこれに限定されず、任意に設定することができる。
（４）焦点復帰処理

ボディＣＰＵ１００は、撮像部１１０による撮像が終了した後、次の撮影準備が整うまでの間に、レンズＣＰＵ２００とともに焦点調節機構２２０を制御して、レンズ２１０の焦点を、先にレリーズボタン１３２が全押しされた時点の位置（以下、適宜に撮影初期位置という）に移動させる焦点復帰処理を実行する。

上記のような共焦点画像撮影モードにより撮影が行われたときのボディＣＰＵ１００、及び周辺各部の動作については、後にフローチャートを用いて説明する。

測光部１０１は、カラーイメージセンサにより構成された基板回路である。測光部１０１は、ユーザによりレリーズボタン１３２が半押しされることで測光を開始し、図示しないファインダスクリーン上に結像している被写体の輝度に関する情報（測光情報）を検出する。この測光情報はボディＣＰＵ１００へ送信され、露出演算のほか、ストロボ調光、ホワイトバランスの制御などに用いられる。

焦点検出部１０２は、入射した被写体光に基づいて、位相差検出方式を用いてデフォーカス情報を検出する。本実施形態では、図示しない画面内の複数の測距エリアに対する被写体の合焦位置を検出して、そのときのデフォーカス量をデフォーカス情報としてボディＣＰＵ１００へ送信する。

シャッタユニット１０３は、撮像部１１０の被写体方向前側に配置され、図示しないシャッタ羽根を駆動（開閉）することにより、撮像素子１１１に被写体光を露光させるものである。

シャッタ制御部１０４は、シャッタユニット１０３を駆動させる部分であり、ボディＣＰＵ１００により動作が制御されている。すなわち、ユーザがレリーズボタン１３２を全押しすると、ボディＣＰＵ１００によりシャッタ制御部１０４が制御され、シャッタユニット１０３が駆動される。これにより、被写体像が撮影画像として撮像部１１０に取り込まれることになる。

ここで、操作入力手段の一つであるレリーズボタン１３２（図２）について説明する。レリーズボタン１３２には、半押しと全押しの２通りの操作状態がある。ユーザがレリーズボタン１３２を半押しすると、露出制御のための測光及び露出値の演算と、焦点の位置調節のための測距及びレンズ駆動が行われる。そして、ユーザがレリーズボタン１３２を全押しすると、その時点で撮像された被写体像の撮像画像が取り込まれて、後述するメモリカード１０８に記録される。ただし、上述した露出制御や焦点の位置調節の手順は一例を示したものであり、これの例に限定されるものではない。

撮像部１１０は、撮像素子１１１と画像処理部１１２とから構成されている。撮像素子１１１は、平面的に配置された複数の固体撮像素子（及び電荷転送素子）により構成されている。レンズ２１０により結像された被写体像が固体撮像素子の受光面で受光されると、その光の強さに応じた電荷に変換され、アナログの画像信号として取り出される。画像処理部１１２は、ＤＲＡＭ１２３に記憶されている画像信号に対し、ノイズ除去、Ａ／Ｄ変換、色補間処理、サイズ変更、符号化などの、アナログ及びデジタルの画像処理を行い、最終的な画像データを作成する。

液晶モニタ１０５は、カメラボディ１０の背面に配置されたカラーの液晶ディスプレイである。この液晶モニタ１０５には、撮影モード、絞り値、シャッタスピードなどの撮影情報や、メニュー画面、モード設定画面のほか、再生画像、ライブビュー画像などが表示される。

表示パネル１０６は、カメラボディ１０の上面に配置された白黒の液晶パネルである。この表示パネル１０６には、おもに撮影モード、絞り値、シャッタスピードなどの撮影情報が表示される。

上記液晶モニタ１０５、表示パネル１０６における画像データや情報画面の表示は、図示しない表示制御回路により制御されている。

記憶部１２０は、ＶＲＡＭ１２１、ＥＥＰＲＯＭ１２２、ＤＲＡＭ１２３、ＲＯＭ１２４から構成されている。

ＶＲＡＭ１２１は、液晶モニタ１０５に表示する画像データを一時的に保持するメモリであり、上述した撮影画像、ライブビュー画像の画像データが保持される。

ＥＥＰＲＯＭ１２２は、カメラ１の電源がオフしても記憶した情報を保持する不揮発性メモリであり、ユーザ設定やカスタム設定、制御プログラムなどの入力情報が記憶される。

ＤＲＡＭ１２３は、カメラ１の電源がオフしたときに記憶した情報が消去される揮発性メモリである。ここには、画像処理部１１２により画像処理された画像信号や、この画像処理により得られた最終的な画像データのほか、ボディＣＰＵ１００などが処理を行う際に必要なデータなどが一時的に記憶される。また、ＤＲＡＭ１２３には、レンズ装着時にレンズＣＰＵ２００から送信されたレンズ情報が記憶される。このレンズ情報には、レンズの種類、開放Ｆ値、焦点距離、焦点範囲に関する情報などが含まれる。また、後述する共焦点画像撮影モードにおいて、レンズＣＰＵ２００から送信された撮影初期位置の情報が記憶される。

ＲＯＭ１２４は、カメラ１の動作や制御に必要なプログラムのほか、このプログラムの実行に必要な初期値や設定値などが記憶される。

操作入力部１３０は、ユーザにより操作される複数の操作入力手段により構成されている。ここで、操作入力部１３０の具体例について説明する。図２は、カメラ１を背面側から見たときの斜視図である。カメラ１の上面には、撮影モードなどを選択可能なモードダイアル１３１、ポップアップ式の閃光装置（ストロボ）１１、表示パネル１０６、レリーズボタン１３２が配置されている。また、カメラ１を背面から見たときに、右側にはユーザが撮影時にカメラ１を保持する際に使用するグリップ１２が設けられている。本実施形態のカメラ１では、モードダイアル１３１の操作により共焦点画像撮影モードを選択することができる。

一方、カメラ１の背面であって、グリップ１２の近傍には、メインダイアル１３３が配置されている。また、カメラ１の前面側であって、グリップ１２の近傍には、サブダイアル１３４が配置されている。これらのダイアルは、主に露出モードの設定や、絞り値、シャッタスピード、露出補正値などを入力するためのダイアルであるが、図示しない他のボタンとの組み合わせで各種機能の設定が可能となる。

さらに、カメラ１の背面には液晶モニタ１０５が配置されている。この液晶モニタ１０５の上部には、ユーザが接眼状態で被写体像を観察するファインダ１３が配置されている。また、右側にはセレクタダイアル１３５が配置されている。セレクタダイアル１３５は、上下左右の４方向と中央に図示しない電気接点を持つダイアル形のスイッチである。ユーザが上下左右に刻印されている矢印マーク１３５ａを指で押すと、その矢印マーク１３５ａの方向が選択方向として入力される。また、中央に配置されたＯＫボタン１３５ｂが押下されると、その時点での選択内容で決定したことが入力される。このセレクタダイアル１３５は、主に液晶モニタ１０５や表示パネル１０６などに表示された撮影条件などの変更操作や、メニュー項目、撮影済み画像の変更操作などに用いられる。本実施形態では、後述するように、セレクタダイアル１３５の操作により共焦点画像撮影モードにおける焦点範囲の設定などを行うことができる。

上述したモードダイアル１３１、レリーズボタン１３２、メインダイアル１３３、サブダイアル１３４、セレクタダイアル１３５は、本実施形態における操作入力部１３０として機能する。ただし、操作入力部１３０はこれに限らず、他のダイアル、スイッチ、レバーにより構成されるものであってもよい。

再び図１に戻って説明する。メモリカードＩ／Ｆ（インターフェース）部１０７は、ＶＲＡＭ１２１に記憶されている画像データをメモリカード１０８に記録し、またメモリカード１０８に記録されている画像データを読み出す機能を備えた書き込み／読み出し装置である。このメモリカードＩ／Ｆ部１０７の図示しないメモリカードスロットには、規格に対応したメモリカード１０８が着脱自在に装着される。

ミラー機構１４１は、不図示のメインミラー及びサブミラーにより構成されている。このミラー機構１４１は、レンズ２１０からの光が入射する位置に設けられ、不図示のファインダ光学系、またはシャッタユニット１０３及び撮像部１１０に被写体光を入射させる。

メインミラーは、被写体光をファインダ光学系に反射させるものであり、反射部材として、中央部に光の一部を透過させる特性を有する半透過ミラーが用いられている。すなわち、メインミラーは被写体光の一部を透過させてサブミラーに入射させている。また、メインミラーの端部は回動機構に連結され、カメラボディ１０の内部において上方に回動可能に構成されている。また、サブミラーは、メインミラーを通過した被写体光の一部を、メインミラーとともに焦点検出部１０２に反射させるミラーである。このサブミラーは、メインミラーに対して回動自在に取り付けられており、その回動の有無によりメインミラーに折り畳まれた状態、またはメインミラーの裏側で起立した状態となる。なお、メインミラー及びサブミラーの構成は既存のデジタル一眼レフカメラと同じであるため、図１では具体的な機構の図示を省略している。

ミラー制御部１４２は、ミラー機構１４１を駆動させる部分であり、ボディＣＰＵ１００により制御されている。すなわち、ユーザがレリーズボタン１３２を全押しすると、ボディＣＰＵ１００によりミラー制御部１４２が制御され、ミラー機構１４１が駆動される。すると、メインミラーはカメラボディ１０の上方に回動し、同時にサブミラーも回動してメインミラーと重なるように折り畳まれた状態となる（ミラーアップ）。これにより、被写体光がミラー機構１４１の後側に配置されているシャッタユニット１０３及び撮像部１１０に入射して、記録またはライブビューのための撮像が可能となる。そして、撮像が終了すると、メインミラー及びサブミラーは再び元の位置に復帰し（ミラーダウン）、被写体光はファインダ光学系及び焦点検出部１０２へそれぞれ反射される。このファインダ光学系への被写体光の反射により、ユーザは再び被写体像をファインダ１３で観察できるようになる。

なお、カメラボディ１０の内部には、図示しないバッテリー装置から出力された電力を各部の作動状況に応じて供給する図示しない電源回路部が設けられている。

次に、レンズ鏡筒２０の構成について説明する。レンズ鏡筒２０の内部には、レンズＣＰＵ２００、レンズ２１０、焦点調節機構２２０、レンズ内モータドライバ２３０、レンズ内モータ２４０、絞りユニット２５０、絞り制御部２６０などが配置されている。

レンズＣＰＵ２００は、主に焦点調節機構２２０によるレンズ駆動と、絞りユニット２５０による絞り羽根の開閉を制御する回路であり、マイクロプロセッサにより構成されている。すなわち、焦点調節機構２２０によるレンズ駆動では、レンズＣＰＵ２００がボディＣＰＵ１００から送信されたレンズ駆動量に基づいてレンズ内モータドライバ２３０を制御してレンズ内モータ２４０を駆動することにより、焦点調節機構２２０が駆動される。これにより、レンズ２１０の焦点調節用レンズ群２１０ａが焦点位置までレンズ駆動される。また、絞りユニット２５０による絞り羽根の開閉では、レンズＣＰＵ２００がボディＣＰＵ１００から送信された絞り値に基づいて絞り制御部２６０を制御することにより、絞りユニット２５０において絞り羽根の開閉が制御される。これにより、被写体光の通過領域として、ボディＣＰＵ１００から送信された絞り値と対応する大きさの通過領域（絞り径）が形成されることになる。

