JP2014032355A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影レンズのフォーカス範囲を考慮してマニュアルフォーカス時のユーザの操作をアシストすることが可能な撮像装置を提供すること。
【解決手段】マニュアルフォーカスモード中において撮影レンズ１０２のフォーカス状態が検出される。フォーカス状態の検出の結果、撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に被写体が位置している場合には、撮影レンズ１０２のフォーカス位置を被写体に合わせるために必要なフォーカスリング１１６ａの操作方向がユーザに通知され、フォーカス範囲内に被写体が位置していない場合には、フォーカス範囲内に被写体を位置させるために必要な動作がユーザに通知される。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置は、被写体の光学像を形成するための撮影レンズ（撮影光学系）を有している。近年の撮影レンズは、フォーカスレンズを有し、フォーカスレンズを光軸方向に移動させることによってフォーカス位置を調整可能になされているものが多い。

通常、撮影レンズは、フォーカスを合わせることが可能な被写体距離の範囲（フォーカス範囲）を有している。したがって、フォーカス範囲外に位置している被写体についてはフォーカスを合わせることができず、被写体がピンボケしてしまう。これに対し、特許文献１は、自分撮り撮影モードを有する撮像装置において、撮影レンズの最至近距離（フォーカス範囲の近距離端）よりも近くに被写体が位置している場合にユーザに警告をするようにしている。

特開２００２−３５０７１７号公報

撮影レンズのフォーカス位置の調整方式として、撮像装置が自動でフォーカス位置を調整するオートフォーカス方式とユーザが手動でフォーカス位置を調整するマニュアルフォーカス方式とが知られている。このうち、マニュアルフォーカル方式に関しては、ユーザがフォーカスリングを回すことにより、その回転量及び回転方向に応じてフォーカスレンズが移動する。ここで、撮像装置の中には、フォーカスリングとフォーカスレンズとが機械的に連動していないものもある。このとき、フォーカスリングにストッパがなく、回転操作を伝達するように設計されており、さらにユーザにフォーカス範囲を知らせる手段が存在していないと、フォーカスレンズが可動範囲を超えた後であっても、ユーザはフォーカスリングを回し続けることをしてしまう。特許文献１の技術は、被写体が撮影レンズの最至近距離に位置している場合にユーザに警告をするものであるが、撮影レンズのフォーカス範囲が分るものではない。また、特許文献１は、マニュアルフォーカスの場合については特に言及しておらず、したがって例えば被写体が撮影レンズの最至近距離よりも近いい位置にいたとしても、ユーザはどのようにすれば撮影が可能になるのかが分らない。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、撮影レンズのフォーカス範囲を考慮してマニュアルフォーカス時のユーザの操作をアシストすることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一態様の撮像装置は、光軸方向に移動自在なフォーカスレンズを有し、前記フォーカスレンズの移動によってフォーカス位置が調整され、被写体の光学像を生成する撮影レンズと、前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動部と、前記フォーカスレンズの移動量及び移動方向を前記フォーカスレンズ駆動部に対して指示するためのフォーカスレンズ操作部材を含むフォーカスレンズ駆動指示部と、前記フォーカスレンズ操作部材の操作中の前記撮影レンズのフォーカス状態を検出するフォーカス状態検出部と、前記フォーカス状態の検出の結果、前記撮影レンズのフォーカス調整可能な被写体距離の範囲であるフォーカス範囲内に前記被写体が位置している場合には、前記フォーカス位置を前記被写体に合わせるために必要な前記フォーカスレンズ操作部材の操作方向をユーザに通知し、前記フォーカス範囲内に前記被写体が位置していない場合には、前記フォーカス範囲内に前記被写体を位置させるために必要な動作をユーザに通知する制御部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、撮影レンズのフォーカス範囲を考慮してマニュアルフォーカス時のユーザの操作をアシストすることが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の例としてのデジタルカメラの構成を示す図である。 本発明の一実施形態の撮像装置の撮影モード時の動作を示すフローチャートである。 コントラスト値のピーク位置の方向取得手法の例を示した図である。 方向取得ができない場合の例を示した図である。 フォーカス位置をより遠方側にする場合のフォーカスリングの回転方向を通知する際の例を示す図である。 フォーカス位置をより至近側にする場合のフォーカスリングの回転方向を通知する際の例を示す図である。 ユーザに対して被写体に近づくように促すための通知の例を示す図である。 ユーザに対して被写体から遠ざかるように促すための通知の例を示す図である。 アニメーションを併用してユーザに通知する際の例を示す図である。 フォーカス範囲をより遠方側に広げる場合のズームリングの回転方向を通知する際の例を示す図である。 フォーカス範囲をより至近側に広げる場合のズームリングの回転方向を通知する際の例を示す図である。 本発明の一実施形態における電子ズーム処理の考え方について示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の例としてのデジタルカメラの構成を示す図である。図１に示すデジタルカメラ（以下、カメラと記す）１は、レンズ交換式のカメラの構成を示している。したがって、カメラ１は、交換レンズ１００と、カメラ本体２００とを有している。カメラ１は、必ずしもレンズ交換式である必要はなく、カメラ本体に撮影レンズが設けられていても良い。

