JP2001203928A

JP2001203928A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2001203928A
Application number: JP2000014156A
Authority: JP
Inventors: Yuji Adachi; 雄治足立; Kazuhiko Yugawa; 和彦湯川
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】自動焦点調節機能と自動露光調節機能を併せ
もち、撮影対象のコントラストが低いときでも撮影対象
を鮮明に撮影することが可能なデジタルカメラを提供す
る。【解決手段】撮像素子で撮影した画像のコントラスト
を検出し、コントラストが基準値以上のときは、コント
ラストに基づいて撮影レンズの自動焦点調節を行う。検
出したコントラストが基準値未満のときは、自動焦点調
節を行わず、撮影レンズの焦点を特定の距離に設定する
とともに、撮影レンズの口径可変の絞りを最小口径に設
定する。また、撮像素子の出力信号のゲインを高くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動焦点調節機能と
自動露光調節機能を備えたデジタルカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮影対象からの光を撮像素子で電
気信号に変換することにより撮影を行い、撮像素子が出
力する電気信号を処理して撮影した画像を表す画像デー
タを生成するデジタルカメラの普及がめざましい。デジ
タルカメラの多くは、撮像素子に光を導く撮影レンズの
焦点を撮影対象に対して自動的に合わせる自動焦点調節
（ＡＦ）機能と、撮像素子が受ける光の量を自動的に適
正量にする自動露光調節（ＡＥ）機能とを備えている。
これらの機能により、撮影条件が変化しても、使用者の
操作を要さずに、撮影対象を鮮明にかつ適度な明るさで
撮影することができる。

【０００３】ＡＦ機能は、一般に、山登りサーボ方式ま
たは位相差検出方式によって行われる。山登りサーボ方
式は、撮像素子上に形成された像すなわち撮影された撮
影対象の像のコントラストを検出し、そのコントラスト
が高くなるように徐々に撮影レンズの焦点を変化させる
方式である。一方、位相差検出方式は、撮影レンズの異
なる部位を透過した光を１対の受光素子に個別に結像さ
せ、両受光素子上の像のコントラストを比較して両像の
対応する部位を見い出し、対応する部位間の距離から撮
影対象に対する撮影レンズの合焦の度合いを求めて、撮
影レンズの焦点を変化させる方式である。

【０００４】いずれの方式も、撮影レンズを透過した光
が表す撮影対象のコントラストに基づいて撮影レンズの
焦点調節を行う。位相差検出方式では、撮影のための撮
像素子のほかに、１対の受光素子と１対の結像レンズが
必要となるが、山登りサーボ方式では、受光素子や結像
レンズを別途備える必要がない。

【０００５】ＡＥ機能は、撮影対象からの光の量を測定
し、測定した光量に応じて撮像素子の光電変換の時間す
なわち電子シャッター速度を変化させることで実現され
る。撮影レンズに口径可変の絞りを備えるデジタルカメ
ラでは、ＡＥ機能は、電子シャッター速度を変化させる
ことに加えて、絞りの口径を変化させることでも実現さ
れる。よく知られているように、絞りの口径を変える
と、撮像素子に導かれる光の量が変化するとともに、撮
影レンズの焦点が合う距離範囲すなわち被写界深度も変
化する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】山登りサーボ方式や位
相差検出方式のようなコントラストに基づくＡＦ制御を
採用するデジタルカメラでは、撮影対象のコントラスト
が低いときには、ＡＦ機能を十分に発揮することができ
なくなる。すなわち、撮影対象のコントラストが低い
と、撮影レンズの焦点を撮影対象に対して合わせるのに
長い時間を要したり、いくら時間をかけても撮影レンズ
の焦点を撮影対象に対して正しく合わせることができな
くなったりする。

【０００７】そのような場合、単に警告を発してそのま
ま撮影を継続するか、ＡＦ機能を停止して、使用者の手
動操作によって撮影レンズの焦点を調節するようにして
いる。このため、従来のデジタルカメラでは、ＡＦ機能
を備えながらも、状況によっては、撮影対象を鮮明に撮
影することができなくなったり、シャッターチャンスを
逸したりするという不都合が生じていた。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、ＡＦ機能とＡＥ機能を併せもち、撮影対象
のコントラストが低いときでも撮影対象を鮮明に撮影す
ることが可能なデジタルカメラを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、口径可変の絞りを有する撮影レンズ
と、撮影レンズからの光を受けて画像を撮影する撮像素
子と、撮像素子の出力信号を処理して撮影された画像を
表す画像データを生成する画像データ生成手段と、撮影
レンズからの光を受けて撮影対象のコントラストを検出
するコントラスト検出手段と、検出されたコントラスト
に基づいて、撮影レンズの焦点を撮影対象に合うように
調節する焦点調節手段と、撮影対象からの光の量を測定
する測光手段と、測定された光の量に応じて撮影レンズ
の絞りの口径を調節して、撮像素子の露光を調節する露
光調節手段とを備えるデジタルカメラにおいて、検出さ
れたコントラストが所定の基準値よりも低いときに、焦
点調節手段が撮影レンズの焦点を特定の距離に合うよう
に設定するとともに、露光調節手段が撮影レンズの絞り
を最小口径に設定するものとする。

【００１０】このデジタルカメラは、コントラストに基
づくＡＦ制御と、撮影レンズの絞りの調節によるＡＥ制
御とを採用したものであるが、検出した撮影対象のコン
トラストが低くＡＦ制御が困難になるときの制御に特徴
を有する。すなわち、コントラストが所定の基準値より
も低いときには、ＡＦ制御を中断して、撮影レンズの焦
点を特定の距離に合うように設定し、しかも撮影レンズ
の絞りを最小口径に設定するという制御を自動的に行
う。

【００１１】特定の距離を一般的な撮影条件での撮影対
象までの距離とすることで、撮影対象を鮮明に撮影し得
る可能性を高め、撮影レンズの絞りを最小口径に設定し
て被写界深度を最大限にまで深くすることで、撮影対象
を鮮明に撮影し得る可能性をさらに高めることができ
る。例えば、特定の距離を５ｍとしておけば、その前後
数ｍの範囲内に位置する撮影対象を鮮明に撮影すること
が可能になる。

【００１２】特定の距離を撮影レンズの性能に基づいて
定めて、絞りを最小口径にしたときに、近距離から無限
遠までの間に位置する全ての物体が撮像素子上に鮮明に
結像するパンフォーカスの状態が得られるようにしても
よい。このようにすると、撮影対象がきわめて近くに位
置する特殊な状況を除き、確実に撮影対象を鮮明に撮影
することができる。

【００１３】撮像素子の出力信号のゲインを可変とし、
検出されたコントラストが前記基準値よりも低いとき
に、画像データ生成手段が撮像素子の出力信号のゲイン
を高くして画像データを生成するようにしてもよい。絞
りを最小口径にすることにより撮像素子の露光が不足す
る場合でも、その不足をゲインの上昇で補うことが可能
になり、撮影対象を鮮明にかつ良好な明るさで撮影する
ことができる。

【００１４】露光調節手段が撮像素子の露光時間も調節
して撮像素子の露光を調節するようにしてもよい。すな
わち、ＡＥ制御のために、絞りの口径を変化させること
と電子シャッター速度を変化させることを併用する。こ
のようにすると、ＡＦ制御が可能なときのＡＥ制御の柔
軟性が高くなる上、ＡＦ制御の可否にかかわらず、ＡＥ
制御を適切に行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のデジタルカメラの
一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１
〜図４に本実施形態のデジタルカメラ１の外観を示し、
図５にその回路構成を示す。図１はデジタルカメラ１の
正面図、図２は背面図、図３は側面図、図４は底面図で
ある。

【００１６】デジタルカメラ１は、略直方体状の本体部
２と撮像部３（図１〜４において太線で示す）より成
る。撮像部３は本体２の側面に取り付けられており、そ
の前面に撮影レンズ３０１を有する。撮影レンズ３０１
はマクロ機能つきのズームレンズであり、口径可変の絞
り３０２（図５参照）を備えている。撮像部３の内部の
撮影レンズ３０１後方には、撮像素子として電荷結合素
子（ＣＣＤ）３０３ａを有する撮像回路３０３が配置さ
れている。ＣＣＤ３０３ａは、赤色（Ｒ）光、緑色
（Ｇ）光および青色（Ｂ）光に対して選択的に感応する
３種の画素を２次元に交互に配列して成り、カラーエリ
アセンサとして構成されている。

【００１７】撮像部３の内部には、ＣＣＤ３０３ａが出
力するアナログ信号を処理する信号処理回路３１３、Ｃ
ＣＤ３０３ａの光電変換の開始や蓄積した電荷の出力等
の動作のタイミングを指示する信号を生成して撮像回路
３０３に与えるタイミングジェネレータ３１４、撮影レ
ンズ３０１の焦点距離を変えるズームモータ３０６、撮
影レンズ３０１の焦点を変えるフォーカスモータ３０
７、および絞り３０２の口径を変える絞りモータ３０８
が備えられている。撮像部３には、また、フラッシュ撮
影において自動調光制御をするための調光回路３０４と
調光センサ３０５、および光学ファインダ３１も備えら
れている。

【００１８】デジタルカメラ１は非撮影時に撮影レンズ
３０１の大部分を撮像部３に収容し得るように構成され
ており、撮影レンズ３０１は、撮影時に設定される撮影
位置と非撮影時に設定される収容位置とをとる。ズーム
モータ３０６は、撮影レンズ３０１の撮影位置と収容位
置間の移動にも用いられる。

【００１９】本体部２の前面にはグリップ部４とフラッ
シュ部５が設けられており、本体部２の上面にはシャッ
ターボタン９が設けられている。シャッターボタン９は
半押しされると信号Ｓ１を発し、全押しされるとさらに
信号Ｓ２を発する。デジタルカメラ１は、撮影レンズ３
０１の焦点を撮影対象に対して自動的に合わせるＡＦ機
能と、撮影対象の明るさに応じてＣＣＤ３０３ａの露光
を自動的に調節するＡＥ機能とを備えており、信号Ｓ１
はＡＦ制御とＡＥ制御の開始を指示する。信号Ｓ２は、
撮影した画像を表す画像データの記録を指示する。

【００２０】図２に示すように、本体部２の背面には、
透過型の液晶表示装置（ＬＣＤ）１０、押しボタン式の
６つのスイッチ１１、電源スイッチ１２および４接点ス
イッチ１３、スライド式のスイッチ１４、ならびに２つ
の発光ダイオード１５ａ、１５ｂが設けられている。Ｌ
ＣＤ１０は、撮影した画像や使用者へのメッセージを表
示する。スイッチ１１はデジタルカメラ１の動作に関す
る種々の設定に用いられ、電源スイッチ１２は電源から
各部への電力供給の開始と停止の指示に用いられる。

【００２１】４接点スイッチ１３は単一の操作部材と４
つの接点より成り、４つのスイッチ１３ａ〜１３ｄを構
成する。スイッチ１３ａ、１３ｂは撮影レンズ３０１の
焦点距離の設定すなわちズーミングの指示に用いられ、
スイッチ１３ｃ、１３ｄはＡＥ制御におけるＣＣＤ３０
３ａの露光補正の指示に用いられる。

【００２２】デジタルカメラ１は、撮影モード、再生モ
ードおよびメニューモードを有しており、スイッチ１４
はこれらのモードの設定に用いられる。撮影モードは、
ＣＣＤ３０３ａによって画像を撮影して、撮影した画像
を表す画像データを生成するモードである。撮影および
画像データの生成は略一定の周期（例えば１／３０秒）
で繰り返し行われ、シャッターボタン９の操作により信
号Ｓ２が発せられると、その直後に撮影した画像の画像
データが記録媒体に記録される。撮影モードにおいて
は、次々と撮影される画像をＬＣＤ１０に直ちに表示し
て、ライブビューを提供することもできる。

【００２３】再生モードは記録媒体に記録している画像
データを読み出して、その画像をＬＣＤ１０に表示する
モードである。また、メニューモードは、ＬＣＤ１０に
案内メッセージを表示し、スイッチ１１の操作に応じて
動作に関する設定を行うモードである。

【００２４】発光ダイオード１５ａは電源から各部への
電力供給が行われている間点灯し、発光ダイオード１５
ｂは記録媒体の入出力が行われている間点灯する。

【００２５】撮像部３の背面には、２つの押しボタン式
スイッチ１６ａ、１６ｂが設けられている。スイッチ１
６ａは、撮影モードにおいてＬＣＤ１０にライブビュー
を表示するか否かの指示に用いられ、スイッチ１６ａが
操作されるごとにライブビュー表示のオン／オフが切り
替わる。専ら光学ファインダを用いて撮影をする場合、
ＬＣＤ１０の表示をオフにすることにより、電力消費を
抑えることができる。なお、再生モードおよびメニュー
モードにおける再生画像や案内メッセージの表示は、ス
イッチ１６ａの操作にかかわらず行われる。スイッチ１
６ｂはマクロ撮影をするか否かの指示に用いられる。

【００２６】デジタルカメラ１では、電源として、直列
接続した４本の単三型乾電池Ｅを使用し、画像データを
記録する記録媒体として、着脱可能なメモリカード８を
使用する。メモリカード８は２枚装着可能である。図４
に示すように、本体部２には、電池Ｅを収納する電池室
１８と、２つのカードスロット１７ａ、１７ｂを有しメ
モリカード８を収納するカード室１７が設けられてお
り、本体部２の底面には電池室１８とカード室１７を開
閉するクラムシェルタイプの蓋１９が備えられている。

【００２７】図３に示すように、本体部２の側面にはＤ
Ｃ入力端子２０が設けられており、デジタルカメラ１
は、内蔵の電池Ｅのほか、端子２０を介して外部から与
えられる電力によっても動作する。

【００２８】デジタルカメラ１の回路構成について、図
５を参照して説明する。撮像部３に設けられた信号処理
回路３１３は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路３
１３ａおよび自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路３１３ｂよ
り成る。ＣＤＳ回路３１３ａはＣＣＤ３０３ａが出力す
るアナログ信号のノイズを低減させ、ＡＧＣ回路３１３
ｂは、そのゲインによってＣＤＳ回路３１３ａからの全
ての信号のレベルを調整する。なお、ＣＤＳ回路３１３
ａのゲインは以下に述べる全体制御部によって変えられ
る。

【００２９】本体部２は、デジタルカメラ１の全体を制
御する全体制御部２１１を備えている。全体制御部２１
１は、その制御プログラムや制御パラメータを記したＲ
ＯＭ２１１ａと一時的な記憶に使用するＲＡＭ２１１ｂ
とを備えており、また、使用者によって操作される操作
部２５０に接続されている。操作部２５０は、前述のシ
ャッターボタン９やスイッチ１４等を含み、使用者によ
る操作を全体制御部２１１に伝達する。

【００３０】本体部２は、信号処理回路３１３より与え
られるＣＣＤ３０３ａの出力信号を処理して画像データ
を生成するために、Ａ／Ｄコンバータ２０５、黒レベル
補正回路２０６、ホワイトバランス（ＷＢ）回路２０
７、γ補正回路２０８、および画像メモリ２０９を備え
ている。Ａ／Ｄコンバータ２０５は、ＡＧＣ回路３１３
ｂからのアナログ信号を１０ビットのデジタル信号に変
換し、黒レベル補正回路２０６は、デジタル化された信
号の黒レベルを基準のレベルに合わせる。

【００３１】ＷＢ回路２０７は、次に行うγ補正の後に
適正なホワイトバランスが得られるように、全体制御部
２１１から供給されるレベル変換テーブルを用いて、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分の信号のレベルを個別に変換す
る。なお、全体制御部２１１は、レベル変換テーブルの
各色成分の変換係数（特性の傾き）を、撮影した画像ご
とに設定する。γ補正回路２０８は、表示に適するよう
に、ＷＢ回路２０７からの信号に非線形化処理を施す。

【００３２】ＣＤＳ回路３１３ａからγ補正回路２０８
までの処理により、ＣＣＤ３０３ａによって撮影された
画像を表す画像データが生成される。画像メモリ２０９
は、こうして生成された画像データを１フレーム分記憶
する。画像メモリ２０９はＣＣＤ３０３ａの画素数に相
当する記憶容量を有しており、各画素の出力から生成し
た信号をその画素に対応する位置に記憶する。

【００３３】本体部２には、ＬＣＤ１０に画像を表示す
る際にバッファメモリとして使用するＶＲＡＭ２１０、
ＬＣＤ１０のバックライト光源１０ａ、およびメモリカ
ード８への画像データの書き込みやメモリカード８から
の画像データの読み出しを行うカードインターフェース
（Ｉ／Ｆ）２１２も備えられている。ＶＲＡＭ２１０は
ＬＣＤ１０の画素数に相当する記憶容量を有しており、
全体制御部は２１１は、ライブビューや再生画像を表示
するときは、画像メモリー２０９やメモリカード８から
読み出した画像データの中から所定の画素間隔で信号を
抽出し、それらの信号をＶＲＡＭ２１０に書き込む。

【００３４】本体部２には、このほか、タイミング制御
回路２０２、３つのモータ駆動回路２１６、２１７、２
１８、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）２１９、および
フラッシュ制御回路２２０も備えられている。タイミン
グ制御回路２０２は、動作周期の最小単位である基準ク
ロックを生成するととも、全体制御部２１１からの指示
に応じて、制御用のクロックをタイミングジェネレータ
３１４やＡ／Ｄコンバータ２０５に供給する。

【００３５】モータ駆動回路２１６、２１７、２１８は
それぞれ、全体制御部２１１からの指示に応じて、ズー
ムモータ３０６、フォーカスモータ３０７、絞りモータ
３０８を駆動する。ＲＴＣ２１９は撮影の日時を管理す
るためのもので、電池Ｅとは別の電源（不図示）からの
電力により、常時動作する。

【００３６】フラッシュ制御回路２２０は、全体制御部
２１１からの指示に応じて、フラッシュ部５の発光やそ
の準備を制御する。デジタルカメラ１では、フラッシュ
撮影において自動調光制御を行うようにしており、全体
制御部２１１は、フラッシュ制御回路２２０に発光を指
示すると同時に調光センサ３０５による受光を開始さ
せ、調光センサ３０５が所定量の光を受けたことを示す
信号を調光回路３０４から与えられると同時に、フラッ
シュ制御回路２２０に発光の停止を指示する。

【００３７】撮影モードにおいて信号Ｓ２により撮影し
た画像の記録が指示されると、全体制御部２１１は、そ
の指示の直後に撮影した画像の画像データを画像メモリ
２０９から読み出し、タグ情報を生成して、両者をカー
ドＩ／Ｆ２１２に与えてメモリカード８に記録させる。
その際、全体制御部２１１は、ＪＰＥＧ方式に従って画
像データの圧縮を行う。また、全体制御部２１１は、画
像データから所定の画素間隔で信号を抽出して別の画像
データを生成し、これもメモリカード８に記録させる。
この画像データは、撮影した高解像度の画像の数分の１
の大きさのサムネイル画像を表す。タグ情報には、フレ
ーム番号や撮影日時のほか、電子シャッター速度、絞り
等の撮影条件に関する情報が含まれる。

【００３８】デジタルカメラ１では、ＡＦ制御に山登り
サーボ方式を採用している。すなわち、撮影した画像の
コントラストを検出してコントラストが高くなる方向に
撮影レンズ３０１の焦点を変化させる処理を繰り返し行
い、撮影レンズ３０１の焦点をどちらの方向に変化させ
てもコントラストが低下する状態になったときに、撮影
レンズ３０１の焦点が撮影対象に合ったと判断して、焦
点調節を終了する。

【００３９】コントラストの検出は生成した画像データ
に基づいて行う。具体的には、画像データを画像メモリ
２０９から読み出して隣合う画素の信号強度の差を求
め、信号強度差の絶対値の総和をコントラストとする。
ＡＦ制御すなわちコントラストの検出とこれに基づく撮
影レンズ３０１の駆動は、全体制御部２１１が行う。

【００４０】デジタルカメラ１では、ＡＥ制御を、撮影
レンズ３０１の絞り３０２の口径の調節と、ＣＣＤ３０
３ａの光電変換時間（電子シャッター速度）の調節を併
用して行う。ＡＥ制御は、周知のＡＰＥＸシステムに基
づいて、全体制御部２１１が行う。ＡＥ制御に必要な撮
影対象の明るさは、生成した画像データより求める。す
なわち、画像データのうち、ＣＣＤ３０３ａの所定範囲
に対応する画素の信号強度の総和を撮影対象の明るさと
する。

【００４１】ＡＥ制御は、前述のように、信号Ｓ１に応
じてＡＦ制御と共に開始するが、ＬＣＤ１０にライブビ
ューを表示しないときは、記録しない画像の撮影に際し
てＡＥ制御を行う必要はない。したがって、ライブビュ
ーを表示しないときは、信号Ｓ２が発せられるまで撮影
対象の明るさの検出のみを行っておき、信号Ｓ２により
画像の記録が指示された時に初めて、絞り３０２の口径
の調節や電子シャッター速度の調節を行う。その間、電
子シャッター速度は一定とし、絞り３０２は開放にして
おく。

【００４２】ライブビューを表示するときは、そのライ
ブビューが適正な明るさになるように、常にＡＥ制御を
行う。ただし、その場合、信号Ｓ２が発せられるまで
は、絞り３０２の口径調節のみを行い、電子シャッター
速度を一定とする。これにより、画像データの生成処理
を一定周期で行うことが可能になり、全体制御部２１１
の制御処理が複雑になるのを避けることができる。信号
Ｓ２により画像の記録が指示されたときは、電子シャッ
ター速度の調節も併用する。

【００４３】記録用の画像を撮影するときのＡＥ制御に
は、シャッター優先モード、絞り優先モード、およびプ
ログラムモードの３モードがある。シャッター優先モー
ドでは、電子シャッター速度を使用者によって指定され
た値とし、検出した明るさに応じて絞り３０２の口径を
設定する。絞り優先モードでは、絞り３０２の口径を使
用者によって指定された値とし、検出した明るさに応じ
て電子シャッター速度を設定する。プログラムモードで
は、ＲＯＭ２１１ａに記憶している電子シャッター速度
と絞り３０２の口径の関係に従って、検出した明るさに
応じて両者を設定する。

【００４４】ＡＥ制御に必要な明るさの検出方法に関
し、デジタルカメラ１は、スポット測光、中央重点平均
測光、および多分割測光の３つの測光方法を有する。ス
ポット測光は、ＣＣＤ３０３ａの中央のごく一部のみを
検出対象範囲すなわち前述の所定範囲とするものであ
る。中央重点平均測光は、ＣＣＤ３０３ａの全体を検出
対象範囲とするとともに、信号強度の総和の算出に際し
て中央付近の寄与率を高く設定するものである。多分割
測光は、ＣＣＤ３０３ａの全体を複数の領域に分割し、
領域ごとの明るさを求めて、明るさの分布に基づいてあ
らかじめ定めておいた１または２以上の領域を検出対象
範囲とするものである。

【００４５】使用者は、メニューモードを利用して、Ａ
Ｅ制御における３つのモードや３つの測光方法を任意に
選択することができる。

【００４６】デジタルカメラ１では、撮影対象が暗く、
ＡＦ制御を適切に行うのに十分なコントラストが得られ
ないときは、ＡＦ制御を中断して、撮影レンズ３０１の
焦点を特定の距離に合わせるとともに、絞り３０２を最
小口径に設定する。ここで、特定の距離は、一般的な撮
影における撮影対象までの距離であり、具体的には５ｍ
程度である。撮影レンズ３０１の焦点をこの特定距離に
合わせることで、例えば人物の撮影に際しては、その人
物から大きく離れない距離に撮影レンズ３０１の焦点が
合うことになる。

【００４７】絞り３０２の口径は、具体的にはＦ数２〜
８の範囲で可変である。絞り３０２をＦ数８に相当する
最小口径に設定すると、被写界深度がきわめて深くな
り、撮影レンズ３０１の焦点を５ｍという特定距離に合
わせても、略２ｍから十数ｍまでの距離範囲に位置する
全ての物体はＣＣＤ３０３ａに鮮明に結像する。したが
って、人物を撮影する場合、たとえその人物に撮影レン
ズ３０１の焦点が正しく合っていなくても、その人物を
鮮明に撮影することができる。

【００４８】このような制御を採用しているデジタルカ
メラ１では、撮影対象のコントラストが低くＡＦ制御が
困難なときでも、撮影対象を鮮明に撮影し得る可能性が
きわめて高い。全体制御部２１１は、特定距離と共にコ
ントラストの基準値をＲＯＭ２１１ａに記憶しており、
検出したコントラストが記憶している基準値よりも低い
ときに、ＡＦ制御を中断して上記の制御を行う。

【００４９】上記のように経験に基づいて特定の距離を
定めることに代えて、できるだけ広い距離範囲を鮮明に
撮影し得るように、撮影レンズ３０１の焦点距離と絞り
３０２の最小口径に基づいて、設計により特定距離を定
めてもよい。例えば、絞り３０２を最小口径にしたとき
に、近距離から無限遠までの間に位置する全ての物体が
撮像素子上に鮮明に結像するパンフォーカスの状態が得
られる距離を特定距離とする。このようにすると、撮影
対象がきわめて近いときを除き、全ての撮影において撮
影対象を鮮明に撮影することが可能になる。

【００５０】撮影対象のコントラストが低く、ＡＦ制御
を中断して上記の制御を行うときは、使用者の指示にか
かわらず、絞り優先モードでＡＥ制御を行うことにな
る。ただし、ＡＦ制御を適切に行うことができないほど
撮影対象のコントラストが低くなるのは、暗い環境での
撮影の場合であり、さらに絞り３０２を最小口径に設定
すると、電子シャッター速度が著しく遅くなって手ぶれ
を生じる恐れが高くなる。そこで、デジタルカメラ１で
は、撮影対象のコントラストが基準値よりも低いときに
は、撮影レンズ３０１の焦点を特定距離に合わせて絞り
３０２を最小口径に設定するだけでなく、ＡＧＣ回路３
１３ｂのゲインをＡＦ制御が可能なときよりも高くす
る。

【００５１】ＡＧＣ回路３１３ｂのゲインは、具体的に
は、８倍まで高めることが可能である。このゲインの範
囲内で適正露光が得られるときは、電子シャッター速度
は一定周期で撮影を行うときの通常の速度とする。ゲイ
ンを最高の８倍にしても露光不足となるときにのみ、そ
の不足分に応じて電子シャッター速度を遅くする。これ
により、手ぶれの可能性を大きく低下させることができ
る。

【００５２】なお、電子シャッター速度が手ぶれの限界
を超えるほど遅くなるのは、たとえＡＦ制御が可能であ
っても環境光のみでは適切なＡＥ制御ができない場合で
ある。その場合、電子シャッター速度を手ぶれ限界の速
度に設定して撮影を行うとともに、露光不足になる可能
性があることを警告して、フラッシュ撮影を行う等の適
切な対策を講じることを使用者に促す。

【００５３】デジタルカメラ１における撮影レンズ３０
１の焦点調節およびＣＣＤ３０３ａの露光調節の制御処
理の流れを図６に示す。まず、焦点および露光の調節開
始を指示する信号Ｓ１の有無を判断し（ステップ＃
５）、信号Ｓ１があれば、撮影した画像より生成した画
像データから、撮影対象の明るさを求めるとともに（＃
１０）、撮影対象のコントラストＣを求める（＃１
５）。次いで、求めたコントラストＣが記憶している基
準値Ｃ0以上であるか否かを判定する（＃２０）。

【００５４】検出したコントラストＣが基準値Ｃ0以上
のときは、ＡＦ制御を行う（＃２５）。また、ライブビ
ューを表示するときは、絞り３０２の口径調節によるＡ
Ｅ制御を行う（＃３０）。そして、画像の記録を指示す
る信号Ｓ２の有無を判定し（＃３５）、信号Ｓ２がなけ
れば、ステップ＃５に戻る。

【００５５】信号Ｓ２があれば、ステップ＃１０で求め
た明るさに基づいて、ＡＥ制御のための準備処理をする
（＃４０）。すなわち、絞り優先モードのときは、指定
されている絞り口径に応じて電子シャッター速度（Ｓ
Ｓ）を設定し、シャッター優先モードのときは、指定さ
れている電子シャッター速度に応じて絞りを設定し、ま
た、プログラムモードのときは、プログラムに従って絞
り口径と電子シャッター速度を設定する。そして、画像
を撮影し（＃４５）、撮影した画像から生成した画像デ
ータをメモリカード８に記録して（＃５０）、ステップ
５に戻る。

【００５６】ステップ＃２０の判定で、コントラストＣ
が基準値Ｃ0未満のときは、撮影レンズ３０１の焦点を
特定距離に設定し（＃５５）、絞り３０２を最小口径に
設定する（＃６０）。また、ステップ＃１０で求めた明
るさ、その時の絞りの口径、および最小口径から、設定
すべきＡＧＣ３１３ｂのゲインの値を求めて、求めた値
にゲインを設定する（＃６５）。そして、画像の記録を
指示する信号Ｓ２の有無を判定し（＃７０）、信号Ｓ２
がなければ、ステップ＃５に戻る。

【００５７】信号Ｓ２があれば、ステップ＃１０で求め
た明るさと設定したゲインから電子シャッター速度（Ｓ
Ｓ）を算出して（＃７５）、算出した速度が手ぶれ限界
よりも速いときにはその速度に、遅いときには手ぶれ限
界の速度に、電子シャッター速度を設定する（＃８
０）。そして、画像を撮影し（＃８５）、撮影した画像
から生成した画像データをメモリカード８に記録して
（＃９０）、ステップ５に戻る。

【００５８】上記の処理はステップ＃５の判定で信号Ｓ
１がなくなるまで繰り返され、この間、撮影対象のコン
トラストの高低に応じて、通常のＡＦ制御または撮影レ
ンズ３０１の焦点を特定距離に合わせる制御が選択され
る。撮影レンズ３０１の焦点を特定距離に合わせている
ときでも、使用者がデジタルカメラの向きを変えたり環
境の明るさが変化したりして、撮影対象のコントラスト
が基準値以上になると、自動的にＡＦ制御に復帰する。

【００５９】なお、本実施形態のデジタルカメラ１で
は、撮影対象の明るさを検出するために撮像素子である
ＣＣＤ３０３ａを用いているが、測光素子を別途備えて
撮影対象の明るさを検出するようにしてもよい。その場
合、撮影レンズ３０１を透過した光を測光素子に導く構
成とすることもできるし、撮影対象からの光を測光素子
が直接受ける構成とすることもできる。また、調光セン
サ３０５を測光素子として兼用するようにしてもよい。

【００６０】撮影対象のコントラストが低いときに、撮
影レンズの焦点を特定距離に合わせるとともに、絞りを
最小口径に設定する本発明は、ここに例示した山登りサ
ーボ方式を採用するデジタルカメラに限らず、位相差検
出方式をはじめ、コントラストに基づいてＡＦ制御を行
うあらゆるデジタルカメラに適用することができる。

【００６１】

【発明の効果】撮影対象のコントラストが所定の基準値
よりも低いときに、撮影レンズの焦点を特定の距離に合
うように設定するとともに、撮影レンズの絞りを最小口
径に設定するようにした本発明のデジタルカメラでは、
ＡＦ制御が困難な状況でも、撮影対象を鮮明に撮影し得
る可能性がきわめて高い。しかも、その際の撮影レンズ
の焦点の設定と絞りの口径の設定を自動的に行うから、
シャッターチャンスを逃す恐れもない。

【００６２】さらに、検出されたコントラストが基準値
よりも低いときに、撮像素子の出力信号のゲインを高く
して画像データを生成することで、絞りを最小口径にす
ることによる撮像素子の露光不足を補うことが可能にな
る。これにより、ＡＦ制御が困難な状況での撮影におい
ても、通常の撮影と同様に、撮影対象を良好な明るさで
撮影することができる。

【００６３】また、撮像素子の露光時間も調節して撮像
素子の露光を調節するようにすることで、ＡＦ制御が可
能なときのＡＥ制御の柔軟性が高まるとともに、ＡＦ制
御が困難なときでも適切にＡＥ制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のデジタルカメラの正面
図。

【図２】上記デジタルカメラの背面図。

【図３】上記デジタルカメラの側面図。

【図４】上記デジタルカメラの底面図。

【図５】上記デジタルカメラの回路構成を示すブロッ
ク図。

【図６】上記デジタルカメラにおける撮影レンズの焦
点調節および撮像素子の露光調節の制御処理の流れを示
すフローチャート。

【符号の説明】

１デジタルカメラ２本体部３撮像部５フラッシュ部８メモリカード９シャッターボタン１０ＬＣＤ３１光学ファインダ２０５Ａ／Ｄコンバータ２０６黒レベル補正回路２０７ＷＢ回路２０８ γ補正回路２０９画像メモリ２１０ＶＲＡＭ２１１全体制御部２１２カードインターフェース２１６ズームモータ駆動回路２１７フォーカスモータ駆動回路２１８絞りモータ駆動回路２２０フラッシュ制御回路２５０操作部３０１撮影レンズ３０２絞り３０３撮像回路３０３ａＣＣＤ（撮像素子）３０４調光回路３０５調光センサ３０６ズームモータ３０７フォーカスモータ３０８絞りモータ３１３信号処理回路３１３ａＣＤＳ回路３１３ｂＡＧＣ回路３１４タイミングジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 7/28 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ 19/02 ＤＨ０４Ｎ 5/235 Ｇ０３Ｂ 3/00 ＡＦターム(参考） 2H002 AB01 CC00 CC01 CC21 DB02 DB14 DB19 DB20 DB23 EB09 FB23 FB24 FB35 GA20 GA42 GA54 JA07 2H011 AA03 BA31 BB04 CA21 2H051 AA00 BA47 DB01 DC01 DC03 DC11 GB16 2H054 AA01 5C022 AA13 AB12 AB29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】口径可変の絞りを有する撮影レンズと、
撮影レンズからの光を受けて画像を撮影する撮像素子
と、撮像素子の出力信号を処理して撮影された画像を表
す画像データを生成する画像データ生成手段と、撮影レ
ンズからの光を受けて撮影対象のコントラストを検出す
るコントラスト検出手段と、検出されたコントラストに
基づいて、撮影レンズの焦点を撮影対象に合うように調
節する焦点調節手段と、撮影対象からの光の量を測定す
る測光手段と、測定された光の量に応じて撮影レンズの
絞りの口径を調節して、撮像素子の露光を調節する露光
調節手段とを備えるデジタルカメラにおいて、検出されたコントラストが所定の基準値よりも低いとき
に、焦点調節手段が撮影レンズの焦点を特定の距離に合
うように設定するとともに、露光調節手段が撮影レンズ
の絞りを最小口径に設定することを特徴とするデジタル
カメラ。
【請求項２】撮像素子の出力信号のゲインが可変であ
り、検出されたコントラストが前記基準値よりも低いとき
に、画像データ生成手段が撮像素子の出力信号のゲイン
を高くして画像データを生成することを特徴とする請求
項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】露光調節手段が撮像素子の露光時間も調
節して撮像素子の露光を調節することを特徴とする請求
項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。