[0001]【産業上の利用分野】この発明は映像信号を用いて合焦動作を行なう合焦検出装置に関する。[0002]【従来の技術】従来、ビデオカメラなどの電子的に被写体を撮影するカメラでは、映像信号を使って合焦状態か否かを検出し、その検出信号を使った自動合焦装置が使われている。その多くは、映像信号中の高周波成分が合焦時に最大になることを利用したものである。一部には、被写体のエッジ部の幅がピントがあったときにもっとも短いことに着目し、エッジ立上り幅を評価値として合焦動作するものが提案されている。value.【0003】次に、この状態を図19を参照して説明する。(B)は非合焦状態を示す図である。図において枠30内は測距領域を示す。合焦状態においては測距領域内のあるエッジ部分のCCD上の受光量分布は一番下の欄に示すような状態となる。ここで各枠で囲まれた部分はCCD上の各画素を示す。合焦状態においては暗(受光量小)から明(受光量大)あるいは明から暗への変化が非常に少ない画素で行なわれている。CCD輝度の受光量変化を示すグラフを作成すると真中の欄に示すようになる(この場合の状態をエッジ立上り時間が、Δピッチであると定義する)。́ピッチ)は合焦時の場合に比べて大きくなる。利用する方法は、フォーカスレンズを一旦動かすか、あるいは常時微動させて高周波成分が増加する方向を検出し、この方向にレンズを動かしながら高周波成分が最大になる位置を捜してこの位置にフォーカスレンズを止めるという、いわゆる山登り方式にてピント合わせを行なうものである。method.【0005】この方式の場合、たとえば格子のようなエッジが隣接して並ぶような被写体をピントが大きく外れた状態で撮影すると、撮影レンズMTF特性のコントラスト反転部分が原因となって、ピントが外れた状態にもかかわらず、コントラストが極大値を示す位置(疑似ピーク)でフォーカスレンズの駆動を止めてしまうという不都合が生じる。value.【0006】一方、被写体のエッジ立上り幅を評価値として合焦動作するものは、上記高周波成分を利用する場合に比べて合焦精度を高められる上、さらに立上り幅により合焦点からのボケ具合を演算することが可能である。amount,解像度の高いシステムで大ボケ時には誤測距が発生しやすくなるという不都合が生じる。occur.【0007】この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、疑似ピークでフォーカスレンズの駆動を止めるようなことはなく、かつ大ボケ時に誤測距が発生しにくい合焦検出装置を提供することを目的とする。[0008]【課題を解決するための手段】この発明に係る、撮像手段によって得られた映像信号から被写体のエッジ幅のヒストグラムを撮像手段の撮像画面内の所定の範囲について求め、このヒストグラムの代表値を評価値として合焦判定を行なう合焦検出装置は、被写体のエッジ幅を評価するヒストグラムを作成する手段と、被写体のコントラストを検出する手段と、ヒストグラムの代表値を合焦判定用の所定値と比較する手段と、コントラストが極大値であることを判定する極大値判定手段と、比較手段の比較結果および極大値判定手段の判定結果に応じて被写体が合焦点にあると判定する判定手段とを含む。[0009]【作用】映像信号から得られた被写体のエッジ幅のヒストグラムとともに被写体のコントラストが検出される。detected.被写体のコントラストが極大であると判断されても、被写体エッジ幅を評価するヒストグラムの代表値が合焦判定用の所定値よりも小さくないときは判定手段は被写体が合焦にあるとは判定しない。[0010]【実施例】図1はこの発明に係る合焦検出装置の主要部を示すブロック図である。図1を参照して、この発明に係る合焦検出装置は、撮像レンズ1と、撮像レンズ1を通った被写体光を結像する撮像手段(以下CCDと略す)2とを含む。CCD2は光学像を電気信号に変換する。A/D変換回路3でデジタル信号に変換された後、さらに差分回路4で画素間の信号レベル差、すなわち微分信号(差分信号)に変換される。変換された信号はエッジ検出回路5へ送られ、そこで微分信号のゼロクロス点からゼロクロス点に至るまでの画素数がカウントされ、エッジ幅が検出される。エッジ検出回路5の出力は画面全体であるので、ゲート処理回路6により測距エリア部分のみが抽出され、ヒストグラム生成回路7で各エッジ幅ごとにエッジ数をカウントしてヒストグラムを作成する。width.その結果はマイコン8に取込まれ、後述の所定の演算の後、合焦動作が行なわれる。performed.【0011】なお、測距エリアは後述のマイコン8、アドレス設定回路9により制御され、ゲート処理回路6でその大きさ、位置、形が決定される。図示しない焦点距離情報、絞り情報、フォーカスレンズの位置情報等を用いて測距エリアを制御する。この測距エリアの制御については後に詳述する。1を参照して説明する。図2は図1の回路構成をより詳細に説明した図であり、図3は図2に示した各ブロックにおける概略の信号図である。FIG.【0013】最初に大ボケ状態ではない通常のAF動作について説明する。2中のY信号)がA/D変換回路3によりたとえば8ビットのデジタル信号に変換され、差分回路4に入力される。N段のディレー回路13a−13nのうちどの段の信号を使うかは後述のマイコン8により制御される。later.【0014】この制御は、たとえば、まず最初は1段ディレー回路13a(差分ピッチ1)を選択し、差分データが得られないときあるいは得られてもこのデータの代表値(たとえば後述のヒストグラム平均値y)が現在選択している差分ピッチに比べて十分大きいときには、次回に1段大きいディレー段数を選択して差分ピッチを広げるというように差分ピッチの小さいほうから有効データの有無を調べていくものである。is.【0015】これによりたとえば被写体が低周波であったり、低コントラストであるような場合には、ノイズの影響を除去するとともに有効な差分データ(微分データ(図3の微分値の部分参照))が得られると同時に、逆に高周波被写体の場合には、高周波成分の折り返し歪が含まれない差分データが得られる。-13nの段数を少なくするような制御も行なわれる。減算回路14で差分信号(微分信号)が作成される。作成された微分信号は再び2系統に分割される。systems.【0016】分割された微分信号の1つは、絶対値化回路15により絶対値化される。0になるごとに像信号が明と暗の間で判定している)。図2に示した構成は後者(二階微分)に対応する。differential).【0017】この発生パルスを受け、絶対値化されたデータのうち、上記ゼロクロス点からゼロクロス点までの信号を加算回路16で加算する(図3の積分値の項を参照して、微分値で示された部分の信号が加算される)。added).加算した結果は次段の判定回路17に入力され、外乱ノイズを除去するためにマイコン8にて設定される所定の輝度差レベル(=k)との比較を行なう。所定レベル以下の場合はこの加算値は無効とし、以降のAF演算には使用しない。所定レベル以上の場合のみ有効データとして採用する。data.【0018】なお、kの値は必ずしも一定値である必要はなく、たとえば撮像カメラ部のAGCレベルに基づき、AGCが大のときにはkをより大きな値に設定することで、低照度時にAGCレベルが上り、ノイズが増大した場合にも被写体エッジのみを検出することができる。increased.【0019】さらにゼロクロス検出回路18からの発生パルス間のクロック数をカウントするエッジ幅カウント回路19により、微分値のゼロからゼロまでの時間すなわち被写体エッジの幅をカウントする(図3のカウント値の項参照)。カウントした結果は前記判定回路による有効データの判定がでた場合に上記カウント値をデコードする。デコードするための回路がカウント値デコード回路20である。1つは測距エリア制御用のゲート処理回路6を経てヒストグラムカウンタ7に入力される。他方はm×n分割ゲート処理回路10を経てエッジ総数エッジ幅総和検出回路11に入力される。10.【0021】ヒストグラムカウンタ7は測距エリア内全域にわたる被写体エッジの立上り時間(エッジ幅)とエッジの数をメモリする。このメモリした値は映像信号の垂直帰線期間にマイコン8側に伝達され、マイコン8内では図4に示すように横軸にエッジ立上り時間、縦軸に度数をとったヒストグラム分布が作成される。.【0022】図中斜線の部分は非合焦であり、白枠部は略合焦状態を示す。1]【0024】となる。yが1に近付くほど合焦度は高くなるのだが、実際は被写体においてはエッジがはっきりとしたものからにじんだものまであり、合焦点で必ずしも1にはならない。よって変化するが、NTSC4fscのサンプリングの場合、3〜5程度(二階差分信号を用いたときはこの半分程度)以下で合焦と見なせる。following.【0025】今、フォーカスレンズの繰り出し量をxとすると、図5に示すようにyはxに対して直線的に変化する。これは点光源のCCD上への投写像、すなわち錯乱円の直径がフォーカスレンズの移動量に対して直線的に変化するのと同じ理由である。なる式で求められ、この値にに応じてフォーカスレンズを動かせば合焦に至る。2]【0029】なる式で求めることができる。最初の駆動方向については、フォーカスレンズを微小駆動し、yが増加するか減少するかに基づいて判断する必要がある。生成され、マイコン8へ出力される。マイコン8は該情報および図示されない焦点距離情報、絞り情報、フォーカスレンズの位置情報などに基づき測距エリア決定演算を行ない、その演算結果に基づいてアドレス設定回路9に測距エリアデータを出力する。result.【0031】次に大ボケ状態時の説明を図6−8を参照して行なう。大ボケ状態においては隣接するエッジ間で干渉が起こるため、上記のようなエッジ幅を利用して合焦判定を行なう方式では正確な焦点検出を行なうことができない。図6を参照してさらに詳しく説明する。side,右側に左側に示した撮像画に対するCCDの受光量の変化を示す。白と黒がある周期で規則的に繰返すようなパターンを撮影した際に、フォーカスレンズを動かして合焦→非合焦と変化させると、撮像画のピークからピークまでの輝度差はまず単調に減少し、エッジ幅は単調に増大していく(図6(a)→(b))。デフォーカスに基づくエッジが広がり、隣接するエッジの広がりと干渉するまで大きくなると、エッジ幅の増大は止まり、ピークからピークまでの輝度差の減少のみ続きやがて0になる(図6(b)→(c))。c)).【0033】さらにデフォーカス量を増大させていくと、撮像画のパターンは原画と明暗が反転してエッジ幅は変わらないまま輝度差は増加していき、ある点で極大となる(図6(d)→(e))がこの輝度差は合焦点のそれと比べると小さい。case,エッジ部分の輝度差(コントラスト)を評価する必要がある。́をもって前述のヒストグラム作成を行ない、このヒストグラムの代表値(たとえば平均値もしくは重心値など)をコントラスト評価値とする方法がある。value.【0035】この場合、このヒストグラムの代表値が小さくなる方向がコントラストが増大する方向であるため、この方向に合焦駆動を行なう。このときのAF動作はボケ方向の検出のみを行なう。AF動作と異なり、図2の判定回路17はカウント値デコード回路20の制御のみならず、加算回路16からの出力が所定レベルを越える期間は(図7の積分値の項で判定レベルを越える期間)は、エッジ幅カウント回路19へカウント禁止信号を出力し、この間エッジ幅のカウントを停止する(図7のカウント値の項参照)。́をより大きな値に設定することでより正確にコントラストを評価することができる。contrast.【0037】しかしながらコントラストを合焦検出の評価に用いる場合、前述の疑似ピークの問題が発生する。problems.図8を参照してこの疑似ピークについて詳しく説明する。detail.【0038】フォーカスレンズを合焦から非合焦と変化させると、被写体のコントラスト(ここではレンズのある周波数成分に対するレスポンスとする)は図8に示すように変化する。FIG.【0039】すなわち、図8を参照して、デフォーカス量dfが0<df<d1を満たす区間ではレスポンスはdfの増加に対して単調減少し、かつその値は正である(図6(a)〜(b)に対応)が、df=d1でレスポンスは0となり(図6(c))、d1<df<d3ではレスポンスが負になるとともに、df=d2においてレスポンスは極値をとる(図6(d)〜(e))。このことは、すなわちこの周波数成分を多く含む被写体を撮影した場合、df=d2においては、非合焦状態であるにもかかわらず撮像画のコントラストが極大になることを意味している。|).【0041】本件では大ボケ時にコントラストを焦点検出の評価値とするにあたり、上記のような疑似ピークに対して疑似ピークモードというモードを設定して対処する。これについては後述する。later.【0042】コントラスト評価の別の例としては、コントラスト積算手段を設ける方法がある。increases動作を行なうものである。operation.【0043】図9はそのコントラスト積算手段の回路構成を説明した図である。inputted,前記判定結果が有効データであるとの判定の場合に前記輝度差がデコードされる。このデコード値はゲート処理回路22を経て積算回路23に入力される。ゲート処理回路22は、図2のゲート処理回路6と同一のものである。FIG.【0044】積算回路23では、図2のゼロクロス検出回路から出力されるパルスを入力し、このパルスを受けるごとにゲート処理回路22を介して得られる前記輝度差を測距エリア内全域にわたって積算し、積算終了時もしくは映像信号の垂直帰線期間にこの積算結果が図2のマイコン8に転送される。FIG.【0045】図10、図11を参照して、この発明に係る合焦検出装置における非合焦から合焦に至るまでのシーケンスを説明する。この評価値としてはヒストグラムの重心値や平均値を用いる。この評価値演算については後に詳述する。評価値演算が大ボケモードであるか通常モードであっても評価値が第1のしきい値以下であるときは(#17でNO)、ボケ方向の検出のためにフォーカスレンズを微動する(#21)。して検出した方向にフォーカスレンズを所定量駆動した後ヒストグラムデータ入力と評価値演算を行なう(#33−#39)。#47でNO,#49)。35)、前回評価モードが通常モードであるときは、前回評価値と今回評価値とを比較する(#67)。39と同じ評価値演算を所定周期ごとに行ない、得られた評価値がある程度以上変化した場合に被写体が変化したと判断する。(#71,#73でYES,#11)。11).【0051】#43,#47の判断で評価値が第2の所定値よりも大きいにもかかわらず、それ以上減少しなくなったときには疑似ピークであると判断して、今回の合焦動作の過程ですでに疑似ピークを検出しているか否かを調べる(#51)。0としてストアした後、真の合焦点を捜すべく、さらに同方向への駆動を続ける(#53,#59,#33,#35)。#59,#33,#35)。that,合焦方向に連続駆動するということである。39)をコントラスト積算手段からの積算結果入力に置換えるとともに、同モード時の評価値どうしの比較の向きを逆にする(#27,#47のYES,NOを逆にする)。́の減少方向がコントラストの増大方向であったのに対し、コントラスト積算手段の場合は、積算結果の増大方向がそのままコントラストの増大方向であるためである。59,エッジ数ではなくコントラスト積算結果を今回と前回の疑似ピーク検出時とで比較して合焦方向を検出する。direction.【0057】これにより、エッジ数を比較する場合よりも正確な方向検出が可能となる。エッジ数とコントラスト積算結果はコントラストの増減に対する変化方向は一致している(両者ともコントラストの増大方向で増大する)ため、コントラスト積算結果を使う場合でも#55のYES,NOはこのままでよい。.【0058】前述の評価値演算の例としてヒストグラムの重心値を求める場合のシーケンスを図12に示す。図中H(i),(i=1,2,...n)はi画素の幅の検出エッジの度数を表し、図4の各立上り画素数に対する度数と同じものである。Hを越えるかを調べる。Hに相当するエッジ幅g(=ヒストグラムの重心値)を求める。.【0059】次に測距エリアの設定方法について説明する。生成され、マイコン8へ出力される。マイコン8はその情報および図示されない焦点距離情報・絞り情報・フォーカスレンズの位置情報などに基づき測距エリア決定演算を行なう。マイコン8はその演算結果に基づいてアドレス設定回路9(図1参照)に測距エリアデータを出力する。1).【0060】図13は図2のm×n分割ゲート処理回路によって設定される分割小エリアを示したものである。m×n個に分割した小エリアの1つであり、i行j列番目の小エリアを示す。ijがi=1〜m、j=1〜nの各小エリアごとに計算され、マイコン8に出力される。output.【0061】図14はマイコン8内で行なわれる測距エリア決定演算の説明図である。ijがマイコン8に入力されるとマイコン8は現在設定されている測距エリアの大きさと同じ大きさの評価エリアを小エリア領域の左上に設定する(評価エリア1)。測距エリアの大きさの設定については後述する。ijの画面内の位置に基づく重み係数である。ijの設定例を示したものである。ijは大きくなっている。ijが大きくなっている。FIG.【0066】評価エリア1について以上の演算が終了すると、マイコン8は評価エリアの位置を小エリア1つ分右にシフトする(図14、評価エリア2)。area.【0067】このようにある評価エリアについての演算が終われば、さらに右に小エリア1つ分シフトして、次々と新たな評価エリアについてエリア設定用評価値Eを求める(ただし小エリアの右端に評価エリアがきたときは小エリア1つ分下の左端にシフトする)。Bunshita).【0068】以上の演算を評価エリアが右下にくるまで繰返し、すべてのエリア設定用評価値Eを求める。マイコン8は、すべての評価エリアの内評価値Eが最大となったものを選択し、このエリアを次回の測距エリアの位置とするデータをアドレス設定回路9に出力する。9.【0069】次に以上説明した測距エリアの設定方法の一例を、測距シーケンスに沿って説明する。図17はそのフローチャートである。