JP2003107330A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像素子等のノイズの影響を低減してより正
確な動作を行うことができるカメラの提供。 【解決手段】 シャッタ１０２を閉じた状態で、すなわ
ち遮光状態でＣＣＤ１０３による撮像を行う。そして、
その時の焦点検出エリア内の撮像信号に基づく焦点評価
値を焦点評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂで算出
し、それを焦点評価値のノイズレベルとして用いること
により焦点評価値または再起動時の基準変化量を補正す
る。再起動の際には、補正された焦点評価値と補正され
ていない基準変化量を用いるか、補正されていない焦点
評価値と補正された基準変化量を用いるかして再起動の
要否を判定する。また、レリーズ許可範囲に関しても範
囲の幅２Δｂをノイズレベルで補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子の撮像信
号を用いてコントラスト法により合焦動作を行うカメラ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラのＡＦ方式の一つとしてコ
ントラスト方式と呼ばれるものがある。この方式では、
被写体をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、フォーカスエリ
ア内の撮像信号を用いて合焦位置を決定する。エリア内
の撮像信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を通して、
所定空間周波数帯域の成分を取り出す。そして、それら
の絶対値をエリア内で積分することにより、合焦動作を
行わせる際の焦点評価値を求める。この焦点評価値はコ
ントラストの大小を表しており、焦点評価値がピークと
なったところが最もコントラストが高い。

【０００３】すなわち、ピーク位置が合焦位置になって
いる。このピークを探す際には、従来から知られている
山登り合焦動作という動作を行ってピークを見つける。
ところで、レリーズボタンの半押しに関係なく常にＡＦ
動作が行われるコンティニュアスＡＦモードでは、山登
り合焦動作を所定時間間隔で再起動して常に被写体にピ
ントが合うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮像素
子からの出力信号には、暗電流等の画像情報とは関係無
い信号も含まれおり、出力信号に基づいて算出される焦
点評価値にもノイズとして影響を与えている。特に、被
写体のコントラストが低い場合には、ノイズの影響が相
対的に大きくなり安定した合焦動作ができないおそれが
あった。

【０００５】本発明の目的は、撮像素子の撮像信号から
算出される焦点評価値に基づいて合焦動作等のカメラ動
作を行うカメラにおいて、撮像素子等のノイズの影響を
低減してより正確な動作を行うことができるカメラを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるカメラは、
撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像素子と、撮
像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評価値を
算出する評価値演算手段と、評価値演算手段により算出
された焦点評価値に含まれるノイズレベルを算出するノ
イズレベル演算手段と、焦点評価値、ノイズレベルおよ
び所定の基準焦点評価値に基づいてカメラ動作の要否の
判定をする判定手段とを備えて上述の目的を達成する。
また、撮像素子から出力される撮像信号のそれぞれ異な
る所定空間周波数帯域を通過させる複数のフィルタ回路
を備え、評価値演算手段が複数のフィルタ回路のいずれ
か一つを通過した信号に基づいて前記撮影レンズの焦点
評価値を算出し、ノイズレベル演算手段が各フィルタ回
路毎にノイズレベルを算出するようにしても良い。ノイ
ズレベルの算出は、カメラ電源のオン動作毎に行われた
り、撮影動作の前後のいずれかに行われたりする。ま
た、ノイズレベルの算出はシャッタを閉じた状態で行わ
れる。本発明によるカメラは、撮影レンズを通して被写
体像を撮像する撮像素子と、撮像素子から出力される撮
像信号に基づいて焦点評価値を算出する評価値演算手段
と、撮像素子に固有の焦点評価値ノイズレベルが予め記
憶された記憶部と、焦点評価値、焦点評価値ノイズレベ
ルおよび所定の基準焦点評価値に基づいてカメラ動作の
要否の判定をする判定手段とを備えて上述の目的を達成
する。この場合も、撮像素子から出力される撮像信号の
それぞれ異なる所定空間周波数帯域を通過させる複数の
フィルタ回路を備え、評価値演算手段は複数のフィルタ
回路のいずれか一つを通過した信号に基づいて前記撮影
レンズの焦点評価値を算出し、ノイズレベル演算手段は
各フィルタ回路毎にノイズレベルを算出するようにして
も良い。さらに、ノイズレベルに基づいて焦点評価値を
補正する焦点評価値補正手段を設け、基準焦点評価値お
よび焦点評価値補正手段により補正された焦点評価値に
基づいてカメラ動作の要否の判定をするようにしても良
い。また、ノイズレベルに基づいて基準焦点評価値を補
正する基準値補正手段を設け、焦点評価値および基準値
補正手段により補正された基準焦点評価値に基づいてカ
メラ動作の要否の判定をするようにしても良い。さらに
また、判定手段で、レリーズ動作の可否を判定するよう
にしても良いし、撮影レンズの合焦動作の要否を判定す
るようにしても良い。合焦動作の要否を判定する場合に
は、焦点評価値に基づいて撮影レンズの合焦動作を行う
合焦動作手段と、判定手段により合焦動作が必要と判定
されると合焦動作手段による合焦動作を行わせる合焦動
作制御手段とを設けるようにする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態によ
るＡＦ(オートフォーカス)デジタルカメラの機能ブロッ
ク図である。１０１は交換式の撮影レンズであり、撮影
レンズ１０１は開放Ｆ値等に関するレンズ情報が記憶さ
れたＲＯＭ（不図示）を備えている。撮影レンズ１０１
をカメラ本体のレンズマウント（不図示）に装着する
と、本体側の検出器１２１によりレンズ情報が読み出さ
れ、記憶部１１２３に記憶される。なお、撮影レンズ１
０１はズームレンズであり、焦点位置調節を行うための
フォーカシングレンズと焦点距離を変えるための変倍レ
ンズとを有している。撮影レンズ１０１はドライバ１１
３により駆動される。すなわち、ドライバ１１３は、ズ
ームレンズのズーム駆動機構およびその駆動回路と、フ
ォーカシングレンズのフォーカス駆動機構およびその駆
動回路とを備えており、それぞれＣＰＵ１１２により制
御される。

【０００８】撮影レンズ１０１は撮像素子１０３の撮像
面上に被写体像を結像する。撮像素子１０３は撮像面上
に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号を出力
する光電変換撮像素子であり、ＣＣＤ型やＭＯＳ型の固
体撮像素子が用いられる。撮像素子１０３は信号取り出
しのタイミングをコントロールするドライバ１１５によ
り駆動される。撮影レンズ１０１と撮像素子１０３との
間には絞り１０２が設けられている。絞り１０２は、絞
り駆動機構とその駆動回路を備えたドライバ１１４によ
り駆動される。固体撮像素子１０３からの撮像信号はア
ナログ信号処理回路１０４に入力され、アナログ信号処
理回路１０４において相関二重サンプリング処理（ＣＤ
Ｓ処理）等の処理が行われる。アナログ信号処理回路１
０４で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３５によ
りアナログ信号からデジタル信号に変換される。

【０００９】Ａ／Ｄ変換された信号はデジタル信号処理
回路１０６において輪郭補償やガンマ補正などの種々の
画像処理が施される。デジタル信号処理回路１０６に
は、ゲイン制御回路、ＡＥ用積算回路、輝度信号生成回
路、および色差信号生成回路などの信号処理回路が含ま
れている。バッファメモリ１０５は撮像素子１０３で撮
像された複数フレーム分のデータを記憶することができ
るフレームメモリであり、Ａ／Ｄ変換された信号は一旦
このバッファメモリ１０５に記憶される。デジタル信号
処理回路１０６ではバッファメモリ１０５に記憶された
データを読み込んで上述した各処理を行い、処理後のデ
ータは再びバッファメモリ１０６に記憶される。

【００１０】ＣＰＵ１１２はデジタル信号処理回路１０
６およびドライバ１１３〜１１５等と接続され、カメラ
動作のシーケンス制御を行う。ＣＰＵ１１２のＡＥ演算
部１１２１では撮像素子１０３からの画像信号に基づい
て自動露出演算を行い、ＡＷＢ演算部１１２２ではホワ
イトバランス調整係数の演算が行われる。２種類のバン
ドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４Ａ，１１２４Ｂは、
撮像領域に設けられた焦点検出エリア内の撮像信号に基
づいて、各々の特性に応じた帯域の高周波成分を抽出す
る。なお、複数の焦点検出エリアが設定されている場合
には、各エリア内の信号が順に読み出され、各エリア内
毎の抽出処理がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２４
Ａ，１１２４Ｂによって行われる。以下では焦点検出エ
リアが一つの場合を例に説明する。

【００１１】ＢＰＦ１１２４Ａ，１１２４Ｂの出力はそ
れぞれ評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂに入力さ
れ、各評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂにおいて高
周波成分の絶対値を積分することにより焦点評価値が各
々算出される。ＡＦ演算部１１２６はこれらの焦点評価
値に基づいてコントラスト法によりＡＦ演算を行う。Ｃ
ＰＵ１１２はＡＦ演算部１１２６の演算結果を用いて撮
影レンズ１０１のフォーカシングレンズ位置を調整し、
合焦動作を行わせる。ＣＰＵ１１２に接続された操作部
１１６には、カメラの電源をオン・オフするための電源
スイッチ１１６１、レリーズボタンに連動してオンオフ
する全押しスイッチ１１６２および半押しスイッチ１１
６３、撮影モード等を選択するための設定ボタン１１６
４が設けられている。設定ボタン１１６４で設定される
撮影モードには、後述する通常撮影モード，遠景撮影モ
ード，人物撮影モード，スポーツ撮影モード，接写モー
ドおよび夜景撮影モードなどがある。これらのスイッチ
やボタンを操作すると、その操作に応じた信号がＣＰＵ
１１２に入力される。

【００１２】１１９はバッテリであり、その電圧は電圧
検出部１２０により検出される。１１８はシャッタ１１
７を駆動するドライバである。また、ＡＦ用補助光１２
２は低輝度時に被写体を照明する。ＣＰＵ１１２は各種
データが記憶される記憶部１１２３とタイマ１１２７と
を有している。タイマ１１２７は一般的に半押しタイマ
と呼ばれるものであり、レリーズボタンの半押し操作が
解除されたとき、および、後述するように電源オン後の
最初の合焦の後にカウントを開始する。

【００１３】デジタル信号処理回路１０６で各種処理が
施された画像データは、一旦バッファメモリ１０５に記
憶された後に、記録・再生信号処理回路１１０を介して
メモリカード等の外部記憶媒体１１１に記録される。画
像データを記憶媒体１１１に記録する際には、一般的に
所定の圧縮形式、例えば、ＪＰＥＧ方式でデータ圧縮が
行われる。記録・再生信号処理回路１１０では、画像デ
ータを外部記録媒体１１１に記録する際のデータ圧縮お
よび記憶媒体１１１から圧縮された画像データを読み込
む際のデータ伸長処理を行う。記録・再生信号処理回路
１１０には記憶媒体１１１とデータ通信を行うためのイ
ンタフェースも含まれている。

【００１４】モニタ１０９は撮像された被写体画像を表
示するための液晶表示装置であり、記憶媒体１１１に記
録されている画像データを再生表示にも用いられる。モ
ニタ１０９に画像を表示する場合には、バッファメモリ
１０５に記憶された画像データを読み出し、Ｄ／Ａ変換
器１０８によりデジタル画像データをアナログ映像信号
に変換する。そして、そのアナログ映像信号を用いてモ
ニタ１０９に画像を表示する。

【００１５】撮像素子１０３で撮像された被写体画像の
モニタ１０９への表示形態には２つの形態がある。一つ
は、レリーズ操作が行われないときの表示形態であり、
撮像素子１０３で繰り返し撮像される被写体画像を逐次
更新表示するスルー画と呼ばれる表示形態である。もう
一つは、カメラのレリーズ操作後に、撮像素子１０３で
撮像された被写体画像を所定時間表示するフリーズ画と
呼ばれる表示形態である。

【００１６】コントラスト法では、像のボケの程度とコ
ントラストとの間には相関があり、焦点が合ったときに
像のコントラストは最大になることを利用して焦点合わ
せを行う。コントラストの大小は撮像信号の高周波成分
の大小により評価することができる。すなわち、ＢＰＦ
１１２４Ａ，１１２４Ｂにより撮像信号の高周波成分を
抽出し、評価値演算部１１２５Ａ，１１２５Ｂで高周波
成分の絶対値を積分したものを焦点評価値とする。この
焦点評価値は、合焦してコントラストが最大となったと
きに最大値となる。前述したように、ＡＦ演算部１１２
６はこの焦点評価値に基づいてＡＦ演算を行う。ＣＰＵ
１１２はＡＦ演算部１１２６の演算結果を用いて撮影レ
ンズ１０１のフォーカシングレンズ位置を調整し、合焦
動作を行わせる。

【００１７】《動作説明》次いで、図２〜１０のフロー
チャートに基づいてカメラの動作を説明する。図１の電
源スイッチ１１６１がオンされると、図２に示すフロー
の処理が開始される。ステップＳ１００では、ＣＣＤ１
０３の撮像信号に含まれるノイズの測定が行われる。図
９および図１０は、ステップＳ１００で行われる処理の
具体例を示したものである。図９は第１の例であり、ス
テップＳ１００１で図１のシャッタ１１７を閉じた後
に、Ｓ１００２において撮像を行う。このとき、被写体
光はシャッタ１１７に遮られてＣＣＤ１０３上に入射し
ないが、ＣＣＤ１０３からは暗電流等による微小なノイ
ズ信号が出力される。そして、ＣＣＤ１０３から出力さ
れた信号に基づく焦点評価値が算出され、その算出結果
は記憶部１１２３に記憶される。これをノイズレベルΔ
Ｓと呼ぶ。その後、ステップＳ１００３においてシャッ
タ１１７を開く。

【００１８】図１０に示す第２の例は、カメラの調整時
にノイズレベルを測定する場合を示している。ステップ
Ｓ１１０１においてシャッタ１１７を開く。ステップＳ
１１０２で撮影し、焦点評価値（ノイズレベル）を算出
する。算出されたノイズレベルは記憶部１１２３に記憶
される。その後、ステップＳ１１０３においてシャッタ
１１７を閉じる。

【００１９】上述したステップＳ１１０３で算出された
焦点評価値は、焦点評価値に対するノイズレベルといえ
る。図１１の曲線Ｌ０はフォーカシングレンズの各レン
ズ位置に対する焦点評価値を示しており、算出された焦
点評価値にはノイズレベルΔＳが含まれている。以下で
は、算出された焦点評価値からノイズレベルΔＳを差し
引いたものが実際の焦点評価値として採用される。この
ように、焦点評価値からノイズレベルを除去することに
より、より正確な合焦動作を行うことができる。

【００２０】図２に戻って、ステップＳ１０１では、Ｃ
ＣＤ１０３からの撮像信号の読み出し、およびＡ／Ｄ変
換器１３５による撮像信号のＡ／Ｄ変換が行われる。さ
らに、デジタル信号処理回路１０６からバッファメモリ
１０５へ取り込み、ＡＥ演算が行われる。ステップＳ１
０２では、ＡＥ演算部１１２１により算出された被写体
輝度が所定レベル以下か否かを判定する。つまり、低輝
度か否かを判定する。ステップＳ１０２において被写体
輝度が所定レベル以下と判定されるとステップＳ１０３
へ進み、被写体輝度が所定レベルより高いと判定される
とステップＳ１０８へ進む。

【００２１】ステップＳ１０２からステップＳ１０３進
んだ場合には、ステップＳ１０３においてゲイン設定が
上限値か否かを判定する。ここのゲインとは、デジタル
信号処理回路１０６内でＡ／Ｄ出力に掛け合わされるも
のである。ステップＳ１０３においてゲイン設定が上限
値でないと判定されるとステップＳ１０４へ進み、ゲイ
ン設定を１段階上げる。例えば、ＩＳＯ感度が１００に
設定されていた場合には、１段階上げて感度を２００に
設定する。その後、ステップＳ１０４からステップ１０
２に戻って、ゲイン設定変更後の被写体輝度が所定レベ
ル以下か否かを判定する。一方、ステップＳ１０３にお
いてゲイン設定が上限値であると判定されると、すなわ
ちＩＳＯ感度の最終段（例えば、８００）であると判定
されると、ステップＳ１０６においてＡＦ用補助光１２
２を点灯する。なお、補助光点灯は合焦動作が終了する
まで継続される。

【００２２】続くステップＳ１０６では、ＣＣＤ１０３
から出力される撮像信号のフレームレート設定が下限値
であるか否かを判定する。ステップＳ１０６で下限値で
あると判定されるとステップＳ１０８へ進み、下限値で
ないと判定されるとステップＳ１０７へ進む。ステップ
Ｓ１０７に進んだ場合には、ステップＳ１０７でフレー
ムレートを１段階下げた後に、ステップＳ１０２へ戻
る。すなわち、被写体輝度が低いので、ステップＳ１０
７においてフレームレートを下げてＣＣＤ１０３の蓄積
時間を長くする。ゲイン設定と同様に、フレームレート
設定に関しても複数の設定が予め用意されている。ステ
ップＳ１０８では、フォーカシングレンズの絶対位置を
フォトカプラ等で検出してレンズの基準位置を決定す
る。

【００２３】本実施の形態のカメラでは、半押しスイッ
チ１１６３が半押しされた場合にのみＡＦ動作が行わ
れ、いったん合焦すると半押しが解除されるまでその合
焦状態を保持するシングルＡＦモード（Ｓ−ＡＦ）と、
半押しに関係なく常にＡＦ動作が行われるコンティニュ
アスＡＦモード（Ｃ−ＡＦ）とを備えている。これらの
モードの切換は図１の設定ボタン１１６４を操作するこ
とにより行われる。ステップＳ１０９では、カメラ設定
がＣ−ＡＦかＳ−ＡＦかを判定し、Ｓ−ＡＦと判定され
るとステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では半
押しか否かが判定され、半押しと判定されないとステッ
プＳ１０９へ戻り、半押しと判定されるとステップＳ１
１１へ進む。一方、ステップＳ１０９でＣ−ＡＦと判定
されるとステップＳ１１１へ進む。続くステップＳ１１
１でフォーカシングレンズを初期位置に移動したなら
ば、図３のステップＳ１１２へと進む。初期位置として
は、無限側最端位置や至近側最端位置が選ばれる。

【００２４】図３のステップＳ１１２からステップＳ１
１５までの処理では、レンズ位置全域における焦点評価
値のサンプリングを行う。まず、ステップＳ１１２で
は、撮影レンズ１０１のフォーカシングレンズの移動を
開始する。本実施の形態では、レンズ位置を無限遠側最
端位置から至近側最端位置へと移動させる。ステップＳ
１１３では、焦点検出エリア内の撮像信号に関してＢＰ
Ｆ１１２４Ａで処理した信号によるエリア内積分を評価
値演算部１１２５Ａで行い、ＢＰＦ１１２４Ｂで処理し
た信号によるエリア内積分を評価値演算部１１２５Ｂで
行う。それらの結果はサンプリング時のレンズ位置と対
で記憶部１１２３にそれぞれ記憶される。ステップＳ１
１４では、レンズ位置が至近側最端位置となったか否か
を判定する。ステップＳ１１４で至近側最端位置と判定
されると、ステップＳ１１５へ進みレンズ駆動を停止す
る。一方、ステップＳ１１４で至近側最端位置でないと
判定されるとステップＳ１１３へ戻り、再び焦点評価値
の演算と記憶を行う。したがって、ステップＳ１１２〜
Ｓ１１５の処理により、フォーカシングレンズの至近側
最端←→無限側最端位置間のサンプル位置毎に焦点評価
値が記憶部１１２３に記憶される。

【００２５】ステップＳ１１６では、算出された各焦点
評価値に対して、所定の重み付け処理を行う。図１２，
１３は重み付けの一例を示す図である。図１２は重み付
けの曲線を示す図であり、横軸はレンズ位置を示し、縦
軸は重みを示している。横軸の原点側が無限遠側であ
り、横軸正方向が至近側である。図１２の重み付け曲線
は至近側最端の被写体を優先するようなＡＦモードに関
するものであり、至近側最端位置の重みを１とし、無限
遠側になるほど重みが小さくなるような直線になってい
る。

【００２６】図１２に示す重み付けを図１３の曲線Ｌ１
で示すような焦点評価値に対して行うと、曲線Ｌ２のよ
うな焦点評価値に補正される。なお、焦点評価値はとび
とびのデータなので、補間により曲線Ｌ１，Ｌ２を推定
する。曲線Ｌ１，Ｌ２はともに２つのピークを有してお
り、曲線Ｌ１の無限遠側ピークＰ２の焦点評価値は至近
側のピークＰ１よりも大きくなっている。一方、重み付
け後の焦点評価値曲線Ｌ２では、至近側のピークＰ１１
の焦点評価値の方が無限遠側ピークＰ１２よりも大きく
なっている。そのため、焦点評価値が最大となるレンズ
位置を合焦位置に選ぶと、至近側のピークＰ１１が選択
されることになる。このように、図１２の重み付け曲線
は、ポートレートや接写撮影などの至近撮影に適した重
み付けになっている。

【００２７】図１４の重み付け曲線は他の例を示したも
のであり、遠景撮影モードのときの重み付け曲線であ
る。重み付け曲線はレンズ位置ｘ１を境にして階段状に
変化しており、レンズ位置ｘ１よりも無限遠側の重みに
対して至近側の重みが小さくなっている。さらに、図１
５は閃光装置を使用する閃光撮影モードの場合の重み付
け曲線を示しており、遠景撮影モードとは逆にレンズ位
置ｘ２を境にして至近側の重みを大きくしたものであ
る。レンズ位置ｘ２は閃光装置のガイドナンバに依存
し、照明光の到達距離に応じて設定される。

【００２８】図３に戻り、ステップＳ１１７では、ＢＰ
Ｆ１１２４Ａを用いた場合の焦点評価値Ａが合焦動作可
能な下限値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ
１１７で下限値より大きいと判定されるとステップＳ１
１８へ進み、下限値以下であると判定されるとステップ
Ｓ１２１へ進む。ステップＳ１１７からステップＳ１２
１へ進んだ場合には、ステップＳ１２１においてＢＰＦ
１１２４Ｂを用いた場合の焦点評価値Ｂが合焦動作可能
な下限値よりも大きいか否かを判定する。ＢＰＦ１１２
４Ｂは、ＢＰＦ１１２４Ａとは中心周波数あるいは帯域
幅等の設定が異なっている。ステップＳ１２１で下限値
よりも大きいと判定されるとステップＳ１１８へ進み、
下限値以下であると判定されるとステップＳ１２２へ進
む。ステップＳ１２２では、焦点評価値Ａ，Ｂのいずれ
の場合も下限値以下であるので被写体が低コントラスト
であると判断し、フォーカシングレンズを予め定められ
たレンズ位置に移動する。

【００２９】ステップＳ１１７またはステップＳ１２１
からステップＳ１１８へ進んだ場合には、下限値を越え
る焦点評価値ＡまたはＢに基づいて最至近ピークを選択
する。例えば、評価値が図１３の曲線Ｌ２のような場合
には、ピークＰ１１のレンズ位置が最至近ピークとして
選択される。ステップＳ１１９では、ステップＳ１１８
で選択された最至近ピークのレンズ位置にフォーカシン
グレンズを移動する。レンズ移動後、ステップＳ１２０
ではレンズ移動後の焦点評価値を求め、合焦状態にある
ことを再確認する。

【００３０】次いで、図４のステップＳ１２３では、カ
メラのＡＦモード設定がＣ−ＡＦかＳ−ＡＦかを判定す
る。ステップＳ１２３においてＣ−ＡＦと判定されると
図５のステップＳ１３０へ進み、Ｓ−ＡＦと判定される
とステップＳ１２４へ進む。まず、Ｓ−ＡＦの場合、す
なわちステップＳ１２３からステップＳ１２４へ進んだ
場合について説明する。ステップＳ１２４では、ステッ
プＳ１２０で確認された合焦位置にＡＦロックする。

【００３１】ステップＳ１２４でＡＦロックしたなら
ば、続くステップＳ１２５でレリーズ許可状態を表すフ
ラグをセットする。ステップＳ１２６では、半押しスイ
ッチ１１６３がオンか否かを判定し、半押し状態が継続
されていてＹＥＳと判定されるとステップＳ１２７へ進
み、半押し状態が解除されてＮＯと判定されるとステッ
プＳ１２９へ進む。ステップＳ１２６からステップＳ１
２７へ進んだ場合には、ステップＳ１２７において全押
しスイッチ１１６２がオンか否かを判定する。ステップ
Ｓ１２７でＹＥＳと判定されると、ステップＳ１２８へ
進んで撮影動作を行った後にステップＳ１２３へ戻る。
一方、ステップＳ１２６からステップＳ１２９へ進んだ
場合には、ステップＳ１２９においてＡＦモード設定が
Ｃ−ＡＦかＳ−ＡＦかを判定する。ステップＳ１２９で
Ｃ−ＡＦと判定されるとステップＳ１２３へ戻り、Ｓ−
ＡＦと判定されると図２のステップＳ１０９へ戻る。

【００３２】次に、カメラがＣ−ＡＦに設定されていて
ステップＳ１２３から図５のステップＳ１３０に進んだ
場合について説明する。ステップＳ１３０では、図１の
タイマ１１２７のカウントを開始する。次いで、ステッ
プＳ１３１ではフォーカシングレンズの駆動を停止す
る。ステップＳ１３２では、半押しスイッチ１１６３が
オンされたか否かを判定する。ステップＳ１３２におい
て判押しスイッチ１１６３がオンされたと判定されると
ステップＳ１３３へ進み、半押しされていないと判定さ
れるとステップＳ１３８へ進む。

【００３３】半押しスイッチ１１６３がオフのままでス
テップＳ１３２からステップＳ１３８へ進んだ場合に
は、ステップＳ１３８において再起動の時間間隔と再起
動が行われる際の焦点評評価値の基準変化量とを撮影条
件等に応じて設定する。条件としては以下の(a)〜(h)に
示すようなものがあるが、基本的な考え方としては、再
起動を行ってＡＦ動作を頻繁に行う必要の無い条件にお
いては、時間間隔および基準変化量を大きく設定する。
その結果、再起動を頻繁に行うことによるバッテリの消
耗を低減することができる。(a)〜(h)の設定は、これら
を全て採用してもよいし、任意に選んで設定しても良
い。

【００３４】(a)撮影モード 例えば、被写体の動きがほとんど無いか少ない遠景撮影
モードや人物撮影モードでは、焦点評価値のピーク位置
の変化は非常に少ないので時間間隔や基準変化量を通常
撮影モードよりも大きく設定する。逆に、被写体の動き
の速いスポーツ撮影モードの場合には、焦点評価値のピ
ーク位置が大きく変化しやすいので時間間隔および基準
変化量を通常撮影モードよりも小さく設定して再起動が
頻繁に行われるようにする。また、接写モードや夜景撮
影モードでは時間間隔や基準変化量を通常撮影モードよ
りも大きく設定する。

【００３５】(b)絞り１０２の絞り値 絞り径が小さくなるほど、すなわち、絞り値を大きくす
るほど被写界深度が大きくなるので、絞り値が大きいほ
ど時間間隔や基準変化量を大きく設定する。 (c)被写体輝度 被写体輝度が小さくなるほど時間間隔および基準変化量
を大きく設定する。例えば、被写体輝度が所定値より小
さくなった場合に、時間間隔や基準変化量を大きく設定
する。

【００３６】(d)記録画素数 ＣＣＤ１０３から撮像信号を取り出す際には、全ての画
素の信号を取り出して画像処理する場合と、画素を間引
いて取り出す場合とがある。画素を間引いた場合の記録
画素数は、ＣＣＤ１０３のフルサイズの画素数よりも少
なくなる。例えば、フルサイズの画素数が２０４８×１
５３６であった場合、間引くことにより記録画素数を１
０２４×７６８（ＸＧＡサイズ）としたり６４０×４８
０（ＶＧＡサイズ）としたりすることができる。そこ
で、精細度の落ちる記録画素数が少ない場合は、時間間
隔や基準変化量を大きく設定する。また、記録画素数と
は別に圧縮率に応じて時間間隔や基準変化量を設定して
も良い。例えば、圧縮率が高い場合は低い場合に比べて
時間間隔や基準変化量を大きく設定する。

【００３７】(e)バッテリ電圧 バッテリ電圧が低くなるほど時間間隔および基準変化量
を大きく設定する。例えば、バッテリ電圧が所定値より
小さくなった場合に、時間間隔や基準変化量を大きく設
定してバッテリの消耗を抑制する。

【００３８】(f)撮影レンズ１０１の開放Ｆ値 撮影レンズ１０１のズーム動作を行うとそれにつれて開
放Ｆ値も変化するので、開放Ｆ値が大きい程時間間隔や
基準変化量を大きく設定する。単焦点レンズの場合も、
レンズ毎に開放Ｆ値が異なるので、装着されたレンズの
Ｆ値に応じて時間間隔や基準変化量を変える。なお、レ
ンズ一体型のカメラの場合も同様である。

【００３９】(g)レンズの焦点距離 レンズの焦点距離が長ければ長いほど時間間隔を短くす
る。 (h)タイマ１１２７により計時される経過時間 経過時間が長くなるほど時間間隔や基準変化量を大きく
設定する。

【００４０】以下では、タイマ１１２７の経過時間に応
じて時間間隔と再起動レベルとを設定する場合を例に説
明する。図１６は、経過時間と再起動時間間隔との関係
を示す図である。例えば、経過時間が３０秒未満の場合
には時間間隔は１秒に設定され、経過時間が３０秒以上
６０秒未満の場合には時間間隔は２秒に設定される。同
様にして経過時間が３０秒長くなる毎に時間間隔が１秒
長くなる。すなわち、経過時間が長くなるにつれて再起
動の頻度が少なくなる。また、図１７は経過時間と評価
値変化量との関係を示す図である。経過時間ｔ１以後の
基準変化量Δａ２は、経過時間ｔ１未満の場合の基準変
化量Δａ１よりも大きく設定される。そのため、経過時
間ｔ１以後の方が再起動され難くなる。なお、図１８に
示すように、基準変化量Δａ（＝Δａ１，Δａ２）は合
焦時ピーク値ｙに対して、Δａ＝Ｋ１・ｙのように設定
される。Ｋ１は、Ｋ１＜１なる定数である。

【００４１】次いで、ステップＳ１３９では再起動が必
要か否かを判定する。この判定方法の例を図６〜図８に
示す。図６に示す例では、図１６に示した再起動時間間
隔Δｔが経過したか否かにより、再起動が必要か否かを
判定する。ステップＳ１３９においてΔｔが経過してい
ないと判定されるとステップＳ１３１へ戻り、Δｔが経
過したと判定されるとステップＳ１４０へ進む。図７に
示す例では、図５のステップＳ１３９はステップＳ１３
９１およびステップＳ１３９２という２つの処理から成
る。焦点評価値の算出はＣＣＤ１０３から出力される信
号に基づいて常時行われており、ステップＳ１３９１で
は、常時算出される焦点評価値が記憶部１１２３に記憶
された焦点評価値ピークに対して基準変化量Δａ以上変
化したか否かを判定する。

【００４２】図１９は焦点評価値の時間変化を示す図で
あり、縦軸は焦点評価値で、横軸は時間である。焦点評
価値のピーク位置にレンズが移動され、時間ｔ２でレン
ズ駆動が停止される。時間ｔ２以後に被写体が移動した
りすると焦点評価値がＬ２１やＬ２２のように変化す
る。そして、図７のステップＳ１３９１で焦点評価値が
基準変化量Δａ以上変化したと判定されると図５のステ
ップＳ１４０へ進み、変化が基準変化量Δａよりも小さ
いと判定されるとステップＳ１３９２へと進む。ステッ
プＳ１３９２では、再起動時間間隔Δｔが経過したか否
かを判定し、経過したと判定されるとステップＳ１４０
へ進み、経過していないと判定されるとステップＳ１３
１へ戻る。

【００４３】図８は判定方法の第３の例を示す図であ
り、ステップＳ１３９はステップＳ１３９３およびステ
ップＳ１３９４という２つの処理から成る。ステップＳ
１３９３では、再起動時間間隔Δｔが経過したか否かを
判定し、経過したと判定されるとステップＳ１３９４へ
進み、経過していないと判定されるとステップＳ１３１
へ戻る。ステップＳ１３９４では、現在の焦点評価値が
記憶部１１２３に記憶された焦点評価値ピークに対して
基準変化量Δａ以上変化したか否かを判定する。ステッ
プＳ１３９４において基準変化量Δａ以上変化したと判
定されるとステップＳ１４０へ進み、変化していないと
判定されるとステップＳ１３１へ戻る。図８に示す例の
場合には、再起動時間間隔Δｔが経過した場合でも、焦
点評価値が基準変化量Δａ以上変化しなければ再起動は
行われない。そのため、図６の場合のように再起動時間
間隔Δｔ毎に再起動を行う制御方法に比べて、無駄な再
起動が減り、電池消耗の低減が図れる。なお、ステップ
Ｓ１３９１およびステップＳ１３９で用いられる基準変
化量Δａは、図１７に示したようにタイマ１１２７の経
過時間がｔ１となるまではΔａ１であって、経過時間が
ｔ１となるとΔａ２に変化する。

【００４４】ステップＳ１３９において再起動が必要と
判定されてステップＳ１４０へ進むと、ステップＳ１４
０において周知の山登り合焦動作が実行される。図２０
は山登り合焦動作の概念を説明する図であり、Ｌ３は被
写体に対して得られるであろう焦点評価値曲線を示して
いる。ｘ３は山登り開始時のレンズ位置であり、そのと
きの焦点評価値はｙ３である。合焦動作を開始すると、
例えばレンズを至近側に移動し焦点評価値を算出する。
なお、この焦点評価値に対しては、レンズ位置による重
み付けを行っても良いし、行わなくても良い。図２０の
場合、得られた焦点評価値はレンズ位置ｘ３のときの焦
点評価値よりも大きいので、合焦位置Ｐは至近側にある
こと判定する。このように、焦点評価値が大きくなる方
向にレンズを移動した場合、合焦位置Ｐを通り越すと焦
点評価値が減少する。この時点で、算出された焦点評価
値の内で最大のものは値がｙ４であるので、その時のレ
ンズ位置Ｐを合焦位置と推定して、焦点評価値がｙ４の
位置にレンズを移動する。

【００４５】続くステップＳ１４１では、合焦位置が見
つけられて合焦ができたか否かを判定する。ステップＳ
１４０の山登り動作によって必ずしも合焦位置が見つか
るわけではないので、合焦できなかったと判定されると
ステップＳ１４２へ進んでフォーカシングレンズを所定
位置に移動し、その後、ステップＳ１３１へ戻る。一
方、ステップＳ１４１で合焦と判定されるとステップＳ
１３１へ戻る。なお、山登り合焦動作の際に得られた焦
点評価値データは、ステップＳ１１３で記憶された全域
サンプリング時のデータとは別個に記憶部１１２３に記
憶される。この山登り合焦動作で得られて記憶されたデ
ータは、山登り合焦動作が行われる度に新しいデータに
置き換えられる。

【００４６】一方、ステップＳ１３２からステップＳ１
３３へ進んだ場合には、ステップＳ１３３において焦点
評価値がレリーズ許可範囲内か否かを判定する。図１８
に示すように、レリーズ許可範囲はピーク値ｙに対して
ｙ−Δｂからｙ＋Δｂまでの範囲を指す。ΔｂはΔｂ＝
Ｋ２・ｙと設定される。Ｋ２はＫ２≦Ｋ１なる定数であ
る。なお、ピーク値ｙに対してｙ−Δａ以下およびｙ＋
Δａ以上は、後述する再起動が行われる焦点評価位置の
範囲である。

【００４７】ステップＳ１３３で焦点評価値がレリーズ
許可範囲内と判定されると図４のステップＳ１２４へ戻
り、レリーズ許可範囲外と判定されるとステップＳ１３
４へ進んで、上述したステップＳ１４０と同様の山登り
動作を行う。ステップＳ１３５では、ステップＳ１４１
と同様に山登り動作により合焦できたか否かを判定す
る。ステップＳ１３５で合焦と判定されると図４のステ
ップＳ１２４へ進み、合焦できなかったと判定されると
ステップＳ１３６へ進んでレンズを所定位置に移動す
る。その後、図４のステップＳ１２４へ進む。

【００４８】なお、上述した実施の形態では、図１８に
示したように焦点評価値が評価値ピークｙを中心とした
所定幅２Δａの範囲を外れた場合に再起動をするように
した。これは、カメラをパンして構図を変更したときに
ＡＦを再起動するためである。しかし、評価値が大きく
ない方向は再起動せずに、評価値がｙ−Δａのレベルよ
りも小さくなった時にのみ再起動するようにしても良
い。レリーズ許可範囲に関しても同様で、ｙ−Δｂのレ
ベルをレリーズ許可レベルとし、焦点評価値がそのレベ
ル以上のときにレリーズを許可するようにしても良い。

【００４９】上述したように、本実施の形態では暗電流
等の影響によるノイズレベルを焦点評価値段階で算出
し、ＣＣＤ１１２３の撮像信号に基づく焦点評価値から
ノイズレベルを減算したものを合焦動作時の焦点評価値
として用いるようにした。その結果、コントラストの低
い被写体であっても安定した合焦動作が行えるようにな
る。

【００５０】なお、上述した実施の形態では、ノイズレ
ベルの測定を電源オン時に行うようにしたが、撮影の前
または後に行っても良い。また、カメラ組み立て後の調
整時にノイズレベルを測定して、その測定値を記憶部１
１２３に記憶させるようにしても良い。この場合、焦点
評価値算出時にノイズレベルを記憶部１１２３から読み
出し、焦点評価値からノイズレベルを減算したものを合
焦動作に用いる。また、上述したように焦点評価値をノ
イズレベルで補正するのではなく、再起動条件である所
定幅２Δａおよびレリーズ許可範囲の幅Δｂの方をノイ
ズレベルで補正するようにしても良い。すなわち、Δａ
−（ノイズレベル）、Δｂ−（ノイズレベル）とする。

【００５１】以上説明した実施の形態では交換レンズ式
のデジタルカメラを例に説明したがレンズ一体型のデジ
タルカメラでも良い。また、撮影レンズとしてはズーム
レンズに限らず単焦点レンズでも良い。さらに、撮像素
子により被写体を撮像しコントラスト法でＡＦを行うも
のであれば、銀塩フィルムカメラにも本発明は適用でき
る。

【００５２】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、ＡＦ演算部１１２６および撮
影レンズ１０１を駆動するドライバ１１３は合焦動作手
段を、ＣＰＵ１１２はノイズレベル演算手段、合焦動作
制御手段、焦点評価値補正手段、基準値補正手段および
ノイズ演算制御手段を、バンドパスフィルタ１１２４
Ａ，１１２４Ｂはフィルタ回路を、基準変化量Δａ（Δ
ａ１、Δａ２）は基準焦点評価値をそれぞれ構成する。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、撮像
素子の暗電流等により生ずる焦点評価値のノイズレベル
を算出し、そのノイズレベルと焦点評価値と基準焦点評
価値とに基づいてカメラ動作の要否を判定するようにし
たので、判定に対するノイズレベルの影響を除去するこ
とができ、より適切な判定を行うことができる。例え
ば、合焦動作の要否を判定するものである場合には、よ
り安定した合焦動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＡＦデジタルカメラの機能ブロッ
ク図である。

【図２】カメラの動作を示すフローチャートである。

【図３】図２のフローチャートに続く処理を示すフロー
チャートである。

【図４】図３のフローチャートに続く処理を示すフロー
チャートである。

【図５】図４のステップＳ１２５でＣ−ＡＦと判定され
たときの一連の処理を示すフローチャートである。

【図６】ステップＳ１３９の具体的処理の第１の例を示
す図である。

【図７】ステップＳ１３９の具体的処理の第２の例を示
す図である。

【図８】ステップＳ１３９の具体的処理の第３の例を示
す図である。

【図９】図２に示すステップＳ１００におけるノイズ測
定の第１の例を示すフローチャートである。

【図１０】図２に示すステップＳ１００におけるノイズ
測定の第２の例を示すフローチャートである。

【図１１】焦点評価値曲線Ｌ０とおよびノイズレベルΔ
Ｓを示す図である。

【図１２】重み付け曲線の第１の例を示す図である。

【図１３】重み付け処理前後の焦点評価値曲線を示す図
である。

【図１４】遠景撮影モードの場合の重み付け曲線を示す
図である。

【図１５】閃光撮影モードの場合の重み付け曲線を示す
図である。

【図１６】経過時間と再起動時間間隔との関係を示す図
である。

【図１７】経過時間と評価値変化量との関係を示す図で
ある。

【図１８】レリーズ許可範囲を説明する図である。

【図１９】焦点評価値の時間変化を示す図である。

【図２０】山登り合焦動作の概念を説明する図である。

【符号の説明】

１０１ 撮影レンズ １０２ 絞り １０３ ＣＣＤ １０４ アナログ信号処理回路 １０６ デジタル信号処理回路 １１２ ＣＰＵ １１３〜１１５，１１８ ドライバ １１６ 操作部 １１９ バッテリ １２０ 電圧検出部 １３５ Ａ／Ｄ変換器 １１６１ 電源スイッチ １１６２ 全押しスイッチ １１６３ 半押しスイッチ １１６４ 設定ボタン １１２３ 記憶部 １１２４Ａ，１１２４Ｂ バンドパスフィルタ １１２５Ａ，１１２５Ｂ 評価値演算部 １１２６ ＡＦ演算部 １１２７ タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 秀臣 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 前田 敏彰 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 太田 雅 東京都品川区二葉１丁目３番25号 株式会 社ニコン技術工房内 Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA31 BB03 DA00 2H051 AA08 BA47 EA28 5C022 AA13 AB03 AB12 AB15 AB20 AB29 AB30 AB40 AB67 AC03 AC32 AC42 AC54 AC73 AC74

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズを通して被写体像を撮像する
   撮像素子と、 前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評
   価値を算出する評価値演算手段と、 前記評価値演算手段により算出された前記焦点評価値に
   含まれるノイズレベルを算出するノイズレベル演算手段
   と、 前記焦点評価値、前記ノイズレベルおよび所定の基準焦
   点評価値に基づいてカメラ動作の要否の判定をする判定
   手段とを備えることを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 撮影レンズを通して被写体像を撮像する
   撮像素子と、 前記撮像素子から出力される撮像信号のそれぞれ異なる
   所定空間周波数帯域を通過させる複数のフィルタ回路
   と、 前記複数のフィルタ回路のいずれか一つを通過した信号
   に基づいて前記撮影レンズの焦点評価値を算出する評価
   値演算手段と、 前記焦点評価値に含まれるノイズレベルを各フィルタ回
   路毎に算出するノイズレベル演算手段と、 前記焦点評価値、前記ノイズレベルおよび所定の基準焦
   点評価値に基づいてカメラ動作の要否の判定をする判定
   手段とを備えることを特徴とするカメラ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のカメラにおい
   て、 前記ノイズレベル演算手段は、カメラ電源のオン動作毎
   に前記ノイズレベルの算出を行うことを特徴とするカメ
   ラ。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載のカメラにおい
   て、 前記ノイズレベル演算手段は、前記ノイズレベルの算出
   を撮影動作の前後のいずれかに行うことを特徴とするカ
   メラ。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載のカメラにおい
   て、 前記撮影レンズから前記撮像素子に対して遮光するシャ
   ッタと、 前記シャッタを閉じて前記ノイズレベル演算手段による
   ノイズレベルの算出を行わせるノイズ演算制御手段とを
   備えたことを特徴とするカメラ。
6. 【請求項６】 撮影レンズを通して被写体像を撮像する
   撮像素子と、 前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて焦点評
   価値を算出する評価値演算手段と、 前記撮像素子に固有の焦点評価値ノイズレベルが予め記
   憶された記憶部と、 前記焦点評価値、前記焦点評価値ノイズレベルおよび所
   定の基準焦点評価値に基づいてカメラ動作の要否の判定
   をする判定手段とを備えることを特徴とするカメラ。
7. 【請求項７】 撮影レンズを通して被写体像を撮像する
   撮像素子と、 前記撮像素子から出力される撮像信号のそれぞれ異なる
   所定空間周波数帯域を通過させる複数のフィルタ回路
   と、 前記複数のフィルタ回路のいずれか一つを通過した信号
   に基づいて前記撮影レンズの焦点調整状態を表す焦点評
   価値を算出する評価値演算手段と、 前記撮像素子と前記各フィルタ回路との組み合わせに固
   有の各焦点評価値ノイズレベルが予め記憶された記憶部
   と、 前記焦点評価値、前記焦点評価値ノイズレベルおよび所
   定の基準焦点評価値に基づいてカメラ動作の要否の判定
   をする判定手段とを備えることを特徴とするカメラ。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載のカメラ
   において、 前記ノイズレベルに基づいて前記焦点評価値を補正する
   焦点評価値補正手段を備え、 前記判定手段は、前記基準焦点評価値および前記焦点評
   価値補正手段により補正された焦点評価値に基づいてカ
   メラ動作の要否の判定をすることを特徴とするカメラ。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載のカメラ
   において、 前記ノイズレベルに基づいて前記基準焦点評価値を補正
   する基準値補正手段を備え、 前記判定手段は、前記焦点評価値および前記基準値補正
   手段により補正された基準焦点評価値に基づいてカメラ
   動作の要否の判定をすることを特徴とするカメラ。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載のカメ
    ラにおいて、 前記判定手段は、レリーズ動作の可否を判定することを
    特徴とするカメラ。
11. 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれかに記載のカメ
    ラにおいて、 前記判定手段は、前記撮影レンズの合焦動作の要否を判
    定するものであって、 前記焦点評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦動作を
    行う合焦動作手段と、 前記判定手段により合焦動作が必要と判定されると前記
    合焦動作手段による合焦動作を行わせる合焦動作制御手
    段と、を備えたことを特徴とするカメラ。