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JP4239588B2 - Filter cutoff frequency change circuit and autofocus system - Google Patents
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JP4239588B2 JP2002379166A JP2002379166A JP4239588B2 JP 4239588 B2 JP4239588 B2 JP 4239588B2 JP 2002379166 A JP2002379166 A JP 2002379166A JP 2002379166 A JP2002379166 A JP 2002379166A JP 4239588 B2 JP4239588 B2 JP 4239588B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルタの遮断周波数変更回路及びオートフォーカスシステムに係り、特に映像信号から画像のコントラストを検出してピント合わせを行うコントラスト方式のオートフォーカスに適用されるフィルタの遮断周波数変更回路及びオートフォーカスシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
ビデオカメラなどのオートフォーカスは、コントラスト方式によるものが一般的である。このコントラスト方式は、撮像素子から得られた映像信号のうちある範囲(フォーカスエリア)内の映像信号の高域周波数成分を積算して焦点評価値を生成し、その焦点評価値が最大(極大)となるようにピント調整を自動で行うものである。これによって、撮像素子で撮像された画像の鮮鋭度(コントラスト)が最大となる最良ピント(合焦)が得られる。
【0003】
ところで、従来、上述のように映像信号から高域周波数成分を抽出するため、ハイパスフィルタ(HPF)やバンドパスフィルタ(BPF)が使用されているが、HPFやBPF(以下、HPFで説明する。)の遮断周波数(fc)は撮影する被写体の状態等に応じて変更可能とすることが望ましい(例えば、特許文献1、2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開昭63−74273号公報
【0005】
【特許文献2】
特開平3−297282号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、HPFをデジタルフィルタで構成する場合、fcが低くなるほど同一の特性を得るために次数(タップ数)を増やす必要があり、回路サイズが大きくなる。
【0007】
また、FPGAやPLD等のカスタムICでHPFを構成すると、特に低い周波数のHPFは多くのゲートを必要とし、チップサイズが大きくなってコストダウンや小型化が図り難くなる。
【0008】
従って、HPFの遮断周波数を変更可能にするために、デジタルフィルタの係数を変更したり、複数のHPFを使用することは望ましくない。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みたもので、フィルタ自体の周波数特性を変更して遮断周波数を変更することなく、また、複数のフィルタを使用することなく、対象信号の周波数成分に対してフィルタにより遮断する周波数成分を変更することができるフィルタの遮断周波数変更回路及びオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載のフィルタの遮断周波数変更回路は、入力した信号の周波数成分のうち、所定の遮断周波数以下又は以上の周波数成分を遮断するフィルタと、入力した信号を一時的に記憶する記憶回路であるSRAMと、前記SRAMに記憶された信号を前記フィルタに出力するために読み出すための読出しクロックを発生させるクロック発生回路と、該クロック発生回路により発生させる読出しクロックの周波数を変更させるCPUと、を備え、前記読出しクロックの周波数を変更させて前記入力した信号の伝送速度を変更して前記フィルタに出力することにより、前記入力した信号の周波数成分に対して前記フィルタにより遮断される周波数成分を変更することを特徴としている。
【0012】
た、請求項に記載のオートフォーカスシステムは、光学系により結像された像を光電変換して得られた映像信号からハイパスフィルタにより高域周波数成分を取り出し、該高域周波数成分に基づいて前記光学系のピント合わせを自動で行うオートフォーカスシステムにおいて、前記ハイパスフィルタを請求項1のフィルタとして、前記映像信号の周波数成分に対して前記ハイパスフィルタにより遮断する周波数成分を変更する請求項1のフィルタの遮断周波数変更回路を備えたことを特徴としている。
【0013】
