JPH11215426A - オートフォーカス装置 - Google Patents

オートフォーカス装置

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JPH11215426A
JPH11215426A JP10297196A JP29719698A JPH11215426A JP H11215426 A JPH11215426 A JP H11215426A JP 10297196 A JP10297196 A JP 10297196A JP 29719698 A JP29719698 A JP 29719698A JP H11215426 A JPH11215426 A JP H11215426A
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JP
Japan
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evaluation value
image data
lens system
area
focus
Prior art date
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Pending
Application number
JP10297196A
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English (en)
Inventor
Daisuke Hata
大介 畑
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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  • Exposure Control For Cameras (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗い場所やコントラストのない被写体におい
ても被写体を合焦させることが可能なオートフォーカス
装置を提供すること。 【解決手段】 本発明に係るオートフォーカス装置は、
デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価値と
して出力し、撮像素子103の画面の少なくとも一部の
エリアをAFエリアとして設定し、AE評価値がある定
められた値より小さいか否かを判定してAE評価値があ
る定められた値より小さい場合に、AFエリアを拡大し
たAFエリアを設定し、AFエリア内のデジタル画像デ
ータの輝度データの高周波成分を積分して得られるAF
評価値を出力し、フォーカスレンズ系101aを移動さ
せながら、AF評価値をサンプリングして、このAF評
価値のサンプリング結果により合焦を判定してフォーカ
スレンズ系101aを合焦位置に駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、オートフォーカ
ス装置に関し、詳細には、デジタルカメラ等に適用され
オートフォーカス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ビデオカメラ等の撮像装置におけ
るオートフォーカス装置として、撮像素子(CCD)よ
り得られた撮像映像信号の高周波成分を、HPF又はB
PHを通して、そのHPF又はBPHを通過した撮像映
像信号のデータを、一定期間(例えば、1フィールド)
毎に積算して焦点評価値として検出し、その値がピーク
となるようにレンズと撮像装置の距離を制御する方式法
が一般的である。
【0003】かかる方式においては、撮像画面における
焦点評価値の検出範囲(フォーカスエリア)は、画面中
央の一定の大きさに固定されたものが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式においては、フォーカスエリアを大きく設定する
と、同一画面内にある距離の異なる被写体を撮影する場
合や、被写体の背景が高コントラストの場合等には、い
ずれの被写体に合焦するかは不定であり、撮影者の目的
の被写体を常に合焦するとは限らないという問題があ
る。例えば、被写体の背景が高コントラストの場合、フ
ォーカスエリア中の被写体と背景の面積の割合によって
は背景に合焦することがある。
【0005】また、フォーカスエリアを小さくして、画
面中央の被写体のみを合焦させることが考えられるが、
撮影者の手振れや、被写体の微動により被写体が小さな
フォーカスエリアの外へ出てしまう頻度が高く、誤動作
を招き易いという問題がある。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、暗い場所やコントラストのない被写体において
も被写体を合焦させることが可能なオートフォーカス装
置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】上述した課題を解決する
ために、請求項1に係るオートフォーカス装置は、フォ
ーカスレンズ系を含むレンズ系を介した被写体光を電気
信号に変換して画像データとして出力する撮像素子と、
前記画像データをA/D変換したデジタル画像データを
出力するA/D変換手段と、前記デジタル画像データに
応じた輝度データをAE評価値として出力するAE評価
値出力手段と、前記撮像素子の画面の少なくとも一部の
エリアをAFエリアとして設定するAFエリア設定手段
と、前記AE評価値がある定められた値より小さいか否
かを判定し、当該AE評価値がある定められた値より小
さい場合に、前記AFエリアを拡大したAFエリアを設
定するAFエリア拡大設定手段と、前記AFエリア内の
デジタル画像データの輝度データの高周波成分を積分し
て得られるAF評価値を出力するAF評価値出力手段
と、前記フォーカスレンズ系を移動させながら、前記A
F評価値出力手段に、前記AF評価値をサンプリングさ
せるAF評価値サンプリング手段と、前記AF評価値の
サンプリング結果により合焦を判定し、前記フォーカス
レンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、
を備えたものである。
【0008】また、請求項2に係るオートフォーカス装
置は、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介した被写
体光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮
像素子と、前記画像データをA/D変換したデジタル画
像データを出力するA/D変換手段と、前記デジタル画
像データに応じた輝度データをAE評価値として出力す
るAE評価値出力手段と、前記撮像素子の撮像画面の少
なくとも一部のエリアをAFエリアとして設定するAF
エリア設定手段と、前記AFエリア内のデジタル画像デ
ータの輝度データの高周波成分を積分して得られるAF
評価値を出力するAF評価値出力手段と、前記フォーカ
スレンズ系を移動させながら、前記AF評価値出力手段
に、前記AF評価値をサンプリングさせるAF評価値サ
ンプリング手段と、前記AF評価値サンプリング手段に
よるAF評価値のサンプリング結果により、合焦を判定
し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォ
ーカス駆動手段と、前記AF評価値サンプリング手段の
サンプリング前に、AF評価値が基準値以下である場合
に、前記AFエリアを拡大したAFエリアを設定するA
Fエリア拡大設定手段と、を備えたものである。
【0009】また、請求項3に係るオートフォーカス装
置においては、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
力する撮像素子と、前記画像データの信号レベルを補正
する可変利得手段と、前記画像データをA/D変換した
デジタル画像データを出力するA/D変換手段と、前記
デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価値と
して出力するAE評価値出力手段と、デジタル画像デー
タの輝度データの高周波成分を積分して得られるAF評
価値を出力するAF評価値出力手段と、前記フォーカス
レンズ系を移動しながら前記AF評価値出力手段にAF
評価値をサンプリングさせるAF評価値サンプリング手
段と、前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を
判定し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動する
フォーカス駆動手段と、前記AE評価値が低輝度である
場合には、前記AF評価値のサンプリング中は前記可変
利得増幅手段の利得を上げるべく制御する利得制御手段
と、を備えたものである。
【0010】また、請求項4に係るオートフォーカス装
置においては、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
力する撮像素子と、前記画像データの信号レベルを補正
する可変利得手段と、前記画像データをA/D変換した
デジタル画像データを出力するA/D変換手段と、前記
デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価値と
して出力するAE評価値出力手段と、デジタル画像デー
タの輝度データの高周波成分を積分して得られるAF評
価値を出力するAF評価値出力手段と、前記フォーカス
レンズ系を移動しながら前記AF評価値出力手段にAF
評価値をサンプリングさせるAF評価値サンプリング手
段と、前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を
判定し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動する
フォーカス駆動手段と、前記AF評価値サンプリング手
段のサンプリング前に、AF評価値が基準値以下である
場合には、前記AF評価値のサンプリング中は前記可変
利得増幅手段の利得を上げるべく制御する利得制御手段
と、を備えたものである。
【0011】また、請求項5に係るフォーカスレンズ装
置においては、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
力する撮像素子と、前記画像データをA/D変換したデ
ジタル画像データを出力するA/D変換手段と、前記デ
ジタル画像データに応じた輝度データをAE評価値とし
て出力するAE評価値出力手段と、デジタル画像データ
の輝度データの高周波成分を積分して得られるAF評価
値を出力するAF評価値出力手段と、前記フォーカスレ
ンズ系を移動しながら前記AF評価値出力手段にAF評
価値をサンプリングさせるAF評価値サンプリング手段
と、前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を判
定し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフ
ォーカス駆動手段と、前記AE評価値に基づいて、通常
のAE制御を行う通常AE制御手段と、前記通常のAE
制御とは別にAFエリア用のAEを設定するAF用AE
設定手段と、を備え、前記AF用AE設定手段によるA
Fエリア用のAEを実行後に、AFを実行するものであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係るオートフォーカス装置の好適な実施の形態を
詳細に説明する。
【0013】図1は、本実施の形態に係るオートフォー
カス装置を適用したデジタルカメラの構成図である。同
図において,100はデジタルカメラを示しており、デ
ジタルカメラ100は、レンズ系101,絞り・フィル
ター部等を含むメカ機構102,CCD103,CDS
回路104,可変利得増幅器(AGCアンプ)105,
A/D変換器106,IPP107,DCT108,コ
ーダー109,MCC110,DRAM111,PCカ
ードインタフェース112,CPU121,表示部12
2,操作部123,SG(制御信号生成)部126,ス
トロボ装置127,バッテリ128、DC−DCコンバ
ータ129、EEPROM130、フォーカスドライバ
131、パルスモータ132,ズームドライバ133,
パルスモータ134、モータドライバ135を具備して
構成されている。また,PCカードインタフェース11
2を介して着脱可能なPCカード150が接続されてい
る。
【0014】レンズユニットは,レンズ101系,絞り
・フィルター部等を含むメカ機構102からなり,メカ
機構102のメカニカルシャッタは2つのフィールドの
同時露光を行う。レンズ系101は、例えば、バリフォ
ーカルレンズからなり、フォーカスレンズ系101aと
ズームレンズ系101bとで構成されている。
【0015】フォーカスドライバ131は、CPU12
1から供給される制御信号に従って、パルスモータ13
2を駆動して、フォーカスレンズ系101aを光軸方向
に移動させる。ズームドライバ131は、CPU121
から供給される制御信号に従って、パルスモータ132
を駆動して、ズームレンズ系101bを光軸方向に移動
させる。また、モータドライバ135は、CPU121
から供給される制御信号に従ってメカ機構102を駆動
し、例えば、絞りの絞り値を設定する。
【0016】CCD(電荷結合素子)103は,レンズ
ユニットを介して入力した映像を電気信号(アナログ画
像データ)に変換する。CDS(相関2重サンプリン
グ)回路104は,CCD型撮像素子に対する低雑音化
のための回路である。
【0017】また,AGCアンプ105は,CDS回路
104で相関2重サンプリングされた信号のレベルを補
正する。尚、AGCアンプ105のゲインは、CPU1
21により、CPU121が内蔵するD/A変換器を介
して設定データ(コントロール電圧)がAGCアンプ1
05に設定されることにより設定される。さらにA/D
変換器106は,AGCアンプ105を介して入力した
CCD103からのアナログ画像データをデジタル画像
データに変換する。すなわち,CCD103の出力信号
は,CDS回路104およびAGCアンプ105を介
し,またA/D変換器105により,最適なサンプリン
グ周波数(例えば,NTSC信号のサブキャリア周波数
の整数倍)にてデジタル信号に変換される。
【0018】また,デジタル信号処理部であるIPP
(Image Pre-Processor)107,DCT(Discrete Cos
ine Transform)108,およびコーダー(Huffman Enco
der/Decoder)109は,A/D変換器106から入力し
たデジタル画像データについて,色差(Cb,Cr)と
輝度(Y)に分けて各種処理,補正および画像圧縮/伸
長のためのデータ処理を施す。画像圧縮・伸長部107
は,例えばJPEG準拠の画像圧縮・伸長の一過程であ
る直交変換,並びに,JPEG準拠の画像圧縮・伸長の
一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。
【0019】さらに,MCC(Memory Card Controlle
r)110は,圧縮処理された画像を一旦蓄えてPCカ
ードインタフェース112を介してPCカード150へ
の記録,或いはPCカード150からの読み出しを行
う。
【0020】CPU121は,ROMに格納されたプロ
グラムに従ってRAMを作業領域として使用して、操作
部123からの指示,或いは図示しないリモコン等の外
部動作指示に従い,上記デジタルカメラ内部の全動作を
制御する。具体的には、CPU121は,撮像動作、自
動露出(AE)動作、自動ホワイトバランス(AWB)
調整動作や、AF動作等の制御を行う。
【0021】また,カメラ電源はバッテリ128,例え
ば,NiCd,ニッケル水素,リチウム電池等から,D
C−DCコンバータ129に入力され,当該デジタルカ
メラ内部に供給される。
【0022】表示部122は,LCD,LED,EL等
で実現されており,撮影したデジタル画像データや,伸
長処理された記録画像データ等の表示を行う。操作部1
23は,機能選択,撮影指示,およびその他の各種設定
を外部から行うためのボタンを備えている。EEPRO
M130には、CPU121がデジタルカメラの動作を
制御する際に使用する調整データ等が書き込まれてい
る。
【0023】上記したデジタルカメラ100(CPU1
21)は、被写体を撮像して得られる画像データをPC
カード150に記録する記録モードと、PCカード15
0に記録された画像データを表示する表示モードと、撮
像した画像データを表示部122に直接表示するモニタ
リングモード等を備えている。
【0024】図3は、AGCアンプ105のコントロー
ル電圧(Control Voltage)と出力ゲイン(Measured
Gain)との関係を示す図である。図2において、横軸は
AGCアンプ105のコントロール電圧(Control Vol
tage)を、縦軸はAGCアンプ105の出力ゲイン(Me
asured Gain)を夫々示している。この図2に示す特性
曲線のデータは、数値化されてEEPROM130に格
納されている。
【0025】図2は、上記IPP107の具体的構成の
一例を示す図である。IPP107は、図2に示す如
く、A/D変換器106から入力したデジタル画像デー
タをR・G・Bの各色成分に分離する色分離部1071
と、分離されたR・G・Bの各画像データを補間する信
号補間部1072と、R・G・Bの各画像データの黒レ
ベルを調整するペデスタル調整部1073と、R,Bの
各画像データの白レベルを調整するホワイトバランス調
整部1074と、CPU121により設定されたゲイン
でR・G・Bの各画像データを補正するデジタルゲイン
調整部1075と、R・G・Bの各画像データのγ変換
を行うガンマ変換部1076と、RGBの画像データを
色差信号(Cb,Cr)と輝度信号(Y)とに分離する
マトリックス部1077と、色差信号(Cb,Cr)と
輝度信号(Y)とに基づいてビデオ信号を作成し表示部
122に出力するビデオ信号処理部1078と、を備え
ている。
【0026】更に、IPP107は、ペデスタル調整部
1073によるペデスタル調整後の画像データの輝度デ
ータ(Y)を検出するY演算部1079と、Y演算部1
079で検出した輝度データ(Y)の所定周波数成分の
みを通過させるBPF1080と、BPF1080を通
過した輝度データ(Y)の積分値をAF評価値としてC
PU121に出力するAF評価値回路1081と、Y演
算部1079で検出した輝度データ(Y)に応じたデジ
タルカウント値をAE評価値としてCPU121に出力
するAE評価値回路1082と、ホワイトバランス調整
部1074によるゲイン調整後のR・G・Bの各画像デ
ータの輝度データ(Y)を検出するY演算部1083
と、Y演算部1083で検出した各色の輝度データ
(Y)をそれぞれカウントして各色のAWB評価値とし
てCPU121に出力するAWB評価値回路1084
と、CPU121とのインターフェースであるCPUI
/F1085と、及びDCT108とのインターフェー
スであるDCTI/F1086等を備えている。
【0027】図4は、CCD103の受光面の一例を示
しており、かかるCCD画面は、図4に示す示す如く、
640vライン×480hラインで構成されている。さ
らにCCD画面は80×80のCCDエレメントで構成
されるブロックに分割されている。
【0028】図5は、AEエリアの一例を示しており、
AEエリアは、図4に示すCCD画面を、1〜6の6つ
のAEエリアに分割したエリアからなる。ここで、AE
エリア5は、AEエリア6を含んでおり、AEエリア1
〜4は、長方形のエリアとなっており、その一部がAE
エリア6及び5と重なっている。上記したAE評価値回
路1082は、上記6つの各AEエリア1〜6の輝度値
を重み付け演算して得られるAE評価値を出力する。よ
り具体的には、Y演算部1079は、画像データの各画
素毎の輝度データをAE評価値回路1082に出力し、
AE評価値回路1082は、上記各AEエリア1〜6内
の輝度データをそれぞれ積算した値を輝度値として算出
し、算出した各AEエリア1〜6の輝度値を重み付け演
算した値をAE評価値としてCPU121に出力する。
【0029】図6は、通常のAF評価値を求めるAFエ
リアの一例(AFエリア1)を示しており、このAFエ
リアは、図5に示したAEエリアのAEエリア6と同一
のエリアになっている。
【0030】図7は、暗い場所又はコントラストのない
被写体の場合に、AF評価値を求めるAFエリア(AF
エリア2)の一例を示しており、このAFエリアは、図
5に示したAEエリアのAEエリア5と同一のエリアに
なっている。
【0031】Y演算部1079は、画像データの輝度デ
ータ(Y)を検出し、BPF1080は、その高周波成
分のみを通過させ、そして、AF評価値回路1081
は、AFエリア内の通過した輝度データ(Y)の高周波
成分を積分して得られるAF評価値をCPU121に出
力する。
【0032】次にデジタルカメラの動作を説明する。
【0033】一般に、AF評価値をサンプリングするA
Fエリアを大きくすると、被写体が立体的(奥行きのあ
る被写体)である場合には、AFの精度が悪くなるの
で、AFエリアをあまり大きくできない。また、被写体
が小さいときも被写体のみにピントを合わせられない。
他方、暗い場所やコントラストのない被写体でAFを行
うにはAF評価値をサンプリングするエリアを大きくし
た方が、より暗い場所又はよりコントラストのない被写
体でも合焦させることが可能となる。そこで、本実施の
形態においては、暗い場合、又はコントラストのない被
写体では、立体的な被写体で生じるAF誤差よりも精度
が悪くても合焦動作を行うため、AF評価値のサンプリ
ングエリアを大きくしている。
【0034】CPU121は、AE制御では、AE評価
値が基準値になるように、シャッタ速度とAGCアンプ
105を制御する。尚、本実施の形態においては、本発
明では、絞りを固定(F4;Av4)として説明を行
う。
【0035】また、CPU121は、AF制御では、シ
ャッタ速度及びAGCアンプ105のゲインを設定して
から、フォーカスドライバ131を介して、パルスモー
タ132を1Vd期間に規定パルス駆動してフォーカス
レンズ系101aを移動させながら、AF評価値をサン
プリングし、そして、サンプリングしたAF評価値のピ
ーク位置を合焦位置として、フォーカスレンズ系101
aを合焦位置に駆動する。
【0036】図8は、CPU121が実行するAFエリ
ア設定動作を説明するためのフローチャートである。
【0037】図8において、先ず、IPP107のAF
エリアを設定するレジスタaflwdx、aflwdyにそれぞれ、
AFエリア1(図6参照)を設定するためのデータfrom
_aflwdx、from_aflwdyを設定して、AFエリア1(図
6参照)をAFエリアに設定する(ステップS1)。そ
して、輝度値Lv(lv_value )が、下限値af_dark_th
rdより小か否かを判断し(ステップS2)、輝度値Lv
(lv_value )<af_dark_thrdでない場合には、この
AFエリア1を使用してAF実行中のAE設定処理(図
9参照)を行う。一方、輝度値Lv(lv_value )<af_
dark_thrdである場合には、暗いと判断して、AF評価
値now _af_a が、下限値af_dark_now_af_a より
小か否かを判断し(ステップS3)、now _af_a <af
_dark_now _af_a である場合には、AFNGとする
(ステップS4)。他方、now _af_a <af_dark_no
w _af_a でない場合には、ステップS5に移行して、
IPP107のAFエリアを設定するレジスタaflwdx、
aflwdyにそれぞれ、AFエリア2(図7参照)を設定す
るためのデータfrom_dark_aflwdx、from_dark_aflw
dyに設定して、AFエリア2(図6参照)をAFエリア
に設定し、このAFエリア2を使用してAF実行中のA
E設定処理(図9参照)を行う。
【0038】図9は、CPU121が実行するAF実行
中のAE設定動作を説明するためのフローチャートであ
る。
【0039】図9において、先ず、AFエリア(図5の
AEエリア6)内のAE評価値により、輝度値Lv(lv_
value )を求める(ステップS10)。次いで、マニュ
アル露出補正値(exp _value )を「0」に設定し(ス
テップS11)、逆光補正値(offset value )を求め
る(ステップS12)。そして、露出値ev_value を、
露出値ev_value =輝度値Lv(lv_value )+逆光補正
値(offset_value )+マニュアル露出補正値(exp _
value )の演算により算出する(ステップS13)。
【0040】そして、露出値ev_value が、av_value
(絞り値F4=Av4)+monita_lo_tv(モニタリン
グ時の最低シャッタ秒時1/30)より大か否かを判断
し(ステップS14)、露出値ev_value が、av_valu
e (絞り値F4=Av4)+monita_lo_tv(モニタリ
ング時の最低シャッタ秒時1/30)より大である場合
には、シャッタ速度値tv_value を、露出値ev_value
−av_value (絞り値F4=Av4)とする一方(ステ
ップS15)、露出値ev_value が、av_value (絞り
値F4=Av4)+monita_lo_tv(モニタリング時の
最低シャッタ秒時1/30)以下である場合には、シャ
ッタ速度値tv_value を、monita_lo_tv(モニタリン
グ時の最低シャッタ秒時1/30)として(ステップS
20)、ステップS16に移行する。
【0041】ステップS16では、蛍光灯フリッカチェ
ックを行い、そして、CCDシャッタ秒時を設定する
(ステップS17)。尚、CCD103からの輝度信号
出力の時間を短縮するために、CCD103のある定め
られたCCDエレメント列のみからのみ輝度信号をアウ
トプットするようにCCD103からの出力が制御され
る場合には、その分、シャッタ秒時設定データをシフト
して設定する。
【0042】そして、ゲイン設定値agc _value を、ag
c _tv_value (シャッタ秒時量子化誤差分のAGC補
正値)+av_value (絞り値F4=Av4)+シャッタ
速度値tv_value −露出値ev_value により演算する
(ステップS18)。続いて、AGCアンプ105に、
ゲイン設定値agc _value を設定する(ステップS1
9)。尚、モニタリング中の最大AGC設定値は、2E
v=+12dBで、AF実行中の最大AGC設定値は、
+3Ev=18dBとなる。
【0043】ところで、モニタリング時に、AGCアン
プ105のゲインを過度に上げすぎると、AE、AWB
の制御に悪影響を与えるため、AGCアンプ105のゲ
インを過度に上げすぎるとはできない(AGCを増加さ
せるとCCDの映像表現可能部分の殆どをAGCで増加
してしまうので映像表現に偏りが生じ、AE、AWB用
の評価値が正常な値とならないため、AE、AWBの制
御に悪影響を与える)。
【0044】他方、AF制御においては、AF評価値の
値の大きさ(レベル)自体を必要とするものではなく、
ピントに対するAF評価値の増減があればよい(相対的
な変化が分かればよいので)ので、暗い場所又はコント
ラストのない被写体などで、ピントが合わない可能性が
ある場合には、AGCアンプ105のゲインを上げてA
Fを行うほうが合焦する可能性を高くできる。そこで、
本実施の形態においては、暗い場合、又はコントラスト
のない被写体でのAF実行時においては、モニタリング
時のAGCアンプ105のゲインよりもゲインを上げて
AFを実行することにより、合焦の可能性を高くしてい
る。
【0045】また、AFエリアは、一般に、AEエリア
よりも小さいので、モニタリング中のAEでそのままA
Fを行うと、デジタル画像信号を処理して得た輝度信号
の中からBPF1080で抽出した高周波成分を積分し
てAF評価値を出力する構成では、AFエリアのみが暗
い場合などに適正な露光がされていない輝度信号により
AF評価値を算出するためにピントに対するAF評価値
の増減が小さくなったり、AF精度が悪くなってしま
う。そこで、本実施の形態においては、AF実行時は、
AEエリアでのAE制御値ではなく、AFエリアでのA
E制御に切り替えてからAFを実行することにより、A
Fエリア露光が適正になるようにしている。
【0046】
【発明の効果】請求項1に係るオートフォーカス装置
は、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介した被写体
光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮像
素子と、画像データをA/D変換したデジタル画像デー
タを出力するA/D変換手段と、デジタル画像データに
応じた輝度データをAE評価値として出力するAE評価
値出力手段と、撮像素子の画面の少なくとも一部のエリ
アをAFエリアとして設定するAFエリア設定手段と、
AE評価値がある定められた値より小さいか否かを判定
し、当該AE評価値がある定められた値より小さい場合
に、AFエリアを拡大したAFエリアを設定するAFエ
リア拡大設定手段と、AFエリア内のデジタル画像デー
タの輝度データの高周波成分を積分して得られるAF評
価値を出力するAF評価値出力手段と、フォーカスレン
ズ系を移動させながら、AF評価値出力手段に、AF評
価値をサンプリングさせるAF評価値サンプリング手段
と、AF評価値のサンプリング結果により合焦を判定
し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォ
ーカス駆動手段と、を備えた構成としたので、暗い場所
又はコントラストのない被写体に対して、AFを行う場
合には、AF評価値をサンプリングするエリアを大きく
することにより、暗い場所又はコントラストのない被写
体でも合焦させることが可能となる。
【0047】また、請求項2に係るオートフォーカス装
置は、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介した被写
体光を電気信号に変換して画像データとして出力する撮
像素子と、画像データをA/D変換したデジタル画像デ
ータを出力するA/D変換手段と、デジタル画像データ
に応じた輝度データをAE評価値として出力するAE評
価値出力手段と、撮像素子の撮像画面の少なくとも一部
のエリアをAFエリアとして設定するAFエリア設定手
段と、AFエリア内のデジタル画像データの輝度データ
の高周波成分を積分して得られるAF評価値を出力する
AF評価値出力手段と、前記フォーカスレンズ系を移動
させながら、AF評価値出力手段に、前記AF評価値を
サンプリングさせるAF評価値サンプリング手段と、A
F評価値サンプリング手段によるAF評価値のサンプリ
ング結果により、合焦を判定し、フォーカスレンズ系を
合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、AF評価値
サンプリング手段のサンプリング前に、AF評価値が基
準値以下である場合に、前記AFエリアを拡大したAF
エリアを設定するAFエリア拡大設定手段と、を備えた
こととしたので、暗い場所又はコントラストのない被写
体に対して、AFを行う場合には、AF評価値をサンプ
リングするエリアを大きくすることにより、暗い場所又
はコントラストのない被写体でも合焦させることが可能
となる。
【0048】また、請求項3に係るオートフォーカス装
置においては、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
力する撮像素子と、画像データの信号レベルを補正する
可変利得手段と、画像データをA/D変換したデジタル
画像データを出力するA/D変換手段と、デジタル画像
データに応じた輝度データをAE評価値として出力する
AE評価値出力手段と、デジタル画像データの輝度デー
タの高周波成分を積分して得られるAF評価値を出力す
るAF評価値出力手段と、フォーカスレンズ系を移動し
ながら前記AF評価値出力手段にAF評価値をサンプリ
ングさせるAF評価値サンプリング手段と、AF評価値
のサンプリング結果により合焦を判定し、フォーカスレ
ンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、A
E評価値が低輝度である場合には、AF評価値のサンプ
リング中は前記可変利得増幅手段の利得を上げるべく制
御する利得制御手段と、を備えたこととしたので、暗い
場合又はコントラストのない被写体に対するAF実行時
においては、モニタリング時よりも可変利得増幅器のゲ
インを上げてAFを実行することにより、合焦の可能性
を高くできる。
【0049】また、請求項4に係るオートフォーカス装
置においては、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
力する撮像素子と、画像データの信号レベルを補正する
可変利得手段と、画像データをA/D変換したデジタル
画像データを出力するA/D変換手段と、デジタル画像
データに応じた輝度データをAE評価値として出力する
AE評価値出力手段と、デジタル画像データの輝度デー
タの高周波成分を積分して得られるAF評価値を出力す
るAF評価値出力手段と、フォーカスレンズ系を移動し
ながら前記AF評価値出力手段にAF評価値をサンプリ
ングさせるAF評価値サンプリング手段と、前記AF評
価値のサンプリング結果により合焦を判定し、フォーカ
スレンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段
と、AF評価値サンプリング手段のサンプリング前に、
AF評価値が基準値以下である場合には、AF評価値の
サンプリング中は可変利得増幅手段の利得を上げるべく
制御する利得制御手段と、を備えたこととしたので、暗
い場合又はコントラストのない被写体に対するAF実行
時においては、モニタリング時よりも可変利得増幅器の
ゲインを上げてAFを実行することにより、合焦の可能
性を高くできる。
【0050】また、請求項5に係るフォーカスレンズ装
置においては、フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
力する撮像素子と、画像データをA/D変換したデジタ
ル画像データを出力するA/D変換手段と、デジタル画
像データに応じた輝度データをAE評価値として出力す
るAE評価値出力手段と、デジタル画像データの輝度デ
ータの高周波成分を積分して得られるAF評価値を出力
するAF評価値出力手段と、フォーカスレンズ系を移動
しながら前記AF評価値出力手段にAF評価値をサンプ
リングさせるAF評価値サンプリング手段と、前記AF
評価値のサンプリング結果により合焦を判定し、フォー
カスレンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段
と、AE評価値に基づいて、通常のAE制御を行う通常
AE制御手段と、通常のAE制御とは別にAFエリア用
のAEを設定するAF用AE設定手段と、を備え、AF
用AE設定手段によるAFエリア用のAEを実行後に、
AFを実行することとしたので、AF実行時は、AEエ
リアでのAE制御ではなく、AFエリアでのAE制御に
切り替えてからAFを実行することにより、AFエリア
露光が適正にでき、AFエリアのみが暗い場合などでも
合焦可能となる(合焦精度を保持できる)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係るデジタルカメラの構成図で
ある。
【図2】図1のIPPの具体的構成の一例を示す図であ
る。
【図3】AGCアンプのコントロール電圧(Control V
oltage)と出力ゲイン(Measured Gain)との関係を示
す図である。
【図4】CCD画面の一例を示す図である。
【図5】AEエリアの一例を示す図である。
【図6】AFエリアの一例を示す図である。
【図7】AFエリアの一例を示す図である。
【図8】CPUが実行するAFエリア設定動作を説明す
るためのフローチャートである。
【図9】CPUが実行するAF実行中のAE設定動作を
説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
100 デジタルカメラ 101 レンズ系 101a フォーカスレンズ系 101b ズームレンズ系 102 オートフォーカス等を含むメカ機構 103 CCD(電荷結合素子) 104 CDS(相関2重サンプリング)回路 105 可変利得増幅器(AGCアンプ) 106 A/D変換器 107 IPP(Image Pre-Processor) 108 DCT(Discrete Cosine Transform) 109 コーダー(Huffman Encoder/Decoder) 110 MCC(Memory Card Controller) 111 RAM(内部メモリ) 112 PCカードインタフェース 121 CPU 122 表示部 123 操作部 125 モータドライバ 126 SG部 127 ストロボ 128 バッテリ 129 DC−DCコンバータ 130 EEPROM 131 フォーカスドライバ 132 パルスモータ 133 ズームドライバ 134 パルスモータ 135 モータドライバ 150 PCカード 1071 色分離部 1072 信号補間部 1073 ペデスタル調整部 1074 ホワイトバランス調整部 1075 デジタルゲイン調整部 1076 γ変換部 1077 マトリクス部 1078 ビデオ信号処理部 1079 Y演算部 1080 BPF 1081 AF評価値回路 1082 AE評価値回路 1083 Y演算部 1084 AWB評価値回路 1085 CPUI/F 1086 DCTI/F 1075r,1075g,1075b 乗算器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
    した被写体光を電気信号に変換して画像信号として出力
    する撮像素子と、 前記画像信号をA/D変換したデジタル画像データを出
    力するA/D変換手段と、 前記デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価
    値として出力するAE評価値出力手段と、 前記撮像素子の画面の少なくとも一部のエリアをAFエ
    リアとして設定するAFエリア設定手段と、 前記AE評価値がある定められた値より小さいか否かを
    判定し、当該AE評価値がある定められた値より小さい
    場合に、前記AFエリアを拡大したAFエリアを設定す
    るAFエリア拡大設定手段と、 前記AFエリア内のデジタル画像データの輝度データの
    高周波成分を積分して得られるAF評価値を出力するA
    F評価値出力手段と、 前記フォーカスレンズ系を移動させながら、前記AF評
    価値出力手段に、前記AF評価値をサンプリングさせる
    AF評価値サンプリング手段と、 前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を判定
    し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォ
    ーカス駆動手段と、 を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
  2. 【請求項2】 フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
    した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
    力する撮像素子と、 前記画像データをA/D変換したデジタル画像データを
    出力するA/D変換手段と、 前記デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価
    値として出力するAE評価値出力手段と、 前記撮像素子の撮像画面の少なくとも一部のエリアをA
    Fエリアとして設定するAFエリア設定手段と、 前記AFエリア内のデジタル画像データの輝度データの
    高周波成分を積分して得られるAF評価値を出力するA
    F評価値出力手段と、 前記フォーカスレンズ系を移動させながら、前記AF評
    価値出力手段に、前記AF評価値をサンプリングさせる
    AF評価値サンプリング手段と、 前記AF評価値サンプリング手段によるAF評価値のサ
    ンプリング結果により、合焦を判定し、前記フォーカス
    レンズ系を合焦位置に駆動するフォーカス駆動手段と、 前記AF評価値サンプリング手段のサンプリング前に、
    AF評価値が基準値以下である場合に、前記AFエリア
    を拡大したAFエリアを設定するAFエリア拡大設定手
    段と、 を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
  3. 【請求項3】 フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
    した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
    力する撮像素子と、 前記画像データの信号レベルを補正する可変利得手段
    と、 前記画像データをA/D変換したデジタル画像データを
    出力するA/D変換手段と、 前記デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価
    値として出力するAE評価値出力手段と、 デジタル画像データの輝度データの高周波成分を積分し
    て得られるAF評価値を出力するAF評価値出力手段
    と、 前記フォーカスレンズ系を移動しながら前記AF評価値
    出力手段にAF評価値をサンプリングさせるAF評価値
    サンプリング手段と、 前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を判定
    し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォ
    ーカス駆動手段と、 前記AE評価値が低輝度である場合には、前記AF評価
    値のサンプリング中は前記可変利得増幅手段の利得を上
    げるべく制御する利得制御手段と、 を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
  4. 【請求項4】 フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
    した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
    力する撮像素子と、 前記画像データの信号レベルを補正する可変利得手段
    と、 前記画像データをA/D変換したデジタル画像データを
    出力するA/D変換手段と、 前記デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価
    値として出力するAE評価値出力手段と、 デジタル画像データの輝度データの高周波成分を積分し
    て得られるAF評価値を出力するAF評価値出力手段
    と、 前記フォーカスレンズ系を移動しながら前記AF評価値
    出力手段にAF評価値をサンプリングさせるAF評価値
    サンプリング手段と、 前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を判定
    し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォ
    ーカス駆動手段と、 前記AF評価値サンプリング手段のサンプリング前に、
    AF評価値が基準値以下である場合には、前記AF評価
    値のサンプリング中は前記可変利得増幅手段の利得を上
    げるべく制御する利得制御手段と、 を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
  5. 【請求項5】 フォーカスレンズ系を含むレンズ系を介
    した被写体光を電気信号に変換して画像データとして出
    力する撮像素子と、 前記画像データをA/D変換したデジタル画像データを
    出力するA/D変換手段と、 前記デジタル画像データに応じた輝度データをAE評価
    値として出力するAE評価値出力手段と、 デジタル画像データの輝度データの高周波成分を積分し
    て得られるAF評価値を出力するAF評価値出力手段
    と、 前記フォーカスレンズ系を移動しながら前記AF評価値
    出力手段にAF評価値をサンプリングさせるAF評価値
    サンプリング手段と、 前記AF評価値のサンプリング結果により合焦を判定
    し、前記フォーカスレンズ系を合焦位置に駆動するフォ
    ーカス駆動手段と、 前記AE評価値に基づいて、通常のAE制御を行う通常
    AE制御手段と、 前記通常のAE制御とは別にAFエリア用のAEを設定
    するAF用AE設定手段と、を備え、 前記AF用AE設定手段によるAFエリア用のAEを実
    行後に、AFを実行することを特徴とするオートフォー
    カス装置。
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