JP2004085936A

JP2004085936A - カメラ

Info

Publication number: JP2004085936A
Application number: JP2002247359A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nonaka; 野中　修; Masataka Ide; 井出　昌孝
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Also published as: CN1260951C; CN1487728A

Abstract

【課題】撮影者の意図に従って最適なＡＦ方式、圧縮方式を組合わせ、高速で撮影可能であり、尚かつ、記録媒体の容量を有効に用いることのできるカメラを提供することである。
【解決手段】撮影レンズ３のピント位置は、第１のピント調節としてＣＰＵ７によって調節されると共に、上記第１のピント調節よりも精度は低いが高速の第２のピント調節として調節される。撮像素子４により撮影レンズ３を介して被写体像が撮像され、該撮像素子４の出力信号が画像データに変換される。撮像素子４で得られた画像データの圧縮率は画像処理部６にて設定され、この設定された圧縮率に応じて上記画像データが圧縮される。そして、画像処理部６で設定された圧縮率に応じて、上記撮影レンズ３の最終的なピント調節動作を、上記第１のピント調節と第２のピント調節の何れで行うかＣＰＵ７が決定する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子カメラのピント合わせの技術に関し、より詳細には、電子画像を記憶する際の圧縮率を変更可能なカメラに於いて、ピント合わせ方法を切換えることが可能なカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子カメラのピント合わせに於いては、撮影用の撮像素子を利用して特別なセンサを利用しない、いわゆる山登り方式のイメージャＡＦ（オートフォーカス）と称される方式が用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、イメージャＡＦでは、撮像素子上の被写体像のコントラストが、撮影レンズのピント位置に従って変化する様子をモニタする必要があり、レリーズ時のタイムラグが問題となることが多いものであった。
【０００４】
そのため、異なる方式のピント合わせを具備して、これを改善する試みがなされている。
【０００５】
一方、画像圧縮に関しても、種々の改良がなされており、本件出願人は、例えば特許第３１１５９１２号等の出願を行っている。これは、上記イメージャＡＦ時に得られた情報を用いて画像記録時の圧縮率を変更する技術であり、同様のものに特開２０００−２０１２８７号等があった。
【０００６】
しかし、こうした公報に開示された技術は、イメージャ情報を用いて圧縮率を自動切換するものであり、異なる方式の複数のＡＦを効果的に使い分けるものではなかった。
【０００７】
したがってこの発明は、撮影者の意図に従って最適なＡＦ方式、圧縮方式を組合わせ、高速で撮影可能であり、尚かつ、記録媒体の容量を有効に用いることのできるカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわちこの発明は、撮影レンズと、上記撮影レンズのピント位置を調節する第１のピント調節手段と、上記第１のピント調節手段よりも精度は低いが高速に上記撮影レンズのピント位置を調節する第２のピント調節手段と、上記撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含み、該撮像素子の出力信号を画像データに変換する撮像手段と、上記撮像手段で得られた画像データの圧縮率を設定する圧縮率設定手段と、上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて上記画像データを圧縮する圧縮手段と、上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて、上記撮影レンズの最終的なピント調節動作を上記第１のピント調節手段と上記第２のピント調節手段のどちらで行うかを決定する決定手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００９】
またこの発明は、撮影レンズと、上記撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含み、該撮像素子の出力信号を画像データに変換する撮像手段と、上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化を検出して、上記撮影レンズのピント位置を調節する第１のピント調節手段と、被写体の距離に依存した信号を出力する手段を含み、該手段の出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置を調節する第２のピント調節手段と、上記撮像手段から出力された画像データに対して、所定の処理を施す画像処理手段と、上記画像処理手段の処理内容に応じて、上記第１のピント調節手段と上記第２のピント調節手段の何れか一方に上記撮影レンズの最終的なピント調節動作を実行させる制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
更にこの発明は、撮影レンズと、上記撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含み、該撮像素子の出力信号を画像データに変換する撮像手段と、上記撮像手段で得られた画像データの圧縮率を設定する圧縮率設定手段と、上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて上記画像データを圧縮する圧縮手段と、上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化を検出して、上記撮影レンズのピント位置を調節する第１のピント調節手段と、被写体の距離に依存した信号を出力する手段を含み、該手段の出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置を調節する第２のピント調節手段と、上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率が第１の圧縮率の場合には上記第２のピント調節手段のみを動作させ、上記圧縮率が上記第１の圧縮率よりも低い第２の圧縮率の場合には上記第２のピント調節手段に続いて上記第１のピント調節手段を動作させる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
この発明のカメラにあっては、撮影レンズのピント位置は、第１のピント調節手段によって調節されると共に、上記第１のピント調節手段よりも精度は低いが高速の第２のピント調節手段によって調節される。撮像素子を有する撮像手段により、上記撮影レンズを介して被写体像が撮像され、該撮像素子の出力信号が画像データに変換される。上記撮像手段で得られた画像データの圧縮率は圧縮率設定手段にて設定され、この圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて、圧縮手段により上記画像データが圧縮される。そして、上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて、上記撮影レンズの最終的なピント調節動作を上記第１のピント調節手段と上記第２のピント調節手段のどちらで行うかが、決定手段により決定される。
【００１２】
またこの発明のカメラにあっては、撮像素子を有する撮像手段により、撮影レンズを介して被写体像が撮像されて、該撮像素子の出力信号が画像データに変換される。そして、上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化が検出されて、上記撮影レンズのピント位置が第１のピント調節手段により調節される。また、被写体の距離に依存した信号が出力され、その出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置が第２のピント調節手段で調節される。更に、上記撮像手段から出力された画像データに対して、画像処理手段にて所定の処理が施される。そして、上記画像処理手段の処理内容に応じて、制御手段によって、上記第１のピント調節手段と上記第２のピント調節手段の何れか一方に上記撮影レンズの最終的なピント調節動作が実行される。
【００１３】
更に、この発明のカメラにあっては、撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含む撮像手段にて、該撮像素子の出力信号が画像データに変換される。上記撮像手段で得られた画像データの圧縮率は圧縮率設定手段で設定されて、この圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて圧縮手段で上記画像データが圧縮される。そして、第１のピント調節手段によって、上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化が検出されて、上記撮影レンズのピント位置が調節される。また、被写体の距離に依存した信号を出力する手段を含む第２のピント調節手段にて、該手段の出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置が調節される。そして、制御手段により、上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率が第１の圧縮率の場合には上記第２のピント調節手段のみが動作される。これに対し、上記圧縮率が上記第１の圧縮率よりも低い第２の圧縮率の場合には、上記第２のピント調節手段に続いて上記第１のピント調節手段が制御手段により動作される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
初めに、図１乃至図９を参照して、この発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、この発明の第１の実施の形態を示すもので、ＡＦカメラの概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
主被写体１からの光は、撮影レンズ３を介してＣＣＤ等の撮像素子４に結像される。そして、この撮像素子４で光電変換された像の信号は、Ａ／Ｄ変換器５を介して画像処理部６へ出力される。この画像処理部６で処理された信号は、ＣＰＵ７に供給される。このＣＰＵ７は、カメラの全体のシーケンスを制御するマイクロコントローラより成る演算制御手段であり、後述するレリーズスイッチ７ａ及び圧縮率設定スイッチ７ｂを備えている。そして、このＣＰＵ７は、撮影レンズ３をピント合わせ制御するレンズドライバ（ＬＤ）８と、記録部９及びストロボ等の補助光源１５を制御する。この補助光源１５は、シーンに応じて露出用や測距用の補助として利用される。
【００１８】
また、上記主被写体１からの光は、一対の受光レンズ１１ａ及び１１ｂを介してセンサアレイ１２ａ及び１２ｂに入力される。上記センサアレイ１２ａ及び１２ｂからの出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１３、測距演算部１４を介して上記ＣＰＵ７に供給される。
【００１９】
このような構成に於いて、主被写体１を撮影する際には、撮影レンズ３を介して撮像素子４に結像された像が、該撮像素子４及びＡ／Ｄ変換器５等によって電気的な像信号に変換される。そして、画像処理部６に於いて、色や階調が整えられ、記録部９に記録しやすいように画像圧縮される。
【００２０】
また、図示されない撮影者のレリーズスイッチ７ａの操作検出により、受光レンズ１１ａ及び１１ｂを介して入力される主被写体１の像が、センサアレイ１２ａ及び１２ｂに取り込まれる。センサアレイ１２ａ及び１２ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換器１３でＡ／Ｄ変換されてデジタル演算され、測距演算部１４にて主被写体１までの距離が算出される。
【００２１】
上記距離が算出されると、レンズドライバ８が制御されて撮影レンズ３がピント合わせ制御される。続いて、撮像素子４からの像信号が記録されて、撮影が完了される。
【００２２】
図２は、第１の実施の形態に於けるＡＦカメラの外観構成を示す斜視図である。
【００２３】
図２に於いて、カメラ２０の上面には、レリーズスイッチ７ａ及び圧縮率設定スイッチ７ｂが設けられている。また、カメラ２０の前面の中央部には、撮影レンズ３が設けられている。この撮影レンズ３の上方には、測距用の受光レンズ１１ａ、１１ｂが、そして図２に於いてこれら受光レンズ１１ａ、１１ｂの右側には、補助光源１５用の発光窓１５ａが配置されている。
【００２４】
また、上記受光レンズ１１ａ、１１ｂ及びセンサアレイ１２ａ、１２ｂと、撮影レンズ３及び撮像素子４との関係は、図３に示されるようになる。
【００２５】
つまり、同じ主被写体１の像が、外光用のセンサアレイ１１ａ、１１ｂ及び撮像素子４で、共に検出可能である。また、センサアレイ１１ａ、１１ｂの異なる領域の像を利用すれば、主被写体１以外の位置の被写体も検出可能となることが、図３に示されている。
【００２６】
こうした２つの受光レンズ及びセンサアレイから成る外光式ＡＦを、人間の２つの眼と同様に用いて、三角測距の原理で被写体距離を検出する。
【００２７】
また、イメージャＡＦは、撮影レンズ３のピント位置をずらしながら、そのコントラストを撮像素子４にて検出する。そして、最もコントラストが高くなったレンズ位置がピント合わせにふさわしいピント位置とするものであり、外光ＡＦのように距離データよりピント位置が求められるものとは根本的に異なっている。つまり、レンズ位置制御等に誤差があっても、それを含めてピント位置検出がなされるので、誤差をキャンセルしてのピント合わせが可能となる。
【００２８】
但し、図４（ａ）に示されるように、画面２２の中央以外に主被写体１が存在する場合に、人物が手前にあることを検出してこの人物に対して迅速にピントを合わせるのは困難である。それは、画面中央が遠距離であることを判定し、人物（主被写体）１にピントを合わせてピント位置を調べ、次に背景となる木２４に対して撮影レンズを動かしピントを合わせてピント位置を調べてからでないと、何れの主被写体が手前にあるか検出できないからである。
【００２９】
これらの被写体（人物１と木２４）距離が離れている場合は、それぞれに対応するピント位置に於いて撮影レンズ３を止めて画像を取り込み、コントラストを判定するプロセスが必要となるので、時間がかかってしまうのである。
【００３０】
一方、外光式のＡＦでは、撮影レンズの駆動が不要なので、図３に示されるように、センサアレイ各部の像を検出し、受光レンズ１１ａ、１１ｂによる視差を算出するだけである。したがって、図４（ａ）に示される広いエリア３ｃに渡って距離分布が検出できるため、各被写体の距離の分布がわかり、何処に主被写体が存在して、どれくらいの距離であるかが高速で判定可能である。
【００３１】
例えば、図４（ｂ）に示されるように、距離と位置の関係を求めると、エリア３ｃのどの位置にどれくらいの距離のものがあるかを判別することができる。但し、像信号が用いられる場合、中央部のコントラストのない領域は距離検出が困難であるので、例えば、カメラの補助光源１５を発光させて反射光を検出するようにしてもよい。つまり、遠距離のものからは少ししか反射光が返ってこず、近距離のものからは、多くの反射信号光が返ってくることから、像信号で測距できないポイントについては、こうした反射光量判定によって情報を補うようにしてもよい。もちろん、ローコントラスト域には主被写体は存在しないと判定するようにしても、同様の効果が得られる。
【００３２】
次に、図５のブロック図を参照して、図１に示される画像処理部６の詳細な構成について説明する。
【００３３】
図５に於いて、画像処理部６は、ノイズリダクション回路２６と、ホワイトバランス回路２７と、ガンマ（γ）補正回路２８と、色調補正回路２９と、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路３０と、ＪＰＥＧ圧縮回路３１とを有して構成される。
【００３４】
上記ノイズリダクション回路２６は、Ａ／Ｄ変換器５でＡ／Ｄ変換された３色に対応するデジタルＲＧＢ信号の中から、ノイズ成分を取り除くための回路である。ホワイトバランス回路２７では、こうして得られたノイズが除去された像信号を用いて、像の白い部分を白くするための処理が行われる。
【００３５】
ホワイトバランス回路２７の出力は、次段のガンマ補正回路２８によって、図示されないモニタ等への表示時の明るさを自然に表現するために、明るさの変化特性が整えられる。次いで、色調補正回路２９にて、ＲＧＢ３色に対応する信号の色調が補正される。
【００３６】
ＲＧＢ／ＹＣ変換回路３０では、後段での圧縮を容易にするために、輝度情報Ｙと、色空間の色差情報Ｃ_ｂ、Ｃ_ｒに変換される。こうして、得られたＹ、Ｃ_ｂ、Ｃ_ｒ信号に対して、ＪＰＥＧ圧縮回路３１に於いて次ＪＰＥＧ方式の画像圧縮が行われる。これは、画像の高周波数成分に対し、人間の目が鈍感になることを利用しているもので、低周波成分ほど細かく、高周波成分ほど粗く量子化される。ここでは、スケールファクタ（パラメータ）によって、例えば、どの周波数成分をどのくらいの量子化するかという圧縮率が変えられるようになっている。このパラメータは、図１のＣＰＵ７が有するパラメータ設定回路３２のテーブルデータによって設定される。
【００３７】
ＣＰＵ７では圧縮率設定スイッチ７ｂの入力状態（操作状態）が検出され、これにより圧縮率が設定する。圧縮率が高いほど記録される画像は粗くなり、圧縮率が低い程、記録される画像は細かくなるが、これによって、記録部９内に記録される画像数が大きく変化する。すなわち、粗い画像ほど多く記録でき、細かい画像ほど記録枚数は減少する。
【００３８】
例えば、限られた記録媒体のみを持って旅行等に出かけたユーザは、その限られた容量の中に、なるべく多くの画像を取り込みたいと考えるが、繊細なディティールを重視するシーンでは、記録容量は大きくなっても圧縮率の小さい画像を残したいと望む。
【００３９】
そこで、シーンに合わせて圧縮率を変えたいという要望が反映できるように、本実施の形態のようにカメラにその切換用のスイッチを設ける場合がある。また、シーンを判別して、自動で圧縮率を切換えるカメラに関しても、本発明は適用可能である。
【００４０】
次に、図６のフローチャートを参照して、第１の実施の形態に於けるカメラの撮影動作について説明する。
【００４１】
この撮影シーケンスに入ると、先ずステップＳ１にて、外光ＡＦ式の測距が行われて、得られた距離Ｌ_Ｈから、ピント合わせ位置が求められる。次いで、ステップＳ２に於いて、設定された圧縮率に応じて動作が切換えられるべく圧縮率の判定が行われる。
【００４２】
この方式は、上述したように、撮影レンズ３と撮像素子４に対してのフィードバックがなされていないので、使用環境や状態によっては微細な誤差を生じるが、圧縮率が高くてよいシーンでは影響が小さい。したがって、圧縮率が高く設定された場合はステップＳ３に移行する。
【００４３】
このステップＳ３では、測距結果に対してピント位置が決定され、撮影レンズ３の繰り出しが行われる。次いで、ステップＳ４にて撮影が実行される。
【００４４】
一方、上記ステップＳ２に於いて、しかし、圧縮率が小さく設定された場合、ユーザは微細なディティールまで再現したいので、ピント制御もそれに合わせて撮像素子４の画素単位まで合わせ込みができるような方法が採用される。つまり、ステップＳ２からステップＳ８へ移行して、上記ステップＳ１に於ける距離Ｌ_Ｈに対応し、ピント合わせ用の撮影レンズ３の繰り出し方向が決定される。
【００４５】
次いで、ステップＳ９にて、撮影レンズ３が所定位置だけ手前に繰り出されて、ステップＳ１０にて山登りＡＦが実行される（測距時に得られた被写体位置に対応した像信号が利用される（図３参照）。ここでは、最も撮像素子４上のコントラストが高くなるレンズ位置で停止され、ピント合わせが終了される。
【００４６】
その後、ステップＳ１１にて撮影が実行される。そして、ステップＳ１２では、上記ステップＳ１０で得られたピント位置ＬＤ_Ｈと上記ステップＳ１での測距結果に基いて、測距とレンズ位置の関係が算出される。
【００４７】
この関係が算出されていれば、それに続く次の撮影時には、山登りＡＦが行われなくとも、測距結果のみより正確なピント合わせが可能となる。
【００４８】
上記ステップＳ４若しくはステップＳ１２の処理が行われた後、ステップＳ５にて、画像処理部６により、上述した画像処理が実行される。次いで、ステップＳ６では、上記設定された圧縮率に従って、画像処理部６内のＪＰＥＧ圧縮回路３１によりＪＰＥＧ圧縮が行われる。そして、ステップＳ７にて画像記録が行われると、本シーケンスが終了する。
【００４９】
図７は、連続撮影を行う場合のカメラの動作を説明するフローチャートである。
【００５０】
ここでは、撮影レンズ３の作動、停止が繰り返されるため時間を要する山登りＡＦは行われなくとも高速で被写体の位置や距離が求められる外光測距が、ステップＳ２１にて行われる。そして、ステップＳ２２にて圧縮率による判定が行われる。
【００５１】
このステップＳ２２にて、圧縮率が高い場合には、ステップＳ２３に移行して、その圧縮率の結果で図６のフローチャートと同様、撮影レンズ３の繰り出し方向が決定される。一方、圧縮率が低い場合にはステップＳ２４に移行して、山登りＡＦは行われずに、図６のフローチャートのステップＳ１２にて算出された距離（Ｌ）とピント位置（ＬＤ）の関係より、ピント合わせ用の撮影レンズ３の繰り出し位置が決定される。上記ステップＳ２３若しくはＳ２４の後、ステップＳ２５にて撮影動作が実行される。
【００５２】
この後のステップＳ２６、Ｓ２７、Ｓ２８の画像処理、圧縮、画像記録の各処理動作は、上述した図６のフローチャートに於けるステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７と同様であるので、説明は省略する。
【００５３】
このようなフローチャートにて、粗い画像でも十分な場合（例えば、電子メールに添付して、最終的に小容量ファイルにするようなものを撮影する場合）は、カメラの基本であるレリーズタイムラグを短縮したピント合わせが行われる。
【００５４】
また、上述した例では、最初にユーザが圧縮率を設定して撮影するものとして説明したが、例えば、測距用のセンサアレイで検出された像信号や距離データを基に、最適の圧縮率をカメラが設定する方式の技術にも応用可能である。
【００５５】
例えば、図４（ａ）に示されるシーンでは、図４（ｂ）に示される距離分布、図４（ｃ）に示される色分布が得られるが、これらの情報を利用して、例えば主被写体が近距離でその像データが高い周波数を有する場合には、圧縮率を低くするようにすればよい。
【００５６】
次に、距離情報からピント合わせ位置を求める方法について説明する。
【００５７】
一般に、距離Ｌの逆数１／Ｌと、ピント位置ＬＤとの関係は、図８に於ける実線のようになるので、ＣＰＵ７は、予め下記（１）式のような１／ＬとＬＤの関係を記憶しておく。
ＬＤ＝Ａ×１／Ｌ＋Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１）
（但し、Ａ、Ｂは任意の数）
しかし、上述したように、この（１）式の関係は、温度や湿度の変化や姿勢差による各ブロックの変化によって、必ずしも同じ関係ではない。そこで生じる誤差ΔＬＤは、上述のように条件によって変化するので、図８に破線（実際１）で示されるようになる。
【００５８】
そこで本実施の形態では、最初の測距で距離Ｌ_Ｈでのピント位置ＬＤ_Ｈ０イメージャの出力を用いて求めることによって、理論値からの差であるΔＬＤを、下記（２）式のようにΔＬＤとして算出する。そして、再度の測距結果、距離Ｌ_Ｍの被写体のピント合わせ時には、上記ΔＬＤを加味して、下記（３）式を用いてＬＤ_Ｍのピント位置にピント合わせレンズを制御する。
【００５９】
ΔＬＤ＝ＬＤ_Ｈ−ＬＤ_Ｈ０　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
ＬＤ_Ｍ＝Ａ×１／Ｌ_Ｍ＋Ｂ＋ΔＬＤ　　　　　　　　　　　　…（３）
図９（ａ）〜（ｃ）は、このときの再ピント合わせのスピードの効果を示したタイミングチャートである。
【００６０】
図９（ａ）は、測距の度に山登りを行う場合のタイミングチャートである。この場合、無限遠（∞）位置から測距結果に従って、撮影レンズの繰り出しが行われる。図中、１〜５の数字は５つのピント位置であり、コントラストを検出している様子（山登りＡＦを実施している様子）を示している。２回目の測距では、再度５つのピント位置で山登りＡＦを行うが、この例では１回目のレンズ位置をリセットせずにそこから山登り開始位置にまでピント合わせレンズを持って行って山登りＡＦを行っている。
【００６１】
また、図９（ｂ）に示されるタイミングチャートのように、１回の撮影の度にレンズ位置をリセットする形式では、無限遠位置の繰り出し分だけ、更に時間がかかる。
【００６２】
図９（ｃ）は、この発明の第１の実施の形態に於ける効果を示すタイミングチャートである。
【００６３】
この発明では、上述したように、１回目のレンズ位置（ＬＤ）制御の結果を用いて、２回目の測距のピント位置を算出するので、測距のみでピント位置制御を行って、Δｔ_０の時間だけでピント合わせが可能である。図９（ａ）の例と比べると、Δｔ_１もの時間の改善がなされ、図９（ｂ）の例と比べると、Δｔ_２もの時間の改善がなされることがわかる。
【００６４】
また、図９（ｃ）に示されるように、レンズ繰り出し方向から繰り込み方向に動かす時には、繰り出し時と繰り込み時の機構系のガタつきのつまり方の差による、いわゆるバックラッシュについて考慮しなければならない。
【００６５】
繰り出し方向の実際の１／ＬとＬＤの関係と共に、繰り出し方向から繰り込み方向に動かした時のバックラッシュを考慮した１／ＬとＬＤの関係は、図８に於いて、一点鎖線（実際２）で示されている。
【００６６】
このバックラッシュ時の差は所定の値ΔＬＤ_Ｂであるとすると、下記（４）式のような計算で算出されたピント位置にピント合わせを行えばよいことがわかる。
ＬＤ_Ｍ＝Ａ×１／Ｌ_Ｍ＋Ｂ＋ΔＬＤ−ΔＬＤ_Ｂ　　　　　　　…（４）
したがって、図９（ｃ）のタイミングチャートに於いて、２回目のピント合わせでは、上記ΔＬＤ_Ｂを考慮した位置にピント合わせが行われる。２回目の測距結果が近距離を示し、繰り込み動作を伴わなければ、上述した（３）式の計算でよい。
【００６７】
また、撮影レンズがズームレンズである場合、ズーミングによってピント位置がシフトするので、これを考慮したピント制御が行われる。
【００６８】
このような工夫により、山登りＡＦを行わずにピント合わせを高速化することができる。
【００６９】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７０】
図１０は、この発明の第２の実施の形態を示すもので、いわゆる一眼レフレックスタイプのＡＦカメラの概略構成を示すブロック図である。
【００７１】
尚、以下に述べる実施の形態に於いて、上述した第１の実施の形態と同じ部分には同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００７２】
図１０に於いて、主被写体１からの光は、撮影レンズ３を介して、図示矢印Ｃ方向に回動可能で、ハーフミラーで構成されるメインミラー３５に導かれる。このメインミラー３５が光路より退避（上方に位置）されている場合は、主被写体１からの光は撮像素子４に結像される。一方、メインミラー３５が光路内に位置されている場合は、主被写体１からの光は該メインミラー３５より反射されて、フォーカシングスクリーン４３上に結像される。そして、更にペンタプリズム４４及び接眼レンズ４５を通して、この結像された像が撮影者の眼４６によって観察可能となる。
【００７３】
このような光学的な構成の工夫により、撮影レンズ３を通った映像を確認することができる。
【００７４】
尚、ペンタプリズム４４の前方には、撮像素子４が形成した電子映像を形成するための液晶標示部４８及び照明部４９が設けられている。
【００７５】
また、図１１にも示されるように、メインミラー３５を透過した被写体像は、該メインミラー３５の後方に設けられたサブミラー４１にて反射される。そして、該被写体像は、コンデンサレンズ３７、ミラー３８及びセパレータレンズ３９を介して、フォトダイオードアレイ４０上に結像される。
【００７６】
この像は、撮影レンズ３の異なる瞳位置をにらんでおり、画面内の１点につき、一対の像信号が形成される。これら一対の像信号は、被写体にピントが合った時に所定の位置関係となる。したがってＣＰＵ７による撮影レンズ３のピント制御は、上記一対の像信号の位置が所定の位置関係になるように、レンズドライバブ８を介してピント合わせ用の撮影レンズ３を前後させる（ＴＴＬ位相差ＡＦ）。
【００７７】
尚、上記サブミラー３６をハーフミラーで構成すれば、メインミラー３５が光路内に存在しても、撮影レンズ３によるメインの撮像素子４への入射光の一部が上記撮像素子４上に達するので、これを画像処理部６にて画像処理してコントラスト信号を抽出し、撮影レンズ３を微調節することによって、山登りＡＦを行うこともできる。つまり、この第２の実施の形態に於いても、２つの方式のＡＦを併用することができる。但し、撮影時に、撮影レンズ３と撮像素子４間の光路内からメインミラー３５が退避した状態では、上記ＴＴＬ位相差ＡＦは実施することができない。
【００７８】
また、ペンタプリズム４４の前方に設けられた液晶表示部４８及び照明部４９は、電子ファインダ（ＥＶＦ）を構成している。この電子ファインダによって、メインミラー３５０が光路外に退避した後、撮影レンズ３からの像がフォーカシングスクリーン４３に投影されない状態でも、撮影レンズ３から撮像素子４に入射された電子画像を、引き続きモニタすることができるようになっている。
【００７９】
したがって、従来の一眼レフレックスカメラのように、シャッタが開いている時も視界がブラックアウトすることがない。
【００８０】
こうした工夫により、長時間露光や、動体に対して、被写体の動きを確認しながらの撮影を楽しむことができる。
【００８１】
図１２は、この第２の実施の形態に於けるカメラの撮影シーケンスについて説明する。
【００８２】
本シーケンスに入って、先ず、スＳ３１では、上述した位相差方式によるピント合わせが行われる。通常は、このピント合わせで十分であるが、一眼レフレックスカメラを使用しているユーザ層には、画質にこだわるユーザが多い。したがって、この場合は、低い画像圧縮で撮影を行う場合、撮像素子の画素の単位でコントラストを評価する山登りＡＦによる微調整を加えることにする。
【００８３】
そこで、続くステップＳ３２にて圧縮率の判定が行われる。ここで、圧縮率が低い撮影が選択された場合にはステップＳ３３に移行し、圧縮率が高い撮影の場合はステップＳ３４に移行する。
【００８４】
ステップＳ３３では、位相差によるピント合わせに加え、山登りＡＦによる微調整が付加されて、より高い解像力での撮影が行われる。
【００８５】
この後、ステップＳ３４にてメインミラー３５が光路外に退避（ミラーアップ）され、続くステップＳ３５にて撮影が実行される。そして、ステップＳ３６でメインミラー３５が光路内に位置（ミラーダウン）されると、ステップＳ３７にて画像処理が行われる。更に、ステップＳ３８で画像圧縮処理、更にはステップＳ３９にて画像記録が行われて、本シーケンスが終了する。
【００８６】
このとき、上述した電子ファインダ機能を作動させて、図１４（ｂ）に示されるように、ミラーアップ中も被写体像を確認することができるようにしてもよい。
【００８７】
また、連写時には、このＥＶＦ機能をより有効に利用することができる。
【００８８】
図１３は、この連続撮影の動作を説明するフローチャートである。
【００８９】
先ず、上述した図１２のフローチャートと同様に、ステップＳ４１にて位相差ＡＦによるピント合わせが行われる。この時は、図１４（ａ）に示される位置にメインミラー３５が存在している。
【００９０】
そして、ステップＳ４２にてミラーアップが行われ、ステップＳ４３に於いて圧縮率の判定が行われる。ここで、圧縮率が低い撮影が選択された場合にはステップＳ４４に移行して山登りＡＦが実行される。一方、圧縮率が高い撮影の場合はステップＳ４５に移行する。その後、ステップＳ４５で撮影が実行される。
【００９１】
すると、ステップＳ４６では、このタイミングで、図１４（ｂ）に示されるように、ミラーアップされて撮像された像の表示が行われて、ファインダ内のモニタに表示させて電子ファインダが機能される。
【００９２】
そして、ステップＳ４７で画像処理が行われると、続くステップＳ４８で画像圧縮処理、更にはステップＳ４９にて画像記録が行われる。次いで、ステップＳ５０では、山登りＡＦにてピント合わせが実行される。こうして、ステップＳ５１にて２回目の撮影が実行される。この撮影が実行されると、ステップＳ５２にて再び画像処理が行われ、更にステップＳ５３で画像圧縮処理、ステップＳ５４にて画像記録が行われる。
【００９３】
そして、ステップＳ５５に於いて、連写が終了であるか否かが判定される。ここで、まだ撮影（連写）が終了でない場合は上記ステップＳ５０に移行し、終了の場合はステップＳ５６に移行する。
【００９４】
ステップＳ５６では、上記ステップＳ４６にて電子ファインダとして機能されていたファインダ内のモニタ表示がオフにされる。その後、ステップＳ５７でミラーダウンが行われると、本シーケンスが終了する。
【００９５】
ところで、上述したステップＳ４７〜Ｓ４９は、画像処理、圧縮、記録のステップであるが、１回の撮影の度にメインミラーをアップダウンさせるとタイムラグが長くなってしまう。したがって、この連写時は、ステップＳ４２でミラーアップされた後は、連写が終わる（ステップＳ５５）までミラーダウン（ステップＳ５７）は行われないようにしている。
【００９６】
また、ステップＳ５０以降は、位相差ＡＦは行われず、山登りＡＦにてピント合わせがなされて、ステップＳ５１〜Ｓ５４の撮影シーケンスが繰り返されるようにしている。この時のファインダは、図１５（ａ）に示される光学ファインダ（ＯＶＦ）とは異なり、図１５（ｂ）に示されるような表示形態（ＥＶＦ）にしてもよい。
【００９７】
図１５（ｂ）に示される例では、主被写体部のみが拡大され、人物の表情がよくわかるようにしている。このファインダ内モニタ表示は、ミラーダウンに先立ってオフされ、消費電流を抑えるようにしているが、圧縮率に応じて、表示時の画素の粗さを切換えて、効果が確認できるようにしてもよい。
【００９８】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、いわゆる一眼レフレックスタイプのデジタルカメラに於いて、ＴＴＬ位相差ＡＦと、山登りＡＦを効果的に使い分けて、カメラの基本性能であるタイムラグと必要とされる解像力のバランスをとった設計のＡＦ方式を選択することができる。
【００９９】
次に、この発明の第３の実施の形態を説明する。
【０１００】
一眼レフレックスタイプのカメラの光学系としては、上述した図１０のような構成に限る必要はなく、図１６のように構成してもよい。
【０１０１】
すなわち、図１６に示されるように、位相差ＡＦ用センサ４０を、撮影用の撮像素子４と同一チップ上に形成して、上述した第２の実施の形態によるカメラの構成を単純化してもよい。
【０１０２】
また、上述した第２の実施の形態では、もっぱら圧縮率による切換えについてのみ説明したが、この第３の実施の形態では、図１７のフローチャートのように、タイムラグ優先モードを設定できるようにしている。
【０１０３】
図１７は、第３の実施の形態によるカメラの撮影動作を説明するフローチャートである。
【０１０４】
先ず、ステップＳ６１に於いて、タイムラグ優先モードであるか否かが判定される。ここで、タイムラグ優先モードが選択された場合は、ステップＳ６２に移行して位相差ＡＦが行われる。そして、ステップＳ６３の撮影時は、撮影データの圧縮率が高められて記録されるようにする。
【０１０５】
上記ステップＳ６１にてタイムラグ優先モードでない場合は、ステップＳ６４に移行して圧縮率が判定される。ここで、圧縮率が低くない場合は、ステップＳ６５へ移行して位相差ＡＦが行われる。次いで、ステップＳ６６に於いて、コントラストのチェックが行われる。
【０１０６】
その結果、所定コントラスト以上の場合は、ステップＳ６３に移行してそのまま撮影に入り、高圧縮での記録が行われる。一方、上記ステップＳ６６にて所定コントラスト未満ならば、ステップＳ６７へ移行して、山登りＡＦが行われた後、ステップＳ６３に移行して撮影及び記録が行われる。
【０１０７】
上記ステップＳ６４に於いて、高い解像力を求めて圧縮率を低くする撮影時には、ステップＳ６８に移行して位相差ＡＦが先ず行われる。続いて、ステップＳ６９にて山登りＡＦが行われる。この場合、ステップＳ７０にて撮影記録される時には、圧縮率が低くされるようにする。
【０１０８】
このように、第３の実施の形態によれば、レリーズタイムラグと圧縮率を考慮してＡＦ方式が決定される。
【０１０９】
次に、この発明の第４の実施の形態を説明する。
【０１１０】
上述した第１乃至第３の実施の形態では、圧縮率に着目していたが、この発明の考え方を適用すると、圧縮率ばかりでなく、画質を左右する他のパラメータに従ってＡＦ方式を切換えてもよい。
【０１１１】
例えば、デジタルカメラには、図１８（ａ）に示されるような画素から成る画像を、図１８（ｂ）に示されるような４倍の面積の画素に換算する処理（記録画素数切換）が内蔵されている。また、図１９（ａ）に示されるような像パターンに対し、白黒の変化点のエッジを、図１９（ｂ）に示されるように検出し、この部分のゲインを大きくして元の像に加算（図１９（ｃ）参照）するエッジ強調処理機能が、デジタルカメラには内蔵されていることが多い。このような処理の選択に従って、図２０フローチャートのようにカメラのＡＦ方式を切換えてもよい。
【０１１２】
図２０は、この発明の第４の実施の形態によるカメラの撮影動作を説明するフローチャートである。
【０１１３】
先ず、ステップＳ８１にて位相差ＡＦが行われる（例えば、図１の構成では外光式ＡＦ）。次いで、ステップＳ８２に於いて、低画素数か否かが判定される。ここで、低画素数の場合はステップＳ８３へ移行し、そうでない場合はステップＳ８５へ移行する。
【０１１４】
そして、ステップＳ８３に於いて、エッジ強調か否かが判定される。ここで、エッジ強調の場合はステップＳ８４に移行し、そうでない場合はステップＳ８６へ移行する。
【０１１５】
上記ステップＳ８４では、コントラストが判定される。その結果、所定コントラスト以上であればステップＳ８６へ移行し、それよりも低ければステップＳ８５へ移行する。また、このステップＳ８５では、山登りＡＦが行われる。
【０１１６】
すなわち、低画素数で、且つエッジ強調なしの場合、そのままステップＳ８６、Ｓ８７、Ｓ８８の撮影、画像処理、画像記録の処理が行われる。これに対し、画素数が多い場合には、エッジ強調の有無にかかわらず、上記ステップＳ８１の位相差ＡＦに加えてステップＳ８５の山登りＡＦが行われる。
【０１１７】
また、低画素数であってもエッジ強調ありの場合は、ステップＳ８４にてコントラストが判定される。その結果、所定コントラスト以上ならば、そのままステップＳ８６の撮影に入るが、所定コントラスト以下ならばステップＳ８５の山登りＡＦが実行される。
【０１１８】
このように、第４の実施の形態によれば、画像を構成する画素数サイズや、シャープネスの処理の有無によって、ＡＦの方式を最適化している。つまり、シャープで画素数が多い写真に対しては、画素の単位のコントラストまで考慮した山登りＡＦを行うが、それ以外は、この方式ではタイムラグが長くなるので山登りＡＦを行わず、高速のピント合わせを達成するようにしている。
【０１１９】
以上説明した実施の形態によれば、ピント制御方式と圧縮率の関係を最適化して組み合わせ、レリーズ時のタイムラグと、画像記録媒体のメモリ量のバランスをとったカメラを提供することができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、撮影者の意図に従って最適なＡＦ方式、圧縮方式を組合わせ、高速で撮影可能であり、尚かつ、記録媒体の容量を有効に用いることのできるカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すもので、ＡＦカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に於けるＡＦカメラの外観構成を示す斜視図である。
【図３】受光レンズ１１ａ、１１ｂ及びセンサアレイ１２ａ、１２ｂと、撮影レンズ３及び撮像素子４との関係を示した図である。
【図４】画面の中央以外に主被写体が存在する場合に於けるピント合わせの例を説明する図である。
【図５】図１の画像処理部６の詳細な構成をシステムブロック図である。
【図６】この発明の第１の実施の形態に於けるカメラの撮影動作について説明するフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態に於いて連続撮影を行う場合のカメラの動作を説明するフローチャートである。
【図８】距離Ｌの逆数１／Ｌと、ピント位置ＬＤとの関係を示す図である。
【図９】再ピント合わせのスピードの効果を示したタイミングチャートであって、（ａ）は測距の度に山登りを行う場合のタイミングチャート、（ｂ）は１回の撮影の度にレンズ位置をリセットする形式のタイミングチャート、（ｃ）はこの発明の第１の実施の形態に於ける効果を示すタイミングチャートである。
【図１０】この発明の第２の実施の形態を示すもので、いわゆる一眼レフレックスタイプのＡＦカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の測距光学系の配置を示す斜視図である。
【図１２】この発明の第２の実施の形態に於けるカメラの撮影シーケンスについて説明するフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態に於いて連続撮影の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】（ａ）は位相差ＡＦによるピント合わせが行われる場合の光学系の状態を示した図、（ｂ）はミラーアップ時の光学系の状態を示した図である。
【図１５】連続撮影時のファインダの表示形態の例を示した図である。
【図１６】この発明の第３の実施の形態を示すもので、いわゆる一眼レフレックスタイプのＡＦカメラの光学系の概略構成を示す図である。
【図１７】この発明の第３の実施の形態によるカメラの撮影動作を説明するフローチャートである。
【図１８】この発明の第４の実施の形態を説明するもので、記録画素数切換えの例を示した図である。
【図１９】この発明の第４の実施の形態を示すもので、エッジ強調処理機能について説明する図である。
【図２０】この発明の第４の実施の形態によるカメラの撮影動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　主被写体、
３　撮影レンズ、
４　撮像素子、
５、１３　Ａ／Ｄ変換器、
６　画像処理部、
７　ＣＰＵ、
８　レンズドライバ（ＬＤ）、
９　記録部、
１１ａ、１１ｂ　受光レンズ、
１２ａ、１２ｂ　センサアレイ、
１４　測距演算部、
１５　補助光源、
２０　カメラ、
２６　ノイズリダクション回路、
２７　ホワイトバランス回路、
２８　ガンマ（γ）補正回路、
２９　色調補正回路、
３０　ＲＧＢ／ＹＣ変換回路、
３１　ＪＰＥＧ圧縮回路、
３２　パラメータ設定回路。

Claims

撮影レンズと、
上記撮影レンズのピント位置を調節する第１のピント調節手段と、
上記第１のピント調節手段よりも精度は低いが高速に上記撮影レンズのピント位置を調節する第２のピント調節手段と、
上記撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含み、該撮像素子の出力信号を画像データに変換する撮像手段と、
上記撮像手段で得られた画像データの圧縮率を設定する圧縮率設定手段と、
上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて上記画像データを圧縮する圧縮手段と、
上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて、上記撮影レンズの最終的なピント調節動作を上記第１のピント調節手段と上記第２のピント調節手段のどちらで行うかを決定する決定手段と、
を具備したことを特徴とするカメラ。
上記第１のピント調節手段は、上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化を検出して上記撮影レンズのピント位置を調節するものであり、上記第２のピント調節手段は、被写体の距離に依存した信号を出力する手段を含み、該手段の出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置を調節するものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
上記決定手段は、上記圧縮率設定手段によって第１の圧縮率が設定された場合には上記第１のピント調節手段を選択し、上記第１の圧縮率よりも圧縮の割合が小さい第２の圧縮率が設定された場合には上記第２のピント調節手段を選択するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
上記第１のピント調節手段はイメージャＡＦ方式によってピント調節を行い、上記第２のピント調節手段は外光ＡＦ方式、若しくは、ＴＴＬ位相差ＡＦ方式によってピント調節動作を行うものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
撮影レンズと、
上記撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含み、該撮像素子の出力信号を画像データに変換する撮像手段と、
上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化を検出して、上記撮影レンズのピント位置を調節する第１のピント調節手段と、
被写体の距離に依存した信号を出力する手段を含み、該手段の出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置を調節する第２のピント調節手段と、
上記撮像手段から出力された画像データに対して、所定の処理を施す画像処理手段と、
上記画像処理手段の処理内容に応じて、上記第１のピント調節手段と上記第２のピント調節手段の何れか一方に上記撮影レンズの最終的なピント調節動作を実行させる制御手段と、
を具備したことを特徴とするカメラ。
上記画像処理手段は、上記撮像手段で得られた画像データを所定の圧縮率で圧縮する手段を含み、上記制御手段は上記圧縮率に基いて上記何れか一方のピント調節手段を最終的に動作させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
上記画像処理手段は、上記撮像手段で得られた画像データを所定の画像サイズに変換する手段を含み、上記制御手段は上記画像サイズに基いて上記何れか一方のピント調節手段を最終的に動作させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
上記画像処理手段は、上記撮像手段で得られた画像データに対してエッジ強調処理する手段を含み、上記制御手段は上記エッジ強調処理の有無に基いて上記何れか一方のピント調節手段を最終的に動作させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
撮影レンズと、
上記撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子を含み、該撮像素子の出力信号を画像データに変換する撮像手段と、
上記撮像手段で得られた画像データの圧縮率を設定する圧縮率設定手段と、
上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率に応じて上記画像データを圧縮する圧縮手段と、
上記撮影レンズの移動時に上記撮像手段から出力される画像データのコントラスト変化を検出して、上記撮影レンズのピント位置を調節する第１のピント調節手段と、
被写体の距離に依存した信号を出力する手段を含み、該手段の出力結果に従って上記撮影レンズのピント位置を調節する第２のピント調節手段と、
上記圧縮率設定手段で設定された圧縮率が第１の圧縮率の場合には上記第２のピント調節手段のみを動作させ、上記圧縮率が上記第１の圧縮率よりも低い第２の圧縮率の場合には上記第２のピント調節手段に続いて上記第１のピント調節手段を動作させる制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラ。