JP7079161B2 - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関し、特に、撮像装置における焦点状態を表示する技術に関する。

従来より、測距センサや複数の撮像センサによって被写体の焦点状態を算出し、この焦点状態に基づいて、被写体の前ピン・後ピン状態やピントのずれ具合を表示することが提案されている。このような表示機能はフォーカスガイド機能と呼ばれる。

特許文献１では、ライブビュー画像を表示するとともに、ライブビュー画像に重畳して、フォーカス調整の対象とすべき被写体が表示されている位置に合焦度合いを示す表示アイテムを表示することが提案されている。

特開２０１６－１９７１８０号公報

しかしながら、特許文献１では、フォーカス調整の対象とすべき被写体に対して、前ピン・後ピン状態やピントのずれ具合に基づいてガイドの表示形態を変更するが、絞り値が変動する過渡状態における表示の安定性については言及されていない。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、絞り値が変動する過渡状態において、焦点状態を示すガイド表示の安定性を良くすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、絞りを介して入射する光を撮像信号に変換して得られた画像を周期的に出力する撮像手段と、前記絞りの開口状態を周期的に取得する取得手段と、前記画像の焦点状態を当該画像の露光時の前記絞りの開口状態に基づいて正規化した値に基づいて、前記画像の焦点状態を表す第１の指標を生成する生成手段と、前記画像と、当該画像の焦点状態を示す指標とを重畳して表示手段に表示する制御手段と、前記表示手段に表示された指標を、第２の指標として記憶する記憶手段と、前記画像の露光時と、前記生成手段により前記第１の指標を生成する際との少なくともいずれかにおける前記絞りの開口状態が、変動中でない場合に前記第１の指標を選択し、変動中の場合に前記第２の指標を選択する選択手段と、を有し、前記制御手段は、前記選択手段により選択された指標を表示する。

本発明によれば、絞り値が変動する過渡状態において、焦点状態を示すガイド表示の安定性を良くすることが可能となる。

本発明の実施形態における撮像システムの概略構成を示すブロック図。 実施形態における撮像素子の画素配列の概略図。 実施形態におけるフォーカスガイド表示の一例を示す図。 実施形態におけるフォーカスガイド表示処理に関するフローチャート。 実施形態におけるフォーカスガイド設定処理のフローチャート。 第１の実施形態における絞り込みを行う場合の、露光、読み出し、デフォーカス量演算、及びフォーカスガイド表示処理を行うタイミング、及び各タイミングにおける絞り値を示す図。 第１実施形態におけるフォーカスガイドとライブビューの重畳表示処理を示すフローチャート。 絞り込みを行う場合の本発明の効果を説明する図。 第２実施形態におけるフォーカスガイドとライブビューの重畳表示処理を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。

●撮像システムの構成
図１は、本発明の実施形態に係るフォーカスガイド機能を備える撮像システムの概略構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、レンズ交換可能な撮像システムとして説明するが、固定レンズを有する撮像装置であってもよい。

図１に示すように、本実施形態における撮像システムは、レンズユニット１０とカメラ本体２０から構成されている。そして、レンズユニット１０全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、撮像システム全体の動作を統括するカメラ制御部２０７がデータを通信している。

まず、レンズユニット１０の構成について説明する。レンズユニット１０は、固定レンズ１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、ズームレンズ（不図示）等により構成される撮像光学系を有する。絞り１０２は、絞り駆動部１０４によって駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５によって駆動され、焦点調節に用いられる。不図示のズームレンズは、ズームレンズ駆動部によって駆動されることにより、ズームの調節に用いられる。なお、本実施形態においては、ズームレンズ及びズームレンズ駆動部は必須の構成ではなく、無くても構わない。

絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、ズームレンズ駆動部はレンズ制御部１０６によって制御され、絞り１０２の開口径や、フォーカスレンズ１０３及びズームレンズの位置が制御される。ユーザによりレンズ操作部１０７に備えられたフォーカスリングやズームリング等の操作により、フォーカスやズームなどの操作が行われた場合には、レンズ制御部１０６がユーザ操作に応じた制御を行う。レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２０７から受信した制御命令や制御情報に応じて、絞り駆動部１０４やフォーカスレンズ駆動部１０５、ズームレンズ駆動部の制御を行うと共に、レンズ情報をカメラ制御部２０７に送信する。

次に、本実施形態に係るフォーカスガイド機能を備えるカメラ本体２０の構成について説明する。カメラ本体２０において、撮像素子２０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成され、レンズユニット１０の撮像光学系を介して入射した光が撮像素子２０１の受光面上に結像される。そして、形成された被写体像が撮像素子２０１のフォトダイオード（光電変換部）によって入射光量に応じた電荷に光電変換され、蓄積される。各フォトダイオードに蓄積された電荷は、カメラ制御部２０７の指令に従ってタイミングジェネレータ２０９から与えられる駆動パルスに基づいて、電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。なお、撮像素子２０１の詳細構成については後述するが、本実施形態における撮像素子２０１は、通常の撮像信号の他に、位相差方式の焦点検出に用いることのできる一対のフォーカス用信号を出力することができる。

撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びフォーカス用信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２に入力され、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２は、処理した撮像信号をカメラ信号処理部２０３に、フォーカス用信号をフォーカス信号処理部２０４に出力する。

カメラ信号処理部２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力された撮像信号に対して各種の画像処理を施して、映像信号を生成する。また、撮像信号を用いて測光を行い、最適な明るさになるようにシャッタースピードや絞り値、感度を決定する。表示部２０５は、ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示デバイスであり、カメラ信号処理部２０３から出力された映像信号に基づく画像を表示する。また、撮像信号の記録を行う記録モードの時には、撮像信号はカメラ信号処理部２０３から記録部２０６に送られ、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ等の記録媒体に記録される。

フォーカス信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力された一対のフォーカス用信号を基に相関演算を行って焦点状態を検出する。ここでは、相関量、像ずれ量、デフォーカス量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）を算出する。なお、像ずれ量からデフォーカス量へは、変換係数Ｋを用いて変換する。そして、算出したデフォーカス量と信頼性情報をカメラ制御部２０７へ出力する。また、カメラ制御部２０７は、取得したデフォーカス量や信頼性情報を基に、これらを算出する設定の変更をフォーカス信号処理部２０４に通知する。

カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０内の各構成と情報をやり取りして制御を行う。また、カメラ本体２０内の処理だけでなく、ユーザにより操作されたカメラ操作部２０８からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録を制御する。更に、オートフォーカス（ＡＦ）／マニュアルフォーカス（ＭＦ）制御の切り替え、カメラ信号処理部２０３により得られる絞り値に基づく絞り込みの制御、記録映像の確認等のユーザ操作に応じた様々な機能を実行する。また、先述したようにレンズユニット１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、撮像光学系の制御命令や制御情報を送信したり、レンズユニット１０内の情報を取得する。

●撮像素子の構成
図２は、本実施形態における撮像素子２０１の画素配列の概略を示す図であり、撮像素子２０１として用いられる２次元ＣＭＯＳセンサの画素配列を、撮像画素の４列×４行の範囲で（焦点検出画素の配列としては８列×４行の範囲）で示したものである。

本実施形態において、画素群２００は２列×２行の画素からなり、ベイヤー配列のカラーフィルタにより覆われているものとする。そして、各画素群２００において、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが左上の位置に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下の位置に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下の位置に配置されている。さらに、本実施形態の撮像素子２０１は、撮像面位相差方式の焦点検出を行うために、各画素は、１つのマイクロレンズ２１５に対し、複数のフォトダイオード（光電変換部）を保持している。本実施形態では、各画素、２列×１行に配列された２つのフォトダイオード２１１，２１２により構成されているものとする。

撮像素子２０１は、図２に示す２列×２行の画素（４列×２行のフォトダイオード）からなる画素群２００を撮像面上に多数配置することで、撮像信号及びフォーカス用信号の取得を可能としている。

このような構成を有する各画素では、異なる瞳領域を通過した光束をマイクロレンズ２１５で分離し、フォトダイオード２１１，２１２に結像する。そして、２つのフォトダイオード２１１，２１２からの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ信号）を撮像信号、個々のフォトダイオード２１１，２１２からそれぞれ読み出した２つの信号（Ａ信号、Ｂ信号）をフォーカス用信号（焦点検出用信号）として用いる。なお、撮像信号とフォーカス用信号とをそれぞれ読み出してもよいが、処理負荷を考慮して、次のようにしてもよい。即ち、撮像信号（Ａ＋Ｂ信号）と、フォトダイオード２１１，２１２のいずれか一方のフォーカス用信号（例えばＡ信号）とを読み出し、差分を取ることで、視差を有するもう一方のフォーカス用信号（例えばＢ信号）を取得する。

なお、本実施形態では各画素において、１つのマイクロレンズ２１５に対して２つのフォトダイオード２１１，２１２を有する構成としているが、フォトダイオードの数は２つに限定されず、それ以上であってもよい。また、瞳分割方向も水平方向に限られるものでは無く、垂直方向であっても良い。また、マイクロレンズ２１５に対して受光部の開口位置が異なる画素を複数有するようにしてもよい。つまり、結果としてＡ信号とＢ信号といった位相差検出用の２つの信号が得られる構成であればよい。また、本発明は図２に示すように全ての画素が複数のフォトダイオードを有する構成に限らず、撮像素子２０１を構成する通常画素内に、図２に示すような焦点検出用画素を離散的に設ける構成であってもよい。また、同じ撮像素子内において互いに異なる分割方法で分割された複数種類の画素が含まれてもよい。

●フォーカスガイドの表示形態
次に、本実施形態におけるフォーカスガイドの表示形態について、図３を用いて説明する。本実施形態では、フォーカスガイド表示の種類は、第１から第４の表示形態の４つとし、表示パーツ３０１～３１１により、検出された焦点状態を表現する。表示パーツ３０１～３１１は、フォーカス枠３００の上部に配置している。

図３（ａ）は、第１の表示形態の一例で、被写体に合焦していると判定された状態を示す。合焦と判定されている状態では、内向きの表示パーツ３０１と外向きの表示パーツ３０２の位置が一致（ここでは上部で停止）している。また、合焦状態と判定されている場合は、例えば、表示パーツ３０１と表示パーツ３０２を他の表示形態の色（例えば白）と異なる色（例えば緑）で表してもよい。

図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、それぞれ第２の表示形態と第３の表示形態の一例で、被写体に合焦していないが、焦点検出結果の信頼度が高い場合に、合焦位置までの方向とデフォーカス量の大きさを示す。図３（ｂ）は、被写体よりも至近側にピントが合っている（前ピン）場合で、内向きの表示パーツ３０３が上部に停止した状態で、外向きの表示パーツ３０４と３０５が円周上（弧）に沿って左右対称に移動する。表示パーツ３０４と表示パーツ３０５の位置はデフォーカス量の大きさを示し、両者が表示パーツ３０３の位置（基準位置）から離れるほど、デフォーカス量が大きいことを示している。なお、表示パーツ３０３は表示パーツ３０１に対応し、表示パーツ３０４と表示パーツ３０５が重なった状態が表示パーツ３０２に対応する。

図３（ｃ）は、被写体よりも無限遠側にピントが合っている（後ピン）場合で、外向きの表示パーツ３０６が上部に停止した状態で、内向きの表示パーツ３０７と３０８が円周上（弧）に沿って左右対称に移動する。表示パーツ３０７と表示パーツ３０８の位置はデフォーカス量の大きさを示し、両者が表示パーツ３０６の位置（基準位置）から離れるほど、デフォーカス量が大きいことを示している。なお、表示パーツ３０６は表示パーツ３０２に対応し、表示パーツ３０７と表示パーツ３０８が重なった状態が表示パーツ３０１に対応する。

以上説明したように、第２の表示形態と第３の表示形態では、移動する表示パーツの位置（すなわち、表示パーツ間の角度または距離）によってデフォーカス量の大きさを示すことができる。また、上部で停止している表示パーツの向きによって合焦位置までの方向（デフォーカス方向）を示すことができる。

なお、本実施形態におけるフォーカスガイドでは、フォーカス信号処理部２０４とカメラ制御部２０７で算出されたデフォーカス量を、まず、絞り値に基づく許容錯乱円Ｆδを用いて正規化する。そして、許容錯乱円Ｆδを用いて正規化したデフォーカス量から、フォーカスガイドの合焦度合いを示す角度（以下、「指標角度」と呼ぶ。）への変換を行い、その指標角度となるように表示パーツを表示する。

図３（ｄ）は、第４の表示形態の一例で、焦点検出結果の信頼性が低い場合を示している。この場合は、デフォーカス量の大きさもデフォーカス方向も示さずに、焦点検出ができないことをユーザに視認させる。ここでは、表示パーツ３０９～３１１を他の表示形態と異なる色（例えばグレー）で表示すると共に、表示パーツ３０９～３１１を所定位置で固定する。また、表示パーツ３０９～３１１の形状を他の表示形態と異ならせる。

なお、図３に示すフォーカスガイドの表示形態は一例であり、本発明はこの表示形態に限定されるものではない。例えば、図３に示す例では、表示パーツが弧に沿って動く場合について説明したが、例えば、直線的に動くように表示しても構わない。その場合、指標角度では無く、表示パーツ間の距離を求めて表示すればよい。また、図３に示す例では、デーフォーカス量を２つの表示パーツを用いて表現したが、例えば、１つの表示パーツを合焦位置を示す基準位置から遠ざけたり近づけたりするなどして表現してもよい。その他、表示形態には、様々なものが考えられ、本発明は表示形態により限定されるものでは無い。

●フォーカスガイド表示処理
次に、カメラ制御部２０７が実行するフォーカスガイド表示処理について説明する。図４は、本実施形態におけるフォーカスガイド表示処理を示すフローチャートであり、撮影モードが選択された時に実行される。まず、Ｓ４０１においてライブビュー機能を起動し、撮像素子２０１から撮像信号を読み出すと共に、レンズユニット１０から後述するように絞り値を取得し、ライブビュー画像を表示部２０５に表示する。なお、ここで取得した絞り値は、露光開始される次のフレームの絞り値であり、カメラ制御部２０７の不図示のメモリに記憶される。Ｓ４０２では、設定変更操作がされたか否かを判定する。設定変更操作がされた場合はＳ４０３へ、操作がされなかった場合はＳ４０４へ進む。

Ｓ４０３では、メニュー画面を開いて設定変更操作の受け付け処理を行う。ここで、フォーカスガイド表示のＯＮ／ＯＦＦの設定変更を受け付ける。設定変更操作の受付が終了すると、Ｓ４０４へ進み、フォーカスガイド表示の設定を確認する。フォーカスガイド表示ＯＮの場合はＳ４０５へ、ＯＦＦの場合はＳ４０７へ進む。Ｓ４０５では、フォーカスガイド設定処理を行う。なお、この処理の詳細については、図５を用いて後述する。Ｓ４０６では、Ｓ４０５で設定されたフォーカスガイドを、ライブビュー画像中に重畳して表示を行う。なお、この処理の詳細については、図７または図９を参照して、詳細に後述する。一方、Ｓ４０７では、ライブビュー画像中にフォーカスガイドを重畳せずに表示を行う。

Ｓ４０８では、ライブビュー表示の終了操作が行われたか否かを判定し、終了操作が行われた場合はライブビュー画像の画面表示を終了し、行われなかった場合は、Ｓ４０２へ戻ってライブビュー表示を継続する。

●フォーカスガイド設定処理
次に、図５のフローチャートを参照して、図４のＳ４０５で行われるフォーカスガイド設定処理について説明する。なお、この処理はカメラ制御部２０７が実行する。

まず、Ｓ５０１において、カメラ制御部２０７に含まれる不図示のメモリに保持された焦点調節領域の情報を読み出し、フォーカス信号処理部２０４に通知する。なお、焦点調節領域は、例えば、撮像素子２０１から得られた撮像信号に対して被写体検出を行い、検出された被写体に対応する領域であっても良いし、予め決められた領域であっても、ユーザにより設定された領域等であっても良い。Ｓ５０２では、Ｓ５０１で得られた焦点調節領域内に存在する被写体について、焦点状態を示す合焦情報及び焦点検出成否の情報をフォーカス信号処理部２０４から取得する。合焦情報は、合焦または前ピンまたは後ピンのいずれの状態にあるかという情報と、前ピンまたは後ピンの場合は、デフォーカス量を含む。Ｓ５０３では、Ｓ５０１とＳ５０２で得られた情報をもとに、表示部２０５に表示する焦点調節領域を示す枠の表示位置及び表示色を決定する。

Ｓ５０４では、Ｓ５０２で得られた情報について、焦点検出が成功したか失敗したかを判定する。成功していればＳ５０５へ、失敗していればＳ５１０へ進む。Ｓ５０５では、Ｓ５０２で得られた情報に基づいて、被写体が合焦状態にあるか非合焦状態にあるかを判定する。合焦状態であればＳ５０７へ、非合焦状態であればＳ５０６へ進む。Ｓ５０６では、Ｓ５０２で得られた情報について、被写体が前ピン状態であるか後ピン状態であるかを判定する。前ピン状態であればＳ５０８へ、後ピン状態であればＳ５０９へ進む。

Ｓ５０７では、第１の表示形態、すなわち被写体が合焦状態である場合の指標表示形態を選択する。この場合の指標と枠の表示例は、図３（ａ）に示すものである。Ｓ５０８では、第２の表示形態、すなわち被写体が前ピン状態である場合の指標表示形態を選択する。この場合の指標と枠の表示例は、図３（ｂ）に示すものである。Ｓ５０９では、第３の表示形態、すなわち被写体が後ピン状態である場合の指標表示形態を選択する。この指標と枠の表示例は、図３（ｃ）に示すものである。Ｓ５１０では、第４の表示形態、すなわち被写体が大ボケ状態である場合の指標表示形態を選択する。この指標と枠の表示例は図３（ｄ）に示すものである。

Ｓ５０７～Ｓ５１０で第１～第４の表示形態のいずれかを選択すると、図４の処理に戻る。

＜第１の実施形態＞
次に、図６を参照して、第１の実施形態における、絞り１０２の絞り込みを行う場合の、露光、読み出し、デフォーカス量演算、及びフォーカスガイド表示処理を行うタイミング、及び各タイミングにおける絞り値について説明する。絞り１０２は、例えば、レンズ操作部１０７やカメラ操作部２０８に搭載された絞り込みボタンを操作したり、ＵＩで直接絞り値を指定することで変化させることができる。その他、カメラ信号処理部２０３における測光結果に基づいて、自動的に絞り値を変更してもよい。ここで、絞り込みボタンとは、撮像信号の記録時に実際に得られる画像の背景のボケ具合などを事前に確認するためのボタンである。通常、ライブビュー表示中のピント合わせは、絞り開放状態で行われるため、撮像信号の記録時の絞り値とは異なる場合がある。このときユーザのボタンを押す操作で、設定されている絞り数値まで絞り１０２が絞り込まれ、被写界深度の変化による画像のボケ具合の変化を確認できる。絞り込みボタンは、押している間に撮像信号の記録時の絞り値となり、絞り込みボタンを解除すると絞り開放状態に戻る。なお、図６に示す例では、フレーム４を露光している時に、絞り値をＦ２からＦ１６に変更する指示をカメラ本体２０からレンズユニット１０に対して行い、フレーム４～６の露光期間中、絞りの開口状態が変化している場合について説明する。

図６（ａ）に示す例では、露光、読み出し、デフォーカス量演算、及びフォーカスガイド表示処理の各処理は垂直同期信号ＶＤに同期して行われる。すなわち、垂直同期信号ＶＤに同期して露光された任意のフレームは、次の垂直同期信号ＶＤに同期して読み出される。そして、更に次の垂直同期信号ＶＤに同期して、読み出したフレームに対してデフォーカス演算を行ってデフォーカス量（焦点状態）を取得し、更にその次の垂直同期信号ＶＤに同期して、得られたデフォーカス量に基づくフォーカスガイド表示処理を行う。この場合、露光されてからフォーカスガイド表示処理が行われるまでに、３垂直同期期間分の時間差が生じる。

また、図６（ａ）において、実線６０１はメカ機構上の絞り値であり、絞り駆動部１０４により変化する絞り１０２の実際の開口状態を示している。破線６０２はレンズ通信上の絞り値であり、各フレームの開始時における絞り１０２の実際の開口状態を示している。絞り値６０２は、垂直同期信号ＶＤに同期して、レンズユニット１０からカメラ本体２０に通知されるもので、Ｓ４０１でカメラ制御部２０７のメモリに記憶される絞り値である。なお、第１の実施形態では、絞り駆動部１０４の制御値を、絞り値６０２として取得する。また、ここでは垂直同期信号に同期して周期的に通知されるものとするが、通知のタイミングはこれに限られるものでは無く、例えば、カメラ制御部２０７からのリクエストに応じて行っても良い。ただし、各垂直同期期間に少なくとも１回は絞り値６０２を通知するように制御する。一点鎖線６０３はフォーカスガイド表示処理時に用いられる絞り値を示しており、レンズ通信上の絞り値６０２がフレームデータと一緒に「露光」から「フォーカスガイド表示処理」まで伝搬されたものである。すなわち、任意のフレームの露光開始時に得られたレンズ通信上の絞り値６０２が、３垂直同期期間後に当該フレームに基づくフォーカスガイド表示処理を行う際に用いられる絞り値６０３となる。

図６（ａ）から分かるように、フレーム４～６の露光期間中は、メカ機構上の絞り値６０１は変化し続けるために、各フレームにおける絞り値６０２の通知タイミングを除いてレンズ通信上の絞り値６０２と一致しない。そのため、デフォーカス量を、絞り値６０２を遅延した絞り値６０３の許容錯乱円Ｆδに基づいて正規化すると、指標角度が不正確なものとなってしまう。また、相関量に基づいて検出された像ずれ量に乗算する変換係数も絞り値に依存したものであるため、絞り値６０３に基づいて算出されたデフォーカス量自体も不正確となってしまう。以上のことから、絞り値が変動する過渡状態において、フォーカスガイドの指標角度が不正確となり、フォーカスガイドの表示が不安定になる状態が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、以下のようにフォーカスガイドの表示処理を行うことで、フォーカスガイドの指標角度が不安定な状態になることを抑制する。

図７は、第１の実施形態におけるフォーカスガイドとライブビューの重畳表示処理を示すフローチャートであり、図４のＳ４０６における処理の詳細を示している。まず、Ｓ７０１において、Ｓ４０１で取得しておいた、レンズユニット１０との通信により得られたレンズ通信上の絞り値６０２と、フォーカスガイド表示処理時に用いられる絞り値６０３とを比較する。絞り値６０２と絞り値６０３との差が、所定段数未満（閾値未満）の場合はＳ７０２へ、所定段数以上（閾値以上）の場合はＳ７０３へ進む。なお、Ｓ７０１では、絞り値６０２と絞り値６０３が一致か不一致かで判断してもよく、一致していればＳ７０２へ、一致していなければＳ７０３へ進む。

Ｓ７０２では、図５のＳ５０７～Ｓ５１０のいずれかで決定した指標表示形態を選択し、絞り値６０３を用いて、デフォーカス量から指標角度を算出する。一方、Ｓ７０３では、後述するＳ７０５の処理によりメモリに保存されている、前回使用した指標表示形態と指標角度を選択する。これにより、前回使用した指標表示形態と指標角度を維持する。なお、メモリとしては、例えば、カメラ制御部２０７の不図示の内部メモリを用いても良いし、カメラ制御部２０７の外部に備えられた不図示のメモリを用いても良い。

Ｓ７０４では、Ｓ７０２またはＳ７０３で選択した指標表示形態と指標角度のフォーカスガイドを表示部２０５上のライブビューに重畳表示する。

Ｓ７０５では、Ｓ７０２またはＳ７０３で選択したフォーカスガイドの指標表示形態と指標角度をメモリへ保存する。このメモリに保存された指標表示形態と指標角度は、上述したＳ７０３で使用される。以上の処理が終了すると、図４の処理に戻る。

ここで、図７の制御を行わない場合のフォーカスガイドの表示状態と、図７の制御を行った場合のフォーカスガイドの表示状態の一例を図８に示し、各フレームにおける表示状態をまとめたものを、図６（ｂ）の表に示している。図６（ｂ）の表において、上段が図７の制御を行わない場合のフォーカスガイドの表示状態、下段が図７の制御を行った場合のフォーカスガイドの表示状態を示している。

図７の制御を行わない場合、フォーカスガイド表示処理時、フォーカスガイドの指標角度が、絞り込み開始前（フレーム３まで）は図８（ａ）、絞り込み中（フレーム４～６）は図８（ｂ）、絞り込み終了後（フレーム７以降）は図８（ｃ）で表示される。このように、絞り込み開始前（図６中のＦ２）から絞り込み終了後（図６中のＦ１６）へ遷移する過程で、図８（ｂ）に示す様に指標角度が一旦小さくなり、表示が不安定になる。ここで、図７の制御を行わない場合に、図８（ｂ）に示す様な状態となる理由について、フレーム５を例にとって具体的に説明する。フレーム５の露光開始時の絞り値６０２がｆ１であった場合、フォーカスガイド表示処理においてフレーム５の処理を行う際に、絞り値６０３としてｆ１を用いて指標角度を算出することになる。しかしながらフレーム５の露光中は、絞り値がｆ１からｆ２まで大きく絞られていくため、許容錯乱円Ｆδが徐々に大きくなると共に、フォーカスレンズが動かされていなければ、デフォーカス量は小さくなっていく。そのため、ｆ１を用いて指標角度を算出すると、本来の角度よりも狭い角度となってしまう。

一方、図７の制御を行った場合、Ｓ７０１の判定に基づいてＳ７０２の制御により、フォーカスガイドの指標角度が、フォーカスガイド表示処理時のフレーム１まで、図８（ｄ）に示すような表示がなされる。また、フォーカスガイド表示処理時のフレーム２からフレーム６の間は、Ｓ７０１の判定に基づいてＳ７０３の制御により、図８（ｅ）に示すような表示がなされる。図８（ｅ）に示す表示は、図８（ｄ）と同じである。そして、絞り込み終了後は、Ｓ７０１の判定に基づいてＳ７０２の制御により、図８（ｆ）に示すような表示がなされる。このように、絞り込みの動作に係る間は絞り込み開始前の表示状態（図８（ｄ））を維持することができるため、絞り値の変動中である過渡状態において、フォーカスガイドの指標角度の安定性を良くすることができる。なお、本来、ガイド表示状態が不正確にならないフレーム２等も、ガイド表示状態を固定させてしまうことになるが、表示品位には、あまり影響が出ない。

上記の通り第１の実施形態によれば、絞り値の変動中である過渡状態において、焦点状態を示すガイド表示の安定性を良くすることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施形態おけるフォーカスガイドとライブビューの重畳表示処理について説明する。図９に示す処理は、図４のＳ４０６において実行される処理であり、各垂直同期期間に１回行われる。

まず、Ｓ９０１において、絞り１０２の絞り込み動作の状態を検知する。ここでは、レンズユニット１０から、絞り１０２が駆動されているかどうかを示す信号を取得してもよいし、図４のＳ４０１で取得してカメラ制御部２０７のメモリに記憶しておいた１フレーム前の絞り値６０２と比較することで検知しても良い。次にＳ９０２において、Ｓ９０１の検知結果から、絞り込み開始と判定した場合はＳ９０３へ、絞り込み開始と判定しなかった場合、すなわち絞り込み中、または、絞り込みが行われていない場合は、Ｓ９０４へ進む。絞り込み開始かどうかの判定は、例えば、Ｓ９０１において絞り１０２が駆動されている状態が検知されている場合に、前回処理時のＳ９０１において絞り１０２が駆動されていない状態が検知されているかどうかを判定することで行うことができる。また、Ｓ９０１において、レンズユニット１０から絞り１０２の絞り込み開始時刻を取得するようにしても良い。

Ｓ９０３では、絞り込みが開始されてから、絞り１０２の絞り込み処理に対応した表示を行う時間を示す、絞り込み対応時間を取得する。絞り込み対応時間は、露光中の絞り１０２の絞り値の変動にかかる絞り込み時間と、露光されてからフォーカスガイド表示処理が行われるまでの時間差（図６（ａ）に示す例では、３垂直同期期間分）との和である。このうち、絞り込み時間は、レンズ種別や絞り値の変動量に依存するものであり、カメラ本体２０またはレンズユニット１０に予め用意されたテーブルから取得したり、計算で求めるなど、公知の方法で求めれば良い。

Ｓ９０４では、Ｓ９０３で取得した絞り込み対応時間が経過したかを判定する。なお、ここでの判定は、Ｓ９０１において絞り込み開始時刻が取得できていれば、その時刻から、取得できていなければ、絞り込み開始と判定されたフレームの先頭の時刻からの経過時間と比較することにより行う。絞り込み対応時間が経過している場合はＳ７０２へ、経過していない場合はＳ７０３へ進む。ここで、絞り込みが行われていない場合、過去に絞り込みが１回でも行われていれば、絞り込み対応時間が経過したかどうかを判定すればよいが、過去に絞り込みが１回も行われていない場合には、絞り込み対応時間が経過したとして判定する。

Ｓ７０２では、今回決定した指標表示形態と指標角度を表示するものとして選択し、フォーカスガイド表示を更新する。一方、Ｓ７０３では、絞り込み対応時間がまだ経過していないので、メモリに保存されている指標表示形態と指標角度を表示するものとして選択し、前回使用した指標表示形態と指標角度を選択し、前回のフォーカスガイド表示を維持する。これにより、露光時における絞り１０２の開口状態の変動中と、フォーカス処理時における絞り１０２の開口状態の変動中は、同じフォーカスガイド表示が表示され続ける。

なお、Ｓ７０２以降の処理は、第１の実施形態における図７のＳ７０２以降の処理と同様であるため、以下、説明を省略する。

図９に示す表示処理を行うことにより、フォーカスガイドの指標角度が絞り込み前はＳ７０２を選択して図８（ｄ）、絞り込み中はＳ７０３を選択して図８（ｅ）（＝図８（ｄ）、絞り込み後はＳ７０２を選択して図８（ｆ）のように表示される。

上記の通り第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、絞り込みを行っている間も、安定したフォーカスガイドの表示を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明の実施形態では、絞り込みボタンのユーザ操作時について説明した。ここで、絞り込みボタンの解除時も図７の制御を行わなかった場合には、絞り込み解除開始前から絞り込み解除終了後へ遷移する過程で、指標角度が一旦大きくなり、表示が不安定になる。一方、図７の制御を行えば、絞り込み解除の動作に係る間は絞り込み解除開始前の表示状態（図８（ｆ））を維持することができるため、絞り値の変動中である過渡状態において、フォーカスガイドの指標角度の安定性を良くすることができる。これにより絞り込みの解除を行っている間も、安定したフォーカスガイドの表示を行うことができる。

１０：レンズユニット、２０：カメラ本体、１０２：絞り、１０３：フォーカスレンズ、１０４：絞り駆動部、１０５：フォーカスレンズ駆動部、１０６：レンズ制御部、１０７：レンズ操作部、２０１：撮像素子、２０３：カメラ信号処理部、２０４：フォーカス信号処理部、２０５：表示部、２０７：カメラ制御部、２０９：タイミングジェネレータ

Claims (12)

1. 絞りを介して入射する光を撮像信号に変換して得られた画像を周期的に出力する撮像手段と、
   前記絞りの開口状態を周期的に取得する取得手段と、
   前記画像の焦点状態を当該画像の露光時の前記絞りの開口状態に基づいて正規化した値に基づいて、前記画像の焦点状態を表す第１の指標を生成する生成手段と、
   前記画像と、当該画像の焦点状態を示す指標とを重畳して表示手段に表示する制御手段と、
   前記表示手段に表示された指標を、第２の指標として記憶する記憶手段と、
   前記画像の露光時と、前記生成手段により前記第１の指標を生成する際との少なくともいずれかにおける前記絞りの開口状態が、変動中でない場合に前記第１の指標を選択し、変動中の場合に前記第２の指標を選択する選択手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記選択手段により選択された指標を表示することを特徴とする撮像装置。
2. 前記選択手段は、前記画像の露光時の前記絞りの開口状態と、前記生成手段により前記第１の指標を生成する際に取得された前記絞りの開口状態との差が、予め決められた閾値未満である場合に前記第１の指標を選択し、前記閾値以上である場合に前記第２の指標を選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記選択手段は、前記画像の露光時の前記絞りの開口状態と、前記生成手段により前記第１の指標を生成する際に取得された前記絞りの開口状態とが一致する場合に前記第１の指標を選択し、一致しない場合に前記第２の指標を選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記絞りの絞り値を指定する指定手段を更に有し、
   前記選択手段は、前記画像の露光時の前記絞りの開口状態が変化し始めてから、前記絞り値に達するまでの時間と、前記画像を露光してから前記生成手段により前記第１の指標を生成するまでに要する時間とを加算した期間に前記第２の指標を選択し、前記期間を除く期間に前記第１の指標を選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記取得手段は、前記画像の露光の周期と同じ周期で、前記絞りの開口状態を取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記取得手段は、前記画像の露光開始時に、前記絞りの開口状態を取得することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記生成手段は、前記絞りの開口状態に対応する許容錯乱円の大きさに基づいて、焦点状態を正規化することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記指標は、焦点状態を表すための、弧に沿って動く２つの表示パーツを含み、前記２つの表示パーツは、前記絞りの開口状態が同じ場合、前記焦点状態が合焦状態から離れるほど、前記２つの表示パーツが成す角度が大きくなることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記角度は、焦点状態が同じ場合、前記許容錯乱円が大きくなるほど、小さくなることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記指標は、焦点状態を表すための２つの表示パーツを含み、前記２つの表示パーツは、前記絞りの開口状態が同じ場合、前記焦点状態が合焦状態から離れるほど、前記２つの表示パーツ間の距離が長くなることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
11. 前記距離は、焦点状態が同じ場合、前記許容錯乱円が大きくなるほど、短くなることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 撮像手段が、絞りを介して入射する光を撮像信号に変換して得られた画像を周期的に出力する撮像工程と、
    取得手段が、前記絞りの開口状態を周期的に取得する取得工程と、
    生成手段が、前記画像の焦点状態を当該画像の露光時の前記絞りの開口状態に基づいて正規化した値に基づいて、前記画像の焦点状態を表す第１の指標を生成する生成工程と、
    制御手段が、前記画像と、当該画像の焦点状態を示す指標とを重畳して表示手段に表示する制御工程と、
    記憶手段が、前記表示手段に表示された指標を、第２の指標として記憶する記憶工程と、
    選択手段が、前記画像の露光時と、前記生成手段により前記第１の指標を生成する際との少なくともいずれかにおける前記絞りの開口状態が、変動中でない場合に前記第１の指標を選択し、変動中の場合に前記第２の指標を選択する選択工程と、を有し、
    前記制御工程では、前記選択工程で選択された指標を表示することを特徴とする撮像装置の制御方法。

Images