JP3263061B2 - Focus adjustment device - Google Patents

Focus adjustment device

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JP3263061B2
JP3263061B2 JP2000108168A JP2000108168A JP3263061B2 JP 3263061 B2 JP3263061 B2 JP 3263061B2 JP 2000108168 A JP2000108168 A JP 2000108168A JP 2000108168 A JP2000108168 A JP 2000108168A JP 3263061 B2 JP3263061 B2 JP 3263061B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像光学系を介し
て撮像素子上に結像される被写体像の鮮鋭度を検出し
て、当該鮮鋭度が高くなるように前記撮像光学系を調節
して被写体に対する合焦調節を行う合焦調節装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects the sharpness of a subject image formed on an image pickup device via an image pickup optical system, and adjusts the image pickup optical system so as to increase the sharpness. And a focus adjustment device that performs focus adjustment on a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、撮像素子を用いて被写体を電子的
に撮像してその撮像画信号をフロッピーディスクや磁気
テープ等の記録媒体に記録保存し、この記録媒体に記録
保存した電子画信号をTV受像機等を用いて画像再生す
るようにした電子カメラシステムが種々開発されてい
る。特に家庭用のビデオムービーシステムの普及には目
覚ましいものがあり、また最近では電子スチルカメラが
種々製品化されるに至っている。
2. Description of the Related Art Recently, an electronic image of a subject is electronically captured using an image sensor, and the captured image signal is recorded and stored on a recording medium such as a floppy disk or a magnetic tape. Various electronic camera systems have been developed to reproduce images using a TV receiver or the like. In particular, the spread of home video movie systems has been remarkable, and various electronic still cameras have recently been commercialized.

【0003】このような電子カメラシステムにおけるA
F制御(自動焦点調節)の特徴的な技術として、例えば
CCD等の被写体の撮像入力に用いられる撮像素子をそ
のまま上記AF制御の為のセンサとして利用し、この撮
像素子にて撮像される被写体像信号のコントラスト成分
を検出して撮像光学系レンズの被写体に対する合焦調節
を行なう技術がある。即ち、このAF制御技術は、撮像
光学系レンズが被写体に対して合焦状態にある時、上記
撮像光学系レンズを介して撮像素子上に結像される被写
体像の鮮鋭度が高くなり、特にその高周波成分が顕著に
生じることを利用したもので、撮像素子の出力信号(撮
像画信号)の高周波成分を検出し、この画信号の高周波
成分で示される被写体像の鮮鋭度が高くなるように撮像
光学系レンズの被写体に対する焦点位置を調節するもの
である。
In such an electronic camera system, A
As a characteristic technique of the F control (automatic focus adjustment), for example, an image sensor used for image pickup input of a subject such as a CCD is used as it is as a sensor for the AF control, and a subject image picked up by the image sensor is used. There is a technique of detecting a contrast component of a signal and adjusting the focus of an imaging optical system lens on a subject. That is, in the AF control technique, when the imaging optical system lens is in focus on the subject, the sharpness of the subject image formed on the imaging device via the imaging optical system lens increases, and particularly, Utilizing the fact that the high-frequency component is remarkably generated, a high-frequency component of an output signal (a captured image signal) of an image sensor is detected, and the sharpness of a subject image represented by the high-frequency component of the image signal is increased. The focus position of the imaging optical system lens with respect to the subject is adjusted.

【0004】図5はこの種の従来一般的な合焦調節装置
の要部概略構成図であり、1は撮像光学系レンズ、2は
上記撮像光学系レンズ1により結像される被写体像を電
子的に撮像入力する為のCCD等からなる撮像素子、3
はこの撮像素子2にて撮像入力された被写体像信号(撮
像画信号)に対して所定の信号処理を施す前処理回路で
ある。この前処理回路3にて、例えば前記被写体像信号
に対するサンプリング処理や、色分離処理等の予め定め
られた信号処理が実行される。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a main part of a conventional focus adjusting device of this type. Reference numeral 1 denotes an image pickup optical system lens, and 2 denotes an electronic image of a subject formed by the image pickup optical system lens 1. Image pickup device such as CCD for inputting image data
Is a pre-processing circuit that performs predetermined signal processing on a subject image signal (captured image signal) captured and input by the image sensor 2. In the preprocessing circuit 3, predetermined signal processing such as sampling processing for the subject image signal and color separation processing is executed.

【0005】ビデオプロセッサ等のカメラ系の信号処理
回路(図示せず)は、この前処理回路3を介して所定の
信号処理が施された撮像画信号を入力し、その撮像画信
号の記録保存処理等を実行する。
[0005] A signal processing circuit (not shown) of a camera system such as a video processor inputs the image signal subjected to predetermined signal processing via the preprocessing circuit 3 and records and stores the image signal. Perform processing and the like.

【0006】しかしてこの合焦調節装置が特徴とすると
ころは、上記前処理回路3を介して所定の処理が施され
てカメラ系に与えられる撮像画信号を入力し、ハイパス
フィルタ(HPF)またはバンドパスフィルタ(BP
F)からなるフィルタ回路4を介して前記撮像画信号中
の高周波成分を選択的に抽出し、この高周波成分を前記
撮像光学系レンズ1の被写体に対する合焦調節に利用す
るようにしている点にある。エリアゲート5はシステム
コントローラ6の制御を受けてゲーティング動作し、前
記撮像素子2にて撮像入力される画像中の、例えば画面
中央部の所定の領域についてのみ、前記フィルタ回路4
にて抽出された画像信号の高周波成分を抜き出してい
る。
The focus adjusting device is characterized in that a predetermined processing is performed through the pre-processing circuit 3 and an image signal to be supplied to a camera system is inputted to the focus adjusting device, and a high-pass filter (HPF) or Bandpass filter (BP
F) selectively extracts high-frequency components in the captured image signal through a filter circuit 4 composed of F), and uses the high-frequency components to adjust the focus of the imaging optical system lens 1 on a subject. is there. The area gate 5 performs a gating operation under the control of the system controller 6, and the filter circuit 4 is provided only for a predetermined area, for example, in the center of the screen in the image captured and input by the image sensor 2.
The high-frequency components of the image signal extracted by are extracted.

【0007】このようにしてエリアゲート5を介して抽
出された信号(所定領域部分についての高周波成分)は
検波器7を介して検波され、積分器8を介して上記所定
領域部分に亘って積分される。そしてその高周波成分の
積分値は、A/D変換器9を介してディジタル化され、
撮像光学系レンズ1の被写体に対する合焦調節を行う為
の情報、つまり被写体像の鮮鋭度(コントラスト)を示
す情報として前記システムコントローラ6のメモリ6a
に書込まれる。システムコントローラ6はメモリ6aに
書込まれた鮮鋭度を示す情報に従い、例えば図7に示す
制御手順に従ってフォーカシング回路10を駆動し、前
記撮像光学系レンズ1のフォーカシング機構を駆動して
当該撮像光学系レンズ1の被写体に対する合焦調節を行
わしめる。
[0007] The signal extracted through the area gate 5 (high-frequency component of a predetermined area) is detected through a detector 7 and integrated through an integrator 8 over the predetermined area. Is done. Then, the integrated value of the high frequency component is digitized via the A / D converter 9,
The memory 6a of the system controller 6 serves as information for adjusting the focus of the imaging optical system lens 1 with respect to the subject, that is, information indicating the sharpness (contrast) of the subject image.
Is written to. The system controller 6 drives the focusing circuit 10 according to the control procedure shown in FIG. 7, for example, in accordance with the information indicating the sharpness written in the memory 6a, and drives the focusing mechanism of the imaging optical system lens 1 to drive the imaging optical system. Focus adjustment of the lens 1 with respect to the subject is performed.

【0008】このシステムコントローラ6による撮像光
学系レンズ1の被写体に対する合焦調節は、基本的には
図6(a)に示すように、所謂山登り法によって、或い
は図6(b)に示すような走査法によって行われる。こ
の山登り法は撮像光学系レンズ1のフォーカシング機構
を駆動しながら各フォーカシング位置での前記コントラ
スト情報を逐次比較し、図6(a)に示すようにそのコ
ントラストが高くなるようにそのフォーカシング位置を
順次可変し、コントラスト値がピークとなった位置Pを
合焦位置として定めるものである。これに対して走査法
は、図6(b)に示すように撮像光学系レンズ1の全フ
ォーカシング領域について予めそのコントラスト値をス
キャニング的に調べてコントラスト値が最も高くなるフ
ォーカシング位置を合焦位置Pとして求め、その情報に
従って前記撮像光学系レンズ1を合焦調節する方式であ
る。
The focus adjustment of the imaging optical system lens 1 to the subject by the system controller 6 is basically performed by a so-called hill-climbing method as shown in FIG. 6A or as shown in FIG. This is performed by a scanning method. The hill-climbing method sequentially compares the contrast information at each focusing position while driving the focusing mechanism of the imaging optical system lens 1, and sequentially shifts the focusing positions so that the contrast increases as shown in FIG. The position P, which is variable and has a peak contrast value, is determined as the focus position. On the other hand, in the scanning method, as shown in FIG. 6B, the contrast value of the entire focusing area of the imaging optical system lens 1 is checked in advance by scanning, and the focusing position at which the contrast value becomes the highest is determined as the focusing position P. And adjusts the focus of the imaging optical system lens 1 according to the information.

【0009】いずれの制御方式にしろ、被写体像のコン
トラストが最も高くなるように撮像光学系レンズ1のフ
ォーカシング調節が行われて被写体に対する合焦調節が
なされる。
Regardless of the control method, the focusing of the imaging optical system lens 1 is adjusted so that the contrast of the subject image is maximized, and the focusing of the subject is adjusted.

【0010】山登り法による合焦調節の手順を図7を参
照して簡単に説明すると、先ず撮像光学系レンズ1のフ
ォーカシング位置をどちらかの向き(最遠撮影距離側ま
たは最短撮影距離側)に所定量移動させる(ステップ
a)。そしてこのレンズ移動によって前記コントラスト
値が増加したか否かを判定し(ステップb)、コントラ
スト値の増大が検出される場合には、同じ向きに所定量
だけレンズを移動させる(ステップc)。そして同様に
してこのレンズ移動によって前記コントラスト値が増加
したか否かを判定し(ステップd)、コントラスト値の
増大がなくなるまで上記レンズの移動を繰返す。その
後、コントラスト値の増大が検出されなくなった時点で
レンズの移動を停止させ(ステップe)、合焦完了の表
示を行って合焦処理を終了する(ステップf)。
The procedure for adjusting the focus by the hill-climbing method will be briefly described with reference to FIG. 7. First, the focusing position of the imaging optical system lens 1 is set in either direction (the longest shooting distance side or the shortest shooting distance side). Move by a predetermined amount (step a). Then, it is determined whether or not the contrast value has increased due to the movement of the lens (step b). If the increase in the contrast value is detected, the lens is moved by a predetermined amount in the same direction (step c). Then, similarly, it is determined whether or not the contrast value is increased by the movement of the lens (step d), and the movement of the lens is repeated until the increase of the contrast value is stopped. After that, when the increase in the contrast value is no longer detected, the movement of the lens is stopped (step e), the completion of focusing is displayed, and the focusing process ends (step f).

【0011】これに対して前述したステップbの処理に
おいてコントラスト値の増加が検出されなかった場合に
は、レンズを逆向きに所定量だけ移動させる(ステップ
g)。そしてこの状態でコントラスト値の増大が検出さ
れるか否かを判定し(ステップh)、コントラスト値の
増大が検出される場合には前述したステップcからの処
理手続きに従って撮像光学系レンズ1を合焦調節駆動す
る。
On the other hand, if no increase in the contrast value is detected in the processing in step b, the lens is moved in the opposite direction by a predetermined amount (step g). In this state, it is determined whether or not an increase in the contrast value is detected (step h). If an increase in the contrast value is detected, the imaging optical system lens 1 is combined according to the processing procedure from step c described above. Drive focus adjustment.

【0012】尚、撮像光学系レンズ1を逆向きに移動し
てもコントラスト値の増大が検出できなかった場合に
は、このレンズ移動の向きの変更を所定の回数内で繰返
し行い、コントラスト値増大の向きを調べる。そしてこ
れにも拘らずコントラスト値の増大を検出することが出
来なかった場合には(ステップi)、レンズの移動を停
止させ(ステップj)、合焦動作不能な旨を表示してそ
の合焦動作を中止する(ステップk)。
If the increase in the contrast value cannot be detected even when the imaging optical system lens 1 is moved in the reverse direction, the change of the lens movement direction is repeated within a predetermined number of times to increase the contrast value. Find out the direction of. If the increase in the contrast value cannot be detected (step i), the movement of the lens is stopped (step j), a message indicating that the focusing operation cannot be performed is displayed, and the focusing operation is performed. The operation is stopped (step k).

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した如く
撮像素子2から求められる被写体像の高周波成分、つま
りコントラスト情報に従って撮像光学系レンズ1の被写
体に対する合焦調節を行う場合、被写体照明光にその駆
動電源周波数に依存する光のゆらぎが含まれていると次
のような問題が生じる。
As described above, when the focusing of the object of the image pickup optical system lens 1 is adjusted in accordance with the high frequency component of the object image obtained from the image pickup device 2, that is, the contrast information, the object illumination light is driven. The following problem occurs when light fluctuations depending on the power supply frequency are included.

【0014】即ち、被写体照明光源が蛍光灯等の放電灯
であるとその照明光に電源周波数に同期した光強度の変
動、つまりゆらぎが生じることが否めない。例えば電源
周波数50Hzで駆動される放電灯からの照明光には5
0Hzまたは100Hzに対応する周期で光のゆらぎが
存在し、また電源周波数60Hzで駆動される放電灯か
らの照明灯には60Hzまたは120Hzに対応する周
期の光のゆらぎが存在する。
That is, if the object illumination light source is a discharge lamp such as a fluorescent lamp, it is inevitable that the illumination light fluctuates in light intensity in synchronization with the power supply frequency, that is, fluctuates. For example, illumination light from a discharge lamp driven at a power supply frequency of 50 Hz is 5
There is light fluctuation at a cycle corresponding to 0 Hz or 100 Hz, and light fluctuation from a discharge lamp driven at a power supply frequency of 60 Hz has light fluctuation at a cycle corresponding to 60 Hz or 120 Hz.

【0015】これに対して撮像素子2による被写体像の
電子的な撮像は、例えばその撮像画の再生がNTSC方
式のTV受像機を用いて行われる場合には、上記NTS
C方式における60Hzのフィールド周波数に同期して
行われ、またPAL方式やSECAM方式のTV受像機
を用いて画像再生が行われる場合には、その50Hzの
フィールド周波数に同期して被写体像の撮像が行われ
る。
On the other hand, electronic imaging of a subject image by the imaging device 2 is performed, for example, when reproduction of the captured image is performed using an NTSC TV receiver.
In the case where the image reproduction is performed in synchronization with the field frequency of 60 Hz in the C system and the image reproduction is performed using the PAL system or the SECAM system TV receiver, the imaging of the subject image is performed in synchronization with the field frequency of 50 Hz. Done.

【0016】しかして50Hzの電源周波数の下で駆動
される放電灯による照明光条件下にて上記NTSC方式
に準拠して被写体像の電子的撮像を行うと、照明光のゆ
らぎの周期と電子カメラによる被写体像の撮像周期との
間にずれが生じ、前述した撮像光学系レンズ1を合焦調
節する為に用いられるコントラスト情報にフリッカの問
題を招来する。同様に、60Hzの電源周波数の下で駆
動される放電灯による照明光条件下にて前記PAL/S
ECAM方式に準拠した被写体像の電子的撮像を行う場
合にも、上述したフリッカの問題が生じる。
When an electronic image of a subject image is taken in accordance with the NTSC system under illumination light conditions using a discharge lamp driven at a power frequency of 50 Hz, the cycle of illumination light fluctuation and the electronic camera Causes a flicker problem in the contrast information used for adjusting the focus of the imaging optical system lens 1 described above. Similarly, the PAL / S under the illumination light condition by a discharge lamp driven under a power frequency of 60 Hz.
The above-described flicker problem also occurs when electronic imaging of a subject image conforming to the ECAM method is performed.

