JP2003295044A

JP2003295044A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2003295044A
Application number: JP2002095483A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Uchida; 亮宏内田; Mitsufumi Misawa; 充史三沢
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】低輝度の被写体でも精度良くピントを合わせ
ることができるデジタルカメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラは、第１の撮影系１２Ａ
及び第２の撮影系１２Ｂを備えている。第１の撮影系１
２Ａのレンズ群１９Ａは、その画角αが第２の撮影系１
２Ｂのレンズ群１９Ｂの画角βよりも広い広角系の単焦
点レンズであり、第２の撮影系のレンズ群１９Ｂは望遠
系の単焦点レンズで構成される。第１の撮影系１２Ａの
ＣＣＤ１８Ａと第２の撮影系のＣＣＤ１８Ｂとは同一サ
イズであり、ＣＣＤ１８Ａは高画素数で且つ低感度のＣ
ＣＤで構成され、ＣＣＤ１８Ｂは低画素数で且つ高感度
のＣＣＤで構成される。ＡＦ制御は、低画素数で且つ高
感度のＣＣＤ１８Ｂで撮影された画像に基づいて行われ
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、デジタルカメラに
係り、特に、自動焦点調整機能を備えたデジタルカメラ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤ等の撮像素子を備えたデジ
タルカメラが数多く流通している。このようなデジタル
カメラでは、撮影時には、ＣＣＤの受光面に被写体像が
結像され、ＣＣＤの各センサで入射光量に応じた量の信
号電荷に変換される。そして、ＣＣＤに蓄積された信号
電荷を画素毎に読み取って画像データに変換し、この画
像データをメモリーカードなどの記録媒体に記録してい
る。

【０００３】また、複数の撮像素子を備えたデジタルカ
メラ撮像装置なども提案されている。例えば、特開平１
１−１２２５３６号公報には、白黒用とカラー用、ある
いは素子サイズの異なる複数のＣＣＤと、各ＣＣＤを駆
動する制御部とを備えて、光学レンズからの光信号を分
割して各ＣＣＤに受光させて、制御部で信号処理を行う
デジタルカメラが記載されている。この特開平１１−１
２２５３６号公報に記載の技術によれば、周囲の状況に
応じて撮影するＣＣＤを切り換えるようにしており、こ
れによって、周囲の状況に応じた画像を得ることができ
る。

【０００４】ところで、このようなデジタルカメラで
は、銀塩カメラと同様に、被写体との焦点距離調整を自
動的に行うオートフォーカス機能を備えたものが従来よ
り提案されている。

【０００５】オートフォーカス機能における焦点距離調
整方法では、レンズを移動しながら、ＣＣＤ等の撮像素
子から濃度データを入手してＡＦ評価値としてコントラ
スト値を算出し、該算出したコントラスト値に基づいて
合焦を行う方法がある。すなわち、レンズを予め定めら
れた初期位置から移動させながら、各レンズ位置におけ
るコントラスト値をＡＦ評価値として算出し、コントラ
スト値が最大値となるレンズ位置を合焦位置とすること
によってオートフォーカスを行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オート
フォーカス制御では高速に合焦位置を検出することが望
まれるため、長時間露出することができず、特に低輝度
の被写体に対してピントを合わせにくい場合がある。こ
の問題を解決するために、ＣＣＤの感度を上げるために
画素サイズを大きくしたり、ＣＣＤからの出力信号を増
幅することが考えられるが、画素サイズを大きくすると
単位面積当たりの画素数が少なくなり、ＣＣＤからの出
力信号を増幅するとノイズが大きくなって画像の品質が
劣化する、という問題がある。

【０００７】本発明は、上記問題を解決すべく成された
もので、低輝度の被写体でも精度良くピントを合わせる
ことができるデジタルカメラを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、第１の所定感度で被写体を
撮像する第１の撮像素子と、前記第１の撮像素子に前記
被写体の像を結像する第１のレンズと、を含む第１の撮
影系と、前記第１の所定感度を越えた第２の所定感度で
被写体を撮像する第２の撮像素子と、前記第２の撮像素
子に前記被写体の像を結像する第２のレンズと、を含む
第２の撮影系と、前記第１の撮像系により被写体を撮像
するときに、前記第１の撮像素子によって撮像する前記
被写体の撮像画像の明るさが予め定めた明るさ以下の場
合に、前記第２の撮像素子によって撮像する前記被写体
の撮像画像に基づいて焦点調整を行う焦点調整手段と、
を備えたことを特徴とする。

【０００９】この発明によれば、感度が異なる２つの撮
影系を備えている。各々の撮影系は、撮像素子と、この
撮像素子に被写体の像を結像させるためのレンズとを備
えている。

【００１０】例えば、第１の撮像素子には高画素数で低
感度の撮像素子が、第２の撮像素子は低画素数で高感度
の撮像素子が用いられる。この場合、例えば請求項２に
記載したように、前記第２の撮像素子は、前記第１の撮
像素子と略同一サイズで且つ前記第１の撮像素子よりも
画素数が少ない構成とすることができる。すなわち、第
２の撮像素子の１画素当たりの面積が第１の撮像素子の
１画素当たりの面積よりも大きくなるため、第２の撮像
素子の方が、第１の撮像素子と比較して高感度となる。

【００１１】焦点調整手段は、第１の撮像系により被写
体を撮像するときに、第１の撮像素子によって撮像する
被写体の撮像画像の明るさが予め定めた明るさ以下の場
合に、第２の撮像素子によって撮像する被写体の撮像画
像に基づいて焦点調整を行う。

【００１２】予め定めた明るさは、第１の所定感度で定
まる明るさであり、正確に焦点調整を行うことができな
い場合があると予想される明るさである。すなわち、第
１の撮像素子の感度が、第１の撮像素子により被写体を
撮像したときに、その撮像画像の明るさが予め定めた明
るさ以下になる場合があり、正確に焦点調整を行うこと
ができない場合が生じる程度の感度である場合には、第
１の撮像素子の感度を越えた第２の所定感度をもつ第２
の撮像素子で撮像する撮像画像に基づいて焦点調整を行
う。これにより、明るさが低い被写体を撮影した場合で
も正確に焦点調整を行うことができる。

【００１３】なお、焦点調整は、例えば第２のレンズを
予め定めた初期位置から徐々に移動させながら第２の撮
像素子によって撮像された撮像画像のコントラスト値を
求め、このコントラスト値が最大となる位置を合焦位置
とすることによって行われる。

【００１４】また、請求項３にも記載したように、前記
第２のレンズの焦点距離は、前記第１のレンズの焦点距
離よりも長く、かつ前記第１の撮像素子による撮影範囲
の予め定めたフォーカス領域の画素数と前記第２の撮像
素子の画素数とが略同一となるように定められ、前記焦
点調整手段は、前記第２の撮像素子によって撮像された
前記被写体の撮像画像に基づいて焦点調整を行うように
構成することができる。

【００１５】この発明によれば、第２のレンズの焦点距
離が第１のレンズの焦点距離よりも長いため、第２の撮
像素子による撮像画像は、第１の撮像素子による撮像画
像を拡大した画像となると共に、第１の撮像素子のフォ
ーカス領域の画素数が第２の撮像素子の画素数と略同一
であるため、第２の撮像素子による撮像画像全体が第１
の撮像素子による撮像画像のフォーカス領域の画像とな
る。すなわち、第２の撮像素子による撮像画像は、第１
の撮像素子による撮像画像のフォーカス領域を高感度で
拡大撮影した画像となる。このため、正確に焦点を合わ
せることができる。

【００１６】また、請求項２記載の発明において、前記
被写体の輝度を検出する検出手段をさらに備えると共
に、前記第１のレンズの焦点距離と前記第２のレンズの
焦点距離とが略同一であり、前記焦点調整手段は、前記
被写体の輝度が所定値以下の場合には前記第２の撮像素
子で撮像する前記被写体の撮像画像に基づいて焦点調整
し、前記被写体の輝度が前記所定値を越えた場合には前
記第１の撮像素子で撮像する前記被写体の撮像画像に基
づいて焦点調整を行うようにしてもよい。これにより、
第１のレンズ及び第２のレンズに同一のレンズを用いる
ことができるため、安価に構成することができる。

【００１７】また、被写体を撮像する第１の撮像素子
と、前記第１の撮像素子と略同一の第２の撮像素子と、
前記被写体からの入射光を前記第１の撮像素子及び前記
第２の撮像素子に分岐させる分岐手段と、前記第１の撮
像素子及び前記第２の撮像素子に前記被写体の像を結像
させるためのレンズと、を含む撮影系と、前記第１の撮
像系により被写体を撮像するときに、前記第１の撮像素
子によって撮像する前記被写体の撮像画像の明るさが予
め定めた明るさより低い場合に、前記第２の撮像素子に
よって撮像する前記被写体の撮像画像に基づいて焦点調
整を行うように構成してもよい。この場合、第２の撮像
素子を駆動することによって焦点調整を行う。これによ
り、同一の像に基づいて焦点調整が行われるため、より
正確な焦点調整を行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、図面を参
照して本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。

【００１９】図１には本発明の実施の形態に係るデジタ
ルカメラのブロック図を示す。このデジタルカメラ１０
は、それぞれ独立した２つの撮影系（第１の撮影系１２
Ａ及び第２の撮影系１２Ｂ）を有しており、それぞれ撮
影光学系１４Ａ、１４Ｂを介してＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂ
の受光面に被写体像を結像するようになっている。

【００２０】本実施形態では、第１の撮影系１２Ａは撮
影画像取得用として用いられ、第２の撮影系１２Ｂは焦
点調整用（ＡＦ制御用）として用いられる。

【００２１】撮影光学系１４Ａは、撮影レンズ１５Ａ及
びフォーカスレンズ１６Ａを含む第１のレンズ群１９Ａ
と絞り１７Ａとを含んで構成されており、同様に、撮影
光学系１４Ｂは、撮影レンズ１５Ｂ及びフォーカスレン
ズ１６Ｂを含む第２のレンズ群１９Ｂと絞り１７Ｂとを
含んで構成されている。

【００２２】レンズ群１９Ａは、例えば図２（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、その画角αがレンズ群１９Ｂの画
角βよりも広い（焦点距離が短い）広角系の単焦点レン
ズとなっている。レンズ群１９Ｂは、その画角βがレン
ズ群１９Ａの画角αよりも狭い（焦点距離が長い）望遠
系の単焦点レンズとなっている。なお、レンズ群１９
Ａ、１９Ｂをズームレンズ（焦点距離可変レンズ）で構
成してもよい。また、レンズ群１９Ａ、１９Ｂの何れか
を単焦点レンズで構成してもよい。

【００２３】また、ＣＣＤ１８Ａは、図２（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、ＣＣＤ１８Ｂと同一サイズで且つ
ＣＣＤ１８Ｂよりも高画素数のＣＣＤが採用され、ＣＣ
Ｄ１８Ｂは、ＣＣＤ１８Ａよりも低画素数のＣＣＤが採
用される。従って、ＣＣＤ１８Ａの１画素当たりの面積
は、ＣＣＤ１８Ｂの１画素当たりの面積よりも小さいた
め、ＣＣＤ１８Ａの方がＣＣＤ１８Ｂよりも低感度のＣ
ＣＤとなっている。

【００２４】また、例えばレンズ群１９Ｂの焦点距離が
レンズ群１９Ａの焦点距離のｎ倍とした場合に、撮影系
１２Ｂが撮影系１２Ａよりも精度よく焦点調節を行うた
めには、ＣＣＤ１８Ｂの画素数がＣＣＤ１８Ａの画素数
の１／ｎ²倍以上となるように焦点距離及び画素数がそ
れぞれ設定される。例えば、ｎ＝６^1/2の場合には、レ
ンズ群の１９Ａの焦点距離は３０ｍｍ、レンズ群１９Ｂ
の焦点距離は７４ｍｍとなり、ＣＣＤ１８Ａの画素数は
６００万画素、ＣＣＤ１８Ｂの画素数は１００万画素以
上となる。

【００２５】なお、ＣＣＤ１８Ａは本発明の第１の撮像
素子に相当し、ＣＣＤ１８Ｂは本発明の第２の撮像素子
に相当し、第１のレンズ群１９Ａは本発明の第１のレン
ズに相当し、第２のレンズ群１９Ｂは本発明の第２のレ
ンズに相当する。

【００２６】それぞれの撮影光学系１４Ａ、１４Ｂを介
してＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂの受光面に結像された被写体
像は、各センサで入射光量に応じた量の信号電荷に変換
される。このようして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆
動回路２０Ａ、２０Ｂから加えられるＣＣＤ駆動パルス
によって読み出され、信号電荷に応じた電圧信号（アナ
ログ画像信号）として順次ＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂから出
力される。

【００２７】ＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂには、シャッターゲ
ートを介してシャッタードレインが設けられており、シ
ャッターゲートをシャッターゲートパルスによって駆動
することにより、蓄積した信号電荷をシャッタードレイ
ンに掃き出すことができる。すなわち、ＣＣＤ１８は、
シャッターゲートパルスによって各センサに蓄積される
電荷の蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、い
わゆる電子シャッター機能を有している。

【００２８】それぞれのＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂから読み
出された信号は、ＣＤＳ回路２２Ａ、２２Ｂにおいて相
関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理されると共に、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レ
ベルの調整（例えばプリホワイトバランス処理）が行わ
れる。

【００２９】これら所定のアナログ信号処理を経た画像
信号は、Ａ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂに加えられ、該Ａ
／Ｄ変換器２４Ａ、２４ＢによりＲ、Ｇ、Ｂのデジタル
信号に変換された後、メモリ２６Ａ、２６Ｂに格納され
る。なお、メモリ２６Ａ、２６Ｂは１つのメモリでもよ
いし、それぞれ撮影系毎に別々のメモリとしてもよい。
また、メモリ２６Ａ、２６Ｂには、画像データ以外の各
種データも記憶される。

【００３０】タイミング信号発生回路（ＴＧ）２８は、
ＣＰＵ３０からのコマンドに応じてＣＣＤ駆動回路２０
Ａ、２０Ｂ、ＣＤＳ回路２２Ａ、２２Ｂ、及びＡ／Ｄ変
換器２４Ａ、２４Ｂに対して適宜のタイミング信号を与
えており、各回路はタイミング信号発生回路２８から加
えられるタイミング信号により同期して駆動されるよう
になっている。

【００３１】ＣＰＵ３０は、デジタルカメラ１０の各回
路を統括制御する制御部であり、バス３２を介してゲイ
ン調整回路３４、ガンマ補正回路３６、輝度・色差信号
処理回路（ＹＣ処理回路という）３８、圧縮伸張回路４
０、メモリカード４２のカードインターフェース４４、
及び表示部４６を駆動する表示用ドライバ４８等と接続
されている。

【００３２】ＣＰＵ３０は操作部５０からの入力信号に
基づいて対応する回路ブロックを制御すると共に、撮影
レンズ１５Ａ、１５Ｂのズーミング動作やフォーカスレ
ンズ１６Ａ、１６Ｂによる自動焦点調整（ＡＦ）動作の
制御、並びに自動露出調整（ＡＥ）の制御等を行う。

【００３３】操作部５０には、画像の記録開始の指示を
与えるレリーズボタン、カメラのモード選択手段、ズー
ム操作手段その他の各種の入力手段が含まれる。これら
入力手段は、スイッチボタン、ダイヤル、スライド式ツ
マミなど種々の形態があり、タッチパネルや液晶モニタ
表示部の画面上において設定メニューや選択項目を表示
してカーソルで所望の項目を選択する態様がある。操作
部５０はカメラ本体に配設されていてもよいし、リモコ
ン送信機としてカメラ本体と分離した構成にすることも
可能である。

【００３４】ＣＰＵ３０は、ＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂから
出力される画像信号に基づいて、焦点評価演算やＡＥ演
算などの各種演算を行い、その演算に基づいて、撮影レ
ンズ１５Ａ、１５Ｂ、フォーカスレンズ１６Ａ、１６
Ｂ、及び絞り１７Ａ、１７Ｂの駆動回路５２Ａ、５２Ｂ
を制御する。すなわち、レンズ群１９Ａ、１９Ｂをズー
ムレンズで構成した場合には、モータ５４Ａ、５４Ｂを
駆動することによって撮影レンズ１５Ａ、１５Ｂをズー
ミングさせ撮影倍率を変更する。なお、手動でズーミン
グする構成の場合や単焦点レンズの場合には、モータ５
４Ａ、５４Ｂは省略することができる。

【００３５】また、モータ５６Ａ、５６Ｂを駆動するこ
とによって、フォーカスレンズ１６Ａ、１６Ｂを合焦位
置に移動させると共に、絞り１７Ａ、１７Ｂを適正絞り
値に設定する。モータ５６Ａ、５６Ｂはステッピングモ
ータからなり、ステップ数を制御することによってフォ
ーカスレンズ位置が制御される。なお、モータ５６Ａ、
５６Ｂはステッピングモータに限るものではなく、例え
ば、ＤＣモータ等を用いることも可能である。なお、モ
ータ５４Ａ、５４Ｂも同様にステッピングモータやＤＣ
モータ等を用いることができる。

【００３６】ＡＦ制御は、Ｇ信号の高周波成分が最大に
なるようにフォーカスレンズ１６Ａ、１６Ｂを移動させ
るコントラストＡＦ方式が採用される。すなわち、駆動
回路５２Ａ、５２Ｂを介してモータ５６Ａ、５６Ｂを駆
動することによりフォーカスレンズ１６Ａ、１６Ｂを移
動させて、コントラスト値が最大となる位置にフォーカ
スレンズ１６Ａ、１６Ｂを位置させる。

【００３７】ＡＥ制御には、１フレームのＲ、Ｇ、Ｂ信
号を評価値演算部６０Ａ、６０Ｂに各々含まれる図示し
ない積算回路で積算した積算値に基づいて被写体輝度
（撮影ＥＶ値）を求め、この撮影ＥＶ値に基づいて絞り
値とシャッタースピードを決定し、駆動回路５２Ａ、５
２Ｂを介して絞り１７Ａ、１７Ｂを駆動すると共に、決
定したシャッタースピードとなるように電子シャッタに
よってＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂの電荷の蓄積時間を制御す
る。従って、デジタルカメラ１０の撮影レンズ１５Ａ、
１５Ｂを被写体に向けるだけで、最適な露出調整が行わ
れると共に、ピント合わせが自動的に行われる。

【００３８】撮影記録時においては、レリーズボタンの
「半押し」時に上述したＡＦ動作を行うと共に、測光動
作を複数回繰り返して正確な撮影ＥＶを求め、この撮影
ＥＶに基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最
終的に決定する。そして、レリーズボタンの「全押し」
時に前記最終的に決定した絞り値になるように絞り１７
Ａ、１７Ｂを駆動し、また、決定したシャッタスピード
となるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制
御する。なお、ＡＥ制御はＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂから取
得される画像信号に基づいて制御する方法の他、周知の
測光センサ等を用いて行ってもよい。

【００３９】また、このデジタルカメラ１０はストロボ
発光装置５５と、調光用の受光素子５７を有し、操作部
５０に含まれるストロボモード設定ボタンの操作に応じ
て、低輝度時にストロボ発光装置５５を自動的に発光さ
せる「低輝度自動発光モード」、被写体輝度にかかわら
ずストロボ発光装置５５を発光させる「強制発光モー
ド」、又はストロボ発光装置５５の発光を禁止させる
「発光禁止モード」等に設定される。

【００４０】ＣＰＵ３０はユーザが選択したストロボモ
ードに応じて、ストロボ発光装置５５のメインコンデン
サの充電制御や、発光管（例えば、キセノン管等）への
放電（発光）タイミングを制御すると共に、受光素子５
７からの測定結果に基づいて発光停止の制御を行う。受
光素子５７はストロボの発光によって照らされる被写体
からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換
する。受光素子５７の信号は図示しない積分回路により
積算され、積算受光量が所定の適正受光量に達した時に
ストロボ発光装置５５の発光が停止される。

【００４１】Ａ／Ｄ変換器２４Ａ、２４Ｂから出力され
たデータは前記メモリ２６Ａ、２６Ｂに格納されると共
に、評価値演算部６０Ａ，６０Ｂに各々含まれる図示し
ない積算回路に加えられる。積算回路は、撮影画面を複
数のブロック（例えば、８×８の６４個のブロック）に
分割し、各ブロック毎に受入したＧ信号の積算演算を行
う。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂのデータから輝度信号（Ｙ信号）
を生成して、輝度信号の積算演算を行ってもよい。ま
た、積算回路はＡＦ演算回路やＡＥ演算回路で兼用する
こともできる。積算回路で得られた積算値の情報（演算
結果）はＣＰＵ６０に入力される。

【００４２】ＣＰＵ３０は積算回路から受入する情報に
基づき、撮影画面の評価値Ｅを算出し、求めた評価値Ｅ
を用いてゲイン調整回路３４におけるゲイン値（増幅
率）を決定する。ＣＰＵ３０は決定したゲイン値に従っ
てゲイン調整回路３４におけるゲイン量を制御する。

【００４３】メモリ２６Ａ、２６Ｂに記憶されたＲ、
Ｇ、Ｂの画像データはゲイン調整回路３４に送られ、こ
こで増幅処理される。増幅処理された画像データは、ガ
ンマ補正回路３６において、ガンマ補正処理が施された
後、ＹＣ処理回路３８へ送られ、ＲＧＢデータから輝度
信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）に変換
される。

【００４４】ＹＣ処理回路３８において生成された輝度
・色差信号（ＹＣ信号と略記する）は、メモリ２６Ａ、
２６Ｂに書き戻される。メモリ２６Ａ、２６Ｂに記憶さ
れたＹＣ信号は表示用ドライバ４８に供給され、所定方
式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信
号）に変換されて表示部４６に出力される。表示部４６
には液晶ディスプレイその他のカラー表示可能な表示装
置が用いられる。なお、表示部４６はＹＣ信号入力対応
のタイプのものを適用してもよいし、ＲＧＢ信号入力対
応のタイプのものを適用してもよく、表示装置に対応し
たドライバが適用される。

【００４５】ＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂから出力される画像
信号によって画像データが定期的に書き換えられ、その
画像データから生成される映像信号が表示部４６に供給
されることにより、ＣＣＤ１８Ａ、１８Ｂが捉える画像
がリアルタイムに動画像（ライブ画像）として、又はリ
アルタイムではないが、ほぼ連続した画像として表示部
４６に表示される。

【００４６】表示部４６は電子ビューファインダとして
利用でき、撮影者は表示部４６の表示画像又は図示しな
い電子ビューファインダによって撮影画角を確認するこ
とができる。レリーズボタンの押下操作など所定の記録
指示（撮影開始指示）操作に呼応して、記録用画像デー
タの取り込みが開始される。

【００４７】撮影者が操作部５０から撮影記録の指示を
入力すると、ＣＰＵ３０は必要に応じて圧縮伸張回路４
０にコマンドを送り、これにより圧縮伸張回路４０はメ
モリ２６Ａ、２６Ｂ上のＹＣデータをＪＰＥＧその他の
所定の形式に従って圧縮する。圧縮された画像データは
カードインターフェース４４を介してメモリカード４２
に記録される。

【００４８】非圧縮の画像データを記録するモード（非
圧縮モード）が選択されている場合には、前記圧縮伸張
回路４０による圧縮処理を実施せずに、非圧縮のまま画
像データがメモリカード４２に記録される。

【００４９】本実施の形態に係るデジタルカメラ１０
は、画像データを保存する手段としてメモリカード４２
が用いられている。具体的には、例えばスマートメディ
ア等の記録メディアが適用される。記録メディアの形態
は、上記のものに限らず、ＰＣカード、マイクロドライ
ブ、マルチメディアカード（ＭＭＣ）、磁気ディスク、
光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなど種
々の形態が可能であり、使用される媒体に応じた信号処
理手段とインターフェースが適用される。

【００５０】また、再生モード時にはメモリカード４２
から読み出された画像データが圧縮伸張回路４０によっ
て伸張処理され、表示用ドライバ４８を介して表示部４
６に出力される。

【００５１】ところで、前述したように、レンズ群１９
Ａは広角系のレンズであり、レンズ群１９Ｂは望遠系の
レンズである。また、ＣＣＤ１８ＡとＣＣＤ１８Ｂとは
同一サイズである。

【００５２】この場合、撮影画像取得用の第１の撮影系
１２Ａで撮影された撮影画像６２Ａが図３（Ａ）に示す
ような被写体を撮影した画像である場合、ＡＦ制御用の
第２の撮影系１２Ｂで撮影された撮影画像６２Ｂは、図
３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）の中央部が拡大され
た画像となる。

【００５３】また、図３（Ａ）に示すように、撮影画像
６２Ａの中心部に焦点調整の対象であるフォーカス領域
６４Ａを設定した場合、このフォーカス領域（ＡＦ領
域）６２Ａに相当する撮影画像６２Ｂのフォーカス領域
６４Ｂは、図３（Ｂ）に示す範囲となる。

【００５４】なお、図４に示すように、レンズ群１９Ｂ
の焦点距離ｆ２はレンズ群１９Ａの焦点距離ｆ１のｎ倍
のため、撮影画像６２Ｂの範囲内にフォーカス領域６４
Ｂを設定するためには、フォーカス領域６４Ａのサイズ
は、図３に示すように、撮影画像６２ＡのサイズをＡ×
Ｂとした場合に（Ａ／ｎ）×（Ｂ／ｎ）以下にする必要
がある。

【００５５】また、ＣＣＤ１８Ａの画素数は、ＣＣＤ１
８Ｂの約ｎ²倍の画素数のため、ＡＦ領域６４Ａの画素
数は、ＡＦ領域６４Ｂの画素数と略同一となる。例え
ば、ｎ＝６^1/2として、ＣＣＤ１８Ａの画素数を６００
万画素、ＣＣＤ１８Ｂの画素数を１００万画素とし、フ
ォーカス領域６４Ａの画素数を、６００×（１／
６^1/2）×（１／６^1/2）≒１００（万画素）となるよう
に設定した場合に、フォーカス領域６４Ｂの大きさは、
（Ａ／ｎ）×（Ｂ／ｎ）×ｎ²＝Ａ×Ｂとなり撮影画像
６２Ｂと一致するため、画素数も１００万画素となり、
フォーカス領域６４Ａと同様となる。

【００５６】このため、低画素数で且つ高感度のＣＣＤ
１８Ｂで撮影した撮影画６２Ｂのフォーカス領域６４Ｂ
の画像は、高画素数で且つ低感度のＣＣＤ１８Ａで撮影
した撮影画像６２Ａのフォーカス領域６４Ａの画像と比
較して、同じ画素数で且つ明るい画像となるため、低輝
度の被写体でもコントラストが明確となる。従って、Ｃ
ＣＤ１８Ｂで撮影した画像に基づいてＡＦ制御を行うこ
とにより、低輝度の被写体でも焦点調整を正確に行う事
が可能となる。

【００５７】次に本実施の形態に係るデジタルカメラ１
０におけるＡＦ制御について説明する。

【００５８】Ａ／Ｄ変換器２４Ｂによってデジタル信号
に変換された画像信号は、評価値演算部６０Ａ，６０Ｂ
に入力される。評価値演算部６０Ａ，６０Ｂは、図示し
ない高周波成分抽出回路と積算回路とを備えており、入
力される画像信号のうちＧ（緑）成分のデータをサンプ
リングしてＡＦ検出対象エリアであるフォーカス領域６
４Ｂ内での高周波成分を抽出すると共にその絶対値をと
り、フォーカス領域６４Ｂ内で絶対値データを積算して
得られた値をＡＦ評価値（コントラスト値）としてＣＰ
Ｕ３０に提供する。

【００５９】なお、ＣＰＵ３０、駆動回路５２Ａ、５２
Ｂ、モータ５６Ａ、５６Ｂは本発明の焦点調整手段に相
当する。

【００６０】次に、上述のように算出されるＡＦ評価値
としてのコントラスト値Ｃｔを用いて行われるＡＦ制御
について、図５のフローチャートを参照して説明する。

【００６１】ステップ１００では、レリーズボタンが半
押しされた否かが判断される。レリーズボタンが半押し
されていない場合には、ステップ１００の判断が否定さ
れ、レリーズボタンが半押しされるまで待機する。一
方、レリーズボタンが半押しされるとステップ１００の
判断が肯定され、ステップ１０２へ移行する。

【００６２】ステップ１０２では、第２の撮影系１２Ｂ
のフォーカスレンズ１６Ｂを、被写体が至近距離に位置
する場合に合焦するときのレンズ位置である所定位置Ｌ
１（図６参照）に移動させるべく駆動回路５２Ｂに指示
してモータ５６Ｂを駆動させる。これにより、フォーカ
スレンズ１６Ｂが所定位置Ｌ１に移動する。

【００６３】次のステップ１０４では、第２の撮影系１
２ＢのＡＦ評価値としてのコントラスト値Ｃｔを算出
し、そのときのレンズ位置と共にメモリ２６Ｂに記憶す
る。

【００６４】次のステップ１０６では、コントラスト値
Ｃｔのピーク値（最大値）を検出したか否かが判断され
る。具体的には、メモリ２６Ｂに記憶された前回算出し
たコントラスト値Ｃｔと今回算出したコントラスト値Ｃ
ｔを比較する。そして、今回算出したコントラスト値Ｃ
ｔが前回算出したコントラスト値Ｃｔよりも小さい場合
には、前回算出したコントラスト値Ｃｔを最大値Ｃｔ
_maxとする。これは、図６に示すように、基本的にコン
トラスト値Ｃｔが最大となる合焦位置は１カ所だけ存在
し、この合焦位置に向かうに従ってコントラスト値Ｃｔ
が高くなるのが一般的であるためである。

【００６５】そして、コントラスト値Ｃｔの最大値Ｃｔ
_maxが検出されなかった場合には、ステップ１０６の判
断が否定され、ステップ１１２へ移行する。

【００６６】ステップ１１２では、フォーカスレンズ１
６Ｂのレンズ位置を１ステップ駆動してステップ１０４
へ戻る。すなわち、フォーカスレンズ１６Ｂを、被写体
が無限遠に位置する場合に合焦するときのレンズ位置で
ある所定位置Ｌ２（図６参照）に向けて予め定めたステ
ップ幅Ｌだけ移動させる。このフォーカスレンズ１６Ｂ
のレンズ位置を１ステップ駆動する処理は、最大値Ｃｔ
_maxを検出するまで繰り返される。

【００６７】本実施形態では、望遠系のレンズ及び低画
素数で且つ高感度のＣＣＤを備えた第２の撮影系１２Ｂ
で撮影された画像からコントラスト値Ｃｔを算出するた
め、低輝度の被写体でも正確に最大値を検出することが
できる。

【００６８】なお、ステップ幅Ｌは、例えば焦点深度以
下の長さに設定される。これにより、合焦位置を含む焦
点深度の範囲を超えてフォーカスレンズ１６Ｂが移動し
てしまうのを防ぐことができ、確実にピントを合わせる
ことができる。

【００６９】一方、最大値Ｃｔ_maxが検出されると、ス
テップ１０６の判断が肯定され、ステップ１０８へ移行
する。

【００７０】ステップ１０８では、図６に示すフォーカ
スレンズ１６Ｂの合焦位置Ｂに対応するフォーカスレン
ズ１６Ａの合焦位置を図１に示すＬＵＴ３３に記憶され
たルックアップテーブルから求める。このＬＵＴ３３に
は、例えば図７に示すような第１の撮影系１２Ａのフォ
ーカスレンズ１６Ａの合焦位置Ａ１〜Ａｉと、第２の撮
影系１２Ｂのフォーカスレンズ１６Ｂの合焦位置Ｂ１〜
Ｂｉ（ｉは整数）との対応関係が予め記憶されている。
これにより、フォーカスレンズ１６Ｂの合焦位置に対応
するフォーカスレンズ１６Ａの合焦位置を容易に求める
ことができる。

【００７１】そして、ステップ１１０において、ステッ
プ１０８で求めたフォーカスレンズ１６Ａの合焦位置へ
フォーカスレンズ１６Ａを移動させて本ルーチンを終了
する。

【００７２】このように、本実施形態では、広角系のレ
ンズ及び高画素数且つ低感度のＣＣＤを備えた撮影系
と、望遠系のレンズ及び低画素数且つ高感度のＣＣＤを
備えた撮影系とを備えた構成とし、望遠系のレンズ及び
低画素数且つ高感度のＣＣＤを備えた撮影系によって撮
影された画像に基づいてＡＦ制御するようにしたので、
低輝度の被写体でも正確に合焦させることができる。

【００７３】なお、予め定めた撮影距離の被写体を第１
の撮影系１２Ａ及び第２の撮影系１２Ｂそれぞれで撮影
し、得られた撮影画像からそれぞれ焦点調整を行い、そ
のときのフォーカスレンズ１６Ａ、１６Ｂの合焦位置
と、ＬＵＴ３３に記憶されたルックアップテーブルのう
ち前記予め定めた撮影距離に対応する合焦位置とをそれ
ぞれ比較し、ルックアップテーブルを校正するようにし
てもよい。例えば、図７に示すルックアップテーブルの
うち、予め定めた撮影距離に対応する合焦位置がＡ１、
Ｂ１であった場合、第１の撮影系１２Ａで予め定めた撮
影距離の被写体を撮影したときのフォーカスレンズの合
焦位置Ａ１’と合焦位置Ａ１との差分及び第２の撮影系
１２Ｂで予め定めた撮影距離の被写体を撮影したときの
フォーカスレンズの合焦位置Ｂ１’と合焦位置Ｂ１との
差分を求め、この差分をルックアップテーブルのその他
の合焦位置にそれぞれ反映させる。これにより、それぞ
れの撮影系に温度特性のばらつき等によるフォーカスず
れがある場合でも焦点調整の精度が劣化するのを防ぐこ
とができる。

【００７４】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分
には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００７５】本実施形態におけるデジタルカメラの構成
は、図８に示すように、レンズ群１９Ａ及びレンズ群１
９Ｂの画角αが同一であり、かつ焦点距離が同一である
点以外は第１実施形態と同一である。従って、その他の
詳細な説明は省略する。

【００７６】このように、本実施形態では、レンズ群１
９Ａ、１９Ｂの画角が同一であるため、第１の撮影系１
２Ａにおけるフォーカス領域のサイズと第２の撮影系１
２Ｂにおけるフォーカス領域のサイズが同一となり、第
２の撮影系１２Ｂにおけるフォーカス領域の画素数は、
第１の撮影系１２Ａにおけるフォーカス領域の画素数よ
りも少なくなる。

【００７７】例えば、ｎ＝６^1/2として、ＣＣＤ１８Ａ
の画素数を６００万画素、ＣＣＤ１８Ｂの画素数を１０
０万画素とし、第１の撮影系１２Ａにおけるフォーカス
領域の画素数を６００×（１／６^1/2）×（１／６^1/2）
≒１００（万画素）となるように設定した場合には、第
２の撮影系１２Ｂにおけるフォーカス領域の画素数は、
１００×（１／６^1/2）×（１／６^1/2）≒１７（万画
素）となる。

【００７８】このため、本実施形態では、被写体が低輝
度の場合に第２の撮影系１２ＢでＡＦ制御を行い、その
他の場合には第１の撮影系１２ＡでＡＦ制御するよう
に、撮影系を切り替える。

【００７９】次に、本実施形態に係るＡＦ制御につい
て、図９に示すフローチャートを参照して説明する。な
お、図９では、図５に示すフローチャートと同一の処理
を行うステップについては同一符号を付し、その詳細な
説明は省略する。

【００８０】図９に示すように、ステップ１００でレリ
ーズボタンが半押しされたと判断されると、ステップ１
５０へ移行する。

【００８１】ステップ１５０では、評価値演算部６０Ａ
に含まれる図示しない積算回路で積算された積算値に基
づいて算出された被写体輝度値（撮影ＥＶ値）を取得す
る。

【００８２】そして、次のステップ１５２において、取
得した撮影ＥＶ値が所定閾値以下であるか否かが判断さ
れる。この所定閾値は、第１の撮影系１２Ａで撮影した
画像に基づいてＡＦ制御をした場合に、正確にＡＦ制御
できない場合があると予想される撮影ＥＶ値（例えば６
ＥＶ）に設定される。

【００８３】撮影ＥＶ値が所定閾値以下の場合には、ス
テップ１５２の判断が肯定され、ステップ１０２へ進
む。なお、ステップ１０２〜ステップ１１０の処理は、
図５に示したステップ１０２〜ステップ１１０の処理と
同様であるので、説明を省略する。

【００８４】一方、撮影ＥＶ値が所定閾値を越えている
場合には、ステップ１５２の判断が否定され、ステップ
１０２Ｂへ進む。なお、ステップ１０２Ｂ〜ステップ１
１２Ｂの処理は、第１の撮影系でＡＦ制御するものであ
り、ステップ１０２〜ステップ１１２の処理にそれぞれ
対応するものである。

【００８５】すなわち、ステップ１０２Ｂでは、第１の
撮影系１２Ａのフォーカスレンズ１６Ａを、被写体が至
近距離に位置する場合に合焦するときのレンズ位置であ
る所定位置Ｌ１（図６参照）に移動させるべく駆動回路
５２Ａに指示してモータ５６Ａを駆動させる。これによ
り、フォーカスレンズ１６Ａが所定位置Ｌ１に移動す
る。

【００８６】次のステップ１０４Ｂでは、第１の撮影系
１２ＡのＡＦ評価値としてのコントラスト値Ｃｔを算出
し、そのときのレンズ位置と共にメモリ２６Ａに記憶す
る。

【００８７】次のステップ１０６Ｂでは、コントラスト
値Ｃｔのピーク値（最大値）を検出したか否かが判断さ
れる。

【００８８】そして、コントラスト値Ｃｔの最大値Ｃｔ
_maxが検出されなかった場合には、ステップ１０６Ｂの
判断が否定され、ステップ１１２Ｂへ移行する。

【００８９】ステップ１１２Ｂでは、フォーカスレンズ
１６Ａのレンズ位置を１ステップ駆動してステップ１０
４Ｂへ戻る。すなわち、フォーカスレンズ１６Ａを、被
写体が無限遠に位置する場合に合焦するときのレンズ位
置である所定位置Ｌ２（図６参照）に向けて予め定めた
ステップ幅Ｌだけ移動させる。このフォーカスレンズ１
６Ａのレンズ位置を１ステップ駆動する処理は、最大値
Ｃｔ_maxを検出するまで繰り返される。

【００９０】一方、最大値Ｃｔ_maxが検出されると、ス
テップ１０６Ｂの判断が肯定され、ステップ１１０へ移
行する。

【００９１】すなわち、図１０に示すように、被写体輝
度値が所定閾値（６ＥＶ）以下の場合には、第２の撮影
系１２Ｂの低画素数で且つ高感度のＣＣＤ１８Ｂで撮影
された撮影画像に基づいてＡＦ制御し、被写体輝度値が
所定閾値を越えている場合には、第１の撮影系１２Ａの
高画素数で且つ低感度のＣＣＤ１８Ａで撮影された画像
に基づいてＡＦ制御する。これにより、被写体の輝度が
低い場合でも正確にＡＦ制御することができる。

【００９２】また、上記実施形態では、独立した２つの
撮影光学系を備えた構成の場合について説明したが、こ
れに限らず、例えば図１１に示すように、１つの撮影光
学系１４から入射された光をハーフミラー７０で２方向
に分岐させ、分岐させた光をＣＣＤ１８Ａ，１８Ｂにそ
れぞれ入射させる構成としてもよい。この場合、ＣＣＤ
１８Ａ、１８Ｂを移動させることにより焦点調整を行
う。これにより、同一の像から２つのＡＦ評価値が算出
されるため、より正確な焦点調整を行うことができる。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の所定感度を有する第１の撮像素子によって撮像する
被写体の撮像画像の明るさが予め定めた明るさ以下の場
合に、第１の所定感度を越えた第２の所定感度を有する
第２の撮像素子によって撮像する被写体の撮像画像に基
づいて焦点調整を行うように構成したので、低輝度の被
写体でも精度良くピントを合わせることができる、とい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタルカメラの概略構成を示すブロック図で
ある。

【図２】（Ａ）は第１実施形態に係る第１の撮影系の概
略構成図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る第２の撮
影系の概略構成図である。

【図３】（Ａ）は第１実施形態に係る第１の撮影系で撮
影された画像のイメージ図であり、（Ｂ）は、第１実施
形態に係る第２の撮影系で撮影された画像のイメージ図
である。

【図４】第１の撮影系と第２の撮影系のＡＦ領域や焦点
距離等について説明するための図である。

【図５】第１実施形態におけるＡＦ制御の流れを示すフ
ローチャートである。

【図６】フォーカスレンズのレンズ位置とコントラスト
値との関係を示す線図である。

【図７】第１の撮影系のフォーカスレンズの合焦位置と
第２の撮影系のフォーカスレンズの合焦位置との対応関
係を示す図である。

【図８】（Ａ）は第１実施形態に係る第１の撮影系の概
略構成図であり、（Ｂ）は第１実施形態に係る第２の撮
影系の概略構成図である。

【図９】第２実施形態におけるＡＦ制御の流れを示すフ
ローチャートである。

【図１０】第１の撮影系及び第２の撮影系によるＡＦ制
御の切り替えについて説明するための図である。

【図１１】撮影系の他の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０デジタルカメラ１２Ａ、１２Ｂ撮影系１４Ａ、１４Ｂ撮影光学系１５Ａ、１５Ｂ撮影レンズ１６Ａ、１６Ｂフォーカスレンズ２０Ａ、２０ＢＣＣＤ駆動回路２２Ａ、２２ＢＣＤＳ回路２４Ａ、２４ＢＡ／Ｄ変換器２６Ａ、２６Ｂメモリ２８タイミング信号発生回路３２バス３４ゲイン調整回路３６ガンマ補正回路３８処理回路４０圧縮伸張回路４２メモリカード４４カードインターフェース４６表示部４８表示用ドライバ５０操作部５２Ａ、５２Ｂ駆動回路５４Ａ、５４Ｂモータ５５ストロボ発光装置５６Ａ、５６Ｂモータ５７受光素子６０Ａ、６０Ｂ評価値演算部７０ハーフミラー

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｄ // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０３Ｂ 3/00 ＡＦターム(参考） 2H011 AA01 BA31 BB01 BB02 DA01 2H051 AA01 BA45 BA47 DA04 DA11 EB03 5C022 AA13 AB29 AC42 AC54 AC69

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の所定感度で被写体を撮像する第１
の撮像素子と、前記第１の撮像素子に前記被写体の像を
結像する第１のレンズと、を含む第１の撮影系と、前記第１の所定感度を越えた第２の所定感度で被写体を
撮像する第２の撮像素子と、前記第２の撮像素子に前記
被写体の像を結像する第２のレンズと、を含む第２の撮
影系と、前記第１の撮像系により被写体を撮像するときに、前記
第１の撮像素子によって撮像する前記被写体の撮像画像
の明るさが予め定めた明るさ以下の場合に、前記第２の
撮像素子によって撮像する前記被写体の撮像画像に基づ
いて焦点調整を行う焦点調整手段と、を備えたデジタルカメラ。
【請求項２】前記第２の撮像素子は、前記第１の撮像
素子と略同一サイズで且つ前記第１の撮像素子よりも画
素数が少ないことを特徴とする請求項１記載のデジタル
カメラ。
【請求項３】前記第２のレンズの焦点距離は、前記第
１のレンズの焦点距離よりも長く、かつ前記第１の撮像
素子による撮影範囲の予め定めたフォーカス領域の画素
数と前記第２の撮像素子の画素数とが略同一となるよう
に定められ、前記焦点調整手段は、前記第２の撮像素子によって撮像
された前記被写体の撮像画像に基づいて焦点調整を行う
ことを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。