JP2015184518A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可視光撮影モードにおける手動合焦動作状態で赤外光撮影モードに切り替えても、可視光撮影モードでピントを合わせていた被写体に対して合焦状態を良好に保つことを可能にする撮像装置を提供する。【解決手段】可視光撮影モードと赤外光撮影モードとを有する撮像装置を設ける。撮像装置が、可視光撮影モードにおける手動合焦動作でピントを合わせた状態で、赤外光撮影モードに切り替わった場合に、ピント変化を補正する。そして、撮像装置が、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下のピント位置と、赤外光環境下のピント位置との位置関係に基づいて、上記ピント変化が補正された後における自動合焦動作でピントを合わせる際の、フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関する。

撮像光学系から撮像素子に入光する光の成分から赤外光成分を除去するフィルタを備えているデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置が提案されている。撮像装置がこのフィルタを備えるのは、撮像素子が赤外光成分にも感度を持っているので、赤外光成分が混じることで撮影された画像の色再現性が低下したり、収差により解像度が低下したりすることを防止するためである。

一方で、可視光の光量が不十分な暗所での撮影を可能にするために、赤外光除去フィルタを撮像光学系の光路上に出し入れするフィルタ切り替え手段を設けた撮像装置が提案されている。この撮像装置は、通常の可視光での撮影では赤外光除去フィルタを光路上に入れて撮影を行う一方で、可視光が少ない暗所では赤外光除去フィルタを光路外に移動する。これにより、赤外光での撮影も可能となる。以下では、通常の可視光での撮影を行う撮影モードを可視光撮影モードと記述する。また、赤外光での撮影を行う撮影モードを赤外光撮影モードと記述する。

撮影モードを可視光撮影モードと赤外光撮影モードとの間で切り替えることに伴って、赤外光除去フィルタが光路上に出し入れされた場合、赤外光除去フィルタの有無により撮像光学系の焦点状態が変化する。したがって、可視光撮影モードで被写体にピントを合わせた状態で、ピントを調節するためのフォーカスレンズ位置を固定したまま赤外光撮影モードに切り替えると、赤外光除去フィルタが光路外に移動するので、被写体のピントがボケてしまう。

撮像装置は、被写体像を合焦させる手段として、自動合焦動作を行うオートフォーカスモードと、手動合焦動作を行うマニュアルフォーカスモードの両方を備えていることが一般的である。手動合焦動作は、撮影者が手動でフォーカスレンズを駆動してピント合わせを行う動作である。撮像装置がオートフォーカスモードであれば、赤外光除去フィルタが光路外に移動しても自動的にピントを合わせる制御が行われる。一方、撮像装置がマニュアルフォーカスモードの場合には、被写体の合焦状態を維持するために、赤外光除去フィルタの有無によるピント変化を相殺するようにフォーカスレンズ位置を補正する必要がある。

ここで、可視光撮影モードで被写体にピントを合わせた状態でマニュアルフォーカスモードにすると、赤外光撮影モードに切り替えた際にフォーカスレンズ位置を正確に補正できず、ピントがボケてしまう。そこで、特許文献１は、赤外光撮影モードに切り替えた際にオートフォーカスモードに切り替えピントを合わせた後、マニュアルフォーカスモードに切り替える撮像装置を開示している。

特開２０１２−２７１５６公報

特許文献１が開示する撮像装置は、赤外光撮影モードに切り替えられた際、赤外光除去フィルタが光路上に配置されている場合と光路外に配置されている場合との合焦状態のずれを補正するためのフォーカスレンズ位置の補正量分、フォーカスレンズを移動させる。その後、撮像装置は、オートフォーカスモードに切り替えてピント位置を検出する。しかし、特許文献１が開示する撮像装置は、オートフォーカス動作における駆動開始方向や駆動範囲についての開示がないので、この撮像装置を適用すると、以下の課題がある。撮像装置が、オートフォーカス動作時に合焦方向とは逆に駆動開始したり、駆動範囲を限定しないでピント位置の検出を行ったりすると、マニュアルフォーカスでピントを合わせていた被写体とは別の被写体にピントが合ったり、ピント位置が検出できない場合がある。この場合、撮像装置は、可視光撮影モードでピントを合わせていた被写体にもう一度マニュアルフォーカス操作でピントを合わせ直さないといけない。

本発明は、可視光撮影モードにおける手動合焦動作状態で赤外光撮影モードに切り替えても、可視光撮影モードでピントを合わせていた被写体に対して合焦状態を良好に保つことを可能にする撮像装置の提供を目的とする。

本発明の一実施形態の撮像装置は、赤外光除去フィルタを撮像光学系の光路上に位置させて可視光を用いた撮影を行う可視光撮影モードと、前記赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上から退避させて赤外光を用いた撮影を行う赤外光撮影モードとを有する撮像装置である。前記撮像装置は、前記可視光撮影モードにおける手動合焦動作でフォーカスレンズを駆動してピントを合わせた状態で、前記可視光撮影モードから前記赤外光撮影モードに切り替わった場合に、前記赤外光除去フィルタの退避によるピント変化を補正するピント補正手段と、前記ピント変化が補正された後における自動合焦動作で前記フォーカスレンズを駆動してピントを合わせる際の、当該フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する制御手段とを備える。前記制御手段は、前記赤外光除去フィルタが前記撮像光学系の光路上から退避している状態での可視光環境下のピント位置と、赤外光環境下のピント位置との位置関係に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する。

本発明の撮像装置によれば、可視光撮影モードにおける手動合焦動作状態で赤外光撮影モードに切り替えても、可視光撮影モードでピントを合わせていた被写体に対して合焦状態を良好に保つことが可能になる。

本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。 実施例１における焦点調節制御処理を説明するフローチャートである。 ワンショットフォーカス処理を説明するフローチャートである。 フォーカスレンズの駆動開始方向と駆動範囲とを説明する図である。 フォーカスレンズの駆動開始方向と駆動範囲とを説明する図である。 実施例１における焦点調節制御処理を説明するフローチャートである。 フォーカスレンズ位置の補正量とズームとの関係を示す図である。

図７は、撮像光学系の変倍率を変化させるズームレンズを備えた撮像レンズにおいて、赤外光除去フィルタを光路上から光路外に退避した際の、フォーカスレンズ位置の補正量とズームレンズ位置の関係を示す図である。

図７のグラフ中の曲線Ｌ１は、可視光のみの環境下でのフォーカスレンズ位置の補正量を示す。図７のグラフの左端がズームレンズの広角側の端位置、右端が望遠側の端位置を示す。図７のグラフ中の曲線Ｌ２は、赤外光のみの環境下でのフォーカスレンズ位置の補正量を示し、曲線Ｌ１とは大きく異なっている。可視光と赤外光の成分が混在した環境下では、フォーカスレンズ位置の補正量はＬ１とＬ２の中間の特性となる。このように、可視光と赤外光の成分比により補正量が変化するのは、撮像光学系のレンズが持つ色収差の特性によるものである。そして、可視光撮影モードにおいてピントを合わせておいた被写体に対する、赤外光撮影モードへの切り替え後のピント位置は、赤外光除去フィルタが光路上から退避した状態における可視光環境下でのピント位置と赤外光環境下でのピント位置との間にある。

図７における、可視光環境下と赤外光環境下でのフォーカスレンズ位置の補正量の差は、ピントのボケが分かるフォーカスレンズ位置のずれ量に対して、数倍から十数倍の大きさとなっている。３原色信号の比率から可視光環境か赤外光環境かを判別し補正することが考えられるが、補正量の誤差が大きく、赤外光除去フィルタの有無による焦点状態の変化を十分に相殺することができない。したがって、可視光撮影モードで被写体にピントを合わせた状態でマニュアルフォーカスモードにすると、赤外光撮影モードに切り替えた際にフォーカスレンズ位置が正確に補正できず、ピントがボケてしまう。

以下に説明する本実施形態の撮像装置によれば、可視光撮影モードにおける手動合焦動作状態で赤外光撮影モードに切り替えても、可視光撮影モードでピントを合わせていた被写体に対して合焦状態を良好に保つことが可能になる。

（実施例１）
図１は、本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
図１に示す撮像装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラである。この撮像装置は、可視光の画像の撮影と赤外光の画像の撮影の双方が可能である。このために、撮像装置は、可視光撮影モードと、赤外光撮影モードとを有する。可視光撮影モードは、赤外光除去フィルタ１１８を撮像光学系の光路上に位置させて可視光を用いた撮影を行う撮影モードである。赤外光撮影モードは、赤外光除去フィルタ１１８を撮像光学系の光路上から退避させて赤外光を用いた撮影を行う撮影モードである。

撮像装置は、固定の第１群レンズ１０１乃至ズーム操作部１２２を備える。固定の第１群レンズ１０１は、被写体光を撮像光学系に導く。ズームレンズ１０２は、変倍動作を行う。絞り１０３は、撮像素子１０６へ導かれる被写体光の光量を調節する。絞りを介した被写体光は、固定の第２群レンズ１０４を通ってフォーカスレンズ１０５に導かれる。フォーカスレンズ１０５は、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えている。第１群レンズ１０１乃至フォーカスレンズ１０５によって、入射した光を結像させる撮像光学系が構成される。

赤外光除去フィルタ１１８は、フォーカスレンズ１０５から導かれた被写体光から赤外光成分を除去して撮像素子１０６に導く。赤外光除去フィルタ１１８は、図示しない駆動機構により撮像光学系の光路外に退避可能である。撮像素子１０６は、被写体光を光電変換して画像信号を出力する。撮像素子１０６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどである。撮像素子制御回路１０７は、撮像素子１０６の動作を制御し、かつ撮像素子１０６の出力をサンプリングする。

カメラ信号処理回路１０８は、撮像素子制御回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を実行し、映像信号を生成する。モニタ装置１０９は、カメラ信号処理回路１０８の出力信号を画面表示する。モニタ装置１０９は、撮影者が画像をモニタするために用いられるとともに、撮影者に対しカメラの状態や各種の警告などを表示する。

記録装置１１３は、カメラ信号処理回路１０８によって生成された映像信号を、磁気テープ、光ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に記録する。ズーム駆動源１１０は、ズームレンズ１０２を移動させるための駆動源である。フォーカシング駆動源１１１は、フォーカスレンズ１０５を移動（位置調節）させるための駆動源である。ズーム駆動源１１０、フォーカシング駆動源１１１としては、ステッピングモータや、直動式のボイスコイルモータなどが用いられる。

絞り駆動源１１５は、絞り１０３の開口径を変化させるための駆動源である。絞り駆動源１１５としては、ステッピングモータや、いわゆるガルバノ方式のアクチュエータ等が用いられる。フィルタ駆動源１１９は、赤外光除去フィルタ１１８を撮像光学系の光路上に出し入れするための駆動源である。以上の各駆動源は、カメラマイコン１１４からの駆動命令によって制御される。なお、上述した各駆動源にて駆動されるレンズ、絞りおよびフィルタの位置は、図示しない位置検出手段により検出され、カメラマイコン１１４での各種制御に用いられる。位置検出手段として、位置を検出するセンサを設けてもよい。また、駆動源としてステッピングモータを使用している場合であれば、ステッピングモータを駆動するための駆動パルス数をカメラマイコン１１４でカウントすることで位置を検出してもよい。

カメラマイコン１１４は、撮像装置全体の動作の制御を司るマイクロコンピュータであり、本実施形態に関わる各種制御もカメラマイコン１１４により実行される。焦点信号処理回路１１２は、カメラ信号処理回路１０８で生成される映像信号から高周波成分を抽出して焦点信号を生成する。この焦点信号は、撮像された被写体像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表す。鮮鋭度は、被写体像の焦点状態によって変化するので、結果的に被写体像の焦点状態を表す信号となる。

撮像装置がオートフォーカス状態として制御されている場合には、カメラマイコン１１４が、焦点信号を用いて、公知の自動焦点制御処理を実行する。自動焦点制御処理の実行は、カメラマイコン１１４による自動合焦動作でフォーカスレンズ１１５を駆動してピントを合わせる処理である。焦点信号は、被写体像が合焦状態にあるときに最大となる性質があることを利用して、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５を移動させて焦点信号の変化を検出する。そして、カメラマイコン１１４は、焦点信号が最大となる位置にフォーカスレンズ１０５を移動させる。これにより、被写体像を合焦させることができる。

メモリ１１６は、ＤＲＡＭやフラッシュＲＯＭなどで構成された記憶手段である。メモリ１１６は、カメラマイコン１１４で行う処理のプログラムや、処理で用いるデータ、撮影モード情報などを記憶する。動作モード切り替えスイッチ１１７は、撮像装置の動作モードの切り替えに用いられる。具体的には、動作モード切り替えスイッチ１１７の操作により、撮像装置の撮影モードが、可視光撮影モードと赤外光撮影モードとの間で切り替えられる。赤外光撮影モードが選択されている場合には、カメラマイコン１１４によりフィルタ駆動源１１９が制御され、赤外光除去フィルタ１１８が撮像光学系の光路外に移動されるとともに、撮像装置が赤外光撮影に適した撮影条件に設定される。一方、可視光撮影モードが選択されている場合には、赤外光除去フィルタ１１８が光路上に移動されるとともに、撮像装置が可視光撮影に適した撮影条件に設定される。

なお、赤外光除去フィルタ１１８を移動させるフィルタ移動手段と、可視光撮影モードと赤外光撮影モードとを切り替えるための動作モード切り替え手段とを共通部材としてもよい。すなわち、撮像装置が、フィルタ駆動源１１９の代わりに、手動で赤外光除去フィルタ１１８を光路上に出し入れするレバーを備えてもよい。撮影者が、このレバーを操作してフィルタを光路外に移動させる。そして、図示しないフィルタ位置検出手段にてフィルタの移動をカメラマイコン１１４で検知し、動作モードを赤外光撮影モードに切り替えるようにしてもよい。

一方、レバー操作にてフィルタが光路上に移動された場合は、カメラマイコン１１４が、動作モードを可視光撮影モードに切り替える。この構成によれば、フィルタ駆動手段としてモータを設ける必要がなく、撮像装置の小型化やコストダウンを図ることができる。

オート／マニュアルフォーカス切り替えスイッチ１２０は、撮影者によるオートフォーカスモードまたはマニュアルフォーカスモードの選択に用いられる。オートフォーカスモードが選択されている場合には、カメラマイコン１１４によって、自動焦点制御処理が実行される。一方、マニュアルフォーカスモードが選択されている場合には、後述するマニュアルフォーカス操作部１２１を撮影者が操作することによってフォーカスレンズ１０５が駆動される。マニュアルフォーカス操作部１２１を撮影者が操作することによってフォーカスレンズ１０５を駆動させて、焦点調節を行う（ピントを合わせる）ことを、手動合焦動作という。

なお、マニュアルフォーカスモードでは撮影者がマニュアルフォーカス操作を行わない限りフォーカスレンズは駆動されない。そのため、オートフォーカスモードで被写体像が合焦した後、撮影者がその状態を保持したい場合には、マニュアルフォーカスモードに切り替えることで自動焦点制御を停止させることができる。

マニュアルフォーカス操作部１２１は、マニュアルフォーカスモードが選択されている状態で撮影者が手動による焦点調節を行うときに用いられる。操作者は、マニュアルフォーカス操作部１２１を用いて、焦点調節の方向として無限方向と至近方向を指定可能である。操作者が、マニュアルフォーカス操作部１２１の操作により焦点調節の方向を無限方向に指定すると、遠方の被写体に合焦する方向にフォーカスレンズ１０５が移動される。一方、操作者が、マニュアルフォーカス操作部１２１の操作により焦点調節の方向を至近方向に操作すると、近くの被写体に合焦する方向にフォーカスレンズ１０５が移動される。手動による焦点調節のための操作手段としては、スイッチの他、回転操作されるリングやダイヤルでもよく、一般的にはリングやダイヤルの方がスイッチよりも微妙な焦点調節が可能である。

ズーム操作部１２２は、撮影者がズームの変倍率を変更するために用いられる。ズーム操作部１２２は、例えば、スイッチやボリュームキー、リング等である。撮影者がズーム操作部１２２の操作により、ズームの方向を広角（ワイド) 方向に指定すると、ズームレンズ１０２が広角側に移動され、望遠（テレ) 方向に指定すると、ズームレンズ１０２が望遠側に移動される。

オート／マニュアルフォーカス切り替えスイッチ１２０乃至ズーム操作部１２２の出力は、カメラマイコン１１４に入力され、それぞれの機能に応じた制御処理がカメラマイコン１１４によって実行される。

図２は、実施例１における、動作モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードへ切り替わった際の焦点調節制御処理を説明するフローチャートである。
まず、カメラマイコン１１４が、可視光撮影モードで実行される各種カメラ制御処理を実行する。ここでの処理についての詳細の説明は省略する。続いて、カメラマイコン１１４が、ズームレンズの位置を位置検出手段により読み込む（ステップＳ２０２）。また、カメラマイコン１１４が、フォーカスレンズの位置を位置検出手段により読み込む（ステップＳ２０３）。

次に、カメラマイコン１１４が、マニュアルフォーカスモード（ＭＦモード）が選択されているかを判断する（ステップＳ２０４）。マニュアルフォーカスモードが選択されていない場合は、処理がステップＳ２０７に進む。マニュアルフォーカスモードが選択されている場合は、処理がステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５において、カメラマイコン１１４が、ズームレンズの位置Ｚ１をメモリ１１６にバックアップして記憶する。また、カメラマイコン１１４が、フォーカスレンズの位置Ｆ１をメモリ１１６にバックアップして記憶する（ステップＳ２０６）。バックアップされたズームレンズおよびフォーカスレンズの位置情報は、撮影者の操作により赤外光撮影モードに切り替わった後、再び可視光撮影モードに切り替えられた際のフォーカスレンズの移動先を決定するために用いられる。

次に、カメラマイコン１１４が、撮影モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードに切り替えられたかを判断する（ステップＳ２０７）。撮影モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードに切り替えられていない場合は、処理がステップＳ２０１に戻り、カメラマイコン１１４が、可視光撮影モードの処理を継続する。撮影モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードに切り替えられた場合は、処理がステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において、カメラマイコン１１４が、可視光撮影モードでのマニュアルフォーカス／オートフォーカスの選択状態をバックアップする。そして、カメラマイコン１１４が、撮影モードを赤外光撮影モードに切り替える（ステップＳ２０９）。

ステップＳ２１０乃至Ｓ２１４の処理は、本実施例の特徴となる部分に該当する処理である。まず、カメラマイコン１１４が、赤外光除去フィルタの光路外への退避によるピント変化を補正するためのフォーカスレンズ位置の補正量（以下、「位置補正量」と記述）を算出する。

図７を参照して前述したように、可視光環境下において赤外光除去フィルタを光路外に移動した場合、焦点状態の変化を相殺するためのフォーカスレンズの位置補正量は、図７中の曲線Ｌ１となる。そこで、本実施例では、ズームレンズ位置毎に図７の曲線Ｌ１すなわち可視光のみの環境下での位置補正量を第１の記憶手段（メモリ１１６）に予め記憶しておく。そして、カメラマイコン１１４が、メモリ１１６に記憶されている位置補正量に基づいて、ステップＳ２０２において読み込んだズームレンズ位置に対応する位置補正量を算出する（ステップＳ２１０）。

次に、カメラマイコン１１４が、ピント補正手段として機能し、現在のフォーカスレンズ位置から上記ステップＳ２１０で算出した位置補正量分だけフォーカスレンズを移動する（ステップＳ２１１）。これにより、赤外光除去フィルタ１１８の退避に伴うピント変化が相殺される。そして、処理がステップＳ２１２に進む。

次に、カメラマイコン１１４が、撮像装置の撮影モードが、可視光撮影モードでマニュアルフォーカスモードであったかを判断する。可視光撮影モードでマニュアルフォーカスモードであった場合は、処理がステップＳ２１３に進み、そうでない場合は、処理がステップＳ２１５に進む。

フォーカスレンズ位置の補正量は可視光と赤外光の成分比によって変化するので、ステップＳ２１１におけるフォーカスレンズの位置の補正だけでは、合焦状態を維持することはできない。そこで、本実施例では、ステップＳ２１３において、ワンショットフォーカス処理を実行して、合焦位置を検出することで、合焦状態を維持する。ワンショットフォーカス処理は、赤外光除去フィルタの退避によるピント変化の補正後における自動焦点調節処理である。

次に、カメラマイコン１１４が、撮影モードをマニュアルフォーカスモードに切り替える（ステップＳ２１４）。そして、カメラマイコン１１４が、撮影モードの切り替え処理を終了する（ステップＳ２１５）。

図３は、図２のステップＳ２１３におけるワンショットフォーカス処理を説明するフローチャートである。
まず、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス動作の開始位置を現在のフォーカス位置に設定する（ステップＳ３０１）。現在のフォーカス位置は、図２のステップ２１１においてフォーカスレンズ位置を位置補正量分移動した先のフォーカスレンズ位置（ピント補正位置）である。

ワンショットフォーカス動作の開始位置は、ワンショットフォーカス動作でのフォーカスレンズの駆動開始位置である。また、ステップＳ３０１においては、カメラマイコン１１４は、さらに、ワンショットフォーカス動作で合焦位置を検出できなかった場合に、ステップＳ３０７でフォーカスレンズを駆動開始位置に戻すので、駆動開始位置をメモリ１１６にバックアップしておく。

次に、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス動作でのフォーカスレンズの駆動開始方向を設定する（ステップＳ３０２）。具体的には、カメラマイコン１１４は、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との位置関係に基づいて駆動開始方向を決定する。本実施例では、上記の位置関係を示す位置関係情報が、第２の記憶手段（例えば、メモリ１１６や不図示の記憶部）に予め記憶されている。したがって、カメラマイコン１１４は、第２の記憶手段に記憶されている位置関係情報が示す位置関係に基づいて、フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する。

次に、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス動作でのフォーカスレンズの駆動範囲を設定する（ステップＳ３０３）。カメラマイコン１１４は、駆動開始方向と同様に、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との位置関係に基づいて駆動範囲を決定する。

図４および図５は、ワンショットフォーカス動作におけるフォーカスレンズの駆動開始方向と駆動範囲とを説明する図である。図４および図５は、赤外光除去フィルタが挿入されている状態のピント位置と、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との位置関係を模式的に示す。図４に示す例では、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置が、ピント変化を補正するためにフォーカスレンズを位置補正量Ｌ１分移動した先のピント補正位置である。

ピント位置が図４（Ａ）に示す位置関係である場合、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズの駆動開始方向を、赤外光のみの環境下におけるピント位置方向、つまり至近方向に設定する。また、カメラマイコン１１４は、駆動範囲を、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との間に設定する。

図４（Ｂ）は、可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置が図４（Ａ）と逆になっている場合、つまり図７の補正量Ｌ１と補正量Ｌ２の大きさが、Ｌ１＜Ｌ２の関係になっている場合での位置関係を示す。ピント位置が図４（Ｂ）に示す位置関係である場合、カメラマイコン１１４は、駆動開始方向を無限方向に設定する。また、カメラマイコン１１４は、駆動範囲を、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との間に設定する。

フォーカスレンズ位置の補正量、つまりはピント位置は可視光と赤外光の成分比によって変化する。したがって、カメラマイコン１１４は、可視光環境下における補正量分移動した位置（ピント補正位置）をワンショットフォーカス動作の開始位置とする場合は、赤外光環境下におけるピント位置方向に向かって駆動開始する。これにより、カメラマイコン１１４は、可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との間で合焦位置を探索する。その結果、合焦位置を正しく検出することができる。

なお、カメラマイコン１１４が、絞り１０３の絞り値と撮像素子の画素ピッチにより決まる焦点深度を算出し、算出した焦点深度に基づいて駆動範囲を設定するようにしてもよい。例えば、カメラマイコン１１４が、駆動範囲を焦点深度の２倍程度に設定すれば、ワンショットフォーカス動作におけるピントのフワつきが見えにくくなり、また、他の被写体にピントが合ったり、大ボケしたりすることを防ぐことができる。

図３の説明に戻る。ステップＳ３０４において、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス処理を実行する。具体的には、カメラマイコン１１４は、ステップＳ３０１乃至Ｓ３０３で設定した駆動開始位置、駆動開始方向、駆動範囲に基づいて、フォーカスレンズを駆動させ、焦点信号がピークとなるフォーカスレンズ位置を検出する。カメラマイコン１１４が、いわゆる山登り動作を行って合焦位置を検出する。そして、処理がステップＳ３０５に進む。山登り動作については詳細な説明を省略する。

次に、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス処理による被写体像の合焦が完了したかを判断する（ステップＳ３０５）。合焦が完了した場合は、処理が終了する。合焦が完了していない場合は、処理がステップ３０６に進む。

ステップＳ３０６において、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス動作の実行回数が所定回数以上かを判断する。ワンショットフォーカス動作の実行回数が所定回数未満である場合は、処理がステップＳ３０７に進む。ワンショットフォーカス動作の実行回数が所定回数以上である場合は、処理がステップＳ３０８に進む。本実施例では、所定回数を、撮影モード切り替え時におけるワンショットフォーカス動作の動作時間および合焦性能に基づいて２回に設定する。なお、ワンショットフォーカス動作を１回でやめてもよいし、合焦するまで繰り返すようにしてもよい。

ステップＳ３０７において、カメラマイコン１１４が、ワンショットフォーカス動作でフォーカスレンズの駆動範囲を拡大し（ステップＳ３０７）、処理がステップＳ３０４に進む。カメラマイコン１１４は、ワンショットフォーカス動作の繰り返し回数に応じて段階的に駆動範囲を拡大していってもよいし、２回目にはフォーカスレンズの動作可能範囲まで一気に拡大し、２回目以降は拡大した範囲を維持するようにしてもよい。

ステップＳ３０８において、カメラマイコン１１４は、合焦位置が検出できなかったと判断して、フォーカスレンズをワンショットフォーカス動作の開始位置に移動する。そして、処理を終了する（ステップＳ３０９）。

実施例１では、図７の曲線Ｌ１すなわち可視光のみの環境下での位置補正量をメモリに記憶させておき、この位置補正量に基づいて、ズーム位置に応じた位置補正量を算出する（図２のＳ２１０）。実施例１の変形例として、図７の曲線Ｌ２すなわち赤外光のみの環境下の位置補正量をメモリ１１６に記憶させておき、この位置補正量に基づいて、ズーム位置に応じた位置補正量を算出してもよい。つまり、実施例１の変形例では、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズを赤外光除去フィルタが退避した状態での赤外光環境下でのピント位置に移動させ、この位置をワンショットフォーカス動作の開始位置とする。

実施例１の変形例では、図２のステップＳ２１１で移動するフォーカスレンズの位置が変わるため、駆動開始方向および駆動範囲を変える必要がある。カメラマイコン１１４が、ステップＳ２１１において図７の位置補正量Ｌ２分フォーカスレンズを移動させた場合、カメラマイコン１１４は、駆動開始方向と駆動範囲とを、図５に示すように設定する。図５に示す例では、赤外光除去フィルタが退避している状態での赤外光環境下におけるピント位置が、ピント変化を補正するためにフォーカスレンズを位置補正量Ｌ２分移動した先のピント補正位置である。

ピント位置が、図５（Ａ）に示す位置関係である場合、可視光環境下での位置補正量Ｌ１と赤外光環境下での位置補正量Ｌ２とは、Ｌ１＞Ｌ２という関係にある。この場合には、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズの駆動開始方向を、可視光環境下でのピント位置に向かう方向、つまりは無限方向に設定する。また、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズの駆動範囲を、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との間に設定する。

ピント位置が、図５（Ｂ）に示す位置関係である場合、位置補正量Ｌ１と位置補正量Ｌ２とは、Ｌ１＜Ｌ２という関係にある。この場合には、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズの駆動開始方向を至近方向に設定する。また、カメラマイコン１１４は、フォーカスレンズの駆動範囲を、赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下におけるピント位置と赤外光環境下におけるピント位置との間に設定する。

Ｌ１とＬ２の中間の位置補正量をメモリに記憶させておき、カメラマイコン１１４が、この位置補正量に基づいて、ズーム位置に応じた位置補正量を算出してもよい。Ｌ１とＬ２の中間の位置補正量を適用する場合、カメラマイコン１１４が、撮影環境における可視光と赤外光のバランスを映像信号等から検出して、より合焦位置がある可能性が高い方向をフォーカスレンズの駆動開始方向としてもよい。

なお、図２のステップＳ２１０とステップＳ２１１の処理を省略し、カメラマイコン１１４が、フォーカスレンズ位置の補正を行わずにオートフォーカスモードに切り替えてもよい。この場合でも、画像を合焦状態にすることはできる。ただし、この場合は画像が大きくボケた状態から焦点調節が実行されるので、合焦状態となるまでに時間がかかることになる。

以上説明した実施例１によれば、可視光撮影モードかつマニュアルフォーカスモードの選択状態で赤外光撮影モードに切り替られたことに伴ってピント変化した場合におけるオートフォーカス動作による焦点調節を、正確、かつ迅速に実行することが可能となる。したがって、画像の合焦状態を良好に保つことができる。

（実施例２）
実施例２の撮像装置の構成は、図１に示す構成と同様である。実施例２では、カメラマイコン１１４は、予めメモリに記憶しているフォーカスレンズの位置補正量に対し、過補正になるように、あるいは補正足らずになるように位置補正量に重み付けしたり、位置補正量にオフセット量を加える演算処理を行う。そして、カメラマイコン１１４は、当該演算処理後の位置補正量を用いて、ピント位置補正を行う。これにより、カメラマイコン１１４は、ワンショットフォーカス動作でのフォーカスレンズの駆動開始位置をずらすようにする。

図６は、実施例２における、動作モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードへ切り替わった際の焦点調節制御処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ６０１乃至Ｓ６０９までの処理は、図２のステップＳ２０１乃至Ｓ２０９までの処理と同様である。また、ステップＳ６１２乃至Ｓ６１５までの処理は、図２のステップＳ２１２乃至Ｓ２１５までの処理と同様である。

ステップＳ６１０において、カメラマイコン１１４が、予め記憶しているフォーカスレンズの位置補正量に対し、過補正になるように、あるいは補正足らずになるように補正量に重み付けしたり、補正量にオフセット量を加える演算を行う（ステップＳ６１０）。そして、カメラマイコン１１４が、ステップＳ６１０における演算後の位置補正量の分だけフォーカスレンズを移動する（ステップＳ６１１）。これにより、移動させるフォーカスレンズ位置、つまりはワンショットフォーカス動作での駆動開始位置をずらすことができる。この際、位置補正量Ｌ１と位置補正量Ｌ２のどちらの量を補正するか、また、駆動開始方向や駆動範囲をどこに設定するかに応じて、駆動開始位置をずらす方向が決まってくる。

本実施例では、カメラマイコン１１４は、駆動範囲を、駆動開始位置がずれた分を含んだ範囲に設定する。このように、カメラマイコン１１４は、位置補正量に重み付けしたりオフセット量を加えたりすることで、駆動開始位置を、フォーカスレンズの駆動開始方向とは逆方向に所定量分ずらした位置とする。これにより、可視光撮影モードでピントを合わせていた被写体の合焦位置が必ず決定した駆動範囲内に、かつ駆動開始方向側にあることになる。したがって、赤外光撮影モードにおいても同じ被写体のピント位置を正確に検出することができる。また、駆動開始方向が間違っていた場合の反転駆動動作などが起こらないので、合焦位置検出までの時間も短縮できる。以上説明した実施例２によれば、ワンショットフォーカス動作による焦点調節を、より正確に、かつ迅速に実行することが可能となる。

以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施例の一部を適宜組み合わせてもよい。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

１１４ カメラマイコン
１１８ 赤外光除去フィルタ

Claims (10)

1. 赤外光除去フィルタを撮像光学系の光路上に位置させて可視光を用いた撮影を行う可視光撮影モードと、前記赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上から退避させて赤外光を用いた撮影を行う赤外光撮影モードとを有する撮像装置であって、
   前記可視光撮影モードにおける手動合焦動作でフォーカスレンズを駆動してピントを合わせた状態で、前記可視光撮影モードから前記赤外光撮影モードに切り替わった場合に、前記赤外光除去フィルタの退避によるピント変化を補正するピント補正手段と、
   前記ピント変化が補正された後における自動合焦動作で前記フォーカスレンズを駆動してピントを合わせる際の、当該フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記赤外光除去フィルタが前記撮像光学系の光路上から退避している状態での可視光環境下のピント位置と、赤外光環境下のピント位置との位置関係に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記ピント変化を補正するための前記フォーカスレンズの位置補正量が予め記憶されている第１の記憶手段と、
   前記赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下のピント位置と、赤外光環境下でのピント位置との位置関係を示す位置関係情報が予め記憶されている第２の記憶手段とを備え、
   前記ピント補正手段は、前記第１の記憶手段に記憶されている位置補正量に基づいて前記フォーカスレンズを移動することで前記ピント変化を補正し、
   前記制御手段は、前記第２の記憶手段に記憶されている前記位置関係情報に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記ピント補正手段は、前記ピント変化の補正をする際に、前記フォーカスレンズを前記第１の記憶手段に記憶されている位置補正量分移動させた位置に対し、前記制御手段によって決定される前記フォーカスレンズの駆動開始方向とは逆方向に所定量分ずらした位置に前記フォーカスレンズを移動する
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記ピント補正手段は、可視光環境下での前記フォーカスレンズの位置補正量に基づいて前記フォーカスレンズを移動することで前記ピント変化を補正し、
   前記制御手段は、
   前記赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下のピント位置から赤外光環境下のピント位置に向かう方向に前記フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記ピント補正手段は、赤外光環境下での前記フォーカスレンズの位置補正量に基づいて前記フォーカスレンズを移動することで前記ピント変化を補正し、
   前記制御手段は、前記赤外光除去フィルタが退避している状態での赤外光環境下のピント位置から可視光環境下のピント位置に向かう方向に前記フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、さらに、前記第２の記憶手段に記憶されている前記位置関係情報に基づいて、前記自動合焦動作による前記フォーカスレンズの駆動範囲を決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記赤外光除去フィルタが退避している状態での可視光環境下でのピント位置と赤外光環境下でのピント位置との間の範囲を前記フォーカスレンズの駆動範囲として決定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記撮像光学系の焦点深度を算出する算出手段を備え、
   前記制御手段は、前記算出された焦点深度に基づいて、前記自動合焦動作による前記フォーカスレンズの駆動範囲を決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記制御手段は、前記決定された駆動範囲内で前記ピントが合わない場合に、前記自動合焦動作での前記フォーカスレンズの駆動範囲を拡大する
   ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 赤外光除去フィルタを撮像光学系の光路上に位置させて可視光を用いた撮影を行う可視光撮影モードと、前記赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上から退避させて赤外光を用いた撮影を行う赤外光撮影モードとを有する撮像装置の制御方法であって、
    前記可視光撮影モードにおける手動合焦動作でフォーカスレンズを駆動してピントを合わせた状態で、前記可視光撮影モードから前記赤外光撮影モードに切り替わった場合に、前記赤外光除去フィルタの退避によるピント変化を補正するピント補正工程と、
    前記ピント変化が補正された後における自動合焦動作で前記フォーカスレンズを駆動してピントを合わせる際の、当該フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する制御工程とを有し、
    前記制御工程では、前記赤外光除去フィルタが前記撮像光学系の光路上から退避している状態での可視光環境下のピント位置と、赤外光環境下のピント位置との関係に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動開始方向を決定する
    ことを特徴とする制御方法。

Images