(57)【要約】【課題】サーボＡＦ制御が苦手とする撮影シーンにおいて良好なピント合わせができる、オートフォーカス制御方法および画像記録装置を提供する。【解決手段】動画撮影中において撮影レンズ１２を常に動かし続けながら焦点位置を探すサーボＡＦ制御から目標合焦位置で撮影レンズを停止させフォーカスをロックするワンショットＡＦ制御に切り換えるＡＦ切換ボタン（操作部５８の一部）を設け、ＡＦ制御の切り換えを可能にする。動画撮影中サーボＡＦ制御が苦手とする撮影シーンや撮影レンズ１２の合焦が得られないことを避けるときには、ＡＦ切換ボタンを操作してサーボＡＦ制御からワンショットＡＦ制御に切り換えることにより良好なピント合わせが可能になる。また、一度得られた撮影レンズのフォーカスはロックされるので安定したフォーカスが得られる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画を撮影し、撮影した連続画像を記録可能な画像記録装置のオートフォーカス制御方法であって、
動画撮影中に撮影レンズを動かしながら各レンズ位置で撮像手段により得られた画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は同方向に前記撮影レンズを移動させる一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記撮影レンズ移動させるという動作を繰り返すことによって焦点評価値が極大となるレンズ位置に前記撮影レンズを追い込んでゆくサーボＡＦ制御を行い、
前記サーボＡＦ制御中に操作手段からＡＦ制御を切り換える指示が入力された場合に、前記サーボＡＦ制御に代えて、前記撮影レンズの合焦位置を決定し、前記合焦位置に前記撮影レンズを移動させてフォーカスをロックするワンショットＡＦ制御を行うことを特徴とするオートフォーカス制御方法。
【請求項２】
撮影レンズを通じて入射する被写体の光学像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して取得される連続画像を記録媒体に記録する動画記録処理手段と、を有した画像記録装置であって、
動画撮影中に前記撮影レンズを動かしながら各レンズ位置で前記撮像手段により得られた画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は同方向に前記撮影レンズを移動させる一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記撮影レンズ移動させるという動作を繰り返すことによって焦点評価値が極大となるレンズ位置に前記レンズを追い込んでゆくサーボＡＦ制御手段と、
前記サーボＡＦ制御中に操作手段からＡＦ制御を切り換える指示が入力された場合に、前記サーボＡＦ制御に代えて、前記撮影レンズの合焦位置を検出し、前記合焦位置に前記撮影レンズを移動させてフォーカス位置をロックするワンショットＡＦ制御手段と、
前記サーボＡＦ制御手段と前記ワンショットＡＦ制御手段を切り換える指示を入力する操作手段と、
前記サーボＡＦ制御手段によるサーボＡＦ動作中に前記操作手段が操作されると、前記サーボＡＦ制御手段から前記ワンショットＡＦ制御手段に切り換え、前記ワンショット制御手段によるワンショットＡＦ動作を実行させるＡＦ切換制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】
前記ワンショットＡＦ制御手段は、撮影レンズを動かしながら複数のレンズ位置で前記撮影手段により得られた画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、前記複数のレンズ位置で取得した焦点評価値のデータに基づき焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置と判断して、前記合焦位置に前記撮影レンズを移動させることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記ワンショットＡＦ制御手段は、被写体距離を検出する測距手段からの測距結果に基づいて前記合焦位置が決定されることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記ワンショットＡＦ制御手段は、撮影画面を複数の領域に分割し、それぞれの領域において焦点評価値を算出して極大値を求め、各領域で求められた焦点評価値の極大値をもとに前記撮影レンズの合焦位置を決め、決められた合焦位置に前記撮影レンズを移動させる制御を行うことを特徴とする請求項３または４記載の画像記録装置。
【請求項６】
前記ワンショットＡＦ制御手段は、前記サーボＡＦ制御手段から前記ワンショットＡＦ制御手段への切り換えを行う直前に、前記サーボＡＦ制御手段により得られた前記撮影レンズの合焦位置の近傍を焦点サーチ範囲とすることを特徴とする請求項５記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオートフォーカス制御方法および画像記録装置に係り、特に動画撮影機能を備えた画像記録装置に好適なオートフォーカス制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から静止画撮影機能と動画撮影機能を兼備した電子カメラが知られている。このような電子カメラにはオートフォーカス制御機能が備えられていて、撮影モード（静止画撮影であるか、あるいは動画撮影であるか）に応じていくつかのオートフォーカス制御が行われている。
【０００３】
特許文献１に開示された複合カメラの自動焦点調節装置では、動画撮影時には、常時焦点調節を繰り返すサーボＡＦを行い、静止画撮影時には合焦位置に撮影レンズを移動させ、一度焦点状態になるとレンズ駆動を停止させてフォーカスロックを行うワンショットＡＦ制御を行っている。さらに動いている被写体を静止画撮影するときには、電子カメラが被写体が動いているか否かを検出し、被写体が動いていると判断すると、ワンショットＡＦ制御からサーボＡＦ制御への切り換えを行う。静止画撮影時のサーボＡＦ制御では、レリーズ動作に要する時間（タイムラグ）から被写体の移動量を予測して撮影レンズを移動させる、予測サーボＡＦ制御を行う。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４８５１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サーボＡＦ制御では、コントラストが低い場合や被写体が暗い等のサーボＡＦ制御が苦手とする撮影シーンでは、撮影レンズが合焦位置を見つけられず良好なピント合わせができないことがある。
【０００６】
特許文献１に開示された発明では、低コントラストや低輝度被写体等のサーボＡＦ制御が苦手とする撮影シーンにおけるサーボＡＦ制御および予測サーボＡＦ制御について開示されておらず、サーボＡＦ制御が苦手な撮影シーンでは、撮影レンズの合焦位置を見つけられず良好なピント合わせができないことがあり得る。
【０００７】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、サーボＡＦ制御が苦手とする撮影シーンにおいて良好なピント合わせができるオートフォーカス制御方法および画像記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係るオートフォーカス制御方法は、動画を撮影し、撮影した連続画像を記録可能な画像記録装置のオートフォーカス制御方法であって、動画撮影中に撮影レンズを動かしながら各レンズ位置で撮像手段により得られた画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は同方向に前記撮影レンズを移動させる一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記撮影レンズ移動させるという動作を繰り返すことによって焦点評価値が極大となるレンズ位置に前記撮影レンズを追い込んでゆくサーボＡＦ制御を行い、前記サーボＡＦ制御中に操作手段からＡＦ制御を切り換える指示が入力された場合に、前記サーボＡＦ制御に代えて、前記撮影レンズの合焦位置を決定し、前記合焦位置に前記撮影レンズを移動させてフォーカスをロックするワンショットＡＦ制御を行うことを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、動画撮影中においてサーボＡＦ制御手段からワンショットＡＦ制御手段に切り換える操作手段を設け、ＡＦ制御の切り換え可能としたので、サーボＡＦ制御手段が苦手とする撮影シーンや撮影レンズの合焦が得られないことを避けるときには、操作手段を操作してサーボＡＦ制御手段からワンショットＡＦ制御手段に切り換えることで良好なピント合わせが可能になる。また、一度得られた撮影レンズのフォーカスはロックされるので安定したフォーカスが得られる。
【００１０】
フォーカスロックは、操作手段の操作中だけフォーカスロックされる形態でもよいし、あるいは、操作手段を操作するとフォーカスロックは保持され（操作を解除してもフォーカスロックは保持される）、再度操作手段を操作するとフォーカスロックが解除される形態の何れでもよい。
【００１１】
操作手段の操作中だけフォーカスロックされる形態では、操作手段の操作解除によりサーチＡＦ制御完了後自動的にワンショットＡＦ制御からサーボＡＦ制御に戻り、ワンショットＡＦ制御の合焦位置からサーボＡＦ制御が再スタートする制御が可能である。
【００１２】
操作手段を操作するとフォーカスロックは保持され、再度操作手段を操作するとフォーカスロックが解除される形態では、フォーカスロックしてそのまま動画記録することが可能である。
【００１３】
本発明に係る画像記録装置は、撮影レンズを通じて入射する被写体の光学像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して取得される連続画像を記録媒体に記録する動画記録処理手段と、を有した画像記録装置であって、動画撮影中に前記撮影レンズを動かしながら各レンズ位置で前記撮像手段により得られた画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、焦点評価値が増加する場合は同方向に前記撮影レンズを移動させる一方、焦点評価値が減少する場合は逆方向に前記撮影レンズ移動させるという動作を繰り返すことによって焦点評価値が極大となるレンズ位置に前記レンズを追い込んでゆくサーボＡＦ制御手段と、前記サーボＡＦ制御中に操作手段からＡＦ制御を切り換える指示が入力された場合に、前記サーボＡＦ制御に代えて、前記撮影レンズの合焦位置を検出し、前記合焦位置に前記撮影レンズを移動させてフォーカス位置をロックするワンショットＡＦ制御手段と、前記サーボＡＦ制御手段と前記ワンショットＡＦ制御手段を切り換える指示を入力する操作手段と、前記サーボＡＦ制御手段によるサーボＡＦ動作中に前記操作手段が操作されると、前記サーボＡＦ制御手段から前記ワンショットＡＦ制御手段に切り換え、前記ワンショット制御手段によるワンショットＡＦ動作を実行させる、ＡＦ切換制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、画像記録装置に設けられた操作手段によりサーボＡＦ制御手段からワンショットＡＦ制御手段に切り換えができ、サーボＡＦ制御手段では合焦が得られにくい低輝度被写体や低コントラストの撮影シーンでは、ワンショットＡＦ制御手段に切り換えて撮影レンズを合焦させ、合焦位置にフォーカスロックさせることができる。
【００１５】
画像記録装置は、撮像手段を介して取得した画像を静止画として記録媒体に記録する静止画記録処理手段および静止画記録モードと動画記録モードを切り換えるモード切り換え手段を備え、静止画記録モード時にワンショットＡＦ制御を行い、動画記録モード時にはサーボＡＦ制御に切り換える。その動画サーボＡＦ制御中に操作手段が操作されたら、その都度サーチＡＦを制御実行するように構成することができる。
【００１６】
撮影レンズとは、撮影レンズを構成している一部のレンズ（フォーカス調整に寄与する移動レンズであるフォーカスレンズ等）を示すことがある。
【００１７】
操作手段はレリーズボタンで兼用することが可能であり、レリーズボタン半押し（Ｓ１＝ＯＮ）押下中にワンショットＡＦ、押下解除でサーボＡＦに復帰する制御が考えられる。
【００１８】
本発明の一態様に係る画像記録装置は、前記ワンショットＡＦ制御手段は、撮影レンズを動かしながら複数のレンズ位置で前記撮影手段により得られた画像信号の高周波成分を用いて焦点評価値を算出し、前記複数のレンズ位置で取得した焦点評価値のデータに基づき焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置と判断して、前記合焦位置に前記撮影レンズを移動させることを特徴としている。
【００１９】
本発明の他の態様に係る画像記録装置は、前記ワンショットＡＦ制御手段は、被写体距離を検出する測距手段からの測距結果に基づいて前記合焦位置が決定されることを特徴としている。
【００２０】
かかる態様によれば、測距手段により被写体までの距離を測定し、測距結果をもとに撮影レンズの合焦位置を求めると、画像信号から撮影レンズの合焦位置を求める制御に比べて、素早く、正確に撮影レンズの合焦位置を得ることが可能になる。
【００２１】
ワンショットＡＦ制御では、撮影レンズを移動させながら得られた複数の画像信号から撮影レンズの合焦位置を算出する方法や、測距手段を用いて被写体までの距離を測り、被写体までの距離から撮影レンズの合焦位置を割り出す方法がある。本発明には何れの方法を用いて撮影レンズの合焦位置を得てもよい。
【００２２】
さらに、本発明の他の態様に係る画像記録装置は、前記ワンショットＡＦ制御手段は、撮影画面を複数の領域に分割し、それぞれの領域において焦点評価値を算出して極大値を求め、各領域で求められた焦点評価値の極大値をもとに前記撮影レンズの合焦位置を決め、決められた合焦位置に前記撮影レンズを移動させる制御を行うことを特徴としている。
【００２３】
かかる態様によれば、撮影画面の複数の領域から撮影レンズの合焦情報を求めるので、複数領域の何れかに撮影レンズを合焦させることができ、ピントがあっていない画像が得られることを回避でき、撮影レンズが止まらず前後に動き続けることを防止できる。
【００２４】
本発明の他の態様に係る画像記録装置は、前記ワンショットＡＦ制御手段は、前記サーボＡＦ制御手段から前記ワンショットＡＦ制御手段への切り換えを行う直前に、前記サーボＡＦ制御手段により得られた前記撮影レンズの合焦位置の近傍を焦点サーチ範囲とすることを特徴としている。
【００２５】
かかる態様によれば、サーボＡＦ制御手段からワンショットＡＦ制御手段に切り換えた直後には、サーボＡＦ制御手段により撮影レンズは合焦位置近傍に移動しており、切り換え時における撮影レンズ位置の近傍をサーチし、素早く撮影レンズの合焦位置を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカス制御方法および画像記録装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２７】
図１は本発明が適用された電子カメラの正面図である。このカメラ１０は、被写体の光学像をデジタル画像データに変換して記録メディアに記録するデジタルカメラであり、動画を撮影し記録する動画撮影モードと静止画を撮影し記録する静止画撮影モードを具備している。
【００２８】
カメラ本体１１の前面部には、撮影レンズ１２、ファインダー窓１３およびセルフタイマーランプ１４が設けられ、カメラ本体１１の上面にレリーズボタン１５が設けられている。また、鏡胴１９は非撮影時においてカメラ本体１１に収納可能な沈胴式構造を有している。
【００２９】
また、図１には示されていないが、カメラ底面部に電池カバーが開閉自在に設けられており、電源用の電池２０をカメラ底面側からグリップ部１１Ａに沿って縦方向にカメラ本体１１内の電池収納室に装填する構造になっている。
【００３０】
図２はカメラ１０の背面図である。カメラ背面部には、ファインダー２１、ファインダーランプ２２、液晶モニタ２４、モード選択スイッチ２６、ＡＦ切換ボタン２８、メニュー／ＯＫボタン３０、キャンセルボタン３２、十字ボタン３４、スピーカ３６が設けられている。
【００３１】
ファインダー２１は、撮影レンズ１２の焦点距離に連動してファインダー倍率が可変するズームファインダーで構成されている。ファインダーランプ２２は、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）と緑色ＬＥＤとを組み合わせてなる多色ＬＥＤで構成されており、カメラ１０の動作状態に応じて点灯色や点灯状態（点灯／点滅）が制御される。ファインダーランプ２２の表示によって「撮影準備完了」、「ＡＥ／ＡＦ動作中」、「手ブレ警告」、「ＡＦ警告」、「メディア書き込み中」、又は「充電中」などのカメラ状態を把握することができる。
【００３２】
液晶モニタ２４は、カラー表示可能な透過型の液晶ディスプレイで構成されており、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できるとともに、記録済み画像を再生表示する手段として利用される。
【００３３】
また、液晶モニタ２４は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。液晶モニタ２４に代えて、有機ＥＬなど他の方式の表示装置（表示手段）を用いることも可能である。
【００３４】
図２に示したモード選択スイッチ２６は、カメラ１０の動作モードを切り換える操作手段である。本例のモード選択スイッチ２６は、３ポジションで停止可能なスライドスイッチで構成されており、各停止位置はそれぞれ「静止画撮影モード」、「再生モード」、「動画モード」に対応付けられている。
【００３５】
すなわち、モード選択スイッチ２６を操作して「静止画撮影モード位置」（図２上で左側の停止位置）で停止させると、カメラ１０は静止画の記録を行う「静止画撮影モード」に設定される。モード選択スイッチ２６を「再生モード位置」（図２上で中央の停止位置）で停止させると、カメラ１０は記録済みの画像を再生する「再生モード」に設定される。モード選択スイッチ２６を「動画モード位置」（図２上で右側の停止位置）で停止させると、カメラ１０は動画の記録を行う動画モードに設定される。
【００３６】
ＡＦ切換ボタン２８は、動画撮影中にオートフォーカス（以下ＡＦと記載）制御方法の切り換えを行う操作ボタンである。モード選択スイッチ２６を動画撮影モードに設定すると動画撮影に適したＡＦ制御であるサーボＡＦ制御が行われる。サーボＡＦ制御が苦手な撮影シーン（低輝度被写体や低コントラスト）において撮影レンズ１２の合焦が得られないときには、ＡＦ切換ボタンを操作して前記サーボＡＦ制御からワンショットＡＦ制御に切り換えることができる。サーボＡＦ制御、ワンショットＡＦ制御およびＡＦ切換制御の詳細は後述する。
【００３７】
メニュー／ＯＫボタン３０は、メニュー画面の表示を指示するメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行など指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作ボタンである。キャンセルボタン３２は、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の操作状態に戻らせる時などに使用される。
【００３８】
十字ボタン３４は、上下左右の４方向の指示を入力する操作部であり、例えば、メニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示するボタン（カーソル移動操作手段）として機能する。また、十字ボタン３４の上／下キーは撮影時のズームスイッチ或いは再生時の再生ズームスイッチとして機能し、左／右キーは再生モード時のコマ送り（順方向／逆方向送り）ボタンとして機能する。
【００３９】
図３はカメラ１０の平面図である。同図に示したように、カメラ１０の上面（天面）には、レリーズボタン１５の他、電源スイッチ３８が設けられている。レリーズボタン１５は、静止画撮影時の撮影実行を指令する操作部材として機能するとともに、動画撮影時の撮影開始（スタート）／停止（ストップ）の指令を行う録画ボタンとして兼用される。
【００４０】
図４にカメラ１０の側面図（図３中の矢印４の方向から見た図）を示す。図４に示したように、カメラ本体１１の側面部には、記録メディアを挿入するメディアスロット４２と、電源入力端子（DC＿IN）４４が設けられている。メディアスロット４２は、xD-Picture Card （商標）等の半導体メモリカードが装着されるメディア装着部である。なお、図４には示されていないが、カメラ本体１１には、メディアスロット４２の開口部を覆うメディアカバーが開閉自在に設けられている。
【００４１】
本例では記録メディアをxD-Picture Card としたが、記録メディアはこれに限定されず、ＰＣカード等の他の半導体メディアを用いてもよいし、マクロドライブ（商標）等の小型ハードディスクを用いてもよい。また、リムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００４２】
本例ではカメラ側面（グリップ部１１Ａと同じ側）にメディア装着部を形成したが、本発明の実施に際してメディア装着部の形成位置はこれに限定されず、グリップ部１１Ａと反対側のカメラ側面部に形成する態様、或いはカメラ底面部に形成する態様も可能である。また、メディアカバー兼電池カバーとして機能するカバー部材を用いる態様もある。
【００４３】
カメラ１０の動作に必要な電力は、通常、図１で説明した電池１９から供給されるが、図４に示した電源入力端子４４に、図示せぬＡＣパワーアダプターのプラグを接続するなどの態様によって、外部の電源から電力の供給を行うことも可能である。これにより、カメラ１０内の電池１９の消耗を気にせずに撮影や再生が可能になるとともに、該電池１９を充電することができる。
【００４４】
図５はカメラ１０の内部構成を示すブロック図である。カメラ１０に内蔵されている中央演算処理装置（ＣＰＵ）５０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算など各種の演算を実施する演算手段として機能する。ＣＰＵ５０は、バス５２を介してメモリ（ＲＡＭ）５４およびフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５６と接続されている。メモリ５４は、ＣＰＵ５０の作業用領域として使用されるとともに、画像データや音声データの一時記憶領域としても使用される。フラッシュメモリ５６には、制御用のプログラムや制御上必要な各種データ、並びにユーザが設定した情報など格納されている。
【００４５】
ＣＰＵ５０は、操作部５８から受入する信号（操作信号）や各種センサからの検出信号に基づいてカメラ１０内の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、撮像制御、画像処理制御、画像／音声データの記録制御、ファイル管理、電源制御、液晶モニタ２４の表示制御等を行う。
【００４６】
操作部５８には、図１乃至図３で説明した電源スイッチ３８、モード選択スイッチ２６、レリーズボタン１５、十字ボタン３４、ＡＦ切換ボタン２８などの各種の操作手段が含まれる。
【００４７】
カメラ１０の電源は、電池１９又は電源入力端子４４に接続される図示せぬ外部電源から供給される。カメラ１０内には、ＣＰＵ５０の指令に従って動作する充電回路およびスイッチ回路６２並びにＤＣ／ＤＣコンバータ６４が設けられている。充電回路およびスイッチ回路６２は、電源入力端子４４に外部電源が接続されたか否かを検出する接続検出回路を有しており、外部電源の接続情報はＣＰＵ５０に通知される。
【００４８】
カメラ電源がオフ状態のときに電源入力端子４４に外部電源が接続されると、充電回路およびスイッチ回路６２は電池１９への充電動作を開始する。電池１９が満充電になると充電動作は停止される。また、カメラ電源がオン状態のときに電源入力端子４４に外部電源が接続されると、上記充電動作は行わず、充電回路およびスイッチ回路６２は、電池１９よりも優先して外部電源を利用するように電源入力経路を自動的に切り換える。
【００４９】
電池１９又は電源入力端子４４に接続された外部電源から供給される電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６４によって所要の電圧に変換された後、カメラ１０内の各回路ブロックに供給される。
【００５０】
モード選択スイッチ２６によって撮影モード（静止画モード又は動画モード）が選択されると、ＣＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤという。）６６を含む撮像部に電源が供給され、撮影可能な状態になる。
【００５１】
撮影レンズ１２は、電動式のズームレンズで構成されており、図５に示す、固定レンズ６７、変倍レンズ６８Ａ、補正レンズ６８Ｂおよびフォーカスレンズ６９からなる４群インナーフォーカス式ズームレンズで構成されている。変倍レンズ６８Ａと補正レンズ６８Ｂは、図示せぬカム機構によって両者の位置が規制されながら光軸に沿って移動し、焦点距離を変更する。
【００５２】
なお、説明の便宜上、変倍レンズ６８Ａと補正レンズ６８Ｂとからなる変倍光学系を「ズームレンズ６８」と呼ぶことにする。フォーカスレンズ６９は、撮影レンズ１２を構成するレンズ光学系のうちフォーカス系に寄与する移動レンズである。
【００５３】
撮影レンズ１２を通過した光は、ＣＣＤ６６の受光面に結像される。ＣＣＤ６６の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配置されている。また、ＣＣＤ６６は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。なお、ＣＣＤ６６に代えてＭＯＳ型など他の方式の撮像素子を用いてもよい。
【００５４】
ＣＣＤ６６の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、不図示のクロック発生回路（ＣＧ）から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００５５】
ＣＣＤ６６から出力された信号は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理やゲイン調整などの所要の処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器に加えられ、ここでデジタル信号に変換される。デジタル化された画像データは信号処理部（ＤＳＰ）７１に送られる。
【００５６】
信号処理部７１は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して各点の色を計算する処理回路）、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ５０からのコマンドに従ってメモリ５４を活用しながら画像信号を処理する。
【００５７】
撮影画像をモニタ出力する場合、メモリ５４から画像データが読み出され、信号処理部７１を介して表示回路７２へ送られる。表示回路７２は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換して液晶モニタ２４に出力する。
【００５８】
ＣＣＤ６６から出力される画像信号によってメモリ５４内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ２４に供給されることにより、撮像中の映像がリアルタイムに表示される。撮影者は液晶モニタ２４に表示される映像（スルームービー画）によって撮影画角（構図）を確認できる。
【００５９】
図２で示した十字キーボタン３４の上／下キー（以下上下キー）を操作すると、その司令信号がＣＰＵ５０に入力される。ＣＰＵ５０は上／下キーからの信号に基づいてズーム駆動部７３を制御してズームレンズ６８をテレ(TELE)方向またはワイド(WIED)方向に移動させる。
【００６０】
ズーム駆動部７３は図示せぬズームモータを含む電動駆動手段であり、該モータの駆動力によってズームレンズ６８が駆動される。ズームレンズ６８の位置（ズーム位置）はズーム位置センサ７４によって検出され、ズーム位置センサ７４の検出信号はＣＰＵ５０に入力される。
【００６１】
また、本例のカメラ１０は、上述の光学ズーム機能に加えて、電子ズーム機能を有している。電子ズーム機能は、画像処理技術によって画像信号を電子的に処理することにより拡大画像を得る機能である。すなわち、このカメラ１０は、光学ズーム領域のテレ端（以下、光学テレ端という。）よりも更に拡大側に電子ズーム領域が付加されており、全体として光学ズームのワイド端（以下、光学ワイド端という。）から電子ズームのテレ端（以下、電子テレ端という。）までのズーム範囲を有している。本例のカメラ１０においては、選択される記録画素数モードに応じて、画質劣化が生じない範囲で電子ズームによる倍率変更が可能となっている。
【００６２】
ズームスイッチ（上下キーに割り当てられているスイッチ）は、撮影レンズ１２の焦点距離の調節と電子ズーム（デジタルズーム）機能による拡大／縮小の指示に兼用される操作部として機能しており、光学テレ端から更にテレ方向（拡大方向）のズーム指示を与えると、電子ズームによる拡大処理に移行する。
【００６３】
また、フォーカス駆動部７５は図示せぬモータ（ＡＦモータ）を含む電動駆動手段であり、ＡＦモータの駆動力によってフォーカスレンズ６９が光軸に沿って前後動する。フォーカスレンズ６９の位置（フォーカス位置）は、フォーカス位置センサ７６によって検出され、フォーカス位置センサ７６の検出信号はＣＰＵ５０に入力される。
【００６４】
レリーズボタン１５は、半押し時にＯＮするＳ1 スイッチと、全押し時にＯＮするＳ２スイッチとを有する二段式のスイッチで構成されている。
【００６５】
静止画撮影では、ＣＰＵ５０がレリーズボタン１５の半押し（Ｓ１＝ＯＮ）を検出するとＡＥ制御およびＡＦ制御を行い、レリーズボタン１５の全押し（Ｓ２＝ＯＮ）を検知すると、記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光および読み出し制御を開始する。
【００６６】
すなわち、ＣＰＵ５０は、レリーズボタン１５の半押し（Ｓ1 ＝ＯＮ）に応動して取り込まれた画像データから焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいてフォーカス駆動部７５を制御して撮影レンズ１２を合焦位置に移動させるとともに、絞り駆動部７７により絞り機構を制御する。そして、Ｓ２＝ＯＮに応動して、画像取得時の電荷蓄積時間を制御する。
【００６７】
こうして、取り込まれた画像データは、信号処理部７１において輝度・色差信号変換処理（ＹＣ処理）その他の所定の信号処理を経た後、圧縮伸張部７８に送られ、ここで所定の圧縮フォーマット（例えば、JPEG方式) に従って圧縮される。圧縮された画像データは、メディアインターフェース部７９を介して記録メディア８０に記録される。
【００６８】
動画撮影モードでは、レリーズボタン１５の押下（Ｓ２＝ＯＮ）によって録画動作がスタートし、もう一度レリーズボタン１５を押下（Ｓ１＝ＯＮ）すると動画記録動作が停止する。なお、レリーズボタン１５を押下継続している期間、録画動作を行い、押下解除により録画を停止するようにしてもよい。動画データは、例えば、モーション JPEG 形式に従って記録される。
【００６９】
モーションJPEG方式では、ＣＣＤ６６から取得した画像データを一旦、内部のメモリ５４に記憶した後、信号処理部７１において輝度／色差信号に変換し、１画像内でJPEG圧縮しながら、外部の記録メディア８０に一定のフレームレートで静止画を連続的に保存していく。
【００７０】
動画のファイル形式はモーションJPEGに限定されず、MPEGなど他のファイル形式を適用してもよい。MPEG方式の場合は、フレーム内圧縮およびフレーム間圧縮を行いながら外部の記録メディア８０に連続的に記録する。
【００７１】
図２に示したモード選択スイッチ２６によって再生モードが選択されると、記録メディア８０に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録されたファイル）の圧縮データが読み出される。最後の記録に係るファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮伸張部７８を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張され、信号処理部７１および表示回路７２を介して表示用の信号に変換された後、液晶モニタ２４に出力される。これにより、当該ファイルの画像内容が液晶モニタ２４上に表示される。
【００７２】
再生対象ファイルが動画ファイルの場合には、動画の先頭フレームが代表画像として表示され、動画再生開始の指示を受け付ける画面になる。動画の先頭フレームが表示されている状態で操作部５８から所定の操作を行い、動画再生を開始させると、動画ファイルの再生処理がスタートし、液晶モニタ２４に動画が表示される。
【００７３】
静止画の一コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む。）に、十字ボタン３４の右キー又は左キーを操作することによって、再生対象のファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされた位置の画像ファイルが記録メディア８０から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が液晶モニタ２４に再生表示される。
【００７４】
次に、ＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢについて詳述する。信号処理部７１には、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ制御に必要な演算を行うオート演算部８１が含まれている。オート演算部８０はＡＥ演算部８２、ＡＦ演算部８４、ＡＷＢ演算部８６から構成される。ＡＥ演算部８２は、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ５０に提供する。ＣＰＵ５０は、ＡＥ演算部８２から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定される。そして、アイリスモータを含む絞り駆動部７７及びＣＣＤ６６の電子シャッターを制御して最適な露光量を得る。
【００７５】
ＡＷＢ演算部８６は、上述したＡＥ演算部８２と類似の構成であり、入力されたＲＧＢの各色信号を積算する。ＡＷＢ演算部８６は、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、各エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出する回路を含み、その算出結果はＣＰＵ５０に提供される。
【００７６】
ＣＰＵ５０は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値と、ＡＥ演算による撮影ＥＶ値の情報に基づいてシーン判別（光源種の判別）を行い、シーンに適した所定のホワイトバランス調整値に従って、各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ≒１：１：１）になるように、信号処理部６８内のホワイトバランス調整回路のアンプゲインを制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。なお、シーン判別においては、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値を利用するのに代えて、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙなど色温度情報を用いてもよい。
【００７７】
ＡＦ演算部８４は、図６に示すように、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）９０、絶対値化処理部９２、ＡＦエリア抽出部９４及び積算部９６を備えている。ハイパスフィルタ９０は、Ａ／Ｄ変換器２５によってデジタル化された画像信号のうちＧ信号の高周波成分のみを通過させる。絶対値化処理部９２は、ハイパスフィルタ９０からの出力信号の絶対値をとる。
【００７８】
ＡＦエリア抽出部９４は、図７のように、撮影画面１００内（例えば、画面中央部）に設定されているフォーカス対象エリア（以下、ＡＦエリアという。）１０２内の信号を切り出す処理を行う。図６の積算部９６は、ＡＦエリア１０２内の絶対値データを積算し、得られた積算値（焦点評価値に相当）を図５に示したＣＰＵ５０に提供する。なお、焦点評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限定されず、輝度信号（Ｙ信号）など、他の画像信号を利用してもよい。
【００７９】
動画撮影中にはサーボＡＦが適用される。サーボＡＦは、いわゆる「山登り方式」の連続的なＡＦ処理を行う。すなわち、フォーカスレンズ６９を光軸に沿って前後に微小移動させて、焦点評価値の増減方向をチェックしながら、評価値の極大点まで、徐々にフォーカスレンズ６９を移動させる。
【００８０】
本実施形態では、ＡＦエリア１０２を画面の一部に設定しているが、全画面をＡＦエリアとして取り扱うことが可能である。
【００８１】
静止画撮影時にはワンショットＡＦが適用される。ＣＰＵ５０は、ＡＦモータを含むフォーカス駆動部７５を制御してフォーカスレンズ６９を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントでＡＦ演算を行い、各ＡＦ検出ポイントで算出された焦点評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカスレンズ６９を移動させるようにフォーカス駆動部７５を制御する。
【００８２】
本実施形態ではＡＦエリア１０２は全画面から一部を切り出しているが、全画面を複数エリアに分割し、各エリアにおいて焦点評価値を算出し、各エリアの焦点評価値から極大値を求め、これらに基づいてレンズの合焦位置を決定することが可能である。
【００８３】
また、サーボＡＦおよびワンショットＡＦにおいて、合焦検出は撮影レンズ可動範囲全域（全域サーチ）で行われる。
【００８４】
上記の如く構成されたカメラ１０のＡＦ切換方法について説明する。
【００８５】
図２に示したモード選択スイッチ２６により動画撮影モードが選択されると前記サーボＡＦが行われ、静止画撮影モードが選択されると前記ワンショットＡＦが行われる。前記サーボＡＦは追従性を重視したＡＦ制御であり動画記録中には常に動作している。前記ワンショットＡＦは検出した合焦位置にフォーカスレンズ６９を移動して停止させてフォーカスロックを行うＡＦ制御である。
【００８６】
動画撮影中に、サーボＡＦでは撮影レンズ１２の合焦を得られないときには、ＡＦ切換スイッチ２８を操作して、サーボＡＦからワンショットＡＦへの切り換えを行い、撮影レンズ１２の合焦を得る機能をカメラ１０は有している。
【００８７】
図８は、動画撮影中におけるＡＦ切り換えの流れを示したフローチャートである。
【００８８】
動画撮影が開始されると（ステップＳ１０）、液晶モニタ２４にスルー画が表示される（ステップＳ１２）。カメラ１０はサーボＡＦを実行する（ステップＳ１４）。
【００８９】
撮影シーンが暗い室内（低輝度被写体）や背景と被写体が同形色である場合（低コントラスト）、撮影レンズ１２は正確な合焦を得られないことがある。
【００９０】
前記のような撮影シーンでは、撮影者はＡＦ切換ボタン２８をＯＮしてＡＦ切り換えを行うことができる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６にてＡＦ切り換えを行わない場合（ＮＯ判定）、サーボＡＦが継続され、カメラ１０はレリーズボタン１５全押し（Ｓ２＝ＯＮ）待ちに遷移する（ステップＳ１８）。
【００９１】
ステップＳ１８においてレリーズボタン１５全押しがされないと（ＮＯ判定）、カメラ１０の制御は液晶モニタ２４にスルー画表示を行いながらサーボＡＦを継続する（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１８にてＳ２＝ＯＮになると（ＹＥＳ判定）、動画記録を開始する（ステップＳ２０）。
【００９２】
動画記録中にはＡＦ切換ボタン２８のＯＮを監視し（ステップＳ２２）、ＡＦ切換ボタンがＯＮされない場合には（ＮＯ判定）、さらにサーボＡＦを継続し、Ｓ１＝ＯＮ待ち（ステップＳ２４）に遷移する。
【００９３】
ステップＳ２４においてＳ１＝ＯＮとならない場合には（ＮＯ判定）、カメラ１０の制御はＳ１＝ＯＮ待ちを継続し（ステップＳ２４）、ステップＳ２４においてＳ１＝ＯＮとなった場合には、動画記録を終了する（ステップＳ２６）。
【００９４】
一方、ステップＳ２２においてＡＦ切換ボタンがＯＮされると（ＹＥＳ判定）、図９に示すワンショットＡＦが実行される（ステップＳ２８）。
【００９５】
図９はワンショットＡＦの制御を示したフローチャートである。ワンショットＡＦが開始されると（ステップＳ１００）、フォーカスレンズ６９を動かしながら、複数のＡＦエリア１０２（図７に図示）での焦点評価値を算出し、該焦点評価値の極大値（ピーク）を検出する（ステップＳ１０３）。該焦点評価値のピークが検出されない場合（ＮＯ判定）には、フォーカスレンズ６９は所定の位置に移動する（ステップＳ１０４）。フォーカスレンズ６９が所定の位置に移動するとワンショットＡＦ制御を終了する（ステップＳ１０６）。
【００９６】
一方、ステップＳ１０３において焦点評価値のピークが検出されると（ＹＥＳ判定）、フォーカスレンズ６９は焦点位置に移動し、停止して（ステップＳ１０８）、ワンショットＡＦ制御を終了する（ステップＳ１０６）。
【００９７】
ワンショットＡＦにより撮影レンズ１２の合焦が得られると、カメラの制御は図８のステップＳ３０に遷移する。
【００９８】
ステップＳ３０において、ＡＦ切換ボタン２８がＯＦＦにならない場合には（ＮＯ判定）、カメラ１０の制御はＳ１＝ＯＮ待ちに遷移し（ステップＳ２４）、ステップＳ３０においてＡＦ切換ボタン２８がＯＦＦとなった場合には（ＹＥＳ判定）、フォーカスロックを解除し（ステップＳ３１）、ＡＦ制御はサーボＡＦに切り換えされ（ステップＳ３２）、カメラ１０の制御はＳ１＝ＯＮ待ち（ステップＳ２４）に遷移する。
【００９９】
ステップＳ１６において、ＡＦ切換ボタン２８がＯＮになると（ＹＥＳ判定）、ワンショットＡＦが実行される（ステップＳ３３）。図９に示したワンショットＡＦにより撮影レンズが移動しフォーカスロックされると、ＡＦ切換ボタン２８の監視を行う（図８のステップＳ３４）。ステップＳ３４において、ＡＦ切換ボタン２８がＯＮにならない場合には（ＮＯ判定）、Ｓ２＝ＯＮ待ち（ステップＳ３６）に遷移する。また、ステップＳ３６において、Ｓ２＝ＯＮにならない場合は、ＡＦ切換ボタン２８のＯＦＦを監視する（ステップＳ３４）。
【０１００】
一方、ステップＳ３６において、Ｓ２＝ＯＮになった場合には（ＹＥＳ判定）動画記録を開始し（ステップＳ３８）、カメラ１０の制御はＳ１＝ＯＮ待ちに遷移する（ステップＳ２４）。
【０１０１】
また、ステップＳ３４において、ＡＦ切換ボタン２８がＯＦＦになった場合には（ＹＥＳ判定）、フォーカスロックは解除され（ステップＳ４０）カメラ１０の制御はサーボＡＦに切り換えられる（ステップＳ１４）。
【０１０２】
本実施形態において、静止画撮影時のワンショットＡＦは撮影レンズの可動範囲全域（至近から∞）を対象として合焦位置の検出を行うが、動画撮影時にサーボＡＦからワンショットＡＦに切り換えられた場合には、切り換え直前におけるフォーカスレンズ６９の位置の近傍をワンショットＡＦの合焦位置検出範囲とする。但し、動画撮影時にサーボＡＦからワンショットＡＦに切り換えられた場合に全域サーチを行うことも可能である。
【０１０３】
本実施形態では、ＡＦ切換ボタン２８によりＡＦの切換を行うが、ＡＦ切換ボタン２８をレリーズボタン１５等の他の操作手段と兼用する形態が可能である。また、ＡＦ切換ボタン２８の代わりにシフトキーを設け、シフトキーと既存の操作手段の組み合わせによりＡＦ切換を行うことも可能である。
【０１０４】
また、フォーカスロックの解除は、ワンショットＡＦ制御が終了すると自動的にフォーカスロックを解除してもよいし、次の操作が行われるとフォーカスロックを解除してもよい。
【０１０５】
本実施形態では、ステップＳ１０３において、焦点検出ができない場合（焦点評価値のピークが求められない場合）には、例えば焦点距離２ｍの位置のように、予め決められている位置にフォーカスレンズ６９を移動させる。
【０１０６】
焦点検出ができない場合には、マニュアルフォーカスに切り換えて、手動で焦点位置にフォーカスレンズ６９を移動させることも可能である。
【０１０７】
上述した実施形態によれば、動画撮影時にサーボＡＦからワンショットＡＦへ切り換えるＡＦ切換ボタン２８を設けたので、低輝度被写体や低コントラスト等のサーボＡＦが苦手とする撮影シーンではサーボＡＦからワンショットＡＦに切り換えて撮影レンズ１２の合焦を確実に得ることができる。また、サーボＡＦによるデフォーカスを嫌う場合にも有効である。
【０１０８】
また、サーボＡＦからワンショットＡＦに切り換えられた場合には、全域サーチを行わず切り換え直前のレンズ位置近傍をサーチ範囲としたので、撮影レンズ１２の合焦を素早く得ることができる。
【０１０９】
本実施形態では、撮像系から得られた画像信号をもとにＡＦ制御を行うワンショットＡＦを開示したが、測距センサを用いて被写体までの距離を測定し、被写体までの距離をもとにＡＦ制御を行うワンショットＡＦがある。
【０１１０】
次に、測距センサを用いたワンショットＡＦについて説明する。
【０１１１】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るカメラ２００の正面図である。なお、図１０中図１と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１２】
カメラ２００は測距用アクティブセンサを備えたデジタルカメラであり、カメラ２００の正面にはセンサ発光部２０２Ａおよびセンサ受光部２０２Ｂが設けられている。なお、説明の便宜上、センサ発光部２０２Ａとセンサ発光部２０２Ｂを総称して「測距センサ２００」と呼ぶことにする。
【０１１３】
図１１はカメラ２００の内部構成を示すブロック図である。なお、図１１中図５と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１１４】
測距センサ２０２から得られた信号は、インターフェイス回路２０４を介してＣＰＵ５０に入力される。ＣＰＵ５０では入力された信号をもとにカメラ２００から被写体までの距離を算出し、撮影レンズ１２の合焦位置にフォーカスレンズ６９を移動させる。
【０１１５】
上記の如く構成されたカメラ２００によれば、ワンショットＡＦにおいて、測距センサを用いて被写体までの距離を測定し、フォーカスレンズ６９を撮影レンズ１２の合焦位置に移動させる。取得した画像から合焦位置を算出するＡＦ制御に比べて、撮影レンズ１２は素早く、正確な合焦位置を得ることが可能になる。
【０１１６】
本変形例では、測距センサにアクティブセンサを用いたが、前記測距センサはパッシブタイプに置き換え可能である。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、静止画および動画記録可能なデジタルカメラを例に説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、ビデオカメラ、ＤＶＤカメラなどの電子カメラに代表されるように、撮像素子を用いて被写体像を電気信号に変換して動画を記録する機能を有している画像記録装置に広く適用可能である。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によれば、動画撮影中においてサーボＡＦ制御手段からワンショットＡＦ制御手段に切り換える操作手段を設け、ＡＦ制御の切り換えを可能としたので、サーボＡＦ制御手段が苦手とする撮影シーンや撮影レンズの合焦が得られないことを避けるときには、操作手段を操作してサーボＡＦ制御手段からワンショットＡＦ制御手段に切り換えることで良好なピント合わせが可能になる。また、一度得られた撮影レンズのフォーカスはロックされるので安定したフォーカスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像記録装置の正面図
【図２】本発明の実施形態に係る画像記録装置の背面図
【図３】本発明の実施形態に係る画像記録装置の平面図
【図４】本発明の実施形態に係る画像記録装置の側面図
【図５】本発明の実施形態に係る画像記録装置の内部構成を示すブロック図
【図６】図５に示したＡＦ演算部の処理フローを示すブロック図
【図７】撮影画面内に設定されたＡＦエリアの例を示す図
【図８】ＡＦ切り換え処理の内容を示すフローチャート
【図９】ワンショットＡＦ処理の内容を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施形態応用例に係る画像記録装置の正面図
【図１１】本発明の実施形態応用例に係る画像記録装置の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０，２００…デジタルカメラ、１２…撮影レンズ、２８…ＡＦ切換ボタン、６９…フォーカスレンズ、７１…信号処理部、８０…記録メディア、８１…オート演算部、８４…ＡＦ演算部、２０２…測距センサ
【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】
2004205792.tif 000010
【図９】
2004205792.tif 000011
【図１０】
2004205792.tif 000012
【図１１】
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