JP2010266701A - 電子カメラ - Google Patents

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Abstract

【構成】イメージセンサ16は、ズームレンズ12およびフォーカスレンズ14を通して被写界像を捉える撮像面を有する。CPU26は、ズーム指示を受け付けたとき、ズームレンズ12を指定方向に移動させ、これと並列してフォーカスレンズ14を合焦方向に移動させる。フォーカスレンズ14の移動処理は、トラッキングカーブを参照して実行される。ただし、ズームレンズ12の移動態様が既定条件(移動方向がテレ方向でかつ移動量が閾値THを上回るという条件)を満足すれば、CPU26は、従前のフォーカスレンズ14の移動処理を制限する。
【効果】ズーム調整処理と並列したフォーカス調整処理の性能が向上する。
【選択図】図2

Description

この発明は、電子カメラに関し、特にフォーカスレンズから撮像面までの距離を調整する処理をズーム調整処理と並列して実行する、電子カメラに関する。
この種のカメラの一例が、特許文献1に開示されている。この背景技術によれば、ズーム移動範囲が4分割され、分割された各移動範囲に1つのパンフォーカス位置が割り当てられる。ズームレンズが駆動されると、ズームレンズが属する移動範囲が繰り返し検出される。フォーカスレンズは、検出された移動範囲に対応するパンフォーカス位置に配置される。これによって、動画撮影の途中でズーム操作が行われた場合に、フォーカスを良好に調整することができる。
特開2001−208954号公報
しかし、ズームレンズが駆動されたとき、フォーカスレンズはパンフォーカス位置に配置されるに留まる。このため、背景技術では、ズーム調整処理と並列したフォーカス調整処理の性能に限界がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、ズーム調整処理と並列したフォーカス調整処理の性能を向上させることができる、電子カメラを提供することである。
この発明に従う電子カメラ(10:実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、ズームレンズ(12)およびフォーカスレンズ(14)を通して被写界像を捉える撮像面を有する撮像手段(16)、ズーム指示を受け付けたときズームレンズから撮像面までの距離を変更する第1変更手段(S9, S17)、トラッキングカーブを参照してフォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する処理を第1変更手段の変更処理と並列して実行する第2変更手段(S37, S47)、および第1変更手段による変更態様が既定条件を満足するとき第2変更手段の変更処理を制限する制限手段(S43, S45)を備える。
好ましくは、制限手段は第2変更手段によって参照されるトラッキングカーブを既定トラッキングカーブに変更するトラッキングカーブ変更手段(S45)を含む。
好ましくは、フォーカスレンズから撮像面までの距離を既定距離に設定する処理を制限手段の制限処理に関連して実行する設定手段(S53)がさらに備えられる。
好ましくは、既定条件は変更方向がテレ側に対応する方向であるという方向条件と変更量が閾値を上回るという量条件との論理積を含む。
好ましくは、第1変更手段の変更処理が完了した後に撮像手段から出力された被写界像に基づいてフォーカスレンズから撮像面までの距離を調整する調整手段(S29, S31)がさらに備えられる。
さらに好ましくは、第2変更手段によって参照されるトラッキングカーブを調整手段の調整処理に関連して決定する決定手段(S33)がさらに備えられる。
この発明に従う合焦制御プログラムは、ズームレンズ(12)およびフォーカスレンズ(14)を通して被写界像を捉える撮像面を有する撮像手段(16)を備える電子カメラ(10)のプロセッサ(26)に、ズーム指示を受け付けたときズームレンズから撮像面までの距離を変更する第1変更ステップ(S9, S17)、トラッキングカーブを参照してフォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する処理を第1変更ステップの変更処理と並列して実行する第2変更ステップ(S37, S47)、および第1変更ステップによる変更態様が既定条件を満足するとき第2変更ステップの変更処理を制限する制限ステップ(S43, S45)を実行させるための、合焦制御プログラムである。
この発明に従う合焦制御方法は、ズームレンズ(12)およびフォーカスレンズ(14)を通して被写界像を捉える撮像面を有する撮像手段(16)を備える電子カメラ(10)によって実行される合焦制御方法であって、ズーム指示を受け付けたときズームレンズから撮像面までの距離を変更する第1変更ステップ(S9, S17)、トラッキングカーブを参照してフォーカスレンズから撮像面までの距離を変更する処理を第1変更ステップの変更処理と並列して実行する第2変更ステップ(S37, S47)、および第1変更ステップによる変更態様が既定条件を満足するとき第2変更ステップの変更処理を制限する制限ステップ(S43, S45)を備える。
