JP2009124313A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画面におけるデフォーカス情報の分布情報を適切に保存する電子カメラを提供する。
【解決手段】電子カメラは、撮影光学系１を通過した被写体光束を２系統に分割し、前記２系統の光束がそれぞれ形成する２つの像の位相差に基づいてデフォーカス情報を検出する焦点検出手段４ｃと、被写体光束を２系統に分割する光学系が撮像面の略全域に形成されている撮像素子３と、焦点検出手段４ｃが検出した撮像面におけるデフォーカス情報の分布を示す情報を記録媒体９に記録する記録制御手段４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子カメラに関する。

被写体までの距離を計測（測距）するための機能を有する画素を含む撮像素子を備える撮像装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−１５６８２３号公報

従来技術では、撮影画面における測距結果の分布情報を保存することができなかった。

（１）本発明による電子カメラは、撮影光学系を通過した被写体光束を２系統に分割し、２系統の光束がそれぞれ形成する２つの像の位相差に基づいてデフォーカス情報を検出する焦点検出手段と、被写体光束を２系統に分割する光学系が撮像面の略全域に形成されている撮像素子と、焦点検出手段が検出した撮像面におけるデフォーカス情報の分布を示す情報を記録媒体に記録する記録制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項１に記載の電子カメラにおいて、焦点検出手段は所定のフレームレートでデフォーカス情報の検出を繰り返し、記録制御手段は、デフォーカス情報の分布を示す情報を記録媒体に記録することを繰り返すこともできる。
（３）請求項２に記載の電子カメラにおいて、記録制御手段は、デフォーカス情報の分布を示す情報を記録媒体に記録するレートを、デフォーカス情報の変化量に応じて変化させることもできる。
（４）請求項３に記載の電子カメラにおいて、記録制御手段は、前回記録時からのデフォーカス情報の累積値が所定の判定閾値以下の場合に記録媒体に記録するレートを下げることもできる。
（５）請求項３に記載の電子カメラにおいて、記録制御手段は、新たに取得したデフォーカス情報と前回記録時のデフォーカス情報との差が所定の判定閾値以下の場合に記録媒体に記録するレートを下げることもできる。
（６）請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、記録制御手段は、記録媒体に記録するレートを変化させない場合、焦点検出手段がデフォーカス情報の検出を繰り返し行うレートでデフォーカス情報の分布を示す情報を記録媒体に記録することもできる。
（７）請求項１に記載の電子カメラにおいて、記録制御手段は、デフォーカス情報の分布を示す情報に関連づけて、撮像素子で取得された画像情報を記録媒体にさらに記録することもできる。
（８）記録制御手段は、撮像素子で取得された画像情報を記録媒体に記録する際、デフォーカス情報の分布を示す情報を、画像情報を記録するファイルに含めて記録媒体に記録することもできる。

本発明による電子カメラでは、撮影画面におけるデフォーカス情報の分布情報を適切に保存できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。電子カメラは、制御装置４によって制御される。

撮影レンズ１は、後述する撮像素子の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像装置３は、撮像素子と、ＡＦＥ(Analog Front End)回路と、Ａ／Ｄ変換回路とを含む。

撮像素子は、たとえば、ＣＭＯＳイメージセンサ３１（図２）によって構成される。イメージセンサ３１は被写体像を撮像し、アナログ画像信号をＡＦＥ回路へ出力する。ＡＦＥ回路は、アナログ画像信号に対するアナログ処理（指示されたＩＳＯ感度に応じた信号増幅など）を行う。ＩＳＯ感度は、制御装置４からの感度設定指示に応じて撮像感度（露光感度）を所定範囲（たとえばＩＳＯ５０相当〜ＩＳＯ１０００相当）内で変更するものである。撮像感度は、ＡＦＥ回路で行う信号増幅の増幅率を変化させる被制御量のことをいう。撮像感度値は、相当するＩＳＯ感度値で表される。Ａ／Ｄ変換回路は、アナログ処理後の画像信号をディジタル信号に変換する。ディジタル画像信号は、制御装置４へ送出される。イメージセンサ３１は、静止画像の単写撮像、静止画像の連写撮像、および動画像の撮像がそれぞれ可能である。

