(57)【要約】【課題】  フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算時間や消費電力を抑えることが可能な電子カメラを提供する。【解決手段】  イメージャ９と、該イメージャに被写体光を導く撮像光学系８と、前記イメージャの出力を画素処理してメモリにデータを格納する画像演算部10と、前記イメージャに対する露光量を制御するための露光制御信号を演算する露出演算部11と、前記撮像光学系のフォーカスを制御するフォーカス制御信号を演算するフォーカス演算部12と、撮影シーンに応じて、前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方の演算特性を変更するように制御する撮影シーン判定部13とを備えて電子カメラを構成する。【選択図】        図  １
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージャと、該イメージャに被写体光を導く撮像光学系と、前記イメージャの出力を画素処理してメモリにデータを格納する画像演算部と、前記イメージャに対する露光量を制御するための露光制御信号を演算する露出演算部と、前記撮像光学系のフォーカスを制御するフォーカス制御信号を演算するフォーカス演算部と、撮影シーンに応じて、前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方の演算特性を変更するように制御する撮影シーン判定部とを有する電子カメラ。
【請求項２】
測距用光学系で導かれた前記被写体光を電気信号に変換する測距センサと、測光用光学系で導かれた前記被写体光を電気信号に変換する測光センサとを更に有し、前記フォーカス演算部は、前記フォーカス制御信号を、前記測距センサからの出力に基づき演算し、また前記露出演算部は、前記露光制御信号を、前記測光センサからの出力に基づき演算することを特徴とする請求項１に係る電子カメラ。
【請求項３】
外部環境に関する情報を検知する外部環境センサと、外部との通信を行う通信部と、ユーザによる設定が入力される設定入力部とを更に有し、前記撮影シーン判定部は、前記外部環境センサからの出力、前記通信部からの出力及び前記設定入力部からの出力の、少なくとも１つの出力に基づき、前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方の演算特性を変更するように制御することを特徴とする請求項１又は２に係る電子カメラ。
【請求項４】
前記撮影シーン判定部は、該撮影シーン判定部の新たな判定に基づく制御による撮影から一定時間内、もしくは前記通信部又は設定入力部に対する入力から一定期間内は、判定結果を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に係る電子カメラ。
【請求項５】
前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方は、前記イメージャからの出力に基づき、対応する制御信号を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に係る電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像素子もしくは専用光センサの出力信号から露光制御信号及びフォーカス制御信号を演算生成する露出演算部並びにフォーカス演算部を備えた電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像処理のディジタル化及び画像圧縮技術の進歩に伴い、撮像した画像信号をディジタル化してメモリに記憶可能にしたディジタルカメラ等の電子カメラが注目されている。このような電子カメラは、撮像画像の品質を決める露出演算部、フォーカス演算部を備えており、さまざまな撮影条件で正確に露出が合い且つ合焦した撮影画像を得るために、従来より数多くの提案がなされている。
【０００３】
露出演算部に関しては、撮像画面を分割した領域間の最大値、最小値、コントラストなどを求め、これらの値から露出値を決めるようにした構成のものが特公昭４７−３３７９４号公報、特公平４−５９７２４号公報、特開平５−１１３０５号公報等に開示されている。またフォーカス演算部に関しては、露出演算部と同様に撮影画面を分割し、異なる位置の被写体のコントラストから合焦情報を得るようにした構成のものが特許第３０７６１６６号公報、特開平７−１６８０８５号公報等に開示されている。
【０００４】
