(57)【要約】【課題】被写体との距離に応じて最適なバランスシフトを行う撮像装置を提供する。【解決手段】被写体像を結像面に結像する合焦用レンズ系を含むレンズ系１０１と、レンズ系１０１を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力するＣＣＤ１０３と、結像面のうち少なくとも中央部分の近傍領域を対象領域として、被写体との距離を計測する外部ＡＦセンサ１３６と、合焦用レンズを移動させて自動合焦動作を行うフォーカスドライバ１３１等と、前記対象領域に対する周辺の合焦度のずれ量に関して予め設定された補正パラメータによって、合焦位置の補正を行う補正手段（ＣＰＵ１２１）とを備えた撮像装置であって、補正パラメータとして、被写体との距離と合焦度のずれ量とを関連付けたパラメータが用意され、補正手段は、パラメータを参照して、外部ＡＦセンサ１３６により計測された距離に応じて最適な補正量を決定し、その補正量に基づいて合焦位置の補正を行う。【選択図】図１
2007139819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を所定の結像面に結像する合焦用レンズ系を含むレンズ系と、
前記レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
前記結像面のうち少なくとも中央部分の近傍領域を対象領域として、被写体との距離を計測する測距手段と、
前記合焦用レンズを移動させて自動合焦動作を行う合焦制御手段と、
前記対象領域に対する周辺の合焦度のずれ量に関してあらかじめ設定された補正パラメータによって、合焦位置の補正を行う補正手段とを備えた撮像装置であって、
前記補正パラメータとして、被写体との距離と前記合焦度のずれ量とを関連付けたパラメータが用意され、
前記補正手段は、前記パラメータを参照して、前記測距手段により計測された距離に応じて最適な補正量を決定し、その補正量に基づいて合焦位置の補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記測距手段は、前記撮像手段を使用して前記レンズ系を移動させ合焦位置を検出する第１の測距手段と、前記撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して被写体との距離を検出する第２の測距手段とを有す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】
前記補正手段は、前記第２の測距手段により計測した距離に基づいて前記補正パラメータから最適な補正量を決定し、
前記第１の測距手段により得られた合焦位置に対して補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記補正パラメータの距離情報のうち、前記計測された距離に最も近い距離に対応した補正量を選択して合焦位置の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記計測された距離に対して、前記補正パラメータの距離情報および合焦度のずれ量に基づいて補完を行うことにより、最適な補正量を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記測距手段は、前記結像面内の複数の領域を対象として領域ごとに測距を行い、
前記補正手段は、複数の測距領域の測距結果の差分が所定の閾値内にある場合に合焦位置の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像装置本体は、複数の撮影モードを選択設定する設定手段を有し、
前記補正手段は、前記設定手段によって前記撮影モードが所定のモードに設定されている場合に、合焦位置の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記補正手段は、絞り値により前記補正量を切り替えることを特徴とする請求項１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、デジタルカメラなどの撮像装置に関し、詳細には、光学ユニットを構成する複数のレンズ間に光軸ずれがある場合であっても、撮像面の全領域に対して均一な合焦を得ることが可能な撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズの透過光を撮像するＣＣＤなどの個体撮像素子を有する電子カメラには、コントラストＡＦと呼ばれる焦点調節方式を採用するものがある。
【０００３】
コントラストＡＦは山登りＡＦとも呼ばれ、フォーカスレンズを微少量ずつ動かしながらその都度撮像素子の出力を処理し、その処理値（コントラストに応じて変わる）が極大値に達した位置を合焦位置と判断してフォーカスレンズをその位置に設定するものである。
【０００４】
一方、いわゆるパッシブ方式やアクティブ方式のように、撮影レンズの透過光以外の被写体光束を用いて被写体距離を計測し、その計測結果に基づいてフォーカスレンズを駆動する外光式ＡＦも周知である。
【０００５】
また、最近の鏡胴は小型化・高倍率化の要求が高まり、それを満足させるために高精度な組立精度が必要となっており、その手段として、レンズの偏芯を調整する、いわゆる「調芯工程」を行うことが広く知られている（例えば、特許公報１参照）。ここで、調芯の精度をより向上させるためには、光軸の中心近傍の偏芯が、最もよく調整されていて、かつ周辺解像のバランスが良いことが望ましい。
【０００６】
しかし、鏡胴の小型化・高倍率化に伴って調芯は高い技術を要するようになり、この調芯工程を実施した場合は、調芯工程なしで組立てる場合と比較して、工数が増大してしまう。
【０００７】
そのため、調芯工程においては、レンズの偏芯がある程度の範囲に収まる程度に調整を行うとともに、中心部分(光軸の中心近傍)での合焦位置（たとえばフォーカスレンズ位置情報）に対して周辺部分の合焦位置のずれ量をあらかじめ検出しておき、実際に撮影を行う際には、中心部分で得られた合焦位置に対してあらかじめ設定されたシフト量に基づいて合焦位置のシフトを行う（以下、バランスシフトという）ことが必要である。
【０００８】
また、レンズを繰り出すことにより光学的なズーム撮影を行う撮像装置においては、あらかじめ各ズーム位置におけるシフト量を設定しておき、撮影時のズーム位置に応じたバランスシフトを行うようにしている。
【０００９】
また、従来の撮像装置として、反りのあるフィルムや本のページ等を撮影する場合に、複数のＡＦエリアを設定し、当該複数のＡＦエリアから得られる測距結果に基づいて、被写体の前面が被写界深度内に収まるように、フォーカスレンズを駆動制御する撮像装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
さらに、従来の撮像装置として、着脱式レンズ鏡胴において、レンズごとの像面湾曲情報に基づいた合焦位置の補正を実施することにより、撮像レンズによって結像する被写体像の合焦位置を調節するようにした撮像装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０９８１８号公報
【特許文献２】特開平８−１６０２９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１２１９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、バランスシフトにおける最適なシフト量は被写体との距離によって異なることが分かっている。
【００１２】
図１０に、被写体との距離（距離Ｌの逆数）と、結像面の中央部分に対する周辺の合焦用レンズ位置（フォーカスレンズ位置）のずれ量との関係を示す。図中の縦軸（合焦レンズ位置のずれ量）は、距離均一な被写体を撮影する際に、ＣＣＤ中央領域において合焦点となるフォーカスレンズ位置と、ＣＣＤ周辺の領域において合焦点となるフォーカスレンズ位置の差分を示している。なお、この例では、フォーカスレンズの正方向への移動は近くの被写体に合焦させることを意味し（以下、近側へのシフトという）、負方向への移動は遠くの被写体に合焦させることを意味する（以下、遠側へのシフトという）。
【００１３】
したがって、合焦レンズ位置のずれ量が正となる距離（たとえば、被写体までの距離が０.３ｍの場合）においては、中央領域の合焦位置から近側へシフトすることで、中央と周辺の解像のバランスが良い画像を撮影することができる。また、合焦レンズ位置のずれ量が負となる距離（たとえば、被写体までの距離が１.０ｍの場合）においては、中央領域の合焦位置から遠側へシフトすることで、中央と周辺の解像のバランスが良い画像を撮影することができる。
【００１４】
しかしながら、上記の従来の撮像装置においては、いずれのものも光学的なズーム位置によるシフト量の切り替えは行うものの、被写体との距離によりシフト量の切り替えは行わないため、被写体に応じて最適な合焦位置を得ることができないという問題がある。
【００１５】
本発明の課題は、被写体との距離に応じて最適なバランスシフトを行うことのできる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被写体像を所定の結像面に結像する合焦用レンズ系を含むレンズ系と、前記レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記結像面のうち少なくとも中央部分の近傍領域を対象領域として、被写体との距離を計測する測距手段と、前記合焦用レンズを移動させて自動合焦動作を行う合焦制御手段と、前記対象領域に対する周辺の合焦度のずれ量に関してあらかじめ設定された補正パラメータによって、合焦位置の補正を行う補正手段とを備えた撮像装置であって、前記補正パラメータとして、被写体との距離と前記合焦度のずれ量とを関連付けたパラメータが用意され、前記補正手段は、前記パラメータを参照して、前記測距手段により計測された距離に応じて最適な補正量を決定し、その補正量に基づいて合焦位置の補正を行うことを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、結像面の中央部分と周辺部分の測距結果のずれ（あるいは合焦度のずれ）を、あらかじめ設定されている補正パラメータを使用して補正する撮像装置において、前記補正パラメータとして、被写体までの距離と補正量とを関連付けたパラメータが用意されているので、補正手段がそのパラメータを参照することにより、被写体までの距離に応じて最適なバランスシフトを行うことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記測距手段は、前記撮像手段を使用して前記レンズ系を移動させ合焦位置を検出する第１の測距手段と、前記撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して被写体との距離を検出する第２の測距手段とを有することを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、測距手段が第１の測距手段（ＣＣＤ−ＡＦ）と第２の測距手段（外部ＡＦ）とを有することで、撮像装置において一般的に使用されている合焦制御手段に適応することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記補正手段は、前記第２の測距手段により計測した距離に基づいて前記補正パラメータから最適な補正量を決定し、前記第１の測距手段により得られた合焦位置に対して補正を行うことを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、撮像装置において一般的に使用されているハイブリッドＡＦに適応することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記補正手段は、前記補正パラメータの距離情報のうち、前記計測された距離に最も近い距離に対応した補正量を選択して合焦位置の補正を行うことを特徴としている。
【００２３】
上記構成によれば、補正パラメータに含まれていない距離に対しても最適なバランスシフトが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１において、前記補正手段は、前記計測された距離に対して、前記補正パラメータの距離情報および合焦度のずれ量に基づいて補完を行うことにより、最適な補正量を決定することを特徴としている。
【００２５】
上記構成によれば、請求項４の場合と同様、補正パラメータに含まれていない距離に対しても最適なバランスシフトが可能となる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項１において、前記測距手段は、前記結像面内の複数の領域を対象として領域ごとに測距を行い、前記補正手段は、複数の測距領域の測距結果の差分が所定の閾値内にある場合に合焦位置の補正を行うことを特徴としている。
【００２７】
上記構成によれば、バランスシフトの効果がない被写体への補正を避けることが可能となる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項１において、撮像装置本体は、複数の撮影モード（シーン撮影モード、ＡＦモード等）を選択設定する設定手段を有し、前記補正手段は、前記設定手段によって前記撮影モードが所定のモードに設定されている場合に、合焦位置の補正を行うことを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、請求項６の場合と同様、バランスシフトの効果がない被写体への補正を避けることが可能となる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項１において、前記補正手段は、絞り値により前記補正量を切り替えることを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、撮影時の絞り値に最適なバランスシフトが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、被写体との距離に応じて最適なバランスシフトを行うことのできる撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明に係る撮像装置としてのデジタルカメラの構成図である。同図において、１００はデジタルカメラであり、このデジタルカメラ１００は、レンズ系１０１、メカ機構１０２、ＣＣＤ（電荷結合素子）１０３、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１０４、可変利得増幅器（ＡＧＣアンプ）１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６、ＩＰＰ１０７、ＤＣＴ１０８、コーダ１０９、ＭＣＣ１１０、ＳＤＲＡＭ１１１、ＰＣカードインターフェース１１２、ＣＰＵ１２１、表示部１２２、操作部１２３、ＳＧ（制御信号生成）部１２６、ストロボ装置１２７、バッテリ１２８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９、ＥＥＰＲＯＭ１３０、フォーカスドライバ１３１、パルスモータ１３２、ズームドライバ１３３、パルスモータ１３４、モータドライバ１３５、および外部ＡＦセンサ１３６を具備している。また、ＰＣカードインターフェース１１２を介してＰＣカード１５０が着脱可能に取り付けられている。
【００３５】
レンズユニットは、レンズ系１０１、絞り・フィルタ部等を含むメカ機構１０２からなり、メカ機構１０２のメカニカルシャッタは２つのフィールドの同時露光を行う。レンズ系１０１は、例えば、バリフォーカルレンズからなり、合焦用レンズであるフォーカスレンズ系１０１ａとズームレンズ系１０１ｂとで構成されている。
【００３６】
フォーカスドライバ１３１は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３２を駆動して、フォーカスレンズ系１０１ａを光軸方向に移動させる。ズームドライバ１３３は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従って、パルスモータ１３４を駆動して、ズームレンズ系１０１ｂを光軸方向に移動させる。また、モータドライバ１３５は、ＣＰＵ１２１から供給される制御信号に従ってメカ機構１０２を駆動し、例えば、絞りの絞り値を設定する。
【００３７】
ＣＣＤ１０３は、レンズユニットを介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。ＣＤＳ回路１０４は、ＣＣＤ型撮像素子に対する低雑音化のための回路である。
【００３８】
また、ＡＧＣアンプ１０５は、ＣＤＳ回路１０４で相関２重サンプリングされた信号のレベルを補正する。なお、ＡＧＣアンプ１０５のゲインは、ＣＰＵ１２１により、ＣＰＵ１２１が内蔵するＤ／Ａ変換器を介して設定データ（コントロール電圧）がＡＧＣアンプ１０５に設定されることにより設定される。さらにＡ／Ｄ変換器１０６は、ＡＧＣアンプ１０５を介して入力したＣＣＤ１０３からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。すなわち、ＣＣＤ１０３の出力信号は、ＣＤＳ回路１０４およびＡＧＣアンプ１０５を介し、またＡ／Ｄ変換器１０６により、最適なサンプリング周波数（例えば、ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換される。
【００３９】
また、デジタル信号処理部であるＩＰＰ（Image Pre-Processor)１０７、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)１０８、およびコーダ（Huffman Encoder/Decoder)１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０６から入力したデジタル画像データについて、色差（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に分けて各種処理、補正および画像圧縮／伸長のためのデータ処理を施す。ＤＣＴ１０８およびコーダ１０９は、例えばＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換・逆直交変換、並びに、ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。
【００４０】
さらに、ＭＣＣ（Memory Card Controller）１１０は、圧縮処理された画像を一旦蓄えてＰＣカードインターフェース１１２を介してＰＣカード１５０への記録、もしくはＰＣカード１５０からの読み出しを行う。
【００４１】
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として使用して、操作部１２３からの指示、もしくは図示しないリモコン等の外部動作指示に従い、上記デジタルカメラ内部の全動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２１は、撮像動作、自動露出（ＡＥ）動作、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）調整動作や、ＡＦ動作等の制御を行う。上述の操作部１２３は、操作者が撮影を指示するレリーズを備えている。
【００４２】
また、カメラ電源はバッテリ１２８、例えば、ＮｉＣｄ、ニッケル水素、リチウム電池等から、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２９に入力され、当該デジタルカメラ内部に供給される。
【００４３】
表示部１２２は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＥＬ等で実現されており、撮影したデジタル画像データや、伸長処理された記録画像データ等の表示を行う。操作部１２３は、撮影指示を行うためのレリーズキー、機能選択およびその他の各種設定を外部から行うためのボタン等を備えている。ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされてＲＬ−１がＯＮとなるとＡＦ動作等を実行し、また、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると撮影動作を実行する。ＥＥＰＲＯＭ１３０には、ＣＰＵ１２１がデジタルカメラの動作を制御する際に使用する調整データ等が書き込まれている。
【００４４】
上記したデジタルカメラ１００（ＣＰＵ１２１）は、被写体を撮像して得られる画像データをＰＣカード１５０に記録する記録モードと、ＰＣカード１５０に記録された画像データを表示する表示モードと、撮像した画像データを表示部１２２に直接表示するモニタリングモード等を備えている。
【００４５】
図１の外部ＡＦセンサ１３６は、パッシブ方式の測距センサからなり、被写体の距離を測距するためのものである。図２は、外部ＡＦセンサの概略構成を示す図である。外部ＡＦセンサー１３６は、レンズ１５１と、フォトセンサアレイ１５２ａ（左センサ），１５２ｂ（右センサ）と、演算回路（不図示）を備えている。
【００４６】
図２および図３を参照して外部ＡＦセンサ１３６の測距原理を説明する。図２において、被写体までの距離をｄ、レンズ１５１とフォトセンサアレイ１５２ａ，１５２ｂとの距離をｆ、フォトセンサアレイ１５２ａ，１５２ｂに入力する光の幅をそれぞれＸ１，Ｘ２、光の入射されるフォトセンサアレイ１５２ａ，１５２ｂ間の距離をＢとすると、外部ＡＦセンサ１３６の前面から被写体までの距離ｄは、三角測量により、ｄ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）で算出できる。
【００４７】
図３は、左右のフォトセンサアレイ１５２ａ，１５２ｂの被写体像を示しており、演算回路は、各フォトセンサアレイ１５２ａ，１５２ｂの被写体像の光量を積分し、左右センサデータのずれを演算することで、被写体の距離ｄを算出し、ＣＰＵ１２１に出力する。
【００４８】
本実施例においては、外部ＡＦセンサ１３６を使用して合焦位置を検出する動作を外部ＡＦといい、ＣＣＤ１０３を使用して合焦位置を検出する場合をＣＣＤ−ＡＦ（内部ＡＦ）という。ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを移動して、ＣＣＤ１０３から出力される画像信号に応じた被写体のコントラストを示すＡＦ評価値をサンプリングし、ＡＦ評価値のピーク位置を合焦位置とする山登りサーボ方式を使用する。
【００４９】
次に、図４および図５を用いて、ＣＣＤ−ＡＦとバランスシフトについて説明する。
【００５０】
ＣＣＤ−ＡＦではＣＣＤの１フィールドまたは１フレーム毎に得られた映像信号から高周波成分または近接画素の輝度差の積分値を求め、これを合焦度合いを示すＡＦ評価値とする。合焦状態にあるときは被写体のエッジ部分がはっきりしているためＡＦ評価値が大きくなり、非合焦状態のときはＡＦ評価値が小さくなる。フォーカスレンズを移動させながらこのＡＦ評価値を順次取得していくことで図５に示されるようなＡＦ評価値のカーブが得られる。撮影時においては、このＡＦ評価値が最も大きくなったところを合焦点として、レンズを停止する。ＣＣＤ−ＡＦではあらかじめ設定されたＡＦエリア内でＡＦ評価値の取得を行う（図４参照）。図に示されるように複数のＡＦエリアを設定することも可能である。
【００５１】
ここで、装置の組立工程後に行われるバランスシフト調整工程について説明する。なお、本バランスシフト調整前に、すでに調芯工程によりレンズの偏芯がある程度の範囲に収まる程度の調整が行われているものとする。
【００５２】
本バランスシフト調整工程では、図４に示されるように左エリア、中央エリア、右エリアにそれぞれＡＦエリアを設定してＡＦ評価値の取得を行う。ここで、図５に示されるようなＡＦ評価値が左エリア、中央エリア、右エリアのそれぞれに対して得られたとする。すなわち、左エリアではフォーカスレンズの繰り出し位置を示すフォーカスパルス位置が「１２７」となる位置（以下、フォーカス位置とする）でＡＦ評価値がピークとなり、中央エリアおよび右エリアではフォーカス位置「１３０」でＡＦ評価値がピークとなったことを示す。
【００５３】
バランスシフト調整では中央エリアの解像度が最もよくなり、かつ、周辺解像のバランスが良いフォーカス位置へのシフトを行う。すなわち、図５の例では「１２９」を目的のフォーカス位置とすることができ、この場合のシフト量は「−１」フォーカスパルスステップとなる。
【００５４】
以上のバランスシフト量の設定を各ズーム位置、被写体までの距離ごとに行うことにより、表１に示すような補正パラメータが作成される。表１の例では被写体までの距離として「Ｌ０」から「Ｌ７」の８種類の距離パラメータと、ズーム位置として「Ｚ０」から「Ｚ３」の４種類のズーム位置パラメータからなる合計３２のシフト量パラメータ（「Ｓ００］から「Ｓ７３」）が設定される。
【００５５】
【表１】
2007139819.tif 000003
【００５６】
このシフトパラメータが正の値（例えば「＋２」）を示す場合は、実際の撮影の際に、中央エリアでの測距により得られた合焦位置から遠側に２ステップだけフォーカスレンズをシフトして撮影が行われることを示す。同様に、シフトパラメータが負の値（例えば「−１」）を示す場合は、実際の撮影の際に、中央エリアでの測距により得られた合焦位置から近側に１ステップだけフォーカスレンズをシフトして撮影が行われることを示す。
【００５７】
このようにバランスシフト調整で設定された補正パラメータは、実際の撮影の際に参照され、被写体との距離、ズーム位置に応じて最適なシフト量が選択されて、撮影時の合焦位置（フォーカス位置）の補正が行われる。したがって、距離の異なる被写体を撮影する場合であっても最適なバランスシフトを行うことができる。
【００５８】
なお、ＡＦエリアは周辺の四隅（左上、右上、左下、右下）に設定してもよいし、他のエリア設定でもよい。また、複数のＡＦエリア設定ができない場合は、中央エリアをＡＦエリアと設定し、周辺の合焦度は目視により行ってもよい。
【００５９】
次に、上記構成のデジタルカメラのＡＦに関する動作例について説明する。
【００６０】
図６において、まず、ＣＰＵ１２１は、図４に示される中央エリアに外部ＡＦエリアおよびＣＣＤ−ＡＦエリアを設定する（ステップＳ１０）。そして、外部ＡＦ実行タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。この判断の結果、外部ＡＦの実行タイミングでない場合には、ステップＳ１３に移行する。他方、外部ＡＦ実行タイミングであれば、外部ＡＦによる測距処理を実行して（ステップＳ１２）、外部ＡＦセンサ１３６は被写体との距離を測距して、ステップＳ１３に移行する。
【００６１】
ステップＳ１３では、ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１キーがＯＮされたか否かを判断する。ＲＬ−１がＯＮでない場合には、ステップＳ１１に戻り、ＲＬ−１がＯＮされるまで、外部ＡＦの実行タイミングで、外部ＡＦ測距処理が行われる。他方、ステップＳ１３で、ＲＬ−１がＯＮされた場合には、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦの測距結果に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する（ステップＳ１４）。このように、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを使用してＡＦを行うことをハイブリットＡＦという。ハイブリットＡＦは外部ＡＦでの測距結果付近を対象にＣＣＤ−ＡＦを行うので、通常のＣＣＤ−ＡＦよりも測距時間が短いという利点がある。
【００６２】
