JPH07159685A - 自動焦点調節装置 - Google Patents
自動焦点調節装置Info
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- JPH07159685A JPH07159685A JP5340273A JP34027393A JPH07159685A JP H07159685 A JPH07159685 A JP H07159685A JP 5340273 A JP5340273 A JP 5340273A JP 34027393 A JP34027393 A JP 34027393A JP H07159685 A JPH07159685 A JP H07159685A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focusing
- subject
- circuit
- signal
- focus
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特別な回路等を用いることなく合焦精度の向
上と合焦時間の短縮を図ることのできる自動焦点調節装
置。 【構成】 1は撮影レンズ、1aはフォーカスレンズ、
2は光電変換素子、3は光電変換素子2に最適な被写体
光量を導く為の絞り、4は測光素子、5は撮像回路、6
は記録装置、7は撮像回路5より出力された信号を基
に、光電変換素子2の面上における被写体像の結像状態
を求める演算回路であり、山登り方式で用いる焦点評価
値の演算回路及び自己相関方式で用いる演算回路、8は
フォーカスレンズ駆動用モータ、13はモータ位置検出
回路、9は絞り3を切り換える切換用アクチュエータ、
10はメイン電源/モード切換スイッチ、11はレリー
ズスイッチ、12は各ブロックの信号を基に必要なブロ
ックに作動信号を与えるCPUである。
上と合焦時間の短縮を図ることのできる自動焦点調節装
置。 【構成】 1は撮影レンズ、1aはフォーカスレンズ、
2は光電変換素子、3は光電変換素子2に最適な被写体
光量を導く為の絞り、4は測光素子、5は撮像回路、6
は記録装置、7は撮像回路5より出力された信号を基
に、光電変換素子2の面上における被写体像の結像状態
を求める演算回路であり、山登り方式で用いる焦点評価
値の演算回路及び自己相関方式で用いる演算回路、8は
フォーカスレンズ駆動用モータ、13はモータ位置検出
回路、9は絞り3を切り換える切換用アクチュエータ、
10はメイン電源/モード切換スイッチ、11はレリー
ズスイッチ、12は各ブロックの信号を基に必要なブロ
ックに作動信号を与えるCPUである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスチルビデオカメラ等の
撮影装置における、自動焦点調節装置に関するものであ
る。
撮影装置における、自動焦点調節装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来スチルビデオカメラ等の撮影装置に
おける自動焦点調節装置の方式として、撮像素子からの
映像信号を直接評価して行う方式は、合焦精度が高く、
特別なセンサが不要である等の理由から広く利用されて
いる。中でも山登り方式による合焦手段及び自己相関方
式による合焦手段は有名である。また、特にこれらの合
焦手段を単独で用いることによる欠点を解決する為に、
まず自己相関方式による合焦手段で合焦を行い、次に山
登り方式による合焦手段で合焦を行う合焦方式が、本出
願人により特願平5−295389号として出願されて
いる。
おける自動焦点調節装置の方式として、撮像素子からの
映像信号を直接評価して行う方式は、合焦精度が高く、
特別なセンサが不要である等の理由から広く利用されて
いる。中でも山登り方式による合焦手段及び自己相関方
式による合焦手段は有名である。また、特にこれらの合
焦手段を単独で用いることによる欠点を解決する為に、
まず自己相関方式による合焦手段で合焦を行い、次に山
登り方式による合焦手段で合焦を行う合焦方式が、本出
願人により特願平5−295389号として出願されて
いる。
【0003】以下、これらについて説明する。
【0004】図4は山登り方式による合焦装置の構成ブ
ロック図である。レンズ20によって被写体像は光電変
換素子21に結像され撮像回路22によって映像信号と
なり、この中の輝度信号が演算回路23に入力される。
この演算回路23は、例えば図5に示すように構成され
る。
ロック図である。レンズ20によって被写体像は光電変
換素子21に結像され撮像回路22によって映像信号と
なり、この中の輝度信号が演算回路23に入力される。
この演算回路23は、例えば図5に示すように構成され
る。
【0005】輝度信号は、特定域通過フィルタ(BP
F)23cを通過して特定成分のみが分離され、次段の
検波回路23dにて振幅検波される。ここで、フィルタ
の特性をCPU24で制御し変化させた場合、抽出され
る信号を変化させることができ、撮影場面に適したフィ
ルタ特性を選択することで、より正確な合焦を得ること
ができる。そして、この検波出力は、A/D変換回路2
3eにてデジタル値に変換され、ゲート回路23fで画
面中央に設定されたフォーカスエリアの信号だけが抜く
取られて、積分回路23gで映像信号のフィールド毎に
積分され、現フィールドの焦点評価値が得られる。
F)23cを通過して特定成分のみが分離され、次段の
検波回路23dにて振幅検波される。ここで、フィルタ
の特性をCPU24で制御し変化させた場合、抽出され
る信号を変化させることができ、撮影場面に適したフィ
ルタ特性を選択することで、より正確な合焦を得ること
ができる。そして、この検波出力は、A/D変換回路2
3eにてデジタル値に変換され、ゲート回路23fで画
面中央に設定されたフォーカスエリアの信号だけが抜く
取られて、積分回路23gで映像信号のフィールド毎に
積分され、現フィールドの焦点評価値が得られる。
【0006】このとき、輝度信号より同期分離回路23
aによって分離された垂直及び水平同期信号は、垂直、
水平同期信号及び固定の発振器出力に基づいて、画面中
央部分に長方形のフォーカスエリアを設定し、このエリ
アの範囲のみの輝度信号の通過を許容するゲート開閉信
号をゲート回路23fに供給している。また、このゲー
ト開閉信号をCPU24で制御し変化させた場合、画面
中の任意の場所にフォーカスエリアを設定できる。
aによって分離された垂直及び水平同期信号は、垂直、
水平同期信号及び固定の発振器出力に基づいて、画面中
央部分に長方形のフォーカスエリアを設定し、このエリ
アの範囲のみの輝度信号の通過を許容するゲート開閉信
号をゲート回路23fに供給している。また、このゲー
ト開閉信号をCPU24で制御し変化させた場合、画面
中の任意の場所にフォーカスエリアを設定できる。
【0007】このようにして積分回路23gより常時、
1フィールド分の焦点評価値を出力する。そして、この
焦点評価値が最大になるようにフォーカスモータ25を
駆動することで合焦動作を行うことができる。山登り合
焦動作のレンズ位置の変化を図6に示す。このように、
この山登り方式の合焦手段は、光電変換素子21面上で
の結像状態を毎フィールドごとに比較することで合焦を
行う為、被写体の変化にもリアルタイムに対応でき、か
つ合焦精度が高いものになっている。
1フィールド分の焦点評価値を出力する。そして、この
焦点評価値が最大になるようにフォーカスモータ25を
駆動することで合焦動作を行うことができる。山登り合
焦動作のレンズ位置の変化を図6に示す。このように、
この山登り方式の合焦手段は、光電変換素子21面上で
の結像状態を毎フィールドごとに比較することで合焦を
行う為、被写体の変化にもリアルタイムに対応でき、か
つ合焦精度が高いものになっている。
【0008】次に自己相関方式による合焦装置について
説明する。図7は自己相関方式による合焦手段の要部概
略図である。31は撮影レンズ、32は撮像手段であ
り、CCD等の光電変換素子よりなっている。同図では
撮像手段32が合焦位置にあるときを示している。10
1は2つの開口部を有した遮光部材(絞り)であり、撮
影光路中に挿脱可能に装着しており、光路中に配置して
撮影レンズ31の瞳を大きさの異なる2つの領域33,
34に分割している。
説明する。図7は自己相関方式による合焦手段の要部概
略図である。31は撮影レンズ、32は撮像手段であ
り、CCD等の光電変換素子よりなっている。同図では
撮像手段32が合焦位置にあるときを示している。10
1は2つの開口部を有した遮光部材(絞り)であり、撮
影光路中に挿脱可能に装着しており、光路中に配置して
撮影レンズ31の瞳を大きさの異なる2つの領域33,
34に分割している。
【0009】102は撮影レンズ31が後ピン状態にあ
る時の撮影手段32の位置を示し、103は撮影レンズ
31が前ピン状態にある時の撮像手段32の位置を示し
ている。合焦状態にない場合、異なる光路を通って結像
するこの2つの被写体像は一致せず、ズレた2つの像と
して結像する。37は演算回路であり、撮像手段32で
得られる像の相関を演算し、ズレ量・ズレ方向を算出す
る。38はフォーカスレンズ駆動用モータであり、演算
回路37からの合焦信号に基づいて撮影レンズ31のフ
ォーカスレンズ(不図示)を光軸上移動させて被写体の
撮像手段32の面上での合焦を行っている。
る時の撮影手段32の位置を示し、103は撮影レンズ
31が前ピン状態にある時の撮像手段32の位置を示し
ている。合焦状態にない場合、異なる光路を通って結像
するこの2つの被写体像は一致せず、ズレた2つの像と
して結像する。37は演算回路であり、撮像手段32で
得られる像の相関を演算し、ズレ量・ズレ方向を算出す
る。38はフォーカスレンズ駆動用モータであり、演算
回路37からの合焦信号に基づいて撮影レンズ31のフ
ォーカスレンズ(不図示)を光軸上移動させて被写体の
撮像手段32の面上での合焦を行っている。
【0010】つまり、この方式の合焦動作の場合、撮像
手段32の面上に結像した被写体像に基づく自己相関を
演算回路37で計算することにより、撮影レンズ31が
合焦状態にあるか否か、さらに合焦状態にない場合に
は、ピントのズレ量がどれだけあるかの情報を一度に得
ることができる。また、加えて、撮影レンズ31の瞳を
二つに分割する領域33,34の瞳径を変えることで、
ピントのズレ方向の検出も一度にできる。
手段32の面上に結像した被写体像に基づく自己相関を
演算回路37で計算することにより、撮影レンズ31が
合焦状態にあるか否か、さらに合焦状態にない場合に
は、ピントのズレ量がどれだけあるかの情報を一度に得
ることができる。また、加えて、撮影レンズ31の瞳を
二つに分割する領域33,34の瞳径を変えることで、
ピントのズレ方向の検出も一度にできる。
【0011】このように、この自己相関方式の合焦手段
は、撮像手段32の面上に結像した被写体像に基づく自
己相関を、最初の1フィールドの演算だけで求めフォー
カスレンズを合焦位置に駆動する為、高速な合焦が可能
となっている。
は、撮像手段32の面上に結像した被写体像に基づく自
己相関を、最初の1フィールドの演算だけで求めフォー
カスレンズを合焦位置に駆動する為、高速な合焦が可能
となっている。
【0012】また、これらの合焦手段をそれぞれ単独で
用いた場合には、 山登り方式の場合 光電変換素子21面上での結像状態を、フォーカスレン
ズを動かしながら毎フィールドごとに比較しながら合焦
動作を行う為、特に初期の結像状態が合焦位置より大き
くズレている場合には、合焦までに時間がかかり、結果
として撮影チャンスをのがしてしまう。 自己相関方式の場合 最初の1フィールドの信号にて合焦位置を計算で求め、
フォーカスレンズをその計算で求めた合焦位置に駆動す
る。しかしながら実際はレンズ性能の設計上・加工上の
ばらつきにより、実際の合焦位置と上記計算で求めた合
焦位置との間に、微小な差が生じてしまう。現在、撮影
装置の小型化が進み、それに伴いレンズの小型化が進ん
でいる為、上記フォーカスレンズの微小な差がピント面
では無視出来ないレベルとなってしまい、結果としてピ
ントの甘い画が撮影されてしまう。という欠点があっ
た。
用いた場合には、 山登り方式の場合 光電変換素子21面上での結像状態を、フォーカスレン
ズを動かしながら毎フィールドごとに比較しながら合焦
動作を行う為、特に初期の結像状態が合焦位置より大き
くズレている場合には、合焦までに時間がかかり、結果
として撮影チャンスをのがしてしまう。 自己相関方式の場合 最初の1フィールドの信号にて合焦位置を計算で求め、
フォーカスレンズをその計算で求めた合焦位置に駆動す
る。しかしながら実際はレンズ性能の設計上・加工上の
ばらつきにより、実際の合焦位置と上記計算で求めた合
焦位置との間に、微小な差が生じてしまう。現在、撮影
装置の小型化が進み、それに伴いレンズの小型化が進ん
でいる為、上記フォーカスレンズの微小な差がピント面
では無視出来ないレベルとなってしまい、結果としてピ
ントの甘い画が撮影されてしまう。という欠点があっ
た。
【0013】そこで、まず、自己相関方式の合焦手段を
用いて、結像する複数の被写体像の相関からデフォーカ
ス量・方向を算出することで、フォーカスレンズを合焦
位置付近まで速やかに駆動し、次に、山登り方式の合焦
手段を用いて、被写体像の結像状態をフィールドごとに
比較することで、正確な合焦を行う合焦手段が考案され
ている。これは、互いの合焦手段の欠点を補い、高速で
なおかつ合焦精度の高い合焦手段を可能としたものであ
る。
用いて、結像する複数の被写体像の相関からデフォーカ
ス量・方向を算出することで、フォーカスレンズを合焦
位置付近まで速やかに駆動し、次に、山登り方式の合焦
手段を用いて、被写体像の結像状態をフィールドごとに
比較することで、正確な合焦を行う合焦手段が考案され
ている。これは、互いの合焦手段の欠点を補い、高速で
なおかつ合焦精度の高い合焦手段を可能としたものであ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、以下の欠点があった。 自己相関方式の合焦手段も併用してはいるが、最終的
には、山登り方式の合焦手段により合焦を得る方式であ
る為、合焦精度は、山登り方式に依存している。したが
って、図8に示すように、人物と背景の樹にそれぞれ第
1・第2のピークをもつ、いわゆる“遠近競合”の場面
の撮影の場合、山登り方式単独での合焦時と同様に誤っ
た被写体に合焦してしまう可能性がある。これは、焦点
評価値が図9に示すように複数のピークを持っており、
このうち所望でない物体のピーク付近の焦点評価値の変
化だけから、その場所に合焦を行ってしまうことに起因
するのであるが、この問題に関しては何ら考慮がなされ
ていない。 山登り方式の合焦手段では、映像信号の特定の周波数
成分を抽出し、その出力により合焦位置を決定するので
あるが、このとき、正確な合焦動作を行う為に有効な周
波数成分は、各撮影場面ごとに異なる。正確な合焦に有
効な周波数は、単純な図柄程低く、複雑な図柄になるに
従い高くなっている。このため実際には、合焦動作中
に、各撮影場面に有効な固有の周波数成分の抽出の為の
特定域通過フィルタ(BPF)の切り替え等を行い、そ
の値を決定しているものがある。しかしながら、この方
法を用いた場合、回路は複雑になり合焦時間も長くなっ
てしまう。
例においては、以下の欠点があった。 自己相関方式の合焦手段も併用してはいるが、最終的
には、山登り方式の合焦手段により合焦を得る方式であ
る為、合焦精度は、山登り方式に依存している。したが
って、図8に示すように、人物と背景の樹にそれぞれ第
1・第2のピークをもつ、いわゆる“遠近競合”の場面
の撮影の場合、山登り方式単独での合焦時と同様に誤っ
た被写体に合焦してしまう可能性がある。これは、焦点
評価値が図9に示すように複数のピークを持っており、
このうち所望でない物体のピーク付近の焦点評価値の変
化だけから、その場所に合焦を行ってしまうことに起因
するのであるが、この問題に関しては何ら考慮がなされ
ていない。 山登り方式の合焦手段では、映像信号の特定の周波数
成分を抽出し、その出力により合焦位置を決定するので
あるが、このとき、正確な合焦動作を行う為に有効な周
波数成分は、各撮影場面ごとに異なる。正確な合焦に有
効な周波数は、単純な図柄程低く、複雑な図柄になるに
従い高くなっている。このため実際には、合焦動作中
に、各撮影場面に有効な固有の周波数成分の抽出の為の
特定域通過フィルタ(BPF)の切り替え等を行い、そ
の値を決定しているものがある。しかしながら、この方
法を用いた場合、回路は複雑になり合焦時間も長くなっ
てしまう。
【0015】本発明はかかる従来の課題を解決するため
になされたもので、特別な回路等を用いることなく合焦
精度の向上と合焦時間の短縮を図ることのできる自動焦
点調節装置を提供することを目的とする。
になされたもので、特別な回路等を用いることなく合焦
精度の向上と合焦時間の短縮を図ることのできる自動焦
点調節装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、異なる光路を
通って結像する複数の被写体像の情報から被写体の合焦
を行う第1の合焦手段と、結像する1つの被写体像の情
報から被写体の合焦を行う第2の合焦手段を有し、各合
焦手段を第1・第2の順番に用いて合焦動作を行う装置
において、第1の合焦手段による合焦動作中に、第2の
合焦手段による合焦動作に用いる遠近競合の起こらない
測距枠の設定及び各撮影場面に適した信号抽出用フィル
タの特性の決定を行うようにしたものである。
通って結像する複数の被写体像の情報から被写体の合焦
を行う第1の合焦手段と、結像する1つの被写体像の情
報から被写体の合焦を行う第2の合焦手段を有し、各合
焦手段を第1・第2の順番に用いて合焦動作を行う装置
において、第1の合焦手段による合焦動作中に、第2の
合焦手段による合焦動作に用いる遠近競合の起こらない
測距枠の設定及び各撮影場面に適した信号抽出用フィル
タの特性の決定を行うようにしたものである。
【0017】
【作用】本発明によれば、第1の合焦手段により被写体
の状態が判断できるので、その情報に基づいて測距枠の
設定を行うことができるため、第2の合焦動作に先だっ
