(57)【要約】【課題】  高画素ＣＣＤ搭載機で特に高画質を期待しないような場合において、短時間で合焦動作が可能な自動焦点装置を提供する。【解決手段】  焦点評価値をサンプリングするときの各サンプリングの前記フォーカスレンズの移動量を、前記記録画像圧縮率設定手段に設定された圧縮率に応じて変更することを機能を備える。【選択図】  図１
2005308769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズによって結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル画像信号から被写体の高周波成分より焦点評価値を出力する焦点評価手段と、前記フォーカスレンズの位置を移動させながら前記焦点評価手段により得られた前記焦点評価値をサンプリングするサンプリング手段と、画像を記録する際の圧縮率を設定する記録画像圧縮率設定手段と、前記サンプリング手段の前記焦点評価値のサンプリング結果により合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段により検出された合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段とを備え、
前記焦点評価値をサンプリングするときの各サンプリングの前記フォーカスレンズの移動量を、前記記録画像圧縮率設定手段に設定された圧縮率に応じて変更することを特徴とする自動焦点装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点装置を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラに対するユーザのニーズが多様化している。例えば、高画質で記録したいというニーズに応え、高画素ＣＣＤが搭載されるようになっている。
【特許文献１】特開平０６−２１７１８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高画素ＣＣＤ搭載機では記録画素数増大に伴い、同容量の記録媒体に記録できる枚数は減少してしまう。特に高画質を必要とせず、少しでも多く撮影したい場合には、記録画素数を小さく設定したり、記録画像の圧縮率を高く設定するなどして使用する。しかし、撮影画像を高圧縮で記録すると画質は低下してしまう。
【０００４】
また、レリーズタイムラグを短くして欲しいというニーズがあるが、画素サイズの小さい高画素ＣＣＤ搭載機では高精度なＡＦ制御が要求され、フォーカスレンズを駆動しながら焦点評価値をサンプリングして合焦位置を検出する自動焦点装置ではサンプリング間隔を小さくする必要があるが、同時に合焦動作時間が長くなる問題が生ずる。
【０００５】
そのため、特に高画質を必要とせず画像サイズ低減のため高圧縮で記録する場合などにおいて、高画素ＣＣＤ搭載機は合焦動作時間が長くなるというマイナス面ばかりが目立つことになる。
【０００６】
本発明の目的は、上記のような特に高画質を期待しないような場合において、短時間で合焦動作が可能な自動焦点装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するために請求項１の自動焦点装置は、
被写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズによって結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル画像信号から被写体の高周波成分より焦点評価値を出力する焦点評価手段と、前記フォーカスレンズの位置を移動させながら前記焦点評価手段により得られた前記焦点評価値をサンプリングするサンプリング手段と、画像を記録する際の圧縮率を設定する記録画像圧縮率設定手段と、前記サンプリング手段の前記焦点評価値のサンプリング結果により合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記合焦位置検出手段により検出された合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段とを備え、
前記焦点評価値をサンプリングするときの各サンプリングの前記フォーカスレンズの移動量を、前記記録画像圧縮率設定手段に設定された圧縮率に応じて変更することを特徴とする。
【０００８】
請求項１の自動焦点装置によれば、記録画像圧縮率設定に応じて焦点評価値サンプリング時のフォーカスレンズの移動量が変更されるため、例えば高圧縮に設定され、高画質を期待していないと考えられる場合には、焦点評価値のサンプリング間隔を大きく設定することで、短時間での合焦動作が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、請求項１の自動焦点装置によれば、記録画像圧縮率設定に応じて焦点評価値サンプリング時のフォーカスレンズの移動量が変更されるため、例えば高圧縮に設定され、高画質を期待していないと考えられる場合には、焦点評価値のサンプリング間隔を大きく設定することで、短時間での合焦動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例を適用した自動焦点装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
１０１は固定レンズ、１０２は光量を制御する絞り及びシャッター、１０３は絞り及びシャッターを動かすモータ、１０４はモータ１０３を駆動して絞り及びシャッター１０２を動かすメカ系駆動回路、１０５は後述する撮像素子上に焦点をあわせるためのフォーカスレンズ、１０６はフォーカスレンズ１０５のリセット位置を検出するフォトインタラプタ、１０７はフォーカスレンズ１０５を駆動するモータ、１０８はモータ１０７を駆動してフォーカスレンズ１０５を動かすフォーカスレンズ駆動回路、１０９は被写体からの反射光を電気信号に変換する受光手段又は光電変換手段としての撮像素子、１１０は撮像素子１０９を動作させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路、１１１は撮像素子１０９の出力ノイズを除去するＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を備えた前置処理回路、１１２はＡ／Ｄ変換器、１１３は画像処理部、１１４は撮影シーケンスなどシステムを制御するシステム制御用ＣＰＵ、１１５はバッファメモリ、１１６はメモリの読み書きやＤＲＡＭのリフレッシュ動作を制御するメモリコントローラ、１１７は後述する記録媒体との接続のためのインターフェース、１１８はメモリーカードやハードディスクなどの記録媒体、１１９は操作補助のための表示やカメラの状態表示の他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する操作表示部、１２０はカメラを外部から操作するための操作部、１２１は電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ（以下ＳＷ１と記す）、１２４はＳＷ１の操作後、撮影を行う撮影スイッチ（以下ＳＷ２と記す）、１２５は撮影モードを設定するモードスイッチ、１２６はフラッシュである。
【００１２】
前記１０８のフォーカスレンズ駆動回路は、システム制御用ＣＰＵ１１４から供給される制御信号に従い、フォーカスレンズ１０５をモータ１０７で光軸方向に移動させる。前記１１５のバッファメモリは一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどに使用される。
【００１３】
画像処理部１１３では、Ａ／Ｄ変換器１１２から入力したデジタル画像データについて色差、輝度信号に分け各種処理、補正および画像圧縮／伸長のデータ処理を施す。
【００１４】
システム制御用ＣＰＵ１１４は、前記ＡＦ動作制御の他、撮像動作、自動露出（ＡＥ）動作などの制御を行う。
【００１５】
前記１２０の操作部は、機能選択や各種設定を外部から行うための部材を備え、例えば画像再生時の設定など各種設定を行うメニュースイッチ、撮影時の感度設定や、画像記録時の記録画素数や圧縮率、などを設定するファンクションキーなどを備える。
【００１６】
以下、本発明の実施例の動作を図２を参照しながら詳述する。ここに図２は、本発明の実施例を適用した自動焦点装置の動作を表すフローチャートである。
【００１７】
まず、ステップＳ２０１でメインスイッチ１２２の状態を検出し、ＯＮであればステップＳ２０２へ進む。ここに、メインスイッチ１２２の機能はシステムに電源を投入することである。ステップＳ２０２では画像を記録する記録媒体１１８の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０３では画像を記録する記録媒体１１８の残容量が０であることを警告してステップＳ２０１に戻る。警告は操作表示部１１９に表示するか又は図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両方をおこなってもよい。ステップＳ２０４では後述する図３のフローチャートに従ってフォーカスレンズ１０５をリセットする。ステップＳ２０５ではスイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０７へ進み、そうでなければステップＳ２０６へ進む。ここに、ＳＷ１の機能は、ＡＦやＡＥなどの撮影スタンバイ動作を行うことである。ステップＳ２０６ではメインスイッチ１２２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０４へ、そうでなければステップＳ２０１へ進む。
【００１８】
ステップＳ２０７では後述する図４のフローチャートに従ってＡＦ動作を行う。ステップＳ２０８はＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２１０へ、そうでなければステップＳ２０９へ進む。ここに、ＳＷ２の機能はＳＷ１の操作後撮影を行うことである。ステップＳ２０９ではＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０８へ戻り、そうでなければステップＳ２０４へ戻る。ステップＳ２１０では後述する図５のフローチャートにしたがって撮影動作をおこなう。ステップＳ２１１では画像を記録する記録媒体１１８の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２１２へ進む。ステップＳ２１２ではＳＷ２の状態を調べ、ＯＮでなければステップＳ２０９へ進む。
【００１９】
以下、図３のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるＳ２０４のフォーカスレンズ１０５のリセットの動作を説明する。ここに、図３は、図２のフローチャートにおけるフォーカスレンズ１０５のリセットの動作（Ｓ２０４）のサブルーチンのフローチャートである。
【００２０】
本説明において、フォトインタラプタ１０６の位置と出力の関係を図４に示すようにフォーカスレンズ１０５がフォトインタラプタ出力切り替え位置に対して無限端側にあるときはフォトインタラプタ１０６の出力は“Ｌｏ”、至近端側にあるときは“Ｈｉ”になるものとする。
【００２１】
まず、ステップＳ３０１ではフォトインタラプタ１０６の出力の状態を調べて、“Ｌｏ”であればステップＳ３０２へ進み、そうでなければステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１でフォトインタラプタ１０６の出力によりフォーカスレンズ１０５はフォトインタラプタ出力切り替え位置に対して無限端側にあると判断されるのでフォーカスレンズ１０５を至近端側へ１ステップ移動する。ステップＳ３０３ではフォトインタラプタ１０６の出力の状態を調べ、“Ｈｉ”であればステップＳ３０４へ進み、そうでなければ該当処理を終了する。ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３でフォトインタラプタ１０６の出力によりフォーカスレンズ１０５はフォトインタラプタ出力切り替え位置に対して至近端側にあると判定されるので、フォーカスレンズ１０５を無限端側へ１ステップ移動する。
【００２２】
このようにしてフォーカスレンズ１０５をリセットした場合の動作について説明する。まず、メインスイッチ１２２をＯＮにしたときのフォーカスレンズ１０５の位置がフォトインタラプタ出力切り替え位置に対して無限端側にあった場合、フォトインタラプタ１０６の出力は“Ｌｏ”であるので図３のステップＳ３０１、ステップＳ３０２によってフォーカスレンズ１０５はフォトインタラプタ１０６の出力が“Ｈｉ”になるまで至近端側へ１ステップずつ移動される。図４のフォトインタラプタ出力切り替え位置を越えたところでフォトインタラプタ１０６の出力は“Ｈｉ”に切り替わるので、今度は図３のステップＳ３０３、ステップＳ３０４にしたがってフォトインタラプタ１０６の出力が“Ｌｏ”になるまで無限端側へ１ステップずつ移動される。こうして最終的にはフォーカスレンズ１０５は図４のリセット位置で止まる。メインスイッチ１２２をＯＮにしたときのフォーカスレンズ１０５の位置がフォトインタラプタ出力切り替え位置に対して至近端側にあった場合は、無限端側へのみフォーカスレンズ１０５を移動してフォトインタラプタ１０６の出力が“Ｌｏ”になったら止める。こうして前述のメインスイッチ１２３をＯＮにしたときのフォーカスレンズ１０５の位置がフォトインタラプタ出力切り替え位置に対して無限端側にあった場合と同様に、最終的にはフォーカスレンズ１０５は図４のリセット位置に止まる。
【００２３】
以下、図５のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるステップＳ２０７のＡＦ動作のサブルーチンを説明する。ＡＦ動作は撮像素子１０９から得られる信号の高域成分（焦点評価値）のピーク検出により行われる。ここに図５は、図２のフローチャートにおけるＡＦ動作（ステップＳ２０７）のサブルーチンのフローチャート図である。
【００２４】
まず、ステップＳ５０１では、ＡＦ動作におけるフォーカスレンズ１０５の設定を行う。具体的には、スキャン開始位置、スキャン終了位置、サンプリング時のフォーカスレンズ１０５のレンズ移動量などの設定を行う。後述する図６のフローチャートに従って、サンプリング時のフォーカスレンズ１０５のレンズ移動量を設定する。ステップＳ５０２ではフォーカスレンズ１０５をスキャン開始位置に移動する。ここではスキャン開始位置を測距範囲における無限端に設定するものとする。ステップＳ５０３では、焦点評価値とフォーカスレンズ１０５の位置を記憶する。フォーカスレンズ１０５の位置の検出はフォーカスレンズ駆動モータ１０７にステッピングモータを用いている場合は、リセット位置検出用のフォトインタラプタ１０６によって検出されるリセット位置からの相対位置として検出される。ステップＳ５０４ではレンズ位置が終了位置にあるかどうかを調べ、終了位置であればステップＳ５０６へ、そうでなければステップＳ５０５へ進む。ここではスキャン終了位置を測距範囲における至近端に設定するものとする。ステップＳ５０５では、フォーカスレンズ１０５をステップＳ５０１で設定した移動量だけ至近方向へ駆動する。ステップＳ５０６では、ステップＳ５０３で記憶した焦点評価値の最大値を求め、そのときのフォーカスレンズ１０５の位置を抽出する。ステップＳ５０７では焦点評価値が最大値を示した位置へフォーカスレンズ１０５を移動する。
【００２５】
以下、図６のフローチャートを参照しながら図５のフローチャートにおけるステップＳ５０１のレンズ位置移動量設定のサブルーチンを説明する。ここに、図６は、図５のフローチャートにおけるレンズ位置移動量設定（ステップＳ５０１）のサブルーチンのフローチャートである。
【００２６】
まず、ステップＳ６０１では記録画像圧縮率設定が低圧縮になっているかどうかを調べ、低圧縮に設定されていればステップＳ６０２へ、そうでなければステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０２では、フォーカスレンズ１０５のレンズ位置移動量を３ｓｔｅｐに設定する。ステップＳ６０３では記録画像圧縮率設定が中圧縮になっているかどうかを調べ、中圧縮に設定されていればステップＳ６０４へ、そうでなければステップＳ６０５へ進む。ステップＳ６０４では、フォーカスレンズ１０５のレンズ位置移動量を５ｓｔｅｐに設定する。ステップＳ６０５では記録画像圧縮率設定が高圧縮になっているかどうかを調べ、高圧縮に設定されていればステップＳ６０６へ、そうでなければ当該処理を終了する。ステップＳ６０６では、フォーカスレンズ１０５のレンズ位置移動量を７ｓｔｅｐに設定する。
【００２７】
以下、図７のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるステップＳ２１０の撮影動作のサブルーチンを説明する。ここに、図７は、図２のフローチャートにおける撮影動作（ステップＳ２１０）のサブルーチンのフローチャートである。
【００２８】
まず、ステップＳ７０１では被写体輝度を測定する。ステップＳ７０２ではステップＳ７０１で測定した被写体輝度に応じて撮像素子１０９への露光を行う。撮像素子面上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、ステップＳ７０３では、前置処理回路１１１にて撮像素子１０９の出力ノイズ除去や非線形処理がなされ、Ａ／Ｄ変換器１１２にてアナログ信号をデジタル信号に変換する。ステップＳ７０４では、Ａ／Ｄ変換器１１２からの出力信号を画像処理部１１３にて、ホワイトバランス調整などの画像処理、ＪＰＥＧフォーマット等への画像フォーマット変換を行い、メモリコントローラ１１６を介してバッファメモリ１１５に一時的に格納する。画像フォーマット変換においてＪＰＥＧフォーマットなどの圧縮が可能なフォーマットでは、設定された圧縮率で圧縮される。ステップＳ７０５ではバッファメモリ１１５内のデータをメモリコントローラ１１６、記録媒体インターフェース１１７を介して、カメラに装着されたメモリーカードなどの記録媒体１１８へ転送し記録する。
【００２９】
以上で説明した前記レンズ位置移動量設定のフローチャートは、圧縮率が低圧縮、中圧縮、高圧縮の３通りにおける実施例であるが、圧縮率設定は３通りに限られるものではない。また、各圧縮率設定におけるレンズ移動量は、前記で示した３ｓｔｅｐ（低圧縮設定）、５ｓｔｅｐ（中圧縮設定）、７ｓｔｅｐ（高圧縮設定）に限られたものではない。
【００３０】
以上説明したように自動焦点装置の制御を行うことにより、本実施例を使用した自動焦点装置は、記録画像圧縮率設定に応じて焦点評価値サンプリング時のフォーカスレンズ移動量が変更されるため、例えば高圧縮に設定され、高画質を期待していないと考えられる場合には、スキャン範囲のサンプリングは少ない回数で済むため、ＡＦ動作時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用した自動焦点カメラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した自動焦点カメラの動作を表すフローチャート図である。
【図３】図２におけるフォーカスレンズのリセット動作を表すフローチャート図である。
【図４】フォトインタラプタの位置と出力の関係を表す図である。
【図５】図２におけるＡＦ動作のサブルーチンのフローチャート図である。
【図６】図５におけるレンズ位置移動量設定のサブルーチンのフローチャート図である。
【図７】図２における撮影動作のサブルーチンのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  固定レンズ
１０２  絞り及びシャッター
１０３  モータ
１０４  メカ系駆動回路
１０５  フォーカスレンズ
１０６  フォトインタラプタ
１０７  モータ
１０８  フォーカスレンズ駆動回路
１０９  撮像素子
１１０  タイミング信号発生回路
１１１  前置処理回路
１１２  Ａ／Ｄ変換器
１１３  画像処理部
１１４  フォーマット変換部、システム制御用ＣＰＵ
１１５  バッファメモリ
１１６  メモリコントローラ
１１７  インターフェース
１１８  記録媒体
１１９  操作表示部
１２０  操作部
１２１  ＥＥＰＲＯＭ
１２２  メインスイッチ
１２３  スイッチ（ＳＷ１）
１２４  撮影スイッチ（ＳＷ２）
１２５  モードスイッチ
１２６  フラッシュ
【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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