本発明によれば、フィルタの周波数特性を変更することなく、フィルタに入力する対象信号のフィルタへの伝送速度を変更することによりフィルタの遮断周波数を変更したのと同等の効果を得るようにしたため、対象信号の周波数成分に対して遮断する周波数成分(透過させる周波数成分)を変更したい場合でもフィルタの周波数特性を変更する必要がなく、また、周波数特性(遮断周波数)が異なる複数のフィルタを使用する必要もなくなる。従って、フィルタ及びその周辺回路のコストダウンや回路サイズの小型化が図れる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るフィルタの遮断周波数変更回路及びオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【0015】
図1は、本発明が適用されたオートフォーカスシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すオートフォーカスシステムは一般にテレビジョン用カメラで適用されており、撮影レンズ(撮影光学系)には、例えばフォーカスレンズ(群)FL、バリエータレンズ(群)VL及びコンペンセータレンズ(群)CLとからなるズームレンズ(群)ZL、アイリスI、リレーレンズ(群)RLなどが配置されている。
【0016】
上記撮影レンズにより結像された被写体像は、テレビカメラ本体の撮像素子 (CCD)10によって光電変換され、所定の信号処理回路12によって所要の信号処理が施される。これによって、信号処理回路12から映像表示用として所定規格(例えば、NTSC方式)の映像信号が外部出力等されるようになっている。
【0017】
一方、上記信号処理回路12からは、オートフォーカス(AF)制御用としての映像信号も出力されるようになっており、そのAF制御用の映像信号は焦点評価値生成部14に入力される。AF制御用の映像信号は、例えば、輝度信号であり、画面を構成する各画素の輝度値に対応した電圧信号を水平方向の走査線に沿って画面上段から下段まで順に伝送する。尚、焦点評価値生成部14と後述のCPU16は、カメラ本体に組み込まれる場合や、撮影レンズの各動作部(フォーカスレンズFL等)をモータ駆動する駆動装置に組み込まれる場合等が考えられるが、システムを構成する装置のどの部分に配置されていてもよい。
【0018】
構成の詳細を後述する焦点評価値生成部14は、信号処理回路12から与えられた映像信号に基づいて、撮影画像のコントラストの高低(鮮鋭度)を示す焦点評価値を生成する。図2は、変化しない被写体を撮影している際にフォーカスレンズFLの位置(フォーカス位置)を変えて得られる焦点評価値の大きさを例示した図である。同図に示すように一般に焦点評価値は、山型の曲線を示しそのピーク点P0の焦点評価値が得られるときのフォーカス位置F0が最良ピント状態となる。
【0019】
CPU16は、焦点評価値生成部14により生成された焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいてオートフォーカスの制御を行う。撮影レンズのフォーカスは、フォーカスモータFMによりフォーカスレンズFLを光軸方向にモータ駆動することにより変化し、フォーカスモータFMは、CPU16からフォーカスモータ駆動回路18に与えられる制御信号に従って駆動される。また、CPU16にはフォーカスレンズFLの現在位置を示す位置信号がポテンショメータFPから与えられており、CPU16はその位置信号を参照しながらフォーカスモータFMを駆動制御することによりフォーカスレンズFLを所望の位置に移動させる。
【0020】
オートフォーカス制御においてCPU16は、撮影レンズの焦点位置を前後に変化させるワブリングという動作を行わせ、その間に焦点評価値生成部14から得られた焦点評価値により焦点評価値が増加するフォーカスレンズFLの移動方向を検出する。ワブリングは、フォーカスレンズFLを前後動させてもよいし、ワブリング専用のレンズがある場合にはそのレンズを前後動させてもよい。焦点評価値が増加する方向を検出すると、続いて、その方向にフォーカスレンズFLを移動させる。そして、フォーカスレンズFLを移動させている間に焦点評価値が減少したことを検出すると、焦点評価値のピーク点を認識し、その位置にフォーカスレンズFLを停止させる。これにより、撮影レンズのフォーカスが最良ピント状態に設定される。
【0021】
次に、焦点評価値生成部14及びその周辺回路の構成を図3に示す。焦点評価値生成部14は、主にA/D変換器20、SRAM22、ハイパスフィルタ(HPF)24、加算回路26から構成される。図1に示したようにカメラ本体の信号処理回路12から出力された映像信号(輝度信号)は焦点評価値生成部14に入力され、まず、各画素ごとにA/D変換器20によりデジタル信号(画素データというものとする)に変換される。そして、A/D変換器20から順次出力される画素データのうち所定期間内の画素データがSRAM22に一時的に格納される。尚、SRAM22には、例えば、オートフォーカスの対象となる画面上の所定範囲(フォーカスエリア)内の画素データのみが記憶される。また、SRAM22の記憶容量は、例えば、1画面分のフォーカスエリア内の画素データを記憶できる容量とする。尚、SRAM22にはSRAM以外の種類の記憶回路を用いてもよいし、また、記憶容量も上述と異なる場合であってもよい。
