JP2003107325A

JP2003107325A - カメラ

Info

Publication number: JP2003107325A
Application number: JP2001302280A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Watanabe; 利巳渡邉; Hideomi Hibino; 秀臣日比野; Toshiaki Maeda; 敏彰前田; Masa Ota; 雅太田
Original assignee: Nikon Corp; Nikon Gijutsu Kobo KK
Current assignee: Nikon Corp; Nikon Gijutsu Kobo KK
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】コントラスト法により合焦動作を行うカメラ
において、合焦後、必要最小限の再起動を行わせること
によりバッテリ消費の低減を図ることができるカメラの
提供。【解決手段】コンティニュアスＡＦモード時に繰り返
し合焦動作を行うとき、再起動の時間間隔と再起動が行
われる際の焦点評価値の基準変化量とを撮影条件やカメ
ラ状態等に応じて設定する。設定の仕方としては、再起
動を行ってＡＦ動作を頻繁に行う必要の無い場合には、
再起動時時間間隔を長くしたり焦点評価値の再起動レベ
ルを下げたりする。例えば、最初の合焦動作後に計時を
開始するタイマの経過時間が長くなるにつれて、再起動
時間間隔を長くしたり、再起動の評価値レベルを下げた
りする。その他の撮影条件としては、撮影モード、絞り
値、レンズの開放Ｆ値などがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子の撮像信
号を用いてコントラスト法により合焦動作を行うカメラ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラのＡＦ方式の一つとしてコ
ントラスト方式と呼ばれるものがある。この方式では、
被写体をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、フォーカスエリ
ア内の撮像信号を用いて合焦位置を決定する。エリア内
の撮像信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通して、
所定空間周波数帯域の成分を取り出す。そして、それら
の絶対値をエリア内で積分することにより、合焦動作を
行わせる際の焦点評価値を求める。この焦点評価値はコ
ントラストの大小を表しており、焦点評価値がピークと
なったところが最もコントラストが高い。

【０００３】すなわち、ピーク位置が合焦位置になって
いる。このピークを探す際には、従来から知られている
山登り合焦動作という動作を行ってピークを見つける。
ところで、レリーズボタンの半押しに関係なく常にＡＦ
動作が行われるコンティニュアスＡＦモードでは、所定
時間間隔で山登り合焦動作を行わせて、常に被写体にピ
ントが合うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、山登り
合焦動作では、レンズを駆動して焦点評価値を算出し、
その焦点評価値がピークであるかを判定し、ピークでな
かった場合には同様の動作を再び繰り返す。このよう
な、山登り合焦動作を所定時間間隔で頻繁にくり返す
と、バッテリの消耗が問題となる。

【０００５】本発明の目的は、撮像素子の撮像信号を用
いてコントラスト法により合焦動作を行うカメラにおい
て、バッテリ消費の低減を図ることができるカメラを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるカメラは、
撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、撮
像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を
算出する評価値演算手段と、焦点評価値に基づいて前記
撮影レンズの合焦動作を行う合焦動作手段と、合焦動作
の終了から所定時間が経過したか否かを判定する判定手
段と、判定手段により前記所定時間が経過したと判定さ
れると前記合焦動作手段による合焦動作を行わせる再起
動手段と、所定時間を変更する時間変更手段とを備えて
上述の目的を達成する。また、変更手段による変更の際
の時間変更条件を決定する決定手段を設けて、決定手段
により決定された時間変更条件に基づいて所定時間を変
更するようにしても良い。さらに、合焦動作終了後に算
出される焦点評価値が、合焦動作終了時の焦点評価値に
対して所定値以上変化したか否かを検出する評価値検出
手段を設け、判定手段により所定時間が経過したと判定
された場合および検出手段により所定値以上の変化を検
出した場合のいずれか早い方の場合に、合焦動作を行わ
せるようにしても良い。本発明によるカメラは、撮影レ
ンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子
から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を算出す
る評価値演算手段と、焦点評価値に基づいて撮影レンズ
の合焦動作を行う合焦動作手段と、合焦動作終了後に、
評価値演算手段により算出される焦点評価値が、合焦動
作終了時の焦点評価値に対して所定値以上変化したか否
かを所定時間毎に判定する判定手段と、判定手段により
所定値以上変化したと判定されると合焦動作手段による
合焦動作を行わせる再起動手段と、所定時間を変更する
時間変更手段とを備えて上述の目的を達成する。さら
に、変更手段による変更の際の時間変更条件を決定する
決定手段を備え、その決定手段により決定された時間変
更条件に基づいて所定時間を変更するようにしても良
い。時間変更条件としては、最初の合焦動作の終了によ
り計時を開始するタイマの所定計時時間に対して、所定
計時時間が経過した後は所定計時時間が経過する前より
も所定時間をより長くするような条件でも良いし、撮影
条件またはカメラ状態に応じて所定時間を設定するよう
な条件でも良い。また、撮影条件として撮影レンズの焦
点距離を選び、焦点距離が長いほど所定時間を長くする
ようにしても良い。撮影条件として被写体動作の速いス
ポーツ撮影モードを選択した場合には、通常撮影モー
ド，遠景撮影モード，人物撮影モード，接写モードおよ
び夜景撮影モードを選択した場合よりも所定時間を短く
するようにする。他の撮影条件としては、絞りの絞り
値，被写体の輝度，撮像素子の記録画素数、撮影レンズ
の開放Ｆ値があり、また、カメラ状態としてはカメラ駆
動用バッテリの電圧がある。絞り値や開放Ｆ値が大きい
場合，記録画素数が少ない場合および輝度やバッテリ電
圧が低い場合には所定時間を長くする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態によ
るＡＦ(オートフォーカス)デジタルカメラの機能ブロッ
ク図である。１０１は交換式の撮影レンズであり、撮影
レンズ１０１は開放Ｆ値等に関するレンズ情報が記憶さ
れたＲＯＭ（不図示）を備えている。撮影レンズ１０１
をカメラ本体のレンズマウント（不図示）に装着する
と、本体側の検出器１２１によりレンズ情報が読み出さ
れ、記憶部１１２３に記憶される。なお、撮影レンズ１
０１はズームレンズであり、焦点位置調節を行うための
フォーカシングレンズと焦点距離を変えるための変倍レ
ンズとを有している。撮影レンズ１０１はドライバ１１
３により駆動される。すなわち、ドライバ１１３は、ズ
ームレンズのズーム駆動機構およびその駆動回路と、フ
ォーカシングレンズのフォーカス駆動機構およびその駆
動回路とを備えており、それぞれＣＰＵ１１２により制
御される。

【０００８】撮影レンズ１０１は撮像素子１０３の撮像
面上に被写体像を結像する。撮像素子１０３は撮像面上
に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号を出力
する光電変換撮像素子であり、ＣＣＤ型やＭＯＳ型の固
体撮像素子が用いられる。撮像素子１０３は信号取り出
しのタイミングをコントロールするドライバ１１５によ
り駆動される。撮影レンズ１０１と撮像素子１０３との
間には絞り１０２が設けられている。絞り１０２は、絞
り駆動機構とその駆動回路を備えたドライバ１１４によ
り駆動される。固体撮像素子１０３からの撮像信号はア
ナログ信号処理回路１０４に入力され、アナログ信号処
理回路１０４において相関二重サンプリング処理（ＣＤ
Ｓ処理）等の処理が行われる。アナログ信号処理回路１
０４で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３５によ
りアナログ信号からデジタル信号に変換される。

【０００９】Ａ／Ｄ変換された信号はデジタル信号処理
回路１０６において輪郭補償やガンマ補正などの種々の
画像処理が施される。デジタル信号処理回路１０６に
は、ゲイン制御回路、ＡＥ用積算回路、輝度信号生成回
路、および色差信号生成回路などの信号処理回路が含ま
れている。バッファメモリ１０５は撮像素子１０３で撮
像された複数フレーム分のデータを記憶することができ
るフレームメモリであり、Ａ／Ｄ変換された信号は一旦
このバッファメモリ１０５に記憶される。デジタル信号
処理回路１０６ではバッファメモリ１０５に記憶された
データを読み込んで上述した各処理を行い、処理後のデ
ータは再びバッファメモリ１０６に記憶される。

【００１０】ＣＰＵ１１２はデジタル信号処理回路１０
６およびドライバ１１３〜１１５等と接続され、カメラ
動作のシーケンス制御を行う。ＣＰＵ１１２のＡＥ演算
部１１２１では撮像素子１０３からの画像信号に基づい
て自動露出演算を行い、ＡＷＢ演算部１１２２ではホワ
イトバランス調整係数の演算が行われる。２種類のバン
ドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４Ａ，１１２４Ｂは、
撮像領域に設けられた焦点検出エリア内の撮像信号に基
づいて、各々の特性に応じた帯域の高周波成分を抽出す
る。なお、複数の焦点検出エリアが設定されている場合
には、各エリア内の信号が順に読み出され、各エリア内
毎の抽出処理がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４
Ａ，１１２４Ｂによって行われる。以下では焦点検出エ
リアが一つの場合を例に説明する。

【００１１】ＢＰＦ１１２４Ａ，１１２４Ｂの出力はそ
れぞれ評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂに入力さ
れ、各評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂにおいて高
周波成分の絶対値を積分することにより焦点評価値が各
々算出される。ＡＦ演算部１１２６はこれらの焦点評価
値に基づいてコントラスト法によりＡＦ演算を行う。Ｃ
ＰＵ１１２はＡＦ演算部１１２６の演算結果を用いて撮
影レンズ１０１のフォーカシングレンズ位置を調整し、
合焦動作を行わせる。ＣＰＵ１１２に接続された操作部
１１６には、カメラの電源をオン・オフするための電源
スイッチ１１６１、レリーズボタンに連動してオンオフ
する全押しスイッチ１１６２および半押しスイッチ１１
６３、撮影モード等を選択するための設定ボタン１１６
４が設けられている。設定ボタン１１６４で設定される
撮影モードには、後述する通常撮影モード，遠景撮影モ
ード，人物撮影モード，スポーツ撮影モード，接写モー
ドおよび夜景撮影モードなどがある。これらのスイッチ
やボタンを操作すると、その操作に応じた信号がＣＰＵ
１１２に入力される。

【００１２】１１９はバッテリであり、その電圧は電圧
検出部１２０により検出される。１１８はシャッタ１１
７を駆動するドライバである。また、ＡＦ用補助光１２
２は低輝度時に被写体を照明する。ＣＰＵ１１２は各種
データが記憶される記憶部１１２３とタイマ１１２７と
を有している。タイマ１１２７は一般的に半押しタイマ
と呼ばれるものであり、レリーズボタンの半押し操作が
解除されたとき、および、後述するように電源オン後の
最初の合焦の後にカウントを開始する。

【００１３】デジタル信号処理回路１０６で各種処理が
施された画像データは、一旦バッファメモリ１０５に記
憶された後に、記録・再生信号処理回路１１０を介して
メモリカード等の外部記憶媒体１１１に記録される。画
像データを記憶媒体１１１に記録する際には、一般的に
所定の圧縮形式、例えば、ＪＰＥＧ方式でデータ圧縮が
行われる。記録・再生信号処理回路１１０では、画像デ
ータを外部記録媒体１１１に記録する際のデータ圧縮お
よび記憶媒体１１１から圧縮された画像データを読み込
む際のデータ伸長処理を行う。記録・再生信号処理回路
１１０には記憶媒体１１１とデータ通信を行うためのイ
ンタフェースも含まれている。

【００１４】モニタ１０９は撮像された被写体画像を表
示するための液晶表示装置であり、記憶媒体１１１に記
録されている画像データを再生表示にも用いられる。モ
ニタ１０９に画像を表示する場合には、バッファメモリ
１０５に記憶された画像データを読み出し、Ｄ／Ａ変換
器１０８によりデジタル画像データをアナログ映像信号
に変換する。そして、そのアナログ映像信号を用いてモ
ニタ１０９に画像を表示する。

【００１５】撮像素子１０３で撮像された被写体画像の
モニタ１０９への表示形態には２つの形態がある。一つ
は、レリーズ操作が行われないときの表示形態であり、
撮像素子１０３で繰り返し撮像される被写体画像を逐次
更新表示するスルー画と呼ばれる表示形態である。もう
一つは、カメラのレリーズ操作後に、撮像素子１０３で
撮像された被写体画像を所定時間表示するフリーズ画と
呼ばれる表示形態である。

【００１６】コントラスト法では、像のボケの程度とコ
ントラストとの間には相関があり、焦点が合ったときに
像のコントラストは最大になることを利用して焦点合わ
せを行う。コントラストの大小は撮像信号の高周波成分
の大小により評価することができる。すなわち、ＢＰＦ
１１２４Ａ，１１２４Ｂにより撮像信号の高周波成分を
抽出し、評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂで高周波
成分の絶対値を積分したものを焦点評価値とする。この
焦点評価値は、合焦してコントラストが最大となったと
きに最大値となる。前述したように、ＡＦ演算部１１２
６はこの焦点評価値に基づいてＡＦ演算を行う。ＣＰＵ
１１２はＡＦ演算部１１２６の演算結果を用いて撮影レ
ンズ１０１のフォーカシングレンズ位置を調整し、合焦
動作を行わせる。

【００１７】《動作説明》次いで、図２〜１０のフロー
チャートに基づいてカメラの動作を説明する。図１の電
源スイッチ１１６１がオンされると、図２に示すフロー
の処理が開始される。ステップＳ１００では、ＣＣＤ１
０３の撮像信号に含まれるノイズの測定が行われる。図
９および図１０は、ステップＳ１００で行われる処理の
具体例を示したものである。図９は第１の例であり、ス
テップＳ１００１で図１のシャッタ１１７を閉じた後
に、Ｓ１００２において撮像を行う。このとき、被写体
光はシャッタ１１７に遮られてＣＣＤ１０３上に入射し
ないが、ＣＣＤ１０３からは暗電流等による微小なノイ
ズ信号が出力される。そして、ＣＣＤ１０３から出力さ
れた信号に基づく焦点評価値が算出され、その算出結果
は記憶部１１２３に記憶される。これをノイズレベルΔ
Ｓと呼ぶ。その後、ステップＳ１００３においてシャッ
タ１１７を開く。

【００１８】図１０に示す第２の例は、カメラの調整時
にノイズレベルを測定する場合を示している。ステップ
Ｓ１１０１においてシャッタ１１７を開く。ステップＳ
１１０２で撮影し、焦点評価値（ノイズレベル）を算出
する。算出されたノイズレベルは記憶部１１２３に記憶
される。その後、ステップＳ１１０３においてシャッタ
１１７を閉じる。

【００１９】上述したステップＳ１１０３で算出された
焦点評価値は、焦点評価値に対するノイズレベルといえ
る。図１１の曲線Ｌ０はフォーカシングレンズの各レン
ズ位置に対する焦点評価値を示しており、算出された焦
点評価値にはノイズレベルΔＳが含まれている。以下で
は、算出された焦点評価値からノイズレベルΔＳを差し
引いたものが実際の焦点評価値として採用される。この
ように、焦点評価値からノイズレベルを除去することに
より、より正確な合焦動作を行うことができる。

【００２０】図２に戻って、ステップＳ１０１では、Ｃ
ＣＤ１０３からの撮像信号の読み出し、およびＡ／Ｄ変
換器１３５による撮像信号のＡ／Ｄ変換が行われる。さ
らに、デジタル信号処理回路１０６からバッファメモリ
１０５へ取り込み、ＡＥ演算が行われる。ステップＳ１
０２では、ＡＥ演算部１１２１により算出された被写体
輝度が所定レベル以下か否かを判定する。つまり、低輝
度か否かを判定する。ステップＳ１０２において被写体
輝度が所定レベル以下と判定されるとステップＳ１０３
へ進み、被写体輝度が所定レベルより高いと判定される
とステップＳ１０８へ進む。

【００２１】ステップＳ１０２からステップＳ１０３進
んだ場合には、ステップＳ１０３においてゲイン設定が
上限値か否かを判定する。ここのゲインとは、デジタル
信号処理回路１０６内でＡ／Ｄ出力に掛け合わされるも
のである。ステップＳ１０３においてゲイン設定が上限
値でないと判定されるとステップＳ１０４へ進み、ゲイ
ン設定を１段階上げる。例えば、ＩＳＯ感度が１００に
設定されていた場合には、１段階上げて感度を２００に
設定する。その後、ステップＳ１０４からステップ１０
２に戻って、ゲイン設定変更後の被写体輝度が所定レベ
ル以下か否かを判定する。一方、ステップＳ１０３にお
いてゲイン設定が上限値であると判定されると、すなわ
ちＩＳＯ感度の最終段（例えば、８００）であると判定
されると、ステップＳ１０６においてＡＦ用補助光１２
２を点灯する。なお、補助光点灯は合焦動作が終了する
まで継続される。

【００２２】続くステップＳ１０６では、ＣＣＤ１０３
から出力される撮像信号のフレームレート設定が下限値
であるか否かを判定する。ステップＳ１０６で下限値で
あると判定されるとステップＳ１０８へ進み、下限値で
ないと判定されるとステップＳ１０７へ進む。ステップ
Ｓ１０７に進んだ場合には、ステップＳ１０７でフレー
ムレートを１段階下げた後に、ステップＳ１０２へ戻
る。すなわち、被写体輝度が低いので、ステップＳ１０
７においてフレームレートを下げてＣＣＤ１０３の蓄積
時間を長くする。ゲイン設定と同様に、フレームレート
設定に関しても複数の設定が予め用意されている。ステ
ップＳ１０８では、フォーカシングレンズの絶対位置を
フォトカプラ等で検出してレンズの基準位置を決定す
る。

【００２３】本実施の形態のカメラでは、半押しスイッ
チ１１６３が半押しされた場合にのみＡＦ動作が行わ
れ、いったん合焦すると半押しが解除されるまでその合
焦状態を保持するシングルＡＦモード（Ｓ−ＡＦ）と、
半押しに関係なく常にＡＦ動作が行われるコンティニュ
アスＡＦモード（Ｃ−ＡＦ）とを備えている。これらの
モードの切換は図１の設定ボタン１１６４を操作するこ
とにより行われる。ステップＳ１０９では、カメラ設定
がＣ−ＡＦかＳ−ＡＦかを判定し、Ｓ−ＡＦと判定され
るとステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では半
押しか否かが判定され、半押しと判定されないとステッ
プＳ１０９へ戻り、半押しと判定されるとステップＳ１
１１へ進む。一方、ステップＳ１０９でＣ−ＡＦと判定
されるとステップＳ１１１へ進む。続くステップＳ１１
１でフォーカシングレンズを初期位置に移動したなら
ば、図３のステップＳ１１２へと進む。初期位置として
は、無限側最端位置や至近側最端位置が選ばれる。

【００２４】図３のステップＳ１１２からステップＳ１
１５までの処理では、レンズ位置全域における焦点評価
値のサンプリングを行う。まず、ステップＳ１１２で
は、撮影レンズ１０１のフォーカシングレンズの移動を
開始する。本実施の形態では、レンズ位置を無限遠側最
端位置から至近側最端位置へと移動させる。ステップＳ
１１３では、焦点検出エリア内の撮像信号に関してＢＰ
Ｆ１１２４Ａで処理した信号によるエリア内積分を評価
値演算部１１２５Ａで行い、ＢＰＦ１１２４Ｂで処理し
た信号によるエリア内積分を評価値演算部１１２５Ｂで
行う。それらの結果はサンプリング時のレンズ位置と対
で記憶部１１２３にそれぞれ記憶される。ステップＳ１
１４では、レンズ位置が至近側最端位置となったか否か
を判定する。ステップＳ１１４で至近側最端位置と判定
されると、ステップＳ１１５へ進みレンズ駆動を停止す
る。一方、ステップＳ１１４で至近側最端位置でないと
判定されるとステップＳ１１３へ戻り、再び焦点評価値
の演算と記憶を行う。したがって、ステップＳ１１２〜
Ｓ１１５の処理により、フォーカシングレンズの至近側
最端←→無限側最端位置間のサンプル位置毎に焦点評価
値が記憶部１１２３に記憶される。

【００２５】ステップＳ１１６では、算出された各焦点
評価値に対して、所定の重み付け処理を行う。図１２，
１３は重み付けの一例を示す図である。図１２は重み付
けの曲線を示す図であり、横軸はレンズ位置を示し、縦
軸は重みを示している。横軸の原点側が無限遠側であ
り、横軸正方向が至近側である。図１２の重み付け曲線
は至近側最端の被写体を優先するようなＡＦモードに関
するものであり、至近側最端位置の重みを１とし、無限
遠側になるほど重みが小さくなるような直線になってい
る。

【００２６】図１２に示す重み付けを図１３の曲線Ｌ１
で示すような焦点評価値に対して行うと、曲線Ｌ２のよ
うな焦点評価値に補正される。なお、焦点評価値はとび
とびのデータなので、補間により曲線Ｌ１，Ｌ２を推定
する。曲線Ｌ１，Ｌ２はともに２つのピークを有してお
り、曲線Ｌ１の無限遠側ピークＰ２の焦点評価値は至近
側のピークＰ１よりも大きくなっている。一方、重み付
け後の焦点評価値曲線Ｌ２では、至近側のピークＰ１１
の焦点評価値の方が無限遠側ピークＰ１２よりも大きく
なっている。そのため、焦点評価値が最大となるレンズ
位置を合焦位置に選ぶと、至近側のピークＰ１１が選択
されることになる。このように、図１２の重み付け曲線
は、ポートレートや接写撮影などの至近撮影に適した重
み付けになっている。

【００２７】図１４の重み付け曲線は他の例を示したも
のであり、遠景撮影モードのときの重み付け曲線であ
る。重み付け曲線はレンズ位置ｘ１を境にして階段状に
変化しており、レンズ位置ｘ１よりも無限遠側の重みに
対して至近側の重みが小さくなっている。さらに、図１
５は閃光装置を使用する閃光撮影モードの場合の重み付
け曲線を示しており、遠景撮影モードとは逆にレンズ位
置ｘ２を境にして至近側の重みを大きくしたものであ
る。レンズ位置ｘ２は閃光装置のガイドナンバに依存
し、照明光の到達距離に応じて設定される。

【００２８】図３に戻り、ステップＳ１１７では、ＢＰ
Ｆ１１２４Ａを用いた場合の焦点評価値Ａが合焦動作可
能な下限値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ
１１７で下限値より大きいと判定されるとステップＳ１
１８へ進み、下限値以下であると判定されるとステップ
Ｓ１２１へ進む。ステップＳ１１７からステップＳ１２
１へ進んだ場合には、ステップＳ１２１においてＢＰＦ
１１２４Ｂを用いた場合の焦点評価値Ｂが合焦動作可能
な下限値よりも大きいか否かを判定する。ＢＰＦ１１２
４Ｂは、ＢＰＦ１１２４Ａとは中心周波数あるいは帯域
幅等の設定が異なっている。ステップＳ１２１で下限値
よりも大きいと判定されるとステップＳ１１８へ進み、
下限値以下であると判定されるとステップＳ１２２へ進
む。ステップＳ１２２では、焦点評価値Ａ，Ｂのいずれ
の場合も下限値以下であるので被写体が低コントラスト
であると判断し、フォーカシングレンズを予め定められ
たレンズ位置に移動する。

【００２９】ステップＳ１１７またはステップＳ１２１
からステップＳ１１８へ進んだ場合には、下限値を越え
る焦点評価値ＡまたはＢに基づいて最至近ピークを選択
する。例えば、評価値が図１３の曲線Ｌ２のような場合
には、ピークＰ１１のレンズ位置が最至近ピークとして
選択される。ステップＳ１１９では、ステップＳ１１８
で選択された最至近ピークのレンズ位置にフォーカシン
グレンズを移動する。レンズ移動後、ステップＳ１２０
ではレンズ移動後の焦点評価値を求め、合焦状態にある
ことを再確認する。

【００３０】次いで、図４のステップＳ１２３では、カ
メラのＡＦモード設定がＣ−ＡＦかＳ−ＡＦかを判定す
る。ステップＳ１２３においてＣ−ＡＦと判定されると
図５のステップＳ１３０へ進み、Ｓ−ＡＦと判定される
とステップＳ１２４へ進む。まず、Ｓ−ＡＦの場合、す
なわちステップＳ１２３からステップＳ１２４へ進んだ
場合について説明する。ステップＳ１２４では、ステッ
プＳ１２０で確認された合焦位置にＡＦロックする。

【００３１】ステップＳ１２４でＡＦロックしたなら
ば、続くステップＳ１２５でレリーズ許可状態を表すフ
ラグをセットする。ステップＳ１２６では、半押しスイ
ッチ１１６３がオンか否かを判定し、半押し状態が継続
されていてＹＥＳと判定されるとステップＳ１２７へ進
み、半押し状態が解除されてＮＯと判定されるとステッ
プＳ１２９へ進む。ステップＳ１２６からステップＳ１
２７へ進んだ場合には、ステップＳ１２７において全押
しスイッチ１１６２がオンか否かを判定する。ステップ
Ｓ１２７でＹＥＳと判定されると、ステップＳ１２８へ
進んで撮影動作を行った後にステップＳ１２３へ戻る。
一方、ステップＳ１２６からステップＳ１２９へ進んだ
場合には、ステップＳ１２９においてＡＦモード設定が
Ｃ−ＡＦかＳ−ＡＦかを判定する。ステップＳ１２９で
Ｃ−ＡＦと判定されるとステップＳ１２３へ戻り、Ｓ−
ＡＦと判定されると図２のステップＳ１０９へ戻る。

【００３２】次に、カメラがＣ−ＡＦに設定されていて
ステップＳ１２３から図５のステップＳ１３０に進んだ
場合について説明する。ステップＳ１３０では、図１の
タイマ１１２７のカウントを開始する。次いで、ステッ
プＳ１３１ではフォーカシングレンズの駆動を停止す
る。ステップＳ１３２では、半押しスイッチ１１６３が
オンされたか否かを判定する。ステップＳ１３２におい
て判押しスイッチ１１６３がオンされたと判定されると
ステップＳ１３３へ進み、半押しされていないと判定さ
れるとステップＳ１３８へ進む。

【００３３】半押しスイッチ１１６３がオフのままでス
テップＳ１３２からステップＳ１３８へ進んだ場合に
は、ステップＳ１３８において再起動の時間間隔と再起
動が行われる際の焦点評価値の基準変化量とを撮影条件
やカメラ状態等に応じて設定する。条件としては以下の
(a)〜(h)に示すようなものがあるが、基本的な考え方と
しては、再起動を行ってＡＦ動作を頻繁に行う必要の無
い条件においては、時間間隔および基準変化量を大きく
設定する。その結果、再起動を頻繁に行うことによるバ
ッテリの消耗を低減することができる。(a)〜(h)の設定
は、これらを全て採用してもよいし、任意に選んで設定
しても良い。

【００３４】(a)撮影モード例えば、被写体の動きがほとんど無いか少ない遠景撮影
モードや人物撮影モードでは、焦点評価値のピーク位置
の変化は非常に少ないので時間間隔や基準変化量を通常
撮影モードよりも大きく設定する。逆に、被写体の動き
の速いスポーツ撮影モードの場合には、焦点評価値のピ
ーク位置が大きく変化しやすいので時間間隔および基準
変化量を通常撮影モードよりも小さく設定して再起動が
頻繁に行われるようにする。また、接写モードや夜景撮
影モードでは時間間隔や基準変化量を通常撮影モードよ
りも大きく設定する。

【００３５】(b)絞り１０２の絞り値絞り径が小さくなるほど、すなわち、絞り値を大きくす
るほど被写界深度が大きくなるので、絞り値が大きいほ
ど時間間隔や基準変化量を大きく設定する。 (c)被写体輝度被写体輝度が小さくなるほど時間間隔および基準変化量
を大きく設定する。例えば、被写体輝度が所定値より小
さくなった場合に、時間間隔や基準変化量を大きく設定
する。

【００３６】(d)記録画素数ＣＣＤ１０３から撮像信号を取り出す際には、全ての画
素の信号を取り出して画像処理する場合と、画素を間引
いて取り出す場合とがある。画素を間引いた場合の記録
画素数は、ＣＣＤ１０３のフルサイズの画素数よりも少
なくなる。例えば、フルサイズの画素数が２０４８×１
５３６であった場合、間引くことにより記録画素数を１
０２４×７６８（ＸＧＡサイズ）としたり６４０×４８
０（ＶＧＡサイズ）としたりすることができる。そこ
で、精細度の落ちる記録画素数が少ない場合は、時間間
隔や基準変化量を大きく設定する。また、記録画素数と
は別に圧縮率に応じて時間間隔や基準変化量を設定して
も良い。例えば、圧縮率が高い場合は低い場合に比べて
時間間隔や基準変化量を大きく設定する。

【００３７】(e)バッテリ電圧バッテリ電圧が低くなるほど時間間隔および基準変化量
を大きく設定する。例えば、バッテリ電圧が所定値より
小さくなった場合に、時間間隔や基準変化量を大きく設
定してバッテリの消耗を抑制する。

【００３８】(f)撮影レンズ１０１の開放Ｆ値撮影レンズ１０１のズーム動作を行うとそれにつれて開
放Ｆ値も変化するので、開放Ｆ値が大きい程時間間隔や
基準変化量を大きく設定する。単焦点レンズの場合も、
レンズ毎に開放Ｆ値が異なるので、装着されたレンズの
Ｆ値に応じて時間間隔や基準変化量を変える。なお、レ
ンズ一体型のカメラの場合も同様である。

【００３９】(g)レンズの焦点距離レンズの焦点距離が長ければ長いほど時間間隔を短くす
る。 (h)タイマ１１２７により計時される経過時間経過時間が長くなるほど時間間隔や基準変化量を大きく
設定する。

【００４０】以下では、タイマ１１２７の経過時間に応
じて時間間隔と再起動レベルとを設定する場合を例に説
明する。図１６は、経過時間と再起動時間間隔との関係
を示す図である。例えば、経過時間が３０秒未満の場合
には時間間隔は１秒に設定され、経過時間が３０秒以上
６０秒未満の場合には時間間隔は２秒に設定される。同
様にして経過時間が３０秒長くなる毎に時間間隔が１秒
長くなる。すなわち、経過時間が長くなるにつれて再起
動の頻度が少なくなる。また、図１７は経過時間と評価
値変化量との関係を示す図である。経過時間ｔ１以後の
基準変化量Δａ２は、経過時間ｔ１未満の場合の基準変
化量Δａ１よりも大きく設定される。そのため、経過時
間ｔ１以後の方が再起動され難くなる。なお、図１８に
示すように、基準変化量Δａ（＝Δａ１，Δａ２）は合
焦時ピーク値ｙに対して、Δａ＝Ｋ１・ｙのように設定
される。Ｋ１は、Ｋ１＜１なる定数である。

【００４１】次いで、ステップＳ１３９では再起動が必
要か否かを判定する。この判定方法の例を図６〜図８に
示す。図６に示す例では、図１６に示した再起動時間間
隔Δｔが経過したか否かにより、再起動が必要か否かを
判定する。ステップＳ１３９においてΔｔが経過してい
ないと判定されるとステップＳ１３１へ戻り、Δｔが経
過したと判定されるとステップＳ１４０へ進む。図７に
示す例では、図５のステップＳ１３９はステップＳ１３
９１およびステップＳ１３９２という２つの処理から成
る。焦点評価値の算出はＣＣＤ１０３から出力される信
号に基づいて常時行われており、ステップＳ１３９１で
は、常時算出される焦点評価値が記憶部１１２３に記憶
された焦点評価値ピークに対して基準変化量Δａ以上変
化したか否かを判定する。

【００４２】図１９は焦点評価値の時間変化を示す図で
あり、縦軸は焦点評価値で、横軸は時間である。焦点評
価値のピーク位置にレンズが移動され、時間ｔ２でレン
ズ駆動が停止される。時間ｔ２以後に被写体が移動した
りすると焦点評価値がＬ２１やＬ２２のように変化す
る。そして、図７のステップＳ１３９１で焦点評価値が
基準変化量Δａ以上変化したと判定されると図５のステ
ップＳ１４０へ進み、変化が基準変化量Δａよりも小さ
いと判定されるとステップＳ１３９２へと進む。ステッ
プＳ１３９２では、再起動時間間隔Δｔが経過したか否
かを判定し、経過したと判定されるとステップＳ１４０
へ進み、経過していないと判定されるとステップＳ１３
１へ戻る。

【００４３】図８は判定方法の第３の例を示す図であ
り、ステップＳ１３９はステップＳ１３９３およびステ
ップＳ１３９４という２つの処理から成る。ステップＳ
１３９３では、再起動時間間隔Δｔが経過したか否かを
判定し、経過したと判定されるとステップＳ１３９４へ
進み、経過していないと判定されるとステップＳ１３１
へ戻る。ステップＳ１３９４では、現在の焦点評価値が
記憶部１１２３に記憶された焦点評価値ピークに対して
基準変化量Δａ以上変化したか否かを判定する。ステッ
プＳ１３９４において基準変化量Δａ以上変化したと判
定されるとステップＳ１４０へ進み、変化していないと
判定されるとステップＳ１３１へ戻る。図８に示す例の
場合には、再起動時間間隔Δｔが経過した場合でも、焦
点評価値が基準変化量Δａ以上変化しなければ再起動は
行われない。そのため、図６の場合のように再起動時間
間隔Δｔ毎に再起動を行う制御方法に比べて、無駄な再
起動が減り、電池消耗の低減が図れる。なお、ステップ
Ｓ１３９１およびステップＳ１３９で用いられる基準変
化量Δａは、図１７に示したようにタイマ１１２７の経
過時間がｔ１となるまではΔａ１であって、経過時間が
ｔ１となるとΔａ２に変化する。

【００４４】ステップＳ１３９において再起動が必要と
判定されてステップＳ１４０へ進むと、ステップＳ１４
０において周知の山登り合焦動作が実行される。図２０
は山登り合焦動作の概念を説明する図であり、Ｌ３は被
写体に対して得られるであろう焦点評価値曲線を示して
いる。ｘ３は山登り開始時のレンズ位置であり、そのと
きの焦点評価値はｙ３である。合焦動作を開始すると、
例えばレンズを至近側に移動し焦点評価値を算出する。
なお、この焦点評価値に対しては、レンズ位置による重
み付けを行っても良いし、行わなくても良い。図２０の
場合、得られた焦点評価値はレンズ位置ｘ３のときの焦
点評価値よりも大きいので、合焦位置Ｐは至近側にある
こと判定する。このように、焦点評価値が大きくなる方
向にレンズを移動した場合、合焦位置Ｐを通り越すと焦
点評価値が減少する。この時点で、算出された焦点評価
値の内で最大のものは値がｙ４であるので、その時のレ
ンズ位置Ｐを合焦位置と推定して、焦点評価値がｙ４の
位置にレンズを移動する。

【００４５】続くステップＳ１４１では、合焦位置が見
つけられて合焦ができたか否かを判定する。ステップＳ
１４０の山登り動作によって必ずしも合焦位置が見つか
るわけではないので、合焦できなかったと判定されると
ステップＳ１４２へ進んでフォーカシングレンズを所定
位置に移動し、その後、ステップＳ１３１へ戻る。一
方、ステップＳ１４１で合焦と判定されるとステップＳ
１３１へ戻る。なお、山登り合焦動作の際に得られた焦
点評価値データは、ステップＳ１１３で記憶された全域
サンプリング時のデータとは別個に記憶部１１２３に記
憶される。この山登り合焦動作で得られて記憶されたデ
ータは、山登り合焦動作が行われる度に新しいデータに
置き換えられる。

【００４６】一方、ステップＳ１３２からステップＳ１
３３へ進んだ場合には、ステップＳ１３３において焦点
評価値がレリーズ許可範囲内か否かを判定する。図１８
に示すように、レリーズ許可範囲はピーク値ｙに対して
ｙ−Δｂからｙ＋Δｂまでの範囲を指す。ΔｂはΔｂ＝
Ｋ２・ｙと設定される。Ｋ２はＫ２≦Ｋ１なる定数であ
る。なお、ピーク値ｙに対してｙ−Δａ以下およびｙ＋
Δａ以上は、後述する再起動が行われる焦点評価位置の
範囲である。

【００４７】ステップＳ１３３で焦点評価値がレリーズ
許可範囲内と判定されると図４のステップＳ１２４へ戻
り、レリーズ許可範囲外と判定されるとステップＳ１３
４へ進んで、上述したステップＳ１４０と同様の山登り
動作を行う。ステップＳ１３５では、ステップＳ１４１
と同様に山登り動作により合焦できたか否かを判定す
る。ステップＳ１３５で合焦と判定されると図４のステ
ップＳ１２４へ進み、合焦できなかったと判定されると
ステップＳ１３６へ進んでレンズを所定位置に移動す
る。その後、図４のステップＳ１２４へ進む。

【００４８】なお、上述した実施の形態では、図１８に
示したように焦点評価値が評価値ピークｙを中心とした
所定幅２Δａの範囲を外れた場合に再起動をするように
した。これは、カメラをパンして構図を変更したときに
ＡＦを再起動するためである。しかし、評価値が大きく
ない方向は再起動せずに、評価値がｙ−Δａのレベルよ
りも小さくなった時にのみ再起動するようにしても良
い。レリーズ許可範囲に関しても同様で、ｙ−Δｂのレ
ベルをレリーズ許可レベルとし、焦点評価値がそのレベ
ル以上のときにレリーズを許可するようにしても良い。

【００４９】上述したように、本実施の形態では、合焦
位置の変化が比較的小さな撮影条件や、合焦精度が比較
的厳しくない撮影条件の場合には、再起動時間間隔や幅
２Δａを変えて再起動間隔が長くなるようにしているの
で、再起動によるバッテリ消耗を低減することができ
る。また、バッテリ容量が低下して電圧が低下した場合
にも再起動間隔が長くなるようにしているので、同様の
効果を得ることができる。

【００５０】以上説明した実施の形態では交換レンズ式
のデジタルカメラを例に説明したがレンズ一体型のデジ
タルカメラでも良い。また、撮影レンズとしてはズーム
レンズに限らず単焦点レンズでも良い。さらに、撮像素
子により被写体を撮像しコントラスト法でＡＦを行うも
のであれば、銀塩フィルムカメラにも本発明は適用でき
る。

【００５１】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、ＡＦ演算部１１２６および撮
影レンズ１０１を駆動するドライバ１１３は合焦動作手
段を、ＣＰＵ１１２は判定手段、再起動手段、時間変更
手段、決定手段および評価値検出手段を、検出器１２１
は開放Ｆ値検出手段を、ＣＣＤ１０３およびＡＥ演算部
１１２１は測光手段をそれぞれ構成する。また、再起動
時間が所定時間に対応し、撮影条件等による時間間隔や
基準変化量が時間変更条件に対応している。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
いったん合焦した後に再起動して再度合焦動作を行う場
合に、再起動の時間間隔である所定時間を変更できるよ
うにしたので、撮影条件やカメラ状態に応じて必要最小
限の再起動が行われるようにしたので再起動の頻度を減
らすことができ、再起動によるバッテリ消耗を低減でき
る。また、撮影条件やカメラ状態に応じて再起動の時間
間隔である所定時間を変えるようにしたことにより、再
起動によるバッテリの無駄な消費を避けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＡＦデジタルカメラの機能ブロッ
ク図である。

【図２】カメラの動作を示すフローチャートである。

【図３】図２のフローチャートに続く処理を示すフロー
チャートである。

【図４】図３のフローチャートに続く処理を示すフロー
チャートである。

【図５】図４のステップＳ１２５でＣ−ＡＦと判定され
たときの一連の処理を示すフローチャートである。

【図６】ステップＳ１３９の具体的処理の第１の例を示
す図である。

【図７】ステップＳ１３９の具体的処理の第２の例を示
す図である。

【図８】ステップＳ１３９の具体的処理の第３の例を示
す図である。

【図９】図２に示すステップＳ１００におけるノイズ測
定の第１の例を示すフローチャートである。

【図１０】図２に示すステップＳ１００におけるノイズ
測定の第２の例を示すフローチャートである。

【図１１】焦点評価値曲線Ｌ０とおよびノイズレベルΔ
Ｓを示す図である。

【図１２】重み付け曲線の第１の例を示す図である。

【図１３】重み付け処理前後の焦点評価値曲線を示す図
である。

【図１４】遠景撮影モードの場合の重み付け曲線を示す
図である。

【図１５】閃光撮影モードの場合の重み付け曲線を示す
図である。

【図１６】経過時間と再起動時間間隔との関係を示す図
である。

【図１７】経過時間と評価値変化量との関係を示す図で
ある。

【図１８】レリーズ許可範囲を説明する図である。

【図１９】焦点評価値の時間変化を示す図である。

【図２０】山登り合焦動作の概念を説明する図である。

【符号の説明】

１０１撮影レンズ１０２絞り１０３ＣＣＤ１０４アナログ信号処理回路１０６デジタル信号処理回路１１２ＣＰＵ１１３〜１１５，１１８ドライバ１１６操作部１１９バッテリ１２０電圧検出部１３５Ａ／Ｄ変換器１１６１電源スイッチ１１６２全押しスイッチ１１６３半押しスイッチ１１６４設定ボタン１１２３記憶部１１２４Ａ，１１２４Ｂバンドパスフィルタ１１２５Ａ，１１２５Ｂ評価値演算部１１２６ＡＦ演算部１１２７タイマ

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/02 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ５Ｃ０２２ 13/34 Ｄ 13/36 Ｚ 17/02 Ｇ０３Ｂ 3/00 ＡＨ０４Ｎ 5/232 3/10 (72)発明者日比野秀臣東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者前田敏彰東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者太田雅東京都品川区二葉１丁目３番25号株式会社ニコン技術工房内Ｆターム(参考） 2H002 CC21 DB27 HA06 2H011 AA01 BA31 DA00 FA02 2H051 AA01 BA45 CB22 DA39 EA09 EB04 EB05 EB20 FA61 2H080 BB23 BB45 DD07 2H100 DD02 5C022 AA13 AB29 AB67 AC42 AC51 AC69

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズを通して被写体像を撮像する
撮像素子と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評
価値を算出する評価値演算手段と、前記焦点評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦動作を
行う合焦動作手段と、前記合焦動作の終了から所定時間が経過したか否かを判
定する判定手段と、前記判定手段により前記所定時間が経過したと判定され
ると前記合焦動作手段による合焦動作を行わせる再起動
手段と、前記所定時間を変更する時間変更手段とを備えたことを
特徴とするカメラ。
【請求項２】請求項１に記載のカメラにおいて、前記時間変更手段による変更の際の時間変更条件を決定
する決定手段を備え、前記時間変更手段は前記決定手段
により決定された時間変更条件に基づいて前記所定時間
を変更することを特徴とするカメラ。
【請求項３】請求項２に記載のカメラにおいて、合焦動作終了後に算出される焦点評価値が、前記合焦動
作終了時の焦点評価値に対して所定値以上変化したか否
かを検出する評価値検出手段を備え、前記再起動手段は、前記判定手段により前記所定時間が
経過したと判定された場合および前記評価値検出手段に
より所定値以上の変化を検出した場合のいずれか早い方
の場合に、前記合焦動作手段による合焦動作を行わせる
ことを特徴とするカメラ。
【請求項４】撮影レンズを通して被写体像を撮像する
撮像素子と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評
価値を算出する評価値演算手段と、前記焦点評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦動作を
行う合焦動作手段と、合焦動作終了後に、前記評価値演算手段により算出され
る焦点評価値が、前記合焦動作終了時の焦点評価値に対
して所定値以上変化したか否かを所定時間毎に判定する
判定手段と、前記判定手段により所定値以上変化したと判定されると
前記合焦動作手段による合焦動作を行わせる再起動手段
と、前記所定時間を変更する時間変更手段とを備えたことを
特徴とするカメラ。
【請求項５】請求項４に記載のカメラにおいて、前記時間変更手段による変更の際の時間変更条件を決定
する決定手段を備え、前記時間変更手段は前記決定手段により決定された時間
変更条件に基づいて前記所定時間を変更することを特徴
とするカメラ。
【請求項６】請求項２，３，５のいずれかに記載のカ
メラにおいて、最初の合焦動作の終了により計時を開始するタイマを備
え、前記決定手段は、前記タイマで計時された所定計時時間
に対して、前記所定計時時間が経過した後は前記所定計
時時間が経過する前よりも前記所定時間をより長くする
ように前記時間変更条件を決定することを特徴とするカ
メラ。
【請求項７】請求項２，３，５のいずれかに記載のカ
メラにおいて、前記決定手段は、撮影条件またはカメラ状態に応じて前
記所定時間を設定するように前記時間変更条件を決定す
ることを特徴とするカメラ。
【請求項８】請求項７に記載のカメラにおいて、前記撮影レンズの焦点距離が前記撮影条件であり、前記決定手段は、前記焦点距離が長ければ長いほど前記
所定時間をより長くするように前記時間変更条件を決定
することを特徴とするカメラ。
【請求項９】請求項７に記載のカメラにおいて、前記撮影条件として、動作の穏やかなまたは動作のほと
んど無い被写体の撮影に適した第１の撮影モードと、動
作の速い被写体の撮影に適した第２の撮影モードとを有
し、前記決定手段は、前記第２の撮影モードの場合には前記
第１の撮影モードの場合よりも前記所定時間を短くする
ように前記時間変更条件を決定することを特徴とするカ
メラ。
【請求項１０】請求項９に記載のカメラにおいて、前記第１の撮影モードは少なくとも通常撮影モード，遠
景撮影モード，人物撮影モード，接写モードおよび夜景
撮影モードのうちの一つを含み、前記第２の撮影モード
は少なくともスポーツ撮影モードを含むことを特徴とす
るカメラ。
【請求項１１】請求項７に記載のカメラにおいて、前記撮像素子に入射する被写体光の光量を調節する絞り
を備え、その絞りの絞り値が前記撮影条件であり、前記決定手段は、前記絞り値が大きければ大きいほど前
記所定時間をより長くするように前記時間変更条件を決
定することを特徴とするカメラ。
【請求項１２】請求項７に記載のカメラにおいて、被写体の所定領域の輝度を検出する測光手段を備え、そ
の測光手段により検出された輝度が前記撮影条件であ
り、前記決定手段は、前記輝度が低ければ低いほど前記所定
時間をより長くするように前記時間変更条件を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１３】請求項７に記載のカメラにおいて、前記撮像素子は複数の画素を有し、前記撮像素子で撮像
された画像データのうち記録に用いる画素数が変更可能
であり、かつ、その記録画素数が前記撮影条件であり、前記決定手段は、前記記録画素数が少なければ少ないほ
ど前記所定時間をより長くするように前記時間変更条件
を決定することを特徴とするカメラ。
【請求項１４】請求項７に記載のカメラにおいて、前記撮影条件の一つである前記撮影レンズの開放Ｆ値を
検出する開放Ｆ値検出手段を備え、前記決定手段は、検出された前記開放Ｆ値が大きければ
大きいほど前記所定時間をより長くするように前記時間
変更条件を決定することを特徴とするカメラ。
【請求項１５】請求項７に記載のカメラにおいて、前記カメラ状態の一つであるカメラ駆動用バッテリの電
圧を検出する電圧検出手段を備え、前記決定手段は、前記電圧検出手段で検出された電圧が
低ければ低いほど前記所定時間をより長くするように前
記時間変更条件を決定することを特徴とするカメラ。