(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影された被写体の映像信号を用いてフォーカスレンズを制御して合焦させるビデオカメラのオートフォーカス装置において、
前記映像信号の高周波成分毎の複数の水平ピーク値を水平期間毎に検出して積分し、この積分された値を１画面分について垂直方向に積分して焦点評価値を生成した後に、その焦点評価値とその後に生成された焦点評価値とに基づいて前記フォーカスレンズを制御させる焦点評価回路を備えたビデオカメラのオートフォーカス装置。
【請求項２】
前記焦点評価回路は、
前記映像信号の高周波成分を所定の水平期間毎に取り込んで当該高周波成分から複数の水平ピーク値を検出する水平ピーク検出手段と、
前記水平ピーク値を保存するメモリと、
制御信号に基づいて水平期間毎の水平ピーク値を前記メモリから複数読み込んで水平方向に積分する水平積分手段と、
該水平積分手段により積分された値を１画面分について垂直方向に積分して焦点評価値を生成する垂直積分手段と、
該垂直積分手段により生成された最初の焦点評価値とその後に生成された焦点評価値とに基づいて前記フォーカスレンズの移動を制御する第１制御手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のビデオカメラのオートフォーカス装置。
【請求項３】
前記焦点評価回路は、
前記垂直積分手段で得られた最初の焦点評価値とその後に生成された焦点評価値から変化量を算出して予め設定された下限基準値と比較し、前記変化量が下限基準値よりも小さいときは水平期間毎の水平ピーク値を複数選択させる前記制御信号を出力する第２制御手段と
を有することを特徴とする請求項１又は２記載のビデオカメラのオートフォーカス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号を用いてフォーカス制御を行うビデオカメラのオートフォーカス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より周知のビデオカメラにはオートフォーカス装置が内蔵されている。映像信号を用いてフォーカス制御を行う装置として例えば図４に示すものがある。図４は従来のビデオカメラのオートフォーカス装置を示すブロック回路図であり、図中に示すフォーカスレンズ１はモータ３を駆動源とするレンズ駆動機構２の動作に基づいて前後に移動し、モータ３はドライバ４を介して接続されたマイクロコンピュータ（マイコン）回路５の回動制御に基づいて駆動する。
【０００３】
ＣＣＤ６はフォーカスレンズ１を介して入ってきた被写体の映像を映像信号に変換し、ビデオ回路７はＣＣＤ６によって変換された映像信号に基づいて輝度信号を生成する。
【０００４】
焦点評価回路８は、ビデオ回路７からの輝度信号（１画面分）のうち高周波成分を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）９と、ＨＰＦ９を通過した高周波成分の信号を検波する検波回路１０と、検波回路１０により検波された１画面分の検波信号を積分し、高周波成分の焦点評価値ＦＶを得る積分回路１１とで構成されている。
【０００５】
この積分回路１１は、図５に示すように水平ピーク検出回路１１ａと、垂直積分回路１１ｂとからなっている。図６に示すように、水平ピーク検出回路１１ａは、検波回路１０により検波された高周波成分の最大値（最大のピークを有する波形）を１水平期間内において水平積分（水平ピーク値）する。そして、垂直積分回路１１ｂが１水平期間毎に水平積分された複数の水平ピーク値を垂直期間内で垂直積分し、焦点評価値ＦＶをマイコン回路５に出力する。
【０００６】
次に、輝度信号に基づいて逐次得られる焦点評価値ＦＶに応じてフォーカス制御を実行するマイコン回路の動作を図７に基づいて説明する。図７は従来のビデオカメラのオートフォーカス装置におけるマイコン回路の動作を示すフローチャートである。
【０００７】
先ず、フォーカスレンズ１の現在位置の焦点評価値ＦＶ［ｉ］を焦点評価回路８を通じて検出して、内蔵のＲＡＭ（図示せず）にデータとして保存する（Ｓ１）、。次に、フォーカスレンズ１を例えば僅かに前方へ移動させてその位置での焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］を検出し（Ｓ２，Ｓ３）、前記焦点評価値ＦＶ［ｉ］と比較する（Ｓ４）。この時、ＦＶ［ｉ＋１］＝ＦＶ［ｉ］であればフォーカスレンズ１をその位置で停止させ（Ｓ５）、ＦＶ［ｉ＋１］とＦＶ［ｉ］とが同一レベルでないときはＦＶ［ｉ＋１］＞ＦＶ［ｉ］であるかどうかを判定する（Ｓ６）。
【０００８】
フォーカスレンズ１を僅かに前方へ移動させたときの焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］の方が大きいときは前記と同様にフォーカスレンズ１をさらに前方へ移動させ（Ｓ７）、最初に検出した焦点評価値ＦＶ［ｉ］の方が大きいときは前記と逆方向の後方へフォーカスレンズ１を移動させる（Ｓ８）。
【０００９】
そして、前記ＲＡＭにデータとして保存した焦点評価値ＦＶ［ｉ］をＦＶ［ｉ＋１］に書き換えると共に、フォーカスレンズ１を停止又は移動（前方或いは後方）させた位置での焦点評価値ＦＶ［ｉ＋２］を新たに検出し（Ｓ３）、書き換えた焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］と比較する（Ｓ４）。
【００１０】
このように、フォーカスレンズ１は被写体の映像をＣＣＤ６に合焦させる位置へ自動的に制御され、常に合焦状態でボケのない撮影や録画ができるようにしている。即ち、焦点評価値ＦＶは、フォーカスレンズ１が合焦位置にあるとき最大となり、合焦位置から前後にずれたときは減衰し、このことからもフォーカスレンズ１の位置と焦点評価値ＦＶの関係は図８に示すように山形曲線となるが、フォーカス制御は常に矢印Ａ又は矢印Ｂのように合焦位置へ収斂するように実行される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の制御方式は、図８における山形曲線の微係数に基づいてフォーカスレンズ１の移動制御を実行していることに他ならず、フォーカスレンズ１の移動方向は微係数の正負から、また、その移動速度は微係数の絶対値から求めて適応制御が行われている。
【００１２】
しかし、実際のビデオカメラによる撮像では被写体が逐次変化しており、コントラストの高い絵柄の場合と低い絵柄の場合とでは、図９に示すように山形曲線が大きく異なるため、フォーカスレンズ１の位置が同一であっても撮像された絵柄によって前記の微係数は相違することになる。
【００１３】
従って、フォーカスレンズ１が合焦位置からどの程度ずれているかの情報が絵柄の内容によって異なることになり、ボケの度合が大きいときにはフォーカスレンズ１を高速で合焦点側へ移動させ、逆に映像のボケが小さいときには緩やかに移動させるような最適な制御が安定的に行えなかった。
【００１４】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、ビデオカメラによる撮像が低コントラストになっても最適なフォーカス制御を行えるビデオカメラのオートフォーカス装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るビデオカメラのオートフォーカス装置は、撮影された被写体の映像信号を用いてフォーカスレンズを制御して合焦させるビデオカメラのオートフォーカス装置において、前記映像信号の高周波成分毎の複数の水平ピーク値を水平期間毎に検出して積分し、この積分された値を１画面分について垂直方向に積分して焦点評価値を生成した後に、その焦点評価値とその後に生成された焦点評価値とに基づいて前記フォーカスレンズを制御させる焦点評価回路を備えたことを要旨とする。
【００１６】
また、前記焦点評価回路は、前記映像信号の高周波成分を所定の水平期間毎に取り込んで当該高周波成分から複数の水平ピーク値を検出する水平ピーク検出手段と、前記水平ピーク値を保存するメモリと、制御信号に基づいて水平期間毎の水平ピーク値を前記メモリから複数読み込んで水平方向に積分する水平積分手段と、該水平積分手段により積分された値を１画面分について垂直方向に積分して焦点評価値を生成する垂直積分手段と、該垂直積分手段により生成された最初の焦点評価値とその後に生成された焦点評価値とに基づいて前記フォーカスレンズの移動を制御する第１制御手段とからなることを要旨とする。
【００１７】
また、前記焦点評価回路は、前記垂直積分手段で得られた最初の焦点評価値とその後に生成された焦点評価値から変化量を算出して予め設定された下限基準値と比較し、前記変化量が下限基準値よりも小さいときは水平期間毎の水平ピーク値を複数選択させる前記制御信号を出力する第２制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るビデオカメラのオートフォーカス装置を図１及び図２に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るビデオカメラのオートフォーカス装置の構成を示すブロック回路図、図２は実施の形態における積分回路の信号処理の説明図である。
【００１９】
本実施の形態のオートフォーカス装置は、フォーカスレンズ１と、モータ３の駆動に基づいてフォーカスレンズ１を前後に移動させるレンズ駆動機構２と、本発明の第１及び第２制御手段の機能を有し、輝度信号に基づいて逐次得られる焦点評価値ＦＶに応じてモータ３の回動制御をドライバ４を介して実行するマイコン回路５と、フォーカスレンズ１を介して入ってきた被写体の映像を映像信号に変換するＣＣＤ６と、カメラ信号処理回路２１とを備えたものである。
【００２０】
このカメラ信号処理回路２１は、ＣＣＤ６からの映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２２と、そのデジタル信号に基づいて輝度信号（１画面分）を生成するカメラ回路２３と、焦点評価回路２４と、タイミングジェネレータ回路２５とからなっている。
【００２１】
前記焦点評価回路２４は、カメラ回路２３からの輝度信号（１画面分）のうち高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２６と、このＨＰＦ２６を通過した高周波成分の信号を検波する検波回路２７と、積分回路２８とを備えている。この積分回路２８は、水平ピーク検出回路２９と、メモリ３０と、水平積分回路３１と、垂直積分回路３２とから構成されている。
【００２２】
水平ピーク検出回路２９は、図２（ａ）に示すようにタイミングジェネレータ回路２５で決められた水平期間毎に高周波成分の水平ピーク値を検出し、メモリ３０は水平ピーク検出回路２９により検出された水平ピーク値を保存し（図２（ｂ）参照）、水平積分回路３１はメモリ３０に保存された水平期間毎の複数の水平ピーク値をマイコン回路５の制御に基づいて所定数、例えば「１」又は「３」の水平ピーク値を選択して水平積分する（図２（ｃ）参照）。
【００２３】
また、垂直積分回路３２は、水平積分回路３１により水平積分された水平期間毎の水平ピーク値を１画面分について垂直積分し、高周波成分の焦点評価値ＦＶを生成する（図２（ｄ）参照）。
【００２４】
次に、本実施の形態の動作を図３に基づいて説明する。図３は実施の形態に係るビデオカメラのオートフォーカス装置におけるマイコン回路の動作を示すフローチャートである。
【００２５】
先ず、初期状態として水平積分回路３１で水平積分する回数を「１」とし（Ｓ１１）、次いで、フォーカスレンズ１の現在位置の焦点評価値ＦＶ［ｉ］を検出し（Ｓ１２）、内蔵のＲＡＭ（図示せず）にセーブする。
【００２６】
そして、フォーカスレンズ１を例えば僅かに前方へ移動させてその位置での焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］を検出し（Ｓ１３，Ｓ１４）、最初に検出した焦点評価値ＦＶ［ｉ］と同じ値かどうかを判定する（Ｓ１５）。
【００２７】
この時、ＦＶ［ｉ＋１］＝ＦＶ［ｉ］であればフォーカスレンズ１をその位置で停止させ（Ｓ１６）、ＦＶ［ｉ＋１］＝ＦＶ［ｉ］でないときはＦＶ［ｉ＋１］＞ＦＶ［ｉ］かどうかを判定する（Ｓ１７）。
【００２８】
焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］の方が大きいときはフォーカスレンズ１をさらに前方へ移動させ（Ｓ１８）、逆に焦点評価値ＦＶ［ｉ］の方が大きいときはフォーカスレンズ１を逆方向の後方へ移動させる（Ｓ１９）。
【００２９】
そして、最初に前方へ移動させたときの焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］から移動前の焦点評価値ＦＶ［ｉ］を減算して変化量の焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］を求め（Ｓ２０）、予め設定された下限基準値と上限基準値の間にその変化量の焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］が位置するかどうかを判定する（Ｓ２１）。
【００３０】
この変化量の焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］が下限基準値と上限基準値の間に位置するときはカウンタＪをリセットし（Ｓ２２）、変化量の焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］が前記範囲外にあるときはカウンタＪをインクリメントし（Ｓ２３）、予め設定された数値２０と比較する（Ｓ２４）。
【００３１】
この数値２０は２０画面分に相当する値で、カウンタＪの方が少ないときはＳ２９に進むが、カウンタＪが数値２０よりも多いときは、変化量の焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］と下限基準値とを比較する（Ｓ２５）。焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］が下限基準値よりも大きいときは水平積分回数「１」を選択し（Ｓ２６）、焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］が下限基準値よりも小さいときは水平積分回数「３」を選択し（Ｓ２７）、その旨を制御信号として水平積分回路３１に出力する。
【００３２】
一方、水平積分回路３１は、選択された水平積分回数が「１」のとき、水平ピーク検出回路２９によって１水平期間内に検出された複数の水平ピーク値の中から最大値を水平期間毎にメモリ３０から取り込んで水平積分して垂直積分回路３２に出力する。
【００３３】
また、選択された水平積分回数が「３」のときは、水平ピーク検出回路２９によって１水平期間内に検出された複数の水平ピーク値のうち最大から順に３番目までの各水平ピーク値をメモリ３０から読み出して水平積分し、これを水平期間毎に行って垂直積分回路３２に出力する。
【００３４】
垂直積分回路３２は、水平積分回路３１により水平積分された水平期間毎の水平ピーク値を１画面分について垂直積分し、高周波成分の焦点評価値ＦＶを生成し、マイコン回路５に出力する。
【００３５】
この時、マイコン回路５は、Ｓ２８においてカウンタＪをリセットし、前記ＲＡＭに保存した焦点評価値ＦＶ［ｉ］を焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］に書き換え（Ｓ２９）、Ｓ１４において新たな焦点評価値ＦＶ［ｉ＋２］を検出する。つまり、垂直積分回路３２から出力された焦点評価値ＦＶをＦＶ［ｉ＋２］として検出する。
【００３６】
このように本実施の形態においては、最初に前方へ移動させたときの焦点評価値ＦＶ［ｉ＋１］から移動前の焦点評価値ＦＶ［ｉ］を減算して得られる変化量の焦点評価値ＤＦＶ［ｉ］が下限基準値よりも小さいときは、水平積分回数を「３」にして１画面に相当する最終の垂直積分値が大きくなるようにしたので、低コントラスト状態の映像の絵柄でも焦点評価値が大きくなり、このため、図８に示すような山形曲線が安定して得られ、最適なフォーカス制御を行えるという効果がある。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、映像信号の高周波成分を所定の水平期間毎に取り込んでその高周波成分から複数の水平ピーク値を検出してメモリに保存し、制御信号に基づいて水平期間毎の水平ピーク値をメモりから複数読み込んで水平方向に積分する。
【００３８】
そして、水平方向に積分された値を１画面分について垂直方向に積分して焦点評価値を生成し、生成された最初の焦点評価値と、その後に生成された焦点評価値から変化量を算出して予め設定された下限基準値と比較し、その変化量が下限基準値よりも小さいときは水平期間毎の水平ピーク値を複数選択させるようにする。
【００３９】
このため、低コントラスト状態の映像の絵柄でも焦点評価値が大きくなるので、従来よりも焦点判別に適した山形曲線が安定して得られ、最適なフォーカス制御を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るビデオカメラのオートフォーカス装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】実施の形態における積分回路の信号処理の説明図である。
【図３】実施の形態に係るビデオカメラのオートフォーカス装置におけるマイコン回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来のビデオカメラのオートフォーカス装置を示すブロック回路図である。
【図５】従来の積分回路の構成を示すブロック回路図である。
【図６】従来の積分回路の信号処理の説明図である。
【図７】従来のビデオカメラのオートフォーカス装置におけるマイコン回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】積算レベルとフォーカスレンズの位置の関係を説明するための曲線図である。
【図９】映像のコントラストの高低に応じて異なる積算レベルとフォーカスレンズの位置の関係を説明するための曲線図である。
【符号の説明】
１  フォーカスレンズ
２  レンズ駆動機構
５  マイクロコンピュータ回路
６  ＣＣＤ
２１  カメラ信号処理回路
２２  Ａ／Ｄコンバータ
２３  カメラ回路
２４  焦点評価回路
２５  タイミングジェネレータ回路
２６  ハイパスフィルタ
２７  検波回路
２８  積分回路
２９  水平ピーク検出回路
３０  メモリ
３１  水平積分回路
３２  垂直積分回路
【図１】
0003601414.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003601414.tif 000006
【図６】
0003601414.tif 000007
【図７】
0003601414.tif 000008
【図８】
0003601414.tif 000009
【図９】
0003601414.tif 000010