JP2701262B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
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- JP2701262B2 JP2701262B2 JP62171067A JP17106787A JP2701262B2 JP 2701262 B2 JP2701262 B2 JP 2701262B2 JP 62171067 A JP62171067 A JP 62171067A JP 17106787 A JP17106787 A JP 17106787A JP 2701262 B2 JP2701262 B2 JP 2701262B2
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- Japan
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- output
- frequency component
- automatic focusing
- detector
- unit
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (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・カメラの自動合焦装置に関する。 〔従来の技術〕 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、撮像画像の精細度を反映してい
ることに着目し、高周波成分が最大になるように撮影レ
ンズの焦点合わせリングを回転制御する所謂山登り制御
方式が公知である（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節」NHK技術研究報告昭40、
第17巻、第１号通巻第86号21頁参照）。 第３図は、この山登り制御方式による自動合焦装置に
基本構成ブロック図を示す。第３図の装置の動作を説明
すると、レンズ10により撮像素子12の撮像面に結像する
被写体像は、撮像素子12により電気信号に変換され、プ
リアンプ14により所定レベルまで増幅される。プリアン
プ14の出力はプロセス回路16で映像信号に変換され、ビ
デオ出力としてテレビジョン装置、その他のモニタ装置
に供給される。このプリアンプ14の出力に含まれる被写
体像情報の高周波成分をバンド・パス・フィルタ（BP
F）18により抽出する。高周波成分を取り出すために
は、BPFでなくハイ・パス・フィルタ（HPF）を用いるこ
ともある。検波器20は、BPF18による高周波成分を検波
して１画面内でのピーク値を検出する。検波器20の出力
は、レンズ10の調節位置に対して、第４図に示すような
上に凸の山なり曲線を描き、山の頂上が合焦点に相当す
る。モータ駆動回路22は、検波器20の出力が最大になる
ような方向にモータ24（即ちレンズ10）を駆動する駆動
信号をモータ24に印加する。この制御ループにより、レ
ンズ10は合焦点に自動制御される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来装置では、撮像素子12から出力される撮像信
号に含まれる高周波成分のレベルが、合焦時と大ボケ時
とで極端に異なる。従って、大ボケの状態から合焦点に
至るまで円滑な合焦制御を行うためには、第３図のプリ
アンプ14からモータ駆動回路22に至る回路の何処かに利
得制御回路を設ける必要があった。特に、モータ24の駆
動方向のみならず駆動速度をも制御しようとする場合に
は、検波器20の出力をディジタル値に変換してディジタ
ル演算する方が有利であることから、A/D変換のビット
・レートを効率よく使う利得制御が不可欠である。即
ち、検波器20の出力特性は第５図に示すように一定レン
ジ内に入っている必要があり、そのための利得切換制御
はかなり複雑なものになる。また、ディジタル演算の演
算プログラムも勢い複雑化する。 そこで本発明は、そのような利得切換が不要な自動合
焦装置を提示することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る自動合焦装置は、撮像手段から出力され
る撮像信号中から高周波成分を抽出するフィルタと、前
記フィルタによって抽出された前記高周波成分を検波す
る検波手段と、前記検波手段の出力信号レベルの垂直走
査期間ごとの差分値を演算する差分演算手段と、前記差
分演算手段から出力される前記差分値を前記垂直走査期
間の周期でディジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されるディジタル信号を加算
する加算手段と、前記加算手段の出力に基づいて撮影光
学系を合焦点へと駆動する駆動手段とを備えることを特
徴とする。 〔作用〕 前記差分演算手段により、A/D変換手段に入力される
アナログ信号のレンジを小さくすることができ、その結
果、A/D変換によるディジタル信号のビット数が小さく
ても充分な精度を維持できる。他方、当該A/D変換手段
によるディジタル値を加算手段でディジタル加算するこ
