JP4365973B2 - Imaging apparatus, focus adjustment apparatus, and focus adjustment method - Google Patents

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子スチルカメラ等の撮像装置、焦点調節装置及び焦点調節方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子スチルカメラなどの2次元の撮像領域を有する撮像装置では、被写体像の映像信号より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御して、ピントを会わせる方式が知られている。
【0003】
前記鮮鋭度の評価としては一般に、バンドパスフィルタ(以下BPFと略す)により抽出された映像信号の高周波成分の強度、あるいは微分回路などにより抽出された映像信号のボケ幅検出強度などを用いる。これは、通常の被写体を撮影した場合、ピント(焦点)がぼけている状態では小さく、ピントが合うにつれて大きくなり、完全にピントが合った状態で、最大値に達する。従って、フォーカスレンズの制御は、前記鮮鋭度が小さいときは、大きくなる方向になるべく早く動かし、大きくなるにつれて、ゆっくりと動かして、精度良く山の頂上でフォーカスレンズを止めるように、すなわちピントをわせるようにする。また、一般に、このようなオートフォーカス方式を山登り法オートフォーカス(以下山登りAFと略す)と呼んでいる。
【0004】
また、フォーカスレンズ位置を正確に検出し、鮮鋭度信号が最大値の時のフォーカスレンズ位置を記憶し、鮮鋭度信号がある所定値下がったところで、記憶したフォーカスレンズ位置に戻すことで、フォーカスレンズを鮮鋭度信号の山のピークに止めるようにしている。
【0005】
また、鮮鋭度信号のピーク値にフォーカスレンズを止め、合焦とした後に、鮮鋭度信号がピーク値からある程度変化したら、被写体が変化したと判断して、フォーカスレンズを駆動し、次の被写体の鮮鋭度信号のピーク値を探す。この動作を再起動と呼んでいる。
【0006】
また、山登りAFを行う際に、無限と至近のどちらにフォーカスレンズを駆動すれば良いかを判断するために、フォーカスレンズを至近と無限側に所定パルスの微小駆動し、その時の鮮鋭度信号を検出し、鮮鋭度信号が大きかった方向に山登りAFを始めるようにしている。この動作をウォブリングと呼んでいる。
【0007】
そして、AFを行うための被写体の映像信号は撮像素子の中央付近の場合が多く、また、範囲がある程度限定されている。従って、AFを行うための映像信号は撮像素子の全面でなく、被写体を抽出できる範囲が望ましい。全面の信号を抽出してしまうと、遠近競合といわれる、背景にピントが合ってしまう現象が起きてしまう。従って、AF用の測距枠は図2(b)(c)に示すような範囲となることが多い。また、撮影者が任意の場所を選べるようにしたものもあり、その場合は図2(a)のような範囲をとることもある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来では、被写体が高輝度であっても、低輝度であっても、撮像領域での電荷蓄積時間が同じであった。そのために、低輝度でAF動作を行おうとすると、電荷の量が少ない等の理由で正確なAFが行えない等の問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、撮像領域にて光電変換を行う撮像手段と、被写体の明るさに応じて、前記撮像領域にて光電変換を行う電荷蓄積時間を変化させる蓄積制御手段と、前記撮像領域から信号を読み出す際、被写体の明るさが第1の照度である場合よりも、当該第1の照度よりも低い第2の照度である場合のほうが前記信号を読み出す領域を広く設定して信号を読み出すように制御する領域設定手段と、前記領域設定手段により設定された領域から読み出された信号の内の測距枠に合わせた所定の領域の信号に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、前記第1の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示せず、前記第2の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする焦点調節装置を提供する。
【0010】
また、被写体の明るさに応じて、撮像領域にて光電変換を行う電荷蓄積時間を変化させる工程と、前記撮像領域から信号を読み出す際、被写体の明るさが第1の照度である場合よりも、当該第1の照度よりも低い第2の照度である場合のほうが前記信号を読み出す領域を広く設定して信号を読み出す工程と、前記設定された領域から読み出された信号の内の測距枠に合わせた所定の領域の信号に基づいて焦点調節を行う工程と、前記第1の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示せず、前記第2の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示するよう制御する工程とを有することを特徴とする焦点調節方法を提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
図1は第1の実施の形態の撮像装置の全体構成図である。
【0014】
図1において101、102、103、104はそれぞれ、レンズシステムを構成する要素であり、それぞれ固定の前玉レンズ群、フォーカシングの機能を備えた第2のレンズ群、絞り、固定の第3のレンズ群である。このレンズシステムを透過した映像光は光電変換を行う撮像領域を含む撮像素子105面上で結像され、光電変換により映像信号に変換される。本実施の形態における撮像素子は、CMOSイメージセンサ等のXYアドレス型であり、所定の領域のみの信号を撮像素子から読み出すことができる。106はA/D変換回路、107はカメラ信号処理回路であり、ここで処理された映像信号は108D/A変換回路でアナログ信号に変換され、映像表示手段であるLCD表示回路109で処理された後、表示部であるLCD(Liquid crystral display)110で撮影画像を表示する。
【0015】
一方、107で信号処理された映像信号は、ホワイトバランス調整手段であるAWB評価値処理回路111、露出調整手段であるAE評価値処理回路112、焦点調整手段であるAF評価値処理回路113に送られる。
【0016】
AWB評価値処理回路111からのデータでマイコン123内でオートホワイトバランス(AWB)のための計算を行いその結果をカメラ信号処理回路107にフィードバックしてホワイトバランスを行う。
【0017】
AE評価値処理回路112からの映像信号入力レベルに応じて、制御手段であるマイコン123からIGドライバ118,IGメータ119を駆動して、絞り103を制御し、光量調節を行い、同時に露光時間であるシャッター速度もマイコン123から駆動手段であるタイミングジェネレータ(TG)115に設定する。
【0018】
AF評価値処理回路113では測距枠生成回路114からのゲート信号に応じて、測距枠内の映像信号の高周波成分のみを抽出し、処理を行っている。123はマイコンであり、AF評価信号強度に応じて、レンズの駆動制御、及び測距エリアを変更するための測距枠制御を行っている。
【0019】
121はレリーズスイッチであり、このスイッチの操作に従い映像信号を122記録用メモリに記憶する。このレリーズスイッチは2段式で、第1のスイッチ手段である第1のレリーズスイッチ(SW1)をONすると、AF動作後、合焦位置が固定され、第2のスイッチ手段である第2のレリーズスイッチ(SW2)をONすると記録用メモリ122に記録されるようになっている。
【0020】
119は123から出力される102の駆動命令に従って駆動エネルギーをレンズ駆動用モータに出力するためのドライバ、120は102を駆動するためのモータである。
【0021】
レンズ駆動用のモータがステッピングモータであるとして、モータの駆動方法を以下に説明する。
【0022】
マイコン123は、プログラム処理によりズームモータ、フォーカスモータの駆動速度を決定し、各ステッピングモータの回転周波数信号として、フォーカスモータ120駆動用ドライバ119に送る。またモータ120の駆動/停止命令、及び各モータの回転方向命令をドライバ119に送っている。その駆動/停止信号、及び回転方向信号は、フォーカスモータに関しては、AF時にマイコン123内の処理で決定する駆動命令に応じている。モータドライバは、回転方向信号に応じて、4相のモータ励磁相の位相を順回転及び逆回転の位相に設定し、且つ受信した回転周波数信号に応じて、4つのモータ励磁相の印加電圧(または電流)を変化させながら、出力することにより、モータの回転方向と回転周波数とを制御しつつ、駆動/停止命令に応じて、モータへの出力をON/OFFしている。
【0023】
図3は本実施の形態の撮像装置を動作させるための制御フローであり、マイコン123内で処理される。
【0024】
301は処理の開始を示している。302でAE処理を行い、その時の被写体に最適な絞り及びシャッター速度(フォトダイオード等の光電変換部の電荷蓄積期間)を制御する。302では301で決定されたシャッター速度になるように115のタイミングジェネレータ(TG)を設定する。304で第1のレリーズスイッチ(SW1)が押されているかどうか判断する。押されていなければ302に戻り、AEの動作を繰り返す。この動作により撮影者はLCD上で最適な露出で被写体を常に見ることができる。304でSW1が押されていたら305に進む。305では、302で行ったAE処理の結果から、その時の撮影条件が低照度か否かの判断を行う。低照度時はシャッター速度(露光時間)が長くなり、低照度でなければシャッター速度は速くなる。305で低照度と判断されたら306に進み、306で撮像素子中の光電変換を行う撮像領域の全範囲からの映像信号を読み出す。
【0025】
ここで、図4は撮像素子からの映像信号の読み出しタイミングを示したものである。1〜6が全読み出し処理時のタイミングチャートである。1は垂直同期信号で静止画を取り出す場合は通常1/30秒周期である。2が撮像素子から映像信号を取り出すときの読み出しパルスであり、このパルスのタイミングで映像信号を読み出すことができる。3は露光期間を現したもので、低照度時はなるべく長く露光するのが望ましく、ここではシャッター速度1/30秒間露光している。4〜6は映像信号を全読み出しした際に、AFの測距枠に合わせて、114のゲート回路でゲートしているタイミングを示すものである(4は図2(a)で5は(c)で6は(b))。つまり、撮像領域中の全ての範囲の内の、所定の領域(図2(a)〜(c)の斜線部)の信号を用いてAFの処理を行う。
【0026】
306で全読み出しの処理が終了したら、307で読み出してきた映像信号を使用してオートホワイトバランス(AWB)、AE,AFの処理を行う。そして、308でAWB,AE,AFのすべての処理が終了したか判断し、終了していなければ306に戻り、306から308の一連の動作を行う。ここで、306から308は図4 1に示す、垂直同期信号に同期して一連の動作を行うようにする。これにより、AF等の動作中もLCD上には最適な状態で被写体を常に映し出すことができる。そして、308でAWB,AE,AFの全ての処理が終了したら309に進む。
【0027】
309ではSW1が押されているかどうか確認し、既にされていたら302に戻る。押されていたら310で第2のレリーズスイッチ(SW2)が押されているか確認する。押されていなければ309に戻り、SW2が押されるのを待つ。SW2が押されたら、311でキャプチャ動作を行う。キャプチャ動作とはその時の映像信号を122記録用メモリに記憶することである。そして、312でキャプチャの終了を待ち、終了したら302に戻り、一連の動作を繰り返す。以上が低照度時の撮影の流れである。この間は常にLCD上にはリアルタイムで被写体の映像が映し出されており、撮影者は安心してSW2を押すことができる。
【0028】
次に低照度でないときの動作の説明をする。305で低照度でないと判断されたら313に進む。313では撮像素子からの映像信号の読み出しとして、AF用のブロック読み出し処理(撮像領域中でAFに使う領域のみの信号を撮像素子が読み出す)を行う。
【0029】
ここで、図4の1〜6から、光量が十分にあり、明るいときは、AFのための映像信号を取り出すためだけならばAF測距枠用のゲートのタイミングが終了した所で、直ぐに次の露光を開始したらAF用の映像信号からの評価値のサンプリングの周波数が上がり、AF動作の高速化が実現できることが分かる。このことから、低照度でないときは、AFの測距枠にしたがって、必要な部分だけを読み出し、シャッター速度も速くして露光時間を短くして、サンプリングの周期を早くして、AF動作の高速化を図るようにする。その時のタイミングチャートを示したのが図4の7〜10である。313では7は垂直同期信号を現し、AF用のブロック読み出しに合わせて、垂直同期信号の周波数を早くするように115TGを設定する。そしてシャッター速度もAF用のブロック読み出しに合わせて早くし115TGを設定する。そして、AF測距枠に相当する部分だけ撮像素子から読み出すようにブロック読み出しを行うタイミングを115TGにセットする。このブロック読み出しにより、AF測距枠の場所に関係なくどのような場所であってもすばやく蓄積して必要な映像信号を取り出すことができる。そして、その信号にしたがって、山登りAFを行い、314でAF処理が終了したか判断して、終了していなければ313に戻り、終了していれば315に進む。
【0030】
315では313と同様に、撮像素子からの映像信号の読み出しとして、AE用のブロック読み出し処理を行う。そして、その信号にしたがって、AEを行い、316でAE処理が終了したか判断して、終了していなければ315に戻り、終了していれば317に進む。
【0031】
317では313と同様に、撮像素子からの映像信号の読み出しとして、AWB用のブロック読み出し処理を行う。そして、その信号にしたがって、AWBを行い、318AWB処理が終了したか判断して、終了していなければ317に戻り、終了していれば309に進む。
【0032】
以上で、AF,AE,AWBの一連の動作が終了するが、この間は低照度時のように、LCD上には被写体の映像を映し出すことはできないが、一連の動作を早く終了することができる。
【0033】
以上のように、低照度時には撮像素子からの映像信号の読み出しを、全読み出しモードにし、LCD上にリアルタイムで被写体を描画することができ、低照度時以外は、撮像素子からの映像信号の読み出しを、機能に合わせたブロック読み出しモードにすることで、AF動作が速くなり、SW1でのキャプチャの準備時間が短くなる。
【0034】
つまり、言いかえると以下のような効果を有することができる。
【0035】
低照度時以外では、電荷蓄積時間を長くしなくてよいため、電荷蓄積時間に対して、撮像素子からの信号の読み出し時間が無視できない時間である。そのため、撮像領域中の読み出す範囲を少なくすることによって撮像素子からの信号の読み出す量を減少させることによって、AFにかける時間を短くすることが可能となる。
【0036】
また、低照度時では、電荷蓄積時間を長くする必要があるため、電荷蓄積時間に対して、撮像素子からの信号の読み出し時間は相対的に少なくなり、撮像領域中の読み出し範囲を少なくしても、全部の領域を読み出したとしても、電荷蓄積時間に対しては、無視できる時間である。そのため、低照度時には、撮像領域の全範囲の信号を読み出し、AF動作を並行してLCD上に映像を表示するようにしている。
【0037】
このように、被写体の明るさに応じて、適切なAF動作を行うことが可能となる。
【0038】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、「313内での115TGの設定に関して、AF用のブロック読み出しに合わせて、垂直同期信号の周波数を早くするように115TGを設定する。そしてシャッター速度もAF用のブロック読み出しに合わせて早くし115TGを設定する。そして、AF測距枠に相当する部分だけ撮像素子から読み出すようにブロック読み出しを行うタイミングを115TGにセットする。」と示した。ここで、XYアドレス型の撮像素子ではブロック読み出しを行うことができるため、AF測距枠の位置に関係なく読み出したい部分から、読み出したい部分だけ蓄積し読み出すことができる。例えば図5に示すように撮影者は(a)の映像を撮影しようとしていて、AFの測距枠は(a)の50の枠だとすると、撮像素子でブロック読み出しを行うと図5の(b)のように読み出すことができる。AFの測距枠を少し大きくし(a)の51の枠だとすると、撮像素子でブロック読み出しを行うと図5の(c)のように読み出すことができる。従って。AFの測距枠の大きさに合わせて、AFが可能な映像信号が抽出できるシャッター速度に合わせて、露光時間と垂直同期期間を設定することで、より最適なAF動作が可能となる。
【0039】
(第3の実施の形態)
第1の実施の形態では、「315では313と同様に、撮像素子からの映像信号の読み出しとして、AE用のブロック読み出し処理を行う。そして、その信号にしたがって、AEを行い、316でAE処理が終了したか判断して、終了していなければ315に戻り、終了していれば317に進む。」と示したが、AEのための測光枠は、撮影モード(プログラムAE)によって異なるため、撮影時の撮影モードに応じてAE用のブロック読み出しを行う範囲を決定することで、より最適なAE動作が可能となる。
【0040】
以上の第1〜第3の実施の形態では、XYアドレス型の撮像素子について説明したが、CCD等の電荷転送型の撮像素子であってもよい。つまり、例えば、不要な領域の電荷を高速で転送した後、掃き捨てるようにしたり、不要な領域の電荷を垂直CCDと水平CCDの間で掃き捨てる構造とすることによって、ブロック読み出しを達成してもよい。
【0041】
(他の実施形態)
また、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【0042】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0043】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM,CD−R,磁気テープ不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
【0044】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOSなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【0045】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【0046】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体からそのプログラムをパソコン通信等通信ラインを介して要求者にそのプログラムを背信する場合にも適用できることは言うまでも無い。
【0047】
【発明の効果】
本発明は、被写体の明るさに応じて、例えば焦点調整動作中に映像表示を行ったり、行わなかったりする等の、最適な動作で焦点調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】撮像装置の全体構成を示す図である。
【図2】 AFの測距枠を示す図である。
【図3】撮像装置の動作を表すフロ−チャ−トである。
【図4】撮像装置の駆動タイミングを表す図である。
【図5】 AFの測距枠を示す図である。
【符号の説明】
101,104 固定レンズ
102 フォ−カスレンズ
103 絞り
105 撮像素子
106 A/D変換回路
107 カメラ信号処理回路
108 D/A変換回路
109 LCD表示回路
110 LCD
111 AWB評価値処理回路
112 AE評価値処理回路
113 AF評価値処理回路
114 測距枠生成回路
115 TG
116 駆動回路
117 IGドライバ
118 IGメ−タ
119 駆動ドライバ
120 フォ−カスモ−タ
121 SW
122 記録用メモリ
123 マイコン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus such as an electronic still camera, a focus adjustment apparatus, and a focus adjustment method.
[0002]
[Prior art]
In an imaging apparatus having a two-dimensional imaging area, such as an electronic still camera, a method of detecting the sharpness of the screen from the video signal of the subject image and controlling the focus lens position so that it becomes the maximum, thereby bringing the camera into focus It has been known.
[0003]
For the evaluation of the sharpness, in general, the intensity of a high frequency component of a video signal extracted by a band pass filter (hereinafter abbreviated as BPF) or the blur width detection intensity of a video signal extracted by a differentiation circuit or the like is used. When a normal subject is photographed, this is small when the focus is in focus, increases as the focus is achieved, and reaches a maximum value when the subject is completely in focus. Therefore, when controlling the focus lens, when the sharpness is small, the focus lens is moved as fast as possible in the direction of increase, and slowly as it increases, so that the focus lens is stopped at the top of the mountain with high accuracy, that is, the focus is adjusted. Let them be. In general, such an autofocus method is called hill-climbing autofocus (hereinafter abbreviated as hill-climbing AF).
[0004]
In addition, the focus lens position is accurately detected, the focus lens position when the sharpness signal is the maximum value is stored, and when the sharpness signal falls to a predetermined value, the focus lens position is returned to the stored focus lens position. Is stopped at the peak of the peak of the sharpness signal.
[0005]
After the focus lens is stopped at the peak value of the sharpness signal and brought into focus, if the sharpness signal changes to some extent from the peak value, it is determined that the subject has changed, the focus lens is driven, and the next subject Find the peak value of the sharpness signal. This operation is called restart.
[0006]
In addition, when performing hill-climbing AF, in order to determine whether the focus lens should be driven infinitely or in close proximity, the focus lens is driven minutely by a predetermined pulse to the closest or infinite side, and the sharpness signal at that time is output. It is detected and hill-climbing AF is started in the direction in which the sharpness signal is large. This operation is called wobbling.
[0007]
In many cases, the video signal of the subject for AF is near the center of the image sensor, and the range is limited to some extent. Therefore, it is desirable that the video signal for performing AF is not the entire surface of the image sensor, but the range in which the subject can be extracted. If the signal of the entire surface is extracted, a phenomenon of focusing on the background, which is called perspective conflict, will occur. Therefore, the AF range finder frame often has a range as shown in FIGS. In addition, there is a camera that allows the photographer to select an arbitrary place, in which case the range shown in FIG. 2A may be taken.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, the charge accumulation time in the imaging region is the same regardless of whether the subject has high luminance or low luminance. For this reason, when an AF operation is performed at a low luminance, there is a problem that accurate AF cannot be performed due to a small amount of charge.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an imaging unit that performs photoelectric conversion in an imaging region, an accumulation control unit that changes a charge accumulation time for performing photoelectric conversion in the imaging region according to the brightness of a subject, and the imaging When the signal is read from the area, the signal reading area is set wider when the brightness of the subject is the second illuminance lower than the first illuminance than when the brightness of the subject is the first illuminance. Area setting means for controlling to read out, and focus adjustment means for performing focus adjustment based on a signal in a predetermined area in accordance with a distance measuring frame among signals read from the area set by the area setting means In the case of the first illuminance, a signal photoelectrically converted in the set area is not displayed on the video display means, and in the case of the second illuminance, photoelectric conversion is performed in the set area. Display the recorded signal Providing focusing device being characterized in that a control means for controlling to display on the stage.
[0010]
Further, the step of changing the charge accumulation time for performing photoelectric conversion in the imaging region according to the brightness of the subject, and when reading the signal from the imaging region, compared to the case where the subject brightness is the first illuminance In the case where the second illuminance is lower than the first illuminance, a step of setting a wider area for reading the signal and reading the signal, and ranging of the signals read from the set area A step of performing focus adjustment based on a signal of a predetermined area aligned with the frame; and in the case of the first illuminance, the photoelectric conversion signal in the set area is not displayed on the video display means, In the case of the second illuminance, there is provided a focus adjustment method including a step of controlling to display a signal photoelectrically converted in the set area on the image display means .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the imaging apparatus according to the first embodiment.
[0014]
In FIG. 1, reference numerals 101, 102, 103, and 104 denote elements constituting the lens system, respectively, a fixed front lens group, a second lens group having a focusing function, a diaphragm, and a fixed third lens. A group. The image light transmitted through this lens system forms an image on the surface of the image sensor 105 including an image pickup region for photoelectric conversion, and is converted into a video signal by photoelectric conversion. The image sensor in this embodiment is an XY address type such as a CMOS image sensor, and can read signals from only a predetermined area from the image sensor. Reference numeral 106 denotes an A / D conversion circuit, and reference numeral 107 denotes a camera signal processing circuit. The video signal processed here is converted into an analog signal by the 108 D / A conversion circuit and processed by the LCD display circuit 109 which is a video display means. Thereafter, the captured image is displayed on an LCD (Liquid crystal display) 110 which is a display unit.
[0015]
On the other hand, the video signal signal-processed at 107 is sent to an AWB evaluation value processing circuit 111 as white balance adjustment means, an AE evaluation value processing circuit 112 as exposure adjustment means, and an AF evaluation value processing circuit 113 as focus adjustment means. It is done.
[0016]
Calculation for auto white balance (AWB) is performed in the microcomputer 123 using the data from the AWB evaluation value processing circuit 111, and the result is fed back to the camera signal processing circuit 107 to perform white balance.
[0017]
In accordance with the video signal input level from the AE evaluation value processing circuit 112, the microcomputer 123, which is a control means, drives the IG driver 118 and the IG meter 119 to control the aperture 103, adjust the light quantity, and simultaneously adjust the exposure time. A certain shutter speed is also set from the microcomputer 123 to the timing generator (TG) 115 which is a driving means.
[0018]
The AF evaluation value processing circuit 113 extracts and processes only the high frequency component of the video signal in the distance measurement frame in accordance with the gate signal from the distance measurement frame generation circuit 114. Reference numeral 123 denotes a microcomputer that performs lens drive control and distance measurement frame control for changing the distance measurement area in accordance with the AF evaluation signal intensity.
[0019]
Reference numeral 121 denotes a release switch, which stores a video signal in a 122 recording memory in accordance with the operation of this switch. This release switch is a two-stage type. When the first release switch (SW1), which is the first switch means, is turned on, the in-focus position is fixed after the AF operation, and the second release means, which is the second switch means. When the switch (SW2) is turned on, it is recorded in the recording memory 122.
[0020]
Reference numeral 119 denotes a driver for outputting driving energy to the lens driving motor in accordance with the driving instruction 102 outputted from 123, and 120 denotes a motor for driving 102.
[0021]
Assuming that the lens driving motor is a stepping motor, a motor driving method will be described below.
[0022]
The microcomputer 123 determines the driving speeds of the zoom motor and the focus motor by program processing and sends them to the driver 119 for driving the focus motor 120 as the rotation frequency signal of each stepping motor. In addition, a drive / stop command for the motor 120 and a rotation direction command for each motor are sent to the driver 119. The drive / stop signal and the rotation direction signal correspond to the drive command determined by the processing in the microcomputer 123 during AF for the focus motor. The motor driver sets the phases of the four motor excitation phases to forward and reverse rotation phases according to the rotation direction signal, and applies the applied voltages (four motor excitation phases) according to the received rotation frequency signal. In addition, the output to the motor is turned ON / OFF according to the drive / stop command while controlling the rotation direction and the rotation frequency of the motor by outputting while changing the current).
[0023]
FIG. 3 is a control flow for operating the imaging apparatus of the present embodiment, and is processed in the microcomputer 123.
[0024]
301 indicates the start of processing. In step 302, AE processing is performed, and an optimum aperture and shutter speed (charge accumulation period of a photoelectric conversion unit such as a photodiode) for the subject at that time are controlled. In 302, 115 timing generators (TG) are set so that the shutter speed determined in 301 is obtained. In 304, it is determined whether or not the first release switch (SW1) is pressed. If not pressed, the process returns to 302 and the AE operation is repeated. By this operation, the photographer can always see the subject with the optimum exposure on the LCD. If SW1 is pressed in 304, the process proceeds to 305. In 305, based on the result of the AE process performed in 302, it is determined whether the shooting condition at that time is low illuminance. When the illuminance is low, the shutter speed (exposure time) is long. When the illuminance is not low, the shutter speed is high. If it is determined that the illuminance is low at 305, the process proceeds to 306, and at 306, video signals are read from the entire imaging area where photoelectric conversion is performed in the imaging device.
[0025]
Here, FIG. 4 shows the readout timing of the video signal from the image sensor. 1 to 6 are timing charts at the time of all reading processing. 1 is a 1/30 second cycle when a still image is taken out by a vertical synchronizing signal. Reference numeral 2 denotes a readout pulse when the video signal is taken out from the image sensor, and the video signal can be read out at the timing of this pulse. Reference numeral 3 represents an exposure period, and it is desirable to expose as long as possible at low illuminance. Here, exposure is performed at a shutter speed of 1/30 seconds. 4 to 6 indicate the timing at which the gate circuit 114 is gated in accordance with the AF range frame when all the video signals are read out (4 is FIG. 2 (a) and 5 is (c). ) 6 is (b)). That is, AF processing is performed using signals in a predetermined area (shaded area in FIGS. 2A to 2C) within the entire imaging area.
[0026]
When the all reading process is completed in 306, the auto white balance (AWB), AE, and AF processes are performed using the video signal read in 307. Then, in 308, it is determined whether all the processes of AWB, AE, and AF are completed. If not completed, the process returns to 306, and a series of operations from 306 to 308 are performed. Here, 306 to 308 perform a series of operations in synchronization with the vertical synchronization signal shown in FIG. As a result, the subject can always be displayed in an optimal state on the LCD even during the operation of AF or the like. When all the processes of AWB, AE, and AF are completed in 308, the process proceeds to 309.
[0027]
In 309 SW1 is confirmed whether the pressed, returns to 302 when I already release. If it has been pressed, it is confirmed at 310 whether the second release switch (SW2) has been pressed. If not, the process returns to 309 and waits for SW2 to be pressed. When SW2 is pressed, a capture operation is performed at 311. The capture operation is to store the video signal at that time in 122 recording memory. Then, in 312, the end of the capture is waited. When the capture is completed, the process returns to 302 to repeat a series of operations. The above is the flow of shooting at low illumination. During this time, the subject image is always displayed in real time on the LCD, and the photographer can press SW2 with peace of mind.
[0028]
Next, the operation when the illumination is not low will be described. If it is determined in 305 that the illumination is not low, the process proceeds to 313. In 313, as a video signal read from the image sensor, an AF block read process (the image sensor reads a signal only in an area used for AF in the imaging area) is performed.
[0029]
Here, from 1 to 6 in FIG. 4, when the amount of light is sufficient and bright, the timing immediately after the timing of the gate for the AF distance measurement frame is completed only for taking out the video signal for AF. When the exposure is started, the sampling frequency of the evaluation value from the AF video signal is increased, and it can be understood that the AF operation can be speeded up. For this reason, when the illumination is not low, only the necessary parts are read out according to the AF distance measurement frame, the shutter speed is increased, the exposure time is shortened, the sampling cycle is accelerated, and the AF operation is performed at high speed. Try to make it easier. The timing chart at that time is shown as 7 to 10 in FIG. In 313, 7 indicates a vertical synchronization signal, and 115TG is set so as to increase the frequency of the vertical synchronization signal in accordance with the block reading for AF. The shutter speed is also increased in accordance with AF block reading and 115 TG is set. Then, the block reading timing is set to 115TG so that only the portion corresponding to the AF distance measurement frame is read from the image sensor. By this block readout, it is possible to quickly accumulate and take out a necessary video signal regardless of the location of the AF distance measurement frame. Then, hill-climbing AF is performed in accordance with the signal, and it is determined in 314 whether the AF process has been completed. If not completed, the process returns to 313, and if completed, the process proceeds to 315.
[0030]
In 315, as in the case of 313, block readout processing for AE is performed as readout of the video signal from the image sensor. Then, AE is performed in accordance with the signal, and it is determined in 316 whether the AE process has been completed. If not completed, the process returns to 315, and if completed, the process proceeds to 317.
[0031]
In 317, similarly to 313, AWB block readout processing is performed as readout of the video signal from the image sensor. Then, AWB is performed according to the signal, and it is determined whether the 318 AWB process has been completed. If it has not been completed, the process returns to 317, and if it has been completed, the process proceeds to 309.
[0032]
Thus, a series of operations of AF, AE, and AWB ends. During this period, the subject image cannot be projected on the LCD as in the case of low illuminance, but the series of operations can be completed quickly. .
[0033]
As described above, the readout of the video signal from the image sensor can be set to the full readout mode when the illumination is low, and the subject can be drawn in real time on the LCD. The readout of the video signal from the imaging device is possible except when the illumination is low. By making the block read mode suitable for the function, the AF operation becomes faster and the capture preparation time in SW1 becomes shorter.
[0034]
In other words, the following effects can be obtained.
[0035]
Since it is not necessary to lengthen the charge accumulation time when the illumination is not low, the signal readout time from the image sensor is not negligible with respect to the charge accumulation time. For this reason, it is possible to reduce the time required for AF by reducing the amount of signal readout from the image sensor by reducing the readout range in the imaging region.
[0036]
In addition, since it is necessary to lengthen the charge accumulation time at low illuminance, the signal readout time from the image sensor is relatively less than the charge accumulation time, and the readout range in the imaging region is reduced. However, even if the entire region is read, the charge accumulation time is negligible. For this reason, at low illuminance, signals in the entire imaging area are read out and images are displayed on the LCD in parallel with the AF operation.
[0037]
In this way, it is possible to perform an appropriate AF operation according to the brightness of the subject.
[0038]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, “with respect to the setting of 115TG in 313, 115TG is set so as to increase the frequency of the vertical synchronizing signal in accordance with the AF block reading. The shutter speed is also set to the AF block. 115TG is set to be faster in accordance with the readout, and the timing for performing the block readout is set to 115TG so that only the portion corresponding to the AF distance measurement frame is read out from the image sensor. Here, since the XY address type image sensor can perform block reading, only the portion to be read can be accumulated and read out from the portion to be read regardless of the position of the AF distance measurement frame. For example, as shown in FIG. 5, if the photographer is going to shoot the image of (a) and the AF distance measurement frame is the frame of 50 of (a), when the block reading is performed with the image sensor, (b) of FIG. Can be read as follows. Assuming that the AF distance measurement frame is slightly enlarged and is the frame 51 of (a), reading can be performed as shown in (c) of FIG. Therefore. By setting the exposure time and the vertical synchronization period in accordance with the shutter speed at which an AF-capable video signal can be extracted in accordance with the size of the AF distance measurement frame, a more optimal AF operation can be performed.
[0039]
(Third embodiment)
In the first embodiment, “in 315, as in 313, block reading processing for AE is performed as readout of a video signal from the image sensor. Then, AE is performed in accordance with the signal, and AE processing is performed in 316. If it is not completed, the process returns to 315. If completed, the process proceeds to 317. ”However, the photometry frame for AE differs depending on the shooting mode (program AE). A more optimal AE operation can be performed by determining a range in which block reading for AE is performed in accordance with the shooting mode at the time of shooting.
[0040]
In the above first to third embodiments, the XY address type image sensor has been described. However, a charge transfer type image sensor such as a CCD may be used. In other words, for example, block readout can be achieved by transferring the charges in unnecessary areas at high speed and then sweeping them out, or by sweeping out charges in unnecessary areas between the vertical CCD and horizontal CCD. Also good.
[0041]
(Other embodiments)
In addition, the present invention supplies a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus stores it in the storage medium. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the programmed program code.
[0042]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0043]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
[0044]
In addition to executing the program code read out by the computer, the functions of the above-described embodiments are realized, and an OS operating on the computer is part of the actual processing based on an instruction of the program code. Alternatively, the functions of the above-described embodiment can be realized by performing all of them and performing the processing.
[0045]
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. The CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments can be realized by the processing.
[0046]
It should be noted that the present invention can also be applied to a case where the program is backed to a requester via a communication line such as a personal computer communication from a storage medium in which a program code of software realizing the functions of the above-described embodiments is recorded. Needless to say.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to perform focus adjustment with an optimal operation such as performing or not displaying an image during the focus adjustment operation, depending on the brightness of the subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an imaging apparatus.
FIG. 2 is a diagram illustrating an AF distance measurement frame.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus.
FIG. 4 is a diagram illustrating drive timing of the imaging apparatus.
FIG. 5 is a diagram illustrating an AF distance measurement frame.
[Explanation of symbols]
101, 104 Fixed lens 102 Focus lens 103 Diaphragm 105 Image sensor 106 A / D conversion circuit 107 Camera signal processing circuit 108 D / A conversion circuit 109 LCD display circuit 110 LCD
111 AWB evaluation value processing circuit 112 AE evaluation value processing circuit 113 AF evaluation value processing circuit 114 Distance measurement frame generation circuit 115 TG
116 Drive circuit 117 IG driver 118 IG meter 119 Drive driver 120 Focus motor 121 SW
122 Recording memory 123 Microcomputer

Claims (4)

撮像領域にて光電変換を行う撮像手段と、
被写体の明るさに応じて、前記撮像領域にて光電変換を行う電荷蓄積時間を変化させる蓄積制御手段と、
前記撮像領域から信号を読み出す際、被写体の明るさが第1の照度である場合よりも、当該第1の照度よりも低い第2の照度である場合のほうが前記信号を読み出す領域を広く設定して信号を読み出すように制御する領域設定手段と、
前記領域設定手段により設定された領域から読み出された信号の内の測距枠に合わせた所定の領域の信号に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記第1の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示せず、前記第2の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示するよう制御する制御手段とを備えたことを特徴とする焦点調節装置。
Imaging means for performing photoelectric conversion in the imaging region;
Accumulation control means for changing the charge accumulation time for performing photoelectric conversion in the imaging region according to the brightness of the subject;
When reading a signal from the imaging area, the area for reading the signal is set wider when the brightness of the subject is the second illuminance lower than the first illuminance than when the brightness of the subject is the first illuminance. Area setting means for controlling to read the signal,
A focus adjusting means for performing focus adjustment based on a signal in a predetermined area in accordance with a range-finding frame among signals read out from the area set by the area setting means ;
In the case of the first illuminance, the signal photoelectrically converted in the set area is not displayed on the image display means, and in the case of the second illuminance, the signal is photoelectrically converted in the set area. And a control means for controlling the signal to be displayed on the video display means .
前記被写体が第1の照度である場合よりも当該第1の照度よりも低い第2の照度である場合のほうが前記電荷蓄積時間を長くすることを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。2. The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein the charge accumulation time is longer when the subject has the second illuminance lower than the first illuminance than when the subject has the first illuminance. . 前記被写体が第2の照度である場合には、前記焦点調節動作が終了した後に、露出調整、及びホワイトバランス調整を時系列的に行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の焦点調節装置。The exposure adjustment and the white balance adjustment are performed in time series after the focus adjustment operation is completed when the subject has the second illuminance. Focus adjustment device. 被写体の明るさに応じて、撮像領域にて光電変換を行う電荷蓄積時間を変化させる工程と、
前記撮像領域から信号を読み出す際、被写体の明るさが第1の照度である場合よりも、当該第1の照度よりも低い第2の照度である場合のほうが前記信号を読み出す領域を広く設定して信号を読み出す工程と、
前記設定された領域から読み出された信号の内の測距枠に合わせた所定の領域の信号に基づいて焦点調節を行う工程と
前記第1の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示せず、前記第2の照度の場合には前記設定された領域にて光電変換された信号を映像表示手段に表示するよう制御する工程とを有することを特徴とする焦点調節方法。
Changing the charge accumulation time for performing photoelectric conversion in the imaging region according to the brightness of the subject; and
When reading a signal from the imaging area, the area for reading the signal is set wider when the brightness of the subject is the second illuminance lower than the first illuminance than when the brightness of the subject is the first illuminance. Reading the signal and
Performing a focus adjustment based on a signal in a predetermined area in accordance with a range-finding frame among signals read out from the set area ;
In the case of the first illuminance, the signal photoelectrically converted in the set area is not displayed on the image display means, and in the case of the second illuminance, the signal is photoelectrically converted in the set area. And a step of controlling to display the signal on the image display means .
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