JPS63136776A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電子カメラの焦点調整のずれを補正し、鮮明
な画像を得る電子カメラに関する。

［従来の技術］ 近年、ビデオカメラの発達と共に、例えば、被写体光を
ＣＣＤ等の固体撮像素子に電荷として蓄積し、これを磁
気シートに磁気記録するいわゆる電子カメラが種々知ら
れてきている。この電子カメラはその有効画面の対角線
が１１ｍｍあるいは８ｍｍ程度の長さである。したがっ
て３５ｍｍ写真用の一眼レフカメラと比べて有効画面が
小さいので電子カメラが３５ｍｍ写真用カメラと同じ画
角を得るためには、電子カメラでは撮影レンズの焦点距
離を３５ｍｍ写真用のカメラの焦点距離の１７４ないし
は１１５に短くしなければならなかった。

このような焦点距離の短いレンズを有する従来の電子カ
メラでは、焦点調節を行うためには、撮影レンズの繰り
出し量が非常に小さいものとなり、メカニカルな撮影レ
ンズ繰り出し機構では、焦点合せの精度が得られにくく
、そのため、厳密な焦点合わせが難しいので撮影した画
像が鮮明さに欠けるという問題点があった。

［発明が解決しようとする問題点コ そこで、本発明の目的は、上述したような問題点を除去
し、微細なレンズの繰り出しによる焦点距離合わせを厳
密に行うことなし、鮮明な画像を得ることのできる電子
カメラを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、被写体画像を
結像する光学系と、光学系により結像された被写体画像
を電気的な画像信号に変換する光電変換手段と、被写体
までの距離を測定する測距手段と、測距手段により測定
された被写体までの距離と、°光学系の物理量とに基き
、光学系のデフォーカス量を演算する演算手段と、演算
手段により求められたデフォーカス量に応じて、光電変
換手段により光電変換された画像信号を修復する画像修
復手段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明は、焦点距離が短い撮影レンズは被写界深度が深
いという性質を利用し、電子カメラに具備された測距手
段により被写体と電子カメラとの間の距離データを得る
とともに、この距離データを基に演算手段により焦点深
度範囲内のデフォーカス量を求め、また、このデフォー
カス量と撮影レンズの焦点距離および光学系のＦナンバ
ー（Ｆ値）から画像の劣化の程度を求め、この画像の劣
化の程度に応じて画像修復手段により撮影画像を修正す
るので、鮮明な画像を得ることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明実施例の回路構成の一例を示す。

第１図において、１は画像被写体を撮影し、外部記憶装
置、例えば磁気シートに記録を行う電子カメラである。

物体２からの反射光は、撮影レンズ３を介し、例えばＣ
ＣＤなど撮像素子４に結像される。結像した光は、撮像
素子４において、赤。

緑および青の微弱な電気画像信号Ｒ，Ｇ、Ｂに変換され
、マトリクス回路６により、輝度信号Ｙ９色差信号Ｙ−
ＲおよびＹ−８に増幅される。

輝度信号Ｙは、後述の開口補正回路７により、高周波が
強調されて輪郭補正された後に、画像信号を出力画像信
号に変換する信号処理系８へ出力される。色差信号Ｙ−
ＲおよびＹ−８は、マトリクス回路からそのまま、信号
処理系８へ出力される。

信号処理系８から出力された出力画像信号は、磁気シー
ト（不図示）へ記録される。

９はシステムコントローラであり、システムコントロー
ラ９は撮影レンズ３からＦナンバおよび焦点距離情報と
、測距系１０から物体（被写体）２と電子カメラ１の間
の距離情報を受は取り、開口補正回路７の輪郭補正量を
決定するエンハンスメント定数信号を出力する。

次に、撮影レンズ３の焦点距離を固定したままで第２図
（Ａ）　に示すような距離の違う物体２−Ａ。

２−Ｂおよび２−Ｃを撮影するときの画像修正につぃて
説明する。

今、第２図ＣＢ）　に示すようなＡの位置にある物体２
−への像が撮像素子４のある位置りに結像するように撮
影レンズ３の焦点位置ｆが合せである。

次にこの焦点比＠ｆを固定したままで位置Ｂにある物体
２−Ｂを撮影すると、物体２−Ｂの像は位置りにおいて
、デフォーカスし、半径ρ８の錯乱円を生じ、焦点のあ
った物体２−への位置から物体２−８，２−Ｃと離れる
にしたがって第３図に示すように、Ｄ点における像の空
間周波数の高い領域で、る。

第３図は、曲線Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ物体２−Ａ
、２−８および２−Ｃを撮影したとぎに得られる空間周
波数特性を模式的に示す。

そこで本発明は、測距計１０より得られる距離すなわち
電子カメラ１と物体２−Ｂの距Ｉ！ＩＩＩＬと撮影レン
ズ３より得られる焦点比ＨｆとＦナンバ（Ｆ値）よりデ
フォーカス量、すなわち空間周波数成分の低下を求め、
空間周波数成分の低下の量に応じて例えば、第３図の特
性とは逆数の周波数特性（第４図示）のインバースフィ
ルタリングを開口補正回路７において行うようにしたも
のである。

第４図において、曲線篩、ＢＢ、ＣＧは、第３図示の空
間周波数成分の低下を示す特性曲線Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞ
れ対応して補正すべき量を示す特性曲線である。

次に開口補正回路７のインバースフィルタリング（輪郭
補正）について説明する。

第６図（Ａ）は開口補正回路７の一構成例を示す。

第６図（Ａ）において、デフォーカスされた画像の輝度
信号Ｙが開口補正回路７に入力されると、位置ａ′にお
ける第６図（Ｂ）図示の波形を持つ輝度信号ａは、遅延
線１０により、時間Ｔ１だけ遅延した信号すに変化し、
遅延線１１により信号すより時間Ｔ、だけ遅延した信号
Ｃとなる。

加算器１２により信号ａと信号すと加算した信号を除算
器１３により１／２に除算し、位相を逆転させ、信号ｄ
（第６図（Ｂ）参照）を得る。

次に加算器１４により、信号ｄと信号すを加算した信号
ｅ（第６図ＣＢ）参照）を作製し、色搬送波を低域フィ
ルタ１４により除去し、輪郭信号調製器１５により信号
電圧を所定の電圧に設定し、加算器１６によりこの信号
と信号すを加算すると、輪郭が強調された第６図（Ｂ）
に示すような信号ｆを得ることができる。

この開口補正回路７の周波数特性は、正確には第４図に
示す特性曲線篩に対応して第５図示の特性曲線ＡＡ八と
なる。そして開口補正回路７の回路定数（コイルインダ
クタンスし、コンデンサ容量Ｃ１抵抗値Ｒ）を可変にし
ておき、例えば、遅延線１０　、　ｌ　１のコイルイン
ダクタンス、コンデンサ容量および輪郭信号調節器１５
、抵抗値を可変とし、第４図示の特性曲線ＢＢ、ＣＧと
ほぼ等しく第５図示の特性曲線ＢＢＢ、ＣＣＣとなるよ
うに、コイルインダクタンス、コンデンサ容量、抵抗値
を設定していス− したがって本発明では開口補正回路７０周波数特性を決
定する制御情報として、Ｓ影しンズ３より得られる焦点
距離と、Ｆナンバと、測距計１０より得られる距離情報
からデフォーカス量を求めている。すなわち、錯乱円に
よる空間周波数成分の低下量をシステムコントローラ９
により計算して輪郭補正量（エンハンストメント定数）
として求め、開口補正回路７に与えるへぎ回路定数、す
なわちコイルインダクタンス、コンデンサ容量および抵
抗値を所望の値に設定するので画像信号出力補正を行う
ことができ、鮮明な画像を得ることができる。

開口補正回路７として、本実施例ではアパーチャ回路と
呼ばれる開口補正回路を説明したが、無段階に上述の回
路定数を変えることができる自動輝度制限回路と呼ばれ
る回路を用いることもできる。また、輪郭補正するため
の公知であるいくつかのフィルタリング回路、あるいは
、フィルタリング回路を機能させるための数種の回路定
数を用意しておき、撮影距離に応して生ずるデフ才一カ
ス量を有限個のゾーンに分割して画像修正を行ってもよ
い。

さらにまた、撮影レンズ３から、ズーム量または絞り込
み量をシステムコントローラ９に伝達し、所定の絞り以
上に撮影レンズ３を絞り込む場合は、パンフォーカスと
して扱えるのて、上述の画像修正を行わないようにして
もよい。

また、電子カメラ１本体内にフレームメモリを設け、上
述したデフォーカスによる出力補正量を計算により求め
ずに、撮影レンズのＦナンバ、焦点距離および電子カメ
ラ１と被写体までの距離データに応じた画像信号出力補
正データを上述めフレームメモリに格納しておき、同様
に電子カメラ１内に設けた専用のプロセッサーにより上
述のＦナンバ、焦点距離および距離データに応して適切
な画像信号出力補正データをフレームメモリから読み出
し、補正回路７へ出力し、画像修正を行うこともできる
。

また、本実施例では、撮影レンズ３は、特にズーム機能
を持たなくてよい。

次に空間周波数成分劣化についての計算について説明す
る。

結像面がピント面からデフォーカスすると、本来１点に
結ぶはずの像が第７図、第８図に示すように円状にぼけ
る。これが錯乱円と呼ばれるもので、その半径Ｘは距離
情報により求まるデフォーカスｉｄｄとレンズのＦナン
バＦＮＯにより決まり、となる。すなわちこのデフォー
カスによる点像強度分布は次式のように表される。

このように得られる点像強度分布についてフーリエ変換
すればデフォーカスによる周波数成分劣化の特性Ｒ（ｆ
ξ、ｆη）が得られる。

ただしＪｌ（Ｘ）・第１次ベッセル関数、ρ＝４厄Σ４
ｆｎ２自己である。

これをρを横軸に、Ｒ（ｆξ、ｆη、）を縦軸にとると
、第４図に示した特性ＢＢを示すものとなる。ただし実
際にはレンズの波面収差、カメラ側の処理回路の応答特
性等によるファクターＷ（ξ、η）が（３）式にかかり （＊はコンボリューション） となるため、第４図８８．ｌ：Ｃに示す特性曲線はＲ’
（ｆｆｉ、ｆη）−Ｒ（ｆξ、ｆη）　Ｘ　Ｗ（ｆξ、
ｆη）（５）で示されるものとなる。このような周波数
成分の低下にともなう画像の劣化を修復するために開口
補正回路７の周波数特性を最適な形（第３図Ｂ、Ｃの逆
数に近い形）に決めるわけである。この周波数特性は回
路定数（Ｌ、Ｃ，Ｒ，ｅ’ｔｃ、）で決まるため、シス
テムコントローラ９でこの回路定数を決定するためのエ
ンハンスメント定数を計算することができる。

［発明の効果コ 以上、説明したように、本発明によれば、デフォーカス
された画像信号は適切に画像修正できるので、映像レン
ズの焦点距離を短くすることができ、また被写体の焦点
合せに際しても、高精度な映像レンズの繰り出し機構を
特に、必要とせず鮮明な画像を得ることができ、以て電
子カメラ本体を小型、軽量にできるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成例を示すブロック図、 第２図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明の実施例の動作を説
明する説明図、 第３図は第２図（Ｂ）によって物体が位置へ、Ｂ、Ｃに
あったときの空間周波数の劣化特性を示す説明図、 第４図は第３図に示す劣化を修復するためのインバース
フィルターの空間周波数特性を示す説明図、 第５図はカメラ本体内の撮像素子の開口補正のためのフ
ィルターと第３図に示したインバースフィルタとをかけ
合わせたものの空間周波数特性を示す説明図、 第６図（Ａ）は本発明実施例の開口補正回路７の構成例
を示すブロック図、 第６図（Ｂ）は第６図（Ａ）における各部の波形の一例
を示すタイミングチャート、 第７図および第８図は本発明実施例における説明図であ
・る。 ３・・・レンズ、 ４・・・撮像素子、 ６・・・マトリクス回路、 ７・・・開口補正回路、 ９・・・システムコントローラ、 １０・・・測距計。 第５図 ネ発日月実方恍イ列の開ロキ由゛ｉ 回ｗ　７　／）ｊＲ−底を示す、原チ里図第６図（Ａ） ネ定明尖方旭イ列０さ地明図 第７図 ′η牟由 第６図（Ｂ） 本発明父方ｔイ列め吉坑明図　　　− 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被写体画像を結像する光学系と、 該光学系により結像された被写体画像を電気的な画像信
   号に変換する光電変換手段と、 被写体までの距離を測定する測距手段と、 該測距手段により測定された被写体までの距離と、前記
   光学系の物理量とに基き、前記光学系のデフォーカス量
   を演算する演算手段と、 該演算手段により求められたデフォーカス量に応じて、
   前記光電変換手段により光電変換された画像信号を修復
   する画像修復手段と を具えたことを特徴とする電子カメラ。 ２）前記物理量は前記光学系の焦点深度を示す量である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子カメ
   ラ。 ３）前記物理量は前記光学系の焦点距離とＦ値であるこ
   と特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電子カメラ。