撮像装置、方法およびプログラム
【課題】自動合焦による合焦結果が適切でない場合においても撮影者の意図する合焦状態にある画像を取得する。
【解決手段】合焦位置検出部１５０は、算出した合焦評価値に基づいて、各レンズ位置と合焦評価値との関係を表す合焦曲線を求める。ピーク位置検出部２は、当該合焦曲線の極大点（ピーク）の位置を検出する。そして、ピーク数検出部１は、ピークの数を計数し、ピークが複数あるか否かを判断する。ピークが複数ある場合、当該ピークの状態に応じて、フォーカスブラケット撮影の条件を設定する。
【解決手段】合焦位置検出部１５０は、算出した合焦評価値に基づいて、各レンズ位置と合焦評価値との関係を表す合焦曲線を求める。ピーク位置検出部２は、当該合焦曲線の極大点（ピーク）の位置を検出する。そして、ピーク数検出部１は、ピークの数を計数し、ピークが複数あるか否かを判断する。ピークが複数ある場合、当該ピークの状態に応じて、フォーカスブラケット撮影の条件を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動合焦機能を有する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、撮影範囲中に存在する複数の被写体をそれぞれ複数回合焦させるためにレンズ群又はＣＣＤの撮像面の複数の移動位置が測定可能なフォーカス位置情報測定手段を設け、測定手段により測定された各フォーカス位置にレンズ群又はＣＣＤの撮像面を順次移動させるＡＦモータと、レンズ群又はＣＣＤ撮像面が各フォーカス位置に移動するごとに撮影する撮影手段とを備える。
【０００３】
特許文献２では、多点測距手段と、自動焦点調節手段と、連続撮影手段とを備えたカメラにおいて、上記多点測距手段により測定された複数の測距データの内、２以上の各測距データに基づいて上記自動焦点調節手段および上記連続撮影手段を駆動してブラケット撮影を実行するブラケット制御手段を備える。
【特許文献１】特開２００１−１１６９７９号公報
【特許文献２】特開平７−３１８７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタルカメラなどの自動合焦機能の備わった撮像装置において、ある被写体を撮影する際、合焦を評価する画像領域内に複数の被写体が写っていた場合、撮影者がフォーカスを合わせたい主要被写体にフォーカスが合いにくい場合がある。このように自動合焦が撮影者の意図した通りに動作しにくいシーンでの撮影時に、得られた画像が適切な合焦状態になっておらず、撮影者は不快な思いをすることがあった。
【０００５】
この点、特許文献１の発明では、複数の被写体のそれぞれにフォーカスを合わせ、それぞれのフォーカス位置で撮影を行うことで、撮影者が意図した合焦状態の画像を得ることができるとする。しかしながら、合焦を評価する画像領域内に、複数の被写体が混在する状況においては、それぞれの被写体の高周波成分がお互いに影響しあうため、自動合焦の結果得られた合焦位置が必ずしも最適であるとは限らない。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みて創案されたものであり、自動合焦による合焦結果が適切でない場合においても撮影者の意図する合焦状態にある画像を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系と、撮像光学系を駆動して焦点位置を変化させる駆動部と、結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力する撮像部と、出力された画像信号に基づいて画像データを生成する生成部と、撮影準備操作に応じて駆動部により撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに生成される画像データから合焦評価値を算出する合焦評価値算出部と、合焦評価値算出部の算出した合焦評価値から極大値を検出する極大値検出部と、極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出する合焦位置検出部と、撮影操作に応じて駆動部および撮像部を制御し、撮像光学系の焦点位置を変化させながら画像データの生成を繰り返すフォーカスブラケット撮影を実施する撮像制御部と、極大値検出部が検出した極大値の個数を検出するピーク数検出部と、ピーク数検出部が複数の極大値を検出した場合、複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定する条件設定部と、を備え、撮像制御部は、条件設定部の設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施する。
【０００８】
この発明によると、合焦評価値の極大値が複数ある場合、複数の被写体の存在により、主要被写体の合焦位置を示す極大点が、本来の合焦位置からずれていると想定される。そこで本発明は、この場合、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。
【０００９】
極大値に対応する撮像光学系の焦点位置であるピーク位置を検出するピーク位置検出部をさらに備えてもよい。
【００１０】
主要被写体の合焦位置と主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との間の距離を算出するピーク間距離算出部をさらに備え、条件設定部は、ピーク間距離算出部の算出した距離に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定してもよい。
【００１１】
主要被写体の合焦位置と他のピーク位置との間の距離が短いと、それだけ、主要被写体の合焦位置を示す極大点が、本来の合焦位置からずれると想定される。そこで、その距離に応じて、適切なフォーカスブラケット撮影実施条件をする。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。
【００１２】
条件設定部は、距離に応じて撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定してもよい。
【００１３】
条件設定部は、距離が所定の閾値を上回る場合、主要被写体の合焦位置のみを撮像光学系の駆動範囲に設定してもよい。
【００１４】
つまり、当該距離が長ければ、主要被写体の合焦位置の本来の合焦位置からのずれは小さく、主要被写体の合焦位置だけで撮像を実施しても、ピンボケのない画像が得られるから、無駄なフォーカスブラケット撮影を防げる。
【００１５】
条件設定部は、主要被写体の合焦位置と主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との相対的位置関係を検出するピーク相対位置検出部をさらに備え、ピーク相対位置検出部の検出した相対的位置関係に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定してもよい。
【００１６】
条件設定部は、主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも至近側に存在する場合、撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも至近側に設定するとよい。
【００１７】
主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも至近側に存在する場合、主要被写体の合焦位置は、本来の合焦位置から無限遠側にずれていると想定される。そこで本発明は、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも至近側に設定する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。また、適切なフォーカスブラケット条件を設定し、無駄に撮影回数が増えることを防げる。
【００１８】
条件設定部は、主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも無限遠側に存在する場合、撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも無限遠側に設定するとよい。
【００１９】
主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも無限遠側に存在する場合、主要被写体の合焦位置は、本来の合焦位置から至近側にずれていると想定される。そこで本発明は、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも無限遠側に設定する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。また、適切なフォーカスブラケット条件を設定し、無駄に撮影回数が増えることを防げる。
【００２０】
主要被写体の合焦位置以外のピーク位置近傍の合焦曲線の幅を算出するピーク幅算出部をさらに備え、条件設定部は、ピーク幅算出部の算出した幅に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するとよい。
【００２１】
主要被写体の合焦位置以外のピーク位置近傍の合焦曲線の幅が大きいと、それだけ主要被写体の合焦位置のずれに与える影響が大きい。そこで本発明は、当該幅に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。また、適切なフォーカスブラケット条件を設定し、無駄に撮影回数が増えることを防げる。
【００２２】
条件設定部は、幅に応じて撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定する。
【００２３】
被写界深度を算出する被写界深度算出部をさらに備え、条件設定部は、被写界深度算出部の算出した被写界深度に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するとよい。
【００２４】
つまり、被写界深度が浅い場合にはフォーカスブラケット撮影の駆動範囲を狭めることで、撮影回数と画像処理時間を縮減できる。
【００２５】
本発明に係る撮像方法は、撮影準備操作に応じて、被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに、結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力するステップと、出力された画像信号に基づいて画像データを生成するステップと、画像データから合焦評価値を算出するステップと、合焦評価値から極大値を検出するステップと、極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出するステップと、検出した極大値の個数を検出するステップと、複数の極大値が検出された場合、複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するステップと、撮影操作に応じて、設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施するステップと、を含む。
【００２６】
上記の撮像方法をコンピュータに実行させるための撮像プログラムも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００２７】
合焦評価値の極大値が複数ある場合、複数の被写体の存在により、主要被写体の合焦位置を示す極大点が、本来の合焦位置からずれていると想定される。そこで、本発明では、この場合、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１はデジタルカメラの構成を示したブロック図である。デジタルカメラ１０は、レンズ１２、絞り１３、ＣＣＤ撮像素子１４、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１６、垂直駆動回路（Ｖドライバ）１３６、デジタル信号処理部２０、メインメモリ２２、ＣＰＵ１００を備えている。ＣＰＵ１００は、このカメラ１０全体の制御を行なう。
