JPS60103877A - 合焦検出回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は合焦検出回路π係り、特にビデオカメラの映像
信号にまり合焦な判断てる合焦検出回路を有する自１助
合焦装置に好過な合焦検出回路に関てろものである。

〔発明の背景〕

ビデオカメラの特徴を生がした自動焦点合わせ装置とし
て撮影中の映像信号の高域成分を用いて画面の４Ｎイ１
１１１７ｉ　′ｆＸ−検出し、梢卸１１Ｗが最大となる
ようにフォー力ノングレンズの位１６を移１ｔｌＪ　１
ｌｉｌ１価′ｆろいわゆる山分り匍１　（ｉ１＋１が知
ら１１てい４）。この方式はＮＨＫ技術報告、昭和−〇
年−第１７巻、第１号、適者８６号２１ページに石］」
−１他ｈ「山ぞリザーボ方式によるテレビカメラσ）自
動焦点調整」として詳細に述べられている。この方式は
映像信号中の尚酸成分の知（焦点′市川）ケ検出し−そ
れが最大イ直となるようπ市１１胡１てイ）σ）で、例
えば被写体が少し動いた場合等σ）なんらかの原因によ
り、焦点電圧が極太値をもち合焦点でないレンズ位置ｆ
レンズが停止し、画像がボケだまま合焦動作が終了する
誤動作を起こてことがある。これを改善するために映像
信号中の特定の面域成分の有無を検出して、合焦か否か
を判別して再起動作等を行なわせろ方法か考えられろ。

これは合焦している場合、輪郭がくっきりと撮像さｔｌ
、輪郭成分を構成している周波数成分の高域までが１吠
１家信号中に含まれるので−これを利用して合焦動作が
終了しレンズ停止後−映像信号中の牛ｒ定の高域周波数
成分の有無を検出し、有ならばピントか合っていると判
定してそのままレンズを停止し、無ならばピントが合っ
ていないと判定して再ＪＷ会焦動作を行なわせろように
して誤動作をなくす等σ）改善を行なったもθ）である
。これにより合焦動作１）＃の誤動作が減少したり−ま
た被写体が変化した場合のｈ合焦動作０）開始σ）判断
基準として特定θ）高域周波数成分か有から無となった
ことにより判断して一書合焦動作を行なわせることによ
り落ちつざのある自動合焦動作を行なわせることができ
る等の効果をあげている。しかしこの映像信＞４中のｌ
ｈ定の高域周波数成分の；１ｊ無によってピントが合っ
ているか否かの判１１すｉなてろ方式（以下１７１１単
に合焦検出方式と１１７び、この検出回路り・介焦便出
回路と呼ぶ）は以Ｆに述べろ欠点な自Ｔる。

この欠点の例を」・１図ｆより説明ｆｌ、。２・１図は
誤動作のＩ　Ｉｌｌ’ＩＩな説明−ｒろた、〆）の１撮
像例を示した（φ式図である。同図中θ）図円はヒトと
点灯した電灯のような高輝度物体に合焦して撮１床した
画１象例で３’Ｄり同図中の（イ）がヒト−（ロ）か楠
ｘ４度被写体を模式的に表わしており（イＬ　ｔＩＵＩ
双方ともレンズから同一距離にあるイ）のと−づ−ろ。

この場合ヒト（イ）及び高輝度被写体−）どちらの輪郭
からも尚載置θヅ叔成分が光生じ、この成分を検出する
ごとにまり合焦でル）ろと−（４Ｊポさ）１．イ）。

一方図（２）は図（１）と被写体は同一であ２）がレン
ズｊ３’Ｌ　ｌｉｆ　カ図（１）の合焦点位ｊ〆Ｊと異
なった場所Ｖｒ：　に）って合焦でない場合の例を示し
ている。図＋２１中σ）（イ）′はヒト、（ロ）′は高
輝度被写体を表わ”ｆ模式図である。、実験等でてぐ分
かるが一図中σ）（イ）′σ）ヒトの場合その輪郭はボ
ケで面域周波数成分は含まれず一合焦していないことは
、Ｑ酸成分がこの部分では検出されないことにより判定
できろ。

