JP2011123125A - 自動焦点調節装置、その制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ウォブリング動作を行っても音や振動が、動画に記録されないようにする。
【解決手段】フォーカスレンズを含む撮像光学系の一部および前記撮像光学系を介して投影される被写体像を光電変換する撮像素子のうち少なくとも何れか一方を光軸方向に往復移動させるウォブリング動作によって合焦状態を判定する自動焦点調節装置であって、前記ウォブリング動作を制御する制御手段と、撮影モードを設定する撮影モード設定手段とを有し、前記制御手段は、前記撮影モード設定手段によって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも前記ウォブリング動作の移動量を少なくするように制御することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動焦点調節装置、その制御方法およびプログラムに関する。

デジタルカメラ等の撮像装置には、撮像光学系の自動焦点調節（ＡＦ）を行うために、いわゆるコントラストＡＦ方式を採用するものがある。コントラストＡＦ方式では、まず撮像素子からの出力信号を用いて生成されたコントラスト情報（焦点評価値）に基づいて、合焦状態を得るためにフォーカスレンズを移動させるべき方向（合焦方向）を判定する。

この際、フォーカスレンズを光軸方向における所定範囲で複数回往復移動させ、コントラスト情報の値が高くなる方向を合焦方向として判定する。そして、判定された合焦方向にフォーカスレンズを移動させて、コントラスト情報の値がピークとなる合焦位置を検出することで、合焦状態を得る。なお、上述した所定範囲での往復移動動作をウォブリング動作ともいう。

このようなコントラストＡＦ方式を静止画や動画の撮影時に用いる撮像装置が知られている。ここで、図７に示すフローチャートを参照して、従来のコントラストＡＦ方式の撮像装置の動作処理について説明する。
図７に示すように、撮像装置は電源スイッチがｏｎされると（ステップＳ５０１）、状態を初期化して（ステップＳ５０２）、設定されている撮影モードを確認する（ステップＳ５０３）。動画撮影モードの場合、撮像装置は撮影スイッチが投入されるまで（ステップＳ５０４）、録画をスタンバイし（ステップＳ５０５）、撮影スイッチが投入されることにより、録画を開始する（ステップＳ５０８）。このとき、撮像装置は測光・測距処理（ステップＳ５０６）およびフォーカスレンズ・絞りを駆動（ステップＳ５０７）して、合焦をさせながら（ステップＳ５０９）、録画する。すなわち、動画撮影モードにおいては本質的に映像の連続性が重視されることから、撮像装置は合焦のためにフォーカスレンズを駆動している間も映像や音声を記録する。

一方、静止画撮影モードの場合、撮像装置は撮影スイッチが投入されるまで（ステップＳ５１０）、レリーズをスタンバイし（ステップＳ５１１）、撮影スイッチが投入されることにより、レリーズを行う（ステップＳ５１５）。このとき、撮像装置は測光・測距処理（ステップＳ５１２）およびフォーカスレンズ・絞りを駆動（ステップＳ５１３）して、合焦をさせた後（ステップＳ５１４）、レリーズする。このように、静止画撮影モードにおいては一瞬の画像取り込みを本質とすることから、非合焦時には露光動作を禁止することが可能である。すなわち、静止画撮影モードでは、撮像装置は合焦動作が完全に終了し、フォーカスレンズを停止してからレリーズするように構成されている。

また、特許文献１に開示されているビデオカメラは、静止画撮影モードと動画撮影モードとを有し、動画撮影モードの場合、ゆっくりフォーカスレンズを合焦位置に移動させることで急激な焦点合わせによる画面の揺動を防止するように構成されている。また、静止画撮影モードの場合、フォーカスレンズの移動幅を合焦位置から遠い位置にいるときは大きく、合焦位置に近いときは小さくなるように制御することで合焦速度を高速にしつつ、高精度な自動合焦を可能にしている。

また、特許文献２で開示されている撮像装置は、合焦方向を判定するためにフォーカスレンズをウォブリング動作させる代わりに、撮像素子を光軸方向にウォブリング動作させている。

特開平７−１３５５９６号公報 特開２００５−１４８６１０号公報

上述した従来のコントラストＡＦ方式の撮像装置では、フォーカスレンズや撮像素子をウォブリング動作させる場合、撮像光学系の絞り値（Ｆ値）によって、合焦方向を判定するために必要なウォブリング動作量（以下、移動ストロークという）が異なる。すなわち、絞り値が小さい場合には、撮像光学系の焦点深度が浅いので、移動ストロークが小さくてもコントラスト情報の値の変化が大きく、該値が高くなる合焦方向を明確に判定できる。一方、絞り値が大きい場合には、撮像光学系の焦点深度が深いので、ウォブリング動作における移動ストロークを大きくしなければ、コントラスト情報の値の変化が小さすぎて、合焦方向を明確に判定することができない。

しかしながら、ウォブリング動作における移動ストロークを大きくすると、不快な音や振動が発生しやすくなる恐れがある。ここで、動画撮影モードの場合、一瞬の画像取り込みを本質とする静止画撮影モードと異なり、撮像装置は合焦のためにウォブリング動作を行っている間でも音声や映像を記録し続けている。したがって、撮像装置は不快な音や振動をそのまま映像や音声に記録してしまうおそれがあり、好ましくない。

本発明は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、動画撮影モードの場合にウォブリング動作を行っても、快適な映像の記録ができるようにすることを目的とする。

本発明に係る自動焦点調節装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系の一部および前記撮像光学系を介して投影される被写体像を光電変換する撮像素子のうち少なくとも何れか一方を光軸方向に往復移動させるウォブリング動作によって合焦状態を判定する自動焦点調節装置であって、前記ウォブリング動作を制御する制御手段と、撮影モードを設定する撮影モード設定手段とを有し、前記制御手段は、前記撮影モード設定手段によって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも前記ウォブリング動作の移動量を少なくするように制御することを特徴とする。