交換レンズ１００は、撮影レンズ１０２と、フォーカスレンズ駆動部１０４ａと、ズームレンズ駆動部１０４ｂと、フォーカスレンズ位置検出部１０６ａと、ズームレンズ位置検出部１０６ｂと、絞り１０８と、絞り駆動部１１０と、レンズ情報記憶部１１２と、レンズ制御部１１４と、フォーカスリング１１６ａと、ズームリング１１６ｂと、フォーカスリング操作検出部１１８ａと、ズームリング操作検出部１１８ｂと、通信部１２０とを有している。

撮影レンズ１０２は、フォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂ等の複数のレンズを有するレンズ群である。撮影レンズ１０２は、図示しない被写体の光像を生成し、生成した光像をカメラ本体２００に設けられた撮像素子２０２に結像させる。フォーカスレンズ１０２ａは、撮影レンズ１０２のフォーカス位置を調整するためのレンズであり、光軸方向に移動自在に構成されている。また、ズームレンズ１０２ｂは、撮影レンズ１０２の画角を調整するためのレンズであり、光軸方向に移動自在に構成されている。ここで、図１では、フォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂをそれぞれ１枚のレンズとして示しているが、フォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂは複数のレンズ群として構成されていても良い。

フォーカスレンズ駆動部１０４ａは、レンズ制御部１１４からの制御信号に従ってフォーカスレンズ１０２ａをその光軸方向に沿って駆動する。フォーカスレンズ駆動部１０４ａは、フォーカスレンズ１０２ａを駆動するためのモータ等からなる駆動機構と、この駆動機構を駆動する駆動回路とを有している。

ズームレンズ駆動部１０４ｂは、レンズ制御部１１４からの制御信号に従ってズームレンズ１０２ｂをその光軸方向に沿って駆動する。ズームレンズ駆動部１０４ｂも、フォーカスレンズ駆動部１０４ａと同様、ズームレンズ１０２ｂを駆動するためのモータ等からなる駆動機構と、この駆動機構を駆動する駆動回路とを有している。

フォーカスレンズ位置検出部１０６ａは、フォーカスレンズ１０２ａの駆動位置を検出する。フォーカスレンズ位置検出部１０６ａは、例えばエンコーダにより構成されている。

ズームレンズ位置検出部１０６ｂは、ズームレンズ１０２ｂの駆動位置を検出する。ズームレンズ位置検出部１０６ｂは、フォーカスレンズ位置検出部１０６ａと同様、例えばエンコーダにより構成されている。

絞り１０８は、開閉自在に構成されており、撮影レンズ１０２を介して撮像素子２０２に結像される光の量を調整する。絞り１０８の開口量によって、撮像素子２０２に結像される被写体の像のボケ具合も調整される。

絞り駆動部１１０は、レンズ制御部１１４からの制御信号に従って絞り１０８を駆動する。絞り駆動部１１０は、絞りを駆動するためのモータと、その駆動回路とを有している。

レンズ情報記憶部１１２は、撮影レンズ１０２の焦点距離、Ｆナンバー、収差情報、フォーカス範囲といった撮影レンズ１０２のレンズ情報を記憶している。ここで、撮影レンズ１０２のフォーカス範囲とは、フォーカスレンズ１０２ａの駆動によってフォーカス調整が可能な被写体距離の範囲を示す情報である。

レンズ制御部１１４は、通信部１２０を介してカメラ本体２００の制御部２１４と通信自在に接続されている。レンズ制御部１１４は、制御部２１４の制御に従って、フォーカスレンズ駆動部１０４ａ、ズームレンズ駆動部１０４ｂ、及び絞り駆動部１１０を制御する。また、レンズ制御部１１４は、レンズ駆動に伴ってフォーカスレンズ位置検出部１０６ａ及びズームレンズ位置検出部１０６ｂで検出されたフォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂの位置、並びにレンズ情報記憶部１１２に記憶されているレンズ情報を、通信部１２０を介してカメラ本体２００に送信することも行う。

フォーカスリング１１６ａは、ユーザが手動でフォーカスレンズ１０２ａを操作するための回転自在に構成された操作部材である。マニュアルフォーカスモード時においてユーザがフォーカスリング１１６ａを回転させた場合、レンズ制御部１１４は、フォーカスリング１１６ａの回転方向及び回転量に応じてフォーカスレンズ駆動部１０４ａを制御してフォーカスレンズ１０２ａを駆動する。ズームリング１１６ｂは、ユーザが手動でズームレンズ１０２ｂを操作するための回転自在に構成された操作部材である。マニュアルズームモード時においてユーザがズームリング１１６ｂを回転させた場合、レンズ制御部１１４は、ズームリング１１６ｂの回転方向及び回転量に応じてズームレンズ駆動部１０４ｂを制御してズームレンズ１０２ｂを駆動する。

フォーカスリング操作検出部１１８ａは、例えばエンコーダで構成され、フォーカスリング１１６ａの回転方向及び回転量を検出し、検出した回転方向及び回転量に応じた信号をレンズ制御部１１４に入力する。レンズ制御部１１４は、この信号に応じてフォーカスリング１１６ａの操作を認識する。ズームリング操作検出部１１８ｂは、例えばエンコーダで構成され、ズームリング１１６ｂの回転方向及び回転量を検出し、検出した回転方向及び回転量に応じた信号をレンズ制御部１１４に入力する。レンズ制御部１１４は、この信号に応じてズームリング１１６ｂの操作を認識する。

ここで、フォーカスリング１１６ａとフォーカスリング操作検出部１１８ａとがフォーカスレンズ駆動指示部として機能する。また、ズームリング１１６ｂとズームリング操作検出部１１８ｂとがズームレンズ駆動指示部として機能する。

