JP2003315672A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＦ動作に応じて補助光源の点灯動作を制御
することにより、消費電力の低減を図ることができるカ
メラの提供。 【解決手段】 コントラスト検出方式でＡＦを行うカメ
ラにおいて、ピーク検出用の焦点評価値を取得する場合
や、ピーク確認用の焦点評価値を取得する場合などの、
実際にＡＦ動作に用いる焦点評価値に関係する撮像動作
時に補助光源を点灯するようにした。その結果、ＡＦ動
作に関する電力消費を低減することができる。なお、補
助光源の点灯は、垂直走査期間の１Ｖ期間全期間にわた
って点灯しても良いし、撮像素子によるＣＣＤ露光が行
われている蓄積時間に対応させて点灯するようにしても
良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コントラスト検出
方式により自動焦点調節（オートフォーカス）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
ントラスト検出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焦点評価値を演算し、その
焦点評価値に基づいて合焦位置を決定する。また、ＡＦ
動作モードとしては、レリーズボタンの半押し操作によ
り合焦動作を行うシングルＡＦモードと、半押し操作に
関係なく合焦動作を所定間隔で繰り返し行うコンティニ
ュアスＡＦモードとがある。コントラスト検出方式の場
合、被写体輝度が低いとＡＦ演算が適切に行われない場
合があるため、被写体輝度が低い場合にはＡＦ用補助光
源を点灯して合焦動作を行うものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カメラではＡＦ動作とは関係ない動作タイミングにおい
ても補助光源を点灯していた。例えば、コンティニュア
スＡＦモードに設定された場合に、補助光源が点灯され
たままとなる。そのため、バッテリ寿命が短くなるとい
う欠点があった。

【０００４】本発明の目的は、ＡＦ動作に応じて補助光
源の点灯動作を制御することにより、消費電力の低減を
図ることができるカメラを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明に
よるカメラは、撮影光学系により結像された被写体像を
撮像する撮像素子と、撮像素子から出力される撮像信号
に基づいて被写体像の焦点評価値を算出する評価値演算
手段と、焦点評価値が最大となるような焦点調節動作を
行う動作モードに設定する設定手段と、動作モード時に
撮影光学系のフォーカスレンズを所定距離移動する移動
手段と、焦点評価値に基づいて移動手段の移動方向を決
定する決定手段と、撮像信号の垂直走査に同期するよう
に所定期間点灯して被写体を照明する補助光源と、移動
手段による移動後に焦点評価値が最大となる合焦位置を
検出する検出手段と、検出手段により合焦位置が検出さ
れないと移動手段による移動を行わせ、検出手段により
合焦位置が検出されるとフォーカスレンズを合焦位置へ
移動する焦点調節制御手段と、動作モードの開始により
補助光源の点灯動作を開始し、検出手段により合焦位置
が検出されると補助光源の点灯動作を停止する補助光源
制御手段とを備えて上述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにお
いて、合焦位置への移動後に補助光源を垂直走査期間の
整数倍だけ点灯動作させるとともに、補助光源点灯時の
撮像信号に基づく焦点評価値より焦点調節状態を確認す
る山登り合焦確認手段を設けたものである。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載のカ
メラにおいて、設定手段により動作モードに設定される
と、フォーカシングレンズをレンズ可動範囲の一方の端
部から他方の端部まで一方向に移動させ、その移動動作
中に評価値演算手段により演算された複数の焦点評価値
に基づいて合焦位置を算出し、算出された合焦位置にフ
ォーカスレンズを移動させる全域サーチ動作を移動手段
による移動に先立って行う焦点調節手段を備え、補助光
源制御手段は、全域サーチ動作の開始とともに補助光源
の点灯動作を開始し、フォーカスレンズの合焦位置への
移動終了により補助光源の点灯動作を停止する。 （４）請求項４の発明は、請求項１または２に記載のカ
メラにおいて、設定手段により動作モードに設定される
と、フォーカシングレンズをレンズ可動範囲の一方の端
部から他方の端部まで一方向に移動させ、その移動動作
中に評価値演算手段により演算された複数の焦点評価値
に基づいて合焦位置を算出し、算出された合焦位置にフ
ォーカスレンズを移動させる全域サーチ動作を移動手段
による移動に先立って行う焦点調節手段を備え、補助光
源制御手段は、全域サーチ動作の開始とともに補助光源
の点灯動作を開始し、他端位置における撮像信号が撮像
素子から出力されると補助光源の点灯動作を停止する。 （５）請求項５の発明は、請求項４に記載のカメラにお
いて、全域サーチ動作における合焦位置への移動後に垂
直走査期間の整数倍だけ点灯動作させるとともに、補助
光源点灯時の撮像信号に基づく焦点評価値より焦点調節
状態を確認する全域合焦確認手段を備えたものである。 （６）請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれかに記
載のカメラにおいて、全域サーチ動作における合焦位置
への移動後の所定時間経過後に、補助光源を垂直走査期
間の整数倍だけ点灯動作させるとともに、補助光源点灯
時の撮像信号から算出される焦点評価値が所定範囲外の
場合に移動手段によるフォーカスレンズの移動動作を行
わせる再起動手段を備えたものである。 （７）請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記
載のカメラにおいて、被写体画像を表示する表示装置
と、補助光源点灯時の撮像信号に基づく画像データを保
持する保持手段と、補助光源消灯時に保持手段に保持さ
れた画像データによる被写体画像を表示装置に表示させ
る表示制御手段とを備える。 （８）請求項８の発明によるカメラは、撮影光学系によ
り結像された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被写体像の焦点評価
値を算出する評価値演算手段と、被写体を照明する補助
光源と、撮影光学系のフォーカシングレンズをレンズ可
動範囲の一方の端部から他方の端部まで一方向に移動さ
せる全域移動手段と、移動手段による移動動作中に評価
値演算手段により算出された複数の焦点評価値に基づい
て、焦点評価値が最大となる合焦位置を算出する合焦位
置演算手段と、フォーカスレンズを他方の端部から合焦
位置へ移動する合焦移動手段と、全域移動手段によるフ
ォーカスレンズの移動中は補助光源を点灯し、全域移動
手段によるフォーカスレンズの移動が終了すると補助光
源を消灯する補助光源制御手段とを備えて上述の目的を
達成する。 （９）請求項９の発明は、請求項８に記載のカメラにお
いて、合焦位置への移動後に補助光源を撮像信号の垂直
同期期間の整数倍の期間点灯させるとともに、補助光源
点灯時の撮像信号に基づく焦点評価値より焦点調節状態
を確認する合焦確認手段を備えたものである。 （１０）請求項１０の発明は、請求項１〜７および９の
いずれかに記載のカメラにおいて、補助光源の垂直走査
期間内における点灯期間は、垂直走査期間の全期間また
は撮像素子の蓄積時間のいずれかである。

【０００６】

【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は電動ズーム式の撮影レンズであ
り、図示していないが、焦点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。フォーカシングレンズはドライバ１１３に
より駆動され、変倍レンズはドライバ１１８により駆動
される。各ドライバ１１３，１１８は、レンズを駆動す
る駆動機構とその駆動回路とをそれぞれ備えており、そ
れぞれＣＰＵ１１２により制御される。

【０００７】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。以下では撮像素子１０３がＣ
ＣＤ型撮像素子であるとして説明する。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。

【０００８】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（ＣＤＳ処
理）等の処理が行われる。アナログ信号処理回路１０４
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た後に、デジタ
ル信号処理回路１０６に入力される。デジタル信号処理
回路１０６はゲイン制御回路、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を備えており、
入力された撮像信号に対して輪郭強調やガンマ補正やホ
ワイトバランス調整などの種々の画像処理を行う。

【０００９】なお、デジタル信号処理回路１０６に入力
された撮像信号は一旦バッファメモリ１０５に記憶さ
れ、上述した各処理毎にバッファメモリ１０５から読み
出され、処理後の信号は再びバッファメモリ１０５に格
納される。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る。

【００１０】デジタル信号処理回路１０６における一連
の処理が施された画像データは、バッファメモリ１０５
に格納される。その後、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。画像データを外部記憶媒体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
データ圧縮および外部記憶媒体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には外部記憶媒体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。

【００１１】１０９は被写体画像を表示するためのモニ
タであり、例えば、液晶表示装置が用いられる。後述す
る撮影モードにおいては、撮像素子１０３により所定時
間間隔毎に撮像された撮像信号が、アナログ信号処理回
路１０４，Ａ／Ｄ変換器１３５，デジタル信号処理回路
１０６により信号処理された後、バッファメモリ１０５
に記憶されるとともにＶＲＡＭ１０８に転送され、ＶＲ
ＡＭ１０８に記憶された画像データに基づく画像がモニ
タ１０９に表示される。よって、撮影者はモニタ１０９
に表示された画像により被写体を視認することができ
る。一方、再生モードにおいては、外部記憶媒体１１１
から読み出された画像がＶＲＡＭ１０８に転送され、モ
ニタ１０９に再生表示される。

【００１２】ＣＰＵ１１２はデジタル信号処理回路１０
６およびドライバ１１３〜１１５，１１８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１１２
２ではホワイトバランス調整係数の演算が行われる。バ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４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所定帯
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、各エリア毎の抽出処理がバンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）１１２４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。

【００１３】ＢＰＦ１１２４の出力は、評価値演算部１
１２５に入力される。評価値演算部１１２５では、高周
波成分の絶対値を積分して焦点検出エリア内の被写体像
に関する焦点評価値を算出する。ＡＦ演算部１１２６は
算出された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。ＣＰＵ１１２はＡＦ演算部１１２６の
演算結果に基づいてドライバ１１８を制御し、撮影レン
ズ１０１に設けられたフォーカシングレンズの位置を調
整して合焦動作を行わせる。

【００１４】図２は撮像素子１０３におけるＣＣＤ露光
から、その撮像信号に基づいたフォーカスレンズ駆動ま
での動作タイミングの一例を示したものである。図２で
は、上から順にＣＣＤ露光タイミング、ＣＣＤ読み出し
タイミング、ＡＦ演算タイミング、レンズ駆動タイミン
グを示した。１Ｖは撮像素子１０３の垂直走査期間を表
しており、その１Ｖ期間の間にＣＣＤ露光が行われる。
このＣＣＤ露光は、図２に示すように１Ｖ間隔で繰り返
し実行される。

【００１５】２段目の「ＣＣＤ読み出し」に示すよう
に、ＣＣＤ露光Ａが終了すると、続く１Ｖ期間に撮像素
子１０３からの撮像信号Ａの読み出しが実行される。そ
して、撮像信号Ａの読み出しが終了するとともにＡＦ演
算が行われる。この演算結果ＡＦ（Ａ）に基づいて、フ
ォーカスレンズ駆動Ｍ（Ａ）が行われる。図２に示す例
では、フォーカスレンズの駆動Ｍ（Ａ）は２Ｖ期間前の
撮像信号Ａに基づいて行われることになり、そのときに
は３番目のＣＣＤ露光Ｃが開始されている。

【００１６】図１に戻って、１２２は低輝度時のＡＦ動
作の際に被写体を照明するためのＡＦ用補助光源であ
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１１６
１、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１１６３、ＡＦモー
ドを設定するための設定ボタン１１６４が設けられてい
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ＣＰＵ１１２に入力される。ＣＰＵ１１
２は各種データが記憶される記憶部１１２３とタイマ１
１２７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や、電源オン後の最初の合焦の
後にカウントを開始する。

【００１７】次いで、本実施の形態のカメラのＡＦ動作
について説明する。以下では、最初に動作全体の概略を
説明し、次に、詳細な動作について説明する。 《概略動作説明》ＡＦ動作としては、半押しスイッチ１
１６３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（Ｓ−ＡＦ）モードと、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Ａ
Ｆ（Ｃ−ＡＦ）モードとを備えている。これらのＡＦ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。

【００１８】コントラスト検出法によるＡＦ動作では、
「像のボケの程度とコントラストとの間には相関があっ
て焦点が合ったときに像のコントラストが最大になる」
という原理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、ＢＰＦ１１２４により撮像信号
の高周波成分を抽出し、評価値演算部１１２５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、合焦状態となってコントラストが最大と
なったときに最大値となる。

【００１９】図３は、焦点評価値の一例を示す図であ
り、焦点評価値Ｌ０は合焦位置Ｐにピークを有してい
る。図３において横軸はフォーカシングレンズのレンズ
位置を表している。図４はＳ−ＡＦモードの概略動作を
示す図であり、半押しスイッチ１１６３が半押しされる
と図４の動作が行われる。手順１の全域サーチ動作で
は、まずフォーカスレンズを可動範囲の全域にわたって
一方向にスキャン移動させて、各レンズ位置における焦
点評価値を算出する。そして、焦点評価値のピーク位置
すなわち合焦位置Ｐを検出して、検出された合焦位置Ｐ
にフォーカスレンズを移動する。手順２のピーク確認動
作では、移動後に再び焦点評価値を算出し、その値が全
域サーチで検出された焦点評価値のピークと一致してい
ることを確認する。

【００２０】一方、図５はＣ−ＡＦモードの概略動作を
示す図であり、例えば、カメラの電源スイッチ１１６１
がオンされると図５に示す一連の動作が実行される。手
順１では上述した全域サーチ動作が行われ、手順２にお
いてピーク確認動作が行われる。ピーク確認動作がおこ
なわれた後、手順３において再起動動作が行われる。再
起動動作では、ピーク確認動作が完了した後に所定時間
間隔で焦点評価値を算出する。算出された焦点評価値の
ピーク確認時焦点評価値に対する変化量が所定量より小
さい場合には、さらに焦点評価値の演算が行われる。一
方、算出された焦点評価値のピーク確認時焦点評価値に
対する変化量が所定量以上であった場合には、手順４に
進んで山登り動作を行う。

【００２１】（山登り動作の説明）図６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
られる焦点評価値曲線を示している。ｘ３は山登り開始
時のフォーカスレンズ位置であり、そのときの焦点評価
値はｙ３である。なお、レンズ位置ｘ３および焦点評価
値ｙ３は記憶部１１２３に記憶される。合焦動作を開始
すると、例えばレンズを至近側に所定量移動して、移動
後の位置ｘ４における焦点評価値ｙ４を算出する。

【００２２】次に、算出された焦点評価値ｙ４と記憶部
１１２３に記憶されている移動開始時の焦点評価値ｙ３
とを比較する。図６の場合、得られた焦点評価値ｙ４は
焦点評価値ｙ３よりも大きいので焦点評価値は移動方向
に関して増加傾向にあり、焦点評価値がピークとなる位
置Ｐはレンズ位置ｘ４よりも至近側にあると判定され
る。このように至近側と判定されるとフォーカシングレ
ンズをさらに至近側に所定量だけ移動し、移動後のレン
ズ位置ｘ５における焦点評価値ｙ５を算出する。その
後、焦点評価値ｙ４と焦点評価値ｙ５とを比較する。

【００２３】２回目の移動では、レンズ位置ｘ５の焦点
評価値ｙ５はレンズ位置ｘ４の焦点評価値ｙ４よりも小
さいと判定される。すなわち、ピーク位置Ｐはレンズ位
置ｘ５よりも無限側にあると判定される。そこで、デー
タ（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）、（ｘ５、ｙ５）に
基づく補間演算を行って焦点評価値のピーク位置Ｐを算
出し、そのピーク位置Ｐにフォーカシングレンズを移動
する。このように、山登り合焦動作では、「レンズ移
動」→「焦点評価値の算出」→「焦点評価値の比較」と
いう一連の処理を繰り返し行うことにより、フォーカシ
ングレンズを焦点評価値のピーク位置Ｐに移動する。な
お、レンズ移動の際には、現在位置の焦点評価値と前回
に得られた焦点評価値とを比較することにより移動方向
が決定される。

【００２４】このようにして手順４の山登り動作により
フォーカスレンズを合焦位置Ｐに移動したならば、手順
２に戻ってピーク確認動作を行う。これ以降は、電源ス
イッチ１１６１がオフされるまで手順２〜手順４の動作
が繰り返し実行される。

【００２５】《詳細動作説明》次いで、カメラの詳細動
作について説明する。図１の電源スイッチ１１６１がオ
ンされると、図７に示すフローチャートの処理が開始さ
れる。ステップＳ１０１では、ＣＣＤ撮像素子１０３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変換が行われるとともに、読み出
された撮像信号に基づいてＡＥ演算部１１２１によりＡ
Ｅ演算が行われる。なお、Ａ／Ｄ変換されてデジタル信
号処理回路１０６に入力された撮像信号は一旦バッファ
メモリ１０５に格納され、画像処理演算等の度にバッフ
ァメモリ１０５からデジタル信号処理回路１０６へと読
み込まれる。

【００２６】ステップＳ１０２では、フォーカスレンズ
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。ステップＳ１０３では、カメラ設定がＣ
−ＡＦモードかＳ−ＡＦモードかを判定し、Ｓ−ＡＦモ
ードと判定されるとステップＳ１０４へ進む。ステップ
Ｓ１０４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Ｓ１０３へ戻り、半押しと判定される
とステップＳ１０５へ進む。一方、ステップＳ１０３で
Ｃ−ＡＦモードと判定されるとステップＳ１０５へ進
む。続くステップＳ１０５でフォーカスレンズを初期位
置に移動したならば、図８のステップＳ１０６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。

【００２７】図８は図７に続く処理を示すフローチャー
トであり、上述した図３，４の手順１（全域サーチ動
作）および手順２（ピーク確認動作）に対応するフロー
チャートである。図８のステップＳ１０６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、ＡＦ動作に十分な輝度
か否かを判定する。ステップＳ１０６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Ｓ１０７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。ステップＳ１０７では、図１
の補助光源１２２を点灯する。

【００２８】続くステップＳ１０８からステップＳ１１
１までの処理は、上述した全域サーチ動作に対応してい
る。ステップＳ１０８では、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、レンズ可動範囲の無
限遠側端部から至近側端部へと移動させる。ステップＳ
１０９では、焦点検出エリア内の撮像信号に関して、Ｂ
ＰＦ１１２４で処理した信号によるエリア内積分を評価
値演算部１１２５で行う。それらの結果は焦点評価値サ
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。

【００２９】ステップＳ１１０では、レンズ位置が至近
側端部となったか否かを判定する。ステップＳ１１０で
レンズ位置が至近側端部と判定されると、ステップＳ１
１１へ進みレンズ駆動を停止する。一方、ステップＳ１
１０でレンズ位置が至近側端部でないと判定されるとス
テップＳ１０９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Ｓ１０８からステップＳ１
１１の処理により、フォーカシングレンズの全可動範囲
に関してサンプリング位置毎の焦点評価値が記憶部１１
２３に記憶される。

【００３０】ステップＳ１１２では補助光源１２２を消
灯する。ステップＳ１１３では上述した全域サーチによ
り得られた焦点評価値に基づいてピーク位置を検出す
る。全域サーチで取得された焦点評価値データはレンズ
位置に関してとびとびの値を有しているので、補間演算
を行ってピーク位置を算出するようにしても良い。ステ
ップＳ１１４では、ステップＳ１１３で検出されたピー
ク位置にフォーカシングレンズを移動する。続くステッ
プ１１５では、補助光源１２２を１Ｖ期間だけ点灯して
焦点評価値を算出し、合焦状態にあることを再確認す
る。このステップＳ１１５の処理が、図４、５の全域サ
ーチ動作後のピーク確認動作に対応している。

【００３１】図９は、全域サーチからピーク確認までの
焦点評価値Ｌ２の変化、補助光源１１２の点・消灯状態
およびレンズ駆動動作との関係を示した図である。全域
サーチの開始とともに補助光源１２２が点灯され、補助
光源１１２の点灯状態はフォーカスレンズが至近側端部
に達するまで継続される。フォーカスレンズが至近側端
部に達すると、補助光源１１２を消灯する。この全域サ
ーチにより、レンズ位置ｘ７で焦点評価値Ｌ２がピーク
となることが分かる。ｙ（P1）はレンズ位置ｘ７におけ
る焦点評価値である。全域サーチ後、ピーク位置ｘ７へ
戻る移動を開始すると焦点評価値Ｌ２は徐々に増加し、
ピーク位置ｘ７に達したときに最大値ｙ（P1）となる。
この移動の間は、補助光源１２２は消灯状態とされる。
そして、ピーク確認時には補助光源１２２を１Ｖ期間点
灯する。

【００３２】なお、全域サーチ終了時における補助光源
１２２の消灯のタイミングとしては、例えば、フォーカ
スレンズが至近側端部に達し、その至近側端部における
１Ｖ期間の撮像信号が撮像素子１０３から出力開始され
るのと同時に消灯する。また、図８，９に示した例では
ピーク移動の間は補助光源１２２を消灯したが、図９の
破線のようにこの移動の間も点灯を継続し、ピーク確認
時の１Ｖ点灯が終了した後に消灯するようにしても良
い。

【００３３】図８に示すステップＳ１１５の処理が終了
したならば、図１０のＳ１１６に進む。ステップＳ１１
６では、カメラのＡＦモード設定がＣ−ＡＦモードかＳ
−ＡＦモードかを判定する。ステップＳ１１６において
Ｃ−ＡＦモードと判定されると図１１のステップＳ１２
３へ進み、Ｓ−ＡＦモードと判定されるとステップＳ１
１７へ進む。まず、Ｓ−ＡＦモードの場合、すなわちス
テップＳ１１６からステップＳ１１７へ進んだ場合につ
いて説明する。

【００３４】ステップＳ１１７では、ステップＳ１１５
で確認された合焦位置にＡＦロックする。ステップＳ１
１７でＡＦロックしたならば、続くステップＳ１１８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
Ｓ１１９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Ｓ１２０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Ｓ１２２へ進む。

【００３５】ステップＳ１１９からステップＳ１２０へ
進んだ場合には、ステップＳ１２０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Ｓ１２
０でＹＥＳと判定されると、ステップＳ１２１へ進んで
撮影動作を行った後にステップＳ１１６へ戻る。一方、
ステップＳ１１９からステップＳ１２２へ進んだ場合に
は、ステップＳ１２２においてＡＦモード設定がＣ−Ａ
ＦモードかＳ−ＡＦモードかを判定する。ステップＳ１
２２でＣ−ＡＦモードと判定されるとステップＳ１１６
へ戻り、Ｓ−ＡＦモードと判定されると図７のステップ
Ｓ１０３へ戻る。

【００３６】次に、Ｃ−ＡＦモードに設定されていてス
テップＳ１１６から図１１のステップＳ１２３に進んだ
場合について説明する。ステップＳ１２３では、図１の
タイマ１１２７のカウントを開始する。ステップＳ１２
４ではフォーカシングレンズの駆動を停止する。ステッ
プＳ１２５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Ｓ１２５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Ｓ
１２６へ進み、半押しされていないと判定されるとステ
ップＳ１３１へ進む。

【００３７】半押しスイッチ１１６３がオフのままでス
テップＳ１２５からステップＳ１３１へ進んだ場合に
は、ステップＳ１３１において再起動時間間隔Δｔが経
過したか否かを判定する。ステップＳ１３１においてΔ
ｔが経過したと判定されるとステップＳ１３２へ進み、
Δｔが経過していないと判定されるとステップＳ１２４
へ戻る。ステップＳ１３２では、焦点評価値がピーク位
置における焦点評価値に対して所定量Δｙ以上変化した
か否か、すなわち、再起動が必要か否かを判定する。

【００３８】ステップＳ１３２においてΔｙ以上変化し
て要再起動と判定されるとステップＳ１３３へ進み、Δ
ｙ以上変化していないと判定されるとステップＳ１２４
へ戻る。ステップＳ１３３では前述した山登り動作が実
行され、フォーカスレンズがピーク位置に移動される。
ステップＳ１３４では、前述したステップＳ１１５と同
様の合焦再確認処理が実行される。なお、山登り動作時
および合焦再確認時における補助光源１２２の点・消灯
動作については後述する。

【００３９】続くステップＳ１３５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
１３３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Ｓ１３６へ進んでフォーカスレンズを予め設定
されているレンズ位置に移動し、その後、ステップＳ１
２４へ戻る。一方、ステップＳ１３５で合焦と判定され
るとステップＳ１２４へ戻る。なお、山登り動作の際に
得られた焦点評価値データは記憶部１１２３に記憶され
る。この山登り動作で得られて記憶されたデータは、山
登り動作が行われる度に新しいデータに置き換えられ
る。

【００４０】一方、ステップＳ１２５からステップＳ１
２６へ進んだ場合には、ステップＳ１２６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。これ
は、合焦時からの焦点評価値の変化の程度をチェックす
るステップである。変化が所定値よりも大きいと判定さ
れると、すなわち焦点評価値がレリーズ許可範囲を越え
た場合にはステップＳ１２６からステップＳ１２７へ進
み、ステップＳ１３３と同様の山登り動作を行う。一
方、ステップＳ１２６でレリーズ許可範囲内と判定され
ると図１０のステップＳ１１７へ進む。

【００４１】ステップＳ１２８では、ステップＳ１３４
と同様の合焦再確認処理が行われる。ステップＳ１２９
では、ステップＳ１３５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Ｓ１２９で合焦と判
定されると図１０のステップＳ１１７へ進み、合焦でき
なかったと判定されるとステップＳ１３０へ進む。ステ
ップＳ１３０はステップＳ１３６と同様の処理であり、
フォーカスレンズを所定位置に移動する。その後、図１
０のステップＳ１１７へ進む。

【００４２】上述した図１１のフローチャートは、図５
の手順３→手順４→手順２の処理に対応している。図１
２は、図５の手順２〜手順４における補助光源１２２の
点・消灯動作を説明する図である。全域サーチ後、フォ
ーカスレンズをピーク位置ｘ７に移動し、合焦再確認動
作によってフォーカスレンズがピーク位置にあることを
確認する。ピーク確認の後に再起動時間間隔Δｔが経過
すると、図１１のステップＳ１３２で説明したように、
焦点評価値がピーク値に対してΔｙ以上変化したかを確
認する再起動確認動作が行われる。ピーク確認および再
起動確認のいずれの場合にも、補助光源１２２が１Ｖ期
間だけ点灯される。

【００４３】その後、焦点評価値がΔｙ以上変化するま
で、同様の再起動確認動作が時間間隔Δｔの間隔で繰り
返し実行される。なお、再起動のタイミングはＣＣＤ垂
直走査のタイミングに合わせて行われるとする。図１２
の例では、Ｎ＋１回目の再起動確認動作において焦点評
価値がΔｙ以上変化したのを検出する。ところで、この
再起動確認は図２のＡＦ演算において行われるが、再起
動確認動作が開始されてＣＣＤ露光が行われ、その撮像
信号に基づくＡＦ演算が終了するのは再起動開始からα
・Ｖ期間だけ経過していることになる。ただし、２＜α
＜３である。そして、焦点評価値の変化検出により、最
後の再起動開始から３Ｖ期間後に補助光源１２２を点灯
して山登り動作が開始される。

【００４４】その後、山登り動作により焦点評価値のピ
ークＰ２が検出されると、補助光源１２２を消灯すると
ともに山登り動作を終了し、ピーク位置ｘ８にフォーカ
スレンズを移動する。その後、補助光源１２２を１Ｖ期
間だけ点灯して合焦再確認動作を行い、フォーカスレン
ズがピーク位置にあることを確認をする。なお、再起動
確認動作終了から次の再起動確認動作までは補助光源１
２２が消灯されているため、被写体画像は暗く合焦状態
も不十分となりやすい。そこで、再起動確認動作時に得
られた被写体画像をバッファメモリ１０５に記憶してお
いて、補助光源１２２が消灯されている間はバッファメ
モリ１０５に記憶された被写体画像をモニタ１０９に表
示させるようにする。これにより、モニタ１０９に表示
されている被写体画像が暗くなるようなことがない。

【００４５】（山登り動作終了時の補助光消灯タイミン
グ）ここで、山登り動作終了時における補助光源１２２
の消灯タイミングを、図１１，１３を参照して詳細に説
明する。図１３は図２と同様の図であり、フォーカスレ
ンズが図１１のレンズ位置ｘ３から至近側へと駆動され
てピーク位置Ｐを検出し、検出したピーク位置Ｐにフォ
ーカスレンズを移動するまでのＣＣＤ露光、ＣＣＤ読み
出し、ＡＦ演算およびレンズ駆動のタイミングを示す図
である。

【００４６】図１３において、ＣＣＤ露光Ａが実行され
る１Ｖ期間には、図１１の位置ｘ３から位置ｘ４へのフ
ォーカスレンズ駆動が行われる。ＣＣＤ露光Ａは、フォ
ーカスレンズが位置ｘ３から位置ｘ４に移動している最
中および位置ｘ４に停止後の所定期間の間に行われる。
そこで、本実施の形態では、撮像信号Ａは位置ｘ４にお
ける信号であるとする。次の１Ｖ期間においては、フォ
ーカスレンズは位置ｘ４から位置ｘ５へと駆動される。
さらに次の１Ｖ期間では、レンズ位置ｘ４における撮像
信号Ａに基づいて、位置ｘ５から位置ｘ６へとフォーカ
スレンズを移動するレンズ駆動Ｍ（Ａ）が行われる。

【００４７】３番目の１Ｖ期間に演算が終了するＡＦ
（Ａ）はレンズ位置ｘ４の撮像信号Ａに基づいているの
で、演算ＡＦ（Ａ）が終了した時点ではピーク未検出状
態にある。すなわち、フォーカスレンズはピーク位置Ｐ
を通り越して位置ｘ５に停止しているにも関わらず、ピ
ークは未だ検出されていない。そのため、４番目の１Ｖ
期間におけるレンズ駆動Ｍ（Ｂ）では、フォーカスレン
ズを位置ｘ５から更に至近側の位置ｘ６へと移動する。

【００４８】４番目の１Ｖ期間では、撮像信号Ｂに基づ
くＡＦ演算ＡＦ（Ｂ）が終了する。撮像信号Ｂはレンズ
位置ｘ５における撮像信号であるので、演算ＡＦ（Ｂ）
によってピーク位置を通り越したことが検出される。そ
して、補間演算を用いてピーク位置Ｐが算出される。ピ
ーク位置Ｐが算出されると、演算ＡＦ（Ｂ）の演算結果
に基づいてフォーカスレンズを位置ｘ６からピーク位置
Ｐへと移動する。なお、図１３では５番目の１Ｖ期間の
終了までこの移動動作が行われているが、ピーク位置Ｐ
への移動時間はそのときの移動距離に応じて異なる。５
番目の１Ｖ期間またはレンズ駆動Ｍ（Ｂ）の開始から５
番目の１Ｖ期間が終了する間は、補助光源１２２は消灯
される。続く６番目の１Ｖ期間では、補助光源１２２が
１Ｖ期間だけ点灯されてピーク確認のためのＣＣＤ露光
Ｆが行われる。

【００４９】上述したように、本実施の形態のカメラで
は、ピーク検出用の焦点評価値を取得する場合や、ピー
ク確認用の焦点評価値を取得する場合などの、実際にＡ
Ｆ動作に用いる焦点評価値に関係する撮像動作時に補助
光源１２２を点灯するようにしたので、ＡＦ動作に関す
る電力消費を低減することができる。なお、上述した例
では、１Ｖ期間全期間にわたって補助光源１２２を点灯
したが、ＣＣＤ露光が行われている蓄積時間に対応させ
て点灯するようにしても良い。また、本発明はデジタル
カメラに限らず、撮像素子の撮像信号を用いてコントラ
スト検出方式によりＡＦを行うカメラであれば適用する
ことができる。

【００５０】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、設定ボタン１１６４は設定手
段を、Ｃ−ＡＦモードは動作モードを、ドライバ１１３
移動手段および合焦移動手段を、ＦＡ演算部１１２６は
決定手段，合焦域演算手段および検出手段を、ＣＰＵ１
１２およびドライバ１１３は焦点調節制御手段および焦
点調節手段を、ＣＰＵ１１２は補助光源制御手段，合焦
確認手段，山登り合焦確認手段、全域合焦確認手段，再
起動手段および表示制御手段を、バッファメモリ１０５
は保持手段をそれぞれ構成する。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フォーカスレンズ駆動や合焦確認動作などのＡＦ動作に
実際に必要な被写体像を撮像する場合に補助光源を点灯
するようにしたので、ＦＡ動作に関する電力消費を従来
より低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるカメラの機能ブロ
ック図である。

【図２】撮像素子１０３におけるＣＣＤ露光から、その
撮像信号に基づいたフォーカスレンズ駆動までの動作タ
イミングの一例を示した図である。

【図３】焦点評価値Ｌ０を示す図である。

【図４】Ｓ−ＡＦモードの概略動作を示す図である。

【図５】Ｃ−ＡＦモードの概略動作を示す図である。

【図６】山登り合焦動作の概念を説明する図である。

【図７】カメラの詳細動作を説明するフローチャートで
ある。

【図８】図７に続く処理を示すフローチャートである。

【図９】全域サーチからピーク確認までの焦点評価値の
変化と、補助光源１１２の点・消灯状態およびレンズ駆
動動作との関係を示した図である。

【図１０】図８に続く処理を示すフローチャートであ
る。

【図１１】図１０に続く処理を示すフローチャートであ
る。

【図１２】図５の手順２〜手順４における補助光源１２
２の点・消灯動作を説明する図である。

【図１３】山登り動作終了時の補助光消灯タイミングを
説明する図である。

【符号の説明】

１０１ 撮影レンズ １０３ 撮像素子 １０４ アナログ信号処理回路 １０６ デジタル信号処理回路 １０５ バッファメモリ １０９ モニタ １１２ ＣＰＵ １１３〜１１５，１１８ ドライバ １２２ ＡＦ用補助光源 １１２１ ＡＥ演算部 １１２４ バンドパスフィルタ １１２５ 評価値演算部 １１２６ ＡＦ演算部

───────────────────────────────────────────────────── 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 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） 2H011 BA31 DA08 2H051 AA01 BA45 BA66 BA70 EA10 EA22 5C022 AA13 AB15 AB29 AB67 AC69 AC74

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影光学系により結像された被写体像を
   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前記被
   写体像の焦点評価値を算出する評価値演算手段と、 前記焦点評価値が最大となるような焦点調節動作を行う
   動作モードに設定する設定手段と、 前記動作モード時に前記撮影光学系のフォーカスレンズ
   を所定距離移動する移動手段と、 前記焦点評価値に基づいて前記移動手段の移動方向を決
   定する決定手段と、 前記撮像信号の垂直走査に同期するように所定期間点灯
   して被写体を照明する補助光源と、 前記移動手段による移動後に前記焦点評価値が最大とな
   る合焦位置を検出する検出手段と、 前記検出手段により前記合焦位置が検出されないと前記
   移動手段による移動を行わせ、前記検出手段により前記
   合焦位置が検出されると前記フォーカスレンズを前記合
   焦位置へ移動する焦点調節制御手段と、 前記動作モードの開始により前記補助光源の点灯動作を
   開始し、前記検出手段により前記合焦位置が検出される
   と前記補助光源の点灯動作を停止する補助光源制御手段
   とを備えたことを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカメラにおいて、 前記合焦位置への移動後に前記補助光源を前記垂直走査
   期間の整数倍だけ点灯動作させるとともに、前記補助光
   源点灯時の前記撮像信号に基づく前記焦点評価値より焦
   点調節状態を確認する山登り合焦確認手段を備えたこと
   を特徴とするカメラ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のカメラにおい
   て、 前記設定手段により前記動作モードに設定されると、前
   記フォーカシングレンズをレンズ可動範囲の一方の端部
   から他方の端部まで一方向に移動させ、その移動動作中
   に前記評価値演算手段により演算された複数の焦点評価
   値に基づいて前記合焦位置を算出し、算出された合焦位
   置に前記フォーカスレンズを移動させる全域サーチ動作
   を前記移動手段による移動に先立って行う焦点調節手段
   を備え、 前記補助光源制御手段は、前記全域サーチ動作の開始と
   ともに前記補助光源の点灯動作を開始し、前記フォーカ
   スレンズの前記合焦位置への移動終了により前記補助光
   源の点灯動作を停止することを特徴とするカメラ。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載のカメラにおい
   て、 前記設定手段により前記動作モードに設定されると、前
   記フォーカシングレンズをレンズ可動範囲の一方の端部
   から他方の端部まで一方向に移動させ、その移動動作中
   に前記評価値演算手段により演算された複数の焦点評価
   値に基づいて前記合焦位置を算出し、算出された合焦位
   置に前記フォーカスレンズを移動させる全域サーチ動作
   を前記移動手段による移動に先立って行う焦点調節手段
   を備え、 前記補助光源制御手段は、前記全域サーチ動作の開始と
   ともに前記補助光源の点灯動作を開始し、前記他端位置
   における撮像信号が前記撮像素子から出力されると前記
   補助光源の点灯動作を停止することを特徴とするカメ
   ラ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のカメラにおいて、 前記全域サーチ動作における前記合焦位置への移動後に
   前記垂直走査期間の整数倍だけ点灯動作させるととも
   に、前記補助光源点灯時の前記撮像信号に基づく前記焦
   点評価値より焦点調節状態を確認する全域合焦確認手段
   を備えたことを特徴とするカメラ。
6. 【請求項６】 請求項３〜５のいずれかに記載のカメラ
   において、 前記全域サーチ動作における前記合焦位置への移動後の
   所定時間経過後に、前記補助光源を前記垂直走査期間の
   整数倍だけ点灯動作させるとともに、前記補助光源点灯
   時の前記撮像信号から算出される前記焦点評価値が所定
   範囲外の場合に前記移動手段による前記フォーカスレン
   ズの移動動作を行わせる再起動手段を備えたことを特徴
   とするカメラ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のカメラ
   において、 被写体画像を表示する表示装置と、 前記補助光源点灯時の撮像信号に基づく画像データを保
   持する保持手段と、 前記補助光源消灯時に前記保持手段に保持された画像デ
   ータによる被写体画像を前記表示装置に表示させる表示
   制御手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
8. 【請求項８】 撮影光学系により結像された被写体像を
   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前記被
   写体像の焦点評価値を算出する評価値演算手段と、 被写体を照明する補助光源と、 前記撮影光学系のフォーカシングレンズをレンズ可動範
   囲の一方の端部から他方の端部まで一方向に移動させる
   全域移動手段と、 前記移動手段による移動動作中に前記評価値演算手段に
   より算出された複数の焦点評価値に基づいて、焦点評価
   値が最大となる合焦位置を算出する合焦位置演算手段
   と、 前記フォーカスレンズを前記他方の端部から前記合焦位
   置へ移動する合焦移動手段と、 前記全域移動手段による前記フォーカスレンズの移動中
   は前記補助光源を点灯し、前記全域移動手段による前記
   フォーカスレンズの移動が終了すると前記補助光源を消
   灯する補助光源制御手段とを備えたことを特徴とするカ
   メラ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のカメラにおいて、 前記合焦位置への移動後に前記補助光源を前記撮像信号
   の前記垂直同期期間の整数倍の期間点灯させるととも
   に、前記補助光源点灯時の前記撮像信号に基づく前記焦
   点評価値より焦点調節状態を確認する合焦確認手段を備
   えたことを特徴とするカメラ。
10. 【請求項１０】 請求項１〜７および９のいずれかに記
    載のカメラにおいて、 前記補助光源の前記垂直走査期間内における点灯期間
    は、前記垂直走査期間の全期間または前記撮像素子の蓄
    積時間のいずれかであることを特徴とするカメラ。