(57)【要約】    【課題】  撮像装置における焦点調整時と異なる撮像条件による被写体像の記録時においてもピントずれのない良好な撮像結果を得る。    【解決手段】  被写体像の記録時の撮像条件を設定し、設定された記録時の撮像条件とは独立的な撮像条件で結像光学系１により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系１の焦点位置を調整する。被写体像の記録指示に応答し、従前の焦点調整時の撮像条件と前記記録時の撮像条件との相違に応じて、焦点調整による結像光学系１の少なくとも一部のレンズ位置を補正する。少なくとも一部のレンズ位置が補正された結像光学系１により、予め設定された撮像条件で被写体像を記録する。【選択図】    図１
2007306437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系の焦点位置を調整する焦点調整機構と、
前記焦点調整機構による焦点調整時の撮像条件とは独立的に設定し得る撮像条件で被写体像を記録するための記録制御手段と、
被写体像の記録時に、その撮像条件と従前の焦点調整時の撮像条件との相違に応じて、前記焦点調整による前記結像光学系の少なくとも一部のレンズ位置を補正して記録に供する補正制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件は、前記結像光学系の絞り値を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件は、前記結像光学系の焦点距離を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記記録制御手段は、前記焦点調整機構による焦点調整時における前記結像光学系の絞り値を記録時の絞り値よりも明るくなるように設定し、且つ
前記補正制御手段は、記録時に、その絞り値と直前の焦点調整時の絞り値との相違に応じて、前記結像光学系の少なくとも一部のレンズを前記焦点調整による位置から所定量シフト駆動する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体像の記録時の撮像条件を設定する記録条件設定ステップと、
前記記録条件設定ステップで設定された記録時の撮像条件とは独立的な撮像条件で結像光学系により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系の焦点位置を調整する焦点調整ステップと、
被写体像の記録指示に応答し、従前の焦点調整時の撮像条件と前記記録時の撮像条件との相違に応じて、前記焦点調整による前記結像光学系の少なくとも一部のレンズ位置を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで少なくとも一部のレンズ位置が補正された前記結像光学系により、前記記録条件設定ステップで予め設定された撮像条件で被写体像を記録する記録ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項６】
前記補正ステップの補正の要因となる前記撮影条件は、前記結像光学系の絞り値を含むことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項７】
前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件は、前記結像光学系の焦点距離を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項８】
前記焦点調整ステップは、前記記録条件設定ステップで予め設定された記録時の絞り値よりも明るくなるように設定した絞り値を用い、且つ
前記補正ステップは、予め設定された前記記録時の絞り値と直前の焦点調整時の絞り値との相違に応じて、前記結像光学系の少なくとも一部のレンズを前記焦点調整ステップによる位置から所定量シフト駆動するステップである、
ことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタルスティルカメラに代表される電子撮像装置に係り、特にそのピント合わせのための焦点調整技術の改良を図った電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ固体撮像素子等の撮像素子を用いたディジタルカメラ等の電子撮像装置のオートフォーカシング（自動合焦。以下、「ＡＦ」と称する）における焦点調整は、いわゆる山登りＡＦ（以下、「ＣＣＤＡＦ」と称する）方式を用いるのが一般的である。ＣＣＤＡＦによる焦点調整においては、撮像素子の光学像入力面に被写体光学像を結像させる結像光学系のレンズ位置を変更しながら、撮像素子から出力される映像信号の高周波数成分（以下、「焦点評価値」と称する）を検出し、その焦点評価値がピークとなったレンズ位置を合焦点とする。
このＣＣＤＡＦにおける焦点評価値のピーク特性は、焦点深度に依存するので、結像光学系におけるレンズの絞り値、つまりＦ値が小さく大口径であるほど急峻であり、逆にＦ値が大きく小口径であるほど緩やかであることが知られている。焦点評価値のピーク特性が急峻であれば、狭いレンズ走査範囲で高精度のピーク検出を達成することが可能であり、反対に、ピーク特性が緩やかであると、広い範囲のレンズ走査が必要であり、しかもピーク検出誤差が生ずる可能性も高くなる。
例えば、特許文献１（特開２００３−１３１１２１号公報）に示されるように、結像光学系のレンズの焦点距離やＦ値に応じて、ＣＣＤＡＦのレンズ走査範囲を可変制御するなどという、ＣＣＤＡＦにおける精度向上のための先行技術が存在する。
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に示された技術は、基本的に特定のＦ値における合焦精度を高めるものである。
一方、ディジタルカメラのような撮像装置においては、多くの場合、撮像素子によって取得された映像をＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示器によってリアルタイム的に表示させる電子ファインダとしての被写体観察時、いわゆるモニタリング時、から、シャッタの半押し、つまり２段操作のシャッタの第１段目が押下された際にＣＣＤＡＦによる焦点調整が行われ、さらにシャッタの第２段目が押下されたシャッタ全押しの時点で被写体画像の記録が行われる。このことに起因して、ＣＣＤＡＦによる焦点調整時のＦ値と実際にスティル画像を撮影する記録時のＦ値とが相違する場合がある。すなわち、多彩な映像表現を可能とするためなどの目的で、ユーザが記録時の絞りのＦ値を予め設定することが可能なディジタルカメラが存在し、その種のディジタルカメラにおいては、記録時にはユーザが予め指定した小絞りのＦ値で撮影されるが、それ以前のシャッタ第１段目操作時におけるＣＣＤＡＦは、記録時の絞り開度よりも開いた高精度のＡＦ動作が可能な絞り開度のＦ値を用いて焦点調整することができる。このような撮像装置は、例えば、特許文献２（特開平１１−３３１６８５号公報）に示されている。
【０００４】
この特許文献２に示されたディジタルカメラ等の撮像装置においては、シャッタ半押しによるＣＣＤＡＦ時に、焦点評価値の特性の点で優位な絞り値で、且つ適切なレンズ走査範囲を用いて焦点調整を行うことができるが、記録時に絞り値が予め設定した絞り値に変更された際に、被写体の結像位置がずれる現象があり、ピントずれとなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３１１２１号公報
【特許文献２】特開平１１−３３１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、焦点調整時と被写体像の記録時とで異なる撮像条件を採用し得る撮像装置における焦点調整時と異なる撮像条件による被写体像の記録時においてもピントずれのない良好な撮像結果を得ることを可能とする撮像装置およびその制御方法を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで撮像条件が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を防止し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、ズーミング等による焦点距離の変動が可能で、しかも焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、高精度の焦点調整を可能として、しかも焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合における記録時のピントずれの発生を適切に防止し得る撮像装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の請求項５の目的は、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで撮像条件が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止し得る撮像装置の制御方法を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を防止し得る撮像装置の制御方法を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、ズーミング等による焦点距離の変動が可能でしかも焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止し得る撮像装置の制御方法を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで撮像条件が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止し得る撮像装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
被写体像を結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系の焦点位置を調整する焦点調整機構と、
前記焦点調整機構による焦点調整時の撮像条件とは独立的に設定し得る撮像条件で被写体像を記録するための記録制御手段と、
被写体像の記録時に、その撮像条件と従前の焦点調整時の撮像条件との相違に応じて、前記焦点調整による前記結像光学系の少なくとも一部のレンズ位置を補正して記録に供する補正制御手段と、
を具備することを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１の撮像装置であって、前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の絞り値を含むことを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の焦点距離を含むことを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項の撮像装置であって、
前記記録制御手段が、前記焦点調整機構による焦点調整時における前記結像光学系の絞り値を記録時の絞り値よりも明るくなるように設定し、且つ
前記補正制御手段が、記録時に、その絞り値と直前の焦点調整時の絞り値との相違に応じて、前記結像光学系の少なくとも一部のレンズを前記焦点調整による位置から所定量シフト駆動する、
ことを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載した本発明に係る撮像装置の制御方法は、上述した目的を達成するために、
被写体像の記録時の撮像条件を設定する記録条件設定ステップと、
前記記録条件設定ステップで設定された記録時の撮像条件とは独立的な撮像条件で結像光学系により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系の焦点位置を調整する焦点調整ステップと、
被写体像の記録指示に応答し、従前の焦点調整時の撮像条件と前記記録時の撮像条件との相違に応じて、前記焦点調整による前記結像光学系の少なくとも一部のレンズ位置を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで少なくとも一部のレンズ位置が補正された前記結像光学系により、前記記録条件設定ステップで予め設定された撮像条件で被写体像を記録する記録ステップと、
を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載した本発明に係る撮像装置の制御方法は、請求項５の撮像装置の制御方法であって、前記補正ステップの補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の絞り値を含むことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る撮像装置の制御方法は、請求項５または請求項６の撮像装置の制御方法であって、
前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の焦点距離を含むことを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る撮像装置の制御方法は、請求項５〜請求項７のいずれか１項の撮像装置の制御方法であって、
前記焦点調整ステップが、前記記録条件設定ステップで予め設定された記録時の絞り値よりも明るくなるように設定した絞り値を用い、且つ
前記補正ステップが、予め設定された前記記録時の絞り値と直前の焦点調整時の絞り値との相違に応じて、前記結像光学系の少なくとも一部のレンズを前記焦点調整ステップによる位置から所定量シフト駆動するステップである、
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焦点調整時と被写体像の記録時とで異なる撮像条件を採用し得る撮像装置における焦点調整時と異なる撮像条件による被写体像の記録時においてもピントずれのない良好な撮像結果を得ることを可能とする撮像装置およびその制御方法を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１の撮像装置によれば、
被写体像を結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系の焦点位置を調整する焦点調整機構と、
前記焦点調整機構による焦点調整時の撮像条件とは独立的に設定し得る撮像条件で被写体像を記録するための記録制御手段と、
被写体像の記録時に、その撮像条件と従前の焦点調整時の撮像条件との相違に応じて、前記焦点調整による前記結像光学系の少なくとも一部のレンズ位置を補正して記録に供する補正制御手段と、
を具備することにより、焦点調整時と被写体像の記録時とで撮像条件が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２の撮像装置によれば、請求項１の撮像装置において、前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の絞り値を含むことにより、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を防止することができる。
本発明の請求項３の撮像装置によれば、請求項１または請求項２の撮像装置において、前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の焦点距離を含むことにより、特に、ズーミング等による焦点距離の変動が可能でしかも焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止することができる。
本発明の請求項４の撮像装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の撮像装置において、
前記記録制御手段が、前記焦点調整機構による焦点調整時における前記結像光学系の絞り値を記録時の絞り値よりも明るくなるように設定し、且つ
前記補正制御手段が、記録時に、その絞り値と直前の焦点調整時の絞り値との相違に応じて、前記結像光学系の少なくとも一部のレンズを前記焦点調整による位置から所定量シフト駆動することにより、特に、高精度の焦点調整を可能として、しかも焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合における記録時のピントずれの発生を適切に防止することができる。
【００１４】
さらに、本発明の請求項５の撮像装置の制御方法によれば、
被写体像の記録時の撮像条件を設定する記録条件設定ステップと、
前記記録条件設定ステップで設定された記録時の撮像条件とは独立的な撮像条件で結像光学系により結像される被写体像のピント合わせを行うべく該結像光学系の焦点位置を調整する焦点調整ステップと、
被写体像の記録指示に応答し、従前の焦点調整時の撮像条件と前記記録時の撮像条件との相違に応じて、前記焦点調整による前記結像光学系の少なくとも一部のレンズ位置を補正する補正ステップと、
前記補正ステップで少なくとも一部のレンズ位置が補正された前記結像光学系により、前記記録条件設定ステップで予め設定された撮像条件で被写体像を記録する記録ステップと、
を有することにより、焦点調整時と被写体像の記録時とで撮像条件が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項６の撮像装置の制御方法によれば、請求項５の撮像装置の制御方法において、前記補正ステップの補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の絞り値を含むことにより、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を防止することができる。
本発明の請求項７の撮像装置の制御方法によれば、請求項５または請求項６の撮像装置の制御方法において、
前記補正制御手段の補正の要因となる前記撮影条件が、前記結像光学系の焦点距離を含むことにより、特に、ズーミング等による焦点距離の変動が可能でしかも焦点調整時と被写体像の記録時とで絞り値が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止することができる。
本発明の請求項８の撮像装置の制御方法によれば、請求項５〜請求項７のいずれか１項の撮像装置の制御方法において、
前記焦点調整ステップが、前記記録条件設定ステップで予め設定された記録時の絞り値よりも明るくなるように設定した絞り値を用い、且つ
前記補正ステップが、予め設定された前記記録時の絞り値と直前の焦点調整時の絞り値との相違に応じて、前記結像光学系の少なくとも一部のレンズを前記焦点調整ステップによる位置から所定量シフト駆動するステップである、
ことにより、特に、焦点調整時と被写体像の記録時とで撮像条件が相違する場合におけるピントずれの発生を適切に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮像装置を詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の撮像装置の一つの実施の形態に係るディジタルカメラの主要な構成を示している。図１は、ディジタルカメラのシステム構成を模式的に示すブロック図、図２は、ディジタルカメラにおけるソフトウェアのモジュール構成を模式的に示すブロック図、図３は、ディジタルカメラにおけるメイン処理の概要を模式的に示すフローチャート、図４は、図３のメイン処理における被写体観察時のモニタリングに係るＡＥ（自動露出）処理の概要を模式的に示すフローチャートである。
図１に示すディジタルカメラは、レンズ系１、絞り−シャッタ部２、ＣＣＤ撮像素子３、ＣＤＳ−ＡＤ部４、ＤＳＰ部５、ドライバ部６、ＣＣＤ駆動回路７、ＣＰＵ（中央処理ユニット）８、メモリ９、通信ドライバ１０、メモリカード１１、表示部１２、操作入力部１３、ＡＦ処理部１４、ストロボ発光部１５、メインコンデンサ１６およびストロボ受光部１７を具備している。
【００１７】
レンズ系１は、１以上のレンズを含み結像光学系を構成する。絞り−シャッタ部２は、機械的な絞りおよびシャッタが一体的にユニット化されて構成されている。ＣＣＤ撮像素子３は、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサを用いて構成した固体撮像素子である。撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサに代えて、例えばＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサ等を用いた固体撮像素子を採用してもよい。ＣＤＳ−ＡＤ部４は、ＣＣＤ撮像素子３の出力画像信号を相関二重サンプリング（correlated double sampling〜ＣＤＳ）してＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換する。ＤＳＰ部５は、ＣＤＳ−ＡＤ部４でＡ／Ｄ変換された画像信号を、ディジタル信号処理により、輝度信号Ｙと色差信号ＵおよびＶとからなるＹＵＶデータに変換したり、ＹＵＶデータをＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）圧縮したりするＤＳＰ（ディジタル信号プロセッサ）として構成されている。
ドライバ部６は、機械的作動部を駆動するものであり、レンズ系１をフォーカシング駆動するフォーカス駆動部および絞り−シャッタ部２のシャッタを開閉動作させるシャッタ駆動部を含んでいる。なお、ドライバ部６におけるフォーカス駆動部には、フォーカシングにおけるレンズ位置の移動制御に伴ってレンズ位置を検出するレンズ位置検出部も含まれる。
【００１８】
このドライバ部６は、絞り−シャッタ部２の絞り開口の絞り開度を制御駆動する絞り制御部を含んでいてもよく、レンズ系１がズームレンズである場合には、レンズ系１をズーミング駆動するズーム駆動部を含んでいてもよい。ＣＣＤ駆動回路部７は、ＣＣＤ撮像素子３におけるＣＣＤイメージセンサを駆動制御する。
ＣＰＵ８は、このディジタルカメラ全体の動作を制御する。メモリ９は、ＣＣＤ撮像素子３で撮像され、ＤＳＰ部５で処理された画像データおよびメモリカード１１から読み出した画像データ等を一時保持するものであり、ＤＳＰ部５およびＣＰＵ８のワークメモリとしても使用される。通信ドライバ１０は、このディジタルカメラと外部とのデータの授受等のための通信を行う。メモリカード１１は、カードスロット（図示していない）を介して着脱可能に装填され、ＤＳＰ部５で処理された画像データ等を格納する。表示部１２は、ＬＣＤ（液晶表示器）を用いたＬＣＤ表示部とＤＳＰ部５で得られる映像出力信号をＬＣＤに表示させるための表示制御部とを含んでいる。操作入力部１３は、ユーザが操作し得るスイッチ等を含みＣＰＵ８に各種情報を入力する。
【００１９】
ＡＦ処理部１４は、三角測量方式による測距に基づくフォーカシング処理を行って被写体に対するＡＦ（オートフォーカシング）制御を行う。このシステムでは、ピント合わせにＣＣＤＡＦによる焦点調整を採用しており、ＡＦ処理部１４によって被写体観察のためのモニタリング時等に粗いＡＦ制御を行うとともにＣＣＤＡＦの走査範囲を決定して誤動作を防止し焦点調整の精度を高めるようにしている。ストロボ発光部１５は、被写体に照明光を投射し、且つＣＰＵ８およびストロボ受光部１７から照明光の発光開始および発光停止をそれぞれ制御し得る。メインコンデンサ１６は、ストロボ発光用の電源として用いられ、その充電電圧は、ＣＰＵ８によって検出することができる。ストロボ受光部１７は、ストロボ発光部１５による照明光の被写体反射光を受光する受光光学系および受光センサを含み、ＣＰＵ８により受光開始制御された後の受光積分量を、ＣＰＵ８から与えられる設定値と比較し、受光積分量が設定値に達したら、ストロボ発光部１５に制御信号を与えて発光を停止させる。
【００２０】
図２は、図１に示したディジタルカメラにおけるシステム制御の処理プログラムのモジュール構成図である。処理プログラムは、主プログラムであるメイン処理ＭＰとメイン処理ＭＰに並行して行われる並行処理ＰＰとで構成されている。メイン処理ＭＰは、スイッチ（ＳＷ）判定処理Ｍ１１、ＡＥ処理Ｍ１２、ＣＣＤＡＦ処理Ｍ１３、撮影絞り決定処理Ｍ１４、Δｆｐ補正駆動処理Ｍ１５、絞り駆動処理Ｍ１６および画像記録処理Ｍ１７の各モジュールで構成されている。並行処理ＰＰは、タイマ割り込み処理Ｍ２１および、モニタリング処理Ｍ２２で構成されている。
図３は、静止画撮影時、すなわち静止画像記録時に使用される記録モードにおけるメイン処理ＭＰのフローチャートである。
記録モードにおいて、操作入力部１３の電源スイッチがオンとされると、図示していないが、まず、ディジタルカメラの内部のハードウェアの初期化や、メモリカード１１内のファイル情報を、メモリ９内に作成するなどの初期処理を行い、その後に図３に示す記録モードにおけるメイン処理が開始される。
【００２１】
メイン処理では、モニタリング状態をチェックし（ステップＳ１１）、モニタリング停止状態であれば、モニタリング開始処理を行う（ステップＳ１２）。ステップＳ１２のモニタリング開始処理は、撮像部の駆動を開始すると共に、並行処理ＰＰにおけるモニタリング処理Ｍ２２を起動する。電源オン後に、図３のメイン処理が最初に実行された場合にも、モニタリングは停止しているので、モニタリング開始処理Ｓ１２が実行されることになる。ステップＳ１１においてモニタリング状態であると判定された場合およびステップＳ１２のモニタリング開始処理が行われた後は、操作入力部１３におけるシャッタボタン操作に関するスイッチ状態等のスイッチ操作の判定が行われる（ステップＳ１３）。ステップＳ１３のスイッチ判定処理およびそれに続く処理動作については、後に詳述する。
図２に示した並行処理ＰＰにおけるモニタリング処理Ｍ２２は、スルー画像、すなわちレンズ系１により結像された被写体像がＣＣＤ撮像素子３でとらえられている画像をＣＤＳ−ＡＤ部４およびＤＳＰ部５を介して表示部１２によってリアルタイム的に表示すると共に、その際にＡＥ（自動露出）およびＡＷＢ（自動ホワイトバランス）追尾処理を実行するものであり、この処理によって、常時適正な明るさおよび自然な色合いに保たれた被写体画像を表示部１２に表示することができる。
【００２２】
具体的には、ＡＥおよびＡＷＢ追尾処理は、ＣＣＤ撮像素子３を介して得られているデータに基づきＤＳＰ部５におけるＡＥおよびＡＷＢについての評価値をＣＰＵ８によって取得し、その値が所定値となるように、電子シャッタ秒時をＣＣＤ駆動回路７にセットする。ＣＣＤ撮像素子３における電子シャッタには、設定可能な最長秒時および最短秒時の限界があるので、被写体の輝度に応じて、限界以上の露光アンダ、露光オーバーがある場合には、ＣＰＵ８は、絞り−シャッタ部２における絞り開口径を変更したり、ＣＣＤ撮像素子３における撮像信号の増幅率を変更したりする。また、ＤＳＰ部５における画像処理色パラメータを調整するフィードバック制御も行う。
図４には、モニタリング処理Ｍ２２におけるＡＥ処理のフローチャートを示している。
【００２３】
モニタリングにおけるＡＥ処理が開始されると、測光結果によるＡＥ評価値から、現在の電子シャッタ秒時のＴｖ値（Ｔｖは、アペックスシステムにおけるシャッタスピード値）に対して補正すべきΔＴｖを演算してΔＴｖを求める（ステップＳ１０１）。補正した結果となる予定Ｔｖ値を、ＣＣＤ撮像素子３に設定できる上限のＴｖ値Ｔｖｍａｘと比較する（ステップＳ１０２）。予定Ｔｖ値が、上限のＴｖ値Ｔｖｍａｘよりも高速である場合には、その予定Ｔｖ値に設定することができない。この場合には、絞り値が最小であるか否かを調べ（ステップＳ１０３）、絞り値が最小でなければ絞り込んで（ステップＳ１０４）、撮像増幅率を初期値とした状態で（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０１に戻り、再度予定Ｔｖ値を計算する。
【００２４】
ステップＳ１０２における予定Ｔｖ値が、ＣＣＤ撮像素子３に設定することが可能なＴｖ値ならば、予定Ｔｖ値がＣＣＤ撮像素子３に設定できる下限のＴｖ値Ｔｖｍｉｎと比較し（ステップＳ１０６）、下限Ｔｖ値Ｔｖｍｉｎ以上ならば、そのＴｖ値を採用して予定Ｔｖ値に設定し（ステップＳ１０７）、撮像増幅率を初期値とした状態で（ステップＳ１０８）、ＡＥ処理を終了する。
ステップＳ１０６において、予定Ｔｖ値が、ＣＣＤ撮像素子３に設定できる下限のＴｖ値Ｔｖｍｉｎより低速である場合にも、その予定Ｔｖ値に設定することができない。この場合には、絞り値が絞り開放であるか否かを調べ（ステップＳ１０９）、絞りが開放でなければ、絞りを開き（ステップＳ１１０）、撮像増幅率を初期値とした状態で（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１に戻り、再度予定Ｔｖ値を計算して、ＣＣＤ撮像素子３に設定可能なＴｖ値であれば、そのＴｖ値を採用して、処理を終了する。ステップＳ１０９において、絞りがすでに開放なら、そのＴｖ値Ｔｖｍｉｎに設定し（ステップＳ１１２）、撮像増幅率を上げて対応し（ステップＳ１１３）、処理を終了する。
【００２５】
なお、ステップＳ１０３において、絞り値が最小であれば、Ｔｖ値を上限Ｔｖ値Ｔｖｍａｘに設定し（ステップＳ１１４）、撮像増幅率を初期値とした状態で（ステップＳ１１５）、処理を終了する。
この場合、先に触れたように、この場合のディジタルカメラは、メモリカード１１へ撮影記録するための記録時における絞りＦ値および撮像信号増幅率を、モニタリング時のＡＥ処理とは別途に設定することができる機能を持っているものとする。一方、上述したモニタリングにおいては、このような撮影記録時の設定には関係なく、被写体の状態を正しく表示して、ユーザが観察できるようにするために、モニタリング用のＡＥ処理による絞り制御および増幅率制御を行って、撮影記録時にユーザが設定した絞り値および増幅率に切り替えるようにする。このようにするのが、モニタリングの制御上、簡便でしかも無駄がない。
上述したモニタリング処理および先に述べた操作入力部１３におけるスイッチ等の状態の読み込み処理の並行処理は、例えば２０ｍｓ毎のタイマ割り込みによって定期的に実行される。
【００２６】
すなわち、図３に示すメイン処理におけるスイッチ判定処理Ｓ１３は、図２のスイッチ判定処理Ｍ１１によって、上述した２０ｍｓ毎のタイマ割り込み処理で周期的に入力されるスイッチ操作状態情報を確定して、操作されたスイッチに応じた処理を行う。このとき有効なスイッチ操作情報がなければ、なにもせずに、再びスイッチ判定処理Ｓ１３に戻るループを繰り返す。
ディジタルカメラでは、静止画のみならず動画の撮像記録も可能であるものもあるが、本発明は、主として静止画に適用して有効であるので、ここでは静止画の記録に関するメイン処理動作を図１および図３を参照して具体的に説明する。
図１における操作入力部１３には、シャッタボタンの操作により作動するスイッチが含まれる。この場合、シャッタボタンは、２段操作であり、第１段目の操作、つまり浅く押し込んだ半押し状態で、第１シャッタスイッチがオンとなり、第２段目の操作、つまり深く押し込んだ全押し状態で第２シャッタスイッチがオンとなるものとする。
【００２７】
ステップＳ１３において、操作入力部１３の第１シャッタスイッチがオン、すなわちシャッタボタンの半押しによる第１段目の操作状態であると判定された場合には、モニタリング処理Ｍ２２を停止し（ステップＳ１４）、ＣＣＤＡＦおよび撮影記録に用いる露出条件を設定するためのＡＥ処理Ｍ１２が行われる（ステップＳ１５）。ステップＳ１５のＡＥ処理は、図４に示されたモニタリング時のＡＥ処理と基本的にはおおむね同様である。ステップＳ１５においては、撮像データをＤＳＰ部５で評価し、撮影露出時に対してＣＣＤ駆動回路７に設定するＣＣＤ撮像素子３の露光時間値およびその増幅率を決定する。
次に、ＣＣＤＡＦ処理を行うわけであるが、このＣＣＤＡＦ処理について若干詳細に説明する。焦点評価値は、ＤＳＰ部５において撮像された画像信号の水平走査方向の輝度ディジタル画素データに対して、−１／２、１、−１／２の３タップディジタルフィルタ処理を行うことによって高周波成分を検出し、このフィルタリングの出力値を、画面の中央部の画像面積の１／４の領域にわたって積算して求めるものとする。ここで、レンズ系１に対する絞り−シャッタ部２の機械的絞りは、開放絞り、中間絞り、最小絞りの各絞り値（絞り開度）の３段階の絞りＦ値を有するものとする。
【００２８】
図５は、ＣＣＤＡＦにおけるデフォーカス特性、すなわち焦点評価値のレンズフォーカス位置ｆｐに対する特性をグラフとして示しており、開放絞り、中間絞りおよび小絞りの各絞り値において、レンズ系１を繰り出し走査してフォーカス位置ｆｐを測定したものである。図５において縦軸が焦点評価値であり、そして横軸がレンズフォーカス位置ｆｐで、値が小さいほうが無限大側である。図５によれば、各絞り値毎に、焦点評価値のピーク位置がずれていることがわかる。
モニタリング中は、被写体の輝度に応じて中間絞り値にフィードバック制御されているものとする。中間絞り値では、ＣＣＤＡＦにおける焦点評価値特性が緩やかで、ピーク検出用の走査範囲を広くとる必要があり、ＡＦ制御に要する時間も長くなる。
そこで、絞りを開放とした開放絞り値におけるＣＣＤＡＦが可能か否かを判定する（ステップＳ１６）。すなわち、モニタリングにおける適正露光レベル制御では、絞り開度は、中間絞り値となっているが、絞りを開放にした場合にも、その絞り値の差ΔＡｖによって、ＣＣＤ撮像素子３における受光光量が許容ダイナミックレンジの範囲を超えるか否かを予測することができる。
【００２９】
また、受光光量が許容ダイナミックレンジの上限を超えることとなる場合に、ＣＣＤ撮像素子３における撮像増幅率を下げて、ダイナミックレンジを超えるのを防ぐようにすることもできる。以上のような予測および処理に従って、ステップＳ１６において、絞り開放でのＣＣＤＡＦが可能であると判定されれば、絞りを開放に駆動してから（ステップＳ１７）、ＣＣＤＡＦ処理Ｍ１３を実行する（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１６において、絞り開放でのＣＣＤＡＦが不可能であると判定されれば、そのままステップＳ１８に移行してＣＣＤＡＦ処理を実行する。ステップＳ１８のＣＣＤＡＦ処理において、その絞り値における合焦フォーカス位置ｆｐが決定される。
次に、撮影時の絞り値を決定する撮影絞り決定処理Ｍ１４が行われる（ステップＳ１９）。この撮影絞り値は、モニタリング時の制御プログラムによる絞り値とは異なっている場合がある。すなわち、モニタリング時の制御プログラムによる絞り値とは別途に、撮影用露出プログラムにより決定される絞り値であったり、ユーザがマニュアル絞り決定機能を用いて予め指定した絞り値であったりする。また、ＣＣＤＡＦの結果において、近距離と判定し、且つストロボを使用する撮影であって、ストロボの最小発光でも露出オーバーが予測される場合に、絞りこむ絞り値である場合もある。
【００３０】
上述のように、開放絞りにおけるＣＣＤＡＦは、走査範囲も狭く、高い精度を得ることもできるが、実際の撮影記録時に、撮影用の増幅率値および絞り値に従って、絞り値を変更した場合に、図５に示したようにピントずれを起こしてしまうことがある。そこで、本発明においては、撮影記録時の絞り値が、ＣＣＤＡＦ時の絞り値と異なる場合には、Δｆｐ補正駆動処理Ｍ１５によって、図５に示した合焦フォーカス位置ｆｐのずれを補正する。
すなわち、本発明においては、ＣＰＵ８のプログラム領域に、開放絞り値と中間絞り値とでのピントずれ量Δｆｐ１および中間絞り値と最小絞り値とでのピントずれ量Δｆｐ２を予め格納しておき、ＣＣＤＡＦ時と撮影記録時とで絞り値が異なることとなる場合に、ＣＣＤＡＦ時の焦点評価値がピークとなるフォーカシングレンズの位置に対して、絞り値差に対応するピントずれ量Δｆｐで位置補正をかけるのである（ステップＳ２０）。
なお、ピントずれ量Δｆｐは、焦点距離が大きいほど大きな値になる。レンズ系１が焦点距離を切換えることを可能とする焦点距離切り換え機能をもっているならば、ピントずれ量Δｆｐは、焦点距離に対しても変更可能であることが望ましい。レンズ系１は、広角端Ｗｉｄｅ、中間焦点距離Ｍｅａｎおよび望遠端Ｔｅｌｅの各焦点距離に切替可能とする。
【００３１】
