JPH0813098B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
- Publication number
- JPH0813098B2 JPH0813098B2 JP62171065A JP17106587A JPH0813098B2 JP H0813098 B2 JPH0813098 B2 JP H0813098B2 JP 62171065 A JP62171065 A JP 62171065A JP 17106587 A JP17106587 A JP 17106587A JP H0813098 B2 JPH0813098 B2 JP H0813098B2
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- Japan
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動合焦装置に関し、より具体的には、ビ
デオ・カメラ等の、撮像素子を有するカメラの自動合焦
装置に関する。
デオ・カメラ等の、撮像素子を有するカメラの自動合焦
装置に関する。
〔従来の技術〕 従来、ビデオ・カメラの自動合焦装置としては、映像
信号中の高周波成分が撮影画面の精細度に対応すること
に着目し、当該高周波成分が最大となるように撮影光学
系の焦点調節リング（以後ヘリコイドという）を回転制
御する所謂山登り方式が公知である。この方式は、石田
他「山登りサーボ方式によるテレビ・カメラの自動焦点
調整」NHK技術研究報告昭40、第17巻、第１号通巻第86
号21ページに詳細に説明されている。
信号中の高周波成分が撮影画面の精細度に対応すること
に着目し、当該高周波成分が最大となるように撮影光学
系の焦点調節リング（以後ヘリコイドという）を回転制
御する所謂山登り方式が公知である。この方式は、石田
他「山登りサーボ方式によるテレビ・カメラの自動焦点
調整」NHK技術研究報告昭40、第17巻、第１号通巻第86
号21ページに詳細に説明されている。
第５図はこの山登り方式による自動合焦装置の基本構
成ブロック図を示す。10は撮影光学系としてのレンズ、
12は撮像面の光信号を電気映像信号に変換して出力する
カメラ回路、14は、カメラ回路12から出力される映像信
号から高周波成分を取り出すハイ・パス・フィルタ（HP
F）である。検波器16はHPF14からの高周波成分を検波す
る。検波器16の出力レベルは被写体映像の精細度を表し
ており、ヘリコイドの調節位置に対して第５図に示すよ
うに上に凸の特性を示す。但し第５図の位置Ａをピント
の合った合焦位置であるとしている。差分ホールド回路
18は、検波回路16の出力（以下、焦点電圧という）を一
定時間毎にサンプル・ホールドし、焦点電圧の時間変化
量に相当する信号を出力する。即ち、差分ホールド回路
18の出力信号は、第６図に示すように、合焦位置Ａでゼ
ロとなり、その前後では正又は負である。第６図に示す
特性は、レンズの焦点距離を至近距離から無限距離に変
化させた場合でも、その逆の場合でも同じである。
成ブロック図を示す。10は撮影光学系としてのレンズ、
12は撮像面の光信号を電気映像信号に変換して出力する
カメラ回路、14は、カメラ回路12から出力される映像信
号から高周波成分を取り出すハイ・パス・フィルタ（HP
F）である。検波器16はHPF14からの高周波成分を検波す
る。検波器16の出力レベルは被写体映像の精細度を表し
ており、ヘリコイドの調節位置に対して第５図に示すよ
うに上に凸の特性を示す。但し第５図の位置Ａをピント
の合った合焦位置であるとしている。差分ホールド回路
18は、検波回路16の出力（以下、焦点電圧という）を一
定時間毎にサンプル・ホールドし、焦点電圧の時間変化
量に相当する信号を出力する。即ち、差分ホールド回路
18の出力信号は、第６図に示すように、合焦位置Ａでゼ
ロとなり、その前後では正又は負である。第６図に示す
特性は、レンズの焦点距離を至近距離から無限距離に変
化させた場合でも、その逆の場合でも同じである。
モータ駆動回路20は、差分ホールド回路18の出力の極
性により駆動モータ22の回転方向を決定し、またシステ
ムによっては、差分ホールド回路18の出力レベルに応じ
てモータ22の回転速度を調節する。このようにして、モ
ータ22のヘリコイド制御ループは検波回路16から出力さ
れる焦点電圧の山を登り、ついにはこの山の頂上つまり
合焦点で停止するようにモータ22を制御する。
性により駆動モータ22の回転方向を決定し、またシステ