この発明によれば、トラッキングカーブを参照してフォーカスを調整することで、フォーカス精度が確保される。また、既定条件が満足されるときにトラッキングカーブを参照したフォーカス調整処理を制限することで、トラッキングカーブの誤選択に起因するデフォーカスが回避される。こうして、ズーム調整処理と並列したフォーカス調整処理の性能が向上する。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
この発明の基本的構成を示すブロック図である。 この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 異なる複数の被写界深度にそれぞれ対応する複数のトラッキングカーブの一例を示すグラフである。 フォーカストラッキング動作の一例を示すグラフである。 図2実施例に適用されるCPUの動作の一部を示すフロー図である。 図2実施例に適用されるCPUの動作の他の一部を示すフロー図である。 図2実施例に適用されるCPUの動作のその他の一部を示すフロー図である。 他の実施例に適用されるCPUの動作の一部を示すフロー図である。 フォーカストラッキング動作の他の一例を示すグラフである。 その他の実施例に適用されるCPUの動作の一部を示すフロー図である。 フォーカストラッキング動作のその他の一例を示すグラフである。
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
[基本的構成]
図1を参照して、この発明の電子カメラは、基本的に次のように構成される。撮像手段3は、ズームレンズ1およびフォーカスレンズ2を通して被写界像を捉える撮像面を有する。第1変更手段4は、ズーム指示を受け付けたときズームレンズ1から撮像面までの距離を変更する。第2変更手段5は、トラッキングカーブを参照してフォーカスレンズ2から撮像面までの距離を変更する処理を、第1変更手段4の変更処理と並列して実行する。制限手段6は、第1変更手段4による変更態様が既定条件を満足するとき、第2変更手段5の変更処理を制限する。
したがって、ズームレンズ1から撮像面までの距離の変更態様が既定条件を満足しなければ、フォーカスレンズ2から撮像面までの距離はトラッキングカーブを参照して調整される。一方、ズームレンズ1から撮像面までの距離の変更態様が既定条件を満足すれば、このような距離調整処理が制限される。
トラッキングカーブを参照してフォーカスを調整することで、フォーカス精度が確保される。また、既定条件が満足されるときにトラッキングカーブを参照したフォーカス調整処理を制限することで、トラッキングカーブの誤選択に起因するデフォーカスが回避される。こうして、ズーム調整処理と並列したフォーカス調整処理の性能が向上する。
[実施例]
図2を参照して、この実施例のディジタルビデオカメラ10は、ドライバ18aおよび18bによってそれぞれ駆動されるズームレンズ12およびフォーカスレンズ14を含む。被写界の光学像は、ズームレンズ12およびフォーカスレンズ14を経てイメージセンサ16の撮像面に照射され、光電変換を施される。これによって、被写界像を表す電荷が撮像面で生成される。
電源が投入されると、CPU26は、撮像タスクの下で、ズームレンズ12をワイド端に配置し、動画取り込み処理のためにドライバ18cを起動する。ドライバ18cは、1/60秒毎に発生する垂直同期信号Vsyncに応答して、撮像面を露光し、撮像面で生成された電荷をラスタ走査態様で読み出す。イメージセンサ16からは、被写界を表す生画像データが60fpsのフレームレートで出力される。
信号処理回路20は、イメージセンサ16から出力された生画像データに白バランス調整,色分離,YUV変換などの処理を施し、これによって作成されたYUV形式の画像データをメモリ制御回路30を通してSDRAM32に書き込む。LCDドライバ34は、SDRAM32に格納された画像データをメモリ制御回路30を通して読み出し、読み出された画像データに基づいてLCDモニタ36を駆動する。この結果、被写界のリアルタイム動画像(スルー画像)がモニタ画面に表示される。
キー入力装置28によって記録開始操作が行われると、CPU26は、I/F38に記録処理の開始を命令する。I/F38は、SDRAM32に格納された画像データをメモリ制御回路30を通してSDRAM32から読み出し、読み出された画像データを含む動画ファイルを記録媒体40に作成する。キー入力装置28によって記録終了操作が行われると、CPU26は、I/F38に記録処理の終了を命令する。I/F38は、SDRAM32からの画像データの読み出しを終了し、記録先の動画ファイルをクローズする。
AE評価回路22は、撮像面に割り当てられた評価エリア(図示せず)の全体をAEエリアとして定義し、信号処理回路20から出力されたYデータのうちAEエリアに属するYデータを垂直同期信号Vsyncに応答して積分する。積分値は、垂直同期信号Vsyncが発生する毎に、AE評価値としてAE評価回路22から出力される。CPU26は、AE評価回路24から出力されたAE評価値に基づいて、イメージセンサ16の露光量を調整する。この結果、LCDモニタ36に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。
キー入力装置28によってズーム操作が実行されると、CPU26は、ズームレンズ12を指定方向に移動させる。この結果、LCDモニタ36に表示されるスルー画像の倍率が変化する。
フラッシュメモリ42には、図3に示すトラッキングカーブC0〜C13に相当するグラフデータが記憶される。図3を参照して、被写界深度が“無限”である場合、合焦位置はズームレンズ12の位置に対してトラッキングカーブC0に沿うように変化する。また、被写界深度が“20m”である場合、合焦位置はズームレンズ12の位置に対してトラッキングカーブC1に沿うように変化する。さらに、被写界深度が“10m”である場合、合焦位置はズームレンズ12の位置に対してトラッキングカーブC2に沿うように変化する。
同様に、被写界深度が“5m”,“3m”,“1m”,“0.9m”,“0.8m”,“0.7m”,“0.6m”,“0.5m”,“0.4m”,“0.3m”,“至近”である場合、合焦位置はズームレンズ12の位置に対してトラッキングカーブC3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10,C11,C12,C13に沿うように変化する。
CPU26は、フォーカス制御タスクの下で、まず参照トラッキングカーブを“C0”に設定し、トラッキングカーブC0を参照してフォーカスレンズ14の位置を調整する。ズームレンズ12は当初ワイド端に配置されるため、フォーカスレンズ14はトラッキングカーブC0上のワイド端に対応する位置に配置される。
ズーム操作が行われない間は、AF起動条件(AF評価値が基準を下回るという条件)が満足されるか否かが繰り返し判別される。AF起動条件が満足されると、山登りAF処理が実行される。
山登りAF処理に関連して、AF評価回路24は、評価エリアの全体または一部をAFエリアとして定義し、信号処理回路20から出力されたYデータのうちAFエリアに属するYデータの高周波成分を垂直同期信号Vsyncに応答して積分する。積分値は、垂直同期信号Vsyncが発生する毎に、AF評価値としてAF評価回路24から出力される。
CPU26は、フォーカスレンズ14を光軸方向に段階的に移動させて、AF評価値が最大となる位置を探索する。最大AF評価値に対応する位置が検出されると、CPU26は、検出された位置を合焦位置とみなし、フォーカスレンズ14を検出された合焦位置に配置する。
このような山登りAF処理が完了すると、CPU26は、ズームレンズ12およびフォーカスレンズ14の現在位置に相当する座標を図3に示すグラフから検出し、検出された座標上を通過する1つのトラッキングカーブ或いは検出された座標を挟む2つのトラッキングカーブをトラッキングカーブC0〜C13の中から特定し、そして参照トラッキングカーブを特定されたトラッキングカーブに更新する。したがって、検出された座標が図4に示す(Zs,Fs)であれば、トラッキングカーブC3およびC4が参照トラッキングカーブとして選択される。
ズーム操作が行われると、フォーカストラッキング処理が実行される。フォーカスレンズ14は、参照トラッキングカーブに沿うように光軸方向に移動する。ズームレンズ12の移動方向がテレ側であれば、ズームレンズ12の移動量を積算する処理がフォーカストラッキング処理と並列して実行される。ズームレンズ12の移動量の積算値を示す変数ΣZMは、ズームレンズ12の1回の移動量に相当する“ΔZM”ずつ増大する。
変数ΣZMが閾値THを上回ると、CPU26は、参照トラッキングカーブを“C1”に変更する。変更後に実行されるフォーカストラッキング処理において、フォーカスレンズ14は、トラッキングカーブC1に沿うように光軸方向に移動する。
したがって、ズームレンズ12を図4に示す“Zs”から“Zt”に移動させたとき、フォーカスレンズ14は、変数ΣZMが閾値THを下回る期間においてトラッキングカーブC3およびC4に沿うように移動する一方、変数ΣZMが閾値TH以上の期間においてトラッキングカーブC1に沿うように移動する。ズームレンズ12が“Zt”に達したとき、フォーカスレンズ14は“Ft”に配置される。
このように、ズームレンズ12の移動態様が既定条件(移動方向がテレ方向でかつ移動量が閾値THを上回るという条件)を満足しなければ、フォーカスレンズ14の位置はトラッキングカーブを参照して調整される。これによって、高いフォーカス精度が維持される。一方、ズームレンズ12の移動態様が既定条件を満足すれば、従前のトラッキングカーブを参照したフォーカストラッキング処理が制限される。これによって、トラッキングカーブの誤選択に起因するデフォーカスが回避される。
