撮像装置、及び撮像方法
【課題】 自動的に被写体に合焦する自動合焦機能を備え、手振れを検出し、該検出した手振れを補正する撮像装置、及び該撮像装置における撮像方法。
【解決手段】 手振れが発生していた場合は、複数のデータサンプリング領域のコントラストが検出され、それらの合計、又は平均が最大となるようにＡＦ処理が行われる。複数のデータサンプリング領域によるＡＦ処理では、まず、レンズズームの状態が判断される（ステップ１２０）。そして、十字カーソルボタンの操作により、ズームレンズがワイド側に振られているときは、ＡＦ領域１以外のデータサンプリング領域が広範囲に配置され（ステップ１２２）、ズームレンズがテレ側に振られているときは、ＡＦ領域１以外のデータサンプリング領域がＡＦ領域１に近接した位置に配置され（ステップ１２４）、全データサンプリング領域のデータを参照してＡＦ処理が行なわれる（ステップ１２６）。
【解決手段】 手振れが発生していた場合は、複数のデータサンプリング領域のコントラストが検出され、それらの合計、又は平均が最大となるようにＡＦ処理が行われる。複数のデータサンプリング領域によるＡＦ処理では、まず、レンズズームの状態が判断される（ステップ１２０）。そして、十字カーソルボタンの操作により、ズームレンズがワイド側に振られているときは、ＡＦ領域１以外のデータサンプリング領域が広範囲に配置され（ステップ１２２）、ズームレンズがテレ側に振られているときは、ＡＦ領域１以外のデータサンプリング領域がＡＦ領域１に近接した位置に配置され（ステップ１２４）、全データサンプリング領域のデータを参照してＡＦ処理が行なわれる（ステップ１２６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及び該撮像装置における撮像方法に係り、特に、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えた撮像装置、及び該撮像装置における撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラ等の撮像装置は、手振れの悪影響をできるだけ抑えてより望ましい画像を撮像することが試みられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、デジタルカメラが簡易の手振れ検出機能をもち、通常の撮像時には撮像される画像の中心のエリアのコントラストが最大となるようにモーターを駆動することでＡＦを行ない、手振れ検出時には、画像の中心の周辺のエリアのコントラストが検出され、平均、又は合計のコントラストが最大となる処理を行なうことで合焦精度を向上させる機能の提案がなされている。
【特許文献１】特開２００１−３０５４１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の機能では、手振れ検出時に検出される画像の中心の周辺のコントラストを検出するエリアは、単一に限られている。従って、合焦精度を上げることができる撮像倍率は単一である。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる撮像装置、及び撮像方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えた撮像装置であって、撮像倍率が高く変更されるのに伴い撮像画面内の合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域の配置の範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する調整手段を有する。
【０００７】
請求項１の発明によれば、調整手段が、撮像倍率が高く変更されるのに伴い撮像画面内の合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域の配置の範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する。
【０００８】
ここで、外郭を狭く又は広く調整する、の調整とは、データ抽出領域の領域数を変えることなく、データ抽出領域同士の間隔を広狭する調整を指す。
【０００９】
当該撮像装置は、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えている。
【００１０】
このように、請求項１記載の発明は、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記請求項１に記載の撮像装置が、手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えると共に、前記データ抽出領域の領域数を単一又は複数に切り換える切換手段を更に有し、前記手振れが検出された場合は、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によれば、切換手段が、データ抽出領域の領域数を単一又は複数に切り換える。
【００１３】
そして、手振れが検出された場合は、切換手段によりデータ抽出領域の領域数を複数に切り換え、調整手段による外郭の調整を実行する。
【００１４】
このように、請求項２記載の発明は、手振れが検出された場合は、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２記載の発明において、前記手振れが検出されない場合は、単一のデータ抽出領域のみで合焦が正常か異常かを判定する判定手段を更に有し、前記判定手段により異常と判定された場合に、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明によれば、判定手段が、手振れが検出されない場合は、単一のデータ抽出領域のみで合焦が正常か異常かを判定する。
【００１７】
そして、判定手段により異常と判定された場合に、切換手段によりデータ抽出領域の領域数を複数に切り換え、調整手段による外郭の調整を実行する。
【００１８】
このように、請求項３記載の発明は、手振れが検出された場合だけでなく、判定手段により異常と判定された場合においても、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前記単一のデータ抽出領域は、前記撮像画面の中央に配置されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の発明において、前記複数のデータ抽出領域の配置範囲の外郭の狭広調節基準が、前記撮像画面の中央であることを特徴とする撮像装置。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の発明において、前記複数のデータ抽出領域の領域数を制限する制限手段を更に備える。
【００２２】
このように、請求項６記載の発明は、データ抽出領域の数を制限することで、合焦の処理負荷の軽減、例えば合焦時間の短縮、消費電力の抑制等を行なうことができる。
【００２３】
請求項７の発明は、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、撮像倍率の変更機能、並びに手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えたを備えた撮像装置における撮像方法であって、前記手振れが検出された場合は、撮像画面内に、合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域を配置し、撮像倍率が高く変更されるのに伴い前記複数のデータ抽出領域の配置で定まる前記データを抽出する範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する。
【００２４】
従って、請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明は、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる撮像装置、及び撮像方法を得るという優れた効果を有する。
【００２６】
また、手振れ補正機能がある場合には、データ抽出領域の領域数を増加することと、当該データ抽出領域の外郭を広狭することを併用することで、合焦精度をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を静止画像及び動画像の双方の撮像を行う機能を有するデジタルカメラに適用した場合について説明する。
【００２８】
まず、図１を参照して、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。
【００２９】
デジタルカメラ１０の正面には、被写体像を結像させるためのレンズ２１と、撮像時に必要に応じて被写体に照射する光（撮像補助光）を発する発光部４４と、撮像する被写体の構図を決定するために用いられるファインダ２０と、が備えられている。また、デジタルカメラ１０の上面には、撮像を実行する際に押圧操作されるレリーズボタン（所謂シャッター）５６Ａと、電源スイッチ５６Ｂと、モード切替スイッチ５６Ｃと、が備えられている。