画像処理部４ａは、ディジタル画像信号に対して画像処理を施す。画像処理には、たとえば、γ変換処理、輪郭強調処理、フィルタ処理や色温度調整（ホワイトバランス調整）処理、画像信号に対するフォーマット変換処理、画像圧縮・伸張処理などが含まれる。バッファメモリ４ｂは、画像処理前後および画像処理途中のデータを一時的に格納する他、記録媒体９へ記録する前の画像ファイルを格納したり、記録媒体９から読み出した画像ファイルを格納したりするために使用される。

デフォーカス量演算部４ｃは、撮影レンズ１による焦点位置の調節状態（デフォーカス量）を算出する。制御装置４がデフォーカス量に応じたレンズ駆動信号（レンズ駆動方向およびレンズ駆動量を指示する信号）をレンズ駆動機構５へ出力すると、レンズ駆動機構５がフォーカスレンズ２を光軸方向へ進退移動させる。これにより、ピント調節が行われる。なお、デフォーカス量算出処理の詳細については後述する。

表示回路６は、撮像画像を液晶モニタ７に表示させたり、操作メニューを液晶モニタ７に表示させるための表示データを作成する。液晶モニタ７は、上記作成された表示データによる再生画像またはメニュー画面を表示する。

制御装置４は、各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。操作部材８は電子カメラの操作スイッチ類を含む。操作部材８は、レリーズボタン（不図示）の押下操作に連動してオン／オフする半押しスイッチや全押しスイッチの他、録画スイッチ、メニュー操作キーなど、各操作スイッチなどからの操作信号を制御装置４へ出力する。

記録媒体９は、電子カメラに対して着脱可能なメモリカードまたはハードディスクドライブなどで構成される。記録媒体９には、制御装置４からの指示によって画像のデータおよびその情報を含む画像ファイルが記録される。記録媒体９に記録された画像ファイルは、制御装置４からの指示によって読み出しが可能である。

＜焦点検出処理＞
デフォーカス量演算部４ｃが行う処理について詳細に説明する。本実施形態のイメージセンサ３１は、フォーカス検出用の画素列を有する。デフォーカス量演算部４ｃは、フォーカス検出用の画素列からのディジタル画像信号を用いて、いわゆる位相差検出方式によって撮影レンズ１による焦点調節状態の検出を行う。

図２は、イメージセンサ３１に形成されるフォーカス検出用の画素列を説明する図である。イメージセンサ３１が有する画素のうち、水平方向に所定の画素列ごとに設けられた画素列Ａ、画素列Ｂ、画素列Ｃ、…は通常の画素列と異なり、それぞれフォーカス検出用画素で構成される。フォーカス検出用画素には、それぞれ瞳分割用のマスキングが施されている。

具体的には、画素に対応して形成されるオンチップマイクロレンズの略半面が遮光されている。図３は、図２のフォーカス検出用画素列の微小領域３１０を拡大した図である。各画素において、左半面または右半面が交互にマスキングされる。これにより、横方向に隣接する画素間ではマスキングされた半面同士、またはマスキングされていない半面同士が隣り合う。

図４は、フォーカス検出用画素列および当該画素列に入射される光束を説明する図である。図４において、右半面がマスキングされている画素のフォトダイオードには左方向からの光束（Ａ成分と呼ぶ）が入射される。また、左半面がマスキングされている画素のフォトダイオードには右方向からの光束（Ｂ成分と呼ぶ）が入射される。

この結果、Ａ成分の光束が入射される画素群から得られる画素出力（光電変換信号値）は、撮影レンズ１の射出瞳の片半分から入射された光束による像を表し、Ｂ成分の光束が入射される画素群から得られる画素出力（光電変換信号値）は、上記射出瞳の他半分から入射された光束による像を表す。

図５は、主要被写体に対して合焦時に得られる画素出力波形を例示する図である。図５において横軸は画素位置を表し、縦軸は画素出力を表す。合焦時はイメージセンサ３１上に鮮鋭像が結ばれる状態であるため、瞳分割された光束による一対の像はイメージセンサ３１上で一致する。つまり、フォーカス検出用画素列を構成する画素群から得られるＡ成分波形およびＢ成分波形は、その形状が重なる。

