JP2013008004A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コントラストＡＦ処理を行っている間であっても、モニタリング動作を継続することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】 第１のレンズと第１の撮像素子とを有してなる第１の撮像光学系と、第２のレンズと第２の撮像素子とを有してなる第２の撮像光学系と、第１の撮像素子及び第２の撮像素子の少なくとも一方から画像信号を読み出して、コントラストＡＦ処理を用いて合焦位置を特定し、表示画像を生成する信号処理部と、生成された表示画像が表示される表示部と、を有し、信号処理部は、コントラストＡＦ処理が行われるときに、第１の撮像素子から画像信号の一部を読み出し、読み出した一部の画像信号を用いてコントラスト値の算出を行い、第２の撮像素子から読み出される画像信号によって表示画像を生成する撮像装置による。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動焦点機能（以下「ＡＦ機能」という。）を備える撮像装置に関するものである。

撮像装置が備えるＡＦ機能には複数の方式がある。その一種類として、撮像素子を有する主光学系のレンズ（フォーカスレンズ）を駆動させながら、撮像素子が取得する被写体画像からコントラスト値を所定のレンズ移動ステップ毎に算出し、コントラスト値が最大となるレンズ位置を特定して合焦位置とするコントラストＡＦ処理が知られている。

合焦位置の特定（ピント合わせ）を素早くすることが求められている中で、コントラストＡＦ処理の処理速度を速くする方法として、コントラスト値の算出に用いる被写体画像の読み出し速度を高速化する方法が知られている。

被写体画像の読み出し速度を高速化する方法の例として、撮像素子から全画像領域に係る読み出し処理を行うのではなく、コントラスト値の算出に必要な一部の画像領域に係る読み出処理（以下、「部分読み出し処理」という。）が知られている。全画像領域に係る読み出し処理における読み出し速度が３０ｆｐｓ（毎秒３０画像読み出し）であれば、部分読み出し処理における読み出し速度は、例えば１２０ｆｐｓにすることができる。

撮像装置は、主に筐体背面に表示部が備えられており、この表示部に撮像光学系を介して取得した被写体画像を表示する。利用者は表示部に表示された被写体画像を視認しながら、撮影を行うことができる。また、表示部にはＡＦ処理が終了したことを知らせる表示を、被写体画像に重ねて表示させることができるので、利用者は最適なシャッタータイミングを知ることができる。このように、撮影を行う間は、常に表示部に被写体画像が表示されていることが望ましい。

しかしながら、コントラストＡＦ処理の高速化をするために部分読み出し処理を行うと、表示部に表示される画像も部分読み出しされたものになるため、被写体像の視認には適さず、また、画像表示が乱れることとなる。そこで、コントラストＡＦ処理を行っている間は、表示部への画像表示を一時的に止めて、コントラストＡＦ処理が完了した後に、表示部への画像表示を再開させる撮像装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載されている撮像装置は、全画像領域に係る読み出し処理を行うことができない間（コントラストＡＦ処理を行っている間）は、表示における画像表示を停止させるので、その間に被写体が移動してしまうと、ＡＦ処理の終了後に表示が再開されたときに、被写体が表示範囲外に移動してしまっているという問題があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、コントラストＡＦ処理の高速化を図りつつ、さらに、被写体の移動を追随し続けて表示部への画像表示（モニタリング動作）を継続させることができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は撮像装置に関するものであって、第１のレンズと第１の撮像素子とを有してなる第１の撮像光学系と、第２のレンズと第２の撮像素子とを有してなる第２の撮像光学系と、第１の撮像素子及び第２の撮像素子の少なくとも一方から画像信号を読み出して、表示画像を生成する信号処理部と、生成された表示画像が表示される表示部と、を有し、コントラストＡＦ処理を用いて合焦位置を特定する撮像装置であって、信号処理部は、コントラストＡＦ処理が行われるときに、第１の撮像素子からの画像信号の一部を読み出し、読み出した一部の画像信号を用いてコントラスト値の算出を行い、第２の撮像素子から読み出される画像信号によって表示画像を生成することを最も主な特徴とする。

本発明によれば、コントラストＡＦ処理が行われているときであっても、モニタリング動作を継続させることができ、被写体の移動に容易に追従することができるようになる。

本発明に係る撮像装置の実施の形態を示す図であって（ａ）正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）背面図、である。 上記撮像装置の機能ブロックの例を示すブロック図である。 上記撮像装置で実行される撮像方法の例を示すフローチャートである。 上記撮像方法に含まれるＡＦ処理の例を示すフローチャートである。 上記ＡＦ処理に含まれるコントラストＡＦ処理の例を示すフローチャートである。 上記コントラストＡＦ処理に含まれる補助画面表示処理の例を示すフローチャートである。 上記補助画面表示処理において、上記撮像装置が有する表示部に表示される画像の例を示す模式図である。 上記補助画面表示処理において、上記撮像装置が有する表示部に表示される画像の別の例を示す模式図である。