このようなフォーカス調整は、ズーム操作後のフレーミングを容易にする。また、ズーム操作の後に山登りAF処理が起動される頻度が抑制され、消費電力の低減が図られる。
CPU26は、図5に示す撮像タスクおよび図6〜図7に示すフォーカス制御タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ46に記憶される。
図5を参照して、ステップS1ではズームレンズ12をワイド端に配置し、ステップS3では動画取り込み処理を実行する。この結果、ズーム倍率が1.0倍のスルー画像がLCDモニタ36に表示される。ステップS5では記録開始操作が行われたか否かを判別し、ステップS7では記録終了操作が行われたか否かを判別する。さらに、ステップS9ではズーム操作が行われたか否かを判別し、ステップS11では垂直同期信号Vsyncが発生したか否かを判別する。
ステップS5でYESであればステップS13に進み、記録処理の開始をI/F38に命令する。ステップS7でYESであればステップS15に進み、記録処理の終了をI/F38に命令する。ステップS9でYESであればステップS17に進み、ズームレンズ12を指定方向に移動させる。ステップS11でYESであればステップS19に進み、AE評価回路24から出力されたAE評価値に基づいてイメージセンサ16の露光量を調整する。
図6を参照して、ステップS21では参照トラッキングカーブを“C0”に設定し、ステップS23ではフォーカスレンズ14をトラッキングカーブC0上のワイド端に対応する位置に配置する。ステップS23の処理が完了するとステップS25に進み、変数ΣZMを“0”に設定する。
ステップS27ではズーム操作が行われたか否かを判別し、NOであればAF起動条件(AF評価値が基準を下回るという条件)が満足されるか否かをステップS29で判別する。AF起動条件が満足されないときはステップS27に戻り、AF起動条件が満足されるときはステップS31で山登りAF処理を実行する。フォーカスレンズ14は、山登りAF処理によって合焦位置に配置される。
ステップS33では、ズームレンズ12およびフォーカスレンズ14の現在位置に相当する座標を図3に示すグラフから検出し、検出された座標を通過する1つのトラッキングカーブ或いは検出された座標を挟む2つのトラッキングカーブをトラッキングカーブC0〜C13の中から特定し、そして参照トラッキングカーブを特定されたトラッキングカーブに更新する。更新処理が完了すると、ステップS27に戻る。
ステップS27でYESであれば、ズームレンズ12の移動方向がテレ側およびワイド側のいずれであるかをステップS35で判別する。ズームレンズ12の移動方向がワイド側であれば、ステップS37でフォーカストラッキング処理を実行する。フォーカスレンズ14は、参照トラッキングカーブに沿うように光軸方向に移動する。ステップS39ではズーム操作が解除されたか否かを判別し、判別結果がNOからYESに更新されたときにステップS27に戻る。
ズームレンズ12の移動方向がテレ側であれば、ステップS35からステップS41に進み、変数ΣZMに“ΔZM”を加算する。ステップS43では、変数ΣZMが閾値THを上回るか否かを判別する。判別結果がYESであればステップS45で参照トラッキングカーブを“C1”に変更してからステップS47に進み、判別結果がNOであればそのままステップS47に進む。ステップS47ではステップS37と同様のフォーカストラッキング処理を実行し、ステップS49ではズーム操作が解除されたか否かを判別する。判別結果がNOであればステップS41に戻り、判別結果がYESであればステップS51で積算移動量ΣZMを“0”に設定してからステップS27に戻る。
以上の説明から分かるように、イメージセンサ16は、ズームレンズ12およびフォーカスレンズ14を通して被写界像を捉える撮像面を有する。CPU26は、ズーム指示を受け付けたとき、ズームレンズ12を指定方向に移動させ(S9, S17)、これと並列してフォーカスレンズ14を合焦方向に移動させる(S37, S47)。フォーカスレンズ14の移動処理は、トラッキングカーブを参照して実行される。ただし、ズームレンズ12の移動態様が既定条件(移動方向がテレ方向でかつ移動量が閾値THを上回るという条件)を満足すれば、CPU26は、従前のフォーカスレンズ14の移動処理を制限する(S43, S45)。
したがって、ズームレンズ12の移動態様が既定条件を満足しなければ、フォーカスレンズ14の位置はトラッキングカーブを参照して調整される。一方、ズームレンズ12の移動態様が既定条件を満足すれば、このようなフォーカス調整処理が制限される。
トラッキングカーブを参照してフォーカスを調整することで、フォーカス精度が確保される。また、既定条件が満足されるときにトラッキングカーブを参照したフォーカス調整処理を制限することで、トラッキングカーブの誤選択に起因するデフォーカスが回避される。こうして、ズーム調整処理と並列したフォーカス調整処理の性能が向上する。
なお、この実施例では、変数ΣZMが閾値THを上回った時点で参照トラッキングカーブを“C1”に変更するようにしている。しかし、これに代えて、変数ΣZMが閾値THを上回った時点でフォーカスレンズ14を既定位置(パンフォーカス位置)に移動させるようにしたり、変数ΣZMが閾値THを上回った時点でフォーカスレンズ14の移動を禁止したりするようにしてもよい。前者の場合、好ましくは図8に示す処理が代替的に実行される。後者の場合、好ましくは図10に示す処理が代替的に実行される。
図8によれば、ステップS45の処理が省略される。また、ステップS43でYESであればステップS53に進み、フォーカスレンズ14を既定位置に配置する。ステップS53の処理が完了すると、ステップS49に進む。したがって、既定位置が“Ft”である場合において、ズームレンズ12を“Zs”から“Zt”に移動させたとき、フォーカスレンズ14は図9に示す太線に沿うように変位する。
また、図10によれば、ステップS43でYESであればステップS47の処理を経ることなくステップS49に進む。したがって、ズームレンズ12を“Zs”から“Zt”に移動させたとき、フォーカスレンズ14は図11に示す太線に沿うように変位する。つまり、フォーカスレンズ14は、変数ΣZMが閾値THを上回った時点で“Ft’”に停止し続ける。
なお、この実施例では、フォーカスを調整するにあたってフォーカスレンズ14を光軸方向に移動させるようにしているが、フォーカスレンズ14とともに或いはフォーカスレンズ14に代えて、撮像面を光軸方向に移動させるようにしてもよい。
また、この実施例では、動画像を記録媒体に記録するようにしているが、動画像に代えて或いは動画像に加えて静止画像を記録媒体に記録するようにしてもよい。
10 …ディジタルビデオカメラ
12 …ズームレンズ
14 …フォーカスレンズ
16 …イメージセンサ
22 …AE評価回路
24 …AF評価回路
26 …CPU
42 …フラッシュメモリ

Claims (8)

  1. ズームレンズおよびフォーカスレンズを通して被写界像を捉える撮像面を有する撮像手段、
    ズーム指示を受け付けたとき前記ズームレンズから前記撮像面までの距離を変更する第1変更手段、
    トラッキングカーブを参照して前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する処理を前記第1変更手段の変更処理と並列して実行する第2変更手段、および
    前記第1変更手段による変更態様が既定条件を満足するとき前記第2変更手段の変更処理を制限する制限手段を備える、電子カメラ。
  2. 前記制限手段は前記第2変更手段によって参照されるトラッキングカーブを既定トラッキングカーブに変更するトラッキングカーブ変更手段を含む、請求項1記載の電子カメラ。
  3. 前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を既定距離に設定する処理を前記制限手段の制限処理に関連して実行する設定手段をさらに備える、請求項1記載の電子カメラ。
  4. 前記既定条件は変更方向がテレ側に対応する方向であるという方向条件と変更量が閾値を上回るという量条件との論理積を含む、請求項1ないし3のいずれかに記載の電子カメラ。
  5. 前記第1変更手段の変更処理が完了した後に前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を調整する調整手段をさらに備える、請求項1ないし4のいずれかに記載の電子カメラ。
  6. 前記第2変更手段によって参照されるトラッキングカーブを前記調整手段の調整処理に関連して決定する決定手段をさらに備える、請求項5記載の電子カメラ。
  7. ズームレンズおよびフォーカスレンズを通して被写界像を捉える撮像面を有する撮像手段を備える電子カメラのプロセッサに、
    ズーム指示を受け付けたとき前記ズームレンズから前記撮像面までの距離を変更する第1変更ステップ、
    トラッキングカーブを参照して前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する処理を前記第1変更ステップの変更処理と並列して実行する第2変更ステップ、および
    前記第1変更ステップによる変更態様が既定条件を満足するとき前記第2変更ステップの変更処理を制限する制限ステップを実行させるための、合焦制御プログラム。
  8. ズームレンズおよびフォーカスレンズを通して被写界像を捉える撮像面を有する撮像手段を備える電子カメラによって実行される合焦制御方法であって、
    ズーム指示を受け付けたとき前記ズームレンズから前記撮像面までの距離を変更する第1変更ステップ、
    トラッキングカーブを参照して前記フォーカスレンズから前記撮像面までの距離を変更する処理を前記第1変更ステップの変更処理と並列して実行する第2変更ステップ、および
    前記第1変更ステップによる変更態様が既定条件を満足するとき前記第2変更ステップの変更処理を制限する制限ステップを備える、合焦制御方法。
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