JP2621157B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
- Publication number
- JP2621157B2 JP2621157B2 JP62030276A JP3027687A JP2621157B2 JP 2621157 B2 JP2621157 B2 JP 2621157B2 JP 62030276 A JP62030276 A JP 62030276A JP 3027687 A JP3027687 A JP 3027687A JP 2621157 B2 JP2621157 B2 JP 2621157B2
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- Japan
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- circuit
- subject image
- change
- signal
- image pickup
- Prior art date
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Classifications
-
- 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
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (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、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像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像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４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５図に示すように、合焦位置Ａでゼ
ロ点なり、その前後では正又は負である。第５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５図に示すように、合焦位置Ａでゼ
ロ点なり、その前後では正又は負である。第５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20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。
性によりレンズ10（具体的にはそのヘリコイド）の駆動
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20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、合焦点
に到達するとモータ22が停止し、これにより、検波回路
16から出力される焦点電圧は一定になる。この状態でパ
ンニングを行うと、カメラ回路12の撮像面における被写
体像が変化し、従って、検波回路16から出力される焦点
電圧レベルは第６図に示すように低下する。すると、第
４図の制御ループでは、被写体又はカメラが移動したと
判断され、再度、焦点電圧を最大にすべくモータ22が駆
動される。この状況では、実際には被写体とこのビデオ
・カメラとの間の距離は変化していないから、レンズ10
は最終的にはモータ再駆動の前の位置で停止し、焦点電
圧のレベルは、第６図に示すようにモータ再駆動の前の
レベルに落ち着く。このような動作が生じると、撮影映
像は極めて不自然で見づらいものとなる。
に到達するとモータ22が停止し、これにより、検波回路
16から出力される焦点電圧は一定になる。この状態でパ
ンニングを行うと、カメラ回路12の撮像面における被写
体像が変化し、従って、検波回路16から出力される焦点
電圧レベルは第６図に示すように低下する。すると、第
４図の制御ループでは、被写体又はカメラが移動したと
判断され、再度、焦点電圧を最大にすべくモータ22が駆
動される。この状況では、実際には被写体とこのビデオ
・カメラとの間の距離は変化していないから、レンズ10
は最終的にはモータ再駆動の前の位置で停止し、焦点電
圧のレベルは、第６図に示すようにモータ再駆動の前の
レベルに落ち着く。このような動作が生じると、撮影映
像は極めて不自然で見づらいものとなる。
これを解決する方法として、撮像面における被写体像
の急変時には、所定の一定期間、モータ22の駆動を禁止
するという方法（特開昭57−208520号）が提案されてい
るが、被写体像の変化する期間やパンニング期間とモー
タ22の再駆動を開始する時点と関係が曖昧であり、実用
的なものではなかった。
の急変時には、所定の一定期間、モータ22の駆動を禁止
するという方法（特開昭57−208520号）が提案されてい
るが、被写体像の変化する期間やパンニング期間とモー
タ22の再駆動を開始する時点と関係が曖昧であり、実用
的なものではなかった。
そこで本発明は、パンニング等によっても撮影光学系
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。
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、撮像手段と、前記撮像
手段からの撮像信号により撮像光学系を合焦位置に自動
制御する焦点制御手段と、前記撮像手段と撮像面におけ
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前記被写
体像の所定値以上の変化量が検出されたとき、前記焦点
制御手段の自動制御動作を停止するとともに、その停止
期間を前記変化量が大きいときに長くするように制御す
る制御手段とを具備することを特徴とする。
手段からの撮像信号により撮像光学系を合焦位置に自動
制御する焦点制御手段と、前記撮像手段と撮像面におけ
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前記被写
体像の所定値以上の変化量が検出されたとき、前記焦点
制御手段の自動制御動作を停止するとともに、その停止
期間を前記変化量が大きいときに長くするように制御す
る制御手段とを具備することを特徴とする。
上記被写体像変換検出手段により、撮像面における被
写体像の変化量を逐次定量的に把握しているので、パン
ニングの期間の長短に関わらず適切に合焦制御動作を一
時禁止できることになる。
写体像の変化量を逐次定量的に把握しているので、パン
ニングの期間の長短に関わらず適切に合焦制御動作を一
時禁止できることになる。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は、第６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４図と
同じ構成要素には同じ符号を付してある。
図は、第６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４図と
同じ構成要素には同じ符号を付してある。
第１図において、レンズ10、カメラ回路12、HPF14、
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によるレンズ10の合焦制御ループは、第６図
の場合と基本的に同じである。本実施例では、パンニン
グ等を検出する手段として、撮像面における被写体像の
変化を検出する検出回路30を設け、この検知回路30がモ
ータ駆動禁止信号をモータ駆動回路20に印加すると、モ
ータ駆動回路20は入力信号に関わらずモータ22の駆動を
停止する。
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によるレンズ10の合焦制御ループは、第６図
の場合と基本的に同じである。本実施例では、パンニン
グ等を検出する手段として、撮像面における被写体像の
変化を検出する検出回路30を設け、この検知回路30がモ
ータ駆動禁止信号をモータ駆動回路20に印加すると、モ
ータ駆動回路20は入力信号に関わらずモータ22の駆動を
停止する。
被写体像変化検出回路30の一例を第２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
体像の変化の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。
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
体像の変化の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TH1と比
較し、比較回路42で閾値TH2と比較する。閾値TH1は閾値
TH2より大きい値にしてある。比較回路40,42は、カウン
タ38の計数値がそれぞれ閾値TH1,TH2より大きい時にト
リガ信号をモノマルチバイブレータ（MM）44,46に印加
する。MM44のパルス幅はMM46のパルス幅よりも長く設定
してあり、MM44,46の出力パルスはモータ駆動禁止信号
としてオア・ゲート48を介してモータ駆動回路20に印加
される。
で、カウンタ38の計数値を、比較回路40で閾値TH1と比
較し、比較回路42で閾値TH2と比較する。閾値TH1は閾値
TH2より大きい値にしてある。比較回路40,42は、カウン
タ38の計数値がそれぞれ閾値TH1,TH2より大きい時にト
リガ信号をモノマルチバイブレータ（MM）44,46に印加
する。MM44のパルス幅はMM46のパルス幅よりも長く設定
してあり、MM44,46の出力パルスはモータ駆動禁止信号
としてオア・ゲート48を介してモータ駆動回路20に印加
される。
具体的に説明すると、カウンタ38の計数値が閾値TH1
より大きい（即ち被写体の変化量が大きい）時には、MM
44,46の両方が同時にパルスを発生するが、MM44のパル
ス幅の方が広いので、MM44の発生パルスが禁止信号とし
てオア・ゲート48を介してモータ駆動回路20に供給され
る。カウンタ38の計数値が閾値TH1より小さいが閾値TH2
より大きい場合には、比較回路42からの出力によりMM46
のみがパルスを発生し、この短いパルスが禁止信号とし
てオア・ゲート48を介してモータ駆動回路20に印加され
る。また、カウンタ38の計数値が閾値TH2よりも小さい
時（即ち、被写体の変化が極く小さい時）にはMM44,46
は共にパルスを発生せず、禁止信号は発生されない。
より大きい（即ち被写体の変化量が大きい）時には、MM
44,46の両方が同時にパルスを発生するが、MM44のパル
ス幅の方が広いので、MM44の発生パルスが禁止信号とし
てオア・ゲート48を介してモータ駆動回路20に供給され
る。カウンタ38の計数値が閾値TH1より小さいが閾値TH2
より大きい場合には、比較回路42からの出力によりMM46
のみがパルスを発生し、この短いパルスが禁止信号とし
てオア・ゲート48を介してモータ駆動回路20に印加され
る。また、カウンタ38の計数値が閾値TH2よりも小さい
時（即ち、被写体の変化が極く小さい時）にはMM44,46
は共にパルスを発生せず、禁止信号は発生されない。
第２図では比較回路40,42とMM44,46からなる２系統の
回路で被写体変化量に対応する期間の禁止信号を形成し
ているが、３系統以上に増してもよいし、他の構成とし
て、カウンタ38の計数値をパルス時間に変換する変換回
路を設け、カウンタ38の計数値が所定値未満の時には禁
止信号を発生せず、当該所定値以上の時にはその計数値
に相当するパルス幅の禁止信号を発生するようにしても
よい。
回路で被写体変化量に対応する期間の禁止信号を形成し
ているが、３系統以上に増してもよいし、他の構成とし
て、カウンタ38の計数値をパルス時間に変換する変換回
路を設け、カウンタ38の計数値が所定値未満の時には禁
止信号を発生せず、当該所定値以上の時にはその計数値
に相当するパルス幅の禁止信号を発生するようにしても
よい。
上記実施例では被写体像変化検出回路30からのモータ
駆動禁止信号をモータ駆動回路20に印加しているが、自
動合焦制御ループの何処かに常閉スイッチを設け、この
常閉スイッチを当該モータ駆動禁止信号により開放する
ようにしてもよい。
駆動禁止信号をモータ駆動回路20に印加しているが、自
動合焦制御ループの何処かに常閉スイッチを設け、この
常閉スイッチを当該モータ駆動禁止信号により開放する
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て撮影光学系の焦点調整を行わな
い期間を制御しているので、撮影光学系の誤動作を効果
的に防止出来る。
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て撮影光学系の焦点調整を行わな
い期間を制御しているので、撮影光学系の誤動作を効果
的に防止出来る。
また本願発明によれば、たとえば小さな変化が長く続
いても、焦点制御可能なレベルであれば焦点制御を開始
することができ、また期間は短くても大きなぶれが断続
的又は周期的に印加されているような場合にも、その度
に停止と動作開始を繰り返して制御を不安定にすること
がない。即ち、焦点制御を連続して停止状態としておく
ようなことも可能となる。
いても、焦点制御可能なレベルであれば焦点制御を開始
することができ、また期間は短くても大きなぶれが断続
的又は周期的に印加されているような場合にも、その度
に停止と動作開始を繰り返して制御を不安定にすること
がない。即ち、焦点制御を連続して停止状態としておく
ようなことも可能となる。
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図の被写体像変化検出回路30の一構成例、第３図は
撮像面の区画化の一例、第４図は従来の自動合焦装置の
基本構成ブロック図、第５図は第４図の自動合焦装置の
特性図、第６図は合焦点に到達した後パンニングを行っ
た場合の焦点電圧の変化を例示する図である。 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、40,42……比較回路、44,46……モノマルチバイブレ
ータ、48……オア・ゲート
第１図の被写体像変化検出回路30の一構成例、第３図は
撮像面の区画化の一例、第４図は従来の自動合焦装置の
基本構成ブロック図、第５図は第４図の自動合焦装置の
特性図、第６図は合焦点に到達した後パンニングを行っ
た場合の焦点電圧の変化を例示する図である。 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、40,42……比較回路、44,46……モノマルチバイブレ
ータ、48……オア・ゲート
フロントページの続き (72)発明者 山田 邦彦 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 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57−208520（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】撮像手段と、 前記撮像手段からの撮像信号により撮像光学系を合焦位
置に自動制御する焦点制御手段と、 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前記被写体像の所定
値以上の変化量が検出されたとき、前記焦点制御手段の
自動制御動作を停止するとともに、その停止期間を前記
変化量が大きいときに長くするように制御する制御手段 とを具備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 |
|---|---|---|---|
| JP62030276A JP2621157B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP62030276A JP2621157B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63197176A JPS63197176A (ja) | 1988-08-16 |
| JP2621157B2 true JP2621157B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=12299189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62030276A Expired - Lifetime JP2621157B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621157B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2724875B2 (ja) * | 1989-05-30 | 1998-03-09 | シャープ株式会社 | カメラ一体型ビデオテープレコーダ |
| CN105827983B (zh) | 2012-07-12 | 2018-11-06 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208520A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-21 | Hitachi Ltd | Automatic focusing device |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP62030276A patent/JP2621157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63197176A (ja) | 1988-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |