JP3301883B2 - オートフォーカスビデオカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像映像信号を用いて
自動的に焦点整合を行うオートフォーカス装置を有する
ビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラのオートフォーカス装置に
おいて、撮像素子から得られた撮像映像信号を焦点制御
状態の評価に用いる方法は、本質的にパララックスが存
在せず、また被写界深度が浅い場合や遠方の被写体に対
しても精度良く焦点を合わせられる等優れた点が多い。
しかも、オートフォーカス用の特別なセンサーも不要で
機構的にも極めて簡単である。

【０００３】ところで、通常のビデオカメラでは、オー
トフォーカス機能に加えて撮像素子への入射光量を適当
な量に調整して著しく暗い画面や明るい画面の映出を防
止するオートアイリス機能や、光源の色温度に応じてＲ
（赤）及びＢ（青）信号のゲインを調節する白バランス
調整機能が配備され、これらの両機能についてもオート
フォーカス機能と同様に撮像映像信号を評価する方法が
賞用されている。

【０００４】図１はこれらの３機能を有するビデオカメ
ラの要部ブロック図である。この従来技術について説明
する。撮影レンズ１を通過した入射光は、光学絞り機構
２を経て固体撮像素子（ＣＣＤ）３上に結像し、光電変
換されて撮像信号としてＡＧＣ回路４に入力され、この
ＡＧＣ回路４の出力は、映像信号処理回路５に入力され
る。

【０００５】映像信号処理回路５は、図２に示すように
撮像信号をＲ、Ｇ、Ｂの３原色信号に加工する色分離回
路５ａと、色分離回路５ａからのＲ信号をＲゲイン補正
信号により設定される利得により増幅するＲ増幅器５ｂ
と、同様にＢ信号をＢゲイン補正信号により設定される
利得により増幅するＢ増幅器５ｃと、Ｇ信号及び、Ｒ及
びＢ増幅器５ｂ、５ｃを経たＲ及びＢ信号を入力として
輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを作成するカメ
ラプロセス＆マトリックス回路５ｄから構成される。

【０００６】ここで、ＣＣＤ３からの撮像信号は通常そ
のレベルが輝度に比例する信号であり、撮像信号はロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）１２に入力されてオートアイリ
ス用の露出状態の評価に用いられる。

【０００７】また、撮像信号は、高周波成分を取り出す
カットオフ周波数が２００ＫＨｚのＢＰＦ１０と、カッ
トオフ周波数がＢＰＦ１０より高い６００ＫＨｚに設定
されたＢＰＦ１１に入力され、これらの両ＢＰＦ出力が
オートフォーカス用の合焦状態の評価に用いられる。

【０００８】また、映像信号処理回路５から出力される
色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙは夫々ＬＰＦ８、９に入力さ
れて、そのレベルが検出される。

【０００９】ＬＰＦ８、９、１２、ＢＰＦ１０、１１の
５個の出力は夫々スイッチ１３の固定接点１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅに入力され、このスイッチ
１３は後述のマイクロコンピュータ（マイコン）７から
の切換制御信号により、所定のルールに沿って切り換え
動作が実行される。

【００１０】スイッチ１３出力はＡ／Ｄ変換器１４にて
ディジタル値に変換され、ディジタル積分器１５にて１
フィールド期間の総和、即ちディジタル積分されて、各
評価値としてマイコン７に入力される。

【００１１】ここで、スイッチ１３が固定接点１３ａに
切り換わり、ＬＰＦ８出力が選択されていると、１フィ
ールド期間の積算の完了後に、ディジタル積分器１５か
らは色差信号Ｒ−Ｙの１フィールド分のディジタル積分
値がＲ−Ｙ色評価値として、同様にスイッチ１３が固定
接点１３ｂに切り換わり、ＬＰＦ９出力が選択されてい
ると、ディジタル積分器１５からは色差信号Ｂ−Ｙの１
フィールド分のディジタル積分値がＢ−Ｙ色評価値とし
て出力される。

【００１２】更に、スイッチ１３が固定接点１３ｃに切
り換わり、ＢＰＦ１０出力が選択されていると、ディジ
タル積分器１５からは撮像信号の２００ＫＨｚ以上の高
周波成分の１フィールド期間のディジタル積分値が第１
焦点評価値として、同様にスイッチ１３が固定接点１３
ｄに切り換わり、ＢＰＦ１１出力が選択されていると、
ディジタル積分器１５からは撮像信号の６００ＫＨｚ以
上の高周波成分の１フィールド期間のディジタル積分値
が第２焦点評価値として出力される。

【００１３】また、スイッチ１３が固定接点１３ｅに切
り換わり、ＬＰＦ１２出力が選択されていると、ディジ
タル積分器１５からは撮像信号の１フィールド期間のデ
ィジタル積分値が露出評価値として出力される。

【００１４】尚、通常、スイッチ１３、Ａ／Ｄ変換器１
４、及びディジタル積分器１５は単一のスタンダードセ
ル１６にてＩＣ化されている。

【００１５】また、図１の１６はレンズ１を光軸方向に
進退させるフォーカスモータであり、マイコン７からの
速度及び方向を指示する指令を受けて駆動速度及び回転
方向が制御され、駆動速度の変化によりレンズの移動速
度が変化し、回転方向の変化によりレンズの移動方向が
変化する。また、モータ１６からマイコン７には現行の
レンズ位置を示す情報が入力される。この位置情報は、
フォーカスモータ１６の初期位置からの一方向への回転
量を基に算出される。即ち、レンズが初期位置から合焦
動作を開始した場合に、モータ１６が正方向に回転して
レンズが無限遠点方向に回転する場合には、初期位置に
該当する初期値にモータ１６の回転量を加算し、逆転し
てレンズが近点方向に回転する場合には、モータ１６の
回転量を減算される。

【００１６】上述のように、マイコン７は白バランス調
整動作、露出調整動作、及び合焦動作の独立した異なる
３種類の動作を時分割的に実行するが、それらの基にな
る各評価値はスイッチ１３からディジタル積分器１５ま
での一連の回路を時分割に使用することで算出してい
る。即ち、図３（ａ）のように、スイッチはＢＰＦ１０
→ＢＰＦ１１→ＬＰＦ８→ＢＰＦ１０→ＢＰＦ１１→Ｌ
ＰＦ９→ＢＰＦ１０→ＢＰＦ１１→ＬＰＦ３のように３
フィールド周期でＢＰＦ１０、ＢＰＦ１１が選択された
後に３種類のＬＰＦのいずれかが順次選択されることに
なる。言い換えると、山登り合焦動作の基になる第１焦
点評価値を作成するＢＰＦ１０は３フィールドに１回、
第１焦点評価値と共に相対比Ｒを算出するＢＰＦ１１も
ＢＰＦ１０に続いて３フィールドに１回、Ｒ−Ｙ色差信
号の白バランス調整用のＬＰＦ８は９フィールドに１
回、Ｂ−Ｙ色差信号の白バランス調整用のＬＰＦ９も９
フィールドに１回、更に露出調整用のＬＰＦ１２も９フ
ィールドに１回選択されることになる。

【００１７】また、スイッチ１３での１フィールド期間
での選択により、各フィルタ出力はこの１フィールド期
間にわたってディジタル積分されて評価値に加工され、
実際にマイコン７に読み込まれて各処理が実行されるの
は、次フィールドとなる。即ち、図３（ｂ）に示すよう
に、あるフィールド（ｎを整数として、ｎフィールド目
とする）でＢＰＦ１０が選択されていると、第１焦点評
価値のマイコン７での読み込みはｎ＋１フィ−ルド目と
なり、ｎ＋１フィールド目でのＢＰＦ１１の選択による
第２焦点評価値の読み込み及び山登り合焦動作はｎ＋２
フィールド目で実行され、ｎ＋２フィールド目でＬＰＦ
８の選択によるＲ−Ｙ色評価値の読み込みはｎ＋３フィ
ールド目で実行され、ｎ＋３フィールド目でのＢＰＦ１
０が選択により得られる第１焦点評価値のマイコン７で
の読み込みはｎ＋４フィ−ルド目となり、ｎ＋４フィー
ルド目でのＢＰＦ１１の選択による第２焦点評価値の読
み込み及び山登り合焦動作はｎ＋５フィールド目で実行
され、ｎ＋５フィールド目でＬＰＦ９の選択によるＢ−
Ｙ色評価値の読み込み及び最新のＲ−Ｙ色評価値と同時
にＲ及びＢ利得調整信号の作成動作である白バランス調
整動作はｎ＋６フィールド目で実行され、ｎ＋６フィー
ルド目でのＢＰＦ１０の選択により得られる第１焦点評
価値の読み込みはｎ＋７フィ−ルド目となり、ｎ＋７フ
ィールド目でのＢＰＦ１１の選択による第２焦点評価値
の読み込み及び山登り合焦動作はｎ＋８フィールド目で
実行され、ｎ＋８フィールド目でＬＰＦ１２の選択によ
る露出評価値の読み込み及びこれに基づく露出調整動作
はｎ＋９フィールド目に実行され、以降この切換及び読
み込み動作が繰り返される。

【００１８】次にマイコン７での処理を更に詳述する
と、マイコン７は１フィールド毎に図４のカメラ処理ル
ーチンを実行する。このカメラ処理ルーチンは合焦動作
のためのＡＦ処理と、露出調整動作のためのＡＥ処理
と、白バランス調整動作のためのＡＷＢ処理を択一的に
実行するもので、具体的には、まずステップＳ１にてス
イッチ１３の切り換えを前述のルールに従って１フィー
ルド毎に実行し、ステップＳ２にて１フィールド前にス
イッチ１３にて選択されていたフィルタ出力のディジタ
ル積分値を評価値としてディジタル積分器１５から読み
出し、スイッチ１３がＢＰＦ１０またはＢＰＦ１１を選
択したフィールドの次のフィールドであれば、ステップ
Ｓ３にてこのフィールドをＡＦ処理のフィールドと認識
して、ステップＳ４のＡＦ処理ルーチンに移行する。

【００１９】また、スイッチ１３がＬＰＦ１２を選択し
たフィールドの次のフィールドであれば、ステップＳ４
を飛び越えてステップＳ５からステップＳ６のＡＥ処理
ルーチンに移行する。

【００２０】更に、スイッチ１３がＬＰＦ８またはＬＰ
Ｆ９を選択したフィールドの次のフィールドであれば、
ステップＳ６を飛び越えてステップＳ７からステップＳ
８のＡＷＢ処理ルーチンに移行する。

【００２１】ここで、更にステップＳ４のＡＦ処理ルー
チンについて説明する。ＡＦ処理ルーチンは、図５に示
すようなフローチャートで構成される。このフローチャ
ートを詳述すると、スイッチ１３がＢＰＦ１０を選択し
ていたフィールドの次のフィールドであるとステップＳ
１０に認識されると、ステップＳ１１にて入力された評
価値が第１焦点評価値Ｖ１であるとしてメモリＭ１に記
憶し、ＡＦ処理ルーチンを完了する。

【００２２】また、スイッチ１３がＢＰＦ１１を選択し
ていたフィールドの次のフィールドであるとステップＳ
１０にて認識されると、入力された評価値が第２焦点評
価値Ｖ２であるとして、ステップＳ１２に移行する。ス
テップＳ１２では山登り制御が完了してレンズが合焦位
置にて停止した時にのみセット状態となるＡＦ完了フラ
グのセット状態を確認するステップであり、合焦動作中
にはクリア状態であるため、ステップＳ１３に移行す
る。

【００２３】ここで、第１焦点評価値Ｖ１と第２焦点評
価値Ｖ２はＢＰＦ１０のカットオフ周波数がＢＰＦ１１
のカットオフ周波数よりも低く設定されているので、Ｂ
ＰＦ１０出力はＢＰＦ１１出力よりも比較的低い周波数
成分も含まれることになり、図７に図示するように、第
１焦点評価値Ｖ１は合焦位置にて最大値となりレンズ位
置の変化に対して緩やかな山型となり、一方、第２焦点
評価値Ｖ２は合焦位置にて最大値となりレンズ位置の変
化に対して急峻な山型となる。

【００２４】ＣＬフラグはレンズが合焦位置を行き過ぎ
たと認識された時点でクリア状態となるフラグであり、
通常の山登り合焦動作中はセット状態であるため、ステ
ップＳ１４に移行する。

【００２５】ステップＳ１４は、入力された第２焦点評
価値Ｖ２がこれまでの最大評価値ＭＡＸと比較され、最
新の評価値の方が大きいと判断された場合には、ステッ
プＳ１５にてレンズは山登り中であるとして最新の評価
値にて最大評価値ＭＡＸの値を更新される。更にステッ
プＳ１６にて最新の評価値が入力された時点の現行のレ
ンズ位置をレンズ位置メモリＭＬに記憶する。

【００２６】次いで、現在の移動方向に合焦位置が存在
するとして、ステップ１７にてレンズ移動方向を現状の
ままに維持させ、依然として山登り制御は継続されるべ
きであるとしてステップＳ１８にてＣＬフラグをセット
し、ステップＳ１９にてメモリＭ１に保管されている最
新の第１焦点評価値Ｖ１を読みだし、相対比Ｒ（＝Ｖ２
／Ｖ１）を算出する。

【００２７】次いで、相対比Ｒが第１閾値ＲＴＨを上回
るか否かの判断をステップＳ２０にて実行し、相対比Ｒ
が閾値ＲＴＨを上回る場合には、ステップＳ２１にて現
在のレンズ位置が合焦位置に接近してきているとしてレ
ンズ移動を低速とするためにフォーカスモータ１６を低
速駆動させ、逆に相対比Ｒが閾値ＲＴＨを下回る場合に
は、ステップＳ２２にて現在のレンズ位置が合焦位置か
らかなり離間しているとして、レンズ移動を高速とする
ためにフォーカスモータ１６を高速駆動させる。

【００２８】ここで、相対比Ｒによるレンズ移動速度の
制御について更に詳述すると、相対比Ｒなる状態量は、
焦点評価値と同様に被写体の合焦状態（ボケ度合い）を
表現できる関数値であり、比率で表現されているため一
種の正規化された状態量であり、被写体の置かれている
環境の影響をあまり受けにくい性質を有している。例え
ば、被写体の照度が変化した場合に、焦点評価値の絶対
値は変化するが、相対比としては大きな変化がない。通
常、上記の性質は被写体の種類を問わぬものである故
に、この相対比をボケ度合いのパラメータとして使用す
ることが可能になる。このボケ度合いと相対比Ｒの関係
を図示すると図８の単調減少特性曲線となり、更に第２
焦点評価値Ｖ２及び相対比Ｒとレンズ位置との関係を図
示すると図９の様になり、この図８から明らかなように
相対比Ｒは合焦位置を頂点として、近点及び∞点側に略
直線状に変化する特性が得られる。従って、第１閾値Ｒ
ＴＨと相対比Ｒを比較した結果、第１閾値ＲＴＨを上回
る時には焦点評価値の変化状態が急峻な合焦位置近傍で
あり、下回るときには、変化状態が緩やかな合焦位置か
ら離れた位置にレンズ位置があることになる。一方、レ
ンズ移動はできるだけ高速で行うほうが迅速な合焦動作
が可能になるが、レンズが合焦位置に接近している場合
には、余りに高速過ぎると合焦位置を行き過ぎる際の行
き過ぎ量が大きくなり、不安定な合焦動作が実行されて
しまう。

【００２９】そこで、この対策として、前述のように相
対比Ｒを第１閾値ＲＴＨと比較することでレンズが合焦
位置に接近しているか否かを判断して、合焦位置に接近
している場合にのみレンズの移動速度を低速にしてい
る。

【００３０】以上の一連の山登り合焦動作により、図６
の矢印Ｙ１のようにレンズは第２焦点評価値が大きくな
る方向に移動しながら徐々に合焦位置Ｐに接近すること
になる。

【００３１】一方、ステップＳ１４にて最新の焦点評価
値が最大評価値ＭＡＸを下回ると判断されるときには、
合焦位置を確実に行き過ぎたことを確認できる閾値幅ａ
以上に第２焦点評価値Ｖ２が落ち込んだか否かをステッ
プ２３にて判断し、閾値幅ａ内の僅かな落ち込みではノ
イズ等の影響による恐れもあるので山登り動作を継続
し、閾値幅ａ以上の落ち込みが確認できた場合に、Ｑ点
に達したとして、ステップ２４に移行してレンズ移動方
向を逆転するようにモータ１６の回転方向を逆転させ、
ステップＳ２５にてレンズを高速移動させ、ステップＳ
２６にて合焦位置を行き過ぎたことを示すためにフラグ
ＣＬをクリアし、レンズは図６の矢印Ｙ２方向に移行す
ることになる。

【００３２】従って、この以後のＡＦ処理では、ステッ
プＳ１３からステップＳ２７に移行して、現行のレンズ
位置とレンズ位置メモリＭＬに記憶されている最大評価
値をとるレンズ位置とを比較し、第２焦点評価値Ｖ２が
最大評価値ＭＡＸとなる位置までレンズが戻ってきたか
否かを判断し、復帰していないのであれば、矢印方向の
レンズ移動を継続し、復帰しているのであればステップ
Ｓ２８にてフォーカスモータ１６の駆動を停止させてレ
ンズ１を停止させ、ステップＳ２９にてＡＦ完了フラグ
をセットする。これによりレンズは合焦位置にて停止
し、合焦動作が完了したことになり、これ以後のＡＦ処
理では、ステップＳ１２から一連の山登り合焦動作が実
行されることはない。

【００３３】また、ＬＰＦ１２を選択して得られた評価
値を露出評価値が読み込まれた場合に実行されるＡＥ処
理では、この画面全体の輝度レベルを示す露出評価値が
最適露出状態を実現できる基準値に一致させるように絞
り補正信号を出力し、これに応じて、光学絞り機構２で
の絞り量を調整する。尚、入射光量が著しく多く絞り機
構２が全開状態になっても、まだ基準値に一致させられ
ない場合には、ＡＧＣ補正信号をＡＧＣ回路４に入力し
て撮像信号のレベルをＡＧＣ回路４にて電気的に調整す
る。

【００３４】また、ＡＷＢ処理ルーチンではＬＰＦ８を
選択することにより得られる評価値がマイコン７に取り
込まれてきた場合には、メモリにこの評価値をＲ−Ｙ評
価値として保管する作業のみを実行し、３フィールド後
にＬＰＦ９を選択することにより得られる評価値がマイ
コン７に取り込まれてきた場合には、この評価値をＢ−
Ｙ評価値として認識すると共にメモリから最新のＲ−Ｙ
評価値を読み出し、Ｒ−Ｙ評価値が予め設定された基準
値になるようにＲゲイン補正信号をＲ増幅器５ｂに出力
して、Ｒ信号のゲインを補正する。また、同時にＢ−Ｙ
評価値が予め設定された基準値になるようにＢゲイン補
正信号をＢ増幅器５ｃに出力して、Ｂ信号のゲインを補
正する。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】通常、白バランス調整
及び露出調整は比較的長い時間をかけて緩やかに調整し
ても特に問題はないが、合焦動作の場合、レンズが合焦
位置を大きく過ぎる等の問題を考慮して、焦点評価値の
算出から、それに基づく具体的な制御までを短時間に処
理しなければならない。即ち、前記従来技術では、３フ
ィールドに１回ずつ第１及び第２焦点評価値を得て、こ
れらを基に３フィールドに１回合焦動作を実行すること
になるため、第２焦点評価値が最大値となる合焦位置を
行き過ぎて落ち込み始めたことを認識できるのは、合焦
位置から３フィールド行き過ぎた位置となる。

【００３６】また、実際には、図１０に示すように、Ｃ
ＣＤ３にて蓄積された電荷を基に作成された撮像信号
は、次フィールドで所定のフィルタを介してディジタル
積分され、更に次のフィールドでマイコン７内に読み込
まれるため、マイコンに読み込まれた焦点評価値は１．
５フィールド前に撮影された画面を評価して得られたデ
ータとなる。従って、レンズが合焦位置に達して、その
後に評価値の落ち込みを検出して合焦位置を達していた
ことを認識できるまでには、実際の合焦位置での撮影か
ら、合計で４．５フィールドも要することになり、この
４．５フィールドの間にレンズは合焦位置を行き過ぎて
許容幅ａを大きく越えて合焦位置から離れる方向に移動
することになり、一旦合焦状態に達していたものが再び
大きくピンボケとなることになる。

【００３７】この様な問題点を解決するためのには、Ｂ
ＰＦ１０、１１用にＡ／Ｄ変換器及びディジタル積分器
１５を夫々用意し、更にＬＰＦ８、９、１２用にＡ／Ｄ
変換器及びディジタル積分器を１個用意する、即ちＡ／
Ｄ変換器及びディジタル積分器を３チャンネル分用意
し、毎フィールド焦点評価値を算出して１フィールド後
にマイコンに読み取れば、撮像から必然的に必要な１．
５フィールドの遅れを加味しても２．５フィールドの遅
れとなり、２フィールド間にレンズが行き過ぎる量を削
除することが可能になるが、このような対応では、Ａ／
Ｄ変換器及びディジタル積分器１５を有するスタンダ−
ドセルのゲート数が大幅に増加し、コストアップを免れ
得ない。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明は、レンズを経て
入射される入射光を撮像素子にて光電変換して得られる
撮像信号の第１の高周波成分を取り出す第１ＢＰＦと、
第１ＢＰＦよりもカットオフ周波数が高く、撮像信号の
第２の高周波成分を取り出す第２ＢＰＦと、撮像信号の
レベルを検出するＬＰＦと、第１ＢＰＦ、第２ＢＰＦ及
びＬＰＦの出力を択一的に選択するスイッチ手段と、ス
イッチ手段出力をディジタル積分し、スイッチ手段にて
第１ＢＰＦが選択されている場合に積分値を第１焦点評
価値として出力し、第２ＢＰＦが選択されている場合に
積分値を第２焦点評価値として出力し、ＬＰＦが選択さ
れている場合に積分値を露出評価値として出力する積分
手段と、第１焦点評価値または第２焦点評価値のいずれ
かの焦点評価値が最大値となるように撮像素子とレンズ
間の距離を制御するフォーカス制御手段と、第１焦点評
価値に対する第２焦点評価値の比を相対比として算出す
る相対比算出手段と、露出評価値が所定の基準値になる
ように露出を調整する露出制御手段とを備え、相対比が
閾値を上回るときにスイッチ手段を第１ＢＰＦあるいは
第２ＢＰＦの一方に固定することを特徴とする。

【００３９】更に別の手段として、レンズを経て入射さ
れる入射光を撮像素子にて光電変換して得られる撮像信
号の第１の高周波成分を取り出す第１ＢＰＦと、第１Ｂ
ＰＦよりもカットオフ周波数が高く、撮像信号の第２の
高周波成分を取り出す第２ＢＰＦと、撮像信号中の色差
信号Ｒ−Ｙのレベルを検出する第１ＬＰＦと、撮像信号
中の色差信号Ｂ−Ｙのレベルを検出する第２ＬＰＦと、
撮像信号中のＲ信号の利得を調整するＲ信号増幅器と、
撮像信号中のＢ信号の利得を調整するＢ信号増幅器と、
第１ＢＰＦ、第２ＢＰＦ、第１ＬＰＦ及び第２ＬＰＦの
出力を択一的に選択するスイッチ手段と、スイッチ手段
出力をディジタル積分し、スイッチ手段にて第１ＢＰＦ
が選択されている場合に積分値を第１焦点評価値として
出力し、第２ＢＰＦが選択されている場合に積分値を第
２焦点評価値として出力し、第１ＬＰＦが選択されてい
る場合に積分値をＲ−Ｙ色評価値として出力し、第２Ｌ
ＰＦが選択されている場合に積分値をＢ−Ｙ色評価値と
して出力する積分手段と、第１焦点評価値または第２焦
点評価値のいずれかの焦点評価値が最大値となるように
撮像素子とレンズ間の距離を制御するフォーカス制御手
段と、第１焦点評価値に対する第２焦点評価値の比を相
対比として算出する相対比算出手段と、Ｒ−Ｙ色評価値
及びＢ−Ｙ色評価値が所定の基準値になるようにＲ信号
増幅器の利得及びＢ信号増幅器の利得を決定する利得制
御手段を備え、相対比が閾値を上回るときにスイッチ手
段を第１ＢＰＦあるいは第２ＢＰＦの一方に固定するこ
とを特徴とする。

【００４０】

【作用】本発明は上述のように構成したので、相対比が
閾値を上回って合焦状態に近付いた後は、１フィールド
毎にフォーカス制御の基礎になる第１または第２焦点評
価値のいずれかが常時検出されることになり、レンズの
相対位置が合焦位置を行き過ぎた際の行き過ぎ量を最小
限に抑えることが可能になる。

【００４１】

【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例について
説明する。尚、全体のブロック図は従来技術で説明した
図１と同様であり、相違するのはマイコン７での動作の
みである。

【００４２】マイコン７では、相対比Ｒが第２閾値ＲＡ
を下回る間には、従来例と同様に白バランス調整動作、
露出調整動作、及び合焦動作を実行する。また、この
時、スイッチ１３での切換パターンは図３と同一とな
る。

【００４３】本実施例でのＡＦ処理では、図４の一連の
処理の後段に図１２のステップＳ３０のようにスイッチ
１３の切換及びマイコンでのＡＥ、ＡＷＢの処理に影響
を与えるフラグＢＳの状態制御ルーチンが付加されてい
る点が従来例と異なる。

【００４４】このフラグＢＳの状態制御ルーチンは、図
１３のようなフローチャートにより構成されている。即
ち、山登り合焦動作のための一連のステップの後に、ス
テップＳ３１にて山登り中であるか否かをフラグＣＬの
状態を基に判断し、フラグＣＬがセット状態にある場合
に、ステップＳ３２にてステップＳ１９にて算出された
相対比Ｒが第２閾値ＲＡを上回るか否かを判断し、Ｒ＜
ＲＡであればレンズは合焦位置からかなり離れた位置に
あり急にこの合焦位置を行き過ぎることはないと判断し
てステップＳ３３にてフラグＢＳをクリアし、逆にＲ≧
ＲＡを満足する場合には、レンズは合焦位置にかなり近
付いており、レンズは合焦位置を大きく行き過ぎる恐れ
があるとしてステップＳ３４にてフラグＢＳをセット状
態とする。

【００４５】また、ステップ３１にて山登り中ではない
と判断された場合には、もはや第２焦点評価値のみを１
フィールド毎に取り出して合焦動作を実行する必要はな
いとして、ステップＳ３５にてフラグＢＳをクリアす
る。

【００４６】一方、カメラ処理では、図１１に示すよう
に、図５のフローチャートにステップ８０乃至８５が追
加されている。ここで、ステップＳ８０、Ｓ８２、Ｓ８
４及び８５はいずれもフラグＢＳがセット状態にあるか
否かを判断するステップであり、言い換えると山登り中
で合焦位置にレンズが十分に接近しているかもしくは山
登り動作を既に終了しているか否かを判断するステップ
であり、フラグＢＳがセット状態にない、即ち合焦位置
からレンズがかなり離れているかあるいは合焦位置の検
出は既に完了した場合には、従来例と全く同様に図４の
順序に沿ってマイコン７はＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ
処理を順次実行する。

【００４７】一方、フラグＢＳがセット状態にあれば、
ステップＳ８１にてスイッチ１３が固定接点１３ｄに固
定され、これによりステップＳ２にてディジタル積分器
からマイコン７に入力される評価値は常にＢＰＦ１１出
力の積分値となる。

【００４８】次いで、ステップＳ８２から無条件にステ
ップＳ４に移行してＡＦ処理が実行され、次いで、ステ
ップＳ８４からステップＳ５及びステップＳ６を飛び越
えてＡＥ処理が実行されず、同様にステップＳ８５から
ステップＳ７及びステップＳ８を飛び越えてＡＷＢ処理
が実行されないことになる。こうしてフラグＢＳがセッ
ト状態を継続する間は、ＢＰＦ１１出力から１フィール
ド毎に得られる第２焦点評価値のみに基づいてキメ細か
い合焦動作が実行されて、合焦位置を大きく行き過ぎる
恐れが回避される。

【００４９】また、この間は露出調整動作及び白バラン
ス調整動作は禁止されるが、これらの２調整動作は合焦
走査に比べて高いレスポンスを要求されるものではない
ので、かなり合焦位置に接近しているレンズが合焦位置
を行き過ぎて閾値幅ａを越える程度の落ち込みが生じる
迄の時間、実行しなくとも大きな不都合はない。

【００５０】更に、上述のようにスイッチ１３が固定接
点１３ｄに固定されている間には、第２焦点評価値Ｖ２
のみが１フィールドごとに更新されて、相対比Ｒ算出に
必要な第１焦点評価値Ｖ１の更新は為されず、ステップ
Ｓ１９での相対比Ｒの算出に際しては、必ずしも正確な
値ではなくなるが、図７からも明らかなように第１焦点
評価値Ｖ１は、山、即ち合焦位置近傍では平坦な形状と
なり、相対比Ｒは第２焦点評価値に依存して変化するこ
とになり、第１焦点評価値が更新されなくとも問題には
ならない。

【００５１】尚、前記実施例では、山登り合焦動作を実
行する際の基礎として第２焦点評価値Ｖ２を用いたが、
これに代えて第１焦点評価値Ｖ１を用いてもよく、この
場合、フラグＢＳがセット状態にあればスイッチ１３は
常時、固定接点１３ｃに固定されるように設定されなけ
ればならない。また、レンズを高速移動させるか否かの
判断基準となる第１閾値ＲＴＨと、ＡＦ処理のみを実行
するか否かの判断基準となる第２閾値ＲＡは共に予め実
験等により最適値に設定されているが、特に同一値であ
っても特に問題はない。

【００５２】また、前記実施例ではレンズ１をフォーカ
スモータ１６の駆動力により光軸方向に進退させたが、
これに代えてレンズ１を固定し、ＣＣＤ３をフォーカス
モータにより光軸方向に進退させることも可能であり、
更にフォーカスモータに代えて圧電素子により実現する
こともできる。

【００５３】更に、前記実施例では、ＣＣＤ３から得ら
れる撮像信号を焦点評価値または露出評価値の作成に利
用しているが、映像信号処理回路５からの輝度信号を利
用することも可能であることはいうまでもない。

【００５４】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、相対比が閾
値を上回って合焦状態に近付いた後は、１フィールド毎
にフォーカス制御の基礎になる焦点評価値のいずれかが
常時検出されることになり、レンズの相対位置が合焦位
置を行き過ぎた際の行き過ぎ量を最小限に抑えることが
可能になり、ディジタル積分器等の増加に伴うコストア
ップを必要としないでスムーズな焦点自動調整を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体のブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の要部ブロック図である。

【図３】本発明の一実施例のスイッチ１３の切り換えル
ール及びマイコンでの処理タイミングを説明する図であ
る。

【図４】本発明の従来例のカメラ処理ルーチンのフロー
チャートである。

【図５】本発明の従来例のＡＦ処理ルーチンのフローチ
ャートである。

【図６】本発明の山登り合焦動作でのレンズ位置と第２
焦点評価値との関係を説明する図である。

【図７】本発明の第１及び第２焦点評価値とレンズ位置
の関係を説明する図である。

【図８】本発明のボケ度合いと相対比の関係を説明する
図である。

【図９】本発明の第２焦点評価値及び相対比とレンズ位
置の関係を説明する図である。

【図１０】本発明の従来例のタイミング説明図である。

【図１１】本発明の一実施例でのカメラ処理ルーチンの
フローチャートである。

【図１２】本発明の一実施例でのＡＦ処理ルーチンのフ
ローチャートである。

【図１３】本発明の一実施例でのフラグＢＳ状態制御処
理ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１ レンズ ２ 絞り機構 ３ ＣＣＤ ８ ＬＰＦ ９ ＬＰＦ １０ ＢＰＦ １１ ＢＰＦ １２ ＬＰＦ １３ スイッチ １５ ディジタル積分器 ７ マイクロコンピュータ １６ フォーカスモータ ５ｂ Ｒ増幅器 ５ｃ Ｂ増幅器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを経て入射される入射光を撮像素
   子にて光電変換して得られる撮像信号の第１の高周波成
   分を取り出す第１ＢＰＦと、 該第１ＢＰＦよりもカットオフ周波数が高く、該撮像信
   号の第２の高周波成分を取り出す第２ＢＰＦと、 該撮像信号のレベルを検出するＬＰＦと、 前記第１ＢＰＦ、第２ＢＰＦ及びＬＰＦの出力を択一的
   に選択するスイッチ手段と、 該スイッチ手段出力をディジタル積分し、前記スイッチ
   手段にて前記第１ＢＰＦが選択されている場合の前記ス
   イッチ手段出力の積分値を第１焦点評価値として出力
   し、前記第２ＢＰＦが選択されている場合の前記スイッ
   チ手段出力の積分値を第２焦点評価値として出力し、前
   記ＬＰＦが選択されている場合の前記スイッチ手段出力
   の積分値を露出評価値として出力する積分手段と、 前記第１焦点評価値または前記第２焦点評価値のいずれ
   かの焦点評価値が最大値となるように前記撮像素子と前
   記レンズ間の距離を制御するフォーカス制御手段と、 前記第１焦点評価値に対する前記第２焦点評価値の比を
   相対比として算出する相対比算出手段と、 前記露出評価値が所定の基準値になるように露出を調整
   する露出制御手段と、 前記相対比が閾値を上回っていないときには、前記スイ
   ッチ手段が所定期間毎に所定の切換パターンに従って前
   記第１ＢＰＦ、第２ＢＰＦ、ＬＰＦのいずれかを順次選
   択するように、また前記相対比が前記閾値を上回ってい
   るときには、前記スイッチ手段が前記第１ＢＰＦまたは
   第２ＢＰＦのいずれか一方のみを選択するように前記ス
   イッチ手段の切換を制御するスイッチ制御手段を備える
   オートフォーカスビデオカメラ。
2. 【請求項２】 レンズを経て入射される入射光を撮像素
   子にて光電変換して得られる撮像信号の第１の高周波成
   分を取り出す第１ＢＰＦと、 該第１ＢＰＦよりもカットオフ周波数が高く、該撮像信
   号の第２の高周波成分を取り出す第２ＢＰＦと、 前記撮像信号中の色差信号Ｒ−Ｙのレベルを検出する第
   １ＬＰＦと、 前記撮像信号中の色差信号Ｂ−Ｙのレベルを検出する第
   ２ＬＰＦと、 前記撮像信号のＲ信号の利得を調整するＲ信号増幅手段
   と、 前記撮像信号のＢ信号の利得を調整するＢ信号増幅手段
   と、 前記第１ＢＰＦ、第２ＢＰＦ、第１ＬＰＦ及び第２ＬＰ
   Ｆの出力を択一的に選択するスイッチ手段と、 該スイッチ手段出力をディジタル積分し、前記スイッチ
   手段にて前記第１ＢＰＦが選択されている場合の前記ス
   イッチ手段出力の積分値を第１焦点評価値として出力
   し、前記第２ＢＰＦが選択されている場合の前記スイッ
   チ手段出力の積分値を第２焦点評価値として出力し、前
   記第１ＬＰＦが選択されている場合の前記スイッチ手段
   出力の積分値をＲ−Ｙ色評価値として出力し、前記第２
   ＬＰＦが選択されている場合の前記スイッチ手段出力の
   積分値をＢ−Ｙ色評価値として出力する積分手段と、 前記第１焦点評価値または前記第２焦点評価値のいずれ
   かの焦点評価値が最大値となるように前記撮像素子と前
   記レンズ間の距離を制御するフォーカス制御手段と、 前記第１焦点評価値に対する前記第２焦点評価値の比を
   相対比として算出する相対比算出手段と、 前記Ｒ−Ｙ色評価値及び前記Ｂ−Ｙ色評価値が所定の基
   準値になるようにＲ信号増幅手段の利得及びＢ信号増幅
   手段の利得を決定する利得制御手段と、 前記相対比が閾値を上回っていないときには、前記スイ
   ッチ手段が所定期間毎に所定の切換パターンに従って第
   １ＢＰＦ、第２ＢＰＦ、第１ＬＰＦ、第２ＬＰＦのいず
   れかを順次選択するように、また前記相対比が前記閾値
   を上回っているときには、前記スイッチ手段が前記第１
   ＢＰＦまたは第２ＢＰＦのいずれか一方のみを選択する
   ように前記スイッチ手段の切換を制御するスイッチ制御
   手段を備えるオートフォーカスビデオカメラ。