本発明によれば、動画撮影モードの場合にウォブリング動作を行っても、快適な映像の記録をすることができる。

撮像装置（自動焦点調節装置）の構成を示す図である。 絞り値とＡＦ評価値との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る絞り値とウォブリング動作の移動量の関係を示す図である。 第１の実施形態に係る合焦動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る絞り値、記録画素数・クロップ量およびウォブリング動作の移動量の関係を示す図である。 第２の実施形態に係る合焦動作手順を示すフローチャートである。 従来の撮像装置における合焦動作手順を示すフローチャートである。

以下では、図を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。なお、以下の説明は、あくまで本発明の一例であって、この形態に限るものではない。また、以下で説明する実施形態では、撮像素子側がウォブリング動作をして合焦方向を判定する構成であるが、ウォブリング動作するものはフォーカスレンズ側であってよく、光軸上の別の光学部材がウォブリング動作してもよい。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。なお、撮像装置１００は、自動で焦点を調節する自動焦点調節装置として機能する。
撮像装置１００は、カメラボディ（以下、カメラ１という）と、カメラ１に対して交換可能な、撮像光学系としての撮影レンズ２とを備えている。
撮影レンズ２内には、複数のレンズユニット２ａ、２ｂが設けられている。レンズユニットのうちズームレンズ群２ａは、変倍を行ない、それらが光軸上を関連付けられて移動することで、撮影レンズ２全体の焦点距離を変化させる。また、レンズユニットのうちフォーカスレンズ２ｂは、光軸方向に移動可能であり、光軸上を移動することで撮像素子８面上に結像された被写体像を合焦させる。

また、撮影レンズ２は、フォーカスレンズ駆動部３、ズームレンズ駆動部４、絞り部材５、絞り部材駆動部６等を備えている。フォーカスレンズ駆動部３は、後述するＣＰＵ２３ａの指令に基づきフォーカスレンズ２ｂを光軸方向に移動させるステッピングモータや超音波モータ等のフォーカスレンズ駆動アクチュエータを駆動する。また、フォーカスレンズ駆動部３は、フォーカスレンズ２ｂの光軸上の位置を検出したり、検出したフォーカスレンズ２ｂの位置情報をＣＰＵ２３ａにフィードバックしたりする。
ズームレンズ駆動部４は、ズームレンズ群２ａを撮影レンズ２の光軸上に沿って移動させたり、ズームレンズ群２ａの光軸上の位置を検出したりすることができる。撮影者が手動でズームレンズ群２ａを光軸上で移動させた場合、ズームレンズ駆動部４は、ズームレンズ群２ａの位置情報をＣＰＵ２３ａに伝える。

絞り部材５は、絞り径を変化させることで、撮像素子８に入射する光束の絞り値を段階的に、あるいは連続的に変化させる。
絞り部材駆動部６は、ＣＰＵ２３ａからの指令に基づき絞り部材５を駆動させるステッピングモータ等の絞り部材駆動アクチュエータを駆動する。また、絞り部材駆動部６は、絞り部材５の絞り値を検出したり、絞り部材５の絞り径を変化させた絞り値情報をＣＰＵ２３ａにフィードバックしたりする。

また、カメラ１は、カメラマウント部７、撮像素子８、撮像素子駆動部９、撮像素子固定部１０、撮影モード設定部１１、レリーズスイッチ１２、映像表示部１３、測光部１４、絞り値選択部１５、記録映像条件設定部１６を備えている。
カメラマウント部７は、上述した撮影レンズ２を装着させる結合部である。撮像素子８は、撮影レンズ２によって撮像素子８面に結像された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子８にはＣＭＯＳやＣＣＤ等が用いられる。
撮像素子駆動部９は、撮像素子８を光軸方向に駆動させるための撮像素子駆動アクチュエータと撮像素子８の光軸上の位置を検出する撮像素子位置検出部とを有している。この撮像素子駆動部９は、撮像素子８を光軸方向に微小量、往復移動させるウォブリング動作を行う。なお、ウォブリング動作の中心位置は、撮像素子８が撮像素子固定部１０によって固定されたときの位置である。また、撮像素子駆動アクチュエータとしては、ボイスコイルモータやステッピングモータのような電磁力を利用したものでも良いし、圧電素子を用いたものでも良い。撮像素子位置検出部としては、フォトセンサを用いたものや、ホール素子のような磁気を利用したセンサを用いたものでも良いし、撮像素子駆動部９の可動部と固定部とに電気的な接点を設け、抵抗値の変化によって位置を判別するものでも良い。

撮像素子固定部１０は、ＣＰＵ２３ａからの指令に基づき機械的な嵌合によって撮像素子８、あるいは撮像素子８が固定されている部材を固定する。このとき、撮像素子固定部１０は、撮像素子８面とカメラマウント部７との光軸上の距離が、衝撃等の外乱によって所定の量より変化しないように固定する。
撮影モード設定部１１は、メイン電源／撮影モード切り換えスイッチ群である。撮影者が撮影モード設定部１１を操作することで撮像装置１００全体の電源のｏｎ／ｏｆｆを切り換えたり、静止画撮影モードや動画撮影モード等の撮影モードの設定をしたりすることができる。

レリーズスイッチ１２は、撮影者が撮影動作のスタートタイミングを入力するためのものである。レリーズスイッチ１２は、第１のストロークだけ押し込まれることでスイッチ１（ＳＷ１）がｏｎになり、更に第２のストロークだけ押し込まれることでスイッチ２（ＳＷ２）がｏｎになる。
映像表示部１３は、後述する撮像信号処理回路２１から得られた映像信号を表示する。映像表示部１３としては、液晶モニタや有機ＥＬモニタ等が用いられる。