【００２９】
ＣＣＤ撮像素子１４から出力された被写体のアナログ画像信号は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１６に送られる。ＡＦＥ１６は、ＣＣＤ撮像素子１４の出力信号を後段のデジタル信号処理部２０での処理に適した信号形態に変換する前処理を行う信号処理部であり、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理、色分離、ゲイン調整などを行うとともに、アナログ画像信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号処理部２０に出力する。
【００３０】
ＣＣＤ撮像素子１４の詳細な構造は図示しないが、ＣＣＤ撮像素子１４は、入射光量に応じた電荷量の信号電荷を蓄積する多数のフォトダイオード（光電変換素子）が２次元的に配列されるとともに、各フォトダイオードに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送ＣＣＤ（Ｖ−ＣＣＤ）と、垂直転送ＣＣＤで転送された信号電荷を１ラインごとに水平方向に転送する水平転送ＣＣＤ（Ｈ−ＣＣＤ）と、を備えている。また、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配置されている。
【００３１】
垂直駆動回路１３６は、ＣＣＤ１４を駆動するための垂直同期信号ＶＤ，高速掃き出しパルスＰを含む駆動信号を出力する。垂直駆動回路１３６には、ＣＰＵ１００からの制御信号が入力され、この制御信号に応じて駆動する。
【００３２】
レンズ１２とＣＣＤ１４との間には、赤外線カットフィルタ１８が配置されている。この赤外線カットフィルタ１８は、ＣＣＤ１４への赤外線の入射を遮断する。
【００３３】
更に赤外線カットフィルタ１８の後方には、モアレの発生を防止するために光の高周波成分を除去する光学ローパスフィルタ１９が配置されている。
【００３４】
レンズ１２は、ズーミングや焦点調整を行うレンズ駆動回路１１１により駆動される。絞り１３は、絞り調整を行う絞り駆動回路１１２により開閉駆動される。
【００３５】
積算部１５１は、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが半押しされると、ＣＣＤ１４によって周期的（１／30秒から１／60秒ごと）に得られる画像データ（スルー画像）に基づいて被写体の明るさの測光（ＥＶ値の算出）を行う。
【００３６】
即ち、積算部１５１は、デジタル信号処理部２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データを積算し、その積算値をＣＰＵ１００に提供する。ＣＰＵ１００は、積算部１５１から入力する積算値に基づいて被写体の平均的な明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（ＥＶ値）を算出する。
【００３７】
そして、ＣＰＵ１００は、得られたＥＶ値に基づいて絞り１３の絞り値（Ｆ値）及びＣＣＤ１４の電子シャッタ（シャッタスピード）を含む露出値を所定のプログラム線図にしたがって決定する。
【００３８】
レリーズボタンが全押しされると、記録用の画像データ取得が開始される。ＣＰＵ１００は、その決定した絞り値に基づいて絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づき、垂直駆動回路１３６を介してＣＣＤ１４での電荷蓄積時間を制御する（ＡＥ動作）。なおＣＰＵ１００は、必要に応じて閃光発光用の発光部１０１を発光させる。
【００３９】
ＡＥ動作は、絞り優先ＡＥ，シャッタ速度優先ＡＥ，プログラムＡＥなどがあるが、いずれにおいても、被写体輝度を測定し、この被写体輝度の測光値に基づいて決められた露出値、すなわち絞り値とシャッタスピードとの組み合わせで撮影を行うことにより、適正な露光量で撮像されるように制御しており、面倒な露出決定の手間を省くことができる。
【００４０】
合焦位置検出部１５０は、レリーズボタンの半押しに応じ、デジタル信号処理部２０の画像データから、ＣＰＵ１００により選定された検出範囲に対応する画像データを抽出する。焦点位置を検出する方法は、合焦位置で画像データの高周波成分が最大振幅になるという特徴を利用して行う。合焦位置検出部１５０は、抽出された画像データの高周波成分を１フィールド期間積分することにより、振幅値を算出する。合焦位置検出部１５０は、ＣＰＵ１００がレンズ駆動部１１１を駆動制御してレンズ１２を可動範囲内、即ち無限遠側の端点（ＩＮＦ点）から至近側の端点（ＮＥＡＲ点）の間で移動させている間に順次振幅値の計算を実行し、最大振幅を検出した時に検出値をＣＰＵ１００に送信する。
【００４１】
ＣＰＵ１００は、この検出値を取得して対応する合焦位置に、レンズ１２を移動させるようにレンズ駆動部１１１に指令を出す。レンズ駆動部１１１は、ＣＰＵ１００の指令に応じてレンズ１２に含まれるフォーカスレンズを合焦位置に移動させる（ＡＦ動作）。
【００４２】
ＣＰＵ１００は、カメラ操作部１０４のレリーズボタンと接続されており、ユーザによりレリーズボタンが半押しされた時に、この合焦位置の検出が行われる。また、ＣＰＵ１００には、レンズ駆動部１１１が接続されており、カメラ操作部１０４のズームスイッチによってユーザからのＴＥＬＥ方向又はＷＩＤＥ方向へのズームの指令を取得した場合に、レンズ駆動部１１１を駆動させることにより、レンズ１２に含まれるズームレンズをＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で移動させる。
【００４３】
圧縮・伸長処理部１４３は、レリーズボタンの全押しに応じてメインメモリ２２に格納された画像データを、バスライン１４２を介して読み出して圧縮し、外部記録部２４の記録メディアに出力する。また、圧縮・伸長処理部１４３は、外部記録部２４の記録メディアに格納された画像データを読み出して伸長し、メインメモリ２２に格納する。
【００４４】
表示部１４７は、ＣＣＤ１４から周期的に得られる画像信号に基づいてデジタル信号処理部２０で生成されたカラー映像信号ＹＣを３色のＲＧＢ信号に変換して図示しないモニタに出力する。こうして、スルー画像がモニタに表示される。
【００４５】
ピーク数計数部1およびピーク位置検出部２の処理は後述する。
【００４６】
図２はカメラ１０で実行される撮影処理の流れを示す。この処理はＣＰＵ１００によって制御される。この処理は、特定のモードがカメラ操作部１０４から設定された場合に限り実行するようにしてもよい。また、この処理を規定するプログラムは、メインメモリ２２に記憶されている。
【００４７】
Ｓ１では、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが半押しされたか否かを判断する。レリーズボタンが半押しされたと判断された場合、Ｓ２に進む。
【００４８】
Ｓ２では、レンズ駆動部１１１を制御し、レンズ１２に含まれるフォーカスレンズの位置を初期位置に移動させる。
【００４９】
Ｓ３では、スルー画像を取得し、合焦評価値を算出する。合焦評価値の算出は、例えば、コントラストＡＦ方式では、レンズ１２を合焦のための動作範囲内（例えば、至近側から無限遠側まで）でステップ駆動により所定単位ずつ（例えば至近側から無限遠側までの動作範囲を５０の段階に等分割した場合の１単位）移動させ、所定単位ずつステップ駆動されるごとに画像データを取得し、取得された画像データのうち所定のエリア（例えば画面中心近傍の矩形領域や、顔検出領域）の画像データに基づいて被写体像の鮮鋭度を示す合焦評価値を算出する。
【００５０】
Ｓ４では、全てのフォーカスレンズ位置で合焦評価値を算出したか否かを判断する。全てのフォーカスレンズ位置で合焦評価値を算出していないと判断した場合、Ｓ５に進む。全てのフォーカスレンズ位置で合焦評価値を算出したと判断した場合、Ｓ６に進む。
【００５１】
Ｓ５では、フォーカスレンズの位置を未だ合焦評価値を算出していない位置に移動する。そして、Ｓ３に戻り、合焦評価値を算出する。
【００５２】
Ｓ６では、合焦位置検出部１５０は、算出した合焦評価値に基づいて、各レンズ位置と合焦評価値との関係を表す合焦曲線を求める。ピーク位置検出部２は、当該合焦曲線の極大点（ピーク）の位置を検出する。そして、ピーク数計数部1は、ピークの数を計数し、ピークが複数あるか否かを判断する。ピークが複数ある場合はＳ７、ピークが複数ない場合はＳ１０に進む。
【００５３】
Ｓ７では、ブラケット撮影条件を設定するサブルーチンを実施する。フォーカスブラケット撮影は、レンズ駆動部１１によって移動されるフォーカスレンズのピント位置を、最大ピークを中心として、所定ステップａ単位で前後にｓ段階（ｓは１以上の整数）ずつ移動させた位置に設定して撮影を繰り返すことである。ブラケット撮影条件は、所定ステップａの幅や、移動段階数ｓなどであり、ピークの状態に応じて設定される。ブラケット撮影条件設定サブルーチンの詳細は後述する。
【００５４】
Ｓ８では、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが全押しされたか否かを判断する。全押しされた場合はＳ９に進む。
【００５５】
Ｓ９では、Ｓ７で設定された条件に従ってフォーカスブラケット撮影を行う。フォーカスブラケット撮影は、複数のピークのうちの少なくとも１つについて行われる。例えば、ピークのうち最も広角側（至近側）にあるもの、あるいは、最も至近側から数えて所定個数（２つあるいは３つなど）までにある各ピークについて、あるいは全ピークについて、フォーカスブラケット撮影を行う。
【００５６】
Ｓ１０では、合焦曲線のピークに対応するレンズ位置にフォーカスレンズを移動する。
【００５７】
Ｓ１１では、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが全押しされたか否かを判断する。全押しされた場合はＳ１２に進む。
【００５８】
Ｓ１２では、撮影を行う。
【００５９】
図３は、本処理で撮影する被写体の例を示し、図４は各被写体に対応する合焦曲線の例を示す。
【００６０】
図３（Ａ）では、合焦評価値算出領域Ｚ内に、撮影者がピントを合わせたい主要被写体である人物と木の２つの被写体が存在する。図３（Ｂ）では、合焦評価値算出領域Ｚ内に、人物の被写体が存在する。図３（Ｃ）では、合焦評価値算出領域Ｚ内に、木の被写体が存在する。
【００６１】
図４に示すように、人物と木の２つの被写体が存在する場合、その合焦曲線Ａは、人物被写体の合焦曲線Ｂと木の被写体の合焦曲線Ｃが加算されものとなり、複数のピークＰＡ・ＰＣが存在する。人物のみが被写体の合焦曲線Ｂは１つのピークＰＢが存在し、木のみが被写体の合焦曲線Ｃは１つのピークＰＣが存在する。
【００６２】
合焦曲線ＡのピークＰＡは、合焦曲線Ｂの影響により、本来の人物被写体の合焦位置を示すピークＰＢとずれた位置になる。よって、ピークＰＡにフォーカスレンズ位置を設定して撮影を行っても、主要被写体たる人物にピントが合っておらず、撮影者は不快な思いをすることがある。
【００６３】
そこで、上記処理では、合焦曲線Ａのピークを計数し、複数のピークが存在する場合は、ピークのずれが生じたものとみなし、主要被写体の合焦位置に対応するピークＰＡの近傍でフォーカスブラケット撮影を行う。そうすると、本来のピークＰＢにより近いピント位置で撮影がされ、主要被写体に対する適切な合焦状態の画像を得ることができる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【００６５】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ピーク間距離算出部３が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。
【００６６】
ピーク間距離算出部３は、合焦曲線内に存在する複数のピーク間の距離Ｌｐを算出する。
