(57)【要約】【課題】  マニュアルフォーカス機能を有するビデオカメラにおいて、フォーカスレンズの可動範囲の全評価値のデータを取ることは非現実的であり、一部の評価値データから、ジャストピント位置を計算で予測する方法は高精度なフォーカス制御が困難である。【解決手段】  マイコン１３は、フォーカスリング２の手動操作前後の評価値を評価値作成回路９から取得して、それらの差分を演算し、その差分の極性及び大きさを、モニタ１７内のフォーカスインジケータにより表示する。フォーカスリング２の手動操作前後の評価値の変化の大きさは、評価値対フォーカスレンズ位置特性である山登り曲線の頂上に対応したジャストピント位置で最も小さく、ジャストピント位置からずれるほど大きい。従って、上記のフォーカスインジケータにより、表示の変化が最も小さい位置をジャストピント位置として撮影者に識別させることができる。【選択図】            図１
2005181373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの入射光をフォーカスレンズにより撮像素子に結像し、その撮像素子により光電変換して得られた電気信号を信号処理して得た映像信号をモニタに供給して表示すると共に、前記フォーカスレンズの位置をフォーカスリングの手動操作により移動制御して被写体像の結像位置を合焦位置とするマニュアルフォーカス動作を行う機能を備えたビデオカメラにおいて、
前記映像信号からフォーカス検出領域の高周波数成分を抽出し、その抽出した高周波数成分から評価値を作成する評価値作成手段と、
前記フォーカスリングの手動操作前に前記評価値作成手段から得た第１の評価値と、手動操作後に前記評価値作成手段から得た第２の評価値との差分を演算する差分演算手段と、
前記差分演算手段により演算された前記差分の極性及び大きさが識別できる表示形態の表示情報を表示する表示手段と
を有することを特徴とするビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオカメラに係り、特に電子ビューファインダ又はモニタに、被写体の結像位置が合焦位置か否かの情報を表示する機能を備えたビデオカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体画像を映像信号として出力するビデオカメラには、撮影レンズ系で撮影した被写体像の結像位置が合焦位置（ジャストピント位置）になるように、撮影レンズ系に設けられたフォーカスレンズの結像位置をマニュアル操作で変化させる操作部材を有すると共に、電子ビューファインダに被写体の結像位置が合焦位置か否かの情報を表示する、マニュアルフォーカス機能を備えたビデオカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、上記の特許文献１記載のマニュアルフォーカス機能を有する従来のビデオカメラでは、電子ビューファインダの画面に表示される情報だけでピントが合わせずらいという問題がある。正確にピントを合わせるには、評価値が最大になるようにフォーカスレンズを自動的に移動制御するオートフォーカスで使用する、いわゆる山登り曲線を描いて、現在のフォーカスレンズの位置を山登り曲線のどこにあるかを図やインジケータで電子ビューファインダに表示できれば確実である。
【０００５】
ここで、フォーカスが合っているか否かを検出するには、撮像して得られた映像信号のコントラストが高いか低いかを判断すればよいことはよく知られている。すなわち、コントラストが高いとフォーカスが合っており、コントラストが低いとフォーカスがずれていることになる。そこで、上記のオートフォーカスでは、コントラストを評価値として縦軸にとり、フォーカスレンズのレンズ位置を横軸にとったときに、図５に実線で示すような山登り曲線を描き、評価値が最大になるように、すなわち、コントラストが最大となるようにフォーカスレンズの位置を制御する。
【０００６】
しかしながら、マニュアルフォーカス機能を有する従来のビデオカメラにおいて、山登り曲線を描くには、フォーカスレンズをその可動範囲の一方の端から他方の端まで予め移動させて評価値のデータを取り、評価値とレンズ位置とを対応付けて記憶装置にすべてのデータを記憶しておく必要があるが、これは非現実的である。そこで、山登り曲線の全部のデータ取りを行わないで、フォーカスレンズの現在の位置の周辺の一部分のみを移動させてデータ取りを行い、山登り曲線の頂上のレンズ位置を計算で予測する方法も考えられるが、これでは高精度にフォーカス制御ができない。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、山登り曲線の全部のデータ取りを行うことなく、マニュアルフォーカスでも正確に合焦位置に調整し得るビデオカメラ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】
【０００８】
本発明は上記の目的を達成するため、被写体からの入射光をフォーカスレンズにより撮像素子に結像し、その撮像素子により光電変換して得られた電気信号を信号処理して得た映像信号をモニタに供給して表示すると共に、フォーカスレンズの位置をフォーカスリングの手動操作により移動制御して被写体像の結像位置を合焦位置とするマニュアルフォーカス動作を行う機能を備えたビデオカメラにおいて、映像信号からフォーカス検出領域の高周波数成分を抽出し、その抽出した高周波数成分から評価値を作成する評価値作成手段と、フォーカスリングの手動操作前に評価値作成手段から得た第１の評価値と、手動操作後に評価値作成手段から得た第２の評価値との差分を演算する差分演算手段と、差分演算手段により演算された差分の極性及び大きさが識別できる表示形態の表示情報を表示する表示手段とを有する構成としたものである。
【０００９】
フォーカスリングの手動操作前後の評価値の変化の大きさは、評価値対フォーカスレンズ位置特性である山登り曲線の頂上に対応した合焦位置（ジャストピント位置：いわゆるジャスピン位置）で最も小さく、ジャストピント位置からずれるほど大きい。そこで、この発明では、フォーカスリングの手動操作前の第１の評価値と手動操作後の第２の評価値との差分を、その極性及び大きさが識別できる表示形態で表示することにより、フォーカスレンズのレンズ位置が上記のジャストピント位置付近にあるかどうかを、撮影者に識別させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フォーカスリングの手動操作前の第１の評価値と手動操作後の第２の評価値との差分を、その極性及び大きさが識別できる表示形態で表示することにより、フォーカスレンズのレンズ位置が上記のジャストピント位置付近にあるかどうかを、撮影者に識別させるようにしたため、山登り曲線の全部のデータ取りを行うことなく、また、山登り曲線の頂上のレンズ位置を計算で予測することなく、フォーカスリングの手動操作で、簡単、かつ、正確にジャストピント位置を撮影者に調整させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。図１（Ａ）は本発明になるビデオカメラの一実施の形態のブロック図を示す。同図において、撮影レンズ系中のフォーカスレンズ１は、フォーカスリング２の手動操作による位置の移動制御と、評価値作成回路９により作成された評価値に基づく自動的な移動制御のいずれか一方にて制御される。
【００１２】
フォーカスレンズ１により被写体からの入射光は、固体撮像素子であるＣＣＤ（電荷転送素子）３に結像され、ここで光電変換されて映像信号とされる。この映像信号は、Ａ／Ｄ変換器４によりディジタル信号に変換されて画像データとなり、信号処理回路５により所定の公知の信号処理が施された後、合成回路６に供給されてＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）発生器７からのＯＳＤ信号と合成され、更にＤ／Ａ変換器８でアナログ映像信号に変換された後、モニタ１７に供給されてＯＳＤ信号の画像と被写体画像との合成画像が表示される。なお、モニタ１７は、電子ビューファインダの画面よりも大画面の電子ビューファインダとは別の表示部であるが、電子ビューファインダでもよい。
【００１３】
また、信号処理回路５から取り出された画像データは、帯域フィルタ（ＢＰＦ）１０により例えば約１ＭＨｚ付近の周波数成分が抜き取られ、その周波数成分がピーク検出器１１に供給されて水平方向のピーク検出が行われる。なお、このとき得られる画像データのピーク検出値は、図１（Ｂ）に示すモニタ１７の画面の中央部分の検出枠１８内のピーク検出値である。
【００１４】
ピーク検出器１１で検出されたピーク検出値は、積算回路１２に供給されて垂直方向に積算され、その積算結果が前述した評価値として取り出されてマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）１３に供給される。上記のＢＰＦ１０、ピーク検出器１１及び積算回路１２は公知の評価値作成回路９を構成している。
【００１５】
マイコン１３は、スイッチの操作に従い、後述するマニュアルフォーカス制御を行うときにはドライバ１５及び移動機構１６を通してフォーカスレンズ１の位置を、ＣＣＤ３の受光面に対して垂直方向に移動制御し、処理を終了するときには、積算回路１２からの評価値に基づき、後述するオートフォーカス制御を行うべく所定の演算を行って、その演算結果に基づきドライバ１５及び移動機構１６を通してフォーカスレンズ１の位置を、ＣＣＤ３の受光面に対して垂直方向に移動制御する。
【００１６】
次に、図１に示す本実施の形態のフォーカス制御動作について、更に詳細に図２乃至図４を併せ参照して説明する。フォーカス処理動作が開始されると、マイコン１３は評価値作成回路９から評価値を取得する（図２のステップＳ１）。このとき取得した評価値をＨ２とする。続いて、マイコン１３は、オートフォーカスが設定されているかどうか判断する（図２のステップＳ２）。
【００１７】
オートフォーカスの時には、縦軸を評価値、横軸をフォーカスレンズ１のレンズ位置としたとき、図４に示す山登り曲線の頂点を算出する公知のオートフォーカス（ＡＦ）処理を行い（図２のステップＳ３）、ＡＦ処理により得られたレンズ移動制御信号をドライバ１５を通して移動機構１６に供給し、それによりフォーカスレンズ１の位置を、評価値が最大値となる位置に移動させる（図２のステップＳ４）。その後、移動先での評価値をマイコン１３の内部のランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）に格納してオートフォーカスを終了する（図２のステップＳ５）。
【００１８】
一方、マイコン１３はオートフォーカスではなく、マニュアルフォーカスと判断すると（図２のステップＳ２）、図１のフォーカスリング２が撮影者により回転され、それに伴いロータリーエンコーダ１４から回転量に応じた数の移動パルスが発生されてマイコン１３に供給されるかどうか判断する（図２のステップＳ６）。
【００１９】
移動パルスが入力されないときにはフォーカスリング２が停止しているので処理を終了するが、移動パルスが入力されるときには図２のステップＳ７の差分演算を行う。すなわち、フォーカスリング２の回転後のフォーカスレンズ位置がＰ３であり、そのときの評価値が図４に示すようにＨ３であるとすると、マイコン１３は、フォーカスリング２の回転直前のフォーカスレンズ位置Ｐ２における評価値Ｈ２と、上記の評価値Ｈ３との差の値Ｄ３を演算し（図２のステップＳ７）、その差の値Ｄ３が正かどうか判定する（図２のステップＳ８）。
【００２０】
ここで、モニタ１７の画面には、図３（Ａ）に示すように、画面下部中央に直線的に配列された６個の矩形領域からなるフォーカスインジケータ２０が表示されるようになっている。このフォーカスインジケータ２０は、マイコン１３によるＯＳＤ発生器７の制御により、図３（Ｂ）に示すような表示により、評価値の大きさを表示する。
【００２１】
すなわち、フォーカスリング２が停止しているときには、フォーカスインジケータ２０を構成する白四角で示す６個の矩形領域はすべて非点灯であり、フォーカスリング２の回転時、評価値の変化が少ないときには１個のみ点灯、中程度の変化のときは真中から一方側に２個点灯、所定値以上の大きな変化のときには左半分又は右半分の３個が点灯する。また、差の値Ｄ３の極性によって、フォーカスインジケータ２０を構成する６個の矩形領域の左半分側又は右半分側が点灯される。
【００２２】
なお、上記の「点灯」は、図３（Ｂ）では黒で示しているが、要は「非点灯」のときの矩形領域とは異なる色で表示されればよく、これを本明細書では便宜上、「点灯」というものとする。また、「非点灯」であっても、フォーカスインジケータ２０を構成する白四角で示す６個の矩形領域は、モニタ１７の画面内に所定の色で表示されていることが望ましい。
【００２３】
ここで、上記ステップＳ８で得られた差の値Ｄ３が負のときにはフォーカスインジケータ２０を構成する６個の矩形領域のうち左半分側の３個の矩形領域で評価値の大小が表示され（図２のステップＳ９）、差の値Ｄ３が正のときにはフォーカスインジケータ２０を構成する６個の矩形領域のうち右半分側の３個の矩形領域で評価値の大小が表示される（図２のステップＳ１０）。なお、ステップＳ９、Ｓ１０の「ＬＣＤ」とは、液晶表示素子（ＬＣＤ）により構成されているフォーカスインジケータ２０を意味する。
【００２４】
続いて、マイコン１３は上記の差の値Ｄ３の絶対値が第１の閾値Ｌｅｖｅｌ１より大であるかどうか判定し（図２のステップＳ１１）、Ｌｅｖｅｌ１より大であれば、右半分側又は左半分側の３個の矩形領域をすべて点灯表示し（図２のステップＳ１２）、Ｌｅｖｅｌ１以下であれば、上記の差の値Ｄ３の絶対値が第２の閾値Ｌｅｖｅｌ２（Ｌｅｖｅｌ１＞Ｌｅｖｅｌ２）より大であるかどうか判定する（図２のステップＳ１３）。
【００２５】
｜Ｄ３｜＞Ｌｅｖｅｌ２であれば、右半分側又は左半分側の３個の矩形領域のうちの２個の矩形領域を点灯表示し（図２のステップＳ１４）、｜Ｄ３｜≦Ｌｅｖｅｌ２であれば、右半分側又は左半分側の３個の矩形領域のうちの１個の矩形領域を点灯表示する（図２のステップＳ１５）。ここでは、図４に示すようにＤ３は正であり、かつ、Ｌｅｖｅｌ１よりも大であるので、マイコン１３は前述したフォーカスインジケータ２０の右半分側の３個の矩形領域をすべて点灯表示して評価値の変化が大きいことを示す。
【００２６】
続いて、マイコン１３はロータリーエンコーダ１４から入力された移動パルスに従い、ドライバ１５及び移動機構１６を介してフォーカスレンズ１の位置をフォーカスリング２の回転量に応じた移動量分で、フォーカスリング２の回転方向に応じた方向に移動させる（図２のステップＳ４）。そして、フォーカスレンズ１の移動後の評価値をマイコン１３内のＲＡＭに格納してマニュアルフォーカス動作を終了する（図２のステップＳ５）。
【００２７】
なお、フォースリング２を上記の差の値Ｄ３が得られたときとは逆方向に回転した場合、フォーカスレンズ１の位置が図４のＰ２からＰ１に移動したとする。この場合、評価値はＨ２からＨ１に変化し、ステップＳ７で演算して得られる差の値Ｄ１（＝Ｈ１−Ｈ２）は負の値で、かつ、その絶対値はｌｅｖｅｌ２よりも小さいので、モニタ１７には図３（Ｂ）の一番下に示すように、フォーカスインジケータ２０の左半分側の３個の矩形領域のうちの１個のみが点灯表示されて評価値の変化が小さく、かつ、前回とは逆方向にフォーカスレンズ１が移動したことを示す。
【００２８】
すなわち、フォーカスリング２を正逆方向に交互に若干量ずつ回転してフォーカスレンズ１を前後に移動させた場合、フォーカスレンズ１の移動範囲が図４に示す山登り曲線の裾部分であるときには、フォーカスインジケータ２０の左半分側と右半分側の各３個の矩形領域の点灯表示数が非対称となる。
【００２９】
このように、本実施の形態によれば、マニュアルフォーカス時には、ジャストピント位置をモニタ１７に表示するのではなく、フォーカスリング２を回転する前後のフォーカスレンズ１の位置における評価値の変化（差分）の大きさをモニタ１７に表示するようにしたため、モニタ１７にはフォーカスインジケータ２０により画像のボケ具合の程度が表示される。
【００３０】
そして、図４にＰ０で示す被写体像の結像位置が合焦位置（ジャストピント位置）となるフォーカスレンズ１の位置付近では、フォーカスリング２を正逆方向に交互に若干量ずつ回転しても、前記評価値の差分の大きさが極めて小さいために、モニタ１７の画像のボケ具合の変化が極めて小さく、かつ、フォーカスインジケータ２０の左半分側と右半分側の各３個の矩形領域のうちの１個のみが交互に点灯表示されるので、ジャストピント位置Ｐ０であることが容易に分かる。
【００３１】
また、本実施の形態では、図４及び図５に実線で示した山登り曲線を描くためのデータを予め取得することを不要としたため、データ取得のための作業を不要にでき、更に、山登り曲線の頂点の位置を計算により予測する方法をとっておらず、画像のボケ具合に基づきジャストピント位置を表示するようにしているため、上記の頂点位置予測方法に比べて高精度にジャストピント位置に合わせることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、フォーカスインジケータ２０の表示形態は矩形領域以外の各種の変形例が考えられるものであり、また、モニタ１７の近くに複数の発光ダイオードで表示することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図とオートフォーカス時に取得する画像データの範囲の一例を示す図である。
【図２】図１のフォーカス動作説明用フローチャートである。
【図３】図１中のモニタ画面におけるフォーカスインジケータとその表示形態の各例を示す図である。
【図４】図１の動作説明用山登り曲線を示す図である。
【図５】従来のオートフォーカス時に用いる山登り曲線の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  フォーカスレンズ
２  フォーカスリング
３  ＣＣＤ（電荷転送素子）
５  信号処理回路
６  合成回路（ＭＩＸ）
７  ＯＳＤ発生器
９  評価値作成回路
１０  帯域フィルタ（ＢＰＦ）
１１  ピーク検出器
１２  積算回路
１３  マイクロコンピュータ（マイコン）
１４  ロータリーエンコーダ
１５  ドライバ
１７  モニタ
２０  フォーカスインジケータ
【図１】
2005181373.tif 000003
【図２】
2005181373.tif 000004
【図３】
2005181373.tif 000005
【図４】
2005181373.tif 000006
【図５】
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