JP5195887B2 - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、マクロ機能を備えた撮像装置および撮像方法に関する。

従来より、通常撮影モードとマクロ撮影モードとを切り替え釦等で切り換える、いわゆるマクロ機能付きカメラがある。これは、撮影者が予め被写体までの距離を目測し、どちらのモードを使用するかどうかを判断して、切り替え釦でモードを切り換えて撮影を行っている。

この撮影方法において、例えば、通常撮影モードを選択し、被写体を撮影する場合に、被写体距離が通常撮影距離よりも近距離側、つまりマクロ撮影領域にある場合には、撮影範囲外であることを示す範囲外警告が表示される。この範囲外警告の場合では、撮影者は範囲外ということで、被写体距離が範囲内に収まるように距離を取ることになり、せっかくマクロ撮影モードという機能があるにも関わらず、この機能を有効に使えないということになる。

このような問題を解決する従来技術としては、特許文献１，２に開示された発明が公知である。特許文献１には、マクロモードのときに、マクロ撮影範囲外でかつ遠距離との測距情報が得られたときは、レリーズロックを行い、シャッタボタンの操作解除に基づきマクロモードを自動解除すると共にレンズをマクロ位置からテレ位置に自動的に切り換える切り換え手段を有する発明が開示されている。

また、特許文献２には、マクロ撮影モードのときに、該マクロ撮影モードでの撮影が不可能であることの測距情報が得られたときは、レンズをマクロ位置から通常位置に駆動して撮影を行う切り換え手段と、この通常撮影終了後に通常位置にあるレンズをマクロ位置に復帰させる復帰手段とを有する発明が開示されている。

しかし、上述した従来技術では、手動スイッチ操作によって通常撮影モードとマクロ撮影モードとを切り換えるため、操作者の所望する最適な撮影モードに切り換えることが困難であった。

このような課題に鑑み、本発明は、手動スイッチ操作によらず操作者の所望する最適な撮影モードに自動的に切り換え、また、マクロ撮影モードの撮影領域へ自動的に測距動作を継続することが可能な撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、第１の態様として、被写体までの撮像距離を測定する測距手段と、前記測距手段にて通常の撮影領域を測距する通常撮影モードと、前記通常の撮影領域より近距離の撮影領域であるマクロ領域を測距するマクロ撮影モードと、前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとを切り換える切り換え手段と、前記測距手段による測距動作と前記被写体の撮像動作とを、キーの押下状態に基づいて切り換える撮影キーと、被写体像を所定の位置に結像する光学系と、前記光学系を介して入力される前記被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記撮像手段にて、前記光学系をそれぞれの撮影モードに応じた前記撮影領域に走査させて、前記被写体の評価値情報をサンプリングして合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記通常撮影モードの前記撮影領域が測距不能であるかを判定し、測距不能である場合に、前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとにおける前記撮影領域の移行を判定する移行判定手段と、前記評価値情報に基づいて、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へと移行するか否かを決定する移行決定手段と、を有し、前記測距手段は、前記移行判定手段が、前記通常撮影モードの前記撮影領域から前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行を判定した場合には、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へ自動的に測距動作を継続し、前記移行判定手段は、前記評価値情報のレベルの最大値が小さい場合、又は、該レベルの最大値と最小値との差が小さい場合には、測距不能であると判定し、前記移行決定手段は、前記評価値情報のレベルの最大値が前記撮影領域の移行可能な閾値レベル以上の場合に、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行を決定することを特徴とする撮像装置を提供する。

また、上記撮像装置においては、前記移行決定手段は、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行が決定した場合に、移行する当該撮影領域の全域を走査させることを特徴とすることが好ましい。

上記目的を達成するために本発明は、第２の態様として、撮影キーの押下状態に基づいて、被写体までの撮像距離を測距する測距動作と前記被写体の撮像動作とを切り換える撮像装置の撮像方法であって、通常の撮影領域を測距する通常撮影モードと、前記通常の撮影領域より近距離の撮影領域であるマクロ領域を測距するマクロ撮影モードとを備え、前記被写体までの前記撮像距離を測定する測距工程と、前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとを切り換える切り換え工程と、光学系を用いて被写体像を所定の位置に結像させて、前記光学系を介して入力される前記被写体像を撮像して画像データを出力する撮像工程と、前記撮像工程にて、前記光学系をそれぞれの撮影モードに応じた前記撮影領域に走査させて、前記被写体の評価値情報をサンプリングして合焦位置を検出する合焦位置検出工程と、前記通常撮影モードの前記撮影領域が測距不能であるかを判定し、測距不能である場合に、前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとにおける前記撮影領域の移行を判定する移行判定工程と、前記評価値情報に基づいて、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へと移行するか否かを決定する移行決定工程と、前記測距工程では、前記移行判定工程にて前記通常撮影モードの前記撮影領域から前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行が判定された場合に、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へ自動的に測距を継続させ、前記移行判定工程では、前記評価値情報のレベルの最大値が小さい場合、又は、該レベルの最大値と最小値との差が小さい場合には、測距不能であると判定し、前記移行決定工程では、前記評価値情報のレベルの最大値が前記撮影領域の移行可能な閾値レベル以上の場合に、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行を決定することを特徴とする撮像方法を提供する。

また、上記撮像方法においては、前記移行決定工程では、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行が決定した場合に、移行する当該撮影領域の全域を走査させることを特徴とすることが好ましい。

本発明によれば、手動スイッチ操作によらず操作者の所望する最適な撮影モードに自動的に切り換え、また、マクロ撮影モードの撮影領域へ自動的に測距動作を継続することが可能な撮像装置および撮像方法を提供することが可能となる。

本実施形態の撮像装置の外観の一例を示す図である。 本実施形態の撮像装置のソフトウェア構成を示すブロック図である。 本実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態のＡＦ動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の撮像装置において、撮影モードを切り換える場合の動作を示すフローチャートである。 本実施形態のＡＦ動作の他の一例を示すフローチャートである。 フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係を示す図である。 本実施形態におけるフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係の一例を示す図である。 本実施形態におけるフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係の他の一例を示す図である。

以下に、本実施形態の撮像装置および撮像方法を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態は後述するものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。また、本実施形態における撮像装置として、デジタルカメラを用いて説明する。
図１は、本実施形態におけるデジタルカメラの外観を模式的に示す図である。

本実施形態のデジタルカメラは、ＬＣＤモニタ１と、サブＬＣＤ２と、光学ファインダ３と、ストロボ発光部４と、測距ユニット５と、リモコン受光部６と、鏡胴ユニット７と、ＳＤカード／電池蓋８と、オートフォーカスＬＥＤ９と、ストロボＬＥＤ１０とを備えている。

また、各種の操作スイッチとして、レリーズシャッタ（ＳＷ１）と、モードダイアル（ＳＷ２）と、ズームスイッチ（ＳＷ３）と、セルフタイマ／削除スイッチ（ＳＷ４）と、メニュースイッチ（ＳＷ５）と、上／ストロボスイッチ（ＳＷ６）と、右スイッチ（ＳＷ７）と、下／マクロスイッチ（ＳＷ８）と、左／画像確認スイッチ（ＳＷ９）と、ディスプレイスイッチ（ＳＷ１０）と、ＯＫスイッチ（ＳＷ１１）と、電源スイッチ（ＳＷ１２）と、を備えている。

図１において、デジタルカメラを背面から見ると、オートフォーカス（ＡＦ）で焦点距離があったことをユーザに知らせるためのオートフォーカスＬＥＤ９や、ストロボ充電完了をユーザに知らせるためのストロボＬＥＤ１０や、光学ファインダ３や、ズームをＴｅｌｅ方向あるいはＷｉｄｅ方向に動作させるためのズームスイッチ（ＳＷ３）などがある。また、本体の電源をＯＮ／ＯＦＦするための電源スイッチ（ＳＷ１２）や、モニタリング画像を表示したり、設定画面を表示するためのＬＣＤモニタ１や、その他の上下左右スイッチや、頻繁に使うセルフタイマスイッチ、ＯＫスイッチなどがある。

また、デジタルカメラを上部から見ると、レリーズシャッタ（ＳＷ１）や、いろいろな撮影モードや再生モードなどの切り換えるモードダイアル（ＳＷ２）や、残枚数やバッテリーエンドなどを表示するサブＬＣＤ２などがある。

さらに、デジタルカメラを上部から見ると、電池や、ＳＤカードなどの記録媒体である外部メモリを、カメラ本体に格納するためのＳＤカード／電池蓋８がある。また、撮像レンズを格納している鏡胴ユニット７やリモコン受光部６、オートフォーカスを実現するために被写体までの距離を測定する測距ユニット５やストロボ発光部４などがある。

図２は、本実施形態のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
図２に示すように、デジタルカメラ２０は、ＵＳＢやブルートゥース（Bluetooth（登録商標））などを用いてプリンタ３０と通信を行うことが可能である。

デジタルカメラ２０は、画像情報を記憶するフラッシュメモリなどの外部記憶装置２２と、ＣＣＤやＡ／Ｄ変換器など画像情報の入力部である撮像部２３と、各種情報を表示する表示部２４と、デジタルカメラ２０に対して入力を行う操作部２５と、外部機器（図２ではプリンタ３０）とのインタフェースを制御する通信Ｉ／Ｆ部２６とを備えている。そしてこれらは、デジタルカメラ２０全体の制御を行う全体制御部２１によって制御されている。
また、全体制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）や、これらとデータをやり取りするバスラインなどからなる、周知のマイクロコンピュータによって構成される。

次に、図１および図３を用いて、本実施形態のデジタルカメラをさらに詳細に説明する。
図３は、本実施形態のデジタルカメラをさらに詳細に示すブロック図である。

鏡胴ユニット７は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ７１ａとズーム駆動モータ７１ｂとからなるズーム光学系７１と、フォーカスレンズ７２ａとフォーカス駆動モータ７２ｂとからなる光学系であるフォーカス光学系７２と、絞り７３ａと絞りモータ７３ｂとからなる絞りユニット７３と、メカシャッタ７４ａとメカシャッタモータ７４ｂとからなるメカシャッタユニット７４と、各モータを駆動するモータドライバ７５とを備えている。

そして、モータドライバ７５は、リモコン受光部６からの入力や各種の操作スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ１３）の操作入力に基づいて、後述するディジタルスチルカメラプロセッサ１０４内に備えられたＣＰＵブロック１０４３からの駆動指令により駆動制御される。

ＲＯＭ１０８には、制御プログラムや制御するためのパラメータなどが格納されている。これらのデータは、ＣＰＵブロック１０４３にて解読可能なコードで記述されている。このデジタルカメラの電源がオン状態になると、各種の制御プログラムは不図示のメインメモリにロードされる。そして、ＣＰＵブロック１０４３は、そのプログラムに従ってデジタルカメラの装置各部の動作を制御する。それと同時に、制御に必要なデータなどを、一時的に、ＲＡＭ１０７及び後述するディジタルスチルカメラプロセッサ１０４内に備えられたＬｏｃａｌ ＳＲＡＭ１０４４に保存する。ＲＯＭ１０８に書き換え可能なフラッシュＲＯＭを使用することによって、制御プログラムや制御するためのパラメータを変更することが可能となり、デジタルカメラの制御機能などにおけるバージョンアップが容易に行えることになる。

ＣＣＤ１０１は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子である。
Ｆ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ１０２は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２１と、利得調整を行うＡＧＣ１０２２と、デジタル信号変換を行うＡ／Ｄ１０２３と、ＣＣＤ１制御ブロック１０４１から垂直同期信号（以下、ＶＤと記す。）と水平同期信号（以下、ＨＤと記す。）とを供給され、かつ、ＣＰＵブロック１０４３によって制御されるＴＧ１０２４を備えている。また、このＴＧ１０２４は、ＣＣＤ１０１およびＦ／Ｅ−ＩＣ１０２の駆動タイミング信号を発生させる。

ディジタルスチルカメラプロセッサ（以下、プロセッサと省略する。）１０４は、ＣＣＤ１０１を介してＦ／Ｅ―ＩＣ１０２から送られてくる出力データに、ホワイトバランス設定やガンマ設定を行うものである。
また、このプロセッサ１０４は前述したように、ＣＣＤ１制御ブロック１０４１と、ＣＣＤ２制御ブロック１０４２と、ＣＰＵブロック１０４３と、Ｌｏｃａｌ ＳＲＡＭ１０４４と、ＵＳＢブロック１０４５と、シリアルブロック１０４６と、ＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック１０４７と、ＲＥＳＩＺＥブロック１０４８と、ＴＶ信号表示ブロック１０４９と、メモリカードブロック１０４１０とを備えている。

ＣＣＤ１制御ブロック１０４１は、ＶＤ信号、ＨＤ信号をＥ／Ｆ−ＩＣ１０２のＴＧ１０２４へと供給する。ＣＣＤ２制御ブロック１０４２は、フィルタリング処理によって、画像データを輝度データ・色差データへと変換する。ＣＰＵブロック１０４３は、前述した本実施形態のデジタルカメラの装置各部の動作を制御し、Ｌｏｃａｌ ＳＲＡＭ１０４４は、この制御に必要なデータなどを一時的に保存する。

ＵＳＢブロック１０４５とシリアルブロック１０４６とは、それぞれ、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ通信・シリアル通信を行う。ＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック１０４７は、ＪＰＥＧ形式に変換された画像データの圧縮・伸張を行う。ＲＥＳＩＺＥブロック１０４８は、画像データのサイズを補間処理により拡大／縮小する。ＴＶ信号表示ブロック１０４９は、画像データを液晶モニタやＴＶなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換する。メモリカードブロック１０４１０は、撮影された画像データを記録するメモリカードの制御を行う。

また、ＳＤＲＡＭ１０３は、前述したプロセッサ１０４で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存するものである。
ここで保存される画像データは、例えば、ＣＣＤ１０１から、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して取りこんで、ＣＣＤ１信号処理ブロック１０４１でホワイトバランス設定、ガンマ設定が行われた状態の「ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ」や、ＣＣＤ２制御ブロック１０４２で輝度データ・色差データ変換が行われた状態の「ＹＵＶ画像データ」、ＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック１０４７で、ＪＰＥＧ圧縮された「ＪＰＥＧ画像データ」などである。

メモリカードスロットル１２１は、デジタルカメラ本体に着脱可能なメモリカードを装着するためのスロットルであり、メモリカードブロック１０４１０によって制御される。内蔵メモリ１２０は、前述したメモリカードスロットル１２１にメモリカードが装着されていない場合でも、撮影した画像データを記憶できるようにするためのメモリである。

ＬＣＤドライバ１１７は、後述するＬＣＤモニタ１を駆動させるドライブ回路であり、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を、ＬＣＤモニタ１に表示するための信号に変換する機能も備えている。ＬＣＤモニタ１は、撮影前における被写体の状態の監視や、撮影した画像の確認や、メモリカードや前述した内蔵メモリ１２０に記録した画像データなどを表示するためのモニタである。

ビデオＡＭＰ１１８は、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を、７５Ωインピーダンス変換するためのアンプであり、ビデオジャック１１９は、ＴＶなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。

ＵＳＢコネクタ１２２は、ＰＣなどの外部機器とＵＳＢ接続を行うためのコネクタである。また、ＲＳ−２３２Ｃコネクタ１２３２は、パソコンなどの外部機器とシリアル接続を行うためのコネクタであり、前述したシリアルブロック１０４６の出力信号を電圧変換するシリアルドライバ回路１２３１を介して接続される。

また、ＳＵＢ−ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ・ＲＡＭをワンチップに内蔵したＣＰＵであり、各種の操作スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ１３）やリモコン受光部６からの出力信号をユーザの操作情報として、ＣＰＵブロック１０４３に出力する。また、ＣＰＵブロック１０４３より出力されるカメラの状態を、後述するサブＬＣＤ２や、ＡＦ ＬＥＤ９や、ストロボＬＥＤ１０、そしてブザー１１３の制御信号に変換して、出力する。

サブＬＣＤ２は、例えば、撮影可能枚数など表示するための表示部である。また、ＬＣＤドライバ１１１は、前述したＳＵＢ−ＣＰＵ１０９からの出力信号によってサブＬＣＤ２を駆動させるためのドライブ回路である。

ＡＦ ＬＥＤ９は、撮影時の合焦状態を表示するためのＬＥＤであり、ストロボＬＥＤ１０は、ストロボ充電状態を表すためのＬＥＤである。なお、このＡＦ ＬＥＤ９とストロボＬＥＤ１０とは、例えば、メモリカードアクセス中などでの別の表示用途に使用してもよい。また、各種の操作スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ１３）は、ユーザが操作するキー回路であり、リモコン受光部６は、ユーザが操作したリモコン送信機の信号の受信部である。

音声記録ユニット１１５は、ユーザが音声信号を入力するマイク１１５３と、入力された音声信号を増幅するマイクＡＭＰ１１５２と、増幅された音声信号を記録する音声記録回路１１５１とを備えている。また、音声再生ユニット１１６は、記録された音声信号をスピーカから出力できる信号に変換する音声再生回路１１６１と、変換された音声信号を増幅し、スピーカを駆動するためのオーディオＡＭＰ１１６２と、音声信号を出力するスピーカ１１６３とを備えている。

なお、後述する山登り方式のＣＣＤ−ＡＦ制御は、プロセッサ１０４のＣＣＤ１制御ブロック１０４１内に取り込まれたデジタルＲＧＢ信号から近接画素の輝度差の積分値を求め、この輝度差の積分値を、合焦度合いを示すＡＦ評価値とする。合焦状態にあるときは被写体の輪郭部分がはっきりしており、近接画素間の輝度差が大きくなるのでＡＦ評価値が大きくなる。

また、非合焦状態のときは、被写体の輪郭部分がぼやけるため、画素間の輝度差は小さくなるので、ＡＦ評価値が小さくなる。ＡＦ動作の実行時は、レンズを移動させながらこのＡＦ評価値を順次取得していき、ＡＦ評価値が最も大きくなった位置、すなわち、ピーク位置を合焦点としてレンズを停止させる。

次に、本実施形態の撮像装置の動作の一例について、図面を用いて説明する。
図４は、本実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、撮影キーであるレリーズスイッチ（シャッタ）の押下状態を半押し状態にすることで、ＡＦ動作が行われる。

まず、レリーズスイッチが半押しされたかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。半押しされない場合には（ステップＳ１０１／Ｎｏ）、レリーズスイッチが半押しされるまで待機する。レリーズスイッチが半押しされた場合には（ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）、ＡＥ動作を行い（ステップＳ１０２）、次いで、ＡＦ動作が開始される（ステップＳ１０３）。このＡＦ動作は、山登り方式のＣＣＤ−ＡＦであり、撮影レンズを介して被写体像が結像されるＣＣＤから出力される画像信号のコントラスト（輝度または濃度のヒストグラム分布）を示すＡＦ評価値が最大になる位置を検出する。

図７に、フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係を示す。
通常撮影モード時では、無限近辺から３０ｃｍ近辺までの通常撮影領域をＣＣＤ−ＡＦにて走査し、ＡＦ評価値を取得する。このＡＦ結果において、ＡＦ評価値が最大になる位置が、通常撮影モードの最至近位置もしくはその近辺かどうか、すなわち、撮影範囲外かどうかの判定を行う（ステップＳ１０４）。

撮影範囲外と判定された場合、すなわち、ＡＦ結果が最至近位置もしくはその近辺と判断された場合には（ステップＳ１０４／Ｎｏ）、近距離警告状態となり、追加して行う走査範囲を通常撮影モードの至近端近辺のＡＦ評価値情報によって判定し、マクロ領域での追加走査範囲を決定する（ステップＳ１０５）。このＡＦ評価値情報の判定において、評価値レベルが予め設定された閾値よりも大きいか、または、評価値のグラフの傾き（傾斜）が大きい場合には、追加して行う走査範囲を２０ｃｍ程度までと少なくする（ステップＳ１０６）。また一方、評価値レベルが予め設定された閾値よりも小さいか、または、評価値のグラフの傾きが小さい場合には、追加して行う走査範囲を１０ｃｍ程度と多くする（ステップＳ１０７）。このようにして、それぞれ追加されたマクロ領域内にて、再度ＡＦ処理を開始して（ステップＳ１０８）、フォーカスレンズを焦点（合焦）位置へと移動させる。

また、前述のステップＳ１０４にて、撮影範囲内と判定された場合、すなわち、近距離警告状態でない場合には（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、次に、ＡＦ評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させる。このとき、ＡＦ評価値の最大値が、予め設定された低コントラスト判定閾値以下である、いわゆる低コントラスト状態（測距不能状態）であるかを判定する（ステップＳ１０９）。ＡＦ評価値の最大値が、低コントラスト判定閾値以内である場合、すなわち、測距が可能な状態である場合には（ステップＳ１０９／Ｙｅｓ）、そのままＡＦ処理を続行してフォーカスレンズを焦点位置へと移動させる。一方、低コントラスト状態、すなわち、測距不能状態である場合には（ステップＳ１０９／Ｎｏ）、ＡＦ処理結果をＮＧとして、過焦点距離に相当する位置、すなわち、通常時の焦点位置（常焦点位置）にフォーカスレンズを移動させる。なお本実施形態において、この常焦点位置は２．５ｍとしている。

このときのフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係を、図８を用いて説明する。
図８は、本実施形態のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係の一例を示す図である。なお、図８中、横軸はフォーカスレンズ位置を示し、縦軸はＡＦ評価値レベルを示す。

図８（ａ）は、通常撮影領域での至近位置（３０ｃｍ）におけるＡＦ評価値レベルが、低コントラスト判定閾値よりも大きく、かつ、第１レベル閾値よりも大きい場合を示している。この場合には、追加で行われる走査範囲は、マクロ撮影領域の１／３としている。

図８（ｂ）は、通常撮影領域での至近位置（３０ｃｍ）におけるＡＦ評価値レベルが、低コントラスト判定閾値よりも大きく、かつ、第１レベル閾値よりも小さい場合を示している。この場合には、追加走査範囲は、マクロ撮影範囲の２／３としている。

図８（ｃ）は、通常撮影領域での至近位置（３０ｃｍ）におけるＡＦ評価値レベルが、低コントラスト判定閾値よりも大きく、かつ、１つ手前のＡＦ評価値との変化量が変化量閾値よりも大きい場合を示している。この場合には、追加走査範囲は、マクロ撮影範囲の１／３としている。

図８（ｄ）は、通常撮影領域での至近位置（３０ｃｍ）におけるＡＦ評価値レベルが、低コントラスト判定閾値よりも大きく、かつ、１つ手前のＡＦ評価値との変化量が変化量閾値よりも小さい場合を示している。この場合には、追加走査範囲は、マクロ撮影範囲の２／３としている。

図８（ｅ）は、ＡＦ評価値の最大値が、低コントラスト判定閾値よりも小さい場合を示している。この場合には、追加走査範囲を設定できず、マクロ領域への継続を禁止することになる。

本実施形態におけるＡＦ評価値は、被写体の周波数成分に応じて０〜１００００程度まで可変する。また、低コントラスト判定閾値は、濃淡５％程度の縦縞チャートのような低コントラスト被写体の最大値と最小値の中間値として設定され、その値は２０００程度である。また、第１閾値レベルは、低コントラスト被写体での振幅差（最大値と最小値との差）の４倍に最小値を加算した値として設定され、その値は約５０００程度としている。さらに、変化量閾値、フォーカスレンズの単位あたりの移動量に対し、ＡＦ評価値の変化量が１０００程度としている。

これらの値は実測値から決定されており、本実施形態では、至近位置でのＡＦ評価値レベルまたは変化量から、ＡＦ評価値の最大位置を予測して、適切な走査範囲を追加することが可能となる。

次に、図５は、本実施形態の撮像装置において、撮影モードを切り換える場合の動作を示すフローチャートである。

まず、マクロスイッチを押した場合に、現在の撮影モードが通常撮影モードかマクロ撮影モードかを判定する（ステップＳ２０１）。判定の結果、現在の設定が通常撮影モードの場合には、マクロ撮影モード設定動作に入る。マクロ撮影モード設定では、フォーカスレンズ位置をマクロ領域での待機位置に移動させる（ステップＳ２０２）。本実施形態では、その焦点距離が３０ｃｍ相当である。さらに、デジタルカメラの液晶ディスプレイ上には、マクロ撮影モードに切り替わったことを示すためのマクロマークを表示させる（ステップＳ２０３）。

一方、マクロスイッチを押した時点での撮影モードがマクロモードの場合には、通常撮影モード設定動作に入る。通常撮影モード設定では、フォーカスレンズ位置を通常時の待機位置に移動させる（ステップＳ２０４）。本実施形態では２．５ｍ相当である。さらに、液晶ディスプレイ上には通常撮影モードに切り替わったことを示すため、マクロマークを消灯させる（ステップＳ２０５）。

このように、本実施形態の撮像装置および撮像方法によれば、通常撮影モードにて被写***置がマクロ領域にある場合でも、撮影者に意識させずに、自動的にマクロ撮影モードでの撮影領域への測距動作を継続させることができる。したがって、モード切り替えという、煩わしい操作が不要になり、かつ最適なピント合わせが可能になる。

次に、本実施形態の撮像装置の動作の他の一例について、図面を用いて説明する。
図６は、本実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態においても、レリーズスイッチを半押し状態にすることでＡＦ動作が行われる。

まず、レリーズスイッチが半押しされたかどうかを判定する（ステップＳ３０１）。半押しされない場合には（ステップＳ３０１／Ｎｏ）、レリーズスイッチが半押しされるまで待機する。レリーズスイッチが半押しされた場合には（ステップＳ３０１／Ｙｅｓ）、ＡＥ動作を行い（ステップＳ３０２）、次いで、ＡＦ動作が開始される（ステップＳ３０３）。このＡＦ動作は、山登り方式のＣＣＤ−ＡＦであり、撮影レンズを介して被写体像が結像されるＣＣＤから出力される画像信号のコントラストを示すＡＦ評価値が最大になる位置を検出する。

本実施形態におけるフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係は、前述した図７に示したものと同様である。
通常撮影モード時では、無限近辺から３０ｃｍ近辺までの通常撮影領域をＣＣＤ−ＡＦにて走査し、ＡＦ評価値を取得する。このＡＦ結果において、ＡＦ評価値が最大になる位置が、通常撮影モードの最至近位置もしくはその近辺かどうか、すなわち、撮影範囲外かどうかの判定を行う（ステップＳ３０４）。

撮影範囲外と判定された場合、すなわち、ＡＦ結果が最至近位置もしくはその近辺と判断された場合には（ステップＳ３０４／Ｎｏ）、近距離警告状態となり、追加して行う走査範囲を通常撮影モードの至近端近辺のＡＦ評価値情報によって判定し、マクロ領域での追加走査範囲を決定する（ステップＳ３０５）。このＡＦ評価値情報の判定において、評価値レベルが予め設定された閾値よりも大きいか、または、評価値のグラフの傾きが大きい場合には、追加して行う走査範囲を２０ｃｍ程度までと少なくする（ステップＳ３０６）。また一方、評価値レベルが予め設定された閾値よりも小さいか、または、評価値のグラフの傾きが小さい場合には、追加して行う走査範囲を１０ｃｍ程度と多くする（ステップＳ３０７）。このようにして、それぞれ追加されたマクロ領域内にて、再度ＡＦ処理を開始して（ステップＳ３０８）、フォーカスレンズを焦点（合焦）位置へと移動させる。

また、前述のステップＳ３０４にて、撮影範囲内と判定された場合、すなわち、近距離警告状態でない場合には（ステップＳ３０４／Ｙｅｓ）、次に、ＡＦ評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを移動させる。このとき、ＡＦ評価値の最大値が、予め設定された低コントラスト判定閾値以下である、いわゆる低コントラスト状態（測距不能状態）であるかを判定する（ステップＳ３０９）。ＡＦ評価値の最大値が、低コントラスト判定閾値以内である場合、すなわち、測距が可能な状態である場合には（ステップＳ３０９／Ｙｅｓ）、そのままＡＦ処理を続行してフォーカスレンズを焦点位置へと移動させる。ここまでは、前述の図４にて説明した動作と同様である。

一方、低コントラスト状態（測距不能状態）である場合には（ステップＳ３０９／Ｎｏ）、最大評価値レベルによってマクロ領域に移行するか否かを決定することになる。すなわちここで、評価値レベル判定を行い（ステップＳ３１０）、ＡＦ最大評価値レベルがマクロ領域への移行閾値以上である場合には、ステップＳ３０５における近距離警告状態と同様に、マクロ領域内にて再度ＡＦ動作を開始する。このとき、追加で行われる走査範囲は、測距距離が１ｃｍまでのようなマクロ領域全域を走査する。

また、ＡＦ最大評価値レベルがマクロ領域への移行閾値以下の場合には、ＡＦ処理結果をＮＧとして、過焦点距離に相当する位置、すなわち、通常時の焦点位置（常焦点位置）にフォーカスレンズを移動させる。なお本実施形態においても、常焦点位置は２．５ｍとしている。

このときのフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係を、図９を用いて説明する。
図９は、本実施形態のフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値レベルとの関係の他の一例を示す図である。なお、図９中、横軸はフォーカスレンズ位置を示し、縦軸はＡＦ評価値レベルを示す。

図９は、ＡＦ評価値の最大値が、低コントラスト判定閾値よりも小さく、かつ、ＡＦ評価値の最大値が第２レベル閾値よりも大きい場合を示している。この場合には、追加して行われる走査範囲はマクロ撮影領域全域としている。

本実施形態におけるＡＦ評価値は、被写体の周波数成分に応じて０〜１００００程度まで可変する。また、低コントラスト判定閾値は、濃淡５％程度の縦縞チャートのような低コントラスト被写体の最大値と最小値の中間値として設定され、その値は２０００程度である。また、第２閾値レベルは、低コントラスト被写体での最小値として設定され、その値は約１０００程度としている。

これらの値は実測値から決定されており、本実施形態では、至近位置でのＡＦ評価値レベルまたは変化量から、ＡＦ評価値の最大位置を予測して、適切な走査範囲を追加することが可能となる。

以上、本実施形態の撮像装置および撮像方法によれば、被写体が通常領域になく、マクロ領域にある場合であっても、カメラはマクロ撮影モードでの撮影領域へ自動的に測距動作を継続することにより、最適なシーンを撮影することができる。

また、マクロ撮影モードの撮影領域へ移行するかどうかの判断を、通常撮影モードの撮影領域での撮影範囲外（近距離）警告時とすることで、適切に移行が可能になる。また、移行判断を該警告時のみとすることで、無駄な移行動作を軽減できる。

また、マクロ撮影モードの撮影領域へ移行するかどうかの判断を、通常撮影モードの撮影領域での測距不能警告時とすることで、マクロ撮影モードの最至近位置近辺の被写体においても撮影することが可能となる。

また、マクロ撮影モードの撮影領域へ移行する場合に、通常領域での至近端付近のコントラスト情報（評価値情報）から追加走査範囲を適正にすることにより、無駄な領域での測距動作をせずに、測距時間を最適化できる。

さらに、低コントラストによる測距不能状態において、低コントラスト情報（評価値情報）によって、マクロ撮影モードの撮影領域へ移行するかどうかを決定することにより、無駄なマクロ領域への測距動作を軽減できる。また、移行する場合は、マクロ全域を走査するため、マクロ撮影モードの最至近位置近辺の被写体においても撮影することが可能となる。

１ ＬＣＤモニタ
２ サブＬＣＤ
３ 光学ファインダ
４ ストロボ発光部
５ 測距ユニット
６ リモコン受光部
７ 鏡胴ユニット
８ ＳＤカード／電池蓋
９ オートフォーカスＬＥＤ
１０ ストロボＬＥＤ
２０ デジタルカメラ
２１ 全体制御装置
ＳＷ１ レリーズシャッタ
ＳＷ２ モードダイアル
ＳＷ３ ズームスイッチ
ＳＷ４ セルフタイマ／削除スイッチ
ＳＷ５ メニュースイッチ
ＳＷ６ 上／ストロボスイッチ
ＳＷ７ 右スイッチ
ＳＷ８ 下／マクロスイッチ
ＳＷ９ 左／画像確認スイッチ
ＳＷ１０ ディスプレイスイッチ
ＳＷ１１ ＯＫスイッチ
ＳＷ１２ 電源スイッチ

特許第２７５０５９８号公報 特許第２７６７１０９号公報

Claims (4)

1. 被写体までの撮像距離を測定する測距手段と、
   前記測距手段にて通常の撮影領域を測距する通常撮影モードと、
   前記通常の撮影領域より近距離の撮影領域であるマクロ領域を測距するマクロ撮影モードと、
   前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとを切り換える切り換え手段と、
   前記測距手段による測距動作と前記被写体の撮像動作とを、キーの押下状態に基づいて切り換える撮影キーと、
   被写体像を所定の位置に結像する光学系と、
   前記光学系を介して入力される前記被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
   前記撮像手段にて、前記光学系をそれぞれの撮影モードに応じた前記撮影領域に走査させて、前記被写体の評価値情報をサンプリングして合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
   前記通常撮影モードの前記撮影領域が測距不能であるかを判定し、測距不能である場合に、前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとにおける前記撮影領域の移行を判定する移行判定手段と、
   前記評価値情報に基づいて、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へと移行するか否かを決定する移行決定手段と、を有し、
   前記測距手段は、前記移行判定手段が、前記通常撮影モードの前記撮影領域から前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行を判定した場合には、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へ自動的に測距動作を継続し、
   前記移行判定手段は、前記評価値情報のレベルの最大値が小さい場合、又は、該レベルの最大値と最小値との差が小さい場合には、測距不能であると判定し、
   前記移行決定手段は、前記評価値情報のレベルの最大値が前記撮影領域の移行可能な閾値レベル以上の場合に、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行を決定することを特徴とする撮像装置。
2. 前記移行決定手段は、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行が決定した場合に、移行する当該撮影領域の全域を走査させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 撮影キーの押下状態に基づいて、被写体までの撮像距離を測距する測距動作と前記被写体の撮像動作とを切り換える撮像装置の撮像方法であって、
   通常の撮影領域を測距する通常撮影モードと、前記通常の撮影領域より近距離の撮影領域であるマクロ領域を測距するマクロ撮影モードとを備え、前記被写体までの前記撮像距離を測定する測距工程と、
   前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとを切り換える切り換え工程と、
   光学系を用いて被写体像を所定の位置に結像させて、前記光学系を介して入力される前記被写体像を撮像して画像データを出力する撮像工程と、
   前記撮像工程にて、前記光学系をそれぞれの撮影モードに応じた前記撮影領域に走査させて、前記被写体の評価値情報をサンプリングして合焦位置を検出する合焦位置検出工程と、
   前記通常撮影モードの前記撮影領域が測距不能であるかを判定し、測距不能である場合に、前記通常撮影モードと前記マクロ撮影モードとにおける前記撮影領域の移行を判定する移行判定工程と、
   前記評価値情報に基づいて、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へと移行するか否かを決定する移行決定工程と、
   前記測距工程では、前記移行判定工程にて前記通常撮影モードの前記撮影領域から前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行が判定された場合に、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域へ自動的に測距を継続させ、
   前記移行判定工程では、前記評価値情報のレベルの最大値が小さい場合、又は、該レベルの最大値と最小値との差が小さい場合には、測距不能であると判定し、
   前記移行決定工程では、前記評価値情報のレベルの最大値が前記撮影領域の移行可能な閾値レベル以上の場合に、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行を決定することを特徴とする撮像方法。
4. 前記移行決定工程では、前記マクロ撮影モードの前記撮影領域への移行が決定した場合に、移行する当該撮影領域の全域を走査させることを特徴とする請求項３記載の撮像方法。

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