JP4789702B2 - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有する撮像装置に関し、特に複数のＡＦ方式を組み合わせて使用し得るハイブリッドＡＦ機能を有するデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に関する。

カメラのフォーカス制御には、いわゆるＴＶ−ＡＦ方式（コントラストＡＦ方式ともいう）が主として用いられている。ＴＶ−ＡＦ方式は、被写体像を撮像素子により光電変換して得られた信号から高周波成分を抽出してＡＦ評価値を生成し、該ＡＦ評価値が最大となるようにフォーカスレンズを移動させる。ＴＶ−ＡＦ方式は、被写体像を実際に撮像して得られた信号を用いて合焦判定を行うので、高精度に合焦を得ることができる。

また、ＡＦ方式には、外部測距センサを用いる外部測距方式がある。このうち、パッシブ方式では、被写体からの光束を２分割してそれぞれを２つの受光センサ（ラインセンサ）で受光して、該２つのセンサからの信号の相関を演算する。そして、ラインセンサの何画素分のシフト量で相関が最大になるかを演算し、このシフト量に基づいて三角測量の原理で測距情報を取得する。また、アクティブ方式では、超音波センサを用いて超音波の伝搬速度から距離を測定する方式や、赤外線センサを用いて三角測量することにより距離を求める方式もある。この外部測距方式では、被写体距離を直接算出することができ、短時間で合焦を得ることができる。

さらに、一眼レフカメラに多く使われているＴＴＬ位相差検出方式と呼ばれるＡＦ方式もある。この位相差検出方式では、撮影光束の一部を２つに分割し、これら２つの光束をそれぞれ受光素子列上に結像させる。そして、これら受光素子列上の対の像のずれ方向とずれ量を検出することにより合焦を得るために必要なフォーカスレンズの移動方向および移動量を算出し、フォーカスレンズを駆動する。

ところで、常に高速かつ高精度のフォーカス制御を行うため、前述した外部測距方式又は位相差検出方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせて用いるハイブリッドＡＦが提案されている（特許文献１参照）。ハイブリッドＡＦでは、外部測距方式又は位相差検出方式によって短時間で合焦位置近傍までフォーカスレンズを駆動し、さらにその位置からＴＶ−ＡＦ方式を用いて高精度な合焦位置にフォーカスレンズを駆動する。

また、外部測距方式を用いてＡＦを行う撮像装置において、外部測距センサが撮影者の指で覆われてしまった場合には、ＡＦを行えなくなる。これを回避するために、特許文献２には、外部測距センサの周囲にタッチセンサを設け、タッチセンサからの検出信号に応じて警告表示を行う撮像装置が開示されている。
特開２００２−２５８１４７号公報（段落００８１〜００８３等） 特開平０７−２１９０１４号公報（段落００１５〜００２６等）

しかしながら、特許文献２にて開示された撮像装置では、外部測距センサが指で覆われたことを検出するためにそれ専用のタッチセンサを設けている。このため、フォーカス制御に本来必要のない部品が増加してしまう。

また、このようなタッチセンサでは、外部測距センサの周囲に指が触れてセンサが覆われたことを検出することは可能である。しかし、外部測距センサの周囲に指が触れずにセンサへの光や超音波の入射を遮っているような場合までは対処することができない。

本発明は、撮影者が焦点検出のためのセンサを手で覆ってしまった場合等、前方に障害物等があり検出不能となった場合に、合焦動作が不可能であることを的確に判定できる撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一側面としての撮像装置は、被写体像を撮像手段により光電変換して得られた信号に基づく信号を出力する第１の検出手段と、被写体距離に対応する信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段からの出力信号を用いてフォーカス制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の検出手段からの出力信号レベルと前記第２の検出手段からの出力信号レベルとを正規化して比較し、正規化された当該出力信号レベルの差が所定値以上の場合、前記第２の検出手段からの出力信号を用いたフォーカス制御を行わないことを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、被写体像を撮像手段により光電変換して得られた信号に基づく信号を出力する第１の検出ステップと、被写体距離に対応する信号を出力する第２の検出ステップと、前記第１の検出ステップ及び前記第２の検出ステップからの出力信号を用いてフォーカス制御を行う制御ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記第１の検出ステップからの出力信号レベルと前記第２の検出ステップからの出力信号レベルとを正規化して比較し、正規化された当該出力信号レベルの差が所定値以上の場合、前記第２の検出ステップからの出力信号を用いたフォーカス制御を行わないことを特徴とする。

本発明によれば、撮影者に焦点検出のためのセンサが指掛かり状態、もしくは障害物等の影響により正確な焦点検出が不能であることを的確に判定することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例であるビデオカメラ（撮像装置）の構成を示している。なお、本実施例では、撮影レンズ一体型のビデオカメラについて説明するが、本発明は、撮影レンズの装着が可能なビデオカメラにも適用できる。この場合、後述するカメラ／ＡＦマイクロコンピュータで生成された制御信号が、撮影レンズ内のマイクロコンピュータに通信される。そして、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータは、該レンズマイクロコンピュータを介してフォーカスレンズユニットの駆動を制御する。また、本実施例では、ビデオカメラについて説明するが、本発明は、デジタルスチルカメラ等、各種撮像装置にも適用できる。このことは、後述する実施例２でも同様である。

図１において、１０１は第１固定レンズユニット、１０２は変倍を行うレンズユニット（以下、ズームレンズという）、１０３は絞り、１０４は第２固定レンズユニットである。１０５は焦点調節機能と変倍による像面移動を補正するいわゆるコンペンセータ機能とを兼ね備えたレンズユニット（以下、フォーカスレンズという）である。なお、図中には、各レンズユニットが１枚のレンズにより構成されているように記載されているが、実際には、１枚のレンズにより構成されていてもよいし、複数枚のレンズにより構成されていてもよい。

ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０５はそれぞれ、ズームモータ１１０およびフォーカシングモータ１１１により光軸方向（図の左右方向）に駆動される。

被写体からの光は、撮影光学系を構成するレンズユニットおよび絞り１０１〜１０５を通って撮像素子１０６上に結像する。撮像素子１０６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子であり、撮像面上に形成された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子１０６から出力された電気信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７によりサンプリングされてゲイン調整され、カメラ信号処理回路１０８に入力される。

カメラ信号処理回路１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７から入力された信号に所定の処理を施して、記録ユニット１０９およびモニタユニット１１５での記録および表示に適した映像信号を生成する。記録ユニット１０９は、撮影記録開始／終了スイッチ１１６の押下げ操作に応じて、映像信号を磁気テープ、光学ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に記録する。再度、撮影記録開始／終了スイッチ１１６が押下げ操作されたときは、記録が終了される。モニタユニット１１５は、入力された映像信号に基づいて電子ビューファインダや液晶パネルなどのディスプレイに被写体映像を表示する。

一方、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７の信号出力は、ＡＦゲート１１２にも出力される。ＡＦゲート１１２では、全画面に相当する信号のうち第１のフォーカス制御であるＴＶ−ＡＦ方式によるフォーカス制御に用いられる画面範囲の信号を選択してＡＦ信号処理回路（第１の検出手段）１１３に出力する。ここで、ＴＶ−ＡＦ方式のフォーカス制御に用いられる画面範囲は任意に設定可能であり、複数の範囲を設定してもよい。

ＡＦ信号処理回路１１３は、入力された信号から、ＡＦ評価値信号（信号の出力レベルの最大値と最小値の差分）を抽出する。ＡＦ評価値信号とは、ＴＶ−ＡＦ方式のフォーカス制御に用いる高周波成分や該高周波信号から生成した信号出力差成分（信号の出力レベルの最大値と最小値の差分）などの信号である。そして、これをカメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４に出力する。また、ＡＦ信号処理回路１１３で、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの信号から出力信号レベルを検出する。そして、後述するように外部測距センサから出力された信号から得られた出力信号レベルと比較する（この信号レベルの比較は輝度を示す信号同士の比較である）。

ＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づく映像の鮮鋭度（コントラスト）を表すものであるが、鮮鋭度は撮影光学系の焦点状態によって変化するので、結果的に撮影光学系の焦点状態を表す信号となる。通常は、図８に示すように、ＡＦ評価値信号が最大レベル（最大値又はその近傍の値）となるフォーカスレンズ位置が合焦位置となる。

カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ評価値信号が最大レベルとなるフォーカス位置である合焦位置を検索するように、フォーカシングモータ１１１に制御信号を出力し、フォーカスレンズ１０５を微小量ずつ駆動させる。このＴＶ−ＡＦ方式のフォーカス制御を以下、「ＴＶ−ＡＦ動作」という。

カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、ビデオカメラ全体の制御を司る。前述したＡＦ信号処理回路１１３の出力および後述する外部測距ユニット（第２の検出手段）１１７の出力は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４に入力され、ＡＦ制御の演算に用いられる。カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、その演算結果に応じて、前述したフォーカシングモータ１１１に制御信号を出力し、フォーカスレンズ１０５を駆動させる。

外部測距ユニット１１７は、外部測距方式、すなわち撮影光学系（撮影レンズ）を通ってきた光を使用せずに被写体までの距離を計測し、距離に応じた信号を出力するタイプのセンサである。外部測距ユニット１１７は、被写体からの光束を２分割し、これら２分割した光束を一組のラインセンサにそれぞれ受光させる。そして、その受光量に応じて出力される信号のずれ量、すなわち光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、三角測量方法によって被写体までの距離を求める。

三角測距による距離演算の原理を図９および図１０に示す。図９において、２０１は被写体、２０２は第１の光路用の結像レンズ、２０３は第１の光路用のラインセンサ、２０４は第２の光路用の結像レンズ、２０５は第２の光路用のラインセンサである。両ラインセンサ２０３，２０４は基線長Ｂだけ離れて設置されている。被写体２０１からの光のうち、結像レンズ２０２によって第１の光路を通った光がラインセンサ２０３上に結像し、結像レンズ２０４によって第２の光路を通った光がラインセンサ２０５上に結像する。

ここで、第１と第２の光路を通って結像した２つの被写体像を受けたラインセンサ２０３，２０５から読み出した信号の例を示したものが図１０である。２つのラインセンサは基線長Ｂだけ離れているため、図１１から分かるように、被写体像信号は画素数Ｘだけずれたものとなる。そこで２つの信号Ｓ１，Ｓ２の相関を、画素をずらしながら演算し、相関が最大になる画素ずらし量を求めることでＸが演算できる。このＸと基線長Ｂ、および結像用レンズ２０２，２０４の焦点距離ｆより、三角測量の原理で被写体までの距離Ｌが、
Ｌ＝Ｂ×ｆ／Ｘ
により求められる。

本発明における第２の検出手段は図９に示すタイプの外部測距センサに限られない。

カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、外部測距ユニット１１７によって測定された被写体までの距離情報と撮影光学系の焦点距離情報とに基づいて、合焦を得るためのフォーカスレンズ１０５の位置（合焦位置）を演算する。合焦位置は、テーブルデータから読み出してもよい。そして、フォーカシングモータ１１１に制御信号を出力して、フォーカスレンズ１０５を合焦位置に駆動する。外部測距方式のフォーカス制御を以下、「外部測距ＡＦ動作」という。なお、ズームレンズ１０２の位置は、不図示の位置センサからの出力又はズームモータ１１０の基準位置からの駆動パルスカウント値から得ることができる。

１１８は警告表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、後述する警告情報の表示を行うか否かの選択を撮影者に行わせるためのスイッチである。
本実施例のビデオカメラは、動画撮影モードと静止画撮影モードの設定が可能である。

次に、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４で行われるハイブリッドＡＦ制御について図２および図３Ａ，図３Ｂを用いて詳しく説明する。ここでは、動画撮影モードにおいて行われるハイブリッドＡＦ制御について説明する。

図２は、ハイブリッドＡＦ制御の概略を表したものである。現在のフォーカスレンズユニットの位置が合焦位置に近く、合焦近傍（ＡＦ評価値信号の山の頂上付近）にある場合は、合焦精度を上げるためＴＶ−ＡＦ方式を用いる。逆に、現在のフォーカスレンズユニットの位置が合焦位置から遠く、撮像画面中の主被写体が大きくボケた状態（ＡＦ評価値信号の山の麓付近）にある場合は、まず外部測距方式を用いる。

これは以下の理由による。ＴＶ−ＡＦ方式では、ＡＦ評価値信号を最大になるようにサーチしながら合焦近傍までフォーカスレンズユニットを移動させるために時間がかかってしまう。ところが、外部測距方式を用いた場合には、被写体距離を検出し合焦近傍のフォーカスレンズユニットの位置が即座に分かるため、高速に合焦近傍へとフォーカスレンズユニットを移動させることができる。このため、まず外部測距ＡＦ動作を行い、その後ＴＶ−ＡＦ動作を行うことで、高速かつ高精度に合焦を得ることができる。

図３Ａには、本実施例のハイブリッドＡＦ制御のフローチャートを示す。このハイブリッドＡＦ制御は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４内の不図示のメモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。また、ここでは、警告表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１８はＯＮ（表示）が選択されているものとする。

ステップ３０１でハイブリッドＡＦ制御の動作を開始すると、まずカメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、外部測距ユニット１１７によって測定された被写体までの距離情報を取得する（ステップ３０２）。

次に、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３からＡＦ評価値信号を取得する（ステップ３０３）。

そして、ステップ３０４では、外部測距センサ１１７からの出力信号とＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号のレベルを比較する。但し、各出力信号のレベルは、同じ被写体からの光を受けた場合でも、センサの感度等の影響により同等なレベルとならない場合がある。このため、各出力信号のレベルを正規化した値により比較してもよい。

そして、ステップ３０５では、比較した出力信号レベルの差が所定値よりも小さいか否かを判別する。出力信号レベルの差が所定値よりも小さい場合は、ステップ３０６に進む。

ステップ３０６では、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、現在、合焦位置の近傍か否かを判定する。合焦位置の近傍であるかどうかの判定は、ＡＦ評価値信号を用いてもよいし被写体距離情報を用いてもよい。例えば、ＡＦ評価値信号（高周波成分）のピーク値を出力差成分、すなわちＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７の信号出力の最大値と最小値の差分により正規化した値を用いて簡易的に合焦近傍か否かを判定することができる。また、現在のフォーカスレンズ位置と測定された被写体距離に対応するフォーカスレンズ位置とを比較し、これらの差が小さい場合には合焦近傍であると判定することができる。さらに、これらの判定方法を組み合わせてもよい。

そして、合焦近傍であると判定された場合には、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４はＴＶ−ＡＦ動作を行う（ステップ３１０）。しかし、合焦近傍でないと判定された場合には、外部測距ＡＦ動作を行う（ステップ３０７）。そして、ステップ３０１に戻る。

一方、ステップ３０５において、出力信号レベルの差が所定値以上である場合には、外部測距センサ１１７とＡＦ信号処理回路１１３のうちいずれかが異常であると判断して、ステップ３０８に進む。

ステップ３０８では、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも低いか否かを判別する。すなわち、外部測距センサ１１７が異常か否かを判別する。前述したステップ３０４とこのステップ３０８とが、異常判定ステップを構成する。

図７には、外部測距センサ１１７からの出力信号レベル（外部測距センサ出力）がＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベル（ＴＶ−ＡＦ出力）よりも所定値以上低い場合のイメージを示している。この場合、外部測距センサ１１７への光入射が撮影者の指や手で遮られている等、外部測距センサ１１７の前方に障害物があると考えられる。このため、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも低い場合は、ステップ３０９に進み、モニタユニット１１５の画面上に、警告情報を表示する。このとき、電子ビューファインダ画像に重畳させて警告情報を表示してもよい。

そして、ステップ３１０に進み、ＴＶ−ＡＦ動作を行う。これにより、外部測距ＡＦ動作による誤った合焦状態に至ることなくＴＶ−ＡＦ動作による合焦が得られる。

なお、上記警告情報としては、アイコンや文字等、外部測距センサ１１７の前が手等で覆われていることが撮影者に識別可能な情報を表示するとよい。

また、警告表示に代えて、スピーカ１２０から電子音（警告音）を出力してもよい。この場合は、図３Ｂに示すように、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも低いときはステップ３２０に進む。ステップ３０２では、撮影記録中か非撮影記録中かを判断する。撮影記録中とは、撮影記録開始／終了スイッチ１１６の操作に応じて、カメラ信号処理回路１０８から出力された映像信号を記録ユニット１０９によって記録媒体に記録している状態である。また、非撮影記録中とは、カメラ信号処理回路１０８から出力された映像信号が、記録媒体には記録されず、モニタユニット１１５に電子ビューファインダ画像（スルー画像）として表示されているのみの状態である。

そして、撮影記録中の場合は、そのままステップ３１０に進み、ＴＶ−ＡＦ動作を行う。一方、非撮影記録中の場合は、ステップ３２１に進み、警告音を出力する。非撮影記録中にのみ警告音を出力するのは、撮影記録中に警告音を出力した場合には、該警告音がマイク等の音声入力部（図示せず）で検出され、記録媒体に映像とともに記録されてしまうからである。警告音を出力した後は、ステップ３１０に進み、ＴＶ−ＡＦ動作を行う。

ところで、ステップ３０８において、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも（所定値以上）高い場合もある。この場合は、撮影光学系の前方に障害物が存在することが考えられる。この場合に、外部測距ＡＦ動作を行ってしまうと、以下のような問題が生じる。

本実施例のビデオカメラでは、図１１に示すように、ＴＶ−ＡＦ方式での焦点検出エリアＡ１と外部測距方式の測距エリアＡ２とにパララックスが発生する。これは、外部測距センサ１１７が撮影光学系３０１の光軸（撮影光軸）に対してずれた位置に設けられているためである。

外部測距センサ１１７が撮影光軸からずれた位置に設けられている場合、ある被写体距離Ｄ２においては焦点検出エリアＡ１の中心ＡＣ１と測距エリアＡ２の中心ＡＣ２とが一致する（Ｂ）。この場合は、ＴＶ−ＡＦ方式と外部測距方式とで同一被写体に対するフォーカス制御が行われる。しかし、被写体距離Ｄ２よりも遠い又は近い被写体距離Ｄ１，Ｄ３では、焦点検出エリアＡ１の中心ＡＣ１に対して測距エリアＡ２の中心ＡＣ２が上下方向にずれる（Ａ），（Ｃ）。このため、外部測距方式で合焦目標となる被写体が、ＴＶ−ＡＦ方式による本来の（すなわち、撮影者が意図した）合焦目標の被写体と異なってしまう。また、被写体距離がより遠い場合には、測距エリアＡ２が撮影画面に相当する焦点検出エリアＡ１の外に設定されてしまう。

つまり、焦点検出エリアＡ１と測距エリアＡ２とがずれている場合に、外部測距ＡＦ動作を行ってしまうと、撮影者が意図した被写体とは異なる被写体に対して合焦してしまい、撮影者にとっては誤作動と認識される。

このため、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも高い場合は、異常扱いせず（警告表示を行わず）に、ＴＶ−ＡＦ動作を行わせる（ステップ３１０）。

なお、本実施例でいう外部測距センサ１１７の異常には、上述したように入射光が撮影者の手等で遮られて正常な測距を行えない場合のほか、外部測距センサ１１７が故障している場合を含めてもよい。

図４には、ＴＶ−ＡＦ動作のフローチャートを示している。ステップ４０１でＴＶ−ＡＦ動作を開始すると、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、ステップ４１４（これについては後述する）を経て、「微小駆動」を行う（ステップ４０２）。そして、この微小駆動におけるＡＦ評価値信号の変化を検出することで、合焦判定されたか否か（ステップ４０３）および合焦方向が判別されたか否か（ステップ４０４）を判別する。具体的には、微小量のフォーカスレンズ駆動を一定方向に数回行い、連続してＡＦ評価値信号が増加した場合は、その方向が合焦方向であると判別する。また、ＡＦ評価値信号が増加した後、減少に転じた場合には、合焦と判定する。

ステップ４０３において合焦判定はなされないが、ステップ４０４で方向判別がなされた場合は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、「山登り駆動」を行う（ステップ４０５）。そして、ＡＦ評価値信号がピークとなる合焦位置にフォーカスレンズ１０５を駆動する（ステップ４０６〜４０８）。具体的には、ステップ４０６でＡＦ評価値信号がピークを越えるとピーク位置に戻るようにフォーカスレンズ１０５を駆動する（ステップ４０７，４０８）という制御を行う。

そして、ステップ４０３で合焦判定されたと判別すると、ステップ４０９に進み、フォーカスレンズ１０５を停止させる。そして、ＴＶ−ＡＦ動作の再起動（再実行）をするか否かを判定するために、ステップ４１０において、レンズ停止時のＡＦ評価値信号（ピーク値）を不図示のメモリに記憶する。その後、フォーカスレンズ１０５の停止中か否かの判定（ステップ４１４）で停止中と判定された場合は、ステップ４１１にて今回（最新）のＡＦ評価値信号を取り込む。

そして、ステップ４１２において、ステップ４１０で記憶したＡＦ評価値信号とステップ４１１で取り込んだ最新のＡＦ評価値信号とを比較し、その差が所定値よりも大きい場合（ピントがずれた場合）はＴＶ−ＡＦ動作を再起動させる（ステップ４１４）。一方、差が所定値より小さい場合は、フォーカスレンズ１０５をそのまま停止させておく（ステップ４１３）。

図５には、外部測距ＡＦ動作のフローチャートを示す。ステップ５０１で外部測距ＡＦ動作を開始すると、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、図３Ａのステップ３０２において外部測距ユニット１１７により被写体距離が検出できたかどうかを判定する（ステップ５０２）。被写体距離を検出できなかった場合には、外部測距ＡＦ動作を終了して、ＴＶ−ＡＦ動作へと移行する。一方、被写体距離が検出できた場合には、ステップ５０３へ進む。

ステップ５０３では、該被写体距離情報と撮影光学系の焦点距離情報とに基づいて、フォーカスレンズ１０５の合焦位置を演算又はテーブルデータから読み出し、フォーカスレンズ１０５をその合焦位置に駆動する（ステップ５０４）。なお、外部測距ＡＦ動作にいう「合焦位置」は、ＴＶ−ＡＦ動作により得られる合焦位置の近傍を意味する。

上述のように撮像装置を構成することによって、ハイブリッドＡＦ機能の性能低下を防止することができる。また、撮影者が外部測距センサ１１７を手で覆ってしまった場合など、外部測距センサ前方に障害物等があり外部測距方式による合焦動作が不可能である場合に、撮影者に的確に警告表示ができる。

図６には、本発明の実施例２であるビデオカメラのハイブリッドＡＦ制御のフローチャートを示す。本実施例のビデオカメラは、実施例１（図１）と同じであり、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明する。

また、図６に示すフローチャートの基本構成は、実施例１（図３Ａ）と同じである。このため、実施例１のステップ３０１〜３１０と同じ内容のステップ６０１〜６１０については、説明を省略又は簡単な説明に留める。但し、本実施例では、外部測距センサ１１７の異常な状態が所定時間以上継続した場合に限り、異常判定（警告表示）を行う点で実施例１と異なる。

ステップ６０８において、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも低いと判断した場合は、ステップ６１１に進む。ステップ６１１では、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ１１４は、時間カウンタをスタートするとともに、該時間カウンタ値が所定値を越えたか否かを判別する。

時間カウンタ値が所定値を越えていない場合は、ステップ６１２に進み、時間カウンタ値を加算する。そして、ステップ６１０に進み、ＴＶ−ＡＦ動作を行う。

こうして、毎回のルーチンごとにステップ６１１で時間カウンタ値が所定値を越えたか否かを判別し、カウンタ値が所定値を越えた場合は、ステップ６０９で警告表示を行う。

これにより、一時的に撮影者の手で外部測距センサ１１７が覆われたにすぎない場合に警告表示が行われることを回避できる。また、一時的に外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも低くなるような撮影条件の変化が発生したりした場合に警告表示が行われることも回避できる。さらに、外部測距センサ１１７の測距エリアとＴＶ−ＡＦの焦点検出エリアとのパララックスによって、外部測距センサ１１７のみが一時的に暗い被写体に対する測距を行い、出力信号の出力レベルが低下したことに対して敏感に反応することも防止できる。

このため、警告表示のＯＮ／ＯＦＦ頻度が多くなり、煩わしく感じてしまうことを回避できる。

なお、ステップ６０５で出力信号レベル差が所定値より小さかった場合や、ステップ６０８で外部測距センサ１１７からの出力信号レベルがＡＦ信号処理回路１１３からの出力信号レベルよりも高いと判断した場合はそれぞれ、ステップ６１３，６１４に進む。これらのステップでは、時間カウンタをクリアする。

これは、出力信号レベル差が所定値よりも小さい場合はそもそも異常の可能性はないからである。また、外部測距センサ１１７からの出力信号レベルの方が高い場合は、上記パララックスによって外部測距センサ１１７がＴＶ−ＡＦ動作の合焦対象となる被写体以外の被写体を測距している可能性が高いため、無効と見なせるからである。

なお、警告表示が所定時間以上継続した場合には、撮影者が意図的に外部測距センサ１１７を手で覆っていることが考えられるため、自動的に警告表示をＯＦＦすることも可能である。

以上説明したように、上記各実施例によれば、ハイブリッドＡＦ機能により、フォーカス制御の高速化と高精度化を図ることができる。そして、外部測距センサ１１７が手や指といった障害物で覆われる等による外部測距の異常を検出することができるので、ハイブリッドＡＦ機能の性能低下を防止することができる。また、正常な外部測距ＡＦ動作が不可能となった場合には、警告動作（警告表示又は警告音出力）により撮影者にこれを明確に知らせることができる。そして、この警告動作によって、外部測距センサ１１７を覆っていた手を移動させる等、異常の解除を促すことにより、ハイブリッドＡＦ機能の性能低下を防止することができる。しかも、タッチセンサ等の本来フォーカス制御に不要な部品を設ける必要がないため、コストが増加することもない。

なお、図示はしないが、上記各実施例において、外部測距センサおよびＡＦ信号処理回路からの出力信号レベルを比較して異常判定を行う場合について説明したが、本発明における比較対象はこの限りではない。外部測距センサが明らかに障害物で覆われており正常に機能が果たせないことが判定できればよい。

また、上記各実施例では、撮影モードが立ち上がった（いつでも撮影が可能な状態となった）後に警告動作を行う場合について説明したが、ビデオカメラの電源投入後、撮影モードが立ち上がる前の起動期間中に警告動作を行うようにしてもよい。撮影者は、電源投入時に既にビデオカメラを撮影可能な状態にホールド（グリップ）していることも多い。このため、起動期間中に外部測距センサが指等で覆われている場合に警告動作を行うことが有効である。

本発明の実施例１であるビデオカメラの構成を示すブロック図。 実施例におけるハイブリッドＡＦ機能の内容を示す概略図。 実施例１のハイブリッドＡＦ制御を示すフローチャート。 実施例１のハイブリッドＡＦ制御の変形例を示すフローチャート。 実施例１のＴＶ−ＡＦ動作を示すフローチャート。 実施例１の外部測距ＡＦ動作を示すフローチャート。 本発明の実施例２であるビデオカメラにおけるハイブリッドＡＦ制御の内容を示すフローチャート。 外部測距センサからの出力信号とＴＶ−ＡＦからの出力信号との比較図。 ＴＶ−ＡＦ動作の原理を示す図。 三角測量の原理を示す図。 相関演算の原理を示す図。 ＴＶ−ＡＦ方式での焦点検出エリアと外部測距方式の測距エリアとに発生するパララックスを説明する図。

符号の説明

１０２ ズームレンズ
１０３ 絞り
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１１３ ＡＦ信号処理回路
１１４ カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ
１１５ モニタユニット
１１６ 撮影記録開始／終了スイッチ
１１７ 外部測距ユニット
１２０ スピーカ

Claims (9)

1. 被写体像を撮像手段により光電変換して得られた信号に基づく信号を出力する第１の検出手段と、
   被写体距離に対応する信号を出力する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段からの出力信号を用いてフォーカス制御を行う制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の検出手段からの出力信号レベルと前記第２の検出手段からの出力信号レベルとを正規化して比較し、正規化された当該出力信号レベルの差が所定値以上の場合、前記第２の検出手段からの出力信号を用いたフォーカス制御を行わないことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段からの正規化された出力信号レベルの差が所定値以上の場合、前記第１の検出手段からの出力信号を用いてフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像装置は、ユーザに警告を報知する警告手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との正規化された出力信号レベルの差が所定値以上で、且つ前記第１の検出手段からの出力信号レベルが前記第２の検出手段からの出力信号レベルよりも大きい場合、前記警告手段により警告を報知することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との正規化された出力信号レベルの差が所定値以上で、且つ前記第１の検出手段からの出力信号レベルが前記第２の検出手段からの出力信号レベルよりも小さい場合、前記警告手段による警告報知を行わないことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との正規化された出力信号レベルの差が所定値以上で、且つ前記第１の検出手段からの出力信号レベルが前記第２の検出手段からの出力信号レベルよりも大きい状態が所定時間を超えたら、前記警告手段により警告を報知することを特徴とする請求項３又は４に記載の撮像装置。
6. 前記撮像装置は、撮影に関する情報を表示するための表示手段を更に有し、
   前記警告手段は、警告情報を前記表示手段に表示することでユーザに警告を報知することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記警告手段は、警告音を出力することでユーザに警告を報知するものであって、
   前記制御手段は、画像記録中である場合は前記警告手段による警告報知を行わないことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記撮像装置は、被写体距離情報を取得するための外部測距手段を有し、
   前記第２の検出手段は、前記外部測距手段によって得られた被写体距離情報に基づく信号を出力することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 被写体像を撮像手段により光電変換して得られた信号に基づく信号を出力する第１の検出ステップと、
   被写体距離に対応する信号を出力する第２の検出ステップと、
   前記第１の検出ステップ及び前記第２の検出ステップからの出力信号を用いてフォーカス制御を行う制御ステップと、を有し、
   前記制御ステップは、前記第１の検出ステップからの出力信号レベルと前記第２の検出ステップからの出力信号レベルとを正規化して比較し、正規化された当該出力信号レベルの差が所定値以上の場合、前記第２の検出ステップからの出力信号を用いたフォーカス制御を行わないことを特徴とする撮像装置の制御方法。