JP3143245B2 - 撮像装置およびその測光方法およびその合焦制御方法ならびに撮像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，ビデオ・カメラのように固体
電子撮像素子を用いて被写体を撮影し，被写体を表わす
映像信号または画像データを出力する撮像装置，その測
光方法およびその合焦制御方法ならびに撮像方法に関す
る。

【０００２】

【背景技術】ビデオ・カメラのような撮像装置では固体
電子撮像素子（たとえばＣＣＤ）を用いて被写体の撮影
が行なわれる。この固体電子撮像素子は画素ごとに被写
体の情報をもっているということができ，水平方向に12
80画素垂直方向に1024画素が配列されている固体電子撮
像素子では実に約130 万もの情報をもっていることにな
る。

【０００３】固体電子撮像素子を備え，被写体像を表わ
す映像信号を得るビデオ・カメラにおいては固体電子撮
像素子から出力される映像信号を適当な測光領域にわた
って積分することにより測光値を得る方式，適当な測距
領域にわたって映像信号を積分することにより撮像レン
ズの合焦制御を行なう方式などが考えられている。これ
らの方式においては精度を高めるために撮影領域内にお
いて映像信号が飽和している部分があるときはその部分
が排除されるのが一般的である。

【０００４】固体電子撮像素子は各画素ごとに情報をも
っているため，映像信号を用いて測光する方式，合焦制
御する方式における映像信号の飽和部分の判断およびそ
の排除は画素ごとに行なわれることが好ましい。

【０００５】しかしながら，画素ごとに映像信号または
画像データの処理を行なうことは画像メモリへの記憶な
どを考慮しても小型のマイクロ・コンピュータでは困難
であり実用的とはいえない。

【０００６】

【発明の開示】この発明は，固体電子撮像素子を用いて
被写体を撮影した場合に画素よりも大きなブロック単位
で測光データ，撮像レンズの合焦制御のためのデータな
どを得ることができるようにすることを目的とする。

【０００７】第１の発明による撮像装置は，固体電子撮
像素子を含み，被写体を撮影し，被写体像を表す映像信
号を上記固体電子撮像素子から出力する撮影手段，上記
固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を複数のブ
ロックに分割するブロック設定手段，上記撮影手段から
出力される映像信号から輝度信号に関する成分を抽出す
る輝度信号抽出手段，上記輝度信号抽出手段から出力さ
れる輝度信号に関する成分を，上記ブロック設定手段に
よって設定された上記各ブロックに対応する水平走査期
間および垂直走査期間の範囲においてそれぞれ加算し，
上記ブロックごとの加算輝度信号成分を出力する加算手
段，上記加算手段から出力される加算輝度信号成分のう
ち，飽和していない加算輝度信号成分を選択する選択手
段，ならびに上記選択手段によって選択された加算輝度
信号成分にもとづいて測光値を算定する測光値算定手段
を備えていることを特徴とする。

【０００８】第１の発明は，上記装置に適した測光方法
も提供している。すなわち，この方法は，固体電子撮像
素子の撮影領域内の任意の領域を複数のブロックに分割
し，上記固体電子撮像素子を含み，被写体を撮影し，被
写体像を表す映像信号を上記固体電子撮像素子から得，
得られた映像信号から輝度信号に関する成分を抽出し，
抽出した輝度信号に関する成分を，分割された各ブロッ
クに対応する水平走査期間および垂直走査期間の範囲に
おいてそれぞれ加算し，上記ブロックごとの加算輝度信
号成分を得，得られた上記加算輝度信号成分のうち，飽
和してない加算輝度信号成分を選択し，選択された加算
輝度信号成分にもとづいて測光値を算定するものであ
る。

【０００９】第１の発明によると，ブロック単位で輝度
信号に関する成分が得られる。得られた輝度信号に関す
る成分が飽和しているときには，飽和していない輝度信
号成分が選択される。飽和していない輝度信号成分を用
いて測光値が算定される。飽和している輝度信号成分に
ついては排除しているので，高精度の測光値を得ること
ができる。輝度信号に関する成分には純粋な輝度信号の
ほかＧ信号のように輝度信号と見なせる信号も含む。

【００１０】第２の発明は，入射する光像を映像信号に
変換して出力する固体電子撮像素子および上記固体電子
撮像素子上に被写体像を結像する撮像レンズを含む撮像
光学系を備えた撮像装置において，上記固体電子撮像素
子の撮影領域内の任意の領域を複数のブロックに分割す
るブロック設定手段，上記固体電子撮像素子から出力さ
れる映像信号から合焦制御のための高周波成分を抽出す
る高周波信号成分抽出手段，上記高周波信号成分抽出手
段から出力される高周波信号成分を，上記ブロック設定
手段によって設定された上記各ブロックに対応する水平
走査期間および垂直走査期間の範囲においてそれぞれ加
算し，上記ブロックごとの加算高周波信号成分を出力す
る加算手段，上記加算手段から出力される加算高周波信
号成分のうち，飽和していない加算輝度信号成分を選択
する選択手段，ならびに上記選択手段によって選択され
た加算高周波信号成分にもとづいて上記撮像レンズの合
焦制御を行う合成制御手段を備えていることを特徴とす
る。

【００１１】第２の発明は，上記装置に適した合焦制御
方法も提供している。すなわちのこの方法は，入射する
光像を映像信号に変換して出力する固体電子撮像素子お
よび上記固体電子撮像素子上に被写体像を結像する撮像
レンズを含む撮像光学系を備えた撮像装置において，上
記固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を複数の
ブロックに分割し，上記固体電子撮像素子から出力され
る映像信号から合成制御のための高周波信号成分を抽出
し，抽出した高周波信号成分を，分割された各ブロック
に対応する水平走査期間および垂直走査期間の範囲にお
いてそれぞれ加算し，上記ブロックごとの加算高周波信
号成分を得，得られた加算高周波信号成分のうち，飽和
していない加算高周波信号成分を選択し，選択された加
算高周波信号成分にもとづいて上記撮像レンズの合焦制
御を行うものである。

【００１２】第２の発明によると，ブロック単位に高周
波信号成分が得られる。得られた高周波信号成分が飽和
しているときには，飽和していない高周波信号成分が選
択される。飽和していない高周波信号成分を用いて撮像
レンズの合焦制御が行なわれる。飽和している高周波信
号成分については排除されるので，高精度の合焦制御が
が可能となる。

【００１３】第３の発明による撮像装置は，固体電子撮
像素子を用いて被写体を撮影し，被写体像を表す輝度信
号に関する成分を得，上記固体電子撮像素子の撮影領域
内の任意の領域を分割することにより得られる複数の第
１のブロックごとに，上記輝度信号に関する成分を加算
して加算輝度信号成分を得る撮像装置において，上記第
１のブロックごとに得られる加算輝度信号成分にもとづ
いて，上記撮影領域内における主被写体の位置を検出す
る主被写体位置検出手段，上記撮影領域のうち，上記主
被写体位置検出手段により検出された主被写体の位置に
相当する領域を上記第１のブロックよりも小さな複数の
第２のブロックに分割するブロック設定手段，上記ブロ
ック設定手段によって分割された各第２のブロックにつ
いての加算輝度信号成分を出力する加算手段，ならびに
上記加算手段から出力された，第２のブロックごとの加
算輝度信号成分にもとづいて測光値を算定する重点測光
値算定手段を備えていることを特徴とする。

【００１４】第３の発明は，上記装置適した測光方法も
提供している。すなわち，この方法は，固体電子撮像素
子を用いて被写体を撮影し，被写体像を表す輝度信号に
関する成分を得，上記固体電子撮像素子の撮影領域内の
任意の領域を分割することにより得られる複数の第１の
ブロックごとに，上記輝度信号に関する成分を加算して
加算輝度信号成分を得る撮像装置において，上記第１の
ブロックごとに得られる加算輝度信号成分にもとづい
て，上記撮影領域内における主被写体の位置を検出し，
検出された主被写体の位置に相当する領域を上記第１の
ブロックよりも小さな複数の第２のブロックに分割し，
分割された各第２のブロックについての第２の加算輝度
信号成分を得，得られた第２の加算輝度信号成分にもと
づいて測光値を算定するものである。

【００１５】第３の発明によると，上記撮影領域内にお
いて複数の上記第１のブロックが設定される。上記第１
のブロックごとの加算輝度信号成分が得られ，得られた
加算輝度信号成分にもとづいて主被写体の位置が検出さ
れる。さらに，上記撮影領域内のうち，検出された主被
写体の位置に相当する領域が，第１のブロックよりも小
さな複数の第２のブロックに分割される。すると，第２
のブロックごとの加算輝度信号成分が得られ，測光値が
算定される。

【００１６】算定された測光値は，主被写体の明るさを
示す重点測光値となる。主被写体の明るさを比較的正確
に測光することができるようになる。特に，第２のブロ
ックは，第１のブロックよりもその大きさが小さいの
で，主被写体の形状に近似した領域部分の第２のブロッ
クから得られる加算輝度信号成分を得ることにより，主
被写体のみの明るさをより正確に測光することができる
ようになる。

【００１７】第４の発明は，撮像レンズによって被写体
像が受光面上に結像する固体電子撮像素子を用いて被写
体を撮影し，被写体像を表す映像信号を得，得られた映
像信号から合焦制御のための高周波信号成分を抽出し，
抽出した上記固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領
域を分割することにより得られる複数の第１のブロック
ごとに，抽出された高周波信号成分を加算して加算高周
波信号成分を得る撮像装置において，上記第１のブロッ
クごとに得られる加算高周波信号成分にもとづいて上記
撮影領域内における主被写体の位置を検出する主被写体
位置検出手段，上記撮影領域内のうち，上記主被写体位
置検出手段により検出された主被写体の位置に相当する
領域を，上記第１のブロックよりも小さな複数の第２の
ブロックに分割する第２のブロック分割手段，上記ブロ
ック分割手段によって分割された各第２のブロックにつ
いての加算高周波信号成分を出力する加算手段，ならび
に上記加算手段から出力された，第２のブロックごとの
加算高周波信号成分にもとづいて上記撮像レンズの合焦
制御を行う重点合焦制御手段を備えていることを特徴と
する。

【００１８】第４の発明は，上記撮像装置に適した合焦
制御方法も提供している。すなわち，この方法は，撮像
レンズによって被写体像が受光面上に結像する固体電子
撮像素子を用いて被写体を撮影し，被写体像を表す映像
信号を得，得られた映像信号から合焦制御のための高周
波信号成分を抽出し，上記固体電子撮像素子の撮影領域
内の任意の領域を分割することにより得られる複数の第
１のブロックごとに，抽出された高周波信号成分を加算
して第１の加算高周波信号成分を得る撮像装置におい
て，得られた第１の加算高周波信号成分にもとづいて上
記撮影領域内における主被写体の位置を検出し，上記撮
影領域内のうち，検出された主被写体の位置に相当する
領域を，上記第１のブロックよりも小さな複数の第２の
ブロックに分割し，分割された各第２のブロックについ
ての第２の加算高周波信号成分を得，得られた第２の加
算高周波信号成分にもとづいて上記撮像レンズの合焦制
御を行うものである。

【００１９】第４の発明によると，上記撮影領域内にお
いて複数の上記第１のブロックが設定される。上記第１
のブロックごとの加算高周波信号成分が得られ，得られ
た加算高周波信号成分にもとづいて主被写体の位置が検
出される。さらに，上記撮影領域内のうち，検出された
主被写体の位置に相当する領域が，第１のブロックより
も小さな複数の第２のブロックに分割される。すると，
第２のブロックごとの加算高周波信号成分が得られ，撮
像レンズの合焦制御が行われる。

【００２０】第２のブロックは，第１のブロックよりも
その大きさが小さいので，主被写体の形状に近似した領
域部分の第２のブロックから得られる加算高周波信号成
分が得られる。主被写体のみにピントが合うように撮像
レンズの合焦制御が可能となる。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【実施例】以下，この発明をディジタル・スチル・カメ
ラに適用した実施例について，図面を参照しながら詳細
を説明する。

【００３３】図１は，この発明の実施例のディジタル・
スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

【００３４】クロック信号発生回路（以下，ＣＧとい
う）１は，クロック信号ＣＫ，ＣＣＤ６の水平転送路を
駆動するための水平転送パルス，不要電荷掃出しのため
の基板抜きパルス，Ａフィールド垂直転送パルスおよび
Ｂフィールド垂直転送パルスを発生し，ＣＣＤ６に与え
る。

【００３５】クロック信号ＣＫは，同期信号発生回路
（以下，ＳＳＧという）２に与えられ，ＳＳＧ２はこの
クロック信号ＣＫに基づいて水平同期信号ＨＤおよび垂
直同期信号ＶＤを発生し，ＣＧ１に与える。

【００３６】水平同期信号ＨＤおよび垂直同期信号ＶＤ
はＣＧ１からゲート・アレイ20に与えられる。また画素
データの読出し周期に対応した周期をもつクロック信号
ＡＤＣＫがＣＧ１において生成されゲート・アレイ20に
与えられる。

【００３７】撮像レンズ３によって結像される被写体像
は絞り４およびオプティカル・ロウ・パス・フィルタ
（ＯＬＰＦ）５を介してＣＣＤ６上に結像される。撮像
レンズ３はＣＰＵ15によって制御されるドライバ16によ
って駆動されるレンズ駆動モータ18によって合焦位置に
位置決めされ，絞り４はＣＰＵ15によって制御されるド
ライバ16によって駆動されるモータ17によって適正な露
光量が得られるように駆動される。

【００３８】ＣＣＤ６では，基板抜きパルス，Ａフィー
ルド垂直転送パルス，Ｂフィールド垂直転送パルスおよ
び水平転送パルスによって，インターレース撮影が行わ
れ，ＡフィールドとＢフィールドの映像信号（ＧＲＧＢ
の色順次信号）が１フィールド期間ごとに交互に生成さ
れて，順次読み出される。ＣＣＤ６の駆動（撮像および
映像信号の読出し）は，少なくとも撮影時と，それに先
だつ測光処理において行われる。

【００３９】ＣＣＤ６から出力されるＡフィールドおよ
びＢフィールドの映像信号は，前置増幅回路７を通して
色分離回路８に与えられ，被写体像を表わす３原色，Ｇ
（緑），Ｒ（赤）およびＢ（青）の色信号に分離され
る。

【００４０】この色信号Ｇ，Ｒ，Ｂはゲイン・コントロ
ール回路（以下，ＧＣＡという）９で色バランスの調整
が行われた後，リサンプリング回路10に入力する。

【００４１】リサンプリング回路10は，３つの色信号
Ｒ，Ｇ，ＢをリサンプリングによってＧＲＧＢ…の色順
次信号に再変換する。この色順次信号が記録のために必
要な適当なレベルに増幅されかつディジタル画像データ
に変換され，さらに画像データ処理回路（図示略）でＹ
／Ｃ分離，データ圧縮等の加工が加えられたのちメモリ
・カード等の記録媒体に記録されることになる。

【００４２】撮影に先だち，撮像レンズ３の合焦制御処
理，ならびに測光処理および測光値に基づく露光制御
（絞りおよびシャッタ速度の制御）が行なわれる。

【００４３】撮像レンズ３の合焦制御処理はリサンプリ
ング回路10の出力信号に基づいて行なわれる。撮像レン
ズ３の合焦制御処理のためにバンド・パス・フィルタ
（ＢＰＦ）11が設けられている。ＢＰＦ11は入力する色
順次信号から合焦処理に必要な高周波信号成分を抽出す
る回路である。

【００４４】撮像レンズ３が合焦位置にあるときは画像
がはっきりしているため高周波信号成分が多い。これに
対し，撮像レンズ３が合焦位置にないときは画像がぼけ
るため高周波信号成分は少ない。図１に示すディジタル
電子スチル・カメラではこのような点を考慮して撮像レ
ンズ３の合焦位置への位置決めをしている。撮像レンズ
３の合焦制御を行なうにあたって，図示しない予備測距
センサにより予備測距が行なわれ撮像レンズが合焦位置
に近い初期位置に位置決めされる。

【００４５】リサンプリング回路10から出力される色順
次信号はＢＰＦ11に与えられ，撮像レンズ３の合焦制御
のための高周波信号成分が抽出されスイッチ回路13のＳ
₁ 端子に与えられる。撮像レンズ３の合焦制御が行なわ
れるときはスイッチ回路13はＳ₁ 端子が導通状態とされ
高周波信号成分がアナログ／ディジタル変換回路14に与
えられ，ディジタル・データに変換されてゲート・アレ
イ20に与えられる。

【００４６】測光処理はＧＣＡ９の出力信号に基づいて
行なわれる。測光処理のためにＹ信号合成回路12が設け
られている。Ｙ信号合成回路12において，ＧＣＡ９から
与えられるＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号が生成され，こ
の輝度信号はスイッチ回路13のＳ₂ 端子に与えられる。
測光処理が行なわれるときはスイッチ回路13はＳ₂ 端子
が導通状態とされ輝度信号がアナログ／ディジタル変換
回路14に与えられ，ディジタル・データに変換されてゲ
ート・アレイ20に与えられる。

【００４７】ゲート・アレイ20において，入力する高周
波信号データ，または輝度データがそれぞれ撮影領域内
において設定された後述するブロックごとに加算され，
ブロックごとの加算結果がＣＰＵ15に与えられる。

【００４８】ＣＰＵ15において，ゲート・アレイ20から
入力するブロックごとの加算データ（高周波成分データ
または加算データ）のうち必要なデータが選択されて，
撮像レンズ３の合焦制御，または測光値算定処理および
測光値算定にもとづく露光制御が行なわれる。

【００４９】ディジタル電子スチル・カメラはストロボ
撮影が可能であり，ストロボ装置19が含まれている。こ
のストロボ装置19はＣＰＵ15によって発光制御される。

【００５０】図２はゲート・アレイの電気的構成を示す
ブロック図である。図３はＣＣＤ６の撮影領域をｍ×ｎ
個の複数のブロックに分割した状態を示している。図４
は16×16の複数のブロックに分割された撮影領域と主被
写体との関係を示しており，(A) はブロックの分割方法
の１つの例であり，(B) はブロックの他の分割方法を示
しており，(C) は主被写体の存在する部分にブロックを
設定する方法を示している。

【００５１】図５から図７は図２に示すゲート・アレイ
の動作を示すタイム・チャート，図８はゲート・アレイ
に含まれるレジスタにおける加算動作とＣＣＤ６の分割
撮影領域との関係を説明するためのものである。

【００５２】主として図２および図８を参照して，ゲー
ト・アレイ20は入力する１画像分の画素データをブロッ
クごとに加算し，ブロックごとの加算データとして出力
する回路である。アンド・ゲート21，18ビット加算回路
22および水平方向レジスタ23によって１ブロックＢr に
おける１水平走査ラインにそう画素データが加算され
る。１ブロックＢr における１水平走査ラインの加算デ
ータは21ビット加算回路24に与えられる。この21ビット
加算回路24，アンド・ゲート25および複数の垂直方向レ
ジスタ26によって，１ブロックＢr における１水平走査
ラインにそう加算データが，１ブロック内において，垂
直方向に加算される。１ブロックＢr 内における最下段
の水平走査ラインの加算データが21ビット加算回路24に
与えられたときに，この与えられた水平方向加算データ
と，垂直方向レジスタ26からフィードバックされる，そ
れまでの垂直方向加算データとが加算され，この加算結
果が１ブロックＢr 分のデータＢＤとして複数の転送用
レジスタ27のうちの初段の転送用レジスタ27に与えられ
る。そして１ブロックＢr ごとにブロック加算データと
してデータ・セレクタ28から出力される。

【００５３】後述のように各ブロックの水平方向加算動
作の開始にあたってアンド・ゲート21に水平リセット信
号＊ＨＲＳＴ信号（バーの代わりに＊を用いる）が与え
られたときには18ビット加算回路22の一方の入力が０と
なるので水平方向レジスタ23には新たなブロックの最初
の画素データが格納される。アンド・ゲート25に垂直リ
セット信号＊ＶＲＳＴ信号（バーの代わりに＊を用い
る）が与えられることにより複数の垂直方向レジスタ26
がリセットされる。

【００５４】以下ゲート・アレイの動作を詳述する。

【００５５】ＣＧ１から出力される垂直同期信号ＶＤ，
水平同期信号ＨＤおよびクロック信号ＡＤＣＫはゲート
・アレイ20のタイミング・ジェネレータ29に与えられ
る。またＣＰＵ15からＣＰＵ書込信号，ＣＰＵ読出信
号，撮影領域に設定されるブロックの幅を表わす幅デー
タおよびパラメータが出力され，ゲート・アレイ20のタ
イミング・ジェネレータ29に与えられる。これらの信号
にもとづいて撮影領域内において設定されるブロックの
大きさおよび数が決定される。

【００５６】タイミング・ジェネレータ29に入力する信
号に基づいて，ブロックの水平方向の大きさを定める＊
ＨＲＳＴ信号，ブロックの垂直方向の大きさを定める＊
ＶＲＳＴ信号，ブロックごとの水平加算データの加算タ
イミングを定める水平転送クロックＨＣＫ，ブロックご
との加算データの読出しタイミングを定めるロード・ク
ロックＬＤＣＫおよびデータ出力のタイミングを定める
データ・セレクタ信号が生成される。

【００５７】図３を参照して，撮影領域に含まれる任意
の領域を複数のブロックに分割する場合，有効な範囲と
無効な範囲とが撮影領域内に定められる。すなわち，水
平方向の無効範囲ＨＭおよび水平方向の有効範囲ＨＹな
らび垂直方向の無効範囲ＶＭおよび垂直方向の有効範囲
ＶＹがそれぞれ定められる。また，ブロック数を定める
ために水平方向のブロック幅（画素数）ＨＷおよび垂直
方向のブロック幅（ライン数）ＶＷがそれぞれ定められ
る。これらの定められたデータは幅データとしてＣＰＵ
15からゲート・アレイ20のタイミング・ジェネレータ29
に与えられる。これらの範囲および幅はＣＰＵ15のプロ
グラム上で定めておいてもよいし，ＣＰＵ15に付随する
メモリにあらかじめ記憶させておいてもよいし，ユーザ
が適当な入力装置から入力できるようにしておいてもよ
い。

【００５８】主として図２，図５(B) および図６(A) を
参照して，アナログ／ディジタル変換回路14からディジ
タル・データ（撮像レンズ３の合焦制御のための高周波
成分データまたは測光のための輝度データ）が１画素ご
とにゲート・アレイ20に入力し18ビット加算回路22に与
えられる。加算回路22は，アンド・ゲート21を通してフ
ィード・バックされる水平方向レジスタ23にストアされ
ているデータと，入力する１画素データとを加算する。
水平方向レジスタ23は，画素ごとのクロック信号ＡＤＣ
Ｋが与えられるごとに加算回路22の加算データを取込ん
で一時記憶する。

【００５９】ブロックＢr の水平方向のブロック幅ＨＷ
に対応する時間ごとにＬレベルとなる水平リセット信号
＊ＨＲＳＴがアンド・ゲート21に与えられる。この信号
＊ＨＲＳＴが与えられたときには，アンド・ゲート21の
出力は０となるので，加算回路22は入力データと０とを
加算することになる。したがって，水平方向レジスタ23
の内容は信号＊ＨＲＳＴが入力するごとに，各ブロック
の１番目の画素データを格納することになる。１ブロッ
クの水平方向加算データは，各ブロックの最後の画素デ
ータが加算されたのち（すなわち，信号＊ＨＲＳＴの入
力時点で），次段の21ビット加算回路24に送られる。

【００６０】18ビット加算回路22にはＣＰＵ15から，水
平方向の無効範囲ＨＭおよび垂直方向の無効範囲ＶＭを
それぞれ規定し，加算範囲を定めるための水平加算制御
信号ＨＩおよび垂直加算制御信号ＶＩが与えられてお
り，これらの信号ＨＩおよびＶＩがＬレベルとなってい
る間のみ入力データの加算が行なわれる。

【００６１】アンド・ゲート25に垂直同期信号＊ＶＲＳ
Ｔが与えられたときに，第１番目の垂直方向レジスタ26
にはデータ０が与えられるので，このレジスタ26はリセ
ットされることになる。このデータ０は順次シフトされ
ていくことになるので，順次各段の垂直方向レジスタ26
がリセットされる。

【００６２】21ビット加算回路24に入力した１ブロック
Ｂr における１水平走査ライン分の加算データは，一方
の端子に垂直同期信号＊ＶＲＳＴが与えられるアンド・
ゲート25を介して第１段の垂直方向21ビット・レジスタ
26に与えられる。垂直方向レジスタ26は水平方向のブロ
ック数ｍと同じ数だけ設けられており，これらのクロッ
ク入力端子には水平リセット信号＊ＨＲＳＴに同期した
水平クロック信号ＨＣＫが入力している。したがって第
１段の垂直方向積算レジスタ26に，図８(A) に示すよう
に第１番めのブロックＢr における１水平走査ラインの
加算データａ_1,1 が入力すると，その後水平クロック信
号ＨＣＫに同期して順次シフトされ，第１番めのブロッ
クＢr における水平加算データａ_1,1 が第２段の垂直方
向レジスタ26にシフトされ第１段の垂直方向レジスタ26
には第２番めのブロックＢr における水平加算データａ
_2,1 が入力することになる。以下同様にして順次シフト
動作および次のブロックＢr の水平加算データの第１段
の垂直方向レジスタ26への入力動作が繰返される。そし
てすべての垂直方向レジスタ26に有効範囲におけるすべ
てのブロックの水平加算データが格納される。すなわち
第１段めの垂直方向レジスタ26には図８(B) に示すよう
に右隅のブロックＢr の水平加算データａ_m,1 が格納さ
れ，第２段めの垂直方向レジスタ26には右隅から２番め
のブロックＢr の水平加算データａ_m-1,1 が格納され，
第ｍ番めの最終段の垂直方向レジスタ26には左隅のブロ
ックＢr の水平加算データａ_1,1 が格納される。

【００６３】すべてのブロックの水平加算データが垂直
方向レジスタ26に入力すると図８(C) に示すように，左
隅のブロックＢr の垂直方向に第２画素めの水平加算デ
ータａ_1,2 が21ビット加算回路24に入力する。また最終
段の垂直方向レジスタ26に格納されている左隅のブロッ
クＢr における水平加算データａ_1,1 が21ビット加算回
路24に入力する。このようにして水平加算データａ_1,1
とａ_1,2 とが21ビット加算回路24において加算される。
この加算結果は第１段目のレジスタ26にアンド・ゲート
25を通って与えられる。レジスタ26のデータが順次シフ
トされながら，加算回路24において，各ブロックにおけ
る垂直方向の加算が行なわれ，その加算結果がレジスタ
26に蓄えられていく。

【００６４】各ブロックにおける最終水平ラインにそう
加算データが水平方向積算レジスタ23から21ビット加算
回路24に与えられ，かつ最終段の21ビット・レジスタ26
からフィードバックされる対応するブロックの積算デー
タが21ビット加算回路24に与えられると，これらのデー
タが相互に加算され，１ブロックＢr 分の積算データＢ
Ｄが得られる（図８(D) 参照）。１ブロックＢr 分の積
算データＢＤは転送用レジスタ27に与えられる。

【００６５】転送用レジスタ27は水平方向のブロック数
ｍに対応した数だけ設けられている。この転送用21ビッ
ト・レジスタ27のクロック入力端子には各ブロックＢr
の垂直方向の幅ＶＷに対応した周期で現われる一群のロ
ード・クロック信号ＬＤＣＫが与えられる。一群の信号
内における信号ＬＤＣＫの周期は水平方向の幅ＨＷに対
応する。

【００６６】転送用21ビット・レジスタ27に１ブロック
Ｂr 分のデータＢＤが入力するとロード・クロック信号
ＬＤＣＫに応答して，順次シフトされていきデータ・セ
レクタ28に与えられる。データ・セレクタ28にはタイミ
ング・ジェネレータ29からデータ・セレクト信号が与え
られており，たとえば21ビット・データならば上位５ビ
ット，中位８ビットおよび下位８ビットの順に順次出力
されＣＰＵ15に与えられる。

【００６７】ＣＰＵ15には設定された有効範囲内におい
てブロックＢr ごとに輝度データまたは合焦制御のため
のデータが与えられる。ブロック単位でデータを識別で
き，適正なデータのみを用いて分割測光，平均測光また
は撮像レンズ３の合焦制御が可能となり，それぞれの処
理精度が向上する。

【００６８】上述においては１ブロック分のデータを順
次転送用レジスタ27に与え，転送用レジスタ27を順次シ
フトして出力するようにしているが，垂直方向レジスタ
に一旦１ブロック分のデータをそれぞれ蓄え，これらの
データをそれぞれの垂直方向レジスタ26に対応する転送
用レジスタ27に直接与えるようにしてもよい。この場合
は，転送用レジスタからのデータの出力の順序を上記実
施例とは逆にすることにより画面の走査方向に応じた順
序でＣＰＵ15にデータを入力することが好ましい。

【００６９】また図４(B) に示すようにブロックの位置
をずらすこともできる。この場合には，ブロックが奇数
列か偶数列かに応じて転送用21ビット・レジスタ27への
入力を許可または禁止を行なう。ブロックの位置を水平
方向または垂直方向においてずらすことにより丸い形の
被写体に対しても対処できるようになる。

【００７０】さらに輝度データにもとづく被写体の輝度
分布，または合焦制御データにもとづく被写体までの距
離の分布にもとづいて撮影領域内における主被写体の位
置も分る。主被写体の位置がわかることにより図４(C)
に示すように主被写体部分を重点的に測光することも可
能となる。この場合には主被写体を重点的に測光するよ
うに水平方向有効範囲ＨＹおよび垂直方向有効範囲ＶＹ
がそれぞれ定められる。

【００７１】ブロック単位で得られた輝度データから，
輝度データが飽和していないブロックのデータのみが選
択され，選択された輝度データに基づいて測光値が算定
され，絞り４およびＣＣＤ６のシャッタ速度の制御が行
なわれる。

【００７２】ブロック単位で得られた撮像レンズ３の合
焦制御データから飽和していないブロックのデータのみ
が選択され，選択されたデータの総和が求められ，この
加算データに基づいて撮像レンズ３の合焦制御が行なわ
れる。合焦制御のために撮像レンズ３を10μｍずつ前方
に繰出しながら，各位置で撮影，データの積算が少なく
とも６回（すなわち６フレーム期間にわたって各フレー
ム期間のＢフィールド期間において）行なわれる。上記
の初期位置（撮像レンズ３の繰出し量＝０μｍ）におい
てまず第１の合焦用加算データが得られる。次のフレー
ム期間において，初期位置から撮像レンズ３を10μｍ繰
出した位置（撮像レンズ繰出し量＝10μｍ）において第
２の合焦用加算データが得られる。同様にして撮像レン
ズ３を10μｍずつ繰出しながら第３〜第６の合焦用加算
データが得られる。このようにして得られた６位置の加
算データは図９に示すようにメモリの所定エリアに記憶
される。

【００７３】図10は図９に示す６位置における測距用加
算データをグラフに表わしたものである。撮像レンズ３
の初期位置は真の合焦位置の少し手前である。この位置
から撮像レンズ３が10μｍずつ繰出され，各位置で合焦
用加算データが得られる。映像信号に含まれる高周波信
号の積分値は真の合焦位置で最大となる。撮像レンズ３
の単位繰出し量は10μｍで非常に微小距離であるから，
合焦用加算データが最大値を示す位置を真の合焦位置と
みなしても誤差はきわめて小さい。したがって，合焦用
加算データが最大値を示す位置に撮像レンズ３が位置決
めされることにより高精度の合焦が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタル電子スチル・カメラの電気的構成を
示すブロック図である。

【図２】ゲート・アレイの構成例を示すブロック図であ
る。

【図３】撮影領域内に設定される複数のブロックを示し
ている。

【図４】(A) 〜(C) は撮影領域内に設定される複数のブ
ロックと主被写体との関係を示している。

【図５】(A) および(B) はゲート・アレイにおけるデー
タの積算および転送のタイム・チャートである。

【図６】(A) および(B) は図５に示すタイム・チャート
の一部を時間的に拡大して示すもので，データの積算タ
イミングを示すタイム・チャートである。

【図７】図５に示すタイム・チャートの一部を時間的に
拡大して示すもので，データの転送出力タイミングを示
すタイム・チャートである。

【図８】各ブロックごとにデータが積算される様子を示
している。

【図９】合焦制御のためのデータが記憶されるメモリの
一例を示している。

【図１０】図９に示すメモリに記憶されたデータをグラ
フに表わしたものである。

【符号の説明】

３ 撮像レンズ ４ 絞り ６ ＣＣＤ ８ 色分離回路 ９ ＧＣＡ 10 リサンプリング回路 11 ＢＰＦ 12 Ｙ信号合成回路 15 ＣＰＵ 20 ゲート・アレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−84574（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101125（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−175076（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−109775（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147872（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−141880（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−113192（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354277（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257 G02B 7/11

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体電子撮像素子を含み，被写体を撮影
   し，被写体像を表す映像信号を上記固体電子撮像素子か
   ら出力する撮影手段， 上記固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を複数
   のブロックに分割するブロック設定手段， 上記撮影手段から出力される映像信号から輝度信号に関
   する成分を抽出する輝度信号抽出手段， 上記輝度信号抽出手段から出力される輝度信号に関する
   成分を，上記ブロック設定手段によって設定された上記
   各ブロックに対応する水平走査期間および垂直走査期間
   の範囲においてそれぞれ加算し，上記ブロックごとの加
   算輝度信号成分を出力する加算手段， 上記加算手段から出力される加算輝度信号成分のうち，
   飽和していない加算輝度信号成分を選択する選択手段，
   ならびに上記選択手段によって選択された加算輝度信号
   成分にもとづいて測光値を算定する測光値算定手段， を備えた撮像装置。
2. 【請求項２】 入射する光像を映像信号に変換して出力
   する固体電子撮像素子および上記固体電子撮像素子上に
   被写体像を結像する撮像レンズを含む撮像光学系を備え
   た撮像装置において， 上記固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を複数
   のブロックに分割するブロック設定手段， 上記固体電子撮像素子から出力される映像信号から合焦
   制御のための高周波信号成分を抽出する高周波信号成分
   抽出手段， 上記高周波信号成分抽出手段から出力される高周波信号
   成分を，上記ブロック設定手段によって設定された上記
   各ブロックに対応する水平走査期間および垂直走査期間
   の範囲においてそれぞれ加算し，上記ブロックごとの加
   算高周波信号成分を出力する加算手段， 上記加算手段から出力される加算高周波信号成分のう
   ち，飽和していない加算高周波信号成分を選択する選択
   手段，ならびに上記選択手段によって選択された加算高
   周波信号成分にもとづいて上記撮像レンズの合焦制御を
   行う合焦制御手段， を備えた撮像装置。
3. 【請求項３】 固体電子撮像素子を用いて被写体を撮影
   し，被写体像を表す輝度信号に関する成分を得，上記固
   体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を分割するこ
   とにより得られる複数の第１のブロックごとに，上記輝
   度信号に関する成分を加算して加算輝度信号成分を得る
   撮像装置において， 上記第１のブロックごとに得られる加算輝度信号成分に
   もとづいて，上記撮影領域内における主被写体の位置を
   検出する主被写体位置検出手段， 上記撮影領域のうち，上記主被写体位置検出手段により
   検出された主被写体の位置に相当する領域を上記第１の
   ブロックよりも小さな複数の第２のブロックに分割する
   ブロック設定手段， 上記ブロック設定手段によって分割された各第２のブロ
   ックについての加算輝度信号成分を出力する加算手段，
   ならびに上記加算手段から出力された，第２のブロック
   ごとの加算輝度信号成分にもとづいて測光値を算定する
   重点測光値算定手段， を備えた撮像装置。
4. 【請求項４】 撮像レンズによって被写体像が受光面上
   に結像する固体電子撮像素子を用いて被写体を撮影し，
   被写体像を表す映像信号を得，得られた映像信号から合
   焦制御のための高周波信号成分を抽出し，抽出した上記
   固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を分割する
   ことにより得られる複数の第１のブロックごとに，抽出
   された高周波信号成分を加算して加算高周波信号成分を
   得る撮像装置において， 上記第１のブロックごとに得られる加算高周波信号成分
   にもとづいて上記撮影領域内における主被写体の位置を
   検出する主被写体位置検出手段， 上記撮影領域内のうち，上記主被写体位置検出手段によ
   り検出された主被写体の位置に相当する領域を，上記第
   １のブロックよりも小さな複数の第２のブロックに分割
   する第２のブロック分割手段， 上記ブロック分割手段によって分割された各第２のブロ
   ックについての加算高周波信号成分を出力する加算手
   段，ならびに上記加算手段から出力された，第２のブロ
   ックごとの加算高周波信号成分にもとづいて上記撮像レ
   ンズの合焦制御を行う重点合焦制御手段， を備えた撮像装置。
5. 【請求項５】 固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の
   領域を複数のブロックに分割し， 上記固体電子撮像素子を含み，被写体を撮影し，被写体
   像を表す映像信号を上記固体電子撮像素子から得， 得られた映像信号から輝度信号に関する成分を抽出し， 抽出した輝度信号に関する成分を，分割された各ブロッ
   クに対応する水平走査期間および垂直走査期間の範囲に
   おいてそれぞれ加算し，上記ブロックごとの加算輝度信
   号成分を得， 得られた上記加算輝度信号成分のうち，飽和していない
   加算輝度信号成分を選択し， 選択された加算輝度信号成分にもとづいて測光値を算定
   する， 測光方法。
6. 【請求項６】 入射する光像を映像信号に変換して出力
   する固体電子撮像素子および上記固体電子撮像素子上に
   被写体像を結像する撮像レンズを含む撮像光学系を備え
   た撮像装置において， 上記固体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を複数
   のブロックに分割し， 上記固体電子撮像素子から出力される映像信号から合焦
   制御のための高周波信号成分を抽出し， 抽出した高周波信号成分を，分割された各ブロックに対
   応する水平走査期間および垂直走査期間の範囲において
   それぞれ加算し，上記ブロックごとの加算高周波信号成
   分を得， 得られた加算高周波信号成分のうち，飽和していない加
   算高周波信号成分を選択し， 選択された加算高周波信号成分にもとづいて上記撮像レ
   ンズの合焦制御を行う， 合焦制御方法。
7. 【請求項７】 固体電子撮像素子を用いて被写体を撮影
   し，被写体像を表す輝度信号に関する成分を得，上記固
   体電子撮像素子の撮影領域内の任意の領域を分割するこ
   とにより得られる複数の第１のブロックごとに，上記輝
   度信号に関する成分を加算して加算輝度信号成分を得る
   撮像装置において， 上記第１のブロックごとに得られる加算輝度信号成分に
   もとづいて，上記撮影領域内における主被写体の位置を
   検出し， 検出された主被写体の位置に相当する領域を上記第１の
   ブロックよりも小さな複数の第２のブロックに分割し， 分割された各第２のブロックについての第２の加算輝度
   信号成分を得， 得られた第２の加算輝度信号成分にもとづいて測光値を
   算定する， 測光方法。
8. 【請求項８】 撮像レンズによって被写体像が受光面上
   に結像する固体電子撮像素子を用いて被写体を撮影し，
   被写体像を表す映像信号を得，得られた映像信号から合
   焦制御のための高周波信号成分を抽出し，上記固体電子
   撮像素子の撮影領域内の任意の領域を分割することによ
   り得られる複数の第１のブロックごとに，抽出された高
   周波信号成分を加算して第１の加算高周波信号成分を得
   る撮像装置において， 得られた第１の加算高周波信号成分にもとづいて上記撮
   影領域内における主被写体の位置を検出し， 上記撮影領域内のうち，検出された主被写体の位置に相
   当する領域を，上記第１のブロックよりも小さな複数の
   第２のブロックに分割し， 分割された各第２のブロックについての第２の加算高周
   波信号成分を得， 得られた第２の加算高周波信号成分にもとづいて上記撮
   像レンズの合焦制御を行う， 合焦制御方法。