JP2005316271A - Autofocus camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オートフォーカスカメラに関する。 The present invention relates to an autofocus camera.
ＣＣＤなどの撮像素子を用いて被写体像を撮像し、撮像素子から出力される撮像信号に基づいて撮影レンズによる焦点位置の調節状態を検出するオートフォーカスカメラが知られている。この方式のカメラでは、被写体輝度が低下すると撮像信号レベルが低下してしまい、焦点検出が困難になる。 2. Description of the Related Art There is known an autofocus camera that captures a subject image using an image sensor such as a CCD and detects the adjustment state of a focal position by a photographing lens based on an image signal output from the image sensor. With this type of camera, when the subject brightness decreases, the imaging signal level decreases, making it difficult to detect the focus.
特許文献１には、低輝度時にフレームレートを低速にするビデオカメラが開示されている。このビデオカメラは、低速にしたフレームレートをピント合わせ時に通常の速度に戻すとともに、照度不足を可変ゲインアンプを用いて補っている。 Patent Document 1 discloses a video camera that reduces the frame rate when the luminance is low. This video camera returns the frame rate, which has been reduced, to the normal speed when focusing, and compensates for insufficient illuminance using a variable gain amplifier.
照度不足を補うためにゲインを上げるだけでは焦点検出できないことがある。 In some cases, focus detection cannot be performed simply by increasing the gain to compensate for the lack of illumination.
請求項１に記載の発明によるオートフォーカスカメラは、被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段と、被写体輝度が所定値より低い場合に撮像素子の変換効率および撮像信号に対する増幅利得の少なくとも一方を増加させるとともに、被写体を照明する照明光を発する照明手段へ発光を指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
上記オートフォーカスカメラの評価値演算手段は、撮影画面内の所定の領域に対応する撮像信号の積算値を演算することもでき、この場合の制御手段は、所定の領域を広くするように評価値演算手段へさらに指示することもできる。
請求項３に記載の発明によるオートフォーカスカメラは、被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、撮影画面内の所定の領域に対応する撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段と、被写体輝度が所定値より低い場合に撮像素子の変換効率および撮像信号に対する増幅利得の少なくとも一方を増加させるとともに、所定の領域を広くするように評価値演算手段へ指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
上記オートフォーカスカメラの制御手段は、被写体を照明する照明光を発する照明手段へ発光をさらに指示することもできる。
上記オートフォーカスカメラの制御手段は、撮影時に変換効率および増幅利得を増加させる前の状態に戻すようにさらに指示することもできる。
請求項６に記載の発明によるオートフォーカスカメラは、被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御手段と、レンズ駆動制御手段がフォーカスレンズを所定単位距離移動させるごとに撮影画面内の所定の領域に対応する撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段と、被写体輝度が所定値より低い場合に撮像素子の変換効率および撮像信号に対する増幅利得の少なくとも一方を増加させるとともに、被写体を照明する照明光を発する照明手段へ発光を指示する制御手段と、フォーカスレンズの移動にともなって照明手段による照明光の強さを変化させる照明制御手段とを備えることを特徴とする。
上記オートフォーカスカメラの照明制御手段は、フォーカスレンズの位置が至近端位置に近づくほど照明光を弱くし、フォーカスレンズの位置が無限遠端位置に近づくほど照明光を強くすることもできる。
An autofocus camera according to a first aspect of the present invention includes an image pickup device that picks up a subject image and outputs an image pickup signal, an evaluation value calculation unit that calculates an integrated value of the image pickup signal, and an integrated value obtained by the evaluation value calculation unit. Lens position calculating means for calculating a focusing lens position based on the above, and when the subject brightness is lower than a predetermined value, at least one of the conversion efficiency of the image sensor and the amplification gain for the image pickup signal is increased, and illumination light for illuminating the subject And control means for instructing light emission to the illuminating means for emitting light.
The evaluation value calculation means of the autofocus camera can also calculate the integrated value of the imaging signal corresponding to a predetermined area in the shooting screen. In this case, the control means evaluates the evaluation value so as to widen the predetermined area. Further instructions can be given to the computing means.
An autofocus camera according to a third aspect of the invention includes an image pickup device that picks up a subject image and outputs an image pickup signal, and an evaluation value calculation means that calculates an integrated value of the image pickup signal corresponding to a predetermined area in the shooting screen. And at least one of the conversion efficiency of the image sensor and the amplification gain for the imaging signal when the subject brightness is lower than a predetermined value, and the lens position calculation means for calculating the focus lens position based on the integrated value by the evaluation value calculation means And a control means for instructing the evaluation value calculation means to widen the predetermined area.
The control means of the autofocus camera can further instruct the illumination means to emit illumination light for illuminating the subject.
The control means of the autofocus camera can further instruct to return to the state before increasing the conversion efficiency and the amplification gain at the time of shooting.
An autofocus camera according to a sixth aspect of the present invention is an image pickup device that picks up a subject image and outputs an image pickup signal, lens drive control means for moving the focus lens, and the lens drive control means that moves the focus lens to a predetermined unit distance. Evaluation value calculating means for calculating the integrated value of the image pickup signal corresponding to a predetermined area in the photographing screen each time it is moved, and lens position calculating means for calculating the focus lens position based on the integrated value by the evaluation value calculating means; A control unit that increases at least one of the conversion efficiency of the image sensor and the amplification gain for the imaging signal when the subject brightness is lower than a predetermined value, and that instructs the illumination unit to emit illumination light that illuminates the subject; and a focus lens Illumination control means for changing the intensity of illumination light by the illumination means as the light source moves. .
The illumination control means of the autofocus camera can weaken the illumination light as the focus lens position approaches the closest end position, and can increase the illumination light as the focus lens position approaches the infinity end position.
本発明によるオートフォーカスカメラでは、低輝度でも正しく焦点検出することができる。 The autofocus camera according to the present invention can correctly detect the focus even at low luminance.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるオートフォーカス（ＡＦ）電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。図１において電子カメラは、レンズユニット１と、撮像素子２と、Ａ／Ｄ変換器３と、メモリ４と、画像処理回路５と、ＬＣＤモニタ６と、ＣＰＵ７と、コントロール回路８と、アンプ９と、照明装置１０と、モータ１３と、フォーカス制御機構１４とを有する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining a main configuration of an autofocus (AF) electronic camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an electronic camera includes a lens unit 1, an image sensor 2, an A /
レンズユニット１はフォーカスレンズを含む。フォーカスレンズは、レンズユニット１を通過した被写体光による像が撮像素子２の撮像面上に結像するように、焦点位置を調節するレンズである。モータ１３がフォーカス制御機構１４を駆動すると、フォーカス制御機構１４がフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させる。モータ１３は、ＣＰＵ７から出力されるレンズ駆動信号によって駆動される。
The lens unit 1 includes a focus lens. The focus lens is a lens that adjusts the focal position so that an image of subject light that has passed through the lens unit 1 is formed on the imaging surface of the imaging device 2. When the
撮像素子２は、たとえば、二次元ＣＣＤイメージセンサなどによって構成される。撮像素子２は、撮像面上の被写体像を撮像し、各画素に対応する撮像信号を出力する。撮像素子２から出力される撮像信号は、各画素に入射される光の強さに応じてその信号レベルが異なる。なお、撮像素子２は、ＣＣＤの代わりにＭＯＳセンサやＣＩＤなどを用いて構成してもよい。コントロール回路８は、撮像素子２に対するタイミング信号を生成して撮像素子２へ送出する。 The image sensor 2 is configured by, for example, a two-dimensional CCD image sensor. The imaging element 2 captures a subject image on the imaging surface and outputs an imaging signal corresponding to each pixel. The image signal output from the image sensor 2 has a different signal level depending on the intensity of light incident on each pixel. Note that the image sensor 2 may be configured using a MOS sensor, a CID, or the like instead of the CCD. The control circuit 8 generates a timing signal for the image sensor 2 and sends it to the image sensor 2.
撮像素子２から出力された撮像信号は、アンプ９によって所定の増幅利得で増幅された後でＡ／Ｄ変換器３へ入力される。アンプ９の増幅利得は、ＣＰＵ７からの指令に応じて変更可能に構成されている。Ａ／Ｄ変換器３は、入力された撮像信号をディジタル信号に変換する。ディジタル変換後の撮像信号は画像データとしてメモリ４に格納される。画像処理回路５は、メモリ４に格納された画像データを用いてＬＣＤモニタ６の表示解像度に応じた表示用画像データを生成する。ＬＣＤモニタ６は、表示用画像データによる画像を再生表示する。
The imaging signal output from the imaging device 2 is amplified by the amplifier 9 with a predetermined amplification gain, and then input to the A /
ＣＰＵ７は、周知の露出演算（ＡＥ）、ホワイトバランス調整演算（ＡＷＢ）、および焦点検出演算（ＡＦ）などの各種演算と、カメラ動作のシーケンス制御とを行う。ＣＰＵ７には不図示の操作部材から各種操作信号が入力される。ＣＰＵ７は、操作部材から入力される操作信号に応じて電子カメラの露出制御、焦点検出制御およびカラーバランス制御を総括的に管理する。 The CPU 7 performs various calculations such as well-known exposure calculation (AE), white balance adjustment calculation (AWB), and focus detection calculation (AF), and sequence control of camera operation. Various operation signals are input to the CPU 7 from an operation member (not shown). The CPU 7 comprehensively manages exposure control, focus detection control, and color balance control of the electronic camera in accordance with operation signals input from the operation member.
ＡＦ処理は以下のように行われる。ＣＰＵ７は、メモリ４に格納されている画像処理前の画像データのうち、焦点検出用の領域（フォーカスエリア）に対応する画像データから高周波数成分を抽出するようにフィルタ処理を施す。フィルタ処理後の画像データは、フィルタ処理前の画像データに比べて低周波数成分、とくに直流成分が除去されている。 The AF process is performed as follows. The CPU 7 performs a filtering process so as to extract a high frequency component from image data corresponding to a focus detection area (focus area) among the image data before image processing stored in the memory 4. The image data after the filtering process has a low frequency component, particularly a direct current component, removed compared to the image data before the filtering process.
ＣＰＵ７はさらに、上記フィルタ処理後の高周波数成分による差分の絶対値を積算し、この積算値を用いて焦点評価値を得る。図２は、撮影レンズ１内のフォーカスレンズの位置と焦点評価値との関係の一例を示す図である。図２において、横軸はフォーカスレンズの位置を表し、縦軸は焦点評価値を表す。焦点評価値を最大にするレンズ位置Ｄ１は、主要被写体に対するフォーカスレンズの合焦位置である。 Further, the CPU 7 integrates the absolute value of the difference due to the high frequency component after the filter processing, and obtains a focus evaluation value using the integrated value. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the position of the focus lens in the photographing lens 1 and the focus evaluation value. In FIG. 2, the horizontal axis represents the position of the focus lens, and the vertical axis represents the focus evaluation value. The lens position D1 that maximizes the focus evaluation value is the focus position of the focus lens with respect to the main subject.
焦点評価値の演算は、たとえば、フォーカスレンズを至近端から∞（無限遠）端に向けてサーチ移動させながら行う。ＣＰＵ７が繰り返し焦点評価値を算出する場合の算出レートは、撮像素子２による撮像時間、フィルタ処理および積算値演算に要する時間によって決定される。したがって、図２において黒丸で示すように、焦点評価値は算出レートごとの離散データとしてプロットされる。横軸方向の黒丸の間隔は、焦点評価値が算出される間にフォーカスレンズが移動した距離に対応する。 The calculation of the focus evaluation value is performed, for example, while moving the focus lens from the closest end to the ∞ (infinity) end. The calculation rate when the CPU 7 repeatedly calculates the focus evaluation value is determined by the time required for the imaging time by the image sensor 2, the filter processing, and the integrated value calculation. Therefore, as indicated by black circles in FIG. 2, the focus evaluation values are plotted as discrete data for each calculation rate. The interval between the black circles in the horizontal axis direction corresponds to the distance that the focus lens has moved while the focus evaluation value is calculated.
ＣＰＵ７は、焦点評価値曲線の最大点を含むＰ１〜Ｐ３の３点について、いわゆる３点内挿演算を行って焦点評価値曲線の極大点に対応する合焦レンズ位置Ｄ１を算出する。合焦レンズ位置Ｄ１は、最大点Ｐ２と点Ｐ３とを通る傾きαの直線と、点Ｐ１を通る傾き−αの直線との交点に対応する。このレンズ位置Ｄ１は、撮像素子２によって撮像される被写体像のエッジのボケをなくし、画像のコントラストを最大にする位置である。ＣＰＵ７は、フォーカスレンズを合焦レンズ位置Ｄ１へ移動させるようにモータ１３へレンズ駆動信号を出力し、一連のＡＦ処理を終了する。なお、フォーカスレンズの位置は、主要被写体までの距離情報となる。
The CPU 7 performs a so-called three-point interpolation operation on the three points P1 to P3 including the maximum point of the focus evaluation value curve to calculate a focusing lens position D1 corresponding to the maximum point of the focus evaluation value curve. The focusing lens position D1 corresponds to the intersection of a straight line having an inclination α passing through the maximum point P2 and the point P3 and a straight line having an inclination −α passing through the point P1. This lens position D1 is a position that eliminates blurring of the edge of the subject image captured by the image sensor 2 and maximizes the contrast of the image. The CPU 7 outputs a lens driving signal to the
照明装置１０は、主要被写体の輝度が所定の輝度値より低い場合に主要被写体を照明するためのＡＦ補助光を発する。ＡＦ補助光の発光（点灯）指示は、ＣＰＵ７によって行われる。
The
本発明は、上記のオートフォーカス電子カメラで、検出される輝度に応じてアンプ９の増幅利得を増加させたり、フォーカスエリアを広げたり、ＡＦ補助光を点灯させたりするものである。 The present invention is to increase the amplification gain of the amplifier 9, expand the focus area, or turn on the AF auxiliary light in accordance with the detected brightness in the above autofocus electronic camera.
上述したＣＰＵ７で行われるカメラ処理の流れについて、図３に示すフローチャートを参照して説明する。図３による処理を行うプログラムは、電子カメラのメインスイッチ（不図示）がオンされ、カメラが撮影モードに設定されると起動する。図３のステップＳ１１において、ＣＰＵ７は、レリーズ半押し操作が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ７は、操作部材（不図示）を構成する半押しスイッチから操作信号が入力されるとステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１２へ進み、半押しスイッチから操作信号が入力されない場合にはステップＳ１１を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。 The flow of camera processing performed by the CPU 7 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The program for performing the processing according to FIG. 3 is started when a main switch (not shown) of the electronic camera is turned on and the camera is set to the shooting mode. In step S11 of FIG. 3, the CPU 7 determines whether or not a release half-press operation has been performed. When an operation signal is input from the half-press switch constituting the operation member (not shown), the CPU 7 makes a positive determination in step S11 and proceeds to step S12. When the operation signal is not input from the half-press switch, the CPU 7 performs step S11. A negative determination is made and the determination process is repeated.
ステップＳ１２において、ＣＰＵ７は、ＡＥ処理を行ってステップＳ１３へ進む。具体的には、撮影画面における複数の所定領域のそれぞれについて、アンプ９による増幅後の撮像信号を用いて輝度情報をそれぞれ算出し、これら複数の輝度情報に基づいて撮影時のシャッタ秒時や絞り値などを決定する（プログラムオート露出演算の場合）。 In step S12, the CPU 7 performs an AE process and proceeds to step S13. Specifically, brightness information is calculated for each of a plurality of predetermined areas on the shooting screen by using the imaging signal amplified by the amplifier 9, and based on the plurality of brightness information, the shutter speed and aperture at the time of shooting are calculated. Determine the value etc. (in case of programmed auto exposure calculation).
ステップＳ１３において、ＣＰＵ７は、上記輝度情報による輝度値ＢＶがＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)以上か否かを判定する。ＣＰＵ７は、ＢＶ≧ＢＶ(AF)が成立する場合にステップＳ１３を肯定判定してステップＳ１４へ進み、ＢＶ≧ＢＶ(AF)が成立しない場合にはステップＳ１３を否定判定し、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１４へ進む場合はＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)が得られている場合であり、ステップＳ１８へ進む場合はＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)が得られていない場合である。 In step S13, the CPU 7 determines whether or not the luminance value BV based on the luminance information is equal to or higher than the luminance value BV (AF) necessary for the AF process. If BV ≧ BV (AF) is satisfied, the CPU 7 makes a positive determination in step S13 and proceeds to step S14. If BV ≧ BV (AF) is not satisfied, the CPU 7 makes a negative determination in step S13 and proceeds to step S18. When the process proceeds to step S14, the brightness value BV (AF) necessary for the AF process is obtained. When the process proceeds to step S18, the brightness value BV (AF) necessary for the AF process is not obtained. is there.
ステップＳ１４において、ＣＰＵ７は、ＡＦ処理を行ってステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ７は、レリーズ半押し操作が解除されたか否かを判定する。ＣＰＵ７は、半押しスイッチ（不図示）からの操作信号が入力されていない場合はステップＳ１５を肯定判定してステップＳ１１へ戻り、半押しスイッチから操作信号が継続して入力されている場合にはステップＳ１５を否定判定し、ステップＳ１６へ進む。 In step S14, the CPU 7 performs an AF process and proceeds to step S15. In step S15, the CPU 7 determines whether or not the release half-press operation has been released. When the operation signal from the half-press switch (not shown) is not input, the CPU 7 makes a positive determination in step S15 and returns to step S11. When the operation signal is continuously input from the half-press switch, the CPU 7 A negative determination is made in step S15, and the process proceeds to step S16.
ステップＳ１６において、ＣＰＵ７は、レリーズ全押し操作が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ７は、操作部材（不図示）を構成する全押しスイッチから操作信号が入力されるとステップＳ１６を肯定判定してステップＳ１７へ進み、全押しスイッチから操作信号が入力されない場合にはステップＳ１６を否定判定し、ステップＳ１５へ戻る。 In step S16, the CPU 7 determines whether or not a release full-press operation has been performed. The CPU 7 makes a positive determination in step S16 when an operation signal is input from a full-press switch constituting an operation member (not shown), and proceeds to step S17. If no operation signal is input from the full-press switch, the CPU 7 performs step S16. A negative determination is made and the process returns to step S15.
ステップＳ１７において、ＣＰＵ７は、所定の撮影処理を行ってステップＳ１１へ戻る。具体的には、全押し操作後に撮像素子２で撮像され、メモリ４に格納されている画像処理前の画像データにＡＷＢ処理などの画像処理を施し、画像処理後の画像データを所定のデータ形式で不図示の記録媒体に記録する。 In step S17, the CPU 7 performs a predetermined photographing process and returns to step S11. Specifically, image processing such as AWB processing is performed on the image data before image processing that is captured by the image sensor 2 after being fully pressed and stored in the memory 4, and the image data after image processing is converted into a predetermined data format. To record on a recording medium (not shown).
上述したステップＳ１３を否定判定して進むステップＳ１８において、ＣＰＵ７は、ＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)に対する実際の輝度値ＢＶの不足量を判定する。ＣＰＵ７は、ＢＶ−ＢＶ(AF)≧−３が成立する場合にステップＳ１８を肯定判定してステップＳ１９へ進み、ＢＶ−ＢＶ(AF)≧−３が成立しない場合にはステップＳ１８を否定判定し、ステップＳ２４へ進む。ステップＳ１９へ進む場合は、ＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)に対する不足量がアペックス値で３段以内であり、ステップＳ２４へ進む場合は輝度値ＢＶ(AF)に対する不足量が３段を超えている場合である。 In step S18, which proceeds after making a negative determination in step S13 described above, the CPU 7 determines an insufficient amount of the actual luminance value BV with respect to the luminance value BV (AF) necessary for the AF processing. The CPU 7 makes a positive determination in step S18 when BV−BV (AF) ≧ −3 is satisfied, and proceeds to step S19. If BV−BV (AF) ≧ −3 is not satisfied, the CPU 7 makes a negative determination in step S18. The process proceeds to step S24. When the process proceeds to step S19, the deficiency for the brightness value BV (AF) necessary for the AF processing is within 3 levels in the apex value, and when the process proceeds to step S24, the deficiency for the brightness value BV (AF) is 3 levels. This is the case.
ステップＳ１９において、ＣＰＵ７は、増幅利得を通常時の値より増加させる指令をアンプ９へ出力してステップＳ２０へ進む。なお、増加後の増幅利得は、この増幅利得によって増幅された撮像信号に重畳するノイズがＡＦ演算に悪影響を与えない程度の値にあらかじめ定められている。ステップＳ２０において、ＣＰＵ７は、ＡＦ処理時に用いるフォーカスエリアを通常時の範囲より広くするように設定してステップＳ２１へ進む。 In step S19, the CPU 7 outputs a command to increase the amplification gain from the normal value to the amplifier 9, and proceeds to step S20. The amplified gain after the increase is determined in advance to such a value that noise superimposed on the imaging signal amplified by the amplified gain does not adversely affect the AF calculation. In step S20, the CPU 7 sets the focus area used at the time of AF processing to be wider than the normal range, and proceeds to step S21.
ステップＳ２１において、ＣＰＵ７は、ＡＦ処理を行ってステップＳ２２へ進む。これにより、通常時の値より高い増幅利得で増幅された撮像信号によって得られる画像データのうち、通常時のデータ数より多くの画像データを用いてＡＦ処理が行われる。ステップＳ２２において、ＣＰＵ７は、増幅利得を増加前の値に戻す指令をアンプ９へ出力するとともに、ＡＦ処理時に用いるフォーカスエリアを通常時の範囲に戻すように設定してステップＳ２３へ進む。 In step S21, the CPU 7 performs an AF process and proceeds to step S22. As a result, AF processing is performed using more image data than the number of normal data among the image data obtained by the imaging signal amplified with an amplification gain higher than the normal value. In step S22, the CPU 7 outputs to the amplifier 9 a command to return the amplification gain to the value before the increase, and sets the focus area used during the AF processing to return to the normal range, and proceeds to step S23.
ステップＳ２３において、ＣＰＵ７は、ＡＥ処理を行ってステップＳ１５へ進む。これにより、撮影画面における複数の所定領域ごとの輝度情報を通常時の増幅利得で増幅された撮像信号を用いて再度算出し、これら複数の輝度情報に基づいてシャッタ秒時や絞り値などを決定する（プログラムオート露出演算の場合）。 In step S23, the CPU 7 performs an AE process and proceeds to step S15. As a result, the luminance information for each of the plurality of predetermined areas on the shooting screen is calculated again using the imaging signal amplified with the normal amplification gain, and the shutter time and aperture value are determined based on the plurality of luminance information. (Program auto exposure calculation)
ステップＳ１８を否定判定して進むステップＳ２４において、ＣＰＵ７は、照明装置１０にＡＦ補助光の点灯を指示してステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５〜ステップＳ２７までの各処理は、ステップＳ１９〜ステップＳ２１までの各処理とそれぞれ同一なので説明を省略する。
In step S24, which proceeds after making a negative determination in step S18, the CPU 7 instructs the
ステップＳ２８において、ＣＰＵ７は、照明装置１０にＡＦ補助光の消灯を指示してステップＳ２９へ進む。ステップＳ２９において、ＣＰＵ７は、増幅利得を増加前の値に戻す指令をアンプ９へ出力するとともに、ＡＦ処理時に用いるフォーカスエリアを通常時の範囲に戻すように設定してステップＳ２３へ進む。これにより、ステップＳ２３のＡＥ処理は、ＡＦ補助光が消灯され、アンプ９の増幅利得が通常時の値に設定された状態で行われる。
In step S28, the CPU 7 instructs the
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）検出した輝度ＢＶがＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)に対して不足する場合にアンプ９による増幅利得を増加させる（ステップＳ１９およびステップＳ２５）ようにした。一般に、被写体輝度が低い状態では撮像素子２から出力される撮像信号レベルが低くなり、焦点評価値を算出することが困難になる。しかしながら、本実施の形態による電子カメラではアンプ９の増幅利得を上げることによって増幅後の信号レベルを高めたので、焦点評価値を正しく算出でき、低輝度の状態でも合焦レンズ位置Ｄ１を得ることができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) When the detected luminance BV is insufficient with respect to the luminance value BV (AF) necessary for the AF process, the amplification gain by the amplifier 9 is increased (step S19 and step S25). In general, when the subject luminance is low, the imaging signal level output from the imaging device 2 is low, and it is difficult to calculate the focus evaluation value. However, in the electronic camera according to the present embodiment, since the signal level after amplification is increased by increasing the amplification gain of the amplifier 9, the focus evaluation value can be calculated correctly, and the in-focus lens position D1 can be obtained even in a low luminance state. Can do.
（２）上記（１）に加えて、フォーカスエリアを広げる（ステップＳ２０およびステップＳ２６）ようにしたので、焦点評価値の演算に用いるデータ数が増えることによって上述した積算処理後の積算値が大きくなる。したがって、低輝度の状態でも正しく合焦レンズ位置Ｄ１を算出できる。 (2) In addition to the above (1), since the focus area is expanded (step S20 and step S26), the integrated value after the integration process described above increases as the number of data used for the calculation of the focus evaluation value increases. Become. Therefore, the in-focus lens position D1 can be calculated correctly even in a low luminance state.
（３）検出した輝度ＢＶがＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)に対して不足する量がアペックス値で３段を超える場合にはＡＦ補助光を点灯させる（ステップＳ２４）ようにした。したがって、アンプ９の増幅利得の増加やフォーカスエリアの拡大を施しても積算処理後に十分な積算値が得られない場合であっても、ＡＦ補助光の点灯によって撮像素子２から出力される撮像信号レベルが高められ、上記積算値を大きくすることができる。この結果、低輝度の状態でも正しく合焦レンズ位置Ｄ１を得ることができる。 (3) When the detected luminance BV is insufficient with respect to the luminance value BV (AF) necessary for the AF processing and the apex value exceeds three steps, the AF auxiliary light is turned on (step S24). Therefore, even when the amplification gain of the amplifier 9 is increased or the focus area is expanded, even if a sufficient integrated value cannot be obtained after the integration process, the imaging signal output from the image sensor 2 by the lighting of the AF auxiliary light. The level is increased and the integrated value can be increased. As a result, the in-focus lens position D1 can be obtained correctly even in a low luminance state.
（４）アンプ９の増幅利得を増加する前の値に戻して（ステップＳ２２、ステップＳ２９）から撮影処理（ステップＳ１７）を行うようにしたので、撮像信号に含まれているノイズが高い増幅利得によって強調され、撮影画質が劣化することを防止できる。 (4) Since the amplification gain of the amplifier 9 is returned to the value before the increase (step S22, step S29) and the photographing process (step S17) is performed, the amplification gain in which the noise included in the image pickup signal is high It is possible to prevent the image quality from being deteriorated.
アンプ９の増幅利得を増加させる代わりに撮像素子２の変換効率を増加させてもよい。これにより撮像素子２から出力される信号レベルが大きくなり、被写体輝度が低い場合でもＡＦ処理が可能になる。なお、撮像素子２の変換効率は、撮像素子２内に蓄積された電荷を電圧信号に変換する場合の変換特性に対応する。 Instead of increasing the amplification gain of the amplifier 9, the conversion efficiency of the image sensor 2 may be increased. As a result, the signal level output from the image sensor 2 increases, and AF processing is possible even when the subject brightness is low. Note that the conversion efficiency of the image sensor 2 corresponds to a conversion characteristic when the charge accumulated in the image sensor 2 is converted into a voltage signal.
また、アンプ９の増幅利得および撮像素子２の変換効率の双方を増加させてもよい。 Further, both the amplification gain of the amplifier 9 and the conversion efficiency of the image sensor 2 may be increased.
フォーカスエリアの範囲を広げる場合は、たとえば、撮影画面中央などに設けられているフォーカスエリアの面積を大きくしてもよいし、撮影画面中央のフォーカスエリアの他に新たなフォーカスエリア（たとえば、撮影画面の中央より右側）を設け、双方のフォーカスエリアを用いるようにしてもよい。つまり、フォーカスエリアに対応する撮像素子２の画素数が増加するようにフォーカスエリアの合計面積を広くすればよい。 When expanding the range of the focus area, for example, the area of the focus area provided at the center of the shooting screen may be increased, or a new focus area (for example, a shooting screen) may be added in addition to the focus area at the center of the shooting screen. It is also possible to use both of the focus areas. That is, the total area of the focus area may be increased so that the number of pixels of the image sensor 2 corresponding to the focus area increases.
以上の説明では、検出した輝度ＢＶがＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)に対して所定量不足する場合にアンプ９の増幅利得を増加させたりＡＦ補助光を点灯させたりする例を説明した。この他にも、ＡＦ処理で得られた焦点評価値（上記積算値）が所定値より小さい（画像のコントラストが低い）場合に増幅利得の増加、フォーカスエリアの拡大、およびＡＦ補助光の点灯を行うようにしてもよい。 In the above description, an example in which the amplification gain of the amplifier 9 is increased or the AF auxiliary light is turned on when the detected luminance BV is insufficient by a predetermined amount with respect to the luminance value BV (AF) necessary for AF processing. did. In addition to this, when the focus evaluation value (the integrated value) obtained by the AF process is smaller than a predetermined value (the contrast of the image is low), the amplification gain is increased, the focus area is expanded, and the AF auxiliary light is turned on. You may make it perform.
ＡＦ補助光の強さ（すなわち、発光強度）を主要被写体までの距離情報に応じて変化させてもよい。ＡＦ補助光により照射される主要被写体の明るさは、周知の距離二乗則によって電子カメラから離れた被写体ほど暗くなる。また、上述したように、フォーカスレンズの位置は主要被写体までの距離情報となる。そこで、ＡＦ補助光を点灯させる場合、フォーカスレンズが至近端側に位置するほど発光強度を弱く、フォーカスレンズが無限遠端側に位置するほど発光強度を強くすると、主要被写体までの距離にかかわらず主要被写体の輝度をほぼ同じにすることができる。また、常に強い発光強度でＡＦ補助光を発光させる場合に比べて消費電力を低減することができる。主要被写体までの距離をｘとすると、ＡＦ補助光により照射される主要被写体の輝度ｙは次式（１）で示される。
ｙ＝ａｘ2＋ｂ （１）
ただし、ａ、ｂはそれぞれ所定の定数である。
The intensity of the AF auxiliary light (that is, the light emission intensity) may be changed according to the distance information to the main subject. The brightness of the main subject irradiated with the AF auxiliary light becomes darker as the subject is away from the electronic camera according to a well-known distance square law. Further, as described above, the position of the focus lens is distance information to the main subject. Therefore, when the AF auxiliary light is turned on, the emission intensity decreases as the focus lens is positioned closer to the near end, and the emission intensity increases as the focus lens is positioned at the infinity end, regardless of the distance to the main subject. The brightness of the main subject can be made substantially the same. In addition, power consumption can be reduced as compared with the case where the AF auxiliary light is always emitted with a strong light emission intensity. When the distance to the main subject is x, the luminance y of the main subject irradiated with the AF auxiliary light is expressed by the following equation (1).
y = ax 2 + b (1)
However, a and b are predetermined constants, respectively.
上式（１）を満たすフォーカスレンズの位置と照射装置１０の発光強度との関係は、あらかじめテーブル値もしくは関数としてＣＰＵ７内の不揮発性メモリに格納されている。ＣＰＵ７は、ＡＦ処理中に行うフォーカスレンズのサーチ移動時に、レンズ駆動信号をモータ１３へ送出するとともに、ＡＦ補助光の発光強度をフォーカスレンズの位置に応じて変化させるための信号を照明装置１０へ送出する。フォーカスレンズの位置は、たとえば、フォーカス制御機構によって検出される検出信号から求められる。
The relationship between the position of the focus lens that satisfies the above equation (1) and the light emission intensity of the
主要被写体までの距離をｘ、ＡＦ補助光により照射される主要被写体の輝度ｚとし、ＡＦ補助光の強さを次式（２）を満たすように調節してもよい。
ｚ＝ｃｘ＋ｄ （２）
ただし、ｃ、ｄはそれぞれ所定の定数である。
The distance to the main subject may be x, and the luminance z of the main subject irradiated with the AF auxiliary light may be adjusted, and the intensity of the AF auxiliary light may be adjusted to satisfy the following expression (2).
z = cx + d (2)
However, c and d are predetermined constants, respectively.
ＡＦ補助光は、撮像した画像信号から所定の焦点評価値が得られる程度に主要被写体を照明できればよいので、撮影補助光（撮影時に発光させるフラッシュ光）のように厳密に発光量を調節しなくてもよい。そこで、上式（２）のような一次式を用いてＡＦ補助光の発光強度を変化させると、上式（１）のような二次式を用いる場合に比べて光量調節を簡単にすることができる。 The AF auxiliary light only needs to illuminate the main subject to the extent that a predetermined focus evaluation value can be obtained from the captured image signal. Therefore, it is not necessary to adjust the light emission amount exactly like the shooting auxiliary light (flash light emitted during shooting). May be. Therefore, if the emission intensity of the AF auxiliary light is changed using a primary expression such as the above expression (2), the light amount adjustment can be simplified as compared with the case where the secondary expression such as the above expression (1) is used. Can do.
以上の説明の中で例示した判定基準（たとえば、ステップＳ１８）は、説明通りの値（３段）でなくてもよく、たとえば、５段としてもよい。 The determination criterion (for example, step S18) exemplified in the above description may not be the value (3 levels) as described, and may be 5 levels, for example.
上述した説明では、アンプ９による増幅利得の増加とフォーカスエリアの拡大とを組み合わせて行うようにしたが、アンプ９の増幅利得の増加と、フォーカスエリアの拡大とを別々に行うようにしてもよい。この場合には、検出される被写体輝度ＢＶがＡＦ処理に必要な輝度値ＢＶ(AF)に対して不足するといずれか一方を行い、輝度値ＢＶ(AF)に対する不足量が所定量に達すると他方をさらに行うようにする。 In the above description, the increase in the amplification gain by the amplifier 9 and the expansion of the focus area are performed in combination. However, the increase in the amplification gain of the amplifier 9 and the expansion of the focus area may be performed separately. . In this case, when the detected subject luminance BV is insufficient with respect to the luminance value BV (AF) necessary for the AF processing, one of the two is performed, and when the insufficient amount with respect to the luminance value BV (AF) reaches a predetermined amount, the other To do more.
特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。評価値演算手段、レンズ位置演算手段、制御手段および照明制御手段は、たとえば、ＣＰＵ７によって構成される。所定の領域は、たとえば、フォーカスエリアが対応する。照明手段は、たとえば、照明装置１０によって構成される。レンズ駆動制御手段は、たとえば、ＣＰＵ７およびモータ１３によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
Correspondence between each component in the claims and each component in the best mode for carrying out the invention will be described. The evaluation value calculation means, the lens position calculation means, the control means, and the illumination control means are configured by the CPU 7, for example. The predetermined area corresponds to, for example, a focus area. The illumination means is configured by the
１…レンズユニット
２…撮像素子
３…Ａ／Ｄ変換器
４…メモリ
５…画像処理回路
６…ＬＣＤモニタ
７…ＣＰＵ
８…コントロール回路
９…アンプ
１０…照明装置
１３…モータ
１４…フォーカス制御機構
Ｄ１…合焦レンズ位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens unit 2 ... Image pick-up
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Control circuit 9 ...
Claims (7)
前記撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、
前記評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段と、
被写体輝度が所定値より低い場合に前記撮像素子の変換効率および前記撮像信号に対する増幅利得の少なくとも一方を増加させるとともに、被写体を照明する照明光を発する照明手段へ発光を指示する制御手段とを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。 An image sensor that captures a subject image and outputs an image signal;
Evaluation value calculation means for calculating an integrated value of the imaging signal;
Lens position calculation means for calculating a focus lens position based on the integrated value by the evaluation value calculation means;
And a control unit that increases the conversion efficiency of the image sensor and the amplification gain for the imaging signal when the subject brightness is lower than a predetermined value and instructs the illumination unit that emits illumination light to illuminate the subject to emit light. This is an autofocus camera.
前記評価値演算手段は、撮影画面内の所定の領域に対応する撮像信号の積算値を演算し、
前記制御手段は、前記所定の領域を広くするように前記評価値演算手段へさらに指示することを特徴とするオートフォーカスカメラ。 The autofocus camera according to claim 1,
The evaluation value calculating means calculates an integrated value of the imaging signal corresponding to a predetermined area in the imaging screen,
The auto-focus camera, wherein the control means further instructs the evaluation value calculation means to widen the predetermined area.
撮影画面内の所定の領域に対応する前記撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、
前記評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段と、
被写体輝度が所定値より低い場合に前記撮像素子の変換効率および前記撮像信号に対する増幅利得の少なくとも一方を増加させるとともに、前記所定の領域を広くするように前記評価値演算手段へ指示する制御手段とを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。 An image sensor that captures a subject image and outputs an image signal;
Evaluation value calculation means for calculating an integrated value of the imaging signal corresponding to a predetermined area in the shooting screen;
Lens position calculation means for calculating a focus lens position based on the integrated value by the evaluation value calculation means;
Control means for instructing the evaluation value calculation means to increase at least one of the conversion efficiency of the image sensor and the amplification gain for the image signal when the subject brightness is lower than a predetermined value; and An autofocus camera characterized by comprising:
前記制御手段は、被写体を照明する照明光を発する照明手段へ発光をさらに指示することを特徴とするオートフォーカスカメラ。 In the autofocus camera according to claim 3,
The auto-focus camera, wherein the control means further instructs the illumination means for emitting illumination light for illuminating the subject to emit light.
前記制御手段は、撮影時に前記変換効率および前記増幅利得を前記増加させる前の状態に戻すようにさらに指示することを特徴とするオートフォーカスカメラ。 In the autofocus camera according to any one of claims 1 to 4,
The auto-focus camera, wherein the control unit further instructs to return the conversion efficiency and the amplification gain to a state before the increase at the time of photographing.
フォーカスレンズを移動させるレンズ駆動制御手段と、
前記レンズ駆動制御手段が前記フォーカスレンズを所定単位距離移動させるごとに撮影画面内の所定の領域に対応する前記撮像信号の積算値を演算する評価値演算手段と、
前記評価値演算手段による積算値に基づいて合焦レンズ位置を演算するレンズ位置演算手段と、
被写体輝度が所定値より低い場合に前記撮像素子の変換効率および前記撮像信号に対する増幅利得の少なくとも一方を増加させるとともに、被写体を照明する照明光を発する照明手段へ発光を指示する制御手段と、
前記フォーカスレンズの移動にともなって前記照明手段による照明光の強さを変化させる照明制御手段とを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。 An image sensor that captures a subject image and outputs an image signal;
Lens drive control means for moving the focus lens;
Evaluation value calculating means for calculating an integrated value of the imaging signal corresponding to a predetermined area in the imaging screen each time the lens driving control means moves the focus lens by a predetermined unit distance;
Lens position calculation means for calculating a focus lens position based on the integrated value by the evaluation value calculation means;
Control means for instructing light emission to an illuminating means for emitting illumination light for illuminating the subject, and increasing at least one of the conversion efficiency of the image sensor and the amplification gain for the imaging signal when the subject brightness is lower than a predetermined value;
An autofocus camera comprising: illumination control means for changing the intensity of illumination light from the illumination means as the focus lens moves.
前記照明制御手段は、前記フォーカスレンズの位置が至近端位置に近づくほど前記照明光を弱くし、前記フォーカスレンズの位置が無限遠端位置に近づくほど前記照明光を強くすることを特徴とするオートフォーカスカメラ。 In the autofocus camera according to claim 6,
The illumination control unit weakens the illumination light as the position of the focus lens approaches the closest end position, and increases the illumination light as the position of the focus lens approaches the infinite end position. Autofocus camera.
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