通信部１２０は、レンズ制御部１１４と制御部２１４との通信のための交換レンズ１００側のインターフェイスである。

また、カメラ本体２００は、撮像素子２０２と、Ａ/Ｄ変換部２０４と、画像処理部２０６と、表示部２０８と、記録部２１０と、操作部２１２と、制御部２１４と、通信部２１６とを有している。

撮像素子２０２は、画素としての光電変換素子が２次元状に配置された受光面を有して構成されている。それぞれの画素は、撮影レンズ１０２を介して結像された被写体の像を電気信号（画像信号）に変換する。また、撮像素子２０２の撮像動作は、撮像制御部としての機能を有する制御部２１４によって制御される。ここで、撮像素子２０２としては、例えばＣＣＤ素子及びＣＭＯＳ素子が知られているが、本実施形態では特定の構造の撮像素子を用いる必要はない。

Ａ/Ｄ変換部２０４は、撮像素子２０２で得られた画像信号を、デジタル信号としての画像データに変換する。

画像処理部２０６は、画像データに対して画像処理を施す。画像処理部２０６が施す画像処理は、ホワイトバランス補正処理及びγ補正処理等の画像データに対応した画像を表示部２０８に表示させたり記録したりするために必要な各種の処理、並びに圧縮処理、伸張処理等が含まれる。また、画像処理部２０６は、電子ズーム処理部２０６ａを有している。電子ズーム処理部２０６ａは、画像データの電子ズーム処理を行う。具体的には、電子ズーム処理部２０６ａは、画像データにおける被写体部分を切り出し、切り出した被写体部分の画像データを拡大又は縮小する。拡大処理は、隣接画素の間の画素を例えば補間処理によって補うことよって行う。縮小処理は、例えば画素を間引くことによって行う。

表示部２０８は、画像処理部２０６によって処理された画像データに基づく画像等の各種の画像を表示する。表示部２０８は、例えば液晶ディスプレイで構成されている。

記録部２１０は、画像処理部２０６によって圧縮処理された画像データから生成される画像ファイルが記録される。記録部２１０は、例えばカメラ本体２００に着脱自在なメモリカードで構成されている。記録部２１０をカメラ本体２００に内蔵させるようにしても良い。

操作部２１２は、ユーザがカメラ１の各種の操作を行うための複数の操作部材を有して構成されている。操作部材としては、レリーズボタン、モードダイアル、電源ボタン、ズームスイッチ等が含まれる。レリーズボタンは、ユーザがカメラ本体２００に対して撮影開始の指示をするための操作部材である。このレリーズボタンは、半押しされることによってオートフォーカス（ＡＦ）の指示を制御部２１４に対して与え、全押しされることによって撮影動作の指示を制御部２１４に対して与える。モードダイアルは、ユーザがカメラ本体２００に対して動作モード等の設定の指示をするための操作部材である。電源ボタンは、ユーザがカメラ本体２００に対して電源のオン又はオフを指示するための操作部材である。ズームスイッチは、ユーザがズーム駆動を指示するための操作部材である。

制御部２１４は、カメラ本体２００の各ブロックの動作を制御する。この制御部２１４は、撮像制御部２１４ａとしての機能を有し、撮像素子２０２の撮像動作、フォーカスレンズ１０２ａ及びズームレンズ１０２ｂの動作、絞り１０８の動作を制御する。

また、制御部２１４は、フォーカス状態検出部２１４ｂとしての機能を有し、撮影レンズ１０２のフォーカス状態を検出し、検出したフォーカス状態に応じて撮影レンズ１０２のフォーカスを調整する。ここで、フォーカス状態とは、例えば撮像素子２０２を介して得られる画像データのコントラスト又はコントラストから算出される被写体距離である。ここで、被写体距離は、コントラストから算出する以外に例えば位相差方式のＡＦセンサを用いて算出することもでき、その算出手法については限定されるものではない。

さらに、制御部２１４は、表示制御部２１４ｃとしての機能を有し、表示部２０８の表示動作を制御して表示部２０８に各種の画像を表示させる。この他、制御部２１４は、画像データから画像ファイルを生成し、生成した画像ファイルを記録部２１０に記録することも行う。

通信部２１６は、レンズ制御部１１４と制御部２１４との通信のためのカメラ本体２００側のインターフェイスである。

次に、本実施形態の撮像装置の動作について説明する。図２は、本実施形態の撮像装置の撮影モード時の動作を示すフローチャートである。図２の処理は、制御部２１４によって制御される。

図２において、制御部２１４は、カメラ本体２００の電源がオンであるか否かを判定している（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、カメラ本体２００の電源がオンでないと判定した場合に、制御部２１４は、図２の処理を終了させる。

ステップＳ１０１において、カメラ本体２００の電源がオンであると判定した場合に、制御部２１４は、レンズ制御部１１４と通信してレンズ情報記憶部１１２に記憶されているレンズ情報を取得する（ステップＳ１０２）。前述したように、レンズ情報には、フォーカス範囲も含まれている。

レンズ情報を取得した後、制御部２１４は、現在のフォーカスモードがマニュアルフォーカスモードであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、現在のフォーカスモードがマニュアルフォーカスモードであると判定した場合に、制御部２１４は、ユーザにより、フォーカスリング１１６ａが回されているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。この処理において、制御部２１４は、レンズ制御部１１４との通信により、フォーカスリング１１６ａが回されているか否かを判定する。このために、レンズ制御部１１４は、フォーカスリング操作検出部１１８ａの信号状態に応じたフォーカスリング１１６ａの操作情報を制御部２１４に通信する。

