JP2004072297A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置においてマニュアルでフォーカスを合わせる際に小型のビューファインダ表示によってフォーカスリングのジャスピン位置を知ることが困難であった。
【解決手段】フォーカスリング位置をアドレスとして合焦の程度を示す合焦信号レベルを一次元メモリに格納し、映像信号の水平走査位置をアドレスとして一次元メモリから読み出した合焦信号レベルと垂直走査位置を比較することでビューファインダ内にフォーカスリング位置−合焦信号レベルを２次元グラフとしてリアルタイム表示する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に放送用や業務用などの撮像装置等において、ビューファインダ（以下、ＶＦ　と記す）上に映し出される映像のフォーカス状態やホワイトバランス状態を２次元グラフとして表示する機能を設けた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＶＦにおいてフォーカスをアシストする機能をもつ撮像装置としては、例えば図５に示すような特開平１１−１２７３７９号公報に記載されたようなものがある。
【０００３】
図５において、１は撮像レンズ、２は撮像素子、５はＶＦ用輝度信号（以下、ＶＦ−Ｙ）作成部、４０は合焦信号作成部、１０は合成回路、１１はＶＦ出力端子である。　このように構成された装置の動作について説明する。撮像素子２で得られた映像信号は、ＶＦ−Ｙ作成部５で３原色の信号を所定比率で演算することでＶＦ−Ｙとなる。また、合焦信号作成部４０では映像信号の高周波成分を抽出したものからフォーカスの度合いを示す合焦信号を作成する。つまり、フォーカスが合っていれば映像信号の先鋭感が増し、含まれる高周波成分が増すことを利用する。映像信号から合焦信号を作成する方法としては、画面全域または着目する領域において、映像信号の２次微分値のピークトゥピーク値や、映像信号の２次微分値の絶対値を合計する方法などがある。合焦信号作成部４０で作成されたフォーカスの度合いを示す合焦信号に応じて、合成回路１０によってＶＦ−Ｙ信号に重ね合わせる表示を変化させる。具体的には、合焦信号を数値、あるいはレベルを示すバー表示で映像信号に重ね合わせてＶＦに表示する。
【０００４】
この従来手法は、レンズのフォーカスリングを前もって十分な角度範囲にわたって回転させることで合焦信号のピーク値を取得した上で、このピーク値を表す１２０のような枠表示と、本撮影時の合焦信号を１２１のようなバー表示としたり、ピーク値で本撮影時の合焦信号を正規化したものを数値表示したりすることでフォーカスリングの最適位置を知らせようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の撮像装置の使用においては撮影している被写体は時々刻々変化するものであり、上記従来の撮像装置のように前もって取得した合焦信号のピーク値は限られた条件でしか有効でない。また、フォーカスを合わせる度に合焦信号のピーク値の予備確認作業を行うことは、その度に時間がかかるため現実的ではない。このように変化する信号の代表値を数値やバー表示などの一次元的な表示で行うと、信号の極値付近の様子を把握することが難しく、いわゆるジャスピン位置でフォーカスリングを止めることが難しい。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、フォーカスを合わせやすくするための２次元グラフ表示を用いたフォーカスアシスト機能を有する撮像装置と、さらに、似たような構成で実現できる、撮像信号波形を２次元グラフ表示する機能を有する撮像装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本願の請求項１から３の発明は、
撮像レンズと撮像素子を介して得られた撮像信号を入力してＶＦに撮像画像を表示すると共に、前記撮像画像のフォーカス状態を合焦情報として前記ＶＦに出力する撮像装置であって、
前記ＶＦに出力される前記合焦情報は、水平方向で前記撮像レンズのフォーカスリング位置を示し、垂直方向で前記撮像画像のエッジ信号から作成される合焦の程度をあらわす合焦信号のレベルを示す２次元グラフであることを特徴とするものである。
【０００８】
本願の請求項４から６の発明は、
撮像レンズと撮像素子を介して得られた撮像信号を入力してＶＦに撮像画像を表示すると共に、前記撮像画像のフォーカス状態を合焦情報として前記ＶＦに出力する撮像装置であって、
前記撮像画像の水平走査位置をアドレスとして記憶内容を出力する一次元メモリと、前記撮像画像の垂直走査位置と前記一次元メモリの出力とを比較して前記合焦情報を出力する比較回路と、前記比較回路の出力を前記撮像画像に挿入する合成回路とを備えたものである。
【０００９】
本願の請求項７から８の発明は、撮像レンズと撮像素子を介して得られた撮像信号を入力してＶＦに撮像画像を表示すると共に、前記撮像画像のホワイトバランス情報を前記ＶＦに出力する撮像装置であって、
前記撮像画像の水平走査位置をアドレスとして記憶内容を出力する第１の一次元メモリと、前記撮像画像の水平走査位置をアドレスとして記憶内容を出力する第２の一次元メモリと、前記撮像画像の垂直走査位置と前記第１の一次元メモリの出力と前記第２の一次元メモリの出力とを比較して前記ホワイトバランス情報を出力する比較回路と、前記比較回路の出力を前記撮像画像に挿入する合成回路とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本発明の撮像装置の一実施例を示しており、図１において１は撮像レンズ、２は撮像素子、４０は合焦信号作成部、５はＶＦ−Ｙ作成部、６は水平カウンタ、７は垂直カウンタ、８０は一次元メモリ、９０は比較回路、１０は合成回路、１１はＶＦ出力端子である。
【００１２】
以上のように構成された撮像装置について、以下、その動作を述べる。撮像レンズ１を介して撮像素子２から出力される撮像信号は、ＶＦ−Ｙ作成部５と合焦信号作成部４０に入力される。合焦信号作成部４０で撮像信号のエッジ信号から作成される合焦の程度をあらわす合焦信号は、撮像レンズ１から出力されるフォーカスリング位置信号３をアドレスとして一次元メモリ８０に書き込まれる。そして、水平カウンタ６から出力される撮像信号の水平走査位置をアドレスとして一次元メモリ８０の内容が撮像信号の水平走査に同期して読み出される。一次元メモリ８０から出力される合焦信号のレベルと垂直カウンタ７から出力される撮像信号の垂直走査位置の比較を比較回路９０で行う。比較回路９０の出力とＶＦ−Ｙ作成部５から出力されたＶＦ用Ｙ信号を合成回路１０で合成し、ＶＦ用信号としてＶＦ出力端子１１から出力する。
【００１３】
以上の処理がなされたＶＦ上の画面表示は例えば図２に示すようになる。つまり、水平走査に同期して一次元メモリ８０から読み出される合焦信号のレベルは、すなわち水平走査位置と対応するフォーカスリング位置での合焦信号のレベルである。さらに、垂直走査位置に対応する合焦信号レベルが、一次元メモリ８０から出力された合焦信号のレベルより小さく、合焦信号の取りうる最小値より大きい場合に比較回路９０からフラグ信号を出力させ、このフラグ信号を合成回路１０でＶＦ用Ｙ信号に合成すると図２の斜線部のような２次元グラフとしてＶＦに表示される。ここで、図１では省略したが、フォーカスリング位置信号と撮像信号の水平走査位置とのスケール変換、合焦信号のレベルと撮像信号の垂直走査位置とのスケール変換は必要に応じて行うものとする。
【００１４】
撮影者がフォーカスリングを回した場合、最新のフォーカスリング位置に対応する一次元メモリの内容が最新の合焦信号によって上書きされ、ＶＦ表示される２次元グラフの最新のフォーカスリング位置と対応する位置のレベル表示が、最新の合焦信号のレベルに描き替わる。つまり、フォーカスリング位置の変化と合焦信号レベルの変化がリアルタイムにＶＦ表示に反映され、過去の合焦信号レベルの履歴と合わせて表示されることで、合焦信号が極大値をとるジャスピン位置の判断が容易になる。
【００１５】
なお、合成回路１０において、最新のフォーカスリング位置に対応する水平走査位置で２次元グラフ表示の輝度を変化させたり、マーカー表示を付加することで最新のフォーカスリング位置を明示してもよい。また、撮影する画像に応じて合焦信号作成部４０で合焦信号を計算する領域を変化させたり、合焦信号レベル表示のゲインを比較回路９０などで変化させてもよい。
【００１６】
本実施の形態ではフォーカスリング位置を水平方向、合焦信号レベルを垂直方向にとって２次元グラフ表示する例を示したが、水平カウンタ６と垂直カウンタ７を入れ替えて、フォーカスリング位置を垂直方向、合焦信号レベルを水平方向にとった２次元グラフ表示としてもよい。
【００１７】
（実施の形態２）
