(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外光ＡＦセンサーによって被写体の距離を測距し、該測距した測距値に対応する合焦位置にフォーカスレンズを移動させる第１のオートフォカス手段と、撮影レンズを介して被写体像が結像されるＣＣＤセンサーから出力される画像信号のコントラストを示すＡＦ評価値が極大値となるように前記フォーカスレンズを移動させる第２のオートフォーカス手段とを備えた電子スチルカメラにおいて、
温度を検出する温度センサーを設け、該温度センサーによって検出した温度が所定範囲内であった場合には前記第１のオートフォーカス手段によりピント調整を行い、前記温度が前記所定範囲外であった場合には、前記第２のオートフォーカス手段によりピント調整を行うことを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項２】
外光ＡＦセンサーによって被写体の距離を測距し、該測距した測距値に対応する合焦位置にフォーカスレンズを移動させる第１のオートフォカス手段と、撮影レンズを介して被写体像が結像されるＣＣＤセンサーから出力される画像信号のコントラストを示すＡＦ評価値が極大値となるように前記フォーカスレンズを移動させる第２のオートフォーカス手段とを備えた電子スチルカメラにおいて、
温度を検出する温度センサーを設け、該温度センサーによって検出した温度が所定範囲内であった場合には前記第１のオートフォーカス手段によりピント調整を行い、前記温度が前記所定範囲外であった場合には、前記第１のオートフォーカス手段によるピント調整を行ったのち前記第２のオートフォーカス手段によりピント調整を行うことを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項３】
前記所定範囲の温度は、前記第１のオートフォーカス手段によるピント調整が許容範囲に入る温度であることを特徴とする請求項１又は２の電子スチルカメラ。
【請求項４】
被写体の明るさに応じて制御される絞りの絞り値及び撮影レンズの焦点距離のうちの少なくとも一方に基づいて合焦点からのぼけがあるしきい値以下の場合には、前記温度が前記所定範囲外でも前記第１のオートフォーカス手段によるピント調整を行うことを特徴とする請求項１、２又は３の電子スチルカメラ。
【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に係り、特に三角測距法等を用いた外光ＡＦ（オートフォーカス）とＣＣＤを用いたコントラストＡＦ（オートフォーカス）とを適宜切り換えてピント調整を行う電子スチルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラのオートフォーカスには三角測距法を用いた外光ＡＦやＣＣＤを用いたコントラストＡＦが知られている。外光ＡＦで用いる三角測距法にはアクティブ方式と呼ばれるものがあり、このアクティブ方式は、被写体に光を発して被写体に反射して戻ってきた光を受光し、発光部と受光部のなす角から被写体までの距離を検出する。
【０００３】
また、ＣＣＤを用いたコントラストＡＦは、ＣＣＤから出力された信号中の高周波成分に基づいて被写体像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値（焦点評価値）を検出し、この焦点評価値が最大となるようにレンズの合焦位置を設定するものである。
これらの外光ＡＦとコントラストＡＦを比較すると、コントラストＡＦは、ＡＦ評価値の検出がある一定の周期でしか得られず、外光ＡＦと比較して合焦するまでに時間を要するという問題がある。一方、外光ＡＦは高速に測距できるが、コントラストＡＦと比較して精度の面でおとるという問題がある。特に、温度が低温又は高温になると鏡筒が変形しフォーカスレンズの合焦点が変化するため、この場合、外光ＡＦでの精度は悪く、また、近距離撮影の場合には、パララックスによって被写体の距離を正確に測距することができない。
【０００４】
従来、これらの外光ＡＦとコントラストＡＦを併用したカメラが提案されている。例えば、特開平０１−１８１２８７号公報には、被写体の輝度に応じて測距手段を外光ＡＦとコントラストＡＦで切り換えるカメラが記載されており、特開平０２─２２９２号公報には、スムーズなフォーカスの為に外光ＡＦの結果を用いるカメラが記載されている。また、特公平３−７８６０２号公報、特公平３−７８６０３号公報、特公平３−７８６０４号公報には、外光ＡＦ（アクティブ方式）での測距の結果、被写体が遠方にいる場合に、ＣＣＤによるコントラスＡＦを用いるカメラが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今日、電子スチルカメラに高解像度のＣＣＤが搭載されるようになっており、高速且つ高精度に合焦することができるオートフォーカスが望まれるようになっているが、上記特開平０１−１８１２８７号公報及び特開平０２─２２９２号公報に記載のカメラは、オートフォーカスの高速化、高精度化を目的としたものではなく、また、上記特公平３−７８６０２号公報、特公平３−７８６０３号公報、特公平３−７８６０４号公報に記載のカメラは、被写体が遠方にいる時にアクティブ方式の外光ＡＦの苦手な遠方の被写体の測距をコントラストＡＦで補うものであり、いずれの場合も、オートフォーカスの高速化、高精度化を実現するものではない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、外光ＡＦとコントラストＡＦとを組み合わせ、状況に応じて使い分けることにより、両者の利点を最大限に引き出して高速且つ高精度のオートフォーカスを可能にする電子スチルカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、外光ＡＦセンサーによって被写体の距離を測距し、該測距した測距値に対応する合焦位置にフォーカスレンズを移動させる第１のオートフォーカス手段と、撮影レンズを介して被写体像が結像されるＣＣＤセンサーから出力される画像信号のコントラストを示すＡＦ評価値が極大値となるように前記フォーカスレンズを移動させる第２のオートフォーカス手段とを備えた電子スチルカメラにおいて、温度を検出する温度センサーを設け、該温度センサーによって検出した温度が所定範囲内であった場合には前記第１のオートフォーカス手段によりピント調整を行い、前記温度が前記所定範囲外であった場合には、前記第２のオートフォーカス手段によりピント調整を行うことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、高速に測距できるが温度の影響を受けやすい外光ＡＦセンサーによる第１のオートフォーカス手段と、第１のオートフォーカス手段より低速ではあるが、合焦精度が高く、温度の影響を受けないＣＣＤセンサーによる第２のオートフォーカス手段とを、温度センサーによって検出した温度に応じて切り換えて使用するようにしたため、温度による合焦精度への悪影響を防止することができるとともに、高速性と高精度性を重視したピント調整を行うことができる。
【０００９】
また、本発明は上記目的を達成するために、上記電子スチルカメラにおいて、温度を検出する温度センサーを設け、該温度センサーによって検出した温度が所定範囲内であった場合には前記第１のオートフォーカス手段によりピント調整を行い、前記温度が前記所定範囲外であった場合には、前記第１のオートフォーカス手段によるピント調整を行ったのち前記第２のオートフォーカス手段によりピント調整を行うことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、高速に測距できるが温度の影響を受けやすい外光ＡＦセンサーによる第１のオートフォーカス手段と、第１のオートフォーカス手段より低速ではあるが、合焦精度が高く、温度の影響を受けないＣＣＤセンサーによる第２のオートフォーカス手段とを、温度センサーによって検出した温度に応じて切り換えて使用するとともに、第２のオートフォーカス手段によってピント調整を行う前に、第１のオートフォーカス手段によってピント調整を行うようにしたため、温度による合焦精度への悪影響を防止することができるとともに、高速性と高精度性を重視したピント調整を行うことができ、また、第２のオートフォーカス手段によるピント調整を高速かつ確実に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る電子スチルカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明が適用されるデジタルカメラの外観を示した斜視図である。同図に示すようにデジタルカメラは、撮影レンズ１０、ファインダー１２、シャッターボタン１４、液晶表示パネル１６、ズームストロボ１８、ストロボ調光センサー２０、外光ＡＦセンサーの発光部２２Ａ及び受光部２２Ｂ、アップ／ダウンダイヤル２６、モードダイヤル２８、マクロボタン３０、消去ボタン３２、ストロボボタン３４とを有している。
【００１２】
また、同図に示すデジタルカメラは、背面側にメモリカード装填部を有している。撮影レンズ１０から取り込まれてＣＣＤセンサの結像面に結像された被写体像は、電気信号に変換され、メモリカード装填部のメモリカードにデジタル記録される。
図２は、上記デジタルカメラのオートフォーカス制御部の構成を示した構成図である。同図に示すように上記デジタルカメラのオートフォーカス制御部は、制御ＣＰＵ５０によって制御される。そして、この制御ＣＰＵ５０は、撮影条件に応じて以下の３通りのオートフォーカス方法により撮影レンズ１０のフォーカスレンズの合焦位置を設定する。
【００１３】
第１の方法は、外光ＡＦセンサー２２Ａ、２２Ｂ（以下、外光ＡＦセンサー２２Ａ、２２Ｂを単に外光ＡＦセンサー２２と称す。）を使用した外光ＡＦによるフォーカス方法である。外光ＡＦセンサー２２の発光部２２Ａから被写体に光を出射して外光ＡＦセンサーの受光部２２Ｂにより被写体で反射された光を検出し、出射光と反射光とのなす角によって三角測距法により被写体までの距離を測距する。そして、この測距結果に基づいて、制御ＣＰＵ５０がＡＦモータ５６に駆動パルスを出力してフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、撮影レンズ１０のピント調整を行う。尚、外光ＡＦは、三角測距法に限定されない。
【００１４】
この第１の方法は、以下に示す第２、第３の方法と比べてフォーカス速度が速いという長所を有しており、制御ＣＰＵ５０は主としてこの第１の方法によりピント調整を行う。ただし、この方法では、撮影条件によっては合焦精度の面で問題となるため、高い合焦精度が要求される撮影条件下では、以下の第２、第３の方法によりピント調整を行う。
【００１５】
第２の方法は、コントラストＡＦによるフォーカス方法である。ＣＣＤセンサ５２から出力される画像信号に基づいてＡＦ評価値検出回路５４によりＡＦ評価値を算出し、このＡＦ評価値に基づいて制御ＣＰＵ５０がＡＦモータ５６を駆動してフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、撮影レンズ１０のピント調整を行う。具体的には、撮影レンズ１０のフォーカスレンズをＡＦ評価値の増加する方向に移動させ、ＡＦ評価値が極大（最大）となる位置にフォーカスレンズを設定するいわゆる山登り法である。
【００１６】
この第２の方法は、上記第１の方法に比べて合焦精度が高く、また、パララックスが生じないという長所がある。上記第１の方法では、外光ＡＦセンサー２２とファインダ１２、撮影レンズ１０の取り付け位置によってパララックスが生じるという問題がある。特に、近距離撮影の場合、パララックスが大きく、外光ＡＦセンサー２２では、正確に測距することができないという問題があるため、制御ＣＰＵ５０は、外光ＡＦセンサー２２の測距値からパララックスが大きくなるかを判断し、パララックスが大きくなる所定距離以内の近距離撮影の場合には、この第２の方法によりピント調整を行う。例えば、図１に示すマクロスイッチ３０が押されてマクロモード撮影を行う場合には、外光ＡＦセンサー２２の測距値によらずこの第２の方法を使用する。尚、ユーザーが手動で第２の方法、即ち、コントラストＡＦを選択することも可能である。
【００１７】
第３の方法は、上記第１の方法である外光ＡＦと第２の方法であるコントラストＡＦを組み合わせたフォーカス方法であり、外光ＡＦセンサー２２により測距値を得て、この測距値によりフォーカスレンズの設定位置（サーチ）範囲を限定し、その範囲内でＡＦ評価値検出回路５４により算出されるＡＦ評価値の極大点（最大点）をサーチするというものである。
【００１８】
この第３の方法は、上記第２の方法と同様に合焦精度が高いという長所を有する他、上記第２の方法のようにコントラスト法だけを用いてピント調整を行う場合に比べてフォーカスレンズを合焦位置に確実に速く設定することができる長所を有する。図３は、上記第２の方法のようにコントラストＡＦのみを用いた場合の問題点を示した図であり、横軸は制御ＣＰＵ５０からＡＦモータ５６に出力される駆動パルス数（即ち、フォーカスレンズの移動位置）を示し、縦軸は駆動パルス数に応じたフォーカスレンズの各位置において検出されるＡＦ評価値を示している。この図に示すように、ＡＦ評価値の極大点が２点ある場合、山登り法によりフォーカスレンズを無限遠（INF 端）から移動させるとフォーカスレンズが同図に示す疑似ピークに設定されてしまい、実際の合焦位置に設定されない場合がある。また、この不具合を解消する方法として、同図に示すように無限遠（INF 端) から近距離(NEAR 端）まで最大位置をサーチすることもできるが、合焦までさらに時間がかかるという問題がある。
【００１９】
このため第３の方法では、図４に示すように、まず外光ＡＦセンサー２２によって得られた測距によってその近傍にフォーカスレンズの移動範囲（サーチ範囲）を限定し、その限定されたサーチ範囲内でフォーカスレンズを移動させて合焦位置にフォーカスレンズを設定する。
この第３の方法は、上記第１の方法では、許容錯乱円径によって規定されるぼけの範囲内にピント調整することができない高い合焦精度が要求される撮影条件の場合に使用され、また、第２の方法の近距離撮影の場合のように外光ＡＦセンサー２２の測距値がパララックスの影響をあまり受けない範囲で使用される。
【００２０】
ここで、合焦点からのぼけを錯乱円径δで規定すると、撮影レンズ１０の焦点距離と絞り値Ｆから、
δ∝ｆ2 ／Ｆ
と表される。従って、焦点距離ｆが長く、絞りが大きい（絞り量Ｆが小さい）場合の撮影条件では錯乱円形δが大きくなるため、高い合焦精度が要求される。そこで、制御ＣＰＵ５０は、絞り量Ｆ（絞り量ＦはＣＣＤセンサー５２の出力信号に基づいて決定される。）と、ズーム倍率に応じた焦点距離ｆ（焦点距離ｆは撮影レンズ１０から焦点距離情報として得られる。）を参照し、錯乱円径δが所定のしきい値を越えるような場合には、第３の方法を使用する。
【００２１】
また、撮影レンズ１０の鏡筒は、温度特性をもっており、温度変化によるレンズの合焦位置の変化が無視できない場合がある。このような場合に、外光ＡＦセンサー２２による測距値に基づいてピント調整を行うと、許容錯乱円径の条件を満たさない場合がある。そこで、制御ＣＰＵ５０は、温度センサー５８によって温度を検出し、その温度が常温からあるしきい値を越えた場合に第３の方法を使用する。
【００２２】
次に、シャッターボタン１４が半押しされた場合に、上記制御ＣＰＵ５０が行う上記第１乃至第３の方法を用いたオートフォーカス方法の選択処理を図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、制御ＣＰＵ５０は、図１に示したマクロボタン３０が押されてマクロモード撮影が選択されたか否かを判断する（ステップＳ１０）。もし、マクロモード撮影が選択された場合には、パララックス防止のため、第２の方法、即ち、コントラストＡＦによるピント調整を行う。尚、この場合、第３の方法でピント調整を行ってもよいし、また、マクロモード撮影の場合は、ある程度撮影距離範囲が決まっているため、その範囲内でフォーカスレンズを合焦動作させるようにしてもよい。
【００２３】
一方、マクロモード撮影が選択されていない場合は、温度センサー５８によって温度を検出し、常温、即ち、温度が２０〜３０°の範囲であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。もし、温度がこの範囲である場合には、第１の方法、即ち、外光ＡＦによるピント調整を行う。
温度がこの範囲でなく、鏡筒に歪みが生じていると判断されるような場合には、次に、絞りがＦ５．６以上か否かを判断する（ステップＳ１４）。このとき、絞りがＦ５．６以上の場合には、高い合焦精度は要求されないため、第１の方法によるピント調整を行う。
【００２４】
一方、絞りがＦ５．６以上の場合には、更に、撮影レンズ１０から焦点距離を検出し、焦点距離が３５〜５０ｍｍの範囲か否かを判定する（ステップＳ１６）。焦点距離が３５〜５０ｍｍの範囲の場合、即ち、広角の場合には、高い合焦精度は要求されないため、第１の方法によるピント調整を行う。一方、焦点距離がこの範囲にない場合には、ズーム倍率が高く、高い合焦精度が要求されるため、第３の方法、即ち、外光ＡＦとコントラストＡＦとによるピント調整を行う。
【００２５】
以上のように、制御ＣＰＵ５０は、撮影条件に応じて好適なフォーカス方法を選択し、ピント調整を行う。
尚、上記ステップＳ１０において、マクロモードのときに第２の方法を選択するようにしたが、これに限らず外光ＡＦセンサーにより得た測距値が所定距離以下の近距離撮影を示した場合にも第２の方法を選択するようにしてもよい。
【００２６】
また、上記判定処理に用いた数値は一例であり、これに限らず好適な値に設定することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外光ＡＦによる第１のオートフォーカス手段と、ＣＣＤセンサーによる第２のオートフォーカス手段の利点を撮影条件に応じて最大限に引き出して使用するようにしたため、高速且つ高精度のピント調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用されるデジタルカメラの外観を示した斜視図である。
【図２】図２は、上記デジタルカメラのオートフォーカス制御部の構成を示した構成図である。
【図３】図３は、コントラストＡＦの従来の問題点を示した図である。
【図４】図４は、コントラストＡＦと外光ＡＦを用いた場合のフォーカス方法を示した図である。
【図５】図５は、オートフォーカス方法の選択処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…撮影レンズ
１２…ファインダ
１４…シャッターボタン
２２…外光ＡＦセンサー
５０…制御ＣＰＵ
５２…ＣＣＤセンサー
５４…ＡＦ評価値検出回路
５６…ＡＦモータ
５８…温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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