JP2007225837A - 焦点検出制御装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】位相差ＡＦとコントラストＡＦの２方式を併用するハイブリッドＡＦにおいて、連続した一連の操作でコントラストＡＦの動作有無を設定可能とする。
【解決手段】レリーズボタン７１の上面にはタッチセンサ７０４が組み込まれている。撮影者の指がレリーズボタン７１に触れると、タッチセンサ７０４からタッチ信号が制御回路１１へ出力され、制御回路１１は位相差ＡＦによる焦点検出を指示する。その後、レリーズボタン７１が半押し状態になると、半押し信号が制御回路１１へ出力され、この半押し状態が所定時間継続すると、制御回路１１はコントラストＡＦによる焦点検出を指示し、レリーズボタン７１が全押し状態になると、撮影動作を各部に指示する。半押し状態が所定時間経過する前に全押し信号が出力されると、コントラストＡＦを行うことなく、位相差ＡＦによる焦点調節状態にて撮影が行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、いわゆるハイブリッドＡＦと呼ばれるような、複数方式による焦点検出を行う装置およびこの装置を搭載したカメラに関する。

従来から、位相差ＡＦやコントラストＡＦの２方式を併用するハイブリッドＡＦが知られている。下記特許文献１には、位相差ＡＦにより撮影レンズを合焦位置付近まで駆動した後、コントラストＡＦによって焦点調節を微調整するものが開示されている。
特開２００１−２８１５３０号公報

しかし、このハイブリッドＡＦにおいては、操作者の意思に拘らず位相差ＡＦからコントラストＡＦへ切り替わるので、被写体の状況に応じた操作者の意思により焦点検出方式を切り替えることができない。

請求項１の発明による焦点検出制御装置は、撮影レンズの焦点調節状態を検出する第一の焦点検出手段と、第一の焦点検出手段とは異なる方式で被写体像の焦点調節状態を検出する第二の焦点検出手段と、操作部の連続した一連の操作の状態に応じて第一および第二の焦点検出手段を選択的に起動する制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出制御装置において、操作部の操作状態により第一および第二の焦点検出手段をそれぞれ起動する第一の信号および第二の信号を出力する信号出力手段を備えることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出制御装置において、第二の焦点検出手段はコントラスト検出方式であり、制御手段は、一連の操作による後の状態で第二の焦点検出手段を起動することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の焦点検出制御装置において、第一の焦点検出手段は、位相差検出方式であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の焦点検出制御装置において、操作部は、一連の操作により順番に第一および第二の状態に遷移し、制御手段は、第二の状態が所定時間継続した場合に、第二の焦点検出手段を起動することを特徴とする。
請求項６の発明によるカメラは、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の焦点検出制御装置と、撮影動作を起動するレリーズボタンとを備え、レリーズボタンを操作部として構成することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のカメラにおいて、操作部は、第二の状態の後に生じる第三の状態で撮影動作を起動することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載のカメラにおいて、レリーズボタンはタッチセンサを有し、制御手段は、タッチセンサからの信号が出力されると、第一の焦点検出手段を起動することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか一項に記載のカメラにおいて、制御手段は、操作部が操作されたことによって第二の状態が所定時間継続した際に、ミラーアップ動作を行い、ミラーアップ動作後に第二の焦点検出手段を起動することを特徴とする。

本発明によれば、操作部の一連の操作状態に応じて、第一の焦点検出手段および第二の焦点検出手段を選択的に起動するため、他の操作部材によるなどの煩雑な操作を必要とすることなく容易に撮影者の意思を反映した焦点検出方式の切り換えが可能となる。

図面を参照しながら、本発明による焦点検出制御装置を備える一眼レフデジタルカメラにおける一実施の形態を説明する。このデジタルカメラは、位相差ＡＦと、コントラストＡＦと、これら両ＡＦを併用するハイブリッドＡＦのいずれかを選択して焦点検出／調節を行うものである。

図１は、実施の形態におけるデジタルカメラの基本構成を示す。不図示のカメラボディの内部には、被写体を撮像するための撮像素子３が設けられている。撮像素子３はＣＣＤやＣＭＯＳ等の蓄積型イメージセンサである。撮影レンズ１と撮像素子３との間には、ハーフミラー２１と全反射ミラー２２とを備えたミラーユニット２が配設されている。撮影前は、撮影レンズ１を通過した被写体光はハーフミラー２１により反射され、不図示のファインダ光学系へ入射される。被写体光の一部はハーフミラー２１の半透過領域を透過し、全反射ミラー２２にて下方に反射され、後述のＡＦセンサ８へ入射される。撮影時には、ミラー駆動部４により図１の破線の位置までミラーユニット２が移動してミラーアップが完了すると、撮影レンズ１を通過した被写体像が撮像素子３上に結像される。

ＡＦセンサ８は、たとえば、撮影レンズ１を通過した焦点検出光束を一対の焦点検出用光像に分割する焦点検出光学系と、分割された一対の光像を受光して、それに応じた焦点検出信号を出力する一対のＣＣＤラインセンサとを備える。ＣＣＤラインセンサから出力される信号は制御回路１１のデフォーカス量算出部９に入力される。後述するように、制御回路１１は、撮影レンズ１を合焦位置まで駆動させるレンズ駆動信号を出力する。

制御回路１１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および各種周辺回路から構成されている。図１に示すように、機能的には、ＡＦセンサ８の出力信号に基づいて予定焦点面に対する結像面の像面ずれ量（以下、デフォーカス量と呼ぶ）を演算するデフォーカス量算出部９と、撮像素子３から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を演算するコントラスト算出部６と、デフォーカス量算出部９またはコントラスト算出部９での演算結果に基づいて撮影レンズ１を焦点位置まで駆動させるレンズ駆動部１０とを備えている。

デフォーカス量算出部９は、ＡＦセンサ８から出力される蓄積信号に基づいて周知のデフォーカス量演算を行う。すなわち、撮影レンズ１の異なる領域を通過する一対のデフォーカス量検出用光束による被写体像は、それぞれがＣＣＤラインセンサに入射する。一対のＣＣＤラインセンサから出力される信号を相関演算することにより、２つの像の相対位置ずれ量（相対間隔）が算出される。一対の被写体像の相対位置ずれ量を求めることにより、撮影レンズ１のフォーカス調節状態、すなわちデフォーカス量が得られる。

コントラスト算出部６は、撮像素子３から出力される撮像信号から高周波成分を抽出して周知の焦点評価値演算を行う。撮影レンズ１が撮像素子３上に尖鋭像を結ぶ合焦状態では、被写体像のコントラストは最大になるので、焦点評価値も最大となる。

レンズ駆動部１０は、デフォーカス量算出部９によって算出されたデフォーカス量に基づいてレンズ目標位置を算出する。このレンズ目標位置に基づいて、撮影レンズ１の合焦レンズ（不図示）が光軸方向に移動して、焦点調節状態が調節される。なお、コントラスト算出部９によって算出された焦点評価値に基づく焦点調節方法としては、レンズ駆動部１０によって予め合焦レンズを至近から無限遠までスキャンしてレンズ位置に対する焦点評価値を算出し、これに基づいて焦点調節を行う方式、あるいは、合焦レンズを移動させながら焦点評価値のピーク位置を求めて焦点調節を行う方式を用いることができる。

画像処理部５は、撮像素子３からの出力信号にホワイトバランス調整やγ補正などの画像処理を施し、さらに画像処理後の画像データをＪＰＥＧ方式などにより圧縮する。圧縮された画像データは、内部メモリや着脱式外部メモリなどにより構成される記録媒体１２に撮影画像として記録される。

操作部材７は、撮影者の操作により、焦点検出や撮影を指示する信号を出力する。図２に示すように、操作部材７は、レリーズボタン７１とレリーズスイッチ７２とを有し、カメラボディ８００に設けられている。レリーズボタン７１は、撮影者による押下操作可能な押下操作部７０１と、押下操作部７０１の裏面から突出する軸７０２と、軸７０２の先端に軸７０２よりも大きな直径を有する軸頭部７０３とを有する。押下操作部７０１は円形状に形成され、上面にはタッチセンサ７０４が組み込まれ、不図示の信号線により電気的に制御回路１１と接続されている。タッチセンサ７０４は、圧電式や静電式などいかなる方式を用いるものであってもよい。軸部７０２は押下操作部７０１と同軸の円柱状に形成されている。

カメラボディ８００には、押下操作部７０１を収容可能な大きさで、断面が円形の凹部８０１が所定の深さに形成されている。凹部８０１の底壁の中心には、軸７０２の直径よりも大きく、かつ軸頭部７０３の直径よりも小さい内径の軸挿通孔８０２が、カメラボディ８００を貫通して形成されている。

凹部８０１内において、レリーズボタン７１は、軸７０２に巻装された付勢バネ７０６により保持されている。図２は、レリーズボタン７１が押下げ操作前であり、レリーズボタン７１の上面はカメラボディ８００の表面よりも上方に突出した位置となる。レリーズスイッチ７２は、カメラボディ８００の内部において、レリーズボタン７１の押下げ軌道上に配置されている。レリーズスイッチ７２は、レリーズ操作方向に所定間隔をおいて配置された、半押しスイッチ切片７１１、グランド切片７１２および全押しスイッチ切片７１３を備えている。半押しスイッチ切片７１１とグランド切片７１２とで半押しスイッチ７１４を形成し、グランド切片７１２と全押しスイッチ切片７１３とで全押しスイッチ７１５を形成している。各切片は片持ち支持された板バネで構成され、レリーズボタン７２を半押しすると半押しスイッチ切片７１１とグランド切片７１２とが接触し、半押しスイッチ７１４がオンする。レリーズボタン７２を全押しすると、半押しスイッチ切片７１１とグランド切片７１２と全押しスイッチ切片７１３とが接触し、全押しスイッチ７１５がオンする。

撮影者の指がレリーズボタン７１に触れると、タッチセンサ７０４からタッチ信号が制御回路１１へ出力される。制御回路１１はこのタッチ信号を入力すると、焦点検出動作をＡＦセンサ８へ指示する。本実施の形態では、タッチセンサ７０４からタッチ信号が出力される状態を、状態１と呼ぶ。

撮影者によりレリーズボタン７１が押し下げられると、半押しスイッチ切片７１１は下方に弾性変形してグランド切片７１２に接触し、半押しスイッチ７１４が導通して、いわゆる半押し信号が出力される。本実施の形態においては、この半押し信号が出力された状態を状態２と呼ぶ。半押し信号は半押しスイッチ７１４から制御回路１１へ出力される。制御回路１１は半押し信号を入力すると同時に、不図示のタイマを起動して状態２の経過時間を計測する。

撮影者によりレリーズボタン７１が状態２の半押し位置からさらに押し下げられると、グランド切片７１２が下方に弾性変形して全押しスイッチ切片７１３と接触し、全押しスイッチ７１５が導通して、いわゆる全押し信号を出力する。本実施の形態においては、この全押し信号が出力された状態を状態３と呼ぶ。全押し信号は全押しスイッチ７１５から制御回路１１へ出力される。制御回路１１は全押し信号を入力すると、撮影動作を各部に指示する。撮影者が押下操作部７０１から指を外すと、付勢バネ７０６の付勢力によりレリーズボタン７１は図２に示す初期状態に戻る。

図３に示すフローチャートを用いて、本実施の形態のデジタルカメラの焦点検出動作を説明する。なお、図３のフローチャートは制御回路１１で実行されるプログラムによる処理手順を示す。
ステップＳ１では、レリーズボタン７１の操作状態が状態１であるか否かを判定する。ステップＳ１が肯定された場合、すなわち撮影者がレリーズボタン７１に触れ、ステップＳ１において、タッチ信号が入力したと判定された場合はステップＳ２へ進む。ステップＳ１が否定された場合、すなわちステップＳ１において、レリーズボタン７１が撮影者により触れられていないと判定された場合は、操作が行われるまで待機する。

ステップＳ２では、ＡＦセンサ８からの出力信号に基づいてデフォーカス量算出部９によりデフォーカス量を演算し、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、ステップＳ２で算出されたデフォーカス量が所定値以内であるか否かを判定する。ステップＳ３が肯定された場合、すなわちステップＳ３において、デフォーカス量が所定値以内であると判定された場合は合焦状態とみなし、ステップＳ５へ進む。ステップＳ３が否定された場合、すなわちステップＳ３において、デフォーカス量が所定値を超えると判定された場合は、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ２で算出されたデフォーカス量に基づいて、レンズ駆動部４により撮影レンズ１の合焦レンズを駆動し、ステップＳ２へ戻る。ステップＳ５では、レリーズボタン７１の操作状態が状態３であるか否かを判定する。ステップＳ５が肯定された場合、すなわち、ステップＳ５において、撮影者の全押し操作により全押し信号が入力したと判定された場合は、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ５が否定された場合、すなわち、ステップＳ５において、全押し信号が入力していないと判定された場合は、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、レリーズボタン７１が半押しされているか否かを判定する。ステップＳ６が肯定された場合、すなわち、ステップＳ６において、撮影者の半押し操作により半押し信号が入力したと判定された場合は、タイマを起動した後、ステップＳ７へ進む。ステップＳ６が否定された場合、すなわち、ステップＳ６において、半押し信号が入力していないと判定された場合は、ステップＳ５へ戻る。

ステップＳ７では、レリーズボタン７１が半押しされてから所定時間以上経過しているか否かを判定する。ステップＳ７において、レリーズボタン７１が半押しされてから所定時間以上経過したと判定された場合は、ステップＳ７が肯定されてステップＳ８へ進む。レリーズボタン７１が半押しされてから所定時間以上経過していないと判定された場合は、ステップＳ７が否定されてステップＳ５へ戻る。ステップＳ７が肯定された場合は、その時点でタイマを停止して、時間計測を終了する。なお、所定時間は、実際に撮影を行う際の操作性などを考慮して決定されればよい。

ステップＳ８では、ミラー駆動部４へミラーアップ指示信号を出力する。このミラーアップ指示信号に基づき、ミラー駆動部４がミラーユニット２のミラーアップ駆動を完了させるとステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、レンズ駆動部１０により撮影レンズ１を所定量駆動してステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、コントラスト算出部６により撮像素子３の出力に基づいて焦点評価値演算を行い、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、ステップＳ１０で算出された焦点評価値が最大となったか否かを判定する。ステップＳ１１が肯定された場合、すなわち、ステップＳ１１において、焦点評価値が最大になったと判定された場合はステップＳ１２へ進む。ステップＳ１１が否定された場合、すなわち、ステップＳ１１において、焦点評価値が最大ではないと判定された場合はステップＳ９へ戻る。ステップＳ９、Ｓ１０およびＳ１１を繰り返すことにより、いわゆる山登りコントラスト法による焦点調節が行われる。

ステップＳ１２では、レリーズボタン７１が全押しされたか否かを判定する。ステップＳ１２が肯定された場合、すなわち、ステップＳ１２において、撮影者の全押し操作により全押し信号が入力したと判定された場合は、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１２が否定された場合、すなわち、ステップＳ１２において、全押し信号が入力していないと判定された場合は待機する。

一方、ステップＳ５でレリーズボタン７１が全押しされたと判定されてステップＳ１３に進んだ場合は、ステップＳ８と同様にミラー駆動部４へミラーアップ指示信号を出力する。このミラーアップ指示信号に基づき、ミラー駆動部４がミラーユニット２のミラーアップ駆動を完了させるとステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、撮影動作を行う。すなわち、画像処理部５により撮像素子３の出力を画像データとして適宜ＪＰＥＧ方式などによる圧縮を施し、圧縮した画像データを記録媒体１２に記録して本フローチャートにおける処理を終了する。

上述の実施の形態によるデジタルカメラによれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）位相差ＡＦとコントラストＡＦとの２方式のハイブリッドＡＦにおいて、レリーズボタン７１の連続した一連の操作状態に応じて、位相差ＡＦおよびコントラストＡＦを選択的に動作させるようにした。したがって、操作者の意思に基づき、しかも、簡単な操作により焦点検出方式を切り替えることができる。

（２）レリーズボタン７１の押下操作部７０１にタッチセンサ７０４を組み込み、レリーズボタン７１に撮影者が触れて第一の状態になると位相差ＡＦを起動するようにした。したがって、位相差ＡＦにより撮影レンズ１が合焦状態となった後に、レリーズボタン７１の全押しにより第三の状態になると直ちに撮影が行われるので、被写体が動体の場合でも、一瞬のシャッターチャンスを逃すことなく撮影できる。なお、レリーズボタン７１が半押しされて第二の状態に移行しても、この第二の状態が所定時間経過する前に全押し操作を行うと位相差ＡＦのみによる焦点調節状態で撮影を行うことができる。したがって、撮影者が望まない状況でコントラストＡＦが起動するという事態を防ぐことができる。

（３）位相差ＡＦにより撮影レンズ１が合焦状態になった後、撮影者によるレリーズボタン７１の半押し操作により第二の状態が所定時間継続すると、コントラストＡＦを起動するようにした。したがって、煩わしい切り替え操作をすることなく、被写体の状況に応じてコントラストＡＦを適切に起動することができる。

以上の実施の形態のカメラを以下のように変形することができる。
（１）レリーズボタン７１を押下げ式としたがこれに限定されるものではない。また、タッチセンサを設けるもの以外に、レリーズボタンの押下ストロークで３つの状態を構成するものであってもよい。すなわち、レリーズボタンの半押しを状態１とし、全押しを状態３とする。そして、半押し状態と全押し状態との中間のストローク位置を状態２としてもよい。

（２）位相差ＡＦとコントラストＡＦとの２方式併用のハイブリッドＡＦとして説明したが、位相差ＡＦに代えて外光式の測距装置（パッシブ式またはアクティブ式）を用いたハイブリッド方式であってもよい。

実施の形態においては、撮影レンズは交換可能な一眼レフデジタルカメラとして説明したが、レンズ一体型のカメラであってもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの基本構成を説明する図である。 本発明の実施の形態における操作部材を説明する図である。 本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

２ ミラーユニット ３ 撮像素子
６ コントラスト算出部 ７１ レリーズボタン
７２ レリーズスイッチ ７０４ タッチセンサ
８ ＡＦセンサ ９ デフォーカス量算出部
１１ 制御回路

Claims (9)

1. 撮影レンズの焦点調節状態を検出する第一の焦点検出手段と、
   前記第一の焦点検出手段とは異なる方式で被写体像の焦点調節状態を検出する第二の焦点検出手段と、
   操作部の連続した一連の操作の状態に応じて前記第一および第二の焦点検出手段を選択的に起動する制御手段とを備えることを特徴とする焦点検出制御装置。
2. 請求項１に記載の焦点検出制御装置において、
   前記操作部の操作状態により前記第一および第二の焦点検出手段をそれぞれ起動する第一の信号および第二の信号を出力する信号出力手段を備えることを特徴とする焦点検出制御装置。
3. 請求項１に記載の焦点検出制御装置において、
   前記第二の焦点検出手段はコントラスト検出方式であり、
   前記制御手段は、前記一連の操作による後の状態で前記第二の焦点検出手段を起動することを特徴とする焦点検出制御装置。
4. 請求項３に記載の焦点検出制御装置において、
   前記第一の焦点検出手段は、位相差検出方式であることを特徴とする焦点検出制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の焦点検出制御装置において、
   前記操作部は、前記一連の操作により順番に第一および第二の状態に遷移し、前記制御手段は、前記第二の状態が所定時間継続した場合に、前記第二の焦点検出手段を起動することを特徴とする焦点検出制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の焦点検出制御装置と、
   撮影動作を起動するレリーズボタンとを備え、
   前記レリーズボタンを前記操作部として構成することを特徴とするカメラ。
7. 請求項６に記載のカメラにおいて、
   前記操作部は、前記第二の状態の後に生じる第三の状態で撮影動作を起動することを特徴とするカメラ。
8. 請求項６または７に記載のカメラにおいて、
   前記レリーズボタンはタッチセンサを有し、
   前記制御手段は、前記タッチセンサからの信号が出力されると、前記第一の焦点検出手段を起動することを特徴とするカメラ。
9. 請求項６乃至８のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記制御手段は、前記操作部が操作されたことによって前記第二の状態が所定時間継続した際に、ミラーアップ動作を行い、ミラーアップ動作後に前記第二の焦点検出手段を起動することを特徴とするカメラ。

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