(57)【要約】【課題】低照度環境下でより遠くの被写体に対するオートフォーカスを可能とする。【解決手段】デジタルカメラ１００において、ＡＥセンサ１７により被写体の輝度を測光し、システム制御部５０は、測光結果に基づき低照度環境下での撮像か否かを判定し（Ｓ４０２）、低照度環境下での撮像であると判定した場合に、ＡＦ補助光発光部６６にＡＦ補助光を発光させてコントラスト検出方式によるオートフォーカスを行い（Ｓ５０２）、合焦できなかった場合に、内蔵ストロボ６５をプリ発光させて位相差検出方式によるオートフォーカスを行う（Ｓ５０６）。【選択図】図５
2017009740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロボ光を被写体に向けて発光するストロボ光発光手段と、
オートフォーカスのための補助光を被写体に向けて発光する補助光発光手段と、
前記補助光発光手段に前記補助光を発光させてコントラスト検出方式による第１のオートフォーカスを行い、前記第１のオートフォーカスで合焦できなかった場合に、前記ストロボ光発光手段をプリ発光させて位相差検出方式による第２のオートフォーカスを行う制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体の輝度を測光する測光手段と、
前記測光手段による測光結果に基づき低照度環境下での撮像か否かを判定する判定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判定手段が前記低照度環境下での撮像であると判定した場合に、前記第１のオートフォーカスを行い、前記第１のオートフォーカスで合焦できなかった場合に前記第２のオートフォーカス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３】
前記制御手段は、前記第１のオートフォーカスを開始するためのフォーカス位置の初期位置を前記補助光の最大到達点に設定し、前記フォーカス位置を前記初期位置から前記撮像装置へ向けて移動させることにより前記第１のオートフォーカスを行い、前記コントラスト検出方式で算出する評価値に基づき前記初期位置から一定範囲において合焦不可と判定した場合に前記第１のオートフォーカスを終了させることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記プリ発光によるストロボ光の到達可能距離の範囲内に前記第２のオートフォーカスを開始するためのフォーカス位置の初期位置を設定し、前記プリ発光によるストロボ光の到達可能距離の範囲内において前記第２のオートフォーカスを行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記補助光の到達可能距離の範囲外、且つ、前記プリ発光によるストロボ光の到達可能距離の範囲内に、前記第２のオートフォーカスを開始するためのフォーカス位置の初期位置を設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
ストロボ光を被写体に向けて発光するストロボ光発光手段と、オートフォーカスのための補助光を被写体に向けて発光する補助光発光手段とを備える撮像装置で実行されるオートフォーカス制御方法であって、
被写体の輝度を測光する測光ステップと、
前記測光ステップによる測光結果に基づき、低照度環境下での撮像か否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記低照度環境下での撮像であると判定された場合に、前記補助光発光手段に前記補助光を発光させてコントラスト検出方式による第１のオートフォーカスを行う第１のオートフォーカスステップと、
前記第１のオートフォーカスステップで合焦できなかった場合に、前記ストロボ光発光手段をプリ発光させて位相差検出方式による第２のオートフォーカスを行う第２のオートフォーカスステップと、を有することを特徴とするオートフォーカス制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載のオートフォーカス制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、撮像装置でのオートフォーカス制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクト型デジタルカメラのオートフォーカス（ＡＦ）制御には、主にコントラスト検出方式が用いられている。コントラスト検出方式では、撮像素子を用いて生成された画像信号のコントラストに基づいてＡＦ評価値を生成し、生成したＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズの位置を探索する。
【０００３】
一方、デジタル一眼レフカメラのＡＦ制御には、主に位相差検出方式が用いられている。位相差検出方式では、撮像レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、ＡＦセンサを構成する一対のラインセンサ上に結像させる。そして、一対のラインセンサで得られた一対の被写体像の相対位置を演算することにより、フォーカスレンズの合焦位置からのずれ量を検出する。
【０００４】
