JP2001281530A

JP2001281530A - デジタルスチルカメラ

Info

Publication number: JP2001281530A
Application number: JP2000093334A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yugawa; 和彦湯川; Hiroaki Kubo; 広明久保; Yasuhiro Morimoto; 康裕森本
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP3634232B2

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタルスチルカメラにおいて、高精度かつ
効率的に合焦状態とすること。【解決手段】デジタルスチルカメラにおいて、シャッ
ターボタンが半押しされたときに、まず、位相差ＡＦ方
式によるレンズ駆動によって１回のレンズ駆動で合焦位
置と撮像面とをほぼ一致させ（ステートＳ３）、その後
さらに、シャッターボタンが全押しされたときに、コン
トラストＡＦ方式によるレンズ駆動を行って、コントラ
ストを示す評価値が最大となるレンズ位置を求め、高精
度に合焦状態を実現する（ステートＳ４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタルスチル
カメラに関し、特にデジタルスチルカメラにおけるオー
トフォーカス技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルスチルカメラにおいて使
用されるＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子は
画素の高密度化が進み、１つのＣＣＤ撮像素子が数百万
画素を有するものも出現しつつある。そして、ＣＣＤ撮
像素子における画素の高密度化が進むと、各画素間のピ
ッチが小さくなることになる。

【０００３】このため、複数の画素が従来よりも高密度
に配置されたＣＣＤ撮像素子を用いて、デジタルスチル
カメラを構成する場合、従来よりも許容錯乱円が小さく
なるため、オートフォーカス（以下、単にＡＦとも呼
ぶ。）の際の合焦位置検出精度は高く要求される。

【０００４】ここで、従来より、ビデオカメラ等の撮影
装置においては、いわゆるコントラスト方式と呼ばれる
技術（または山登り方式とも呼ばれる。）がオートフォ
ーカスを行うために適用されている。このコントラスト
方式は、撮像レンズに含まれるフォーカシングレンズを
駆動させつつ各駆動段階で得られる撮像画像のコントラ
ストを評価値として取得し、最も評価値の高いレンズ位
置をもって合焦位置とする方式である。

【０００５】ところが、ビデオカメラ等の分野において
は、動画像撮影を目的とするものであるため、使用され
るＣＣＤ撮像素子の画素数が数十万画素程度であるた
め、許容錯乱円も大きく、オートフォーカスの際の高精
度化は要求されるものではない。また、ビデオ撮影時に
フォーカシング速度が速すぎると、カメラの動きや被写
体の動きに応じて頻繁にフォーカス移動があるため、人
間の目がついていけず違和感のある映像となる。このよ
うにビデオカメラにおいて要求されるオートフォーカス
時の特性は静止画像の場合と異なる。

【０００６】これに対して、静止画像を撮像するための
デジタルスチルカメラにおいては、オートフォーカスを
速やかに行って、シャッタチャンスを逃がさないように
することが望まれる。

【０００７】また、従来より、銀塩一眼レフカメラ等に
おいては位相差方式と呼ばれる技術がオートフォーカス
を行うために適用されている。位相差方式のオートフォ
ーカスにおいては、被写体像をＣＣＤラインセンサを備
えた位相差検出センサで受光したときの像間距離（位相
差）に基づいて合焦位置がフィルム面に対してどの程度
離れているかを即時に認識することができるため、１回
の駆動で合焦位置をフィルム面に一致させることができ
るという点で有効である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コント
ラスト方式によってオートフォーカスを行う場合であっ
て、特に撮像画像が低コントラストである場合には、撮
像レンズの駆動前後において評価値変化が小さくなるた
め、合焦位置の方向へのレンズ駆動方向を特定すること
ができないこともあり、合焦状態とするために長時間を
要するという問題がある。

【０００９】また、位相差方式によってオートフォーカ
スを行う場合であっても高精度な合焦状態を実現するた
めには、ＣＣＤラインセンサの分解能を高くすることが
必要となり、位相差を検出するための位相差検出センサ
が大型化するとともに、高コスト化するという問題があ
る。さらに、位相差方式の場合には、位相差検出センサ
の設置誤差等が原因となって合焦位置に誤差を含む場合
も考えられる。

【００１０】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、高精度かつ効率的に合焦状態とす
ることの可能なデジタルスチルカメラを提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、デジタルスチルカメラで
あって、被写体からの光を撮像レンズを介して所定の撮
像面で受光し、被写体像を光電変換して撮像画像を生成
する撮像素子と、前記撮像画像から得られる撮像画像に
基づいて前記被写体像のコントラストに応じた所定の評
価値を求める評価値算出手段と、前記被写体からの光を
受光して、前記被写体像の合焦位置に応じた位相差検出
信号を発生させることにより、合焦位置を検出する位相
差方式ＡＦ検出手段と、前記評価値算出手段で得られる
前記評価値、または前記位相差検出手段で得られる前記
位相差検出信号、に基づいて前記撮像レンズを駆動して
合焦位置を移動させる制御手段とを備え、前記制御手段
は、前記位相差検出信号に基づいて前記撮像レンズを駆
動させた後に、前記評価値に基づいて前記撮像レンズを
駆動することで、前記合焦位置を前記撮像面に一致させ
る特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のデジタルスチルカメラにおいて、所定の露出演算を行
って撮影時における適正露出値を求め、前記適正露出値
に基づいて露出制御を行う露出制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御
が完了した後に、前記評価値に基づいた前記撮像レンズ
の駆動を行うことを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のデジタルスチルカメラにおいて、前記制御手段は、前
記露出制御手段による前記露出制御と並行して、前記位
相差検出信号に基づいた前記撮像レンズの駆動を行うこ
とを特徴としている。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載のデジタルスチルカメラにお
いて、前記制御手段は、前記撮像レンズが望遠撮影のた
めに用いられるレンズである場合に、前記位相差検出信
号に基づいて前記撮像レンズを駆動させた後に、前記評
価値に基づいて前記撮像レンズを駆動するように構成さ
れることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。

【００１６】＜１．装置構成＞図１は、この発明の一実
施形態であるデジタルスチルカメラにおける主要機構部
分の概略構成図、図２は撮影時の主要機構部分の動作状
態図である。

【００１７】このデジタルスチルカメラ１は、銀塩一眼
レフカメラを利用して構成されたカメラ本体２を有し、
このカメラ本体２の前面に撮影レンズ３が装着され、撮
影レンズ３には、撮影レンズ部４および絞り５等が装備
されている。

【００１８】撮影レンズ部４の光路方向後方には、カメ
ラ本体２内の後部上方の枢支部６に回動変位可能に枢支
されたクイックリターンミラーＭ１が配設され、さらに
このクイックリターンミラーＭ１の光路方向後方には、
フォーカルプレーンシャッター７と、さらにその後方に
撮像センサ８が配置されている。

【００１９】上記カメラ本体２には、フォーカルプレー
ンシャッター７も残存させてあるが、撮像センサ８の種
類によっては、フォーカルプレーンシャッター７は除去
しても良い。

【００２０】この撮像センサ８の前面には、この撮像セ
ンサ８からのアナログ画像信号のサンプリング時の折り
返しノイズの影響を防止する光学ローパスフィルタ１８
が配設されており、この光学ローパスフィルタ１８、前
記フォーカルプレーンシャッター７及び撮像センサ８で
撮像ユニット１９を構成している。

【００２１】この撮像ユニット１９は、移動機構３０に
よって、光軸に沿って前後方向に移動可能となってい
る。そして、撮像ユニット１９は、撮影時にクイックリ
ターンミラーＭ１が上方に回動するのに連動して、光軸
方向前方に撮影位置つまり撮像センサ８の受光面がレン
ズバックの位置となるまで移動し、撮影後にはクイック
リターンミラーＭ１が下方に回動復帰するのに連動し
て、クイックリターンミラーＭ１との機械的干渉を生じ
ない退避位置まで、光軸方向後方に移動するものとなさ
れている。

【００２２】なお、移動機構３０としては、公知構成の
機構を採用すれば良く、例えばモータで回転駆動される
ボルトの回転をボルトの軸方向の直線運動に変換する機
構を利用すること等により、構成すればよい。

【００２３】上記クイックリターンミラーＭ１の上方位
置において、カメラ本体２には、銀塩カメラのファイン
ダー相当部位９が形成されており、このファインダー相
当部位９には、フォーカシングスクリーン１０を介して
ペンタ形プリズム１１が配置されている。さらに、プリ
ズム１１の後方には、所定のリレーレンズ１２が配置さ
れ、リレーレンズ１２の後方には、接眼部１３が配置さ
れる一方、リレーレンズ１２の上方には、測光センサ１
４が配置されている。なお、図２では、リレーレンズは
省略されている。また、撮影レンズ３から撮像ユニット
１９の光学ローパスフィルタ１８に至るまでが、この発
明における撮像光学系に相当する。さらに、クイックリ
ターンミラーＭ１、プリズム１１、リレーレンズ１２お
よび接眼部１３が光学ファインダーを形成している。

【００２４】上記クイックリターンミラーＭ１は、図３
に示すシャッターボタン２４ａを全押しするまでは、図
１および図２（Ａ）に示すように、光軸に対して４５度
の角度で傾斜した定常位置にあり、上記撮影レンズ部４
からの光路Ｌをフォーカシングスクリーン１０へと向か
わせる。シャッターボタンが全押しされると、図２
（Ｂ）〜（Ｄ）で示すように、枢支部６を中心にしてほ
ぼ水平位置まで上方に回動変位して撮影レンズ部４から
の光路Ｌを開放する。

【００２５】Ｍ２は上記クイックリターンミラーＭ１に
一体化されたミラーであり、クイックリターンミラーＭ
１に部分的に設けられたハーフミラー部を透過した光学
像を、このミラーＭ２と下方の固定ミラーＭ３とで測距
センサ１５に向かわせる。測距センサ１５は、上記光学
像を受光して被写体までの距離を検出して、位相差検出
信号を発生させる。この位相差検出信号は上記撮影レン
ズ部４を自動合焦させるために用いられる。

【００２６】上記プリズム１１は、フォーカシングスク
リーン１０に結像した光学像を反転縮小して、測光セン
サ１４および前記接眼部１３へと向かわせる役割を果た
す。また、上記測光センサ１４または、撮像センサ８に
よる画像データを基にカメラ制御ＣＰＵ２０により得ら
れた光量データに基づいて、絞り値およびシャッタース
ピードの各制御値が設定され、さらには撮像センサ８の
露光量が設定されるようになっている。

【００２７】また、カメラ本体２内部には撮影レンズ部
４に含まれるフォーカスレンズをその光軸方向に駆動す
るためのフォーカスモータ３６が設けられている。

【００２８】カメラ本体２の背面には、前記撮像センサ
８の出力に基づいて得られた画像を表示する液晶表示器
（ＬＣＤ）からなる表示部１６が設けられている。

【００２９】図３は、デジタルスチルカメラ１の制御系
を示すブロック図である。

【００３０】図３において、３は撮影レンズ、４は撮影
レンズ部、５は絞り、Ｍ１はクイックリターンミラー、
７はフォーカルプレーンシャッター、８は撮像センサ、
１１はプリズム、１３は接眼部、１６は表示部であり、
これらは図１および図２に示したものと同一である。

【００３１】２０はカメラ制御ＣＰＵであり、このカメ
ラ制御ＣＰＵ２０は、カメラ本体２の各部品を制御する
ものである。具体的には、上記絞り５を絞りドライバ２
１を介して制御し、撮像センサ８をタイミングジェネレ
ータ（センサドライブ）２２を介して制御する。また、
クイックリターンミラーＭ１のアクチュエータ１７及び
撮像ユニット１９の移動機構３０を、ミラー／撮像ユニ
ット駆動回路２３を介して制御し、フォーカルプレーン
シャッター７をシャッタードライバ２５を介して制御す
る。さらに、フォーカスモータ３６をモータドライバ２
６を介して制御する。

【００３２】このカメラ制御ＣＰＵ２０には、カメラ操
作スイッチ２４が接続されている。カメラ操作スイッチ
２４は、シャッターボタン２４ａや電源スイッチ等を含
む。

【００３３】上記撮像センサ８は、この実施形態では電
荷結合素子（ＣＣＤ）からなる。撮像センサ８は、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の原色透過フィルターが画
素単位に市松模様に張られたエリアセンサであり、撮影
レンズ部４による被写体の光学像（被写体像）を、Ｒ、
Ｇ、Ｂの色成分の画像信号（各画素で受光された画素信
号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。

【００３４】タイミングジェネレータ２２は、カメラ制
御ＣＰＵ２０から送信される基準クロックに基づき、撮
像センサ８の駆動制御信号を生成し出力するものであ
る。タイミングジェネレータ２２は、たとえば積分開始
／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の
受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信
号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、ドライバ
を介して撮像センサ８に出力する。

【００３５】撮像センサ８の出力は、それぞれＣＤＳ
（相関二重サンプリング）回路８１、ＡＧＣ（オートゲ
インコントロール）回路８２、Ａ／Ｄ変換器８３によっ
て信号処理される。ＣＤＳ回路８１は画像信号のノイズ
の低減を行い、ＡＧＣ回路８２はゲイン調整により画像
信号のレベル調整を行う。Ａ／Ｄ変換器８３は、ＡＧＣ
回路８２で正規化されたアナログ信号を例えば１０ビッ
トのデジタル信号に変換するものである。

【００３６】４０は上記Ａ／Ｄ変換器の出力を画像処理
して画像ファイルを形成する画像処理部であり、画像処
理ＣＰＵにより制御される。

【００３７】撮影時には、撮像センサ８からの画像デー
タが画像処理部４０に取り込まれて、各種の処理が施さ
れる。

【００３８】画像処理部４０に取り込まれたＡ／Ｄ変換
器８３からの信号は、撮像センサ８からの読み出しに同
期して画像メモリ６１に書き込まれ、以後この画像メモ
リ６１のデータをアクセスして各ブロックの処理を行う
ようになっている。

【００３９】画像処理部４０において、画素補間ブロッ
ク４１は、所定の補間パターンで画素補間を行うブロッ
クであり、この実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素をそれ
ぞれのフィルターパターンでマスキングした後、高帯域
まで画素を持つＧについては、メディアン（中間値）フ
ィルタで周辺４画素の中間の２値を用いて平均値に置換
し、Ｒ、Ｂに関しては、平均補間して、それぞれの出力
を得る。

【００４０】カラーバランス制御ブロック４２は、上記
画素補間ブロック４１により画素補間が行われたＲ、
Ｇ、Ｂの各出力を独立にゲイン補正して、Ｒ、Ｇ、Ｂの
色補正を行うものである。カラーバランスについては、
Ｒ、Ｇ、Ｂ出力それぞれの平均値に対してカメラ制御Ｃ
ＰＵ２０により、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを演算し、Ｒ、Ｂの補
正ゲインとしている。

【００４１】ガンマ補正ブロック４３は、カラーバラン
スを正規化したＲ、Ｇ、Ｂ出力に対して非線形変換を行
うものであり、表示部１６に適した階調変換が行われ
る。ガンマ補正された画像データは、画像メモリ６１に
格納される。

【００４２】ビデオエンコーダ４４は、画像メモリ６１
に格納された上記データを呼び出してＮＴＳＣ／ＰＡＬ
にエンコードし、表示部１６に表示する。

【００４３】画像圧縮ブロック４５は、撮像センサ８か
ら得られた撮影画像について、画像データを画像メモリ
６１から呼び出して圧縮処理を行うもので、撮影画像は
圧縮後はメモリカードドライバ４６を介してメモリカー
ド６２に記録される。

【００４４】なお、メモリカード６２は、カメラ本体２
の所定部位に着脱自在に装着されるようになっている。

【００４５】図４はデジタルスチルカメラの背面の様子
を示す図である。

【００４６】カメラ本体２の背面には、前述の表示部１
６以外に、その右方に、４連スイッチ３５が設けられて
おり、ボタンＵ、Ｄ、Ｌ、Ｒで表示部１６の表示に対応
した選択項目の選択等の各種操作が可能となっている。

【００４７】また、カメラ本体２背面の４連スイッチ３
５の下方には、ＬＣＤボタン３１、確定ボタン３２、取
消ボタン３３、およびメニューボタン３４が設けられて
いる。このうち、ＬＣＤボタン３１は、表示部１６の表
示をオンオフさせるためのボタンであり、ＬＣＤボタン
３１を押す毎に表示部１６のオンオフが切り替わる。確
定ボタン３２および取消ボタン３３は各種設定時の項目
選択時に選択を確定するか取り消すかを指示入力するた
めのスイッチであり、メニューボタン３４は後述するメ
ニュー選択画面等の各種設定画面を切り換え表示させる
ためのスイッチである。

【００４８】＜２．状態遷移および動作＞つぎに、デジ
タルスチルカメラ１の状態遷移および動作を説明する。
このデジタルスチルカメラ１は、主に「撮影モード」と
「再生モード」という２つのモードを備えている。この
うち、撮影モードは、撮影に関する処理を行うモードで
あり、表示部１６においては、撮影待機状態では、後述
するように場合によりライブビュー表示が、撮影直後に
は撮影画像の表示が行われる。また、再生モードは、メ
モリカード６２に記録された撮影画像を表示部１６に再
生表示する等、撮影済み画像に関する処理を行うモード
である。

【００４９】なお、撮影モードと再生モードとは以下の
ようにして切り換えられる。すなわち、メニューボタン
３４等の操作によって表示部１６にそのモード選択画面
が表示され、その画面において４連スイッチ３５、確定
ボタン３２、取消ボタン３３を操作することにより撮影
モードと再生モードとを切り換えることができるものと
なっている。

【００５０】図５はデジタルスチルカメラ１の撮影モー
ドにおける状態遷移図である。以下、撮影モードにおけ
る状態遷移について説明する。なお、特に断らない限り
各部の動作制御はカメラ制御ＣＰＵ２０によって行われ
る。

【００５１】電源をオンすると、光学ファインダーによ
る撮影モードに入り、クイックリターンミラーＭ１がダ
ウンされた図２（Ａ）の状態になるとともに、表示部１
６がオフ、したがって、後述するライブビュー表示もオ
フされた状態でデジタルスチルカメラ１が起動する（ス
テートＳ１）。なお、このステートではＡＦ処理は行わ
ない。そのため、光学ファインダーによる被写体像には
若干のぼけがあるが、この状態では光学ファインダーに
より概略のフレーミングが可能である。

【００５２】また、ステートＳ１または後述するステー
トＳ６の状態において撮影者がメニューボタン３４を押
すとメニュー設定画面に移行し、撮影者によりメニュー
設定が行われる（ステートＳ２）。

【００５３】前出の図４では、表示部１６の画面にメニ
ュー設定画面が表示された様子を示している。図４に示
すようにメニュー設定画面は、シャッターボタンの半押
し時に行うＡＦの方式を選択的に指定するようになって
いる。４連スイッチ３５のボタンＵとボタンＤとの何れ
かを押すことによって半押し時におけるＡＦ方式を、コ
ントラストＡＦ方式にするか位相差ＡＦ方式にするかの
選択を行うことができるものとなっている。

【００５４】そして、ステートＳ２において位相差ＡＦ
が選択された場合は、ステートＳ１に移行し、ステート
Ｓ２においてコントラストＡＦが選択された場合には、
ステートＳ６に移行する。その際、ステートＳ２からス
テートＳ１に移行する場合には、表示部１６がオフ（ラ
イブビュー表示がオフ）され、ステートＳ２からステー
トＳ６に移行する場合には、表示部１６がオンのままで
ライブビュー表示がオンされる。

【００５５】また、ステートＳ１の状態で、シャッター
ボタン２４ａを半押しするとクイックリターンミラーＭ
１はダウン状態、ライブビュー表示オフ状態のままで位
相差ＡＦ及び露光量調節が並行して同時に行われる（ス
テートＳ３）。以下、ステートＳ３の動作を詳細に説明
する。

【００５６】シャッターボタン２４ａが半押しされる
と、図２（Ａ）に示すように、撮影レンズ部４および絞
り５を通って入射した光は、カメラ本体２内のクイック
リターンミラーＭ１によってその光路Ｌを上方へと変更
され、フォーカシングスクリーン１０に結像したのち、
ペンタ形プリズム１１によって反転縮小され、測光セン
サ１４に入射する。測光センサ１４は光量を測光し、こ
の光量データに基づいてカメラ制御ＣＰＵ２０で露出制
御データが演算される。そして、算出された露出制御デ
ータに基づき、撮像センサ８への露光量が適正値となる
ように、絞りドライバ２１を介して絞り５が制御される
とともに、撮像センサ８への駆動制御信号を供給するタ
イミングジェネレータ２２が制御される。

【００５７】この時、上記撮像ユニット１９は、クイッ
クリターンミラーＭ１との機械的干渉を避けるため、後
方退避位置にあり、その撮像センサ８の受光面はレンズ
バック位置よりも後方に位置している。

【００５８】一方、撮影レンズ部４および絞り５から入
射した光の一部は、クイックリターンミラーＭ１の中央
部に設けられているハーフミラー部分を透過したのち、
ミラーＭ２および固定ミラーＭ３を介して測距センサ１
５へ向かう。測距センサ１５はこれを受光して被写体ま
での距離を検出し、位相差検出信号を発生する。そし
て、カメラ制御ＣＰＵ２０はこの位相差検出信号に基づ
いて撮影レンズ部４におけるフォーカスレンズを駆動し
て、自動合焦を行う。

【００５９】上記のような測光および測距動作と同時
に、クイックリターンミラーＭ１で光路Ｌを変換された
光学像は、プリズム１１およびリレーレンズ１２で縮小
された後、接眼部１３に至る。従って、撮影者は、接眼
部１３を通して被写体をピントがあった状態で視認する
ことができる。なお、図示しないが、ステートＳ３にお
いてシャッターボタン２４ａの半押し状態を解除すると
ステートＳ１の状態に戻ってフレーミングをやり直すこ
とができ、正確なフレーミングを行うことができる。

【００６０】シャッターボタン２４ａが撮影者によりさ
らに押し込まれて全押しされると、ステートＳ３３で装
着されている撮影レンズ３（これはズームレンズであっ
ても構わない。）が１３５換算で焦点距離５０ｍｍ以下
の場合にはそのままステートＳ５による撮影動作を行
う。一方、５０ｍｍより長い焦点距離の場合には、所定
のＡＦエリアについての３コマ連写が実行され、得られ
た３つの部分画像のうちでピントが最良のフォーカスレ
ンズ位置が選択される（ステートＳ４）。つまり、撮像
レンズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合
に、位相差検出信号に基づいて撮像レンズを駆動させた
後、さらにコントラスト方式でのＡＦ評価値に基づく撮
像レンズの駆動を行うように構成されているのである。

【００６１】以下、ステートＳ４の動作を詳細に説明す
る。

【００６２】図６は３コマ連写におけるフォーカスレン
ズ位置を説明するための図である。３コマ連写において
は、フォーカスレンズを全押し時の位置（位相差ＡＦに
より合焦された位置）および、その位置から前および後
に、焦点深度から求められた偏位量ｄずつ移動させた位
置（以下それぞれ「前ピント位置」および「後ピント位
置」という）のそれぞれにおいて、撮像センサ８により
画像の中央の部分的な矩形領域であるＡＦエリアのみの
部分画像データを得る。すなわち、あわせて３コマ分の
部分画像を撮影する。ここで、焦点深度は全押し時のフ
ォーカスレンズの位置と絞り値とから求められ、さら
に、予め焦点深度ごとに求められ、カメラ制御ＣＰＵ２
０内の図示しないＲＯＭに記憶されていた偏位量ｄのテ
ーブルを用いて、その焦点深度に対応する偏位量ｄが求
められて使用される。

【００６３】そして得られた３つの部分画像データのＡ
Ｆ評価値（コントラスト）を求め、比較する。そして、
ＡＦ評価値が最大の部分画像をピントがベストの部分画
像と捉え、そのフォーカスレンズ位置を選択するのであ
る。

【００６４】以下、ステートＳ４におけるシャッターボ
タン２４ａ全押し時の内部動作について説明する。シャ
ッターボタン２４ａが全押しされると、フォーカスレン
ズは半押し時に行われた位相差ＡＦにより駆動された位
置のまま、絞り５が所定量、絞り込まれると同時に、図
２（Ｂ）に白抜き矢印で示すように、クイックリターン
ミラーＭ１が枢支部６を介して上方に回動変位を開始す
る。これに連動して、上記撮像ユニット１９が移動機構
３０を介して撮影レンズ部４の光軸方向前方へ移動す
る。なお、図２では、クイックリターンミラーＭ１を駆
動するアクチュエータ１７及び撮像ユニット１９を移動
させる移動機構３０は省略してある。

【００６５】クイックリターンミラーＭ１が図２（Ｃ）
に示すように、フォーカシングスクリーン１０の下部ま
で達してミラーアップ動作が完了すると、撮像ユニット
１９の前方移動も停止し、撮像センサ８の受光面がレン
ズバック位置に設定される。そして、図２（Ｄ）に示す
ように、フォーカルプレーンシャッター７が所定のスピ
ードで開閉し、撮影レンズ部４および絞り５を通過した
光学像がそのまま撮像センサ８に結像され、ここで光電
変換される。そして、カメラ制御ＣＰＵ２０のタイミン
グ制御により、光電変換された信号のうち、ＡＦエリア
の部分画像信号のみがバッファを介して出力される。

【００６６】つぎに、前述のようにして全押し時の焦点
深度が算出され、さらにそれに対応するフォーカスレン
ズの偏位量ｄが求められる。そして、それを基にフォー
カスレンズを前ピント位置および後ピント位置に移動さ
せ、上記と同様にそれぞれ部分画像が撮影される。そし
て、前述のようにして、そのうちからピントが最良の部
分画像に対応するフォーカスレンズ位置が選択され、実
際にそのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズが移
動される。

【００６７】つぎに、設定されたフォーカスレンズ位置
で撮影動作が行われる（ステートＳ５）。具体的には、
図２（Ｄ）に示すように、フォーカルプレーンシャッタ
ー７が所定のスピードで開閉し、撮影レンズ部４および
絞り５を通過した光学像がそのまま撮像センサ８に結像
され、ここで光電変換される。そして、光電変換された
信号がバッファを介して出力される。

【００６８】撮像センサ８から出力された画像データ
は、ＣＤＳ回路８１、ＡＧＣ回路８２、Ａ／Ｄ変換器８
３により所定の信号処理を施された後、画像処理部４０
に取り込まれ、撮像センサ８の読み出しに同期して画像
メモリ６１に書き込まれる。

【００６９】撮影後、クイックリターンミラーＭ１は元
の位置に回動復帰し、光路Ｌが再びフォーカシングスク
リーン１０側に向かい、撮影待機状態となる。クイック
リターンミラーＭ１の回動復帰動作に連動して、撮像ユ
ニット１９が光軸方向後方の退避位置まで移動し、回動
復帰するクイックリターンミラーＭ１との干渉を避け
る。

【００７０】つぎに、選択された画像データがメモリカ
ード６２へ記録される。具体的には、画像メモリ６１に
書き込まれた画像データは、画像処理部４０で、前述し
た画素補間処理、カラーバランスの制御、ガンマ補正処
理がそれぞれ施され、再度画像メモリ６１に格納される
とともに、画像メモリ６１から読み出されて撮影画像と
して表示部１６に表示される。同時に、画像圧縮ブロッ
ク４５で画像圧縮された後、メモリカードドライバ４６
を介してメモリカード６２に記録される。

【００７１】撮影動作が終了すると、ステートＳ１に戻
る。

【００７２】また、ステートＳ１の状態でＬＣＤボタン
３１を押すと、表示部１６がオンされるとともにライブ
ビュー表示を伴う撮影モードに移行し、図２（Ｄ）に示
すように、クイックリターンミラーＭ１がアップされ、
表示部１６がオンされるとともにライブビュー表示が開
始され、コントラストＡＦが行われる（ステートＳ
６）。

【００７３】ステートＳ６では、クイックリターンミラ
ーＭ１がアップされることにより、撮像センサ８に撮影
レンズ部４からの光が到達するようになる。それによ
り、所定時間毎（例えば１／３０秒毎）に撮像センサ８
から出力された画像データは画像処理部４０を経由して
画像メモリ６１に一旦記憶される。そして、その画像デ
ータは画像処理部４０に読み出され、そこで前述の画像
処理が行われ、画像メモリ６１に再び記憶される。そし
て、ビデオエンコーダ４４が、画像メモリ６１に格納さ
れた上記データを呼び出してＮＴＳＣ／ＰＡＬにエンコ
ードし、表示部１６に表示することによりライブビュー
表示が行われる。

【００７４】また、カメラ制御ＣＰＵ２０はライブビュ
ー表示の際にもコントラストＡＦを行う。ここで行うコ
ントラストＡＦ方式とは、画像メモリ６１に記憶された
画像データを読み出し、その画像のＡＦ評価値（コント
ラスト）を求めるとともに、そのＡＦ評価値が最大とな
るようにフォーカスモータ３６を駆動してフォーカスレ
ンズを移動させ、焦点合わせを行うオートフォーカス方
式である。その際、コントラストが最大となるようにす
るための制御方法としては山登り方式等の公知の技術を
用いることができる。

【００７５】つぎに、シャッターボタン２４ａが半押し
されると、ステートＳ６とほぼ同様の状態であるが、露
光量調節や、より精密なコントラストＡＦが行われる
（ステートＳ７）。ここでの露光量調節は、絞りドライ
バー２１による絞りと、ＣＣＤ３０３の露光量、すなわ
ち、シャッタスピードに相当する撮像センサ８の電荷蓄
積時間を調節して行なわれる。また、コントラストＡＦ
についてはフォーカスレンズの移動ステップを、ステー
トＳ６におけるより細かなものとすることにより、より
精密なピント合わせを行うものである。これにより、よ
り正確なフレーミングが行える。

【００７６】これに引き続いてシャッターボタン２４ａ
が全押しされると、コントラストＡＦのもとに撮影動作
が実行される（ステートＳ８）。撮影動作としては前述
のようにフォーカルプレーンシャッター７が所定のスピ
ードで開閉し、撮影レンズ部４からの光学像がそのまま
撮像センサ８に結像され、その出力である画像データは
画像メモリ６１に保存される。また、その画像データは
画像処理部４０に取り出され、前述の画像処理を施され
た後、再び画像メモリ６１に保存される。さらに、その
画像データはメモリカード６２へも記録される。

【００７７】撮影動作が終了すると再びステートＳ６に
戻り、次の撮影が可能な状態となる。

【００７８】なお、ステートＳ６の状態でＬＣＤボタン
３１を押すと、表示部１６がオフ、したがってライブビ
ュー表示がオフされるとともに、前述のステートＳ１の
光学ファインダーによる撮影モードに移行する。

【００７９】以上がデジタルスチルカメラ１の状態遷移
および動作である。

【００８０】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、一眼レフタイプのデジタルスチルカメラにおい
て、位相差ＡＦ方式による位相差検出信号に基づいたレ
ンズ駆動を行った後に、コントラストＡＦ方式による評
価値に基づいたレンズ駆動を行うように構成されてい
る。このため、位相差ＡＦ方式によって短時間でほぼ合
焦状態とすることができ、さらにコントラストＡＦ方式
によって高精度な合焦状態を実現することが可能となっ
ている。したがって、この実施の形態におけるデジタル
スチルカメラにおいては、高精度かつ効率的に合焦状態
を実現することが可能である。

【００８１】また、露出制御が完了した後に、ＡＦ評価
値に基づいてレンズ駆動を行うように構成されているの
で、実際の撮影時と同条件で得られる評価値に基づいて
撮像レンズの駆動を行うことができるため、より高精度
な合焦状態を実現することができる。

【００８２】また、露出制御と並行して、位相差検出信
号に基づくレンズ駆動を行うことで、デジタルスチルカ
メラにおける効率的な動作、特に効率的なレンズ駆動を
行うことが可能となっている。

【００８３】さらに、撮像レンズが望遠撮影のために用
いられるレンズである場合に、位相差検出信号に基づい
くレンズ駆動を行った後に、ＡＦ評価値に基づくレンズ
駆動を行うように構成されているので、効率的に合焦状
態を実現することができる。

【００８４】＜３．変形例＞上記実施の形態においてデ
ジタルスチルカメラの例を示したが、この発明はこれに
限定されるものではない。

【００８５】例えば、上記実施の形態では、光学ファイ
ンダーによる撮影モードにおいてシャッターボタンを全
押しすると３コマ連写が行われ、そのうち、ピントが最
良の状態で撮影を行うものとしたが、山登り方式等の通
常のコントラストＡＦ方式のもとに通常の１コマ分の撮
影を行うものとしてもよい。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、位相差検出信号に基づいて撮像レンズを
駆動させた後に、評価値に基づいて撮像レンズを駆動す
ることで、合焦位置を撮像面に一致させるように構成さ
れるため、比較的安価に、高精度かつ効率的に合焦状態
とすることが可能になる。

【００８７】請求項２に記載の発明によれば、露出制御
手段による露出制御が完了した後に、評価値に基づいた
撮像レンズの駆動を行うため、実際の撮影時と同条件で
得られる評価値に基づいて撮像レンズの駆動を行うこと
ができるため、より高精度な合焦状態を実現することが
できる。

【００８８】請求項３に記載の発明によれば、露出制御
手段による露出制御と並行して、位相差検出信号に基づ
いた撮像レンズの駆動を行うため、効率的なレンズ駆動
を行うことができる。

【００８９】請求項４に記載の発明によれば、撮像レン
ズが望遠撮影のために用いられるレンズである場合に、
位相差検出信号に基づいて撮像レンズを駆動させた後
に、評価値に基づいて撮像レンズを駆動するように構成
されるため、効率的に合焦状態を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態であるデジタルスチルカ
メラにおける主要機構部分の概略構成図である。

【図２】撮影時の主要機構部分の動作状態図である。

【図３】デジタルスチルカメラの制御系を示すブロック
図である。

【図４】デジタルスチルカメラの背面の様子を示す図で
ある。

【図５】デジタルスチルカメラの撮影モードにおける状
態遷移図である。

【図６】３コマ連写におけるフォーカスレンズ位置を説
明するための図である。

【符号の説明】

１デジタルスチルカメラ８撮像センサ（撮像素子）９ファインダー相当部位１０フォーカシングスクリーン１１ペンタ形プリズム１２リレーレンズ１３接眼部１５測距センサ（位相差方式ＡＦ検出手段）１６表示部１７アクチュエータ１９撮像ユニット２０カメラ制御ＣＰＵ（評価値算出手段、露出制御手
段、制御手段）２１絞りドライバ２３ミラー／撮像ユニット駆動回路２４ａシャッターボタン３１ＬＣＤボタン３４メニューボタン３６フォーカスモータＭ１クイックリターンミラーＭ２ミラーＭ３固定ミラー

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） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ (72)発明者森本康裕大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H011 BA21 BA31 2H051 BA02 BA47 CE14 DA02 EB13 5C022 AA13 AB02 AB27 AB28 AB66 AC42 AC54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルスチルカメラであって、被写体からの光を撮像レンズを介して所定の撮像面で受
光し、被写体像を光電変換して撮像画像を生成する撮像
素子と、前記撮像画像から得られる撮像画像に基づいて前記被写
体像のコントラストに応じた所定の評価値を求める評価
値算出手段と、前記被写体からの光を受光して、前記被写体像の合焦位
置に応じた位相差検出信号を発生させることにより、合
焦位置を検出する位相差方式ＡＦ検出手段と、前記評価値算出手段で得られる前記評価値、または前記
位相差方式ＡＦ検出手段で得られる前記位相差検出信
号、に基づいて前記撮像レンズを駆動して合焦位置を移
動させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記位相差検出信号に基づいて前記撮
像レンズを駆動させた後に、前記評価値に基づいて前記
撮像レンズを駆動することで、前記合焦位置を前記撮像
面に一致させる特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２】請求項１に記載のデジタルスチルカメラ
において、所定の露出演算を行って撮影時における適正露出値を求
め、前記適正露出値に基づいて露出制御を行う露出制御
手段をさらに備え、前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御
が完了した後に、前記評価値に基づいた前記撮像レンズ
の駆動を行うことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項３】請求項２に記載のデジタルスチルカメラ
において、前記制御手段は、前記露出制御手段による前記露出制御
と並行して、前記位相差検出信号に基づいた前記撮像レ
ンズの駆動を行うことを特徴とするデジタルスチルカメ
ラ。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載のデジタルスチルカメラにおいて、前記制御手段は、前記撮像レンズが望遠撮影のために用
いられるレンズである場合に、前記位相差検出信号に基
づいて前記撮像レンズを駆動させた後に、前記評価値に
基づいて前記撮像レンズを駆動するように構成されるこ
とを特徴とするデジタルスチルカメラ。