JPH0628401B2 - 自動焦点整合装置 - Google Patents
自動焦点整合装置Info
- Publication number
- JPH0628401B2 JPH0628401B2 JP58251339A JP25133983A JPH0628401B2 JP H0628401 B2 JPH0628401 B2 JP H0628401B2 JP 58251339 A JP58251339 A JP 58251339A JP 25133983 A JP25133983 A JP 25133983A JP H0628401 B2 JPH0628401 B2 JP H0628401B2
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- JP
- Japan
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- detection circuit
- gain
- control circuit
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 37
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
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)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビジョンカメラの撮像素子より得られる
映像信号の高周波成分を検出し、その振幅が最大になる
ようにレンズの焦点整合装置を駆動する自動焦点整合装
置に関するものである。
映像信号の高周波成分を検出し、その振幅が最大になる
ようにレンズの焦点整合装置を駆動する自動焦点整合装
置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、テレビジョンカメラは、ポータブルビデオテープ
レコーダとともに急速に普及しており、自動焦点整合装
置は、テレビジョンカメラの操作を簡便にし、一層の普
及を促進するものとして期待されている。
レコーダとともに急速に普及しており、自動焦点整合装
置は、テレビジョンカメラの操作を簡便にし、一層の普
及を促進するものとして期待されている。
従来の自動焦点整合装置として、赤外線を被写体に向け
て発射し、被写体より反射した赤外線を受光し、受光角
度により被写体までの距離を測定し、測定した距離によ
りレンズの焦点整合装置を所定の位置へ駆動する方式が
ある。
て発射し、被写体より反射した赤外線を受光し、受光角
度により被写体までの距離を測定し、測定した距離によ
りレンズの焦点整合装置を所定の位置へ駆動する方式が
ある。
前記方式は、応答速度は速いが、被写体までの距離を正
確に測定し、測定した距離に対応してレンズの焦点整合
装置を駆動するためには、レンズの焦点整合装置に高い
組立精度が要求される。
確に測定し、測定した距離に対応してレンズの焦点整合
装置を駆動するためには、レンズの焦点整合装置に高い
組立精度が要求される。
また、レンズの焦点整合装置の組立精度をラフにするた
めに、前記焦点整合装置を自動焦点システムの帰還ルー
プ内に構成する方式もある。すなわち、撮像素子の受光
面に結像している被写体像を周期的、光学的にボカし、
前記ボケに対応する信号を検出し、撮画素子より得られ
る映像信号の高周波成分の振幅が最大となるようにレン
ズの焦点整合装置を駆動する方式である。
めに、前記焦点整合装置を自動焦点システムの帰還ルー
プ内に構成する方式もある。すなわち、撮像素子の受光
面に結像している被写体像を周期的、光学的にボカし、
前記ボケに対応する信号を検出し、撮画素子より得られ
る映像信号の高周波成分の振幅が最大となるようにレン
ズの焦点整合装置を駆動する方式である。
以下にレンズの焦点整合装置を自動焦点システムの帰還
ループ内に構成した従来例について説明する。第１図は
前記自動焦点整合装置の構成を示すブロック図である。
１はレンズ、２は被写体からの光学情報を電気信号に変
換する撮像管、３は撮像管２から得た電気信号を増幅す
る前置増幅器、４はガンマ補正、ブランキング（ＢＬ
Ｋ）処理、同期信号（ＳＹＮＣ）の加算等を行い、テレ
ビジョン信号を得るためのプロセス回路、５は各回路に
同期信号（ＳＹＮＣ）、ブランキング信号（ＢＬＫ）、
垂直駆動信号（ＶＤ）、水平駆動信号（ＨＤ）等を供給
するための同期信号発生回路である。６は撮像管２の電
子ビームを走査する偏向回路、７は撮像管２から前置増
幅器３を通って出力された映像信号の高周波成分を検出
する回路で、例えば、中心周波数１MHzのバンドパスフ
ィルタである。８は利得制御回路であり、レベル検出回
路１０で検出した検波器９の出力に応じて、高周波成分
検出回路７の出力信号を段階的に利得制御することによ
り等価的に検波器９の入力ダイナミックレンジを拡大さ
せている。１１はサンプルホールド回路、１４は基準周
波数発生回路であり、１６のモータによりレンズの焦点
整合装置を微動させてフォーカスを微小変化させる信号
を発生する。１２は映像信号の高周波成分信号から基準
周波数成分を検出する回路であり、１３の同期検波回路
により基準周波数成分の位相と振幅を検出し、モータ駆
動回路１５に印加して撮像管２から出力される映像信号
の高周波成分の振幅が最大となるようにモータ１６を駆
動する。
ループ内に構成した従来例について説明する。第１図は
前記自動焦点整合装置の構成を示すブロック図である。
１はレンズ、２は被写体からの光学情報を電気信号に変
換する撮像管、３は撮像管２から得た電気信号を増幅す
る前置増幅器、４はガンマ補正、ブランキング（ＢＬ
Ｋ）処理、同期信号（ＳＹＮＣ）の加算等を行い、テレ
ビジョン信号を得るためのプロセス回路、５は各回路に
同期信号（ＳＹＮＣ）、ブランキング信号（ＢＬＫ）、
垂直駆動信号（ＶＤ）、水平駆動信号（ＨＤ）等を供給
するための同期信号発生回路である。６は撮像管２の電
子ビームを走査する偏向回路、７は撮像管２から前置増
幅器３を通って出力された映像信号の高周波成分を検出
する回路で、例えば、中心周波数１MHzのバンドパスフ
ィルタである。８は利得制御回路であり、レベル検出回
路１０で検出した検波器９の出力に応じて、高周波成分
検出回路７の出力信号を段階的に利得制御することによ
り等価的に検波器９の入力ダイナミックレンジを拡大さ
せている。１１はサンプルホールド回路、１４は基準周
波数発生回路であり、１６のモータによりレンズの焦点
整合装置を微動させてフォーカスを微小変化させる信号
を発生する。１２は映像信号の高周波成分信号から基準
周波数成分を検出する回路であり、１３の同期検波回路
により基準周波数成分の位相と振幅を検出し、モータ駆
動回路１５に印加して撮像管２から出力される映像信号
の高周波成分の振幅が最大となるようにモータ１６を駆
動する。
以上のように構成された従来の自動焦点整合装置につい
て、以下その動作について第２図の特性図を用いて説明
する。
て、以下その動作について第２図の特性図を用いて説明
する。
レンズ１に入射する被写体からの光は結像し、撮像管２
により光電変換され映像信号として出力される。この映
像信号は前置増幅器３で増幅され高周波成分検出回路７
により、高周波成分だけが抽出される。第２図の曲線
は、レンズ位置から距離Ｄ１のところに被写体がある場
合の映像信号の高周波成分の振幅特性を示している。レ
ンズ１の焦点整合装置の位置がレンズ１と被写体の距離
に合致していれば高周波成分の振幅は最大となり、この
位置よりズレるにしたがって低下する。したがって、映
像信号の高周波成分の振幅が最大となる位置までレンズ
の焦点整合装置を駆動すればよい。
により光電変換され映像信号として出力される。この映
像信号は前置増幅器３で増幅され高周波成分検出回路７
により、高周波成分だけが抽出される。第２図の曲線
は、レンズ位置から距離Ｄ１のところに被写体がある場
合の映像信号の高周波成分の振幅特性を示している。レ
ンズ１の焦点整合装置の位置がレンズ１と被写体の距離
に合致していれば高周波成分の振幅は最大となり、この
位置よりズレるにしたがって低下する。したがって、映
像信号の高周波成分の振幅が最大となる位置までレンズ
の焦点整合装置を駆動すればよい。
高周波成分検出回路７により抽出された映像信号の高周
波成分は、８の利得制御回路により利得制御された後、
検波器９で検波され、サンプルホールド回路１１に入力
されて一定時間毎にサンプルホールドされる。この出力
信号はフォーカスを微小変化させているのでその変化成
分を含んでいる。基準周波数成分検出回路１２でその変
化成分すなわち基準周波数成分を抽出し、同期検波回路
１３において基準周波数成分の位相と振幅を検出し、モ
ータ駆動回路１５に印加して映像信号の高周波成分の振
幅が最大となるようにモータ１６を駆動する。
波成分は、８の利得制御回路により利得制御された後、
検波器９で検波され、サンプルホールド回路１１に入力
されて一定時間毎にサンプルホールドされる。この出力
信号はフォーカスを微小変化させているのでその変化成
分を含んでいる。基準周波数成分検出回路１２でその変
化成分すなわち基準周波数成分を抽出し、同期検波回路
１３において基準周波数成分の位相と振幅を検出し、モ
ータ駆動回路１５に印加して映像信号の高周波成分の振
幅が最大となるようにモータ１６を駆動する。
第２図において、レンズの焦点整合装置が近距離側にズ
レていた場合、基準周波数成分はｂ１のような波形信号
となり、遠距離側にズレていた場合にはｂ２のような波
形信号となる。ｂ１の信号を同期検波した信号でモータ
はｃ１方向に駆動され、またｂ２の信号を同期検波した
信号でモータはｃ２方向に駆動されるので、映像信号の
高周波成分の振幅が最大となる位置までレンズの焦点整
合装置が駆動される。
レていた場合、基準周波数成分はｂ１のような波形信号
となり、遠距離側にズレていた場合にはｂ２のような波
形信号となる。ｂ１の信号を同期検波した信号でモータ
はｃ１方向に駆動され、またｂ２の信号を同期検波した
信号でモータはｃ２方向に駆動されるので、映像信号の
高周波成分の振幅が最大となる位置までレンズの焦点整
合装置が駆動される。
しかしながら低照度撮影時及び低コントラストの被写体
を撮影した場合には、映像信号の高周波成分の振幅特性
は、第２図の曲線(ロ)のようになり、基準周波数成分の
振幅は非常に小さくなり、その変化量もわずかであるた
め回路のダイナミックレンジをはずれてしまい正確で安
定な合焦動作を行うために十分なサンプルホールド電圧
が得られない。そのため、利得制御回路８の利得を増加
させることにより十分なサンプルホールド電圧を得てい
る。しかし、通常撮影時に比べるとループゲインが高く
なりしかもＳ／Ｎが劣化するためノイズでモータが振ら
れやすくなる。そのため、合焦時にモータが振られ、画
像がぶれて安定性が悪くなる。
を撮影した場合には、映像信号の高周波成分の振幅特性
は、第２図の曲線(ロ)のようになり、基準周波数成分の
振幅は非常に小さくなり、その変化量もわずかであるた
め回路のダイナミックレンジをはずれてしまい正確で安
定な合焦動作を行うために十分なサンプルホールド電圧
が得られない。そのため、利得制御回路８の利得を増加
させることにより十分なサンプルホールド電圧を得てい
る。しかし、通常撮影時に比べるとループゲインが高く
なりしかもＳ／Ｎが劣化するためノイズでモータが振ら
れやすくなる。そのため、合焦時にモータが振られ、画
像がぶれて安定性が悪くなる。
発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消し、低照度、低コント
ラスト時における合焦安定性を向上させることを目的と
する。
ラスト時における合焦安定性を向上させることを目的と
する。
発明の構成 本発明は、撮像素子の受光面に結像している被写体像を
周期的、光学的にボカし、そのボケ量を検出し、映像信
号の高周波成分を最大にするようにレンズの焦点整合装
置を駆動するシステムにおいて、低照度撮影時及び低コ
ントラストの被写体を撮影する場合に回路のダイナミッ
クレンジの制限から増加したゲインを例えば基準周波数
成分の検出ゲインを減少させて等価的にシステム全体の
ループゲインが極端に高くなるのを防ぐことにより安定
性を向上させた自動焦点整合装置である。
周期的、光学的にボカし、そのボケ量を検出し、映像信
号の高周波成分を最大にするようにレンズの焦点整合装
置を駆動するシステムにおいて、低照度撮影時及び低コ
ントラストの被写体を撮影する場合に回路のダイナミッ
クレンジの制限から増加したゲインを例えば基準周波数
成分の検出ゲインを減少させて等価的にシステム全体の
ループゲインが極端に高くなるのを防ぐことにより安定
性を向上させた自動焦点整合装置である。
実施例の説明 第３図は本発明の一実施例における自動焦点整合装置の
構成を示すブロック図である。第３図において１〜１６
は第１図と同一で同じ動作を行うが、第１利得制御回路
８は輝度成分の検波レベルと高周波成分の検波レベルの
両方で利得制御している。輝度成分検出回路１７は映像
信号の輝度成分を検出するためのＬＰＦである。１８は
検波回路、１９は第２レベル検出回路、２０は第２利得
制御回路であり、それぞれ検波回路９、第１レベル検出
回路１０、第１利得制御回路８と同様の動作を行う。制
御回路２１は、第２利得制御回路２０を制御する。
構成を示すブロック図である。第３図において１〜１６
は第１図と同一で同じ動作を行うが、第１利得制御回路
８は輝度成分の検波レベルと高周波成分の検波レベルの
両方で利得制御している。輝度成分検出回路１７は映像
信号の輝度成分を検出するためのＬＰＦである。１８は
検波回路、１９は第２レベル検出回路、２０は第２利得
制御回路であり、それぞれ検波回路９、第１レベル検出
回路１０、第１利得制御回路８と同様の動作を行う。制
御回路２１は、第２利得制御回路２０を制御する。
以上のように構成された本実施例の自動焦点整合装置に
ついて、以下その動作を説明する。
ついて、以下その動作を説明する。
低照度撮影時及び低コントラストの被写体を撮影した場
合、映像信号の高周波成分は第２図の曲線(ロ)に示すよ
うに少なくなる。これを利用して低照度、低コントラス
トであることを検出する。すなわち、検波回路９の出力
レベルを第１レベル検出回路１０で検出し、その出力信
号により第１利得制御回路８の利得が制御され、その利
得がある値以上になった時、制御回路２１を通して第２
利得制御回路２０の利得を制御することによりシステム
のループゲインが極端に高くなるのを抑制する。また、
低照度時については、映像信号の輝度成分も少なくなる
ので、これを利用して低照度であることを検出できる。
すなわち、輝度成分検出回路１７により映像信号の輝度
成分を抽出し、検波器１８で検波してその検波出力があ
る値以下になれば制御回路２１を通して第２利得制御回
路２０の利得を制御することによりシステムのループゲ
インの極端な増加を抑えて安定性を向上させる。この場
合、応答速度は遅くなるが、低照度撮影時及び低コント
ラストの被写体を撮影した場合には通常撮影時に比べボ
ケ具合が顕著に現れないので応答速度が少し遅くても見
苦しくなく、ノイズによりモータが振られることの方が
問題である。第３図の実施例においては、基準周波数成
分の振幅により利得制御を行ったが、モータ駆動電圧あ
るいはモータ駆動パルスの幅を直接制御しても良い。
合、映像信号の高周波成分は第２図の曲線(ロ)に示すよ
うに少なくなる。これを利用して低照度、低コントラス
トであることを検出する。すなわち、検波回路９の出力
レベルを第１レベル検出回路１０で検出し、その出力信
号により第１利得制御回路８の利得が制御され、その利
得がある値以上になった時、制御回路２１を通して第２
利得制御回路２０の利得を制御することによりシステム
のループゲインが極端に高くなるのを抑制する。また、
低照度時については、映像信号の輝度成分も少なくなる
ので、これを利用して低照度であることを検出できる。
すなわち、輝度成分検出回路１７により映像信号の輝度
成分を抽出し、検波器１８で検波してその検波出力があ
る値以下になれば制御回路２１を通して第２利得制御回
路２０の利得を制御することによりシステムのループゲ
インの極端な増加を抑えて安定性を向上させる。この場
合、応答速度は遅くなるが、低照度撮影時及び低コント
ラストの被写体を撮影した場合には通常撮影時に比べボ
ケ具合が顕著に現れないので応答速度が少し遅くても見
苦しくなく、ノイズによりモータが振られることの方が
問題である。第３図の実施例においては、基準周波数成
分の振幅により利得制御を行ったが、モータ駆動電圧あ
るいはモータ駆動パルスの幅を直接制御しても良い。
発明の効果 以上のように本発明の自動焦点整合装置は、輝度成分検
出回路を設け、映像信号の高周波成分のレベルと輝度成
分のレベルを検出し、それらのレベルがある値以下にな
った時、システムのループゲインが極端に増加するのを
抑えることにより低照度撮影時及び低コントラストの被
写体を撮影した場合の合焦時の安定性を向上することが
できる。
出回路を設け、映像信号の高周波成分のレベルと輝度成
分のレベルを検出し、それらのレベルがある値以下にな
った時、システムのループゲインが極端に増加するのを
抑えることにより低照度撮影時及び低コントラストの被
写体を撮影した場合の合焦時の安定性を向上することが
できる。
第１図は、自動焦点整合装置の従来例の構成を示すブロ
ック図、第２図はモータ駆動方向を検出する原理を説明
するための図、第３図は本発明の一実施例における自動
焦点整合装置の構成を示すブロック図である。 １……レンズ、２……撮像管、７……高周波成分検出回
路、８……第１利得制御回路、９……検波回路（高周波
成分）、１０……第１レベル検出回路（高周波成分）、
１１……サンプルホールド回路、１２……基準周波数成
分検出回路、１３……同期検波回路、１４……基準周波
数発生回路、１６……モータ、１７……輝度成分検出回
路、１８……検波回路（輝度成分）、１９……第２レベ
ル検出回路（輝度成分）、２０……第２利得制御回路、
２１……制御回路。
ック図、第２図はモータ駆動方向を検出する原理を説明
するための図、第３図は本発明の一実施例における自動
焦点整合装置の構成を示すブロック図である。 １……レンズ、２……撮像管、７……高周波成分検出回
路、８……第１利得制御回路、９……検波回路（高周波
成分）、１０……第１レベル検出回路（高周波成分）、
１１……サンプルホールド回路、１２……基準周波数成
分検出回路、１３……同期検波回路、１４……基準周波
数発生回路、１６……モータ、１７……輝度成分検出回
路、１８……検波回路（輝度成分）、１９……第２レベ
ル検出回路（輝度成分）、２０……第２利得制御回路、
２１……制御回路。
Claims (1)
- 【請求項１】レンズから撮像素子までの光路長を基準周
波数により周期的に可変する光路長可変手段と、受光面
に結像している被写体像を電気信号に変換する撮像素子
と、前記撮像素子から出力される電気信号から高周波数
成分を検出する高周波数成分検出回路と、前記高周波数
成分検出回路の出力から前記レンズの移動方向の基準と
なる基準周波数成分を抽出する基準周波数成分検出回路
と、前記高周波数成分の振幅を検出する第１レベル検出
回路と、前記高周波数成分の利得を制御する第１の利得
制御回路と、前記基準周波数成分の利得を制御する第２
の利得制御回路と、前記第２の利得制御回路に制御信号
を送出する制御回路と、前記撮像素子から出力される電
気信号から輝度成分を検出する輝度成分検出回路と、前
記輝度成分の振幅を検出する第２レベル検出回路と、基
準周波数信号を発生する基準周波数発生回路と、前記基
準周波数信号と前記基準周波数成分とから前記基準周波
数成分の振幅を検出する同期検波回路と、前記同期検波
回路の出力に基づいて前記レンズの位置を移動させる移
動手段とを具備し、前記第１または第２のレベル検出回
路の出力が低下した場合には前記第１の利得制御回路に
より前記第１のレベル検出回路の利得を上げ、かつ前記
第２の利得制御回路によりシステムループの利得を下げ
ることにより前記移動手段の動作スピードを下げること
を特徴とする自動焦点整合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251339A JPH0628401B2 (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 自動焦点整合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251339A JPH0628401B2 (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 自動焦点整合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60143071A JPS60143071A (ja) | 1985-07-29 |
| JPH0628401B2 true JPH0628401B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=17221348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58251339A Expired - Lifetime JPH0628401B2 (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 自動焦点整合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628401B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57202179A (en) * | 1981-06-08 | 1982-12-10 | Hitachi Ltd | Automatic focusing device |
| JPS58215873A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点整合装置 |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP58251339A patent/JPH0628401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60143071A (ja) | 1985-07-29 |
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