JP2011133574A

JP2011133574A - 撮像装置及びその制御方法、プログラム

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Publication number: JP2011133574A
Application number: JP2009291411A
Authority: JP
Inventors: Yasusuke Morimoto; 庸介森本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP5438496B2

Abstract

【課題】動画撮影モード中にマニュアルフォーカスモードが選択された状態で、静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合でも、良好な合焦状態の静止画を撮影できる技術の実現。
【解決手段】撮像手段と、焦点検出手段と、前記焦点検出手段により検出された合焦状態に応じて前記撮影光学系の焦点調節部材を移動して焦点調節を実行するオートフォーカスモードと、撮影者の操作により前記焦点調節部材を移動して焦点調節を行うマニュアルフォーカスモードのいずれかを選択する焦点調節モード選択手段と、動画撮影モードと、静止画撮影モードのいずれかを選択するためのモード切替手段と、前記動画撮影モード中に前記マニュアルフォーカスモードが選択された状態で、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合、前記オートフォーカスモードによる焦点調節を実行するよう制御する制御手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動画撮影モードと静止画撮影モードとを有する撮像装置やその制御方法に関するものである。

最近のデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置には、撮像素子から出力される撮像信号を動画として記録する動画撮影モードと、静止画として記録する静止画撮影モードの両方を兼ね備えたものがある。このようなカメラでは、撮影者がモード切り替えスイッチなどを操作することで、動画撮影モードと静止画撮影モードのどちらかを選択できるものが一般的である。

また撮影者によるモード切り替え操作の煩わしさや、切り替え操作に伴う撮影タイムラグなどを軽減するために、動画撮影モード中に静止画撮影スイッチが押されると、一時的に静止画撮影モードに切り替わって静止画を撮影できるカメラがある。例えば、特許文献１では、単に撮像信号を静止画として記録するだけでなく、自動露出制御（ＡＥ）やオートフォーカス（ＡＦ）制御などの動作条件も一時的に静止画撮影に適した状態に切り替わるように構成されている。

特開２００１−３６７８７号公報

一般的な撮像装置は、被写体像を合焦させる焦点調節機能として、自動で焦点調節を実行するオートフォーカスモードと、撮影者が手動で焦点調節を行うマニュアルフォーカスモードの両方を備えている。ここで、例えば動画撮影モードでマニュアルフォーカスモードが選択されている状態で、特許文献１のように静止画撮影用のレリーズスイッチが押されて静止画撮影モードへの切り替えがなされて静止画撮影が実行されると、以下に述べるような不都合がある。

第１に、動画撮影モードと静止画撮影モードでは、自動露出制御の動作条件が一般に異なっているため、マニュアルフォーカスモードにて動画撮影モードで合焦状態であっても、静止画撮影モードに切り替わるとピントがボケた静止画が記録されてしまう。すなわち、自動露出制御のパラメータとしては、絞りやＮＤフィルターなどの光学的手段、撮像素子の露光時間制御や撮像信号の増幅率を制御するゲイン制御などの電気的手段などがある。これらの各手段を用いた自動露出制御は、例えば動画撮影モードでは動画として滑らかに見えるように、撮像素子の露光時間を動画の更新周期（ＮＴＳＣ規格では６０Ｈｚ）に合わせて１／６０秒にできるだけ保持する。更に、絞りやＮＤフィルターなど他の露出制御手段を優先的に使用して露出を制御する。これに対して、静止画撮影モードで撮像素子の露光時間制御をより積極的に変化させて露出制御を行うなど、動画撮影モードとは異なる制御が行われる。

また、動画撮影モードと静止画撮影モードとで、画像のアスペクト比や、撮像される画像の見かけ上の画角が異なることがあるが、このような場合は撮像される被写体範囲が異なるので、適正露光とするための自動露出制御の制御状態が異なることになる。なお、アスペクト比が異なる例としては、例えば動画のアスペクト比が１６：９、静止画が４：３のような場合などがある。また、画像の見かけ上の画角が異なる例としては、例えば静止画の方が動画より多くの画素で記録するために、撮像素子の撮像面の有効範囲を広くする結果、記録された画像の画角が見かけ上、動画に比べて広角になるような場合などがある。

ここで、光学的な露出制御手段である絞りやＮＤフィルターの状態が異なると、撮像素子上の被写体像の合焦状態が変化することが知られている。例えば、ＮＤフィルターが光路上に挿入されている場合とそうでない場合には、撮影光学系の光路長が変化するために、被写体像の合焦状態が変化する。また、絞りの開口径が異なる場合、絞りの開口面における光線の収差が異なるために、被写体像の合焦状態が変化することが知られている。更に、絞りやＮＤフィルターによる合焦状態の変化量は、撮影光学系のばらつきにより一般に個体差を持っているため、個体差に拠らない一律の補正制御などでは十分に補正できない場合がある。

前述したように、動画撮影モードと静止画撮影モードでは自動露出制御の内容が異なるので、動画撮影モードから静止画撮影モードへの切り替えに伴い光学的手段である絞りやＮＤフィルターの状態が変化する場合がある。これによって、前述のように被写体像の合焦状態が変化してしまうため、動画撮影モード中にマニュアルフォーカスモードにより合焦状態であっても、静止画撮影モードに切り替わることでピントがボケた静止画が撮影される。

第２に、動画撮影モードと静止画撮影モードとでは、焦点調節制御に求められる合焦精度が異なる。このため、上記第１の問題と同様に、動画撮影モード中にマニュアルフォーカスモードにより合焦状態であっても、静止画撮影モードに切り替わることでピントがボケた静止画が撮影されてしまう。すなわち、露出制御手段である絞りの開口径によって、焦点調節制御に求められる合焦精度は異なる。絞りの開口径が小さいほど被写体像が合焦と見なせる範囲が広くなるため、合焦精度は低くてもよく、逆に開口径が大きいほど高い合焦精度が必要となる。前述のように、動画撮影モードから静止画撮影モードに切り替わることで絞りの状態が変化する場合で、絞りの開口径が大きくなる方向へ変化すると、動画撮影モードで合焦状態であっても、静止画撮影モードに切り替わることでピントのボケが発生してしまう。

また、被写体像を撮像する撮像素子の画素数から、動画または静止画として記録する画素数に変換する際の画素の圧縮比率によっても、焦点調節制御に求められる合焦精度は異なる。一般的には、動画の記録画素数は動画の規格により規定されているが（ハイビジョンでは１９２０×１０８０画素など）、静止画の記録画素数は解像度を高めるために動画よりも多くなっていることが多い。このように記録画素数が異なる場合、撮像素子の撮像画素数を異ならせる他に、撮像信号を出力する際に複数の画素の信号を加算して画素数を減らす手法や、出力された撮像信号を画像処理回路にて圧縮することで画素数を減らす手法などが用いられる場合もある。このような画素の加算や圧縮が行われると、被写体像のピントのボケが発生しにくくなるため、焦点調節制御に求められる合焦精度は低くてもよく、逆に加算や圧縮が行われなかったり、圧縮比率が低いと高い合焦精度が必要となる。このため、動画の圧縮比率より静止画の圧縮比率が低い場合、静止画の方がピントのボケが見えやすくなる結果、動画撮影モードで合焦状態であっても、静止画撮影モードに切り替わることでピントのボケが発生してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、動画撮影モード中にマニュアルフォーカスモードが選択された状態で、静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合でも、良好な合焦状態の静止画を撮影できる技術を実現する。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮影光学系を介して入射した被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号から被写体の合焦状態を検出する焦点検出手段と、前記焦点検出手段により検出された合焦状態に応じて前記撮影光学系の焦点調節部材を移動して焦点調節を実行するオートフォーカスモードと、撮影者の操作により前記焦点調節部材を移動して焦点調節を行うマニュアルフォーカスモードのいずれかを選択する焦点調節モード選択手段と、撮影者の操作により前記撮像信号を動画として記録する動画撮影モードと、静止画として記録する静止画撮影モードのいずれかを選択するためのモード切替手段と、前記動画撮影モード中に前記マニュアルフォーカスモードが選択された状態で、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合、前記オートフォーカスモードによる焦点調節を実行するよう制御する制御手段と、を有する。

本発明によれば、動画撮影モードと静止画撮影モードとを備えた撮像装置において、動画撮影モード中にマニュアルフォーカスモードが選択された状態で、静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合でも、良好な合焦状態の静止画を撮影できる。

本発明に係る実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。本発明に係る実施形態１の焦点調節制御を示すフローチャートである。リアフォーカスレンズシステムにおける電子カム軌跡を例示する図である。実施形態１のフォーカスレンズ位置補正演算を説明する図である。実施形態２の焦点調節制御を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

［実施形態１］以下に、本発明の撮像装置をデジタルビデオカメラに適用した実施形態について説明する。なお、本発明は、撮像素子から出力される撮像信号を動画として記録する機能と、静止画として記録する機能の両方を兼ね備えた、デジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯情報端末、カメラ付き携帯電話などにも適用可能である。

＜撮像装置の構成＞先ず、図１を参照して、実施形態１の撮像装置の構成について説明する。図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍率を調節する変倍率調節部材としての変倍レンズ（以下、ズームレンズ）、１０３ａは被写体像の光量を調節する絞り、１０３ｂはＮＤフィルター、１０４は固定の第２群レンズである。また、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能と焦点調節機能を兼ね備えた焦点調節部材としてのフォーカスコンペレンズ（以下、フォーカスレンズ）である。これらによって撮影光学系が構成される。１０６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子で、撮影光学系を介して撮像面上に入射した被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。１０７は撮像素子１０６の動作を制御し、かつ撮像素子１０６の出力をサンプリングする撮像制御回路である。撮像制御回路１０７は、後述するカメラ制御回路１１４からの制御指令に基づき、撮像素子１０６の露光時間の制御や、撮像信号の増幅率を制御するゲイン制御、撮像素子の複数の画素の信号を加算する制御などを行う。

カメラ信号処理回路１０８は、撮像制御回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施すことにより映像信号を生成すると共に、後述するカメラ制御回路１１４からの制御指令に基づき、撮像信号を動画または静止画データに変換する。このとき、撮像制御回路１０７からの出力信号の画素数から、動画データまたは静止画データの画素数に変換するための圧縮／伸張処理を行う。

表示装置１０９はＬＣＤなどからなり、カメラ信号処理回路１０８からの出力信号を表示し、撮影者が画像をモニタするために使用されると共に、撮影者に対してカメラの動作状態や各種の警告などを表示する。記録装置１１３は、カメラ信号処理回路１０８において記録用に変換された動画データまたは静止画データを、磁気テープ、光ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に記録する。

１１０はズームレンズ１０２を移動させるための駆動源であるモータ、１１１はフォーカスレンズ１０５を移動させるための駆動源であるモータである。１１５ａおよび１１５ｂはそれぞれ、絞り１０３ａの開口径およびＮＤフィルター１０３ｂの挿入状態を変化させるための駆動源であり、モータもしくは所謂ガルバノ方式のアクチュエータ等が用いられる。上記各駆動源は、後述するカメラ制御回路１１４からの制御指令に応じて制御される。なお、前記各駆動源にて駆動されるレンズ、絞りおよびＮＤフィルターの駆動位置は、図示しない位置検出手段により検出され、カメラ制御回路１１４での各種制御に使用される。位置検出手段としては、検出位置にセンサを設けたり、ステッピングモータを駆動源として使用しているならば、モータ駆動パルス数をカメラ制御回路１１４でカウントすることで位置を検出する形態が考えられる。

カメラ制御回路１１４は、ビデオカメラ全体の動作を司るマイクロコンピュータ（以下、マイコン）であり、本発明に係る各種制御もこのマイコンにより実現される。１１２はカメラ信号処理回路１０８で生成される映像信号から高周波成分を抽出して焦点信号を生成する焦点信号処理回路である。この焦点信号は、撮像された被写体像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は被写体像の合焦状態によって変化するので、結果的に被写体像の合焦状態を表す信号となる。ビデオカメラが、オートフォーカス（ＡＦ）モードの場合には、この焦点信号を使用して焦点検出手段としてのカメラ制御回路１１４にて公知のオートフォーカス制御が実行される。すなわち、焦点信号は、被写体像が合焦状態のときに最大となる特性がある。この特性を利用し、フォーカスレンズ１０５を移動させて焦点信号の変化を検出し、焦点信号が最大となる位置にフォーカスレンズ１０５を移動させることで、被写体像を合焦させることができる。