位相差検出方式には、フォーカスレンズを動かさずにＡＦ動作を行うことが可能なため、高速での合焦が可能であるという利点がある。しかし、ＡＦセンサは、撮像画像を出力する撮像素子とは異なる独立した部品であるため、ＡＦセンサ、カメラボディ、レンズ等の取り付け誤差や経年劣化等の様々な要因によって合焦精度が低下するおそれがある。
【０００５】
また、ＡＦセンサは、一般的に画角内の所定位置にある被写体に対して動作するため、ＡＦの実行可能なエリアは限定される。なお、近年では、撮像用の撮像素子上にＡＦセンサ（位相差検出画素）を配置した撮像装置も市場に供給されているが、このような撮像装置でも、この問題があることに変わりはない。
【０００６】
これに対し、コントラスト検出方式は、実際に出力されることとなる画像を利用してＡＦを行うため、ＡＦ精度を高めることができる。また、画像上のどの位置でもＡＦを実行することができるため、例えば、人の顔を検知し、検知した顔に優先的にＡＦ動作を行わせる撮像モードに有利である。しかしながら、コントラスト検出方式は、フォーカスレンズを動かしながらＡＦ評価値を求め、求めたＡＦ評価値が結果的に最大であったと判定されるまでフォーカスレンズを動かし続ける必要があるため、合焦速度の点では位相差検出方式に劣る。
【０００７】
そこで、高精度のＡＦが可能なコントラスト検出方式と、高速でのＡＦが可能な位相差検出方式とを組み合わせた、所謂、ハイブリッド方式のＡＦ制御が提案されている。ハイブリッド方式のＡＦ制御では、例えば、位相差検出方式でフォーカスレンズを合焦位置の近傍まで駆動した後、コントラスト検出方式で更に高精度にフォーカスレンズを最適な合焦位置に移動させている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−０４３６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、低照度環境下で撮像を行う場合、上述したいずれのＡＦ方式でも、ＡＦ精度が低下する問題や、フォーカスレンズの合焦位置を決定するまでに時間を要するという問題が生じる。このような問題を回避するために、撮像装置の本体或いは外部ストロボには、ＡＦを行い易くするＡＦ補助光を被写体に対して発光する光源を搭載していることが多い。しかし、一般的に、ＡＦ補助光はある程度の近距離までしか届かないため、それを超える距離に存在する被写体に対してＡＦを行うことは容易ではない。
【００１０】
本発明は、低照度環境下において、ＡＦが可能な距離を延ばすことができ、ＡＦ動作を高速且つ高精度に行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る撮像装置は、ストロボ光を被写体に向けて発光するストロボ光発光手段と、オートフォーカスのための補助光を被写体に向けて発光する補助光発光手段と、前記補助光発光手段に前記補助光を発光させてコントラスト検出方式による第１のオートフォーカスを行い、前記第１のオートフォーカスで合焦できなかった場合に、前記ストロボ光発光手段をプリ発光させて位相差検出方式による第２のオートフォーカスを行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低照度環境下において、ＡＦが可能な距離を延ばすことができ、また、ＡＦ動作を高速且つ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを構成するカメラ本体の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すカメラ本体において、内蔵ストロボがカメラ本体に収納されている状態とカメラ本体からポップアップした状態を示す斜視図である。
【図４】図１のデジタルカメラでのＡＦ制御のフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ４０４の低照度環境下でのＡＦ処理の第１の例のフローチャートである。
【図６】図４のステップＳ４０４の低照度環境下でのＡＦ処理の第２の例のフローチャートである。
【図７】被写体が近距離に存在する場合と中距離に存在する場合のそれぞれのＡＦ評価値を比較して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。最初に、本発明に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの構成について説明する。なお、本実施形態では、カメラ本体に交換レンズ（レンズ鏡筒）が装着された状態のものをデジタルカメラと称呼するものとする。また、以下の説明での「ＡＦ」は、「オートフォーカス」の略である。
【００１５】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを構成するカメラ本体１００Ａを正面側（被写体側）から見た外観斜視図である。また、図１（ｂ）は、カメラ本体１００Ａを背面側から見た外観斜視図である。
【００１６】
カメラ本体１００Ａは、通信端子１０、クイックリターンミラー１２、接眼ファインダ１６、表示部２８、端子カバー４０、ファインダ外表示部４３、モード切替スイッチ６０及びシャッタボタン６１を備える。また、カメラ本体１００Ａは、内蔵ストロボ６５（ストロボ光発光手段）及びＡＦ補助光発光部６６（オートフォーカス補助光発光手段）を備える。更に、カメラ本体１００Ａは、メイン電子ダイヤル７１、電源スイッチ７２、サブ電子ダイヤル７３、十字キー７４、ＳＥＴボタン７５、ＬＶボタン７６、拡大ボタン７７、縮小ボタン７８、再生ボタン７９、グリップ部９０及び蓋２０２を備える。
