(57)【要約】【課題】  静止画および動画の撮影が可能な撮像装置において、動画撮影時にＡＦ駆動音が録音されないようにフォーカスレンズを駆動しない場合であっても、被写体の動きに対する合焦可能範囲を広げる。【解決手段】  映像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出し、測距範囲設定手段により設定される測距範囲において、前記焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動し合焦動作を行う測距手段と、前記測距手段の測距結果に基づいてフォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、前記測距範囲に応じて前記フォーカスレンズ駆動手段のフォーカスレンズ駆動範囲を制限するレンズ駆動範囲制限手段とを備え、  前記レンズ駆動範囲制限手段は、動画撮影直前の測距動作である場合に前記測距範囲よりも狭い範囲に制限することを特徴とする。【選択図】  図５
2006220729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出し、測距範囲設定手段により設定される測距範囲において、前記焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動し合焦動作を行う測距手段と、前記測距手段の測距結果に基づいてフォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、前記測距範囲に応じて前記フォーカスレンズ駆動手段のフォーカスレンズ駆動範囲を制限するレンズ駆動範囲制限手段とを備え、
前記レンズ駆動範囲制限手段は、動画撮影直前の測距動作である場合に前記測距範囲よりも狭い範囲に制限することを特徴とする静止画および動画の撮影が可能な撮像装置。
【請求項２】
撮影時の焦点距離と絞り値より被写界深度を求める被写界深度検出手段と、撮影する静止画あるいは動画の記録サイズを設定する記録サイズ設定手段とを備え、
前記レンズ駆動範囲制限手段は前記被写界深度検出手段により求まる被写界深度と前記記録サイズ設定手段により設定される記録サイズより、フォーカスレンズ駆動制限範囲を設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画および動画の撮影が可能で、自動焦点調節装置を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトタイプ電子カメラの自動焦点調節装置としては、撮像素子に結像した被写体像の輝度信号の高周波成分（以下、焦点評価値とする。）が最大となるフォーカスレンズ位置を合焦位置として焦点調節を行うコントラスト検出方式（または山登り方式）が一般的である。また、コンパクトタイプ電子カメラの多くが静止画撮影機能に加えて動画の撮影機能を搭載しているが、前記コントラスト検出方式により動画撮影中に焦点調節する場合には、動画撮影中にフォーカスレンズを駆動する必要がある。静止画の撮影時に自動焦点調節装置に求められる性能のひとつとして合焦精度が挙げられるが、一方の動画撮影時には合焦精度を上げるためにフォーカスレンズの駆動を繰り返すと、画面の揺動が生じ、鑑賞時に違和感を感じる不安定な動画となる。
【０００３】
この問題に対し、例えば、特開平７−１７０４３８では、動画撮影モードと静止画撮影モードそれぞれに適した焦点調節動作を行う方法が示され、動画撮影時には画像の連続性を重視した山登り方式による焦点調節を行っている。
【特許文献１】特開平７−１７０４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の特開平７−１７０４３８によれば、動画撮影時には被写体の動きに対する追従性を確保しつつ、静止画撮影時には高精度な焦点調節が可能である。
【０００５】
しかし、静止画の撮影を主目的とする電子カメラにおいては、静止画撮影時の合焦速度を優先することや、コストを低く抑えるためなどの理由により、フォーカスレンズの駆動音が比較的大きいものが多い。このような駆動音対策が不十分なカメラにおいては、動画撮影時の音声記録にフォーカスレンズ駆動音が記録されてしまう問題が発生する。一方で、動画撮影直前に焦点調節を行い、動画撮影中はフォーカスレンズを固定する方法によれば、駆動音の記録を避けることが可能であるが、この場合には被写体の動きに対するフォーカス追従性が劣る問題がある。
【０００６】
ところで、静止画および動画の撮影が可能な撮像装置においては、一般的に動画撮影時の記録サイズは静止画よりも小さく、例えばＶＧＡサイズ程度となっている。同じ撮像レンズより得られた被写体像について、撮像素子における加算読み出しや間引き読み出し等の処理により記録サイズが小さくなっているため、許容錯乱円径が大きくなることに相当し被写界深度もより深くなる。従って、動画撮影時においてはボケが目立ちにくい。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記問題点を解決するため、動画撮影直前の測距動作では、測距結果に基づくフォーカスレンズの駆動範囲を被写界深度を考慮し制限することで、フォーカスレンズ駆動音が記録されることなく、被写体の動きに対する合焦可能範囲を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために請求項１の撮像装置は、映像信号中の高周波成分を焦点評価値として検出し、測距範囲設定手段により設定される測距範囲において、前記焦点評価値に基づいてフォーカスレンズを駆動し合焦動作を行う測距手段と、前記測距手段の測距結果に基づいてフォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、前記測距範囲に応じて前記フォーカスレンズ駆動手段のフォーカスレンズ駆動範囲を制限するレンズ駆動範囲制限手段とを備え、前記レンズ駆動範囲制限手段は、動画撮影直前の測距動作である場合に前記測距範囲よりも狭い範囲に制限することを特徴とする。
【０００９】
前述の目的を達成するために請求項２の撮像装置カメラは、撮影時の焦点距離と絞り値より被写界深度を求める被写界深度検出手段と、撮影する静止画あるいは動画の記録サイズを設定する記録サイズ設定手段とを備え、前記レンズ駆動範囲制限手段は前記被写界深度検出手段により求まる被写界深度と前記記録サイズ設定手段により設定される記録サイズより、フォーカスレンズ駆動制限範囲を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像装置によれば、動画撮影時にＡＦ駆動音が録音されないようにフォーカスレンズを駆動しない場合であっても、被写体の動きに対する合焦可能範囲を広げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
１０１はズーム機構を含む撮影レンズ、１０２は光量を制御する絞り及びシャッター、１０３はＡＥ処理部、１０４は後述する撮像素子上に焦点をあわせるためのフォーカスレンズ、１０５はＡＦ処理部、１０６はストロボ、１０７はＥＦ処理部、１０８は被写体からの反射光を電気信号に変換する受光手段又は光電変換手段としての撮像素子、１０９は撮像素子１０８の出力ノイズを除去するＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を含むＡ／Ｄ変換部、１１０は画像処理部、１１１はＷＢ処理部、１１２はフォーマット変換部、１１３は高速な内蔵メモリ（例えばランダムアクセスメモリなど、以下ＤＲＡＭと記す）、１１４はメモリーカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなる画像記録部、１１５は撮影シーケンスなどシステムを制御するシステム制御部、１１６は画像表示用メモリ（以下ＶＲＡＭと記す）、１１７は画像表示や操作補助のための表示、撮像装置の状態表示の他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する操作表示部、１１８は撮像装置を外部から操作するための操作部、１１９は撮像装置の姿勢を検出する検出手段としてのセンサ、１２０はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２１は静止画あるいは動画の撮影モードを設定する撮影モードスイッチ、１２２はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ（以下ＳＷ１と記す）、１２３はＳＷ１の操作後、撮影を行う撮影スイッチ（以下ＳＷ２と記す）である。
【００１３】
前記１１３のＤＲＡＭは一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどに使用される。前記１１８の操作部は、例えば次のようなものが含まれる。撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズのズーム動作を指示するズームレバー（ズーム指示手段）、撮影モードと再生モードの動作モード切替スイッチ、撮影する静止画あるいは動画の記録サイズを設定する記録サイズ設定スイッチ（記録サイズ設定手段）、遠景やマクロモードなどの測距範囲を設定するスイッチ（測距範囲設定手段）などである。
【００１４】
以下、本発明の実施例の動作を図２を参照しながら詳述する。ここに図２は、本発明の実施例を適用した撮像装置の動作を表すフローチャートである。
【００１５】
まず、ステップＳ２０１でメインスイッチ１２０の状態を検出し、ＯＮであればステップＳ２０２へ進む。ここに、メインスイッチ１２０の機能はシステムに電源を投入することである。ステップＳ２０２では画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０３では画像記録部１１４の残容量が０であることを警告してステップＳ２０１に戻る。警告は操作表示部１１７に表示するか又は図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両方をおこなってもよい。
【００１６】
ステップＳ２０４では後述する図３のフローチャートに従ってズーム動作を行う。ステップＳ２０５ではスイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０７へ進み、そうでなければステップＳ２０６へ進む。ここに、ＳＷ１の機能は、ＡＦやＡＥなどの撮影スタンバイ動作を行うことである。ステップＳ２０６ではメインスイッチ１２０の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０４へ、そうでなければステップＳ２０１へ進む。ステップＳ２０７ではＡＥ処理部１０３で画像処理部１１０の出力からＡＥ処理を行う。
【００１７】
ステップＳ２０８では後述する図４のフローチャートに従ってＡＦ動作を行う。ステップＳ２０９はＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２１１へ、そうでなければステップＳ２１０へ進む。ここに、ＳＷ２の機能はＳＷ１の操作後撮影を行うことである。ステップＳ２１０ではＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０９へ戻り、そうでなければステップＳ２０４へ戻る。ステップＳ２１１では後述する図５のフローチャートにしたがって撮影動作をおこなう。ステップＳ２１２では画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２１３へ進む。ステップＳ２１３ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮでなければステップＳ２１０へ進む。
【００１８】
以下、図３のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるＳ２０４のズーム動作のサブルーチンを説明する。ここに、図３は、図２のフローチャートにおけるズーム動作（Ｓ２０４）のサブルーチンのフローチャートである。
【００１９】
ステップＳ３０１では図１に図示しないズームレバーがＴｅｌｅ側に操作されてないか調べる。ＯＮであればステップＳ３０２へ、そうでなければステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０２ではズーム位置がＴｅｌｅ端であるか調べ、Ｔｅｌｅ端でなければステップＳ３０３へ、Ｔｅｌｅ端であればステップＳ３０４へ進む。ステップＳ３０３ではズーム位置をＴｅｌｅ側へ動かし、ステップＳ３０１へ戻る。ステップＳ３０４では電子ズームを使用していて最大倍率となっているか調べ、最大倍率であればステップＳ３０６へ、そうでなければステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０５では、電子ズームの倍率を上げてステップＳ３０１へ戻る。
【００２０】
ステップＳ３０６では図１に図示しないズームレバーがＷｉｄｅ側に操作されてないか調べる。ＯＮであればステップＳ３０７へ進み、そうでなければステップＳ３１１へ進む。ステップＳ３０７ではズーム位置がＷｉｄｅ端であるか調べ、Ｗｉｄｅ端でなければステップＳ３０８へ進み、Ｗｉｄｅ端であればステップＳ３１１へ進む。ステップＳ３０８では電子ズームを使用しているか調べ、使用していればステップＳ３０９へ、そうでなければステップＳ３１０へ進む。ステップＳ３０９では電子ズームの倍率を下げてステップＳ３０６へ戻る。ステップＳ３１０ではズーム位置をＷｉｄｅ側へ動かし、ステップＳ３０６へ戻る。ステップＳ３１１では現在のズーム位置をシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。
【００２１】
以下、図４のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるステップＳ２０８のＡＦ動作のサブルーチンを説明する。ＡＦ動作は撮像素子から得られる信号の高域成分である焦点評価値のピーク検出により行われる。ここに図４は、図２のフローチャートにおけるＡＦ動作（ステップＳ２０８）のサブルーチンのフローチャート図である。
【００２２】
まず、ステップＳ４０１ではフォーカスレンズ１０４をスキャン開始位置に移動する。ここではスキャン開始位置は測距範囲における無限端に設定するものとする。ステップＳ４０２では、焦点評価値とフォーカスレンズ１０４の位置を、システム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。フォーカスレンズ１０４の位置の検出はステッピングモータにより駆動している場合には、図１に図示しないフォトインタラプタによってリセット位置からの相対位置として検出される。ステップＳ４０３ではレンズ位置がスキャン終了位置にあるかどうかを調べ、終了位置であればステップＳ４０５へ、そうでなければステップＳ４０４へ進む。ここではスキャン終了位置は測距範囲における至近端に設定するものとする。ステップＳ４０４ではフォーカスレンズ１０４を駆動して至近方向へ所定量動かす。ステップＳ４０５では、ステップＳ４０２で記憶した焦点評価値における所定値以上の最大値を求め、そのときのフォーカスレンズ１０４の位置を抽出する。
【００２３】
ステップＳ４０６では、静止画撮影であるか動画撮影であるかを調べ、静止画撮影であればステップＳ４１０へ、動画撮影であればステップＳ４０７へ進む。
【００２４】
ステップＳ４０７では、後述する図５のフローチャートに従って合焦位置駆動範囲を計算する。
【００２５】
ステップＳ４０８では、ステップＳ４０５で抽出したフォーカスレンズ１０４の位置が、ステップＳ４０７で求めた合焦位置駆動範囲内であるかどうかを調べ、合焦位置駆動範囲内であればステップＳ４１０へ、そうでなければステップＳ４０９へ進む。ステップＳ４０９では、ステップＳ４０５で抽出したフォーカスレンズ１０４の位置が合焦位置駆動範囲に対し遠側か近側のどちら側へ位置するかを調べ、遠側に位置する場合には合焦位置駆動範囲の最遠端位置へ、近側へ位置する場合には最至近端位置へ、フォーカスレンズ１０４を移動する。
【００２６】
ステップＳ４１０では焦点評価値が最大値を示した位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。ここでステップＳ４０５において、前記所定値以上の焦点評価値の最大値が求まらなかった場合、すなわち非合焦時には、定点と呼ばれるあらかじめ設定された位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。
【００２７】
以下、図５のフローチャートを参照しながら図４のフローチャートにおけるＳ４０７の合焦位置駆動範囲（フォーカスレンズ駆動制限範囲）計算のサブルーチンを説明する。ここに図５は、図４のフローチャートにおける合焦位置駆動範囲計算（Ｓ４０７）のサブルーチンのフローチャート、およびスキャン範囲と合焦位置駆動範囲の関係を示す説明図である。
【００２８】
まず、ステップＳ５０１では図３のステップＳ３１１で記憶した現在のズーム位置を調べ、焦点距離を求める。ズーム位置と焦点距離の関係は、システム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶されている。ステップＳ５０２では絞り１０２の絞り値を調べる。ステップＳ５０３では記録サイズ設定手段により設定された記録サイズを調べる。ステップＳ５０４では、得られた焦点距離と絞り値より被写界深度を求め、これに設定された記録サイズに応じた係数を乗じた量を、測距領域の遠側および近側の両端から差し引いた範囲を合焦位置駆動範囲として設定する。設定された記録サイズが小さいほど許容錯乱円径を大きくみなせるため、合焦位置駆動範囲は狭く設定される。
【００２９】
このように設定された合焦位置駆動範囲の両端においては、被写界深度によりボケが小さく合焦とみなせる範囲に測距領域の両端が位置するため、測距領域端の被写体の動きに対する合焦可能範囲を広くすることが可能となる。
【００３０】
以下、図６のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるステップＳ２１１の撮影動作のサブルーチンを説明する。ここに図６は、図２のフローチャートにおける撮影動作（ステップＳ２１１）のサブルーチンのフローチャートである。
【００３１】
まず、ステップＳ６０１では静止画撮影であるか動画撮影であるかを調べ、静止画撮影であればステップＳ６０２へ、動画撮影であればステップＳ６０９へ進む。
【００３２】
ステップＳ６０２では、撮像素子の駆動切り換えなど静止画撮影の準備を行う。ステップＳ６０３では被写体輝度を測定する。ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３で測定した被写体輝度に応じて撮像素子１０８への露光を行う。撮像素子面上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、ステップＳ６０５にてＡ／Ｄ変換部１０９へと送られ、撮像素子１０８の出力ノイズ除去や非線形処理などの前処理の後にデジタル信号に変換される。ステップＳ６０６では、Ａ／Ｄ変換部１０９からの出力信号をＷＢ処理部１１１により画像処理部１１０でホワイトバランス調整し、適正な出力画像信号とする。ステップＳ６０７では、出力画像信号をフォーマット変換部１１２でＪＰＥＧフォーマット等への画像フォーマット変換を行い、ＤＲＡＭ１１３に一時的に記憶する。ステップＳ６０８では、ＤＲＡＭ１１３内のデータを画像記録部１１４にてカメラ内のメモリ、またはカメラに装着されたメモリカードなどの外部記憶媒体へと転送し記憶する。
【００３３】
ステップＳ６０９では、撮像素子の駆動切り換えなど動画撮影の準備を行う。ステップＳ６１０では被写体輝度を測定する。ステップＳ６１１では動画の録画を開始する。録画中の処理としては露光、Ａ／Ｄ変換、画像処理、フォーマット変換、記録媒体へ転送など、静止画における処理と類似した処理を、例えば３０ｆｐｓなどのフレームレートの周期で行う。ステップＳ６１２ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ６１４へ進み、そうでなければステップＳ６１３へ進む。録画中のＤＲＡＭ１１３は主にバッファメモリとして機能し、ＤＲＡＭ１１３内のデータは画像記録部１１４にて記憶媒体へと記録されるが、記録媒体の転送速度が遅い場合には、ＤＲＡＭ１１３が処理容量を越えて録画を続けることが不可能になる。また、記録媒体の残り容量がなくなった場合にも録画を続けることができない。上記の状況を避けるため、ステップＳ６１３では、ＤＲＡＭ１１３および記録媒体の残り容量の確認と記録媒体への転送状況の確認を行い、転送ＯＫであればステップＳ６１１へ進み、そうでなければステップＳ６１４へ進む。ステップＳ６１４では、録画を終了し、ＤＲＡＭ１１３内のデータが記録媒体へ転送され保存処理が終了されたことを確認する。
【００３４】
以上説明したように本発明の撮像装置によれば、動画撮影時にＡＦ駆動音が録音されないようにフォーカスレンズを駆動しない場合であっても、被写体の動きに対する合焦可能範囲を広げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した撮像装置の動作を表すフローチャート図である。
【図３】図２におけるズーム動作のサブルーチンのフローチャート図である。
【図４】図２におけるＡＦ動作のサブルーチンのフローチャート図である。
【図５】図４における合焦位置駆動範囲（フォーカスレンズ駆動制限範囲）のサブルーチンのフローチャート図および説明図である。
【図６】図２における撮影動作のサブルーチンのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１  固定レンズ
１０２  絞り及びシャッター
１０３  ＡＥ処理部
１０４  フォーカスレンズ部
１０５  ＡＦ処理部
１０６  ストロボ
１０７  ＥＦ処理部
１０８  撮像素子
１０９  Ａ／Ｄ変換部
１１０  画像処理部
１１１  ＷＢ処理部
１１２  フォーマット変換部
１１３  ＤＲＡＭ
１１４  画像記録部
１１５  システム制御部
１１６  ＶＲＡＭ
１１７  操作表示部
１１８  操作部
１１９  姿勢検出センサ
１２０  メインスイッチ
１２１  モードスイッチ
１２２  スイッチ
１２３  撮影スイッチ
【図１】
2006220729.tif 000003
【図２】
2006220729.tif 000004
【図３】
2006220729.tif 000005
【図４】
2006220729.tif 000006
【図５】
2006220729.tif 000007
【図６】
2006220729.tif 000008