(57)【要約】【課題】鮮明な画像を撮影することが可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。【解決手段】撮影エリア４０内に設けられ、ＡＥ検出及びＡＦ検出を行う検出範囲４２と、被写体４１との間には、ズームレンズ及びフォーカスレンズの移動による光軸のズレに伴ってズレ量ｄＸ，ｄＹが発生する。このズレ量ｄＸ，ｄＹを補正する補正値を予め記憶させた記憶手段を備えたので、ズームレンズ及びフォーカスレンズのそれぞれの位置毎に検出範囲４２の位置を補正することができる。これにより、固体撮像素子により所得された画像データに対して、補正された検出範囲４３に対応する画像データを選定することが可能である。よって、この選定された画像データに基づいてＡＥ検出及びＡＦ検出が行われるので、適正な露出値、合焦位置を得ることができる。【選択図】　　　　図３
2004145022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズ、フォーカスレンズを有する撮影レンズと、前記撮影レンズの背後に位置し、前記撮影レンズを通して被写体の画像データを取得する固体撮像素子と、前記固体撮像素子により取得された前記画像データから、撮影エリア内に予め設定された検出範囲に対応する画像データを抽出して、この抽出データに基づいて露出値を検出する自動露出検出手段、または、この抽出データに基づいて前記フォーカスレンズの合焦に必要な情報を検出する自動焦点検出手段とを備えたデジタルカメラにおいて、
前記ズームレンズ及び前記フォーカスレンズの移動に伴って発生する光軸のズレにより、前記被写体と前記検出範囲との間に発生するズレを前記ズームレンズ及び前記フォーカスレンズの位置毎に補正する補正値が予め記憶された記憶手段と、
前記ズームレンズ及び前記フォーカスレンズの移動後に、前記記憶手段から対応する前記補正値を読み出して、この補正値に基づいて前記検出範囲の位置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに関し、更に詳しくは、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈｅ　Ｌｅｎｓ）方式のＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）　制御／　ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）制御を行うデジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＴＬ方式のＡＥ制御及びＡＦ制御は、実際にレンズを通ってきた光に対してＡＥ制御及びＡＦ制御を行うため、正確な露出が計れるという利点や、正確な合焦位置を得られるという利点があり、デジタルカメラに広く採用されている技術である。このようなＡＥ制御やＡＦ制御は、撮影エリア内に予め設定された検出範囲に対応する画像データを抽出することにより行っている。しかしながら、レンズ鏡筒の工作精度等により、ズームレンズやフォーカスレンズの移動に伴い、光軸にズレが生じることがある。このズレに伴い、撮影エリア内での被写体の位置にズレが発生し、前述した検出範囲内の被写体位置にもズレが生じるので、正確なＡＥ制御とＡＦ制御を行うのが困難であった。このようなズレに対してレンズ鏡筒の組立て時の調整だけで対応するのは非常に困難である。
【０００３】
上記の問題を解決するために、ズームレンズ及びフォーカスレンズのそれぞれの位置に対応する光軸のズレ量を予め記憶させた記憶媒体を備えることにより、ズレ量を考慮した画像切出し範囲を設定することにより、画像内での被写体の位置のズレを補正する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３１７４２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の技術では、ＡＥ検出及びＡＦ検出を行う検出範囲と被写体とのズレについては考慮されていないため、適正な露出値及び合焦位置を得ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、レンズ鏡筒の工作精度等に起因する光軸のズレを考慮して、正確な露出値及び合焦位置を得ることにより、鮮明な画像を撮影することが可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のデジタルカメラは、ズームレンズ、フォーカスレンズを有する撮影レンズと、撮影レンズの背後に位置し、撮影レンズを通して被写体の画像データを取得する固体撮像素子と、固体撮像素子により取得された画像データから、撮影エリア内に予め設定された検出範囲に対応する画像データを抽出して、この抽出データに基づいて露出値を検出する自動露出検出手段、または、この抽出データに基づいてフォーカスレンズの合焦に必要な情報を検出する自動焦点検出手段とを備え、さらに、ズームレンズ及びフォーカスレンズの移動に伴って発生する光軸のズレにより、被写体と検出範囲との間に発生するズレをズームレンズ及びフォーカスレンズの位置毎に補正する補正値が予め記憶された記憶手段と、ズームレンズ及びフォーカスレンズの移動後に、この記憶手段から対応する補正値を読み出して、この補正値に基づいて検出範囲の位置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のデジタルカメラの電気構成を示すブロック図である。撮影レンズ２は、ズームレンズ３，フォーカスレンズ４，絞り５が設けられており、ズーミングを行うズーム用モータ６と、焦点調整を行うフォーカス用モータ７と、絞り調整を行う絞り用モータ８により、それぞれが駆動される。
【０００９】
撮影レンズ２の背後には、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等で構成された固体撮像素子９が配置されている。撮影レンズ２を透過した被写体光が、固体撮像素子９に画像データとして取得される。固体撮像素子９は、ドライバ１０及びタイミングジェネレータ１１を介して、デジタルカメラ全体を制御するＣＰＵ１２に接続されている。このＣＰＵ１２が、クロック信号を発生させるタイミングジェネレータ１１と、ドライバ１０を制御することにより、水平転送路及び垂直転送路を駆動する高速パルスを発生させて固体撮像素子９を駆動させる。
【００１０】
この固体撮像素子９から出力された画像データは、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１３に入力され、固体撮像素子９の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ，Ｇ，Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ１３から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）１４で増幅されて、Ａ／Ｄ変換器１５でデジタルデータに変換される。デジタル化された画像データは、画像信号処理部１６に送信される。画像信号処理部１６は、データバス２０を介して、ビデオメモリ１７及びバッファメモリ１８に接続されており、それぞれに画像データを書き込む。
【００１１】
ビデオメモリ１７は、画像表示用ＬＣＤ１９を電子ビューファインダとして使用する際に、解像度の低い画像データが一時的に記録される。ビデオメモリ１７に記録された画像データは、データバス２０を介してＬＣＤドライバ２１に送信され、画像表示用ＬＣＤ１９に表示される。バッファメモリ１８は、撮像された高解像度の画像データが一時的に記録される。このバッファメモリ１８から読み出された画像データは、データバス２０を介して接続されている圧縮・伸張処理部２２により、ＪＰＥＧ等の圧縮方式により圧縮される。圧縮された画像データは、ＣＰＵ１２がメディアコントローラ２３を制御して、メモリカード等の記録媒体である記録メディア２４に記録される。
【００１２】
また、ＣＰＵ１２は、複数のボタンで構成される操作部２６によって、ユーザからの画像再生の命令を取得した場合には、メディアコントローラ２３を制御して、記録メディア２４から画像データを読み出す。ＣＰＵ１２は、圧縮・伸張処理部２２を制御して、読み出した画像データの伸張を行う。その後、ＣＰＵ１２は、ＬＣＤドライバ２１を制御して伸張された画像データを画像表示用ＬＣＤ１９に表示させる。
【００１３】
画像信号処理回路１６は、撮像された高解像度の画像データがバッファメモリ１８内に記録されている間に、例えば階調変換、色変換、画像の超低周波輝度成分の階調を圧縮するハイパートーン処理、粒状を抑制しながらシャープネスを強調するハイパーシャープネス処理等の画像処理を施す。
【００１４】
また、画像信号処理部１６は、データバス２０を介して、ＣＰＵ１２、ＡＥ検出部２７、ＡＦ検出部２８、及びメモリ３３に接続されている。ＣＰＵ１２は、画像信号処理部１６の画像データに対して、ＡＥ検出及びＡＦ検出を行うために撮影エリアの中央部に設定された検出範囲に対応する画像データの選定を行う。本実施形態では、ＡＥ検出とＡＦ検出の両方を１つの検出範囲で行うものとして説明を行う。
【００１５】
ＡＥ検出部２７は、ＣＰＵ１２により選定された検出範囲に対応する画像データを画像信号処理部１６から抽出して、この抽出された画像データの輝度信号を積分することによって測光を行う。この測光方式は、中央重点測光と呼ばれ、画面の中央部分に重点を置いて、画面全体の平均的な明るさを測る方式であり、殆どのデジタルカメラに採用されている。
【００１６】
この測光により得られた測光データは、ＡＥ検出部２７からＣＰＵ１２に送信される。ＣＰＵ１２は、取得した測光データに基づき、モータ制御部２９を制御して絞り用モータ８を駆動することにより、絞り５を調整する。これにより、露出制御が行われる。この露出制御は、電子シャッタによって光量を制御して行っても良い。
【００１７】
ＡＦ検出部２８は、ＣＰＵ１２により選定された検出範囲に対応する画像データを画像信号処理部１６から抽出する。焦点位置を検出する方法は、合焦位置で画像データの高周波成分が最大振幅になるという特徴を利用して行う。ＡＦ検出部２８は、抽出された画像データの高周波成分を１フィールド期間積分することにより、振幅値を算出する。ＡＦ検出部２８は、ＣＰＵ１２がモータ制御部３０を制御することによりフォーカス用モータ７を駆動してフォーカスレンズ４を移動させている間に順次振幅値の計算を実行し、最大振幅を検出した時に検出値をＣＰＵ１２に送信する。ＣＰＵ１２は、この検出値を取得して対応する合焦位置に、フォーカスレンズ４を移動させるようにモータ制御部３０に指令を出す。モータ制御部３０は、フォーカス用モータ７を制御してフォーカスレンズ４を合焦位置に移動させる。
【００１８】
ＣＰＵ１２には、シャッタボタン３１が接続されており、ユーザによりシャッタボタン３１が半押しされた時に、この合焦位置の検出が行われる。また、ＣＰＵ１２には、モータ制御部３２を介して、ズーム用モータ６が接続されており、ＣＰＵ１２が、操作部２６によってユーザからのズームの指令を取得した場合に、モータ制御部３２を制御してズーム用モータ６を駆動させることにより、ズームレンズをＷＩＤＥ端とＴＥＬＥ端との間で移動させる。
【００１９】
また、ＣＰＵ１２には、ＣＰＵ１２の動作に必要な制御プログラムが記憶されたＲＯＭ２５が接続されており、この制御プログラムに基づいて動作する。
【００２０】
前述したように、ズームレンズ３とフォーカスレンズ４は、ズーム用モータ６とフォーカス用モータにより移動される。このズームレンズ３またはフォーカスレンズ４の移動に伴い、レンズ鏡筒の工作精度等に起因して撮影光学系の光軸のズレが生じる。
【００２１】
この光軸のズレについて、以下に説明を行う。図２（Ａ）に示す状態から、図２（Ｂ）に示す状態にフォーカスレンズ４が移動量Ｗ動いた場合に、撮影光学系の光軸のズレが発生する。Ｙ軸方向のズレ量Ｙと、図示せぬＸ軸方向のズレ量Ｘが発生する。これにより、撮影エリア４０内の被写体の位置にもｄＸ及びｄＹのズレ量が発生する。
【００２２】
このズレ量を補正しない場合は、検出範囲４２がズレたまま測光及び合焦を行うので適正露出及び適正な合焦位置での撮影が不可能である。図３（Ａ）は、フォーカスレンズ４が移動する前の撮影エリア４０内の検出範囲４２の位置を示している。図３（Ｂ）は、フォーカスレンズ４が移動して、撮影光学系の光軸にズレが発生した場合の検出範囲４２の位置であり、被写体４１に対してｄＸ，ｄＹのズレ量が発生している。この検出範囲４２のズレ量を補正するために補正量ｄＸ，補正量ｄＹ分だけ検出範囲４２を移動したのが、補正後の検出範囲４３である。これにより、適正露出及び適正な合焦位置での撮影が可能となる。ここでは、フォーカスレンズ４での光軸のズレについて、説明したが、ズームレンズ３が移動する場合も同様に光軸のズレが発生するので、同様に補正を行う。
【００２３】
以上のように説明したズームレンズ３とフォーカスレンズ４の移動に伴う撮影光学系の光軸のズレは、それぞれのレンズの位置毎に検出範囲４２のズレ量を補正する補正値を予め測定して記憶させておけば、検出範囲４２による撮影の不具合は発生しない。
【００２４】
この補正値を図１に示すメモリ３３に記憶させておく。このメモリ３３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭのような基板に実装したままデータを電気的に消去して書き換えるのが容易なものを使用する。ＣＰＵ１２は、データバス２０を介して、メモリ３３と接続されており、ズームレンズ３とフォーカスレンズ４のそれぞれの位置に対応する補正値を読み出す。ＣＰＵ１２は、画像信号処理部１６の画像データに対して、この補正値に基づいて検出範囲４２の位置を補正した後に、検出範囲の選定を行う。ＡＥ検出及びＡＦ検出は、この補正後の検出範囲４３に基づいて行われる。
【００２５】
次に、このデジタルカメラのＡＥ制御及びＡＦ制御の処理について説明を行う。図４は、ＡＥ制御及びＡＦ制御の処理を説明するフローチャート図である。
【００２６】
最初に、ＡＥ制御の処理を行う。ステップＳ１において、ＣＰＵ１２は、ズームレンズ３とフォーカスレンズ４の位置情報を、モータ制御部３２及びモータ制御部３０から取得する。ＣＰＵ１２は、ステップＳ１の処理にて取得した位置情報に対応する補正値をデータバス２０を介してメモリ３３から取得する（ステップＳ２）。
【００２７】
ＣＰＵ１２は、ステップＳ２の処理にて取得した補正値に基づいて検出範囲４２のズレ量を補正し、画像信号処理部１６の画像データに対して、補正後の検出範囲４３に対応する画像データの選定を行う（ステップＳ３）。
【００２８】
ステップＳ３の処理にて選定された画像データの輝度信号が、ＣＰＵ１２の制御により、画像信号処理部１６からＡＥ検出部２７に送信される。ＡＥ検出部２７は、取得した輝度信号を積分して平均値を算出することにより、測光を行う。この測光により得た検出値は、ＣＰＵ１２により取得される（ステップＳ４）。
【００２９】
ＣＰＵ１２は、ステップＳ４の処理にて取得した検出値に基づいて、モータ制御部２９を制御して絞り用モータ８を駆動させて、絞り５の調整を行う（ステップＳ５）。
【００３０】
次に、ＡＦ制御の処理を行う。ステップＳ６において、ＣＰＵ１２は、ズームレンズ３とフォーカスレンズ４の位置情報を、モータ制御部３２及びモータ制御部３０から取得する。ＣＰＵ１２は、ステップＳ６の処理にて取得した位置情報に対応する補正値をデータバス２０を介してメモリ３３から取得する（ステップＳ７）。
【００３１】
ＣＰＵ１２は、ステップＳ７の処理にて取得した補正値に基づいて検出範囲４２のズレ量を補正し、画像信号処理部１６の画像データに対して、補正後の検出範囲４３に対応する画像データの選定を行う（ステップＳ８）。
【００３２】
ＣＰＵ１２は、ステップＳ８の処理にて選定された画像データが、ＣＰＵ１２の制御により、画像信号処理部１６からＡＦ検出部２８に送信される。ＡＦ検出部２８は、取得した画像データの高周波成分を１フィールド期間積分を行う。これにより、ＡＦ検出部２８が積算データを取得する（ステップＳ９）。ＡＦ検出部２８は、この積算データに基づいて、高周波成分の振幅が最大となる合焦位置の検出が終了したか否か判定を行う。（ステップＳ１０）。
【００３３】
ステップＳ１０の処理にて、検出が終了したと判定された場合には、ステップＳ１２の処理に進む。検出が終了していないと判定された場合には、ステップＳ１１の処理に進む。ステップＳ１１において、ＣＰＵ１２は、モータ制御部３０を制御してフォーカス用モータ７を駆動することにより、フォーカスレンズ４を微少移動させる。その後、ステップＳ６の処理に戻る。ステップＳ１０の処理にて合焦位置の検出が終了したと判定されるまで、ステップＳ６からステップＳ１１の処理が繰り返し行われる。
【００３４】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ１２は、ＡＦ検出部２８から検出値を取得する。その後、ＣＰＵ１２は、モータ制御部３０を制御してフォーカス用モータ７を駆動することにより、検出値に対応する合焦位置にフォーカスレンズ４を移動させる（ステップＳ１３）。これにより、ＡＥ制御及びＡＦ制御の処理が終了する。
【００３５】
ＡＥ制御の処理が終了した後に、ＡＦ制御を行うように説明したが、これに限るものではなく、ＡＥ制御とＡＦ制御の処理を平行して行っても良い。この場合、ステップＳ１からステップＳ５までの処理と、ステップＳ６からステップＳ１３までの処理を並列に処理する。
【００３６】
なお、本実施形態においては、ＡＥ検出を行うのに中央重点測光方式を用いたが、これに限るものではなく、例えば、スポット測光方式や平均測光方式等を行っても良い。また、本実施形態では、１つの検出範囲を使用してＡＥ検出とＡＦ検出の両方を行ったが、これに限るものではなく、ＡＥ検出とＡＦ検出のそれぞれに別々の検出範囲を設定しても良い。例えば、ＡＥ検出では、検出範囲を全画面に設定して平均測光を行い、ＡＦ検出では、検出範囲を中央エリアに設定するなど様々なパターンが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデジタルカメラによれば、ズームレンズ及びフォーカスレンズの移動による光軸のズレに伴い、ＡＥ検出及びＡＦ検出を行う検出範囲と被写体との間に発生するズレ量を補正する補正値を予め記憶させた記憶手段を備えたので、ズームレンズ及びフォーカスレンズのそれぞれの位置毎に検出範囲の位置を補正して、補正された検出範囲に対応する画像データを選定することにより、適正な露出値、合焦位置を得ることができる。これにより、適正な露出でピントが合った鮮明な画像を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】フォーカスレンズの移動に伴って発生する光軸のズレを説明する図である。
【図３】検出範囲の補正を説明する図である。
【図４】ＡＥ制御及びＡＦ制御の処理を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
２　撮影レンズ
３　ズームレンズ
４　フォーカスレンズ
５　絞り
６　ズーム用モータ
７　フォーカス用モータ
８　絞り用モータ
９　固体撮像素子
１２　ＣＰＵ
１６　画像信号処理部
２７　ＡＥ検出部
２８　ＡＦ検出部
２９，３０，３１　モータ制御部
３３　メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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