JP2015194686A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切なタイミングで、ＤＦＤ処理可能な撮像装置を提供する。【解決手段】本開示における撮像装置は、フォーカスレンズを含む光学系と、光学系により得られる像に基づいて画像データを生成する撮像系と、複数のボケ信号とフォーカスレンズの駆動に伴って撮像系から得られた合焦位置の異なる複数の画像データとに基づいて被写体距離に関するＤＦＤ距離情報を算出するＤＦＤ処理部と、画像データの被写体像の変化量を計測する計測部と、変化量が所定値以上であるとき、ＤＦＤ処理部にＤＦＤ距離情報を算出させる制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、デジタルカメラや携帯電話などの撮像装置に関する。

３次元シーンの奥行き、即ち各被写体までの距離を非接触で計測するための様々な方法が提案されている。その方法は、能動的手法と受動的手法とに大別される。能動的手法では、赤外線、超音波、又はレーザーなどを照射し、反射波が戻ってくるまでの時間、又は、反射波の角度などをもとに距離を算出する。受動的手法では、被写体の像に基づいて距離を算出する。特にカメラでは、赤外線などを照射するための装置を必要としない受動的手法が広く用いられている。

受動的手法の一つとして、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ ｆｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）方式（以降、ＤＦＤという）が開示されている。ＤＦＤは、被写体距離によって大きさや形状が変化するボケの情報に基づいて距離を計測する。ＤＦＤは、複数のカメラを必要としないこと、少数の画像から距離計測が可能であること、などの特徴がある。ＤＦＤを用いて被写体までの距離を計測する処理を、ＤＦＤ処理という。

以下、ＤＦＤの原理について簡単に説明する。ＤＦＤは、合焦位置の異なる複数枚の画像から、ボケの情報に基づいて距離を計測する方法である。ボケを含んだ撮影画像は、レンズによるボケのない状態を表す全焦点画像に、被写体距離の関数である点像分布関数を畳み込んだ画像となる。点像分布関数は被写体距離を変数とする関数であるので、ＤＦＤではボケ画像からボケを検出することによって、被写体距離を求めることができる。

このとき、全焦点画像と被写体距離とが未知数である。ボケ画像１枚に対して、ボケ画像、全焦点画像、及び、被写体距離に関する式が１つ成立する。合焦位置の異なるボケ画像を新たに撮影することで、新たな式が得られるので、得られた複数の式を解くことで被写体距離を求める。式の獲得の方法、又は、その式を解く方法等に関しては、特許文献１をはじめとして、様々な方法が開示されている。

特許第２９６３９９０号

ＤＦＤ処理を常に行うと、電力消費量が増加するだけでなく、フォーカスレンズの駆動に伴って被写体像の合焦状態が変化し、使用者の視認性が低下する。

本開示は、適切なタイミングでＤＦＤ処理可能な撮像装置の提供を目的とする。

本開示における撮像装置は、フォーカスレンズを含む光学系と、光学系により得られる像に基づいて画像データを生成する撮像系と、複数のボケ信号とフォーカスレンズの駆動に伴って撮像系から得られた合焦位置の異なる複数の画像データとに基づいて被写体距離に関するＤＦＤ距離情報を算出するＤＦＤ処理部と、画像データの被写体像の変化量を計測する計測部と、変化量が所定値以上であるとき、ＤＦＤ処理部にＤＦＤ距離情報を算出させる制御部とを備える。

本開示によれば、適切なタイミングでＤＦＤ処理可能な撮像装置の提供が可能となる。

図１は、実施の形態１に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１の撮像装置のうち撮影動作に関する構成を中心に取り出したブロック図である。 図３Ａは、実施の形態１に係るＤＦＤ距離情報を更新するフローチャートである。 図３Ｂは、実施の形態１に係る撮影動作のフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係る被写体像の変化量を説明する図である。 図５Ａは、実施の形態２に係る撮像装置の動画撮影のフローチャートである。 図５Ｂは、実施の形態２に係る撮像装置の動画撮影時のＡＦ制御処理のフローチャートである。 図６Ａは、実施の形態２に係る液晶モニタに表示される、記録中の動画像の一例を示す図である。 図６Ｂは、実施の形態２に係る液晶モニタに表示される、記録中の動画像の別の一例を示す図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

〔１．実施の形態１〕
図１〜図４を用いて、実施の形態１について説明する。

〔１−１．構成〕
本実施の形態における撮像装置１００の電気的構成について説明する。

図１は、本実施の形態における撮像装置１００の構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、光学系１１０と、ズームモータ１２０と、ＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）アクチュエータ１３０と、フォーカスモータ１４０と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ１５０と、映像処理部１６０と、メモリ１７０と、コントローラ１８０と、カードスロット１９０と、メモリカード２００と、操作部材２１０と、ズームレバー２２０と、液晶モニタ２３０と、角速度センサ２４０を備える。本実施の形態において撮像装置１００は、デジタルカメラである。

光学系１１０は、ズームレンズ１１１と、ＯＩＳ１１２と、フォーカスレンズ１１３と、メモリ１１４とを有する。

ズームレンズ１１１は、光学系１１０の破線で示す光軸に沿って移動することにより、ＣＣＤイメージセンサ１５０に結像する被写体像を拡大又は縮小するためのレンズである。ズームレンズ１１１は、コントローラ１８０からの制御信号に基づき、ズームモータ１２０によって光学系１１０内における位置が変更される。

なお、ズームレンズ１１１は、ズーム機能がなくてもよく、単なるレンズであってもよい。

ＯＩＳ１１２は、光軸に垂直な面内で移動可能な補正レンズを内部に有する。ＯＩＳ１１２は、撮像装置１００のブレを相殺する方向に補正レンズを駆動することにより、光学系１１０で形成される被写体像のブレを低減する。補正レンズは、ＯＩＳ１１２内の光学系１１０の光軸と垂直な面内において、光軸を中心として移動することができる。ＯＩＳ１１２は、ＯＩＳアクチュエータ１３０によって制御される。

フォーカスレンズ１１３は、光学系１１０の光軸に沿って移動することにより、被写体像のピントを調整するためのレンズである。フォーカスレンズ１１３は、フォーカスモータ１４０によって制御される。

メモリ１１４は、光学系１１０に固有のレンズパラメータ情報を保持する。

ズームモータ１２０は、ズームレンズ１１１を駆動制御する。ズームモータ１２０は、パルスモータ、ＤＣモータ、リニアモータ、又は、サーボモータなどで実現してもよいし、カム機構又はボールネジなどの機構を介してズームレンズ１１１を駆動するようにしてもよい。

ＯＩＳアクチュエータ１３０は、ＯＩＳ１１２内の補正レンズを光軸と垂直な面内で駆動制御する。ＯＩＳアクチュエータ１３０は、平面コイル又は超音波モータなどで実現できる。

フォーカスモータ１４０は、フォーカスレンズ１１３を駆動制御する。フォーカスモータ１４０は、パルスモータ、ＤＣモータ、リニアモータ、又は、サーボモータなどで実現してもよいし、カム機構又はボールネジなどの機構を介してフォーカスレンズ１１３を駆動するようにしてもよい。

ＣＣＤイメージセンサ１５０は、光学系１１０により形成された像を撮影して、画像信号を生成する。ＣＣＤイメージセンサ１５０は、露光、転送、電子シャッタなどの動作を行う。ＣＣＤイメージセンサ１５０は、撮像素子に相当する。

なお、ＣＣＤイメージセンサ１５０の代わりに、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサを用いてもよい。

映像処理部１６０は、ＣＣＤイメージセンサ１５０で生成された画像信号に対して各種の処理を施す。映像処理部１６０は、画像信号に対して処理を施し、液晶モニタ２３０に表示するための画像データ（以下、スルー画像と称す）を生成する。また、映像処理部１６０は、メモリカード２００に格納するための映像信号を生成する。さらに、映像処理部１６０は、画像信号に対してガンマ補正、ホワイトバランス補正、又は、傷補正などの映像処理を行う。映像処理部１６０は、後述するＤＦＤ処理も行う。

映像処理部１６０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又はマイコンなどで実現可能である。スルー画像の解像度は、液晶モニタ２３０の画面解像度に設定してもよいし、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）規格に準拠した圧縮形式等により圧縮され形成される画像データの解像度に設定してもよい。

メモリ１７０は、映像処理部１６０及びコントローラ１８０のワークメモリとして機能する。メモリ１７０は、例えば、映像処理部１６０で処理された映像信号、若しくは、映像処理部１６０で処理される前のＣＣＤイメージセンサ１５０から入力される画像データを一時的に蓄積する。

また、メモリ１７０は、撮影時における光学系１１０及びＣＣＤイメージセンサ１５０の撮影条件を一時的に蓄積する。撮影条件とは、画角情報、ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）感度、シャッタースピード、ＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）値、Ｆ値（絞り値）、レンズ間距離、撮影時刻、ＯＩＳシフト量、フォーカスレンズ１１３の光学系１１０における位置情報等である。

さらに、メモリ１７０は、光学系１１０を交換可能とした際に、複数の光学系１１０に共通して使用することができるボケ信号（以下、基本ボケ信号とよぶ）を、インデックス（ボケ信号インデックス）と対応付けて格納する。ここで、基本ボケ信号のそれぞれは、ボケ形状に対応している。また、基本ボケ信号は複数あり、複数の基本ボケ信号をまとめて、基本ボケセットという。

また、メモリ１７０は、コントローラ１８０が取得した光学系１１０のレンズパラメータ情報を格納する。メモリ１７０は、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、又は、強誘電体メモリなどで実現できる。

コントローラ１８０は、撮像装置１００全体を制御する。コントローラ１８０は、半導体素子などで実現可能である。コントローラ１８０は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。コントローラ１８０は、マイコンなどで実現できる。

コントローラ１８０は、光学系１１０により像が形成された被写体について、距離に関する情報を算出するように制御する。具体的には、コントローラ１８０は、光学系１１０のレンズパラメータ情報を取得する。そして、コントローラ１８０は、メモリ１７０に格納される複数枚のボケ信号と、光学系１１０のレンズパラメータ情報と、ＣＣＤイメージセンサ１５０で撮影されて得られる合焦位置の異なる複数の画像信号とに基づいて、映像処理部１６０にＤＦＤ処理するように制御し、距離に関する情報を算出する。距離に関する情報とは、例えば、撮像装置１００から被写体までの距離である。言い換えれば、距離に関する情報とは、ＣＣＤイメージセンサ１５０で撮影された被写体についての、撮像装置１００から見た奥行き方向の距離である。距離の基準点は任意に設定することができるが、例えば、光学系１１０に含まれるレンズのうち所定のレンズの位置にとる。以下では、距離に関する情報を、ＤＦＤ距離情報と称する。

なお、コントローラ１８０は、ＤＦＤ処理の制御を行う前に、予め光学系１１０からレンズパラメータ情報を取得しておき、メモリ１７０に格納してもよいし、ＤＦＤ処理を制御する際に、レンズパラメータ情報を光学系１１０から読み出す構成にしてもよい。また、光学系１１０のレンズパラメータ情報すべてをメモリ１７０に蓄積しておくように制御してもよい。この場合、操作部材２１０を介して入力される使用者の操作により、メモリ１７０に蓄積するレンズパラメータ情報の一部を削除するようにしてもよい。

なお、レンズパラメータ情報は、これまでに装着された光学系１１０のレンズパラメータ情報を含むとしてもよいし、さらに、装着したことのないレンズのレンズパラメータ情報を含んでもよい。

コントローラ１８０は、被写体からの光をＣＣＤイメージセンサ１５０に導くための光学系１１０に固有のレンズパラメータ情報であって、複数の基本ボケ信号のうちの一部を特定する情報を含むレンズパラメータ情報を取得し、メモリ１７０に保持されている複数の基本ボケ信号のうち、取得したレンズパラメータ情報により特定される複数の測距用ボケ信号に基づいて、ＣＣＤイメージセンサ１５０により撮像された被写体についての距離に関する情報を算出するように制御する。

カードスロット１９０は、機械的及び電気的にメモリカード２００と接続可能であり、メモリカード２００に情報を書き込み、メモリカード２００から情報を読み出す。カードスロット１９０は、メモリカード２００を着脱可能である。

メモリカード２００は、フラッシュメモリ又は強誘電体メモリなどを内部に含む記録媒体である。メモリカード２００は、カードスロット１９０に着脱可能である。

操作部材２１０は、レリーズボタンを含む。レリーズボタンは、使用者の押圧操作を受け付ける。レリーズボタンを半押しした場合、コントローラ１８０を介してＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）制御及び、ＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御を開始する。また、使用者がレリーズボタンを全押しした場合は、被写体の撮影を行う。

ズームレバー２２０は、使用者からズーム倍率の変更指示を受け付ける部材である。

液晶モニタ２３０は、ＣＣＤイメージセンサ１５０で生成した画像信号、又は、メモリカード２００から読み出した画像信号を表示する表示デバイスである。また、液晶モニタ２３０は、撮像装置１００の各種の設定情報を表示可能である。例えば、液晶モニタ２３０は、撮影時における撮影条件である、ＥＶ値、Ｆ値、シャッタースピード、又は、ＩＳＯ感度等を表示可能である。

〔１−２．静止画撮影時の動作〕
実施の形態１における撮像装置１００の撮影動作を説明する。図２は、図１で説明した撮像装置１００のうち、撮影動作に関する構成を中心に取り出したブロック図であり、映像処理部１６０とコントローラ１８０の構成を詳細に示している。図３Ａは、ＤＦＤ距離情報更新のフローチャートであり、図３Ｂは、撮像装置１００の撮影動作のフローチャートである。

図２において、映像処理部１６０は、ＤＦＤ処理部１６１を含み、コントローラ１８０は、計測部１８１、制御部１８２とＡＦ処理部１８３を含む。

使用者が、撮像装置１００の電源をオン（ＯＮ）にすると、撮像装置１００は、光学系１１０によってＣＣＤイメージセンサ１５０に結像された被写体像を、映像処理部１６０、コントローラ１８０を介して液晶モニタ２３０に表示する。このとき、液晶モニタ２３０に表示される被写体像であるスルー画像は、ＣＣＤイメージセンサ１５０から得られる画像データを順次表示することで実現される動画像である。撮像装置１００は、ＣＣＤイメージセンサ１５０により得られた画像データを、所定の時間間隔であるフレームレート毎に更新して、スルー画像として液晶モニタ２３０に表示する。以下では、スルー画像として表示される動画像データの内の一枚を、１フレームと称する。

（Ｓ１０１）計測部１８１は、被写体像の変化量を計測し、閾値ｘを超えたかどうかを判定する。ここで、被写体像の変化量とは、例えば、ズームレンズ１１１の移動量である画角の変化量や、ＯＩＳ１１２で補正されるブレ量や、ＣＣＤイメージセンサ１５０に結像される光の輝度の変化量や、操作部材２１０によって切り替えられるオートフォーカスの測距ポイントであるＡＦ枠の移動量や、映像処理部１６０で生成される被写体像のコントラスト値の変化量等である。計測部１８１は、スルー画像の各フレーム間において、被写体像の変化量を検出する。具体的には、計測部１８１は、画角をズームレンズ１１１から得て画角の変化量を計測し、ブレ量を角速度センサ２４０から得てブレ量の変化量を計測し、輝度を映像処理部１６０から得て輝度の変化量を検出し、ＡＦの枠の位置を操作部材２１０から得てＡＦ枠の移動量を計測し、コントラスト値を映像処理部１６０から得てコントラスト値の変化量を計測する。計測部１８１で計測した変化量は制御部１８２へ通知される。

制御部１８２は、計測部１８１から通知された各種の変化量のうち、全ての変化量がそれぞれの閾値ｘより小さい値であった場合（Ｎの場合）、Ｓ１０１の処理に戻るように制御する。計測部１８１から通知された各種の変化量のうち、少なくとも１つの変化量が閾値ｘ以上の場合（Ｙの場合）、Ｓ１０２の処理に進めるように制御する。

（Ｓ１０２）制御部１８２は、メモリ１７０に保持しているＤＦＤ距離情報をクリアするように制御する。

（Ｓ１０３）制御部１８２は、被写体像の変化量が安定しているか否かを判定するよう制御する。被写体像の変化量が安定しているか否かは、計測部１８１から通知される変化量が、所定時間内において、所定範囲内であるかどうかを確認することにより、判定することができる。制御部１８２は、計測部１８１から通知された各種の変化量のうち１つでも所定時間内において安定していないと判定した場合（Ｎの場合）、Ｓ１０３の処理に戻るように制御する。制御部１８２は、計測部１８１から通知された各種の変化量の全てが所定時間内において変化量が安定していると判定した場合（Ｙの場合）、Ｓ１０４の処理へ進むように制御する。

ここで、被写体像の変化量の一例として、ＡＦ枠の移動量について図を用いて説明する。図４は、ＡＦ枠の移動量を説明する図である。ここで、デジタルカメラ１００は特定の被写体の移動に伴ってＡＦ枠が追従して移動する、追尾ＡＦモードで動作しているものとする。図４において、フレームＦ１はスルー画像における１フレームを示しており、フレームＦ１にはＡＦ枠の位置が示されている。このＡＦ枠の位置を、基準位置とする。フレームＦ１において、ＡＦ枠の位置は基準位置であるのでＡＦ枠の移動量は０である。次に、フレームＦ２において、ＡＦ枠が基準位置から左側に移動しており、閾値ｘ以上に移動していることを示している。次に、フレームＦ３において、フレームＦ２のＡＦ枠の位置から左側に移動しているが、フレームＦ２とフレームＦ３の間のＡＦ枠の移動量は、フレームＦ１とフレームＦ２の間のＡＦ枠の移動量より少ない。最後に、フレームＦ４において、フレームＦ３のＡＦ枠の位置から左側に移動しているが、移動は所定時間内で所定範囲内におさまっており、ＡＦ枠の移動量が安定していることを示している。ＡＦ枠の移動量が安定すると、Ｓ１０４のＤＦＤ処理へ進む。

（Ｓ１０４）制御部１８２は、ＤＦＤ処理部１６１でＤＦＤ処理を行うように制御する。

ここで、被写体像の変化量が安定しているか否かを判定する理由は、使用者がピントを合わせたい被写体像を捉えているか否かを判断するためである。即ち、被写体像の変化量が安定しないときは、使用者がピントを合わせたい被写体像を捉えていない可能性が高い。そのような場合にＤＦＤ処理を行っても、後からＤＦＤ距離情報を利用する可能性が低いため、被写体像の変化量が安定するまで、ＤＦＤ処理は行わない。

（Ｓ１０５）制御部１８２は、得られたＤＦＤ距離情報をメモリ１７０に格納するように制御し、ＤＦＤ距離情報を更新する。

図３Ａの動作は、撮像装置１００の電源をＯＮした後、スルー画像を表示している間、繰り返し行う。

図３Ｂの撮像装置１００の静止画の撮影動作が開始されると、図３Ａの処理はＳ１０１〜Ｓ１０５のいずれのステップであっても、制御部１８２によって中断される。使用者によってレリーズボタンが操作されると、図３Ａの動作は中断される。即ち、本実施の形態における撮像装置１００において、使用者がレリーズボタンを操作すると、図３Ａの処理は中断され、図３Ｂの撮影動作が行われる。

（Ｓ１１１）制御部１８２は、使用者が、操作部材２１０にあるレリーズボタンを半押ししているかどうか判定する、すなわち、計測部１８１は、操作部材２１０に含まれるレリーズボタンを使用者が押しているか否か、押している場合は押している量を計測し、その結果を制御部１８２に通知する。制御部１８２は通知された結果をもとに、レリーズボタンが半押しされているか否かを判断する。レリーズボタンが半押しされていない場合（Ｎの場合）、制御部１８２は、Ｓ１１１の処理に戻るように制御する。レリーズボタンが半押しされている場合（Ｙの場合）、制御部１８２は、Ｓ１１２へ進むように制御する。

（Ｓ１１２）制御部１８２は、メモリ１７０にＤＦＤ距離情報が存在しているかどうかを判定する。制御部１８２は、ＤＦＤ距離情報が存在しない場合（Ｎの場合）、Ｓ１１４へ進むように制御する。ＤＦＤ距離情報が存在しない場合としては、図３Ｂの動作が、図３ＡのＳ１０２の処理でＤＦＤ距離情報がクリアされ、Ｓ１０５の処理でＤＦＤ距離情報が更新されるまでの間に撮影動作が開始された場合である。制御部１８２は、メモリ１７０にＤＦＤ距離情報が存在する場合（Ｙの場合）、Ｓ１１３へ進むように制御する。

（Ｓ１１３）制御部１８２はＡＦ処理部１８３を制御して、メモリ１７０のＤＦＤ距離情報に対応したフォーカスレンズ１１３の位置を算出させ、フォーカスモータ１４０を駆動してフォーカスレンズ１１３を算出された位置まで移動させる。

（Ｓ１１４）制御部１８２は、ＡＦ処理部１８３を制御して、映像処理部１６０から得られる被写体像のコントラスト値が最大値になるように、フォーカスレンズ１１３を移動させるコントラストＡＦ処理を行わせる。

Ｓ１１２において、メモリ１７０にＤＦＤ距離情報が存在する場合は、Ｓ１１４の処理を実施する時に、既にフォーカスレンズ１１３はコントラスト値が最大値になる位置の付近にいる可能性が高い。従って、Ｓ１１２の処理でメモリ１７０にＤＦＤ距離情報が存在しない場合に比べて、短時間でコントラストＡＦ処理を行うことができる。

（Ｓ１１５）次に、制御部１８２は、使用者が、操作部材２１０にあるレリーズボタンを全押ししているかどうか判定する、すなわち、計測部１８１は、操作部材２１０に含まれるレリーズボタンを使用者が押しているか否か、押している場合は押している量を計測し、その結果を制御部１８２に通知する。制御部１８２は通知された結果をもとに、レリーズボタンが全押しされているか否かを判断する。レリーズボタンが全押しされていない場合（Ｎの場合）、制御部１８２は、Ｓ１１５の処理に戻るように制御する。レリーズボタンが全押しされている場合（Ｙの場合）、制御部１８２は、Ｓ１１６の処理に進むように制御する。

（Ｓ１１６）コントローラ１８０は、撮影動作を行うよう、光学系１１０及びＣＣＤイメージセンサ１５０、映像処理部１６０を制御し、撮影した静止画をメモリカード２００に記録するように制御する。

〔１−３．効果等〕
以上のように、本実施の形態における撮像装置１００は、静止画撮影において、被写体像の変化量を計測し、その変化量が安定した後にＤＦＤ処理を行う。これによって、被写体像にピントが合った適切なタイミングでＤＦＤ距離情報が得られ、ＤＦＤ処理を行わない場合に比べて、コントラストＡＦ処理の速度を高速にできる。さらに、被写体像の変化量が閾値より小さい間はＤＦＤ処理を行わないため、映像処理部１６０、メモリ１７０、コントローラ１８０等で発生する電力消費を抑えることができる。また、ＤＦＤ処理において、フォーカスレンズ１１３が移動することによる、液晶モニタ２３０に表示されるスルー画像の視認性が低下する頻度を抑えることもできる。

なお、本実施の形態では、静止画撮影時の動作として説明したが、本開示は、これには限らない。例えば、動画撮影時に、使用者の操作により、ＡＦ動作を行う場合にも、有効である。

また、本実施の形態では、スルー画像のフレーム間の変化量を検出する構成としたが、本開示はこれに限定されるものではない。複数のフレームについて、基準のフレームに対する変化量をそれぞれ検出し、全ての変化量が所定の閾値を超えた時にＤＦＤ距離情報をクリアするようにしても構わない。このとき、基準のフレームは、複数のフレームのうちの先頭のフレームとする。また、複数のフレーム全てのフレームではなく、一部のフレームに対して変化量を検出するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態では、被写体像の変化量として、画角の変化量、ブレ量の変化量、輝度の変化量、ＡＦ枠の移動量、コントラスト値の変化量の全てを計測したが、これに限られない。これら変化量のうち、少なくとも一つの変化量を計測するようにしても構わない。

〔２．実施の形態２〕
実施の形態２では、実施の形態１で説明した撮像装置１００の動画撮影動作について説明する。撮像装置１００の構成は、実施の形態１で説明した図１、図２と同じ構成である。

図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａと図６Ｂを用いて、実施の形態２の動画撮影動作について説明する。

〔２−１．動画撮影時の動作〕
図５Ａは、撮像装置１００の動画撮影のフローチャートであり、図５Ｂは、動画撮影時のＡＦ制御処理のフローチャートである。使用者による操作部材２１０の動画撮影操作により、動画撮影が開始される。

（Ｓ２０１）コントローラ１８０は、映像処理部１６０で生成された映像信号をメモリカード２００へ記録する記録処理を行う。

（Ｓ２０２）Ｓ２０１の記録処理と並列して、コントローラ１８０は、ＡＦ制御処理を実施する。

（Ｓ２０３）使用者の操作部材２１０による動画撮影の停止指示を受けて、コントローラ１８０は、映像処理部１６０で生成された映像信号のメモリカード２００への記録を停止する。

次に、Ｓ２０２のＡＦ制御処理の説明を、図５Ｂを用いて説明する。

（Ｓ２１１）映像処理部１６０より得られる、ＡＦ枠内のコントラスト値を参照し、コントラスト値が閾値ｙ以下になっているかどうかを判定する。ＡＦ枠内のコントラスト値は、コントラストＡＦを行う際に用いる。ＡＦ枠内のコントラスト値が閾値ｙより小さい場合（Ｙの場合）、制御部１８２は、Ｓ２１２へ進むように制御する。ＡＦ枠内のコントラスト値が閾値ｙ以上の場合（Ｎの場合）、制御部１８２は、Ｓ２１３へ進むように制御する。

（Ｓ２１２）制御部１８２は、ＤＦＤ処理部１６１を制御して、ＤＦＤ処理を行わせる。

（Ｓ２１３）制御部１８２は、ＡＦ処理部１８３を制御して、映像処理部１６０から得られる被写体像のコントラスト値が最大値になるように、フォーカスレンズ１１３を移動させる、コントラストＡＦ処理を行わせる。

（Ｓ２１４）次に、計測部１８１は、被写体像の変化量を計測し、変化量が閾値ｚを超えたかどうかを判定する。ここでの変化量の判定は実施の形態１のＳ１０１と同じ処理である。制御部１８２は、計測部１８１から通知された各種の変化量のうち、全ての変化量がそれぞれの閾値ｚより小さい値であった場合（Ｎの場合）、Ｓ２１４の処理に戻るように制御する。計測部１８１から通知された各種の変化量のうち、少なくとも１つの変化量が閾値ｚ以上の場合（Ｙの場合）、Ｓ２１１の処理に進めるように制御する。

ここで、被写体像の変化量が閾値ｚを超えるか否かを判断することで、被写体が変化していない際の不要なフォーカスレンズ１１３の駆動を抑制することができる。

図５Ａにおいて、使用者の操作部材２１０による動画撮影の停止指示を受けると、図５ＢにおけるＡＦ制御処理は、Ｓ２１１〜Ｓ２１４のいずれのステップを処理していても、制御部１８２によって中断される。

〔２−２．効果等〕
以上により、本実施の形態の撮像装置１００の動画撮影動作において、ＡＦ枠内のコントラスト値が低い場合にＤＦＤ処理を行うことによって、コントラストＡＦが比較的苦手な大ボケ状態においてＤＦＤ距離情報が得られ、後のコントラストＡＦ処理を滑らかに行うことができる。

即ち、コントローラ１８０は、ＤＦＤ距離情報からフォーカスレンズ１１３の駆動方向および、駆動位置に関する情報を取得する。この情報に基づいてフォーカスレンズ１１３を駆動することにより、フォーカスレンズ１１３を誤った方向に駆動することを抑制することができる。また、フォーカスレンズ１１３を合焦点まで駆動する時間を削減することができる。

また、ＤＦＤ処理は大ボケ状態の時に行われるため、ＤＦＤ処理においてフォーカスレンズ１１３が移動することによる、記録される動画像の視認性の低下を抑えることができる。すなわち、記録された動画像を再生した際に、フォーカスレンズ１１３の駆動による合焦状態の変化が、使用者のピントを合わせたい被写体が大きくボケ状態であるとき以外には生じないようにすることができる。

上記のような状況が生じうる一例を、図６Ａ、図６Ｂを用いて説明する。

図６Ａは、液晶モニタ２３０に表示される、記録中の動画像の一例を示す図である。図６Ｂは、液晶モニタ２３０に表示される、記録中の動画像の別の一例を示す図である。図６Ａにおいて、フォーカスレンズ１１３は、枠Ｐ内で合焦するような位置にある。使用者が、図６Ｂに示すように合焦する枠を枠Ｑに変更した場合、枠Ｐ内の被写体と枠Ｑ内の被写体のフォーカスレンズ１１３からの距離が異なるため、枠Ｑ内においてコントラスト値が低くなっている可能性が高い。このようなときにＤＦＤ処理を行うので、フォーカスレンズ１１３を駆動しても、使用者がピントを合わせたい被写体への影響は少ない。

なお、実施の形態２では、動画撮影時の動作として説明したが、本開示は、これには限らない。例えば、静止画撮影時に、自動でＡＦ動作を行い、ピントを合わせ続けるコンティニュアスＡＦ等のモードにおいても、有効である。

〔３．他の実施形態〕
以上のように、本開示の技術の例示として、実施の形態１、２を説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、実施の形態１、２で説明した各構成を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１、２では、光学系１１０は撮像装置１００と一体となっているが、本開示は、これには限らない。例えば、光学系１１０を着脱可能なレンズ交換式としても良いし、光学系１１０とＣＣＤイメージセンサ１５０、映像処理部１６０が一体となっているユニット交換式としても良い。

さらに、実施の形態１、２では、撮像装置としてデジタルカメラを用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。本開示は、測距及び合焦動作が必要な、電子望遠鏡や電子顕微鏡などにも適用可能である。

本開示は、デジタルカメラや携帯電話などの撮像装置、電子顕微鏡、電子望遠鏡などに適用可能である。

１００ 撮像装置
１１０ 光学系
１１１ ズームレンズ
１１２ ＯＩＳ
１１３ フォーカスレンズ
１１４ メモリ
１２０ ズームモータ
１３０ ＯＩＳアクチュエータ
１４０ フォーカスモータ
１５０ ＣＣＤイメージセンサ
１６０ 映像処理部
１６１ ＤＦＤ処理部
１７０ メモリ
１８０ コントローラ
１８１ 計測部
１８２ 制御部
１８３ ＡＦ処理部
１９０ カードスロット
２００ メモリカード
２１０ 操作部材
２２０ ズームレバー
２３０ 液晶モニタ
２４０ 角速度センサ

Claims (6)

1. フォーカスレンズを含む光学系と、
   前記光学系により得られる像に基づいて画像データを生成する撮像系と、
   複数のボケ信号と前記フォーカスレンズの駆動に伴って前記撮像系から得られた合焦位置の異なる複数の画像データとに基づいて被写体距離に関するＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ ｆｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）距離情報を算出するＤＦＤ処理部と、
   前記画像データの被写体像の変化量を計測する計測部と、
   前記変化量が所定値以上であるとき、前記ＤＦＤ処理部にＤＦＤ距離情報を算出させる制御部と、
   を備えた撮像装置。
2. 前記制御部は、前記計測部が所定値以上の前記変化量を計測した後、当該変化量が所定時間内において所定範囲内である場合に、前記ＤＦＤ処理部にＤＦＤ距離情報を算出させる、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 画像データの所定の枠内でコントラストＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）処理を行うＡＦ処理部を更に備え、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズを前記ＤＦＤ距離情報に対応した位置まで駆動した後、前記ＡＦ処理部にコントラストＡＦ処理を行わせる、
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記ＤＦＤ距離情報を記憶するメモリと、
   画像データの所定の枠内でコントラストＡＦ処理を行うＡＦ処理部と、を更に備え、
   前記制御部は、
   前記変化量が所定値以上であるとき、前記メモリのＤＦＤ距離情報をクリアし、前記ＤＦＤ処理部に前記ＤＦＤ距離情報を算出させ、前記メモリのＤＦＤ距離情報を更新し、
   静止画撮影時に、前記メモリにＤＦＤ距離情報が格納されている場合、前記フォーカスレンズを前記ＤＦＤ距離情報に対応した位置まで駆動した後、前記ＡＦ処理部にコントラストＡＦ処理を行わせる、
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記計測部は、前記被写体像のコントラスト値の変化量、輝度の変化量、画角の変化量、ブレ量の変化量とＡＦ枠の移動量の内、少なくとも一つの変化量を計測する、
   請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記計測部は、前記画像データの所定の枠内におけるコントラスト値を計測し、
   前記制御部は、動画撮影時に、前記コントラスト値が所定値以下であるとき、前記ＤＦＤ処理部にＤＦＤ距離情報を算出させる、
   請求項１に記載の撮像装置。

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