KR20010052146A - 촬상 장치 및 신호 처리 방법 - Google Patents

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KR20010052146A
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아베미키
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

고체 촬상 소자로부터 촬상된 촬상 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 추출된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분을 필터에서 추출한다. 필터에 의해 추출된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분의 이득을 가변시키도록 하여, 휘도 신호 추출부로부터의 휘도 신호와, 이득 제어부에 의해 이득이 가변된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분을 가산하여 에지부를 강조한다. 필터에 의해 추출된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분 레벨에 근거하여 포커스 렌즈를 구동하여 합초점을 제어한다.

Description

촬상 장치 및 신호 처리 방법{Imaging device and method of signal processing}
CCD(Charge Coupled Device) 촬상 소자로부터의 촬상 신호에 근거하는 비디오 신호를 자기 테이프에 기록하는 비디오 카메라가 보급되고 있다. 또, 최근, 자기 디스크나 광 디스크, 반도체 메모리 등에 CCD 촬상 소자로부터의 촬상 신호에 근거하는 디지털 비디오 신호를 기록하는 디지털 비디오 카메라가 실용화되고 있다. 이러한 비디오 카메라에는 포커스 렌즈를 합초점에 제어하는 자동 초점 기능이 구비되어 있다.
도 1은 종래의 비디오 카메라의 자동 초점 기능에 관련되는 주요 부분의 구성을 도시한다. 이 자동 초점 기능은 합초점에서는 휘도 신호의 고역 성분이 최대가 되는 것을 이용하여 집속 제어를 행하는 소위 콘트라스트 검출 방식을 사용하는 것이다.
도 1에 있어서, 101로 나타나는 것이 렌즈부이다. 렌즈부(101)는 줌 렌즈나 포커스 렌즈 등으로 이루어지는 렌즈군과, 조리개 기구와 그 구동 회로 등을 갖고 있다. 렌즈부(101)와, CCD 촬상 소자(102)로 촬상부가 구성된다. 렌즈부(101)에 있는 포커스 렌즈는 마이크로 컴퓨터(110)로부터의 제어 정보에 의해 위치 제어된다.
렌즈부(101)가 개재된 피사체상 광이 CCD 촬상 소자(102)의 촬상면에 결상되어, 이 피사체상 광이 광전 변환된다. CCD 촬상 소자(102)의 출력이 샘플 홀드 및 AGC(Automatic Gain Control) 회로(103)에 공급된다. 샘플 홀드 및 AGC 회로(103)에서 CCD 촬상 소자(102)의 출력이 샘플 홀드되어, 적정 레벨로 증폭된다.
샘플 홀드 및 AGC 회로(103) 출력이 A/D 변환 회로(104)에 공급된다. A/D 변환 회로(104)에서 이 촬상 신호가 디지탈화된다. A/D 변환 회로(104) 출력이 카메라 신호 처리 회로(114)의 크로마 신호 분리 회로(1O5) 및 휘도 신호 분리 회로(106)에 각각 공급된다. 크로마 신호 분리 회로(105)에 있어서, 크로마 신호가 분리되어, 이 크로마 신호가 출력 단자(111)로부터 추출된다. 또, 휘도 신호 분리 회로(106)에 있어서, 휘도 신호가 분리되어, 이 휘도 신호가 출력 단자(112)로부터 추출된다.
자동 초점 검파 회로(115)는 고역 필터(113), 게이트 회로(107), 거리계 프레임(range finder frame) 발생 회로(108) 및 적분 회로(109)에 의해 구성되어 있다. 휘도 신호 분리 회로(106)에 있어서 분리된 휘도 신호가 고역 필터(113)에 공급된다. 고역 필터(113)에 의해 휘도 신호 중 고역 성분이 추출되어, 이 휘도 신호의 고역 성분 레벨이 검출된다. 고역 필터(113) 출력이 게이트 회로(107)에 공급된다. 게이트 회로(107)에는 거리계 프레임 발생 회로(108)로부터 거리계 프레임을 설정하기 위한 윈도우 신호가 공급된다. 게이트 회로(107)에 의해, 거리계 프레임에 대응하는 소정 타이밍의 검파 출력이 추출된다. 이 게이트 회로(1O7) 출력이 적분 회로(109)에 공급된다. 적분 회로(109)에서, 휘도 신호의 고역 성분 레벨이 적분되어, 평가치가 구해진다. 이 평가치가 마이크로 컴퓨터(110)에 공급된다.
마이크로 컴퓨터(110)는 렌즈부(101)의 포커스 렌즈를 움직이면서, 평가치를 취입, 이 평가치에 근거하여 포커스 렌즈를 집속 위치에 제어한다. 즉, 집속 위치에서는, 휘도 신호의 고역 성분 레벨이 최대가 된다. 그래서, 마이크로 컴퓨터(11O)에 의해, 포커스 렌즈를 소정 저주파로 전후로 동요(wobble)시키면서, 평가치가 극대가 되는 점이 탐색되어, 이 평가치가 최대가 되는 점이 포커스 렌즈의 합초점이 된다.
상술한 바와 같이, 종래의 비디오 카메라에서는, 자동 초점 검파 회로(115)는 고역 필터(113), 게이트 회로(107), 거리계 프레임 발생 회로(1O8) 및 적분 회로(1O9)에 의해 구성되어 있으며, 이 자동 초점 검파 회로(115)로부터 얻어지는 평가치가 마이크로 컴퓨터(110)에 공급되며, 마이크로 컴퓨터(110)에 의해 이 평가치를 기초로 포커스 렌즈가 위치 제어되어 있다. 이러한 종래의 비디오 카메라의 자동 초점 검파 회로(115)에는 고역 필터(113)나 적분 회로(109)가 있기 때문에, 회로 규모가 커진다는 문제가 있다.
특히, 종래의 비디오 카메라에서는, 카메라 신호 처리 회로(114)와 자동 초점 검파 회로(115)가 별체인 회로 기판 상에 배치되어 있다. 그런데, 이러한 별체 구성에서는, 회로 규모가 커져 소비 전력이 증대한다. 그래서, 카메라 신호 처리 회로(114)와 자동 초점 검파 회로(115)를 동일 회로 기판 상에 배치하는 것이 생각되고 있다. 이러한 일체 구조의 경우에는, 더욱이, 게이트 규모를 작게 하기 위해, 회로 규모를 축소하는 것이 기대되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 과제를 해결하도록 한 촬상 장치 및 신호 처리 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호에 근거하는 비디오 신호를 자기 테이프나 광 디스크 등의 기록 매체에 기록하는 비디오 카메라에 사용하기 적합한 촬상 장치 및 신호 처리 방법에 관한 것으로, 특히, 그 자동 초점 제어에 관련된다.
도 1은 종래 촬상 장치 설명에 사용하는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예의 개요를 설명하기 위한 블록도.
도 3은 실시예의 촬상 장치를 도시하는 블록도.
도 4는 실시예의 화소 배열 설명에 사용하는 도면.
도 5는 실시예의 촬상 장치의 대역 필터의 통과 대역 특성을 도시하는 도면.
도 6a는 실시예의 촬상 장치의 집속 시의 휘도 신호 파형을 도시하는 도면.
도 6b는 도 6a의 신호의 주파수 특성을 도시하는 도면.
도 6c는 실시예의 촬상 장치의 비집속 시의 휘도 신호 특성을 도시하는 도면.
도 6d는 도 6c의 신호의 주파수 성분을 도시하는 도면.
도 7은 다른 실시예의 촬상 장치를 도시하는 블록도.
도 8은 다른 실시예의 촬상 장치의 샘플링 예를 도시하는 도면.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 고체 촬상 소자로부터 촬상된 촬상 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 휘도 신호 추출부와, 휘도 신호 추출부로부터 추출된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분을 추출하는 필터와, 필터에 의해 추출된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분의 이득을 가변시키는 이득 제어부와, 휘도 신호 추출부로부터의 휘도 신호와, 이득 제어부에 의해 이득이 가변된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분을 가산하여 에지부를 강조하는 윤곽 강조부와, 필터에 의해 추출된 휘도 신호 중 적어도 고역 성분 레벨에 근거하여 포커스 렌즈를 구동하여 합초점을 제어하는 제어부를 구비하며, 고체 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호를 처리하는 촬상 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예에서는, 카메라 신호 처리 회로와 자동 초점 제어의 검파 회로에서 공통으로 사양할 수 있는 회로 부분을 공유화함으로써, 회로 규모 삭감이 도모되고 있다.
즉, 카메라 신호 처리 회로에는, 화면의 에지 부분을 선명하게 하기 위한 윤곽 강조 회로가 설치되어 있다. 이 윤곽 강조 회로는 휘도 신호의 고역 성분을 추출, 이 휘도 신호의 고역 성분에 적당한 게인을 승산하여, 이 적당한 게인이 승산된 휘도 신호의 고역 성분을 본 선의 휘도 신호에 가산함으로써, 화면 윤곽을 강조하는 것이다. 따라서, 윤곽 강조 회로에는 휘도 신호의 고역 성분을 추출하는 대역 필터가 설치되어 있다.
한편, 콘트라스트 검출 방식의 자동 초점 제어에서는, 휘도 신호의 고역 성분이 추출되고, 이 비디오 신호의 고역 성분 레벨이 소정의 거리계 프레임 내에서 적분되어 평가치가 구해지며, 이 평가치가 극대가 되도록 포커스 렌즈가 위치 제어된다. 따라서, 콘트라스트 검출 방식의 자동 초점 제어 회로의 검파 회로에는, 휘도 신호의 고역 성분을 추출하는 대역 필터가 설치되어 있다.
이렇게, 카메라 신호 처리 회로의 윤곽 강조 회로에는 휘도 신호의 고역 성분을 추출하는 대역 필터가 구비되고, 자동 초점 제어의 검파 회로에도 휘도 신호의 고역 성분을 추출하는 대역 필터가 구비되어 있다. 또, 카메라 신호 처리 회로와 자동 초점 제어의 검파 회로가 동일 회로 기판 상에 배치될 경우에는, 필터 공유는 용이하다. 그래서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 카메라 신호 처리 회로의 윤곽 강조 회로의 대역 필터와, 자동 초점 제어의 검파 회로의 대역 필터를 공유하는 것을 생각할 수 있다.
즉, 도 2에 있어서, 렌즈부(1)는 줌 렌즈나 포커스 렌즈 등으로 이루어지는 렌즈군과, 조리개 기구와 그 구동 회로 등을 갖고 있다. 렌즈부(1)에 있는 포커스 렌즈는 마이크로 컴퓨터(10)로부터의 제어 정보에 의해 위치 제어된다. 렌즈부(1)를 개재된 피사체상 광이 CCD 촬상 소자(2)의 촬상면에 결상되어, 이 피사체상 광이 광전 변환된다. CCD 촬상 소자(2)의 출력이 샘플 홀드 및 AGC 회로(3)에 공급된다. 샘플 홀드 및 AGC 회로(3)에서 CCD 촬상 소자(102) 출력이 샘플 홀드되어, 적정 레벨로 증폭된다.
샘플 홀드 및 AGC 회로(3)의 출력이 A/D 변환 회로(4)에 공급된다. A/D 변환 회로(4) 출력이 크로마 신호 분리 회로(5) 및 휘도 신호 분리 회로(6)에 각각 공급된다. 크로마 신호 분리 회로(5)에 있어서, 크로마 신호가 분리된다. 이 크로마 신호가 출력 단자(11)로부터 추출된다. 또, 휘도 신호 분리 회로(6)에 있어서, 휘도 신호가 분리된다. 휘도 신호 분리 회로(6) 출력이 가산 회로(23)에 공급됨과 동시에, 신호 처리 회로(22)의 대역 필터(24a, 24b, …)에 공급된다.
신호 처리 회로(22)는 CCD 촬상 소자(2)로부터의 촬상 신호에 근거하는 휘도 신호 중 고역 성분을 추출하는 것으로, 신호 처리 회로(22)에는 각각 다른 통과 대역 특성을 갖는 대역 필터(24a, 24b, …)와, 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b, …)와, 가산기(26a, 26b, …)가 설치되어 있다.
휘도 신호 분리 회로(6) 출력이 대역 필터(24a, 24b, …)에 각각 공급된다. 대역 필터(24a, 24b, …)에서, 휘도 신호 중 고역 성분이 추출된다. 대역 필터(24a, 24b, …)의 출력이 각각 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b, …)에 공급된다. 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b, …) 출력이 가산기(26a, 26b, …)에 의해 가산된다.
이렇게, 신호 처리 회로(22)에서는, 대역 필터(24a, 24b, …) 출력으로부터, 휘도 신호 중 소정의 고역 성분이 추출되어, 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b, …)에 의해 각 고역 성분에 대해 소정의 게인이 놓여진다. 이 소정의 게인이 놓여진 휘도 신호의 고역 성분이 신호 처리 회로(22)의 가산기(26a)로부터 출력된다.
가산기(26a)의 출력이 가산기(23)에 공급된다. 가산기(23)에서, 휘도 신호 분리 회로(6)로부터의 본 선의 휘도 신호와, 신호 처리 회로(22)로부터의 소정의 게인이 놓여진 휘도 신호의 고역 성분이 가산된다. 이렇게, 본 선의 휘도 신호와, 소정의 게인이 놓여진 휘도 신호의 고역 성분이 가산됨으로써, 윤곽 강조가 행해진다. 윤곽 강조 특성이나 강도는 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b, …)를 제어함으로써 설정된다. 이 윤곽 강조 처리된 휘도 신호가 출력 단자(12)로부터 추출된다.
또, 신호 처리 회로(22)로부터의 휘도 신호의 고역 성분은 게이트 회로(7)에 공급된다. 게이트 회로(7)에는, 발생 회로(8)로부터의 윈도우 신호가 공급되고 있다. 게이트 회로(7)에 의해, 소정의 거리계 프레임 내의 신호가 추출된다. 게이트 회로(7)의 출력이 적분 회로(9)에 공급된다. 적분 회로(9)에서, 소정의 거리계 프레임 내의 휘도 신호의 고역 성분 레벨이 적분된다. 이 적분 회로(9)의 출력이 평가치로서 마이크로 컴퓨터(10)에 공급된다.
마이크로 컴퓨터(10)는 렌즈부(1)의 포커스 렌즈를 움직이면서, 적분 회로(9)로부터의 평가치를 취입, 이 평가치가 극대가 되는 점을 합초점이라 판정하여, 포커스 렌즈를 위치 제어한다.
이렇게, 상술한 예에서는, 대역 필터(24a, 24b, …)가 윤곽 강조에 사용됨과 동시에, 자동 초점 제어의 평가치를 검출하는 데 사용하고 있다. 이렇게, 윤곽 강조와 자동 초점 제어로, 휘도 신호의 고역을 추출하는 대역 필터(24a, 24b, …)가 공유됨으로써, 회로 규모 축소를 도모할 수 있다.
도 3은 상술한 바와 같이, 윤곽 강조와 자동 초점 제어로 휘도 신호의 고역 성분을 추출하는 필터를 공유함으로써 회로 규모 삭감을 도모하도록 한 실시예를 도시하는 것이다. 이 예는 상술한 도 2에 있어서의 신호 처리 회로(22)의 대역 필터(24a, 24b, …)로서 2개의 대역 필터가 설치된 구성으로 되어 있다. 또한, 상술한 도 2와 대응하는 부분에는, 동일 참조 부호가 첨부되어 있다.
도 3에 있어서 1로 도시되는 것이 렌즈부이다. 렌즈부(1)는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 조리개 기구와 그 구동 회로 등을 갖고 있으며, 렌즈부(1)와 CCD 촬상 소자(2)에 의해 촬상부가 구성된다.
CCD 촬상 소자(2)에는, 예를 들면 (2×4) 보색 체크 코딩이라 불리는 소정의 관계로 컬러 코딩된 색 필터가 배치되어 있다. 도 4에 (2×4) 보색 체크 코딩된 색 필터를 모식적으로 도시한다. 도 4에 있어서 G로 나타나는 것이 그린이고, Mg로 나타나는 것이 진홍색이며, Cy로 나타나는 것이 청록색이며, Ye로 나타나는 것이 황색이다.
CCD 촬상 소자(2)에서는, 예를 들면 홀수 필드에서는, 도 4 중 A1 및 A2로 나타나는 조합으로 전하 혼합이 이루어지고, 짝수 필드에서는, 도 4 중 B로 나타나는 조합으로 전하 혼합이 이루어진다. 이 결과, 수평 레지스터로부터는, A1라인에 주목하면, (G+Cy)→(Mg+Ye) 순서로 혼합 신호가 출력된다. 또, 수평 레지스터로부터는, A2라인에 주목하면, (Mg+Cy)→(G+Ye) 순서로 혼합 신호가 출력된다. 또, B라인에 주목하면, (Cy+Mg)→(Ye+G) 순서로 혼합 신호가 출력된다.
도 3에 있어서, CCD 촬상 소자(2)의 출력이 샘플 홀드 및 AGC 회로(3)에 공급된다. 샘플 홀드 및 AGC 회로(3)에서, CCD 촬상 소자(2)의 출력이 샘플 홀드되어, 적정 레벨로 증폭된다. 샘플 홀드 및 AGC 회로(3)의 출력이 A/D 변환 회로(4)에 공급된다.
A/D 변환 회로(4)에 있어서, CCD 촬상 소자(2)의 출력이 예를 들면 4fsc(fsc는 컬러 서브 캐리어 주파수)의 샘플링 주파수로, 1샘플 10비트로 디지탈화된다. 이 A/D 변환 회로(4)의 출력이 크로마 신호 분리 회로(5) 및 휘도 신호 분리 회로(6)의 각각에 공급된다.
휘도 신호 분리 회로(6)는 지연 회로(51)와 가산기(52)와 1/2 승산기(53)로 구성된다. A/D 변환 회로(4)의 출력이 가산기(52)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(51)를 개재시켜 가산기(52)에 공급된다. 이 휘도 신호 분리 회로(6)의 전달 함수는
H(z)=1+z-1
로 표현되며, 트랩 필터 구성이 된다.
휘도 신호 분리 회로(6)는 상술한 바와 같이, CCD 촬상 소자(2)로부터의 촬상 신호와, 지연 회로(51)에서 지연된 CCD 촬상 소자(2)로부터의 촬상 신호를 가산기(52)에서 가산하는 구성으로 되어 있다. 예를 들면, 상술한 도 3의 색 필터의 배치 관계로부터 A1라인에 주목하여 인접 화소끼리를 가산하면,
Y2=((G+Cy)+(Mg+Ye))/2
=(2B+3G+2R)/2
가 된다. 또, A2라인에 주목하여 인접 화소끼리를 가산하면,
Y=((Mg+Cy)+(G+Ye))/2
=(2B+3G+2R)/2
가 된다. 한편, B필드도 마찬가지로, Y=(2B+3G+2R)/2가 되며, 모두 어느 부분에 있어서도 동일 결과를 얻을 수 있다. 이것은 인접 화소끼리를 가산함으로써, 휘도 신호가 분리되는 것을 의미한다.
이렇게, 휘도 신호 분리 회로(6)에서는, 인접 화소를 가산함으로써 휘도 신호가 추출된다. 이 휘도 신호 분리 회로(6)에 의해 분리된 휘도 신호는 가산기(23)에 공급됨과 동시에, 대역 필터(24a, 24b)에 공급된다.
대역 필터(24a)는 2개의 지연 회로(54, 56)와, 2개의 감산기(55, 57)로 이루어지는 구성이 된다. 휘도 신호 분리 회로(6)로부터의 휘도 신호는 감산기(55)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(54)를 개재시켜 감산기(55)에 공급된다. 감산기(55)의 출력은 감산기(57)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(56)를 개재시켜 감산기(57)에 공급된다. 이 대역 필터(24a)의 전달 함수는
H1(z)=(1-z-1)2
로 표현된다.
대역 필터(24b)는 4개의 지연 회로(58, 59, 61, 62)와, 2개의 감산기(60, 63)로 구성이 된다. 휘도 신호 분리 회로(6)로부터의 휘도 신호는 감산기(60)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(58, 59)를 개재시켜 감산기(6O)에 공급된다. 감산기(60)의 출력은 감산기(63)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(61, 62)를 개재시켜 감산기(57)에 공급된다. 이 대역 필터(24b)의 전달 함수는
H2(z)=(1-z-2)2
로 표현된다.
도 5에 상술한 2개의 대역 필터(24a 및 24b)의 통과 대역 특성을 도시한다. 도 5에 있어서 91로 나타나는 실선이 대역 필터(4a)의 통과 대역 특성을 나타내며, 샘플링 주파수가 4fsc인 경우에는, 중심 주파수가 7.16MHz가 된다. 또, 도 5에 있어서 92로 나타나는 실선이 대역 필터(24b)의 통과 대역 특성을 나타내며, 샘플링 주파수가 4fsc인 경우에는, 중심 주파수가 3.58MHz가 된다. 93으로 나타나는 실선이 이들 합성 특성을 나타낸다.
도 3에 있어서, 대역 필터(24a)의 출력이 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a)에 공급된다. 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a)의 게인은 제어 단자(13)에 공급되는 제어 신호에 의해 설정된다. 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a)의 출력이 가산기(26)에 공급된다.
또, 대역 필터(24b)의 출력이 게인 컨트롤 앰플리파이어(25b)에 공급된다. 게인 컨트롤 앰플리파이어(25b)의 게인은 제어 단자(14)에 공급되는 제어 신호에 의해 설정된다. 게인 컨트롤 앰플리파이어(25b)의 출력이 가산기(26)에 공급된다. 가산기(26)로부터는 소정의 게인이 놓여진 휘도 신호의 고역 성분이 출력된다.
가산기(26)의 출력이 가산기(23)에 공급된다. 가산기(23)에서, 휘도 신호 분리 회로(6)로부터의 본 선의 휘도 신호와, 대역 필터(24a, 24b)에서 추출되며, 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b)에서 소정의 게인이 놓여진 휘도 신호의 고역 성분이 가산된다. 이렇게, 본 선의 휘도 신호와, 소정의 게인이 놓여진 휘도 신호의 고역 성분이 가산됨으로써, 윤곽 강조가 행해진다. 윤곽 강조 특성이나 강도는 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a, 25b, …)가 제어됨으로써 설정된다. 이 윤곽 강조 처리된 휘도 신호가 출력 단자(12)로부터 추출된다.
또, 게인 컨트롤 앰플리파이어(25a)의 출력 및 게인 컨트롤 앰플리파이어(25b)의 출력이 실렉터(31)에 공급된다. 실렉터(31)는 카메라용 마이크로 컴퓨터(10)에 의해 전환된다. 실렉터(31)의 출력이 수평 측 게이트 회로(78H)에 공급된다.
수평 측 게이트 회로(78H)는 수평 방향의 거리계 프레임을 설정하는 것으로, 수평 윈도우 회로(64), 디코더(65), 수평 카운터(66)에 의해 구성되어 있다. 수평 카운터(66)에는, 단자(15)로부터 샘플링 클록이 공급된다. 수평 카운터(66)에 의해, 수평 방향의 어드레스가 계수된다. 수평 카운터(66)의 출력이 디코더(65)에 공급된다. 디코더(65)에 의해, 수평 방향의 거리계 프레임의 어드레스에 대응하는 타이밍으로, 윈도우 신호가 생성된다. 이 윈도우 신호가 수평 윈도우 회로(64)에 공급된다. 수평 윈도우 회로(64)에 의해, 디코더(65)로부터의 윈도우 신호에 근거하여, 수평 방향의 거리계 프레임 내의 신호가 추출된다.
수평 측 게이트 회로(78H)의 출력이 수평 방향 적분 회로(9H)에 공급된다. 수평 방향 적분 회로(9H)는 가산기(67)와 지연 회로(68)와 1/N 승산기(69)에 의해 구성된다. 수평 측 게이트 회로(78H)의 출력은 가산기(67)에 공급된다. 가산기(67)의 출력이 1/N 승산기(69)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(68)를 개재시켜 가산기(67)에 공급된다. 이 수평 방향 적분 회로(9H)에 의해, 수평 방향의 거리계 프레임 내의 휘도 신호의 고역 성분 레벨이 적분된다.
수평 방향 적분 회로(9H)의 출력이 수직 측 게이트 회로(78V)에 공급된다. 수직 측 게이트 회로(78V)는 수직 윈도우 회로(70)와 디코더(71)와 수직 카운터(72)에 의해 구성된다. 수직 카운터(72)에는 단자(16)로부터 수평 클록이 공급된다. 수직 카운터(72)에 의해 수직 방향의 어드레스가 계수된다. 수직 카운터(72)의 출력이 디코더(71)에 공급된다. 디코더(71)에 의해, 수직 방향의 거리계 프레임의 어드레스에 대응하는 타이밍으로, 윈도우 신호가 생성된다. 이 윈도우 신호가 수직 윈도우 회로(70)에 공급된다. 수직 윈도우 회로(70)에 의해 디코더(71)로부터의 윈도우 신호에 근거하여, 수직 방향의 거리계 프레임 내의 신호가 추출된다.
수직 측 게이트 회로(78V)의 출력이 수직 방향 적분 회로(9V)에 공급된다. 수직 방향 적분 회로(9V)는 가산기(73)와 지연 회로(74)와 1/M 승산기(75)에 의해 구성된다. 수직 방향 게이트 회로(78V)의 출력은 가산기(73)에 공급된다. 가산기(73)의 출력은 1/M 승산기(75)에 공급됨과 동시에, 지연 회로(74)를 개재시켜 가산기(73)에 공급된다. 이 수직 방향 적분 회로(9V)에 의해, 수직 방향의 거리계 프레임 내의 휘도 신호의 고역 성분 레벨이 적분된다.
1/M 승산기(75)의 출력이 평가치로서 마이크로 컴퓨터(10)에 공급된다. 마이크로 컴퓨터(10)는 렌즈부(1)의 포커스 렌즈를 움직이면서, 적분 회로(9)로부터의 평가치를 취입, 이 평가치가 극대가 되는 점을 합초점이라 판정하여, 포커스 렌즈를 위치 제어한다
즉, 집속 위치에서는, 피사체 상의 윤곽이 확실히 비치게 되기 때문에, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 휘도 신호 중에 에지 부분이 많아진다. 이러한 휘도 신호의 주파수 성분은 도 6b에 도시하는 바와 같이, 고역을 많이 포함하게 된다. 한편, 포커스 렌즈가 집속되어 있지 않을 때에는, 피사체 상의 윤곽이 확실해지지 않아져, 도 6c에 도시하는 바와 같이, 휘도 신호 중에 에지 부분이 포함되지 않게 된다. 이러한 휘도 신호의 주파수 성분은 도 6d에 도시하는 바와 같이, 고역을 포함하고 있지 않다. 이것으로부터 휘도 신호의 고역 성분 레벨을 추출, 이 휘도 신호의 고역 성분 레벨을 적분하여 평가치를 구하면, 포커스 렌즈를 집속 위치에 제어할 수 있다.
이 때, 우선, 도 3에 있어서, 렌즈부(1)의 포커스 렌즈가 소정의 저주파로 전후로 동요시키면서 구동되어 합초점 방향이 판정되며, 그렇기 때문에, 더욱이, 포커스 렌즈가 정밀도 좋게 집속 위치에 제어되는 2단계 제어가 행해진다. 그리고, 최초 합초점의 판정 단계에 있어서는, 통과 대역 주파수가 낮은 대역 필터(24b)에서 추출된 휘도 신호의 고역 성분 레벨로부터 평가치가 구해지도록 실렉터(31)가 설정된다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(10)는 어느 정도 합초점에 근접한 상태라 판단되면, 통과 대역 주파수가 높은 대역 필터(24a)에서 추출된 휘도 신호의 고역 성분 레벨로부터 평가치가 구해지도록 실렉터(31)가 설정된다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(10)는 렌즈부(1)의 포커스 렌즈를 동요시키면서 평가치를 취입, 평가치가 극대가 되도록 렌즈 위치를 제어한다.
이렇게, 마이크로 컴퓨터(10)에 의한 포커스 렌즈를 합초점에 몰아 넣는 제어가 2단계로 이루어진다. 이것은 포커스 렌즈가 합초점으로부터 멀 때에는, 휘도 신호 중에는 대단히 높은 주파수 성분은 적기 때문에, 처음 단계에서 통과 대역이 높은 대역 필터(24a)로부터 얻어진 평가치를 사용하면, 마이크로 컴퓨터(10)는 집속 방향을 판단할 수 없기 때문이다. 통과 대역이 낮은 대역 필터(24b)에서 추출된 휘도 신호의 고역 성분 레벨로부터 얻어진 평가치를 구하면, 포커스 렌즈가 합초점으로부터 멀 때에도, 마이크로 컴퓨터(10)는 집속 방향을 확실하게 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이 마이크로 컴퓨터(1O)가 통과 대역이 낮은 대역 필터(24b)에서 추출된 휘도 신호의 고역 성분 레벨로부터 얻어진 평가치를 사용하여 어느 정도 집속시킨 후에, 통과 대역이 높은 대역 필터(24a)에서 추출된 휘도 신호의 고역 성분 레벨로부터 얻어진 평가치로 포커스 렌즈를 위치 제어함으로써, 정밀도 좋게 포커스 렌즈를 집속 위치에 위치시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 전체 구성을 도시한다. 도 7에 도시되는 다른 실시예는 도 3의 한 실시예에 있어서, 평가치를 구할 때의 샘플수를 삭감하여, 회로 규모 삭감을 도모하도록 한 것이다
도 7에 도시하는 다른 실시예에 있어서는, 수평 측 게이트 회로(78H)에 난수 카운터(81)가 설치됨과 동시에, 수직 측 게이트 회로(78V)에 난수 카운터(82)가 설치된다. 난수 카운터(81)는 수평 방향의 거리계 프레임 내의 어드레스에서 난수를 발생한다. 난수 카운터(82)는 수직 방향의 거리계 프레임 내의 어드레스에서 난수를 발생한다. 난수 발생에는, 예를 들면 M계열이 사용된다.
디코더(65)로부터는 수평 방향의 거리계 프레임의 타이밍으로, 윈도우 신호가 발생된다. 또, 난수 카운터(81)로부터는, 수평 방향의 거리계 프레임 내의 어드레스에서 난수가 발생된다. 수평 윈도우 회로(64)에서, 디코더(65)로부터의 수평 방향의 거리계 프레임의 타이밍으로 휘도 신호의 고역 성분의 각 샘플이 추출된다. 그리고, 이 수평 방향의 거리계 프레임의 휘도 신호의 고역 성분의 모든 샘플 중, 난수 카운터(81)로부터의 난수에 근거하는 것이 추출되며, 그 밖의 샘플은 솎아내진다. 이렇게, 랜덤하게 솎아내진 수평 방향의 거리계 프레임의 휘도 신호의 고역 성분의 각 샘플이 적분 회로(9H)에 공급되어 적분된다.
또, 디코더(71)로부터는, 수직 방향의 거리계 프레임의 타이밍으로, 윈도우 신호가 발생된다. 또, 난수 카운터(82)로부터는, 수직 방향의 거리계 프레임 내의 어드레스에서 난수가 발생된다. 수직 윈도우 회로(70)에서, 디코더(71)로부터의 수직 방향의 거리계 프레임의 타이밍으로 휘도 신호의 고역 성분의 각 샘플이 추출된다. 그리고, 이 수직 방향의 거리계 프레임의 휘도 신호의 고역 성분의 모든 샘플 중, 난수 카운터(82)로부터의 난수에 근거하는 것이 추출되며, 그 밖의 샘플은 솎아진다. 이렇게, 랜덤하게 솎아내진 수직 방향의 거리계 프레임의 휘도 신호의 고역 성분의 각 샘플이 적분 회로(9V)에 공급되어 적분된다.
이렇게, 본 발명의 다른 실시예에서는, 수평 방향 및 수직 방향의 거리계 프레임 내의 고역 성분의 모든 샘플을 사용하지 않고서, 예를 들면, 수평 방향에 관해서 1/15 정도로 데이터가 솎아내지며, 수직 방향에 관해서 1/5 정도로 데이터가 솎아진다. 이렇게 난수에 의해 솎아냄이 행해지기 때문에, 적분 회로(9H 및 9V)의 비트수가 감소할 수 있어, 회로 규모를 축소할 수 있다. 또, 수평 측 게이트 회로(78H), 수직 측 게이트 회로(78V)는 랜덤한 솎아냄을 행하고 있기 때문에, 도안 영향을 받지 않고, 포커스 제어를 행할 수 있다.
도 8은 이 때의 거리계 프레임의 일례이다. NTSC 방식으로, 샘플링 주파수로서 4fsc를 사용한 경우에는, 수평 방향의 샘플수는 910, 수직 방향의 샘플수는 525이 된다. 이 때문에, 화면의 대략 중앙에 거리계 프레임이 배치될 때, 거리계 프레임의 어드레스는 예를 들면, 수평 방향이 38O 내지 605, 수직 방향이 91 내지 166에 설정된다.
도 7에 있어서의 디코더(65)로부터는, 이 거리계 프레임에 대응하여, 수평 카운터(65)의 출력이 380 내지 605가 될 때에, 윈도우 신호가 발생된다. 또, 디코더(71)로부터는, 이 거리계 프레임에 대응하여, 수직 카운터(72)의 출력이 90 내지 166이 될 때에, 윈도우 신호가 발생된다.
그리고, 난수 카운터(81)로부터는, 수평 방향의 어드레스가 랜덤하게 발생되며, 랜덤하게 발생된 수평 방향 어드레스와, 수평 카운터(66)의 어드레스가 일치한 타이밍으로, 데이터가 샘플링된다. 또, 난수 카운터(82)로부터는 수직 방향 어드레스가 랜덤 발생되며, 이 수직 방향 어드레스와, 수직 카운터(72)의 어드레스가 일치한 타이밍으로 데이터가 샘플링된다.
또한, 상술한 다른 실시예에 있어서는, 수평 게이트 회로(78H) 및 수직 게이트 회로(78V) 양자에게 난수 카운터를 설치할 경우에 대해서 설명했지만, 수평 게이트 회로(78H) 측만으로 난수 카운터에 의한 샘플링 처리를 행하도록 해도 되고, 또, 수직 게이트 회로(78V) 측만으로 난수 카운터에 의한 샘플링 처리를 행하도록 해도 된다.
또, 상술한 예에서는, 1개의 거리계 프레임을 사용하고 있지만, 다수의 거리계 프레임을 준비함으로써, 다점 거리계가 가능해진다. 또, 거리계 프레임은 화면 내에서 자유 자재하게 이동시키도록 해도 된다.
본 발명에 의하면, 윤곽 강조 처리를 행하기 위한 필터 수단으로서 설치된 대역 필터와, 자동 초점 제어의 콘트라스트 평가치를 검출하기 위한 대역 필터가 공용되고 있다. 이 때문에, 회로 규모 삭감을 도모할 수 있다. 더욱이, 본 발명에서는, 콘트라스트 평가치를 얻을 때의 처리에 난수 카운터가 사용되며, 소정 타이밍 내의 임의의 샘플링 데이터만이 적분된다. 이 때문에, 효율 좋게 콘트라스트 평가치를 형성할 수 있다.
본 발명은 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호에 근거하는 비디오 신호를 자기 테이프나 광 디스크 등의 기록 매체에 기록하는 비디오 카메라에 있어서, 그 자동 초점 제어나 윤곽 강조에 사용하기 적합하다.

Claims (6)

  1. 고체 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호를 처리하는 촬상 장치에 있어서,
    고체 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 휘도 신호 추출 수단과,
    상기 휘도 신호 추출 수단에 의해 추출된 상기 휘도 신호 중 적어도 고역 성분을 추출하는 필터 수단과,
    상기 필터 수단에 의해 추출된 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분의 이득을 가변시키는 이득 제어 수단과,
    상기 휘도 신호 추출 수단으로부터의 상기 휘도 신호와, 상기 이득 제어 수단에 의해 이득이 가변된 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분을 가산하여 에지부를 강조하는 윤곽 강조 수단과,
    상기 필터 수단에 의해 추출된 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분의 레벨에 근거하여 포커스 렌즈를 구동하여 합초점(in-focus point)을 제어하는 제어 수단을 구비하는 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 신호 추출 수단은 상기 휘도 신호에 의해 인접 화소에 상당하는 신호끼리를 가산함으로써 휘도 신호를 추출하는 촬상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 필터 수단에 의해 추출된 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분의 데이터를 소정의 거리계 프레임 내에서 추출하는 게이트 수단과,
    상기 거리계 프레임 내의 수평 방향 데이터를 난수에 근거하여 솎아내는 수평 방향 솎아냄(decimating) 수단과,
    상기 수평 방향 솎아냄 수단에 의해 솎아내진 상기 소정의 거리계 프레임 내의 상기 휘도 신호의 상기 적어도 고역 성분 데이터를 적분하는 적분 수단을 구비하는 촬상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 필터 수단에 의해 추출된 상기 휘도 신호의 상기 적어도 고역 성분 데이터를 소정의 거리계 프레임 내에서 추출하는 게이트 수단과,
    상기 거리계 프레임 내의 수직 방향 데이터를 난수에 근거하여 솎아내는 수직 방향 솎아냄 수단과,
    상기 수직 방향 솎아냄 수단에 의해 솎아내진 상기 소정의 거리계 프레임 내의 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분 데이터를 적분하는 적분 수단을 구비하는 촬상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 필터 수단에 의해 추출된 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분 데이터를 소정의 거리계 프레임 내에서 추출하는 게이트 수단과,
    상기 거리계 프레임 내의 수평 방향 데이터를 난수에 근거하여 솎아내는 수평 방향 솎아냄 수단과,
    상기 거리계 프레임 내의 수직 방향 데이터를 난수에 근거하여 솎아내는 수직 방향 솎아냄 수단과,
    상기 수평 방향 및 수직 방향의 솎아냄 수단에 의해 솎아내진 소정의 거리계 프레임 내의 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분 데이터를 적분하는 적분 수단을 구비하는 촬상 장치.
  6. 고체 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호를 처리하는 신호 처리 방법에 있어서,
    고체 촬상 소자에 의해 촬상된 촬상 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 휘도 신호 추출 단계와,
    상기 휘도 신호 추출 단계에 있어서 추출된 상기 휘도 신호 중 적어도 고역 성분을 추출하는 필터 단계와,
    상기 필터 단계에 있어서 추출된 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분의 이득을 가변하는 이득 제어 단계와,
    상기 휘도 신호 추출 단계에 있어서 추출된 상기 휘도 신호와, 상기 이득 제어 단계에 있어서 이득이 가변된 상기 휘도 신호 중 상기 적어도 고역 성분을 가산하여 에지부를 강조하는 윤곽 강조 단계와,
    상기 필터 단계에 있어서 추출된 상기 도 신호 중 상기 적어도 고역 성분 레벨에 근거하여 포커스 렌즈를 구동하여 합초점을 제어하는 제어 단계를 구비하는 신호 처리 방법.
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