JPH066662A - 電子スチルカメラ - Google Patents

電子スチルカメラ

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JPH066662A
JPH066662A JP4165055A JP16505592A JPH066662A JP H066662 A JPH066662 A JP H066662A JP 4165055 A JP4165055 A JP 4165055A JP 16505592 A JP16505592 A JP 16505592A JP H066662 A JPH066662 A JP H066662A
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lens
focus
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focusing
still camera
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Nobuhiro Takeda
伸弘 竹田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 迅速にかつ正確に合焦レンズ位置を求める。 【構成】 レンズピント位置の中央付近でレンズ1を移
動させてハイパスフィルター101を介して得られたメ
モリー8内の画像の高周波成分によりレンズの移動方向
を決定し、その決定方向にレンズ1を移動させてESフ
ィルター9を介して得られたES値に基づいてレンズ合
焦位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動焦点(以後、AFと
略)機能を備えた電子スチルカメラに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4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
を持った自動焦点機能付電子スチルカメラのブロック図
である。図4において1はレンズユニット、2はレンズ
駆動モーターであり、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5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
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ーである。9は、ぼけ量をあら
わすES値(後述)を算出するESフィルターである。
10はシステム全体を制御するシステム制御回路であっ
て、CPUと、このCPUによって図6に示す如き動作
シークエンスを実行する手順を格納したROMと、ワー
クエリア等を有するRAMとを具えている。11はメモ
リー8の出力に対して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変換するD/A変換回路である。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
るモーター、18はモーター17の回転を安定させるた
めのモーターサーボ回路である。19は被写体の明るさ
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。
【0003】図5に固体撮像素子としてよく用いられて
いるインターライン転送型固体撮像素子を示す。図5に
おいて、501はインターライン転送型固体撮像素子で
ある。502は、光を電荷に変えて蓄積するフォトダイ
オード、503は、フォトダイオードで発生した電荷を
垂直方向に転送する垂直CCDである。V1〜V4は、
垂直CCD503の転送電極であり、V1はフォトダイ
オードの奇数行の電荷を転送する転送ゲートを兼ねてい
る。同様に、V3はフォトダイオードの偶数行の電荷を
転送する転送ゲートを兼ねている。垂直CCD503
は、4相の転送パルスで駆動される。504は、垂直C
CD503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。H1、H2は、水平CCD5
04の転送電極であり、2相の転送パルスで駆動され
る。505は、水平CCD504からの電荷を電圧に変
換し出力する出力アンプである。506は、不要電荷を
逆転送により掃き捨てるための、トップドレインであ
る。507は、不要電荷を順転送により掃き捨てるため
の、ボトムドレインである。
【0004】図6は自動焦点機能付電子スチルカメラの
動作シークエンスを示した図である。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クエンス
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ースピードTvを算出する。T1か
らT2の間に絞りを解放に設定し、T2からT3の間に
n段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ー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、露光、信号電荷読み出しといった一連の動作すなわ
ちAF動作を行いn回の信号電荷読み出しにおける固体
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を合焦レンズ位置に設定する。T4
から不要電荷を逆転送によりトップドレイン506に掃
き捨てるクリア動作を行い、その後、本露光を行う。次
に、T5から信号電荷の読み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。
【0005】図7は、ぼけ量を検出するための方法の1
つであるES法の説明をする図である。ES法に関して
はUSP4804831に開示されているので簡単な説
明にとどめる。同図において(a)は映像信号であり合
焦時はエッジが立ち、非合焦時はエッジが寝る。(b)
は映像信号の微分波形の絶対値Dである。(c),
(d)はそれぞれ微分波形Dの遅延信号DL1、DL2
であり、(e)は積分波形I(I=D+DL1+DL
2)であり映像信号のエッジ部のコントラストをあらわ
す。(f)のごとくDをIで割算することによってエッ
ジの鋭さを示すES値をあらわす。
【0006】図8は図7に示すような処理を行うESフ
ィルタ9の構成例である。図8において801は微分回
路、802は絶対値回路、803は遅延回路、804は
積分回路、805は割算回路である。806はピークホ
ールド回路であって、画像情報の中で最もES値の高か
った値をその被写体のES地と判断し、出力する。
【0007】図9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値の変化を示した図である。
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(1Vと略)に画像情報を固体
撮像素子5に蓄積し、その信号を読み出しその画像から
ES値を求めて最もES値が大きかった位置を合焦位置
とする。レンズ送り量を横軸にとり、合焦信号(この場
合はES値)を縦軸にとった時に描かれる合焦位置をピ
ークとする曲線を山登り曲線というが、ES法の山登り
曲線は、急峻であり合焦検出の精度がよい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
AF動作では、レンズをn段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移動させるととも
にn回のAF動作が必要であるため最低n/60秒の時
間がかかるという問題があった。
【0009】そこで本発明の目的は以上のような問題を
解消した電子スチルカメラを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、レンズを介して撮像する撮像素子の信号出力
から得られる画像信号を用いて被写体の合焦状態を判断
する合焦検出手段と、合焦レンズ位置算出手段とを具備
し、前記合焦検出手段は、特性が緩やかな第1の合焦検
出手段と、特性の急峻な第2の合焦手段からなり、前記
合焦レンズ位置算出手段は、レンズ移動領域の中央付近
において前記第1の合焦検出手段により前記レンズの移
動方向を決定する移動方向決定手段と、該移動方向決定
手段によって得られた方向に前記レンズを移動させて前
記第2の合焦検出手段により合焦レンズ位置を算出する
手段とからなることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、特性が緩やかな第1の合焦検
出手段によってレンズの移動方向を決定し、その決定し
た方向にレンズ移動させ特性が急峻な第2の合焦検出手
段によって迅速でかつ正確な合焦情報を得ることができ
る。
【0012】
【実施例】図1は、本発明における自動焦点機能付電子
スチルカメラのブロック図である。図 1において図4と
同一の構成要素については同一の番号としその説明を省
略する。101は画像の高周波成分を検出するためのハ
イパスフィルタである。このフィルタ101は非合焦
時、特に大ボケの時でもレンズ移動方向が算出できるよ
うにカットオフ周波数は、低く設定されており、山登り
曲線はなだらかである。また、このフィルタの出力をC
U値とする。
【0013】図2は、本発明の電子スチルカメラの動作
シークエンスである。図3は本発明で合焦レンズ位置を
求める際のレンズ位置とCU値、ES値の変化を示した
図である。
【0014】図1、図2および図3を参照して本発明の
合焦動作を説明する。時刻T0にレリーズスイッチ20
が投入されると、一連の撮影シークエンスが開始され
る。測光素子19の出力より最適絞り値Avおよび最適
シャッタースピードTvを算出する。T1からT2の間
に絞りを開放に設定し、T2で無限遠と至近のレンズ位
置の中央付近(M−1)までレンズユニット1をレンズ
駆動モーター2によって移動させCU値(CU[M−
1])を算出する。その後レンズを1段移動し、時刻T
3でレンズ位置がMの時のCU値(CU[M])を算出
する。同様に時刻T4でレンズ位置がM+1の時のCU
値(CU[M+1])を算出する。算出された3点のC
U値よりレンズユニット1の移動方向を決定する。例え
ば、CU[M−1]≦CU[M]<CU[M+1]の場
合は、図3のごとく、時刻T4からT5の間にレンズユ
ニット1をMまで移動し、時刻T5で、Mから無限遠の
レンズ位置までレンズユニット1をk段ステップもしく
は連続的に移動させるとともに不要電荷の掃き捨て、露
光、信号電荷読み出しといった一連の動作すなわちAF
動作を行い、信号電荷読み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合焦レンズ位置(P)を算出する。
従来に比べてAF動作時のレンズ移動量が1/2なので
合焦までの時間も1/2に短縮される。T6からT7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
を合焦レンズ位置(P)に設定する。T7から不要電荷
を逆転相によりトップドレイン506に掃き捨てるクリ
ア動作を行いその後本露光を行う。次にT8から信号電
荷の読み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。
【0015】同様に、CU[M−1]>CU[M]≧C
U[M+1]の場合は、図10のように(T4からT5
の間にレンズユニット1をMまで移動し、その後T6ま
でレンズユニット1を至近のレンズ位置まで移動させ
る)、CU[M−1]<CU[M]≦CU[M+1]の
場合は、図11のように(T4からT5の間にレンズユ
ニット1をM+mまで移動し、その後T6までレンズユ
ニット1をM−mまで移動させる)して合焦レンズ位置
(P)を算出し、撮影を行う。
【0016】本実施例では、撮影時に合焦レンズ位置
(P)にレンズユニット1を移動させる場合にAF動作
終了地点から直接移動させているが、AF動作終了後、
一旦、AF動作開始地点に移動させAF動作の時と同じ
方向からP点に移動させてもよい。ボケ量検出のフィル
ターは、ESフィルターに限らず、例えば、ハイパスフ
ィルタやバンドパスフィルターでもよい。また、レンズ
移動方向決定のためのフィルターもバンドパスフィルタ
ーでもよい。さらに、本実施例では、合焦検出手段がデ
ジタルフィルターだけで構成されているがアナログで行
ってもよいことは言うまでもない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、迅
速でかつ正確な合焦情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における自動焦点機能付電子スチルカメ
ラのブロック図である。
【図2】本発明の電子スチルカメラの動作シークエンス
を示す図である。
【図3】本発明で合焦位置を求める際のレンズ位置とC
U値、ES値の変化を示した図である。
【図4】従来の自動焦点機能付電子スチルカメラのブロ
ック図である。
【図5】インターライン転送型固体撮像素子の構成図で
ある。
【図6】従来の自動焦点機能付電子スチルカメラの動作
シークエンスを示す図である。
【図7】ES法を説明する図である。
【図8】ESフィルターの構成図である。
【図9】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。
【図10】本発明で合焦位置を求める際のレンズ位置と
CU値、ES値の変化の別の例を示した図である。
【図11】本発明で合焦位置を求める際のレンズ位置と
CU値、ES値の変化の別の例を示した図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 レンズ駆動モーター 10 システム制御回路 101 ハイパスフィルター

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズを介して撮像する撮像素子の信号
    出力から得られる画像信号を用いて被写体の合焦状態を
    判断する合焦検出手段と、合焦レンズ位置算出手段とを
    具備し、前記合焦検出手段は、特性が緩やかな第1の合
    焦検出手段と、特性の急峻な第2の合焦手段からなり、
    前記合焦レンズ位置算出手段は、レンズ移動領域の中央
    付近において前記第1の合焦検出手段により前記レンズ
    の移動方向を決定する移動方向決定手段と、該移動方向
    決定手段によって得られた方向に前記レンズを移動させ
    て前記第2の合焦検出手段により合焦レンズ位置を算出
    する手段とからなることを特徴とする電子スチルカメ
    ラ。
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