また、カメラ信号処理回路１０８からは、映像信号の輝度信号成分がカメラ制御回路１１４に出力される。カメラ制御回路１１４はこの輝度信号成分に基づいて、輝度信号成分が常に適正値になるように自動露出制御を行う。すなわち、輝度信号成分が適正値になるように絞り１０３ａの開口径、ＮＤフィルター１０３ｂの挿入状態、撮像制御回路１０７による撮像素子１０６の露光時間や撮像信号の増幅率を適宜組み合わせて制御する。前述したように、ビデオカメラが動画撮影モードのときと静止画撮影モードのときとでは、一般に、撮像素子１０６の露光時間や撮像信号の増幅率の制御の組み合わせが異なっている。

１１６はＤＲＡＭやフラッシュＲＯＭなどで構成された記憶媒体であるメモリであり、カメラ制御回路１１４で行う処理のプログラムや、処理で使用するデータを記憶する。
１１７はモード切替スイッチで、撮影者がビデオカメラの動作モードを設定するときに操作する。動作モードには、例えば、動画撮影モードや静止画撮影モードなどの撮影モードや、記録装置１１３で記録された画像データを再生する再生モードなどが含まれる。また、本発明のように動画撮影モード時に一時的に静止画撮影モードに移行して静止画撮影を行うモードを、通常の動画撮影モードとは別のモードとして設定可能としてもよい。

１１８は撮影者が動画撮影の開始又は終了を指示するために操作する動画撮影スイッチ、１１９は静止画撮影の開始を指示するために操作する静止画撮影スイッチ（レリーズスイッチ）である。１２０は焦点調節モード選択手段としてのＡＦ／ＭＦモード選択スイッチであり、撮影者がオートフォーカスモード（以下、ＡＦモード）またはマニュアルフォーカスモード（以下、ＭＦモード）を選択するときに操作する。ＡＦモードが選択されている場合には、カメラ制御回路１１４により自動焦点制御処理が実行される。一方、ＭＦモードが選択されている場合には、後述するフォーカス操作部１２１を撮影者が操作することによってフォーカスレンズ１０５が駆動され、手動による焦点調節を行うことができる。なお、ＭＦモードでは撮影者がフォーカス操作を行わない限り、フォーカスレンズ１０５は駆動されないので、ＡＦモードで被写体像が合焦した後、撮影者がその状態を保持したい場合には、ＭＦモードに切り替えることで自動焦点制御を停止させることができる。

１２１はフォーカス操作部であり、ＭＦモードが選択されている状態で撮影者が手動による焦点調節を行うときに操作する。焦点調節の方向として無限方向と至近方向が指定できるようになっており、無限方向に操作すると遠方の被写体に合焦する方向にフォーカスレンズ１０５が移動される。一方、至近方向に操作すると近くの被写体に合焦する方向にフォーカスレンズ１０５が移動される。フォーカス操作部１２１としては、スイッチの他、回転操作されるリングやダイヤルでも良く、一般的にはリングやダイヤルの方がスイッチよりも微細な焦点調節が可能である。

１２２は撮影者がズームレンズ１０２の変倍率を変更するためのズーム操作部であり、スイッチやボリュームキー、リング等が用いられる。撮影者が広角（ワイド）方向に操作するとズームレンズ１０２が広角側に移動され、望遠（テレ）方向に操作するとズームレンズ１０２が望遠側に移動される。また、詳細は後述するが、変倍に伴う焦点面の移動を補正するため、フォーカスレンズ１０５もズームレンズ１０２の移動に伴って所定の軌跡を辿るよう移動される。１１７から１２２の各スイッチや操作部の出力はカメラ制御回路１１４に入力され、それぞれの機能に応じた制御処理がカメラ制御回路１１４にて実行される。

＜焦点調節制御＞次に、図２のフローチャートを参照して、撮影モードが切り替えられた場合の焦点調節制御について説明する。以下では、動画撮影モード中に静止画撮影スイッチを押すと、一時的に静止画撮影モードに切り替わって静止画撮影が実行され、静止画撮影後に所定時間経過しても撮影者のカメラ操作が行われない場合、再び動画撮影モードに戻るものとする。このような動作は、モード切替スイッチ１１７が動画撮影モードの場合に実行するようにしてもよく、通常の動画撮影モードとは別のモードとして設定可能としてもよい。また通常の動画撮影モードの場合に本処理を実行するかどうかを、予め撮影者がビデオカメラの各種設定メニューなどで設定するようにしてもよい。

