JPH0136302B2 - - Google Patents
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- JPH0136302B2 JPH0136302B2 JP55035200A JP3520080A JPH0136302B2 JP H0136302 B2 JPH0136302 B2 JP H0136302B2 JP 55035200 A JP55035200 A JP 55035200A JP 3520080 A JP3520080 A JP 3520080A JP H0136302 B2 JPH0136302 B2 JP H0136302B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- time
- solid
- image sensor
- series electrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一次元固体撮像素子を用いた自動焦
点調節装置に関するものである。
点調節装置に関するものである。
このような自動焦点調節装置は、通常一次元固
体撮像素子を用いた画像読取装置あるいはカメラ
に使用され、普通一次元固体撮像素子、この固体
撮像素子の撮像面上に被写体の像を結像する結像
レンズ、この結像レンズをその光軸上に移動させ
るサーボ機構、所定周波数のピクセルクロツクを
発生し、このピクセルクロツクに同期して前記固
体撮像素子を駆動する駆動手段、前記固体撮像素
子が被写体を読み取つて発生した時系列電気信号
を微分してコントラスト信号(ピント正合位置で
最大となる)を発生する微分手段、前記サーボ機
構によつて前記結像レンズが移動されたとき、こ
の移動の前後の像位置についての前記コントラス
ト信号の2つのピーク値を比較して差信号を発生
する比較回路、この差信号に従つて前記サーボ機
構を作動制御する制御回路からなる。ここで一次
元固体撮像素子とは、リニアイメージセンサとも
称されるものであつて、CCD、フオトダイオー
ドアレイ等の自己走査型光電素子からなるもので
ある。例えば、画像読取装置においては2倍の解
像力を得るためこの一次元固体撮像素子としてバ
イリニア型固体撮像素子すなわちCCDを用いて
いる。このバイリニア型CCDとは、積分領域を
別にしたCCD2組の光感知素子をインタデイジタ
ルに配列することにより、単一のデバイスに構成
したものである。
体撮像素子を用いた画像読取装置あるいはカメラ
に使用され、普通一次元固体撮像素子、この固体
撮像素子の撮像面上に被写体の像を結像する結像
レンズ、この結像レンズをその光軸上に移動させ
るサーボ機構、所定周波数のピクセルクロツクを
発生し、このピクセルクロツクに同期して前記固
体撮像素子を駆動する駆動手段、前記固体撮像素
子が被写体を読み取つて発生した時系列電気信号
を微分してコントラスト信号(ピント正合位置で
最大となる)を発生する微分手段、前記サーボ機
構によつて前記結像レンズが移動されたとき、こ
の移動の前後の像位置についての前記コントラス
ト信号の2つのピーク値を比較して差信号を発生
する比較回路、この差信号に従つて前記サーボ機
構を作動制御する制御回路からなる。ここで一次
元固体撮像素子とは、リニアイメージセンサとも
称されるものであつて、CCD、フオトダイオー
ドアレイ等の自己走査型光電素子からなるもので
ある。例えば、画像読取装置においては2倍の解
像力を得るためこの一次元固体撮像素子としてバ
イリニア型固体撮像素子すなわちCCDを用いて
いる。このバイリニア型CCDとは、積分領域を
別にしたCCD2組の光感知素子をインタデイジタ
ルに配列することにより、単一のデバイスに構成
したものである。
ところがこのバイリニア型のCCDの場合は、
得られる時系列電気信号にスパイクノイズが現わ
れること、および2組の素子を用いているので素
子ごとに特性が異なり、従つて得られる時系列電
気信号の偶数個目と奇数個目の間に強度の偏りが
できることという2つの欠点を有している。これ
ら2つの欠点は、自動焦点調節におけるコントラ
スト信号のピーク値を検知する際に大きく影響
し、従つて正確な焦点調節ができないおそれがあ
る。
得られる時系列電気信号にスパイクノイズが現わ
れること、および2組の素子を用いているので素
子ごとに特性が異なり、従つて得られる時系列電
気信号の偶数個目と奇数個目の間に強度の偏りが
できることという2つの欠点を有している。これ
ら2つの欠点は、自動焦点調節におけるコントラ
スト信号のピーク値を検知する際に大きく影響
し、従つて正確な焦点調節ができないおそれがあ
る。
そこで本発明は、上記したような欠点のない、
バイリニア型固体撮像素子を用いた自動焦点調節
装置を提供することを目的とするものである。
バイリニア型固体撮像素子を用いた自動焦点調節
装置を提供することを目的とするものである。
本発明による自動焦点調節装置は、時系列電気
信号を発生するバイリニア型固体撮像素子と微分
回路等の微分手段との間に、前記時系列電気信号
からピクセルクロツク周波数以上の周波数成分を
カツトする低域フイルタ、および前記時系列電気
信号から前記周波数の2分の1の周波数の近傍の
周波数成分をカツトする帯域消去フイルタを配し
たことにより、前記時系列電気信号に現われるス
パイクノイズと該時系列電気信号の偶数個目と奇
数個目の間の強度の偏りを消去したことを特徴と
するものである。
信号を発生するバイリニア型固体撮像素子と微分
回路等の微分手段との間に、前記時系列電気信号
からピクセルクロツク周波数以上の周波数成分を
カツトする低域フイルタ、および前記時系列電気
信号から前記周波数の2分の1の周波数の近傍の
周波数成分をカツトする帯域消去フイルタを配し
たことにより、前記時系列電気信号に現われるス
パイクノイズと該時系列電気信号の偶数個目と奇
数個目の間の強度の偏りを消去したことを特徴と
するものである。
本発明によれば、バイリニア型固体撮像素子に
よつて得られる時系列電気信号に現われるノイズ
と偏りと低域フイルタおよび帯域消去フイルタを
用いて消去しているので、正しくコントラスト信
号の最大値を検出することができ、従つて正確な
自動焦点調節を行なうことができる。
よつて得られる時系列電気信号に現われるノイズ
と偏りと低域フイルタおよび帯域消去フイルタを
用いて消去しているので、正しくコントラスト信
号の最大値を検出することができ、従つて正確な
自動焦点調節を行なうことができる。
以下添付図面を参照して本発明の自動焦点調節
装置の好ましい実施例について説明する。
装置の好ましい実施例について説明する。
第1図は、本発明の自動焦点調節装置の概略図
である。
である。
第1図において、符号1は結像レンズを示し、
符号2はこの結像レンズ1による被写体の像であ
る。この像2の像面上には、この像2を読み取り
この像2に対応する時系列電気信号を発生するバ
イリニア型固体撮像素子(例えばCCD)3が配
されている。この撮像素子3は、ピクセルクロツ
ク発生器4によつて発生されるピクセルクロルク
に同期して駆動回路5によつて駆動され、すなわ
ち走査を開始し、像2を読み取つて時系列電気信
号に変換する。この電気信号は、コントラスト信
号検知回路6に入力されて自動焦点調節のために
用いられる。他に画像読取用の出力端を設けても
よい。このコントラスト信号検知回路6は微分手
段(微分回路)からなり上記電気信号(映像信
号)の鮮鋭さ、すなわち像の焦点があつているか
否かによつて大小する信号(コントラスト信号)
を上記時系列電気信号から得る回路である。すな
わちこのコントラスト信号検知回路6は、上記撮
像素子3の各ピクセルに対応してコントラスト信
号を出力するものである。このコントラスト信号
は、ピークデイテクタ7に入力され、このピーク
デイテクタは、上記撮像素子の1走査中でピーク
値を示すコントラスト信号を検知しホールドす
る。このコントラスト信号のピーク値は、A/D
変換器8でデイジタル値に変換され、入出力イン
タフエース回路(図示せず)を介してマイクロコ
ンピユータ9中に取り込まれる。このマイクロコ
ンピユータ9は、このコントラスト信号のピーク
値と、この動作以前に同様にしてマイクロコンピ
ユータ9に取り込まれたコントラスト信号の値と
を比較して、ピーク値が最大となる方向にレンズ
を移動させるためのパルスモータコントロール信
号を演算する。このパルスモータコントロール信
号は入出力インタフエース回路(図示せず)を回
してパルスモータコントローラ10に入力され、
これによつてパルスモータ(サーボ機構)11を
順方向もしくは逆方向に上記パルスモータコント
ロール信号のパルス数に比例させて回転する。こ
のパルスモータ11の回転により、例えばラツク
とピニオンの機構12を介して上記結像レンズ1
をその光軸に沿つて移動させ焦点調節を行なう。
符号2はこの結像レンズ1による被写体の像であ
る。この像2の像面上には、この像2を読み取り
この像2に対応する時系列電気信号を発生するバ
イリニア型固体撮像素子(例えばCCD)3が配
されている。この撮像素子3は、ピクセルクロツ
ク発生器4によつて発生されるピクセルクロルク
に同期して駆動回路5によつて駆動され、すなわ
ち走査を開始し、像2を読み取つて時系列電気信
号に変換する。この電気信号は、コントラスト信
号検知回路6に入力されて自動焦点調節のために
用いられる。他に画像読取用の出力端を設けても
よい。このコントラスト信号検知回路6は微分手
段(微分回路)からなり上記電気信号(映像信
号)の鮮鋭さ、すなわち像の焦点があつているか
否かによつて大小する信号(コントラスト信号)
を上記時系列電気信号から得る回路である。すな
わちこのコントラスト信号検知回路6は、上記撮
像素子3の各ピクセルに対応してコントラスト信
号を出力するものである。このコントラスト信号
は、ピークデイテクタ7に入力され、このピーク
デイテクタは、上記撮像素子の1走査中でピーク
値を示すコントラスト信号を検知しホールドす
る。このコントラスト信号のピーク値は、A/D
変換器8でデイジタル値に変換され、入出力イン
タフエース回路(図示せず)を介してマイクロコ
ンピユータ9中に取り込まれる。このマイクロコ
ンピユータ9は、このコントラスト信号のピーク
値と、この動作以前に同様にしてマイクロコンピ
ユータ9に取り込まれたコントラスト信号の値と
を比較して、ピーク値が最大となる方向にレンズ
を移動させるためのパルスモータコントロール信
号を演算する。このパルスモータコントロール信
号は入出力インタフエース回路(図示せず)を回
してパルスモータコントローラ10に入力され、
これによつてパルスモータ(サーボ機構)11を
順方向もしくは逆方向に上記パルスモータコント
ロール信号のパルス数に比例させて回転する。こ
のパルスモータ11の回転により、例えばラツク
とピニオンの機構12を介して上記結像レンズ1
をその光軸に沿つて移動させ焦点調節を行なう。
以上のようにして焦点調節は行なわれるが、上
記バイリニア型CCDの場合には、得られる時系
列電気信号にスパイクが表われ、かつ2つの素子
を組み合せていることから素子ごとの特性が奇数
番目の信号と偶数番目の信号の間の強度の偏りと
して表面化してしまう(以下このスパイク等をノ
イズと総称する)。例えば、コントラストのない
画像を読み取つたとしても、その時に得られる時
系電気信号は、第2A図に示すような形状のもの
となつてしまい、従つて正確なコントラスト信号
のピーク値を検出できない。
記バイリニア型CCDの場合には、得られる時系
列電気信号にスパイクが表われ、かつ2つの素子
を組み合せていることから素子ごとの特性が奇数
番目の信号と偶数番目の信号の間の強度の偏りと
して表面化してしまう(以下このスパイク等をノ
イズと総称する)。例えば、コントラストのない
画像を読み取つたとしても、その時に得られる時
系電気信号は、第2A図に示すような形状のもの
となつてしまい、従つて正確なコントラスト信号
のピーク値を検出できない。
そこで上記ノイズをなくすため、本発明におい
てはコントラスト信号検知回路6の微分手段13
の前に低域フイルタ14および帯域消去フイルタ
(ノツチフイルタ)15を設けたことを特徴とす
る(第3図参照)。
てはコントラスト信号検知回路6の微分手段13
の前に低域フイルタ14および帯域消去フイルタ
(ノツチフイルタ)15を設けたことを特徴とす
る(第3図参照)。
第2A図に示した時系列電気信号の場合、その
周波数特性は第4図に示したようになる。そこ
で、低減フイルタ14としてピクセルクロツクの
周波数(f)以上の周波数成分をカツトする低域フイ
ルタを用いる。第2A図に示された時系列電気信
号は、この低減フイルタ14を通過することによ
つて第2B図に示したようなスパイクのない信号
波形となる。この信号は、上記ピクセルクロツク
の周波数の2分の1の周波数を有しており、これ
は2組の特性の異なる素子を組み合せてバイリニ
アCCDを形成したことによるものである。そこ
でこの振動をなくすため、帯域消去フイルタ15
としてピクセルクロツクの周期の2分の1付近の
周波数成分をカツトする帯域消去フイルタを用い
る。第2B図に示された時系列電気信号は、この
帯域消去フイルタ15を通過することによつて第
2C図に示したような振動のない信号となる。こ
の後微分手段によつてこの信号を微分すれば、上
記ノイズの影響のないコントラスト信号が得られ
る。なお、上記の例ではコントラストがない被写
体を用いて説明したので帯域消去フイルタ15を
通過した信号は平坦なものとなつたが、コントラ
ストがある場合にはそれがそのまま信号上に現わ
れる。
周波数特性は第4図に示したようになる。そこ
で、低減フイルタ14としてピクセルクロツクの
周波数(f)以上の周波数成分をカツトする低域フイ
ルタを用いる。第2A図に示された時系列電気信
号は、この低減フイルタ14を通過することによ
つて第2B図に示したようなスパイクのない信号
波形となる。この信号は、上記ピクセルクロツク
の周波数の2分の1の周波数を有しており、これ
は2組の特性の異なる素子を組み合せてバイリニ
アCCDを形成したことによるものである。そこ
でこの振動をなくすため、帯域消去フイルタ15
としてピクセルクロツクの周期の2分の1付近の
周波数成分をカツトする帯域消去フイルタを用い
る。第2B図に示された時系列電気信号は、この
帯域消去フイルタ15を通過することによつて第
2C図に示したような振動のない信号となる。こ
の後微分手段によつてこの信号を微分すれば、上
記ノイズの影響のないコントラスト信号が得られ
る。なお、上記の例ではコントラストがない被写
体を用いて説明したので帯域消去フイルタ15を
通過した信号は平坦なものとなつたが、コントラ
ストがある場合にはそれがそのまま信号上に現わ
れる。
なお、低域フイルタと帯域消去フイルタとを用
いる代りに、f/2以上の周波数成分をカツトす
る低域フイルタを用いても上記とほぼ同様のこと
を行なうことができる。
いる代りに、f/2以上の周波数成分をカツトす
る低域フイルタを用いても上記とほぼ同様のこと
を行なうことができる。
以上説明した本発明の自動焦点調節装置によれ
ば、ノイズのない被写体の輝度の大小のみに対応
して変動する時系列電気信号からコントラスト信
号を得て、これに基づいて焦点調節を行なつてい
るので焦点調節を簡単な機構で極めて精度よく行
なうことができる。
ば、ノイズのない被写体の輝度の大小のみに対応
して変動する時系列電気信号からコントラスト信
号を得て、これに基づいて焦点調節を行なつてい
るので焦点調節を簡単な機構で極めて精度よく行
なうことができる。
第1図は、本発明の自動焦点調節装置の概略
図、第2A,2B,2C図は、本発明の自動焦点
調節装置のコントラスト信号検知回路中での時系
列電気信号の処理過程を示した図、第3図は、本
発明の自動焦点調節装置のコントラスト信号検知
回路の詳細を説明する図、第4図は、バイリニア
型固体撮像素子によつてコントラストのない被写
体を読み取つた際のこの撮像素子が発生する時系
列電気信号の1例の周波数特性を示す図である。 1……結像レンズ、2……像、3……バイリニ
ア型固体撮像素子、4……ピクセルクロツク発生
器、5……駆動回路、6……コントラスト信号検
知回路、7……ピークデイテクタ、8……A/D
変換器、9……マイクロコンピユータ、10……
パルスモータコントローラ、11……パルスモー
タ、12……ラツク−ピニオン機構、13……微
分手段、14……低域フイルタ、15……帯域消
去フイルタ。
図、第2A,2B,2C図は、本発明の自動焦点
調節装置のコントラスト信号検知回路中での時系
列電気信号の処理過程を示した図、第3図は、本
発明の自動焦点調節装置のコントラスト信号検知
回路の詳細を説明する図、第4図は、バイリニア
型固体撮像素子によつてコントラストのない被写
体を読み取つた際のこの撮像素子が発生する時系
