JPH04170872A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は撮像装置、特に周波数域に変換した画像情報に
より焦点合せを行う撮像装置に関するものである。

（関連の技術〕 最近技術の進歩とともに画像信号もディジタル処理する
ことがさかんになされるようになってきた。信号処理を
ディジタルで行う場合、画像情報のもっている冗長性を
利用し、これを圧縮することにより記録に要するメモリ
の容量や伝送に要する時間を大幅に節約できる。圧縮の
やり方にはいろいろあるが、ＤＣＴ（ディスクリート・
コサイン変換：高速フーリエ変換の実数部）を利用した
ものが多くなってきている。

ＤＣＴを行う場合、これは像のもつ空間周波数分析をし
ている、すなわち像のシャープさを分析しているわけで
、これを使用すれば焦点合せができ、本出願人はこれを
別途提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

周波数分析を行うにあたって、画面の全てのブロック単
位について演算を行ったのでは、演算に要するエネルギ
（消費電力）は膨大なものになってしまう。

本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
、焦点合せについての演算量か少なく消費電力が少なく
てすむ撮像装置を提供することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

焦点合せを行う場合、クツキリしたエツジのある所に着
目し、そのせん鋭度か最も高くなる様に制御してやわば
よい。すなわちブロック分けして周波数分析をするにあ
たって高域成分を多く持つブロックを判別抽出してその
ブロックの全体としての高域分が最大になるような制御
をしてやればよいことになる。

詳しくは、本発明ては撮像装置をつきの（１）〜（３）
のとおりに構成する。

（１）［像素子からの画像情報を画面全体または画面の
一部で複数のブロックに分割する画像情報分割手段と、
該画像情報分割手段で分割したブロックの内の高域成分
の多いブロックを判別する判別手段と、該判別手段で判
別したブロックの周波数分析にもとついて焦点合せの条
件を判定する判定手段と、該判定手段の出力に応じて撮
像光学系を駆動する駆動手段とを備えた撮像装置。

（２）前記（１）において、判別手段で判別したブロッ
クに対応する部分を、ファインダ内て表示する表示手段
を備えた撮像装置。

（３）前記（１）において、判別手段で判別したブロッ
クに対応する部分をファインダ内で表示する表示手段と
、全ブロックから判別手段で判別したブロックを除き、
残りの全ブロックについて再度判別手段に判別を行わせ
るリセット手段とを備えた撮像装置。

〔作用〕

前記（１）〜（３）の構成によれば、画面全体または画
面の一部を分割したブロックの全てについての周波数分
析にもとづいて高域成分の多いブロックが判別され、こ
のブロックについての周波数分析にもとづいて焦点合せ
の動作が行ゎゎる。

（２）の構成によれば、更に判別したブロックに対応す
る部分がファインダ内に表示され、（３）の構成によれ
ば、判別したブロックをリセットすると、残りの全ブロ
ックについて再度判別が行われる。

（実施例〕 以下本発明を実施例により詳しく説明する。

′！Ｊ２図は本発明の第１実施例である“撮像装置”の
構成図である。図中、１は被写体の光学像を後述する撮
像素子３に結ばせるための光学系、２は光学系１の焦点
調節部を電気的に駆動するための焦点ドライバ、３はＣ
ＣＤ　（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）
　（Ｍ　ＯＳ　、撮像管等でもよい）て構成される撮像
素子、４は撮像素子３を駆動して読み出すためのドライ
バである。５は撮像素子３を光軸方向で前後に変位させ
るための圧電素子である。

圧電素子５に電圧Ｖ。を印加すると撮像素子３は撮像位
置にあり、圧電素子５に電圧Ｖｌを印加すると撮像素子
３は電圧Ｖ。を印加したときより前方に変位しくこれは
被写体が遠いときの合焦点に相当）、圧電素子５に電圧
ｖ２を印加すると撮像素子３は電圧Ｖ。を印加したとき
より後方に変位（これは被写体か近い時の合焦点に相当
）する。

なお、電圧Ｖ、、Ｖ、は電圧■。で合焦のとき、ボケの
量が等しくなるような値に設定する。６は撮像素子３か
ら得られた被写体像の光学情報（アナログ信号）をディ
ジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ　（アナログ−ディ
ジタル）変換器、７はＤＣＴ等の変換を利用した画像情
報圧縮回路、８は圧縮回路７で得られた周波数成分（フ
ーリエ係数等）を抽出する回路（周波数成分抜取回路と
呼ぶ）であり、９は圧縮回路７で圧縮された被写体像情
報を記録媒体のＩＣカート（光ディスク、ハートティス
フ等てもよい）１０に記録するための記録回路である。

１１は撮像装置全体を制御するためのコントローラであ
る。また１２は後程の説明で明らかになるが、ブロック
単位で圧縮回路７を作動させる際に高域成分を多く含む
ブロックの座標を記憶しておくためのメモリである。

以上が本実施例の構成であり、以下第１図のフローチャ
ートも参照しながらその動作について説明する。

撮像素子３の画面は、第３図に示した如く例えば８画素
×８画素のブロック（全部でｍｘｎ個）に分割され、そ
の各々に対して本撮影時には圧縮回路７が作動しブロッ
ク単位で圧縮を行う。例えばまず（１，１）に対して圧
縮し、次に（１゜２）、（１，３）−・・−（１，ｎ）
、（２，１）。

（２，２）−−−＋＋、（２，ｎ）−−−（ｍ、１　）
。

（ｍ、２）−＝・（ｍ、ｎ）の順に各ブロックに圧縮動
作を行う。

一方焦点合せ時は、ブロック分けは同様になされ、この
各々に対して周波数分析のみ行い、圧縮までは行わない
。

一方周波数分析をやりながら、高域を多く含んだブロッ
クをさかしていき（例えば第３図で示した斜線部：　（
１，２）、（２，３）−−−−−・）、そのブロックの
座標をメモリ１２に記憶しておき、何回目か以降は高域
を多く含んだブロックについてのみ周波数分析を行う様
にする。

以下第１図を参照しなから第２図の動作を具体的に説明
する。

まず、第３図のとおりにブロック分けしである撮像素子
３の画像に対して何回目の周波数分析を行っているかを
示すパラメータＮを１とおく（第２図ステップ１０１）
。つぎにＮが規定値３以上であるか否かを判別する（ス
テップ１０２）。もしも規定値Ｊ以下であった場合（ス
テップ１０２ＮＯ）、周波数分析は第３図で（１，１）
（１，２）・＝・−（１，ｎ）、（２，１）（２゜２）
・・・・−（２，ｎ）・−＝　（ｍ、１　）、（ｍ。

２）・・・・−・、（ｍ、ｎ）の順序て行う（ステップ
１０３）。今の場合、まず（１，１）のブロックに対し
て行う。

次にコントローラ１１より圧電素子５に電圧ｖ１をかけ
て（ステップ１０５）、撮像素子３のうち（１，１）相
当の画素に対してＡ／Ｄ変換器６を作動させそのディジ
タルデータを圧縮回路７に入力し周波数変換する。そし
てその結果得られた空間周波数に対する周波数成分を、
周波数成分抜取回路８を用いて抽出する（ステップ１０
６）。次にコントローラ１１より圧電素子５に電圧■２
をかけて（ステップ１０７）撮像素子３のうち（１，１
）相当の画素に対してＡ／Ｄ変換器６を作動させ、その
ディジタルデータを圧縮回路７に入力し周波数変換する
。そして、その結果得られた空間周波数に対する周波数
成分を周波数成分抜取回路８を用いて抽出する（ステッ
プ１０８）。次に、Ｎが規定値Ｊに対してＪ−１に等し
いか否か判別する（ステップ１０９）。等しくない（ス
テップ１０９　　Ｎｏ）とすると、次に全てのブロック
に対してステップ１０５〜１０８のステップの処理を行
ったか否か判別する（ステップ１１２）。今の場合まだ
（１，１）の処理を行ったたけて全てのブロックについ
て処理しているわけではないため、ステップ１１２はＮ
Ｏである。従ってフローチャート（第１図）に従ってス
テップ１０２にもとりＮ＝１のままなので前と同じくス
テップ１０２　　Ｎｏとなり、ブロック選択（ステップ
１０３）で前回が（１，１）であったため今回（１，２
）を選び、それに対して上で述へたと同じ処理（ステッ
プ１０５〜１１２）を行い、このループをまわって同様
の処置を（１，３）−＝＝　（１，ｎ）、（２，１）−
−−−−−（２，ｎ）　・＝−（ｍ、１　）＝・＝・（
ｍ、ｎ）まで行う。（ｍ、ｎ）まで行フた際には全ての
ブロックに対する計算をしたため、ステップ１１２がＹ
ＥＳとなり、ステップ１１３に進む。ステップ１１３で
は各ブロックの空間周波数成分がａＩ＋（Ｕ）　：　Ｄ
　Ｃ成分 ａａａ（ｉｊ）　：高周波成分 であったとすると、例えば 等を求めて評価関数とし、これか大きい程高域成分が多
いとみなす。

次に圧電素子５に電圧Ｖ１を印加した場合について求め
た前記Ｆと、圧電素子５に電圧ｖ２を印加した場合につ
いて求めたＦを比較しくステップ１１４）、電圧Ｖ２２
印加のＦの方が大きければ（ステップ１１４　　ＹＥＳ
）被写体は現在のピント調整位置より近くにあるため、
コントローラエ１は焦点ドライバ２を駆動してピント位
置を所定量だけ近側に移す（ステップ１１５）。ステッ
プ１１４で電圧ｖ２２印加のＦの方が電圧Ｖ１１印加の
Ｆよりも大きくはなかった場合（ステップ１１４　　Ｎ
ｏ）、Ｖｌ印加とＶ２印加でＦが等しいか否かを判定す
る（ステップ１１６）。もしも等しくなければ（ステッ
プ１１６　　Ｎｏ）、電圧ｖ１１印加のＦの方か大きい
ことになり被写体は現在のピント調整位置より遠くにあ
るため、コントローラ１１は焦点ドライバ２を駆動して
ピント位置を所定量だけ遠側に移す（ステップ１１７）
。すなわち、ステップ１１５．ステップ１１７は、一画
面に対する周波数分析を行った結果、またピントが合っ
ていないため、現在よりも少し合焦に近い方に焦点調整
をする処理である。

次にパラメータＮをまたけ増して（ステップ１２０）、
再びステップ１０２にもとり前述の処理ループをまわっ
たあと→１１３→１１４→１１５（→１１６→１１７）
→１２０→１０２）これをくりかえすと、Ｎ＝Ｊ−１に
なった所でステップ１０９がＹＥＳとなるため、次にス
テップ１１０に進み、各ブロックが高域成分を多く含む
か否かを判定する。そのためには、例えば周波数分析結
果 に対して があるしきい値Ｆｏより大きいか否がで判定することが
できる。

Ｆ　（ｉＪ）＞　Ｆ　ｏ　　　　　　　（３）のどさ（
ステップ１１０　　ＹＥＳ）このブロック（ｉ、ｊ）は
高域を多く含むのでコントローラ１１はメモリ！２にこ
のブロックアドレス（ｉ。

ｊ）を記憶（ステップ１１１）した上で次のステップ１
１２に進む。逆に Ｆ　（ｉｊ）≦Ｆｏ　　　　　　　（４）のとさ（ステ
ップ１１０　　Ｎｏ）はそのまま何もせず次のステップ
１１２に進む。

こうしてすべてのブロックに対する計算が終わったらス
テップ１１３以降に進みそれでも焦点か合っていなかっ
たらＮを再び１進めてステップ１０２にもとる。すると
こわ以降Ｎは常に５以上になるため、ステップ１０２は
ＹＥＳとなりステップ１０４を経てステップ１０５に進
むことになる。ステップ１０４では前述のステップ１１
０．１１１で高域が多いと判定されたブロックのみを選
択する。そしてこれらのブロックに対してステップ１０
５〜１０８で圧電素子５に電圧ｖＩおよびｖ２を印加し
た場合の周波数分析をし、ステップ１０９ではＮ２３の
ためＮ＝Ｊ−１になることはないから（ステップ１０９
はＮｏ）たたちにステップ１１２に飛び、再びステップ
１０２にもどるループをまわって高域の多く含む全ての
ブロックに対する周波数解析か終った所でステップ１１
２がＹＥＳとなるためステップ１１３に進み を圧電素子５に印加する電圧Ｖ、、Ｖ２に対して計算し
、次にステップ１１４→１１５又は１１４→１１６に進
む。こうしているうちに焦点がしだいに合っていき、し
まいには圧電素子５に印加する電圧Ｖ、　、Ｖ２に対す
る前述のＦの値が等しくなる（ステップ１１６　　ＹＥ
Ｓ）。そうすればピントは十分に合っていることになる
ため圧電素子５に電圧Ｖ。を印加し、撮像素子３を正し
く結像位置にもってきて（ステップ１１８）、撮像素子
３を露出し、その出力をＡ／Ｄ変換器６によりディジタ
ル変化し、圧縮回路７によってこのディジタル情報を圧
縮した上で記録回路９を介して記録媒体１０に記録しく
ステップ１１９）作動を終了する。

以上の説明に対して補足すると、高域を含むブロックの
選定にあたっては、高域の多い順に一定個数（例えばに
個）選定してもよい。そのためには第１図の■〜■の部
分を第４図の如くすればよい。第４図において第１図と
同じ作用をするステップに対しては第１図と同じステッ
プ番号がつけである。第１図と違う部分のみについて説
明すると、Ｎ＝Ｊ−１回目（ステップ１０９ＹＥＳ）の
周波数分析においては全てのブロックに対してコントロ
ーラ１１か（２）式の高域量の評関数を計算して（ステ
ップ２０１）、ブロックアドレス（ｉｊ）とともにメモ
リ１２に記憶する（ステップ２０２）。

このようにして全てのブロックに対する処理かおわると
ステップ１１２かＹＥＳとなり、ステップ２０３に進む
。今の場合Ｎ＝Ｊ−１だからステップ２０３　　ＹＥＳ
となり、ステップ２０４に進みコントローラ１１はメモ
リ１２に格納された各ブロックに対する（２）式の値を
比較し、大きい方からに個選び、そのブロックアドレス
（ｉ。

ｊ）をメモリ１２に記憶する。その上て次に進み、以降
の処理は第１図と全く同様にして行う。

この場合Ｎ；ｑＪで周波数分析を行うのはに個に限定さ
れるため、高域を含むブロック数に影響されず１回の分
析に要するエネルギーはほぼ一定である。なお、第４図
において２０１，２０２゜２０４はＮ＝Ｊ−１のとき以
外は飛ばされるため何の作用もしない。被写体によって
は高域をもつ部分か極端に少ない場合も存在するため、
第１図と第４図の併用的な考え方、すなわち第４図のス
テップ２０４て（２）式でしきい値Ｆ０より大きく、す
なわち（３）式が成立し、しかもに個以内のブロックを
選択してもよい。

次に第５図を参照しながらファインタ表示に関する本発
明の第２実施例を説明する。第５図は第１実施例の光学
系に対応する。第２図と同し要素には第２図と同し符号
を付している。本実施例の撮像装置は図示の如＜　Ｔ　
Ｔ　Ｌ　（ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ　ｔａｋｉｎｇ　１ｅ
ｎｓ　）ファインダをもち、レンズ１を経た被写体から
の光はビームスプリッタ３０１を経て一部透過したもの
が撮像素子３に結像する。またビームスプリッタ３０１
によって被写体からの光の一部は反射され、撮像素子３
と光学的に等価な位置にあるファインダスクリーン３０
２にも結像する。３０３は撮像素子３に対して第３図の
如くブロック分けしたものに対応じて分割された各領域
に対して透過率が制御可能な液晶であり、３０４はペン
タプリズムの反射面であり、これによってファインダス
クリーン上の倒立左右逆像を正立の正しい像に変換し接
眼レンズ３０５を通して目３０６に導く。

これに相当する電気回路図を第６図に示す。

第６図は第２図と１部分を除いて同じであり、第２図と
同し部分には第２図と同し符号を付しである。唯−異な
る部分は、第５図３０３の液晶に対してコントローラ１
１を介して駆動する液晶トライバ３１０か付加されてい
ることである。

第７図は第６図の作用を示すフローチャートであり、こ
れは第１図とほとんど同じであり、第１図と同じものに
は第１図と同じ符号がついている。唯−違うのはステッ
プ１１１の後にステップ３２０か付加されていることで
あり、これについて説明をすると、Ｎ＝Ｊ−１ステツプ
で高域を含むブロックの抽出にあたり、ステップ１１０
で高域を含むブロックか見つかったならば（ステップ１
１０　　ＹＥＳ）ステップ１１１でブロックアドレス（
ｉ、ｊ）をメモリ１２に記憶するとともにステップ３２
０てアドレス（ｉ、ｊ）相当の液晶の領域を液晶トライ
バ３１０を介してコントローラ１１が駆動することによ
りその領域の液晶の透過率を変え、撮影者に被写界のど
の部位に対して撮像装置が焦点合わせしようとしている
のかを知らせることかできる。こうすることにより撮影
者は被写界内のどこに焦点合わせをしようとしているか
確認できる。

一方撮影者がこのファインダ内の表示を見て自分の考え
ていた対象と異なっていた場合は次の如くして対処でき
る。これを本発明の第３実施例として以下説明する。本
実施例の構成を第８図に、その作用を説明するためのフ
ローチャートを第９図に示す。第８図は第６図とほとん
ど構成が同じであり、同し要素には同し符号を付しであ
る。唯−異なるのはコントローラ１１に対してリセット
スイッチ４０１か追加されている点である。撮影者はフ
ァインダ内に液晶表示か出された段階で自分が、１！図
していたものと違う対象に対して焦点を合わせようとし
ていることか判明したらこのリセットスイッチ４０１を
オンさせる。具体的な作用は第９図に従うか、第９図は
第７図とほとんど同してあり、同しステップには同し番
号を示しである。第７図と異なる点についてのみ説明す
ると、ステップ３３０てファインダに液晶表示をした後
、リセットスイッチ４０１がオンしているか否かをコン
トローラ１１が判別する（ステップ４１０）。もしもリ
セットスイッチ４０１かオンしていない場合（ステップ
４１０　　Ｎｏ）　、使用者としてはこれで良いと思っ
ている訳であるから次のステップに進む。

もしもステップ４１０においてリセットスイッチ４０１
がオンしていた場合（ステップ４１０ＹＥＳ）、これま
で選択したブロックは焦点合わせの対象として好ましく
ないことかわかるのて、これまで選択したブロックを全
て除外した上（ステップ４１１）でステップ１０１に戻
フて再び始めからやり直す。二わを行うにあたってステ
ップ１０３．１０４のブロック選択ステップにおし＼て
上で除外したブロックは全て選択の対象から外した上で
なされる。こうすることにより万一撮影者の意図してい
たものと異なる対象に焦点合わせしようとしたとしても
軌道修正を加えることができる。

なお、以上の各実施例では、全ブロックについての周波
数分析にもとづいて複数回焦点合せの判定を行っている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば全
ブロックの周波数分析にもとづく焦点合せの判定を１回
限りにして直ちに高域成分の多いブロックについての周
波数分析にもとづく焦点合せの判定を行うとか、或は全
ブロックの周波数分析にもとづく焦点合せの判定を行わ
ず、高域成分の多いブロックについての周波数分析のみ
にもとづき焦点合わせの判定を行うといった形で実施す
ることができる。

また、各実施例では、各ブロック毎に圧電素子５を付勢
して撮像素子３を前後に駆動しているが、本発明はこわ
に限定されるものではなく、例えば、各画面毎に圧電素
子５を付勢し、所要の各ブロックをアクセスしその画面
情報を得るという形で実施することもできる。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明によれば、焦点合わせの計
算量を大幅に減らすことができ、特に電池駆動時には撮
影枚数を増加させることかできる。また被写体のどこに
対して焦点合わせをしているかをファインダ内に表示す
るため、撮影者が間違うことなく確認できる。

さらに意に反した対象に撮像装置が焦点合わせをしよう
とした場合リセットでき、その際、意に反した対象を除
いて他の対象に対してピント合わせを再開するため、常
に撮影者の意図した対象にピントを合わせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のフローチャート、第２図
は同実施例の構成図、第３図は同実施例の説明図、第４
図は第１図の１部変形を示す図、第５図は本発明の第２
実施例の概念図、第６図は同実施例の構成図、第７図は
同実施例のフローチャート、第８図は本発明の第３実施
例の構成図、第９図は同実施例のフローチャートである
。 ２−−−−−−焦点トライバ フ・−・−圧縮回路 ８・・・・・・周波数成分抜取 １１・−一・コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子からの画像情報を画面全体または画面の
   一部で複数のブロックに分割する画像情報分割手段と、
   該画像情報分割手段で分割したブロックの内の高域成分
   の多いブロックを判別する判別手段と、該判別手段で判
   別したブロックの周波数分析にもとづいて焦点合せの条
   件を判定する判定手段と、該判定手段の出力に応じて撮
   像光学系を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とす
   る撮像装置。
2. （２）判別手段で判別したブロックに対応する部分を、
   ファインダ内で表示する表示手段を備えたことを特徴と
   する請求項１記載の撮像装置。
3. （３）判別手段で判別したブロックに対応する部分をフ
   ァインダ内で表示する表示手段と、全ブロックから判別
   手段で判別したブロックを除き、残りの全ブロックにつ
   いて再度判別手段に判別を行わせるリセット手段とを備
   えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。