JP2725933B2 - オートフォーカス装置 - Google Patents
オートフォーカス装置Info
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- 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
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、オートフォーカス装
置に関し、特に、オートフォーカス機能を有するビデオ
カメラなどの撮像装置において、撮像素子から得られる
映像信号に基づいて、被写体に対する焦点の自動整合を
行なうオートフォーカス装置に関する。
置に関し、特に、オートフォーカス機能を有するビデオ
カメラなどの撮像装置において、撮像素子から得られる
映像信号に基づいて、被写体に対する焦点の自動整合を
行なうオートフォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、たとえばビデオカメラなどの撮像
装置に用いられるオートフォーカス装置においては、撮
像素子から得られる映像信号自体を焦点制御状態の評価
に用いる方法が開発されている。このような方法では、
本質的にパララックスが存在せず、また、被写界深度の
浅い場合や被写体が遠方に位置する場合においても正確
に焦点が合わせられるなどの多くの優れた特徴を有して
いる。しかもこの方法によれば、オートフォーカス用の
特別なセンサを別途設ける必要がなく、機構的にも極め
て簡単である。
装置に用いられるオートフォーカス装置においては、撮
像素子から得られる映像信号自体を焦点制御状態の評価
に用いる方法が開発されている。このような方法では、
本質的にパララックスが存在せず、また、被写界深度の
浅い場合や被写体が遠方に位置する場合においても正確
に焦点が合わせられるなどの多くの優れた特徴を有して
いる。しかもこの方法によれば、オートフォーカス用の
特別なセンサを別途設ける必要がなく、機構的にも極め
て簡単である。
【０００３】このような映像信号を用いた焦点制御方法
の一例として、従来から、いわゆる山登りサーボ方式と
呼ばれる制御方法が知られている。この山登りサーボ方
式を用いたオートフォーカス装置については、たとえば
特開昭６３−２１５２６８（Ｈ０４Ｎ ５／２３２）に
おいて説明されているが、簡単に説明すると、撮像映像
信号の高域成分を１フィールド毎に焦点評価値として検
出し、この焦点評価値を１フィールド前のものと常時比
較し、焦点評価値が常に極大値をとるようにフォーカス
レンズ位置を微小振動させ続けるものである。
の一例として、従来から、いわゆる山登りサーボ方式と
呼ばれる制御方法が知られている。この山登りサーボ方
式を用いたオートフォーカス装置については、たとえば
特開昭６３−２１５２６８（Ｈ０４Ｎ ５／２３２）に
おいて説明されているが、簡単に説明すると、撮像映像
信号の高域成分を１フィールド毎に焦点評価値として検
出し、この焦点評価値を１フィールド前のものと常時比
較し、焦点評価値が常に極大値をとるようにフォーカス
レンズ位置を微小振動させ続けるものである。
【０００４】ところで、撮像素子から得られる映像信号
のレベルは、通常は、被写体の高輝度部分において映像
信号レベルが飽和しないようにするために、撮像素子の
ダイナミックレンジの５０％以下に設定されている。
のレベルは、通常は、被写体の高輝度部分において映像
信号レベルが飽和しないようにするために、撮像素子の
ダイナミックレンジの５０％以下に設定されている。
【０００５】たとえば、民生用のビデオカメラでは一般
に、撮像素子であるＣＣＤのダイナミックレンジの１／
３に相当する輝度の光が入射ときに、１００ＩＲＥのレ
ベルを有する映像（輝度）信号が得られるように、ＣＣ
Ｄの出力信号レベルが設定されている（業務用の撮像装
置の場合は１／６程度）。
に、撮像素子であるＣＣＤのダイナミックレンジの１／
３に相当する輝度の光が入射ときに、１００ＩＲＥのレ
ベルを有する映像（輝度）信号が得られるように、ＣＣ
Ｄの出力信号レベルが設定されている（業務用の撮像装
置の場合は１／６程度）。
【０００６】すなわち、ＣＣＤの出力を１０ビットＡ／
Ｄ変換した場合、ＣＣＤのデジタル出力がとり得る値の
範囲（ダイナミックレンジ）は、０〜１０２３であり、
この場合に１００ＩＲＥの輝度レベルを有するデジタル
映像信号のとる値は、約３４０となる。通常の撮影状態
における映像信号の輝度レベルの平均値は、６０〜７０
ＩＲＥ程度であるので、この場合にデジタル映像信号が
とる値は、２００〜２５０程度である。
Ｄ変換した場合、ＣＣＤのデジタル出力がとり得る値の
範囲（ダイナミックレンジ）は、０〜１０２３であり、
この場合に１００ＩＲＥの輝度レベルを有するデジタル
映像信号のとる値は、約３４０となる。通常の撮影状態
における映像信号の輝度レベルの平均値は、６０〜７０
ＩＲＥ程度であるので、この場合にデジタル映像信号が
とる値は、２００〜２５０程度である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の撮
像装置では、撮像映像（輝度）信号のレベルが低く設定
されているので、オートフォーカス動作のために取り出
される高域成分レベルも低く、したがって合焦の精度が
低下するという問題があった。
像装置では、撮像映像（輝度）信号のレベルが低く設定
されているので、オートフォーカス動作のために取り出
される高域成分レベルも低く、したがって合焦の精度が
低下するという問題があった。
【０００８】より詳細に説明すると、特に低い輝度の被
写体を撮影する場合、被写体のコントラストは全体に小
さくなっているため、山登り制御のために取り出される
高域成分レベルは低下する。この結果、検出される焦点
評価値も小さくなり、その極大値の検出の精度が低下す
る。したがって、合焦位置を高い精度で見出すことが困
難となり、オートフォーカス動作の誤動作の原因となっ
ていた。
写体を撮影する場合、被写体のコントラストは全体に小
さくなっているため、山登り制御のために取り出される
高域成分レベルは低下する。この結果、検出される焦点
評価値も小さくなり、その極大値の検出の精度が低下す
る。したがって、合焦位置を高い精度で見出すことが困
難となり、オートフォーカス動作の誤動作の原因となっ
ていた。
【０００９】一方、比較的高い輝度を有する通常の被写
体の場合でも、上述のようにデジタル化された輝度信号
の範囲は、ＣＣＤのダイナミックレンジ全体の１／３程
度にしか相当しないため、山登り制御のために取り出さ
れる高域成分レベルは十分大きな値にはならない。した
がって、通常の明るさの被写体を撮影する場合にも合焦
の精度は必ずしも高くはならず、オートフォーカス動作
の誤動作が起こり得るという問題があった。
体の場合でも、上述のようにデジタル化された輝度信号
の範囲は、ＣＣＤのダイナミックレンジ全体の１／３程
度にしか相当しないため、山登り制御のために取り出さ
れる高域成分レベルは十分大きな値にはならない。した
がって、通常の明るさの被写体を撮影する場合にも合焦
の精度は必ずしも高くはならず、オートフォーカス動作
の誤動作が起こり得るという問題があった。
【００１０】この発明の目的は、被写体の輝度に関係な
く、常に高精度でオートフォーカス動作を行なうことが
できるオートフォーカス装置を提供することである。
く、常に高精度でオートフォーカス動作を行なうことが
できるオートフォーカス装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、要約すれ
ば、フォーカスレンズと撮像素子とを有する撮像手段か
ら得られる映像信号に基づいて、被写体に対する焦点の
自動整合を行なうオートフォーカス装置であって、撮像
素子に対するフォーカスレンズの光軸方向の相対的な位
置を変化させる相対位置変更手段と、撮像手段から得ら
れる映像信号に、独立して非線形処理を施す非線形処理
手段と、非線形処理手段によって非線形処理が施された
映像信号の高域成分を抽出する高域通過フィルタ手段
と、抽出された高域成分のレベルを検出して、一定期間
ごとに、合焦点位置において最大値をとる焦点評価値に
変換して順次供給する焦点評価値検出手段と、焦点評価
値検出手段から供給される焦点評価値に応答して、焦点
評価値が最大値となる位置に、フォーカスレンズの相対
位置を移動させるように相対位置変更手段を制御する制
御手段と、撮像手段から得られる映像信号の輝度レベル
を検出する輝度レベル検出手段とを備えている。非線形
処理手段は、検出された輝度レベルに応じて、相対的に
高輝度の被写体に対しては実質的に線形または線形に近
い入出力特性を有し、相対的に低輝度の被写体に対して
は入力レベルが低いときにゲインを大きくし入力レベル
が高いときにゲインを小さくするような入出力特性を有
するように、その入出力特性を変化させる。
ば、フォーカスレンズと撮像素子とを有する撮像手段か
ら得られる映像信号に基づいて、被写体に対する焦点の
自動整合を行なうオートフォーカス装置であって、撮像
素子に対するフォーカスレンズの光軸方向の相対的な位
置を変化させる相対位置変更手段と、撮像手段から得ら
れる映像信号に、独立して非線形処理を施す非線形処理
手段と、非線形処理手段によって非線形処理が施された
映像信号の高域成分を抽出する高域通過フィルタ手段
と、抽出された高域成分のレベルを検出して、一定期間
ごとに、合焦点位置において最大値をとる焦点評価値に
変換して順次供給する焦点評価値検出手段と、焦点評価
値検出手段から供給される焦点評価値に応答して、焦点
評価値が最大値となる位置に、フォーカスレンズの相対
位置を移動させるように相対位置変更手段を制御する制
御手段と、撮像手段から得られる映像信号の輝度レベル
を検出する輝度レベル検出手段とを備えている。非線形
処理手段は、検出された輝度レベルに応じて、相対的に
高輝度の被写体に対しては実質的に線形または線形に近
い入出力特性を有し、相対的に低輝度の被写体に対して
は入力レベルが低いときにゲインを大きくし入力レベル
が高いときにゲインを小さくするような入出力特性を有
するように、その入出力特性を変化させる。
【００１２】
【作用】この発明に係るオートフォーカス装置において
は、オートフォーカス動作のために独自に映像信号に非
線形処理を施し、しかも映像信号の輝度レベルに応じて
非線形処理の入出力特性を変化させているので、被写体
の輝度に関係なく、そして映像信号の本来の信号処理に
影響を与えることなく、常に高精度のオートフォーカス
動作を行なうことができる。
は、オートフォーカス動作のために独自に映像信号に非
線形処理を施し、しかも映像信号の輝度レベルに応じて
非線形処理の入出力特性を変化させているので、被写体
の輝度に関係なく、そして映像信号の本来の信号処理に
影響を与えることなく、常に高精度のオートフォーカス
動作を行なうことができる。
【００１３】
【実施例】図１は、この発明の一実施例によるオートフ
ォーカス装置を備えたビデオカメラを示す概略ブロック
図である。図１において、ビデオカメラは、フォーカス
レンズ１と、このレンズ１を進退せしめるフォーカスリ
ング１６と、このフォーカスリング１６を駆動するフォ
ーカスモータ１５と、ＣＣＤのような撮像素子２とを備
えている。ここで、フォーカスレンズ１の進退は、フォ
ーカスモータ１５の代わりに圧電素子を用いて行なって
もよく、また、フォーカスレンズ１の代わりに撮像素子
２自体を進退せしめるように構成してもよい。
ォーカス装置を備えたビデオカメラを示す概略ブロック
図である。図１において、ビデオカメラは、フォーカス
レンズ１と、このレンズ１を進退せしめるフォーカスリ
ング１６と、このフォーカスリング１６を駆動するフォ
ーカスモータ１５と、ＣＣＤのような撮像素子２とを備
えている。ここで、フォーカスレンズ１の進退は、フォ
ーカスモータ１５の代わりに圧電素子を用いて行なって
もよく、また、フォーカスレンズ１の代わりに撮像素子
２自体を進退せしめるように構成してもよい。
【００１４】フォーカスレンズ１によって撮像素子２の
撮像面上に結像した画像は、撮像素子２によって光電変
換され、映像信号として前処理回路３に与えられる。前
処理回路３は、与えられた映像信号に、雑音の除去、ゲ
イン調整などの所定の処理を施したうえで、Ａ／Ｄ変換
器４に与える。
撮像面上に結像した画像は、撮像素子２によって光電変
換され、映像信号として前処理回路３に与えられる。前
処理回路３は、与えられた映像信号に、雑音の除去、ゲ
イン調整などの所定の処理を施したうえで、Ａ／Ｄ変換