また、レンズＣＰＵ２００は、レンズ鏡筒２０がカメラボディ１０へ装着された時に、図示しない内部メモリに記憶しているレンズの種類、開放Ｆ値、焦点距離、焦点範囲などのレンズ情報を、カメラボディ１０のボディＣＰＵ１００に送信する。さらに、レンズＣＰＵ２００は、後述する共焦点画像撮影モードにおいて、ユーザによりレリーズボタン１３２が全押しされたときの焦点位置を焦点調節機構２２０より取得し、撮影初期位置の情報としてボディＣＰＵ１００へ送信する。ただし、撮影初期位置は、ボディＣＰＵ１００において、レンズ駆動量に基づいて演算することもができる。

レンズ２１０は、入射した被写体光を屈折させて、射出側となるカメラボディ１０の撮像部１１０の受光面に被写体像を結像する撮影光学系である。本実施形態のレンズ２１０において、一部のレンズは焦点調節用レンズ群２１０ａとして機能する。図１では、焦点調節用レンズ群２１０ａを模式的に示している。なお、本実施形態ではレンズ２１０を単焦点レンズとした例を示しているが、レンズ２１０は焦点距離が可変なズームレンズであってもよい。

焦点調節機構２２０は、焦点調節用レンズ群２１０ａをレンズ２１０の光軸方向に移動させることにより、焦点の位置調節を行う焦点調節手段である。この焦点調節機構２２０は、レンズ内モータ２４０により駆動される。なお、レンズ２１０が光軸方向に移動したときの焦点の位置に関する情報は図示しない距離検出部により検出され、レンズＣＰＵ２００に送信される。

また、焦点調節用レンズ群２１０ａは、図示しない切り替えスイッチの操作により、レンズ鏡筒２０の外周部に設けられた焦点調節リング２２（図２参照）と連結される。この場合は、ユーザが焦点調節リング２２を手動操作することにより焦点調節（ピント合わせ）が可能となる。

レンズ内モータ２４０は、焦点調節機構２２０を駆動するための駆動力を発生する駆動源であり、例えばＤＣモータにより構成されている。レンズ内モータドライバ２３０は、レンズ内モータ２４０を駆動するための駆動回路であり、レンズＣＰＵ２００により制御される。

絞りユニット２５０は、所定の絞り値に応じて図示しない複数枚の絞り羽根を開閉することにより、被写体光の通過領域を形成する。この絞りユニット２５０における絞り羽根の開閉動作は絞り制御部２６０により駆動され、レンズＣＰＵ２００から送信された絞り値に応じた大きさの絞り径となるように制御される。

レンズ鏡筒２０とカメラボディ１０との間は、マウント部２１により接合されている。具体的には、マウント部２１は、カメラボディ１０に設けられた図示しないボディ側マウントと、レンズ鏡筒２０に設けられた図示しないレンズ側マウントとで構成され、双方のマウントを係合させることによりカメラボディ１０とレンズ鏡筒２０とを連結することができる。図１では、ボディ側マウントとレンズ側マウントとを連結した構成をマウント部２１として示している。

また、各マウントの内周には、図示しない通信用接点のほか、電源接点が設けられている。通信用接点は、ボディ側マウントに設けられた複数の電気接点と、レンズ側マウントに設けられた複数の電気接点とで構成される。ボディ側マウントとレンズ側マウントとを係合させると、双方の電極接点が各々接触することになる。これにより双方の電極接点同士が電気的に導通し、ボディＣＰＵ１００とレンズＣＰＵ２００との間での電気信号による通信が可能となる。同様に、ボディ側マウントに設けられた電気接点と、レンズ側マウントに設けられた電気接点とにより、図示しない電源接点が構成されている。この電源接点を介して、カメラボディ１０内に設けられた図示しない電源回路部からの電力がレンズ鏡筒２０側に供給される。

次に、上記のように構成されたカメラ１において、共焦点画像撮影モードが選択されたときの処理手順を図３のフローチャートにより説明する。また、各部の動作タイミングを図４の模式図を参照しながら説明する。なお、以下に示す共焦点画像撮影モードの処理は、ユーザがモードダイアル１３１（図２）を操作して共焦点画像撮影モードを選択することによりスタートする。

ステップＳ１０１において、ボディＣＰＵ１００は、レリーズボタン１３２が半押しされたかどうかを判定する。この判定でＮＯであれば、ステップＳ１０１の先頭に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ１０２へ進み、測光、測距の処理を実行する。このステップＳ１０２において、ボディＣＰＵ１００は、測光処理として、測光部１０１で検出された測光情報などを取得して露出値を演算する。また同時に、測距処理として、焦点検出部１０２で検出されたデフォーカス情報に基づいてレンズ駆動量を演算するとともに、レンズＣＰＵ２００とともに焦点調節機構２２０を制御して、焦点調節のためのレンズ駆動を実行する。

次に、ステップＳ１０３において、ボディＣＰＵ１００は、レリーズボタン１３２が全押しされたかどうかを判定する。このＮＯであれば、ステップＳ１０１の先頭に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ１０４からステップＳ１０５の処理と、ステップＳ１０６からステップＳ１０８の処理をそれぞれ並列に実行する。

まず、ステップＳ１０４において、ボディＣＰＵ１００は、ミラー制御部１４２を制御して、不図示のメインミラーとサブミラーをミラーアップし、光路上から退避させる。続いて、ステップＳ１０５において、ボディＣＰＵ１００は、シャッタ制御部１０４を制御して、シャッタユニット１０３を開放状態とする（シャッタ開口）。一方、ステップＳ１０６において、ボディＣＰＵは、レンズＣＰＵ２００から送信されてきた撮影初期位置の情報をＤＲＡＭ１２３に記憶する。続いて、ステップＳ１０７において、ボディＣＰＵ１００は、撮影準備処理として、レンズＣＰＵ２００とともに焦点調節機構２２０を制御して、レンズ２１０の焦点を最至近側へ移動させる。さらに、ステップＳ１０８において、ボディＣＰＵ１００は、レンズＣＰＵ２００とともに絞りユニット２５０を制御して、レンズ２１０の絞り径を開放とする。

ここでは、図４に示すように、レリーズボタン１３２が全押しされてから、実際に撮像部１１０で撮像が開始されるまでのタイムラグの間、すなわちミラーアップを行い、シャッタが全開するまで（ＣＣＤタイプの場合）の間に、レンズ２１０の焦点を撮影初期位置から最至近側へ移動させるようにしている。なお、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８の処理は図３のステップ順に限定されるものではなく、別のステップ順であってもよいし、またすべて並列に実行してもよい。

続いて、ステップＳ１０９において、ボディＣＰＵ１００は、撮像処理を実行する。ここでは、図４に示すように、撮影開始から順に焦点を移動させていき、各焦点位置において、撮像部１１０により撮像する。本実施形態では、第１焦点位置〜無限遠位置までの５箇所の焦点位置に焦点を移動させている。そして、撮像処理が終了すると、ステップＳ１１０において、ボディＣＰＵ１００は、記録処理として、撮像により得られた画像データをメモリカード１０８に記録する。このステップＳ１１０に続いて、ボディＣＰＵ１００は、ステップＳ１１１からステップＳ１１２の処理と、ステップＳ１１３の処理をそれぞれ並列に実行する。

まず、ステップＳ１１１において、ボディＣＰＵ１００は、シャッタ制御部１０４を制御して、シャッタユニット１０３を閉状態とする（シャッタ閉口）。続いて、ステップＳ１１２において、ボディＣＰＵ１００は、ミラー制御部１４２を制御して、不図示のメインミラーとサブミラーをミラーダウンして元の位置に復帰させる。一方、ステップＳ１１３において、ボディＣＰＵは、焦点復帰処理として、ステップＳ１０６でＤＲＡＭ１２３に記憶しておいた撮影初期位置の情報を取得し、レンズＣＰＵ２００とともに焦点調節機構２２０を制御して、レンズ２１０の焦点を撮影初期位置へ移動させる。

ここでは、図４に示すように、撮影が終了してから、次の撮像準備が整うまでの間、すなわちシャッタが閉じて、ミラーダウンが完了するまでの間に、レンズ２１０の焦点を無限遠位置から撮影初期位置へ移動させるようにしている。したがって、ミラーダウンしてファインダ１３内に再び被写体像が見える状態となったときには、撮影前の焦点位置に戻っていることになる。このため、撮影終了直後において、ユーザはレリーズボタン１３２を全押しする前と同じ焦点位置の被写体像を見ることになる。

以上で本ルーチンの処理を終了する。その後、ユーザの操作入力に応じて共焦点画像の作成処理が実行されることになる。この処理は、デジタルコラージュ法に基づく共焦点画像処理プログラムを起動することにより実行される。このような作成プログラムをカメラ１のＲＯＭ１２４に記憶している場合は、上記ステップＳ１１０で画像データをメモリカード１０８に記録する際に自動的に共焦点画像を作成してもよい。または、撮像により得られた画像データをメモリカード１０８に記録しておき、ユーザからの共焦点画像作成の操作入力を取得した時点で作成するようにしてもよい。或いは、撮像により得られた画像データをパーソナルコンピュータに転送し、このパーソナルコンピュータにインストールされている共焦点画像処理プログラムを用いて作成するようにしてもよい。

次に、共焦点画像を撮影する際に、ユーザが焦点範囲を設定する場合の実施形態について説明する。すなわち、上記実施形態ではレンズ２１０の焦点を焦点移動範囲の全域で移動させる焦点全域制御について説明したが、以下の実施形態では、レンズ２１０の焦点を焦点移動範囲の一部域で移動させる焦点一部域制御とした場合の焦点範囲の設定方法について説明する。

図５は、焦点範囲設定のためのメニュー画面を示す説明図である。図５に示すメニュー画面３１は液晶モニタ１０５に表示されるものであり、最至近側と最無限遠側のそれぞれの距離を設定するためのエリア３２、３２と、撮影初期位置を基準（０）としたときの範囲を示すバーグラフ３４とが表示されている。

本実施形態において、例えば、最至近側のエリア３２に距離を入力する場合は、カメラ１背面のセレクタダイアル１３５（図２）の上向き又は下向きの矢印マーク１３５ａを所定回数押すことにより、表示されている数値を増減させることができる。そして、所望の数値を入力した時点でセレクタダイアル１３５の中央にあるＯＫボタン１３５ｂを押すことにより、入力した数値を設定（登録）することができる。最無限側も同様の操作により数値を設定することができる。このメニュー画面３１により設定された最至近側及び最無限遠側のそれぞれの数値は、ボディＣＰＵ１００によってＤＲＡＭ１２３に記憶される。

本実施形態によれば、図３のステップＳ１０７において、レンズ２１０の焦点を最至近側へ移動させる際に、メニュー画面３１で設定された最至近側の距離に対応する位置に焦点が移動することになる。また、図３のステップＳ１０９においては、メニュー画面３１で設定された焦点範囲内の各分割位置に焦点が移動することになる。本実施形態では、最初に焦点を合わせた位置を基準として焦点範囲を設定することができるため、主要な被写体を中心とした範囲で焦点の合った共焦点画像を作成することができる。

図６は、焦点範囲設定のための他の実施形態におけるメニュー画面を示す説明図である。図６に示すメニュー画面４１は液晶モニタ１０５に表示されるものであり、最至近側と最無限遠側のそれぞれの距離を設定するためのエリア４２、４３が表示されている。ユーザは、カメラ１の位置を基準として最至近側及び最無限遠側のそれぞれの距離（カメラ１からの距離）を入力することになる。

本実施形態において、例えば、最至近側のエリア４２に距離を入力する場合は、カメラ１背面のセレクタダイアル１３５（図２）の上向き又は下向きの矢印マーク１３５ａを所定回数押すことにより、表示されている数値を増減させることができる。そして、所望の数値を入力した時点でセレクタダイアル１３５の中央にあるＯＫボタン１３５ｂを押すことにより、入力した数値を設定（登録）することができる。最無限側も同様の操作により数値を設定することができる。このメニュー画面４１により設定された最至近側及び最無限遠側のそれぞれの数値は、ボディＣＰＵ１００によってＤＲＡＭ１２３に記憶される。

本実施形態によれば、図３のステップＳ１０７において、レンズ２１０の焦点を最至近側へ移動させる際に、メニュー画面４１で設定された最至近側の距離に対応する位置に焦点が移動することになる。また、図３のステップＳ１０９においては、メニュー画面４１で設定された焦点範囲内の各分割位置に焦点が移動することになる。本実施形態では、ユーザがカメラを構えた位置を基準として焦点範囲を設定することができるため、主要な被写体の位置を意識することなしに、広範囲で焦点の合った共焦点画像を作成することができる。

上記のようなメニュー画面により焦点範囲を設定する方法以外にも、測距エリアを用いて焦点範囲を設定するようにしてもよい。具体的には、ユーザが画面内の２つのポイントに測距エリアを合わせてレリーズボタン１３２を半押したときに、カメラと２つの各ポイントまでのそれぞれの距離を記憶しておき、その範囲（前後）を焦点範囲として設定するというものである。これによれば、ユーザはメニュー画面により数値を設定する必要がなく、ファインダ１３を観察しながら間単に焦点範囲を設定することができる。

また、顔認識機能を用いて焦点範囲を設定するようにしてもよい。すなわち、顔認識機能により画面内の複数の人物の顔を検出させ、この中から、最も手前側に存在する被写体と、最も奥側に存在する被写体のそれぞれの距離を記憶しておき、その範囲（前後）を焦点範囲として設定するというものである。これによれば、ユーザはメニュー画面により数値を設定したり、測距エリアを合わせる必要がなく、より間単に焦点範囲を設定することができる。

上記実施形態によると、以下の効果を奏する。
（１）撮影時に焦点を複数の異なる位置に移動させ、各焦点位置で画像を取得するようにしたので、大掛かりな装置構成が不要となり、また撮影を短時間で終了することができるため、撮影条件の変化による影響を受けにくくすることができる。したがって、本実施形態によれば、カメラを簡単な装置構成とすることができ、且つこのカメラにより撮像した画像データを用いることにより容易に共焦点画像を得ることができる。
（２）撮像部１１０による撮影が開始されるまでの間に、レンズ２１０の焦点を最至近側又は最無限遠側に移動させるようにしたので、撮影時の焦点の移動量を必要最小限とすることができる。このため、撮影時間を最短とすることができる。

また、レンズ２１０の焦点を最至近側又は最無限遠側のいずれかに移動させるかをユーザ設定可能とした場合は、ユーザは状態変化する被写体に応じて最至近側又は最無限遠側のいずれかに設定することにより、シャッタチャンスを逃さないようにすることができる。さらに、レンズ２１０の焦点を撮影初期位置に対して最も移動量の少ない側に移動させるようにした場合は、撮影準備に要する時間を極力短くすることができる。
（３）撮像部１１０による撮影が開始されるまでの間に、レンズ２１０の絞り径を開放とするようにしたので、撮影時のシャッタスピードを可能な限り速くすることができる。これによれば、撮影時の手ぶれや被写体ぶれによる影響を少なくすることができ、また撮影条件の変化による影響をより受けにくくすることができる。
（４）撮影時に、レンズ２１０の焦点移動範囲の全域において焦点を移動させるようにしたので、手前から奥まですべての範囲で焦点の合った共焦点画像を得ることができる。また、レンズ２１０の焦点移動範囲の一部域において焦点を移動させるようにした場合は、焦点の移動域を必要最小限とすることができるため、撮影時間をより短くすることができる。また、任意の範囲で焦点を合わせることができるので、ユーザの作画意図に応じた共焦点画像を得ることができる。
（５）撮影終了後に、レンズ２１０の焦点を撮影初期位置に移動させるようにしたので、ファインダ１３を観察しているユーザは違和感なく次の撮影に移ることができる。
（変形形態）

以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明は以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、レンズ内モータを有するレンズ鏡筒２０がカメラボディ１０に着脱自在に装着されるカメラを例として説明したが、レンズ鏡筒はボディ駆動タイプのレンズであってもよい。すなわち、ボディＣＰＵ１００で演算されたレンズ駆動量に基づいて、不図示のボディ内モータを駆動することにより、その駆動力がカップリング機構を介してレンズ鏡筒側に伝達され、焦点調節機構２２０を駆動することで焦点調節が行われる構成であってもよい。
（２）本実施形態では、通常の画像撮影に加えて、共焦点画像を撮影できるカメラを例として説明したが、機能を特化して共焦点画像を撮影するためのカメラとして構成することもできる。このような共焦点画像を撮影するためのカメラにおいて、常に絞り開放となるように構成した場合は、絞りユニット２５０や絞り制御部２６０が不要となるため、カメラのコスト削減や軽量化が可能となる。また、共焦点画像を得るための複数の画像データから、輪郭認識機能などを利用して被写体までの距離を測定して、複数の画像データを適宜に組み合わせることにより、３Ｄ画像を作成することも可能となる。
（３）本実施形態では、本発明に係わる撮像装置をデジタル一眼レフカメラに適用した例について説明したが、この例に限らず、例えば、レンズがカメラボディと一体に組み込まれたデジタルカメラにも適用することができる。すなわち、ユーザがレリーズボタンを全押ししてから実際の撮影が始まるまで、および撮影が終了してから次の撮影準備が整うまでのタイムラグを利用することができれば、どのような形式のカメラにも適用することができる。

また、上記実施形態及び変形形態は適宜に組み合わせて用いることができるが、各実施形態の構成は図示と説明により明らかであるため、詳細な説明を省略する。さらに、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

実施形態に係わるカメラの構成を示すブロック図である。 カメラを背面側から見たときの斜視図である。 共焦点画像撮影モードが選択されたときの処理手順を示すフローチャートである。 共焦点画像撮影モードによる撮影時における各部の動作タイミングを示す模式図である。 焦点範囲設定のためのメニュー画面を示す説明図である。 焦点範囲設定のための他の実施形態におけるメニュー画面を示す説明図である。

符号の説明

１：カメラ、１０：カメラボディ、２０：レンズ鏡筒、１００：ボディＣＰＵ、１１０：撮像部、１３２：レリーズボタン、２００：レンズＣＰＵ、２１０：レンズ、２２０：焦点調節機構、２５０：絞りユニット、２６０：絞り制御部

Claims (6)

1. 撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像部と、
   前記撮影光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させて焦点の位置調節を可能とする焦点調節手段と、
   使用者による操作入力を取得する操作入力手段と、
   前記操作入力手段において撮影開始の操作入力を取得したときは、前記焦点調節手段により前記撮影光学系の焦点を複数の異なる位置に移動させるとともに、各焦点において前記撮像部により被写体像を撮像させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記操作入力手段において撮影開始の操作入力を取得してから、前記撮像部による撮影が開始されるまでの間に、前記焦点調節手段により前記撮影光学系の焦点を最至近側又は最無限遠側に移動させること、
   を特徴とする撮像装置。
3. 請求項１又は２に記載の撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記撮影光学系の焦点移動範囲の全域において、前記焦点調節手段により前記撮影光学系の焦点を複数の異なる位置に移動させること、
   を特徴とする撮像装置。
4. 請求項１又は２に記載の撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記撮影光学系の焦点移動範囲の一部域において、前記焦点調節手段により前記撮影光学系の焦点を複数の異なる位置に移動させること、
   を特徴とする撮像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記操作入力手段において撮影開始の操作入力を取得したときは、前記撮影光学系の絞り径を開放とすること、
   を特徴とする撮像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
   前記制御手段は、
   前記撮像部による撮像が終了した後、前記焦点調節手段により前記撮影光学系の焦点を、撮影開始の操作入力を取得した時点の位置に移動させること、
   を特徴とする撮像装置。

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