JPH028455Y2

JPH028455Y2 -

Info

Publication number: JPH028455Y2
Application number: JP7526582U
Authority: JP
Priority date: 1982-05-22
Filing date: 1982-05-22
Publication date: 1990-02-28
Also published as: JPS58178761U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は撮像装置の光学系のレンズの焦点調
整装置に関する。

従来の撮像装置はレンズの焦点を調整するの
に、基準テストパターンを用意しこの基準テスト
パターンを撮影し、光電変換されたビデオ出力信
号の明暗信号境界部のアナログ電位の変化の度合
をシンクロスコープ等の波形計測手段で目視し、
シンクロスコープに写し出された明暗信号が基準
テストパターンの境界線で、そのアナログビデオ
信号の電位を最も急峻に変化させるレンズの位置
をそのレンズ合（最適）焦点位置としていた。

上記した従来の撮像装置の焦点調整方法を第１
図，第２図を参照して説明する。第１図に示すイ
メージセンサ１及びレンズ２からなる光学系で基
準テストパターン３の画像波形を導出し、この波
形がシンクロスコープの画面上で観察される。そ
の観察波形は第２図に示すようになり実線で示す
波形Ａはレンズ２の合焦点位置での波形であり、
破線Ｂで示す波形は非合焦点位置での波形であ
る。したがつて、シンクロスコープで観察した波
形が破線Ｂで示す波形であれば、レンズ２の焦点
調整を行なうことにより、実線Ａに示す波形とな
るようにし、焦点位置を合焦点位置に設定するこ
とができる。

しかしながら上記従来の焦点調整方法は、波形
の目視観察による調整であるため、合焦点位置を
高精度に設定することが困難であり、また調整者
によつて合焦点位置の設定にばらつきが発生す
る。その上合焦点位置と非合焦点位置の境界が微
妙であり短時間で調整するのが困難である。

この考案の目的は上記従来の焦点調整方法の欠
点を解消し、高精度なしかもばらつきの少ない、
さらに焦点調整が短時間でなせる撮像装置の焦点
調整装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、この考案の撮像装
置の焦点調整装置は、異なるレベルのしきい値信
号を時間順次に直線的に連続して出力する傾斜特
性を持つしきい値発生器と、このしきい値発生器
よりのしきい値信号と前記ビデオ信号発生器より
の所定像の１回分の走査信号とを入力に受けこれ
ら両信号の比較を行い２値化信号を出力する比較
器と、前記光学系の焦点位置の適否を前記比較器
よりの２値化信号出力のビツト数によつて判定処
理する２値化ビデオ信号処理器とで構成されてい
る。

以下、図面に示す実施例によりこの考案を詳細
に説明する。

第３図はこの考案の一実施例を示す撮像装置の
ブロツク図である。同図において１１はCCDま
たはMOS形の半導体素子を用いた、イメージセ
ンサである。１２は光学レンズ、１３は視野Ｈの
中心部に配される明暗部境界線のくつきりした基
準テストパターンである。イメージセンサ１１は
光学レンズ１２及び基準テストパターン１３から
なる光学系の光軸上に設置されており、このイメ
ージセンサ１１上に基準テストパターン１３の影
像が結像するようになつている。結像された基準
テストパターンはイメージセンサ１１により光電
変換され、１回分の水平走査信号が得られる。光
電変換された信号はビデオ信号発生器１４により
アナログビデオ信号として出力される。このアナ
ログビデオ信号は第４図ａに示すように合焦点出
力信号波形Ａまたは非合焦点波形Ｂとして出力さ
れ、比較器１５の入力の一端に加えられる。なお
第４図ａの波形ＡでOVレベル（暗部）のt₁〜t₂
期間及びt₃〜t₄期間がVvレベル期間（明部）t₂〜
t₃と略等しくなる程度に十分確保されるようにま
たt₁〜t₂期間とt₃〜t₄期間も等しくなるように基
準テストパターンが構成されている。

１６はしきい値発生器であつて、第４図ａのＣ
に示すように、走査開始側（t₁側）のしきい値が
低電位VLに、走査終了側（t₄側）のしきい値が
高電位V_Hとなる連続して直線的に変化する傾斜
特性のしきい値が時間経過とともに順次発生さ
れ、比較器１５の入力の一端に加えられるように
なつている。このしきい値発生器１６はビデオ信
号発生器１４の出力を２値化するために設けられ
ている。

比較器１５はビデオ信号発生器１４よりのアナ
ログビデオ信号としきい値発生器１６よりのしき
い値信号を受け、アナログビデオ信号の方がしき
い値信号よりも大なる場合はＨ信号を出力し、ア
ナログビデオ信号の方がしきい値信号よりも小さ
い場合はＬ信号（０レベル）を出力し、すなわち
アナログビデオ信号を第４図ｂ，ｃに示すように
２値化して出力する。

比較器１５の２値化された出力、すなわちデジ
タル化されたビデオ信号は２値化ビデオ信号処理
器１７に加えられる。２値化ビデオ信号処理器１
７では加えられた２値化ビデオ信号に基づき、暗
部や明部の幅をデジタル的に検出して焦点調整の
適否を判定処理するようになつている。

次に以上のように構成される実施例回路におい
て焦点位置調整を行なう場合の動作について説明
する。

先ず焦点調整が適正になされた場合を想定する
と、ビデオ信号発生器１４に出力されるアナログ
ビデオ信号は第４図ａに示す合焦点出力信号波形
Ａ、すなわち基準テストパターンの両肩が時点t₂
で立上り、時点t₃で立下る急峻な波形となる。し
たがつて比較器１５において、アナログビデオ信
号がしきい値信号よりも大となる時点はt₂とな
る。そしてその逆にアナログビデオ信号の方が小
となる時点はt₃となる。そのため比較器１５の出
力は、第４図ｂに示すようになる。この２値化信
号を２値化ビデオ信号処理器１７に加え、t₁から
t₂までの暗部ビツト数D₁，t₂からt₃までの明部ビ
ツト数L₁，t₃からt₄までの暗部ビツト数D₂を計数
する。この場合、上記したようにt₁からt₂までの
時間幅とt₃からt₄までの期間幅を等しくなるよう
に予め選定しているので、D₁−D₂＝０となる。

一方焦点調整が十分でない場合は、ビデオ信号
発生器１４に出力されるアナログビデオ信号は、
第４図ａに示す非合焦点出力信号波形Ｂ、すなわ
ち基準テストパターンの両肩がなまつた波形とな
る。したがつて比較器１５において、アナログビ
デオ信号がしきい値信号よりも大となる時点は、
t₂よりも早いt′₂となる。そのため比較器１５の出
力は、第４図ｃに示すようになる。この第４図ｃ
に示す出力信号を２値点化ビデオ信号処理器１７
に加え、暗部ビツト数D′₁、明部ビツト数L′₁、暗
部ビツト数D′₂を計数し、｜D′₁−D′₂｜＝を演算す
るとD′₂＞D′₁なのでいくらかの差出力が得られ
る。この差出力｜D′₁−D′₂｜は焦点ズレが大きく
なるほど大きくなる傾向にある。それゆえこの差
｜D′₁−D′₂｜をデジタル表示器等で表示し、読取
れば焦点位置のズレ度合を知ることができる。

焦点調整を行なうことにより、非合焦点出力信
号波形Ｂを合焦点出力信号波形に近づけてゆく
と、暗部ビツト数D′₁はD₁に、明部ビツト数L′₁は
L₁に、暗部ビツト数D′₂はD₂にそれぞれ近づいて
ゆき、合焦点位置になるとD₁＝D₂となる。それ
ゆえ｜D₁−D₂｜＝０のところで焦点位置を設定
すれば合焦点位置に調整することができ、D₁＝
D₂の位置で焦点調整を完了したことを知ること
ができる。

なおD₁＝D₂の認知はデジタル表示器に代えて、
D₁＝D₂の一致出力で表示ランプを点灯し、ある
いはブザーにより警告音を発するようにしてもよ
い。

また暗部ビツトD₁＝D₂の認知に代えて、予め
暗部ビツトD₁、明部ビツトL₁等を設定しておき
D₁＝D′₁，L₁＝L′₁の認知により合焦点位置として
もよい。

また上記実施例では基準テストパターンの中心
波形が明部となる場合について説明したが、これ
に代えて中心が暗部となり、周辺が明部となる基
準テストパターンを用いるようにしてもよい。

さらにまた上記実施例ではレンズの焦点位置調
整を行なう場合について説明したが、レンズ位置
を固定しイメージセンサの光軸調整の際の焦点位
置合わせにも、この考案の焦点調整装置を適用す
ることができる。

さらにまた上記実施例では、光学像を電気信号
に変換するのにラインセンサを使用しているが、
これに代えて二次元面センサあるいは撮像管等を
用いて、特定の走査線を選択しその選択された１
走査線につき上記実施例と同様の処理を施しても
よい。

以上のようにこの考案の撮像装置の焦点調整装
置によれば、所定の基準パターンビデオ信号と時
間的に順次異なる傾斜特性を持つしきい値信号と
の比較により得られる２値化信号出力のビツト数
によつて焦点位置の適否を判断するものであるか
ら、電子的に合焦点位置を把握できるので調整の
ばらつきの少ない、かつ高精度の調整ができその
上調整時間の短かい焦点調整装置を得ることがで
きる。また調整作業の自動機械化が図れ、撮像装
置の生産効率向上にも寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の撮像装置における焦点調整方法
を説明するための光学系の概略を示す図、第２図
は同じく従来の撮像装置における焦点調整方法を
説明するためのビデオ信号波形図、第３図はこの
考案の一実施例を示す撮像装置のブロツク図、第
４図は第３図に示す撮像装置の動作を説明するた
めの信号波形図である。１１：イメージセンサ、１２：光学レンズ、１
３：基準テストパターン、１４：ビデオ信号発生
器、１５：比較器、１６：しきい値発生器、１
７：２値化ビデオ信号処理器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】レンズを含む光学系と、走査処理により前記光
学系よりの光信号を電気信号に変換して被撮影像
のビデオ信号を得るビデオ信号発生器とを含む撮
像装置において、異なるレベルのしきい値信号を時間順次に直線
的に連続して出力する傾斜特性を持つしきい値発
生器と、このしきい値発生器よりのしきい値信号
と前記ビデオ信号発生器よりの所定像の１回分の
走査信号とを入力に受けこれら両信号の比較を行
い２値化信号を出力する比較器と、前記光学系の
焦点位置の適否を前記比較器よりの２値化信号出
力のビツト数によつて判定処理する２値化ビデオ
信号処理器とよりなることを特徴とする撮像装置
の焦点調整装置。