KR101699314B1 - 촬상장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

촬상장치에 있어서, 촬상유닛은, 포커스 렌즈를 포함하는 촬영 광학계에 의해 결상되는 피사체를 광전 변환해서 전기적인 화상 신호를 출력하도록 구성된, 2차원으로 배열된 복수의 화소를 갖는고, 제어유닛은, 상기 촬상유닛의 제1의 영역 및 제2의 영역에 대한 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상이하게 제어하고 상기 제1의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독 및 상기 제2의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독을 병행해서 행한다. 연산유닛은 상기 포커스 렌즈를 이동시키면서 복수의 상이한 포커스 렌즈 위치에서 상기 제2의 영역의 초점 검출 영역에 존재하는 화소들로부터 판독된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거하여 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾는다. 상기 제어유닛은, 상기 제1의 영역으로부터 판독된 제1의 화상 신호를, 표시유닛에 출력하기 위한 표시용의 화상 신호로 한다.

Description

촬상장치 및 그 제어방법{IMAGE CAPTURING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은, 촬상장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 촬상 광학계에 의해 결상되는 피사체 상을 광전 변환하는 촬상소자에 의해 취득되는 화상 신호를 사용하여, 초점 조정을 행하는 촬상장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래, 디지털 스틸 카메라, 비디오 카메라 등은 오토포커스(AF)를 행하고, 촬상소자로부터 취득된 휘도신호의 고영역 주파수 성분이 최대가 되는 포커스 렌즈 위치를 인-포커스(in-focus) 위치라고 하는 방식이 이용되고 있다. 그러한 방식의 하나로서, 이후에 설명한 스캔 방식이 알려져 있다. 스캔 방식에 있어서, 초점 검출 범위의 전역에 걸쳐서 포커스 렌즈를 구동하면서 촬상소자로부터 취득된 휘도신호의 고영역 주파수 성분에 근거하는 평가값(이하, "초점 평가값"이라고 부른다)을 찾아내서 기억한다. 이때, 화면의 중앙부근, 피사체를 검출한 영역 부근에 초점 평가값을 취득하기 위한 영역(이하, "AF 프레임"이라고 부른다)을 설정하고, 설정한 AF 프레임에서 초점 평가값이 최대가 되는 포커스 렌즈 위치를 취득하고, 포커스 렌즈 위치를 촬영 동작시에 사용되는 포커스 렌즈 위치로서 설정한다.

한편, 종래로부터 고휘도 피사체에 대한 다양한 자동 초점 조정 방법이 알려져 있다. 일본국 특허 제3105334호에서는, 촬상할 프레임의 영상신호의 저휘도부 혹은 중앙 휘도부의 면적에 의거하여 피사체가 고휘도 피사체인지 아닌지의 판정을 행한다. 판정의 결과, 피사체가 일반적인 피사체인 경우의 포커싱 동작에 대해서는 콘트라스트 신호를 사용하고, 피사체가 고휘도 피사체인 경우에는 고휘도 신호의 면적이 작아지도록 포커싱 동작을 행함으로써, 고휘도 피사체에 대해서도 정확한 포커싱 동작을 행할 수 있도록 한다.

또한, 피사체가 점 광원인 경우의 다양한 자동 초점 조정 방법도 알려져 있다. 일본국 공개특허공보 특개2002-196220호에서는, AE 처리에 의해 피사체의 평균적인 밝기를 검출하고, 밝기가 규정값보다도 낮은 경우에, AE 처리의 결과에 근거하는 적정 노출 레벨로 AF 서치(search) 동작을 행하고, 초점 평가값이 피크인 인-포커스 위치를 검출하는 처리를 실행한다. AF 서치 동작에 의해 인-포커스 위치를 검출할 수 없었던 경우에는, 적정 노출로부터도 노광량을 감소시켜 AF 서치 동작을 행하여, 점 광원에 의한 촬상신호의 포화를 회피한다. 이렇게, 여러 번의 AF 서치 동작을 행한 결과에 근거해서 보다 정확한 인-포커스 위치를 검출하고, 그 후에 취득한 인-포커스 위치에 렌즈를 이동시킨다. 이에 따라, 야경 등, 고휘도의 점 광원이 산재하는 피사체에 대해서 정확한 포커싱 동작을 행할 수 있도록 하는 기술이 개시되어 있다.

디지털 카메라 등의 촬상장치의 촬상소자로서 사용되는 CMOS 센서는, 라인마다 노광 타이밍이 다르다. 그 때문에, 형광등과 같이, 50Hz, 60Hz 등과 같은 주파수에서 조명광의 강도가 변화하는 조명 하에서는, 화면 내에서 종방향으로 이동하는 밴드 형상의 밝기 변화가 나타날 것이고; 이것은 "라인 플리커(line flicker)"로서 알려져 있다. 그러한 라인 플리커는 LCD에 표시된 스루 더 렌즈(through-the-lens) 화상의 출현에 영향을 준다. 한편, 라인 플리커에 의한 영향을 받는 라인이 판독 타이밍마다 다른 경우에, 즉, 라인 플리커가 변동하는 경우에, 변동에 따라 각 라인의 초점 평가값의 출력이 변동할 것이고; 그 결과 정확한 피크 위치를 검출할 수 없어, AF의 정밀도에 영향을 미친다.

이것에 응답해서, 50Hz의 AC 전원을 사용하는 형광등의 경우에 촬상장치의 셔터 속도를 1/50초, 1/100초 등으로 설정하고, 60Hz의 AC 전원의 경우에 1/60초, 1/120초 등으로 설정해서, 플리커를 억제하는 방법이 알려져 있다. 이것에 의해 스루 더 렌즈 화상의 출현을 개선하지만, AF 처리에 있어서는 최적의 노출 설정을 초래하지 않고, 반대로 때로는 AF 정확성을 억제할 것이다. 이것은, AF 처리시에 피크 위치를 검출하기 쉽게 하기 위해서, 오픈 조리개를 우선으로 해서 피사계의 심도를 줄여서 보다 낮은 게인 설정에 의해 노이즈를 억제하는 노출의 설정이 바람직하기 때문이다.

따라서, 플리커 발생시에 AF 정밀도를 보증하는 방법으로서, 일본국 공개특허공보 특개2008-130531호에서는, 플리커를 일으키는 광원 하에서도 AF 처리에 적합한 노출 제어를 행하기 위해서, 촬상 프레임 레이트를 플리커의 주기와 동기한 타이밍으로 설정함으로써 라인 플리커의 변동을 방지한다.

그렇지만, 전술한 일본국 특허 제3105334호에 있어서는, 고휘도 피사체/점 광원 피사체의 경우에 고휘도 신호의 면적이 작아지도록 포커싱 동작을 행한다. 그 때문에, 그 방법은 점 광원만으로 주피사체가 구성되는 경우에는 적합하지만, 점 광원 피사체와 조명된 통상 피사체가 혼재하는 경우 등, 정확한 초점 조절을 행할 수 없는 경우가 있다. 최근의 기기는 고화소화가 진행되고 있기 때문에, 약간의 초점의 시프트도 무시할 수 없게 되어, 보다 정확한 초점 조절에 대한 요구가 증가하고 있다.

정확한 초점 조정을 행할 수 있는 이유에 대해서는, 다음을 고려할 수 있다.

· 광원의 색의 영향; 및

·보통 피사체의 조명된 부분이 흐려지는 것으로 휘도를 떨어뜨려서, 고휘도부의 면적이 작아진다.

한편, 일본국 공개특허공보 특개2002-196220호에 있어서는, 인-포커스 위치를 검출할 수 없는 경우에 노광량을 적정 노광량 이상 줄여서 AF 서치를 행하는 것과, 밝기가 규정값보다 낮은 경우에, 적정 노광과 적정 노광보다 낮은 노광의 복수회의 AF 서치를 행하는 것이 기재되어 있다. 그렇지만, 고휘도 피사체, 점 광원 피사체 등의 경우에는, 그 영향에 의해 인-포커스 위치가 아닌 위치를 인-포커스 위치라고 잘못 판정해버리는 것이 문제이며, 일본국 공개특허공보 특개2002-196220호와 같이, 인-포커스 위치를 검출할 수 없는 경우에 대한 대책을 취해도 이 문제를 해결할 수는 없다. 또, 적정 노광과 이 적정 노광보다 낮은 노광의 복수회의 AF 서치를 행함으로써, AF 처리에 필요한 시간이 길어져 버린다고 하는 문제점이 있다.

한층 더, 일본국 공개특허공보 특개2008-130531호에 개시된 종래기술에 있어서는, 라인 플리커의 변동을 방지하는 것으로 초점 평가값은 안정하지만, 라인 플리커에 의해 노광량이 저하하는 라인과 겹치는 영역의 AF 프레임 내에서는 초점 평가값의 출력이 감소하기 때문에, AF의 정밀도를 보증할 수 없다. 한층 더, 라인 플리커의 발생에 의해 LCD에 표시되는 스루 더 렌즈 화상의 출현은 나빠진다.

본 발명은 상기 상황을 고려해서 이루어진 것으로, 초점 조절을 정밀하게 행하는 데에 필요한 처리 시간을 연장시키는 일없이 표시부에 표시되는 스루 더 렌즈 화상의 화질을 유지할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 포커스 렌즈를 포함하는 촬영 광학계에 의해 결상된 피사체 상을 광전 변환해서 전기적인 화상 신호를 출력하도록 구성된, 2차원으로 배열된 복수의 화소를 갖는 촬상유닛과, 상기 촬상유닛의 제1의 영역 및 제2의 영역에 대한 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상이하게 제어하고 상기 제1의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독 및 상기 제2의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독을 병행해서 행하도록 구성된 제어유닛과, 상기 포커스 렌즈를 이동시키면서 복수의 상이한 포커스 렌즈 위치에서 상기 제2의 영역의 초점 검출 영역에 존재하는 화소들로부터 판독된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거하여 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾도록 구성된 연산유닛을 구비하고, 상기 제어유닛은, 상기 제1의 영역으로부터 판독된 제1의 화상 신호를, 표시유닛에 출력하기 위한 표시용의 화상 신호로 한다.

본 발명에 의하면, 포커스 렌즈를 포함하는 촬영 광학계에 의해 결상된 피사체 상을 광전 변환해서 전기적인 화상 신호를 출력하도록 구성된, 2차원으로 배열된 복수의 화소를 갖는 촬상유닛을 포함하는 촬상장치의 제어방법으로서, 상기 촬상유닛의 제1의 영역 및 제2의 영역에 대한 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상이하게 제어하고 상기 제1의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독 및 상기 제2의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독을 병행해서 행하는 제어단계와, 상기 포커스 렌즈를 이동시키면서 복수의 상이한 포커스 렌즈 위치에서 상기 제2의 영역의 초점 검출 영역에 존재하는 화소들로부터 출력된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거하여 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾는 연산단계를 포함하고, 상기 제1의 영역으로부터 판독된 제1의 화상 신호를, 표시유닛에 출력하기 위한 표시용의 화상 신호로 한다.

본 발명의 추가 특징은 (첨부도면을 참조하면서) 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 밝혀질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 촬상장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 촬상장치에 포함되는 화소의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 화상을 취득할 때에 수직 주사 회로로부터 출력되는 신호를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 4는 전하 축적 시간과 화상 판독 타이밍을 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 촬영 처리 시퀸스를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 스캔 AF 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 제1 및 제2 실시예에 따른 점 광원 피사체를 판정하는 동작 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 8은 제1 및 제2 실시예에 따른 히스토그램 Yp 및 히스토그램 MM을 찾는 동작 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 AF 프레임의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 제1 실시예에 따른 통상 화상용 AF 처리시의 수직 주사 회로의 동작을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 11은 제1 실시예에 따른 통상 화상용 AF 처리시의 스캔 AF를 나타내는 그래프이다.
도 12는 제1 실시예에 따른 점 광원용 AF 처리시의 스캔 AF를 나타내는 그래프이다.
도 13은 제1 실시예에 따른 점 광원용 AF 처리시의 수직 주사 회로의 동작을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 14는 제2 실시예에 따른 촬영 처리 시퀸스를 나타내는 플로차트이다.
도 15는 제2 실시예에 따른 콘티뉴어스(continuous) AF 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 16은 제2 실시예에 따른 스캔 AF 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 17은 제3 실시예에 따른 촬영 처리 시퀸스를 나타내는 플로차트이다.
도 18은 제4 실시예에 따른 촬상장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 19는 제4 실시예에 따른 AE 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 20은 제4 실시예에 따른 언더 노출(underexposure) 판정을 나타내는 도면이다.
도 21은 제4 실시예에 따른 노출 재설정 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 22는 제5 실시예에 따른 도 5에 나타낸 AE 처리의 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 23은 제5 실시예에 따른 통상 화상용 AF 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 24는 제5 실시예에 따른 AF 프레임 설정 처리를 설명하는 도면이다.
도 25는 제6 실시예에 따른 AF 프레임의 신뢰도의 설정 처리를 설명하는 도면이다.

본 발명의 예시적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 자세히 설명한다.

<제1의 실시예>

●장치 구성 및 기본 동작

도 1은, 본 발명의 제1의 실시예에 있어서의 촬상장치의 전체 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 1에 있어서, 촬상장치(1)는, 예를 들면 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등에 대응한다. 줌 렌즈군(2) 및 포커스 렌즈군(3)은, 촬영 광학계를 구성하고 있다. 조리개(4)는 촬영 광학계를 투과하는 광속의 양을 제어한다. 줌 렌즈군(2), 포커스 렌즈군(3), 및 조리개(4)는, 렌즈 경통(31) 내에 구성된다.

촬영 광학계를 투과한 피사체상은, 촬상소자(5)의 촬상면 위에 결상되어, 광전 변환된다. 촬상회로(6)는 촬상소자(5)에 의해 광전 변환된 전기신호를 받아서 각종의 화상처리를 실행함으로써 소정의 화상 신호를 발생한다. A/D 변환회로(7)는 촬상회로(6)에 의해 생성된 아날로그 화상 신호를 디지털 화상 신호로 변환한다.

메모리(8)는 A/D 변환회로(7)로 출력되는 디지털 화상 신호를 일시적으로 기억하는 버퍼 메모리 등의 메모리다. D/A 변환회로(9)는 메모리(8)에 기억된 화상 신호를 판독하고, 그 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 또 그 신호를 재생출력에 적합한 형태의 화상신호로 변환한다. LCD(10)는, D/A 변환회로(9)에 의해 변환된 화상 신호를 표시하는 액정표시장치(LCD) 등이다. 압축/신장 회로(11)는, 메모리(8)에 일시 기억된 화상신호를 판독해서, 압축 처리, 부호화 처리 등을 행하고, 그 신호를 기억용 메모리(12)에의 기억에 적합한 형태의 화상 데이터로 변환한다. 기억용 메모리(12)는, 압축/신장 회로(11)에 의해 처리된 화상 데이터를 기억한다. 또한, 압축/신장 회로(11)는, 기억용 메모리(12)에 기억된 화상 데이터를 판독해서 신장 처리, 복호화 처리 등을 행하고, 그 데이터를 재생 및 표시에 적합한 형태의 화상 데이터로 변환한다.

기억용 메모리(12)로서는 다양한 형태의 것을 적용할 수 있다. 예를 들면, 장치에 대하여 착탈가능한 카드 형상이나 스틱 형상을 가지는 플래시 메모리 등의 반도체 메모리, 하드 디스크나 플렉시블 디스크와 같은 자기 기억매체 등을 이용해도 된다.

AE 처리회로(13)는 A/D 변환회로(7)로부터 출력되는 화상 신호를 사용해서 자동노출(AE) 처리를 행한다. 또한, 스캔 AF 처리회로(14)는 A/D 변환회로(7)로부터 출력되는 화상 신호를 사용해서 오토포커스(AF) 처리를 행한다.

CPU(15)는 촬상장치(1)의 다양한 소자를 제어하고, 연산용의 메모리를 내장하고 있다. 타이밍 제너레이터(TG)(16)는 소정의 타이밍 신호를 발생한다. 센서 드라이버(17)는, TG(16)로부터의 타이밍 신호에 의거하여 촬상소자(5)를 구동한다.

제1 모터 구동회로(18)는, CPU(15)의 제어 하에 조리개 구동 모터(21)를 구동함으로써 조리개(4)를 구동한다. 제2 모터 구동회로(19)는, CPU(15)의 제어 하에 포커스 구동 모터(22)를 구동함으로써 포커스 렌즈군(3)을 구동한다. 제3 모터 구동회로(20)는, CPU(15)의 제어 하에 줌 구동 모터(23)를 구동함으로써 줌 렌즈군(2)을 구동한다.

조작 스위치(24)는 각종 스위치로 구성되고, 주전원 스위치, 릴리즈 스위치, 재생 스위치, 줌 스위치, 광학식 뷰파인더(OVF)/전자 뷰파인더(EVF) 토글 스위치 등을 포함한다. 주전원 스위치는, 촬상장치(1)를 기동시켜, 전원을 공급하기 위한 스위치이다. 릴리즈 스위치는, 2단 스위치로 구성되고, 제1 스트로크(SW1)는, 촬영 동작(기록 동작) 전에 시작하는 AE 처리 및 AF 처리를 개시시키기 위한 지시 신호를 발생한다. 그리고, 제2 스트로크(SW2)는, 실제의 노광 동작을 개시시키기 위한 지시 신호를 발생한다. 재생 스위치는 재생 동작을 개시시키고, 줌 스위치는 촬영 광학계의 줌 렌즈군(2)을 이동시켜 줌 동작을 행하게 한다.

EEPROM(25)은 전기적으로 개서가능한 읽기 전용 메모리로서, 각종 제어 등을 행하는 프로그램, 각종 동작을 행하게 하기 위해서 사용하는 데이터 등을 미리 기억하고 있다. 참조번호 26은 배터리를 포함한다. 스위칭 회로(27)는, 플래쉬 발광부(28)의 섬광의 발광을 제어한다. 표시소자(29)는 LED 등을 이용해서 경고 표시 등을 행한다. 스피커(30)는 음성을 이용해서 가이던스(guidance)를 제공하고, 경고 등을 행한다.

AF 보조광 발광부(33)는 AF 평가값(초점 평가값)을 취득할 때에 피사체의 전부 또는 일부를 조명하는 LED 등의 광원으로 구성된다. AF 보조광 구동회로(32)는 AF 보조광 발광부(33)를 구동한다. 흔들림 검출 센서(35)는 카메라 흔들림을 검출하고, 흔들림 검출회로(34)는 흔들림 검출 센서(35)로부터의 신호를 처리한다. 얼굴 검출 회로(36)는 A/D 변환회로(7)로부터 출력을 받아서, 화면에서의 얼굴의 위치, 얼굴의 크기 등을 검출한다.

이렇게 구성된 촬상장치(1)의 기본 동작을 이하에 설명한다. 우선, 촬영시에는, 촬상장치(1)의 렌즈 경통(31)을 투과한 피사체로부터의 광속의 광량은, 조리개(4)에 의해 조절되고, 그것의 상은 촬상소자(5)의 수광면에 결상된다. 결상된 피사체상은, 촬상소자(5)에 의한 광전 변환 처리에 의해 전기 신호로 변환되고, 그 신호는 촬상회로(6)에 출력된다. 촬상회로(6)는, 입력 신호에 대하여 각종의 신호 처리를 실행하고, 소정의 화상 신호를 생성한다. 이 화상 신호는 A/D 변환회로(7)에 출력되어, 디지털 화상 신호(화상 데이터)로 변환된 후, 메모리(8)에 일시적으로 기억된다. 메모리(8)에 기억된 화상 데이터는 D/A 변환회로(9)에 출력되어 아날로그 신호로 변환되고, 표시에 적합한 형태의 화상 신호로 변환된 후, LCD(10)에 화상으로서 표시된다. 또한, 촬상소자(5)에 의한 화상 신호의 출력으로부터 LCD(10)에 화상을 표시하는 처리를 소정 간격으로 반복함으로써 전자 뷰파인더(EVF) 기능을 실현할 수 있다는 점에 유념해야 한다.

한편, 메모리(8)에 기억된 화상 데이터는 압축/신장 회로(11)에도 출력된다. 이 압축/신장 회로(11)에 있어서의 압축회로에 의해 압축 처리가 행해진 후, 데이터가 기억에 적합한 형태의 화상 데이터로 변환되고, 그 후에 기억용 메모리(12)에 기억된다.

반면, A/D 변환회로(7)에 의해 디지털화된 화상 데이터는, 메모리(8)뿐 아니라, AE 처리회로(13), 스캔 AF 처리회로(14) 및 얼굴 검출 회로(36)에도 출력된다. 우선, AE 처리회로(13)는, 입력된 화상 데이터를 받아, 단일의 화면 분의 화상 데이터의 휘도값에 대하여 누적 가산 등의 연산 처리를 행한다. 이에 따라, 피사체의 밝기에 의거해 AE 평가값이 산출된다. 산출된 AE 평가값은 CPU(15)에 출력된다.

또, 스캔 AF 처리회로(14)는, 입력된 화상 데이터를 받아, 그것의 고주파 성분을 하이 패스 필터(HPF) 등을 이용해서 추출하고, 또한 누적 가산 등의 연산 처리를 행하여, 고주파수 범위 내의 윤곽 성분량에 대응하는 AF 평가값을 산출한다. 일반적으로는, 이 스캔 AF 처리를, AF 영역으로서 지정된 화면의 일부분의 영역에 해당하는 화상 데이터에 대하여 행한다. AF 영역으로서는, 중앙부분 혹은 화면의 임의의 부분의 단일 위치, 중앙부분 혹은 화면의 임의의 부분과 그것에 인접하는 복수의 위치, 이산적으로 분포되는 복수의 위치 등이 있다.

얼굴 검출 회로(36)는, 입력된 화상 데이터를 받아, 눈, 눈섭 등의 얼굴의 특징적인 부분을 화상에서 찾고, 화상에서 인물의 얼굴의 위치를 찾는다. 또한, 얼굴의 크기, 기울기 등을, 얼굴의 특징적인 부분들 사이의 간격 등의 위치 관계로부터 구한다.

한편, 소정의 타이밍 신호가 TG(16)로부터 CPU(15), 촬상회로(6), 및 센서 드라이버(17)에 출력되고, CPU(15)는 이 타이밍 신호에 동기하여 각종의 제어를 행한다. 또, 촬상회로(6)는, TG(16)로부터의 타이밍 신호를 받아, 그것에 동기시켜서 색 신호의 분리 등의 각종 화상 처리를 행한다. 한층 더, 센서 드라이버(17)는 TG(16)로부터의 타이밍 신호를 받아, 그것에 동기시켜서 촬상소자(5)를 구동한다.

또, CPU(15)는, 제1 모터 구동회로(18), 제2 모터 구동회로(19), 및 제3 모터 구동회로(20)를 각각 제어한다. 이에 따라, 조리개 구동 모터(21), 포커스 구동 모터(22), 및 줌 구동 모터(23)를 통해서, 조리개(4), 포커스 렌즈군(3), 및 줌 렌즈군(2)의 구동을 제어한다. 즉, CPU(15)는, AE 처리회로(13)에 의해 산출된 AE 평가값 등에 근거해 제1 모터 구동회로(18)를 제어하는 것에 의해 조리개 구동 모터(21)를 구동하여, 조리개(4)의 조리개값을 적정한 값으로 조정하는 AE 제어를 행한다. 또, CPU(15)는 스캔 AF 처리 회로(14)에 의해 산출되는 AF 평가값에 근거해 제2 모터 구동회로(19)를 제어하는 것에 의해 포커스 구동 모터(22)를 구동하여, 포커스 렌즈군(3)을 인-포커스 위치로 이동시키는 AF 제어를 행한다. 또, 조작 스위치(24) 중의 (도면에 나타내지 않은) 줌 스위치가 조작된 경우에는, 이것에 응답해서 CPU(15)는, 제3 모터 구동회로(20)를 제어해서 줌 구동 모터(23)를 구동하는 것에 의해 줌 렌즈군(2)을 이동시키는 촬영 광학계의 변배 동작(줌 동작)을 행한다.

또한, 예를 들면, 조작 스위치(24) 중 (도면에 나타내지 않은) 재생 스위치가 조작되어 온 상태가 되면, 재생 동작이 개시된다. 여기에서, 기억용 메모리(12)에 압축된 상태로 기억된 화상 데이터는 압축/신장 회로(11)에 출력되고, 압축/신장 회로(11)에 있어서의 신장 회로에 있어서 복호화 처리, 신장 처리 등이 실행된 후, 메모리(8)에 출력되어 일시적으로 기억된다. 또한, 이 화상 데이터는 D/A 변환회로(9)에 출력되어 아날로그 신호로 변환되고, 표시에 적합한 형태의 화상 신호로 변환된 후, LCD(10)에 화상으로서 표시된다.

다음에, 도 1에 나타낸 촬상소자(5)에 포함되는 화소의 구성에 대해서 도 2를 참조해서 설명한다. 또한, 도 2는 수직방향으로 배열되어 있는 4화소를 나타내고 있지만, 실제로는, 촬상소자(5)는 2차원으로 배열된 다수의 화소를 포함한다는 점에 유념해야 한다.

참조번호 201은 렌즈 경통(31)으로부터의 빛을 수광하는 화소이며, 이 화소는 그것의 표면에 입사한 빛을 광전 변환하고 그 결과를 전기신호로서 출력한다. 화소(201)는, 포토다이오드(202), 전송 트랜지스터(203), 앰프(204), 및 리셋용 트랜지스터(205)를 포함한다. 전송 트랜지스터(203) 및 리셋용 트랜지스터(205)는, 수직 주사 회로(206)로부터의 신호에 응답해서 동작한다. 수직 주사 회로(206)에는 시프트 레지스터, 전송 트랜지스터(203) 등의 각 화소를 구동시키기 위한 구동신호를 생성하는 신호 생성회로 등이 포함된다. 그리고, 생성한 구동신호(TX1~4, RS1~4 등)를 이용해서 전송 트랜지스터(203) 및 리셋용 트랜지스터(205)를 제어함으로써, 포토다이오드(202)의 전하를 리셋하거나 판독하거나 해서, 전하 축적 시간을 제어할 수 있다.

또한, 수평주사회로(209)에는, 시프트 레지스터, 열 앰프 회로(210), 신호 출력 선택 스위치(211), 외부에 출력하기 위한 출력회로(미도시) 등이 포함된다. 열 앰프 회로(210)의 설정을, 센서 드라이버(17)로부터의 신호에 의해 변화시킴으로써 화소로부터 판독된 신호를 증폭할 수 있다.

다음에, 화상을 취득할 때에 행해진, 도 2에 나타낸 것과 같이 구성된 화소를 갖는 촬상소자(5)의 일반적인 제어에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조해서 설명한다. 도 3은 화상을 취득할 때의 수직주사회로(206)로부터 출력되는 신호를 나타내는 타이밍 차트이다.

각 행의 TX 신호(TX1~4) 및 RS 신호(RS1~4)가 모두 하이(high)가 되면, 각 화소의 포토다이오드(202)의 전하가 리셋되고, TX 신호 및 RS 신호가 모두 로우(low)가 되면 전하 축적이 개시된다. 이 동작은, TG(16)에 의해 설정된 조건 하에서 소정의 순서에 따라 순차적으로 행해진다. 그 후에, 소정의 전하 축적 시간이 경과한 후에는, TX 신호가 다시 하이가 되고, 포토다이오드(202)의 전하를 앰프(204)의 게이트에 판독한다. 앰프(204)로부터의 신호로부터 화상 신호가 생성되고, 수평주사회로(209)를 통해서 출력된다. 이 동작도, TG(16)에 의해 설정된 조건 하에서 행해진다.

본 실시예에 있어서, 촬상장치(1)에 탑재되어 있는 촬상소자(5)는 CMOS 촬상소자다. 그 때문에, 수직주사회로(206)의 시프트 레지스터의 설정에 의존해서, 어느 행의 전송 트랜지스터(203)를 어떤 순서로 구동시킬지를 선택할 수 있고; 또한 동일 행을 반복해서 선택해서 신호를 판독할 수도 있다. 또한, 수평주사회로(209)의 시프트 레지스터의 설정에 의존해서, 어느 열의 선택 스위치(211)를 동작시킬지에 의해, 동일 행의 신호 중에서 어느 열의 신호를 출력할지를 선택할 수 있다. 이것에 의해, 어느 화소로부터 어떤 순서로 신호를 판독할지를 지정할 수 있다.

도 4는, 전하 축적시간과, 축적된 전하가 화상으로서 판독되는 타이밍을 나타낸다. TG(16) 및 센서 드라이버(17)가 생성하는 수직동기신호에 의거해, 노광 및 신호 판독이 행해진다.

● 촬영 처리 전체의 흐름

다음에, 본 제1의 실시예에 있어서의 촬영 처리에 대해서 도 5에 나타낸 플로차트를 사용하여 설명한다. 촬상장치(1)의 주전원 스위치가 온 상태이며, 촬상장치(1)의 동작 모드가 촬영(녹화) 모드에 있을 때에, 이하에 설명하는 촬영 처리 시퀸스가 실행된다.

우선, 스텝 S1에서, CPU(15)는, 렌즈 경통(31)을 투과하여 촬상소자(5) 위에 결상한 상을 LCD(10)에 표시하는 EVF 표시를 시작한다. 다음에, 스텝 S2에 있어서, CPU(15)는 릴리즈 스위치의 상태를 확인한다. 유저에 의해 릴리즈 스위치가 조작되어 SW1이 온 상태가 되면, 처리가 스텝 S3로 진행되고, AE 처리가 실행된다. 계속해서 스텝 S4에 있어서 스캔 AF 처리를 행한다. 이후에는, 이 스캔 AF 처리에 대해서 상세히 설명한다.

스캔 AF 처리의 결과가 씬(포토다이오드)에 초점을 맞출 수 있다고 나타내면, 스텝 S5에 있어서 AF OK 표시를 행한다. 여기에서는, 예를 들면, 표시 소자(29)를 점등하거나, LCD(10)에 녹색의 프레임을 표시하는 등의 처리를 행한다. 그렇지만, 스텝 S4에 있어서 씬에 초점을 맞출 수 있다고 판단되지 않았을 경우에는, 스텝 S5에 있어서 AF NG 표시를 행한다. 여기에서는, 예를 들면, 표시 소자(29)를 점멸 표시하거나, LCD(10)에 노란색의 프레임을 표시하는 등의 처리를 행한다. 또한, 스텝 S5에 있어서의 표시방법은, 유저에게 통지할 수 있는 방법이라면, 상기 표시방법에 한정되지 않는다는 점에 유념해야 한다.

다음에, CPU(15)는, 스텝 S6에 있어서, SW2의 상태를 확인하고, SW2이 온이 되면, 처리가 스텝 S7로 진행되어, 촬영을 행하고, 일련의 촬영 처리를 종료한다.

● 스캔 AF 처리

다음에, 스텝 S4에서 행해지는 스캔 AF 처리에 대해서, 도 6의 플로차트를 참조해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 포커스 렌즈군(3)을 이동시키면서 AF 평가값(초점 평가값)을 취득하는 동작을 "스캔"이라고 부르고, AF 평가값을 취득하는 포커스 렌즈군(3)의 위치 사이의 간격을 "스캔 간격"이라고 부르는 것으로 한다. 또한, AF 평가값을 취득하기 위해서 포커스 렌즈군을 이동하는 범위를 "스캔 범위"라고 부르고, AF 평가값을 취득하기 위해서 화상 신호를 취득하는 영역인 초점 검출 영역을 나타내는 프레임을 "AF 프레임"이라고 부른다.

본 실시예에 있어서, 얼굴 검출이 성공하지 않은 경우 또는 검출된 얼굴의 크기가 소정값 미만인 경우, AF 프레임은, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 화면의 중앙부분 혹은 화면의 임의의 부분과, 그것에 인접하는 복수의 위치로 설정되어 있는 것으로 한다. 도 9는 복수의 AF 프레임이 중앙부와 그것에 인접하는 복수의 위치로 설정되어 있는 예를 나타낸다.

우선, 스텝 S601에 있어서, 얼굴 검출 회로(36)에 의한 얼굴 검출의 결과에 의거해, 얼굴 검출이 성공했는지 아닌지와, 검출된 얼굴의 크기가 소정의 크기 이상인지 아닌지를 판단한다. 소정값 이상의 크기를 갖는 얼굴이 검출되면, 처리가 스텝 S605로 진행되고, 보통 화상용 AF 처리를 행한다. 얼굴이 검출되어 있는 경우에는, 검출된 얼굴로 AF 프레임을 설정하고, 설정한 각 AF 프레임 내에서 스캔을 행하고, 인-포커스 위치를 취득한다. 또한, 스텝 S605에 있어서의 인-포커스 위치를 취득하는 방법에 대해서는 후술한다.

얼굴이 검출된 경우에는, 스텝 S605에서는 AF 프레임의 크기를 얼굴의 크기와 일치시키지만, AF 프레임의 크기가 작아지면 AF 평가값을 취득할 때의 신호량이 줄어, AF의 정밀도를 보증할 수 없기 때문에, AF 프레임의 크기에 하한을 두고 있다. 그 때문에, 검출된 얼굴이 충분히 크면, AF 프레임 내에 점 광원 피사체가 거의 포함되지 않을 것이지만, 검출된 얼굴이 작은 경우에는, AF 프레임 내에 점 광원 피사체가 포함될 가능성이 있다. 따라서, 얼굴을 검출할 수 없는 경우와, 얼굴을 검출했지만 얼굴의 크기가 소정값 미만인 경우에는, 처리가 스텝 S605로 진행되지 않고, 스텝 S602로 진행되고, 점 광원 피사체가 있는지 아닌지를 판정한다.

검출된 얼굴이 작거나, 얼굴 검출에 성공하지 않은 경우에는, 스텝 S602에 있어서, 도 5의 스텝 S3에 있어서의 AE 처리의 결과에 의거해, 취득한 화상이 소정의 휘도보다 낮은 휘도인지 아닌지를 판단한다. 화상이 소정의 휘도보다 밝은 경우에는 처리가 스텝 S605로 진행되고, 보통 화상용 AF 처리를 행한다. 얼굴이 검출되지 않거나 검출된 얼굴이 작기 때문에, 도 9에 나타나 있는 바와 같은 중앙 프레임을 스캔하거나 혹은 유저에 의해 설정된 화면에서의 임의의 부분으로부터 AF 프레임 등, 공지된 방법에 의해 설정된 복수의 AF 프레임의 각각을 스캔해서, 인-포커스 위치를 취득한다. 한편, 화상이 소정의 휘도보다 어두운 경우에는, 스텝 S603에 있어서 각 AF 프레임 내에 점 광원 피사체가 존재하는지 아닌지를 판정한다. 또한, 스텝 S603에서 행해지는 처리에 대해서는 상세하게 후술한다.

판정의 결과가, 모든 AF 프레임에 점 광원 피사체가 존재한다는 것을 나타내는 경우에는(스텝 S604에서 YES), 보통 화상용의 AF 처리에서는 초점 조절을 행할 수 없기 때문에, 처리가 스텝 S609로 진행되어, (후술하는) 점 광원 AF 처리를 행하고, 그 후에 처리가 스텝 S607로 진행된다.

한편, 스텝 S603에서의 판정의 결과가, 어느 쪽의 AF 프레임 내에 점 광원 피사체가 존재하지 않는다는 것을 나타내는 경우(스텝 S604에서 NO), 처리가 스텝 S606로 진행되고, 점 광원 피사체가 존재하지 않는 AF 프레임에 있어서, 스캔을 통해서 인-포커스 위치를 취득하는 보통 화상용 AF 처리를 행한다.

스텝 S605, S606, 혹은 S609에서 취득된 AF 평가값에 근거해, 어느 것인가의 AF 프레임에서의 인-포커스 위치에 초점 조정이 가능한 경우(스텝 S607에서 NO), 처리가 스텝 S608로 진행된다. 스텝 S608에서는, 초점 조정이 가능한 AF 프레임의 인-포커스 위치로부터 소정의 알고리즘에 따라 선택된 인-포커스 위치로 포커스 렌즈군(3)을 제어한다. 이 알고리즘의 일례는, 예를 들면, 일본국 특허 제02620235호로부터 공지되어 있지만, 간단하게 설명하면, 씬의 전방 장해물은 아니라고 판단되는 피사체의 인-포커스 위치 중에서 가장 가까운 인-포커스 위치가 선택된다. 반대로, 어느 것인가의 AF 프레임에서 초점 조정이 불가능한 경우(스텝 S607에서 YES), 처리가 스텝 S610로 진행되고, 과초점 위치라고 불리는, 무한원(infinity)을 피사계 심도의 먼측에 포함하는 피사계 심도의 가장 근거리에 포커스 렌즈군(3)이 초점을 맞추는 포커스 렌즈 위치로 포커스 렌즈군(3)을 제어한다.

● 점 광원 피사체의 판정

다음에, 스텝 S603에서 행해지는 점 광원 피사체의 판정 동작에 관하여 설명한다. 예를 들면, 도 9에 나타나 있는 바와 같이 AF 프레임이 설정되어 있다고 가정하면, 그 AF 프레임 내의 휘도 분포를 나타내는 히스토그램을 사용하여 점 광원 피사체가 그 AF 프레임 내에 존재하는지 아닌지를 판정한다. 그 동작 순서를 도 7에 나타낸다.

우선, 스텝 S701에 있어서, 휘도 분포를 나타내는 히스토그램을 찾아내는 AF 프레임 위치를 제1 프레임(도 9의 프레임 00)으로서 설정한다. 다음에, 스텝 S702에 있어서, 설정된 AF 프레임 내에 히스토그램이 발생한다. 여기에서, "히스토그램"은, 히스토그램을 발생하는 AF 프레임 내에 포함되는 화소 각각의 휘도값을 취득하고, 그 후에 각 휘도값의 화소가 얼마나 많이 존재하는지를 찾는 처리를 통해서 발생한다. 예를 들면, A/D 변환된 후의 휘도값이 0~255이 되는 경우에, 휘도값 0∼255의 화소가 얼마나 많이 존재하는지를 취득함으로써 히스토그램을 발생한다.

그리고, 스텝 S703에 있어서, 발생한 히스토그램으로부터, 소정의 휘도값보다 낮은 휘도의 화소수를 취득하고, 이 수를 저휘도 화소수 NumB1ightLow라고 한다. 그 후, 스텝 S704에 있어서, 히스토그램으로부터 소정의 화소값보다 높은 휘도의 화소수를 취득하고, 이 수를 고휘도 화소수 NumBlightHigh라고 한다. 그 다음에, 스텝 S705에 있어서, 히스토그램 Yp 및 히스토그램 MM을 찾는다. 여기에서, 히스토그램 Yp 및 히스토그램 MM을 찾는 동작에 대해서, 도 8을 참조해서 설명한다.

우선, 스텝 S801에 있어서, 히스토그램을 발생하는 AF 프레임 내의 총 화소수를 취득한다. 이것을 NumHistPixs라고 한다. 다음에, 스텝 S802에 있어서, 총 화소수 NumHistPixs와 유효하다고 간주된 화소수의 비율 ThrRatio와의 적을 찾아냄으로써 휘도값이 유효하다고 간주하는 화소수의 스레숄드 ThrNumHist를 찾는다. 이 스레숄드 ThrNumHist는, 노이즈 등에 기인하는 휘도값을 제거하기 위해서 사용된다. 스레숄드 ThrNumHist를 찾은 경우에는, 스텝 S803에서 휘도값을 0으로 리셋하고, 휘도값 0으로부터 순차적으로, 각 휘도값이 유효한 휘도값인지 아닌지의 판정을 행한다.

스텝 S804에 있어서, 히스토그램을 이용해서 판정 대상의 휘도값을 갖는 화소수를 취득하고, 취득한 화소수를 스레숄드 ThrNumHist와 비교한다. 화소수가 스레숄드 이상이면, 스텝 S805에서는 휘도값이 유효 휘도값이라고 하고, 화소수가 스레숄드 ThrNumHist 미만이면, 휘도값이 노이즈 등에 기인해서 발생하는 무효한 휘도값이라고 간주하고, 히스토그램 Yp 및 히스토그램 MM을 찾을 때에는 사용되지 않는다. 스텝 S806에서, 판정 대상의 휘도값이 최대값(예를 들면, 255)인지 아닌지의 여부를 판단하고; 휘도값이 최대값이 아니면, 처리가 스텝 S807로 진행되고, 그 후에 다음으로 가장 높은 휘도값을 판정 대상의 휘도값이라고 하고, 처리는 스텝 S804로 되돌아간다.

스텝 S806에 있어서, 판정 대상의 휘도값이 최대값이라고 판정되면, 처리는 스텝 S808로 진행되고, 유효라고 판정된 휘도값 중 최대값과 최소값을 찾는다. 스텝 S809에서는, 유효라고 판정된 휘도값의 최대값을 히스토그램 Yp으로서 기록하고, 스텝 S810에서는, 유효라고 판정된 휘도값의 최대값과 최소값과의 차를 히스토그램 MM으로서 기록한다. 그 후에, 절차가 도 7의 스텝 S707로 진행된다.

일단 NumBlightLow, NumBlightHigh, 히스토그램 Yp, 및 히스토그램 MM의 4개의 지표를 찾은 경우에는, 이하의 처리에 있어서, 그 지표가 각각의 소정의 조건을 충족시키는지 아닌지를 판정한다. 모든 지표가 조건을 충족시키는 경우에는, 그 AF 프레임이 점 광원 피사체를 포함한다고 판정한다. 즉, 저휘도 영역이 많고, 고휘도 영역이 어느 정도 이상 존재하며, 고휘도 영역이 충분히 밝고, 콘트라스트가 높은 경우에는 점 광원 피사체를 포함하는 프레임이라고 판정한다.

우선, 스텝 S707에서, 저휘도 화소수 NumBlightLow와 고휘도 화소수 NumBlightHigh의 합이 소정 화소수(NumHighLowPixs)보다 많은지 아닌지를 판정하고, 그 합이 소정 화소수보다 많으면 처리가 스텝 S708로 진행되고, 그 합이 소정 화소수보다 많지 않으면 처리가 스텝 S712로 진행된다. 다음에, 스텝 S708에서, 고휘도 화소수 NumBlightHigh가 소정 화소수(NumHighPixs)보다 많은지 아닌지를 판정하고, 그 수가 소정 화소수보다 많으면 처리가 스텝 S709로 진행되고, 그 수가 소정 화소수보다 많지 않으면 처리가 스텝 S712로 진행된다. 스텝 S709에서, 히스토그램 Yp이 소정값(Yp0)보다 큰지를 판정하고, 히스토그램 Yp이 소정값보다 크면 처리가 스텝 S710로 진행되고, 히스토그램 Yp이 소정값보다 크지 않으면 처리가 스텝 S712로 진행된다. 더욱, 스텝 S710에서, 히스토그램 MM이 소정값(MM0)보다 큰지를 판정하고, 히스토그램 MM이 소정값보다 크면 처리가 스텝 S711로 진행되고, 히스토그램 MM이 소정값보다 작으면 처리가 스텝 S712로 진행된다.

스텝 S707∼스텝 S710에 있어서 모든 조건을 만족시켰을 경우에, 그 AF 프레임 내에 점 광원 피사체가 존재한다고 판정하고, 스텝 S711에 있어서 그 AF 프레임을 점 광원 피사체를 포함하는 AF 프레임이라고 판정한다.

스텝 S712에서는, 모든 AF 프레임에 대해서 판정이 종료했는지 아닌지를 판정한다. 도 9에 도시한 바와 같이 AF 프레임이 설정되어 있는 경우에는, 판정은 프레임 00 → 프레임 01 → 프레임 02 → 프레임 10 →... → 프레임 21 → 프레임 22의 순서로 행해지고; 그 경우, 프레임 22의 판정이 종료했는지 아닌지를 판정한다. 모든 AF 프레임에 대해서 판정이 종료하지 않은 경우에는, 처리가 스텝 S713로 진행되고, 판정에 대해서 다음 프레임을 설정하고, 상술한 처리를 반복한다. 만약 프레임 00의 판정이 종료했으면, 다음 판정에 대해서 프레임 01을 설정하고; 프레임 01의 판정이 종료했으면, 다음 판정에 대해서 프레임 02를 설정한다. 모든 AF 프레임의 판정이 종료했으면, 절차가 도 6의 스텝S 604로 진행된다.

● 보통 화상용 AF 처리

다음에, 스텝 S605 및 스텝 S606에 있어서 행해지는 통상 화상용 AF 처리에 대해서 도 10 및 도 11을 사용하여 설명한다.

우선, 도 10을 참조하여 제1의 실시예에 따른 AF 처리에서 사용되는 화상 신호의 취득 방법에 관하여 설명한다. 본 제1의 실시예에 있어서는, 노출 조건 및 판독 레이트 중의 적어도 하나를, EVF 화상을 얻기 위한 촬상소자(5)의 표시용 화소와, AF 처리를 행하기 위한 촬상소자(5)의 초점 검출용 화소에 대해서 독립적으로 제어하고, 독립적으로 제어된 표시용 화소 및 초점 검출용 화소로부터의 신호를 각각 병행해서 취득할 수 있다. 그 때문에, 본 제1의 실시예에서는, EVF용(표시용)의 신호와 AF용(초점 검출용)의 신호의 각각의 노출 조건을 2행 주기로 설정하고, 촬상소자(5)의 리셋 및 출력 전송은 서로 다른 타이밍에서 실행된다. 그렇지만, 촬영시의 피사체의 밝기에 의존해서, 양자에게 최적의 노출 조건이 같게 되고, 그 경우에, 리셋 및 출력 전송은 같은 타이밍에서 실행된다.

EVF용의 신호를 얻기 위해서는, 유저에 의한 피사체의 시인에 최적인 노광량, 패닝(panning), 피사체의 이동에 대한 추종성 등을 고려하여, 노출조건, 특히 전하 축적 시간을 결정한다. 한편, AF용의 신호에 대해서는, 라이팅 소스(lighting source) 등의 점 광원 피사체가 존재하지 않는 경우의 스캔 AF에 최적인 노광량, AF 시간, AF 시간 내의 피사체의 이동, AF 처리에 대한 카메라 흔들림의 영향 등을 고려하여, 노출 조건, 특히 전하 축적 시간을 결정한다.

EVF용의 전하 축적 시간으로서는, 예를 들면, 1/8초를 느린 셔터 속도측, 촬상소자(5)의 성능에 의거해서 결정되는 최소 전하 축적 시간을 빠른 셔터 속도측의 한도로 하고, 스텝 S3에서 행해진 AE 처리 결과를 참조하여 조리개 및 열 앰프 회로(210)의 값을 조정하고, 노광량을 적정한 양으로 설정한다. 반면, AF용의 전하 축적 시간으로서는, 예를 들면, 1/32초를 느린 셔터 속도측, 촬상소자(5)의 성능에 의거해서 결정되는 최소 전하 축적 시간을 빠른 셔터 속도 측의 한도로 하고, 스텝 S3에서 행해진 AE 처리 결과를 참조하여 조리개(4) 및 열 앰프 회로(210)의 값을 조정하고, 노광량을 적정한 양으로 설정한다. 따라서, 저조도 하에서 결정된 전하 축적 시간은, AF용이 EVF용보다 짧고, 그 결과, AF용의 판독 레이트가 빨라진다. 예를 들면, AF용의 전하 축적 시간을 1/32초(판독 레이트는 32 FPS), EVF 화상용의 전하 축적 시간을 1/8초(판독 레이트는 8 FPS)로 하고, 조리개(4)의 값은 같은 값으로 한다.

노출 조건(전하 축적 시간)이 설정되면, TX 신호 및 RS 신호를 도 10에 나타나 있는 바와 같이 제어한다. 도 10은 EVF용 및 AF용의 신호를 얻기 위해서 수직 주사회로(206)에 의해 생성되는 신호를 나타낸 타이밍 차트다.

도 10에 있어서, 각 행의 TX 신호(TX1~4) 및 RS 신호(RS1∼4)가 모두 하이(high)가 될 때, 각 화소의 포토다이오드(202)의 전하가 리셋되고, TX 신호 및 RS 신호가 모두 로우(low)가 될 때 전하 축적이 개시된다. 이 동작은, TG(16)에 의해 설정된 조건 하에서 소정의 순서에 따라 순차적으로 행해진다. 그 후에, AF용의 행에 있어서, 소정의 전하 축적 시간의 경과 후에, TX1 및 TX2이 순차적으로 하이가 되고; 포토다이오드(202)의 전하를 앰프(204)로부터 판독하여, 수평주사회로(209)를 통해서 출력하고, AF용의 신호를 그 결과로서 취득한다. 그 후에, TX1과 RS1, 및 TX2과 RS2가 순차적으로 하이가 되고, AF용의 행을 리셋한다. AF용의 신호를 취득하기 위해서 이 동작을 반복한다. 한편, EVF용의 행에 있어서는, 소정의 전하 축적 시간의 경과 후에, TX3 및 TX4 신호가 순차적으로 하이가 되고; 포토다이오드(202)의 전하를 앰프(204)로부터 판독하고, 수평주사회로(209)를 통해서 출력한다. 그 결과 EVF 화상을 취득한다

다음에, 상술한 바와 같이 촬상소자(5)에 의해 2행 주기로 취득된 AF용의 신호에 의거하여 인-포커스 위치를 찾아내는 스캔 AF의 방법에 대해서 도 11을 사용하여 설명한다. 스캔 AF는, AF용의 신호로부터 추출되는 고주파 성분이 가장 많아지는 포커스 렌즈군(3)의 위치를 찾는 처리이며, AF 프레임 단위로 행해진다.

CPU(15)는 포커스 구동 모터(22)의 구동을 제어하는 제2 모터 구동회로(19)를 통해서 포커스 구동 모터(22)를 제어한다. 이에 따라, 포커스 렌즈군(3)을 무한원에 해당하는 위치(도 11에 있어서의 "A")로부터 각각의 촬영 모드에 있어서 설정된 가장 가까운 거리에 해당하는 위치(도 11에 있어서의 "B")까지 구동한다. 이 구동 중에 스캔 AF 처리 회로(14)의 출력인 AF 평가값을 취득하고, 포커스 렌즈군(3)의 구동이 종료한 시점에서, 취득한 AF 평가값이 최대가 되는 포커스 렌즈군(3)의 위치, 즉 인-포커스 위치(도 11에 있어서의 "C")를 찾는다.

또한, 스캔 AF 처리회로(14)로부터의 AF 평가값의 취득은 스캔 AF의 고속화를 위해서, 모든 포커스 렌즈군(3)의 위치에서보다는 소정의 주사간격으로 행해진다. 예를 들면, 도 11에 나타낸 a1, a2, a3에 있어서 AF 평가값을 취득한다. 이러한 경우, 위치 C에서는 AF 평가값을 찾기 않으므로, 취득한 AF 평가값이 최대가 되는 점과 그 전후의 점으로부터 인-포커스 위치 C을 계산한다. 이러한 보간 계산을 통해서 AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치(도 11에 있어서의 "C")를 찾기 전에, AF 평가값의 신뢰성을 평가한다. 그러한 방법의 구체적인 예는 일본국 특허 제04235422호 및 일본국 특허 제04185741호에 기재되어 있으므로, 여기에서는 그것의 설명은 생략한다.

스텝 S605에서 행해진 통상 화상용 AF 처리는 상기에 설명한 바와 같이 스캔 AF에 대해서 설정된 모든 AF 프레임에 대해서 행해지고, 각 AF 프레임에서 그것의 신뢰성이 충분하면, AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치를 찾는다. 그렇지만, 신뢰성이 충분하지 않은 AF 프레임에 관해서는 AF 평가값이 최대가 되는 점을 찾는 처리가 행해지지 않는다.

스텝 S606에 있어서는, 보통 화상용 AF 처리가 가능하다고 판정된 AF 프레임에 대해서만 상술한 스캔 AF를 행한다. 스텝 S605와 마찬가지로, 처리된 AF 프레임의 신뢰성이 충분하면, AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치를 찾고, 신뢰성이 충분하지 않은 AF 프레임에 관해서는 AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치를 찾는 처리는 행해지지 않는다.

스텝 S605 또는 스텝 S606의 처리에 있어서, 어느 쪽인가의 AF 프레임의 신뢰성이 충분하면(도 6의 스텝 S607에서 NO), 도 5의 스텝 S5에 있어서 AF OK 표시가 이루어지게 된다. 한편, 모든 AF 프레임에서 AF 평가값의 신뢰성을 평가하는 결과가, 모든 AF 프레임의 신뢰성이 낮다는 것을 나타내는 경우에(도 6의 스텝 S607에서 YES), 도 5의 스텝 S5에 있어서 AF NG 표시가 행해진다.

● 점 광원 AF 처리

다음에, 스텝 S609에 있어서 행해지는 점 광원 AF 처리에 대해서, 도 12 및 도 13을 사용하여 설명한다.

점 광원 AF 처리에 있어서도, 보통 화상용 AF 처리와 마찬가지로, EVF 화상을 얻기 위한 촬상소자(5)로부터의 신호와, AF 처리를 행하기 위한 촬상소자(5)로부터의 신호를, 상이한 노출 조건 하에서 취득하고, 상이한 판독 레이트로 병행해서 취득한다.

점 광원 AF 처리에 있어서도, EVF용의 신호에 대해서는, 유저에 의한 어둠 속에서의 피사체의 시인에 적합한 최적의 노광량, 패닝(panning), 피사체 이동에 대한 추종성 등을 고려해서 노출 조건, 특히 전하 축적 시간을 결정한다. 한편, AF용의 신호에 대해서는, AF 시간, AF 시간 내의 피사체 이동, 카메라 흔들림에 의한 AF 처리에의 영향, 및 라이팅 소스 등의 점 광원 피사체를 촬영할 경우의 스캔 AF에 있어서의 최적의 노광량을 고려하여, 노출 조건, 특히 전하 축적 시간을 결정한다.

점 광원 AF 처리에 있어서는, EVF용의 전하 축적 시간, 조리개(4), 및 열 앰프 회로(210)의 값을 조정하고, 스텝 S3의 AE 처리 결과를 참조하여, 라이팅 소스 등의 점 광원 피사체를 촬영하는 경우의 노광량이 적정하게 되도록 설정된다. 그리고, AF용의 전하 축적 시간을, 점 광원 피사체의 비율에 의거해서, EVF용의 적정 노광량보다도 낮은 양으로 노광량을 줄이도록 설정한다.

구체적으로는, 고휘도 화소수 NumBlightHigh의, 총 화소수에 대한 비율에 의거해서 아래와 같이 노광량을 줄인다.

NumBlightHigh 비율	노광량을 줄이는 양
50% 이상	0단(노광량을 LCD 표시용의 적정 노광 이상 감소시키지 않는다
25%이상 50%미만	1단
12.5%이상 25%미만	2단
6.25%이상 12.5%미만	3단
3.125%이상 6.25%미만	4단
1.5625%이상 3.125%미만	5단
1.5625%미만	6단

대략 50% 이상에서는, 점 광원 피사체가 차지하는 영역에 대하여 AE가 행해지므로, 점 광원 피사체에 대해서 노광량이 적정해지고, 포화 화소는 대부분 존재하지 않다고 말할 수가 있다. 점 광원 피사체가 차지하는 화소 수가 감소해짐에 따라, 화면 전체에 대하여 적정한 노광량을 얻으려고 시도하고; 점 광원 피사체 이외의 어두운 부분의 영향을 받아 노광량이 증가하여, 점 광원 피사체에 있어서는 과노출 상태가 된다. 그래서, 그 부분의 노광량이 감소하면, 점 광원 피사체는 적정 노광량을 가질 것이다. 이상의 이유로, 고휘도 화소의 비율이 50% 이상인 경우에 노광량을 감소시키지 않고, 고휘도 화소의 비율이 감소해짐에 따라 노광량을 감소시킨다. 고휘도 화소의 비율이 반감할 때마다 1단만큼 노광량을 감소시킨다.

이렇게 점 광원 피사체를 촬영할 때의 AF용의 노광량을, EVF용의 적정 노광량보다 낮게 설정한다. EVF용의 노광량에서는, 라이팅 소스 등의 점 광원으로부터 광을 수신하는 화소는 포화되어서, 도 12에 나타낸 적정 노광량(1201)으로 나타낸 것처럼, 올바른 인-포커스 위치가 아니고 그 본래의 인-포커스 위치 전후의 포커스 렌즈군(3)의 위치에서 AF 평가값이 피크가 된다. 그 결과, 올바른 인-포커스 위치를 얻을 수 없다. 따라서, AF 중에는, 노광량을 줄이고, 도 12에서의 언더노출 커브(underexposure curve) 1202로 나타낸 것과 같은 AF 평가값 커브를 스캔을 통해서 취득할 수 있다.

따라서, 저조도 하에 있어서는, AF용의 전하 축적 시간을 EVF용의 전하 축적 시간보다 짧게 하고, 그 결과, AF용의 판독 레이트가 빨라진다. 예를 들면, AF용의 전하 축적 시간을 1/128초(판독 레이트는 128 FPS)로 하고, LCD 표시용의 화상의 전하 축적 시간을 1/32초(판독 레이트는 32 FPS)로 한다. 조리개(4)의 값들은 같고, 라이팅 소스 등의 점 광원 피사체를 촬영하는 경우 등의 저조도 하에서는 완전하게 개방된다.

노출 조건(전하 축적 시간)이 설정되면, TX 신호 및 RS 신호를 도 13에 나타나 있는 바와 같이 제어한다. 도 13은 EVF용 및 AF용의 신호를 얻기 위해서 수직주사회로(206)에 의해 생성되는 신호를 나타낸 타이밍차트다.

도 13에 있어서, 각 행의 TX 신호(TX1~4) 및 RS 신호(RS1~4)가 모두 하이가 될 때, 각 화소의 포토다이오드(202)의 전하가 리셋되고, TX 신호 및 RS 신호가 모두 로우가 될 때 전하 축적이 개시된다. 이 동작은, TG(16)에 의해 설정된 조건 하에서 소정의 순서에 따라 순차적으로 행해진다. 그 후에, AF용의 행에 있어서, 소정의 전하 축적 시간의 경과 후에, TX1 및 TX2이 순차적으로 하이가 되고; 포토다이오드(202)의 전하를 앰프(204)로부터 판독하여, 수평주사회로(209)를 통해서 출력하고, 결과로서 AF용의 신호를 취득한다. 그 후에, TX1과 RS1, 및 TX2과 RS2가 순차적으로 하이가 되어, AF용의 행을 리셋한다. AF용의 신호를 취득하기 위해서, 이 동작을 반복한다. 한편, EVF용의 행에 있어서는, 소정의 전하 축적 시간의 경과 후에, TX3 및 TX4 신호가 순차적으로 하이가 되고; 포토다이오드(202)의 전하를 앰프(204)로부터 판독하여, 수평주사회로(209)를 통해서 출력한다. 이에 따라, EVF 화상을 취득한다.

다음에, 상술한 바와 같이, 촬상소자(5)로부터 2행 주기로 취득한 AF용의 신호에 근거해 인-포커스 위치를 찾는, 점 광원의 스캔 AF의 방법에 대해서 도 12를 이용해서 설명한다.

CPU(15)는 포커스 구동 모터(22)의 구동을 제어하는 제2 모터 구동회로(19)를 통해서 포커스 구동 모터(22)를 제어한다. 이에 따라, 포커스 렌즈군(3)을, 무한원에 해당하는 위치(도 12에 있어서의 "A")로부터 각각의 촬영 모드에 대해서 설정된 가장 가까운 거리에 해당하는 위치(도 12에 있어서의 "B")까지 구동한다. 이 구동 중에 스캔 AF 처리회로(14)의 출력인 AF 평가값을 취득하고, 포커스 렌즈군(3)의 구동이 종료한 시점에서, 취득한 AF 평가값에 의거하여 AF 평가값이 최대가 되는 위치(도 12에 있어서의 "C")를 찾는다.

스캔 AF 처리회로(14)로부터의 출력의 취득은 스캔 AF의 고속화를 위해, 모든 포커스 렌즈군(3)의 위치에 대해서는 행하지 않고, 소정의 스캔 간격으로 행한다. 예를 들면, 도 12에 나타낸 a1, a2, a3에서 AF 평가값을 취득한다. 이러한 경우에는, AF 평가값이 최대값이 되는 점과 그 전후의 점으로부터 인-포커스 위치 C을 계산한다. 이러한 보간을 통해서 AF 평가값이 최대가 되는 점(도 12의 "C")을 찾기 전에, 보통 화상용 AF 처리시와 마찬가지로, AF 평가값의 신뢰성을 평가한다.

상기에 설명한 바와 같이 스캔 AF에 대해서 설정된 모든 AF 프레임에 대하여 이 처리를 행하고, 어느 것인가의 AF 프레임에 대해서 그 신뢰성이 충분하면(도 6의 스텝 S607에서 NO), AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치를 찾는다. 신뢰성이 충분하지 않은 AF 프레임에 관해서는 AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치를 찾는 처리는 행하지 않는다. 어느 것인가의 AF 프레임의 신뢰성이 충분하면, 도 5의 스텝 S5에서 AF OK 표시가 이루어지게 된다.

한편, 점 광원 AF 처리에 있어서는, 모든 AF 프레임에서 그 신뢰성이 낮은 경우에는, EVF 용의 신호를 사용해서 AF 처리를 행한다. 이것은, AF용의 신호를 이용해서 AF를 행했을 때 모든 AF 프레임에서 신뢰성이 낮다라고 하는 것은, 점 광원이 아닌 피사체를 점 광원 피사체라고 오판정할 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 점 광원이 아닌 피사체에 대하여 적정한 노광량을 갖는 EVF용의 신호를 이용해서 AF를 행한다.

점 광원 피사체라고 오판정되고, EVF용의 신호의 노광량이 적정한 경우에, 스캔을 행한 결과, 언더노출의 경우의 도 12의 곡선 1202로 나타낸 것과 같은 AF 평가값이 EVF용의 신호로부터 취득된다.

그렇지만, 스캔 간격이 AF용의 신호의 판독 레이트로 최적화되도록 포커스 렌즈군(3)을 구동하고 있기 때문에, EVF용의 신호의 판독 레이트에서는 스캔 간격이 너무 넓어서 정확한 AF 평가값의 피크 위치가 취득되지 않을 가능성이 있다. 예를 들면, 도 12의 d로 나타낸 취득한 피크 위치가 올바른 피크 위치 C로부터 어긋날 수도 있다. 이 어긋남량 △는 EVF용의 신호를 사용해서 AF 평가값의 피크 위치(도 12의 d)를 찾을 때의 스캔 간격의 절반 정도라고 추정할 수 있다. 따라서, 찾아낸 피크 위치(도 12의 d)를 중심으로 어긋남량 △의 4배 정도의 범위(4△)를 스캔 범위로서 설정하고, 설정한 스캔 범위 4△에서 재스캔을 행하여, 보다 정확한 AF 평가값의 피크 위치(도 12의 C)를 찾는다.

예를 들면, AF용의 신호의 판독 레이트가 128 FPS이고, EVF용의 신호의 판독 레이트가 32 FPS인 경우에, 어긋남량 △는 10심도 정도라고 추정할 수 있기 때문에, 스캔 범위는 도 12의 d를 중심으로 ±20 심도로 설정되어도 된다.

이때도 EVF용의 신호와 AF용의 신호를, 상이한 노출 조건에서, 상이한 판독 레이트로 병행해서 취득하고, 양 신호의 노출 조건을 2행 주기로 설정하며, 촬상소자의 리셋과 촬상소자로부터의 출력 전송의 타이밍을 다르게 한다. 그 타이밍을 결정하는 방법은 스텝 S605 및 스텝 S606와 같다.

재스캔에서는, CPU(15)는, 제2 모터 구동회로(19)를 통해서 포커스 구동 모터(22)를 제어하고, 포커스 렌즈군(3)을 스캔 개시 위치(도 12에 있어서의 "a")로부터 스캔 종료 위치(도 12에 있어서의 "b" )까지 구동한다. 이 구동 중에 스캔 AF 처리회로(14)로부터 AF 평가값을 취득하고, 포커스 렌즈군(3)의 구동이 종료한 시점에서, 취득한 AF 평가값으로부터 이 취득한 AF 평가값이 최대가 되는 인-포커스 위치(도 12에 있어서의 "C")를 찾는다.

이 경우에도, 다른 스캔 AF와 마찬가지로, 인-포커스 위치를 찾기 전에 AF 평갓값의 신뢰성을 평가한다. 이 신뢰성은 스캔을 행한 모든 AF 프레임에 대하여 판정되고; 어느 쪽인가의 AF 프레임에 대해서 그 신뢰성이 충분하면, 그 AF 프레임에 대해서는 인-포커스 위치를 찾고, 신뢰성이 충분하지 않은 AF 프레임에 관해서는 인-포커스 위치를 찾는 처리를 행한다. 어느 쪽인가의 AF 프레임의 신뢰성이 충분하면(도 6의 스텝 S607에서 NO), 도 5의 스텝 S5에 있어서 AF OK 표시가 행해지고, 모든 AF 프레임의 신뢰성이 낮은 경우에는 (도 6의 스텝 S607에서 YES), 도 5의 스텝 S5에 있어서 AF NG 표시가 행해지게 된다.

스텝 S605의 AF 처리에 있어서 유저에 의해 1점 AF가 설정되어 있는 경우나 얼굴 AF를 통해서 검출된 얼굴 위치에 대해서 AF 프레임이 설정되어 있는 경우에는, 그 프레임에 대해서만 상기의 처리를 행해도 된다. 여기에서, "1점 AF"는, 중앙의 1프레임에 의한 AF 혹은 유저가 지정한 임의의 1프레임에 의한 AF를 가리킨다.

상기한 바와 같이 제1의 실시예에 의하면, 상이한 노출 조건 하에서 병행해서 취득된 AF용과 EVF용의 신호를 사용하기 때문에, 점 광원 피사체와 보통 피사체가 혼재하는 경우 등에 있어서도, EVF 화상의 화질을 유지하면서, 보다 정확한 초점 조절이 가능하게 된다.

<제2의 실시예>

다음에, 본 발명의 제2의 실시예에 관하여 설명한다. 제2의 실시예는, SW1이 온하기 전(즉, 촬영 준비 지시 전)에 대략적으로 초점을 맞추는 처리(콘티뉴어스(continuous) AF)를 행하는 점이 전술한 제1의 실시예와 다르다. 이 콘티뉴어스 AF는, 후술한 바와 같이, 점 광원이 AF 프레임 내에 존재하는지 아닌지의 판정을 행하기 전에 실행된다. 또한, 촬상장치(1)의 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같으므로, 그 설명은 생략한다는 점에 유념한다.

● 촬영 처리 전체의 흐름

제2의 실시예에 있어서의 촬영처리에 관해서 도 14에 나타낸 플로차트를 사용하여 설명한다.

제1의 실시예와 마찬가지로, 촬상장치(1)의 주전원 스위치가 온 상태이며, 촬상장치의 동작 모드가 촬영(녹화) 모드에 있을 때에, 촬영 처리 시퀸스가 실행된다.

우선, 스텝 S1401에 있어서, AE 처리를 실행하고, 제1의 실시예에 있어서 도 10을 참조해서 설명한 바와 같이, EVF 화상에 대해서 적합한 노광량 및 AF 처리에 적합한 노광량을 찾고, 그 노광량이 되도록 촬상소자(5)를 구동한다.

다음에, 스텝 S1402에 있어서, 제1의 실시예와 마찬가지로 EVF 표시를 시작한다. 그때에, CPU(15)는, 스텝 S1401에서 찾은 노광량이 되도록 촬상소자(5)를 제어한다. 또한, 스텝 S1403에 있어서, 콘티뉴어스 AF 처리를 행하고, 개략의 인-포커스 위치로 포커스 렌즈군(3)을 구동한다. 이 처리에 대해서는 후술한다.

그리고, 스텝 S1404에 있어서, CPU(15)는 릴리즈 스위치의 상태를 확인하고; 유저에 의해서 릴리즈 스위치가 조작되어, SW1이 온 상태가 되면, 처리가 스텝 S1405로 진행되고, AE 처리를 실행한다. 계속해서, 스텝 S1406에 있어서 스캔 AF 처리를 행한다. 이 처리에 관해서는 후술한다.

스캔 AF 처리의 결과가 씬(scene)이 인 포커스(in focus)라는 것을 나타내면, 스텝 S1407에 있어서, AF OK 표시를 행한다. 여기에서는, 예를 들면, 표시소자(29)를 점등하거나, LCD(10)에 녹색의 프레임을 표시하는 등의 처리를 행한다. 그렇지만, 스텝 S1406에 있어서, 씬이 인 포커스가 아닌 경우에는, 스텝 S1407에 있어서 AF NG 표시를 행한다. 여기에서, 예를 들면, 표시소자(29)를 점멸하거나, LCD(10)에 노란색의 프레임을 표시하는 등의 처리를 행한다. 스텝 S1407에 있어서의 표시방법은, 유저에게 통지할 수 있는 방법이라면, 상술한 표시방법에 한정되지 않는다는 점에 유념한다.

다음에, CPU(15)는, 스텝 S1408에 있어서, SW2의 상태를 확인하고, SW2이 온이 되면, 처리는 스텝 S1409로 진행되어서, 촬영을 행하고, 일련의 촬영 처리를 종료한다.

● 콘티뉴어스 AF 처리

다음에, 스텝 S1403에서 행해지는 콘티뉴어스 AF 처리에 대해서, 도 15의 플로차트를 참조해서 설명한다. 이 처리시의 촬상소자(5)의 구동은, 도 10에 나타낸 타이밍 차트의 타이밍에 따라 행해진다는 점에 유념한다.

콘티뉴어스 AF 처리가 개시되면, 스텝 S1501에 있어서, 미소(fine) 구동 동작을 행하고, 씬이 인 포커스인지 혹은 씬이 인 포커스가 아니면, 어느 방향에 인-포커스 위치가 있는지를 판정한다. "미소 구동"이란 포커스 렌즈군(3)을 지근 리미트 방향(direction to the nearest limit) 혹은 무한 리미트 방향(direction to the infinite limit) 방향으로 미소량(EVF 화상에서 초점의 변화가 생기지 않는 양) 구동하고, 씬이 인 포커스(in focus)/아웃 오브 포커스(out-of-focus)인지와 씬을 초점으로 가져가기 위해서 포커스 렌즈군(3)을 구동해야 하는 방향을 취득된 AF 평가값으로부터 검출하는 동작이다.

스텝 S1502에서, 씬이 인 포커스라고 판정된 경우에는, 처리가 스텝 S1508로 진행되어서, 인-포커스 상태에 대한 처리를 행하고, 씬이 아웃 오브 포커스라고 판정된 경우에는, 처리가 스텝 S1502로부터 스텝 S1503로 진행된다. 스텝 S1503에 있어서는, 스텝 S1501에서 인-포커스 방향이 성공적으로 결정되었다고 판정되었을 경우에는, 처리가 스텝 S1504로 진행되고, 반면, 스텝 S1501에서 인-포커스 방향이 성공적으로 결정되지 않았을 경우에는, 처리가 스텝 S1501에 되돌아가서, 미소 구동을 계속한다. 스텝 S1504에서는, AF 평가값이 증가하는 방향으로 고속으로 포커스 렌즈군(3)을 힐 클라이밍(hill-climbing) 구동을 통해서 구동한다. "힐 클라이밍 구동"은 힐 클라이밍 구동 중의 포커스 정도에 따라 스캔 간격을 바꾸면서 인-포커스 위치를 찾는 스캔이다. 포커스 정도가 낮은 경우에는 5~10 심도의 비교적 거친 스캔 간격으로 스캔을 행하고; 포커스 정도가 증가함에 따라 스캔 간격을 줄이고, 인-포커스 위치 근방에서는 2~4 심도의 비교적 미세한 스캔 간격으로 스캔을 행한다. 스텝 S1505에 있어서, AF 평가값이 피크를 넘었다고 판정된 경우에는, 처리가 스텝 S1506로 진행되고, AF 평가값이 피크를 넘었다고 판정되지 않은 경우에는, 처리가 스텝 S1504로 되돌아가서 힐 클라이밍 구동을 계속한다.

스텝 S1506에서는, 포커스 렌즈군(3)의 위치가 힐 클라이밍 구동 중에 AF 평가값이 피크에 있는 위치로 되돌아간다. 스텝 S1507에 있어서는, 포커스 렌즈군(3)이 AF 평가값이 피크에 있는 위치로 되돌아갔는지를 판정하고; AF 평가값이 피크 위치로 되돌아간 경우에는, 처리가 스텝 S1501로 되돌아가서, 미소 구동을 다시 행하고, AF 평가값이 피크 위치로 되돌아가지 않은 경우에는, 처리가 스텝 S1506로 되돌아가서, 피크로 되돌아가는 동작을 계속한다.

다음에, 스텝 S1502에서 씬이 인 포커스라고 판정되고나서 행해진 인-포커스 재기동 판정 처리에 관하여 설명한다. 스텝 S1508에서는, 씬이 인 포커스라고 판정되었을 때의 AF 평가값을 보유한다. 스텝 S1509에서는, 같은 포커스 렌즈군(3)의 위치에서, 최신의 AF 평가값을 취득한다. 스텝 S1510에서는, 스텝 S1508에서 보유한 AF 평가값과 스텝 S1509에서 새롭게 취득한 AF 평가값을 비교하고; 소정 레벨이상 차가 있으면 재기동이라고 판정하고, 처리가 스텝 S1501로 되돌아가서 미소 구동동작을 재개한다. 반대로, 스텝 S1510에서 재기동이라고 판정되지 않은 경우에는, 처리가 스텝 S1511로 진행되어서, 포커스 렌즈군(3)을 그대로 정지하고, 처리가 스텝 S1509로 되돌아가서 재기동 판정을 계속한다.

● 스캔 AF 처리

다음에, 스텝 S1406에 있어서 실행되는 스캔 AF 처리에 대해서, 도 16의 플로차트를 참조해서 설명한다. 도 16에 있어서, 도 6에 나타낸 처리와 같은 처리에는 같은 참조번호를 부착하고, 그 설명은 생략한다는 점에 유념한다.

우선, 스텝 S1601에 있어서, 스텝 S1403에서 행해진 콘티뉴어스 AF 처리에 의해서, 씬이 인 포커스라고 판정되었는지를 판단하고; 씬이 인 포커스라고 판정되지 않은 경우에는, 제1의 실시예에서 도 6을 참조해서 설명한 스캔 AF 처리를 행한다.

한편, 콘티뉴어스 AF 처리에 있어서, 씬이 인 포커스라고 판정되었을 경우에는, 처리가 스텝 S601로 진행된다. 스텝 S601∼S604에서는, 제1의 실시예에서 도 6을 참조해서 설명한 처리를 행한다.

점 광원이 존재하고, 보통 화상용 AF 처리가 실행 불가능이라고 판정된 경우에는(스텝 S604에서 YES), 스텝 S1610에 있어서 점 광원용 AF 처리를 행한다. 여기에서는, 도 14의 스텝 S1403에서 실행된 콘티뉴어스 AF에 있어서 씬이 인 포커스라고 판정되었고, 개략의 인-포커스 위치가 발견되었기 때문에, 그 위치의 근방만을 스캔하면 된다.

스텝 S1610에 있어서의 EVF용 및 AF용의 노광량은, 제1의 실시예에 있어서의 점 광원용 AF 처리와 같은 방법으로 결정된다. 다만, 이전에 설명한 것처럼, 본 제2의 실시예에서는, 콘티뉴어스 AF를 통해서 발견된 AF 평가값의 피크를 중심으로 소정의 스캔 범위를, 소정의 스캔 간격에 따라 스캔한다. 스캔 범위 및 스캔 간격은 점광원 피사체의 비율, 거친 간격으로 스캔함으로써 생기는 인-포커스 위치의 오차, 및 AF 시간을 고려해서 결정되고, 그 양은 아래와 같다.

NumBlightHigh 비율	스캔 범위
3.125% 이상	±10 심도
3.125% 미만	±15 심도

또한, 점광원의 광원이 작은 경우에는, 피사체가 고주파의 피사체로서 인식되므로, 스캔 간격이 거칠면 그 최대값을 미스(miss)할 가능성이 있기 때문에, 어떤 정도의 양만큼 스캔 간격을 미세화할 필요 있다. 따라서, 예를 들면, 스텝 S1610에서 행해진 AF의 스캔 간격은 2.5 심도로 설정된다.

통상 화상용 AF 처리를 행하는 스텝 S1605 및 스텝 S1606에 있어서도, 콘티뉴어스 AF에 의해 인 포커스라고 판정된 인-포커스 위치를 중심으로 스캔 범위 및 스캔 간격을 결정한다. 일례로서, 스텝 S1605 및 스텝 S1606에서 행해진 AF에 있어서, 스캔 범위는 개략의 인-포커스 위치에 대해서 ±5의 심도로 설정되고, 스캔 간격은 2.5의 심도로 설정된다. 그리고, 제1의 실시예에서 설명한 도 6의 스텝 S605 및 스텝 S606에서 행해진 것과 같은 순서로 결정된 주사 범위를 결정된 스캔 간격으로 스캔하고, 각 AF 프레임에 대한 인-포커스 위치를 찾는다.

상기한 바와 같이, 제2의 실시예에 의하면, 제1의 실시예에서 설명한 효과에 더해, SW1을 ON하고나서 인-포커스 상태를 달성하는 데에 필요한 시간을 단축할 수 있고, 촬영까지의 타임 래그(time lag)를 단축할 수 있다.

<제3의 실시예>

다음에, 본 발명의 제3의 실시예에 관하여 설명한다. 본 제3의 실시예는, SW1을 ON 하기 전에 (촬영 준비 지시 전)에 화소가 포화하지 않게 되는 전하 축적 시간을 찾고, 최종적인 전하 축적 시간에서 포화 화소의 유무에 의거해 통상 화상용 AF 처리 중에 사용하는 밴드패스 필터의 대역을 전환하는 점이 제1의 실시예와 다르다. 촬상장치(1)의 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같으므로, 그 설명은 생략한다는 점에 유념한다.

본 제3의 실시예에서는, 스캔 AF 처리회로(14)는 AF 평가값 이외에, AF 영역 내의 포화 화소의 수를 검출해서 그 수를 출력한다.

● 촬영 처리

본 제3의 실시예에 있어서의 촬영 처리에 대해서, 도 17에 나타낸 플로차트를 사용하여 설명한다. 촬상장치(1)의 주전원 스위치가 온 상태이며, 촬상장치(1)의 동작 모드가 촬영(녹화) 모드에 있을 때에, 이하에 설명하는 촬영 처리 시퀸스가 실행된다.

우선, 스텝 S1701에 있어서, CPU(15)는, 렌즈 경통(31)을 투과해 촬상소자(5) 위에 결상한 상을 LCD(10)에 표시하는 EVF 표시를 시작한다. 그 다음, 스텝 S1702에서, 스캔 AF 처리회로(14)는, AF 프레임 내에 있어서 최대 휘도 레벨의 값을 갖는 포화 화소가 존재하는지 아닌지를 판정한다. 포화 화소수가 소정수 이상인 경우에는 처리가 스텝 S1703로 진행되고, 포화 화소수가 소정수 미만인 경우에는, 처리가 스텝 S1705로 진행된다. 스텝 S1703에서는, 현재 설정되어 있는 AF용의 전하 축적 시간이, 설정가능한 최단의 전하 축적 시간인지를 판정하고, 그 시간이 최단의 전하 축적 시간이면, 처리가 스텝 S1705로 진행된다. 그 시간이 최단의 전하 축적 시간이 아니면, 처리가 스텝 S1704로 진행되고, AF용의 전하 축적 시간을 소정량만큼 단축하고나서 처리는 스텝 S1705로 진행된다.

스텝 S1705에서는, CPU(15)는 릴리즈 스위치의 상태를 확인한다. 유저에 의해 릴리즈 스위치가 조작되어 SW1이 온 상태가 되면, 처리가 스텝 S1706로 진행되고, AE 처리가 실행된다. 그 후, 스텝 S1707에서, 스캔 AF 처리 회로(14)는 포화 화소를 카운트한다.

스텝 S1708에서, 스텝 S1707에서 카운트한 포화 화소수가 소정수 이상인지 아닌지를 판정하고; 그 수가 소정수 이상이면, 점 광원을 검출했다고 판정하고, 처리가 스텝 S1709로 진행되고, 그 수가 소정수 이상이 아니면, 처리가 스텝 S1710로 진행된다. 스텝 S1709에서는, 보통 사용하는 밴드패스 필터보다도 더 높은 밴드패스 필터를 점광원의 AF 처리를 위해서 설정하고, 그 후에 처리가 스텝 S1711로 진행된다. 본 제3의 실시예에서는, 설정된 밴드패스 필터를 통과한 화상 신호를 사용하여, AF 처리를 행한다. 한편, 카운트한 포화 화소수가 소정수 미만이면, 점 광원이 존재하지 않는다고 판정하고, 처리가 스텝 S1710로 진행되고, 보통 사용하는 밴드패스 필터를 보통 화상용의 AF 처리를 위해서 설정하고, 그 후에 처리가 스텝 S1711로 진행된다. 스텝 S1711의 통상 화상용 AF 처리시의 스캔 AF는, 제1의 실시예의 도 11에 근거해서 설명한 처리와 거의 동일하다. 또한, 스텝 S1708에서 점 광원이 존재한다고 판정된 경우에는, 스캔 AF 처리회로(14)로부터 취득된 AF 평가값을, 점 광원의 영향을 경감시킬 수 있도록, 인-포커스 위치 부근에서 값이 내려가는 휘도의 적분값을 이용해서 정규화한다. 그 밖의 처리는, 제1의 실시예에서 설명한 것과 같으므로, 그 설명은 생략한다.

본 제3의 실시예에서는 최대 휘도 레벨 값을 갖는 포화 화소의 수를 카운트했지만, 대신 소정값 이상의 휘도값을 갖는 고휘도 화소의 수를 카운트하도록 구성해도 된다는 점에 유념한다.

<제4의 실시예>

다음에, 본 발명의 제4의 실시예에 관하여 설명한다. 본 제4의 실시예에서는, 제1의 실시예에서 설명한 처리에 더해, 플리커(flicker)의 발생의 유무 및 플리커가 발생한 경우에 플리커 주파수에 근거하여, 필요에 따라 AF용의 노출을 재설정하는 처리를 행한다. 따라서, AE 처리에 수반된 AF용의 노출을 재설정하는 처리에 대해서만 설명하고, 그 밖의 처리에 대해서는 설명을 생략한다.

도 18은, 제4의 실시예에 있어서의 촬상장치(1)의 구성을 나타내는 블럭도다. 도 18에 나타낸 구성은, 도 1에 나타낸 구성에, A/D 변환회로(7)로부터의 출력을 받아서, 화면 내의 휘도 변동에 의거해 플리커의 발생 유무의 검출하는 동시에, 검출한 플리커의 주파수를 검출하는 플리커 검출회로(37)를 추가한 것이다. 그 이외의 소자는 도 1에 나타낸 구성과 같기 때문에, 같은 참조번호를 부착하고, 그 설명을 생략한다.

● AE 처리

도 19는, 본 제4의 실시예에 따른 도 5의 스텝 S3에서 행해지는 AE 처리의 동작을 나타내는 플로차트다. 본 제4의 실시예에 있어서도, EVF 화상의 신호를 취득하고, 또 AF 처리를 행하기 위한 신호를 취득하기 위한 촬상소자(5)에 대하여, 상이한 노출 조건과 상이한 판독 레이트를 설정한다. 또한, AF용의 신호에 라인 플리커의 영향이 있는 경우에, AF 프레임 내의 각 라인에 대해서 언더 노출된 범위를 판정하고, 언더 노출된 범위를 고려해서 노출을 재설정한다.

스텝 S1901에서는, 플리커 검출회로(37)는 플리커를 검출하고, 그 후에 처리가 스텝 S1902로 진행된다. 여기에서, 플리커 검출의 처리는 종래부터 이용되고 있는 임의의 방법을 이용해서 플리커의 검출 유무를 검출할 수 있고, 또 플리커 주파수의 검출을 실행할 수 있으며; 그러한 처리는 본 출원의 원래의 목적이 아니기 때문에, 그것의 상세한 것은 생략한다.

스텝 S1902에서는, 스텝 S1901에 있어서 플리커를 검출했는지 아닌지를 판정하고, 플리커를 검출한 경우에는, 처리가 스텝 S1903로 진행되고, 플리커를 검출하지 않은 경우에는, 처리가 스텝 S1910로 진행된다. 스텝 S1903에서는, EVF용의 신호의 판독 레이트에 대해서, 소정의 값을 설정하고, 그 후에 처리가 스텝 S1904로 진행된다.

스텝 S1904에서는, EVF용의 신호에 대하여, 전체의 화면의 노출을 고려해서 적정 노출이 취득되도록 노출 설정을 행한다. 이때, 플리커의 주파수에 의거해서, 플리커 억제가 가능한 전하 축적 시간을 우선적으로 설정한다. 여기에서, 스텝 S1901에서 행해진 플리커 검출에 있어서 50Hz 주파수의 플리커를 검출한 경우에는, 플리커 주파수의 정수배, 즉, 1/50초 혹은 1/100초가 우선적으로 설정되도록 노출을 설정한다. 반면에, 스텝 S1901에서 행해진 플리커 검출에 있어서 60Hz 주파수의 플리커를 검출한 경우에는, 플리커 주파수의 정수배, 즉, 1/60초 혹은 1/120초가 우선적으로 설정되도록 노출을 설정한다. 이렇게 함으로써 그러한 플리커를 검출한 경우에도, EVF 표시에 라인 플리커가 영향을 주어서 외관(appearance)이 나빠지는 것을 억제할 수 있다.

스텝 S1905에서는, S1901에서 행해진 플리커 검출에 있어서 검출한 플리커의 주파수에 의거해 AF용의 신호에 대한 판독 레이트를 설정한다. 여기에서, 스텝 S1901에서 행해진 플리커 검출에 있어서 50Hz 주파수의 플리커를 검출했을 경우에, 판독 레이트를 1/50초 혹은 1/100초로 설정한다. 한편, 스텝 S1901에서 행해진 플리커 검출에 있어서 60Hz 주파수의 플리커를 검출했을 경우에, 판독 레이트를 1/60초 혹은 1/120초로 설정한다. 판독 레이트를 플리커의 주파수에 맞춤으로써, 각 판독 라인에 대한 플리커의 영향에 대응하는 주기적인 휘도의 변화는 판독마다 일정하게 되어, 라인 플리커를 방지할 수 있게 된다.

스텝 S1906에서는, AF 프레임 설정 범위 전체의 노출을 고려해서 AF용의 노출 설정을 행한다. 여기에서는, LCD(10)에의 표시용의 노출 설정과는 달리, 외관(appearance)을 걱정할 필요가 없기 때문에, AF 정밀도를 유지하기 위한 최적의 노출 설정에 대응하는, 개방 조리개(open aperture) 및 저게인(low gain) 설정을 우선으로 한 노출 설정을 행한다. 그 때문에, 셔터 속도의 값에 의존해서, 라인 플리커의 영향이 남아 있는 경우도 있다.

스텝 S1907에서는, AF용의 신호에 라인 플리커의 영향이 있는지 아닌지를 판정하고; 그 신호에 라인 플리커의 영향이 있는 경우에는, 처리가 스텝 S1908로 진행되고, 그 신호에 라인 플리커의 영향이 없는 경우에는, 본 처리를 종료한다. 여기에서, 스텝 S1901에서 검출한 플리커의 주파수와, 스텝 S1906에서 설정한 셔터 속도의 값을 비교해서 판단을 행한다. 예를 들면, 플리커의 주파수와 전하 축적 시간이 동기화하지 않는 경우에는, 라인마다 노출이 달라서 라인 플리커의 영향이 남게 될 것이다. 그렇지만, 스텝 S1905에 있어서 검출한 플리커에 동기화하는 판독 레이트를 설정했기 때문에, 각 라인에서 라인 플리커가 나타나는 방식은 판독마다 일정하므로, 라인 플리커의 변동은 발생하지 않는다.

스텝 S1908에서는, AF용의 신호 중 플리커의 영향에 의해 언더 노출되는 라인을 판정한다. 도 20은 언더노출 판정을 설명하는 도면이다. 도 20에 있어서, 화면 18a는 AF용의 신호 화상을 나타내고, 내부에 25의 AF 프레임(AF 프레임 18a~18y)이 설정되어 있다. 여기에서는, 스텝 S1901에서 검출한 플리커의 변동 주기로 인해 소정량 이상 출력이 저하하는 범위를 언더 노출된 범위로서 설정하고, 플리커의 변동 주기와 AF용의 신호의 판독 타이밍을 관련지으며, 언더 노출된 범위 내의 AF용의 신호의 영역을 특정한다. 도 20에 나타낸 예에 있어서는, AF 프레임, 즉 AF 프레임 18a~18e 및 AF 프레임 18u~18y는, 언더 노출된 범위 내에 있다.

스텝 S1909에서는, 후술하는 처리를 통해서, 스텝 S1908에서 언더 노출된다고 판정한 라인을 포함하는 AF 프레임을 고려해서 AF용의 노출을 재설정한다. 여기에서 행해지는 처리에 대해서는, 도 21을 참조해서 나중에 설명한다는 점에 유념한다.

한편, 플리커가 검출되지 않은 경우에는, 스텝 S1910에 있어서, EVF용의 신호를 취득하기 위한 소정의 판독 레이트를 설정하고, 처리가 스텝 S1911로 진행된다. 스텝 S1911에서는, 화면 전체의 노출을 고려해서 EVF용의 노출을 설정하고, 그 후에 처리가 스텝 S1912로 진행된다.

스텝 S1912에서는, AF용의 신호를 취득하기 위한 소정의 판독 레이트를 설정하고, 처리가 스텝 S1913로 진행된다. 스텝 S1913에서는, 스텝 S1906과 마찬가지로, AF 프레임 설정 범위 전체의 노출을 고려해서 AF 정밀도를 보증하기 위한 개방 조리개 및 저게인 설정을 우선으로 한 노출 설정을 행하고, 본 처리를 종료한다.

스텝 S1905에 있어서, 플리커에 대응하는 판독 레이트를 설정할 수 없는 상황(속도 우선으로 판독 레이트를 상승시키고 싶은 경우, 저조도 시에 전하 축적 시간을 연장시키기 위해서 판독 레이트를 하강시키고 싶은 경우 등)도 발생할 수 있다. 그러한 경우에는, 검출한 플리커의 주파수에 맞춰서, 전하 축적 시간이, 신호 증폭량 등을 라인마다 변경함으로써, 플리커에 의한 신호 출력의 저하를 보정해도 된다.

도 21은 도 19의 스텝 S1909에 있어서의 AF용의 노출 재설정의 처리를 설명하는 플로차트다. 여기에서, AF 처리시에 AF 성능을 보증할 수 있는 노출 범위가, 적정 노출에 대하여 Thr_Over 단수 이하, 적정 노출에 대해서 Thr_Under 단수 이상의 범위 내에서 설정된다. 예를 들면, Thr_Over를 +1로 설정하고, Thr_Under를 -1로 설정해도 된다.

스텝 S2101에서는, AF용의 신호 내에서 설정된 각 AF 프레임에 대한 휘도값을 취득하고, 각 AF 프레임에서의 노출과 적정 노출과의 차를 산출하고, 처리는 스텝 S2102로 진행된다. 스텝 S2102에서는, 스텝 S1908에서 행해진 언더 노출 판정의 결과에 의거해서 언더 노출된 범위 내에 존재하는 것으로 판정된 AF 프레임 중, 적정 노출보다 아래에 Thr_Under 단수보다 많이 언더 노출된 AF 프레임이 존재하는지를 판정하고, 그러한 프레임이 존재하는 경우에는, 처리가 스텝 S2103로 진행되고, 그러한 프레임이 존재하지 않는 경우에는, 처리가 스텝 S2107로 진행된다.

스텝 S2103에서는, Thr_Under보다 많이 언더 노출된 AF 프레임이 우선도가 높은 AF 프레임인지 아닌지를 판정하고; AF 프레임이 우선도가 높은 AF 프레임인 경우에는, 처리가 스텝 S2104로 진행되고, AF 프레임이 우선도가 높은 AF 프레임이 아닌 경우에는, 처리가 스텝 S2105로 진행된다. 여기에서, "우선도가 높은 AF 프레임"이란, 예를 들면, 중앙 부근 등에 있으며 피사체를 포함할 가능성이 높은 AF 프레임이며, 인-포커스 위치를 결정할 때는 우선도가 높은 AF 프레임으로부터의 AF 평가값의 출력 결과를 우선적으로 사용하는 것으로 미리 설정해 둔다.

스텝 S2104에서는, 우선도가 높은 AF 프레임 내에서 가장 언더 노출된 AF 프레임을 기준으로서 사용해서, 노출을 보정하는 단수를 설정한다. 여기에서의 보정 단수는, 가장 언더 노출된 AF 프레임이, AF 성능을 보증하는 범위인 적정 노출 +Thr_Over ∼ 적정 노출 +Thr_Under의 범위 내의 노출이 되도록 임의의 단수로 설정된다.

스텝 S2105에서는, 언더 노출된 범위 내의 AF 프레임 중에서, 가장 언더 노출된 AF 프레임을 기준으로서 사용해서 노출 보정 단수를 설정하고, 그 후에 처리가 스텝 S2106로 진행된다. 스텝 S2106에서는, 보정 단수만큼 노출을 보정한 결과 우선도가 높은 AF 프레임 중에서, Thr_Over보다 많이 오버노출되는 AF 프레임이 있는지 아닌지를 판정하고; 그러한 AF 프레임이 존재하는 경우에는, 처리가 스텝 S2107로 진행되고, 그러한 AF 프레임이 존재하지 않는 경우에는, 처리가 스텝 S2108로 진행된다.

스텝 S2107에서는, 노출의 재설정을 행하지 않고, 스텝 S2108에서는, 스텝 S2104 또는 스텝 S2105에서 설정한 보정단수만큼 노출 보정을 행하고, 그 후에 본 처리를 종료한다.

상기한 바와 같이 본 제4의 실시예에 의하면, 플리커를 검출했을 때에, EVF 표시 신호에 대해서는 외관(appearance)을 우선한 처리를 행하고, AF용의 신호에 대해서 AF 정밀도를 보증하기 위해서 노출 설정을 행한다. 이에 따라, 플리커를 검출했을 때에도 EVF의 외관과 AF 정밀도를 모두 보증할 수 있다.

<제5의 실시예>

다음에, 본 발명의 제5의 실시예에 관하여 설명한다. 제5의 실시예에 있어서의 촬상장치는, 도 18을 참조해서 제4의 실시예에서 설명한 촬상장치(1)와 동일한 구성을 갖는다. 제5의 실시예에 있어서의 처리는, 플리커의 발생의 유무를 검출하는 처리와, 플리커가 발생하고 있는 경우에는, 플리커 주파수에 근거하여, AF 프레임을 설정하는 처리를 행한다는 점에서 상술한 제4의 실시예와 다르다. 따라서, AE 처리에 포함된 AF 프레임을 설정하는 처리에 대해서만 설명하고, 그 밖의 처리에 대해서는 설명을 생략한다.

도 22는, 본 제5의 실시예에 따른 도 5의 스텝 S3에서 행해지는 AE 처리의 동작을 나타내는 플로차트다. 이 처리는 스텝 S1909의 AF용의 노출 재설정 처리를 행하지 않는다는 점에서 도 19에 나타낸 것과 다르다. 그 밖의 처리는 도 19를 참조하여 설명한 처리와 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

도 23은 도 6의 스텝 S605 또는 스텝 S606에서 행해진 통상 화상용 AF 처리를 설명하는 플로차트다. 여기에서는, 도 22의 스텝 S1908에서 행해진 언더 노출 판정의 결과에 근거하여, AF 정밀도를 보증할 수 있는 범위로 AF 프레임을 설정한다.

스텝 S2301에서는, 도 22의 스텝 S1908에서 행해진 언더 노출 판정의 결과를 참조하여, 언더 노출된 영역을 취득한다. 스텝 S2302에서는, 스텝 S2301에서 취득한 언더 노출된 범위를 피하도록 도 24에 나타나 있는 바와 같이 AF 프레임을 설정한다. 도 24에서는, 화면 22a는 언더 노출 정도에 따라, 5개의 영역, 즉 영역 22a ~ 영역 22e으로 분할되어 있다. 영역 22b, 22d는 언더 노출된 범위에 있으므로 AF 정밀도를 보증할 수 없을 가능성이 있기 때문에, 그 내부에 AF 프레임을 설정하지 않고; 언더 노출되지 않은 범위에 속하는 영역 22a, 22c, 및 22e 중에서 화면의 중심 부근에 위치하는 영역 22c 내에 AF 프레임을 설정한다. 이렇게 함으로써, 라인 플리커에 의한 노출 저하의 영향을 받지 않는 범위 내에서 AF 평가값을 취득할 수 있다.

스텝 S2303에서는, 미리 결정된 스캔 범위 내에서 포커스 렌즈군(3)을 구동해서 스캔 AF를 행하고, 스텝 S2302에서 설정한 각 AF 프레임에 대한 인-포커스 위치를 취득하고, 보통 화상용 AF 처리를 종료한다.

이상 설명한 것 같이, 플리커를 검출했을 때에, EVF용의 신호에 대해서 외관을 우선한 처리를 행하고, AF용의 신호에 대해서는 AF 정밀도를 보증할 수 있는 범위 내에서 AF 프레임을 설정하며; 그 결과, 플리커를 검출했을 때에도 EVF의 외관과 AF 정밀도를 모두 보증할 수 있다.

<제6의 실시예>

다음에, 본 발명의 제6의 실시예에 관하여 설명한다. 제6의 실시예에 있어서의 촬상장치는, 도 18을 참조해서 제4의 실시예에서 설명한 촬상장치(1')와 동일한 구성을 갖는다. 제6의 실시예에 따라 행해진 처리는, 플리커의 발생의 유무를 검출하는 처리를 행하고, 플리커가 발생하는 경우에, 플리커 주파수에 근거하여 AF 프레임의 신뢰성을 설정하는 처리를 행한다는 점에서 전술한 제5의 실시예와 다르다. 따라서, AE 처리에 포함된 AF 프레임의 신뢰도를 설정하는 처리에 대해서만 설명하고, 그 밖의 처리에 대해서는 설명을 생략한다.

본 제6의 실시예에서는, 도 23의 스텝 S2302에 있어서, 도 25에 나타낸 화면 23a 내에서 언더 노출된 범위에 존재하는 AF 프레임을 포함하는 복수의 AF 프레임을 설정하고, 언더 노출된 범위를 포함하는 정도에 따라 AF 프레임의 신뢰도를 설정한다. 도 23에서는, 언더 노출된 범위 내에 존재하지 않는 AF 프레임의 신뢰도를 1로 설정하고, 언더 노출된 범위 내에 일부 존재하는 AF 프레임의 신뢰도를 2로 설정하며, 언더 노출된 범위에 완전히 존재하는 AF 프레임의 신뢰도를 3으로 설정하고 있다. 그리고, 도 6의 스텝 S608에 있어서의 렌즈 구동위치를 결정할 때에, 신뢰도 1 → 신뢰도 2 → 신뢰도 3의 우선순위로 구동위치를 결정할 때의 AF 프레임을 선택한다.

이상, 설명한 것 같이, EVF 표시 신호에 대해서는 외관을 우선한 처리를 행할 수 있고, AF용의 신호에 대해서는, AF에 최적인 노출 설정을 행하는 동시에 라인 플리커의 영향을 최대한 억제하는 범위에서 인-포커스 위치를 결정할 수 있다.

전술한 제1 내지 제6의 실시예에서는 렌즈 일체형의 디지털 스틸 카메라를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 디지털 비디오 카메라, 디지털 신호 렌즈 리플렉스 카메라의 라이브 뷰 등의 AF에도 적용가능하다.

이상, 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명에 관하여 설명했지만, 본 발명은 이 개시된 예시적인 실시 예에 한정되는 것이 아니라는 것이 이해될 것이다. 이하의 특허청구범위의 범주는 모든 변형 및 균등구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 포커스 렌즈를 포함하는 촬영 광학계에 의해 결상된 피사체 상을 광전 변환해서 전기적인 화상 신호를 출력하도록 구성된, 2차원으로 배열된 복수의 화소를 갖는 촬상유닛과,
   상기 촬상유닛의 제1의 영역 및 제2의 영역에 대한 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상이하게 제어하고 상기 제1의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독 및 상기 제2의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독을 병행해서 행하도록 구성된 제어유닛과,
   상기 포커스 렌즈를 이동시키면서 복수의 상이한 포커스 렌즈 위치에서 상기 제2의 영역의 초점 검출 영역에 존재하는 화소들로부터 판독된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거하여 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾도록 구성된 연산유닛을 구비하고,
   상기 제어유닛은, 상기 제1의 영역으로부터 판독된 제1의 화상 신호를, 표시유닛에 출력하기 위한 표시용의 화상 신호로 하는, 촬상장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   측광유닛과,
   상기 초점 검출 영역에 점 광원 피사체가 존재하는지 아닌지를 판정하도록 구성된 판정유닛을 더 구비하고,
   상기 제어유닛은, 상기 제1의 영역의 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상기 측광유닛의 측광 결과에 의거하여 제어하고, 상기 판정유닛에 의해 점 광원 피사체가 존재한다고 판정된 경우에, 상기 제1의 영역에 관하여 상기 제1의 영역과는 다른 제2의 영역이 언더 노출되도록, 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 제어하며,
   상기 연산유닛은, 상기 제2의 영역으로부터 판독된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거해서 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾는, 촬상장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   측광유닛과,
   상기 초점 검출 영역에 점 광원 피사체가 존재하는지 아닌지를 판정하도록 구성된 판정유닛을 더 구비하고,
   상기 제어유닛은, 상기 제1의 영역의 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상기 측광유닛의 측광 결과에 의거하여 제어하고, 복수의 초점 검출 영역이 설정되었고, 상기 판정유닛에 의해 상기 복수의 초점 검출 영역의 각각에 점 광원 피사체가 존재한다고 판정된 경우에, 상기 제1의 영역에 관하여, 상기 제1의 영역과는 다른 제2의 영역이 언더 노출되도록 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 제어하고,
   상기 연산유닛은, 상기 제2의 영역으로부터 판독된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거하여 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾는, 촬상장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 초점 검출 영역의 각각에 점 광원 피사체가 존재하고, 상기 연산유닛에 의해 산출된 초점 평가값의 각각의 신뢰성이, 미리 결정된 신뢰성보다도 낮다고 판정된 경우에, 상기 연산유닛은, 상기 복수의 초점 검출 영역에 포함되는 상기 제1의 영역으로부터 출력된 화상 신호들에 의거해 초점 평가값을 산출하는, 촬상장치.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   촬영 준비를 지시하도록 구성된 지시유닛을 더 구비하고,
   상기 연산유닛은,
   상기 촬영 준비가 지시되기 전에, 미리 결정된 주기로 상기 촬상유닛의 초점 검출 영역에 포함되는 화소들로부터 출력된 화상 신호들에 의거해 초점 평가값들을 산출하고, 초점 평가값이 증가하도록 상기 포커스 렌즈를 이동시키며,
   상기 촬영 준비가 지시된 후에, 상기 포커스 렌즈를 이동시키면서 복수의 상이한 포커스 렌즈 위치에서 상기 복수의 초점 평가값을 산출하는, 촬상장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   촬영 준비를 지시하도록 구성된 지시유닛과,
   초점 검출용의 화상 신호들 중에서, 미리 결정된 값 이상의 휘도값을 갖는 화상 신호의 수를 카운트하도록 구성된 카운트 유닛과,
   제1의 밴드패스 필터와,
   상기 제1의 밴드패스 필터보다도 높은 대역(band)을 통과하도록 구성된 제2의 밴드패스 필터를 더 구비하고,
   상기 촬영 준비가 지시되는 전에 카운트된 상기 미리 결정된 값 이상의 휘도값을 갖는 화상 신호의 수가 미리 결정된 수 이상인 경우에, 상기 제어유닛은, 초점 검출에 사용하는 상기 촬상유닛의 영역의 전하 축적 시간을 미리 결정된 시간만큼 단축하고,
   상기 촬영 준비가 지시된 후에 카운트된 상기 미리 결정된 값 이상의 휘도값을 갖는 화상 신호의 수가, 미리 결정된 수 미만인 경우에, 상기 제1의 밴드패스 필터를 설정하고, 상기 촬영 준비가 지시된 후에 카운트된 상기 미리 결정된 값 이상의 휘도값을 갖는 화상 신호의 수가, 미리 결정된 수 이상인 경우에, 제2의 밴드패스 필터를 설정하며,
   상기 연산유닛은, 상기 설정된 제1의 밴드패스 필터 또는 상기 설정된 제2의 밴드패스 필터를 통과한 화상 신호를 이용해서 초점 평가값을 산출하는, 촬상장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 미리 결정된 값 이상의 휘도값을 갖는 화상 신호의 수가 상기 미리 결정된 수 이상인 경우에, 초점 검출용의 화상 신호들로부터 취득된 고주파 성분을 휘도의 적분값을 이용해서 정규화하는, 촬상장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 노출 조건은, 전하 축적 시간인, 촬상장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   플리커의 발생의 유무 및 플리커 주파수를 검출하도록 구성된 플리커 검출유닛을 더 구비하고,
   상기 제어유닛은, 플리커가 발생하는 경우에, 상기 제1의 영역의 전하 축적 시간이 플리커의 주파수의 정수배가 되도록 상기 노출 조건을 제어하고, 상기 제1의 영역과는 다른 제2의 영역의 판독 레이트를, 플리커의 주파수의 정수배가 되도록 제어하는, 촬상장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    플리커가 검출된 경우에, 상기 초점 검출 영역에 있어서의 화상 신호들 중에서, 플리커에 의해 주기적으로 변화하는 휘도가 미리 결정된 휘도 범위보다도 낮은 화상 신호들에 게인을 적용하는, 촬상장치.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    플리커가 검출된 경우에, 플리커에 의해 주기적으로 변화하는 휘도가 미리 결정된 휘도 범위 내에 있도록 상기 초점 검출 영역을 설정하는, 촬상장치.
    
12. 제 9 항에 있어서,
    복수의 초점 검출 영역이 설정되고, 플리커가 검출된 경우에, 복수의 초점 검출 영역 중에서, 플리커에 의해 주기적으로 변화하는 휘도가 미리 결정된 휘도 범위에 있는 초점 검출 영역에 대하여, 상기 미리 결정된 휘도 범위보다도 낮은 휘도 범위 내에 휘도가 있는 초점 검출 영역보다도 높은 신뢰도를 설정하고, 상기 복수의 초점 검출 영역 중에서, 신뢰도가 보다 높은 초점 검출 영역으로부터의 초점 검출용의 화상 신호로부터 취득된 인-포커스 위치를 우선적으로 이용해서, 포커스 렌즈를 이동시키는 위치를 결정하는, 촬상장치.
    
13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 영역과 상기 제2의 영역의 노출 조건으로서, 같은 조리개 값을 설정하는, 촬상장치.
    
14. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어유닛은, 상기 제2의 영역의 판독 레이트를 플리커의 주파수의 정수배로 제어할 수 없는 경우에, 플리커에 의한 주기적인 휘도의 변화에 따라, 상기 제2의 영역으로부터의 화상 신호를 보정하는, 촬상장치.
    
15. 포커스 렌즈를 포함하는 촬영 광학계에 의해 결상된 피사체 상을 광전 변환해서 전기적인 화상 신호를 출력하도록 구성된, 2차원으로 배열된 복수의 화소를 갖는 촬상유닛을 포함하는 촬상장치의 제어방법으로서,
    상기 촬상유닛의 제1의 영역 및 제2의 영역에 대한 판독 레이트 및 노출 조건 중의 적어도 하나를 상이하게 제어하고 상기 제1의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독 및 상기 제2의 영역의 화소로부터 화상 신호의 판독을 병행해서 행하는 제어단계와,
    상기 포커스 렌즈를 이동시키면서 복수의 상이한 포커스 렌즈 위치에서 상기 제2의 영역의 초점 검출 영역에 존재하는 화소들로부터 출력된 화상 신호들에 의거하여 복수의 초점 평가값을 산출하고, 상기 복수의 초점 평가값에 의거하여 상기 포커스 렌즈의 인-포커스 위치를 찾는 연산단계를 포함하고,
    상기 제1의 영역으로부터 판독된 제1의 화상 신호를, 표시유닛에 출력하기 위한 표시용의 화상 신호로 하는, 촬상장치의 제어방법.

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