JP2001057644A

JP2001057644A - 電子カメラ

Info

Publication number: JP2001057644A
Application number: JP11231532A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hashimoto; 仁史橋本
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】温度などの環境条件や撮影条件が変化しても
設定された被写体に撮影レンズの焦点を速やかに且つ正
確に合わせる。【解決手段】焦点制御機構を備えた電子カメラにおい
て、被写体像を撮像面に結像するための撮影レンズ１２
と、レンズ１２により結像された被写体像を映像信号に
変換するための撮像素子１４及び撮像回路１５と、複数
の被写体距離情報を予め記憶するＥＥＰＲＯＭ５２と、
記憶された複数の被写体距離情報の中から特定の被写体
距離を選択する操作ＳＷ５１と、選択された被写体距離
に焦点が合うようにレンズ１２を駆動する第１の駆動部
（４２，４５，５２）と、映像信号の高周波成分が最大
となるようにレンズ１２を合焦位置に駆動する第２の駆
動部（３２）と、第１の駆動部に基づいてレンズ１２を
駆動した後、第２の駆動部に基づいてレンズ１２を駆動
するＣＰＵ３０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体像を撮影し
て映像信号を得る電子カメラに係わり、特に焦点制御機
構を備えた電子カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子カメラにおいては、
予め設定された被写体距離に対応する所定の合焦位置に
フォーカシングレンズを駆動させる機構が知られている
（特開平１１−８７５９号公報）。このような焦点制御
機構では、設定された被写体距離に対応する撮影レンズ
の繰り出し量を予めメモリに記憶しておき、この記憶さ
れた値に対応する繰り出し量だけ撮影レンズを駆動して
設定された被写体にピントが合うようになっている。

【０００３】しかしながら、予め決められた繰り出し量
だけ撮影レンズを駆動しても、環境温度の変化等による
撮影レンズやそれを保持する部品等の歪みや変位により
撮影レンズのピント位置は微妙に変動する。また、撮影
者の微妙な姿勢差により被写体までの距離は変化する。
このため、狙いの被写体に正確にピントが合わないと言
う問題があった。

【０００４】一方、撮影信号の高周波成分に基づいて被
写体に対する焦点ずれを検出し、撮影レンズを合焦位置
に駆動するオートフォーカス技術も知られている。しか
し、このオートフォーカス技術では、駆動開始時の焦点
ずれが大きいと合焦するまでに長い時間がかかる問題が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、予め
決められた繰り出し量だけ撮影レンズを駆動する方式に
おいては、環境温度の変化や撮影者の微妙な姿勢差など
の影響により、被写体に正確にピントが合わないという
問題があった。また、撮影信号の高周波成分に基づいて
撮影レンズを合焦位置に駆動する方式においては、焦点
ずれが大きいと合焦するまでに長い時間がかかる問題が
あった。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、温度などの環境条件や
撮影条件が変化しても撮影すべき被写体に撮影レンズの
焦点を速やかに且つ正確に合わせることができる電子カ
メラを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。

【０００８】即ち本発明は、焦点制御機構を備えた電子
カメラにおいて、被写体像を撮像面に結像するための撮
影レンズと、前記撮影レンズにより結像された被写体像
を映像信号に変換するための撮像素子と、前記撮影レン
ズの焦点を合わせるべき複数の被写体距離情報を予め記
憶する距離情報記憶手段と、前記距離情報記憶手段に記
憶された複数の被写体距離情報の中から特定の被写体距
離を選択する距離選択手段と、前記距離選択手段により
選択された被写体距離に焦点が合うように前記撮影レン
ズを駆動する第１の駆動手段と、前記映像信号に基づい
て前記撮影レンズを合焦位置に駆動する第２の駆動手段
と、第１の駆動手段に基づいて前記撮影レンズを駆動し
た後、第２の駆動手段に基づいて前記撮影レンズを駆動
する制御手段とを具備してなることを特徴とする。

【０００９】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 第２の駆動手段は、映像信号の高周波成分が最大と
なるように撮影レンズを駆動するものであること。 (2) 被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、この輝度
検出手段により検出された被写体輝度が所定値よりも低
い場合は第２の駆動手段の動作を禁止する駆動抑制手段
とを備えたこと。

【００１０】(3) 距離情報記憶手段に記憶される複数の
距離情報は、撮影レンズの絞り値に応じてその距離間隔
及びその数が決定されるものである。 (4) 近距離撮影の場合は、遠距離撮影の場合に比べて撮
影レンズの絞りを絞って撮影すること。

【００１１】（作用）本発明によれば、第１の駆動手段
により予め選択された被写体距離に焦点が合うように撮
影レンズを駆動した後に、第２の駆動手段により撮像素
子で得られる映像信号に基づいて撮影レンズを合焦位置
に駆動するようにしている。ここで、第１の駆動手段に
よるレンズの移動は、選択された被写体距離による直接
的な移動であるため高速である。第２の駆動手段による
レンズの移動は、撮影対象である映像信号に基づく一種
のフィードバック制御のため、環境温度の変化等の影響
を受けず正確である。

【００１２】従って、第１の駆動手段により撮影レンズ
を大まかな合焦位置に高速で移動させることができ、こ
れに続いて第２の駆動手段により撮影レンズを正確な合
焦位置に移動させることができる。このため、温度など
の環境条件や撮影条件が変化しても、撮影すべき被写体
に撮影レンズの焦点を速やかに且つ正確に合わせること
が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００１４】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる電子カメラの基本構成を示すブロッ
ク図である。

【００１５】図中の１１はズームレンズ、１２はフォー
カスレンズ、１３は絞り、１４はＣＣＤ撮像素子、１５
はＣＣＤ出力を映像信号に変換する撮像回路、１６はア
ナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換するＡ／
Ｄ変換器、１７はＡ／Ｄ変換出力を一時的に記憶するバ
ッファメモリである。２１はデジタルの映像信号をアナ
ログの映像信号に変換するＤ／Ａ変換器、２２はＤ／Ａ
変換出力を表示するための液晶表示素子（ＬＣＤ）、２
３はデジタルの映像信号を圧縮したり伸張するための圧
縮／伸張回路、２４はコンパクトフラッシュやスマート
メディアなどの記録用メモリである。

【００１６】３０は各部を統括的に制御するためのＣＰ
Ｕ、３１はＡＥ処理回路、３２はＡＦ処理回路、３３は
タイミングジェネレータ（ＴＧ）回路、３４はＣＣＤド
ライバである。４１〜４３はモータドライバ、４４〜４
６はモータであり、第１のモータドライバ４１と第１の
モータ４４により絞り１３が、第２のモータドライバ４
２と第２のモータ４５によりフォーカスレンズ１２が、
第３のモータドライバ４３と第３のモータ４６によりズ
ームレンズ１１が駆動されるようになっている。５１は
メニューボタンやレリーズスイッチなどの操作ＳＷ、５
２は設定距離とレンズ位置との関係をテーブル化して記
憶するＥＥＰＲＯＭ、５３は電池を示している。

【００１７】本装置の基本的な動作は、次の通りであ
る。即ち、レンズ１１，１２及び絞り１３を介して被写
体像が撮像素子１４に結像され、撮像回路１５によりＣ
ＣＤ出力が映像信号に変換される。この信号は、Ａ／Ｄ
変換器１６によりＡ／Ｄ変換されたのちにメモリ１７に
一時的に記憶される。そして、メモリ１７に記憶された
映像信号がＬＣＤ２２に表示される。また、メモリ１７
に記憶された映像信号は圧縮／伸張回路２３により圧縮
して記録用メモリ２４に記録される。これとは逆に、記
録用メモリ２４の内容を伸張してメモリ１７に記憶さ
せ、ＬＣＤ２２に表示させることができる。

【００１８】また、Ａ／Ｄ変換器１６の出力信号を基に
ＡＥ処理回路３１により露出が自動的に調整される。具
体的には、ＡＥ処理回路３１によりＡ／Ｄ変換出力が積
算され、その積算値（ＡＥ評価値）がＣＰＵ３０に供給
され、ＣＣＤドライバ３４により撮像素子１４の蓄積時
間が制御され、これによって露出が自動的に調整され
る。さらに、Ａ／Ｄ変換器１６の出力信号を基にＡＦ処
理回路３２により焦点が自動的に合わされる。具体的に
は、ＡＦ処理回路３２によりＡ／Ｄ変換出力をハイパス
フィルタを通して積算することによりＡＦ評価値を取得
し、モータ４５を駆動してフォーカスレンズ１２を動か
し、ＡＦ評価値が最大となる位置に設定することによ
り、自動的に焦点を合わせることができる。

【００１９】また、操作ＳＷ５１のメニューボタンを押
すとＬＣＤ２２又は図示しない表示部に複数の焦点設定
値が表示され、これを見てユーザは何れかの設定値を選
択する。そして、レリーズスイッチなどを押した時点
で、ＥＥＰＲＯＭ５２から設定値が読み出され、この設
定値に応じてモータ４５を駆動することにより、フォー
カスレンズ１２が設定値に応じた位置に制御されること
になる。

【００２０】次に、本実施形態における焦点制御動作に
ついて、図２のフローチャートを参照して説明する。な
お、レリーズスイッチは、浅く押した場合と、最後まで
押した場合の２段階になっており、浅く押した場合を１
stレリーズ、最後まで押した場合を２ndレリーズと称す
ることにする。

【００２１】まず、ユーザが所定の設定距離を選択して
いるものとし、撮影のためにレリーズスイッチが押され
ると（１stレリーズ）、露出が自動設定され（ＡＥ）、
設定距離に対するレンズ停止位置Ｐが読み出され、レン
ズ１２の停止位置がＰに設定される。

【００２２】次いで、レンズ停止位置Ｐの±２ステップ
の範囲（Ｐ−２〜Ｐ＋２）をスキャンし、各々の位置で
ＡＦ評価値を取得する。具体的には、最初にＰ−２の位
置にレンズ１２を駆動した後、この位置でＡ／Ｄ変換出
力の高周波成分を測定してＡＦ評価値を取得する。続い
て、Ｐ−１の位置にレンズ１２を駆動した後、この位置
でＡ／Ｄ変換出力の高周波成分を測定してＡＦ評価値を
取得する。さらに、この操作を、Ｐ，Ｐ＋１，Ｐ＋２の
順に繰り返す。本実施形態では第２の駆動のスキャン範
囲を±２ステップとしているが、スキャンの範囲は環境
変化等で起こり得るピント位置の最大変位量から決まる
値である。

【００２３】次いで、最大ＡＦ評価値の判定を行い、レ
ンズ１２の位置をＡＦ評価値が最大となる位置Ｐ’に設
定する。そして、２ndレリーズの待ちとなり、２ndレリ
ーズにより撮影を開始することになる。

【００２４】ユーザによる設定距離の選択は、次のよう
にして行われる。図３のフローチャートに示すように、
まずプログラムモードであるか否かが判定され、プログ
ラムモードである場合は、ＬＣＤ２２にテーブルＣが表
示される。プログラムモードでない場合は、絞り開放か
絞り閉（絞り口径が開放状態よりも小さい）の何れかが
判定される。絞り開放の場合はＬＣＤ２２にテーブルＡ
が表示され、絞り閉の場合は、ＬＣＤ２２にテーブルＢ
が表示される。次いで、ユーザの入力待ちとなり、ユー
ザが選択した設定距離が決定される。

【００２５】設定距離の選択時にＬＣＤ２２に表示され
る設定距離の数は、図４に示す通りである。絞り開放の
場合は、焦点深度が浅いため、図４（ａ）に示すように
多くの設定値を必要とする。絞り閉の場合は、焦点深度
が深いため、図４（ｂ）に示すように少ない設定値で済
む。このように設定値の数を変えるのは次の理由によ
る。即ち、設定距離の数を絞り値が小さいときに合わせ
た場合、絞り値が大きいときの設定距離が必要以上に増
える。逆に、設定距離の数を絞り値が大きいときに合わ
せた場合、絞り値が小さいときにピントが合わなくなる
事態が生じるためである。

【００２６】また、プログラムモードの場合、図４
（ｃ）に示すように、距離が遠い領域では図４（ａ）と
同様に設定値を細かく設定し、距離が近い領域では図４
（ｂ）と同様に設定値を粗く設定する。これは、距離が
近い領域では絞り１３を絞っているためである。

【００２７】このように本実施形態によれば、予めＥＥ
ＰＲＯＭ５２に設定されユーザによって選択された設定
距離に応じて、レンズ１２をこの距離に相当する位置に
素速く移動（第１の駆動）した後に、ＡＦ処理回路３２
により映像信号の高周波成分が最大となるようにレンズ
１２を移動（第２の駆動）させることにより、レンズ１
２を正確に合焦位置に移動させることができる。

【００２８】そしてこの場合、第１の駆動によりレンズ
１２の位置は合焦位置に大まかに合っているので、第２
の駆動によるレンズ１２の移動距離は極めて短くて済
み、その移動時間も極めて短くて済む。このため、レン
ズ１２を合焦位置に迅速且つ正確に駆動することがで
き、温度などの環境条件や撮影条件が変化しても撮影す
べき被写体に対するレンズ１２の焦点を速やかに且つ正
確に合わせることが可能となる。

【００２９】また、設定距離を選択するためにＬＣＤ２
２に表示する設定距離の数をプログラムモードであるか
否かや絞り１３の状況に応じて可変しているので、設定
距離の数を必要以上に増やしたり、設定距離の数が足り
無くてピントが合わない事態を招くこともなく、ユーザ
の使い勝手の向上をはかることができる。

【００３０】（第２の実施形態）図５は、本発明の第２
の実施形態に係わる電子カメラの焦点制御動作を示すフ
ローチャートである。

【００３１】装置構成は第１の実施形態と同様とし、本
実施形態では被写体輝度に応じて焦点制御動作を変えて
いる。即ち、１stレリーズからレンズ停止位置設定まで
は第１の実施形態（図２）と同様とし、この後に被写体
輝度が所定値よりも低いか否かを判定する。被写体輝度
が所定値よりも高い場合は、第１の実施形態と同様の動
作となる。しかし、被写体輝度が所定値よりも低い場合
は、何もせずそのまま２ndレリーズを待ち、２ndレリー
ズにより撮影を開始する。

【００３２】このように本実施形態では、被写体輝度が
低い場合はＡＦ処理回路３２による合焦動作を行わない
ようにしている。これは、被写体輝度が低い場合、映像
信号の高周波成分を基に焦点ずれを検出しても正確な検
出ができないためである。これにより本実施形態では、
被写体輝度が低い場合における誤った合焦動作を防止す
ることができる。

【００３３】（第３の実施形態）図６は、本発明の第３
の実施形態に係わる電子カメラの焦点制御動作を示すフ
ローチャートである。

【００３４】装置構成は第１の実施形態と同様とし、本
実施形態では第２の実施形態と同様に被写体輝度に応じ
て焦点制御動作を変え、更にプログラムモード，異常輝
度，設定距離などの条件に応じて絞り閉を行っている。

【００３５】即ち、２ndレリーズまでは第２の実施形態
と同様とし、その後にプログラムモードであるか否かを
判定する。プログラムモードであると判定した場合、被
写体輝度が非常に高いか否かを判定する。被写体輝度が
それほど高くないと判定した場合、設定距離が１ｍ未満
か否かを判定する。また、プログラムモードでないと判
定した場合、絞り開閉設定であるか否かを判定する。

【００３６】そして、絞り開閉設定でないと判定した場
合と設定距離が１ｍ未満でないと判定した場合、そのま
ま撮影動作を開始する。また、絞り開閉設定であると判
定した場合、被写体輝度が非常に高いと判定した場合、
設定距離が１ｍ未満であると判定した場合は、絞りを閉
じた後に撮影動作を開始する。

【００３７】このように本実施形態によれば、モード，
被写体輝度，設定距離等の条件に応じて絞りを制御する
ことにより、先の第２の実施形態と同様の効果が得られ
るのは勿論のこと、より最適な撮影を行うことが可能と
なる。

【００３８】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、ＡＦ処理回路にお
いて焦点を合わせるために映像信号の高周波成分が最大
となるようにしたが、これに限らず映像信号を基に焦点
を検出して合焦動作できる方法であればよい。また、被
写体距離情報を記憶するための距離情報記憶手段は、Ｅ
ＥＰＲＯＭに限らず不揮発性のメモリであればよい。さ
らに、撮像素子は必ずしもＣＣＤに限るものではなく、
ＣＭＯＳセンサを用いることも可能である。また、選択
すべき設定距離間隔やその数は、仕様に応じて適宜変更
可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、予
め設定された被写体距離にレンズを素速く移動した後
に、映像信号の高周波成分を用いてレンズを合焦位置に
迅速且つ正確に駆動することにより、温度などの環境条
件や撮影条件が変化しても設定された被写体に撮影レン
ズの焦点を速やかに且つ正確に合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる電子カメラの基本構成
を示すブロック図。

【図２】第１の実施形態における焦点制御動作を説明す
るためのフローチャート。

【図３】第１の実施形態におけるユーザによる設定距離
の選択動作を説明するためのフローチャート。

【図４】設定距離の選択時にＬＣＤに表示される設定距
離の数を示す模式図。

【図５】第２の実施形態に係わる電子カメラの焦点制御
動作を示すフローチャート。

【図６】第３の実施形態に係わる電子カメラの焦点制御
動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１…ズームレンズ１２…フォーカスレンズ１３…絞り１４…ＣＣＤ撮像素子１５…撮像回路１６…Ａ／Ｄ変換器１７…バッファメモリ２１…Ｄ／Ａ変換器２２…液晶表示素子（ＬＣＤ）２３…圧縮／伸張回路２４…記録用メモリ３０…ＣＰＵ３１…ＡＥ処理回路３２…ＡＦ処理回路３３…タイミングジェネレータ（ＴＧ）回路３４…ＣＣＤドライバ４１〜４３…モータドライバ４４〜４６…モータ５１…操作ＳＷ５２…ＥＥＰＲＯＭ５３…電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を撮像面に結像するための撮影レ
ンズと、前記撮影レンズにより結像された被写体像を映像信号に
変換するための撮像素子と、前記撮影レンズの焦点を合わせるべき複数の被写体距離
情報を予め記憶する距離情報記憶手段と、前記距離情報記憶手段に記憶された複数の被写体距離情
報の中から特定の被写体距離を選択する距離選択手段
と、前記距離選択手段により選択された被写体距離に焦点が
合うように前記撮影レンズを駆動する第１の駆動手段
と、前記映像信号に基づいて前記撮影レンズを合焦位置に駆
動する第２の駆動手段と、第１の駆動手段に基づいて前記撮影レンズを駆動した
後、第２の駆動手段に基づいて前記撮影レンズを駆動す
る制御手段と、を具備してなることを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】第２の駆動手段は、前記映像信号の高周波
成分が最大となるように前記撮影レンズを駆動するもの
であることを特徴とする請求項１記載の電子カメラ。
【請求項３】前記被写体の輝度を検出する輝度検出手段
と、この輝度検出手段により検出された被写体輝度が所
定値よりも低い場合は第２の駆動手段の動作を禁止する
駆動抑制手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載
の電子カメラ。
【請求項４】前記距離情報記憶手段に記憶される複数の
距離情報は、前記撮影レンズの絞り値に応じてその距離
間隔及びその数が決定されるものであることを特徴とす
る請求項１記載の電子カメラ。
【請求項５】近距離撮影の場合は、遠距離撮影の場合に
比べて撮影レンズの絞りを絞って撮影することを特徴と
する請求項１記載の電子カメラ。