JP2013229738A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】印象的な動画を簡単な操作で撮影することができるデジタルカメラを提供する。
【解決手段】フォーカスレンズの位置を制御するレンズ制御部と、絞りの開口径を制御する絞り制御部と、撮影画面内の第１位置および第２位置の被写体の各々にピントを合わせることが可能な焦点調節部と、動画撮影を行う動画撮影部と、動画撮影が行われていないときに、第１位置および第２位置の被写体にピントが合わせられたときのフォーカスレンズの位置を第１レンズ位置および第２レンズ位置としてそれぞれ記憶する記憶部と、第１レンズ位置および第２レンズ位置に対応する第１開口径および第２開口径をそれぞれ設定する設定部とを備え、動画撮影部は、動画撮影を行っているときに所定操作がなされたことに応じて、フォーカスレンズを第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動させると共に、絞りの開口径を第１開口径から第２開口径に変化させるデジタルカメラ。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラに関する。

従来、動画撮影を行う撮像装置が知られている。例えば特許文献１には、スルー画像上に設定された２つの領域について、一方の領域内の被写体にピントを合わせ、他方の領域内の被写体へ所定時間を掛けてピントを移動させる動画を撮影できる電子カメラが記載されている。

特開２０１１−１０１３４５号公報

特許文献１に記載の電子カメラには、動画にフォーカス移動効果しか含められないという問題があった。

請求項１に係る発明は、撮影光学系のフォーカスレンズの光軸方向の位置を制御するレンズ制御部と、撮影光学系の絞りの開口径を制御する絞り制御部と、レンズ制御部を制御し、撮影画面内の第１位置の被写体と、第１位置とは異なる第２位置の被写体と、の各々にピントを合わせることが可能な焦点調節部と、撮影光学系を用いて動画撮影を行う動画撮影部と、動画撮影部により動画撮影が行われていないときに、焦点調節部により第１位置の被写体にピントが合わせられたときのフォーカスレンズの位置を第１レンズ位置として、焦点調節部により第２位置の被写体にピントが合わせられたときのフォーカスレンズの位置を第２レンズ位置として、それぞれ記憶する記憶部と、第１レンズ位置に対応する絞りの開口径である第１開口径と、第２レンズ位置に対応する絞りの開口径である第２開口径とをそれぞれ設定する設定部とを備え、動画撮影部は、動画撮影を行っているときに操作部材により所定操作がなされたことに応じて、レンズ制御部にフォーカスレンズを第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動させると共に、絞り制御部に絞りの開口径を第１開口径から第２開口径に変化させることを特徴とするデジタルカメラである。
請求項７に係る発明は、撮影光学系のフォーカスレンズの光軸方向の位置を制御するレンズ制御部と、撮影光学系の絞りの開口径を制御する絞り制御部と、撮影画面内の第１被写体と、第１被写体とは異なる第２被写体と、の各々を追尾可能な被写体追尾部と、第１被写体に対応する絞りの開口径である第１開口径と、第２被写体に対応する絞りの開口径である第２開口径とをそれぞれ設定する設定部とを備え、撮影光学系を用いて動画撮影を行う動画撮影部とを備え、動画撮影部は、動画撮影を行っているときに操作部材により所定操作がなされたことに応じて、レンズ制御部にフォーカスレンズを移動させて第１被写体にピントが合った状態から第２被写体にピントが合った状態にすると共に、絞り制御部に絞りの開口径を第１開口径から第１開口径とは異なる第２開口径に変化させることを特徴とするデジタルカメラである。

本発明によれば、フォーカス位置と絞りの開口径の両方が変化する印象的な動画を簡単な操作で撮影することができる。

本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。 撮影画面と撮影画面上に配置された複数のフォーカスエリアを模式的に示す図である。 動画撮影支援機能の前処理のフローチャートである。 動画撮影支援機能を用いた動画撮影処理のフローチャートである。 フォーカスレンズ２０３の位置および絞り２０５の開口径の変化を表した図である。 本発明を適用したレンズ一体型のデジタルカメラの断面図である。 動画撮影支援機能の前処理のフローチャートである。 動画撮影支援機能を用いた動画撮影処理のフローチャートである。 本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。 撮像素子４０２の撮像面の一部を拡大した模式図である。 フォーカスレンズ２０３の位置および絞り２０５の開口径の変化を表した図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００から成る、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。

交換レンズ２００には、複数のレンズ２０２、２０３、２０４から構成される撮影光学系と、開口部を有する絞り２０５が設けられている。被写体からの光束は、撮影光学系と絞り２０５の開口部とを通過して、カメラボディ１００に入射する。なお、図１では撮影光学系を３つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。また、図１では絞り２０５がレンズ２０３とレンズ２０４の間に設けられているが、周知のように、絞り２０５は撮影光学系の前方や後方にあってもよいし、他のレンズの間にあってもよい。

撮影光学系に含まれるレンズ２０３は、撮影光学系のピント位置を調節するフォーカスレンズである。フォーカスレンズ２０３は、ギア等により構成される不図示の駆動機構を介してレンズ駆動部２０６に接続されている。レンズ駆動部２０６は、ステッピングモータ等の不図示のアクチュエータを有し、フォーカスレンズ２０３を撮影光学系の光軸Ｌに沿った方向Ｄに駆動させる。

絞り２０５には、絞り駆動部２０７が接続されている。絞り駆動部２０７はステッピングモータ等の不図示のアクチュエータを有し、不図示の駆動機構を駆動して絞り２０５の開口径Ｒを変化させる。

カメラボディ１００は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１０２を有している。撮像素子１０２は、撮像面が撮影光学系の予定焦点面と一致するように配置されている。カメラボディ１００内の、撮影光学系と撮像素子１０２の撮像面との間には、クイックリターンミラー１０３が設置されている。非撮影時、クイックリターンミラー１０３は撮影光学系の光路上に存在し、被写体光をカメラボディ１００の上方に反射させる。このとき、カメラボディ１００に入射した被写体光は、フォーカシングスクリーン１０４により拡散され、ペンタプリズム１０５（ペンタゴナルダハプリズム）を透過した後に接眼レンズ１０６に向かう。撮影者はファインダー部１０７から接眼レンズ１０６を介して被写体像を視認することができる。

クイックリターンミラー１０３の裏面には、サブミラー１０８が設置されている。クイックリターンミラー１０３の表面（反射面）は、一部がハーフミラー加工されており、そこに入射した被写体光はクイックリターンミラー１０３を透過してサブミラー１０８に入射する。サブミラー１０８はこの光束をカメラボディ１００の下方に反射させる。カメラボディ１００の下方には、いわゆる瞳分割位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出装置１０９が設けられている。焦点検出装置１０９は、サブミラー１０８からの反射光を用いて周知の方法により焦点検出を行い、デフォーカス量を検出する。

カメラボディ１００は更に、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るボディ制御装置１０１を備える。ボディ制御装置１０１は、不図示のメモリに予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラボディ１００の各部を制御する。交換レンズ２００は同様に、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るレンズ制御装置２０１を有している。レンズ制御装置２０１は、不図示のメモリに予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、交換レンズ２００の各部を制御する。なお、ボディ制御装置１０１やレンズ制御装置２０１を、上記の制御プログラム相当の動作を行う電子回路により構成してもよい。

ボディ制御装置１０１とレンズ制御装置２０１は、レンズマウント周辺に設けられた不図示の電気接点を介して、相互に通信可能に構成されている。ボディ制御装置１０１はこの電気接点を介したデータ通信により、例えばフォーカスレンズ２０３の駆動指令や絞り２０５の駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。なお、このデータ通信を、電気接点を介した電気信号の授受以外の方法（例えば無線通信や光通信等）により行ってもよい。

所定の焦点調節操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの半押し操作）がなされると、ボディ制御装置１０１は焦点検出装置１０９にデフォーカス量を検出させ、そのデフォーカス量に応じた量だけフォーカスレンズ２０３を駆動させるための駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。レンズ制御装置２０１はこの駆動指令に応じて、レンズ駆動部２０６にフォーカスレンズ２０３を駆動させる。これにより、所定の被写体にピントが合わせられる。

所定の静止画撮影操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの全押し操作）がなされると、ボディ制御装置１０１は撮影制御を行う。このときボディ制御装置１０１は、クイックリターンミラー１０３およびサブミラー１０８を、被写体光を遮らない退避位置に移動させた後、絞り２０５を撮影絞り値に対応する開口径まで駆動させるための駆動指令をレンズ制御装置２０１に送信する。レンズ制御装置２０１はこの駆動指令に応じて、絞り駆動部２０７に絞り２０５を駆動させる。その後、ボディ制御装置１０１は不図示のシャッター等を制御し、撮像素子１０２に被写体像を撮像させる。そして、撮像素子１０２から出力される撮像信号に種々の画像処理を加え、静止画像データを生成して不図示の記憶媒体（例えばメモリカード等）に記憶する。

カメラ１は、静止画だけではなく、動画を撮影する動画撮影機能を有している。ユーザにより所定の動画撮影操作（例えば、不図示の動画撮影ボタンの押下操作）がなされると、静止画撮影の場合と同様にクイックリターンミラー１０３およびサブミラー１０８の退避、絞り２０５の駆動等が行われる。その後ボディ制御装置１０１は、所定の動画撮影終了操作（例えば、不図示の動画撮影ボタンの押下操作）がなされるまで、撮像素子１０２に被写体像を繰り返し（例えば毎秒６０回）撮像させる。そして、複数のフレームにより構成される動画像データを順次生成し、不図示の記憶媒体に記憶する。

カメラ１の背面には、例えば液晶等の表示素子により構成されるモニター１１０が設けられている。ボディ制御装置１０１はこのモニター１１０を用いて、例えば撮影した静止画像データや動画像データの再生、カメラ１の撮影パラメータ（絞り値やシャッタースピード等）の設定メニューの表示、動画撮影中のスルー画の表示などを行う。

（フォーカスエリアの説明）
図２は、撮影画面と撮影画面上に配置された複数のフォーカスエリアを模式的に示す図である。図２に模式的に示したように、撮影画面１２０内には予め複数のフォーカスエリア１２１が設けられている。クイックリターンミラー１０３の反射面は、少なくともこれらのフォーカスエリア１２１に相当する範囲がハーフミラーになっており、焦点検出装置１０９はこれら複数のフォーカスエリア１２１の各々についてデフォーカス量を検出することができる。ユーザはこれら複数のフォーカスエリア１２１から、ピント合わせに用いられるフォーカスエリア１２１を選択する。ボディ制御装置１０１は、ユーザにより選択されたフォーカスエリア１２１のデフォーカス量に基づいて、そのフォーカスエリア１２１に存在する被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ２０３を駆動させる。なお、図２に示したフォーカスエリア１２１の数および配置は一例であり、これ以外の数および配置でフォーカスエリア１２１を定めてもよい。

（動画撮影支援機能の説明）
カメラ１は、動画撮影中に、フォーカスレンズ２０３と絞り２０５を、予め設定しておいた状態に同時に駆動させる機能を備えている。本明細書では、この機能を動画撮影支援機能と呼ぶ。動画撮影支援機能は、動画撮影開始前に実行される前処理と、撮影支援付きの動画撮影処理から構成される。以下、これらの処理について説明する。