ステップＳ１０４において、フォーカスリング１１６ａが回されていないと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１０１に戻す。また、ステップＳ１０４において、フォーカスリング１１６ａが回されていると判定した場合に、制御部２１４は、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がフォーカス範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この処理において、制御部２１４は、例えばフォーカスレンズ１０２ａが駆動限界位置に達したか否かを判定することによって、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がフォーカス範囲外であるか否かを判定する。このために、レンズ制御部１１４は、フォーカスレンズ位置検出部１０６ａによって検出されるフォーカスレンズ１０２ａの位置情報を制御部２１４に通信する。
なお、ストッパがなく自由に回るようにフォーカスリング１１６ａが設計されていると、フォーカスリング１１６ａが回されているかの判定の際に、限界から何回回されたかもわかる。このため、ステップＳ１０４の判定において、フォーカスリング１１６ａの回転が続いたときや同じ方向の動きがしばらく続いたかを判定するようにし、回転が続いたときや同じ方向の動きが続いた場合に、フォーカスリング１１６ａが回されたと判定するようにしても良い。このようにすることで、微少のフォーカスリング１１６ａの操作ではフォーカスレンズ１０２ａを駆動させないようにしてフォーカスレンズ１０２ａの微小駆動による表示のちらつきを抑えることができる。また、ステップＳ１０５の判定において、フォーカスレンズ１０２ａが駆動限界位置に達している状態でフォーカスリング１１６ａの回転が続いたときや同じ方向の動きがしばらく続いたかを判定するようにし、回転が続いたときや同じ方向の動きが続いた場合に、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がフォーカス範囲外であると判定するようにしても良い。このようにすることで、後述の通知が頻繁に行われる煩わしさを低減できる。

ステップＳ１０５において、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がフォーカス範囲外でないと判定した場合に、制御部２１４は、レンズ制御部１１４にレンズ駆動の指示をする（ステップＳ１０６）。この指示を受けてレンズ制御部１１４は、フォーカスリング操作検出部１１８ａで検出されたフォーカスリング１１６ａの回転方向及び回転量に従った量だけフォーカスレンズ１０２ａが駆動されるよう、フォーカスレンズ駆動部１０４ａを制御する。フォーカスレンズ１０２ａの駆動後、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。

また、ステップＳ１０５において、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がフォーカス範囲外であると判定した場合に、制御部２１４は、レンズ制御部１１４にウォブリングの指示をし、ウォブリングの結果から、撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせるために必要なフォーカスレンズ１０２ａの駆動方向（以下、フォーカス方向と言う）を取得する（ステップＳ１０７）。この処理において、制御部２１４からの指示を受けたレンズ制御部１１４は、フォーカスレンズ１０２ａを所定のウォブリング範囲内で微小振動させるように駆動する。制御部２１４は、フォーカスレンズ１０２ａを至近側に駆動させたときに撮像素子２０２を介して得られる画像データからコントラスト値を算出するとともに、フォーカスレンズ１０２ａを遠方側に駆動させたときに撮像素子２０２から得られる画像データからもコントラスト値を算出し、算出したコントラスト値を比較することにより、フォーカス方向を取得する。ここで、至近側は、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がカメラ本体２００に対して近づく側であり、遠方側は、撮影レンズ１０２のフォーカス位置がカメラ本体２００に対して遠ざかる側である。なお、ここではウォブリングを用いてフォーカスレンズ１０２ａの駆動方向を取得しているが、後述のレンズスキャン等、撮影レンズ１０２のフォーカス位置を変化させることができるものであれば応用できる。ウォブリングとは異なり、高速でフォーカス方向を取得できない処理を用いる場合には、フォーカス方向の取得中である旨をユーザに通知しても良い。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、コントラスト値を用いたフォーカス方向の取得手法の例を示した図である。ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）の横軸は撮影レンズ１０２のフォーカス位置を示し、縦軸はコントラスト値の大きさを示している。

一般に、コントラスト値は、撮影レンズ１０２のフォーカス位置が被写体の位置にあるときに最大（ピーク）となり、撮影レンズ１０２のフォーカス位置が被写体の位置から離れるに従って小さくなる。即ち、撮影レンズ１０２のフォーカス位置を至近側と遠方側との間で変化させた場合、コントラスト値がより大きくなる方向にピークが存在することになる。そして、コントラスト値がピークとなるようにフォーカスレンズ１０２ａを駆動すれば、撮影レンズ１０２のフォーカス位置が被写体の位置になる。

例えば、図３（ａ）に示すように、ウォブリング時に、フォーカス位置を遠方側にしたときのコントラスト値のほうがフォーカス位置を至近側にしたときのコントラスト値よりも大きい場合、コントラスト値のピークが存在する方向、即ちフォーカス方向は遠方側となる。逆に、図３（ｂ）に示すように、ウォブリング時に、フォーカス位置を至近側にしたときのコントラスト値のほうがフォーカス位置を遠方側にしたときのコントラスト値よりも大きい場合、コントラスト値のピークが存在する方向、即ちフォーカス方向は至近側となる。