【0017】例えば撮像光学系レンズ1を一定の速度で
フォーカシング駆動しながら上述した所定の周期で被写
体を電子的に撮像し、その撮像画信号の高周波成分(コ
ントラスト値)を求めると、図8に模式的に示すよう
に、そのコントラスト値には電源周波数に依存した照明
光のゆらぎに伴う変動分が重畳する。このコントラスト
値の照明光のゆらぎに伴う変動は前述したコントラスト
値を利用した合焦調節の制御誤りの原因となる。
For example, while the imaging optical system lens 1 is focused and driven at a constant speed, a subject is electronically imaged at the above-mentioned predetermined period, and a high-frequency component (contrast value) of the image signal is obtained. As schematically shown, a fluctuation accompanying illumination light fluctuation depending on the power supply frequency is superimposed on the contrast value. The fluctuation of the contrast value due to the fluctuation of the illumination light causes a control error of the focus adjustment using the above-described contrast value.

【0018】そこで従来、この種の問題に対処するべ
く、例えば特公平1−26588号公報に開示されるよ
うに光電変換部における撮像走査周波数自体を変えてし
まうことが考えられている。しかしこのような方式は、
この公報に示されるファクシミリ装置における撮像走査
のように閉じた系を構成するシステムでは非常に有用で
あるが、TV方式に準拠した撮像周期が設定される電子
カメラに適用するには問題がある。
Therefore, conventionally, in order to deal with this kind of problem, it has been considered to change the imaging scanning frequency itself in the photoelectric conversion unit as disclosed in Japanese Patent Publication No. 26588/1990. But such a scheme
This system is very useful in a system that configures a closed system such as an imaging scan in a facsimile apparatus disclosed in this publication, but there is a problem in applying it to an electronic camera in which an imaging cycle conforming to the TV system is set.

【0019】また電子カメラにおける合焦調節でのフリ
ッカ対策として、その露光時間を電源周期のn/2倍に
することが提唱されている。しかし露光感度の低下や映
像信号へのジャーキネス妨害等の問題が生じることが否
めない。更には、例えば特開昭57−35480号公報
には合焦調節に用いる画像信号のサンプリング周期を、
そのフリッカ周期の1/n倍にすることでフリッカの影
響を除去することが提唱されている。しかしこのように
すると、コントラスト情報が得られる周期が長くなるの
で、合焦調節動作の速度が遅くなることが否めない。
As a countermeasure against flicker in focusing adjustment in an electronic camera, it has been proposed to make the exposure time n / 2 times the power supply cycle. However, it cannot be denied that problems such as a decrease in exposure sensitivity and jerkiness disturbance to a video signal occur. Furthermore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-35480 discloses a sampling cycle of an image signal used for focusing adjustment.
It has been proposed to eliminate the influence of flicker by making the flicker cycle 1 / n times. However, in this case, the period in which contrast information is obtained becomes longer, so that it is unavoidable that the speed of the focus adjustment operation is reduced.

【0020】一方、特開昭56−106478号公報に
は、撮像画信号の高周波成分を、当該撮像画信号の低周
波数成分の微分値にて除算することでフリッカによるレ
ベル変動分を吸収することが提唱されている。しかしこ
のような手法によると、例えば低域周波数成分の少ない
被写体を撮像するような場合、上述した除算の分母にあ
たる信号入力が小さくなり、コントラスト信号のS/N
が大幅に劣化すると云う不具合が生じる。しかもこの場
合には、高速動作可能な除算器を必要とするので、その
システム構成が大掛かりとなり、高価格化すると云う問
題が生じる。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-106478 discloses that a level variation due to flicker is absorbed by dividing a high frequency component of an image signal by a differential value of a low frequency component of the image signal. Has been advocated. However, according to such a method, for example, when an image of a subject having a low frequency component is small, the signal input corresponding to the denominator of the above-described division becomes small, and the S / N of the contrast signal is reduced.
Is greatly deteriorated. In addition, in this case, a divider capable of operating at high speed is required, so that the system configuration becomes large-scale, causing a problem that the price is increased.

【0021】このように従来にあっては、撮像素子から
得られる撮像画信号のコントラスト情報を用いて被写体
に対する合焦調節を行う場合、被写体照明光の電源周波
数に依存するゆらぎに起因して合焦動作が不安定化した
り、またこれに対して対策を講じた場合には、その動作
速度が遅くなったり、高価格な高速除算器を必要とする
上、被写体によってはS/N劣化に起因して制御性が悪
くなる等の問題が生じた。
As described above, in the related art, when the focusing of a subject is adjusted using contrast information of a captured image signal obtained from an imaging device, the focus is adjusted due to fluctuation depending on the power supply frequency of the subject illumination light. If the focusing operation becomes unstable, or if countermeasures are taken against it, the operation speed will be slow, a high-cost high-speed divider will be required, and depending on the subject, S / N degradation will occur. As a result, problems such as poor controllability occurred.

【0022】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的とするところは、電源周波数に依存
する照明光のゆらぎに拘ることなく、常に安定に、しか
も高速に撮像画信号のコントラスト情報に従う合焦調節
を行なうことのできる実用性の高い合焦調節装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to always provide a stable and high-speed picked-up image signal irrespective of fluctuation of illumination light depending on a power supply frequency. It is an object of the present invention to provide a highly practical focus adjustment device capable of performing a focus adjustment in accordance with contrast information of an image.

【0023】また本発明の目的とするところは、演算回
路にかかる負担を少なくした効率的な構成をなす合焦調
節装置を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a focusing adjustment device having an efficient configuration with a reduced load on an arithmetic circuit.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の合焦調節装置
は、撮像光学系を介して撮像素子上に結像される被写体
像の鮮鋭度を検出して、当該鮮鋭度が高くなるように前
記撮像光学系を被写体に対して合焦調節する合焦調節装
置において、前記撮像素子にて撮像される被写体橡信号
の高周波成分を検出する第1の検出手段と、前記撮像素
子にて撮像される被写体像信号の平均的信号成分を検出
する第2の検出手段と、前記第1の検出手段における被
写体像信号の高周波成分の検出領域として第1の領域を
特定する第1のゲート手段と、前記第2の検出手段にお
ける被写体像信号の平均的信号成分の検出領域として前
記第1の領域とは同一でなく且つ前記第1の領域に関連
する第2の領域を特定する第2のゲート手段と、前記第
1の検出手段にて検出された前記第1の領域に関する高
周波成分を前記第2の検出手段にて検出された前記第2
の領域に関する平均的信号成分にて正規化して前記合焦
調節の為の鮮鋭度を示す信号を生成する手段と、を備
え、前記第2の領域は前記第1の領域に隣接する部分を
含むように設定されていることを特徴とするものであ
る。
A focus adjusting apparatus according to the present invention detects the sharpness of a subject image formed on an image pickup device via an image pickup optical system, and adjusts the sharpness. A focus adjustment device that adjusts the focus of the imaging optical system with respect to a subject; a first detection unit that detects a high-frequency component of a subject rubber signal captured by the image sensor; Second detection means for detecting an average signal component of the subject image signal, and first gate means for specifying a first area as a detection area of a high-frequency component of the subject image signal in the first detection means; In the second detecting means,
As the detection area of the average signal component of the subject image signal
Not the same as the first area and related to said first area;
A second gate unit for specifying a second region to be processed; and a second gate unit for detecting a high-frequency component of the first region detected by the first detection unit, the second high-frequency component being detected by the second detection unit.
Means for generating a signal indicating the sharpness for the focus adjustment by normalizing the average signal component with respect to the region of the second region, and the second region includes a portion adjacent to the first region. Is set as described above.

【0025】また本発明の合焦調節装置は、上記正規化
をディジタル演算で行なうことを特徴とするものであ
る。
The focus adjusting apparatus according to the present invention is characterized in that the above-mentioned normalization is performed by digital operation.

【0026】このように構成された本発明に係る合焦調
節装置によれば、撮像素子にて撮像された被写体像のコ
ントラスト情報を示す高周波成分を、当該被写体像の平
均的信号成分にて、例えば除算することにより正規化
し、この正規化された高周波成分を合焦調節の為のコン
トラスト情報として用いるので、電源周波数に依存する
フリッカが被写体照明光に含まれており、これによって
前記撮像素子にて撮像される被写体像に周期的なレベル
変動が生じるような場合であっても、上述した正規化に
より被写体像の高周波成分から上記フリッカに起因する
レベル変動分を除去することが可能となる。つまり高周
波成分に含まれるフリッカに起因するレベル変動要素
と、平均的信号成分に含まれるフリッカに起因するレベ
ル変動要素とを上述した正規化により相殺し、フリッカ
の影響を受けることのない被写体像のコントラスト情報
を求めることが可能となる。
According to the focus adjusting apparatus according to the present invention, the high-frequency component indicating the contrast information of the subject image picked up by the image sensor is converted into an average signal component of the subject image. For example, normalization is performed by division, and this normalized high-frequency component is used as contrast information for focusing adjustment.Therefore, flicker depending on the power supply frequency is included in the subject illumination light, and this causes Even if the subject image picked up has a periodic level variation, the above-described normalization can remove the level variation due to the flicker from the high frequency component of the subject image. That is, the level variation element caused by flicker included in the high-frequency component and the level variation element caused by flicker included in the average signal component are canceled out by the above-described normalization, and a subject image that is not affected by flicker is eliminated. It is possible to obtain contrast information.

【0027】従って本発明によれば、従来のようにフリ
ッカの周期に応じて被写体像の撮像入力周期を可変する
等の対策が不要となるので、簡易に、しかも高速に合焦
調節動作を行わせることが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is not necessary to take measures such as changing the imaging input cycle of the subject image in accordance with the cycle of flicker as in the prior art, so that the focusing adjustment operation can be performed simply and at high speed. It is possible to make it.

【0028】よって、情報取得のための領域設定の自由
度が増し、例えば、従来ではフォーカシングのための最
適領域設定と測光のための最適領域設定とは必ずしも一
致しないという事情から、一般にはデータを兼用し得な
かったような場合においても、正規化のための情報たる
平均的信号成分を測光回路のデータに兼用することが容
易になり、回路規模の縮小や制御演算の簡単化が図られ
る。
Accordingly, the degree of freedom in setting an area for acquiring information is increased. For example, in general, data is generally not stored because the optimum area setting for focusing does not always match the optimum area setting for photometry. Even in the case where the data cannot be shared, it is easy to use the average signal component, which is information for normalization, as the data of the photometry circuit, and the circuit scale is reduced and the control calculation is simplified.

【0029】また、上記正規化をディジタル演算で行な
うことにより、一般的にA/D変換器が持つところの実
質的に除算を行う性質を効果的に利用して高周波成分の
正規化を行うようにすることで、演算回路にかかる負担
を少なくし、その回路構成の効率化、回路構成規模の簡
素化を図ることができる。
Further, by performing the above-mentioned normalization by digital operation, the normalization of high-frequency components can be performed by effectively utilizing the property of the A / D converter which substantially performs the division. By doing so, the load on the arithmetic circuit can be reduced, the efficiency of the circuit configuration can be increased, and the scale of the circuit configuration can be simplified.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態に係る合焦調節装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A focus adjusting device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1は第1の実施の形態を示す合焦調節装
置の概略構成図で、図5に示す従来装置と同一部分につ
いて同一符号を付して示してある。
FIG. 1 is a schematic structural view of a focus adjusting device according to a first embodiment, in which the same parts as those of the conventional device shown in FIG.

【0032】この実施の形態の装置が特徴とするところ
は、撮像素子2にて求められた被写体像信号からその高
周波成分を抽出する為の前述したフィルタ回路4、エリ
アゲート5、検波器7、積分器8からなる信号処理回路
に加えて、上記被写体像信号から高周波成分と同時にそ
の平均的信号成分を抽出する為のエリアゲート11、お
よび積分器12からなる信号処理回路を備え、このエリ
アゲート11と積分器12とを介して前記被写体像から
検出される平均的信号成分にて前記積分器8にて求めら
れる高周波成分を除算器13にて除算し、この除算器1
3による除算処理により正規化された上記高周波成分を
A/D変換器9を介してディジタル変換してシステムコ
ントローラ6のメモリ6aに書込むようにした点にあ
る。
The feature of the apparatus of this embodiment is that the filter circuit 4 for extracting the high-frequency component from the subject image signal obtained by the image sensor 2, the area gate 5, the detector 7, In addition to a signal processing circuit including an integrator 8, an area gate 11 for extracting a high-frequency component from the subject image signal and an average signal component thereof at the same time, and a signal processing circuit including an integrator 12 are provided. The high frequency component obtained by the integrator 8 is divided by the average signal component detected from the subject image via the integrator 11 and the integrator 12 by the divider 13.
The high frequency component normalized by the division process by 3 is digitally converted via the A / D converter 9 and written into the memory 6a of the system controller 6.

【0033】即ち、エリアゲート11はシステムコント
ローラ6の制御を受けてゲーティング動作し、前述した
エリアゲート5と共に前記被写体画像中の合焦調節対象
領域である中央部領域の画像信号を選択的に抽出してい
る。
That is, the area gate 11 performs a gating operation under the control of the system controller 6, and selectively selects an image signal of a central area which is a focus adjustment target area in the subject image together with the area gate 5 described above. Has been extracted.

【0034】尚、このエリアゲート11が前記エリアゲ
ート5と異にするところは、エリアゲート5が被写体像
信号のフィルタ回路4を介して抽出された高周波成分を
予め定められた画面領域に対応して抽出しているのに対
し、エリアゲート11は被写体画像信号そのものを上記
予め定められた画面領域に対応して抽出している点にあ
る。
The difference between the area gate 11 and the area gate 5 is that the area gate 5 corresponds to a predetermined screen area in which a high-frequency component of the object image signal extracted through the filter circuit 4 is defined. On the other hand, the area gate 11 extracts the subject image signal itself corresponding to the predetermined screen area.

【0035】しかしてこのエリアゲート11を介して抽
出された所定の画像領域の被写体画像信号は、その画像
領域の全域に亘って積分器12により積分され、その平
均的な信号成分が求められている。除算器13はこの積
分器12により求められる被写体像の平均的信号成分S
A を用いて前述した如くフィルタ回路4から積分器8を
経て求められる被写体像の高周波成分SB を除算するこ
とで、その高周波成分SB を正規化している。
The subject image signal of the predetermined image area extracted through the area gate 11 is integrated by the integrator 12 over the entire image area, and the average signal component is obtained. I have. The divider 13 calculates the average signal component S of the subject image obtained by the integrator 12.
As described above, the high frequency component SB of the subject image obtained from the filter circuit 4 via the integrator 8 is divided using A, thereby normalizing the high frequency component SB.

【0036】この除算処理による高周波成分SB の正規
化について説明すると、被写体像信号を所定の領域に亘
って積分して求められる平均的信号成分SA は、被写体
の所謂絵柄Pによって定まる係数をK1(p)とし、照明光
源のフリッカの影響による第nフィールド撮像時のレベ
ル変動要素をFn とすると SA =K1(p)・Fn …(1) として与えられる。
The normalization of the high-frequency component SB by this division process will be described. The average signal component SA obtained by integrating the subject image signal over a predetermined area is represented by a coefficient K1 ( p), and a level variation element at the time of imaging in the n-th field due to the influence of flicker of the illumination light source is Fn, which is given as SA = K1 (p) · Fn (1).

【0037】尚、上記フリッカの影響によるレベル変動
要素Fn は、平均的には[1]なる値をとり、通常一般
的には被写体照明光の電源周波数に依存するゆらぎの周
期と撮像素子2による被写体像の撮像周期とのずれの影
響だけを受ける。そしてこのレベル変動要素Fn は、そ
の撮像フィールド毎に、例えば周期的に異なる値をと
る。
The level change factor Fn due to the influence of the flicker takes a value of [1] on average, and generally, the fluctuation period depending on the power supply frequency of the subject illumination light and the fluctuation of the image pickup element 2 It is affected only by the deviation from the imaging cycle of the subject image. The level variation element Fn takes a different value, for example, periodically for each imaging field.

【0038】これに対して同じ被写体像信号の所定の領
域に亘って積分される高周波成分SB は、一般的には被
写体の所謂絵柄によって定まるジャストフォーカス時の
高周波成分に対する係数をK2(p)とした場合、 SB =K2(p)・Fn ・D(P,δ) …(2) で示される。但し、関数Dは撮像光学系のデフォーカス
による出力変化を示すもので、撮像光学系のジャストフ
ォーカス位置にて最大値をとる。そして被写体の絵柄P
に依存した特性で、ジャストフォーカス位置からのデフ
ォーカス量δに依存して減少する関数として上記関数D
が定義される。また被写体の絵柄Pについては、或る被
写体に対して合焦調節しようとする場合、これによって
被写体の絵柄が特定されてその合焦動作期間には被写体
の変化がないと看做し得るから、ここでは被写体によっ
て決定される或る定数として考えることができる。
On the other hand, the high-frequency component SB integrated over a predetermined area of the same subject image signal generally has a coefficient K2 (p) for the high-frequency component at the time of just focus determined by a so-called picture of the subject. In this case, SB = K2 (p) .Fn.D (P, .delta.) (2) However, the function D indicates an output change due to defocus of the imaging optical system, and takes the maximum value at the just focus position of the imaging optical system. And the picture P of the subject
The function D is a function that depends on the defocus amount δ from the just focus position.
Is defined. Also, for the subject image P, when the focus is to be adjusted for a certain subject, the subject pattern is specified by this, and it can be considered that there is no change in the subject during the focusing operation period. Here, it can be considered as a certain constant determined by the subject.

【0039】この第(2)式に示すように被写体像の高
周波成分SB は、一般的には被写体照明光の電源周波数
に依存するゆらぎの周期と撮像素子2による被写体像の
撮像周期とのずれに起因したフリッカによるレベル変動
要素Fn の影響を受けて変化すると共に、デフォーカス
量δおよび被写体の絵柄Pに大きく依存する関数Dの影
響を受けて変化するものとなっている。
As shown in the equation (2), the high frequency component SB of the subject image is generally the difference between the fluctuation cycle depending on the power supply frequency of the subject illumination light and the imaging cycle of the subject image by the image sensor 2. , And changes under the influence of a function D which largely depends on the defocus amount δ and the picture pattern P of the subject.

【0040】ちなみに被写体照明光にゆらぎがない場合
には、被写体像の高周波成分SB は SB =K2(p)・D(P) として与えられ、その値は専らデフォーカス量δのみに
依存して変化することになる。従来一般的にはこのよう
な高周波成分SB とデフォーカス量δとの関係を利用
し、上記高周波成分SB が最も大きくなるようにしてそ
の合焦調節がなされている。
Incidentally, when there is no fluctuation in the subject illumination light, the high-frequency component SB of the subject image is given as SB = K2 (p) .D (P), and its value depends exclusively on the defocus amount δ. Will change. Conventionally, focusing is generally performed by utilizing the relationship between the high frequency component SB and the defocus amount δ such that the high frequency component SB is maximized.

【0041】しかしてフィルタ回路4から積分器8に至
る信号処理回路は、上述した第(2)式に示されるよう
な被写体像の高周波成分SB を求めており、一方、新た
にこの実施の形態の装置にて設けられた積分器12は前
述した第(1)式に示されるような被写体像の平均的信
号成分SA を求めている。除算器13はこのようにして
求められる被写体像の高周波成分SB を上記平均的信号
成分SA にて除算しており、この除算処理には次のよう
な意味がある。即ち、除算器13における除算処理は、
The signal processing circuit from the filter circuit 4 to the integrator 8 obtains the high-frequency component SB of the subject image as shown in the above-mentioned equation (2). The integrator 12 provided in the above device obtains the average signal component SA of the subject image as shown in the above-mentioned equation (1). The divider 13 divides the high-frequency component SB of the subject image thus obtained by the average signal component SA, and this division has the following meaning. That is, the division process in the divider 13 is as follows.

【0042】[0042]

【数1】 (Equation 1)

【0043】なる結果を求めることを意味する。This means that a certain result is obtained.

【0044】この第(3)式に示されるように、除算器
13により求められる高周波成分SB の平均的信号成分
SA による除算結果は、フリッカに起因する第nフィー
ルドでのレベル変動要素Fn の影響を全く受けることの
ないものとなっており、前述したように合焦動作期間に
は被写体の変化がないと看做し得る場合には、デフォー
カス量δにのみ依存して変化するものとなる。
As shown in the equation (3), the result of the division of the high frequency component SB by the average signal component SA obtained by the divider 13 is based on the influence of the level fluctuation factor Fn in the n-th field due to flicker. When the focusing operation period can be deemed to have no change in the subject as described above, it changes only depending on the defocus amount δ. .

【0045】つまり被写体の絵柄によるジャストフォー
カス時における高周波成分に対する係数K2(p)、および
その平均的信号成分に対する係数K1(p)は、被写体が一
定である時にはそれぞれ特定の値となり、[K2(p)/K
1(p)]なる項目は当該被写体に対して一定の値をとるこ
とになる。従って上述した除算結果は、主としてデフォ
ーカス量δにのみ依存して変化することになり、前述し
た如く被写体像から求められる高周波成分SB を正規化
してなる情報を示すことになる。
That is, the coefficient K2 (p) for the high-frequency component and the coefficient K1 (p) for the average signal component at the time of just-focusing on the picture of the subject have specific values when the subject is constant, and [K2 ( p) / K
1 (p)] takes a certain value for the subject. Therefore, the above-described division result changes mainly depending only on the defocus amount δ, and indicates information obtained by normalizing the high-frequency component SB obtained from the subject image as described above.

【0046】この結果、前記除算器13にて高周波成分
SB を平均的信号成分SA にて除算することにより正規
化された高周波成分[SB/SA ]をA/D変換器9を
介してディジタル変換し、撮像光学系に対する合焦調節
の為のコントラスト情報としてシステムコントローラ6
のメモリ6aに与えれば、これによって電源周波数に依
存する被写体照明光のゆらぎの影響を受けることなし
に、常に安定に合焦調節を行うことが可能となる。
As a result, the high frequency component [SB / SA] normalized by dividing the high frequency component SB by the average signal component SA in the divider 13 is converted into a digital signal through the A / D converter 9. The system controller 6 generates contrast information for adjusting the focus of the imaging optical system.
The memory 6a can always perform the focusing adjustment stably without being affected by the fluctuation of the subject illumination light depending on the power supply frequency.

【0047】ところで上述した図1に示す実施の形態で
は、被写体像信号、およびこの被写体像信号の高周波成
分毎にそれぞれ積分し、その積分値間での除算演算を行
う為にアナログ系の積分器8,12と除算器13とを用
いた。これ故、一般的にそのハードウェア構成が複雑化
することが否めず、またアナログ系での演算処理精度を
確保する上で幾つかの問題がある。従って上述した演算
処理をディジタル的に行い、その演算処理精度等を簡易
にして十分高めるようにすることが望ましい。
In the embodiment shown in FIG. 1 described above, an analog integrator is used to integrate the subject image signal and each high frequency component of the subject image signal and perform a division operation between the integrated values. 8, 12 and a divider 13 were used. Therefore, in general, it is unavoidable that the hardware configuration is complicated, and there are some problems in securing the accuracy of arithmetic processing in an analog system. Therefore, it is desirable that the above-described arithmetic processing be performed digitally, and that the arithmetic processing accuracy and the like be simplified and sufficiently increased.

【0048】図2はこのような観点に立脚してなされた
本発明に係る合焦調節装置の第2の実施の形態を示す要
部概略構成図であり、基本的には先の実施の形態と同一
部分には同一符号を付して示してある。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of a second embodiment of the focus adjusting apparatus according to the present invention based on such a viewpoint, and is basically the same as the previous embodiment. The same parts as those shown in FIG.

【0049】この実施の形態の装置が特徴とするところ
は、フィルタ回路4からエリアゲート5を介して抽出さ
れる所定の画像領域における被写体の高周波成分と、他
方のエリアゲート11を介して抽出される所定の画像領
域における被写体像信号とを2つの独立したA/D変換
器9a,9bを用いてそれぞれディジタル変換する。そ
してこれらのディジタル変換された上記各信号成分を前
記システムコントローラ6のメモリ6aにそれぞれ格納
し、当該システムコントローラ6に設けられた演算プロ
セッサ6bを用いて上記各信号成分に対する積分処理
と、それらの積分結果に対する前述した除算処理(正規
化処理)とを実行させるようにしたものである。
A feature of the apparatus of this embodiment is that a high-frequency component of a subject in a predetermined image area extracted from the filter circuit 4 through the area gate 5 and a signal extracted through the other area gate 11 are extracted. A subject image signal in a predetermined image area is digitally converted using two independent A / D converters 9a and 9b. These digitally converted signal components are stored in the memory 6a of the system controller 6, respectively, and are integrated using the arithmetic processor 6b provided in the system controller 6 to integrate the signal components and integrate them. The above-described division processing (normalization processing) is performed on the result.

【0050】このように構成された実施の形態の装置に
よれば、被写体像信号およびその高周波成分をそれぞれ
リアルタイムにA/D変換し、システムコントローラ6
のメモリ6aに収集した上で、前記演算プロセッサ6b
を用いて全ディジタル的にコントラスト情報を求める為
の信号処理を実行することができるので、前述した第1
の実施の形態に見られるようにアナログ演算処理を行う
場合に比較して、アナログ演算素子のばらつきに起因す
る誤差要素の入り込みが大幅に少なくなり、高精度にそ
のコントラスト情報を求めて合焦調節の制御に供するこ
とが可能となる。またアナログ信号処理回路を構築する
ことに比較してそのハードウェア構成の大幅な簡略化を
図ることが可能となるので、実用的利点が多大である。
According to the apparatus of the embodiment configured as described above, the subject image signal and its high-frequency component are A / D-converted in real time, and the system controller 6
Of the arithmetic processor 6b
Can be used to execute signal processing for obtaining contrast information in an all-digital manner.
As compared with the case where the analog arithmetic processing is performed as shown in the embodiment, the entry of the error element due to the variation of the analog arithmetic element is greatly reduced, and the focus adjustment is performed by obtaining the contrast information with high accuracy. Can be provided. In addition, since the hardware configuration can be greatly simplified as compared with the case where an analog signal processing circuit is constructed, practical advantages are great.

【0051】ところで上述した各実施の形態では、撮像
素子2により撮像される被写体像の、例えば画面中央部
を合焦調節の対象範囲として定め、エリアゲート5,1
1をそれぞれゲーティング制御して上記各領域における
被写体像の高周波成分SB およびその平均的信号成分S
A を求めるようにした。然し乍ら、被写体像の平均的信
号成分SA を求める為の領域としては、必ずしも上記合
焦調節の対象領域として定める必要はない。例えば被写
体像の画面全体からその被写体像の平均的信号成分SA
を求めるようにしても良い。
In each of the above-described embodiments, for example, the center of the screen of the subject image picked up by the image pickup device 2 is determined as the focus adjustment target range, and the area gates 5 and 1 are set.
1 and the high-frequency component SB of the subject image and the average signal component S
I asked for A. However, the area for obtaining the average signal component SA of the subject image does not necessarily need to be determined as the focus adjustment target area. For example, the average signal component SA of the subject image from the entire screen of the subject image
May be requested.

【0052】また図4に示すように被写体画面X中の中
央部分を合焦調節の対象領域Yとして定めたとき、撮像
素子2からこの対象領域Yの画像信号の読出しに先立っ
て読み出されるところの、上記対象領域Yに密接に関連
した上部領域Z(図4から明らかなように対象領域Yに
隣接する部分)の画像信号からその平均的信号成分SA
を求めるようにしても良い。
As shown in FIG. 4, when the central portion in the subject screen X is determined as the focus adjustment target area Y, the image signal of the target area Y is read from the image pickup device 2 prior to reading the image signal. , An upper region Z closely related to the target region Y (as apparent from FIG.
The average signal component SA from the image signal of the adjacent portion)
May be requested.

【0053】このことは次のようにして示すことができ
る。即ち、第(1)〜(3)式を用いてフリッカの影響
を除去し得る作用について説明したが、被写体像信号の
抽出領域を若干異ならせることは、被写体の絵柄Pに若
干の違いが生じることを意味する。従ってエリアゲート
5,11により抽出される画面領域が異なることから、
前述した第(1),(2)式をそれぞれ SA =K1(p1)・Fn …(1)′ SB =K2(p2)・Fn ・D(P,δ) …(2)′ として考えるようにすれば良い。但し、P1は平均的信
号成分SA を求める領域部分での絵柄を示し、P2は高
周波成分SB を求める領域部分での絵柄を示している。
This can be shown as follows. That is, although the effect of removing the influence of flicker has been described using equations (1) to (3), making the extraction area of the subject image signal slightly different causes a slight difference in the picture P of the subject. Means that. Therefore, since the screen areas extracted by the area gates 5 and 11 are different,
Equations (1) and (2) described above can be considered as SA = K1 (p1) .Fn... (1) 'SB = K2 (p2) .Fn.D (P, δ)... (2)' Just do it. Here, P1 indicates a pattern in the area where the average signal component SA is determined, and P2 indicates a pattern in the area where the high frequency component SB is determined.

【0054】しかしてこの場合には、前述した第(3)
式は
In this case, however, the aforementioned (3)
ceremony

【0055】[0055]

【数2】 (Equation 2)

【0056】となり、合焦動作期間には被写体の変化が
ないと云う前述した仮定の下では、やはりこの場合でも
フリッカの影響を受けることがなくデフォーカス量δの
みに依存すると云う結論に至る。
Under the above-mentioned assumption that there is no change in the subject during the focusing operation period, it is concluded that, in this case as well, there is no influence of flicker but only the defocus amount δ.

【0057】以上をまとめると一般的に撮像素子2にて
撮像される被写体像には、撮像目的とする主要被写体の
みならず、その他の背景的な画像成分も種々含まれるこ
とから、前述したように合焦調節の対象範囲として定め
た領域からその平均的信号成分SA と高周波成分SB と
をそれぞれ求めることがより好ましい。しかし上記合焦
調節の対象領域に関連する他の領域から平均的信号成分
SA を求めるようにすることも可能である。
In summary, the subject image picked up by the image pickup device 2 generally includes not only the main subject to be picked up but also various other background image components. It is more preferable that the average signal component SA and the high-frequency component SB are respectively obtained from a region defined as the focus adjustment target range. However, it is also possible to determine the average signal component SA from another area related to the focus adjustment target area.

【0058】図3はこのような観点に立脚したときに、
特にA/D変換器の性質を利用して回路構成の簡略化を
図った第3の実施の形態を示す図である。尚、信号抽出
の領域としては既に説明したように図4に示すように設
定されているものとする。
FIG. 3 is based on this viewpoint.
FIG. 11 is a diagram showing a third embodiment in which the circuit configuration is particularly simplified by utilizing the properties of the A / D converter. It is assumed that the signal extraction area is set as shown in FIG. 4 as described above.

【0059】即ち、この図3に示す実施の形態の装置で
は、エリアゲート5,11をそれぞれ独立にゲーティン
グ制御し、エリアゲート5を介して上記対象領域Yにつ
いての被写体像の高周波成分を抽出するようにしてい
る。そして他方のエリアゲート11では上記エリアゲー
ト5による信号抽出タイミングに先立って、対象領域Y
の画像信号の撮像素子2からの読出し以前にその信号読
出しがなされる上記領域Zの画像信号を抽出し、積分処
理によって前記合焦対象領域Yの画像信号が読み出され
る前に、その被写体像の平均的信号成分SA を求めるも
のとなっている。
That is, in the apparatus according to the embodiment shown in FIG. 3, the area gates 5 and 11 are independently gated and the high frequency component of the subject image for the target area Y is extracted via the area gate 5. I am trying to do it. In the other area gate 11, prior to the signal extraction timing by the area gate 5, the target area Y
Before the image signal from the image sensor 2 is read out, the image signal of the area Z from which the signal is read out is extracted, and before the image signal of the focusing target area Y is read out by the integration processing, the image signal of the subject image is read out. The average signal component SA is determined.

【0060】そしてこの積分器12にて求められる平均
的信号成分SA をA/D変換器14に対するディジタル
化基準信号Vref.として直接的に与え、その後、前記エ
リアゲート5を介して抽出される被写体像の高周波成分
を上記ディジタル化基準信号Vref.を用いてディジタル
変換する。そしてこのディジタル変換された高周波成分
を逐次システムコントローラ6のメモリ6aに格納し、
前述した対象領域Yに亘って積分するように構成されて
いる。
The average signal component SA obtained by the integrator 12 is directly given as a digitized reference signal Vref. To the A / D converter 14, and thereafter, the subject extracted via the area gate 5 The high frequency component of the image is digitally converted using the digitized reference signal Vref. Then, the digitally converted high frequency components are sequentially stored in the memory 6a of the system controller 6,
The integration is performed over the target area Y described above.

【0061】ところでA/D変換は、基本的には入力ア
ナログ信号を所定のディジタル化基準信号Vref.を用い
て量子化することによりなされ、通常は予め定められた
一定のディジタル化基準信号Vref.を与えた状態で入力
アナログ信号のディジタル化処理が行われる。
The A / D conversion is basically performed by quantizing an input analog signal using a predetermined digitized reference signal Vref. Usually, a predetermined constant digitized reference signal Vref. , The input analog signal is digitized.

【0062】ここで比較の為に前述した図2に示すディ
ジタル化信号処理を振り返って考察してみると、エリア
ゲート5を介して抽出される被写体像の高周波成分を変
換するA/D変換器9aは、その高周波成分(アナログ
値SBA)をディジタル化基準信号Vref.にて量子化し、
[SBA/Vref.]としてそのディジタル値SBDを求めて
いる。またA/D変換器9bは、上記被写体像信号(ア
ナログ値SAA)をディジタル化基準信号Vref.にて量子
化し、[SAA/Vref.]としてそのディジタル値SADを
求めている。
Here, for the sake of comparison, the digital signal processing shown in FIG. 2 described above will be considered. An A / D converter for converting the high-frequency component of the subject image extracted through the area gate 5 will be described. 9a quantizes the high frequency component (analog value SBA) with the digitized reference signal Vref.
The digital value SBD is obtained as [SBA / Vref.]. The A / D converter 9b quantizes the subject image signal (analog value SAA) with the digitized reference signal Vref. And obtains the digital value SAD as [SAA / Vref.].

【0063】しかして積分処理によって求められる被写
体像の平均的信号成分SA は[=ΣSAD]で示され、ま
たその高周波成分SB は[=ΣSBD]で示されることか
ら、その正規化処理は
Since the average signal component SA of the subject image obtained by the integration process is represented by [= ΣSAD] and its high-frequency component SB is represented by [= ΣSBD], the normalization process is carried out.

【0064】[0064]

【数3】 (Equation 3)

【0065】としてなされることを意味する。This means that it is performed as

【0066】一方、この第3の実施の形態ではディジタ
ル化基準信号Vref.として上記平均的信号成分SA (ア
ナログ量)を与えているので、図3に示したA/D変換
器14は[SBA/SA ]として、その出力値SD を求め
ていることになる。従ってその積分値Sをシステムコン
トローラ6にてディジタル演算にて求めれば、
On the other hand, in the third embodiment, since the average signal component SA (analog amount) is given as the digitized reference signal Vref., The A / D converter 14 shown in FIG. / SA], the output value SD is obtained. Therefore, if the integrated value S is obtained by digital operation in the system controller 6,

【0067】[0067]

【数4】 (Equation 4)

【0068】なる意味を持つことになる。この結果、A
/D変換器の特性を利用して前述した高周波成分の正規
化を行うことが可能となり、簡易に、且つ効率的に被写
体像のコントラスト情報を求めることが可能となる。
This has the following meaning. As a result, A
The normalization of the high-frequency component described above can be performed using the characteristics of the / D converter, and the contrast information of the subject image can be obtained easily and efficiently.

【0069】即ち、このようにしてコントラスト情報の
算出処理を行うようにすれば、1つのA/D変換器14
を有効に用いて信号処理することができ、且つその信号
処理演算量も大幅に少なくなるので、簡易にして効率的
にその信号処理の高速化を図り、またその信号処理負担
も大幅に軽減することが可能となる。またその信号処理
精度も十分高くすることが可能となる。
That is, if the calculation processing of the contrast information is performed in this manner, one A / D converter 14
Can be used effectively to perform signal processing, and the amount of signal processing operation is greatly reduced. Therefore, the signal processing can be simplified and efficiently speeded up, and the signal processing load is greatly reduced. It becomes possible. Also, the signal processing accuracy can be made sufficiently high.

【0070】尚、この例では合焦対象領域Yよりも先行
して被写体像信号の読出しがなされる領域として上記合
焦対象領域Yの上部に平均的信号成分SA を求める為の
領域Zを設定したが、撮像素子2からの信号読出しを、
その画面の下側から逆向きに行うことが可能なシステム
にあっては、図4中一点鎖線領域として示すように合焦
対象領域Yの下部に平均的信号成分SA を求める為の領
域を定めるようにすれば良い。
In this example, a region Z for obtaining the average signal component SA is set above the focusing target region Y as a region from which the subject image signal is read out before the focusing target region Y. However, signal reading from the image sensor 2 is
In a system capable of performing the operation in the reverse direction from the lower side of the screen, an area for obtaining the average signal component SA is defined below the focus target area Y as shown by a dashed line area in FIG. What should I do?

【0071】このようにすれば、一般的な被写体画像に
あっては画面中央部の合焦対象領域Yに関連の強い画像
領域が画面下部に多いことから、画面上方部に平均的信
号成分SA を求める為の領域Zを設定する場合よりも不
確定要素が低減されるので、より精度の高い信号処理を
行うことが可能となる。
In this manner, in a general subject image, since there are many image areas that are strongly related to the focusing target area Y at the center of the screen at the bottom of the screen, the average signal component SA is located at the top of the screen. Since the uncertain factors are reduced as compared with the case where the area Z for obtaining the value is set, more accurate signal processing can be performed.

【0072】以上、本発明に係る合焦調節装置の幾つか
の実施の形態について説明したように、本発明では被写
体像の高周波成分をその平均的信号成分にて正規化し、
これをコントラスト情報として合焦調節に供するものと
なっている。
As described above, according to some embodiments of the focus adjustment apparatus according to the present invention, the present invention normalizes the high frequency component of the subject image by its average signal component,
This is used for focusing adjustment as contrast information.

【0073】このようにして正規化された被写体像の高
周波成分によれば、仮に被写体照明光が交流電源周波数
の影響を受けてゆらぎを生じており、この照明光のゆら
ぎの周波数(周期)と撮像素子2における被写体像の撮
像周期との間にずれがある場合であっても、上記照明光
のゆらぎの影響を受けることのないコントラスト情報を
効果的に求めることができる。しかも前述した実施の形
態にて示すように比較的簡単な処理により、また簡単な
ハードウェア構成のシステムにより高速にコントラスト
情報を求めて合焦調節を行うことができる。この結果、
撮像素子を用いて被写体像を電子的に撮像する種々の電
子カメラに適用して、その撮像光学系の合焦調節を効果
的に行わせることができる等の実用上多大なる効果が奏
せられる。
According to the high-frequency components of the subject image normalized in this way, the subject illumination light is assumed to be affected by the AC power supply frequency, causing a fluctuation. The frequency (period) of the fluctuation of the illumination light Even if there is a deviation from the imaging cycle of the subject image in the imaging device 2, contrast information that is not affected by the fluctuation of the illumination light can be effectively obtained. In addition, as described in the above-described embodiment, focusing adjustment can be performed by obtaining contrast information at a high speed by a relatively simple process and by a system having a simple hardware configuration. As a result,
The present invention can be applied to various electronic cameras that electronically image a subject image using an image sensor, and has a great effect in practical use, such as being able to effectively perform focusing adjustment of the imaging optical system. .

【0074】尚、本発明は上述した実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば撮像画面のどの領域を合焦調
節の対象領域とするか、またその領域の大きさをどの程
度に設定するか等は、電子カメラにおける合焦仕様に応
じて定めれば良いものである。また被写体像信号の高周
波成分をどの程度の周波数帯域の信号として抽出するか
等についても、その仕様に応じて定めれば良いものであ
る。また実施の形態では高周波成分を積分してコントラ
スト情報を求めたが、高周波成分に対するピーク検出等
によりコントラスト情報を求めることも勿論可能であ
る。また合焦調節の為の処理対象とする被写体像信号と
しては、前処理回路3を介して求められる色分離信号で
あっても良く、或いは撮像素子2から読み出された被写
体像信号そのものであっても良い。更にはγ補正が施さ
れた撮像信号等であっても良いことは云うまでもない。
その他、撮像光学系レンズとしては単焦点レンズに限ら
ず、所謂ズームレンズであっても良いことは勿論のこと
であり、要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, which region of the imaging screen is to be the focus adjustment target region, how large the size of the region is to be set, and the like may be determined according to the focusing specification of the electronic camera. In addition, how much frequency band of the high frequency component of the subject image signal is extracted as a signal may be determined according to the specifications. Further, in the embodiment, the contrast information is obtained by integrating the high frequency component. However, it is of course possible to obtain the contrast information by detecting a peak for the high frequency component. The subject image signal to be processed for the focus adjustment may be a color separation signal obtained through the pre-processing circuit 3, or may be the subject image signal itself read from the image sensor 2. May be. Further, it is needless to say that an imaging signal or the like subjected to γ correction may be used.
In addition, the imaging optical system lens is not limited to a single focus lens, but may be a so-called zoom lens. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention. it can.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
写体像中の予め特定された領域の信号成分から求められ
る被写体像信号の高周波成分を、この高周波成分が求め
られる領域に隣接する部分を含む所定領域の信号成分か
ら求められる被写体像信号の平均的信号成分にて正規化
して合焦調節の為のコントラスト情報として用いるの
で、被写体照明光のゆらぎに起因するフリッカの問題を
生じることなしに効果的に合焦調節を行うことが可能と
なる。
As described above, according to the present invention, a high frequency component of a subject image signal obtained from a signal component of a predetermined region in a subject image is converted into a portion adjacent to the region where the high frequency component is obtained. Is normalized by the average signal component of the subject image signal obtained from the signal component of the predetermined area including the image signal, and is used as contrast information for focus adjustment, so that there is no problem of flicker caused by fluctuation of the subject illumination light. Focus adjustment can be performed effectively.

【0076】よって、情報取得のための領域設定の自由
度が増し、例えば、従来ではフォーカシングのための最
適領域設定と測光のための最適領域設定とは必ずしも一
致しないという事情から、一般にはデータを兼用し得な
かったような場合においても、正規化のための情報たる
平均的信号成分を測光回路のデータに兼用することが容
易になり、回路規模の縮小や制御演算の簡単化が図られ
るといった効果が得られる。
Therefore, the degree of freedom in setting an area for acquiring information is increased. For example, in general, data is generally not stored because the optimum area setting for focusing does not always match the optimum area setting for photometry. Even in the case where the data cannot be shared, it is easy to use the average signal component, which is information for normalization, as the data of the photometry circuit, thereby reducing the circuit scale and simplifying the control calculation. The effect is obtained.

【0077】このように本発明によれば、簡易なハード
ウェア構成で、簡易な処理により高速に、しかも高精度
に合焦調節を行わせることを可能とする等の実用上多大
なる効果が奏せられる。
As described above, according to the present invention, a great deal of practical effects can be achieved, such as making it possible to perform focusing adjustment with high speed and high accuracy by simple processing with a simple hardware configuration. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る合焦調節装置
の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a focus adjustment device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第2の実施の形態に係る合焦調節装置の概略構
成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a focus adjustment device according to a second embodiment.

【図3】第3の実施の形態に係る合焦調節装置の概略構
成図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a focus adjustment device according to a third embodiment.

【図4】第3の実施の形態における合焦調節対象領域と
平均的信号成分検出領域との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a focus adjustment target area and an average signal component detection area according to a third embodiment.

【図5】従来提唱されている合焦調節装置の概略構成
図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventionally proposed focusing adjustment device.

【図6】被写体像のコントラスト情報に従う合焦調節の
形態を模式的に示す図。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a form of focus adjustment according to contrast information of a subject image.

【図7】山登り法による合焦調節の制御手順の例を示す
図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a control procedure of focusing adjustment by a hill-climbing method.

【図8】被写体照明光のゆらぎに起因する被写体像信号
のフリッカとこれによる問題点を説明する為の模式的な
信号図。
FIG. 8 is a schematic signal diagram for explaining flicker of a subject image signal caused by fluctuation of subject illumination light and a problem caused by the flicker.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…撮像光学系レンズ 2…撮像素子 3…前処理回路 4…フィルタ回路(被写体像信号の高周波成分抽出手
段) 5…エリアゲート 6…システムコントローラ 6a…メモリ 6b…演算プロセッサ 7…検波器 8…積分器 9,9a,9b…A/D変換器 10…フォーカシング回路 11…エリアゲート 12…積分器 13…除算器 14…A/D変換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging optical system lens 2 ... Image sensor 3 ... Preprocessing circuit 4 ... Filter circuit (high frequency component extraction means of a subject image signal) 5 ... Area gate 6 ... System controller 6a ... Memory 6b ... Arithmetic processor 7 ... Detector 8 ... Integrator 9, 9a, 9b A / D converter 10 Focusing circuit 11 Area gate 12 Integrator 13 Divider 14 A / D converter

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 撮像光学系を介して撮像素子上に結像さ
れる被写体像の鮮鋭度を検出して、当該鮮鋭度が高くな
るように前記撮像光学系を被写体に対して合焦調節する
合焦調節装置において、 前記撮像素子にて撮像される被写体橡信号の高周波成分
を検出する第1の検出手段と、 前記撮像素子にて撮像される被写体像信号の平均的信号
成分を検出する第2の検出手段と、 前記第1の検出手段における被写体像信号の高周波成分
の検出領域として第1の領域を特定する第1のゲート手
段と、前記第2の検出手段における被写体像信号の平均的信号
成分の検出領域として前記第1の領域とは同一でなく且
つ前記第1の領域に関連する第2の領域を特定する第2
のゲート手段と、 前記第1の検出手段にて検出された前記第1の領域に関
する高周波成分を前記第2の検出手段にて検出された前
記第2の領域に関する平均的信号成分にて正規化して前
記合焦調節の為の鮮鋭度を示す信号を生成する手段と、
を具備し、 前記第2の領域は前記第1の領域に隣接する部分を含む
ように設定されていることを特徴とする合焦調節装置。
1. A sharpness of a subject image formed on an image sensor via an imaging optical system is detected, and focus adjustment of the imaging optical system with respect to the subject is performed so that the sharpness is increased. In the focusing control device, a first detection unit that detects a high-frequency component of a subject rubber signal captured by the imaging device; and a second detection unit that detects an average signal component of a subject image signal captured by the imaging device. (2) detection means, first gate means for specifying a first area as a detection area of a high-frequency component of the subject image signal in the first detection means, and average of the subject image signal in the second detection means. signal
The component detection area is not the same as the first area, and
A second area for identifying a second area associated with the first area;
And normalizing a high-frequency component of the first area detected by the first detecting means with an average signal component of the second area detected by the second detecting means. Means for generating a signal indicating sharpness for the focus adjustment,
Wherein the second region is set so as to include a portion adjacent to the first region.
【請求項2】 前記正規化をディジタル演算で行なうこ
とを特徴とする請求項1に記載の合焦調節装置。
2. The focus adjusting device according to claim 1, wherein the normalization is performed by digital operation.
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