JPH0946572A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ズームによる画像拡大処理が実行されて
も、焦点評価値の取り込み範囲が常に適切に制御され、
撮影画面の範囲外の物にピントが合って誤動作すること
を防止した撮像装置を提供することにある。 【解決手段】 撮影画面内の任意の取り込み範囲内に相
当する映像信号中の所定の高域成分を焦点評価値として
取り出すゲート回路１１４，ＡＦ評価値処理回路１１５
と、フォーカスレンズを移動させるアクチュエータと、
焦点評価値を最大にするように焦点調節部材を移動させ
て焦点調節を行うとともに、撮影画面内の画像を電気的
に拡大し、さらに画像の拡大率に応じて取り込み範囲を
変更するカメラＡＦマイコンとを設けたビデオカメラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種のビデオカメラ
等用いられる自動焦点装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ等をはじめとする映
像機器の進歩は、目覚ましく、オートフォーカス制御、
オートアイリス制御、高倍率ズーム機能、さらに画像を
画像処理によつて電子的に拡大する電子ズーム機能等が
標準的に装備され、あらゆる部分において、操作性の改
善、多機能化がはかられている。

【０００３】ところでオートフォーカス装置を見ると、
撮像素子等により、被写体像を光電変換して得られた映
像信号中より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となる
ようにフォーカスレンズ位置を制御して、焦点調節を行
うようにした方式が主流になりつつある。

【０００４】前記、鮮鋭度の評価としては、一般にある
帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号
の高周波成分のレベル（焦点電圧）等を用いている。

【０００５】これは、通常の被写体像を撮影した場合、
図２のように焦点が合ってくるにしたがって高周波成分
のレベル（焦点電圧）は大きくなり、そのレベルが最大
になる点を合焦位置としている。

【０００６】また焦点電圧を取り込む範囲はファインダ
画面内の中央付近に設定されるのが普通である。これ
は、撮影者が通常撮影したい被写体をファインダ画面中
央に置くことから決められている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では次のような欠点があった。

【０００８】通常の撮像画面に対する焦点電圧取り込み
範囲を図３に示す。ここで、３０１は撮像画面であり、
３０２は焦点電圧取り込み範囲、すなわち撮像画面内に
おいて焦点状態を検出するための焦点検出領域を示すも
のである。

【０００９】そして、前述のように、焦点電圧取り込み
範囲は撮像画面内の中央付近に設定されるのが普通であ
る。

【００１０】次に電子ズームにより２倍に拡大された撮
像画面に対する焦点電圧取り込み範囲を図４に示す。

【００１１】ここで、３０１は拡大前の撮像範囲であ
り、３０２は焦点電圧取り込み範囲であり、４０１は拡
大される撮像範囲である。このように、焦点電圧取り込
み範囲をそのままで、電子ズームにより撮像画面を拡大
すると撮像画面に対して焦点電圧取り込み範囲が大きく
なってしまう。そのため、撮像画面の外にピントがあっ
てしまうようなことが生じてしまう。

【００１２】そこで本願発明の課題は、電子ズームによ
る画像拡大処理が実行されることによつて撮影画像の範
囲が変更されても、焦点評価値の取り込み範囲が常に適
切に制御され、撮影画面の範囲外の物にピントが合って
誤動作することを防止した撮像装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本願の請求項１に記載の発明によれば、撮影画面
内の任意の取り込み範囲内に相当する映像信号中の所定
の高域成分を焦点評価値として取り出す抽出手段と、焦
点調節部材を光軸方向に移動させる移動手段と、前記焦
点評価値を最大にするように焦点調節部材を移動させて
焦点調節を行う焦点調節手段と、前記撮影画面内の画像
を電気的に拡大する画像拡大手段と、前記拡大手段によ
る拡大率に応じて前記取り込み範囲を変更する制御手段
とを設けた構成とする。

【００１４】また本願の請求項２に記載の発明によれ
ば、前記制御手段を、前記撮影画面内に占める前記取り
込み領域の割合を一定に保つように構成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における撮像装置
を、各図を参照しながらその一例について詳述する。

【００１６】図１は、本願発明をビデオカメラに適用し
た場合に一例の構成を示すブロック図である。

【００１７】同図において、１０１は固定の第１群レン
ズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞り、１
０４は固定の第２群レンズ、１０５は変倍に伴う焦点面
の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備え
た焦点調節部材としてのフォーカスコンペレンズ（以下
フォーカスレンズと称す）である。

【００１８】また１０６はＣＣＤ等の撮像素子、１０７
は撮像素子１０６より出力された撮像信号を増幅して所
定のレベルに一定となるように制御するＡＧＣ増幅器で
ある。

【００１９】１０８はカメラ信号処理回路であり、ＡＧ
Ｃ増幅器より出力された撮像信号に対して、輝度信号、
色差信号の生成、ガンマ変換、ブランキング処理等の所
定の信号処理を施して規格化された映像信号に変換する
カメラ信号処理回路、１０９はカメラ信号処理回路１０
８より出力された映像信号を記録するＶＴＲ等の記憶装
置である。

【００２０】また１２０は、カメラ信号処理回路１０８
より出力された映像信号を表示するモニタとしての電子
ビューファインダ（ＥＶＦ）である。

【００２１】１１０，１１２はそれぞれ変倍レンズ１０
２、フォーカスレンズ１０５を移動させるためのステッ
プモータ等のアクチュエータ、１１１，１１３はそれぞ
れアクチュエータ１１０，１１２を後述のカメラＡＦマ
イコン１１８からの信号により駆動するドライバであ
る。これらのアクチュエータは本発明の移動手段を構成
する。

【００２２】１１４はＡＧＣ増幅器１０７より出力され
る撮像信号に対し、撮影画面内における焦点検出に用い
られる取り込み範囲内に相当する信号のみを通過させる
ゲート回路で、このゲート回路１１４の開閉タイミング
を制御することによつて、撮影画面内における任意の取
り込み範囲内に相当する撮像信号を抽出することができ
る。またゲート回路１４の開閉タイミングすなわち撮像
画面内における焦点評価値取り込み範囲は、後述のカメ
ラＡＦマイコン１１８によつて制御される。

【００２３】また１１５は、ゲート回路１１４によつて
抽出された撮影画面内における焦点評価値取り込み範囲
内に相当する撮像信号中より、焦点状態に応じて変化す
る高周波成分を焦点評価値として抽出するＡＦ評価値処
理回路である。このＡＦ評価値処理回路１１５の出力
は、後述のカメラＡＦマイコン１１８へと供給される。

【００２４】このゲート回路１１４とＡＦ評価値処理回
路１１５によって、本発明における抽出手段が構成され
ている。

【００２５】１１６はカメラ信号処理回路１０８におい
て生成された輝度信号及び色信号からなる映像信号を１
フィールド分記憶するとともに、後述するカメラＡＦマ
イコン１１８によつてその読み出し及び書き込みを制御
されるフィールドメモリ、１１７は後述のカメラＡＦマ
イコン１１８からの信号によりフィールドメモリ１１６
より読み出された映像信号を補間する補間回路であり、
このフィールドメモリ１１６と補間回路１１７によって
画像の拡大処理すなわち電子ズーム機能を実現する本発
明の画像拡大手段が構成される。

【００２６】１１８は本システム全体を総合的に制御す
るとともに、ＡＦ機能及び電子ズーム機能を制御するカ
メラＡＦマイコンであり、ＡＦ評価値処理回路１１５の
出力信号にもとづいて、ドライバ１１３を制御してアク
チュエータ１１２を駆動することにより、フォーカスレ
ンズ１０５を光軸方向に移動してＡＦ動作を行う。

【００２７】そしてＡＦ評価値処理回路１１５より出力
される焦点評価値のレベルが最大となるようにフォーカ
スレンズを調節することにより合焦点にフォーカスレン
ズを位置決めすることができる。この機能は本発明にお
ける焦点調節手段に相当する。

【００２８】またズームスイッチ１１９の操作状態に応
じて、ドライバ１１１を制御し、アクチュエータ１１０
を駆動して変倍レンズ１０２を駆動し、光学的なズーム
動作を行う。そして変倍レンズ１０２をテレ側へと駆動
して、変倍レンズ１０２が光学的なテレ端に到達してそ
れ以上動作不能となると、電子ズーム動作へと移行し
て、電子的な画像拡大処理が実行される。

【００２９】また電子ズーム機能に関しては、フィール
ドメモリ１１６に記憶された１フィールド分の画像信号
に対して、その読み出し範囲を１画面のサイズよりも縮
小する（電子ズームの拡大率が大きくなる程、読み出し
範囲は小さくなる）とともに、その読み出し範囲内の画
像を読み出す際の読み出しレートを変更することによ
り、縮小された読み出し範囲を、実際のモニタ画面いっ
ぱいのサイズに拡大して表示することができる。これに
よつて実質的に、１画面分の画像から特定の部分を拡大
して表示することとなる。カメラＡＦマイコン１１８
は、この電子ズームの拡大率すなわち倍率に応じてフィ
ールドメモリ１１６からの画像の読み出し範囲及び読み
出しレートを制御する。

【００３０】また補間回路１１７は、フィールドメモリ
１１６より読み出された画像を、実際のモニタ画面のサ
イズまで拡大することによつて生じる画素間、走査線間
の情報の欠落を、たとえばその両側の画素及び走査線の
情報等の平均値で置き換えるような補間処理を行うこと
により、拡大処理による画質劣化を防止している。

【００３１】また光学ズームに関係なく、電子ズーム処
理の実行を可能とする電子ズームモードを設け、ズーム
スイッチ１１９の入力により、フィールドメモリ１１６
及び補間回路１１７を制御し、撮像画面を拡大、縮小す
るようにしてもよい。

【００３２】そしてカメラＡＦマイコン１１８は、後述
するように、電子ズーム動作を実行する際、ゲート回路
１１４を制御して焦点評価値の取り込み範囲を可変して
適正化を図る本願の特徴とする処理を行う。

【００３３】本発明の実施形態の１つであるビデオカメ
ラは、以上のような構成となっており、次に本発明の特
徴である、カメラＡＦマイコン１１８内で行われる電子
ズーム動作時における焦点評価値信号の取り込み範囲の
制御について、図５に示すフローチャートを用いて説明
する。この処理を行うカメラＡＦマイコンの機能によつ
て、本発明における制御手段が実現される。

【００３４】図５のフローチャートは、電子ズームの動
作領域において、ズームスイッチ１１９の操作によつて
電子ズーム機能が動作される場合について示すものであ
る。

【００３５】図５のフローチャートにおいて、処理をス
タートすると、step５０１でズームスイッチ１１９の操
作状態を読み込み、step５０２でズームスイッチ１１９
のテレ側が押されているかどうかを判別し、押されてい
なければstep５０３の処理へと移行し、押されていれば
step５０５の処理へと移行する。

【００３６】step５０３ではズームスイッチのワイド側
が押されているかどうかを判別し、押されていればstep
５０４の処理へと移行し、押されていなければstep５０
６の処理へと移行する。

【００３７】step５０４では、ワイド側へのズーム動作
であるので拡大倍率を小さくし、step５０５では、テレ
側へのズーム動作であるので、拡大倍率を大きくし、そ
れぞれstep５０６の処理へと移行する。

【００３８】step５０６では、ズームスイッチ１１９に
よって設定された拡大倍率をフィールドメモリ１１６及
び補間回路１１７へと送り、上述したように、拡大倍率
に応じた読み出し範囲をフィールドメモリ１１６に設定
するとともに、その拡大倍率に応じた情報欠落部分を補
間回路１１７に指示し、拡大画像を補間することによ
り、電子ズーム動作を実行する。

【００３９】step５０７では今までの処理で決定した電
子ズームの拡大率に応じて、焦点評価値の取り込み範囲
を最適値に設定するためのゲート回路１１４のゲートエ
リア制御情報を演算し、step５０８で決定したゲートエ
リア制御情報をゲート回路１１４に送り、焦点評価値取
り込み領域の設定を行う。

【００４０】すなわち電子ズームの拡大倍率が大きくな
るほど、もとの画面内における読み出し範囲が縮小され
るため、焦点評価値の取り込み範囲も読み出し範囲の縮
小に合わせて縮小し、取り込み範囲が読み出し範囲の外
の情報を含まないように制御するものである。

【００４１】図６は、電子ズームで２倍に拡大した時の
本発明の焦点評価値取り込み範囲を示す。ここで、３０
１は拡大前の撮像範囲であり、４０１はフィールドメモ
リ１６からの読み出し範囲すなわち拡大される撮像範囲
であり、６０１は本発明により電子ズーム倍率に応じて
変更された焦点電圧取り込み範囲である。拡大される撮
像範囲内に焦点評価値取り込み範囲が納まるように制御
されていることがわかる。

【００４２】またカメラＡＦマイコン１１８は、電子ズ
ームによつて撮像範囲が拡大されているときも、拡大さ
れていないときも、常に撮像範囲に対する焦点評価値取
り込み範囲の割合が一定となるように制御するように構
成されており、これによつて、電子ズームのＯＮ／ＯＦ
Ｆ、電子ズームの拡大倍率の変化に対しても、焦点調節
状態が急変したり、撮像範囲と異なる被写体に焦点を合
わせてしまうような誤動作を生じることなく、常に撮像
範囲に対応した焦点評価値取り込み範囲に基づく焦点調
節状態を安定に実行することができ、安定な撮像動作を
行うことができる。

【００４３】以上の処理により、電子ズーム中において
も画面の外にピントが合ったりせずに確実な焦点調節を
実現できる。

【００４４】step５０９では、step５０８で設定された
焦点評価値取り込み範囲内に相当する焦点評価値（映像
信号中の高周波成分）をＡＦ評価値処理回路１１５から
取り込み、step５１０では、その焦点評価値が最大とな
るように、ドライバ１１３、アクチュエータ１１２を制
御し、フォーカスレンズ１０５を合焦点へと駆動する。

【００４５】以上の動作を繰り返し行うことにより、電
子ズームの倍率に応じた焦点評価値取り込み範囲の設定
の最適化を行いながらＡＦ評価値の取り込みを行い、電
子ズーム中においても画面の外にピントが合ったりせず
に確実な焦点調節を実現でき、電子ズームの倍率及びそ
の変化にかかわらず、常に高精度で、誤動作なく安定な
ＡＦ制御を行うことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本願における請求
項１に記載の発明によれば、電子ズームの倍率に応じ、
ＡＦ評価値の取り込み範囲を変更することにより、電子
ズーム中においても画面の外にピントが合ったりせずに
確実な焦点調節を実現することができ、常に高精度で、
誤動作なく安定なＡＦ動作を行うことができる。

【００４７】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、前記撮影画面内に占める焦点評価値取り込み領
域の割合を一定に保つように構成したので、電子ズーム
のＯＮ／ＯＦＦ、電子ズームの拡大倍率の変化に対して
も、焦点調節状態が急変したり、撮像範囲と異なる被写
体に焦点を合わせてしまうような誤動作を生じることな
く、常に撮像範囲に対応した焦点評価値取り込み範囲に
基づく焦点調節状態を安定に実行することができ、安定
な撮像動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】フォーカスレンズ位置と焦点評価値の関係を示
す図である。

【図３】通常の画面に対する焦点評価値取り込み範囲を
表す図である。

【図４】従来の装置における電子ズームにより拡大され
た画面に対する焦点評価値取り込み範囲を表す図であ
る。

【図５】本発明の実施形態におけるカメラＡＦマイコン
の制御動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の実施形態における電子ズームにより拡
大された画面に対する焦点電圧取り込み範囲を表す図で
ある。

【符号の説明】

１０２ 変倍レンズ １０５ フォーカスレンズ １０６ 撮像素子 １０８ カメラ信号処理回路 １１４ ゲート回路 １１５ ＡＦ評価値処理回路 １１６ フィールドメモリ １１７ 補間回路 １１８ カメラＡＦマイコン １１９ ズームスイッチ １２０ 電子ビューファインダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影画面内の任意の取り込み範囲内に相
   当する映像信号中の所定の高域成分を焦点評価値として
   取り出す抽出手段と、 焦点調節部材を光軸方向に移動させる移動手段と、 前記焦点評価値を最大にするように焦点調節部材を移動
   させて焦点調節を行う焦点調節手段と、 前記撮影画面内の画像を電気的に拡大する画像拡大手段
   と、 前記拡大手段による拡大率に応じて前記取り込み範囲を
   変更する制御手段とを設けたことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記制御手段は、前記撮影画面内に占める前記取り込み
   領域の割合を一定に保つように構成されていることを特
   徴とする撮像装置。