しかし高輝度被写体（口ｊの像はほとんどボケず輪郭は
（つぎすしたままで置載周波数成分が含まれるので実際
はボケたレンズ位１６Ｖ：もかかわらず＾酸成分が検出
され合焦していると判定されろ。これは結局ボケだレン
ズ位置であるにもかかわら１“図（２）の画面ば合焦中
であると判定することとなり一合焦検出方式σ）誤動作
が起こったことを示している。こｉｔはこの方式によっ
て山登り方式の自動合焦装置を改善１−ろことに対する
大きな欠点シなり、例えばボケだ」二重停止てろ等の誤
動作を起こしてし３ｒ：う。

この誤動作を第２図に示す波形例を含む模式図を用いて
さらに詳せＩに説明する。１１２図σ）（１）［２＋、
　＋３１．　＋１］’、　＋２１’、　＋３１’は映像
信号でル）す１りＩＩえばカメラ回路出力の波形図、（
４）は映像信号の波形な形成′ｆろもととなった被写体
例を示す。図（４）の被写体は中央部が高輝）隻−そＴ
Ｌ以外か低輝）隻θ）被写体であり照明等によっては中
央部０）市輝朋部分が映１象・は骨中で飽和−ベーろ。

図（１１、（２１、＋５１は被写体が飽イ１１シてい１
．Ｃい場合でル）す、図（１＋’、　（２１’。

（３）°は同じ被写体が飽４（］シた場合で、ｆｆ）ろ
。また（１）。

（１ｊ゛はレンズが合焦位ｉ＋Ｖ−にｋ）４）場合であ
り−１（２）。

（２）′から図（３１，（３１’にいくに従ってレンズ
が合焦位１ｉｖからはずれボケていく波形を示−４−ｏ
被写体か飽和していない場合ボケるに従い図（１１，＋
２１．　（３１に示すようにピーク値が下かりかつ傾き
の大きさも低ドし、輪イＩＳがなだらかと１．、ｃるσ
）で面域周波数成分か低下′１−る。特Ｗ周彼叙の設定
にイ）よるが、＋２１．　＋３１では編成成分が検出さ
オシないθ’）　−Ｃ−ボケていると判定されろ。＋Ｊ
安方１小か飽オＩＩ　していろ場合−図＋１１’、　＋
２１’、　＋３１’Ｍ示１．１うＷ被写体像は広がりは
するが−その輪郭はくつきりしたｆｆで「Ｑ載置波数成
分が映像情＞４中に片ま月、イ、σ）でレンズ位１山が
ボケた位Ｉｆ　Ｋ−あるにもかかわら−４−尚酸成分を
検出して合焦であると判定してしまい誤動作となる。図
中の（ハ）、（ニ）で示す破線はもし撮像系及び信号系
のダイナミックレンジが広いならば映像信号中に表われ
るであろう信号波形を示−ｆ−ｏこれは映像系や信号系
のダイナミックレンジが低くてそれぞれの系またはどち
らかの系において信号が飽和しまたり−また特に信号処
理回路において串力山：圧等の仕様を満たてため一白ク
リップやγ補正をかけているのでは号の大伽幅部か切り
とられる形となっていることが原因である。このため飽
和するような商輝度被ｈ′体に対してはボケでいること
が検出できない場合か生じ誤動作を引き起こ１−ことＶ
Ｃｌする。

もちろんここで尚Ｈｒ＋被与体とは、カメラではＡＧＣ
や−絞りｆよろｉｕ、’、ｌ整機構があるため、あくま
でその回りの被布体に対してσ）品輝度（ハコントラス
ト）被与体の意味−ひあり−またボケがさらに太さく　
ｔ、ｃると撮像面上での照射光の強すが低トーシ、かつ
飽＊ｕ　しているとしても例えば白りリノグ点まで除々
に情ｔ）が増力１１シて飽和するσ）で部域成分の発生
か抑えト）れ−飽和扱方体とし・えともボケでいること
を検出できろようになることは言うまでもない。

以上のように従来σ）合焦検出回路では撮像画面中に高
１４度被写体等の飽和被写体か含凡ていた場合には撮１
家信号か信号処理系で飽和が起り、飽和部分に畠周波成
分が多く含ね、ろためこれを検出して合焦と判断してし
まう欠点かあった。

〔発明の目的〕

本発明の目１１’Ｊは、撮像画面中に商輝度扱写体が含
れていても−それによる誤動作を起さず山、確な脅焦瑛
出が行える合焦検出回１１−６を提供−４−ろにある。

〔発明の概要〕

本発明は一撮像信号中のイイ定周波数成分σ）有無を検
出して焦点の合焦、不合焦を判定する隙に、撮像信号の
飽４０を検出する飽オ［」検出回路を設は−この飽和検
出回路で撮像１１４硅σ）飽和を検出したら一前記の合
焦不合焦の判定において合焦と判足さハ、にくくてるも
σ）である。

尚−合焦とも戻されに（＜１−ろ為ｆは判シゼレペルを
−Ｉｎげろ１判定の為の信号を抑圧する。撮像管の１ラ
イン信号ごｋに合焦判定と飽和検出を行い、飽和を検出
したら七〇）ラインでσ）合焦判定は中止ｆろ等が考え
られろ。

〔発明の実施例〕

矛６図ないし矛５図を用いて本発明θ）矛１σ）実施例
を百兄明才る。

舊′６図は本実施例の１１４成図であり、】・４図は矛
ろ図の構成σ）主要部の波形概念図−矛５図は１・４図
の鼓形４１１ｊ定時の撮像条件を示す図である。

矛３図において１は入力端であり撮像イぎ号が人力され
ろ。２はスレノンヨルド回路、３は波形成形回路−４は
撮像イぎ−は中の特定高域周波数成分の２．を抽出する
ノ・イバスフィルタ、５は波形成形回路３σ）出力とノ
・イバスフィルタｌの出力の位相を合ぜろための遅延回
路、６は波形成形回路ろの出力により利得を俊え”Ｃ遅
延回路！〕の出力を増幅才ろ可変利得回路、７は検波回
路スレッショルド回路等より／、Ｃろ合焦検出回路。

８は出力Ｑ’ａＡ、２０１．４０１，６０１は端子であ
る。

２１４図は、矛５図のよ５に一同一寸法の物体Ａ、’Ｂ
、Ｃを、物体Ａ、Ｅはカメラ５０から同一距離に一物体
Ｃは物体Ａ、Ｂより遠ノｉに配置ｆｔして撮影したとぎ
の！ｌｊｉ＋１子１．４Ｑ１，２０１゜６０１におげろ
１ライン分の信砕を示−ｒもの−ひある。ここで物体Ｂ
は物体Ａ、Ｃより高輝１１１の物体である。矛４図にお
いてタテ軸は撮＋４！信号の電圧レベルを示す。

」・４図（ａ）に合焦動作の４〉中で合焦を示す特定周
波数ノ戊分か所定値Ｖｓより少ない時σ）矛ろ図各部θ
）イぎ号波形である。（４月ま物体Ａ、ｆ−１は物体１
３　、　（１−１は物体Ｃにより生じた波形でＡ’＋り
一（ａ−１）は矛３図の端子１て゛の撮像波形、（ａ２
　）’６’！ＭＪ子４Ｑ　Ｉ　Ｕ（−１６ける信号波形
、（ａ−３）は端子２０１におげろ１ｄ号波形、（２＝
４）は端子６０１匠おけろ信号７ノシ形でよ）イ）。

１１４図（ｈ）は（ａ）−１：り介１、（−動作か１４
（んだ１大態であ２）。Ｊｙ　Ｊ図（１）　１　）　［
ｚ＋ｅ−イーよ５ＶＣＶＣｌ１隻物体からの撮１象信号
は回路の飽オ［ルベルを越セ−Ｖｏ火越えろ部分（破緋
部）は力ｙトされてしまう。ｆろとこのカットされた角
の部分は高周波数成分を多く含むためのフィルタ回路４
の出力（１）−２）は増大し、所定値Ｖｓを越える。従
来の回路ではこの出力か検波され。

合焦信号有りと判Ｉｆｆ？され一曾焦動作を停止り、　
−７ｍし土５゜しかしなからこの状態は信号電圧が飽和
レベルｖＯを越えたために起ったものであり一ビントは
まだ合っていない。

本実施例では仰像（ｇ号の飽オロ状態を検知するスレソ
ンヨルト回路２を設け、偉像イぎ号がＶ。

を越えると端子２０１に矛４図（ｂ　−、ろ）に示′ｆ
信丹が出力さ２１ろ。こび）イぎ号を波形成形回路３で
所定幅だけパルス幅を増大させた後可変利イ（１回路６
　ＶニアＪｌ］えろ。ｒｉＪ’変利倚回路６は波形成形
回路６σ）出力に応じ増幅率を減衰させ合焦検出回路７
に出力な出−ｆ′。

波形成形回路６からθ）出力ｆより物体Ｂを示す（へ）
の（３号部分の人か減衰され、端子６０１に（佳（ｂ−
、ＩＩ）に示す波形が現れる。本来ならば（ｂ−２）と
同じ波形が出力さね、るはずであるか−　（へ）の部分
のみが減衰されている。したかって合焦検出回路７では
合焦毎号レベルＶｐを越えるイぎ号は検出されず、今だ
合焦でないと判断され合焦動作が続行されろ。そして（
Δりに示す物体（イ）からσ）４ぎ号が合焦信号レベル
Ｖｐを越えるまで合焦動作７１！−′綜り返１−０尚、
スレッショルド回路２からの出刃を波形ｌＪｙ、形回路
６でパルス幅を増大させたのは（ｂ−３）ＶＣ示す成形
が矛４図（ｂ−２）［示−１−飽４（］ンレベルｓをオ
ーバーする部分を十分カバーするよ５に一’４−るため
である。また遅延回ＷＴ５は、（ｂ−２）の波形と、（
ｂ−３）の波形の＋３７相を合せて、飽オロにより飽４
１ルベルＶｓをオーバーする信号を十分カバーされるよ
うにするものである。

本発明の矛２の実施例を矛６図、矛７図を用いて説明す
る。矛６図中１．９１，９２．８は端子−２はスレッシ
ョルド回路＋　４はフィルタ回路、７は合焦１ｇ号検出
回路、９は判定回路である。

不実側例はフィールド画面を講成するライン毎に合焦か
否かの判定を行うもσ）で矛）リーその判定を行うライ
ンに飽和状態Ｖなろよ５１ｘ撮像信号が含れでいたなら
ば、そのラインの撮像信号中にイ４焦１ｇ号が含れてい
ても合焦と判断しＩＬいよう［ｆるものである。１ライ
ン周期１Ｂ１の動作について説明てる。

端子ｉ　Ｋ　１ラインの撮像信号が連１ａ　Ｌで入力さ
れてくる。フィルタ４で荷ボ尚周彼の１ぎ号のみが辿ば
れ遅延回路７を途て判定回路９の一方の入力端９１に出
力される。またｙＩＷ子１に人力された撮１沫信号はス
レン／ミルド回路２で撮像イぎ号が飽和レベルかどうか
を判定さ）ｔ、その出力が判定回路９の他方σ）大力端
９２に出力さ′Ｆｌ−ろ。

判定回路９でをま１ライン周期毎に入力端９１゜９２に
入力されろ信号を比較し、端子９１にのツメ、・・・（
Ｖベル化号力・入力された場合Ｖ合焦と判ｎｉｒ　Ｌ合
焦動作を停止する。

２・７図に矛６（メ１の判定回ｈ９σ）実施例を示す。

同図中（ａ）の図はその１１！１路図であり−（］〕）
は（ａ）の回路の動作を説明ｆる波形図でル、る。

図（ａ　）ＶＣおいて９０１．９０２はＳ　−Ｈ，ラッ
チ−９１１４！ｉインバータ、９０３ばろ人力アンド回
路、９１．９２はそれぞれ検波回路７．スＶツショルド
回路２からの信号入力用ｏＢｙ４子、９３．９４はバル
スイぎ号人力用の端子でｋ）る。

図（ｆ）ｌ　において（−ｙＪＩは水平開」υｊパルス
でよ）リー四は端子９４に人力される検出用パルスでル
）す、（ヌ）は端子９５に人力さｔ′１．ろリセットパ
ルスでル）ろ。検出用パルスとりセントパルスレエ図〔
ｌ〕）に示すように水平同期信号のブランキングＪＩＪ
Ｉ間Ｍ　検出用パルス、リセットパルスの＋＋ｒｔで手
回７］りの信−Ｐ＋発生回路よりそれぞれ端子９４　、
９　、’Ｊに力ｌえられろ。

端子９１．９２に何も人力が無い場名にはｙ＋ｉａ子９
ろのリセットパルスにより８−１もラッチ９０１．９０
２かり七ソＩ−され−６人力アンド回路９０３の出力は
発生しない。

連相被写体がない合焦像を撮像した場合には−検波回路
７からの信号によりＳ　−Ｒラッチ９Ｑ１がセントされ
ろ。飽和被写体がないためスレッショルド回路２の出力
はローレベルとなりＳ−Ｒラッチ９０２ば、セントされ
ない。この状態で検出用パルス（す）が端子９ｄＶｃ入
力されろと、Ｓ　−１（、ラッチ９０２の出力＆士イン
バータ９０４により反転され）へイレベルとなつ℃いる
ため、３人力アンド回路の人力信号は全てノ＼イレベル
となり端子８に合焦１ｇ号が発生する。この出力を用い
て自動合焦装置の合焦動作を行なう。

次に飽和被写体が撮像された場合について説明する。Ｓ
　−Ｒラッチ９０１には検波回路７からの合焦＜ｇ号が
入力され一出力がノ・イＩ／ベルにセットされろ。スレ
ッショルド回路２で飽、＋ｕ倍信号検出し一端子９２に
はノ＼イレベル信号が入力され−　５−１（・ラッチ９
０２か）１イレペルにセットされろ。Ｓ　−Ｌ（、ラッ
チ９０２の出力はインバータ９（１’ｌにより反転され
６人力アンド回路９０３にはローレベルイ百号が入力さ
れる。したかって検出用パルス（す）が３人力アンド回
路に９０３に入力されてもインバータ９０４からの人力
がローレベルで、ｌｌ−）ろのでアンド条件を満さず、
合焦信号は出力されない。

端子９４への検出用パルスを水平間１υ（イ、（弓の周
期で発生させろことにより合焦検出２ライノ毎に行い、
飽和板力体を表わす吠闇１ｇ　、ｆｇのないラインでυ
）み合焦検出を行うものである。

以上本発明の、Ｊ−１−、ｄ’　２の実姑例では、フィ
ルタ回路４とスレｙンヨルド回路２０人カケ回−信号と
したが、ｌ’ｉ！ａ子１とフィルタ回１＋’Ｗ　’の間
に映像信号処理回路か含れてもよいことはばっばでもな
い。この場合に２のスレッショルド回路のスレノンヨル
ドレベルは−この信％　処理回路又はフィルタ回路４以
降の回路σ）飽４１」レベルのどちらか低い方に謀＞〆
する必沙が７１’）ろ。

以上合焦検出回路の飽７（１１級与体にＸ・↑ゴろ収占
について述べてぎたが一合焦検出回路υ）信ｉｙ糸にゲ
ート回路を挿入して画面σ）９例足部分−例えば画面中
央から信号を取り出して実際のｈメラ操作者の請求に応
じろように合焦動作を行なわせろようにしてもよいし、
その際飽和検出に用いるスレッショルド回路２への入力
信号も同様にゲートをかげてもよいことはもちろんで、
１；、ろ２またＡ：発明の説明では山・毬り方式の自動
合焦装置ａに適用４した場合について述べてぎたが、他
の自動合焦方式に合焦検出回路を用いて゛制御σ）改）
！９等を行なう場合についても有効であることは、本発
明が合焦検出回路の改善にあり、これを応用する構成に
対して何ら制限がないことよりも明らかでル）ろことは
もちろんである。

また図６中のりセクトパルス（ヌ）や検出パルス（す）
は水平同期パルス（チ）の出力部分σ）内部に含まれろ
ように説明したか、こ第１もこの１〜γ置で矛〕る必要
は必ずしもないことはもちろんである。

〔発明の効果〕

本発明によれば一飽４１」被写体を撮像中−レンズがイ
ル写体に合焦していないにもかかわらず発生していた飽
和被写体稼の高域成分［、Ｊ：る。合焦有の誤った従来
の検出信号の発生を防市才ろことかできろので正しく合
焦か否かの判断が可能となり、本発明を用いて構成した
］」動合焦装置μの確実で良好な動作を行なわぜろこと
にスフ１束がある。

【図面の簡単な説明】

７１ｒ１図は従来の方式で行っていた誤動作を説明する
ための一撮像例を示した模式図、１・２図は従来σ）誤
動作をさらに詳しく説明１゛ろための１例を示した模式
図、矛３図は本発明のＡ１１の実〃ｔハ例を示す４ｉｑ
成ブロブロックＡ・４図は矛３図各邪の信号を示ｆ成形
図、１１５図は矛４シＩの波形を得る時の撮映状、四を
示１−が・１視図、矛６図は本発明の矛２の実施例を示
す４’Ａ成ブロブロック牙７図（ａＬ（ｂ）は矛４図中
の１ブロツクの１実施例を示す回路図及び波形を示した
波ル図である。 １　端子−２・・・スンツンヨルド回ｉ％’＋　、、ろ
　？ノシ形成形回路−４フィルタ回路−５ＩＩ、ｆｉ延
回路、６・・可変利得回路−７・・・検波回路、８　・
ψ；Ｍ千−９・判定回路−９１，９２，９３，９Ａ、　
１０１．１０２゜２０１．４０１．６０１・端子、９０
１．９０２・Ｓ　−Ｒラッテ−９０３・・・６人力アン
ド、９０４・インバータ。 代理人弁理士　商　橋　明　夫 第　／　図 第　２　図 第　３　図 第　４　口 第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　映像信号の特定周波数成分を検出する信号検出回路
   を有し、この特定周波数成分の有無にまり合焦か否かの
   判断を行う合焦検出回路において、映像信号の映像信号
   処理回路に対１−ろ飽イ［Ｊ状Ｉ忠を検出する飽１和検
   出回路を有し−この飽和検出回路の出力に基づき前記信
   号検出回路の信号検出条件を変えろ１３１４　御手段を
   有することを！特徴とする合焦検出回路。 ２　特許請求の軛１（］矛１項ＦＣおいて、ＭｔＩ記制
   御手段は前記飽和検出回路の飽和検出時にｉｉＩ記ろ　
   特許請求の範囲４１１項において、前記制御手段は一０
   ＩＩ記飽和検出回路の飽オ（１検出時に前