ステップＳ１０７の後、制御部２１４は、フォーカス方向の取得に成功したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。前述したように、ウォブリングを用いてフォーカス方向を取得する場合、フォーカス位置を至近側と遠方側との間で変化させたときのコントラスト値の変化から、フォーカス方向を取得する。したがって、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、撮影レンズ１０２のフォーカス位置と被写体の位置とに大きな差がある場合、即ちフォーカス位置を至近側に変化させたときと遠方側に変化させたときとでコントラスト値に殆ど差がない場合には、フォーカス方向が取得できないか、取得できたとしてもその信頼性が小さいと考えられる。このため、ステップＳ１０８においては、フォーカス位置を至近側にしたときのコントラスト値とフォーカス位置を遠方側にしたときのコントラスト値との差が所定範囲以上の場合に、方向取得に成功したと判定する。

ステップＳ１０８において、フォーカス方向の取得に成功していないと判定した場合、制御部２１４は、レンズ制御部１１４に全フォーカス範囲でのフォーカスレンズ１０２ａの駆動（レンズスキャン）を指示し、レンズスキャンの結果から、フォーカス方向を取得する（ステップＳ１０９）。この処理において、制御部２１４からの指示を受けたレンズ制御部１１４は、フォーカスレンズ１０２ａを所定方向（例えば遠方端から至近端）に駆動する。制御部２１４は、フォーカスレンズ１０２ａを駆動させたときに撮像素子２０２を介して逐次得られる画像データからコントラスト値を算出し、このコントラスト値の変化から、フォーカス方向を取得する。ウォブリングの場合と同様、フォーカス方向はコントラスト値が増加する方向とする。

ステップＳ１０９の後、制御部２１４は、フォーカス方向の取得に成功したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定も、ウォブリングの場合と同様、コントラスト値との差が所定範囲以上の場合に、方向取得に成功したと判定する。

ステップＳ１１０において、フォーカス方向の取得に成功していないと判定した場合、制御部２１４は、フォーカス方向が取得できなかった旨をユーザに警告する（ステップＳ１１１）。その後、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。ここで、ステップＳ１１１における警告は、例えば表示による警告である。カメラ本体２００に音声再生部を持たせることにより、音声による警告を行うことも可能である。

ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において、フォーカス方向の取得に成功したと判定した場合、制御部２１４は、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在しているか否かを判定する（ステップＳ１１２）。前述したように、フォーカス方向の取得に成功しているときには、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、コントラスト値の変化が検出されている。被写体距離に応じてコントラスト値のピークに対応したフォーカス位置が変化し、このフォーカス位置から被写体距離を推定することが可能である。コントラスト値のピークに対応したフォーカス位置は、ウォブリング時に取得した又はレンズスキャン時に取得したコントラスト値の傾きから推定することが可能である。ステップＳ１１２においては、コントラスト値のピークに対応したフォーカス位置が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内にある場合に、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在していると判定する。

ステップＳ１１２において、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在していると判定した場合に、制御部２１４は、撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせるために必要なフォーカスリング１１６ａの回転方向をユーザに通知する（ステップＳ１１３）。その後、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。

図５及び図６は、表示により、フォーカスリング１１６ａの回転方向を通知する際の例を示す図である。ここでは、フォーカスリング１１６ａを右回りに回転させることで撮影レンズ１０２のフォーカス位置が遠方側に移動し、フォーカスリング１１６ａを左回りに回転させることで撮影レンズ１０２のフォーカス位置が至近側に移動する場合の例について説明する。フォーカスリング１１６ａの回転方向とフォーカス位置の変化方向との関係は逆でも良い。

ステップＳ１１２において被写体距離が推定されている。推定された被写体距離と撮影レンズ１０２の現在のフォーカス位置とを比較した結果、図５（ａ）に示すように、撮影レンズ１０２の現在のフォーカス位置に対して被写体の位置が遠方側にある場合、撮影レンズ１０２のフォーカス位置をより遠方側にする必要がある。この場合、表示部２０８に、例えば図５（ｂ）に示すような、フォーカスリング１１６ａを右回りに回転させるようにユーザに促すための表示を行う。図５（ｂ）の例では、文字表示及画像表示をしている。この他、アニメーションを併用したりしても良い。また、音声によって通知するようにしても良い。

また、推定された被写体距離と撮影レンズ１０２の現在のフォーカス位置とを比較した結果、図６（ａ）に示すように、撮影レンズ１０２の現在のフォーカス位置に対して被写体の位置が至近側にある場合、撮影レンズ１０２のフォーカス位置をより至近側にする必要がある。この場合、表示部２０８に、例えば図６（ｂ）に示すような、フォーカスリング１１６ａを左回りに回転させるようにユーザに促すための表示を行う。

図５（ｂ）又は図６（ｂ）に示すような表示を行うことにより、ユーザは、マニュアルフォーカスモードであっても容易に撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせることが可能である。

ステップＳ１１２において、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在していないと判定した場合に、制御部２１４は、被写体が近すぎるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４において、被写体距離がフォーカス範囲よりも短距離（被写体の位置がフォーカス範囲よりも至近側）である場合に、被写体が近すぎると判定する。逆に、被写体距離がフォーカス範囲よりも長距離（被写体の位置がフォーカス範囲よりも遠方側）である場合に、被写体が遠すぎると判定する。

ステップＳ１１４において、被写体が遠すぎると制御部２１４が判定した場合、フォーカスリング１１６ａを回転させるだけ、即ちフォーカスレンズ１０２ａを移動させるだけでは撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせることができない。この場合、制御部２１４は、ズームレンズ１０２ｂをテレ側にすることによって、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入るか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ここで、テレ側とは、撮影レンズ１０２の焦点距離が長くなる側、即ち画角が狭くなる側である。

撮影レンズ１０２の設計によっては、ズームレンズ１０２ｂをテレ側に移動させることによってフォーカス範囲を遠方側に広げることが可能なものがある。本実施形態では、フォーカスレンズ１０２ａを移動させて被写体にフォーカスさせることができない場合であっても、ズームレンズ１０２ｂを移動させることによって撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせることができる場合には、ズームリング１１６ｂの回転方向をユーザに通知することで撮影レンズ１０２のフォーカス調整を可能にする。

ステップＳ１１５において、ズームレンズ１０２ｂをテレ側にすることによっても、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入らないと判定した場合、制御部２１４は、被写体に近づくようにユーザに促す通知をする（ステップＳ１１６）。その後、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。

図７は、ユーザに対して被写体に近づくように促すための通知の例を示している。ズームレンズ１０２ｂをテレ側にすることによっても、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入らない場合とは、図７（ａ）に示すような、ユーザ（カメラ１）と被写体との距離が遠すぎる場合である。このような場合には、ユーザ（カメラ１）自体を移動させることによって撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に被写体が入るようにする。このために、例えば図７（ｂ）に示すような表示を行う。図７（ｂ）の例では、文字表示及画像表示をしている。この他、図９（ａ）に示すようにしてアニメーションを併用したりしても良い。また、音声によって通知するようにしても良い。

ステップＳ１１４において、被写体が近すぎると制御部２１４が判定した場合も、フォーカスリング１１６ａを回転させるだけ、即ちフォーカスレンズ１０２ａを移動させるだけでは撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせることができない。この場合、制御部２１４は、ズームレンズ１０２ｂをワイド側にすることによって、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入るか否かを判定する（ステップＳ１１７）。ここで、ワイド側とは、撮影レンズ１０２の焦点距離が短くなる側、即ち画角が広くなる側である。撮影レンズ１０２の設計によっては、ズームレンズ１０２ｂをワイド側に移動させることによってフォーカス範囲を至近側に広げることが可能なものがある。ステップＳ１１７は、このような撮影レンズ１０２を用いた場合のための判定である。

ステップＳ１１７において、ズームレンズ１０２ｂをワイド側にすることによっても、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入らないと判定した場合、制御部２１４は、被写体から離れるようにユーザに促す通知をする（ステップＳ１１８）。その後、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。

図８は、ユーザに対して被写体から遠ざかるように促すための通知の例を示している。ズームレンズ１０２ｂをワイド側にすることによっても、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入らない場合とは、図８（ａ）に示すような、ユーザ（カメラ１）と被写体との距離が近すぎる場合である。このような場合も、ユーザ（カメラ１）自体を移動させることによって撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に被写体が入るようにする。このために、例えば図８（ｂ）に示すような表示を行う。図８（ｂ）の例では、文字表示及画像表示をしている。この他、この他、図９（ｂ）に示すようにしてアニメーションを併用したりしても良い。また、音声によって通知するようにしても良い。

ステップＳ１１５においてズームレンズ１０２ｂをテレ側にすることによって被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入ると判定した場合又はステップＳ１１７においてズームレンズ１０２ｂをワイド側にすることによって被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入ると判定した場合に、被写体を撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に入れるために必要なズームリング１１６ｂの回転方向をユーザに通知する（ステップＳ１１９）。

図１０及び図１１は、表示により、ズームリング１１６ｂの回転方向を通知する際の例を示す図である。ここでは、ズームリング１１６ｂを左回りに回転させることでズームレンズ１０２ｂがテレ側に移動し、ズームリング１１６ｂを右回りに回転させることでズームレンズ１０２ｂがワイド側に移動する場合の例について説明する。ズームリング１１６ｂの回転方向と画角の変化方向との関係は逆でも良い。

ステップＳ１１２において被写体距離が推定されている。推定された被写体距離と撮影レンズ１０２のフォーカス範囲とを比較した結果、図１０（ａ）に示すように、撮影レンズ１０２のフォーカス範囲に対して被写体の位置が遠方側にある場合であっても、ズーム位置をよりテレ側にすることによって被写体がフォーカス範囲内に入る可能性がある。この場合、表示部２０８に、例えば図１０（ｂ）に示すような、ズームリング１１６ｂを左回りに回転させるようにユーザに促すための表示を行う。図１０（ｂ）の例では、文字表示及画像表示をしている。この他、アニメーションを併用したりしても良い。また、音声によって通知するようにしても良い。

また、推定された被写体距離と撮影レンズ１０２のフォーカス範囲とを比較した結果、図１１（ａ）に示すように、撮影レンズ１０２のフォーカス範囲に対して被写体の位置が至近側にある場合であっても、ズーム位置をよりワイド側にすることによって被写体がフォーカス範囲内に入る可能性がある。この場合、表示部２０８に、例えば図１１（ｂ）に示すような、ズームリング１１６ｂを右回りに回転させるようにユーザに促すための表示を行う。図１１（ｂ）の例では、文字表示及画像表示をしている。この他、アニメーションを併用したりしても良い。また、音声によって通知するようにしても良い。

ズームリング１１６ｂの回転方向を通知した後、制御部２１４は、ユーザにより、ズームリング１１６ｂが回されているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この処理において、制御部２１４は、レンズ制御部１１４との通信により、ズームリング１１６ｂが回されているか否かを判定する。このために、レンズ制御部１１４は、ズームリング操作検出部１１８ｂの信号状態に応じたズームリング１１６ｂの操作情報を制御部２１４に通信する。

ステップＳ１２０において、ズームリング１１６ｂが回されていないと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１１９に戻す。この場合には、ズームリング１１６ｂの回転方向の通知が継続される。また、ステップＳ１２０において、ズームリング１１６ｂが回されたと判定した場合に、レンズ制御部１１４にレンズ駆動の指示をする。この指示を受けてレンズ制御部１１４は、ズームリング操作検出部１１８ｂで検出されたズームリング１１６ｂの回転方向及び回転量に従った量だけズームレンズ１０２ｂが駆動されるよう、ズームレンズ駆動部１０４ｂを制御する。ズームレンズ１０２ｂの駆動後、制御部２１４は、画像処理部２０６の電子ズーム処理部２０６ａにより、ズームレンズ１０２ｂのズーム位置（光学ズーム率）に応じて、撮像素子２０２を介して得られる画像データを電子ズーム処理する（ステップＳ１２１）。

図１２は、本発明の一実施形態における電子ズーム処理の考え方について示した図である。前述したように、ズームレンズ１０２ｂをワイド側又はテレ側に移動させることによってフォーカス範囲を広げることが可能である。しかしながら、ズームレンズ１０２ｂの移動によって画角が変化してしまう。本実施形態では、マニュアルフォーカス中におけるフォーカス範囲の拡大のためのズームレンズ１０２ｂの移動に伴う画角の変化を、電子ズーム処理によって補正する。即ち、図１２の上図で示すように、ズームレンズ１０２ｂの移動に伴って変化するズーム率の逆数の倍率で電子ズーム処理を行う。図１２の上図は、ズームリング１１６ｂの回転量に対応したズーム率（光学ズーム率及び電子ズーム率）を示している。ここで、図１２は、ズームレンズ１０２ｂがある基準のズーム位置（例えばテレ端位置）に位置しているときのズーム率を１．０倍としている。そして、図１２は、基準のズーム位置からワイド側にズームレンズ１０２ｂを移動させるようにズームリング１１６ｂを回転させた例を示している。図１２では、ズームリング１１６ｂの回転量を百分率で示している。即ち、回転量が０％のときにズームレンズ１０２ｂの位置が基準位置であり、回転量が１００％のときにズームレンズ１０２ｂの位置がワイド端位置となる。そして、ワイド端位置の光学ズーム率は１/２倍としている。

図１２の例では、ズームリング１１６ｂの回転量が増加するに従ってズームレンズ１０２ｂがワイド側に駆動され、これに伴って光学ズーム率が小さくなる。前述したように、ズームレンズ１０２ｂをワイド側に駆動することによってフォーカス範囲をより至近側に広げることが可能であるが、ズームレンズ１０２ｂの駆動によって画角が広くなってしまう。本実施形態では、ズームリング１１６ｂの回転に伴う画角の変化を、電子ズーム処理を行うことによって補正する。より詳しくは、図１２に示すように、ズームリング１１６ｂの回転に伴って光学ズーム率が線形に小さくなるので、電子ズーム率を線形に大きくする。即ち、電子ズーム率を光学ズーム率の逆数の倍率として電子ズーム処理を行う。例えば、図１２の（１）に示す基準のズーム位置では、電子ズーム処理を行う必要がない。これに対し、図１２の（２）に示すズーム位置では、光学ズーム率が１/１．５倍であるので電子ズーム率を１．５倍として電子ズーム処理を行う。同様に、図１２の（３）に示すズーム位置では、光学ズーム率が１/２倍であるので電子ズーム率を２倍として電子ズーム処理を行う。これにより、ズームリング１１６ｂの回転に伴う画角の変化を打ち消しつつ、フォーカス範囲を至近側に広げることが可能である。

図１２の例は、ワイド側へのズーム駆動の例を示しているが、テレ側へのズーム駆動の場合も同様である。即ち、テレ側へのズーム駆動がなされた場合であっても、電子ズーム率を光学ズーム率の逆数の倍率として電子ズーム処理を行う。

また、本実施形態では、マニュアルズームの例を示したがオートズームとしても良い。

ここで、図２の説明に戻る。電子ズーム処理の後、制御部２１４は、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在しているか否かを判定する（ステップＳ１２２）。この判定は、ステップＳ１１２と同様の判定を行えば良い。ステップＳ１２２において、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在していないと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１１９に戻す。この場合には、ズームリング１１６ｂの回転方向の通知が継続される。また、ステップＳ１２２において、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲内に存在していると判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。

ステップＳ１０６、Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１６、Ｓ１１８、Ｓ１２２の後、制御部２１４は、ユーザにより、操作部２１２のレリーズボタンが全押しされたか否かを判定する（ステップＳ１２３）。ステップＳ１２３において、レリーズボタンが全押しされていないと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１０１に戻す。また、ステップＳ１２３において、レリーズボタンが全押しされたと判定した場合に、制御部２１４は、撮影動作を行う（ステップＳ１２４）。その後に図２の処理を終了させる。撮影動作において、制御部２１４は、撮像素子２０２を動作させて得られた画像データを画像処理部２０６において処理し、画像処理部２０６において処理された画像データを画像ファイルとして記録部２１０に記録する。

また、ステップＳ１０３において、現在のフォーカスモードがマニュアルフォーカスモードでない、即ちオートフォーカスモードであると判定した場合に、制御部２１４は、ユーザにより、操作部２１２のレリーズボタンが半押しされたか否かを判定する（ステップＳ１２５）。ステップＳ１２５において、レリーズボタンが半押しされていないと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１０１に戻す。また、ステップＳ１２５において、レリーズボタンが半押しされたと判定した場合に、制御部２１４は、コントラストＡＦ動作を行う（ステップＳ１２６）。コントラストＡＦ動作においては、前述したウォブリング又はレンズスキャンと同様の手法でフォーカスレンズ１０２ａを駆動しながらコントラスト値を評価する。

コントラストＡＦ動作中、制御部２１４は、撮影レンズ１０２が被写体にフォーカスしたか否かを判定する（ステップＳ１２７）。このステップＳ１２７においては、コントラスト値のピークが検出された場合に、撮影レンズ１０２が被写体にフォーカスしたと判定する。

ステップＳ１２７において、撮影レンズ１０２が被写体にフォーカスしていないと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１１４に移行させる。この場合、ズームレンズ１０２ｂを駆動させることによって撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせるか又はユーザの移動を促すことによって撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせる。

また、ステップＳ１２７において、撮影レンズ１０２が被写体にフォーカスしたと判定した場合に、制御部２１４は、処理をステップＳ１２３に移行させる。この場合、ユーザのレリーズボタンの全押し応答して撮影動作が行われる。

以上説明したように、本実施形態によれば、マニュアルフォーカスモード中においてオートフォーカスモードと同様のウォブリングやレンズスキャンを行うことにより、マニュアルフォーカスモード中のフォーカスずれ方向を判定することが可能である。これにより、フォーカスリング１１６ａの回転方向をユーザに通知することが可能である。

また、被写体が撮影レンズ１０２のフォーカス範囲外に存在している場合であっても、ズームリング１１６ｂを回転させたり、ユーザの移動を促したりといった、フォーカス範囲内に被写体を位置させるために必要な動作をユーザに通知することによって、ユーザは、マニュアルフォーカスモード中においてフォーカス範囲であるにもかかわらずにフォーカスリング１１６ａを回し続けることなく、簡単に撮影レンズ１０２を被写体にフォーカスさせることが可能である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。また、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を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。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

１…デジタルカメラ（カメラ）、１００…交換レンズ、１０２…撮影レンズ、１０２ａ…フォーカスレンズ、１０２ｂ…ズームレンズ、１０４ａ…フォーカスレンズ駆動部、１０４ｂ…ズームレンズ駆動部、１０６ａ…フォーカスレンズ位置検出部、１０６ｂ…ズームレンズ位置検出部、１０８…絞り、１１０…絞り駆動部、１１２…レンズ情報記憶部、１１４…レンズ制御部、１１６ａ…フォーカスリング、１１６ｂ…ズームリング、１１８ａ…フォーカスリング操作検出部、１１８ｂ…ズームリング操作検出部、１２０…通信部、２００…カメラ本体、２０２…撮像素子、２０４…Ａ/Ｄ変換部、２０６…画像処理部、２０６ａ…電子ズーム処理部、２０８…表示部、２１０…記録部、２１２…操作部、２１４…制御部、２１４ａ…撮像制御部、２１４ｂ…フォーカス状態検出部、２１４ｃ…表示制御部、２１６…通信部

Claims (4)

1. 光軸方向に移動自在なフォーカスレンズを有し、前記フォーカスレンズの移動によってフォーカス位置が調整され、被写体の光学像を生成する撮影レンズと、
   前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動部と、
   前記フォーカスレンズの移動量及び移動方向を前記フォーカスレンズ駆動部に対して指示するためのフォーカスレンズ操作部材を含むフォーカスレンズ駆動指示部と、
   前記フォーカスレンズ操作部材の操作中の前記撮影レンズのフォーカス状態を検出するフォーカス状態検出部と、
   前記フォーカス状態の検出の結果、前記撮影レンズのフォーカス調整可能な被写体距離の範囲であるフォーカス範囲内に前記被写体が位置している場合には、前記フォーカス位置を前記被写体に合わせるために必要な前記フォーカスレンズ操作部材の操作方向をユーザに通知し、前記フォーカス範囲内に前記被写体が位置していない場合には、前記フォーカス範囲内に前記被写体を位置させるために必要な動作をユーザに通知する制御部と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影レンズは、光軸方向に移動自在なズームレンズをさらに有し、前記ズームレンズの移動によって画角が調整され、
   前記ズームレンズを移動させるズームレンズ駆動部と、
   前記ズームレンズの移動量及び移動方向を前記ズームレンズ駆動部に対して指示するためのズームレンズ操作部材を含むズームレンズ駆動指示部と、
   をさらに具備し、
   前記制御部は、前記フォーカス状態検出部による前記フォーカス状態の検出の結果、前記フォーカス範囲内に前記被写体が位置していない場合であって前記ズームレンズの移動により前記フォーカス範囲内に前記被写体を位置させることが可能である場合には、前記動作の通知に先立って、前記フォーカス範囲内に前記被写体を位置させるために必要な前記ズームレンズ操作部材の操作方向をユーザに通知することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部が前記ズームレンズ操作部材の操作方向をユーザに通知した後で前記ズームレンズ操作部材が操作された場合の画角の変化を打ち消すように電子ズーム処理する電子ズーム処理部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記動作の通知は、前記フォーカス範囲内に前記被写体を位置させるように前記撮像装置を移動させるために必要な移動方向の通知であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。

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