JPH10257377A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画質重視の撮影と、シャッターチャンス重視
の撮影のそれぞれに最適な合焦検出動作の可能な撮像装
置を提供することにある。 【解決手段】 フォーカスレンズを第１の駆動量単位で
ステップ送りしながら合焦点を検出する第１の合焦検出
手段と、フォーカスレンズを前記第１の駆動量よりも小
さい第２の駆動量単位でステップ送りしながら合焦点を
検出する第２の合焦検出手段と、通常撮影モード時は第
１の合焦検出手段によって検出を行い、高画質撮影モー
ド時は第１の合焦検出手段によって検出された合焦点を
含む所定の範囲で第２の合焦検出手段を動作させること
によって検出された合焦点にフォーカスレンズを位置決
めする制御手段とを備えた撮像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子スチルカメラ
やビデオカメラなどに用いられる自動焦点調節装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子スチルカメラやビデオカ
メラなどではＣＣＤなどの撮像素子から得られる輝度信
号の高域成分が最大になるレンズ位置を合焦位置とする
方式において、測距範囲の全域にわたりレンズを駆動し
ながら撮像素子から得られる輝度信号の高域成分（以下
焦点評価値と言う）を記憶していき、記憶した値の最大
値に相当するレンズ位置を合焦位置とする方式が知られ
ている。この方式では通常、図５のように撮影画面に対
して中央部分を測距エリアとし、この範囲内の被写体に
対して焦点評価値が最大になるレンズ位置を合焦位置と
している。このようにして得られたレンズ位置と焦点評
価値の関係は図６のような山の形になる。

【０００３】またこの方式では通常、まず焦点評価値を
得るレンズ位置の間隔を大きくして、つまり図７のよう
にサンプリングの間隔を粗くして全域をスキャンした
後、この時のピーク前後について、焦点評価値を得るレ
ンズ位置の間隔を小さくして、つまりサンプリングの間
隔を細かくして一定の範囲をスキャンし、この時のピー
ク位置を合焦位置としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
構成ではフォーカスレンズを全域にわたって駆動し焦点
評価値を得てそのピークを算出し、その後算出したピー
クの前後について焦点評価値を得てそのピークを算出す
るといった２回のスキャンを行う為合焦動作に時間がか
かってしまい、シャッターチャンスを逃してしまうなど
の不都合がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本願における請求項１記載の発明によれば、被
写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、前記フォ
ーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
前記フォーカスレンズによって結像された被写体像を電
気信号に変換する光電変換手段と前記光電変換手段から
の出力信号から被写体の輝度の高周波成分を表わす信号
を抽出する抽出手段と、複数の撮影モードから所定の撮
影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記抽出手
段の出力に応じて前記フォーカスレンズを第１の駆動量
で駆動するように前記フォーカスレンズ駆動手段を制御
して第１の合焦点検出を行い、引き続き前記抽出手段の
出力に応じて前記フォーカスレンズを第２の駆動量で駆
動するように前記フォーカスレンズ駆動手段を制御して
第２の合焦点検出を行い、前記撮影モード選択手段によ
り所定の撮影モードが選択されている時は前記制御手段
は前記第２の合焦点検出を行わないようにするものであ
る。

【０００６】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、請求項１の発明において、前記複数の撮影モー
ドは、通常撮影モードと高画質撮影モードとを含み、前
記所定の撮影モードとは、高画質撮影モードであること
を特徴とする。

【０００７】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、請求項１または２の発明において、前記第２の
駆動量は、前記第１の駆動量よりも小さく設定した。

【０００８】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項１または２の発明において、前記第２の
合焦検出は、前記第１の合焦検出におけるレンズ移動範
囲よりも狭い範囲で、かつ前記第１の合焦検出における
合焦点を中心に合焦検出するように構成した。

【０００９】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、請求項２の発明において、記録媒体の残量を検
出する残量検出手段を備え、前記制御手段は、前記記録
媒体に残量がないとき、前記第１及び第２の合焦検出を
非動作とするように構成した。

【００１０】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、フォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを
ステップ駆動するモータと、前記モータを第１の駆動量
単位でステップ送りしながら焦点信号をサンプリングす
ることにより、合焦点を検出する第１の合焦検出手段
と、前記モータを前記第１の駆動量よりも小さい第２の
駆動量単位でステップ送りしながら前記焦点信号をサン
プリングすることにより、合焦点を検出する第２の合焦
検出手段と、前記第１の合焦検出手段によって検出され
た合焦点を含む所定の範囲で前記第２の合焦検出手段を
動作させることによって検出された合焦点に前記フォー
カスレンズを位置決めする制御手段とを備えた撮像装置
を特徴とする。

【００１１】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、請求項６の発明において、通常撮影モードと、
高画質撮影モードとを備え、前記制御手段は、前記通常
撮影モードでは、前記第１の合焦検出手段のみで焦点調
節を行うように構成した。

【００１２】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、請求項６の発明において、前記第２の合焦検出
手段は、前記第１の合焦検出におけるレンズ移動範囲よ
りも狭い範囲で、かつ前記第１の合焦検出手段における
合焦点を中心に合焦検出するように構成した。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について、説明する。図１は本発明を適用
した電子カメラのブロック図である。１０１は固定レン
ズ、１０２は絞り及びシャッターなどの光量制御部材、
１０３は絞り及びシャッターなどを動かすモータ、１０
４は絞りやシャッターなどを駆動するメカ系駆動回路、
１０５は後述する撮像素子上に焦点を合わせるためのフ
ォーカスレンズ、１０６はフォーカスレンズ１０５のリ
セット位置を検出するフォトインタラプタ、１０７はフ
ォーカスレンズ１０５を動かすモータ、１０８はモータ
１０７を駆動してフォーカスレンズを動かすフォーカス
レンズ駆動回路、１０９は被写体からの反射光を電気信
号に変換するＣＣＤ等の撮像素子、１１０は撮像素子１
０９を動作させるために必要なタイミング信号を発生す
るタイミング信号発生回路（以降ＴＧとする）、１１１
は撮像素子１０９の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ回路
やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を備えた前置処理
回路、１１２はＡ／Ｄ変換器、１１３はバッファメモ
リ、１１４はメモリの読み書きやＤＲＡＭのリフレッシ
ュ動作を制御するためのメモリコントローラ、１１５は
撮影シーケンスなどシステムを制御するための制御手段
としてのシステム制御ＣＰＵ、１１６は操作補助のため
の表示やカメラの状態を表わす操作表示部、１１７はカ
メラを外部から操作するための操作部、１１８は電気的
に書き換え可能な不揮発性メモリ、１１９は後述する拡
張ユニットとのインターフェース、１２０は電子カメラ
本体に接続して各種処理や操作を行うための着脱自在な
拡張ユニット、１２１は後述する記録媒体との接続のた
めのインターフェース、１２２はメモリカードやハード
ディスクなどの記録媒体、１２３はシステムに電源を投
入するためのメインスイッチ、１２４はＡＦやＡＥ等の
撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ（以下ＳＷ１
とする）、１２５は撮影スタンバイスイッチ１２４の操
作後、撮影を行う撮影スイッチ（以下ＳＷ２とする）、
１２６は撮影モードを設定するモードスイッチ、１２７
はストロボ、１２８はＬＥＤ等を光源とする補助光発生
部である。

【００１４】次に図２のフローチャートを使って本実施
形態のＡＦ装置を用いた電子カメラの動作について説明
する。まず、Ｓ２０１ではメインスイッチ１２３の状態
を検出し、ＯＮであればＳ２０２へ進む。Ｓ２０２では
記録媒体１２２の残容量を調べ、残容量が０であればＳ
２０３へ進み、そうでなければＳ２０４へ進む。Ｓ２０
３では記録媒体１２２の残容量が０であることを警告し
てＳ２０１へ進む。

【００１５】警告は操作表示部１１６に表示するか又は
図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両
方をおこなってもよい。

【００１６】Ｓ２０４ではフォーカスレンズ１０５をリ
セットし初期位置へ移動する。Ｓ２０５ではレリーズス
イッチの１段目の押圧によってＯＮするＳＷ１の状態を
調べ、ＯＮであればＳ２０７へ進み、そうでなければＳ
２０６へ進む。Ｓ２０６ではメインスイッチ１２３の状
態を調べ、ＯＮであればＳ２０５へ、そうでなければＳ
２０１へ進む。

【００１７】Ｓ２０５でＳＷ１がＯＮされていた場合に
は、Ｓ２０７では撮像素子１０９の出力信号から被写体
輝度を算出する。Ｓ２０８では後述する図３のフローチ
ャートにしたがってフォーカスレンズ１０５を駆動す
る。Ｓ２０９ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればＳ
２１１へ、そうでなければＳ２１０へ進む。Ｓ２１０で
はＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればＳ２０９へ進み、
そうでなければＳ２０５へ進む。Ｓ２１１では図４のフ
ローチャートにしたがって撮影動作をおこなう。Ｓ２１
２では記録媒体１２２の残容量を調べ、残容量が０であ
ればＳ２０３へ進み、そうでなければＳ２１３へ進む。
Ｓ２１３ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮでなければＳ２
１０へ進む。

【００１８】図３は図２におけるＳ２０８のＡＦ動作を
表すサブルーチンである。まずＳ３０１ではフォーカス
レンズ１０５を第１スキャン開始位置に移動する。この
第１のスキャンは本発明の第１の合焦検出（第１の合焦
検出手段）に相当する。ここでは第１スキャン開始位置
は合焦可能範囲内の無限遠端として説明する。もちろん
最至近端を第１スキャン開始位置としてもよい。

【００１９】次にＳ３０２では第１スキャンフラグを１
とする。この第１スキャンフラグが１の時は現在のスキ
ャンが第１スキャンである事を示す。Ｓ３０３では第２
スキャン終了フラグを０にする。この第２スキャン終了
フラグは後述するように、第２スキャンが終了すると１
になるものである。この第２のスキャンは本発明の第２
の合焦検出（第２の合焦検出手段）に相当する。

【００２０】次にＳ３０４では焦点評価値とフォーカス
レンズ１０５の位置を記憶する。フォーカスレンズ１０
５の位置の検出はフォーカスレンズ駆動モータ１０７に
ステッピングモータを用いている場合は、リセット位置
検出用のフォトインタラプタ１０６によって検出される
リセット位置からの相対位置として検出される。

【００２１】以下の説明ではフォーカスレンズ駆動モー
タとしてステッピングモータを用いるものとする。Ｓ３
０５では現在のレンズ位置がスキャン終了位置にあるか
どうか調べ、終了位置にあればＳ３０９へ、そうでなけ
ればＳ３０６へ進む。ここではスキャン終了位置を第１
スキャンの時は最至近端とし、第２スキャンの時は後述
するＳ３１１で抽出するレンズ位置からステップモータ
の所定パルス分無限遠端側に位置するものとする。

【００２２】Ｓ３０６では第１スキャンフラグが１であ
るかどうか調べ、１であればＳ３０７に進み、そうでな
ければＳ３０８に進む。Ｓ３０７ではフォーカスレンズ
１０５をｍパルス移動しＳ３０４へ進む。Ｓ３０８では
フォーカスレンズ１０５をｎパルス移動してＳ３０４へ
進む。この時ｍ＞ｎである。

【００２３】Ｓ３０９では第１スキャンフラグが０であ
るかどうか調べ、０であればＳ３１０に進み、そうでな
ければＳ３１１に進む。Ｓ３１０では第２スキャン終了
フラグを１にする。Ｓ３１１ではＳ３０４で記憶した焦
点評価値の中の最大値を示すレンズ位置を抽出する。

【００２４】Ｓ３１２では現在設定されている画質モー
ドが高画質モードであるかどうかを調べ、高画質モード
であればＳ３１４へ、そうでなければＳ３１３へ進む。
Ｓ３１３ではフォーカスレンズ１０５をＳ３１１で抽出
した位置に移動しＡＦ動作を終了する。Ｓ３１４では第
２スキャン終了フラグが１であるかどうか調べ、１であ
れば（Ｙ）Ｓ３１３へ進みレンズを合焦点へと移動して
停止させ、そうでなければ（Ｎ）Ｓ３１５へ進む。Ｓ３
１５ではフォーカスレンズ１０５を第２スキャン開始位
置に移動する。ここで第２スキャン開始位置はＳ３１１
で抽出したレンズ位置から所定パルス分最至近端側に位
置するものとする。Ｓ３１６では第１スキャンフラグを
０にしてＳ３０４へ進む。

【００２５】前述の説明において、第１スキャン及び第
２スキャンにおけるスキャン範囲は図８のようになる。
図８において（ａ）は第１スキャンにおけるスキャン範
囲、（ｂ）は第２スキャンにおけるスキャン範囲を表
す。前述のように第１スキャンではスキャン開始位置で
ある無限遠端からスキャン終了位置である最至近端まで
の全域をｍパルスの移動量でフォーカスレンズ１０５を
動かしながら焦点評価値を得る。一方、第２スキャンで
は第１スキャンにおいて得られた焦点評価値の中の最大
値を示すレンズ位置を中心として前後数パルス（図８の
（ｂ）では前後３パルス）をスキャン範囲とする。この
範囲内をｎパルスの移動量でフォーカスレンズ１０５を
動かしながら焦点評価値を得る。この時ｍ＞ｎである
（図８の例ではｍ＝３、ｎ＝１である）。

【００２６】また本発明では、設定されている画質モー
ドが高画質モードの時のみ第２スキャンを行うように構
成されている。また、第２スキャンにおけるレンズ移動
量ｎは第１スキャンにおけるレンズ移動量ｍよりも小さ
い。つまり、高画質モードの時にはより細かくレンズを
動かし、焦点評価値を記憶していく事により、第１スキ
ャンでは停止しなかったレンズ位置の焦点評価値も得る
事ができるのでより正確な焦点調節が可能になる。一
方、高画質モードでない時には第２スキャンを行わない
のでＡＦ動作にかかる時間を短縮できる。

【００２７】図４は図２におけるＳ２１１の撮影動作の
内容を表わすサブルーチンである。まずＳ４０１では被
写体輝度を測定する。Ｓ４０２ではＳ４０１で測定した
被写体輝度に応じて絞り値、シャッタ速度、撮像素子の
蓄積時間を制御して撮像素子１０９への露光を行う。Ｓ
４０３では撮像素子１０９の出力ノイズ除去やＡ／Ｄ変
換前に行う非線形処理などを行う。Ｓ４０４では前置処
理回路１１１からのアナログ信号をデジタル信号に変換
する。Ｓ４０５ではＡ／Ｄ変換器１１２からの出力デー
タをメモリコントローラ１１４を介してバッファメモリ
１１３へ一時的に格納する。Ｓ４０６ではバッファメモ
リ１１３内のデータをメモリコントローラ１１４、記録
媒体インターフェース１２１を介してカメラ本体に装着
されたメモリカードなどの記録媒体１２２へ転送する。

【００２８】前述の説明では高画質モードの時に第２ス
キャンを行わないよう構成されていたが、これを近接撮
影モード時に第２スキャンを行わないようにしてもよ
い。すなわち原稿等を撮影するときなど、通常近接撮影
となるため、これに応じて高画質モードへと切り換える
わけである。

【００２９】また近接撮影モード時でなくても、第１ス
キャンの結果、最大値を示すレンズ位置が所定の距離よ
り近い位置にある場合のみ第２スキャンを行うよう構成
してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮影モードあるいは動作状態に応じて第２スキャンの実
行の可否を決定するので、高画質モードのときには高精
度の焦点調節を行って画質を向上し、高画質モードでな
い時には１回のスキャンで焦点調節を行い、合焦スピー
ドを高める事ができる。

【００３１】また本発明によれば、粗く合焦検出した
後、その合焦点を中心にさらに高精度に合焦検出するの
で、目標とする被写体以外の被写体に誤って合焦してし
まう誤動作がない上に、極めて高精度に合焦させること
ができ、高画質撮影において、その効果は顕著である。

【００３２】また記録媒体に残量がないときには、合焦
検出を非動作とするようにしたので、無駄な電力消費を
しないだけでなく、誤操作の防止にもなる。

【００３３】また本発明によれば、１回の合焦検出で撮
影を行うことにより焦点検出を高速化したモードと、２
回の焦点検出で、焦点検出精度を高めたモードとを撮影
モードに応じて選択するようにしたので、あらゆる撮影
条件に対し、最適な撮影を行うことができ、操作性が良
好で、信頼性の高い撮像装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例を示す電子カメラのブロ
ック図。

【図２】本発明における実施例を示す電子カメラの基本
的な動作を表わすフローチャート。

【図３】本発明における実施例を示す電子カメラのＡＦ
動作を表わすフローチャート。

【図４】図２における画像の記録動作を表わすフローチ
ャート。

【図５】撮影画面中の測距エリアを表す図。

【図６】通常のＡＦ動作を行った場合のレンズ位置に対
する焦点評価値の関係を表す図。

【図７】サンプリング間隔を広くしてスキャンを行った
場合のレンズ位置に対する焦点評価値の関係を表す図。

【図８】第１スキャンと第２スキャンのサンプリング点
を表す図。

【符号の説明】

１０１ 固定レンズ １０２ 絞り及びシャッターなどの光量制御部材 １０３ 絞り及びシャッターなどを動かすモータ １０４ 絞りやシャッターなどを駆動するメカ系駆動回
路 １０５ フォーカスレンズ １０６ フォーカスレンズ１０５のリセット位置を検出
するフォトインタラプタ １０７ モータ １０８ フォーカスレンズ駆動回路 １０９ 撮像素子 １１０ タイミング信号発生回路（ＴＧ） １１１ 前置処理回路 １１２ Ａ／Ｄ変換器 １１３ バッファメモリ １１４ メモリコントローラ １１５ マイクロコントローラ １１６ 操作表示部 １１７ 操作部 １１８ 不揮発性メモリ １１９ インターフェース １２０ 拡張ユニット １２１ インターフェース １２２ 記録媒体 １２３ メインスイッチ １２４ スイッチ（ＳＷ１） １２５ 撮影スイッチ（ＳＷ２） １２６ モードスイッチ １２７ ストロボ １２８ 補助光発生部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像の焦点調節を行うフォーカスレ
   ンズと、前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレ
   ンズ駆動手段と、前記フォーカスレンズによって結像さ
   れた被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と前記
   光電変換手段からの出力信号から被写体の輝度の高周波
   成分を表わす信号を抽出する抽出手段と、複数の撮影モ
   ードから所定の撮影モードを選択する撮影モード選択手
   段と、前記抽出手段の出力に応じて前記フォーカスレン
   ズを第１の駆動量で駆動するように前記フォーカスレン
   ズ駆動手段を制御して第１の合焦点検出を行い、引き続
   き前記抽出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズを
   第２の駆動量で駆動するように前記フォーカスレンズ駆
   動手段を制御して第２の合焦点検出を行い、前記撮影モ
   ード選択手段により所定の撮影モードが選択されている
   時は前記制御手段は前記第２の合焦点検出を行わない事
   を特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記複数の撮影モードは、通常撮影モードと高画質撮影
   モードとを含み、前記所定の撮影モードとは、高画質撮
   影モードであることを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記第２の駆動量は、前記第１の駆動量よりも小さく設
   定されていることを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、 前記第２の合焦検出は、前記第１の合焦検出におけるレ
   ンズ移動範囲よりも狭い範囲で、かつ前記第１の合焦検
   出における合焦点を中心に合焦検出するように構成され
   ていることを特徴とする撮像装置。
5. 【請求項５】 請求項２において、 記録媒体の残量を検出する残量検出手段を備え、前記制
   御手段は、前記記録媒体に残量がないとき、前記第１及
   び第２の合焦検出を非動作とするように構成されている
   ことを特徴とする撮像装置。
6. 【請求項６】 フォーカスレンズと、 前記フォーカスレンズをステップ駆動するモータと、 前記モータを第１の駆動量単位でステップ送りしながら
   焦点信号をサンプリングすることにより、合焦点を検出
   する第１の合焦検出手段と、 前記モータを前記第１の駆動量よりも小さい第２の駆動
   量単位でステップ送りしながら前記焦点信号をサンプリ
   ングすることにより、合焦点を検出する第２の合焦検出
   手段と、 前記第１の合焦検出手段によって検出された合焦点を含
   む所定の範囲で前記第２の合焦検出手段を動作させるこ
   とによって検出された合焦点に前記フォーカスレンズを
   位置決めする制御手段と、を備えたことを特徴とする撮
   像装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 通常撮影モードと、高画質撮影モードとを備え、前記制
   御手段は、前記通常撮影モードでは、前記第１の合焦検
   出手段のみで焦点調節を行うように構成されていること
   を特徴とする撮像装置。
8. 【請求項８】 請求項６において、 前記第２の合焦検出手段は、前記第１の合焦検出におけ
   るレンズ移動範囲よりも狭い範囲で、かつ前記第１の合
   焦検出手段における合焦点を中心に合焦検出するように
   構成されていることを特徴とする撮像装置。