(57)【要約】【課題】  シャッターボタンの操作状況に応じて適切な焦点調節を行うことのできる撮像装置を提供する。【解決手段】  シャッターボタンの半押し操作と全押し操作との時間間隔が短い場合は、外光パッシブ方式単独で焦点調節を行うものとし、且つ、主被写体の位置に関わらず、測距部の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックの被写体距離を用いて焦点調節を行うようにする。ただし、ＦＦＰモードに設定された場合には、ピント位置として指定された位置で合焦させることを最も優先すべきであると考えられることから、シャッターボタンに対する両操作の時間間隔が短くても、外光パッシブ方式と山登り検出方式とを併用する。【選択図】      図１３
2005189532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光像を光電変換により撮像する撮像手段と、
撮影レンズの焦点位置を前記撮像手段の撮像面上に合焦させるための焦点調節手段を含んでなり、前記撮像手段の撮像面に被写体像を結像する撮像光学系と、
前記撮像手段の撮像動作により得られる画像の明瞭度を評価する評価手段と、
一対の測距用光学系、及び各測距用光学系に対応して備えられ複数の測距点を備えた複数の測距センサを有してなる外光パッシブ方式の測距手段と、
前記測距手段により検出された被写体距離を用いて、前記焦点調節手段に合焦動作を行わせる第１の制御手段と、
前記測距手段により検出された被写体距離と前記評価手段による評価とを用いて、前記焦点調節手段に合焦動作を行わせる第２の制御手段と、
記録用撮像動作に係る制御値を決定するための撮像準備動作を指示する入力を行うための第１の操作手段と、
前記記録用撮像動作の開始を前記撮像手段に指示する入力を行うための第２の操作手段と、
前記第１の操作手段の操作タイミングから所定のタイミングまでに前記第２の操作手段の操作が行われたとき、前記測距手段の測距領域のうち所定の一部領域から得られる被写体距離を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせる制御を前記第１の制御手段に実行させ、前記所定のタイミングまでに前記第２の操作手段の操作が行われないとき、前記第２の制御手段による制御を実行させる設定手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記所定の一部領域は、前記測距手段の測距領域のうち中央部分に位置する測距点であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記測距センサは、被写体の光像を光電変換する複数の画素が、交差する２の方向に２次元的に配置されてなるものであり、前記所定の一部領域は、前記測距手段の測距領域のうち中央の測距点と、該中央の測距点に対し前記２の方向のうちいずれか１の方向に並ぶ１または複数の測距点とから構成される領域であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の制御手段は、前記測距手段により検出された被写体距離を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせた後、前記評価手段による評価を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像手段に導く被写体の光像の光量を調節するための絞りと、前記絞りの開口径を制御する絞り制御手段と、被写体の輝度を検出する被写体輝度検出手段とを備え、前記第１の制御手段による制御を行わせる場合で、前記被写体輝度検出手段により検出された被写体の輝度が所定の輝度より大きいときには、前記絞り制御手段により前記絞りの開口径を小さくする処理を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像手段の撮像領域の中から合焦点を指定する入力が可能な合焦点手動設定モードに設定するためのモード設定手段と、合焦点を指定する入力を行うための操作手段とを備え、前記設定手段は、前記モード設定手段により前記合焦点手動設定モードに設定されたとき、前記第１、第２の操作手段に対する操作の時間間隔に関わらず、少なくとも前記評価手段による評価を用いた合焦動作を前記焦点調節手段に行わせることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の測距点を有する外光パッシブ方式による焦点調節機能と、所謂山登り検出方式による焦点調節機能とを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置において、記録する画像を得るための撮像光学系及び撮像素子とは別に、複数の光学系（測距用光学系）と、各測距用光学系に対応して備えられた撮像素子（測距用撮像素子）とを備え、各測距用光学系を介して結像された光像を前記測距用撮像素子によりそれぞれ受光して撮像動作を行うとともに、測距用撮像素子の出力から得られる各光像の結像位置のずれ量に基づいて被写体距離を算出し、その被写体距離に対応する焦点位置にフォーカスレンズを駆動する所謂外光パッシブ方式の焦点調節方法が広く知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
また、撮像装置の他の焦点調節方法として、フォーカスレンズの光軸方向の駆動と撮像素子による撮像動作とを交互に行いながら、その撮像動作により得た画像のコントラストが最大となるフォーカスレンズの位置を探し出し、その位置にフォーカスレンズを位置させる所謂山登り検出方式の焦点調節方法も知られている。
【０００４】
前記外光パッシブ方式による焦点調節方法と前記山登り検出方式による焦点調節方法とを比較した場合、外光パッシブ方式による焦点調節方法は、山登り検出方式による焦点調節に比して短時間で焦点調節を行うことができる反面、外光パッシブ方式は、撮像光学系とは異なる光学系で測距を行い、その測距により得た測距値を撮像光学系におけるフォーカスレンズの駆動量に換算し、その駆動量に基づいてフォーカスレンズを駆動するため、その際に演算誤差やフォーカスレンズの駆動・停止時の機械的誤差が発生する。さらに、撮像光学系のワイド側焦点距離時は、撮像画像全体のうち一部の領域しか測距できないという問題があり（全領域を測距できるようにすると測距装置の大型化やコストアップを招来する）、また、被写体距離によっては、撮像光学系と測距用光学系とのパララックス（視差）の問題が生じる。一方、前記山登り検出方式による焦点調節方法は、前記撮像画像の略全域が焦点調節可能な対象領域であるとともに焦点調節の精度が高い反面、外光パッシブ方式に比して焦点調節に要する時間が長い。
【０００５】
そこで、両方式の利点を活かした焦点調節を行うために、両方式の焦点調節方法を組み合わせ、まず外光パッシブ方式により凡その位置にフォーカスレンズを駆動して粗く焦点調節を行った後、外光パッシブ方式の測距時に検出した主被写体に対応する位置の撮像素子の画像を用いて山登り検出方式により高精度に焦点調節を行うようにすることが考えられる。
【特許文献１】特開平９−２１１３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、通常、撮像装置には、記録用の画像データを得るための撮像動作を当該撮像装置に指示する入力を行うためのシャッターボタンが備えられていて、このシャッターボタンは、例えば、途中まで押し込む半押し操作と完全に押し切る全押し操作との２段階で押圧操作されるように構成されている。シャッターボタンの半押し操作が行われると、露出制御値などの各種の制御値を設定したり、撮像光学系の焦点調節を行ったりする撮影準備処理が実行され、全押し操作が行われると、その半押し操作時に設定された制御値で所定の記録手段に記録するための被写体像の撮像が実行される。
【０００７】
そして、このようにシャッターボタンが２段階で押圧操作されるように構成されている場合に、そのシャッターボタンが一気に全押し操作が行われたときには、撮影者が全押し操作を行ったタイミングの被写体像を得ることを望む場合が多い。
【０００８】
ところが、このような場合にも、外光パッシブ方式の焦点調節方法と山登り検出方式の焦点調節方法とを組み合わせた焦点調節を行うと次のような問題が生じる。すなわち、外光パッシブ方式の焦点調節により合焦すべき対象（主被写体）を検出しその主被写体の画像を用いて山登り検出方式の焦点調節を行うことで、山登り検出方式のみで焦点調節を行うときよりは焦点調節に要する時間は短くなるとはいっても、この山登り検出方式の焦点調節を行うことで、焦点調節に比較的時間を要することとなるため、撮影者が全押し操作を行ったタイミングと撮像素子が実際に被写体像を記録用の撮像を行うタイミングとの間に比較的大きなタイムラグが生じ、撮影者が望む被写体像とは異なる画像が得られる虞がある。
【０００９】
一方、シャッターボタンの半押し操作と全押し操作とに比較的大きな時間差があり、その全押し操作までに、外光パッシブ方式による焦点調節と山登り検出方式による焦点調節とを完了することができる場合には、両方式を組み合わせた焦点調節を行うことで、焦点調節の精度と時間とが両立された焦点調節を行うことができる。
【００１０】
これらのことから、両方式の焦点調節方法を組み合わせた焦点調節を行うことが常に最善の焦点調節方法であるとはいえず、両方式の焦点調節機能を有する撮像装置を提案する場合であっても、シャッターボタンの操作状況に応じてこれらの焦点調節機能の使い方を変えるべきであると考えられる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外光パッシブ方式により焦点調節を行う機能と、山登り検出方式により調節を行う機能とを搭載する撮像装置において、シャッターボタンの操作状況に応じて適切な焦点調節を行うようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、被写体の光像を光電変換により撮像する撮像手段と、撮影レンズの焦点位置を前記撮像手段の撮像面上に合焦させるための焦点調節手段を含んでなり、前記撮像手段の撮像面に被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像手段の撮像動作により得られる画像の明瞭度を評価する評価手段と、一対の測距用光学系、及び各測距用光学系に対応して備えられ複数の測距点を備えた複数の測距センサを有してなる外光パッシブ方式の測距手段と、前記測距手段により検出された被写体距離を用いて、前記焦点調節手段に合焦動作を行わせる第１の制御手段と、前記測距手段により検出された被写体距離と前記評価手段による評価とを用いて、前記焦点調節手段に合焦動作を行わせる第２の制御手段と、記録用撮像動作に係る制御値を決定するための撮像準備動作を指示する入力を行うための第１の操作手段と、前記記録用撮像動作の開始を前記撮像手段に指示する入力を行うための第２の操作手段と、前記第１の操作手段の操作タイミングから所定のタイミングまでに前記第２の操作手段の操作が行われたとき、前記測距手段の測距領域のうち所定の一部領域から得られる被写体距離を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせる制御を前記第１の制御手段に実行させ、前記所定のタイミングまでに前記第２の操作手段の操作が行われないとき、前記第２の制御手段による制御を実行させる設定手段とを備えることを特徴とする撮像装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記所定の一部領域は、前記測距手段の測距領域のうち中央部分に位置する測距点であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記測距センサは、被写体の光像を光電変換する複数の画素が、交差する２の方向に２次元的に配置されてなるものであり、前記所定の一部領域は、前記測距手段の測距領域のうち中央の測距点と、該中央の測距点に対し前記２の方向のうちいずれか１の方向に並ぶ１または複数の測距点とから構成される領域であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置において、前記第２の制御手段は、前記測距手段により検出された被写体距離を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせた後、前記評価手段による評価を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮像手段に導く被写体の光像の光量を調節するための絞りと、前記絞りの開口径を制御する絞り制御手段と、被写体の輝度を検出する被写体輝度検出手段とを備え、前記第１の制御手段による制御を行わせる場合で、前記被写体輝度検出手段により検出された被写体の輝度が所定の輝度より大きいときには、前記絞り制御手段により前記絞りの開口径を小さくする処理を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮像手段の撮像領域の中から合焦点を指定する入力が可能な合焦点手動設定モードに設定するためのモード設定手段と、合焦点を指定する入力を行うための操作手段とを備え、前記設定手段は、前記モード設定手段により前記合焦点手動設定モードに設定されたとき、前記第１、第２の操作手段に対する操作の時間間隔に関わらず、少なくとも前記評価手段による評価を用いた合焦動作を前記焦点調節手段に行わせることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、第１の操作手段の操作タイミングから所定のタイミングまでに第２の操作手段の操作が行われたときには、測距手段の測距領域のうち所定の一部領域から得られる被写体距離を用いて焦点調節手段に合焦動作を行わせるようにしたので、前記所定のタイミングを適宜設定することにより、速やかに合焦動作を行って記録用撮像動作を開始することが可能となる。その結果、撮像装置の利用者が望む被写体像に近い画像を記録画像として得ることができる。
【００１９】
また、前記所定のタイミングまでに第２の操作手段の操作が行われないときには、測距手段により検出された被写体距離と評価手段による評価とを用いて焦点調節手段に合焦動作を行わせるようにしたので、焦点調節の精度と時間とが両立された焦点調節を行うことができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記所定の一部領域を、測距手段の測距領域のうち中央部分に位置する測距点に限定したので、速やかに合焦動作を行って記録用撮像動作を開始することが可能となるとともに、複数の被写体のうち最も重要度の高い主被写体が配置されている可能性が高い中央の測距点に基づいて合焦動作を行うことにより、合焦動作のスピード（時間的な早さ）を最優先しつつも測距精度を確保することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、所定の一部領域を、前記測距手段の測距領域のうち中央の測距点と、該中央の測距点に対し前記２の方向のうちいずれか１の方向に並ぶ１または複数の測距点とから構成される領域としたので、請求項２に記載の発明に比して、より測距精度を確保することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、第２の制御手段を、前記測距手段により検出された被写体距離を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせた後、前記評価手段による評価を用いて前記焦点調節手段に合焦動作を行わせるものとしたので、第２の制御手段による制御に設定されたときには、焦点調節の精度と時間とが両立された焦点調節を行うことができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、測距手段により検出された被写体距離を用いて焦点調節手段に合焦動作を行わせる場合で、検出された被写体の輝度が所定の輝度より大きいとき、絞り制御手段により絞りの開口径を小さくする処理を行うようにしたので、評価手段による評価を用いた合焦動作を行わないことによる合焦精度の不足を補うことができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、合焦点手動設定モードに設定されたとき、第１、第２の操作手段に対する操作の時間間隔に関わらず、少なくとも前記評価手段による評価を用いた合焦動作を前記焦点調節手段に行わせるようにしたので、指定された合焦点で合焦させることを合焦動作の時間より優先して行うことができ、合焦点手動設定モードに設定する利用者の意思を反映することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る撮像装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、撮像装置の構成を示す正面図、図２は、撮像装置の背面図である。
【００２７】
図１，図２に示すように、撮像装置１は、前面適所に配設された撮像光学系２と、上面適所に配設されたモード設定ダイヤル３と、上方角部に配設されたシャッターボタン４と、背面左側に配設されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）５と、ＬＣＤ５の側方に配設された十字操作部６と、十字操作部６の内側に配設されたプッシュボタン７と、ＬＣＤ５の下方に配設された設定ボタン群８と、ＬＣＤ５の上方に配設された電子ビューファインダー（Electoronic View Finder  以下、ＥＶＦと略記する）９と、撮像光学系２の上方に配設された測光部１０と、測光部１０に隣接して配置された測距部１１と、ＥＶＦ９の上方に配設されたフラッシュ１２と、前面適所に配設されたＡＦ補助発光部１３とを備えている。
【００２８】
撮像光学系２は、図８を参照して、撮影倍率（焦点距離）を変更するためのズームレンズ１９と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ２０（特許請求の範囲における焦点調節手段に相当）とを備えてなる撮影レンズや、撮像素子２３への光量を調節するための絞り２１を、装置本体１Ａから突出して備えられた鏡胴２ａ内において光軸Ｌ１（図６参照）方向に配設してなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像素子２３に結像するものである。撮影倍率（焦点距離）の変更や焦点位置の調節は、撮像光学系２の各レンズが図略のモータ等の駆動系により光軸Ｌ１方向に駆動されることで行われる。
【００２９】
モード設定ダイヤル３は、撮像装置１の上面と略平行な面内で回動可能な略円盤状の部材であり、静止画や動画を撮影する撮影モードや記録済みの画像を再生する再生モード、あるいは電源のＯＮ／ＯＦＦの切替え等、撮像装置１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。図示はしないが、モード設定ダイヤル３の上面には、その外周縁に沿って各機能を示すキャラクターがそれぞれ所定の間隔で表記されていて、装置本体１ａ側の適所に設けられた指標と対向する位置にセットされたキャラクターに対応する機能が実行される。
【００３０】
シャッターボタン４は、途中まで押し込む半押し操作と完全に押し切る全押し操作との２段階で押圧操作されるボタンである。シャッターボタン４は、特許請求の範囲における第１、第２の操作手段に相当し、半押し操作は第１の操作手段の操作に、全押し操作は第２の操作手段の操作に相当する。撮影モードにおいて、シャッターボタン４が操作されていない状態では、一定の周期（例えば１／３０（秒）毎）で被写体の光学像が撮像され、その撮像により生成される画像がＬＣＤ５やＥＶＦ９に順次切換表示される。なお、このときにＬＣＤ５等に表示される一連の画像を、被写体の状態を略リアルタイムで表示するものであるという意味で、以下、ライブビュー画像という。このライブビュー画像の表示により、撮影者は被写体の状態をＬＣＤ４で視認することができる。
【００３１】
また、シャッターボタン４の半押し操作が行われると、前記ライブビュー画像の表示に加えて撮影準備処理、主として被写体輝度を検出して露出制御値を設定するとともに、撮像光学系２の焦点調節を行う処理が行われる。さらに、シャッターボタン４の全押し操作が行われると、その半押し操作時に設定された露出制御値で、後述の画像記憶部３５に記録する被写体像の撮像が行われる。なお、シャッターボタン４の半押し操作は、図略のスイッチＳ１がオンされることにより検出され、シャッターボタン４の全押し操作は、図略のスイッチＳ２がオンされることにより検出される。
【００３２】
ＬＣＤ５は、カラー液晶パネルを備えてなり、ライブビュー画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。ＬＣＤ５の表示画面に複数人の被写体が表示されている様子を図３に示す。なお、ＬＣＤ５に代えて、有機ＥＬやプラズマ表示装置であってもよい。
【００３３】
十字操作部６は、十字状に配置された押圧部６ａ〜６ｄを備える環状の部材を有し、各押圧部６ａ〜６ｄに対応して備えられた図略の接点（スイッチ）により押圧部６ａ〜６ｄの押圧操作が検出されるように構成されているもので、撮影倍率の変更（ズームレンズ１９のワイド方向やテレ方向への移動）、ＬＣＤ５に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタースピード、フラッシュ発光の有無等）の設定等の指示を入力するためのものである。
【００３４】
また、本実施形態では、撮影領域内の任意の被写体にピントを合わせることのできるフレックスフォーカスポイントモード（以下、ＦＦＰモードという）を備えており、図３（ａ）に示すように、ＦＦＰモードに設定されたときには、ＬＣＤ５やＥＶＦ９の表示画面に、ピントを合わせる位置（ピントの指定位置）を示すカーソルＣＳＲが被写体の画像に重畳して表示される。図３（ａ）は、ＬＣＤ５の表示画面の略中央にカーソルＣＳＲが表示されている状態を示す。そして、図３（ｂ）に示すように、十字操作部６は、このカーソルＣＳＲの位置を変更する機能を有する。なお、図３（ｂ）では、十字操作部６の
６ａ，６ｄを操作することで、カーソルＣＳＲを矢印Ｐの方向に移動したことを示している。また、このＦＦＰモードは、特許請求の範囲における合焦点手動設定モードに相当する。
【００３５】
図１，図２に戻り、プッシュボタン７は、ＦＦＰモードの設定と、ピントの指定位置の確定とを指示する入力を行うためのものである。なお、プッシュボタン７の押圧操作によりＦＦＰモードに設定された後、再度の押圧操作が行われることでピントの指定位置を確定する旨の指示が入力される。なお、十字操作部６及びプッシュボタン７は、特許請求の範囲における操作手段に相当する。
【００３６】
設定ボタン群８は、詳細には説明しないが、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。
【００３７】
ＥＶＦ９は、図略のカラー液晶パネルや接眼レンズを備えてなり、撮影レンズを透過し図略の分離手段及び導光手段により分離・導光された光束を利用してカラー液晶パネルに被写体の画像を表示するものであり、撮影者は接眼窓９ａを覗き込むことで接眼レンズを介し、ＬＣＤ５の表示画面に表示される被写体像と同様の被写体像を視認することができる。
【００３８】
測光部１０は、図示はしないが、測光用光学系と該光学系により結像された光像を撮像する測光センサーとを備え、これらの機構を用いて測光を行うものである。測光部１０の出力から被写体輝度が算出され、検出された被写体輝度は、露出制御値（絞り値とシャッタースピードに対応する撮像素子２３の露光時間）を決定するのに用いられる。
【００３９】
測距部１１は、当該撮像装置１から被写体までの距離（被写体距離）に対応する位置にフォーカスレンズ２０を駆動して合焦させるべく、その被写体距離を検出するためのものである。図４（ａ）は、本実施形態における測距部１１の内部構成を示す断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）において矢印Ｑからみたときの測距部１１における測距センサ部１６の構成を示す図である。
【００４０】
測距部１１は、図４（ａ）に示すように、撮像光学系２の光軸Ｌ１（図６参照）と異なる光軸Ｌａ，Ｌｂを有し、その光軸Ｌａ，Ｌｂに直交する平面上において並列に配置された一対の測距用光学系１４，１５と、この測距用光学系１４，１５の略結像面に配置された測距センサ部１６とを備えて構成されており、これらの測距用光学系１４，１５と測距センサ部１６とを用いて被写体像を撮像する。測距センサ部１６の出力は外光パッシブ方式による焦点調節を行うために用いられる（詳細には後述する）。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、測距センサ部１６は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子からなる複数のラインセンサＬ１〜Ｌ１４と、各ラインセンサＬ１〜Ｌ１４に対してデータ転送用の駆動信号を生成する図略の制御回路とを備えて構成されている。
【００４２】
ラインセンサＬ１〜Ｌ１４の長手方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とすると、Ｙ軸方向に所定の間隔で略平行に配設されたラインセンサＬ１〜Ｌ７からなるラインセンサ群１７と、Ｙ軸方向に前記所定の間隔で略平行に配設されたラインセンサＬ８〜Ｌ１４からなるラインセンサ群１８とがＸ軸方向に所定の間隔を介して並設されている。
【００４３】
ラインセンサ群１７の撮像面には、測距用光学系１４により被写体光像が結像される一方、ラインセンサ群１８の撮像面には、測距用光学系１５により被写体光像が結像され、これらラインセンサ群１７，１８から出力される画素信号に基づき、後述する三角測距の原理により被写体までの距離（被写体距離）が検出される。
【００４４】
図４，図５に示すように、測距エリアＡＲ２は、ズームレンズ１９が最も広い範囲の被写体を撮像素子２３に結像する、ワイド端位置に位置するときの撮像範囲ＡＲ１に対し、縦及び横の長さがそれぞれ例えば５０％、すなわち面積比で２５％の範囲（点線で図示）に設定されている。
【００４５】
これは、ズームレンズ１９がワイド端位置に位置する場合において、撮像範囲ＡＲ１のうち周辺部に位置する被写体に対しても測距を行うと、却ってピントのずれた画像が増加することがシミュレーションにより確認されたため、及びズームレンズ１９がワイド端位置に位置するときの撮像範囲ＡＲ１と略同等の範囲を測距エリアＡＲ２とする測距部を備えようとすると、測距部における測距センサ部１６の占有面積（受光面積）が拡大することにより撮像装置１の大型化を招来するとともに、画素数の増加に伴う情報量の増加により、後述のメイン制御部４６等にかかる負担（情報処理量）が増大するためである。
【００４６】
図６は、ズームレンズ１９がワイド端位置及びテレ端位置に位置するときの撮影領域ＡＲ１，ＡＲ３と、測距部１１の測距エリアＡＲ２との関係を示した図である。
【００４７】
図６に示すように、例えば撮像装置１から距離Ｌ離れた位置においては、ズームレンズ１９がワイド（広角）端位置に位置するとき、矢印Ａで示す範囲が撮像素子２３の撮像範囲ＡＲ１となり、ズームレンズ１９がテレ（望遠）端位置に位置するときには、矢印Ｂで示す範囲が撮像素子２３の撮像範囲ＡＲ３となり、ワイド端位置での撮像範囲ＡＲ１より小さい（ＡＲ３＜ＡＲ１）。一方、測距部１１の測距エリアＡＲ２は、前述したようにズームレンズ１９がワイド端位置に位置するときの撮像素子２３の撮像範囲ＡＲ１に対し面積比で約２５％に設定されているとともに、テレ端位置における撮像素子２３の撮像範囲ＡＲ３より大きく設定されている。
【００４８】
ところで、被写体距離が比較的小さい場合（被写体が撮像装置１に比較的近い位置にある場合）、撮像光学系２の光軸Ｌ１と測距用光学系１４，１５の光軸Ｌａ，Ｌｂとが異なることにより、撮像光学系２を介して撮像素子２３に導かれる光像と測距部１１の測距用光学系１４，１５を介して測距センサ部１６に導かれる光像とのずれ（視差、パララックス）が発生する。特に、撮像装置１から３〜５ｍより遠い領域では視差が小さくほとんど問題とはならないが、それより近い領域ではこの視差が比較的大きくなる。
【００４９】
そこで、撮像装置１では、この視差を小さくするため、測距部１１の光軸Ｌａ，Ｌｂは、撮像光学系２の光軸Ｌ１と当該撮像装置１から例えば３〜５ｍ先で交差（交差点Ｐ）するように、撮像光学系２の光軸Ｌ１に対してやや下方向に傾斜させて設計されている。このように前記交差点Ｐの位置が当該撮像装置１から例えば３〜５ｍ先に設定されているのは、通常最も重要な被写体（主被写体）は撮像装置１から例えば３〜５ｍ先で、且つ撮影範囲の略中央に存在することが多く、測距部１１の光軸Ｌａ，Ｌｂを過度に傾斜させる（前記交差点Ｐの位置をより撮像装置１側に設定する）と、測距部１１の測距エリアＡＲ２が撮像範囲の中央より上側にずれたり下側にずれたりして主被写体に対して焦点調節を確実に行うことができない虞があるからである。
【００５０】
図６から判るように、ズームレンズ１９を広角側から望遠側に駆動することで、撮像素子２３の撮像範囲が狭くなる一方、測距部１１の測距エリアＡＲ２は一定であることにより、測距部１１の測距エリアＡＲ２は、例えば図５に示す状態から図７に示す状態のように、撮像素子２３の撮像範囲に対し相対的に大きくなる。なお、測距部１１は、特許請求の範囲における測距手段に相当する。
【００５１】
図１に戻り、フラッシュ１２は、電気エネルギーを放電することで光エネルギーに変換して出力するキセノン管等からなる発光管、この発光管から発する閃光（フラッシュ光）を撮像装置１の前方に反射する反射傘、フラッシュ光を所定の範囲に集光または拡散するフレネルレンズ等を備えてなり、撮像素子２３への露光量が不足している場合等に、図略の放電管内で放電を起こして照明光を照射するポップアップ式のフラッシュである。フラッシュ１２は、放電管に電気エネルギーを出力させる調光回路３７（図８参照）によりその動作が制御される。
【００５２】
ＡＦ補助発光部１３は、ＬＥＤ等の発光素子を備えてなり、被写体の輝度やコントラストが小さい場合であって測距を行う際に、補助光を出力するものである。
【００５３】
次に、図８を参照して、撮像装置１のブロック構成について説明する。なお、図１〜図７と同一の部材等については、同一の符号を付している。
【００５４】
撮影光学系２は、図１に示す撮影光学系２に相当するものであり、ズームレンズ１９、フォーカスレンズ２０及び絞り２１を備える。ズームレンズ１９及びフォーカスレンズ２０は、モータＭ１，Ｍ２により鏡胴２ａ内でヘリコイド構造などを利用して光軸Ｌ１方向に駆動され、絞り２１はモータＭ３により駆動される。
【００５５】
撮影光学系２には、撮影レンズの駆動に関し、該撮影レンズの移動範囲内において光軸Ｌ１方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながら撮影レンズと一体的に移動するエンコーダブラシとを備えてなるレンズ位置検出部２２が配設されている。レンズ位置検出部２２は、エンコード板上のコードパターンをエンコーダブラシにより読み取ることで、撮影レンズの位置を検出するものである。検出された撮影レンズの位置は、焦点距離の算出に用いられる。
【００５６】
撮像素子２３は、例えばフォトダイオード等で構成される複数の光電変換素子がマトリックス状に２次元配列され、各光電変換素子の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタが１：２：１の比率で配設されてなるベイヤー配列のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カラーエリアセンサである。撮像素子２３は、撮影レンズにより結像された被写体の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として出力する。なお、撮像素子２３は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子から構成されるものでもよい。
【００５７】
撮像素子２３は、後述のタイミング制御回路２６により、撮像素子２３の露出動作の開始及び終了や、撮像素子２３における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。なお、撮像素子２３は、特許請求の範囲における撮像手段に相当する。
【００５８】
信号処理部２４は、撮像素子２３から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理部２４は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路により画像信号のレベル調整を行う。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換部２５は、信号処理部２４から出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を、後述のタイミング制御回路２６から出力されるクロックＣＬＫ２に基づいて、複数のビット（例えば１０ビット）からなるデジタルの画像信号にそれぞれ変換するものである。
【００６０】
タイミング制御回路２６は、後述のメイン制御部４６から出力される基準クロックＣＬＫ０に基づいてクロックＣＬＫ１，ＣＬＫ２を生成し、クロックＣＬＫ１を撮像素子２３に、また、クロックＣＬＫ２をＡ／Ｄ変換部２５にそれぞれ出力することにより、撮像素子２３及びＡ／Ｄ変換部２５の動作を制御する。
【００６１】
画像処理部２７は、Ａ／Ｄ変換部２５によりＡ／Ｄ変換されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に、黒レベルを基準の黒レベルに補正する黒レベル補正回路２８、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分のデジタル信号のレベル変換を行うホワイトバランス回路（ＷＢ回路）２９、及びＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のデジタル信号のγ特性を補正するγ補正回路３０を備える。
【００６２】
画像メモリ３１は、撮影モード時には、画像処理部２７から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部４６により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、後述の画像記憶部３５から読み出した画像データを一時的に記憶するメモリである。
【００６３】
ＶＲＡＭ３２は、ＬＣＤ５の画素数に対応した画素信号の記録容量を有し、メイン制御部４６とＬＣＤ５との間のバッファメモリであり、ＶＲＡＭ３３は、ＥＶＦ９の画素数に対応した画素信号の記録容量を有し、メイン制御部４６とＥＶＦ９との間のバッファメモリである。ＬＣＤ５及びＥＶＦ９は、図２にそれぞれ示すＬＣＤ５及びＥＶＦ９に相当するものである。
【００６４】
駆動部３４は、ズームレンズ１９及びフォーカスレンズ２０をそれぞれ光軸Ｌ１方向に駆動するモータＭ１，Ｍ２及び絞り２１を駆動するモータＭ３等を備えてなるものである。
【００６５】
画像記憶部３５は、メモリカードやハードディスクなどからなり、メイン制御部４６で生成された画像を保存するものである。
【００６６】
入力操作部３６は、前述のモード設定ダイヤル３、シャッターボタン４、十字操作部６及びプッシュボタン７等を含み、操作情報をメイン制御部４６に入力するものである。
【００６７】
発光制御部３７は、メイン制御部４６から出力される発光制御信号に基づきフラッシュ１２の発光を制御するものであり、調光回路３８と調光センサ３９とを含む。なお、発光制御信号には、発光準備の指示、発光タイミング及び発光量が含まれる。
【００６８】
調光回路３８は、メイン制御部４６から発光準備の指示信号が送出されると図略のメインコンデンサを充電して発光可能状態にし、さらに発光タイミング信号が送出されると当該タイミング信号に同期して前記メインコンデンサの蓄積電荷を放電し、これによってフラッシュ１２を発光させる。調光センサ３９は、フラッシュ撮影時において、露出開始と同時に被写体からの反射光を受光する。メイン制御部４６は、調光センサ３９において受光された反射光の受光量が所定の発光量に達すると、発光停止信号を調光回路３８に送出する。調光回路３８は、発光停止信号に応答してメインコンデンサの放電を停止させ、これによってフラッシュ１２は所要の発光量で発光することとなる。
【００６９】
測距部１１は、図１に示す測距部１１に相当するものであり、測距用光学系１４，１５、測距センサ部１６及びサブ制御部４０を備えて構成される。サブ制御部４０は、測距センサ部１６による撮像動作を制御するとともに、その測距センサ部１６の撮像動作により得られる画像データを用いて被写体距離の算出処理を実行するものであり、図９に示すように、機能的に、抜き出し部４１、相関演算部４２、対応位置検出部４３、距離検出部４４及び信頼性判定部４５を備えて構成される。
【００７０】
ここで、測距部１１により行われる被写体距離の算出処理について説明する。図９〜図１１は、外光パッシブ方式（三角測距方式）による測距演算の原理を説明するための図である。
【００７１】
図１０に示すように、外光パッシブ方式による測距演算は、左右のラインセンサ群１７，１８について、各ラインセンサＬ１〜Ｌ１４の各画素をＸ（個）のブロックにそれぞれ分割し、左側のラインセンサ群１７と右側のラインセンサ群１８との間で対応する一対のブロックについて、画素データが一致する画素のずれ量（画素数）を導出し、そのずれ量に基づきブロックごとに被写体距離を算出するものである。具体的には次のような処理を行う。
【００７２】
抜き出し部４１は、左側のラインセンサ群１７と右側のラインセンサ群１８とで対応するブロックの一部または全部の画素を含む所定数の画素から各画素信号を抜き出す処理を行う。
【００７３】
図１１は、所定数の画素から抜き出された各画素信号の状態を説明するもので、図１１中の○印は、左右のラインセンサ群１７，１８を構成する各画素の画素信号をレベル的に示したものである。図１１では、所定回数、本実施形態では１０回分の抜き出し処理が行われることを示している。
【００７４】
左ラインセンサ群１７側では、内側の所定位置に位置する画素から所定数分の画素データを２回抽出し、次の２回で更に１画素分だけ外側にシフトした所定数分の画素データを抽出し、かかる動作を順次２回ごとに、すなわち奇数回毎に画素を１つシフトしながら合計１０回行う。同様に、右ラインセンサ群１８側では、内側の所定位置に位置する画素から所定数分の画素データを１回抽出し、次に１画素分だけ外側にシフトした所定数分の画素データを２回抽出し、かかる動作を順次２回ごとに、すなわち偶数回毎に画素を１つシフトしながら合計１０回行う。以下、所定数分の画素データを部分画像データという。
【００７５】
このように、抜き出し部４１は、図１１に示す１回目から１０回目まで、左右のラインセンサ群１７，１８から順次切り換えながら部分画像データを抜き出して、相関演算部４２に受け渡す。相関演算部４２は、受け渡された毎回の部分画像データの、先頭側（例えば図１１中、左方から）の画素データから左右ラインセンサ群１７，１８の対応する画素データの互いの差分を求め、その総和を計算する。
【００７６】
具体的に説明すると、ある時点（１回目から１０回目のうちいずれか）で抜き出し部４１によって抜き出された部分画像データのうち、Ｌ（ｉ）を左ラインセンサ群１７側の１からｍ番目（ｉ＝１〜ｍ）までの各画素データとし、Ｒ（ｊ）を右ラインセンサ群１８側の１からｎ番目（ｊ＝１〜ｎ）までの各画素データとするとき（ｎ＝ｍとしてもよい）、相関演算部４２は、部分画像データの画素データ数をｋと表すものとすると、次の数１で表される相関係数を算出する。
【００７７】
【数１】
2005189532.tif 000003
【００７８】
このようにして算出した相関係数をサブ制御部４０内の図略の内部記憶部に一時的に保存する。そして、各抜き出しパターンについての相関係数列（計１０個の相関係数列）を作成する。対応位置検出部４３は、相関係数列の内から、最も対応度の高い、すなわち相関係数が最少となる抜き出し回数目を特定する。図１１では、抜き出し５回目が特定結果となっている。
【００７９】
距離検出部４４は、この特定結果を、すなわち予め対応付けられ、例えばテーブル化された対応位置（抜き出し位置）と被写体距離との関係から被写体距離に変換する。そして、算出された被写体距離から予め関係付けられて記憶されているレンズ位置をテーブルなどから読み出して得るようにしている。信頼性判定部４５は、被写体のコントラストが低い場合や対応位置が検出できなかった場合には、距離検出不能と判断するものである。以上のような処理を各ブロックについて行い、ブロックごとの被写体距離を算出する。したがって、図１０に示すように、測距部１１のラインセンサ群１７，１８がそれぞれＹ本のラインセンサを有し、各ラインセンサをそれぞれＸ個のブロックに分割するものとすると、測距部１１は、Ｘ×Ｙ（個）の測距点を有することとなる。
【００８０】
図８に戻り、メイン制御部４６は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等からなる記憶部４７が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、図８に示す撮像装置１内の各部材の駆動を関連付けて制御するものである。本実施形態では、メイン制御部４６は、機能的に、モード設定部４８、ＡＦ制御部４９及び表示制御部４９を備える。
【００８１】
モード設定部４８は、モード設定ダイヤル３の操作信号を受けて、被写体の撮影を行う撮影モードや撮影した画像をＬＣＤ５等に再生表示する再生モードに設定する。また、これらの機能に加えて、本実施形態のモード設定部４８は、プッシュボタン７の操作信号を受けて、任意の被写体にピントを合わせる（合焦させるポイントを指定する）ことのできる前述のＦＦＰモードに設定する。
【００８２】
ＡＦ制御部４９は、フォーカスレンズ２０を焦点位置に位置させるべくモータＭ２の動作を制御するものである。本実施形態の撮像装置１は、測距部１１を用いて外光パッシブ方式により焦点調節を行う機能と、記録用の画像を得るための撮像動作を行うまでの撮像素子２３の撮像動作により得られる画像のコントラスト（画像の明瞭度を示す１パラメータ）を用いて後述の所謂山登り検出方式により焦点調節を行う機能とを有している。
【００８３】
外光パッシブ方式による焦点調節を行うとき、ＡＦ制御部４９は、測距部１１（サブ制御部４０）に測距動作の指示を行い、サブ制御部４０により算出された各ブロックの測距値（測距部１１により外光パッシブ方式で得られた測距値）から、例えば本出願人が提案した特開平１４−２９８１３８号公報に開示の技術を採用して、最も重要度の高いと考えられる主被写体（主に人物）を検出する。すなわち、撮影領域の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とするとともに、被写体距離をＸＹ平面に垂直な軸（Ｚ軸）とする３次元座標系を設定し、各ブロックに対応する被写体距離をこの座標系にプロットすることで得られる３次元の距離画像を生成する。そして、実際の人間の顔幅と胴幅の比などに基づき、この距離画像から人物を検出する。
【００８４】
ＡＦ制御部４９は、撮影領域内に人物が１人存在する場合、それを主被写体と認識するとともに、その主被写体に加えて撮像装置に比較的近い位置（被写体距離が比較的小さい位置）に、人物以外の被写体（例えば自動車や建物など）が存在する場合には、その被写体を副被写体と判断する。また、ＡＦ制御部４９は、撮影領域内に離間して２人以上の人物が存在する場合は、主被写体が副被写体より撮像装置１に近い位置にあることが多いことから、被写体距離が小さい被写体（より撮像装置側に位置する被写体）を主被写体として設定し、次に、主被写体を副被写体より撮影領域の中央側に配置すると考えられることから、離間する複数の人物の被写体のうち、撮影領域においてより中央側に位置する人物を主被写体として設定する。
【００８５】
また、本実施形態の撮像装置１は、ピントの位置が指定可能なＦＦＰモードを有しており、このＦＦＰモードにおいてピントの位置が指定された場合には、前述のような主被写体の判別方法に関係なく、その指定された位置に存在する被写体を主被写体、それ以外の人物を副被写体として設定する。
【００８６】
一方、山登り検出方式により焦点調節を行うとき、ＡＦ制御部４９は、次のような処理を行う。図１２は、山登り検出方式による焦点調節の説明図であり、光軸Ｌ１方向におけるフォーカスレンズ２０の位置と、撮像素子２３の撮像動作により得られる画像のコントラストとの関係を示している。
【００８７】
図１２に示すように、フォーカスレンズ２０の位置に対するコントラストの波形は、一般に、フォーカスレンズ２０が或るレンズ位置に位置するときにコントラストが最大、すなわち撮影画像が最も鮮鋭となり、そのレンズ位置からフォーカスレンズ２０が光軸Ｌ１方向像側及び被写体側に移動するにつれてコントラストが小さくなる山形波形となる。図１２は、当該撮像装置１により或る被写体を撮影する場合に、フォーカスレンズ２０がレンズ位置Ｘmaxに位置するときにコントラストが最大となることを示したものである。
【００８８】
ＡＦ制御部４９は、Ａ／Ｄ変換後の画像の全領域又は一部の領域について微小な区域に分け、区域ごとに明るさを検出し、隣接する区域間の明るさの差、すなわちコントラストを検出する。この処理を、フォーカスレンズ２０を光軸Ｌ１方向に移動させつつ撮像した画像ごとに行ってコントラストが最大となる位置を探し出し、その位置にフォーカスレンズ２０を位置させる。
【００８９】
すなわち、図１２において、当該撮像装置１の電源のＯＮ直後に、フォーカスレンズ２０が光軸方向の位置Ｘ1（以下、基準位置Ｘ1という）に位置していたものとすると、シャッターボタン４が半押しされたとき、ＡＦ制御部４９は、フォーカスレンズ２０が位置Ｘ1に位置する状態で撮像素子２３に被写体像を撮像させてこの画像データからコントラストＣ（Ｘ1）を導出する。次に、ＡＦ制御部４９は、予め設定された移動ピッチΔｘだけフォーカスレンズ２０を例えば光軸Ｌ１方向像側に移動させ、フォーカスレンズ２０がその移動先である位置Ｘ2に位置する状態で撮像素子２３に被写体像を撮像させてこの画像データからコントラストＣ（Ｘ2）を導出する。このとき、図１２から分かるように、Ｃ（Ｘ1）＞Ｃ（Ｘ2）であるから、ＡＦ制御部４９は、位置Ｘ1からフォーカスレンズ２０を像側に移動させてもコントラストが大きくならないと判断し、この位置Ｘ2から移動量２Δｘだけ被写体側（上記基準位置Ｘ1から上記移動ピッチΔｘだけ被写体側）に移動させる。
【００９０】
そして、ＡＦ制御部４９は、フォーカスレンズ２０がその移動先である位置Ｘ3に位置する状態で撮像素子２３に被写体像を撮像させてこの画像データからコントラストＣ（Ｘ3）を導出する。このとき、位置Ｘ1，Ｘ3における各コントラストＣ（Ｘ1），Ｃ（Ｘ3）の大小は、図１２から分かるように、Ｃ（Ｘ1）＜Ｃ（Ｘ3）であるから、ＡＦ制御部４９は、位置Ｘ1からフォーカスレンズ２０を被写体側に移動させるとコントラストが大きくなると判断し、この位置Ｘ3からさらに移動ピッチΔｘだけフォーカスレンズ２０を被写体側に移動させる。
【００９１】
そして、ＡＦ制御部４９は、フォーカスレンズ２０がその移動先である位置Ｘ4に位置する状態で撮像素子２３に被写体像を撮像させてこの画像データからコントラストＣ（Ｘ4）を導出する。このとき、位置Ｘ3，Ｘ4におけるＣ（Ｘ3），Ｃ（Ｘ4）の大小は、図１２から分かるように、Ｃ（Ｘ3）＜Ｃ（Ｘ4）であるから、ＡＦ制御部４９は、位置Ｘ4から移動ピッチΔｘだけフォーカスレンズ２０を被写体側に移動させる。
【００９２】
以下、同様にして、ＡＦ制御部４９は、コントラストの導出を繰り返し行い、ｎ番目に導出した位置ＸnにおけるコントラストＣ（Ｘn）と、（ｎ＋１）番目に導出した位置Ｘn+1におけるコントラストＣ（Ｘn+1）との大小を比較し、Ｃ（Ｘn+1）＜Ｃ（Ｘn）となると、位置Ｘnを合焦位置と判断してフォーカスレンズ２０をその位置Ｘnに固定する。これにより、山登り検出方式による焦点調節処理が完了する。なお、Ｃ（Ｘn+1）＝Ｃ（Ｘn）となった場合には、位置Ｘnと位置Ｘn+1との間にコントラストの最大値があるものと判断し、例えば位置Ｘnと位置Ｘn+1との中間位置にフォーカスレンズ２０を位置させる。
【００９３】
このように、２種類の焦点調節機能を備える本実施形態の撮像装置１においては、シャッターボタンの操作状況に応じて、これらの焦点調節機能を組み合わせて焦点調節を行ったり、一方の焦点調節機能単独で焦点調節を行ったりしているところに特徴を有している。
【００９４】
すなわち、外光パッシブ方式による焦点調節方法は、山登り検出方式による焦点調節に比して短時間で焦点調節を行うことができる反面、前述したように、構造上の問題（例えば測距部１１の大型化やコストアップの抑制等）から、焦点距離によっては、撮像光学系２及び撮像素子２３により得られる画像の略全域を測距部１１で測距できない場合がある。一方、前記山登り検出方式による焦点調節方法は、焦点調節の精度が高く、また撮像範囲のどの被写体に対してもピントを合わせることが可能である反面、外光パッシブ方式に比して焦点調節に要する時間が長い。
【００９５】
一方、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が短い場合（シャッターボタン４が一気に全押しされる場合）は、例えば図１３に示すように、被写体が走っているなどの動体であることが多く、撮影者が全押し操作を行ったタイミングの被写体像を得ることを望む場合が多い。したがって、このような場合は、撮像素子２３による撮像動作のタイミングが重要となる。
【００９６】
そこで、本実施形態では、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が比較的長い場合は、測距部１１の各ブロックからそれぞれ被写体距離を算出し、それらの被写体距離を用いて粗く焦点調節を行った後、前記山登り検出方式によりきめ細かく焦点調節を行う（外光パッシブ方式と山登り検出方式とを併用する）ようにしている。このようにすることで、山登り検出方式単独で焦点調節を行う場合に比して短時間で焦点調節を行うとともに、外光パッシブ方式単独で焦点調節を行う場合に比して、高い精度で焦点調節を行うことができる。
【００９７】
また、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が短い場合は、外光パッシブ方式単独で焦点調節を行うものとし、且つ、主被写体の位置に関わらず、図１３に示すように、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックの被写体距離を用いて焦点調節を行うようにしている。このようにすることで、撮影者が望む被写体像に近い画像を記録画像として得ることができる。被写体距離を算出する対象のブロックを中央に位置するブロックにしているのは、主被写体が撮像範囲の中央に位置していることが多いからである。
【００９８】
ただし、ＦＦＰモードに設定された場合には、ピント位置として指定された位置で合焦させることを最も優先すべきであると考えられることから、シャッターボタン４に対する両操作の時間間隔が短くても、外光パッシブ方式と山登り検出方式とを併用するようにしている。ここで行われる外光パッシブ方式の焦点調節は、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうちカーソルＣＳＲで指定された位置に対応する被写体までの距離のみを検出し、その被写体距離に基づいて行うものである。
【００９９】
これに従い、ＡＦ制御部４９は、ＡＦ制御部４９は、ＦＦＰモードの非設定時において、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が比較的長い場合は、測距部１１の各ブロックからそれぞれ被写体距離を算出し、それらの被写体距離を用いて粗く焦点調節を行った後、Ａ／Ｄ変換部３１から出力される画素データにより構成される画像のコントラストを用いた前記山登り検出方式により焦点調節を行う。
【０１００】
また、ＡＦ制御部４９は、ＦＦＰモードの非設定時において、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が短い場合は、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックの被写体距離を用い外光パッシブ方式単独で焦点調節を行う。
【０１０１】
さらに、ＡＦ制御部４９は、ＦＦＰモードの設定時においては、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうちカーソルＣＳＲで指定された位置に対応する被写体までの距離のみを該被写体を撮像したブロックから検出し、その被写体距離に基づいて粗く焦点調節を行った後、Ａ／Ｄ変換部３１から出力される画素データにより構成される画像のコントラストを用いた前記山登り検出方式により焦点調節を行う。なお、ＡＦ制御部４９は、特許請求の範囲における評価手段、第１、第２の制御手段及び設定手段に相当する。
【０１０２】
図８に戻り、表示制御部５０は、撮影モードの設定時において、ライブビュー画像や画像記憶部３５に格納する記録画像の表示を行うべく、それらの画像の画像データをＶＲＡＭ３２，３３に転送するとともに、再生モードの設定時において、画像記憶部３５に格納されている画像ファイル中の画像データを読み出して所定の伸長処理を施し、その画像データが示す画像をＬＣＤ５の表示画面に再生表示すべく、その画像データをＶＲＡＭ３２に転送する。
【０１０３】
また、表示制御部５０は、ＦＦＰモードに設定された場合には、図３に示すように、十字形状のカーソルＣＳＲを表示画像に重畳して表示するとともに、十字操作部６の操作に応じてカーソルＣＳＲの表示位置を変更させる。
【０１０４】
図１４は、撮像装置１の一連の処理を示すフローチャートである。なお、本実施形態の撮像装置１は、ＬＣＤ５及びＥＶＦ９の両方に画像を表示することができるが、ここではＬＣＤ５にのみ画像を表示するものとする。
【０１０５】
図１４に示すように、撮像装置１の電源がオンされると（ステップ♯１でＹＥＳ）、メイン制御部４６は、撮影モードに設定されているか否かを判定する（ステップ♯２）。再生モードに設定されているときには（ステップ♯２でＮＯ）、メイン制御部４６は、画像記憶部３５に記憶されている画像をＬＣＤ５に再生表示する処理を行い（ステップ♯３）、撮影モードに設定されているときには（ステップ♯２でＹＥＳ）、表示制御部５０は、撮像素子２３に所定の周期（例えば１／３０秒）で行われる撮像素子２３の撮像動作により得られる画像をＬＣＤ５にライブビュー画像として表示させる（ステップ♯４）。
【０１０６】
そして、メイン制御部４６は、シャッターボタン４の半押し操作が行われるまでプッシュボタン７によりＦＦＰモードに設定されたか否かを判定する（ステップ♯７でＮＯ、♯５）。ＦＦＰモードに設定されていない場合には（ステップ♯５でＮＯ）、ステップ♯７に進む一方、ＦＦＰモードに設定された場合には（ステップ♯５でＹＥＳ）、ピント指定位置がプッシュボタン７の再操作により決定されたか否かを判定し（ステップ♯６）、ピント指定位置が決定されていない場合には（ステップ♯６でＮＯ）、ステップ♯５に戻り、ピント指定位置が決定されると（ステップ♯６でＹＥＳ）、ステップ♯７に進む。
【０１０７】
ステップ♯７では、メイン制御部４６は、シャッターボタン４の半押し操作が行われたか否かを判定し、シャッターボタン４の半押し操作が行われていない場合には（ステップ♯７でＮＯ）、ステップ♯４に戻り、シャッターボタン４の半押し操作が行われると（ステップ♯７でＹＥＳ）、ＦＦＰモードに設定されているか否かを判定する（ステップ♯８）。
【０１０８】
ＦＦＰモードに設定されていない場合（ステップ♯８でＮＯ）、メイン制御部４６は、測光部９に測光動作を行わせ（ステップ♯９）、ＡＦ制御部４９は、まず、測距部１１の中央に位置するブロックが撮像した被写体の被写体距離を算出する（ステップ♯１０）。そして、ＡＦ制御部４９は、シャッターボタン４の全押し操作が行われたか否かを判定し（ステップ♯１１）、シャッターボタン４の全押し操作が行われると（ステップ♯１１でＹＥＳ）、その中央に位置するブロックから得られた被写体距離に基づいてフォーカスレンズ２０を駆動し（ステップ♯１２）、この状態で、ステップ♯９の測光により導出された露出制御値で撮像素子２３に撮像動作を行わせ、その撮像動作により得られる画像を画像記憶部３５に格納する（ステップ♯２２）。
【０１０９】
一方、ステップ♯１１において、シャッターボタン４の全押し操作が行われていない場合には（ステップ♯１１でＮＯ）、ＡＦ制御部４９は、他のブロックが撮像した被写体の被写体距離の算出を開始する（ステップ♯１３）。そして、ＡＦ制御部４９は、再度、シャッターボタン４の全押し操作が行われたか否かを判定し（ステップ♯１４）、シャッターボタン４の全押し操作が行われると（ステップ♯１４でＹＥＳ）、ステップ♯１０で算出された被写体距離に基づいてフォーカスレンズ２０を駆動し（ステップ♯１２）、ステップ♯１２で設定された位置にフォーカスレンズ２０を位置させた状態で、ステップ♯９の測光により導出された露出制御値で撮像素子２３に撮像動作を行わせ、その撮像動作により得られる画像を画像記憶部３５に格納する（ステップ♯２２）。
【０１１０】
また、ステップ♯１４において、シャッターボタン４の全押し操作が行われていない場合で（ステップ♯１４でＮＯ）、ＡＦ制御部４９は、全てのブロックについて被写体距離の算出が終了していないときには（ステップ♯１５でＮＯ）、ステップ♯１３に戻り、全てのブロックについて被写体距離の算出が終了すると（ステップ♯１５でＹＥＳ）、主被写体の検出処理を開始する（ステップ♯１６）。
【０１１１】
そして、ＡＦ制御部４９が主被写体を検出する前にシャッターボタン４の全押し操作が行われると（ステップ♯１７でＮＯ、♯１８でＹＥＳ）、ステップ♯１０で算出された被写体距離に基づいてフォーカスレンズ２０を駆動し（ステップ♯１２）、ステップ♯１２で設定された位置にフォーカスレンズ２０を位置させた状態で、ステップ♯９の測光により導出された露出制御値で撮像素子２３に撮像動作を行わせ、その撮像動作により得られる画像を画像記憶部３５に格納する（ステップ♯２２）。
【０１１２】
また、シャッターボタン４の全押し操作が行われるまでにＡＦ制御部４９が主被写体を検出すると（ステップ♯１８でＮＯ、♯１７でＹＥＳ）、ＡＦ制御部４９は、検出した主被写体の被写体距離に基づいてフォーカスレンズ２０を駆動する（ステップ♯１９）。
【０１１３】
その後、ＡＦ制御部４９は、シャッターボタン４の全押し操作が行われるまで（ステップ♯２１でＮＯ）、主被写体の画像を用いて山登り検出方式による焦点調節を行い（ステップ♯２０）、シャッターボタン４の全押し操作が行われると（ステップ♯２１でＹＥＳ）、ステップ♯２０で設定された位置にフォーカスレンズ２０を位置させた状態で、ステップ♯９の測光により導出された露出制御値で撮像素子２３に撮像動作を行わせ、その撮像動作により得られる画像を画像記憶部３５に格納する（ステップ♯２２）。
【０１１４】
ステップ♯１０〜♯２２の処理について、測距部１１の出力から主被写体が検出されるまでにシャッターボタン４の全押し操作が行われる操作は、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が非常に短い操作であることから、ステップ♯１１，♯１４及び♯１８においてシャッターボタン４の全押し操作が行われた場合には、測距部１１の中央に位置するブロックが撮像した被写体の被写体距離に基づいて外光パッシブ方式の焦点調節を行っている。本実施形態において主被写体が検出されるタイミングとは、特許請求の範囲にいう所定のタイミングに相当するものである。
【０１１５】
一方、ステップ♯８において、ＦＦＰモードに設定されている場合には（ステップ♯８でＹＥＳ）、メイン制御部４６は、測光部９に測光動作を行わせ（ステップ♯２４）、ＡＦ制御部４９は、ステップ♯６で決定されたカーソルＣＳＲの位置に対応する被写体の被写体距離を算出し（ステップ♯２５）、この算出した被写体距離に基づいてフォーカスレンズ２０を駆動する（ステップ♯２６）。その後、カーソルＣＳＲの位置に対応する被写体の画像を用いて山登り検出方式による焦点調節を行う（ステップ♯２７）。このステップ♯２５〜♯２７の処理により、ピント位置として指定された位置で合焦させることが合焦時間より優先される。
【０１１６】
その後、シャッターボタン４の全押し操作が行われると（ステップ♯２１でＹＥＳ）、ステップ♯２７で設定された位置にフォーカスレンズ２０を位置させた状態で、ステップ♯２４の測光により導出された露出制御値で撮像素子２３に撮像動作を行わせ、その撮像動作により得られる画像を画像記憶部３５に格納する（ステップ♯２２）。
【０１１７】
そして、メイン制御部４６等は、シャッターボタン４の全押し操作により画像記憶部３５への画像の格納処理を行うと、撮像装置１の電源がオフされるまで（ステップ♯２３でＮＯ）、以上の処理を繰り返し行い、電源がオフされると（ステップ♯２３でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
【０１１８】
このように、ＦＦＰモードの非設定時において、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が比較的長い場合は、測距部１１の各ブロックからそれぞれ算出した被写体距離に基づいて外光パッシブ方式の焦点調節を行った後、前記山登り検出方式による焦点調節を行うようにしたので、焦点調節の精度と時間とが両立された焦点調節を行うことができる。
【０１１９】
また、ＦＦＰモードの非設定時において、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が非常に短い場合は、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックの被写体距離を用いて外光パッシブ方式単独で焦点調節を行うようにしたので、撮影者が望む被写体像に近い画像を記録画像として得ることができる。
【０１２０】
さらに、ＦＦＰモードの設定時においては、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうちカーソルＣＳＲで指定された位置に対応する被写体までの距離に基づいて外光パッシブ方式の焦点調節を行った後、前記山登り検出方式により焦点調節を行うようにしたので、ピント位置として指定された位置で合焦させたいという撮影者の意思を反映することができるとともに、焦点調節の精度と時間とが両立された焦点調節を行うことができる。
【０１２１】
なお、本発明は、前記第１の実施形態に加えて、あるいは第１の実施形態に代えて次の形態（１）〜（７）に説明する変形形態も採用可能である。
【０１２２】
（１）前記第１の実施形態では、ＦＦＰモードの非設定時において、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が非常に短い場合は、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックの被写体距離を用いて外光パッシブ方式単独で焦点調節を行うようにしたが、被写体距離を算出する対象のブロックは、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックに限られるものではなく、例えば図１５や図１６に示すように被写体距離を算出する対象のブロックを設定してもよい。
【０１２３】
図１５は、被写体距離を算出する対象のブロックとして、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックＢ１と、該ブロックＢ１と同一のラインセンサ上に位置し、該ブロックＢ１から所定間隔離間したブロックＢ２，Ｂ３とを設定したものを示している。
【０１２４】
図１６は、被写体距離を算出する対象のブロックとして、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックＢ１と、該ブロックＢ１と異なるラインセンサ上に位置し、該ブロックＢ１とＹ軸方向（図４（ｂ）参照、ラインセンサの長手方向と直交する方向）に並ぶブロックＢ４，Ｂ５とを設定したものを示している。
【０１２５】
