JP2003287674A - カメラ - Google Patents
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- JP2003287674A JP2003287674A JP2002091880A JP2002091880A JP2003287674A JP 2003287674 A JP2003287674 A JP 2003287674A JP 2002091880 A JP2002091880 A JP 2002091880A JP 2002091880 A JP2002091880 A JP 2002091880A JP 2003287674 A JP2003287674 A JP 2003287674A
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- color filter
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Landscapes
- Blocking Light For Cameras (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Focusing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＦ演算精度を損なうことなくコスト低減
し、かつＡＦ演算スピードの高速化を図ることができる
カメラの提供。 【解決手段】 例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの色フィルタから成
るベイヤ配列色フィルタアレイが形成されたカラー撮像
素子であるＣＣＤ撮像素子４を備え、ＡＦ補助光源１７
からＡＦ補助光を被写体に照射して、ＣＣＤ撮像素子４
から出力されるＧ信号に基づいてＡＦ演算を行うカメラ
に適用される。ＡＦ補助光源１７は、発光波長帯域が色
フィルタアレイにおける最多数色フィルタである色フィ
ルタＧの透過波長帯域に含まれる単色光を発生する。そ
のため、白色光ＬＥＤよりも安価な単色光を発生するＬ
ＥＤをＡＦ補助光源１７として使用することができ、Ａ
Ｆ演算精度を損なうことなくコスト低減を図ることがで
きる。
し、かつＡＦ演算スピードの高速化を図ることができる
カメラの提供。 【解決手段】 例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの色フィルタから成
るベイヤ配列色フィルタアレイが形成されたカラー撮像
素子であるＣＣＤ撮像素子４を備え、ＡＦ補助光源１７
からＡＦ補助光を被写体に照射して、ＣＣＤ撮像素子４
から出力されるＧ信号に基づいてＡＦ演算を行うカメラ
に適用される。ＡＦ補助光源１７は、発光波長帯域が色
フィルタアレイにおける最多数色フィルタである色フィ
ルタＧの透過波長帯域に含まれる単色光を発生する。そ
のため、白色光ＬＥＤよりも安価な単色光を発生するＬ
ＥＤをＡＦ補助光源１７として使用することができ、Ａ
Ｆ演算精度を損なうことなくコスト低減を図ることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、補助光を用いてオ
ートフォーカスを行うカメラに関する。
ートフォーカスを行うカメラに関する。
【０００２】
【発明の背景】オートフォーカス機能を備えたカメラに
は、被写体光を撮像素子で撮像して、その撮像データに
基づいてＡＦ動作を行うものがある。そのようなカメラ
では発光ダイオード（ＬＥＤ）などのＡＦ補助光源を備
え、暗い被写体を撮影する場合にはＡＦ補助光源を点灯
してＡＦ動作を行うのが一般的である。
は、被写体光を撮像素子で撮像して、その撮像データに
基づいてＡＦ動作を行うものがある。そのようなカメラ
では発光ダイオード（ＬＥＤ）などのＡＦ補助光源を備
え、暗い被写体を撮影する場合にはＡＦ補助光源を点灯
してＡＦ動作を行うのが一般的である。
【０００３】カラー撮像素子の場合には、各画素毎に色
フィルタが設けられており、例えば、原色フィルタであ
ればＲ（赤），Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色フィルタ
が所定の配列で設けられている。そのため、撮像素子か
らは、色フィルタＲが設けられた画素からのＲ信号、色
フィルタＧが設けられた画素からのＧ信号および色フィ
ルタＢが設けられた画素からのＢ信号がそれぞれ出力さ
れる。
フィルタが設けられており、例えば、原色フィルタであ
ればＲ（赤），Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色フィルタ
が所定の配列で設けられている。そのため、撮像素子か
らは、色フィルタＲが設けられた画素からのＲ信号、色
フィルタＧが設けられた画素からのＧ信号および色フィ
ルタＢが設けられた画素からのＢ信号がそれぞれ出力さ
れる。
【０００４】本発明は、視感度範囲の一部の発光帯域を
もったＡＦ補助光源を使用してＡＦ演算を行うにあたっ
て、ＡＦ演算精度を損なうことなくコスト低減し、かつ
ＡＦ演算スピードの高速化を図ることができるカメラを
提供することを目的としたものである。
もったＡＦ補助光源を使用してＡＦ演算を行うにあたっ
て、ＡＦ演算精度を損なうことなくコスト低減し、かつ
ＡＦ演算スピードの高速化を図ることができるカメラを
提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明
は、補助光を被写体に照射して被写体からの光をカラー
撮像素子で受光し、カラー撮像素子で光電変換された信
号に基づいて合焦動作を行うカメラに適用され、発光波
長帯域が６００ｎｍ以下の単色光の少なくとも一つを補
助光として発生する補助光発光素子を備えて上述の目的
を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにお
いて、発光波長帯域が５００ｎｍ以上であって６００ｎ
ｍ以下である単色光を発生する補助光発光素子を備えた
ものである。 （３）請求項３の発明は、各画素に対応した複数色の色
フィルタから成る色フィルタアレイが形成されたカラー
撮像素子を備え、補助光を被写体に照射して被写体から
の光をカラー撮像素子で受光し、カラー撮像素子で光電
変換された信号に基づいて合焦動作を行うカメラに適用
され、発光波長帯域が色フィルタアレイにおける最多数
色フィルタの透過波長帯域に含まれる単色光を、補助光
として発生する補助光発光素子を備えて上述の目的を達
成する。 （４）請求項４の発明は、請求項３に記載のカメラにお
いて、色フィルタアレイを原色フィルタアレイで構成し
たものである。
は、補助光を被写体に照射して被写体からの光をカラー
撮像素子で受光し、カラー撮像素子で光電変換された信
号に基づいて合焦動作を行うカメラに適用され、発光波
長帯域が６００ｎｍ以下の単色光の少なくとも一つを補
助光として発生する補助光発光素子を備えて上述の目的
を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにお
いて、発光波長帯域が５００ｎｍ以上であって６００ｎ
ｍ以下である単色光を発生する補助光発光素子を備えた
ものである。 （３）請求項３の発明は、各画素に対応した複数色の色
フィルタから成る色フィルタアレイが形成されたカラー
撮像素子を備え、補助光を被写体に照射して被写体から
の光をカラー撮像素子で受光し、カラー撮像素子で光電
変換された信号に基づいて合焦動作を行うカメラに適用
され、発光波長帯域が色フィルタアレイにおける最多数
色フィルタの透過波長帯域に含まれる単色光を、補助光
として発生する補助光発光素子を備えて上述の目的を達
成する。 （４）請求項４の発明は、請求項３に記載のカメラにお
いて、色フィルタアレイを原色フィルタアレイで構成し
たものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明によるカメラの一実施
の形態を示す機能ブロック図である。図１では、ＡＦデ
ジタルカメラの概略構成を示した。１は撮影レンズであ
り、焦点位置調節を行うためのフォーカシングレンズを
備えている。撮影レンズ１は、フォーカシングレンズの
フォーカス駆動機構およびその駆動回路を備えたドライ
バ１４により駆動調整される。ドライバ１４はＣＰＵ７
により制御される。
の形態を説明する。図１は本発明によるカメラの一実施
の形態を示す機能ブロック図である。図１では、ＡＦデ
ジタルカメラの概略構成を示した。１は撮影レンズであ
り、焦点位置調節を行うためのフォーカシングレンズを
備えている。撮影レンズ１は、フォーカシングレンズの
フォーカス駆動機構およびその駆動回路を備えたドライ
バ１４により駆動調整される。ドライバ１４はＣＰＵ７
により制御される。
【０００７】２は絞り、３は赤外線カットフィルタ、４
はＣＣＤ撮像素子であり、ＣＣＤ撮像素子４は撮像面上
に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号を出力
する。撮像素子４としては、ＣＣＤ型に限らずＭＯＳ型
等の固体撮像素子を用いても良い。ＣＣＤ撮像素子４は
カラー撮像素子であり、オンチップの色フィルタが各画
素毎に形成されている。
はＣＣＤ撮像素子であり、ＣＣＤ撮像素子４は撮像面上
に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号を出力
する。撮像素子４としては、ＣＣＤ型に限らずＭＯＳ型
等の固体撮像素子を用いても良い。ＣＣＤ撮像素子４は
カラー撮像素子であり、オンチップの色フィルタが各画
素毎に形成されている。
【０００８】図２は色フィルタの配列を示す図であり、
色フィルタアレイの一部を示したものである。図２
（ａ），図２（ｂ）は原色フィルタの配列を示してお
り、図２（ａ）はベイヤ方式、図２（ｂ）はＧストライ
プＲ，Ｂ線順次方式と呼ばれるものである。いずれの場
合にも、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色フィ
ルタの数は、１：２：１の比率になっている。また、図
２（ｃ）は原色ストライプ方式のフィルタ、図２（ｄ）
は補色フィルタの配列を示したものであり、Ｇ、Ｃｙ
（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）およびＹ（イエロー）の
色フィルタで構成されている。補色フィルタにおけるＣ
ｙ，Ｍｇ，Ｙの分光透過特性は、色フィルタＣｙは青か
ら緑にかけての波長帯域において透過率が高く、色フィ
ルタＭｇは青と赤の波長帯域において透過率が高く、色
フィルタＹは緑から赤にかけての波長帯域において透過
率が高い。
色フィルタアレイの一部を示したものである。図２
（ａ），図２（ｂ）は原色フィルタの配列を示してお
り、図２（ａ）はベイヤ方式、図２（ｂ）はＧストライ
プＲ，Ｂ線順次方式と呼ばれるものである。いずれの場
合にも、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色フィ
ルタの数は、１：２：１の比率になっている。また、図
２（ｃ）は原色ストライプ方式のフィルタ、図２（ｄ）
は補色フィルタの配列を示したものであり、Ｇ、Ｃｙ
（シアン）、Ｍｇ（マゼンタ）およびＹ（イエロー）の
色フィルタで構成されている。補色フィルタにおけるＣ
ｙ，Ｍｇ，Ｙの分光透過特性は、色フィルタＣｙは青か
ら緑にかけての波長帯域において透過率が高く、色フィ
ルタＭｇは青と赤の波長帯域において透過率が高く、色
フィルタＹは緑から赤にかけての波長帯域において透過
率が高い。
【０００９】絞り２は、絞り駆動機構とその駆動回路を
備えたドライバ１５により駆動される。撮影レンズ１か
らの被写体光は、絞り２および赤外線カットフィルタ３
を通過した後にＣＣＤ撮像素子４に結像される。ＣＣＤ
撮像素子４は、信号取り出しのタイミングをコントロー
ルするドライバ１６により駆動される。ＣＣＤ撮像素子
４では、ドライバ１６により電荷蓄積時間を制御するこ
とによって、可変速の電子シャッタ駆動が可能である。
備えたドライバ１５により駆動される。撮影レンズ１か
らの被写体光は、絞り２および赤外線カットフィルタ３
を通過した後にＣＣＤ撮像素子４に結像される。ＣＣＤ
撮像素子４は、信号取り出しのタイミングをコントロー
ルするドライバ１６により駆動される。ＣＣＤ撮像素子
４では、ドライバ１６により電荷蓄積時間を制御するこ
とによって、可変速の電子シャッタ駆動が可能である。
【００１０】ＣＣＤ撮像素子４からの撮像信号はアナロ
グ信号処理回路５に入力される。アナログ信号処理回路
５にはＣＤＳ回路、ＡＧＣ回路および色分離回路などが
設けられており、ＣＤＳ回路において相関二重サンプリ
ング（ＣＤＳ）処理されるとともに、ＣＣＤ出力信号の
レベル調整が行われる。アナログ信号処理回路５で処理
された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器６によりアナログ信号
からデジタル信号に変換される。
グ信号処理回路５に入力される。アナログ信号処理回路
５にはＣＤＳ回路、ＡＧＣ回路および色分離回路などが
設けられており、ＣＤＳ回路において相関二重サンプリ
ング（ＣＤＳ）処理されるとともに、ＣＣＤ出力信号の
レベル調整が行われる。アナログ信号処理回路５で処理
された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器６によりアナログ信号
からデジタル信号に変換される。
【００１１】Ａ／Ｄ変換された信号は、デジタル信号処
理回路８およびＣＰＵ７に入力される。ＣＰＵ７はデジ
タル信号処理回路８およびドライバ１４〜１６等と接続
され、カメラ全体の制御を行う。ＣＰＵ７はＡＥ演算部
７１，ＡＦ演算部７３、ＡＷＢ（オートホワイトバラン
ス）演算部７２を備えている。ＡＥ演算部７１およびＡ
Ｆ演算部７３の演算には、ＣＣＤからの出力のうち、一
種類のフィルタ成分を使用することにより演算負荷を軽
減することができる。このフィルタ成分としては視感度
特性により近いＧフィルタ成分を使用するのが好まし
い。なお、ＡＥ演算およびＡＦ演算にはＣＣＤ撮像素子
４の全撮像領域の撮像信号を用いるわけではなく、一部
の領域、例えば画面中央部の領域の撮像信号を用いて演
算を行う。
理回路８およびＣＰＵ７に入力される。ＣＰＵ７はデジ
タル信号処理回路８およびドライバ１４〜１６等と接続
され、カメラ全体の制御を行う。ＣＰＵ７はＡＥ演算部
７１，ＡＦ演算部７３、ＡＷＢ（オートホワイトバラン
ス）演算部７２を備えている。ＡＥ演算部７１およびＡ
Ｆ演算部７３の演算には、ＣＣＤからの出力のうち、一
種類のフィルタ成分を使用することにより演算負荷を軽
減することができる。このフィルタ成分としては視感度
特性により近いＧフィルタ成分を使用するのが好まし
い。なお、ＡＥ演算およびＡＦ演算にはＣＣＤ撮像素子
４の全撮像領域の撮像信号を用いるわけではなく、一部
の領域、例えば画面中央部の領域の撮像信号を用いて演
算を行う。
【００１２】ＡＥ演算部７１では、Ａ／Ｄ変換器６から
出力される撮像信号を用いて自動露出演算を行う。ＡＷ
Ｂ演算部７２ではＡ／Ｄ変換器６からの画像信号（Ｒ信
号、Ｇ信号、Ｂ信号）に基づいてホワイトバランス調整
用ゲイン（ＲゲインおよびＢゲイン）の設定が行われ
る。また、ＡＦ演算部７３では、Ａ／Ｄ変換器６から出
力される撮像信号に基づいてＡＦ演算を行う。ＣＰＵ７
はＡＦ演算部７３の演算結果に基づいて、ドライバ１４
により撮影レンズ１のフォーカシングレンズを移動す
る。被写体が暗い低輝度時には画像信号のレベルも小さ
くなるので、ＡＦ動作時にＡＦ補助光源１７を点灯す
る。
出力される撮像信号を用いて自動露出演算を行う。ＡＷ
Ｂ演算部７２ではＡ／Ｄ変換器６からの画像信号（Ｒ信
号、Ｇ信号、Ｂ信号）に基づいてホワイトバランス調整
用ゲイン（ＲゲインおよびＢゲイン）の設定が行われ
る。また、ＡＦ演算部７３では、Ａ／Ｄ変換器６から出
力される撮像信号に基づいてＡＦ演算を行う。ＣＰＵ７
はＡＦ演算部７３の演算結果に基づいて、ドライバ１４
により撮影レンズ１のフォーカシングレンズを移動す
る。被写体が暗い低輝度時には画像信号のレベルも小さ
くなるので、ＡＦ動作時にＡＦ補助光源１７を点灯す
る。
【００１３】デジタル信号処理回路８には、γ補正回路
や輝度信号および色差信号生成回路などの信号処理回路
が含まれている。ＣＣＤ撮像素子４の各画素に対して
は、図２に示すように各々決まった色フィルタが形成さ
れている。そのため、各画素からは色フィルタに応じた
信号が出力される。例えば、図２（ａ）に示す原色フィ
ルタの場合には（以下では、図２（ａ）のベイヤ配列を
例に説明する）、色フィルタＲが形成された画素からは
Ｒ信号が出力され、同様に、色フィルタＧ，Ｂが形成さ
れた画素からはそれぞれＧ信号，Ｂ信号が出力されるこ
とになる。
や輝度信号および色差信号生成回路などの信号処理回路
が含まれている。ＣＣＤ撮像素子４の各画素に対して
は、図２に示すように各々決まった色フィルタが形成さ
れている。そのため、各画素からは色フィルタに応じた
信号が出力される。例えば、図２（ａ）に示す原色フィ
ルタの場合には（以下では、図２（ａ）のベイヤ配列を
例に説明する）、色フィルタＲが形成された画素からは
Ｒ信号が出力され、同様に、色フィルタＧ，Ｂが形成さ
れた画素からはそれぞれＧ信号，Ｂ信号が出力されるこ
とになる。
【００１４】例えば、色フィルタＢが形成された画素か
らはＢ信号が出力され、その画素の部分の被写体像に対
するＲ信号およびＧ信号はＣＣＤ撮像素子４からは出力
されない。ＣＣＤ撮像素子４の画素数が１００万画素で
あった場合には、Ｒ信号およびＢ信号が出力される画素
の数は各々２５万画素であって、Ｇ信号が出力される画
素の数は５０万画素になる。
らはＢ信号が出力され、その画素の部分の被写体像に対
するＲ信号およびＧ信号はＣＣＤ撮像素子４からは出力
されない。ＣＣＤ撮像素子４の画素数が１００万画素で
あった場合には、Ｒ信号およびＢ信号が出力される画素
の数は各々２５万画素であって、Ｇ信号が出力される画
素の数は５０万画素になる。
【００１５】デジタル信号処理回路８では、補間処理に
よって全画素に対するＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を与
える。例えば、色フィルタＢの画素に隣接する色フィル
タＧの画素から出力されるＧ信号に基づいて、色フィル
タＢの画素におけるＧ信号を補間処理により演算する。
その結果、１００万画素（全画素）に対応するＧ信号が
得られる。Ｒ信号およびＢ信号に関しても同様の処理を
行って、１００万画素に対応するＲ信号およびＢ信号が
各々得られる。
よって全画素に対するＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を与
える。例えば、色フィルタＢの画素に隣接する色フィル
タＧの画素から出力されるＧ信号に基づいて、色フィル
タＢの画素におけるＧ信号を補間処理により演算する。
その結果、１００万画素（全画素）に対応するＧ信号が
得られる。Ｒ信号およびＢ信号に関しても同様の処理を
行って、１００万画素に対応するＲ信号およびＢ信号が
各々得られる。
【００１６】その後、これらＲ，Ｇ，Ｂの各信号の内の
Ｒ信号およびＢ信号に対して、上述したホワイトバラン
ス調整用のＲゲインとＢゲインとがそれぞれかけ合わさ
れる。その結果、最適なホワイトバランスの撮像信号
（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）が得られる。その後、ホワ
イトバランス調整されたＲ信号，Ｇ信号およびＢ信号に
対してガンマ補正処理が施される。さらに、ガンマ補正
処理されたＲ信号，Ｇ信号およびＢ信号は、輝度信号
（Ｙ信号）および色差信号（Ｃr，Ｃb信号）に変換され
る。
Ｒ信号およびＢ信号に対して、上述したホワイトバラン
ス調整用のＲゲインとＢゲインとがそれぞれかけ合わさ
れる。その結果、最適なホワイトバランスの撮像信号
（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）が得られる。その後、ホワ
イトバランス調整されたＲ信号，Ｇ信号およびＢ信号に
対してガンマ補正処理が施される。さらに、ガンマ補正
処理されたＲ信号，Ｇ信号およびＢ信号は、輝度信号
（Ｙ信号）および色差信号（Ｃr，Ｃb信号）に変換され
る。
【００１７】なお、デジタル信号処理回路８に入力され
た撮像信号は一旦バッファメモリ１３に記憶され、上述
した各処理毎にバッファメモリ１３から読み出され、処
理後の信号は再びバッファメモリ１３に格納される。バ
ッファメモリ１３は、撮像素子４で撮像された複数フレ
ーム分のデータを記憶することができるフレームメモリ
である。
た撮像信号は一旦バッファメモリ１３に記憶され、上述
した各処理毎にバッファメモリ１３から読み出され、処
理後の信号は再びバッファメモリ１３に格納される。バ
ッファメモリ１３は、撮像素子４で撮像された複数フレ
ーム分のデータを記憶することができるフレームメモリ
である。
【００１８】デジタル信号処理回路８における一連の処
理が施された画像データは、バッファメモリ１３に格納
される。その後、記録・再生信号処理回路９を介してメ
モリカード等の外部記憶媒体１０に記録される。画像デ
ータを記憶媒体１０に記録する際には、一般的に所定の
圧縮形式、例えば、ＪＰＥＧ方式でデータ圧縮が行われ
る。記録・再生信号処理回路９では、画像データを外部
記録媒体１０に記録する際のデータ圧縮および記憶媒体
１０から圧縮された画像データを読み込む際のデータ伸
長処理を行う。記録・再生信号処理回路９には記憶媒体
１０とデータ通信を行うためのインタフェースも含まれ
ている。
理が施された画像データは、バッファメモリ１３に格納
される。その後、記録・再生信号処理回路９を介してメ
モリカード等の外部記憶媒体１０に記録される。画像デ
ータを記憶媒体１０に記録する際には、一般的に所定の
圧縮形式、例えば、ＪＰＥＧ方式でデータ圧縮が行われ
る。記録・再生信号処理回路９では、画像データを外部
記録媒体１０に記録する際のデータ圧縮および記憶媒体
１０から圧縮された画像データを読み込む際のデータ伸
長処理を行う。記録・再生信号処理回路９には記憶媒体
１０とデータ通信を行うためのインタフェースも含まれ
ている。
【００１９】撮影モードにおいては、ＣＣＤ撮像素子４
により所定時間間隔毎に撮像された撮像信号が、アナロ
グ信号処理回路５，Ａ／Ｄ変換器６，デジタル信号処理
回路８により信号処理された後、バッファメモリ１３に
記憶されるとともに、ＶＲＡＭ１１に転送され、ＶＲＡ
Ｍ１１に記憶された画像データに基づく画像がモニタ１
２に表示される。モニタ１２には、例えば、ＬＣＤ表示
装置が用いられる。よって、撮影者はモニタ１２に表示
された画像により被写体を視認することができる。一
方、再生モードにおいては、メモリカード等の外部記憶
媒体１０から読み出された画像が伸張等の再生信号処理
を施されたのちＶＲＡＭ１１に転送され、モニタ１２に
再生表示される。
により所定時間間隔毎に撮像された撮像信号が、アナロ
グ信号処理回路５，Ａ／Ｄ変換器６，デジタル信号処理
回路８により信号処理された後、バッファメモリ１３に
記憶されるとともに、ＶＲＡＭ１１に転送され、ＶＲＡ
Ｍ１１に記憶された画像データに基づく画像がモニタ１
２に表示される。モニタ１２には、例えば、ＬＣＤ表示
装置が用いられる。よって、撮影者はモニタ１２に表示
された画像により被写体を視認することができる。一
方、再生モードにおいては、メモリカード等の外部記憶
媒体１０から読み出された画像が伸張等の再生信号処理
を施されたのちＶＲＡＭ１１に転送され、モニタ１２に
再生表示される。
【００２０】《ＡＦ演算処理の説明》次いで、ＡＦ演算
部７３で行われるＡＦ演算処理について説明する。合焦
状態を検出する方法には位相差方式やコントラスト方式
などがあるが、以下ではコントラスト方式について説明
する。コントラスト法では、像のボケの程度とコントラ
ストとの間には相関があり、焦点が合ったときに像のコ
ントラストは最大になることを利用して焦点合わせを行
う。コントラストの大小は撮像信号の高周波成分の大小
により評価することができる。
部７３で行われるＡＦ演算処理について説明する。合焦
状態を検出する方法には位相差方式やコントラスト方式
などがあるが、以下ではコントラスト方式について説明
する。コントラスト法では、像のボケの程度とコントラ
ストとの間には相関があり、焦点が合ったときに像のコ
ントラストは最大になることを利用して焦点合わせを行
う。コントラストの大小は撮像信号の高周波成分の大小
により評価することができる。
【００２１】ＡＦ演算部７３には、撮像信号から所定の
帯域の高周波成分を抽出するバンドパスフィルタ（不図
示）が設けられている。このバンドパスフィルタにより
撮像領域に設けられた焦点検出エリア内の撮像信号か
ら、所定の帯域の高周波成分を抽出する。この高周波成
分は焦点評価値と呼ばれ、図３に示すように焦点評価値
Ｌ０は合焦位置Ｐにピークを有している。図３において
横軸はフォーカシングレンズのレンズ位置を表してい
る。
帯域の高周波成分を抽出するバンドパスフィルタ（不図
示）が設けられている。このバンドパスフィルタにより
撮像領域に設けられた焦点検出エリア内の撮像信号か
ら、所定の帯域の高周波成分を抽出する。この高周波成
分は焦点評価値と呼ばれ、図３に示すように焦点評価値
Ｌ０は合焦位置Ｐにピークを有している。図３において
横軸はフォーカシングレンズのレンズ位置を表してい
る。
【００２２】焦点評価値のピークを探す場合には、フォ
ーカシングレンズを無限遠側または至近側にわずかに移
動して、そのときに算出される焦点評価値と移動前の焦
点評価値と比較する。移動後の方が大きい場合には、フ
ォーカシングレンズをさらに同一方向に移動して同様の
演算および比較を行う。一方、移動後の方が小さい場合
には、フォーカシングレンズを逆方向に移動して同様の
演算および比較を行う。このような処理を繰り返し行う
ことにより焦点評価値のピーク、すなわち合焦位置を探
す。このような動作は、山登り動作と呼ばれている。
ーカシングレンズを無限遠側または至近側にわずかに移
動して、そのときに算出される焦点評価値と移動前の焦
点評価値と比較する。移動後の方が大きい場合には、フ
ォーカシングレンズをさらに同一方向に移動して同様の
演算および比較を行う。一方、移動後の方が小さい場合
には、フォーカシングレンズを逆方向に移動して同様の
演算および比較を行う。このような処理を繰り返し行う
ことにより焦点評価値のピーク、すなわち合焦位置を探
す。このような動作は、山登り動作と呼ばれている。
【００２３】ＡＦ演算部７３では、撮像信号の内のＧ信
号を用いて焦点検出を行う。理由としては、緑色の波長
帯域の光は視感度特性に近いことがあげられる。そこ
で、本実施の形態では、ＡＦ補助光源１７として、約５
００(nm)〜６００(nm)の波長帯域において単色光を発生
するＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる。この波長帯域
の光は緑色に対応している。これによって、従来の白色
ＬＥＤを用いる場合に比べてコスト低減を図ることがで
きる。また、緑色の補助光を用いた場合、色変換等の処
理を行うことなく画素からの出力をそのまま使用するこ
とができる。さらに、レンズ収差も視感度特性に近い緑
色を重視して設計されているので、緑色の補助光を用い
ることによりレンズ収差の影響を極力小さくすることが
できる。
号を用いて焦点検出を行う。理由としては、緑色の波長
帯域の光は視感度特性に近いことがあげられる。そこ
で、本実施の形態では、ＡＦ補助光源１７として、約５
００(nm)〜６００(nm)の波長帯域において単色光を発生
するＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる。この波長帯域
の光は緑色に対応している。これによって、従来の白色
ＬＥＤを用いる場合に比べてコスト低減を図ることがで
きる。また、緑色の補助光を用いた場合、色変換等の処
理を行うことなく画素からの出力をそのまま使用するこ
とができる。さらに、レンズ収差も視感度特性に近い緑
色を重視して設計されているので、緑色の補助光を用い
ることによりレンズ収差の影響を極力小さくすることが
できる。
【００２４】図４は色フィルタＧの分光透過特性を示す
図であり、約５５０(nm)を中心として５００(nm)〜６０
０(nm)に相対感度の大きな領域Ｌ１１がある。なお、色
フィルタＧは、領域Ｌ１１とは別に、領域Ｌ１２で示す
ように赤外波長帯域の光も透過する。このような赤外波
長帯域の光の透過は、色フィルタＧに限らず色フィルタ
Ｒ、Ｂにも見られる。そのため、図１の赤外線カットフ
ィルタ３をＣＣＤ撮像素子４の前面に配置することによ
り、赤外波長帯域の光をカットしている。
図であり、約５５０(nm)を中心として５００(nm)〜６０
０(nm)に相対感度の大きな領域Ｌ１１がある。なお、色
フィルタＧは、領域Ｌ１１とは別に、領域Ｌ１２で示す
ように赤外波長帯域の光も透過する。このような赤外波
長帯域の光の透過は、色フィルタＧに限らず色フィルタ
Ｒ、Ｂにも見られる。そのため、図１の赤外線カットフ
ィルタ３をＣＣＤ撮像素子４の前面に配置することによ
り、赤外波長帯域の光をカットしている。
【００２５】ＡＦ補助光源１７の発生する補助光の波長
が５００(nm)〜６００(nm)の波長帯域であれば、被写体
からの反射光は色フィルタＧが設けられた画素によって
検出されたＧ信号が得られる。これにより、白色光を用
いた従来と同様のＡＦ演算を行うことができる。ＡＦ補
助光源１７は、図５（ａ）のように５００(nm)〜６００
(nm)の波長帯域において一つの単色光を発生するもので
も良いし、図５（ｂ）のように複数（二つ）の単色光を
発生するものでも良い。
が５００(nm)〜６００(nm)の波長帯域であれば、被写体
からの反射光は色フィルタＧが設けられた画素によって
検出されたＧ信号が得られる。これにより、白色光を用
いた従来と同様のＡＦ演算を行うことができる。ＡＦ補
助光源１７は、図５（ａ）のように５００(nm)〜６００
(nm)の波長帯域において一つの単色光を発生するもので
も良いし、図５（ｂ）のように複数（二つ）の単色光を
発生するものでも良い。
【００２６】なお、複数の単色光を発生する補助光源の
場合には、少なくとも一つの単色光が５００(nm)〜６０
０(nm)の波長帯域に入っていれば良い。例えば、Ｃｙ
（シアン）の光を発生する補助光源を用いた場合には５
００(nm)〜６００(nm)の波長の光も含まれているので、
緑色の補助光を用いた場合と同様の効果を得ることがで
きる。さらに、色フィルタの用いられている色の単色光
を発生するようにしても良い。この場合には補助光の色
と同じ色フィルタが設けられた画素の出力を用いてＡＦ
演算処理を行う。
場合には、少なくとも一つの単色光が５００(nm)〜６０
０(nm)の波長帯域に入っていれば良い。例えば、Ｃｙ
（シアン）の光を発生する補助光源を用いた場合には５
００(nm)〜６００(nm)の波長の光も含まれているので、
緑色の補助光を用いた場合と同様の効果を得ることがで
きる。さらに、色フィルタの用いられている色の単色光
を発生するようにしても良い。この場合には補助光の色
と同じ色フィルタが設けられた画素の出力を用いてＡＦ
演算処理を行う。
【００２７】さらにまた、ＡＦ補助光源１７として、上
述した６００（nm）よりも波長の長い赤外光を発生する
ものを用いても良い。この場合、赤外線カットフィルタ
３を、光軸位置と光軸外位置との間で移動させる駆動装
置を設ける。例えば、被写体輝度がＡＦ演算に十分な明
るさである場合には、ＡＦ補助光を用いずにＡＦ動作を
行う。一方、被写体が暗い場合には、赤外線カットフィ
ルタ３をＣＣＤ撮像素子４の前面から光軸外へ退避させ
るとともに、ＡＦ補助光源１７を点灯して被写体に赤外
光を照射する。このとき、赤外線カットフィルタ３は光
軸外に移動させられているので、ＣＣＤ撮像素子４は被
写体からの反射赤外光を受光する。各色フィルタＲ，
Ｇ，Ｂは赤外光を透過するので、各画素からは信号が出
力される。上述した実施の形態と同様に、ＡＦ演算部７
３はＧ信号に基づいてＡＦ演算を行う。
述した６００（nm）よりも波長の長い赤外光を発生する
ものを用いても良い。この場合、赤外線カットフィルタ
３を、光軸位置と光軸外位置との間で移動させる駆動装
置を設ける。例えば、被写体輝度がＡＦ演算に十分な明
るさである場合には、ＡＦ補助光を用いずにＡＦ動作を
行う。一方、被写体が暗い場合には、赤外線カットフィ
ルタ３をＣＣＤ撮像素子４の前面から光軸外へ退避させ
るとともに、ＡＦ補助光源１７を点灯して被写体に赤外
光を照射する。このとき、赤外線カットフィルタ３は光
軸外に移動させられているので、ＣＣＤ撮像素子４は被
写体からの反射赤外光を受光する。各色フィルタＲ，
Ｇ，Ｂは赤外光を透過するので、各画素からは信号が出
力される。上述した実施の形態と同様に、ＡＦ演算部７
３はＧ信号に基づいてＡＦ演算を行う。
【００２８】ここまでは、図２の（ａ）〜（ｄ）の全て
のフィルタ配列において、Ｇ信号のみを使用してＡＦ演
算を行う場合に有効であるが、図２（ａ）および図２
（ｂ）のフィルタ配列の場合は、図２（ｃ）および図２
（ｄ）に比べてＧ信号の出力数が倍あることから、より
高精度にＡＦ演算することができる。上述した実施の形
態ではＡＦデジタルカメラを例に本発明を説明したが、
撮像素子の撮像信号を用いてＡＦ演算を行うものであれ
ば、デジタルカメラに限らず銀塩フィルムカメラにも適
用することができる。
のフィルタ配列において、Ｇ信号のみを使用してＡＦ演
算を行う場合に有効であるが、図２（ａ）および図２
（ｂ）のフィルタ配列の場合は、図２（ｃ）および図２
（ｄ）に比べてＧ信号の出力数が倍あることから、より
高精度にＡＦ演算することができる。上述した実施の形
態ではＡＦデジタルカメラを例に本発明を説明したが、
撮像素子の撮像信号を用いてＡＦ演算を行うものであれ
ば、デジタルカメラに限らず銀塩フィルムカメラにも適
用することができる。
【００２９】また、本実施の形態の単色の補助光源は、
ストロボ撮影時に赤目防止のために行う補助発光源とし
ても利用可能である。特に、５００ｎｍ〜６００ｎｍの
光は視感度も高いので赤目防止には効果的である。
ストロボ撮影時に赤目防止のために行う補助発光源とし
ても利用可能である。特に、５００ｎｍ〜６００ｎｍの
光は視感度も高いので赤目防止には効果的である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補助光の発光波長帯域が少なくとも６００ｎｍ以下の単
色光としたので、補助光発光素子として従来の白色光光
源に代えて例えば緑色ＬＥＤなどを用いることができ、
ＡＦ演算精度を損なうことなくコスト低減を図ることが
できる。また、撮像素子の色フィルタアレイにおける最
多数の色フィルタの透過波長帯域の単色光を発生する補
助光発光素子を用いても良い。
補助光の発光波長帯域が少なくとも６００ｎｍ以下の単
色光としたので、補助光発光素子として従来の白色光光
源に代えて例えば緑色ＬＥＤなどを用いることができ、
ＡＦ演算精度を損なうことなくコスト低減を図ることが
できる。また、撮像素子の色フィルタアレイにおける最
多数の色フィルタの透過波長帯域の単色光を発生する補
助光発光素子を用いても良い。
【図１】本発明によるカメラの一実施の形態を示す機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】色フィルタの配列を説明する図であり、
（ａ），（ｂ），（ｃ）は原色フィルタの配列を、
（ｄ）は補色フィルタの配列をそれぞれ示したものであ
る。
（ａ），（ｂ），（ｃ）は原色フィルタの配列を、
（ｄ）は補色フィルタの配列をそれぞれ示したものであ
る。
【図３】焦点評価値のプロファイルを示す図である。
【図４】色フィルタＧの分光透過特性を示す図である。
【図５】補助光の発光波長帯域を説明する図であり、
（ａ）は単色光が一つの場合を、（ｂ）は単色光が二つ
の場合をそれぞれ示す。
（ａ）は単色光が一つの場合を、（ｂ）は単色光が二つ
の場合をそれぞれ示す。
１ 撮影レンズ
３ 赤外線カットフィルタ
４ ＣＣＤ撮像素子
５ アナログ信号処理回路
６ Ａ／Ｄ変換器
７ ＣＰＵ
８ デジタル信号処理回路
１７ ＡＦ補助光源
７１ ＡＥ演算回路
７２ オートホワイトバランス演算回路
７３ ＡＦ演算回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 前田 敏彰
東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株
式会社ニコン内
(72)発明者 日比野 秀臣
東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株
式会社ニコン内
(72)発明者 太田 雅
東京都品川区二葉１丁目３番25号 株式会
社ニコン技術工房内
Ｆターム(参考） 2H011 AA01 BA31 BB04 DA08
2H051 AA01 BA45 BA70
2H083 AA02 AA20 AA26 AA28 AA32
AA52
5C065 AA03 BB11 BB41 DD02 EE06
Claims (4)
- 【請求項１】 補助光を被写体に照射して前記被写体か
らの光をカラー撮像素子で受光し、前記カラー撮像素子
で光電変換された信号に基づいて合焦動作を行うカメラ
において、 発光波長帯域が６００ｎｍ以下の単色光の少なくとも一
つを前記補助光として発生する補助光発光素子を備える
ことを特徴とするカメラ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のカメラにおいて、 前記補助光発光素子は、発光波長帯域が５００ｎｍ以上
であって６００ｎｍ以下である単色光を発生することを
特徴とするカメラ。 - 【請求項３】 各画素に対応した複数色の色フィルタか
ら成る色フィルタアレイが形成されたカラー撮像素子を
備え、補助光を被写体に照射して前記被写体からの光を
前記カラー撮像素子で受光し、前記カラー撮像素子で光
電変換された信号に基づいて合焦動作を行うカメラにお
いて、 発光波長帯域が前記色フィルタアレイにおける最多数色
フィルタの透過波長帯域に含まれる単色光を、前記補助
光として発生する補助光発光素子を備えることを特徴と
するカメラ。 - 【請求項４】 請求項３に記載のカメラにおいて、 前記色フィルタアレイが原色フィルタアレイであること
を特徴とするカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002091880A JP2003287674A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002091880A JP2003287674A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | カメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003287674A true JP2003287674A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29236856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002091880A Pending JP2003287674A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003287674A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006085000A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nikon Corp | 撮影用照明装置およびカメラ |
| JP2006119290A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Agilent Technol Inc | 自動焦点検出システム及びそれに使用される補助モジュール |
| JP2006139016A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | Ａｆ制御方法及び撮像装置 |
| US7630621B2 (en) | 2005-10-19 | 2009-12-08 | Fujifilm Corporation | Interchangeable lens camera, camera body thereof and lens unit |
| US7843505B2 (en) | 2004-11-12 | 2010-11-30 | Nikon Corporation | Image-capturing device, image processing device and image processing program product for image composition processing |
| JP2013222065A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Hitachi Ltd | 撮像装置 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002091880A patent/JP2003287674A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006085000A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Nikon Corp | 撮影用照明装置およびカメラ |
| JP2006119290A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Agilent Technol Inc | 自動焦点検出システム及びそれに使用される補助モジュール |
| JP4534197B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2010-09-01 | マイクロン テクノロジー， インク． | 自動焦点合わせシステム、自動焦点合わせモジュール、及び自動焦点合わせ機構 |
| JP2006139016A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | Ａｆ制御方法及び撮像装置 |
| US7843505B2 (en) | 2004-11-12 | 2010-11-30 | Nikon Corporation | Image-capturing device, image processing device and image processing program product for image composition processing |
| US7630621B2 (en) | 2005-10-19 | 2009-12-08 | Fujifilm Corporation | Interchangeable lens camera, camera body thereof and lens unit |
| JP2013222065A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Hitachi Ltd | 撮像装置 |
| US9113095B2 (en) | 2012-04-17 | 2015-08-18 | Hitachi Industry & Control Solutions, Ltd. | Imaging device with the autofocus |
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