JP7390636B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本開示は、合焦動作を行う撮像装置に関する。

特許文献１は、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラ等に利用されるオートフォーカス（ＡＦ）技術に関して、背景抜けを生じさせることなくＡＦ時間を短縮することを目的とした自動合焦装置を開示している。この自動合焦装置は、フォーカスレンズを光軸方向に移動させて得られる画像信号から焦点評価値を取得するスキャン動作を行う。自動合焦装置は、フォーカスレンズを初期位置から光軸方向へ移動させることによってスキャン動作の開始位置への移動を行う際に、初期位置を含むゾーンの次のゾーンにピーク位置を検出した場合には、フォーカスレンズの移動方向を反転させている。この場合、スキャン動作を行わずにピーク位置にフォーカスレンズが移動される。

特開２０１４－０５６１５３号公報

本開示は、所望の合焦状態を得やすくすることができる撮像装置を提供する。

本開示における撮像装置は、撮像部と、表示部と、操作部と、制御部とを備える。撮像部は、フォーカスレンズを含む光学系を介して形成される被写体像を撮像して、画像データを生成する。表示部は、画像データが示す画像を表示する。操作部は、ユーザの操作を受け付ける。制御部は、合焦の状態に関する評価値に応じて、光学系における光軸に沿ってフォーカスレンズの位置を調整する合焦動作を制御する。制御部は、フォーカスレンズの位置毎に合焦の状態に関する評価値を示すグラフを表示するように、表示部を制御する。

本開示における撮像装置によれば、所望の合焦状態を得やすくすることができる。

本開示の実施形態１に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図 デジタルカメラの背面を示した図 デジタルカメラにおいて被写体の背景に合焦した合焦状態を例示する図 図３Ａの状況からニアシフト操作後の合焦状態を例示する図 デジタルカメラにおいて被写体に対する障害物に合焦した合焦状態を例示する図 図４Ａの状況からファーシフト操作が入力された後の合焦状態を例示する図 実施形態１にかかるデジタルカメラの撮影動作を例示するフローチャート デジタルカメラにおける通常のオートフォーカスの動作例を示す図 ニアシフト機能を用いたオートフォーカスの動作例を示す図 ファーシフト機能を用いたオートフォーカスの動作例を示す図 デジタルカメラにおける山登りＡＦ動作を例示するフローチャート ニアシフト機能を用いたオートフォーカスの動作の別例を示す図 デジタルカメラにおける合焦グラフの表示例を示す図 デジタルカメラにおけるグラフ表示処理を例示するフローチャート 図９の構図における初期の状態を例示する表示例を示す図 図１１Ａからファーシフト操作が行われたときの表示例を示す図 図１１Ｂからさらにファーシフト操作が行われたときの表示例を示す図 図１２Ａからニアシフト操作が行われたときの表示例を示す図 実施形態２にかかるデジタルカメラの撮影動作を例示するフローチャート デジタルカメラにおける合焦動作の変形例を説明するための図

以下、本開示における実施の形態を、図面を適宜参照しながら説明する。ただし、詳細な説明において、従来技術および実質的に同一の構成に関する説明のうち不必要な部分は省略されることもある。これは、説明を簡単にするためである。また、以下の説明および添付の図面は、当業者が本開示を充分に理解できるよう開示されるのであって、特許請求の範囲の主題を限定することを意図されていない。

（実施形態１）
以下では、本開示に係る撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの構成および動作について説明する。

１．構成
図１は、実施形態１に係るデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。本実施形態のデジタルカメラ１は、カメラ本体１００とそれに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。

１－１．カメラ本体
カメラ本体１００（撮像装置の一例）は、画像センサ１１０と、液晶モニタ１２０と、操作部１３０と、カメラ制御部１４０と、ボディマウント１５０と、電源１６０と、カードスロット１７０とを備える。

カメラ制御部１４０は、操作部１３０からの指示に応じて、画像センサ１１０等の構成要素を制御することでデジタルカメラ１全体の動作を制御する。カメラ制御部１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に送信する。これと並行して、カメラ制御部１４０は、露光同期信号を生成する。カメラ制御部１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズ制御部２４０に周期的に送信する。カメラ制御部１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＲＡＭ１４１をワークメモリとして使用する。

画像センサ１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する素子である。画像センサ１１０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサである。生成された画像データは、ＡＤコンバータ１１１でデジタル化される。デジタル化された画像データは、カメラ制御部１４０により所定の画像処理が施される。所定の画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理である。画像センサ１１０は、ＣＣＤまたはＮＭＯＳイメージセンサ等であってもよい。

画像センサ１１０は、タイミング発生器１１２により制御されるタイミングで動作する。画像センサ１１０は、記録用の静止画像もしくは動画像またはスルー画像を生成する。スルー画像は、主に動画像であり、ユーザが静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０に表示される。

液晶モニタ１２０はスルー画像等の画像およびメニュー画面等の種々の情報を表示する。液晶モニタに代えて、他の種類の表示デバイス、例えば、有機ＥＬディスプレイデバイスを使用してもよい。

操作部１３０は、撮影開始を指示するためのレリーズ釦、撮影モードを設定するためのモードダイアル、及び電源スイッチ等の種々の操作部材を含む。カメラ本体１００における操作部１３０を図２に例示する。

図２は、デジタルカメラ１の背面を示した図である。図２では、操作部１３０の例として、レリーズ釦１３１、選択釦１３２、及び決定釦１３３、タッチパネル１３５、および複数のファンクション釦１３６，１３７（以下「Ｆｎ釦」という）が示されている。操作部１３０は、ユーザによる操作を受け付けると、カメラ制御部１４０に種々の指示信号を送信する。

レリーズ釦１３１は、二段押下式のボタンである。レリーズ釦１３１がユーザにより半押し操作されると、カメラ制御部１４０はオートフォーカス制御（ＡＦ制御）やオート露出制御（ＡＥ制御）などを実行する。また、レリーズ釦１３１がユーザにより全押し操作されると、カメラ制御部１４０は、押下操作のタイミングに撮像された画像データを記録画像としてメモリカード１７１等に記録する。

選択釦１３２は、上下左右方向に設けられた押下式ボタンである。ユーザは、上下左右方向のいずれかの選択釦１３２を押下することにより、液晶モニタ１２０に表示される各種条件項目を選択したり、カーソルを移動したりすることができる。

決定釦１３３は、押下式ボタンである。デジタルカメラ１が撮影モードあるいは再生モードにあるときに、決定釦１３３がユーザにより押下されると、カメラ制御部１４０は液晶モニタ１２０にメニュー画面を表示する。メニュー画面は、撮影／再生のための各種条件を設定するための画面である。決定釦１３３が各種条件の設定項目が選択されているときに押下されると、カメラ制御部１４０は、選択された項目の設定を確定する。

タッチパネル１３５は、液晶モニタ１２０の表示画面と重畳して配置され、ユーザの指による表示画面上へのタッチ操作を検出する。これにより、ユーザは、液晶モニタ１２０に表示された画像に対する領域の指定等の操作を行える。

Ｆｎ釦１３６，１３７は、押下式ボタンである。各Ｆｎ釦１３６，１３７には、例えばメニュー画面における設定により、後述するニア／ファーシフト機能などのユーザ所望の機能を割り当てることができる。

図１に戻り、カードスロット１７０は、メモリカード１７１を装着可能であり、カメラ制御部１４０からの制御に基づいてメモリカード１７１を制御する。デジタルカメラ１は、メモリカード１７１に対して画像データを格納したり、メモリカード１７１から画像データを読み出したりすることができる。

電源１６０は、デジタルカメラ１内の各要素に電力を供給する回路である。

ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００との間で、データを送受信可能である。ボディマウント１５０は、カメラ制御部１４０から受信した露光同期信号を、レンズマウント２５０を介してレンズ制御部２４０に送信する。また、カメラ制御部１４０から受信したその他の制御信号を、レンズマウント２５０を介してレンズ制御部２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズ制御部２４０から受信した信号をカメラ制御部１４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、電源１６０からの電力を、レンズマウント２５０を介して交換レンズ２００全体に供給する。

また、カメラ本体１００は、ＢＩＳ機能（画像センサ１１０のシフトにより、手振れを補正する機能）を実現する構成として、カメラ本体１００のぶれを検出するジャイロセンサ１８４（ぶれ検出部）と、ジャイロセンサ１８４の検出結果に基づきぶれ補正処理を制御するＢＩＳ処理部１８３とをさらに備える。さらに、カメラ本体１００は、画像センサ１１０を移動させるセンサ駆動部１８１と、画像センサ１１０の位置を検出する位置センサ１８２とを備える。

センサ駆動部１８１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置センサ１８２は、光学系の光軸に垂直な面内における画像センサ１１０の位置を検出するセンサである。位置センサ１８２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。

ＢＩＳ処理部１８３は、ジャイロセンサ１８４からの信号及び位置センサ１８２からの信号に基づき、センサ駆動部１８１を制御して、カメラ本体１００のぶれを相殺するように画像センサ１１０を光軸に垂直な面内にシフトさせる。センサ駆動部１８１により画像センサ１１０を駆動できる範囲には機構的に制限がある。画像センサ１１０を機構的に駆動できる範囲を「駆動可能範囲」という。

１－２．交換レンズ
交換レンズ２００は、光学系と、レンズ制御部２４０と、レンズマウント２５０とを備える。光学系は、ズームレンズ２１０と、ＯＩＳ(Optical Image Stabilizer)レンズ２２０と、フォーカスレンズ２３０と、絞り２６０とを含む。

ズームレンズ２１０は、光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。ズームレンズ２１０は、ズームレンズ駆動部２１１により駆動される。ズームレンズ駆動部２１１は、使用者が操作可能なズームリングを含む。または、ズームレンズ駆動部２１１は、ズームレバー及びアクチュエータまたはモータを含んでもよい。ズームレンズ駆動部２１１は、使用者による操作に応じてズームレンズ２１０を光学系の光軸方向に沿って移動させる。

フォーカスレンズ２３０は、光学系で画像センサ１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。フォーカスレンズ２３０は、フォーカスレンズ駆動部２３３により駆動される。

フォーカスレンズ駆動部２３３はアクチュエータまたはモータを含み、レンズ制御部２４０の制御に基づいてフォーカスレンズ２３０を光学系の光軸に沿って移動させる。フォーカスレンズ駆動部２３３は、ＤＣモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、または超音波モータなどで実現できる。

ＯＩＳレンズ２２０は、ＯＩＳ機能（ＯＩＳレンズ２２０のシフトにより、手振れを補正する機能）において、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１のぶれを相殺する方向に移動することにより、画像センサ１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は１枚又は複数枚のレンズで構成される。ＯＩＳレンズ２２０はＯＩＳ駆動部２２１により駆動される。

ＯＩＳ駆動部２２１は、ＯＩＳ処理部２２３からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０をシフトする。ＯＩＳ駆動部２２１によりＯＩＳレンズ２２０を駆動できる範囲には機構的に制限がある。ＯＩＳ駆動部２２１によりＯＩＳレンズ２２０を機構的に駆動できる範囲（駆動可能範囲）という。ＯＩＳ駆動部２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置センサ２２２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサである。位置センサ２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ処理部２２３は、位置センサ２２２の出力及びジャイロセンサ２２４（ぶれ検出器）の出力に基づいてＯＩＳ駆動部２２１を制御する。

絞り２６０は画像センサ１１０に入射される光の量を調整する。絞り２６０は、絞り駆動部２６２により駆動され、その開口の大きさが制御される。絞り駆動部２６２はモータまたはアクチュエータを含む。

ジャイロセンサ１８４または２２４は、デジタルカメラ１の単位時間あたりの角度変化すなわち角速度に基づいて、ヨーイング方向及びピッチング方向のぶれ（振動）を検出する。ジャイロセンサ１８４または２２４は、検出したぶれの量（角速度）を示す角速度信号をＢＩＳ処理部１８３またはＯＩＳ処理部２２３に出力する。ジャイロセンサ１８４または２２４によって出力された角速度信号は、手ぶれやメカノイズ等に起因した幅広い周波数成分を含み得る。ジャイロセンサに代えて、デジタルカメラ１のぶれを検出できる他のセンサを使用することもできる。

カメラ制御部１４０及びレンズ制御部２４０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。例えば、カメラ制御部１４０及びレンズ制御部２４０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣ等のプロセッサで実現できる。

２．動作
以上のように構成されるデジタルカメラ１の動作について、以下説明する。

デジタルカメラ１は、例えば交換レンズ２００がカメラ本体１００に装着されて撮影準備のための動作を完了すると、ライブビューモードで動作可能である。ライブビューモードは、画像センサ１１０が順次、生成した画像データが示す画像をスルー画像として液晶モニタ１２０に表示する動作モードである。

撮影準備のための動作では、カメラ本体１００と交換レンズ２００間のデータ通信により、カメラ制御部１４０が、レンズ制御部２４０からレンズデータ及びＡＦ用データ等を取得する。レンズデータは、レンズ名称、Ｆナンバー、焦点距離等の交換レンズ２００特有の特性値を示すデータである。ＡＦ用データは、オートフォーカスを動作させるために必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストＡＦ可否情報の少なくともいずれかを含む。こうした各データは、予めフラッシュメモリ２４２に格納されている。

ライブビューモードでは、スルー画像が動画で液晶モニタ１２０に表示されるので、ユーザは、液晶モニタ１２０を見ながら静止画像を撮像するための構図を決めることができる。ライブビューモードとするか否かはユーザが選択可能である。例えば、ライブビューモードの代わりに、電子式ビューファインダ（図示省略）において画像表示を行う動作モードが用いられてもよい。以下では、ライブビューモードが用いられる例を説明する。

２－１．ニア／ファーシフト機能について
本実施形態のデジタルカメラ１は、例えばユーザ操作に基づき、オートフォーカスの対象となる被写体距離を近くしたり遠くしたりする機能であるニア／ファーシフト機能を提供する。ニア／ファーシフト機能について、図３Ａ～４Ｂを用いて説明する。

図３Ａ，３Ｂは、本実施形態のデジタルカメラ１におけるニアシフト機能を説明するための図である。

図３Ａは、デジタルカメラ１において、被写体５１の背景５２に合焦した合焦状態を例示する。例えばライブビューモードの液晶モニタ１２０を見ながら、ユーザがレリーズ釦１３１を半押し操作し、デジタルカメラ１のオートフォーカスを動作させた際に、こうした合焦状態になることが想定される。

図３Ａの例では、所望の被写体５１と、被写体５１までの距離よりも遠い距離にある背景５２とが、ＡＦエリア５０の範囲内に含まれている。ＡＦエリア５０は、オートフォーカスの動作時に、撮像される画像中で合焦の対象として検知される領域であり、適宜デジタルカメラ１に設定される。本例では、オートフォーカスにおいてＡＦエリア５０内の背景５２に合焦してしまい、所望の被写体５１にピントが合わない状況になっている。

上記のような状況に対して、本実施形態のニアシフト機能によると、デジタルカメラ１は、合焦させる被写体距離を近くするための指示を受け付ける。以下、こうした指示を示すユーザ操作を「ニアシフト操作」という。図３Ｂに、図３Ａの状況からニアシフト操作が入力された後の合焦状態を例示する。

図４Ａ，４Ｂは、本実施形態のデジタルカメラ１におけるファーシフト機能を説明するための図である。

図４Ａは、被写体５１に対する障害物５３に合焦した合焦状態を例示する。本例では、ＡＦエリア５０の範囲内に、所望の被写体５１と、被写体５１までの距離よりも近い距離にある（柵等の）障害物５３とが含まれている。本例では、オートフォーカスにおいてＡＦエリア５０内の障害物５３に合焦してしまい、所望の被写体５１にピントが合わない状況になっている。

上記のような状況に対して、本実施形態のファーシフト機能によると、デジタルカメラ１は、合焦させる被写体距離を遠くするための指示を受け付ける。以下、こうした指示を示すユーザ操作を「ファーシフト操作」という。図４Ｂに、図４Ａの状況からファーシフト操作が入力された後の合焦状態を例示する。

図３Ｂ，４Ｂに示すように、本実施形態のニア／ファーシフト機能は、デジタルカメラ１においてオートフォーカス時に被写体５１への合焦の障害となる背景５２又は障害物５３等がある状況下であっても、ユーザの意図した被写体５１に合焦させることを可能にする。

本実施形態のデジタルカメラ１は、ニア／ファーシフト操作に応じてフォーカスレンズ２３０の位置をシフトした上でオートフォーカスを開始する簡単な制御により、上記のようなニア／ファーシフト機能を実現する。以下、デジタルカメラ１の動作の詳細を説明する。

２－２．動作の詳細
本実施形態のニア／ファーシフト機能を実行するデジタルカメラ１の動作の詳細を、図５～６Ｃを用いて説明する。以下では、一例としてＡＦＳ(Auto Focus Single)モードにおけるデジタルカメラ１の動作を説明する。ＡＦＳモードは、オートフォーカスの動作モードにおいて、レリーズ釦１３１の半押しを継続すると、自動的に合焦状態を検出する合焦動作を一度、実行して得られた合焦状態を維持する動作モードである。

図５は、実施形態１にかかるデジタルカメラ１の撮影動作を例示するフローチャートである。図５に示すフローは、デジタルカメラ１がオートフォーカスに関してＡＦＳモードに設定された状態で、例えばライブビューモードの動作中に開始する。図５のフローチャートに示す各処理は、例えばカメラ制御部１４０によって実行される。

まず、カメラ制御部１４０は、各種の操作部１３０からの入力に基づいてユーザ操作を受け付けたか否かを判断する（Ｓ１～Ｓ３）。判断対象とするユーザ操作は、例えばレリーズ釦１３１の半押し操作（Ｓ１）、ニアシフト操作（Ｓ２）、及びファーシフト操作（Ｓ３）を含む。例えば、ニアシフト操作はＦｎ釦１３６の押下操作に予め設定でき、ファーシフト操作は別のＦｎ釦１３７の押下操作に設定できる。カメラ制御部１４０は、上記いずれかのユーザ操作を受け付けるまで、各種操作部１３０からの入力を監視し続ける（Ｓ１～Ｓ３でＮＯ）。

カメラ制御部１４０は、レリーズ釦１３１が半押しされたと判断すると（Ｓ１でＹＥＳ）、例えば通常のオートフォーカスを動作させるためのＡＦ開始位置およびＡＦ開始方向を設定する（Ｓ４，Ｓ５）。本実施形態では、オートフォーカスの方式にコントラスト方式を採用し、山登りＡＦ動作（Ｓ１０）で合焦動作を行う。通常のオートフォーカスの動作例を、図６Ａに例示する。

図６Ａは、山登りＡＦ動作（Ｓ１０）で得られるコントラストカーブＣ１の一例を示す。横軸はフォーカスレンズ位置を示し、縦軸はコントラスト値を示す。フォーカスレンズ位置は、フォーカスレンズ２３０の光軸に沿った位置である。コントラスト値は、画像のコントラストに基づき合焦状態を評価する評価値の一例である。以下、コントラストカーブＣ１において、コントラスト値がデジタルカメラ１により得られた部分を図中に実線で示し、得られていない部分を破線で示す。

コントラストカーブＣ１は、フォーカスレンズ位置毎に撮像される画像に基づくコントラスト値によって規定される。フォーカスレンズ位置は、デジタルカメラ１に対して焦点が最も近くなる至近端と最も遠くなる無限端との間で規定される。以下、光軸に沿った方向において、フォーカスレンズ位置が至近端に向かう向きを「ニア側（或いはニア方向）」といい、無限端に向かう向きを「ファー側（或いはファー方向）」という。

山登りＡＦ動作（Ｓ１０）は、フォーカスレンズ２３０の位置をニア側又はファー側に変化させながら逐次、コントラスト値を求めるスキャン動作を行って、コントラストカーブＣ１におけるピーク位置を合焦位置として検出する（詳細は後述）。ＡＦ開始位置Ｐ１は、山登りＡＦ動作において上記のスキャン動作（合焦動作の一例）を始める際にフォーカスレンズ２３０が位置する開始位置である。ＡＦ開始方向Ｄ１は、スキャン動作の初期にフォーカスレンズ２３０を駆動する方向である。

図６Ａの例のコントラストカーブＣ１は、３つのピーク位置Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２を有している。通常のオートフォーカス時に、カメラ制御部１４０は、例えば、フォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０から所定幅Ｗ０だけファー側にずらした位置にＡＦ開始位置Ｐ１を設定し（Ｓ４）、且つＡＦ開始方向Ｄ１を逆向き、即ちニア方向に設定する（Ｓ５）。所定幅Ｗ０は、例えばコントラストカーブＣ１において現在位置Ｐ０近傍の範囲内にあるピーク位置を検出対象とする観点から、想定されるピーク幅（例えば半値幅）よりも小さい幅に設定される。

上記のように設定されたＡＦ開始位置Ｐ１及びＡＦ開始方向Ｄ１に従って、カメラ制御部１４０は山登りＡＦ動作（Ｓ１０）の制御を行う。こうした通常のオートフォーカスによると、図６Ａに例示するように、フォーカスレンズ２３０の（レリーズ釦１３１の半押し時の）現在位置Ｐ０近傍におけるコントラストカーブＣ１のピーク位置Ｐ１０が、合焦位置として検出される。

一方、ユーザがニアシフト操作を入力すると（Ｓ２でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、ＡＦ開始位置Ｐ１をニア側にシフトし（Ｓ６）、且つＡＦ開始方向Ｄ１をニア方向に設定する（Ｓ７）。ステップＳ６，Ｓ７は、通常よりも近距離にある被写体を対象としてオートフォーカスを動作させるための処理である。この場合の動作例を、図６Ｂに例示する。

図６Ｂの動作例は、図６Ａと同様のフォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０において、ニアシフト操作が入力された場合を例示する。カメラ制御部１４０は、例えばフォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０からニア方向にシフト幅Ｗ１分シフトした位置に、ＡＦ開始位置Ｐ１を設定する（Ｓ７）。シフト幅Ｗ１は、例えば現在位置Ｐ０近傍のピーク位置Ｐ１０を検出対象から外す観点から、通常時の所定幅Ｗ０、或いは想定されるピーク幅よりも大きい幅に設定される。例えば、シフト幅Ｗ１は、被写界深度のＮ倍（Ｎは例えば５０以上）に設定される。

さらに、カメラ制御部１４０は、シフトした向きと同じニア方向にＡＦ開始方向Ｄ１を設定して（Ｓ７）、山登りＡＦ動作を実行する（Ｓ１０）。例えば図６Ｂに示すように、まずフォーカスレンズ２３０が、現在位置Ｐ０からニア方向に向けてＡＦ開始位置Ｐ１まで移動する。こうした移動時に、コントラストカーブＣ１は特に求められていない。その後、ＡＦ開始位置Ｐ１から更にニア方向に向けて進められるスキャン動作中に、コントラストカーブＣ１が求められる。これにより、図６Ｂの例ではニア側のピーク位置Ｐ１１が、合焦位置として検出されている。

また、ユーザがファーシフト操作を入力した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、ＡＦ開始位置Ｐ１をファー側にシフトし（Ｓ８）、且つＡＦ開始方向Ｄ１をファー方向に設定する（Ｓ９）。ステップＳ８，Ｓ９は、通常よりも遠距離離にある被写体を対象としてオートフォーカスを動作させるための処理である。この場合の動作例を、図６Ｃに例示する。

図６Ｃの動作例は、図６Ａ，６Ｂと同様のフォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０において、ファーシフト操作が入力された場合を例示する。カメラ制御部１４０は、例えばフォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０からファー方向にシフト幅Ｗ２分シフトした位置に、ＡＦ開始位置Ｐ１を設定する（Ｓ８）。こうしたファーシフト機能のシフト幅Ｗ２は、例えば上記ニアシフト機能のシフト幅Ｗ１と同様に設定される。

さらに、カメラ制御部１４０は、シフトした向きと同じファー方向にＡＦ開始方向Ｄ１を設定して（Ｓ９）、山登りＡＦ動作を実行する（Ｓ１０）。この際のコントラストカーブＣ１は、図６Ｃに示すように、フォーカスレンズ２３０が現在位置Ｐ０からファー方向に向けてＡＦ開始位置Ｐ１まで移動する際には特に求められず、ＡＦ開始位置Ｐ１から更にファー方向に向けて開始されるスキャン動作中に求められる。これにより、図６Ｃの例ではファー側のピーク位置Ｐ１２が、合焦位置として検出されている。

図５に戻り、山登りＡＦ動作（Ｓ１０）の結果としてフォーカスレンズ２３０が合焦位置にある合焦状態において、カメラ制御部１４０は、ステップＳ１～Ｓ３で入力されたユーザ操作が解除されたか否かを判断する（Ｓ１１）。例えば、レリーズ釦１３１、ニアシフト機能のＦｎ釦１３６、およびファーシフト機能のＦｎ釦１３７の内の少なくとも１つに対するユーザ操作が継続している場合、ステップＳ１１でＮＯに進む。

カメラ制御部１４０は、上記ユーザ操作の継続中（Ｓ１１でＮＯ）、レリーズ釦１３１が全押しされたか否かを判断する（Ｓ１２）。レリーズ釦１３１が全押しされると（Ｓ１２でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、撮影を実行する（Ｓ１３）。この際、カメラ制御部１４０は、画像センサ１１０の撮像結果による画像データをメモリカード１７１に記録する。その後、カメラ制御部１４０は、ステップＳ１以降の処理を再度、実行する。

一方、カメラ制御部１４０は、レリーズ釦１３１が全押しされていないとき（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。これにより、ステップＳ１１前の山登りＡＦ動作（Ｓ１０）で得られた合焦状態を維持するＡＦＳの動作が実現される。

また、カメラ制御部１４０は、ステップＳ１～Ｓ３の何れのユーザ操作も継続していない場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１に戻る。その後に再度、ユーザ操作が入力されると（Ｓ１～Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ１０後のフォーカスレンズ２３０の位置を現在位置として再度、ステップＳ４～Ｓ９の処理が入力されたユーザ操作に応じて行われる。

以上の処理によると、ユーザ操作に応じて、合焦動作の対象とする被写体距離を近くしたり遠くしたりするニア／ファーシフト機能を実現できる。例えば図３Ａの状況においてユーザがニアシフト操作を入力すると（Ｓ２でＹＥＳ）、背景５２の合焦位置のような現在位置Ｐ０近傍から、ニア側に離れたピーク位置Ｐ１１が検出される。これにより、図３Ｂに例示するような所望の被写体５１に対する合焦状態が得られる。また、例えば図４Ａの状況においてユーザがファーシフト操作を入力すると（Ｓ３でＹＥＳ）、障害物５３からファー側に離れたピーク位置Ｐ１２を検出して、図４Ｂに例示するような所望の合焦状態が得られる。

また、以上のようなニア／ファーシフト操作は、例えば各Ｆｎ釦１３６，１３７の押下と解除を繰り返す（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１１）ことにより、複数回、入力可能である。これにより、コントラストカーブＣ１において多数のピーク位置Ｐ１０～Ｐ１２がある場合に、ニア／ファーシフト操作を繰り返すことで、ユーザ所望のピーク位置に選択的に合焦させることができる。この際、例えば各シフト幅Ｗ１，Ｗ２の大きさを異ならせておくことで、上記のユーザ操作により、所望のピーク位置に行き着き易くすることができる。

２－３．山登りＡＦ動作について
山登りＡＦ動作（図５のＳ１０）の詳細を、図７を用いて説明する。

図７は、デジタルカメラ１における山登りＡＦ動作を例示するフローチャートである。図７のフローチャートに示す処理は、図５のステップＳ１～Ｓ３のいずれかで受け付けたユーザ操作に応じて、ＡＦ開始位置及びＡＦ開始方向Ｄ１が設定された状態（Ｓ４～Ｓ６）で実行される。

まず、カメラ制御部１４０は、設定されたＡＦ開始位置Ｐ１にフォーカスレンズ２３０を移動するためのコマンドを、レンズ制御部２４０に送信する（Ｓ５１）。レンズ制御部２４０は、受信したコマンドに従ってフォーカスレンズ駆動部２３３を制御し、フォーカスレンズ２３０を現在位置Ｐ０から当該ＡＦ開始位置Ｐ１に移動させる。例えば、ニア／ファーシフト操作が入力された場合（図５のＳ２，Ｓ３）、フォーカスレンズ駆動部２３３は、それぞれニア／ファー方向に向けて、通常時の所定幅Ｗ０よりも大きいシフト幅Ｗ１，Ｗ２分、フォーカスレンズ２３０を駆動する。

また、カメラ制御部１４０は、設定されたＡＦ開始方向Ｄ１に基づくコマンドをレンズ制御部２４０に送信して、山登りＡＦ動作におけるスキャン動作を開始させる（Ｓ５２）。レンズ制御部２４０は、フォーカスレンズ２３０がＡＦ開始位置Ｐ１に到ってから、フォーカスレンズ駆動部２３３の制御方法をスキャン動作用の制御方法に変更して、受信したコマンドが示すＡＦ開始方向Ｄ１に向けてフォーカスレンズ２３０を徐々に（例えば所定のピッチ幅で）進行させる。

また、ステップＳ５２から開始されるスキャン動作中に、カメラ制御部１４０は、レンズ制御部２４０等へ露光同期信号を送信し続ける。レンズ制御部２４０は、露光同期信号に関連付けて、当該信号に応じた時点におけるフォーカスレンズ２３０の現在位置を示すレンズ位置情報をＲＡＭ２４１に保存する。画像センサ１１０は、露光期間中に露光され、生成された画像データを、ＡＤコンバータ１１１を介してカメラ制御部１４０に順次、出力する。

カメラ制御部１４０は、画像センサ１１０からの画像データに基づいて、コントラスト値を算出する（Ｓ５３）。具体的に、カメラ制御部１４０は、１フレームの画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、コントラスト値を求める。こうして算出したコントラスト値は、露光同期信号と関連付けた状態でＲＡＭ１４１に保存される。コントラスト値の算出に用いる高周波の空間周波数帯は、例えばコントラストカーブＣ１中のピーク部分を先鋭にする観点、及び雑音の影響を回避する観点等から適宜設定される。

さらに、カメラ制御部１４０は、レンズ制御部２４０にレンズ位置情報を要求し、レンズ制御部２４０からＲＡＭ２４１に保存されたレンズ位置情報を取得する（Ｓ５４）。本実施形態において、画像センサ１１０が１フレーム分の撮像を行うごとに、カメラ制御部１４０はレンズ位置情報の要求を送信する。

次に、カメラ制御部１４０は、ＲＡＭ１４１に格納したコントラスト値と、取得したレンズ位置情報とを対応付けて（Ｓ５５）、コントラストカーブＣ１を示す情報としてＲＡＭ１４１に格納する。コントラスト値とレンズ位置情報とは、互いに露光同期信号に関連付けられていることから、カメラ制御部１４０は、コントラスト値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる。

以上のような対応付けによって得られるコントラストカーブＣ１の情報に基づいて、カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０の合焦位置が検出されたか否かを判断する（Ｓ５６）。ステップＳ５６の判断は、コントラストカーブＣ１がピーク値すなわち極大値となるレンズ位置が抽出されたか否かに応じて行われる。

フォーカスレンズ２３０の合焦位置が検出されていない場合（Ｓ５６でＮＯ）、カメラ制御部１４０及びレンズ制御部２４０はステップＳ５３以降の処理を繰り返し、スキャン動作を継続する。この際にフォーカスレンズ２３０を進めるスキャン動作の進行方向は、例えばコントラストカーブＣ１の勾配に応じて決定される（Ｓ５７，Ｓ５８）。

例えば、カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０の現在位置の近傍における勾配が、現在の進行方向に向かって、所定のしきい値よりも急峻に下降しているか否かを判断する（Ｓ５７）。当該しきい値は、例えば想定されるピーク部分の勾配を考慮して設定される。カメラ制御部１４０は、コントラストカーブＣ１が急峻に下降していれば（Ｓ５７でＹＥＳ）スキャン動作の進行方向を反転させ（Ｓ５８）、特に下降していなければ（Ｓ５７でＮＯ）進行方向を変えずに、ステップＳ５３に戻る。

一方、フォーカスレンズ２３０の合焦位置が検出された場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、検出された合焦位置にフォーカスレンズ２３０を移動させるようにレンズ制御部２４０にコマンドを送信する（Ｓ５９）。レンズ制御部２４０は、受信したコマンドに従ってフォーカスレンズ駆動部２３３を制御して、当該合焦位置にフォーカスレンズ２３０を移動させる。

カメラ制御部１４０は、合焦位置へのフォーカスレンズ２３０の移動が完了する（Ｓ５９）と、山登りＡＦ動作（図５のＳ１０）を終了し、ステップＳ１１に進む。

以上の山登りＡＦ動作によると、例えば通常のオートフォーカスの設定時には（図５のＳ４，Ｓ５）、フォーカスレンズ２３０をＡＦ開始位置Ｐ１に移動させてから（Ｓ５１）、移動させた方向とは逆方向に向けてスキャン動作が開始される（Ｓ５２）。これにより、フォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０近傍のピーク位置Ｐ１０の被写体に合焦するように、フォーカスレンズ位置が調整される（図６Ａ参照）。

一方、ニア／ファーシフト機能の使用時には（図５のＳ６～Ｓ８）、ニア方向又はファー方向にシフトしたＡＦ開始位置Ｐ１にフォーカスレンズ２３０を移動させてから（Ｓ５１）、シフトした方向と同じ方向に向けてスキャン動作が開始される（Ｓ５２）。これにより、フォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０からニア／ファー方向に離れたピーク位置Ｐ１１，Ｐ１２の被写体に合焦するように、フォーカスレンズ位置が調整される（図６Ｂ，６Ｃ参照）。この際、シフト後のＡＦ開始位置Ｐ１は、所望の被写体の合焦位置を越えていてもよい。この点について、一例としてニアシフト機能を用いた動作例を、図８を用いて説明する。

図８の例では、ニアシフト機能によるシフト後のＡＦ開始位置Ｐ１が、コントラストカーブＣ２上で所望の被写体に対応するピーク位置Ｐ１３よりもニア側に到っている。この際の山登りＡＦ動作は、ニア方向に向けてスキャン動作を開始した後（Ｓ５２）、コントラストカーブＣ２の下り勾配に応じてスキャン動作の進行方向が反転する（Ｓ５７，Ｓ５８）。その後、ファー方向にスキャン動作が進む中で、ピーク位置Ｐ１３が検出できる。このように、ニア／ファーシフト機能において、シフト後のＡＦ開始位置Ｐ１が所望の被写体の合焦位置を越えた場合であっても、同被写体に合焦することが可能である。

こうしたニア／ファーシフト機能は、コントラストカーブＣ２上で現在位置Ｐ０近傍のピーク部分の範囲（即ちピーク幅）から外れる程度に大きいシフト幅Ｗ１，Ｗ２を用いることで実現しやすい。ここで、コントラストカーブＣ２におけるピーク部分の高さ（即ちピーク位置のコントラスト値）は被写体の種類に応じて変動すると考えられる一方で、ピーク幅は、特に被写体の種類に依らず、被写界深度などにより推定可能である。よって、こうした情報よりシフト幅Ｗ１，Ｗ２を適切に設定できる。又、シフト幅Ｗ１，Ｗ２は、少なくともスキャン動作のピッチ幅よりも大きい幅に設定可能である。

例えばシフト幅Ｗ１，Ｗ２は、ニア／ファーシフト機能の使用時の被写界深度よりも大きく設定され、例えば被写界深度の１０倍から１００倍の範囲内で設定される。例えばカメラ制御部１４０は、絞り値および焦点距離等の交換レンズ２００の状態を示すデータをレンズ制御部２４０から取得して、被写界深度に応じたシフト幅Ｗ１，Ｗ２を随時、算出できる。

２－４．合焦状態のグラフ表示
以上のようなニア／ファーシフト機能を用いた合焦動作時に、本実施形態のデジタルカメラ１がユーザをアシストするための表示動作について、図９を用いて説明する。

図９は、デジタルカメラ１における合焦グラフＧ１の表示例を示す図である。本実施形態において、デジタルカメラ１の液晶モニタ１２０は、スルー画像と共に、ニア／ファーシフト機能等による合焦動作と同期して合焦グラフＧ１を表示する。合焦グラフＧ１は、フォーカスレンズ位置の至近端から無限端にわたり、コントラストカーブにおけるコントラスト値等の評価値が求められた部分のグラフを示す。

合焦グラフＧ１によると、ユーザは例えば、図９に示すようにＡＦエリア５０に種々の被写体５１～５４がある構図において、フォーカスレンズ位置を変えた際の合焦状態の変化を確認することができる。合焦グラフＧ１は、例えば、ユーザが所望の合焦状態に到るためにニア／ファーシフト操作等を入力する際の目安に用いることができる。合焦グラフＧ１の横軸は、フォーカスレンズ位置に対応する焦点距離を単位としてもよい。この場合であっても、両者の対応関係から実質的にフォーカスレンズ位置毎のグラフ表示が得られる。

また、図９の表示例において、合焦グラフＧ１には、現在位置ポインタＧ１１と、合焦位置マーカＧ１２（１）～Ｇ１２（４）とが付されている。現在位置ポインタＧ１１は、フォーカスレンズ２３０の現在位置を示す。ユーザは、フォーカスレンズ２３０の現在位置が、合焦グラフＧ１において何処に位置するのかを確認することができる。以下、合焦位置マーカＧ１２（１）～Ｇ１２（４）の総称を合焦位置マーカＧ１２という。

合焦位置マーカＧ１２は、合焦グラフＧ１上で検出済みの合焦位置を示す。合焦位置マーカＧ１２は、例えば対応する合焦位置で撮像された画像に対するサムネイル画像で構成される。例えば、ニア／ファーシフト操作を入力して新たに合焦位置が検出される毎に、新たな合焦位置マーカＧ１２が得られる。

本実施形態のデジタルカメラ１は、例えば液晶モニタ１２０に重畳したタッチパネル１３５等の操作部１３０において、合焦位置マーカＧ１２を選択するユーザ操作の入力を受け付ける。こうした選択操作が入力されると、デジタルカメラ１は、選択された合焦位置マーカＧ１２が示すフォーカスレンズ位置に、フォーカスレンズ２３０を駆動する。これにより、種々の被写体５１～５４に合焦させる操作を行い易くするアシストを実現できる。

２－４－１．グラフ表示処理
以上のようにデジタルカメラ１において合焦グラフＧ１を表示する処理（グラフ表示処理）について、図１０～１２Ｂを用いて説明する。図１０は、デジタルカメラ１におけるグラフ表示処理を例示するフローチャートである。

図１０に示すフローは、例えばライブビューモードの動作中に開始する。図１０のフローチャートに示す各処理は、例えばカメラ制御部１４０によって、図５のフローと並行して実行される。この際、合焦グラフＧ１等を示すデータは逐次、ＲＡＭ１４１に記録される。

まず、カメラ制御部１４０は、例えばレンズ制御部２４０から、フォーカスレンズ２３０の現在位置を示すレンズ位置情報を取得する（Ｓ６１）。取得したレンズ位置情報に応じて、現在位置ポインタＧ１１が、合焦グラフＧ１において配置される。

さらに、カメラ制御部１４０は、取得したレンズ位置情報が示す位置におけるフォーカスレンズ２３０の合焦状態に関する評価値が新たに得られたか否かを判断する（Ｓ６２）。例えば、カメラ制御部１４０は、山登りＡＦ動作（図５のＳ１０）の実行中でコントラスト値を算出した際、ステップＳ６２でＹＥＳに進む。一方、カメラ制御部１４０は、特にステップＳ１０の動作を行っていないとき（例えばライブビューモードの動作継続中）、ステップＳ６２でＮＯに進む。

カメラ制御部１４０は、新たに評価値が得られたと判断すると（Ｓ６２でＹＥＳ）、取得したレンズ位置情報が示す位置に新たな評価値を追加するように、合焦グラフＧ１を更新する（Ｓ６３）。ステップＳ６３において、カメラ制御部１４１は、ＲＡＭ１４１における合焦グラフＧ１のデータを適宜、上書きする。

さらに、カメラ制御部１４０は、合焦グラフＧ１の更新（Ｓ６３）時に実行した合焦動作において、合焦位置が検出されたか否かを判断する（Ｓ６４）。ステップＳ６４の判断は、例えば図７のステップＳ５６と同様に行われる。また、ステップＳ６１～Ｓ６４は適宜、図７に示す各処理と共通の処理として実現されてもよい。

カメラ制御部１４０は、合焦位置が検出されると（Ｓ６４でＹＥＳ）、検出結果に応じた合焦位置マーカＧ１２を生成する（Ｓ６５）。例えば、カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０が当該合焦位置にあるときに撮像された画像データに基づき、画像データが示す画像においてＡＦエリア５０など合焦した箇所の画像を切り出して、サムネイル画像を生成する。カメラ制御部１４０は、生成したサムネイル画像を合焦位置と関連付けて、合焦位置マーカＧ１２としてＲＡＭ１４１に記録する。

次に、カメラ制御部１４０は、以上のようにＲＡＭ１４１に記録した各種情報に基づいて、合焦グラフＧ１等を表示するように、液晶モニタ１２０を制御する（Ｓ６６）。また、カメラ制御部１４０は、新たな評価値が取得されなかったとき（Ｓ６２でＮＯ）、および合焦位置が検出されなかったとき（Ｓ６４でＮＯ）にも、それぞれ得られた情報に基づき合焦グラフＧ１の表示を行う（Ｓ６６）。

ステップＳ６６において、カメラ制御部１４０は、取得したレンズ位置情報に基づく現在位置ポインタＧ１１を付して、更新後の合焦グラフＧ１を液晶モニタ１２０に表示させる。また、現在までに１つ又は複数の合焦位置が検出された場合、液晶モニタ１２０は、各合焦位置に対する合焦位置マーカＧ１２を併せて表示する。

ステップＳ６６の表示中に、カメラ制御部１４０は、操作部１３０においてユーザ操作を受け付ける。例えば、カメラ制御部１４０は、タッチパネル１３５において、合焦位置マーカＧ１２にタッチするタッチ操作が入力されたか否かを判断する（Ｓ６７）。

上記のタッチ操作が入力された場合（Ｓ６７でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、タッチ操作においてタッチされた合焦位置マーカＧ１２が示すフォーカスレンズ位置に、フォーカスレンズ２３０を移動するように、レンズ制御部２４０にコマンドを送信する（Ｓ６８）。レンズ制御部２４０は、受信したコマンドに応じて、フォーカスレンズ駆動部２３３を駆動し、フォーカスレンズ２３０を移動させる。

カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０の駆動（Ｓ６８）後、図１０のフローチャートに示す処理を終了する。カメラ制御部１４０は、例えば所定の周期において本フローチャートに示す処理を再度、実行する。また、カメラ制御部１４０は、例えば所定の周期中にタッチ操作が入力されなかった場合（Ｓ６７でＮＯ）、ステップＳ６１以降の処理を繰り返す。この際、合焦グラフＧ１の表示が随時、更新される。

以上の処理によると、デジタルカメラ１の合焦動作時に得られる種々の合焦状態を、ユーザに対して可視化して、ユーザ所望の合焦状態を得やすくすることができる。ユーザによる操作の一例を、図１１Ａ～図１２Ｂを用いて説明する。

図１１Ａは、図９の構図における初期の状態を例示する表示例を示す。図１１Ａの状態では、柵５３にピントが合っている。カメラ制御部１４０は、このときのフォーカスレンズ２３０の現在位置および評価値を取得して（Ｓ６１，Ｓ６２）、合焦グラフＧ１を表示する（Ｓ６６）。合焦グラフＧ１には、柵５３の合焦位置近傍のピークが現れており、１つ目の合焦位置マーカＧ１２（１）が付される。当該合焦位置マーカＧ１２（１）は、例えば図１１Ａのスルー画像と同様のサムネイル画像で構成される。

図１１Ｂは、図１１Ａからファーシフト操作が行われたときの表示例を示す。ファーシフト機能を用いた合焦動作により（図５のＳ８～Ｓ１０）、現在位置ポインタＧ１１は、柵５３の合焦位置からファー側に移動して、被写体５１（１体目の動物）の合焦位置に到っている。このとき、カメラ制御部１４０は逐次、フォーカスレンズ２３０の現在位置および評価値を取得し（Ｓ６１，Ｓ６２）、合焦グラフＧ１を更新する（Ｓ６３）。すると、合焦グラフＧ１において、当該被写体５１に対応するピークが現れる。また、カメラ制御部１４０は、こうした被写体５１に応じたサムネイル画像等により、２つ目の合焦位置マーカＧ１２（２）を生成する（Ｓ６５）。

図１２Ａは、図１１Ｂからさらにファーシフト操作が行われたときの表示例を示す。本例では、２体目の動物５４に対応する合焦位置が、１体目の動物５１のファー側にて近接していたことから（図１２Ｂ参照）、ファーシフト操作時に飛ばされた場合を例示する。この場合、ファーシフト操作後のスキャン動作がファー方向に進み、現在位置マーカＧ１１は背景５２の合焦位置に到っている。ユーザは、こうした様子を合焦グラフＧ１において確認することができる。又、このときに得られる３つ目の合焦位置マーカＧ１２（３）は、背景５２の合焦状態に対応する。

図１２Ｂは、図１２Ａからニアシフト操作が行われたときの表示例を示す。ニアシフト機能を用いた合焦動作において、スキャン動作がニア方向に進み、現在位置ポインタＧ１１は、背景５２の合焦位置からニア側に移動する。こうして、２体目の動物５４の合焦位置を探索することができる。又、このときに得られる４つ目の合焦位置マーカＧ１２（４）は、２体目の動物５４の合焦状態に対応する。

以上のように探索された各被写体５１～５４に対する合焦位置には、合焦位置マーカＧ１２（１）～Ｇ１２（４）がそれぞれ付されている。ユーザは、探索結果の合焦位置マーカＧ１２（１）～Ｇ１２（４）から、所望の被写体に対応する１つを選択する簡単なユーザ操作によって、当該被写体の合焦状態を容易に再現することができる（Ｓ６７，Ｓ６８）。

例えば、ユーザは、図１２Ｂの状態から１体目の動物５１にピントを合わせたい場合、対応する合焦位置マーカＧ１２（２）を選択するユーザ操作を行う（Ｓ６７）。すると、デジタルカメラ１においてフォーカスレンズ２３０が、当該合焦位置マーカＧ１２（２）が示す合焦位置まで移動し（Ｓ６８）、図９に示すような所望の状態を容易に得られる。ユーザは、他の各種被写体５２，５３，５４にピントを合わせたい場合も同様に、それぞれ対応する合焦位置マーカＧ１２（３），Ｇ１２（１），Ｇ１２（４）を用いて、各々の合焦状態を容易に確認することができる。

以上のグラフ表示処理において、合焦位置マーカＧ１２は、サムネイル画像に限らず、例えば合焦した被写体に関するアイコンで構成されてもよい。例えば、カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０が対応する合焦位置にあるときに撮像された画像データに対して、被写体の種別を認識する画像認識を行って、認識された種別に応じたアイコンを合焦位置マーカＧ１２に設定してもよい。

また、合焦グラフＧ１に対するユーザ操作は、合焦位置マーカＧ１２の選択に限定されず、他のユーザ操作が採用されてもよい。例えば、現在位置ポインタＧ１１をドラッグするユーザ操作、或いは合焦グラフＧ１中で所望の位置にタップするユーザ操作が採用されてもよい。こうした場合においても、カメラ制御部１４０が、ユーザ操作に従ってフォーカスレンズ２３０を駆動させる（Ｓ６８）ことにより、ユーザ所望の合焦状態を容易に再現することができる。

また、合焦グラフＧ１に対するユーザ操作は、特にタッチ操作に限らず、各種の操作部１３０に対するユーザ操作であってもよい。例えば、合焦位置マーカＧ１２を選択するユーザ操作として、選択釦１３２に対する操作が用いられてもよい。

３．まとめ
以上のように、本実施形態におけるデジタルカメラ１及びカメラ本体１００は、それぞれ撮像装置の一例であり、撮像部の一例としての画像センサ１１０と、表示部の一例としての液晶モニタ１２０と、操作部１３０と、制御部の一例としてのカメラ制御部１４０とを備える。画像センサ１１０は、フォーカスレンズ２３０を含む光学系の一例である交換レンズ２００を介して形成される被写体像を撮像して、画像データを生成する。液晶モニタ１２０は、画像データが示す画像を表示する。操作部１３０は、ユーザの操作を受け付ける。カメラ制御部１４０は、合焦の状態に関する評価値に応じて、光学系における光軸に沿ってフォーカスレンズ２３０の位置を調整する合焦動作を制御する。カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０の位置毎に合焦の状態に関する評価値を示すグラフの一例である合焦グラフＧ１を表示するように、液晶モニタ１２０を制御する（Ｓ６６）。

以上の撮像装置によると、デジタルカメラ１が合焦動作を行った際に得られる合焦状態が、合焦グラフＧ１によって、ユーザに対して可視化される。これにより、ユーザ所望の合焦状態を得やすくすることができる。

本実施形態において、カメラ制御部１４０は、合焦グラフＧ１が表示された状態で操作部１３０に入力されるユーザ操作に応じて、フォーカスレンズ２３０を移動させる（Ｓ６７，Ｓ６８）。ユーザは、合焦グラフＧ１を確認しながら各種ユーザ操作を行って、所望の合焦状態を容易に得ることができる。

本実施形態において、カメラ制御部１４０は、合焦グラフＧ１においてフォーカスレンズ２３０の現在位置を示すポインタの一例である現在位置ポインタＧ１１を液晶モニタ１２０に表示させる。現在位置ポインタＧ１１により、ユーザは合焦グラフＧ１における現在の状態を把握することができる。

本実施形態において、カメラ制御部１４０は、合焦グラフＧ１において、合焦動作により検出された合焦位置を示すマーカの一例である合焦位置マーカＧ１２を液晶モニタ１２０に表示させる。合焦位置マーカＧ１２により、ユーザは合焦グラフＧ１において検出済みの合焦位置を確認することができる。

本実施形態において、合焦位置マーカＧ１２は、合焦位置において画像センサ１１０によって生成された画像データに基づくサムネイル画像で構成される。ユーザは、合焦位置マーカＧ１２のサムネイル画像において各種被写体に関する合焦位置を把握することができる。

本実施形態において、操作部１３０は、合焦させる被写体距離を近くする又は遠くする指示の一例であるニア／ファーシフト操作を受け付ける（Ｓ２，Ｓ３）。カメラ制御部１４０は、指示に応じて、フォーカスレンズ２３０の位置をシフトするように合焦動作を実行する（Ｓ６～Ｓ１０）。

例えば、合焦動作の一例である山登りＡＦ動作のスキャン動作は、フォーカスレンズ２３０を順次、移動させて、フォーカスレンズ２３０の位置毎に画像センサ１１０によって生成される画像データに基づき評価値を算出する（Ｓ５３）。カメラ制御部１４０は、ＡＦ開始位置Ｐ１をシフトしたとき、シフトした向きと同じ向きにフォーカスレンズ２３０を進めるように合焦動作を開始する（Ｓ５２）。こうした撮像装置によると、ＡＦ開始位置Ｐ１をシフトした上で、シフトした向きにスキャン動作が進む。このため、シフト前のフォーカスレンズ２３０近傍から、シフトした向きに位置する合焦位置を検出し易い。

本実施形態において、評価値は、フォーカスレンズ２３０の位置毎の画像データに関するコントラスト値である。コントラスト値を評価値として用いるスキャン動作により、コントラスト方式のオートフォーカスを実施できる。

本実施形態において、上記のようなニア／ファーシフト機能を用いる指示があった場合に（Ｓ２，Ｓ３でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０を現在位置Ｐ０から開始位置Ｐ１までのシフト幅Ｗ１，Ｗ２だけ移動させる（Ｓ６，Ｓ８，Ｓ５１）。シフト幅Ｗ１，Ｗ２は、例えばレリーズ釦１３１の半押しにより（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ２，Ｓ３の指示がなかった場合に実行される通常の合焦動作（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１０）においてフォーカスレンズ２３０が移動する幅よりも大きい。当該幅は、例えば、通常時のＡＦ開始位置Ｐ１が設定される所定幅Ｗ０、或いはスキャン動作のピッチ幅であってもよい。シフト幅Ｗ１，Ｗ２を比較的大きく設定することで、合焦動作の対象とする被写体距離を変更しやすい。

本実施形態において、カメラ制御部１４０は、合焦させる被写体距離を近くする指示の一例であるニアシフト操作に応じて（Ｓ２でＹＥＳ）、交換レンズ２００等の光学系において至近端に向かう向き即ちニア側に、ＡＦ開始位置Ｐ１をシフトする（Ｓ６）。その後、シフトした向きと同じニア方向に合焦動作が開始され、比較的近い被写体に合焦し易くできる。

本実施形態において、カメラ制御部１４０は、合焦させる被写体距離を遠くする指示の一例であるファーシフト操作に応じて（Ｓ３でＹＥＳ）、同光学系において無限端に向かう向き即ちファー側に、ＡＦ開始位置Ｐ１をシフトする（Ｓ８）。その後、シフトした向きと同じファー方向に合焦動作が開始され、比較的遠い被写体に容易に合焦し易くできる。

（実施形態２）
実施形態１では、ＡＦＳモードにニア／ファーシフト機能を適用するデジタルカメラ１の動作例を説明した。実施形態２では、他の動作モードにニア／ファーシフト機能を適用する例を説明する。

以下、実施形態１に係るデジタルカメラ１と同様の構成、動作の説明は適宜、省略して、本実施形態に係るデジタルカメラ１を説明する。

図１３は、実施形態２にかかるデジタルカメラ１の撮影動作を例示するフローチャートである。以下では、一例としてＡＦＣ(Auto Focus Continuous)モードにおけるデジタルカメラ１の動作を説明する。ＡＦＣモードは、レリーズ釦１３１の半押しを継続すると、合焦動作を繰り返し実行し、合焦状態を更新し続ける動作モードである。

図１３に示す動作例において、カメラ制御部１４０は、実施形態１と同様にステップＳ１～Ｓ１０，Ｓ１２の処理を行う。この際、カメラ制御部１４０は、レリーズ釦１３１が全押しされていないと判断すると（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１以降の処理を再度、実行する。これにより、レリーズ釦１３１が半押しされている間（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ１０における合焦動作が繰り返し実行され、ＡＦＣモードの動作が実現される。

本動作例において、カメラ制御部１４０は、図５のステップＳ１１の代わりに、ニアフラグＦ１及びファーフラグＦ２を用いた処理を行う（Ｓ２１～Ｓ２５，Ｓ３１～Ｓ３５）。ニアフラグＦ１及びファーフラグＦ２は、それぞれニア／ファーシフト機能の状態をＯＮ／ＯＦＦで管理するフラグであり、ＲＡＭ１４１に記憶される。

例えば、ニアシフト操作が入力されていないとき（Ｓ２でＮＯ）、ニアフラグＦ１は「ＯＦＦ」に設定される（Ｓ２１）。カメラ制御部１４０は、ニアシフト操作が入力されたと判断すると（Ｓ２でＹＥＳ）、ニアフラグＦ１が「ＯＦＦ」であるか否かを判断する（Ｓ２２）。

ニアフラグＦ１が「ＯＦＦ」である場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、カメラ制御部１４０は、ニアシフト機能のための設定を行う（Ｓ６，Ｓ７）。その後、カメラ制御部１４０は、ニアフラグＦ１を「ＯＮ」に設定して（Ｓ２３）、ステップＳ１０に進む。

一方、ニアフラグＦ１が「ＯＮ」である場合（Ｓ２２でＮＯ）、カメラ制御部１４０は、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ２３の処理を行わず、ステップＳ１０に進む。

また、カメラ制御部１４０は、レリーズ釦１３１が半押し中（Ｓ１でＹＥＳ）の状態においてもステップＳ２１と同様に、ニアシフト操作が入力されたか否かを判断する（Ｓ２４）。この際にも、カメラ制御部１４０は、ニアシフト操作が入力されていなければ（Ｓ２４でＮＯ）ニアフラグＦ１を「ＯＦＦ」に設定する（Ｓ２５）。又、カメラ制御部１４０は、ニアシフト操作が入力されると（Ｓ２４でＹＥＳ）、ステップＳ２２の判断に進む。

以上のようにニアフラグＦ１を用いた処理（Ｓ２１～Ｓ２５）によると、ニアシフト操作が入力された回数分、ニアシフト機能による合焦動作が実行される。本動作例では、ニアシフト機能のＦｎ釦１３６の押下操作を継続すると、ニアシフト機能による合焦動作が１回行われ、その後に通常の合焦動作が繰り返される。

また、ファーシフト機能に関して、カメラ制御部１４０は、ニアフラグＦ１の代わりにファーフラグＦ２を用いて、ファーシフト操作に応じてステップＳ２１～Ｓ２５と同様の処理を行う（Ｓ３１～Ｓ３５）。これにより、ファーシフト機能についても、ファーシフト操作が入力された回数分、同機能による合焦動作が実行される。

以上では、ＡＦＣモードの動作例を説明したが、他の様々な動作モードに対しても、ニア／ファーシフト機能は適用可能である。例えば、静止画を連写で撮影する連写ＡＦの動作モードにおいて、図１３と同様の処理を行うことにより、ニア／ファーシフト機能を連写ＡＦに適用できる。また、静止画に限らず、デジタルカメラ１が動画を撮影する動作時にも、ニア／ファーシフト機能を上記と同様に適用可能である。

以上のような各種の撮影動作時においても、デジタルカメラ１は、実施形態１と同様にグラフ表示処理（図１０）を実行することにより、合焦グラフＧ１を表示させることができる。これによっても、各撮影動作時に得られる合焦状態の変動を可視化して、ユーザ所望の合焦状態を得やすくすることができる。

以上のように、本実施形態において、カメラ制御部１４０は、合焦動作を連続的に繰り返す種々の動作の実行中に、ニア／ファーシフト機能を用いる指示があった場合（Ｓ２４，Ｓ３４）、フォーカスレンズ２３０の位置をシフトして（Ｓ６，Ｓ７）再度、合焦動作を実行する（Ｓ１０）。これにより、合焦動作を連続的に行う各種の動作中にも、所望の被写体に合焦させ易くすることができる。

（他の実施形態）
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、置換、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、他の実施形態を例示する。

上記の実施形態１，２では、コントラスト方式のオートフォーカスを採用する例を説明したが、本開示はコントラスト方式に限定されず、種々のオートフォーカス技術に適用可能である。デジタルカメラ１における合焦動作の変形例を、図１４を用いて説明する。

図１４は、変形例の合焦動作における特性曲線Ｃ１０を例示する。特性曲線Ｃ１０は、例えば像面位相差方式など、コントラスト方式に代わる合焦動作において得られる評価値で規定される曲線である。横軸はフォーカスレンズ位置を示し、縦軸は、コントラスト値の代わりに合焦状態を評価する評価値を示す。評価値は、例えば像面位相差方式における位相差センサの出力の合致度を示す。位相差センサは、例えば画像センサ１１０に組み込んで設けられる。

図１４では、フォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０を含む検出範囲Ｒ１内の特性曲線Ｃ１０が求められた様子を示す。検出範囲Ｒ１は、例えば交換レンズ２００の特性によって規定され、現在位置Ｐ０を基準としてニア側の範囲及びファー側の範囲を含む。

像面位相差方式などの合焦動作において、デジタルカメラ１のカメラ制御部１４０は、フォーカスレンズ２３０を現在位置Ｐ０から特に動かさない状態において、検出範囲Ｒ１内で包括的にフォーカス位置毎の評価値を算出する。カメラ制御部１４０は、算出した評価値に基づいて、検出範囲Ｒ１内のピーク位置Ｐ１０を合焦位置として検出できる。この場合、検出された合焦位置へ一挙にフォーカスレンズ２３０を駆動可能である。

一方、上記のような通常の合焦動作においては、検出範囲Ｒ１外のピーク位置Ｐ１１，Ｐ１２については、検出できないことが想定される。そこで、本実施形態では、実施形態１，２と同様のニア／ファーシフト機能により、こうしたピーク位置Ｐ１１，Ｐ１２を検出可能にする。

図１４では、通常の合焦動作を行った場合の検出結果に加えて、ファーシフト機能を用いた場合の合焦動作における検出結果も併せて示している。本実施形態において、例えばファーシフト操作が入力されたときに、カメラ制御部１４０は、実施形態１，２と同様に、フォーカスレンズ２３０の現在位置Ｐ０からファー側にシフトしたＡＦ開始位置Ｐ１にフォーカスレンズ２３０を移動させ、ＡＦ開始位置Ｐ１から通常時と同様の合焦動作を実行する。これにより、図１４に示すように、ＡＦ開始位置Ｐ１を基準として含む検出範囲Ｒ１内の評価値が得られ、ファー側のピーク位置Ｐ１２を検出できる。

以上のような変形例の動作は、ニアシフト機能についても、ニア側にＡＦ開始位置Ｐ１をシフトすることで、上記のファーシフト機能と同様に行うことができる。また、本変形例は、特に像面位相差方式に限定されず、位相差方式あるいはＤＦＤ(Depth From Defocus)にも適用可能である。例えば、評価値は、ＤＦＤにおけるコスト値であってもよい。

上記変形例のような像面位相差方式など各種の合焦動作に関しても、本実施形態の撮像装置は、コントラスト値の代わりの評価値をフォーカスレンズの位置毎に示すグラフを表示部に表示してもよい。例えば、図１４と同様のグラフが合焦グラフとして表示できる。これにより、各種方式の合焦動作においても、コントラスト方式と同様に、合焦状態に関するグラフ表示によって所望の被写体に合焦させ易くすることができる。

また、上記の各実施形態では、ニア／ファーシフト機能を用いる場合に合焦グラフＧ１が表示される例を説明したが、それ以外の場合に合焦グラフが表示されてもよい。例えば、フォーカスサーチ動作に同期して、合焦グラフＧ１が表示されてもよい。フォーカスサーチ動作は、例えばコントラスト方式の合焦動作において、無限端から至近端までといった所定範囲にわたりフォーカスレンズ２３０を移動させながら、各フォーカスレンズ位置の評価値を取得する動作である。この場合、合焦グラフＧ１においては逐次、取得されたフォーカスレンズ位置毎の評価値が表示される。これによっても、合焦状態の変動がユーザにとって可視化され、所望の被写体に合焦させ易くすることができる。

また、上記の各実施形態では、ニア／ファーシフト操作の一例としてＦｎ釦１３６，１３７の押下操作を例示した。ニア／ファーシフト操作は、特にこれに限らず、種々のユーザ操作であってもよい。例えば、ニア／ファーシフト操作は、操作部１３０における各種釦に対するダブルクリック、同時押し、あるいは長押し等であってもよい。また、ニア／ファーシフト操作は、レリーズ釦１３１の半押し操作と、ＭＦリング又はダイヤル等の操作との組み合わせであってもよい。さらに、例えばメニュー設定において、レリーズ釦１３１の半押し操作が、ニアシフト操作及びファーシフト操作のいずれかに設定可能であってもよい。

また、上記の各実施形態では、ニア／ファーシフト機能を用いる指示がユーザ操作によって行われたが、当該指示はユーザ操作に限らず、例えばデジタルカメラ１における自動判定によって行われてもよい。例えば、カメラ制御部１４０は、図４Ａのようなスルー画像が得られた際に、柵などの特定の障害物５３に合焦したことを画像認識によって検出して、自動的にファーシフト機能を用いるように指示可能である。こうした画像認識は、例えば機械学習により容易に実現可能である。また、ユーザがニア／ファーシフト操作を用いた履歴などの操作ログをフラッシュメモリ１４２等に蓄積しておき、操作ログに基づき自動的にニア／ファーシフト機能の指示を行ってもよい。

また、上記の各実施形態では、ニアシフト機能とファーシフト機能との双方が実現される例を説明した。本実施形態のデジタルカメラ１では、ニアシフト機能とファーシフト機能との一方が実装されてもよい。これによっても、図３Ａ又は図４Ａのような状況下で、ユーザ所望の被写体５１に合焦させ易くすることができる。

また、上記の各実施形態では、撮像装置の一例としてレンズ交換式のデジタルカメラについて説明したが、本実施形態の撮像装置は、特にレンズ交換式ではないデジタルカメラであってもよい。また、本開示の思想は、デジタルカメラのみならず、ムービーカメラであってもよいし、カメラ付きの携帯電話或いはＰＣのような種々の撮像機能を有する電子機器にも適用可能である。

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、置換、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、合焦動作を行う各種の撮像装置に適用可能である。

１ デジタルカメラ
１００ カメラ本体
１２０ 液晶モニタ
１３０ 操作部
１４０ カメラ制御部
２００ 交換レンズ
２３０ フォーカスレンズ
２３３ フォーカスレンズ駆動部
２４０ レンズ制御部

Claims (7)

1. フォーカスレンズを含む光学系を介して形成される被写体像を撮像して、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を表示する表示部と、
   合焦させる被写体距離を近くする又は遠くする指示を示すユーザ操作を受け付ける操作部と、
   合焦の状態に関する評価値に応じて、前記光学系における光軸に沿って前記フォーカスレンズの位置を調整する合焦動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズの位置毎に前記合焦の状態に関する評価値を示すグラフを表示するように、前記表示部を制御し、
   前記制御部は、
   前記ユーザ操作に応じて、前記フォーカスレンズの現在位置から前記合焦動作を開始する開始位置までシフト幅だけ前記フォーカスレンズの位置をシフトさせ、前記シフト幅は、前記評価値のカーブにおいて前記現在位置の近傍におけるピーク位置を検出対象から外すように、前記ピーク位置を検出する際の推定のピーク幅または所定の幅よりも広い幅であり、
   前記シフト後の前記開始位置から前記合焦動作を開始させる、
   撮像装置。
2. 前記制御部は、前記グラフが表示された状態で前記操作部に入力されるユーザ操作に応じて、前記フォーカスレンズを移動させる
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記グラフにおいて前記フォーカスレンズの現在位置を示すポインタを前記表示部に表示させる
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、前記グラフにおいて、前記合焦動作により検出された合焦位置を示すマーカを前記表示部に表示させる
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記マーカは、前記合焦位置において前記撮像部によって生成された画像データに基づくサムネイル画像で構成される
   請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記グラフが表示された状態で前記フォーカスレンズの位置がシフトして前記合焦動作が行われると、前記制御部は、
   前記表示されたグラフにおける前記シフト幅内には前記評価値を追加せずに、前記フォーカスレンズの位置がシフトした後で得られた前記評価値を、前記表示されたグラフに追加するように、前記グラフを更新する、
   請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記制御部は、前記合焦動作を連続的に繰り返す動作の実行中に、前記指示があった場合、前記フォーカスレンズの位置をシフトして再度、前記合焦動作を実行する
   請求項６に記載の撮像装置。

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