JP2652635B2 - 画素情報の読出方法 - Google Patents

画素情報の読出方法

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JP2652635B2 JP62072668A JP7266887A JP2652635B2 JP 2652635 B2 JP2652635 B2 JP 2652635B2 JP 62072668 A JP62072668 A JP 62072668A JP 7266887 A JP7266887 A JP 7266887A JP 2652635 B2 JP2652635 B2 JP 2652635B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、多数の画素を有する撮像素子から画像情
報を読み出す方法に関するものである。
(従来の技術) 近年、固体撮像素子の進歩は目覚ましく、これに伴な
い画像処理技術も急速に進歩している。
固体撮像素子は、種々の電子機器に用いられている
が、自動合焦(AF)機能を装備したカメラ(以下、AFカ
メラと略称することもある。)もこのような撮像素子を
利用して合焦判定を行なっている。
以下、第2図を参照してAFカメラにおける撮像素子の
用いられ方と、その動作につき簡単に説明する。
第2図はAFカメラの一般的な構造を示すブロック図で
ある。
第2図において、11は撮影レンズを示し、31は撮影レ
ンズ11が装着されるカメラボディを示す。
撮影レンズ11は、光軸に沿って移動自在で合焦に寄与
するレンズ13を含むレンズ系15と、この移動自在レンズ
13を合焦位置に移動させるためカメラボディ31の駆動源
(後述する)からの力の伝達するクラッチ17a、ギヤ17b
及びヘリコイドネジ17c等で構成された駆動力伝達機構1
7と、撮影レンズの絞り値情報や移動自在レンズ13の位
置情報等を格納するレンズROM19と、この撮影レンズ11
及びカメラボディ31間を電気的に接続するレンズ側電気
接点群21とを具える。
一方、カメラボディ31は、メインミラー33、サブミラ
ー35、ピント板37及びペンタゴナルプリズム39等の光学
系と、AE(自動露出制御)のための受光素子41a,41b
と、レンズ側電気接点群21に対応するボディ側電気接点
群43とを具える。さらに、カメラボディ31は、レンズ系
15を透過してきた被写体からの光の一部を受光し結像す
るため複数の画素から成る撮像素子を有する撮像部45を
具える。さらに、このカメラボディ31は、撮影レンズ11
内の移動自在レンズ13を駆動するために例えば直流モー
タで構成したAF用モータ47a、ギヤ47b、クラッチ47c及
びモータ47aの回転数を管理するためのエンコーダ47dを
有する駆動機構47を具える。駆動機構47の駆動力はボデ
ィ側クラッチ47c及びレンズ側クラッチ17a等を介して移
動自在レンズ13に伝達され、この結果、このレンズ13が
光軸に沿って移動される。さらに、このカメラボディ31
は、撮像部45からの信号に基いて合焦位置からのズレ量
を示す非合焦量Dを算出すること、このDに基いて駆動
機構47を駆動させること、自動露出撮影を行なうこと等
を適切に制御する制御部49を具える。
このようなAF機能装備のカメラでは、被写体に対する
非合焦量を求め、この非合焦量の値がある基準を満足し
た場合には合焦と判定し、又、非合焦と判定された場合
はその量に応じ移動自在なレンズ13を合焦位置まで移動
させることが行なわれる。
この非合焦量を求める方法に相関法と呼ばれるものが
あり、上述した撮像部45はこの相関法に適するように以
下のような構造となっている。
第3図(A)は、この撮像部45の概略構成を撮影レン
ズ等の他の構成成分との対応関係と共に示した図であ
る。尚、被写体からの光のうちで撮影レンズ11を通過し
た光は、その一部が第2図に示したサブミラー35によっ
て撮像部45に導かれるわけであるが、第3図(A)にお
いてはこのサブミラーを省略して示してある。
撮像部45は、コンデンサレンズ51、セパレータレンズ
53及び撮像素子としてのCCDセンサ55等を具えている。
第3図(B)はこのCCDセンサ55の概略構成を示す斜視
図である。このCCDセンサ55は、複数個の画素を有する
もので、これら複数個の画素は所定の領域毎に予め分割
されている。55aで示される領域は基準画素部と称され
るもので例えばCCDセンサ55の一方端側、例えば第3図
(B)にXで示す側の画素から数えてi番目から(i+
n)番目までの(n+1)個の画素(第3図(B)中56
a〜56bで示す。)から構成されている。又、55bで示さ
れる領域は比較画素部と称されるもので、基準画素部か
ら所定距離だけ離間していて、例えばCCDセンサ55の一
方端側の画素から数えてj番目から(j+n+p)番目
までの(n+1+p)個の画素(第3図(B)中56c〜5
6dで示す。)から構成されている。