図２において、ステップＳ１０１では、ビデオカメラの動画撮影モードで実行される各種カメラ制御処理が行われる。この処理の詳細の説明は省略する。次に、ステップＳ１０２、Ｓ１０３において、それぞれズームレンズおよびフォーカスレンズの位置を位置検出手段より読み込む。

次にステップＳ１０４にて、ＭＦモードが選択されているかどうかを判定する。ＭＦモードでないと判定された場合はステップＳ１０７に移行する。一方、ＭＦモードであると判定された場合は、ステップＳ１０５、Ｓ１０６において、それぞれズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の位置をメモリ１１６にバックアップし、ステップＳ１０７に移行する。バックアップされたズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５の位置情報は、後述するように撮影者の操作により静止画撮影モードに切り替えられた後、再度動画撮影モードに戻ったときのフォーカスレンズ１０５の移動先を決定するために使用される。

ステップＳ１０７では、撮影者により静止画撮影スイッチ１１９が操作されたかどうかを判定する。操作されていないと判定された場合は、ステップＳ１０１に戻り、動画撮影モード処理を継続する。一方、静止画撮影スイッチ１１９が操作されたと判定された場合は、ステップＳ１０８に移行し、静止画撮影モードへの切り替え処理を実行する。この際、上述した撮像素子の画素信号を加算する制御や画素数の圧縮／伸張処理時の比率などの制御条件も、動画用のものから静止画用のものに切り替えられる。静止画撮影モードへの切り替え処理が完了すると、ステップＳ１０９に移行する。

ステップＳ１０９では、自動露出制御処理が実行される。既にステップＳ１０８で静止画撮影モードへの切り替えが行われているので、ここでは静止画撮影用の露出制御が実行され、動画撮影モードのときの露出条件とは異なった状態となる。

ステップＳ１１０は、本発明の特徴的な処理であり、動画撮影モード中にＭＦモードが選択されている場合でも、上述した公知のＡＦ制御処理を実行する。これにより、静止画撮影モードへの切り替えによって絞りやＮＤフィルターの状態が変化したり必要な合焦精度が変化しても、ＡＦ制御処理により良好な合焦状態の画像を記録することができる。

次にステップＳ１１１に移行し、ＡＦ制御による被写体像の合焦が完了したか判定する。合焦が完了していない場合はステップＳ１１０に戻り、ＡＦ制御処理を継続する。一方、合焦が完了していると判定された場合はステップＳ１１２に移行する。

ステップＳ１１２では、カメラ制御回路１１４における静止画撮影処理のための準備が完了したかどうかを判定する。ここでは例えば、表示装置１０９への合焦状態などの状態表示が完了しているかどうかや、記録装置１１３への書き込み準備が完了しているかどうかなどの確認が行われる。準備が完了していないと判定した場合は完了するまで準備処理を継続し、準備が完了したらステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１３では静止画の撮影、記録処理が実行され、ステップＳ１１４にて記録が完了したかどうかを判定する。完了していない場合はステップＳ１１３に戻り撮影、記録処理を継続し、記録が完了していればステップＳ１１５に移行する。

ステップＳ１１５では、静止画撮影後に撮影者のカメラ操作が行われない状態の経過時間を計測するために、動画撮影モード復帰カウンタ変数ＣＮＴを０で初期化する。次にステップＳ１１６で、撮影者により続けて静止画撮影スイッチ１１９が操作されたかどうかを判定する。操作されたと判定された場合はステップＳ１０９に戻り、以降の静止画撮影処理を繰り返し行う。一方、静止画撮影スイッチ１１９が操作されていないと判定した場合には、ステップＳ１１７に移行し、撮影者により静止画撮影以外の他の操作、例えばズーム操作部１２２によるズーミング操作などが行われたかどうかを判定する。他の操作が行われたと判定された場合は、ステップＳ１１９にて操作に応じた処理を実行し、ステップＳ１１５に戻り、動画撮影モード復帰カウンタ変数ＣＮＴを再度０で初期化する。一方、他の操作が行われていないと判定された場合は、ステップＳ１１８にて動画撮影モード復帰カウンタ変数ＣＮＴの値を１つインクリメントする。