図３は、動画撮影支援機能の前処理のフローチャートである。ユーザがカメラボディ１００の背面等に設けられた操作部材を操作して、動画撮影支援機能をオンにすると、ボディ制御装置１０１は制御プログラムの一部に組み込まれている図３の処理の実行を開始する。

まずステップＳ１０では、ボディ制御装置１０１はユーザによる操作部材からのフォーカスエリア選択操作および絞り値の入力操作を受け付ける。ここでユーザはカメラボディ１００に設けられた操作部材を用いて、いずれか１つのフォーカスエリア１２１の選択と、そのフォーカスエリア１２１に対応する絞り値の入力を行う。ステップＳ２０ではボディ制御装置１０１が焦点調節制御を行う。すなわち、ボディ制御装置１０１は選択されたフォーカスエリア１２１のデフォーカス量を焦点検出装置１０９に検出させ、そのデフォーカス量に応じた位置にフォーカスレンズ２０３を駆動するようレンズ制御装置２０１にレンズ駆動命令を送信する。これにより、フォーカスエリア１２１の位置に存在する被写体にピントが合わせられる。

ステップＳ３０ではボディ制御装置１０１が、現在のフォーカスレンズ２０３の位置を第１レンズ位置として不図示の記憶部に記憶すると共に、ステップＳ１０で入力された絞り値を第１絞り値として第１レンズ位置に関連付けて不図示の記憶部に記憶する。すなわち、ボディ制御装置１０１はステップＳ１０で入力された絞り値（絞り２０５の開口径を表す値）を、第１レンズ位置に対応する第１絞り値に設定する。フォーカスレンズ２０３の位置は、レンズ制御装置２０１とのデータ通信により取得する。ステップＳ４０では、ステップＳ１０と同様にフォーカスエリア選択操作と絞り値の入力操作を受け付ける。ステップＳ５０では、ステップＳ２０と同様に焦点調節制御を行い、選択されたフォーカスエリア１２１の位置に存在する被写体にピントを合わせる。

ステップＳ６０ではボディ制御装置１０１が、現在のフォーカスレンズ２０３の位置を第２レンズ位置として不図示の記憶部に記憶すると共に、ステップＳ４０で入力された絞り値を第２絞り値として第２レンズ位置に関連付けて不図示の記憶部に記憶する。すなわち、ボディ制御装置１０１はステップＳ４０で入力された絞り値（絞り２０５の開口径を表す値）を、第２レンズ位置に対応する第２絞り値に設定する。ボディ制御装置１０１はステップＳ６０において、更に、ステップＳ５０においてフォーカスレンズ２０３を第１レンズ位置から第２レンズ位置まで駆動するのに要した時間（レンズ駆動時間）を不図示の記憶部に記憶する。

以上の前処理により、不図示の記憶部には第１レンズ位置、第１絞り値、第２レンズ位置、第２絞り値、および第１レンズ位置から第２レンズ位置までフォーカスレンズ２０３を駆動するのに要するレンズ駆動時間が記憶される。

図４は、動画撮影支援機能を用いた動画撮影処理のフローチャートである。図３の前処理を実行後、ユーザが所定の動画撮影操作を行うと、ボディ制御装置１０１は通常の動画撮影処理の代わりに、図４に示す動画撮影処理を実行する。図４の処理は、ボディ制御装置１０１が実行する所定の制御プログラムに含まれている。

まずステップＳ７０では、ボディ制御装置１０１が、不図示の記憶部に記憶されている第１レンズ位置までフォーカスレンズ２０３を駆動させる。具体的には、ボディ制御装置１０１は不図示の記憶部から第１レンズ位置を読み出し、その位置までフォーカスレンズ２０３を駆動させるレンズ駆動命令をレンズ制御装置２０１に送信する。これにより、フォーカスレンズ２０３は前処理において記憶された第１レンズ位置まで駆動される。ステップＳ８０ではボディ制御装置１０１が、絞り２０５の開口径を、不図示の記憶部に記憶されている第１絞り値に相当する開口径にする。具体的には、ステップＳ７０と同様に、不図示の記憶部から第１絞り値を読み出し、その絞り値までの絞り駆動命令をレンズ制御装置２０１に送信する。

ステップＳ９０では、ボディ制御装置１０１が動画撮影を開始する。これ以降、所定間隔（例えば６０分の１秒）ごとに撮像素子１０２による撮像が行われ、ボディ制御装置１０１はその都度、撮像信号に基づいて動画像のフレームを作成する。ステップＳ１００では、ボディ制御装置１０１が、ユーザにより所定のレンズ駆動操作（例えば所定のボタンの押下など）がなされたか否かを判定する。レンズ駆動操作がなされていた場合にはステップＳ１１０に進み、操作がなされていなかった場合にはステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１１０では、ボディ制御装置１０１が、現在フォーカスレンズ２０３が第１レンズ位置にあるのか第２レンズ位置にあるのかを判定する。第１レンズ位置にある場合にはステップＳ１３０に進み、フォーカスレンズ２０３を第２レンズ位置へ、絞り２０５を第２絞り値に相当する開口径に、それぞれ駆動させる。他方、第２レンズ位置にある場合にはステップＳ１２０に進み、フォーカスレンズ２０３を第１レンズ位置へ、絞り２０５を第１絞り値に相当する開口径に、それぞれ駆動させる。ステップＳ１２０、Ｓ１３０において、ボディ制御装置１０１は、フォーカスレンズ２０３の駆動時間と絞り２０５の駆動時間が一致するように駆動命令を送信する。これについては後に詳述する。

ステップＳ１４０では、ボディ制御装置１０１が、ユーザにより所定の動画撮影終了操作がなされたか否かを判定する。動画撮影終了操作がなされていた場合にはステップＳ１５０に進み、動画撮影を終了する。他方、動画撮影終了操作がなされていなかった場合にはステップＳ１００に戻り、ステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理を繰り返し実行する。

（フォーカスレンズ２０３と絞り２０５の駆動時間の説明）
図５を用いて、図４のフローチャートのステップＳ１３０におけるフォーカスレンズ２０３と絞り２０５の駆動方法について説明する。図５は横軸を時間（時刻）として、フォーカスレンズ２０３の位置および絞り２０５の開口径の変化を表した図である。図５では縦軸の上側をフォーカスレンズ２０３の位置、下側を絞り２０５の開口径としている。

ボディ制御装置１０１が時刻ｔ１からフォーカスレンズ２０３の駆動を開始し、フォーカスレンズ２０３を第１レンズ位置から第２レンズ位置に駆動させ、時刻ｔ２に第２レンズ位置へ到達する状況を考える。図４のステップＳ１３０では、ボディ制御装置１０１がフォーカスレンズ２０３の駆動と同時に絞り２０５の駆動を開始させる。つまり、時刻ｔ１に、絞り２０５を第１絞り値相当の開口径から第２絞り値相当の開口径にするための駆動が開始される。

ところで、一般的に、絞り２０５の最大開口径と最小開口径との間の駆動時間は、フォーカスレンズ２０３の無限遠と至近との間の駆動時間に比べて小さい。つまり、図４のステップＳ１３０において、フォーカスレンズ２０３を第１レンズ位置から第２レンズ位置まで駆動させるために必要な時間は、絞り２０５を第１絞り値相当の開口径から第２絞り値相当の開口径まで駆動させるために必要な時間よりも長いと考えられる。例えば、絞り２０５を可能な限り速い速度で駆動させた場合、図５に矢印で示すように、時刻ｔ２よりも前の時刻に絞り２０５の駆動が完了する。

しかしながら、このような高速な絞り２０５の駆動動作は、動画撮影において常に望ましいとは限らない。具体的な撮影の例を挙げると、最初はカメラ寄りに位置する第１の被写体にピントを合わせておき、絞り２０５を開放に近い状態とすることで、第１の被写体のみがシャープに写り、他の被写体は大きくボケた状態で撮影される。その後、カメラから離れた位置にある第２の被写体にピントを移動させ、それと並行して絞り２０５を絞り込んでいくと、最初はボケて判然としなかった第２の被写体やその周囲の被写体が（絞り２０５を絞り込んだことにより被写界深度が深くなることで）徐々に明確になると共に、第２の被写体にピントが合わせられる。図５に矢印で示したように絞り２０５を高速に駆動させてしまうと、動画撮影においてこの例のような効果を得ることはできない。

そこで本実施形態のボディ制御装置１０１は、図４のステップＳ１３０において、図３のステップＳ６０で予め記憶しておいたレンズ駆動時間に合わせて絞り２０５を駆動させる。つまり、図５に示すように、時刻ｔ１から絞り２０５の駆動を開始するが、その駆動速度は時刻ｔ２でちょうど駆動が完了するような速度とする。図４のステップＳ１２０についても同様である。

なお、上述の説明において、絞り２０５の駆動に要する時間がフォーカスレンズ２０３の駆動に要する時間よりも短いと述べたが、例えば第１レンズ位置と第２レンズ位置が非常に近い場合など、そのような関係が成り立たない場合がある。このような場合に対処するために、ステップＳ６０でレンズ駆動時間と絞り駆動時間のいずれか長い方を記憶するようにしてもよい。そのようにしておけば、図４のステップＳ１２０、Ｓ１３０においてその時間でちょうど駆動が完了するようにフォーカスレンズ２０３および絞り２０５を駆動させることで、絞り２０５の駆動時間がフォーカスレンズ２０３の駆動時間より長い場合にも対処することができる。

上述した第１の実施の形態による一眼レフレックス方式のデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ボディ制御装置１０１は、レンズ制御装置２０１と通信を行い、撮影光学系のフォーカスレンズ２０３の光軸方向の位置および絞り２０５の開口径を制御する。動画撮影が行われていないとき、ボディ制御装置１０１は焦点検出装置１０９の出力に基づいて１つ目のフォーカスエリアの被写体にピントを合わせ、そのときのフォーカスレンズ２０３の位置を第１レンズ位置として記憶すると共に、２つ目のフォーカスエリアの被写体にピントを合わせ、そのときのフォーカスレンズ２０３の位置を第２レンズ位置として記憶する。そして、動画撮影を行っているときに操作部材により所定操作がなされたことに応じて、フォーカスレンズ２０３を第１レンズ位置から第２レンズ位置に移動させると共に、絞り２０５の開口径を第１絞り値に相当する開口径から第２絞り値に相当する第２開口径に変化させる。このようにしたので、フォーカス位置と絞りの両方が変化する印象的な動画を簡単な操作で撮影することができる。

（２）ボディ制御装置１０１は、フォーカスレンズ２０３の第１レンズ位置から第２レンズ位置への移動の開始時刻および終了時刻を、絞り２０５の開口径の第１絞り値から第２絞り値への変化の開始時刻および終了時刻にそれぞれ一致させる。このようにしたので、フォーカス位置に合わせてボケ具合が滑らかに変化する動画を撮影することができる。

（３）ボディ制御装置１０１は、動画撮影を行っていないときに、操作部材により入力される第１絞り値および第２絞り値を受け付ける。このようにしたので、撮影者は自分が所望する絞り状態を自由に設定することができる。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明を適用したレンズ一体型のデジタルカメラの断面図である。カメラ２は、ズームレンズ３０２、フォーカスレンズ３０３、およびレンズ３０４から構成される撮影光学系を備え、撮影光学系の前側には開口部を有する絞り３０５が設けられている。撮影光学系により結像された被写体像は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子３０７により撮像される。

カメラ２内には更に、これらの各部を制御するカメラ制御装置３０１が設けられている。カメラ制御装置３０１は第１の実施形態に係るボディ制御装置１０１と同様に、マイクロプロセッサやその周辺回路から成り、不図示のメモリに予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行する。

ズームレンズ３０２は撮影光学系の光軸Ｌに沿った方向Ｄに駆動可能に構成されている。カメラ制御装置３０１は、ズームレンズ３０２に接続されている不図示のアクチュエータを制御して、ズームレンズ３０２を方向Ｄに駆動し、撮影光学系の焦点距離を可変する。フォーカスレンズ３０３も同様に、カメラ制御装置３０１により制御される不図示のアクチュエータによって方向Ｄに駆動される。撮像素子３０７は、第１の実施の形態に係る撮像素子１０２と同様の撮像素子である。

カメラ２の背面には、液晶等の表示素子を有するモニター３０８と、モニター３０８に積層されたタッチパネル３０９とが設けられている。タッチパネル３０９は、例えば感圧式や静電容量式のタッチパネルであり、ユーザが指等によりモニター３０８の画面に接触（画面を押圧）すると、その座標をカメラ制御装置３０１に出力する。

カメラ制御装置３０１は、撮像素子３０７から出力される撮像信号に基づいて、いわゆるコントラスト方式の焦点検出を行うことにより、被写体にピントを合わせる。例えば、モニター３０８にスルー画を表示し、ユーザに、スルー画の任意の場所をタッチパネル３０９により指定させる。カメラ制御装置３０１は、ユーザが接触した座標を中心に所定の大きさの区画をフォーカスエリアとして利用する。具体的には、フォーカスレンズ３０３を駆動させながら当該区画の撮像出力のコントラストの変化を追跡し、コントラストが極大となるフォーカスレンズ３０３の位置を合焦位置とすることで、当該区画の被写体にピントを合わせる。

（動画撮影支援機能の説明）
カメラ２は、第１の実施形態と同様の動画撮影支援機能を備えている。ただし、第１の実施形態の機能と比べて、任意の数の状態（フォーカスレンズ３０３、ズームレンズ３０２、および絞り３０５の状態）を記憶可能という違いがある。以下、本実施形態の動画撮影支援機能を構成する各処理について説明する。

図７は、動画撮影支援機能の前処理のフローチャートである。ユーザがカメラボディ１００の背面等に設けられた操作部材を操作して、動画撮影支援機能をオンにすると、カメラ制御装置３０１は第１の実施形態に係るボディ制御装置１０１と同様に、制御プログラムの一部に組み込まれている図７の処理の実行を開始する。

まずステップＳ１６０では、記憶した状態数を表す変数Ｎを１に初期化する。ステップＳ１７０では、ユーザによる操作部材からのフォーカスエリア選択操作、ズーム駆動操作、および絞り値の入力操作を受け付ける。カメラ制御装置３０１はズーム駆動操作に応じてズームレンズ３０２を駆動するので、モニター３０８に表示されるスルー画の画角はズーム駆動操作に応じて変化する。ユーザは、まずズーム駆動操作により撮影範囲を所望の画角に設定した後に、フォーカスエリア選択操作や絞り値の入力操作を行う。

ステップＳ１８０では、カメラ制御装置３０１が焦点調節制御を行う。すなわち、カメラ制御装置３０１は所定範囲（例えば至近端から無限端までの範囲）においてフォーカスレンズ３０３を駆動させながら、選択されたフォーカスエリアのデフォーカス量（コントラスト）を検出する。そして、デフォーカス量が極小（コントラストが極大）になる位置にフォーカスレンズ３０３を駆動させる。これにより、フォーカスエリアの位置に存在する被写体にピントが合わせられる。

ステップＳ１９０でカメラ制御装置３０１は、現在のフォーカスレンズ３０３の位置を第１レンズ位置として不図示の記憶部に記憶すると共に、現在のズームレンズ３０２の位置を第１ズーム位置として、ステップＳ１７０で入力された絞り値を第１絞り値として、それぞれ第１レンズ位置に関連付けて不図示の記憶部に記憶する。

ステップＳ２００でカメラ制御装置３０１は、変数Ｎの値に１を加える。そして、ステップＳ２１０でステップＳ１７０と同様に、フォーカスエリア選択操作、ズーム駆動操作、および絞り値の入力操作を受け付ける。続くステップＳ２２０ではステップＳ１８０と同様に焦点調節制御を行い、フォーカスエリアの位置に存在する被写体にピントを合わせる。

ステップＳ２３０でカメラ制御装置３０１は、現在のフォーカスレンズ３０３の位置を第Ｎレンズ位置として不図示の記憶部に記憶すると共に、現在のズームレンズ３０２の位置を第Ｎズーム位置として、ステップＳ２１０で入力された絞り値を第Ｎ絞り値として、それぞれ第Ｎレンズ位置に関連付けて不図示の記憶部に記憶する。ステップＳ２３０では更に、前回の合焦位置（第Ｎ−１レンズ位置）から今回の合焦位置（第Ｎレンズ位置）までフォーカスレンズ３０３を駆動させるのに要した時間（レンズ駆動時間）も、合わせて不図示の記憶部に記憶する。

なお、コントラスト方式の焦点検出を行う場合、ステップＳ２２０において、第Ｎ−１レンズ位置から第Ｎレンズ位置までフォーカスレンズ３０３を最短距離で駆動させることができない場合がある。例えば、コントラスト値が極大であることを検出するためには、いったんフォーカスレンズ３０３が合焦位置を通り過ぎる必要がある。このように、ステップＳ２２０においてフォーカスレンズ３０３が最短距離を駆動されない場合、第１の実施形態のようにフォーカスレンズ３０３の駆動時間を計測して記憶するのではなく、第Ｎ−１レンズ位置と第Ｎレンズ位置の間の距離からレンズ駆動時間を演算するようにしてもよい。

ステップＳ２４０でカメラ制御装置３０１は、ユーザにより所定の選択終了操作がなされたか否かを判定する。ユーザが更に継続してレンズ位置等を記憶する場合にはステップＳ２００に戻り、前処理を継続する。他方、ユーザが選択終了操作を行った場合には図７の前処理を終了する。

以上の前処理により、不図示の記憶部には、レンズ位置、ズーム位置、および絞り値の組がＮ個記憶される。なおレンズ駆動時間はＮ−１個が記憶されることになる。

図８は、動画撮影支援機能を用いた動画撮影処理のフローチャートである。第１の実施形態と同様に、図７の前処理を実行後、ユーザが所定の動画撮影操作を行うと、カメラ制御装置３０１は通常の動画撮影処理の代わりに、図８に示す動画撮影処理を実行する。図８の処理は、カメラ制御装置３０１が実行する所定の制御プログラムに含まれている。

まずステップＳ２５０では、カメラ制御装置３０１が、現在のレンズ位置を表す変数Ｘを１に初期化する。そして、ステップＳ２５５でズームレンズ３０２を第１ズーム位置に、ステップＳ２６０でフォーカスレンズ３０３を第１レンズ位置に、ステップＳ２７０で絞り３０５を第１絞り値に、それぞれ駆動する。ステップＳ２８０でカメラ制御装置３０１は、撮像素子３０７による動画撮影を開始する。これ以降、所定間隔（例えば６０分の１秒）ごとに撮像素子３０７による撮像が行われ、カメラ制御装置３０１はその都度、撮像信号に基づいて動画像のフレームを作成する。

ステップＳ２９０ではカメラ制御装置３０１が、ユーザにより所定のレンズ駆動操作（例えば所定のボタンの押下など）がなされたか否かを判定する。レンズ駆動操作がなされていた場合にはステップＳ３００に進み、操作がなされていなかった場合にはステップＳ３４０に進む。

ステップＳ３００でカメラ制御装置３０１は、変数Ｘの値に１を加える。そしてステップＳ３１０で、変数Ｘの値が図７の前処理で記憶した状態数Ｎを超えたか否かを判定する。変数Ｘが状態数Ｎを超えていた場合にはステップＳ３３０に進む。変数Ｘが状態数Ｎを超えていない場合には、ステップＳ３２０に進む。

ステップＳ３２０では、カメラ制御装置３０１が、ズームレンズ３０２を第Ｘズーム位置に、フォーカスレンズ３０３を第Ｘレンズ位置に、絞り３０５を第Ｘ絞り値に、それぞれ駆動する。このときカメラ制御装置３０１は、第１の実施形態と同様に、フォーカスレンズ３０３の駆動時間とズームレンズ３０２および絞り２０５の駆動時間が一致するように各部を制御する。ステップＳ３３０では、カメラ制御装置３０１が、ユーザにより所定の動画撮影終了操作がなされたか否かを判定する。動画撮影終了操作がなされていた場合にはステップＳ３４０に進み、動画撮影を終了する。他方、動画撮影終了操作がなされていなかった場合にはステップＳ２９０に戻り、ステップＳ２９０〜Ｓ３３０の処理を繰り返し実行する。

上述した第２の実施の形態によるレンズ一体型のデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）カメラ制御装置３０１は、タッチパネル３０９により検知されたモニター３０８の表示画面の接触位置２つの一方を１つ目のフォーカスエリアに、他方を２つ目のフォーカスエリアにそれぞれ設定する。このようにしたので、フォーカスエリアを簡単かつ直感的に選択することが可能となる。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ３は、カメラボディ４００と、カメラボディ４００に着脱可能な交換レンズ２００から成る、レンズ交換式のデジタルカメラである。カメラ３は、光学ファインダーの代わりにいわゆる電子ビューファインダーを備えている。これにより、第１の実施形態のカメラ１が備えていたクイックリターンミラー１０３やペンタプリズム１０５は省略されている。なお、交換レンズ２００の構成は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

カメラボディ４００は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子４０２を有している。撮像素子４０２は、撮像面が撮影光学系の予定焦点面と一致するように配置されている。撮像素子４０２の撮像面には撮像用の受光素子が二次元状に多数配列されており、その一部が焦点検出用の受光素子に置き換えられている。本実施形態のカメラボディ４００は、これら焦点検出用の受光素子の出力に基づいて、いわゆる撮像面位相差検出方式の焦点検出を行う。焦点検出用の受光素子については後に詳述する。

カメラボディ４００は、第１の実施形態に係るボディ制御装置１０１と同様に構成されたボディ制御装置４０１と、第１の実施の形態に係るモニター１１０と同様にカメラボディ４００の背面に配置されたモニター４１０とを備えている。これらの各部については第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

カメラボディ４００の上部には、液晶等の表示素子を有する電子ビューファインダーユニット４０５が設置されている。撮影者はファインダー部４０７から接眼レンズ４０６を介して電子ビューファインダーユニット４０５の表示素子に表示される被写体像等を視認することができる。カメラ３が撮影モードに設定されている間、ボディ制御装置４０１は所定間隔（例えば６０分の１秒）ごとに撮像素子４０２に被写体像を撮像させ、その撮像信号に基づいてスルー画を作成してモニター４１０や電子ビューファインダーユニット４０５に表示させる。

（撮像面位相差検出の説明）
図１０は、撮像素子４０２の撮像面の一部を拡大した模式図である。図１０に拡大して示すように、撮像素子４０２の撮像面には、マイクロレンズ４２０とその後側に配置された光電変換部４３０とから成る受光素子４４０が、二次元状に多数配列されている。そして、それらの受光素子４４０の一部が、受光素子４４０とは異なる形状の光電変換部４３１、４３２を備えた焦点検出用の受光素子４４１、４４２に置き換えられている。

光電変換部４３１は、受光素子４４０が有する光電変換部４３０から、マイクロレンズ４２０の中央から右側を取り除いた形状を有しており、マイクロレンズ４２０の中央から右側を通過した光束のみを受光する。同様に、光電変換部４３２は、受光素子４４０が有する光電変換部４３０から、マイクロレンズ４２０の中央から左側を取り除いた形状を有しており、マイクロレンズ４２０の中央から左側を通過した光束のみを受光する。このように、受光素子４４１、４４２は、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した一対の光束を受光するように構成されている。ボディ制御装置４０１は、複数の受光素子４４１の受光出力から作成した信号列と、複数の受光素子４４２の受光出力から作成した信号列とを比較し、そのずれ量を検出することで、被写体像の像ずれ量を検出する。この被写体像の像ずれ量に対して所定の係数を掛けることにより、デフォーカス量を算出することができる。

（被写体追尾機能の説明）
本実施形態のカメラ３は、ユーザにより指定された特定の被写体の位置を追尾する、いわゆる被写体追尾機能を備えている。撮影者はモニター４１０に表示されたスルー画を参照し、スルー画の任意の位置を不図示の操作部材により指定する。ボディ制御装置４０１は、ユーザが指定した位置任意の位置を指定すると、その位置に存在する被写体のデフォーカス量や色などの情報から、周知の方法によりその被写体を追尾する。

カメラ３は、第１の実施形態に係るカメラ１と同様の動画撮影支援機能を備えるが、ユーザにフォーカスエリアの代わりに被写体を選択させる点が第１の実施形態とは異なる。以下、この点について詳細に説明する。

第１の実施形態では、図３のステップＳ１０、Ｓ４０において、ユーザはフォーカスエリアを選択していた。ボディ制御装置１０１は、選択時においてフォーカスエリアに対応する位置に存在した被写体にピントを合わせ、そのときのフォーカスレンズ２０３の位置を記憶していた。他方、本実施形態のカメラ３は、ユーザに選択されたフォーカスエリアに対応する位置に存在した被写体にピントを合わせるが、そのとき当該被写体の追尾を開始する。そして、図４のステップＳ７０やステップＳ１２０、Ｓ１３０において、記憶しておいたレンズ位置にフォーカスレンズ２０３を駆動するのではなく、追尾中の被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ２０３を駆動させる。

つまり本実施形態では、ユーザが動画撮影前に２つの被写体を指定しておくと、ボディ制御装置４０１が動画撮影中に一方の被写体にピントを合わせ続けると共に、他方の被写体の位置を、いつでもその被写体にピントを合わせることができるように追跡する。そして、ユーザが所定のレンズ駆動操作を行うと、他方の被写体にピントが合うようにフォーカスレンズ２０３を駆動させる。

なお、被写体の追尾技術は任意のものを利用することができる。例えば顔認識技術を利用すれば、特定の人物を追尾することができる。また、被写体の追尾を撮像素子４０２以外の別途設けられたセンサにより行うことも可能である。

上述した第３の実施の形態によるレンズ交換式のデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ボディ制御装置４０１は、撮影画面内の第１被写体および第２被写体の各々を追尾可能に構成され、動画撮影を行っているときに操作部材により所定操作がなされたことに応じて、第１被写体にピントが合った状態から第２被写体にピントが合った状態にすると共に、絞り２０５の開口径を第１絞り値に相当する開口径から第２絞り値に相当する開口径に変化させる。このようにしたので、被写体が移動する場合であっても、フォーカス位置と絞りが変化する印象的な動画を簡単な操作で撮影することができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
図５を用いて説明したフォーカスレンズと絞りの駆動方法は一例であり、必ずしもフォーカスレンズの駆動時間と絞りの駆動時間を合わせなくてもよい。例えば図１１（ａ）のように、フォーカスレンズが駆動される期間ｔ３〜ｔ５と、絞りが駆動される期間ｔ４〜ｔ６の一部のみが重複するように構成してもよいし、図１１（ｂ）のように、フォーカスレンズが駆動される期間ｔ７〜ｔ８が終わった後の期間ｔ８〜ｔ９において絞りが駆動されるようにしてもよい。フォーカスレンズと絞りをこのように駆動した場合であっても、フォーカス位置と絞り径が共に変化する印象的な動画を得ることが可能である。

（変形例２）
絞り値の入力を受け付ける際、実際にその絞り値を設定したスルー画をユーザに示してもよい。例えば図７のステップＳ１７０やステップＳ２１０において、入力中の絞り値がリアルタイムに反映され、モニター３０８のスルー画が絞り値に応じた状態に変化するようにしてもよい。このようにすることで、絞り値の変化に伴う撮影画像の変化を容易に把握できるようになる。

（変形例３）
交換レンズのフォーカスレンズや絞りを、カメラボディに内蔵されたアクチュエータにより駆動してもよい。例えば、第１の実施形態において、レンズ駆動部２０６や絞り駆動部２０７をカメラボディ１００に移動させ、これらの各駆動部の駆動力がレンズマウント近傍に設けられた駆動力伝達機構を介してフォーカスレンズ２０３や絞り２０５に伝わるようにすればよい。

（変形例４）
絞り値の入力タイミングは、フォーカスエリアの選択時に限定されず、動画撮影の前であればいつであってもよい。また、必ずしもユーザに絞り値を入力させる必要はない。例えば「徐々にボケ量が大きくなるモード」や「徐々にボケ量が小さくなるモード」などのモードを用意してユーザに選択させるようにしてもよい。この場合、前者のモードが選択されたときにはＦ１６からＦ２、後者のモードが選択されたときにはＦ２からＦ１６、というように、予め設定した絞り値を第１絞り値および第２絞り値にすればよい。また、ズーム位置や、焦点検出結果から得られる被写体距離などの情報を利用して、絞り値を動的に演算してもよい。例えば、広角より望遠の方がボケやすく、カメラから遠い被写体の方がボケやすいことを考慮し、常に一定の大きさのボケ効果が得られるように第１絞り値および第２絞り値を設定するようにしてもよい。このようにすることで、カメラに詳しくないユーザであっても印象的な動画を簡単に撮影できるようになる。

（変形例５）
動画撮影の開始時に、必ずしもフォーカスレンズを第１レンズ位置に駆動させなくてもよい。例えば、動画撮影前にユーザがフォーカスレンズを手動で移動させられるようにしてもよいし、他のレンズ位置にフォーカスレンズを駆動させてもよい。このようにした場合、動画撮影中に所定のレンズ駆動操作が行われると、まず第１レンズ位置にフォーカスレンズが駆動されるようにすればよい。

（変形例６）
上述した第２の実施形態では、複数のレンズ位置を第１、第２、…の順に移動させるようにしていた。これを、任意のレンズ位置に直接駆動可能にしてもよい。例えば３つのレンズ位置を記憶可能とし、各々のレンズ位置に対応する３つのボタンを用意する。そして、押されたボタンに対応するレンズ位置に直接駆動されるように構成してもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１、２、３…カメラ、１００、４００…カメラボディ、１０２、３０７、４０２…撮像素子、２００…交換レンズ、２０３、３０３…フォーカスレンズ、２０５、３０５…絞り

Claims (7)

1. 撮影光学系のフォーカスレンズの光軸方向の位置を制御するレンズ制御部と、
   前記撮影光学系の絞りの開口径を制御する絞り制御部と、
   前記レンズ制御部を制御し、撮影画面内の第１位置の被写体と、前記第１位置とは異なる第２位置の被写体と、の各々にピントを合わせることが可能な焦点調節部と、
   前記撮影光学系を用いて動画撮影を行う動画撮影部と、
   前記動画撮影部により動画撮影が行われていないときに、前記焦点調節部により前記第１位置の被写体にピントが合わせられたときの前記フォーカスレンズの位置を第１レンズ位置として、前記焦点調節部により前記第２位置の被写体にピントが合わせられたときの前記フォーカスレンズの位置を第２レンズ位置として、それぞれ記憶する記憶部と、
   前記第１レンズ位置に対応する前記絞りの開口径である第１開口径と、前記第２レンズ位置に対応する前記絞りの開口径である第２開口径とをそれぞれ設定する設定部とを備え、
   前記動画撮影部は、動画撮影を行っているときに操作部材により所定操作がなされたことに応じて、前記レンズ制御部に前記フォーカスレンズを前記第１レンズ位置から前記第２レンズ位置に移動させると共に、前記絞り制御部に前記絞りの開口径を前記第１開口径から前記第２開口径に変化させることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
   表示画面を有する表示手段と、
   前記表示画面の接触位置を検知する接触位置検知手段とを備え、
   前記焦点調節部は、前記接触位置検知手段により検知された２つの接触位置の一方を前記第１位置に、他方を前記第２位置にそれぞれ設定することを特徴とするデジタルカメラ。
3. 請求項１または２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記動画撮影部は、前記フォーカスレンズを前記第１レンズ位置から前記第２レンズ位置に移動させる期間と、前記絞りの開口径を前記第１開口径から前記第２開口径に変化させる期間と、の少なくとも一部を重複させることを特徴とするデジタルカメラ。
4. 請求項１または２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記動画撮影部は、前記フォーカスレンズの前記第１レンズ位置から前記第２レンズ位置への移動の開始時刻および終了時刻を、前記絞りの開口径の前記第１開口径から前記第２開口径への変化の開始時刻および終了時刻にそれぞれ一致させることを特徴とするデジタルカメラ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記設定部は、前記動画撮影部が動画撮影を行っていないときに為された所定の操作部材の操作に応じて、前記第１開口径および前記第２開口径を設定することを特徴とするデジタルカメラ。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記設定部は、前記撮影光学系の焦点距離と、前記第１レンズ位置と、前記第２レンズ位置とに基づいて、被写体像のボケ量が所定量以上異なる前記第１開口径および前記第２開口径を設定することを特徴とするデジタルカメラ。
7. 撮影光学系のフォーカスレンズの光軸方向の位置を制御するレンズ制御部と、
   前記撮影光学系の絞りの開口径を制御する絞り制御部と、
   撮影画面内の第１被写体と、前記第１被写体とは異なる第２被写体と、の各々を追尾可能な被写体追尾部と、
   前記第１被写体に対応する前記絞りの開口径である第１開口径と、前記第２被写体に対応する前記絞りの開口径である第２開口径とをそれぞれ設定する設定部とを備え、
   前記撮影光学系を用いて動画撮影を行う動画撮影部とを備え、
   前記動画撮影部は、動画撮影を行っているときに操作部材により所定操作がなされたことに応じて、前記レンズ制御部に前記フォーカスレンズを移動させて前記第１被写体にピントが合った状態から前記第２被写体にピントが合った状態にすると共に、前記絞り制御部に前記絞りの開口径を第１開口径から前記第１開口径とは異なる第２開口径に変化させることを特徴とするデジタルカメラ。