測光部１４は、被写体の輝度情報を取得し、取得した輝度情報をＣＰＵ２３ａに伝える。例えばカメラ１の設定がシャッタ速度優先モード等に設定されているとする。この場合、ＣＰＵ２３ａは、測光部１４からの輝度情報、設定されているＩＳＯ感度及びシャッタ速度の情報から適正な絞り値を演算し、絞り部材駆動部６を制御して、適正な露光になるよう絞り部材５を駆動する。
絞り値選択部１５は、撮影者が操作することで撮影前もしくは撮影中に絞り値を選択・変更することができる。
記録映像条件設定部１６では、撮影者が操作することで記録画素数やクロップ量の設定を行うことができる。

また、カメラ１は、撮像信号処理回路２１、ＡＦ信号処理回路２２、システム制御回路２３、記録部２４等を備えている。
撮像信号処理回路２１は、撮像素子８からの電気信号を処理し映像信号にする。
ＡＦ信号処理回路２２は、映像信号から所定の箇所のコントラスト情報を抽出し、コントラストＡＦを行なう際に用いるＡＦ評価値を算出する。
記録部２４は、撮像信号処理回路２１から得られた映像信号を記録する。

システム制御回路２３は、コンピュータとしてのＣＰＵ２３ａ、メモリ２３ｂ、Ａ／Ｄコンバータ２３ｃ等を含んで構成されている。システム制御回路２３は、撮影モードを検知したり、必要なブロックに電源を入れたり、フォーカスレンズ２ｂをフォーカスレンズ駆動部３によって駆動したり、絞り部材５を絞り部材駆動部６によって制御したりする。また、システム制御回路２３は、撮像素子８を撮像素子駆動部９によって制御したり、絞り値情報から現在の焦点深度の算出をしたり、カメラ全体の制御あるいは演算を行なう。なお、システム制御回路２３は、映像信号やＡＦ評価値、撮影モード設定部１１等、カメラ１や撮影レンズ２に配置された各検出部からの情報に基づいて、上述する処理を行う。
更に、システム制御回路２３は、ＡＦ信号処理回路２２で抽出した映像のＡＦ評価値に基づいてコントラストＡＦを制御する。

メモリ２３ｂには、ｆ₁＜ｆ₂＜ｆ₃の関係を満たす、絞り値における第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃とが予め記憶されている。
ここで第１の閾値ｆ₁は、撮像素子駆動部９による撮像素子８のウォブリング動作において、撮像素子８のウォブリング動作を安定的に制御することが可能な最小の移動ストロークＳ₁に応じて設定される。
具体的には、
Ｓ₁≦ｆ×（ｋ×δ）・・・（式１）
なる計算式を満たす絞り値ｆのうち、最小の絞り値をｆ₁としている。ｋは経験的に１／４〜３／４が好適である。δは許容錯乱円径であり、電子カメラの場合、撮像素子８の画素ピッチをＰ₀とすれば経験的にＰ₀≦δ≦４×Ｐ₀の値にするとよい。

第２の閾値ｆ₂は、撮像素子駆動部９による撮像素子８のウォブリング動作によってカメラ１に振動や音が発生し、それが映像に記録されうる場合において、撮影者が許容できる最大の振動または音を発生させるときの移動ストロークＳ₂に応じて設定される。
具体的には、
Ｓ₂≧ｆ×（ｋ×δ）・・・（式２）
なる計算式を満たす絞り値ｆのうち、最大の絞り値をｆ₂としている。
第３の閾値ｆ₃は、撮像素子駆動部９による撮像素子８のウォブリング動作において、撮像素子８のウォブリング動作が可能な最大の移動ストロークＳ₃に応じて設定される。
具体的には、
Ｓ₃≧ｆ×（ｋ×δ）・・・（式３）
なる計算式を満たす絞り値ｆのうち、最大の絞り値をｆ₃としている。

次に、図２を参照して、コントラスト情報の値であるＡＦ評価値の変化について説明する。図２は、ＡＦ評価値の変化を模式的に示した図であり、横軸がフォーカスレンズ位置を示し、縦軸がＡＦ評価値を示している。
ここで、ＣＰＵ２３ａは、ＡＦ評価値がピークとなる合焦位置にフォーカスレンズ２ｂを移動させるために、フォーカスレンズ２ｂを至近方向および無限遠方向のうちどちらに移動させるべきか、すなわち合焦方向を判定する。合焦方向はＡＦ評価値が高くなる方向として判定される。本実施形態では、ＣＰＵ２３ａが、どちらの方向にフォーカスレンズ２ｂを移動させるとＡＦ評価値が高くなるかを、撮像素子８をウォブリング動作させたＡＦ評価値の変化から判定する。例えば、撮像素子８のウォブリング動作範囲のうち、フォーカスレンズ２ｂに遠い側の端から、フォーカスレンズ２ｂに近い側の端に向かってＡＦ評価値が高くなった場合は、フォーカスレンズ２ｂを撮像素子８に近づける方向が合焦方向である。

ただし、ＣＰＵ２３ａが、同じシーンに対してＡＦ評価値を取得する場合に、撮像素子８のウォブリング動作範囲が同じであっても、撮像光学系の絞り値によってＡＦ評価値の変化の仕方が異なる。例えば、図２に示すウォブリング動作範囲２０１において、絞り値ｆが小さい場合、撮像光学系の焦点深度が浅いので、ＡＦ評価値の変化２０２が大きく、合焦方向を明確に判定できる。