とにより、前記所定成分を直接ディジタル変換した値に
相当するディジタル値を精度よく再生できるので、山登
り制御の精度を充分に確保できることになる。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図はその基本構成ブロック図を示す。第１図におい
て、第３図と同じ構成要素には同じ符号を付した。 第１図において、撮像素子12からBPF18までの回路
は、従来例と同じである。32は、検波器20と同様に、BP
F18による高周波成分を検波して１画面内でのピーク値
を検出する検波器であり、30はBPF18の出力を検波器32
の入力ダイナミック・レンジを超えない程度に増幅する
アンプである。 検波器32の出力電圧は、第４図に示すような山なりの
変化を示すが、レンジ駆動モータ24を最高速で回転させ
た場合でも、第４図に示すように、１垂直走査期間（1
V）の間の変化量Δｘは極く僅かである。被写体像が大
ボケの場合には、この差Δｘは更に小さい。即ち、第４
図からも分かるように、レンズ位置の全範囲に対して、
1V期間毎の変化量Δｘのレンジは検波器32の出力レンジ
に較べかなり小さくなる。従って、ディジタル演算のた
めのA/D変換を行うにあたりこのΔｘを用いれば、少な
いビット数を効率よく利用できる。 サンプル・ホールド回路34及び減算器36は、この変化
量Δｘを算出する回路である。即ちサンプル・ホールド
回路34は、映像信号の垂直同期信号に相当するタイミン
グの信号に応じて検波器32の出力（第２図（ａ）参照）
をサンプルして1V期間ホールドする。減算器36は検波器
32の出力電圧からサンプル・ホールド回路34のホールド
値（第２図（ｂ）参照）を減算し、その減算電圧（第２
図（ｃ）参照）を出力する。アンプ38は減算器38の出力
電圧を増幅し、A/D変換器40に印加する。A/D変換器40
は、サンプル・ホールド回路34が検波器32の出力をサン
プルする直前の垂直ブランキング期間のA/D変換パルス
（第２図（ｄ）参照）に応じて、アンプ38の出力をA/D
変換する。このようにして、検波器32の出力の1V毎の差
分値がディジタル演算処理回路42に供給される。 演算処理回路42は、A/D変換器40の出力を1V毎に加算
（即ち積分）して、第４図の特性曲線に相当する演算結
果を得る。そして、この結果に基づいてモータ24の駆動
方向及び駆動速度を算出し、D/A変換器44に出力する。D
/A変換器44はその情報をアナログ信号に変換してモータ
駆動回路22に供給する。モータ駆動回路22は、それに応
じてモータ24を適切な駆動方向及び駆動速度で駆動す
る。 本実施例では、A/D変換器40は1V期間毎の差分値をA/D
変換するが、本発明はこれに限らず、2V期間毎又はそれ
以上の期間毎の差分値をA/D変換してもよい。また、高
周波成分を評価値として用いたが、これに限らず、例え
ばその微分値などの他の成分を用いてもよい。 〔発明の効果〕 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、合焦評価値をA/D変換する際のビット・レートを
必要最小限とすることができる。また、レンズ位置に対
して当該検波出力の変化レンジが如何に大きくても、換
言すれば検波出力の最大値が如何に大きくても、ディジ
タル演算の場合にはさほどの問題ではない。更に、本発
明では、レンズが合焦点にある程度近づく度にゲインを
切り換えることをしないので、レンズ駆動モータの駆動
速度及び駆動方向等を演算するための演算プログラムも
簡単になる。
オ・カメラの自動合焦装置に関する。 〔従来の技術〕 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、撮像画像の精細度を反映してい
ることに着目し、高周波成分が最大になるように撮影レ
ンズの焦点合わせリングを回転制御する所謂山登り制御
方式が公知である（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節」NHK技術研究報告昭40、
第17巻、第１号通巻第86号21頁参照）。 第３図は、この山登り制御方式による自動合焦装置に
基本構成ブロック図を示す。第３図の装置の動作を説明
すると、レンズ10により撮像素子12の撮像面に結像する
被写体像は、撮像素子12により電気信号に変換され、プ
リアンプ14により所定レベルまで増幅される。プリアン
プ14の出力はプロセス回路16で映像信号に変換され、ビ
デオ出力としてテレビジョン装置、その他のモニタ装置
に供給される。このプリアンプ14の出力に含まれる被写
体像情報の高周波成分をバンド・パス・フィルタ（BP
F）18により抽出する。高周波成分を取り出すために
は、BPFでなくハイ・パス・フィルタ（HPF）を用いるこ
ともある。検波器20は、BPF18による高周波成分を検波
して１画面内でのピーク値を検出する。検波器20の出力
は、レンズ10の調節位置に対して、第４図に示すような
上に凸の山なり曲線を描き、山の頂上が合焦点に相当す
る。モータ駆動回路22は、検波器20の出力が最大になる
ような方向にモータ24（即ちレンズ10）を駆動する駆動
信号をモータ24に印加する。この制御ループにより、レ
ンズ10は合焦点に自動制御される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来装置では、撮像素子12から出力される撮像信
号に含まれる高周波成分のレベルが、合焦時と大ボケ時
とで極端に異なる。従って、大ボケの状態から合焦点に
至るまで円滑な合焦制御を行うためには、第３図のプリ
アンプ14からモータ駆動回路22に至る回路の何処かに利
得制御回路を設ける必要があった。特に、モータ24の駆
動方向のみならず駆動速度をも制御しようとする場合に
は、検波器20の出力をディジタル値に変換してディジタ
ル演算する方が有利であることから、A/D変換のビット
・レートを効率よく使う利得制御が不可欠である。即
ち、検波器20の出力特性は第５図に示すように一定レン
ジ内に入っている必要があり、そのための利得切換制御
はかなり複雑なものになる。また、ディジタル演算の演
算プログラムも勢い複雑化する。 そこで本発明は、そのような利得切換が不要な自動合
焦装置を提示することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る自動合焦装置は、撮像手段から出力され
る撮像信号中から高周波成分を抽出するフィルタと、前
記フィルタによって抽出された前記高周波成分を検波す
る検波手段と、前記検波手段の出力信号レベルの垂直走
査期間ごとの差分値を演算する差分演算手段と、前記差
分演算手段から出力される前記差分値を前記垂直走査期
間の周期でディジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されるディジタル信号を加算
する加算手段と、前記加算手段の出力に基づいて撮影光
学系を合焦点へと駆動する駆動手段とを備えることを特
徴とする。 〔作用〕 前記差分演算手段により、A/D変換手段に入力される
アナログ信号のレンジを小さくすることができ、その結
果、A/D変換によるディジタル信号のビット数が小さく
ても充分な精度を維持できる。他方、当該A/D変換手段
によるディジタル値を加算手段でディジタル加算するこ
とにより、前記所定成分を直接ディジタル変換した値に
相当するディジタル値を精度よく再生できるので、山登
り制御の精度を充分に確保できることになる。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図はその基本構成ブロック図を示す。第１図におい
て、第３図と同じ構成要素には同じ符号を付した。 第１図において、撮像素子12からBPF18までの回路
は、従来例と同じである。32は、検波器20と同様に、BP
F18による高周波成分を検波して１画面内でのピーク値
を検出する検波器であり、30はBPF18の出力を検波器32
の入力ダイナミック・レンジを超えない程度に増幅する
アンプである。 検波器32の出力電圧は、第４図に示すような山なりの
変化を示すが、レンジ駆動モータ24を最高速で回転させ
た場合でも、第４図に示すように、１垂直走査期間（1
V）の間の変化量Δｘは極く僅かである。被写体像が大
ボケの場合には、この差Δｘは更に小さい。即ち、第４
図からも分かるように、レンズ位置の全範囲に対して、
1V期間毎の変化量Δｘのレンジは検波器32の出力レンジ
に較べかなり小さくなる。従って、ディジタル演算のた
めのA/D変換を行うにあたりこのΔｘを用いれば、少な
いビット数を効率よく利用できる。 サンプル・ホールド回路34及び減算器36は、この変化
量Δｘを算出する回路である。即ちサンプル・ホールド
回路34は、映像信号の垂直同期信号に相当するタイミン
グの信号に応じて検波器32の出力（第２図（ａ）参照）
をサンプルして1V期間ホールドする。減算器36は検波器
32の出力電圧からサンプル・ホールド回路34のホールド
値（第２図（ｂ）参照）を減算し、その減算電圧（第２
図（ｃ）参照）を出力する。アンプ38は減算器38の出力
電圧を増幅し、A/D変換器40に印加する。A/D変換器40
は、サンプル・ホールド回路34が検波器32の出力をサン
プルする直前の垂直ブランキング期間のA/D変換パルス
（第２図（ｄ）参照）に応じて、アンプ38の出力をA/D
変換する。このようにして、検波器32の出力の1V毎の差
分値がディジタル演算処理回路42に供給される。 演算処理回路42は、A/D変換器40の出力を1V毎に加算
（即ち積分）して、第４図の特性曲線に相当する演算結
果を得る。そして、この結果に基づいてモータ24の駆動
方向及び駆動速度を算出し、D/A変換器44に出力する。D
/A変換器44はその情報をアナログ信号に変換してモータ
駆動回路22に供給する。モータ駆動回路22は、それに応
じてモータ24を適切な駆動方向及び駆動速度で駆動す
る。 本実施例では、A/D変換器40は1V期間毎の差分値をA/D
変換するが、本発明はこれに限らず、2V期間毎又はそれ
以上の期間毎の差分値をA/D変換してもよい。また、高
周波成分を評価値として用いたが、これに限らず、例え
ばその微分値などの他の成分を用いてもよい。 〔発明の効果〕 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、合焦評価値をA/D変換する際のビット・レートを
必要最小限とすることができる。また、レンズ位置に対
して当該検波出力の変化レンジが如何に大きくても、換
言すれば検波出力の最大値が如何に大きくても、ディジ
タル演算の場合にはさほどの問題ではない。更に、本発
明では、レンズが合焦点にある程度近づく度にゲインを
切り換えることをしないので、レンズ駆動モータの駆動
速度及び駆動方向等を演算するための演算プログラムも
簡単になる。
【図面の簡単な説明】
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図の各部の信号のタイミング・チャート、第３図は
従来の自動合焦装置の構成ブロック図、第４図は撮像信
号の高周波成分の検波出力特性図、第５図は第３図の装
置の従来の改良例による検波出力の特性図である。 10……レンズ、12……撮像素子、14……プリアンプ、16
……プロセス回路、18……BPF、20,32……検波器、22…
…モータ駆動回路、24……レンズ駆動モータ、30,38…
…アンプ、34……サンプル・ホールド回路、36……減算
器、40……A/D変換器、42……ディジタル演算処理回路 44……D/A変換器
第１図の各部の信号のタイミング・チャート、第３図は
従来の自動合焦装置の構成ブロック図、第４図は撮像信
号の高周波成分の検波出力特性図、第５図は第３図の装
置の従来の改良例による検波出力の特性図である。 10……レンズ、12……撮像素子、14……プリアンプ、16
……プロセス回路、18……BPF、20,32……検波器、22…
…モータ駆動回路、24……レンズ駆動モータ、30,38…
…アンプ、34……サンプル・ホールド回路、36……減算
器、40……A/D変換器、42……ディジタル演算処理回路 44……D/A変換器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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
(72)発明者 吉村 克二
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63−232757（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−88976（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．撮像手段から出力される撮像信号中から高周波成分
を抽出するフィルタと、 前記フィルタによって抽出された前記高周波成分を検波
する検波手段と、 前記検波手段の出力信号レベルの垂直走査期間ごとの差
分値を演算する差分演算手段と、 前記差分演算手段から出力される前記差分値を前記垂直
走査期間の周期でディジタル信号に変換するA/D変換手
段と、 前記A/D変換手段から出力されるディジタル信号を加算
する加算手段と、 前記加算手段の出力に基づいて撮影光学系を合焦点へと
駆動する駆動手段 とを備えることを特徴とする自動合焦装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62171067A JP2701262B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62171067A JP2701262B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6416179A JPS6416179A (en) | 1989-01-19 |
| JP2701262B2 true JP2701262B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=15916431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62171067A Expired - Fee Related JP2701262B2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701262B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5988976U (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-16 | 三洋電機株式会社 | オ−トフオ−カス制御回路 |
| JPS63232757A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | Victor Co Of Japan Ltd | オ−トフオ−カス方式 |
-
1987
- 1987-07-10 JP JP62171067A patent/JP2701262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6416179A (en) | 1989-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |