JP3607237B2 - デジタルカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被写体像を撮影するデジタルカメラに関し、特に、デジタルカメラにおける合焦技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラを用いて被写体像の撮影を行う際、ユーザが被写体像における合焦ポイントを指定することにより、その合焦ポイントに対応する画像部分が合焦状態となるように合焦制御を行うデジタルカメラが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のデジタルカメラでは、遠方にある被写体と近くある被写体とが混在するような場合、いずれか一方に合焦ポイントを合わせただけでは、双方の被写体を合焦状態に導くことは困難であった。
【０００４】
その反面、ユーザにしてみれば、遠方にある被写体と近くある被写体とが混在する場合でも遠近双方の被写体像を合焦状態として、撮影を行いたいと思う場合もある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、遠近競合する画像であっても、ユーザの意図通りとなるような合焦状態を実現して撮影を行うことができるデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮像素子によって被写体像の撮影を行うデジタルカメラであって、撮影前の被写体像を表示可能な表示手段と、操作入力に基づき、前記表示手段の画面において複数の合焦ポイントを指定する指定手段と、前記指定手段によって指定された前記複数の合焦ポイントに基づいて、前記複数の合焦ポイントを含む合焦領域を設定する合焦領域設定手段と、前記合焦領域に含まれる画像が合焦状態となるように、前記撮像素子における撮影解像度を低下させる制御手段と、を備えている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、絞りを含む撮影レンズをさらに備え、前記制御手段は、合焦動作時における前記絞りの絞り値が、前記複数の合焦ポイントに対応する複数の画像部分を同時に合焦状態とすることができない値である場合に、前記撮影解像度を低下させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
＜１．デジタルカメラの構成＞
図１ないし図４は、本発明の一の実施形態に係るデジタルカメラ１の正面図、背面図、側面図および底面図であり、図５はデジタルカメラ１の内部構成を示すブロック図である。
【００１３】
デジタルカメラ１は、図１に示すように、箱型のカメラ本体部２と直方体状の撮像部３（図１、図２および図４に太線で図示）とから構成されている。撮像部３は、ズームレンズ等で構成されるマクロ機能付きの撮影レンズ３０１を有するとともに、銀塩フィルムを用いるレンズシャッタカメラ（以下、「銀塩カメラ」と称する）と同様に、被写体からのフラッシュ光の反射光を受光する調光センサ３０５、および光学ファインダ３１が設けられる。また、撮影レンズ３０１には、絞り値（Ｆナンバ）を可変させることの可能な絞り、撮影倍率を可変するためのズームレンズ、及び、被写体像の合焦状態を調整するためのレンズが含まれており、３５ｍｍフィルムを使用する銀塩カメラに換算して焦点距離３５ｍｍから７０ｍｍまでのズームが可能となっている。
【００１４】
なお、撮像部３内部には撮影レンズ３０１の後方位置に、撮像素子として機能するＣＣＤカラーエリアセンサであるＣＣＤ３０３（図５参照）を有し、ＣＣＤ３０３は撮像回路３０２の一部となっている。
【００１５】
カメラ本体部２の前面には、図１に示すように、左端部にグリップ部４および中央上部に内蔵フラッシュ５が設けられ、上面にはシャッタボタン８が設けられている。
【００１６】
一方、図２に示すように、カメラ本体部２の背面には、略中央に撮影画像のモニタ表示（ビューファインダに相当）、記録画像の再生表示等を行うためのＬＣＤ１０が設けられている。このＬＣＤ１０は、例えば４００×３００画素数の表示画面を有する表示手段である。また、ＬＣＤ１０の下方に、デジタルカメラ１の操作を行うキースイッチ群２２１〜２２６および電源スイッチ２２７が設けられる。なお、キースイッチ２２４が拡大表示ボタンとして、キースイッチ２２５が、合焦ポイントに対応するＡＦカーソルをＬＣＤ１０上に表示させるＡＦカーソルボタンとして、キースイッチ２２６がメニューボタンとして機能する。電源スイッチ２２７の左側には、電源がオン状態で点灯するＬＥＤ２２８およびメモリカードへのアクセス中である旨を表示するＬＥＤ２２９が配置される。
【００１７】
さらに、カメラ本体部２の背面には、「撮影モード」、「再生モード」および「プリファレンスモード」の間でモードを切り替えるモード設定スイッチ１４が設けられる（図３参照）。撮影モードは、写真撮影を行うモードであり、再生モードは、メモリカードに記録された撮影済み画像をＬＣＤ１０に再生表示するモードであり、さらに、プリファレンスモードは、表示される表示項目（設定項目）の中から選択することにより各種の設定を行うモードである。
【００１８】
モード設定スイッチ１４は、３接点のスライドスイッチであり、図２において下にセットすると撮影モードに設定され、中央にセットすると再生モードに設定され、上にセットするとプリファレンスモードに設定される。
【００１９】
また、カメラ背面右側には、４連スイッチ２３０が設けられ、撮影モードにおいてボタン２３１，２３２を押すことにより撮影レンズ３０１の焦点距離が変わり、ズーム倍率を変更するズーミングが行えるとともに、ボタン２３３，２３４を押すことによって露出補正を手動で行える。また、撮影モード下であっても、ＡＦカーソルボタンとして機能するキースイッチ２２５の押下操作が行われた場合には、４連スイッチ２３０の各ボタン２３１〜２３４がＡＦカーソルを移動させるための操作ボタンとなる。
【００２０】
撮像部３の背面には、図２に示すように、ＬＣＤ１０をオン／オフさせるためのＬＣＤボタン３２１およびマクロボタン３２２が設けられる。ＬＣＤボタンが押されるとＬＣＤ表示のオン／オフが切り替わる。例えば、専ら光学ファインダ３１のみを用いて撮影するときには、節電の目的でＬＣＤ表示をオフにする。マクロ撮影時には、マクロボタン３２２が押されることにより、ＡＦモータ３０８（図５参照）が駆動され撮影レンズ３０１がマクロ撮影可能な状態になる。
【００２１】
カメラ本体部２の側面には、図３に示すようにＤＣ入力端子２３５が設けられる。
【００２２】
カメラ本体部２の底面には、図４に示すように、電池装填室１８と、カード装填室１７（カードスロット部）とが設けられる。カード装填室１７は、メモリカード９１やモデムカード９２などが装填できる。このカード装填室１７については、クラムシェルタイプの蓋１５により開閉自在になっている。
【００２３】
デジタルカメラ１では、４本の単三形乾電池を電池装填室１８に装填することにより、これらを直列接続してなる電源電池２３６（図５参照）を駆動源としている。もちろん、図４に示すＤＣ入力端子２３５からアダプタからの電力を供給して使用することも可能である。
【００２４】
次に、図５を参照しながら撮像部３の内部構成について順に説明する。
【００２５】
撮像回路３０２は、撮影レンズ３０１によりＣＣＤ３０３上に結像された被写体の光像を、ＣＣＤ３０３を用いて光電変換し、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）として出力する。ＣＣＤ３０３は、その撮像面に例えば１６００×１２００の画素を有している。
【００２６】
デジタルカメラ１では絞りが可変絞りとなっているので、撮像部３における露出制御は、所定のプログラムラインに沿って、絞り値とシャッタスピード（ＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間）とを調整することにより行われる。また、被写体輝度が低輝度である場合であって適切な絞り値及びシャッタスピードを設定することができない場合には、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出が補正される。画像信号のレベル調整は、信号処理回路３１３内のＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路によって行われる。
【００２７】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ本体部２内のタイミング制御回路２０２から送信されるクロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ３１４は、例えば、積分開始／終了（すなわち、電荷蓄積の開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号，垂直同期信号，転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００２８】
信号処理回路３１３は、撮像回路３０２から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は図示しないが、その内部にＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路のゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。なお、ＡＧＣ回路におけるゲイン設定は、カメラ本体部２の全体制御部２１１によって行われる。
【００２９】
調光回路３０４は、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５の発光量をカメラ本体部２の全体制御部２１１により設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影においては、ＣＣＤ３０３の積分開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調光回路３０４から全体制御部２１１を介してカメラ本体部２のフラッシュ制御回路２１４へ発光停止信号が出力される。フラッシュ制御回路２１４は、この発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光を強制的に停止し、これにより、内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００３０】
また、撮像部３の内部には、撮影レンズ３０１のズーム比の変更と収容位置と撮影位置との間のレンズ移動を行うためのズームモータ３０７、合焦を行うためのＡＦ（オートフォーカス）モータ３０８、及び、絞りの開放状態を調整するための絞りモータ３０９が設けられる。
【００３１】
次に、カメラ本体部２の内部構成について説明する。
【００３２】
全体制御部２１１は主にＣＰＵからなり、アドレスバス、データバス、コントロールバスで接続されている上述した撮像部３内およびカメラ本体部２内の各周辺構成の駆動を制御することによってデジタルカメラ１の撮影動作を統括制御するものである。また、全体制御部２１１内には、データを一時的に記憶するためのワークＲＡＭとして機能するＤＲＡＭ２１１ａ、およびプログラムを格納するためのフラッシュＲＯＭ２１１ｂを内蔵している。
【００３３】
次に、カメラ本体部２の内部における画像信号の処理および画像表示に関する構成について説明する。
【００３４】
撮像部３の信号処理回路３１３から送られたアナログ画像信号はカメラ本体部２内の画像処理部２００において各種画像処理が施される。図６は画像処理部２００の構成を示すブロック図である。まず、画像処理部２００へ送られてきたアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換器２０５において各画素ごとに１０ビットのデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１０ビットのデジタル信号に変換する。
【００３５】
なお、タイミング制御回路２０２は、全体制御部２１１の制御により、基準クロックやタイミングジェネレータ３１４およびＡ／Ｄ変換器２０５に対するクロックを生成する。
【００３６】
黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換された画素信号（以下、「画素データ」という。）の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。また、ＷＢ（ホワイトバランス）回路２０７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベル変換を行うものであり、後工程のγ補正を考慮したホワイトバランスの自動調整（ＡＷＢ）を行う。ホワイトバランスの調整は、全体制御部２１１からＷＢ回路２０７に入力されるレベル変換テーブルを用いて行われ、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部２１１により撮影画像毎に設定される。
【００３７】
γ補正回路２０８は、画素データのγ特性を補正するものである。γ補正回路２０８からの出力は図５に示すように画像メモリ２０９に送られる。
【００３８】
画像メモリ２０９は、画像処理部２００から出力される画素データを記憶するメモリであり、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３が１６００×１２００のマトリクス状に配列した画素を有している場合、１６００×１２００画素分の画素データの記憶容量を有し、各画素データが対応する記憶領域（アドレス）に記憶されるようになっている。
【００３９】
ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０に再生表示される画像データのバッファメモリである。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０の４００×３００画素に対応した画像データの記憶容量、すなわち４００×３００画素分の容量を有している。
【００４０】
このような構成により、撮影モードにおける撮影待機状態においては、撮像部３により所定間隔毎に撮像された画像の各画素データが画像処理部２００により処理され、画像メモリ２０９に記憶されるとともに全体制御部２１１を介してＶＲＡＭ２１０に転送され、ＬＣＤ１０に表示される。これにより、被写体に関する撮影前の画像をＬＣＤ１０に動画的に表示するライブビュー表示が行えることとなる。
【００４１】
すなわち、ライブビュー表示では、図７に示すように、１６００×１２００画素の画像メモリ２０９内の画像データを、縦横１／４に間引いて４００×３００画素のＶＲＡＭ２１０に転送されることとなる。
【００４２】
また、再生モードにおいては、メモリカード９１から読み出された画像に全体制御部２１１による所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２１０に転送されてＬＣＤ１０に再生表示される。なお、ＬＣＤ１０において画像を表示する際には、全体制御部２１１の制御によりバックライト１６が点灯する。
【００４３】
次に、カメラ本体部２内のその他の構成について順に説明する。
【００４４】
カードＩ／Ｆ２１２は、カード装填室１７に装填された各種の機能カードとの間で信号の受け渡しを行うインタフェースである。機能カードとは、メモリカード９１やモデムカード９２等であり、カードＩ／Ｆ２１２は、全体制御部２１１からの指令に基づいて、メモリカード９１の画像データの書込みおよび画像データの読出しを行ったり、モデムカード９２を介してデジタルカメラ１の外部とデータ入出力を行う。
【００４５】
フラッシュ制御回路２１４は、前述のように、内蔵フラッシュ５の発光を制御する回路である。フラッシュ制御回路２１４は、全体制御部２１１の制御信号に基づき内蔵フラッシュ５の発光の有無、発光量および発光タイミング等を制御し、調光回路３０４から入力される発光停止信号に基づき内蔵フラッシュ５の発光量を制御する。
【００４６】
時計回路２１９は、撮影日時を管理するするための時計回路である。図示しない別の電源で駆動される。
【００４７】
また、カメラ本体部２内には、ズームモータ３０７を駆動するためのズームモータ駆動回路２１５、ＡＦモータ３０８を駆動するためのＡＦモータ駆動回路２１６、絞りモータ３０９を駆動するための絞りモータ駆動回路２１７が設けられる。これらの回路は、全体制御部２１１の制御によって動作するように構成される。また、全体制御部２１１は、ユーザがシャッタボタン８やその他の上述した各種スイッチ、ボタンである操作部２５０の操作を行った際に、その操作に応じて、各駆動回路２１５〜２１７を制御して、ＣＣＤ３０３に結像される被写体像がユーザの意図通りの画像となるように制御する。
【００４８】
例えば、シャッタボタン８は銀塩カメラで採用されているような半押し状態（Ｓ１）と全押し状態（Ｓ２）とが検出可能な２段階スイッチになっており、撮影モード時の待機状態でユーザがシャッタボタン８を半押し状態にすると、ＡＦモータ駆動回路２１６がＡＦモータ３０８を駆動し、合焦位置へ撮影レンズ３０１を移動させる。このときの合焦動作は、ユーザによって指定される合焦ポイント（すなわちＡＦカーソル）の位置に対応する画像部分が合焦状態となるように行われる。なお、ＡＦカーソルの位置はユーザの操作によって移動可能なように構成され、かつ、ＡＦカーソルの数もユーザの操作によって変化するように構成される。
【００４９】
全体制御部２１１は、ユーザがＡＦカーソルボタン（キースイッチ２２５：図２参照）を操作した際に、ＬＣＤ１０に表示するライブビュー表示に重畳させた状態で、ＡＦカーソルを表示させる。そしてユーザが４連スイッチ２３０の各ボタン２３１〜２３４を操作した場合に、全体制御部２１１は、その操作に応答してＬＣＤ１０に表示するＡＦカーソルを画面内で移動させる。
【００５０】
そしてＡＦカーソルが複数個設定された場合には、全体制御部２１１は合焦動作を行う際に、それら複数のＡＦカーソルが位置する画像部分が同時に合焦状態となるような合焦制御を行う。
【００５１】
＜２．自動合焦制御＞
次に、デジタルカメラ１における自動合焦制御について詳細に説明する。図８は、画像における合焦状態を評価するＡＦ評価ブロックを示す図である。図８（ａ）に示すように、１６００×１２００の画素で構成される画像データは、水平方向に８分割、垂直方向に１５分割されて形成される各ブロックがＡＦ評価ブロックとなる。つまり、図８（ｂ）に示すように、１個のＡＦ評価ブロックは２００×８０画素によって構成される。
【００５２】
なお、上記の８分割されて形成される水平方向のＡＦ評価ブロックの配列に対し、互いに隣接するＡＦ評価ブロックの水平方向について半分の領域が重なるように、さらに７×１５個のＡＦ評価ブロックを設けるようにしてもよい。このように構成すれば、ＡＦ評価ブロックは水平方向に１５個及び垂直方向に１５個配列されることとなり、画像における合焦ポイントの位置を微細に調整することが可能になる。
【００５３】
デジタルカメラ１では、上記のＡＦ評価ブロックに対応するＡＦカーソルがＬＣＤ１０に表示されることとなるが、これに関して以下で説明する。
【００５４】
図９は、デジタルカメラ１の部分ブロック図である。また、図１０は、ＬＣＤ１０におけるＡＦカーソルの表示状態を示す図である。
【００５５】
全体制御部２１１は、カーソル発生部２１１ｆと、カーソル表示位置制御部２１１ｇと、解像度変換部２１１ｈと、画像合成部２１１ｉと、合焦領域設定部２１１ｊと、評価値演算部２１１ｋとを有している。
【００５６】
カーソル発生部２１１ｆは、ＬＣＤ１０において、図１０に示すＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２を発生させるためのカーソルデータをフラッシュＲＯＭ２１１ｂから読出し、カーソル表示位置制御部２１１ｇに転送する。なお、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２は、十字の形状を有し、そのサイズは、ＬＣＤ１０の画面上で１６×１６画素の大きさとなっている。なお、後述する合焦ポイントの優先設定を行う際には、ＣＲ１とＣＲ２とを識別可能にするために、色もしくは形状を区別するか、あるいはカーソルに記号等を表示するのが望ましい。
【００５７】
また、カーソル発生部２１１ｆは、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の一方を警告表示に切り換える際にも、警告表示に対応するカーソルデータをフラッシュＲＯＭ２１１ｂから読出し、カーソル表示位置制御部２１１ｇに転送する。なお、ＡＦカーソルの警告表示については後述する。
【００５８】
カーソル表示位置制御部２１１ｇは、操作部２５０に対してユーザによって行われる操作入力に基づき、ＬＣＤ１０上のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の表示位置を変更する。カーソル表示位置制御部２１１ｇは、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２が画像データに設定される各ＡＦ評価ブロックの位置に対応して移動するように表示位置の制御を行うように構成される。このため、ＡＦ評価ブロックが水平方向に８個設けられている場合、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２は、ユーザの操作に応答して水平方向に８箇所、垂直方向に１５箇所の任意の位置に移動することができる。また、ＡＦ評価ブロックが水平方向に１５個設けられている場合、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２は、ユーザの操作に応答して水平方向に１５箇所、垂直方向に１５箇所の任意の位置に移動することができる。
【００５９】
より具体的には、ユーザが４連スイッチ２３０の左側ボタン２３１（図２参照）を１回操作すると、ＬＣＤ１０に表示されるＡＦカーソルＣＲ１又はＣＲ２がＡＦ評価ブロックの配列に応じて１段階左方側に移動し、右側ボタン２３２を１回操作すると１段階右方側に移動する。同様に、上側ボタン２３３を１回操作すると１段階上方側に移動し、下側ボタン２３４を１回操作すると１段階下方側に移動する。
【００６０】
また、カーソル表示位置制御部２１１ｇは、ＬＣＤ１０の画面上に表示するＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の数も制御する。
【００６１】
例えば、初期状態においてＬＣＤ１０の画面上にはＡＦカーソルは表示せず、画像の中央部分に対応するＡＦ評価ブロックの画像成分が合焦状態となるように設定される。そして、ユーザがＡＦカーソルボタン（キースイッチ２２５：図２参照）を操作した際に、ＬＣＤ１０に表示するライブビュー表示に重畳させた状態で、第１のＡＦカーソルＣＲ１を表示させる。このときＡＦカーソルＣＲ１の表示位置は、初期位置、例えば画面中央部のＡＦ評価ブロックに対応する位置となる。そして、ユーザが４連スイッチ２３０の各ボタン２３１〜２３４を操作することにより、初期位置に表示される第１のＡＦカーソルＣＲ１を、合焦状態を実現したい画像部分に移動させる。
【００６２】
この状態でユーザがシャッタボタン８を半押し状態（Ｓ１）にした場合、第１のＡＦカーソルＣＲ１の位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１の画像成分が合焦状態となるように合焦制御が行われる。
【００６３】
一方、ユーザがシャッタボタン８を操作することなく、さらにＡＦカーソルボタンを操作した場合、カーソル表示位置制御部２１１ｇは、第１のＡＦカーソルＣＲ１を画面内に表示した状態で固定し、第２のＡＦカーソルＣＲ２をさらにライブビュー表示に重畳させた状態で表示させる。このときもＡＦカーソルＣＲ２の表示位置は初期位置となる。そして、ユーザが４連スイッチ２３０の各ボタン２３１〜２３４を操作することにより、初期位置に表示される第２のＡＦカーソルＣＲ２を、合焦状態を実現したい画像部分に移動させる。
【００６４】
この状態でユーザがシャッタボタン８を半押し状態（Ｓ１）にした場合、第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２の画像成分が合焦状態となるように合焦制御が行われる。
【００６５】
そしてさらに、ユーザがシャッタボタン８を操作することなく、さらにＡＦカーソルボタンを操作した場合には、カーソル表示位置制御部２１１ｇは第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の画面上における現在位置をＤＲＡＭ２１１ａ内に格納保存するとともに、ＬＣＤ１０の画面上におけるＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２を表示しない状態に切り換える。
【００６６】
次に、解像度変換部２１１ｈは、ＣＣＤ３０３で取得される画像データを１／４に間引いた画像を生成し、その画像を画像合成部２１１ｉに与えるように構成される。
【００６７】
画像合成部２１１ｉでは、解像度変換部２１１ｈから入力される画像と、カーソル表示位置制御部２１１ｇから入力されるＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の画像とを合成し、ＶＲＡＭ２１０に伝送する。この合成動作により、ＬＣＤ１０上のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の大きさは、一定のサイズとなる。
【００６８】
合焦領域設定部２１１ｊは、ＬＣＤ１０の画面におけるＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応し、合焦に利用する合焦領域（ＡＦエリア）を設定する。合焦領域とは、合焦動作の際に評価値演算を行う対象となる画像領域である。
【００６９】
ＬＣＤ１０の画面上にＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２が表示されていない場合には、合焦領域設定部２１１ｊは、画像の中央部分に対応するＡＦ評価ブロックを合焦領域として設定する。また、ＬＣＤ１０の画面上に第１のＡＦカーソルＣＲ１のみが表示されている場合には、合焦領域設定部２１１ｊは、ＡＦカーソルＣＲ１の位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１を合焦領域として設定する。
【００７０】
また、ＬＣＤ１０の画面上に第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２が表示されている場合、合焦領域設定部２１１ｊが合焦領域を設定する形態には２つの形態がある。第１の合焦領域設定形態は、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２を合焦領域として設定する形態であり、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の位置に対応しないＡＦ評価ブロックについては合焦領域として用いられない。また、第２の合焦領域設定形態は、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２を含み、かつＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の位置関係によって定まる評価領域に含まれる全てのＡＦ評価ブロックを合焦領域として設定する形態である。
【００７１】
なお、第１の合焦領域設定形態と、第２の合焦領域設定形態とのいずれを適用するかは、プリファレンスモード下において、ユーザにより予め設定されるものとする。
【００７２】
評価値演算部２１１ｋでは、シャッタボタン８が半押し状態(Ｓ１)になった場合に、コントラスト方式のＡＦを行うための評価値演算動作が行われる。ここでは、撮影レンズ３０１に含まれる合焦状態を調整するためのレンズを段階的に移動させつつ、合焦領域に含まれるＡＦ評価ブロックごとに、各ＡＦ評価ブロックの画像成分に基づき、隣接画素間での画素データの差分絶対値の総和が評価値として求められる。このようにして求められる評価値は、レンズ位置に応じて変化し、ＡＦ評価ブロックの画像成分が合焦状態となったときに最大値を示す。したがって、評価値が最大値を示すレンズ位置から、当該ＡＦ評価ブロックに含まれる被写体とデジタルカメラ１との距離（被写体距離）を一義的に求めることが可能である。
【００７３】
ＬＣＤ１０の画面上にＡＦカーソルが表示されていない場合には、評価値演算部２１１ｋが画像中央部分に対応する１個のＡＦ評価ブロックについて評価値を求め、全体制御部２１１が評価値の最大値を示すレンズ位置に撮影レンズを移動させるべく、ＡＦモータ駆動回路２１６を駆動制御すればよい。また、ＬＣＤ１０の画面上に第１のＡＦカーソルＣＲ１だけが表示されている場合にも、評価値演算部２１１ｋがＡＦカーソルＣＲ１の位置に対応する１個のＡＦ評価ブロックについて評価値を求め、全体制御部２１１が評価値の最大値を示すレンズ位置に撮影レンズを移動させるべく、ＡＦモータ駆動回路２１６を駆動制御すればよい。
【００７４】
一方、ＬＣＤ１０の画面上に第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２が表示されている場合には、評価値演算部２１１ｋが、第１のＡＦカーソルＣＲ１の位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１、及び、第２のＡＦカーソルＣＲ２の位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ２について評価値を求め、これらの評価値が最大値を示すレンズ位置からＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２に含まれるそれぞれの被写体までの被写体距離を求める。全体制御部２１１は、少なくともＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２に含まれるそれぞれの被写体が被写界深度内に収まるように制御する。
【００７５】
例えば、図１０に示すようにＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２が設定されている場合において、ユーザがシャッタボタン８を半押し状態（Ｓ１）に操作すると、評価値演算部２１１ｋはＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２のそれぞれに含まれる画像成分から評価値を算出する。
【００７６】
図１１は、ＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２から算出される評価値Ｃ１，Ｃ２を示す図である。図１１に示すように、ＡＦ評価ブロックＢＫ１から求められる評価値Ｃ１は、レンズ位置Ｐ１で最大値を示す。また、ＡＦ評価ブロックＢＫ２から求められる評価値Ｃ２は、レンズ位置Ｐ２で最大値を示す。そして、これらのレンズ位置Ｐ１，Ｐ２に基づいて、各ＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２に含まれる被写体に関する被写体距離を求める。
【００７７】
図１２は、評価値Ｃ１，Ｃ２に基づいて求められる被写体距離Ｌａ，Ｌｂを示す図である。図１２に示すように、ＡＦ評価ブロックＢＫ１に関する評価値Ｃ１から被写体８１とデジタルカメラ１との被写体距離Ｌａが求められる。また、ＡＦ評価ブロックＢＫ２に関する評価値Ｃ２から被写体８２とデジタルカメラ１との被写体距離Ｌｂが求められる。
【００７８】
したがって、被写体距離Ｌａにある被写体８１と、被写体距離Ｌｂにある被写体８２とを同時に合焦状態とするためには、被写体距離Ｌａと被写体距離Ｌｂとが共に被写界深度内に収まることが必要である。
【００７９】
図１３及び図１４は、被写界深度の変化の一例を説明する図である。ここで、撮影レンズ３０１の絞り値（Ｆナンバ）をＦ、撮影レンズ３０１の焦点距離をｆ、ＣＣＤ３０３の画素ピッチをｄ、許容錯乱円に基づく係数をｋとし、撮影レンズ３０１を距離ｗの位置に合焦させたとき、撮影レンズ３０１から距離Ｌ１から距離Ｌ２までの間にある被写体は合焦状態となる。すなわち、距離Ｌ１から距離Ｌ２までの深さが被写界深度となり、距離Ｌ１及び距離Ｌ２は被写界深度の両端位置を示すことになる。
【００８０】
距離Ｌ１は、
【００８１】
【数１】

【００８２】
によって求められ、距離Ｌ２は、
【００８３】
【数２】

【００８４】
によって求められる。ここで、撮影レンズ３０１の絞りの開放径（絞り径）をＤとすると、絞り値ＦはＦ＝ｆ／Ｄによって定義される。
【００８５】
そして、撮影レンズ３０１の絞りを図１３に示す開放径Ｄから図１４に示す開放径Ｄ１（Ｄ１＜Ｄ）に変化させると、上記数１及び数２の式より、距離Ｌ１の値は小さくなる一方、距離Ｌ２の値は大きくなる。つまり、撮影レンズ３０１の絞りの開放径を小さくして、絞りを絞り込むことにより、被写界深度を深くすることができる。
【００８６】
したがって、図１２に示すように被写体距離Ｌａにある被写体８１と、被写体距離Ｌｂにある被写体８２とを同時に合焦状態にするためには、被写界深度の両端までの距離Ｌ１，Ｌ２を考えると、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立するように、全体制御部２１１は撮影レンズ３０１を制御する。
【００８７】
なお、全体制御部２１１が撮影レンズ３０１を制御することには、ＡＦモータ駆動回路２１６に駆動信号を与えることによってＡＦモータ３０８を駆動し、それによって被写界深度の中心位置までの距離ｗを調整することと、絞りモータ駆動回路２１７に駆動信号を与えることによって絞りモータ３０９を駆動し、それによって被写界深度の深さを調整することとが含まれる。
【００８８】
また、全体制御部２１１はＣＣＤ３０３による撮影解像度を制御することによっても被写界深度の調整を行うように構成される。例えば、撮影解像度を低下させれば、画素ピッチｄが大きくなるので、距離Ｌ１の値を小さく、かつ、距離Ｌ２の値を大きくすることができ、その結果、被写界深度を深くすることが可能である。
【００８９】
次に、デジタルカメラ１の動作を説明する。図１５は、デジタルカメラ１の基本的な動作を示す状態遷移図である。
【００９０】
撮影モードに入ると、状態ＳＴ１となる。状態ＳＴ１では、ＬＣＤ１０でライブビュー表示が行われるとともに、ＡＦカーソルＣＲが表示されず、ＬＣＤ１０の画面の中央に対応するＡＦ評価ブロックが合焦領域（ＡＦエリア）として設定される。ここで、シャッタボタン８が半押し（Ｓ１）されると、状態ＳＴ２に移行し、シャッタボタン８が全押し（Ｓ２）されると、状態ＳＴ３に移行する。
【００９１】
状態ＳＴ２では、ＬＣＤ１０の画面中央部（すなわち、画像の中央部）のＡＦ評価ブロックについて合焦制御（ＡＦ）が行われる。また、ＡＥ（自動露光処理）についても画面中央部のＡＦ評価ブロックの画像成分に基づいて行われ、ＡＷＢ（オートホワイトバランス処理）については全画面の画像（すなわち撮影画像全体）に対して行われる。そして、シャッタボタン８が半押し（Ｓ１）状態から解除された場合には、状態ＳＴ１に戻る。
【００９２】
状態ＳＴ３では、全体制御部２１１が画像記録のための本撮影動作を行うように各部を制御し、ＣＣＤ３０３による本撮影で得られた画像データがメモリカード９１に記録される。
【００９３】
また、状態ＳＴ１において、ＡＦカーソルボタンが押されると、状態ＳＴ４に移行する。状態ＳＴ４では、ＬＣＤ１０でライブビュー表示が行われるとともに、第１のＡＦカーソルＣＲ１がＬＣＤ１０の画面上に表示される。状態ＳＴ１から状態ＳＴ４への移行時において、ＤＲＡＭ２１１ａ内に、第１のＡＦカーソルＣＲ１についての位置情報が格納されている場合には、それを読み出して、その位置情報に基づく画面上の位置に第１のＡＦカーソルＣＲ１を表示する。ただし、ＤＲＡＭ２１１ａ内に第１のＡＦカーソルＣＲ１についての位置情報が格納されていない場合には、初期状態となる画面中央の位置に第１のＡＦカーソルＣＲ１を表示する。状態ＳＴ４において、シャッタボタン８が半押し（Ｓ１）されると、状態ＳＴ５に移行し、シャッタボタン８が全押し（Ｓ２）されると、状態ＳＴ３に移行する。また、４連スイッチ２３０が操作されると、状態ＳＴ６に移行する。
【００９４】
状態ＳＴ５では、ＬＣＤ１０に表示される第１のＡＦカーソルＣＲ１のカーソル位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１について合焦制御（ＡＦ）が行われる。また、ＡＥ（自動露光処理）についても第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１の画像成分に基づいて行われ、ＡＷＢ（オートホワイトバランス処理）については全画面の画像（すなわち撮影画像全体）に対して行われる。そして、シャッタボタン８が半押し（Ｓ１）状態から解除された場合には、状態ＳＴ４に戻る。
【００９５】
状態ＳＴ６では、撮影者による４連スイッチ２３０の操作入力により、第１のＡＦカーソルＣＲ１がＬＣＤ１０の画面上で水平・垂直方向に移動し、第１の合焦ポイントが変更される。ここで、４連スイッチ２３０の操作に応じた第１のＡＦカーソルＣＲ１の表示位置を移動させる処理が終了すると、再度状態ＳＴ４に移行する。そして状態ＳＴ４において再びＡＦカーソルボタンが押されると、第１のＡＦカーソルＣＲ１の表示状態を維持したまま、状態ＳＴ７に移行する。
【００９６】
状態ＳＴ７では、ＬＣＤ１０でライブビュー表示が行われるとともに、第１のＡＦカーソルＣＲ１が表示されているＬＣＤ１０の画面上に、さらに第２のＡＦカーソルＣＲ２が表示される。状態ＳＴ４から状態ＳＴ７への移行時において、ＤＲＡＭ２１１ａ内に、第２のＡＦカーソルＣＲ２についての位置情報が格納されている場合には、それを読み出して、その位置情報に基づく画面上の位置に第２のＡＦカーソルＣＲ２を表示する。ただし、ＤＲＡＭ２１１ａ内に第２のＡＦカーソルＣＲ２についての位置情報が格納されていない場合には、初期状態となる画面中央の位置に第２のＡＦカーソルＣＲ２を表示する。
【００９７】
状態ＳＴ７において、シャッタボタン８が半押し（Ｓ１）されると、状態ＳＴ８に移行し、シャッタボタン８が全押し（Ｓ２）されると、状態ＳＴ３に移行する。また、４連スイッチ２３０が操作されると、状態ＳＴ９に移行する。
【００９８】
状態ＳＴ８では、ＬＣＤ１０に表示される第１のＡＦカーソルＣＲ１のカーソル位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１、及び、第２のＡＦカーソルＣＲ２のカーソル位置に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ２について合焦制御（ＡＦ）が行われる。つまり、ＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２が同時に合焦状態となるように合焦制御が行われるのである。また、ＡＥ（自動露光処理）については、第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１と、第２のＡＦカーソルＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ２とによって定義される画像領域の画像成分に基づいて行われ、ＡＷＢ（オートホワイトバランス処理）については全画面の画像（すなわち撮影画像全体）に対して行われる。
【００９９】
そして、状態ＳＴ８では、ＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２が同時に合焦状態となるように合焦制御が行われるため、絞り、シャッタスピード、又は、ＡＧＣ回路のゲイン等が全体制御部２１１によって調整され、各ＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２に含まれる被写体が同時に被写界深度内に収まるような合焦動作が行われる。なお、シャッタスピード又はＡＧＣ回路のゲインを調整するのは、絞りの開放径を調整して被写界深度を調整したことにより、露出レベルが変化することを防止するためであり、絞りの開放径の調整量に応じてシャッタスピードやゲインが設定される。
【０１００】
状態ＳＴ８で、シャッタボタン８が半押し（Ｓ１）状態から解除された場合には、再び状態ＳＴ７に戻る。
【０１０１】
状態ＳＴ９では、撮影者による４連スイッチ２３０の操作入力により、第２のＡＦカーソルＣＲ２がＬＣＤ１０の画面上で水平・垂直方向に移動し、第２の合焦ポイントが変更される。ここで、４連スイッチ２３０の操作に応じた第２のＡＦカーソルＣＲ２の表示位置を移動させる処理が終了すると、再び状態ＳＴ７に移行する。
【０１０２】
そして状態ＳＴ７において再びＡＦカーソルボタンが押されると、状態ＳＴ１０に移行する。状態ＳＴ１０では、第１のＡＦカーソルＣＲ１の表示位置、及び、第２のＡＦカーソルＣＲ２の表示位置をＤＲＡＭ２１１ａに記憶する。そして、各ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２のカーソル位置の記憶処理が終了すると、ＬＣＤ１０の画面上から、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２のカーソル表示を消去し、通常のライブビュー表示だけを表示するようにＬＣＤ１０の表示状態を変更する。そして、その後、状態ＳＴ１０から状態ＳＴ１に移行する。
【０１０３】
このように、デジタルカメラ１では、ユーザがＡＦカーソルボタンの押下操作するごとにＬＣＤ１０に表示されるＡＦカーソルの数が増加するように構成され、かつ、ユーザがＡＦカーソルボタンを所定回数押下した時点で、再びＬＣＤ１０の画面上からＡＦカーソルの表示が消えるように構成される。そして、ＡＦカーソルを増加させたときに、新たに画面上に表示されたＡＦカーソルの位置を４連スイッチ２３０を操作することによってＡＦカーソルの位置（すなわち合焦ポイント）を移動させることができるように構成されている。
【０１０４】
したがって、ユーザは画面上に表示される複数のＡＦカーソルのうち、いずれが移動対象となっているかを容易に把握することができ、ＡＦカーソルなどの指定において利便性が向上することとなる。
【０１０５】
次に、複数のＡＦカーソル位置に対応する複数のＡＦ評価ブロックを同時に合焦状態とするための各種処理について説明する。図１６及び図１７は、プリファレンスモード時における合焦領域の設定形態（合焦動作モード）を予め設定する際のＬＣＤ１０における表示画面を示す図である。
【０１０６】
まず、図１６に示すように合焦動作モードの設定画面がＬＣＤ１０に表示され、ユーザは、ボタン２３３，２３４等を操作することにより、上述した第１の合焦領域設定形態（合焦ポイントでの合焦制御を行うモード）と、第２の合焦領域設定形態（評価領域での合焦制御を行うモード）とのいずれか一方を選択する。なお、図１６では選択された合焦モードを黒塗りで示している。
【０１０７】
ところが、ユーザによって指定される複数のＡＦカーソルに対応する合焦ポイントの全てで絞り等を調整することで合焦状態を実現することが困難な場合もある。例えば、無限遠方の被写体と、デジタルカメラから数十ｃｍのところにある近側被写体とを同時に合焦状態とすることは困難である。
【０１０８】
そのため、プリファレンスモード時には、複数の合焦ポイントで合焦状態を実現することが困難な場合に、いずれの合焦ポイントを優先させて合焦制御を行うかを予め設定しておくことができるように構成されている。つまり、図１６の設定画面に表示される、「優先設定無し」と「優先設定有り」とのうちの「優先設定有り」を選択することにより、複数の合焦ポイントで合焦状態を実現することが困難な場合でも、いずれかの合焦ポイントを優先させて合焦制御を行うための設定を行うことができるように構成されている。
【０１０９】
「優先設定有り」が選択されると、図１７に示す設定画面に画面表示が切り替わり、ユーザは、図１７の画面表示に基づいて、どのような合焦ポイントを優先させて合焦制御を行うかの設定を行う。
【０１１０】
例えば、第１ポイント優先は、第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１が合焦状態となるように合焦制御を行う優先モードであり、第２ポイント優先は、第２のＡＦカーソルＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ２が合焦状態となるように合焦制御を行う優先モードである。また、近側被写体優先は、第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２を含む合焦領域のうちで、最もデジタルカメラ１に近い位置にある被写体が含まれているＡＦ評価ブロックが合焦状態となるように合焦制御を行う優先モードであり、遠側被写体優先は、第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２を含む合焦領域のうちで、最もデジタルカメラ１から遠い位置にある被写体が含まれているＡＦ評価ブロックが合焦状態となるように合焦制御を行う優先モードである。
【０１１１】
そしてユーザはプリファレンスモード時に、上記のような優先モードのうちから一のモードを選択しておくことにより、撮影モード時に複数の合焦ポイントで合焦状態を実現することが困難な場合、選択された優先モードに応じた合焦ポイントが優先されて合焦制御が行われる。
【０１１２】
以下、デジタルカメラ１のＬＣＤ１０に複数のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２が表示されている場合における合焦動作についてフローチャートを参照しつつ、説明する。
【０１１３】
＜２−１．合焦ポイントによる合焦制御＞
まず、合焦ポイントで合焦制御を行う場合であって、優先設定が行われていない場合での状態ＳＴ８（図１５参照）における合焦動作ついて説明する。
【０１１４】
図１８及び図１９は合焦ポイントによる合焦制御の動作を示すフローチャートである。まず、撮影モード時において、全体制御部２１１はシャッタボタン８が半押し（Ｓ１）状態とされたか否かを判断する（ステップＳ１００）。そしてシャッタボタン８の半押し状態を検知すると、ステップＳ１０２に進む。
【０１１５】
シャッタボタン８が半押し状態にされると、全体制御部２１１は、第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応するカーソル位置の被写体を測距し、被写体距離Ｌａを算出する（ステップＳ１０２）。また、全体制御部２１１は、第２のＡＦカーソルＣＲ２に対応するカーソル位置の被写体を測距し、被写体距離Ｌｂを算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、全体制御部２１１がＡＦモータ駆動回路２１６に駆動信号を与えることにより、撮影レンズ３０１を微小ピッチで段階的に移動させ、各レンズ位置において得られる画像信号から、各カーソル位置に対応するＡＦ評価ブロックについて図１１に示すような評価値を求め、その評価値の最大値を示すレンズ位置から被写体距離Ｌａ，Ｌｂを求める（図１２参照）。
【０１１６】
そして、全体制御部２１１はステップＳ１０２及びＳ１０４で得られる被写体距離Ｌａ，Ｌｂの大小関係を求める（ステップＳ１０６）。これにより、第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応する被写体と、第２のＡＦカーソルＣＲ２に対応する被写体とのいずれの被写体がデジタルカメラ１に近い位置にあるかを判定することができる。
【０１１７】
全体制御部２１１は、距離Ｌａ，Ｌｂの中間点を求めることにより、被写体距離ｗを求める（ステップＳ１０８）。例えば、ｗ＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／２の演算を行うことにより、被写体距離ｗを求めることができる。ここで求められる被写体距離ｗが、図１３及び図１４に示す被写体距離ｗであり、被写界深度の中心位置となる。
【０１１８】
また、被写体距離ｗが求まれば、被写体距離ｗの位置にある被写体を合焦状態に設定するためのレンズ位置を一義的に求めることができる。そのため、全体制御部２１１は、被写体距離ｗの位置が合焦状態となるように撮影レンズ３０１を駆動する（ステップＳ１１０）。なお、より簡単には、図１１に示すように得られる各ＡＦカーソル位置に対応する評価値Ｃ１，Ｃ２の中間点を求め、その中間点に対して撮影レンズ３０１を駆動するようにしてもよい。
【０１１９】
そして全体制御部２１１は、デジタルカメラ１における現在の設定値（特に絞り値Ｆ）に基づいて、被写界深度の両端位置Ｌ１，Ｌ２を求め（ステップＳ１１２，図１３）、撮影レンズ３０１の絞り等の設定値が現在の設定値のままで全てのＡＦカーソル位置の合焦が可能か否かを判断する（ステップＳ１１４）。
【０１２０】
具体的には、上述した数１及び数２の式に基づく演算を行うことによって、現在の設定値による被写界深度の両端までの距離Ｌ１，Ｌ２を求め、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立するか否かを判断する。ここで、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立する場合には、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応する位置にある被写体が被写界深度内に収まっていることになるので、現状のままで各ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の被写体が合焦状態として得られていることになる。そのため、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立する場合には、特別な処理を行うことなく、合焦動作を終了する。
【０１２１】
一方、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立しない場合には、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応する位置にある被写体が被写界深度内に収まっていないことになるので、各ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の被写体を合焦状態に導くために、複数ポイントの合焦処理（ステップＳ１１６）が行われる。
【０１２２】
ステップＳ１１６の処理の詳細を、図１９のフローチャートに示す。複数の合焦ポイントを合焦状態に導くために、絞り値Ｆを現在の設定値よりも大きくして、絞りを絞り込む（ステップＳ１２２）。つまり、絞りの開放径を小さくすることにより、距離Ｌ１の値を小さく、かつ、距離Ｌ２の値を大きくして、被写界深度をより深くする（数１及び数２の式を参照）。この結果、ステップＳ１１４（図１８参照）においてＬ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立しなかった場合でも、被写界深度を深くすることで、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立するように設定変更を行うことができる。ただし、絞りを絞り込む際には、Ｌ１≦Ｌａ及びＬ２≧Ｌｂの関係が成立するように絞り値Ｆの値を決定することが必要である。
【０１２３】
そしてステップＳ１２４に進み、絞り値Ｆを変更した後、その変更後の絞り値Ｆに基づいて、シャッタスピードを現在の設定値よりも遅く設定する。一般に、絞りを絞り込んだ場合は露出レベルが低下するため、絞り値Ｆを変更したことによる露出レベルの補償を行うことが必要である。そこで、この実施の形態では、絞りを絞り込むことで被写界深度を深くした場合に、それに伴う露出レベルの低下を抑制するために、変更後の絞り値Ｆに応じてシャッタスピードが遅くなるように設定される。これにより、絞り値Ｆを変化させる前後で同程度の露出レベルを実現することができ、適切な露出レベルでの撮影動作を行うことが可能になる。
【０１２４】
ところで、シャッタスピードが所定の限界値よりも遅くなるような場合には、手ブレ現象が発生することも予想される。そのため、ステップＳ１２６では、シャッタスピードが所定の限界値よりも遅くなるか否かを判断することにより、手ブレ現象の発生の有無を検査する。ここでシャッタスピードが所定の限界値よりも遅くなる場合にはステップＳ１２８に進む。その一方、シャッタスピードが所定の限界値よりも遅くならない場合には、複数の合焦ポイントが同時に合焦状態とされ、かつ、露出レベルも適正レベルに維持されるので、複数ポイントの合焦処理を終了する。
【０１２５】
ステップＳ１２８では、シャッタスピードを限界値に設定し、手ブレ現象が発生することを防止する。そしてステップＳ１３０に進み、全体制御部２１１は信号処理回路３１３に含まれるＡＧＣ回路のゲインをゲインアップさせる。すなわち、シャッタスピードの低下が限界値で制限されるため、ＡＧＣ回路のゲイン値を現在の設定値よりも高い値に設定することで、露出レベルを適正レベルに補償するのである。
【０１２６】
ところがゲインアップを行う場合でも、ゲインの設定不可能な値にまでゲインアップを行うことはできない。また、ゲインアップによってノイズ成分が目立つようになることは避けなければならない。このため、ステップＳ１３２では、ゲイン値がゲインアップの上限値であるか否かを判断する。この上限値としては、ゲインアップの限界値、又は、ノイズ成分が所定レベル以上となるゲイン値等が用いられる。ここで、ゲインアップ後のゲイン値が上限値を超えない場合には、複数の合焦ポイントが同時に合焦状態とされ、かつ、露出レベルも適正レベルに維持されるので、複数ポイントの合焦処理を終了する。一方、ゲインアップの上限値を超える場合には、ステップＳ１３４に進む。
【０１２７】
ステップＳ１３４では、絞りを絞り込むだけでは、複数の合焦ポイントを同時に合焦状態とし、かつ、露出レベルも適正レベルに維持することができないので、全体制御部２１１が警告を発生させる。例えば、ＬＣＤ１０の画面上に画質を劣化させることなく複数の合焦ポイントを同時に合焦状態とすることが出来ない旨の警告表示を行う。
【０１２８】
そして全体制御部２１１は、撮影解像度を低下させる（ステップＳ１３６）。このとき、撮影レンズ３０１における絞りの開放径は絞り込んだ状態から若干大きくされ（すなわち、絞り値Ｆは若干小さくされ）、シャッタスピード及びゲイン値の調整だけでは適正露出とすることができなかった露出レベルを適正レベルに調整する。このとき、絞り値Ｆが小さくなるので、複数の合焦ポイントに対応する被写体が被写界深度内から外れる可能性がある。そのため、全体制御部２１１が撮影解像度を制御することによって撮影解像度を低下させ、複数の合焦ポイントに対応する被写体を被写界深度内に収めるようにする。
【０１２９】
すなわち、ステップＳ１３６では、数１及び数２の式の画素ピッチｄを大きくすることによって複数の合焦ポイントに対応する被写体を被写界深度内に収めるようにし、かつ、露出レベルの適正化を図っているのである。
【０１３０】
このような合焦ポイントによる合焦制御の動作を行うことにより、指定された複数の合焦ポイントに対応する各被写体までの距離に応じて被写界深度が調整され、各被写体が被写界深度内に収まるようにデジタルカメラ１の内部状態が制御されるので、遠近競合する画像であっても、ユーザの意図通りとなるような合焦状態を実現して撮影を行うことが可能になる。また、撮影して得られる画像は常に適正露出となるようにも制御される。
【０１３１】
なお、図１９のフローチャートでは、シャッタスピードが所定の限界値よりも遅く場合に、ゲインアップを行うように動作手順が構築される例を示したが、シャッタスピードが所定の限界値よりも遅く場合はユーザがシャッタボタン８を全押し（Ｓ２）操作すること、すなわちレリーズ操作を行うことを禁止するように構築してもよい。
【０１３２】
また、図１９のフローチャートでは、ゲインアップの上限値を超える場合に、警告を発生して撮影解像度を制御するように動作手順が構築される例を示したが、ゲインアップの上限値を超える場合もユーザがレリーズ操作を行うことを禁止するように構築してもよい。
【０１３３】
また、ステップＳ１３６で撮影解像度を低下させることを設定した場合、ユーザがシャッタボタン８の全押し操作（Ｓ２）を行って、本撮影動作を行うと、ユーザが希望する解像度の画像が得られないことになる。そのため、ステップＳ１３６において撮影解像度を低下させた場合には、本撮影動作によって得られる画像に対して画素補間処理を施すことによって擬似的に撮影解像度を上昇させて、メモリカード９１に記録することが好ましい。
【０１３４】
＜２−２．評価領域による合焦制御＞
次に、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２を含み、かつＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の位置関係によって定まる評価領域で合焦制御を行う場合であって、優先設定が行われていない場合での状態ＳＴ８（図１５参照）における合焦動作ついて説明する。
【０１３５】
図２０は評価領域による合焦制御の動作を示すフローチャートである。まず、撮影モード時において、全体制御部２１１はシャッタボタン８が半押し（Ｓ１）状態とされたか否かを判断する（ステップＳ２００）。そしてシャッタボタン８の半押し状態を検知すると、ステップＳ２０２に進む。
【０１３６】
ステップＳ２０２では、第１のＡＦカーソルＣＲ１の位置と、第２のＡＦカーソルＣＲ２の位置とから、評価領域を設定する。図２１は評価領域ＥＲの設定の一例を示す図である。例えば、第１のＡＦカーソルＣＲ１及び第２のＡＦカーソルＣＲ２の位置を焦点とする楕円を設定し、その楕円がブロック内の領域に半分以上含まれているＡＦ評価ブロックを全て抽出して評価領域ＥＲを設定する。また、最も簡単には、第１のＡＦカーソルＣＲ１及び第２のＡＦカーソルＣＲ２の位置を頂点とし、第１のＡＦカーソルＣＲ１及び第２のＡＦカーソルＣＲ２を結ぶ線分を対角線とする矩形領域を設定し、その矩形領域を評価領域ＥＲとして設定してもよい。なお、これら以外の例えばＢＫ１、ＢＫ２を含む矩形エリアを評価領域とする方法によって評価領域ＥＲを設定してもよい。
【０１３７】
このようにステップＳ２０２では、ＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックＢＫ１，ＢＫ２を含み、かつＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２の位置関係によって定まる評価領域ＥＲが設定される。そして、その評価領域ＥＲに含まれる全てのＡＦ評価ブロックが合焦領域（ＡＦエリア）として設定される。
【０１３８】
次に、全体制御部２１１は、評価領域ＥＲに含まれる全てのＡＦ評価ブロックについて、被写体を測距することにより、各ＡＦ評価ブロックに含まれる各被写体までの距離を求める（ステップＳ２０４）。
【０１３９】
そして全体制御部２１１は、評価領域ＥＲに含まれる各ＡＦ評価ブロックについて求められる被写体までの距離のうちから、最大値と最小値とを求める（ステップＳ２０６）。ここで求められる最大値が図１２に示す被写体距離Ｌｂに対応し、最小値が図１２に示す被写体距離Ｌａに対応する。つまり、ステップＳ２０６において被写体までの距離の最大値と最小値とが求められることにより、被写体距離Ｌａ，Ｌｂが求められる。
【０１４０】
そして全体制御部２１１は、距離Ｌａ，Ｌｂの中間点を求めることにより、被写体距離ｗを求める（ステップＳ２０８）。例えば、ｗ＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／２の演算を行うことにより、被写界深度の中心位置に相当する被写体距離ｗを求めることができる。そして、この被写体距離ｗに基づいて、被写体距離ｗの位置にある被写体を合焦状態に設定するためのレンズ位置を求め、そのレンズ位置に撮影レンズ３０１を駆動する（ステップＳ２１０）。この結果、被写体距離ｗの位置にある被写体の合焦状態が実現される。
【０１４１】
そして全体制御部２１１は、デジタルカメラ１における現在の設定値（特に絞り値Ｆ）に基づいて、被写界深度の両端位置Ｌ１，Ｌ２を求め（ステップＳ２１２，図１３）、撮影レンズ３０１の絞り等の設定値が現在の設定値のままで、評価領域ＥＲに含まれる全てのＡＦ評価ブロックの合焦が可能か否かを判断する（ステップＳ２１４）。
【０１４２】
そして、評価領域ＥＲに含まれる全てのＡＦ評価ブロックの合焦が可能な場合には、現状のままで各ＡＦ評価ブロックの被写体が合焦状態として得られていることになり、特別な処理を行うことなく、合焦動作を終了する。
【０１４３】
その一方、評価領域ＥＲに含まれる全てのＡＦ評価ブロックの合焦が不可能な場合には、各ＡＦ評価ブロックに対応する位置にある被写体が被写界深度内に収まっていないことになるので、各ＡＦ評価ブロックの被写体を合焦状態に導くために、複数ポイントの合焦処理（ステップＳ２１６）が行われる。
【０１４４】
なお、ステップＳ２１６における複数ポイントの合焦処理の詳細は、図１９に示したフローチャートと同様である。
【０１４５】
このような評価領域ＥＲによる合焦制御の動作を行うことにより、指定された複数の合焦ポイントを含み、かつ、複数の合焦ポイントの位置関係によって定まる一つの評価領域ＥＲに含まれる全ての被写体が被写界深度内に収まるように調整されるので、遠近競合する画像であっても、ユーザの意図通りとなるような合焦状態を実現して撮影を行うことが可能になる。また、評価領域ＥＲはＡＦ評価ブロックよりも広い一つの領域として設定されるので、広い範囲で合焦状態が実現された撮影画像を得ることが可能になる。
【０１４６】
＜２−３．優先設定に基づく合焦制御＞
次に、合焦ポイントで合焦制御を行う場合であって、優先設定が行われている場合での状態ＳＴ８（図１５参照）における合焦動作、すなわち優先設定に基づく合焦動作ついて説明する。
【０１４７】
図２２及び図２３は優先設定に基づく合焦制御の動作を示すフローチャートである。まず、撮影モード時において、全体制御部２１１はシャッタボタン８が半押し（Ｓ１）状態とされたか否かを判断する（ステップＳ３００）。そしてシャッタボタン８の半押し状態を検知すると、ステップＳ３０２に進む。
【０１４８】
シャッタボタン８が半押し状態にされると、全体制御部２１１は、第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応するカーソル位置の被写体を測距し、被写体距離Ｌａを算出する（ステップＳ３０２）。また、全体制御部２１１は、第２のＡＦカーソルＣＲ２に対応するカーソル位置の被写体を測距し、被写体距離Ｌｂを算出する（ステップＳ３０４）。
【０１４９】
そして、全体制御部２１１はステップＳ３０２及びＳ３０４で得られる被写体距離Ｌａ，Ｌｂの大小関係を求め（ステップＳ３０６）、距離Ｌａ，Ｌｂの中間点を求めることにより、被写体距離ｗを求める（ステップＳ３０８）。なお、被写体距離Ｌａ，Ｌｂの大小関係を求めることにより、第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２のうちで近側被写体及び遠側被写体を特定することができる。また、被写体距離ｗにある被写体を合焦させるためのレンズ位置は、被写体距離Ｌａ，Ｌｂの双方にある被写体を同時に合焦させるための合焦位置となる。
【０１５０】
そして全体制御部２１１は、デジタルカメラ１における現在の設定値（特に絞り値Ｆ）に基づいて、被写界深度の両端位置Ｌ１，Ｌ２を求め（ステップＳ３１０）、撮影レンズ３０１の絞り等の設定値が現在の設定値のままで全てのＡＦカーソル位置の合焦が可能か否かを判断する（ステップＳ３１２）。
【０１５１】
そして、各ＡＦカーソル位置の合焦が可能な場合には、現状のままで各ＡＦ評価ブロックの被写体が合焦状態として得られていることになり、特別な処理を行うことなく、合焦動作を終了する。
【０１５２】
その一方、各ＡＦカーソル位置の合焦が不可能な場合には、各ＡＦ評価ブロックに対応する位置にある被写体が被写界深度内に収まっていないことになる。したがって、この実施の形態では、各ＡＦカーソル位置の被写体を同時に合焦させることが不可能な場合に、優先設定に基づく合焦処理（ステップＳ３１４）が行われる。
【０１５３】
ステップＳ３１４の処理の詳細を、図２３のフローチャートに示す。優先設定に基づく合焦処理（ステップＳ３１４）では、まず、優先設定の内容が判断される（ステップＳ３２０）。すなわち、プリファレンスモードで設定された優先設定の内容が全体制御部２１１によって判断され、「第１ポイント優先」が設定されている場合にはステップＳ３２２に進み、「第２ポイント優先」が設定されている場合にはステップＳ３２４に進み、「近側被写体優先」が設定されている場合には、ステップＳ３２６に進み、「遠側被写体優先」が設定されている場合には、ステップＳ３２８に進む。
【０１５４】
ステップＳ３２２では、第１ポイント、すなわち第１のＡＦカーソルＣＲ１に対応するＡＦ評価ブロックを、優先して合焦状態とすることをユーザに報知するために第２のＡＦカーソルＣＲ２を警告表示に切り換える。
【０１５５】
図２４は、ＡＦカーソルの警告表示の一例を示す図である。図２４では、一例として第２のＡＦカーソルＣＲ２が警告表示のために、第１のＡＦカーソルとは別の色（例えば白抜き等）で表示される例を示している。このように合焦状態を実現するために有効なカーソル表示（ＡＦカーソルＣＲ１の表示）と、合焦状態を実現するために無効なカーソル表示（ＡＦカーソルＣＲ１の表示）とを区別して表示することにより、ユーザはＬＣＤ１０の画面を視認するだけで、合焦状態を実現することのできない被写体を容易に特定することができる。なお、ＡＦカーソルの警告表示の形態は表示色を変更するだけでなく、他の表示形態を採用してもよい。
【０１５６】
また、ステップＳ３２４では、第２ポイント、すなわち第２のＡＦカーソルＣＲ２に対応するＡＦ評価ブロックを、優先して合焦状態とすることをユーザに報知するために第１のＡＦカーソルＣＲ１を警告表示に切り換える。
【０１５７】
また、ステップＳ３２６では、近側被写体を優先して合焦状態とするため、第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２のうちの近側被写体に対応するＡＦカーソルを有効表示とし、遠側被写体に対応するＡＦカーソルを警告表示に切り換える。
【０１５８】
さらに、ステップＳ３２８では、遠側被写体を優先して合焦状態とするため、第１及び第２のＡＦカーソルＣＲ１，ＣＲ２のうちの遠側被写体に対応するＡＦカーソルを有効表示とし、近側被写体に対応するＡＦカーソルを警告表示に切り換える。
【０１５９】
つまり、ステップＳ３２２，Ｓ３２４，Ｓ３２６，Ｓ３２８のそれぞれでは、予め設定された優先設定に基づいて合焦動作を行うために、合焦動作に反映されないＡＦカーソルを警告表示に切り換えることで、ユーザにその旨の通知を行うように構成されている。
【０１６０】
そして、ステップＳ３３０に進み、優先設定に基づいて第１及び第２のＡＦカーソルのうちの一方のＡＦ評価ブロックについて合焦状態を実現するレンズ位置（合焦位置）が特定される。
【０１６１】
図２２のフローチャートに戻り、全体制御部２１１が合焦位置に対して撮影レンズ３０１を駆動させることにより、被写体の合焦状態を実現する（ステップＳ３１６）。ステップＳ３１４の処理が行われた場合には、このとき、優先設定に基づいて特定されたレンズ位置に撮影レンズ３０１が駆動される。
【０１６２】
このような優先設定に基づく合焦制御の動作を行うことにより、指定された複数の合焦ポイントについて適切に合焦状態を実現することが困難な場合にも、優先設定された合焦ポイントだけは合焦状態を実現することが可能であるので、撮影の失敗等を防止することが可能になる。
【０１６３】
なお、上記の優先設定に基づく合焦処理（ステップＳ３１４）は、図１８及び図１９のフローチャート、並びに、図２０のフローチャートにおいて複数ポイントの合焦処理（ステップＳ１１６，Ｓ２１６）が行われた後で、合焦状態を実現することが困難であることが判明した場合にも適用することができる。
【０１６４】
＜３．変形例＞
以上、この発明の具体的実施形態について説明したが、この発明は上記に説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１６５】
例えば、上記実施形態では主としてデジタルスチルカメラにおける合焦技術について説明したが、これに限定されるものではなく、デジタルビデオカメラ等にも上述した合焦技術を適用することは可能である。
【０１６６】
さらに、本発明は、パーソナルコンピュータの指示に従ってパーソナルコンピュータに接続された撮像部から画像データを取得する、いわゆるＰＣカメラやインターネットにも適応でき、このようなシステムも本発明のデジタルカメラの範疇に含まれる。
【０１６７】
また、上記実施形態ではシャッタボタン８が半押し状態（Ｓ１）とされたときに合焦動作を行う例について説明したが、合焦動作を行うタイミングはこれに限定されるものではない。例えば、ライブビュー表示時に常時合焦動作が行われるように構成してもよいし、シャッタボタン８が全押し（Ｓ２）されたときの本撮影動作を行う直前に合焦動作を行うように構成してもよい。
【０１８７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、操作入力に基づいて、表示手段の画面において複数の合焦ポイントを指定し、その複数の合焦ポイントに基づいて、複数の合焦ポイントを含む合焦領域を設定し、その合焦領域に含まれる画像が合焦状態となるように、撮像素子の撮影解像度を低下させるため、被写界深度の深さが調整されて各合焦ポイントに対応する被写体を合焦させることができ、ユーザの意図通りとなるような合焦状態を実現して撮影を行うことが可能である。
【０１８８】
請求項２に記載の発明によれば、複数の合焦ポイントに対応する被写体を同時に被写界深度内に収めることが可能になり、遠近競合する画像であっても、ユーザの意図通りとなるような合焦状態を実現して撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施形態に係るデジタルカメラの正面図である。
【図２】この発明の一の実施形態に係るデジタルカメラの背面図である。
【図３】この発明の一の実施形態に係るデジタルカメラの側面図である。
【図４】この発明の一の実施形態に係るデジタルカメラの底面図である。
【図５】デジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図６】画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】ライブビュー表示における画像データの変換を示す図である。
【図８】合焦状態を評価するＡＦ評価ブロックを示す図である。
【図９】デジタルカメラ内部の部分ブロック図である。
【図１０】ＬＣＤにおけるＡＦカーソルの表示状態を示す図である。
【図１１】ＡＦ評価ブロックから算出される評価値を示す図である。
【図１２】評価値に基づいて求められる被写体距離を示す図である。
【図１３】被写界深度の変化の一例を説明する図である。
【図１４】被写界深度の変化の一例を説明する図である。
【図１５】デジタルカメラの基本的な動作を示す状態遷移図である。
【図１６】合焦動作モードを設定する際の表示画面を示す図である。
【図１７】合焦動作モードを設定する際の表示画面を示す図である。
【図１８】合焦ポイントによる合焦制御の動作を示すフローチャートである。
【図１９】合焦ポイントによる合焦制御の動作を示すフローチャートである。
【図２０】評価領域による合焦制御の動作を示すフローチャートである。
【図２１】評価領域の設定の一例を示す図である。
【図２２】優先設定に基づく合焦制御の動作を示すフローチャートである。
【図２３】優先設定に基づく合焦制御の動作を示すフローチャートである。
【図２４】ＡＦカーソルの警告表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ デジタルカメラ
８ シャッタボタン
１０ ＬＣＤ（表示手段）
２１１ 全体制御部（合焦領域設定手段，制御手段）
２１１ａ ＤＲＡＭ（記憶手段）
２３０ ４連スイッチ（ポイント移動手段）
２２５ キースイッチ、ＡＦカーソルボタン（ポイント数変更手段）
３０１ 撮影レンズ
３０３ ＣＣＤ（撮像素子）
ＣＲ１，ＣＲ２ ＡＦカーソル（合焦ポイント）
ＢＫ１，ＢＫ２ ＡＦ評価ブロック
ＥＲ 評価領域

Claims (2)

1. 撮像素子によって被写体像の撮影を行うデジタルカメラであって、
   撮影前の被写体像を表示可能な表示手段と、
   操作入力に基づき、前記表示手段の画面において複数の合焦ポイントを指定する指定手段と、
   前記指定手段によって指定された前記複数の合焦ポイントに基づいて、前記複数の合焦ポイントを含む合焦領域を設定する合焦領域設定手段と、
   前記合焦領域に含まれる画像が合焦状態となるように、前記撮像素子における撮影解像度を低下させる制御手段と、
   を備えるデジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
   絞りを含む撮影レンズをさらに備え、
   前記制御手段は、合焦動作時における前記絞りの絞り値が、前記複数の合焦ポイントに対応する複数の画像部分を同時に合焦状態とすることができない値である場合に、前記撮影解像度を低下させることを特徴とするデジタルカメラ。

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