JP2014209721A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より適切な距離画像を生成可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体像を撮像し、画像データを生成する撮像部と、画像データが示す画像の全体の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行する全体ＡＦモードと、画像データが示す画像の一部分の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行する部分ＡＦモードとの何れかのモードへの設定を受け付ける受付部と、全体ＡＦモードと部分ＡＦモードとの何れのモードに設定されているかに応じて、画像データが示す画像の全体の領域の奥行きに関する第１の距離画像データ、若しくは画像データが示す画像の一部分の領域の奥行きに関する第２の距離画像データを生成するコントローラと、を備える。
【選択図】図４

Description

本開示は、オートフォーカス（ＡＦ：Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能を備えた撮像装置に関する。

撮像された画像データから被写体までの距離情報を生成する方法として、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ Ｆｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）と呼ばれる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ＤＦＤは、異なる複数の焦点位置で撮像された複数の画像データ間のぼけに関する量の相関を算出し、被写体までの距離情報を生成する方法である。また、ＤＦＤで得られた距離情報を用いてＡＦ制御を行うことも知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１０−１１７５９３号公報 国際公開第２００７／８６３７８号

本開示は、より適切な距離画像データを生成可能な撮像装置を提供する。

本開示における撮像装置は、被写体像を撮像し、画像データを生成する撮像部と、画像データが示す画像の全体の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行する全体ＡＦモードと、画像データが示す画像の一部分の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行する部分ＡＦモードとの何れかのモードへの設定を受け付ける受付部と、全体ＡＦモードと部分ＡＦモードとの何れのモードに設定されているかに応じて、画像データが示す画像の全体の領域の奥行きに関する第１の距離画像データ、若しくは画像データが示す画像の一部分の領域の奥行きに関する第２の距離画像データを生成するコントローラと、を備える。

本開示における撮像装置は、より適切な距離画像データを生成可能な撮像装置を提供できる。

図１は、実施の形態１に係るデジタルカメラの斜視図である。 図２は、実施の形態１に係るデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る撮影モードにおける処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、実施の形態１に係るＡＦ枠の大きさとＤＦＤ処理の対象領域の大きさとの関係を示す模式図である。 図６は、実施の形態２に係るＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

〔実施の形態１〕
実施の形態１のデジタルカメラ１００は、ＡＦ機能を備える。以下、デジタルカメラ１００の構成及び動作を説明する。

〔１−１．構成〕
以下、デジタルカメラ１００の構成について図１、２を用いて説明する。図１は、デジタルカメラ１００の斜視図である。図２は、デジタルカメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、デジタルカメラ１００は前面に光学系１１０を納める鏡筒２００を備える。また、デジタルカメラ１００は上面に静止画レリーズ釦２０１、動画レリーズ釦２０６等の操作釦を備える。

図２に示すように、デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＭＯＳイメージセンサ１２０により撮像する。ＣＭＯＳイメージセンサ１２０は、撮像面に結像された被写体像を撮像し、撮像した被写体像に基づいて画像データを生成する。生成された画像データは、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１２１や画像処理部１２２において各種処理を施される。生成された画像データはフラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０等の記録媒体に記録される。本実施の形態においては、生成された画像データは、通常、メモリカード１４０に記録される。メモリカード１４０に記録された画像データは、使用者による操作部１５０の操作を受け付けて液晶モニタ１２３やビューファインダ１０１上に表示される。以下、図１、２に示す各構成の詳細を説明する。

光学系１１０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０の撮像面に被写体像を結像させる。光学系１１０は、フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッター１１４等により構成される。不図示ではあるが、光学系１１０は、手ぶれ補正（ＯＩＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）レンズを含んでいてもよい。この場合、加速度センサ等のぶれ検出部からの出力に基づいて、コントローラ１３０が、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０の撮像面に結像させる被写体像のぶれを低減させる方向にＯＩＳレンズを駆動する。なお、光学系１１０を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。

フォーカスレンズ１１１は、光軸上を移動することで、被写体のフォーカス状態を調節する。ズームレンズ１１２は、光軸上を移動することで、被写体の画角を調節する。絞り１１３は、絞り値を変更することで、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０に入射する光量を調節する。シャッター１１４は、シャッタースピードを変更することで、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０に入射する光の露光時間を調節する。フォーカスレンズ１１１は、モータ１１１Ｍによって駆動される。ズームレンズ１１２は、モータ１１２Ｍによって駆動される。絞り１１３は、モータ１１３Ｍによって駆動される。シャッター１１４は、モータ１１４Ｍによって駆動される。モータ１１１Ｍ〜１１４Ｍは、レンズ制御部１０５から通知された制御信号に従って駆動される。

レンズ制御部１０５は、コントローラ１３０からの指示によって、モータ１１１Ｍ〜１１４Ｍを駆動させ、光学系１１０を制御する。レンズ制御部１０５は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。またコントローラ１３０などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。

ＣＭＯＳイメージセンサ１２０は、光学系１１０を介して形成された被写体像を撮像し、画像データを生成する。ＣＭＯＳイメージセンサ１２０は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるとき、一定時間ごとに新しいフレームの画像データを生成できる。

ＡＦＥ１２１は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０から読み出された画像データに対して各種処理を施す。例えば、ＡＦＥ１２１は、画像データに対して、相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡ／Ｄコンバータの入力レンジ幅への増幅、Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換を施す。その後、ＡＦＥ１２１は、各種処理を施した後の画像データを画像処理部１２２に出力する。

画像処理部１２２は、ＡＦＥ１２１から出力された画像データに対して各種処理を施す。各種処理としては、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。画像処理部１２２は、自動露出制御のための輝度値、ＡＦ制御のために用いられ、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ Ｆｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）アルゴリズムに基づいた処理により得られる奥行情報値、ホワイトバランス制御のためのＲＧＢ出力値等を取得し、コントローラ１３０に通知する。ＤＦＤ処理については後述する。画像処理部１２２は、各種処理を施した画像データをバッファメモリ１２４に一時的に記録する。画像処理部１２２は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。またコントローラ１３０などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。

液晶モニタ１２３とビューファインダ１０１とは、デジタルカメラ１００の背面に備わる。液晶モニタ１２３とビューファインダ１０１とは、画像処理部１２２にて処理された画像データが示す画像を表示する。すなわち、ビューファインダ１０１は電子式ビューファインダである。液晶モニタ１２３とビューファインダ１０１が表示する画像には、スルー画像や再生画像がある。スルー画像は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０により一定時間ごとに生成される新しいフレームの画像データが示す画像を連続して表示することで表される画像である。通常は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるときに、画像処理部１２２がＣＭＯＳイメージセンサ１２０の生成した画像データからスルー画像を生成する。使用者は、液晶モニタ１２３とビューファインダ１０１に表示されるスルー画像を参照することにより、被写体の構図を確認しながら撮影できる。再生画像は、デジタルカメラ１００が再生モードにあるときに、メモリカード１４０に記録された高画素の画像データを液晶モニタ１２３とビューファインダ１０１に表示するために低画素に縮小された画像である。メモリカード１４０に記録される高画素の画像データは、使用者によるレリーズ釦の操作を受け付けた後に、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０により生成された画像データに基づいて画像処理部１２２により生成される。

コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００全体を制御する制御部である。コントローラ１３０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部１２２などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。コントローラ１３０に含まれるＲＯＭには、デジタルカメラ１００の全体を制御するための制御プログラムが格納されている。コントローラ１３０は、制御プログラムを内部のＲＯＭから読み出し、実行することで、デジタルカメラ１００全体を制御する。また、ＲＯＭはコントローラ１３０の内部構成である必要はなく、コントローラ１３０の外部に備わったものでもよい。

バッファメモリ１２４は、画像処理部１２２やコントローラ１３０のワークメモリとして機能する。バッファメモリ１２４はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで実現できる。また、フラッシュメモリ１４２は、画像データ及びデジタルカメラ１００の設定情報等を記録するための内部メモリとして機能する。

カードスロット１４１は、メモリカード１４０を着脱可能なスロットである。カードスロット１４１は、メモリカード１４０を電気的及び機械的に接続できる。また、カードスロット１４１は、メモリカード１４０を制御する機能を備えてもよい。

メモリカード１４０は、内部にフラッシュメモリ等の記録部を備えた外部メモリである。メモリカード１４０は、画像処理部１２２で処理される画像データなどのデータを記録できる。

操作部１５０は、デジタルカメラ１００の外装に備わっている操作釦や操作ダイヤルの総称である。操作部１５０は、使用者による操作を受け付ける。例えば図１に示した静止画レリーズ釦２０１や動画レリーズ釦２０６、及び不図示の十字釦やタッチパネル等がこれにあたる。操作部１５０は、使用者による操作を受け付けると、コントローラ１３０に種々の動作指示信号を通知する。

静止画レリーズ釦２０１は、半押し状態と全押し状態の二段階押下式釦である。静止画レリーズ釦２０１が使用者により半押しされると、コントローラ１３０は、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）制御や、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御を実行し撮影条件を決定する。続いて、静止画レリーズ釦２０１が、使用者により全押しされると、コントローラ１３０は、撮影処理を行う。コントローラ１３０は、全押しのタイミングに撮像された画像データを静止画としてメモリカード１４０等に記録する。

動画レリーズ釦２０６は、動画記録の開始／終了を指示するための押下式釦である。動画レリーズ釦２０６が使用者によって押下されると、コントローラ１３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０が生成した画像データに基づいて画像処理部１２２により生成された画像データを動画として、順次、メモリカード１４０等の記録媒体に記録する。再度、動画レリーズ釦２０６が押下されると、動画記録が終了する。

なお、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０は、撮像部の一例である。操作部１５０は、受付部の一例である。画像処理部１２２は、処理部の一例である。コントローラ１３０は、コントローラの一例である。

〔１−２．動作〕
〔１−２−１．デジタルカメラ１００の撮影動作〕
デジタルカメラ１００の撮影動作について図３を用いて説明する。図３は、デジタルカメラ１００の撮影モード時の処理の流れを示すフローチャートである。なお、デジタルカメラ１００は、撮影モードにおいてスルー画像を表示しつつ使用者による撮影指示に応じて撮影及び記録を行う動作と、撮影動作中におけるＡＦ制御開始の指示に従ってＡＦ制御を行う動作と、を並行して実行できるものとする。デジタルカメラ１００は、撮影モードにおいて動画及び静止画の撮影を行うことができるが、ここでは静止画の撮影について説明する。

使用者により電源が投入されると、コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００の動作モードが撮影モードに設定されているか否かを判断する（Ｓ３０１）。撮影モードに設定されていないと判断すると、コントローラ１３０は、撮影モードにおける処理を終了する。

一方、ステップＳ３０１において、デジタルカメラ１００の動作モードが撮影モードに設定されていると判断すると、コントローラ１３０は、撮像動作を行って画像データを出力するようＣＭＯＳイメージセンサ１２０を制御する（Ｓ３０２）。また、コントローラ１３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０により出力された画像データを処理してスルー画像を生成するよう画像処理部１２２を制御する（Ｓ３０２）。コントローラ１３０は、生成されたスルー画像を液晶モニタ１２３及びビューファインダ１０１のうち少なくともいずれか一方に表示させる（Ｓ３０２）。本実施の形態のデジタルカメラ１００においては、コントローラ１３０は、使用者による指示に基づいて、出力先を切り換える。

スルー画像の表示を開始させると、コントローラ１３０は、ＡＦ処理を開始するか否かを判断する（Ｓ３０３）。具体的には、コントローラ１３０は、使用者からＡＦ開始指示があったか、及び前回ＡＦ処理を開始していた場合に、前回のＡＦ処理が完了しているか否かを判断することでＡＦ処理を開始するか否かを判断する。さらに具体的には、コントローラ１３０は、使用者からＡＦ開始指示があり、かつ、前回ＡＦ処理を開始しており、前回のＡＦ処理が完了している場合、及び、使用者からＡＦ開始指示があり、かつ、前回ＡＦ処理を開始していない場合には、ＡＦ処理を開始すると判断する（Ｓ３０３のＹ）。一方、その他の場合には、コントローラ１３０は、ＡＦ処理を開始しないと判断する（Ｓ３０３のＮ）。

ＡＦ開始指示の一例としては、使用者による静止画レリーズ釦２０１の半押し、使用者による不図示のタッチパネルへのタッチ操作、不図示の接眼検出センサによる接眼の検知等が挙げられる。

ステップＳ３０３において、ＡＦ処理を開始すると判断すると、コントローラ１３０は、ＡＦ処理を開始する（Ｓ３０４）。具体的には、コントローラ１３０は、図４に示すフローチャートに従った制御を開始する。なお、ＡＦ処理は、図３に示すフローチャートに従った撮影モードにおける処理と並行して実行される。ＡＦ処理の詳細については後述する。

一方、ステップＳ３０３において、ＡＦ処理を開始しないと判断すると、ステップＳ３０４のＡＦ処理を開始せず、ステップＳ３０５へと遷移する。

ステップＳ３０４においてＡＦ処理を開始すると、若しくはステップＳ３０３においてＡＦ処理を開始しないと判断すると、コントローラ１３０は、使用者により静止画レリーズ釦２０１の全押しが行われたか否かを判断する（Ｓ３０５）。静止画レリーズ釦２０１の全押しを検知すると、コントローラ１３０は、静止画撮影処理を実行する（Ｓ３０６）。一方、ステップＳ３０５において、静止画レリーズ釦２０１の全押しを検知しなかった場合、コントローラ１３０は、ステップＳ３０１からの処理を繰り返し実行する。また、ステップＳ３０６の静止画撮影処理を完了すると、コントローラ１３０は、ステップＳ３０１からの処理を繰り返し実行する。

〔１−２−２．デジタルカメラ１００のＡＦ処理〕
デジタルカメラ１００のＡＦ処理の詳細について図４、５を用いて説明する。図４は、ＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。図５は、ＡＦ枠の大きさとＤＦＤ処理の対象領域の大きさとの関係を示す模式図である。

図３に示すフローチャートにおけるステップＳ３０４において、ＡＦ処理を開始すると、コントローラ１３０は、図３に示すフローチャートに従った処理と並行して、図４に示すフローチャートに従った処理を開始する。ＡＦ処理を開始すると、コントローラ１３０は、フォーカスレンズ１１１を光軸上に沿って移動させ、合焦状態の異なる２枚の画像を撮像するようＣＭＯＳイメージセンサ１２０を制御する（Ｓ４０１）。コントローラ１３０は、撮像された合焦状態の異なる２枚の画像に基づいて、２枚の画像データを生成するよう画像処理部１２２を制御する（Ｓ４０１）。

２枚の画像データが生成されると、コントローラ１３０は、設定されているＡＦモードが全体ＡＦモードであるか部分ＡＦモードであるかを判断する（Ｓ４０２）。ここで、部分ＡＦモードとは、撮像した画像データが示す画像の一部分の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行するＡＦモードのことをいう。例えば、中央１点ＡＦモード、不図示のタッチパネルを介して使用者から合焦位置に関する指示を受け付けるタッチＡＦモード、被写体のうち人間の顔の位置を検出し、検出した顔の位置に合焦する顔ＡＦモード、特定の被写体を追いかけて合焦し続ける追尾ＡＦモード等が部分ＡＦモードに該当する。また、全体ＡＦモードとは、撮像した画像データが示す画像の全体の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行するＡＦモードのことをいう。例えば、所謂マルチＡＦモードや、撮像した画像中に存在する被写体のうち最もカメラに近い位置に存在する被写体に合焦するＡＦモード等が該当する。なお、ＡＦモードは、使用者が操作部１５０を操作するのに応じて、コントローラ１３０により設定され、バッファメモリ１２４に記録される。例えば、ＡＦモードがタッチＡＦモードである場合には、使用者が不図示のタッチパネルをタッチ操作した位置をコントローラ１３０が図３におけるステップＳ３０３にて検出し、バッファメモリ１２４に記録する。

ステップＳ４０２において、部分ＡＦモードに設定されていると判断した場合には、コントローラ１３０は、撮像された画像データが示す画像の一部分の領域をＤＦＤ処理に用いる領域に設定する（Ｓ４０３）。ＤＦＤ処理に用いる領域は、部分ＡＦモードにおいて合焦させるべき領域として決定した画像データ内の一部分の領域を含む領域となる。例えば、図５に示すように、デジタルカメラ１００が顔ＡＦモードに設定されている場合、部分ＡＦモードにおいて合焦させるべき領域として決定した領域はＡＦ領域３０１となるとする。この場合に、ＤＦＤ処理に用いる領域は、ＡＦ領域３０１よりも一回り広いＡＦ領域３０１を含むＤＦＤ領域３０２となる。また、デジタルカメラ１００が中央１点ＡＦモードに設定されていれば、部分ＡＦモードにおいて合焦させるべき領域として決定した領域は、撮像された画像データの中央に位置する領域となる。この場合に、ＤＦＤ処理に用いる領域は、撮像された画像データの中央に位置する領域を含む領域となる。また、デジタルカメラ１００がタッチＡＦモードに設定されていれば、部分ＡＦモードにおいて合焦させるべき領域として決定した領域は、図３のステップＳ３０３で検出した使用者によるタッチ位置を基準とした部分領域となる。この場合に、ＤＦＤ処理に用いる領域は、タッチ位置を基準とした部分領域を含む領域となる。

ステップＳ４０３において、ＤＦＤ処理に用いる領域を決定すると、コントローラ１３０は、決定された領域に対応する画像データをステップＳ４０１にて生成された２枚の画像データから切り出し、切り出した画像データをＤＦＤ処理に必要な画像データの大きさに調節するよう画像処理部１２２を制御する（Ｓ４０４）。ここで、このようにして得られる２枚のＤＦＤ処理用の画像データは、画像データ内の対応する位置において、互いにぼけ量が異なる画像データとなっている。

一方、ステップＳ４０２において、全体ＡＦモードに設定されていると判断した場合には、コントローラ１３０は、撮像された画像データが示す画像の全体の領域をＤＦＤ処理に用いる領域に設定する（Ｓ４０５）。ＤＦＤ処理に用いる領域を決定すると、コントローラ１３０は、ステップＳ４０１にて生成された２枚の画像データをＤＦＤ処理に必要な画像データの大きさに調節するよう画像処理部１２２を制御する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４０４又はステップＳ４０６において、２枚のＤＦＤ処理用の画像データが生成されると、コントローラ１３０は、生成された２枚のＤＦＤ処理用の画像データを用いてＤＦＤ処理を実行し、距離画像データを生成するよう画像処理部１２２を制御する（Ｓ４０７）。ここで、距離画像データとは、各画素情報がＲＧＢ情報や輝度情報ではなく、カメラから被写体までの距離に関連する奥行情報を表す画像データである。例えば、各画素情報が０〜２５５の８ビットデータであるとする。この場合には、距離画像データは、例えば、最至近を０、無限遠を２５５とし、各画素の奥行度合いを表現する。

ＡＦモードが部分ＡＦモードに設定されている場合、ＤＦＤ処理用の画像データは、撮像された画像データが示す画像全体のうち一部分の領域を切り出した一部分の画像に対応する画像データである。一部分の画像に対応する画像データをＤＦＤ処理用の画像データとして生成した距離画像データは、撮像された画像データが示す画像全体よりも狭い範囲の画角に対する奥行情報を有する。一方、ＡＦモードが全体ＡＦモードに設定されている場合、ＤＦＤ処理用の画像データは、撮像された画像データが示す画像全体に対応する画像データである。画像全体に対応する画像データをＤＦＤ処理用の画像データとして生成した距離画像データは、撮像した画像データが示す画像全体に対する奥行情報を有する。なお、ＤＦＤ処理用の画像データとして必要な大きさは予め決まっている。したがって、部分ＡＦモードに設定されている場合に生成される距離画像データの方が、全体ＡＦモードに設定されている場合に生成される距離画像データよりも少ない画素数毎に奥行情報を有することとなる。

ステップＳ４０７において距離画像データが生成されると、コントローラ１３０は、距離画像データが示す奥行情報に基づいてフォーカスレンズ１１１の位置を決定する（Ｓ４０８）。例えば、ＡＦモードが部分ＡＦモードに設定されている場合、コントローラ１３０は、距離画像データのうち、合焦させるべき領域として決定された位置に対応する奥行情報を取得し、取得した奥行情報を参照することでフォーカスレンズ１１１の位置を決定する。一方、ＡＦモードが全体ＡＦモードに設定されている場合、コントローラ１３０は、距離画像データのうち、互いに近い奥行情報を持った一定以上の面積を持つ領域を最至近側から探索し、見つかった領域の奥行情報に応じたフォーカスレンズ１１１の位置を決定する。コントローラ１３０は、決定した位置にフォーカスレンズ１１１を動かすようにレンズ制御部１０５に指示する（Ｓ４０８）。レンズ制御部１０５は、指示された位置にフォーカスレンズ１１１を動かすように、モータ１１１Ｍを駆動する（Ｓ４０８）。

〔１−３．効果等〕
以上のように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０と、操作部１５０と、画像処理部１２２とを備える。ＣＭＯＳイメージセンサ１２０は、被写体像を撮像し、画像データを生成する。操作部１５０は、全体ＡＦモードと、部分ＡＦモードとの何れかのモードへの設定を受け付ける。ここで、全体ＡＦモードとは、画像データが示す画像の全体の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行するＡＦモードである。部分ＡＦモードとは、画像データが示す画像の一部分の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行するＡＦモードである。また、画像処理部１２２は、デジタルカメラ１００が全体ＡＦモードと部分ＡＦモードとの何れのモードに設定されているかに応じて、画像データが示す画像の全体の領域の奥行きに関する第１の距離画像データ、若しくは画像データが示す画像の一部分の領域の奥行きに関する第２の距離画像データを生成する。

これにより、デジタルカメラ１００は、設定されているＡＦモードの種類に応じて、より適切な距離画像データを生成できる。

また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００において、画像処理部１２２は、デジタルカメラ１００が全体ＡＦモードに設定されている場合には、画像データが示す画像の全体の領域の奥行きに関する第１の距離画像データを生成する一方、デジタルカメラ１００が部分ＡＦモードに設定されている場合には、画像データが示す画像の一部分の領域の奥行きに関する第２の距離画像データを生成する。

これにより、デジタルカメラ１００は、部分ＡＦモードに設定されている場合に、オートフォーカス制御に必要な範囲の距離画像データの分解能を上げられる。また、デジタルカメラ１００は、全体ＡＦモードに設定されている場合に、画像全体の距離画像データを生成できる。

また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００は、オートフォーカス制御を実行するコントローラ１３０を更に備える。コントローラ１３０は、画像処理部１２２により第１の距離画像データが生成された場合には、第１の距離画像データに基づいてオートフォーカス制御を実行し、画像処理部１２２により第２の距離画像データが生成された場合には、第２の距離画像データに基づいてオートフォーカス制御を実行する。

これにより、デジタルカメラ１００は、部分ＡＦモードに設定されている場合のオートフォーカス制御をより高精度に実行できる。また、デジタルカメラ１００は、全体ＡＦモードに設定されている場合に、画像全体の何れの場所にも合焦させられる。

また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００が部分ＡＦモードに設定されている場合には、画像処理部１２２は、第１の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを生成し、コントローラ１３０は、第１の一部分の領域に含まれ、第１の一部分の領域よりも狭い第２の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する。

デジタルカメラ１００がこのように制御する理由について次に説明する。部分ＡＦモードには、顔ＡＦモードや追尾ＡＦモードのように、合焦すべき領域が動く可能性があるＡＦモードが含まれている。合焦すべき領域が動く可能性があるＡＦモードにおいては、使用者から合焦領域の指定を受け付けた後、距離画像データが生成されるまでの間に、指定された合焦領域が動いてしまっている場合がある。例えば、デジタルカメラ１００が顔ＡＦモードに設定されている場合、使用者からＡＦ開始の指示があった時点の被写体の顔の領域と、距離画像データを生成した時点の被写体の顔の領域とが異なる場合がある。仮に、距離画像データが、使用者から合焦領域の指定を受け付けた領域と同一の領域でしか生成されていなかったとする。この場合には、デジタルカメラ１００が距離画像データを生成しているうちに指定された合焦領域が動いてしまった場合、指定された合焦領域に対応する領域についての十分な距離画像データが生成されないこととなってしまう。そこで、デジタルカメラ１００は、部分ＡＦモードに設定されている場合には、使用者から指定された合焦領域よりも広い領域に対応する距離画像データを生成することとした。これにより、デジタルカメラ１００が距離画像データを生成しているうちに使用者から指定された合焦領域が多少動いてしまったとしても、動いた後の指定された合焦領域に対応する距離画像データが生成される。その結果、デジタルカメラ１００は、より適切なオートフォーカス制御を実行できる。

〔実施の形態２〕
以下、図面を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１と比較すると、ＡＦ処理の際のコントローラ１３０によるデジタルカメラ１００全体の制御フローが異なる。したがって、ここでは、実施の形態２におけるデジタルカメラ１００のＡＦ処理の動作について説明する。なお、実施の形態２においても図１や図２に示す物理的構成については同一の符号を用いて説明することとする。また、実施の形態２における撮影動作は、図３に示す実施の形態１における撮影動作と同様である。

〔２−１．デジタルカメラ１００のＡＦ処理〕
本実施の形態に係るデジタルカメラ１００のＡＦ処理の動作について図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００のＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。

本実施の形態においては、図３に示すステップＳ３０４においてＡＦ処理を開始すると、コントローラ１３０は、２枚の画像データを生成するよう画像処理部１２２を制御する（Ｓ６０１）。本ステップにおける処理は、図４のステップＳ４０１における処理と同様である。２枚の画像データが生成されると、コントローラ１３０は、設定されているＡＦモードが全体ＡＦモードであるか部分ＡＦモードであるかを判断する（Ｓ６０２）。全体ＡＦモードであると判断した場合、コントローラ１３０は、ステップＳ６１２〜ステップＳ６１５の処理を実行する。ステップＳ６１２〜ステップＳ６１５の処理は、図４におけるステップＳ４０５〜ステップＳ４０８の処理と同様である。

一方、ステップＳ６０２において、部分ＡＦモードであると判断すると、コントローラ１３０は、設定されている部分ＡＦモードが可変部分ＡＦモードであるか不変部分ＡＦモードであるかを判断する（Ｓ６０３）。ここで、可変部分ＡＦモードとは、部分ＡＦモードのうち、画像データが示す画像上において、オートフォーカス制御の際に参照するデータの位置が可変である部分ＡＦモードのことをいう。例えば、顔ＡＦモードや、追尾ＡＦモード等のように、合焦すべき領域が画像内で移動する可能性がある部分ＡＦモードが可変部分ＡＦモードといえる。また、不変部分ＡＦモードとは、部分ＡＦモードのうち、画像データが示す画像上において、オートフォーカス制御の際に参照するデータの位置が不変である部分ＡＦモードのことをいう。例えば、タッチＡＦモードや、中央一点ＡＦモードのように、合焦すべき領域が画像内で移動する可能性がない部分ＡＦモードが不変部分ＡＦモードといえる。

ステップＳ６０３において、可変部分ＡＦモードであると判断すると、コントローラ１３０は、ステップＳ６０４〜ステップＳ６０７の処理を実行する。ここで、ステップＳ６０４〜ステップＳ６０７における処理は、図４におけるステップＳ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０７、Ｓ４０８における処理と同様である。

一方、ステップＳ６０３において、不変部分ＡＦモードであると判断すると、コントローラ１３０は、撮像された画像データが示す画像の一部分の領域をＤＦＤ処理に用いる領域に設定する（Ｓ６０８）。ＤＦＤ処理に用いる領域は、不変部分ＡＦモードにおいて合焦させるべき領域として決定した画像データ内の一部分の領域に対応する領域である。ＤＦＤ処理に用いる領域を決定すると、コントローラ１３０は、ステップＳ６０９、Ｓ６１０の処理を実行する。ステップＳ６０９、Ｓ６１０における処理は、図４におけるステップＳ４０４、Ｓ４０７の処理と同様である。

ステップＳ６１０における処理を完了すると、コントローラ１３０は、生成された距離画像データに含まれる全体の奥行情報に基づいてフォーカスレンズ１１１の位置を決定し、オートフォーカス制御を実行する（Ｓ６１１）。このように本実施の形態においては、設定されているＡＦモードが可変部分ＡＦモードである場合には、合焦領域よりも広い範囲の距離画像データを生成するのに対し、設定されているＡＦモードが不変部分ＡＦモードである場合には、合焦領域と同一の範囲の距離画像データを生成することとしている。

〔２−２．効果等〕
このように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００は、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０と、操作部１５０と、画像処理部１２２とを備える。ＣＭＯＳイメージセンサ１２０は、被写体像を撮像し、画像データを生成する。操作部１５０は、全体ＡＦモードと、部分ＡＦモードとの何れかのモードへの設定を受け付ける。ここで、全体ＡＦモードとは、画像データが示す画像の全体の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行するＡＦモードである。部分ＡＦモードとは、画像データが示す画像の一部分の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行するＡＦモードである。また、画像処理部１２２は、デジタルカメラ１００が全体ＡＦモードと部分ＡＦモードとの何れのモードに設定されているかに応じて、画像データが示す画像の全体の領域の奥行きに関する第１の距離画像データ、若しくは画像データが示す画像の一部分の領域の奥行きに関する第２の距離画像データを生成する。

また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００が部分ＡＦモードのうち、画像データが示す画像上において、オートフォーカス制御の際に参照するデータの位置が可変である可変部分ＡＦモードに設定されている場合には、画像処理部１２２は、画像データが示す画像の第１の一部分の領域の奥行きに関する第１の距離画像データを生成し、コントローラ１３０は、第１の一部分の領域に含まれ、第１の一部分の領域よりも狭い第２の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する。また、デジタルカメラ１００が部分ＡＦモードのうち、画像データが示す画像上において、オートフォーカス制御の際に参照するデータの位置が不変である不変ＡＦモードに設定されている場合には、画像処理部１２２は、画像データが示す画像の第３の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを生成し、コントローラ１３０は、第３の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する。

つまり、本実施の形態に係るデジタルカメラ１００は、上述したように、設定されているＡＦモードが可変部分ＡＦモードである場合には、合焦領域よりも広い範囲の距離画像データを生成するのに対し、設定されているＡＦモードが不変部分ＡＦモードである場合には、合焦領域と同一の範囲の距離画像データを生成することとしている。

これにより、デジタルカメラ１００は、不変部分ＡＦモードに設定されている場合のオートフォーカス制御をより高精度に実行できる。また、デジタルカメラ１００は、可変部分ＡＦモードに設定されている場合には、距離画像データを生成しているうちに使用者から指定された合焦領域が多少動いてしまったとしても、動いた後の指定された合焦領域に対応する距離画像データを生成できる。

〔他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１、２においては、特に連写モードへの設定の可否について言及しなかった。しかしながら、デジタルカメラ１００は連写モードに設定できるように構成してもよい。その場合には、デジタルカメラ１００は、部分ＡＦモードに設定されている際に、さらに連写モードに設定されている場合には、合焦領域として指定された領域よりも広い領域に対応する距離画像データを生成し、単写モードに設定されている場合には、合焦領域として指定された領域と同一の領域に対応する距離画像データを生成するような構成としてもよい。これは、デジタルカメラ１００が連写モードに設定されている場合には、単写モードに設定されている場合よりも撮影完了までに要する時間が長いため、結果として合焦すべき領域が動く可能性も高いからである。なお、連写モードとは、使用者からの一度の撮像指示により複数枚の画像データを連続して生成するモードである。また、単写モードとは、使用者からの一度の撮像指示により１枚の画像データを生成するモードである。

また、実施の形態１、２においては、ＤＦＤ処理に用いる画像データの大きさを予め定めることとした。したがって、ＤＦＤ処理に用いられる画像データの大きさは常に一定とした。しかしながら、必ずしもこのような構成に限定されない。例えば、ＤＦＤ処理に用いられる画像データの大きさは可変であってもよい。例えば、デジタルカメラ１００は、距離画像データの分解能を一定としてもよい。この場合には、デジタルカメラ１００が全体ＡＦモードに設定されている場合の方が部分ＡＦモードに設定されている場合よりも大きな画像データをＤＦＤ処理に用いることとなる。例えば、このような場合に、デジタルカメラ１００は、部分ＡＦモードに設定されている場合に、全体ＡＦモードに設定されている場合よりも、短い周期で距離画像データを生成するようにしてもよい。このようにすることで、デジタルカメラ１００はより高速なオートフォーカス制御を実現できる。

また、実施の形態１、２においては、部分ＡＦモードと全体ＡＦモードの分類を上述の通りとした。しかしながら、分類はこのようなパターンに限定されない。例えば、顔検出ＡＦモードを、全体ＡＦモードに含めるようにしてもよい。要するに、デジタルカメラ１００が備える複数のＡＦモードを、部分ＡＦモードと全体ＡＦモードとに分類し、これらのうちいずれのモードかに応じて距離画像データを生成する範囲を変えるようにしていればよい。

また、実施の形態１、２においては、ステップＳ４０４、ステップＳ６０５、ステップＳ６０９において、画像データから一部分の領域を切り出した画像データをＤＦＤ処理の入力画像として生成するとした。しかしながら、必ずしもこのような構成に限定されない。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０からの画像データの読み出しそのものを一部分の領域の読み出しに切り替えて読み出すことにより、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０の出力する画像データを部分領域の画像データとして得るようにしてもよい。

また、実施の形態１、２においては、ＡＦ処理において、ＡＦモードの種類に応じて距離画像データを生成する範囲を設定する構成とした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、本開示は、マニュアルフォーカス（ＭＦ）モードにおいて適用されてもよい。ＭＦモードにおいて、フォーカスレンズが操作されていないときにはスルー画像全体を表示すると共に画像全体に対する距離画像データを生成する一方、フォーカスレンズが操作されているときには、拡大表示する一部分の領域に対する距離画像データを生成するようにしてもよい。

例えば、使用者が操作部１５０を操作してフォーカスモードをＭＦモードに切り替える。また、操作部１５０は、使用者によるフォーカス操作のための部材を備えているものとする。例えば、以下の例では、フォーカス操作のための部材は、フォーカスリングであるとする。このとき、コントローラ１３０は、使用者によるフォーカスリングの操作に応じてフォーカスレンズ１１１を動かすようにレンズ制御部１０５に指示する。レンズ制御部１０５は、指示された位置にフォーカスレンズ１１１を動かすように、モータ１１１Ｍを駆動する。

ＭＦモードにおいて、「ＭＦアシスト」機能が知られている。ＭＦアシスト機能は、フォーカスリングが操作されるのに応じて、デジタルカメラ１００が液晶モニタ１２３へ表示するスルー画像のうちの一部分の領域を拡大して表示する機能である。そこで、フォーカスリングが操作されたのに応じて一部分の領域を拡大表示するときには、この一部分の領域をＤＦＤ処理用の画像データとする。ここでコントローラ１３０は、使用者による操作部１５０の操作に応じて、拡大して表示する一部分の領域を決定する。コントローラ１３０は、画像データから拡大して表示したい一部分の領域を切り出してＤＦＤ処理用の画像データとしてもよいし、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０からの画像データの読み出しそのものを一部分の領域の読み出しに切り替えて読み出すことにより、ＣＭＯＳイメージセンサ１２０の出力する画像データをＤＦＤ処理用の画像データとしてもよい。

そして、このようにして得たＤＦＤ処理用の画像データについて、画像処理部１２２がステップＳ４０７、Ｓ６０６、Ｓ６１０の処理を行うことにより、距離画像データを生成する。ＭＦモードにおいて得られた距離画像データは、距離画像データの奥行情報に応じてスルー画像の領域を色分け表示すること等に使用できる。

上記のように構成することにより、ＭＦモードにおいて、フォーカスレンズが操作されているときには一部分の領域にＤＦＤ処理の対象領域を限定する事で、ＤＦＤ処理による距離分解能を上げられ、使用者による視認性を向上できる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示における技術は、より適切な距離画像データを生成できる撮像装置を提供できるため、デジタルスチルカメラ、ムービー等にも適用できる。

１００ デジタルカメラ
１０１ ビューファインダ
１１１ フォーカスレンズ
１１１Ｍ モータ
１１２ ズームレンズ
１１２Ｍ モータ
１１３ 絞り
１１３Ｍ モータ
１１４ シャッター
１１４Ｍ モータ
１２０ ＣＭＯＳイメージセンサ
１２１ ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）
１２２ 画像処理部
１２３ 液晶モニタ
１２４ バッファメモリ
１３０ コントローラ
１４０ メモリカード
１４１ カードスロット
１４２ フラッシュメモリ
１５０ 操作部
２０１ 静止画レリーズ釦

Claims (8)

1. 被写体像を撮像し、画像データを生成する撮像部と、
   前記画像データが示す画像の全体の領域に対応するデータを参照することでオートフォーカス制御を実行する全体ＡＦモードと、前記画像データが示す画像の一部分の領域に対応するデータを参照することで前記オートフォーカス制御を実行する部分ＡＦモードとの何れかのモードへの設定を受け付ける受付部と、
   前記全体ＡＦモードと前記部分ＡＦモードとの何れのモードに設定されているかに応じて、前記画像データが示す画像の全体の領域の奥行きに関する第１の距離画像データ、若しくは前記画像データが示す画像の一部分の領域の奥行きに関する第２の距離画像データを生成する処理部と、を備える、
   撮像装置。
2. 前記処理部は、前記全体ＡＦモードに設定されている場合には、前記第１の距離画像データを生成する一方、前記部分ＡＦモードに設定されている場合には、前記第２の距離画像データを生成する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記オートフォーカス制御を実行するコントローラを更に備え、
   前記コントローラは、前記処理部により前記第１の距離画像データが生成された場合には、前記第１の距離画像データに基づいてオートフォーカス制御を実行し、前記処理部により前記第２の距離画像データが生成された場合には、前記第２の距離画像データに基づいてオートフォーカス制御を実行する、
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記部分ＡＦモードに設定されている場合には、
   前記処理部は、第１の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを生成し、
   前記コントローラは、前記第１の一部分の領域に含まれ、前記第１の一部分の領域よりも狭い第２の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する、
   請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記部分ＡＦモードのうち、前記画像データが示す画像上において、前記オートフォーカス制御の際に参照するデータの位置が可変である可変部分ＡＦモードに設定されている場合には、
   前記処理部は、前記画像データが示す画像の第１の一部分の領域の奥行きに関する第１の距離画像データを生成し、
   前記コントローラは、前記第１の一部分の領域に含まれ、前記第１の一部分の領域よりも狭い第２の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する一方、
   前記部分ＡＦモードのうち、前記画像データが示す画像上において、前記オートフォーカス制御の際に参照するデータの位置が不変である不変ＡＦモードに設定されている場合には、
   前記処理部は、前記画像データが示す画像の第３の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを生成し、
   前記コントローラは、前記第３の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する、
   請求項３に記載の撮像装置。
6. 一度の撮像指示により複数枚の画像データを連続して生成するモードである連写モードに設定可能な請求項３に記載の撮像装置であって、
   前記連写モード及び前記部分ＡＦモードに設定されている場合には、
   前記処理部は、前記画像データが示す画像の第１の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを生成し、
   前記コントローラは、前記第１の一部分の領域に含まれ、前記第１の一部分の領域よりも狭い第２の一部分の領域の奥行きに関する距離画像データを参照することでオートフォーカス制御を実行する、
   請求項３に記載の撮像装置。
7. 前記第１の距離画像データを生成する周期よりも前記第２の距離画像データを生成する周期の方が短い、
   請求項２に記載の撮像装置。
8. 前記処理部は、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ Ｆｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）アルゴリズムを用いて、前記第１の距離画像データ、及び前記第２の距離画像データを生成する、
   請求項１に記載の撮像装置。

Images