JP3571853B2

JP3571853B2 - Focus adjustment device

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Publication number: JP3571853B2
Application number: JP15445696A
Authority: JP
Inventors: 裕人大川原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: JPH104517A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色分離プリズムを用いた多板式のビデオカメラ等に用いられ、目的の主被写体に自動的に合焦させる焦点調節装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、３撮像板式のカラービデオカメラには、図５に示すような３板式撮像部５００が設けられている。
【０００３】
この３板式撮像部５００は、各々が電荷転送素子（ＣＣＤ：ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等からなり入射光の青色、緑色、赤色を検出する３つの撮像素子５０５〜５０７と、撮像素子５０５〜５０７に各々対応して設けられた第１〜第３プリズム５０２〜５０４と、第１〜第３プリズム５０２〜５０４への入射光の高周波成分を制限する光学ローパスフィルタ５０１とから構成される。
【０００４】
先ず、光学ローパスフィルタ５０１を通過した光は、その光軸と直交する様に配置された入射面５０２ａを介して第１プリズム５０２に入射する
第１プリズム５０２では、その入射光の光軸と傾斜面を為す反射面に形成された青色域光反射用ダイクロック層５０２ｂにより、上記入射光の青色域光が反射する共に、他の波長域光が透過する。そして、青色域光反射用ダイクロック層５０２ｂで反射した青色域光は、入射面５０２ａで全反射し、撮像素子５０５で結像される。
また、第２プリズム５０３では、入射面５０２ａを介して入射した第１プリズム５０２からの透過光の赤色域光が、反射面に形成された赤色域光反射用ダイクロック層５０３ｂで反射すると共に、緑色域光が透過する。そして、赤色域光反射用ダイクロック層５０３ｂで反射した赤色域光は、第１プリズム５０２と第２プリズム５０３の間の１０〜３０μｍの均一な厚みの空気層（エアギャップ）５０３ａで全反射され、撮像素子５０７に結像される。
また、第３プリズム５０４では、第２プリズム５０３からの透過光、すなわち緑色域光が入射面５０４ａを介して入射し、射出面５０４ｂに射出して、撮像素子５０６に結像される。
【０００５】
上述のようにして、被写体からの光は、画面の上下方向に青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の３原色に分離される。
【０００６】
そこで、焦点調節装置により、３板式撮像部５００により得られる３つの出力信号、すなわち撮像素子５０５〜５０７の出力信号（以下、三原色信号と言う）を用いて被写体の焦点を調節する場合、画面内の焦点信号検出領域における３原色信号各々で高周波成分を抽出し、各原色毎の焦点検出信号を生成し、各焦点検出信号の信号レベルの増減に基づいて焦点の調節を行う、という方法が用いられる。
あるいは、３原色信号を適切な比率で合成して映像輝度信号を生成し、画面内の焦点信号検出領域内の輝度信号の高周波成分を検波することにより焦点検出信号を生成し、その焦点検出信号の信号レベルの増減に基づいて焦点の調節を行う、という方法が用いられる。
【０００７】
しかしながら、３板式撮像部５００では、第１プリズム５０２と第２プリズム５０３の間に均一な厚みのエアギャップ５０３ａを高精度に設ける必要があったため、各プリズム５０２〜５０４の位置決めが非常に難しく、また、必要とする部材も多くなり、その結果、高価で重く大きなものとなってしまっていた。
【０００８】
そこで、図６に示すようなエアギャップを必要としない３板式撮像部６００がある。
【０００９】
この３板式撮像部６００は、エアギャップを必要としないことにより、比較的安価で小型軽量なものであり、上記図６に示すように、各々がＣＣＤ等からなり入射光の青色、緑色、赤色を検出する３つの撮像素子６０５〜６０７と、撮像素子６０５〜６０７に各々対応して設けられた第１〜第３プリズム６０２〜６０４と、第１〜第３プリズム６０２〜６０４への入射光の高周波成分を制限する光学ローパスフィルタ６０１とから構成される。
【００１０】
先ず、光学ローパスフィルタ６０１を通過した光は、その光軸と直交する様に配置された入射面６０２ａを介して第１プリズム６０２に入射する
第１プリズム６０２では、その入射光の光軸と傾斜面を為す反射面に形成された赤色域光反射用ダイクロック層６０２ｂにより、上記入射光の赤色域光が反射する共に、他の波長域光が透過する。そして、赤色域光反射用ダイクロック層６０２ｂで反射した赤色域光は、入射面６０２ａで全反射し、撮像素子６０７で結像される。
また、第２プリズム６０３では、入射面６０２ａを介して入射した第１プリズム６０２からの透過光の青色域光が、反射面に形成された青色域光反射用ダイクロック層６０３ａで反射すると共に、緑色域光が透過する。そして、青色域光反射用ダイクロック層６０３ａで反射した青色域光は、そのまま射出面６０３ｂに射出し、撮像素子６０５に結像される。
また、第３プリズム６０４では、第２プリズム６０３からの透過光、すなわち緑色域光が入射面６０４ａを介して入射し、射出面６０４ｂに射出して、撮像素子６０６に結像される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の焦点調節装置により、３板式撮像部６００により得られる三原色信号を用いて被写体の焦点を調節する場合、以下のような問題があった。
【００１２】
まず、上記図６において、例えば、緑色用の撮像素子６０６の水平走査線方向が矢印６１１Ｇに示す方向であり、青色用の撮像素子６０５の水平走査線方向が矢印６１１Ｂで示す方向であった場合、光学ローパスフィルタ６０１の任意の部分（上部）６０８から入射する光のうちの緑色域光は、撮像素子６０６の１走査線の走査開始付近の点６０６ａで結像されるのに対して、青色域光は、撮像素子６０５の１走査線の走査終了付近の点６０５ｂで結像される。
これは、緑色域光は第１プリズム６０２と第２プリズム６０３を順次透過して撮像素子６０６に入射するのに対して、青色域光は青色域光反射用ダイクロック層６０３ａで１回反射するためである。
【００１３】
一方、光学ローパスフィルタ６０１の任意の部分６０８に対向する部分（下部）６０９から光が入射する場合、緑色域光は、撮像素子６０６の１走査線の走査終点付近の点６０６ｂで結像されるのに対して、青色域光は、撮像素子６０５の１走査線の走査始点付近の点６０５ａで結像される。
【００１４】
すなわち、緑色用の撮像素子６０６と青色用の撮像素子６０５に結像される被写体像は鏡像関係になってしまう。
【００１５】
尚、赤色域光に関しては、反射回数が２回であるため、緑色域光の場合と同じ被写体像が赤色用の撮像素子６０７に結像される。
【００１６】
したがって、従来の焦点調節装置は、上述したような３板式撮像部６００で得られた三原色信号から映像輝度信号を生成して焦点調節を行う場合、その映像輝度信号を生成するために、青色用の撮像素子６０５の出力信号をラインメモリ等に一旦取り込んで水平走査線方向の反転処理を施し、且つ反転処理に要する時間遅れの分だけ緑色用の撮像素子６０６及び赤色用の撮像素子６０７の各出力信号を遅延させる必要があった。以下、このような処理を鏡像処理と言う。
このため、上記焦点調節装置の信号処理回路の規模が大きく且つ複雑になり、高価なものになってしまっていた。
【００１７】
また、上述のような鏡像処理を行わないものとすると、画面中央部の被写体に対しては余り影響しないが、例えば、画面両端部の被写体のうち右端に焦点を合わせたい場合、特定の色成分信号は画面左端の被写体の情報を示すこととなり、撮影者の意図に反する被写体に焦点を合わせてしまう、というような誤動作が生じてしまっていた。
【００１８】
さらに、他の鏡像処理として、三原色信号毎に独立に焦点検出領域を設定し、鏡像となる色信号をゲートする検出領域のみ鏡像位置に設定して補正する処理もあるが、このような鏡像処理を用いた場合、三原色信号各々に対してゲート回路を設ける必要があり、すなわちゲート回路が３つ必要となるため、高価なものになってしまっていた。
【００１９】
そこで、本発明は、上記の欠点を除去するために成されたもので、小型軽量化、低価格化及びシステムの簡素化を図ると共に、あらゆる被写体や撮像条件においても目的の被写体に安定して合焦する焦点調節装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る焦点調節装置は、フォーカシングレンズを含む光学系を介した被写体像を撮像して複数の映像信号を出力する撮像手段と、上記撮像手段からの映像信号を選択して出力する選択出力手段と、上記選択出力手段から出力された信号から画面内の焦点検出領域の焦点信号を抽出する抽出手段と、上記抽出手段で得られた焦点信号のレベル増減に基づいて上記フォーカシングレンズの駆動を制御する駆動制御手段とを備え、上記選択出力手段により、鏡像関係でない映像信号を選択することを特徴とする。
また、本発明に係る焦点調節装置は、上記光学系を、色分離プリズムを含むものとし、上記撮像手段は、上記色分離プリズムで分光された撮像光に基づいた複数の映像信号を出力することを特徴とする。
また、本発明に係る焦点調節装置は、上記駆動制御手段を、上記フォーカシングレンズを含むレンズユニット内に設け、上記抽出手段は、抽出した焦点信号を上記レンズユニットに供給することを特徴とする。
また、本発明に係る焦点調節装置は、上記撮像手段を、複数の固体撮像素子を含むものとすることを特徴とする。
また、本発明に係る焦点調節装置は、上記選択出力手段により、少なくとも２つの映像信号を選択し、選択した各映像信号を合成して出力することを特徴とする。
また、本発明に係る焦点調節装置は、上記抽出手段により、少なくとも２つの焦点検出領域の各焦点信号を抽出することを特徴とする。
また、本発明に係る焦点調節装置は、上記選択出力手段により、輝度成分が最も多い映像信号を選択することを特徴とする。
【００２１】
【作用】
本発明によれば、抽出手段は、選択出力手段で選択された映像信号中より、画面内の焦点検出領域の焦点信号を抽出する。駆動制御手段は、上記抽出手段で得られた焦点信号のレベル増減に基づいて光学系のフォーカシングレンズの駆動を制御する。また、上記選択出力手段は、鏡像関係でない映像信号を選択することにより、上記抽出手段は、上記選択出力手段から出力される鏡像関係でない映像信号中より、画面内の焦点検出領域の焦点信号を抽出するようになる。これにより、上記フォーカシングレンズは駆動され、焦点が目的とする被写体に自動的に合わせられるとともに、色分離プリズムによる鏡像問題等に対する反転処理回路を設ける必要がなくなる。
また、本発明によれば、被写体からの光は、色分離プリズムにより分光される。上記撮像手段は、上記色分離プリズムで分光された撮像光から得られた各々色成分が異なる複数の映像信号を出力する。
また、本発明によれば、レンズユニット内に上記駆動制御手段と上記光学系が設けられ、レンズユニットに供給された上記抽出手段からの焦点信号が上記駆動制御手段に与えられる。
また、本発明によれば、上記撮像手段は、被写体からの光を複数の固体撮像素子で受光して結像して得られた複数の映像信号を出力する。
また、本発明によれば、上記選択出力手段は、上記撮像手段から出力される複数の映像信号のうち少なくとも２つの映像信号を選択し、選択した各映像信号を合成して出力する。上記抽出手段は、上記選択出力手段で合成して得られた合成信号中より、画面内の焦点検出領域の焦点信号を抽出する。
また、本発明によれば、上記抽出手段は、画面内の少なくとも２つの焦点検出領域の焦点信号を抽出する。上記駆動制御手段は、上記少なくとも２つの焦点検出領域の各焦点信号のレベル増減に基づいて光学系のフォーカシングレンズの駆動を制御する。
また、本発明によれば、上記選択出力手段は、上記撮像手段から出力される複数の映像信号のうち、輝度成分が最も少ない映像信号を選択する。上記抽出手段は、上記選択出力手段から出力される輝度成分が最も少ない映像信号中より、画面内の焦点検出領域の焦点信号を抽出する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
本発明に係る焦点調節装置は、例えば、図１に示すようなカメラシステム１００に適用される。
【００２４】
このカメラシステム１００は、上記図１に示すように、レンズユニット１２７とカメラ本体１２８からなり、撮像手段として上記図６に示したような３板式撮像部６００を用いている。
【００２５】