ムによっては、差分ホールド回路18の出力レベルに応じ
てモータ22の回転速度を調節する。このようにして、モ
ータ22のヘリコイド制御ループは検波回路16から出力さ
れる焦点電圧の山を登り、ついにはこの山の頂上つまり
合焦点で停止するようにモータ22を制御する。
しかしこの構成には次の問題点がある。即ち、被写体
が移動したり、カメラをパンしたり、手ブレにより撮影
被写体が変化した場合等には、焦点電圧が変動してしま
い、第２図に示すような差分ホールド回路出力を得るこ
とができない。その結果として、山登り動作に誤動作が
生じ、大きなピント外れを生じることがある。
が移動したり、カメラをパンしたり、手ブレにより撮影
被写体が変化した場合等には、焦点電圧が変動してしま
い、第２図に示すような差分ホールド回路出力を得るこ
とができない。その結果として、山登り動作に誤動作が
生じ、大きなピント外れを生じることがある。
この問題点に対しては、被写体像の上記変化を検出す
る被写体像変化検出回路を設け、撮像素子の撮像面にお
ける被写体像が変動しているときには、ゲート回路によ
り山登り演算部（例えば差分ホールド回路18）とモータ
駆動部（例えばモータ駆動回路20）との間の接続を切り
離し、山登り動作を一時中断させる解決方法が提示され
ている（特開昭57−205820号）。しかし、このような方
法では、被写体が移動する度に、山登り動作が中断され
てしまうため、被写体が停止してから当該被写体への合
焦状態を達成するまでに非常に時間がかかるという欠点
がある。
る被写体像変化検出回路を設け、撮像素子の撮像面にお
ける被写体像が変動しているときには、ゲート回路によ
り山登り演算部（例えば差分ホールド回路18）とモータ
駆動部（例えばモータ駆動回路20）との間の接続を切り
離し、山登り動作を一時中断させる解決方法が提示され
ている（特開昭57−205820号）。しかし、このような方
法では、被写体が移動する度に、山登り動作が中断され
てしまうため、被写体が停止してから当該被写体への合
焦状態を達成するまでに非常に時間がかかるという欠点
がある。
そこで本発明は、被写体像の変動時にも山登り制御動
作を継続することにより撮影光学系の不自然な合焦制御
を生じない自動合焦装置を提示することを目的とする。
作を継続することにより撮影光学系の不自然な合焦制御
を生じない自動合焦装置を提示することを目的とする。
本発明に係る自動合焦装置は、撮像手段からの撮像信
号から特定周波成分を取り出し、その特定周波成分によ
り撮影光学系を合焦状態に制御する自動合焦装置であっ
て、当該撮像信号を所定期間前の撮像信号と比較し、当
該撮像手段の撮像面における被写体像の変化量を定量的
に検出する被写体像変化検出手段を設け、当該被写体像
変化検出手段による変化量信号に応じて前記特定周波成
分の周波数帯域を選択することを特徴とする。
号から特定周波成分を取り出し、その特定周波成分によ
り撮影光学系を合焦状態に制御する自動合焦装置であっ
て、当該撮像信号を所定期間前の撮像信号と比較し、当
該撮像手段の撮像面における被写体像の変化量を定量的
に検出する被写体像変化検出手段を設け、当該被写体像
変化検出手段による変化量信号に応じて前記特定周波成
分の周波数帯域を選択することを特徴とする。
上記被写体像変化検出手段によりパンニング等による
被写体像の変化を検出し、その変化の程度に応じて撮像
手段からの撮像信号の通過周波数帯域を制限する。従っ
て、パンニングや被写体の移動による被写体像の変化量
に応じた適切な焦点信号により、被写体像の変動時にも
合焦制御を継続できる。
被写体像の変化を検出し、その変化の程度に応じて撮像
手段からの撮像信号の通過周波数帯域を制限する。従っ
て、パンニングや被写体の移動による被写体像の変化量
に応じた適切な焦点信号により、被写体像の変動時にも
合焦制御を継続できる。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は、第５図の山登り方式の自動合焦装置に適用した
本発明の一実施例の基本構成ブロック図である。第１図
においてカメラ回路12、検波回路16、差分ホールド回路
18、モータ駆動回路20及びモータ22は、第６図と同じで
ある。
１図は、第５図の山登り方式の自動合焦装置に適用した
本発明の一実施例の基本構成ブロック図である。第１図
においてカメラ回路12、検波回路16、差分ホールド回路
18、モータ駆動回路20及びモータ22は、第６図と同じで
ある。
第１図において、10Aはフォーカス・レンズ、10Bはズ
