JPH03243072A - オートフォーカス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビデオカメラのオートフォーカス回路に関
する。

〔発明の概要〕

この発明は、撮像素子からのビデオ信号中の中高域成分
を取り出し、ビデオ信号中の中高域成分レベルの積分値
を用いてレンズを位置制御するようにしたオートフォー
カス回路において、ビデオ信号中の中高域成分の検出出
力のうち所定振幅値以下のものを除去する小振幅信号除
去回路を設けることにより、ビデオ信号中の中高域成分
の検出出力に含まれるノイズの影響を軽減できるように
したものである。

〔従来の技術〕

合焦位置では、ＣＣＤ撮像素子からの撮像信号中の中高
域成分レベルの積分値が最大になる。このことを利用し
て、ＣＣＤ撮像素子からの撮像信号中の中高域成分をバ
イパスフィルタで取り出し、この中高域成分のレベルを
検出し、この中高域成分レベルを積分して評価値を得、
この評価値が最大となるようにレンズを位置制御して、
合焦位置を得るようにしたオートフォーカス回路が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなオートフォーカス回路では、特に絵柄が単調
なコントラストの小さい画面を撮影する場合に、合焦し
にくくなるという問題がある。つまり、コントラストが
小さい画面では、ＣＣＤ　ｔｉ像素子からの撮像信号中
の中高域成分レベルが非常に小さくなり、二〇ＣＣＤ撮
像素子からの撮像信号中の中高域成分レベルに対するノ
イズ成分のレベルが大きくなる。このため、中高域成分
のレベルを積分して得られる評価値の中に占めるノイズ
の割合が高くなり、正しい評価値が得られなくなる。

したがって、この発明の目的は、コントラストの小さい
画面を撮影する場合でもレンズを合焦位置に正確に位置
制御できるオートフォーカス回路を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、撮像素子からの輝度信号中の中高域成分を
取り出し、この輝度信号中の中高域成分レベルの積分値
を用いてレンズを位置を制御するようにしたオートフォ
ーカス回路において、輝度信号中の中高域成分の検出出
力のうち所定振幅値以下のものを除去する小振幅信号除
去回路を設けるようにしたことを特徴とするオートフォ
ーカス回路である。

〔作用〕

特にコントラストの小さい画面の場合、ＣＣＤ撮像素子
２からの輝度信号中の中高域成分の検出出力中にノイズ
成分があると、このノイズ成分の影響により、評価値に
誤差が生じる。そこで、コアリング回路４０Ａ〜４０Ｄ
が設けられる。このコアリング回路４０Ａ〜４０Ｄによ
り、所定のコアリングレベルｖ１以下にあるノイズ成分
が除去される。

コアリング回路４０Ａ〜４０．Ｄのコアリングレベルｖ
１は、可変可能とされる。撮影画面に応じて、このコア
リングレベル■８を適宜可変させることもできる。

〔実施例〕

この発明の実施例について、以下の順序に従って説明す
る。

ａ、ビデオカメラの全体構成 り、オプティカルディテクタについて ｂｌ。エリア設定回路 ｂ２．Ｙ分離回路、Ｃ分離回路 ｂ３．ＡＦ検出回路 ｂ４．ＡＥ検出回路 ｂ５．ＡＷＢ検出回路 ａ、ビデオカメラの全体構成 第２図は、この発明を適用することができるビデオカメ
ラの全体構成を示すものである。第２図において、１は
レンズ、２はＣＣＤ１ｌｌ像素子である。ＣＣＤ撮像素
子２の受光面に、レンズ１を介された被写体像が結像さ
れ、ＣＣＤ撮像素子２から撮像信号が得られる。

レンズ１には、第３図に示すように、固定レンズＦｌ　
（１群レンズ）、ズームレンズＦ２（２群レンズ）、固
定レンズＦ３（３群レンズ）、フォーカスレンズＦ４（
４群レンズ）が配設される。

ズームレンズＦ２と固定レンズＦ３との間に、ＰＮフィ
ルタ１７、アイリスリング１８が配設される。フォーカ
スレンズＦ４に対向して赤外線カット用のダミーガラス
１９が配設される。

フォーカスレンズＦ４を移動させることで、合焦位置が
得られる。このフォーカスレンズＦ４の位置は、フォー
カス駆動モータ３により移動可能とされる。フォーカス
駆動モータ３としては、精度の高い制御が容易に行なえ
るように、ステップモータが用いられる。このステップ
モータは、振動や雑音の低減のために、ドライバー１３
により正弦波で駆動される。また、レンズ１内のアイリ
スリング１８の開閉がアイリス駆動モータ４により制御
される。アイリスリング１８の開閉状態は、例えばホー
ル素子からなるアイリス位置検出器５で検出される。ま
た、ズームレンズＦ４の位置がズーム位置検出器６で検
出される。アイリス位置検出器５、ズーム位置検出器６
の出力がシステムコントローラ１２に供給される。

ＣＣＤ撮像素子２としては、例えば補色市松格子上の画
素配列のものが用いられる。このような画素配列のＣＣ
Ｄ撮像素子２には、第４図に示すように、シアン（Ｃｙ
）の画素と黄色（Ｙｅ）の画素とが繰り返されるライン
Ｌ１が１ライン毎に配列され、このシアン（Ｃｙ）の画
素と黄色（Ｙｅ）の画素とが繰り返されるラインＬｌの
間に、緑（Ｇ）の画素とマゼンタ（Ｍ）の画素とが繰り
返されるラインＬ２と、マゼンタ（Ｍ）の画素と緑（Ｃ
）の画素とが繰り返されるラインＬ３とが交互に配列さ
れる。

ＣＣＤ撮像素子２の画素数としては、例えば１ライン５
１０画素のものと、ｌライン７６０画素のものとを用い
ることができる。１ライン５１０画素のＣＣＤ撮像素子
を用いた場合、周波数（８／３）　ｆ　ｓ　ｃ　（′、
９．　５５ＭＨｚ）の転送りロックがＣＣＤ撮像素子２
に与えられる。ｌライン７６０画素のＣＣＤ撮像素子を
用いた場合、周波数４ｆ　ｓ　ｃ　（！＝ｉ１４．　３
２ＭＨｚ）の転送りロックがＣＣＤ撮像素子２に与えら
れる。

ＣＣＤ撮像素子２の出力がサンプルホールド回路７に供
給される。ＣＣＤ撮像素子２として補色市松格子上の画
素配列のものを用いた場合、サンプルホールド回路７で
、垂直方向に２画素分づつ出力されるＣＣＤ撮像素子２
の出力信号がサンプルホールドされる。サンプルホール
ド回路７の出力がＡＧＣ回路８を介してＡ／Ｄコンバー
タ９に供給される。Ａ／Ｄコンバータ９で、ＣＣＤｆｌ
ＣＣＤ撮像素子２例えば１０ビツトでディジタル化され
る。

Ａ／Ｄコンバータ９の出力がディジタルビデオ信号処理
回路１０に供給されるとともに、オプティカルディテク
タ１１に供給される。オプティカルディテクタ１１で、
オートフォーカス制御のためのＡＦ検出信号と、自動露
光のためのＡＥ検出信号と、オートホワイトバランスの
ためのＡＷＢ検出信号が形成される。

オプティカルディテクタ１１とシステムコントローラ１
２とは、シリアルインターフェースを介して、双方向に
接続される。このシリアルインターフェースを介して、
オプティカルディテクタ１１とシステムシステムコント
ローラ１２とは、例えば１垂直期間毎に信号のやり取り
が行われる。

システムコントローラ１２からオプティカルディテクタ
１１に、フォーカス検出エリア設定信号、露光検出エリ
ア設定信号、ホワイトバランス検出エリア設定信号等が
供給される。オプティカルディテクタ１１からシステム
コントローラ１２に、ＡＦ（オートフォーカス）検出信
号、ＡＥ（オートエクスボジャー）検出信号、ＡＷＢ　
（オートホワイトバランス）検出信号等が供給される。

オプティカルディテクタ１１からシステムコントローラ
１２に送られてくるＡＦ検出信号に基づいて、システム
コントローラ１２からレンズ駆動信号が出力される。こ
のレンズ駆動信号がドライバー１３を介してフォーカス
駆動モータ３に供給される。これにより、フォーカスレ
ンズＦ４の位置が合焦位置になるように制御される。

オプティカルディテクタ１１からシステムコントローラ
１２に送られてくるＡＥ検出信号に基づいて、システム
コントローラ１２からアイリス制御信号が出力されると
ともに、ＡＧＣ制御信号が出力される。このアイリス制
御信号がドライバー１４を介してアイリス駆動モータ４
に供給される。

マタ、このＡＧＣ！ｒＩ？１１信号がＤ／Ａコンバータ
１５を介してＡＧＣ回路８に供給される。これにより、
ＣＣＤ撮像素子２からの撮像信号レベルに応じてアイリ
スリング１８が開閉されるとともに、ＡＧＣ回路８のゲ
インが設定される。

ディジタルビデオ信号処理回路１０で、輝度信号及びク
ロマ信号が信号処理される。この信号処理された輝度信
号及びクロマ信号がＤ／Ａコンバータ１５Ａ及び１５Ｂ
を介してそれぞれアナログ信号に変換され、出力端子１
６Ａ及び１６Ｂからそれぞれ出力される。

ｂ、オプティカルディテクタについて 第１図は、オプティカルディテクタ１１の構成を示すも
のである。

このオプティカルディテクタ１１は、前述したように、
オートフォーカス制御のためのＡＦ検出信号、自動露光
のためのＡＥ検出信号、オートホワイトバランスのため
のＡＷＢ検出信号等、光学的制御のための検出信号を形
成するものである。

オプティカルディテクタ１１には、破線で囲んで示すＡ
Ｆ検出回路２１、ＡＥ検出回路２２、ＡＷＢ検出回路２
３が配設される。

ｂｌ、エリア設定回路 オプティカルディテクタ１１には、オートフォーカスを
行うためのフォーカス検出エリアを設定するＡＦエリア
設定回路２４、自動露光のための露光検出エリアを設定
するためのＡＥエリア設定回路２５、オートホワイトバ
ランス制御のためのホワイトバランス検出エリアを設定
するＡＷＢエリア設定回路２６が設けられる。更に、表
示用のエリアを設定するための表示用エリア設定回路２
７が設けられる。

ＡＦエリア設定回路２４、ＡＥエリア設定回路２５、Ａ
ＷＢエリア設定回路２６には、シリアル入力ポート２日
を介して、システムコントローラ１２からフォーカス検
出エリア設定信号、露光検出エリア設定信号、ホワイト
バランス検出エリア設定信号がそれぞれ供給される。

フォーカス検出エリア設定信号に基づき、ＡＦエリア設
定回路２４で、例えば２つのフォーカス検出エリアが設
定される。露光検出エリア設定信号に基づき、ＡＥエリ
ア設定回路２５で、例えば２つの露光検出エリアが設定
される。ホワイトバランス検出エリア設定信号に基づき
、ＡＷＢエリア設定回路２６でホワイトバランス検出エ
リアが設定される。これらのエリアの位置や大きさは、
任意に設定することが可能である。

更に、表示用エリア設定回路２７には、シリアル入力ポ
ート２８を介して、システムコントローラ１２から表示
用エリア設定信号が供給される。

この表示用エリアの位置や大きさは、任意に設定できる
。

ＡＦエリア設定回路２４、ＡＥエリア設定回路２５、Ａ
ＷＢエリア設定回路２６、表示用エリア設定回路２７の
出力は、セレクタ３ｏを介して、出力端子４７から選択
的に出力可能とされる。なお、セレクタ３０では、複数
のエリア設定用の信号を選択することもできる。セレク
タ３０で選択されたエリア設定信号に基づくエリアがフ
ァインダに表示される。したがって、制御に用いている
エリアと同一のエリアをファインダに表示させることも
、制御と異なるエリアをファインダに表示させることも
できる。

また、この表示用エリアを利用して、タイトラー等の取
込み位置、電子ズームの取込み位置等を指定できる。

オプティカルディテクタ１１からシステムコントローラ
１２には、シリアル出力ボート２９を介して、ＡＦ検出
信号、ＡＥ検出信号、ＡＷＢ検出信号が供給される。

ｂ２．Ｙ分離回路、Ｃ分離回路 第１図において、入力端子３１に、第２図におけるＡ／
Ｄコンバータ９からのディジタル撮像信号が供給される
。このディジタル撮像信号がＹ分離回路３２に供給され
るとともに、Ｃ分離回路３３に供給される。Ｙ分離回路
３２で、このディジタル撮像信号からディジタル輝度信
号Ｙが形成される。また、Ｃ分離回路３３で、ディジタ
ル撮像信号からクロマ信号Ｃｍ、Ｃｍが形成される。

前述したように、ＣＣＤ撮像素子２としては、第４図に
示したような補色市松格子状の画素配列のものが用いら
れる。そして、サンプルホールド回路７では、垂直方向
に２画素分づつ出力される信号がサンプルホールドされ
、サンプルホールド回路７からは、垂直方向に２画素分
の出力が加算されて出力される。

第４図に示した画素配列の場合、垂直方向の２画素分の
出力が加算されて出力されると、第５図Ａに示すように
、シアン（Ｃｙ）と緑（Ｇ）の和信号（Ｃｙ　十Ｇ）と
、黄色（Ｙｅ）とマゼンタ（Ｍ）の和信号（Ｙ　ｅ　十
Ｍ）とが交互に出力されるラインと、第５図Ｂに示すよ
うに、シアン（Ｃｙ）とマゼンタＣＭ）の和信号（Ｃｙ
　十Ｍ）、と黄色（Ｙｅ）と緑（Ｇ）の和信号（Ｙｅ＋
Ｇ）とが交互に出力されるラインとが１ライン毎に繰り
返される。

第１図において、Ｃ分離回路３３で、互いに１サンプル
異なる信号が減算される。これにより、クロマ信号Ｃ，
，Ｃ，が形成される。

つまり、シアンと緑の和信号（ｃｙ＋ｃ）と、黄色とマ
ゼンタの和信号（Ｙ　ｅ　＋Ｍ）とが交互に出力される
ライン（第５図Ａ）では、互いに１サンプル異なる信号
を減算することにより、クロマ信号Ｃいが以下のように
して得られる。すなわち、Ｙｅ　＝Ｒ＋Ｇ、　Ｍ　＝Ｒ
＋Ｂ　、　Ｃｙ＝Ｂ＋Ｇであるから、 （Ｙｅ＋Ｍ）　−（Ｃｙ＋Ｇ） −（（Ｒ＋Ｇ）＋（ｌｌｌ＋Ｂ））−（ＣＢ＋Ｇ）＋Ｇ
）＝　２Ｒ−Ｇ −〇Ｒ シアンとマゼンタの和信号（Ｃｙ＋Ｍ）と、黄色と緑の
和信号（Ｙｅ＋Ｇ）とが交互に出力されるライン（第５
図Ｂ）では、互いに１サンプル異なる信号を減算するこ
とにより、クロマ信号Ｃ３が以下のようにして得られる
。

（Ｙｅ＋Ｇ）　−（Ｃｙ＋Ｍ） ＝　（（Ｒ＋Ｇ）　＋Ｇ）　−（（Ｂ＋Ｇ）　＋　（Ｒ
＋Ｂ）　）＝　−２８＋Ｇ ＝−Ｃ。

Ｙ分離回路３２で、互いに１サンプル異なる信号が加算
される。これにより、輝度信号Ｙが形成される。

つまり、シアンと緑の和信号（Ｃｙ　＋Ｇ）と黄色とマ
ゼンタの和信号（Ｙ　ｅ　＋Ｍ）とが交互に出力される
ライン（第５図Ａ）では、互いに１サンプル異なる信号
を加算することにより、輝度信号Ｙが以下のようにして
得られる。

（Ｙｅ＋Ｍ）　＋　（Ｃｙ＋Ｇ） ＝　（（Ｒ＋Ｇ）　＋　（Ｒ＋８）　）＋　（（Ｂ＋Ｇ
）　＋Ｇ）＝３Ｇ＋２Ｒ＋８ ＝Ｙ シアンとマゼンタの和信号（Ｃｙ　＋Ｍ）と黄色と緑の
和信号（Ｙ　ｅ　＋Ｇ）とが交互に出力されるライン（
第５図Ｂ）では、互いに１サンプル異なる信号を加算す
ることにより、輝度信号Ｙが以下のようにして得られる
。

（Ｙｅ＋Ｇ）　＋　（Ｃｙ十−） ＝　（（Ｒ＋Ｇ）　＋Ｇ）　＋　（（Ｂ＋Ｇ）　＋　（
Ｒ＋Ｂ）　）＝３Ｇ＋２８＋Ｒ ＝Ｙ また、Ｙ分離回路３２及びＣ分離回路３３で、サンプリ
ング周波数の変換が行われる。すなわち、入力端子３１
には、ＣＣＤ撮像素子２として１ライン５１０画素のも
のを用いた場合にはサンプリング周波数（８／３）ｆｓ
ｃのディジタル信号が供給され、ＣＣＤ撮像素子２とし
て１ライン７６０画素のものを用いた場合にはサンプリ
ング周波数４ｆｓｃのディジタル信号が供給される。Ｙ
分離回路３２及びＣ分離回路３３で、このサンプリング
周波数（８／３）ｆｓｃ或いは４ｆｓｃがサンプリング
周波数２ｆｓｃに変換される。

Ｙ分離回路３２の出力がＡＦ検出回路２１、ＡＥ検出回
路２２、ＡＷＢ検出回路２３に供給される。Ｃ分離回路
３３の出力がＡＷＢ検出回路２３に供給される。

ｂ３．ＡＦ検出回路 合焦位置では、ＣＣＤ撮像素子２からの輝度信号中の中
高域成分レベルが最大となる。したがって、ＣＣＤ撮像
素子２からの輝度信号中の中高域成分のレベルを所定の
フォーカスエリア内で積分した値を評価値とし、この評
価値が最大となるように、フォーカスレンズＦ４を位置
制御することで、合焦位置が得られる。

この発明の一実施例では、このような原理に基づいて、
フォーカス制御を行うようにしている。

すなわち、ＡＦ検出回路２１において、遅延回路３４と
フィルタ演算部３５．３６．３７とから３種類の特性の
異なるバイパスフィルタが構成される。遅延回路３４と
フィルタ演算部３７とから構成されるバイパスフィルタ
と、バイパスフィルタ３８とが縦続接続される。これら
により、特性の異なる４種類のバイパスフィルタが構成
される。

これらのバイパスフィルタにより、輝度信号中の中高域
成分が取り出される。

ところで、バイパスフィルタの特性が変わると、レンズ
位置と評価値との関係を示す特性が変わってくる。この
特性が緩やかな場合、合焦位置に制御できる範囲は広が
るが、正確な合焦位置が得にくくなる。これに対して、
この特性が急峻な場合、正確な合焦位置が得られるが、
合焦位置に制御できる範囲は狭くなる。

したがって、広い範囲に渡って正確にフォーカスレンズ
Ｆ４を合焦位置に制御できるようにするためには、特性
の異なる複数のバイパスフィルタを切替えて用いること
が有効である。すなわち、レンズ位置と評価値との関係
を示す特性が緩やかになるバイパスフィルタを用いてレ
ンズを合焦位置近傍まで移動させ、レンズが合焦位置近
傍まで移動されたら、レンズ位１と評価値との関係を示
す特性が急峻になるバイパスフィルタに切替え、このレ
ンズ位置と評価値との関係を示す特性が急峻になるバイ
パスフィルタを用いて、レンズを合焦位置まで追い込む
制御を行う。

この発明の一実施例では、セレクタ３９Ａ〜３９Ｄによ
り、特性の異なるこれら４種類のバイパスフィルタの出
力が選択的に出力できるようにされている。

すなわち、フィルタ演算部３５の出力がセレクタ３９Ａ
及びセレクタ３９ＢのＣ側入力端に供給される。フィル
タ演算部３６の出力がセーレクタ３９Ａ及び３９Ｂのｂ
個入力端に供給されるとともに、セレクタ３９Ｃ及び３
９ＤのＣ側入力端に供給される。フィルタ演算部３７の
出力がセレクタ３９Ａ及び３９ＢのＣ側入力端に供給さ
れるとともに、セレクタ３９Ｃ及び３９Ｄのｂ個入力端
に供給される。バイパスフィルタ３８の出力がセレクタ
３９Ｃ及び３９ＤのＣ側入力端に供給される。

セレクタ３９Ａ〜３９Ｄを切り換えることにより、所望
の特性のフィルタ出力を選択できる。このセレクタ３９
Ａ〜３９Ｄは、シリアル入力ボート２８を介してシステ
ムコントローラ１２から送られて（るフィルタセレクト
信号に基づいて切替えられる。

セレクタ３９Ａ〜３９Ｄの出力がコアリング回路４０Ａ
〜４０Ｄにそれぞれ供給される。コアリング回路４０Ａ
〜４０Ｄには、シリアル入力ボート２８を介してシステ
ムコントローラ１２からコアリングレベル設定信号が供
給される。コアリング回路４０Ａ〜４０Ｄは、ディジタ
ル輝度信号の中高域成分を検波するとともに、ノイズ成
分を除去するものである。

つまり、特にコントラストが小さく、絵柄が単調な画面
では、ＣＣＤ撮像素子２からの輝度信号中の高域成分が
殆どなくなるため、信号に対するノイズの影響が大きく
なる。コアリング回路４０Ａ〜４０Ｄは、このようなノ
イズによる影響を防止するために設けられている。

すなわち、ディジタルバイパスフィルタの出力信号中に
第６図Ａに示すようにノイズ成分Ｎがあると、このノイ
ズ成分Ｎの影響により、フォーカス検出信号に誤差が生
じる。コアリング回路４０Ａ〜４０Ｄにより、第６図Ｂ
に示すように、所定のコアリングレベル設定信号にある
ノイズ成分Ｎが除去される。なお、このコアリング回路
８は、減真器で構成することができる。また、このコア
リングレベルｖ１は、適宜可変できる。

なお、コアリングレベルｖ１を一定とせず、コアリング
レベルＶ、を、絵柄等に応じて可変させるようにしても
良い。

例えば、所定のエリア内ディジタルバイパスフィルタの
出力信号を積分して得られた評価値を所定の係数で割算
して規格化すると、絵柄が判断できる。コントラストの
大きい画面なら、規格化した評価値は大きくなり、コン
トラストの小さい画面なら、規格化した評価値は小さく
なる。この規格化した評価値の所定の割合がコアリング
レベルとされる。

コアリング回路４０Ａ〜４０Ｄの出力がゲート回路４１
Ａ〜４１Ｄにそれぞれ供給される。ゲート回路４１Ａ〜
４１Ｄには、ＡＦエリア設定回路２４からフォーカス検
出エリアを設定するためのゲート信号が供給される。こ
のゲート信号により、ゲート回路４１Ａ〜４１Ｄの開閉
が制御される。

ところで、点光源のような高輝度部分を含む被写体を邊
影した場合には、高輝度部分の信号により、評価値に誤
差が生じる可能性がある。そこで、高輝度検出回路４６
が設けられる。高輝度検出回路４６で、ＣＣＤ撮像素子
２からの撮像信号が所定レベル以上かどうかが検出され
る。この高輝度検出回路４６の出力がＡＦ設定回路２４
に供給され、ＣＣＤ撮像素子２からの撮像信号が所定レ
ベル以上なら、その部分のフォーカス検出エリアがマス
キングされる。

例えば、第７図Ａに示すように、所定値７２以上となる
高輝度の信号がＣＣＤ撮像素子２から出力されたとする
。この場合、第７図Ｂに示すような信号がディジタルバ
イパスフィルタから出力される。ＣＣＤ撮像素子２が所
定値７２以上となる期間Ｔで、第７図Ｃに示すようにマ
スキング信号が出力される。このマスキング信号の間、
ゲート回路４１Ａ〜４１Ｄが閉じられる。これにより、
第７図りに示すように、高輝度部分の影響が除去される
。

ゲート回路４１Ａ〜４１Ｄの出力がスイッチ回路４２Ａ
〜４２Ｄをそれぞれ介してピーク検出回路４３Ａ〜４３
Ｄにそれぞれ供給される。ピーク検出回路４３Ａ〜４３
Ｄで、ゲート回路４１Ａ〜４１Ｄの出力のピーク値が検
出される。ピーク検出回路４３Ａ〜４３Ｄの出力がスイ
ッチ回路４４Ａ〜４４Ｄをそれぞれ介して積分回路４５
Ａ〜４５Ｄにそれぞれ供給される。積分回路４５Ａ〜４
５Ｄでゲート回路４１Ａ〜４１Ｂの出力又はピーク検出
回路４３Ａ〜４３Ｄの出力の積分値が求められる。

スイッチ回路４２Ａ〜４２Ｄ、４４Ａ〜４４Ｄを制御す
ることで、１画面での輝度信号中の中高域成分の積分値
（評価値）ばかりでなく、例えば１ラインでの輝度信号
中の中高域成分のピーク値、１画面での中高域成分のピ
ーク値の積分値を求めることができる。これらｌライン
での輝度信号中の中高域成分のピーク値、１画面での中
高域成分のピーク値の積分値は、バイパスフィルタの切
替えタイミングを決定するのに用いることができる。

これらの出力は、ＡＦ検出信号として、シリアル出力ボ
ート２９を介してシステムコントローラ１２に供給され
る。

このフォーカス制御回路では、例えば２つのフォーカス
検出エリアを設定して、フォーカス制御が行なわれる。

すなわち、セレクタ３９Ａ〜３９Ｄから出力される４つ
フィルタ出力のうち、２つづつの出力が同一のフォーカ
ス検出エリアに設定される。そして、同一のフォーカス
検出エリアに設定されたセレクタ３９Ａ〜３９Ｄの出力
のうち、一方の出力がそのフォーカス検出エリアでの輝
度信号中の中高域成分レベルの積分値（評価値）を得る
ために用いられ、他方の出力がバイパスフィルタの特性
を切替えるタイミングを検出するのに用いられる。各フ
ォーカス検出エリアがらの評価値に基づいてフォーカス
レンズＦ４が移動され、フォーカスレンズＦ４が合焦位
置近傍まで近づくと、セレクタ３９Ａ〜３９Ｄが切替え
られ、フィルタ特性が切替えられる。そして、評価値が
最大となるようにフォーカスレンズＦ４が位置制御され
る。

このように、複数のフォーカス検出エリアが設定できる
と、どのようなカメラアングルでも被写体に正確に合焦
できる。また、動きのある被写体に追従して合焦させる
こともできる。

ｂ４．ＡＥ検出回路 ＡＥ制御は、ＣＣＤ撮像素子２がらの輝度信号レベルが
所定値になるように、アイリスリング１８の開閉及びＡ
ＧＣ回路８のゲインを設定することによりなされる。

例えば逆光状態では、背景の輝度レベルが著しく大きく
なるため、所定の１つの露光検出エリアで輝度信号レベ
ルを検出してＡＥｗＩＷｌを行うと、アイリスリング１
８が絞られてＡＧＣ回路８のゲインが小さく設定されて
しまい、被写体像が黒く沈みこんでしまうという問題が
生じてくる。

そこで、この発明の一実施例では、逆光状態や過順光状
態でも最適なＡＥ制御が行なえるように、第８図に示す
ように、露光検出エリアＡＩと露光検出エリアＡ２とが
設定でき、これらの露光検出エリアＡ１及びＡ２のそれ
ぞれの輝度信号レベルが検出できるようにされている。

露光検出エリアＡ１及びＡ２の位置や大きさは、システ
ムコントローラ１２からの露光検出エリア設定信号によ
り自在に設定できる。第８図Ａに示すように、被写体が
ある中心部に露光検出エリアＡ１を設け、周辺部に露光
検出エリアＡ２を設けることも、第８図Ｂに示すように
、被写体がある下部に露光検出エリアＡ１を設け、上部
に露光検出エリアＡ２を設けることもできる。

第１図において、Ｙ分離回路３２の出力が二回路５１に
供給されるとともに、コンパレータ５２に供給される。

コンパレータ５２には、シリアル入力ボート２日を介し
てコンパレートレベルが供給される。

また、フィルタ演算部３７の出力がゲート回路５３Ａ及
び５３Ｂを介してピーク検出回路５４Ａ及び５４Ｂにそ
れぞれ供給される。

フィルタ演算部３７からは、ローパスフィルタにより高
域のノイズ成分が除去された輝度信号が出力される。す
なわち、ピーク検出を行う場合、ノイズ成分を除去する
ために、ローパスフィルタを設ける必要がある。遅延回
路３４とフィルタ演算部３７とから、ディジタル平均化
ローパスフィルタを基にしたディジタルバイパスフィル
タが構成されているので、フィルタ演算部３７からは、
バイパスフィルタ出力とともに、ローパスフィルタ出力
を容易に取り出せる。このローパスフィルタを介されて
高域のノイズ成分が除去された輝度信号がゲート回路５
３Ａ及び５３Ｂを介してピーク検出回路５４Ａ及び５４
Ｂに供給される。

ゲート回路５３Ａ及び５３Ｂには、ＡＥ検出エリア設定
回路２５から露光検出エリアＡ１及びＡ２を設定するた
めのゲート信号が供給される。このゲート信号により、
ゲート回路５３Ａ及び５３Ｂの開閉が制御される。

ニー回路５１は、ディジタル輝度信号に対して第９図に
示すような、非直線特性を持たせるものである。輝度信
号レベルをそのまま平均値検波すると、画面の一部の高
輝度部分により、平均値出力が大きくなり、画面全体が
暗く沈み込んでしまうという問題が生じる。ニー回路５
１を設けることで、高輝度部分のゲインが下げられ、こ
のような問題が改善される。ニー回路５１には、シリア
ル入力ボート２８を介してシステムコントローラ１２か
ら特性設定信号が供給される。この特性設定信号により
、特性曲線の折れ点に、が可変できる。

ニー回路５１の出力がゲート回路５５Ａ及び５５Ｂをそ
れぞれ介して積分回路５６Ａ及び５６Ｂにそれぞれ供給
される。ゲート回路５５Ａ及び５５Ｂには、ＡＥエリア
設定回路２５から露光検出エリアＡ１及びＡ２を設定す
るためのゲート信号が供給される。このゲート信号によ
り、ゲート回路５５Ａ及び５５Ｂの開閉が制御される。

コンパレータ５２は、所定レベル以上の輝度信号のサン
プル数をカウントして輝度分布状態を検出するものであ
る。コンパレータ５２の出力がゲート回路５７Ａ及び５
７Ｂをそれぞれ介してヒスト回路５８Ａ及び５８Ｂにそ
れぞれ供給される。

ヒスト回路５８Ａ及び５８Ｂで、所定の輝度レベル以上
の輝度信号のサンプル数がカウントされる。

ゲート回路５７Ａ及び５７Ｂには、ＡＥエリア設定回路
２５から露光検出エリアＡ１及びＡ２を設定するための
ゲート信号が供給される。このゲート信号により、ゲー
ト回路５７Ａ及び５７Ｂの開閉が制御される。

ヒスト回路５８及び５８Ｂで、輝度信号レベルの分布状
態が検出できる。つまり、第１０図Ａに示すような逆光
状態の画面を映出すると、第１０図Ｂに示すように、周
辺部に輝度信号の高い部分が多く分布し、中心部に輝度
信号の低い部分が多く分布する。このような分布状態は
、露光検出エリアＡ１での所定レベル７１以上のサンプ
ル数のカウント値と、露光検出エリアＡ２での所定レベ
ル７１以上のサンプル数のカウント値とから判断できる
。

ピーク検出回路５４Ａ及び５４Ｂで求められた露光検出
エリアＡ１及びＡ２での輝度信号のピーク値Ｐ１及びＰ
２が出力コントローラ５９Ａを介して、シリアル出力ポ
ート２９に出力される。

積分回路５６Ａ及び５６Ｂでそれぞれ求められた露光検
出エリアＡ１及びＡ２での輝度信号レベルの積分値Ｉｎ
ｌ及びＩｎ２がコントローラ５９Ｂを介して、シリアル
出力ポート２９に出力される。

ヒスト回路５８Ａ及び５８Ｂでそれぞれ求められた露光
検出エリアでの所定レベル以上のサンプル数のカウント
値Ｈ１及びＨ２が出力コントローラ５９Ｃを介して、シ
リアル出力ポート２９に出力される。

積分回路５６Ａ及び５６Ｂでは、輝度信号の平均値検波
出力が得られる。ＡＥ制御を行う場合、平均値検波では
検波レベルが低くなるので、平均値検波よりピーク検波
に近い特性が要求される。

そこで、この発明の一実施例では、平炸・値とピーク値
とを適当に混合することで、ピーク検波に近い特性で輝
度信号レベルを検出できるようにしている。

つまり、第１１図に機能ブロック図で示すように、ピー
ク検出回路５４Ａ及び５４Ｂで求められたピーク値Ｐ１
及びＰ２と、積分回路５６Ａ及び５６Ｂで求められた積
分値Ｉｎｌ及びＩｎ２が乗算手段７１Ａ及び７１Ｂ、７
２Ａ及び７２Ｂ、加算手段７３Ａ及び７３Ｂで重み付は
加算される。

これにより、ピー４検波に近い検波特性が得られる。乗
算手段７１Ａ及び７１Ｂ、７２Ａ及び７２Ｂの係数を可
変させれば、検波レベルは可変できる。なお、これらの
演算は、ソフトウェアで行われるので、検波レベルの変
更は、非常に容易である。

露光検出エリアＡ１での輝度信号レベルの検出値と露光
検出エリアＡ２での輝度信号レベルの検出値とを適当に
重み付は加算した値に応じて、アイリスリング１８の開
閉、ＡＧＣ回路８のゲインが設定される。

すなわち、加算手段７３Ａ及び７３Ｂから、露光検出エ
リアＡ１での輝度信号レベルの検出値及び露光検出エリ
アＡ２での輝度信号レベルの検出値がそれぞれ得られる
。加算手段７３Ａ及び７３Ｂの出力が乗算手段７４Ａ及
び７４Ｂにそれぞれ供給される。乗算手段７４Ａ及び７
４Ｂの出力が加算手段７５に供給される。乗算手段７４
Ａ及び７４Ｂ、加算手段７５により、周辺部の露光検出
エリアＡＩの輝度信号レベルの検出値と中心部の露光検
出エリアＡ２の輝度信号レベルの検出値とが重み付は加
算される。加算手段７５の出力に応じて、アイリスリン
グ１８の開閉状態及びＡＧＣ回路８のゲインの設定がな
される。

順光状態、逆光状態、過順光状態は、ヒスト回路５８Ａ
及び５８Ｂ（第１図）の出力から判別できる。

つまり、順光の状態なら、画面全体に渡って略均−な輝
度となるので、被写体部分にある露光検出エリアＡ１と
周辺部にある露光検出エリアＡ２とでは、輝度信号レベ
ルの分布状態が略等しくなる。すなわち、ヒスト回路５
８Ａの出力Ｈ１とヒスト回路５８Ｂの出力Ｈ２との差が
あまり大きくならない。

これに対して、逆光状態になると、背景が著しく明るく
なるので、輝度信号レベルが所定値以上になる部分が周
辺部にある露光検出エリアＡ２に偏ってくる。また、過
順光なら、背景が著しく暗くなるので、輝度信号レベル
が所定値以上になる部分が被写体部分の露光検出エリア
Ａ１に偏ってくる。すなわち、逆光や過順光の時には、
ヒスト回路５８Ａの出力Ｈ１とヒスト回路５８Ｂの出力
Ｈ２との差が大きくなる。

ヒスト回路５８Ａ及び５８Ｂの出力Ｈ１及びＨ２が第１
１図における輝度分布状態判定手段７６に供給される。

この輝度分布状態判定手段７６により、順光状態である
か、逆光状態であるか、過順光状態であるかが検出され
る。この輝度分布状態判定手段７６の出力により、逆光
状態や過順光状態に対応して、以下のような制御が行わ
れる。

すなわち、この輝度分布状態判定手段７６の出力により
、乗算手段７４Ａ及び７４Ｂの係数が設定される。逆光
や過順光では、被写体部分の明るさに対する重み付けを
行う乗算手段７４Ａの係数が大きく設定され、背景部分
の明るさに対する重み付けを行う乗算手段７４Ｂの係数
が小さく設定される。これにより、中央重点測光に近づ
き、逆光状態や過順光状態でも、最適なＡＥＩＩＩ？ｉ
ｌｌを行なえる。

また、輝度分布状態判定手段７６の出力により、露光検
出エリアＡ１及び露光検出エリアＡ２の位置や大きさが
設定される。つまり、順先の時には、第８図Ｂに示した
ように、露光検出エリアを上部と下部とに分け、下部を
被写体がある露光検出エリアＡ１とし、上部を背景があ
る露光検出エリアＡ２とする。このようにすると、パニ
ングしても、明るさの変動が生じない。逆光や過順先の
時には、第８図Ａに示したように、被写体がある露光検
出エリアＡ１が中心部に配設され、背景がある露光検出
エリアＡ２が周辺部に配置される。これとともに、被写
体がある露光検出エリアＡ１が小さく設定される。この
ようにすると、より中央重点測光に近づく。

更に、輝度分布状態判定手段７６の出力により、ニー回
路５１の折れ点を設定するようにしても良い。つまり、
逆光の時には、第１２図Ａに示すように、ニー回路５１
の折れ点に＋が下げられる。

このようにすると、高輝度でのゲインが下げられるので
、逆光状態でも、被写体が黒（沈み込まな（なる。また
、過順光の時には、第１２図Ｂに示すように、ニー回路
５１の折れ点に、が上げられる。このようにすると、高
輝度でのゲインが上げられるので、過順光の場合でも、
被写体が飽和しない。

更に、輝度分布状態判定手段７６の出力に応じて制御系
全体のゲインを設定すれば、逆光状態でも被写体が黒く
沈み込まなくなるとともに、過順光の時にも被写体が飽
和しなくなる。

なお、これらの逆光状態や過順光状態に対応した制御は
全て行う必要はない。これらの制御の中から適当なもの
を組み合わせることで、逆光状態や過順光状態に対する
問題を解決できる。

ｂ５．ＡＷＢ検出回路 ホワイトバランス制御は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）の各色信号レベルを所定の比率になるように制御する
ことにより行われる。

この発明の一実施例では、フルオートホワイトバランス
制御と、ワンブツシュオートホワイトバランス制御とが
行なえる。フルオートホワイトバランス制御は、全体の
画面の積分値が白色であるとしてフルオートでホワイト
バランス制御が行なわれる。

ワンブツシュオートホワイトバランスでは、第１３図に
示すようなホワイトバランス検出エリアＢ１が表示され
る。このホワイトバランス検出エリアＢ１の位置や大き
さは、第１３図Ａに示すように、自在に可変できる。第
１３図Ｂに示すように、このホワイトバランス検出エリ
アＢ１を被写体の白い部分Ｗｌ上に一致させ、ワンブツ
シュオートホワイトバランス設定ボタンを押すと、この
ホワイトバランス検出エリアＢ１からの信号に基づいて
、ホワイトバランス制御が行われる。

ホワイトバランス検出エリアＢ１の位置や大きさは可変
自在であるから、例えば服の白い柄等殆どの被写体の白
い部分を利用してホワイトバランス制御を行なえる。し
たがって、ホワイトキャップ等を用いてホワイトバラン
ス調整を行う必要はなくなる。そして、このように白い
部分を利用してホワイトバランス制御を行った場合、全
体の画面の積分値が白色であるとしてホワイトバランス
制御を行なう場合に比べて、正確にホワイトバランス調
整を行なえる。

なお、ホワイトバランス検出エリアを複数設定し、複数
のホワイトバランス検出エリアの中から、より黒体放射
カーブに近い部分のものを選んでホワイトバランス制御
を行うようにしても良い。

第１図においで、Ｙ分離回路３２からの輝度信号Ｙがゲ
ート回路６１Ａを介して積分回路６２Ａに供給される。

Ｃ分離回路３３からのクロマ信号Ｃｍ及びＣ，がゲート
回路６１Ｂ及び６１Ｃをそれぞれを介して積分回路６２
Ｂ及び６’２　Ｃに供給される。積分回路６２Ａ〜６２
Ｃの出力がＡＷＢ検出信号としてシリアル出力ボート２
９を介して、システムコントローラ１２に供給される。

ゲート回路６１Ａ〜６１Ｃには、ＡＷＢ検出エリア設定
回路２６からホワイトバランス検出エリアを設定するた
めのゲート信号が供給される。このゲート信号により、
ゲート回路６１Ａ〜６１Ｃの開閉が制御され、ホワイト
バランス検出エリアが設定される。オートホワイトバラ
ンスの場合には、このホワイトバランス検出エリアが広
く設定される。ワンブツシュオートホワイトバランスの
場合には、被写体の白い部分に応じて、ホワイトバラン
ス検出エリアが可変設定される。

システムコントローラ１２には、輝度信号Ｙ及びクロマ
信号ＣＩ＋及びＣ３の積分値が供給される。

この輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃ１Ｉ及びＣ８から、以
下のようにして、ホワイトバランス制御が行われる。

輝度信号Ｙ、クロマ信号ＣＲ及びＣ３の積分値を、それ
ぞれ、ＩＮ　　（Ｙ）、ｒ、（ｃ、）及びＩＮ（ＣＩ）
とする。輝度信号Ｙの積分値！、（Ｙ）から、クロマ信
号Ｃ１ｌ及びＣｍの積分値ＩＮ（ｃｍ　）及びＩＮ　（
ＣＩ）を減算すれば、以下のように緑（Ｇ）の色信号の
積分値ＩＮＣＧ）が算出される。すなわち、 ＩＮ　（Ｙ）　−ＩＮ　（Ｃｍ）　−１Ｎ（Ｃｍ）・Ｉ
　Ｎ　（３Ｇ＋２Ｒ＋２Ｂ）　−１，（２Ｒ−Ｇ）　−
ＩＮ　（２Ｂ−Ｇ）＝ＩＮ（５Ｇ） クロマ信号ＣＲの積分値ＩＮ（ＣＩ）から、上述のよう
にして求められた緑（Ｇ）の色信号の積分値１．（Ｇ）
を減算すれば、赤（Ｒ）の色信号の積分値ＩＮ　　（Ｒ
）が算出される。すなわち、Ｉｌｌ　（ｃｍ）　−ｒ　
Ｎ　（Ｇ） ＝ｒＮ（２Ｒ−Ｇ）−ｈ（Ｇ） ・ＩＮ（２Ｒ） クロマ信号ＣＢの積分値ＩＮ（ＣＩ）から、上述のよう
にして求められた緑（Ｇ）の色信号の積分値ＩＮ　　（
Ｇ）を減算すれば、青（Ｂ）の色信号の積分値ＩＮ　　
（Ｂ）が算出される。すなわち、ＩＮ　（Ｃｓ）　−Ｉ
Ｎ　（ｃ） ・ＩＮ（２８Ｇ）−ＩＮ（Ｇ） ＝ＩＮ（２Ｂ） このようにして求められた３原色信号Ｒ，（１，。

Ｂのレベルの積分値が所定の比率になるように、各３原
色信号Ｒ，Ｇ、Ｂのゲインが設定される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、所定のコアリングレベルＶ、以下に
あるノイズ成分を除去するコアリング回路４０Ａ〜４０
Ｄが設けられる。このコアリング回路によりディジタル
バイパスフィルタの出力信号中のノイズ成分が除去され
るので、コントラストの小さい画面の場合でも、評価値
の誤差が大きくならず、レンズを合焦位置に位置制御で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用できるビデオカメラにおけるオ
プティカルディテクタの構成を示すブロック図、第２図
はこの発明が適用できるビデオカメラの一例の全体構成
を示すブロック図、第３図はこの発明が適用できるビデ
オカメラにおけるレンズ構成の説明に用いる側面図、第
４図はこの発明が適用できるビデオカメラにおける撮像
素子の画素配列の説明に用いる路線図、第５図はこの発
明が適用できるビデオカメラにおけるオプティカルディ
テクタの説明に用いるタイミング図、第６図はコアリン
グの説明に用いる波形図、第７図は高輝度圧縮の説明に
用いる波形図、第８図は露光検出エリアの説明に用いる
路線図、第９図はニー回路の説明に用いるグラフ、第１
０図はヒスト回路の説明に用いる路線図及び波形図、第
１１図は自動露光制御の説明に用いる機能ブロック図、
第１２図はニー回路の制御の説明に用いるグラフ。 第１３図はワンブツシュオートホワイトバランスの説明
に用いる路線図である。 図面における主要な符号の説明 １１ニオブテイカルデイテクタ。 １２ニジステムコントローラ。 ：ＡＦ検出回路、 ４０Ａ〜４０Ｄ：コアリング回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　撮像素子からの輝度信号中の中高域成分を取り出し、
   上記輝度信号中の中高域成分レベルの積分値を用いてレ
   ンズを位置を制御するようにしたオートフォーカス回路
   において、上記輝度信号中の中高域成分の検出出力のう
   ち所定振幅値以下のものを除去する小振幅信号除去回路
   を設けるようにしたことを特徴とするオートフォーカス
   回路。