このような撮像部45を有するAFカメラにおいては、被
写体に対する非合焦量の算出を例えば以下のように行な
うことが出来る。
レンズ13を通して得られた被写体からの光が基準及び
比較画素部55a,55bに同時に撮像される。被写体の明暗
はこれら画素部の各画素でそれぞれ光電変換され各画素
の出力信号は、例えば制御部49に備わるA/D変換器でA/D
変換され濃度情報として制御部49のメモリに格納され
る。これら濃度情報を対比させ下記(1)式に従い相関
計算が行なわれる。
ここでtは、濃度情報が格納されている比較画素部の
メモリから、連続する(n+1)個の画素に対応する濃
度情報を一画素分づつずらして選択するための横ずらし
量を示す。例えば、t=1としたときは、CCDセンサ55
の一方端側から数えてj番目から(j+n)番目までの
(n+1)個の画素に対応する濃度情報が選択されるこ
とを意味し、このtを(p+1)に設定したときは、CC
Dセンサ55の一方端側から数えて(j+p)番目から
(j+n+p)番目までの(n+1)個の画素に対応す
る濃度情報が選択されることを意味する。
相関法では、比較画素部55bの複数の画素のうち相関
計算結果が最小値となった(n+1)個の画素領域に基
準画素部55aに撮像された被写体像と同じ像が撮像され
ていると判定する。さらに、この画素領域の位置と、予
め定めてある合焦位置との差から被写体に対する非合焦
量を求めることが出来る。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、固体撮像素子の各画素の中には光電変
換を正常を行なうことが出来ない欠陥画素が含まれてい
る場合がある。このような欠陥画素を含む固体撮像素子
に対して上述した基準及び比較画素部を単純に割り当て
た場合、これら基準及び比較画素部にこの欠陥画素が含
まれてしまうことになる。欠陥画素で得た濃度情報は被
写体の明暗を正確に示しているものではない。
従って、このような欠陥画素を含む基準及び比較画素
部から得た濃度情報を用い上述したような相関法によっ
て相関計算を行なった場合は、その計算結果は欠陥画素
の光電変換誤差を含むものとなるから、正確な自動合焦
を行なうことが出来なくなる。
この発明はこのような点に鑑みなされたもので、従っ
て、この発明の目的は、被写体の濃度情報を正確に得る
ことが出来るように、画素情報の読み出しを行なうこと
が出来る方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明の画素情報の読
出方法によれば、多数の画素配列中の基準画素部及び比
較画素部の先頭画素のアドレス情報を予めメモリに格納
しておき、前述の多数の画素配列の先頭画素からクロッ
クパルス数が前述のアドレス情報と一致した時前述の基
準及び比較画素部の各画素情報をクロックと同期して順
次に読み出すことを特徴とする。
(作用) この発明の読出方法によれば、先ず固体撮像素子の各
画素の特性を予め調査して欠陥画素を見い出しておきこ
の欠陥画素を除いた残りの複数画素を用い基準及び比較
画素部を決定し、これら基準及び比較画素部の先頭画素
のアドレス情報をメモリに格納させることが出来るか
ら、被写体を正常な画素を用いて撮像することが出来る
ようになる。
(実施例) 以下、この発明の画素情報の読出方法の実施例につき
説明する。
尚、この発明の画素情報の読出方法は、多数の画素配
列中の基準画素部及び比較画素部の先頭画素のアドレス
情報を予めメモリに格納しておき、この多数の画素配列
の先頭画素からのクロックパルス数が前記アドレス情報
と一致した時前述の基準及び比較画素部の各画素情報を
クロックと同期して順次に読み出すことを特徴とするも
のである。このような画素情報の読出し方法は、撮像素
子を具える種々の装置に適用させて用いることが出来る
が、以下、この発明の方法につき、具体的な応用例を挙
げて説明する 画素情報の読出方法の実施装置例 この発明の画素情報の読出方法を第2図を用いて説明
したAFカメラに適用した例で説明する。
尚、以下の説明においては、第2図を用いて既に説明
した構成成分のうちこの発明の説明に必要でないと思わ
れる構成成分についての説明を省略する。
第2図に示したようなAFカメラにおいては、被写体の
濃度情報を得るための複数の画素を有する撮像素子を、
第3図(B)を用いて既に説明したCCDセンサ55を以っ
て構成することが出来る。さらに、第3図(A)を用い
て既に説明したコンデンサレンズ51、セパレータレンズ
53等をそのまま利用して被写体からの光をCCDセンサに
撮像させるようにすることが出来る。
又、第2図に示した制御部49をこの実施例の場合以下
のようなものとしている。第1図は、制御部49の内部構
成をこの発明に係る部分につき主に示すブロック図であ
る。
第1図において、61は撮像部45のCCDセンサ55の各画
素の出力信号が入力されるA/D変換器を示す。63はE2 PR
OM(Electrically Erasable & Programmable ROM)を
示す。65は比較手段を、67は演算手段を、69はメモリ手
段をそれぞれ示す。又、71は入出力ボートを、73はクロ
ック発生手段をそれぞれ示す。
ところで、第3図(B)を用いて既に説明したように
CCDセンサ55は相関法により合焦判定を行なうため、こ
のCCDセンサ55の複数の画素の中のある領域を基準画素
部55a、他のある領域を比較画素部55bというように割り
当てる必要がある。この割当を以下のように行なうこと
により被写体を正常な画素で撮像することが出来る。
CCDセンササ55の各画素に対し一様光を照射して各画
素の出力信号のレベルのバラツキを求める。出力信号レ
ベルが極端に大きかったり小さかったりする画素は欠陥
画素と判定し、このような画素は画素情報取り込み用に
用いない。出力信号のバラツキがある基準内に納ってい
て実質的に良品といえる画素の中から、第3図(B)を
用いて説明した基準画素部と、比較画素部とに用いる画
素をそれぞれ決定する。決定された基準画素部の先頭画
素を示すアドレス情報例えばiと、比較画素部の先頭画
素を示すアドレス情報例えばjとを上述したE2 PROMの
所定の位置にそれぞれ格納する。
尚、基準及び比較画素部に用いた各良品画素におい
て、これら良品画素の各画素の光電変換能力がバラツイ
ていると、被写体の明暗を示す情報はこれらバラツキを
含んだ状態のものなってしまい、被写体の明暗を正確に
示すことが出来なくなる。この実施例の場合、良品画素
の各画素の出力信号のバラツキを補正するため、以下の
ように各画素毎の補正値を求めて画素情報の読出しの際
に利用している。
良品画素に一様光を入射させて得た各出力信号の中の
例えば最小レベルの出力信号を示した画素を基準画素と
し、この基準画素の出力信号でこの基準画素以外の他の
良品画素の出力信号をそれぞれ正規化して各画素毎の基
準画素に対する補正値を予め求めておく。このようにし
て求めた各画素毎の補正値をE2 PROM63の所定のメモリ
位置にそれぞれ格納させておく。
尚、このE2 PROM63は、上述の基準及び比較画素部の
それぞれの先頭画素を示すアドレス情報、各画素の補正
値以外にも、種々の情報を格納することが出来る。この
発明に係る情報としては、被写体の明暗を示す各画素の
情報を撮像部45から制御部49のメモリ手段に格納させる
までの一連の処理を実行させるプログラムを格納してい
る。
画素情報の読出方法の説明 次に、第1図及び第4図を参照して実施例のAFカメラ
における画素情報の読出方法につき説明する。尚、第4
図はこのAFカメラにおける読出方法の動作を示す流れ図
であり、このような動作を実行するためのプログラムは
E2 PROM63に格納させてある。
E2 PROM63から基準画素部55aおよび比較画素部55bを
示すアドレス情報i及びjがメモリ手段69に取り込まれ
る(ステップ101)。一方、撮像部45に対してCCDセンサ
の積分開始信号が供給される(ステップ103)。CCDセン
サの積分時間が所定時間に達するとこれに応じ、クロッ
ク信号発生手段73から撮像部45に対しクロック信号が供
給される。この実施例の場合、クロック信号が供給され
ると同時にCCDセンサ55の第3図(B)にXで示す一方
端の画素から他方端画素までの各画素の出力信号がクロ
ック信号1パルス毎にA/D変換器61に順次に供給される
(ステップ105)。しかしながら、A/D変換器61は基準画
素部の先頭画素の出力信号が供給されるまではA/D変換
を行なわない。又、制御部はクロック信号の供給開始と
同時にこのクロック信号の計数を開始する(ステップ10
7)。ここで、E2 PROMに格納させてある基準画素部及び
比較画素部のそれぞれの先頭画素を示すアドレス情報を
このクロック信号のカウント数に対応させた数値として
おくものとする。又、第3図(B)を用いて既に説明し
たようにこの場合の基準画素部55aは、CCDセンサ55の一
方端側から数えてi番目の画素から(i+n)番目まで
の(n+1)個の画素を以って構成されている。このよ
うな場合において、このAFカメラはクロック信号のパル
ス累計数が基準画素部の先頭位置を示す数値iと一致し
たときに(ステップ109)、この画素からはじめて(n
+1)個目までの画素の情報を順次にA/D変換して、制
御部に順次に供給するように動作する。この動作を詳細
に説明すると以下のようになる。
基準画素部55aの先頭の画素、この場合CCDセンサの一
方端から数えてi番目の画素に達すると、この画素の情
報はA/D変換器61でA/D変換された後、演算手段67に取り
込まれる(ステップ111)。これと同時にこのi番目の
画素の光電変換性能を補正する補正値がE2 PROM63から
この演算手段に読み込まれる。演算手段ではA/D変換さ
れた値、この補正値との除算が行なわれ(ステップ11
3)、この除算結果を濃度情報としてメモリ手段69の所
定位置に格納する(ステップ115)。基準画素部55aの
(n+1)個の画素の全てに対してステップ113〜115の
処理が終了したか否かの確認がなされる(ステップ11
7)。終了していない場合はその画素の情報のA/D変換、
補正計算及びこの計算結果のメモリ手段への格納が順次
になされる(ステップ119,113〜115)。
基準画素部55aからの濃度情報の取り込みが終了する
と、クロック信号のパルス累計数が比較画素部の先頭位
置を示す数値に達しているか否かの確認がなされる(ス
テップ119,121)。
第3図(B)を用いて既に説明したように、この場合
の比較画素部55bは、CCDセンサ55の一方端側から数えて
j番目の画素から(j+n+p)番目までの(n+1+
p)個の画素を以って構成されている。このような場合
において、このAFカメラは、クロック信号のパルス累計
数が基準画素部の先頭位置を示す数値jと一致したとき
に(ステップ121)、この画素からはじめて(n+1+
p)個目までの画素の情報を順次にA/D変換して、補正
計算をして、その後メモリ手段69の所定位置に順次格納
する。この一連の動作は既に説明したステップ111〜119
と同様にして行なわれるからその説明は省略する(ステ
ップ123〜131)。
比較画素部55bの(n+1+p)個の画素の全てに対
してステップ123〜127の処理が終了すると、メモリ手段
の所定の領域には基準画素部55aと比較画素部55bとで得
た被写体の明暗を示す濃度情報が、各画素の光電変換能
力のバラツキが補正された状態で格納される。
又、基準画素部及び比較画素部の画素情報に対しての
みA/D変換、補正計算がなされるから、消費電力の低
減、演算時間の短縮、メモリ使用量の低減を図ることが
出来る。
尚、この発明は上述の実施例に限定されるものではな
い。
例えば、各画素に一様光を入射させて得た各画素の出
力信号レベルの最大値若しくは平均値を基準にし、この
基準値で他の各画素の出力信号の値を正規化して各画素
の補正値を求めてメモリに格納させてもよい。
又、上述の実施例では基準画素部及び比較画素部のそ
れぞれの先頭画素を示すアドレス情報及び各画素の部補
正値を格納させるメモリをE2 PROMを以って構成した例
で説明している。E2 PROMを用いた理由は、アドレス情
報や各補正値が撮像素子毎で種々に変るということを考
慮したためであり、このようにすれば、カメラの組立工
程において各カメラに備わる撮像素子に応じて補正値の
書き込みを容易に行なうことが出来、さらに、これら情
報の書換も容易に行ない得るからである。しかし、アド
レス情報や補正値の格納のためのメモリをE2 PROM以外
のもので行なうことも勿論可能である。
(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の画素
情報の読出方法によれば、撮像素子の各画素のうちの欠
陥画素を除いた良品画素からの情報を読出すことが出来
るから、撮像素子から得られた被写体の濃度情報は被写
体の明暗を正確に示したものになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の画素情報の読出方法を適用したAF
カメラに設けたこの発明の実施に好適な制御部を示すブ
ロック図、 第2図は、この発明に係るAFカメラの構成を概略的に示
すブロック図、 第3図(A)は、この発明に係るAFカメラが装備する撮
像部を概略的に示す斜視図、 第3図(B)は、この発明に係るAFカメラが装備する撮
像部内のCDセンサを概略的に示す斜視図、 第4図は、この発明の実施例の読出し方法の動作を示す
流れ図である。 11……撮影レンズ、13……移動自在レンズ 15……レンズ系、17……駆動力伝達機構 17a……レンズ側クラッチ 17b……ギヤ、17c……ヘリコイドネジ 19……レンズROM、21……レンズ側電気接点群 31……カメラボデイ、43……ボディ側電気接点群 45……撮像部、47……駆動機構 47a……AFモータ、47b……ギヤ 47c……ボディ側クラッチ 47d……エンコーダ、49……制御部 51……コンデンサレンズ、53……セパレータレンズ 55……CCDセンサ、55a……基準画素部 55b……比較画素部、61……A/D変換器 63……E2 PROM、65……比較手段 67……演算手段、69……メモリ手段、 71……入出力ポート 73……クロック信号発生手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数の画素配列中の基準画素部及び比較画
    素部の先頭画素のアドレス情報を予めメモリに格納して
    おき、 前記多数の画素配列の先頭画素からのクロックパルス数
    が前記アドレス情報と一致した時前記基準及び比較画素
    部の各画素情報をクロックと同期して順次に読み出すこ
    と を特徴とする画素情報の読出方法。
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