一方、図２に示すウォブリング動作範囲２０１において、絞り値ｆが大きい場合、撮像光学系の焦点深度が深いので、ＡＦ評価値の変化２０３が小さく、合焦方向を明確に判定することができなくなってくる。この場合、撮像素子８のウォブリング動作範囲、すなわち移動ストローク（移動量）を大きくすることが考えられるが、撮像素子８の移動ストロークを大きくすると振動や音が発生し易い。
一瞬の画像取り込みを目的とする静止画撮影モードの場合、ＡＦが終わってから映像が記録されるので、移動ストロークを大きくしても振動や音が映像に記録されることはない。しかし、動画撮影モードの場合、連続して映像と音声とが記録されるため、移動ストロークを大きくすることで映像にウォブリング動作によるカメラ１の振動や音が記録される可能性がある。

そこで、本実施形態では、静止画撮影モードの場合、絞り値ｆを第１の閾値ｆ₁以上かつ第３の閾値ｆ₃以下の範囲で選択できるようにし、動画撮影モードの場合、第１の閾値ｆ₁以上かつ第２の閾値ｆ₂以下の範囲で選択できるようにしている。つまり、動画撮影モードにおける絞り値の選択範囲は、静止画撮影モードにおける絞り値の選択範囲に対して移動ストロークが小さくなる範囲に限定した絞り値の範囲が設定されている。このように設定することで、撮像素子８がウォブリング動作を行っても、ウォブリング動作による音や振動が映像に記録されないようにすることができる。
この場合、撮影者はメモリ２３ｂに記憶されている各撮影モードに応じた絞り値の選択範囲の中から絞り値選択部１５により所望の絞り値を選択することができる。なお、ＣＰＵ２３ａが、各撮影モードに応じた絞り値の選択範囲の中から最適な絞り値を選択してもよい。

ここで、図３を例にして、画素ピッチＰ₀＝４μｍの撮像素子を備え、ｋ＝１／４、δ＝３×Ｐ₀に設定されたカメラにおいて、移動ストロークＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃がそれぞれ、
Ｓ₁＝１５μm
Ｓ₂＝４０μm
Ｓ₃＝７０μm
であった場合に、絞り値の第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃がそれぞれどのような値を取るか示す。

まず、静止画撮影モードの場合、撮像素子８のウォブリング動作が安定制御でき、かつ撮像素子８が移動可能である移動ストロークをとるような絞り値として、ｆ₁５．６〜ｆ₃２２までの範囲を選択できる。なお、絞り値がｆ₁５．６よりも小さい場合、撮像素子８の移動ストロークが微小量すぎて安定制御ができず、絞り値がｆ₃２２よりも大きい場合、端点に突き当たる等により撮像素子８の移動ができない。
一方、動画撮影モードの場合、移動ストロークに対応する絞り値として、ｆ₁５．６〜ｆ₂１１まで選択の範囲を狭めることで、映像にウォブリング動作の音や振動が記録される可能性が低減される。

次に、図４に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る撮像装置が行う合焦動作について説明する。なお、図４に示す処理は、ＣＰＵ２３ａがメモリ２３ｂに格納されたプログラムを実行することにより実現する。
まず、ステップＳ３０１では、ＣＰＵ２３ａは、撮影者による撮影モード設定部１１の操作に応じて、メイン電源をｏｎに設定する。また、撮像信号処理回路２１は、ＣＰＵ２３ａの指令の下、撮像素子８から出力された被写体像の電気信号を映像信号に変換する。映像表示部１３は、変換された映像信号を表示することにより、撮影者が被写体像の映像を映像表示部１３により確認することができる。

ステップＳ３０２では、ＣＰＵ２３ａは、撮影モードを検知する。具体的には、ＣＰＵ２３ａは、静止画撮影モードであるか動画撮影モードであるかを確認する。なお、ＣＰＵ２３ａは、撮影者による撮影モード設定部１１の操作に応じて、撮影モードを設定している。この処理は、撮影モード設定手段により処理の一例に対応する。撮影モードが静止画撮影モードに設定されている場合、ステップＳ３０３に処理を進め、動画撮影モードに設定されている場合、ステップＳ３１６に処理を進める。
ここでは、まず、撮影モードが静止画撮影モードに設定されている場合について説明する。

ステップＳ３０３では、ＣＰＵ２３ａは、メモリ２３ｂに記憶されている静止画撮影モード時の絞り値選択範囲を参照し、その範囲に収まる絞り値ｆを映像表示部１３に撮影者に対して選択可能に表示する。例えば、図３の絞り値と移動ストロークとの対応を示す例では、ＣＰＵ２３ａは、ｆ₁５．６以上であり、かつｆ₃２２以下の絞り値を選択可能な絞り値の範囲として表示する。この処理は、絞り値選択手段による処理の一例に対応する。
続いて、ＣＰＵ２３ａは、撮影者が絞り値選択部１５により選択した絞り値情報を取得して、絞り値がｆ₁以上であり、かつｆ₃以下であるか否かを判定する。条件を満たしている場合、ステップＳ３０５に処理を進め、条件を満たしていない場合、ステップＳ３０４に処理を進める。このように、静止画撮影モード時の絞り値選択範囲（ｆ₁≦ｆ≦ｆ₃）に収まる絞り値を選択できるようにすることで、撮影者は撮影の意図に合った絞り値を選択することができる。
なお、ステップＳ３０３では、ＣＰＵ２３ａが、既に絞り値選択部１５によって選択されている絞り値情報を取得し、絞り値がメモリ２３ｂに記憶されている静止画撮影モード時の絞り値選択範囲に含まれているか否かを判断してもよい。そして、絞り値が絞り値選択範囲に含まれている場合、ステップＳ３０５に処理を進め、絞り値が絞り値選択範囲に含まれていない場合、ステップＳ３０４に処理を進めるようにしてもよい。

ステップＳ３０４では、ＣＰＵ２３ａは、絞り値選択部１５によって選択された絞り値に最も近く、静止画撮影モード時の絞り値選択範囲内の絞り値ｆ´を選択し直す。その後、ステップＳ３０３に処理を戻す。
なお、ステップＳ３０４では、ＣＰＵ２３ａが、メモリ２３ｂに記憶されている静止画撮影モード時の絞り値選択範囲に収まる絞り値ｆを再度、映像表示部１３に撮影者に対して選択可能に表示してもよい。