ーム・レンズ、24は絞り、26,28は連動して切り換わる
スイッチ、30はカメラ回路12から出力される画像信号か
ら被写体像の変化を検出する被写体像変化検出回路であ
る。図示実施例では、山登り制御用の２種類の高周波信
号を得るために低域遮断周波数の異なる２つのハイ・パ
ス・フィルタ（HPF）14A,14Bを設けてあり、被写体像変
化検出回路30の出力によりスイッチ26,28を切り換える
ことによって、異なる帯域の高周波信号が検波回路16に
印加されるようにしてある。スイッチ26,28はまた、絞
り24の絞り値及びズーム・レンズ10Bのズーム位置に応
じて連動して切り換わる。一般に、山登り制御方式にお
ける高周波信号として選択すべき周波数範囲は、ズーム
値及び絞り値と密接な関係にある。その関係を表１及び
表２に示した。
ーム・レンズ、24は絞り、26,28は連動して切り換わる
スイッチ、30はカメラ回路12から出力される画像信号か
ら被写体像の変化を検出する被写体像変化検出回路であ
る。図示実施例では、山登り制御用の２種類の高周波信
号を得るために低域遮断周波数の異なる２つのハイ・パ
ス・フィルタ（HPF）14A,14Bを設けてあり、被写体像変
化検出回路30の出力によりスイッチ26,28を切り換える
ことによって、異なる帯域の高周波信号が検波回路16に
印加されるようにしてある。スイッチ26,28はまた、絞
り24の絞り値及びズーム・レンズ10Bのズーム位置に応
じて連動して切り換わる。一般に、山登り制御方式にお
ける高周波信号として選択すべき周波数範囲は、ズーム
値及び絞り値と密接な関係にある。その関係を表１及び
表２に示した。
従って、ズームがTELE、絞りが小のときには、HPF14Aを
選択し、ズームがWIDE、絞りが大のときにはHPF14Bを選
択することになる。ズームがWIDEで絞りが大のときも考
えられるが、重み付けをしてどちらかを選択しても、ま
た、３種類以上のHPFを設けそのなかから選択するよう
にしてもよい。
選択し、ズームがWIDE、絞りが大のときにはHPF14Bを選
択することになる。ズームがWIDEで絞りが大のときも考
えられるが、重み付けをしてどちらかを選択しても、ま
た、３種類以上のHPFを設けそのなかから選択するよう
にしてもよい。
第１図の実施例においても、カメラ回路12、HPF14A,1
4B、検波回路16、差分ホールド回路18、モータ駆動回路
20、モータ22及びフォーカス・レンズ10Aからなる自動
合焦制御ループは、基本的には第６図の場合と同じであ
る。但し、HPF14Aと同14Bの周波数特性により、フォー
カス状態に対する検波回路16出力は第２図に示すように
異なる。例えば、低域遮断周波数の高いHPF14Aの場合に
は、急峻な特性になり、低域遮断周波数の低いHPF14Bの
場合には緩やかな特性になる。従って、HPF14Aを利用す
る場合には、合焦点近傍での位置決め精度を高くでき
る。
4B、検波回路16、差分ホールド回路18、モータ駆動回路
20、モータ22及びフォーカス・レンズ10Aからなる自動
合焦制御ループは、基本的には第６図の場合と同じであ
る。但し、HPF14Aと同14Bの周波数特性により、フォー
カス状態に対する検波回路16出力は第２図に示すように
異なる。例えば、低域遮断周波数の高いHPF14Aの場合に
は、急峻な特性になり、低域遮断周波数の低いHPF14Bの
場合には緩やかな特性になる。従って、HPF14Aを利用す
る場合には、合焦点近傍での位置決め精度を高くでき
る。
被写体像変化検出回路30の一例を第４図に示した。被
写体像変化検出回路30は基本的には、第３図に示すよう
に、カメラ回路12の撮像面を縦横複数の区画（第３図で
は５×７）に区切り、各区画の平均輝度を１フィールド
前の同じ区画の平均輝度と比較することによって、被写
体像の変化量を定量的に検出する。32は、カメラ回路12
からの映像信号の輝度値を各区画毎に平均（又は積分）
し、所定値Yrefとの比較により二値化して出力する二値
化回路である。34は、各区画毎に二値化回路32から出力
される１ビット信号を１フィールド期間分遅延させる遅
延回路である。遅延回路34としてはアナログ遅延線でも
ディジタル・メモリによるディジタル遅延素子でもよ
い。排他的論理和ゲート36は、二値化回路32の出力と、
遅延回路34による１フィールド前の同じ区画の二値化信
号とを比較し、相違すればＨを、同じであればＬを出力
する。カウンタ38は、１フィールド分について排他的論
理和ゲート36の出力Ｈをカウントする。カウンタ38の１
フィールド分のカウント値は、被写体像の変化の程度を
示す指標である。カウンタ38は、１フィールド毎にクリ
アされる。
写体像変化検出回路30は基本的には、第３図に示すよう
に、カメラ回路12の撮像面を縦横複数の区画（第３図で
は５×７）に区切り、各区画の平均輝度を１フィールド
前の同じ区画の平均輝度と比較することによって、被写
体像の変化量を定量的に検出する。32は、カメラ回路12
からの映像信号の輝度値を各区画毎に平均（又は積分）
し、所定値Yrefとの比較により二値化して出力する二値
化回路である。34は、各区画毎に二値化回路32から出力
される１ビット信号を１フィールド期間分遅延させる遅
延回路である。遅延回路34としてはアナログ遅延線でも
ディジタル・メモリによるディジタル遅延素子でもよ
い。排他的論理和ゲート36は、二値化回路32の出力と、
遅延回路34による１フィールド前の同じ区画の二値化信
号とを比較し、相違すればＨを、同じであればＬを出力
する。カウンタ38は、１フィールド分について排他的論
理和ゲート36の出力Ｈをカウントする。カウンタ38の１
フィールド分のカウント値は、被写体像の変化の程度を
示す指標である。カウンタ38は、１フィールド毎にクリ
アされる。
カウンタ38が１フィールド分の計数を終了した段階
で、カウンタ38の計数値を比較回路40で閾値THと比較す
る。比較回路40は、カウンタ38の計数値がその閾値THよ
り小さい時には、HPF14Aを選択するスイッチ切換信号を
スイッチ26,28に印加し、逆の時には、HPF14Bを選択す
る切換信号をスイッチ26,28に印加する。図示例では２
個のHPF14A,14Bのどちらかを選択する形式になっている
ので、カウンタ38の計数値を１つの閾値THで２値化して
いるが、本発明はこれに限定されず、３個以上のHPFの
利用を妨げない。その場合にはカウンタ38の計数値を複
数の閾値と比較することになる。
で、カウンタ38の計数値を比較回路40で閾値THと比較す
る。比較回路40は、カウンタ38の計数値がその閾値THよ
り小さい時には、HPF14Aを選択するスイッチ切換信号を
スイッチ26,28に印加し、逆の時には、HPF14Bを選択す
る切換信号をスイッチ26,28に印加する。図示例では２
個のHPF14A,14Bのどちらかを選択する形式になっている
ので、カウンタ38の計数値を１つの閾値THで２値化して
いるが、本発明はこれに限定されず、３個以上のHPFの
利用を妨げない。その場合にはカウンタ38の計数値を複
数の閾値と比較することになる。
３種類以上のHPF（場合によってはBPF）を設ける場合
には、被写体像変化検出回路30の出力によるスイッチ2
6,28の切換、即ちHPF14A,14Bの選択は、ズーム値及び絞
り値による選択と競合することが考えられる。この場合
には、ズーム値及び絞り値の組み合わせにより選択され
ているHPFを基準又は中心として、被写体像の変化量に
応じて、より高い又はより低い低域遮断周波数のHPFを
選択するようにすればよい。勿論、低域遮断周波数を外
部から制御できるHPFを用い、ズーム値、絞り値、被写
体像変化検出回路30の出力により当該HPFの低域遮断周
波数を制御するようにしてもよい。
には、被写体像変化検出回路30の出力によるスイッチ2
6,28の切換、即ちHPF14A,14Bの選択は、ズーム値及び絞
り値による選択と競合することが考えられる。この場合
には、ズーム値及び絞り値の組み合わせにより選択され
ているHPFを基準又は中心として、被写体像の変化量に
応じて、より高い又はより低い低域遮断周波数のHPFを
選択するようにすればよい。勿論、低域遮断周波数を外
部から制御できるHPFを用い、ズーム値、絞り値、被写
体像変化検出回路30の出力により当該HPFの低域遮断周
波数を制御するようにしてもよい。
以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によ
れば、パンニング等により被写体像に変化が生じても、
その変化の程度に応じた適切な焦点信号で合焦制御を継
続でき、常時、適切で良好な合焦状態が得られる。
れば、パンニング等により被写体像に変化が生じても、
その変化の程度に応じた適切な焦点信号で合焦制御を継
続でき、常時、適切で良好な合焦状態が得られる。
第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第２図は
第１図のHPF14A,14Bによる焦点電圧特性を示す図、第３
図は撮像面の区画化の一例、第４図は被写体像変化検出
回路30の一構成例を示す図、第５図は従来の自動合焦装
置の基本構成ブロック図、第６図は第５図の自動合焦装
置の特性図である。 10A……フォーカス・レンズ、10B……ズーム・レンズ、
24……絞り、26,28……スイッチ、30……被写体像変化
検出回路、32……二値化回路、36……排他的論理和ゲー
ト
第１図のHPF14A,14Bによる焦点電圧特性を示す図、第３
図は撮像面の区画化の一例、第４図は被写体像変化検出
回路30の一構成例を示す図、第５図は従来の自動合焦装
置の基本構成ブロック図、第６図は第５図の自動合焦装
置の特性図である。 10A……フォーカス・レンズ、10B……ズーム・レンズ、
24……絞り、26,28……スイッチ、30……被写体像変化
検出回路、32……二値化回路、36……排他的論理和ゲー
ト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ (72)発明者 山田 邦彦 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 須田 浩史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内
Claims (1)
- 【請求項１】撮像手段からの撮像信号から特定周波成分
を取り出し、その特定周波成分により撮影光学系を合焦
状態に制御する自動合焦装置であって、当該撮像信号を
所定期間前の撮像信号と比較し、当該撮像手段の撮像面
における被写体像の変化量を定量的に検出する被写体像
変化検出手段を設け、当該被写体像変化検出手段による
変化量信号に応じて、前記特定周波成分の周波数帯域を
選択することを特徴とする自動合焦装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62171065A JPH0813098B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
| US08/285,893 US5623309A (en) | 1987-02-12 | 1994-08-04 | Automatic focusing device with adaptive signal filtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62171065A JPH0813098B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6416177A JPS6416177A (en) | 1989-01-19 |
| JPH0813098B2 true JPH0813098B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=15916398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62171065A Expired - Fee Related JPH0813098B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813098B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3143110B2 (ja) * | 1989-07-24 | 2001-03-07 | 株式会社リコー | 画像入力装置 |
| JP2877979B2 (ja) * | 1991-04-03 | 1999-04-05 | 三菱電機株式会社 | 撮像装置 |
| KR19980050612A (ko) * | 1996-12-21 | 1998-09-15 | 구자홍 | 디지탈 카메라의 초점 자동 조정 방법 |
| JP4861104B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2012-01-25 | 株式会社リコー | 撮像装置および撮像方法 |
-
1987
- 1987-07-10 JP JP62171065A patent/JPH0813098B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6416177A (en) | 1989-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |