JPH11326746A - ズーム機能付きカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動焦点機能や自動露出機能を備えたズーム
機能付きカメラにおいて、バッテリ消耗を抑えつつ同機
能のタイムラグの抑制を図る。 【解決手段】 自動焦点機能と自動露出機能の両方又は
一方を備えたズーム機能付きカメラにおいて、前記ズー
ム機能によるズーム操作を検出する検出手段と、該検出
手段によってズーム操作が検出されたとき前記自動焦点
機能及び又は自動露出機能の動作開始を指示する指示手
段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズーム機能付きカ
メラに関し、特に、自動焦点機能や自動露出機能を備え
たズーム機能付きカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に画質のよい良好な写真を撮影する
には、適正な露出と正確な焦点（ピント又はフォーカス
とも言う）合わせが不可欠であるが、撮影の度に焦点を
調節したり、絞りやシャッター速度を調整したりするの
は面倒であることから、最近のカメラのほとんどは、
「自動焦点機能」や「自動露出機能」を備えているもの
が多く、初心者はもとより、高技量者にとっても極めて
使い勝手のよいものになっている。

【０００３】＜自動焦点機能＞図４は、自動焦点機能の
概念図であり、特に限定しないが、パッシブ方式の一種
の位相差方式と呼ばれているものである。この機能は、
写真レンズ１を通った光をフィールドレンズやメガネレ
ンズ（後述）を介して測距センサ５で受け、この測距セ
ンサ５の出力信号に基づいてサーボモータ６（図面では
サーボアンプとなっている）を動かし、写真レンズ１の
距離リング７を回転させて焦点を変えるというものであ
り、そのピント合わせの原理は、以下のとおりである。

【０００４】図５において、写真レンズ１を通った光を
フィルム２の後ろに置かれたフィールドレンズ３を介し
て横方向に並べられた２枚のメガネレンズ４で受光し、
その出力を２枚の測距センサ５で検出すると、写真レン
ズ１の結像位置は、大別して、合ピン（フィルム上に結
像）、前ピン（フィルムの手前に結像）、及び、後ピン
（フィルムの後ろに結像）となり、これらの各々に対応
して測距センサ５の二つの出力に変化を生じるから、合
ピンのときの出力（Ａ＝Ａ′）に、前ピンと後ピンのと
きの出力（Ｂ、Ｃ）を一致させるようにサーボモータを
動かせば、前ピンから合ピンへ、又は、後ピンから合ピ
ンへと自動で焦点調整を行うことができる。なお、自動
焦点機能の他の方式としては、例えば、ディジタルカメ
ラに特有の山登り方式（通称）と呼ばれるものがある。
これは、焦点の合った画像信号は高周波成分を多く含む
点に着目した方式であり、焦点合わせ用のサーボモータ
を動かしながら、周波数成分のピークを高周波側に持っ
ていくように制御する方式である。

【０００５】＜自動露出機能＞自動露出とは、写真の明
るさが適正になるように調節することであり、適正露出
は、写真レンズを通って入ってくる光の量、使用するフ
ィルムの感度（ＡＳＡ感度）、及び、シャッター速度に
よって決まるものである。なお、写真レンズの像をＣＣ
Ｄ（charge coupled device：電荷結合素子）などのイ
メージセンサで電気信号に変換して、フラッシュメモリ
などの記憶メディアに電子的に記録するいわゆる「ディ
ジタルカメラ」の場合は、上記フィルム感度をイメージ
センサの感度、シャッター速度をイメージセンサの駆動
時間と読み替えればよい。以下、便宜的にシャッターカ
メラ（フィルムカメラ）を代表例として説明する。

【０００６】自動露出の方式は、フィルム感度が決ま
り、写真レンズの明るさ（Ｆ値）を設定すると、写真レ
ンズの入射光量に応じてシャッター速度が自動的に調節
されるＦ値優先（又は絞り優先）方式と、シャッター速
度を設定すると、Ｆ値（絞り）が自動的に調節されるシ
ャッター速度優先方式の二つがある。図６は、自動露出
機能の概念図であり、上記二つの方式の併用例である。
図６において、シャッターボタンを押すと、写真レンズ
１０を通してフォトダイオード１１で受光された光信号
１２はマイコン１３に入力され、このマイコン１３で、
あらかじめ設定されたフィルム感度１４（ディジタルカ
メラの場合はＣＣＤ感度）との演算制御が行われ、Ｆ値
１５とシャッター速度１６が決められる。そして、求め
られたＦ値１５がそのカメラの性能範囲内で、且つ、シ
ャッター速度１６が手ぶれ限界（一般に１／３０秒）に
至らない場合は、そのまま撮影動作が続けられ、適正な
Ｆ値１５とシャッター速度１６で撮影が行われる。一
方、Ｆ値１５がそのカメラの性能範囲を外れるか、また
は、手ぶれ限界以下の遅いシャッター速度１６になった
場合にはフラッシュ作動信号１７が出力され、フラッシ
ュ撮影が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の自動
焦点機能や自動露出機能付きのカメラにあっては、焦点
調節や露出調節にタイムラグがあり、また、ズームレン
ズと併用した場合にバッテリ消耗が増大するという問題
点があった。ここで、ズームレンズは、要するに、焦点
距離を所定の範囲で連続的に変えられるようにした、い
わゆる変倍望遠鏡の一種であり、特にカメラ用のズーム
レンズにおいては、倍率を変えても映像の先鋭さや明る
さが変動しないような様々な工夫が凝らされているが、
それでも多少の変動は避けられず、とりわけ小型カメラ
に用いられる簡単な構造のズームレンズにおいてはその
傾向が強い。レンズの口径や構成枚数及び鏡筒長などに
設計上の制限があるからである。

【０００８】＜タイムラグについて＞自動焦点や自動露
出は、シャッターボタンの半押し（又は全押し；以下、
半押しで代表する）状態でその動作を開始する。すなわ
ち、被写体上のピントや露出を合わせたい場所にファイ
ンダー・マークを一致させてシャッターボタンを半押し
すると、図４のサーボモータ６が動いて写真レンズ１の
距離リング７が回転し、前ピンが合ピンに、または後ピ
ンが合ピンになってピントが合うとともに、Ｆ値やシャ
ッター速度が適正な値にセットされるので、この状態で
シャッターボタンを押し切れば、そのＦ値とシャッター
速度で良好な撮影が行われる。なお、全押し方式の場合
は、ピント合わせや露出合わせから撮影までが一連の流
れになる。

【０００９】今、このようなカメラにズームレンズを取
り付けたことを考えると、かかるズームレンズ付きカメ
ラの操作法もズームレンズなしカメラと同一である。す
なわち、ズームリングを回して倍率を変更する点を除け
ば、やはりシャッターボタンを半押しして自動焦点や自
動露出を動作させる点で何ら変わりない。したがって、
自動焦点や自動露出の動作開始時点が、シャッターボタ
ンを半押し（又は全押し）した時であるから、その時か
ら実際にピントや露出が決定されるまでの間に少なから
ず空白のタイムラグを生じ、操作上の違和感を否めない
という問題点がある。なお、この問題点はズーム機能な
しカメラにあっても存在しているが、本発明は、ズーム
機能によるズーム操作を利用して同問題点を解決しよう
とするものであり、この点において、ズーム機能付きカ
メラに特有の問題点ということができる。

【００１０】＜バッテリ消耗について＞タイムラグをな
くすには、自動焦点や自動露出を常に動作させておくこ
とが効果的である。この方法は、例えば、ビデオカメラ
の「コンティニアスＡＦ（オートフォーカス）」に相当
する。ズーム機能付きカメラに、このコンティニアスＡ
Ｆを適用すれば、体感上のタイムラグがなく、上記問題
点を解決できるものの、常時、自動焦点機能が実質的な
動作状態にあるため、それだけバッテリの消耗が増える
という問題点がある。この問題点は、特に小型カメラの
ような大容量のバッテリを搭載できないものの連続使用
時間を著しく低下させるから、是非とも解決しなければ
ならない課題である。

【００１１】そこで本発明は、自動焦点機能や自動露出
機能を備えたズーム機能付きカメラにおいて、バッテリ
消耗を抑えつつ、同機能のタイムラグの抑制を図ること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
自動焦点機能と自動露出機能の両方又は一方を備えたズ
ーム機能付きカメラにおいて、前記ズーム機能によるズ
ーム操作を検出する検出手段と、該検出手段によってズ
ーム操作が検出されたとき前記自動焦点機能及び又は自
動露出機能の動作開始を指示する指示手段と、を備えた
ことを特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記検出手段は、ズームボタンの操
作又はズーム用サーボモータの駆動信号の変化に基づい
て、前記ズーム機能によるズーム操作を検出することを
特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記検出手段は、ズームリングの回転を検
出することを特徴とする。請求項４記載の発明は、請求
項１記載の発明において、前記カメラが電子カメラの場
合、前記検出手段は、画像信号の輝度や色差信号又はＲ
ＧＢ信号のレベル変化から前記ズーム機能によるズーム
操作を検出することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、ズ
ームレンズ付きのディジタルカメラを例にして図面を参
照しながら説明する。

【００１４】図１において、２０はカメラ本体、２１は
シャッターボタン、２２はズームボタン（＋倍率ボタン
と−倍率ボタンのペア）、２３はファインダー、２４は
フラッシュ、２５はズームレンズである。なお、カメラ
本体２０には、上記のボタン以外にも画像の記録モード
や再生モードを切り換えるためのモード切り換えボタン
を始め様々なボタンが備えられており、さらには、撮影
時の画像確認用や再生用の液晶ディスプレイが備えられ
ていが、ここでは、発明と直接の関連がないため説明を
省略する。

【００１５】図２は、ズームレンズ２５の構造図（但
し、最も簡単な例）である。Ｌ１〜Ｌ３は光軸を一致さ
せたレンズであり、Ｌ１とＬ３は正レンズ、Ｌ２は、Ｌ
１とＬ２の間に入れられた負レンズである。Ｌ２を固定
にしておき、Ｌ１とＬ３を対にして光軸上を動かすと、
図示の三つの位置、すなわち、位置（ａ）、位置（ｂ）
及び位置（ｃ）で同一平面Ｓの上に焦点を結ばせること
ができる。ここに、位置（ａ）ではＬ１とＬ２の距離が
最大で画角が最小（最大倍率）となり、位置（ｃ）では
Ｌ１とＬ２の距離が最小で画角が最大（最小倍率）とな
る。そして、その中間の位置（ｂ）では画角がちょうど
半分の大きさとなる。

【００１６】上記のとおり、ズームレンズ２５の倍率
は、Ｌ１とＬ２の位置を動かすことにより、最大倍率と
最小倍率の間で連続的に変化させることができ、それに
は、ズームリングを手動で回すものとサーボモータなど
で電気的に回すものの二通りの操作方式があるが、本実
施の形態のものは、後者の電動式である。すなわち、カ
メラ本体のズームボタン２２を押すことによって、図示
を略したサーボモータが正転又は逆転し、Ｌ１とＬ２の
位置を変えるというものである。

【００１７】図３は、カメラ本体内部の概略的なブロッ
ク図であり、３０はシャッター操作検出部、３１は画像
記録部、３２はズーム駆動部（検出手段）、３３はオア
回路（指示手段）、３４は自動焦点部（自動焦点機
能）、３５は自動露出部（自動露出機能）、３６は焦点
調節用サーボモータ、３７はズーム用サーボモータであ
る。画像記録部３１は、例えば、写真レンズを通った光
をイメージセンサで受光して画像信号に変換し、その画
像信号を圧縮処理して記憶メディアに記録するという一
連の処理を行う部分であり、実際にはいくつかの回路ブ
ロックで構成されているが、図では便宜的に一つのブロ
ックで示してある。また、自動焦点部３４や自動露出部
３５は、冒頭の従来技術と同様に、測距センサの出力で
焦点調節用のサーボモータを駆動したり、写真レンズを
通った光とイメージセンサの感度（フィルム感度に相
当）とからイメージセンサの適正な駆動条件（シャッタ
ーカメラのＦ値とシャッター速度に相当）を演算するも
のであり、これらも、実際にはいくつかの回路ブロック
で構成されているが、同様に一つのブロックで示してあ
る

【００１８】本実施の形態における特徴的なポイント
は、自動焦点部３４と自動露出部３５の動作開始の条件
を二つにし、いずれか一方の条件を満たしたときに動作
を開始するようにした点にある。すなわち、一の条件は
シャッターボタン２１を半押し状態にしたときで、この
条件は従来技術と同様であるが、二の条件はズームボタ
ン２２が操作された（＋倍率ボタン又は−倍率ボタンが
押された）ときであり、従来技術にない本実施の形態に
特有のものである。

【００１９】オア回路３３は、本実施の形態にとって、
欠く事のできない重要な構成要件である。このオア回路
３３は、シャッター操作検出部３０から出力される半押
し状態信号３０ａがアクティブになったとき、または、
ズーム駆動部３２の出力信号３２ａが変化したときに、
その出力信号３３ａをアクティブにして自動焦点部３４
と自動露出部３５の動作を開始させるからである。な
お、図では、このオア回路３３を二入力のオア論理記号
で表しているが、これは便宜上の表現に過ぎない。当該
論理記号の厳密な入出力真理値（二入力の一方が１論理
の場合に出力が１論理になる）に従うものでもなけれ
ば、これ以外の構成を排除するものでもない。要は、
「シャッター操作検出部３０から出力される半押し状態
信号３０ａがアクティブになったとき、または、ズーム
駆動部３２の出力信号３２ａが変化したときに、その出
力信号３３ａがアクティブになる」ような機能を有する
回路（ハード、ソフトの別は問わない）であればよい。

【００２０】かかる特徴的な構成要件を備えた本実施の
形態の構成によれば、シャッターボタン２１を半押し状
態にしたときはもちろんのこと、ズームボタン２２を操
作したときも、自動焦点機能と自動露出機能の動作が開
始されるから、特にズーム操作を行っているときの焦点
合わせと露出合わせのタイムラグを少なくでき、操作上
の違和感をなくすことができるうえ、さらに、ズーム操
作を行っていないときは同動作が開始されないから、自
動焦点用サーボモータ３６の無用な駆動を回避してバッ
テリー消耗を抑制できるという格別有利な効果が得られ
る。

【００２１】なお、上記実施の形態では、自動焦点機能
と自動露出機能の両方を備えたディジタルカメラを例に
したが、何れか一方の機能を有するカメラであればよ
く、あるいは、ディジタルカメラに限らず、通常のシャ
ッターカメラであってもよいことは言うまでもない。

【００２２】また、上記実施の形態では、ズームレンズ
付カメラを例にしたが、ズーム機能を有するカメラであ
ればよく、例えば、ディジタルズーム機能を備えたカメ
ラであってもよい。また、上記実施の形態では、ズーム
操作の開始を検出して自動焦点機能と自動露出機能の動
作を開始するようにしたが、例えばズーム操作の終了を
検出して自動焦点機能と自動露出機能の動作を開始する
ようにしてもよい。

【００２３】また、上記実施の形態では、電動式のズー
ムレンズ２５を例にしたが、手動式のものであっても構
わない。この場合、ズームリングの回転を検出するため
の手段を設け、この検出手段の出力を信号３２ａの代わ
りに図２２のオア回路３３の他方入力に入れればよい。
なお、上記検出手段としては、例えば、ズームリングと
一体的に回転する回転体にスリットを形成し、このスリ
ットの移動によって、ズームレンズの鏡胴に固定された
受・発光素子間の光軸を断接できるように構成したもの
を使用できる。

【００２４】あるいは、ディジタルカメラの場合には、
画像信号の輝度や色差信号又はＲＧＢ信号のレベル変化
（好ましくは平均レベルの変化）を検出するように構成
したものを使用できる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、自動焦点
機能と自動露出機能の両方又は一方を備えたズーム機能
付きカメラにおいて、前記ズーム機能によるズーム操作
を検出する検出手段と、該検出手段によってズーム操作
が検出されたとき前記自動焦点機能及び又は自動露出機
能の動作開始を指示する指示手段と、を備えたので、焦
点合わせと露出合わせのタイムラグをなくすことがで
き、操作上の違和感をなくすことができるとともに、自
動焦点用サーボモータの無用な駆動を回避してバッテリ
ー消耗を抑制できるという格別有利な効果が得られる。
請求項２記載の発明によれば、ズームボタンの操作又は
ズーム用サーボモータの駆動信号の変化に基づいてズー
ム操作を検出するので、特に電動式のズームレンズを備
えたカメラに請求項１記載の発明を適用できる。請求項
３記載の発明によれば、ズームリングの回転を検出する
ので、特に手動式のズームレンズを備えたカメラに請求
項１記載の発明を適用できる。請求項４記載の発明によ
れば、画像信号の輝度や色差信号又はＲＧＢ信号のレベ
ル変化から前記ズーム機能によるズーム操作を検出する
ので、特にデジタルズーム機能付きのディジタルカメラ
に請求項１記載の発明を適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の外観図である。

【図２】ズームレンズの最も基本的な構成図である。

【図３】実施の形態のブロック図である。

【図４】自動焦点機能の概念図である。

【図５】図４の作用説明図である。

【図６】自動露出機能の概念図である。

【符号の説明】

２５ ズームレンズ ３２ ズーム駆動部（検出手段） ３３ オア回路（指示手段） ３４ 自動焦点部（自動焦点機能） ３５ 自動露出部（自動露出機能）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 17/02 Ｇ０３Ｂ 19/02 19/02 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ａ Ｈ０４Ｎ 5/232 5/235 5/235 9/04 Ｂ 9/04 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動焦点機能と自動露出機能の両方又は
   一方を備えたズーム機能付きカメラにおいて、 前記ズーム機能によるズーム操作を検出する検出手段
   と、 該検出手段によってズーム操作が検出されたとき前記自
   動焦点機能及び又は自動露出機能の動作開始を指示する
   指示手段と、 を備えたことを特徴とするズーム機能付きカメラ。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、ズームボタンの操作又
   はズーム用サーボモータの駆動信号の変化に基づいて、
   前記ズーム機能によるズーム操作を検出することを特徴
   とする請求項１記載のズーム機能付きカメラ。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、ズームリングの回転を
   検出することを特徴とする請求項１記載のズーム機能付
   きカメラ。
4. 【請求項４】 前記カメラが電子カメラの場合、前記検
   出手段は、画像信号の輝度や色差信号又はＲＧＢ信号の
   レベル変化から前記ズーム機能によるズーム操作を検出
   することを特徴とする請求項１記載のズーム機能付きカ
   メラ。