(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う撮像装置において、
垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段の点灯時間を前記垂直走査区間の２倍とし、前記発光手段の消灯時間を前記垂直走査区間とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う撮像装置において、
垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段を点灯させたときの焦点評価値と、点灯させないときの焦点評価値との平均の焦点評価値を用いて焦点調節することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う自動焦点調節方法において、
垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段の点灯時間を前記垂直走査区間の２倍とし、前記発光手段の消灯時間を前記垂直走査区間とすることを特徴とする自動焦点調節方法。
【請求項４】
撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う自動焦点調節方法において、
垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段を点灯させたときの焦点評価値と、点灯させないときの焦点評価値との平均の焦点評価値を用いて焦点調節することを特徴とする自動焦点調節方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置及び自動焦点調節方法に関し、特に、発光手段から光を放射しながら被写体像を取り込んで焦点調節を行う場合に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ビデオカメラの分野では、動画記録に加えて、新たに静止画を記録することが注目されている。そこで、高品位な静止画を記録するために、ストロボを装着することができるようにして、撮影機会をより増加させたビデオカメラが提案されている。
【０００３】
前記ストロボには、主発光部以外に、撮影前にオートフォーカス装置を動作させるための補助発光部を備えたストロボがある。このようなストロボでは、前記補助発光部を点灯してオートフォーカス装置を動作させて合焦させた後、主発光部を点灯して静止画を記憶媒体に記録するようにしている。
【０００４】
ところで、ビデオカメラのオートフォーカス装置を見ると、撮像素子等により、被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となるようにフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行うようにしたＴＶＡＦ方式が主流になっている。
【０００５】
前記、鮮鋭度の評価としては、一般に、ある帯域のバンドパスフィルターにより抽出された映像信号の高周波成分のレベル（以下、焦点評価値）等を用いている。これは、通常の被写体像を撮影した場合、図２の特性図に示すように焦点が合ってくるに従って焦点評価値は大きくなり、そのレベルが最大になる点を合焦点位置としている。
【０００６】
ストロボを備えた静止画撮影可能なビデオカメラのオートフォーカス装置の制御動作について、図６のフローチャートを用いて詳しく説明する。
図６において、ステップ３０１は処理の開始を示している。次のステップ３０２は、補助発光部を点灯してしてオートフォーカス装置を動作させる準備をする処理である。
【０００７】
次に、ステップ３０３では、フォーカスレンズ１０５を微小駆動動作させながら、焦点評価値を取り込む処理を行う。
ステップ３０４では、ステップ３０３で取り込んだ焦点評価値に基づいて、微小駆動動作の結果により、現在合焦点状態にあるのかどうかを判定する。そして、合焦点状態であると判定した場合にはフォーカスレンズを停止し、ステップ３１０からの静止画取り込みルーチンの処理へ移行する。また、合焦点状態でなければステップ３０５に進む。
【０００８】
ステップ３０５では、微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるのかを判別する。そして、合焦点がある方向が判別できればステップ３０６に進み、判別方向へ山登り動作を実行する。また、合焦点がある方向がどちらか分からない場合には、前述したステップ３０３からの処理を繰り返し行う。
【０００９】
ステップ３０７は、合焦点、すなわち、焦点評価値の頂点を越えたかどうかの判定を行うステップである。この判定の結果、焦点評価値の頂点を越えていなければステップ３０６に戻って山登りの処理を続ける。また、越えていたならばステップ３０８、ステップ３０９に順次進んでフォーカスレンズを頂点に戻すようにする。
【００１０】
ところで、ステップ３０８及びステップ３０９の処理を行うことにより、焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを制御することができるが、頂点に戻す動作をしている問に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、その位置が本当の頂点であるのかどうか分からないことがある。
【００１１】
そこで、頂点にフォーカスレンズが辿り着いたならば、今いるところが本当の頂点、すなわち、合焦点であることを確認するために、ステップ３０３からの処理へ戻り、再び微小駆動動作を行うようにしている。
【００１２】
そして、ステップ３０４で合焦と判定された場合には、ステップ３１０からの静止画取り込みルーチンに進む。
ステップ３１０では、まず、ステップ３１０でフォーカスレンズの移動を停止する。次に、ステップ３１１では補助発光部を消灯する。次に、ステップ３１２では主発光部を点灯して被写体の照度を上げ、その状態で静止画の取り込みを行う。そして、静止画の取り込み終了後、ステップ３１３に進んで合焦処理を終了する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の例で説明したように、補助発光部により被写体を照明して焦点調節を行う時に、補助発光部の耐久性、消費電力の問題から、焦点調節を行う期間の全てにおいて補助発光部を点灯したままにしておくことはできないので、前記補助発光部を点灯させたり、消灯させたりしている。
【００１４】
しかし、前記補助発光部が点灯しているときと、消えているときとではＡＦの評価値が異なってしまうため、補助光を無秩序なタイミングで点滅させたのではＡＦ制御を正確に行うことができないと言う問題があった。
【００１５】
本発明は前述した問題点を解消するためになされたものであって、本出願に係る発明の目的は、補助発光部の保護を良好に行うことができるようにするとともに、ＡＦ制御を正確に行うことができるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う撮像装置において、垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段の点灯時間を前記垂直走査区間の２倍とし、前記発光手段の消灯時間を前記垂直走査区間とすることを特徴とする。
また、本発明の他の特徴とするところは、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う撮像装置において、垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段を点灯させたときの焦点評価値と、点灯させないときの焦点評価値との平均の焦点評価値を用いて焦点調節する点にある。
【００１７】
本発明の自動焦点調節方法は、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う自動焦点調節方法において、垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段の点灯時間を前記垂直走査区間の２倍とし、前記発光手段の消灯時間を前記垂直走査区間とすることを特徴とする。
また、本発明の他の特徴とするところは、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行う自動焦点調節方法において、垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段を点灯させたときの焦点評価値と、点灯させないときの焦点評価値との平均の焦点評価値を用いて焦点調節する点にある。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の撮像装置、自動焦点調節方法、自動焦点調節装置及び記憶媒体に係る好適な実施の形態を図１に示し、実際のビデオカメラの構成を詳しく説明する。
【００３３】
図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞り、１０４は固定の第２群レンズ、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えたフォーカスコンペレンズ（以下、フォーカスレンズ）である。
【００３４】
また、１０６は撮像素子であるＣＣＤ、１０７はＣＣＤ１０６の出力を増幅するＡＧＣである。
１０８はカメラ信号処理回路であり、１０９はカメラ信号処理回路１０８からの出力を磁気テープ等に記録する記録装置である。
【００３５】
１１０、１１２及び１１４はそれぞれ変倍レンズ１０２、絞り１０３、フォーカスレンズ１０５を移動させるためのアクチュエータ、１１１、１１３及び１１５はそれぞれアクチェエータ１１０、１１２、１１４を後述のカメラＡＦマイコン１１８からの信号により駆動するドライバである。
【００３６】
１１６は、ＣＣＤ１０６の出力信号中より焦点検出に用いられる高域成分を抽出する焦点評価値処理回路、１１７は撮像素子１０６の出力信号中より露出制御に用いられる輝度の積分値を抽出する露出評価値処理回路である。これらの焦点評価値処理回路１１６、露出評価値処理回路１１７は、第４図の（ａ）及び（ｂ）に示すような映像信号の１垂直走査区間の映像信号からその微分値のピークや積分値を求め、それを焦点評価値としている。
【００３７】
１１８は、本システム全体の動作を総合的に制御するとともに、焦点評価値処理回路１１６の出力信号に基づいてフォーカスレンズ１０５を制御し、露出評価値処理回路１１７の出力信号に基づいて絞り１０３及びＡＧＣ１０７を制御するカメラＡＦマイコンである。
１１９は、被写体の照度を高めるためのストロボであり、１２０が主発光部、１２１が補助発光部である。
【００３８】
図１のように構成された本実施の形態のカメラシステムにおいて、カメラＡＦマイコン１１８は、焦点評価値処理回路１１６の出力信号レベルが最大となるようにフォーカスレンズ１０５を移動させて自動焦点調節を行っている。
【００３９】
次に、カメラＡＦマイコン１１８が行う制御について、図３を用いて詳しく説明する。図３は、本実施の形態のＡＦ装置の制御手順を示すフローチャートであり、カメラＡＦマイコン１１８内で実行される。
【００４０】
図３において、ステップ３０１は処理の開始を示している。次のステップ３０２ａは、補助発光部を点灯（点滅発光）してしてオートフォーカス装置を動作させる準備をする処理である。
【００４１】
次に、ステップ３０３ａでは、フォーカスレンズ１０５を微小駆動動作させながら、焦点評価値を取り込む処理を行う。
ステップ３０４ａでは、ステップ３０３ａで取り込んだ焦点評価値に基づいて、微小駆動動作の結果により、現在合焦点状態にあるのかどうかを判定する。そして、合焦点状態であると判定した場合にはフォーカスレンズを停止し、ステップ３１０ａからの静止画取り込みルーチンの処理へ移行する。また、合焦点状態でなければステップ３０５ａに進む。
【００４２】
ステップ３０５ａでは、微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるのかを判別する。そして、合焦点がある方向が判別できればステップ３０６ａに進み、判別方向へ山登り動作を実行する。また、合焦点のある方向がどちらか分からない場合には、前述したステップ３０３ａからの処理を繰り返し行う。
【００４３】
ステップ３０７ａは、合焦点、すなわち、焦点評価値の頂点を越えたかどうかの判定を行うステップである。この判定の結果、焦点評価値の頂点を越えていなければステップ３０６ａに戻って山登りの処理を続ける。また、越えていたならばステップ３０８ａ、ステップ３０９ａに順次進んでフォーカスレンズを頂点に戻すようにする。
【００４４】
ところで、ステップ３０８ａ及びステップ３０９ａの処理を行うことにより、焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを制御することができるが、頂点に戻す動作をしている問に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、その位置が本当の頂点であるのかどうか分からないことがある。
【００４５】
そこで、頂点にフォーカスレンズが辿り着いたならば、今いるところが本当の頂点、すなわち、合焦点であることを確認するために、ステップ３０３ａからの処理へ戻り、再び微小駆動動作を行うようにしている。
【００４６】
そして、ステップ３０４ａで合焦点と判定された場合には、ステップ３１０ａからの静止画取り込みルーチンに進む。
ステップ３１０ａでは、フォーカスレンズの移動を停止する。次に、ステップ３１１ａでは補助発光部を消灯する。次に、ステップ３１２ａでは主発光部を点灯して被写体の照度を上げ、その状態で静止画の取り込みを行う。そして、静止画の取り込み終了後、ステップ３１３ａに進んで合焦処理を終了する。
【００４７】
ここで、本実施の形態の撮像装置の場合は、前述したステップ３０２ａで補助光を点滅させるときの補助光の点灯方法、及びステップ３０３ａで行う処理に、以下に示すような大きな特徴を有している。
【００４８】
すなわち、第５図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本実施の形態の補助発光部１２１は、映像信号の垂直走査区間に同期させるとともに、点灯時間を前記垂直走査区間の整数倍にして発光を行うようにしている。このような発光を行うことにより、補助発光部１２１の耐久性を向上させるための間欠的な発光において、全ての映像信号の垂直走査区間で有効な発光を行うことができ、発光の効率を大幅に向上させることができる。
【００４９】
また、本実施の形態においては、映像信号の垂直走査区間に同期させて発光を行うとともに、２垂直走査区間点灯し、１垂直走査区間消灯するようにしている。これにより、３垂直走査区間に１回だけ不十分な照度になる。
【００５０】
しかし、その時の評価値を使わないようにすると、その垂直走査区間においてはＡＦ制御できなくなるので、制御に制約が生じて制御動作が煩雑になる。そこで、本実施の形態においては、ステップ３０３ａにおいて３垂直走査区間のＡＦ評価値の平均値を常に求め、この平均値をＡＦ評価値として用いてＡＦ動作の制御を常に行うことができるようにしている。
【００５１】
このようにすると、第５図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のどのパターンでも常に２垂直走査区間は補助光が点灯した状態でＡＦ評価値を得ることができるため、確実に制御が行えるようになるとともに、制御に制約が生じてＡＦ動作が煩雑になることもない。このように、補助光を点滅発光させることで、補助発光部１２１の耐久性を維持することができる。また、３垂直走査区間のＡＦ評価値の平均値を用いることで、常に正確なピントを得ることができるので、ＡＦ動作が誤動作しないようにすることができる。
【００５２】
（本発明の他の実施形態）
本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても１つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００５３】
また、前述した実施形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、前記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００５４】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００５５】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００５６】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行うに際して、垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段の点灯時間を前記垂直走査区間の２倍とし、前記発光手段の消灯時間を前記垂直走査区間とするようにしたので、全ての垂直走査区間で有効な発光を行うことができる。したがって、自動焦点調節のための補助発光部の耐久性を向上させることができるとともに、発光の効率を大幅に向上させることができる。また、消費電力を削減することができるとともに、自動焦点調節を正確に行うことができる。
【００５８】
また、本発明の他の特徴によれば、撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点評価値として取り出し、前記焦点評価値が最大となるように焦点調整を行うに際し、垂直同期信号に対する区間である帰線区間と、映像信号に対する区間である映像区間とを含む垂直走査区間に同期させて、前記焦点調整動作中に発光手段を間欠的に点灯動作させるとともに、前記発光手段を点灯させたときの焦点評価値と、点灯させないときの焦点評価値との平均の焦点評価値を用いて焦点調節するようにしたので、自動焦点調節のための補助発光部の耐久性を向上させることができるとともに、常に正確なピントを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＦ評価値を説明する特性図である。
【図３】実施の形態の自動焦点調節装置のＡＦ制御動作を説明するフローチャートである。
【図４】映像信号の垂直走査区間を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の補助光の点灯タイミングを示す図である。
【図６】従来の自動焦点調節装置のＡＦ制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０１  固定の第１群レンズ
１０２  変倍を行う変倍レンズ
１０３  絞り
１０４  固定の第２群レンズ
１０５  フォーカスコンペレンズ
１０６  ＣＣＤ
１０７  ＡＧＣ
１０８  カメラ信号処理回路
１０９  記録装置
１１０、１１２、アクチュエータ
１１１、１１３、１１５  ドライバ
１１６  焦点評価値処理回路
１１７  露出評価値処理回路
１１８  カメラＡＦマイコン
１１９  ストロボ
１２０  主発光部
１２１  補助発光部
【図１】
0003544103.tif 000002
【図２】
0003544103.tif 000003
【図３】
0003544103.tif 000004
【図４】
0003544103.tif 000005
【図５】
0003544103.tif 000006
【図６】
0003544103.tif 000007