【００６７】
また、ＣＰＵ１００の実行するプログラムの機能として、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａ、フォーカスレンズ制御部１００ｂが存在する。ピーク数計数部1、ピーク位置検出部２、ピーク間距離算出部３、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａ、フォーカスレンズ制御部１００ｂは、ワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００６８】
撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ピーク間距離算出部３の算出した距離Ｌｐに応じてフォーカスレンズの位置をフォーカスレンズ制御部１００ｂに設定する。フォーカスレンズ制御部１００ｂは、設定された位置にフォーカスレンズを移動させるようにレンズ駆動部１１１を制御する。
【００６９】
図６は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理の実施にあたり、ピーク数検出部１は、ピーク位置検出部２が複数のピークを検出したことに応じてスイッチ４をオンにし、ピーク位置検出部２が検出したピークの位置が、ピーク間距離算出部３に伝送される。
【００７０】
Ｓ２１では、複数ピークのうち、主要被写体の合焦位置に対応する合焦曲線のピークと、それ以外の被写体の合焦位置に対応する合焦曲線のピークとを識別する。以下、前者を主ピーク、後者を副ピークと呼ぶ。主ピークと副ピークの識別は任意である。例えば、コントラストＡＦにおける山登り方式で最初に検出されたピークを主ピークとする。あるいは、主要被写体が人物被写体である場合は、各種顔検出ＡＦ技術（例えば本出願人による特開２００７−２２６１４１号公報）を用いて得られた、顔の合焦位置と対応するピークを主ピークとする。あるいは人物撮影モードなどの所定の撮影モードが設定されており、主要被写体が最も近い位置に存在するとみなしうる場合は、最も至近側のピークを主ピークと識別したりする。
【００７１】
Ｓ２２では、ピーク間距離算出部３は、主ピークと副ピークの間の距離Ｌｐを算出する。副ピークが複数ある場合、主ピークに最も近い副ピークと主ピークとの距離をＬｐとする。これは、主ピークに最も近い副ピークが、主要被写体の本来のピークのずれに最も影響を与えると考えられるからである。さらに、主ピークに最も近い副ピークが複数あれば（主要被写体が前景と背景に挟まれ、副ピークが主ピークを境に至近側と無限遠側の双方にあるような場合）、どちらの距離もＬｐとなる。
【００７２】
Ｓ２３では、距離Ｌｐが、所定の閾値Ｌ１（例えば、合焦評価値算出時のレンズ駆動単位で３０ステップ分）以上であるか否かを判断する、Ｌｐ＞Ｌ１の場合はＳ２４、Ｌｐ≦Ｌ１の場合はＳ２５に進む。
【００７３】
Ｓ２４では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、フォーカスレンズの移動位置を主ピーク位置のみに設定する。
【００７４】
Ｓ２５では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、Ｌｐに応じてブラケット条件を設定する。例えば、図７に示すように、Ｌｐ＞Ｌ１の場合は駆動範囲は「１０」のレンズ位置のみとし、Ｌ１≧Ｌｐ＞Ｌ２（Ｌ２は閾値であり、例えば、合焦評価値算出時のレンズ駆動単位で２０ステップ分）の場合は駆動範囲は「９」〜「１１」のレンズ位置で３枚撮影することとし、Ｌ２≧Ｌｐの場合は駆動範囲は「７」〜「１３」のレンズ位置で７枚撮影することとする。つまり、ピーク間距離が短いほど、本来のピークのずれ量が大きいとみなし、駆動範囲と撮影枚数を多くとる。
【００７５】
図８および９は、合焦曲線Ａの主ピークと副ピークの距離Ｌｐと本来のピークの位置との関係を示す。図８では、人物と木が合焦評価値算出領域に存在するため（図３）、合焦曲線Ａに２つのピークＰＡ・ＰＣが現れており、それらの距離Ｌｐは比較的短い。
【００７６】
ピーク間の距離Ｌｐが短いと、それだけ、複数の被写体のコントラスト成分が干渉しあい、本来の合焦位置のずれが大きくなる。よってこの場合、フォーカスブラケット撮影をする。
【００７７】
図９では、人物と木が合焦評価値算出領域に存在し、合焦曲線Ａに２つのピークＰＡ・ＰＣが現れるが、両者の距離Ｌｐは長い。ピーク間の距離Ｌｐが長いと、それだけ、複数の被写体のコントラスト成分の干渉が小さく、本来のピークのずれも微小になる。よってこの場合、フォーカスブラケット撮影は行わない。こうすることで、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【００７８】
＜第３実施形態＞
図１０は第３実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【００７９】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ピーク相対位置算出部５が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。ピーク相対位置算出部５はワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００８０】
図１１は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理の実施にあたり、ピーク数計数部1は、ピーク位置検出部２が複数のピークを検出したことに応じてスイッチ４をオンにし、ピーク位置検出部２が検出したピークの位置が、ピーク相対位置算出部５に伝送される。
【００８１】
Ｓ３１では、ピーク相対位置算出部５は、主ピークと副ピークを識別する。
【００８２】
Ｓ３２では、ピーク相対位置算出部５は、主ピークと副ピークの相対的位置を算出する。つまり、主ピークが副ピークよりも至近側にあるか無限遠側にあるかを決める。
【００８３】
Ｓ３３では、主ピーク位置が副ピーク位置よりも至近側にあるか否かを判断する。主ピーク位置が副ピーク位置よりも至近側にある場合はＳ３４、主ピーク位置が副ピーク位置よりも無限遠側にある場合はＳ３５に進む。
【００８４】
Ｓ３４では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ブラケット条件におけるレンズ駆動範囲を、主ピーク位置よりも至近側に設定する。
【００８５】
Ｓ３５では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ブラケット条件におけるレンズ駆動範囲を、主ピーク位置よりも無限遠側に設定する。
【００８６】
なお、図示は省略するが、主ピークに最も近い副ピークが複数あり（主要被写体が前景背景に挟まれ、副ピークが主ピークを境に至近側と無限遠側の双方にあるような場合）、主ピーク位置が副ピーク位置よりも至近側にあるとも無限遠側にあるとも判定されない場合、レンズ駆動範囲は、主ピーク位置を中心にした無限遠側と至近側の両方に設定してもよい。
【００８７】
図１２は、合焦曲線Ａの主ピークと副ピークの相対位置と本来のピークの位置との関係を示す。主ピークが副ピークよりも至近側にあるということは、副ピークの焦点距離にある被写体が、主ピークの主要被写体よりも遠い場所にあり、その結果、両者の混在する合焦曲線の主ピークは、主要被写体のみの合焦曲線のピークよりも無限遠側にずれる。そこで上記処理では、そのずれ方向と反対の至近側に向けて（本来のピークに向けて）フォーカスブラケット撮影のレンズ駆動範囲を設定する。
【００８８】
一方、図示は省略するが、主ピークが副ピークよりも無限遠側にあるということは、副ピークの焦点距離にある被写体が、主ピークの主要被写体よりも近い場所にあり、その結果、両者の混在する合焦曲線の主ピークは、主要被写体のみの合焦曲線のピークよりも至近側にずれる。そこで上記処理では、そのずれ方向と反対の無限遠側に向けて（本来のピークに向けて）フォーカスブラケット撮影のレンズ駆動範囲を設定する。
【００８９】
このように、本来のピークがずれた方向にフォーカスブラケット撮影のレンズ駆動範囲を設定することで、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【００９０】
＜第４実施形態＞
図１３は第４実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【００９１】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ピーク幅算出部６が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。ピーク幅算出部６はワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００９２】
図１４は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理の実施にあたり、ピーク数計数部1は、ピーク位置検出部２が複数のピークを検出したことに応じてスイッチ４をオンにし、ピーク位置検出部２が検出したピークの位置が、ピーク幅算出部６に伝送される。
【００９３】
Ｓ４１では、ピーク幅算出部６は、主ピークと副ピークを識別する。
【００９４】
Ｓ４２では、ピーク幅算出部６は、副ピークを極大値とする副ピーク近傍の合焦曲線の幅（ピーク幅）を算出する。例えば副ピーク近傍の合焦曲線の半値半幅や半値全幅の８割などを求め、これをピーク幅ＰＷとする。あるいは、ピークを関数で近似し、その関数の微分係数によってピークの急激さを判定し、このピークの急激さをピーク幅の代わりに用いてもよい。ピークが急激であればピーク幅が短い場合、ピークが緩やかであればピーク幅が長い場合に相当する。あるいは、副ピーク近傍の曲線を正規分布で近似し、この尖度を求める。尖度が大きいと、裾の広がりが大きく、ピーク幅が長くなる。
【００９５】
Ｓ４３では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ピーク幅ＰＷに応じてブラケット条件を設定する。例えば、図１５に示すように、ＰＷ１≦ＰＷ＜ＰＷ２の場合、駆動範囲は「１０」〜「１１」とし、また、撮影枚数は「１０」「１１」位置での２枚とする。ＰＷ２≦ＰＷ＜ＰＷ３の場合、駆動範囲は「８」〜「１２」とし、撮影枚数は「８」「９」「１０」「１１」での５枚とする。ＰＷ３≦ＰＷの場合、駆動範囲は「７」〜「１５」とし、撮影枚数は「７」「８」「９」「１０」「１１」「１２」「１３」「１４」「１５」での９枚とする。つまり、ピーク幅が広いほど、駆動範囲と撮影枚数を多くとる。
【００９６】
ここで、ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３は閾値であり、例えば、ＰＷ１＝合焦評価値算出時のレンズ駆動単位で１０ステップ、ＰＷ２＝１５ステップ、ＰＷ３＝２０ステップである。
【００９７】
図１６および１７は、本処理におけるピーク幅と駆動範囲との関係を示す。
【００９８】
図１６に示すように、副ピーク近傍のピーク幅が広い場合、主要被写体の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響が大きい。そこで本処理では、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を広くとる。
【００９９】
一方、図１７に示すように、副ピーク近傍のピーク幅が狭い場合、主要被写体の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響が小さい。そこで本処理では、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を狭くとる。
【０１００】
このように、ブラケット条件を設定するにあたり、副ピークのピーク幅を考慮することで、主ピークの位置のずれを推測し、適切なフォーカスレンズの駆動位置あるいはブラケット撮影の枚数を設定するから、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【０１０１】
