(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に撮像レンズおよび絞りを介して入射する被写体像の合焦動作を行なう自動焦点調節装置において、該装置は、
前記撮像素子にて得られる映像信号が表わす画面は有効画素からなる複数の領域とオプティカルブラック画素からなる複数の領域から構成され、
該撮像素子から出力される映像信号から画素毎の緑色の信号を表わすＧ信号または輝度信号を得て出力するか、あるいは該得られた信号から高域周波数成分の信号を得て出力する信号処理手段と、
前記有効画素およびオプティカルブラック画素からなる各々複数の領域の該信号処理手段から送られてくるＧ信号または輝度信号またはＧ信号、輝度信号の高域周波数成分の信号に基づいて積算値を算出する積算手段と、
前記オプティカルブラック画素からなる複数の領域の積算値に基づいて前記有効画素からなる複数の領域のスミアの有無領域を決定するスミア検出手段と、
該スミア検出手段により決定された前記有効画素からなる複数の領域の中のスミアのないいずれかの領域の前記積算手段から送られてくる積算値に基づいて合焦状態を判定して前記撮像レンズの移動方向を決定し、該決定に従って該撮像レンズを駆動して移動させる制御手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動焦点調節装置において、
前記制御手段はさらに、前記スミア検出手段においてスミアがあると決定された場合に、前記絞りの露光量を減じる方向に駆動して移動させる露光制御手段を含み、
前記制御手段は、該露光制御手段の制御により前記スミア検出手段においてスミアがないと決定された場合に、前記有効画素からなる複数の領域の中のいずれかの領域の前記積算手段から送られてくる積算値に基づいて合焦状態を判定して前記撮像レンズの移動方向を決定し、該決定に従って該撮像レンズを駆動して移動させることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動焦点調節装置において、
前記積算手段は、前記有効画素およびオプティカルブラック画素からなる各々複数の領域の各々水平方向の１ライン毎の画素の前記信号処理手段からのＧ信号または輝度信号またはＧ信号、輝度信号の高域周波数成分の信号を積算して積算値を得る水平積算手段と、
該水平積算手段からの各々複数の領域の水平方向の１ライン毎の積算値を積算して該各々複数の領域の積算値を得る垂直積算手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の自動焦点調節装置において、
前記スミア検出手段は、前記オプティカルブラック画素の所定値を表わす信号を記憶する記憶手段と、
該記憶手段からの所定値を表わす信号と前記積算手段から送られてくるオプティカルブラック画素からなる複数の領域のいずれかの積算値を表す信号とを比較する比較手段とを備えることを特徴とする自動焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動焦点調節装置に係り、たとえばビデオカメラやスチルカメラ等のカメラおよびフィルムスキャナ等のスキャナに用いて好適な自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像レンズを介して入射した被写体像をＣＣＤ（電荷結合素子）などの固体撮像素子により撮像して得られた映像信号を磁気テープやＩＣメモリカードに記録するビデオカメラやスチルカメラが知られている。この種の機器には、撮像レンズの焦点位置を調節することにより被写体像を固体撮像素子の撮像面に自動的に合焦させる自動焦点調節装置いわゆるオートフォーカス（Ａ／Ｆ）  装置が搭載されている。
【０００３】
この種のオートフォーカス装置としては、被写体像の鮮鋭さを検出してこの鮮鋭さを表すコントラストが最大となるように合焦させるコントラスト検出方式が知られている。このコントラスト検出方式では、撮像画面のほぼ中央に設けられたフォーカスエリア（Ａ／Ｆウインドウ）における輝度信号のコントラストを表す高周波成分からコントラスト評価値が算出され、このコントラスト評価値が最大となるように撮像レンズが移動される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固体撮像素子に強い光（高輝度）が入った場合にはスミアが現れる。このように固体撮像素子を用いた従来のコントラスト検出方式では、たとえば撮像画面のフォーカスエリア内、あるいはこのフォーカスエリア上に高輝度が存在する場合に、この高輝度によるスミア成分がコントラスト評価値の算出に影響を与え、その結果、焦点調整の精度が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、スミアの影響を受けることのない自動焦点調節装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、撮像素子に撮像レンズおよび絞りを介して入射する被写体像の合焦動作を行なう自動焦点調節装置においては、この装置は、撮像素子にて得られる映像信号が表わす画面は有効画素からなる複数の領域とオプティカルブラック画素からなる複数の領域から構成され、撮像素子から出力される映像信号から画素毎の緑色の信号を表わすＧ信号または輝度信号を得て出力するか、あるいはこの得られた信号から高域周波数成分の信号を得て出力する信号処理手段と、有効画素およびオプティカルブラック画素からなる各々複数の領域の信号処理手段から送られてくるＧ信号または輝度信号またはＧ信号、輝度信号の高域周波数成分の信号に基づいて積算値を算出する積算手段と、オプティカルブラック画素からなる複数の領域の積算値に基づいて有効画素からなる複数の領域のスミアの有無領域を決定するスミア検出手段と、スミア検出手段により決定された有効画素からなる複数の領域の中のスミアのないいずれかの領域の積算手段から送られてくる積算値に基づいて合焦状態を判定して撮像レンズの移動方向を決定し、この決定に従って撮像レンズを駆動して移動させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この自動焦点調節装置の制御手段はさらに、スミア検出手段においてスミアがあると決定された場合に、絞りの露光量を減じる方向に駆動して移動させる露光制御手段を含み、制御手段は、露光制御手段の制御によりスミア検出手段においてスミアがないと決定された場合に、有効画素からなる複数の領域の中のいずれかの領域の積算手段から送られてくる積算値に基づいて合焦状態を判定して撮像レンズの移動方向を決定し、この決定に従って撮像レンズを駆動して移動させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による自動焦点調節装置の実施例を詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明の自動焦点調節装置がディジタル電子スチルカメラに適用された場合の一実施例が示されている。同図を参照すると、このディジタル電子スチルカメラは、撮像部１０、  信号処理回路３０、  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２、絶対値検波回路３４、  アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）  変換器３６、  積算回路４０、  同期信号発生回路５０、  モード選択ボタン回路５２および制御回路６０から構成されている。このうちのＢＰＦ３２、絶対値検波回路３４、  Ａ／Ｄ  変換器３６、  積算回路４０、  同期信号発生回路５０、  モード選択ボタン回路５２および制御回路６０は、自動焦点調節装置２２を構成している。
【００１０】
このディジタル電子スチルカメラは、撮像部１０内の撮像レンズ１２を介して撮像デバイス１８の撮像面に結像した被写体像を表わすＲＧＢ  信号を信号処理回路３０によりＧ信号あるいは輝度信号Ｙを含む映像信号に変換し、Ｇ信号あるいは輝度信号またはＹ変換したＧ信号あるいは輝度信号Ｙの高域周波数成分の信号のディジタル化したデータによるオプティカルブラック画素エリア内の積算値を利用してスミア検出を行ない、検出された値からスミア位置を特定するとともに、スミアのない有効画素からなるフォーカスエリアを特定し、この特定したエリア内のコントラスト値からフォーカス用の制御信号を生成して撮像レンズ１２の合焦位置の調節を行ない、調節された撮像レンズ１２を介して入射した被写体像を撮像デバイス１８によりＲＧＢ  信号に変換し、このＲＧＢ  信号を信号処理回路３０によりＧ信号あるいは輝度信号Ｙを含む映像信号に変換し、変調あるいはディジタル化などの所定の処理を施し、磁気テープあるいはメモリカードなどの記憶媒体（図示せず）に記憶する装置である。
【００１１】
また、このカメラは、上記のようにスミア位置を特定するとともに、このスミアが検出されないように、露光用の制御信号を生成して撮像部１０内の絞り１４の露光調節を行なった後、有効画素からなる所定のフォーカスエリア内のコントラスト値からフォーカス用の制御信号を生成して撮像レンズ１２の合焦位置の調節を行ない、上記のように、Ｇ信号あるいは輝度信号Ｙを含む映像信号を記憶媒体に記憶される装置である。以下の説明において、本発明に直接関係のない部分は、図示およびその説明を省略する。
【００１２】
また、この実施例では、図３（ａ）  に示すように、このカメラによって撮影された１画面（１フレーム）３００  は、１ブロック（エリアまたはウィンドウ）が垂直方向に４画素、水平方向に４画素の合計１６画素、このブロックが垂直方向に４ブロック、水平方向に４ブロックの合計１６ブロックから構成され、また、この１画面３００  の上３段のブロックの領域は有効画素の領域であり撮影による有効なデータが得られ、最下段のブロックの領域は黒基準画素の領域、つまりオプティカルブラックの画素の領域であり撮影による基準黒のデータが得られるように構成され、この１６ブロックにより画焦動作が行なわれるものとする。以下に説明する積算回路４０および制御回路６０などは、この１６ブロックに対応する機能が備えられている。
【００１３】
図１に戻って、撮像部１０は図示のように撮像レンズ１２、絞り１４、シャッタ１６、撮像デバイス１８および撮像レンズ１２を駆動するＡＦモータ２２、絞り１４を駆動するオートアイリス（ＡＩ）モータ２４などの静止画像の撮影に必要な要素を有し、撮像レンズ１２の合焦制御、絞り１４の露光制御、シャッタ１６の開閉制御などは、制御回路６０から制御線１２８  を介して行なわれる。撮像デバイス１８は、たとえばＣＣＤ  もしくはＭＯＳ  などの固体撮像デバイスが有利に適用される。この固体撮像デバイスの撮像セルアレイには色フィルタ２０が装着され、同期信号発生回路５０から駆動線１１６  を通して受けるクロックに応動して本実施例では色変調されたＲ、Ｇ、Ｂ  の色信号をその出力１００  に点（画素）順次にて出力する。なお、色フィルタ２０の色セグメント配列は適宜のものを使用してよい。撮像デバイス１８の色信号出力１００  は、信号処理回路３０の入力に接続されている。
【００１４】
なお、実際にはこの撮像デバイス１８は、図４に示すように、たとえばＮＴＳＣ方式の５２５  本（１フレーム）の走査線に対応するものであり、このデバイスの１画面４００  内の白領域４１０  には垂直（Ｖ）  方向に４８８  の有効画素が、水平（Ｈ）  方向に３７６  の有効画素が配置され、この有効画素の周囲の斜線領域４２０  には図示のように黒基準画素、つまりオプティカルブラックの画素が配置されたものであるが、この実施例では、説明を容易にするために、上述した図３（ａ）  に示した配置によるものとする。
【００１５】
信号処理回路３０は、その入力１００  から点順次にＲ、Ｇ、Ｂ  の色信号を入力し、サンプルホールドして色分離し、色成分信号Ｒ、Ｇ、Ｂ  とする色成分信号作成機能を有する。この信号処理回路３０はまた、たとえば白バランスの調整および階調  （γ）  補正などの必要な映像信号処理を施す機能を有する。上記色分離された色成分信号Ｒ、Ｇ、Ｂ  は、それぞれ白バランスの調整およびγ補正などが施されてそれぞれの出力１０２、１０４、１０６  から出力される。このような処理を行なうための水平および垂直同期信号などを含む制御信号は、同期信号発生回路５０から制御線１１８  を介して供給される。なお、この信号処理回路３０はさらに、色成分信号Ｒ、Ｇ、Ｂ  を輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ  にするマトリックス機能を有してよく、出力１０４  から輝度信号Ｙを、出力１０２  および出力１０６  から色差信号Ｒ−Ｙ  およびＢ−Ｙ  を出力させてよい。
【００１６】
それら出力１０２、１０４、１０６  から出力されるＲ、Ｇ、Ｂ  信号、あるいはＲ−Ｙ、Ｙ、Ｂ−Ｙ  信号は、変調あるいはディジタル化などの所定の処理が施された後、磁気テープあるいはメモリカードなどの記憶媒体（図示せず）に記憶される。またＧあるいはＹ信号を出力する出力１０４  は、合焦制御の目的でＢＰＦ３２  に接続されている。
【００１７】
ＢＰＦ３２  は、入力１０４  から入力するＧあるいはＹ信号から高周波成分の帯域映像信号を取り出して、その出力１０８  に出力する回路である。出力１０８  は絶対値検波回路３４の入力と接続されている。絶対値検波回路３４は、ＢＰＦ３２  により取り出された高周波成分を正方向の極性にして絶対化された絶対化信号を生成し、その出力１１０  に出力する。出力１１０  はＡ／Ｄ  変換器３６の入力と接続されている。
【００１８】
Ａ／Ｄ  変換器３６は、同期信号発生回路５０から制御線１２０  を介して供給されるサンプリング信号に応動して、絶対値検波回路３４からの入力信号をサンプリングし、それをたとえば８ビットの対応するディジタルデータに変換し、その出力１１２  から出力する信号変換回路である。出力１１２  は積算回路４０のビット加算回路４１の入力に接続されている。
【００１９】
なお、信号処理回路３０とＢＰＦ３２  の間と、絶対値検波回路３４とＡ／Ｄ  変換器３６の間にそれぞれ制御回路６０で制御されるスイッチ回路（図示せず）を設け、これらの回路により、有効画素の領域のデータの場合はＢＰＦ３２  および絶対値検波回路３４を介してＡ／Ｄ  変換器３６に送り、また、オプティカルブラック画素の領域のデータの場合はＢＰＦ３２  および絶対値検波回路３４を介さずにＡ／Ｄ  変換器３６に送るようにしてもよい。したがって、Ａ／Ｄ  変換器３６でＡＤ変換されるオプティカルブラック画素の領域のデータには、ＧあるいはＹ信号と、ＧあるいはＹ信号の高周波成分の帯域映像信号の４種類の信号があることになる。
【００２０】
積算回路４０は同期信号発生回路５０および制御回路６０から制御線１２２  および１３０  を通して入力する同期信号および制御信号などに基づいて、その入力１１２  から入力する図３（ａ）  に示す各々エリア内の信号を積算してラッチし、積算した結果の信号をその出力１１４  から出力する回路である。この積算回路４０は、詳細には、図２に示すように、ビット加算回路４１、４３、水平方向積算レジスタ４２、  垂直方向積算レジスタ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、転送用レジスタ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、データセレクタ４６およびタイミング発生回路４７から構成されている。
【００２１】
ビット加算回路４１は、その入力２２２  から入力するタイミング発生回路４７からの制御信号に基づいて、その入力１１２  から順次入力する各々エリア内の水平方向の４つの画素の１つの画素の信号と、その入力２０２  から入力する水平方向積算レジスタ４２からのその１つの画素の直前の１つの画素信号の加算された信号とを加算し、その加算した結果の信号をその出力２００  から水平方向積算レジスタ４２に出力する回路である。
【００２２】
水平方向積算レジスタ４２は、その入力２２４  から入力するタイミング発生回路４７からの制御信号に基づいて、その入力２００  から入力する信号を一時蓄積するとともに、一時蓄積した信号をその出力２０２  からビット加算回路４１および４３に出力する記憶回路である。詳細には、このレジスタ４２に加算回路４１から各々エリア内の水平方向の４つの画素のうち左側から３番目までの画素信号が順次加算され転送されて蓄積されている場合には、その都度順次蓄積された信号を加算回路４１に送り、また加算回路４１から４番目のまでの画素信号が加算されて蓄積されている場合には、その蓄積された信号を加算回路４３に送る。なお、この加算回路４１において、各々エリア内の水平方向の１番左側の画素信号の加算を行なう場合に、その画素の直前に加算する画素が存在しないために、このレジスタ４２からは、たとえば０値の信号が加算回路４１に送られる。したがって、このレジスタ４２は、各々エリアの水平方向の全部の画素、つまり４画素の信号の加算の行なわれた信号の記憶容量でよい。
【００２３】
ビット加算回路４３は、その入力２２６  から入力するタイミング発生回路４７からの制御信号に基づいて、その入力２０２  から入力する各々エリアの水平方向の４つの画素信号の加算の行なわれた信号と、その入力２１２  から入力する垂直方向積算レジスタ４４ｄ  からのその各々エリアの水平方向の直上の水平方向の４つの画素信号の加算の行なわれた信号の加算の行なわれた信号とを加算し、その加算した結果の信号をその出力２０４  から垂直方向積算レジスタ４４ａ  および転送用レジスタ４５ａ  に出力する回路である。詳細には、この加算回路４３において各々エリアの上から３段目までの水平方向の４つの画素信号の加算の行なわれた信号に対して順次加算を行なった場合に、その都度加算の行なわれた信号をレジスタ４４ａ  に送り、また４段目までの水平方向の４つの画素信号の加算の行なわれた信号に対して加算を行なった場合に、その加算した信号をレジスタ４５ａ  に送る。したがって、後述する垂直方向積算レジスタ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  および４４ｄ  は、各々エリア内の上から３段目までの水平方向の全部の画素、つまり１２画素の信号の加算の行なわれた信号の記憶容量でよく、また後述する転送用レジスタ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ  および４５ｄ  は、各々エリア内の全部の画素、つまり１６画素の信号の加算の行なわれた信号の記憶容量でよい。
【００２４】
垂直方向積算レジスタ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  および４４ｄ  は、その入力２２８  から入力するタイミング発生回路４７からの制御信号に基づいて、それぞれの入力２０４、２０６、２０８  および２１０  から入力する信号を一時蓄積するとともに、この一時蓄積した信号をそれぞれの出力２０６、２０８、２１０  および２１２  から出力する記憶回路である。出力２０６  はレジスタ４４ｂ  の入力に、出力２０８  はレジスタ４４ｃ  の入力に、出力２１０  はレジスタ４４ｄ  の入力に、出力２１２  は加算回路４３の対応する入力にそれぞれ接続されている。
【００２５】
詳細には、まず初めに加算回路４３から図３（ａ）  に示すエリア１の１段目の加算信号が送られてきてレジスタ４４ａ  に蓄積され、続いてエリア２の１段目の加算信号が送られてきてレジスタ４４ａ  に蓄積されるとともに、エリア１の加算信号がレジスタ４４ｂ  に転送されて蓄積される、このように順次行なわれて、レジスタ４４ｄ  にエリア１の１段目の加算信号が、レジスタ４４ｃ  にエリア２の１段目の加算信号が、レジスタ４４ｂ  にエリア３の１段目の加算信号が、レジスタ４４ａ  にエリア４の１段目の加算信号が転送されて蓄積される。なお、エリア１、２、３、４  の１段目の上に別のエリアが存在するかまたはエリアが存在しないときは、レジスタ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  および４４ｄ  に、それぞれ０値の信号を記憶させておき、加算回路４３に加算信号２１２  としてそれぞれ０値の信号を送る。したがって、エリア４の１段目の加算が終了した時点では、レジスタ４４ｄ  にエリア１の１段目の４つの画素の加算信号が、レジスタ４４ｃ  にエリア２の１段目の４つの画素の加算信号が、レジスタ４４ｂ  にエリア３の１段目の４つの画素の加算信号が、レジスタ４４ａ  にエリア４の１段目の４つの画素の加算信号が蓄積される。続いて、加算回路４３からレジスタ４４ｄ  からのエリア１の１段目の加算信号とレジスタ４２からの同じエリア番号の２段目の加算信号の加算の行なわれた信号が送られてきてレジスタ４４ａ  に蓄積され、同様に次に、レジスタ４４ｄ  からのエリア２の１段目の加算信号とレジスタ４２からの同じエリア番号の２段目の加算信号の加算の行なわれた信号が送られてきてレジスタ４４ａ  に蓄積される。このように、エリア番号の順に、また３段目まで段順に次々に加算の行われた信号がレジスタ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  の順に蓄積されて読み出される構成になっている。
【００２６】
転送用レジスタ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ  および４５ｄ  は、その入力２３０  から入力するタイミング発生回路４７からの制御信号に基づいて、それぞれの入力２０４、２１４、２１６  および２１８  から入力する信号を一時蓄積するとともに、一時蓄積した信号をそれぞれの出力２１４、２１６、２１８  および２２０  から出力する記憶回路である。出力２１４  はレジスタ４５ｂ  の入力に、出力２１６  はレジスタ４５ｃ  の入力に、出力２１８  はレジスタ４４ｄ  の入力に、出力２２０  はデータセレクタ４６の入力にそれぞれ接続されている。この実施例では、エリア番号の順、つまり１から１６の順に、そのエリアの積算された信号が転送用レジスタ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ  の順に蓄積されて読み出される構成になっている。
【００２７】
データセレクタ４６は、その入力２３２  から入力するタイミング発生回路４７からの選択信号に応動して、その入力２２０  をラッチしてその出力１１４  に出力する回路である。詳細には、この積算回路４０において積算されたデータは８ビット以上になるので、このデータセレクタ４６は８ビット単位に出力する回路である。また、このセレクタ４６からは、各々エリアの積算された信号がエリア番号の順に出力される。出力１１４  は制御回路６０の対応する入力に接続されている。
【００２８】
タイミング発生回路４７は、その入力１２２  から入力する同期信号発生回路５０からの水平および垂直同期信号などを受けるとともに、その入力１３０  から入力する制御回路６０からの制御信号に応動して、ビット加算回路４１および４３でのそれぞれの加算に必要な各種信号を形成してその出力２２２  および２２６  から出力し、水平方向積算レジスタ４２、垂直方向積算レジスタ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  および転送用レジスタ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ  でのそれぞれの書込み読出しに必要な各種信号を形成してその出力２２４、２２８  および出力２３０  から出力し、データセレクタ４６に必要な選択信号などを形成して出力２３２  から出力する回路である。
【００２９】
図１に戻って、同期信号発生回路５０は、安定な周波数で自走する基準発振器およびラインカウンタ（いずれも図示せず）などを有し、制御回路６０からの制御信号１２６  に応動して、信号処理回路３０の処理に必要な水平および垂直同期信号などをその出力１１８  から出力し、Ａ／Ｄ  変換器３６に必要なサンプリング信号をその出力１２０  から出力し、積算回路４０での積算などに必要な水平同期信号、垂直同期信号およびクロック信号などをその出力１２２  から出力し、制御回路６０で必要な各種信号をその出力１２４  から出力する回路である。
【００３０】
このカメラの自動焦点調節装置２２は、モード選択ボタン回路５２を有する。このモード選択ボタン回路５２は、モード選択ボタンを有し、このボタンが押圧されていない第１モードのときは、自動焦点調節動作において露光制御を行なわないことを示す信号を制御線１３２  を介して制御回路６０に送り、また、このボタンが押圧された第２モードのときは、自動焦点調節動作において露光制御を行なうことを示す信号を制御線１３２  を介して制御回路６０に送る回路である。
【００３１】
制御回路６０は、本装置の各機能部を制御する制御装置であり、マイクロプロセッサなどの処理システムによって有利に構成される。制御回路６０は、撮影開始信号に応動して、モード選択ボタン回路５２からのモード信号を検査し、このモード信号が第１あるいは第２モードを示している場合には第１あるいは第２モードで本装置の撮影動作を制御する制御機能を含む。撮影開始信号を受けた場合に制御回路６０は、撮影に必要な様々な制御信号を、その制御出力１２６、１２８、１３０  に出力する。この場合の各種制御信号は、同期信号発生回路５０から信号線１２４  を介して送られてくる信号から作られる。
【００３２】
制御回路６０は、図１に示すように、スミア検出回路６２を有する。このスミア検出回路６２は、たとえばオプティカルブラック画素から構成されるこの例ではエリア番号１３〜１６のそれぞれ画素の積算された信号値１１４  がスミアのないときの所定値以上になったときにスミア有りと判定する回路である。この場合、ＢＰＦ３２  および絶対値検波回路３４を通った場合のＧあるいはＹ信号の高周波成分の帯域映像信号と、ＢＰＦ３２  および絶対値検波回路３４を通らなかった場合のＧあるいはＹ信号とでは信号の性質が異なるので、信号に応じて所定の値を変えてよい。これらの所定値を表わすデータは、スミア検出回路６２内の記憶回路（図示せず）に蓄積してよい。
【００３３】
スミア検出回路６２について詳述すると、たとえば画面３００  のエリア番号２の領域に高輝度３０２  が発生した場合に、高輝度３０２  の下側に斜線で示す領域３０４  にスミアが発生する、したがって、最下段、つまり４段目のエリア１４内の４本のそれぞれの走査線による撮像信号には、図３（ｂ）  に示すような、オプティカルブラックレベル３０６  より高いスミアレベル３０８  が発生する。このような場合には、スミア検出回路６２は、エリア番号１４の画素の積算された信号値１１４  が所定値以上になったと判断するので、エリア１４上のエリアにはスミアがあると判定する。また、それ以外のエリア１３、１５、１６の積算値１１４  は所定値以下であると判断するので、これらのエリア１３、１５、１６上のエリアにはスミアがないと判定する。
【００３４】
また、この実施例では、エリア１３〜１６は４Ｘ４  画素からなる領域としたが、たとえば１つの走査線の水平方向に連続する４画素あるいはそれ以外の画素数からなる領域、または２Ｘ４  画素からなる領域、または６Ｘ６  画素からなる領域など、実施例の領域よりも小さくても大きくてもよい。有効画素のエリア１〜１２の領域もまた、オプティカルブラックのエリア１３〜１６の領域と同じように、どのような大きさの領域にしてもよい。なお、さらに、本実施例においては、エリア１〜１６は正方形に設定されているが、正方形でなく長方形などの他の形状に設定することもでき、また直線状に設定してもよい。
【００３５】
スミアがあると判定した場合には、スミア検出回路６２は、コントラスト情報を得ることのできるエリア番号の特定、たとえばエリア７を特定して制御回路６０に送る。スミア検出回路６２からエリア７を特定する信号を受け、また、モード選択ボタン回路５２から露光制御を行なわないことを示す第１モードの信号を受けている場合には、制御回路６０はこのエリア７のコントラスト情報、つまりＡＦ評価データ（積算値）１１４  を取り出し、制御回路６０の内部に蓄積した前のＡＦ評価データとの比較演算を行なう。制御回路６０はこの演算の結果により、ＡＦ評価データが大きくなるようなＡＦモータ２２の回転方向を決定し、それによりＡＦモータ制御信号１２８  をＡＦモータ２２に出力する。ＡＦモータ２２の回転動作が終了すると、制御回路６０は積算回路４０からエリア７の次のＡＦ評価データ１１４  を取り込んで上述した動作を行ない、ＡＦ評価データが最大値になるまでこの動作を繰り返す。
【００３６】
なお、モード選択ボタン回路５２から第１モードの信号を受けている場合であって、エリア１３〜１６にスミアがあるときは、制御回路６０はスミア検出回路６２からコントラスト情報を得ることのできるエリア番号の情報を受けることができないので、このような場合には、後述するように、第２モードの信号を受けたのと同じ合焦動作を行なうのでよい。
【００３７】
またスミア検出回路６２からエリア７を特定する信号を受け、モード選択ボタン回路５２から露光制御を行なうことを示す第２モードの信号を受けている場合、制御回路６０は、スミア検出回路６２からのエリア７のコントラスト値と所定値との差の値または積算回路４０からのエリア７のコントラスト値に基づいて、スミアがあるこの例ではエリア２、６、１０からスミアがなくなるような露光量、つまりＡＩモータ２４の回転方向および量を決定し、それによりＡＩモータ制御信号１２８  をＡＩモータ２４に出力する。これによりＡＩモータ２４は、ＡＩモータ制御信号１２８  に応じた方向および量だけ回転する。ＡＩモータ２４の回転動作が終了すると、スミア検出回路６２は、この例では、積算回路４０からエリア１４の次の積算された信号１１４  を取り込んで上述した比較を行ない、スミアがなくなるまでこの動作を繰り返す。スミアがなくなったら、制御回路６０は次に、この例では積算回路４０から所定のエリア６のコントラスト情報、つまりＡＦ評価データ１１４  を取り出し、後述するような合焦動作を行なう。なお、この例では所定のエリアを６としたが有効画素の領域内のエリアであればどこでもよい。
【００３８】
図２、３を参照して、図１に示す自動焦点調節装置の合焦動作を説明する。
【００３９】
撮影者により撮影開始の指示が撮影入力スイッチなどの入力手段（図示せず）から入力され、撮影の動作が開始すると、まず撮像部１０から出力される第１番目のフレームの信号処理が行なわれる。撮像レンズ１２を通って入射した被写体からの入射光は撮像デバイス１８において点順次のＲＧＢ  の映像信号１００  に変換され、信号処理回路３０に送られる。点順次に出力されるＲＧＢ  の映像信号は信号処理回路３０においてＲ信号１０２  とＧ信号１０４  とＢ信号１０６  に分離され、Ｇ信号１０４  はＢＰＦ３２  に送られる。Ｇ信号１０４  はＢＰＦ３２  において必要な帯域だけを取り出し、取り出した信号１０８  は絶対値検波回路３４において正方向の極性化、絶対化等の各処理が行なわれ、Ａ／Ｄ  変換器３６に出力される。Ａ／Ｄ  変換器３６では入力した信号１１０  を、たとえば８ビットのディジタル信号１１２  に変換し、積算回路４０に出力する。
【００４０】
積算回路４０は、エリア１〜１６の各々エリア内の１２画素の映像信号データを積分し、ラッチする。スミア検出回路６２は積算回路４０にラッチされたエリア１３〜１６の積分後のスミア評価データ１１４  を取り出して比較を行ない、スミアのある位置を特定する。この例では、図３（ａ）  に示すようにスミアがエリア２、６、１０、１４  に発生しているので、所定値のデータとエリア１４のスミア評価データ１１４  との比較においては、所定値のデータより大きいデータ値になるから、エリア１４上にあるエリア２、６、１０のいずれかにスミアがあると判定される。また所定値のデータとエリア１３、１５、１６のスミア評価データ１１４  との比較においては、所定値のデータと同じデータ値か、あるいは小さいデータ値となるからエリア１３、１５、１６上にあるエリアにはスミアがないと判定される。このようにしてスミアのない位置が特定される。この場合、コントラスト情報を得るエリアとして、エリア７が特定される。
【００４１】
スミア検出回路６２からエリア７を特定する信号を受け、またモード選択ボタン回路５２から露光制御を行なわないことを示す第１モードの信号を受けている場合には、制御回路６０は、積算回路４０にラッチされたエリア７の積分後のＡＦ評価データ１１４  を取り出して演算を行ない、ＡＦモータ２２を回転させて撮像レンズを制御する。この制御は、いわゆる山登り制御と呼ばれる制御方式であり、前述した演算動作によりＡＦ評価データが最大値になるようにＡＦモータ２２を制御する。なお、エリア１３〜１６にスミアがある場合、制御回路６０が、スミア検出回路６２からエリア番号を受けることができず、また、モード選択ボタン回路５２から第１モードの信号を受けている場合には、第２モードの信号を受けたのと同じ合焦動作を行なうのでよい。
【００４２】
また、スミア検出回路６２からエリア７を特定する信号を受け、モード選択ボタン回路５２から露光制御を行なうことを示す第２モードの信号を受けている場合には制御回路６０はスミア検出回路６２からのエリア１４における積算された信号値１１４  とオプティカルブラックの所定値との比較による差または積算回路４０からのエリア１４の積算された信号値１１４  に基づいて、エリア２、６、１０からスミアがなくなるようなＡＩモータ２４の回転方向および量を決定し、ＡＩモータ２４を制御する。ＡＩモータ２４の制御動作が終了すると、スミア検出回路６２は積算回路４０からエリア１４の次の積算された信号１１４  を取り込んで上述した比較を行なうとともに、制御回路６０はその比較の差、つまりスミアがなるまでこの動作を繰り返させる。スミアがなったら制御回路６０は、次に積算回路４０からエリア６からＡＦ評価データ１１４  を取り出し、上述したような合焦動作を行なう。なお、この場合エリア６からＡＦ評価データを得ることにしたが、有効画素の領域内のエリアであればどこでもよい。
【００４３】
本発明によれば、スミアを検出するエリアが画面３００  の下のオプティカルブラック部内に設定されているために、スミア発生位置の検出精度を向上させることができる。これにより、スミアの発生していないエリアを画面３００  の有効画素部内から特定し、この特定されたエリアのコントラスト情報を用いて合焦動作を行なうため、合焦精度を向上させることができる。またスミアが発生した場合、露光制御を行なって画面３００  内からスミアをなくした後、有効画素部内の所定のエリアのコントラスト情報を用いて合焦動作を行なうため、合焦精度を向上させることができる。
【００４４】
なお、本実施例においては、本発明による自動焦点調節装置は固体撮像素子を使用したディジタル電子スチルカメラに適用したが、スチルカメラだけでなく固体センサを使用した、たとえばビデオカメラなどの撮影装置に応用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の自動焦点調節装置よれば、撮像素子にて得られる映像信号が表わす画面は有効画素からなる複数の領域とオプティカルブラック画素からなる複数の領域から構成され、撮像素子から出力される映像信号から画素毎の緑色の信号を表わすＧ信号または輝度信号を得て出力するか、あるいはこの得られた信号から高域周波数成分の信号を得て出力する信号処理手段と、有効画素およびオプティカルブラック画素からなる各々複数の領域の信号処理手段から送られてくるＧ信号または輝度信号またはＧ信号、輝度信号の高域周波数成分の信号に基づいて積算値を算出する積算手段と、オプティカルブラック画素からなる複数の領域の積算値に基づいて有効画素からなる複数の領域のスミアの有無領域を決定するスミア検出手段と、スミア検出手段により決定された有効画素からなる複数の領域の中のスミアのないいずれかの領域の積算手段から送られてくる積算値に基づいて合焦状態を判定して撮像レンズの移動方向を決定し、この決定に従って撮像レンズを駆動して移動させる制御手段とを備えている。このように、オプティカルブラック画素からなる複数の領域を用いてスミア発生位置を求め、これにより、有効画素からなる複数の領域の中からスミアのない領域を求め、その領域でのコントラスト値（積算値）を用いて合焦動作を行なっているので、合焦精度を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明によれば、制御手段はさらに、スミア検出手段においてスミアがあると決定された場合に、絞りの露光量を減じる方向に駆動して移動させる露光制御手段を含み、制御手段は、露光制御手段の制御によりスミア検出手段においてスミアがないと決定された場合に、有効画素からなる複数の領域の中のいずれかの領域の積算手段から送られてくる積算値に基づいて合焦状態を判定して撮像レンズの移動方向を決定し、この決定に従って撮像レンズを駆動して移動させることができる。このように、露光制御によりスミアをなくした後に、有効画素からなるある領域でのコントラスト値を用いて合焦動作を行なっているので合焦精度を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る自動焦点調節装置を有するディジタル電子スチルカメラの機能ブロック図である。
【図２】図１に示した自動焦点調節装置に含まれる積算回路のブロック図である。
【図３】図１に示した自動焦点調節装置がスミアおよびコントラストを評価する際の評価の対象とするエリアの配置図と、スミアが発生した場合のスミア評価エリアのある走査線から得られる映像信号の説明図である。
【図４】図１に示したカメラに含まれる撮像デバイスから得られる一例の画素の配置を示す図である。
【符号の説明】
１０  撮像部
２２  自動焦点調節装置
３０  信号処理回路
３２  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
３４  絶対値検波回路
３６  アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）  変換器
４０  積算回路
５０  同期信号発生回路
５２  モード選択ボタン回路
６０  制御回路
６２  スミア検出回路
【図１】
0003563508.tif 000002
【図２】
0003563508.tif 000003
【図３】
0003563508.tif 000004
【図４】
0003563508.tif 000005