器４に与える。
【００１５】Ａ／Ｄ変換器４によってデジタル化された
映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路５によって、色信号Ｃと輝
度信号Ｙとに分離され、さらにガンマ回路６に与えられ
る。ガンマ回路６は、与えられた信号にガンマ補正など
の所定の処理を施したうえで、エンコーダ７に与える。
エンコーダ７は、与えられた色信号Ｃおよび輝度信号Ｙ
を、所定のテレビジョン方式に準拠した映像信号に変換
し、Ｄ／Ａ変換器８に与える。そして、Ｄ／Ａ変換器８
によってアナログ化された色信号Ｃおよび輝度信号Ｙ
が、アナログ撮像映像信号として供給され、図示しない
磁気記録媒体上に記録され、または外部出力される。
映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路５によって、色信号Ｃと輝
度信号Ｙとに分離され、さらにガンマ回路６に与えられ
る。ガンマ回路６は、与えられた信号にガンマ補正など
の所定の処理を施したうえで、エンコーダ７に与える。
エンコーダ７は、与えられた色信号Ｃおよび輝度信号Ｙ
を、所定のテレビジョン方式に準拠した映像信号に変換
し、Ｄ／Ａ変換器８に与える。そして、Ｄ／Ａ変換器８
によってアナログ化された色信号Ｃおよび輝度信号Ｙ
が、アナログ撮像映像信号として供給され、図示しない
磁気記録媒体上に記録され、または外部出力される。
【００１６】一方、Ｙ／Ｃ分離回路５から出力された輝
度信号Ｙは、同時に非線形回路９にも与えられる。この
非線形回路９の構成および動作については後で詳細に説
明する。この非線形回路９によって非線形処理が施され
た輝度信号Ｙは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０に与
えられ、このＨＰＦ１０は、輝度信号Ｙの高域成分を抽
出する。
度信号Ｙは、同時に非線形回路９にも与えられる。この
非線形回路９の構成および動作については後で詳細に説
明する。この非線形回路９によって非線形処理が施され
た輝度信号Ｙは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０に与
えられ、このＨＰＦ１０は、輝度信号Ｙの高域成分を抽
出する。
【００１７】このＨＰＦ１０の出力は、正および負の値
を持つため、絶対値化回路１１に与えられて絶対値化さ
れる。たとえば、ＨＰＦ１０の出力が２の補数で表現さ
れている場合を考えると、ＨＰＦ１０の出力の最上位ビ
ット（符号ビット）が０のときには、すなわち絶対値化
回路１１への入力データが正の数のときには、絶対値化
回路１１は入力データをそのまま出力し、最上位ビット
が１のときには、すなわち入力データが負の数のときに
は、絶対値化回路１１は、入力データのビットを反転し
てさらに１を加算した値を出力する。この際、誤差が許
されるのであれば、１の加算を省略することができる。
を持つため、絶対値化回路１１に与えられて絶対値化さ
れる。たとえば、ＨＰＦ１０の出力が２の補数で表現さ
れている場合を考えると、ＨＰＦ１０の出力の最上位ビ
ット（符号ビット）が０のときには、すなわち絶対値化
回路１１への入力データが正の数のときには、絶対値化
回路１１は入力データをそのまま出力し、最上位ビット
が１のときには、すなわち入力データが負の数のときに
は、絶対値化回路１１は、入力データのビットを反転し
てさらに１を加算した値を出力する。この際、誤差が許
されるのであれば、１の加算を省略することができる。
【００１８】絶対値化回路１１の出力は、積算回路１２
ａに与えられ、積算回路１２ａは、上述のように絶対値
化された高域成分のうち、画面上の特定の領域に相当す
る部分を、各フィールド期間毎に積算して、その積算結
果Ｓ１を出力する。この積算結果Ｓ１は、焦点評価値と
して合焦検出回路１３に与えられる。なお、積算回路１
２ａの詳細については後で詳細に説明する。
ａに与えられ、積算回路１２ａは、上述のように絶対値
化された高域成分のうち、画面上の特定の領域に相当す
る部分を、各フィールド期間毎に積算して、その積算結
果Ｓ１を出力する。この積算結果Ｓ１は、焦点評価値と
して合焦検出回路１３に与えられる。なお、積算回路１
２ａの詳細については後で詳細に説明する。
【００１９】この合焦検出回路１３は、前述の山登り制
御を行なうための回路であって、積算回路１２ａから出
力される焦点評価値Ｓ１およびモータ位置検出回路１７
によって検出されたフォーカスモータ１５の回転位置に
応じて、制御信号を発生してフォーカスモータ駆動回路
１４に与える。これにより、焦点評価値Ｓ１が極大値を
とるような位置にフォーカスレンズ１の相対位置が移動
するように、フォーカスモータ１５の回転が制御され
る。このような山登りサーボ制御は、前述のように周知
であるので、これ以上詳細な説明はここでは省略する。
御を行なうための回路であって、積算回路１２ａから出
力される焦点評価値Ｓ１およびモータ位置検出回路１７
によって検出されたフォーカスモータ１５の回転位置に
応じて、制御信号を発生してフォーカスモータ駆動回路
１４に与える。これにより、焦点評価値Ｓ１が極大値を
とるような位置にフォーカスレンズ１の相対位置が移動
するように、フォーカスモータ１５の回転が制御され
る。このような山登りサーボ制御は、前述のように周知
であるので、これ以上詳細な説明はここでは省略する。
【００２０】さらに、Ｙ／Ｃ分離回路５から出力された
輝度信号Ｙは、もう一方の積算回路１２ｂに直接与えら
れる。この積算回路１２ｂは、与えられた輝度信号Ｙの
うち、上述の特定領域に相当する部分を、各フィールド
期間毎に積算して、積算結果Ｓ２を出力する。この積算
結果Ｓ２は、照度評価値として、合焦検出回路１３に与
えられる。合焦検出回路１３は、この照度評価値に応じ
て、すなわち画面の特定領域内における被写体の明るさ
に応じて、制御信号を非線形回路９に与え、非線形回路
９の入出力特性を変化させる。
輝度信号Ｙは、もう一方の積算回路１２ｂに直接与えら
れる。この積算回路１２ｂは、与えられた輝度信号Ｙの
うち、上述の特定領域に相当する部分を、各フィールド
期間毎に積算して、積算結果Ｓ２を出力する。この積算
結果Ｓ２は、照度評価値として、合焦検出回路１３に与
えられる。合焦検出回路１３は、この照度評価値に応じ
て、すなわち画面の特定領域内における被写体の明るさ
に応じて、制御信号を非線形回路９に与え、非線形回路
９の入出力特性を変化させる。
【００２１】図２は、非線形回路９の入出力特性の変化
の態様の例を示すグラフである。図２を参照して、非常
に明るい（高輝度の）被写体を撮影する場合には、非線
形回路９の入出力特性は、合焦検出回路１３からの制御
信号に応じて、図２の（ａ）で示すような入出力特性に
切換わる。すなわち、高輝度の被写体に対しては、輝度
信号Ｙのレベルが非常に高いところまで存在していると
考えられるので、このような場合には輝度信号レベルの
飽和を避けるために、（ａ）で示すような出力が飽和し
ない入出力特性が用いられる。
の態様の例を示すグラフである。図２を参照して、非常
に明るい（高輝度の）被写体を撮影する場合には、非線
形回路９の入出力特性は、合焦検出回路１３からの制御
信号に応じて、図２の（ａ）で示すような入出力特性に
切換わる。すなわち、高輝度の被写体に対しては、輝度
信号Ｙのレベルが非常に高いところまで存在していると
考えられるので、このような場合には輝度信号レベルの
飽和を避けるために、（ａ）で示すような出力が飽和し
ない入出力特性が用いられる。
【００２２】一方、通常の明るさの被写体を撮影する場
合には、非線形回路９の入出力特性は、合焦検出回路１
３からの制御信号に応じて、図２の（ｂ）または（ｄ）
に示すような入出力特性に切換わる。すなわち、この場
合には、輝度信号Ｙのレベルは、撮像素子２のダイナミ
ックレンジの約１／３の範囲内に収まっているので、輝
度レベルが低いときに非線形回路９のゲインを大きくし
かつ輝度レベルが高いときにゲインを小さくすることに
よって、全体として非線形回路９の出力レベルが高くな
るように、（ｂ）または（ｄ）の入出力特性が用いられ
る。
合には、非線形回路９の入出力特性は、合焦検出回路１
３からの制御信号に応じて、図２の（ｂ）または（ｄ）
に示すような入出力特性に切換わる。すなわち、この場
合には、輝度信号Ｙのレベルは、撮像素子２のダイナミ
ックレンジの約１／３の範囲内に収まっているので、輝
度レベルが低いときに非線形回路９のゲインを大きくし
かつ輝度レベルが高いときにゲインを小さくすることに
よって、全体として非線形回路９の出力レベルが高くな
るように、（ｂ）または（ｄ）の入出力特性が用いられ
る。
【００２３】さらに、暗い（低輝度の）被写体を撮影す
る場合には、非線形回路９の入出力特性は、合焦検出回
路１３からの制御信号に応じて、図２の（ｃ）または
（ｅ）に示すような入出力特性に切換わる。すなわち、
この場合には、輝度レベルが低いときの非線形回路９の
ゲインをさらに大きくすることによって、全体として非
線形回路９の出力レベルが高くなるようにされる。
る場合には、非線形回路９の入出力特性は、合焦検出回
路１３からの制御信号に応じて、図２の（ｃ）または
（ｅ）に示すような入出力特性に切換わる。すなわち、
この場合には、輝度レベルが低いときの非線形回路９の
ゲインをさらに大きくすることによって、全体として非
線形回路９の出力レベルが高くなるようにされる。
【００２４】次に、図３は、図２に示すような可変の入
出力特性を有する非線形回路９の一例を示すブロック図
である。図３において、セレクタ２３は、図１の合焦検
出回路１３から端子２２を介して供給される制御信号に
応じて、複数組の定数値の組合せ（１ａ，２ａ，…，ｎ
ａ），（１ｂ，２ｂ，…，ｎｂ），…，（１ｘ，２ｘ，
…，ｎｘ）のうちのいずれかを選択して、ｎ個の係数値
からなる組合せとしてセレクタ２４に与える。
出力特性を有する非線形回路９の一例を示すブロック図
である。図３において、セレクタ２３は、図１の合焦検
出回路１３から端子２２を介して供給される制御信号に
応じて、複数組の定数値の組合せ（１ａ，２ａ，…，ｎ
ａ），（１ｂ，２ｂ，…，ｎｂ），…，（１ｘ，２ｘ，
…，ｎｘ）のうちのいずれかを選択して、ｎ個の係数値
からなる組合せとしてセレクタ２４に与える。
【００２５】一方セレクタ２５も、合焦検出回路１３か
ら端子２２を介して供給される制御信号に応じて、複数
組の定数値の組合せ（１ａ，２ａ，…，ｎａ），（１
ｂ，２ｂ，…，ｎｂ），…，（１ｘ，２ｘ，…，ｎｘ）
のうちのいずれかを選択して、ｎ個の係数値からなる組
合せとしてセレクタ２６に与える。
ら端子２２を介して供給される制御信号に応じて、複数
組の定数値の組合せ（１ａ，２ａ，…，ｎａ），（１
ｂ，２ｂ，…，ｎｂ），…，（１ｘ，２ｘ，…，ｎｘ）
のうちのいずれかを選択して、ｎ個の係数値からなる組
合せとしてセレクタ２６に与える。
【００２６】図１のＹ／Ｃ分離回路５から端子２１を介
して入力された輝度信号Ｙは、乗算器２７の一方入力に
与えられるとともに、レンジ比較器２２に与えられる。
レンジ比較器２２は、輝度レベルの値に応じて選択信号
を発生して、セレクタ２４および２６の選択入力に与え
る。
して入力された輝度信号Ｙは、乗算器２７の一方入力に
与えられるとともに、レンジ比較器２２に与えられる。
レンジ比較器２２は、輝度レベルの値に応じて選択信号
を発生して、セレクタ２４および２６の選択入力に与え
る。
【００２７】セレクタ２４は、この選択信号に応じて１
つの係数値を選択して乗算器２７の他方入力に与える。
この乗算結果はさらに、加算器２８の一方入力に与えら
れる。またセレクタ２６は、上記選択信号に応じて１つ
の係数値をオフセット値として選択して加算器２８の他
方入力に与える。
つの係数値を選択して乗算器２７の他方入力に与える。
この乗算結果はさらに、加算器２８の一方入力に与えら
れる。またセレクタ２６は、上記選択信号に応じて１つ
の係数値をオフセット値として選択して加算器２８の他
方入力に与える。
【００２８】この加算結果は、オーバフロークリップ回
路２９を介して端子３０から出力される。これにより、
輝度レベルに応じて、入力輝度信号に一定の係数が掛け
合わされ、さらに一定のオフセット値が加算されること
となり、図２に示すようなｎ個の折れ線からなる非線形
入出力特性が得られることになる。
路２９を介して端子３０から出力される。これにより、
輝度レベルに応じて、入力輝度信号に一定の係数が掛け
合わされ、さらに一定のオフセット値が加算されること
となり、図２に示すようなｎ個の折れ線からなる非線形
入出力特性が得られることになる。
【００２９】図４は、非線形回路９の他の構成例を示す
ブロック図である。この図４に示す非線形回路９は、そ
れぞれ異なる入出力特性データが書込まれた複数のＲＯ
Ｍ３３−１，３３−２，…，３３−ｎを備えており、図
１のＹ／Ｃ分離回路５から入力端子３１を介して入力さ
れる輝度信号レベルＹをアドレスとして非線形出力がそ
れぞれのＲＯＭから読出されてセレクタ３４に与えられ
る。このセレクタ３４は、図１の合焦検出回路１３から
端子３２を介して入力される制御信号に応じて、１つの
ＲＯＭ出力を選択し、非線形出力として端子３５から供
給する。
ブロック図である。この図４に示す非線形回路９は、そ
れぞれ異なる入出力特性データが書込まれた複数のＲＯ
Ｍ３３−１，３３−２，…，３３−ｎを備えており、図
１のＹ／Ｃ分離回路５から入力端子３１を介して入力さ
れる輝度信号レベルＹをアドレスとして非線形出力がそ
れぞれのＲＯＭから読出されてセレクタ３４に与えられ
る。このセレクタ３４は、図１の合焦検出回路１３から
端子３２を介して入力される制御信号に応じて、１つの
ＲＯＭ出力を選択し、非線形出力として端子３５から供
給する。
【００３０】次に、図５は、図１に示した積算回路１２
ａまたは１２ｂの構成例を示すブロック図である。な
お、図５に示した例においては、画面上に設定された複
数の領域から複数の評価値が得られているものとする。
図５において、水平カウンタ４９は、図示しない信号源
から端子４２を介して供給されたシステムクロックをカ
ウントし、かつ図示しない信号源から端子４３を介して
供給される水平同期信号でリセットされるカウンタであ
る。この水平カウンタ４９の出力は水平アドレスとして
エリアデコーダ５１に与えられる。
ａまたは１２ｂの構成例を示すブロック図である。な
お、図５に示した例においては、画面上に設定された複
数の領域から複数の評価値が得られているものとする。
図５において、水平カウンタ４９は、図示しない信号源
から端子４２を介して供給されたシステムクロックをカ
ウントし、かつ図示しない信号源から端子４３を介して
供給される水平同期信号でリセットされるカウンタであ
る。この水平カウンタ４９の出力は水平アドレスとして
エリアデコーダ５１に与えられる。
【００３１】一方、垂直カウンタ５０は、上述の水平同
期信号をカウントし、かつ図示しない信号源から端子４
４を介して供給される垂直同期信号でリセットされるカ
ウンタである。この垂直カウンタ５０の出力は垂直アド
レスとしてエリアデコーダ５１に与えられる。エリアデ
コーダ５１は、これらの水平および垂直アドレスに応じ
て、互いに重複しない複数のエリア信号を出力して、ゲ
ート回路５２を構成する複数のＡＮＤゲートのそれぞれ
の一方の入力に与えるとともに、セレクタ４７の選択入
力に選択信号として与える。
期信号をカウントし、かつ図示しない信号源から端子４
４を介して供給される垂直同期信号でリセットされるカ
ウンタである。この垂直カウンタ５０の出力は垂直アド
レスとしてエリアデコーダ５１に与えられる。エリアデ
コーダ５１は、これらの水平および垂直アドレスに応じ
て、互いに重複しない複数のエリア信号を出力して、ゲ
ート回路５２を構成する複数のＡＮＤゲートのそれぞれ
の一方の入力に与えるとともに、セレクタ４７の選択入
力に選択信号として与える。
【００３２】一方、端子４１を介して入力されたデータ
は、加算器４５の一方入力に与えられ、加算器４５の出
力は画面上の各領域に対応して設けられるｎ個のレジス
タからなるレジスタ回路４６に並列に与えられる。さら
にセレクタ４７は、前述のエリアデコーダ５１からのエ
リア信号に応答して、ｎ個のレジスタの出力の１つを選
択して加算器４５の他方入力に与える。これらの加算器
４５と、レジスタ回路４６と、セレクタ４７とは、第１
図の積算回路１２ａまたは１２ｂを構成する。
は、加算器４５の一方入力に与えられ、加算器４５の出
力は画面上の各領域に対応して設けられるｎ個のレジス
タからなるレジスタ回路４６に並列に与えられる。さら
にセレクタ４７は、前述のエリアデコーダ５１からのエ
リア信号に応答して、ｎ個のレジスタの出力の１つを選
択して加算器４５の他方入力に与える。これらの加算器
４５と、レジスタ回路４６と、セレクタ４７とは、第１
図の積算回路１２ａまたは１２ｂを構成する。
【００３３】さらに端子４２を介して入力されたシステ
ムクロックは、ゲート回路５２を構成する複数のＡＮＤ
ゲートのそれぞれの他方の入力に共通に与えられる。し
たがって、積算回路は、エリアデコーダ５１から出力さ
れるエリア信号に応じて指定された各エリアに対応する
レジスタを用いて、各エリア毎に入力データの積算を行
なう。
ムクロックは、ゲート回路５２を構成する複数のＡＮＤ
ゲートのそれぞれの他方の入力に共通に与えられる。し
たがって、積算回路は、エリアデコーダ５１から出力さ
れるエリア信号に応じて指定された各エリアに対応する
レジスタを用いて、各エリア毎に入力データの積算を行
なう。
【００３４】このようにして、入力データは各エリアご
とに１フィールド期間にわたって積算され、その後、端
子４４から供給される垂直同期信号をクロック入力とす
るｎ個のレジスタからなるレジスタ回路４８に保持さ
れ、そしてそれぞれのエリアの評価値として合焦検出回
路１３に供給される。
とに１フィールド期間にわたって積算され、その後、端
子４４から供給される垂直同期信号をクロック入力とす
るｎ個のレジスタからなるレジスタ回路４８に保持さ
れ、そしてそれぞれのエリアの評価値として合焦検出回
路１３に供給される。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、この発明によるオートフ
ォーカス装置は、撮像素子に対するフォーカスレンズの
光軸方向の相対的な位置を変化させる相対位置変更手段
と、撮像手段から得られる映像信号に、独立して非線形
処理を施す非線形処理手段と、非線形処理手段によって
非線形処理が施された映像信号の高域成分を抽出する高
域通過フィルタ手段と、抽出された高域成分のレベルを
検出して、一定期間ごとに、合焦点位置において最大値
をとる焦点評価値に変換して順次供給する焦点評価値検
出手段と、焦点評価値検出手段から供給される焦点評価
値に応答して、焦点評価値が最大値となる位置に、フォ
ーカスレンズの相対位置を移動させるように相対位置変
更手段を制御する制御手段と、撮像手段から得られる映
像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを
備え、非線形処理手段は、検出された輝度レベルに応じ
て、相対的に高輝度の被写体に対しては実質的に線形ま
たは線形に近い入出力特性を有し、相対的に低輝度の被
写体に対しては入力レベルが低いときにゲインを大きく
し入力レベルが高いときにゲインを小さくするような入
出力特性を有するように、その入出力特性を変化させて
いるので、被写体の輝度に関係なく、そして映像信号の
本来の処理に何ら影響を与えることなく、常に高精度で
オートフォーカス動作を行なうことができる。
ォーカス装置は、撮像素子に対するフォーカスレンズの
光軸方向の相対的な位置を変化させる相対位置変更手段
と、撮像手段から得られる映像信号に、独立して非線形
処理を施す非線形処理手段と、非線形処理手段によって
非線形処理が施された映像信号の高域成分を抽出する高
域通過フィルタ手段と、抽出された高域成分のレベルを
検出して、一定期間ごとに、合焦点位置において最大値
をとる焦点評価値に変換して順次供給する焦点評価値検
出手段と、焦点評価値検出手段から供給される焦点評価
値に応答して、焦点評価値が最大値となる位置に、フォ
ーカスレンズの相対位置を移動させるように相対位置変
更手段を制御する制御手段と、撮像手段から得られる映
像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段とを
備え、非線形処理手段は、検出された輝度レベルに応じ
て、相対的に高輝度の被写体に対しては実質的に線形ま
たは線形に近い入出力特性を有し、相対的に低輝度の被
写体に対しては入力レベルが低いときにゲインを大きく
し入力レベルが高いときにゲインを小さくするような入
出力特性を有するように、その入出力特性を変化させて
いるので、被写体の輝度に関係なく、そして映像信号の
本来の処理に何ら影響を与えることなく、常に高精度で
オートフォーカス動作を行なうことができる。
【図１】この発明の一実施例によるオートフォーカス装
置を備えたビデオカメラを示す概略ブロック図である。
置を備えたビデオカメラを示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示した非線形回路の入出力特性の例を示
す図である。
す図である。
【図３】図１に示した非線形回路の一例を示すブロック
図である。
図である。
【図４】図１に示した非線形回路の他の例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】図１に示した積算回路の一例を示すブロック図
である。
である。
１ フォーカスレンズ ２ 撮像素子 ３ 前処理回路 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ Ｙ／Ｃ分離回路 ６ ガンマ回路 ７ エンコーダ ８ Ｄ／Ａ変換器 ９ 非線形回路 １０ ＨＰＦ １１ 絶対値化回路 １２ａ，１２ｂ 積算回路 １３ 合焦検出回路 １４ フォーカスモータ駆動回路 １５ フォーカスモータ １６ フォーカスリング １７ モータ位置検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 徹 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (72)発明者 村田 治彦 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−142678（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243071（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 フォーカスレンズと撮像素子とを有する
撮像手段から得られる映像信号に基づいて、被写体に対
する焦点の自動整合を行なうオートフォーカス装置であ
って、 前記撮像素子に対する前記フォーカスレンズの光軸方向
の相対的な位置を変化させる相対位置変更手段と、 前記撮像手段から得られる前記映像信号に、独立して非
線形処理を施す非線形処理手段と、 前記非線形処理手段によって非線形処理が施された映像
信号の高域成分を抽出する高域通過フィルタ手段と、 前記抽出された高域成分のレベルを検出して、一定期間
ごとに、合焦点位置において最大値をとる焦点評価値に
変換して順次供給する焦点評価値検出手段と、 前記焦点評価値検出手段から供給される前記焦点評価値
に応答して、前記焦点評価値が最大値となる位置に、前
記フォーカスレンズの相対位置を移動させるように前記
相対位置変更手段を制御する制御手段と、 前記撮像手段から得られる前記映像信号の輝度レベルを
検出する輝度レベル検出手段とを備え、 前記非線形処理手段は、前記検出された輝度レベルに応
じて、相対的に高輝度の被写体に対しては実質的に線形
または線形に近い入出力特性を有し、相対的に低輝度の
被写体に対しては入力レベルが低いときにゲインを大き
くし入力レベルが高いときにゲインを小さくするような
入出力特性を有するように、その入出力特性を変化させ
る、オートフォーカス装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016227A JP2725933B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | オートフォーカス装置 |
| EP93101408A EP0553850B1 (en) | 1992-01-31 | 1993-01-29 | Automatic focussing apparatus for automatically matching focus in response to video signal |
| US08/011,527 US5369436A (en) | 1992-01-31 | 1993-01-29 | Automatic focusing apparatus for automatically matching focus in response to video signal based on extracted high frequency component of non-linear processed luminance signal |
| DE69310221T DE69310221T2 (de) | 1992-01-31 | 1993-01-29 | Automatische Fokussierungsschaltung für automatische Fokusanpassung in Abhängigkeit von Videosignalen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4016227A JP2725933B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | オートフォーカス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211626A JPH05211626A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2725933B2 true JP2725933B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=11910662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4016227A Expired - Fee Related JP2725933B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | オートフォーカス装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5369436A (ja) |
| EP (1) | EP0553850B1 (ja) |
| JP (1) | JP2725933B2 (ja) |
| DE (1) | DE69310221T2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5416515A (en) * | 1992-09-28 | 1995-05-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Video camera and photometric method therein, image pick-up apparatus and method, and photometric method and focusing control method in said image pick-up apparatus |
| US5502485A (en) * | 1993-06-23 | 1996-03-26 | Nikon Corporation | Camera which compresses digital image data in correspondence with the focus control or the stop value of the camera |
| US5666569A (en) * | 1994-08-25 | 1997-09-09 | Flashpoint Technology, Inc. | System and method for detecting and indicating proper focal distance in a fixed lens camera |
| JP3823328B2 (ja) * | 1994-09-05 | 2006-09-20 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置 |
| US6183091B1 (en) | 1995-04-07 | 2001-02-06 | Colorlink, Inc. | Color imaging systems and methods |
| US5874994A (en) * | 1995-06-30 | 1999-02-23 | Eastman Kodak Company | Filter employing arithmetic operations for an electronic sychronized digital camera |
| US6590612B1 (en) | 1999-03-18 | 2003-07-08 | Cellavision Ab | Optical system and method for composing color images from chromatically non-compensated optics |
| EP1169662A1 (en) * | 1999-03-18 | 2002-01-09 | Cellavision AB | A chromatically uncompensated optical system for composing colour images |
| JP2000292681A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| JP2000333066A (ja) * | 1999-05-21 | 2000-11-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | ディジタル・スチル・カメラおよびその動作制御方法 |
| US6693669B1 (en) * | 2000-06-16 | 2004-02-17 | Motorola, Inc. | Method for reducing image blurring |
| JP2003199019A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Sony Corp | 撮像装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| KR101311817B1 (ko) * | 2005-09-30 | 2013-09-26 | 티피 비전 홀딩 비.브이. | 이미지 디테일 향상 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470676A (en) * | 1978-07-28 | 1984-09-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detecting device |
| US4414575A (en) * | 1980-11-21 | 1983-11-08 | Hitachi Denshi Kabushiki Kaisha | Autofocus system |
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| US4922346A (en) * | 1987-06-30 | 1990-05-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Automatic focusing apparatus having a variable focusing speed and particularly suited for use with interlaced scanning |
| US4814889A (en) * | 1987-10-07 | 1989-03-21 | General Electric Company | Automatic focussing system |
| IT1223341B (it) * | 1987-11-03 | 1990-09-19 | Ausimont Spa | Procedimento di fotoablazione di film a base di polimeri a struttura pergluoroalchilpolieterea, mediante raggi laser ad eccimeri |
| AU607033B2 (en) * | 1988-01-12 | 1991-02-21 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Auto iris/gamma correction apparatus for making automatic exposure adjustment and/or automatic gamma correction in response to video signal and image sensing apparatus comprising such auto iris/gamma correction apparatus |
| KR970010205B1 (ko) * | 1988-05-11 | 1997-06-23 | 상요 덴기 가부시끼가이샤 | 영상 신호에 기초하여 초점의 자동 정합을 행하는 오토포커스 기능을 구비한 촬상장치 |
| CA1313466C (en) * | 1988-05-11 | 1993-02-09 | Kenichi Kikuchi | Image sensing apparatus having automatic focusing function of automatically matching focus in response to video signal |
| CA1309166C (en) * | 1988-05-20 | 1992-10-20 | Toshinobu Haruki | Image sensing apparatus having automatic iris function of automatically adjusting exposure in response to video signal |
| JPH0220567A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | アゾ色素配糖体およびその製法 |
| JPH089606B2 (ja) * | 1988-07-08 | 1996-01-31 | 三菱化学株式会社 | 無水マレイン酸の製造法 |
| JPH0817452B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1996-02-21 | 松下電器産業株式会社 | 自動焦点調節装置 |
| JP3038736B2 (ja) * | 1989-11-20 | 2000-05-08 | ソニー株式会社 | オートフォーカス回路 |
| JP2912649B2 (ja) * | 1989-12-05 | 1999-06-28 | 京セラ株式会社 | 自動焦点調節装置 |
| JPH03243071A (ja) * | 1990-02-21 | 1991-10-30 | Sony Corp | オートフォーカス回路 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4016227A patent/JP2725933B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-29 US US08/011,527 patent/US5369436A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-29 EP EP93101408A patent/EP0553850B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-29 DE DE69310221T patent/DE69310221T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69310221D1 (de) | 1997-06-05 |
| EP0553850A1 (en) | 1993-08-04 |
| JPH05211626A (ja) | 1993-08-20 |
| US5369436A (en) | 1994-11-29 |
| DE69310221T2 (de) | 1997-12-11 |
| EP0553850B1 (en) | 1997-05-02 |
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