(57)【要約】【課題】  低輝度時における自動焦点調節性能の低下を抑え、ピントの合った良好なカラー画像を撮影することができるデジタルカメラを提供する。【解決手段】  デジタルカメラ１は、レリーズボタン８が半押しされると、撮像素子２ｅにより仮撮像した被写体像のコントラストに基づいて自動焦点調節を試みる。焦点調節できなかったならば、輝度検出部１１による被写体輝度の測定値が予め設定された一定の値よりも小さいかどうか調べる。被写体輝度の測定値が予め設定された一定の値よりも小さければ、ＯＬＰＦ駆動部９ｄを作動させてＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させる。そして、再度自動焦点調節を試みる。焦点調節できたならば、信号処理部４内のＹＣ分離処理回路のローパスフィルタの遮断周波数を低くした後、レリーズボタン８が深押しされた時点で撮影を実行する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から出力された画像信号の高周波成分に基づいて焦点位置を調節する自動焦点調節機能を有するデジタルカメラであって、
被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、
前記撮像素子への入射光の空間周波数を制限する光学ローパスフィルタを、前記入射光の光路上および当該光路から退避した位置に選択的に移動させるための光学ローパスフィルタ移動手段と、
前記自動焦点調節機能による合焦位置の決定ができず、且つ、前記輝度検出手段による輝度検出値が予め設定した一定の値よりも小さい場合、前記光学ローパスフィルタ移動手段により前記光学ローパスフィルタを前記光路から退避させた後、再度、前記自動焦点調節機能による前記焦点位置の調節を実施するように制御する制御手段とを備えるデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１記載のデジタルカメラであって、
前記制御手段は、前記合焦位置を決めるための評価値が所定値以下であり前記自動焦点調節機能による前記合焦位置の決定ができず、且つ、前記輝度検出手段による輝度検出値が予め設定した一定の値よりも小さい場合、前記光学ローパスフィルタ移動手段により前記光学ローパスフィルタを前記光路から退避させた後、再度、前記自動焦点調節機能による前記焦点位置の調節を実施するように制御するものであるデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のデジタルカメラであって、
前記画像信号から得られる色差信号の高周波成分を減衰させるための、遮断周波数が可変であるローパスフィルタを備え、
前記制御手段は、前記光学ローパスフィルタを前記光路から退避させた後の前記ローパスフィルタの遮断周波数を、前記光学ローパスフィルタ退避前の前記ローパスフィルタの遮断周波数よりも低くするように制御するものであるデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子から出力された画像信号の高周波成分に基づいて焦点位置の調節を行う自動焦点調節機能を有するデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子から得られる画像信号の高周波成分に基づいて撮影レンズの焦点位置を自動調節するコントラスト方式自動焦点調節機能は、多くのデジタルカメラに搭載されている。コントラスト方式自動焦点調節機能は、撮影時の被写体輝度が低いときに性能が低下する。これは、焦点が合うレンズ位置を決めるための評価値（図５参照）のレベルが低輝度時には全体的に低下し且つノイズの影響を強く受けるようになり、評価値のピークを検出することが困難になるためである。
【０００３】
この種の問題を回避する従来技術として、低輝度（低照度）時には赤外線カットフィルタを光路から退避させて、受光量を増大させた状態で自動焦点調節する技術がある（特許文献１参照）。また、撮像素子に入射する被写体光の空間周波数を制限する光学ローパスフィルタを被写体光の光路から退避させて自動焦点調節および撮影を行う高解像度モードを有するものも知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９２３８８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平７−１２３４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、自動焦点調節が可能であるか否かにかかわらず、低輝度と判断した場合には赤外線カットフィルタを光路上から退避させるため、低輝度時にはカラー画像を撮影することはできない。特許文献２記載の技術においても、高解像度モードではカラー画像を撮影することができない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低輝度時における自動焦点調節性能の低下を抑え、ピントの合った良好なカラー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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のデジタルカメラは、撮像素子から出力された画像信号の高周波成分に基づいて焦点位置を調節する自動焦点調節機能を有するデジタルカメラであって、被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、前記撮像素子への入射光の空間周波数を制限する光学ローパスフィルタを、前記入射光の光路上および当該光路から退避した位置に選択的に移動させるための光学ローパスフィルタ移動手段と、前記自動焦点調節機能による合焦位置の決定ができず、且つ、前記輝度検出手段による輝度検出値が予め設定した一定の値よりも小さい場合、前記光学ローパスフィルタ移動手段により前記光学ローパスフィルタを前記光路から退避させた後、再度、前記自動焦点調節機能による前記焦点位置の調節を実施するように制御する制御手段とを備える。
【０００９】
この構成により、自動焦点調節機能による合焦位置の決定ができず、且つ、輝度検出手段による輝度検出値が一定の値よりも小さい場合、光学ローパスフィルタを光路上から退避させて撮像素子に入射される光量を増やしてから、再度、自動焦点調節機能により焦点調節を行うため、低輝度時における自動焦点調節性能の低下を抑え、ピントの合った良好なカラー画像を撮影することができる。
【００１０】
又、本発明のデジタルカメラは、前記画像信号から得られる色差信号の高周波成分を減衰させるための、遮断周波数が可変であるローパスフィルタを備え、前記制御手段が、前記光学ローパスフィルタを前記光路から退避させた後の前記ローパスフィルタの遮断周波数を、前記光学ローパスフィルタ退避前の前記ローパスフィルタの遮断周波数よりも低くするように制御するものである。
【００１１】
この構成により、光学ローパスフィルタを光路から退避させたことに伴う偽信号の影響を目立ちにくくして、より良好なカラー画像を撮影することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低輝度時における自動焦点調節性能の低下を抑え、ピントの合った良好なカラー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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明を実施するための最良の形態を説明するためのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
デジタルカメラ１は、撮像系２と、Ａ／Ｄ変換部３と、信号処理部４と、バッファメモリ５と、画像記録部６と、画像表示部７と、レリーズボタン８と、撮像系駆動部９と、ＥＥＰＲＯＭ１０と、輝度検出部１１と、制御部１２とを備える。
【００１４】
撮像系２は、撮影レンズ２ａと、絞り２ｂと、シャッタ２ｃと、光学ローパスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと記す）２ｄと、撮像素子２ｅとを備える。
【００１５】
撮影レンズ２ａは、被写体の光学像を、絞り２ｂ、シャッタ２ｃ、ＯＬＰＦ２ｄを通して撮像素子２ｅの受光面に結像させる。絞り２ｂは、撮像素子２ｅの受光面に到達する光量を調節する。シャッタ２ｂは、レリーズボタン８が押されると作動し、設定されたシャッタスピードで撮像素子２ｅの受光面を露光する。ＯＬＰＦ２ｄは、撮像素子２ｅへの入射光の空間周波数を制限する。撮像素子２ｅは、受光した被写体の光学像を画像信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部３に出力する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換部３は、入力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して信号処理部４に出力する。
【００１７】
信号処理部４は、入力されたデジタル画像信号にＹＣ分離処理などの所定のデジタル信号処理を施す。図２は、信号処理部４内のＹＣ分離処理回路の概略構成を示す図である。
【００１８】
図２に示すように、Ａ／Ｄ変換部３からのデジタル画像信号は、ＲＧＢ補間部４１でＲＧＢ補間された後、ＲＧＢ→ＹＣ変換部４２でＹＣ信号に変換される。輝度信号ＹはＡＰＣ（オートマチックピクチャーコントロール）４３で自動的に輝度が制御されて出力される。色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、ローパスフィルタ４４によりその高周波成分が減衰され、色差マトリクス４５を介して出力される。尚、ローパスフィルタ４４は、制御部１２の制御により、その遮断周波数を変化させることが可能である。信号処理部４から出力されたＹＣ信号は、一旦バッファメモリ５に蓄積され、所定の形式のデータに圧縮処理された後、画像記録部６に記録される。
【００１９】
画像表示部７は、撮像素子２ｅで撮像中の画像を表示するファインダとしての機能と、画像記録部６に記録された画像を表示する再生用の表示装置としての機能と、カメラの状態や撮影に関する各種メッセージを表示する機能とを有する。画像表示部７には、液晶デバイスなどが用いられる。
【００２０】
レリーズボタン８は、デジタルカメラ１に撮影開始を指示するための操作子である。
【００２１】
撮像系駆動部９は、レンズ駆動部９ａと、絞り駆動部９ｂと、シャッタ駆動部９ｃと、ＯＬＰＦ駆動部９ｄと、撮像素子駆動部９ｅとを備え、制御部１２の指示により、撮像系２の各部を駆動するものである。
【００２２】
レンズ駆動部９ａは撮影レンズ２ａを駆動する。絞り駆動部９ｂは絞り２ｂを駆動する。シャッタ駆動部９ｃはシャッタ２ｃを駆動する。ＯＬＰＦ駆動部９ｄはＯＬＰＦ２ｄを駆動する。ＯＬＰＦ駆動部９ｄは、ＯＬＰＦ２ｄを、撮像素子２ｅへの入射光の光路上または光路から退避した位置に選択的に移動させるための駆動部である。撮像素子駆動部９ｅは撮像素子２ｅを駆動する。
【００２３】
ＥＥＰＲＯＭ１０には、デジタルカメラ１の各種機能を実現するためのプログラムとデータとが格納されている。
【００２４】
輝度検出部１１は、レリーズボタン８が半押しされると、被写体の輝度を検出し、検出した輝度値を制御部１２に通知する。
【００２５】
制御部１２は、ＥＥＰＲＯＭ１０に格納されているプログラムを実行することにより、デジタルカメラ１全体を統括制御する。
【００２６】
制御部１２は、レリーズボタン８が半押しされたときに、撮像系駆動部９を制御して撮影レンズ２ａを移動させ、撮像素子２ｅから得られる画像信号の高周波成分を抽出して積算し、積算結果であるＡＦ評価値が最大となる撮影レンズ２ａの位置を合焦位置として決定し、決定した合焦位置に基づいて撮影レンズ２ａの焦点位置を制御する自動焦点調節機能を有する。自動焦点調節機能の実行時、ＯＬＰＦ２ｄは、撮影条件によって光路から退避させられる場合がある。
【００２７】
制御部１２は、レリーズボタン８が深押し（全押し）されたときに、撮像系駆動部９に指示を出して、撮像素子２ｅ、信号処理部４、および画像記録部６などによる撮像信号の取り込みを行わせる。
【００２８】
制御部１２は、自動焦点調節機能による合焦位置を決めるためのＡＦ評価値が予め定めた所定値よりも小さくて、その最大値の検出ができない状態と判断し、このために合焦位置を決定できず、且つ、輝度検出部１１による輝度検出値が予め設定した一定の値よりも小さい場合、ＯＬＰＦ駆動部９ｄにより光学ローパスフィルタ２ｄを光路から退避させた後、再度、自動焦点調節機能による焦点位置の調節を実施するように制御する。この際、制御部１２は、光学ローパスフィルタ２ｄを光路から退避させた後のローパスフィルタ４４の遮断周波数を、光学ローパスフィルタ２ｄ退避前のローパスフィルタ４４の遮断周波数よりも低くするように制御する。尚、制御部１２は、自動焦点調節機能による合焦位置を決めるためのＡＦ評価値が予め定めた所定値よりも大きい場合でも、その最大値の検出ができなければ、合焦位置を決定できないと判断しても良い。
【００２９】
次に、上記のように構成されたデジタルカメラ１の動作について、図３のフローに従って説明する。
図３は、本発明を実施するための最良の形態を説明するためのデジタルカメラの動作フローを示す図である。
デジタルカメラ１は、レリーズボタン８が半押しされると、撮影レンズ２ａを移動させ、撮像素子２ｅから得られる画像信号の高周波成分を抽出して積算し、積算結果であるＡＦ評価値の最大値の検出を行う（Ｓ１）。ＡＦ評価値の最大値が検出でき、撮影レンズ２ａの合焦位置を決定できたならば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、決定した合焦位置に基づいてレンズ駆動部９ａにより自動焦点調節を行い、レリーズボタン８が深押しされた時点で撮影を実行する（Ｓ１０）。
【００３０】
一方、ＡＦ評価値が所定値よりも小さく、その最大値が検出できない状態と判断し、撮影レンズ２ａの合焦位置を決定できなかったならば（Ｓ２：Ｎｏ）、輝度検出部１１による被写体輝度の測定値が予め設定された一定の値よりも小さいかどうかを調べる（Ｓ３）。被写体輝度の測定値が予め設定された一定の値よりも小さければ（Ｓ３：Ｙｅｓ）、画像表示部７のファインダ画像中に警告メッセージを表示して、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させる旨をユーザに報知した後（Ｓ４）、ＯＬＰＦ駆動部９ｄを作動させてＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させる（Ｓ５）。そして、再度、撮影レンズ２ａを移動させ、撮像素子２ｅから得られる画像信号の高周波成分を抽出して積算し、積算結果であるＡＦ評価値の最大値の検出を行う（Ｓ６）。ＡＦ評価値の最大値が検出でき、撮影レンズ２ａの合焦位置を決定できたならば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、図４に示すように、ＹＣ分離処理回路のＬＰＦ４４の遮断周波数を、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させる前よりも低くした後（Ｓ８）、画像表示部７に警告を解除する旨のメッセージを表示する（Ｓ９）。そして、レリーズボタン８が深押しされた時点で撮影を実行する（Ｓ１０）。
【００３１】
以上のように本実施形態によれば、一旦、制御部１２によりＡＦ評価値の最大値の検出を行った上で、その最大値が検出できずに合焦点位置が決定できず且つ低輝度であった場合に、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させて撮像素子２ｅに入射される光量を増やした状態で、再度、ＡＦ評価値の最大値の検出を行って合焦位置を決定するため、従来、ＡＦ評価値の最大値の検出ができずにピントが合わせられなかった低輝度の撮影条件下でも、自動焦点調節を行ってピントの合った良好なカラー画像を撮影することができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、低輝度時であっても、制御部１２がＡＦ評価値の最大値を検出できて合焦位置を決定できた場合には、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させて撮影を行う必要がないため、撮影条件に柔軟に対応した処理を行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させたことに伴い偽信号が発生し易くなるが、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させた場合には、ＹＣ分離処理回路のＬＰＦ４４の遮断周波数を、その退避前よりも低くするようにしたので、偽信号の影響を目立ちにくくすることができる。ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させて撮影したカラー画像は偽色が目立つことになるが、ＹＣ分離処理回路のＬＰＦ４４の遮断周波数を低めにして偽色を目立たなくすることにより、良好なカラー画像を得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、ＯＬＰＦ２ｄを光路から退避させる際には、そのことを警告メッセージによってユーザに報知するようにしたため、ＯＬＰＦ２ｄを退避させている間に使用者が撮影を行ってしまい、部分的にＯＬＰＦ２ｄがかかった画像が撮影されてしまうのを防止することができる。なお、警告メッセージを表示するかわりに、または警告メッセージを表示するとともに、ＯＬＰＦ２ｄの移動中はシャッタが切れないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施するための最良の形態を説明するためのデジタルカメラの概略構成を示す図
【図２】本発明を実施するための最良の形態を説明するためのデジタルカメラの信号処理部内のＹＣ分離処理回路の概略構成を示す図
【図３】本発明を実施するための最良の形態を説明するためのデジタルカメラの動作フローを示す図
【図４】本発明を実施するための最良の形態を説明するためのデジタルカメラの信号処理部内のＹＣ分離処理回路のローパスフィルタの特性を示す図。
【図５】コントラスト方式自動焦点調節に使用する評価値とサーチ範囲の例を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１  デジタルカメラ
２  撮像系
２ａ  撮影レンズ
２ｄ  光学ローパスフィルタ
２ｅ  撮像素子
４  信号処理部
９  撮像系駆動部
９ａ  レンズ駆動部
９ｄ  光学ローパスフィルタ駆動部
１１  輝度検出部
１２  制御部
【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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