JPH04172073A - 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、スチルビデオカメラ（電子スチルカメラとも
いう）等の撮像装置に関し、特にその自動焦点調整（以
後ＡＦという）機能に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、被写体を撮像する固体撮像素子の出力より画
像のぼけ量を検出し自動的に合焦させる機能を持つ従来
のＡＦ機能付スチルビデオカメラのブロック図である。

図において、１はレンズユニット、２はレンズ駆動モー
タであり、３は絞り、４は絞り駆動回路である。５は被
写体像を電気信号に変換する固体撮像素子であり、６は
固体撮像素子を駆動するための固体撮像素子駆動回路で
ある。７は固体撮像素子５の出力をＡ／Ｄ　（アナログ
−ディジタル）変換するＡ／Ｄ変換回路である。８はＡ
／Ｄ変換回路７の出力を記憶するメモリである。９はぼ
け量をあられすＥＳ値（後述）を算出するＥＳフィルタ
である。１０はシステム全体を制御するシステム制御回
路である。

１１はメモリ８の出力にたいしてγ変換、帯域制限等の
処理を行う撮像信号処理回路である。１２は撮像信号処
理回路１１の出力をＤ／Ａ　（ディジタル−アナログ）
変換するＤ／Ａ変挽回路である。１３はＤ／Ａ変換回路
１２の出力をＦＭ変調するＦＭ変調回路である。１４は
ＦＭ変調回路１３の出力を電流増幅するＲＥＣ（記録）
アンプである。１５は磁気ヘッド、１６は記録媒体であ
る磁気シート、１７は磁気シート１６を回転させるそ一
タ、１８はモータ１７の回転を安定させるためのモータ
サーボ回路である。１９は被写体の明るさ（輝度）を測
定するための測光素子である。２０はレリーズスイッチ
であり、このスイッチの投入とともに一連の撮影動作が
開始される。

固体撮像素子５としてインターライン転送型の素子を用
いている。

第５図にそのインターライン転送型固体撮像素子の構成
を示す。第５図において、１０１はＲｌＧ、Ｂ縦ストラ
イプ色フィルタを持つインターライン転送型固体撮像素
子である。１０２は、光を電荷に変えて蓄積するフォト
ダイオード、１０３は、フォトダイオード１０２で発生
した電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ　（ｃｈａｒ
ｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）である。■１〜ｖ
４は、垂直ＣＣＤ１０３の転送電極であり、ｖｌはフォ
トダイオード１０２の奇数行の電荷を転送する転送ゲー
トを兼ねており、同様に、ｖ３はフォトタイオード１０
２の偶数行の電荷を転送する転送ゲートを兼ねている。

垂直ＣＣＤ１０３は４相の転送パルスて駆動される。１
０４は、垂直ＣＣＤ１０３より転送されてくる電荷を、
水平方向に転送する水平ＣＣＤである。Ｈｌ、Ｈ２は、
水平ＣＣＤ　１０４の転送電極であり２２相の転送パル
スで駆動される。１０５は、電荷を電圧に変換し出力す
る出力アンプである。１０６は、不要電荷を逆転送によ
り掃き捨てるためのトップトレインである。

１０７は、不要電荷を順転送により掃き捨てるためのボ
トムトレインである。

第６図は従来のＡＦ機能付スチルビデオカメラの動作シ
ーケンスを示す図である。時刻ＴＯにレリーズスイッチ
２０が投入されると、一連の撮影シーケンスが開始され
る。ｍ光素子１９の出力より最適絞り値ＡＶおよび最適
シャッタスピードＴＶを算出する。Ｔ１からＴ２までの
間に絞りを解放に設定し、Ｔ２からＴ３の間にｎ段のス
テップもしくは連続的に無限遠から至近までのピント位
置までレンズユニット１をレンズ駆動モータ２によって
移動させるとともにｎ回の不要電荷の掃き捨て、露出、
信号電荷読出しといった一連の動作すなわちＡＦ動作を
行い、ｎ回の信号電荷読出しにおける固体撮像素子５の
出力からぼけ量を算出することによって最もぼけ量の少
ない位置すなわち最適ピント位置を算出する。Ｔ３から
Ｔ４の間に絞り値をＡＶに設定すると同時にレンズユニ
ット１を最適ピント位置に設定する。Ｔ４がら不要電荷
を逆転送によりトップドレイン１０６に掃き捨てるクリ
ア動作を行い、その後、本露出を行う。次にＴ５から信
号電荷の読出しを行うとともに磁気シート１６に処理信
号を記録する。

第７図は、ぼけ量を検出するための手法の１つであるＥ
Ｓ法を説明する図である。ＥＳ法に関しては米国特許第
４８０４８３１号明細書に開示されているのでここでは
簡単な説明にとどめる。

同図において、（ａ）は映像信号であり、図示のように
合焦時はエツジが立ち、非合焦時はエツジが寝る。（ｂ
）は映像信号を微分波形の絶対値りである。（Ｃ）、（
ｄ）はそれぞれ微分波形りの遅延信号ＤＬＩ、ＤＬ２で
あり、（ｅ）は積分波形１であり、映像信号のエツジ部
のコントラストをあられす。（ｆ）のどと〈Ｄを１で割
算することによってエツジの鋭さを示すＥＳ値をあられ
す。第４図はＥＳフィルタ８の精成例である。

第４図において、２０】は微分回路、２０２は絶対値回
路、２０３は遅延回路、２０４は積分回路、２０５は割
算回路である。２０６はピークホールド回路である。画
像情報の中で最もＥＳ値の高かった値をその被写体のＥ
Ｓ値と判断する。

第８図は合焦位置を求めるためにＡＦ動作を行う際のレ
ンズ位置とＥＳ値の変化を示す図である。レンズ送りは
最小位置から最大位置まで連続的に送り、その間、１垂
直走査期間毎に画像情報を固体撮像素子５に蓄積しその
信号を読出し、その画像情報からＥＳ値を求めて最もＥ
Ｓ値が大きかった位置を合焦位置とする。ＥＳ値は、輝
度信号より算出される。

（発明が解決しようとする９題） しかしなから、従来のＡＦ機能付スチルビデオカメラで
は、被写体が低輝度のときく通常低照度のとき）、固体
撮像素子で生成される電荷が少ないためノイズの影響を
受けやすく正確な合焦情報を得ることができなかった。

本発明は、このような事情のもとでなされたもので、被
写体が低輝度であっても正確に焦点合わせのできるＡＦ
機能付撮像装置を提供することを目的とするものである
。

（３１題を解決するための手段〕 本発明は、前記目的を達成するため１画素信号を加算し
た情報を利用するもので、詳しくは、撮像装置をつぎの
（１）、（２）のとおりに構成するものである。

（１）撮像素子の各画素信号を画面上の一方向に複数ラ
イン分加算する加算手段と、該加算手段の出力にもとづ
いて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えた撮像装置。

（２）前記（１）において、加算手段で加算するライン
数を、被写体の明るさに応して算出する算出手段を備え
た撮像装置。

（作用） 前記（１）、（２）の構成により、画面の一方向に加算
された画像情報にもとづいて焦点調整が行われる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により詳しく説明する。

第１図は本発明の実施例である“スチルビデオカメラ”
における加算についての説明図である。

第２図は同実施例の動作を示すシーケンス図である。な
お、本実施例は、ＡＦのための画素信号処理の点を除い
て、従来と同様に構成されおり、第３図、第４図、第５
図に示すブロック、撮像素子を備えている。

第１図、第２図を参照して本実施例の動作を説明する。

時刻ＴＯにレリーズスイッチ２０が投入されると、一連
の撮影シーケンスが開始される。

測光素子１９の出力より最適絞り値ＡＶおよび最適シャ
ッタスピードＴｖを算出する。同時に電荷の加算ライン
数ｋを算出する。加算ライン数には、ＡＦ動作時に固体
撮像素子１０１から出力される信号の平均レベルがほぼ
一定となるよう光量に反比例し、被写体が低輝度の時程
大きくなるように決められる。ＴｌからＴ２の間に絞り
を解放に設定し、Ｔ２で無限遠のピント位置までレンズ
ユニット１をレンズ駆動モータ２によって移動させＡＦ
動作１を開始する。時刻Ｔ３で、時刻Ｔ２から蓄積され
た電荷が、垂直ＣＣＤ１０３に転送される。その後、垂
直ＣＣＤ１０３をにラインだけ転送できる期間、高速で
順転速駆動することにより領域（１）に蓄積された電荷
を水平ＣＣＤ１０４に転送する。この時、水平ＣＣＤは
駆動しない。したがって１時刻Ｔ４では、領域（１）に
蓄積された電荷が垂直方向に加算された状態で。

水平ＣＣＤ　１０４に存在する。その後、通常の駆動周
波数で、１水平走査期間だけ水平ＣＣＤ１０４を駆動す
ることにより、ｋライン分の電荷が出力アンプ１０５よ
り出力される。出力された信号は、Ａ／Ｄ変換されメモ
リ８に記憶される。

同ｊＪ　ニ、峙ＩＩＪＴ５がら、垂直ＣＣＤ１０３をに
ラインだけ転送できる期間、高速で順転速駆動すること
により領域（２）に蓄積された電荷を水平ＣＣＤ　１０
４に送り、電荷を垂直方向に加算後、出力されメモリ８
に記憶される。この動作をｍ回縁り返すことにより全画
素の電荷を出力しメそソ８に記憶する。記憶されたデー
タがらＥＳフィルタ９によりＥＳ値を算出し、ＡＦ動作
１を終了する。このようなＡＦ動作をレンズユニット１
を無限遠から至近まで移動させる間にｎ回縁り返すこと
により最適ピント位置を算出する。時刻Ｔ６からＴｌの
間に絞り値をＡＶに設定すると同時にレンズユニットｌ
を最適ピント位置に設定する。Ｔ６から不要電荷を逆転
送によりトップドレイン１０６に掃き捨て本露出を行う
０次にＴ８から信号電荷の読出しを行うとともに磁気シ
ート１６に処理信号を記録する。

ところで、被写体が低輝度のときは、画素信号にノイズ
が多く含まれるようになるが、本実施例では、ｋライン
分加算しているのでＡＦのための信号のＳ／Ｎが改善さ
れ、従来例より正確な合焦情報が得られる。

本実施例では、ＡＦ動作時に全ての信号電荷を水平ＣＣ
Ｄ１０４を介して読出したが、ＡＦ測距粋以外のライン
は、ボトムドレイン１０７に掃き捨ててもよい。この場
合、ＡＦ動作に必要な時間を短縮できる。また、固体撮
像素子には、インターライン転送方式のものを用いてい
るが、本発明はフレーム転送方式等の素子でも実施でき
る。

なお、実施例は画素信号を垂直（走査）方向に加算する
ものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく
、ランダムアクセスできる撮像素子を用い、水平方向、
斜め方向に画素信号を加算するようにして実施すること
ができる。

また、撮像素子内で加算せず、−旦メモリに画像情報を
記憶した後、加算するようにして実施でき、したがって
、本発明はスチルビデオカメラに限らず、ビテオムービ
カメラにおいて実施することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被写体が低輝度
の状況において正確に焦点合せを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において電荷が垂直方向に加算
される領域を示す図、第２図は同実施例の動作を示すシ
ーケンス図、第３図は従来のＡＦ機能付スチルビデオカ
メラのブロック図、第４図ばＥＳフィルタの構成図、第
５図はインターライン転送型固体撮像素子の構成図、第
６図は従来例の動作を示すシーケンス図、第７図はＥＳ
法の説明図、第８図はＡＦ動作を行う際のレンズ位置と
ＥＳ値の変化を示す図である。 Ｓ　−−−−−一固体撮像素子 ９・−−−−−Ｅ　Ｓフィルタ １０・・・・・・システム制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子の各画素信号を画面上の一方向に複数ラ
   イン分加算する加算手段と、該加算手段の出力にもとづ
   いて焦点調整を行う焦点調整手段とを備えたことを特徴
   とする撮像装置。
2. （２）加算手段で加算するライン数を、被写体の明るさ
   に応じて算出する算出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。