図６は、主要被写体に対して非合焦時に得られる画素出力波形を例示する図である。図６において横軸は画素位置を表し、縦軸は画素出力を表す。非合焦時はイメージセンサ３１の手前で鮮鋭像を結ぶ状態、あるいはイメージセンサ３１の後ろ側に鮮鋭像を結ぶ状態であるため、瞳分割された光束による一対の像はイメージセンサ３１上では一致しない。この場合のＡ成分波形およびＢ成分波形は、合焦状態からのずれ（デフォーカス量）に応じて、Ａ成分波形とＢ成分波形の位置関係（ずれ方向およびずれ量Δｄ）が異なる。

制御装置４内のデフォーカス量演算部４ｃは、Ａ成分波形およびＢ成分波形の位置関係に基づいて撮影レンズ１による焦点位置の調節状態（デフォーカス量）を算出する。図５および図６において例示する比較領域は、イメージセンサ３１の撮像面の所定領域に対応するＡ成分波形およびＢ成分波形のうち、共通の特徴点（たとえば極大値）を含む領域である。

＜位相差分布の測定＞
図２に例示したように、イメージセンサ３１が撮像面の略全域にわたってフォーカス検出用画素列を有することから、撮影画面の略全域でＡ成分波形とＢ成分波形の位置関係、すなわち位相差情報を取得できる。上記デフォーカス量演算部４ｃが位相差情報に基づいて算出するデフォーカス量は、Ａ成分波形およびＢ成分波形を出力する画素群上に形成される被写体像に対応する被写体までの距離（電子カメラから当該被写体までの撮影距離）に対応する。したがって、イメージセンサ３１上の全域で所定領域ごとに位相差情報を取得すれば、撮影画面内に存在する全ての被写体までの撮影距離情報を得ることができる。

図７(a)は、撮影レンズ１がイメージセンサ３１の撮像面上に被写体７１の鮮鋭像を結ぶ状態（被写体７１に合焦）を例示する図である。図７(b)は、フォーカス検出用画素列から被写体７１の像に関して得られる画素出力波形を例示する図である。図７(b)において横軸は画素位置を表し、縦軸は画素出力を表す。合焦状態では、Ａ成分波形およびＢ成分波形間の位相差が略０になる。

図８(a)は、図７に例示したフォーカス調節状態において撮影レンズ１がイメージセンサ３１の撮像面上に被写体７２の像を結ぶ場合を例示する図である。図８(b)は、フォーカス検出用画素列から被写体７２の像に関して得られる画素出力波形を例示する図である。図８(b)において横軸は画素位置を表し、縦軸は画素出力を表す。被写体７２は被写体７１より電子カメラから離れているため、被写体７１に合焦している状態（被写体７２に非合焦の状態）ではＡ成分波形およびＢ成分波形の間に位相差が生じる。本実施形態に例示する光学系の場合、Ａ成分波形がＢ成分波形に対して右側にΔｄずれた位相差が検出される。

図９は、撮影画面の所定領域ごとに検出した位相差の分布を例示する図である。「０」は合焦した（ピント面）領域を表す。正数はピント面より遠方の被写体領域を表す。負数はピント面より近い被写体領域を表す。「−」はＡ成分波形およびＢ成分波形の特徴点を検出不能などの理由で位相差を検出できなかった領域を表す。ここで、像７１ａは被写体７１の像を表し、像７２ａは被写体７２の像を表す。

＜デフォーカス量分布の記録＞
本実施形態の電子カメラは、デフォーカス量分布情報を保存する点に特徴を有する。デフォーカス量演算部４ｃは、図９に例示した位相差分布に基づいてデフォーカス量分布（撮影画面内の所定領域ごとのデフォーカス量）を算出する。制御装置４は、デフォーカス量演算部４ｃが算出したデフォーカス量分布を示す情報を、撮影画像のデータに関連づけて記録媒体９へ記録する。

［1］動画撮影時
制御装置４は、録画スイッチ（不図示）からのオン操作信号に応じて、当該オン操作信号が継続されている間、たとえば、６０フレーム／毎秒のフレームレート（６０ｆｐｓ）で、撮像装置３による撮像を繰り返し行わせる。制御装置４は、撮像装置３が取得したディジタル画像信号のうち、前フレームのフォーカス検出用の画素列に対応する信号値を用いて上述したデフォーカス量を取得する。制御装置４は、たとえば、フレーム中央部のデフォーカス量に基づいて合焦に必要なフォーカスレンズ２の駆動量を算出し、フォーカスレンズ２を駆動させる。

制御装置４は、撮像装置３が取得したディジタル画像信号（現フレーム）に所定の画像処理を施し、該撮影画像データを記録媒体９へ記録する。制御装置４はさらに、現フレームのディジタル画像信号のうち、フォーカス検出用の画素列に対応する信号値を用いてデフォーカス量を取得し、前述の前フレームについてのデフォーカス量との差に基づいて、該デフォーカス量の情報を記録媒体９へ記録するか否かを決定する。

［2］静止画撮影時
制御装置４は、半押しスイッチ（不図示）からのオン操作信号に応じて撮像装置３にディジタル画像信号を取得させる。制御装置４は、撮像装置３が取得したディジタル画像信号のうち、フォーカス検出用の画素列に対応する信号値を用いて上述したデフォーカス量分布データを取得する。制御装置４は、たとえば、操作部材８からの操作信号で指示されているフレーム中央部のデフォーカス量に基づいて合焦に必要なフォーカスレンズ２の駆動量を算出し、フォーカスレンズ２を駆動させる。

制御装置４はさらに、全押しスイッチからのオン操作信号に応じて撮像装置３に撮像を行わせる。制御装置４は、撮像装置３が取得したディジタル画像信号に所定の画像処理を施す。制御装置４は、撮影画像データおよび上記デフォーカス量分布データを、それぞれ記録媒体９へ記録する。

以上説明した電子カメラが行うカメラ処理について、図１０〜図１７のフローチャートを参照して説明する。
＜レリーズ待機処理＞
図１０は、制御装置４が実行する撮影待機処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ１０において、制御装置４は撮影指示されたか否かを判定する。制御装置４は、撮影指示されたことを示す操作信号が操作部材８から入力された場合、ステップＳ１０を肯定判定してステップＳ２０へ進む。制御装置４は、撮影指示を示す操作信号が操作部材８から入力されない場合にはステップＳ１０を否定判定し、当該判定処理を繰り返しながら撮影指示を待つ。

ステップＳ２０において、制御装置４は、レリーズ処理を行ってステップＳ１０へ戻る。レリーズ処理の詳細については後述する。

−動画撮影時−
＜レリーズ処理＞
制御装置４は、操作部材８を構成する録画スイッチからのオン操作信号を受けた場合に動画撮影のレリーズ処理を起動させる。図１１のステップＳ２１において、制御装置４はＡＦ（オートフォーカス）処理を行ってステップＳ２２へ進む。ＡＦ処理の詳細については後述する。ステップＳ２２において、制御装置４は撮影処理を行ってステップＳ２３へ進む。撮影処理の詳細については後述する。

ステップＳ２３において、制御装置４は、デフォーカス情報保存処理を行ってステップＳ２４へ進む。デフォーカス情報保存処理の詳細については後述する。ステップＳ２４において、制御装置４は撮影指示が解除されたか否かを判定する。制御装置４は、録画スイッチからのオン操作信号が解除された場合、ステップＳ２４を肯定判定して図１１による処理を終了する。制御装置４は、録画スイッチからのオン操作信号が継続して入力されている場合にはステップＳ２４を否定判定し、ステップＳ２１へ戻る。ステップＳ２１へ戻る場合は動画撮影（録画）処理を継続する場合である。

＜ＡＦ処理＞
図１２のステップＳ２１１において、制御装置４は、取得済みの前フレームのディジタル画像信号のうち、フォーカス検出用の画素列に対応する信号値に基づいてデフォーカス量を算出してステップＳ２１２へ進む。制御装置４は、たとえば、フレーム中央部をＡＦ実施領域とする。なお、前フレームのディジタル画像データが存在しない場合は、デフォルト値を前フレームのデフォーカス量とする。

ステップＳ２１２において、制御装置４は前フレームのデフォーカス量＞判定閾値が成立するか否かを判定する。制御装置４は、前フレームのデフォーカス量が所定の判定閾値より大の場合にステップＳ２１２を肯定判定してステップＳ２１３へ進み、前フレームのデフォーカス量が判定閾値以下の場合にはステップＳ２１２を否定判定し、図１２による処理を終了する。ステップＳ２１２を否定判定する場合は、フォーカスレンズ２の駆動が不要の場合である。

ステップＳ２１３において、制御装置４は、合焦させるために必要なフォーカスレンズ２の駆動量を算出してステップＳ２１４へ進む。ステップＳ２１４において、制御装置４はレンズ駆動機構５へ指示を送り、フォーカスレンズ２を駆動させて図１２による処理を終了する。

＜撮影処理＞
図１３のステップＳ２２１において、制御装置４は撮像装置３へ指示を送り、画像データを取得させてステップＳ２２２に進む。これにより、撮像装置３は被写体像を撮像し、イメージセンサ３１の全画素からの信号を読み出す。

ステップＳ２２２において、制御装置４は所定の画像処理（γ変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理など）を画像処理部４ａに行わせてステップＳ２２３へ進む。画像処理は、たとえばフォーカス検出用の画素列を除く他の画素列からの出力データを対象に行う。ステップＳ２２３において、制御装置４は、画像処理後の画像データを含むファイルを記録媒体９に保存して図１３による処理を終了する。

＜デフォーカス情報保存処理＞
図１４のステップＳ２３１において、制御装置４は、現フレーム（ステップＳ２２で取得したフレーム）のフォーカス検出用画素からの出力データを用いてデフォーカス量を算出し、ステップＳ２３２へ進む。

ステップＳ２３２において、制御装置４は、現フレームについてのデフォーカス量と、前フレームについてのデフォーカス量（ステップＳ２１１で取得したもの）との差diffを算出してステップＳ２３３へ進む。制御装置４は、図９に例示した所定領域ごとに差分を求め、差分の総和を差diffとする。

ステップＳ２３３において、制御装置４は、DIFFとdiffの和をDIFFへ代入してステップＳ２３４へ進む。DIFFは、前回記録したデフォーカス情報が示すデフォーカス量からの累積変化を表す。ステップＳ２３４において、制御装置４は、判定閾値＜DIFFが成立するか否かを判定する。制御装置４は、所定の判定閾値＜DIFFが成立する（すなわち累積変化DIFFが判定閾値より大）の場合にステップＳ２３４を肯定判定してステップＳ２３５へ進む。制御装置４は、判定閾値＜DIFFが成立しない（すなわち累積変化DIFFが判定閾値以下）の場合にはステップＳ２３４を否定判定し、図１４による処理を終了する。

ステップＳ２３５において、制御装置４は、現フレームについてのデフォーカス量を示す情報を現フレームの撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録し、ステップＳ２３６へ進む。ステップＳ２３６において、制御装置４は、累積変化DIFFへ０を代入（リセット）して図１４による処理を終了する。

−静止画撮影時−
＜レリーズ処理＞
制御装置４は、操作部材８を構成する半押しスイッチからのオン操作信号を受けた場合に静止画撮影のレリーズ処理を起動させる。図１５のステップＳ３１において、制御装置４はＡＦ（オートフォーカス）処理を行ってステップＳ３２へ進む。ＡＦ処理の詳細については後述する。ステップＳ３２において、制御装置４は撮影処理を行ってステップＳ３３へ進む。撮影処理の詳細については後述する。

ステップＳ３３において、制御装置４は、後述するステップＳ３１３で算出したデフォーカス量を示す情報を撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録し、図１５による処理を終了する。

＜ＡＦ処理＞
図１６のステップＳ３１１において、制御装置４はＡＦ実施領域を決定してステップＳ３１２へ進む。制御装置４は、たとえば、操作部材８からの操作信号によって指示されているフォーカス検出領域をＡＦ実施領域とする。

ステップＳ３１２において、制御装置４は撮像装置３へ指示を送り、ＡＦ実施領域に対応するイメージセンサ３１の位相差検出画素列からの信号を読み出させてステップＳ３１３へ進む。

ステップＳ３１３において、制御装置４は、上記読み出しデータに基づいてデフォーカス量を算出してステップＳ３１４へ進む。ステップＳ３１４において、制御装置４は、合焦させるために必要なフォーカスレンズ２の駆動量を算出してステップＳ３１５へ進む。ステップＳ３１５において、制御装置４はレンズ駆動機構５へ指示を送り、フォーカスレンズ２を駆動させてステップＳ３１６へ進む。

ステップＳ３１６において、制御装置４はフォーカスレンズ２が目標位置へ到達したか否かを判定する。制御装置４は、レンズ駆動機構５からレンズ駆動が完了したことを示す信号を受けた場合にステップＳ３１６を肯定判定し、図１６による処理を終了する。制御装置４は、レンズ駆動機構５からレンズ駆動が完了したことを示す信号を受けない場合にはステップＳ３１６を否定判定し、当該判定処理を繰り返しながらレンズ駆動の完了を待つ。

＜撮影処理＞
図１７のステップＳ３２１において、制御装置４は撮像装置３へ指示を送り、画像データを取得させてステップＳ３２２に進む。これにより、撮像装置３は被写体像を撮像し、イメージセンサ３１のフォーカス検出用の画素列を除く他の画素列からの出力信号を読み出す。

ステップＳ３２２において、制御装置４は所定の画像処理（γ変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス処理、データ圧縮など）を画像処理部４ａに行わせてステップＳ３２３へ進む。画像処理は、上記フォーカス検出用の画素列を除く他の画素列からの出力データを対象に行う。ステップＳ３２３において、制御装置４は、画像処理後の画像データを含むファイルを記録媒体９に保存して図１７による処理を終了する。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子カメラは、位相差検出ＡＦに用いる位相差検出用の画素列を含むイメージセンサ３１を備えたので、瞳分割された一対の像を、撮影画像を取得する撮像面上において取得できる。これにより、位相差検出ＡＦに用いるフォーカスセンサをイメージセンサと別に設ける場合のように、イメージセンサの撮像面とフォーカスセンサの撮像面とが厳密に一致しないことに起因するピントずれの発生を防止することができる。

（２）位相差検出用画素列をメージセンサ３１の撮像面の略全域に所定画素間隔で設けたので、撮影画面の略全域で被写体までの撮影距離情報（デフォーカス量）を得ることができる。

（３）動画像を撮影する際に、現フレーム（新たに取得するフレーム）用のピント合わせに前フレームについてのデフォーカス量を用いたので、記録用画像を撮像する前にピント合わせ用（位相差検出用）の撮像を別途行わなくてもよい。

（４）現フレームについてのデフォーカス量を示す情報を、現フレームの撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録したので、動画を構成するフレーム単位でデフォーカス量を示す情報を保存することができる。被写体が移動する場合、当該被写体が存在する領域のデフォーカス量がフレーム間で変化するので、絵柄を示す画像情報を用いた被写体追尾と、デフォーカス量変化を用いた被写体追尾とを組み合わせれば、絵柄を示す画像情報のみを用いて被写体追尾するよりも被写体の動き検出が容易になる。とくに、被写体がカメラにまっすぐ近づく（遠ざかる）場合の検出が容易になる。

（５）動画を構成するフレーム単位でデフォーカス量を示す情報を保存することで、デフォーカス量変化を用いた被写体追尾が可能になり、当該動画像を再生する際に動きを表す表示を付加させることができる。図１８は、液晶モニタ７に表示させた動画再生画像を例示する図である。図１８において、至近の被写体が画面中央から左へ向けて移動中である。制御装置４は、フレーム間で移動した被写体の領域に、動きを表す線１８１を重畳表示させる。

（６）デフォーカス量を示す情報を現フレームの撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録する際に、前回記録したデフォーカス情報が示すデフォーカス量からの累積変化DIFFが所定の判定閾値より大となる場合にのみ記録する。累積変化DIFFが所定の判定閾値以下の場合は、当該デフォーカス量を示す情報を記録しないで次の記録までの間隔を延ばし、記録レートを引き下げる。撮影画面の略全域のデフォーカス量を示す情報を全フレームについて記録すると記録データ量が大きくなるが、記録レートを下げてデフォーカス量を示す情報を記録するフレーム数を制限することで、記録データ量を少なく抑えることができる。

（７）静止画を撮影する場合には、ピント合わせに用いたデフォーカス量を示す情報を撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録する。撮影画面の略全域で得たデフォーカス量を示す情報を記録するので、ピント合わせの対象とした被写体だけでなく、撮影画面の全被写体までの撮影距離情報を保存できる。

（変形例１）
上記の説明では、デフォーカス量を示す情報を撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録する例を説明した。デフォーカス量を示す情報を記録するファイルと撮影画像を記録するファイルとを分けて保存する代わりに、撮影画像を記録するExifファイルのヘッダ部分にデフォーカス量を示す情報を記録するようにしてもよい。また、デフォーカス量を示す情報は、可逆あるいは不可逆圧縮して記録する。この圧縮は、各フレームごとに単独で圧縮してもよいし、フレーム間の相関を利用して圧縮してもよい。圧縮した情報は、たとえば、MPEG-2 TSの中に画像エレメンタリストリームや音声エレメンタリストリームと同様に格納する。あるいは、MPEG-4(ISO/IEC 14496)Part 1で規定されている符号化データの多重化と同期の仕組みを使って格納してもよい。さらにまた、SMIL(Synchronized Multimedia Integration Language)に規定されている多重化と同期の仕組みを使って格納してもよい。

（変形例２）
上述したイメージセンサ３１は、位相差検出用の画素列を所定画素列ごとに設けるように説明したが、水平方向の全画素列（すなわちイメージセンサ３１の全画素）を位相差検出用の画素で構成してもよい。この場合、フォーカス検出用の画素列からの出力データを、撮影画像のデータとしても用いる。フォーカス検出用画素は、瞳分割用のマスキングを施すことによってマスキングをしない場合に比べて入射光量が少なくなるが、マスキングをしない画素と同様に絵柄情報を取得できる。

（変形例３）
累積変化DIFFが所定の判定閾値より大とならない場合でも、所定時間（たとえば１秒）ごとにデフォーカス量を示す情報を記録するように構成してもよい。記録間隔を無制限に延ばさないで所定時間ごとに記録することで、デフォーカス量の変化が少ない場合においてもデフォーカス量を示す情報を定期的に保存することができる。

（変形例４）
図１４によるデフォーカス情報保存処理に代えて、図１９によるデフォーカス情報保存処理を行ってもよい。図１９のステップＳ２３１Ｂにおいて、制御装置４は、前フレームのフォーカス検出用画素信号を用いてデフォーカス量を取得し、ステップＳ２３２Ｂへ進む。

ステップＳ２３２Ｂにおいて、制御装置４は、前フレームについてのデフォーカス量と、前回記録したデフォーカス情報が示すデフォーカス量との差diffを算出してステップＳ２３３Ｂへ進む。制御装置４は、図９に例示した所定領域ごとに差分を求め、差分の総和を差diffとする。

ステップＳ２３３Ｂにおいて、制御装置４は、判定閾値＜diffが成立するか否かを判定する。制御装置４は、所定の判定閾値＜diffが成立する（すなわち前回記録時からの変化diffが判定閾値より大）の場合にステップＳ２３３Ｂを肯定判定してステップＳ２３４Ｂへ進む。制御装置４は、判定閾値＜diffが成立しない（すなわち前回記録時からの変化diffが判定閾値以下）の場合にはステップＳ２３３Ｂを否定判定し、図１９による処理を終了する。

ステップＳ２３４Ｂにおいて、制御装置４は、現フレームについてのデフォーカス量を示す情報を現フレームの撮影画像データに関連付けて記録媒体９へ記録して図１９による処理を終了する。変形例４の場合にも、デフォーカス量を示す情報を記録するフレーム数を制限することによって記録データ量を抑えることができる。

（変形例５）
前回記録時からの変化diffが所定の判定閾値より大とならない場合でも、所定時間（たとえば１秒）ごとにデフォーカス量を示す情報を記録するように構成してもよい。所定時間ごとに記録することで、デフォーカス量の変化が少ない場合においてもデフォーカス量を示す情報を定期的に保存することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

本発明の一実施の形態による電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。 イメージセンサに形成されるフォーカス検出用の画素列を説明する図である。 フォーカス検出用画素列の拡大図である。 フォーカス検出用画素列、および画素列に入射される光束を説明する図である。 合焦時に得られる画素出力波形を例示する図である。 非合焦時に得られる画素出力波形を例示する図である。 (a)はイメージセンサの撮像面上に鮮鋭像を結ぶ状態を例示する図である。(b)は画素出力波形を例示する図である。 (a)はイメージセンサの撮像面上に他の被写体の像を結ぶ場合を例示する図である。(b)は画素出力波形を例示する図である。 撮影画面の所定領域ごとに検出した位相差分布を例示する図である。 撮影待機処理の流れを説明するフローチャートである。 レリーズ処理の流れを説明するフローチャートである。 ＡＦ処理の流れを説明するフローチャートである。 撮影処理の流れを説明するフローチャートである。 デフォーカス情報保存処理の流れを説明するフローチャートである。 レリーズ処理の流れを説明するフローチャートである。 ＡＦ処理の流れを説明するフローチャートである。 撮影処理の流れを説明するフローチャートである。 液晶モニタに表示させた動画再生画像を例示する図である。 変形例４のデフォーカス情報保存処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１…撮影レンズ
２…フォーカスレンズ
３…撮像装置
４…制御装置
４ｃ…デフォーカス量演算部
５…レンズ駆動機構
６…表示回路
７…液晶モニタ
８…操作部材

Claims (8)

1. 撮影光学系を通過した被写体光束を２系統に分割し、前記２系統の光束がそれぞれ形成する２つの像の位相差に基づいてデフォーカス情報を検出する焦点検出手段と、
   前記被写体光束を２系統に分割する光学系が撮像面の略全域に形成されている撮像素子と、
   前記焦点検出手段が検出した前記撮像面におけるデフォーカス情報の分布を示す情報を記録媒体に記録する記録制御手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
2. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記焦点検出手段は所定のフレームレートで前記デフォーカス情報の検出を繰り返し、
   前記記録制御手段は、前記デフォーカス情報の分布を示す情報を前記記録媒体に記録することを繰り返すことを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項２に記載の電子カメラにおいて、
   前記記録制御手段は、前記デフォーカス情報の分布を示す情報を前記記録媒体に記録するレートを、前記デフォーカス情報の変化量に応じて変化させることを特徴とする電子カメラ。
4. 請求項３に記載の電子カメラにおいて、
   前記記録制御手段は、前回記録時からのデフォーカス情報の累積値が所定の判定閾値以下の場合に前記記録媒体に記録するレートを下げることを特徴とする電子カメラ。
5. 請求項３に記載の電子カメラにおいて、
   前記記録制御手段は、新たに取得したデフォーカス情報と前回記録時のデフォーカス情報との差が所定の判定閾値以下の場合に前記記録媒体に記録するレートを下げることを特徴とする電子カメラ。
6. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
   前記記録制御手段は、前記記録媒体に記録するレートを変化させない場合、前記焦点検出手段が前記デフォーカス情報の検出を繰り返し行うレートで前記デフォーカス情報の分布を示す情報を前記記録媒体に記録することを特徴とする電子カメラ。
7. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記記録制御手段は、前記デフォーカス情報の分布を示す情報に関連づけて、前記撮像素子で取得された画像情報を前記記録媒体にさらに記録することを特徴とする電子カメラ。
8. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記記録制御手段は、前記撮像素子で取得された画像情報を前記記録媒体に記録する際、前記デフォーカス情報の分布を示す情報を、前記画像情報を記録するファイルに含めて前記記録媒体に記録することを特徴とする電子カメラ。

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