(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像素子と、
フォーカスレンズを備え、前記被写体像の光を前記撮像素子に導くための撮像光学系と、
前記撮像素子に入射する光に含まれる赤外光成分を除去する赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上に位置させて撮像を行う可視光モードと、前記赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上から退避させて撮像を行う赤外光モードとを切り替えるモード切り替え手段と、
前記撮像素子から得られる出力信号に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うオートフォーカス手段と、
撮影者によるフォーカス操作部の操作に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるマニュアルフォーカス手段と、
前記オートフォーカス手段と前記マニュアルフォーカス手段を切り替える切り替え手段と、
前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態における、前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段と、
前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態から前記赤外光モードに切り替えられた場合に、前記オートフォーカス手段により焦点調節を行い、前記赤外光モードから再び前記可視光モードに切り替えられた場合に、前記記憶手段に記憶されている前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記フォーカスレンズの位置に、前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体像を撮像する撮像素子と、
変倍率を変更するズームレンズと、フォーカスレンズとを備え、前記被写体像の光を前記撮像素子に導くための撮像光学系と、
前記撮像素子に入射する光に含まれる赤外光成分を除去する赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上に位置させて撮像を行う可視光モードと、前記赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上から退避させて撮像を行う赤外光モードとを切り替えるモード切り替え手段と、
前記撮像素子から得られる出力信号に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うオートフォーカス手段と、
撮影者によるフォーカス操作部の操作に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるマニュアルフォーカス手段と、
前記オートフォーカス手段と前記マニュアルフォーカス手段を切り替える切り替え手段と、
前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態における、前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段と、
前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態から前記赤外光モードに切り替えられた場合に、前記オートフォーカス手段により焦点調節を行い、前記赤外光モードから再び前記可視光モードに切り替えられた場合に、前記記憶手段に記憶されている前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記フォーカスレンズの位置に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、を備え、
前記記憶手段は、前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態における、前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記ズームレンズの位置を記憶し、
前記制御手段は、前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられた後、再び前記可視光モードに切り替えられた場合に、前記可視光モードに切り替えられた際の前記ズームレンズの位置が前記記憶手段に記憶されている前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおけるズームレンズの位置と異なっている場合には、前記記憶手段に記憶されている前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおけるズームレンズの位置、前記記憶手段に記憶されている前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおけるフォーカスレンズの位置、および前記可視光モードに切り替えられた際の前記ズームレンズの位置に基づいて、前記ズームレンズの位置の変化による被写体像のピント位置の変化を補正するためのフォーカスレンズの補正位置を取得し、当該取得されたフォーカスレンズの補正位置に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記撮像光学系における１つ以上の被写体距離に対する前記ズームレンズの位置と前記被写体距離に合焦する前記フォーカスレンズの位置との関係を示す電子カム軌跡情報を記憶する電子カム軌跡記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されているズームレンズの位置と前記記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの位置に対応する電子カム軌跡を特定し、前記特定された電子カム軌跡上で前記可視光モードに切り替えられた際の前記ズームレンズの位置に対応する前記フォーカスレンズの位置を取得することにより、前記フォーカスレンズの補正位置を得ることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態から前記赤外光モードに切り替えられた場合に、前記オートフォーカス手段により前記フォーカスレンズを移動させた後に、前記マニュアルフォーカス手段によって撮影者による前記フォーカス操作部の操作に基づく前記フォーカスレンズの移動が行われる状態に移行させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記撮像装置の電源遮断時におけるモードの情報を記憶し、
前記制御手段は、前記可視光モードにおいて前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態で前記撮像装置の電源が遮断され、前記赤外光モードへの切り替えがなされた後に前記撮像装置の電源が再び投入された場合、前記記憶手段に記憶されている電源遮断時のモード情報に基づいて前記可視光モードから前記赤外光モードへの切り替えがなされたと判別し、前記オートフォーカス手段による前記フォーカスレンズの移動を行わせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記記憶手段は、前記撮像装置の電源遮断時における前記フォーカスレンズの位置を記憶し、
前記制御手段は、前記可視光モードにおいて前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態で前記赤外光モードへの切替がなされ、前記撮像装置の電源が遮断され、さらに前記可視光モードへの切替がなされた後に前記撮像装置の電源が投入された場合、前記記憶手段に記憶されている電源遮断時のモード情報および前記フォーカスレンズの位置情報に基づいて、前記フォーカスレンズの移動を行わせることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記赤外光除去フィルタが前記撮像光学系の光路上に位置する場合と光路上から退避している場合とのピント位置のずれを補正するための情報を記憶し、
前記制御手段は、前記可視光モードにおいて前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態から、前記赤外光モードへの切替がなされた場合に、前記記憶手段に記憶されている前記ピント位置のずれを補正するための情報に基づいて前記フォーカスレンズの位置を補正した後に、前記オートフォーカス手段による前記フォーカスレンズの移動を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、特に可視光の画像の撮影と赤外光の画像の撮影の両方が可能な撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にデジタルカメラやデジタルビデオカメラでは、撮像光学系から撮像素子に入光する光の成分から赤外光成分を除去するフィルタを備えている。これは撮像素子が赤外光成分にも感度を持っているために、赤外光成分が混じることで撮影された画像の色再現性が低下したり、収差により解像度が低下することを防止するためである。
【０００３】
一方で、可視光の光量が不十分な暗所での撮影を可能にするために、赤外光除去フィルタを撮像光学系の光路上に出し入れするフィルタ切り替え手段を設けた撮像装置が提案されている。これは、通常の可視光での撮影（以下、可視光撮影モード）では赤外光除去フィルタを光路上に入れて撮影を行う一方で、可視光が少ない暗所では赤外光除去フィルタを光路外に移動して、赤外光での撮影（以下、赤外光撮影モード）も可能としたものである。
【０００４】
ところで、このように赤外光除去フィルタを光路上に出し入れした場合、赤外光除去フィルタの有無により撮像光学系の焦点状態が変化する。このため、可視光撮影モードで被写体にピントを合わせた状態で、ピントを調節するためのフォーカスレンズ位置を固定したまま赤外光撮影モードに切り替えると、赤外光除去フィルタが光路外に移動した結果、被写体のピントがボケてしまう。
【０００５】
撮像装置においては、被写体像を合焦させる手段として、自動的に合焦制御を行うオートフォーカスモードと、撮影者が手動で合焦操作を行うマニュアルフォーカスモードの両方を備えていることが一般的である。撮像装置がオートフォーカスモードであれば、前記のように赤外光除去フィルタが光路外に移動しても自動的にピントを合わせる制御が行われる。一方、撮像装置がマニュアルフォーカスモードの場合には、被写体の合焦状態を維持するために、赤外光除去フィルタの有無による焦点状態の変化を相殺するようにフォーカスレンズ位置を補正する必要がある。
【０００６】
図８は、撮像光学系の変倍率を変化させるズームレンズを備えた撮像レンズにおいて、赤外光除去フィルタを光路上から光路外に移動した際の、フォーカスレンズ位置の補正量とズームレンズ位置の関係を示した図である。図でＬ１で示す曲線は、可視光のみの環境下でのフォーカスレンズ位置の補正量であり、図の左端がズームレンズの広角側の端位置、右端が望遠側の端位置を示している。一方、図でＬ２で示す曲線は、赤外光のみの環境下でのフォーカスレンズ位置の補正量であり、曲線Ｌ１とは大きく異なっている。可視光と赤外光の成分が混在した環境下では、補正量はＬ１とＬ２の中間の特性となる。このように可視光と赤外光の成分比により補正量が変化するのは、撮像光学系のレンズが持つ色収差の特性によるものである。
【０００７】
以上に述べたような、フォーカスレンズ位置の補正量が可視光と赤外光の成分比によって変化することに対して、撮影画像の３原色信号の比率から可視光環境か赤外光環境かを判別し、補正量を選択する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９８２０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年のデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置は、撮像素子の多画素化や動画のハイビジョン方式の普及などにより、撮影画像の高精細化が進んでいる。このためフォーカスレンズ位置のずれがわずかであっても、ピントのボケが目立ってしまう。
【００１０】
図８における、可視光環境と赤外光環境のフォーカスレンズ位置補正量の差は、ピントのボケが分かるフォーカスレンズ位置のずれ量に対して、数倍から十数倍の大きさとなっている。このため、上記の従来技術のように、３原色信号の比率から可視光環境か赤外光環境かを判別しただけでは、補正量の誤差が大きく、赤外光除去フィルタの有無による焦点状態の変化を十分に相殺することができない。この結果、可視光撮影モードで被写体にピントを合わせた状態でマニュアルフォーカスモードにすると、赤外光撮影モードに切り替えた際にフォーカスレンズ位置が正確に補正できず、ピントがボケてしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可視光撮影モードでマニュアルフォーカスモードを選択した状態で、赤外光撮影モードに切り替えても、画像の合焦状態を良好に保てるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係わる撮像装置は、被写体像を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを備え、前記被写体像の光を前記撮像素子に導くための撮像光学系と、前記撮像素子に入射する光に含まれる赤外光成分を除去する赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上に位置させて撮像を行う可視光モードと、前記赤外光除去フィルタを前記撮像光学系の光路上から退避させて撮像を行う赤外光モードとを切り替えるモード切り替え手段と、前記撮像素子から得られる出力信号に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うオートフォーカス手段と、撮影者によるフォーカス操作部の操作に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるマニュアルフォーカス手段と、前記オートフォーカス手段と前記マニュアルフォーカス手段を切り替える切り替え手段と、前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態における、前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段と、前記可視光モードで前記マニュアルフォーカス手段が選択されている状態から前記赤外光モードに切り替えられた場合に、前記オートフォーカス手段により焦点調節を行い、前記赤外光モードから再び前記可視光モードに切り替えられた場合に、前記記憶手段に記憶されている前記可視光モードから前記赤外光モードに切り替えられる前の前記可視光モードにおける前記フォーカスレンズの位置に、前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、可視光撮影モードでマニュアルフォーカスモードを選択した状態で、赤外光撮影モードに切り替えても、画像の合焦状態を良好に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態における可視光撮影モードから赤外光撮影モードへの切り替え処理を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施形態における赤外光撮影モードから可視光撮影モードへの切り替え処理を示すフローチャート。
【図４】リアフォーカスレンズシステムにおける電子カム軌跡の例を示す図。
【図５】フォーカスレンズ位置補正演算を示す図。
【図６】撮像装置の電源投入時の処理を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態における可視光撮影モードから赤外光撮影モードへの切り替え処理を示すフローチャート。
【図８】赤外光除去フィルタを光路外に移動した際の、フォーカスレンズ位置の補正量の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるビデオカメラ（撮像装置）の構成を示すブロック図である。図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ（以下ズームレンズ）、１０３は絞り、１０４は固定の第２群レンズ、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ（以下フォーカスレンズ）であり、これらによって入射した光を結像させる撮像光学系が構成される。１１８は赤外光成分を除去する赤外光除去フィルタであり、図示しない駆動機構により撮像光学系の光路外に退避可能になっている。１０６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子、１０７は撮像素子１０６の動作を制御し、かつ撮像素子１０６の出力をサンプリングする撮像素子制御回路である。１０８はカメラ信号処理回路で、撮像素子制御回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。１０９は表示手段であるモニタ装置で、カメラ信号処理回路１０８の出力信号が表示され撮影者が画像をモニタするために用いられるとともに、撮影者に対しカメラの状態や各種の警告などを表示する。１１３は記録装置で、カメラ信号処理回路１０８にて生成された映像信号を磁気テープ、光ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に記録する。
【００１７】
１１０はズームレンズ１０２を移動させるための駆動源であるモータ、１１１はフォーカスレンズ１０５を移動（位置調節）させるための駆動源であるモータであり、ステッピングモータや、直動式のボイスコイルモータなどが用いられる。１１５は絞り１０３の開口径を変化させるための駆動源であり、ステッピングモータや所謂ガルバノ方式のアクチュエータ等が用いられる。１１９は赤外光除去フィルタ１１８を撮像光学系の光路上に出し入れするための駆動源であるモータである。
【００１８】
以上の各駆動源は、後述するカメラマイコン１１４からの駆動命令によって制御される。なお、上述した各駆動源にて駆動されるレンズ、絞りおよびフィルタの位置は、図示しない位置検出手段により検出され、カメラマイコン１１４での各種制御に用いられる。位置検出手段としては、位置を検出するセンサを設けてもよく、駆動源としてステッピングモータを使用している場合であれば、ステッピングモータを駆動するための駆動パルス数をカメラマイコン１１４でカウントすることで位置を検出しても良い。
【００１９】
カメラマイコン１１４は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るマイクロコンピュータであり、本実施形態に関わる各種制御もこのマイコンにより実行される。
【００２０】
１１２はカメラ信号処理回路１０８で生成される映像信号から高周波成分を抽出して焦点信号を生成する焦点信号処理回路である。この焦点信号は、撮像された被写体像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は被写体像の焦点状態によって変化するので、結果的に被写体像の焦点状態を表す信号となる。ビデオカメラがオートフォーカス状態として制御されている場合には、この焦点信号を用いてカメラマイコン１１４にて公知の自動焦点制御処理が実行される。すなわち、焦点信号は、被写体像が合焦状態にあるときに最大となる性質があることを利用し、フォーカスレンズ１０５を移動させて焦点信号の変化を検出し、焦点信号が最大となる位置にフォーカスレンズ１０５を移動させる。これにより、被写体像を合焦させることができる。
【００２１】
１１６はＤＲＡＭやフラッシュＲＯＭなどで構成された記憶手段であるメモリであり、カメラマイコン１１４で行う処理のプログラムや、処理で用いるデータ、撮影モード情報などを記憶する。１１７は動作モード切替スイッチで、撮影者が可視光撮影モードと赤外光撮影モードとを切り替えるときに操作する。赤外光撮影モードが選択されている場合には、カメラマイコン１１４によりフィルタ駆動源１１９が制御され、赤外光除去フィルタ１１８が撮像光学系の光路外に移動されるとともに、撮像装置が赤外光撮影に適した撮影条件に設定される。一方、可視光撮影モードが選択されている場合には、赤外光除去フィルタ１１８が光路上に移動されるとともに、撮像装置が可視光撮影に適した撮影条件に設定される。なお、以上の説明では動作モード切替スイッチの切り替えに応じて、フィルタ駆動源１１９により赤外光除去フィルタ１１８が移動されていたが、以下のようにフィルタ移動手段と動作モード切り替え手段を共通部材とする構成としてもよい。すなわち、フィルタ駆動源１１９の代わりに手動で赤外光除去フィルタ１１８を光路上に出し入れするレバーなどを設け、撮影者がレバーを操作してフィルタを光路外に移動させる。そして、図示しないフィルタ位置検出手段にてフィルタの移動をカメラマイコン１１４で検知し、動作モードを赤外光撮影モードに切り替える。逆にレバー操作にてフィルタが光路上に移動された場合は、動作モードを可視光撮影モードに切り替える。このようにすれば、フィルタ駆動手段としてモータを設ける必要がなく、撮像装置の小型化やコストダウンを図ることができる。
【００２２】
１２０はオート／マニュアルフォーカス切り替えスイッチであり、撮影者がオートフォーカスモードまたはマニュアルフォーカスモードを選択するときに操作する。オートフォーカスモードが選択されている場合には、カメラマイコン１１４により上述した自動焦点制御処理が実行される。一方、マニュアルフォーカスモードが選択されている場合には、後述するマニュアルフォーカス操作手段を撮影者が操作することによってフォーカスレンズ１０５が駆動され、手動による焦点調節を行うことができる。なお、マニュアルフォーカスモードでは撮影者がマニュアルフォーカス操作を行わない限りフォーカスレンズは駆動されない。そのため、オートフォーカスモードで被写体像が合焦した後、撮影者がその状態を保持したい場合には、マニュアルフォーカスモードに切り替えることで自動焦点制御を停止させることができる。
【００２３】
１２１はマニュアルフォーカス操作部であり、マニュアルフォーカスモードが選択されている状態で撮影者が手動による焦点調節を行うときに操作する。焦点調節の方向として無限方向と至近方向が指定できるようになっており、無限方向に操作すると遠方の被写体に合焦する方向にフォーカスレンズ１０５が移動される。一方、至近方向に操作すると近くの被写体に合焦する方向にフォーカスレンズ１０５が移動される。操作手段としてはスイッチの他、回転操作されるリングやダイヤルでも良く、一般的にはリングやダイヤルの方がスイッチよりも微妙な焦点調節が可能である。
【００２４】
１２２は撮影者がズームの変倍率を変更するためのズーム操作部であり、スイッチやボリュームキー、リング等が用いられる。撮影者が広角（ワイド）方向に操作するとズームレンズ１０２が広角側に移動され、望遠（テレ）方向に操作するとズームレンズ１０２が望遠側に移動される。また、詳細は後述するが、変倍に伴う焦点面の移動を補正するため、フォーカスレンズ１０５もズームレンズ１０２の移動に伴って所定の軌跡を辿るよう移動される。
【００２５】
１２０から１２２の各スイッチや操作部の出力はカメラマイコン１１４に入力され、それぞれの機能に応じた制御処理がカメラマイコン１１４にて実行される。
【００２６】
次に、本実施形態の特徴である、動作モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードへ切り替わった際の焦点調節制御処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
図２において、Ｓｔｅｐ１０１では、ビデオカメラの可視光撮影モードで実行される各種カメラ制御処理が行われる。ここでの処理についての詳細の説明は省略する。次にＳｔｅｐ１０２、Ｓｔｅｐ１０３において、それぞれズームレンズおよびフォーカスレンズの位置を位置検出手段より読み込む。
【００２８】
次にＳｔｅｐ１０４にて、マニュアルフォーカスモードが選択されているかどうかを判定する。マニュアルフォーカスモードでないと判定された場合はＳｔｅｐ１０７に進む。一方、マニュアルフォーカスモードであると判定された場合は、Ｓｔｅｐ１０５、Ｓｔｅｐ１０６において、それぞれズームレンズの位置Ｚ１およびフォーカスレンズの位置Ｆ１をメモリ１１６にバックアップして記憶し、Ｓｔｅｐ１０７に進む。ここでバックアップされたズームレンズおよびフォーカスレンズの位置情報は、後述するように、撮影者の操作により赤外光撮影モードに切り替わった後、再び可視光撮影モードに切り替えられた際のフォーカスレンズの移動先を決定するために用いられる。
【００２９】
Ｓｔｅｐ１０７では、撮影者により赤外光撮影モードに切り替えられたかどうかを判定する。切り替えられていないと判定された場合は、Ｓｔｅｐ１０１に戻り、可視光撮影モードの処理を継続する。一方、赤外光撮影モードに切り替えられたと判定された場合は、Ｓｔｅｐ１０８に進み、可視光撮影モードでのマニュアルフォーカス／オートフォーカスの選択状態をバックアップする。そしてＳｔｅｐ１０９に進んでビデオカメラを赤外光撮影モードに切り替え、Ｓｔｅｐ１１０に進む。
【００３０】
Ｓｔｅｐ１１０からＳｔｅｐ１１２は本実施形態の特徴となる部分である。まずＳｔｅｐ１１０では、赤外光除去フィルタが光路外に移動した際の、フォーカスレンズ位置の補正量（位置補正量）を算出する。前述したように、可視光のみの環境下において赤外光除去フィルタを光路外に移動した場合、焦点状態の変化を相殺するためのフォーカスレンズ位置の補正量は図８のＬ１となる。そこで図８のＬ１に相当する、ズームレンズ位置ごとのフォーカスレンズの補正量を不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておき、Ｓｔｅｐ１０２で読み込んだズームレンズ位置に基づいて、フォーカスレンズ位置の補正量をＳｔｅｐ１１０で算出する。次にＳｔｅｐ１１１で、現在のフォーカスレンズ位置からＳｔｅｐ１１０で算出した補正量分だけフォーカスレンズを移動し、焦点状態の変化を相殺する。ただし前述したように、フォーカスレンズ位置の補正量は可視光と赤外光の成分比によって変化するため、ここでの補正だけでは合焦状態を維持することはできない。そこで次にＳｔｅｐ１１２にて、ビデオカメラをオートフォーカスモードに切り替える。これにより、オートフォーカス動作による焦点調節が実行され、画像を合焦状態とすることができる。この後Ｓｔｅｐ１１３に進み、撮影モードの切り替え処理を終了する。なお、以上の切り替え処理によってビデオカメラはオートフォーカスモードに切り替わるが、撮影者の操作により改めてマニュアルフォーカスモードが選択された場合は、赤外光撮影モード中であってもマニュアルフォーカスモードにすることができる。
【００３１】
以上の説明では、フォーカスレンズの補正量を算出するために、図８のＬ１すなわち可視光のみの環境下での補正量を記憶しておくこととしたが、図８のＬ２すなわち赤外光のみの環境下の補正量や、Ｌ１とＬ２の中間の補正量を記憶しておいてもよい。
【００３２】
なお、Ｓｔｅｐ１１０およびＳｔｅｐ１１１を省略し、フォーカスレンズ位置の補正を行わずにオートフォーカスモードに切り替えても、画像を合焦状態とすることはできる。ただしこの場合は画像が大きくボケた状態から焦点調節が実行されるため、合焦状態となるまでに時間がかかることになる。
【００３３】
次に、動作モードが赤外光撮影モードから可視光撮影モードへ切り替わった際の焦点調節制御処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
図３において、Ｓｔｅｐ２０１では、ビデオカメラの赤外光撮影モードで実行される各種カメラ制御処理が行われる。ここでの処理についての詳細の説明は省略する。次にＳｔｅｐ２０２では、撮影者により可視光撮影モードに切り替えられたかどうかを判定する。切り替えられていないと判定された場合は、Ｓｔｅｐ２０１に戻り、赤外光撮影モードの処理を継続する。一方、可視光撮影モードに切り替えられたと判定された場合は、Ｓｔｅｐ２０３に進み、ビデオカメラを可視光撮影モードに切り替えてＳｔｅｐ２０４に進む。
【００３５】
Ｓｔｅｐ２０４からＳｔｅｐ２０９は本実施形態の特徴となる部分であり、可視光撮影モードでマニュアルフォーカスが選択されている状態から赤外光撮影モードに切り替えられたのち、再び可視光撮影モードに切り替えられた際に、前回の可視光撮影モード時のピント位置にレンズを戻す処理となっている。
【００３６】
まずＳｔｅｐ２０４では、前回の可視光撮影モードにおけるマニュアルフォーカス／オートフォーカスの選択状態を、バックアップされていたデータから読み出し、マニュアルフォーカスが選択されていたかどうかを判定する。オートフォーカスモードであったと判定された場合はＳｔｅｐ２１０に進み、撮影モードの切り替え処理を終了する。一方、マニュアルフォーカスモードであると判定された場合はＳｔｅｐ２０５に進み、以下に説明するように前回の可視光撮影モードの状態の時のピント位置にレンズを戻す処理を実行する。
【００３７】
Ｓｔｅｐ２０５では、ズームレンズ位置を位置検出手段から読み込む。次にＳｔｅｐ２０６にて、Ｓｔｅｐ２０５で読み込んだズームレンズ位置と、図２のＳｔｅｐ１０５でバックアップされてメモリ１１６に記憶されていたズームレンズ位置Ｚ１とを比較し、等しいかどうかを判定する。赤外光撮影モードの状態で撮影者がズーム操作部を操作していない場合は、ここで比較したズームレンズ位置は等しくなるので、その場合はＳｔｅｐ２０７に進み、図２のＳｔｅｐ１０６でバックアップされたフォーカスレンズ位置Ｆ１にフォーカスレンズを移動して停止する。その後、Ｓｔｅｐ２１０に進み、撮影モードの切り替え処理を終了する。以上の処理により、可視光撮影モードにおける合焦状態を前回の可視光撮影モードのときと同じにすることができる。
【００３８】
一方、赤外光撮影モードの状態で撮影者がズーム操作部を操作していた場合は、Ｓｔｅｐ２０６で比較したズームレンズ位置は異なっていると判別される。その場合はＳｔｅｐ２０８に進み、バックアップされたフォーカスレンズ位置に対して、変倍に伴う焦点面の移動を補正するための、ズームに対するフォーカスレンズ位置補正演算を実行する。ここでの演算の内容の詳細については後述する。Ｓｔｅｐ２０９では、Ｓｔｅｐ２０８で算出されたフォーカスレンズの補正位置にフォーカスレンズを移動して停止する。その後、Ｓｔｅｐ２１０に進み、撮影モードの切り替え処理を終了する。このように、前回の可視光撮影モード時とはズームレンズ位置が異なっていても、バックアップされたフォーカスレンズ位置に対して変倍に伴う焦点面の移動を補正した位置にフォーカスレンズを戻す。これにより、合焦状態を前回の可視光撮影モードのときと略同等にすることができる。
【００３９】
次に、Ｓｔｅｐ２０８で実行されるフォーカスレンズ位置補正演算について、図４および図５を用いて説明する。
【００４０】
図１に示したような、絞り１０３よりも撮像面側に焦点調節を行うフォーカスレンズ１０５が配置されているレンズシステムは、リアフォーカスタイプと呼ばれている。このようなレンズシステムでは、変倍に伴って焦点面が移動する。すなわち被写体距離が等しくても、焦点距離すなわちズームレンズ１０２の位置が異なると、被写体像を撮像素子１０６の撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置が異なる。各被写体距離において焦点距離（ズームレンズ１０２の位置）を変化させたとき、被写体像を撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置を連続してプロットすると、図４のようになる。リアフォーカスタイプのレンズシステムを備えた撮像装置では、これらの複数の軌跡（電子カム軌跡とも称される）情報またはこれに対応する情報（すなわち、軌跡そのものを示す情報でもレンズ位置を変数とした関数でもよい）を記憶しておき、フォーカスレンズとズームレンズの位置に基づいて軌跡を選択して、この選択した軌跡上をたどりながらズーミングを行うのが一般的である。
【００４１】
このように、リアフォーカスタイプのレンズシステムでは、変倍に伴って焦点面が移動するため、これを補正するためのフォーカスレンズ位置補正演算が必要となる。この補正演算について図５を用いて以下で説明する。
【００４２】
図５は、図４からある特定の被写体距離（例えば５ｍ）の電子カム軌跡のみを抜き出したものである。本実施形態におけるビデオカメラ（撮像装置）が可視光撮影モードの状態で、ズームレンズ位置が図５のＺ１の位置でマニュアルフォーカス状態が選択されていて、そのときの被写体距離が５ｍであるとする。このとき、図２のＳｔｅｐ１０５ではズームレンズ位置Ｚ１がバックアップされ、Ｓｔｅｐ１０６ではフォーカス位置Ｆ１がバックアップされる。その後、撮影者により赤外光撮影モードに切り替えられ、赤外光撮影モードの状態で撮影者のズーム操作により、ズーム位置が図５のＺ２の位置に変更されたとする。
【００４３】
その後、再び可視光撮影モードへの切り替えが行われると、図３で説明した可視光撮影モードへの切り替え処理が実行される。このとき、図３のＳｔｅｐ２０６ではバックアップされたズームレンズ位置Ｚ１と、現在のズームレンズ位置Ｚ２が比較され、Ｚ１≠Ｚ２であるのでＳｔｅｐ２０８でフォーカスレンズ位置補正演算が実行される。
【００４４】
この演算ではまず、バックアップされたズームレンズ位置Ｚ１およびフォーカスレンズ位置Ｆ１に基づいて、（Ｚ１，Ｆ１）から決まる点Ｐ１を通る電子カム軌跡Ｌを特定する。そして、電子カム軌跡Ｌ上で、ズームレンズ位置がＺ２である点Ｐ２の、フォーカスレンズ位置Ｆ２を演算する。これらの演算は、前述したように撮像装置に記憶された電子カム軌跡情報を用いて、公知の内挿演算などを適用することで容易に可能である。この演算により、ズームレンズ位置がＺ１からＺ２に変化したことによる焦点面変化を補正するためのフォーカスレンズ補正位置Ｆ２を算出することができる。
【００４５】
以上が、図３のＳｔｅｐ２０８で実行されるフォーカスレンズ位置補正演算である。ここで算出されたフォーカスレンズ補正位置Ｆ２に、Ｓｔｅｐ２０９にてフォーカスレンズを移動することで、前回の可視光撮影モード時とはズームレンズ位置が異なっていても、合焦状態を前回の可視光撮影モードのときと略同等にすることができる。
【００４６】
次に以下で、ビデオカメラの電源が遮断された時、および電源が投入された時の処理について説明する。動作モード切り替えスイッチがスライドスイッチやレバーなどである場合、ビデオカメラの電源が入っていない状態でも可視光撮影モードと赤外光撮影モードとを切り替えることができる。このような場合でも以上で説明した焦点調節制御処理が正しく行えるようにするため、電源遮断時及び電源投入時に以下の処理を行う。
【００４７】
まず、電源遮断時には、電源遮断時の撮影モード（可視光撮影モードか赤外光撮影モードか）、ズームレンズ一およびフォーカスレンズ位置、および図２のＳｔｅｐ１０５、Ｓｔｅｐ１０６、Ｓｔｅｐ１０８でバックアップした可視光撮影モード時の状態のデータを、不揮発性のメモリ（バッテリやリチウムボタン電池で電源保持されたＲＡＭなど）に記憶させる処理を行う。
【００４８】
電源投入時の処理については、図６のフローチャートを用いて説明する。まずＳｔｅｐ３０１では、一般的なビデオカメラの起動処理が実行される。ここでの処理についての詳細な説明は省略する。次にＳｔｅｐ３０２で、メモリに記憶されていたデータに基づいて、ズームレンズを電源遮断時の位置に戻し、Ｓｔｅｐ３０３に進む。
【００４９】
Ｓｔｅｐ３０３では、ビデオカメラがマニュアルフォーカス選択状態であるかどうかを判別する。オートフォーカスモードであると判別された場合は、Ｓｔｅｐ３０４に進み、フォーカスレンズを電源遮断時の位置に戻し、Ｓｔｅｐ３０８に進んで起動処理を終了する。
【００５０】
一方、Ｓｔｅｐ３０３でマニュアルフォーカスモードであると判別された場合はＳｔｅｐ３０５に進む。Ｓｔｅｐ３０５では、起動時の撮影モードが可視光撮影モードかどうかを判別する。可視光撮影モードであると判別された場合はＳｔｅｐ３０６に進み、メモリに記憶されていたデータに基づいて、電源遮断時の撮影モードが可視光撮影モードであったかを判別する。可視光撮影モードであったと判別された場合は、電源遮断時と電源投入時の撮影モードが同じであることから、Ｓｔｅｐ３０４に進んでフォーカスレンズを電源遮断時の位置に戻し、さらにＳｔｅｐ３０８に進んで起動処理を終了する。一方、Ｓｔｅｐ３０６で電源遮断時の撮影モードが赤外光撮影モードであったと判別された場合は、電源遮断中に撮影モードが赤外光撮影モードから可視光撮影モードに切り替えられたことになるため、Ｓｔｅｐ３０７に進む。
【００５１】
Ｓｔｅｐ３０７からＳｔｅｐ３１０での処理は、前述した図３のＳｔｅｐ２０６からＳｔｅｐ２０９と同じであるので、詳細な説明は省略する。ここでは電源遮断時にバックアップされた、前回の可視光撮影モード時の状態のデータをもとに、赤外光撮影モードから可視光撮影モードに切り替えられた際と同様の処理を行って、Ｓｔｅｐ３０８に進んで起動処理を終了する。
【００５２】
Ｓｔｅｐ３０５で、起動時の撮影モードが赤外光撮影モードであると判別された場合はＳｔｅｐ３１１に進み、メモリに記憶されていたデータに基づいて、電源遮断時の撮影モードが赤外光撮影モードであったかを判別する。赤外光撮影モードであったと判別された場合は、電源遮断時と電源投入時の撮影モードが同じであることから、Ｓｔｅｐ３０４に進んでフォーカスレンズを電源遮断時の位置に戻し、さらにＳｔｅｐ３０８に進んで起動処理を終了する。一方、Ｓｔｅｐ３１１で電源遮断時の撮影モードが可視光撮影モードであったと判別された場合は、電源遮断中に撮影モードが可視光撮影モードから赤外光撮影モードに切り替えられたことになるため、Ｓｔｅｐ３１２に進む。
【００５３】
Ｓｔｅｐ３１２からＳｔｅｐ３１４での処理は、前述した図２のＳｔｅｐ１１０からＳｔｅｐ１１２と同じであるので、詳細な説明は省略する。ここでは電源遮断時のフォーカスレンズ位置を元に、可視光撮影モードから赤外光撮影モードに切り替えられた際と同様にフォーカスレンズ位置の補正およびオートフォーカスモードへの切り替えを実行する。その後、Ｓｔｅｐ３０８に進んで起動処理を終了する。
【００５４】
以上に述べた処理を、撮像装置の電源遮断時及び電源投入時に実行することで、ビデオカメラの電源が入っていない状態で可視光撮影モードと赤外光撮影モードとを切り替えた場合でも、本実施形態による焦点調節制御処理を正しく行うことができる。
【００５５】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、可視光撮影モードの状態でマニュアルフォーカスモードが選択されているときに、赤外光撮影モードに切り替えられて赤外光除去フィルタが光路外に移動され光学系の焦点位置が変化しても、オートフォーカス動作による焦点調節を行うことで画像の合焦状態を良好に保つことができる。
【００５６】
また、赤外光撮影モードに切り替えられたのち、再び可視光撮影モードに戻った際には、前回可視光撮影モードの時の位置にフォーカスレンズを戻すので、可視光撮影モードにおける合焦状態を前回のときと同じにすることができる。またその際にズームレンズ位置が変化していても、変倍に伴う焦点面の変化を補正した位置にフォーカスレンズを戻すので、合焦状態を前回可視光撮影モードの状態のときと略同等にすることができる。
【００５７】
さらに、ビデオカメラの電源が入っていない状態で可視光撮影モードと赤外光撮影モードが切り替えられても、電源遮断時にバックアップしたデータをもとに、電源が入った状態での切り替え動作と同様の動作を実現することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について説明する。撮像装置の構成については、図１に示した、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。以下で説明する第２の実施の形態では、可視光撮影モードでマニュアルフォーカスモードが選択されている状態で赤外光撮影モードに切り替えられた際に、オートフォーカス動作で被写体に合焦させた後に、マニュアルフォーカスモードに移行するように動作する。
【００５９】
図７は、第２の実施形態における、可視光撮影モードから赤外光撮影モードへの切り替え処理を示したフローチャートである。ここでＳｔｅｐ４０１から４１２までは、第１の実施形態における図２のフローチャートのＳｔｅｐ１０１からＳｔｅｐ１１２までと同じであるので、説明は省略する。
【００６０】
Ｓｔｅｐ４１３では、赤外光撮影モードに切り替えられる前の可視光撮影モードで、マニュアルフォーカスモードが選択されていたかを、Ｓｔｅｐ４０８でバックアップされたデータをもとに判別する。オートフォーカスモードであったと判別された場合はＳｔｅｐ４１６に進み、撮影モードの切り替え処理を終了する。
【００６１】
一方、マニュアルフォーカスモードが選択されていたと判別された場合は、Ｓｔｅｐ４１４に進む。Ｓｔｅｐ４１４では、オートフォーカス制御による被写体像の合焦が完了したかを判別する。合焦が完了していない場合はオートフォーカス制御処理を継続する。一方、合焦が完了していると判定された場合はＳｔｅｐ４１５に進む。Ｓｔｅｐ４１５ではビデオカメラをマニュアルフォーカスモードに切り替えて、Ｓｔｅｐ４１６に進み撮影モードの切り替え処理を終了する。
【００６２】
以上の処理を実行することにより、可視光撮影モードの状態でマニュアルフォーカスモードが選択されているときに赤外光撮影モードに切り替えられても、オートフォーカス動作による合焦後にマニュアルフォーカスモードに移行するようにすることができる。これにより、撮影モードの切り替え前後でマニュアルフォーカスモードが選択されている状態を維持しつつ、画像の合焦状態を良好に保つことができる。
【００６３】
赤外光撮影モードから可視光撮影モードへの切り替え処理、および電源遮断時の処理に関しては、前述した第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。また、電源投入時の処理については、第１の実施形態にて説明した図６のフローチャートにおいて、Ｓｔｅｐ３１４とＳｔｅｐ３０８の間に図７のＳｔｅｐ４１３からＳｔｅｐ４１５の処理を加えることで、前述した電源が入った状態での切り替え動作と同様の動作を実現することができる。
【００６４】
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、可視光撮影モードの状態でマニュアルフォーカスモードが選択されているときに赤外光撮影モードに切り替えられた場合に、オートフォーカス動作による合焦後にマニュアルフォーカスモードに移行する。これにより撮影モード切り替え後もマニュアルフォーカスモードが選択されている状態を維持することができる。
【００６５】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【００６６】
また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム自体も本発明に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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