ステップＳ３０５では、ＣＰＵ２３ａは、測光部１４から被写体の輝度情報を取得して、輝度情報や設定された撮影条件に基づいて、作動信号を各ブロックに出力する。また、ＣＰＵ２３ａは、撮影者によるレリーズスイッチ１２の第１ストロークの押し込みにより、スイッチ１がｏｎになったか否かを判断する。スイッチ１がｏｎになった場合、ステップＳ３０７に処理を進める。スイッチ１がｏｎにならない場合、ステップＳ３０６において、ＣＰＵ２３ａは、スイッチ１がｏｎになるのを待機する。

ステップＳ３０７では、ＣＰＵ２３ａは、合焦動作を開始する。具体的には、ＣＰＵ２３ａは、作動信号によって撮像素子固定部１０を駆動させ、撮像素子固定部１０によって固定されていた撮像素子８を解除させる。次いで、ＣＰＵ２３ａは、作動信号によって撮像素子駆動部９を駆動させ、ウォブリング動作を行う。この処理は、制御手段による処理の一例に対応する。このとき、ステップＳ３０３において選択された絞り値ｆが、撮像素子８の移動可能な移動ストロークに対応している。したがって、撮像素子８がウォブリング動作時に端点に突き当たるようなことなく、ウォブリング動作が微小量のために安定制御ができないということがない。
ステップＳ３０８では、ＣＰＵ２３ａは、ウォブリング動作中にＡＦ信号処理回路２２から出力されるＡＦ評価値を撮像素子８の各位置と対応させながらメモリ２３ｂに記憶させて、比較を行い、合焦方向を判定する。具体的には、ＣＰＵ２３ａは、撮像素子８の各位置におけるＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ評価値が高くなる方向が合焦方向であると判定する。

ステップＳ３０９では、ＣＰＵ２３ａは、作動信号によってフォーカスレンズ駆動部３を駆動して、ステップＳ３０８で判定した合焦方向にフォーカスレンズ２ｂを駆動させる。
ステップＳ３１０では、ＣＰＵ２３ａは、撮像素子８のウォブリング動作によって、合焦状態か否かを判断する。合焦している場合、ステップＳ３１１に処理を進め、合焦していない場合、ステップＳ３０８に処理を戻す。
ステップＳ３１１では、ＣＰＵ２３ａは、合焦しているときのＡＦ評価値をメモリ２３ｂに記憶する。
ステップＳ３１２では、ＣＰＵ２３ａは、撮像素子８のウォブリング動作およびフォーカスレンズ２ｂを停止させると共に、作動信号によって撮像素子固定部１０に撮像素子８を固定させる。

ステップＳ３１３では、ＣＰＵ２３ａは、ＡＦ評価値の変動を監視し、ＡＦ評価値の変化等の情報により、撮像素子８のウォブリング動作を再起動させるか否かを判断する。再起動させると判断した場合、ステップＳ３０７に処理を進め、再び撮像素子８のウォブリング動作を行う。再起動させないと判断した場合、ステップＳ３１４に処理を進める。
ステップＳ３１４では、ＣＰＵ２３ａは、撮影者によるレリーズスイッチ１２の第２ストロークの押し込みにより、スイッチ２がｏｎになったか否かを判断する。スイッチ２がｏｎになった場合、ステップＳ３１５に処理を進める。スイッチ２がｏｎにならない場合、ステップＳ３１３に処理を戻す。
ステップＳ３１５では、ＣＰＵ２３ａは、映像信号を記録部２４により記録させる。

次に、ステップＳ３０２において、撮影モードが静止画撮影モードに設定されている場合について説明する。撮影モードが動画撮影モードの場合、ステップＳ３１６に処理を進める。
ステップＳ３１６では、ＣＰＵ２３ａは、メモリ２３ｂに記憶されている動画撮影モード時の絞り値選択範囲を参照し、その範囲に収まる絞り値ｆを映像表示部１３に撮影者に対して選択可能に表示する。例えば、図３の絞り値と移動ストロークとの対応を示す例では、ＣＰＵ２３ａは、静止画撮影モード時の絞り値選択範囲より狭い、ｆ₁５．６以上であり、かつｆ₂１１以下の絞り値を選択可能な絞り値の範囲として表示する。この処理は、絞り値選択手段による処理の一例に対応する。
続いて、ＣＰＵ２３ａは、撮影者が絞り値選択部１５により選択した絞り値情報を取得して、絞り値がｆ₁以上であり、かつｆ₂以下であるか否かを判定する。条件を満たしている場合、ステップＳ３１８に処理を進め、条件を満たしていない場合、ステップＳ３１７に処理を進める。このように、動画撮影モード時の絞り値選択範囲（ｆ₁≦ｆ≦ｆ₂）に収まる絞り値を選択できるようにすることで、撮影者は撮影の意図に合った絞り値を選択することができる。
なお、ステップＳ３１６では、ＣＰＵ２３ａが、既に絞り値選択部１５によって選択されている絞り値情報を取得し、絞り値がメモリ２３ｂに記憶されている動画撮影モード時の絞り値選択範囲に含まれているか否かを判断してもよい。そして、絞り値が絞り値選択範囲に含まれている場合、ステップＳ３１８に処理を進め、絞り値が絞り値選択範囲に含まれていない場合、ステップＳ３１７に処理を進めるようにしてもよい。

