JP2013210572A - 撮像装置および撮像装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の撮像装置では、非合焦状態においてユーザが意図する被写体の位置にフォーカスをあわせることができない場合があった。
【解決手段】撮像装置は、フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部と、オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得する取得部と、合焦評価値に基づいて被写体像が合焦しない非合焦状態と判定した場合に、予め定められた条件を満たす複数の合焦評価値にそれぞれ対応する複数のレンズ位置へフォーカスレンズを順次移動させるフォーカス制御部と、フォーカスレンズの順次移動に応じて撮像動作を繰り返し実行するように撮像部を制御する撮像制御部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置および撮像装置の制御プログラムに関する。

コントラストＡＦで得られたＡＦ評価値が閾値未満となる非合焦状態である場合に、フォーカスレンズを予め定められた位置に移動させる撮像装置が知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１１−１６９９９３号公報

しかしながら、従来の撮像装置では、非合焦状態においてユーザが撮影したい被写体にフォーカスをあわせることができない場合があった。

本発明の第１の態様における撮像装置は、フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部と、オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得する取得部と、合焦評価値に基づいて被写体像が合焦しない非合焦状態と判定した場合に、予め定められた条件を満たす複数の合焦評価値にそれぞれ対応する複数のレンズ位置へフォーカスレンズを順次移動させるフォーカス制御部と、フォーカスレンズの順次移動に応じて撮像動作を繰り返し実行するように撮像部を制御する撮像制御部とを備える。

また、本発明の第２の態様における撮像装置は、フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部と、撮像シーンモードを判別する判別部と、オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得する取得部と、合焦評価値に基づいて被写体像が合焦しない非合焦状態と判定した場合に、予め定められた条件を満たす複数の合焦評価値のうち撮像シーンモードに基づく１つの合焦評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズを移動させるフォーカス制御部と、フォーカスレンズのレンズ位置への移動に応じて撮像動作を実行するように撮像部を制御する撮像制御部とを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係るカメラのシステム構成図である。 本実施形態に係るカメラの背面図である。 第１実施形態の撮影処理を説明する説明図である。 第１実施形態の撮影処理のフロー図である。 第２実施形態の撮影処理のフロー図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る撮像装置としてのカメラ１０のシステム構成図である。カメラ１０は、システム制御部１１を備え、カメラ１０を構成する各要素を直接的または間接的に制御する。システム制御部１１は、システムメモリ１２を備える。システムメモリ１２は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。システムメモリ１２は、カメラ１０の動作時に必要な定数、変数、設定値、プログラム等を、カメラ１０の非動作時にも失われないように記憶している。

カメラ１０は、光学系２０を備える。光学系２０は、ズームレンズ２１、フォーカスレンズ２２、レンズシャッタ２３等により構成される。被写体像は光軸に沿って光学系２０に入射し、撮像素子３１の結像面に結像する。撮像部の少なくとも一部である撮像素子３１は、光学系２０を透過して入射する被写体像である光学像を光電変換する素子である。撮像素子３１として、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等が用いられる。撮像素子３１で光電変換された被写体像は、Ａ／Ｄ変換器３２でアナログ信号からデジタル信号に変換される。

デジタル信号に変換された被写体像は、画像データとして順次処理される。Ａ／Ｄ変換器３２によりデジタル信号に変換された画像データは、メモリ制御部３３の制御に従い、一旦内部メモリ３４に記憶される。内部メモリ３４は、高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリであり、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどが用いられる。内部メモリ３４は、画像処理部３５が行う画像処理、圧縮処理において、ワークメモリとしての役割も担うと共に、加工処理された画像データを一時的に保管する役割を担う。また、内部メモリ３４は、連続撮影において高速に連続して画像データが生成される場合に、画像処理の順番を待つバッファメモリとしての役割も担う。メモリ制御部３３は、いかなる作業にどれくらいのメモリ容量を割り当てるかを制御する。

画像処理部３５は、設定されている撮影モード、ユーザからの指示に則して、画像データをＪＰＥＧ等の規定の画像フォーマットに従った画像ファイルに変換する。画像処理部３５によって処理された画像ファイルは、メモリ制御部３３の制御により、内部メモリ３４から記録媒体ＩＦ３８を介して、記録部としての役割を担う記録媒体５０に記録される。記録媒体５０は、フラッシュメモリ等により構成される、カメラ１０に対して着脱可能な不揮発性メモリである。

画像処理部３５は、記録用に処理される画像データに並行して、表示用画像データを生成する。通常の表示用画像データは、記録用に処理される画像データをコピーして間引き処理された、画素数の少ない画像データである。表示制御部３６は、システム制御部１１の制御に従い、記録媒体５０に記録されている画像データの画像、カメラ１０の各種設定に関する様々なメニュー項目等を液晶モニタ等の表示部３７に表示させる。

記録の有無に関わらず、画像処理部３５が撮像素子３１の出力に従って逐次表示用画像データを生成して表示部３７へ出力すれば、表示部３７を電子ビューファインダーとするライブビュー機能を実現することができる。表示制御部３６は、逐次表示用画像データを用いて、ライブビュー画像を表示部３７に表示させる。

カメラ１０は、ユーザの入力を受け付ける受付部としての操作部材３９を複数備えている。システム制御部１１は、操作部材３９で受け付けたユーザの入力を検知して各種処理を実行する。光学系２０を構成するズームレンズ２１、フォーカスレンズ２２およびレンズシャッタ２３は、システム制御部１１の統括制御のもと、ズーム制御部４０、フォーカス制御部４１および露光制御部４２によってそれぞれ制御される。

ズーム制御部４０は、ユーザの指示に応じてズームレンズ２１を駆動して、被写体像の画角を変更する。フォーカス制御部４１は、フォーカスレンズ２２を駆動して、被写体像を撮像素子３１の受光面上で合焦させるオートフォーカス（ＡＦ）を実行する。また、フォーカス制御部４１は、後述するようにユーザ指示に応じたフォーカス制御も実行する。このように、フォーカス制御部４１は、カメラ１０のフォーカス制御全体を司る。露光制御部４２は、レンズシャッタ２３を駆動して、システム制御部１１が算出した露出値に示される絞り値およびシャッタ速度を実現する。

ズーム制御部４０は、ズームレンズ２１の位置を検出し、システム制御部１１へズームレンズ２１の位置情報を出力する。フォーカス制御部４１は、フォーカスレンズ２２の位置を検出し、フォーカスレンズ２２の位置情報をシステム制御部１１へ出力する。ズームレンズ２１の位置情報およびフォーカスレンズ２２の位置情報は、システムメモリ１２に記録される。

図２は、本実施形態に係るカメラ１０の背面図である。カメラ１０は、操作部材３９として、撮影指示を受け付けるレリーズボタン６１を備える。レリーズボタン６１は、押下げ方向に２段階に検知できる押しボタンで構成されている。また、カメラ１０は、操作部材３９として、ズーム指示を受け付けるシーソースイッチ６２、回転入力および方向入力を受け付けるロータリーセレクタ６３、選択項目の確定指示を受け付ける確定ボタン６４を備える。ユーザは、ロータリーセレクタ６３の外周部を回転させて回転入力を行い、ロータリーセレクタ６３全体を上下左右に傾けて上下左右の方向入力を行う。また、カメラ１０は、メニュー画面の表示指示を受け付けるメニューボタン６５を備える。

表示制御部３６は、撮影モードにおいて、ライブビュー画像１００を表示部３７に表示させる。ユーザは、表示部３７に表示されたライブビュー画像１００を確認して構図を決定し、レリーズボタン６１を押す。システム制御部１１がレリーズボタン６１の１段階目の押下げであるスイッチＳＷ１のオンを検知すると、フォーカス制御部４１は、コントラストＡＦを実行する。また、システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ１のオンを検知すると自動露出（ＡＥ）を実行する。

システム制御部１１は、レリーズボタン６１の２段階目の押下げであるスイッチＳＷ２のオンを検知すると撮像動作を実行する撮像制御部として機能する。具体的には、システム制御部１１は、露光制御部４２と協働してレンズシャッタ２３を駆動し、撮像素子３１による被写体像の取得処理を実行する。そして、システム制御部１１は、画像処理部３５と協働して画像データを生成する画像処理を実行する。

本実施形態におけるＡＦ動作の詳細について説明する。まず、システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ１のオンを検知すると、フォーカス制御部４１および画像処理部３５と協働して、合焦評価値を取得するためのスキャン動作を実行する。具体的には、フォーカス制御部４１は、フォーカスレンズ２２を無限端から至近端まで、または至近端から無限端まで移動させる。システム制御部１１は、この移動中に被写体像の取得動作を繰り返す。画像処理部３５は、取得された被写体像から焦点評価用画像データを生成する。なお、焦点評価用画像データは、至近端から無限端までの間で予め定められた３点以上のレンズ位置を対象に生成される。

そして、画像処理部３５は、予め定められた複数の焦点検出領域に対応する画像領域ごとに、評価値算出用の演算処理を施して合焦評価値を取得する。本実施形態において、画像処理部３５は、焦点検出領域の画像領域の空間周波数を解析し、空間周波数が高いほど合焦評価値が高くなる演算処理を実行する。システム制御部１１は、画像処理部３５が取得した合焦評価値を用いて補間処理を実行し、極大値を示す合焦評価値を取得する。スキャン動作において画像処理部３５およびシステム制御部１１が取得した合焦評価値は、合焦位置の大まかな傾向を示す。本実施形態において、システム制御部１１および画像処理部３５は、オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得する取得部としての役割を担う。

次に、フォーカス制御部４１は、スキャン動作で取得された合焦評価値を参照して、フォーカスレンズ２２を位置決めするための合焦駆動動作を実行する。具体的には、まず、フォーカス制御部４１は、被写体像が撮像素子３１の受光面上で合焦する合焦状態であるか、それとも被写体像が撮像素子３１の受光面上で合焦しない非合焦状態であるかを判定する。本実施形態において、フォーカス制御部４１は、スキャン動作で取得された合焦評価値が予め定められた閾値以上である場合、合焦状態と判定する。一方、フォーカス制御部４１は、スキャン動作で取得された合焦評価値がどのレンズ位置およびどの領域においても閾値未満である場合に、非合焦状態と判定する。合焦評価値がどのレンズ位置およびどの領域においても閾値未満である状況は、例えば暗い環境下での撮影である。

フォーカス制御部４１は、合焦状態と判定した場合、スキャン動作で取得された極大値を示す合焦評価値のうち１つの合焦評価値を特定し、特定した合焦評価値に対応するレンズ位置近傍でフォーカスレンズ２２を移動させる。なお、フォーカス制御部４１は、最大値を示す合焦評価値を特定する等の予め定められた条件に従って合焦評価値を特定する。システム制御部１１は、この移動中に被写体像の取得動作を繰り返す。画像処理部３５は、取得された被写体像から焦点評価用画像データを生成する。

そして、画像処理部３５は、予め定められた複数の焦点検出領域に対応する画像領域ごとに、上述した評価値算出用の演算処理を施して合焦評価値を取得する。システム制御部１１は、画像処理部３５が取得した合焦評価値から極大値を示す合焦評価値を特定する。なお、合焦駆動動作時の焦点評価用画像データが取得されるレンズ位置の間隔は、スキャン動作時の焦点評価用画像データが取得されるレンズ位置の間隔より小さい。したがって、合焦駆動動作で取得された合焦評価値は、スキャン動作で取得された合焦評価値よりも精度が高い。システム制御部１１が極大値を示す合焦評価値を特定すると、フォーカス制御部４１は、当該合焦評価値に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ２２を位置決めする。

一方、フォーカス制御部４１は、非合焦状態と判定した場合、スキャン動作で取得された極大値を示す合焦評価値に応じてフォーカスレンズ２２を移動させる。非合焦状態におけるＡＦ動作の２つの実施形態について以下説明する。なお、以後の説明において、極大値を示す合焦評価値を極大評価値と称する。

まず、フォーカス制御部４１が非合焦状態において複数の極大評価値にそれぞれ対応する複数のレンズ位置へフォーカスレンズ２２を順次移動させる第１実施形態について説明する。一例として、図２に示すとおり、人物１１０および人物１２０を暗い環境下で撮影する場面を想定する。人物１１０は、人物１２０よりもカメラ１０側に位置している。この例において、ユーザがレリーズボタン６１のスイッチＳＷ１をオンにすると、上述のスキャン動作で取得される合焦評価値は、どのレンズ位置およびどの領域においても閾値未満となる。そのため、フォーカス制御部４１は非合焦状態と判定する。表示制御部３６は、図２に示すように、画面中央の焦点検出領域を示す焦点検出枠１３０を表示部３７に表示させる。なお、表示制御部３６は、焦点検出枠１３０の色、透明度等の表示態様を、合焦状態の場合と異ならせることにより、焦点検出枠１３０を非合焦状態を示す非合焦情報として用いる。なお、非合焦情報は、焦点検出枠１３０に限らず、専用のマークであっても「非合焦」の文字であってもよい。

図３は、第１実施形態の撮影処理を説明する説明図である。図３の上のグラフは、図２の例における合焦評価値を示す。第１実施形態において、スキャン動作による焦点評価用画像データの生成は、予め定められたレンズ位置Ｐ_ａ、Ｐ_ｂ、Ｐ_ｃ、Ｐ_ｄ、Ｐ_ｅの５点を対象に実行される。なお、レンズ位置Ｐ_ａ、Ｐ_ｂ、Ｐ_ｃ、Ｐ_ｄ、Ｐ_ｅの情報はシステムメモリ１２に予め記録されている。画像処理部３５は、レンズ位置Ｐ_ａ、Ｐ_ｂ、Ｐ_ｃ、Ｐ_ｄ、Ｐ_ｅでの焦点評価用画像データを生成し、レンズ位置Ｐ_ａ、Ｐ_ｂ、Ｐ_ｃ、Ｐ_ｄ、Ｐ_ｅにそれぞれ対応する合焦評価値Ｖ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｄ、Ｖ_ｅを取得する。そして、システム制御部１１は、画像処理部３５が取得した合焦評価値Ｖ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｄ、Ｖ_ｅを用いて補間処理を行い、レンズ位置Ｐ_１に極大評価値Ｖ_１およびレンズ位置Ｐ_２に極大評価値Ｖ_２を取得する。極大評価値Ｖ_１は人物１１０の位置に対応し、極大評価値Ｖ_２は人物１２０の位置に対応する。なお、レンズ位置Ｐ_１、Ｐ_２並びに極大評価値Ｖ_１、Ｖ_２の情報は、内部メモリ３４に格納される。

図３の上のグラフに示すように、いずれの極大評価値も予め定められた閾値Ｖ_ｒｅｆより小さいので、フォーカス制御部４１は非合焦状態と判定する。そして、フォーカス制御部４１は、極大評価値Ｖ_１、Ｖ_２に対応するレンズ位置Ｐ_１、Ｐ_２へフォーカスレンズ２２を順次移動させる。システム制御部１１は、フォーカスレンズ２２の順次移動に応じて撮像動作を繰り返し実行する。

図３の下のグラフは、図２の例におけるフォーカスレンズ２２の移動状態を示す。時刻ｔ_１においてシステム制御部１１がレリーズボタン６１のスイッチＳＷ１を検知すると、フォーカス制御部４１は、スキャン動作において、フォーカスレンズ２２を無限端から至近端まで移動させる。時刻ｔ_２においてシステム制御部１１が非合焦状態と判定すると、フォーカス制御部４１は、フォーカスレンズ２２の駆動を停止する。

時刻ｔ_３においてシステム制御部１１がレリーズボタン６１のスイッチＳＷ２を検知すると、フォーカス制御部４１は、１回目の合焦駆動動作において、至近端に最も近い極大評価値Ｖ_１に対応するレンズ位置Ｐ_１近傍でフォーカスレンズ２２を駆動する。時刻ｔ_４においてフォーカスレンズ２２が１回目の合焦駆動動作によって位置決めされると、システム制御部１１は、１回目の撮像動作を開始する。時刻ｔ_５において１回目の撮像動作が完了すると、フォーカス制御部４１は、次の極大評価値Ｖ_２に対応するレンズ位置Ｐ_２近傍でフォーカスレンズ２２を駆動する。時刻ｔ_６においてフォーカスレンズ２２が２回目の合焦駆動動作によって位置決めされると、システム制御部１１は、２回目の撮像動作を開始する。

このように第１実施形態によれば、非合焦状態において、複数の極大評価値にそれぞれ対応する複数のレンズ位置での撮像動作が繰り返し実行される。したがって、暗い環境下であってもユーザが撮影したい被写体に対する合焦度の高い画像が得られる確率が高くなる。なお、上述の例においては、システム制御部１１は、至近端側の極大評価値から無限端側の極大評価値へ向けて順に撮像動作を繰り返したがこれに限らない。システム制御部１１は、極大値の大きい順に撮像動作を繰り返してもよい。

なお、第１実施形態において、システム制御部１１は、繰り返し実行された撮像動作によって取得された一連の画像に対する顔認識処理の結果を参照して、一連の画像から１つの画像を選択してもよい。顔認識処理の結果に基づく画像選択処理の詳細について図２の例を用いて以下説明する。

まず、画像処理部３５は、内部メモリ３４に格納されているレンズ位置Ｐ_１での画像およびレンズ位置Ｐ_２での画像に対して顔認識処理を実行し、人物１１０、１２０の顔を認識する。次に、画像処理部３５は、フーリエ変換等により、レンズ位置Ｐ_１での画像およびレンズ位置Ｐ_２での画像のそれぞれについて、人物１１０、１２０の顔位置に含まれる周波数成分を解析する。そして、システム制御部１１は、高周波成分が多いレンズ位置Ｐ_１での画像を選択し、選択画像の画像データを記録媒体５０に記録する。このように顔認識処理の結果に応じて記録すべき画像を選択することにより、暗い環境下においてもユーザが撮影したいと推定される被写体に対する合焦度の高い画像を適切に残すことができる。本実施形態において、システム制御部１１は、一連の画像から少なくとも１つの画像を選択する選択部および選択した画像の画像データを記録媒体５０に記録する記録制御部としての役割を担う。

図４は、第１実施形態の撮影処理のフロー図である。本フローは、システム制御部１１がレリーズボタン６１のスイッチＳＷ１のオンを検知した時点から開始される。ステップＳ１０１では、システム制御部１１は、上述したように、フォーカス制御部４１画像処理部３５と協働してスキャン動作を実行する。ステップＳ１０２では、フォーカス制御部４１は、上述したように、ステップＳ１０１で取得された合焦評価値を参照して、非合焦状態であるか否かを判定する。フォーカス制御部４１は、合焦状態と判定した場合にはステップＳ１０３へ移行し、非合焦状態と判定した場合にはステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０３では、フォーカス制御部４１は、上述したように、システム制御部１１および画像処理部３５と協働して合焦駆動動作を実行し、特定のレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる。ステップＳ１０４では、システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ２がオン操作されたか否かを判断する。システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ１のオン操作後予め定められた時間内、例えば５秒以内にレリーズボタン６１のスイッチＳＷ２がオン操作されていないと判断した場合には本フローを終了する。一方、システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ２がオン操作されたと判断した場合にはステップＳ１０５へ移行する。

ステップＳ１０５では、システム制御部１１は、撮像動作を実行する。具体的には、システム制御部１１は、上述した被写体像の取得処理および画像処理を実行する。ステップＳ１０６では、システム制御部１１は、ステップＳ１０５で生成された画像データを記録媒体５０に記録し、本フローを終了する。

一方、ステップＳ１０７では、表示制御部３６は、図２を用いて説明したように、非合焦状態を示す非合焦情報を表示部３７に表示させる。ステップＳ１０８では、システム制御部１１は、ステップＳ１０１で取得された合焦評価値を参照して、極大評価値の数ｎを設定する。ステップＳ１０９では、システム制御部１１は、カウント変数ｉを０に設定する。ステップＳ１１０では、システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ２がオン操作されたか否かを判断する。システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ１のオン操作後予め定められた時間内、例えば５秒以内にレリーズボタン６１のスイッチＳＷ２がオン操作されていないと判断した場合には本フローを終了する。一方、システム制御部１１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ２がオン操作されたと判断した場合にはステップＳ１１１へ移行する。

ステップＳ１１１では、システム制御部１１は、現在のカウント変数ｉの値に１を加える。ステップＳ１１２では、フォーカス制御部４１は、上述したように、システム制御部１１および画像処理部３５と協働して合焦駆動動作を実行し、至近端側若しくは無限端側からｉ番目の極大評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズを移動させる。ステップＳ１１３では、システム制御部１１は、撮像動作を実行する。具体的には、システム制御部１１は、上述した被写体像の取得処理および画像データの生成処理を実行する。なお、生成した画像データは、内部メモリ３４に記憶される。ステップＳ１１４では、システム制御部１１は、カウント変数ｉがｎ以上であるか否かを判断する。システム制御部１１は、カウント変数ｉがｎ以上である場合にはステップＳ１１５へ移行し、カウント変数ｉがｎ未満である場合にはステップＳ１１１へ戻る。

ステップＳ１１５では、画像処理部３５は、上述したように、内部メモリ３４を参照し、ステップＳ１１３の撮像動作で取得された一連の画像に対して顔認識処理を実行する。ステップＳ１１６では、システム制御部１１は、上述したように、ステップＳ１１５の顔認識処理の結果に応じて一連の画像から画像を選択する。ステップＳ１１７では、システム制御部１１は、ステップＳ１１６で選択した画像の画像データを記録媒体５０に記録し、本フローを終了する。

上述のステップＳ１１５およびＳ１１６において、システム制御部１１は、ステップＳ１１３の撮像動作で取得された一連の画像から顔認識処理の結果に応じて記録すべき画像を選択したが、これに限らない。システム制御部１１は、ステップＳ１１３の撮像動作の実行時における撮像シーンモードに応じて一連の画像から記録すべき画像を選択してもよい。

具体的には、まず、システム制御部１１は、レリーズボタンのスイッチＳＷ１のオンを検知すると、撮像シーンモードを判別する。例えば、ユーザが操作部材３９、メニュー画面等で撮像シーンモードを決定した場合に、システム制御部１１は、ユーザが決定した撮像シーンモードの情報をシステムメモリ１２から取得し、撮像シーンモードを判別する。また、システム制御部１１は、ライブビュー画像の画像データを解析し、実際のシーンに対応する撮像シーンモードを判別してもよい。本実施形態において、システム制御部１１は、撮像シーンモードを判別する判別部として機能する。

システム制御部１１は、判別した撮像シーンモードが至近端側の被写体を優先する至近優先シーンモードであるか、それとも無限端側の被写体を優先する遠方優先シーンモードであるかを判定する。なお、撮像シーンモードにおけるポートレートモード等の種別は予め定められている。そして、各種別に対して、至近優先シーンモードであるか、遠方優先シーンモードであるか、それともそれ以外のシーンモードであるかの属性を示す属性情報を関連付けたシーンモードテーブルが、システムメモリ１２に予め記録されている。システム制御部１１は、当該シーンモードテーブルを参照して、判別した撮像シーンモードが至近優先シーンモードであるか、それとも遠方優先シーンモードであるかを判定する。

例えば、ポートレートモード、夜景ポートレートモード、子供スナップモード、クローズアップモード、料理モード、スポーツモード、オートモード、発光禁止オートモード、パーティモードが、至近優先シーンモードとして予め設定されている。また、例えば、風景モード、夜景モード、花火モード、夕焼けモードが、遠方優先シーンモードとして予め設定されている。なお、システム制御部１１は、画像処理部３５が顔認識処理で顔を検知した場合または被写体を追尾する撮影モードの場合に、撮像シーンモードが至近優先シーンモードであると判定してもよい。

システム制御部１１は、撮像シーンモードが至近優先シーンモードであると判定した場合には、至近端側の極大評価値に対応するレンズ位置で撮像された画像、すなわち至近端側で合焦した画像を選択する。一方、システム制御部１１は、撮像シーンモードが遠方優先シーンモードであると判定した場合には、無限端側の極大評価値に対応するレンズ位置で撮像された画像、すなわち無限端側で合焦した画像を選択する。このように撮像シーンモードに応じて記録すべき画像を選択することにより、暗い環境下においてもユーザが撮影したいと推定される被写体に対する合焦度の高い画像を適切に残すことができる。

また、システム制御部１１は、ステップＳ１１３の撮像動作で取得された一連の画像の周波数成分を加味して記録すべき画像を選択してもよい。具体的には、まず、システム制御部１１は、フーリエ変換等により、一連の画像のそれぞれに対して周波数成分を解析する。そして、システム制御部１１は、一連の画像のうち高周波成分の多い画像を選択する。このように画像の周波数成分に応じて記録すべき画像を選択することにより、暗い環境下においてもユーザが撮影したいと推定される被写体に対する合焦度の高い画像を適切に残すことができる。

また、システム制御部１１は、ユーザ入力に応じて記録すべき画像を選択してもよい。具体的には、まず、表示制御部３６は、一連の画像を表示部３７に表示させる。ユーザは、表示部３７を確認しながら、ロータリーセレクタ６３および確定ボタン６４を操作して記録すべき画像を指定する。そして、システム制御部１１は、ユーザが指定した画像の画像データを記録媒体５０に記録する。

さらに、システム制御部１１は、上述した顔認識処理の結果、撮像シーンモード、周波数成分およびユーザ入力の少なくとも２つの条件を組み合わせて、ステップＳ１１３の撮像動作で取得された一連の画像から記録すべき画像を選択してもよい。また、システム制御部１１は、２つ以上の画像を記録すべき画像として選択してもよい。

また、システム制御部１１は、ステップＳ１１３の撮像動作で取得された一連の画像の画像データをすべて記録媒体５０に記録してもよい。そして、画像編集モードにおいて、システム制御部１１は、上述の手法を用いて一連の画像から記録媒体５０に残すべき推奨画像を選択し、表示制御部３６は、推奨画像を表示部３７に表示させてもよい。なお、一連の画像の画像データに圧縮処理が施されている場合、システム制御部１１は、被写体像が合焦している可能性の高い画像である圧縮後の容量が大きな画像を推奨画像として選択してもよい。

次に、フォーカス制御部４１が非合焦状態において複数の極大評価値のうち撮像シーンモードに基づく１つの極大評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる第２実施形態について説明する。第２実施形態において、まず、システム制御部１１は、撮像シーンモードを判別する。撮像シーンモードの判別手法は、第１実施形態での撮像シーンモードの判別手法と同様であるので説明を省略する。

フォーカス制御部４１は、撮像シーンモードが上述の至近優先シーンモードである場合に、最も至近端側に位置する極大評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる。そして、システム制御部１１は、当該レンズ位置への移動に応じて撮像動作を実行する。一方、フォーカス制御部４１は、撮像シーンモードが上述の遠方優先シーンモードである場合に、最も無限端側に位置する極大評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる。そして、システム制御部１１は、当該レンズ位置への移動に応じて撮像動作を実行する。

図２の例を用いて第２実施形態の撮影処理を説明する。図２の例において、ユーザは、操作部材３９、メニュー画面等で、撮像シーンモードをポートレートに設定する。システム制御部１１は、ユーザが設定した撮像シーンモードの情報およびをシステムメモリ１２から取得して、撮像シーンモードが至近優先シーンモードであると判別する。若しくは、システム制御部１１は、ライブビュー画像１００に対して顔認識処理を実行して人物１１０、１２０を認識し、撮像シーンモードが至近優先シーンモードであると判別する。

システム制御部１１がレリーズボタン６１のスイッチＳＷ２のオンを検知すると、フォーカス制御部４１は、システム制御部１１および画像処理部３５と協働して、最も至近端側に位置する極大評価値Ｖ_１に対応するレンズ位置Ｐ_１近傍で上述の合焦駆動動作を実行する。合焦駆動動作によってフォーカスレンズ２２が位置決めされると、システム制御部１１は、撮像動作を実行する。このように撮像シーンモードに応じて合焦すべき被写体の位置を決定することにより、暗い環境下においてもユーザが撮影したいと推定される被写体に対する合焦度の高い画像を取得することができる。

図５は、第２実施形態の撮影処理のフロー図である。本フローは、システム制御部１１がレリーズボタン６１のスイッチＳＷ１のオンを検知した時点から開始される。ステップＳ２０１では、システム制御部１１は、上述したように撮像シーンモードを判別する。ステップＳ２０２〜Ｓ２０５は、それぞれ、上述の第１実施形態の撮影処理のフロー図におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０７と同様の処理であるので説明を省略する。

ステップＳ２０６では、システム制御部１１は、ステップＳ２０１で判別した撮像シーンモードが至近優先シーンモードであるか否かを判断する。システム制御部１１は、撮像シーンモードが至近優先シーンモードである場合にはステップＳ２０７へ移行し、撮像シーンモードが至近優先シーンモードでない場合にはステップＳ２０８へ移行する。ステップＳ２０７では、フォーカス制御部４１は、システム制御部１１および画像処理部３５と協働して合焦駆動動作を実行し、最も至近端側に位置する極大評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる。

ステップＳ２０８では、システム制御部１１は、ステップＳ２０１で判別した撮像シーンモードが遠方優先シーンモードであるか否かを判断する。システム制御部１１は、撮像シーンモードが遠方優先シーンモードである場合にはステップＳ２０９へ移行し、撮像シーンモードが至近優先シーンモードでも遠方優先シーンモードでもない場合にはステップＳ２１０へ移行する。ステップＳ２０９では、フォーカス制御部４１は、システム制御部１１および画像処理部３５と協働して合焦駆動動作を実行し、最も無限端側に位置する極大評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる。

ステップＳ２１０では、フォーカス制御部４１は、システム制御部１１および画像処理部３５と協働して合焦駆動動作を実行し、至近端側や無限端側を問わず最大値を示す合焦評価値に対応するレンズ位置へフォーカスレンズ２２を移動させる。なお、フォーカス制御部４１は、ステップＳ２０１で撮像シーンモードが判別されなかった場合にも、ステップＳ２１０の処理を実行する。ステップＳ２１１〜Ｓ２１３は、それぞれ、上述の第１実施形態の撮影処理のフロー図におけるステップＳ１０４〜Ｓ１０６と同様の処理であるので説明を省略する。

なお、上述の実施形態において、スキャン動作で１つの極大評価値のみ取得された場合には、フォーカス制御部４１は、当該極大評価値に対応するレンズ位置近傍で上述の合焦駆動動作を実行する。そして、システム制御部１１は、撮像動作を１回実行する。

上述の実施形態では、非合焦状態におけるスキャン動作で取得された閾値Ｖ_ｒｅｆ未満の極大評価値すべてが対象であるが、これに限らない。フォーカス制御部４１は、閾値Ｖ_ｒｅｆより小さい第２の閾値Ｖ_ｒｅｆ２以上の極大評価値を対象に、上述の合焦駆動動作を実行してもよい。また、フォーカス制御部４１は、非合焦状態におけるスキャン動作で取得された閾値Ｖ_ｒｅｆ未満の極大評価値のうち予め設定された数の極大評価値を対象に、上述の合焦駆動動作を実行してもよい。極大評価値の数は、製造時に予め設定されてもよく、ユーザがメニュー画面等で設定可能であってもよい。この場合、フォーカス制御部４１は、値の大きい方から順に対象とする極大評価値を選択する。

上述の実施形態では、非合焦状態においてスキャン動作は１回実行されたが、複数回実行されてもよい。スキャン動作が複数回実行された結果、極大評価値の位置が大きく変動する場合には、フォーカス制御部４１は、複数回のスキャン動作で取得された複数の極大評価値のうち最大値を示す極大評価値に対応するレンズ位置近傍で上述の合焦駆動動作を実行してもよい。

上述の実施形態では、複数の焦点検出領域を対象にＡＦ動作が実行されたが、特定の１つの焦点検出領域を対象にＡＦ動作が実行してもよい。特定の焦点検出領域としては、画像処理部３５の顔認識処理によって認識された顔領域、ユーザが指定した焦点検出領域が一例として挙げられる。この場合、画像処理部３５は、特定の焦点検出領域の合焦評価値を取得する。

上述の実施形態において、システム制御部１１は、非合焦状態と判定した場合に、フォーカス制御部４１と協働してフォーカスブラケット撮影を実行してもよい。具体的には、フォーカス制御部４１は、非合焦状態において、上述の合焦駆動動作で位置決めしたフォーカスレンズ２２のレンズ位置を基準位置と設定し、システム制御部１１は、基準位置での撮像動作を実行する。次に、フォーカス制御部４１は、フォーカスレンズ２２を基準位置からフォーカスレンズ２２を順次移動させ、システム制御部１１は、フォーカスレンズ２２の順次移動に応じて撮像動作を繰り返し実行する。このようなフォーカスブラケット撮影によれば、暗い環境下においても合焦度の高い画像が得られる確率が高くなる。

フォーカスブラケット撮影におけるフォーカスレンズ２２の移動方向および撮影枚数は、予め定められていてもよい。また、システム制御部１１は、フォーカスブラケット撮影におけるフォーカスレンズ２２の移動方向および撮影枚数を、設定画面でユーザから受け付けてもよい。

ここで、至近端近傍では、フォーカスレンズ２２の微小移動で合焦状態が大きく変わる。一方、無限端側では、フォーカスレンズ２２が大きく移動しても合焦状態はそれほど変わらない。そこで、本実施形態では、フォーカスレンズ２２の駆動モータの単位パルスあたりの合焦距離のステップ幅は、至近端に近いほど小さくなるように可変設定されている。そして、フォーカス制御部４１は、フォーカスレンズ２２の駆動モータのパルス単位でフォーカスレンズ２２を順次移動させる。このようなフォーカスブラケット撮影によれば、暗い環境下においても合焦度の高い画像が得られる確率が高くなる。

なお、フォーカスレンズ２２の移動量は、フォーカスレンズ２２の駆動モータのパルス単位に限らない。フォーカス制御部４１は、レリーズボタン６１のスイッチＳＷ２のオン時点の絞り値および焦点距離の少なくとも１つに応じてフォーカスレンズ２２の移動量を決定してもよい。例えば、絞り２３を絞り込むほど、すなわち絞り値が大きいほど被写界深度が深くなるので、フォーカス制御部４１は、絞り値が大きいほどフォーカスレンズ２２の移動量を大きくする。また、焦点距離が短いほど被写界深度が深くなるので、フォーカス制御部４１は、焦点距離が短いほどフォーカスレンズ２２の移動量を大きくしてもよい。このように撮影状況に応じてフォーカスレンズ２２の移動量を変更することにより、合焦度の高い画像が得られる確率がより高くなる。

上述の実施形態においては、合焦の度合いが高いほど大きな値を出力する評価関数を用いたので、極大値を探索する手法を採用した。しかしながら、合焦の度合いを表す評価関数は、多種多様である。例えば、合焦の度合いが高ければ出力値が小さくなる評価関数も採用することができる。このような評価関数の出力値も合焦評価値として扱うなら、合焦状態および非合焦状態の判定条件、並びに非合焦状態においてフォーカスレンズ２２の移動の対象とする合焦評価値が満たすべき条件は、評価関数の特性に合わせて予め設定されうる。

