JPH03117276A - Automatic focus camera - Google Patents

Automatic focus camera

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Publication number
JPH03117276A
JPH03117276A JP1255699A JP25569989A JPH03117276A JP H03117276 A JPH03117276 A JP H03117276A JP 1255699 A JP1255699 A JP 1255699A JP 25569989 A JP25569989 A JP 25569989A JP H03117276 A JPH03117276 A JP H03117276A
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JP
Japan
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circuit
focus
focus evaluation
solid
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP1255699A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Murata
治彦 村田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03117276A publication Critical patent/JPH03117276A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain automatic focus with high focus accuracy even at low illuminance by inserting a high frequency cut-off filter cutting-off solid-state pattern noise from a solid-state image pickup element between the solid-state image pickup element and a focus evaluation value generating means. CONSTITUTION:An image pickup video signal outputted from an image pickup circuit 4 is amplified by a variable gain amplifier 21, inputted to a gain control circuit 22 so as to attain a reference level. When a gain control signal is larger than a prescribed value, a low illuminance state discrimination circuit 30 generates a low illuminance signal LOW as the low illuminance state and the signal is inputted to a focus evaluation generating circuit 35. The circuit 35 extracts only a luminance signal in the focus area by the operation of a synchronizing separator circuit and a gate control circuit and fixed pattern noise is eliminated from the luminance signal via an LPF. Thus, an offset component in the fixed pattern noise is not included during the focus evaluation and focusing is applied by the focus evaluation depending only on the picture contrast even at low illuminance.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、撮像素子から得られる撮像映像信号中の輝度
信号を基に、焦点の自動整合を行うカメラのオート7オ
ーカス装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application The present invention relates to an auto-7 focus device for a camera that automatically aligns the focus based on a luminance signal in a captured video signal obtained from an image sensor.

(ロ)従来の技術 カメラのオート7オーカス装置において撮像素子からの
映像信号自体の高域成分を焦点制御の評価に用いる方法
は、本質的にバ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
合わせられる等の優れた点が多い。しかも、オートフォ
ーカス用の特別なセンサも不要で、機溝的にも極めて簡
単である。
(b) Conventional technology The method of using the high-frequency components of the video signal itself from the image sensor to evaluate focus control in the auto-7 orcus device of a camera is essentially free of variation and has a limited depth of field. It has many advantages, such as being able to focus accurately even when photographing shallow or distant objects. Furthermore, there is no need for a special sensor for autofocus, making it extremely simple.

従来、このオートフォーカスの方法の一例が、“NHK
技術報告”S40、第17巻第1号、通巻86号21ペ
ージに石田他著「山登りサーボ方式によるビデオカメラ
の自動焦点調節」として述べられており、いわゆる出登
りサーボ制御として知られている。この山登りサーボ制
御は常に映像信号の高域成分の量が最大になるようにレ
ンズを光軸方向に進退させる方式である。
Conventionally, an example of this autofocus method is “NHK
It is described in "Technical Report" S40, Vol. 17, No. 1, Volume 86, Page 21, as "Automatic focus adjustment of video camera using hill-climbing servo system" by Ishida et al., and is known as so-called climbing servo control. This mountain-climbing servo control is a method in which the lens is moved back and forth in the optical axis direction so that the amount of high-frequency components of the video signal is always maximized.

特開昭63−125910号公報(GO2B7/11)
には、前述の所謂山登りオートフォーカス方式の一例が
開示されている。ここで、この従来技術について、第2
図及び第3図を用いてその骨子を説明する。第2図は従
来技術の全体の回路ブロック図であり、この図において
、レンズ(1)によって結像した画像は、撮像素子を含
む撮像回路(4)によって映像信号となり、焦点評価値
発生回路(5)に入力される。焦点評価値発生回路(5
)は第3図に示すように構成される。映像信号より同期
分離回路(5a)によって分離された垂直同期信号(V
D)、水平同期信号(HD)は7オーカスエリアとして
のサンプリングエリアを設定するためにゲート制御回路
(5b)に入力される。ゲート制御回路(5b)では垂
直同期信号(VD)、水平同期信号(HD)及び撮像素
子を駆動する固定の発振器出力に基づいて、画面中央部
分に長方形のサンプリングエリアを設定し、このサンプ
リングエリアの範囲のみの輝度信号の通過を許容するゲ
ート開閉信号をゲート回路(5C)に供給する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-125910 (GO2B7/11)
discloses an example of the above-mentioned so-called mountain climbing autofocus system. Here, regarding this prior art, the second
The outline will be explained using the diagram and FIG. 3. FIG. 2 is an overall circuit block diagram of the conventional technology. In this figure, an image formed by a lens (1) is turned into a video signal by an image pickup circuit (4) including an image pickup element, and a focus evaluation value generation circuit ( 5). Focus evaluation value generation circuit (5
) is constructed as shown in FIG. The vertical synchronization signal (V
D), the horizontal synchronization signal (HD) is input to the gate control circuit (5b) to set the sampling area as 7 orcus areas. The gate control circuit (5b) sets a rectangular sampling area in the center of the screen based on the vertical synchronization signal (VD), the horizontal synchronization signal (HD), and the fixed oscillator output that drives the image sensor. A gate opening/closing signal that allows passage of luminance signals only within the range is supplied to the gate circuit (5C).

ゲート回路(5c)によって7オーカスエリアの範囲内
に対応する輝度信号のみが、高域通過フィルター(l(
、P、 F)(5d)を通過して高域成分のみが分離さ
れ、次段の検波回路(5e)で振幅検波される。この検
波出力はA/D変換回路(5f)に所定のサンプリング
周期でディジタル値に変換されて、順次積算器(5g)
に入力される。
Only the luminance signals corresponding to the seven orcus areas are filtered by the gate circuit (5c) through the high-pass filter (l(
, P, F) (5d), only the high frequency components are separated, and the amplitude is detected in the next stage detection circuit (5e). This detection output is converted into a digital value by the A/D conversion circuit (5f) at a predetermined sampling period, and is sequentially sent to the integrator (5g).
is input.

この積算器(5g)は、具体的にはA/D変換データと
後段のラッチ回路のラッチデータとを加算する加算器と
、この加算値をラッチし、1フイールド毎にリセットさ
れるラッチ回路から成る所謂ディジタル積分器であり、
1フイ一ルド期間についての全A/D変換データの和が
焦点評価値として出力される。従って、焦点評価値発生
回路は7オーカスエリア内での輝度信号を時分割的に抜
き取り、更にこの高域成分を1フイ一ルド期間にわたっ
てディジタル積分し、この積分値を現フィールドの焦点
評価値として出力することになる。オート7オーカス動
作開始直後に、最初の焦点評価値は最大値メモリ(6)
と初期値メモリ(7)に保持される。その後、7オ一カ
スモーク制御回路(10)はレンズ(1)を光軸方向に
進退させるフォーカスモーフ()オーカス制御手段)(
3)を予め決められた方向に回転させ第2比較器(9)
出力を監視する。第2比較器(9)は、フォーカスモー
タ駆動後の焦点評価値と初期値メモリ(7)に保持され
ている初期評価値を比較しその大小を出力する。
Specifically, this integrator (5g) consists of an adder that adds A/D conversion data and latch data of a subsequent latch circuit, and a latch circuit that latches this added value and is reset every field. It is a so-called digital integrator consisting of
The sum of all A/D conversion data for one field period is output as a focus evaluation value. Therefore, the focus evaluation value generation circuit extracts the luminance signals within the seven orcus areas in a time-division manner, digitally integrates this high frequency component over one field period, and uses this integrated value as the focus evaluation value for the current field. It will be output. Immediately after the auto 7 orcus operation starts, the first focus evaluation value is stored in the maximum value memory (6)
and is held in the initial value memory (7). Thereafter, the focus morph control circuit (10) moves the lens (1) forward and backward in the optical axis direction.
3) in a predetermined direction and the second comparator (9)
Monitor output. The second comparator (9) compares the focus evaluation value after driving the focus motor with the initial evaluation value held in the initial value memory (7) and outputs the magnitude thereof.

フォーカスモータ制御回路(10)は、第2比較器(9
)が大または小という出力を発するまで最初の方向に7
オーカスモーク(3)を回転せしめ、現在の焦点評価値
が初期の評価値よりも、予め設定された変動幅よりも大
であるという出力がなされた場合には、そのままの回転
方向を保持し、現在の評価値が初期評価値に比べて、上
記変動幅よりも小であるという出力がなされた場合には
7オーカスモーク(3)の回転方向を逆にして、第1比
較器(8)の出力を監視する。
The focus motor control circuit (10) includes a second comparator (9).
) in the first direction until it produces an output of greater or lesser.
If the Orcasmoke (3) is rotated and an output is made that the current focus evaluation value is larger than the initial evaluation value and larger than the preset fluctuation range, the direction of rotation is maintained as it is, If it is output that the current evaluation value is smaller than the above fluctuation range compared to the initial evaluation value, the direction of rotation of the 7 Orcasmoke (3) is reversed, and the rotation direction of the first comparator (8) is Monitor output.

第1比較器(8)は最大値メモリ(6)に保持されてい
る今までの最大の焦点評価値と現在の焦点評価値を比較
し、現在の焦点評価値が最大値メモリ(6)の内容に比
べて大きい(第1モード)、上記予め設定した第1の闇
値以上に減少した(第2モード)の2通りの比較信号(
Pi)(P2)を出力する。ここで最大値メモリ(6)
は、第1比較器(8)の出力に基づいて、現在の焦点評
価値が最大値メモリ(6)の内容よりも大きい場合には
その値が更新され、常に現在までの焦点評価値の最大値
が保持される。
The first comparator (8) compares the maximum focus evaluation value held in the maximum value memory (6) with the current focus evaluation value, and the current focus evaluation value is determined by the maximum focus evaluation value stored in the maximum value memory (6). There are two types of comparison signals (1st mode) that are larger than the content (1st mode) and 2nd mode that are reduced to more than the preset first darkness value (2nd mode).
Pi) (P2) is output. Here maximum value memory (6)
is updated based on the output of the first comparator (8) if the current focus evaluation value is larger than the content of the maximum value memory (6), and is always updated to the maximum value of the focus evaluation value up to now. The value is retained.

(13)はレンズ(1)を支持するフォーカスリング(
2)の位置を指示する7オ一カスリング位置信号を受け
て、7オ一カスリング位置を記憶するモータ位置メモリ
であり、最大値メモリ(6)と同様に第1比較5(8)
の出力に基いて、最大評価値となった場合のフォーカス
リング位置を常時保持するようにに更新される。ここで
、7オーカスリング(2)は7オーカスモーク(3)に
より回転し、この回転に応じてレンズ(1)が光軸方向
に進退することは周知の技術である。
(13) is a focus ring (
2) This is a motor position memory that stores the 7-occasion ring position upon receiving the 7-occasion ring position signal that indicates the position of 1st comparison 5 (8), similar to the maximum value memory (6).
Based on the output of , the focus ring position is updated so as to always maintain the focus ring position when the maximum evaluation value is reached. Here, it is a well-known technique that the 7 orcus ring (2) is rotated by the 7 orcus smoke (3), and the lens (1) moves forward and backward in the optical axis direction in accordance with this rotation.

尚、7オ一カスリング位置信号は7オ一カスリング位置
を検出するポテンショメータにて出力されるが、7オー
カスモーク(3)をステップピングモータとし、このモ
ータの近点あるいは■恵方向への回転量を正及び負のス
テップ量とし、フォーカスリングあるいはフォーカスモ
ーフの位置をこのステップ量にて表現することも可能で
ある。
Note that the 7th place ring position signal is output by a potentiometer that detects the 7th place ring position, but the 7th place smoke (3) is used as a stepping motor, and the amount of rotation of this motor toward the near point or It is also possible to use positive and negative step amounts and express the position of the focus ring or focus morph using these step amounts.

フォーカスモータ制御回路(10)は、第2比較器(9
)出力に基づいて決定された方向にフォーカスモーフ(
3)を回転させながら、第1比較器(8)出力を監視し
、評価値の雑音による誤動作を防止するために、第1比
較器(8)出力にて現在の評価値が最大評価値に比して
上記予め設定された第1の閾値(Δy)の幅を越えて小
さいという第2モードが指示される(第4図のQに達す
る)と同時にフォーカスモーフ(3)は逆転される。こ
の逆転後、位置メモリ(13)の内容と、現在のフォー
カスリング位置信号とが第3比較器(14)にて比較さ
れ、一致したとき、即ちフォーカスリング(2)が焦点
評価値が最大となる位置(P)に戻ったときに7オーカ
スモーク(3)を停止させるように7オ一カスモーク制
御回路(10)は機能する。同時にフォーカスモータ制
御回路(10)はレンズ停止信号(LS)を出力して合
焦動作を完了する。尚、上述の一連の合焦動作をマイク
ロコンピュータにてソフトウェア的に処理する場合のフ
ローチャートは第5図(a)の通りである。
The focus motor control circuit (10) includes a second comparator (9).
) focus morph in the direction determined based on the output (
3), the output of the first comparator (8) is monitored, and in order to prevent malfunctions due to noise in the evaluation value, the current evaluation value is set to the maximum evaluation value at the output of the first comparator (8). In comparison, the second mode in which the width is smaller than the preset first threshold value (Δy) is instructed (reaches Q in FIG. 4), and at the same time the focus morph (3) is reversed. After this reversal, the contents of the position memory (13) and the current focus ring position signal are compared in the third comparator (14), and when they match, that is, the focus ring (2) has the maximum focus evaluation value. The 7-o-ka-smoke control circuit (10) functions to stop the 7-o-ka-smoke (3) when it returns to the position (P). At the same time, the focus motor control circuit (10) outputs a lens stop signal (LS) to complete the focusing operation. Incidentally, a flowchart when the above-mentioned series of focusing operations are processed by software using a microcomputer is shown in FIG. 5(a).

この合焦動作完了後に被写体が移動すると、第6図の一
点鎖線の如く焦点評価値も変化して、そのピークをとる
レンズ位置も変化し、再び合焦動作を再開して7オーカ
スメモリモータを再起動する必要が生じる。そこで、レ
ンズ停止信号(LS)が発生せられると、第4メモリ(
11)にてこの時点での焦点評価値を記憶し、この値と
それ以後の焦点評価値を第4比較器(12)にて比較し
、両者の差が予め設定された第2の閾値(M)を越えた
時に、被写体が移動したとして再び合焦動作が再開され
る様に構成されている。尚、この再起動についてのフロ
ーチャートは、第5図(b)の通りである。
When the subject moves after this focusing operation is completed, the focus evaluation value changes as shown by the dashed-dotted line in Fig. 6, and the lens position where the value reaches its peak also changes, and the focusing operation is resumed and the 7 orcus memory motor is activated. You will need to reboot. Therefore, when the lens stop signal (LS) is generated, the fourth memory (
11) stores the focus evaluation value at this point in time, and compares this value with subsequent focus evaluation values in the fourth comparator (12), and calculates the difference between the two as a preset second threshold ( M), the focusing operation is restarted again even though the subject has moved. Incidentally, a flowchart regarding this restart is as shown in FIG. 5(b).

前記従来技術において、合焦動作の再開の目安となる第
2の閾値(M)を固定値とすると、被写体が有する高域
成分に応じて再起動のタイミングに大きな差が生じるこ
とになる。即ち、高域成分を多く含むことになる、縦縞
の白黒のストライブの模様の高コントラストの被写体の
焦点評価値の山はピークが高い急峻な山となる(第6図
(b))が、白い壁の様に高域成分が生じにくい低コン
トラストの被写体ではピークの低い緩やかな山(第6図
(a))となる。従って、第2の閾値(M)が固定値で
あれば、前者については被写体が僅かに変位するだけで
、焦点評価値に大きな変動が生じるため直ちに合焦動作
が再開されるが、後者については被写体がかなり大きく
変位しても、焦点評価値に大きな変動が生じず、かなり
ピンボケ状態にならなければ合焦動作が再開されないこ
とになる。
In the prior art, if the second threshold value (M), which is a guideline for restarting the focusing operation, is set to a fixed value, there will be a large difference in the restart timing depending on the high frequency component of the subject. In other words, the peak of focus evaluation values for a high-contrast subject with a vertical black and white stripe pattern that contains many high frequency components is a steep peak with a high peak (Fig. 6(b)). In the case of a low-contrast object such as a white wall where high-frequency components are difficult to produce, a gentle mountain with a low peak is formed (FIG. 6(a)). Therefore, if the second threshold (M) is a fixed value, a slight displacement of the subject will cause a large change in the focus evaluation value in the former case, and the focusing operation will be restarted immediately; however, in the latter case, the focusing operation will be restarted immediately. Even if the subject moves considerably, the focus evaluation value will not change significantly and the focusing operation will not be restarted unless the subject becomes considerably out of focus.

そこで、再起動時の判断の目安となる第2の閾値を、レ
ンズ停止信号(LS)が発せられた時点での焦点評価値
(Fo)に比例した値に設定することにより、上述の問
題を解決することができる。例えば、 M  =  F o X 0 、0 5 + f e 
    ・・・  (1)に設定することにより、第6
図(b)の時には第2の閾値(M)が大きく、(a)の
時には第2の閾値が小さくできて、いずれの場合にも被
写体が一定量だけ変位した時に合焦動作が再開されるこ
とになる。
Therefore, the above-mentioned problem can be solved by setting the second threshold, which serves as a guideline for determining when to restart, to a value proportional to the focus evaluation value (Fo) at the time when the lens stop signal (LS) is issued. It can be solved. For example, M = F o X 0, 0 5 + f e
... By setting (1), the sixth
In the case of figure (b), the second threshold value (M) is large, and in the case of (a), the second threshold value can be made small, and in either case, the focusing operation is restarted when the subject is displaced by a certain amount. It turns out.

(ハ)発明が解決しようとする課題 ビデオカメラは一般に各種の雑音を有しているが、固体
撮像素子を用いたビデオカメラ特有の雑音として固体パ
ターン雑音(FPN)がある。固定パターン雑音は固体
撮像素子の製造過程中の種々の要因による不均一性の結
果として発生し、画素欠陥や感度むら、暗電流むら等と
なって現れる。
(C) Problems to be Solved by the Invention Video cameras generally have various types of noise, but solid pattern noise (FPN) is a noise specific to video cameras using solid-state image sensors. Fixed pattern noise occurs as a result of non-uniformity due to various factors during the manufacturing process of solid-state imaging devices, and appears as pixel defects, uneven sensitivity, uneven dark current, and the like.

画素欠陥を有する固体撮像素子は不良品とされるのでビ
デオカメラに使用されることはないが、感度むらによる
固定パターン雑音は固体撮像素子を用いたビデオカメラ
では避けることができない。
Solid-state imaging devices with pixel defects are considered defective and are not used in video cameras, but fixed pattern noise due to uneven sensitivity cannot be avoided in video cameras using solid-state imaging devices.

ビデオカメラでは一般の撮影時には固定パターン雑音は
ほとんど検知することはできないが、低照変時のように
信号系の利得が増加している場合には固定パターン雑音
はその利得に比例して増加し、雑音として検知できるよ
うになる。
With a video camera, fixed pattern noise is almost undetectable during general shooting, but when the gain of the signal system increases, such as during low illumination, the fixed pattern noise increases in proportion to the gain. , it becomes possible to detect it as noise.

固定パターン雑音は固体撮像素子の画素毎の感度むらで
あり、その雑音による高域周波数成分の量は各フィール
ドとも一定である。そのため通常撮影時には第6図(a
)(b)のように焦点評価値が変化していたものが、低
照度時には映像信号の利得の増加により固定パターン雑
音成分が増加し、第7図(a )(b )のように焦点
評価値が変化するようになる。従って、元来、ピークが
低く緩やかな山を有する被写体を低照度下にて撮影する
と、焦点評価値は上側にシフトされ、焦点評価値自体は
高いが傾斜は緩やかなまま維持される。そこで、式(1
)にて第2の閾値の設定が為されると、第7図(a)(
b)の如く、第2の閾値(M)は大きく設定されること
になる。ところが山の傾斜自体は変化しないため、結果
的に同一被写体を同一距離にて撮影しても低照度時には
FPHの影響により被写体の移動確認に時間を要するこ
とになり、被写体が大きく移動してかなりピンボケ状態
に達しなければ再起動がかからないことになる。
Fixed pattern noise is sensitivity unevenness for each pixel of a solid-state image sensor, and the amount of high frequency components due to this noise is constant for each field. Therefore, during normal shooting, Figure 6 (a)
) (b), the focus evaluation value changes, but at low illuminance, the fixed pattern noise component increases due to the increase in the gain of the video signal, and the focus evaluation value changes as shown in Figure 7 (a) and (b). The value will start changing. Therefore, when an object that originally has a low peak and a gentle mountain is photographed under low illumination, the focus evaluation value is shifted upward, and although the focus evaluation value itself is high, the slope remains gentle. Therefore, the formula (1
), when the second threshold value is set in (a) of FIG.
As in b), the second threshold (M) is set large. However, since the slope of the mountain itself does not change, even if the same subject is photographed at the same distance, it will take time to confirm the subject's movement in low light due to the influence of FPH, and the subject will move significantly If the image does not reach an out-of-focus state, it will not be restarted.

尚、第7図(a)(b)の斜線部分は、固定パターン雑
音による固定のノイズ成分のためのオフセット分である
。また、第2図の回路ブロック図では省略されているが
、撮像回路(4)の後段には、通常はAGC回路が挿入
されており、低照度時の様に撮像映像信号レベルが小さ
いときには、利得が大きくなりレベルを大きくする様に
機能している。
Note that the shaded portions in FIGS. 7(a) and 7(b) are offsets for fixed noise components due to fixed pattern noise. Also, although it is omitted in the circuit block diagram of FIG. 2, an AGC circuit is usually inserted after the imaging circuit (4), and when the imaged video signal level is low, such as during low illuminance, It functions to increase the gain and increase the level.

(ニ)課題を解決するための手段 固定パターン雑音は、固体撮像素子の画素毎の感度むら
であるため、その雑音の周波数成分は固体撮像素子を駆
動するための水平の転送周波数と、色信号を得るための
フィルタ配列に依存する。そこで、低照度時には、輝度
信号の高域成分を抜き取るためのHPFの前段あるいは
後段に前記固定パターン雑音に起因する雑音周波数成分
を遮断するようなLPFを挿入することを特徴とする。
(d) Means for solving the problem Fixed pattern noise is due to sensitivity unevenness for each pixel of a solid-state image sensor, so the frequency components of the noise are the horizontal transfer frequency for driving the solid-state image sensor and the color signal. Depends on the filter array to get . Therefore, when the illuminance is low, an LPF that blocks the noise frequency component caused by the fixed pattern noise is inserted before or after the HPF for extracting the high frequency component of the luminance signal.

(ホ)作用 本発明は上述の如く構成したので、低照度時に得られる
焦点評価値に固定パターン雑音成分が含まれず、この固
定パターン雑音の合焦動作への影響が除かれる。
(E) Function Since the present invention is constructed as described above, the focus evaluation value obtained at low illuminance does not include a fixed pattern noise component, and the influence of this fixed pattern noise on the focusing operation is eliminated.

(へ)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。(f) Example An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、各図において第2図、第3図と同一部分には同一符
号を付して説明を省略する。
In each figure, the same parts as in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

第1図は本実施例の全体の回路ブロック図である。図中
、(20)は可変利得アンプ(21)及び利得制御回路
(22)にて構成されたAGC回路であり、撮像回路(
4)から出力される撮像映像信号は、このAGC回路(
20)を経ることにより、異常高レベルあるいは異常低
レベルが抑えられる。具体的には、可変利得アンプ(2
1)にて利得(G)で増幅された撮像映像信号は、十分
に時定数の大きな積分回路(図示省略)にて積分された
後に、利得制御回路(22)に入力されて、予め決定さ
れた基準レベルになる様に利得(G)を制御する可変利
得アンプ(21)に供給される。
FIG. 1 is an overall circuit block diagram of this embodiment. In the figure, (20) is an AGC circuit composed of a variable gain amplifier (21) and a gain control circuit (22), and an imaging circuit (
4) The captured video signal output from this AGC circuit (
20), the abnormally high level or abnormally low level can be suppressed. Specifically, a variable gain amplifier (2
The imaged video signal amplified by the gain (G) in step 1) is integrated by an integrating circuit (not shown) with a sufficiently large time constant, and then input to the gain control circuit (22) to obtain a predetermined signal. The signal is supplied to a variable gain amplifier (21) that controls the gain (G) so that it reaches the reference level.

(30)は利得制御信号が所定値(V)より大きい場合
に被写体が低照度状態にあるとして、Hレベルの低照度
信号(t、OW >を発する低照度状態判別回路である
。ここで、所定値(V)は低照度状態の目安となる値で
あり、この所定値(V)を越える程にAGCの利得を上
昇させなければならない低照度状態では、FPNのレベ
ルが著しく大きくなる。
(30) is a low-light state discrimination circuit that determines that the subject is in a low-light state when the gain control signal is larger than a predetermined value (V) and generates an H-level low-light signal (t, OW >.Here, The predetermined value (V) is a value that serves as a guideline for a low illuminance state, and in a low illuminance state where the AGC gain must be increased to exceed this predetermined value (V), the level of FPN becomes significantly large.

AGC回路(20)にて適度に増幅された撮像映像信号
及び低照度信号(tOW >は、焦点評価値発生回路(
35)に供給される。
The imaged video signal and low illumination signal (tOW>) that have been appropriately amplified by the AGC circuit (20) are processed by the focus evaluation value generation circuit (
35).

焦点評価値発生回路(35)は、第8図の如く構成され
ている。同期分離回路(5a)及びゲート制御回路(5
b)の動作により、ゲート回路(5C)からは従来例と
同様に画面中央の7オーカスエリア内に対応する輝度信
号のみが抜き取られる。このゲート出力はスイッチ回路
(36)の固定接点(36a)に供給されると共にL 
P F (37)を介して固定接点(36b)に供給さ
れる。
The focus evaluation value generation circuit (35) is constructed as shown in FIG. Synchronous separation circuit (5a) and gate control circuit (5
By the operation b), only the luminance signals corresponding to the seven orcus areas at the center of the screen are extracted from the gate circuit (5C), as in the conventional example. This gate output is supplied to the fixed contact (36a) of the switch circuit (36) and
It is supplied to the fixed contact (36b) via P F (37).

スイッチ回路(36)の切換制御は、低照度信号(LO
W)により為され、低照度信号(LOW )がLレベル
の時、即ち通常利得時には固定接点(36a)側に切換
わり、従来例と全く同様にHP F (5d)、検波回
路(5e)、A/D変換器(5f)を経て積算器(5g
)より焦点評価値が発せられ、これを基に後段の回路に
て山登り合焦動作が為される。
Switching control of the switch circuit (36) is performed using a low illuminance signal (LO
W), and when the low illuminance signal (LOW) is at L level, that is, at normal gain, it switches to the fixed contact (36a) side, and the HP F (5d), detection circuit (5e), The integrator (5g) passes through the A/D converter (5f).
) outputs a focus evaluation value, and based on this, a hill-climbing focusing operation is performed in a subsequent circuit.

一方、被写体照度が著しく低い場合には、AGC回路(
20)の利得が大幅に上昇して所定値(V)を越え、低
照度信号(LOW )がHレベルとなり、スイッチ回路
(36)は固定接点(36b)側に切換わり、フォーカ
スエリア内の輝度信号はL P F (37)に入力さ
れる。
On the other hand, if the subject illuminance is extremely low, the AGC circuit (
20) increases significantly and exceeds a predetermined value (V), the low illuminance signal (LOW) becomes H level, the switch circuit (36) switches to the fixed contact (36b) side, and the brightness within the focus area increases. The signal is input to L P F (37).

第9図には、このL P F (37)およびHP F
 (5d)の通過率特性が示されており、HP F (
5d)は合焦状態に接近するにつれて輝度信号中に生じ
る高域成分を取り出すために、例えば100Klb以上
のカットオフ周波数を有している。L P F (37
)は固定パターン雑音によるノイズスペクトルの周波数
より下側をカットオフ周波数としており、従ってこのL
 P F (37)を経た輝度信号からは固定パターン
雑音は除去されることになる。
FIG. 9 shows this L P F (37) and HP F
The passage rate characteristic of (5d) is shown, and HP F (
5d) has a cutoff frequency of, for example, 100 Klb or more in order to extract high-frequency components that occur in the luminance signal as it approaches the in-focus state. L P F (37
) has a cutoff frequency below the frequency of the noise spectrum due to fixed pattern noise, so this L
Fixed pattern noise is removed from the luminance signal that has passed through P F (37).

こうして固定接点(36b)には固定パターン雑音が除
去された輝度信号が生じ、これがHP F (5d)を
通過することにより、結果的に第9図の(A)に示す帯
域の輝度信号が取り出され、積算器(5g)から出力さ
れる焦点評価値中には、第7図の斜線で示す様な固定パ
ターンノイズのオフセット分が含まれず、低照度時にお
いても第6図の如く、画面コントラストにのみ依存する
焦点評価値により合焦動作が為される。
In this way, a brightness signal from which the fixed pattern noise has been removed is generated at the fixed contact (36b), and when this passes through the HP F (5d), a brightness signal in the band shown in FIG. 9(A) is finally extracted. Therefore, the focus evaluation value output from the integrator (5g) does not include the offset of fixed pattern noise as shown by the diagonal lines in Figure 7, and even in low illuminance, the screen contrast remains unchanged as shown in Figure 6. A focusing operation is performed using a focus evaluation value that depends only on the .

尚、被写体の移動確認を行う第4比較器(40)は、従
来例でも述べた様に、第4メモリ(11)に保持されて
いるレンズ停止信号(LS)発生時の焦点評価値と、現
在の焦点評価値の差が第2の閾値(M)を越えるか否か
を監視する働きを為す。ここで第2の閾値(M)は式(
1)の如く、第4メモリ(11)の保持内容の大きさに
比例して変化する。
Note that the fourth comparator (40) for checking the movement of the subject uses the focus evaluation value at the time of generation of the lens stop signal (LS) stored in the fourth memory (11), as described in the conventional example. It functions to monitor whether the difference between the current focus evaluation values exceeds the second threshold (M). Here, the second threshold (M) is calculated by the formula (
1), it changes in proportion to the size of the content held in the fourth memory (11).

ところで、単板式カラービデオカメラに用いる固体撮像
素子には、1つの固体撮像素子から色情報を得るために
撮像素子の各画素上に色分離フィルタを貼り合わせであ
る。この色分離フィルタの配列には、ストライプ配列、
モザイク配列があり、−例として原色フィルタによるス
トライプフィルタを第10図(a)、モザイクフィルタ
を第10図(b)に示す。以下にストライプフィルタを
貼り合わせた固体撮像素子の信号処理について説明する
By the way, in a solid-state image sensor used in a single-chip color video camera, a color separation filter is pasted on each pixel of the image sensor in order to obtain color information from one solid-state image sensor. This color separation filter array includes a stripe array,
There is a mosaic arrangement; for example, a stripe filter using primary color filters is shown in FIG. 10(a), and a mosaic filter is shown in FIG. 10(b). Signal processing of a solid-state image sensor with stripe filters bonded will be described below.

RGBストライプフィルタを貼り合わせた固体撮像素子
は、第11図に示す様に2次元的に配された複数のフォ
トセンサー(+)h)にて光電変換された電荷が、1フ
イールド毎に垂直シフトレジスタ(VR)に転送され、
さらにこの垂直シフトレジスタ内を列毎に垂直転送され
て水平シフトレジスタ(HR)に転送される。さらに水
平転送パルス(IP)に同期して水平シフトレジスタ(
l(R)から出力部(OUT)に順次転送され、−旦垂
直シフトレジスタから水平シフトレジスタに転送された
電荷は、1水平走査期間をかけて撮像信号として順次出
力される。
As shown in Figure 11, in a solid-state image sensor with RGB stripe filters pasted together, charges photoelectrically converted by multiple photosensors (+)h) arranged two-dimensionally are vertically shifted for each field. transferred to the register (VR),
Further, the data is vertically transferred column by column within this vertical shift register and transferred to a horizontal shift register (HR). Furthermore, in synchronization with the horizontal transfer pulse (IP), the horizontal shift register (
The charges that are sequentially transferred from l(R) to the output section (OUT) and then transferred from the vertical shift register to the horizontal shift register are sequentially output as imaging signals over one horizontal scanning period.

この撮像信号は、撮像回路(4)内のCD5(相関2重
サンプリング)回路によって、CCD特有のノイズが除
去され、第12図の如きRGBの点順次信号からR,G
、Bの3個のサンプルホールド回路を用いてR,G、B
の単独の色信号が分離される。このサンプルホールド期
間は同一色成分が取り出せる間隔であり、このストライ
プフィルタの場合、R,G、Bが順次並んでいるので、
水平転送パルスの3周期分に相当する。そして映像信号
は、各色成分のサンプルホールド出力を加工して作成さ
れる。
This imaging signal is processed by a CD5 (correlated double sampling) circuit in the imaging circuit (4) to remove CCD-specific noise and convert it into an R, G, and B point sequential signal as shown in FIG.
, B using three sample and hold circuits for R, G, and B.
The individual color signals of are separated. This sample hold period is the interval at which the same color components can be taken out, and in the case of this stripe filter, R, G, and B are lined up sequentially, so
This corresponds to three periods of horizontal transfer pulses. The video signal is then created by processing the sample-and-hold output of each color component.

従って、いずれかのフォトセンサーに存在する感度むら
によって固定パターン雑音が生じても、前述の如く同一
色の色分離フィルタの配置間隔分だけサンプルホールド
する結果、固定パターンノイズの周波数(f、)は fv =fo X 1/N (N:整数)・・・(2)
となる。ここでfoは水平転送パルスの周波数(水平転
送周波数)、点順次信号の同一色成分が発生する周期の
水平転送パルスの周期に対する比(ストライプフィルタ
ではN=3)であり、ストライプフィルタではf、=f
、/3となる。
Therefore, even if fixed pattern noise occurs due to sensitivity unevenness that exists in any of the photosensors, the frequency (f,) of the fixed pattern noise will be fv = fo X 1/N (N: integer)...(2)
becomes. Here, fo is the frequency of the horizontal transfer pulse (horizontal transfer frequency), the ratio of the period in which the same color component of the dot sequential signal occurs to the period of the horizontal transfer pulse (N = 3 for the stripe filter), and f for the stripe filter. =f
, /3.

また、モザイクフィルタでは、GとB、あるいはGとR
が繰り返し並んでいるので、N=2となり、f、=f、
/2となる。
Also, in a mosaic filter, G and B or G and R
are lined up repeatedly, so N=2, and f,=f,
/2.

以上の様に、フィルタ配列により固定パターンノイズの
周波数は、式(2)の如く変化するので、使用する色フ
ィルタの配列に応じて、L P F (37)のカット
オフ周波数を変更して、常に固定パターンノイズが遮断
周波数帯に入る様にする必要がある。
As mentioned above, the frequency of fixed pattern noise changes depending on the filter arrangement as shown in equation (2), so the cutoff frequency of L P F (37) is changed according to the arrangement of color filters used, It is necessary to ensure that fixed pattern noise always falls within the cutoff frequency band.

前述の実施例の各回路動作を、マイクロコンピュータを
用いてソフトウェアに処理する場合のフローチャートは
、第13図の通りである。
A flowchart for processing each circuit operation of the above-described embodiment in software using a microcomputer is shown in FIG.

尚、本実施例では、実際の合焦動作に際しては、7オー
カスモーク(3)にてレンズ(1)を光軸方向に進退さ
せて、レンズ(1)と固体撮像素子間の距離を変化させ
ているが、レンズ(1)を固定して、固体撮像素子自体
を7オ一カスモーク制御回路(10)出力にて制御され
るモータあるいはバイモルフを用いて光軸方向に進退さ
せることも可能であり、いずれにしても、レンズの固体
撮像素子に対する相対位置を変化させるものであれば問
題はない。
In this example, during the actual focusing operation, the lens (1) is moved forward and backward in the optical axis direction using 7 orcasmoke (3) to change the distance between the lens (1) and the solid-state image sensor. However, it is also possible to fix the lens (1) and move the solid-state image sensor itself forward and backward in the optical axis direction using a motor or bimorph controlled by the output of the seven-channel smoke control circuit (10). In any case, there is no problem as long as the relative position of the lens with respect to the solid-state image sensor is changed.

(ト)発明の効果 上述の如く本発明によれば、合焦動作の基礎となる焦点
評価値の中に固定パターン雑音が混入することが抑えら
れ、低照度時にも合焦精度の高いオートフォーカスを実
現することができる。
(G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the fixed pattern noise from being mixed into the focus evaluation value that is the basis of focusing operation, and to achieve autofocus with high focusing accuracy even in low illuminance. can be realized.

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

第1図、第8図乃至第13図は本発明の一実施例に係り
、第1図、第8図は回路ブロック図、第9図はLPF、
HPFの透過率特性、第10図は色分離フィルタの配列
説明図、第11図はCCDの駆動説明図、第12図はC
OD出力のタイミングチャート、第13図はフローチャ
ートである。また、第2図、第3図は従来例のフローチ
ャート、第4図は山登りオートフォーカスの動作説明図
、第5図は第2図の回路動作を示すフローチャート、第
6図、第7図は閾値設定の説明図である。 (5d)・・・HPF、(35)・・・焦点評価値発生
回路、(10)・・・7オ一カスモータ制御回路、(3
7)・・・LPF0
1, 8 to 13 relate to an embodiment of the present invention, FIGS. 1 and 8 are circuit block diagrams, and FIG. 9 is an LPF,
Transmittance characteristics of HPF, Figure 10 is an explanatory diagram of the color separation filter arrangement, Figure 11 is an explanatory diagram of CCD drive, and Figure 12 is CCD.
The timing chart of OD output, and FIG. 13 is a flowchart. Also, Figures 2 and 3 are flowcharts of the conventional example, Figure 4 is an explanatory diagram of the operation of mountain climbing autofocus, Figure 5 is a flowchart showing the circuit operation of Figure 2, and Figures 6 and 7 are threshold values. FIG. 3 is an explanatory diagram of settings. (5d)...HPF, (35)...Focus evaluation value generation circuit, (10)...7 focus motor control circuit, (3
7)...LPF0

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)固体撮像素子から得られる輝度信号の高域成分を
抜き取る低域カットフィルタと、該低域カットフィルタ
出力の所定期間分を積分して焦点評価値として出力する
焦点評価値発生手段と、 前記焦点評価値が最大となる様に合焦制御を為す合焦制
御手段とを備えるオートフォーカスカメラにおいて、 前記固体撮像素子及び焦点評価値発生手段間に、前記固
体撮像素子からの固体パターン雑音を遮断する高域カッ
トフィルタを挿入することを特徴とするオートフォーカ
スカメラ。(2)前記高域カットフィルタは、前記固体
撮像素子の水平転送周波数の1/N(Nは整数)の周波
数以上の成分を遮断することを特徴とする請求項1記載
のオートフォーカスカメラ。
(1) a low-pass cut filter that extracts high-frequency components of a luminance signal obtained from a solid-state image sensor; and a focus evaluation value generating means that integrates the output of the low-pass cut filter for a predetermined period and outputs it as a focus evaluation value; An autofocus camera comprising a focus control means for performing focus control so that the focus evaluation value is maximized, the solid-state pattern noise from the solid-state image sensor being interposed between the solid-state image sensor and the focus evaluation value generation means. An autofocus camera characterized by inserting a high-frequency cut filter. (2) The autofocus camera according to claim 1, wherein the high-pass cut filter cuts off components having a frequency equal to or higher than 1/N (N is an integer) of the horizontal transfer frequency of the solid-state image sensor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100224608B1 (en) * 1996-11-05 1999-10-15 윤종용 Auto-focusing apparatus of camera

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