(57)【要約】【課題】  カメラ装置とフォーカス制御装置とが分離して構成された撮像装置において、オートフォーカス機能を実現するための回路構成を簡単にでき、かつ、装置のコストを低減可能とする。【解決手段】  レンズ装置１０のフォーカスレンズ１１により被写体像が撮像素子２１に結像される。この撮像素子２１での光電変換により出力された映像信号にもとづきカメラ装置２０の映像信号処理回路２２で複合映像信号が生成される。さらに、輪郭補正生成回路２５で輪郭補正信号が生成され、評価値検出手段２３でフォーカス評価値が輪郭補正信号から検出される。この検出されたフォーカス評価値がフォーカス制御装置４０へ送信され、そのフォーカス評価値にもとづきフォーカス制御手段４２でフォーカスレンズ１１が制御される。【選択図】    図１
2006229702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ装置を介して取り込まれた被写体像にもとづき複合映像信号を生成して出力するカメラ装置と、前記レンズ装置のフォーカスレンズを制御するフォーカス制御装置とが分離して構成された撮像装置であって、
前記カメラ装置が、
前記複合映像信号にもとづいて輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、
前記輪郭補正信号にもとづいて評価値を検出する評価値検出手段と、
前記評価値を前記フォーカス制御装置へ送信する送信手段とを備え、
前記フォーカス制御装置が、
前記評価値を受信する受信手段と、
前記評価値にもとづいて前記フォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記評価値検出手段が、
前記輪郭補正信号を絶対値に変換する絶対値変換回路と、
前記絶対値に変換された輪郭補正信号を積分して評価値を検出する積分回路とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記評価値検出手段が、
前記積分回路と前記送信手段との間に、アナログ−デジタル変換手段及び／又はデジタル−アナログ変換手段を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記積分回路が、
１フィールド分又は１フレーム分の前記輪郭補正信号を積分して前記評価値を検出する
ことを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記積分回路に代えて、
前記輪郭補正信号の１フィールド中又は１フレーム中の最大値を前記評価値として検出する最大値検出回路を備えた
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
レンズ装置を介して取り込まれた被写体像にもとづきカメラ装置で複合映像信号を生成して出力する処理と、カメラ装置と分離して備えられたフォーカス制御装置で前記レンズ装置のフォーカスレンズを制御する処理とを有したフォーカス制御方法であって、
前記カメラ装置で、前記複合映像信号にもとづいて輪郭補正信号を生成する処理と、
前記カメラ装置で、前記輪郭補正信号にもとづいて評価値を検出する処理と、
前記カメラ装置で、前記評価値を前記フォーカス制御装置へ送信する処理と、
前記フォーカス制御装置で、前記評価値を受信する処理と、
前記フォーカス制御装置で、前記評価値にもとづいて前記フォーカスレンズを制御する処理とを有した
ことを特徴とするフォーカス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカスレンズを介して取り込まれた被写体像をカメラ装置で処理してモニタ装置に映し出すとともに、そのフォーカスレンズをフォーカス制御装置で自動制御することが可能な撮像装置及びこの撮像装置におけるフォーカス制御方法に関し、特に、カメラ装置とフォーカス制御装置とが分離して備えられた撮像装置及びこの撮像装置におけるフォーカス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカスレンズで取り込まれた被写体像をモニタ装置に映し出すとともに、そのフォーカスレンズを自動制御する機能を備えた撮像装置が知られている。
また、その撮像装置には、レンズ装置を介して取り込まれた被写体像をモニタ装置に映し出す機能を有したカメラ装置と、レンズ装置のフォーカスレンズを制御する機能を有したフォーカス制御装置とが分離した構成となっているものがある。
【０００３】
このような構成を有する従来の撮像装置の機能構成を、図５に示す。
同図に示す撮像装置１００において、レンズ装置１１０のフォーカスレンズ１１１を合焦させるためには、カメラ装置１２０から送信された複合映像信号をフォーカス制御装置１４０で受信し、評価値検出手段１４１によって抽出されたある一定以上の周波数成分を検出し、その信号成分が最大値になるようにフォーカス制御手段１４２にてフォーカスレンズ１１１を制御している。
【０００４】
ここで、フォーカス制御装置１４０における制御についてさらに説明する。
カメラ装置１２０の映像信号処理回路１２２で生成された複合映像信号は、フォーカス制御装置１４０へ送信され、評価値検出手段１４１のトラップフィルタ１４１−１に入力される。ここで色信号成分を減衰させた後、ハイパスフィルタ１４１−２で、ある一定以上の周波数成分が抽出され、ピーク検出回路１４１−３にて１フィールドまたは１フレーム中のピーク値であるフォーカス評価値（評価値）が得られる。そして、フォーカス制御手段１４２は、フォーカス評価値を監視しながらその値が最大値となるように、フォーカスモータ１１２を介してフォーカスレンズ１１１の位置を調整する、いわゆる山登りオートフォーカスによる合焦動作を行っている。
【０００５】
フォーカス評価値は、フォーカスレンズ１１１のポジションに対して合焦点に頂点のある山形の特性曲線のように変化するため、フォーカス制御手段１４２は、フォーカスモータ１１２によってフォーカスレンズ１１１を常に評価値が大きくなる方向に制御し、評価値が下がった時点でフォーカスモータ１１２を逆転させ、評価値が最大と認識した位置までフォーカスレンズ１１１を戻しストップさせる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２８８７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の撮像装置におけるフォーカス制御装置は、フォーカス評価値を算出するための信号を作成するために、トラップフィルタやハイパスフィルタなど種々の回路が必要となるため、構成が複雑となるとともに、コストがかかるという問題があった。
【０００７】
さらに、複合映像信号を送信するに際して圧縮処理などの不可逆性の処理を施す場合や、長距離伝送を行う場合には、その複合映像信号から抽出される輪郭補正信号成分が少なくなることがあり、オートフォーカス機能の特性が劣化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、カメラ装置とフォーカス制御装置とが分離して構成された撮像装置において、オートフォーカス機能を実現するための回路構成を簡単にするとともに、フォーカス制御装置や撮像装置全体のコストを低減でき、かつ、オートフォーカス機能の特性劣化を防止可能とする撮像装置及びフォーカス制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明の撮像装置は、レンズ装置を介して取り込まれた被写体像にもとづき複合映像信号を生成して出力するカメラ装置と、レンズ装置のフォーカスレンズを制御するフォーカス制御装置とが分離して構成された撮像装置であって、カメラ装置が、複合映像信号にもとづいて輪郭補正信号を生成する輪郭補正信号生成手段と、輪郭補正信号にもとづいて評価値を検出する評価値検出手段と、評価値をフォーカス制御装置へ送信する送信手段とを備え、フォーカス制御装置が、評価値を受信する受信手段と、評価値にもとづいてフォーカスレンズを制御するフォーカス制御手段とを備えた構成としてある。
【００１０】
撮像装置をこのような構成とすると、カメラ装置とフォーカス制御装置とが分離して構成された撮像装置において、フォーカス評価値（評価値）を得るための回路がフォーカス制御装置ではなくカメラ装置に備えられるため、フォーカス制御機能を実現するための回路構成を簡単にできる。
例えば、評価値検出手段をフォーカス制御装置内に設けた場合には、複合映像信号から輪郭補正信号にあたる成分を抽出する手段を設ける必要がある。これに対し、評価値検出手段をカメラ装置内に設けた場合には、通常輪郭補正信号を生成する回路ブロックがもともと実装されているため、その輪郭補正信号にあたる成分を抽出する回路が不要となる。したがって、評価値検出手段をフォーカス制御装置ではなくカメラ装置に備えることで、フォーカス制御機能を実現するための回路構成を簡単にでき、フォーカス制御装置を小型化できるとともに、撮像装置全体のコストを低減・抑制させることができる。
しかも、本発明の撮像装置においては、カメラ装置からフォーカス制御装置へ送られるのが複合映像信号ではなくフォーカス評価値すなわちデータである。このため、オートフォーカスの特性劣化を非常に少なくできる。
【００１１】
また、本発明の撮像装置は、評価値検出手段が、輪郭補正信号を絶対値に変換する絶対値変換回路と、絶対値に変換された輪郭補正信号を積分して評価値を検出する積分回路とを備えた構成としてある。
撮像装置をこのような構成とすれば、カメラ装置に実装されている輪郭補正生成回路から出力された輪郭補正信号にもとづいてフォーカス評価値を検出できる。
【００１２】
また、本発明の撮像装置は、評価値検出手段が、積分回路と送信手段との間に、アナログ−デジタル変換手段及び／又はデジタル−アナログ変換手段を備えた構成としてある。
撮像装置をこのような構成とすると、積分回路又は送信回路のうちの一方がアナログ回路で他方がデジタル回路である場合にも対応できる。
【００１３】
また、本発明の撮像装置は、積分回路が、１フィールド分又は１フレーム分の輪郭補正信号を積分して評価値を検出する構成としてある。
撮像装置をこのような構成とすれば、カメラ装置においては、１フィールド分又は１フレーム分の輪郭補正信号を積分してフォーカス評価値を検出することができる。
【００１４】
また、本発明の撮像装置は、積分回路に代えて、輪郭補正信号の１フィールド中又は１フレーム中の最大値を評価値として検出する最大値検出回路を備えた構成としてある。
撮像装置をこのような構成とすると、カメラ装置においては、輪郭補正信号の１フィールド中又は１フレーム中の最大値をフォーカス評価値として検出することができる。
【００１５】
また、本発明のフォーカス制御方法は、レンズ装置を介して取り込まれた被写体像にもとづきカメラ装置で複合映像信号を生成して出力する処理と、カメラ装置と分離して備えられたフォーカス制御装置でレンズ装置のフォーカスレンズを制御する処理とを有したフォーカス制御方法であって、カメラ装置で、複合映像信号にもとづいて輪郭補正信号を生成する処理と、カメラ装置で、輪郭補正信号にもとづいて評価値を検出する処理と、カメラ装置で、評価値をフォーカス制御装置へ送信する処理と、フォーカス制御装置で、評価値を受信する処理と、フォーカス制御装置で、評価値にもとづいてフォーカスレンズを制御する処理とを有した方法としてある。
【００１６】
フォーカス制御方法をこのような方法とすると、カメラ装置において、フォーカス評価値が輪郭補正信号生成手段から出力された輪郭補正信号にもとづいて生成されるため、従来の撮像装置のように、その輪郭補正信号生成手段とは別個に、輪郭補正信号にあたる成分を抽出する回路をフォーカス制御装置に備える必要がない。したがって、オートフォーカス機能を実現するための回路構成を簡単にでき、フォーカス制御装置や撮像装置全体のコストを低減できる。
さらに、カメラ装置からフォーカス制御装置へ送られるのが複合映像信号ではなくフォーカス評価値すなわちデータであるため、オートフォーカス機能の特性劣化を防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、カメラ装置と分離して構成されているフォーカスレンズ制御装置において、フォーカス評価値が任意の通信方式にてカメラ装置から伝達されてくるため、フォーカスレンズ制御装置内におけるオートフォーカスを実現するための回路構成を簡単化でき、このフォーカス制御装置のコストを抑制できる。
しかも、カメラ装置からフォーカス制御装置へは複合映像信号ではなくフォーカス評価値が送信されるため、オートフォーカス機能の特性劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る撮像装置及びフォーカス制御方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
まず、本発明の撮像装置の実施形態について、図１を参照して説明する。
同図は、本実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、撮像装置１は、レンズ装置１０と、カメラ装置２０と、モニタ装置３０と、フォーカス制御装置４０とを備えており、カメラ装置２０とフォーカス制御装置４０とは分離しており通信手段５０で接続された構成となっている。
【００２０】
ここで、レンズ装置１０は、図５に示すレンズ装置１１０と同様の構成を有しており、被写体像を撮像素子２１（後述）上に結像するためのフォーカスレンズ１１と、このフォーカスレンズ１１を移動制御するフォーカスモータ１２とを備えている。
カメラ装置２０は、撮像素子２１と、映像信号処理回路２２と、評価値検出手段２３と、評価値送信手段２４とを有している。
撮像素子２１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などで構成でき、フォーカスレンズ１１により結像された被写体像を光電変換し、映像信号を出力する。
【００２１】
映像信号処理回路２２は、撮像素子２１の出力信号（映像信号）にもとづいて複合映像信号を生成し、モニタ装置３０へ送る。これにより、モニタ装置３０は、被写体像を画面に映し出す。
また、映像信号処理回路２２は、撮像素子２１から得られる映像信号の高域成分を抽出して輪郭補正信号を生成する輪郭補正生成回路２５を有している。
この輪郭補正生成回路２５は、具体的には、図２に示すように、水平輪郭補正信号及び垂直輪郭補正信号の生成回路（輪郭補正信号生成回路）２５−１、生成された各輪郭補正信号からノイズ成分を除去するノイズ除去回路２５−２、ノイズ除去された水平、垂直輪郭補正信号の加算回路２５−３などを有して構成されている。
【００２２】
なお、輪郭補正生成回路２５の一部には、ハイパスフィルタが構成されている。このため、カメラ装置２０に評価値検出手段２３を備えた場合でも図５に示すようなハイパスフィルタ１４１−２を改めてカメラ装置２０に実装する必要はない。
また、図５に示すトラップフィルタ１４１−１は、複合映像信号の色信号成分を減衰させるために用いるものである。このため、輪郭補正信号の生成部分にトラップフィルタを実装する必要は無い。
ただし、ピーク検出手段は、評価値検出回路を構成可能な一手段である。このため、カメラ装置２０に備えられる評価値検出手段２３をピーク検出手段で構成することもできる。なお、本実施形態における評価値検出手段２３は、後述するように図３に示す構成としてある。
【００２３】
評価値検出手段２３は、輪郭補正信号を一定期間毎にフォーカス評価値として検出する。この評価値検出手段２３の構成を図３に示す。
同図に示すように、評価値検出手段２３は、絶対値変換回路２３−１と、水平積分回路２３−２と、垂直積分回路２３−３とを有している。
絶対値変換回路２３−１は、輪郭補正生成回路２５からの輪郭補正信号を絶対値に変換する。これは、輪郭補正信号の信号レベルが０を中心に上下に同レベルの振幅を有しているため、単純に積分（加算）すると、評価値が０となってしまうからである。そのため、絶対値変換回路２３−１を積分回路の前段に設けることで評価値が０となることを回避できる。
【００２４】
水平積分回路２３−２は、輪郭補正信号を水平走査周期ごとに積分する。
垂直積分回路２３−３は、水平積分回路２３−２で積分された輪郭補正信号について、さらに、１フィールド又は１フレームにわたって積分する。これにより、画像の先鋭度を表す信号であるフォーカス評価値を得る。このフォーカス評価値は、評価値送信手段２４へ送られる。
なお、本実施形態においては、水平積分回路２３−２と垂直積分回路２３−３とを合わせて「積分回路」という。
また、積分回路（水平積分回路２３−２及び垂直積分回路２３−３）又は評価値送信手段２４の一方がアナログ回路で他方がデジタル回路である場合、それら積分回路と評価値送信手段２４との間にＡ／Ｄ変換回路又はＤ／Ａ変換回路が設けられる。
【００２５】
評価値送信手段２４は、積分回路からのフォーカス評価値を、フォーカス制御装置４０の評価値受信手段４１（後述）と通信インタフェイスが合致した通信方式（通信手段５０）で、フォーカス制御装置４０へ送信する。
このフォーカス評価値の伝送手段（通信手段５０）としては、従来公知の任意好適な伝送手段を用いることができる。具体的には、例えば、ＲＳ−２３２ＣやＲＳ−４４２などのシリアル通信で、評価値の伝送に相当するコマンドを用意し、データを伝送するという方法を用いることができる。また、パラレル通信を用いることも可能であり、さらに、ＩＰ伝送のようなネットワーク通信であってもよい。
【００２６】
フォーカス制御装置４０は、評価値受信手段４１と、フォーカス制御手段４２とを有している。
評価値受信手段４１は、評価値送信手段２４からのフォーカス評価値を受信し、フォーカス制御手段４２へ送る。
【００２７】
フォーカス制御手段４２は、フォーカス評価値を監視しながらその値が最大値となるように、フォーカスモータ１２を介してフォーカスレンズ１１の位置を調整する、いわゆる山登りオートフォーカスによる合焦動作を行っている。
なお、フォーカス制御手段４２で行われるいわゆる山登りオートフォーカスによる合焦動作は、従来の合焦動作と同様の制御内容であるため、ここではその説明を省略する。
【００２８】
また、カメラ装置２０からフォーカス制御装置４０までの距離が離れている場合には、フォーカス制御手段４２からフォーカスモータ１２までの距離が遠くなることが考えられる。この場合は、図４に示すように、フォーカス制御装置４０にフォーカス制御値送信手段４３を備え、レンズ装置１０にフォーカス制御値受信手段１３を備えて、これらの間でフォーカス制御値を送受信する構成とすることができる。これにより、フォーカス制御手段４２とフォーカスモータ１２との距離が遠い場合であっても、フォーカス制御値をフォーカス制御装置４０からフォーカスモータ１２へ送ってフォーカスレンズを制御することができる。
【００２９】
次に、本実施形態の撮像装置におけるフォーカス制御方法の手順について、図１を参照して説明する。
被写体像がレンズ装置１０のフォーカスレンズ１１によりカメラ装置２０の撮像素子２１で結像され光電変換される。この光電変換により撮像素子２１から出力された映像信号にもとづいて、映像信号処理回路２２で複合映像信号が生成される。この生成された複合映像信号がモニタ装置３０へ送られて（出力されて）被写体像が画面に映し出される。
【００３０】
一方、複合映像信号にもとづいて、映像信号処理回路２２の輪郭補正生成回路２５で輪郭補正信号が生成され、評価値検出手段２３へ送られる。
評価値検出手段２３で、輪郭補正信号からフォーカス評価値が検出されると、評価値送信手段２４を介してフォーカス制御装置４０へ送信される。
フォーカス制御装置４０の評価値受信手段４１で受信されたフォーカス評価値がフォーカス制御手段４２へ送られる。これにより、フォーカス制御装置４２は、フォーカス評価値にもとづきフォーカスモータ１２を介してフォーカスレンズ１１の位置を制御する。
【００３１】
以上説明した構成及び方法によれば、フォーカス制御装置はカメラ装置からフォーカス評価値が送られてくるため、そのフォーカス制御装置で複合映像信号からフォーカス評価値を抽出する手段を備える必要がなくなる。このため、フォーカス制御装置におけるオートフォーカスを実現するための回路構成を簡単化でき、このフォーカス制御装置のコストを抑制できる。
しかも、カメラ装置からフォーカス制御装置へは複合映像信号ではなくフォーカス評価値が送信されるため、オートフォーカス機能の特性劣化を防止できる。
【００３２】
以上、本発明の撮像装置及びフォーカス制御方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る撮像装置及びフォーカス制御方法は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、カメラ装置やフォーカス制御装置がそれぞれ一つずつ備えた構成となっているが、各一つずつに限るものではなく、複数備えることもできる。この場合も、本発明の適用は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、カメラ装置とフォーカス制御装置とが物理的に分離して構成された撮像装置におけるオートフォーカス制御に関する発明である。このため、本発明は、フォーカス評価値にもとづきフォーカスレンズの位置を制御するオートフォーカス機能を備えた装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】輪郭補正生成回路の構成を示すブロック図である。
【図３】カメラ装置に備えられる評価値検出手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の撮像装置の他の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  撮像装置
１０  レンズ装置
１１  フォーカスレンズ
１２  フォーカスモータ
１３  フォーカス制御値受信手段
２０  カメラ装置
２１  撮像素子
２２  映像信号処理回路
２３  評価値検出手段
２３−１  絶対値変換回路
２３−２  水平積分回路
２３−３  垂直積分回路
２４  評価値送信手段
２５  輪郭補正生成回路
２５−１  輪郭補正信号生成回路
２５−２  ノイズ除去回路
２５−３  加算回路
３０  モニタ装置
４０  フォーカス制御装置
４１  評価値受信手段
４２  フォーカス制御手段
４３  フォーカス制御値送信手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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