(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に対応する画面中央部を矩形状に切り取って検波枠とする検波枠設定手段と、
前記検波枠設定手段が設定した検波枠内に含まれる走査線上の画素信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された画素信号に所定の演算処理を施して、自動焦点用、自動露出用、または自動ホワイトバランス用のうちの少なくとも１つの制御データを求める演算手段とを有する撮像装置の画像信号検波回路において、
前記検波枠内の前記走査線を一定の割合で間引いて選択する走査線選択手段を具備し、
前記走査線選択手段は、前記画像信号に含まれる水平同期信号を分周して得られる分周水平同期信号に基づく水平枠信号と、垂直同期信号に基づく垂直枠信号との論理積に対応する枠信号を生成し、生成した前記枠信号に対応する走査線を選択し、
前記検出手段は、前記走査線選択手段によって選択された走査線上の画素信号を検出する
ことを特徴とする画像信号検波回路。
【請求項２】
全画素読み出しＣＣＤ素子を撮像手段に用いた撮像装置の画像信号検波回路であって、
前記走査線選択手段は、前記走査線を間引く割合を１／２にし、
前記検出手段および前記演算手段は、インタレース方式の撮像管を撮像手段を用いた撮像装置に用いられるものとと同じものを用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像信号検波回路。
【請求項３】
標準画質の２倍の走査線を有する画像を撮像する高画質撮像装置の画像信号検波回路であって、
前記走査線選択手段は、前記走査線を間引く割合を１／２にし、
前記検出手段および前記演算手段は、前記標準画質の画像を撮像する標準画質撮像装置にもちいられるものと同じものを用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像信号検波回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検波回路に関し、特にビデオカメラの自動制御機能用の画像信号検波回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラにおいて、自動露出（ＡＥ：Automatic Exposure）、自動焦点（ＡＦ：Automatic Focusing）、ホワイトバランス（ＡＷＢ：Automatic White Balancing ）などの制御に用いる制御レベル検出用の検波回路は、垂直および水平同期信号を基準として画像面の中央部分に検波領域を決定し、その検波領域内の画像信号に対して検波を行って制御データを得るようにしている。
この場合に、検波領域が大きくなり画像データの数が多くなればなるほど、積分器など演算回路の語長を長く取る必要があり、検波回路の規模が大きくなるという問題があった。
【０００３】
例えば、全画素読み出しＣＣＤを撮像素子として用いた回路では、フレーム単位で画像を読み出すため、走査線の数は従来のインターレーステレビ信号の２倍になり、検波回路の規模も語長が２倍になって大きくなり、検波回路に従来と同じ回路を用いることができなかった。またハイビジョン方式など高画質テレビ方式を採用した場合についても、走査線の数は従来型のほぼ２倍になり、同様なことがいえる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の画像信号検波回路では、撮像手段から送られる走査線の数に応じた回路を必要としていて、撮像手段に全画素読み出しＣＣＤを用いたりハイビジョン方式等の高画質テレビ方式を採用して走査線の数が多くなれば演算回路等の語長を長く取る必要があり、検波回路の規模が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、比較的簡単な方法を用いて、全画素読み出しＣＣＤを用いた場合でも、高画質テレビ方式を採用した場合でも、従来と同じ回路を使用することができ、また回路規模を小さくして回路を小型かつ廉価に構成することができる画像信号検波回路の実現を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像信号検波回路は、画像信号に対応する画面中央部を矩形状に切り取って検波枠とする検波枠設定手段と、前記検波枠設定手段が設定した検波枠内に含まれる走査線上の画素信号を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された画素信号に所定の演算処理を施して、自動焦点用、自動露出用、または自動ホワイトバランス用のうちの少なくとも１つの制御データを求める演算手段とを有する撮像装置の画像信号検波回路において、前記検波枠内の前記走査線を一定の割合で間引いて選択する走査線選択手段を具備し、前記走査線選択手段は、前記画像信号に含まれる水平同期信号を分周して得られる分周水平同期信号に基づく水平枠信号と、垂直同期信号に基づく垂直枠信号との論理積に対応する枠信号を生成し、生成した前記枠信号に対応する走査線を選択し、前記検出手段は、前記走査線選択手段によって選択された走査線上の画素信号を検出することを特徴とする。
本発明の画像信号検波回路においては、前記画像信号に含まれる水平同期信号を分周して得られる分周水平同期信号に基づく水平枠信号と、垂直同期信号に基づく垂直枠信号との論理積に対応する枠信号が生成され、生成された前記枠信号に対応する走査線が選択される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる検波回路を添付図面を参照にして詳細に説明する。
図１に本発明が実施される撮像装置のブロック図を示す。
図１において、１は撮像部であり、２は検出制御回路部である。
撮像部１において、１１は光学系でありレンズ１２ａ、１２ｂと絞り１３などが含まれている。１４はＣＣＤ、１５は自動焦点モータである。さらに検出制御回路部２では、２１はサンプル／ホールドとＡＧＣ回路部、２２はＡ／Ｄ変換部、２３はカメラ信号処理回路、２４は信号変換器、２５はカメラ信号検波回路、２６はマイクロコンピュータである。
【０００８】
この撮像装置の動作を説明する。
まず光学系１１のレンズ１２ａを通った撮像対象からの光は、絞り１３を経てレンズ１２ｂを通った後、ＣＣＤ１４上に結像し、ＣＣＤ１４によって光電変換され、サンプル／ホールドとＡＧＣ回路部２１を経てＡ／Ｄ変換部２２でディジタル信号に変換される。
変換されたディジタル映像信号はカメラ信号処理回路２３で信号処理され、水平同期信号、垂直同期信号、映像信号が分離されてカメラ信号検波回路２５に送られる。
【０００９】
また、マイクロコンピュータ２６からは、カメラ信号検波回路２５に検波領域を設定するための制御信号ｄが送られ、この制御信号ｄを基準にカメラ信号検波回路２５は検波領域を切り出す検波枠信号を発生する。
【００１０】
カメラ信号検波回路２５ではこの検波枠信号を元にして、ディジタル映像信号から切り取った信号から各種の検波値を検出し、検波値を通信によってマイクロコンピュータ２６に送る。マイクロコンピュータ２６はこの検波値を元に、自動焦点（ＡＦ）のためにレンズ位置を制御する制御信号ａをレンズ１２ｂの自動焦点モータ１５に、自動露出（ＡＥ）のための制御信号ｂを絞り１３に、ホワイトバランス（ＡＷＢ）や利得制御のための制御信号ｃをサンプル／ホールドとＡＧＣ回路部２１に送る。
【００１１】
ところで、カメラ信号検波回路２５は映像信号を加工して、映像信号から必要な検波値を検出して出力する回路である。
図２にこのような検波回路の一例のブロック図を示す。カメラ信号検波回路はディジタル回路であってもアナログ回路であっても差支えないが、ここではディジタル回路として話を進めることにする。
【００１２】
検波回路では、検波部３１で必要に応じて信号を加工する。例えば自動焦点（ＡＦ）に用いる信号を求める場合には、コントラスト成分が最大となるように制御する必要があり、この検波部３１としてはコントラスト成分を検出するためにハイパスフィルタを用いる。
【００１３】
次に、検波部３１からの出力から検波領域部分だけを取り出す。この検波領域部分だけを取り出すための信号は、検波枠信号発生器３２から枠信号として発生される。この枠信号は１ｂｉｔの信号で、検波領域内では“１”、検波領域の外では“０”となる信号である。
【００１４】
この検波領域と走査線の関係を図３に模式的に示した。図３では外側の矩形の内部部分が撮像領域にあたり、内側の矩形の内部が検波領域になる。
このように検波領域を限るのは、撮像領域の中央部分にピントや露出を合わせ、ホワイトバランスを取ったほうが正確な調整ができるからである。したがって内側の矩形の内部にある走査線上の部分で枠信号は“１”になる。この枠信号と検波部３１からの出力の論理積をＡＮＤ回路３３で取ることによって、必要とする部分の検波出力を取り出すことができる。
こうして取り出された検波出力は、積分器３４などで平均化等の加工がなされたうえ、検波値としてマイクロコンピュータ２６に送られる。
【００１５】
ところで、図３から分かるように、画面の検波領域が同じであれば、走査線の数に比例して枠信号が“１”となる領域が増え、すなわち検出されるデータの数が増える。
図３（ａ）に対する図３（ｂ）の場合のように、走査線の数が２倍になれば処理するデータ数も２倍になり、積分器もこれに対応した長い語長が必要になってきて、回路規模がそれだけ増大する。
例えば、全画素読み出しＣＣＤを撮像素子として用いた回路では、フレーム単位で画像を読み出すため、走査線の数（５２５本）は従来のインターレースＮＴＳＣテレビ信号の場合（２６２．５本）の２倍になり、したがって回路規模も大きくなる。
【００１６】
図４に従来のカメラ信号検波回路２５の検波枠信号発生器３２の各部波形を示す。この図にそって検波枠信号発生器３２の動作を説明する。図４で、（ａ）は垂直同期信号、（ｂ）は水平同期信号、（ｃ）はシステムクロック、（ｄ）は垂直枠信号、（ｅ）は水平枠信号、（ｆ）は最終的な枠信号である。（この図４では図３の模式的な例に合わせて各パルスやクロックの数が示されており、実際の数よりも少ない値で表されている。）
【００１７】
検波領域は、垂直方向には垂直同期信号（図４（ａ））から数えて領域が始まる走査線の番号（何本目かの本数）と領域の終りの走査線番号を設定し、水平方向には領域が始まる位置と領域の終りの位置とを水平同期信号（図４（ｂ））からのシステムクロック（図４（ｃ））の数で設定する。
【００１８】
具体的には、垂直同期信号（図４（ａ））でクリアされ、水平同期信号（図４（ｂ））がくるたびにカウントアップされるアップカウンタを用意し、このカウンタのカウント値Ｃｖが垂直方向の領域設定範囲内（図４では３≦Ｃｖ＜７）であれば“１”で、領域設定範囲の外であれば“０”である信号（図４（ｄ））を作りこれを垂直枠信号と呼ぶ。
【００１９】
また、同様に、水平同期信号（図４（ｂ））でクリアされ、システムクロック（図４（ｃ））がくるたびにカウントアップされるアップカウンタを用意し、このカウンタのカウント値Ｃｈが水平方向の領域設定範囲内（図４では３≦Ｃｈ＜７）であれば“１”で、領域設定範囲の外であれば“０”である信号（図４（ｅ））を作りこれを水平枠信号と呼ぶ。
そうして、垂直枠信号（図４（ｄ））と水平枠信号（図４（ｅ））との論理積を取った信号を最終的な枠信号（図４（ｆ））とする。
【００２０】
図５は、図４に示した垂直枠信号（図４（ｄ））と水平枠信号（図４（ｅ））と枠信号（図４（ｆ））と映像画面の関係を図示したもので、画面中央の矩形で切り取られた部分に含まれる走査線の太線の部分が枠信号（図４（ｆ））が“１”となっている範囲を示している。
【００２１】
図６に本発明の一実施形態のカメラ信号検波回路２５の検波枠信号発生器３２の各部波形を示す。図６において、（ａ）は垂直同期信号、（ｂ）は水平同期信号、（ｃ）は水平同期信号の１／２分周信号、（ｄ）はシステムクロック、（ｅ）は垂直枠信号、（ｆ）は水平枠信号、（ｇ）は最終的な枠信号である。
この方式が従来の場合と異なるのは、水平同期信号（図４（ｂ））の代わりに水平同期信号の１／２分周信号（図６（ｃ））を用いて垂直枠信号（図６（ｅ））を構成し、水平枠信号（図６（ｆ））は水平同期信号の１／２分周信号（図６（ｃ））からのシステムクロック（図６（ｄ））の数で設定するようにしたことである。これによって、水平枠信号（図６（ｆ））の数が１／２になり、枠信号（図６（ｇ））の数も半分になる。
【００２２】
図７は、図６に示した垂直枠信号（図６（ｅ））と水平枠信号（図６（ｆ））と枠信号（図６（ｇ））と映像画面との関係を図示したものである。中央の矩形で切り取られた部分に含まれる走査線の１つおきの太線の部分が枠信号（図６（ｇ））が“１”となっている範囲を示している。
【００２３】
以上の図で、図４をインターレースされたＮＴＳＣ信号の１フィールドの図、図６を全画素読み出しＣＣＤ出力の１フレームの図と仮定しよう。
こう考えると、図６では走査線の数が図４の場合の２倍あるが、枠信号発生器３２で水平同期信号を１／２に間引いた１／２分周信号（図６（ｃ））を用いているため、走査線の２本に１つの割合で枠信号（図６（ｇ））が発生している。したがって、図４と図６では１画面あたりの枠信号の数を同じ数にすることができる。
【００２４】
以上にのべたように、本発明の実施の形態では、走査線を一定の割合で間引いて枠信号内の残った走査線上のデータを検波対象とするようにした。
従来のシステムでは、１つの画面を構成する走査線の数が２倍になれば検波回路の計算語長もこれに合わせる必要があった。
しかし、本発明により、撮像素子として全画素読み出しのＣＣＤを用いた場合で走査線の本数が２倍になっても、検波回路に入力する水平同期信号を水平同期信号変換器で２分周して入力すれば走査線の数を１／２に間引いたことになり、従来の検波回路を全く変更することなく用いることができる。
同様に、ハイビジョン方式等の高画質テレビ方式を採用し走査線の本数が２倍近くになった場合でも同様に走査線の本数を半減して従来の検波回路を用いることができる。
また、走査線の数が変わらない場合でも、検波回路に入力する水平同期信号を適当に間引いて入力するようにすれば、検波回路の計算語長を小さく押さえることができ、検波回路の規模を小さく廉価にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、実質的に走査線の数を少なくして、検波回路の計算語長を小さく押さえることができ、検波回路の規模を小さく廉価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施される撮像装置のブロック図。
【図２】本発明の画像信号検波回路の一実施の形態のブロック図。
【図３】画像信号検波回路の検波領域と走査線の関係を示す説明図。
【図４】従来のカメラ用画像信号検波回路の検波枠信号発生器の各部波形を示す波形図。
【図５】従来の垂直枠信号と水平枠信号と枠信号の関係を示す説明図。
【図６】本発明の一実施形態のカメラ用画像信号検波回路の検波枠信号発生器の各部波形を示す波形図。
【図７】図６の実施形態での垂直枠信号と水平枠信号と枠信号の関係を示す説明図。
【符号の説明】
１…撮像部、２…検出制御回路部、１１…光学系、１２ａ、１２ｂ…レンズ、１３…絞り、１４…ＣＣＤ、１５…自動焦点モータ、２１…サンプル／ホールドとＡＧＣ回路部、２２…Ａ／Ｄ変換部、２３…カメラ信号処理回路、２４…信号変換器、２５…カメラ信号検波回路、２６…マイクロコンピュータ、３１…検波部、３２…検波枠信号発生器、３３…ＡＮＤ回路、３４…積分器。
【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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【図６】
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【図７】
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