以下、本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラの例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラの外観構成の例であって、図１（ａ）は正面図を、図１（ｂ）は上面図を、図１（ｃ）は背面図を示している。

図１（ａ）において、デジタルカメラ１の正面（前面）には、撮像に用いられる主撮像光学系（第１の撮像光学系）を構成する撮像レンズ５を含む鏡胴ユニット６と、フラッシュ動作をするストロボ発光部７と、被写体を視認するための光学ファインダ８と、主撮像光学系とは異なる光学系であって被写体までの距離を測距するための外部ＡＦ処理に用いる光学系である補助光学系１６（第２の撮像光学系）と、を有している。

また、図１（ｂ）において、デジタルカメラ１の上面には、シャッタースイッチであるレリーズボタン２と、電源ボタン３と、撮影モードや再生モードなどからなる動作モードの切り替えに用いる切替ダイヤル４と、を有している。

また、図１（ｃ）において、デジタルカメラ１の背面には、撮像動作時に被写体像が表示され、また、再生動作時には記録されている被写体画像が表示される表示部を構成する液晶モニタ（ＬＣＤモニタ）９と、光学ファインダ８の接眼レンズ部８ａと、広角側ズーム（Ｗ）スイッチ１０と、望遠側ズーム（Ｔ）スイッチ１１と、デジタルカメラ１の動作パラメータなどを設定するための設定メニューをＬＣＤモニタ９に表示させるメニュー（ＭＥＮＵ）ボタン１２と、確定ボタン（ＯＫボタン）１３と、を有している。また、デジタルカメラ１の側面内部には、撮影した画像を保存するための図示しないメモリカード１４を収納するメモリカード収納部１５が設けられている。

次に本実施例に係るデジタルカメラ１の内部構成の例について、図２のブロック図を用いて説明する。図２においてデジタルカメラ１は、撮像レンズ５を介して被写体画像を結像させる受光面を有するＣＭＯＳ１０４と、ＣＭＯＳ１０４から出力される電気信号（デジタルＲＧＢ画像信号）に対して所定の画像信号処理を行う信号処理部１０１と、絞りユニットおよびメカシャッタユニットからなるユニット１８を駆動するモータドライバ１０３と、デジタルカメラ１の全体制御を行うＣＰＵ１０２と、を有してなる。

第１の撮像光学系である主撮像光学系１７は、第１のレンズである撮像レンズ５と、ユニット１８と、第１の撮像素子であるＣＭＯＳ１０４と、を有しなる。

また、デジタルカメラ１は、撮像処理によって取得された画像を一時的に格納するメモリ１０８と、デジタルカメラ１を図示しない通信インターフェースを介して外部機器と接続させるための通信ドライバ１０７と、撮像された被写体画像のデータを格納する着脱可能なメモリカード１４と、信号処理部１０１から出力される画像信号を表示可能な信号に変換する表示コントローラとＬＣＤモニタ９からなる表示部１０９と、利用者が操作可能な各種ボタン類（レリーズボタン２や切替ダイヤル４、メニューボタン１２、ＯＫボタン１３など）からなる操作部１０６と、を有してなる。

また、デジタルカメラ１は、主撮像光学系１７とは異なる光学系であって、第２のレンズである補助レンズと第２の撮像素子である補助撮像素子とを有してなる第２の撮像光学系である補助光学系１６と、ＣＰＵ１０２によって発光動作の開始と停止が制御されるストロボ発光部７と、ストロボ発光用のメインコンデンサ１０５と、を有してなる。

補助光学系１６は主に、撮像処理において、コントラストＡＦ処理の前に被写体までの距離を測定する外部ＡＦ処理に用いられる。

撮影レンズ５とユニット１８を駆動するモータドライバ１０３は、ＣＰＵ１０２からの駆動信号によって、制御される。

ＣＭＯＳ１０４は、２次元に配列された受光素子を有しており、この受光素子に結像された光学像が電荷に変換されて、駆動部１１３から送信される読出し信号タイミングに応じて外部に電気信号として読み出される素子である。ＣＭＯＳ１０４を構成する複数の画素（受光素子）上にはＲＧＢ原色フィルタ（以下、「ＲＧＢフィルタ」という。）が配置されており、ＲＧＢ３原色に対応した電気信号（デジタルＲＧＢ画像信号、または、ＲＡＷ−ＲＧＢデータという。）が出力される。

信号処理部１０１は、その構成について詳細は図示をしないが、ＣＭＯＳ１０４から出力されるＲＡＷ−ＲＧＢデータを所定の読み出し速度と画像範囲で読み出すＣＭＯＳインターフェース（以下、「ＣＭＯＳＩ／Ｆ」という。）と、メモリ１０８へのデータの書き出しと読み込みを制御するメモリコントローラと、読み出されたＲＡＷ−ＲＧＢデータをＹＵＶ形式の画像情報に変換するＹＵＶ変換部と、画像情報を表示部のサイズや記録形式のサイズに合わせて変更するリサイズ処理部と、画像情報の表示出力を制御する表示出力制御部と、画像情報をＪＰＥＧ形式などに変換するデータ圧縮部と、画像情報のメモリカードへの書き込み、又はメモリカードからの読み出しに用いられるメディアインターフェース（以下、「メディアＩ／Ｆ」という。）と、操作部１０６に対する操作に応じて、図示しないＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいてデジタルカメラ１全体のシステム制御等を行う制御部と、を有してなる。

メモリ１０８には、ＣＭＯＳＩ／Ｆに取り込まれたＲＡＷ−ＲＧＢデータが保存されると共に、ＹＵＶ変換部で変換処理されたＹＵＶデータ（ＹＵＶ形式の画像情報）が保存される。また、メモリ１０８には、データ圧縮部で圧縮処理されたＪＰＥＧ形式の画像情報が保存される。なお、ＹＵＶデータは、輝度データ（Ｙ）と、色差（輝度データと青色（Ｂ）データの差分（Ｕ）と、輝度データと赤色（Ｒ）の差分（Ｖ））の情報で色を表現する形式である。

補助光学系１６が有する補助撮像素子は、２次元に配列された受光素子である。補助光学系１６は、この２次元撮像素子を少なくとも２つ以上備えていて、それぞれの補助撮像素子で取得した被写体画像の視差を算出し、三角測量の原理を応用して被写体までの距離を算出することができる。

次に、本実施例に係るデジタルカメラ１において実行されるモニタリング動作と、撮像処理の一例である静止画撮影の例について説明する。デジタルカメラ１が静止画撮影モードで動作しているときは、以下に説明するモニタリング動作が実行されながら撮影動作が行われる。

デジタルカメラ１を静止画撮影モードで動作させるときは、利用者が、電源ボタン３を操作して動作電源を投入した後に、切替ダイヤル４を操作して「静止画撮影モード」を選択する操作を行えばよい。

静止画撮影モードが選択されたデジタルカメラ１は、ＣＰＵ１０２からモータドライバ１０３に対して制御信号が出力されて、フォーカスレンズを含む撮像レンズ５が撮影可能位置に移動する。また、ＣＰＵ１０２は、ＣＭＯＳ１０４、信号処理部１０１、および表示部１０９などを起動させる。

その後、撮像レンズ５を介して被写体の像光がＣＭＯＳ１０４の受光面（受光素子）に結像されると、これに応じた画像電気信号がＣＭＯＳ１０４から出力される。この被写体像に応じた画像電気信号は、ＣＤＳ/ＰＧＡ１１１を介してＡ／Ｄ変換部１１２に入力され、１２ビットのＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換される。変換されたＲＡＷ−ＲＧＢデータは、信号処理部１０１のＣＭＯＳＩ／Ｆを介して信号処理部１０１によって所定の読み出し速度で読み出されて、メモリ１０８であるＳＤＲＡＭに保存される。

メモリ１０８に保存されたＲＡＷ−ＲＧＢデータは所定のタイミングで読み出されて、信号処理部１０１が有するＹＵＶ変換部によって、表示部１０９のＬＣＤモニタ９において表示可能な形式であるＹＵＶデータ（ＹＵＶ信号）に変換される。この変換されたＹＵＶデータも、メモリコントローラを介してメモリ１０８であるＳＤＲＡＭに保存される。

その後、所定のタイミングでメモリコントローラを介してメモリ１０８からＹＵＶデータが読み出されて、表示部１０９に出力され、液晶モニタ９に被写体像が表示される。この表示に係る一連の動作を「モニタリング動作」という。

上記のモニタリング動作の間は、ＣＭＯＳ１０４の全画像領域に相当するＲＡＷ−ＲＧＢデータが１／３０秒間隔で読み出されて、１フレームのＹＵＶデータを構成し、ＬＣＤモニタ９に表示される。「モニタリング動作」は、レリーズボタン２に対する押圧（半押も含む）操作が検出されるまで継続し、モニタリング動作が継続している間は、電子ファインダとして機能するＬＣＤモニタ９に被写体の画像が表示されている。

モニタリング動作によってＬＣＤモニタ９に画像が表示されて、デジタルカメラ１の利用者は、被写体画像を視認することができる。なお、表示部１０９からＴＶビデオ信号として出力して、ビデオケーブルを介して外部のＴＶ（テレビ）に撮影画像（動画）を表示することもできる。

信号処理部１０１は、上記のモニタリング動作を行いつつ、ＣＭＯＳＩ／Ｆを介して読み出されたＲＡＷ−ＲＧＢデータによって、ＡＦ（自動合焦）評価値と、ＡＥ（自動露出）評価値（コントラスト値）と、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）評価値と、を含む撮像処理に用いるデータを算出する処理を行う。

ＡＦ評価値とは、例えば高周波成分抽出フィルタの出力を積分した値や、近接画素の輝度差を積分した値をいう。撮像レンズ５が被写体に合焦しているときは、被写体のエッジ部分がはっきりとしているため高周波成分が一番高くなる。これを利用して、ＡＦ動作時（合焦検出動作時）には、撮影レンズ５に含まれるフォーカスレンズを駆動して、各レンズ位置におけるＡＦ評価値を算出し、算出されたＡＦ評価値が最大になるレンズ位置を検出することで、合焦位置を特定することができる。この一連の動作をＡＦ動作という。

ＡＥ評価値およびＡＷＢ評価値とは、ＲＡＷ−ＲＧＢデータにおけるＲＧＢ値のそれぞれの積分値から算出されるものであり、例えば、ＣＭＯＳ１０４の全画素の受光面に対応した画面を２５６エリアに等分割（水平１６分割、垂直１６分割）し、それぞれのエリア毎に算出したＲＧＢの積算値をいう。

信号処理部１０１は、ＲＧＢ積算値を用いて被写体像を捉えている画面（ＣＭＯＳ１０４の受光面から出力される画像信号の全範囲）を等分割したエリア毎に輝度を算出し、この算出された輝度の分布に基づいて適正な露光量を決定して、この決定された露光量に基づいて、露光条件（電子シャッタ回数、絞りユニットの絞り値等）を設定する処理を行う。これら一連の処理をＡＥ処理という。

また、信号処理部１０１は、ＲＧＢ積算値の分布から被写体の光源の色に合わせた制御値を決定し、この決定された制御値に基づいてＹＵＶ変換部において、ＲＡＷ−ＲＧＢデータをＹＵＶデータに変換するときのホワイトバランスを合わせる処理を行う。これら一連の処理をＡＷＢ処理という。

上記にて説明をしたＡＥ処理とＡＷＢ処理は、モニタリング動作の間は連続的に行われている。このようなモニタリング動作の最中に、レリーズボタン２が押圧（半押しから全押し）操作されると、モニタリング動作から静止画撮影動作に移行する。

静止画撮影動作は、レリーズボタン２への押圧（半押しから全押し）操作が検出されたことをトリガーとして開始される。静止画撮影動作が実行されるとまずＣＰＵ１０２が補助光学系１６から画像を読み出して、被写体までの距離を算出する。続いて、算出された距離に基づいてモータドライバ１０３への駆動指令が出力され、この駆動指令により、モータドライバ１０３が撮影レンズ５に含まれるフォーカスレンズを所定の位置に移動させる。

その後、所定の範囲内でフォーカスレンズを駆動させてＡＦ評価値を算出し、ＡＦ評価値が極大になるレンズ位置にフォーカスレンズを移動させて合焦させ、上記において説明したＡＥ処理が行われる。ＡＥ処理によって露光が完了した時点で、ＣＰＵ１０２からモータドライバ１０３への駆動指令によりユニット１８に含まれるメカシャッタが閉じられて、ＣＭＯＳ１０４から静止画用のアナログＲＧＢ画像信号が出力される。その後、モニタリング動作時と同様にＲＡＷ−ＲＧＢデータに変換される。

変換されたＲＡＷ−ＲＧＢデータは、信号処理部１０１のＣＭＯＳＩ／Ｆに取り込まれて、ＹＵＶ変換部によってＹＵＶデータに変換され、メモリコントローラを介してメモリ１０８に保存される。保存されたＹＵＶデータは所定のタイミングでメモリ１０８から読み出されて、信号処理部１０１に含まれるリサイズ処理部において記録画素数に対応するサイズに変換され、データ圧縮部においてＪＰＥＧ形式等の画像情報へと圧縮変換される。

圧縮された画像情報は、再度メモリ１０８に書き戻された後にメモリコントローラを介してメモリ１０８から読み出されて、メディアＩ／Ｆを介してメモリカード１４に記録される。

補助光学系１６は、図示しない測距用レンズを介して図示しない測距素子に結像した被写体像に応じた画像データを出力することができる。信号処理部１０１は、補助光学系１６から、画像データを読み出し、この測距用画像データを用いて被写体までの距離を算出する。この算出された距離に応じたレンズ位置に、フォーカスレンズを移動させた後、前述したＡＦ処理をそのレンズ位置を中心に行うことで、フォーカスレンズを全駆動範囲に渡って駆動させることなく、合焦位置を算出できる。

なお、補助光学系１６ではズーム操作を行うことはできない。本実施例では、補助光学系１６の測距用レンズを介して測距素子に結像した被写体像に応じた画像データの画角は、主撮像光学系１７が有するズームレンズが最も広角側に位置する場合の主撮像光学系１７で得られる画像データの画角とほぼ同じであるとする。

主撮像光学系１７においてズーム操作が行われた場合には、補助光学系１６による画角と主撮像光学系１７による画角が一致しなくなる。この場合には、主撮像光学系１７で得られる画像データが、補助光学系１６で得られる画像データ上のどの領域に対応するかを、テンプレートマッチング等を行って求める。そして、補助光学系１６で得られる画像データにおいて主撮像光学系１７で得られる画像データに対応する領域の画像データを用いて、被写体までの距離算出、及び後述する補助画像表示を行う。

ここでデジタルカメラ１は、撮像光学系１７からモニタリング用の画像データを読み出すことができないときであっても、補助光学系１６からは読み出すことができる。つまり、ＡＦ処理の高速化を行うために、撮像光学系１７から読み出された画像データによるモニタリング動作を停止するとき、補助光学系１６から読み出した画像データを用いてモニタリング動作を行うことで、被写体の移動に容易に追随することができるようになる。

デジタルカメラ１が、補助光学系１６から読み出された画像を用いてモニタリング動作を行うときに、ＬＣＤモニタ９に表示される画像を「補助画像」という。以下において、本発明に係る撮像装置が備える「補助画像表示機能」について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３において各処理ステップをＳ１、Ｓ２・・・、のように表記する。

デジタルカメラ１を撮影モードで動作させるとモニタリング表示が行われる（Ｓ１）。続いてレリーズボタン２が半押しされたか否かを判定する（Ｓ２）。レリーズボタン２が半押し（ＲＬ１）されるまで、モニタリング表示はそのまま継続される（Ｓ２のＮ）。

レリーズボタン２が半押しされたとき（Ｓ２のＹ）、ＡＦ処理が開始される（Ｓ３）。ＡＦ処理（Ｓ３）の詳細について図４のフローチャートを用いて説明する。図４において、各処理ステップは、Ｓ３１、Ｓ３２・・・のように表記する。

ＡＦ処理ではまず、補助光学系１６を用いた外部ＡＦ処理を行う。外部ＡＦ処理（Ｓ３１）は、補助ＡＦ光学系１６が備える２つの撮像素子によって読み出された画像から視差を算出し、この視差を用いて三角測量の原理を応用して被写体までの距離を算出する処理である。補助光学系１６が備える撮像素子は受光素子が２次元に配列されたものである。ＣＰＵ１０２は、外部ＡＦ処理（Ｓ３１）において、算出された距離に応じた位置にフォーカスレンズを移動させる。

続いてコントラストＡＦ処理（Ｓ３２）が行われる。コントラストＡＦ処理（Ｓ３２）は、外部ＡＦ処理（Ｓ３１）によって移動させたフォーカスレンズを所定の範囲内で移動させながらコントラスト値が最大となるレンズ位置を特定する処理である。コントラストＡＦ処理（Ｓ３２）の詳細について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５において、各処理ステップをＳ３２１、Ｓ３２２、・・・のように表記する。

まず、前述したように、フォーカスレンズを駆動させながらコントラスト値を算出して、コントラスト値が最大値となるレンズ位置を特定するコントラストＡＦ処理が開始される。コントラストＡＦ処理には、撮像光学系１７から読み出される画像信号の一部の画像信号による部分画像を用いる。このため、主画像一時停止処理（Ｓ３２１）が行われる。主画像とは、撮像光学系１７から読み出された画像を用いてモニタリング動作（図３のＳ１）を行う際に、ＬＣＤモニタ９に表示される画像をいう。主画像一時停止処理（Ｓ３２１）は、コントラストＡＦ処理（Ｓ３２）が開始されたときに表示されている画像を静止させて表示させ続ける処理、または、撮像光学系１７から読み出された画像の表示を停止させる処理である。

次に、補助画面表示判定処理（Ｓ３２２）が行われる。補助画面表示判定処理（Ｓ３２２）は、補助画面表示を行うか、または行わないか、を判定する処理である。撮像光学系１７からの画像読み出しを、部分読み出しではなく、全画像領域に係る読み出しとしても、所定の時間以下でコントラストＡＦ処理が終了すると見込めるときは、補助画面を表示しても、短時間で主画像に切り替わってしまうため、短時間で表示が切り替わることの見づらさの方が目立つ。また、撮像光学系１７に係る部分読み出しを行ったとしても、所定の時間以内でコントラストＡＦ処理が終了できるならば、補助画面表示を行わない方が、短時間で表示が切り替わることの見づらさを回避することができる。

「第１の例」
補助画面表示判定処理（Ｓ３２２）は、いくつかの判定方法を有する。例えば、撮像光学系１７の焦点距離が広角側の場合には被写界深度が深いため、コントラストＡＦ処理を行うスキャンステップ数が望遠側よりも少なくなる。この場合、主画像によるモニタリング動作を停止させても、その停止時間が短いので、補助画面を表示させなくても、被写体が表示範囲外に移動して、逃してしまう可能性は低い。この場合、補助画面に切り換えると、かえって表示が見づらくなる。そのため、撮像光学系１７の焦点距離が設定された値よりも短いときは、部分読み出しＡＦによる主像画面停止中でも補助画面表示を行わず（Ｓ３２２のＮ）、撮像光学系１７の焦点距離が設定された値よりも長いときは、補助画面表示処理（Ｓ３２３）に移行する（Ｓ３２２のＹ）。

「第２の例」
上記した補助画面表示判定処理（Ｓ３２２）は、言い換えると、撮像光学系１７の画角の広さによって、主画像によるモニタリング停止時間の長短を判定するものである。すなわち、撮像光学系１７の画角が広角側の場合には、被写界深度が深いため、コントラストＡＦ処理を行うスキャンステップ数が、画角が望遠側のときよりも少なくなるから、主画像によるモニタリング停止時間が短くなる。よって、撮像光学系１７の画角が、予め設定された閾値となる画角よりも広いときは、部分読み出しＡＦによる主画像停止中の補助画面表示を行わず（Ｓ３２２のＮ）、撮像光学系１７の画角が、予め設定された閾値となる画角よりも狭いときは、補助画面表示処理（Ｓ３２３）に移行する（Ｓ３２２のＹ）。

「第３の例」
また、スキャンステップ数が所定の値よりも少なければ、補助画面表示を開始せず（Ｓ３２２のＮ）、スキャンステップ数が所定の値よりも多ければ、補助画面表示処理（Ｓ３２３）に移行するようにしてもよい（Ｓ３２２のＹ）。

デジタルカメラ１に撮影モードにおいて複数の露光条件やシャッタ速度を予め記憶しておき選択できるいわゆる「シーン」選択機能が備わっているならば、選択されているシーンや、直前に行われたＡＦ処理結果などの情報から、コントラストＡＦ処理で実施するスキャンステップ数を少なくする方法がある。

そのため、必ずしも広角側ならスキャンステップ数が少なく、望遠側ならスキャンステップ数が多くなるというわけではない。コントラストＡＦ処理を行うスキャンステップ数が少ない場合には、主画面を停止させたままコントラストＡＦ処理を行っても、画面が停止する時間は短いため、補助画面を表示させずとも被写体を逃してしまう可能性が低く、また、補助画面と主画面の切り換えが短時間で行われることによる表示の見づらさのほうが目立ってくる。

そのため実施予定のスキャンステップ数が設定されたスキャンステップ数より少ない場合には部分読み出しＡＦによる主像画面停止中でも補助画面を行わず（Ｓ３２２のＮ）、実施予定のスキャンステップ数が設定されたスキャンステップ数より多い場合には補助画面表示処理を行えばよい（Ｓ３２２のＹ，Ｓ３２３）。

「第４の例」
また、推定コントラストＡＦ時間が所定の時間よりも短ければ、補助画面表示を開始せず（Ｓ３２２のＮ）、推定コントラストＡＦ時間が所定の時間よりも長ければ、補助画面表示処理（Ｓ３２３）に移行するようにしてもよい（Ｓ３２２のＹ）。

コントラストＡＦ処理の速度を上げるには、コントラスト値を算出するための画像取得フレームレートを速くすればよい。これにより、フォーカスレンズのスキャンステップ数が多くても高速なフレームレートで画像読み出しを行うことができるので、コントラストＡＦに係る処理時間が短くなる。一方、スキャンステップ数が少なくても、フレームレートが低速ならば、コントラストＡＦ処理に要する時間は長くなる。一般に、高輝度の被写体に対しては高速フレームレートで撮像素子を駆動させることができるが、低輝度の被写体に対しては露光時間を長くする必要があるため、低速フレームレートで撮像素子を駆動させることになる。

そのため、撮像光学系１７に設定されているスキャンステップ数とフレームレートから、コントラストＡＦ時間を推定し、推定された時間が所定の時間よりも短い場合には部分読み出しＡＦによる主像画面停止中でも補助画面表示を行わず（Ｓ３２２のＮ）、推定された時間が所定の時間よりも長い場合には補助画面表示処理を行えばよい（Ｓ３２２のＹ，Ｓ３２３）。

補助画面表示判定処理（Ｓ３２２）において、上記のような条件に基づき、補助画面の表示をしないと判定されたとき（Ｓ３２２のＮ）、コントラストＡＦ終了判定処理（Ｓ３２４）に移行する。補助画面の表示をすると判定されたとき（Ｓ３２２のＹ）、補助画面表示処理（Ｓ３２３）に移行する。

補助画面表示処理（Ｓ３２３）の詳細な例について、図６のフローチャートを用いて説明する。図６において各処理ステップをＳ３２３１、Ｓ３２３２・・・のように表記する。まず、補助光学系１６から画像を読み出す処理を行う（Ｓ３２３１）。前述したように、補助光学系１６は、２次元の撮像素子を有している。補助光学系１６が有する２つの撮像素子のうち、いずれか一方の撮像素子から画像を読み出せばよい。

続いて、読み出された画像を主モニタリング画像に重ねて表示するのに適した表示サイズとなるように、リサイズ処理を行う（Ｓ３２３２）。リサイズ処理（Ｓ３２３２）は、信号処理部１０１によって行われる。続いて、リサイズ処理が施された画像（補助モニタリング画像）を、主モニタリング画像に重ね合わせる合成処理を行う（Ｓ３２３３）。

続いて、合成されたモニタリング画像をＬＣＤモニタ９に出力する（Ｓ３２３４）。このように、静止画像となっている主モニタリング画像に、補助モニタリング画像を重ねて表示することで、コントラストＡＦ処理の間に、被写体が表示範囲に外れることなく、追随することができるようになる。

ここで、補助画面表示処理（Ｓ３２２）においてＬＣＤモニタ９に表示される画像の例について説明する。図７は本実施例に係るデジタルカメラ１が有するＬＣＤモニタ９に表示される補助画面の例を示す模式図である。図７において、被写体を人物Ｘ１と木Ｘ２とする。デジタルカメラ１が有するＬＣＤモニタ９には、撮像光学系１７を介して読み出された主モニタリング画像１００と、補助光学系１６を介して読み出された補助モニタリング画像１０１が、表示されている。

デジタルカメラ１がコントラストＡＦ処理を行っているとき、主モニタリング画像１００は、事前に表示されていた画像を表示した状態、表示画像が静止している。しかし、被写体の状態はその間であっても変化する。すなわち、人物Ｘ１が移動して木Ｘ２から離れているときは、主モニタリング画像１００は変わらないが、補助モニタリング画像１０１は所定のフレームレートで更新されるので、被写体の現時点の状態を逐次表示することができる。

このように本発明に係る撮像装置によれば、コントラストＡＦ処理の間であっても、被写体のモニタリング画像を表示し続けることができる。

ここで、本実施例に係るデジタルカメラ１の補助画面表示処理（Ｓ３２３）において、ＬＣＤモニタ９に表示される画像の別の例について、図８を用いて説明する。

図８（ａ）に示すように、ＬＣＤモニタ９に表示される補助モニタリング画像１０１は、主モニタリング画像１００の右上（１０１ａ）、左上（１０１ｂ）、左下（１０１ｃ）の中から、選択した位置に表示されてもよい。当該選択操作は、図示しない設定画面において、補助画面表示位置設定を行えばよい。この補助画面表示位置設定によって、画像合成処理（Ｓ３２３３）が行われて、合成画像が生成される。

また、図８（ｂ）に示すように、主モニタリング画像１００とほぼ同じ大きさで、補助モニタリング画像１０１ｄを表示してもよい。この場合、主モニタリング画像１００の代わりに補助モニタリング画像１０１ｄを表示してもよい。

図５に戻る。補助画面表示処理（Ｓ３２３）に続いて、コントラストＡＦ処理の終了判定処理が行われる（Ｓ３２４）。すなわち、コントラスト値の最大値が特定されて、所定の位置にフォーカスレンズが移動されているか否かを判定する。コントラストＡＦ処理が終了していなければ（Ｓ３２４のＮ）、補助画面表示判定処理（Ｓ３２２）において再度補助画面表示を行うか、または、行わないか、の判定をする。

コントラストＡＦ処理が終了していれば（Ｓ３２４のＹ）、図４に戻り、ＬＣＤモニタ９に表示されている被写体画像に対して合焦表示処理が行われる（Ｓ３３）。合焦表示とは、ＡＦ処理が終了して被写体の撮影が行える状態になったことを利用者に知らせる表示をいう。

図３に戻る。ＡＦ処理（Ｓ３）が終了した後、レリーズボタン２が全押しされたか否かを判定する（Ｓ４）。レリーズボタンが全押しされた状態（ＲＬ２という。）が検出されたとき（Ｓ４のＹ）、撮影処理が行われる（Ｓ５）。撮影処理が終了した後に、モニタリング再開処理が行われる（Ｓ６）。

モニタリング再開処理（Ｓ６）は、補助光学系１６からの画像読み出しを停止し、撮像光学系１７からの画像読み出しを再開して、ＬＣＤモニタ９のモニタリング動作を再開させる処理である。

ＲＬ２が検出されず（Ｓ４のＮ）、ＲＬ１が検出されているときは（Ｓ７のＹ）、合焦表示処理（図５のＳ３３）を継続する。ＲＬ１が検出されないときは（Ｓ７のＮ）、モニタリング再開処理が行われる（Ｓ６）。

以上説明をした本実施例に係る撮像装置によれば、コントラストＡＦ処理を高速化させるために部分読み出し処理を行ったときであっても、モニタリング動作を停止させることなく、被写体画像をＬＣＤモニタ９に表示させ続けることができる。

このように、本発明に係る撮像装置によれば、コントラストＡＦ処理の間に被写体が移動したとしても、その移動を容易に追従することができる。

１ 撮像装置
９ 表示部
１６ 補助光学系
１７ 撮像光学系
１０１ 信号処理部

特許４０５０３８５号公報

Claims (6)

1. 第１のレンズと第１の撮像素子とを有してなる第１の撮像光学系と、
   第２のレンズと第２の撮像素子とを有してなる第２の撮像光学系と、
   上記第１の撮像素子及び上記第２の撮像素子の少なくとも一方から画像信号を読み出して、表示画像を生成する信号処理部と、
   上記生成された表示画像が表示される表示部と、
   を有し、コントラストＡＦ処理を用いて合焦位置を特定する撮像装置であって、
   上記信号処理部は、
   上記コントラストＡＦ処理が行われるときに、
   上記第１の撮像素子から画像信号の一部を読み出し、読み出した一部の画像信号を用いてコントラスト値の算出を行い、
   上記第２の撮像素子から読み出される画像信号によって上記表示画像を生成することを特徴とする撮像装置。
2. 上記信号処理部は、
   上記コントラストＡＦ処理が行われるときに、
   上記第１の撮像素子から読み出された画像信号による上記表示画像の生成を停止することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 上記信号処理部は、
   上記コントラストＡＦ処理が行われるときに、
   上記第１の撮像素子から読み出された画像信号と、上記第２の撮像素子から読み出された画像信号と、を合成して上記表示画像を生成することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
4. 上記信号処理部は、
   上記コントラストＡＦ処理が行われるときに、
   上記第１の撮像光学系の焦点距離が、所定の焦点距離よりも長いか否かの判定をし、
   上記第１の撮像光学系の焦点距離が上記所定の焦点距離よりも長いとき、上記第２の撮像素子から読み出された画像信号によって上記表示画像を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 上記信号処理部は、
   上記コントラストＡＦ処理が行われるときに、
   上記第１の撮像光学系が有するフォーカスレンズのスキャンステップ数が所定のスキャンステップ数よりも多いか否かの判定をし、
   上記フォーカスレンズのスキャンステップ数が上記所定のスキャンステップ数よりも多いとき、上記第２の撮像素子から読み出された画像信号によって上記表示画像を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
6. 上記信号処理部は、
   上記コントラストＡＦ処理が行われるときに、
   当該コントラストＡＦに係る処理時間が、所定の時間よりも長いか否かの判定をし、
   上記処理時間が上記所定の時間よりも長いときは、上記第２の撮像素子から読み出された画像信号によって上記表示画像を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。

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