JPH02224475A - 自動焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「艦業上の利用分野」 本発明は、撮像手段からの映像信号の高周波成分に基づ
き撮影レンズを移動させて合焦点を自動的に得ようとす
る自動焦点検出装置に関するものである。

「従来の技術」 従来のこの種の自動焦点検出装置としては、例えばｒＮ
ＨＫ技術研究」第１７巻、第１号、昭和４０年発行、ｒ
山のぼりサーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整
」の論文に示されるように、映像信号の高周波成分を基
に自動的に合焦点を見つけるという原理を採用したもの
が提案されている。

このような自動焦点検出装置は、被写体の光学像が鮮明
になるほど映像信号の高周波成分が増加する点に着目し
、この高周波成分が最大値を示す撮影レンズの位置を合
焦点とするものである。

上記の原理を採用する自動焦点検出装置において、映像
信号から高周波成分を得るために、遅延差分検出回路を
用いたものが多数提案されている。

（例えば、特公昭５８−７０８号、特公昭５８−７０９
号ｒ自動焦点調節装置」等） この種の自動焦点検出装置は、撮影レンズと、撮像手段
と、信号処理手段と、レンズ駆動手段とを備えて構成さ
れている。

前記撮像手段は、撮影レンズを介して取り込んだ光学像
を一定のクロック周波数をもって映像信号として取り出
すように構成され、前記信号処理手段は、撮像手段から
の映像信号を取り込み、その映像信号から遅延差分検出
回路により高周波成分を抽出し、当該高周波成分にもと
づいて焦点検出信号を形成する回路構成をとっている。

また、前記レンズ駆動手段は、信号処理手段からの制御
信号に応じて上記焦点検出信号が最大値を示すように撮
影レンズを移動させる構成となっている。

このような自動焦点検出装置によれば、撮影レンズを介
して取り込まれた被写体の光学像は、撮像手段により一
定のクロック周波数をもって映像信号とされる。この映
像信号は、前記信号処理手段に取り込まれて遅延差分検
出回路により高周波成分が抽出される。信号処理手段は
、上記した高周波成分にもとづいて焦点検出信号を生成
して制御信号をレンズ駆動手段に供給する。前記レンズ
駆動手段は、前記信号処理手段からの制御信号に応じて
上記焦点検出信号が最大値を示すまで撮影レンズを移動
させることにより、合焦点を得ることができる。

「発明が解決しようとする課題」 このように遅延差分検出回路を採用した自動焦点検出装
置の場合、一定のクロック周波数により映像信号を得て
いるが、このクロック周波数が遅延差分検出回路に回り
込み、合焦点検出に障害を発生させることがあるという
欠点があった。

本発明は、上記欠点を解消するために開発されたもので
１合焦点検出に対して映像信号を得るための一定の周波
数の影響を除去した自動焦点検出装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために１本発明では、撮影レンズを
介して取り込んだ光学像を一定の周波数をもって映像信
号として取り出す撮像手段と、前記撮像手段からの映像
信号を取り込み、その映像信号から遅延差分検出回路に
より高周波成分を抽出し、当該高周波成分にもとづいた
焦点検出信号を形成する信号処理手段と、前記信号処理
手段からの制御信号に応じて上記焦点検出信号が最大値
を示すように撮影レンズを移動させるレンズ駆動手段と
を備えた自動焦点検出装置において、上記した信号処理
手段は、前記遅延差分検出回路のヌル周波数を上記一定
の周波数に合わせた構成としたことを特徴とする自動焦
点検出装置を提案する。

「作　　用」 撮影レンズを介して取り込まれた光学像は、撮像手段に
より一定の周波数をもって映像信号とされる。この映像
信号は、前記信号処理手段に取り込まれて遅延差分検出
回路により高周波成分が抽出される。この際に、前記一
定の周波数は、遅延差分検出回路のヌル周波数に合わせ
であるので、遅延差分検出回路を通過することができな
い。また、合焦点検出に必要な高周波成分は、当該遅延
差分検出回路をほとんど減衰することなく通過すること
になる。信号処理手段は、このような遅延差分検出回路
を通して得た高周波成分にもとづいて焦点検出信号を形
成し、この焦点検出信号に応じてレンズ駆動手段に制御
信号を供給する。前記レンズ駆動手段は、前記信号処理
手段からの制御信号に応じて上記焦点検出信号が最大値
を示すまで撮影レンズを移動させることにより、上記し
た一定の周波数になんら影響されることなく合焦点を得
ることができる。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。

第１図は本発明に係る自動焦点検出装置の実施例を示す
ブロック図、第２図は従来の自動焦点検出装置に見られ
た映像信号の周波数特性を示す波形図、第３図は上記実
施例の遅延差分検出回路の周波数特性を示す波形図であ
る。

第１図に示す自動焦点検出装置は、撮影レンズ１と、撮
像手段３と、信号処理手段５と、レンズ駆動手段７とを
備えて構成されている。撮像手段３は、撮像素子（例え
ば、ＣＯＤ素子）３１と、撮像回路３２とを含んで構成
されている。撮像手段３は、撮影レンズ１を介して撮像
素子３１上に結ばせた光学像を、撮像回路３２により一
定のりロック周波数をもって映像信号ＳＯとして取り出
せるような構成としである。

このようにして得られる映像信号ＳＯは、第２図から理
解できるように横軸の周波数ｆ　（ＭＨｚ）が高くなる
に応じて信号レベルが低下してゆくが。

周波数ｆｏにおいて信号レベルが再び高くなっている。

この周波数ｆＯが映像信号ＳＯを撮像素子３１から読み
出す際のクロック周波数により現われる雑音である。

また、第２図において撮像信号Ｓｏ、は焦点が合ってき
たときのものであり、映像信号Ｓ０２は、焦点が合わな
いときのものである。

また、信号処理手段５は、撮像手段３からの映像信号Ｓ
Ｏを取り込むゲート回路５１と、遅延差分検出回路５２
と、ゲート回路５３と、絶対値回路５４と、ピーク値検
出回路５５と、Ａ／Ｄ変換器５６と、マイクロプロセッ
サ５７とより携成しである。

前記遅延差分検出回路５２は、一定時間（τ）だけ遅延
させる遅延回路５２１と、信号の位相を反転させるイン
バータ５２２と、遅延回路５２１からの信号とインバー
タ５２２からの信号を加算する加算器５２３とからなる
。

このような遅延差分検出回路５２の伝達関数ＩＴ（ω）
１は、遅延回路５２１の遅延時間をτ、角周波数をω（
２πｆ）、ｆｏをクロック周波数とすると、 ＩＴ　（ω）ｌ＝　　　　１−ｃｏｓｔω）で与えられ
る。

このようにして得た伝達関数ＩＴ（ω）！は、第３図に
示すような特性となる。

そして、遅延時間τと、クロック周波数ｆｏとは。

τ＝ｎ／ｆｏ　　　（ｎ＝０，１，２．・　・　・）が
成立するようにしである。

これにより、遅延差分検出回路５２のヌル周波数は、ク
ロック周波数ｆＯに一致することになる。

信号処理手段５において、ゲート回路５１を介して取り
込んだ映像信号Ｓｏは遅延差分検出回路５２に供給され
るようになっている。遅延差分検出回路５２は、上述の
ようにそのヌル周波数を続出クロック周波数ｆｏに合わ
せである。したがって、遅延差分検出回路５２から出力
された高周波成分はクロック周波数を含まない。

このようにクロック周波数を含まない高周波成分は、ゲ
ート回路５３を介して絶対値回路５４に与えられるよう
になっている。なお、上記したゲート回路は焦点を整合
させる領域を指定するものである。

絶対値回路５４を介して得た信号は、ピーク値検出回路
５５に供給されてピーク値が検出されるようになってい
る。ピーク値検出回路５５で検出されるピーク値は、Ａ
／Ｄ変換器５６を介してマイクロプロセッサ５７に焦点
検出信号Ｓａとして供給されてこの焦点検出信号に応じ
た制御信号Ｓｃを出力する回路構成となっている。

レンズ駆動手段７は、前記制御信号Ｓｃを基にモータ駆
動信号を生成するモータ駆動回路７１と、これにより駆
動されて撮影レンズ１を移動させるモータ７２とから構
成されている。

このレンズ駆動手段７は、信号処理手段５からの制御信
号Ｓｃをモータ駆動回路７１に取り込み、上記の焦点検
出信号Ｓａが最大値を示すまでモータ７２を駆動するよ
うに構成されている。

上述のように構成された実施例の作用を説明する。

撮影レンズ１を介して撮像素子３１上に結ばせた被写体
の光学像は、撮像回路３２により一定のクロック周波数
ｆｏをもって映像信号Ｓｏとして取り出される。

また、撮像手段３からの映像信号ＳＯは、ゲート回路５
１を介して遅延差分検出回路５２に供給される。遅延差
分検出回路５２では、映像信号ＳＯが、遅延回路５２１
により一定時間（τ）遅延されて加算ＷＩ５２３に供給
される。

一方、映像信号Ｓｏは、インバータ５２２により信号の
位相が反転されて加算器５２３に供給される。加算器５
２３では、これらの信号の差分が取りだされる。

ところで、上述の遅延差分検出回路５２は、そのフィル
ター特性が第３図に示すようになっており、しかもヌル
周波数をクロック周波数ｆｏに合わせであるので、遅延
差分検出回路５２から出力される信号にはクロック周波
数ｆｏが含まれないことになる。

合焦点に必要な信号成分は、第２図の映像信号Ｓｏ、、
Ｓｏ、からも分かるように、１〜３（ＭＨｚ）に集中し
ているので、何ら問題を生じない。このようにして遅延
差分検出回路５２から得た高周波成分は、ゲート回路５
３を介して絶対値回路５４に与えられる。

絶対値回路５４で絶対値とされた信号は、ピーク値検出
回路５５に供給されて各信号のピーク値が検出される。

ピーク値検出回路５５で検出されてホールドされたピー
ク値は、Ａ／Ｄ変換器５６を介して焦点検出信号Ｓａと
してマイクロプロセッサ５７に供給されて当該焦点検出
信号Ｓａの最大値を示すような制御信号Ｓｃが出力され
る。

前記制御信号Ｓｃはモータ駆動回路７１でモータ７２を
駆動する信号とされる。この駆動信号により、モータ駆
動回路７１を上記焦点検出信号Ｓａが最大値を示すまで
回転して撮影レンズ１を合焦点位置に移動させる。

本実施例は、上述のように動作することにより。

クロック周波数ｆｏに何ら影響されることなく、自動的
に焦点を合わせることができる。

「発明の効果」 上記した通り本発明は、信号処理手段の遅延差分検出回
路のヌル周波数を、映像信号を得るための周波数に合わ
せることにより、映像信号中に含まれるこの周波数の影
響を除去した焦点検出信号をもって合焦点検出を行なう
ことができ、焦点整合精度を高める上に極めて有利とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は従
来の自動焦点検出装置における映像信号の周波数特性を
示す波形図、第３図は上記実施例の信号処理手段に備え
る遅延差分検出回路の周波数特性を示す波形図である。 １・・・撮影レンズ ３・・・撮像手段 ５・・・信号処理手段 ７・・・レンズ駆動手段 ５２・・・遅延差分検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮影レンズを介して取り込んだ光学像を一定の周波数を
   もって映像信号として取り出す撮像手段と、前記撮像手
   段からの映像信号を取り込み、その映像信号から遅延差
   分検出回路により高周波成分を抽出し、当該高周波成分
   にもとづいた焦点検出信号を形成する信号処理手段と、
   前記信号処理手段からの制御信号に応じて上記焦点検出
   信号が最大値を示すように撮影レンズを移動させるレン
   ズ駆動手段とを備えた自動焦点検出装置において、上記
   した信号処理手段は、前記遅延差分検出回路のヌル周波
   数を上記一定の周波数に合わせた構成としたことを特徴
   とする自動焦点検出装置。