そして、ＣＰＵ１２１は、算出したＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ１５）。続いて、ＣＰＵ１２１は、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置に移動した後、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを同時にスタートさせる（ステップＳ１６）。外部ＡＦでは、外部ＡＦセンサ１３６により、被写体との距離の測定が行われ合焦位置の検出が行われる。また、ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置の近傍で移動させて、ＡＦ評価値を取得し、合焦位置の検出が行われる。そして、ＣＰＵ１２１は外部ＡＦおよびＣＣＤ−ＡＦが終了したか否かを判断し（ステップＳ１７）、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦが終了した場合には、ＣＣＤ−ＡＦの合焦位置を取得する（ステップＳ１８）。
【００６３】
ここで、本実施例の撮像装置は、ＡＦ結果としての合焦位置に対して被写体の距離に基づいたバランスシフトを行う。ここでは、まずＣＰＵ１２１はズームレンズ１０１ｂの位置Ｚを取得する（ステップＳ１９）。次にＣＰＵ１２１は外部ＡＦ結果から被写体までの距離Ｌを算出する（ステップＳ２０）。そして、ＣＰＵ１２１はこれらズーム位置Ｚおよび距離Ｌに基づいて、表１に示される補正パラメータから最適なシフト量を選択する。すなわち、補正パラメータの距離情報Ｌ０からＬ７のうち距離Ｌと一致する補正パラメータが存在するかどうかを判定し（ステップＳ２１）、距離Ｌと一致するパラメータが存在する場合はその補正パラメータが選択され（ステップＳ２２）、距離Ｌと一致するパラメータがない場合は、補正パラメータの距離Ｌ０からＬ７のうち、距離Ｌに最も近いパラメータが参照される（ステップＳ２３）。そして、ＣＰＵ１２１は選択された補正パラメータを用いて、ステップＳ１８で得られた合焦位置に対する補正を行う（ステップＳ２４）。例えば、シフト量＝２ステップが選択された場合、ステップＳ１８で得られたＣＣＤ−ＡＦの合焦位置（フォーカス位置）に「２」を加えた位置が目的のフォーカス位置となる。
【００６４】
この後、ＣＰＵ１２１は、補正された合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ２５）。その後、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると、撮影動作を行い、被写体の画像データを取り込み、ＰＣカード１５０に記録する（ステップＳ２６）。
【００６５】
なお、本実施例では被写体までの距離を外部ＡＦを用いて測距を行ったが、ＣＣＤ−ＡＦによる測距を行ってもよい。
【実施例２】
【００６６】
次に、本発明の実施例２を説明する。図７は上記構成のデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示している。本実施例では、外部ＡＦエリアとして図４に示される左エリア、中央エリア、右エリアの複数のエリアが設定され、それぞれのエリアに対して被写体までの距離が測距される。また、被写体までの距離Ｌが補正パラメータに存在しない場合は、補正パラメータの距離Ｌ０からＬ７を用いた補完により補正量が決定される点が実施例１と異なる。
【００６７】
図７において、まず、ＣＰＵ１２１は、図４に示される左エリア、中央エリア、右エリアに外部ＡＦエリアを設定し（ステップＳ３０）、同図に示される中央エリアにＣＣＤ−ＡＦエリアを設定する（ステップＳ３１）。そして、外部ＡＦ実行タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ３２）。この判断の結果、外部ＡＦの実行タイミングでない場合には、ステップＳ３４に移行する。他方、外部ＡＦ実行タイミングであれば、外部ＡＦによる測距処理を実行して（ステップＳ３３）、外部ＡＦセンサ１３６は被写体との距離を測距して、ステップＳ３４に移行する。本実施例では図４の左エリア、中央エリア、右エリアのそれぞれのエリアに対し被写体との距離が測距される。
【００６８】
ステップＳ３４では、ＣＰＵ１２１は、レリーズキーが半押しされて、ＲＬ−１キーがＯＮされたか否かを判断する。ＲＬ−１がＯＮでない場合には、ステップＳ３２に戻り、ＲＬ−１がＯＮされるまで、外部ＡＦの実行タイミングで、外部ＡＦ測距処理が行われる。他方、ステップＳ３４で、ＲＬ−１がＯＮされた場合には、ＣＰＵ１２１は、外部ＡＦの測距結果のうち、ＣＣＤ−ＡＦのエリアと同じエリアである中央エリアの測距結果に基づいて、ＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）を算出する（ステップＳ３５）。
【００６９】
そして、ＣＰＵ１２１は、算出したＣＣＤ−ＡＦの開始位置（基準位置）にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ３６）。続いて、ＣＰＵ１２１は、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置に移動した後、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦを同時にスタートさせる（ステップＳ３７）。外部ＡＦでは、外部ＡＦセンサ１３６により、被写体との距離の測定が行われ合焦位置の検出が行われる。また、ＣＣＤ−ＡＦでは、フォーカスレンズ系１０１ａを基準位置の近傍で移動させて、ＡＦ評価値を取得し、合焦位置の検出が行われる。そして、ＣＰＵ１２１は外部ＡＦおよびＣＣＤ−ＡＦが終了したか否かを判断し（ステップＳ３８）、外部ＡＦとＣＣＤ−ＡＦが終了した場合には、ＣＣＤ−ＡＦの合焦位置を取得する（ステップＳ３９）。
【００７０】
次に、ＣＰＵ１２１はズームレンズ１０１ｂの位置Ｚを取得し（ステップＳ４０）、外部ＡＦ結果から被写体までの距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒをそれぞれ算出する（ステップＳ４１）。すなわち、図４の左エリア、中央エリア、右エリアに対して被写体までの距離が測距される。
【００７１】
次に、ＣＰＵ１２１は算出した距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒが同程度の距離であるかどうかの判断を行う（ステップＳ４２）。距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒが同程度の距離であればステップＳ４３へ移行し、距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒの差が所定の閾値以上であればステップＳ４７へ移行する。すなわち、距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒが異なっていた場合はバランスシフトを行わずに、ステップＳ３９で得られたＣＣＤ−ＡＦの合焦位置へフォーカスレンズを移動する。たとえば、中央領域に人物、左領域、および右領域が背景である場合にバランスシフトを行うと、人物に対する合焦度を落としてしまうことになる一方で、もともとの距離が異なる「背景」に対するバランスシフトの効果が得られないという結果になってしまう。このように、バランスシフトは均一な被写体に対して有効であり、距離の均一性がない被写体に対してはバランスシフトを行わない方がよい。すなわち、複数のＡＦエリアの測距結果に基づいてバランスシフトを行うか否かを決定することで、被写体に応じた合焦を得ることができる。
【００７２】
一方、ステップＳ４２において距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒが同程度の距離であった場合、ＣＰＵ１２１はズーム位置Ｚおよび中央エリアの距離Ｌｃに基づいて、表１に示される補正パラメータから最適なシフト量を選択する。ここでは、補正パラメータの距離情報Ｌ０からＬ７のうち距離Ｌｃと一致する補正パラメータが存在するかどうかを判定し（ステップＳ４３）、距離Ｌｃと一致するパラメータが存在する場合はその補正パラメータが選択され（ステップＳ４４）、距離Ｌｃと一致するパラメータがない場合は、補正パラメータの距離Ｌ０からＬ７を用いて、距離Ｌｃに対するシフト量を補完により算出する（ステップＳ４５）。そして、ＣＰＵ１２１は決定された補正パラメータを用いて、ステップＳ３９で得られた合焦位置に対する補正を行う（ステップＳ４６）。
【００７３】
この後、ＣＰＵ１２１は、補正された合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ４７）。その後、レリーズキーが全押しされてＲＬ−２がＯＮとなると、撮影動作を行い、被写体の画像データを取り込み、ＰＣカード１５０に記録する（ステップＳ４８）。
【００７４】
なお、本実施例では被写体までの距離を外部ＡＦを用いて測距を行ったが、ＣＣＤ−ＡＦによる測距を行ってもよい。
【実施例３】
【００７５】
次に、本発明の実施例３を説明する。図８は上記構成のデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示している。
【００７６】
近年、デジタルカメラなどの撮像装置には、ユーザの使用上の便宜を考慮して、ポートレートモード、夜景モード、風景モード、スポートモード、スナップモード、文字モードなどのシーン撮影モードの選択設定機能が具備されており、デジタルカメラの操作上の知識や経験の少ないユーザでも、シーン撮影モードの選択設定を行うことにより、選択したシーン撮影モードに対応して、被写体の高品質の撮影画像を撮影取得することが可能になっている。
【００７７】
たとえば、ポートレートモードでは中央に人物、周辺が風景といった構図になる場合が多く、背景を自然にぼかし、人物を引き立てるように撮影することが望ましい。このような被写体に対してバランスシフトを行う際の不具合については図７において説明したとおりである。また、ユーザが文字モードを選択設定して撮影を行う場合は、被写体は平面であることが多く中心、周辺ともに解像のバランスが取れた撮影を行うことが望まれる。このように、ユーザがシーン撮影モードを設定して撮影を行う場合は、各々のモードに適したバランスシフトが要求される。
【００７８】
以下、図８のフローチャートに従って本実施例の動作について説明する。同図中ステップＳ５０からステップＳ６１までの処理は、図７のステップＳ３０からステップＳ４１の処理と同様であるため説明を省略する。
【００７９】
ＣＰＵ１２１はステップＳ６１において外部ＡＦ結果から被写体までの距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒをそれぞれ算出した後、ユーザにより設定されている撮影モードを取得する（ステップＳ６２）。ここで、ＣＰＵ１２１は撮影モードが文字モードかどうか判定を行う（ステップＳ６３）。撮影モードが文字モードでなければ、ステップＳ６４へ移行して撮影モードがスナップモードかどうかの判定を行う（ステップＳ６４）。撮影モードがスナップモードでなければステップＳ６５へ移行する。以下、ステップＳ６５からステップＳ７１までの処理は、図７のステップＳ４２からステップＳ４８の処理と同様であるため説明を省略する。
【００８０】
一方、ステップＳ６３において撮影モードが文字モードであればステップＳ６６へ移行し、ズーム位置Ｚおよび中央エリアの距離Ｌｃに基づいて、表１に示される補正パラメータから最適なシフト量を選択する（ステップＳ６６）。すなわち、撮影モードが文字モードであれば、被写体は平面であることが予想されるため、ステップＳ５０にて設定した各ＡＦエリアごとに計測された距離Ｌｌ，Ｌｃ，Ｌｒが同程度の距離であるかどうかの判断をスキップして、ズーム位置Ｚおよび中央エリアの距離Ｌｃに基づいてシフト量が決定される。
【００８１】
また、ステップＳ６４において撮影モードがスナップモードであればステップＳ７０へ移行し、ステップＳ５９で得られた合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ７０）。すなわち、撮影モードがスナップモードの場合はステップＳ６５からステップＳ６９のバランスシフト量の選択処理がスキップされる。
【００８２】
以上のように、本実施例では、シーン撮影モードにより合焦位置の補正要否の判定を行うため、ユーザが意図した撮影モードに最適なバランスシフトを行うことが可能となる。
【００８３】
また、本実施例で挙げたシーン撮影モードは一例であり、他のシーン撮影モードによりバランスシフトを切り替えてもよい。たとえば、遠景モードの場合は被写体はある程度の均一性を持っているとしてバランスシフトを行ってもよいし、シーン撮影モードに限らずＡＦモードが無限遠に設定されていた場合も、均一被写体であるとしてバランスシフトを行ってもよい。
【実施例４】
【００８４】
次に、本発明の実施例４を説明する。図９は上記構成のデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示している。本実施例は、絞り値によりバランスシフト量を切り替える例である。すなわち、絞りを小さくする（絞る）ほど、被写界深度が深くなるため撮像面における中心と周辺の合焦位置のずれが目立たなくなる。このような場合は絞りが大きい場合に比べてバランスシフト量を少なく設定する（あるいはシフトしない）ことができる。
【００８５】
以下、図９のフローチャートに従って本実施例の動作を説明する。同図中ステップＳ８０からステップＳ９５までの処理は、図７のステップＳ３０からステップＳ４５の処理と同様であるため説明を省略する。
【００８６】
ＣＰＵ１２１は、ステップＳ９４またはステップＳ９５において補正パラメータから最適なシフト量を選択した後、絞り値Ｆを取得し（ステップＳ９６）、この絞り値Ｆに基づいてシフト量の補正を行う（ステップＳ９７）。すなわち、被写体距離が同じであっても絞りが小さいほどシフト量は小さく（あるいはシフトしない）、絞りが大きいほどバランス量は大きく設定される。
【００８７】
そして、ＣＰＵ１２１はステップＳ９７で得られたシフト量に基づいて補正された合焦位置にフォーカスレンズ系１０１ａを移動させる（ステップＳ９９）。以下のステップは図７のステップＳ４７以降と同様であるため説明を省略する。
【００８８】
なお、本実施例ではズーム位置Ｚと距離Ｌｃに応じて表１の補正パラメータから選択されたシフト量に対して、絞り値Ｆに基づいてシフト量の補正を行ったが、表１に示すパラメータは絞り値Ｆごとのシフト量が記述されたパラメータであってもよい。
【００８９】
以上のように、絞り値によりバランスシフト量を設定することで、周辺の解像のバランスがよく、かつ、中心解像に優れた撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る撮像装置としてのデジタルカメラの構成図である。
【図２】外部ＡＦセンサの概略構成図である。
【図３】左右のフォトセンサアレイの被写体像を示す図である。
【図４】ＣＣＤ結像面上の左エリア、中央エリア、および右エリアを示す図である。
【図５】フォーカス位置とＡＦ評価値との関係を示す図である。
【図６】実施例１によるデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示すフローチャートである。
【図７】実施例２によるデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示すフローチャートである。
【図８】実施例３によるデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示すフローチャートである。
【図９】実施例４によるデジタルカメラのＡＦに関する動作例を示すフローチャートである。
【図１０】被写体距離と合焦位置のずれとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１００  デジタルカメラ（撮像装置）
１０１  レンズ系
１０３  ＣＣＤ（撮像手段）
１２１  ＣＰＵ（補正手段）
１３１  フォーカスドライバ（合焦制御手段）
１３４  パルスモータ（合焦制御手段）
１３６  外部ＡＦセンサ（測距手段）
【図１】
2007139819.tif 000004
【図２】
2007139819.tif 000005
【図３】
2007139819.tif 000006
【図４】
2007139819.tif 000007
【図５】
2007139819.tif 000008
【図６】
2007139819.tif 000009
【図７】
2007139819.tif 000010
【図８】
2007139819.tif 000011
【図９】
2007139819.tif 000012
【図１０】
2007139819.tif 000013