ステップＳ３１７では、ＣＰＵ２３ａは、絞り値選択部１５によって選択された絞り値に最も近く、動画撮影モード時の絞り値選択範囲内の絞り値ｆ´を選択し直す。その後、ステップＳ３１６に処理を戻す。
なお、ステップＳ３１７では、ＣＰＵ２３ａが、メモリ２３ｂに記憶されている動画撮影モード時の絞り値選択範囲に収まる絞り値ｆを再度、映像表示部１３に撮影者に対して選択可能に表示してもよい。

ステップＳ３１８では、ＣＰＵ２３ａは、撮影者によるレリーズスイッチ１２の第２ストロークの押し込みにより、スイッチ２がｏｎになったか否かを判断する。スイッチ２がｏｎになった場合、ステップＳ３２０に処理を進める。スイッチ２がｏｎにならない場合、ステップＳ３１９において、ＣＰＵ２３ａは、スイッチ２がｏｎになるのを待機する。

ステップＳ３２０では、ＣＰＵ２３ａは、合焦動作を開始し、映像信号を記録部２４により記録させる。
ステップＳ３２１では、ＣＰＵ２３ａは、作動信号によって撮像素子固定部１０を駆動させ、撮像素子固定部１０によって固定されていた撮像素子８を解除させる。次いで、ＣＰＵ２３ａは、作動信号によって撮像素子駆動部９を駆動させ、ウォブリング動作を行う。この処理は、制御手段による処理の一例に対応する。このとき、ステップＳ３１６において選択された絞り値ｆが、撮像素子８が移動したときに振動や音が映像に記録されない移動ストロークに対応している。したがって、ウォブリング動作時において、撮像素子８の振動や音が映像に記録されることがない。
ステップＳ３２２では、ＣＰＵ２３ａは、ウォブリング動作中にＡＦ信号処理回路２２から出力されるＡＦ評価値を撮像素子８の各位置と対応させながらメモリ２３ｂに記憶させ、比較を行い、合焦方向を判定する。具体的には、ＣＰＵ２３ａは、撮像素子８の各位置におけるＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ評価値が高くなる方向が合焦方向であると判定する。

ステップＳ３２３では、ＣＰＵ２３ａは、作動信号によってフォーカスレンズ駆動部３を駆動して、ステップＳ３２２で判定した合焦方向にフォーカスレンズ２ｂを駆動させる。
ステップＳ３２４では、ＣＰＵ２３ａは、撮像素子８のウォブリング動作によって、合焦状態か否かを判断する。合焦している場合、ステップＳ３２５に処理を進め、合焦していない場合、ステップＳ３２２に処理を戻す。
ステップＳ３２５では、ＣＰＵ２３ａは、合焦しているときのＡＦ評価値をメモリ２３ｂに記憶する。
ステップＳ３２６では、ＣＰＵ２３ａは、撮像素子８のウォブリング動作およびフォーカスレンズ２ｂを停止させると共に、作動信号によって撮像素子固定部１０に撮像素子８を固定させる。

ステップＳ３２７では、ＣＰＵ２３ａは、ＡＦ評価値の変動を監視し、ＡＦ評価値の変化等の情報により、撮像素子８のウォブリング動作を再起動させるか否かを判断する。再起動させると判断した場合、ステップＳ３２１に処理を進め、再び撮像素子８のウォブリング動作を開始する。再起動させないと判断した場合、ステップＳ３２８に処理を進める。
ステップＳ３２８では、ＣＰＵ２３ａは、再び撮影者によるレリーズスイッチ１２の第２ストロークの押し込みにより、スイッチ２がｏｎになったか否かを判断する。スイッチ２がｏｎになった場合、ステップＳ３２９に処理を進める。スイッチ２がｏｎにならない場合、ステップＳ３２７に処理を戻し、映像の記録を継続する。
ステップＳ３２９では、ＣＰＵ２３ａは、記録部２４に映像信号の記録を停止させる。

このように本実施形態によれば、静止画撮影モードの場合、撮影者の意図を制限することなく絞り値を選択できる。一方、動画撮影モードの場合、移動ストロークを静止画撮影モードよりも小さい範囲に抑えるために、撮影者の選択できる絞り値を制限することで、映像にウォブリング動作による振動や音が記録される可能性を低減させることが可能である。

すなわち、撮影モードに応じて絞り値の選択範囲を変化させ、動画撮影モードの場合には選択できる絞り値の範囲を静止画撮影モードの場合よりも狭める。このようにすることで、静止画撮影モードの場合には撮影者が絞り値を自由に選択できるようにし、動画撮影モードの場合にはウォブリング動作による音や振動が記録される可能性の高い絞り値を選択範囲から除外させる。したがって、動画撮影モードの場合には、音や振動が動画に記録される可能性を低減させることが可能になる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る撮像装置について説明する。なお、本実施形態に係る撮像装置の構成は第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。以下では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態に係る撮像装置１００のメモリ２３ｂには、第１の実施形態と同様に、ｆ₁＜ｆ₂＜ｆ₃の関係を満たす、絞り値における第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃とが予め記憶されている。第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃とは、第１の実施形態と同じ計算式である（式１）、（式２）、（式３）によって算出される。
静止画撮影モードの場合、撮影者は第１の閾値ｆ₁以上、かつ第３の閾値ｆ₃以下の範囲で絞り値ｆを選択できるようになっている。また、動画撮影モードの場合、撮影者は、第１の閾値ｆ₁以上、かつ第２の閾値ｆ₂以下の範囲で絞り値ｆを選択できるようになっている。

