JP2012098594A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速連続撮影の際、ユーザの撮影意図を正確に反映することができＡＦ測距スキャン時間を短縮させる。
【解決手段】撮像手段と、撮像手段により撮像した画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段の表示面に設置され、表示された画像に対するユーザの位置指定を受け付ける位置指定受付手段と、レンズを焦点調節の範囲内で移動させるレンズ移動手段と、レンズ移動手段により移動されるレンズ位置ごとに、ユーザが位置指定受付手段を介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲について、撮像手段から出力される画像信号から算出される画像の鮮鋭度を示す評価値を算出する評価値算出手段と、算出された評価値に基づき合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、所定の対象距離範囲について、合焦位置決定手段により決定された複数の合焦位置における撮影を高速に行う高速連続撮影制御手段と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の合焦位置での高速連続撮影を行う撮像装置および撮像方法に関する。

従来より、撮像装置のオートフォーカス機能の１種として、被写体情報から、カメラが自動的に複数点の合焦位置を決定し、それぞれの距離にピントを移動しながら、高速連続撮影を行い、その結果をマルチピクチャフォーマットのファイルとして保存することで、ユーザが撮影後に、好みの領域に合焦した画像を選択することを可能とした機能がある（例えば、特許文献１）。このような機能は、本出願人により「マルチターゲットＡＦ」機能と称され一部製品に搭載されている。この機能は、花の接写など、所望の合焦位置が画面内に多数あるシーンを撮影する場合に有効な機能である。

このマルチターゲットＡＦ機能では、複数点の合焦位置を決定するために、高速連続撮影の前にＡＦ測距スキャン動作を行っている。このＡＦ測距スキャン動作では、フォーカスレンズが移動可能な範囲全てにフォーカスレンズを移動させながら撮像した画像からＡＦ評価値を取得しそのピーク位置を順次選択し合焦位置を決定する、という動作を行っている。

また、従来技術として、特許文献２には、撮影者が画面上で指定した線に基づいてオートフォーカス領域を決定することで、焦点を合わせたい被写体を正確に指定することが可能な撮像装置が開示されている。

また、特許文献３には、上記ＡＦ測距スキャン動作が、フォーカスレンズが移動可能な範囲全てにフォーカスレンズを移動させながらＡＦ評価値を取得しそのピーク位置を順次選択するために処理時間がかかることから、特別に高速化した評価値スキャン動作（コントラスト方式のＡＦ動作等）を採用した撮像装置が開示されている。

しかしながら、今までの（例えば特許文献１の）ＡＦ測距スキャン動作は、常にフォーカスレンズが移動可能な範囲全てにフォーカスレンズを移動しながらＡＦ評価値を取得しそのピーク位置を順次選択して合焦位置を決定しているが、時にはユーザが意図していない合焦位置をカメラが選択することがあり、その結果、ユーザが意図していない合焦位置を含めた複数点の合焦位置をカメラが自動的に決定することがあった。その結果、ユーザの撮影意図を正確に反映した被写体にピント合わせができないという問題があった。またＡＦ測距スキャン動作の処理時間は、ユーザの撮影意図とは関係なく上記のように常に全域でＡＦしているため、常にある一定時間となるために処理時間が短縮できず、被写体によっては連続撮影時にシャッターチャンスを逃してしまうという問題があった。

一方、特許文献２に開示の撮像装置は、ユーザの撮影意図を正確に反映した被写体にピントを合わせることが可能であるが、ＡＦ測距スキャン時間を短縮し、シャッターチャンスを逃さないという問題は解消できていない。また、特許文献３に開示の撮像装置は、評価値スキャン動作を高速化しているが、ユーザの撮影意図を反映した高速連続撮影および最適な連続撮影枚数を実現しているとは言い難い。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速連続撮影の際、ユーザの撮影意図を正確に反映したピント合わせを行えるとともに最適な連続撮影枚数とすることができ、その結果高速連続撮影の前に行うＡＦ測距スキャン時間を短縮することができる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズを介して被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段の表示面に設置され、前記画像表示手段に表示された画像に対するユーザの位置指定を受け付ける位置指定受付手段と、前記レンズを焦点調節の範囲内で移動させるレンズ移動手段と、前記レンズ移動手段により移動されるレンズ位置ごとに、ユーザが前記位置指定受付手段を介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲について、前記撮像手段から出力される画像信号から算出される画像の鮮鋭度を示す評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値算出手段により算出された評価値に基づき合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、所定の対象距離範囲について、前記合焦位置決定手段により決定された前記複数の合焦位置における撮影を高速に行う高速連続撮影制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の撮像方法は、レンズを介して被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段の表示面に設置され、前記画像表示手段に表示された画像に対するユーザの位置指定を受け付ける位置指定受付手段と、前記レンズを焦点調節の範囲内で移動させるレンズ移動手段と、を備える撮像装置に対し、該撮像装置を制御する制御手段が、評価値算出手段として、前記レンズ移動手段により移動されるレンズ位置ごとに、ユーザが前記位置指定受付手段を介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲について、前記撮像手段から出力される画像信号から算出される画像の鮮鋭度を示す評価値を算出し、合焦位置決定手段として、前記評価値算出手段により算出された評価値に基づき合焦位置を決定し、高速連続撮影制御手段として、所定の対象距離範囲について、前記合焦位置決定手段により決定された前記複数の合焦位置における撮影を高速に行うことを特徴とする。

