焦点調節装置及び撮像装置
【課題】本発明の目的は、無音連写に適した原理の焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の焦点調節装置は、撮像素子（５０）から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施す圧縮手段（９０Ａ）と、前記データ圧縮処理により順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じて、前記撮像素子上へ被写体像を形成する光学系（２０）のフォーカスポジションを制御する制御手段（９０、１１０）とを備える。
【解決手段】本発明の焦点調節装置は、撮像素子（５０）から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施す圧縮手段（９０Ａ）と、前記データ圧縮処理により順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じて、前記撮像素子上へ被写体像を形成する光学系（２０）のフォーカスポジションを制御する制御手段（９０、１１０）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子の電子シャッタを利用して高速なフレームレート（例えば６０フレーム／秒）で連写を行うディジタルカメラが提案されている（特許文献１などを参照。）。この連写機能を一眼レフレックスカメラへ搭載すれば、無音連写が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０?８７７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような無音連写の機能を一眼レフレックスカメラへ搭載した場合、無音連写中のフォーカス調整は基本的には不可能となる。
【０００５】
なぜなら、一眼レフレックスカメラで無音連写を行うにはミラーアップ状態を保つ必要があるのに対し、一眼レフレックスカメラに搭載されている位相差検出方式の焦点検出装置は、ミラーアップ状態では作動しないからである。
【０００６】
そこで本発明の目的は、無音連写に適した原理の焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の焦点調節装置は、撮像素子から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施す圧縮手段と、前記データ圧縮処理により順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じて、前記撮像素子上へ被写体像を形成する光学系のフォーカスポジションを制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明の撮像装置は、光学系が形成する被写体像を繰り返し撮像して順次に画像を出力する撮像素子と、前記撮像素子から繰り返し出力される画像に基づき前記光学系のフォーカスポジションを制御する本発明の焦点調節装置とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無音連写に適した原理の焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ディジタルカメラ１０の構成図である
【図２】無音撮影モードにおける画像処理エンジン９０の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態］
以下、本発明の実施形態としてディジタルカメラを説明する。
【００１２】
図１は、ディジタルカメラ１０の構成図である。図１に示すとおりディジタルカメラ１０には、撮影レンズ２０、クイックリターンミラー１７０、メカニカルシャッタ３０、撮像素子５０、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）８０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）７０、画像処理エンジン９０、焦点検出装置１７１、モータドライバ１１０、バッファメモリ１３０、表示部１４０、操作部１５０、リムーバブルメモリ１６０などが備えられる。
【００１３】
なお、図示省略したが、ディジタルカメラ１０には、クイックリターンミラー１７０がミラーダウン状態である期間中に被写界（撮影レンズ２０の視野）の輝度分布を監視する装置（測光装置）も備えられている。
【００１４】
撮影レンズ２０は、被写界から射出した被写界光束を結像し、撮像素子５０の撮像面の近傍に被写界像を形成する。図１では撮影レンズ２０を単レンズであるかのごとく描いたが、実際の撮影レンズ２０は、フォーカシングレンズ、絞りなどを有しており、これらはモータドライバ１１０によって駆動される。モータドライバ１１０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて動作する。
【００１５】
クイックリターンミラー１７０は、撮影レンズ２０と撮像素子５０との間の被写界光束の光路上に配置されており、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、その姿勢をミラーダウン状態とミラーアップ状態との間で切り換える。このうちミラーダウン状態は、被写界光束を焦点検出装置１７１及び不図示の測光装置の側へと導くための姿勢であり、ミラーアップ状態は、被写界光束を撮像素子５０の側へと導くための姿勢である。
【００１６】
メカニカルシャッタ３０は、クイックリターンミラー１７０と撮像素子５０との間の被写界光束の光路上に配置されており、ＴＧ７０から供給される駆動信号に応じて、その光路を開閉する。
【００１７】
撮像素子５０は、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子であり、ＴＧ７０から供給される駆動信号に応じて、信号の蓄積及び信号の読み出しを行う。
【００１８】
ＴＧ７０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、撮像素子５０及びメカニカルシャッタ３０に対して駆動信号を供給すると共に、ＡＦＥ８０及び画像処理エンジン９０に対して同期信号を供給することにより、撮像を行う。なお、ＴＧ７０は、撮像素子５０へ供給する駆動信号のパターンと、メカニカルシャッタ３０へ供給する駆動信号のパターンとの組み合わせにより、１フレーム当たりの撮像の露光時間を制御する。この露光時間は、画像処理エンジン９０が指定したＴｖ値（＝ユーザが入力したＴｖ値又は自動露出演算で算出されたＴｖ値）に応じた値に設定される。但し、ＴＧ３０は、ディジタルカメラ１０が無音撮影モード（後述）に設定されたときには、メカニカルシャッタ３０を開成状態としたまま、撮像素子５０の信号の蓄積及び信号の読み出しを行う。この場合、撮像の露光時間は、撮像素子５０に供給される駆動信号のみ（つまり電子シャッタのみ）によって制御される。
【００１９】
ここで、ディジタルカメラ１０が無音撮影モード（後述）に設定されたときには、ディジタルカメラ１０の連写速度は、３０フレーム／秒、５０フレーム／秒、６０フレーム／秒などと高速に設定することが可能である。以下、無音撮影モードにおけるディジタルカメラ１０の連写速度を６０フレーム／秒と仮定する。
【００２０】
ＡＦＥ８０は、撮像素子５０から出力されるアナログ信号に対してパイプライン処理を施す。ＡＦＥ８０には、ＣＤＳ回路、ゲイン回路、Ａ／Ｄ変換回路などが備えられており、ＣＤＳ回路は、撮像素子５０から出力されるアナログ信号のノイズ成分を相関二重サンプリングによって除去し、ゲイン回路は、ノイズ除去後のアナログ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路は、増幅後のアナログ信号をディジタル信号へと変換する。
【００２１】
なお、ＡＦＥ８０のゲイン（ゲイン回路の信号増幅率）は、画像処理エンジン９０が指定したＳｖ値（＝ユーザが入力したＳｖ値又は自動露出演算で算出されたＳｖ値）に応じた値に設定される。なお、ユーザが入力したＳｖ値とは、所謂「ＩＳＯ感度」のことである。
【００２２】
焦点検出装置１７１は、ミラーダウン状態のクイックリターンミラー１７０から導かれた被写界光束を、瞳分割してから再統合することにより、撮像素子５０に対する撮影レンズ２０のデフォーカス信号を生成する。つまり、焦点検出装置１７１は、位相差検出方式の焦点検出装置である。なお、焦点検出装置１７１が生成するデフォーカス信号は、被写界のエリア毎に生成される。
【００２３】
モータドライバ１１０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、撮影レンズ２０のフォーカシングレンズを光軸方向へ駆動する。これによって、撮影レンズ２０のフォーカスポジションが調整される（フォーカス調整）。また、モータドライバ１１０は、画像処理エンジン９０が指定したＡｖ値（＝ユーザが入力したＡｖ値又は自動露出演算で算出されたＡｖ値）に応じて、撮影レンズ２０の絞りの径を調整する。
【００２４】
バッファメモリ１３０は、ＡＦＥ８０から出力されるディジタル信号を、画像処理エンジン９０を介して蓄積する。撮像素子５０の１フレーム分の信号読み出し期間（フレーム周期）に亘ってこの蓄積が行われると、バッファメモリ１３０に１フレーム分のディジタル信号が蓄積される。以下、このディジタル信号を「画像」と称す。なお、バッファメモリ１３０は、必要に応じて、画像処理エンジン９０から転送された他の画像を蓄積することもできる。また、バッファメモリ１３０は、複数フレーム分の画像を同時に蓄積することもできる。
【００２５】
表示部１４０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、各種の画像を表示する。表示部１４０が表示する画像には、撮像素子５０が取得しバッファメモリ１３０に蓄積された画像、リムーバブルメモリ１６０に格納されていた画像、画像処理エンジン９０が作成したメニュー表示用の画像などがある。なお、表示部１４０は、画像を表示する際に、その画像の形式を表示に適した形式へと変換する機能を有している。
【００２６】
操作部１５０は、レリーズボタン、メニューボタンなど、ユーザが操作可能な各種のスイッチを有している。ユーザは、この操作部１５０を介して各種の指示をディジタルカメラ１０へ入力することができる。例えば、ユーザは、被写界中の測光エリアやフォーカスエリアをディジタルカメラ１０へ指定することができる。また、例えば、ユーザは、ディジタルカメラ１０のモードを、撮影モードと再生モードとの間で切り換えることができる。なお、本実施形態のディジタルカメラ１０には、撮影モードの１種として無音撮影モード（後述）が搭載されている。
【００２７】
リムーバブルメモリ１６０は、ディジタルカメラ１０が取得した画像や、他のディジタルカメラが取得した画像などを長期に亘って記憶することが可能な不揮発性のメモリである。
【００２８】
画像処理エンジン９０は、操作部１５０を介してユーザから入力された指示と、画像処理エンジン９０が予め記憶している不図示のプログラムとに従い、ディジタルカメラ１０の各部を制御して撮像を行ったり、その撮像によってバッファメモリ１３０上に蓄積された画像に対して所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施したりする。
【００２９】
ここで、本実施形態の画像処理エンジン９０は、必要に応じてデータ圧縮部９０Ａとして機能する。データ圧縮部９０Ａは、バッファメモリ１３０上に蓄積された画像処理後の画像に対してデータ圧縮処理を施したり、リムーバブルメモリ１６０に保存された圧縮処理後の画像に対してデータ伸張処理を施したりする。
【００３０】
なお、データ圧縮部９０Ａに適用されるデータ圧縮処理及びデータ伸張処理の方式としては、例えばＪＰＥＧ方式がある。ＪＰＥＧ方式は、不可逆的な圧縮方式の一種であり、画像のデータを周波数分解し、ヒトの眼にとって比較的目立たない周波数成分を切り捨てる方式である。因みに、同じ被写界を写した２つの画像の間では、圧縮処理後のデータサイズ（圧縮ファイルのファイルサイズ）は近くなるが、鮮鋭度の高い画像（ピントの合った画像）のデータサイズの方が、鮮鋭度の低い画像（ピントの合わない画像）のデータサイズよりも大きくなる傾向にある。無音撮影モード（後述）では、フォーカス調整を繰り返すことによりフォーカス制御が行われるが、このフォーカス制御は、画像の鮮鋭度と圧縮処理後のデータサイズとの関係を利用したフィードバック制御である。
【００３１】
図２は、無音撮影モードにおける画像処理エンジン９０の動作フローチャートである。以下、フローの開始時点ではクイックリターンミラー１７０はミラーダウン状態にあると仮定し、各ステップを順に説明する。
【００３２】
ステップＳ１１：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンが半押しされたか否かを判別し、半押しされた場合にはステップＳ１２へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１２：画像処理エンジン９０は、焦点検出装置１７１が出力するデフォーカス信号のうち、ユーザが予め指定したフォーカスエリアのデフォーカス信号を選択し、それをフォーカシングレンズの駆動量へと変換する。なお、その変換では、撮影レンズ２０に固有の特性（焦点距離など）が考慮される。そして、画像処理エンジン９０は、変換した駆動量をモータドライバ１１０へ指定することにより、撮影レンズ２０のフォーカス調整を行う。また、画像処理エンジン９０は、不図示の測光装置から出力される信号に基づき自動露出演算を行うことにより、Ｔｖ値、Ａｖ値、Ｓｖ値の組み合わせを決定する。
【００３４】
ステップＳ１３：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの半押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合にはステップＳ１１へ戻り、解除されていない場合にはステップＳ１４へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１４：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンが全押しされたか否かを判別し、全押しされていない場合にはステップＳ１３に戻り、全押しされた場合にはステップＳ１５へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１５：画像処理エンジン９０は、ステップＳ１２において決定したＡｖ値、Ｔｖ値、Ｓｖ値を、モータドライバ１１０、ＴＧ７０、ＡＦＥ８０に対してそれぞれ指定すると共に、クイックリターンミラー１７０をミラーアップ状態に設定してから、無音撮影モードに適したモードでＴＧ７０を駆動する。これによって、無音撮影モードの撮像が開始される。
【００３７】
撮像が開始された直後には、撮像素子５０から初期フレーム（第１フレーム）の画像が出力されるので、画像処理エンジン９０は、第１フレームの画像を、ＡＦＥ８０を介してバッファメモリ１３０へ蓄積すると、その第１フレームの画像に対して、前述した所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施す。なお、本ステップでは、階調変換、ホワイトバランス調整、色変換のうち少なくとも１つは省略されても構わない。
【００３８】
ステップＳ１６：画像処理エンジン９０の圧縮処理部９０Ａは、バッファメモリ１３０上の第１フレームの画像（画像処理後の画像）に対してデータ圧縮処理を施す。その結果、バッファメモリ１３０上の第１フレームの画像は、データ圧縮後の画像へと置換される。以下、このデータ圧縮後の画像を、「第１フレームの圧縮画像」と称す。なお、本ステップの画像処理エンジン９０は、第１フレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのサイズを基準サイズとして記憶する。
【００３９】
ステップＳ１７：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの全押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合はステップＳ３２へ移行し、解除されていなかった場合はステップＳ１８へ移行する。
【００４０】
なお、以上のステップＳ１５〜ステップＳ１７の処理が、フォーカス制御の第１ループである（ここでは、第１フレームの撮像が開始されてから第２フレームの撮像が開始される前までの処理を「第１ループ」と称している。）。この第１ループの所要時間は、フレーム周期（ここでは１／６０秒）より短い。
【００４１】
ステップＳ１８：画像処理エンジン９０は、撮像素子５０から出力される第２フレームの画像を、ＡＦＥ８０を介してバッファメモリ１３０へ蓄積し、その第２フレームの画像に対して、前述した所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施す。なお、本ステップでは、階調変換、ホワイトバランス調整、色変換のうち少なくとも１つは省略されても構わない。
【００４２】
ステップＳ１９：画像処理エンジン９０の圧縮処理部９０Ａは、バッファメモリ１３０上の第２フレームの画像（画像処理後の画像）に対してデータ圧縮処理を施す。データ圧縮処理の方式は、ステップＳ１６におけるそれと同じである。その結果、バッファメモリ１３０上の第２フレームの画像は、データ圧縮後の画像へと置換される。以下、このデータ圧縮後の画像を、「第２フレームの圧縮画像」と称す。
【００４３】
ステップＳ２０：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの全押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合はステップＳ３２へ移行し、解除されていなかった場合はステップＳ２１へ移行する。
【００４４】
ステップＳ２１：画像処理エンジン９０は、フォーカシングレンズの駆動方向を初期値に設定する。駆動方向の初期値は、至近端方向と無限端方向との何れであっても構わない。
【００４５】
ステップＳ２２：画像処理エンジン９０は、第２フレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのデータサイズから基準サイズを差し引くことにより差分データを算出する。以下、第２フレームに関するこの差分データを、「第２フレームの差分データ」と称す。
【００４６】
続いて、画像処理エンジン９０は、第２フレームの差分データが負であり、しかも、第２フレームの差分データの絶対値が閾値Ｔ（Ｔ＞０）を上回った場合は、データサイズが低下したとみなしてステップＳ２３へ移行し、そうでない場合は、データサイズが低下していないとみなしてステップＳ２５へ移行する。
【００４７】
ステップＳ２３：画像処理エンジン９０は、第２フレームの差分データを、フォーカシングレンズの駆動量へと変換する。ここで、差分データの絶対値が大きいときほど、フォーカシングレンズの駆動量の絶対値は大きく設定される。また、その変換では、撮影レンズ２０に固有の特性（焦点距離など）が考慮される。また、駆動量の符号（フォーカシングレンズの駆動方向）は、設定中の駆動方向のとおりに設定される。
【００４８】
ステップＳ２４：画像処理エンジン９０は、ステップＳ２３で算出した駆動量をモータドライバ１１０へ指定することによりフォーカス調整を行う。
【００４９】
なお、以上のステップＳ１８〜ステップＳ２４の処理が、フォーカス制御の第２ループである（ここでは、第２フレームの撮像が開始されてから第３フレームの撮像が開始される前までの処理を「第２ループ」と称している。）。この第２ループの処理の所要時間は、フレーム周期（ここでは１／６０秒）より短い。
【００５０】
ステップＳ２５：画像処理エンジン９０は、撮像素子５０から出力される第ｉフレーム（ｉ≧３）の画像を、ＡＦＥ８０を介してバッファメモリ１３０へ蓄積し、その第ｉフレームの画像に対して、前述した所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施す。なお、本ステップでは、階調変換、ホワイトバランス調整、色変換のうち少なくとも１つは省略されても構わない。
【００５１】
ステップＳ２６：画像処理エンジン９０の圧縮処理部９０Ａは、バッファメモリ１３０上の第ｉフレームの画像（画像処理後の画像）に対してデータ圧縮処理を施す。データ圧縮処理の方式は、ステップＳ１６におけるそれと同じである。その結果、バッファメモリ１３０上の第ｉフレームの画像は、データ圧縮後の画像へと置換される。以下、このデータ圧縮後の画像を「第ｉフレームの圧縮画像」と称す。
【００５２】
ステップＳ２７：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの全押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合はステップＳ３２へ移行し、解除されていなかった場合は、ステップＳ２８へ移行する。
【００５３】
ステップＳ２８：画像処理エンジン９０は、前のループでフォーカシングレンズが駆動されたか否かを判別し、駆動された場合には以下の手順（ａ）〜（ｄ）により設定中の駆動方向の見直しを行い、駆動されなかった場合には手順（ａ）〜（ｄ）を省略してステップＳ２９へ移行する。
【００５４】
（ａ）画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのデータサイズから基準サイズを差し引くことにより差分データを算出する。以下、第ｉフレームに関するこの差分データを、「第ｉフレームの差分データ」と称す。
【００５５】
（ｂ）画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの差分データを、前フレームの差分データと比較し、第ｉフレームの差分データの方が小さかった場合（すなわち、フォーカシングレンズの駆動によりデータサイズが低下していた場合）には、手順（ｃ）へ移行し、そうでない場合には手順（ｄ）へ移行する。
【００５６】
（ｃ）画像処理エンジン９０は、設定中の駆動方向を反転させてからステップＳ２９へ移行する。
【００５７】
（ｄ）画像処理エンジン９０は、設定中の駆動方向を反転させることなくステップＳ２９へ移行する。
【００５８】
ステップＳ２９：画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのデータサイズから基準サイズを差し引くことにより差分データを算出する。以下、第ｉフレームに関するこの差分データを、「第ｉフレームの差分データ」と称す。
【００５９】
続いて、画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの差分データが負であり、しかも、第ｉフレームの差分データの絶対値が閾値Ｔ（Ｔ＞０）を上回った場合は、データサイズが低下したとみなしてステップＳ３０へ移行し、そうでない場合は、データサイズが低下していないとみなしてステップＳ２５へ戻る。
【００６０】
ステップＳ３１：画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの差分データを、フォーカシングレンズの駆動量へと変換する。ここで、差分データの絶対値が大きいときほど、フォーカシングレンズの駆動量の絶対値は大きく設定される。また、その変換では、撮影レンズ２０に固有の特性（焦点距離など）が考慮される。また、駆動量の符号（フォーカシングレンズの駆動方向）は、設定中の駆動方向のとおりに設定される。
【００６１】
なお、以上のステップＳ２５〜ステップＳ３１の処理が、フォーカス制御の第ｉループである（ここでは、第ｉフレームの撮像が開始されてから第（ｉ＋１）フレームの撮像が開始される前までの処理を「第ｉループ」と称している。）。この第ｉループの処理の所要時間は、フレーム周期（ここでは１／６０秒）より短い。
【００６２】
ステップＳ３２：画像処理エンジン９０は、ＴＧ７０の動作を停止させると共に、クイックリターンミラー１７０をミラーダウン状態に戻す。さらに、画像処理エンジン９０は、バッファメモリ１３０上に蓄積されている１又は複数フレームの圧縮画像をファイル化してからリムーバブルメモリ１６０へ書き込む。これによって、無音撮影モードで取得された１又は複数の画像がそれぞれ圧縮画像として保存される（以上、無音撮影モードのフロー。）。
【００６３】
以上、本実施形態のフォーカス制御では、撮像素子５０から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施し、順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じてフォーカス調整を行う。すなわち、本実施形態のフォーカス制御では、位相差検出方式の焦点検出装置１７１を利用する代わりにデータ圧縮部９０Ａを利用する。このような原理のフォーカス制御は、ミラーアップ状態で継続が可能である。
【００６４】
したがって、本実施形態のディジタルカメラ１０は、無音連写中にピント状態を維持することができる。
【００６５】
また、本実施形態の無音撮影モードでは、位相差検出方式によるフォーカス調整を行った後に、圧縮画像のデータ量の時間変化に応じたフォーカス制御を開始するので、位相差検出方式による初期のピント状態を維持することができる。
【００６６】
また、本実施形態のフォーカス制御では、圧縮画像のデータ量の低下量が閾値を超過したときにはフォーカスボジションを変位させ、その低下量が閾値以下であったときにはフォーカスポジションを変位させないので、フォーカス調整の頻度を最小限に抑えることができる。
【００６７】
また、本実施形態のフォーカス制御では、圧縮画像のデータ量の低下量が多いときほどフォーカスポジションの変位量を大きくするので、フィードバックの応答性を高くすることができる。
【００６８】
また、本実施形態のフォーカス制御では、フォーカスポジションの変位により圧縮画像のデータ量が低下したときにはフォーカスポジションの変位方向を反転させるので、仮に、フォーカス調整に失敗した場合であっても、良好なピント状態へと即座に復帰させることができる。
【００６９】
また、本実施形態のフォーカス制御では、データ圧縮の方式として、多くのディジタルカメラに採用されているＪＰＥＧ圧縮方式を採用するので、ディジタルカメラの通常機能を有効利用することができる。
【００７０】
［実施形態の補足］
なお、本実施形態のステップＳ３２では、一連のレリーズ操作で取得された全ての圧縮画像を保存したが、それら圧縮画像の中でデータサイズの著しく小さいものを保存対象から自動的に除外してもよい（圧縮画像の選択保存機能）。また、このような選択保存機能を発現させるか否かについては、ユーザがディジタルカメラ１０へ予め指定できることが望ましい。
【００７１】
また、本実施形態の無音撮影モードでは、最初のフォーカス調整を位相差検出方式によるオートフォーカス調整としたが、コントラスト検出方式など他の原理によるオートフォーカス調整としてもよいし、ユーザによる手動フォーカス調整としてもよい。
【００７２】
また、本実施形態のフォーカス制御の第２ループ以降では、現フレームの差分データの基準サイズとして、初期フレーム（第１フレーム）のデータサイズを使用したが、前フレームのデータサイズを使用してもよい。
【００７３】
また、本実施形態のフォーカス制御では、フォーカス調整の頻度（フィードバックのループ）を、１フレームごとに設定したが、複数フレーム（すなわちＮフレーム）ごとに設定してもよい。その場合、各ループの所要時間は、フレーム周期内に収める必要はなく、フレーム周期のＮ倍以内に収まっていればよい。
【００７４】
また、本実施形態では、一眼レフレックスカメラを説明したが、コンパクトカメラ、携帯電話に搭載されたカメラ、コンピュータに搭載されたカメラなど、他のカメラにも本発明は適用が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
２０…撮影レンズ、３０…メカニカルシャッタ、５０…撮像素子、７０…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、８０…アナログフロントエンド（ＡＦＥ）、９０…画像処理エンジン、１１０…モータドライバ、１３０…バッファメモリ、１４０…表示部、１５０…操作部、１６０…リムーバブルメモリ、１７０…クイックリターンミラー、１７１…焦点検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子の電子シャッタを利用して高速なフレームレート（例えば６０フレーム／秒）で連写を行うディジタルカメラが提案されている（特許文献１などを参照。）。この連写機能を一眼レフレックスカメラへ搭載すれば、無音連写が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０?８７７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような無音連写の機能を一眼レフレックスカメラへ搭載した場合、無音連写中のフォーカス調整は基本的には不可能となる。
【０００５】
なぜなら、一眼レフレックスカメラで無音連写を行うにはミラーアップ状態を保つ必要があるのに対し、一眼レフレックスカメラに搭載されている位相差検出方式の焦点検出装置は、ミラーアップ状態では作動しないからである。
【０００６】
そこで本発明の目的は、無音連写に適した原理の焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の焦点調節装置は、撮像素子から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施す圧縮手段と、前記データ圧縮処理により順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じて、前記撮像素子上へ被写体像を形成する光学系のフォーカスポジションを制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明の撮像装置は、光学系が形成する被写体像を繰り返し撮像して順次に画像を出力する撮像素子と、前記撮像素子から繰り返し出力される画像に基づき前記光学系のフォーカスポジションを制御する本発明の焦点調節装置とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無音連写に適した原理の焦点調節装置及びそれを備えた撮像装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ディジタルカメラ１０の構成図である
【図２】無音撮影モードにおける画像処理エンジン９０の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態］
以下、本発明の実施形態としてディジタルカメラを説明する。
【００１２】
図１は、ディジタルカメラ１０の構成図である。図１に示すとおりディジタルカメラ１０には、撮影レンズ２０、クイックリターンミラー１７０、メカニカルシャッタ３０、撮像素子５０、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）８０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）７０、画像処理エンジン９０、焦点検出装置１７１、モータドライバ１１０、バッファメモリ１３０、表示部１４０、操作部１５０、リムーバブルメモリ１６０などが備えられる。
【００１３】
なお、図示省略したが、ディジタルカメラ１０には、クイックリターンミラー１７０がミラーダウン状態である期間中に被写界（撮影レンズ２０の視野）の輝度分布を監視する装置（測光装置）も備えられている。
【００１４】
撮影レンズ２０は、被写界から射出した被写界光束を結像し、撮像素子５０の撮像面の近傍に被写界像を形成する。図１では撮影レンズ２０を単レンズであるかのごとく描いたが、実際の撮影レンズ２０は、フォーカシングレンズ、絞りなどを有しており、これらはモータドライバ１１０によって駆動される。モータドライバ１１０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて動作する。
【００１５】
クイックリターンミラー１７０は、撮影レンズ２０と撮像素子５０との間の被写界光束の光路上に配置されており、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、その姿勢をミラーダウン状態とミラーアップ状態との間で切り換える。このうちミラーダウン状態は、被写界光束を焦点検出装置１７１及び不図示の測光装置の側へと導くための姿勢であり、ミラーアップ状態は、被写界光束を撮像素子５０の側へと導くための姿勢である。
【００１６】
メカニカルシャッタ３０は、クイックリターンミラー１７０と撮像素子５０との間の被写界光束の光路上に配置されており、ＴＧ７０から供給される駆動信号に応じて、その光路を開閉する。
【００１７】
撮像素子５０は、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子であり、ＴＧ７０から供給される駆動信号に応じて、信号の蓄積及び信号の読み出しを行う。
【００１８】
ＴＧ７０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、撮像素子５０及びメカニカルシャッタ３０に対して駆動信号を供給すると共に、ＡＦＥ８０及び画像処理エンジン９０に対して同期信号を供給することにより、撮像を行う。なお、ＴＧ７０は、撮像素子５０へ供給する駆動信号のパターンと、メカニカルシャッタ３０へ供給する駆動信号のパターンとの組み合わせにより、１フレーム当たりの撮像の露光時間を制御する。この露光時間は、画像処理エンジン９０が指定したＴｖ値（＝ユーザが入力したＴｖ値又は自動露出演算で算出されたＴｖ値）に応じた値に設定される。但し、ＴＧ３０は、ディジタルカメラ１０が無音撮影モード（後述）に設定されたときには、メカニカルシャッタ３０を開成状態としたまま、撮像素子５０の信号の蓄積及び信号の読み出しを行う。この場合、撮像の露光時間は、撮像素子５０に供給される駆動信号のみ（つまり電子シャッタのみ）によって制御される。
【００１９】
ここで、ディジタルカメラ１０が無音撮影モード（後述）に設定されたときには、ディジタルカメラ１０の連写速度は、３０フレーム／秒、５０フレーム／秒、６０フレーム／秒などと高速に設定することが可能である。以下、無音撮影モードにおけるディジタルカメラ１０の連写速度を６０フレーム／秒と仮定する。
【００２０】
ＡＦＥ８０は、撮像素子５０から出力されるアナログ信号に対してパイプライン処理を施す。ＡＦＥ８０には、ＣＤＳ回路、ゲイン回路、Ａ／Ｄ変換回路などが備えられており、ＣＤＳ回路は、撮像素子５０から出力されるアナログ信号のノイズ成分を相関二重サンプリングによって除去し、ゲイン回路は、ノイズ除去後のアナログ信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路は、増幅後のアナログ信号をディジタル信号へと変換する。
【００２１】
なお、ＡＦＥ８０のゲイン（ゲイン回路の信号増幅率）は、画像処理エンジン９０が指定したＳｖ値（＝ユーザが入力したＳｖ値又は自動露出演算で算出されたＳｖ値）に応じた値に設定される。なお、ユーザが入力したＳｖ値とは、所謂「ＩＳＯ感度」のことである。
【００２２】
焦点検出装置１７１は、ミラーダウン状態のクイックリターンミラー１７０から導かれた被写界光束を、瞳分割してから再統合することにより、撮像素子５０に対する撮影レンズ２０のデフォーカス信号を生成する。つまり、焦点検出装置１７１は、位相差検出方式の焦点検出装置である。なお、焦点検出装置１７１が生成するデフォーカス信号は、被写界のエリア毎に生成される。
【００２３】
モータドライバ１１０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、撮影レンズ２０のフォーカシングレンズを光軸方向へ駆動する。これによって、撮影レンズ２０のフォーカスポジションが調整される（フォーカス調整）。また、モータドライバ１１０は、画像処理エンジン９０が指定したＡｖ値（＝ユーザが入力したＡｖ値又は自動露出演算で算出されたＡｖ値）に応じて、撮影レンズ２０の絞りの径を調整する。
【００２４】
バッファメモリ１３０は、ＡＦＥ８０から出力されるディジタル信号を、画像処理エンジン９０を介して蓄積する。撮像素子５０の１フレーム分の信号読み出し期間（フレーム周期）に亘ってこの蓄積が行われると、バッファメモリ１３０に１フレーム分のディジタル信号が蓄積される。以下、このディジタル信号を「画像」と称す。なお、バッファメモリ１３０は、必要に応じて、画像処理エンジン９０から転送された他の画像を蓄積することもできる。また、バッファメモリ１３０は、複数フレーム分の画像を同時に蓄積することもできる。
【００２５】
表示部１４０は、画像処理エンジン９０からの指示に応じて、各種の画像を表示する。表示部１４０が表示する画像には、撮像素子５０が取得しバッファメモリ１３０に蓄積された画像、リムーバブルメモリ１６０に格納されていた画像、画像処理エンジン９０が作成したメニュー表示用の画像などがある。なお、表示部１４０は、画像を表示する際に、その画像の形式を表示に適した形式へと変換する機能を有している。
【００２６】
操作部１５０は、レリーズボタン、メニューボタンなど、ユーザが操作可能な各種のスイッチを有している。ユーザは、この操作部１５０を介して各種の指示をディジタルカメラ１０へ入力することができる。例えば、ユーザは、被写界中の測光エリアやフォーカスエリアをディジタルカメラ１０へ指定することができる。また、例えば、ユーザは、ディジタルカメラ１０のモードを、撮影モードと再生モードとの間で切り換えることができる。なお、本実施形態のディジタルカメラ１０には、撮影モードの１種として無音撮影モード（後述）が搭載されている。
【００２７】
リムーバブルメモリ１６０は、ディジタルカメラ１０が取得した画像や、他のディジタルカメラが取得した画像などを長期に亘って記憶することが可能な不揮発性のメモリである。
【００２８】
画像処理エンジン９０は、操作部１５０を介してユーザから入力された指示と、画像処理エンジン９０が予め記憶している不図示のプログラムとに従い、ディジタルカメラ１０の各部を制御して撮像を行ったり、その撮像によってバッファメモリ１３０上に蓄積された画像に対して所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施したりする。
【００２９】
ここで、本実施形態の画像処理エンジン９０は、必要に応じてデータ圧縮部９０Ａとして機能する。データ圧縮部９０Ａは、バッファメモリ１３０上に蓄積された画像処理後の画像に対してデータ圧縮処理を施したり、リムーバブルメモリ１６０に保存された圧縮処理後の画像に対してデータ伸張処理を施したりする。
【００３０】
なお、データ圧縮部９０Ａに適用されるデータ圧縮処理及びデータ伸張処理の方式としては、例えばＪＰＥＧ方式がある。ＪＰＥＧ方式は、不可逆的な圧縮方式の一種であり、画像のデータを周波数分解し、ヒトの眼にとって比較的目立たない周波数成分を切り捨てる方式である。因みに、同じ被写界を写した２つの画像の間では、圧縮処理後のデータサイズ（圧縮ファイルのファイルサイズ）は近くなるが、鮮鋭度の高い画像（ピントの合った画像）のデータサイズの方が、鮮鋭度の低い画像（ピントの合わない画像）のデータサイズよりも大きくなる傾向にある。無音撮影モード（後述）では、フォーカス調整を繰り返すことによりフォーカス制御が行われるが、このフォーカス制御は、画像の鮮鋭度と圧縮処理後のデータサイズとの関係を利用したフィードバック制御である。
【００３１】
図２は、無音撮影モードにおける画像処理エンジン９０の動作フローチャートである。以下、フローの開始時点ではクイックリターンミラー１７０はミラーダウン状態にあると仮定し、各ステップを順に説明する。
【００３２】
ステップＳ１１：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンが半押しされたか否かを判別し、半押しされた場合にはステップＳ１２へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１２：画像処理エンジン９０は、焦点検出装置１７１が出力するデフォーカス信号のうち、ユーザが予め指定したフォーカスエリアのデフォーカス信号を選択し、それをフォーカシングレンズの駆動量へと変換する。なお、その変換では、撮影レンズ２０に固有の特性（焦点距離など）が考慮される。そして、画像処理エンジン９０は、変換した駆動量をモータドライバ１１０へ指定することにより、撮影レンズ２０のフォーカス調整を行う。また、画像処理エンジン９０は、不図示の測光装置から出力される信号に基づき自動露出演算を行うことにより、Ｔｖ値、Ａｖ値、Ｓｖ値の組み合わせを決定する。
【００３４】
ステップＳ１３：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの半押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合にはステップＳ１１へ戻り、解除されていない場合にはステップＳ１４へ移行する。
【００３５】
ステップＳ１４：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンが全押しされたか否かを判別し、全押しされていない場合にはステップＳ１３に戻り、全押しされた場合にはステップＳ１５へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１５：画像処理エンジン９０は、ステップＳ１２において決定したＡｖ値、Ｔｖ値、Ｓｖ値を、モータドライバ１１０、ＴＧ７０、ＡＦＥ８０に対してそれぞれ指定すると共に、クイックリターンミラー１７０をミラーアップ状態に設定してから、無音撮影モードに適したモードでＴＧ７０を駆動する。これによって、無音撮影モードの撮像が開始される。
【００３７】
撮像が開始された直後には、撮像素子５０から初期フレーム（第１フレーム）の画像が出力されるので、画像処理エンジン９０は、第１フレームの画像を、ＡＦＥ８０を介してバッファメモリ１３０へ蓄積すると、その第１フレームの画像に対して、前述した所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施す。なお、本ステップでは、階調変換、ホワイトバランス調整、色変換のうち少なくとも１つは省略されても構わない。
【００３８】
ステップＳ１６：画像処理エンジン９０の圧縮処理部９０Ａは、バッファメモリ１３０上の第１フレームの画像（画像処理後の画像）に対してデータ圧縮処理を施す。その結果、バッファメモリ１３０上の第１フレームの画像は、データ圧縮後の画像へと置換される。以下、このデータ圧縮後の画像を、「第１フレームの圧縮画像」と称す。なお、本ステップの画像処理エンジン９０は、第１フレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのサイズを基準サイズとして記憶する。
【００３９】
ステップＳ１７：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの全押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合はステップＳ３２へ移行し、解除されていなかった場合はステップＳ１８へ移行する。
【００４０】
なお、以上のステップＳ１５〜ステップＳ１７の処理が、フォーカス制御の第１ループである（ここでは、第１フレームの撮像が開始されてから第２フレームの撮像が開始される前までの処理を「第１ループ」と称している。）。この第１ループの所要時間は、フレーム周期（ここでは１／６０秒）より短い。
【００４１】
ステップＳ１８：画像処理エンジン９０は、撮像素子５０から出力される第２フレームの画像を、ＡＦＥ８０を介してバッファメモリ１３０へ蓄積し、その第２フレームの画像に対して、前述した所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施す。なお、本ステップでは、階調変換、ホワイトバランス調整、色変換のうち少なくとも１つは省略されても構わない。
【００４２】
ステップＳ１９：画像処理エンジン９０の圧縮処理部９０Ａは、バッファメモリ１３０上の第２フレームの画像（画像処理後の画像）に対してデータ圧縮処理を施す。データ圧縮処理の方式は、ステップＳ１６におけるそれと同じである。その結果、バッファメモリ１３０上の第２フレームの画像は、データ圧縮後の画像へと置換される。以下、このデータ圧縮後の画像を、「第２フレームの圧縮画像」と称す。
【００４３】
ステップＳ２０：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの全押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合はステップＳ３２へ移行し、解除されていなかった場合はステップＳ２１へ移行する。
【００４４】
ステップＳ２１：画像処理エンジン９０は、フォーカシングレンズの駆動方向を初期値に設定する。駆動方向の初期値は、至近端方向と無限端方向との何れであっても構わない。
【００４５】
ステップＳ２２：画像処理エンジン９０は、第２フレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのデータサイズから基準サイズを差し引くことにより差分データを算出する。以下、第２フレームに関するこの差分データを、「第２フレームの差分データ」と称す。
【００４６】
続いて、画像処理エンジン９０は、第２フレームの差分データが負であり、しかも、第２フレームの差分データの絶対値が閾値Ｔ（Ｔ＞０）を上回った場合は、データサイズが低下したとみなしてステップＳ２３へ移行し、そうでない場合は、データサイズが低下していないとみなしてステップＳ２５へ移行する。
【００４７】
ステップＳ２３：画像処理エンジン９０は、第２フレームの差分データを、フォーカシングレンズの駆動量へと変換する。ここで、差分データの絶対値が大きいときほど、フォーカシングレンズの駆動量の絶対値は大きく設定される。また、その変換では、撮影レンズ２０に固有の特性（焦点距離など）が考慮される。また、駆動量の符号（フォーカシングレンズの駆動方向）は、設定中の駆動方向のとおりに設定される。
【００４８】
ステップＳ２４：画像処理エンジン９０は、ステップＳ２３で算出した駆動量をモータドライバ１１０へ指定することによりフォーカス調整を行う。
【００４９】
なお、以上のステップＳ１８〜ステップＳ２４の処理が、フォーカス制御の第２ループである（ここでは、第２フレームの撮像が開始されてから第３フレームの撮像が開始される前までの処理を「第２ループ」と称している。）。この第２ループの処理の所要時間は、フレーム周期（ここでは１／６０秒）より短い。
【００５０】
ステップＳ２５：画像処理エンジン９０は、撮像素子５０から出力される第ｉフレーム（ｉ≧３）の画像を、ＡＦＥ８０を介してバッファメモリ１３０へ蓄積し、その第ｉフレームの画像に対して、前述した所定の画像処理（ホワイトバランス調整、色補間、階調変換、色変換など）を施す。なお、本ステップでは、階調変換、ホワイトバランス調整、色変換のうち少なくとも１つは省略されても構わない。
【００５１】
ステップＳ２６：画像処理エンジン９０の圧縮処理部９０Ａは、バッファメモリ１３０上の第ｉフレームの画像（画像処理後の画像）に対してデータ圧縮処理を施す。データ圧縮処理の方式は、ステップＳ１６におけるそれと同じである。その結果、バッファメモリ１３０上の第ｉフレームの画像は、データ圧縮後の画像へと置換される。以下、このデータ圧縮後の画像を「第ｉフレームの圧縮画像」と称す。
【００５２】
ステップＳ２７：画像処理エンジン９０は、操作部１５０からの信号に基づきレリーズボタンの全押しが解除されたか否かを判別し、解除された場合はステップＳ３２へ移行し、解除されていなかった場合は、ステップＳ２８へ移行する。
【００５３】
ステップＳ２８：画像処理エンジン９０は、前のループでフォーカシングレンズが駆動されたか否かを判別し、駆動された場合には以下の手順（ａ）〜（ｄ）により設定中の駆動方向の見直しを行い、駆動されなかった場合には手順（ａ）〜（ｄ）を省略してステップＳ２９へ移行する。
【００５４】
（ａ）画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのデータサイズから基準サイズを差し引くことにより差分データを算出する。以下、第ｉフレームに関するこの差分データを、「第ｉフレームの差分データ」と称す。
【００５５】
（ｂ）画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの差分データを、前フレームの差分データと比較し、第ｉフレームの差分データの方が小さかった場合（すなわち、フォーカシングレンズの駆動によりデータサイズが低下していた場合）には、手順（ｃ）へ移行し、そうでない場合には手順（ｄ）へ移行する。
【００５６】
（ｃ）画像処理エンジン９０は、設定中の駆動方向を反転させてからステップＳ２９へ移行する。
【００５７】
（ｄ）画像処理エンジン９０は、設定中の駆動方向を反転させることなくステップＳ２９へ移行する。
【００５８】
ステップＳ２９：画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの圧縮画像のデータサイズを参照し、そのデータサイズから基準サイズを差し引くことにより差分データを算出する。以下、第ｉフレームに関するこの差分データを、「第ｉフレームの差分データ」と称す。
【００５９】
続いて、画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの差分データが負であり、しかも、第ｉフレームの差分データの絶対値が閾値Ｔ（Ｔ＞０）を上回った場合は、データサイズが低下したとみなしてステップＳ３０へ移行し、そうでない場合は、データサイズが低下していないとみなしてステップＳ２５へ戻る。
【００６０】
ステップＳ３１：画像処理エンジン９０は、第ｉフレームの差分データを、フォーカシングレンズの駆動量へと変換する。ここで、差分データの絶対値が大きいときほど、フォーカシングレンズの駆動量の絶対値は大きく設定される。また、その変換では、撮影レンズ２０に固有の特性（焦点距離など）が考慮される。また、駆動量の符号（フォーカシングレンズの駆動方向）は、設定中の駆動方向のとおりに設定される。
【００６１】
なお、以上のステップＳ２５〜ステップＳ３１の処理が、フォーカス制御の第ｉループである（ここでは、第ｉフレームの撮像が開始されてから第（ｉ＋１）フレームの撮像が開始される前までの処理を「第ｉループ」と称している。）。この第ｉループの処理の所要時間は、フレーム周期（ここでは１／６０秒）より短い。
【００６２】
ステップＳ３２：画像処理エンジン９０は、ＴＧ７０の動作を停止させると共に、クイックリターンミラー１７０をミラーダウン状態に戻す。さらに、画像処理エンジン９０は、バッファメモリ１３０上に蓄積されている１又は複数フレームの圧縮画像をファイル化してからリムーバブルメモリ１６０へ書き込む。これによって、無音撮影モードで取得された１又は複数の画像がそれぞれ圧縮画像として保存される（以上、無音撮影モードのフロー。）。
【００６３】
以上、本実施形態のフォーカス制御では、撮像素子５０から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施し、順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じてフォーカス調整を行う。すなわち、本実施形態のフォーカス制御では、位相差検出方式の焦点検出装置１７１を利用する代わりにデータ圧縮部９０Ａを利用する。このような原理のフォーカス制御は、ミラーアップ状態で継続が可能である。
【００６４】
したがって、本実施形態のディジタルカメラ１０は、無音連写中にピント状態を維持することができる。
【００６５】
また、本実施形態の無音撮影モードでは、位相差検出方式によるフォーカス調整を行った後に、圧縮画像のデータ量の時間変化に応じたフォーカス制御を開始するので、位相差検出方式による初期のピント状態を維持することができる。
【００６６】
また、本実施形態のフォーカス制御では、圧縮画像のデータ量の低下量が閾値を超過したときにはフォーカスボジションを変位させ、その低下量が閾値以下であったときにはフォーカスポジションを変位させないので、フォーカス調整の頻度を最小限に抑えることができる。
【００６７】
また、本実施形態のフォーカス制御では、圧縮画像のデータ量の低下量が多いときほどフォーカスポジションの変位量を大きくするので、フィードバックの応答性を高くすることができる。
【００６８】
また、本実施形態のフォーカス制御では、フォーカスポジションの変位により圧縮画像のデータ量が低下したときにはフォーカスポジションの変位方向を反転させるので、仮に、フォーカス調整に失敗した場合であっても、良好なピント状態へと即座に復帰させることができる。
【００６９】
また、本実施形態のフォーカス制御では、データ圧縮の方式として、多くのディジタルカメラに採用されているＪＰＥＧ圧縮方式を採用するので、ディジタルカメラの通常機能を有効利用することができる。
【００７０】
［実施形態の補足］
なお、本実施形態のステップＳ３２では、一連のレリーズ操作で取得された全ての圧縮画像を保存したが、それら圧縮画像の中でデータサイズの著しく小さいものを保存対象から自動的に除外してもよい（圧縮画像の選択保存機能）。また、このような選択保存機能を発現させるか否かについては、ユーザがディジタルカメラ１０へ予め指定できることが望ましい。
【００７１】
また、本実施形態の無音撮影モードでは、最初のフォーカス調整を位相差検出方式によるオートフォーカス調整としたが、コントラスト検出方式など他の原理によるオートフォーカス調整としてもよいし、ユーザによる手動フォーカス調整としてもよい。
【００７２】
また、本実施形態のフォーカス制御の第２ループ以降では、現フレームの差分データの基準サイズとして、初期フレーム（第１フレーム）のデータサイズを使用したが、前フレームのデータサイズを使用してもよい。
【００７３】
また、本実施形態のフォーカス制御では、フォーカス調整の頻度（フィードバックのループ）を、１フレームごとに設定したが、複数フレーム（すなわちＮフレーム）ごとに設定してもよい。その場合、各ループの所要時間は、フレーム周期内に収める必要はなく、フレーム周期のＮ倍以内に収まっていればよい。
【００７４】
また、本実施形態では、一眼レフレックスカメラを説明したが、コンパクトカメラ、携帯電話に搭載されたカメラ、コンピュータに搭載されたカメラなど、他のカメラにも本発明は適用が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
２０…撮影レンズ、３０…メカニカルシャッタ、５０…撮像素子、７０…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、８０…アナログフロントエンド（ＡＦＥ）、９０…画像処理エンジン、１１０…モータドライバ、１３０…バッファメモリ、１４０…表示部、１５０…操作部、１６０…リムーバブルメモリ、１７０…クイックリターンミラー、１７１…焦点検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施す圧縮手段と、
前記データ圧縮処理により順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じて、前記撮像素子上へ被写体像を形成する光学系のフォーカスポジションを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
ユーザからの指示に従って前記フォーカスポジションの初期調整を行った後に、前記制御を開始する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
位相差検出方式により前記フォーカスポジションの初期調整を行った後に、前記制御を開始する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
前記データ量の低下量が閾値を超過したときには前記フォーカスボジションを変位させ、前記データ量の低下量が前記閾値以下であったときには前記フォーカスポジションを変位させない
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
前記データ量の低下量が多いときほど前記フォーカスポジションの変位量を大きくする
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
前記フォーカスポジションの変位により前記データ量が低下したときには前記フォーカスポジションの変位方向を反転させる
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記圧縮手段は、
前記データ圧縮処理の方式としてＪＰＥＧ圧縮方式を採用する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項８】
光学系が形成する被写体像を繰り返し撮像して順次に画像を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から繰り返し出力される画像に基づき前記光学系のフォーカスポジションを制御する請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の焦点調節装置と、
を特徴とする撮像装置。
【請求項１】
撮像素子から繰り返し出力される画像に対して順次にデータ圧縮処理を施す圧縮手段と、
前記データ圧縮処理により順次に生成される圧縮画像のデータ量の時間変化に応じて、前記撮像素子上へ被写体像を形成する光学系のフォーカスポジションを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
ユーザからの指示に従って前記フォーカスポジションの初期調整を行った後に、前記制御を開始する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
位相差検出方式により前記フォーカスポジションの初期調整を行った後に、前記制御を開始する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
前記データ量の低下量が閾値を超過したときには前記フォーカスボジションを変位させ、前記データ量の低下量が前記閾値以下であったときには前記フォーカスポジションを変位させない
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
前記データ量の低下量が多いときほど前記フォーカスポジションの変位量を大きくする
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記制御手段は、
前記フォーカスポジションの変位により前記データ量が低下したときには前記フォーカスポジションの変位方向を反転させる
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の焦点調節装置において、
前記圧縮手段は、
前記データ圧縮処理の方式としてＪＰＥＧ圧縮方式を採用する
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項８】
光学系が形成する被写体像を繰り返し撮像して順次に画像を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から繰り返し出力される画像に基づき前記光学系のフォーカスポジションを制御する請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の焦点調節装置と、
を特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２４７６６６（Ｐ２０１２−２４７６６６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２００７０（Ｐ２０１１−１２００７０）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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