具体的には、ＣＰＵ８のプログラム領域に、ΔｆｐＷｉｄｅ１（Ｗｉｄｅでの開放絞り値と中間絞り値でのピントずれ量）、ΔｆｐＷｉｄｅ２（Ｗｉｄｅでの中間絞り値と最小絞り値でのピントずれ量）、ΔｆｐＭｅａｎ１（Ｍｅａｎでの開放絞り値と中間絞り値でのピントずれ量）、ΔｆｐＭｅａｎ２（Ｍｅａｎでの中間絞り値と最小絞り値でのピントずれ量）、ΔｆｐＴｅｌｅ１（Ｔｅｌｅでの開放絞り値と中間絞り値でのピントずれ量）およびΔｆｐＴｅｌｅ２（Ｔｅｌｅでの中間絞り値と最小絞り値でのピントずれ量）の６データを持っていればよい。
ステップＳ２０において、Δｆｐの補正駆動が行われた後は、スイッチ判定処理Ｍ１１を参照して操作入力部１３の第２シャッタスイッチがオン、すなわちシャッタボタンの全押しによる第２段目の操作状態となったか否かが判定される（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において、第２シャッタスイッチがオンでないと判定された場合には、第１シャッタスイッチがオン、すなわちシャッタボタンの半押しによる第１段目の操作状態が継続しているか否かが判定され（ステップＳ２２）、継続していれば、ステップＳ２１の判定に戻り、第２シャッタスイッチがオンになるのを待つ。ステップＳ２２で、第１シャッタスイッチがオフになっていれば、ステップＳ１１に戻ってモニタリング状態となる。
【００３２】
ステップＳ２１において、第２シャッタスイッチがオンと判定されれば、現在の絞り値が、ステップＳ１９にて撮影用として決定された絞り値と異なっているか否かが判定され（ステップＳ２３）、異なっていれば、絞り駆動処理Ｍ１６によって撮影用絞り値に駆動し（ステップＳ２４）、画像記録処理Ｍ１７によって静止画の画像撮影記録が行われる（ステップＳ２５）。ステップＳ２３において、現在の絞り値が撮影用絞り値と異なっていないと判定されれば、直ちにステップＳ２５に移行して、静止画の画像撮影記録が行われる。ステップＳ２５で静止画の画像撮影記録が行われた後は、ステップＳ１１に戻ってモニタリング状態となる。
ステップＳ１３において、操作入力部１３の第１シャッタスイッチがオンとなっておらず、操作入力部１３におけるその他のスイッチが有効な操作状態となっている場合には、その他のスイッチの動作状態に応じた処理を行って（ステップＳ２６）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１３において、操作入力部１３の第１シャッタスイッチがオンとなっておらず、操作入力部１３におけるその他のスイッチが有効な操作状態となっていない場合には、何もせずにステップＳ１１に戻る。
【００３３】
このようにして、ＣＣＤＡＦ時と撮影記録時の絞り位置が異なる場合にも、ＣＣＤＡＦの結果の合焦フォーカス位置ｆｐを補正することができ、ピントずれを防止することができる。また、レンズ系等の結像光学系がズームレンズ等のように焦点距離を変化させ得る可変焦点光学系であり、ＣＣＤＡＦ時と撮影記録時の絞り位置が異なる場合にも、ＣＣＤＡＦ結果の合焦フォーカス位置ｆｐを、ズーム位置等のような焦点距離に応じて正確に補正することができ、ピントずれを防止することができる。このため、絞りを開けた状態で、精度が高く、処理時間も短いＣＣＤＡＦを行うことが可能となり、撮影時に絞り込むようにした場合にも、効果的にピントずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラの要部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１のディジタルカメラの処理プログラムのモジュール構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図１のディジタルカメラの処理プログラムにおけるメイン処理を模式的に示すフローチャートである。
【図４】図１のディジタルカメラの処理プログラムにおけるモニタリングＡＥ処理を模式的に示すフローチャートである。
【図５】図１のディジタルカメラのＣＣＤＡＦにおける開放絞り、中間絞りおよび小絞りの各絞り値において、レンズフォーカス位置ｆｐに対する焦点評価値のデフォーカス特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１  レンズ系
２  絞り−シャッタ部
３  ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子
４  ＣＤＳ−ＡＤ（相関二重サンプリング−Ａ／Ｄ変換）部
５  ＤＳＰ部
６  ドライバ部
７  ＣＣＤ駆動回路
８  ＣＰＵ（中央処理ユニット）
９  メモリ
１０  通信ドライバ
１１  メモリカード
１２  表示部
１３  操作入力部
１４  ＡＦ処理部
１５  ストロボ発光部
１６  メインコンデンサ
１７  ストロボ受光部
ＭＰ  メイン処理
ＰＰ  並行処理
Ｍ１１  スイッチ判定処理
Ｍ１２  ＡＦ処理
Ｍ１３  ＣＣＤＡＦ処理
Ｍ１４  撮影絞り決定処理
Ｍ１５  Δｆｐ補正駆動処理
Ｍ１６  絞り駆動処理
Ｍ１７  画像記録処理
Ｍ２１  タイマ割り込み処理
Ｍ２２  モニタリング処理
【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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