次に、ステップＳ１２０では、動画撮影モード復帰カウンタ変数ＣＮＴの値が、再び動画撮影モードに戻るまでの所定時間に相当するしきい値よりも大きいかどうかを判定する。しきい値以下の場合は動画撮影モードには復帰せず、ステップＳ１１６に戻り静止画撮影モード処理を継続する。一方、しきい値を超えていると判定された場合はステップＳ１２１に移行し、動画撮影モードへの切り替え処理を実行してステップＳ１２２に移行する。

ステップＳ１２２では、動画撮影モード中にＭＦモードが選択されているかどうかを判定する。ＭＦモードでないと判定された場合は、ステップＳ１０１に戻り、動画撮影モード処理を行う。一方、ＭＦモードであると判定された場合はステップＳ１２３に移行し、後述するように前回動画撮影モード時のピント位置にフォーカスレンズ１０５を戻す処理を実行する。

ステップＳ１２３では、ステップＳ１０２と同様にズームレンズ１０２の位置を読み込む。次にステップＳ１２４にて、ステップＳ１２３で読み込んだズームレンズ位置と、ステップＳ１０５でバックアップされてメモリ１１６に記憶されたズームレンズ位置とを比較する。静止画撮影モードで撮影者がズーム操作部１２２を操作していない場合は、ズームレンズ位置は等しくなるので、その場合はステップＳ１２５に移行し、ステップＳ１０６でバックアップされたフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を移動して停止する。その後、ステップＳ１０１に戻り、動画撮影モード処理を行う。このように、動画撮影モードに戻った際に、前回動画撮影モード時のフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻すことで、動画撮影モード時における合焦状態を前回動画撮影モード時と同じにすることができる。

一方、静止画撮影モード中に撮影者がズーム操作部１２２を操作していた場合は、ステップＳ１２４でズームレンズ位置は異なっていると判定される。その場合は、ステップＳ１２６に移行し、メモリ１１６にバックアップされたフォーカスレンズ位置に対して、変倍に伴う焦点面の移動を補正するためのフォーカスレンズ位置補正演算を実行する。ここでの演算の詳細については後述する。ステップＳ１２７では、ステップＳ１２６で算出されたフォーカスレンズ補正位置にフォーカスレンズ１０５を移動して停止する。その後、ステップＳ１０１に戻り、動画撮影モード処理を行う。このように、前回動画撮影モード時とズームレンズ位置が異なっていても、バックアップされたフォーカスレンズ位置に対して変倍に伴う焦点面の移動を補正した位置にフォーカスレンズ１０５を戻すことで、合焦状態を前回動画撮影モード時と略同等にできる。

＜フォーカスレンズ位置補正演算＞次に、図３及び図４を参照して、ステップＳ１２６で実行されるフォーカスレンズ位置補正演算について説明する。図１に示した絞り１０３ａよりも撮像面側に焦点調節を行うフォーカスレンズ１０５が配置されているレンズシステムは、リアフォーカスタイプと呼ばれている。このようなレンズシステムでは、変倍に伴って焦点面が移動する。すなわち被写体距離が等しくても、焦点距離、つまりズームレンズ１０２の位置が異なると、被写体像を合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置が異なる。各被写体距離において焦点距離（ズームレンズ１０２の位置）を変化させたときのフォーカスレンズ１０５の位置を連続してプロットすると、図３のようになる。このようなレンズシステムを備えた撮像装置では、図３に示す複数の軌跡（電子カム軌跡とも呼ばれる）情報やこれに対応する情報（すなわち、軌跡そのものを示す情報でもレンズ位置を変数とした関数でもよい）を記憶している。そして、フォーカスレンズとズームレンズの位置に基づいて軌跡を選択して、この選択した軌跡を辿りながらズーミングを行う。

このように、リアフォーカスタイプのレンズシステムでは、変倍に伴って焦点面が移動するため、これを補正するためのフォーカスレンズ位置補正演算が必要となる。この補正演算について図４を参照して説明する。

図４は、図３からある特定の被写体距離（例えば５ｍ）の電子カム軌跡のみを抜き出したものである。本実施形態の動画撮影モードで、ズームレンズ位置が図４のＺ１の位置でＭＦモードが選択されていて、そのときの被写体距離が５ｍであるとする。このとき、図２のステップＳ１０５ではズームレンズ位置Ｚ１がバックアップされ、ステップＳ１０６ではフォーカス位置Ｆ１がバックアップされる。その後、撮影者により静止画撮影スイッチ１１９が操作されて静止画撮影モードに切り替わり、さらに静止画撮影モードで撮影者のズーム操作により、ズーム位置が図４のＺ２の位置に変更されたとする。

