JPH06339058A - 自動合焦装置 - Google Patents

自動合焦装置

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JPH06339058A
JPH06339058A JP5127085A JP12708593A JPH06339058A JP H06339058 A JPH06339058 A JP H06339058A JP 5127085 A JP5127085 A JP 5127085A JP 12708593 A JP12708593 A JP 12708593A JP H06339058 A JPH06339058 A JP H06339058A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鮮鋭度信号の山が緩やかな、特殊被写体であ
つてもハンチングを生じることなく安定なAF動作を行
うことができる自動焦点調節装置を提供することにあ
る。 【構成】 映像信号中より鮮鋭度信号が最大となるよう
に、フオーカスレンズを駆動する自動合焦装置におい
て、鮮鋭度信号のレベルが最大値となつたときのフオー
カスレンズ位置を記憶し、前記鮮鋭度信号が前記最大値
より所定レベル減少したところで前記フオーカスレンズ
の駆動方向を反転して前記記憶されたフオーカスレンズ
位置へとフオーカスレンズを駆動するように制御すると
ともに、前記フォーカスレンズ駆動方向反転回数に応じ
て、あるいはフォーカスレンズ駆動方向反転回数と絞り
値に応じて前記所定レベルを可変する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を用いた自動
合焦装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオカメラなどの2次元撮像素子を有
する装置では、被写体像の映像信号より画面の鮮鋭度を
検出し、それが最大となるようにフォーカシイングレン
ズ位置を制御して、ピントを合わせる方式が知られてい
る。
【0003】前記鮮鋭度の評価としては一般に、バンド
パスフィルタ(以下BPFと略す)により抽出された映
像信号の高周波成分の強度、あるいは微分回路などによ
り抽出された映像信号のボケ幅検出強度などの鮮鋭度信
号を用いる。これは、通常の被写体を撮影した場合、ピ
ントがぼけている状態では小さく、ピントが合うにつれ
て大きくなり、完全にピントが合った状態で、最大値に
達する。
【0004】従って、フオーカスレンズの制御は、前記
鮮鋭度が小さいときは、大きくなる方向になるべく速く
動かし、大きくなるにつれて、ゆっくりと動かして、精
度良く山の頂上でフォーカシングレンズを停止するよう
に制御する。このようなオートフオーカス(以下AFと
称す)方式を山登り法オートフオーカス(以下山登りA
Fと略す)と呼んでいる。
【0005】また、フォーカスレンズの駆動にステツピ
ングモータを用いた場合には、フオーカスレンズ位置が
正確に検出できるので、図4に(a)で示すように、鮮
鋭度信号が最大値の時のフオーカスレンズ位置を記憶
し、その最大値より鮮鋭度信号がある所定値TH1下ま
わつたところで、記憶した最大値を検出際のフオーカス
レンズ位置に戻すことで、フオーカスレンズを鮮鋭度信
号の山のピークに止めるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、映像信
号を利用した自動合焦装置においては、被写体の依存性
が強く、図4の(b)で示すように、低コントラストな
被写体では、鮮鋭度信号の山自体がなだらかで起伏のな
いものとなり、鮮鋭度信号がある所定値TH1以下に下
がらない事がある。このような場合には、最大値を得た
フオーカスレンズ位置へとフオーカスレンズを戻す処理
が行われないまま合焦点を見つける事が出来ずにハンチ
ングしてしまうという問題点があった。
【0007】これを防止するために、所定値TH1を十
分小さい値にとれば、通常の被写体像の場合にノイズ等
ですぐに所定値TH1を越えてしまい、動作が極めて不
安定になる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するためになされたものであり、その特徴とするとこ
ろは、映像信号中より鮮鋭度に応じた信号を抽出する抽
出手段と、フオーカスレンズを駆動するための駆動手段
と、フオーカスレンズの位置を検出する位置検出手段
と、前記鮮鋭度信号のレベルに応じて前記駆動手段を制
御して前記フオーカスレンズを駆動するとともに、前記
鮮鋭度信号のレベルが最大値となつたときのフオーカス
レンズ位置を記憶し、前記鮮鋭度信号が前記最大値より
所定レベル減少したところで前記フオーカスレンズの駆
動方向を反転して前記記憶されたフオーカスレンズ位置
へとフオーカスレンズを駆動する制御手段と、前記フォ
ーカスレンズ駆動情報によって前記所定レベルを可変す
るレベル制御手段とを備えた自動合焦装置にある。
【0009】また本発明の他の特徴は、前記レベル制御
手段を、前記フオーカスレンズが所定回数以上反転して
いた場合に前記所定レベルを低下させるように構成した
自動合焦装置にある。
【0010】また本発明の他の特徴は、前記レベル制御
手段を、前記フォーカスレンズ駆動情報及び絞り情報に
基づいて前記所定レベルを可変するように構成した自動
合焦装置。
【0011】
【作用】これによつて、鮮鋭度信号の山が緩やかな、特
殊被写体のような場合であつてもハンチングを生じるこ
となく、防安定なAF動作を行うことができる。
【0012】また絞り情報によって、過去のフォーカス
レンズ駆動方向反転情報によって制御される所定レベル
を制御する事により、鮮鋭度信号の山の緩やかな絞った
被写体のハンチングを防止できる。
【0013】
【実施例】以下本発明における自動合焦装置を各図を参
照しながらその位置実施例について詳述する。
【0014】《第1の実施例》図1は本発明の自動合焦
装置の構成を示すブロツク図である。同図において、1
は第1群レンズを構成する固定の前玉レンズ、2は第2
群レンズを構成するズームレンズでモータ16及びモー
タドライブ回路13を介してズーム動作を行う。3は絞
り、4は固定の第3群レンズ、5はフォーカスレンズで
ステツピングモータ18及びモータドライブ回路15を
介して焦点調節を行う。6はCCD等の撮像素子、7は
プリアンプ、8はプリアンプ7より出力された映像信号
に所定の信号処理を施して規格化されたビデオ信号に変
換して出力するビデオ信号処理回路、VOはビデオ信号
出力端子である。
【0015】9は映像信号のレベルが所定のレベルに一
定になるようにドライブ回路14及びigメータ17を
制御して絞り3を自動制御する絞り制御回路である。
【0016】10はプリアンプからの映像信号中から撮
像面内に設定された所定の測距枠内に相当する映像信号
のみをゲートするゲート回路、11は合焦検出を行うた
めに必要な鮮鋭度を表す評価値としての高周波成分を抽
出するためのバンドパスフイルタ(BPF)である。
【0017】またバンドパスフイルタより出力された鮮
鋭度信号はAF動作を初めとするレンズシステム全体を
統括的に制御するマイクロコンピユータで構成されるシ
ステム制御回路12へと供給される。
【0018】また19はズームレンズ2の位置すなわち
焦点距離情報を検出するズームエンコーダ、20は絞り
3の絞り値を検出する絞りエンコーダ、21はフオーカ
スレンズ5の移動位置情報を検出するフオーカスエンコ
ーダであり、それぞれの検出情報もシステム制御回路1
2に入力される。
【0019】そしてシステム制御回路12は、バンドパ
スフイルタ11及び各エンコーダの値に基づいて、以下
に示すようなAF制御を行い、フオーカスレンズを合焦
点へと移動するものである。
【0020】図2に本発明の特徴であるシステム制御回
路12内で行われる処理のフローチヤートを示す。
【0021】同図において、まずステツプ201でバン
ドパスフイルタ11より鮮鋭度信号を、絞りエンコーダ
20より絞り情報を、ズームエンコーダより焦点距離情
報を、フオーカスエンコーダ21よりフオーカスレンズ
位置情報等をそれぞれ取り込み、鮮鋭度信号のレベルが
大きくなるように山登りAF動作を行う。
【0022】ここでフォーカスレンズ位置情報に関して
は、ステツピングモータを使用すレば、その駆動パルス
数をカウントする事によってフオーカスレンズ位置が判
断できるために、正確で精度の良い情報が得られる。こ
こでは、このフオーカスレンズ位置情報をアドレスと表
現する事にする。
【0023】ステツプ202で鮮鋭度信号Faが、それ
までの鮮鋭度信号ピークFa−pより大きいか判断し、
大きければステツプ203へと進み、その時のFa及び
アドレスAdを、それぞれFa−p、ピーク値アドレス
Ad−pとする。
【0024】続いてステツプ204で、山登りAF中に
フオーカスレンズが方向反転を2回行っているか判断
し、行っていればステツプ206においてフオーカスレ
ンズ反転のための所定値THにTH2を設定し、行って
いなければステツプ205で同じく所定値THにTH1
を設定する。フオーカスレンズが方向反転を2回行って
いるという事は、被写体が低コントラストや高輝度の特
殊被写体であって、鮮鋭度信号の山の形が図4の(b)
のように緩やかで起伏のないものとなっており、鮮鋭度
信号Faが所定値TH1分下がらない状態であると考
え、所定値THをTH2(<TH1)に切り換える。
【0025】ステツプ207で、Fa−pとFaの差分
値dFa−pが所定値THより小さいか否かを判断して
小さければステツプ208に、大きければステツプ21
1に進む。
【0026】ステツプ208ではフオーカスレンズ位置
が無限端であるか否かを判別し、無限端であればステツ
プ210に進みフオーカスレンズの駆動方向を反転し、
ステツプ201へと戻り、山登り動作を続ける。
【0027】ステツプ208でフオーカスレンズ位置が
無限端でなければ、ステツプ209へと進んでフオーカ
スレンズ位置が至近端であるか否かの判定を行う。至近
端であれば、ステツプ210へと進んで方向反転してス
テツプ201へと戻り、山登り動作を続ける。至近端で
なければ、方向反転せずにステツプ201へと戻り、順
方向のまま山登り動作を続行する。
【0028】また上述のステツプ207で、Fa−pと
Faの差分値dFa−pが所定値TH以上であつた場合
には、ステツプ211に進み、Ad−pの位置にフオー
カスレンズを駆動し、その位置を合焦とする。
【0029】以上のように、鮮鋭度信号の山が緩やか
で、山登り中に方向反転を2回行う様なとき、山の頂点
と裾野での、鮮鋭度信号の差分値がTH1分無いので、
TH1を小さくしてTH2にする事によって、山の頂点
である合焦点を見つける事ができ、ハンチングを防止す
る事が出来る。
【0030】《他の実施例》前記第1の実施例では、フ
オーカスレンズが2回以上方向反転を繰り返し、図4の
(b)に示すような鮮鋭度信号の山が緩やかで低コント
ラストであると思われるような場合、フオーカスレンズ
を鮮鋭度信号の山のピーク値を通過後に反転させるため
の、鮮鋭度の低下レベルを判断する所定値TH1をより
小さい値TH2に切り換えたが、さらに被写界深度によ
ってTH2を変化させる事により、より多くの撮影環境
に応じて、特殊被写体のハンチングを防止出来る。被写
界深度によつてフオーカスレンズの位置敏感度が変化す
るため、被写界深度が浅いときは、フオーカスレンズの
位置敏感度が大きく同じフオーカスレンズの駆動量でも
鮮鋭度信号の変化は大きく、被写界深度が深いときには
フオーカスレンズの位置敏感度が小さくなり、同じフオ
ーカスレンズの駆動量でも鮮鋭度信号の変化は小さくな
る。これは図4に示すような鮮鋭度信号の山で見れば、
被写界深度が深いほど山がなだらかで起伏の小さいもの
となることを意味している。本第2の実施例は、この被
写界深度による特性変化を考慮したものである。
【0031】図3に被写界深度に対するTH2の値を示
す。同図(a)は前玉レンズにおける被写界深度レベル
であり、この値が小さいほど被写界深度が浅く、大きい
ほど深くなる。
【0032】同図(b)は本実施例のようなリアフォー
カスレンズにおける被写界深度レベルであり、焦点距離
には関係はない。
【0033】そして同図(c)が被写界深度レベルにお
けるTH2の値であり、これはTH1に対する割合で示
している。従って、被写界深度レベル1では、TH2=
TH1×0.7 となる。被写界深度が深くなると鮮鋭度信
号の山は緩やかになるので、TH2をより小さく設定す
る事によって、絞ったところのハンチングを防止でき
る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、山登りAFを行う
中で、鮮鋭度信号のピーク値から、あるしきい値分だけ
鮮鋭度信号が下がったところでフオーカスレンズを反転
させ、記憶しておいた鮮鋭度信号のピーク値を得たとき
のアドレス値にフオーカスレンズを駆動する動作を行う
中で、フオーカスレンズの駆動方向反転の状態によって
前記のしきい値を小さくする事で、鮮鋭度信号の山の形
が緩やかな、特殊被写体に対してもハンチングを生じる
ことなく確実,円滑且つ迅速にフオーカスレンズを合焦
点へと移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における自動合焦装置のブロツク図であ
る。
【図2】本発明における自動合焦装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。
【図3】本発明における自動合焦装置の第2の実施例を
説明するための図である。
【図4】本発明における自動合焦装置の動作を説明する
ためのフオーカスレンズ位置と鮮鋭度信号の変化の関係
を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像信号中より鮮鋭度に応じた信号を抽
    出する抽出手段と、 フオーカスレンズを駆動するための駆動手段と、 フオーカスレンズの位置を検出する位置検出手段と、 前記鮮鋭度信号のレベルに応じて前記駆動手段を制御し
    て前記フオーカスレンズを駆動するとともに、前記鮮鋭
    度信号のレベルが最大値となつたときのフオーカスレン
    ズ位置を記憶し、前記鮮鋭度信号が前記最大値より所定
    レベル減少したところで前記フオーカスレンズの駆動方
    向を反転して前記記憶されたフオーカスレンズ位置へと
    フオーカスレンズを駆動する制御手段と、 前記フォーカスレンズ駆動情報によって前記所定レベル
    を可変するレベル制御手段と、を備えたことを特徴とす
    る自動合焦装置。
  2. 【請求項2】 映像信号中より鮮鋭度に応じた信号を抽
    出する抽出手段と、 フオーカスレンズを駆動するための駆動手段と、 フオーカスレンズの位置を検出する位置検出手段と、 前記鮮鋭度信号のレベルに応じて前記駆動手段を制御し
    て前記フオーカスレンズを駆動するとともに、前記鮮鋭
    度信号のレベルが最大値となつたときのフオーカスレン
    ズ位置を記憶し、前記鮮鋭度信号が前記最大値より所定
    レベル減少したところで前記フオーカスレンズの駆動方
    向を反転して前記記憶されたフオーカスレンズ位置へと
    フオーカスレンズを駆動する制御手段と、 前記フォーカスレンズ駆動反転情報によって前記所定レ
    ベルを可変し、前記フオーカスレンズが所定回数以上反
    転していた場合に、前記所定レベルを低下させるレベル
    制御手段と、を備えたことを特徴とする自動合焦装置。
  3. 【請求項3】 映像信号中より鮮鋭度に応じた信号を抽
    出する抽出手段と、 フオーカスレンズを駆動するための駆動手段と、 フオーカスレンズの位置を検出する位置検出手段と、 前記鮮鋭度信号のレベルに応じて前記駆動手段を制御し
    て前記フオーカスレンズを駆動するとともに、前記鮮鋭
    度信号のレベルが最大値となつたときのフオーカスレン
    ズ位置を記憶し、前記鮮鋭度信号が前記最大値より所定
    レベル減少したところで前記フオーカスレンズの駆動方
    向を反転して前記記憶されたフオーカスレンズ位置へと
    フオーカスレンズを駆動する制御手段と、 前記フォーカスレンズ駆動情報及び絞り情報に基づいて
    前記所定レベルを可変するレベル制御手段と、を備えた
    ことを特徴とする自動合焦装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312527C (zh) * 2001-12-20 2007-04-25 佳能株式会社 调焦装置、摄像装置及对焦方法
CN110943654A (zh) * 2019-12-13 2020-03-31 苏州智感电子科技有限公司 步进电机驱动芯片的驱动方法及系统

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