JPS59154877A - 自動焦点調整装置 - Google Patents
自動焦点調整装置Info
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- JPS59154877A JPS59154877A JP58028691A JP2869183A JPS59154877A JP S59154877 A JPS59154877 A JP S59154877A JP 58028691 A JP58028691 A JP 58028691A JP 2869183 A JP2869183 A JP 2869183A JP S59154877 A JPS59154877 A JP S59154877A
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- Japan
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- clip
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-
- 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
- H04N23/63—Control of cameras or camera modules by using electronic viewfinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光学系の焦点を高精度に自動調整する自動焦
点調整装置の改良に関する。
点調整装置の改良に関する。
従来、工業用テレビジョンカメラや固体撮像素子を用い
たカメラ等に使用される光学系の焦点距離を自動調整す
る装置としては、例えば被調整光学系を介して撮像した
濃淡画像情報の互いに隣接する画素の濃度差を検出し、
この濃度差が最大になるように被調整光学系を移動調整
するものや、撮像画像をフーリエ変更して高周波成分を
求め、この高周波成分のレベルに従って焦点調整を行な
うもの等が知られている。
たカメラ等に使用される光学系の焦点距離を自動調整す
る装置としては、例えば被調整光学系を介して撮像した
濃淡画像情報の互いに隣接する画素の濃度差を検出し、
この濃度差が最大になるように被調整光学系を移動調整
するものや、撮像画像をフーリエ変更して高周波成分を
求め、この高周波成分のレベルに従って焦点調整を行な
うもの等が知られている。
ところが、これら従来の装置は、
(1) 隣接画素の濃度差を検出する場合は、ノイズ
の影響を受は易く高精度の調整を行なえず、またノイズ
を除去できたとしても、撮像対象の明るさやコントラス
トが変化するとそれにより調整精度が変化して安定な調
整を行なえない。
の影響を受は易く高精度の調整を行なえず、またノイズ
を除去できたとしても、撮像対象の明るさやコントラス
トが変化するとそれにより調整精度が変化して安定な調
整を行なえない。
(ii) フーリエ変換を行なう場合は、フーリエ変
換の演算が複雑なため、調整に多くの時間を要し、しか
も高周波成分を取り出すためのフィルタの構成が複雑な
ため、装置の構成が著しく複雑なものとなる。
換の演算が複雑なため、調整に多くの時間を要し、しか
も高周波成分を取り出すためのフィルタの構成が複雑な
ため、装置の構成が著しく複雑なものとなる。
等の欠点があった。
一方、別の自動焦点調整装置として、被調整光学系の光
軸位置を一定間隔でステップ移動させる毎に、撮像画像
情報の高周波成分および低周波成分をそれぞれフィルタ
により抽出してその加算値を求め、その加算値が最大と
なる被調整光学系の最大位置を焦点整合位置とするもの
がある。
軸位置を一定間隔でステップ移動させる毎に、撮像画像
情報の高周波成分および低周波成分をそれぞれフィルタ
により抽出してその加算値を求め、その加算値が最大と
なる被調整光学系の最大位置を焦点整合位置とするもの
がある。
しかしながら、このような従来の装置は、焦点整合位置
を精度よく検出するためをこ被調整光学系のステップ移
動間隔を短かく設定する必要があり、このようにステッ
プ移動間隔を短かく設定すると、焦点ずれが大きい場合
に焦点整合位置を検出するまでに多くの時間を要し、調
整時間が著しく長くなるという欠点があった。
を精度よく検出するためをこ被調整光学系のステップ移
動間隔を短かく設定する必要があり、このようにステッ
プ移動間隔を短かく設定すると、焦点ずれが大きい場合
に焦点整合位置を検出するまでに多くの時間を要し、調
整時間が著しく長くなるという欠点があった。
本発明は、ノイズの侵入および撮像対象の明るさやコン
トラストの変化による影響を低減し、しかも短時間に高
精度の調整を行ない得る構成の簡単な自動焦点調整装置
を提供することを目的とする。
トラストの変化による影響を低減し、しかも短時間に高
精度の調整を行ない得る構成の簡単な自動焦点調整装置
を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、被調整光学系を
介して撮像して得た濃淡画像信号を微分し、この微分出
力を複数の異なるクリップレベルでそれぞれクリップし
てその各クリップ出力毎に全撮像画像分の加算値を求め
、これら−2加算値を相互に合成してその合成出力が最
大となるように被調整光学系の光軸位置を調整するよう
にしたものである。
介して撮像して得た濃淡画像信号を微分し、この微分出
力を複数の異なるクリップレベルでそれぞれクリップし
てその各クリップ出力毎に全撮像画像分の加算値を求め
、これら−2加算値を相互に合成してその合成出力が最
大となるように被調整光学系の光軸位置を調整するよう
にしたものである。
第1図は、本発明の一実施例における自動焦点調整装置
のブロック構成図である。
のブロック構成図である。
この装置は、被調整光学系1を介して濃淡像2を撮像す
る光電変換器3と、上記被調整光学系1をその光軸方向
に移動させる駆動機構4と、上記光電変換器3により得
られた濃淡画像信号Asを微分し、かつその絶対値を出
力する微分回路5と、この微分回路5の微分出力CSを
2つの異なるクリップレベルでそれぞれクリップする第
1および第2のクリップ回路6h、6bと、これらの各
クリップ回路6m、6bのクリップ出力DS1.DS2
を濃淡画像の全領域についてそれぞれ加算する第1およ
び第2の加算回路7&。
る光電変換器3と、上記被調整光学系1をその光軸方向
に移動させる駆動機構4と、上記光電変換器3により得
られた濃淡画像信号Asを微分し、かつその絶対値を出
力する微分回路5と、この微分回路5の微分出力CSを
2つの異なるクリップレベルでそれぞれクリップする第
1および第2のクリップ回路6h、6bと、これらの各
クリップ回路6m、6bのクリップ出力DS1.DS2
を濃淡画像の全領域についてそれぞれ加算する第1およ
び第2の加算回路7&。
7bと、これらの各加算回路7a、7bの加算出力El
、ES2をそれぞれ導入し、これらの加算出力ES1.
ES2のうち高レベルのクリップレベル− 4ルにより得られたものに対して重みづけを行なったの
ち上記各加算出力ESJ、ES?を相互に加算する荷重
平均回路8と、この荷重平均回路8で得られた加算出力
FSを導入してその極大値を検出する極大値検出口89
と、制御回路10とから構成されている。
、ES2をそれぞれ導入し、これらの加算出力ES1.
ES2のうち高レベルのクリップレベル− 4ルにより得られたものに対して重みづけを行なったの
ち上記各加算出力ESJ、ES?を相互に加算する荷重
平均回路8と、この荷重平均回路8で得られた加算出力
FSを導入してその極大値を検出する極大値検出口89
と、制御回路10とから構成されている。
この極大値検出回路9は、上記荷重平均回路8から加算
出力FSが供給される毎にこれを一時記憶するレジスタ
9aと、このレジスタ9aの記憶値と荷重平均回路8か
ら次のタイミングで導びかれた加算値とを比較してこの
加算値がレジスタ9aの記憶値よりも小さくなったとき
に最大値検出信号GSを出力する比較器9bとから構成
されている。
出力FSが供給される毎にこれを一時記憶するレジスタ
9aと、このレジスタ9aの記憶値と荷重平均回路8か
ら次のタイミングで導びかれた加算値とを比較してこの
加算値がレジスタ9aの記憶値よりも小さくなったとき
に最大値検出信号GSを出力する比較器9bとから構成
されている。
一方制御回路10は、
(1)調整動作中は、駆動機構4に対し周期的に駆動制
御信号H8を出力して駆動機構4をKWdJし、これに
より被調整光学系1を光軸方向に一定間隔ずつステップ
移協させる制御。
御信号H8を出力して駆動機構4をKWdJし、これに
より被調整光学系1を光軸方向に一定間隔ずつステップ
移協させる制御。
(11) 上記(1)により被調整光学系1をある位
置6− に移動させ、このとき極大値検出回路9から最大値検出
信号GSが出力されると、その位置を焦点−数位置であ
ると認識して調整動作を停止させ、外部へ調整完了信号
を発する制御。
置6− に移動させ、このとき極大値検出回路9から最大値検出
信号GSが出力されると、その位置を焦点−数位置であ
ると認識して調整動作を停止させ、外部へ調整完了信号
を発する制御。
をそれぞれ行なうものである。
次に、以上のように構成された装置の作用を説明する。
先ず被調整光学系1に駆動機構4をセットし、この状態
で制御回路10にスタート信号を与える。そうすると、
制御回路10から駆動制御信号)(Sが発生されて駆動
機構4が動作し、これにより被調整光学系1が光軸に沿
って1ステツプ移動する。そして、この状態で上記被調
整光学系1を介して濃淡像2が光電変換器3で撮像され
、これにより得られた濃淡画像信号Asは微分回路5で
第2図BSに示す如く微分されたのち同図C8に示すよ
うに絶対値がとられ、しかるのち第1および第2の各ク
リップ回路6a、6bに導びかれる。ここで、これらの
クリップ回路6*、6’oには、それぞれレベルの異な
るクリップレベルKl、に2が設定しである。この結果
クリップ回路5a、6bでは、上記各クリップレベルに
11K2に従って前記微分出力CSがクリップされ、こ
ね、らのクリップ出力T’)Sl、DS2はそれぞれ第
1および第2の加算回路7a 、7bに導びかれる。そ
して、これらの加算回路7th、7bでそれぞれ濃淡画
像の全領域について加算される。
で制御回路10にスタート信号を与える。そうすると、
制御回路10から駆動制御信号)(Sが発生されて駆動