本発明によれば、高速連続撮影の際、ユーザの撮影意図を正確に反映したピント合わせが行え、さらに、高速連続撮影の前に行うＡＦ測距スキャン時間を短縮できたことにより、シャッターチャンスを逃さないという効果を奏する。

図１は、一実施形態であるデジタルカメラの前面および上面を示す斜視図である。 図２は、図１に示したデジタルカメラの上面および背面を示す斜視図である。 図３は、同デジタルカメラの前面および下面を示す斜視図である。 図４は、デジタルカメラ内部の制御系統の構成例を示す図である。 図５は、ＣＰＵが実行する制御プログラムのうち同実施形態において特徴的な主要部を示すブロック図である。 図６は、被写体の状況と位置関係の例を示す図である。 図７は、撮影可能な距離範囲の全域、すなわち、画面内のフォーカスエリア内の全域であり、かつ、撮影距離上の最短撮影距離から無限遠までのフォーカスポジションに対して、評価値スキャンした場合の、複数エリアにおける最も高い評価値の変化曲線を模擬的に足しあわせて示した図である。 図８は、マルチターゲットＡＦ処理を説明するフローチャートである。 図９は、一般的なジェスチャー操作の種類を例示した図である。 図１０は、公知のタップによる操作方法の一例を示す図である。 図１１は、同実施形態における被写体位置を指定するジェスチャー操作の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる撮像装置の一実施の形態であるデジタルカメラについて詳細に説明する。

（実施形態の概要）
本実施形態の撮像装置および撮像方法は、マルチターゲットＡＦ（本明細書では、オートフォーカスを「ＡＦ」と記す）の評価値スキャン動作を採り入れており、以下の特徴を有する。

要するに、画像モニターの表示面にタッチパネルを備えた撮像装置において、最初のタッチ操作により第１の合焦したい被写体を決定し、続けてドラッグ操作によりドラッグ操作の軌跡上に第１の合焦したい被写体以外の被写体を含めるように他の合焦したい被写体を決定し、最後にデタッチ操作により最後の１つの合焦したい被写体を決定するように操作することで、複数点の被写体位置選択を１回のジェスチャー操作でできるようにしたことが特徴になっている。

（一実施形態であるデジタルカメラの構成）
図１は、一実施形態であるデジタルカメラの前面および上面を示す斜視図である。また、図２は、図１に示したデジタルカメラの上面および背面を示す斜視図であり、図３は、同デジタルカメラの前面および下面を示す斜視図である。

同図に示すデジタルカメラ３０は、レンズを通った光を固体撮像素子で受け、固体撮像素子の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換してメモリカードに記録する撮像装置である。

デジタルカメラ３０本体の前面および上面には、一般的なデジタルカメラと同様に、ＰＯＷＥＲ（電源）ボタン１、シャッターボタン２、フラッシュ発光部３、ＡＦ補助光／セルフタイマーランプ４、レンズカバー５、マイク６、スピーカー７、レンズ８が配置されている。

デジタルカメラ３０の背面には、図２に示すように、画像モニター９、ズームレバー（望遠／広角）１０、モード切替スイッチ１１、再生ボタン１２、ＡＤＪ．ボタン１３、削除／セルフタイマーボタン１４、↑／ＭＯＤＥボタン１５、→／クイックレビューボタン１６、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１７、↓／マクロボタン１８、←／フラッシュボタン１９、ＤＩＳＰ．ボタン２０、ＡＶ出力端子２１、ＵＳＢ端子２２が配置されている。また、同デジタルカメラ３０の下面には、図３に示すように三脚ネジ穴２３、バッテリ／カードカバー２４が配置されている。

バッテリ／カードカバー２４を開けると、バッテリ挿入部とカード挿入部（いずれも図示せず）が設けられており、ここにバッテリとメモリカードが装填される。

モード切替スイッチ１１は、２ポジションのスライドスイッチで構成されており、その位置によりデジタルカメラ３０のモードを設定できる。静止画撮影や動画撮影などのカメラの操作は、このモード切替スイッチ１１を切り替えてから行う。デジタルカメラ３０のモードは、「シーンモード」、「静止画撮影モード」の２種類がある。

「静止画撮影モード」は、静止画を撮影するときに使用する。「シーンモード」は、ポートレート撮影に適した「ポートレートモード」、顔認識を行い顔の撮影に適した調整を行う「フェイスモード」、動きの早い被写体の撮影に適した「スポーツモード」、ピントが無限に合うようにする「遠景モード」、夜景撮影に適した「夜景モード」、夜景撮影の際に構図を決め易くする「高感度モード」、デジタルズームを使用して被写体を大きくマクロ撮影することができる「ズームマクロモード」、モノクロで画像撮影を行う「白黒モード」、セピア色に画像撮影を行う「セピアモード」、四角い被写体を斜め方向から撮影した場合に、撮影した画像を正面から撮影したように補正する「斜め補正モード」、文字の撮影に適した「文字モード」、動画撮影を行う「動画撮影モード」といった、様々な撮影モードを含む。

再生ボタン１２は、デジタルカメラ３０のモードを「再生モード」へ指示するボタンとして機能する。撮影モード（「静止画撮影モード」または「シーンモード」）時にこのボタンが押されると、再生モードとなり、最後に撮った静止画が画像モニター９に表示される。

レンズ８は、沈胴式のズームレンズで構成されており、ＰＯＷＥＲ（電源）ボタン１によりカメラの電源が投入され、モード切替スイッチ１１によりカメラのモードを撮影モードに設定することにより、デジタルカメラ３０から繰り出される。

ズームレバー（望遠／広角）１０は、シャッターボタン２の周囲に配置された３ポジションのレバーで構成されており、レンズ８のズームを指示する手段として機能する。デジタルカメラ３０は、撮影モード時のこのズームレバー（望遠／広角）１０を望遠側に操作すると、レンズ８は望遠側へのズームを行い、またズームレバー（望遠／広角）１０を広角側に操作すると、レンズ８は広角側へのズームを行い、レンズ８の焦点距離を変化させる。一方、再生モード時には、ズームレバー（望遠／広角）１０を広角側へ操作すると、再生中の画像が縮小表示され、ズームレバー（望遠／広角）１０を望遠側へ操作すると、再生中の画像が拡大され、再生した画像の表示倍率を変化させる。

シャッターボタン２は、２段式のスイッチで構成されており、半押し操作と押し切り操作が可能である。デジタルカメラ３０は、このシャッターボタン２の半押し操作により、ＡＥ（自動露出）／ＡＦ（オートフォーカス）機能が作動し、押し切り操作により、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）機能が作動し撮影を実行する。

画像モニター９は、カラー表示が可能な液晶ディスプレイと、タッチパネルで構成されており、再生モード時には撮影済み画像を表示するための画像表示パネルとして利用されるとともに、各種設定操作を行なう際のユーザインターフェース表示パネルとして利用される。また、撮影モード時には、必要に応じてライブビューが表示されて、画角確認用のファインダとして利用される。

ＡＤＪ．ボタン１３は、露出・ホワイトバランス・ＩＳＯ切り替えを独立して行えるようにしたボタンである。削除／セルフタイマーボタン１４は、再生時にファイルを削除するとき、および撮影時にセルフタイマーを機能させるときに使用する。

↑／ＭＯＤＥボタン１５、→／クイックレビューボタン１６、↓／マクロボタン１８、←／フラッシュボタン１９は、上下左右４方向の指示を入力する方向指示手段として機能し、たとえば、メニュー画面でメニュー項目の選択などに使用される。また、↑／ＭＯＤＥボタン１５は、所定の設定を行う際にも使用される。また、→／クイックレビューボタン１６は、再生モードに切り替えることなく画像モニター９に撮影画像を表示する際にも使用される。また↓／マクロボタン１８および←／フラッシュボタン１９はそれぞれ、マクロ機能の切換えおよびフラッシュ機能の切換えにも使用される。

ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１７は、各モードの通常画面からメニュー画面への遷移を指示するボタン（ＭＥＮＵボタン）として機能するととともに、選択内容の確定、処理の実行等を指示するボタン（ＯＫボタン）として機能する。

ＤＩＳＰ．ボタン２０は、画像モニター９のマークの表示／非表示を切り替えるなど、画面の表示状態の変更を指示するボタンとして機能する。撮影モード時、このボタンを１回押されるごとに、ヒストグラム表示→グリッドガイド表示→表示なし→画像モニターオフ→通常のマーク表示→ヒストグラム表示→・・・と切り替えられる。再生モード時、このボタンを１回押されるごとに、ヒストグラム表示→ハイライト表示→表示なし→通常のマーク表示→ヒストグラム表示→・・・と切り替えられる。また、このボタンは、入力操作のキャンセルや一つ前の操作状態に戻すことを指示するボタンとしても機能する。

図４は、デジタルカメラ３０内部の制御系統の構成例を示す図である。

デジタルカメラ３０は、全体の動作を中央処理装置（ＣＰＵ４０）によって統括制御されている。ＣＰＵ４０は、操作部４１（ＰＯＷＥＲ（電源）ボタン１、シャッターボタン２、ズームレバー（望遠／広角）１０、モード切替スイッチ１１、再生ボタン１２、ＡＤＪ．ボタン１３、削除／セルフタイマーボタン１４、↑／ＭＯＤＥボタン１５、→／クイックレビューボタン１６、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１７、↓／マクロボタン１８、←／フラッシュボタン１９、ＤＩＳＰ．ボタン２０）から入力される操作信号に基づき所定の制御プログラムに従ってデジタルカメラ３０の全体を統括制御する。ＣＰＵ４０にはバッテリ２５から電力が供給され、デジタルカメラ３０を構成する各回路には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３により電圧変換された電力が供給される。

バスを介してＣＰＵ４０と接続されたフラッシュＲＯＭ５８には、ＣＰＵ４０が実行する制御プログラム９０及び制御に必要な各種データ、ユーザ設定情報など（例えば、カメラ調整データ９１、カメラ設定データ９２）のデジタルカメラ３０の動作に関する各種設定情報等が格納されている。

