JP3338322B2 - オートフォーカスカメラ - Google Patents

オートフォーカスカメラ

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JP3338322B2 JP04038997A JP4038997A JP3338322B2 JP 3338322 B2 JP3338322 B2 JP 3338322B2 JP 04038997 A JP04038997 A JP 04038997A JP 4038997 A JP4038997 A JP 4038997A JP 3338322 B2 JP3338322 B2 JP 3338322B2
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    • G02B7/365—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals by analysis of the spatial frequency components of the image
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はオートフォーカス
カメラに関し、特に、デジタルスチールカメラのレンズ
を合焦位置に駆動するようなオートフォーカスカメラに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の銀塩カメラでは、オートフォーカ
ス装置として位相差方式などの光学式のものが用いられ
ているのに対して、デジタルスチールカメラでは、ＣＣ
Ｄなどの撮像素子からの映像信号を焦点制御状態の評価
に用いている。その理由は、本質的にバララックスが存
在せず、また被写界深度が浅い場合や、遠方の被写体に
対しても精度よく焦点を合わせられるなど優れた点が多
いからである。しかも、オートフォーカス用の特別なセ
ンサも不要であり、機構的にも極めて簡素になるという
特徴がある。
【０００３】そのようなオートフォーカスカメラの一例
として、特開平３−６８２８０号公報には、フォーカス
レンズを被写体距離の無限遠から至近点にわたって比較
的粗いステップで移動させ、各ステップごとの焦点評価
値を得て、このときの最大焦点評価値に対応する被写体
距離の近傍までフォーカスレンズを移動させた後、さら
にフォーカスレンズを被写体距離の近傍において最小ス
テップで移動させ、各最小ステップごとに焦点評価値か
ら最大評価値を得て合焦動作を速める技術について記載
されている。
【０００４】図５は、合焦位置と焦点評価値との関係を
示す図である。図５に示すように、焦点評価値は、一般
的に合焦位置で最大となり、デフォーカス量が大きくな
るに従って減少する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のごとく、オート
フォーカス動作は、通常焦点評価値が最大になるように
フォーカスレンズを駆動するが、図６に示すように低照
度で被写体中に高輝度な部分が存在するような状況で
は、合焦位置では焦点評価値が低くなり、ピントがずれ
るほど焦点評価値が高くなる場合がある。
【０００６】すなわち、図６（ａ）の位置で明瞭に明る
い被写体があり、図６（ｂ），（ｃ）の位置で周辺がぼ
けたような被写体があると、図６（ｂ），（ｃ）の被写
体では、ピントがずれるに従って高輝度部分の映像信号
のエッジが立ち高周波成分が増加するためである。この
ような状況で焦点評価値が最大となるようにフォーカス
レンズ位置を設定すると、図６（ｂ）または（ｃ）の位
置で合焦してしまい、大きくピント外れを生じてしまう
欠点がある。
【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、低
照度で被写体中に高輝度な部分が存在するような状況で
焦点評価値のピークが２ヶ所あっても、合焦位置にフォ
ーカスレンズを駆動できるようなオートフォーカスカメ
ラを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
撮像素子から出力された映像信号の高周波成分を基に作
成された評価値を出力する評価値検出手段と、該評価値
が最大となるようにフォーカスレンズの撮像素子に対す
る相対位置を制御する相対位置制御手段とを備えるオー
トフォーカスカメラであって、評価値検出手段から出力
される評価値に２ヶ所の極大値が生じることを検出する
２極大値発生手段を備え、低照度で被写体中に高輝度が
存在する場合に、評価値に２ヶ所の極大値が検出された
ことに応じて、オートフォーカス領域の中間位置に相対
位置を設定することを特徴とする。
【０００９】請求項２に係る発明では、撮像素子から出
力された映像信号の高周波成分を基に作成される評価値
を出力する評価値検出手段と、該評価値が最大となるよ
うにフォーカスレンズの前記撮像素子に対する相対位置
を制御する相対位置制御手段とを備えるオートフォーカ
スカメラであって、評価値検出手段から出力される評価
値に２ヶ所の極大値が生じることを検出する２極大値発
生検出手段を備え、低照度で被写体中に高輝度が存在す
る場合に、評価値に２ヶ所の極大値が検出されたことに
応じて、検出された２ヶ所の極大値をとる相対位置間で
評価値が最低となる位置に相対位置を設定する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態の概
略ブロック図である。図１において、ＣＣＤ素子２はレ
ンズ１を介して入射される入射光を光電変換して撮像信
号としてＡ／Ｄ変換器３に出力する。Ａ／Ｄ変換器３は
撮像信号をデジタル化して画像データとして信号処理回
路４に出力する。信号処理回路４はデジタル画像データ
にホワイトバランス補正およびγ補正を行なう。ＤＲＡ
Ｍ５は図示しないレリーズスイッチを押圧した直後に得
られる撮像信号に該当する１画面分の画像データを格納
する。
【００１１】処理回路６はＤＲＡＭ５に格納された１画
面分の画像データに色分離処理などの周知の信号処理を
施した上で、画像圧縮をソフトウェア的に行なって圧縮
画像データを後段のフラッシュメモリ７に格納するとと
もに、フラッシュメモリ７から読出した圧縮画像データ
を画像伸長して図示しない液晶モニタに与えて撮影画像
を表示する。
【００１２】また、ＤＲＡＭ５に格納された画像データ
はゲート回路８に与えられ、オートフォーカス制御のた
めに画像の中央部分の画像データが抽出されて輝度信号
生成回路９に与えられる。輝度信号生成回路９は抽出さ
れた画像データから輝度信号を生成し、ハイパスフィル
タ（ＨＰＦ）１０はその輝度信号から高周波成分を抽出
してデジタル積分器１１に与える。デジタル積分器１１
は、１画面分の高周波成分を積分して評価値としてＣＰ
Ｕ１２に出力する。。ＣＰＵ１２は後述の図２および図
３に示すフローチャートに基づくプログラムに従ってオ
ートフォーカス制御のためにモータ１３を駆動し、レン
ズ１を矢印方向に駆動してオートフォーカス制御を行な
う。
【００１３】図２はこの発明の一実施形態の動作を説明
するためのフローチャートであり、図３および図４は図
１のオートフォーカス処理のサブルーチンを示すフロー
チャートである。
【００１４】次に、図１〜図４を参照して、この発明の
一実施形態の具体的な動作について説明する。図２にお
いて、ＣＰＵ１２はレリーズスイッチが押圧されるまで
待機していて、ステップ（図示ではＳＰと略称する）Ｓ
Ｐ１において、レリーズスイッチがＯＮされたことを判
別すると、ステップＳＰ２のオートフォーカス処理を行
ない、ステップＳＰ３で撮像信号の取込，信号処理など
を実行する。オートフォーカス処理は図３および図４に
示すフローチャートに従って処理される。
【００１５】すなわち、図３のステップＳＰ４におい
て、ＣＰＵ１２に内蔵されているＲＡＭ（図示せず）内
のｍａｘ ｄａｔａ，ｐｅｅｋ ｓｔａｃｋ，ｐｅｅｋ
ｄｅｔ，ｄａｔａ ｓｔａｃｋ，ｐｅｅｋ ｃｎｔの
ための各エリアがクリアされ、ｍｉｎｉ ｄａｔａエリ
アにＦＦＦＦH がストアされて初期設定される。ステッ
プＳＰ５において、ＣＰＵ１２はフォーカスモータ１３
によってオートフォーカスを開始する位置である∞端点
までフォーカスレンズ１を駆動し、このフォーカス位置
でのデータを得るための露光期間として、１垂直走査期
間が経過するまで待機する。
【００１６】ステップＳＰ６において、垂直同期と同期
して処理するために、垂直走査期間の先頭まで待機し、
先頭になったことを判別すると、ステップＳＰ７で今回
の評価値であるデジタル積分器１１の出力値をＲＡＭの
ｄａｔａエリアにストアし、その評価値に対応するフォ
ーカスレンズの位置をＲＡＭのｆｐｏｓエリアにストア
し、ステップＳＰ８においてフォーカスモータ１３でフ
ォーカスレンズ１を近側に所定量移動させる。
【００１７】ステップＳＰ９において、ｄａｔａがｍａ
ｘ ｄａｔａか、すなわちフォーカスの最大値であるか
が判別され、最大値であればｆｐｏｓエリアのフォーカ
スモータ位置をａｆｐｏｓエリアにストアし、ｄａｔａ
エリアの値をｍａｘ ｄａｔａエリアにストアする。し
かし、データが最大値でなければ、ステップＳＰ１１に
おいて、ｐｅｅｋ ｃｎｔがいくつ目のピークを計数し
たかを判別し、ピークを検出していなければ、ステップ
ＳＰ１２でｄａｔａが最初に設定したｍｉｎｉｄａｔａ
よりも小さいか否かを判別する。ｄａｔａがｍｉｎｉ
ｄａｔａよりも小さければ、ｆｐｏｓのフォーカスモー
タ位置をｍｉｎｉ ｐｏｓにストアし、ｄａｔａをｍｉ
ｎｉ ｄａｔａエリアにストアする。
【００１８】次に、図４に示すステップＳＰ１４におい
てデータが前回の評価値以下であることを判別し、ステ
ップＳＰ１５でまだピークを検出していないことを判別
し、ステップＳＰ１６で評価値がｐｅｅｋ ｓｔａｃｋ
の値よりも小さいことを判別し、ステップＳＰ１７でピ
ーク値からの減少が所定値ａよりも大きいことを判別し
たときには、ピークを検出したものとして、ステップＳ
Ｐ１９でｐｅｅｋ ｄｅｔフラグをセットし、ｐｅｅｋ
ｃｎｔをインクリメントする。
【００１９】また、ステップＳＰ１７によってピーク値
からの減少が所定値ａよりも小さいことを判別しても、
ステップＳＰ１８でフォーカスレンズの位置が近側端点
の場合はピーク値に達したものと考えられるので、ｐｅ
ｅｋ ｄｅｔフラグをセットし、ｐｅｅｋ ｃｎｔをイ
ンクリメントする。
【００２０】前述のステップＳＰ１４においてデータが
前回の評価値よりも増えたことを判別したときには、ス
テップＳＰ２０でｐｅｅｋ ｄｅｔフラグをクリアし、
今回の評価値を最大値としてｐｅｅｋ ｓｔａｃｋにス
トアして更新する。そして、評価値が増加しても、フォ
ーカスレンズ位置が近側端点であればピーク値であると
してｐｅｅｋ ｄｅｔフラグをクリアし、ｐｅｅｋ ｃ
ｎｔをインクリメントする。
【００２１】ステップＳＰ２２において、今回の評価値
をｄａｔａ ｓｔａｃｋに記憶し、ステップＳＰ２３で
すべてのフォーカス領域を終了したか否かを判別し、終
了していなければステップＳＰ６に戻り、ステップＳＰ
６〜ＳＰ２３の動作を繰返す。そして、ステップＳＰ２
４においてｐｅｅｋ ｃｎｔが２になったことを判別す
ると、ａｆｐｏｓのエリアに中間距離にピントの合うフ
ォーカスレンズ位置またはｐｅｅｋ ｃｎｔが１で評価
値が最小となったフォーカスレンズ位置（２つのピーク
の間で最小となったフォーカスレンズ位置）を設定し、
ステップＳＰ２６において、ａｆｐｏｓの位置にフォー
カスレンズを駆動してオートフォーカス処理を終了す
る。
【００２２】上述のごとく、この発明の一実施形態で
は、低照度で被写体中に高輝度が存在するような状況
で、焦点評価値のピーク値が２ヶ所存在する焦点評価値
の最大位置と光学的焦点位置が一致しない場合を検出
し、２ヶ所のピークの間の焦点評価値が最小となる位
置、もしくは効率的に最も破綻しにくいオートフォーカ
ス領域の中間距離にフォーカスレンズ１を設定すること
により、大きなピンボケを起こすことがなくなる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、フォ
ーカス領域全体の焦点評価値を測定し、低照度で被写体
中に高輝度が存在する場合に、評価値に２ヶ所の極大値
が検出されたことに応じて、オートフォーカス領域の中
間位置に相対位置を設定してピントが合うようにレンズ
を駆動するようにしたので、大きくピンボケを起こすこ
とがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示すブロック図であ
る。
【図２】この発明の一実施形態の全体の動作を説明する
ためのフローチャートである。
【図３】図２に示したオートフォーカス処理のサブルー
チンの前半の処理を示すフローチャートである。
【図４】オートフォーカス処理のサブルーチンの後半の
処理を示すフローチャートである。
【図５】合焦位置と焦点評価値との関係を示す図であ
る。
【図６】低照度で被写体中に高輝度部分が存在するよう
な状況における合焦位置と評価値との関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ フォーカスレンズ ２ ＣＣＤ素子 ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ 信号処理回路 ５ ＤＲＡＭ ６ 処理回路 ７ フラッシュメモリ ８ ゲート回路 ９ 輝度信号生成回路 １０ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ） １１ デジタル積分器 １２ ＣＰＵ １３ フォーカスモータ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像素子から出力された映像信号の高周
    波成分を基に作成される評価値を出力する評価値検出手
    段と、該評価値が最大となるようにフォーカスレンズの
    前記撮像素子に対する相対位置を制御する相対位置制御
    手段とを備えるオートフォーカスカメラであって、 前記評価値検出手段から出力される評価値に２ヶ所の極
    大値が生じることを検出する２極大値発生検出手段を備
    え、低照度で被写体中に高輝度が存在する場合に、評価
    値に２ヶ所の極大値が検出されたことに応じて、オート
    フォーカス領域の中間位置に前記相対位置を設定するこ
    とを特徴とするオートフォーカスカメラ。
  2. 【請求項２】 撮像素子から出力された映像信号の高周
    波成分を基に作成される評価値を出力する評価値検出手
    段と、該評価値が最大となるようにフォーカスレンズの
    前記撮像素子に対する相対位置を制御する相対位置制御
    手段とを備えるオートフォーカスカメラであって、 前記評価値検出手段から出力される評価値に２ヶ所の極
    大値が生じることを検出する２極大値発生検出手段を備
    え、低照度で被写体中に高輝度が存在する場合に、評価
    値に２ヶ所の極大値が検出されたことに応じて、検出さ
    れた２ヶ所の極大値をとる相対位置間で評価値が最低と
    なる位置に前記相対位置を設定することを特徴とするオ
    ートフォーカスカメラ。
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