上述の実施形態では、撮像装置としてレンズ光学系が一体的に構成されたカメラを例に説明したが、レンズ交換式カメラにも本実施形態に係る概念を適用することができる。また、レンズ交換式カメラのカメラ本体を撮像装置として捉えてもよい。さらに、ミラー機構がないミラーレスデジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ機能付き携帯電話などの撮像装置であっても同様に本実施形態に係る概念を適用することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。上記の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ カメラ、１１ システム制御部、１２ システムメモリ、２０ 光学系、２１ ズームレンズ、２２ フォーカスレンズ、２３ レンズシャッタ、３１ 撮像素子、３２ Ａ／Ｄ変換器、３３ メモリ制御部、３４ 内部メモリ、３５ 画像処理部、３６ 表示制御部、３７ 表示部、３８ 記録媒体ＩＦ、３９ 操作部材、４０ ズーム制御部、４１ フォーカス制御部、４２ 露光制御部、５０ 記録媒体、６１ レリーズボタン、６２ シーソースイッチ、６３ ロータリーセレクタ、６４ 確定ボタン、６５ メニューボタン、１００ ライブビュー画像、１１０、１２０ 人物、１３０ 焦点検出枠

Claims (14)

1. フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部と、
   オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得する取得部と、
   前記合焦評価値に基づいて前記被写体像が合焦しない非合焦状態と判定した場合に、予め定められた条件を満たす複数の前記合焦評価値にそれぞれ対応する複数のレンズ位置へ前記フォーカスレンズを順次移動させるフォーカス制御部と、
   前記フォーカスレンズの順次移動に応じて撮像動作を繰り返し実行するように前記撮像部を制御する撮像制御部と
   を備える撮像装置。
2. 繰り返し実行された前記撮像動作によって取得された一連の画像から少なくとも１つの画像を選択する選択部を備える請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記一連の画像に対して顔認識処理を実行する画像処理部を備え、
   前記選択部は、前記画像処理部による顔認識処理の結果に基づいて前記少なくとも１つの画像を選択する請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記選択部は、前記一連の画像の周波数成分を加味して前記少なくとも１つの画像を選択する請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記撮像動作の実行時における撮像シーンモードを判別する判別部を備え、
   前記選択部は、前記判別部が判別した前記撮像シーンモードに基づいて前記少なくとも１つの画像を選択する請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記選択部は、前記撮像シーンモードが予め定められた第１シーンモードである場合に、前記一連の画像のうち至近端側で合焦した画像を選択する請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記選択部は、前記撮像シーンモードが予め定められた第２シーンモードである場合に、前記一連の画像のうち無限端側で合焦した画像を選択する請求項５または６に記載の撮像装置。
8. 前記一連の画像に対するユーザ入力を受け付ける受付部を備え、
   前記選択部は、前記ユーザ入力に基づいて前記少なくとも１つの画像を選択する請求項２から７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記選択部が選択した前記少なくとも１つの画像の画像データを記録部に記録する記録制御部を備える請求項２から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部と、
    撮像シーンモードを判別する判別部と、
    オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得する取得部と、
    前記合焦評価値に基づいて前記被写体像が合焦しない非合焦状態と判定した場合に、予め定められた条件を満たす複数の前記合焦評価値のうち前記撮像シーンモードに基づく１つの合焦評価値に対応するレンズ位置へ前記フォーカスレンズを移動させるフォーカス制御部と、
    前記フォーカスレンズの前記レンズ位置への移動に応じて撮像動作を実行するように前記撮像部を制御する撮像制御部と
    を備える撮像装置。
11. 前記フォーカス制御部は、前記撮像シーンモードが予め定められた第１シーンモードである場合に、前記条件を満たす複数の前記合焦評価値のうち最も至近端側に位置する前記合焦評価値に対応するレンズ位置へ前記フォーカスレンズを移動させる請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記フォーカス制御部は、前記撮像シーンモードが予め定められた第２シーンモードである場合に、前記条件を満たす複数の前記合焦評価値のうち最も無限端側に位置する前記合焦評価値に対応するレンズ位置へ前記フォーカスレンズを移動させる請求項１０または１１に記載の撮像装置。
13. フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部を備える撮像装置の制御プログラムであって、
    オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得するステップと、
    前記合焦評価値に基づいて前記被写体像が合焦しない非合焦状態であるか否かを判定するステップと、
    前記非合焦状態と判定された場合に、予め定められた条件を満たす複数の前記合焦評価値にそれぞれ対応する複数のレンズ位置へ前記フォーカスレンズを順次移動させるステップと、
    前記フォーカスレンズの順次移動に応じて撮像動作を繰り返し実行するように前記撮像部を制御するステップと
    をコンピュータに実行させる、撮像装置の制御プログラム。
14. フォーカスレンズを透過した被写体像を撮像する撮像部を備える撮像装置の制御プログラムであって、
    撮像シーンモードを判別するステップと、
    オートフォーカス動作に用いられる合焦評価値を取得するステップと、
    前記合焦評価値に基づいて前記被写体像が合焦しない非合焦状態であるか否かを判定するステップと、
    前記非合焦状態と判定された場合に、予め定められた条件を満たす複数の前記合焦評価値のうち前記撮像シーンモードに基づく１つの合焦評価値に対応するレンズ位置へ前記フォーカスレンズを移動させるステップと、
    前記フォーカスレンズの前記レンズ位置への移動に応じて撮像動作を実行するように前記撮像部を制御するステップと
    をコンピュータに実行させる、撮像装置の制御プログラム。

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