て主要被写体だけが枠内に入るように測距枠の設定を行
うことができ、それにより、第2の合焦動作においては
遠近競合を避けることができて、正確で高速な合焦動作
が可能になる。
の状態が判断できるので、その情報に基づいて測距枠の
設定を行うことができるため、第2の合焦動作に先だっ
て主要被写体だけが枠内に入るように測距枠の設定を行
うことができ、それにより、第2の合焦動作においては
遠近競合を避けることができて、正確で高速な合焦動作
が可能になる。
【0018】
【実施例】図1に本発明の合焦装置を有した撮影装置の
構成を表すブロック図を示す。1は被写体像を後述する
光電変換素子面上に導く撮影レンズ、1aはそのなかで
もフォーカス機能を有すフォーカスレンズ、2は撮影レ
ンズ1により導かれた光を電気信号に変換する光電変換
素子、3は光電変換素子2に最適な被写体光量を導く為
の絞り、4は被写体の輝度情報を得るための測光素子、
5は光電変換素子2より得られた電気信号を後述する記
録装置や、演算回路に適した信号に変換して出力する撮
像回路、6は撮像回路5より出力された信号を記録する
記録装置、7は撮像回路5より出力された信号を基に、
光電変換素子2の面上における被写体像の結像状態を求
める演算回路であり、前述の山登り方式で用いる焦点評
価値の演算回路及び自己相関方式で用いる演算回路を含
んでいる。8は後述するCPUの指令に基づきフォーカ
スレンズ1aを撮影光軸方向に駆動させるフォーカスレ
ンズ駆動用モータ、13は上記フォーカスレンズ駆動用
モータ8の位置を検出し、後述するCPUに情報をフォ
ードバックするモータ位置検出回路、9は後述するCP
Uの指令に基づき、絞り3を切り換える切換用アクチュ
エータ、10は撮影装置全体の電源のON/OFF、撮
影・再生等のモードを切り換えるメイン電源/モード切
換スイッチ、11は撮影時において撮影動作のタイミン
グを入力する第1のストロークでスイッチ1、第1のス
トロークより大きい第2のストロークでスイッチ2がO
Nするように構成されたレリーズスイッチ、12はメイ
ン電源/モード切換スイッチ10の信号を基に設定され
たモードに必要なブロックに電源を入れたり、レリーズ
スイッチ11の信号を基に記録装置6、撮像回路5、測
光素子4、演算回路7の作動タイミングを指示したり、
演算回路7の信号を基にフォーカスレンズ駆動用モータ
8を制御したり、測光素子4、演算回路7の信号を基に
絞り切換用アクチュエータを制御したり等、各ブロック
の信号を基に必要なブロックに作動信号を与えるCPU
である。
構成を表すブロック図を示す。1は被写体像を後述する
光電変換素子面上に導く撮影レンズ、1aはそのなかで
もフォーカス機能を有すフォーカスレンズ、2は撮影レ
ンズ1により導かれた光を電気信号に変換する光電変換
素子、3は光電変換素子2に最適な被写体光量を導く為
の絞り、4は被写体の輝度情報を得るための測光素子、
5は光電変換素子2より得られた電気信号を後述する記
録装置や、演算回路に適した信号に変換して出力する撮
像回路、6は撮像回路5より出力された信号を記録する
記録装置、7は撮像回路5より出力された信号を基に、
光電変換素子2の面上における被写体像の結像状態を求
める演算回路であり、前述の山登り方式で用いる焦点評
価値の演算回路及び自己相関方式で用いる演算回路を含
んでいる。8は後述するCPUの指令に基づきフォーカ
スレンズ1aを撮影光軸方向に駆動させるフォーカスレ
ンズ駆動用モータ、13は上記フォーカスレンズ駆動用
モータ8の位置を検出し、後述するCPUに情報をフォ
ードバックするモータ位置検出回路、9は後述するCP
Uの指令に基づき、絞り3を切り換える切換用アクチュ
エータ、10は撮影装置全体の電源のON/OFF、撮
影・再生等のモードを切り換えるメイン電源/モード切
換スイッチ、11は撮影時において撮影動作のタイミン
グを入力する第1のストロークでスイッチ1、第1のス
トロークより大きい第2のストロークでスイッチ2がO
Nするように構成されたレリーズスイッチ、12はメイ
ン電源/モード切換スイッチ10の信号を基に設定され
たモードに必要なブロックに電源を入れたり、レリーズ
スイッチ11の信号を基に記録装置6、撮像回路5、測
光素子4、演算回路7の作動タイミングを指示したり、
演算回路7の信号を基にフォーカスレンズ駆動用モータ
8を制御したり、測光素子4、演算回路7の信号を基に
絞り切換用アクチュエータを制御したり等、各ブロック
の信号を基に必要なブロックに作動信号を与えるCPU
である。
【0019】図2に上記絞り3の詳細図を示す。この絞
り3は、撮影レンズ1により導かれる光束に対し、少な
くとも大きさの異なる2つの開口部を有し、被写体像を
光電変換素子2の面上に2つの像として導くゾーン3a
と、光軸を中心に円形の1つの開口部を有し、被写体像
を1つの像として光電変換素子2の面上に導き、開口部
の面積が異なる開口径の大きいゾーン3b、開口径の小
さいゾーン3cよりなる。この3つのゾーンは、ステッ
ピングモータ等で構成される絞り切換用アクチュエータ
9により、上記光束中に1ゾーンづつ任意に挿入可能に
構成されている。
り3は、撮影レンズ1により導かれる光束に対し、少な
くとも大きさの異なる2つの開口部を有し、被写体像を
光電変換素子2の面上に2つの像として導くゾーン3a
と、光軸を中心に円形の1つの開口部を有し、被写体像
を1つの像として光電変換素子2の面上に導き、開口部
の面積が異なる開口径の大きいゾーン3b、開口径の小
さいゾーン3cよりなる。この3つのゾーンは、ステッ
ピングモータ等で構成される絞り切換用アクチュエータ
9により、上記光束中に1ゾーンづつ任意に挿入可能に
構成されている。
【0020】上記構成の撮影装置において、撮影時のフ
ローチャートを図3に示し、被写体の合焦動作を中心に
以下説明する。まず、メイン電源/モード切換スイッチ
10が撮影モードに設定されると(S1)、CPU12
の作動信号により、記録装置6が撮像回路5より出力さ
れる信号を記録可能状態にイニシャライズされる(S
2)。次に撮影者は不図示で公知の外部ファインダで撮
影被写体の構図を決める。次にレリーズスイッチ11の
スイッチ1がONされると(S3)、CPU12の作動
信号により絞り切換用アクチュエータ9が駆動され、絞
り3のゾーン3aが撮影レンズ1の光束中に挿入される
(S4)。同時に光電変換素子2、撮像回路5、演算回
路7の電源がONされる(S5)。次に測光素子4によ
り被写体輝度が測光され、その情報がCPU12に送ら
れる(S6)。次に上記被写体測光情報を基に、従来例
で述べた自己相関方式による合焦手段に適した電子シャ
ッタスピードをCPU12が求める。上記求められたシ
ャッタスピードにて被写体像が光電変換素子2に蓄積さ
れ、次に1フィールド、即ち1画面1/60秒のテレビ
信号レートの電気信号として撮像回路5に取り込まれ
る。
ローチャートを図3に示し、被写体の合焦動作を中心に
以下説明する。まず、メイン電源/モード切換スイッチ
10が撮影モードに設定されると(S1)、CPU12
の作動信号により、記録装置6が撮像回路5より出力さ
れる信号を記録可能状態にイニシャライズされる(S
2)。次に撮影者は不図示で公知の外部ファインダで撮
影被写体の構図を決める。次にレリーズスイッチ11の
スイッチ1がONされると(S3)、CPU12の作動
信号により絞り切換用アクチュエータ9が駆動され、絞
り3のゾーン3aが撮影レンズ1の光束中に挿入される
(S4)。同時に光電変換素子2、撮像回路5、演算回
路7の電源がONされる(S5)。次に測光素子4によ
り被写体輝度が測光され、その情報がCPU12に送ら
れる(S6)。次に上記被写体測光情報を基に、従来例
で述べた自己相関方式による合焦手段に適した電子シャ
ッタスピードをCPU12が求める。上記求められたシ
ャッタスピードにて被写体像が光電変換素子2に蓄積さ
れ、次に1フィールド、即ち1画面1/60秒のテレビ
信号レートの電気信号として撮像回路5に取り込まれ
る。
【0021】撮像回路5に取り込まれたこの信号は、従
来例で述べた自己相関方式による合焦手段に適した信号
に変換され演算回路7に入力される。この入力された信
号を基に演算回路7は、上記自己相関方式により、被写
体像を光電変換素子2の面上に合焦させる位置からのフ
ォーカスレンズ1aのズレ量とズレ方向を演算で求める
(S7)。上記求められたフォーカスレンズ1aのズレ
量・ズレ方向を基に、CPU12はフォーカスレンズ1
aを、現在位置から合焦点に対し一定量手前の位置に駆
動させる信号をフォーカスレンズ駆動用モータ8に出力
し、このモータ8の駆動によりフォーカスレンズ1aが
駆動される(S8)。ここで合焦点に対し、一定量手前
の位置にフォーカスレンズ1aを駆動する理由は、下記
山登り方式による合焦手段に移行した際、フォーカスレ
ンズ1aの駆動方向を改めて求める必要が無いようにし
てある。
来例で述べた自己相関方式による合焦手段に適した信号
に変換され演算回路7に入力される。この入力された信
号を基に演算回路7は、上記自己相関方式により、被写
体像を光電変換素子2の面上に合焦させる位置からのフ
ォーカスレンズ1aのズレ量とズレ方向を演算で求める
(S7)。上記求められたフォーカスレンズ1aのズレ
量・ズレ方向を基に、CPU12はフォーカスレンズ1
aを、現在位置から合焦点に対し一定量手前の位置に駆
動させる信号をフォーカスレンズ駆動用モータ8に出力
し、このモータ8の駆動によりフォーカスレンズ1aが
駆動される(S8)。ここで合焦点に対し、一定量手前
の位置にフォーカスレンズ1aを駆動する理由は、下記
山登り方式による合焦手段に移行した際、フォーカスレ
ンズ1aの駆動方向を改めて求める必要が無いようにし
てある。
【0022】また、このとき同時に、以下の動作を行う 測距枠の設定(S9) 自己相関方式で合焦動作を行うことにより、被写体の状
態が判断できる為、その情報に基づいて測距枠の設定を
行う。
態が判断できる為、その情報に基づいて測距枠の設定を
行う。
【0023】前述したように、測距枠(フォーカスエリ
ア)は、ゲート信号を制御することで、その位置・大き
さを変化させることが可能である。また、この時点で
は、自己相関方式による合焦動作が終了しているので、
その結果を利用することができる。
ア)は、ゲート信号を制御することで、その位置・大き
さを変化させることが可能である。また、この時点で
は、自己相関方式による合焦動作が終了しているので、
その結果を利用することができる。
【0024】自己相関方式による合焦方式では、異なる
光路を通って結像する複数の被写体像のズレ量から距離
を算出する方式であるため、例えば、測距枠内に異なる
距離に存在する被写体があった場合、その各々の距離を
算出することから、どれが主要被写体であるかの判断
(例えば、距離の近い被写体を選択する・画面内に示す
割合が大きい被写体を選択する等)も下すことができる
のである。
光路を通って結像する複数の被写体像のズレ量から距離
を算出する方式であるため、例えば、測距枠内に異なる
距離に存在する被写体があった場合、その各々の距離を
算出することから、どれが主要被写体であるかの判断
(例えば、距離の近い被写体を選択する・画面内に示す
割合が大きい被写体を選択する等)も下すことができる
のである。
【0025】図10に測距枠の設定のフローチャートを
示し、これに沿って具体的に説明する。まず、予め設定
されている測距枠内の自己相関を算出し、ピークの数を
調べる(S21)。自己相関のピークとは、ある距離に
被写体が存在することを表し、ピークが複数存在すると
いうことは、ピーク数に相当する数の被写体が異なる距
離に存在することを表す。ここで、ピークが1つである
場合は、この測距枠内の被写体は1つであると判断し、
測距枠の変更は行わない。また、ピークが2つ以上存在
する場合は、以下の動作を行う。
示し、これに沿って具体的に説明する。まず、予め設定
されている測距枠内の自己相関を算出し、ピークの数を
調べる(S21)。自己相関のピークとは、ある距離に
被写体が存在することを表し、ピークが複数存在すると
いうことは、ピーク数に相当する数の被写体が異なる距
離に存在することを表す。ここで、ピークが1つである