【００３０】
なお、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０のレリーズボタン５６Ａは、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。
【００３１】
そして、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン５６Ａを半押し状態にすることによりＡＥ（Automatic Exposure、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（Auto Focus、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮像）が行われる。
【００３２】
また、モード切替スイッチ５６Ｃは、静止画像の撮像を行うモードである静止画撮像モード、動画像の撮像を行うモードである動画撮像モード、及び被写体像を後述するＬＣＤ３８に再生するモードである再生モードの何れかのモードに設定する際に回転操作される。
【００３３】
一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ２０の接眼部と、撮像された被写体像やメニュー画面等を表示するための液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）３８と、十字カーソルボタン５６Ｄと、が備えられている。なお、十字カーソルボタン５６Ｄは、ＬＣＤ３８の表示領域における上・下・左・右の４方向の移動方向を示す４つの矢印ボタンを含んで構成されている。
【００３４】
さらに、デジタルカメラ１０の背面には、ＬＣＤ３８にメニュー画面を表示させるときに押圧操作されるメニューボタンと、それまでの操作内容を確定するときに押圧操作される決定ボタンと、直前の操作内容をキャンセルするときに押圧操作されるキャンセルボタンと、発光部４４の発光状態を設定するときに押圧操作される発光ボタンと、が備えられている。
【００３５】
次に、図２を参照して、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の要部構成を説明する。
【００３６】
デジタルカメラ１０は、前述のレンズ２１を含んで構成された光学ユニット２２と、レンズ２１の光軸後方に配設された電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」という。）２４と、入力されたアナログ信号に対して各種のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部２６と、を含んで構成されている。
【００３７】
また、デジタルカメラ１０は、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という。）２８と、入力されたデジタルデータに対して各種のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部３０と、を含んで構成されている。
【００３８】
なお、デジタル信号処理部３０は、所定容量のラインバッファを内蔵し、入力されたデジタルデータを後述するメモリ４８の所定領域に直接記憶させる制御も行う。
【００３９】
ＣＣＤ２４の出力端はアナログ信号処理部２６の入力端に、アナログ信号処理部２６の出力端はＡＤＣ２８の入力端に、ＡＤＣ２８の出力端はデジタル信号処理部３０の入力端に、各々接続されている。従って、ＣＣＤ２４から出力された被写体像を示すアナログ信号はアナログ信号処理部２６によって所定のアナログ信号処理が施され、ＡＤＣ２８によってデジタル画像データに変換された後にデジタル信号処理部３０に入力される。
【００４０】
一方、デジタルカメラ１０は、被写体像やメニュー画面等をＬＣＤ３８に表示させるための信号を生成してＬＣＤ３８に供給するＬＣＤインタフェース３６と、デジタルカメラ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）４０と、撮像により得られたデジタル画像データ等を記憶するメモリ４８と、メモリ４８に対するアクセスの制御を行うメモリインタフェース４６と、を含んで構成されている。
【００４１】
さらに、デジタルカメラ１０は、可搬型のメモリカード５２をデジタルカメラ１０でアクセス可能とするための外部メモリインタフェース５０と、デジタル画像データに対する圧縮処理及び伸張処理を行う圧縮・伸張処理回路５４と、を含んで構成されている。
【００４２】
なお、第１の実施の形態のデジタルカメラ１０では、メモリ４８としてフラッシュ・メモリ（Flash Memory）が用いられ、メモリカード５２としてスマートメディア（Smart Media（登録商標））が用いられている。
【００４３】
デジタル信号処理部３０、ＬＣＤインタフェース３６、ＣＰＵ４０、メモリインタフェース４６、外部メモリインタフェース５０及び圧縮・伸張処理回路５４はシステムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、デジタル信号処理部３０及び圧縮・伸張処理回路５４の作動の制御、ＬＣＤ３８に対するＬＣＤインタフェース３６を介した各種情報の表示、メモリ４８及びメモリカード５２へのメモリインタフェース４６ないし外部メモリインタフェース５０を介したアクセスを各々行うことができる。
【００４４】
一方、デジタルカメラ１０には、主としてＣＣＤ２４を駆動させるためのタイミング信号を生成してＣＣＤ２４に供給するタイミングジェネレータ３２が備えられており、ＣＣＤ２４の駆動はＣＰＵ４０によりタイミングジェネレータ３２を介して制御される。
【００４５】
さらに、デジタルカメラ１０にはモータ駆動部３４が備えられており、光学ユニット２２に備えられた焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータの駆動もＣＰＵ４０によりモータ駆動部３４を介して制御される。また、該ズームモータの駆動は、前記十字カーソルボタン５６Ｄの操作によるものであり、レンズの焦点距離をワイド側又はテレ側に変更できるようになっている。
【００４６】
すなわち、第１の実施の形態に係るレンズ２１は複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構に上記焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは含まれるものであり、これらのモータは各々ＣＰＵ４０の制御によりモータ駆動部３４から供給された駆動信号によって駆動される。
【００４７】
また、デジタルカメラ１０は、手振れの検出を行なう手振れ検出部４１を含んで構成されている。
【００４８】
該手振れ検出部４１の、手振れの検出に際しては、ＬＣＤ３８に表示されるべき画像内の特定の領域におけるコントラストの変化を検出するようになっており、コントラストが大きく変化したとき、手振れが発生したと判定するようになっている。
【００４９】
なお、上に述べた特定の領域として、ＡＦ処理用の領域が用いられる。例えば図３（Ａ）に示されるのは、レンズの焦点距離がワイド側に振られているときのワイド撮像画面ＳＡであるが、中央の１つのＡＦ領域１（ＲＥ１）、又は、ＡＦ領域１（ＲＥ１）と前記ワイド撮像画面ＳＡの四隅近傍のＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、ＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ）、の５領域が用いられる。
【００５０】
検出のタイミングは、例えば、ＬＣＤ３８等での表示の周期（１／３０秒）と同期したタイミングとされるようになっている。
【００５１】
このように、第１の実施の形態では、より多くのＡＦ領域を対象としてＡＦ処理ができる。これにより、ワイド撮像画面ＳＡの全体、即ち撮像範囲のより広い範囲に対して合焦に用いるための検出を行うことにより、合焦検出の精度が向上し、よりよい撮像を行うことが可能となる。
【００５２】
さらに、デジタルカメラ１０は、撮像画像の四隅近傍のＡＦ領域の配置を変更するＡＦ領域配置調整部４２を含んで構成されている。
【００５３】
ＡＦ領域配置調整部４２は、前記手振れ検出部４１が手振れが発生したと判定すると、ＡＦ処理用の領域が中央の１つのＡＦ領域１（ＲＥ１）から、ＡＦ領域１（ＲＥ１）と前記ワイド撮像画面ＳＡの四隅近傍のＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、ＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ）、の５領域に切り換えるようになっている。
【００５４】
図３（Ｂ）に示されるのは、レンズの焦点距離がテレ側に振られているときのテレ撮像画面ＳＢである。前述の図３（Ａ）に示されるワイド撮像画面ＳＡの四隅近傍に配置されるデータ抽出領域（ＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、及びＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ））と比較すると、当該テレ撮像画面ＳＢの四隅近傍に配置されるＡＦ領域２Ｂ（ＲＥ２Ｂ）、ＡＦ領域３Ｂ（ＲＥ３Ｂ）、ＡＦ領域４Ｂ（ＲＥ４Ｂ）、及びＡＦ領域５Ｂ（ＲＥ５Ｂ）の配置位置は、ＡＥ領域１ＲＥ１の近傍となっている。
【００５５】
例えば、ＡＦ機能によりピントを合わせる被写体を、画像の中心に固定したポートレート撮像時を考える。ポートレート撮像時は、被写体のみにピントを合わせ、背景をぼかすために、レンズをテレ側に固定して焦点距離を長くし、被写界深度の浅い設定とすることが多い。このような設定がなされた場合に、前述の図３（Ａ）に示すようなデータ抽出領域の配置を行ない、撮像データを参照したとすると、ぼけてもよい背景に対してもＡＦ処理を行なうことになってしまい、撮像者の要求とは異なる合焦精度の画像を得ることになってしまう。
【００５６】
レンズズームの倍率が低い、即ちレンズの焦点距離がワイド側に振られておりレンズの焦点距離が短い場合は、被写体深度が低い。このために、背景によってぼけが発生することは少ない。そこで、ＡＦ領域配置調整部４２は、前述の図３（Ａ）に示されるように、データ抽出領域を広い範囲に配置するようになっている。
【００５７】
これに対し、レンズズームの倍率が高い、即ちレンズの焦点距離がテレ側に振られておりレンズの焦点距離が長い場合は、ＡＦ領域配置調整部４２は、前述の図３（Ｂ）に示されるように、被写体近傍にデータ抽出領域を配置する。これにより、背景によるぼけの影響を低減し、手振れ発生時のＡＦ精度を向上させるようになっている。
【００５８】
このように、焦点距離が、例えばテレ側にあるのかワイド側にあるのか等のレンズズームの倍率に応じてデータ抽出領域の配置を変化させることで、第１の実施の形態では、手振れ発生時にＡＦ処理精度を向上させることができる。
【００５９】
さらに、前述のレリーズボタン５６Ａ、電源スイッチ５６Ｂ、モード切替スイッチ５６Ｃ、十字カーソルボタン５６Ｄ、メニューボタン等の各種ボタン、スイッチ類（同図では、「操作部５６」と総称。）はＣＰＵ４０に接続されており、ＣＰＵ４０は、これらの操作部５６に対する操作状態を常時把握できる。また、前述した発光部４４もＣＰＵ４０に接続されており、発光部４４による撮像補助光の発光もＣＰＵ４０によって制御される。
【００６０】
次に、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の撮像時における全体的な作用について簡単に説明する。
【００６１】
まず、ＣＣＤ２４は、光学ユニット２２を介した撮像を行い、被写体像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎のアナログ信号をアナログ信号処理部２６に順次出力する。アナログ信号処理部２６は、ＣＣＤ２４から入力されたアナログ信号に対して相関二重抽出処理等のアナログ信号処理を施した後にＡＤＣ２８に順次出力する。
【００６２】
ＡＤＣ２８は、アナログ信号処理部２６から入力されたＲ、Ｇ、Ｂ毎のアナログ信号を各々１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂの信号（デジタル画像データ）に変換してデジタル信号処理部３０に順次出力する。デジタル信号処理部３０は、内蔵しているラインバッファにＡＤＣ２８から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して一旦メモリ４８の所定領域に直接格納する。
【００６３】
メモリ４８の所定領域に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ４０による制御に応じてデジタル信号処理部３０により読み出され、所定の物理量に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行って８ビットのデジタル画像データを生成する。
【００６４】
そして、デジタル信号処理部３０は、生成した８ビットのデジタル画像データに対しＹＣ信号処理を施して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という。）を生成し、ＹＣ信号をメモリ４８の上記所定領域とは異なる領域に格納する。
【００６５】
なお、ＬＣＤ３８は、ＣＣＤ２４による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができるものとして構成されており、ＬＣＤ３８をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号を、ＬＣＤインタフェース３６を介して順次ＬＣＤ３８に出力する。これによってＬＣＤ３８にスルー画像が表示されることになる。
【００６６】
ここで、静止画撮像モードが設定されている場合、レリーズボタン５６Ａがユーザによって半押し状態とされたタイミングで前述のようにＡＥ機能が働いて露出状態が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態とされたタイミングで、必要に応じて発光部４４から撮像補助光が射出されると共に、その時点でメモリ４８に格納されているＹＣ信号を、圧縮・伸張処理回路５４によって所定の圧縮形式（第１の実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後に外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード５２に電子化ファイルとして記録する。
【００６７】
一方、動画撮像モードが設定されている場合には、レリーズボタン５６Ａが全押し状態とされたタイミングで、必要に応じて発光部４４から撮像補助光が射出されると共に、その時点からメモリ４８に格納されるＹＣ信号を、所定期間毎に時系列で圧縮・伸張処理回路５４により所定の圧縮形式（第１の実施の形態では、Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後に外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード５２に順次記録していき、再度レリーズボタン５６Ａが全押し状態とされたタイミングで、当該記録動作を終了する。この動作により、動画像を示す動画像データが電子化ファイルとしてメモリカード５２に記録されることになる。
【００６８】
ところで、第１の実施の形態のデジタルカメラ１０は、手振れ発生により、ＡＦ領域の配置を切り換える機能を備えている。当該機能に関する部分の作用を図４、図５のフローチャートに従い詳細に説明する。
【００６９】
まず、図４（Ａ）に示すステップ１００では、後述のＡＦ処理が実施される。
【００７０】
図４（Ｂ）に示すＡＦ処理では、まず、ステップ１１０で、手振れが発生したか否かが判断される。手振れが発生していないと判断され否定された場合はステップ１１２へ移行し、肯定された場合はステップ１１４へ移行する。
【００７１】
手振れが発生していないと判断されて移行したステップ１１２では、撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）のデータによりＡＦ処理が行なわれる。
【００７２】
即ち、手振れが検出されていない場合には、ＡＦ領域１（ＲＥ１）内のコントラストのみが検出され、前記焦点調整モータモータの駆動にともなってコントラストが最大となるように処理が行われる。
【００７３】
なお、手振れが検出されていない場合でも、ＡＦ領域１（ＲＥ１）内のコントラストの検出を１／３０秒の周期毎に毎回行うとともに、５回に１回程度の割合でＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、及びＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ）内のコントラストの検出を行っておき、手振れが検出さた場合には毎回全ＡＦ領域内のコントラストを検出するようにしてもよい。
【００７４】
ステップ１１４では、後述の複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理が行なわれる。このように、手振れが検出さた場合には、全ＡＦ領域内のコントラストが検出され、それらの合計、又は平均のコントラストが最大となるように処理が行われる。
【００７５】
図５に示されるように、複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理では、まず、ステップ１２０にて、レンズズームの状態が判断される。十字カーソルボタン５６Ｄの操作により、レンズがワイド側に振られているときは、ステップ１２２へ移行し、レンズがテレ側に振られているときは、ステップ１２４へ移行する。
【００７６】
ステップ１２２では、前述の図３（Ａ）に示されるように、ＡＦ領域１（ＲＥ１）以外のデータ抽出領域を広範囲に配置する。
【００７７】
ステップ１２４では、前述の図３（Ｂ）に示されるように、ＡＦ領域１（ＲＥ１）以外のデータ抽出領域をＡＦ領域１（ＲＥ１）の近傍に配置する。
【００７８】
次にステップ１２６へ移行する。ステップ１２６では、全データ抽出領域のデータを参照してＡＦ処理が行なわれる。
【００７９】
次に、第２の実施の形態に係るデジタルカメラ１０について説明する。
【００８０】
なお、前記第１の実施の形態と基本的に同一の構成については、前記第１の実施の形態と同符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
ＡＦ処理を撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）だけで実施する場合と比較し、他の複数のデータ抽出領域においてもＡＦ処理を実施する場合は、画像信号処理制御にかかる負荷は大きくなる。そして、ＡＦ処理速度の低下、及び消費電力の増大が起こってしまう。
【００８２】
そこで、図６に示されるようにデジタルカメラ１０は、デジタルカメラ１０の消費電力調節機能をオン・オフに切り換える切換スイッチ５８を備えている。オンの場合は、簡易ＡＦモードで、オフの場合は、高精度ＡＦモードである。
【００８３】
また、図７に示されるようにデジタルカメラ１０は、前記切換スイッチ５８がオンとなった場合に駆動される低消費電力部６０を備えている。
【００８４】
当該第２の実施の形態は、前記切換スイッチ５８がオンとなった場合に、前記低消費電力部６０が、データ抽出領域の領域数を減らす機構である。切換スイッチ５８がオンの場合は、図８に示されるように、省エネ撮像画面Ｓ８に、ＡＦ領域２（ＲＥ２）とＡＦ領域３（ＲＥ３）との代わりにＡＦ領域６（ＲＥ６）が、ＡＦ領域４（ＲＥ４）とＡＦ領域５（ＲＥ５）との代わりにＡＦ領域７（ＲＥ７）が、配置されるようになっている。
【００８５】
これにより、ＡＦ処理速度の低下、及び消費電力の増大を抑制することができる。
【００８６】
これに対し、切換スイッチ５８がオフの場合は、前記第１の実施の形態と同様に、図３に示されるようにデータ抽出領域は配置される。
【００８７】
なお、ＡＦ領域６（ＲＥ６）、及びＡＦ領域７（ＲＥ７）の位置は、図８に示す位置に限定されるものではなく、所望のＡＦ処理が実施可能である位置であればよい。
【００８８】
次に、第２の実施の形態に関する部分の作用を図９のフローチャートに従い詳細に説明する。
【００８９】
まず、ステップ１３０では、切換スイッチ５８の切り替えが行なわれる。
【００９０】
ステップ１３２では、切換スイッチ５８がオン（高精度ＡＦモード）か、切換スイッチ５８がオフ（簡易ＡＦモード）かの判定が行なわれる。切換スイッチ５８がオンの場合はステップ１３４へ移行し、切換スイッチ５８がオフの場合はステップ１３６へ移行する。
【００９１】
ステップ１３４では、前述の図３で示されるようにデータ抽出領域が配置される。
【００９２】
これに対し、ステップ１３６では、前述の図８で示されるようにデータ抽出領域が配置される。
【００９３】
次にステップ１３８へ移行する。ステップ１３８では、前述したＡＦ処理が行なわれる。
【００９４】
次に、第３実施の形態に係るデジタルカメラ１０について説明する。
【００９５】
第３実施の形態は、前述したＡＦ処理において、撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）のデータによりＡＦ処理を実施し、当該ＡＦ処理が失敗した場合に、前述した複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理を行なう機能を有する。当該機能に関する部分の作用を図１０のフローチャートに従い詳細に説明する。
【００９６】
まず、ステップ１５０で、手振れが発生したか否かが判断される。手振れが発生していないと判断され否定された場合はステップ１５２へ移行し、肯定された場合はステップ１５６へ移行する。
【００９７】
手振れが発生していないと判断されて移行したステップ１５２では、撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）のデータによりＡＦ処理が行なわれる。
【００９８】
次に、ステップ１５４へ移行する。ステップ１５４では、ＡＦ処理が成功したか否かが判断される。ＡＦ処理が成功し肯定された場合は当該処理は終了し、前記ステップ１５４で否定された場合は、ステップ１５６へ移行する。
【００９９】
ステップ１５６では、前述の複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理が行なわれる。
【０１００】
このように、第３実施の形態は、撮像画面の中央の領域におけるＡＦ処理が異常である場合、即ちＡＦ領域１（ＲＥ１）内のコントラストの変化が小さい場合には、広範囲の領域のデータの抽出を行なうことで、ＡＦ処理精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１の実施の形態に係るデジタルカメラの外観を示す外観図である。
【図２】第１の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）はレンズズームがワイドに振られている場合のデータ抽出配置を示し、（Ｂ）はレンズズームがテレに振られている場合のデータ抽出配置を示す。
【図４】（Ａ）は第１の実施の形態に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートで、（Ｂ）はＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係るデジタルカメラの外観を示す外観図である。
【図７】第２の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】簡易ＡＦモードの場合のデータ抽出配置を示す。
【図９】第２の実施の形態に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３実施の形態に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ デジタルカメラ
２１ レンズ
２２ 光学ユニット
３２ タイミングジェネレータ
３４ モータ駆動部
３８ ＬＣＤ
４０ ＣＰＵ（判定手段）
４１ 手振れ検出部
４２ ＡＦ領域配置調整部（調整手段、切換手段）
５６Ｄ 十字カーソルボタン
５８ 切換スイッチ
６０ 低消費電力部（制限手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及び該撮像装置における撮像方法に係り、特に、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えた撮像装置、及び該撮像装置における撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラ等の撮像装置は、手振れの悪影響をできるだけ抑えてより望ましい画像を撮像することが試みられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、デジタルカメラが簡易の手振れ検出機能をもち、通常の撮像時には撮像される画像の中心のエリアのコントラストが最大となるようにモーターを駆動することでＡＦを行ない、手振れ検出時には、画像の中心の周辺のエリアのコントラストが検出され、平均、又は合計のコントラストが最大となる処理を行なうことで合焦精度を向上させる機能の提案がなされている。
【特許文献１】特開２００１−３０５４１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の機能では、手振れ検出時に検出される画像の中心の周辺のコントラストを検出するエリアは、単一に限られている。従って、合焦精度を上げることができる撮像倍率は単一である。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる撮像装置、及び撮像方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えた撮像装置であって、撮像倍率が高く変更されるのに伴い撮像画面内の合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域の配置の範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する調整手段を有する。
【０００７】
請求項１の発明によれば、調整手段が、撮像倍率が高く変更されるのに伴い撮像画面内の合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域の配置の範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する。
【０００８】
ここで、外郭を狭く又は広く調整する、の調整とは、データ抽出領域の領域数を変えることなく、データ抽出領域同士の間隔を広狭する調整を指す。
【０００９】
当該撮像装置は、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えている。
【００１０】
このように、請求項１記載の発明は、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記請求項１に記載の撮像装置が、手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えると共に、前記データ抽出領域の領域数を単一又は複数に切り換える切換手段を更に有し、前記手振れが検出された場合は、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によれば、切換手段が、データ抽出領域の領域数を単一又は複数に切り換える。
【００１３】
そして、手振れが検出された場合は、切換手段によりデータ抽出領域の領域数を複数に切り換え、調整手段による外郭の調整を実行する。
【００１４】
このように、請求項２記載の発明は、手振れが検出された場合は、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２記載の発明において、前記手振れが検出されない場合は、単一のデータ抽出領域のみで合焦が正常か異常かを判定する判定手段を更に有し、前記判定手段により異常と判定された場合に、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明によれば、判定手段が、手振れが検出されない場合は、単一のデータ抽出領域のみで合焦が正常か異常かを判定する。
【００１７】
そして、判定手段により異常と判定された場合に、切換手段によりデータ抽出領域の領域数を複数に切り換え、調整手段による外郭の調整を実行する。
【００１８】
このように、請求項３記載の発明は、手振れが検出された場合だけでなく、判定手段により異常と判定された場合においても、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前記単一のデータ抽出領域は、前記撮像画面の中央に配置されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の発明において、前記複数のデータ抽出領域の配置範囲の外郭の狭広調節基準が、前記撮像画面の中央であることを特徴とする撮像装置。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の発明において、前記複数のデータ抽出領域の領域数を制限する制限手段を更に備える。
【００２２】
このように、請求項６記載の発明は、データ抽出領域の数を制限することで、合焦の処理負荷の軽減、例えば合焦時間の短縮、消費電力の抑制等を行なうことができる。
【００２３】
請求項７の発明は、自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、撮像倍率の変更機能、並びに手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えたを備えた撮像装置における撮像方法であって、前記手振れが検出された場合は、撮像画面内に、合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域を配置し、撮像倍率が高く変更されるのに伴い前記複数のデータ抽出領域の配置で定まる前記データを抽出する範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する。
【００２４】
従って、請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明は、撮像倍率が異なる場合でも、異なる撮像倍率に応じて合焦精度を上げることができる撮像装置、及び撮像方法を得るという優れた効果を有する。
【００２６】
また、手振れ補正機能がある場合には、データ抽出領域の領域数を増加することと、当該データ抽出領域の外郭を広狭することを併用することで、合焦精度をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を静止画像及び動画像の双方の撮像を行う機能を有するデジタルカメラに適用した場合について説明する。
【００２８】
まず、図１を参照して、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。
【００２９】
デジタルカメラ１０の正面には、被写体像を結像させるためのレンズ２１と、撮像時に必要に応じて被写体に照射する光（撮像補助光）を発する発光部４４と、撮像する被写体の構図を決定するために用いられるファインダ２０と、が備えられている。また、デジタルカメラ１０の上面には、撮像を実行する際に押圧操作されるレリーズボタン（所謂シャッター）５６Ａと、電源スイッチ５６Ｂと、モード切替スイッチ５６Ｃと、が備えられている。
【００３０】
なお、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０のレリーズボタン５６Ａは、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。
【００３１】
そして、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン５６Ａを半押し状態にすることによりＡＥ（Automatic Exposure、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（Auto Focus、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮像）が行われる。
【００３２】
また、モード切替スイッチ５６Ｃは、静止画像の撮像を行うモードである静止画撮像モード、動画像の撮像を行うモードである動画撮像モード、及び被写体像を後述するＬＣＤ３８に再生するモードである再生モードの何れかのモードに設定する際に回転操作される。
【００３３】
一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ２０の接眼部と、撮像された被写体像やメニュー画面等を表示するための液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）３８と、十字カーソルボタン５６Ｄと、が備えられている。なお、十字カーソルボタン５６Ｄは、ＬＣＤ３８の表示領域における上・下・左・右の４方向の移動方向を示す４つの矢印ボタンを含んで構成されている。
【００３４】
さらに、デジタルカメラ１０の背面には、ＬＣＤ３８にメニュー画面を表示させるときに押圧操作されるメニューボタンと、それまでの操作内容を確定するときに押圧操作される決定ボタンと、直前の操作内容をキャンセルするときに押圧操作されるキャンセルボタンと、発光部４４の発光状態を設定するときに押圧操作される発光ボタンと、が備えられている。
【００３５】
次に、図２を参照して、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の要部構成を説明する。
【００３６】
デジタルカメラ１０は、前述のレンズ２１を含んで構成された光学ユニット２２と、レンズ２１の光軸後方に配設された電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」という。）２４と、入力されたアナログ信号に対して各種のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部２６と、を含んで構成されている。
【００３７】
また、デジタルカメラ１０は、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という。）２８と、入力されたデジタルデータに対して各種のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部３０と、を含んで構成されている。
【００３８】
なお、デジタル信号処理部３０は、所定容量のラインバッファを内蔵し、入力されたデジタルデータを後述するメモリ４８の所定領域に直接記憶させる制御も行う。
【００３９】
ＣＣＤ２４の出力端はアナログ信号処理部２６の入力端に、アナログ信号処理部２６の出力端はＡＤＣ２８の入力端に、ＡＤＣ２８の出力端はデジタル信号処理部３０の入力端に、各々接続されている。従って、ＣＣＤ２４から出力された被写体像を示すアナログ信号はアナログ信号処理部２６によって所定のアナログ信号処理が施され、ＡＤＣ２８によってデジタル画像データに変換された後にデジタル信号処理部３０に入力される。
【００４０】
一方、デジタルカメラ１０は、被写体像やメニュー画面等をＬＣＤ３８に表示させるための信号を生成してＬＣＤ３８に供給するＬＣＤインタフェース３６と、デジタルカメラ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）４０と、撮像により得られたデジタル画像データ等を記憶するメモリ４８と、メモリ４８に対するアクセスの制御を行うメモリインタフェース４６と、を含んで構成されている。
【００４１】
さらに、デジタルカメラ１０は、可搬型のメモリカード５２をデジタルカメラ１０でアクセス可能とするための外部メモリインタフェース５０と、デジタル画像データに対する圧縮処理及び伸張処理を行う圧縮・伸張処理回路５４と、を含んで構成されている。
【００４２】
なお、第１の実施の形態のデジタルカメラ１０では、メモリ４８としてフラッシュ・メモリ（Flash Memory）が用いられ、メモリカード５２としてスマートメディア（Smart Media（登録商標））が用いられている。
【００４３】
デジタル信号処理部３０、ＬＣＤインタフェース３６、ＣＰＵ４０、メモリインタフェース４６、外部メモリインタフェース５０及び圧縮・伸張処理回路５４はシステムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、デジタル信号処理部３０及び圧縮・伸張処理回路５４の作動の制御、ＬＣＤ３８に対するＬＣＤインタフェース３６を介した各種情報の表示、メモリ４８及びメモリカード５２へのメモリインタフェース４６ないし外部メモリインタフェース５０を介したアクセスを各々行うことができる。
【００４４】
一方、デジタルカメラ１０には、主としてＣＣＤ２４を駆動させるためのタイミング信号を生成してＣＣＤ２４に供給するタイミングジェネレータ３２が備えられており、ＣＣＤ２４の駆動はＣＰＵ４０によりタイミングジェネレータ３２を介して制御される。
【００４５】
さらに、デジタルカメラ１０にはモータ駆動部３４が備えられており、光学ユニット２２に備えられた焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータの駆動もＣＰＵ４０によりモータ駆動部３４を介して制御される。また、該ズームモータの駆動は、前記十字カーソルボタン５６Ｄの操作によるものであり、レンズの焦点距離をワイド側又はテレ側に変更できるようになっている。
【００４６】
すなわち、第１の実施の形態に係るレンズ２１は複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構に上記焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは含まれるものであり、これらのモータは各々ＣＰＵ４０の制御によりモータ駆動部３４から供給された駆動信号によって駆動される。
【００４７】
また、デジタルカメラ１０は、手振れの検出を行なう手振れ検出部４１を含んで構成されている。
【００４８】
該手振れ検出部４１の、手振れの検出に際しては、ＬＣＤ３８に表示されるべき画像内の特定の領域におけるコントラストの変化を検出するようになっており、コントラストが大きく変化したとき、手振れが発生したと判定するようになっている。
【００４９】
なお、上に述べた特定の領域として、ＡＦ処理用の領域が用いられる。例えば図３（Ａ）に示されるのは、レンズの焦点距離がワイド側に振られているときのワイド撮像画面ＳＡであるが、中央の１つのＡＦ領域１（ＲＥ１）、又は、ＡＦ領域１（ＲＥ１）と前記ワイド撮像画面ＳＡの四隅近傍のＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、ＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ）、の５領域が用いられる。
【００５０】
検出のタイミングは、例えば、ＬＣＤ３８等での表示の周期（１／３０秒）と同期したタイミングとされるようになっている。
【００５１】
このように、第１の実施の形態では、より多くのＡＦ領域を対象としてＡＦ処理ができる。これにより、ワイド撮像画面ＳＡの全体、即ち撮像範囲のより広い範囲に対して合焦に用いるための検出を行うことにより、合焦検出の精度が向上し、よりよい撮像を行うことが可能となる。
【００５２】
さらに、デジタルカメラ１０は、撮像画像の四隅近傍のＡＦ領域の配置を変更するＡＦ領域配置調整部４２を含んで構成されている。
【００５３】
ＡＦ領域配置調整部４２は、前記手振れ検出部４１が手振れが発生したと判定すると、ＡＦ処理用の領域が中央の１つのＡＦ領域１（ＲＥ１）から、ＡＦ領域１（ＲＥ１）と前記ワイド撮像画面ＳＡの四隅近傍のＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、ＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ）、の５領域に切り換えるようになっている。
【００５４】
図３（Ｂ）に示されるのは、レンズの焦点距離がテレ側に振られているときのテレ撮像画面ＳＢである。前述の図３（Ａ）に示されるワイド撮像画面ＳＡの四隅近傍に配置されるデータ抽出領域（ＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、及びＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ））と比較すると、当該テレ撮像画面ＳＢの四隅近傍に配置されるＡＦ領域２Ｂ（ＲＥ２Ｂ）、ＡＦ領域３Ｂ（ＲＥ３Ｂ）、ＡＦ領域４Ｂ（ＲＥ４Ｂ）、及びＡＦ領域５Ｂ（ＲＥ５Ｂ）の配置位置は、ＡＥ領域１ＲＥ１の近傍となっている。
【００５５】
例えば、ＡＦ機能によりピントを合わせる被写体を、画像の中心に固定したポートレート撮像時を考える。ポートレート撮像時は、被写体のみにピントを合わせ、背景をぼかすために、レンズをテレ側に固定して焦点距離を長くし、被写界深度の浅い設定とすることが多い。このような設定がなされた場合に、前述の図３（Ａ）に示すようなデータ抽出領域の配置を行ない、撮像データを参照したとすると、ぼけてもよい背景に対してもＡＦ処理を行なうことになってしまい、撮像者の要求とは異なる合焦精度の画像を得ることになってしまう。
【００５６】
レンズズームの倍率が低い、即ちレンズの焦点距離がワイド側に振られておりレンズの焦点距離が短い場合は、被写体深度が低い。このために、背景によってぼけが発生することは少ない。そこで、ＡＦ領域配置調整部４２は、前述の図３（Ａ）に示されるように、データ抽出領域を広い範囲に配置するようになっている。
【００５７】
これに対し、レンズズームの倍率が高い、即ちレンズの焦点距離がテレ側に振られておりレンズの焦点距離が長い場合は、ＡＦ領域配置調整部４２は、前述の図３（Ｂ）に示されるように、被写体近傍にデータ抽出領域を配置する。これにより、背景によるぼけの影響を低減し、手振れ発生時のＡＦ精度を向上させるようになっている。
【００５８】
このように、焦点距離が、例えばテレ側にあるのかワイド側にあるのか等のレンズズームの倍率に応じてデータ抽出領域の配置を変化させることで、第１の実施の形態では、手振れ発生時にＡＦ処理精度を向上させることができる。
【００５９】
さらに、前述のレリーズボタン５６Ａ、電源スイッチ５６Ｂ、モード切替スイッチ５６Ｃ、十字カーソルボタン５６Ｄ、メニューボタン等の各種ボタン、スイッチ類（同図では、「操作部５６」と総称。）はＣＰＵ４０に接続されており、ＣＰＵ４０は、これらの操作部５６に対する操作状態を常時把握できる。また、前述した発光部４４もＣＰＵ４０に接続されており、発光部４４による撮像補助光の発光もＣＰＵ４０によって制御される。
【００６０】
次に、第１の実施の形態に係るデジタルカメラ１０の撮像時における全体的な作用について簡単に説明する。
【００６１】
まず、ＣＣＤ２４は、光学ユニット２２を介した撮像を行い、被写体像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎のアナログ信号をアナログ信号処理部２６に順次出力する。アナログ信号処理部２６は、ＣＣＤ２４から入力されたアナログ信号に対して相関二重抽出処理等のアナログ信号処理を施した後にＡＤＣ２８に順次出力する。
【００６２】
ＡＤＣ２８は、アナログ信号処理部２６から入力されたＲ、Ｇ、Ｂ毎のアナログ信号を各々１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂの信号（デジタル画像データ）に変換してデジタル信号処理部３０に順次出力する。デジタル信号処理部３０は、内蔵しているラインバッファにＡＤＣ２８から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して一旦メモリ４８の所定領域に直接格納する。
【００６３】
メモリ４８の所定領域に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ４０による制御に応じてデジタル信号処理部３０により読み出され、所定の物理量に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行って８ビットのデジタル画像データを生成する。
【００６４】
そして、デジタル信号処理部３０は、生成した８ビットのデジタル画像データに対しＹＣ信号処理を施して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という。）を生成し、ＹＣ信号をメモリ４８の上記所定領域とは異なる領域に格納する。
【００６５】
なお、ＬＣＤ３８は、ＣＣＤ２４による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができるものとして構成されており、ＬＣＤ３８をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号を、ＬＣＤインタフェース３６を介して順次ＬＣＤ３８に出力する。これによってＬＣＤ３８にスルー画像が表示されることになる。
【００６６】
ここで、静止画撮像モードが設定されている場合、レリーズボタン５６Ａがユーザによって半押し状態とされたタイミングで前述のようにＡＥ機能が働いて露出状態が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態とされたタイミングで、必要に応じて発光部４４から撮像補助光が射出されると共に、その時点でメモリ４８に格納されているＹＣ信号を、圧縮・伸張処理回路５４によって所定の圧縮形式（第１の実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後に外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード５２に電子化ファイルとして記録する。
【００６７】
一方、動画撮像モードが設定されている場合には、レリーズボタン５６Ａが全押し状態とされたタイミングで、必要に応じて発光部４４から撮像補助光が射出されると共に、その時点からメモリ４８に格納されるＹＣ信号を、所定期間毎に時系列で圧縮・伸張処理回路５４により所定の圧縮形式（第１の実施の形態では、Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後に外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード５２に順次記録していき、再度レリーズボタン５６Ａが全押し状態とされたタイミングで、当該記録動作を終了する。この動作により、動画像を示す動画像データが電子化ファイルとしてメモリカード５２に記録されることになる。
【００６８】
ところで、第１の実施の形態のデジタルカメラ１０は、手振れ発生により、ＡＦ領域の配置を切り換える機能を備えている。当該機能に関する部分の作用を図４、図５のフローチャートに従い詳細に説明する。
【００６９】
まず、図４（Ａ）に示すステップ１００では、後述のＡＦ処理が実施される。
【００７０】
図４（Ｂ）に示すＡＦ処理では、まず、ステップ１１０で、手振れが発生したか否かが判断される。手振れが発生していないと判断され否定された場合はステップ１１２へ移行し、肯定された場合はステップ１１４へ移行する。
【００７１】
手振れが発生していないと判断されて移行したステップ１１２では、撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）のデータによりＡＦ処理が行なわれる。
【００７２】
即ち、手振れが検出されていない場合には、ＡＦ領域１（ＲＥ１）内のコントラストのみが検出され、前記焦点調整モータモータの駆動にともなってコントラストが最大となるように処理が行われる。
【００７３】
なお、手振れが検出されていない場合でも、ＡＦ領域１（ＲＥ１）内のコントラストの検出を１／３０秒の周期毎に毎回行うとともに、５回に１回程度の割合でＡＦ領域２Ａ（ＲＥ２Ａ）、ＡＦ領域３Ａ（ＲＥ３Ａ）、ＡＦ領域４Ａ（ＲＥ４Ａ）、及びＡＦ領域５Ａ（ＲＥ５Ａ）内のコントラストの検出を行っておき、手振れが検出さた場合には毎回全ＡＦ領域内のコントラストを検出するようにしてもよい。
【００７４】
ステップ１１４では、後述の複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理が行なわれる。このように、手振れが検出さた場合には、全ＡＦ領域内のコントラストが検出され、それらの合計、又は平均のコントラストが最大となるように処理が行われる。
【００７５】
図５に示されるように、複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理では、まず、ステップ１２０にて、レンズズームの状態が判断される。十字カーソルボタン５６Ｄの操作により、レンズがワイド側に振られているときは、ステップ１２２へ移行し、レンズがテレ側に振られているときは、ステップ１２４へ移行する。
【００７６】
ステップ１２２では、前述の図３（Ａ）に示されるように、ＡＦ領域１（ＲＥ１）以外のデータ抽出領域を広範囲に配置する。
【００７７】
ステップ１２４では、前述の図３（Ｂ）に示されるように、ＡＦ領域１（ＲＥ１）以外のデータ抽出領域をＡＦ領域１（ＲＥ１）の近傍に配置する。
【００７８】
次にステップ１２６へ移行する。ステップ１２６では、全データ抽出領域のデータを参照してＡＦ処理が行なわれる。
【００７９】
次に、第２の実施の形態に係るデジタルカメラ１０について説明する。
【００８０】
なお、前記第１の実施の形態と基本的に同一の構成については、前記第１の実施の形態と同符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
ＡＦ処理を撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）だけで実施する場合と比較し、他の複数のデータ抽出領域においてもＡＦ処理を実施する場合は、画像信号処理制御にかかる負荷は大きくなる。そして、ＡＦ処理速度の低下、及び消費電力の増大が起こってしまう。
【００８２】
そこで、図６に示されるようにデジタルカメラ１０は、デジタルカメラ１０の消費電力調節機能をオン・オフに切り換える切換スイッチ５８を備えている。オンの場合は、簡易ＡＦモードで、オフの場合は、高精度ＡＦモードである。
【００８３】
また、図７に示されるようにデジタルカメラ１０は、前記切換スイッチ５８がオンとなった場合に駆動される低消費電力部６０を備えている。
【００８４】
当該第２の実施の形態は、前記切換スイッチ５８がオンとなった場合に、前記低消費電力部６０が、データ抽出領域の領域数を減らす機構である。切換スイッチ５８がオンの場合は、図８に示されるように、省エネ撮像画面Ｓ８に、ＡＦ領域２（ＲＥ２）とＡＦ領域３（ＲＥ３）との代わりにＡＦ領域６（ＲＥ６）が、ＡＦ領域４（ＲＥ４）とＡＦ領域５（ＲＥ５）との代わりにＡＦ領域７（ＲＥ７）が、配置されるようになっている。
【００８５】
これにより、ＡＦ処理速度の低下、及び消費電力の増大を抑制することができる。
【００８６】
これに対し、切換スイッチ５８がオフの場合は、前記第１の実施の形態と同様に、図３に示されるようにデータ抽出領域は配置される。
【００８７】
なお、ＡＦ領域６（ＲＥ６）、及びＡＦ領域７（ＲＥ７）の位置は、図８に示す位置に限定されるものではなく、所望のＡＦ処理が実施可能である位置であればよい。
【００８８】
次に、第２の実施の形態に関する部分の作用を図９のフローチャートに従い詳細に説明する。
【００８９】
まず、ステップ１３０では、切換スイッチ５８の切り替えが行なわれる。
【００９０】
ステップ１３２では、切換スイッチ５８がオン（高精度ＡＦモード）か、切換スイッチ５８がオフ（簡易ＡＦモード）かの判定が行なわれる。切換スイッチ５８がオンの場合はステップ１３４へ移行し、切換スイッチ５８がオフの場合はステップ１３６へ移行する。
【００９１】
ステップ１３４では、前述の図３で示されるようにデータ抽出領域が配置される。
【００９２】
これに対し、ステップ１３６では、前述の図８で示されるようにデータ抽出領域が配置される。
【００９３】
次にステップ１３８へ移行する。ステップ１３８では、前述したＡＦ処理が行なわれる。
【００９４】
次に、第３実施の形態に係るデジタルカメラ１０について説明する。
【００９５】
第３実施の形態は、前述したＡＦ処理において、撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）のデータによりＡＦ処理を実施し、当該ＡＦ処理が失敗した場合に、前述した複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理を行なう機能を有する。当該機能に関する部分の作用を図１０のフローチャートに従い詳細に説明する。
【００９６】
まず、ステップ１５０で、手振れが発生したか否かが判断される。手振れが発生していないと判断され否定された場合はステップ１５２へ移行し、肯定された場合はステップ１５６へ移行する。
【００９７】
手振れが発生していないと判断されて移行したステップ１５２では、撮像画面の中心エリアに配置されるＡＦ領域１（ＲＥ１）のデータによりＡＦ処理が行なわれる。
【００９８】
次に、ステップ１５４へ移行する。ステップ１５４では、ＡＦ処理が成功したか否かが判断される。ＡＦ処理が成功し肯定された場合は当該処理は終了し、前記ステップ１５４で否定された場合は、ステップ１５６へ移行する。
【００９９】
ステップ１５６では、前述の複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理が行なわれる。
【０１００】
このように、第３実施の形態は、撮像画面の中央の領域におけるＡＦ処理が異常である場合、即ちＡＦ領域１（ＲＥ１）内のコントラストの変化が小さい場合には、広範囲の領域のデータの抽出を行なうことで、ＡＦ処理精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１の実施の形態に係るデジタルカメラの外観を示す外観図である。
【図２】第１の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）はレンズズームがワイドに振られている場合のデータ抽出配置を示し、（Ｂ）はレンズズームがテレに振られている場合のデータ抽出配置を示す。
【図４】（Ａ）は第１の実施の形態に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートで、（Ｂ）はＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】複数のデータ抽出領域によるＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係るデジタルカメラの外観を示す外観図である。
【図７】第２の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】簡易ＡＦモードの場合のデータ抽出配置を示す。
【図９】第２の実施の形態に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】第３実施の形態に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ デジタルカメラ
２１ レンズ
２２ 光学ユニット
３２ タイミングジェネレータ
３４ モータ駆動部
３８ ＬＣＤ
４０ ＣＰＵ（判定手段）
４１ 手振れ検出部
４２ ＡＦ領域配置調整部（調整手段、切換手段）
５６Ｄ 十字カーソルボタン
５８ 切換スイッチ
６０ 低消費電力部（制限手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えた撮像装置であって、
撮像倍率が高く変更されるのに伴い撮像画面内の合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域の配置の範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する調整手段を有する撮像装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の撮像装置が、手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えると共に、
前記データ抽出領域の領域数を単一又は複数に切り換える切換手段を更に有し、
前記手振れが検出された場合は、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記手振れが検出されない場合は、単一のデータ抽出領域のみで合焦が正常か異常かを判定する判定手段を更に有し、
前記判定手段により異常と判定された場合に、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記単一のデータ抽出領域は、前記撮像画面の中央に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数のデータ抽出領域の配置範囲の外郭の狭広調節基準が、前記撮像画面の中央であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数のデータ抽出領域の領域数を制限する制限手段を更に備える請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、撮像倍率の変更機能、並びに手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えたを備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記手振れが検出された場合は、撮像画面内に、合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域を配置し、
撮像倍率が高く変更されるのに伴い前記複数のデータ抽出領域の配置で定まる前記データを抽出する範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する撮像方法。
【請求項１】
自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、並びに撮像倍率の変更機能を備えた撮像装置であって、
撮像倍率が高く変更されるのに伴い撮像画面内の合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域の配置の範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する調整手段を有する撮像装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の撮像装置が、手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えると共に、
前記データ抽出領域の領域数を単一又は複数に切り換える切換手段を更に有し、
前記手振れが検出された場合は、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記手振れが検出されない場合は、単一のデータ抽出領域のみで合焦が正常か異常かを判定する判定手段を更に有し、
前記判定手段により異常と判定された場合に、前記切換手段により前記データ抽出領域の領域数を複数に切り換え、前記調整手段による前記外郭の調整を実行することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記単一のデータ抽出領域は、前記撮像画面の中央に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数のデータ抽出領域の配置範囲の外郭の狭広調節基準が、前記撮像画面の中央であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数のデータ抽出領域の領域数を制限する制限手段を更に備える請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
自動的に被写体に合焦する自動合焦機能、撮像倍率の変更機能、並びに手振れを検出し該検出した手振れを補正する手振れ補正機能を備えたを備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記手振れが検出された場合は、撮像画面内に、合焦に用いるためのデータを抽出する複数のデータ抽出領域を配置し、
撮像倍率が高く変更されるのに伴い前記複数のデータ抽出領域の配置で定まる前記データを抽出する範囲の外郭を狭く調整し、前記撮像倍率が低く変更されるのに伴い前記外郭を広く調整する撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−７２０７５（Ｐ２００７−７２０７５Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５７６８８（Ｐ２００５−２５７６８８）
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月６日（２００５．９．６）
【出願人】（０００００５２０１）富士フイルムホールディングス株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]