【0022】
SRAM22に一旦記憶された画素データは、デジタルフィルタで構成されたハイパスフィルタ(HPF)24に順次読み出される。そして、HPF24に読み出された画素データは、フォーカスエリア内における映像信号の周波数成分のうち所定の遮断周波数fcよりも低域周波数成分が遮断され高域周波数成分のみが抽出された場合の画素データに変換される。
【0023】
HPF24によって得られた画素データは加算回路26に順次出力され、加算回路26により1画面分のフォーカスエリア範囲ごとに積算される。これによって焦点評価値のデータが生成され、そのデータがCPU16に読み取られる。
【0024】
一方、焦点評価値生成部14の周辺回路としては、各回路の処理動作を同期させるためのクロック信号等を生成する同期分離回路28及びクロック発生回路30が配設される。カメラ本体の信号処理回路12から出力された映像信号は、焦点評価値生成部14に入力される他に、同期分離回路28に分岐される。そして、同期分離回路28により映像信号から水平同期信号が分離され、その水平同期信号がクロック発生回路30に与えられる。
【0025】
クロック発生回路30は、同期分離回路28から与えられた水平同期信号にタイミングを合わせて、上記A/D変換器20、HPF24、加算回路26、及び、CPU16に一定周波数のクロック信号を与えてそれら回路動作の同期を図る。
【0026】
これに対して、SRAM22には、フォーカスエリア内の画素データがA/D変換器20から出力される期間内だけ各画素データが出力されるタイミングに合わせてデータの書込みを指示する書込みクロックを与える。これによってSRAM22にはフォーカスエリア内の画素データのみが記憶される。また、SRAM22にはSRAM22に記憶したデータの読出しを指令する読出しクロックを与える。
【0027】
ここで、クロック発生回路30からSRAM22に与えられる読出しクロックの周波数は一定ではなく、CPU16からの指令により変更されるようになっている。例えば、書込みクロックと読出しクロックの周波数が同一の場合、SRAM22に画素データの書込みをした速度と同一速度でSRAM22から画素データが読み出される。この場合、信号処理回路12から出力された映像信号のHPF24への伝送速度がSRAM22において変更されない。即ち、各画素に対応した電圧信号が信号処理回路12から映像信号として順次出力される速度と、各画素データがHPF24に順次入力される速度とが一致する。従って、信号処理回路12から出力された映像信号の周波数成分のうちHPF24により遮断される周波数成分の上限(HPF24を通過する周波数成分の下限)、即ち、遮断周波数は、HPF24の周波数特性として規定されている遮断周波数fcとなる。
【0028】
一方、読出しクロックの周波数の変更により、書込みクロックと読出しクロックの周波数が異なる場合、SRAM22に画素データの書込みをした速度と異なる速度でSRAM22から画素データが読み出される。この場合、信号処理回路12から出力された映像信号のHPF24への伝送速度がSRAM22において変更される。即ち、各画素に対応した電圧信号が信号処理回路12から映像信号として順次出力される速度と、各画素データがHPF24に順次入力される速度とが異なる。従って、信号処理回路12から出力された映像信号の各周波数の成分がHPF24に入力する際には異なる周波数の成分に変換されたものとなる。このため、信号処理回路12から出力された映像信号の周波数成分のうちHPF24により遮断される周波数成分の上限が上記遮断周波数fcから変化する。
【0029】
例えば、書込みクロックに対して読出しクロックの周波数をn倍にし、SRAM22への画素データの書込み速度に対して読出し速度をn倍にしたとする。このとき、SRAM22により映像信号の伝送速度がn倍に変換されたことになり、信号処理回路12から出力された映像信号の各周波数の成分がHPF24に入力する際にはn倍の周波数の成分へと変換される。これに対してHPF24の遮断周波数fcは一定であるから信号処理回路12から出力された映像信号に対するHPF24の遮断周波数がfc/nに変更されたのと等価になる。
【0030】
具体的な数値例を示すと、HPF24の規定の遮断周波数fcは例えば4MHzであり、読出しクロックの周波数は、書込みクロックの周波数に対して1倍、2倍、4倍、即ち、上記nの値が1、2、4に変更される。このとき、HPF24の遮断周波数は等価的に4MHz、2MHz、1MHzのいずれかに変更される。
【0031】
尚、HPF24の規定の遮断周波数fcをできるだけ高い周波数とする方が次数(タップ数)を少なくできるためHPF24の回路サイズを小さくできる点でより好ましい。また、等価的に変更するHPF24の遮断周波数のいずれかをHPF24の規定の遮断周波数fcとする必要はない。
【0032】
また、読出しクロックの周波数は、CPU16からの指令によって変更されるが、その変更条件は特定の条件の場合に限られない。例えば、ユーザの指示に従って読出しクロックの周波数を変更する場合、撮影被写体の状態や撮影条件等に応じて自動で読出しクロックの周波数を変更する場合等が考えられる。一般的には高精度のピント合わせが必要な場合には、読出しクロックの周波数を低くしてHPF24の等価的な遮断周波数を高くし、精度よりもピント合わせの速度を速くすることを優先する場合には読出しクロックの周波数を高くしてHPF24の等価的な遮断周波数を低くするという変更条件が考えられる。
【0033】
続いて、読出しクロックの周波数の可変範囲について説明する。書込みクロックが所定の周波数のとき、1水平走査期間(1H)におけるフォーカスエリア内の画素データを全てSRAM22に書き込むのに要する時間(書込み時間)が1H*(1/m)とする。この場合、SRAM22からその画素データの読み出すのに要する時間を、少なくとも1水平走査期間1Hの残り時間である1H*( (m−1)/m)の時間、即ち、書込み時間の(m−1)倍まで遅くすることができる。尚、クロックの周波数にすると、書込みクロックの周波数に対して読出しクロックの周波数を1/(m−1)倍まで下げることができる。
【0034】
SRAM22が、異なる周波数の書込みクロックと読出しクロックとで同時に動作できるのであれば、書込み時間1H*(1/m)に対して読出し時間をm倍の1Hまで遅くすることができ、それ以上に遅い読出し時間(読出し速度)にする場合には、処理の対象を水平走査線の所定本置きとすれば対応可能である。
【0035】
尚、基本的に読出しクロックの周波数を速くする方向に対しては映像信号の規格などによる時間的な制約はなく、HPF24の処理能力に依存する。
【0036】
このようにHPF24の周波数特性(遮断周波数)を変更することなく、また、遮断周波数の異なる複数のHPFを使用することなく、1つのHPF24の遮断周波数を映像信号の伝送速度を変更することによって等価的に変更することによって、コストの低減や回路サイズの小型化が図れる。回路サイズの小型化により、空いたスペースにはHPFの遮断周波数などの周波数特性を良くする等の性能の向上に振り分けることもできる。また、画面の一部の処理でよい等、ある条件ではSRAM22に記憶した高い周波数の信号をゆっくり読み出して処理することができ、高速処理に対応していない回路で高速処理を行う応用も可能である。
【0037】
以上、上記実施の形態では、本発明をオートフォーカスシステムに適用する場合について説明したが、他の装置、システムに適用することもできる。
【0038】
また、上記実施の形態では、HPF24の遮断周波数を変更可能にする場合について説明したが、本発明はハイパスフィルタ以外のフィルタであって、ローパスフィルタやバンドパスフィルタなどの遮断周波数に相当する周波数特性を有するフィルタに対して適用できる。
【0039】
また、本発明は、オートフォーカスシステムに適用される場合に限らない。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフィルタの遮断周波数変更回路及びオートフォーカスシステムによれば、フィルタの周波数特性を変更することなく、フィルタに入力する対象信号のフィルタへの伝送速度を変更することによりフィルタの遮断周波数を変更したのと同等の効果を得るようにしたため、対象信号の周波数成分に対してフィルタにより遮断する周波数成分(透過させる周波数成分)を変更したい場合でもフィルタの周波数特性を変更する必要がなく、また、周波数特性(遮断周波数)が異なる複数のフィルタを使用する必要もなくなる。従って、フィルタ及びその周辺回路のコストダウンや回路サイズの小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明が適用されたオートフォーカスシステムの全体構成を示したブロック図である。
【図2】図2は、フォーカス位置と焦点評価値の関係の一例を示した図である。
【図3】図3は、焦点評価値生成部及びその周辺回路の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
10…撮像素子、12…信号処理回路、14…焦点評価値生成部、16…CPU、18…フォーカスモータ駆動回路、20…A/D変換器、22…SRAM、24…ハイパスフィルタ、26…加算回路、28…同期分離回路、30…クロック発生回路、FL…フォーカスレンズ、ZL…ズームレンズ、I…アイリス、RL…リレーレンズ、FM…フォーカスモータ、FP…ポテンショメータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter cutoff frequency changing circuit and an autofocus system, and more particularly to a filter cutoff frequency changing circuit and an autofocus system applied to a contrast type autofocus that detects an image contrast from a video signal and performs focusing. About.