【００１７】
カメラ本体１００Ａの背面に設けられている表示部２８は、画像や各種情報を表示する液晶パネル等である。ファインダ外表示部４３は、カメラ本体１００Ａの上面に設けられた液晶パネル等であり、ファインダ外表示部４３には、シャッタ速度や絞り等の各種設定値が表示される。シャッタボタン６１は、撮像指示を行うための操作部材である。モード切替スイッチ６０は各種モードを切り替えるための操作部材である。端子カバー４０は、外部機器（不図示）とカメラ本体１００Ａとを接続する接続ケーブル等が接続されるコネクタ（不図示）を保護する。
【００１８】
メイン電子ダイヤル７１は、シャッタ速度や絞り等の撮像条件（設定値）の変更等を行うための操作部材である。電源スイッチ７２は、カメラ本体１００Ａの電源のオン／オフを切り換える操作部材である。サブ電子ダイヤル７３は、選択枠の移動や画像送り等の行うための操作部材である。十字キー７４は、上下左右にそれぞれ押し込み可能な操作部材であり、押し込んだ部分に対応付けられた処理や動作が行われる。ＳＥＴボタン７５は、例えば、表示部２８に表示された選択項目（アイコン）の決定等に用いられる操作部材である。
【００１９】
ＬＶボタン７６は、ライブビュー（以下「ＬＶ」と記す）撮像のオン／オフを切り替える操作部材であり、動画撮像モードに設定されている場合には、動画撮像の開始／停止の指示に用いられる。拡大ボタン７７は、ＬＶ撮像中に表示部２８に表示される画像に対して設定可能な拡大モードのオン／オフの切り換えや、拡大モードに設定されている場合の拡大率の変更を行うための操作部材である。また、カメラ本体１００Ａが再生モードにある場合には、拡大ボタン７７の操作により、再生画像を拡大することができる。縮小ボタン７８は、拡大表示された再生画像の拡大率を低減させ、また、表示された画像を縮小させる操作部材である。再生ボタン７９は、撮像モードと再生モードとを切り替える操作部材である。撮像モード中に再生ボタン７９が押下されると、再生モードに移行して、記憶媒体２００に記憶された画像のうち最新の画像が表示部２８に表示される。
【００２０】
クイックリターンミラー１２は、後述するシステム制御部５０（図２参照）からの指示にしたがってアクチュエータ（不図示）によりアップ／ダウンされる。通信端子１０は、カメラ本体１００Ａが交換レンズ（不図示）と通信を行うための端子であり、交換レンズがカメラ本体１００Ａのレンズマウントに装着された際に、交換レンズ側の通信端子と電気的に導通する。接眼ファインダ１６は、覗き込み型のファインダである。撮影者は、接眼ファインダ１６を通してフォーカシングスクリーン１３（図２参照）を観察することにより、レンズユニット１５０を通して得た被写体の光学像の焦点や構図を確認することができる。
【００２１】
蓋２０２は、半導体メモリカード等の記憶媒体２００を格納するスロットを保護する部材である。グリップ部９０は、撮影者（操作者）がカメラ本体１００Ａを保持するための部位であり、カメラ本体１００Ａを被写体に対して構える際に右手で握り易い形状に設計されている。なお、内蔵ストロボ６５とＡＦ補助光発光部６６については、図２及び図３を参照して後述するが、図１には、内蔵ストロボ６５がカメラ本体１００Ａ内に収納された状態が示されている。
【００２２】
図２は、デジタルカメラ１００の概略構成を示すブロック図である。なお、図２のブロック図に示す要素のうち、図１を参照して説明したカメラ本体１００Ａの要素と同じ要素については、同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００２３】
デジタルカメラ１００は、カメラ本体１００Ａにレンズユニット１５０が装着されることにより構成されており、レンズユニット１５０はカメラ本体１００Ａに対して着脱可能となっている。
【００２４】
レンズユニット１５０は、絞り１、絞り駆動回路２、ＡＦ駆動回路３、レンズシステム制御回路４、通信端子６及びレンズ１０３を備える。レンズ１０３は、複数枚のレンズで構成されるが、ここでは簡略化して１枚のレンズのみで示している。通信端子６は、レンズユニット１５０をカメラ本体１００Ａに装着したときにカメラ本体１００Ａに設けられた通信端子１０と導通し、レンズシステム制御回路４とカメラ本体１００Ａに設けられたシステム制御部５０との間の通信を可能とする。レンズシステム制御回路４は、システム制御部５０の制御下で、絞り駆動回路２及びＡＦ駆動回路３を制御する。絞り駆動回路２は、絞り１を駆動する。ＡＦ駆動回路３は、レンズ１０３を光軸方向に移動させる。
【００２５】
カメラ本体１００Ａは、焦点検出部１１、クイックリターンミラー１２、フォーカシングスクリーン１３、ペンタプリズム１４、メモリ制御部１５、ＡＥセンサ１７、撮像部２２、Ａ／Ｄ変換器２３、画像処理部２４、表示部２８及びシステム制御部５０を備える。また、カメラ本体１００Ａは、メモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１９、ファインダ内表示部４１、ファインダ内表示部駆動回路４２、ファインダ外表示部４３、ファインダ外表示部駆動回路４４、システムメモリ５２、システムタイマ５３及び不揮発性メモリ５６を備える。更に、カメラ本体１００Ａは、モード切替スイッチ６０、シャッタ１０１、シャッタボタン６１、操作部７０、電源部３０、電源制御部８０、通信部５４、姿勢検知部５５、内蔵ストロボ６５、ＡＦ補助光発光部６６及び記憶媒体Ｉ／Ｆ１８を備える。
【００２６】
ＡＥセンサ１７は、レンズユニット１５０を通した被写体の輝度を測光する測光手段であり、システム制御部５０は、ＡＥセンサ１７の測光結果に基づいて撮像環境が低照度か否かを判定することができる。
【００２７】
焦点検出部１１は、システム制御部５０にデフォーカス量情報を出力するＡＦセンサである。システム制御部５０は、焦点検出部１１から取得したデフォーカス量情報に基づいてレンズユニット１５０を制御し、位相差検出方式のＡＦ処理を行う。クイックリターンミラー１２は、レンズ１０３から入射した光束の導光先を接眼ファインダ１６と撮像部２２とで切り替える。なお、クイックリターンミラー１２の中央部は光の一部を透過可能なハーフミラーとなっており、光束の一部を焦点検出部１１に入射させる。
【００２８】
撮影者は、ペンタプリズム１４と接眼ファインダ１６を介してフォーカシングスクリーン１３を観察することにより、レンズユニット１５０を通して得た被写体の光学像の焦点や構図を確認することができる。シャッタ１０１は、具体的にはフォーカルプレーンシャッタであり、システム制御部５０により動作制御されて、撮像部２２の露光時間を制御する。撮像部２２は、レンズユニット１５０を通して得た被写体の光学像を電気信号に変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。Ａ／Ｄ変換器２３は、撮像部２２から出力されるアナログ信号をデジタル信号である画像データに変換する。
【００２９】
画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３から送信された画像データ又はメモリ制御部１５から送られてきた画像データに対して、画素補間や縮小等のリサイズ処理、色変換処理等を行い、また、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。システム制御部５０は、画像処理部２４による演算結果に基づいて露光制御や測距制御を行い、これにより、ＴＴＬ方式のＡＦ処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（ストロボプリ発光）処理等が行われる。画像処理部２４は更に、撮像した画像データを用いた演算処理の結果に基づいて、ＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理を行う。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器２３から出力される画像データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いはメモリ制御部１５のみを介してメモリ３２に書き込まれる。メモリ３２は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力される画像データや、表示部２８に表示するための画像データを格納する。なお、メモリ３２は、画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。
【００３１】
Ｄ／Ａ変換器１９は、メモリ３２に格納されている画像表示用データをアナログ信号に変換して表示部２８に供給し、これにより表示部２８に画像が表示される。なお、撮像時にＡ／Ｄ変換器２３により一度Ａ／Ｄ変換してメモリ３２に蓄積したデジタル信号をＤ／Ａ変換器１９においてアナログ変換し、表示部２８に逐次転送することにより、ＬＶ表示が行うことができる。
【００３２】
ファインダ内表示部４１には、ファインダ内表示部駆動回路４２により、ＡＦ枠（ＡＦ対象の測距点を示す枠）や、カメラ本体１００Ａ及びレンズユニット１５０の設定状態を示すアイコン等が表示される。ファインダ外表示部駆動回路４４は、ファインダ外表示部４３を駆動する。不揮発性メモリ５６は、電気的に消去／記憶が可能なメモリであり、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数や、デジタルカメラ１００で実行される各種の処理や動作を実現するためのプログラム等が格納（記憶）されている。
【００３３】
システム制御部５０は、不揮発性メモリ５６に記憶されたプログラムをシステムメモリ５２に読み出すことにより、デジタルカメラ１００の全体的な制御を行う。システムメモリ５２は、具体的にはＲＡＭであり、システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等が展開される。なお、システム制御部５０は、メモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１９、表示部２８等を制御することにより表示制御を行う。システムタイマ５３は、システム制御部５０が各種の制御に用いる時間を供給し、また、内蔵された時計の時間を計測する。
【００３４】
モード切替スイッチ６０、シャッタボタン６１及び操作部７０は、システム制御部５０へ各種の動作指示を入力するための操作手段である。モード切替スイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを、例えば、静止画撮像モード、動画撮像モード、再生モードの間で切り換える。静止画撮像モードには、オート撮像モード、マニュアルモード、絞り優先モード（Ａｖモード）、シャッタ速度優先モード（Ｔｖモード）、各種のシーン別撮像モード等がある。
【００３５】
シャッタボタン６１は、第１シャッタスイッチＳＷ１及び第２シャッタスイッチＳＷ２を有する。第１シャッタスイッチＳＷ１は、カメラ本体１００Ａに設けられたシャッタボタン６１の操作途中（半押しの状態）でオンし、これによりシステム制御部５０は、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の撮像準備動作を開始する。第２シャッタスイッチＳＷ２は、シャッタボタン６１の操作完了（全押しの状態）でオンし、これによりシステム制御部５０は、撮像部２２からの信号読み出しから記憶媒体２００への撮像データの書き込みまでの一連の撮像処理動作を行う。
【００３６】
内蔵ストロボ６５は、キセノン管等から構成され、システム制御部５０からの指示に基づいてＡＦ処理時やＥＦ処理時に発光する。図３（ａ）は、内蔵ストロボ６５がカメラ本体１００Ａに収納されている状態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、内蔵ストロボ６５がカメラ本体１００Ａからポップアップした状態を示す斜視図である。内蔵ストロボ６５は、通常は、図３（ａ）に示すようにカメラ本体１００Ａに収納されている。ＡＥセンサ１７や画像処理部２４から出力された信号に基づいて、ストロボ発光が必要であるとシステム制御部５０が判定した場合に、システム制御部５０は内蔵ストロボ６５を図３（ｂ）に示すようにポップアップさせて、発光可能な状態とする。ＡＦ補助光発光部６６は、ＬＥＤ等からなり、ＡＦ処理時にシステム制御部５０からの指示に基づいて発光する。
【００３７】
操作部７０は、図１を参照して説明したメイン電子ダイヤル７１、電源スイッチ７２、サブ電子ダイヤル７３、十字キー７４、ＳＥＴボタン７５、ＬＶボタン７６、拡大ボタン７７、縮小ボタン７８及び再生ボタン７９を含む。
【００３８】
電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電ブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されており、電池の装着の有無や装着された電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、検出結果及びシステム制御部５０からの指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記憶媒体２００を含む各部へ供給する。電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、ＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、リチウムイオン電池等の二次電池、或いは、ＡＣアダプタ等である。
【００３９】
記憶媒体Ｉ／Ｆ１８は、半導体メモリカードやハードディスク等の記憶媒体２００とシステム制御部５０との間の通信を可能とするインタフェースである。通信部５４は、無線又は有線ケーブルによって外部機器（不図示）とシステム制御部５０との通信を可能にする。これにより、外部機器とデジタルカメラ１００との間で映像信号や音声信号の送受信が可能となる。
【００４０】
姿勢検知部５５は、具体的には、加速度センサやジャイロセンサ等であって、重力方向に対するデジタルカメラ１００の姿勢を検知する。システム制御部５０は、姿勢検知部５５が検知した姿勢に基づいて、撮像部２２で撮像された画像がデジタルカメラ１００を横に構えて撮像された画像であるか縦に構えて撮像された画像なのかを判別する。また、システム制御部５０は、姿勢検知部５５が検知した姿勢に応じた姿勢情報を撮像画像の画像データに付加し、或いは、姿勢検知部５５が検知した姿勢に応じて撮像画像を回転して記憶媒体２００に記憶する。
【００４１】
次に、デジタルカメラ１００で実行されるオートフォーカス制御方法について説明する。図４は、デジタルカメラ１００によるＡＦ制御のフローチャートである。図４のフローチャートに示す各処理は、システム制御部５０が、不揮発性メモリ５６に記憶されたプログラムをシステムメモリ５２に読み出し、デジタルカメラ１００を構成する各部の動作を制御することにより実現される。
【００４２】
システム制御部５０は、撮影者がシャッタボタン６１を半押しすることにより第１シャッタスイッチＳＷ１がオンしたことを検知すると、ステップＳ４０１において撮像準備動作を開始する。ステップＳ４０１では、撮像準備動作の１つとしてＡＥ処理が行われる。
【００４３】
続くステップＳ４０２においてシステム制御部５０は、ステップＳ４０１でのＡＥ処理の結果に基づいて（ＡＥセンサ１７や画像処理部２４から出力された画像信号に基づいて）、低照度環境下（撮像環境が低照度である）か否かを判定する。例えば、ＡＥセンサ１７が検出した輝度が所定の閾値以下である場合や画像処理部２４から出力された画像信号において所定の画素値以下の画素の割合が所定値以上の場合に、低照度環境下であると判定することができる。なお、デジタルカメラ１００によるＬＶ撮像を行っている場合には、ステップＳ４０１とステップＳ４０２の順序は逆でもよい。システム制御部５０は、低照度環境下ではない場合（Ｓ４０２でＮＯ）、処理をステップＳ４０３へ進め、低照度環境下である場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、処理をステップＳ４０４へ進める。
【００４４】
ステップＳ４０３においてシステム制御部５０は、通常のＡＦ処理を行う。なお、通常のＡＦ処理には、周知のコントラスト検出方式或いは位相差検出方式を用いることができ、特に限定されるものではない。一方、ステップＳ４０４においてシステム制御部５０は、低照度環境下でのＡＦ処理を行う。ステップＳ４０４の低照度環境下でのＡＦ処理の詳細については、図５のフローチャートを参照して後述する。
【００４５】
ステップＳ４０３又はステップＳ４０４により被写体に対する合焦状態になると、撮影者は、シャッタボタン６１を全押しするか、又は、シャッタボタン６１を戻して被写体を変更し、再びシャッタボタン６１を半押しすることが予想される。そこで、本実施形態では、ステップＳ４０３，Ｓ４０４に続くステップＳ４０５においてシステム制御部５０は、第２シャッタスイッチＳＷ２がオンしたか否かを判定する。システム制御部５０は、第２シャッタスイッチＳＷ２がオンした場合（Ｓ４０５でＹＥＳ）、処理をステップＳ４０６へ進め、一定時間が経過しても第２シャッタスイッチＳＷ２がオンしない場合（Ｓ４０５でＮＯ）、処理をステップＳ４０１へ戻す。
【００４６】
ステップＳ４０６においてシステム制御部５０は、撮像部２２からの信号読み出しから記憶媒体２００へ画像データを書き込むまでの一連の撮像処理動作を行う。この撮像処理の終了により本処理は終了となる。
【００４７】
図５は、ステップＳ４０４の低照度環境下でのＡＦ処理の第１の例のフローチャートである。ステップＳ５０１においてシステム制御部５０は、ＡＦ補助光発光部６６へ発光指令を送信する。これにより、ＡＦ補助光発光部６６は、ＡＦ補助光を発光させる。なお、ＡＦ補助光の発光は、後のステップＳ５０３における消光指示があるまで継続して行われる。
【００４８】
続くステップＳ５０２においてシステム制御部５０は、コントラスト検出方式によるＡＦ処理（第１のオートフォーカス）を行う。コントラスト検出方式には周知の方法を用いることができ、一般的には、レンズ１０３の位置を変えながら、画像処理部２４は、撮像画像データからコントラスト情報を算出し、ＡＦ評価値としてシステム制御部５０へ送信する。そして、システム制御部５０は、画像処理部２４から受信したＡＦ評価値が最大となるレンズ１０３の位置を特定し、その位置を合焦位置とする。続いて、ステップＳ５０３において、システム制御部５０は、ＡＦ補助光発光部６６へ消光指令を送信する。これにより、ＡＦ補助光発光部６６はＡＦ補助光を消光させる。
【００４９】
次いで、ステップＳ５０４においてシステム制御部５０は、ステップＳ５０２において合焦位置を特定することができたか否かを判定する。システム制御部５０は、合焦位置を特定することができた場合（Ｓ５０４でＹＥＳ）、本処理を終了させる。これにより、処理はステップＳ４０５へ進められることになる。なお、ステップＳ５０４の判定結果が「ＹＥＳ」となる場合とは、被写体がＡＦ補助光の到達可能距離よりも近い位置に存在し、被写体に対して十分に光を照射することができたことによってコントラスト検出方式によるＡＦ処理に成功した場合である。
【００５０】
一方、システム制御部５０は、合焦位置を特定することができなかった場合（Ｓ５０４でＮＯ）、処理をステップＳ５０５へ進める。ステップＳ５０４の判定結果が「ＮＯ」となる場合とは、被写体がＡＦ補助光の到達可能距離より遠い位置に存在するために、被写体に対して十分に光を照射できず、コントラスト検出方式によるＡＦ処理が失敗した場合である。そこで、ステップＳ５０５においてシステム制御部５０は、内蔵ストロボ６５へ発光指令を送信し、内蔵ストロボ６５をプリ発光（本撮像時の本発光より先に発光する予備発光）させる。そして、続くステップＳ５０６においてシステム制御部５０は、位相差検出方式によるＡＦ処理（第２のオートフォーカス）を行う。
【００５１】
その後、ステップＳ５０７においてシステム制御部５０は、内蔵ストロボ６５へ消光指令を送信する。これにより、内蔵ストロボ６５は消光する。なお、ストロボプリ発光では、発光時間が短いため、ストロボプリ発光と、位相差検出方式によるＡＦ処理での焦点検出部１１によるデフォーカス量情報の算出は、システム制御部５０によって同期して行われる。ステップＳ５０７の処理により、本処理は終了となる。
【００５２】
ところで、ステップＳ５０２とステップＳ５０６の両方でＡＦ処理に失敗する場合があり、その場合には、被写体がＡＦ補助光とストロボ光の到達可能距離より遠い位置に存在し、被写体に対して十分に光を照射できないためにＡＦ処理ができないと考えられる。この場合には、表示部２８に、例えば「合焦不可」等の表示を行うようにしてもよい。
【００５３】
以上の説明の通りに、低照度環境下でのＡＦ処理の第１の例では、低照度の撮像環境においてＡＦ補助光が到達しない距離に被写体が存在していても、ストロボプリ発光によって被写体を明るく照らしてＡＦ処理を行うことができる。これは、一般的に、ストロボ光の方がＡＦ補助光よりも遠くに到達することができるという特性を利用しているためである。また、コントラスト検出方式を優先的に行っているため、近距離に被写体が存在した場合には、通常のコントラスト検出方式によるＡＦ処理と比べて、処理時間に差はない。つまり、タイムラグはない。更に、既に説明した通り、コントラスト検出方式は、高精度にレンズ１０３の合焦位置を特定することができ、上記第１の例ではコントラスト検出方式を優先的に行っているため、近距離に被写体が存在した場合に安定して高精度なＡＦ処理が可能となる。
【００５４】
また、ステップＳ４０４でストロボプリ発光を行った場合に、コントラスト検出方式ではなく位相差検出方式を使用しているため、ステップＳ５０４で内蔵ストロボ６５を本発光させて撮像を行う場合に、本発光への影響を抑制することができる。その理由は、以下の通りである。即ち、ストロボ光を発光させてコントラスト検出方式によるＡＦ処理を行う場合には、レンズ位置を変えながら繰り返される撮像の度に連続したストロボ発光が必要となる。ここで、ストロボ発光を行うためには電荷をチャージする必要があり、連続してストロボプリ発光を行うと、チャージ時間によるタイムラグ発生や発光量の低下が生じ、プリ発光及び本発光に影響が出る。これに対して、位相差検出方式は、１回の焦点検出でＡＦ処理が可能であるため、このような問題は生じ難い。したがって、本発光の際にタイムラグを発生させることなく、必要十分な発光量を確保することができる。
【００５５】
加えて、ＬＥＤによるＡＦ補助光の発光をキセノン管によるストロボ発光よりも優先的に行うため、省電力化の効果も得られる。また、近距離に人間等の被写体がある場合に光量の多いストロボ光をＡＦ処理のために照射してしまうと、人間は不快な眩しさを感じてしまう。しかし、上記第１の例では、ストロボプリ発光を行うのは被写体が近距離にない場合であるため、このような問題の発生を回避することができる。
【００５６】
次に、ステップＳ４０４の低照度環境下でのＡＦ処理の第２の例について説明する。図６は、ステップＳ４０４の低照度環境下でのＡＦ処理の第２の例のフローチャートである。図６のステップＳ６０２〜Ｓ６０５，Ｓ６０７〜Ｓ６０９はそれぞれ、図５のステップＳ５０１〜５０４，Ｓ５０５〜５０７と同じ処理であるので、ここでの説明を省略し、ステップＳ６０１，Ｓ６０６の処理内容について、以下に説明する。
【００５７】
ステップＳ６０１においてシステム制御部５０は、レンズユニット１５０を制御し、フォーカス位置（ピントが合う位置）がＡＦ補助光の最大到達点となるように、レンズ１０３の位置を変更する。これにより、ステップＳ６０１による変更後のフォーカス位置が、後のステップＳ６０３でのコントスト検出方式によるＡＦ処理の開始位置（初期位置）となる。したがって、ステップＳ６０３においてシステム制御部５０は、ステップＳ６０１で設定された初期位置から徐々にフォーカス位置をカメラ本体１００Ａ側へ近付けて、ＡＦ評価値を取得する。このような処理を行う理由について、図７を参照して説明する。
【００５８】
図７は、被写体がカメラ本体１００Ａから近距離に存在する場合と中距離に存在する場合のそれぞれのＡＦ評価値を比較して示す模式図である。ＡＦ評価値は、被写体に対してピントが合った（合焦状態となった）位置で最大となるため、コントスト検出方式では、フォーカス位置を変えながらＡＦ評価値を算出して、ＡＦ評価値の最大点を探索する。そのため、探索回数が多くなると、ピントが合うまでに長い時間を要することになる。そこで、第２の例では、ＡＦ評価値が最大となるフォーカス位置の探索回数を低減することによって、ＡＦ処理の高速化を図る。
【００５９】
図７上段には、被写体が近距離、つまり、ＡＦ補助光の到達可能距離の範囲内に存在する場合のＡＦ評価値が示されている。その下には、中距離、つまり、ストロボプリ発光の到達可能距離の範囲内、且つ、ＡＦ補助光の到達可能距離の範囲外に存在する場合のＡＦ評価値が示されている。
【００６０】
コントラスト検出方式を用いる区間は、ＡＦ補助光の到達可能距離の範囲内である。したがって、ＡＦ補助光の最大到達点を、コントラスト検出方式によるフォーカス位置の探索を開始するための初期位置Ｓに設定する。
【００６１】
被写体が、近距離に存在する場合には、フォーカス位置を初期位置Ｓからカメラ本体１００Ａ側へ移動させるにしたがってＡＦ評価値は大きくなる傾向が現れることになる。しかし、被写体が近距離になく、中距離に存在する場合には、フォーカス位置を初期位置Ｓからカメラ本体１００Ａ側へ近付けるにしたがってＡＦ評価値は小さくなるか又は略一定になる傾向がある。よって、これらの傾向に基づき、初期位置Ｓから一定範囲での探索を数回行っただけで、被写体が近距離に存在するか否かを判定することができる。
【００６２】
そこで、第２の例では、システム制御部５０は、近距離に被写体がなく、合焦不可と判定することができた時点で探索を打ち切って、ステップＳ６０３の処理を終了させる。よって、冗長な探索が行われることがなくなるため、ＡＦ処理の高速化が可能となる。なお、被写体が近距離に存在するか否かの判定方法は、初期位置Ｓからの数点のＡＦ評価値をｈ１，ｈ２，…としたとき、ｈ１＞ｈ２＞…であれば、近距離でないと判定することができる。これに対して、所定の十分に小さい閾値ｋを設定し、ｈ１，ｈ２，…＜ｋであれば、近距離でないと判定することもできる。判定方法は、これらの例に制限されず、複数のＡＦ評価値からＡＦ補助光の到達可能距離の範囲内に被写体が存在するか否かを判定できれば、どのような方法を用いても構わない。
【００６３】
次に、ステップＳ６０６の処理について説明する。ステップＳ６０６においてシステム制御部５０は、後のステップＳ６０８で位相差検出方式によるフォーカス位置の探索を開始するための初期位置を、ストロボプリ発光の到達可能距離の範囲内、且つ、ＡＦ補助光の到達可能距離の範囲外に設定する。
【００６４】
ステップＳ６０６での初期位置の設定可能範囲は図７に範囲Ｌで示されており、ステップＳ６０６での初期位置をこのように設定する理由は、次の通りである。即ち、一般的に、位相差検出方式でＡＦ処理を行う場合に、フォーカス位置が被写体から大きくずれていると（所謂、ピンボケ状態であると）、ＡＦ処理の信頼性が低下する。ここで、ステップＳ６０１〜Ｓ６０５において、被写体が範囲Ｌ内又はより遠距離に存在することが分かっているため、フォーカス位置を範囲Ｌ内に設定することで、大きくピントがぼけることがなくなり、ＡＦ処理の信頼性を高めることができる。
【００６５】
ステップＳ６０６で設定される初期位置は、範囲Ｌ内であればどこでもよいが、範囲Ｌの中点とすることが望ましい。しかし、これに限られず、ステップＳ６０３で得られたＡＦ評価値からフォーカス位置を決定してもよい。例えば、被写体が、範囲Ｌ内でカメラ本体１００Ａ側にあれば、ＡＦ評価値は、ステップＳ６０１で設定された初期位置Ｓから減少する傾向となると推測される。一方、被写体が、範囲Ｌ内で遠景側にあれば、ＡＦ評価値は、初期位置Ｓから略一定になると推測される。つまり、数点のＡＦ評価値が略一定か否かによって被写体位置の存在確率を推測することができ、その結果に基づいてより好ましい初期位置を設定することができる。
【００６６】
以上のように、低照度環境下でのＡＦ処理の第２の例では、コントラスト検出方式での探索時間を削減し、また、位相差検出方式での信頼性を高めることができる。
【００６７】
なお、ＡＦ補助光とストロボ光のそれぞれの到達可能距離は、例えば、次の方法で計測することができる。即ち、所定の反射率を持つグレー色の板（例えば、反射率が１８％の標準反射板）を被写体として、デジタルカメラ１００から徐々に離しながらＡＦ補助光又はストロボ発光を用いた撮像を行い、反射光が所定の輝度となったときのカメラと板の距離を到達距離とする。ここで、所定の輝度とは、それぞれのＡＦ方式を精度よく実行することができる最低の輝度である。到達距離の計測方法は、これに限られず、ＡＦ処理が可能となる十分な明るさが確保できる被写体とデジタルカメラ１００の距離が決定できれば、いずれの方法でもよい。こうして決定されたＡＦ補助光とストロボ光のそれぞれの到達可能距離は、例えば、システムメモリ５２に記憶しておくことができる。
【００６８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、撮像装置としてデジタルカメラ１００を取り上げたが、これに限らず、デジタルビデオカメラや、カメラ機能（撮像素子を用いて映像を取得する撮像機能）とＡＦ補助光の発光機能を有する各種の電子機器であってもよい。
【００７０】
また、図２のブロック図において、デジタルカメラ１００は、焦点検出部１１を撮像部２２とは別位置に配置しているが、焦点検出部１１は撮像部２２の内部に組み込まれていてもよい。これにより、独立した焦点検出部１１を持つ必要がなくなるため、デジタルカメラ１００の小型化を図ることができる。また、所謂、像面位相差検出方式のＡＦ処理が可能となり、ＬＶ撮像中のＡＦ処理の高速化を図ることができる。
【００７１】
更に、上記実施形態では、カメラ本体１００Ａに内蔵されたＡＦ補助光発光部６６でＡＦ補助光を発光させてコントラスト検出方式によるＡＦ処理を行い、また、内蔵ストロボ６５をプリ発光させて位相差検出方式によるＡＦ処理を行った。これに代えて、外部ストロボをカメラ本体１００Ａに装着し、外部ストロボと、外部ストロボに付属しているＡＦ補助光発光部を使用して、同様にＡＦ処理を行ってもよい。一般的に、カメラ本体１００Ａに内蔵された光源より外部光源の方が発光量が大きいため、外部ストロボを用いることによって、より遠くの被写体に対するＡＦ処理が可能になる。
【００７２】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７３】
４    レンズシステム制御回路
１１    焦点検出部
１７    ＡＥセンサ
２２    撮像部
２４    画像処理部
５０    システム制御部
６５    内蔵ストロボ
６６    ＡＦ補助光発光部
１００    デジタルカメラ
１００Ａ    カメラ本体
１０３    レンズ
１５０    レンズユニット
【図１】
2017009740.tif 000003
【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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