レンズユニット１２７は、被写体からの光が３板式撮像部６００の図示していない色分離プリズムに導かれるように順次設けられた第１のレンズ群１０１、第２のレンズ群１０２、絞り１０３、第３のレンズ群１０４及び第４のレンズ群１０５と、カメラ本体１２８の出力が供給されるレンズマイクロコンピュータ（以下、レンズマイコンと言う）１１６と、レンズマイコン１１６と接続されたズームモータドライバ１２２、アイリスモータドライバ１２４、フォーカスモータドライバ１２６及びエンコーダ１３３と、ズームモータドライバ１２２と接続されたズームモータ（Ｍｏ）１２１と、アイリスモータドライバ１２４と接続されたアイリスモータ（ＩＧ）１２３と、フォーカスモータドライバ１２６と接続されたフォーカスモータ（Ｍｏ）１２５とを備えており、第２のレンズ群１０２はズームモータ１２１により駆動され、絞り１０３はアイリスモータ１２３により駆動され、第４のレンズ群１０５はフォーカスモータ１２５により駆動されるようになされている。
また、レンズマイコン１１６は、カメラ本体１２８の出力が供給されるオートフォーカス（ＡＦ）制御回路１１７及びコンピュータズーム制御回路１１９と、コンピュータズーム制御回路１１９と接続されたレンズカムデータメモリ１２０と、ＡＦ制御回路１１７及びコンピュータズーム制御回路１１９と各々接続されたモータ制御回路１１８とを備えており、ＡＦ制御回路１１７はコンピュータズーム制御回路１１９とも接続されており、モータ制御回路１１８は上述したズームモータドライバ１２２及びフォーカスモータドライバ１２６とも接続されている。
【００２６】
一方、カメラ本体１２８は、３板式撮像部６００の撮像素子６０５〜６０７と対応して接続された増幅器１０９〜１１１と、増幅器１０９〜１１１と接続された信号処理回路１１２と、信号処理回路１１２と接続された本体マイクロコンピュータ（以下、本体マイコンと言う）１１４と、本体マイコン１１４に接続されたズームスイッチ１３０及びＡＦスイッチ１３１とを備えている。
また、信号処理回路１１２は、カメラ信号処理回路１１３ａとＡＦ信号処理回路１１３ｂを備えており、本体マイコン１１４は、データ読出回路１１５と、データ読出回路１１５に対してデータ出力するＲＧＢ選択制御回路１２９とを備えており、ＡＦ信号処理回路１１３ａとデータ読出回路１１５は接続されている。
そして、カメラ信号処理回路１１３ａの出力が映像信号として出力され、データ読出回路１１５の出力がレンズユニット１２７のＡＦ制御回路１１７及びコンピュータズーム制御回路１１９に各々供給されるようになされている。
【００２７】
まず、カメラシステム１００の全体動作について説明する。
【００２８】
被写体からの光は、固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う第２のレンズ群（以下、変倍レンズと言う）１０２、絞り１０３、固定されている第３のレンズ群１０４、及び焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペ機能を兼ね備えた第４のレンズ群（以下、フォーカスレンズと言う）１０５を通過して、３板式撮像部６００に入射する。
【００２９】
３板式撮像部６００では、上記図６を用いて述べたように、第１〜第３プリズム６０２〜６０４（以下、色分離プリズムと言う）により、入射光が三原色に色分離され、三原色中の赤色の成分は撮像素子６０７上に結像され、緑色の成分は撮像素子６０６上に結像され、青色の成分は撮像素子６０５上に結像される。
各撮像素子６０５，６０６，６０７上に結像された被写体像は、各々光電変換されて電気信号として対応する増幅器１１１，１１０，１０９に供給される。
増幅器１１１，１１０，１０９により各々最適な信号レベルに増幅された各電気信号は、カメラ信号処理回路１１３ａにより標準方式のテレビジョン信号に変換されて映像信号として出力されると共に、ＡＦ信号処理回路１１３ｂに供給される。
【００３０】
ＡＦ信号処理回路１１３ｂは、増幅器１１１，１１０，１０９からの三原色の信号を用いて後述するＡＦ評価値信号を生成する。
本体マイコン１１４は、データ読出回路１１５に予め記憶されたデータ読出プログラムを用いて、ＡＦ信号処理回路１１３ｂで生成されたＡＦ評価値信号を読み出してレンズマイコン１１６に転送する。
【００３１】
ここで、本体マイコン１１４のＲＧＢ選択制御回路１２９は、撮像素子６０５，６０６，６０７から出力される三原色信号のうちどの色成分の信号を処理に用いるかを示す後述する信号選択情報を生成するようになされており、この信号選択情報により、１つの色成分、又は複数の色成分を選択することができるようになされている。
そして、ＲＧＢ選択制御回路１２９で生成された信号選択情報は、データ読出回路１１５を介してＡＦ信号処理回路１１３ｂに供給される。
したがって、ＡＦ信号処理回路１１３ｂは、供給された信号選択情報が示す色成分に対してのみ、ＡＦ評価値信号の生成処理を行うこととなる。
【００３２】
また、本体マイコン１１４は、ズームスイッチ１３０とＡＦスイッチ１３１のＯＮ／ＯＦＦ状態を読み取り、そのスイッチ状態の情報をレンズマイコン１１６に供給する。
【００３３】
レンズマイコン１１６において、モータ制御回路１１８は、本体マイコン１１４からのスイッチ状態の情報により、ＡＦスイッチ１３１がＯＦＦ状態であり且つズームスイッチ１３０がＯＮ状態であった場合、コンピュータズーム制御回路１１９に予め格納されたコンピュータズームプログラムを用いて、テレ又はワイドの押されている方向に駆動されるように、レンズカムデータメモリ１２０に予め記憶されているレンズカムデータに基づいて、ズームモータドライバ１２２及びフォーカスモータドライバ１２６に制御信号を各々供給する。
ズームモータドライバ１２２は、モータ制御回路１１８からの制御信号に基づいてズームモータ１２１を駆動し、フォーカスモータドライバ１２６も、モータ制御回路１１８からの制御信号に基づいてフォーカスモータ１２５を駆動する。
これにより、変倍レンズ１０２が駆動され、これと同時にフォーカスレンズ１０５も駆動され、変倍動作が行われる。
【００３４】
また、モータ制御回路１１８は、本体マイコン１１４からのスイッチ状態の情報により、ＡＦスイッチ１３１がＯＮ状態であり且つズームスイッチ１３０がＯＮ状態であった場合、この場合には合焦状態を保ちつづける必要があるため、コンピュータズーム制御回路１１９により、レンズカムデータメモリ１２０に予め記憶されているレンズカムデータのみならず、本体マイコン１１４からのＡＦ評価値信号に基づいて、上記ＡＦ評価値信号が最大になる位置を保ちつつ上述したような変倍動作の処理を行う。
【００３５】
また、モータ制御回路１１８は、本体マイコン１１４からのスイッチ状態の情報により、ＡＦスイッチ１３１がＯＮ状態であり且つズームスイッチ１３０がＯＦＦ状態であった場合、ＡＦ制御回路１１７に予め格納されたＡＦプログラムを用いて、本体マイコン１１４からのＡＦ評価値信号が最大となるような制御信号をフォーカスモータドライバ１２６に供給する。
フォーカスモータドライバ１２６は、モータ制御回路１１８からの制御信号に基づいてフォーカスモータ１２５を駆動する。
これにより、フォーカスレンズ１０５が駆動され、自動焦点調節動作が行われる。
【００３６】
上述のようにして、このカメラシステム１００は動作するようになされている。
【００３７】
つぎに、ＡＦ信号処理回路１１３ｂにおけるＡＦ評価値信号の生成処理、及び撮像素子６０５〜６０７から出力される三原色信号のうち１つ又は複数の色成分の信号を選択及び合成する処理について説明する。
【００３８】
ここで、図２は、ＡＦ信号処理回路１１３ｂの構成を具体的に示したブロック図である。また、図３は、ＡＦ信号処理回路１１３ｂ内の処理タイミングを説明するための図である。
【００３９】
上記図３において、外側の枠３００は、上記図１の撮像素子６０５〜６０７の出力の有効映像画面である。また、内側の３分割された枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒは、焦点調節用のゲート枠である。また、偶数フィールドの走査を実線で、奇数フィールドの走査を点線で示す。
【００４０】
そこで、上記図２に示すように、ＡＦ信号処理回路１１３ｂは、各枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒに対応するゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒを生成して出力し、また、これらの枠の開始点（ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１）で各枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒ毎にリセット信号を生成して出力し、さらに、枠の終了点（ＩＲ１）でデータ転送信号を生成して出力する枠生成回路（ＷｉｎｄｏｗＧｅｎｅｒａｔｏｒ）２５４を備えている。（以下、左側の枠をＬ枠、中央の枠をＣ枠、右側の枠をＲ枠と言う）
【００４１】
また、ＡＦ信号処理回路１１３ｂは、撮像素子６０５〜６０７の出力が対応して供給されるスイッチ２５６〜２５８と、スイッチ２５６〜２５８の切り換え動作を制御するＲＧＢセレクタ（Ｒ／Ｇ／ＢＳｅｌｅｃｔｏｒ）２５５と、増幅器２０９〜２１１を介してスイッチ２５６〜２５８の各出力が供給される加算器２０８と、ガンマ回路（Ｇａｍｍａ）２１３を介して加算器２０８の出力が供給されるローパスフィルタ（以下、ＴＥ−ＬＰＦと言う）２１４及びローパスフィルタ（以下、ＦＥ−ＬＰＦと言う）２１５とを備えている。
このＴＥ−ＬＰＦ２１４及びＦＥ−ＬＰＦ２１５の各出力は、スイッチ２１６により、偶数フィールド、奇数フィールド共に、偶数ラインはＴＥ−ＬＰＦ２１４の出力、奇数ラインはＦＥ−ＬＰＦ２１５の出力に切り換えられるようになされている。
【００４２】
また、ＡＦ信号処理回路１１３ｂは、ＴＥ−ＬＰＦ２１４の出力から輝度についてのピーク評価値を生成するピークホールド回路（ＰｅａｋＬ，Ｃ，Ｒ）２１９〜２２１と、ＴＥ−ＬＰＦ２１４の出力から最大値／最小値評価値を生成するピークホールド回路２４７〜２４９と、スイッチ２１６の出力からピーク評価値を生成するピークホールド回路２２５〜２２７と、スイッチ２１６の出力からピーク積分評価値を生成する積分回路（Ｉｎｔ．ＴＥＬ，Ｉｎｔ．ＴＥＣ，Ｉｎｔ．ＴＥＲ，Ｉｎｔ．ＦＥＬ，Ｉｎｔ．ＦＥＣ，ＩｎｔＦＥＲ）２３２〜２３７とを備えている。
【００４３】
これらの積分回路やピークホールド回路には、各々対応してバッファ（Ｂｕｆ）２２２〜２２４、２５０〜２５２、２２８〜２３０、２３８〜２４３が設けられており、各回路は、上述した枠生成回路２５４で生成されたリセット信号によりリセットされ、データ転送信号により対応するバッファ内のデータを転送するようになされている。
【００４４】
また、ピークホールド回路（ＰｅａｋＬ）２１９，２２５，２４７及び積分回路（Ｉｎｔ．ＴＥＬ，Ｉｎｔ．ＦＥＬ）２３２，２３５は、Ｌ枠３００Ｌ用の処理回路であり、ピークホールド回路（ＰｅａｋＣ）２２０，２２６，２４８及び積分回路（Ｉｎｔ．ＴＥＣ，Ｉｎｔ．ＦＥＣ）２３３，２３６は、Ｃ枠３００Ｃ用の処理回路あり、ピークホールド回路（ＰｅａｋＲ）２２１，２２７，２４９及び積分回路（Ｉｎｔ．ＴＥＲ，Ｉｎｔ．ＦＥＲ）２３４，２３７は、Ｒ枠３００Ｒ用の処理回路である。
そして、枠生成回路２５４からのＬ枠３００Ｌ、Ｃ枠３００Ｃ、Ｒ枠３００Ｒに各々対応したゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒや、ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１に各々対応した各セット信号等は、対応する回路に各々供給されるようになされている。
【００４５】
以下、上記図２及び図３を用いて、ＡＦ信号処理回路１１３ｂの動作について具体的に説明する。
【００４６】
先ず、上記図１の信号処理回路１１２に供給された撮像素子６０５〜６０７からの三原色信号、すなわち上記図１の増幅器１０９〜１１１で最適な信号レベルに増幅された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色成分信号は、各色成分信号に各々対応して設けられたアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０６〜２０８によりディジタル化されて、カメラ信号処理回路１１３ａとＡＦ信号処理回路１１３ｂに各々供給される。
【００４７】
そして、ＡＦ信号処理回路１１３ｂにおいては、スイッチ２５６にはＡ／Ｄ変換器２０６からの赤色成分信号が供給され、スイッチ２５７にはＡ／Ｄ変換器２０７からの緑色成分信号が供給され、スイッチ２５８にはＡ／Ｄ変換器２０８からの青色成分信号が供給される。
【００４８】
このとき、本体マイコン１１４の上記図１に示したＲＧＢ選択制御回路１２９により生成された信号選択情報もマイクロコンピュータインターフェース回路（以下、マイコンＩ／Ｆと言う）２５３を介して、スイッチ２５６〜２５８に供給される。
これにより、各スイッチ２５６〜２５８の切り換え動作が制御され、上記信号選択情報が示す色成分の信号のみがスイッチから出力される。
【００４９】
尚、このカメラシステム１００では、上記図１の３板式撮像部６００の色分離プリズムにより色分離された三原色のＣＣＤ出力から映像信号を得るようになされているため、上記信号選択情報は、例えば、鏡像となっている青色成分の信号以外の信号、すなわち赤色成分の信号と緑色成分の信号を選択することを示すものとする。
したがって、この場合には、スイッチ２５８がＯＦＦ状態に切り換えられることにより、青色成分の信号が除去され、スイッチ２５６とスイッチ２５７が各々ＯＮ状態に切り換えられることにより、赤色成分の信号と緑色成分の信号が選択される。
【００５０】
選択された赤色成分の信号及び緑色成分の信号は、三原色信号に対応して設けられた増幅器２０９〜２１１のうち、対応する増幅器２０９及び増幅器２１０により最適な信号レベルに増幅されて加算器２０８に供給される。
【００５１】
加算器２０８は、増幅器２０９及び増幅器２１０からの各信号を加算し、その加算結果を自動焦点調節用輝度信号Ｓ５としてガンマ回路２１３に供給する。
【００５２】
ガンマ回路２１３は、加算器２０８からの自動焦点調節用輝度信号Ｓ５に対して、予め決められたガンマカーブでガンマ変換処理を施することにより、低輝度成分を強調し高輝度成分を抑圧した信号Ｓ６を生成してＴＥ−ＬＰＦ２１４及びＦＥ−ＬＰＦ２１５に各々供給する。
【００５３】
ＴＥ−ＬＰＦ２１４は、カットオフ周波数の高いフィルタであり、そのフィルタ特性は、本体マイコン１１４によりマイコンＩ／Ｆ２５３を介して制御されるようになされている。
また、ＦＥ−ＬＰＦ２１５は、カットオフ周波数の低いフィルタであり、そのフィルタ特性は、本体マイコン１１４によりマイコンＩ／Ｆ２５３を介して制御されるようになされている。
したがって、ガンマ回路２１３で生成された信号Ｓ６は、本体マイコン１１４により決定されたフィルタ特性を有するＴＥ−ＬＰＦ２１４及びＦＥ−ＬＰＦ２１５を各々介することにより、低域成分が抽出され、信号Ｓ７及び信号Ｓ８としてスイッチ２１６に供給される。
【００５４】
このとき、スイッチ２１６には、例えば、本体マイコン１１４からマイコンＩ／Ｆ２５３を介してライン識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏが供給されている。このライン識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏは、水平ラインが偶数番目であるか奇数番目であるかを示す信号である。
したがって、スイッチ２１６は、ライン識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏに基づいて、ＴＥ−ＬＰＦ２１４からの信号Ｓ７と、ＦＥ−ＬＰＦ２１５からの信号Ｓ８とを選択し出力する。
これにより、水平ラインが偶数番目のラインであった場合には、信号Ｓ７がハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと言う）２１７に供給され、水平ラインが奇数番目のラインであった場合には、信号Ｓ８がＨＰＦ２１７に供給されることとなる。
【００５５】
また、ＴＥ−ＬＰＦ２１４から出力される信号Ｓ７は、ピークホールド回路２１９〜２２１に供給されると共に、最大値ホールド回路（ＬｉｎｅＭａｘ．）２４４及び最小値ホールド回路（ＬｉｎｅＭｉｎ．）２４５にも供給される。
【００５６】
ＨＰＦ２１７は、本体マイコン１１４によりマイコンＩ／Ｆ２５３を介して制御されたフィルタ特性で、スイッチ２１６からの信号Ｓ７又は信号Ｓ８の高域成分のみを抽出して絶対値回路（ＡＢＳ）２１８に供給する。
【００５７】
絶対値回路２１８は、ＨＰＦ２１７からの信号を絶対値化することにより、正の信号Ｓ９を生成してピークホールド回路２２５〜２２７、及びラインピークホールド回路（ＬｉｎｅＰｅａｋ）２３１に供給する。
【００５８】
一方、枠生成回路２５４は、上述したように、画面３００内に焦点調節用の３つのＬ枠３００Ｌ、Ｃ枠３００Ｃ、Ｒ枠３００Ｒを設定し、各枠に対応したゲート信号Ｌ、Ｃ、Ｒを生成する。
枠生成回路２５４で生成されたゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒは、ピークホールド回路２２５〜２２７、ピークホールド回路２１９〜２２１、及びピークホールド回路２４７〜２４９に各々対応して供給され、また、ラインピークホールド回路２３１、積分回路２３２〜２３７、最大値ホールド回路２４４及び最小値ホールド回路２４５にも供給される。
【００５９】
したがって、ピークホールド回路２２５〜２２７には、絶対値回路２１８で生成された正の信号Ｓ９が各々供給されると共に、枠生成回路２５４で生成されたゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒが対応して供給される。また、これと同時に、ピークホールド回路２２５〜２２７には、本体マイコン１１４からマイコンＩ／Ｆ２５３を介して上述したようなライン識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏも供給される。
そして、これらの各信号を用いて、ピークホールド回路２２５〜２２７は、各々ピーク評価値を生成する。
【００６０】
すなわち、ピークホールド回路２２５は、枠生成回路２５４からのＬ枠３００Ｌに対応したリセット信号により、Ｌ枠３００Ｌの先頭である左上に位置するＬＲ１で初期化され、識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏにより示された偶数ライン又は奇数ラインの何れかのＬ枠３００Ｌ内の正の信号Ｓ９をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、Ｌ枠３００Ｌ内のピークホールド値をバッファ２２８に転送して、偶数ラインのピーク評価値又は奇数ラインのピーク評価値（以下、ＴＥ／ＦＥピーク評価値と言う）を生成する。
【００６１】
また、ピークホールド回路２２６は、枠生成回路２５４からのＣ枠３００Ｃに対応したリセット信号により、Ｃ枠３００Ｃの先頭である左上に位置するＣＲ１で初期化され、識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏにより示された偶数ライン又は奇数ラインの何れかのＣ枠３００Ｃ内の正の信号Ｓ９をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、Ｃ枠３００Ｃ内のピークホールド値をバッファ２２９に転送して、ＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。
【００６２】
さらに、ピークホールド回路２２７は、枠生成回路２５４からのＲ枠３００Ｒに対応したリセット信号により、Ｒ枠３００Ｒの先頭である左上に位置するＲＲ１で初期化され、識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏにより示された偶数ライン又は奇数ラインの何れかのＲ枠３００Ｒ内の正の信号Ｓ９をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、Ｒ枠３００Ｒ内のピークホールド値をバッファ２３０に転送して、ＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。
【００６３】
ラインピークホールド回路２３１には、上述したように、絶対値回路２１８からの正の信号Ｓ９、及び枠生成回路２５４からのゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒが供給される。
そこで、ラインピークホールド回路２３１は、枠生成回路２５４からのリセット信号により、各枠３００Ｌ、３００Ｃ、３００Ｒ内の水平方向の開始点（ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１）で初期化され、各枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒ内の正の信号Ｓ９の１ラインのピーク値をホールドする。
このラインピークホールド回路２３１の出力は、積分回路２３２〜２３７に供給される。
【００６４】
積分回路２３２〜２３７には、上述したように、ラインピークホールド回路２３１の出力が供給されると共に、本体マイコン１１４からのマイコンＩ／Ｆ２５３を介したライン識別信号ＬｉｎｅＥ／Ｏが供給される。
また、これと同時に、積分回路２３２，２３５には、枠生成回路２５４からのＬ枠３００Ｌに対応したゲート信号Ｌが供給され、積分回路２３３，２３６には、枠生成回路２５４からのＣ枠３００Ｃに対応したゲート信号Ｃが供給され、積分回路２３４，２３７には、枠生成回路２５４からのＲ枠３００Ｒに対応したゲート信号Ｒが供給される。
これらの各信号を用いて、積分回路２３２〜２３７は、各々ピーク積分評価値を生成する。
【００６５】
すなわち、積分回路２３２は、枠生成回路２５４からのＬ枠３００Ｌに対応したリセット信号により、Ｌ枠３００Ｌの先頭の左上に位置したＬＲ１で回路の初期化が行われ、Ｌ枠３００Ｌ内の偶数ラインの終了直前でラインピークホールド回路２３１の出力を図示していない内部レジスタに加算し、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２３８に転送して、偶数ラインのラインピーク積分評価値（以下、ＴＥラインピーク積分評価値と言う）を生成する。
【００６６】
また、積分回路２３３は、枠生成回路２５４からのＣ枠３００Ｃに対応したリセット信号により、Ｃ枠３００Ｃの先頭の左上に位置したＣＲ１で回路の初期化が行われ、Ｃ枠３００Ｃ内の偶数ラインの終了直前でラインピークホールド回路２３１の出力を図示していない内部レジスタに加算し、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２３９に転送して、ＴＥラインピーク積分評価値を生成する。
【００６７】
また、積分回路２３４は、枠生成回路２５４からのＲ枠３００Ｒに対応したリセット信号により、Ｒ枠３００Ｒの先頭の左上に位置したＲＲ１で回路の初期化が行われ、Ｒ枠３００Ｒ内の偶数ラインの終了直前でラインピークホールド回路２３１の出力を図示していない内部レジスタに加算し、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２４０に転送して、ＴＥラインピーク積分評価値を生成する。
【００６８】
積分回路２３５，２３６，２３７は、積分回路２３２，２３３，２３４が偶数ラインのデータについて加算処理を行うのに対して、各々奇数ラインのデータについて加算処理を行う。そして、各積分回路２３５，２３６，２３７は、積分回路２３５，２３６，２３７と同様にして、ピークホールド値をバッファ２４１，２４２，２４３に各々転送して、奇数ラインのラインピーク積分評価値（以下、ＦＥラインピーク積分評価値と言う）を生成する。
【００６９】
ピークホールド回路２１９〜２２１には、上述したように、枠生成回路２５４で生成されたゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒが対応して供給されるとに、ＴＥ−ＬＰＦ２１４から出力される信号Ｓ７も供給される。
そして、これらの各信号を用いて、ピークホールド回路２１９，２２０，２２１は、輝度についてのピーク評価値（以下、Ｙピーク評価値と言う）を各々生成する。
【００７０】
すなわち、ピークホールド回路２１９は、枠生成回路２５４からのＬ枠３００Ｌに対応したリセット信号により、Ｌ枠３００Ｌの先頭の左上に位置するＬＲ１で回路の初期化が行われ、Ｌ枠３００Ｌ内の信号Ｓ７をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２２２に転送して、Ｙピーク評価値を生成する。
【００７１】
また、ピークホールド回路２２０は、枠生成回路２５４からのＣ枠３００Ｃに対応したリセット信号により、Ｃ枠３００Ｃの先頭の左上に位置するＣＲ１で回路の初期化が行われ、Ｃ枠３００Ｃ内の信号Ｓ７をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２２３に転送して、Ｙピーク評価値を生成する。
【００７２】
さらに、ピークホールド回路２２１は、枠生成回路２５４からのＲ枠３００Ｒに対応したリセット信号により、Ｒ枠３００Ｒの先頭の左上に位置するＲＲ１で回路の初期化が行われ、Ｒ枠３００Ｒ内の信号Ｓ７をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２２４に転送してＹピーク評価値を生成する。
【００７３】
ライン最大値ホールド回路２４４及びライン最小値ホールド回路２４５には、上述したように、枠生成回路２５４で生成されたゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒが供給されると共に、ＴＥ−ＬＰＦ２１４から出力される信号Ｓ７も供給される。
【００７４】
ライン最大値ホールド回路２４４及びライン最小値ホールド回路２４５は、枠生成回路２５４が出力するリセット信号により、各枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒ内の水平方向の開始点（ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１）で初期化され、各枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒ内の信号Ｓ７の１ラインの最大値及び最小値をホールドする。
そして、ライン最大値ホールド回路２４４及びライン最小値ホールド回路２４５でホールドされた最大値及び最小値は、減算器２４６に供給される。
【００７５】
減算器２４６は、ライン最大値ホールド回路２４４及びライン最小値ホールド回路２４５からの最大値から最小値を減算し（最大値−最小値）、その減算結果を信号Ｓ１０としてピークホールド回路２４７〜２４９に各々供給する。
【００７６】
ピークホールド回路２４７〜２４９には、上述したように、枠生成回路２５４で生成されたゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒが対応して供給されると共に、減算器２４６からの信号Ｓ１０が供給される。
そして、これらの各信号を用いて、ピークホールド回路２４７〜２４９は、各々最大値／最小値評価値（以下、Ｍａｘ／Ｍｉｎ評価値と言う）を生成する。
【００７７】
すなわち、ピークホールド回路２４７は、枠生成回路２５４からのＬ枠３００Ｌに対応したリセット信号により、Ｌ枠３００Ｌの先頭の左上に位置するＬＲ１で回路の初期化が行われ、Ｌ枠３００Ｌ内の信号Ｓ１０をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２５０に転送して、Ｍａｘ／Ｍｉｎ評価値を生成する。
【００７８】
また、ピークホールド回路２４８は、枠生成回路２５４からのＣ枠３００Ｃに対応したリセット信号により、Ｃ枠３００Ｃの先頭の左上に位置するＣＲ１で回路の初期化が行われ、Ｃ枠３００Ｃ内の信号Ｓ１０をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２５１に転送して、Ｍａｘ／Ｍｉｎ評価値を生成する。
【００７９】
さらに、ピークホールド回路２４９は、枠生成回路２５４からのＲ枠３００Ｒに対応したリセット信号により、Ｒ枠３００Ｒの先頭の左上に位置するＲＲ１で回路の初期化が行われ、Ｒ枠３００Ｒ内の信号Ｓ１０をピークホールドし、枠生成回路２５４からのデータ転送信号により、ピークホールド値をバッファ２５２に転送して、Ｍａｘ／Ｍｉｎ評価値を生成する。
【００８０】
ここで、上述のようにして、ピークホールド回路２１９〜２２１、２２５〜２２７、２４７〜２４９、及び積分回路２３２〜２３７から、対応するバッファ２２２〜２２４、２２８〜２３０、２５０〜２５２、２３８〜２４３にデータ転送されると同時に、枠生成回路２５４からマイコンＩ／Ｆ２５３を介して本体マイコン１１４に割込信号が送出される。
【００８１】
本体マイコン１１４は、マイコンＩ／Ｆ２５３から割込信号が供給されると、ピークホールド回路２１９〜２２１、２２５〜２２７、２４７〜２４９、及び積分回路２３２〜２３７において、枠の終了点（ＩＲ１）までの処理が終了し、次のデータが対応するバッファ２２２〜２２４、２２８〜２３０、２５０〜２５２、２３８〜２４３に各々転送されるまでに、各バッファ内の各データを読み出し、読み出した各データをＡＦ用評価信号として上記図１のレンズマイコン１１６に供給する。
【００８２】
したがって、レンズマイコン１１６は、上述のようにしてＡＦ信号処理回路１１３で生成されたＡＦ用評価信号に基づいて、すなわち各枠３００Ｌ，３００Ｃ，３００Ｒ内のＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値、Ｙピーク評価値及びＭａｘ−Ｍｉｎ評価値に基づいて、レンズユニット１２７内の各部を制御することにより、自動焦点調節動作が行われる。
【００８３】
つぎに、レンズマイコン１１６におけるＡＦ用評価信号に基づいた自動焦点調節動作の制御処理について説明する。
【００８４】
まず、ＴＥ／ＦＥピーク評価値は、合焦度を表す評価値であり、ピークホールド値であるため、比較的被写体依存が少なく、カメラシステム１００におけるぶれ等の影響も少ないため、合焦度判定や再起動判定を行う際に用いて最適なものである。
また、ＴＥラインピーク積分評価値及びＦＥラインピーク積分評価値も、合焦度を表す評価値であるが、積分効果によりノイズの少ない安定した評価値であるため、方向判定を行う際に用いて最適なものである。
さらに、ＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値及びＦＥラインピーク積分評価値において、偶数ライン（ＴＥ）の評価値は、より高い高周波成分を抽出しているため、合焦点付近に対する処理に用いて最適なものであり、逆に奇数ライン（ＦＥ）は、合焦から遠い大ボケ時の場合の処理に用いて最適なものである。
一方、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値は、合焦度にあまり依存せず、被写体に依存するため、合焦度判定、再起動判定及び方向判定を確実に行うための被写体の状況把握処理に用いて最適なものである。
【００８５】
したがって、レンズマイコン１１６は、Ｙピーク評価値により対象被写体が高輝度被写体であるか低輝度被写体であるかの判定を行い、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値によりコントラストの大小の判定を行い、ＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値及びＦＥラインピーク積分評価値の山の大きさを予測し補正することにより、最適な自動焦点調節動作を行うようにレンズユニット１２７内の各部の動作制御を行う。
【００８６】
図４は、レンズマイコン１１６の上述のような動作制御処理を示すフローチャートである。
【００８７】
上記図４に示すように、このレンズマイコン１１６は、単板式撮像部を自動焦点調節動作させる際に用いられる制御アルゴリズムをそのまま採用している。
【００８８】
すなわち、先ず、レンズユニット１２７内の各部を起動させる（ステップＳ１）。
【００８９】
次に、ＴＥ／ＦＥピーク評価値のレベルで速度制御し、ピークレベル（山の頂上）付近ではＴＥラインピーク積分評価値を主に用いて、また、レベル下降（山の麓）付近ではＦＥラインピーク積分評価値を主に用いて方向制御することにより、山登り制御を行う（ステップＳ２）。
【００９０】
次に、ＴＥ／ＦＥピーク評価値の絶対値や、ＴＥラインピーク積分評価値の変化量で、最高レベル（山の頂点）の判断を行い（ステップＳ３）、最もレベルの高い点で停止するように動作制御し、再起動待機状態に入る（ステップＳ４）。
【００９１】
そして、再起動待機状態において、ＴＥ／ＦＥピーク評価値のレベルが下がったことを検出した場合に、レンズユニット１２７内の各部を再起動させる（ステップＳ５）。
【００９２】
上述のようなステップＳ１〜Ｓ５の各処理が繰り返し行われることにより、自動焦点調節動作が行われる。
【００９３】
ここで、ステップＳ１〜Ｓ５の各処理において、ＴＥ／ＦＥピーク評価値を用いて速度制御をかける度合いや、山の頂上を判断する際のＴＥ／ＦＥピーク評価値の絶対値のレベル、また、ＴＥラインピーク積分評価値の変化量等は、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値を用いて、上述したような被写体の判定処理を行い、これにより山の大きさを予測し、この予測に基づいて決定する。
【００９４】
上述のように、このカメラシステム１００では、上記図６を用いて述べたような鏡像関係の信号となる色成分の映像信号は、焦点調節のためのＡＦ用評価信号としては除去するようになされているため、鏡像処理のための信号処理回路は不要である。
また、特定の色成分の映像信号が上記ＡＦ用評価信号から欠落することになるが、三原色信号中、鏡像となる色成分を割合の最も少ない青色成分としているため、実用上ピント合わせへの影響をなくすことができる。
また、各枠内のＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値、Ｙピーク評価値及びＭａｘ−Ｍｉｎ評価値を上記ＡＦ用評価信号として、それらの各評価値を用いて自動焦点調節動作するようになされているため、撮影者が意図した被写体に安定して、且つ確実にピントを合わせることができる。
また、自動焦点調節動作の制御を行うレンズマイコン１１６を、フォーカスレンズ１０５等のレンズを有するレンズユニット１２７内に設け、カメラ本体１２８で得られた上記ＡＦ用評価信号をレンズユニット１２７に供給する構成としているため、レンズユニット１２７を他種のカメラシステムにも適用することができる。
【００９５】
尚、上述したカメラシステム１００では、鏡像となっている青色成分の信号を、スイッチ２５８をＯＦＦ状態とすることにより除去し、スイッチ２５６及び２５７をＯＮ状態として赤色成分及び緑色成分の各信号を選択することとしたが、これに限らず、選択する信号は、１つ以上であればどの色成分の信号を選択してもよい。
特に、輝度成分が最も多い緑色成分の信号のみを選択した場合、このカメラシステム１００では単板式の自動焦点調節動作制御アルゴリズムをそのまま採用しているため、カメラシステム１００に備えられた撮像部が、上記図５の撮像部５００又は上記図６の撮像部の何れの撮像部であっても、容易に自動焦点調節動作の制御を行うことができる。
【００９６】
また、上述したカメラシステム１００では、色成分の信号を選択する際、ディジタル化された各色成分の信号から選択し合成することとしたが、アナログ信号の状態の各色成分の信号から選択し合成するようにしてもよい。
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、選択出力手段により選択された映像信号から画面内の焦点検出領域の焦点信号を抽出し、その焦点信号のレベル増減に基づいて光学系のフォーカシングレンズを駆動し合焦点へと至らしめるように構成したことにより、あらゆる被写体や撮像条件においても、回路規模を大きくすることなく、撮影者の意図した被写体に安定して、且つ正確に合焦するオートフォーカス性能を引き出すことができる。したがって、小型軽量化、低価格化及びシステムの簡素化を図ることができると共に、あらゆる被写体や撮像条件においても、目的の被写体に安定して合焦することができる。
また、本発明によれば、色分離プリズムによる鏡像問題等に対する反転処理回路を設けることなく、目的の被写体に安定して、且つ正確に合焦するように構成したことにより、さらに小型軽量化、低価格化及びシステムの簡素化を図ることができる。
また、本発明によれば、駆動制御手段を上記フォーカシングレンズを含むレンズユニット内に設け、このレンズユニットを交換できるように構成したことにより、あらゆるシステムに容易に適用することができ、この場合においても、小型軽量化、低価格化及びシステムの簡素化を図ることができると共に、あらゆる被写体や撮像条件においても、目的の被写体に安定して合焦することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焦点調節装置を適用したカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記カメラシステムのＡＦ信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。
【図３】上記ＡＦ信号処理回路内の処理タイミングを説明するための図である。
【図４】上記カメラシステムのレンズマイコンにおける自動焦点調節動作の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】色分離プリズムを用いたエアギャップを必要とする３板式撮像部を示す断面図である。
【図６】色分離プリズムを用いたエアギャップを必要としない３板式撮像部を示す断面図である。
【符号の説明】
１００カメラシステム
１０１第１のレンズ群
１０２第２のレンズ群（変倍レンズ）
１０３絞り
１０４第３のレンズ群
１０５第４のレンズ群（フォーカスレンズ）
１０９〜１１１増幅器
１１２信号処理回路
１１３ａカメラ信号処理回路
１１３ｂＡＦ信号処理回路
１１４本体マイコン
１１５データ読出回路
１１６レンズマイコン
１１７ＡＦ制御回路
１１８モータ制御回路
１１９コンピュータズーム回路
１２０レンズカムデータメモリ
１２１ズームモータ
１２２ズームモータドライバ
１２３アイリスモータ
１２４アイリスモータドライバ
１２５フォーカスモータ
１２６フォーカスモータドライバ
１２７レンズユニット
１２８カメラ本体
１２９ＲＧＢ選択制御回路
１３０ズームスイッチ
１３１ＡＦスイッチ
１３３エンコーダ
６００３板式撮像部
６０５〜６０７撮像素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a focus adjusting device used for a multi-plate video camera or the like using a color separation prism and for automatically focusing on a target main subject.
[0002]
[Prior art]
For example, a three-image-pickup color video camera is provided with a three-image-pickup unit 500 as shown in FIG.
[0003]
The three-plate image pickup unit 500 includes three image pickup devices 505 to 507 each including a charge transfer device (CCD: Charge Coupled Device) for detecting blue, green, and red of incident light, and image pickup devices 505 to 507, respectively. The first to third prisms 502 to 504 are provided correspondingly, and an optical low-pass filter 501 for limiting high frequency components of light incident on the first to third prisms 502 to 504.
[0004]
First, the light that has passed through the optical low-pass filter 501 is incident on the first prism 502 via an incident surface 502a disposed so as to be orthogonal to the optical axis.
In the first prism 502, the blue light of the incident light is reflected by the blue light reflecting dichroic layer 502b formed on the reflecting surface that forms an inclined surface with the optical axis of the incident light, and the other wavelength bands are reflected. Light is transmitted. Then, the blue light reflected by the blue light reflecting dichroic layer 502b is totally reflected by the incident surface 502a and is imaged by the image sensor 505.
In the second prism 503, the red light of the transmitted light from the first prism 502 incident through the incident surface 502a is reflected by the red light reflecting dichroic layer 503b formed on the reflection surface, and Green light is transmitted. The red light reflected by the red light reflecting dichroic layer 503b is totally reflected by an air layer (air gap) 503a having a uniform thickness of 10 to 30 μm between the first prism 502 and the second prism 503. Are formed on the image sensor 507.
In the third prism 504, the transmitted light from the second prism 503, that is, green light is incident via the incident surface 504 a, exits to the exit surface 504 b, and is imaged on the image sensor 506.
[0005]
As described above, light from the subject is separated into three primary colors of blue (B), green (G), and red (R) in the vertical direction of the screen.
[0006]
Therefore, when the focus of the subject is adjusted by using the three output signals obtained by the three-plate type imaging unit 500, that is, the output signals of the imaging elements 505 to 507 (hereinafter, referred to as three primary color signals), the focus adjustment device is required to adjust the focus on the screen. , A high-frequency component is extracted from each of the three primary color signals in the focus signal detection area, a focus detection signal is generated for each primary color, and the focus is adjusted based on an increase or decrease in the signal level of each focus detection signal. Can be
Alternatively, a video luminance signal is generated by combining the three primary color signals at an appropriate ratio, and a focus detection signal is generated by detecting a high frequency component of the luminance signal in a focus signal detection area in the screen, and the focus detection signal is generated. Is used to adjust the focus based on the increase or decrease of the signal level.
[0007]
However, in the three-plate imaging unit 500, since it is necessary to provide an air gap 503a having a uniform thickness between the first prism 502 and the second prism 503 with high precision, it is very difficult to position the prisms 502 to 504. In addition, the number of required members has increased, and as a result, they have become expensive, heavy and large.
[0008]
Therefore, there is a three-plate imaging unit 600 that does not require an air gap as shown in FIG.
[0009]
The three-plate imaging unit 600 is relatively inexpensive, small and light because it does not require an air gap. As shown in FIG. Image sensors 605 to 607, first to third prisms 602 to 604 provided respectively corresponding to the image sensors 605 to 607, and light beams incident on the first to third prisms 602 to 604. An optical low-pass filter 601 for limiting high-frequency components.
[0010]
First, light that has passed through the optical low-pass filter 601 is incident on the first prism 602 via an incident surface 602a disposed so as to be orthogonal to the optical axis.
In the first prism 602, the red light of the incident light is reflected by the dichroic layer 602b for reflecting red light formed on the reflection surface that forms an inclined surface with the optical axis of the incident light, and the other wavelength bands are reflected. Light is transmitted. The red light reflected by the red light reflection dichroic layer 602b is totally reflected by the incident surface 602a and is imaged by the image sensor 607.
In the second prism 603, the blue light of the transmitted light from the first prism 602 incident through the incident surface 602a is reflected by the blue light reflecting dichroic layer 603a formed on the reflection surface, and Green light is transmitted. Then, the blue light reflected by the blue light reflecting dichroic layer 603a is emitted to the exit surface 603b as it is, and is imaged on the image sensor 605.
Further, in the third prism 604, the transmitted light from the second prism 603, that is, green light is incident via the incident surface 604 a, exits to the exit surface 604 b, and is imaged on the image sensor 606.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the focus of the subject is adjusted by the conventional focus adjustment device using the three primary color signals obtained by the three-plate imaging unit 600, there are the following problems.
[0012]
First, in FIG. 6, for example, the horizontal scanning line direction of the green image sensor 606 is the direction indicated by the arrow 611G, and the horizontal scanning line direction of the blue image sensor 605 is the direction indicated by the arrow 611B. The green light of the light incident from an arbitrary portion (upper part) 608 of the optical low-pass filter 601 forms an image at a point 606 a near the start of scanning of one scanning line of the image sensor 606, whereas the blue light is blue. The area light is imaged at a point 605b near the end of scanning of one scanning line of the image sensor 605.
This is because green light is sequentially transmitted through the first prism 602 and the second prism 603 and is incident on the image sensor 606, whereas blue light is reflected once by the blue light reflecting dichroic layer 603a. That's why.
[0013]
On the other hand, when light is incident from a portion (lower portion) 609 facing an arbitrary portion 608 of the optical low-pass filter 601, green light is imaged at a point 606 b near the scanning end point of one scanning line of the image sensor 606. On the other hand, the blue light is imaged at a point 605a near the scanning start point of one scanning line of the image sensor 605.
[0014]
That is, the subject images formed on the green image sensor 606 and the blue image sensor 605 have a mirror image relationship.
[0015]
Since the number of reflections of red light is two, the same subject image as that of green light is formed on the image sensor 607 for red.
[0016]
Therefore, when the conventional focus adjustment device generates a video luminance signal from the three primary color signals obtained by the three-plate type imaging unit 600 as described above and performs focus adjustment, the conventional focus adjustment apparatus uses a blue color image signal to generate the video luminance signal. Of the image sensor 605 is once taken into a line memory or the like, and subjected to inversion processing in the horizontal scanning line direction, and each of the green image sensor 606 and the red image sensor 607 is delayed by the time required for the inversion processing. The output signal had to be delayed. Hereinafter, such processing is referred to as mirror image processing.
For this reason, the scale of the signal processing circuit of the focus adjustment device is large and complicated, and the cost is high.
[0017]
Further, if the mirror image processing as described above is not performed, there is little effect on the subject at the center of the screen. For example, when it is desired to focus on the right end of the subject at both ends of the screen, a specific color component The signal indicates the information of the subject at the left end of the screen, and a malfunction such as focusing on a subject contrary to the intention of the photographer has occurred.
[0018]
Furthermore, as another mirror image processing, there is a processing of independently setting a focus detection area for each of the three primary color signals, and setting and correcting only a detection area where a color signal to be a mirror image is gated to a mirror image position. In the case where is used, it is necessary to provide a gate circuit for each of the three primary color signals, that is, three gate circuits are required, which has been expensive.
[0019]
Therefore, the present invention has been made to eliminate the above-mentioned disadvantages, and aims to reduce the size and weight, reduce the cost and simplify the system, and stably stabilize the target subject in all subjects and imaging conditions. It is an object of the present invention to provide a focusing device for focusing.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
A focus adjustment device according to the present invention includes: an imaging unit that captures a subject image via an optical system including a focusing lens and outputs a plurality of video signals; and a selection output that selects and outputs a video signal from the imaging unit. Means, extraction means for extracting a focus signal of a focus detection area in a screen from a signal output from the selection output means, and driving of the focusing lens based on an increase or decrease in the level of the focus signal obtained by the extraction means. And a drive control means for controlling, wherein the selection output means selects a video signal which is not a mirror image relation.
Further, the focus adjustment device according to the present invention may be configured such that the optical system includes a color separation prism, and the imaging unit outputs a plurality of video signals based on imaging light separated by the color separation prism. Features.
Further, in the focus adjustment device according to the present invention, the drive control means is provided in a lens unit including the focusing lens, and the extraction means supplies the extracted focus signal to the lens unit.
Further, the focus adjustment device according to the present invention is characterized in that the imaging means includes a plurality of solid-state imaging devices.
Further, the focus adjustment apparatus according to the present invention is characterized in that at least two video signals are selected by the selection output means, and the selected video signals are combined and output.
Further, the focus adjustment device according to the present invention is characterized in that the extraction means extracts each focus signal of at least two focus detection areas.
Further, the focus adjustment apparatus according to the present invention is characterized in that the selection output means selects a video signal having the largest luminance component.
[0021]
[Action]
According to the present invention, the extraction unit extracts a focus signal of a focus detection area in a screen from a video signal selected by the selection output unit. The drive control means controls the drive of the focusing lens of the optical system based on the increase or decrease in the level of the focus signal obtained by the extraction means. Further, the selection output means selects a video signal not having a mirror image relation, whereby the extraction means obtains a focus signal of a focus detection area in a screen from among the non-mirror image signals output from the selection output means. It will be extracted. As a result, the focusing lens is driven, the focus is automatically adjusted to the target object, and it is not necessary to provide an inversion processing circuit for a mirror image problem due to the color separation prism.
Further, according to the present invention, light from the subject is split by the color separation prism. The imaging means outputs a plurality of video signals having different color components obtained from the imaging light separated by the color separation prism.
Further, according to the present invention, the drive control means and the optical system are provided in the lens unit, and the focus signal from the extraction means supplied to the lens unit is given to the drive control means.
According to the invention, the imaging means outputs a plurality of video signals obtained by receiving light from a subject with a plurality of solid-state imaging devices and forming an image.
Further, according to the present invention, the selection output means selects at least two video signals among the plurality of video signals output from the imaging means, and combines and outputs the selected video signals. The extraction means extracts a focus signal of a focus detection area in a screen from a composite signal obtained by the synthesis by the selection output means.
Further, according to the present invention, the extraction means extracts focus signals of at least two focus detection areas in the screen. The drive control means controls the drive of the focusing lens of the optical system based on the increase or decrease in the level of each focus signal of the at least two focus detection areas.
Further, according to the present invention, the selection output means selects a video signal having the least luminance component among a plurality of video signals output from the imaging means. The extraction means extracts a focus signal of a focus detection area in a screen from a video signal having the least luminance component output from the selection output means.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
The focus adjustment device according to the present invention is applied to, for example, a camera system 100 as shown in FIG.
[0024]
As shown in FIG. 1, the camera system 100 includes a lens unit 127 and a camera main body 128, and uses a three-plate imaging unit 600 as shown in FIG. 6 as an imaging unit.
[0025]
The lens unit 127 includes a first lens group 101, a second lens group 102, an aperture 103, and a first lens group 101 sequentially provided so that light from a subject is guided to a color separation prism (not shown) of the three-plate imaging unit 600. A third lens group 104 and a fourth lens group 105, a lens microcomputer (hereinafter referred to as a lens microcomputer) 116 to which the output of the camera body 128 is supplied, a zoom motor driver 122 connected to the lens microcomputer 116, an iris A motor driver 124, a focus motor driver 126 and an encoder 133, a zoom motor (Mo) 121 connected to the zoom motor driver 122, an iris motor (IG) 123 connected to the iris motor driver 124, and a focus motor driver 126. Connected focus motor ( o) 125, the second lens group 102 is driven by a zoom motor 121, the aperture 103 is driven by an iris motor 123, and the fourth lens group 105 is driven by a focus motor 125. ing.
The lens microcomputer 116 includes an autofocus (AF) control circuit 117 and a computer zoom control circuit 119 to which the output of the camera body 128 is supplied, a lens cam data memory 120 connected to the computer zoom control circuit 119, an AF control A motor control circuit 118 is connected to the circuit 117 and the computer zoom control circuit 119. The AF control circuit 117 is also connected to the computer zoom control circuit 119. The motor control circuit 118 is connected to the zoom motor driver 122 described above. And the focus motor driver 126.
[0026]
On the other hand, the camera body 128 includes amplifiers 109 to 111 connected corresponding to the imaging elements 605 to 607 of the three-chip imaging unit 600, a signal processing circuit 112 connected to the amplifiers 109 to 111, and a signal processing circuit 112. A main body microcomputer (hereinafter referred to as a main body microcomputer) 114 connected thereto, and a zoom switch 130 and an AF switch 131 connected to the main body microcomputer 114 are provided.
The signal processing circuit 112 includes a camera signal processing circuit 113a and an AF signal processing circuit 113b. The microcomputer 114 includes a data read circuit 115 and an RGB selection control circuit 129 that outputs data to the data read circuit 115. The AF signal processing circuit 113a and the data reading circuit 115 are connected.
The output of the camera signal processing circuit 113a is output as a video signal, and the output of the data reading circuit 115 is supplied to the AF control circuit 117 and the computer zoom control circuit 119 of the lens unit 127, respectively.
[0027]
First, the overall operation of the camera system 100 will be described.
[0028]
Light from the subject is fixed by a first lens group 101, a second lens group that performs magnification (hereinafter, referred to as a magnification lens) 102, an aperture 103, and a fixed third lens group 104. Then, the light passes through a fourth lens group (hereinafter, referred to as a focus lens) 105 having both a focus adjustment function and a competition function for correcting a movement of a focal plane due to zooming, and is incident on a three-plate imaging unit 600.
[0029]
In the three-plate imaging unit 600, as described with reference to FIG. 6, the first to third prisms 602 to 604 (hereinafter, referred to as color separation prisms) separate the incident light into three primary colors, and The red component is imaged on the image sensor 607, the green component is imaged on the image sensor 606, and the blue component is imaged on the image sensor 605.
The subject images formed on the respective image sensors 605, 606, and 607 are each subjected to photoelectric conversion and supplied to corresponding amplifiers 111, 110, and 109 as electric signals.
Each electric signal amplified to an optimum signal level by each of the amplifiers 111, 110, and 109 is converted into a standard television signal by a camera signal processing circuit 113a, output as a video signal, and an AF signal processing circuit 113b. Supplied to
[0030]
The AF signal processing circuit 113b generates an AF evaluation value signal, which will be described later, using the three primary color signals from the amplifiers 111, 110, and 109.
The main body microcomputer 114 reads out the AF evaluation value signal generated by the AF signal processing circuit 113b using a data reading program stored in advance in the data reading circuit 115, and transfers the signal to the lens microcomputer 116.
[0031]
Here, the RGB selection control circuit 129 of the main microcomputer 114 generates signal selection information to be described later that indicates which color component signal among the three primary color signals output from the imaging elements 605, 606, and 607 is used for processing. According to the signal selection information, one color component or a plurality of color components can be selected.
Then, the signal selection information generated by the RGB selection control circuit 129 is supplied to the AF signal processing circuit 113b via the data read circuit 115.
Therefore, the AF signal processing circuit 113b performs an AF evaluation value signal generation process only on the color component indicated by the supplied signal selection information.
[0032]
Further, the main body microcomputer 114 reads the ON / OFF state of the zoom switch 130 and the AF switch 131 and supplies information on the switch state to the lens microcomputer 116.
[0033]
In the lens microcomputer 116, the motor control circuit 118 stores in advance in the computer zoom control circuit 119 when the AF switch 131 is OFF and the zoom switch 130 is ON according to the switch state information from the main body microcomputer 114. A zoom motor driver 122 and a focus motor based on lens cam data previously stored in a lens cam data memory 120 so as to be driven in a tele or wide depressed direction by using a computer zoom program that has been set. A control signal is supplied to each of the drivers 126.
The zoom motor driver 122 drives the zoom motor 121 based on a control signal from the motor control circuit 118, and the focus motor driver 126 also drives the focus motor 125 based on a control signal from the motor control circuit 118.
As a result, the variable power lens 102 is driven, and at the same time, the focus lens 105 is also driven, thereby performing a variable power operation.
[0034]
If the AF switch 131 is ON and the zoom switch 130 is ON according to the switch state information from the main body microcomputer 114, the motor control circuit 118 needs to keep the in-focus state in this case. Therefore, the computer zoom control circuit 119 maximizes the AF evaluation value signal based on not only the lens cam data stored in the lens cam data memory 120 in advance but also the AF evaluation value signal from the microcomputer 114 of the main body. The above-described zooming operation is performed while maintaining a certain position.
[0035]
When the AF switch 131 is ON and the zoom switch 130 is OFF according to the switch state information from the main body microcomputer 114, the motor control circuit 118 stores the AF program stored in the AF control circuit 117 in advance. Is supplied to the focus motor driver 126 such that the AF evaluation value signal from the main body microcomputer 114 is maximized.
The focus motor driver 126 drives the focus motor 125 based on a control signal from the motor control circuit 118.
As a result, the focus lens 105 is driven, and the automatic focusing operation is performed.
[0036]
As described above, the camera system 100 operates.
[0037]
Next, a description will be given of a process of generating an AF evaluation value signal in the AF signal processing circuit 113b and a process of selecting and synthesizing one or more color component signals from the three primary color signals output from the imaging elements 605 to 607.
[0038]
Here, FIG. 2 is a block diagram specifically showing the configuration of the AF signal processing circuit 113b. FIG. 3 is a diagram for explaining processing timing in the AF signal processing circuit 113b.
[0039]
In FIG. 3, the outer frame 300 is an effective image screen of the output of the imaging elements 605 to 607 in FIG. The inner three divided frames 300L, 300C, 300R are gate frames for focus adjustment. The scanning of the even field is indicated by a solid line, and the scanning of the odd field is indicated by a dotted line.
[0040]
Therefore, as shown in FIG. 2, the AF signal processing circuit 113b generates and outputs gate signals L, C, and R corresponding to each of the frames 300L, 300C, and 300R. LR1, CR1, RR1) generates and outputs a reset signal for each of the frames 300L, 300C, 300R, and further generates and outputs a data transfer signal at the end point of the frame (IR1) (Window Generator). ) 254. (Hereinafter, the left frame is called L frame, the center frame is called C frame, and the right frame is called R frame)
[0041]
Further, the AF signal processing circuit 113b includes switches 256 to 258 to which outputs of the imaging elements 605 to 607 are supplied correspondingly, and an RGB selector (R / G / B Selector) 255 for controlling a switching operation of the switches 256 to 258. , An adder 208 to which the outputs of the switches 256 to 258 are supplied via amplifiers 209 to 211, and a low-pass filter (hereinafter referred to as TE-) to which the output of the adder 208 is supplied via a gamma circuit (Gamma) 213. An LPF (hereinafter referred to as LPF) 214 and a low-pass filter (hereinafter referred to as FE-LPF) 215 are provided.
The outputs of the TE-LPF 214 and the FE-LPF 215 are switched by a switch 216 so that the even line is switched to the output of the TE-LPF 214 and the odd line is switched to the output of the FE-LPF 215 in both the even field and the odd field.
[0042]
Further, the AF signal processing circuit 113b includes peak hold circuits (Peak L, C, R) 219 to 221 that generate peak evaluation values for luminance from the output of the TE-LPF 214, and maximum / minimum values from the output of the TE-LPF 214. Peak hold circuits 247 to 249 for generating an evaluation value, peak hold circuits 225 to 227 for generating a peak evaluation value from the output of the switch 216, and an integration circuit (Int. TEL) for generating a peak integral evaluation value from the output of the switch 216 , Int.TEC, Int.TER, Int.FEL, Int.FEC, IntFER) 232 to 237.
[0043]
These integrating circuits and peak hold circuits are provided with buffers (Buf) 222 to 224, 250 to 252, 228 to 230, and 238 to 243, respectively, and each circuit is provided with the above-described frame generation circuit 254. Is reset by the reset signal generated in step (1), and the data in the corresponding buffer is transferred by the data transfer signal.
[0044]
The peak hold circuits (Peak L) 219, 225, 247 and the integration circuits (Int. TEL, Int. FEL) 232, 235 are processing circuits for the L frame 300L, and the peak hold circuits (Peak C) 220, 226, 248 and integration circuits (Int. TEC, Int. FEC) 233, 236 are processing circuits for the C frame 300C, and peak hold circuits (PeakR) 221, 227, 249 and integration circuits (Int. TER, Int. FER). 234 and 237 are processing circuits for the R frame 300R.
The gate signals L, C, and R corresponding to the L frame 300L, the C frame 300C, and the R frame 300R from the frame generation circuit 254, and the set signals respectively corresponding to LR1, CR1, and RR1 are output from the corresponding circuits. Respectively.
[0045]
Hereinafter, the operation of the AF signal processing circuit 113b will be specifically described with reference to FIGS.
[0046]
First, the three primary color signals from the image sensors 605 to 607 supplied to the signal processing circuit 112 of FIG. 1, that is, red (R) and green (G) amplified to the optimal signal levels by the amplifiers 109 to 111 of FIG. ) And blue (B) are digitized by analog / digital (A / D) converters 206 to 208 provided in correspondence with the respective color component signals. Each is supplied to the processing circuit 113b.
[0047]
In the AF signal processing circuit 113b, a red component signal from the A / D converter 206 is supplied to the switch 256, a green component signal from the A / D converter 207 is supplied to the switch 257, and a switch 258 is supplied. Is supplied with a blue component signal from the A / D converter 208.
[0048]
At this time, the signal selection information generated by the RGB selection control circuit 129 shown in FIG. 1 of the main body microcomputer 114 is also transmitted to the switches 256 to 258 via the microcomputer interface circuit (hereinafter referred to as microcomputer I / F) 253. Supplied.
As a result, the switching operation of each of the switches 256 to 258 is controlled, and only the signal of the color component indicated by the signal selection information is output from the switch.
[0049]
In this camera system 100, since the video signal is obtained from the CCD output of the three primary colors separated by the color separation prism of the three-plate imaging unit 600 in FIG. 1, the signal selection information includes, for example, It is assumed that a signal other than the blue component signal that is a mirror image, that is, a red component signal and a green component signal is selected.
Therefore, in this case, when the switch 258 is turned off, the blue component signal is removed, and when the switches 256 and 257 are each turned on, the red component signal and the green component signal are turned off. Is selected.
[0050]
The selected red component signal and green component signal are amplified to an optimal signal level by the corresponding amplifier 209 and amplifier 210 among the amplifiers 209 to 211 provided corresponding to the three primary color signals, and are then sent to the adder 208. Supplied.
[0051]
The adder 208 adds up the signals from the amplifiers 209 and 210, and supplies the addition result to the gamma circuit 213 as a luminance signal S5 for automatic focus adjustment.
[0052]
The gamma circuit 213 performs a gamma conversion process on the automatic focus adjustment luminance signal S5 from the adder 208 using a predetermined gamma curve, thereby enhancing a low luminance component and suppressing a high luminance component. S6 is generated and supplied to the TE-LPF 214 and the FE-LPF 215, respectively.
[0053]
The TE-LPF 214 is a filter having a high cutoff frequency, and its filter characteristics are controlled by the main microcomputer 114 via the microcomputer I / F 253.
The FE-LPF 215 is a filter having a low cutoff frequency, and its filter characteristics are controlled by the main microcomputer 114 via the microcomputer I / F 253.
Therefore, the signal S6 generated by the gamma circuit 213 passes through the TE-LPF 214 and the FE-LPF 215 having the filter characteristics determined by the main body microcomputer 114, whereby the low frequency components are extracted, and the signals S6 and S8 are extracted. The signal is supplied to the switch 216.
[0054]
At this time, the line identification signal LineE / O is supplied to the switch 216 from the main microcomputer 114 via the microcomputer I / F 253, for example. This line identification signal LineE / O is a signal indicating whether the horizontal line is an even number or an odd number.
Therefore, the switch 216 selects and outputs the signal S7 from the TE-LPF 214 and the signal S8 from the FE-LPF 215 based on the line identification signal LineE / O.
As a result, if the horizontal line is an even-numbered line, the signal S7 is supplied to a high-pass filter (hereinafter, referred to as HPF) 217. If the horizontal line is an odd-numbered line, the signal S8 is supplied. Is supplied to the HPF 217.
[0055]
The signal S7 output from the TE-LPF 214 is supplied to the peak hold circuits 219 to 221 and also to the maximum value hold circuit (Line Max.) 244 and the minimum value hold circuit (Line Min.) 245. You.
[0056]
The HPF 217 extracts only the high frequency component of the signal S7 or the signal S8 from the switch 216 and supplies the extracted signal to the absolute value circuit (ABS) 218 with the filter characteristics controlled by the main microcomputer 114 via the microcomputer I / F 253.
[0057]
The absolute value circuit 218 converts the signal from the HPF 217 into an absolute value, generates a positive signal S9, and supplies the signal to the peak hold circuits 225 to 227 and the line peak hold circuit (Line Peak) 231.
[0058]
On the other hand, the frame generation circuit 254 sets the three L frames 300L, C frame 300C, and R frame 300R for focus adjustment in the screen 300 as described above, and sets the gate signals L, C, and R corresponding to each frame. Generate
The gate signals L, C, and R generated by the frame generation circuit 254 are supplied corresponding to the peak hold circuits 225 to 227, the peak hold circuits 219 to 221 and the peak hold circuits 247 to 249, respectively. It is also supplied to the hold circuit 231, the integration circuits 232 to 237, the maximum value hold circuit 244, and the minimum value hold circuit 245.
[0059]
Therefore, the positive signals S9 generated by the absolute value circuit 218 are supplied to the peak hold circuits 225 to 227, and the gate signals L, C, and R generated by the frame generation circuit 254 are supplied correspondingly. Is done. At the same time, the line identification signal LineE / O as described above is also supplied from the main body microcomputer 114 to the peak hold circuits 225 to 227 via the microcomputer I / F 253.
Then, using these signals, the peak hold circuits 225 to 227 respectively generate peak evaluation values.
[0060]
That is, the peak hold circuit 225 is initialized by the reset signal corresponding to the L frame 300L from the frame generation circuit 254, with the LR1 located at the top left, which is the head of the L frame 300L, and indicated by the identification signal LineE / O. The positive signal S9 in the L frame 300L of either the even line or the odd line is peak-held, and the peak hold value in the L frame 300L is transferred to the buffer 228 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254. A peak evaluation value of an even line or a peak evaluation value of an odd line (hereinafter referred to as a TE / FE peak evaluation value) is generated.
[0061]
Further, the peak hold circuit 226 is initialized by the reset signal corresponding to the C frame 300C from the frame generation circuit 254, with the CR1 located at the upper left, which is the head of the C frame 300C, and indicated by the identification signal LineE / O. The peak hold of the positive signal S9 in the C frame 300C of either the even line or the odd line is performed, and the peak hold value in the C frame 300C is transferred to the buffer 229 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254. Generate a TE / FE peak evaluation value.
[0062]
Further, the peak hold circuit 227 is initialized by the reset signal corresponding to the R frame 300R from the frame generation circuit 254, with RR1 located at the top left, which is the head of the R frame 300R, and indicated by the identification signal LineE / O. The peak hold of the positive signal S9 in the R frame 300R of either the even line or the odd line is performed, and the peak hold value in the R frame 300R is transferred to the buffer 230 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254. Generate a TE / FE peak evaluation value.
[0063]
As described above, the line peak hold circuit 231 is supplied with the positive signal S9 from the absolute value circuit 218 and the gate signals L, C, and R from the frame generation circuit 254.
Therefore, the line peak hold circuit 231 is initialized at the horizontal start points (LR1, CR1, RR1) in the frames 300L, 300C, 300R by the reset signal from the frame generation circuit 254, and the lines 300L, 300C are initialized. , 300R of the positive signal S9 in one line is held.
The output of the line peak hold circuit 231 is supplied to integration circuits 232 to 237.
[0064]
As described above, the outputs of the line peak hold circuit 231 are supplied to the integration circuits 232 to 237, and the line identification signal LineE / O is supplied from the main microcomputer 114 via the microcomputer I / F 253.
At the same time, a gate signal L corresponding to the L frame 300L from the frame generation circuit 254 is supplied to the integration circuits 232 and 235, and the C frame 300C from the frame generation circuit 254 is supplied to the integration circuits 233 and 236. Is supplied, and the integration circuits 234 and 237 are supplied with the gate signal R corresponding to the R frame 300R from the frame generation circuit 254.
Using these signals, the integration circuits 232 to 237 respectively generate peak integration evaluation values.
[0065]
That is, the integration circuit 232 initializes the circuit at LR1 located at the top left of the top of the L frame 300L by the reset signal corresponding to the L frame 300L from the frame generation circuit 254, and the even line in the L frame 300L. Immediately before the end, the output of the line peak hold circuit 231 is added to an internal register (not shown), and the peak hold value is transferred to the buffer 238 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the line peak integration of the even line is performed. An evaluation value (hereinafter, referred to as a TE line peak integration evaluation value) is generated.
[0066]
In addition, the integration circuit 233 initializes the circuit in the CR1 located at the top left of the top of the C frame 300C by the reset signal corresponding to the C frame 300C from the frame generation circuit 254, and the even line in the C frame 300C. Immediately before the end, the output of the line peak hold circuit 231 is added to an internal register (not shown), and the peak hold value is transferred to the buffer 239 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the TE line peak integral evaluation value Generate
[0067]
In addition, the integration circuit 234 initializes the circuit at RR1 located at the top left of the top of the R frame 300R by a reset signal corresponding to the R frame 300R from the frame generation circuit 254, and the even line in the R frame 300R. Immediately before the end, the output of the line peak hold circuit 231 is added to an internal register (not shown), and the peak hold value is transferred to the buffer 240 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the TE line peak integral evaluation value Generate
[0068]
The integration circuits 235, 236, and 237 perform the addition processing on the data on the odd lines, respectively, while the integration circuits 232, 233, and 234 perform the addition processing on the data on the even lines. The integration circuits 235, 236, and 237 transfer the peak hold values to the buffers 241, 242, and 243, respectively, in the same manner as the integration circuits 235, 236, and 237, and obtain the line-peak integration evaluation values of the odd-numbered lines (hereinafter, referred to as “integral circuits”). , FE line peak integration evaluation value).
[0069]
As described above, when the gate signals L, C, and R generated by the frame generation circuit 254 are supplied correspondingly, the signal S7 output from the TE-LPF 214 is also supplied to the peak hold circuits 219 to 221. Is done.
Then, by using these signals, the peak hold circuits 219, 220, and 221 generate peak evaluation values (hereinafter, referred to as Y peak evaluation values) for the luminance.
[0070]
That is, the peak hold circuit 219 initializes the circuit in the LR1 located at the top left of the top of the L frame 300L by the reset signal corresponding to the L frame 300L from the frame generation circuit 254, and the signal in the L frame 300L S7 is peak-held, and the peak-hold value is transferred to the buffer 222 according to the data transfer signal from the frame generation circuit 254 to generate a Y-peak evaluation value.
[0071]
The peak hold circuit 220 initializes the circuit in the CR1 located at the top left of the top of the C frame 300C by the reset signal corresponding to the C frame 300C from the frame generation circuit 254, and outputs the signal in the C frame 300C. At S7, the peak hold value is transferred to the buffer 223 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the Y peak evaluation value is generated.
[0072]
Further, the peak hold circuit 221 initializes the circuit in the RR1 located at the top left of the top of the R frame 300R by the reset signal corresponding to the R frame 300R from the frame generation circuit 254, and the signal in the R frame 300R S7 is peak-held, and the peak-hold value is transferred to the buffer 224 according to the data transfer signal from the frame generation circuit 254 to generate a Y-peak evaluation value.
[0073]
As described above, the gate signals L, C, and R generated by the frame generation circuit 254 are supplied to the line maximum value hold circuit 244 and the line minimum value hold circuit 245, and the signal output from the TE-LPF 214. S7 is also supplied.
[0074]
The line maximum hold circuit 244 and the line minimum hold circuit 245 are initialized at the horizontal start points (LR1, CR1, RR1) in each of the frames 300L, 300C, 300R by the reset signal output from the frame generation circuit 254. Then, the maximum value and the minimum value of one line of the signal S7 in each of the frames 300L, 300C, 300R are held.
Then, the maximum value and the minimum value held by the line maximum value hold circuit 244 and the line minimum value hold circuit 245 are supplied to a subtractor 246.
[0075]
The subtractor 246 subtracts the minimum value from the maximum value from the line maximum value hold circuit 244 and the line minimum value hold circuit 245 (maximum value−minimum value), and outputs the subtraction result to the peak hold circuits 247 to 249 as a signal S10. Supply each.
[0076]
As described above, the gate signals L, C, and R generated by the frame generation circuit 254 are correspondingly supplied to the peak hold circuits 247 to 249, and the signal S10 from the subtractor 246 is supplied thereto.
Then, using these signals, the peak hold circuits 247 to 249 respectively generate maximum / minimum evaluation values (hereinafter referred to as Max / Min evaluation values).
[0077]
That is, the peak hold circuit 247 initializes the circuit in the LR1 located at the top left of the top of the L frame 300L by the reset signal corresponding to the L frame 300L from the frame generation circuit 254, and the signal in the L frame 300L At S10, the peak hold value is transferred to the buffer 250 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the Max / Min evaluation value is generated.
[0078]
The peak hold circuit 248 initializes the circuit in the CR1 located at the top left of the top of the C frame 300C by the reset signal corresponding to the C frame 300C from the frame generation circuit 254, and the signal in the C frame 300C S10 is peak-held, the peak-hold value is transferred to the buffer 251 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the Max / Min evaluation value is generated.
[0079]
Further, the peak hold circuit 249 initializes the circuit in the RR1 located at the top left of the top of the R frame 300R by the reset signal corresponding to the R frame 300R from the frame generation circuit 254, and the signal in the R frame 300R At S10, the peak hold value is transferred to the buffer 252 by the data transfer signal from the frame generation circuit 254, and the Max / Min evaluation value is generated.
[0080]
Here, as described above, the corresponding buffers 222 to 224, 228 to 230, 250 to 252, 238 to 243 are output from the peak hold circuits 219 to 221, 225 to 227, 247 to 249, and the integrating circuits 232 to 237. At the same time, an interrupt signal is sent from the frame generation circuit 254 to the main body microcomputer 114 via the microcomputer I / F 253.
[0081]
When the interrupt signal is supplied from the microcomputer I / F 253, the main body microcomputer 114 causes the peak hold circuits 219 to 221, 225 to 227, 247 to 249, and the integration circuits 232 to 237 to reach the end point (IR1) of the frame. Until the next data is transferred to the corresponding buffers 222 to 224, 228 to 230, 250 to 252, and 238 to 243, the data in each buffer is read, and the read data is read. It is supplied to the lens microcomputer 116 of FIG. 1 as an AF evaluation signal.
[0082]
Therefore, the lens microcomputer 116 determines the TE / FE peak evaluation value and the TE line peak integration value in the frames 300L, 300C, and 300R based on the AF evaluation signal generated by the AF signal processing circuit 113 as described above. The automatic focus adjustment operation is performed by controlling each unit in the lens unit 127 based on the evaluation value, the FE line peak integration evaluation value, the Y peak evaluation value, and the Max-Min evaluation value.
[0083]
Next, the control processing of the automatic focus adjustment operation based on the AF evaluation signal in the lens microcomputer 116 will be described.
[0084]
First, the TE / FE peak evaluation value is an evaluation value indicating the degree of focus, and is a peak hold value. Therefore, the TE / FE peak evaluation value is relatively less subject-dependent, and the influence of blurring or the like in the camera system 100 is small. It is the most suitable for use when making a restart determination.
The TE line peak integral evaluation value and the FE line peak integral evaluation value are also evaluation values indicating the degree of focusing, but are stable evaluation values with little noise due to the integration effect, and are used when performing direction determination. The best one.
Further, in the TE / FE peak evaluation value, the TE line peak integration evaluation value, and the FE line peak integration evaluation value, the evaluation value of the even-numbered line (TE) extracts a higher high-frequency component. On the other hand, the odd-numbered line (FE) is optimally used for processing in the case of large blur far from focusing.
On the other hand, since the Y peak evaluation value and the Max-Min evaluation value do not depend much on the degree of focusing and depend on the subject, the situation of the subject for performing the focusing degree determination, the restart determination, and the direction determination reliably is determined. It is optimal for use in processing.
[0085]
Therefore, the lens microcomputer 116 determines whether the target subject is a high-brightness subject or a low-brightness subject based on the Y-peak evaluation value, determines the magnitude of the contrast based on the Max-Min evaluation value, and determines the TE / FE peak. By predicting and correcting the peak size of the evaluation value, the TE line peak integration evaluation value, and the FE line peak integration evaluation value, the operation of each unit in the lens unit 127 is controlled so as to perform the optimal automatic focus adjustment operation. .
[0086]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation control processing of the lens microcomputer 116 as described above.
[0087]
As shown in FIG. 4, the lens microcomputer 116 employs, as it is, a control algorithm used when the single-plate type image pickup unit performs the automatic focusing operation.
[0088]
That is, first, each unit in the lens unit 127 is activated (step S1).
[0089]
Next, the speed is controlled at the level of the TE / FE peak evaluation value. The TE line peak integration evaluation value is mainly used near the peak level (top of the mountain), and the FE line is near the level fall (foot of the mountain). The hill-climbing control is performed by controlling the direction mainly using the peak integration evaluation value (step S2).
[0090]
Next, based on the absolute value of the TE / FE peak evaluation value and the amount of change in the TE line peak integration evaluation value, the highest level (peak of the mountain) is determined (step S3), and the operation is stopped at the highest point. The operation is controlled to enter the restart standby state (step S4).
[0091]
Then, in the restart standby state, when it is detected that the level of the TE / FE peak evaluation value has decreased, each unit in the lens unit 127 is restarted (step S5).
[0092]
An automatic focus adjustment operation is performed by repeatedly performing the processes of steps S1 to S5 as described above.
[0093]
Here, in each processing of steps S1 to S5, the degree of performing speed control using the TE / FE peak evaluation value, the level of the absolute value of the TE / FE peak evaluation value when determining the top of the mountain, and The amount of change in the TE line peak integrated evaluation value is determined by performing the above-described subject determination processing using the Y peak evaluation value and the Max-Min evaluation value, thereby predicting the size of the mountain, and performing this prediction. Decide based on
[0094]
As described above, in the camera system 100, the video signal of the color component which is a mirror image-related signal as described with reference to FIG. 6 is removed as an AF evaluation signal for focus adjustment. Therefore, a signal processing circuit for mirror image processing is unnecessary.
Although the video signal of a specific color component is missing from the AF evaluation signal, the color component that becomes a mirror image in the three primary color signals is the blue component with the smallest ratio, so that there is a practical effect on focusing. Can be eliminated.
Further, the TE / FE peak evaluation value, the TE line peak integration evaluation value, the FE line peak integration evaluation value, the Y peak evaluation value, and the Max-Min evaluation value in each frame are used as the AF evaluation signal, and the respective evaluation values are obtained. Is used to perform the automatic focus adjustment operation, so that it is possible to stably and reliably focus on the subject intended by the photographer.
Further, a lens microcomputer 116 for controlling the automatic focus adjustment operation is provided in a lens unit 127 having a lens such as the focus lens 105, and the AF evaluation signal obtained by the camera body 128 is supplied to the lens unit 127. Therefore, the lens unit 127 can be applied to other types of camera systems.
[0095]
In the above-described camera system 100, the signal of the blue component that is a mirror image is removed by turning off the switch 258, and the switches 256 and 257 are turned on to select the red component signal and the green component signal. However, the present invention is not limited to this, and the signal of any color component may be selected as long as it is one or more.
In particular, when only the signal of the green component having the largest luminance component is selected, the camera system 100 employs the single-plate automatic focus adjustment operation control algorithm as it is, so that the imaging unit provided in the camera system 100 includes: The control of the automatic focus adjustment operation can be easily performed by any one of the imaging unit 500 shown in FIG. 5 and the imaging unit shown in FIG.
[0096]
Further, in the above-described camera system 100, when selecting a color component signal, it is selected from the digitalized color component signals and synthesized, but selected from the analog color signal of each color component and synthesized. You may do so.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the focus signal of the focus detection area in the screen is extracted from the video signal selected by the selection output unit, and the focusing lens of the optical system is driven based on the increase or decrease of the level of the focus signal. Focusing on the subject intended by the photographer stably and accurately, without increasing the circuit scale, regardless of the subject or imaging conditions Can be pulled out. Therefore, it is possible to reduce the size and weight, reduce the cost, and simplify the system, and to stably focus on the target subject under any subject and imaging conditions.
Further, according to the present invention, it is possible to further reduce the size and weight by stably and accurately focusing on a target object without providing an inversion processing circuit for a mirror image problem or the like due to a color separation prism. Cost reduction and simplification of the system can be achieved.
Further, according to the present invention, the drive control means is provided in the lens unit including the focusing lens so that the lens unit can be exchanged, so that it can be easily applied to any system. In addition, the size and weight can be reduced, the price can be reduced, and the system can be simplified. In addition, it is possible to stably focus on a target subject under any subject and imaging conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a camera system to which a focus adjustment device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an AF signal processing circuit of the camera system.
FIG. 3 is a diagram for explaining processing timing in the AF signal processing circuit.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control process of an automatic focus adjustment operation in a lens microcomputer of the camera system.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a three-plate imaging unit that requires an air gap using a color separation prism.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a three-plate imaging unit that does not require an air gap using a color separation prism.
[Explanation of symbols]
100 camera system
101 First lens group
102 Second lens group (magnification lens)
103 aperture
104 Third lens group
105 fourth lens group (focus lens)
109-111 amplifier
112 signal processing circuit
113a Camera signal processing circuit
113b AF signal processing circuit
114 Main unit microcomputer
115 Data Read Circuit
116 Lens microcomputer
117 AF control circuit
118 Motor control circuit
119 Computer zoom circuit
120 Lens cam data memory
121 Zoom motor
122 Zoom motor driver
123 Iris motor
124 Iris motor driver
125 focus motor
126 Focus motor driver
127 Lens unit
128 camera body
129 RGB selection control circuit
130 Zoom switch
131 AF switch
133 encoder
600 3-board imaging unit
605-607 Image sensor

Claims

Imaging means for capturing a subject image via an optical system including a focusing lens and outputting a plurality of video signals,
Selection output means for selecting and outputting a video signal from the imaging means,
Extracting means for extracting a focus signal of a focus detection area in a screen from a signal output from the selection output means,
Drive control means for controlling the driving of the focusing lens based on increase or decrease in the level of the focus signal obtained by the extraction means,
A focus adjustment device, wherein the selection output means selects a video signal that is not a mirror image.

The optical system includes a color separation prism,
2. The focus adjusting device according to claim 1, wherein the image pickup unit outputs a plurality of video signals based on the image pickup light split by the color separation prism.

The drive control means is provided in a lens unit including the focusing lens,
2. The focus adjusting device according to claim 1, wherein the extracting unit supplies the extracted focus signal to the lens unit.

2. The focus adjustment device according to claim 1, wherein said imaging means includes a plurality of solid-state imaging devices.

2. The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein said selection output means selects at least two video signals, and combines and outputs each of the selected video signals.

2. The focus adjustment apparatus according to claim 1, wherein said extraction means extracts each focus signal of at least two focus detection areas.

2. The focus adjusting device according to claim 1, wherein said selection output means selects a video signal having the largest luminance component.