[0002]
[Prior art]
In general, autofocus for a video camera or the like is based on a contrast method. This contrast method generates a focus evaluation value by integrating the high frequency components of a video signal within a certain range (focus area) of the video signal obtained from the image sensor, and the focus evaluation value is the maximum (maximum). The focus adjustment is automatically performed so that As a result, it is possible to obtain the best focus (focusing) that maximizes the sharpness (contrast) of the image captured by the image sensor.
[0003]
Conventionally, a high-pass filter (HPF) or a band-pass filter (BPF) is used to extract a high-frequency component from a video signal as described above. However, HPF or BPF (hereinafter referred to as HPF) will be described. It is desirable that the cut-off frequency (fc) can be changed according to the state of the subject to be photographed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 63-74273 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-297282 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the HPF is configured with a digital filter, the lower the fc, the more the order (number of taps) needs to be increased in order to obtain the same characteristics, and the circuit size increases.
[0007]
In addition, when the HPF is configured by a custom IC such as FPGA or PLD, a particularly low frequency HPF requires many gates, and the chip size increases, making it difficult to reduce cost and size.
[0008]
Therefore, it is not desirable to change the coefficient of the digital filter or use a plurality of HPFs in order to change the cutoff frequency of the HPF.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to filter the frequency components of the target signal without changing the cutoff frequency by changing the frequency characteristics of the filter itself, and without using a plurality of filters. An object of the present invention is to provide a filter cut-off frequency changing circuit and an autofocus system that can change the frequency component cut off by the above-described operation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the cutoff frequency changing circuit of the filter according to claim 1 includes a filter that blocks a frequency component equal to or lower than a predetermined cutoff frequency among frequency components of an input signal, and an input signal. SRAM that is a storage circuit that temporarily stores the clock, a clock generation circuit that generates a read clock for reading the signal stored in the SRAM to output to the filter, and a read clock that is generated by the clock generation circuit And a CPU for changing the frequency of the read signal, changing the frequency of the read clock to change the transmission speed of the input signal and outputting it to the filter, whereby the frequency component of the input signal is The frequency component cut off by the filter is changed .
[0012]
Also, auto-focus system according to claim 2, the high-pass filter from the video signal obtained by the photoelectric conversion of an image formed by the optical system removed the high frequency components, based on the high frequency component claim in autofocus system for focusing of the optical system automatically, the high-pass filter as the filter of claim 1, changes the frequency component cut off by the high-pass filter to the frequency components of the video signal Te 1 A cutoff frequency changing circuit for the filter is provided.
[0013]
According to the present invention, the same effect as changing the cutoff frequency of the filter is obtained by changing the transmission rate of the target signal input to the filter to the filter without changing the frequency characteristics of the filter. Even if you want to change the frequency component to be cut off (frequency component to be transmitted) with respect to the frequency component of the target signal, there is no need to change the frequency characteristic of the filter, and multiple filters with different frequency characteristics (cutting frequency) are used There is no need to do this. Therefore, the cost of the filter and its peripheral circuits can be reduced and the circuit size can be reduced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a filter cutoff frequency changing circuit and an autofocus system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an autofocus system to which the present invention is applied. The autofocus system shown in the figure is generally applied to a television camera. For example, a focus lens (group) FL, a variator lens (group) VL, and a compensator lens (group) CL are used as photographing lenses (shooting optical systems). A zoom lens (group) ZL, an iris I, a relay lens (group) RL, and the like are arranged.
[0016]
The subject image formed by the photographic lens is photoelectrically converted by the image pickup device (CCD) 10 of the TV camera body, and subjected to predetermined signal processing by a predetermined signal processing circuit 12. Thereby, a video signal of a predetermined standard (for example, NTSC system) is output from the signal processing circuit 12 for video display.
[0017]
On the other hand, the signal processing circuit 12 also outputs a video signal for autofocus (AF) control, and the AF control video signal is input to the focus evaluation value generation unit 14. The video signal for AF control is, for example, a luminance signal, and a voltage signal corresponding to the luminance value of each pixel constituting the screen is sequentially transmitted from the upper stage to the lower stage along the horizontal scanning line. It should be noted that the focus evaluation value generation unit 14 and the CPU 16 to be described later may be incorporated into the camera body, or may be incorporated into a driving device that drives each operation unit (focus lens FL, etc.) of the photographing lens. It may be arranged in any part of the apparatus constituting the system.