列電気信号の1例の周波数特性を示す図である。 1……結像レンズ、2……像、3……バイリニ
ア型固体撮像素子、4……ピクセルクロツク発生
器、5……駆動回路、6……コントラスト信号検
知回路、7……ピークデイテクタ、8……A/D
変換器、9……マイクロコンピユータ、10……
パルスモータコントローラ、11……パルスモー
タ、12……ラツク−ピニオン機構、13……微
分手段、14……低域フイルタ、15……帯域消
去フイルタ。
Claims (1)
- 1 バイリニア型固体撮像素子、この固体撮像素
子の撮像面上に被写体の像を結像する結像レン
ズ、この結像レンズをその光軸上に移動させるサ
ーボ機構、所定周波数のピクセルクロツクを発生
し、このピクセルクロツクに同期して前記固体撮
像素子を駆動する駆動手段、前記固体撮像素子が
被写体を読み取つて発生した時系列電気信号を微
分してコントラスト信号を発生する微分手段、前
記サーボ機構によつて前記結像レンズがその光軸
上に移動されたとき、この移動の前後の像位置に
ついての前記コントラスト信号の2つのピーク値
を比較して差信号を発生する比較回路および、こ
の差信号に従つて前記サーボ機構を作動制御する
制御回路からなる自動焦点調節装置において、前
記固体撮像素子と微分手段の間に、前記時系列電
気信号から前記所定周波数以上の周波数成分をカ
ツトする低域フイルタ、および前記時系列電気信
号から前記所定周波数の2分の1の周波数の近傍
の周波数成分をカツトする帯域消去フイルタを配
したことにより、前記時系列電気信号に現われる
スパイクノイズと該時系列電気信号の偶数個目と
奇数個目の間の強度の偏りを消去したことを特徴
とする自動焦点調節装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3520080A JPS56132313A (en) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Automatic focusing device |
| US06/244,917 US4383274A (en) | 1980-03-19 | 1981-03-18 | Automatic focus controlling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3520080A JPS56132313A (en) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Automatic focusing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56132313A JPS56132313A (en) | 1981-10-16 |
| JPH0136302B2 true JPH0136302B2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=12435213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3520080A Granted JPS56132313A (en) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Automatic focusing device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4383274A (ja) |
| JP (1) | JPS56132313A (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5813075A (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | ビデオカメラ用自動焦点調節装置 |
| JPS5891410A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置の合焦方法 |
| US4442457A (en) * | 1981-12-17 | 1984-04-10 | Hughes Aircraft Company | Charge coupled device focal zoom |
| GB2129642B (en) * | 1982-11-05 | 1986-09-10 | British Library Board | Focus detection |
| JPS59162514A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像走査記録装置における焦点調整方法 |
| JPS6046540A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-13 | Asahi Optical Co Ltd | 変倍可能な複写機の合焦点合倍率装置 |
| JPS60132473A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-15 | Asahi Optical Co Ltd | ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 |
| EP0153964B1 (de) * | 1984-02-22 | 1987-10-28 | Ibm Deutschland Gmbh | Schaltungsanordnung für eine Steuereinrichtung zur Fokuseinstellung eines Linsensystems |
| JPH0620265B2 (ja) * | 1984-08-01 | 1994-03-16 | 松下電器産業株式会社 | 自動焦点調整装置 |
| US4650316A (en) * | 1985-03-13 | 1987-03-17 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method for detecting image information |
| JPS62184407U (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-24 | ||
| US4754334A (en) * | 1987-01-08 | 1988-06-28 | Management Graphics, Inc. | Image recorder having automatic alignment method and apparatus |
| SE456457B (sv) * | 1987-02-06 | 1988-10-03 | Harry Carl Sven Enequist | Sett och anordning for astadkommande av ett metverde indikativt for bl a rett instelld skerpa, serskilt vid projicerade bilder |
| US4814889A (en) * | 1987-10-07 | 1989-03-21 | General Electric Company | Automatic focussing system |
| JPH03194673A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 記号読取装置 |
| JP2748637B2 (ja) * | 1990-03-09 | 1998-05-13 | ソニー株式会社 | オートフォーカス制御装置 |
| US5260736A (en) * | 1991-09-04 | 1993-11-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Auto focus control device |
| JP3252001B2 (ja) * | 1993-02-24 | 2002-01-28 | 富士写真フイルム株式会社 | 自動焦点調節装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3211831A (en) * | 1963-05-31 | 1965-10-12 | Goodyear Aerospace Corp | Automatic focus control system and method |
| US3538334A (en) * | 1968-01-24 | 1970-11-03 | Hycon Mfg Co | Automatic focusing device with a photosensitive error detector |
| DE2241297A1 (de) * | 1972-08-22 | 1974-02-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | Verfahren und vorrichtung zum automatischen scharfeinstellen einer fernsehkamera |
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| JPS5378112A (en) * | 1976-12-22 | 1978-07-11 | Toshiba Corp | Charge transfer type pick up unit |
| JPS53130919A (en) * | 1977-02-18 | 1978-11-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Image sensor |
| US4101837A (en) * | 1977-05-11 | 1978-07-18 | Scientific-Atlanta, Inc. | Threshold extension fm demodulator apparatus for wide band width fm signals |
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| JPS5651164A (en) * | 1979-10-03 | 1981-05-08 | Hitachi Ltd | Automatic focusing device |
-
1980
- 1980-03-19 JP JP3520080A patent/JPS56132313A/ja active Granted
-
1981
- 1981-03-18 US US06/244,917 patent/US4383274A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56132313A (en) | 1981-10-16 |
| US4383274A (en) | 1983-05-10 |
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