(57)【要約】【課題】本発明は、被写体の状態に応じてフォーカスエリアを変えることにより、合焦点検出にとって障害となるようなデータの割合を小さくし得る自動合焦装置を提供することを目的とする。【解決手段】被写体をフォーカスレンズを介して撮像して得られるデジタル信号から特定周波数成分信号を抽出する特定周波数検出回路１３と、この特定周波数検出回路１３の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在する位置を検出してフォーカスエリアを生成するフォーカスエリア指定回路１４と、このフォーカスエリア指定回路１４より生成したフォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力を加算し加算値が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動回路１６とを具備して構成する。【選択図】  図１
2005099874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出してフォーカスエリアを生成するフォーカスエリア指定手段と、このこのフォーカスエリア指定手段より生成したフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする自動合焦装置。
【請求項２】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段のデジタル信号から特定周波数成分信号を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在する位置を検出してフォーカスエリアを生成するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段より生成したフォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力を加算し加算値が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする自動合焦装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号の特定の周波数成分の大きさに基づいて合焦点を検出する自動合焦装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自動焦点カメラに於いては、映像信号の高域周波数成分の大きさに基づいて合焦点を検出するコントラスト方式が用いられている。
図５は合焦点からの焦点外れ量と高域周波数成分の出力との関係を示す特性図である。即ち、合焦時には高域周波数のレベルが大きくなり、逆に合焦していなければ高域周波数のレベルは小さくなる。この高域周波数成分の変化に着目し、高域周波数成分がピークとなるように撮像光学系を調節する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、撮像される画面中に固定されたフォーカスエリアを設け、合焦動作を行う場合、そのフォーカスエリア中のエッジ密度の小さい被写体に合焦させようとすると、エッジでない部分（コントラストの低い、あるいはコントラストのない部分）のノイズによる影響が大きくなり、そのため合焦動作に悪影響をおよぼす欠点があった。
【０００４】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、被写体の状態に応じてフォーカスエリアを可変して設定することにより、合焦点検出にとって障害となるようなデータの割合を小さくし得る自動合焦装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出してフォーカスエリアを生成するフォーカスエリア指定手段と、このこのフォーカスエリア指定手段より生成したフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００６】
又、本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段のデジタル信号から特定周波数成分信号を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在する位置を検出してフォーカスエリアを生成するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段より生成したフォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力を加算し加算値が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００７】
上記手段により本発明は、被写体の状態に応じてフォーカスエリアを可変して設定することにより、所定量以上の特定周波数成分を有する部分を含む最小面積の平面をフォーカスエリアとして合焦動作を行うことができるため、合焦点検出にとって障害となるようなノイズ等のデータの割合を小さくすることができ、良好な合焦状態を得ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように本発明によれば、被写体の状態に応じてフォーカスエリアを可変して設定することにより、所定量以上の高域周波数成分を有する部分を含む最小面積の平面をフォーカスエリアとして合焦動作を行うことができるため、合焦点検出にとって障害となるようなノイズ等のデータの割合を小さくすることができ、良好な合焦状態を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。即ち、フォーカスレンズを含む光学系１０により被写体像が撮像素子１１の結像面に写し込まれる。この撮像素子１１は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子であり、結像した被写体像を光電変換して電気信号に変換し、この光電変換された被写体像に対応する画像信号を所定の駆動信号に基づき駆動出力される。この駆動信号により出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１２に出力され、このＡ／Ｄ変換回路１２は入力されたアナログ画像信号を所定のサンプリング周波数でディジタル画像信号に変換し、特定周波数検出回路１３に出力する。また、Ａ／Ｄ変換回路１２は、変換されたディジタル画像信号を図示しない所定の画像処理をする画像処理回路に出力する。
【００１０】
特定周波数検出回路１３では、前記Ａ／Ｄ変換回路１２から出力されたディジタル画像信号のうち輝度信号を算出して、その算出された輝度信号を特定帯域周波数成分（例えば、高周波成分）信号を通過させるバンドパスフィルタを通過させ該算出された輝度信号のうち特定周波数成分信号を抽出し、この抽出した特定周波数成分信号をフォーカスエリア指定回路１４及び合焦点検出回路１５に出力する。
【００１１】
フォーカスエリア指定回路１４は、特定周波数検出回路１３から順次入力される特定周波数成分信号を図２（ａ）に示すように所定しきい値と比較して、図２（ｂ）に示すように特定周波数成分信号が所定しきい値を越える位置を検出する。この特定周波数成分信号が存在する位置に基づき図２（ｃ）に示すようにフォーカス位置を指定する。なお、図２に示したのは、１ラインに対してのみであり、実際には複数ラインに対応する特定周波数成分信号に対して行い、２次元のフォーカスエリアを得ることができる。つまり、図３に示すように順次ライン毎に特定周波数成分（例えば、高周波成分）を検出してフォーカス位置を指定する。この時フォーカスエリアＦＡのそれぞれの座標値であるＸ座標の最大値Ｘmax 、Ｘ座標の最小値Ｘmin 、Ｙ座標の最大値Ｙmax 、Ｙ座標の最小値Ｙmin をそれぞれ順次更新していくことによりフォーカスエリアＦＡを決定する。実際は、このフォーカスエリアＦＡの座標（Ｘmax 、Ｘmin 、Ｙmax 、Ｙmin ）よりも若干大きめに設定した平面（図３の実線で示された領域）をフォーカスエリアＦＡとする。そして、このフォーカスエリアＦＡに対応する信号を合焦点検出回路１５に出力する。
【００１２】
合焦点検出回路１５は、フォーカスエリア指定回路１４により指定されたフォーカスエリア内における特定周波数検出回路１３から入力される特定周波数成分信号を１フィールド毎に累積加算し、その加算結果が最大となるように駆動回路１６で撮像光学系１０のフォーカスレンズを駆動する。
【００１３】
次に上記構成の動作を図４の動作フローチャートに基づいて説明する。
まず、使用者のフォーカス開始操作に対応するフォーカス開始信号が有るかを検出して（ステップＳ１０）、このフォーカス開始信号が有ると、フォーカスエリアを決定するためフォーカスエリア指定回路１４では、撮像素子１１により撮像され、Ａ／Ｄ変換回路１２、特定周波数検出回路１３を介して順次入力される１フィールドの画像信号の特定周波数成分（例えば、高周波成分）信号のうち所定しきい値を越える信号の存在を検出する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０で所定しきい値を越える信号がないとき、フォーカスエリア指定回路１４から出力されるフォーカスエリアＦＡに対応する信号は合焦点検出回路１５に出力されず、この合焦点検出回路１５は、駆動回路１６を駆動して撮像光学系１０のフォーカスレンズを駆動する（ステップＳ３０）。また、ステップＳ２０で所定しきい値を越える信号があるとき、フォーカスエリア指定回路１４でフォーカスエリアＦＡの座標が決定され（ステップＳ４０）、このフォーカスエリアＦＡに対応する信号が合焦点検出回路１５に出力され、この合焦点検出回路１５は、フォーカスエリア指定回路１４により指定されたフォーカスエリアＦＡ内の特定周波数成分（例えば、高周波成分）信号の累積が最大になるように駆動回路１６により撮像光学系１０のフォーカスレンズを駆動して自動的に合焦させる（ステップＳ５０）。
【００１４】
この合焦状態で撮像素子１１により撮像された画像信号がＡ／Ｄ変換回路１２を介して図外の画像処理回路へ出力される。
以上のように、被写体の状態に応じてフォーカスエリアを変えることができるため、１画面における合焦評価値中の合焦点検出にとって障害となるノイズ等のデータの割合が、フォーカスエリア固定とした時よりも小さくでき、簡単なシステムにより良好な合焦を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】本発明に係るフォーカスエリア指定回路のフォーカスエリアを決定するときの様子の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係るフォーカスエリアの座標の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の動作の一例を説明する動作フローチャートである。
【図５】従来の自動合焦装置の合焦点からの焦点外れ量と高域周波数成分の出力との関係の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０…撮像光学系、１１…撮像素子、１２…Ａ／Ｄ変換回路、１３…特定周波数検出回路、１４…フォーカスエリア指定回路、１５…合焦点検出回路、１６…駆動回路。
【図１】
2005099874.tif 000003
【図２】
2005099874.tif 000004
【図３】
2005099874.tif 000005
【図４】
2005099874.tif 000006
【図５】
2005099874.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月24日(2004.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、
この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出し、該検出エリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、
このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備し、
前記フォーカスエリア指定手段は、前記特定周波数検出手段の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在するエリアを検出できない場合、該エリアを検出するために前記フォーカスレンズを駆動する手段を含むことを特徴とする自動合焦装置。
【請求項２】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、
この特定周波数検出手段の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在するエリアを検出し、該検出エリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、
このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と
を具備することを特徴とする自動合焦装置。
【請求項３】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、
この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出し、該検出エリアに基づきフォーカスエリアの座標を決定し、該決定した座標により指定されるエリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、
このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備したことを特徴とする自動合焦装置。
【請求項４】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、
この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出し、該検出エリアよりも若干大きめのエリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、
このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備したことを特徴とする自動合焦装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記フォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力を加算し加算値が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動合焦装置。
【請求項６】
前記撮像手段の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を備え、
前記特定周波数検出手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段のデジタル信号から特定周波数信号成分信号を抽出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動合焦装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記フォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリアを変更することなく該フォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の自動合焦装置。
【請求項８】
被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、
この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、
この特定周波数検出手段の出力信号中に所定レベルより大きい信号が存在するか否かを判別する判別手段と、
この判別手段により存在しないと判別された場合、該判別手段が存在すると判別するまで前記フォーカスレンズを駆動する第１の駆動手段と、
前記判別手段により存在すると判別された場合、この存在位置に基づきフォーカスエリアの座標を決定し、フォーカスエリアを指定するフォーカスエリア指定手段と、
このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリアを変更することなく該フォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する第２の駆動手段と
を具備することを特徴とする自動合焦装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出し、該検出エリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備し、前記フォーカスエリア指定手段は、前記特定周波数検出手段の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在するエリアを検出できない場合、該エリアを検出するために前記フォーカスレンズを駆動する手段を含むことを特徴とするものである。
また、本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段の出力信号の中から所定レベルより大きい信号の存在するエリアを検出し、該検出エリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備することを特徴とするものである。
また、本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出し、該検出エリアに基づきフォーカスエリアの座標を決定し、該決定した座標により指定されるエリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備したことを特徴とするものである。
また、本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段により抽出された特定周波数成分の存在するエリアを検出し、該検出エリアよりも若干大きめのエリアをフォーカスエリアとして指定するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを具備したことを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
なお、前記駆動手段は、前記フォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力を加算し加算値が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動するようにしてもよい。
また、前記撮像手段の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を備え、前記特定周波数検出手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段のデジタル信号から特定周波数信号成分信号を抽出するようにしてもよい。
また、前記駆動手段は、前記フォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリアを変更することなく該フォーカスエリア内の特定周波数成分信号出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動するようにしてもよい。
また、本発明の自動合焦装置は、被写体をフォーカスレンズを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段の出力信号から特定周波数成分を抽出する特定周波数検出手段と、この特定周波数検出手段の出力信号中に所定レベルより大きい信号が存在するか否かを判別する判別手段と、この判別手段により存在しないと判別された場合、該判別手段が存在すると判別するまで前記フォーカスレンズを駆動する第１の駆動手段と、前記判別手段により存在すると判別された場合、この存在位置に基づきフォーカスエリアの座標を決定し、フォーカスエリアを指定するフォーカスエリア指定手段と、このフォーカスエリア指定手段により指定されたフォーカスエリアを変更することなく該フォーカスエリア内の特定周波数成分出力が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する第２の駆動手段とを具備することを特徴とするものである。