ここで、本実施形態では、許容錯乱円径δは記録映像の画素ピッチをＰとして、Ｐ≦δ≦４×Ｐの値をとるように設定される。ここで記録映像の画素ピッチＰは、撮像素子８の画素ピッチＰ₀と撮像素子８の持つ画素数をＸ₀とし、実際に映像を記録するときの記録画素数をＸ、そのときの画面のクロップ量をＣとしたときに、
Ｐ＝Ｐ₀×√（Ｃ×Ｘ₀／Ｘ）・・・（式４）
なる計算式から算出する。
クロップ量とは、撮像素子８表面上に投影された被写体像を光電変換する際に、被写体像が投影されている側の撮像素子８の撮像面積（表面積）に対して、実際に記録される映像が映っている面積の割合をいう。つまり撮像素子８の一部分を用いて映像を記録したい場合には、このクロップ量を撮影者が記録映像条件設定部１６により設定する。例えば、撮像素子８の表面のうち、縦１／２、横１／２の領域を使用して映像を記録したい場合、記録される映像の面積は、撮像素子８全面を用いて撮影した場合の１／４になる。すなわちクロップ量が１／４である。

（式４）から、記録画素数がＸ₀、クロップ量Ｃが１／１である場合に比べ、許容錯乱円径δも√（Ｃ×Ｘ₀／Ｘ）倍される。移動ストロークＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃はカメラ固有の値で不変である。つまり、上述した（式１）、（式２）、（式３）を満たす第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃は、記録画素数がＸ₀、クロップ量Ｃが１／１である場合のそれぞれの元の値に比べ、１／√（Ｃ×Ｘ₀／Ｘ）倍、すなわち√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））倍される。

例えば、記録画素数Ｘが撮像素子８の画素数Ｘ₀であり、クロップ量も１／１（すなわち撮像素子８の全面を使用しての撮影）の場合、記録画素数の画素ピッチＰは撮像素子８の画素数Ｐ₀のままである。これに対し、記録画素数Ｘが撮像素子８の画素数Ｘ₀の１／１６で、クロップ量も１／４である場合は、記録映像の画素ピッチＰはＰ₀×２として算出される。それに伴い、許容錯乱円径も２倍となるため、第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃とは、記録画素数Ｘが撮像素子８の画素数Ｘ₀であり、クロップ量も１／１（すなわち撮像素子８の全面を使用しての撮影）の場合に比べ、それぞれ１／２倍の値をとる。

したがって、例えば、記録画素数Ｘが撮像素子８の画素数Ｘ₀であり、クロップ量Ｃが１／１である場合において、選択できる絞り値ｆ₀の範囲がｆ₁≦ｆ₀≦ｆ₂であったとき、記録画素数がＸおよびクロップ量Ｃの場合には、選択できる絞り値ｆは、
ｆ₁×√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））≦ｆ≦ｆ₂×√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））になる。
同様に、記録画素数Ｘが撮像素子８の画素数Ｘ₀であり、クロップ量Ｃが１／１である場合において、選択できる絞り値ｆ₀の範囲がｆ₁≦ｆ₀≦ｆ₃であったとき、記録画素数がＸおよびクロップ量Ｃの場合には、選択できる絞り値ｆは、
ｆ₁×√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））≦ｆ≦ｆ₃×√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））になる。

このように、記録画素数とクロップ量に応じて記録映像の画素ピッチＰが変化し、それに応じて許容錯乱円径δが変化するため、移動ストロークＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃が不変でも第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃とが変動する。
図５を例にして、画素ピッチＰ₀＝４μｍ、３２００万画素の撮像素子を備え、ｋ＝１／４、δ＝３×Ｐと設定されたカメラにおいて、移動ストロークＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃がそれぞれ、
Ｓ₁＝１５μm
Ｓ₂＝４０μm
Ｓ₃＝７０μm
であった場合に、各記録画素数・各クロップ量に応じて、絞り値の第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃とがそれぞれどのような値を取るか示す。

記録画素数が３２００万画素の場合（つまり画素数を落とさずに記録した場合）、撮像素子全面を使用して撮影を行なうのでクロップ量は１／１であり、その際、絞り値の第１の閾値ｆ₁と第２の閾値ｆ₂と第３の閾値ｆ₃はそれぞれ、
ｆ₁＝５.６
ｆ₂＝１１
ｆ₃＝２２
となる。

一方、記録画素数が２００万画素（すなわち記録画素数が撮像素子の画素数の１／１６）であり、クロップ量が１／４である場合は、
ｆ₁＝２.８
ｆ₂＝５.６
ｆ₃＝１１
となり、２段分開放側の絞り値を使用して撮影をすることができる。

このように、同じ移動ストロークでウォブリング動作をさせつつも、絞り値の選択範囲自体が変動可能なため、撮影者にとっての選択の自由度を拡大することができる。

次に、図６を参照して、本実施形態に係る撮像装置が行う合焦動作について説明する。図６は、本実施形態に係る合焦動作を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートにステップＳ４０１の処理が追加されている。ここでは、図４に示すフローチャートと異なる処理を中心に説明し、同一の処理については同一ステップ番号を付してその説明を省略する。

ステップＳ４０１では、ＣＰＵ２３ａは、撮影者により記録映像条件設定部１６で設定された記録画素数とクロップ量との情報を取得する。この処理は、取得手段による処理の一例に対応する。
その後、ステップＳ３０３では、ＣＰＵ２３ａは、メモリ２３ｂに記憶されている静止画撮影モード時の絞り値選択範囲を参照し、その範囲に収まる絞り値ｆを映像表示部１３に撮影者に対して選択可能に表示する。例えば、ステップＳ４０１において、ＣＰＵ２３ａが、記録画素数として２００万画素を取得し、クロップ量として１／４を取得したとする。この場合、ＣＰＵ２３ａは、図５に示す記録画素数２００万画素、クロップ量１／４の絞り値と移動ストロークとの対応を参照して、絞り値がｆ₁２．８以上であり、かつｆ₃１１以下の絞り値を選択可能な絞り値の範囲として表示する。なお、第１の実施形態と同様、既に絞り値選択部１５によって選択されている絞り値情報を取得し、絞り値選択範囲（ｆ₁≦ｆ≦ｆ₃）であるか否かを判断してもよい。

一方、ステップＳ３１６では、ＣＰＵ２３ａは、メモリ２３ｂに記憶されている動画撮影モード時の絞り値選択範囲を参照し、その範囲に収まる絞り値ｆを映像表示部１３に撮影者に対して選択可能に表示する。例えば、ステップＳ４０１において、ＣＰＵ２３ａが、記録画素数として２００万画素を取得し、クロップ量として１／４を取得したとする。この場合、ＣＰＵ２３ａは、図５に示す記録画素数２００万画素、クロップ量１／４の絞り値と移動ストロークとの対応を参照して、絞り値がｆ₁２．８以上であり、かつｆ₂５．６以下の絞り値を選択可能な絞り値の範囲として表示する。なお、第１の実施形態と同様、既に絞り値選択部１５によって選択されている絞り値情報を取得し、絞り値選択範囲（ｆ₁≦ｆ≦ｆ₂）であるか否かを判断してもよい。

このように、本実施形態によれば、記録画素数とクロップ量とに基づいて、絞り値撮影者が選択できる絞り値の範囲を拡大することが可能である。

なお、上述した第１の実施形態および第２の実施形態では、撮像素子８にウォブリング動作させる場合についてのみ説明したが、この場合に限られない。すなわち、フォーカスレンズ２ａを含む撮像光学系の一部および撮像素子８のうち少なくとも何れか一方を光軸方向に往復移動させてウォブリング動作させても、上述した同様の効果を奏することができる。

１００：撮像装置（自動焦点調節装置） ２：撮影レンズ ２ａ：ズ−ムレンズ群
２ｂ：フォーカスレンズ ３：フォーカスレンズ駆動部 ４：ズームレンズ駆動部
５：絞り部材 ６：絞り部材駆動部 ８：撮像素子 ９：撮像素子駆動部
１０：撮像素子固定部 １１： 撮影モード設定部
１２：レリーズスイッチ １３：映像表示部 １４：測光部 １５：絞り値選択部
１６：記録映像条件設定部 ２１：撮像信号処理回路 ２２：ＡＦ信号処理回路
２３：システム制御回路 ２３ａ：ＣＰＵ ２３ｂ：メモリ ２４：記録部

Claims (8)

1. フォーカスレンズを含む撮像光学系の一部および前記撮像光学系を介して投影される被写体像を光電変換する撮像素子のうち少なくとも何れか一方を光軸方向に往復移動させるウォブリング動作によって合焦状態を判定する自動焦点調節装置であって、
   前記ウォブリング動作を制御する制御手段と、
   撮影モードを設定する撮影モード設定手段とを有し、
   前記制御手段は、前記撮影モード設定手段によって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも前記ウォブリング動作の移動量を少なくするように制御することを特徴とする自動焦点調節装置。
2. 絞り値を選択する絞り値選択手段を更に有し、
   前記絞り値選択手段は、前記撮影モード設定手段によって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも選択できる絞り値の範囲を狭くし、
   前記制御手段は、前記絞り値選択手段により選択された絞り値に対応した前記ウォブリング動作の移動量に基づいて、前記ウォブリング動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
3. 前記絞り値選択手段は、前記撮影モード設定手段によって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも選択できる範囲を狭くした絞り値を、撮影者によって選択可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
4. 前記絞り値選択手段は、前記撮影モード設定手段により動画撮影モードが設定されている場合、映像に前記ウォブリング動作による振動または音が記録されないウォブリング動作の移動量の範囲に対応した絞り値の範囲を、選択できる絞り値の範囲にすることを特徴とする請求項２または３に記載の自動焦点調節装置。
5. 記録する映像の記録画素数と前記撮像素子の撮像面積に対して記録する映像の面積の割合を示すクロップ量とを取得する取得手段を更に有し、
   前記絞り値選択手段は、前記取得手段により取得された記録画素数およびクロップ量に基づいて、選択できる絞り値の範囲を設定することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の自動焦点調節装置。
6. 撮像素子の記録画素数をＸ₀とし、実際に記録する記録画素数をＸとし、クロップ量をＣとしたとき、
   記録画素数ＸがＸ₀であり、クロップ量Ｃが１／１である場合において、
   選択できる絞り値ｆ₀の範囲がｆ₁≦ｆ₀≦ｆ₂であるとき、
   前記絞り値選択手段は、前記取得手段により取得された記録画素数Ｘおよびクロップ量Ｃに基づいて、前記選択できる絞り値ｆを
   ｆ₁×√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））≦ｆ≦ｆ₂×√（Ｘ／（Ｘ₀×Ｃ））
   の範囲に設定することを特徴とする請求項５に記載の自動焦点調節装置。
7. フォーカスレンズを含む撮像光学系の一部および前記撮像光学系を介して投影される被写体像を光電変換する撮像素子のうち少なくとも何れか一方を光軸方向に往復移動させるウォブリング動作によって合焦状態を判定する自動焦点調節装置の制御方法であって、
   前記ウォブリング動作を制御する制御ステップと、
   撮影モードを設定する撮影モード設定ステップとを有し、
   前記制御ステップでは、前記撮影モード設定ステップによって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも前記ウォブリング動作の移動量を少なくするように制御することを特徴とする自動焦点調節装置の制御方法。
8. フォーカスレンズを含む撮像光学系の一部および前記撮像光学系を介して投影される被写体像を光電変換する撮像素子のうち少なくとも何れか一方を光軸方向に往復移動させるウォブリング動作によって合焦状態を判定する自動焦点調節装置を制御するためのプログラムであって、
   撮影モードを設定する撮影モード設定ステップと、
   前記撮影モード設定ステップによって動画撮影モードが設定されている場合、静止画撮影モードが設定されている場合よりも前記ウォブリング動作の移動量を少なくするように制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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