このように、被写体距離を算出する対象のブロックを、測距部１１の測距エリアＡＲ２のうち中央に位置するブロックのみとする第１の実施形態に比して、より確実に主被写体にピントを合わせて撮像を行うことができる。
【０１２６】
すなわち、複数の被写体の中から主被写体を判断するパラメータとして、被写体距離（被写体距離が最も小さいものを主被写体とする）と撮影領域における位置（撮影領域の中央に最も近いものを主被写体とする）とを考えた場合に、図１５においては、撮影領域における位置を被写体距離より優先するように設定したときに、第１の実施形態に比してより適切な焦点調節を行うことができ、図１６においては、被写体距離を撮影領域における位置より優先するように設定したときに、第１の実施形態に比してより適切な焦点調節を行うことができる。
【０１２７】
なお、被写体距離を算出する対象のブロックは、前述のものに限られず、そのブロック数は適宜設定可能である。要は、シャッターボタン４の全押し操作が行われると、速やかに焦点調節動作を行って記録用の撮像動作を行えるように、予め一部のブロックを決めておき、そのブロックの出力を用いて外光パッシブ方式の焦点調節を行うようにすればよく、また、選択するブロックについては、主被写体が存在する可能性が高いと考えられる領域のブロックに設定すればよい。
【０１２８】
（２）前記第１の実施形態においては、ＦＦＰモードの非設定時で、シャッターボタン４の半押し操作と全押し操作との時間間隔が非常に短いときには、山登り検出方式による焦点調節を行わないが、山登り検出方式による焦点調節を行わないことによって正確に合焦していないことがある。これを考慮して、山登り検出方式による焦点調節を行わない場合で、被写体の輝度が所定値以上のときには、該被写体輝度から一旦導出された露出制御値について、被写界深度が大きくなるように絞りの開口径を小さくして、不足する合焦精度を補うようにするとよい。この場合、例えば撮像素子２３の出力から被写体輝度を検出する被写体輝度検出手段と絞りの開口径を制御する絞り制御手段が備えられる。
【０１２９】
また、絞りの開口径を小さくすることで、撮像素子２３への露光量が不足するのを補うため、シャッタースピードを長くしたり、信号処理部２４（図８参照）による増幅処理のゲインを大きくしたりするとよい。
【０１３０】
（３）前記第１の実施形態では、測距部１１の出力から主被写体が検出されるタイミングと、シャッターボタン４の全押し操作が行われるタイミングとの前後関係に応じて、外光パッシブ方式単独の焦点調節を行うか、外光パッシブ方式と山登り検出方式を併用した焦点調節を行うかを設定したが、これに限らず、シャッターボタン４の全押し操作が行われるタイミングと前後関係が比較される対象のタイミングは、シャッターボタン４の半押し操作が行われてから予め定めた時間（微少な時間）が経過したタイミングとしてもよい。
【０１３１】
（４）前記山登り検出方式では、画像のコントラストに基づいてフォーカスレンズ２０の位置を決定するようにしたが、これに限らず、画像の空間周波数に基づいてフォーカスレンズ２０の位置を決定するようにしてもよい。
【０１３２】
（５）カーソルＣＳＲの表示位置を変更するための操作手段は、前述のような押圧部４ａ〜４ｄとそれに対応して設けられた接点とを有する構成のものに限らず、例えば、或る点を支点として３６０°揺動可能なレバーと、このレバーの傾斜方向を検出する検出部とを備える構成であってもよい。
【０１３３】
（６）測距部１１の測距センサ部１６は、複数のラインセンサ（Ｌ１〜Ｌ１４）により構成したが、これに限らず、例えばエリアセンサにより構成してもよい。この場合、エリアセンサを、図４に示すＸ方向に延びる複数ラインセンサがＹ軸方向に隣接して配置されているものとして捉えることで、第１の実施形態と同様に、本発明を適用することができる。
【０１３４】
（７）前記第１の実施形態では、被写体輝度を検出するために測光部１０を設けたが、測光部１０を設けないで、測距部１１や撮像素子２３の出力に基づいて被写体輝度を検出し、その被写体輝度に基づいて露出制御値を決定するようにしてもよい。
【０１３５】
以上、説明した撮像装置１は、特許請求の範囲に記載したもの以外に以下の付記１〜３に示す発明を含む。
【０１３６】
［付記１］  前記所定のタイミングは、前記撮像手段の撮像範囲内の被写体のうち最も重要度の高い主被写体を検出するタイミングであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の撮像装置。
【０１３７】
この発明によれば、第１の操作手段の操作と第２の操作手段の操作との時間間隔が短いときに、撮影者が望む被写体像に近い画像を記録画像として得ることができる。
【０１３８】
［付記２］  前記所定のタイミングは、前記第１の操作手段の操作タイミングから所定時間経過したタイミングであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の撮像装置。
【０１３９】
この発明によれば、第１の操作手段の操作と第２の操作手段の操作との時間間隔が短いときに、撮影者が望む被写体像に近い画像を記録画像として得ることができる。
【０１４０】
［付記３］  前記第１の操作手段と第２の操作手段は、操作量の異なる同種の操作が行われるシャッターボタンであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の撮像装置。
【０１４１】
本発明によれば、記録用撮像動作に係る制御値を決定するための撮像準備動作を指示する入力を行うための第１の操作手段と、記録用撮像動作の開始を前記撮像手段に指示する入力を行うための第２の操作手段とが同一の部材（シャッターボタン）で兼用されたものにおいて、特に本発明は有効となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明に係る撮像装置の構成を示す正面図である。
【図２】同じく撮像装置の背面図である。
【図３】（ａ）はＬＣＤやＥＶＦの表示画面に画像に重畳して表示されるカーソルを示す図、（ｂ）はそのカーソルが移動する様子を示す図である。
【図４】（ａ）は測距部の内部構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）において矢印Ｑからみたときの測距部における測距センサ部の構成を示す図である。
【図５】撮像範囲とズームレンズがワイド端位置に位置するときの測距部の測距エリアとの関係を示す図である。
【図６】ズームレンズがワイド端位置及びテレ端位置に位置するときの撮影領域と、測距部の測距エリアとの関係を示した図である。
【図７】図５に示す状態からズームレンズを広角側から望遠側に駆動したときの撮像範囲と測距部と測距エリアとの関係を示す図である。
【図８】撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】外光パッシブ方式（三角測距方式）による測距演算の原理を説明するための図である。
【図１０】同じく外光パッシブ方式（三角測距方式）による測距演算の原理を説明するための図である。
【図１１】同じく外光パッシブ方式（三角測距方式）による測距演算の原理を説明するための図である。
【図１２】光軸方向におけるフォーカスレンズの位置とコントラストとの関係を示す図である。
【図１３】シャッターボタンの半押し操作と全押し操作との時間間隔が非常に短い場合の焦点調節方法を説明するための図である。
【図１４】撮像装置の一連の処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の変形形態を示す図である。
【図１６】本発明の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１４３】
２    撮像光学系
４    シャッターボタン（第１の操作手段、第２の操作手段）
５    ＬＣＤ
６    十字操作部
７    プッシュボタン
１１  測距部（測距手段）
１４，１５  測距用光学系
１６  測距センサ部
１７，１８  ラインセンサ群
Ｌ１〜Ｌ１４  ラインセンサ
１９  ズームレンズ
２０  フォーカスレンズ（焦点調節手段）
Ｌ１，Ｌａ，Ｌｂ  光軸
２３  撮像素子（撮像手段）
４８  モード設定部
４９  ＡＦ制御部（評価手段、第１の制御手段、第２の制御手段、設定手段）
【図１】
2005189532.tif 000004
【図２】
2005189532.tif 000005
【図３】
2005189532.tif 000006
【図４】
2005189532.tif 000007
【図５】
2005189532.tif 000008
【図６】
2005189532.tif 000009
【図７】
2005189532.tif 000010
【図８】
2005189532.tif 000011
【図９】
2005189532.tif 000012
【図１０】
2005189532.tif 000013
【図１１】
2005189532.tif 000014
【図１２】
2005189532.tif 000015
【図１３】
2005189532.tif 000016
【図１４】
2005189532.tif 000017
【図１５】
2005189532.tif 000018
【図１６】
2005189532.tif 000019