(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズ系を介して撮像素子に入射する光像の合焦の度合いを評価する評価値を算出する検出手段と、
上記レンズ光学系の駆動位置を可変して上記評価値の最大時の画像を撮影させる第１の撮像制御手段と、
上記評価値の最大時のレンズ光学系の駆動位置に対して被写界深度外となり、且つ上記評価値は所定値以上である位置にレンズ光学系を駆動して画像を撮影させる第２の撮像制御手段とを具備し、
撮影者のシャッタボタン操作により前記第１の撮像制御手段と前記第２の撮像制御手段による撮影を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光学レンズ系を介して撮像素子に入射する光像の合焦の度合いを評価する評価値を算出する検出ステップと、
上記レンズ光学系の駆動位置を可変して上記評価値の最大時の画像を撮影させる第１の撮像制御ステップと、
上記評価値の最大時のレンズ光学系の駆動位置に対して被写界深度外となり、且つ上記評価値は所定値以上である位置にレンズ光学系を駆動して画像を撮影させる第２の撮像制御ステップと
を具備したことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス機能を有するデジタルスチルカメラ等の撮像装置及び撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銀塩カメラ及びデジタルスチルカメラの別に関係なく、近時の静止画像を撮影するカメラにおいて、ほぼすべての機種にＡＦ（オートフォーカス）機能が搭載されている。このオートフォーカス機能は、画面の中央位置あるいは複数の特定位置のうちのいずれかを選択して自動的に合焦させて撮影を行なうもので、必ずしも撮影者の意図する合焦状態の画像が得られるとは限らない。
【０００３】
そこで、特に一眼レフタイプの銀塩カメラ／デジタルスチルカメラの多くで採用しているように、オートフォーカスとマニュアルフォーカスとを切換えることができるものでは、あえてマニュアルフォーカスを切換え選択することで、オートフォーカス機能を使用せずに、任意の合焦状態を得るようにすることも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようにマニュアルフォーカス機能を有していないカメラでは上記のような任意の合焦状態を得ることはできないので、どうしてもカメラのオートフォーカス機能に頼った撮影を行なうしかない。
【０００５】
また、マニュアルフォーカス機能を有しているカメラであっても、充分に明るい光学ファインダを有していなければ、正確な合焦状態を確認することは困難であるし、さらには近時のレンズではオートフォーカスでの使用を前提として開発されているために、レンズ鏡筒のピントリングの幅が狭く、マニュアルフォーカスでの操作性が著しく悪いものもあり、結果として、オートフォーカス機能とマニュアルフォーカス機能を気軽に切換えて快適に使いこなすことが可能な機種は非常に限定されることになる。
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、より簡単な操作で所望する合焦状態の静止画像を得ることが可能な撮像装置及び撮像方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光学レンズ系を介して撮像素子に入射する光像の合焦の度合いを評価する評価値を算出する検出手段と、上記レンズ光学系の駆動位置を可変して上記評価値の最大時の画像を撮影させる第１の撮像制御手段と、上記評価値の最大時のレンズ光学系の駆動位置に対して被写界深度外となり、且つ上記評価値は所定値以上である位置にレンズ光学系を駆動して画像を撮影させる第２の撮像制御手段とを具備し、撮影者のシャッタボタン操作により前記第１の撮像制御手段と前記第２の撮像制御手段による撮影を行うことを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすれば、１回のシャッタキー操作により、あえて被写界深度を外れた状態の画像も含めて複数の画像を連続して撮影するため、より簡単な操作で所望する合焦状態の静止画像を得ることが出来る可能性を高めることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、光学レンズ系を介して撮像素子に入射する光像の合焦の度合いを評価する評価値を算出する検出ステップと、上記レンズ光学系の駆動位置を可変して上記評価値の最大時の画像を撮影させる第１の撮像制御ステップと、上記評価値の最大時のレンズ光学系の駆動位置に対して被写界深度外となり、且つ上記評価値は所定値以上である位置にレンズ光学系を駆動して画像を撮影させる第２の撮像制御ステップとを具備したことを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすれば、１回のシャッタキー操作により、あえて被写界深度を外れた状態の画像も含めて複数の画像を連続して撮影するため、所望する合焦状態の静止画像を得ることが出来る可能性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明をコントラスト方式の自動合焦機能を有するデジタルスチルカメラに適用した場合の実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は特にその撮像系の構成について示すものであり、１１が図示しないレンズ鏡筒に設けられたレンズ光学系である。このレンズ光学系１１により得られる光像が撮像素子であるＣＣＤ１２上に結像した状態ですると、このＣＣＤ１２が走査駆動されることによりアナログ値の光電変換出力がアナログ信号処理部１３へ送出される。
【００１７】
このアナログ信号処理部１３では、アナログ値の信号の状態でＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、サンプルホールドされ、デジタルデータに変換されてから、ＤＳＰ１４（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に入力される。
【００１８】
このＤＳＰ１４では、画素補間処理を含むカラープロセス処理を実行し、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを生成する一方、図示する如くハイパスフィルタ１５を介して予め設定した合焦範囲の空間周波数の高い画像データのみを抽出し、積分器１６へ出力する。
【００１９】
積分器１６は、ハイパスフィルタ１５からの出力値を積分することで、高周波成分がより多く、コントラストの高い画像データの積分値を得るもので、その積分値がマイクロコンピュータ１７に送られる。
【００２０】
マイクロコンピュータ１７は、図４に示すように制御プログラムを記録した媒体、ＲＯＭ１７ａとワークメモリとして動作するＲＡＭ１７ｂとを内蔵し、そのＲＯＭ１７ａに記録された制御プログラムに基づいて動作するＣＰＵ１７ｃを備え、積分器１６から得られる積分値に基づいて合焦状態を判断し、その判断結果に基づいてフォーカス調整用のステッピングモータ１８を駆動制御する。
【００２１】
このステッピングモータ１８のステッピング駆動はリンク部材１９を介してレンズ光学系１１に伝達されるもので、レンズ光学系１１がマイクロコンピュータ１７の指示に応じた光軸上の位置に配置されることで、所望の合焦状態の画像がＣＣＤ１２に投影されるようになる。
【００２２】
次に上記実施の形態の動作について説明する。
【００２３】
図２は上記マイクロコンピュータ１７の制御により実行される自動焦点検出の動作を例示するものであり、横軸がステッピングモータ１８によるレンズ光学系１１の駆動位置ステップを、縦軸がそのレンズ光学系１１の駆動位置に対応して得られるハイパスフィルタ１５の出力の積分器１６による積分値を示し、合焦点付近でコントラストが最大となるためにピークとなる。
【００２４】
したがって、図中にＩで示す積分値の最大となっている位置がレンズ光学系１１の合焦位置であり、ＩＩ，ＩＩＩがそれぞれ合焦位置から１ステップと２ステップ分だけ被写体から手前側に移動した、所謂「前ピン」の状態であって、ここではこのＩＩ，ＩＩＩの位置は合焦位置Ｉの被写界深度からは外れているものとする。
【００２５】
しかして、本実施の形態の動作では、例えばこのように合焦位置Ｉに加えて、被写界深度を外れた被写体の手前側の位置ＩＩ，ＩＩＩの計３つの合焦状態により、１回のシャッタボタン操作で３枚連続して撮影するものとする。
【００２６】
図３は、カメラのシャッタボタンが半押し操作されて自動合焦動作が行なわれ、その工程において上記図２で示したようなレンズ駆動位置に対応した積分値の特性（以下、評価値と称する）を積分値のピークが検出される（合焦する）まで一通りマイクロコンピュータ１７内のＲＡＭ１７ｂに記憶し、その後、シャッタボタンが全押し操作されて積分値のピークを検出した上記合焦位置Ｉで１枚分の画像を取込んで記憶した後の動作を示すものであって、マイクロコンピュータ１７が実行する合焦位置を外れた位置ＩＩ，ＩＩＩでの撮影に関する処理内容を示すものである。
【００２７】
この場合、記憶しているレンズ光学系１１の位置と評価値としての積分値は、上記合焦位置Ｉから徐々に被写体の手前側（カメラ側）へ離れて行くような順序で記憶されているものとする。また図５に示すようにレンズ光学系１１の駆動位置と評価値はそれぞれ対応して記憶される。
【００２８】
しかして、その当初には、取込む予定の（ピントをずらした撮影）画像の数（この実施の形態では「２」）が、自動合焦動作による評価値のうち、合焦点を含む被写体の手前側の記憶数より小さいことを確認した上で（ステップＳ０１）、該評価値のうち先頭にある位置ＩＩに対応したものが、予め設定した値（しきい値）より大きく、そのレンズ光学系１１の位置において最低限度の合焦状態は確保されていることを確認し（ステップＳ０４）、重ねてそのレンズ光学系１１の位置が被写界深度外にあることを確認して（ステップＳ０５）、レンズ光学系１１をその被写界深度外の当該位置ＩＩに移動して被写界深度をずらした状態での画像を取込む（ステップＳ０６）。
【００２９】
その後、すべての画像の取込みを終了したか否かを判断し（ステップＳ０７）、終了していないと判断すると、ステップＳ０４に戻り、再度上記と同様にして今度は位置ＩＩＩにおける評価値が設定値を超えており（ステップＳ０４）、且つ被写界深度該であることを確認した上で（ステップＳ０５）、レンズ光学系１１をその被写界深度外の当該位置ＩＩＩに移動して被写界深度をずらした状態での画像を取込む（ステップＳ０６）。
【００３０】
そして、ステップＳ０７ですべての画像の取込みを終了したと判断すると、以上でこの処理を終了する。
【００３１】
なお、上記ステップＳ０１でピントをずらして撮影予定の画像の数（この実施の形態では「２」）が自動合焦動作による合焦点を含む被写体の手前側の評価値の記憶数より大きいと判断した場合（たとえば、自動合焦動作が結果的に積分値のピーク付近から始められた場合など）には、もう一度上記図２に示したような積分値の特性を得るべく、レンズ光学系１１を合焦位置Ｉから被写体手前側の被写界深度外へ移動させて（ステップＳ０２）、必要な数の評価値をあらためて取得し（ステップＳ０３）、それから上記ステップＳ０４へ至る。
【００３２】
このように、あえて被写界深度を外れた状態の画像をも含めて、１回のシャッタキー操作により合焦状態を異ならせた複数の画像を連続して撮影するため、より簡単な操作としながら、所望する合焦状態の静止画像を得ることができる可能性を高めることができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、合焦位置とその合焦位置より被写体の手前側にピントをずらした位置とを連続して撮影するものとしたが、これは被写界深度が正確な合焦位置を中心として被写体の手前側に比して被写体の後側により大きな範囲で延在する特性に起因したもので、本発明はこれに限ることなく、合焦位置の前後で複数位置にわたって撮影するものとしてもよいし、連続して撮影する画像の数もこれを制限するものではない。
【００３４】
また、本実施の形態はデジタルスチルカメラに適用した場合について例示したが、本発明は銀塩カメラであってもなんら問題なく、同等の効果を奏し得るものである。
【００３５】
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【００３６】
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、１回のシャッタキー操作により合焦状態を異ならせた複数の画像を連続して撮影するため、より簡単な操作で所望する合焦状態の静止画像を得ることができる可能性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るデジタルスチルカメラの特に撮像系の構成について示す図。
【図２】同実施の形態に係るレンズ駆動位置と合焦状態を示す積分値の関係を示す図。
【図３】同実施の形態に係る合焦状態での画像取込後に実行される連続撮影の処理内容を示すフローチャート。
【図４】同実施の形態に係るマイコンの内部回路構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態に係るレンズ光学系の駆動位置と評価値との対応を示す図。
【符号の説明】
１１…レンズ光学系
１２…ＣＣＤ
１３…アナログ信号処理部
１４…ＤＳＰ
１５…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１６…積分器
１７…マイクロコンピュータ（マイコン）
１８…ステッピングモータ
１９…リンク部材
【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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