JP2611237B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
- Publication number
- JP2611237B2 JP2611237B2 JP62171066A JP17106687A JP2611237B2 JP 2611237 B2 JP2611237 B2 JP 2611237B2 JP 62171066 A JP62171066 A JP 62171066A JP 17106687 A JP17106687 A JP 17106687A JP 2611237 B2 JP2611237 B2 JP 2611237B2
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- Japan
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- signal
- image pickup
- circuit
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- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動合焦装置に関する。
二次元撮像素子から得られる映像信号を利用して自動
合焦動作を行うビデオ・カメラは公知である。この種の
ビデオ・カメラでは、固体撮像素子の受光面に所定大き
さの自動合焦動作用エリア（以下測距エリアと言う）を
設定し、このエリアからの信号で自動合焦動作を行うの
が通常である。しかし、ビデオ・カメラに使用されるレ
ンズは通常４〜10倍のズーム・レンズであり、被写体が
近距離で広角撮影される時には被写体像が受光面の略全
域に存在するのに対し、遠距離で広角撮影する時には被
写体像は受光面の一部に存在するに過ぎない。従って、
測距エリアの大きさが固定的であると、合焦動作に誤り
が生じる場合がある。即ち、近距離広角撮影の場合は、
被写体像が測距エリアを逸脱してしまうので、被写体情
報が不足し、逆に遠距離広角撮影の場合には、不必要な
情報が混入する。
合焦動作を行うビデオ・カメラは公知である。この種の
ビデオ・カメラでは、固体撮像素子の受光面に所定大き
さの自動合焦動作用エリア（以下測距エリアと言う）を
設定し、このエリアからの信号で自動合焦動作を行うの
が通常である。しかし、ビデオ・カメラに使用されるレ
ンズは通常４〜10倍のズーム・レンズであり、被写体が
近距離で広角撮影される時には被写体像が受光面の略全
域に存在するのに対し、遠距離で広角撮影する時には被
写体像は受光面の一部に存在するに過ぎない。従って、
測距エリアの大きさが固定的であると、合焦動作に誤り
が生じる場合がある。即ち、近距離広角撮影の場合は、
被写体像が測距エリアを逸脱してしまうので、被写体情
報が不足し、逆に遠距離広角撮影の場合には、不必要な
情報が混入する。
このような問題点に対しては、受光面の中心部を基準
としてレンズ状態に応じて測距エリアを拡大・縮小する
方法が提案されている。
としてレンズ状態に応じて測距エリアを拡大・縮小する
方法が提案されている。
しかしこの従来の方法では、第５図に示すように、被
写体の移動により被写体像が測距エリアから外れる場合
や、第６図に示すように、パンニングにより被写体像が
測距エリアから外れる場合には、撮影しようとする被写
体の存在しないエリアで合焦動作を行うことになり、目
的の被写体がぼけてしまうという問題点がある。
写体の移動により被写体像が測距エリアから外れる場合
や、第６図に示すように、パンニングにより被写体像が
測距エリアから外れる場合には、撮影しようとする被写
体の存在しないエリアで合焦動作を行うことになり、目
的の被写体がぼけてしまうという問題点がある。
そこで本発明は、受光面における被写体像の移動があ
っても当該被写体に的確に合焦動作しうる自動合焦装置
を提示することを目的とする。
っても当該被写体に的確に合焦動作しうる自動合焦装置
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
号をゲート回路に通して測距エリアに相当する撮像信号
を取り出し、前記ゲート回路の通過信号を使って撮影光
学系を合焦状態に制御する自動合焦装置であって、前記
撮像手段からの撮像信号を所定期間前の撮像信号と比較
し、前記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と、前記被写体
像変化検出手段によって検出された変化量信号に応じ
て、前記ゲート回路による前記撮像信号の取り出し範囲
を制御して前記撮像面内における前記測距エリアの大き
さを変更する制御手段とを備えることを特徴とする。
号をゲート回路に通して測距エリアに相当する撮像信号
を取り出し、前記ゲート回路の通過信号を使って撮影光
学系を合焦状態に制御する自動合焦装置であって、前記
撮像手段からの撮像信号を所定期間前の撮像信号と比較
し、前記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と、前記被写体
像変化検出手段によって検出された変化量信号に応じ
て、前記ゲート回路による前記撮像信号の取り出し範囲
を制御して前記撮像面内における前記測距エリアの大き
さを変更する制御手段とを備えることを特徴とする。
パンニングや被写体の移動等により受光面における被
写体像が変化しても、この変化を上記被写体像変化検出
手段により定量的に検出できる。そして、この検出信号
によりゲート回路による撮像信号の取り出し範囲を制御
して撮像面内における測距エリアの大きさを変更するの
で受光面における被写体像の変化によっても適切な合焦
動作を実現できる。
写体像が変化しても、この変化を上記被写体像変化検出
手段により定量的に検出できる。そして、この検出信号
によりゲート回路による撮像信号の取り出し範囲を制御
して撮像面内における測距エリアの大きさを変更するの
で受光面における被写体像の変化によっても適切な合焦
動作を実現できる。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。な
お、以下では、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（石田他「山
登りサーボ方式によるビデオ・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）を説明例としているが、本発明は、画像信号を利
用して合焦動作するその他の合焦方式にも適用できる。
お、以下では、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（石田他「山
登りサーボ方式によるビデオ・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）を説明例としているが、本発明は、画像信号を利
用して合焦動作するその他の合焦方式にも適用できる。
第１図において、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は前記測距エリアに対応する映像信号を取
り出すゲート回路、16はゲート回路14の通過信号から合
焦動作用の高周波成分を取り出すハイ・パス・フィルタ
（HPF）である。検波器18はHPF16からの高周波成分を検
波する。検波器18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合焦点で極
大になるような上に凸の特性を示す。差分ホールド回路
20は、検波器18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20
の出力信号は、合焦点でゼロとなり、その前後では正又
は負である。
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は前記測距エリアに対応する映像信号を取
り出すゲート回路、16はゲート回路14の通過信号から合
焦動作用の高周波成分を取り出すハイ・パス・フィルタ
（HPF）である。検波器18はHPF16からの高周波成分を検
波する。検波器18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合焦点で極
大になるような上に凸の特性を示す。差分ホールド回路
20は、検波器18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20
の出力信号は、合焦点でゼロとなり、その前後では正又
は負である。
モータ駆動回路22は、差分ホールド回路20の出力の極
性によりレンズ10（具体的にはそのヘリコイド）の駆動
モータ24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20の出力レベルに応じてモータ24
の回転速度を調節する。このようにして、モータ24のヘ
リコイド制御ループは検波回路18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。
性によりレンズ10（具体的にはそのヘリコイド）の駆動
モータ24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20の出力レベルに応じてモータ24
の回転速度を調節する。このようにして、モータ24のヘ
リコイド制御ループは検波回路18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。
30はカメラ回路12から出力される映像信号から被写体
像の変化量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、被写体像変化検出回路30の検出信号によ
り、ゲート回路14の通過域を変化させる。即ち、カメラ
回路12の撮像面を第２図の枠50とすると、当該検出信号
に応じて、測距エリア52と測距エリア54のどちらかを選
択できるようにしてある。
像の変化量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、被写体像変化検出回路30の検出信号によ
り、ゲート回路14の通過域を変化させる。即ち、カメラ
回路12の撮像面を第２図の枠50とすると、当該検出信号
に応じて、測距エリア52と測距エリア54のどちらかを選
択できるようにしてある。
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の受光面を縦横複数の区画（第３図で
は６×８）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（即ち、０又は１）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の受光面を縦横複数の区画（第３図で
は６×８）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（即ち、０又は１）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、小さい測距エリア52を選択するためゲ
ート・パルス発生回路41に制御信号を印加し、閾値TH以
上の場合には、大きい測距エリア54を選択する制御信号
をゲート・パルス発生回路41に印加する。42はカメラで
同期信号を発生するシンクジェネレータであり、水平垂
直の同期信号をデート・パルス発生回路41に出力する。
第１図及び第２図の説明例では、２個の測距エリア52,5
4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個以上又は連続的に広さの変
化する測距エリアの選択利用を妨げない。つまり、カウ
ンタ38の計数値に応じて測距エリアを広くするようにし
てもよい。
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、小さい測距エリア52を選択するためゲ
ート・パルス発生回路41に制御信号を印加し、閾値TH以
上の場合には、大きい測距エリア54を選択する制御信号
をゲート・パルス発生回路41に印加する。42はカメラで
同期信号を発生するシンクジェネレータであり、水平垂
直の同期信号をデート・パルス発生回路41に出力する。
第１図及び第２図の説明例では、２個の測距エリア52,5
4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個以上又は連続的に広さの変
化する測距エリアの選択利用を妨げない。つまり、カウ
ンタ38の計数値に応じて測距エリアを広くするようにし
てもよい。
レンズ状態（焦点距離、ズーム値等）に応じて測距エ
リアの大きさを調節する装置の場合には、調節された測
距エリアを基準に被写体像変化量に応じた測距エリアの
拡大・縮小をすればよい。
リアの大きさを調節する装置の場合には、調節された測
距エリアを基準に被写体像変化量に応じた測距エリアの
拡大・縮小をすればよい。
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、パンニングや被写体の移動により受光面において
被写体像が変化した場合に、その変化の程度に応じた適
切な測距エリアを選択でき、適切な合焦制御を実現でき
る。
れば、パンニングや被写体の移動により受光面において
被写体像が変化した場合に、その変化の程度に応じた適
切な測距エリアを選択でき、適切な合焦制御を実現でき
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
本発明による測距エリア選択の説明図、第３図は受光面
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図及び第６図は、受光面における
被写体像の変化状態を例示する図である。 10……レンズ、12……カメラ回路、14……ゲート、18…
…検波回路、20……差分ホールド回路、22……モータ駆
動回路、24……モータ、30……被写体像変化検出回路、
32……二値化回路、34……遅延回路、36……排他的論理
和ゲート、38……カウンタ、40……比較回路
本発明による測距エリア選択の説明図、第３図は受光面
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図及び第６図は、受光面における
被写体像の変化状態を例示する図である。 10……レンズ、12……カメラ回路、14……ゲート、18…
…検波回路、20……差分ホールド回路、22……モータ駆
動回路、24……モータ、30……被写体像変化検出回路、
32……二値化回路、34……遅延回路、36……排他的論理
和ゲート、38……カウンタ、40……比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭60−126976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249477（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】撮像手段からの撮像信号をゲート回路に通
して測距エリアに相当する撮像信号を取り出し、前記ゲ
ート回路の通過信号を使って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、 前記撮像手段からの撮像信号を所定期間前の撮像信号と
比較し、前記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と、 前記被写体像変化検出手段によって検出された変化量信
号に応じて、前記ゲート回路による前記撮像信号の取り
出し範囲を制御して前記撮像面内における前記測距エリ
アの大きさを変更する制御手段 とを備え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 |
|---|---|---|---|
| JP62171066A JP2611237B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP62171066A JP2611237B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6416178A JPS6416178A (en) | 1989-01-19 |
| JP2611237B2 true JP2611237B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=15916414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62171066A Expired - Fee Related JP2611237B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611237B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009069748A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | 撮像装置およびその自動焦点調節方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60249477A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-10 | Canon Inc | 自動追尾焦点検出装置 |
-
1987
- 1987-07-10 JP JP62171066A patent/JP2611237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6416178A (en) | 1989-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |