JPS63178672A - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPS63178672A
JPS63178672A JP62009532A JP953287A JPS63178672A JP S63178672 A JPS63178672 A JP S63178672A JP 62009532 A JP62009532 A JP 62009532A JP 953287 A JP953287 A JP 953287A JP S63178672 A JPS63178672 A JP S63178672A
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JP
Japan
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focus
signal
peak value
image
imaging
Prior art date
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Pending
Application number
JP62009532A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Toyama
当山 正道
Akihiro Fujiwara
昭広 藤原
Hiroshi Suda
浩史 須田
Kunihiko Yamada
邦彦 山田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、撮像装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an imaging device.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

例えばビデオ・カメラのように撮像装置を有するカメラ
のオート・フォーカス方式には従来、撮像素子からの撮
像信号を利用して自動焦点調節を行う方式や、専用のセ
ンサで被写体像を検出して自動焦点調節を行う方式等の
、所謂パッシブ型と、赤外線を放射し、その反射光から
被写体距離を算出して自動焦点調節を行うアクティブ型
とがあり、互いに長所、短所がある。
For example, conventional autofocus systems for cameras with imaging devices, such as video cameras, have either used an imaging signal from an image sensor to adjust the focus automatically, or used a dedicated sensor to detect the subject image and automatically adjust the focus. There are a so-called passive type that performs focus adjustment, and an active type that performs automatic focus adjustment by emitting infrared rays and calculating the subject distance from the reflected light, each of which has advantages and disadvantages.

このような自動焦点調節のうちで非合焦時のレンズの動
きに滑らかさが欠けているような場合には、特にパッス
プ型で顕著であるが、モニタ映像を不自然なものにして
いる。また、動画記録という点では、レンズの合焦に至
る迄のかでい全て記録することになり、再生時の画像品
位を落とすという欠点がある。
In automatic focusing, if the movement of the lens lacks smoothness when out of focus, this is especially noticeable in pass-splash type cameras, which makes the monitor image look unnatural. In addition, in terms of video recording, all the steps up to the point where the lens comes into focus are recorded, which has the disadvantage of degrading the image quality during playback.

そこで本発明は、非合焦時のモニタ映像の変化をより自
然にした描像装置を提示することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging device that makes changes in a monitor image more natural when the image is out of focus.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る撮像装置は、撮影光学系の焦点調節状態を
検出する検出手段と、当該光学系により形成される像を
礒像信号に変換する撮像手段と、当該検出手段の検出結
果に基づいて当該撮像信号の通過周波数帯域を制限して
出力する出力手段とを有する。
The imaging device according to the present invention includes a detection means for detecting a focus adjustment state of a photographing optical system, an imaging means for converting an image formed by the optical system into an image signal, and a detection means based on a detection result of the detection means. and output means for limiting and outputting the passing frequency band of the imaging signal.

〔作用〕[Effect]

上記出力手段により非合焦段階でのモニタ映像が鮮鋭度
の低いものに強制されるので、焦点調節途中での不自然
なモニタ映像の出現を防止できる。
Since the output means forces the monitor image to have low sharpness during the out-of-focus stage, it is possible to prevent an unnatural monitor image from appearing during focus adjustment.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
1図に本発明の一実施例の構成ブロック図を示す。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the configuration of an embodiment of the present invention.

第1図において、10は撮影レンズ、12は撮像素子、
14は撮像素子の出力信号を処理する公知のビデオ信号
処理回路である。14aは図示ビデオ・カメラのビデオ
出力端子であり、公知のモニタ装置に接続する。ビデオ
信号処理回路14は、撮像素子12からの映像信号の輝
度信号成分の高域分を除去するロー・パス・フィルタと
して機能するVCF (電圧制御フィルタ)16を具備
する。
In FIG. 1, 10 is a photographing lens, 12 is an image sensor,
14 is a known video signal processing circuit that processes the output signal of the image sensor. 14a is a video output terminal of the illustrated video camera, which is connected to a known monitor device. The video signal processing circuit 14 includes a VCF (voltage control filter) 16 that functions as a low pass filter that removes the high frequency component of the luminance signal component of the video signal from the image sensor 12.

VCFとは、その制御電圧に応じてそのカット・オフ周
波数を変化させうるフィルタ回路である。
A VCF is a filter circuit whose cut-off frequency can be changed depending on its control voltage.

他方、回路18〜28は、焦点検出及び自動調節のため
の回路である。具体的には、18は、撮像素子12の出
力信号の輝度信号成分から高周波成分を抽出するハイ・
バス・フィルタ(HPF)、20は、1フイ一ルド画面
内でHPF18の出力のピーク値を検出・保持するピー
ク・ホールド回路、22はA/D変換器、24は、以下
に説明する焦点検出のための演算を行うと共に、VCF
 16の制御電圧を形成するマイクロプロセッサである
。26は、マイクロプロセッサ24からの制御信号に従
い、レンズ駆動用モータ28を駆動するモータ駆動回路
である。30は、VCF 16のカット・オフ周波数を
調節すべくマイクロプロセッサ24から出力されるディ
ジタル信号をアナログ信号電圧に変換するD/A変換器
である。
On the other hand, circuits 18-28 are for focus detection and automatic adjustment. Specifically, 18 is a high frequency component that extracts a high frequency component from the luminance signal component of the output signal of the image sensor 12.
A bus filter (HPF), 20 is a peak hold circuit that detects and holds the peak value of the output of the HPF 18 within one field screen, 22 is an A/D converter, and 24 is a focus detection described below. In addition to performing calculations for VCF
A microprocessor generates 16 control voltages. 26 is a motor drive circuit that drives the lens drive motor 28 in accordance with a control signal from the microprocessor 24. 30 is a D/A converter that converts the digital signal output from the microprocessor 24 into an analog signal voltage in order to adjust the cut-off frequency of the VCF 16.

撮像素子12の出力には、プリアンプや、撮像素子出力
信号を輝度信号及び色差信号等に変換するマトリックス
回路が接続するが、本発明には直接関係しないので、図
示及び説明を省略した。
A preamplifier and a matrix circuit that converts the image sensor output signal into a luminance signal, a color difference signal, etc. are connected to the output of the image sensor 12, but since they are not directly related to the present invention, illustration and explanation are omitted.

次に、第1図の回路の動作を説明する。撮像素子12の
出力信号の内の輝度信号成分がHPF 18に印加され
、その高周波成分が取り出される。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be explained. The luminance signal component of the output signal of the image sensor 12 is applied to the HPF 18, and its high frequency component is extracted.

ピーク・ホールド回路20は、フィールド毎にHPF1
8の出力のピーク値を検出し、A/D変換器22に印加
する。A/D変換器22はそれをディジタル信号に変換
してマイクロプロセッサ24に送る。
The peak hold circuit 20 has HPF1 for each field.
8 is detected and applied to the A/D converter 22. A/D converter 22 converts it into a digital signal and sends it to microprocessor 24.

撮像素子の出力信号を利用した自動焦点調節方式では一
般に、前フィールドの高周波成分のピーク値と、現フィ
ールドの高周波成分のピーク値とを比較し、ピーク値が
より増大する方向にフォーカシング・レンズを移動させ
、フィールド間でピーク値が等しくなるか又は非常に近
似した時点でフォーカシング・レンズを停止させる。即
ち、ピーク・ホールド回路20の出力Eは、レンズ駆動
の進行と共に第2図(1)に示すように増大し、レンズ
が停止した後には一定値になる。このピーク値Eの変化
曲線からこの方式は通常「山登り動作」と呼ばれ、マイ
クロプロセッサ24はそのための演算を行う。
In general, automatic focusing methods that use the output signal of the image sensor compare the peak value of the high-frequency component of the previous field with the peak value of the high-frequency component of the current field, and adjust the focusing lens in the direction that increases the peak value. and stop the focusing lens when the peak values are equal or very similar between fields. That is, the output E of the peak hold circuit 20 increases as the lens drive progresses, as shown in FIG. 2 (1), and becomes a constant value after the lens stops. This method is usually called "hill climbing operation" based on the change curve of the peak value E, and the microprocessor 24 performs calculations for this purpose.

マイクロプロセッサ24は、数式的には、ピーク値Eの
微分がゼロになる時点で合焦状態と判定し、モータ28
の駆動を停止する。ピーク値Eの微分波形を第2図(2
)に示す。図示例では、t、以後、モータ28を停止す
る。
Mathematically, the microprocessor 24 determines that the in-focus state is reached when the differential of the peak value E becomes zero, and the motor 28
Stops driving. The differential waveform of the peak value E is shown in Figure 2 (2
). In the illustrated example, the motor 28 is stopped after t.

本発明では、レンズ10位置を調節している段階では、
モニタ映像の変化をスムーズにするために、撮像素子1
2の出力信号の輝度信号成分の高域分をカントし、合焦
点の近傍で輝度信号成分の全てをモニタ映像に反映させ
る。そのようにするため、図示実施例では、ピーク・ホ
ールド回路20の出力Eの二次微分を計算し、そのゼロ
点により合焦点近傍に達したことを判定する。ピーク値
Eの二次微分曲線を第2図(3)に示した。即ち、マイ
クロプロセッサ24は、第2図(3)の二次微分曲線の
ゼロ時点(to)より前では、非合焦と判定してD/A
変換器30に、第3図の破線4oのようなフィルタ特性
となる制御電圧に相当するディジタル信号を出力し、他
方、t0以後では、特性4゜に較べより高い周波数を通
過させうる実線のフィルタ特性42になる制御電圧に相
当するディジタル信号を出力する。第2図(4)は、D
/A変換器30がVCF16に印加する電圧波形を示す
In the present invention, at the stage of adjusting the lens 10 position,
In order to make changes in the monitor image smooth, the image sensor 1
The high frequency component of the luminance signal component of the second output signal is canted, and all of the luminance signal component is reflected on the monitor image near the in-focus point. In order to do so, in the illustrated embodiment, the second derivative of the output E of the peak hold circuit 20 is calculated, and it is determined from its zero point that the vicinity of the in-focus point has been reached. The second-order differential curve of the peak value E is shown in FIG. 2 (3). That is, the microprocessor 24 determines that the focus is out of focus before the zero point (to) of the quadratic differential curve in FIG. 2 (3), and the D/A
The converter 30 is outputted with a digital signal corresponding to a control voltage that has a filter characteristic as indicated by the broken line 4o in FIG. A digital signal corresponding to a control voltage having characteristic 42 is output. Figure 2 (4) is D
3 shows a voltage waveform that the /A converter 30 applies to the VCF 16.

勿論、VCF16のカット・オフ周波数を指示する制御
電圧を、ピーク値Eの二次微分値の極性の変化により変
更してもよい。
Of course, the control voltage that indicates the cut-off frequency of the VCF 16 may be changed by changing the polarity of the second-order differential value of the peak value E.

また、D/A変換器30の代わりに積分器を用い、時点
t0から、レンズ10が合焦点に達した時点t、までの
間、マイクロプロセッサ24が第2図(5)に示すよう
に高い電圧の信号を出力し、当該積分器が、VCF 1
6の制御入力に第2図(6)に示すように徐々に高くな
る制御電圧を印加するようにしてもよい。このようにす
ると、モニタ映像に合焦調節の効果がより顕著に現れる
In addition, an integrator is used instead of the D/A converter 30, and the microprocessor 24 is kept at a high level from time t0 to time t when the lens 10 reaches the focused point, as shown in FIG. 2(5). The integrator outputs a voltage signal, and the integrator outputs a voltage signal.
A control voltage that gradually increases as shown in FIG. 2 (6) may be applied to the control input No. 6. In this way, the effect of focus adjustment appears more clearly on the monitor image.

更には、レンズ10が合焦点に達した時点t1以後、任
意の変化速度で、VCF 16への制御電圧を変えて、
そのフィルタ特性を第3図の特性40から特性42に連
続的に変化させてもよい。そうすることにより、合焦状
態へ至る画像の変化を自由に制御できる。
Furthermore, after the time t1 when the lens 10 reaches the in-focus point, the control voltage to the VCF 16 is changed at an arbitrary rate of change,
The filter characteristic may be continuously changed from characteristic 40 to characteristic 42 in FIG. By doing so, changes in the image leading to the in-focus state can be freely controlled.

第4図は、マイクロプロセッサ24の上記動作のフロー
チャートを示す。マイクロプロセッサ24は、ピーク値
Eの微分値及び二次微分値を計算するために、E、%−
2+ ER−1+ Ellの3つの変数と、その微分値
ΔE7及び二次微分値Δ” EHの変数とを具備する。
FIG. 4 shows a flowchart of the above operation of the microprocessor 24. The microprocessor 24 calculates the differential value and the second-order differential value of the peak value E by calculating E,%-
It has three variables of 2+ER-1+Ell, and a variable of its differential value ΔE7 and second-order differential value Δ''EH.

但し、時系列的にはEn−t+Ei−1+  EnO順
で、現在のピーク値がEnであるとする。適当にモータ
28を回転させ、2つのピーク値En−2* En−1
が得られた後、ステップS−1に行き、現在のピーク値
E7を読み込み、その微分ΔEn及び二次微分Δ2En
を計算する(S−2,5−3)。二次微分Δ” Efi
が正であれば(S−4)、合焦点にはまだ遠いのでVC
F 16への制御電圧を低くしてカット・オフ周波数を
低くL(S−5)、他方、二次微分ΔtEfiがゼロ又
はマイナスであれば(S−4) 、合焦点に近いのでV
CF16への制御電圧を高くしてカット・オフ周波数を
高くする(S−6)。次に、ΔE7が実質的にゼロか否
かを調べ(S−7) 、実質的にゼロならば、合焦点に
達したと判定して、モータ28を停止する(S−8)。
However, it is assumed that the current peak value is En in chronological order En-t+Ei-1+EnO. Rotate the motor 28 appropriately to obtain two peak values En-2* En-1
After obtaining, go to step S-1, read the current peak value E7, and calculate its differential ΔEn and second-order differential Δ2En
Calculate (S-2, 5-3). Second derivative Δ” Efi
If is positive (S-4), it is still far from the in-focus point, so VC
Lower the control voltage to F16 to lower the cut-off frequency L (S-5). On the other hand, if the second-order differential ΔtEfi is zero or negative (S-4), it is close to the in-focus point, so V
The control voltage to the CF 16 is increased to increase the cut-off frequency (S-6). Next, it is determined whether ΔE7 is substantially zero (S-7), and if it is substantially zero, it is determined that the in-focus point has been reached, and the motor 28 is stopped (S-8).

ゼロでなければ、その極性をしらべる(S−9)。If it is not zero, check its polarity (S-9).

山登り方式では、ピーク値Eは合焦点に近づく程大きく
なるから、ΔEわがマイナスであれば(S−9)、逆方
向に合焦点が存在することになるので、モータ28の回
転方向を逆にする(S−10)。そして、直前のピーク
値En−+を現在のピーク値E7で更新して(S−11
)、次のフィールドのピーク値を読むために、最初のス
テップS−1に戻る。他方、ΔE。がプラスである場合
(S−9)には、モータ28の回転方向は適正であるの
で、Efi−1にE7を代入しくS−12)、またΔE
o−+にΔE7を代入しくS−13)、ステップS−1
に戻る。
In the hill climbing method, the peak value E increases as it approaches the focused point, so if ΔE is negative (S-9), the focused point exists in the opposite direction, so the rotation direction of the motor 28 is reversed. (S-10). Then, the previous peak value En-+ is updated with the current peak value E7 (S-11
), return to the first step S-1 to read the peak value of the next field. On the other hand, ΔE. If is positive (S-9), the rotational direction of the motor 28 is appropriate, so substitute E7 for Efi-1 (S-12), and ΔE
Substitute ΔE7 for o−+ (S-13), Step S-1
Return to

ステップS−8によりモータ28を停止した後、例えば
被写体が移動したりした場合には、再度自動焦点調節を
しなければならない。その再起動の方法としては、例え
ば、合焦到達段階(第2図の時点11)におけるピーク
値E7を記憶し、その記憶ピーク値と現在のピーク値と
を逐次比較し、成る程度有意な差が生じた場合に、第4
図のルーチンを再スタートすればよい。
After the motor 28 is stopped in step S-8, if the subject moves, for example, automatic focus adjustment must be performed again. As a restart method, for example, the peak value E7 at the in-focus stage (time point 11 in FIG. 2) is stored, and the stored peak value and the current peak value are successively compared to find a significant difference. If this occurs, the fourth
Just restart the routine shown in the figure.

以上のように、本実施例では二次微分ΔzB。As described above, in this embodiment, the second derivative ΔzB.

に応じてVCFの制御電圧を制御しているので、非合焦
時における見苦しい映像の発生を防止することができる
。更には、合焦時には輝度信号が充分高い周波数帯域ま
で通過するようにVCFを制御するので、極めて品位の
高い映像が得られる。
Since the control voltage of the VCF is controlled according to the amount of focus, it is possible to prevent an unsightly image from occurring when the image is out of focus. Furthermore, since the VCF is controlled so that the luminance signal passes through a sufficiently high frequency band during focusing, extremely high quality images can be obtained.

図示実施例では、焦点状態を検出する手段としてΔtE
ア及びΔE7を算出したが、本発明はこれに限らず他の
方法、演算によってもよいことは明らかである。
In the illustrated embodiment, ΔtE is used as a means for detecting the focus state.
Although A and ΔE7 have been calculated, it is clear that the present invention is not limited to this and that other methods and calculations may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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、焦点調節動作を視覚的にスムーズに表示でき、また
、焦点調節の途中においてモニタ画面に不自然な映像の
現れるのを防止できる。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, the focus adjustment operation can be displayed visually and smoothly, and unnatural images can be prevented from appearing on the monitor screen during the focus adjustment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図の回路の動作態様の説明図、第3図は第1図のV
CF 16のフィルタ特性図、第4図は第1図のマイク
ロプロセッサ24の動作フロ−チャートを示す図である
。 10−・・レンズ 12−撮像素子 14−ビデオ信号
処理回路 16−電圧制御フィルタ 18・−・HPF
  20・・−ビーク・ホールド回路 22・−A/D
変換器 24・−マイクロプロセッサ 26−  モー
タ駆動回路 28・・−モータ 30−D / A変換
FIG. 1 is a block diagram of the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operating mode of the circuit in FIG. 1, and FIG.
A filter characteristic diagram of the CF 16, FIG. 4 is a diagram showing an operation flowchart of the microprocessor 24 of FIG. 1. 10--Lens 12-Imaging element 14-Video signal processing circuit 16-Voltage control filter 18--HPF
20...-Beak hold circuit 22...-A/D
Converter 24--Microprocessor 26--Motor drive circuit 28--Motor 30-D/A converter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)撮影光学系の焦点調節状態を検出する検出手段と
、当該光学系により形成される像を撮像信号に変換する
撮像手段と、当該検出手段の検出結果に基づいて当該撮
像信号の通過周波数帯域を制限して出力する出力手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
(1) A detection means for detecting the focus adjustment state of the photographic optical system, an imaging means for converting the image formed by the optical system into an imaging signal, and a passing frequency of the imaging signal based on the detection result of the detection means. An imaging device comprising: an output means for outputting a limited band.
(2)前記出力手段は、非合焦であることが検出された
時には前記撮像信号の輝度信号の高域成分を遮断して出
力する特許請求の範囲第(1)項に記載の装置。
(2) The apparatus according to claim 1, wherein the output means cuts off and outputs a high-frequency component of a luminance signal of the image pickup signal when out-of-focus is detected.
JP62009532A 1987-01-19 1987-01-19 Imaging device Pending JPS63178672A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6733143B1 (en) 1999-05-28 2004-05-11 Nok Corporation Light shielding structure
US6830248B2 (en) 2000-06-21 2004-12-14 Nok Corporation Magnetic fluid sealer and method for mounting magnetic fluid sealer

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