JP4278948B2 - カメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに係り、特に、焦点調整を自動的に行うオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、被写体を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の固体撮像素子を含んで構成された固体撮像系を用いて被写体像を静止画像或いは動画像として撮影するカメラが普及している。このようなカメラでは、通常、固体撮像素子に被写体像を結像するためのレンズ系を備えており、このレンズ系は、複数のレンズ群により構成されたズームレンズと、撮影対象の被写体像を合焦させるフォーカスレンズと、を含んで構成されている。
【０００３】
上記レンズ系は、カメラ本体の電源がオフの状態では、上記ズームレンズ及びフォーカスレンズを筐体内に沈胴された鏡筒の内部にコンパクトに纏めて収納されている。ここで、カメラ本体の電源がオンになると、鏡筒を予め定めた基準位置まで伸張させると共に、ズームレンズ及びフォーカスレンズを、鏡筒の伸張により筐体内部に形成される空間内の所定の位置に移動させて撮影スタンバイ状態にセットされる。
【０００４】
被写体を撮影する際には、上記ズームレンズを駆動することによってレンズ系の焦点距離を変更することで撮影角度範囲（画角）を設定すると共に、被写体像が合焦状態となる合焦位置を検索（ＡＦサーチ）して合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を自動的に実行する（ＡＦ機能）。なお、このＡＦ機能は、ユーザが被写体を撮影する際にレリーズボタンを半押しした時点で実行され、これによって、ファインダー内に設けられたＡＦフレーム内の被写体像が合焦状態にセットされ（ＡＦロック）、ピントの合った良好な画像の撮影が可能になる。
【０００５】
このＡＦ機能における制御方法としては、被写体像のコントラスト情報を検出してレンズ駆動するコントラスト検出型ＡＦ制御方法の一種である所謂山登り方式のＡＦ制御方法が、一般的に多く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この山登り方式のＡＦ制御では、フォーカスレンズを移動させ、このとき固体撮像系により取得される被写体像におけるコントラスト情報に基づいて合焦制御を行っている。すなわち、被写体像におけるコントラスト情報に基づく所定の評価値が最大となる位置を合焦位置として認識し、フォーカスレンズを移動して位置決めしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１８３７９６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この山登り方式のＡＦ制御では、撮影時においてパンニングしたとき時にＡＦ制御処理の再起動を行う際、上記特許文献１に記載の技術のように、通常は、フォーカスレンズを微少距離移動させることによる評価値の増減に基づいてフォーカスレンズ駆動方向を決定するが、このとき、１／２の確率でピントがズレる方向へ駆動することがあり、逆方向に駆動した場合は合焦状態となるまでに時間がかかるだけでなく、撮影結果にも悪影響を与えることがある。
【０００９】
本発明は上記の問題点を解決するために成されたものであり、ＡＦ制御処理時間を短縮して撮影時の被写体に対するＡＦ処理性能を向上させたカメラを提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定すると共に、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する合焦制御手段と、を有している。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、結像手段は、被写体からの光を所定の位置に結像し、撮像手段は、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する。また、移動手段は、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する。また、検出手段は、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する。ここで、例えば、パンニング等によって被写体の輝度が変動する場合においては、一般に、撮影距離の近い被写体の輝度は低く（暗く）、撮影距離の遠い被写体の輝度は高い（明るい）傾向がある。このことにより、合焦制御手段は、検出手段で検出された前記被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピーク値が、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向（撮影距離が無限大の方向）にあると判定すると共に、被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向（最短撮影距離の方向）にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、各々前記結像手段を設定したサーチ方向へ移動するよう前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する。これにより、例えば、パンニング等によって被写体の輝度の変動が生じた場合に、より正確に、結像手段の適切な初期移動方向を設定することができ、合焦状態に設定するまでの処理時間を大幅に短縮することができる。
また、請求項２に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定すると共に、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段が、前記設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦する、ことを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、さらに、合焦制御手段により、設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦することができる。
また、請求項３に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、を有するカメラの合焦制御方法であって、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出し、検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定し、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する、ことを特徴としている。
請求項３記載の発明によれば、例えば、パンニング等によって被写体の輝度の変動が生じた場合に、より正確に、結像手段の適切な初期移動方向を設定することができ、合焦状態に設定するまでの処理時間を大幅に短縮することができる。
また、請求項４に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、を有するカメラの合焦制御方法であって、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出し、検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定し、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御し、前記設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーアス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦する、ことを特徴としている。
請求項４記載の発明によれば、さらに、合焦制御方法により、設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、本実施の形態に係るカメラ１０の概略構成が示されている。このカメラ１０は、本体１１が略箱型形状であり、正面から見て左側には、本体１１の把持を容易とするための把持部が形成されている。
【００１４】
本体１１の正面側には、図１（Ａ）に示すように、レンズ部１４、撮影範囲等を目視で確認するためのファインダ１５、低照度での撮影等の場合に補助光を発するためのストロボ１６が取付けられている。なお、上記レンズ部１４は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたズームレンズ（焦点距離可変レンズ）を有し、図示しないレンズ駆動機構が設けられている。このレンズ駆動機構は、上記ズームレンズの焦点距離を変更するズーム機構の駆動源であるズームモータ、及び上記ＡＦ機能においてフォーカスレンズを所定の移動可能範囲内で移動させることで焦点調整を行うＡＦ機構の駆動源である焦点調整（フォーカス）モータを含んで構成されている。
【００１５】
また、本体１１の正面から見て右側の側面には、撮影した画像情報等の各種情報を記録する後述のメモリカードを装填可能なスロット１７が設けられており、本体１１の上面には、正面から見て左側にモードダイヤル１３、及び電源スイッチ１８が設けられ、モードダイヤル１３の中央部がレリーズボタン１２となっている。
【００１６】
モードダイヤル１３は、カメラの動作モードを選択するダイヤルであり、オート撮影モード（オートフォーカス（ＡＦ）、オート露出（ＡＥ）等による）、マニュアル撮影モードの切り換え選択や、例えば、撮影対象が主に人物である場合に用いるポートレート撮影モード、撮影対象に接近して撮影する場合に用いるマクロ撮影モード、撮影画像再生モード、パソコンに接続して画像を出力するＰＣ出力モード、及び各種機能の初期条件を設定するセットアップ項目設定モードの選択をするためのものである。
【００１７】
また、図１（Ｂ）に示すように、本体１１の背面の下方側には、カラー表示可能な反射型又は透過型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２０が取付けられており、このＬＣＤ２０の上方側には、モノクロ表示の液晶表示パネル２２、ストロボボタン２４、十字ボタン１９、及びメニュー実行ボタン２６等の各種選択ボタンが設けられている。
【００１８】
ＬＣＤ２０は、表示画面サイズが所定ピクセル数（例えば、６４０×４８０ピクセル）に設定された液晶表示パネルで構成されており、画像表示指示がある場合に、撮影時における撮影対象の画像や後述するメモリ及びメモリカードから読み込んだ画像ファイルに基づく画像を、画面全体に表示したり、複数の縮小画像を並べて表示したサムネイル表示をしたり、各種機能選択画面を表示する。また、液晶表示パネル２２は、動作モード、画質、バッテリー量、ストロボの発光／非発光、撮影可能枚数等の各種設定済み項目を表示する。
【００１９】
十字ボタン１９は、ＬＣＤ２０が各種項目選択画面のときにＬＣＤ２０に表示されたボタンを選択したり、カーソルを動かすためのボタンである。また、ストロボボタン２４は、ストロボ１６を強制発光するときに強制発光指示を出したり、ストロボ１６を発光禁止するときに発光禁止指示を出すボタンであり、メニュー実行ボタン２６は、ＬＣＤ２０に表示されて十字ボタン１９で選択された項目の実行を決定するためのボタンである。
【００２０】
図２には、カメラ１０の制御系の概略構成が示されている。このカメラ１０は、上記レンズ部１４を含んで構成された光学ユニット３０と、上記レンズ１４の光軸方向後方に配設されたＣＣＤ３２と、当該ＣＣＤ３２からの出力される画像信号（ＣＣＤ３２の受光面上にマトリクス状に配列された複数個の光電変換セルの各々における受光量を表す信号）に基づき被写体像を示す所定のデジタル画像データを生成する画像信号処理部３４と、光学ユニット３０の各部及びＣＣＤ３２等を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ３６と、ＣＣＤ３２を駆動する垂直・水平ドライバ３８と、光学ユニット３０に含まれるシャッタ及び絞り機構を駆動するシャッタ・アイリスモータドライバ４０と、上記フォーカスモータを駆動するフォーカスモータドライバ４２と、上記ズームモータを駆動するズームモータドライバ４４と、カメラ１０の全体的な動作制御を司る主制御部５０と、を含んで構成されている。なお、画像信号処理部３４及び主制御部５０は１チップＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）として構成されており、これによってカメラ１０の小型化、高信頼性化、及び低コスト化が図られている。
【００２１】
画像信号処理部３４は、図示しない相関２重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路（ＣＤＳ）、ゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）、及びＡ／Ｄコンバータを含んで構成されており、ＣＣＤ３２から入力された上記画像信号は、上記ＣＤＳによって相関２重サンプリング処理が施され、ＧＣＡによってＲＧＢ各色毎の感度調整がなされた後、Ａ／Ｄコンバータで上記デジタル画像データに変換されるようになっている。
【００２２】
主制御部５０は、主制御部５０全体の動作制御を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）５１と、所定容量のラインバッファを内蔵すると共に、ホワイトバランスの変動を調整するホワイトバランス調整回路（ＷＢ）及びＲＧＢデータをＹＣ信号に変換するＹ／Ｃ変換回路（Ｙ／Ｃ）を含んで構成された撮像制御部５２と、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式等）でデジタル画像データに対して圧縮処理を施すと共に、圧縮処理されたデジタル画像データに対して伸張処理を施す圧縮・伸張部５３と、メディア制御部５４と、ＬＣＤ制御部５５と、がバス５６を介して相互に接続されて構成されている。
【００２３】
メディア制御部５４には、スロット１７にてカメラ１０に着脱可能に装填される可搬型記録メディアとしての上記メモリカード６０（例えば、スマート・メディア（SmartMedia（Ｒ））、コンパクト・フラッシュ（CompactFlash）、マイクロ・ドライブ等）が接続されており、メディア制御部６４によってメモリカード６０に対する各種情報の書き込みや当該メモリカード６０に書き込まれている各種情報の読み出しが制御される。また、ＬＣＤ制御部５５には上記ＬＣＤ２０が接続されており、ＬＣＤ２０ではＬＣＤ制御部５５の制御下で、ＣＣＤ３２による撮像によって得られた被写体像の画像情報やその他の各種情報の表示がなされる。なお、ＬＣＤ２０は、ＣＣＤ３２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができる。
【００２４】
上記モードダイアル１３、電源スイッチ１８、ストロボボタン２４、十字ボタン１９、及びメニュー実行ボタン２６等を含む各種操作ボタン系６６は、ＣＰＵ５１に接続されており、それぞれの制御信号をＣＰＵ５１へ伝達可能に構成されている。
【００２５】
また、上記レリーズボタン１２はＣＰＵ５１に接続されており、ユーザの操作によって、このレリーズボタン１２が半押し状態とされた場合に所定の制御信号（Ｓ１信号）をＣＰＵ５１へ伝達すると共に、このレリーズボタン１２が全押し状態とされた場合に所定の制御信号（Ｓ２信号）をＣＰＵ５１へ伝達するようになっている。
【００２６】
また、カメラ１０は、主としてＣＣＤ３２による撮像によって得られたデジタル画像データを記憶するＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic RAM）６２と、各種パラメータやプログラム等を記憶したフラッシュＲＯＭ６４と、を含んで構成されており、これらＳＤＲＡＭ６２及びフラッシュＲＯＭ６４は、主制御部５０のバス５６に接続されている。従って、ＣＰＵ５１は、ＳＤＲＡＭ６２及びフラッシュＲＯＭ６４に記憶されている各種データに任意にアクセスすることができる。
【００２７】
撮像制御部５２では、上述の画像信号処理部３４から順次入力されるデジタル画像データを、内蔵しているラインバッファに蓄積して一旦ＳＤＲＡＭ６２に格納するようになっている。ＳＤＲＡＭ６２に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ５１の制御下で、上記ＷＢに読み出されてホワイトバランス調整がなされると共に、ガンマ処理及びシャープネス処理等がなされ、更に、上記Ｙ／ＣにてＹＣ信号変換処理が施されてＹＣ信号データ（輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ）に変換され、再びＳＤＲＡＭ６２に格納される。なお、ＬＣＤ２０をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号データがＬＣＤ制御部５５に順次出力され、ＬＣＤ２０にてスルー画像が表示されることになる。
【００２８】
また、レリーズボタン１２がユーザの操作によって全押し状態とされた場合に実行される、被写体像を撮影する撮影処理では、ＳＤＲＡＭ６２に格納された上記ＹＣ信号データを、圧縮・伸張部５３によって所定の圧縮形式で圧縮した後にメディア制御部５４を介してメモリカード６０に記憶する。
【００２９】
上記タイミングジェネレータ３６には、垂直・水平ドライバ３８、シャッタ・アイリスモータドライバ４０、フォーカスモータドライバ４２、ズームモータドライバ４４、及び撮像制御部５２が接続されており、このタイミングジェネレータ３６は、ＣＣＤ３２を駆動させるためのタイミング信号を垂直・水平ドライバ３８に、又、光学ユニット３０に備えられたメカシャッターや絞り機構を駆動させるためのタイミング信号をシャッタ・アイリスモータドライバ４０に、又、撮像制御部５２を駆動させるためのタイミング信号を撮像制御部５２に、各々出力する。
【００３０】
また、フォーカスモータドライバ４２及びズームモータドライバ４４の入力端は主制御部５０に各々接続され、フォーカスモータドライバ４２の出力端は上記フォーカスモータに、ズームモータドライバ４４の出力端は上記ズームモータに、各々接続されている。これにより、フォーカスモータ及びズームモータは、主制御部５０の制御下でフォーカスモータドライバ４２及びズームモータドライバ４４各々から供給される駆動信号によって駆動される。
【００３１】
これにより、主制御部５０（より詳しくは、ＣＰＵ５１）による制御によって、光学ズーム倍率を変更する際に上記ズームモータを駆動制御してレンズ系の焦点距離を変更して撮影画角を所望に変化させることができ、また、上記フォーカスモータを駆動制御してＣＣＤ３２による撮像で得られた画像のコントラストが最大となる位置（合焦位置）に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行うＡＦ制御処理（詳細は後述）を実行することができる。なお、このＡＦ制御処理では、撮像画像のコントラストに応じて定まる被写体像の合焦状態のレベルを示す値（ＡＦ評価値）を取得し、このＡＦ評価値に基づいてフォーカスモータを駆動制御してフォーカスレンズの位置を移動し、ＡＦ評価値がピークとなる位置を合焦位置として設定する。
【００３２】
また、本実施の形態に係るカメラ１０では、電源がオンされて撮影スタンバイ状態に移行した状態において、ＬＣＤ２０にはＣＣＤ３２による連続的な撮影によって得られたスルー画像が表示されるが、このときＣＣＤ３２の撮像駆動タイミング（詳しくは、ＣＣＤ３２における垂直同期信号の出力タイミング）に同期して、ＡＦフレームによって示される撮影位置に位置する被写体像に対する読取り画像のコントラストが最大の状態（合焦状態）となるように、継続的にレンズ部１４の焦点調整（すなわち、フォーカスレンズの合焦位置をサーチして検出した合焦位置にフォーカスレンズをセットする。）を行うコンティニュアスＡＦ処理（以下、Ｃ−ＡＦ処理という。）が行われるようになっている。このことにより、ＬＣＤ２０には、ある程度合焦状態とされたスルー画像が継続的に表示される。
【００３３】
また、本実施の形態に係るカメラ１０では、ＣＣＤ３２による撮影によって得られる被写体像の明るさ（被写体輝度）を、主制御部５０の撮像制御部５２のＹ／Ｃにて生成されるデジタル画像データの輝度信号Ｙに基づいて逐次検出可能とされている。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
電源がオンされ撮影スタンバイ状態となったカメラ１０では、図３に示す処理ルーチンが実行される。
【００３６】
まず、ステップ１００では、上述のＣ−ＡＦ処理を開始する。このＣ−ＡＦ処理では、詳細は後述するが、上記ＡＦ制御処理（図４参照）が実行される。
【００３７】
上記ＡＦ制御処理が実行されているときに、ユーザによりレリーズボタン１２が半押し状態（Ｓ１状態）とされると、ステップ１０２で肯定判断され、ステップ１０４へ進み、実行中のＣ−ＡＦ処理を中断して、次のステップ１０６へ進み、ＡＦ処理を実行する。このＡＦ処理では、合焦位置へフォーカスレンズを駆動して合焦状態に設定する。
【００３８】
上記ＡＦ処理の実行後（すなわち、合焦状態に設定後）、ステップ１０８へ進み、ユーザによりレリーズボタン１２の半押し状態（Ｓ１状態）が解除されたか否かを判断し、肯定判断の場合には上記ステップ１００へ戻り、否定判断の場合には次のステップ１１０へ進む。
【００３９】
ステップ１１０では、ユーザによりレリーズボタン１２が全押し状態（Ｓ２状態）とされたか否かを判断し、否定判断の場合には上記ステップ１０８へ戻り、肯定判断の場合には次のステップ１１２へ進み、上記ＡＦ処理により合焦状態にされた被写体像に対する撮影処理を行い本処理ルーチンを終了して、上記の撮影スタンバイ状態へ戻る。
【００４０】
次に、Ｃ−ＡＦ処理で実行される上記ＡＦ制御処理の詳細を、図４に示す処理ルーチンに基づいて説明する。
【００４１】
まず、ステップ２００では、フォーカスレンズの合焦位置をサーチするために、レンズ部１４のフォーカスレンズの初期移動方向を設定するサーチ方向設定処理（詳細は後述）を実行する。
【００４２】
次のステップ２０２では、上記サーチ方向設定処理によって設定されたサーチ方向へフォーカスレンズを移動させることで、ＡＦ評価値のピークを検索する（ピークサーチ）。ここでは、フォーカスレンズの移動に応じて得られたＡＦ評価値が、図５に示すように、所定の上昇判定しきい値以上上昇した後で所定の下降しきい値以上下降した場合に、その移動範囲内にピークＰを検出したと判定する（ピーク判定）。ここで、ピークＰが検出された場合には、ステップ２０４で肯定判断され、ステップ２０６へ進み、ピークＰに対応する位置（合焦位置）にフォーカスレンズを移動させて位置決めする。ここで、検出されたピークＰは、被写体の動きやカメラのパンニング等によって過渡的に生じたものである可能性があるため、次のステップ２０８では、フォーカスレンズを微小量駆動して、ＡＦ評価値が上昇すれば同方向へ、一方、下降すれば反転して逆方向へ、駆動する処理を行なって、フォーカスレンズ位置を微動調整する。
【００４３】
この微動調整によって、ＡＦ評価値及び被写体の輝度が安定した状態になると、ステップ２０８で肯定判断され、ステップ２１４へ進み、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として位置決めすることで合焦状態に設定する。
【００４４】
一方、ＡＦ評価値または被写体の輝度が安定した値とならず変動している状態では、ステップ２１０及びステップ２１２で否定判断されて、上記ステップ２０８へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２１２で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００４５】
また、上記ステップ２１４で合焦状態に設定された後は、所定のタイミングでＡＦ評価値及び被写体の輝度を再検出し、検出したＡＦ評価値または被写体の輝度に変動がある場合には、ステップ２１６で肯定判断され、その変化量が所定値未満である場合にはステップ２１２で否定判断されて、上記ステップ２０８へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２１２で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００４６】
一方、上記ステップ２０２で、上記ピーク判定によるピークが検出されずに、フォーカスレンズの移動可能範囲の端点（ＮＥＡＲ端点またはＩＮＦ端点）の位置まで移動した場合には、上記ステップ２０４で否定判断されて、ステップ２１８へ進み、フォーカスレンズの駆動方向を反転して、両端点を検出した時点で被写体像のコントラストが低い（ローコントラスト）と判断し、それまで得られたＡＦ評価値の最大値に対応する位置（ローコントラスト合焦位置）にフォーカスレンズを移動させ位置決めする。ここで、検出されたピークＰは、被写体の動きやカメラのパンニング等によって過渡的に生じたものである可能性があるため、次のステップ２２０では、フォーカスレンズを微小量駆動して、ＡＦ評価値が上昇すれば同方向へ、一方、下降すれば反転して逆方向へ、駆動する処理を行なって、フォーカスレンズ位置を微動調整する。
【００４７】
この微動調整によって、ＡＦ評価値及び被写体の輝度が安定した状態になると、ステップ２２２で肯定判断され、ステップ２２６へ進み、そのときのフォーカスレンズ位置をローコントラスト合焦位置として位置決めすることでローコントラスト合焦状態に設定する。
【００４８】
一方、ＡＦ評価値または被写体の輝度が安定した値とならず変動している状態では、ステップ２２２及びステップ２２４で否定判断されて、上記ステップ２２０へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２２４で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００４９】
また、上記ステップ２２６でローコントラスト合焦状態に設定された後は、所定のタイミングでＡＦ評価値及び被写体の輝度を再検出し、検出したＡＦ評価値または被写体の輝度に変動がある場合には、ステップ２２８で肯定判断され、その変化量が所定値未満である場合にはステップ２２４で否定判断されて、上記ステップ２２０へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２２４で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００５０】
上記サーチ方向設定処理では、一般に、被写体輝度は撮影距離の近い被写体の方が暗く、遠い被写体の方が明るい傾向があることを利用して、被写体輝度の変化量に基づいてサーチ方向を設定するように、図６に示す処理ルーチンが実行される。
【００５１】
まず、ステップ３００では、主制御部５０の撮像制御部５２のＹ／Ｃにて生成されたデジタル画像データの輝度信号Ｙを逐次取り込み、次のステップ３０２では、被写体輝度の変化量を演算する。
【００５２】
演算した被写体輝度変化量が被写体輝度の上昇を示す場合（被写体像が明るくなった場合）には、ステップ３０４で肯定判断され、ステップ３０６へ進み、サーチ方向を、フォーカスレンズの移動可能範囲におけるＩＮＦ端点の方向（撮影距離無限大方向）に設定する。一方、演算した被写体輝度変化量が被写体輝度の下降を示す場合（被写体像が暗くなった場合）には、ステップ３０４で否定判断され、ステップ３０８へ進み、サーチ方向を、フォーカスレンズの移動可能範囲におけるＮＥＡＲ端点の方向（最短撮影距離方向）に設定する。なお、被写体の輝度に変化がない場合には、その光軸方向に微少量駆動し、このとき、撮像画像から得られるコントラストに応じて得られたＡＦ評価値に基づいてサーチ方向を設定するようにしてもよい。ここでは、ＡＦ評価値はフォーカスレンズの移動位置の変化に応じて変化するため（図５参照）、ＡＦ評価値が上昇する方向（例えば、図５の矢印Ａ方向）をサーチ方向として設定する。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態に係るカメラによれば、撮影時のパンニング等によって被写体輝度が大きく変動した場合に、フォーカスレンズのサーチ方向が適切な方向に設定されることが確率的に増加するため、逆方向へ駆動して合焦時間が余計にかかったり、ピントがぼけることが少なくすることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、撮影距離が遠い被写体を合焦させる方向へ、被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、撮影距離が近い被写体を合焦させる方向へ、各々結像手段を移動させた後、合焦させているので、結像手段の初期移動方向が適切になり、合焦するまでの時間を大幅に短縮することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るカメラの正面側の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカメラの背面側の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るカメラの制御系の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る撮影制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係るＡＦ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】フォーカスレンズの各移動位置に対応するＡＦ評価値の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るサーチ方向設定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ カメラ
１２ レリーズボタン
１４ レンズ部
２０ ＬＣＤ
３０ 光学ユニット
３２ ＣＣＤ
３４ 画像信号処理部
４０ シャッタ・アイリスモータドライバ
４２ フォーカスモータドライバ
４４ ズームモータドライバ
５０ 主制御部
５１ ＣＰＵ
５２ 撮像制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに係り、特に、焦点調整を自動的に行うオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、被写体を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の固体撮像素子を含んで構成された固体撮像系を用いて被写体像を静止画像或いは動画像として撮影するカメラが普及している。このようなカメラでは、通常、固体撮像素子に被写体像を結像するためのレンズ系を備えており、このレンズ系は、複数のレンズ群により構成されたズームレンズと、撮影対象の被写体像を合焦させるフォーカスレンズと、を含んで構成されている。
【０００３】
上記レンズ系は、カメラ本体の電源がオフの状態では、上記ズームレンズ及びフォーカスレンズを筐体内に沈胴された鏡筒の内部にコンパクトに纏めて収納されている。ここで、カメラ本体の電源がオンになると、鏡筒を予め定めた基準位置まで伸張させると共に、ズームレンズ及びフォーカスレンズを、鏡筒の伸張により筐体内部に形成される空間内の所定の位置に移動させて撮影スタンバイ状態にセットされる。
【０００４】
被写体を撮影する際には、上記ズームレンズを駆動することによってレンズ系の焦点距離を変更することで撮影角度範囲（画角）を設定すると共に、被写体像が合焦状態となる合焦位置を検索（ＡＦサーチ）して合焦位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を自動的に実行する（ＡＦ機能）。なお、このＡＦ機能は、ユーザが被写体を撮影する際にレリーズボタンを半押しした時点で実行され、これによって、ファインダー内に設けられたＡＦフレーム内の被写体像が合焦状態にセットされ（ＡＦロック）、ピントの合った良好な画像の撮影が可能になる。
【０００５】
このＡＦ機能における制御方法としては、被写体像のコントラスト情報を検出してレンズ駆動するコントラスト検出型ＡＦ制御方法の一種である所謂山登り方式のＡＦ制御方法が、一般的に多く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この山登り方式のＡＦ制御では、フォーカスレンズを移動させ、このとき固体撮像系により取得される被写体像におけるコントラスト情報に基づいて合焦制御を行っている。すなわち、被写体像におけるコントラスト情報に基づく所定の評価値が最大となる位置を合焦位置として認識し、フォーカスレンズを移動して位置決めしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１８３７９６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この山登り方式のＡＦ制御では、撮影時においてパンニングしたとき時にＡＦ制御処理の再起動を行う際、上記特許文献１に記載の技術のように、通常は、フォーカスレンズを微少距離移動させることによる評価値の増減に基づいてフォーカスレンズ駆動方向を決定するが、このとき、１／２の確率でピントがズレる方向へ駆動することがあり、逆方向に駆動した場合は合焦状態となるまでに時間がかかるだけでなく、撮影結果にも悪影響を与えることがある。
【０００９】
本発明は上記の問題点を解決するために成されたものであり、ＡＦ制御処理時間を短縮して撮影時の被写体に対するＡＦ処理性能を向上させたカメラを提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定すると共に、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する合焦制御手段と、を有している。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、結像手段は、被写体からの光を所定の位置に結像し、撮像手段は、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する。また、移動手段は、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する。また、検出手段は、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する。ここで、例えば、パンニング等によって被写体の輝度が変動する場合においては、一般に、撮影距離の近い被写体の輝度は低く（暗く）、撮影距離の遠い被写体の輝度は高い（明るい）傾向がある。このことにより、合焦制御手段は、検出手段で検出された前記被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピーク値が、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向（撮影距離が無限大の方向）にあると判定すると共に、被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向（最短撮影距離の方向）にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、各々前記結像手段を設定したサーチ方向へ移動するよう前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する。これにより、例えば、パンニング等によって被写体の輝度の変動が生じた場合に、より正確に、結像手段の適切な初期移動方向を設定することができ、合焦状態に設定するまでの処理時間を大幅に短縮することができる。
また、請求項２に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定すると共に、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する合焦制御手段とを有し、前記合焦制御手段が、前記設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦する、ことを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、さらに、合焦制御手段により、設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦することができる。
また、請求項３に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、を有するカメラの合焦制御方法であって、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出し、検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定し、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する、ことを特徴としている。
請求項３記載の発明によれば、例えば、パンニング等によって被写体の輝度の変動が生じた場合に、より正確に、結像手段の適切な初期移動方向を設定することができ、合焦状態に設定するまでの処理時間を大幅に短縮することができる。
また、請求項４に記載の発明は、被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、を有するカメラの合焦制御方法であって、前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出し、検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定し、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御し、前記設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーアス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦する、ことを特徴としている。
請求項４記載の発明によれば、さらに、合焦制御方法により、設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、本実施の形態に係るカメラ１０の概略構成が示されている。このカメラ１０は、本体１１が略箱型形状であり、正面から見て左側には、本体１１の把持を容易とするための把持部が形成されている。
【００１４】
本体１１の正面側には、図１（Ａ）に示すように、レンズ部１４、撮影範囲等を目視で確認するためのファインダ１５、低照度での撮影等の場合に補助光を発するためのストロボ１６が取付けられている。なお、上記レンズ部１４は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を備えたズームレンズ（焦点距離可変レンズ）を有し、図示しないレンズ駆動機構が設けられている。このレンズ駆動機構は、上記ズームレンズの焦点距離を変更するズーム機構の駆動源であるズームモータ、及び上記ＡＦ機能においてフォーカスレンズを所定の移動可能範囲内で移動させることで焦点調整を行うＡＦ機構の駆動源である焦点調整（フォーカス）モータを含んで構成されている。
【００１５】
また、本体１１の正面から見て右側の側面には、撮影した画像情報等の各種情報を記録する後述のメモリカードを装填可能なスロット１７が設けられており、本体１１の上面には、正面から見て左側にモードダイヤル１３、及び電源スイッチ１８が設けられ、モードダイヤル１３の中央部がレリーズボタン１２となっている。
【００１６】
モードダイヤル１３は、カメラの動作モードを選択するダイヤルであり、オート撮影モード（オートフォーカス（ＡＦ）、オート露出（ＡＥ）等による）、マニュアル撮影モードの切り換え選択や、例えば、撮影対象が主に人物である場合に用いるポートレート撮影モード、撮影対象に接近して撮影する場合に用いるマクロ撮影モード、撮影画像再生モード、パソコンに接続して画像を出力するＰＣ出力モード、及び各種機能の初期条件を設定するセットアップ項目設定モードの選択をするためのものである。
【００１７】
また、図１（Ｂ）に示すように、本体１１の背面の下方側には、カラー表示可能な反射型又は透過型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２０が取付けられており、このＬＣＤ２０の上方側には、モノクロ表示の液晶表示パネル２２、ストロボボタン２４、十字ボタン１９、及びメニュー実行ボタン２６等の各種選択ボタンが設けられている。
【００１８】
ＬＣＤ２０は、表示画面サイズが所定ピクセル数（例えば、６４０×４８０ピクセル）に設定された液晶表示パネルで構成されており、画像表示指示がある場合に、撮影時における撮影対象の画像や後述するメモリ及びメモリカードから読み込んだ画像ファイルに基づく画像を、画面全体に表示したり、複数の縮小画像を並べて表示したサムネイル表示をしたり、各種機能選択画面を表示する。また、液晶表示パネル２２は、動作モード、画質、バッテリー量、ストロボの発光／非発光、撮影可能枚数等の各種設定済み項目を表示する。
【００１９】
十字ボタン１９は、ＬＣＤ２０が各種項目選択画面のときにＬＣＤ２０に表示されたボタンを選択したり、カーソルを動かすためのボタンである。また、ストロボボタン２４は、ストロボ１６を強制発光するときに強制発光指示を出したり、ストロボ１６を発光禁止するときに発光禁止指示を出すボタンであり、メニュー実行ボタン２６は、ＬＣＤ２０に表示されて十字ボタン１９で選択された項目の実行を決定するためのボタンである。
【００２０】
図２には、カメラ１０の制御系の概略構成が示されている。このカメラ１０は、上記レンズ部１４を含んで構成された光学ユニット３０と、上記レンズ１４の光軸方向後方に配設されたＣＣＤ３２と、当該ＣＣＤ３２からの出力される画像信号（ＣＣＤ３２の受光面上にマトリクス状に配列された複数個の光電変換セルの各々における受光量を表す信号）に基づき被写体像を示す所定のデジタル画像データを生成する画像信号処理部３４と、光学ユニット３０の各部及びＣＣＤ３２等を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ３６と、ＣＣＤ３２を駆動する垂直・水平ドライバ３８と、光学ユニット３０に含まれるシャッタ及び絞り機構を駆動するシャッタ・アイリスモータドライバ４０と、上記フォーカスモータを駆動するフォーカスモータドライバ４２と、上記ズームモータを駆動するズームモータドライバ４４と、カメラ１０の全体的な動作制御を司る主制御部５０と、を含んで構成されている。なお、画像信号処理部３４及び主制御部５０は１チップＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）として構成されており、これによってカメラ１０の小型化、高信頼性化、及び低コスト化が図られている。
【００２１】
画像信号処理部３４は、図示しない相関２重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路（ＣＤＳ）、ゲインコントロールアンプ（ＧＣＡ）、及びＡ／Ｄコンバータを含んで構成されており、ＣＣＤ３２から入力された上記画像信号は、上記ＣＤＳによって相関２重サンプリング処理が施され、ＧＣＡによってＲＧＢ各色毎の感度調整がなされた後、Ａ／Ｄコンバータで上記デジタル画像データに変換されるようになっている。
【００２２】
主制御部５０は、主制御部５０全体の動作制御を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）５１と、所定容量のラインバッファを内蔵すると共に、ホワイトバランスの変動を調整するホワイトバランス調整回路（ＷＢ）及びＲＧＢデータをＹＣ信号に変換するＹ／Ｃ変換回路（Ｙ／Ｃ）を含んで構成された撮像制御部５２と、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式等）でデジタル画像データに対して圧縮処理を施すと共に、圧縮処理されたデジタル画像データに対して伸張処理を施す圧縮・伸張部５３と、メディア制御部５４と、ＬＣＤ制御部５５と、がバス５６を介して相互に接続されて構成されている。
【００２３】
メディア制御部５４には、スロット１７にてカメラ１０に着脱可能に装填される可搬型記録メディアとしての上記メモリカード６０（例えば、スマート・メディア（SmartMedia（Ｒ））、コンパクト・フラッシュ（CompactFlash）、マイクロ・ドライブ等）が接続されており、メディア制御部６４によってメモリカード６０に対する各種情報の書き込みや当該メモリカード６０に書き込まれている各種情報の読み出しが制御される。また、ＬＣＤ制御部５５には上記ＬＣＤ２０が接続されており、ＬＣＤ２０ではＬＣＤ制御部５５の制御下で、ＣＣＤ３２による撮像によって得られた被写体像の画像情報やその他の各種情報の表示がなされる。なお、ＬＣＤ２０は、ＣＣＤ３２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができる。
【００２４】
上記モードダイアル１３、電源スイッチ１８、ストロボボタン２４、十字ボタン１９、及びメニュー実行ボタン２６等を含む各種操作ボタン系６６は、ＣＰＵ５１に接続されており、それぞれの制御信号をＣＰＵ５１へ伝達可能に構成されている。
【００２５】
また、上記レリーズボタン１２はＣＰＵ５１に接続されており、ユーザの操作によって、このレリーズボタン１２が半押し状態とされた場合に所定の制御信号（Ｓ１信号）をＣＰＵ５１へ伝達すると共に、このレリーズボタン１２が全押し状態とされた場合に所定の制御信号（Ｓ２信号）をＣＰＵ５１へ伝達するようになっている。
【００２６】
また、カメラ１０は、主としてＣＣＤ３２による撮像によって得られたデジタル画像データを記憶するＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic RAM）６２と、各種パラメータやプログラム等を記憶したフラッシュＲＯＭ６４と、を含んで構成されており、これらＳＤＲＡＭ６２及びフラッシュＲＯＭ６４は、主制御部５０のバス５６に接続されている。従って、ＣＰＵ５１は、ＳＤＲＡＭ６２及びフラッシュＲＯＭ６４に記憶されている各種データに任意にアクセスすることができる。
【００２７】
撮像制御部５２では、上述の画像信号処理部３４から順次入力されるデジタル画像データを、内蔵しているラインバッファに蓄積して一旦ＳＤＲＡＭ６２に格納するようになっている。ＳＤＲＡＭ６２に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ５１の制御下で、上記ＷＢに読み出されてホワイトバランス調整がなされると共に、ガンマ処理及びシャープネス処理等がなされ、更に、上記Ｙ／ＣにてＹＣ信号変換処理が施されてＹＣ信号データ（輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ）に変換され、再びＳＤＲＡＭ６２に格納される。なお、ＬＣＤ２０をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号データがＬＣＤ制御部５５に順次出力され、ＬＣＤ２０にてスルー画像が表示されることになる。
【００２８】
また、レリーズボタン１２がユーザの操作によって全押し状態とされた場合に実行される、被写体像を撮影する撮影処理では、ＳＤＲＡＭ６２に格納された上記ＹＣ信号データを、圧縮・伸張部５３によって所定の圧縮形式で圧縮した後にメディア制御部５４を介してメモリカード６０に記憶する。
【００２９】
上記タイミングジェネレータ３６には、垂直・水平ドライバ３８、シャッタ・アイリスモータドライバ４０、フォーカスモータドライバ４２、ズームモータドライバ４４、及び撮像制御部５２が接続されており、このタイミングジェネレータ３６は、ＣＣＤ３２を駆動させるためのタイミング信号を垂直・水平ドライバ３８に、又、光学ユニット３０に備えられたメカシャッターや絞り機構を駆動させるためのタイミング信号をシャッタ・アイリスモータドライバ４０に、又、撮像制御部５２を駆動させるためのタイミング信号を撮像制御部５２に、各々出力する。
【００３０】
また、フォーカスモータドライバ４２及びズームモータドライバ４４の入力端は主制御部５０に各々接続され、フォーカスモータドライバ４２の出力端は上記フォーカスモータに、ズームモータドライバ４４の出力端は上記ズームモータに、各々接続されている。これにより、フォーカスモータ及びズームモータは、主制御部５０の制御下でフォーカスモータドライバ４２及びズームモータドライバ４４各々から供給される駆動信号によって駆動される。
【００３１】
これにより、主制御部５０（より詳しくは、ＣＰＵ５１）による制御によって、光学ズーム倍率を変更する際に上記ズームモータを駆動制御してレンズ系の焦点距離を変更して撮影画角を所望に変化させることができ、また、上記フォーカスモータを駆動制御してＣＣＤ３２による撮像で得られた画像のコントラストが最大となる位置（合焦位置）に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行うＡＦ制御処理（詳細は後述）を実行することができる。なお、このＡＦ制御処理では、撮像画像のコントラストに応じて定まる被写体像の合焦状態のレベルを示す値（ＡＦ評価値）を取得し、このＡＦ評価値に基づいてフォーカスモータを駆動制御してフォーカスレンズの位置を移動し、ＡＦ評価値がピークとなる位置を合焦位置として設定する。
【００３２】
また、本実施の形態に係るカメラ１０では、電源がオンされて撮影スタンバイ状態に移行した状態において、ＬＣＤ２０にはＣＣＤ３２による連続的な撮影によって得られたスルー画像が表示されるが、このときＣＣＤ３２の撮像駆動タイミング（詳しくは、ＣＣＤ３２における垂直同期信号の出力タイミング）に同期して、ＡＦフレームによって示される撮影位置に位置する被写体像に対する読取り画像のコントラストが最大の状態（合焦状態）となるように、継続的にレンズ部１４の焦点調整（すなわち、フォーカスレンズの合焦位置をサーチして検出した合焦位置にフォーカスレンズをセットする。）を行うコンティニュアスＡＦ処理（以下、Ｃ−ＡＦ処理という。）が行われるようになっている。このことにより、ＬＣＤ２０には、ある程度合焦状態とされたスルー画像が継続的に表示される。
【００３３】
また、本実施の形態に係るカメラ１０では、ＣＣＤ３２による撮影によって得られる被写体像の明るさ（被写体輝度）を、主制御部５０の撮像制御部５２のＹ／Ｃにて生成されるデジタル画像データの輝度信号Ｙに基づいて逐次検出可能とされている。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００３５】
電源がオンされ撮影スタンバイ状態となったカメラ１０では、図３に示す処理ルーチンが実行される。
【００３６】
まず、ステップ１００では、上述のＣ−ＡＦ処理を開始する。このＣ−ＡＦ処理では、詳細は後述するが、上記ＡＦ制御処理（図４参照）が実行される。
【００３７】
上記ＡＦ制御処理が実行されているときに、ユーザによりレリーズボタン１２が半押し状態（Ｓ１状態）とされると、ステップ１０２で肯定判断され、ステップ１０４へ進み、実行中のＣ−ＡＦ処理を中断して、次のステップ１０６へ進み、ＡＦ処理を実行する。このＡＦ処理では、合焦位置へフォーカスレンズを駆動して合焦状態に設定する。
【００３８】
上記ＡＦ処理の実行後（すなわち、合焦状態に設定後）、ステップ１０８へ進み、ユーザによりレリーズボタン１２の半押し状態（Ｓ１状態）が解除されたか否かを判断し、肯定判断の場合には上記ステップ１００へ戻り、否定判断の場合には次のステップ１１０へ進む。
【００３９】
ステップ１１０では、ユーザによりレリーズボタン１２が全押し状態（Ｓ２状態）とされたか否かを判断し、否定判断の場合には上記ステップ１０８へ戻り、肯定判断の場合には次のステップ１１２へ進み、上記ＡＦ処理により合焦状態にされた被写体像に対する撮影処理を行い本処理ルーチンを終了して、上記の撮影スタンバイ状態へ戻る。
【００４０】
次に、Ｃ−ＡＦ処理で実行される上記ＡＦ制御処理の詳細を、図４に示す処理ルーチンに基づいて説明する。
【００４１】
まず、ステップ２００では、フォーカスレンズの合焦位置をサーチするために、レンズ部１４のフォーカスレンズの初期移動方向を設定するサーチ方向設定処理（詳細は後述）を実行する。
【００４２】
次のステップ２０２では、上記サーチ方向設定処理によって設定されたサーチ方向へフォーカスレンズを移動させることで、ＡＦ評価値のピークを検索する（ピークサーチ）。ここでは、フォーカスレンズの移動に応じて得られたＡＦ評価値が、図５に示すように、所定の上昇判定しきい値以上上昇した後で所定の下降しきい値以上下降した場合に、その移動範囲内にピークＰを検出したと判定する（ピーク判定）。ここで、ピークＰが検出された場合には、ステップ２０４で肯定判断され、ステップ２０６へ進み、ピークＰに対応する位置（合焦位置）にフォーカスレンズを移動させて位置決めする。ここで、検出されたピークＰは、被写体の動きやカメラのパンニング等によって過渡的に生じたものである可能性があるため、次のステップ２０８では、フォーカスレンズを微小量駆動して、ＡＦ評価値が上昇すれば同方向へ、一方、下降すれば反転して逆方向へ、駆動する処理を行なって、フォーカスレンズ位置を微動調整する。
【００４３】
この微動調整によって、ＡＦ評価値及び被写体の輝度が安定した状態になると、ステップ２０８で肯定判断され、ステップ２１４へ進み、そのときのフォーカスレンズ位置を合焦位置として位置決めすることで合焦状態に設定する。
【００４４】
一方、ＡＦ評価値または被写体の輝度が安定した値とならず変動している状態では、ステップ２１０及びステップ２１２で否定判断されて、上記ステップ２０８へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２１２で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００４５】
また、上記ステップ２１４で合焦状態に設定された後は、所定のタイミングでＡＦ評価値及び被写体の輝度を再検出し、検出したＡＦ評価値または被写体の輝度に変動がある場合には、ステップ２１６で肯定判断され、その変化量が所定値未満である場合にはステップ２１２で否定判断されて、上記ステップ２０８へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２１２で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００４６】
一方、上記ステップ２０２で、上記ピーク判定によるピークが検出されずに、フォーカスレンズの移動可能範囲の端点（ＮＥＡＲ端点またはＩＮＦ端点）の位置まで移動した場合には、上記ステップ２０４で否定判断されて、ステップ２１８へ進み、フォーカスレンズの駆動方向を反転して、両端点を検出した時点で被写体像のコントラストが低い（ローコントラスト）と判断し、それまで得られたＡＦ評価値の最大値に対応する位置（ローコントラスト合焦位置）にフォーカスレンズを移動させ位置決めする。ここで、検出されたピークＰは、被写体の動きやカメラのパンニング等によって過渡的に生じたものである可能性があるため、次のステップ２２０では、フォーカスレンズを微小量駆動して、ＡＦ評価値が上昇すれば同方向へ、一方、下降すれば反転して逆方向へ、駆動する処理を行なって、フォーカスレンズ位置を微動調整する。
【００４７】
この微動調整によって、ＡＦ評価値及び被写体の輝度が安定した状態になると、ステップ２２２で肯定判断され、ステップ２２６へ進み、そのときのフォーカスレンズ位置をローコントラスト合焦位置として位置決めすることでローコントラスト合焦状態に設定する。
【００４８】
一方、ＡＦ評価値または被写体の輝度が安定した値とならず変動している状態では、ステップ２２２及びステップ２２４で否定判断されて、上記ステップ２２０へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２２４で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００４９】
また、上記ステップ２２６でローコントラスト合焦状態に設定された後は、所定のタイミングでＡＦ評価値及び被写体の輝度を再検出し、検出したＡＦ評価値または被写体の輝度に変動がある場合には、ステップ２２８で肯定判断され、その変化量が所定値未満である場合にはステップ２２４で否定判断されて、上記ステップ２２０へ戻り、微動調整を継続し、一方、ＡＦ評価値または被写体像輝度が大きく変動した場合、すなわち、その変化量が所定値以上となった場合には、ステップ２２４で肯定判断され、本処理ルーチンを再起動することになり、上記ステップ２００へ戻る。
【００５０】
上記サーチ方向設定処理では、一般に、被写体輝度は撮影距離の近い被写体の方が暗く、遠い被写体の方が明るい傾向があることを利用して、被写体輝度の変化量に基づいてサーチ方向を設定するように、図６に示す処理ルーチンが実行される。
【００５１】
まず、ステップ３００では、主制御部５０の撮像制御部５２のＹ／Ｃにて生成されたデジタル画像データの輝度信号Ｙを逐次取り込み、次のステップ３０２では、被写体輝度の変化量を演算する。
【００５２】
演算した被写体輝度変化量が被写体輝度の上昇を示す場合（被写体像が明るくなった場合）には、ステップ３０４で肯定判断され、ステップ３０６へ進み、サーチ方向を、フォーカスレンズの移動可能範囲におけるＩＮＦ端点の方向（撮影距離無限大方向）に設定する。一方、演算した被写体輝度変化量が被写体輝度の下降を示す場合（被写体像が暗くなった場合）には、ステップ３０４で否定判断され、ステップ３０８へ進み、サーチ方向を、フォーカスレンズの移動可能範囲におけるＮＥＡＲ端点の方向（最短撮影距離方向）に設定する。なお、被写体の輝度に変化がない場合には、その光軸方向に微少量駆動し、このとき、撮像画像から得られるコントラストに応じて得られたＡＦ評価値に基づいてサーチ方向を設定するようにしてもよい。ここでは、ＡＦ評価値はフォーカスレンズの移動位置の変化に応じて変化するため（図５参照）、ＡＦ評価値が上昇する方向（例えば、図５の矢印Ａ方向）をサーチ方向として設定する。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態に係るカメラによれば、撮影時のパンニング等によって被写体輝度が大きく変動した場合に、フォーカスレンズのサーチ方向が適切な方向に設定されることが確率的に増加するため、逆方向へ駆動して合焦時間が余計にかかったり、ピントがぼけることが少なくすることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、撮影距離が遠い被写体を合焦させる方向へ、被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、撮影距離が近い被写体を合焦させる方向へ、各々結像手段を移動させた後、合焦させているので、結像手段の初期移動方向が適切になり、合焦するまでの時間を大幅に短縮することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るカメラの正面側の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカメラの背面側の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るカメラの制御系の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る撮影制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係るＡＦ制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】フォーカスレンズの各移動位置に対応するＡＦ評価値の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るサーチ方向設定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ カメラ
１２ レリーズボタン
１４ レンズ部
２０ ＬＣＤ
３０ 光学ユニット
３２ ＣＣＤ
３４ 画像信号処理部
４０ シャッタ・アイリスモータドライバ
４２ フォーカスモータドライバ
４４ ズームモータドライバ
５０ 主制御部
５１ ＣＰＵ
５２ 撮像制御部
Claims (4)
- 被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、
前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、
結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、
前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定すると共に、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する合焦制御手段と、
を有するカメラ。 - 被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、
前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、
結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、
前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定すると共に、前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する合焦制御手段とを有し、
前記合焦制御手段が、
前記設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦するカメラ。 - 被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、を有するカメラの合焦制御方法であって、
前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出し、
検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定し、
前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、
前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御する
カメラの合焦制御方法。 - 被写体からの光を所定の位置に結像する結像手段と、前記被写体からの光を受光面で受光し、受光量に基づいて前記被写体の画像情報を生成する撮像手段と、結像位置が変化するように前記結像手段を移動する移動手段と、を有するカメラの合焦制御方法であって、
前記撮像手段により生成される前記被写体の画像情報に基づいて、前記被写体の輝度を検出し、
検出された被写体の輝度が高くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の遠い被写体を合焦させる方向にあると判定し、
前記検出手段で検出された被写体の輝度が低くなるように変化した場合には、オートフォーカス評価値のピークが、撮影距離の近い被写体を合焦させる方向にあると判定して、当該判定に基づいてサーチ方向を設定し、
前記結像手段を、前記設定したサーチ方向へ移動するように前記移動手段を制御した後、被写体からの光が前記受光面上に結像するように制御し、
前記設定したサーチ方向の終端まで至ってもオートフォーカス評価値のピークが検出できない場合には、前記サーチ方向を反転してオートフォーカス評価値のピークの検出を行い、さらに反転した方向の終端まで至ってもオートフォーアス評価値のピークが検出できない場合には、被写体のコントラストが低いと判断し、サーチ範囲の最大値をピーク値として合焦する
カメラの合焦制御方法。
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