その後、撮影者のカメラ操作が行われない状態で所定時間が経過すると、動画撮影モードへの切り替え処理が実行される。このとき、図２のステップＳ１２４ではバックアップされたズームレンズ位置Ｚ１と、現在のズームレンズ位置Ｚ２が比較され、Ｚ１≠Ｚ２であるのでステップＳ１２６でフォーカスレンズ位置補正演算が実行される。

この演算ではまず、バックアップされたズームレンズ位置Ｚ１およびフォーカスレンズ位置Ｆ１に基づいて、（Ｚ１，Ｆ１）から決まる点Ｐ１を通る電子カム軌跡Ｌを特定する。そして、電子カム軌跡Ｌ上で、ズームレンズ位置がＺ２である点Ｐ２の、フォーカスレンズ補正位置Ｆ２を演算する。これらの演算は、上述したように撮像装置に記憶された電子カム軌跡情報を用いて、公知の内挿演算などを適用することで容易に可能である。この演算により、ズームレンズ位置がＺ１からＺ２に変化したことによる焦点面の変化を補正するためのフォーカスレンズ補正位置Ｆ２を算出することができる。

以上が、ステップＳ１２６で実行されるフォーカスレンズ位置補正演算である。ここで算出されたフォーカスレンズ補正位置Ｆ２に、ステップＳ１２７にてフォーカスレンズ１０５を移動させることで、前回動画撮影モード時とはズームレンズ位置が異なっていても、合焦状態を前回動画撮影モード時と略同等にすることができる。

実施形態１によれば、動画撮影モード中にＭＦモードの状態で、静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合に、絞りやＮＤフィルターの状態が変化したり必要な合焦精度が変化しても、ＡＦ制御を行うことで良好な合焦状態の静止画を撮影できる。
また、静止画撮影モードに切り替わったのち、再び動画撮影モードに戻った際には、前回動画撮影モードの時の位置にフォーカスレンズを戻すので、動画撮影モード状態における合焦状態を前回動画撮影モードのときと同じにすることができる。またその際にズームレンズ位置が変化していても、変倍に伴う焦点面の変化を補正した位置にフォーカスレンズを戻すので、合焦状態を前回動画撮影モードのときと略同等にすることができる。

［実施形態２］次に、実施形態２について説明するが、撮像装置の構成については、図１と同様であるので説明は省略する。この実施形態２では、動画撮影モードで静止画撮影スイッチを押し、一時的に静止画撮影モードに切り替わった際に、被写体像の合焦状態が変化するような撮影パラメータの変化があった場合にのみＡＦ制御処理を実行する。

図５は実施形態２の焦点調節制御を示すフローチャートである。なお、図５のステップＳ５０１〜Ｓ５０７、Ｓ５０９〜Ｓ５１０、Ｓ５１２〜Ｓ５２９は、それぞれ、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０７、Ｓ１０８〜Ｓ１０９、Ｓ１１０〜Ｓ１２７と同一の処理内容であるので説明は省略し、相違点についてのみ説明する。

ステップＳ５０７で、撮影者により静止画撮影スイッチ１１９が操作されたと判定されると、ステップＳ５０８に移行する。ステップＳ５０８では、被写体像の合焦状態の変化に関わる撮影パラメータである絞りやＮＤフィルター、画素の加算や圧縮などの情報を、動画撮影モードでの値としてメモリ１１６にバックアップする。

ステップＳ５０９、Ｓ５１０では、静止画撮影モードへの切り替えと自動露出制御が実行される。その後、ステップＳ５１１にて、静止画撮影モードでの上記撮影パラメータの値と、メモリ１１６にバックアップされている動画撮影モードでの値とを比較し、パラメータが変更されているかどうかを判定する。ここでパラメータが変更されていると判定された場合は、実施形態１と同様に、ステップＳ５１２にてＡＦ制御処理を実行する。これにより、上記撮影パラメータの変更によって被写体像の合焦状態が変化しても、ＡＦ制御処理により良好な合焦状態の画像を撮影することができる。

一方、ステップＳ５１１にて、パラメータが変更されていないと判定された場合は、ＡＦ制御処理を実行せずに、ステップＳ５１４に移行する。以降の処理は、図２と同様である。

実施形態２によれば、動画撮影モードから静止画撮影モードへの切り替えによって被写体像の合焦状態が変化するような撮影パラメータの変化があった場合にのみ、ＡＦ制御処理を実行する。これにより、不要な焦点調節動作が実行されることを防止し、静止画撮影が実行されるまでの撮影タイムラグを軽減することができる。

［他の実施形態］本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上記実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

Claims

撮影光学系を介して入射した被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像信号から被写体の合焦状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により検出された合焦状態に応じて前記撮影光学系の焦点調節部材を移動して焦点調節を実行するオートフォーカスモードと、撮影者の操作により前記焦点調節部材を移動して焦点調節を行うマニュアルフォーカスモードのいずれかを選択する焦点調節モード選択手段と、
撮影者の操作により前記撮像信号を動画として記録する動画撮影モードと、静止画として記録する静止画撮影モードのいずれかを選択するためのモード切替手段と、
前記動画撮影モード中に前記マニュアルフォーカスモードが選択された状態で、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合、前記オートフォーカスモードによる焦点調節を実行するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
前記動画撮影モード中の前記マニュアルフォーカスモードによる前記焦点調節部材の位置を記憶する記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた後、再度動画撮影モードに戻った場合に、前記記憶手段に記憶されている前記焦点調節部材の位置に前記焦点調節部材を移動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮影光学系の変倍率を変更する変倍率調節部材と、
前記変倍率調節部材の位置の変化に伴う被写体像の合焦状態の変化を補正するための前記焦点調節部材の位置を演算する演算手段とを更に備え、
前記記憶手段は、前記動画撮影モード中の前記マニュアルフォーカスモードにおける、前記変倍率調節部材の位置を記憶し、
前記制御手段は、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた後、再度動画撮影モードに戻った場合に、前記変倍率調節部材の位置が前記記憶手段に記憶された位置と異なっている場合、前記記憶手段に記憶されている前記焦点調節部材の位置と前記演算手段による演算の結果とに応じて、前記変倍率調節部材の位置の変化に伴う前記合焦状態の変化を補正した位置に前記焦点調節部材を移動することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
撮影者の操作により静止画撮影の開始を指示する手段を更に備え、
前記動画撮影モード中に前記静止画撮影の開始が指示された場合に、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記動画撮影モード中に前記静止画撮影の開始が指示され、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた後、前記静止画撮影が終了してから撮影者の操作がない状態で所定の時間が経過した場合に、前記モード切替手段は前記動画撮影モードへ切り替えることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記撮影光学系は、絞り手段とフィルタ手段の少なくともいずれかを含み、
前記制御手段は、前記モード切替手段による前記動画撮影モード又は前記静止画撮影モードへの切り替えによって、前記絞り手段の絞りの状態及び前記フィルタ手段の挿入状態の少なくともいずれかが変化した場合に、前記オートフォーカスモードによる焦点調節を実行するよう制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像手段により生成された撮像信号の画素数を、動画又は静止画として記録する画素数へ変換する信号処理手段を更に備え、
前記制御手段は、前記モード切替手段による前記動画撮影モード又は前記静止画撮影モードへの切り替えによって、前記撮像手段で撮像した画素数と前記記録する画素数との比率が変化した場合に、前記オートフォーカスモードによる焦点調節を実行するよう制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
撮影光学系を介して入射した被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像信号から被写体の合焦状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により検出された合焦状態に応じて前記撮影光学系の焦点調節部材を移動して焦点調節を実行するオートフォーカスモードと、撮影者の操作により前記焦点調節部材を移動して焦点調節を行うマニュアルフォーカスモードのいずれかを選択する焦点調節モード選択手段と、
撮影者の操作により前記撮像信号を動画として記録する動画撮影モードと、静止画として記録する静止画撮影モードのいずれかを選択するためのモード切替手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記動画撮影モード中に前記マニュアルフォーカスモードが選択された状態で、前記モード切替手段により前記静止画撮影モードへの切り替えがなされた場合、前記オートフォーカスモードによる焦点調節を実行するよう制御する制御工程を有することを特徴とする制御方法。
請求項８に記載の制御方法を撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラム。