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JP2002122778A - 自動焦点調節装置および電子的撮像装置 - Google Patents

自動焦点調節装置および電子的撮像装置

Info

Publication number
JP2002122778A
JP2002122778A JP2000318822A JP2000318822A JP2002122778A JP 2002122778 A JP2002122778 A JP 2002122778A JP 2000318822 A JP2000318822 A JP 2000318822A JP 2000318822 A JP2000318822 A JP 2000318822A JP 2002122778 A JP2002122778 A JP 2002122778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
focusing
focus
conversion
calibrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000318822A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Izumi
晶雄 泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2000318822A priority Critical patent/JP2002122778A/ja
Priority to DE10150171A priority patent/DE10150171A1/de
Priority to TW090125291A priority patent/TW505817B/zh
Priority to US09/978,839 priority patent/US6972797B2/en
Priority to KR1020010064233A priority patent/KR100759142B1/ko
Publication of JP2002122778A publication Critical patent/JP2002122778A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04N23/671—Focus control based on electronic image sensor signals in combination with active ranging signals, e.g. using light or sound signals emitted toward objects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はＴＴＬ合焦状態判定手段の欠点であ
る、合焦検出の遅いこと、消費電力が多いこと、低輝度
被写体に合焦検出誤差が大きいことを改善し、また鏡胴
がプラスチックでできているような安価な一般の電子ス
チルカメラ用撮像レンズでも使える自動焦点調節装置お
よび電子的撮像装置を提供する。 【解決手段】換算基準を校正する必要があると判断され
る場合に換算基準を校正し、この換算基準を用いてオー
プン制御測距手段が測距した被写体距離を合焦位置に換
算してフォーカシングレンズ群を合焦位置まで移動する
ように駆動する駆動制御手段を備える自動焦点調節装置
および電子的撮像装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像レンズを自動
的に合焦させる自動焦点調節装置およびこの自動焦点調
節装置を搭載した電子スチルカメラやビデオカメラなど
の電子的撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子スチルカメラ等の電子的撮像装置
は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ある
いは、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）などの撮
像素子を備えている。この撮像素子は、撮像光学系によ
って結像された被写体象を光電変換して電気信号である
画像信号を出力する。この画像信号は電子的撮像装置に
装填された記録体等に記録される。このような電子的撮
像装置は、近年では、自動焦点調節装置を具備したもの
が一般的となり、広く普及している。
【０００３】電子的撮像装置で用いられる自動焦点調節
装置の検出方式の一例として、いわゆるコントラスト検
出方式がある。コントラスト検出方式の自動焦点調節装
置とは、たとえば、撮像素子により取得された画像信号
に含まれる高周波成分量の差異（コントラスト）に基づ
いて被写体像の合焦状態を検出するＴＴＬ（Through T
he Lens）合焦状態判定手段を備えるもので、このＴＴ
Ｌ合焦状態判定手段が検出する合焦状態に基づいて自動
的に撮像光学系の焦点位置を調節する装置である。
【０００４】また、自動焦点調節装置の検出方式の他の
例として、銀塩フィルム用のコンパクトカメラで良く用
いられる検出方式がある。この検出方式の自動焦点調節
装置は、被写体距離を測距するオープン制御測距手段を
備えるもので、この測距結果に基づいて自動的に撮像光
学系の焦点位置を調節する装置である。このオープン制
御測距手段は、さらにアクティブ方式とパッシブ方式と
に分けられる。
【０００５】アクティブ方式のオープン制御測距手段と
は、具体的には赤外光等を被写体へ照射する発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）等の発光手段と、この被写体から反射し
た反射光を受光する光位置検出素子（ＰＳＤ：Position
Sensitive Device）等の受光手段とを有しており、発
光手段から赤外光等を被写体へ向けて照射し、被写体か
らの反射光と照射光とがなす角度から被写体までの距離
（以下、被写体距離という）を算出する三角測量法を応
用したものである。
【０００６】また、パッシブ方式のオープン制御測距手
段とは、具体的には少なくとも２つの等価な撮像光学系
であって、一体化したペアレンズと、リニアセンサをペ
アで組込んだ１チップＩＣとからなる撮像光学系を有し
ており、それぞれに撮像される画像の視差を利用して被
写体距離を求めるものである。
【０００７】これらの三角測量法を用いたアクティブ方
式・パッシブ方式のオープン制御測距手段を用いれば一
回の測距で被写体の距離がわかり、撮像レンズを被写体
距離に応じた合焦レンズ位置にセットできるため、ＴＴ
Ｌ合焦状態判定手段での合焦動作が遅いという欠点を克
服し、合焦速度を高速化できるという利点がある。ま
た、測距も一回の撮影に対し一回でよく、ＴＴＬ合焦状
態判定手段のようにＣＣＤ撮像素子を繰り返し駆動させ
るようなことはないため、消費電流は格段に小さくな
る。とくに、パッシブ方式のセンサＩＣをＭＯＳで構成
すれば、ほとんど電流を消費しない。
【０００８】また、低輝度環境下での測距に対しても、
パッシブ方式のセンサＩＣはカメラ本体の撮像素子のよ
うに画素数を多く必要としないため１画素のサイズを大
きくとることができ、また光学系も複雑でなく明るくで
きるため、カメラ本体の撮像素子感度の５００倍から１
０００倍は十分とれるので、低照度被写体に対しても充
分な検出精度が確保できるというものであった。
【０００９】上述のような自動焦点調節装置以外の他の
先行技術例として、例えば、特開平５−２１００４３号
公報記載の発明がある。この公報記載の発明は前述のア
クティブ方式のオープン制御測距手段、および、コント
ラスト検出方式のＴＴＬ合焦状態判定手段をともに備
え、アクティブ方式のオープン制御測距手段によりある
程度まで合焦させ、最後はＴＴＬ合焦状態判定手段によ
り高精度に合焦させるというものである。
【００１０】また、自動焦点調節装置の他の先行技術例
として、例えば、特開２０００−１２１９２４号公報記
載の発明がある。この公報記載の発明は前述のコントラ
スト検出方式のＴＴＬ合焦状態判定手段の自動焦点装置
にＡＦ補助光発光部を備えた構成とし、低コントラスト
の被写体や低輝度環境下においても、補助発光により精
度の高い検出結果を得るというものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】先に説明した従来技術
のＴＴＬ合焦状態判定手段およびオープン制御測距手段
はそれぞれ欠点を有している。まず、ＴＴＬ合焦状態判
定手段を用いる焦点検出の欠点について説明する。ＴＴ
Ｌ合焦状態判定手段は、シャッターが押されると撮像レ
ンズ内の合焦レンズ系の合焦レンズ位置を遠距離から近
距離まで（あるいは逆方向）移動させながら撮像素子に
よる撮像を繰り返し、山登り方式で画像信号に含まれる
高周波成分量の最も大きい位置を合焦レンズ位置として
検出する。
【００１２】したがって、多くのデータを比較しなけれ
ばならないために、特に撮像レンズが合焦レンズ位置か
ら遠い位置にある場合には、合焦状態を得るまでに時間
がかかるという欠点がある。また、ＣＣＤ撮像素子を繰
り返し駆動するために消費電流が大きく、電池の消耗が
激しいことも欠点のひとつである。
【００１３】また、被写体の明るさが暗い（被写体輝度
が低い）低輝度環境下では、画像信号に対するノイズの
影響が大きくなることに起因して焦点検出精度が悪化し
たり、焦点位置を検出するまでに要する時間が益々長く
なる。さらに、近年の高画質化に伴い、１画素の大きさ
が益々小さくなって感度が低くなっており、撮影時には
フラッシュによって十分な輝度を得ることができるもの
の、合焦動作時にはフラッシュを発光することができな
いので、感度不足となって低輝度での検出精度が悪化す
る。以上のようなＴＴＬ合焦状態判定手段による焦点検
出動作の欠点は、近年のＣＣＤ撮像素子の微細化による
高画質化、撮像レンズの高倍ズーム化、低消費電力化で
益々問題が顕著となり、解決策が強く要望されている。
【００１４】続いて、オープン制御測距手段を用いる焦
点検出の欠点について説明する。このオープン制御測距
手段はオープン制御であり、被写体距離に対応した撮像
レンズの合焦レンズ位置が予測できない場合には、この
方法を使って自動焦点調節装置を構成することはできな
い。このため、被写体距離に対応した撮像レンズの合焦
レンズ位置を予測するため、被写体距離に対応した撮像
レンズの合焦レンズ位置を換算する換算基準を用いてい
る。
【００１５】しかし、オープン制御測距手段は銀塩フィ
ルム用のコンパクトカメラでは問題なく用いることがで
きたが、電子スチルカメラにオープン制御測距手段を用
いるには困難な事情があった。電子スチルカメラは銀塩
フィルム用のコンパクトカメラと比べ、撮像素子がフィ
ルムサイズよりかなり小さい。このため、焦点距離もそ
れに応じて小さくなり（ライカ判のフィルムに対する焦
点距離３５ｍｍの標準レンズに、１／２インチのＣＣＤ
に対する焦点距離６．５ｍｍが相当）、撮像レンズの位
置合わせ精度が厳しい。
【００１６】特にプラスチック材料を鏡胴に使っている
一般の安価なレンズでは、ズーミングでの焦点移動や、
レンズ鏡胴のがた分、温湿度変動に伴う寸法変化が、焦
点深度に比べて大きく、換算基準が不正確となって、撮
像レンズの正しい合焦レンズ位置が予測できない。した
がって、電子スチルカメラではオープン制御ではなく、
クローズド制御であるＴＴＬ合焦状態判定手段によらざ
るを得なかった。上記説明のように、従来のＴＴＬ合焦
状態判定手段またはオープン制御測距手段を電子スチル
カメラに適用する場合、双方が欠点を有していた。
【００１７】また、先に説明した特開平５−２１００４
３号公報記載の自動焦点調節装置もアクティブ方式のオ
ープン制御測距手段、および、コントラスト検出方式の
ＴＴＬ合焦状態判定手段をともに備え、アクティブ方式
のオープン制御測距手段によりある程度まで合焦させる
が、最後はＴＴＬ合焦状態判定手段によらざるを得ず、
先に説明したＴＴＬ合焦状態判定手段の欠点を有するも
のであった。
【００１８】また、先に説明した特開２０００−１２１
９２４号公報記載の自動焦点調節装置も前述のコントラ
スト検出方式のＴＴＬ合焦状態判定手段によるため、多
くのデータの比較により合焦状態を得るまでに時間がか
かるという欠点が解消できず、ＣＣＤ撮像素子を繰り返
し駆動するために消費電流が大きく、電池の消耗が激し
いという欠点を解消できなかった。このように、従来の
ＴＴＬ合焦状態判定手段またはオープン制御測距手段双
方が有する欠点を解消し、利点を共に併せ持つような自
動焦点調節装置は未だ実現されていなかった。
【００１９】本発明の目的は、ＴＴＬ合焦状態判定手段
の利点である高い合焦精度およびオープン制御測距手段
の利点である高速な合焦動作を共に実現する自動焦点調
節装置および電子的撮像装置を提供することにある。ま
た鏡胴がプラスチック製の安価な撮像レンズの使用を可
能とする自動焦点調節装置および電子的撮像装置を提供
することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明による自動焦点調節装置
は、フォーカスレンズ群が移動して被写体像を結像させ
る撮像レンズと、前記撮像レンズを介して得られた被写
体像を撮像して電気信号を出力する撮像手段と、前記撮
像手段が出力する電気信号を用いて前記撮像レンズの合
焦状態を検出するＴＴＬ合焦状態判定手段と、被写体距
離を測距するオープン制御測距手段と、前記フォーカス
レンズ群の位置または移動量を検出するフォーカスレン
ズ群位置検出手段と、前記オープン制御測距手段が測距
した被写体距離を前記フォーカスレンズ群の合焦レンズ
位置に換算する換算基準を用いて合焦レンズ位置を得
て、前記フォーカスレンズ群を合焦レンズ位置まで移動
するように駆動する駆動制御手段と、を備える自動焦点
調節装置であって、前記換算基準を校正する必要がある
と判断される場合に前記駆動制御手段は、前記ＴＴＬ合
焦状態判定手段により得られる合焦状態に基づいて前記
フォーカスレンズ群を移動により合焦させ、前記フォー
カスレンズ群位置検出手段により合焦レンズ位置または
移動量を検出させ、前記オープン制御測距手段により被
写体距離を測距させ、合焦時の合焦レンズ位置または移
動量ならびに被写体距離を用いて換算基準を校正するこ
とを特徴とする。
【００２１】請求項１の発明により、ＴＴＬ合焦状態判
定手段を用いてフォーカスレンズ群を正確な合焦レンズ
位置へ移動させ、このフォーカスレンズ群の合焦レンズ
位置または移動量、ならびに、オープン制御測距手段を
用いて測距した被写体距離を用いて換算基準を適宜自動
的に校正して常に正確な換算基準を維持するようにし
た。したがって、オープン制御測距手段が測距した被写
体距離が常に正確な合焦レンズ位置に換算されて、フォ
ーカスレンズ群は常に正しい合焦レンズ位置へ移動する
ため、撮像レンズはオープン制御測距手段でも正確に合
焦して被写体像を結像させることが可能となる。
【００２２】また、請求項２に記載の発明による自動焦
点調節装置は、請求項１に記載の自動焦点調節装置にお
いて、前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、ま
た、レンズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表さ
れ、前記オープン制御測距手段が測距して得た被写体距
離の逆数と前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出
した合焦レンズ位置とを通過するようにレンズ合焦曲線
をシフトするか、もしくは予め記憶された複数のレンズ
合焦曲線情報から前記被写体距離の逆数と前記合焦レン
ズ位置とを通過するような曲線を選択することで換算基
準を校正することを特徴とする。
【００２３】また、請求項３に記載の発明による自動焦
点調節装置は、請求項１に記載の自動焦点調節装置にお
いて、前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、ま
た、レンズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表さ
れ、前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した移
動量を、校正前の換算基準から得られた合焦レンズ位置
に加算して新しい合焦レンズ位置を演算し、前記オープ
ン制御測距手段が測距して得た被写体距離の逆数と演算
された合焦レンズ位置とを通過するようにレンズ合焦曲
線をシフトするか、もしくは予め記憶された複数のレン
ズ合焦曲線情報から前記被写体距離の逆数と前記合焦レ
ンズ位置とを通過するような曲線を選択することで換算
基準を校正することを特徴とする。
【００２４】請求項２，３の発明により、自動焦点調節
装置の駆動制御手段にプログラムすることができる換算
基準の校正手法を提供することができる。
【００２５】また、請求項４に記載の発明による自動焦
点調節装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載
の自動焦点調節装置において、前記撮像レンズはズーム
レンズ群を有するズームレンズであって、ズーム比が予
め定められた範囲を超えて変化する場合に換算基準は校
正される必要があると判断され、少なくとも一回は換算
基準が校正されることを特徴とする。
【００２６】換算基準を校正する時期的条件がズームレ
ンズのズーム比の変更時であることが本発明者により知
見された。請求項４の発明は、ズームレンズのズーム比
の変更時に換算基準を校正することで、撮像レンズの高
倍ズーム化を行った後もオープン制御測距手段により高
速かつ高精度で合焦させることができる。
【００２７】また、請求項５に記載の発明による自動焦
点調節装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載
の自動焦点調節装置において、温度を計測する温度計測
手段と、前記温度計測手段が計測した温度を記憶する温
度記憶手段と、を備え、前記温度記憶手段が記憶する前
回の校正時の温度と前記温度計測手段により計測された
温度とが予め定められた範囲を越えて変化する場合に換
算基準は校正される必要があると判断され、少なくとも
一回は換算基準が校正されることを特徴とする。
【００２８】換算基準を校正する時期的条件が温度変化
が著しい時であることが本発明者により知見された。請
求項５の発明は、温度変化が著しい時に換算基準を校正
することで、環境が変化してもオープン制御測距手段に
より高速かつ高精度で合焦させることができる。
【００２９】また、請求項６に記載の発明による電子的
撮像装置は、フォーカスレンズ群が移動して被写体像を
結像させる撮像レンズと、前記撮像レンズを介して得ら
れた被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段
と、前記撮像手段が出力する画像信号を用いて前記撮像
レンズの合焦状態を検出するＴＴＬ合焦状態判定手段
と、前記撮像手段から得られた画像信号を用いて画像を
記録し、また、記録した画像を再生する記録再生手段
と、被写体距離を測距するオープン制御測距手段と、前
記フォーカスレンズ群の位置または移動量を検出するフ
ォーカスレンズ群位置検出手段と、前記オープン制御測
距手段が測距した被写体距離を前記フォーカスレンズ群
の合焦レンズ位置に換算する換算基準を用いて合焦レン
ズ位置を得て、前記フォーカスレンズ群を合焦レンズ位
置まで移動するように駆動する駆動制御手段と、を備え
る電子的撮像装置であって、前記換算基準を校正する必
要があると判断される場合に前記駆動制御手段は、前記
ＴＴＬ合焦状態判定手段により得られる合焦状態に基づ
いて前記フォーカスレンズ群を移動により合焦させ、前
記フォーカスレンズ群位置検出手段により合焦レンズ位
置または移動量を検出させ、前記オープン制御測距手段
により被写体距離を測距させ、合焦時の合焦レンズ位置
または移動量ならびに被写体距離を用いて換算基準を校
正することを特徴とする。
【００３０】請求項６の発明により、ＴＴＬ合焦状態判
定手段を用いてフォーカスレンズ群を正確な合焦レンズ
位置へ移動させ、このフォーカスレンズ群の合焦レンズ
位置または移動量、ならびに、オープン制御測距手段を
用いて測距した被写体距離を用いて換算基準を適宜自動
的に校正して常に正確な換算基準を維持するようにし
た。したがって、オープン制御測距手段が測距した被写
体距離が常に正確な合焦レンズ位置に換算されて、フォ
ーカスレンズ群は常に正しい合焦レンズ位置へ移動する
ため、撮像レンズが合焦状態で被写体像を結像させる自
動焦点調節装置を搭載した電子的撮像装置を提供するこ
とができる。
【００３１】また、請求項７記載の発明による電子的撮
像装置は、請求項６に記載の電子的撮像装置において、
前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、また、レン
ズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表され、前記
オープン制御測距手段が測距して得た被写体距離の逆数
と前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した合焦
レンズ位置とを通過するようにレンズ合焦曲線をシフト
するか、もしくは予め記憶された複数のレンズ合焦曲線
情報から前記被写体距離の逆数と前記合焦レンズ位置と
を通過するような曲線を選択することで換算基準を校正
することを特徴とする。
【００３２】また、請求項８記載の発明による電子的撮
像装置は、請求項６に記載の電子的撮像装置において、
前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、また、レン
ズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表され、前記
フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した移動量を、
校正前の換算基準から得られた合焦レンズ位置に加算し
て新しい合焦レンズ位置を演算し、前記オープン制御測
距手段が測距して得た被写体距離の逆数と演算された合
焦レンズ位置とを通過するようにレンズ合焦曲線をシフ
トするか、もしくは予め記憶された複数のレンズ合焦曲
線情報から前記被写体距離の逆数と前記合焦レンズ位置
とを通過するような曲線を選択することで換算基準を校
正することを特徴とする。
【００３３】請求項７，８の発明により、電子的撮像装
置の駆動制御手段にプログラム化が可能な換算基準の校
正手法を提供することができる。
【００３４】また、請求項９記載の発明による電子的撮
像装置は、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の電
子的撮像装置において、前記撮像レンズはズームレンズ
群を有するズームレンズであって、ズーム比が予め定め
られた範囲を超えて変化する場合に換算基準は校正され
る必要があると判断され、少なくとも一回は換算基準が
校正されることを特徴とする。
【００３５】換算基準を校正する時期的条件がズームレ
ンズのズーム比の変更時であることが本発明者により知
見された。請求項９の発明は、ズームレンズのズーム比
の変更時に換算基準を校正することで、撮像レンズの高
倍ズーム化を行ってもオープン制御手段により高速かつ
高精度で合焦させる自動焦点調節装置を搭載した電子的
撮像装置を提供することができる。
【００３６】また、請求項１０記載の発明による電子的
撮像装置は、請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の
電子的撮像装置において、温度を計測する温度計測手段
と、前記温度計測手段が計測した温度を記憶する温度記
憶手段と、を備え、前記温度記憶手段が記憶する前回の
校正時の温度と前記温度計測手段により計測された温度
とが予め定められた範囲を越えて変化する場合に換算基
準は校正される必要があると判断され、少なくとも一回
は換算基準が校正されることを特徴とする。
【００３７】換算基準を校正する時期的条件が温度変化
が著しい時であることが本発明者により知見された。請
求項１０の発明は、温度変化が著しい時に換算基準を校
正することで、環境が変化してもオープン制御手段によ
り高速かつ高精度で合焦させる自動焦点調節装置を搭載
した電子的撮像装置を提供することができる。
【００３８】また、請求項１１記載の発明による電子的
撮像装置は、請求項６〜請求項１０の何れか１項に記載
の電子的撮像装置において、前記撮像レンズを他の撮像
レンズと交換可能とし、撮像レンズを交換した場合に換
算基準は校正される必要があると判断され、少なくとも
一回は換算基準が校正されることを特徴とする。
【００３９】換算基準を校正する時期的条件がレンズ交
換時であることが本発明者により知見された。請求項１
１の発明は、レンズ交換時に換算基準を校正すること
で、新しく装着されたレンズに対応してオープン制御手
段により高速かつ高精度で合焦させる自動焦点調節装置
を搭載した電子的撮像装置を提供することができる。
【００４０】また、請求項１２記載の発明による電子的
撮像装置は、請求項６〜請求項１１の何れか１項に記載
の電子的撮像装置において、２段スイッチのレリーズス
イッチを備え、前記レリーズスイッチの第１段スイッチ
が押された（レリーズスイッチの半押し状態）場合に換
算基準は校正される必要があると判断され、少なくとも
一回は換算基準が校正され、前記レリーズスイッチの第
２段スイッチが押された場合は前記オープン制御測距手
段の測距した被写体距離を合焦レンズ位置に換算して前
記フォーカスレンズ群を合焦レンズ位置まで移動するよ
うに駆動することを特徴とする。
【００４１】換算基準を校正する時期的条件が撮影時、
つまりレリーズスイッチを押すときであることが本発明
者により知見された。請求項１２の発明は、レリーズス
イッチの第１段スイッチを押した時に換算基準を校正
し、撮影するときは常にオープン制御手段により高速か
つ高精度で合焦させる自動焦点調節装置を搭載した電子
的撮像装置を提供する。この発明により連写により撮像
することも可能となる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、図示の実施形態によって本
発明の自動焦点調節装置および電子的撮像装置を一括し
て説明する。図１は本発明の自動焦点調節装置を有する
電子的撮像装置を示すブロック構成図である。
【００４３】自動焦点調節装置を備えた電子的撮像装置
１は、ズームレンズ群２・フォーカスレンズ群３・絞り
部４等からなる撮像レンズ鏡筒５と、ＣＣＤ６と、撮像
回路７と、Ａ／Ｄ変換回路８と、メモリ９と、Ｄ／Ａ変
換回路１０と、ＬＣＤ１１と、圧縮／伸長回路１２と、
記録用メモリ１３と、ＡＥ処理回路１４と、ＡＦ処理回
路１５と、ＣＰＵ１６と、ＴＧ１７と、ＣＣＤ駆動回路
１８と、絞りモータ駆動回路１９と、フォーカスモータ
駆動回路２０と、ズームモータ駆動回路２１と、絞り駆
動モータ２２と、フォーカスモータ２３と、ズームモー
タ２４と、操作ＳＷ２５と、ＥＥＰＲＯＭ２６と、電池
２７と、一組のＡＦレンズ２８１，２８２からなるＡＦ
ペアレンズ２８および一組のラインセンサ２９１，２９
２からなるＡＦセンサＩＣ２９を有するＡＦモジュール
３０と、ＡＦ用のＡ／Ｄ変換回路３１とをそれぞれ備え
ている。
【００４４】続いて、個々の構成について説明する。ズ
ームレンズ群２は変倍光学系（ズーム光学系）を構成す
る。フォーカスレンズ群３は合焦光学系を構成する。撮
像光学系は、これらズームレンズ群２およびフォーカス
レンズ群３により構成される。絞り部４は、この撮像光
学系を透過する光束の光量を調整する光量調節手段であ
り露光手段である。これらズームレンズ群２、フォーカ
スレンズ群３および絞り部４は、撮像レンズ鏡筒５に一
体に組み込まれ、本発明の一例の撮像レンズとなる。
【００４５】ＣＣＤ６は、撮像光学系により結像された
被写体像を光電変換する固体撮像素子である。撮像回路
７は、ＣＣＤ６が光電変換の後に出力した電気信号を受
けて各種の画像処理を施して所定の画像信号を生成す
る。Ａ／Ｄ変換回路８は、撮像回路７により生成された
アナログの画像信号をディジタルの画像データに変換す
る。これらＣＣＤ６、撮像回路７およびＡ／Ｄ変換回路
８は、本発明の一例の撮像手段である。
【００４６】メモリ９は、Ａ／Ｄ変換回路８が出力する
画像データを一時的に記憶するバッファメモリ等の一時
記憶手段である。Ｄ／Ａ変換回路１０は、メモリ９に一
時記憶された画像データを、表示出力に適する形態のア
ナログ信号の画像信号に変換の後に出力する。ＬＣＤ１
１は液晶表示装置であり、Ｄ／Ａ変換回路１０から出力
された画像信号を画像として表示する。
【００４７】圧縮／伸長回路１２は、圧縮回路および伸
長回路とを共に備えている。圧縮回路は、メモリ９に一
時記憶された画像データを読み出してこれを記録用メモ
リ１３の記録に適する形態とするために画像データの圧
縮処理や符号化等を行って圧縮画像データを生成して出
力する。伸長回路は、記録用メモリ１３に記録された圧
縮画像データを、再生・表示等を実行するのに最適な形
態とするために復号化や伸長処理等を施して画像データ
を生成して出力する。
【００４８】記録用メモリ１３は、圧縮画像データを記
録する記録媒体であり、たとえば電子的撮像装置１が内
蔵するフラッシュメモリなどの固体型の半導体メモリ
や、電子的撮像装置１に対して着脱自在に形成されるカ
ード形状やスティック形状のフラッシュメモリ等の半導
体メモリである。また、ハードディスクやフロッピーデ
ィスクなどの磁気記録媒体、ＭＯなどの光磁気記録媒体
など、様々な形態のものが適用され得る。これらメモリ
９，圧縮／伸長回路１２および記録用メモリ１３が本発
明の一例の記録再生手段である。
【００４９】ＡＥ処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路８か
らの出力された画像データを用いて自動露光（ＡＥ：Au
tomatic Exposure）動作を行なうのに必要なＡＥ信号を
検出してＡＥ評価値信号を出力する。ＡＦ処理回路１５
は、Ａ／Ｄ変換回路８から出力された画像データを用い
てＴＴＬ合焦状態判定手段の実行に必要なＴＴＬ−ＡＦ
（オートフォーカス）信号を検出してＴＴＬ−ＡＦ評価
値信号を出力する。
【００５０】ＣＰＵ（Central Proccessing Unit）１６
は、この電子的撮像装置１の全体を制御する制御手段で
ある。なお、詳しい制御については後述する。タイミン
グジェネレータ（以下、ＴＧという）１７は、所定のタ
イミング信号を発生させる。ＣＣＤ駆動回路１８は、Ｃ
ＣＤ６の駆動制御を行なう。
【００５１】ＡＦペアレンズ２８は、一組のＡＦレンズ
２８１、２８２を備えている。ＡＦセンサＩＣ２９は、
ＡＦペアレンズ２８のそれぞれのレンズ光軸上にあって
ＡＦペアレンズ２８からの被写体像を光電変換するＣＣ
Ｄ等のラインセンサ２９１、２９２を備えている。ＡＦ
モジュール３０は、ＡＦペアレンズ２８およびＡＦセン
サＩＣ２９が位置の調節もなされて一体に組み込まれ、
ＣＰＵ１６からの制御信号を受けて所定のタイミングで
ラインセンサ２９１、２９２の一次元画像信号を出力す
るモジュールである。この一次元画像信号は、オープン
制御測距手段を行なう際に必要な信号である。ＡＦモジ
ュール３０から出力される一次元画像信号により、ＣＣ
Ｄ６からの画像信号を用いないで、ＡＦ処理を行うこと
ができる。
【００５２】ＡＦ用のＡ／Ｄ変換回路３１は、ＡＦモジ
ュール３０より生成されたアナログの一次元画像信号を
ディジタルの画像データに変換する。なお、前述したＣ
ＰＵ１６は、ＡＦ用のＡ／Ｄ変換回路３１から出力され
た画像データをうけて三角測量の原理によって被写体距
離の計算も行う。
【００５３】絞り駆動モータ２２は、絞り部４を駆動し
てＣＣＤ６へ到達する光量を調節する。絞りモータ駆動
回路１９は、この絞り駆動モータ２２を駆動する。フォ
ーカスモータ２３はパルスモータであり、フォーカスレ
ンズ群３を駆動して合焦するように調節する。フォーカ
スモータ駆動回路２０は、このフォーカスモータ２３を
駆動する。ズームモータ２４は、ズームレンズ群２を駆
動してズーム比を変更する。ズームモータ駆動回路２１
は、このズームモータ２４を駆動制御する。
【００５４】ＥＥＰＲＯＭ（Electrically-erasable pr
ogrammable Read-Only Memory）２６は、電気的に書き
換え可能な読み出し専用メモリ等であってＣＰＵ１６に
電気的に接続されており、各種の制御等を行なうプログ
ラムや各種の動作を行なわせるために使用するデータ等
が予め記憶されている。操作スイッチ（以下、スイッチ
をＳＷと表記する。）２５は各種の操作スイッチ群であ
ってＣＰＵ１６に電気的に接続されており、各種の動作
を行なわしめる指令信号を発生させる。
【００５５】操作ＳＷ２５としては、たとえば電子的撮
像装置１を起動させ電源供給を行なわせる指令信号を発
生させる主電源ＳＷや、撮影動作（記録動作）等を開始
させる指令信号を発生させるレリーズＳＷ、再生動作を
開始させる指令信号を発生させる再生ＳＷ、撮影光学系
のズームレンズ群２を移動させて変倍動作を開始させる
ための指令信号を発生させるズームＳＷ（ズームアップ
ＳＷおよびズームダウンＳＷ）等がある。
【００５６】また、レリーズＳＷは、撮影動作に先立っ
て行なうＡＥ処理およびＡＦ処理を開始させる指示信号
を発生させる第一段スイッチ（以下、１ｓｔ．レリーズ
ＳＷという）と、実際の撮像処理を開始させる指示信号
を発生させる第二段スイッチ（以下、２ｎｄ．レリーズ
ＳＷという）との二段スイッチによって構成されたスイ
ッチが一般的に使用されている。本実施形態では２ｎ
ｄ．レリーズＳＷがＯＮの場合は常に１ｓｔ．レリーズ
ＳＷもＯＮとなるように構成されている。電池２７は、
以上説明した電子的撮像装置１の各構成に電力を供給す
る電源電池である。なお、図示しないものの温度計測手
段がＣＰＵ１６に接続されており、電子的撮像装置内外
の温度を計測するようになされている。そして、温度計
測手段が計測した温度を記憶する温度記憶手段が接続さ
れている。これは、ＥＥＰＲＯＭ２６を用いたり、ＣＰ
Ｕ１６が内蔵する内部記憶部やレジスタとしてもよい。
【００５７】続いて、このように構成された電子的撮像
装置１の動作および信号の流れについて以下に説明す
る。電子的撮像装置１では各部が独立して複数の動作を
行っている。このような動作としては、オープン制御測
距手段によるＡＦ処理、ＴＴＬ合焦判定手段によるＡＦ
処理、ＡＥ処理、ズーム駆動処理、ズーム停止処理およ
び、ＡＦ校正処理、ＴＧの役割、記録再生動作があり、
以下、これらを分けて説明する。
【００５８】まず、オープン制御測距手段によるＡＦ処
理について説明する。本発明の自動焦点調節装置が備え
る一例のオープン制御測距手段は、ＣＰＵ１６、ＡＦモ
ジュール３０およびＡ／Ｄ変換回路３１であり、これら
を用いて被写体距離が測距され、この被写体距離を用い
てＡＦ処理が行われる。図２に本実施形態のオープン制
御測距手段の一例であるＡＦモジュール３０の測距方法
の説明図を示す。
【００５９】図２で示すように、ＡＦモジュール３０
は、被写体位置Ｐにある被写体を２つのＡＦレンズ２８
１、２８２とラインセンサ２９１、２９２によって撮像
し、出力された２つの一次元画像信号（アナログ信号）
はＡ／Ｄ変換回路３１によってディジタルの画像データ
に変換され、ＣＰＵ１６に読み取られる。
【００６０】この２つのラインセンサ２９１、２９２の
それぞれに撮像された被写体像は、図２に示すように被
写体距離Ｌによって撮像される位置がシフトするため、
このシフト値ＸをＣＰＵ１６が演算処理をして求めて、
ＡＦモジュール３０の光軸間距離である基線長Ｂと焦点
距離ｆとから、被写体距離Ｌを次式によって計算するこ
とができる。
【００６１】
【数１】シフト値 Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２＝Ｂ・ｆ／Ｌ
【００６２】なお、このような、シフト値の演算方法に
ついては、たとえば特開２０００−１４６５７２号公報
等にも述べられている。この被写体距離ＬはＣＣＤ６の
出力とは無関係に算出されながらも、この結果をもとに
フォーカスモータ２３によりフォーカスレンズ群３を駆
動して、ＣＣＤ６が撮像する画像の自動焦点調節を行な
うのでオープン制御であり、ＡＦモジュール３０、Ａ／
Ｄ変換回路３１およびＣＰＵ１６はオープン制御測距手
段の役目を果たしている。
【００６３】ＣＰＵ１６は、被写体距離Ｌを用いてフォ
ーカスレンズ群３の合焦レンズ位置を算出する。この算
出方法を説明する。図３は被写体距離を合焦レンズ位置
に換算する換算基準を説明する説明図であり、図３
（ａ）は通常レンズの換算基準の説明図、図３（ｂ）は
バリフォーカルレンズの換算基準の説明図である。図３
（ａ）において、換算基準であるレンズ合焦曲線Ｃ１，
Ｃ２が図示されているが、ここではＣ１を用いて説明す
る。
【００６４】Ｌを被写体距離とすると、ＣＰＵ１６は逆
数である１／Ｌを求め、レンズ制御曲線Ｃ１に対応する
フォーカスレンズ群３の合焦レンズ位置Ａを算出する。
そして、フォーカスモータ駆動回路２０を介してフォー
カスモータ２３を駆動制御することによりフォーカスレ
ンズ群３が合焦レンズ位置Ａへ移動するよう駆動して合
焦状態とする。
【００６５】レンズ位置もしくは移動量は、本実施形態
ではパルスモータであるフォーカスモータ２３を駆動し
たパルス数のカウント数を計算することで求められる。
ＣＰＵ１６は、パルス数をカウントして所定回数に達し
たときにパルスモータを停止させれば、フォーカスレン
ズ群３は合焦レンズ位置Ａで停止して合焦状態になる。
この場合、フォーカスレンズ群位置検出手段はＣＰＵ１
６である。なお、モータがサーボモータの場合には、図
示しないものの、ＣＰＵ１６に加えモーター軸等にエン
コーダなどが別途フォーカスレンズ群位置検出手段とし
て必要となる
【００６６】なお、オープン制御測距手段は先に説明し
たＡＦモジュール３０のような外光三角測距方式のほか
に、アクティブ方式の測距手段がある。この方式は、赤
外光等を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ ）等の発光
手段と、この発光手段からの照射光の被写体による反射
光を受光する光位置検出素子（ＰＳＤ：Ｐosition Ｓen
sitive Ｄevice ）等の受光手段とを有してなるもので
ある。つまり、発光手段によって赤外光等を被写体に向
けて照射すると、この照射光は被写体によって反射され
て受光手段によって受光される。
【００６７】このときの受光手段の出力を検出すること
により、照射光と反射光とのなす角度から被写体までの
距離を算出する三角測量法を応用したものである。ＡＦ
モジュール３０に代えて、このようなアクティブ方式の
オープン制御測距手段を搭載することもできる。オープ
ン制御測距手段によるＡＦ処理はこのようなものであ
る。
【００６８】続いて、ＴＴＬ合焦判定手段によるＡＦ処
理について説明する。本電子的撮像装置１の撮像レンズ
鏡筒５における撮影光学系を透過した被写体からの光束
（以下、被写体光束という）は、ＣＣＤ６の受光面に至
りここに被写体像が結像される。なお、絞り部４は、こ
の状態では開放状態となっている。
【００６９】ＣＣＤ６の受光面上に結像された被写体像
は、ＣＣＤ６による光電変換処理により電気的な信号に
変換されて撮像回路７に出力される。この撮像回路７で
は、上述したようにＣＣＤ６から入力された信号に対し
て各種の画像処理が施され、これによって所定の画像信
号が生成される。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路８に
出力されてディジタルの画像データに変換された後、メ
モリ９に一時的に格納される。
【００７０】メモリ９に格納された画像データは、Ｄ／
Ａ変換回路１０へと出力される。Ｄ／Ａ変換回路１０
は、画像データを変換し、アナログ信号であって、表示
出力するのに最適な形態の画像信号を出力する。ＬＣＤ
１１はこの画像信号を用いて画像を表示出力する。つま
り、このＬＣＤ１１は、ＣＣＤ６により取得した画像信
号を連続的に表示し続けることによって、撮影範囲を決
定するためのファインダー手段としての役割をしてい
る。
【００７１】Ａ ／Ｄ変換回路８によってディジタル化
された画像データは、上述のメモリ９とは別にＡＦ処理
回路１５に対しても出力される。ＡＦ処理回路１５にお
いては、入力された画像データを受けて一画面分の画像
データの高周波成分がハイパスフィルタ（ＨＰＦ ）等
を介して抽出され、高周波成分を累積加算する演算処理
等が行なわれる。
【００７２】これによって高域側の輪郭成分量等に対応
するＴＴＬ−ＡＦ評価値が算出される。そして、このＴ
ＴＬ−ＡＦ評価値はＣＰＵ１６に出力される。以下、Ｃ
ＰＵ１６は、フォーカスレンズ群３を移動させて各位置
においてＴＴＬ−ＡＦ評価値を取得し、高周波成分が最
も多い位置を合焦レンズ位置Ａｆと決定する。
【００７３】この動作を説明する。図４は、本実施形態
の自動焦点調節装置のＴＴＬ合焦状態判定手段の動作説
明図である。図４の特性をによれば、レンズ位置を横軸
に、また、高周波成分の累積値を縦軸にとり、高周波成
分が最も多い位置を合焦レンズ位置Ａｆと判定すること
となる。ＴＴＬ合焦状態判定手段は、この位置を合焦レ
ンズ位置Ａｆと判定する。例えばＣＰＵ１６が高周波成
分を累積加算値で最大となる箇所を選出する動作であ
る。ＡＦ処理回路１５とＣＰＵ１６は、このようにＴＴ
Ｌ合焦状態判定手段の役目を果たしている。
【００７４】上述のようにＡＦ処理回路１５において算
出されるＴＴＬ−ＡＦ評価値から合焦レンズ位置Ａｆが
得られたとき、ＣＰＵ１６はフォーカスレンズ群３をそ
の合焦レンズ位置Ａｆで停止させてＡＦ処理を終了す
る。この場合も、合焦レンズ位置もしくは移動量は、本
実施形態ではパルスモータであるフォーカスモータ２３
を駆動したパルス数のカウント数を計算することで求め
られる。
【００７５】ＣＰＵ１６は、フォーカスレンズ群３が合
焦レンズ位置Ａｆで停止して合焦するまでのパルス数を
カウントしており、このカウント数から合焦レンズ位置
または移動量を算出できる。この場合、フォーカスレン
ズ群位置検出手段はＣＰＵ１６である。なお、モータが
サーボモータの場合には、図示しないものの、ＣＰＵ１
６に加え、モーター軸等にエンコーダなどが別途フォー
カスレンズ群位置検出手段として必要となるＴＴＬ合焦
判定手段によるＡＦ処理はこのようなものである。
【００７６】続いて、ＡＥ処理について説明する。上述
したようにＣＣＤ６、Ａ／Ｄ変換回路８により取得され
たディジタルの画像データは、上述のメモリ９とは別に
ＡＥ処理回路１４ に対しても出力される。ＡＥ処理回
路１４においては、入力されたディジタルの画像データ
を受けて一画面分の画像データの輝度値に対して累積加
算等の演算処理等が行なわれる。これにより被写体の明
るさに応じたＡＥ評価値が算出される。このＡＥ評価値
はＣＰＵ１６に出力される。ＡＥ処理回路１４は、ＣＣ
Ｄ６により取得された画像信号に基づいて被写体の明る
さを検出する輝度検出手段であり測光手段の役目をして
いる。ＣＰＵ１６は、ＡＥ処理回路１４において算出さ
れるＡＥ評価値等に基づいて絞りモータ駆動回路１９に
制御信号を出力して、絞りモータ２２を駆動すること
で、絞り部４の絞り量を適正なものとなるように調整す
るＡＥ処理を行なう。ＡＥ処理はこのようなものであ
る。
【００７７】続いて、ズーム駆動処理およびズーム停止
処理について説明する。上述したＡＥ処理による光量調
整動作、および、オープン制御測距手段・ＴＴＬ合焦判
定手段によるＡＦ処理による合焦動作がなされたのち、
操作者は、操作ＳＷ２４のうちのズームアップＳＷまた
はズームダウンＳＷ（図示せず）を押してズーム駆動処
理が開始される。
【００７８】例えば、操作者がズームアップＳＷを押す
と、ＣＰＵ１６は、ズームモータ駆動回路２１を介して
ズームモータ２４を駆動制御し、ズームレンズ群２を光
軸方向に移動させるズーム駆動処理を行なう。ズーム駆
動処理による変倍動作は、ズームアップＳＷが押されて
いる間は連続して行われる。ズーム駆動処理はこのよう
な動作をいう。
【００７９】そして、操作者がＬＣＤ１１に表示された
画像を確認して所望の画像が得られたと判断した場合に
ズームアップＳＷを離すと、ＣＰＵ１６はズーム駆動処
理を停止するズーム停止処理を行う。ズーム停止処理は
このような動作をいう。このようにズームモータ２４お
よびズームモータ駆動回路２１は、ズームレンズ群２を
移動させることにより撮影光学系の変倍動作（ズーム動
作）を行なわせるズーム駆動手段の役目をしている。
【００８０】続いて、ＡＦ校正処理について説明する。
先に説明したズームアップ（ダウン）ＳＷによってズー
ムレンズ群２が移動するような場合、外気もしくは内部
発熱によって撮像レンズ鏡筒５の温度が変化した場合、
撮像レンズが交換された場合、または、レリーズスイッ
チが押された場合には、図３（ａ）で示すように、変換
基準であるレンズ合焦曲線Ｃ１の変化３２が生じて、実
際にはレンズ合焦曲線Ｃ２が正しいという状態になるこ
とがある。この場合、レンズ合焦曲線Ｃ１の再校正が必
要となる。
【００８１】この場合、ＴＴＬ合焦状態判定手段を用い
てＡＦ処理を行って任意の被写体に対して合焦レンズ位
置Ａｆを検出する。同時に、オープン制御測距手段によ
り同じ被写体を測距して被写体距離を求め、さらに先の
数１を用いる演算によって得たシフト値Ｘｆに対する１
／被写体距離（１／Ｌｆ）を求める。なお、シフト値Ｘ
と１／被写体距離（１／Ｌ）との関係は、例えば図５で
示すような特性の関係を有している。
【００８２】この結果を図３（ａ）のレンズ合焦曲線Ｃ
１にフィードバックすると、新たに校正されたレンズ合
焦曲線Ｃ２を得ることができる。具体的には交点（１／
Ｌｆ，Ａｆ ）を通過するようにレンズ合焦曲線Ｃ２を
シフトするというものである。校正には複数回の異なる
距離の被写体に対する測定結果を使うことができ、校正
精度を向上させることができるが、この場合校正時間を
要する。これらは状況を勘案して適宜設定するようにし
ても良い。また、バリフォーカルレンズのように、図３
（ｂ）に示す無限遠のレンズ位置が変わるだけでなくレ
ンズ合焦曲線そのものも変化する場合がある。この場合
でも、変化するレンズ合焦曲線のうち多数のレンズ合焦
曲線に係る座標データまたは曲線の数式を予めメモリ
（例えば、ＥＥＰＲＯＭ２６やＣＰＵ１６に内蔵された
図示しない内部メモリなど）に記憶させておき、得られ
た交点（１／Ｌｆ，Ａ ｆ ）もしくはこの交点の近傍を
通過するレンズ合焦曲線を選択することによりＡＦ校正
処理を行うことができる。ＡＦ校正処理は、以上、説明
したような処理である。
【００８３】続いて、ＴＧ１７の役割について説明す
る。ＴＧ１７からは所定のタイミング信号がＣＰＵ１６
・撮像回路７・ＣＣＤ駆動回路１８へと出力されてい
る。ＣＰＵ１６は、このタイミング信号に同期させて各
種の制御を行なう。撮像回路７は、ＴＧ１７のタイミン
グ信号を受けて、これに同期させて色信号の分離等の各
種の画像処理を行なう。ＣＣＤ駆動回路１８は、ＴＧ１
７のタイミング信号を受けて、これに同期させてＣＣＤ
６の駆動制御を行なう。このように、ＣＰＵ１６・撮像
回路７・ＣＣＤ駆動回路１８とで同期させて画像データ
を取得することができる。
【００８４】続いて記録再生処理について説明する。こ
のような電子的撮像装置１を用いて、操作者が撮影する
被写体を決定して、電子的撮像装置１の１ｓｔ．レリー
ズＳＷを押すと、電子的撮像装置１は、ＡＥ処理および
ＡＦ処理を行う。絞り部４は、通常の状態に続き１ｓ
ｔ．レリーズ信号を受けて行なわれるＡＥ処理の実行時
にも開放状態となっている。
【００８５】続いて、２ｎｄ ．レリーズ信号を受け
て、撮像処理が開始される。なお、この場合は絞り部４
は露光を調節する処理を行う。撮像処理が実行される
と、その指令信号の発生時点においてメモリ９に格納さ
れている画像データは、圧縮／伸長回路１２にも出力さ
れる。このとき同画像データに対しては、圧縮／伸長回
路１２の圧縮回路によって圧縮処理が施され、その後、
記録するのに最適な形態の圧縮画像データに変換されて
記録用メモリ１３に記録され、記録動作が完了する。
【００８６】また、操作者が、操作ＳＷ２５のうち再生
動作を行なうべき指令信号を発生させる再生ＳＷ（図示
せず）がオン状態となるように操作すると、これによっ
て再生動作が開始される。すると、記録用メモリ１３に
圧縮された形態で記録されている圧縮画像データは圧縮
／伸長回路１２に出力され、伸長回路によって復号化処
理や伸長処理等が施されて画像データとなり、メモリ９
に出力されて一時的に記憶される。さらに、この画像信
号はＤ／Ａ 変換回路１０に出力され、表示出力するの
に最適な形態のアナログの画像信号に変換された後、Ｌ
ＣＤ１１ に出力されて再生表示がなされる。
【００８７】続いて、電子的撮像装置１を用いて撮影が
実行される際の自動焦点調節装置の各部の動作および信
号の流れを以下に説明する。図６，図７は、電子的撮像
装置１による撮影処理の流れを説明するフローチャート
であり、２つのフローを組み合わせて１のフローとな
る。本電子的撮像装置１の操作ＳＷ２５の中の１つであ
る主電源ＳＷがオン状態になると、ＣＰＵ１６はこの撮
影処理のシーケンスを実行する。
【００８８】本電子的撮像装置１の電源ＳＷが投入され
ると、ＣＰＵ１６は、図６で示すように、まずイニシャ
ル処理を行なう（ステップＳ１）。イニシャル処理は、
たとえば、記録用メモリ１３の容量チェック、電池２７
の電圧チェック、撮像レンズ鏡筒５の繰り出し等であ
る。続いて、ＣＰＵ１６は、ＡＦ校正済みフラグＡＦＣ
Ｆ（以下、単にＡＦＣＦという）をクリア（＝０）にす
る（ステップＳ２）。ＡＦＣＦはＡＦシステムがＡＦ校
正処理（以下単に校正という）を行っていない場合にフ
ラグ０、校正済みになるとフラグ１が立てられる。
【００８９】ＣＰＵ１６は、ＡＦＣＦが０か否か、すな
わち校正が行われたか否かを調べ、校正がされていない
（ＡＦＣＦ＝０）場合はステップＳ４へ進み、校正済み
（ＡＦＣＦ＝１）の場合はステップＳ１０の先頭へジャ
ンプする（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ１６は、上
述したような校正を行なう（ステップＳ４）。
【００９０】ステップＳ４で行なわれる校正は、撮影者
が被写体を撮影しようとしている状態では必ずしもない
ため、被写体条件が悪く、校正がうまくいかない場合が
ある。そこで、校正が完了しているか否か確認をし（ス
テップＳ５）、校正が完了しているならばステップＳ６
へ進んでＡＦＣＦ＝１、つまり校正済みとし（ステップ
Ｓ６）、完了していないならばステップＳ１０の先頭へ
ジャンプする。
【００９１】続いて、再度のＡＦ校正処理（以下再校正
という）の是非についてを判断する処理であって、再校
正を行う条件である時間条件・温度条件について判断す
る処理へ移行する。ステップＳ６の終了後、同時に行わ
れているタイマーカウント処理におけるタイマーカウン
ト値ｔをクリアしてｔ＝０とし（ステップＳ７）、図示
しない温度計測手段は現在の撮像レンズ鏡筒５の温度Ｔ
を計測し、図示しない温度記憶手段が記憶する撮像レン
ズ鏡筒５の温度Ｔ０を、この温度Ｔに書き換るようにセ
ットする（ステップＳ８）。
【００９２】まず、再校正を行う条件である時間条件に
ついて判断する。ｔは定期的に校正を実施するためのタ
イマーであり、定周期の割り込みタイマーによってタイ
マーカウント処理が行われた場合にカウントアップされ
（ステップＳ９）、タイマーカウント値が許容時間δｔ
を超えたと判断されたならば（ステップＳ１０）、ＡＦ
ＣＦがクリア、つまり未校正であるとされ（ステップＳ
１１）、後でステップＳ４の先頭に戻って再びＡＦ校正
処理が実施される。
【００９３】続いて、再校正を行う条件である温度条件
について判断する。撮像レンズ鏡筒５の現在温度である
値Ｔと過去の温度Ｔ０との変動が、許容温度変動ΔＴを
超えているか否かが判断され（ステップ１２）、ΔＴを
超えているならばＡＦＣＦがクリア、つまり未校正であ
るとされ（ステップＳ１３）、後でステップＳ４の先頭
に戻って再びＡＦ校正処理が実施される。校正はこのよ
うに時間条件・温度条件により適宜実施される。
【００９４】続いて、図７で示すように、ズームアップ
ＳＷまたはズームダウンＳＷ（以下、単にズームＳＷと
いう）を監視し、ズームＳＷがＯＮか否かが判断され
（ステップＳ１４）、ＯＮならばステップＳ１５の先頭
へ進み、ＯＦＦならばステップＳ１８の先頭へジャンプ
する。スームＳＷがＯＮの場合、ズーム駆動処理がなさ
れる（ステップＳ１５）。先に説明したが、ズーム駆動
処理は、ズームレンズ群２・ズームモータ駆動回路２１
を介してズームモータ２４を駆動制御することによりズ
ーレレンズ群２を光軸方向に移動させる処理である。
【００９５】そしてズームＳＷを押すのを止める、つま
りズームＳＷのＯＦＦが検出されるまで続き（ステップ
Ｓ１６）、ズームＳＷを押すのを止めたときにズーム停
止処理によりズームレンズ群２の移動が停止する（ステ
ップＳ１７）。そして、ＡＦＣＦがクリアされ（ステッ
プ１８）、後に再校正がステップＳ４で実施される。
【００９６】続いて、撮像処理へ移行する。１ｓｔ．レ
リーズＳＷがＯＮか否か判断され（ステップＳ１９）、
ＯＮであるならば画像信号を取得する前処理としてＡＥ
処理を行う（ステップＳ２０）。ＡＥ処理では、撮影光
学系は絞り部４で開放状態から光量を調整する動作が行
なわれ、適正光量にて合焦された状態となる。
【００９７】続いてＡＦ処理を行なわれる。ここで、Ａ
ＦＣＦが１か０かでＡＦ処理方法が異なり、ＡＦＣＦが
チェックされる。ＡＦＣＦ＝１か否かが判断され（ステ
ップＳ２１）、ＡＦＣＦ＝１、すなわち校正済みである
場合は先に説明したオープン制御測距手段によりＡＦ処
理がなされて（ステップＳ２２）、フォーカスレンズ群
３を速やかに合焦レンズ位置に移動する。
【００９８】また、ＡＦＣＦ＝０、すなわち校正済みで
なければＴＴＬ合焦状態判定手段によるＡＦ処理がなさ
れ（ステップＳ２３）、そののちステップＳ４と同様の
ＡＦ校正処理がなされる（ステップＳ２４）。そして、
ＡＦＣＦ＝１、つまり校正済みとされ（ステップＳ２
５）、タイマーのクリア（ステップＳ２６）、撮像レン
ズ鏡筒５温度のメモリＴ０が現在温度にセットされ（ス
テップＳ２７）、以降オープン制御測距手段により高速
のＡＦ処理の実施が可能となる。
【００９９】次に２ｎｄ．レリーズＳＷのＯＮが検出さ
れたならば（ステップＳ２８）、撮像処理が行なわれて
画像データがメモリ９に一時記憶される（ステップＳ２
９）。メモリ９に格納された画像データは、圧縮／伸長
回路１２ にも出力され、圧縮／伸長回路１２の圧縮回
路によって圧縮処理が施され、その後、記録に最適な形
態の圧縮画像データに変換されて記録用メモリ１３ に
記録される。
【０１００】本実施形態では、このまま２ｎｄ．レリー
ズＳＷが押下されつづけると自動的に連写モードとなる
が、ステップＳ２４でＡＦ校正処理がなされているた
め、連写では高速のオープン制御測距手段によるＡＦ処
理が可能となり、動体測距が実現できる。
【０１０１】続いて、電源ＳＷを監視する処理へ移行す
る。ステップＳ３０は電源ＳＷがＯＦＦされたかどうか
を監視し、電源ＳＷがＯＦＦであればステップＳ３１で
終了動作を行い、全ての処理を終えて電池２７との接続
を切断する。また、電源ＳＷがＯＦＦでないならばステ
ップＳ３の先頭へ戻り、以下、同様の処理を繰り返す。
ＣＰＵ１６は、以上説明したようなフローを行う。
【０１０２】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、電子的撮像
装置等に使用される自動焦点調節装置において、ＴＴＬ
合焦状態判定手段を極力使用せず、オープン制御測距手
段を大半の撮影で用いるようにしたため、ＴＴＬ合焦状
態判定手段の欠点である、合焦検出の遅いこと、消費電
力が多いこと、低輝度被写体に合焦検出誤差が大きいと
いう事態が改善できる。また、校正を行うため、鏡胴が
プラスチック製の安価な一般の電子スチルカメラ用撮像
レンズでも使用できるようになり、また従来、電子スチ
ルカメラでは実現できなかった動体測距や連写時のＡＦ
制御も可能となり、また将来の高倍率ズーム化や高画質
化に対しても対応できる。
【０１０３】総じて、ＴＴＬ合焦状態判定手段の利点で
ある高い合焦精度およびオープン制御測距手段の利点で
ある高速な合焦動作を共に実現する自動焦点調節装置お
よび電子的撮像装置を提供することができる。また鏡胴
がプラスチック製の安価な撮像レンズの使用やバリフォ
ーカルレンズの使用を可能とする自動焦点調節装置およ
び電子的撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である自動焦点調節装置を有
する電子的撮像装置を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態の自動焦点調節装置のオープ
ン制御測距手段の一例であるＡＦモジュール３０の測距
方法の説明図。
【図３】被写体距離を合焦レンズ位置に換算する換算基
準を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態の自動焦点調節装置のＴＴＬ
合焦状態判定手段の動作説明図である。
【図５】シフト値Ｘと１／被写体距離（１／Ｌ）との関
係を示す説明図である。
【図６】電子的撮像装置１による撮影処理の流れを説明
するフローチャート（その１）である。
【図７】電子的撮像装置１による撮影処理の流れを説明
するフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
１ 電子的撮像装置 ２ ズームレンズ群 ３ フォーカスレンズ群 ４ 絞り部 ５ 撮像レンズ鏡筒 ６ ＣＣＤ ７ 撮像回路 ８ Ａ／Ｄ変換回路 ９ メモリ １０ Ｄ／Ａ変換回路 １１ ＬＣＤ １２ 圧縮／伸長回路 １３ 記録用メモリ １４ ＡＥ処理回路 １５ ＡＦ処理回路 １６ ＣＰＵ １７ ＴＧ １８ ＣＣＤ駆動回路 １９ 絞りモータ駆動回路 ２０ フォーカスモータ駆動回
路 ２１ ズームモータ駆動回路 ２２ 絞り駆動モータ ２３ フォーカスモータ ２４ ズームモータ ２５ 操作ＳＷ ２６ ＥＥＰＲＯＭ ２７ 電池 ２８ ＡＦペアレンズ ２８１、２８２ ＡＦレンズ ２９ ＡＦセンサＩＣ ２９１、２９２ ラインセンサ ３０ ＡＦモジュール ３１ Ａ／Ｄ変換回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA01 BA11 BA31 CA01 CA14 CA19 CA21 2H051 AA00 BA47 BB01 BB11 CA17 CD21 CD25 CD30 DA02 EB13 FA47 FA52 FA61 FA76 GB12 5C022 AB02 AB12 AB27 AB66 AC32 AC42 AC54 AC69 AC73 AC74

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フォーカスレンズ群が移動して被写体像を
    結像させる撮像レンズと、 前記撮像レンズを介して得られた被写体像を撮像して電
    気信号を出力する撮像手段と、 前記撮像手段が出力する電気信号を用いて前記撮像レン
    ズの合焦状態を検出するＴＴＬ合焦状態判定手段と、 被写体距離を測距するオープン制御測距手段と、 前記フォーカスレンズ群の位置または移動量を検出する
    フォーカスレンズ群位置検出手段と、 前記オープン制御測距手段が測距した被写体距離を前記
    フォーカスレンズ群の合焦レンズ位置に換算する換算基
    準を用いて合焦レンズ位置を得て、前記フォーカスレン
    ズ群を合焦レンズ位置まで移動するように駆動する駆動
    制御手段と、 を備える自動焦点調節装置であって、 前記換算基準を校正する必要があると判断される場合に
    前記駆動制御手段は、 前記ＴＴＬ合焦状態判定手段により得られる合焦状態に
    基づいて前記フォーカスレンズ群を移動により合焦さ
    せ、 前記フォーカスレンズ群位置検出手段により合焦レンズ
    位置または移動量を検出させ、 前記オープン制御測距手段により被写体距離を測距さ
    せ、 合焦時の合焦レンズ位置または移動量ならびに被写体距
    離を用いて換算基準を校正することを特徴とする自動焦
    点調節装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の自動焦点調節装置におい
    て、 前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、また、レン
    ズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表され、 前記オープン制御測距手段が測距して得た被写体距離の
    逆数と前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した
    合焦レンズ位置とを通過するようにレンズ合焦曲線をシ
    フトするか、もしくは予め記憶された複数のレンズ合焦
    曲線情報から前記被写体距離の逆数と前記合焦レンズ位
    置とを通過するような曲線を選択することで換算基準を
    校正することを特徴とする自動焦点調節装置。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の自動焦点調節装置におい
    て、 前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、また、レン
    ズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表され、 前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した移動量
    を、校正前の換算基準から得られた合焦レンズ位置に加
    算して新しい合焦レンズ位置を演算し、 前記オープン制御測距手段が測距して得た被写体距離の
    逆数と演算された合焦レンズ位置とを通過するようにレ
    ンズ合焦曲線をシフトするか、もしくは予め記憶された
    複数のレンズ合焦曲線情報から前記被写体距離の逆数と
    前記合焦レンズ位置とを通過するような曲線を選択する
    ことで換算基準を校正することを特徴とする自動焦点調
    節装置。
  4. 【請求項４】請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の
    自動焦点調節装置において、 前記撮像レンズはズームレンズ群を有するズームレンズ
    であって、 ズーム比が予め定められた範囲を超えて変化する場合に
    換算基準は校正される必要があると判断され、少なくと
    も一回は換算基準が校正されることを特徴とする自動焦
    点調節装置。
  5. 【請求項５】請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の
    自動焦点調節装置において、 温度を計測する温度計測手段と、 前記温度計測手段が計測した温度を記憶する温度記憶手
    段と、 を備え、 前記温度記憶手段が記憶する前回の校正時の温度と前記
    温度計測手段により計測された温度とが予め定められた
    範囲を越えて変化する場合に換算基準は校正される必要
    があると判断され、少なくとも一回は換算基準が校正さ
    れることを特徴とする自動焦点調節装置。
  6. 【請求項６】フォーカスレンズ群が移動して被写体像を
    結像させる撮像レンズと、 前記撮像レンズを介して得られた被写体像を撮像して画
    像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像手段が出力する画像信号を用いて前記撮像レン
    ズの合焦状態を検出するＴＴＬ合焦状態判定手段と、 前記撮像手段から得られた画像信号を用いて画像を記録
    し、また、記録した画像を再生する記録再生手段と、 被写体距離を測距するオープン制御測距手段と、 前記フォーカスレンズ群の位置または移動量を検出する
    フォーカスレンズ群位置検出手段と、 前記オープン制御測距手段が測距した被写体距離を前記
    フォーカスレンズ群の合焦レンズ位置に換算する換算基
    準を用いて合焦レンズ位置を得て、前記フォーカスレン
    ズ群を合焦レンズ位置まで移動するように駆動する駆動
    制御手段と、 を備える電子的撮像装置であって、 前記換算基準を校正する必要があると判断される場合に
    前記駆動制御手段は、 前記ＴＴＬ合焦状態判定手段により得られる合焦状態に
    基づいて前記フォーカスレンズ群を移動により合焦さ
    せ、 前記フォーカスレンズ群位置検出手段により合焦レンズ
    位置または移動量を検出させ、 前記オープン制御測距手段により被写体距離を測距さ
    せ、 合焦時の合焦レンズ位置または移動量ならびに被写体距
    離を用いて換算基準を校正することを特徴とする電子的
    撮像装置。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の電子的撮像装置におい
    て、 前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、また、レン
    ズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表され、 前記オープン制御測距手段が測距して得た被写体距離の
    逆数と前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した
    合焦レンズ位置とを通過するようにレンズ合焦曲線をシ
    フトするか、もしくは予め記憶された複数のレンズ合焦
    曲線情報から前記被写体距離の逆数と前記合焦レンズ位
    置とを通過するような曲線を選択することで換算基準を
    校正することを特徴とする電子的撮像装置。
  8. 【請求項８】請求項６に記載の電子的撮像装置におい
    て、 前記換算基準は被写体距離の逆数を横軸に、また、レン
    ズ位置を縦軸としたレンズ合焦曲線として表され、 前記フォーカスレンズ群位置検出手段が検出した移動量
    を、校正前の換算基準から得られた合焦レンズ位置に加
    算して新しい合焦レンズ位置を演算し、 前記オープン制御測距手段が測距して得た被写体距離の
    逆数と演算された合焦レンズ位置とを通過するようにレ
    ンズ合焦曲線をシフトするか、もしくは予め記憶された
    複数のレンズ合焦曲線情報から前記被写体距離の逆数と
    前記合焦レンズ位置とを通過するような曲線を選択する
    ことで換算基準を校正することを特徴とする電子的撮像
    装置。
  9. 【請求項９】請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の
    電子的撮像装置において、 前記撮像レンズはズームレンズ群を有するズームレンズ
    であって、 ズーム比が予め定められた範囲を超えて変化する場合に
    換算基準は校正される必要があると判断され、少なくと
    も一回は換算基準が校正されることを特徴とする電子的
    撮像装置。
  10. 【請求項１０】請求項６〜請求項９の何れか１項に記載
    の電子的撮像装置において、 温度を計測する温度計測手段と、 前記温度計測手段が計測した温度を記憶する温度記憶手
    段と、 を備え、 前記温度記憶手段が記憶する前回の校正時の温度と前記
    温度計測手段により計測された温度とが予め定められた
    範囲を越えて変化する場合に換算基準は校正される必要
    があると判断され、少なくとも一回は換算基準が校正さ
    れることを特徴とする電子的撮像装置。
  11. 【請求項１１】請求項６〜請求項１０の何れか１項に記
    載の電子的撮像装置において、 前記撮像レンズを他の撮像レンズと交換可能とし、 撮像レンズを交換した場合に換算基準は校正される必要
    があると判断され、少なくとも一回は換算基準が校正さ
    れることを特徴とする電子的撮像装置。
  12. 【請求項１２】請求項６〜請求項１１の何れか１項に記
    載の電子的撮像装置において、 ２段スイッチのレリーズスイッチを備え、 前記レリーズスイッチの第１段スイッチが押された（レ
    リーズスイッチの半押し状態）場合に換算基準は校正さ
    れる必要があると判断され、少なくとも一回は換算基準
    が校正され、 前記レリーズスイッチの第２段スイッチが押された場合
    は前記オープン制御測距手段の測距した被写体距離を合
    焦レンズ位置に換算して前記フォーカスレンズ群を合焦
    レンズ位置まで移動するように駆動することを特徴とす
    る電子的撮像装置。
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