機構4が動作し、これにより被調整光学系1が光軸に沿
って1ステツプ移動する。そして、この状態で上記被調
整光学系1を介して濃淡像2が光電変換器3で撮像され
、これにより得られた濃淡画像信号Asは微分回路5で
第2図BSに示す如く微分されたのち同図C8に示すよ
うに絶対値がとられ、しかるのち第1および第2の各ク
リップ回路6a、6bに導びかれる。ここで、これらの
クリップ回路6*、6’oには、それぞれレベルの異な
るクリップレベルKl、に2が設定しである。この結果
クリップ回路5a、6bでは、上記各クリップレベルに
11K2に従って前記微分出力CSがクリップされ、こ
ね、らのクリップ出力T’)Sl、DS2はそれぞれ第
1および第2の加算回路7a 、7bに導びかれる。そ
して、これらの加算回路7th、7bでそれぞれ濃淡画
像の全領域について加算される。
ところで、前記脅分回路5で得られる微分出力CSは、
濃淡画像信号のコントラストが明確であればあるほど、
つまり被調整光学系1の位置が焦点位置に近ければ近い
ほど高レベルとなり、しかもそのレベルの変化は焦点位
置に近ければ近いほど急激となる。したがって、クリッ
プレベルを第2図に2に示す如く比較的低レベルに設定
した場合には、被調整光学系1の位置が焦点位置から多
少大きくずれても一部の微分出力はこのレベル以上とな
るので、その加算出力ES2の焦点ずれに対する変化は
、例えば第3図(a)に示す如く比較的なだらかになる
。一方、クリップレベルを第2図に1のように高レベル
に設定した場合には、被調整光学系1の位置が焦点位置
から少しずれただけでも微分出力は大きく変化し零とな
るので、この微分出力DS1を加算して得た加算出力E
S1の焦点ずれに対する変化は、例えば第3図(b)に
示す如く急激なものとなる。これら第3図(a) 、
(b)の特性は、それぞれ次のような特徴を有する。そ
の特徴とは、(1)第3図(、)は、被調整光学系1の
位置が焦点位置に対して大きくずれている場合に、容易
にかつ確実に焦点調整を行なえる利点がある反(ii)
第3図(b)の場合は、高精度の調整を行なえる反
面、焦点ずれが大きい範囲において調整不可能となった
り、あるいは調整に時間を要する。
濃淡画像信号のコントラストが明確であればあるほど、
つまり被調整光学系1の位置が焦点位置に近ければ近い
ほど高レベルとなり、しかもそのレベルの変化は焦点位
置に近ければ近いほど急激となる。したがって、クリッ
プレベルを第2図に2に示す如く比較的低レベルに設定
した場合には、被調整光学系1の位置が焦点位置から多
少大きくずれても一部の微分出力はこのレベル以上とな
るので、その加算出力ES2の焦点ずれに対する変化は
、例えば第3図(a)に示す如く比較的なだらかになる
。一方、クリップレベルを第2図に1のように高レベル
に設定した場合には、被調整光学系1の位置が焦点位置
から少しずれただけでも微分出力は大きく変化し零とな
るので、この微分出力DS1を加算して得た加算出力E
S1の焦点ずれに対する変化は、例えば第3図(b)に
示す如く急激なものとなる。これら第3図(a) 、
(b)の特性は、それぞれ次のような特徴を有する。そ
の特徴とは、(1)第3図(、)は、被調整光学系1の
位置が焦点位置に対して大きくずれている場合に、容易
にかつ確実に焦点調整を行なえる利点がある反(ii)
第3図(b)の場合は、高精度の調整を行なえる反
面、焦点ずれが大きい範囲において調整不可能となった
り、あるいは調整に時間を要する。
である。
したがって、精度の良い調整を確実かつ迅速に行なうに
は、上記各特性を組み合わせればよいことになる。
は、上記各特性を組み合わせればよいことになる。
9−
そこで本実施例では、前記各加算回路7a+7bの加算
出力F:S1.ES2をそれぞれ荷重平均回路8に導び
いて、ここで相互に合成している。
出力F:S1.ES2をそれぞれ荷重平均回路8に導び
いて、ここで相互に合成している。
すなわち、各加算出力ESJ、ES2は、荷重平均回路
8で相互に加算される。またこのとき、上記加算出力E
SIは、加算に先立ち例えば5倍程度の重みづけがなさ
れる。したがって上記加算合成した出力FSは、前記第
3図(a) e (b)に示した各特性の優れた点を両
方とも兼ね備えたものとなる。第3図(c)は、その特
性の一例を示したものである。
8で相互に加算される。またこのとき、上記加算出力E
SIは、加算に先立ち例えば5倍程度の重みづけがなさ
れる。したがって上記加算合成した出力FSは、前記第
3図(a) e (b)に示した各特性の優れた点を両
方とも兼ね備えたものとなる。第3図(c)は、その特
性の一例を示したものである。
そうして得られた加算合成出力FSは、極大値検出回路
9に導びかれ、ここで最大値の検出が行なわれる。その
結果、最大値が検出される以前では、何ら信号が発生さ
れないので、制御回路1θは一定の時間間隔で引き続き
駆動制御信号H8を発生し、被調整光学系1を光軸方向
にステップ移動させる。そうして、これらの各ステップ
移動毎に、濃淡画像の撮像およびその処理が行なわれ、
最大値の監視がなされる。そして、あるステップ移動位
置において、最大値検出回路9で最大値が検出され、そ
れにより最大値検出信号GSが発生されると、制御回路
10は駆動制御信号)Isの出力を停止して被調整光学
系1の移動を停止し、その位置を焦点位置として焦点調
整が終了した旨を外部へ報知する。
9に導びかれ、ここで最大値の検出が行なわれる。その
結果、最大値が検出される以前では、何ら信号が発生さ
れないので、制御回路1θは一定の時間間隔で引き続き
駆動制御信号H8を発生し、被調整光学系1を光軸方向
にステップ移動させる。そうして、これらの各ステップ
移動毎に、濃淡画像の撮像およびその処理が行なわれ、
最大値の監視がなされる。そして、あるステップ移動位
置において、最大値検出回路9で最大値が検出され、そ
れにより最大値検出信号GSが発生されると、制御回路
10は駆動制御信号)Isの出力を停止して被調整光学
系1の移動を停止し、その位置を焦点位置として焦点調
整が終了した旨を外部へ報知する。
かくして、焦点−調整がなされる。
このように本実施例の装置であれば、光電変換器3で撮
像して得た濃淡画像情報Asを微分し、この微分出力C
8を2つのクリップレベルKl。
像して得た濃淡画像情報Asを微分し、この微分出力C
8を2つのクリップレベルKl。
K2でクリップしているので、ノイズによる比較的小レ
ベルの微分成分は上記クリップにより除去され、またク
リップレベルを2つ用いることにより明るさやコントラ
ストが変化しても、十分に対処することができる。また
上記各クリップ出力を相互に加算合成し、この合成出力
に基づいて調整を行なっているので、各クリップ出力が
持つ特性の優れた部分をそれぞれ兼ね備えた特性に従っ
て調整を行なえるから、たとえ焦点位置から大きくずれ
ていたとしても高速度にしかも精度良く調整を行なうこ
とができる。
ベルの微分成分は上記クリップにより除去され、またク
リップレベルを2つ用いることにより明るさやコントラ
ストが変化しても、十分に対処することができる。また
上記各クリップ出力を相互に加算合成し、この合成出力
に基づいて調整を行なっているので、各クリップ出力が
持つ特性の優れた部分をそれぞれ兼ね備えた特性に従っ
て調整を行なえるから、たとえ焦点位置から大きくずれ
ていたとしても高速度にしかも精度良く調整を行なうこ
とができる。
さらに本実施例では、上記各クリップ出力の合成を行な
う際にクリップレベルの高い方を重みづけして高レイル
にしているので、より一層高精度に調整を行なうことが
できる。
う際にクリップレベルの高い方を重みづけして高レイル
にしているので、より一層高精度に調整を行なうことが
できる。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、クリップレベルは2レベル以外に3レベル以上に
設定してもよい。また各クリップ出力を合成する手段や
最大値を検出する子役、制御回路の構成等についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
えば、クリップレベルは2レベル以外に3レベル以上に
設定してもよい。また各クリップ出力を合成する手段や
最大値を検出する子役、制御回路の構成等についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
以上詳述したように、本発明は被調整光学系を介して撮
像して得た濃淡画像画像信号を微分し、この微分出力を
複数の異なるクリップレベルでそれぞれクリップしてそ
の各クリップ出力毎に全撮像画像分の加算値を求め、こ
れらの加算値を相互に合成してその合成出力が最大とな
るように被調整光学系の光軸位置を調整するようにした
ものである。
像して得た濃淡画像画像信号を微分し、この微分出力を
複数の異なるクリップレベルでそれぞれクリップしてそ
の各クリップ出力毎に全撮像画像分の加算値を求め、こ
れらの加算値を相互に合成してその合成出力が最大とな
るように被調整光学系の光軸位置を調整するようにした
ものである。
したがって本発明によれば、ノイズの侵入および撮像対
象の明るさやコントラストの変化による影響を低減し得
、しかも短時間に高精度の調整を行なうことができる構
成簡易な自動焦点調整装置を提供することができる。
象の明るさやコントラストの変化による影響を低減し得
、しかも短時間に高精度の調整を行なうことができる構
成簡易な自動焦点調整装置を提供することができる。
第1図は本発明の一実施例における自動焦点調整装置の
ブロック構成図、第2および第3図(、)〜(c)は同
装置の作用説明に用いるためのもので、第2図は信号波
形図、第3図(、)〜(c)はクリップ出力の焦点ずれ
に対する特性を示す図である。 1・・・被調整光学系、15・・・微分回路、61L。 6b・・・クリップ回路、7m+7b・・・加算回路、
8・・・荷重平均回路、9・・・最大値検出回路、10
・・・制御回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦13− 第2図 第3図
ブロック構成図、第2および第3図(、)〜(c)は同
装置の作用説明に用いるためのもので、第2図は信号波
形図、第3図(、)〜(c)はクリップ出力の焦点ずれ
に対する特性を示す図である。 1・・・被調整光学系、15・・・微分回路、61L。 6b・・・クリップ回路、7m+7b・・・加算回路、
8・・・荷重平均回路、9・・・最大値検出回路、10
・・・制御回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦13− 第2図 第3図
Claims (2)
- (1)被調整光学系を光軸方向に移動させる駆動機構と
、前記被調整光学系を介して濃淡画像を受光する受光器
と、この受光器で得られた濃淡画像信号を微分する微分
回路と、この微分回路の微分出力を複数の互いに異なる
クリップレベルでそれぞれクリップするクリップ回路と
、このクリップ回路で得られた各クリップ出力をクリッ
プレベル別に加算する加算回路と、この加算回路でクリ
ップレベル別に得られた加算出力を相互に合成する合成
回路と、この合成回路により得られる合成出力の極大値
を検出する極大値検出回路と、この極大値検出回路で極
大値が検出されるまで前記駆動機構を駆動制御して前記
被調整光学系を移動せしめ極大値が検出された時点で前
記被調整光学系を停止せしめる制御回路とを具備したこ
とを特徴とする自動焦点調整装置。 - (2)合成回路は、加算回路からの各加算出力に対し、
クリップレベルの大きいものほど信号レベルが大きくな
るように重みづけを行ない、しかるのちその出力を相互
に加算合成するものである特許請求の範囲第1項記載の
自動焦点調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58028691A JPS59154877A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 自動焦点調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58028691A JPS59154877A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 自動焦点調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154877A true JPS59154877A (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=12255502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58028691A Pending JPS59154877A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 自動焦点調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154877A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258212A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-11-15 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | ビデオ撮像装置の自動合焦方法 |
| JPS63256063A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Nkk Corp | 自動合焦装置 |
| JPS63256810A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Nkk Corp | 自動距離検出装置 |
| JPS63286702A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-24 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 溝の残厚測定方法 |
-
1983
- 1983-02-23 JP JP58028691A patent/JPS59154877A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258212A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-11-15 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | ビデオ撮像装置の自動合焦方法 |
| JPS63256063A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Nkk Corp | 自動合焦装置 |
| JPS63256810A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Nkk Corp | 自動距離検出装置 |
| JPS63286702A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-24 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 溝の残厚測定方法 |
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