【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焦点検出時にも撮影画像を電子表示または保存する撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数の方向に存在する物体までの距離を光学的に測定する技術が特公平４−６７６０７号公報により開示されている。この技術によれば被写界に存在する物体の距離分布情報やデフォーカス分布情報が得られ、分布情報から被写界の物体配置状況を認識する事が可能である。
【０００３】
この手法はＣＣＤ撮像素子などを用いたステレオカメラなどで撮影し、得られた互いに視差を伴った一対の画像を元にその視差画像間で公知の相関演算を行い、三角測量の原理により各演算エリアに対する物体までの距離やデフォーカスを測定する事ができる。これらの演算を撮影画像のそれぞれのエリアについて同様に行うことで、距離やデフォーカスの分布情報を得ることができる。
【０００４】
また別の方法として従来ＴＴＬカメラの焦点検出装置として、撮影光学系の瞳位置の異なる領域から到来する光束が生じる複数の被写体像の相対偏位量から前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する所謂瞳分割方式の自動焦点検出装置が知られている。例えば一次像面近傍に配置されたレンズアレイとその直後に配置された受光素子アレイとのペアアレイで構成されたこの種の自動焦点装置が開示されている。
【０００５】
また、一次像面に配置されたフィールドレンズと一次像面にできる像を二次像面に再結像する二つの再結像レンズと二次像面上に配置された二つのイメージセンサアレイで構成されたこの種の自動焦点装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上いずれの方式に於いても得られる一対の画像は距離情報やデフォーカス情報または焦点情報を得る為だけに用いられていた。従来は撮像画像を電子的に表示しようとすると、高価なエリアセンサーを測距用と表示器用と別々に用意動作させる必要があり、高価な装置となりコストが嵩む問題があった。また、兼用するにしても、測距時には被写体を撮像する事が出来ずモニターする事ができず不便であるという問題点がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、測距用のエリアセンサーとファインダー用または画像保存用のエリアセンサーを兼用し、測距と同時にファインダー画像または保存画像を得る撮影装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決すべくなされたもので、本発明による撮像装置においては、少なくとも２つ以上の異なる撮影モードを有する撮像手段を有し、該撮影モードの一つは焦点調節情報を得る焦点検出モードであり、他の撮影モードの一つは被写体画像を表示または保存する為の通常撮像モードである撮像装置であって、モードは焦点検出動作と通常撮像動作を所定周期で切り換える手段を有し、該通常撮像動作での撮像出力を表示または保存する事により、一つのセンサーによって、より良好な測距、ファインダー画像、保存画像を同時に得る事が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
［実施例１］
図１は実施例の全体概略構成を示すブロック図である。
１０１は撮影レンズ、１０２はクイックリターンミラー、１０３はフィールトレンズ、１０４は絞り、１０５は二次結像レンズ、１０６はエリアセンサ、１０７はシャッター幕、１０８はフィルム面、１０９はエリアセンサの撮影モード制御部、１１０は画像処理部、１１１は画像出力部、１１２は焦点検出部、１１３は焦点出力部、１１４は表示処理部、１１５は表示器、１１６は接眼レンズ、１１７は撮影者の眼である。
【００１０】
撮影レンズ１０１を通りクリックリターンミラー１０２により光軸を曲げフィールトレンズ１０３、絞、り１０４、二次結像レンズ１０５を介しエリアセンサ１０６に結像される。この構成を図２にさらに詳細に示す。エリアセンサ１０６の三つの撮像画面１ｂ６ａ，１０６ｂ上には各々、撮影レンズ１０１のお互いに異なる瞳位置から光束が導かれ、フィールトレンズ１０３、二次結像レンズ１０５により走る結像倍率で再結像される。エリアセンサ１０６は撮影レンズ１０１に対して撮影フィルム面と光学的に等価な位置に有り、撮像画面１０６ａ，１０６ｂは各々撮影画面の一部または撮影画面に等しい視野を有しいる。この構成により所定に撮影レンズの瞳位置の異なる撮像画面１０６ａ，１０６ｂが得られる。この瞳位置の異なる撮像画面を図１の焦点検出部１１２で、それぞれ相対するブロック内の信号の間で公知の相関演算を行うと、前ブロック内の物体までの距離やデフォーカスを測定する事ができる。この測定をすべてのブロックに対して行う事により、距離マップ、またはデフォーカスマップを得ることができ、焦点出力部１１３により結果が出力される。出力された結果により撮影レンズ１０１を駆動し焦点位置を合わせる事により、自動焦点動作を実現できる。
【００１１】
エリアセンサ１０６に結像された瞳位置の異なる２つの撮影画像は、撮影モード制御部１０９により、前記瞳位置の異なる２つの画像を出力するか、その２つの画像の平均値を出力するかを画素単位で制御され画像処理部１１０に出力される。撮影モード制御部１０９の詳細な動作については後述する。画像処理部１１０では、必要とされるγ補正等の画像処理を施した後、瞳位置の異なる画像として焦点検出部１１２に、またそれら二つの画像を平均化処理された撮像画像として表示処理部１１４、画像処理部１１１にそれぞれ必要とする画像データを供給する。画像出力部１１１では、外部へ撮影画像を出力したり不記載の記憶メディアに記憶保存する。表示処理部１１４は表示器１１５に最適な表示データを作成し、表示器１１５により表示し、表示された画像は接眼レンズ１１６を介して撮影者の眼１１７によって撮影視野画像をモニターする。
【００１２】
その後シャッターボタンが押される事によりクイックリターンミラー１０２とシャッター１０７を退避させ、フィルム１０８に露光し撮影する事ができる。
図３に別の構成のブロック図を図４にその測距・撮像光学系の概略図を示す。図３で図１と同じ部分については同一の番号を付し説明を省略する。３０１はマイクロレンズアレー、３０２はエリアセンサーである。３０１のマイクロレンズアレーのレンズーつに、３０２のエリアセンサーの２画素が対応して構成されている。この様子を図４を用いて説明する。撮影レンズ１０１からの入射光はマイクロレンズを介してエリアセンサー３０２に結像される。このときマイクロレンズ１つに対してセンサー画素を２つ配置することで、２つの画素ａ，ｂは撮影レンズ１０１の瞳位置に対して異なる瞳位置からの光束が結像する構成にする事が可能となる。これをすべてのセンサー画素とマイクロレンズとで２次元で実現することで、瞳位置の異なる２画像を得ることができる。得られた２画像は既存の測距演算手法により、測距情報を得ることができる。また、前記ａ，ｂ画素を加算平均する事で通常の撮像動作とする事も可能となる。一この瞳位置の異なる２画像を出力するか、２画像の加算平均値を出力するかは撮像モード制御部１０９によってマイクロレンズ単位の画素で制御される。以下図１の実施例と同じに動作する。
【００１３】
撮影モード制御部１０９の詳細な動作についての概念を別の図、図５を用いて説明する。これは、図１の構成でも図３の構成でも同じである。
５０１はセンサー部、５０２は水平画素カウンター、５０３は垂直画素カウンター、５０４は切換器、５０５はモニター画像処理部、５０６は自動焦点検出のＡＦ処理部である。
【００１４】
瞳位置の異なる２画素のそれぞれ対応する１画素をまたはセンサーのマイクローレンスに対応する画素はその単位で、焦点検出の為の瞳位置の異なる２画素を出力するかまたはその２画素を加算平均した情報を出力するかを制御される。そしてその出力は、切換器５０４により焦点検出の為のモードであればｂ端が選択されＡＦ処理部５０６に出力される。また被写体撮像画像をモニターや保存の為の通常撮像モードで有れば切換器５０４はａ端が選択されモニター画像処理部５０５に出力される。切換器５０４は水平画素カウンター５０２により制御される。垂直画素カウンター５０３は画像をラスタースキャンする際の垂直方向をカウントする役目を持ち、２次元のエリアセンサー５０１に垂直アドレスを供給する。水平画素カウンター５０２は回像をラスタースキャンする際の水平方向をカウントする役目を持ち、水平アドレスを供給する。さらに所定の画素毎に撮影モード切換信号をセンサー部５０１と切換器５０４に出力する事で画素の撮影モードを水平画素の所定の単位で切換出力する事が出来る。この所定単位はマイクロレンズ１画素単位でも良い６は言うまでもない。
【００１５】
この様子を図６を用いて更に説明する。図６はエリアセンサーが撮像した画像のイメージを示している。画素はマイクロレンズ単位での画素を示しているので、測距モードの時は、この１画素から瞳位置の異なるａとｂの２つの画素データが出力され、通常撮像モードの時は、その２つの画素データが加算平均された１つの撮像データが出力されるものである。図６では水平ｍ画素・垂直ｎ画素での構成を示している。
【００１６】
この時、図６の斜線部が測距モードが選択される画素を示している。この場合は水平１画素毎に測距モードと通常撮像モードを切り換えた場合である。
図６では水平１，３・・ｍ−１の画素は測距モードが選択され、この時図５の切換器５０４はｂ端子が選択され測距画素データがＡＦ処理部５０６に出力される。一方、水平２，４・・ｍ−２，ｍの画素は通常撮像モードが選択され、図５切換器５０４はａ端子が選択され撮像信号がモニター画像処理部５０５に出力されモニター画像または保存画像に用いられる。
【００１７】
センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。本実施例では、通常撮像モードの画像信号を瞳位置の異なるａ・ｂ画素信号の加算平均を用いたがこの限りではなく、単なる加算であっても良く、同等の信号であれば良い。また図５のモニター画像処理部５０５はモニター画像を処理すると共に保存画像も処理しても良い。また、切換る所定の周期は１画素で説明したがこの限りではなく、第１・第２の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００１８】
［実施例２］
本発明の第２の実施例を図７と図８を用いて説明する。実施例１と同様な部分については同一の番号を付し説明を省略する。
この実施例は測距モードと通常撮影モードを所定の垂直画素缶に切り換えた場合について説明している。
図７で測距モードと通常撮影モードを切り換える切換信号を垂直カウンター５０３によって制御される点が実施例１とは異なる。この事により、測距モードと通常撮影モードは所定の垂直画素毎に切換出力され、モニター画像処理部５０５により表示される。
【００１９】
図８では、実施例１の図６と同様に測距モードと通常撮影モードが垂直画素毎に交互に選択されている様子が分かる。垂直１，３・・ｎの画素は測距モードが選択され、この時図７切換器５０４はｂ端子が選択され測距画素データがＡＦ処理部５０６に出力される。一方、垂直２，４・・ｎ−１の画素は通常撮像モードが選択され、図７の切換器５０４はａ端子が選択され撮像信号がモニター画像処理部５０５に出力されモニター画像または保存画像に用いられる。センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。また、切換る所定の周期は１画素で説明したがこの限りではなく、第１・第２の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００２０】
［実施例３］
本発明の第３の実施例を図９と図１０を用いて説明する。実施例１，２と同様な部分については同一の番号を付し説明を省略する。
この実施例は測距モードと通常撮影モードを所定のフレーム毎に切り換えた場合について説明している。
