JP3310324B2 - Automatic focusing device - Google Patents
Automatic focusing deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動合焦装置、詳しく
は、映像信号に基づくコントラストデータに基づいて合
焦位置の検出を行う自動合焦装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focusing apparatus, and more particularly to an automatic focusing apparatus which detects a focusing position based on contrast data based on a video signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、撮像素子を用いた撮像装置の自動
合焦方式の一つとして、フォーカシングレンズの繰り出
し、または、繰り込み時の映像信号に基づき、合焦の程
度を評価する被写体のコントラストデータを得て、その
値がピークを示すレンズ位置を合焦位置と判断し、該位
置にフォーカシングレンズを駆動する方式があった。こ
の方式は、「山登り方式」と称され、NHK技術研究報
告書(昭和40年、第17巻 第1号(通算第86
号)、第21頁〜第37頁)にその詳細が記載されてい
る。この「山登り方式」を適用した合焦制御装置におい
ては、コントラストデータが抽出される映像信号とし
て、輝度の光電変換特性の補正であるガンマ補正(以
下、γ補正と記す)される前の輝度信号Yが利用される
場合と、γ補正された輝度信号Yγが利用される場合と
があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as one of automatic focusing methods of an image pickup apparatus using an image pickup device, contrast data of an object for evaluating the degree of focusing based on a video signal at the time of extending or retracting a focusing lens. Then, there is a method in which the lens position at which the value shows a peak is determined as the focus position, and the focusing lens is driven to this position. This method is referred to as a “hill climbing method”, and is described in the NHK Technical Research Report (1965, Vol. 17, No. 1, pp. 86
No.), pp. 21-37). In the focus control device to which the “hill-climbing method” is applied, a luminance signal before gamma correction (hereinafter referred to as γ correction) for correcting a photoelectric conversion characteristic of luminance is used as a video signal from which contrast data is extracted. There are cases where Y is used and cases where a γ-corrected luminance signal Yγ is used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の合焦制御装置において、コントラストデータが抽出さ
れる映像信号として、γ補正した輝度信号Yγを利用す
るものでは、中央に高輝度の被写体がある画面に対して
は不具合が生じる。即ち、被写体画面G20の図5の
(A)に示すように、画面中央部に高輝度被写体である
燃焼中の蝋燭B1 があって、その周辺が暗い背景の周辺
部B2 であった場合、高輝度部は、γ補正のため輝度信
号が圧縮されることから、中央の被写体についてのコン
トラストデータであるコントラスト値の増減が少なくな
ってしまい、正確な合焦ができない状態になる。また、
γ補正しない輝度信号Yを利用するものでは、、被写体
画面G30の図5の(B)に示すように、逆光状態の主
要被写体C1 を有し、その被写体C1 に合焦させよう
とした場合、高輝度の背景の周辺部C2 にコントラスト
データが引かれてしまい正確な合焦が行えない。即ち、
周辺部C2 の高輝度被写体の方の輝度信号のDC(直
流)成分が増えるため、そのコントラスト値も大きくな
ってしまい、主要被写体C1 に対する正確な合焦が行え
なかった。上記何れの場合もコントラストデータを得る
ための輝度信号としては、γ補正される前の輝度信号Y
か、あるいは、γ補正された輝度信号Yγのいずれかが
単独で利用されるだけであって、適切なコントラストデ
ータを得るような工夫がなされていなかった。However, in the above-mentioned conventional focusing control device, in which a gamma-corrected luminance signal Yγ is used as a video signal from which contrast data is extracted, a high-luminance subject is located at the center. A defect occurs on a certain screen. That is, as shown in FIG. 5A of the subject screen G20, when there is a burning candle B1, which is a high-brightness subject, in the center of the screen, and the periphery of the burning candle B1 is a peripheral part B2 with a dark background. In the luminance section, since the luminance signal is compressed for γ correction, the increase / decrease of the contrast value, which is the contrast data for the center subject, is reduced, and accurate focusing cannot be performed. Also,
In the case of using the luminance signal Y without γ correction, as shown in FIG. 5B of the subject screen G30, when the main subject C1 in the backlight state is to be focused on, Contrast data is drawn to the peripheral portion C2 of the high-luminance background, and accurate focusing cannot be performed. That is,
Since the DC (direct current) component of the luminance signal of the high luminance object in the peripheral portion C2 increases, the contrast value also increases, and accurate focusing on the main object C1 cannot be performed. In any of the above cases, the luminance signal for obtaining the contrast data includes the luminance signal Y before the γ correction.
Alternatively, only the γ-corrected luminance signal Yγ is used alone, and no contrivance has been made to obtain appropriate contrast data.
【0004】本発明は、上述の不具合を解決するために
なされたものであり、被写体のコントラストデータを用
いる自動合焦装置において、画面内の特定領域と周辺領
域に係る輝度レベルによって、コントラストデータに重
み付けを与えるようにして、特定領域と周辺領域に輝度
差があったとしても、特定領域の被写体に高精度の合焦
調節が可能となる自動合焦装置を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and in an automatic focusing apparatus using contrast data of a subject, the contrast data is converted into luminance data according to a specific area and a peripheral area in a screen. It is an object of the present invention to provide an automatic focusing device that can perform weighting adjustment with high precision on a subject in a specific area even if a luminance difference is present between the specific area and a peripheral area by giving weight.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の自動合焦装置
は、ガンマ補正された映像信号に基づく第1のコントラ
ストデータとガンマ補正されない映像信号に基づく第2
のコントラストデータとともに得るコントラストデータ
生成手段と、当該画面内の特定領域に係る輝度レベルが
該特定領域の周辺領域に係る輝度レベルより低い第1の
状態にあるか、または、該特定領域に係る輝度レベルが
該特定領域の周辺領域に係る輝度レベルより高い第2の
状態にあるかを識別するための識別手段と、上記第1の
コントラストデータおよび上記第2のコントラストデー
タのそれぞれに対して上記識別手段による識別結果に応
じた重み付けを与えて加算してなる第3のコントラスト
データに依拠して合焦調節動作を行う合焦調節手段を有
してなることを特徴とする。An automatic focusing apparatus according to the present invention comprises a first contrast data based on a gamma-corrected video signal and a second contrast data based on a non-gamma-corrected video signal.
A contrast data generating unit that obtains the luminance level of the specific area in the screen in a first state lower than the luminance level of the peripheral area of the specific area, or the luminance level of the specific area. Identifying means for identifying whether the level is in a second state higher than the luminance level of the peripheral area of the specific area, and identifying the first contrast data and the second contrast data for each of the first contrast data and the second contrast data A focus adjustment means for performing a focus adjustment operation based on third contrast data obtained by adding weights according to the identification result by the means and adding the weights.
【0006】[0006]
【作用】合焦位置検出に先立ち、被写体が特定領域と周
辺領域の輝度差から第1の状態にあるか、第2の状態に
あるかの識別を行い、その識別結果に基づきガンマ補正
された映像信号に基づく第1のコントラストデータと、
ガンマ補正されない映像信号に基づく第2のコントラス
トデータにそれぞれ適正な重み付けを与えて加算し、合
焦のための第3のコントラストデータを求める。そし
て、該コントラストデータによって合焦調節を行う。Prior to the detection of the in-focus position, whether the subject is in the first state or the second state is determined based on the luminance difference between the specific area and the peripheral area, and gamma correction is performed based on the result of the identification. First contrast data based on a video signal;
Appropriate weighting is applied to each of the second contrast data based on the video signal that is not gamma-corrected and added to obtain third contrast data for focusing. Then, focusing adjustment is performed based on the contrast data.
【0007】[0007]
【実施例】以下図示の実施例に基づいて本発明を説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示す自動合焦装置を内
蔵する電子的撮像装置の主要ブロック構成図である。同
図に示すように本装置は、主に、合焦モータ311によ
り合焦駆動されるフォーカシングレンズ301と、取り
込まれた被写体光を測光素子312側と撮像素子303
側に分割するハーフミラー302と、被写体像を電気信
号に変換する上記撮像素子303と、撮像信号増幅やサ
ンプルホールド処理、更に、輝度信号のγ補正等を行う
撮像処理回路304と、図示しない映像記録再生系に映
像信号を出力する出力端子部314と、合焦の程度を評
価するための情報であって、光電変換特性に関するγ補
正を施した輝度信号Yγの高周波成分による第1のコン
トラストデータを抽出するコントラストデータ生成手段
の第1BPF回路(バンドパスフィルタ)305と、同
様に、γ補正を施さない輝度信号Yの高周波成分による
第2のコントラストデータを抽出するコントラストデー
タ生成手段の第2BPF回路307と、上記のコントラ
ストデータをそれぞれアナログ/デジタル変換する第
1,2A/D変換回路306,308と、ハーフミラー
302で分割した被写体光を測光する測光素子312
と、その測光出力をアナログ/デジタル変換する第3A
/D変換回路313と、CPU,ROM,RAMなどで
構成される演算処理回路309と、合焦調節手段である
合焦モータ311と同モータ駆動用のモータドライブ回
路310によって構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a main block configuration diagram of an electronic imaging apparatus having a built-in automatic focusing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the present apparatus mainly includes a focusing lens 301 driven to be focused by a focusing motor 311, a captured object light, and a photometric element 312 side and an imaging element 303.
A half mirror 302 that divides the image into an object, an image pickup device 303 that converts a subject image into an electric signal, an image pickup processing circuit 304 that performs image signal amplification and sample hold processing, and further performs γ correction of a luminance signal, and a video (not shown). An output terminal unit 314 that outputs a video signal to a recording / reproducing system; and first contrast data based on high-frequency components of a luminance signal Yγ, which is information for evaluating the degree of focusing and is subjected to γ correction related to photoelectric conversion characteristics. A first BPF circuit (band-pass filter) 305 of the contrast data generating means for extracting the second contrast data, and a second BPF circuit of the contrast data generating means for extracting the second contrast data based on the high-frequency component of the luminance signal Y not subjected to the γ correction 307, and first and second A / D conversion circuits for performing analog / digital conversion on the contrast data, respectively. And 06,308, photometric device 312 for metering the subject light divided by the half mirror 302
And 3A for converting the photometric output from analog to digital
It comprises a / D conversion circuit 313, an arithmetic processing circuit 309 composed of a CPU, a ROM, a RAM and the like, and a motor drive circuit 310 for driving the same motor as a focusing motor 311 as focusing adjustment means.
【0008】なお、上記演算処理回路309には、コン
トラストデータであるコントラスト値のピーク点認識手
段と、撮像信号増幅時のゲイン設定手段と、被写体の輝
度の状態を識別する識別手段と、上記第1,2のコント
ラストデータに後述する重み付けを行った値を加算して
第3のコントラストデータを算出し、その値に基づきモ
ータドライブ回路310を介して合焦モータ311によ
りフォーカシングレンズ301を合焦駆動する合焦調節
手段が内蔵されている。また、演算処理回路309に内
蔵するROMには、上記被写体の輝度状態に対応する上
記重み付け係数α,βが記憶されているか、あるいは、
該係数α,βを演算するための基本のデータが記憶され
ている。また、被写体の輝度の状態を識別する識別手段
である上記測光素子312は、図3の画面G1に示す日
の丸型の測光領域を持つ測光素子であって、中央部の領
域を特定領域A1に、また、その周辺部を周辺領域A2
に該当させる。The arithmetic processing circuit 309 includes a peak value recognizing means for a contrast value, which is contrast data, a gain setting means for amplifying an image pickup signal, an identifying means for identifying a luminance state of a subject, and Third contrast data is calculated by adding a weighted value described later to the contrast data of the first and second contrast data, and the focusing lens 301 is driven by the focusing motor 311 via the motor drive circuit 310 based on the third value. Focus adjusting means for adjusting the focus. Also, the ROM incorporated in the arithmetic processing circuit 309 stores the weighting coefficients α and β corresponding to the luminance state of the subject, or
Basic data for calculating the coefficients α and β are stored. Further, the photometric element 312, which is an identification means for identifying the brightness state of the subject, is a photometric element having a sun-shaped photometric area shown on the screen G1 of FIG. 3, and the central area is defined as the specific area A1, Further, the peripheral area is defined as a peripheral area A2.
To correspond to.
【0009】以上のよう構成された本撮像装置の合焦動
作を説明すると、まず、フォーカシングレンズ301を
介して取り込まれた被写体光の特定領域A1と周辺領域
A2のそれぞれの光量を測光素子312で検出し、第3
A/D変換回路313を介してデジタル値として演算処
理回路309に取り込む。そして、その中央の特定領域
A1の光量に基づいて特定被写体の輝度レベルを判別し
識別する。更に、周辺領域A2の光量により2つの状態
を演算処理回路309により識別する。即ち、特定領域
A1の輝度が標準か、または、低く、更に、周辺領域A
2の輝度レベルが特定領域A1の輝度レベルよりも高い
場合、即ち、図5の(B)のような逆光状態のとき、第
1の状態として識別する。また、中央の特定領域A1の
輝度が高く、更に、周辺領域A2の輝度レベルが特定領
域A1の輝度レベルよりも低い場合、即ち、図5の
(A)のように暗い背景の中央に輝度の高い被写体があ
るとき、第2の状態として識別する。なお、上記第1,
2の状態ではない状態、即ち、特定領域の輝度が高く、
周辺領域の輝度が高いか、標準である状態、また、特定
領域の輝度が標準か、低く、更に、周辺領域の輝度が高
い状態の識別も同様に行う。上述のように識別されてい
る被写体の輝度の上記第1の状態、第2の状態、及び、
その他の状態にそれぞれ対応した重み付け係数α、βを
演算処理回路309に内蔵するROMより読み出すか、
演算により求める。The focusing operation of the present imaging apparatus having the above-described configuration will be described. First, the light intensity of each of the specific area A1 and the peripheral area A2 of the subject light taken in through the focusing lens 301 is measured by the photometric element 312. Detect and third
The data is taken into the arithmetic processing circuit 309 via the A / D conversion circuit 313 as a digital value. Then, the brightness level of the specific subject is determined and identified based on the light amount of the central specific area A1. Further, the arithmetic processing circuit 309 identifies two states based on the light amount of the peripheral area A2. That is, the brightness of the specific area A1 is standard or low, and
When the luminance level of the second area is higher than the luminance level of the specific area A1, that is, in the backlight state as shown in FIG. 5B, it is identified as the first state. When the luminance of the central specific area A1 is high and the luminance level of the peripheral area A2 is lower than the luminance level of the specific area A1, that is, as shown in FIG. When there is a tall subject, it is identified as the second state. In addition, the first,
State 2 is not the state, that is, the brightness of the specific area is high,
The state where the luminance of the peripheral area is high or standard, the state where the luminance of the specific area is standard or low, and the state where the luminance of the peripheral area is high are similarly identified. The first state, the second state, and the luminance of the subject identified as described above;
The weighting coefficients α and β respectively corresponding to the other states are read from a ROM incorporated in the arithmetic processing circuit 309, or
Obtained by calculation.
【0010】一方、フォーカシングレンズ301の各駆
動段数位置において、撮像処理回路304の上記輝度信
号YγとYの出力信号を第1,2BPF回路305,3
07および第1,2A/D変換回路306,308で処
理して、それぞれ信号Yγと信号Yに基づく第1および
第2のコントラストデータであるコントラスト値のデジ
タル値を演算処理回路309に取り込む。そこで、上記
第1の状態、第2の状態、及び、その他の状態にそれぞ
れ対応した重み付け係数α、βを、Y信号とYγ信号に
基づくコントラスト値に乗じて重み付けを行う。その重
み付けされたコントラスト値を加算して第3のコントラ
スト値を求める。撮像処理回路309に内蔵される合焦
調節手段により、この第3のコントラスト値の値のピー
クを示すレンズ駆動段数を求め、同じく合焦調節手段で
あるモータドライブ回路310と合焦モータ311によ
りフォーカシングレンズ301を上記合焦段数位置に移
動する。On the other hand, the output signals of the luminance signals Y.gamma.
07 and the first and second A / D conversion circuits 306 and 308, and digital values of contrast values, which are first and second contrast data based on the signal Yγ and the signal Y, are taken into the arithmetic processing circuit 309. Therefore, weighting is performed by multiplying the contrast values based on the Y signal and the Yγ signal by weighting coefficients α and β respectively corresponding to the first state, the second state, and the other states. A third contrast value is obtained by adding the weighted contrast values. The number of lens driving steps indicating the peak of the third contrast value is obtained by focusing adjustment means incorporated in the imaging processing circuit 309, and focusing is performed by a motor drive circuit 310 and a focusing motor 311 which are also focusing adjustment means. The lens 301 is moved to the number of focusing steps.
【0011】なお、第1、および、第2のコントラスト
データに対する重み付け係数α、βは、上記第1の状
態、第2の状態、及び、その他の状態にそれぞれ対応し
た値である。例えば、第1の状態に対する重み付け係数
をα3 、β3 とすると、α3 >β3 の値をとる。即ち、
逆光状態のときは、Yγ信号に基づくコントラスト値に
対して大きく重み付けをして、周辺領域のコントラスト
を弱める。また、第2の状態に対する上記重み付け係数
をα2 、β2 とすると、α2 <β2 の値をとる。即ち、
暗いなかに高輝度の被写体がある状態のときは、Y信号
に基づくコントラスト値に対して大きく重み付けをし
て、特定領域のコントラストを強調する。また、第1,
第2の状態以外の状態に対してもそれぞれ重み付け係数
α1 ,β1 ,α4 ,β4 がそれぞれ与えられる。なお、
この重み付け係数は、上記被写体の輝度情報以外にも撮
像素子303の感度、絞り値、BPF回路305,30
7の特性、シャッタ速度等によっても変化する値であ
る。また、この係数α、βをもとめる演算は、ファジィ
推論によっても良いし、実験によって得られた値を記憶
したROMテーブルデータを用いて演算しても良い。The weighting coefficients α and β for the first and second contrast data are values corresponding to the first state, the second state, and the other states, respectively. For example, assuming that the weighting coefficients for the first state are α3 and β3, a value of α3> β3 is obtained. That is,
In the backlight state, the contrast value based on the Yγ signal is greatly weighted to reduce the contrast in the peripheral area. If the weighting coefficients for the second state are α2 and β2, the value of α2 <β2 is obtained. That is,
When there is a high-luminance subject in the dark, the contrast value based on the Y signal is greatly weighted to emphasize the contrast of the specific area. In addition, the first
Weighting coefficients α1, β1, α4, β4 are given to states other than the second state, respectively. In addition,
The weighting coefficient may be determined by the sensitivity of the image sensor 303, the aperture value, and the BPF circuits 305 and 30 in addition to the brightness information of the subject.
The value changes depending on the characteristic of No. 7, the shutter speed, and the like. The calculation for obtaining the coefficients α and β may be based on fuzzy inference or may be performed using ROM table data storing values obtained by experiments.
【0012】以上のようにして求められる第3のコント
ラスト値に基づいて、上記演算処理回路309は、上記
コントラストピーク位置を検出し、そのピーク位置まで
モータドライブ回路310および合焦モータ311を介
して、フォーカシングレンズ301を高速で移動させて
合焦動作を終了する。On the basis of the third contrast value obtained as described above, the arithmetic processing circuit 309 detects the above-mentioned contrast peak position, and reaches the peak position via the motor drive circuit 310 and the focusing motor 311. Then, the focusing lens 301 is moved at a high speed to end the focusing operation.
【0013】次に、本実施例の自動合焦装置の上述の合
焦処理動作を図2のフローチャートを用いて更に詳細に
説明する。合焦処理の指令が出力されると、演算処理回
路309は処理動作をスタートし、まず、ステップS1
において、測光素子312の出力に基づいて被写体の画
面の特定領域A1の輝度レベルをチェックし高輝度であ
ればステップS2へ、標準か低輝度であればステップS
3にジャンプする。ステップS2において、同様に測光
素子312の出力に基づいて被写体の画面の周辺領域A
2の輝度レベルをチェックし、高輝度、または、標準で
あればステップS4へ進み、γ補正した輝度信号Yγを
処理する第1BPF回路305のコントラスト値に対し
ては、重み付け係数α1 を、γ補正しない輝度信号Yを
処理する第2BPF回路307のコントラスト値に対し
ては、重み付け係数β1 を、それぞれ設定する。また、
ステップS2のチェックで、周辺領域A2の輝度レベル
が低輝度であれば、被写体が前記第2の状態にあるとし
てステップS5にジャンプする。そして、γ補正した輝
度信号Yγを処理する第1BPF回路305のコントラ
スト値に対しては、重み付け係数α2 を、γ補正しない
輝度信号Yを処理する第2BPF回路307のコントラ
スト値に対しては、重み付け係数β2 を、それぞれ設定
する。Next, the above-described focusing operation of the automatic focusing apparatus of the present embodiment will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. When the focus processing command is output, the arithmetic processing circuit 309 starts the processing operation.
In step S2, the luminance level of the specific area A1 on the screen of the subject is checked based on the output of the photometric element 312.
Jump to 3. In step S2, the peripheral area A of the subject screen is similarly determined based on the output of the photometric element 312.
The luminance level of No. 2 is checked, and if the luminance level is high or normal, the process proceeds to step S4. For the contrast value of the first BPF circuit 305 which processes the luminance signal Yγ corrected for γ, the weighting coefficient α1 is changed by γ correction. A weighting coefficient β1 is set for the contrast value of the second BPF circuit 307 which processes the luminance signal Y not to be processed. Also,
If it is determined in step S2 that the luminance level of the peripheral area A2 is low, the process jumps to step S5 assuming that the subject is in the second state. The weighting coefficient α2 is applied to the contrast value of the first BPF circuit 305 for processing the luminance signal Yγ with γ correction, and the weighting coefficient α2 is applied to the contrast value of the second BPF circuit 307 for processing the luminance signal Y without γ correction. The coefficient β2 is set respectively.
【0014】また、上記ステップS3において、測光素
子312の出力に基づいて被写体の画面の周辺領域A2
の輝度レベルをチェックし高輝度であれば、前記第1の
状態である逆光状態と判断し、ステップS6へ進む。そ
して、γ補正した輝度信号Yγを処理する第1BPF回
路305からのコントラスト値に対する重み付け係数重
み付け係数α3 を、γ補正しない輝度信号Yを処理する
第2BPF回路307のコントラスト値に対しては、重
み付け係数β3 を、それぞれ設定する。また、ステップ
S3のチェックで、周辺領域A2の輝度レベルが標準か
低輝度であれば、ステップS7にジャンプする。そし
て、γ補正した輝度信号Yγを処理する第1BPF回路
305のコントラスト値に対しては、重み付け係数α4
を、γ補正しない輝度信号Yを処理する第2BPF回路
307のコントラスト値に対しては、重み付け係数β4
を、それぞれ設定する。In step S3, the peripheral area A2 of the screen of the subject is determined based on the output of the photometric element 312.
And if the luminance level is high, it is determined that the backlight state is the first state, and the process proceeds to step S6. The weighting coefficient α3 for the contrast value from the first BPF circuit 305 for processing the luminance signal Yγ corrected for γ, and the weighting coefficient for the contrast value of the second BPF circuit 307 for processing the luminance signal Y without γ correction are used. Set β3 respectively. If it is determined in step S3 that the brightness level of the peripheral area A2 is normal or low, the process jumps to step S7. Then, the contrast value of the first BPF circuit 305 that processes the luminance signal Yγ corrected for γ is weighted by α4
Is weighted by β4 for the contrast value of the second BPF circuit 307 which processes the luminance signal Y without γ correction.
Are set respectively.
【0015】続いて、ステップS8以下に進み、上記の
ステップで設定された状態のもとでコントラスト値が取
り込まれ、値のピーク段数を検出する。即ち、フォーカ
シングレンズ301の段数n、最初は、0段での取得し
た第1,第2のコントラストデータに対して、それぞれ
前記の設定重み付け係数α,βを乗じて加算した第3の
コントラストデータのコントラスト値をCnに取り込む
(ステップS8)。そして、フォーカシングレンズ30
1を1段正転駆動し(ステップS9)、その位置での重
み付け処理された第3のコントラストデータの値をCn+
1 に取り込む(ステップS10)。続いて、コントラス
ト値CnとCn+1 とを比較し、値Cnの方が大となるま
では、コントラスト値が上昇しているものと判断する
(ステップS11)。そして、nをインクリメントして
(ステップS13)、ステップS9に処理が戻る。コン
トラスト値Cnの方が大となった時点でピーク越えをし
たと判断し、フォーカシングレンズ301を1段だけ逆
転駆動し、合焦状態として本ルーチンを終了する。Subsequently, the process proceeds to step S8 and the subsequent steps, where the contrast value is fetched under the conditions set in the above steps, and the number of peak steps is detected. That is, the third contrast data obtained by multiplying the first and second contrast data acquired at the stage number n of the focusing lens 301, that is, the first and second contrast data at the first stage by the set weighting coefficients α and β, respectively, is added. The contrast value is taken into Cn (step S8). And the focusing lens 30
1 is driven forward by one step (step S9), and the value of the weighted third contrast data at that position is changed to Cn +
1 (step S10). Subsequently, the contrast values Cn and Cn + 1 are compared, and it is determined that the contrast value is increasing until the value Cn becomes larger (step S11). Then, n is incremented (step S13), and the process returns to step S9. When the contrast value Cn becomes larger, it is determined that the peak has been exceeded, the focusing lens 301 is driven to rotate in reverse by one stage, and the routine ends with the focusing state.
【0016】以上述べたように本実施例の自動合焦装置
は、逆光の被写体の場合、γ補正しない輝度信号Yだけ
では周辺の高輝度の背景の方にコントラスト値が引かれ
てしまい偽合焦する可能性があるので、合焦検出用のコ
ントラスト値を求める場合に、γ補正した輝度信号Yγ
によるコントラスト値の方に、より大きな重み付け係数
を乗じる。γ補正しない輝度信号Yから得られたコント
ラスト値には、より小さな重み付け係数を乗じる。そし
て、両者を加算して求めたコントラスト値を合焦位置検
出情報として用いるようにしたので、周辺の高輝度の被
写体のコントラストが弱められ、暗い中央の特定被写体
のコントラストが強調され、特定被写体に対して高精度
の合焦位置検出がなされる。また一方、周辺が暗く、中
央に高輝度の被写体がある場合、γ補正した輝度信号Y
γだけでは中央の高輝度部のコントラストの変化量が少
なく、偽合焦の可能性があるので、合焦検出用のコント
ラスト値を求める場合に、γ補正した輝度信号Yγによ
るコントラスト値に対しては、より小さな重み付け係数
を乗じる。γ補正しない輝度信号Yから得られたコント
ラスト値には、より大きな重み付け係数を乗じる。そし
て、両者を加算して求めたコントラスト値を合焦位置検
出情報として用いるようにしたので、明るい中央の特定
被写体のコントラストが強調され、特定被写体に対して
高精度の合焦位置検出がなされる。このように本実施例
の自動合焦装置によると、各種の輝度状態の被写体に対
して具合のよいコントラストデータが得られるような処
理を行うことが可能となる。As described above, in the automatic focusing apparatus according to the present embodiment, in the case of a backlit subject, the contrast value is drawn toward the surrounding high-luminance background only by the luminance signal Y without gamma correction, and false focusing is performed. Since there is a possibility of focusing, when calculating a contrast value for focus detection, the γ-corrected luminance signal Yγ
Is multiplied by a larger weighting factor. The contrast value obtained from the luminance signal Y without γ correction is multiplied by a smaller weighting coefficient. Then, the contrast value obtained by adding both is used as the focus position detection information, so that the contrast of the surrounding high-luminance subject is weakened, the contrast of the dark central specific subject is emphasized, and the On the other hand, highly accurate focus position detection is performed. On the other hand, when the periphery is dark and there is a high-luminance subject in the center, the luminance signal
If only γ is used, the change amount of the contrast in the central high-luminance portion is small, and there is a possibility of false focusing. Therefore, when calculating the contrast value for focus detection, the contrast value based on the γ-corrected luminance signal Yγ Multiplies by a smaller weighting factor. The contrast value obtained from the luminance signal Y without γ correction is multiplied by a larger weighting coefficient. Since the contrast value obtained by adding the two is used as the focus position detection information, the contrast of the bright central specific subject is emphasized, and the focus position of the specific subject is detected with high accuracy. . As described above, according to the automatic focusing apparatus of the present embodiment, it is possible to perform processing for obtaining good contrast data for subjects in various luminance states.
【0017】なお、上述の実施例の装置においては、コ
ントラストデータの抽出回路系として、第1,第2BP
F回路系の2系統を設けたが、必ずしも、この構成に限
らずフィルタ特性の異なる他の系統のBPF回路系を別
に配設し、それぞれに重み付けを与えるようにして、合
焦検出用のコントラストデータを得るようにして、更に
合焦精度を上げる自動合焦装置を構成することも可能で
ある。また、前記実施例のものでは、撮像処理回路30
4とは別に第1,第2のBPF回路とA/D変換回路3
05〜308を設けて、デジタル信号であるコントラス
トデータを演算処理回路309に取り込むようにした
が、その変形例として、撮像処理回路304をその内部
に上記Yγ信号やY信号のデジタル化処理部を内蔵した
回路で構成し、そのYγ信号,Y信号のデジタル信号を
演算処理回路309に取り込み、該処理回路の内部でデ
ジタルフィルタリングを行い、コントラスト値を演算
し、更に、重み付け係数を乗じる等の処理をデジタル処
理により行うようにすれば、上記BPF回路とA/D変
換回路305〜308が不要になり、回路が単純化す
る。In the apparatus of the above-described embodiment, the first and second BPs are used as a contrast data extracting circuit system.
Although two systems of the F circuit system are provided, the present invention is not necessarily limited to this configuration, and BPF circuit systems of other systems having different filter characteristics are separately provided, and weights are given to the respective BPF circuit systems. It is also possible to configure an automatic focusing device that further improves focusing accuracy by obtaining data. In the embodiment, the imaging processing circuit 30
4, a first and second BPF circuit and an A / D conversion circuit 3
05 to 308 are provided so that contrast data, which is a digital signal, is taken into the arithmetic processing circuit 309. As a modified example, the imaging processing circuit 304 is provided therein with a Yγ signal or Y signal digitizing section. Processing such as taking in the Yγ signal and the digital signal of the Y signal into an arithmetic processing circuit 309, performing digital filtering inside the processing circuit, calculating a contrast value, and further multiplying by a weighting coefficient. Is performed by digital processing, the BPF circuit and the A / D conversion circuits 305 to 308 become unnecessary, and the circuit is simplified.
【0018】また、前記実施例のものは、撮影処理回路
のゲイン設定用の輝度情報を測光素子313を介して取
り込んだが、撮像素子303の撮像信号に基づいて、上
記ゲインを設定するようにして、本発明の自動合焦装置
を構成することも可能である。更に、前記実施例の自動
合焦装置に用いた測光素子の変形例として、撮像素子3
03の撮像信号を利用して測光情報をうるようにした装
置も提案できる。即ち、上述の実施例のものは、輝度情
報を2つの測光領域をもつ専用の測光素子312を介し
て取り込んだが、撮像素子303の撮像信号に基づいて
各領域の測光情報を取り込むようにしても、本発明の自
動合焦装置を構成することは可能である。例えば、撮像
素子303の撮像画面G10を図4に示すような9つの
測光領域に分割する。そして、前記特定領域A1に対応
して、領域A15,A18の2つを該当させ、周辺領域
A2としては、領域A11〜A14,A16,A17,
A19の7つの領域を該当させる。特定,周辺の各領域
の輝度には上記分割領域の光量の合計を当てる。被写体
の輝度レベルは、前記実施例の場合と同様に特定,周辺
の各領域の輝度を求め、前記第1の状態と第2の状態の
識別をする。以下の処理は第1実施例のものと同一であ
る。なお、特定,周辺の各領域の輝度の違いを判別する
場合、各領域の光量比を求め、その比の値により前記第
1の状態と第2の状態の識別を行っても良い。In the embodiment, the luminance information for setting the gain of the photographing processing circuit is fetched via the photometric element 313. The gain is set based on the image signal of the image sensor 303. It is also possible to configure the automatic focusing device of the present invention. Further, as a modified example of the photometric element used in the automatic focusing apparatus of the above-described embodiment, the image sensor 3
It is also possible to propose a device that obtains photometric information using the imaging signal of No. 03. That is, in the above-described embodiment, the luminance information is captured via the dedicated photometric element 312 having two photometric areas, but the photometric information of each area may be captured based on the image signal of the image sensor 303. It is possible to configure the automatic focusing device of the present invention. For example, the imaging screen G10 of the imaging element 303 is divided into nine photometric areas as shown in FIG. The two areas A15 and A18 correspond to the specific area A1, and the areas A11 to A14, A16, A17,
The seven areas of A19 correspond. The sum of the light amounts of the divided areas is applied to the luminance of each of the specific and peripheral areas. The brightness level of the subject is specified and the brightness of each surrounding area is determined in the same manner as in the above-described embodiment, and the first state and the second state are identified. The following processing is the same as that of the first embodiment. When determining the difference in luminance between the specific and peripheral regions, the light amount ratio of each region may be obtained, and the first state and the second state may be identified based on the ratio value.
【0019】また、前記実施例のものは「山登り方式」
の合焦処理を適用したものであったが、本発明の自動合
焦装置は、これに限るものではなく、全レンズ駆動範
囲、あるいは、所定の駆動範囲のコントラスト情報を、
一旦は、取り込み、その情報に基づいて本発明の要旨に
基づいて合焦位置を求めるような合焦方式のものにも、
勿論、適用可能である。また、本発明の要旨のものは、
電子カメラは勿論のこと、ムービカメラや銀塩フィルム
を使うカメラにも適用できる。In the above embodiment, a "hill climbing system" is used.
However, the automatic focusing apparatus of the present invention is not limited to this. The entire lens drive range, or contrast information of a predetermined drive range,
Once, capture and focus on the focus system based on the information, based on the gist of the present invention,
Of course, it is applicable. The gist of the present invention is:
The present invention can be applied not only to an electronic camera but also to a movie camera and a camera using a silver halide film.
【0020】[0020]
【発明の効果】上述のように本発明の自動合焦装置は、
合焦位置検出に際して利用するコントラストデータを求
める場合、γ補正された輝度信号に基づいた第1のコン
トラストデータとγ補正されない輝度信号に基づいた第
2のコントラストデータに対して、被写体の輝度の状態
によって重み付け係数を与えて求めたコントラストデー
タを加算して上記合焦位置検出用の第3のコントラスト
データに該当させたので、逆光の被写体や、中央に高輝
度の被写体が位置している被写体等であっても、その周
辺の輝度の状態に左右されず正確な合焦位置の検出が可
能であるなど、顕著な効果を有する自動合焦装置を提供
することができる。As described above, the automatic focusing device of the present invention
When obtaining contrast data to be used at the time of focus position detection, the brightness state of the subject is compared with the first contrast data based on the gamma-corrected luminance signal and the second contrast data based on the non-gamma-corrected luminance signal. The contrast data obtained by assigning weighting coefficients according to the above is added to correspond to the third contrast data for detecting the in-focus position, so that a subject against backlight, a subject having a high-luminance subject at the center, etc. However, it is possible to provide an automatic focusing apparatus having a remarkable effect such that an accurate focusing position can be detected irrespective of the brightness state of the surroundings.
【図1】本発明の一実施例を示す自動合焦装置を内蔵す
る電子的撮像装置のブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram of an electronic imaging apparatus having a built-in automatic focusing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記図1の電子的撮像装置の合焦処理のフロー
チャート。FIG. 2 is a flowchart of a focusing process of the electronic imaging apparatus of FIG. 1;
【図3】上記図1の電子的撮像装置に用いられる測光素
子の測光領域のパターンを示す図。FIG. 3 is a view showing a pattern of a photometry area of a photometry element used in the electronic imaging apparatus of FIG. 1;
【図4】上記図1の自動合焦装置の測光素子の代わりに
撮像素子の出力を利用した変形例のものの測光領域のパ
ターンを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a pattern of a photometric area of a modification of the automatic focusing apparatus of FIG. 1 in which an output of an image sensor is used instead of the photometric element.
【図5】撮影画面の被写体の輝度の状態を示す図であっ
て、(A)は中央の特定領域に高輝度の被写体があり、
周辺領域が暗い状態、(B)は中央の特定領域が暗く、
周辺領域が明るい逆光状態の画面を示している。5A is a diagram showing a state of luminance of a subject on a shooting screen, and FIG. 5A shows a high-luminance subject in a central specific area;
(B) The specific area in the center is dark,
The surrounding area shows a screen in a bright backlight state.
304………………撮像処理回路(コントラストデータ
生成手段) 305………………第1BPF回路(コントラストデー
タ生成手段) 306………………第1A/D変換回路(コントラスト
データ生成手段) 307………………第2BPF回路(コントラストデー
タ生成手段) 308………………第2A/D変換回路(コントラスト
データ生成手段) 309………………演算処理回路(被写体輝度レベル識
別手段,コントラストデータ生成手段,合焦調節手段) 310………………モータドライブ回路(合焦調節手
段) 311………………合焦モータ(合焦調節手段) 312………………測光素子(被写体輝度レベル識別手
段) 313………………第3A/D変換回路(被写体輝度レ
ベル識別手段) A1,A15,A18 ……………………………………
………特定領域 A2,A11〜A14,A16,A17,A19 ……
………周辺領域 α,β,α2 ,β2 ,α3 ,β3 ,α4 ,β4 …重み付
け係数(重み付けを与える値)304: imaging processing circuit (contrast data generation means) 305: first BPF circuit (contrast data generation means) 306: first A / D conversion circuit (contrast data generation means) ) 307 Second BPF circuit (contrast data generation means) 308 Second A / D conversion circuit (contrast data generation means) 309 Operation processing circuit (subject brightness level) Identification means, contrast data generation means, focus adjustment means) 310 motor drive circuit (focus adjustment means) 311 ... focus motor (focus adjustment means) 312 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ······························································ ...........................
... Specified area A2, A11 to A14, A16, A17, A19.
……… Surrounding area α, β, α2, β2, α3, β3, α4, β4 ... weighting coefficient (value giving weight)
Claims (1)
コントラストデータとガンマ補正されない映像信号に基
づく第2のコントラストデータとをともに得るコントラ
ストデータ生成手段と、 当該画面内の特定領域に係る輝度レベルが該特定領域の
周辺領域に係る輝度レベルより低い第1の状態にある
か、または、該特定領域に係る輝度レベルが該特定領域
の周辺領域に係る輝度レベルより高い第2の状態にある
かを識別するための識別手段と、 上記第1のコントラストデータおよび上記第2のコント
ラストデータのそれぞれに対して上記識別手段による識
別結果に応じた重み付けを与えて加算してなる第3のコ
ントラストデータに依拠して合焦調節動作を行う合焦調
節手段と、 を有してなることを特徴とする自動合焦装置。1. A contrast data generating means for obtaining both first contrast data based on a gamma-corrected video signal and second contrast data based on a non-gamma-corrected video signal, and brightness relating to a specific area in the screen. The level is in a first state lower than the luminance level of the peripheral area of the specific area, or the luminance level of the specific area is in a second state higher than the luminance level of the peripheral area of the specific area. Identification means for identifying whether the first contrast data and the second contrast data are weighted according to the identification result by the identification means, and added. And a focus adjustment means for performing a focus adjustment operation based on the following.
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|---|---|---|---|
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