場合は、この測距枠内の被写体は1つであると判断し、
測距枠の変更は行わない。また、ピークが2つ以上存在
する場合は、以下の動作を行う。
【0026】焦点評価値の各ピークに対応する画素を抽
出する(S22)。これは、焦点評価値のピークに対応
した距離にある画像の抽出を意味し、この動作を行うこ
とで(例えば、遠景・近景の)画像の分離ができる。次
にS22で抽出した各ピークに対応する画素の数を比較
する(S23)。ここで、比較により得られる画素数の
比とは、撮影画面上に示す各被写体の面積の比に当た
る。そして、この結果から主要被写体の特定を行う(S
24)。ここでは、測距枠内に示す最大面積の被写体が
主要被写体であるとの判断から、主要被写体を決定す
る。
出する(S22)。これは、焦点評価値のピークに対応
した距離にある画像の抽出を意味し、この動作を行うこ
とで(例えば、遠景・近景の)画像の分離ができる。次
にS22で抽出した各ピークに対応する画素の数を比較
する(S23)。ここで、比較により得られる画素数の
比とは、撮影画面上に示す各被写体の面積の比に当た
る。そして、この結果から主要被写体の特定を行う(S
24)。ここでは、測距枠内に示す最大面積の被写体が
主要被写体であるとの判断から、主要被写体を決定す
る。
【0027】また、この実施例では“最大面積の被写
体”を主要被写体と判断したが、“最近距離の被写
体”,“所定距離内で所定面積以上の被写体”等の条件
で判断することも可能である。主要被写体の特定ができ
たならば、測距枠の変更を行う(S25)。ゲート開閉
信号の制御により、主要被写体だけが含まれる特定範囲
のみの輝度信号の通過を許容することで、遠近競合のな
い測距枠の変更を行う。
体”を主要被写体と判断したが、“最近距離の被写
体”,“所定距離内で所定面積以上の被写体”等の条件
で判断することも可能である。主要被写体の特定ができ
たならば、測距枠の変更を行う(S25)。ゲート開閉
信号の制御により、主要被写体だけが含まれる特定範囲
のみの輝度信号の通過を許容することで、遠近競合のな
い測距枠の変更を行う。
【0028】以上、これらの動作を行うことで、自己相
関方式の合焦動作で用いた測距枠が“遠近競合”であっ
た場合、それらの結果を利用し、山登り方式の合焦動作
に先立って主要被写体だけが枠内に入るように測距枠の
設定を行うことができる為、山登り方式の合焦動作にお
いては、“遠近競合”を避けることができ、正確で高速
な合焦動作が可能になる。 フィルタ特性の決定(S10) 前述したように、山登り方式による合焦動作では、撮影
場面に応じた映像信号の特定周波数成分の抽出が必要で
あり、その為のフィルタ特性の決定をしなければならな
い。ここでは、自己相関方式で用いた“異なる光路を通
って結像した像”を利用する。
関方式の合焦動作で用いた測距枠が“遠近競合”であっ
た場合、それらの結果を利用し、山登り方式の合焦動作
に先立って主要被写体だけが枠内に入るように測距枠の
設定を行うことができる為、山登り方式の合焦動作にお
いては、“遠近競合”を避けることができ、正確で高速
な合焦動作が可能になる。 フィルタ特性の決定(S10) 前述したように、山登り方式による合焦動作では、撮影
場面に応じた映像信号の特定周波数成分の抽出が必要で
あり、その為のフィルタ特性の決定をしなければならな
い。ここでは、自己相関方式で用いた“異なる光路を通
って結像した像”を利用する。
【0029】自己相関方式の合焦動作時に使用される像
は、正規の撮影時に比べ小さい絞りを通して結像してい
るため、合焦状態ではなくてもそのボケ量は小さいもの
になっている。よって、この像から、被写体像に含ま
れ、山登り方式による合焦動作に有効な周波数の判断が
可能であり、各撮影場面固有の周波数成分の抽出のため
の特定域通過フィルタの特性の決定ができる。
は、正規の撮影時に比べ小さい絞りを通して結像してい
るため、合焦状態ではなくてもそのボケ量は小さいもの
になっている。よって、この像から、被写体像に含ま
れ、山登り方式による合焦動作に有効な周波数の判断が
可能であり、各撮影場面固有の周波数成分の抽出のため
の特定域通過フィルタの特性の決定ができる。
【0030】図11にフィルタ特性の決定のフローチャ
ートを示し、これに沿って説明する。まず、得られた映
像信号を周波数変換し、信号に含まれる周波数成分を調
べる(S31)。次に、この結果を基に、山登り合焦動
作に有効な周波数を求める(S32)。ここで求められ
る周波数は、前述したように、単純な図柄ほど低く、複
雑な図柄になるに従い、高いものとなっている。そし
て、以上の結果から、所定のルールに従って、CPUで
DSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)を制御する
(S33)。ここでは、有効周波数によって通過させる
帯域の中心周波数を変化させている。これにより、正確
な合焦が可能となる。また、それとは別に、デフォーカ
ス量が大である場合は、通過帯域の低域側を拡大する操
作も行っている。これは、山登り合焦動作でデフォーカ
ス量が大の場合、周波数の高域成分が少なく、“ノイズ
との分離”,“高域成分での判断”が困難である為、初
期のレンズ移動には比較的大きい低域成分が有効である
ことを考慮したものである。これにより、一層の高速化
・高精度化が望める。そして、以上の一連の動作で、フ
ィルタ特性の決定がなされる(S34)。
ートを示し、これに沿って説明する。まず、得られた映
像信号を周波数変換し、信号に含まれる周波数成分を調
べる(S31)。次に、この結果を基に、山登り合焦動
作に有効な周波数を求める(S32)。ここで求められ
る周波数は、前述したように、単純な図柄ほど低く、複
雑な図柄になるに従い、高いものとなっている。そし
て、以上の結果から、所定のルールに従って、CPUで
DSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)を制御する
(S33)。ここでは、有効周波数によって通過させる
帯域の中心周波数を変化させている。これにより、正確
な合焦が可能となる。また、それとは別に、デフォーカ
ス量が大である場合は、通過帯域の低域側を拡大する操
作も行っている。これは、山登り合焦動作でデフォーカ
ス量が大の場合、周波数の高域成分が少なく、“ノイズ
との分離”,“高域成分での判断”が困難である為、初
期のレンズ移動には比較的大きい低域成分が有効である
ことを考慮したものである。これにより、一層の高速化
・高精度化が望める。そして、以上の一連の動作で、フ
ィルタ特性の決定がなされる(S34)。
【0031】通常この動作は、山登り方式による合焦動
作時に、合焦動作と平行して行っているが、山登り方式
による合焦動作に先立って自己相関方式の結果に基づい
て行うため、合焦時間の短縮になる。なお、本実施例で
は、デジタル・フィルタによって通過帯域を制限してい
るが、複数のフィルタを用意し、それらを選択する方法
や、複数のフィルタからの情報の加算比を制御する方法
でも同様の効果が得られる。
作時に、合焦動作と平行して行っているが、山登り方式
による合焦動作に先立って自己相関方式の結果に基づい
て行うため、合焦時間の短縮になる。なお、本実施例で
は、デジタル・フィルタによって通過帯域を制限してい
るが、複数のフィルタを用意し、それらを選択する方法
や、複数のフィルタからの情報の加算比を制御する方法
でも同様の効果が得られる。
【0032】次に、上記被写体輝度情報を基にCPU1
2は、従来例で述べた山登り方式による合焦手段に適し
た電子シャッタスピードと、絞り3のゾーン3bまたは
ゾーン3cを選択・決定する。上記決定された絞り3の
ゾーンに絞りが切り換わるよう、CPU12が絞り切換
用アクチュエータ9を駆動する(S11)。次に上記決
定された電子シャッタスピードにて被写体像が光電変換
素子2に蓄積され、1画面1/60秒のテレビ信号レー
トの映像信号として、逐次撮像回路5に取り込まれる。
撮像回路5に取り込まれたこの信号は、従来例で述べた
山登り方式による合焦手段に適した信号に変換され、演
算回路7に入力される。
2は、従来例で述べた山登り方式による合焦手段に適し
た電子シャッタスピードと、絞り3のゾーン3bまたは
ゾーン3cを選択・決定する。上記決定された絞り3の
ゾーンに絞りが切り換わるよう、CPU12が絞り切換
用アクチュエータ9を駆動する(S11)。次に上記決
定された電子シャッタスピードにて被写体像が光電変換
素子2に蓄積され、1画面1/60秒のテレビ信号レー
トの映像信号として、逐次撮像回路5に取り込まれる。
撮像回路5に取り込まれたこの信号は、従来例で述べた
山登り方式による合焦手段に適した信号に変換され、演
算回路7に入力される。
【0033】この入力された信号を基に、演算回路7は
上記従来例で述べた山登り方式による合焦手段により被
写体像の光電変換素子2の面上での焦点状態を評価し、
CPU12はこの評価値を基にフォーカスレンズ駆動用
モータ8を制御し、フォーカスレンズ1aが被写体像を
光電変換素子2の面上に合焦となる位置に駆動される
(S12)。
上記従来例で述べた山登り方式による合焦手段により被
写体像の光電変換素子2の面上での焦点状態を評価し、
CPU12はこの評価値を基にフォーカスレンズ駆動用
モータ8を制御し、フォーカスレンズ1aが被写体像を
光電変換素子2の面上に合焦となる位置に駆動される
(S12)。
【0034】次に、レリーズスイッチ11のスイッチ2
がONされると(S13)、光電変換素子2に蓄積され
た被写体像が撮像回路5に取り込まれる。撮像回路5に
取り込まれたこの信号は、記録装置6に記録するのに適
した信号に変換され、記記録装置6に記録される(S1
4)。このようにして被写体が記録された後、次の撮影
に備え、スタンバイ状態となる。
がONされると(S13)、光電変換素子2に蓄積され
た被写体像が撮像回路5に取り込まれる。撮像回路5に
取り込まれたこの信号は、記録装置6に記録するのに適
した信号に変換され、記記録装置6に記録される(S1
4)。このようにして被写体が記録された後、次の撮影
に備え、スタンバイ状態となる。
【0035】〔他の実施例〕先の実施例では、第1の合
焦手段の代表として、“自己相関方式”を例にとって説
明したが、これを、他の位相差方式の合焦手段に置き換
えても同様の効果が得られることは言うまでもない。
焦手段の代表として、“自己相関方式”を例にとって説
明したが、これを、他の位相差方式の合焦手段に置き換
えても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0036】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、異
なる光路を通って結像する複数の被写体像の情報から被
写体の合焦を行う、例えば“自己相関方式”に代表され
る第1の合焦手段と、結像する1つの被写体像の情報か
ら被写体の合焦を行う、例えば“山登り方式”に代表さ
れる第2の合焦手段とを有し、各合焦手段を第1・第2
順番で用いて合焦動作を行う装置において、第1の合焦
手段による合焦動作で得られる情報に基づいて、第2の
合焦手段による合焦動作に先立って、第2の合焦手段で
用いる測距枠の設定及び信号抽出用フィルタの特性の決
定を行う為、特別な回路等を用いることなく、合焦精度
の向上と合焦時間の短縮を図ることができる。
なる光路を通って結像する複数の被写体像の情報から被
写体の合焦を行う、例えば“自己相関方式”に代表され
る第1の合焦手段と、結像する1つの被写体像の情報か
ら被写体の合焦を行う、例えば“山登り方式”に代表さ
れる第2の合焦手段とを有し、各合焦手段を第1・第2
順番で用いて合焦動作を行う装置において、第1の合焦
手段による合焦動作で得られる情報に基づいて、第2の
合焦手段による合焦動作に先立って、第2の合焦手段で
用いる測距枠の設定及び信号抽出用フィルタの特性の決
定を行う為、特別な回路等を用いることなく、合焦精度
の向上と合焦時間の短縮を図ることができる。
【図1】本発明の一実施例の主要構成を示すブロック図
である。
である。
【図2】本発明の一実施例の絞りの詳細図である。
【図3】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
である。
である。
【図4】従来例の概略構成を示すブロック図である。
【図5】従来例の回路構成を示すブロック図である。
【図6】山登り合焦動作の説明図である。
【図7】従来例の概略構成を示すブロック図である。
【図8】従来例の測距枠を示す図である。
【図9】遠近競合の説明図である。
【図10】測距枠設定のフローチャートである。
【図11】フィルタ特性の決定のフローチャートであ
る。
る。
1,20,31 撮影レンズ 2,21,31 光電変換素子 3,101 絞り 4 測光素子 6 記録装置 7,23,37 演算回路 11 レリーズスイッチ 12,24 CPU
Claims (3)
- 【請求項1】 異なる光路を通って結像する複数の被写
体像の情報から被写体の合焦を行う第1の合焦手段と、
結像する1つの被写体像の情報から被写体の合焦を行う
第2の合焦手段とを有し、これら各合焦手段を第1・第
2の順番で用いて合焦動作を行う装置において、第1の
合焦手段による合焦動作で得られる情報に基づいて、第
2の合焦手段による合焦動作で用いる情報を設定するこ
とを特徴とする自動焦点調節装置。 - 【請求項2】 第1の合焦手段による合焦動作で得られ
る情報に基づいて、第2の合焦手段による合焦動作で用
いる測距枠を設定することを特徴とする請求項1記載の
自動焦点調節装置。 - 【請求項3】 第1の合焦手段による合焦動作で得られ
る情報に基づいて、第2の合焦手段による合焦動作で用
いる信号抽出用フィルタの特性を決定することを特徴と
する請求項1記載の自動焦点調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5340273A JPH07159685A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5340273A JPH07159685A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 自動焦点調節装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159685A true JPH07159685A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18335366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5340273A Pending JPH07159685A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07159685A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002051255A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Olympus Optical Co Ltd | 主要被写体検出カメラ |
| GB2430096A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-14 | Hewlett Packard Development Co | Automatic focussing |
| JP2009115893A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP2011086082A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Hitachi Ltd | 車番認識装置及びその調整方法 |
| JP2013003298A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Canon Inc | 撮像装置、その制御方法及びプログラム |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5340273A patent/JPH07159685A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002051255A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Olympus Optical Co Ltd | 主要被写体検出カメラ |
| GB2430096A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-14 | Hewlett Packard Development Co | Automatic focussing |
| US7577351B2 (en) | 2005-09-08 | 2009-08-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Image data processing method and apparatus |
| GB2430096B (en) * | 2005-09-08 | 2010-06-16 | Hewlett Packard Development Co | Image data processing method and apparatus |
| JP2009115893A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP2011086082A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Hitachi Ltd | 車番認識装置及びその調整方法 |
| JP2013003298A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Canon Inc | 撮像装置、その制御方法及びプログラム |
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