図９で９０１は画像のフレームをカウンポ制御するフレームカウンターである。測距モードと通常撮影モードを切り換える切換信号をフレームカウンター９０１によって制御される点が実施例１，２とは異なる。この事により、測距モードと通常撮影モードは所定のフレーム毎に切換出力され、モニター画像処理部５０５により表示される。
【００２１】
図１０では、実施例１の図６と同様に撮影画像のフレームｔとｔ＋１でのイメージを示している。ｔフレームの時は常に測距モードが選択される。この時図９切換器５０４はｂ端子が選択され測距画素データがＡＦ処理部５０６に出力される。一方、次のフレームであるｔ＋１フレームでは常に通常撮像モードが選択され、図９切換器５０４はａ端子が選択され撮像信号がモニター画像処理部５０５に出力されモニター画像または保存画像に用いられる。センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。また、切換る所定の周期は１画素・１フレームで説明したがこの限りではなく、第１・第２の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００２２】
［実施例４］
本発明の第４の実施例を図１１と図１２を用いて説明する。実施例１，２，３と同様な部分については同一の番号を付し説明を省略する。この実施例は測距モードと通常撮影モード。を所定の水平画素毎と切り換え、さらに垂直画素毎に切り換えた場合について説明している。
図１１で１１０１は画像の水平カウンター５０２からの水平画素制御信号と垂直カウンター５０３からの垂直画素制御信号を元に測距モードと通常撮影モードの制御信号を出力する論理回路である。この論理回路は排他的諭理和を用いることで容易に実現可能であり、またルックアップテーブル等を用いても実現出来る。測距モードと通常撮影モードを論理回路１１０１によって制御される点が実施例１〜３とは異なる。測距モードと通常撮影モードは所定の水平画素毎に切換出力され、さらに所定の垂直画素毎に測距モードと通常撮影モードを切換出力され、モニター画像処理部５０５を介して表示される。
【００２３】
図１２では、測距モードと通常撮影モードは水平・垂直画素毎に交互に選択されている様子が分かる。垂直１，３…ｎは水平１，３，ｍ−１の画素の時、垂直２，４，ｎ−１は水平２，４・・ｍの画素の時測距モードが選択される。この時図１１の切換器５０４はｂ端子が選択され測距処理が行われる。他の時はａ端子が選択されモニター等の画像処理が行われる。センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。また、切換る所定の周期は１画素で説明したがこの限りではなく、水平の第１・第２、金直の第３・第４の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００２４】
［実施例５］
本発明の第５の実施例を図１３と図１４を用いて説明する。実施例１〜４と同様な部分については同一の番号を付し説明を省略する。この実施例は測距モードと通常撮影モード。を所定の水平画素毎に切り換え、さらにフレーム毎に切り換えた場合について説明している。
図１３で１３０１は画像の水平カウンター５０２からの水平画素制御信号とフレームカウンター９０１からのフレーム制御信号を元に測距モードと通常撮影モードの制御信号を出力する論理回路である。この論理回路は排他的論理和を用いることで容易に実現可能であり、またルックアップテーブル等を用いても実現出来る。測距モードと通常撮影モードは論理回路１３０１によって制御される点が実施例１〜４とは異なる。
【００２５】
測距モードと通常撮影モードは所定の水平画素毎に切換出力され、さらに所定のフレーム毎に測距モードと通常撮影モードが切換出力され、モニター画像処理部５０５を介してモニターに表示される。図１４では、測距モードと通常撮影モードが水平・フレーム画素毎に交互に選択されている様子が分かる。ｔフレームの時は水平１，３，ｍ−１の時測距モードが選択され、ｔ＋１フレームの時は水平２，４・・ｍの時選択される。この時図１３の切換器５０４はｂ端子が選択され測距処理が行われる。他の時はａ端子が選択されモニター等の画像処理が行われる。センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。また、切換る所定の周期は１画素・１フレームで説明したがこの限りではなく、水平の詰１・第２、フレームの第３・第４の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００２６】
［実施例６］
本発明の第６の実施例を図１５と図１６を用いて説明する。実施例１〜５と同様な部分については同一の番号を付し説明を省略する。この実施例は測距モードと通常撮影モード。を所定の垂直画素毎に切り換え、さらにフレーム毎に切り換えた場合について説明している。
図１５で１５０１は画像の垂直カウンター５０３からの垂直画素制御信号とフレームカウンター９０１からのフレーム制御信号を元に測距モードと通常撮影モードの制御信号を出力する論理回路である。この論理回路は排他的論理和を用いることで容易に実現可能であり、またルックアップテーブル等を用いても実現出来る。
【００２７】
測距モードと通常撮影モードは論理回路１５０１によって制御される点が実施例１〜５とは異なる。測距モードと通常撮影モードは所定の垂直画素毎に切換出力され、さらに所定のフレーム毎に測距モードと通常撮影モードが切換出力され、モニター画像処理部５０５を介してモニター表示される。図１６では、測距モードと通常撮影モードは垂直・フレーム画素毎に交互に選択されている様子が分かる。ｔフレームの時は垂直１，３・・ｎの時測距モードが選択され、ｔ＋１フレームの時は垂直２，４・・ｎ−１の時測距モードが選択される。この時図１５の切換器５０４はｂ端子が選択され測距処理が行われる。他の時はａ端子が選択されモニター等の画像処理が行われる。センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。また、切換る所定の周期は１画素・１フレームで説明したがこの限りではなく、垂直の第１・第２、フレームの第３・第４の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００２８】
［実施例７］
本発明の第７の実施例を図１７と図１８を用いて説明する。実施例１〜６と同様な部分については同一の番号を付し説明を省略する。この実施例は測距モードと通常撮影モード、を所定の水平画素毎と切換え、さらに垂直画素毎に切り換え、さらにフレーム毎に切り換えた場合について説明している。
図１７で１７０１は画像の水平カウンター５０２からの水平画素制御信号と垂直カウンター５０３からの垂直画素制御信号とフレームカウンター９０１からのフレーム制御信号を元に制御する論理回路である。この論理回路は排他的論理和を２段用いることで容易に実現可能であり、またルックアップテーブル等を用いても実現出来る。
【００２９】
測距モードと通常撮影モードは論理回壷１７０１によって制御される点が実施例１〜５とは異なる。測距モードと通常撮影モードは所定の水平画素毎に切換出力され、さらに所定の垂直画素毎に切換出力され、またさらに所定のフレーム毎に測距モードと通常撮影モニドが切換出力され、モニター画像処理部５０５を介してモニター表示される。図１８では、測距モードと通常撮影モードは水平・垂直・フレーム画素毎に交互に選択されている様子が分かる。ｔフレームで垂直１，３・・ｎの時で水平１，３・・ｍ−１の時と、垂直２，４・・ｎ−１の時で水平２，４・・ｍ画素の時に測距モードが選択される。また、ｔ＋１フレームで垂直１，３・・ｎの時で水平２，４・・ｍの時と、垂直２３２，４・・ｎ−１で水平１，３・・ｍ−１の時も測距モードが選択される。この時図１７の切換器５０４はｂ端子が選択され測距処理が行われる。他の時はａ端子が選択されモニター等の画像処理が行われる。センサー画像を測距モードと通常撮像モードに切り換えて動作させる事で、測距動作と撮像画像のモニター動作を同時に行うことが容易に可能となる。また、切換る所定の周期は１画素・１フレームで説明したが
この限りではなく、水平の第１・第２、垂直の第３・第４、フレームの第５・第６の所定の周期で切り換える方が実用的であり、本発明に含まれる。
【００３０】
以上、実施例１〜７は水平・垂直・フレームを切り換える単位は所定の値であり、１に限るわけではない。また水平・垂直・フレームそれぞれ違う値でも良いし同じでも良い。また、センサーは白黒であってもカラーであっても良い。図１９，２０にカラーの場合の一例を示す。図１９はＲ・Ｇ・Ｂ（レ．ッド・グリーン・ブルー）の原色フィルターを用いたベイヤー配列の極一般的なカラーセンサーでの応用例である。測距モードと通常撮影モードをフィルターの周期の整数倍単位で切り換えることで適切な画像が得られる事が分かる。図２０はＣｙ・Ｍｇ・Ｙｅ（シアン・マジェンタ・イエロー）の補色フィルターを用いた一般的なカラーセンサーでの応用例である。この場合も同様に測距モードと通常撮影モードをフィルターの周期の整数倍単位で切り換えることで適切在画像が得られる事が分かる。
【００３１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮像装置においては、焦点検出用のエリアセンサーで焦点検出と同時に撮影画像を高品質で表示保存する事が容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す第１の全体ブロック図である。
【図２】第１図の瞳分割の構成を示す図である。
【図３】本発明の構成を示す第２の全体ブロック図である。
【図４】第３図の瞳分割の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例における構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例における構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図９】本発明の第３の実施例における構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施例における構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施例における構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第５の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施例における構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図１７】本発明の第７の実施例における構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第７の実施例における画像のイメージを示す図である。
【図１９】本発明の原色フィルターを用いた時の画像のイメージ図である。
【図２０】本発明の補色フィルターを用いた時の画像のイメージ図である。
【符号の説明】
１０１ 撮影レンズ
１０２ クイックリターンミラー
１０３ フィールトレンズ
１０４ 絞り
１０５ 二次結像レンズ
１０６・３０２・５０１ エリアセンサー
１０９ 撮影モード制御部
１１１ 画像出力部
１１２ 焦点検出部
１１４ 表示処理部
１１５ 表示器
３０１ マイクロレンズアレー
５０２ 水平カウンター
５０３ 垂直カウンター
５０４ 切換器
９０１ フレームカウンター
１１０１、１３０１、１５０１、１７０１ 論理回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a photographing device that electronically displays or stores a photographed image even at the time of focus detection.
[0002]
[Prior art]
In general, Japanese Patent Publication No. 4-67607 discloses a technique for optically measuring a distance to an object existing in a plurality of directions. According to this technique, distance distribution information and defocus distribution information of an object existing in the scene can be obtained, and the arrangement state of the object in the scene can be recognized from the distribution information.
[0003]
In this method, a known correlation operation is performed between parallax images based on a pair of images with parallax obtained by photographing with a stereo camera or the like using a CCD image sensor or the like, and each operation is performed according to the principle of triangulation. The distance to the object and the defocus with respect to the area can be measured. By performing these calculations similarly for each area of the captured image, distribution information of distance and defocus can be obtained.
[0004]
As another method, as a conventional focus detection device of a TTL camera, a focus adjustment state of the photographing optical system is detected from relative deviation amounts of a plurality of subject images in which light beams coming from regions having different pupil positions of the photographing optical system occur. A so-called pupil division type automatic focus detection device is known. For example, there is disclosed an automatic focusing device of this type which is configured by a pair array of a lens array arranged near a primary image plane and a light receiving element array arranged immediately after the lens array.
[0005]
In addition, a field lens arranged on the primary image plane, two re-imaging lenses for re-imaging an image formed on the primary image plane on the secondary image plane, and two image sensor arrays arranged on the secondary image plane are provided. An autofocus device of this type configured is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, a pair of images obtained by any of the above methods has been used only for obtaining distance information, defocus information, or focus information. Conventionally, to display captured images electronically, expensive area sensors have to be separately prepared and operated for distance measurement and for a display device, resulting in a problem that the apparatus becomes expensive and costs increase. In addition, even if they are used in common, there is a problem that the subject cannot be imaged at the time of distance measurement and cannot be monitored, which is inconvenient.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an image capturing apparatus that uses an area sensor for distance measurement and an area sensor for a finder or image storage to obtain a finder image or a stored image simultaneously with distance measurement. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem. In an image pickup apparatus according to the present invention, there is provided image pickup means having at least two or more different photographing modes, and one of the photographing modes is provided with focus adjustment information. One of the other shooting modes is an imaging apparatus that is a normal imaging mode for displaying or storing a subject image, and switches between a focus detection operation and a normal imaging operation at a predetermined cycle. By having the means and displaying or storing the imaging output in the normal imaging operation, it is possible to simultaneously obtain better distance measurement, a finder image, and a stored image with one sensor.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall schematic configuration of the embodiment.
101 is a shooting lens, 102 is a quick return mirror, 103 is a field lens, 104 is an aperture, 105 is a secondary imaging lens, 106 is an area sensor, 107 is a shutter curtain, 108 is a film surface, and 109 is a shooting mode of the area sensor. A control unit, 110 is an image processing unit, 111 is an image output unit, 112 is a focus detection unit, 113 is a focus output unit, 114 is a display processing unit, 115 is a display, 116 is an eyepiece, and 117 is the eye of the photographer. is there.
[0010]
The optical axis is bent by a click return mirror 102 through a photographing lens 101, and an image is formed on an area sensor 106 via a field lens 103, a stop 104, and a secondary imaging lens 105. This configuration is shown in more detail in FIG. On each of the three imaging screens 1b6a and 106b of the area sensor 106, a light beam is guided from a different pupil position of the photographing lens 101, and is re-imaged at an imaging magnification running by the field lens 103 and the secondary imaging lens 105. Is done. The area sensor 106 is located at a position optically equivalent to the photographing film surface with respect to the photographing lens 101, and the photographing screens 106a and 106b each have a part of the photographing screen or a visual field equal to the photographing screen. With this configuration, imaging screens 106a and 106b having different pupil positions of the photographing lens are obtained. By performing a well-known correlation operation between signals in the blocks facing each other on the imaging screens having different pupil positions by the focus detection unit 112 in FIG. 1, the distance to the object in the previous block and the defocus can be measured. Can be. By performing this measurement for all blocks, a distance map or a defocus map can be obtained, and the result is output by the focus output unit 113. By driving the photographing lens 101 based on the output result and adjusting the focal position, an automatic focusing operation can be realized.
[0011]
For the two captured images with different pupil positions formed on the area sensor 106, the shooting mode control unit 109 determines whether to output two images with different pupil positions or to output an average value of the two images. It is controlled in pixel units and output to the image processing unit 110. The detailed operation of the shooting mode control unit 109 will be described later. The image processing unit 110 performs necessary image processing such as γ correction, and then outputs the images to the focus detection unit 112 as images having different pupil positions, and also displays the two images as averaging-processed captured images. 114, and supplies necessary image data to the image processing unit 111, respectively. The image output unit 111 outputs the captured image to the outside or stores and stores the captured image in a storage medium not described. The display processing unit 114 creates optimal display data for the display unit 115, displays the data on the display unit 115, and monitors the displayed image with the eye 117 of the photographer via the eyepiece 116.
[0012]
Thereafter, when the shutter button is pressed, the quick return mirror 102 and the shutter 107 are retracted, and the film 108 can be exposed and photographed.
FIG. 3 is a block diagram of another configuration, and FIG. 4 is a schematic diagram of the distance measuring / imaging optical system. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 301 is a micro lens array, and 302 is an area sensor. Two pixels of the area sensor 302 are configured to correspond to the lenses of the microlens array 301. This will be described with reference to FIG. The incident light from the taking lens 101 is imaged on the area sensor 302 via the micro lens. At this time, by arranging two sensor pixels with respect to one microlens, two pixels a and b can be configured such that light beams from different pupil positions with respect to the pupil position of the imaging lens 101 form an image. It becomes possible. By realizing this two-dimensionally with all sensor pixels and microlenses, two images with different pupil positions can be obtained. Distance measurement information can be obtained from the obtained two images by an existing distance measurement calculation method. Further, by performing the averaging of the a and b pixels, a normal imaging operation can be performed. Whether to output two images having different pupil positions or to output an average value of the two images is controlled by the imaging mode control unit 109 on a pixel-by-microlens basis. Hereinafter, the operation is the same as that of the embodiment of FIG.
[0013]
The concept of the detailed operation of the photographing mode control unit 109 will be described with reference to another figure and FIG. This is the same in the configuration of FIG. 1 and the configuration of FIG.
Reference numeral 501 denotes a sensor unit, 502 denotes a horizontal pixel counter, 503 denotes a vertical pixel counter, 504 denotes a switch, 505 denotes a monitor image processing unit, and 506 denotes an AF processing unit for automatic focus detection.
[0014]
One pixel corresponding to each of the two pixels having different pupil positions or the pixel corresponding to the sensor microlens is output in units of two pixels having different pupil positions for focus detection, or the two pixels are averaged. It controls whether to output information. If the output is a mode for focus detection by the switch 504, the end b is selected and output to the AF processing unit 506. If the subject image is in the normal imaging mode for monitoring and storing, the end of the switch 504 is selected and output to the monitor image processing unit 505. The switch 504 is controlled by the horizontal pixel counter 502. The vertical pixel counter 503 has a role of counting the vertical direction when raster-scanning an image, and supplies a vertical address to the two-dimensional area sensor 501. The horizontal pixel counter 502 has a role of counting the horizontal direction when raster-scanning the image, and supplies a horizontal address. Further, by outputting a photographing mode switching signal to the sensor unit 501 and the switch 504 for each predetermined pixel, the photographing mode of the pixel can be switched and output in a predetermined unit of horizontal pixels. Needless to say, the predetermined unit may be a pixel unit of the microlens 6.
[0015]
This situation will be further described with reference to FIG. FIG. 6 shows an image of an image captured by the area sensor. Since the pixel indicates a pixel in units of microlenses, two pixel data of a and b having different pupil positions are output from this one pixel in the distance measurement mode, and two pixels in the normal imaging mode. One piece of imaging data in which one pixel data is added and averaged is output. FIG. 6 shows a configuration with m horizontal pixels and n vertical pixels.
[0016]
At this time, hatched portions in FIG. 6 indicate pixels for which the distance measurement mode is selected. In this case, the distance measurement mode and the normal imaging mode are switched for each horizontal pixel.
In FIG. 6, the distance measurement mode is selected for the horizontal 1, 3,... M-1 pixels. At this time, the switch b 504 in FIG. 5 selects the terminal b and outputs the distance measurement pixel data to the AF processing unit 506. On the other hand, the normal imaging mode is selected for the horizontal 2, 4,... M-2, m pixels, and the switch 504 in FIG. 5 selects the terminal a, and the imaging signal is output to the monitor image processing unit 505, and the monitor image or the stored image Used for
[0017]
By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. In this embodiment, the image signal in the normal imaging mode is obtained by averaging the a and b pixel signals having different pupil positions. However, the present invention is not limited to this. Further, the monitor image processing unit 505 in FIG. 5 may process the stored image as well as the monitor image. Also, the predetermined switching period has been described for one pixel, but is not limited to this. It is more practical to switch at the first and second predetermined periods and is included in the present invention.
[0018]
[Example 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Portions similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
This embodiment describes a case where the ranging mode and the normal shooting mode are switched to a predetermined vertical pixel can.
FIG. 7 differs from the first embodiment in that a switching signal for switching between the distance measurement mode and the normal shooting mode is controlled by the vertical counter 503. As a result, the ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined vertical pixel, and are displayed by the monitor image processing unit 505.
[0019]
FIG. 8 shows that the distance measurement mode and the normal shooting mode are alternately selected for each vertical pixel, as in FIG. 6 of the first embodiment. In the vertical 1, 3,... N pixels, the distance measurement mode is selected. At this time, the b terminal of the switch 504 in FIG. 7 is selected, and the distance measurement pixel data is output to the AF processing unit 506. On the other hand, the normal imaging mode is selected for the vertical 2, 4,... N-1 pixels, and the switch 504 in FIG. Used. By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. Also, the predetermined switching period has been described for one pixel, but is not limited to this. It is more practical to switch at the first and second predetermined periods and is included in the present invention.
[0020]
[Example 3]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
This embodiment describes a case where the distance measurement mode and the normal shooting mode are switched for each predetermined frame.
In FIG. 9, reference numeral 901 denotes a frame counter for controlling a frame of an image. Embodiment 2 is different from Embodiments 1 and 2 in that a switching signal for switching between a ranging mode and a normal shooting mode is controlled by a frame counter 901. As a result, the ranging mode and the normal shooting mode are switched and output every predetermined frame, and displayed by the monitor image processing unit 505.
[0021]
FIG. 10 shows images at frames t and t + 1 of the captured image, as in FIG. 6 of the first embodiment. At the time of the t frame, the distance measurement mode is always selected. At this time, the b terminal of the switch 504 in FIG. 9 is selected, and the distance measurement pixel data is output to the AF processing unit 506. On the other hand, in the next frame, t + 1 frame, the normal imaging mode is always selected. In FIG. 9, the switch 504 selects the terminal a, and the imaging signal is output to the monitor image processing unit 505 to be used for a monitor image or a saved image. By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. Further, the predetermined switching period has been described for one pixel and one frame, but the present invention is not limited to this. It is more practical to switch at the first and second predetermined periods, and is included in the present invention.
[0022]
[Example 4]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Portions similar to those in the first, second, and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this embodiment, a distance measuring mode and a normal photographing mode are used. Is switched for each predetermined horizontal pixel, and further for each vertical pixel.
In FIG. 11, reference numeral 1101 denotes a logic circuit that outputs a control signal in a ranging mode and a normal shooting mode based on a horizontal pixel control signal from a horizontal counter 502 of an image and a vertical pixel control signal from a vertical counter 503. This logic circuit can be easily realized by using exclusive OR, and can also be realized by using a look-up table or the like. The difference from the first to third embodiments is that the distance measurement mode and the normal shooting mode are controlled by the logic circuit 1101. The ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined horizontal pixel, and further, the ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined vertical pixel, and are displayed via the monitor image processing unit 505.
[0023]
FIG. 12 shows that the distance measurement mode and the normal shooting mode are alternately selected for each horizontal and vertical pixel. .. N are for horizontal 1,3, m-1 pixels, and vertical 2,4, n-1 are for horizontal 2,4. At this time, the switch 504 in FIG. 11 selects the terminal b and performs the distance measurement processing. At other times, the terminal a is selected and image processing on a monitor or the like is performed. By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. Also, the predetermined switching period has been described for one pixel, but the present invention is not limited to this. It is more practical to switch at the horizontal first, second, and third and fourth predetermined periods. include.
[0024]
[Example 5]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, a distance measuring mode and a normal photographing mode are used. Is described for each predetermined horizontal pixel, and further for each frame.
In FIG. 13, reference numeral 1301 denotes a logic circuit that outputs a control signal in a ranging mode and a normal shooting mode based on a horizontal pixel control signal from a horizontal counter 502 of an image and a frame control signal from a frame counter 901. This logic circuit can be easily realized by using exclusive OR, and can also be realized by using a look-up table or the like. The difference between the first to fourth embodiments is that the distance measurement mode and the normal shooting mode are controlled by the logic circuit 1301.
[0025]
The ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined horizontal pixel, and the ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined frame, and displayed on the monitor via the monitor image processing unit 505. In FIG. 14, it can be seen that the ranging mode and the normal shooting mode are alternately selected for each horizontal / frame pixel. At the time of the t frame, the distance measurement mode is selected at the time of horizontal 1, 3, m-1. At the time of the t + 1 frame, the distance measurement mode is selected at the time of horizontal 2, 4,. At this time, the terminal b is selected as the switch 504 in FIG. 13 and the distance measurement processing is performed. At other times, the terminal a is selected and image processing on a monitor or the like is performed. By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. Further, the predetermined switching period has been described with reference to one pixel and one frame. However, the present invention is not limited to this. It is more practical to perform switching at the first and second horizontal and third and fourth predetermined periods of the frame. Included in the present invention.
[0026]
[Example 6]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, a distance measuring mode and a normal photographing mode are used. Is described for each predetermined vertical pixel, and further for each frame.
In FIG. 15, reference numeral 1501 denotes a logic circuit that outputs a control signal in a ranging mode and a normal shooting mode based on a vertical pixel control signal from a vertical counter 503 of an image and a frame control signal from a frame counter 901. This logic circuit can be easily realized by using exclusive OR, and can also be realized by using a look-up table or the like.
[0027]
The difference between the first to fifth embodiments is that the ranging mode and the normal shooting mode are controlled by the logic circuit 1501. The ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined vertical pixel. Further, the ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined frame, and are displayed on the monitor via the monitor image processing unit 505. In FIG. 16, it can be seen that the ranging mode and the normal shooting mode are alternately selected for each vertical / frame pixel. At the time of the t frame, the vertical distance measuring mode is selected at 1, 3,... n, and at the time of the t + 1 frame, the vertical distance measuring mode at 2, 4,. At this time, the switch 504 in FIG. 15 selects the terminal b and performs the distance measurement processing. At other times, the terminal a is selected and image processing on a monitor or the like is performed. By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. Further, the predetermined switching period has been described with reference to one pixel and one frame. However, the present invention is not limited to this, and it is more practical to switch at the first and second vertical and third and fourth predetermined periods of the frame. Included in the present invention.
[0028]
[Example 7]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Portions similar to those in the first to sixth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. This embodiment describes a case where the distance measurement mode and the normal shooting mode are switched for each predetermined horizontal pixel, further switched for each vertical pixel, and further switched for each frame.
In FIG. 17, reference numeral 1701 denotes a logic circuit for controlling based on the horizontal pixel control signal from the horizontal counter 502, the vertical pixel control signal from the vertical counter 503, and the frame control signal from the frame counter 901. This logic circuit can be easily realized by using two exclusive ORs, and can also be realized by using a look-up table or the like.
[0029]
The difference between the first to fifth embodiments is that the distance measurement mode and the normal photographing mode are controlled by the logic bottle 1701. The ranging mode and the normal shooting mode are switched and output for each predetermined horizontal pixel, further switched and output for each predetermined vertical pixel, and further, the ranging mode and the normal shooting monitor are switched and output for each predetermined frame, and the monitor image is displayed. The information is displayed on the monitor via the processing unit 505. In FIG. 18, it can be seen that the ranging mode and the normal shooting mode are alternately selected for each of the horizontal, vertical, and frame pixels. Distance measurement at t frame vertical 1,3..n horizontal 1,3..m-1 and vertical 2,4..n-1 horizontal 2,4..m pixel Mode is selected. In addition, the distance is measured also in the case of the horizontal 1, 2, 4,... M at the time of the vertical 1, 3,... N in the t + 1 frame, and the horizontal 1, 3,. Mode is selected. At this time, the switch 504 in FIG. 17 selects the terminal b and performs the distance measurement processing. At other times, the terminal a is selected and image processing on a monitor or the like is performed. By switching the sensor image between the ranging mode and the normal imaging mode to operate, it is possible to easily perform the ranging operation and the monitoring operation of the captured image at the same time. Further, the predetermined switching period has been described with reference to one pixel / one frame, but is not limited to this. The predetermined period is the first / second horizontal, the third / fourth vertical, and the fifth / sixth predetermined period of the frame. Switching is more practical and is included in the present invention.
[0030]
As described above, in the first to seventh embodiments, the unit for switching between horizontal, vertical, and frame is a predetermined value, and is not limited to one. The values may be different for the horizontal, vertical, and frame, or may be the same. The sensor may be black and white or color. FIGS. 19 and 20 show an example of the color case. FIG. 19 shows an application example of an extremely general color sensor having a Bayer array using RGB primary color filters (red, green, blue). It can be seen that an appropriate image can be obtained by switching between the ranging mode and the normal shooting mode in units of an integral multiple of the filter cycle. FIG. 20 shows an application example of a general color sensor using a complementary color filter of Cy, Mg, Ye (cyan, magenta, yellow). In this case as well, it can be understood that an appropriate image can be obtained by switching the ranging mode and the normal shooting mode in units of an integral multiple of the filter period.
[0031]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes a design and the like without departing from the gist of the present invention.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, in the imaging apparatus of the present invention, it is possible to easily display and save a captured image with high quality simultaneously with focus detection by the focus detection area sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first general block diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of pupil division in FIG.
FIG. 3 is a second overall block diagram showing the configuration of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of pupil division in FIG. 3;
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration according to the first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an image of an image according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration according to a second example of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an image of an image according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an image of an image according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an image of an image according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing an image of an image according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration according to a sixth example of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing an image of an image according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing an image of an image according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an image diagram of an image when the primary color filter of the present invention is used.
FIG. 20 is an image diagram of an image when the complementary color filter of the present invention is used.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 101 shooting lens 102 quick return mirror 103 field lens 104 aperture 105 secondary imaging lens 106, 302, 501 area sensor 109 shooting mode control unit 111 image output unit 112 focus detection unit 114 display processing unit 115 display unit 301 micro lens array 502 Horizontal counter 503 Vertical counter 504 Switch 901 Frame counter 1101, 1301, 1501, 1701 Logic circuit
