(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の高周波成分を評価しＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出手段と、輝度信号と式差信号に変換する映像信号処理手段とを有する撮像装置であって、
前記映像信号処理手段へは撮像素子から入力される第１の信号に対して、間引き処理を施した第２の信号を供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出手段へは前記間引き処理を施す前の撮像素子から出力される前記第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像素子と、
前記撮像素子から出力される信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記撮像素子から出力される信号に基づいて合焦状態を評価するＡＦ評価値算出手段と、
前記撮像素子から出力される信号に基づいて画像を表示装置に表示させるための信号処理を施す映像信号処理手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を間引く画素信号間引き手段とを備え、
前記映像信号処理手段へは前記Ａ／Ｄ変換手段でデジタル化した第１の信号を前記画素信号間引き手段で間引いて第２の信号としてから供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出手段へは前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を前記画素信号間引き手段で間引く前の第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
第１のクロック発生手段と第２のクロック発生手段とを備え、
前記第１のクロック発生手段によって発生するクロック信号によって前記撮像素子、Ａ／Ｄ変換手段及びＡＦ評価値算出手段を駆動し、前記第２のクロック発生手段によって前記映像信号処理手段を駆動するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１のクロック発生手段によって発生するクロック信号より、前記第２のクロック発生手段によって発生するクロック信号の周波数が遅いことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のクロック発生手段によって発生するクロック信号より、前記映像信号処理手段へ入力される画素信号のレートが低いことを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【請求項６】
信号の高周波成分を評価しＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出工程と、輝度信号と式差信号に変換する映像信号処理工程とを有する撮像方法であって、
前記映像信号処理工程へは撮像素子から入力される第１の信号に対して、間引き処理を施した第２の信号を供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出工程へは前記間引き処理を施す前の撮像素子から出力される前記第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする撮像方法。
【請求項７】
撮像素子から出力される信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換工程と、
前記撮像素子から出力される信号に基づいて合焦状態を評価するＡＦ評価値算出工程と、
前記撮像素子から出力される信号に基づいて画像を表示装置に表示させるための信号処理を施す映像信号処理工程と、
前記Ａ／Ｄ変換工程の出力を間引く画素信号間引き工程とを備え、
前記映像信号処理工程へは前記Ａ／Ｄ変換工程でデジタル化した第１の信号を前記画素信号間引き工程で間引いて第２の信号としてから供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出工程へは前記Ａ／Ｄ変換工程の出力を前記画素信号間引き工程で間引く前の第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする撮像方法。
【請求項８】
第１のクロック発生工程と第２のクロック発生工程とを備え、
前記第１のクロック発生工程によって発生するクロック信号によって前記撮像素子、Ａ／Ｄ変換工程及びＡＦ評価値算出工程を駆動し、前記第２のクロック発生工程によって前記映像信号処理工程を駆動するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【請求項９】
前記第１のクロック発生工程によって発生するクロック信号より、前記第２のクロック発生工程によって発生するクロック信号の周波数が遅いことを特徴とする請求項８に記載の撮像方法。
【請求項１０】
前記第１のクロック発生工程によって発生するクロック信号より、前記映像信号処理工程へ入力される画素信号のレートが低いことを特徴とする請求項８または９に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置及び撮像方法に関し、特に、撮像素子を介して得られる画素信号を表示する表示装置を有する電子スチルカメラに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子スチルカメラとして、表示装置をファインダとして使用するものが知られている。前記表示装置は、例えば液晶表示素子であり、液晶表示素子には、撮像素子を介して得られる動画がリアルタイムに表示される。これにより、撮影者は、液晶表示素子の画面を観察することにより、シャッターレリーズのタイミングを決定し、所望の静止画を記録媒体に記録することができる。
【０００３】
特開平９-９３４７０号に記載されているように、このファインダ表示用の画像データを撮像素子から出力される映像信号を間引いてから信号処理することにより、ファインダ動作時の消費電力を削減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、撮像素子から出力される映像信号を間引くと映像信号の帯域が狭くなってしまう。このため、特開平５-１４７９６号に記載されているように、撮像素子から出力される映像信号からコントラストを検出して合焦位置を決定するようにした場合に、映像信号の間引き率によってコントラストの評価値が変化してしまい、良好な合焦精度を得ることができない問題点があった。
【０００５】
本発明は上述の問題点にかんがみてなされたもので、良好な合焦精度を得ること、及びファインダ動作時の消費電力を削減することの両方を実現できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、信号の高周波成分を評価しＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出手段と、輝度信号と式差信号に変換する映像信号処理手段とを有する撮像装置であって、前記映像信号処理手段へは撮像素子から入力される第１の信号に対して、間引き処理を施した第２の信号を供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出手段へは前記間引き処理を施す前の撮像素子から出力される前記第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置の他の特徴とするところは、前記撮像素子から出力される信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記撮像素子から出力される信号に基づいて合焦状態を評価するＡＦ評価値算出手段と、前記撮像素子から出力される信号に基づいて画像を表示装置に表示させるための信号処理を施す映像信号処理手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を間引く画素信号間引き手段とを備え、前記映像信号処理手段へは前記Ａ／Ｄ変換手段でデジタル化した第１の信号を前記画素信号間引き手段で間引いて第２の信号としてから供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出手段へは前記Ａ／Ｄ変換手段の出力を前記画素信号間引き手段で間引く前の第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置のその他の特徴とするところは、第１のクロック発生手段と第２のクロック発生手段とを備え、前記第１のクロック発生手段によって発生するクロック信号によって前記撮像素子、Ａ／Ｄ変換手段及びＡＦ評価値算出手段を駆動し、前記第２のクロック発生手段によって前記映像信号処理手段を駆動するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置のその他の特徴とするところは、前記第１のクロック発生手段によって発生するクロック信号より、前記第２のクロック発生手段によって発生するクロック信号の周波数が遅いことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置のその他の特徴とするところは、前記第１のクロック発生手段によって発生するクロック信号より、前記映像信号処理手段へ入力される画素信号のレートが低いことを特徴とする。
【０００７】
本発明の撮像方法は、信号の高周波成分を評価しＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出工程と、輝度信号と式差信号に変換する映像信号処理工程とを有する撮像方法であって、前記映像信号処理工程へは撮像素子から入力される第１の信号に対して、間引き処理を施した第２の信号を供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出工程へは前記間引き処理を施す前の撮像素子から出力される前記第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の撮像方法他の特徴とするところは、撮像素子から出力される信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換工程と、前記撮像素子から出力される信号に基づいて合焦状態を評価するＡＦ評価値算出工程と、前記撮像素子から出力される信号に基づいて画像を表示装置に表示させるための信号処理を施す映像信号処理工程と、前記Ａ／Ｄ変換工程の出力を間引く画素信号間引き工程とを備え、前記映像信号処理工程へは前記Ａ／Ｄ変換工程でデジタル化した第１の信号を前記画素信号間引き工程で間引いて第２の信号としてから供給するようにし、前記ＡＦ評価値算出工程へは前記Ａ／Ｄ変換工程の出力を前記画素信号間引き工程で間引く前の第１の信号を供給するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の撮像方法のその他の特徴とするところは、第１のクロック発生工程と第２のクロック発生工程とを備え、前記第１のクロック発生工程によって発生するクロック信号によって前記撮像素子、Ａ／Ｄ変換工程及びＡＦ評価値算出工程を駆動し、前記第２のクロック発生工程によって前記映像信号処理工程を駆動するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の撮像方法のその他の特徴とするところは、前記第１のクロック発生工程によって発生するクロック信号より、前記第２のクロック発生工程によって発生するクロック信号の周波数が遅いことを特徴とする。
また、本発明の撮像方法のその他の特徴とするところは、前記第１のクロック発生工程によって発生するクロック信号より、前記映像信号処理工程へ入力される画素信号のレートが低いことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の撮像装置及び撮像方法の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明による焦点検出回路とLCD表示回路とを備えた電子スチルカメラのブロック図である。
図１に示したように、撮影レンズ等から成る光学ブロック１０１を通った光線は、CCD(固体撮像素子)１０２の受光面に導かれる。これにより、CCD１０２の受光面を構成するフォトダイオードには被写体像に対応した画像信号が発生する。
【００１０】
CCD１０２は、ＣＣＤドライバ１２２によって駆動される。ＣＣＤドライバ１２２は、第１のクロック発生回路１２３から一定の周期で出力されるＣＣＤクロック信号に基づいて作動する。すなわち、第１のクロック発生回路１２３から出力されるＣＣＤクロック信号に同期して、ＣＣＤ１０２から画像信号が出力され、ＣＤＳ(相関二重サンプリング・ホールド)回路１０３に入力される。そして、前記画像信号はＣＤＳ回路１０３において、リセット雑音の除去等の所定の信号処理を施され、またサンプルホールドされてＡ／Ｄ変換器１０４に出力される。
【００１１】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、第１のクロック発生器１２３から出力されるＡ／Ｄクロック信号に応じてＡ／Ｄ変換を行う。Ａ／Ｄクロック信号は、前記ＣＣＤクロック信号と同一の周波数で所定の位相関係がある。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換器１０４においてデジタル信号に変換された画素信号は、ローパス・フィルタ１０５に入力され所定のフィルタ処理が行われる。ローパス・フィルタ１０５は、フィルタ係数を変更可能である。
【００１３】
また、フィルタ処理は同色画素信号毎に行われる。フィルタ係数が(0.25, 0.5, 0.25 )と設定した場合は、図２に示す回路で、
（出力）＝  0.25*X０＋  0.5*X２＋0.25*X４
と演算を行い、同色画素信号に対してローパス・フィルタが掛けられる。
【００１４】
ローパス・フィルタ１０５の出力は、間引き回路１０７において間引かれる。間引き回路１０７では、図３に示すように連続して異なる色の画素信号を出力し、かつ出力有効フラグをHiにし、出力データが有効であることを示す。
【００１５】
その後、予め設定された出力禁止期間T１の期間データを出力せず、かつ出力有効フラグをLowにして、出力データが無効であることを示す。出力禁止期間T１を０にすると、間引き回路１０７に入力され画像データは、出力有効フラグのHiとともに全て出力される。
【００１６】
間引き回路１０７から出力されるデータにおいて、出力有効フラグがHiのデータは信号処理回路１０８に入力され、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の処理を施されてYcrCbの輝度と色差信号に変換される。
【００１７】
信号処理回路１０８における信号処理は、第２のクロック発生器１２４から出力されるクロック信号によって駆動され、間引き回路１０７から出力される出力有効フラグに応じて実行さる。
【００１８】
信号処理回路１０８の出力信号は、メモリ・コントローラ１１６を介してDRAM等の揮発性メモリであるメモリ１１７に書き込まれる。信号処理回路１０８の出力信号は、ＬＣＤ Ｉ／Ｆ１１８を介して、例えばNTSC方式のアナログ信号に変換され、ＬＣＤ１１９で表示される。
【００１９】
また、信号処理回路１０８から出力されメモリ１１７に書き込まれた輝度、色差信号はメモリ・コントローラ１１６を介して信号処理回路１０８を通り、ＬＣＤ  Ｉ／Ｆ１１８を介して、例えばNTSC方式のアナログ信号に変換され、ＬＣＤ１１９に表示される。
【００２０】
合焦点検出動作時には、Ａ／Ｄ変換器１０４から出力される画素信号は、ＬＰＦ１０５と同時にＹ信号作成回路１０９へも入力される。Ｙ信号作成回路１０９は、例えば、図４に示すような構成になっており、同図において６０は、ＣＣＤのオプチィカルブラック（ＯＢ）レベルを減算する減算器、６２は、ＣＣＤの各色のＯＢレベルを設定するＯＢレベルレジスタであり、ここでは、ベイヤ−配列の場合の４色のレッド：Ｒ、グリーン１：Ｇ１、グリーン２：Ｇ２、ブルー：Ｂの設定レジスタの場合を示している。
【００２１】
このグリーンにＧ１とＧ２とがあるのは、ベイヤ−の４色の内の対角Ｇで、別々の設定を行える事を意味する。６４は、ＯＢレベルレジスタ６２を色毎に切り替えるセレクターで、切り替え信号は水平カウンタの最下位ビットと垂直カウンタの最下位ビットの２ビットで生成して、４色を切り替える。６６は、ホワイトバランス（ＷＢ）の係数を乗算する乗算器、６８はベイヤ−配列のＣＣＤの各色のＷＢ係数レジスタ、７０はセレクター６４と同様のセレクターで、ＷＢ係数レジスタ６８を色毎に切り替えるセレクターである。
【００２２】
７２から７４は撮像データの暗部のノイズを除去するベースクリップ回路を構成している。７２は画像データから所定値を減算する減算器、７４は減算器で発生する負の値をクリップするリミッタ、７６はベースクリップ値を設定するレジスタである。７８はベースクリップ７６からのデータをクロックで叩き直すＦＦである。
【００２３】
このように、ＡＦ用輝度信号生成回路４０には、垂直のディレイラインが無く、ＣＣＤの画素数が増えても、この回路のゲート規模が増えることなく、回路規模は比較的小さく構成できる。ＡＦは水平方向にバンドパス・フィルタを通して、その高周波成分を評価して、その値がピークになるようにフォーカスを合わせる。
【００２４】
したがって、垂直方向にフィルタ処理を施さなくても、比較的良好なＡＦ評価値を得られる。また、ＡＦは無色の被写体と色のある被写体で、ＡＦの評価を一致させるために、ＷＢを合わせる必要がある事から、ＷＢ乗算器を備えている。同様の理由からＯＢ減算回路も必要であり、備えている。更に、ノイズ除去のためのベースクリップ回路を持ち、ＯＢ減算６０、ＷＢ乗算６６、ベースクリップ７２の３回路でＡＦを行うための最低限の回路で小さい規模のＡＦ用輝度信号生成回路を構成している。
【００２５】
バンドパス・フィルタ(BPF)１１０には、Ｙ信号作成回路１０９から出力される輝度信号が入力され、ここで水平方向のＤＣ成分と撮像素子の色キャリア成分をカットする。ＢＰＦ１１０の出力は、積分回路１１１とピーク・ホールド回路１１２に入力される。
【００２６】
ゲート回路１２５はＡＦ評価を行う評価枠を発生する回路であり、例えば、１画面上に１枠のみ発生する事もできるが、水平・垂直に各３個ずつの計９個の枠を一画面上に発生させることもできる。
【００２７】
積分回路１１１は、ゲート回路１２５のゲート制御信号で示される評価枠内におけるBPF１１０の出力を積分していく。この積分回路１１１は、第１のクロック発生器１２３から出力されるＡ／Ｄクロック信号によって駆動される。
【００２８】
ピーク・ホールド回路１１２は、積分回路１１１と同時に同じ評価枠内におけるBPF１１０の出力を入力して、信号レベルのピーク値を検出し保持する。このピーク・ホールド回路１１２は、第１のクロック発生器１２３から出力されるＡ／Ｄクロック信号によって駆動される。
【００２９】
AF評価回路１１３は積分回路１１１、ピーク・ホールド回路１１２からそれぞれ積分結果、ピーク値の評価値を読みだし、その特性を判断してモータ制御回路１２０にモータ制御信号を出力する。
【００３０】
図５に、フオーカスレンズ位置とＡＦ評価値との変化の関係グラフを示す。同図ａ）は、中・高域の輝度信号からＡＦ用評価値を取得した場合を示し、同図ｂ）は、ＬＰＦ１０５においてLPFフィルタを掛けその後間引き回路１０７を通して水平画素を間引いた場合の低域の輝度信号からＡＦ用評価値を取得した場合を示す。
【００３１】
この図から解るように、ＬＰＦ１０５にてLPFフィルタを掛けその後間引き回路１０７を通して水平画素を間引いた場合の低域輝度信号では、合焦位置をサーチするためのデータ精度が悪くなり、同時に合焦の精度も悪化する。しかしながら、本実施の形態では、水平画素を間引かずに低域の輝度信号からＡＦ用評価値を取得するので、合焦位置をサーチするためのデータの精度も良好で、良好な合焦の精度を維持できる。
【００３２】
積分回路１１１及びピーク・ホールド回路１１２から出力される評価値は、ＣＣＤの数Ｈ期間、もしくは１Ｖ期間毎に更新される。したがって、AF評価回路１１３をＡ／Ｄクロックより遅いクロックで駆動している際にもデータの欠損無く評価値を取得できる。モータ制御回路１２０は、入力されるモータ制御信号に応じてモータ１２１を駆動する。モータ１２１は、光学ブロック１０１に含まれるフォーカス・レンズを移動させる。
【００３３】
静止画の記録を行う際には、LPF１０５におけるフィルタ係数を図６に示すように設定することによりスルー動作を行い、また間引き回路１０７で水平間引きを行わずにCCD１０２からのデータを取り込み信号処理回路１０８でYcrCb信号に変換し、かつ記録フォーマット、例えばJPEG圧縮フォーマット、に変換したのちI/F回路１１４を通じて記録媒体１１５に記録を行う。
【００３４】
CCD１１２が例えばインタライン型のようにデータを取り込みながら信号処理が行えない場合には、間引き回路１０７の出力を一旦MEMROY CONTROLER１１６経由でメモリ１１７に書き込み、その後、メモリ１１７からMEMORY  CONTROLER１１６経由で読み出し信号処理回路１０８でYcrCb信号に変換し、かつ記録フォーマット、例えばJPEG圧縮フォーマット、に変換したのちI/F回路１１４を通じて記録媒体１１５に記録を行う。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、撮像素子からの出力に基づいて画像表示を行う際においても、ＡＦ評価値は間引く前の信号に基づいて演算されるため、ＡＦ評価値を早いタイミングで取得することが可能であり、かつ精度の高いＡＦ評価値を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示し、電子スチルカメラの構成例を説明するブロック図である。
【図２】実施の形態のローパス・フィルタでの演算回路の構成を示すブロック図である。
【図３】間引き回路の動作を示すタイミングを示す図である。
【図４】Ｙ信号作成回路の一例を示すブロック図である。
【図５】フオーカスレンズ位置とＡＦ評価値との変化の関係グラフを示す特性図である。
【図６】フィルタ係数の他の設定例を示す演算回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１  光学ブロック
１０２  ＣＣＤ
１０３  ＣＤＳ回路
１０４  Ａ／Ｄ変換器
１０５  ローパス・フィルタ
１０７  間引き回路
１０８  信号処理回路
１０９  Ｙ信号作成回路
１１０  ハイパス・フィルタ(HPF)
１１１  積分回路
１１２  ピーク・ホールド回路
１１３  AF評価回路
１１４  インターフェイス（I/F）回路
１１５  記録媒体
１２０  モータ制御回路
１２１  モータ
１２３  第１のクロック発生器
１２４  第２のクロック発生器
１２５  ゲート回路
【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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