図３は本発明の撮像装置の一実施例を示し、図３において１は撮像レンズ、２は撮像素子、４１は最大値選択回路、４２は最小値選択回路、５はＶＦ−Ｙ作成部、６は水平カウンタ、７は垂直カウンタ、８１は第１の一次元メモリ、８２は第２の一次元メモリ、９１は比較回路、１０は合成回路、１１はＶＦ出力端子である。
【００１８】
以上のように構成された撮像装置について、以下、その動作を述べる。撮像レンズ１を介して撮像素子２から出力される撮像信号は、ＶＦ−Ｙ作成部５と最大値選択回路４１と最小値選択回路４２に入力される。最大値選択回路４１は撮像信号の３チャンネル（ＲＧＢ）のうち最も信号レベルの高いものを出力する。最小値選択回路４２は撮像信号の３チャンネル（ＲＧＢ）のうち最も信号レベルの低いものを出力する。最大値選択回路４１からの出力は、撮像信号の水平走査位置を示す水平カウンタ６の出力をアドレスとして第１の一次元メモリ８１に書き込まれる。最小値選択回路４２からの出力も同様に、水平カウンタ６の出力をアドレスとして第２の一次元メモリ８２に書き込まれる。この第１の一次元メモリ８１、第２の一次元メモリ８２への書き込みは、例えばオートホワイトバランス処理に使用した画面領域を含む水平走査期間について行う。そして、水平カウンタ６から出力される撮像信号の水平走査位置をアドレスとして第１の一次元メモリ８１、第２の一次元メモリ８２の内容が撮像信号の水平走査に同期して読み出される。第１の一次元メモリ８１、第２の一次元メモリ８２から出力される信号レベルと、垂直カウンタ７から出力される撮像信号の垂直走査位置の比較を比較回路９１で行う。比較回路９１の出力とＶＦ−Ｙ作成部５から出力されたＶＦ用Ｙ信号を合成回路１０で合成し、ＶＦ用信号としてＶＦ出力端子１１から出力する。
【００１９】
以上の処理がなされたＶＦ上の画面表示は例えば図４に示すようになる。つまり垂直走査位置に対応する信号レベルが、第１の一次元メモリ８１から水平走査に同期して読み出される画素毎の最大信号レベルと第２の一次元メモリ８２から読み出される画素毎の最小信号レベルの間である場合に比較回路９１からフラグ信号を出力し、このフラグ信号を合成回路１０でＶＦ用Ｙ信号に合成すると図４の斜線部のような２次元グラフがＶＦに表示される。ここで、図３では省略したが、撮像信号のレベルと撮像信号の垂直走査位置とのスケール変換は必要に応じて行うものとする。
【００２０】
オートホワイトバランス機能を用いてホワイトバランスをとった際に、白黒表示のＶＦではホワイトバランスが間違いなくとれているかどうかを色で確認することはできない。そこで、オートホワイトバランス処理に使用した画面領域を含む水平ラインについて、３チャンネル（ＲＧＢ）の信号波形そのものを２次元グラフ表示することでホワイトバランスの確認を行うものである。上記の構成では３チャンネル（ＲＧＢ）のうちの最大信号レベルと最小信号レベルの間をペイントしたようなグラフ表示となり、ホワイトバランスがとれている箇所では図４中の１１２のようにグラフ表示がくびれた形となり、白黒ＶＦでホワイトバランス状態を確認できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、２次元のフレームメモリを必要とせず、一次元のラインメモリを使用した小規模な回路でＶＦに２次元グラフ表示が可能である。さらに、２次元グラフは撮像信号の走査位置を示す水平カウンタ、垂直カウンタのカウンタ値との比較によって描画されるため、高い時間応答性が実現できる。よって、フォーカスアシスト機能ではフォーカスリング位置と合焦の程度が分かりやすい形式で、しかもフォーカスリング位置を変更した時に合焦信号の変化が即座にグラフ表示に反映されるため、撮影者にとってフォーカスリングのジャスピン位置を探りやすくなる。
【００２２】
また、似たような回路で信号波形そのものを白黒ＶＦにグラフ表示することができ、目視によってホワイトバランスの確認が行えるという顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の形態によるフォーカスアシスト機能の回路構成例を示すブロック図
【図２】本発明の一実施例の形態によるフォーカスアシスト機能のＶＦ表示の一例を示す図
【図３】本発明の一実施例の形態によるホワイトバランス確認機能の回路構成例を示すブロック図
【図４】本発明の一実施例の形態によるホワイトバランス確認用信号波形のＶＦ表示の一例を示す図
【図５】従来のフォーカスアシスト機能を実現する回路構成例を示すブロック図
【図６】従来のフォーカスアシスト機能を用いた撮像装置のＶＦ表示の一例を示す図
【符号の説明】
１　撮像レンズ
２　撮像素子
３　フォーカスリング位置
４０　合焦信号作成部
４１　最大値選択回路
４２　最小値選択回路
５　ＶＦ用輝度信号（ＶＦ−Ｙ）作成部
６　水平カウンタ
７　垂直カウンタ
８０、８１、８２　一次元メモリ
９０、９１　比較回路
１０　合成回路
１１　ＶＦ出力端子
１００　ＶＦ画面
１０１　２次元グラフ表示領域
１０２，１０３　フォーカスリング位置指標
１０４　過去の合焦信号履歴の表示
１０５　最新の合焦信号の表示
１１０　最大値を示すグラフ
１１１　最小値を示すグラフ
１２０　枠表示
１２１　合焦信号レベルのバー表示

Claims (8)

1. 撮像レンズと撮像素子を介して得られた撮像信号を入力してビューファインダに撮像画像を表示すると共に、前記撮像画像のフォーカス状態を合焦情報として前記ビューファインダに出力する撮像装置であって、
   前記ビューファインダに出力される前記合焦情報は、水平方向で前記撮像レンズのフォーカスリング位置を示し、垂直方向で前記撮像画像のエッジ信号から作成される合焦の程度をあらわす合焦信号のレベルを示す２次元グラフであることを特徴とする撮像装置。
2. 前記ビューファインダに出力される前記合焦情報は、
   同一時刻における前記撮像レンズのフォーカスリング位置と前記合焦信号のレベルを示す表示を複数の時刻にわたって重ね合わせた表示とすることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記ビューファインダに出力される前記合焦情報において、
   最新の前記撮像レンズのフォーカスリング位置と最新の前記合焦信号のレベルを示す表示と、過去の前記撮像レンズのフォーカスリング位置と過去の前記合焦信号のレベルを示す表示とを輝度の変化またはマーカー表示で区別して認識する表示手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 撮像レンズと撮像素子を介して得られた撮像信号を入力してビューファインダに撮像画像を表示すると共に、前記撮像画像のフォーカス状態を合焦情報として前記ビューファインダに出力する撮像装置であって、
   前記撮像画像の水平走査位置をアドレスとして記憶内容を出力する一次元メモリと、前記撮像画像の垂直走査位置と前記一次元メモリの出力とを比較して前記合焦情報を出力する比較回路と、前記比較回路の出力を前記撮像画像に挿入する合成回路とを備えたことを特徴とする撮像装置。
5. 前記撮像レンズのフォーカスリング位置をアドレス、前記撮像画像のエッジ信号から作成される合焦信号をデータとして前記一次元メモリに記憶する請求項４記載の撮像装置。
6. 前記撮像レンズのフォーカスリング位置をアドレスとして前記一次元メモリの記憶内容を出力したものと、前記撮像画像のエッジ信号から作成される合焦信号を足して１となる割合で混合したものをデータとして前記撮像レンズのフォーカスリング位置をアドレスとする前記一次元メモリに記憶する請求項４記載の撮像装置。
7. 撮像レンズと撮像素子を介して得られた撮像信号を入力してビューファインダに撮像画像を表示すると共に、前記撮像画像のホワイトバランス情報を前記ビューファインダに出力する撮像装置であって、
   前記撮像画像の水平走査位置をアドレスとして記憶内容を出力する第１の一次元メモリと、前記撮像画像の水平走査位置をアドレスとして記憶内容を出力する第２の一次元メモリと、前記撮像画像の垂直走査位置と前記第１の一次元メモリの出力と前記第２の一次元メモリの出力とを比較して前記ホワイトバランス情報を出力する比較回路と、前記比較回路の出力を前記撮像画像に挿入する合成回路とを備えたことを特徴とする撮像装置。
8. 前記撮像信号のホワイトバランスの算出に用いた領域を含む水平走査期間において前記撮像信号のＲＧＢ信号の最大値を出力する最大値回路と、前記撮像信号のＲＧＢ信号の最小値を出力する最小値回路と、前記撮像画像の水平走査位置をアドレス、前記最大値回路の出力をデータとして前記第１の一次元メモリに記憶し、前記撮像画像の水平走査位置をアドレス、前記最小値回路の出力をデータとして前記第２の一次元メモリに記憶する請求項７記載の撮像装置。

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