(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を結像するための撮影レンズと、
前記撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の出力に基づき前記被写体の輝度情報を取得する被写体輝度取得手段と、
前記被写体輝度取得手段の取得した前記輝度情報に基づいて露出を制御する制御手段と、
前記被写体輝度取得手段が前記輝度情報を取得する際の前記撮影レンズの光学状態を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記撮像手段の出力に基づき、前記被写体の結像位置を撮像面に合わせるように前記撮影レンズを駆動して合焦させる焦点調節手段と、を備え
前記撮影レンズは、前記制御手段により制御されて通過する光束を制限する絞り手段と、
前記焦点調節手段により駆動される前記撮影レンズの焦点調節レンズの位置を検出する位置検出手段を有し、
前記制御手段は、過去に前記被写体輝度取得手段が前記輝度情報を取得した際に前記記憶手段に記憶した前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報と、最新の前記輝度情報を取得する際の前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報とに基づいて、前記焦点調節手段が前記撮影レンズを合焦させた後に、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を再度実行させるか否かを判断し、
前記撮影レンズの光学状態を示す情報は、前記絞り手段にて設定される絞り値と前記位置検出手段により検出される前記焦点調節レンズの位置である
ことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出され前記記憶手段に記憶された前記焦点調節レンズの位置と、前記位置検出手段が検出した最新の前記輝度情報を取得する際の前記焦点調節レンズの位置との差に関する数値と、前記絞り手段の絞り値に基づく閾値とを比較して、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を再度実行させるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
被写体からの光を結像するための撮影レンズと、
前記撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の出力に基づき、前記被写体の結像位置を撮像面に合わせるように前記撮影レンズを移動して合焦させる焦点調節手段と、
前記撮像手段の出力に基づき前記被写体の輝度情報を取得する被写体輝度取得手段と、
前記被写体輝度取得手段の取得した前記輝度情報に基づいて露出を制御する制御手段と、
を備えるカメラにおいて、
前記焦点調節手段による前記撮影レンズの移動中に、前記撮影レンズの所定の像面位置からの像面位置変化量を算出する像面位置変化量算出手段を有し、
前記制御手段は、前記像面位置変化量算出手段の出力する前記像面位置変化量に基づいて、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を実行するか否か判断するとともに、取得した前記輝度情報と対応する前記像面位置または前記像面位置変化量を記憶し、前記焦点調節手段により合焦状態が得られた際に、上記記憶している複数の前記輝度情報と対応する前記像面位置または前記像面位置変化量のうちから、前記合焦状態での前記像面位置変化量に最も近い前記像面位置変化量に対応する前記輝度情報を選択する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項４】
前記制御手段により制御され、前記撮影レンズを通過する光束を制限する絞り手段を有し、
前記制御手段は、前記像面位置変化量算出手段の出力する前記像面位置変化量と、前記絞り手段で設定される絞り値に関する閾値とを比較して、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を実行するか否か判断する
ことを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
【請求項５】
前記制御手段は、前記像面位置変化量算出手段の出力する前記像面位置変化量が、前記絞り手段で設定される前記絞り値に関する前記閾値を超えると、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を実行させる
ことを特徴とする請求項４に記載のカメラ。
【請求項６】
撮影レンズにより撮像手段に結像された被写体の輝度情報を取得する際に前記撮影レンズの光学状態を示す情報を記憶する第１ステップと、
過去に前記輝度情報を取得した際に記憶した前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報と、最新の前記輝度情報を取得する際の前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報とに基づいて、前記撮影レンズを構成する焦点調節レンズを移動させて前記撮影レンズを前記被写体に合焦させた後に、前記輝度情報の取得を再度実行するか否かを判断する第２ステップと、
を含み、
前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報は、前記撮影レンズを通過する光束を制限する絞り手段にて設定される絞り値と、前記撮影レンズを構成する焦点調節レンズの位置であることを特徴とするカメラの測光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズを通した光で被写体輝度を測定するカメラにおいては、測光結果の測光値の分布は測光時の被写体の合焦状態により変化する。ピントが大きく外れている状態で測光をした場合、撮像面は結像していない拡散状態の像が入射するため輝度は均一的になり、特に被写界エリアを分割する測光の誤判断、分割効果を著しく失うことになる。
【０００３】
特に撮像素子又はイメージサークルが大きいカメラ、絞り値が小さく明るいレンズにおいては被写界深度が浅くなる為、ボケ量も大きくなりこの技術的課題は顕著になる。
【０００４】
上述の技術的課題に対して、特許文献１では、撮像素子とは別に設けられたオートフォーカス機構と、イメージャ測光の構成において、オートフォーカスの前に所定の電荷蓄積時間で予備測光を行い、オートフォーカス後に、新たに設定された電荷蓄積時間で再測光を行うという技術が開示されている。撮影レンズの合焦状態が確定するオートフォーカス動作後に測光をやり直せば、撮影時の合焦状態で測光ができるため、被写体輝度を適切な値で演算することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１２５５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、被写体を撮影するためのスイッチであるレリーズボタンを押すと、オートフォーカス（ＡＦ）、自動露出（ＡＥ）を行い撮影用の合焦状態および露出を確定させる動作を行うが、オートフォーカスの合焦後に測光のやり直しを行うことは、レリーズボタンが押されてから実際に撮影されるまでの時間であるレリーズタイムラグが、測光をやり直す時間分だけ長くなることになるという技術的課題を生じる。
【０００７】
本発明の目的は、撮像素子の出力を用いて、測光やオートフォーカスを行うカメラにおいて、測光処理に要する時間を削減し、レリーズタイムラグを短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、被写体からの光を結像するための撮影レンズと、
前記撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の出力に基づき前記被写体の輝度情報を取得する被写体輝度取得手段と、
前記被写体輝度取得手段の取得した前記輝度情報に基づいて露出を制御する制御手段と、
前記被写体輝度取得手段が前記輝度情報を取得する際の前記撮影レンズの光学状態を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記撮像手段の出力に基づき、前記被写体の結像位置を撮像面に合わせるように前記撮影レンズを駆動して合焦させる焦点調節手段と、を備え
前記撮影レンズは、前記制御手段により制御されて通過する光束を制限する絞り手段と、
前記焦点調節手段により駆動される前記撮影レンズの焦点調節レンズの位置を検出する位置検出手段を有し、
前記制御手段は、過去に前記被写体輝度取得手段が前記輝度情報を取得した際に前記記憶手段に記憶した前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報と、最新の前記輝度情報を取得する際の前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報とに基づいて、前記焦点調節手段が前記撮影レンズを合焦させた後に、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を再度実行させるか否かを判断し、
前記撮影レンズの光学状態を示す情報は、前記絞り手段にて設定される絞り値と前記位置検出手段により検出される前記焦点調節レンズの位置である
カメラを提供する。
本発明の第２の観点は、被写体からの光を結像するための撮影レンズと、
前記撮影レンズにより結像された像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の出力に基づき、前記被写体の結像位置を撮像面に合わせるように前記撮影レンズを移動して合焦させる焦点調節手段と、
前記撮像手段の出力に基づき前記被写体の輝度情報を取得する被写体輝度取得手段と、
前記被写体輝度取得手段の取得した前記輝度情報に基づいて露出を制御する制御手段と、
を備えるカメラにおいて、
前記焦点調節手段による前記撮影レンズの移動中に、前記撮影レンズの所定の像面位置からの像面位置変化量を算出する像面位置変化量算出手段を有し、
前記制御手段は、前記像面位置変化量算出手段の出力する前記像面位置変化量に基づいて、前記被写体輝度取得手段により前記輝度情報の取得を実行するか否か判断するとともに、取得した前記輝度情報と対応する前記像面位置または前記像面位置変化量を記憶し、前記焦点調節手段により合焦状態が得られた際に、上記記憶している複数の前記輝度情報と対応する前記像面位置または前記像面位置変化量のうちから、前記合焦状態での前記像面位置変化量に最も近い前記像面位置変化量に対応する前記輝度情報を選択する
カメラを提供する。
本発明の第３の観点は、撮影レンズにより撮像手段に結像された被写体の輝度情報を取得する際に前記撮影レンズの光学状態を示す情報を記憶する第１ステップと、
過去に前記輝度情報を取得した際に記憶した前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報と、最新の前記輝度情報を取得する際の前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報とに基づいて、前記撮影レンズを構成する焦点調節レンズを移動させて前記撮影レンズを前記被写体に合焦させた後に、前記輝度情報の取得を再度実行するか否かを判断する第２ステップと、
を含み、
前記撮影レンズの前記光学状態を示す情報は、前記撮影レンズを通過する光束を制限する絞り手段にて設定される絞り値と、前記撮影レンズを構成する焦点調節レンズの位置であるカメラの測光方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像素子の出力を用いて、測光やオートフォーカスを行うカメラにおいて、測光処理に要する時間を削減し、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態であるカメラの構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるカメラの作用の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態であるカメラにおける像面位置と被写体距離の関係を例示した概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるカメラの作用の一例をさらに詳細に例示したフローチャートである。
【図５】オートフォーカスの実行時におけるレンズ位置とコントラストの関係を示す線図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるカメラの作用の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態であるカメラの作用の一例を示すフローチャートである。
【図８】従来技術の技術的課題を説明するタイミングチャートである。
【図９】本発明の他の実施の形態であるカメラの作用を説明するタイミングチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態であるカメラの作用を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施の形態では、第１態様として、撮影レンズの結像面位置の変化量と、測光時の絞り、の情報からオートフォーカス動作の後に再度、測光を行うか否かを判断することで、再測光の実行を可能な限り抑制し、再測光に伴うレリーズタイムラグを短縮する技術を開示する。
【００１２】
第２態様として、前回の測光時における結像面位置および絞り値と、現在の結像面位置および絞り値、から撮影時の露出決定に前回の測光値を使用するか、再測光を行うかを判断し、再測光の実行を可能な限り抑制し、再測光に伴うレリーズタイムラグを短縮する技術を開示する。
【００１３】
第３態様として、オートフォーカス動作を、初期位置駆動、スキャン駆動、合焦駆動の三つの期間に分けて、スキャン駆動の完了時点で再測光を行うか否かを判断することで、再測光の実行を可能な限り抑制し、再測光に伴うレリーズタイムラグを短縮する技術を開示する。
【００１４】
この第３態様の場合、合焦駆動の前に再測光が必要か否かを判断できれば、合焦駆動と同時に並行して再測光の準備（たとえば、絞り設定）を行うことができ、再測光の所要時間自体を短縮できる。
【００１５】
第４態様として、オートフォーカスのためのレンズ駆動中に並行して実施された間欠的な測光の測光値を利用することで、オートフォーカス完了後の再測光を不要にする技術を開示する。すなわち、オートフォーカスのためのレンズ駆動中は、絞りは開放にしたり、測距点以外は露出が不適切な場合が多いが、条件があえば当該レンズ駆動中に測光しつづけ、合焦位置での測光値を採用することにより、再測光を省略できる。
【００１６】
ただし、オートフォーカス中は高速フレームレートが優位であり、毎フレーム測光が演算負荷が大きくなるので、本態様では、当該レンズ駆動中は、像面移動量、すなわち像面位置変化量が所定量を超えたら測光を実行する間欠測光を行う。
【００１７】
本実施の形態の上述の各態様により、測光精度を維持しつつ、測光処理に要する時間を削減して、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態であるカメラの構成の一例を示す概念図である。
図２は、本発明の一実施の形態であるカメラの作用の一例を示すフローチャートである。
まず、図１を参照して、本実施の形態のカメラの構成について説明する。
【００１９】
図１に例示されているように、本実施の形態のカメラは、たとえば、デジタル一眼レフカメラであり、ボディユニット１００と、例えば交換可能なレンズユニット（すなわちレンズ鏡筒）２００と、撮影した画像データを記録しておく記録メディア１３１を備えている。
【００２０】
ここで、記録メディア１３１は、通信コネクタ１３０を介してボディユニット１００に接続されている。
レンズユニット２００は、ボディユニット１００の前面に設けられた、図示しないレンズマウントを介して着脱自在であり、本実施の形態のカメラに対して交換可能である。
【００２１】
このレンズユニット２００は、撮影レンズ２１０ａ（撮影レンズ）および撮影レンズ２１０ｂ（撮影レンズ）と、絞り２０３と、レンズ駆動機構２０４（焦点調節手段）と、絞り駆動機構２０２と、レンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと称することとする）２０１とから構成されている。
【００２２】
Ｌμｃｏｍ２０１は、レンズ駆動機構２０４や絞り駆動機構２０２などの、レンズユニット２００内の各部を駆動制御する。撮影レンズ２１０ａおよび２１０ｂの一部を構成する焦点調節光学系は、レンズ駆動機構２０４内に備えられている図示しないＤＣモータによって、光軸方向に駆動される。
【００２３】
また、レンズ駆動機構２０４内には、焦点調節光学系の光軸方向の位置を、レンズ位置情報ＰＬ（光学状態）としてＬμｃｏｍ２０１に出力する機能が設けられている。
【００２４】
絞り２０３は、絞り駆動機構２０２内に備えられている図示しないステッピングモータによって駆動され、Ｌμｃｏｍ２０１は、絞り駆動機構２０２を制御して絞り２０３の開口を設定するとともに、絞り２０３の開口をＦ値に換算して絞り値ＶＡ（光学状態）として記憶する。
【００２５】
また、Ｌμｃｏｍ２０１は、後述するボディ制御用マイクロコンピュータ１０１と、通信コネクタ１６０を介して電気的に接続されており、ボディ制御用マイクロコンピュータ１０１と各種のデータの授受が可能であり、ボディ制御用マイクロコンピュータ１０１により制御される。そして、Ｌμｃｏｍ２０１は、必要に応じて上述のレンズ位置情報ＰＬ、絞り値ＶＡとしてのＦ値をボディ制御用マイクロコンピュータ１０１に送信する。
【００２６】
一方、本実施の形態のカメラにおけるボディユニット１００は、以下のように構成されている。
ボディユニット１００には、当該ボディユニット１００に装着されるレンズユニット２００の光軸上に位置するようにシャッタユニット１２０および撮像素子１１１（撮像手段）が設けられている。
【００２７】
レンズユニット２００内の撮影レンズ２１０ａおよび２１０ｂ、絞り２０３を介して入射される図示しない被写体からの光束は、光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタユニット１２０を通過し、被写体像を光電変換するための撮像素子１１１に入射する構成となっている。
【００２８】
撮影レンズ２１０ａおよび２１０ｂを通った光束は、撮像素子１１１に結像される。撮像素子１１１は、撮像素子駆動ＩＣ１１０により光電変換制御される。
【００２９】
撮像素子１１１は、このカメラに装着されるレンズユニット２００の結像光学系により結像された被写体像を光電変換して、アナログ電気信号に変換する。前記電気信号は、撮像素子駆動ＩＣ１１０により、画処理ＩＣ１０２（被写体輝度取得手段）が処理するためのデジタル電気信号に変換され、画処理ＩＣ１０２により、画像信号に変換される。
【００３０】
また、ボディユニット１００は、撮像素子１１１、撮像素子駆動ＩＣと、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４と、液晶モニタ１４０と、通信コネクタ１３０を介して記録メディア１３１とが、画像処理を行うための画処理ＩＣ１０２に接続されており、これらは、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。
【００３１】
本実施の形態の場合、ＳＤＲＡＭ１０４の記憶領域の一部には、光学状態情報記憶部１７０（記憶手段）が設けられている。この光学状態情報記憶部１７０には、レンズユニット２００から得られたレンズ位置情報ＰＬおよび絞り値ＶＡが記憶され、後述のような再測光の要否判別等の制御に用いられる。
【００３２】
記録メディア１３１は、各種の半導体メモリカードや外付けのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外部記録媒体であり、通信コネクタ１３０を介してボディユニット１００と通信可能、且つ交換可能に装着される。
【００３３】
また、画処理ＩＣ１０２は、このボディユニット１００内の各部を制御するためのボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと略記する）１０１に接続されており、Ｂμｃｏｍ１０１（制御手段）の指示に従って処理を実行する。
【００３４】
なお、Ｂμｃｏｍ１０１は、通信コネクタ１６０およびシャッタ駆動制御回路１２１等と接続されており、更に、カメラの動作状態を表示出力によって撮影者へ告知するための液晶モニタ１４０と、カメラ操作スイッチ（ＳＷ）１５０と、図示されていない電源が接続されている。
【００３５】
シャッタ駆動制御回路１２１は、シャッタユニット１２０における図示しない先幕と後幕との動きを制御すると共に、Ｂμｃｏｍ１０１との間で、シャッタの開閉動作を制御する信号と先幕が走行完了時の信号の授受を行う。
液晶モニタ１４０は、カメラの動作状態を表示出力によってユーザ（撮影者）へ告知するためのものである。
【００３６】
また、本実施の形態の場合には、液晶モニタ１４０は、撮像素子１１１にて撮像された被写体Ｓの画像を実時間で表示するライブビュー（以下、必要に応じてＬＶと略記する）にも用いられる。
【００３７】
カメラ操作スイッチ１５０は、例えば撮影動作の実行を指示するレリーズスイッチ、撮影モードを連写モードや通常撮影モードなどに切り替えるモード変更スイッチ、電源のオン・オフを切り替えるパワースイッチなど、ユーザがカメラを操作するために必要な操作ボタン（操作手段）を含むスイッチ群で構成される。
【００３８】
なお、本実施の形態のカメラの場合には、レリーズスイッチは、一例として、第１レリーズＲ１と、第２レリーズＲ２の二段階に構成され、第１レリーズＲ１を押し込んだ状態（半押し）でオートフォーカス動作等の撮影準備が開始され、さらに第２レリーズＲ２を押し込む（全押し）ことで、実際の撮影が実行される構成となっている。
【００３９】
また、ボディユニット１００には、上述の構成の他に、図示しない電源回路、電源としての図示しない電池電圧を、カメラの各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源機構も備えられている。
次に、本実施の形態のカメラによる「撮影動作」および「ライブビュー動作」について説明する。
【００４０】
「撮影動作」
まず、Ｂμｃｏｍ１０１により画処理ＩＣ１０２が制御されて、撮像素子１１１から撮像素子駆動ＩＣ１１０を介して画像データが画処理ＩＣ１０２に入力されると、画処理ＩＣ１０２は、この画像データを、一時保存用メモリであるＳＤＲＡＭ１０４に保存する。
【００４１】
ＳＤＲＡＭ１０４は、画処理ＩＣ１０２による画像処理のためのワークエリアとしても使用される。
また、画処理ＩＣ１０２は、この画像データをＪＰＥＧデータ等の標準規格の画像フォーマットに変換する画像処理を行って、記録メディア１３１で保存させることができる。
【００４２】
シャッタ駆動制御回路１２１は、Ｂμｃｏｍ１０１からシャッタを駆動制御するための信号を受け取るとシャッタユニット１２０を制御してシャッタの開閉動作を行わせる。
このときに撮像素子１１１と撮像素子駆動ＩＣ１１０から出力された画像データに対して所定の画像処理を行って記録メディア１３１に記録することで撮影動作が完了する。
【００４３】
「ライブビュー動作」
撮影レンズ２１０ａおよび２１０ｂからの光束は撮像素子１１１へと導かれる。例えば１秒当たり３０駒程度の割合で連続的に露光を行い、このときに撮像素子１１１から撮像素子駆動ＩＣ１１０を介して出力される画像データを、画処理ＩＣ１０２によりビデオ信号に変換して液晶モニタ１４０に与えることで、被写体の動画像を液晶モニタ１４０に実時間で表示させることができる。
【００４４】
このような表示は「ライブビュー」と呼ばれており、周知である。なお、液晶モニタ１４０での画像データのライブビュー表示をこのカメラで行わせるには、ユーザが上述したカメラ操作スイッチ１５０の中のモード変更スイッチを操作して、ライブビューモードを選択すればよい。
【００４５】
ライブビュー動作時には、撮影レンズ２１０ａおよび２１０ｂからの光束は常に撮像素子１１１へと導かれているので、被写体の明るさを測定する測光処理や、被写体に対するピント合わせを行う周知の自動合焦処理を、撮像素子１１１から撮像素子駆動ＩＣ１１０を介して出力される画像データに基づいて画処理ＩＣ１０２に行わせることができる。
【００４６】
以降、このようにして、撮像素子１１１から撮像素子駆動ＩＣ１１０を介して出力される画像データに基づいて画処理ＩＣ１０２およびＢμｃｏｍ１０１により行われる被写体の明るさを測定する測光処理および被写体に対する測距および自動合焦の処理を、それぞれ「測光」および「ＡＦ」と称することとする。
【００４７】
すなわち、本実施の形態のカメラは、撮像素子１１１を測光およびオートフォーカスに用いるイメージャ測光方式、およびイメージャオートフォーカス方式である。
次に本実施の形態のカメラの基本動作の一例を説明する。
【００４８】
ステップ５１０では、ボディユニット１００の電源ＯＮ時、またはレンズユニット２００を接続した時、前記レンズユニット２００が接続されていることをボディユニットが認識した場合、次のステップ５２０を行う。
【００４９】
ステップ５２０では、レンズユニット２００とボディユニット１００の間の情報通信を行う。ボディユニット１００と、レンズユニット２００は、通信コネクタを介して、撮像素子１１１の垂直同期信号が、ボディユニット１００からレンズユニット２００へ伝えられる。
【００５０】
レンズユニット２００からは、最大最小絞り値や、焦点距離などレンズの仕様や現在のレンズ状態、被写体距離(レンズ位置)などを示す情報が、ボディユニット１００のＢμｃｏｍ１０１へ送信される。
【００５１】
ステップ５３０では、前述の「ライブビュー動作」を開始する。このライブビュー動作中は、被写体Ｓの輝度変化に応じて、絞り、シャッタ秒時、感度を制御し適正露光量を維持する。
【００５２】
ステップ５４０では、レリーズスイッチボタンの第１レリーズＲ１がＯＮになったかどうか監視し、第１レリーズＲ１がＯＮなら、次のステップ５５０へ移行する。
【００５３】
ステップ５５０では、撮影準備として、オートフォーカス（ＡＦ）処理や自動露出（ＡＥ）処理を行う。すなわち、測光して、被写体輝度に応じた露出演算や、レンズユニット２００を駆動してピントを被写体に合せるＡＦを行い、画像記録を伴う撮影用の露出・合焦状態を決定する。
【００５４】
本実施の形態のカメラでは、このステップ５５０で、第１レリーズＲ１の準備処理から、第２レリーズＲ２で実際に撮影が行われるまでのレリーズタイムラグを後述のようにして短縮する。
【００５５】
ステップ５６０では、前述の「ライブビュー動作」を停止し、レリーズスイッチの第２レリーズＲ２のＯＮを契機に前述した「撮影動作」を行う。
【００５６】
ステップ５７０では、電源がＯＦＦされていなければ、ステップ５３０に戻り、「ライブビュー動作」を再開する。電源がＯＦＦされていれば、カメラの動作を終了させる。
【００５７】
次に、上述のステップ５５０についてさらに詳細に説明する。
ここで、本実施の形態においては、像面位置の変化量を制御パラメータとして使用しており、この像面位置の変化量を求める原理について図３に基づいて説明する。
図３は、本実施の形態のカメラにおける像面位置と被写体距離の関係を例示した概念図である。
【００５８】
レンズ（撮影レンズ２１０ａ、撮影レンズ２１０ｂ）の３つの特性、「レンズ光軸に並行に入ってきた光は、焦点に光が集まる」「レンズ中央の光はまっすぐ進む」「焦点を通過してレンズに入射する光は、レンズ光軸に平行に光を出力する」という点から、像が結像する位置である像面位置Ｐｉは一つに計算される。
【００５９】
また、ＡＦ動作によるレンズ駆動により図示されたように像面位置Ｐｉは変化するので、像面位置Ｐｉを撮像素子１１１の撮像面に合せれば合焦している画像が得られる。
【００６０】
すなわち、図３に例示されるように、被写体距離Ｌが、測光時被写体距離Ｌｓｐから合焦時被写体距離Ｌｓｆのように変化すると、像面位置Ｐｉは、測光時像面位置Ｐｉｐから合焦時像面位置Ｐｉｆのように変化する。
【００６１】
図３より、像面位置Ｐｉの変化量である像面位置変化量ΔＰｉは、被写体距離Ｌの変化量と等価であることが示される。そして、周知のように被写体距離Ｌはレンズ位置（レンズ位置情報ＰＬ）に対応するので、像面位置変化量ΔＰｉは被写体距離Ｌの変化量、即ちレンズ位置の変化量より求めることが可能である。
【００６２】
従って、レンズ位置情報ＰＬからレンズ位置の変化量を求め、撮影レンズの光学特性に応じた換算係数を乗ずることにより、像面位置変化量ΔＰｉを求めることが可能である。
【００６３】
上記換算係数は撮影レンズの光学条件により異なりレンズユニット２００内の図示しないメモリに記憶されており、データ通信によりＬμｃｏｍ２０１よりＢμｃｏｍ１０１に送信される。
Ｂμｃｏｍ１０１はレンズ位置の変化量と上記換算係数とに基づいて像面位置変化量ΔＰｉを算出することができる。
【００６４】
図２のフローチャートのステップ５３０においてＬＶ動作開始直後から測光動作が所定周期で行われる。
【００６５】
ＬＶ動作は、撮像出力を連続的に液晶モニタ１４０の画面に表示する必要があるため、撮像出力の露出が適切になるように測光を開始する必要がある。その後、ステップ５４０でレリーズボタン（第１レリーズＲ１）が押されたとき、ステップ５５０が行われる。
【００６６】
図４は、本実施の形態のカメラの作用の一例をさらに詳細に例示したフローチャートである。
ここで、図４のフローチャートを参照して、ステップ５５０の詳細を説明する。
【００６７】
ステップ６１０では、Ｂμｃｏｍ１０１は、レリーズＯＮ時の測光値、レンズのＦ値（この場合、絞り値ＶＡ）、レンズ位置（レンズ位置情報ＰＬ）を算出し、光学状態情報記憶部１７０に記憶しておく。
【００６８】
ステップ６２０では、ＬＶ動作でのＡＦは、一般的にコントラストＡＦで行われており、レンズを駆動しながら撮像出力画像のコントラストがピークになるところを探すものである。
図５は、オートフォーカスの実行時におけるレンズ位置とコントラストの関係を示す線図である。
【００６９】
この図５において、横軸はレンズの位置。右が至近位置で左が無限遠位置である。また、縦軸は取得した画像の一部領域（ＡＦ領域）のコントラスト変化を示す。
レンズ駆動することで画像のコントラストが変化する場合、コントラストが一番高いところ（以降、コントラストピークと記す）がその領域の合焦位置と判断する。
【００７０】
ＡＦ動作を開始し、撮像素子１１１の出力を見ながらレンズ（撮影レンズ２１０ａおよび撮影レンズ２１０ｂ）を駆動させ、合焦位置を探す。これを合焦位置探索と記す。
【００７１】
ステップ６３０では、レンズ位置とコントラストの変化から、コントラストピークを検出した場合、次のステップ６４０へ進む。検出ができていない場合、上述のステップ６２０に戻る。
【００７２】
ステップ６４０では、このステップ６４０の時点では、レンズ位置はコントラストピークを通り越している状態である。そこで、ステップ６３０で検出されたコントラストピーク検出時のレンズ位置（以降、合焦位置と記す）に戻す動作を行う。
【００７３】
ここで、本実施の形態の場合、合焦位置へのレンズ駆動を開始した時点で、並行してステップ６５０に進むことができる。再測光するかどうかの判断は、合焦位置へのレンズ駆動の完了後まで待つ必要は無いからである。
【００７４】
ステップ６５０では、合焦位置が確定したことで、撮影動作直前のレンズ位置が確定しているので、このレンズ位置を記憶する。
そして、ステップ６１０で記憶されたレンズ位置と上記現在のレンズ位置の差分を算出し、レンズ位置変化量を求める。さらに撮影レンズの光学特性に応じた換算係数を、上記レンズ位置変化量に乗ずることにより、像面位置変化量ΔＰｉを算出する。
【００７５】
ステップ６６０では、像面位置変化量ΔＰｉの絶対値が大きな値を示しており、像面位置が大きく変化していた場合、被写体のピンボケ量が大きく変化していることを表すため、正確な測光値を得るためには再測光する必要がある。
【００７６】
ステップ６１０のときとステップ６５０の像面位置変化量ΔＰｉという相対的な差を判断基準にすることで、絶対的な合焦状態がわからなくても、判断することができる。
【００７７】
測光時（測光時像面位置Ｐｉｐ）よりも合焦時（合焦時像面位置Ｐｉｆ）の方が、ピントが適正ではない場合もありえるが、本実施の形態の場合、撮影動作時と同じ合焦状態で測光できれば、撮影される画像に違和感は無いという発想である。
【００７８】
ボケ量は絞り値（絞り値ＶＡ）により大きく変わるため、絞り値を考慮に入れることで再測光する頻度を減らすことができる。
絞りが開くほど、被写界深度が浅くなる。そこで、本実施の形態では、例えば、像面位置変化量ΔＰｉの閾値ＰＴＨを、ＰＴＨ＝測光時絞り値×判定係数とおく。なお、絞り値は、絞りが開くほど小さい値となる。
【００７９】
そして、像面位置変化量ΔＰｉの絶対値が閾値ＰＴＨ以上（ΔＰｉ≧ＰＴＨ）であればステップ６７０へ進む。
また、ΔＰｉの絶対値が閾値ＰＴＨより小さい（ΔＰｉ＜ＰＴＨ）であれば、撮影動作の露出演算で用いる測光値はステップ６１０の第１レリーズＲ１のＯＮ時にて算出した測光値である、と確定して、ステップ６７１（後述のステップ６７０と同様に、レンズ駆動の完了を待って）を経て、ステップ６９０へ進む。
【００８０】
ステップ６７０では、レンズ駆動が完了したか判別する。すなわち、上述のステップ６４０から、ＡＦ動作による合焦位置へのレンズ駆動を並行して開始しているが、このステップ６７０の段階でまだレンズ駆動している場合は、合焦位置へのレンズ駆動が完了してからステップ６８０の再測光処理に進む。
【００８１】
ステップ６８０では、撮影動作時直前で、合焦位置にて再測光を行う。上述のステップ６１０で得られた測光値は破棄する。
【００８２】
ステップ６９０では、前のステップ６８０の再測光で得られた測光値、または、ステップ６１０の測光で得られた測光値から、撮影動作で設定するシャッタ秒時、絞り値、撮像感度という露出値を演算して確定する。
【００８３】
以上の図２および図４の処理における各動作を、シーケンス説明と動作説明のため図６にタイミングチャートとして記載する。
図６は、本実施の形態のカメラの作用の一例を示すタイミングチャートである。
この図６には、上述の図２および図４におけるステップ番号を対応させて記載している。
【００８４】
上述の図４のフローチャートで説明したとおり、ＬＶ開始から測光を行う。レリーズ（第１レリーズＲ１）がＯＮされるとオートフォーカスのためのレンズ駆動が行われる。
そして、従来技術の場合には、合焦位置へのレンズ駆動の完了後、合焦位置にて再測光を行い、露出値演算後、撮影動作で露光が行われる。
【００８５】
一方、本実施の形態のカメラでは、ステップ６１０のようにレリーズ（第１レリーズＲ１）がＯＮされると、その時点での測光値を記憶しておき、オートフォーカスのレンズ駆動と並行して、像面位置変化量ΔＰｉの大小に基づいて再測光の要否を判別し、再測光が不要と判断された場合には、レンズ駆動後の再測光を省略して、直ちに、第２レリーズＲ２を契機に撮影（露光）を実行する。
【００８６】
このため、図６を参照して、第１レリーズＲ１の押下から、第２レリーズＲ２の押下によって撮影が可能になるまでのレリーズタイムラグＴｒを比較すると、従来技術の場合には、常に、レリーズタイムラグＴｒ０を必要とするのに対して、本実施の形態の場合には、レリーズタイムラグＴｒ１のように、再測光の所要時間Δｔだけ、レリーズタイムラグＴｒが短縮される確率が大きくなる。
【００８７】
周知のように、レリーズタイムラグＴｒは、シャッターチャンスを逃しにくいカメラかどうかを示す指標の一つであり、短いほど、レリーズスイッチ（第１レリーズＲ１および第２レリーズＲ２）の操作から実際の撮影開始までの遅延時間が短く（すなわち、レリーズスイッチに対する反応が速く）優秀なカメラとされる。
【００８８】
従って、本実施の形態のカメラのレリーズタイムラグＴｒ１は、従来技術の場合のレリーズタイムラグＴｒ０よりも再測光のΔｔ分だけ短いので、カメラの性能向上が達成される。
また、再測光の演算処理も省略され、Ｂμｃｏｍ１０１等の処理回路における処理負荷の軽減、動作電力の低減を達成できる。
【００８９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。前提となるカメラの構成は、上述の実施の形態１の場合と同様であるが、測光等の制御動作が異なる。
上述の実施の形態１では、オートフォーカス動作のためのレンズ駆動中、測光を行わない例を示した。
【００９０】
その理由は、レンズ位置が絶えず変化するため測光値が不安定となることや、オートフォーカスするために最適な露出が撮影時の露出を決める測光では不適切な場合があり、オートフォーカス中は測光演算を止めてＡＦ演算を優先させるなど、課題が多く、オートフォーカスのためのレンズ駆動中に測光できないケースが存在するからである。
【００９１】
ただし、オートフォーカス動作中に測光ができるという条件も存在する。条件がよければＡＦによるレンズ駆動中に測光することでレンズ駆動完了後の測光動作、すなわち図６の再測光を省略することができる。
その場合の技術的課題は、レンズ駆動中の測光値を、無駄な演算無しに正しく取得することである。
【００９２】
そこで、本実施の形態２では、ＡＦによるレンズ駆動中にも、無駄な演算無しに正しく測光を行うことにより、再測光を省略してレリーズタイムラグＴｒを短縮する場合について例示する。
なお、以下では、オートフォーカスによるレンズ駆動と並行して反復して行われる測光を、間欠測光と記す。
【００９３】
図７は、本発明の他の実施の形態であるカメラの作用の一例を示すフローチャートである。
ステップ７１０〜ステップ７２０は、上述の実施の形態１のステップ５１０〜ステップ５２０と同様である。
【００９４】
ステップ７３０では、前回の測光から所定時間が経過したかをチェックする。
例えば撮像素子１１１の出力から、１秒間に何駒の画像をリアルタイムに表示できるか、を示す数値としてフレームレートがある。１秒間に６０駒表示する場合、フレームレート＝６０ｆｐｓというような表記になる。
【００９５】
例えば２駒に１回測光するかどうかチェックする場合、３３．３ｍｓに１回、当該ステップ７３０でのチェックを行う。本実施の形態２では、一例として、所定時間とは３３．３ｍｓであるとして、説明を進める。前回の測光から３３．３ｍｓ経過したときに、ステップ７４０へ移行する。
【００９６】
ステップ７４０では、現在のレンズ位置（レンズ位置情報ＰＬ）と絞り値（絞り値ＶＡ）を取得する。また、前回（初回はレリーズＯＮ時）のレンズ位置とから像面位置変化量ΔＰｉを算出する。
【００９７】
ステップ７５０では、実施の形態１のステップ６６０と同様に、像面位置変化量ΔＰｉとレンズ絞り値から間欠測光を実行するかどうかの判断を行う。
間欠測光が必要であるという場合、ステップ７６０へ進み、不要である場合、ステップ７７０へ進む。
【００９８】
ステップ７６０では、測光して、測光値を記憶する。この測光時の像面位置変化量ΔＰｉ、絞り値ＶＡも記憶しておく。ここで前回の測光値も記憶されている。過去の１００回分の測光値を記憶するものとする。１００回以上間欠測光している場合は古い測光値は、たとえば上書きして破棄する。
【００９９】
ステップ７７０では、合焦位置が確定したか否かを判定し、確定してなければステップ７２０へ戻る。
上述のステップ７２０からこのステップ７７０までの間も、レンズ（撮影レンズ２１０ａ等）は合焦駆動のため動き続けている。合焦駆動が完了していれば、次のステップ７８０へ移行する。
【０１００】
ステップ７８０では、合焦位置へのレンズ駆動を開始する。そしてステップ７９０へ進む。ここでは、レンズ駆動完了まで待つ必要はない。すなわち、合焦位置へのレンズ駆動と並行して、ステップ７９０以降の処理が進行する。
【０１０１】
ステップ７９０では、これまで記憶してきた過去の１００回分の間欠測光の測光値と像面位置変化量ΔＰｉのデータの中で、合焦位置における像面位置変化量ΔＰｉに一番近い像面位置変化量ΔＰｉに対応する間欠測光値を選んで読み出し、これを露出動作で用いる測光値と確定する。
【０１０２】
ステップ８００では、上述のステップ７９０で読み出された間欠測光値を用いて実際の撮影動作を行う。
【０１０３】
この図７のフローチャートに対応した制御シーケンスを、図８、図９、図１０を参照して説明する。
図８は、従来技術の技術的課題を説明するタイミングチャートである。
図９は、本発明の他の実施の形態であるカメラの作用を説明するタイミングチャートである。
図１０は、本発明の他の実施の形態であるカメラの作用を説明するタイミングチャートである。
【０１０４】
図８の、従来の技術においては、レンズ停止中、駆動中にかかわらず所定時間、または所定フレーム毎に測光を行い、測光値を記憶する。そして合焦位置の確定後に、合焦位置に一番近いレンズ位置に対応する測光値を選ぶものである。
【０１０５】
コントラストとレンズ位置の関係は、図８の実線と破線のようにレンズの光学条件により変わるし、同一のレンズにおいてもレンズの位置によりカーブは変化する。
【０１０６】
破線で示したように曲線の山が急なカーブのレンズ条件のときは、単位時間あたりのボケ量の変化が大きいので測光間隔を短くしないと撮影動作時と測光動作時でボケ量が大きく異なるため測光精度が低下してしまう。
【０１０７】
一方、実線のようなカーブのレンズ条件の場合、測光間隔を短くする必要はないが、合焦位置の探索時にコントラストピークであることの確認のために合焦位置を通り過ぎた後の時間が、破線で示したレンズ条件より長く必要であり、長時間分の多数の測光値を記憶しておく必要がある。
【０１０８】
すなわち、図８の実線および破線の曲線の異なる特性を持つレンズの両方で測光精度を成り立たせるためには、測光間隔を短く、しかも長時間記憶する必要があり、膨大な測光値を記憶しなければならないという技術的課題がある。
【０１０９】
一方、図７のフローチャートで示した本実施の形態２によれば、図９で示されるとおり、前述の閾値ＰＴＨ＝測光時絞り値×判定係数に相当する像面位置変化量ΔＰｉの間隔で間欠測光を行うものである。さらに詳細なシーケンスを図１０に例示する。
【０１１０】
本実施の形態２では、３３．３ｍｓ間隔でステップ７５０の間欠測光を実行するか否かの判断が行われ、像面位置変化量ΔＰｉが閾値ＰＴＨを超えた場合に間欠測光を行うことを図１０は示している。
【０１１１】
図１０の縦軸は像面位置変化量ΔＰｉを示しており横軸は時間である。最初の測光から１００ｍｓの時点で像面位置変化量ΔＰｉが閾値ＰＴＨを越えたので間欠測光を行っている。その後は１００ｍｓでの測光時の像面位置からの像面位置変化量ΔＰｉを示す曲線となり、最初の測光から１６６．６ｍｓ経過で、１００ｍｓ経過時の像面位置Ｐｉと比較して、像面位置変化量ΔＰｉの閾値ＰＴＨを超えている為、間欠測光を行う。
【０１１２】
このように構成することにより、本実施の形態２の場合には、オートフォーカスのためのレンズ駆動中に無駄に測光することなく、測光値の記憶容量や、測光に伴う計算負荷を必要最小限に抑えることができる。
【０１１３】
また、オートフォーカスのレンズ駆動中に測光が完了しているため、レンズの合焦位置への移動完了後の図６の再測光（所要時間Δｔ）も不要であり、レリーズタイムラグＴｒを短縮することができる。
【０１１４】
上述の実施の形態１と実施の形態２の制御は、ＡＦのモードや、レンズの光学条件により切り替えても良い。あるいは、撮像動作（フレームレートや撮影モード）などで切り替えても良い。
【０１１５】
なお、上述の各実施の形態においては、一例としてレンズ位置変化量に換算係数を乗ずることによって、像面位置変化量ΔＰｉを算出していたが、その方法に限らない。
【０１１６】
すなわち、ＴＴＬ位相差ＡＦ方式を採用する場合は、測距点に対応する被写体像の像面位置Ｐｉを直接的に検出することが可能であるので、検出した像面位置Ｐｉと上述の閾値ＰＴＨ＝測光時絞り値×判定係数とを比較することにより再測光の判定を行ってもよい。
【０１１７】
この場合は、レンズ位置、換算係数等のＬμｃｏｍ２０１からＢμｃｏｍ１０１へのレンズデータ通信や換算する演算を省くことができ、処理の簡略化による負荷軽減、さらには高速化が可能となる。
【０１１８】
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、撮像素子の出力を用いて、測光やオートフォーカスを行うカメラにおいて、測光処理に要する時間を削減し、レリーズタイムラグを短縮することができる。
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  ボディユニット
１０１  ボディ制御用マイクロコンピュータ
１０２  画処理ＩＣ
１０４  ＳＤＲＡＭ
１１０  撮像素子駆動ＩＣ
１１１  撮像素子
１２０  シャッタユニット
１２１  シャッタ駆動制御回路
１３０  通信コネクタ
１３１  記録メディア
１４０  液晶モニタ
１５０  カメラ操作スイッチ
１６０  通信コネクタ
１７０  光学状態情報記憶部
２００  レンズユニット
２０１  レンズ制御用マイクロコンピュータ
２０２  絞り駆動機構
２０３  絞り
２０４  レンズ駆動機構
２１０ａ  撮影レンズ
２１０ｂ  撮影レンズ
【図１】
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【図２】
0005478213.tif 000003
【図４】
0005478213.tif 000004
【図５】
0005478213.tif 000005
【図６】
0005478213.tif 000006
【図７】
0005478213.tif 000007
【図８】
0005478213.tif 000008
【図９】
0005478213.tif 000009
【図１０】
0005478213.tif 000010
【図３】
0005478213.tif 000011