図８に、フォーカス演算部の先行例として、特許第３０７６１６６号公報の図１に開示のものを示す。上記公報開示のものは、画面のほぼ中央部を測距するための中央測距部101 と画面のほぼ周辺部を測距するための周辺測距部102 とからなる測距センサと、前記中央測距部101 及び周辺測距部102 の出力が供給される最至近選択部103 及び標準偏差演算部104 と、該標準偏差演算部104 の演算結果と共に記憶部106 に記憶されている所定値が入力される比較部105 と、前記中央測距部101 の出力結果と共にインバータ107 を介して比較部105 の比較結果が入力されるゲート回路108 と、前記比較部105 の比較結果と最至近選択部103 の選択結果が入力されるゲート回路109 と、前記ゲート回路108 及び109 の出力結果に従ってピント合わせ用レンズ111 を制御するピント調整部110 とからなるフォーカス演算部とで構成されており、近距離に位置する被写体と遠距離に位置する被写体それぞれに合焦するため、中央部と周辺部の情報を得る測距センサの出力をフォーカス演算部で演算してレンズ位置制御信号を得ている。なお、図８において、112 はズームレンズである。
【０００５】
図９の（Ａ），（Ｂ）に露出演算部の先行例として、特公平４−５９７２４号公報の図４並びに図７〜図９に図示のものを示す。上記公報開示のものは、図９の（Ａ）に示す５分割（ＰＶ0 〜ＰＶ4 ）した受光素子からなる測光センサ201 と、測光センサ201 の出力から得られる絶対輝度ＢＶ0 〜ＢＶ4 の最大値出力回路202aと、最小値出力回路202bと、平均値出力回路202cと、最大値出力回路202a，最小値出力回路202b及び平均値出力回路202cの出力を受けて、それらの中間値を出力する中間値出力回路202dなどからなる露出演算部202 で構成されており、露出演算部202 で撮影画面を分割した各領域の明るさの最大値、最小値、平均値、最大値と平均値の間及び最小値と平均値の間の中間値を演算し、その演算結果から絞りシャッタ制御信号を得ている。
【特許文献１】特公昭４７−３３７９４号公報
【特許文献２】特公平４−５９７２４号公報
【特許文献３】特開平５−１１３０５号公報
【特許文献４】特許第３０７６１６６号公報
【特許文献５】特開平７−１６８０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記図８及び図９の（Ａ），（Ｂ）に示したように、従来の電子カメラの場合、フォーカス演算部及び露出演算部の入力数を増やし、各演算部での計算を複雑にすることで、さまざまな撮影条件で正確に露出が合い且つ合焦した撮影画像を得るようにしている。しかしながら、従来の構成のフォーカス演算部及び露出演算部を用いた場合には、演算にかかる時間で決まる撮影の遅延、演算時の消費電流の増加が避けられない。
【０００７】
本発明は、従来の電子カメラにおける上記課題を解消するためになされたもので、フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算時間や消費電力を抑えることが可能な電子カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、イメージャと、該イメージャに被写体光を導く撮像光学系と、前記イメージャの出力を画素処理してメモリにデータを格納する画像演算部と、前記イメージャに対する露光量を制御するための露光制御信号を演算する露出演算部と、前記撮像光学系のフォーカスを制御するフォーカス制御信号を演算するフォーカス演算部と、撮影シーンに応じて、前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方の演算特性を変更するように制御する撮影シーン判定部とを備えて、電子カメラを構成するものである。
【０００９】
このように構成した電子カメラにおいては、撮影シーンに応じて、撮影シーン判定部により、フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方は、その演算特性、例えば、演算方法、動作周波数が変更されるように制御される。これにより、撮影シーンによっては不要となる演算を省くことが可能となり、フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算時間や消費電力を抑えることが可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る電子カメラにおいて、測距用光学系で導かれた前記被写体光を電気信号に変換する測距センサと、測光用光学系で導かれた前記被写体光を電気信号に変換する測光センサとを更に有し、前記フォーカス演算部は、前記フォーカス制御信号を、前記測距センサからの出力に基づき演算し、また前記露出演算部は、前記露光制御信号を、前記測光センサからの出力に基づき演算することを特徴とするものである。
【００１１】
このように構成した電子カメラにおいては、フォーカス制御信号は、フォーカス演算部により測距センサからの出力に基づいて演算され、また露光制御信号は、露出演算部により測光センサからの出力に基づいて演算される。このように専用のセンサを用いてフォーカス制御信号及び露光制御信号が生成されることとなるので、演算にかかる時間を抑えることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る電子カメラにおいて、外部環境に関する情報を検知する外部環境センサと、外部との通信を行う通信部と、ユーザによる設定が入力される設定入力部とを更に有し、前記撮影シーン判定部は、前記外部環境センサからの出力、前記通信部からの出力及び前記設定入力部からの出力の、少なくとも１つの出力に基づき、前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方の演算特性を変更するように制御することを特徴とするものである。
【００１３】
このように構成した電子カメラにおいては、撮影シーン判定部は、外部環境センサからの出力、通信部からの出力及び設定入力部からの出力の少なくとも１つの出力に基づき、フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算特性を変更するように制御し、外部環境センサからの出力、通信部からの出力、及び設定入力部からの出力の少なくとも１つの出力に基づく撮影シーンの判定を行うことが可能となり、その判定された撮影シーンによっては不要となる演算を省き、フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算時間や消費電力を抑えることが可能となる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る電子カメラにおいて、前記撮影シーン判定部は、該撮影シーン判定部の新たな判定に基づく制御による撮影から一定時間内、もしくは前記通信部又は設定入力部に対する入力から一定期間内は、判定結果を保持することを特徴とするものである。
【００１５】
このように構成した電子カメラにおいては、前記撮影シーン判定部の新たな判定に基づく制御による撮影から、もしくは前記通信部又は設定入力部に対する入力から一定時間内は、撮影シーン判定部により判定結果が保持され、一定時間内であれば再度判定を行う必要がなく、素早く撮影を行うことが可能となる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る電子カメラにおいて、前記フォーカス演算部及び前記露出演算部の少なくとも一方は、前記イメージャからの出力に基づき、対応する制御信号を生成することを特徴とするものである。
【００１７】
このように構成した電子カメラにおいては、イメージャからの出力に基づきフォーカス制御信号及び露光制御信号の少なくとも一方が生成されるので、フォーカス制御信号及び露光制御信号の少なくとも一方の生成用の専用の光学系及びセンサを備える必要がなく、消費電力を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電子カメラによれば、撮影シーン判定部を備え、その出力により、フォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算方法などの演算特性を制御することを特徴としており、撮影シーン判定部によりフォーカス演算部及び露出演算部の少なくとも一方の演算方法などの演算特性を制御することにより、各部の少なくとも一方の演算時間を短縮し、消費電流を低減することができる。また演算特性として演算方法の制御に加え動作周波数を上げるべく制御することにより、動作周波数を上げないときに比べ演算時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
まず、本発明に係る電子カメラの実施例１を図１〜図６に基づいて説明する。本実施例に係る電子カメラは、図１に示すように、測光用光学系１と、測距用光学系２と、それぞれの光学系で受けた光を検出する測光センサ３及び測距センサ４と、撮影レンズ５，絞り６，シャッタ７で構成された撮像光学系８と、撮像光学系８の光を受けるイメージャ９と、イメージャ９で検出した光電変換信号をデジタル化してメモリに格納する画像演算部10と、測光センサ３の出力を受け前記絞り６とシャッタ７を制御する信号を出力する露出演算部11と、測距センサ４の出力を受け前記撮影レンズ５の位置を制御する信号を出力するフォーカス演算部12と、撮影被写体及び撮影条件を判定し、露出演算部11とフォーカス演算部12の演算方法、動作周波数などの演算特性を変える制御信号を生成する撮影シーン判定部13とで構成されている。
【００２１】
図２は、撮影シーン判定部13の構成を示すブロック図である。この実施例における撮影シーン判定部13は、シーン演算ブロック21と、シーン演算ブロック21への時間、日付、温度、撮影場所、方角及び天候等の情報に対応する入力を供給する時間情報検出部22，温度情報検出部23，位置情報検出部24，方角情報検出部25，天候情報検出部26と、各情報検出部に外部から信号を供給する通信部27と、ユーザーＩＦ28と、時間情報を出力する時計29と、温度情報を出力する温度センサ30と、位置情報を出力する位置センサ31と、方角情報を出力する方位センサ32と、天候情報を出力する気圧センサ33とで構成されている。
【００２２】
次に、図３〜図６を用いて、撮影シーン判定部13の動作について説明する。図３は、撮影シーン判定部13により撮影場所及び天候を判定する動作を示す説明図である。撮影シーン判定部13のシーン演算ブロック21は、温度情報検出部23から15℃，位置情報検出部24から東京郊外、時間情報検出部22から14：00，２月なる情報が入ると、撮影場所が野外、天候は晴れと判定する。温度情報、位置情報並びに時間と日付の時間情報は、対応する各センサと時計の出力か、外部からの通信による通信部27かユーザーの設定によるユーザーＩＦ28から得た情報である。
【００２３】
上記撮影シーン判定部13のシーン演算ブロック21から、上記判定結果を基に露出演算部11に、室内撮影に必要な露出演算を省く制御信号が加えられ、露出演算部11の演算時間が短縮され、消費電流が低減する。この状態において、シーン演算ブロック21から露出演算部11の動作周波数を上げる制御信号を加えると、露出演算部11の演算時間が更に短縮される。
【００２４】
上記動作と同様に、シーン演算ブロック21から、上記判定結果を基にフォーカス演算部12に一定距離以下の被写体を検出する制御信号が加えられ、主要被写体の検出演算が高速に行われ、フォーカス演算部12の演算時間が短縮し、消費電流が低減する。これは、野外で晴れた状態で撮影していると判定されているので、一定距離以上の被写体は被写界深度内に収まるため演算する必要がないことに基づく。この状態においてシーン演算ブロック21からフォーカス演算部12の動作周波数を上げる制御信号を加えると、演算時間が更に短縮される。なお、上記各情報検出部からの情報に基づくシーン演算ブロック21の判定は、日本（東京）では冬季、アジア大陸に大規模な高気圧ができた際、日本の東方及び北太平洋に低気圧がある気圧配置（西高東低）になる頻度が高く、このとき太平洋岸地方は晴天となることに基づくものとする。なお、西高東低の気圧配置は、次のような特徴をもつとされている。
（１）北西の強い季節風が吹く。
（２）日本海沿岸地方に雪をもたらす。
（３）日本列島付近での等圧線が縦じまになる。
（４）この気圧配置が強まったときは海は大荒れとなる。
（５）等圧線の間隔が狭いほど風は強くなる。
（６）太平洋岸地方に晴天をもたらす。
【００２５】
図４は、撮影シーン判定部13により逆光／順光を判定し、その判定結果をもってフォーカス演算部12及び露出演算部11を制御する動作を示す説明図である。撮影シーン判定部13のシーン演算ブロック21は、位置情報検出部24から野外、方角情報検出部25から南向き、時間情報検出部22から13：00なる情報が入ると、撮影シーンが逆光であると判定する。位置情報、方角情報並びに時間と日付の情報は、各センサと時計の出力か、通信部27かユーザーＩＦ28で得た情報である。
【００２６】
シーン演算ブロック21は、上記判定結果を基に、例えば、露出演算部11とフォーカス演算部12に画面の周辺部情報は演算しない制御信号を加える。この制御信号により露出演算部11並びにフォーカス演算部12の演算時間が短縮し、消費電流が低減する。この状態において、シーン演算ブロック21から露出演算部11並びにフォーカス演算部12に動作周波数を上げる制御信号を加えると、露出演算部11並びにフォーカス演算部12の演算時間が更に短縮する。なお、シーン演算ブロック21での判定は、太陽の動き、すなわち東から登り日中南を通り西に沈む現象に基づくものとする。
【００２７】
図５は、撮影シーン判定部13において位置情報及び時間情報から撮影場所並びに照明状態を判定し、その判定結果をもってフォーカス演算部12，露出演算部11を制御する動作を示す説明図である。時間情報検出部22から22：00，位置情報検出部24から撮影位置が住宅地なる情報が入ると、撮影シーン判定部13のシーン演算ブロック21は住宅街の室内で撮影され照明の色温度が高いと判定する。時間情報と位置情報は、各センサと時計の出力か、通信部27かユーザーＩＦ28で得た情報である。時間情報検出部22から22：00，位置情報検出部24から撮影位置が繁華街なる情報が入った場合は、撮影シーン判定部13のシーン演算ブロック21は、飲み屋、娯楽施設、ホテルなどの屋内で撮影され、照明の色温度が低いと判定する。
【００２８】
シーン演算ブロック21は、上記照明の色温度判定結果を基に、フォーカス演算部12に一定距離以下の被写体のみを検出する制御信号を加える。この制御によりフォーカス演算部12の演算時間が短縮し、消費電流が低減される。この状態において、シーン演算ブロック21からフォーカス演算部12の動作周波数を上げる制御信号を加えると、フォーカス演算部12の演算時間が更に短縮する。
【００２９】
上記動作と同様に、シーン演算ブロック21は、上記照明の色温度判定結果を基に、露出演算部11に住宅街なら光源の色温度が高いときの演算のみを、繁華街ならば光源の色温度が低いときの演算のみを行う制御信号を加える。この制御信号により露出演算部11の演算時間が短縮し、消費電流が低減される。この状態において、シーン演算ブロック21から露出演算部11の動作周波数を上げる制御信号を加えると、露出演算部11の演算時間が更に短縮する。
【００３０】
なお、シーン演算ブロック21での上記判定は、照明の色温度及び明るさは場所により異なり、色温度は高いほど活動的、低いと落ち着くといわれており、家庭の場合、太陽の色温度（5000Ｋ）より高い色温度（6700Ｋ）の照明が55％を越えているのに対して、繁華街にある飲み屋、ホテルの照明は暗く色温度も低いことに基づくものとする。
【００３１】
図６は、図１に示した実施例１の動作における撮影シーン判定部13の出力を保持する動作を示すフローチャートである。この動作は、撮影シーン判定部13には、時計29，温度センサ30，方位センサ32，位置センサ31，気圧センサ33が搭載されているが、各センサと時計の出力は短時間で急激に変化するものではないため、前回の撮影シーン判定部13の新たな判定に基づく撮影から一定時間内、また先の通信部27を介しての入力から、あるいはユーザーＩＦ28を操作してから一定期間内は、撮影シーン演算部の出力を保持する動作である。
【００３２】
すなわち、撮影を開始すると、撮影シーン判定部13における時計及び各センサからの出力が入力された各情報検出部からの各検出情報がシーン演算ブロック21に入力されて判定が開始されると共に、図示されていない撮影シーン判定部13内のタイマーの動作がスタートする。また時計及びセンサからの出力ではなく、通信部27あるいはユーザーＩＦ28から入力された情報に基づく各情報検出部からの各検出情報がシーン演算ブロック21に入力された場合も、同様にタイマーがスタートする。そして、前回の撮影シーン判定部13の新たな判定に基づく撮影、あるいは通信部27からの入力更にはユーザーＩＦ28を操作してから所定の一定期間内であるか否かの判定が行われ、一定期間内であれば撮影シーン判定部13で保持されている、先の撮影における判定結果あるいは通信部27又はユーザーＩＦ28からの入力による判定結果に基づく制御信号により、露出演算部11及びフォーカス演算部12を制御して撮影を行う。一方、上記一定期間を経過している場合には、その時点における新たな各検出情報に基づいて撮影シーンの判定を行い撮影を実行する。
【００３３】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。図７は、本実施例に係る電子カメラのブロック構成図で、図１に示した実施例１と同一あるいは対応する構成要素には、同一符号を付して示している。本実施例に係る電子カメラは、図７に示すように、撮影レンズ５，絞り６，シャッタ７で構成される撮像光学系８と、撮像光学系８の光を受けるイメージャ９と、イメージャ９で検出した光電変換信号をデジタル化してメモリに格納する画像演算部10と、イメージャ９の出力を受け前記絞り６とシャッタ７を制御する信号を出力する露出演算部11と、イメージャ９の出力を受け前記撮影レンズ５の位置を制御する信号を出力するフォーカス演算部12と、撮影被写体及び撮影条件を判定し、露出演算部11とフォーカス演算部12の演算方法、更には動作周波数を変える制御信号を生成する撮影シーン判定部13とで構成される。ここで、撮影シーン判定部13の構成は、図２に示した実施例１の撮影シーン判定部と同様である。
【００３４】
以上のような構成とすることにより、露出用、フォーカス用の専用のセンサを有する必要がないので、より消費電力を抑えることができる。
【００３５】
なお、上記各実施例においては、撮影シーン判定部は露出演算部とフォーカス演算部の両方の演算特性を変える制御信号を生成するように構成したものを示したが、露出演算部とフォーカス演算部のいずれか一方のみの演算特性を変える制御信号を生成するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る電子カメラの実施例１を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施例１の撮影シーン判定部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１に係る電子カメラの動作を説明するための説明図である。
【図４】実施例１に係る電子カメラの他の動作を説明するための説明図である。
【図５】実施例１に係る電子カメラの更に他の動作を説明するための説明図である。
【図６】実施例１に係る電子カメラにおける撮影シーン判定部の出力保持態様を説明するためのフローチャート図である。
【図７】本発明に係る電子カメラの実施例２を示すブロック図である。
【図８】従来の電子カメラに搭載されるフォーカス演算部の構成例を示すブロック図である。
【図９】従来の電子カメラに搭載される露出演算部の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  測光用光学系
２  測距用光学系
３  測光センサ
４  測距センサ
５  撮影レンズ
６  絞り
７  シャッタ
８  撮像光学系
９  イメージャ
10  画像演算部
11  露出演算部
12  フォーカス演算部
13  撮影シーン判定部
21  シーン演算ブロック
22  時間情報検出部
23  温度情報検出部
24  位置情報検出部
25  方角情報検出部
26  天候情報検出部
27  通信部
28  ユーザーＩＦ
29  時計
30  温度センサ
31  位置センサ
32  方位センサ
33  気圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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