＜第５実施形態＞
第１〜４実施形態において、さらに、被写界深度に応じてレンズ駆動範囲やブラケット枚数を設定してもよい。
【０１０２】
図１８は第５実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【０１０３】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ズーム位置・絞り値取得部７が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。ズーム位置・絞り値取得部７はワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【０１０４】
図１９は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理は、第１〜４実施形態のブラケット条件設定サブルーチンの一部に組み込むことができる。
【０１０５】
Ｓ５１では、ズーム位置・絞り値取得部７は、現在のズームレンズの位置（焦点距離）ｆを取得する。
【０１０６】
Ｓ５２では、ズーム位置・絞り値取得部７は、絞り１３に設定されている現在の絞り値Ｆを取得する。
【０１０７】
Ｓ５３では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、焦点距離ｆと絞り値Ｆから被写界深度を算出する。そして、当該被写界深度に応じてブラケット条件を設定する。
【０１０８】
例えば図２０に示すように、被写界深度が浅い場合、レンズ駆動範囲は、「９」〜「１１」、撮影枚数は３枚と少なくとる。また、被写界深度が深い場合、レンズ駆動範囲は、「７」〜「１１」、撮影枚数は５枚と多くとる。これは、例えば、第３実施形態のＳ３４のように、至近側にレンズ駆動範囲が設定されている場合に、その駆動範囲やブラケット枚数をさらに限定する働きがある。
【０１０９】
図２１および図２２は、本処理における被写界深度と駆動範囲との関係を示す。
【０１１０】
図２１に示すように、被写界深度が深い場合、背景である木はピンボケを起こしていない。この場合、図２３に示すように、木のコントラスト成分が主要被写体である人物の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響は大きい。そこで本処理では、被写界深度が深い場合、レンズ駆動範囲を広くとる。なお、ステップ幅を広くとることで駆動範囲を広げてもよい。これは、被写界深度が深い場合、多少ステップ幅を広くとっても、ピントに与える影響は小さいからである。
【０１１１】
一方、図２２に示すように、被写界深度が浅い場合、背景である木はピンボケを起こす。この場合、図２４に示すように、木のコントラスト成分による合焦曲線が主要被写体である人物の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響は小さい。そこで本処理では、被写界深度が浅い場合、レンズ駆動範囲を狭くとり、撮影枚数を少なくとる。
【０１１２】
このように、ブラケット条件を設定するにあたり、被写界深度を考慮することで、適切なフォーカスレンズの駆動位置あるいはブラケット撮影の枚数を設定するから、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態に係る撮影処理のフローチャート
【図３】被写体像の一例を示す図
【図４】被写体像に応じた合焦曲線の一例を示す図
【図５】第２実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図６】第２実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図７】ピーク間距離とブラケット条件の設定例を示す図
【図８】合焦曲線のピーク間距離（短）を例示した図
【図９】合焦曲線のピーク間距離（長）を例示した図
【図１０】第３実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図１１】第３実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図１２】合焦曲線のピークのずれを例示した図
【図１３】第４実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図１４】第４実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図１５】ピーク幅とブラケット条件の設定例を示す図
【図１６】ピーク幅（大）と合焦曲線のピークのずれの関係を例示した図
【図１７】ピーク幅（小）と合焦曲線のピークのずれの関係を例示した図
【図１８】第５実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図１９】第５実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図２０】被写界深度とブラケット条件の設定例を示す図
【図２１】被写界深度が深い場合の被写体像の一例を示す図
【図２２】被写界深度が浅い場合の被写体像の一例を示す図
【図２３】被写界深度が深い場合の合焦曲線の一例を示す図
【図２４】被写界深度が浅い場合の合焦曲線の一例を示す図
【符号の説明】
【０１１４】
１：ピーク数検出部、２：ピーク位置検出部、３：ピーク間距離算出部、５：ピーク相対位置算出部、６：ピーク幅算出部、７：ズーム位置・絞り値取得部、１０：デジタルカメラ、１２：レンズ、１３：絞り、１４：ＣＣＤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動合焦機能を有する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、撮影範囲中に存在する複数の被写体をそれぞれ複数回合焦させるためにレンズ群又はＣＣＤの撮像面の複数の移動位置が測定可能なフォーカス位置情報測定手段を設け、測定手段により測定された各フォーカス位置にレンズ群又はＣＣＤの撮像面を順次移動させるＡＦモータと、レンズ群又はＣＣＤ撮像面が各フォーカス位置に移動するごとに撮影する撮影手段とを備える。
【０００３】
特許文献２では、多点測距手段と、自動焦点調節手段と、連続撮影手段とを備えたカメラにおいて、上記多点測距手段により測定された複数の測距データの内、２以上の各測距データに基づいて上記自動焦点調節手段および上記連続撮影手段を駆動してブラケット撮影を実行するブラケット制御手段を備える。
【特許文献１】特開２００１−１１６９７９号公報
【特許文献２】特開平７−３１８７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタルカメラなどの自動合焦機能の備わった撮像装置において、ある被写体を撮影する際、合焦を評価する画像領域内に複数の被写体が写っていた場合、撮影者がフォーカスを合わせたい主要被写体にフォーカスが合いにくい場合がある。このように自動合焦が撮影者の意図した通りに動作しにくいシーンでの撮影時に、得られた画像が適切な合焦状態になっておらず、撮影者は不快な思いをすることがあった。
【０００５】
この点、特許文献１の発明では、複数の被写体のそれぞれにフォーカスを合わせ、それぞれのフォーカス位置で撮影を行うことで、撮影者が意図した合焦状態の画像を得ることができるとする。しかしながら、合焦を評価する画像領域内に、複数の被写体が混在する状況においては、それぞれの被写体の高周波成分がお互いに影響しあうため、自動合焦の結果得られた合焦位置が必ずしも最適であるとは限らない。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みて創案されたものであり、自動合焦による合焦結果が適切でない場合においても撮影者の意図する合焦状態にある画像を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系と、撮像光学系を駆動して焦点位置を変化させる駆動部と、結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力する撮像部と、出力された画像信号に基づいて画像データを生成する生成部と、撮影準備操作に応じて駆動部により撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに生成される画像データから合焦評価値を算出する合焦評価値算出部と、合焦評価値算出部の算出した合焦評価値から極大値を検出する極大値検出部と、極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出する合焦位置検出部と、撮影操作に応じて駆動部および撮像部を制御し、撮像光学系の焦点位置を変化させながら画像データの生成を繰り返すフォーカスブラケット撮影を実施する撮像制御部と、極大値検出部が検出した極大値の個数を検出するピーク数検出部と、ピーク数検出部が複数の極大値を検出した場合、複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定する条件設定部と、を備え、撮像制御部は、条件設定部の設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施する。
【０００８】
この発明によると、合焦評価値の極大値が複数ある場合、複数の被写体の存在により、主要被写体の合焦位置を示す極大点が、本来の合焦位置からずれていると想定される。そこで本発明は、この場合、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。
【０００９】
極大値に対応する撮像光学系の焦点位置であるピーク位置を検出するピーク位置検出部をさらに備えてもよい。
【００１０】
主要被写体の合焦位置と主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との間の距離を算出するピーク間距離算出部をさらに備え、条件設定部は、ピーク間距離算出部の算出した距離に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定してもよい。
【００１１】
主要被写体の合焦位置と他のピーク位置との間の距離が短いと、それだけ、主要被写体の合焦位置を示す極大点が、本来の合焦位置からずれると想定される。そこで、その距離に応じて、適切なフォーカスブラケット撮影実施条件をする。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。
【００１２】
条件設定部は、距離に応じて撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定してもよい。
【００１３】
条件設定部は、距離が所定の閾値を上回る場合、主要被写体の合焦位置のみを撮像光学系の駆動範囲に設定してもよい。
【００１４】
つまり、当該距離が長ければ、主要被写体の合焦位置の本来の合焦位置からのずれは小さく、主要被写体の合焦位置だけで撮像を実施しても、ピンボケのない画像が得られるから、無駄なフォーカスブラケット撮影を防げる。
【００１５】
条件設定部は、主要被写体の合焦位置と主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との相対的位置関係を検出するピーク相対位置検出部をさらに備え、ピーク相対位置検出部の検出した相対的位置関係に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定してもよい。
【００１６】
条件設定部は、主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも至近側に存在する場合、撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも至近側に設定するとよい。
【００１７】
主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも至近側に存在する場合、主要被写体の合焦位置は、本来の合焦位置から無限遠側にずれていると想定される。そこで本発明は、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも至近側に設定する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。また、適切なフォーカスブラケット条件を設定し、無駄に撮影回数が増えることを防げる。
【００１８】
条件設定部は、主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも無限遠側に存在する場合、撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも無限遠側に設定するとよい。
【００１９】
主要被写体の合焦位置が主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも無限遠側に存在する場合、主要被写体の合焦位置は、本来の合焦位置から至近側にずれていると想定される。そこで本発明は、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を主要被写体の合焦位置よりも無限遠側に設定する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。また、適切なフォーカスブラケット条件を設定し、無駄に撮影回数が増えることを防げる。
【００２０】
主要被写体の合焦位置以外のピーク位置近傍の合焦曲線の幅を算出するピーク幅算出部をさらに備え、条件設定部は、ピーク幅算出部の算出した幅に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するとよい。
【００２１】
主要被写体の合焦位置以外のピーク位置近傍の合焦曲線の幅が大きいと、それだけ主要被写体の合焦位置のずれに与える影響が大きい。そこで本発明は、当該幅に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。また、適切なフォーカスブラケット条件を設定し、無駄に撮影回数が増えることを防げる。
【００２２】
条件設定部は、幅に応じて撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定する。
【００２３】
被写界深度を算出する被写界深度算出部をさらに備え、条件設定部は、被写界深度算出部の算出した被写界深度に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するとよい。
【００２４】
つまり、被写界深度が浅い場合にはフォーカスブラケット撮影の駆動範囲を狭めることで、撮影回数と画像処理時間を縮減できる。
【００２５】
本発明に係る撮像方法は、撮影準備操作に応じて、被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに、結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力するステップと、出力された画像信号に基づいて画像データを生成するステップと、画像データから合焦評価値を算出するステップと、合焦評価値から極大値を検出するステップと、極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出するステップと、検出した極大値の個数を検出するステップと、複数の極大値が検出された場合、複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するステップと、撮影操作に応じて、設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施するステップと、を含む。
【００２６】
上記の撮像方法をコンピュータに実行させるための撮像プログラムも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００２７】
合焦評価値の極大値が複数ある場合、複数の被写体の存在により、主要被写体の合焦位置を示す極大点が、本来の合焦位置からずれていると想定される。そこで、本発明では、この場合、少なくとも主要被写体の合焦位置の近傍でフォーカスブラケット撮影を実施する。これにより、主要被写体にピンぼけのない、最適な合焦状態にある画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１はデジタルカメラの構成を示したブロック図である。デジタルカメラ１０は、レンズ１２、絞り１３、ＣＣＤ撮像素子１４、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１６、垂直駆動回路（Ｖドライバ）１３６、デジタル信号処理部２０、メインメモリ２２、ＣＰＵ１００を備えている。ＣＰＵ１００は、このカメラ１０全体の制御を行なう。
【００２９】
ＣＣＤ撮像素子１４から出力された被写体のアナログ画像信号は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１６に送られる。ＡＦＥ１６は、ＣＣＤ撮像素子１４の出力信号を後段のデジタル信号処理部２０での処理に適した信号形態に変換する前処理を行う信号処理部であり、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理、色分離、ゲイン調整などを行うとともに、アナログ画像信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号処理部２０に出力する。
【００３０】
ＣＣＤ撮像素子１４の詳細な構造は図示しないが、ＣＣＤ撮像素子１４は、入射光量に応じた電荷量の信号電荷を蓄積する多数のフォトダイオード（光電変換素子）が２次元的に配列されるとともに、各フォトダイオードに蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送ＣＣＤ（Ｖ−ＣＣＤ）と、垂直転送ＣＣＤで転送された信号電荷を１ラインごとに水平方向に転送する水平転送ＣＣＤ（Ｈ−ＣＣＤ）と、を備えている。また、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配置されている。
【００３１】
垂直駆動回路１３６は、ＣＣＤ１４を駆動するための垂直同期信号ＶＤ，高速掃き出しパルスＰを含む駆動信号を出力する。垂直駆動回路１３６には、ＣＰＵ１００からの制御信号が入力され、この制御信号に応じて駆動する。
【００３２】
レンズ１２とＣＣＤ１４との間には、赤外線カットフィルタ１８が配置されている。この赤外線カットフィルタ１８は、ＣＣＤ１４への赤外線の入射を遮断する。
【００３３】
更に赤外線カットフィルタ１８の後方には、モアレの発生を防止するために光の高周波成分を除去する光学ローパスフィルタ１９が配置されている。
【００３４】
レンズ１２は、ズーミングや焦点調整を行うレンズ駆動回路１１１により駆動される。絞り１３は、絞り調整を行う絞り駆動回路１１２により開閉駆動される。
【００３５】
積算部１５１は、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが半押しされると、ＣＣＤ１４によって周期的（１／30秒から１／60秒ごと）に得られる画像データ（スルー画像）に基づいて被写体の明るさの測光（ＥＶ値の算出）を行う。
【００３６】
即ち、積算部１５１は、デジタル信号処理部２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データを積算し、その積算値をＣＰＵ１００に提供する。ＣＰＵ１００は、積算部１５１から入力する積算値に基づいて被写体の平均的な明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（ＥＶ値）を算出する。
【００３７】
そして、ＣＰＵ１００は、得られたＥＶ値に基づいて絞り１３の絞り値（Ｆ値）及びＣＣＤ１４の電子シャッタ（シャッタスピード）を含む露出値を所定のプログラム線図にしたがって決定する。
【００３８】
レリーズボタンが全押しされると、記録用の画像データ取得が開始される。ＣＰＵ１００は、その決定した絞り値に基づいて絞り１３１を駆動し、絞り１３１の開口径を制御するとともに、決定したシャッタスピードに基づき、垂直駆動回路１３６を介してＣＣＤ１４での電荷蓄積時間を制御する（ＡＥ動作）。なおＣＰＵ１００は、必要に応じて閃光発光用の発光部１０１を発光させる。
【００３９】
ＡＥ動作は、絞り優先ＡＥ，シャッタ速度優先ＡＥ，プログラムＡＥなどがあるが、いずれにおいても、被写体輝度を測定し、この被写体輝度の測光値に基づいて決められた露出値、すなわち絞り値とシャッタスピードとの組み合わせで撮影を行うことにより、適正な露光量で撮像されるように制御しており、面倒な露出決定の手間を省くことができる。
【００４０】
合焦位置検出部１５０は、レリーズボタンの半押しに応じ、デジタル信号処理部２０の画像データから、ＣＰＵ１００により選定された検出範囲に対応する画像データを抽出する。焦点位置を検出する方法は、合焦位置で画像データの高周波成分が最大振幅になるという特徴を利用して行う。合焦位置検出部１５０は、抽出された画像データの高周波成分を１フィールド期間積分することにより、振幅値を算出する。合焦位置検出部１５０は、ＣＰＵ１００がレンズ駆動部１１１を駆動制御してレンズ１２を可動範囲内、即ち無限遠側の端点（ＩＮＦ点）から至近側の端点（ＮＥＡＲ点）の間で移動させている間に順次振幅値の計算を実行し、最大振幅を検出した時に検出値をＣＰＵ１００に送信する。
【００４１】
ＣＰＵ１００は、この検出値を取得して対応する合焦位置に、レンズ１２を移動させるようにレンズ駆動部１１１に指令を出す。レンズ駆動部１１１は、ＣＰＵ１００の指令に応じてレンズ１２に含まれるフォーカスレンズを合焦位置に移動させる（ＡＦ動作）。
【００４２】
ＣＰＵ１００は、カメラ操作部１０４のレリーズボタンと接続されており、ユーザによりレリーズボタンが半押しされた時に、この合焦位置の検出が行われる。また、ＣＰＵ１００には、レンズ駆動部１１１が接続されており、カメラ操作部１０４のズームスイッチによってユーザからのＴＥＬＥ方向又はＷＩＤＥ方向へのズームの指令を取得した場合に、レンズ駆動部１１１を駆動させることにより、レンズ１２に含まれるズームレンズをＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で移動させる。
【００４３】
圧縮・伸長処理部１４３は、レリーズボタンの全押しに応じてメインメモリ２２に格納された画像データを、バスライン１４２を介して読み出して圧縮し、外部記録部２４の記録メディアに出力する。また、圧縮・伸長処理部１４３は、外部記録部２４の記録メディアに格納された画像データを読み出して伸長し、メインメモリ２２に格納する。
【００４４】
表示部１４７は、ＣＣＤ１４から周期的に得られる画像信号に基づいてデジタル信号処理部２０で生成されたカラー映像信号ＹＣを３色のＲＧＢ信号に変換して図示しないモニタに出力する。こうして、スルー画像がモニタに表示される。
【００４５】
ピーク数計数部1およびピーク位置検出部２の処理は後述する。
【００４６】
図２はカメラ１０で実行される撮影処理の流れを示す。この処理はＣＰＵ１００によって制御される。この処理は、特定のモードがカメラ操作部１０４から設定された場合に限り実行するようにしてもよい。また、この処理を規定するプログラムは、メインメモリ２２に記憶されている。
【００４７】
Ｓ１では、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが半押しされたか否かを判断する。レリーズボタンが半押しされたと判断された場合、Ｓ２に進む。
【００４８】
Ｓ２では、レンズ駆動部１１１を制御し、レンズ１２に含まれるフォーカスレンズの位置を初期位置に移動させる。
【００４９】
Ｓ３では、スルー画像を取得し、合焦評価値を算出する。合焦評価値の算出は、例えば、コントラストＡＦ方式では、レンズ１２を合焦のための動作範囲内（例えば、至近側から無限遠側まで）でステップ駆動により所定単位ずつ（例えば至近側から無限遠側までの動作範囲を５０の段階に等分割した場合の１単位）移動させ、所定単位ずつステップ駆動されるごとに画像データを取得し、取得された画像データのうち所定のエリア（例えば画面中心近傍の矩形領域や、顔検出領域）の画像データに基づいて被写体像の鮮鋭度を示す合焦評価値を算出する。
【００５０】
Ｓ４では、全てのフォーカスレンズ位置で合焦評価値を算出したか否かを判断する。全てのフォーカスレンズ位置で合焦評価値を算出していないと判断した場合、Ｓ５に進む。全てのフォーカスレンズ位置で合焦評価値を算出したと判断した場合、Ｓ６に進む。
【００５１】
Ｓ５では、フォーカスレンズの位置を未だ合焦評価値を算出していない位置に移動する。そして、Ｓ３に戻り、合焦評価値を算出する。
【００５２】
Ｓ６では、合焦位置検出部１５０は、算出した合焦評価値に基づいて、各レンズ位置と合焦評価値との関係を表す合焦曲線を求める。ピーク位置検出部２は、当該合焦曲線の極大点（ピーク）の位置を検出する。そして、ピーク数計数部1は、ピークの数を計数し、ピークが複数あるか否かを判断する。ピークが複数ある場合はＳ７、ピークが複数ない場合はＳ１０に進む。
【００５３】
Ｓ７では、ブラケット撮影条件を設定するサブルーチンを実施する。フォーカスブラケット撮影は、レンズ駆動部１１によって移動されるフォーカスレンズのピント位置を、最大ピークを中心として、所定ステップａ単位で前後にｓ段階（ｓは１以上の整数）ずつ移動させた位置に設定して撮影を繰り返すことである。ブラケット撮影条件は、所定ステップａの幅や、移動段階数ｓなどであり、ピークの状態に応じて設定される。ブラケット撮影条件設定サブルーチンの詳細は後述する。
【００５４】
Ｓ８では、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが全押しされたか否かを判断する。全押しされた場合はＳ９に進む。
【００５５】
Ｓ９では、Ｓ７で設定された条件に従ってフォーカスブラケット撮影を行う。フォーカスブラケット撮影は、複数のピークのうちの少なくとも１つについて行われる。例えば、ピークのうち最も広角側（至近側）にあるもの、あるいは、最も至近側から数えて所定個数（２つあるいは３つなど）までにある各ピークについて、あるいは全ピークについて、フォーカスブラケット撮影を行う。
【００５６】
Ｓ１０では、合焦曲線のピークに対応するレンズ位置にフォーカスレンズを移動する。
【００５７】
Ｓ１１では、カメラ操作部１０４のレリーズボタンが全押しされたか否かを判断する。全押しされた場合はＳ１２に進む。
【００５８】
Ｓ１２では、撮影を行う。
【００５９】
図３は、本処理で撮影する被写体の例を示し、図４は各被写体に対応する合焦曲線の例を示す。
【００６０】
図３（Ａ）では、合焦評価値算出領域Ｚ内に、撮影者がピントを合わせたい主要被写体である人物と木の２つの被写体が存在する。図３（Ｂ）では、合焦評価値算出領域Ｚ内に、人物の被写体が存在する。図３（Ｃ）では、合焦評価値算出領域Ｚ内に、木の被写体が存在する。
【００６１】
図４に示すように、人物と木の２つの被写体が存在する場合、その合焦曲線Ａは、人物被写体の合焦曲線Ｂと木の被写体の合焦曲線Ｃが加算されものとなり、複数のピークＰＡ・ＰＣが存在する。人物のみが被写体の合焦曲線Ｂは１つのピークＰＢが存在し、木のみが被写体の合焦曲線Ｃは１つのピークＰＣが存在する。
【００６２】
合焦曲線ＡのピークＰＡは、合焦曲線Ｂの影響により、本来の人物被写体の合焦位置を示すピークＰＢとずれた位置になる。よって、ピークＰＡにフォーカスレンズ位置を設定して撮影を行っても、主要被写体たる人物にピントが合っておらず、撮影者は不快な思いをすることがある。
【００６３】
そこで、上記処理では、合焦曲線Ａのピークを計数し、複数のピークが存在する場合は、ピークのずれが生じたものとみなし、主要被写体の合焦位置に対応するピークＰＡの近傍でフォーカスブラケット撮影を行う。そうすると、本来のピークＰＢにより近いピント位置で撮影がされ、主要被写体に対する適切な合焦状態の画像を得ることができる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【００６５】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ピーク間距離算出部３が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。
【００６６】
ピーク間距離算出部３は、合焦曲線内に存在する複数のピーク間の距離Ｌｐを算出する。
【００６７】
また、ＣＰＵ１００の実行するプログラムの機能として、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａ、フォーカスレンズ制御部１００ｂが存在する。ピーク数計数部1、ピーク位置検出部２、ピーク間距離算出部３、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａ、フォーカスレンズ制御部１００ｂは、ワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００６８】
撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ピーク間距離算出部３の算出した距離Ｌｐに応じてフォーカスレンズの位置をフォーカスレンズ制御部１００ｂに設定する。フォーカスレンズ制御部１００ｂは、設定された位置にフォーカスレンズを移動させるようにレンズ駆動部１１１を制御する。
【００６９】
図６は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理の実施にあたり、ピーク数検出部１は、ピーク位置検出部２が複数のピークを検出したことに応じてスイッチ４をオンにし、ピーク位置検出部２が検出したピークの位置が、ピーク間距離算出部３に伝送される。
【００７０】
Ｓ２１では、複数ピークのうち、主要被写体の合焦位置に対応する合焦曲線のピークと、それ以外の被写体の合焦位置に対応する合焦曲線のピークとを識別する。以下、前者を主ピーク、後者を副ピークと呼ぶ。主ピークと副ピークの識別は任意である。例えば、コントラストＡＦにおける山登り方式で最初に検出されたピークを主ピークとする。あるいは、主要被写体が人物被写体である場合は、各種顔検出ＡＦ技術（例えば本出願人による特開２００７−２２６１４１号公報）を用いて得られた、顔の合焦位置と対応するピークを主ピークとする。あるいは人物撮影モードなどの所定の撮影モードが設定されており、主要被写体が最も近い位置に存在するとみなしうる場合は、最も至近側のピークを主ピークと識別したりする。
【００７１】
Ｓ２２では、ピーク間距離算出部３は、主ピークと副ピークの間の距離Ｌｐを算出する。副ピークが複数ある場合、主ピークに最も近い副ピークと主ピークとの距離をＬｐとする。これは、主ピークに最も近い副ピークが、主要被写体の本来のピークのずれに最も影響を与えると考えられるからである。さらに、主ピークに最も近い副ピークが複数あれば（主要被写体が前景と背景に挟まれ、副ピークが主ピークを境に至近側と無限遠側の双方にあるような場合）、どちらの距離もＬｐとなる。
【００７２】
Ｓ２３では、距離Ｌｐが、所定の閾値Ｌ１（例えば、合焦評価値算出時のレンズ駆動単位で３０ステップ分）以上であるか否かを判断する、Ｌｐ＞Ｌ１の場合はＳ２４、Ｌｐ≦Ｌ１の場合はＳ２５に進む。
【００７３】
Ｓ２４では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、フォーカスレンズの移動位置を主ピーク位置のみに設定する。
【００７４】
Ｓ２５では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、Ｌｐに応じてブラケット条件を設定する。例えば、図７に示すように、Ｌｐ＞Ｌ１の場合は駆動範囲は「１０」のレンズ位置のみとし、Ｌ１≧Ｌｐ＞Ｌ２（Ｌ２は閾値であり、例えば、合焦評価値算出時のレンズ駆動単位で２０ステップ分）の場合は駆動範囲は「９」〜「１１」のレンズ位置で３枚撮影することとし、Ｌ２≧Ｌｐの場合は駆動範囲は「７」〜「１３」のレンズ位置で７枚撮影することとする。つまり、ピーク間距離が短いほど、本来のピークのずれ量が大きいとみなし、駆動範囲と撮影枚数を多くとる。
【００７５】
図８および９は、合焦曲線Ａの主ピークと副ピークの距離Ｌｐと本来のピークの位置との関係を示す。図８では、人物と木が合焦評価値算出領域に存在するため（図３）、合焦曲線Ａに２つのピークＰＡ・ＰＣが現れており、それらの距離Ｌｐは比較的短い。
【００７６】
ピーク間の距離Ｌｐが短いと、それだけ、複数の被写体のコントラスト成分が干渉しあい、本来の合焦位置のずれが大きくなる。よってこの場合、フォーカスブラケット撮影をする。
【００７７】
図９では、人物と木が合焦評価値算出領域に存在し、合焦曲線Ａに２つのピークＰＡ・ＰＣが現れるが、両者の距離Ｌｐは長い。ピーク間の距離Ｌｐが長いと、それだけ、複数の被写体のコントラスト成分の干渉が小さく、本来のピークのずれも微小になる。よってこの場合、フォーカスブラケット撮影は行わない。こうすることで、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【００７８】
＜第３実施形態＞
図１０は第３実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【００７９】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ピーク相対位置算出部５が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。ピーク相対位置算出部５はワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００８０】
図１１は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理の実施にあたり、ピーク数計数部1は、ピーク位置検出部２が複数のピークを検出したことに応じてスイッチ４をオンにし、ピーク位置検出部２が検出したピークの位置が、ピーク相対位置算出部５に伝送される。
【００８１】
Ｓ３１では、ピーク相対位置算出部５は、主ピークと副ピークを識別する。
【００８２】
Ｓ３２では、ピーク相対位置算出部５は、主ピークと副ピークの相対的位置を算出する。つまり、主ピークが副ピークよりも至近側にあるか無限遠側にあるかを決める。
【００８３】
Ｓ３３では、主ピーク位置が副ピーク位置よりも至近側にあるか否かを判断する。主ピーク位置が副ピーク位置よりも至近側にある場合はＳ３４、主ピーク位置が副ピーク位置よりも無限遠側にある場合はＳ３５に進む。
【００８４】
Ｓ３４では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ブラケット条件におけるレンズ駆動範囲を、主ピーク位置よりも至近側に設定する。
【００８５】
Ｓ３５では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ブラケット条件におけるレンズ駆動範囲を、主ピーク位置よりも無限遠側に設定する。
【００８６】
なお、図示は省略するが、主ピークに最も近い副ピークが複数あり（主要被写体が前景背景に挟まれ、副ピークが主ピークを境に至近側と無限遠側の双方にあるような場合）、主ピーク位置が副ピーク位置よりも至近側にあるとも無限遠側にあるとも判定されない場合、レンズ駆動範囲は、主ピーク位置を中心にした無限遠側と至近側の両方に設定してもよい。
【００８７】
図１２は、合焦曲線Ａの主ピークと副ピークの相対位置と本来のピークの位置との関係を示す。主ピークが副ピークよりも至近側にあるということは、副ピークの焦点距離にある被写体が、主ピークの主要被写体よりも遠い場所にあり、その結果、両者の混在する合焦曲線の主ピークは、主要被写体のみの合焦曲線のピークよりも無限遠側にずれる。そこで上記処理では、そのずれ方向と反対の至近側に向けて（本来のピークに向けて）フォーカスブラケット撮影のレンズ駆動範囲を設定する。
【００８８】
一方、図示は省略するが、主ピークが副ピークよりも無限遠側にあるということは、副ピークの焦点距離にある被写体が、主ピークの主要被写体よりも近い場所にあり、その結果、両者の混在する合焦曲線の主ピークは、主要被写体のみの合焦曲線のピークよりも至近側にずれる。そこで上記処理では、そのずれ方向と反対の無限遠側に向けて（本来のピークに向けて）フォーカスブラケット撮影のレンズ駆動範囲を設定する。
【００８９】
このように、本来のピークがずれた方向にフォーカスブラケット撮影のレンズ駆動範囲を設定することで、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【００９０】
＜第４実施形態＞
図１３は第４実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【００９１】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ピーク幅算出部６が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。ピーク幅算出部６はワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【００９２】
図１４は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理の実施にあたり、ピーク数計数部1は、ピーク位置検出部２が複数のピークを検出したことに応じてスイッチ４をオンにし、ピーク位置検出部２が検出したピークの位置が、ピーク幅算出部６に伝送される。
【００９３】
Ｓ４１では、ピーク幅算出部６は、主ピークと副ピークを識別する。
【００９４】
Ｓ４２では、ピーク幅算出部６は、副ピークを極大値とする副ピーク近傍の合焦曲線の幅（ピーク幅）を算出する。例えば副ピーク近傍の合焦曲線の半値半幅や半値全幅の８割などを求め、これをピーク幅ＰＷとする。あるいは、ピークを関数で近似し、その関数の微分係数によってピークの急激さを判定し、このピークの急激さをピーク幅の代わりに用いてもよい。ピークが急激であればピーク幅が短い場合、ピークが緩やかであればピーク幅が長い場合に相当する。あるいは、副ピーク近傍の曲線を正規分布で近似し、この尖度を求める。尖度が大きいと、裾の広がりが大きく、ピーク幅が長くなる。
【００９５】
Ｓ４３では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、ピーク幅ＰＷに応じてブラケット条件を設定する。例えば、図１５に示すように、ＰＷ１≦ＰＷ＜ＰＷ２の場合、駆動範囲は「１０」〜「１１」とし、また、撮影枚数は「１０」「１１」位置での２枚とする。ＰＷ２≦ＰＷ＜ＰＷ３の場合、駆動範囲は「８」〜「１２」とし、撮影枚数は「８」「９」「１０」「１１」での５枚とする。ＰＷ３≦ＰＷの場合、駆動範囲は「７」〜「１５」とし、撮影枚数は「７」「８」「９」「１０」「１１」「１２」「１３」「１４」「１５」での９枚とする。つまり、ピーク幅が広いほど、駆動範囲と撮影枚数を多くとる。
【００９６】
ここで、ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３は閾値であり、例えば、ＰＷ１＝合焦評価値算出時のレンズ駆動単位で１０ステップ、ＰＷ２＝１５ステップ、ＰＷ３＝２０ステップである。
【００９７】
図１６および１７は、本処理におけるピーク幅と駆動範囲との関係を示す。
【００９８】
図１６に示すように、副ピーク近傍のピーク幅が広い場合、主要被写体の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響が大きい。そこで本処理では、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を広くとる。
【００９９】
一方、図１７に示すように、副ピーク近傍のピーク幅が狭い場合、主要被写体の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響が小さい。そこで本処理では、フォーカスブラケット撮影の駆動範囲を狭くとる。
【０１００】
このように、ブラケット条件を設定するにあたり、副ピークのピーク幅を考慮することで、主ピークの位置のずれを推測し、適切なフォーカスレンズの駆動位置あるいはブラケット撮影の枚数を設定するから、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【０１０１】
＜第５実施形態＞
第１〜４実施形態において、さらに、被写界深度に応じてレンズ駆動範囲やブラケット枚数を設定してもよい。
【０１０２】
図１８は第５実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す。
【０１０３】
ピーク位置検出部２とＣＰＵ１００とを接続するデータ転送ラインの間には、スイッチ４があり、その下流側には、ズーム位置・絞り値取得部７が配置されている。スイッチ４のオンオフは、ピーク数計数部1によって制御される。ズーム位置・絞り値取得部７はワンチップマイコンなどで構成されていてもよい。
【０１０４】
図１９は、本実施形態のカメラ１０で実施されるブラケット条件設定サブルーチン（Ｓ７）の詳細を示す。この処理は、第１〜４実施形態のブラケット条件設定サブルーチンの一部に組み込むことができる。
【０１０５】
Ｓ５１では、ズーム位置・絞り値取得部７は、現在のズームレンズの位置（焦点距離）ｆを取得する。
【０１０６】
Ｓ５２では、ズーム位置・絞り値取得部７は、絞り１３に設定されている現在の絞り値Ｆを取得する。
【０１０７】
Ｓ５３では、撮影フォーカスレンズ位置設定部１００ａは、焦点距離ｆと絞り値Ｆから被写界深度を算出する。そして、当該被写界深度に応じてブラケット条件を設定する。
【０１０８】
例えば図２０に示すように、被写界深度が浅い場合、レンズ駆動範囲は、「９」〜「１１」、撮影枚数は３枚と少なくとる。また、被写界深度が深い場合、レンズ駆動範囲は、「７」〜「１１」、撮影枚数は５枚と多くとる。これは、例えば、第３実施形態のＳ３４のように、至近側にレンズ駆動範囲が設定されている場合に、その駆動範囲やブラケット枚数をさらに限定する働きがある。
【０１０９】
図２１および図２２は、本処理における被写界深度と駆動範囲との関係を示す。
【０１１０】
図２１に示すように、被写界深度が深い場合、背景である木はピンボケを起こしていない。この場合、図２３に示すように、木のコントラスト成分が主要被写体である人物の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響は大きい。そこで本処理では、被写界深度が深い場合、レンズ駆動範囲を広くとる。なお、ステップ幅を広くとることで駆動範囲を広げてもよい。これは、被写界深度が深い場合、多少ステップ幅を広くとっても、ピントに与える影響は小さいからである。
【０１１１】
一方、図２２に示すように、被写界深度が浅い場合、背景である木はピンボケを起こす。この場合、図２４に示すように、木のコントラスト成分による合焦曲線が主要被写体である人物の合焦位置を示すピーク位置のずれに与える影響は小さい。そこで本処理では、被写界深度が浅い場合、レンズ駆動範囲を狭くとり、撮影枚数を少なくとる。
【０１１２】
このように、ブラケット条件を設定するにあたり、被写界深度を考慮することで、適切なフォーカスレンズの駆動位置あるいはブラケット撮影の枚数を設定するから、無駄なくブラケット撮影ができ、撮影時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態に係る撮影処理のフローチャート
【図３】被写体像の一例を示す図
【図４】被写体像に応じた合焦曲線の一例を示す図
【図５】第２実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図６】第２実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図７】ピーク間距離とブラケット条件の設定例を示す図
【図８】合焦曲線のピーク間距離（短）を例示した図
【図９】合焦曲線のピーク間距離（長）を例示した図
【図１０】第３実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図１１】第３実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図１２】合焦曲線のピークのずれを例示した図
【図１３】第４実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図１４】第４実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図１５】ピーク幅とブラケット条件の設定例を示す図
【図１６】ピーク幅（大）と合焦曲線のピークのずれの関係を例示した図
【図１７】ピーク幅（小）と合焦曲線のピークのずれの関係を例示した図
【図１８】第５実施形態に係るデジタルカメラの要部構成を示す図
【図１９】第５実施形態に係るブラケット条件設定サブルーチンのフローチャート
【図２０】被写界深度とブラケット条件の設定例を示す図
【図２１】被写界深度が深い場合の被写体像の一例を示す図
【図２２】被写界深度が浅い場合の被写体像の一例を示す図
【図２３】被写界深度が深い場合の合焦曲線の一例を示す図
【図２４】被写界深度が浅い場合の合焦曲線の一例を示す図
【符号の説明】
【０１１４】
１：ピーク数検出部、２：ピーク位置検出部、３：ピーク間距離算出部、５：ピーク相対位置算出部、６：ピーク幅算出部、７：ズーム位置・絞り値取得部、１０：デジタルカメラ、１２：レンズ、１３：絞り、１４：ＣＣＤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系と、
前記撮像光学系を駆動して焦点位置を変化させる駆動部と、
前記結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力する撮像部と、
前記出力された画像信号に基づいて画像データを生成する生成部と、
撮影準備操作に応じて前記駆動部により前記撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに生成される画像データから合焦評価値を算出する合焦評価値算出部と、
前記合焦評価値算出部の算出した合焦評価値から極大値を検出する極大値検出部と、
前記極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出する合焦位置検出部と、
撮影操作に応じて前記駆動部および前記撮像部を制御し、前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら画像データの生成を繰り返すフォーカスブラケット撮影を実施する撮像制御部と、
前記極大値検出部が検出した極大値の個数を検出するピーク数検出部と、
前記ピーク数検出部が複数の極大値を検出した場合、前記複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定する条件設定部と、を備え、
前記撮像制御部は、前記条件設定部の設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも前記主要被写体の合焦位置の近傍で前記フォーカスブラケット撮影を実施する撮像装置。
【請求項２】
前記極大値に対応する前記撮像光学系の焦点位置であるピーク位置を検出するピーク位置検出部をさらに備えた請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記主要被写体の合焦位置と前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との間の距離を算出するピーク間距離算出部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記ピーク間距離算出部の算出した距離に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記条件設定部は、前記距離に応じて前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および前記生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記条件設定部は、前記距離が所定の閾値を上回る場合、前記主要被写体の合焦位置のみを前記撮像光学系の駆動範囲に設定する請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記条件設定部は、前記主要被写体の合焦位置と前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との相対的位置関係を検出するピーク相対位置検出部をさらに備え、
前記ピーク相対位置検出部の検出した相対的位置関係に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記条件設定部は、前記主要被写体の合焦位置が前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも至近側に存在する場合、前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を前記主要被写体の合焦位置よりも至近側に設定する請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記条件設定部は、前記主要被写体の合焦位置が前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも無限遠側に存在する場合、前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を前記主要被写体の合焦位置よりも無限遠側に設定する請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置近傍の合焦曲線の幅を算出するピーク幅算出部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記ピーク幅算出部の算出した幅に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記条件設定部は、前記幅に応じて前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および前記生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定する請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写界深度を算出する被写界深度算出部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記被写界深度算出部の算出した被写界深度に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項１〜１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮影準備操作に応じて、被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに、前記結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力するステップと、
前記出力された画像信号に基づいて画像データを生成するステップと、
前記画像データから合焦評価値を算出するステップと、
前記合焦評価値から極大値を検出するステップと、
前記極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出するステップと、
前記検出した極大値の個数を検出するステップと、
複数の極大値が検出された場合、前記複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するステップと、
撮影操作に応じて、前記設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも前記主要被写体の合焦位置の近傍で前記フォーカスブラケット撮影を実施するステップと、
を含む撮像方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像方法をコンピュータに実行させるための撮像プログラム。
【請求項１】
被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系と、
前記撮像光学系を駆動して焦点位置を変化させる駆動部と、
前記結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力する撮像部と、
前記出力された画像信号に基づいて画像データを生成する生成部と、
撮影準備操作に応じて前記駆動部により前記撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに生成される画像データから合焦評価値を算出する合焦評価値算出部と、
前記合焦評価値算出部の算出した合焦評価値から極大値を検出する極大値検出部と、
前記極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出する合焦位置検出部と、
撮影操作に応じて前記駆動部および前記撮像部を制御し、前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら画像データの生成を繰り返すフォーカスブラケット撮影を実施する撮像制御部と、
前記極大値検出部が検出した極大値の個数を検出するピーク数検出部と、
前記ピーク数検出部が複数の極大値を検出した場合、前記複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定する条件設定部と、を備え、
前記撮像制御部は、前記条件設定部の設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも前記主要被写体の合焦位置の近傍で前記フォーカスブラケット撮影を実施する撮像装置。
【請求項２】
前記極大値に対応する前記撮像光学系の焦点位置であるピーク位置を検出するピーク位置検出部をさらに備えた請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記主要被写体の合焦位置と前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との間の距離を算出するピーク間距離算出部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記ピーク間距離算出部の算出した距離に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記条件設定部は、前記距離に応じて前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および前記生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記条件設定部は、前記距離が所定の閾値を上回る場合、前記主要被写体の合焦位置のみを前記撮像光学系の駆動範囲に設定する請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記条件設定部は、前記主要被写体の合焦位置と前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置との相対的位置関係を検出するピーク相対位置検出部をさらに備え、
前記ピーク相対位置検出部の検出した相対的位置関係に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記条件設定部は、前記主要被写体の合焦位置が前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも至近側に存在する場合、前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を前記主要被写体の合焦位置よりも至近側に設定する請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記条件設定部は、前記主要被写体の合焦位置が前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置よりも無限遠側に存在する場合、前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲を前記主要被写体の合焦位置よりも無限遠側に設定する請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記主要被写体の合焦位置以外のピーク位置近傍の合焦曲線の幅を算出するピーク幅算出部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記ピーク幅算出部の算出した幅に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記条件設定部は、前記幅に応じて前記撮像光学系の焦点位置の駆動範囲および前記生成部の出力する画像データの枚数のうち少なくとも１つを設定する請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写界深度を算出する被写界深度算出部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記被写界深度算出部の算出した被写界深度に応じて前記フォーカスブラケット撮影実施条件を設定する請求項１〜１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮影準備操作に応じて、被写体像を所定の結像面上に結像させる撮像光学系の焦点位置を所定の位置に変化させるごとに、前記結像面に結像された被写体像を光電変換して画像信号を出力するステップと、
前記出力された画像信号に基づいて画像データを生成するステップと、
前記画像データから合焦評価値を算出するステップと、
前記合焦評価値から極大値を検出するステップと、
前記極大値に応じて主要被写体の合焦位置を検出するステップと、
前記検出した極大値の個数を検出するステップと、
複数の極大値が検出された場合、前記複数の極大値の分布状況に応じてフォーカスブラケット撮影実施条件を設定するステップと、
撮影操作に応じて、前記設定したフォーカスブラケット撮影実施条件に従い、少なくとも前記主要被写体の合焦位置の近傍で前記フォーカスブラケット撮影を実施するステップと、
を含む撮像方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像方法をコンピュータに実行させるための撮像プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−８６０３０（Ｐ２００９−８６０３０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５２２４７（Ｐ２００７−２５２２４７）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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