JP2006215471A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、レリーズボタンを備え、そのレリーズボタンの押下により静止画撮影を行なう、例えばデジタルカメラやカメラ内蔵の携帯電話機等の撮影装置に関し、静止画撮影に先立って静止画撮影用のピント調節を行なうとともに、そのピント調節を高速に行なう機能を備える。
【解決手段】ピントを第１のステップ間隔で移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチする第１の合焦位置検出モードと、ピントを第１のステップ間隔よりも広い第２のステップ間隔で移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチする第２の合焦位置検出モードとを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、レリーズボタンを備え、そのレリーズボタンの押下により静止画撮影を行なう、例えばデジタルカメラやカメラ内蔵の携帯電話機等の撮影装置に関する。

近年、従前の写真フィルム上に写真撮影を行なうタイプのカメラに代わりＣＣＤ撮像素子等の撮像素子上に結像した被写体を表わす画像データを得るデジタルのカメラが広く普及してきており、さらに、そのようなタイプのカメラが内蔵された携帯電話機も広く普及してきている。ここでは、それらを総称あるいは代表させて、デジタルカメラという名称で説明を続ける。

このようなデジタルカメラでの問題点の１つは、撮影者による撮影操作から実際に撮影が行なわれるまでの時間遅れである。現在市販されているデジタルカメラの多くはこの時間遅れが大きく、シャッタチャンスを逃がすことも多い。

特許文献１，２には、この時間遅れを短縮化するために、動画撮影から静止画撮影に移行したときに静止画撮影のための測光（ＡＥ）を新たに行なうことを省略して動画撮影の測光結果を採用して静止画撮影の露出制御を行なうことが記載されている。
特公平２−３０６３３号公報 特公平２−３０６３４号公報

しかしながら、動画撮影では１フレームごとに測光が行なわれてその測光結果を次の（数フレーム後の）フレームの露光制御に用いるということが行なわれており、高速の測光が求められ、静止画撮影に適した広い被写界輝度範囲全域に亘る測光は行なわれていない。特に近年、１画素あたり面積の異なる複数の受光センサを持った広ダイナミックレンジの撮像素子が登場してきており、そのような広ダイナミックレンジの撮像素子を有効に駆使して適正露光の静止画撮影を行なおうとするときは、動画撮影用の測光結果をそのまま静止画撮影に流用するには無理がある。

また、デジタルカメラでは、動画撮影、静止画撮影に限らず、測光のほか、ピント位置を検出して調整する自動焦点調節（ＡＦ）が行なわれている。動画撮影から静止画撮影に移行したときにこのＡＦについても動画撮影時のＡＦ結果を静止画撮影にそのまま反映させることが考えられる。

しかしながら、動画撮影の場合、被写体の移動等によりピント位置がずれたら暫らくの時間をかけてゆっくりと再びピントの合った状態に移行するため、ピントがずれた段階で静止画撮影に移行してそのときのピント位置をそのまま採用して静止画撮影を行なうとピンボケの写真となってしまう。このため、ＡＦについても静止画撮影モードに移行した後あらためてピント調節を行なってから実際の静止画撮影を行なうのが普通である。

このようなことから、撮影者による撮影操作からＡＥやＡＦが開始され、実際に撮影が行なわれるまでの時間遅れが生じている。

本発明は、上記事情に鑑み、静止画撮影に先立って静止画撮影用のピント調節を行なうとともに、そのピント調節を高速に行なう機能を備えた撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置のうちの第１の撮影装置は、
レリーズボタンを備え該レリーズボタンの押下操作に応じて静止画撮影を行なう撮影手段と、
静止画撮影に先立って、合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを備え、
上記合焦位置検出手段が、ピントをステップ的に移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチするものであって、ピントを第１のステップ間隔で移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチする第１の合焦位置検出モードと、ピントを上記第１のステップ間隔よりも広い第２のステップ間隔で移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチする第２の合焦位置検出モードとを有することを特徴とする。

本発明の第１の撮影装置は、上記第２の合焦位置検出モードを有するため、上記第１の合焦位置検出モードと比べピントが多少甘くなる傾向はあるが、合焦位置検出に要する時間を短縮することができ、シャッタチャンスを逃がすことなく、かなりピントの合った静止画撮影を行なうことができる。

また、本発明の撮影装置のうちの第２の撮影装置は、
レリーズボタンを備えレリーズボタンの押下により静止画撮影を行なう撮影手段と、
静止画撮影に先立って合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを備え、
上記合焦位置検出手段が、ピントをステップ的に移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチするものであって、合焦位置を所定の第１のピント調整範囲内でサーチする第１の合焦位置検出モードと、合焦位置を第１のピント調整範囲よりも狭い第２のピント調整範囲内でサーチする第２の合焦位置検出モードとを有することを特徴とする。

本発明の第２の撮影装置は、その第２の撮影装置にいう第２の合焦位置検出モードを有するため、第２の撮影装置における第１の合焦位置検出モードと比べピントの合う距離範囲が狭められるが、シャッタチャンスを逃がすおそれのあるような動きのある被写体を撮影する場面における被写体距離についてピントが合えば十分であり、この第２の合焦位置検出モードによって合焦位置検出に要する時間を短縮することができ、シャッタチャンスを逃がすことなく、例えば動きのある被写体であってもピントの合った静止画撮影を行なうことができる。

ここで、上記第２の撮影装置において、上記合焦位置検出手段は、第１の合焦位置検出モードにおいて、合焦位置を所定の第１の近距離から所定の遠距離まで第１のピント調整範囲内でサーチし、第２の合焦位置検出モードにおいて、合焦位置を第１の近距離よりも遠距離側に寄った所定の第２の近距離から上記所定の遠距離までの第２のピント調整範囲内でサーチするものであることが好ましい。

動きのある被写体を撮影するような場面では、その被写体が至近距離にあることはほとんどなく、遠距離側にある。そこで、本発明の第２の撮影装置における第２の合焦位置検出モードにおいては、近距離側（第１の近距離から第２の近距離の間）のサーチは省略し、それよりも遠距離側についてサーチすることが好ましい。

また、上記本発明の第２の撮影装置において、上記合焦位置検出手段は、上記第１の合焦位置検出モードにおける上記第１のピント調整範囲および上記第２の合焦位置検出モードにおける上記第２のピント調整範囲を近距離側および遠距離側に所定のオーバサーチ距離だけ越えたピント移動範囲内でピントを移動させながら合焦位置をサーチするものであって、それら第１の合焦位置検出モードと第２の合焦位置検出モードとでそのオーバサーチ距離を同一とすることが好ましい。

オーバサーチ距離を同一とすることにより、合焦位置検出に関するパラメータの数を減らすことができ制御が容易となる。

以上説明したとおり、本発明によれば、合焦位置検出に要する時間を短縮することができ、シャッタチャンスを逃がすおそれが低減する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。

図１に示すデジタルカメラ１０の前面中央部には、光学ズームレンズを含む撮影レンズ１１を内部に備えたズーム鏡胴１２が備えられている。また、このデジタルカメラ１０の前面上部には、撮影に同期してフラッシュ光を発するフラッシュ発光装置１３と、光学式ファインダ対物窓１４とが備えられている。

また、このデジタルカメラ１０の前面左側には、スライド式の電源スイッチ１５が備えられている。

さらに、このデジタルカメラ１０の上面には、レリーズボタン１６が備えられている。

図２は、図１に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。

このデジタルカメラ１０には、前述した撮影レンズ１１を構成するズームレンズ２１およびフォーカスレンズ２２と、絞り径を多段階に調節可能なアイリス２３と、撮影レンズ（ズームレンズ２１およびフォーカスレンズ２２）およびアイリス２３を経由して結像された被写体像を受光してアナログ信号を生成するＣＣＤ撮像素子（以下、「ＣＣＤ」と称する）２４と、撮影レンズおよびアイリス２３を経由して入射してきた被写体光の、ＣＣＤ２４への照射時間を制限する機械式シャッタ２５が備えられている。

また、このデジタルカメラ１０には、ＣＣＤ２４での電子シャッタのタイミングや画像信号の読出し等のタイミングを制御するタイミングジェネレータとＣＣＤ２４から読み出したアナログ信号をデジタルの画像信号を生成するＡ／Ｄ変換回路とからなる読出回路２６と、その読出回路２６からのデジタルの画像信号をバスライン５０に伝達する画像入力コントローラ２７と、バスライン５０を介して入力されたデジタルの画像信号を輝度（Ｙ）と色（Ｃ）とで表わされるＹＣ信号に変換する画像信号処理回路２８とが備えられている。

さらに、このデジタルカメラ１０には、バスライン５０を介して入力されたＹＣ信号を圧縮処理する圧縮処理回路２９と、バスライン５０を介して入力されたＹＣ信号をＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ ＴＶ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）信号に変換するビデオエンコーダ３０が備えられている。ビデオエンコーダ３０から出力されたＮＴＳＣ信号は、液晶モニタ（以下、「ＬＣＤ」と称する）３１に供給されてそのＬＣＤ３１に画像が表示される。

また、デジタルカメラ１０には、このデジタルカメラ１０全体の制御を行なうＣＰＵ３２と、ズームレンズ２１、アイリス２３、フォーカスレンズ２２、およびメカニカルシャッタ２５をそれぞれ駆動する各モータドライバ３３〜３６と、図１に示すレリーズボタン１６の押下によりオンとなる２つのスイッチＳ１，Ｓ２が備えられている。これら２つのスイッチＳ１，Ｓ２のうちの一方のスイッチＳ１は、レリーズボタン１６が半押しされたときにオンとなるスイッチであり、もう一方のスイッチＳ２はレリーズボタン１６が全押しされたときにオンとなるスイッチである。そこで、以下では、レリーズボタン１６が半押しされている状態を「Ｓ１状態」、全押しされた後の状態を「Ｓ２状態」と称することがある。またデジタルカメラ１０の電源がオンとなっており、かつ撮影モードとなっているが未だレリーズボタン１６を押してない状態を「Ｓ０状態」と称することがある。

さらに、このデジタルカメラ１０には、各種時間を計測するためのタイマ３７、デジタルの画像信号に基づくコントラスト検知により合焦位置を検出するＡＦ検出回路３８、デジタルの画像信号に基づいて被写界輝度およびホワイトバランスを検出するＡＥ＆ＡＷＢ検出回路３９、デジタルの画像信号が一時的に記憶されるメモリ（ＳＤＲＡＭ）４０、圧縮処理回路２９で圧縮された後の画像信号を可搬型記録媒体である記録メディア１００に記録するためのメディアコントローラ４１が備えられている。

さらに、このデジタルカメラ１０には、レリーズボタン１６の押下に応じて撮影を行なう撮影モードと記録メディア１００に記録されている撮影済の画像を記録メディア１００から読み出して液晶モニタ３１に表示する再生モードとを切り替えたり、さらに撮影モードの中の各種モードや感度の切り替え、ズームレンズの繰出し等を行なうための各種スイッチからなるスイッチ群４２、図１に示すも電源スイッチ１５、その電源スイッチ１５のオン／オフにより制御され各部に電力を供給する電源回路４３、電源回路４３へ電力を供給する電力源としてのバッテリ４４、図２にも示す、撮影に同期して閃光を発光するフラッシュ発光装置１３が備えられている。

図３は、図１、図２に示すデジタルカメラの一般的な撮影シーケンスを示す図である。

電源がオン（ＯＮ）されると、撮影レンズが繰り出されるとともにＬＣＤ３１（図２参照）がオンとなり、その後、そのＬＣＤ３１上に、表示用の動画であるスルー画が表示される。その後、レリーズボタンが半押しされてＳ１状態に移行すると、静止画用の露光を決めるための測光（ＡＥ）および合焦位置検出の測定（ＡＦ）が行なわれ、それらＡＥやＡＦが終了すると再びスルー画表示が行なわれる。その状態で今度はレリーズボタンが全押しされる（Ｓ２状態となる）と、図２に示すブロック図中の読出回路２６による、ＣＣＤ２４に供給するタイミングクロックを静止画用のタイミングクロックに変更するなどの露光準備が行なわれ、露光準備の終了直後に露光が行なわれ、その後ＣＣＤ２４から画像信号が読み出され、読出し終了後に、ＣＣＤ２４に供給するタイミングクロックをスルー画用のタイミングクロックに変更するなどのスルー画表示のための準備が行なわれ、その後、次の撮影のためのレリーズボタンの押下が可能となる。

本実施形態のデジタルカメラでは、半押し（Ｓ１）したタイミングから全押し（Ｓ２）による静止画撮影開始のタイミングまでの時間を短縮するクイック撮影モードが用意されており、クイック撮影モードをオンにすると、クイック撮影モードオフ時と比べピント検出が高速に行なわれる構成となっている。

図４は、クイック撮影モードオフ時におけるＡＦサーチ範囲とサーチステップを示した図である。横軸は距離を表わし対数軸となっている。また縦軸はＡＦ評価値を表わしている。

ピント調整範囲は６０ｃｍから無限遠点（∞）までであるが、そのピント調整範囲（６０ｃｍ〜∞）のどこに被写体が存在しているかをサーチするためにはそのピント調整範囲を越えてピントをサーチする必要がある。ここでは、ピントをサーチする範囲のうち、ピント調整範囲（６０ｃｍ〜∞）を越えたサーチ範囲をオーバサーチ範囲と称する。このオーバサーチ範囲は近距離側と遠距離側との双方に存在する。

ピントをサーチするにあたっては、図２に示すフォーカスレンズ２２をある被写体距離に対応した位置に移動して撮影を行ないＣＣＤで得られた画像信号に基づいてコントラストを検知してそれをＡＦ評価値として採用するという処理を、フォーカスレンズ２２を、ここに示す例では近距離側から遠距離側に向けて図４の黒丸ごとにステップ的に移動させながら実行する。このようにしてＡＦ評価値のピークを見つけそのピークに対応したフォーカスレンズ２２の位置が合焦位置となる。

図５は、クイック撮影モードオン時におけるＡＦサーチ範囲とサーチステップを示した図である。

ここでは、サーチ範囲は図４に示すクイック撮影モードオフ時と同一であるが、サーチのステップ（黒丸の間隔）が広がっている。

ここでは、図４に示すクイック撮影モードオフ時と比べ、サーチのステップが２倍の間隔となっており、サーチ時間は約１／２に短縮されている。

クイック撮影モードは、運動会のように屋外でシャッタチャンスを逃したくない場合に使用するモードであり、ピントが多少甘くても瞬時の被写体を撮影したという要望が強いのに合わせている。ただし、屋外であり通常はＡＦの評価値が高く、信頼性の高いサーチを行なうことができ、また、屋外であって比較的明るいため絞りの効果による被写界深度を考慮すると十分にピントの合った撮影を行なうことができる場面がほとんどである。また、サーチステップを荒くする効果として、動いている被写体に対し、ＡＦサーチ開始時から終了時までの時間による被写体のずれを軽減することが可能となり、動いている被写体の撮影に関しても効果を発揮する。

次に、本発明の第２実施形態としてのデジタルカメラについて説明する。

以下に説明する第２実施形態としてのデジタルカメラは、ＡＦについてのみ上述の実施形態と異なる。そこでここでは、外観や内部構成等については上述の実施形態における図１〜図３をそのまま流用することとし、ここではＡＦについてのみ説明する。

図６は、本発明の第２実施形態のデジタルカメラにおける、ＡＦサーチ範囲とサーチステップを示した図である。

この図６には、クイック撮影モードオフ時のピント調整範囲（６０ｃｍ〜∞）とそのピント調整範囲にオーバサーチ範囲を加えたサーチ範囲、および、クイック撮影モードオン時のピント調整範囲（１ｍ〜∞）とそのピント調整範囲にオーバサーチ範囲を加えたサーチ範囲が示されている。

クイック撮影モードオン時は、クイック撮影モードオフ時と比べ、近距離側についてピント調整範囲が６０ｃｍから１ｍへと狭まっている。これは前述したように、クイック撮影モードは、運動会のように屋外でシャッタチャンスを逃がしたくない場合に使用されることを意図したモードであり、したがって被写体が６０ｃｍ〜１ｍ程度の至近距離に存在する可能性は極めて低い。そこでクイック撮影モードオン時は、ピント調整範囲を近距離側について６０ｃｍから１ｍに変更している。

こうすることによりサーチ時間が短縮され、シャッタチャンスを逃がす危険性が下げられる。

ここで、ピント調整範囲（クイック撮影モードオフ時の６０ｃｍ〜∞、クイック撮影モードオン時の１ｍ〜∞）を越えるオーバサーチ範囲は、クイック撮影モードのオン、オフにかかわらず同一の長さ（同一ステップ数）となっている。こうすることにより、ＡＦに関するパラメータの数が低減され、メモリの節約、制御の複雑化の回避となる。

尚、ここではクイック撮影モードオン時にＡＦのサーチステップを広げる例（図５参照）とＡＦのサーチ範囲を狭める例（図６参照）との２つの例を示したが。それらは共存することができ、クイック撮影モードオン時には、ＡＦのサーチ範囲を狭め、その狭めたサーチ範囲内を広げたサーチステップでサーチするように構成してもよい。

尚、ここでは図１に示す外観のデジタルカメラについて説明したが、本発明は、「カメラ」としての外観を有する撮影装置のみに適用されるものではなく、例えば携帯電話内蔵のカメラ等にも適用することができる。

本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。 図１に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。 図１、図２に示すデジタルカメラの一般的な撮影シーケンスを示す図である。 クイック撮影モードオフ時におけるＡＦサーチ範囲とサーチステップを示した図である。 クイック撮影モードオン時におけるＡＦサーチ範囲とサーチステップを示した図である。 本発明の第２実施形態のデジタルカメラにおける、ＡＦサーチ範囲とサーチステップを示した図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ 撮影レンズ
１２ ズーム鏡胴
１３ フラッシュ発光装置
１４ 光学式ファインダ対物窓
１５ 電源スイッチ
１６ シャッタボタン
２１ ズームレンズ
２２ フォーカスレンズ
２３ アイリス
２４ ＣＣＤ
２５ 機械式シャッタ
２６ 読出回路
２７ 画像入力コントローラ
２８ 画像信号処理回路
２９ 圧縮処理回路
３０ ビデオエンコーダ
３１ ＬＣＤ
３２ ＣＰＵ
３３，３４，３５，３６ モータドライバ
３７ タイマ
３８ ＡＦ検出回路
３９ 検出回路
４０ メモリ（ＳＤＲＡＭ）
４１ メディアコントローラ
４２ スイッチ群
５０ バス
１００ 記録メディア

Claims (4)

1. レリーズボタンを備え該レリーズボタンの押下操作に応じて静止画撮影を行なう撮影手段と、
   静止画撮影に先立って、合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを備え、
   前記合焦位置検出手段が、ピントをステップ的に移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチするものであって、ピントを第１のステップ間隔で移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチする第１の合焦位置検出モードと、ピントを該第１のステップ間隔よりも広い第２のステップ間隔で移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチする第２の合焦位置検出モードとを有することを特徴とする撮影装置。
2. レリーズボタンを備え該レリーズボタンの押下により静止画撮影を行なう撮影手段と、
   静止画撮影に先立って合焦位置を検出する合焦位置検出手段とを備え、
   前記合焦位置検出手段が、ピントをステップ的に移動させながらコントラストを検出することにより合焦位置をサーチするものであって、合焦位置を所定の第１のピント調整範囲内でサーチする第１の合焦位置検出モードと、合焦位置を該第１のピント調整範囲よりも狭い第２のピント調整範囲内でサーチする第２の合焦位置検出モードとを有することを特徴とする撮影装置。
3. 前記合焦位置検出手段は、前記第１の合焦位置検出モードにおいて、合焦位置を所定の第１の近距離から所定の遠距離まで第１のピント調整範囲内でサーチし、前記第２の合焦位置検出モードにおいて、合焦位置を該第１の近距離よりも遠距離側に寄った所定の第２の近距離から前記所定の遠距離までの第２のピント調整範囲内でサーチするものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
4. 前記合焦位置検出手段は、前記第１の合焦位置検出モードにおける前記第１のピント調整範囲および前記第２の合焦位置検出モードにおける前記第２のピント調整範囲を近距離側および遠距離側に所定のオーバサーチ距離だけ越えたピント移動範囲内でピントを移動させながら合焦位置をサーチするものであって、該第１の合焦位置検出モードと該第２の合焦位置検出モードとで該オーバサーチ距離を同一としたことを特徴とする請求項２記載の撮影装置。

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