JP2756197B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
- Publication number
- JP2756197B2 JP2756197B2 JP3085286A JP8528691A JP2756197B2 JP 2756197 B2 JP2756197 B2 JP 2756197B2 JP 3085286 A JP3085286 A JP 3085286A JP 8528691 A JP8528691 A JP 8528691A JP 2756197 B2 JP2756197 B2 JP 2756197B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus
- optical system
- focus position
- unit
- backlash
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学系の焦点調節を行う
自動合焦装置に関する。
自動合焦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動合焦装置には、図１２に示す
ようにワーク１に対して対物レンズ２及び鏡筒３からな
る光学系の焦点調節を行う装置がある。この装置では、
基台４上に移動台５が移動自在に支持され、この移動台
５上に対物レンズ２，鏡筒３及びカメラ６が一体に固定
される。カメラ６は鏡筒３及び対物レンズ２を介してワ
ーク１を撮像して映像信号を出力し、焦点検出部７がカ
メラ６からの映像信号よりワーク１の合焦位置を検出し
てこの合焦位置に応じた出力信号をモータ８へ出力す
る。モータ８は焦点検出部７の出力信号により駆動され
て移動台５を移動させることによりワーク１を合焦位置
へ移動させる。
ようにワーク１に対して対物レンズ２及び鏡筒３からな
る光学系の焦点調節を行う装置がある。この装置では、
基台４上に移動台５が移動自在に支持され、この移動台
５上に対物レンズ２，鏡筒３及びカメラ６が一体に固定
される。カメラ６は鏡筒３及び対物レンズ２を介してワ
ーク１を撮像して映像信号を出力し、焦点検出部７がカ
メラ６からの映像信号よりワーク１の合焦位置を検出し
てこの合焦位置に応じた出力信号をモータ８へ出力す
る。モータ８は焦点検出部７の出力信号により駆動され
て移動台５を移動させることによりワーク１を合焦位置
へ移動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記自動合焦装置で
は、対物レンズ２の倍率（光学系全体の倍率）と移動台
５の最小移動ピッチとにより焦点検出部７のモータ８に
対する駆動制御を変えなければならないので、用途によ
り専用のものを準備する必要があって自由度が小さく、
各用途に柔軟に対応することが困難である。また、移動
台５のバックラッシュによりワーク１が合焦位置からず
れて位置合わせされ、この影響が無視できない。さら
に、この装置のワーク１に対する光学系の合焦位置と人
間の見たワーク１に対する光学系の合焦位置とがずれる
場合がある。本発明は上記欠点を改善し、用途に柔軟に
対応することができてバックラッシュによる影響や当該
装置による合焦位置と人間の目で観察部より見た被写体
の合焦位置とのずれを解消することができる自動合焦装
置を提供することを目的とする。
は、対物レンズ２の倍率（光学系全体の倍率）と移動台
５の最小移動ピッチとにより焦点検出部７のモータ８に
対する駆動制御を変えなければならないので、用途によ
り専用のものを準備する必要があって自由度が小さく、
各用途に柔軟に対応することが困難である。また、移動
台５のバックラッシュによりワーク１が合焦位置からず
れて位置合わせされ、この影響が無視できない。さら
に、この装置のワーク１に対する光学系の合焦位置と人
間の見たワーク１に対する光学系の合焦位置とがずれる
場合がある。本発明は上記欠点を改善し、用途に柔軟に
対応することができてバックラッシュによる影響や当該
装置による合焦位置と人間の目で観察部より見た被写体
の合焦位置とのずれを解消することができる自動合焦装
置を提供することを目的とする。
【０００４】本発明は上記欠点を改善し、用途に柔軟に
対応することができてバックラッシュによる影響や人間
の目との合焦位置ずれを解消することができる自動合焦
装置を提供することを目的とする。
対応することができてバックラッシュによる影響や人間
の目との合焦位置ずれを解消することができる自動合焦
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、図１に示すように人間の目で被
写体を観察するための観察部と、支持体にて支持されて
いる被写体を光学系を介して撮像して映像信号を出力す
る撮像手段１１と、合焦位置検索範囲および焦点調節の
移動ピツチを任意に設定する設定手段１２と、前記撮像
手段１１からの映像信号を前記設定手段１２で設定され
た焦点調節の移動ピッチに対応した部分だけ抽出する抽
出手段１３と、この抽出手段１３で抽出された映像信号
より前記設定手段１２で設定された合焦位置検索範囲内
で被写体の合焦位置を検出する焦点検出手段１４と、こ
の焦点検出手段１４の検出結果により前記支持体と前記
光学系との一方を移動させて焦点調節を行う駆動手段１
５と、前記一方を一旦所定の位置に戻した後に所定の方
向から予め設定されたバックラッシュ量及び、前記焦点
検出手段１４による合焦位置と人間の目で前記観察部よ
り見た前記被写体の合焦位置とのずれに応じて予め設定
されたオフセット値だけ移動させて停止させるバックラ
ッシュ除去・オフセット補正手段１６とを備えたもので
ある。
め、請求項１の発明は、図１に示すように人間の目で被
写体を観察するための観察部と、支持体にて支持されて
いる被写体を光学系を介して撮像して映像信号を出力す
る撮像手段１１と、合焦位置検索範囲および焦点調節の
移動ピツチを任意に設定する設定手段１２と、前記撮像
手段１１からの映像信号を前記設定手段１２で設定され
た焦点調節の移動ピッチに対応した部分だけ抽出する抽
出手段１３と、この抽出手段１３で抽出された映像信号
より前記設定手段１２で設定された合焦位置検索範囲内
で被写体の合焦位置を検出する焦点検出手段１４と、こ
の焦点検出手段１４の検出結果により前記支持体と前記
光学系との一方を移動させて焦点調節を行う駆動手段１
５と、前記一方を一旦所定の位置に戻した後に所定の方
向から予め設定されたバックラッシュ量及び、前記焦点
検出手段１４による合焦位置と人間の目で前記観察部よ
り見た前記被写体の合焦位置とのずれに応じて予め設定
されたオフセット値だけ移動させて停止させるバックラ
ッシュ除去・オフセット補正手段１６とを備えたもので
ある。
【０００６】
【作用】請求項１の発明では、人間の目で観察部より被
写体が観察され、合焦位置検索範囲および焦点調節の移
動ピツチが設定手段１２により任意に設定され、撮像手
段１１が被写体を光学系を介して撮像して映像信号を出
力する。この撮像手段１１からの映像信号が抽出手段１
３により設定手段１２で設定された焦点調節の移動ピッ
チに対応した部分だけ抽出され、焦点検出手段１４が抽
出手段１３で抽出された映像信号より設定手段１２で設
定された合焦位置検索範囲内で被写体の合焦位置を検出
する。駆動手段１５が焦点検出手段１４の検出結果によ
り支持体と光学系との一方を移動させて焦点調節を行
い、バックラッシュ除去・オフセット補正手段１６が前
記一方を一旦所定の位置に戻した後に所定の方向から予
め設定されたバックラッシュ量及び、焦点検出手段１４
による合焦位置と人間の目で観察部より見た被写体の合
焦位置とのずれに応じて予め設定されたオフセット値だ
け移動させて停止させる。
写体が観察され、合焦位置検索範囲および焦点調節の移
動ピツチが設定手段１２により任意に設定され、撮像手
段１１が被写体を光学系を介して撮像して映像信号を出
力する。この撮像手段１１からの映像信号が抽出手段１
３により設定手段１２で設定された焦点調節の移動ピッ
チに対応した部分だけ抽出され、焦点検出手段１４が抽
出手段１３で抽出された映像信号より設定手段１２で設
定された合焦位置検索範囲内で被写体の合焦位置を検出
する。駆動手段１５が焦点検出手段１４の検出結果によ
り支持体と光学系との一方を移動させて焦点調節を行
い、バックラッシュ除去・オフセット補正手段１６が前
記一方を一旦所定の位置に戻した後に所定の方向から予
め設定されたバックラッシュ量及び、焦点検出手段１４
による合焦位置と人間の目で観察部より見た被写体の合
焦位置とのずれに応じて予め設定されたオフセット値だ
け移動させて停止させる。
【０００７】
【実施例】図２は本発明の一実施例を示す。
【０００８】基台２１にはワーク２２が載置され、光学
系支持体２３が基台２１に固定される。光学系支持体２
３には固定台２４が固定され、この固定台２４に移動台
２５がＺ軸方向へ移動可能に取り付けられる。この移動
台２５には対物レンズ２６を有する顕微鏡からなる光学
系２７及びテレビジョンカメラからなる撮像装置２８が
一体に固定され、光学系２７は基台２１上に載置された
ワーク２２を対物レンズ２６を介して観察部２９より観
察することができるものである。テレビジョンカメラ２
８は基台２１上に載置されたワーク２２を対物レンズ２
６を介して（光学系２７を介して）撮像して映像信号に
変換する。ステッピングモータ３０は光学系２７を光軸
方向（Ｚ軸方向）へ移動させてその焦点調節を行い得る
ように固定台２４に取り付けられ、モータ駆動回路３１
により駆動されて光学系２７及び撮像素子からなるカメ
ラ２８をＺ軸方向へ移動させる。焦点調節部３２は後述
するようにホストコンピュータ３３からの信号により基
づいてカメラ２８からの映像信号よりワーク２２の合焦
位置を検出してこの合焦位置に応じた出力信号をモータ
駆動回路３１に出力し、モータ駆動回路３１が焦点調節
部３２の出力信号によりステッピングモータ３０を駆動
して光学系２７及びカメラ２８をＺ軸方向へ移動させ焦
点調節を行う。また、モニタ用受像機３４はカメラ２８
からの映像信号が焦点調節部３２を介して入力され、ワ
ーク２２を表示する。
系支持体２３が基台２１に固定される。光学系支持体２
３には固定台２４が固定され、この固定台２４に移動台
２５がＺ軸方向へ移動可能に取り付けられる。この移動
台２５には対物レンズ２６を有する顕微鏡からなる光学
系２７及びテレビジョンカメラからなる撮像装置２８が
一体に固定され、光学系２７は基台２１上に載置された
ワーク２２を対物レンズ２６を介して観察部２９より観
察することができるものである。テレビジョンカメラ２
８は基台２１上に載置されたワーク２２を対物レンズ２
６を介して（光学系２７を介して）撮像して映像信号に
変換する。ステッピングモータ３０は光学系２７を光軸
方向（Ｚ軸方向）へ移動させてその焦点調節を行い得る
ように固定台２４に取り付けられ、モータ駆動回路３１
により駆動されて光学系２７及び撮像素子からなるカメ
ラ２８をＺ軸方向へ移動させる。焦点調節部３２は後述
するようにホストコンピュータ３３からの信号により基
づいてカメラ２８からの映像信号よりワーク２２の合焦
位置を検出してこの合焦位置に応じた出力信号をモータ
駆動回路３１に出力し、モータ駆動回路３１が焦点調節
部３２の出力信号によりステッピングモータ３０を駆動
して光学系２７及びカメラ２８をＺ軸方向へ移動させ焦
点調節を行う。また、モニタ用受像機３４はカメラ２８
からの映像信号が焦点調節部３２を介して入力され、ワ
ーク２２を表示する。
【０００９】カメラ２８からの映像信号は図３に示すよ
うにゲート回路３５において検出域設定部３６からの信
号により特定の検出域内の信号が選択的に通過し、高域
通過フィルタ（ＨＰＦ）３７により高周波成分のみが取
り出される。このＨＰＦ３７の出力信号はピークホール
ド回路３８によりピークが検出されて保持されることに
より高周波成分の量が検出され、Ａ／Ｄ変換器３９によ
りＡ／Ｄ変換されて焦点調節部３２へ出力される。
うにゲート回路３５において検出域設定部３６からの信
号により特定の検出域内の信号が選択的に通過し、高域
通過フィルタ（ＨＰＦ）３７により高周波成分のみが取
り出される。このＨＰＦ３７の出力信号はピークホール
ド回路３８によりピークが検出されて保持されることに
より高周波成分の量が検出され、Ａ／Ｄ変換器３９によ
りＡ／Ｄ変換されて焦点調節部３２へ出力される。
【００１０】図４は上記焦点調節部３２の構成を示す。
【００１１】焦点調節部３２はマイクロコンピュータを
用いて構成され、機能的には制御部４０，メモリ４１，
合焦位置検出部４２，バックラッシュ除去部４３，オフ
セット補正部４４を有する。Ａ／Ｄ変換器３９からの信
号が焦点調節部３２に入力される度にその信号がメモリ
４１に書き込まれる。移動台２５は、バックラッシュ除
去部４３により予め設定されたバックラッシュ量だけ移
動され、オフセット補正部４４により予め設定されたオ
フセット値だけ移動される。このオフセット値は、焦点
調節部３２の合焦位置と、人間の目で観察部２９より見
た、支持体としての基台２１にて支持されているワーク
２２からなる被写体に対する観察部２９よりの光学系の
合焦位置（以下人間の目による合焦位置ともいう）との
ずれに応じて設定された値である。合焦位置検出部４２
はバックラッシュによる影響及びオフセットが除去され
た映像信号からワーク２２の合焦位置を検出する。この
合焦位置検出部４２の検出結果（出力信号）と光学系２
７の位置との関係は図５に示すようになり、合焦位置検
出部４２の検出結果は光学系２７の位置が合焦位置のと
きに最大となって光学系２７の位置が合焦位置より離れ
るに従って次第に小さくなる。
用いて構成され、機能的には制御部４０，メモリ４１，
合焦位置検出部４２，バックラッシュ除去部４３，オフ
セット補正部４４を有する。Ａ／Ｄ変換器３９からの信
号が焦点調節部３２に入力される度にその信号がメモリ
４１に書き込まれる。移動台２５は、バックラッシュ除
去部４３により予め設定されたバックラッシュ量だけ移
動され、オフセット補正部４４により予め設定されたオ
フセット値だけ移動される。このオフセット値は、焦点
調節部３２の合焦位置と、人間の目で観察部２９より見
た、支持体としての基台２１にて支持されているワーク
２２からなる被写体に対する観察部２９よりの光学系の
合焦位置（以下人間の目による合焦位置ともいう）との
ずれに応じて設定された値である。合焦位置検出部４２
はバックラッシュによる影響及びオフセットが除去され
た映像信号からワーク２２の合焦位置を検出する。この
合焦位置検出部４２の検出結果（出力信号）と光学系２
７の位置との関係は図５に示すようになり、合焦位置検
出部４２の検出結果は光学系２７の位置が合焦位置のと
きに最大となって光学系２７の位置が合焦位置より離れ
るに従って次第に小さくなる。
【００１２】次に、焦点調節部３２について詳細に説明
する。
する。
【００１３】焦点調節部３２は移動台２５を制御するた
めに２つのパラメータＪ，Ｓを用いている。Ｊは焦点調
節動作時における移動台２５の移動ピッチを決定する。
図６の目盛ａは移動台２５が停止してワーク２２の撮像
を行う位置を示し、この目盛ａの間隔を決定するパラメ
ータがＪである。例えば、ステッピングモータ３０を駆
動する１つのパルス当り０．２μｍ移動する移動台２５
を用いると、移動台２５をステッピングモータ３０によ
り１μｍピツチの移動ピッチで動かして焦点調節を行う
場合には、ホストコンピュータ３３によりＪを５に設定
して不揮発性のメモリ４１に格納する。これにより焦点
調節部３２はカメラ２８からの映像信号を５つのパルス
がステッピングモータ３０へ出力される毎にとり込む。
この移動台２５の移動ピッチをユニットと呼ぶ。Ｊ＝５
の場合は１ユニット当り５パルスとなる。
めに２つのパラメータＪ，Ｓを用いている。Ｊは焦点調
節動作時における移動台２５の移動ピッチを決定する。
図６の目盛ａは移動台２５が停止してワーク２２の撮像
を行う位置を示し、この目盛ａの間隔を決定するパラメ
ータがＪである。例えば、ステッピングモータ３０を駆
動する１つのパルス当り０．２μｍ移動する移動台２５
を用いると、移動台２５をステッピングモータ３０によ
り１μｍピツチの移動ピッチで動かして焦点調節を行う
場合には、ホストコンピュータ３３によりＪを５に設定
して不揮発性のメモリ４１に格納する。これにより焦点
調節部３２はカメラ２８からの映像信号を５つのパルス
がステッピングモータ３０へ出力される毎にとり込む。
この移動台２５の移動ピッチをユニットと呼ぶ。Ｊ＝５
の場合は１ユニット当り５パルスとなる。
【００１４】Ｓは合焦位置検索範囲を決定するパラメー
タであり、図７に示すようにホストコンピュータ３３に
よりＳ＝５０と設定してメモリ４１に格納した場合、原
点から５０サンプリングポイントの範囲で合焦位置を検
索する。