[0018]
The focus evaluation value generation unit 14, which will be described in detail later, generates a focus evaluation value indicating the level of contrast (sharpness) of the captured image based on the video signal given from the signal processing circuit 12. FIG. 2 is a diagram illustrating the magnitude of the focus evaluation value obtained by changing the position of the focus lens FL (focus position) when shooting a subject that does not change. As shown in the figure, the focus evaluation value generally indicates a mountain-shaped curve, and the focus position F0 when the focus evaluation value at the peak point P0 is obtained is in the best focus state.
[0019]
The CPU 16 acquires the focus evaluation value generated by the focus evaluation value generation unit 14, and performs autofocus control based on the acquired focus evaluation value. The focus of the photographing lens is changed by driving the focus lens FL in the optical axis direction by the focus motor FM, and the focus motor FM is driven according to a control signal given from the CPU 16 to the focus motor drive circuit 18. The CPU 16 is provided with a position signal indicating the current position of the focus lens FL from the potentiometer FP, and the CPU 16 drives the focus motor FM while referring to the position signal to bring the focus lens FL to a desired position. Move.
[0020]
In the autofocus control, the CPU 16 performs a wobbling operation for changing the focal position of the photographing lens back and forth, and the focus evaluation value of the focus lens FL whose focus evaluation value is increased by the focus evaluation value obtained from the focus evaluation value generation unit 14 during that time. Detect the moving direction. For wobbling, the focus lens FL may be moved back and forth, or when there is a dedicated wobbling lens, the lens may be moved back and forth. When the direction in which the focus evaluation value increases is detected, the focus lens FL is subsequently moved in that direction. When it is detected that the focus evaluation value has decreased while moving the focus lens FL, the peak point of the focus evaluation value is recognized, and the focus lens FL is stopped at that position. Thereby, the focus of the photographing lens is set to the best focus state.
[0021]
Next, the configuration of the focus evaluation value generation unit 14 and its peripheral circuits is shown in FIG. The focus evaluation value generation unit 14 mainly includes an A / D converter 20, an SRAM 22, a high pass filter (HPF) 24, and an adder circuit 26. As shown in FIG. 1, the video signal (luminance signal) output from the signal processing circuit 12 of the camera body is input to the focus evaluation value generation unit 14. First, the digital signal is output from the A / D converter 20 for each pixel. Converted into (pixel data). Of the pixel data sequentially output from the A / D converter 20, pixel data within a predetermined period is temporarily stored in the SRAM 22. Note that the SRAM 22 stores, for example, only pixel data within a predetermined range (focus area) on the screen to be autofocused. Further, the storage capacity of the SRAM 22 is, for example, a capacity capable of storing pixel data in the focus area for one screen. The SRAM 22 may use a storage circuit of a type other than the SRAM, and the storage capacity may be different from that described above.
[0022]
The pixel data once stored in the SRAM 22 is sequentially read out to a high-pass filter (HPF) 24 composed of a digital filter. The pixel data read out to the HPF 24 is pixel data in a case where a low-frequency component is cut off from a predetermined cut-off frequency fc and only a high-frequency component is extracted from the frequency components of the video signal in the focus area. Is converted to
[0023]
The pixel data obtained by the HPF 24 is sequentially output to the adder circuit 26 and integrated by the adder circuit 26 for each focus area range for one screen. Thereby, focus evaluation value data is generated and read by the CPU 16.
[0024]
On the other hand, as a peripheral circuit of the focus evaluation value generation unit 14, a synchronization separation circuit 28 and a clock generation circuit 30 that generate a clock signal and the like for synchronizing the processing operation of each circuit are disposed. The video signal output from the signal processing circuit 12 of the camera body is branched to the synchronization separation circuit 28 in addition to being input to the focus evaluation value generation unit 14. Then, the horizontal synchronizing signal is separated from the video signal by the synchronizing separation circuit 28, and the horizontal synchronizing signal is given to the clock generating circuit 30.
[0025]
The clock generation circuit 30 provides a clock signal having a constant frequency to the A / D converter 20, the HPF 24, the adder circuit 26, and the CPU 16 in synchronization with the horizontal synchronization signal provided from the synchronization separation circuit 28, and outputs them. Synchronize circuit operation.
[0026]
In contrast, the SRAM 22 is provided with a write clock that instructs data writing in accordance with the timing at which each pixel data is output only during the period in which the pixel data in the focus area is output from the A / D converter 20. . As a result, only the pixel data in the focus area is stored in the SRAM 22. The SRAM 22 is supplied with a read clock for instructing reading of data stored in the SRAM 22.
[0027]
Here, the frequency of the read clock given from the clock generation circuit 30 to the SRAM 22 is not constant, but is changed by a command from the CPU 16. For example, when the write clock frequency and the read clock frequency are the same, the pixel data is read from the SRAM 22 at the same speed as the pixel data is written to the SRAM 22. In this case, the transmission speed of the video signal output from the signal processing circuit 12 to the HPF 24 is not changed in the SRAM 22. That is, the speed at which the voltage signal corresponding to each pixel is sequentially output as a video signal from the signal processing circuit 12 matches the speed at which each pixel data is sequentially input to the HPF 24. Therefore, the upper limit of the frequency component cut off by the HPF 24 among the frequency components of the video signal output from the signal processing circuit 12 (the lower limit of the frequency component passing through the HPF 24), that is, the cut-off frequency is defined as the frequency characteristic of the HPF 24. Is the cutoff frequency fc.
[0028]
On the other hand, when the frequency of the write clock and the read clock are different due to the change in the frequency of the read clock, the pixel data is read from the SRAM 22 at a speed different from the speed at which the pixel data is written to the SRAM 22. In this case, the transmission speed of the video signal output from the signal processing circuit 12 to the HPF 24 is changed in the SRAM 22. That is, the speed at which the voltage signal corresponding to each pixel is sequentially output as a video signal from the signal processing circuit 12 is different from the speed at which each pixel data is sequentially input to the HPF 24. Therefore, when each frequency component of the video signal output from the signal processing circuit 12 is input to the HPF 24, it is converted to a component having a different frequency. For this reason, the upper limit of the frequency component cut off by the HPF 24 among the frequency components of the video signal output from the signal processing circuit 12 changes from the cut-off frequency fc.
[0029]
For example, assume that the frequency of the read clock is increased by n times with respect to the write clock, and the read speed is increased by n times with respect to the write speed of the pixel data to the SRAM 22. At this time, the transmission speed of the video signal is converted to n times by the SRAM 22, and when each frequency component of the video signal output from the signal processing circuit 12 is input to the HPF 24, the frequency component of n times Converted to. On the other hand, since the cutoff frequency fc of the HPF 24 is constant, this is equivalent to changing the cutoff frequency of the HPF 24 for the video signal output from the signal processing circuit 12 to fc / n.
[0030]
As a specific numerical example, the prescribed cutoff frequency fc of the HPF 24 is 4 MHz, for example, and the frequency of the read clock is 1, 2 or 4 times the frequency of the write clock, that is, the value of n described above. Is changed to 1, 2, and 4. At this time, the cutoff frequency of the HPF 24 is equivalently changed to 4 MHz, 2 MHz, or 1 MHz.
[0031]
Note that it is more preferable that the specified cutoff frequency fc of the HPF 24 be as high as possible because the order (the number of taps) can be reduced and the circuit size of the HPF 24 can be reduced. Further, it is not necessary to set any one of the cutoff frequencies of the HPF 24 to be equivalently changed to the prescribed cutoff frequency fc of the HPF 24.
[0032]
Further, the frequency of the read clock is changed by a command from the CPU 16, but the change condition is not limited to a specific condition. For example, when the frequency of the readout clock is changed in accordance with a user instruction, the case where the frequency of the readout clock is automatically changed according to the state of the subject to be photographed, the photographing conditions, and the like can be considered. In general, when high-precision focusing is required, priority is given to lowering the read clock frequency to increase the equivalent cutoff frequency of the HPF 24 and increasing the focusing speed over accuracy. In this case, a change condition is considered in which the frequency of the read clock is increased and the equivalent cutoff frequency of the HPF 24 is decreased.
[0033]
Next, the variable range of the read clock frequency will be described. When the writing clock has a predetermined frequency, the time (writing time) required to write all the pixel data in the focus area to the SRAM 22 in one horizontal scanning period (1H) is 1H * (1 / m). In this case, the time required to read out the pixel data from the SRAM 22 is at least 1H * ((m−1) / m) which is the remaining time of one horizontal scanning period 1H, that is, (m−1) of the writing time. ) Can be slowed down to twice. When the clock frequency is set, the read clock frequency can be reduced to 1 / (m-1) times the write clock frequency.
[0034]
If the SRAM 22 can operate simultaneously with a write clock and a read clock having different frequencies, the read time can be delayed up to 1H, which is m times as long as the write time 1H * (1 / m). In the case of the reading time (reading speed), it is possible to deal with the case where the processing target is every predetermined number of horizontal scanning lines.
[0035]
Basically, the direction of increasing the frequency of the read clock is not limited in time by the standard of the video signal, and depends on the processing capability of the HPF 24.
[0036]
Thus, without changing the frequency characteristic (cutoff frequency) of the HPF 24, and without using a plurality of HPFs having different cut-off frequencies, the cut-off frequency of one HPF 24 is equivalent by changing the transmission speed of the video signal. Thus, the cost can be reduced and the circuit size can be reduced. By reducing the circuit size, it is possible to distribute the improvement in performance such as improving the frequency characteristics such as the cutoff frequency of the HPF in the vacant space. Also, under certain conditions, such as processing only a part of the screen, the high-frequency signal stored in the SRAM 22 can be read and processed slowly, and high-speed processing can be applied to circuits that do not support high-speed processing. is there.
[0037]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an autofocus system has been described. However, the present invention can also be applied to other apparatuses and systems.
[0038]
In the above-described embodiment, the case where the cutoff frequency of the HPF 24 can be changed has been described. However, the present invention is a filter other than a high-pass filter, and a frequency characteristic corresponding to the cutoff frequency of a low-pass filter, a band-pass filter, or the like. It can be applied to a filter having
[0039]
Further, the present invention is not limited to being applied to an autofocus system.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the filter cutoff frequency changing circuit and the autofocus system according to the present invention, by changing the transmission speed of the target signal input to the filter to the filter without changing the frequency characteristics of the filter. Since the same effect as that obtained by changing the cutoff frequency of the filter is obtained, the frequency characteristic of the filter is changed even when the frequency component to be blocked by the filter (frequency component to be transmitted) is changed with respect to the frequency component of the target signal. There is no need to use a plurality of filters having different frequency characteristics (cutoff frequencies). Therefore, the cost of the filter and its peripheral circuits can be reduced and the circuit size can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an autofocus system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between a focus position and a focus evaluation value.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a focus evaluation value generation unit and its peripheral circuits.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image sensor, 12 ... Signal processing circuit, 14 ... Focus evaluation value production | generation part, 16 ... CPU, 18 ... Focus motor drive circuit, 20 ... A / D converter, 22 ... SRAM, 24 ... High pass filter, 26 ... Addition Circuit, 28 ... Sync separation circuit, 30 ... Clock generation circuit, FL ... Focus lens, ZL ... Zoom lens, I ... Iris, RL ... Relay lens, FM ... Focus motor, FP ... Potentiometer

Claims (2)

入力した信号の周波数成分のうち、所定の遮断周波数以下又は以上の周波数成分を遮断するフィルタと、
入力した信号を一時的に記憶する記憶回路であるSRAMと、
前記SRAMに記憶された信号を前記フィルタに出力するために読み出すための読出しクロックを発生させるクロック発生回路と、
該クロック発生回路により発生させる読出しクロックの周波数を変更させるCPUと、 を備え、前記読出しクロックの周波数を変更させて前記入力した信号の伝送速度を変更して前記フィルタに出力することにより、前記入力した信号の周波数成分に対して前記フィルタにより遮断される周波数成分を変更することを特徴とするフィルタの遮断周波数変更回路。
Among the frequency components of the input signal, a filter that cuts off a frequency component equal to or lower than a predetermined cutoff frequency, and
SRAM which is a storage circuit for temporarily storing the input signal ;
A clock generation circuit for generating a read clock for reading the signal stored in the SRAM for output to the filter;
A CPU for changing the frequency of a read clock generated by the clock generation circuit, and changing the frequency of the read clock to change the transmission speed of the input signal and outputting it to the filter. A cutoff frequency changing circuit for a filter, wherein a frequency component cut off by the filter is changed with respect to a frequency component of the received signal.
光学系により結像された像を光電変換して得られた映像信号からハイパスフィルタにより高域周波数成分を取り出し、該高域周波数成分に基づいて前記光学系のピント合わせを自動で行うオートフォーカスシステムにおいて、
前記ハイパスフィルタを請求項1のフィルタとして、前記映像信号の周波数成分に対して前記ハイパスフィルタにより遮断する周波数成分を変更する請求項1のフィルタの遮断周波数変更回路を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
An autofocus system that extracts a high-frequency component from a video signal obtained by photoelectrically converting an image formed by an optical system by a high-pass filter, and automatically focuses the optical system based on the high-frequency component In
An auto circuit comprising the filter cut-off frequency changing circuit according to claim 1, wherein the high-pass filter is a filter according to claim 1, and a frequency component cut off by the high-pass filter is changed with respect to a frequency component of the video signal. Focus system.
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