メモリ（ＳＤＲＡＭ５４）は、ＣＰＵ４０の演算作業用領域、画像データ（Ｒａｗ−ＲＧＢ画像データ５５、ＹＵＶ画像データ５６、圧縮伸張画像データ５７）等の一時記憶領域として利用される。

鏡胴ユニット１００は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ８１、フォーカスレンズ８２、それらを制御するレンズ駆動部８６、絞り８３、絞り８３を制御する絞り駆動部８７、メカシャッタ８４、メカシャッタ８４を制御するシャッタ駆動部８８からなる。

レンズ駆動部８６、絞り駆動部８７、シャッタ駆動部８８は、ＣＰＵ４０からの駆動指令により駆動制御される。

デジタルカメラ３０の電源がオン状態になると、制御プログラム９０はメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）にロードされ、ＣＰＵ４０はその制御プログラム９０に従い装置各部の動作を制御する。それとともに制御に必要なデータ等を、一時的にメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に保存する。

フラッシュＲＯＭ５８は、書き換え可能な半不揮発性メモリなので、制御プログラム９０や制御に必要な各種データ、ユーザ設定情報を変更することが可能となり、機能のバージョンアップが容易に行えるという特徴をもつ。

デジタルカメラ３０は、操作部４１のモード切替スイッチ１１を撮影位置に合わせることで、撮影モードに設定され、撮影が可能になる。そして、撮影モードに設定されることにより、レンズ８が繰り出され、撮影スタンバイ状態になる。

この撮影モードの下、レンズ８を通過した被写体光は、絞り８３を介して固体撮像素子の受光面に結像される。

固体撮像素子は、ＣＣＤ８５で構成されており、その受光面には、所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配列された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを介して多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配置されている。

レンズ８を通過した被写体光は、各フォトダイオードによって受光され、入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。

各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ（ＴＧ８９）から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出され、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ４２）に加えられる。

アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ４２）は、入力された画素ごとのＲＧＢ信号をサンプリングホールド（相関二重サンプリング処理）するとともに、増幅し、Ａ／Ｄ変換器４３に出力する。

Ａ／Ｄ変換器４３は、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ４２）から出力されたアナログＲＧＢ信号をデジタルＲＧＢ信号に変換して出力し、このＡ／Ｄ変換器４３から出力されたデジタルのＲＧＢ信号が、センサ入力制御部４４を介し、Ｒａｗ−ＲＧＢ画像データ５５としてメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に取り込まれる。

画像信号処理部４６は、メモリ５４に取り込まれたＲａｗ−ＲＧＢ画像データ５５をＣＰＵ４０の指令に従って処理し、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）へ変換し、ＹＵＶ画像データ５６を生成する。

すなわち、この画像信号処理部４６は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ４０からの指令に従ってメモリ５４を活用しながら入力されたＲＧＢ信号を信号処理することにより、輝度信号及び色差信号（輝度／色差信号）を生成する。生成された輝度／色差信号は、ＹＵＶ画像データ５６としてメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に格納される。

撮影画像を画像モニター９に出力する場合は、ＹＵＶ画像データ５６が、メモリ（ＳＤＲＡＭ５４）からＯＳＤＭＩＸ部４８に送られる。

ＯＳＤＭＩＸ部４８は、入力されたＹＵＶ画像データ５６の輝度／色差信号に文字や図形などのオンスクリーンディスプレイデータを重ね合わせて合成され、ビデオエンコーダ６５および画像モニター信号処理部４９に出力する。これにより、所要の撮影情報等が画像データに重ねて表示される。

ビデオエンコーダ６５は、入力されたＹＵＶ画像データ５６の輝度／色差信号を表示用のデジタル表示出力信号（たとえばＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換し、Ｄ／Ａ変換器６６にてデジタル表示出力信号をアナログビデオ出力信号に変換する。

ビデオＡＭＰ６７は、Ｄ／Ａ変換器６６から出力されたアナログビデオ信号を、７５Ωインピーダンス変換し、テレビなどの外部表示機器と接続するためのＡＶ出力端子２１へ出力する。これにより、ＣＣＤ８５で撮像された画像がテレビなどの外部表示機器に表示される。

一方、画像モニター信号処理部４９は、入力されたＹＵＶ画像データ５６の輝度／色差信号を画像モニター９の入力信号形式であるＲＧＢ信号へ変換し、画像モニター９へ出力する。これにより、ＣＣＤ８５で撮像された画像が画像モニター９に表示される。

ＣＣＤ８５から画像信号を定期的に取り込み、その画像信号から生成される輝度／色差信号によってメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）内のＹＵＶ画像データ５６を定期的に書き換え、画像モニター９およびＡＶ出力端子２１に出力することにより、ＣＣＤ８５で撮像される画像がリアルタイムに表示される。撮影者は、この画像モニター９にリアルタイムに表示される画像（ライブビュー）を見ることにより、撮影画角を確認することができる。

撮影はシャッターボタン２の押下によって行なわれる。撮影に先立ち、撮影者は、画角を調整する必要があるとき、ズームレバー（望遠／広角）１０を操作し、ズームレンズ８１をズーミングさせて画角を調整する。

シャッターボタン２が半押しされると、Ｒ１オン信号がＣＰＵ４０に入力され、ＣＰＵ４０はＡＥ／ＡＦ処理を実施する。

まず、センサ入力制御部４４を介してＣＣＤ８５から取り込まれた画像信号がＡＦ検出部５１並びにＡＥ／ＡＷＢ検出部５２に入力される。

ＡＥ／ＡＷＢ検出部５２は、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ４０に提供する。

ＣＰＵ４０は、ＡＥ／ＡＷＢ検出部５２から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。そして、求めた撮影ＥＶ値と所定のプログラム線図から絞り値とシャッタースピードを決定し、これに従いＣＣＤ８５の電子シャッタと絞り駆動部８７を制御して適正な露光量を得る。

また、ＡＥ／ＡＷＢ検出部５２は、自動ホワイトバランス調整時、分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を算出し、その算出結果をＣＰＵ４０に提供する。ＣＰＵ４０は、得られたＲの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値から各分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行う。

そして、判別された光源種に適したホワイトバランス調整値に従って、たとえば、各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ≒１：１：１）になるように、ホワイトバランス調整回路のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランス補正値）を制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。

ＡＦ検出部５１は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、所定のフォーカスエリア（たとえば、画面中央部または指定されたエリア）内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部及びＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部から構成され、ＡＦ検出部５１で求めた積算値のデータはＣＰＵ４０に通知される。ＣＰＵ４０は、レンズ駆動部８６を制御してフォーカスレンズ８２を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントで焦点評価値（ＡＦ評価値）を演算し、評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカスレンズ８２が移動するように、レンズ駆動部８６を制御する。

以上のように、シャッターボタン２の半押しによって、ＡＥ／ＡＦ処理が行なわれる。

この後、撮影者はシャッターボタン２を押し切ると、ＣＰＵ４０にＲ２オン信号が入力され、ＣＰＵ４０は、撮影、記録処理を開始する。すなわち、ＣＰＵ４０は測光結果に基づき決定された絞り値に従い、絞り駆動部８７を制御して絞り８３を動かし、シャッタ速度値に従い、シャッタ駆動部８８を制御してメカシャッタ８４の開閉動作を制御してＣＣＤ８５の露光時間を制御することにより、ＣＣＤ８５を露光する。

ＣＣＤ８５から出力された画像信号は、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）４２、Ａ／Ｄ変換器４３、センサ入力制御部４４を介してメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に取り込まれ、画像信号処理部４６において輝度／色差信号に変換されたのち、ＹＵＶ画像データ５６としてメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に格納される。

メモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に格納されたＹＵＶ画像データ５６は、圧縮伸張処理部４７に加えられ、所定の圧縮フォーマット（たとえばＪＰＥＧ形式）に従って圧縮された後、再びメモリ（ＳＤＲＡＭ５４）に圧縮伸張画像データ５７として格納され、所定の画像記録フォーマット（たとえばＥｘｉｆ形式）の画像ファイルとされたのち、カード制御部５０を介してメモリカード２９（たとえばＳＤカード）に記録される。

以上のようにしてメモリカード２９に記録された画像は、操作部４１の再生ボタン１２の押下により、画像モニター９で再生表示させることができる。

再生ボタン１２の押下により、デジタルカメラ３０のモードを再生モードに設定すると、ＣＰＵ４０は、カード制御部５０にコマンドを出力し、メモリカード２９に最後に記録された画像ファイルを読み出させる。

読み出された画像ファイルの圧縮画像データは、圧縮伸張処理部４７に加えられ、非圧縮の輝度／色差信号に伸張されたのち、ＯＳＤＭＩＸ部４８および画像モニター信号処理部４９を介して画像モニター９に出力される。これにより、メモリカード２９に記録されている画像が画像モニター９に再生表示される。

また、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ通信を行うには、ＵＳＢ端子２２を介して接続を行い、ＣＰＵ４０は、ＵＳＢ制御部５９を制御することにより、ＵＳＢ通信を行う。

シャッタ音、操作音などの音声信号データはフラッシュＲＯＭ５８に格納されており、ＣＰＵ４０が音声信号処理部４５を制御し、この音声データを音声信号処理部４５を介してオーディオＣＯＤＥＣ６１へ出力する。

オーディオＣＯＤＥＣ６１は、入力された音声信号を増幅するマイクアンプや、スピーカー７を駆動するためのオーディオアンプが内蔵されており、このオーディオＣＯＤＥＣ６１には、撮影者が音声信号を入力するマイク６、音声信号を出力するスピーカー７が接続されており、これにより音声信号は、スピーカー７から出力される。

（制御プログラムの構成）
図５は、ＣＰＵ４０が実行する制御プログラム９０のうち本実施形態において特徴的な主要部を示している。この制御プログラムは、ＡＦ測距スキャン部４０１、位置検出部４０２、軌跡分析部４０３、高速連続撮影制御部４０４を含んで構成されている。

ＡＦ測距スキャン部４０１は、高速連続撮影の前にレンズ駆動部８６を制御してフォーカスレンズ８２を移動させながら、画面にある全てのＡＦ検出ポイントでＡＦ評価値を演算し、評価値が極大となる複数のレンズ位置を求め、合焦位置を決定する評価値スキャン処理を行う。

位置検出部４０２は、画像モニター９に表示されているライブビューに対して撮影者（ユーザ）がタッチパネル（位置指定受付手段）を介して指定した位置を検出する。

軌跡分析部４０３は、位置検出部４０２により検出された撮影者が指定した位置の起点から終点までの軌跡を分析し、起点から終点までに含まれる複数の位置を取得し、ＡＦ測距スキャン部４０１にて利用するＡＦ検出ポイントを設定する。

高速連続撮影制御部４０４は、ＡＦ測距スキャン部４０１により決定された合焦位置にピントを移動させながら、高速連続撮影を行い、その結果をマルチピクチャフォーマットのファイルとして保存する制御を行う。また、高速連続撮影制御部４０４は、ユーザがタッチパネルを介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲のうち、ＡＦ測距スキャン部４０１により合焦位置が決定されたフォーカスエリアを示す枠（ＡＦ枠）を、画像モニター９に表示された撮像画面上に表示させる。そして、表示させたＡＦ枠のいずれかがタッチパネルを介してタップまたはタッチされると高速連続撮影を開始する（後述する図１１参照）。

画像モニター９に表示されているライブビューに対して撮影者が指やペン先などを用いて指示した位置を位置検出部４０２にて検出するために、画像モニター９に備わるタッチパネル（その他の透明接触式位置検出手段であってもよい）が用いられる。透明接触式位置検出手段としては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、音響パルス認識方式、電磁誘導方式等が挙げられる。この中で、電磁誘導方式は画像モニター９を指やペン先等で指した際の押圧強度を検出することができる方式である。

（マルチターゲットＡＦ機能）
下記では、図６および図７を用い、ＡＦ測距スキャン部４０１によるマルチターゲットＡＦ機能について説明する。

図６は被写体の状況と位置関係の例を示したもので、最も至近距離には右側に岩６０１があり、その後方に二人の人物６０２，６０３がいる。人物６０２は人物６０３よりも近距離に、かつ、人物６０３よりも右側にいる。さらに、人物６０２，６０３の後方には山６０４があり、この山６０４が最も遠距離にある。

図７は、撮影可能な距離範囲の全域、すなわち、画面内のフォーカスエリア内の全域であり、かつ、撮影距離上の最短撮影距離から無限遠までのフォーカスポジションに対して、評価値スキャンした場合の、複数エリアにおける最も高い評価値の変化曲線を模擬的に足しあわせて示したものである。横軸は撮影距離で、左端が無限遠合焦位置、縦軸は評価値である。ここでいう「評価値」（ＡＦ評価値）とは、撮像成分ないしは撮像信号から高周波成分を抽出して算出した値であって、画像の鮮鋭度あるいはコントラストを示す値である。

図６に示す画像の例においては、すべての被写体について、図７に示すように評価値曲線がピークを持つ。この例では、近い方の人物６０２が最も評価値が高く、以下、最至近被写体である岩６０１、遠景にある山６０４、遠い方の人物６０３の順に評価値が下がっている。しかし、上記各被写体の評価値曲線のピークは、いずれも、合焦のために必要な閾値（以下「合焦閾値」という）より大きい値になっていて、いずれの被写体にも合焦可能な条件下にある。

通常の撮影モードでは、フォーカスレンズの位置と評価値の関係から、合焦閾値以上のピークをもつ最も近い位置にある被写体、したがって、上記の例では岩６０１を最至近の被写体であると判断し、これに合焦して撮影する。

（マルチターゲットＡＦ機能の詳細）
図８は、マルチターゲットＡＦ処理を説明するフローチャートである。

マルチターゲットＡＦモードでは、マルチターゲットＡＦ機能によるＡＦが実施される。このモードでは、シャッターボタン２の半押し操作により、まずＡＥ処理を行い（ステップＳ１０１）、続いてＡＦ測距スキャン部４０１による前述の評価値スキャン処理を行う（ステップＳ１０２）。

評価値スキャン処理での評価値スキャンは、近距離側（本実施例では、フォーカスレンズ８２が最も被写体側に繰り出した位置）から無限遠側に向かって実施する。つまり、フォーカスレンズ８２の待機位置からフォーカスレンズ８２の移動を開始し、最短撮影距離の被写体に合焦可能なフォーカスレンズ位置から評価値スキャンを開始する。このとき、評価値スキャンの方向や、評価値スキャン前の待機位置などは、種々の設計事情に応じて適宜最適に設定されている。また、評価値スキャンは、被写体を撮像しながら評価値を算出することによって行う。評価値スキャンの開始後レンズを微少ステップで動かしながら撮像データを取得し、評価値を算出し、その評価値を判定する。

次に、評価値スキャンにより算出された評価値が合焦閾値以上となる合焦位置があるかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。図６および７に示した例の場合は、評価値が合焦閾値以上となる合焦位置があるので、算出した評価値の値が合焦閾値（所定閾値）を超えたと（ステップＳ１０３でＹｅｓと）判定された合焦位置で、フォーカスレンズは現在位置のまま（ステップＳ１０４）評価値スキャン動作を終了する。カメラ動作としては、ここでフォーカスレンズの撮影開始位置が決まりシャッターボタンの押し切り操作待ちの状態となる。

この場合、岩６０１、その後方に二人の人物６０２，６０３、さらに、人物６０２，６０３の後方の山６０４を合焦として判断している。その後、シャッターボタンの押し切り操作により、それぞれの被写体が合焦するように合焦位置を移動しながら連続撮影を行うことで、それぞれの被写体に合焦した４枚の画像ファイルが得られる。

一方、算出した評価値の値が合焦閾値（所定閾値）未満である場合（すなわち、被写体の存在を確認できないような場合）は（ステップＳ１０３でＮｏ）、従来と同様に撮像装置が合焦することができる最短撮影距離までフォーカスレンズを移動させる（ステップＳ１０５）。その後、シャッターボタンの押し切り操作がなされると、その位置から無限遠に合焦する位置までの全撮影距離範囲を所定の間隔で全て撮影するよう動作する。

上述のように、マルチターゲットＡＦでは、カメラが自動的に複数点の合焦位置を決定している。ユーザの意図としては、岩６０１は意図していない被写体である可能性があるが、上述の方式では、撮影対象となってしまう。岩６０１を対象外とするには、評価値スキャン範囲を限定する必要がある。

（タッチパネルによるジェスチャー操作）
本実施形態では、被写体を特定するために、画像モニター９に備わるタッチパネルからのユーザ指示により複数の被写体を特定する。以下、一般的なジェスチャー操作の種類を示す（図９参照）。

（ａ）タップ…タッチパネルを指で軽く叩く操作。マウスのクリックに相当。
（ｂ）プレスアンドホールド…指でタッチパネル上の一箇所を押したままにする操作。マウスの右クリックに相当。
（ｃ）ドラッグ…指をタッチパネルに接触させたままずらす操作。

（公知技術での撮影）
１点の被写体を特定するには、対象となる被写体を画面上でタップすることで簡単に被写体を特定できることは公知（例えば、特開２００９−２３９７３３号公報）である。この場合の操作方法を図１０に示す。図１０の場合、対象となる被写体は人物であり、４人の人物Ａ〜Ｄの位置関係はそれぞれ異なるものとする。

はじめ、ユーザが人物Ａにピントを合わせたいので人物Ａをタップすると、その選択結果をユーザにフィードバックするＡＦ枠１が表示される（図１０（ａ））。

さらに人物Ｃにピントを合わせたいので、ユーザが人物Ｃをタップすると、その選択結果をユーザにフィードバックするＡＦ枠２が表示される（図１０（ｂ））。

ユーザは、ピントを合わせたい人物全てを選択したので、次に撮影を行う。この例では撮影は２通りあり、図８の（ｃ−１）に示すようにシャッターボタンを押し切り撮影を行うか、同図（ｃ−２）に示すように、表示されているＡＦ枠１もしくはＡＦ枠２のいずれかをタップもしくはタッチすることで撮影を行う。

複数の被写体をユーザが意図した順番で指定することは、タップ操作のみの場合、複数回のタップによる複数回入力が必要となり入力の手間がかかる。また、入力途中で入力ミスがあった場合、再度どの入力点をキャンセルするか否かのインタフェースを持たせる必要があり、操作が煩雑になってしまう。例えばどの入力点をキャンセルするか否かを指示するためのインタフェースとしてコンテキストメニューを用いる場合、例えばプレスアンドホールド（図９（ｂ）参照）がなされたときにコンテキストメニューを表示し、このコンテキストメニューからキャンセル操作を開始させることになるが、明らかにユーザにとって操作が煩雑なものとなってしまう。

そこで、本実施形態では、タッチ＆ドラッグ操作により、最初のタッチ操作で第１の合焦開始位置を決定し、続けてドラッグ操作により当該ドラッグ操作の軌跡上に、第１の合焦指定位置以外の位置を含めるように複数の合焦指定位置を決定し、最後にデタッチ操作により最後の合焦指定位置を決定する。このように、複数点の被写体位置の選択（指定）を１回のジェスチャー操作でできるようにすることで、操作の煩雑さを解消する。そして、図８を用いて前述したステップＳ１０２の評価値スキャン処理において、従来のように全域ではなく、ドラッグ操作により指定された複数点の合焦指定位置を対象に評価値スキャンを行う。

ここで、図１１に、本実施形態における被写体位置を指定するジェスチャー操作の一例を示す。図１１に示す例も図１０を用いて前述した例と同様に、対象となる被写体は人物であり、４人の人物Ａ〜Ｄの位置関係はそれぞれ異なるものとする。

はじめ、ユーザが人物Ａにピントを合わせたいので人物Ａをタッチすると、その選択結果をユーザにフィードバックするＡＦ枠１が表示される（図１１（ａ））。

さらに人物Ｂ、Ｃ、Ｄにピントを合わせたいので、ユーザが人物Ｂ、Ｃ、Ｄの順にドラッグすると（図１１（ｂ））、その選択結果をユーザにフィードバックするＡＦ枠２〜４が表示される（図１１（ｃ））。

ユーザは、ピントを合わせたい人物全てを選択したので、次に撮影を行う。図１１の例では、同図（ｄ）に示すように、表示されているＡＦ枠１〜ＡＦ枠４のいずれかをタップもしくはタッチすることで撮影を行う。もちろん、シャッターボタンを押し切り撮影を行うこともできる。本実施形態における被写体位置を指定するドラッグ操作は任意に行うことができ、曲線状に、または直線状に、あるいは開始点と終了点が一致する円状や楕円状にドラッグ操作を行うことができる。

このように、前述した従来のマルチターゲットＡＦでは、全てのフォーカスエリアに対してＡＦ評価値を演算し、評価値が極大となるレンズ位置を求める必要があったが、本実施形態ではユーザが、対象となる被写体位置を特定しているために、特定のフォーカスエリアのみ演算すれば良く、その結果ＡＦ評価値演算時間を短縮することができ、結果として高速連続撮影の前のＡＦ測距スキャン動作時間を短縮することができる。

また、特定のフォーカスエリアのみ演算すれば良いため、該当フォーカスエリアにて評価値が極大となるレンズ位置が、撮影距離上の最短撮影距離から無限遠までのフォーカスポジションに対して全ての位置へフォーカスレンズを移動させる必要がなくなるため、結果として高速連続撮影の前のＡＦ測距スキャン動作時間を短縮することができる。そして、ＡＦ測距スキャン動作時間を短縮することができたことによって、シャッターチャンスを逃さないという効果を奏する。

また、特定のフォーカスエリアの合焦位置での高速連続撮影を行えばよいので、ユーザにとって不要な画像が排除され、その結果連続撮影枚数を最適化できる。

１ ＰＯＷＥＲ（電源）ボタン
２ シャッターボタン
３ フラッシュ発光部
４ ＡＦ補助光／セルフタイマーランプ
５ レンズカバー
６ マイク
７ スピーカー
８ レンズ
９ 画像モニター（画像表示手段）
３０ デジタルカメラ
４０ ＣＰＵ
４１ 操作部
４２ ＣＤＳ／ＡＭＰ
４３ Ａ／Ｄ変換器
４４ センサ入力制御部
５１ ＡＦ検出部
５２ ＡＥ／ＡＷＢ検出部
８１ ズームレンズ
８２ フォーカスレンズ
８３ 絞り
８４ メカシャッタ
８５ ＣＣＤ（撮像手段）
８６ レンズ駆動部（レンズ移動手段）
８７ 絞り駆動部
８８ シャッタ駆動部
４０１ ＡＦ測距スキャン部（評価値算出手段、合焦位置決定手段）
４０２ 位置検出部
４０３ 軌跡分析部
４０４ 高速連続撮影制御部（高速連続撮影制御手段）

特開２００５−２７７８１３号公報 特開２０１０−１２８３９５号公報 特開２００９−０４２６２１号公報

Claims (7)

1. レンズを介して被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像した画像を表示する画像表示手段と、
   前記画像表示手段の表示面に設置され、前記画像表示手段に表示された画像に対するユーザの位置指定を受け付ける位置指定受付手段と、
   前記レンズを焦点調節の範囲内で移動させるレンズ移動手段と、
   前記レンズ移動手段により移動されるレンズ位置ごとに、ユーザが前記位置指定受付手段を介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲について、前記撮像手段から出力される画像信号から算出される画像の鮮鋭度を示す評価値を算出する評価値算出手段と、
   前記評価値算出手段により算出された評価値に基づき合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、
   所定の対象距離範囲について、前記合焦位置決定手段により決定された前記複数の合焦位置における撮影を高速に行う高速連続撮影制御手段と、を備える
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記位置指定受付手段上でなされるタッチ＆ドラッグ操作により、一度に複数の位置指定を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記タッチ＆ドラッグ操作による位置指定の受付の際、最初のタッチ操作により第１の位置を決定し、引き続くドラッグ操作によりドラッグ操作の軌跡上に前記第１の位置以外の位置を含めるように複数の位置を決定し、最後にデタッチ操作により最後の位置を決定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記高速連続撮影制御手段は、前記ユーザが前記位置指定受付手段を介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲のうち、前記合焦位置決定手段により合焦位置が決定されたフォーカスエリアを示す枠を、前記画像表示手段に表示された撮像画面上に表示させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記高速連続撮影制御手段は、前記画像表示手段に表示された前記フォーカスエリアを示す枠内を、前記位置指定受付手段を介してタッチされることにより前記撮影を開始することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記位置指定受付手段は、タッチパネルであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. レンズを介して被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段の表示面に設置され、前記画像表示手段に表示された画像に対するユーザの位置指定を受け付ける位置指定受付手段と、前記レンズを焦点調節の範囲内で移動させるレンズ移動手段と、を備える撮像装置に対し、該撮像装置を制御する制御手段が、
   評価値算出手段として、前記レンズ移動手段により移動されるレンズ位置ごとに、ユーザが前記位置指定受付手段を介して一度に位置指定した複数の位置を含む範囲について、前記撮像手段から出力される画像信号から算出される画像の鮮鋭度を示す評価値を算出し、
   合焦位置決定手段として、前記評価値算出手段により算出された評価値に基づき合焦位置を決定し、
   高速連続撮影制御手段として、所定の対象距離範囲について、前記合焦位置決定手段により決定された前記複数の合焦位置における撮影を高速に行う
   ことを特徴とする撮像方法。

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