タであり、図７に示すようにホストコンピュータ３３に
よりＳ＝５０と設定してメモリ４１に格納した場合、原
点から５０サンプリングポイントの範囲で合焦位置を検
索する。
【００１５】焦点調節の精度は光学系２７の焦点深度と
移動台２５の分解能によって左右され、光学系２７の焦
点深度は光学系２７の倍率が大きいほど浅くなって光学
系２７のＦナンバーが小さいほど浅くなる。したがつ
て、精度良く焦点調節をするためには、移動台２５の移
動量が光学系２７の焦点深度を考慮した量となるように
Ｊの値を設定しなければならない。本実施例では、図７
に示すように１ユニット当りのパルス数Ｊは光学系２７
の焦点深度の幅（ピントの合う範囲）が５〜１０ユニッ
トになるように設定する。また、ステッピングモータ３
０を１パルス分だけ動かした場合の移動台２５の移動量
が光学系２７の焦点深度の１／５〜１／１０以下になる
ような移動台２５を使用する。
移動台２５の分解能によって左右され、光学系２７の焦
点深度は光学系２７の倍率が大きいほど浅くなって光学
系２７のＦナンバーが小さいほど浅くなる。したがつ
て、精度良く焦点調節をするためには、移動台２５の移
動量が光学系２７の焦点深度を考慮した量となるように
Ｊの値を設定しなければならない。本実施例では、図７
に示すように１ユニット当りのパルス数Ｊは光学系２７
の焦点深度の幅（ピントの合う範囲）が５〜１０ユニッ
トになるように設定する。また、ステッピングモータ３
０を１パルス分だけ動かした場合の移動台２５の移動量
が光学系２７の焦点深度の１／５〜１／１０以下になる
ような移動台２５を使用する。
【００１６】例えば、１ユニット当りのパルス数Ｊを設
定する場合には、まず、光学系２７の焦点深度Ｄを求め
る。幾何学的に求めた焦点深度Ｄはおおよそ次式のよう
になる。
定する場合には、まず、光学系２７の焦点深度Ｄを求め
る。幾何学的に求めた焦点深度Ｄはおおよそ次式のよう
になる。
【００１７】
【数１】
【００１８】光学系２７のＦ値が分かっている場合には
【００１９】
【数２】
【００２０】次に、ステッピングモータ３０を１パルス
分だけ動かした場合の移動台２５の移動量ΔＺを次式で
求める。
分だけ動かした場合の移動台２５の移動量ΔＺを次式で
求める。
【００２１】
【数３】
【００２２】また、１ユニット当りのパルス数ＪはＤの
１／５〜１／１０程度となるようにする。
１／５〜１／１０程度となるようにする。
【００２３】
【数４】
【００２４】焦点サーチ範囲は１ユニットに付き移動台
２５がＪ・ΔＺ移動することを考慮してＺ軸方向のワー
ク２２のばらつきより大きくなるように設定する。
２５がＪ・ΔＺ移動することを考慮してＺ軸方向のワー
ク２２のばらつきより大きくなるように設定する。
【００２５】図８はこの実施例の測距特性を示す。
【００２６】この測距特性はｍ＝４０、ＮＡ＝０．５、
ｑ＝８００本、Ｄ＝１．０μｍの場合における移動台２
５の移動量と測距値との関係を示す特性である。
ｑ＝８００本、Ｄ＝１．０μｍの場合における移動台２
５の移動量と測距値との関係を示す特性である。
【００２７】また、この実施例ではパラメータＯを設定
する。このパラメータＯはワーク２２によって異なり、
図９に示すようにこの実施例による合焦位置と人間の目
による合焦位置とのずれに相当するオフセット値に設定
されており、上記ずれ量に対応するパルス数から逆算し
て必要なユニット数を求め、パラメータＯの設定値とし
てある。観察部２９より観察するのに適正値とするた
め、光学系２７は実施例による合焦位置よりパラメータ
Ｏだけずれて停止し、これによりこの実施例による合焦
位置と人間の目による合焦位置とのずれが補正される。
する。このパラメータＯはワーク２２によって異なり、
図９に示すようにこの実施例による合焦位置と人間の目
による合焦位置とのずれに相当するオフセット値に設定
されており、上記ずれ量に対応するパルス数から逆算し
て必要なユニット数を求め、パラメータＯの設定値とし
てある。観察部２９より観察するのに適正値とするた
め、光学系２７は実施例による合焦位置よりパラメータ
Ｏだけずれて停止し、これによりこの実施例による合焦
位置と人間の目による合焦位置とのずれが補正される。
【００２８】さらに、この実施例では使用する移動台２
５のバックラッシュ量以上になるようにバックラッシュ
除去動作量Ｂを設定し、焦点調節動作時に移動台２５の
バックラッシュを除去するような動作を行なう。この動
作では図１０に示すように焦点調節動作を開始すると、
光学系２７は現在位置から原点より（Ｏ＋Ｂ）ユニッ
トだけ右側（図２でワーク２２より離れる上側）の位置
まで一旦戻り、それから原点に戻ることにより移動
台２５のバックラッシュに影響されずに正確に原点位置
に戻る。次に、光学系２７が位置から焦位置検索範
囲Ｓのユニット数だけ離れた位置まで移動してカメラ
２８からの映像信号のサンプリングを行ない、ピントの
最も合う合焦位置を計算する。そして、光学系２７が上
記位置から合焦位置よりも上記パラメータＯを加えた
（Ｏ＋Ｂ）ユニットだけ右側の位置に一旦戻り、それ
から合焦位置よりＯユニットだけ右側の位置まで移動
して停止することにより移動台２５のバックラッシュに
影響されずに正確に合焦位置よりＯユニットだけ右側の
位置に停止する。このように、光学系２７は必ず右側
にＢユニットだけ余分に移動してから左側にＢユニット
だけ移動することにより移動台２５のバックラッシュに
影響されなくなる。
５のバックラッシュ量以上になるようにバックラッシュ
除去動作量Ｂを設定し、焦点調節動作時に移動台２５の
バックラッシュを除去するような動作を行なう。この動
作では図１０に示すように焦点調節動作を開始すると、
光学系２７は現在位置から原点より（Ｏ＋Ｂ）ユニッ
トだけ右側（図２でワーク２２より離れる上側）の位置
まで一旦戻り、それから原点に戻ることにより移動
台２５のバックラッシュに影響されずに正確に原点位置
に戻る。次に、光学系２７が位置から焦位置検索範
囲Ｓのユニット数だけ離れた位置まで移動してカメラ
２８からの映像信号のサンプリングを行ない、ピントの
最も合う合焦位置を計算する。そして、光学系２７が上
記位置から合焦位置よりも上記パラメータＯを加えた
（Ｏ＋Ｂ）ユニットだけ右側の位置に一旦戻り、それ
から合焦位置よりＯユニットだけ右側の位置まで移動
して停止することにより移動台２５のバックラッシュに
影響されずに正確に合焦位置よりＯユニットだけ右側の
位置に停止する。このように、光学系２７は必ず右側
にＢユニットだけ余分に移動してから左側にＢユニット
だけ移動することにより移動台２５のバックラッシュに
影響されなくなる。
【００２９】図１１はマイクロコンピュータを用いて構
成された焦点調節部３２の処理フローを示す。
成された焦点調節部３２の処理フローを示す。
【００３０】焦点調節部３２は操作者によってホストコ
ンピュータ３３から与えられる信号により上記パラメー
タＪ，Ｓ，Ｏ，Ｂが移動台２５の移動ピッチ，バックラ
ッシュ量や光学系２７の焦点深度、この実施例による合
焦位置と人間の目による合焦位置とのずれ等に応じて設
定されてこれらを不揮発性のメモリ４１に格納する。焦
点調節部３２はパラメータＪ，Ｓ，Ｏ，Ｂの設定後に焦
点調節動作を開始し、モータ駆動回路３１を介してステ
ッピングモータ３０を駆動して移動台２５を移動させる
ことによって光学系２７を現在位置から原点より（＋
Ｂ）ユニットだけ右側の位置まで一旦戻し、それから
原点位置に戻す。次に、焦点調節部３２は光学系２７
を原点位置から焦位置検索範囲Ｓのユニット数だけ離
れた位置まで移動させながらカメラ２８からの映像信
号を５つのパルスがステッピングモータ３０へ出力され
る毎にサンプリングして取り込む。そして、焦点調節部
３２はその取り込んだ映像信号から光学系２７のピント
が最も合う合焦位置を計算する。次に、焦点調節部３２
は光学系２７を上記位置から合焦位置よりも（Ｏ＋
Ｂ）ユニットだけ右側の位置に一旦戻し、それから合
焦位置よりも（Ｏ＋Ｂ）ユニットだけ右側の位置まで
移動させて停止させる。
ンピュータ３３から与えられる信号により上記パラメー
タＪ，Ｓ，Ｏ，Ｂが移動台２５の移動ピッチ，バックラ
ッシュ量や光学系２７の焦点深度、この実施例による合
焦位置と人間の目による合焦位置とのずれ等に応じて設
定されてこれらを不揮発性のメモリ４１に格納する。焦
点調節部３２はパラメータＪ，Ｓ，Ｏ，Ｂの設定後に焦
点調節動作を開始し、モータ駆動回路３１を介してステ
ッピングモータ３０を駆動して移動台２５を移動させる
ことによって光学系２７を現在位置から原点より（＋
Ｂ）ユニットだけ右側の位置まで一旦戻し、それから
原点位置に戻す。次に、焦点調節部３２は光学系２７
を原点位置から焦位置検索範囲Ｓのユニット数だけ離
れた位置まで移動させながらカメラ２８からの映像信
号を５つのパルスがステッピングモータ３０へ出力され
る毎にサンプリングして取り込む。そして、焦点調節部
３２はその取り込んだ映像信号から光学系２７のピント
が最も合う合焦位置を計算する。次に、焦点調節部３２
は光学系２７を上記位置から合焦位置よりも（Ｏ＋
Ｂ）ユニットだけ右側の位置に一旦戻し、それから合
焦位置よりも（Ｏ＋Ｂ）ユニットだけ右側の位置まで
移動させて停止させる。
【００３１】また、移動台２５の移動範囲を制限する機
械的なリミットスイッチと電気的なリミットスイッチと
が設けられており、その移動範囲内で上記合焦位置検索
範囲が任意に設定される。機械的なリミットスイッチと
電気的なリミットスイッチとはそれぞれ移動台２５が移
動範囲の制限位置に達したことを検出し、この検出信号
により移動範囲制限回路がステッピングモータ３０を制
御して移動台２５を移動範囲外に移動しないように制御
する。
械的なリミットスイッチと電気的なリミットスイッチと
が設けられており、その移動範囲内で上記合焦位置検索
範囲が任意に設定される。機械的なリミットスイッチと
電気的なリミットスイッチとはそれぞれ移動台２５が移
動範囲の制限位置に達したことを検出し、この検出信号
により移動範囲制限回路がステッピングモータ３０を制
御して移動台２５を移動範囲外に移動しないように制御
する。
【００３２】この実施例では、パラメータＪ，Ｓにより
移動台２５の移動範囲、焦点位置検索範囲を任意に設定
できるので、光学系２７の倍率や移動台２５の移動ピッ
チが変わってもパラメータＪ，Ｓの変更で対応すること
ができ、各用途に柔軟に対応することが可能になる。ま
た、パラメータＯをこの実施例による合焦位置と人間の
目による合焦位置とのずれに応じて設定してその分だけ
光学系２７をずらせるようにしたので、この実施例によ
る合焦位置と人間の目による合焦位置とを合わせること
が可能となる。さらに、パラメータＢを任意に設定して
移動台２５のバックラッシュによる影響を除去するよう
にしたので、移動台２５のバックラッシュに影響されな
くなる。
移動台２５の移動範囲、焦点位置検索範囲を任意に設定
できるので、光学系２７の倍率や移動台２５の移動ピッ
チが変わってもパラメータＪ，Ｓの変更で対応すること
ができ、各用途に柔軟に対応することが可能になる。ま
た、パラメータＯをこの実施例による合焦位置と人間の
目による合焦位置とのずれに応じて設定してその分だけ
光学系２７をずらせるようにしたので、この実施例によ
る合焦位置と人間の目による合焦位置とを合わせること
が可能となる。さらに、パラメータＢを任意に設定して
移動台２５のバックラッシュによる影響を除去するよう
にしたので、移動台２５のバックラッシュに影響されな
くなる。
【００３３】なお、上記実施例では光学系２７およびカ
メラ２８を移動させたが、光学系２７およびカメラ２８
を固定して基台２１をステッピングモータ３０で移動さ
せるようにしてもよい。
メラ２８を移動させたが、光学系２７およびカメラ２８
を固定して基台２１をステッピングモータ３０で移動さ
せるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
人間の目で被写体を観察するための観察部と、支持体に
て支持されている被写体を光学系を介して撮像して映像
信号を出力する撮像手段と、合焦位置検索範囲および焦
点調節の移動ピツチを任意に設定する設定手段と、前記
撮像手段からの映像信号を前記設定手段で設定された焦
点調節の移動ピッチに対応した部分だけ抽出する抽出手
段と、この抽出手段で抽出された映像信号より前記設定
手段で設定された合焦位置検索範囲内で被写体の合焦位
置を検出する焦点検出手段と、この焦点検出手段の検出
結果により前記支持体と前記光学系との一方を移動させ
て焦点調節を行う駆動手段と、前記一方を一旦所定の位
置に戻した後に所定の方向から予め設定されたバックラ
ッシュ量及び、前記焦点検出手段による合焦位置と人間
の目で前記観察部より見た前記被写体の合焦位置とのず
れに応じて予め設定されたオフセット値だけ移動させて
停止させるバックラッシュ除去・オフセット補正手段と
を備えたので、光学系の倍率や上記一方の移動ピッチが
変わってもパラメータの変更で対応することができ、各
用途に柔軟に対応することが可能になる。しかも、前記
一方のバックラッシュによる影響を除去することがで
き、さらに、この装置による合焦位置と人間の目で観察
部より見た被写体の合焦位置とを合わせることが可能に
なってこの装置による合焦位置と人間の目で観察部より
見た被写体の合焦位置とのずれを解消することが可能と
なり、精度の良い焦点調節を行なうことができる。
人間の目で被写体を観察するための観察部と、支持体に
て支持されている被写体を光学系を介して撮像して映像
信号を出力する撮像手段と、合焦位置検索範囲および焦
点調節の移動ピツチを任意に設定する設定手段と、前記
撮像手段からの映像信号を前記設定手段で設定された焦
点調節の移動ピッチに対応した部分だけ抽出する抽出手
段と、この抽出手段で抽出された映像信号より前記設定
手段で設定された合焦位置検索範囲内で被写体の合焦位
置を検出する焦点検出手段と、この焦点検出手段の検出
結果により前記支持体と前記光学系との一方を移動させ
て焦点調節を行う駆動手段と、前記一方を一旦所定の位
置に戻した後に所定の方向から予め設定されたバックラ
ッシュ量及び、前記焦点検出手段による合焦位置と人間
の目で前記観察部より見た前記被写体の合焦位置とのず
れに応じて予め設定されたオフセット値だけ移動させて
停止させるバックラッシュ除去・オフセット補正手段と
を備えたので、光学系の倍率や上記一方の移動ピッチが
変わってもパラメータの変更で対応することができ、各
用途に柔軟に対応することが可能になる。しかも、前記
一方のバックラッシュによる影響を除去することがで
き、さらに、この装置による合焦位置と人間の目で観察
部より見た被写体の合焦位置とを合わせることが可能に
なってこの装置による合焦位置と人間の目で観察部より
見た被写体の合焦位置とのずれを解消することが可能と
なり、精度の良い焦点調節を行なうことができる。
【図１】請求項１の発明を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図３】同実施例の一部を示すブロックである。
【図４】同実施例の焦点検出部を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】同実施例の合焦検出部の検出結果と光学系位置
との関係を示す特性曲線図である。
との関係を示す特性曲線図である。
【図６】同実施例のパラメータＪを説明するための図で
ある。
ある。
【図７】同実施例のパラメータＪ，Ｓを説明するための
図である。
図である。
【図８】同実施例の測距特性を示す特性図である。
【図９】同実施例のパラメータＯを説明するための図で
ある。
ある。
【図１０】同実施例の動作を説明するための図である。
【図１１】同実施例の焦点調節部の処理フローを示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１２】従来の自動合焦装置を示す概略図である。
１１ 撮像手段 １２ 設定手段 １３ 抽出手段 １４ 焦点検出手段 １５ 駆動手段 １６ バックラッシュ除去・オフセット補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 7/11
Claims (1)
- 【請求項１】人間の目で被写体を観察するための観察部
と、支持体にて支持されている被写体を光学系を介して
撮像して映像信号を出力する撮像手段と、合焦位置検索
範囲および焦点調節の移動ピツチを任意に設定する設定
手段と、前記撮像手段からの映像信号を前記設定手段で
設定された焦点調節の移動ピッチに対応した部分だけ抽
出する抽出手段と、この抽出手段で抽出された映像信号
より前記設定手段で設定された合焦位置検索範囲内で被
写体の合焦位置を検出する焦点検出手段と、この焦点検
出手段の検出結果により前記支持体と前記光学系との一
方を移動させて焦点調節を行う駆動手段と、前記一方を
一旦所定の位置に戻した後に所定の方向から予め設定さ
れたバックラッシュ量及び、前記焦点検出手段による合
焦位置と人間の目で前記観察部より見た前記被写体の合
焦位置とのずれに応じて予め設定されたオフセット値だ
け移動させて停止させるバックラッシュ除去・オフセッ
ト補正手段とを備えたことを特徴とする自動合焦装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085286A JP2756197B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 自動合焦装置 |
| US07/868,778 US5357280A (en) | 1991-04-17 | 1992-04-15 | Automatic focusing apparatus using scanning line weighting of a video signal to determine an in-focus condition |
| US08/697,429 US5929907A (en) | 1991-04-17 | 1996-08-23 | Automatic focusing apparatus using scanning line weighting of a video signal to determine an in-focus condition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085286A JP2756197B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318508A JPH04318508A (ja) | 1992-11-10 |
| JP2756197B2 true JP2756197B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=13854329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085286A Expired - Fee Related JP2756197B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 自動合焦装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5357280A (ja) |
| JP (1) | JP2756197B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0512430B1 (en) * | 1991-05-02 | 1997-09-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Automatic focusing device |
| US5557097A (en) * | 1994-09-20 | 1996-09-17 | Neopath, Inc. | Cytological system autofocus integrity checking apparatus |
| JPH09168113A (ja) * | 1995-06-05 | 1997-06-24 | Sony Corp | オートフォーカス装置 |
| US6275262B1 (en) * | 1995-06-08 | 2001-08-14 | Sony Corporation | Focus control method and video camera apparatus |
| JPH0935492A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-02-07 | Sony Corp | ピークホールド回路及びこれを有する固体撮像装置、並びにこれを搭載したカメラ |
| US5995143A (en) * | 1997-02-07 | 1999-11-30 | Q3Dm, Llc | Analog circuit for an autofocus microscope system |
| US6639459B1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-10-28 | Celio Semiconductor Corporation | Demodulator using digital circuitry |
| US6874180B2 (en) * | 2002-12-18 | 2005-04-05 | Ming-Zhen Liao | Rug bed cloth structure for assisting in holding a user's legs in a fixed position |
| JP6351310B2 (ja) * | 2014-03-10 | 2018-07-04 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1401179A (en) * | 1971-09-22 | 1975-07-16 | Image Analysing Computers Ltd | Automated image analysis employing automatic fucussing |
| JPH028456Y2 (ja) * | 1984-10-26 | 1990-02-28 | ||
| JP2542361B2 (ja) * | 1985-09-10 | 1996-10-09 | 株式会社三協精機製作所 | 自動合焦信号検出装置 |
| JPS6266215A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-25 | Mitsutoyo Mfg Corp | 自動駆動型光学機器 |
| JPS63127148A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 表面検査装置 |
| GB2209901B (en) * | 1987-09-11 | 1992-06-03 | Canon Kk | Image sensing device |
| JPH01281414A (ja) * | 1988-05-07 | 1989-11-13 | Mitsutoyo Corp | 自動合焦機構 |
| JPH0237313A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Hitachi Ltd | 自動焦点位置検出方法 |
| JP2822256B2 (ja) * | 1990-02-15 | 1998-11-11 | ソニー株式会社 | ビデオカメラの露光補正装置 |
| US5200828A (en) * | 1990-03-19 | 1993-04-06 | Sam Jung Co., Ltd. | Autofocusing device for use in a video camera and an autofocusing method thereof |
| JP3103587B2 (ja) * | 1990-04-25 | 2000-10-30 | オリンパス光学工業株式会社 | 自動合焦装置 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3085286A patent/JP2756197B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-15 US US07/868,778 patent/US5357280A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-23 US US08/697,429 patent/US5929907A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04318508A (ja) | 1992-11-10 |
| US5929907A (en) | 1999-07-27 |
| US5357280A (en) | 1994-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930011293B1 (ko) | 비데오카메라의 렌즈제어장치 | |
| US4902101A (en) | Automatic focusing method | |
| DE102014204635B4 (de) | Objektivvorrichtung, Kamerasystem, und Steuerverfahren für das Kamerasystem | |
| US7932950B2 (en) | Automatic focusing apparatus and image pickup apparatus | |
| US4563705A (en) | Automatic focus controlling apparatus and method | |
| EP1895768A2 (en) | Focus adjustment apparatus, image pickup apparatus, and control method | |
| JP2756197B2 (ja) | 自動合焦装置 | |
| JP3267984B2 (ja) | 自動合焦装置及び自動合焦装置における合焦調整方法 | |
| JP6808340B2 (ja) | レンズ制御装置、制御方法 | |
| JPS61198204A (ja) | 顕微鏡のオ−トフオ−カス方法 | |
| JPH09274129A (ja) | オートフォーカス装置及びカメラ | |
| JP4042748B2 (ja) | オートフォーカス装置 | |
| JP2004294788A (ja) | オートフォーカス機能を備えた電子内視鏡装置 | |
| JP2006208703A (ja) | 電子カメラ | |
| JP3412713B2 (ja) | ピント調整方法 | |
| JP3099893B2 (ja) | ビデオ・カメラ | |
| JPH05211625A (ja) | 撮像装置 | |
| JP4574559B2 (ja) | 撮像装置、合焦位置検出装置、及び合焦位置検出方法 | |
| JP2012159796A (ja) | 焦点調節装置および撮像装置 | |
| JPH0254522B2 (ja) | ||
| JP5135813B2 (ja) | 光学系駆動装置およびカメラ | |
| JP6747541B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP7087052B2 (ja) | レンズ制御装置、制御方法 | |
| JP7078074B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JPH0614237A (ja) | 焦点調節方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |