(57)【要約】【課題】被写体に高速に精度良くピントを合わせることができる撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】被写体を撮像素子上に結像させて画像信号を生成することにより撮影を行う撮影装置において、撮像素子上に結像される被写体像の光量を少なくとも２段階に調整する絞りを制御する絞り制御部と、焦点調整用の光学部材を駆動する光学部材駆動部と、光学部材を駆動している間の、撮像素子で得られる画像信号に基づいて、撮像素子上に結像される画像信号のコントラストを繰り返し検出することにより合焦駆動状態を検出する合焦検出部と、合焦検出部による合焦駆動状態の検出にあたり、光学部材駆動部に、光学部材を、絞り制御部により制御された絞り値に応じた駆動範囲内で駆動させるとともに、撮影にあたり、光学部材駆動部に、光学部材を、合焦検出部で検出された合焦駆動状態に駆動させる駆動制御部とを備えた。【選択図】        図５
2006113293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像素子上に結像させて画像信号を生成することにより撮影を行う撮影装置において、
前記撮像素子上に結像される被写体像の光量を少なくとも２段階に調整する絞りを制御する絞り制御部と、
焦点調整用の光学部材を駆動する光学部材駆動部と、
前記光学部材を駆動している間の、前記撮像素子で得られる画像信号に基づいて、該撮像素子上に結像される画像信号のコントラストを繰り返し検出することにより合焦駆動状態を検出する合焦検出部と、
前記合焦検出部による合焦駆動状態の検出にあたり、前記光学部材駆動部に、前記光学部材を、前記絞り制御部により制御された絞り値に応じた駆動範囲内で駆動させるとともに、撮影にあたり、前記光学部材駆動部に、前記光学部材を、前記合焦検出部で検出された合焦駆動状態に駆動させる駆動制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
被写体を撮像素子上に結像させて画像信号を生成することにより撮影を行う撮影装置において、
前記撮像素子上に結像される被写体像の光量を少なくとも２段階に調整する絞りを制御する絞り制御部と、
焦点調整用の光学部材を駆動する光学部材駆動部と、
前記光学部材を駆動している間の、前記撮像素子で得られる画像信号に基づいて、該撮像素子上に結像される画像信号のコントラストを繰り返し検出することにより合焦駆動状態を検出する合焦検出部と、
前記絞り制御部により、撮影時の絞り値が前記合焦検出部による合焦駆動状態検出時における絞り値とは異なる絞り値に制御されている場合に、撮影にあたり、前記光学部材駆動部に、前記光学部材を、前記合焦検出部で検出された合焦駆動状態が合焦駆動状態検出時における絞り値と撮影時の絞り値との相違に応じた補正量だけ補正されてなる補正合焦駆動状態に駆動させる駆動制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
前記絞りが、絞り径を少なくとも２段階に変化させる絞りであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記絞りが、ＮＤフィルタの挿抜により該絞りを通る被写体光の光量を少なくとも２段階に変化させる絞りであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を結像させて画像信号を生成する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラで被写体を撮影する際には、自動的にピントをあわせるオートフォーカス（以下、ＡＦと称する）が広く採用されている。カメラにＡＦ機能が備えられることによって、撮影者がファインダを覗きながら自分で焦点を調節する必要がなく、初心者でも容易に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【０００３】
ＡＦ機能の一般的な実現方法の１つは、レンズを通ってきた被写体光をＣＣＤなどといった撮像素子で受光するＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）方式を用いた方法で、レンズを光軸方向に移動させながら被写体光に基づく撮影信号のコントラストを測定し、そのコントラストが最も大きくなるときのレンズ位置（合焦位置）にレンズを移動させることで焦点を合わせる方法である。レンズを所定の駆動範囲内（近くの被写体にピントを合わせるＮｅａｒ位置から遠くの被写体にピントを合わせるＦａｒ位置までの間）で光軸方向に移動させると、通常は、初めはレンズが徐々に合焦位置に近づいてコントラストが増加していき、レンズが合焦位置を通過した後はコントラストが徐々に減少していくというように、コントラストが山なりの変化を示す。
【０００４】
ここで、レンズには、被写体光の光量を調整するための絞りが設けられており、絞りを絞ると、被写体光の光量が減少するとともに、焦点深度が深くなってレンズを光軸方向に駆動させたときのコントラストの変化量も減少する。逆に、レンズの絞りを開放すると、被写体光の光量が増加するとともに、焦点深度が浅くなり、コントラストの変化量が増加して山なりのピークが明確に現れ、合焦位置が精度良く検出される。このため、レンズを開放して合焦位置を検出することが好ましいが、撮影時にレンズの絞りを変えるとレンズの合焦位置がずれてしまうという問題がある。
【０００５】
以下では、レンズの絞りと合焦位置との関係について説明する。
【０００６】
図１は、レンズの合焦位置を示す図である。
【０００７】
図１には、レンズ１、アイリス２、ＣＣＤ３、およびＮＤフィルタ４が示されている。アイリス２は、レンズ１の絞り径を変化させることによって被写体光の光量を調整するものであり、ＮＤフィルタ４は、フィルタによって透過する被写体光の光量を調整するものである。
【０００８】
図１（Ａ）には、アイリス２が開放されたときの、レンズ１の合焦位置が示されており、図１（Ｂ）には、アイリス２が絞られたときの、レンズ１の合焦位置が示されている。アイリス２を絞ると、図１の左側のレンズ１＿１の外側部分を透過する被写体光がアイリス２によって遮られ、レンズ１＿１の中央部分を透過する被写体光のみが、右側のレンズ１＿２を通過してＣＣＤ３に達するため、アイリス２が開放された場合と比べて、レンズ１の合焦位置がＣＣＤ３から遠ざかる側（Ｎｅａｒ側）にずれる。
【０００９】
また、図１（Ｃ）に示すように、例えば、ＮＤフィルタ４が抜き取られたときには、被写体光が位置Ｐ0で結像されるが、ＮＤフィルタ４が挿入されることによって被写体光の光路長が変化し、結像位置が位置Ｐ1に移動する。
【００１０】
このように、絞りを開放して（ＮＤフィルタの場合には、ＮＤフィルタを抜き取って）合焦位置を検出し、撮影時にレンズの絞りを変えると合焦位置がずれてしまい、そのまま撮影を行うと撮影画像の画質が劣化してしまうという問題がある。
【００１１】
この問題に関し、特許文献１には、レンズを細かく前後駆動させながら、所定の駆動範囲内でレンズを光軸方向に駆動させる撮影装置において、そのレンズの前後駆動における振幅を絞り値に応じて変化させることによって、絞り値が小さい場合であっても精度良く合焦位置を検出する技術について記載されている。この技術を適用することによって、絞りを開放させなくても精度良く合焦位置が検出されるため、合焦位置検出時と撮影時とで絞りを変更する必要がなく、撮影画像の画質が劣化してしまう不具合が回避される。
【特許文献１】特開平６−１３３２０５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に記載された技術では、Ｎｅａｒ位置からＦａｒ位置までの間で細かくレンズを駆動させながら逐一コントラストを検出する必要があり、合焦位置検出処理に時間がかかってしまうという問題がある。また、撮影者が撮影時に絞りを変えてしまったときには、結局は合焦位置検出処理をやり直さなければならず、二度手間になってしまうという問題もある。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑み、被写体に高速に精度良くピントを合わせることができる撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の第１の撮影装置は、被写体を撮像素子上に結像させて画像信号を生成することにより撮影を行う撮影装置において、
撮像素子上に結像される被写体像の光量を少なくとも２段階に調整する絞りを制御する絞り制御部と、
焦点調整用の光学部材を駆動する光学部材駆動部と、
光学部材を駆動している間の、撮像素子で得られる画像信号に基づいて、撮像素子上に結像される画像信号のコントラストを繰り返し検出することにより合焦駆動状態を検出する合焦検出部と、
合焦検出部による合焦駆動状態の検出にあたり、光学部材駆動部に、光学部材を、絞り制御部により制御された絞り値に応じた駆動範囲内で駆動させるとともに、撮影にあたり、光学部材駆動部に、光学部材を、合焦検出部で検出された合焦駆動状態に駆動させる駆動制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、本発明にいう「光学部材の駆動」とは、例えば、光学部材が通常のレンズなどの場合には、レンズを光軸方向に移動させる動作をいう。また、近年では、容器に収容された液体に電圧を印加し、その液面の形状等を変化させることによって光の屈折率を調節する液体レンズが開発されている。光学部材が液体レンズなどの場合には、本発明にいう「光学部材の駆動」とは、通常のレンズを光軸方向に移動させるのと等価な作用を行わせるように、液体に電圧を印加して液面の形状を変化させる動作などをいう。
【００１６】
上述したように、アイリスやＮＤフィルタなどによって絞り値が変化されると、その絞り値の変化に応じた分だけ光学部材の合焦駆動状態がずれる。この絞り値に応じたずれに相当する範囲を省いた駆動範囲内で光学部材を駆動させることによって、合焦駆動状態の検出精度を劣化させずに効率よく合焦駆動状態を検出することができる。
【００１７】
また、上記目的を達成する本発明の第２の撮影装置は、被写体を撮像素子上に結像させて画像信号を生成することにより撮影を行う撮影装置において、
撮像素子上に結像される被写体像の光量を少なくとも２段階に調整する絞りを制御する絞り制御部と、
焦点調整用の光学部材を駆動する光学部材駆動部と、
光学部材を駆動している間の、撮像素子で得られる画像信号に基づいて、撮像素子上に結像される画像信号のコントラストを繰り返し検出することにより合焦駆動状態を検出する合焦検出部と、
絞り制御部により、撮影時の絞り値が合焦検出部による合焦駆動状態検出時における絞り値とは異なる絞り値に制御されている場合に、撮影にあたり、光学部材駆動部に、光学部材を、合焦検出部で検出された合焦駆動状態が合焦駆動状態検出時における絞り値と撮影時の絞り値との相違に応じた補正量だけ補正されてなる補正合焦駆動状態に駆動させる駆動制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
例えば、合焦駆動状態検出時は、被写体光の光量が増加するように絞りを調整し、撮影時に絞りが変更されたときには、その絞りの相違に応じた補正量だけ補正した補正合焦駆動状態に駆動させて撮影を行うことによって、画像信号のコントラストのピークが明確に現れて精度良く合焦駆動状態が検出されるとともに、鮮明で高画質な撮影画像を効率的に取得することができる。
【００１９】
また、本発明の撮影装置において、上記絞りが、絞り径を少なくとも２段階に変化させる絞りであることが好ましい。
【００２０】
絞りによって絞り径を変化させると合焦駆動状態がずれるが、上記の第１および第２の撮影装置に適用されることによって、被写体に高速に精度良くピントが合わせられる。
【００２１】
また、本発明の撮影装置において、上記絞りが、ＮＤフィルタの挿抜により絞りを通る被写体光の光量を少なくとも２段階に変化させる絞りであってもよい。
【００２２】
ＮＤフィルタを挿抜したときにも、光学部材を通過する被写体光の光路長が変化して合焦駆動状態がずれる。このようなＮＤフィルタが設けられた絞りが上記の第１および第２の撮影装置に適用されることによって、被写体に高速に精度良くピントが合わせられる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被写体に高速に精度良くピントを合わせることができる撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラの外観図である。
【００２６】
デジタルカメラ１００の正面には、外観上、撮影画角を変更するズームレンズや被写体に焦点を合わせるフォーカスレンズなどで構成される撮影レンズ１０１、撮影者が被写体の位置などを定めるために覗くファインダ１０２、撮影時に押されるシャッタボタン１０５、シャッタボタン１０５の押下に同期して発光する閃光発光装置１０３、スライド式の電源ボタン１０４が備えられている。
【００２７】
図３は、デジタルカメラ１００のブロック図である。
【００２８】
デジタルカメラ１００には、ズームレンズ１１１、ズーム用モータドライバ１１１ａ、フォーカスレンズ１１２、フォーカス用モータドライバ１１２ａ、アイリス１１３、アイリス用モータドライバ１１３ａ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）１１４、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｅｇｉｔａｌ）変換部１１５、画像入力コントローラ１１６、画像信号処理部１１７、圧縮処理部１１８、ビデオエンコーダ１１９、ＣＰＵ１２０、ＡＥ検出部１２１、ＡＦ検出部１２２、メモリ１２３、メディアコントローラ１２４、シャッタスイッチ１２５、および画像表示装置１３０が具備されており、さらに、記録メディア１４０が接続されている。デジタルカメラ１００の内部には、これらの他にも、シャッタや各種スイッチなどが備えられているが、これらは、本発明の主題とは無関係であるので図示を省略する。
【００２９】
尚、本来、デジタルカメラなどといった撮影装置には複数のレンズが配備され、それら複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズがピント調節に大きく関与し、各レンズの相対位置が焦点距離に関与するが、この図３では、それらの複数のレンズのうち、焦点距離の調節に係わるレンズをズームレンズ１１１として模式的に示しており、同じくピントの調節に係わるレンズをフォーカスレンズ１１２として模式的に示している。
【００３０】
ズームレンズ１１１は、焦点距離の調節が可能なレンズである。ズームレンズ１１１にはモータが取り付けられており、そのモータはズーム用モータドライバ１１１ａによって駆動される。ズームレンズ１１１のレンズ位置が調整されることによって、望遠撮影、および広角撮影が行われる。
【００３１】
また、フォーカスレンズ１１２は、被写体に焦点を合わせるためのレンズである。フォーカスレンズ１１２にも、ズームレンズ１１１と同様に、フォーカス用モータドライバ１１２ａによって駆動されるモータが取り付けられている。フォーカス用モータドライバ１１２ａは、ＣＰＵ１２０から、フォーカスレンズ１１２を光軸方向に移動させる指示や、フォーカスレンズ１１２を合焦位置に向かわせるための合焦位置の指示などを受け、それらの指示に従った指示信号をモータに与えてフォーカスレンズ１１２を移動させる。フォーカスレンズ１１２は、本発明にいう光学部材の一例にあたり、モータとフォーカス用モータドライバ１１２ａを合わせたものは、本発明の撮影装置における光学部材駆動部の一例に相当する。
【００３２】
アイリス１１３は、絞り径を変化させることによって、ＣＣＤ１１４で受光される被写体光の光量を調整する。ＣＰＵ１２０からの指示によって、アイリス用モータドライバ１１３ａがアイリス１１３にとりつけられたモータを駆動すると、アイリス１１３の絞り径が指定された絞り値に応じた大きさに設定される。このアイリス用モータドライバ１１３ａとモータとを合わせたものは、本発明の撮影装置における絞り制御部の一例に相当する。また、アイリス１１３は、本発明にいう絞りの一例にあたるとともに、本発明にいう「絞り径を少なくとも２段階に変化させる絞り」の一例に相当する。
【００３３】
ＣＣＤ１１４は、図２の撮影レンズ１０１を通ってきた被写体光を受光して、被写体光に基づく被写体像を、アナログ信号である被写体信号として読み取る。この被写体信号は、所定のタイミングごと、あるいは図２のシャッタボタン１０５が押されたときにＡ／Ｄ変換部１１５に出力される。このＣＣＤ１１４は、本発明にいう撮像素子の一例に相当する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部１１５は、被写体信号をデジタルデータである画像データに変換する。画像入力コントローラ１１６は、画像データの出力先を制御する。デジタルカメラ１００は、フォーカスレンズ１１２の合焦位置を検出する合焦位置検出処理や、被写体の明るさを測定するＡＥ処理や、スルー画像表示のために、本撮影の前にも画像データを生成する。この本撮影の前に生成される画像データは、解像度が低い一時的なデータであり、ＡＥ検出部１２１、ＡＦ検出部１２２、および画像表示装置１３０に送られる。
【００３５】
ＡＥ検出部１１４は、画像入力コントローラ１１６から送られてきた解像度の低い低解像度データに基づいて、被写体の明るさを測定する。測定結果はＣＰＵ１２０に伝えられる。
【００３６】
ＡＦ検出部１２２は、低解像度データに基づいて、撮影画像のコントラストを検出する。検出されたコントラストはＣＰＵ１２０に送られる。
【００３７】
ＣＰＵ１２０は、図３に示すデジタルカメラ１００の各種要素を制御する。また、ＣＰＵ１２０は、ＡＥ検出部１１４で測定された被写体の明るさに基づいてシャッタスピードや絞り値を決定するとともに、ＡＦ検出部１２２で検出されたコントラストに基づいて、フォーカスレンズ１１２の合焦位置を決定する。ＡＦ検出部１２２とＣＰＵ１２０とを合わせたものは、本発明の撮影装置における合焦検出部の一例に相当し、ＣＰＵ１２０は、本発明の撮影装置における駆動制御部の一例に相当する。
【００３８】
ＡＥ検出部１２１やＡＦ検出部１２２で使用される低解像度データは、スルー画像として画像表示装置１３０に表示される。
【００３９】
また、本撮影時に生成される解像度の高い撮影画像データは、メモリ１２３に送られる。画像信号処理部１１７は、本撮影時に生成された撮影画像データにＲＧＢレベルの調節、ガンマ調整などといった各種画像処理を施し、圧縮処理部１１８は、画像処理が施された撮影画像データに圧縮処理を施す。ビデオエンコーダ１１９は、ＣＰＵ１２０からの指示に従い、圧縮された撮影画像データを画像表示装置１３０で表示できるデータの形式に変換する。変換後の撮影画像データは、画像表示装置１３０に送られ、画像表示装置１３０では、撮影画像データが表す撮影画像が表示される。メディアコントローラ１２４は、記録メディア１４０への撮影画像データの記録や読み出しを制御する。画像表示装置１３０はメニュー画面やスルー画像や撮影画像を表示させるためのものである。また、記録メディア１４０は、撮影画像データを記録しておく記録媒体である。
【００４０】
本実施形態のデジタルカメラ１００は、基本的には以上のように構成されている。
【００４１】
ここで、デジタルカメラ１００における、本発明の一実施形態としての特徴は、被写体にピントを合わせる合焦動作にあり、以下、この合焦動作について説明する。
【００４２】
図４は、合焦位置を検出し、本撮影を行う一連の処理を示すフローチャートである。
【００４３】
撮影者によって、図２に示す電源ボタン１０４が入れられると、デジタルカメラ１００の内部では、ＣＣＤ１１４において、所定タイミングごと（本実施形態においては、所定周波数のクロックに同期して発信されるパルス信号ごと）に被写体光が粗く読み取られ、低解像度データが生成される。生成された低解像度データは、画像表示装置１３０にスルー画像として表示される。
【００４４】
また、低解像度データは、ＡＥ検出部１２１およびＡＦ検出部１２２にも送られる。
【００４５】
ＡＥ検出部１２１では、低解像度データに基づいて被写体の明るさが検出され、その明るさの情報がＣＰＵ１２０に伝えられる。ＣＰＵ１２０では、ＡＥ検出部１２１で検出された明るさの情報に基づき、所定のプログラム線図に従って、シャッタスピードと絞り値とが選択される（図４のステップＳ１１）。選択された絞り値はアイリス用モータドライバ１１３ａに伝えられ、アイリス１１３の絞り径が選択された絞り値に応じた大きさに調整される。
【００４６】
続いて、合焦位置検出のための、フォーカスレンズ１１２の駆動範囲が取得される（図４のステップＳ１２）。
【００４７】
図５は、レンズを光軸方向に移動させたときの、コントラストの変化の例を示す図である。
【００４８】
ここでは、レンズが、遠くの被写体に焦点を合わせるＦａｒ位置から近くの被写体に焦点を合わせるＮｅａｒ位置までの駆動可能範囲内で移動されて、各移動ステップごとに撮影信号のコントラストが取得されるものとする。図５では、横軸にレンズの移動ステップ数、縦軸に撮影信号のコントラスト値が対応付けられている。グラフＬ1はアイリス１１３が絞り値Ｆ２．８に設定されたときのコントラスト変化の例を示しており、グラフＬ2はアイリス１１３が絞り値Ｆ８に設定されたときのコントラスト変化の例を示している。
【００４９】
レンズ位置が合焦位置に近づくほど、被写体のコントラストは大きくなるため、フォーカスレンズ１１２を光軸方向に移動させていくと、通常は、コントラストは山なりに変化していく。また、アイリス１１３が開放されたときには、図５のグラフＬ1に示すように、コントラストのピークＰ＿１（レンズ位置Ｓ1）がＦａｒ側に現れるが、アイリス１１３が絞られたときには、図５のグラフＬ2に示すように、コントラストのピークＰ＿２（レンズ位置Ｓ2）がＮｅａｒ側にずれる。したがって、アイリス１１３が開放されたときには、Ｆａｒ位置からＮｅａｒ位置までの駆動可能範囲のうちのＮｅａｒ側を省いた駆動範囲内（Ｆａｒ側よりの範囲）で合焦位置を検出すればよく、逆に、アイリス１１３が絞られたときには、アイリス１１３が開放されたときの駆動範囲よりもＮｅａｒ側にずれた駆動範囲内で合焦位置を検出すればよい。本実施形態のデジタルカメラ１００では、メモリ１２３に、絞り値と、フォーカスレンズ１１２の駆動範囲との対応関係が予め記憶されている。
【００５０】
表１は、メモリ１２３に記憶された対応関係を示す表である。
【００５１】
【表１】
2006113293.tif 000003
【００５２】
この例では、フォーカスレンズ１１２を光軸方向に０ステップから１２０ステップまで駆動可能であり、絞り値がＦ２．８のときには、駆動可能範囲のうちのＮｅａｒ側を省いた範囲（５ステップから１００ステップまで）、絞り値がＦ８のときには、絞り値Ｆ２．８における範囲よりもＮｅａｒ側にずれた範囲（２２ステップから１１８ステップまで）が駆動範囲として設定されている。
【００５３】
ＣＰＵ１２０は、メモリ１２３に記憶されている対応関係において、選択した絞り値に対応する駆動範囲を取得する。
【００５４】
駆動範囲が取得されると、合焦位置検出処理が開始される（図４のステップＳ１３）。
【００５５】
まず、ＣＰＵ１２０からフォーカス用モータドライバ１１２ａに駆動範囲が伝えられる。フォーカス用モータドライバ１１２ａは、フォーカスレンズ１１２に取り付けられたモータを駆動して、フォーカスレンズ１１２を駆動範囲のうちの最もＦａｒ側（ＣＣＤ１１４に近い側）のスタート位置に移動させる。例えば、絞り値がＦ２．８のときには、レンズ位置が５ステップ目に移動され、絞り値がＦ８のときには、レンズ位置が２２ステップ目に移動される。
【００５６】
フォーカスレンズ１１２がスタート位置に移動されると、そのスタート位置における被写体のコントラストが取得される。すなわち、ＣＣＤ１１４において被写体光が粗く読み取られて被写体信号が生成され、Ａ／Ｄ変換部１１５で被写体信号がデジタル信号である低解像度データに変換される。この低解像度データは、画像入力コントローラ１１６に送られ、さらに、ＡＦ検出部１２２に送られる。
【００５７】
ＡＦ検出部１２２では、低解像度データに基づいてコントラストが検出され、検出されたコントラストは、ＣＰＵ１２０に送られる。
【００５８】
メモリ１２３には、コントラストが増加して最大値に達し、その後減少していくときに、その最大値が山なりのピークであると判定するための差分閾値が予め用意されている。ＣＰＵ１２０は、ＡＦ検出部１２２で検出されたコントラストが、それまでに検出されたコントラストの最大値から差分閾値以上減少したか否かが判定される。ここでは、フォーカスレンズ１１２がスタート位置にあり、コントラストの取得が初めて行われたので、コントラストの比較は行われずに、今回検出されたコントラストが暫定的な最大値としてメモリ１２３に保存される。
【００５９】
以下、同様にして、フォーカスレンズ１１２が１ステップだけＮｅａｒ側に移動され、ＣＣＤ１１４で被写体光が粗く読み取られて、ＡＦ検出部１２２でコントラストの検出が行われ、ＣＰＵ１２０で検出されたコントラストとコントラストの最大値との比較が行われる一連の処理が繰り返し行われる。この一連の処理は、ＣＰＵ１２０で、ＡＦ検出部１２２で検出されたコントラストが、前回までのコントラストの最大値から差分閾値以上減少したことが判定され、その最大値が山なりのピークであることが判定されるか、フォーカスレンズ１１２がＣＰＵ１２０から伝えられた駆動範囲のうちの最もＮｅａｒ側のレンズ位置まで移動された時点で終了される。
【００６０】
例えば、絞り値がＦ２．８の場合、グラフＬ1に示すピークＰ＿１を検出するためには、図５（Ａ）に示す従来のデジタルカメラの駆動範囲では、０ステップから（Ｓ1＋α）ステップまでの間でフォーカスレンズ１１２を駆動する必要があるが、本実施形態のデジタルカメラ１００では、図５（Ｂ）に示すように、５ステップから（Ｓ1＋α）ステップまでの間でフォーカスレンズ１１２を駆動すればよく、合焦位置検出処理を高速化することができる。また、絞り値がＦ８の場合には、ピークＰ＿１の位置がＮｅａｒ側にずれるが、本実施形態のデジタルカメラ１００では、図５（Ｃ）に示すように、絞り値Ｆ２．８のときの駆動範囲（５ステップから１００ステップ）よりもＮｅａｒ側の範囲（２２ステップから１１８ステップまで）でフォーカスレンズ１１２が駆動されるため、ピークＰ＿２を効率よく高精度に検出することができる。
【００６１】
ＣＰＵ１２０でコントラストのピーク値が判定されると、そのピーク値におけるフォーカスレンズ１１２のレンズ位置が合焦位置に決定される。また、駆動範囲内でフォーカスレンズ１１２を駆動しても、コントラストのピークが取得されなかったときには、予め決められたパンフォーカス位置などが合焦位置に決定される。
【００６２】
合焦位置が決定されると、ＣＰＵ１２０はフォーカス用モータドライバ１１２ａに合焦位置の情報を伝える。モータドライバ１１２ａは、モータに駆動信号を伝え、フォーカスレンズ１１２が合焦位置に移動される（図４のステップＳ１４）。
【００６３】
フォーカスレンズ１１２が合焦位置に移動されると、本撮影が行われる（図４のステップＳ１５）。本撮影においては、ＣＣＤ１１４で受光された被写体光に基づいて、解像度の高い撮影画像データが取得される。解像度の高い撮影画像データは、圧縮処理などといった各種処理が施され、メディアコントローラ１２４を経由して記録メディア１４０に記録される。
【００６４】
このように、本実施形態のデジタルカメラ１００によると、絞りに応じた駆動範囲のみフォーカスレンズ１１２が駆動されるため、高速に、かつ高精度に合焦位置が検出される。このデジタルカメラ１００では、合焦位置を検出する前に絞り値が選択されるため、ムービーなどを撮影する際に好適である。
【００６５】
ここで、上記では、絞りとして、絞り径を変化させることによって被写体光の光量を調整するアイリスを適用する例について説明したが、本発明の撮影装置における絞りは、ＮＤフィルタによって被写体光の光量を調整するものであってもよい。
【００６６】
図６は、ＮＤフィルタが適用されたデジタルカメラ１００´のブロック図である。
【００６７】
尚、図６に示すデジタルカメラ１００´は、図３に示すデジタルカメラ１００とほぼ同様の構成を有するため、同じ要素には同じ符号を付して説明を省略し、それらの相違点についてのみ説明する。
【００６８】
図６に示すデジタルカメラ１００´は、図３に示すアイリス１１３に替えてＮＤフィルタ１１３´が備えられている。ＣＰＵ１２０から指示に従って、ＮＤフィルタ用モータドライバ１１３ａ´がＮＤフィルタ１１３´に取り付けられたモータを駆動し、ＮＤフィルタ１１３´を被写体光の光路上から挿抜させることによって、被写体光の光量を調整する。ＮＤフィルタ１１３´に取り付けられたモータと、ＮＤフィルタ用モータドライバ１１３ａ´を合わせたものは、本発明の撮影装置における絞り制御部の一例に相当する。また、ＮＤフィルタ１１３´は、本発明にいうＮＤフィルタの一例に相当する。
【００６９】
このＮＤフィルタ１１３´は、図３に示すアイリス１１３と比べて安価であるとともに制御が容易であり、ＮＤフィルタ１１３´がデジタルカメラ１００´に適用されることによって、デジタルカメラ１００´の製造コストを抑え、手軽に撮影を行うことができる。
【００７０】
以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態のデジタルカメラは、図３に示す第１実施形態のデジタルカメラ１００と同様の構成を有するため、図３を第２実施形態の説明でも転用し、それらの相違点についてのみ説明する。
【００７１】
図７は、第２実施形態のデジタルカメラ１００において、合焦位置検出後に本撮影を行う一連の処理を示すフローチャートである。
【００７２】
本実施形態においては、コントラストの山なりのピークを明確にさせて、合焦位置を精度良く検出するために、合焦位置検出時にはアイリス１１３を開放し、本撮影時にアイリス１１３を絞って被写体光の光量を減少させる。
【００７３】
撮影者によって、図２に示す電源ボタン１０４が入れられると、ＣＰＵ１２０からアイリス用モータドライバ１１３ａに指示が与えられて、アイリス１１３が開放される。さらに、ＣＣＤ１１４において、所定タイミングごとに被写体光が粗く読み取られ、低解像度データが生成される。生成された低解像度データは、画像表示装置１３０にスルー画像として表示されるとともに、ＡＥ検出部１２１およびＡＦ検出部１２２に送られる。
【００７４】
続いて、ＣＰＵ１２０からフォーカス用モータドライバ１１２ａに指示が与えられ、フォーカス用モータドライバ１１２ａは、フォーカスレンズ１１２を所定のスタート位置に移動させる。その後、フォーカスレンズ１１２を所定の駆動範囲内で光軸方向に移動させながら、ＡＦ検出部１２２でコントラストが検出され、図４のステップＳ１３と同様な合焦位置検出処理が行われる（図７のステップＳ２１）。
【００７５】
また、ＡＥ検出部１２１では、低解像度データに基づいて被写体の明るさが検出され、その明るさの情報がＣＰＵ１２０に伝えられる。ＣＰＵ１２０では、ＡＥ検出部１２１で検出された明るさの情報に基づき、所定のプログラム線図に従って、シャッタスピードと絞り値とが選択される（図７のステップＳ２２）。ここで、絞り値が変更されず、アイリス１１３が開放されて撮影が行われる場合には（図７のステップＳ２２：Ｎｏ）、ＣＰＵ１２０は、ステップＳ２１で検出された合焦位置をフォーカス用モータドライバ１１２ａに伝える。フォーカス用モータドライバ１１２ａは、モータに駆動信号を伝え、フォーカスレンズ１１２が合焦位置に移動される（図７のステップＳ２３）。
【００７６】
また、合焦位置検出時の絞り値（開放状態）とは異なる絞り値が選択されたときには（図７のステップＳ２２：Ｙｅｓ）、その絞り値に応じてアイリス１１３の絞り径が調整される。さらに、絞り値の変更量に基づいて、合焦位置が補正される（図７のステップＳ２４）。
【００７７】
図８は、レンズを光軸方向に移動させたときの、コントラストの変化の例を示す図である。
【００７８】
アイリス１１３が開放された場合には、グラフＬ3に示すように、フォーカスレンズ１１２がレンズ位置Ｓ3のときにコントラストがピークＰ＿３に達し、このレンズ位置Ｓ3が合焦位置となる。しかし、図１（Ｃ）に示すように、本撮影時にアイリス１１３の絞り値を変更すると、コントラストのピークＰ＿４がＮｅａｒ側にずれるため、合焦位置Ｓ3を補正量Ｓだけ補正する必要がある。この補正量Ｓは、絞り値の変更量に応じて異なり、本実施形態では、絞り値の変更量と、補正量Ｓとの対応関係がメモリ１２３に予め保存されている。
【００７９】
表２は、メモリ１２３に記憶された対応関係を示す表である。
【００８０】
【表２】
2006113293.tif 000004
【００８１】
この例では、合焦位置検出時の絞り値と、撮影時の絞り値と、補正量Ｓとが対応付けられている。合焦位置検出時の絞り値と、本撮影用の絞り値との差が増加するほど、補正量Ｓが増加する。
【００８２】
ＣＰＵ１２０は、メモリ１２３に記憶されている対応関係において、合焦位置検出時、および本撮影時に撮影者によって選択された絞り値に対応する補正量Ｓを取得する。補正後の合焦位置Ｓ4は、ステップＳ２１で検出された合焦位置Ｓ3＋補正量Ｓで算出される（図７のステップＳ２４）。
【００８３】
ＣＰＵ１２０は、算出した補正合焦位置Ｓ4をフォーカス用モータドライバ１１２ａに伝える。フォーカス用モータドライバ１１２ａは、フォーカスレンズ１１２を補正度合焦位置Ｓ4に移動させる（図７のステップＳ２５）。
【００８４】
フォーカスレンズ１１２が補正合焦位置Ｓ4に移動されると、撮影者によって図２に示すシャッタボタン１０５が押下され、図４のステップＳ１５と同様にして本撮影が行われる（図７のステップＳ２６）。
【００８５】
このように、本実施形態のデジタルカメラ１００によると、合焦位置検出時と本撮影時とで絞り値を変更した場合であっても、高速、かつ精度良く被写体にピントを合わせて撮影を行うことができる。本実施形態のデジタルカメラ１００は、静止画を撮影する場合などに好適である。
【００８６】
尚、この第２実施形態のデジタルカメラにおいても、アイリス１１３の替わりにＮＤフィルタが用いられてもよい。
【００８７】
ここで、上記では、固体撮像素子で読み取られた被写体像に基づく撮影画像データを記録するデジタルカメラについて説明したが、本発明の撮影装置は、被写体のコントラストに基づいて合焦位置を決定する合焦検出部を備えたものであれば、カメラ付き携帯電話や、デジタルカメラと銀塩カメラとの複合機などであってもよい。
【００８８】
また、上記では、本発明にいう撮像素子としてＣＣＤを適用する例について説明したが、本発明にいう撮像素子は、ＭＯＳなどであってもよい。
【００８９】
また、近年では、容器に収容された液体に電圧を印加し、その液面の形状等を変化させることによって光の屈折率を調節する液体レンズが開発されている。上記では、本発明にいう光学部材として通常のレンズを用いる例について説明したが、本発明にいう光学部材は、液体レンズなどであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】レンズの合焦位置を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラの外観図である。
【図３】図３は、デジタルカメラ１００のブロック図である。
【図４】合焦動作における一連の処理を示すフローチャートである。
【図５】レンズを光軸方向に移動させたときの、コントラストの変化の例を示す図である。
【図６】ＮＤフィルタが適用されたデジタルカメラ１００´のブロック図である。
【図７】第２実施形態のデジタルカメラにおいて、合焦位置検出後に本撮影を行う一連の処理を示すフローチャートである。
【図８】レンズを光軸方向に移動させたときの、コントラストの変化の例を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１    レンズ
２    アイリス
３    ＣＣＤ
４    ＮＤフィルタ
１００，１００´    デジタルカメラ
１０１    撮影レンズ
１０２    ファインダ
１０３    閃光発光装置
１０４    電源ボタン
１０５    シャッタボタン
１１１    ズームレンズ
１１１ａ    ズーム用モータドライバ
１１２    フォーカスレンズ
１１２ａ    フォーカス用モータドライバ
１１３    アイリス
１１３ａ    アイリス用モータドライバ
１１３´    ＮＤフィルタ
１１３ａ´    ＮＤフィルタ用ドライバ
１１４    ＣＣＤ
１１５    Ａ／Ｄ変換部
１１６    画像入力コントローラ
１１７    画像信号処理部
１１８    圧縮処理部
１１９    ビデオエンコーダ
１２０    ＣＰＵ
１２１    ＡＥ検出部
１２２    ＡＦ検出部
１２３    メモリ
１２４    メディアコントローラ
１２５    シャッタスイッチ
１３０    画像表示装置
１４０    記録メディア
【図１】
2006113293.tif 000005
【図２】
2006113293.tif 000006
【図３】
2006113293.tif 000007
【図４】
2006113293.tif 000008
【図５】
2006113293.tif 000009
【図６】
2006113293.tif 000010
【図７】
2006113293.tif 000011
【図８】
2006113293.tif 000012