JP2851713B2 - オートフォーカス装置 - Google Patents
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
- G02B7/09—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted for automatic focusing or varying magnification
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- G—PHYSICS
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- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
- G02B7/365—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals by analysis of the spatial frequency components of the image
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/32—Means for focusing
- G03B13/34—Power focusing
- G03B13/36—Autofocus systems
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/95—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems
- H04N23/958—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging
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- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオートフォーカス装置、
特に、ビデオカメラなどの撮像装置における映像信号処
理方式の山登り制御によるオートフォーカス装置の改良
に関するものである。
特に、ビデオカメラなどの撮像装置における映像信号処
理方式の山登り制御によるオートフォーカス装置の改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオカメラなどの撮像装置は、一般に
被写体に自動的に焦点を合わせる(以下合焦という)た
めのオートフォーカス装置が設けられている。オートフ
ォーカス装置の動作原理の1つとして、特公昭39−5
265号公報に記載されているような山登り制御と呼ば
れる、映像信号処理方式の1つの手法がある。
被写体に自動的に焦点を合わせる(以下合焦という)た
めのオートフォーカス装置が設けられている。オートフ
ォーカス装置の動作原理の1つとして、特公昭39−5
265号公報に記載されているような山登り制御と呼ば
れる、映像信号処理方式の1つの手法がある。
【0003】山登り制御においては、撮像素子から得ら
れた輝度信号から、所定の高周波数帯域の信号が抽出さ
れ、その振幅が検波されてレベル信号に変換される。こ
のようにして得られたレベル信号は、1フィールド分あ
るいは1フレーム分というような一定期間分積算処理さ
れる。この結果得られた値は、以下この明細書中におい
てフォーカス評価値と呼ばれる。すなわち、1フィール
ドごとに、あるいは1フレームごとにフォーカス評価値
が求められる。
れた輝度信号から、所定の高周波数帯域の信号が抽出さ
れ、その振幅が検波されてレベル信号に変換される。こ
のようにして得られたレベル信号は、1フィールド分あ
るいは1フレーム分というような一定期間分積算処理さ
れる。この結果得られた値は、以下この明細書中におい
てフォーカス評価値と呼ばれる。すなわち、1フィール
ドごとに、あるいは1フレームごとにフォーカス評価値
が求められる。
【0004】フォーカスを合わせられるべきレンズの位
置が合焦状態に近いときには、得られる映像のいわゆる
エッジ部分は、はっきりしている。このような映像を現
わす信号には、高周波成分が多く含まれる。一方、焦点
のずれた映像においては、エッジ部分がはっきりしな
い。そのような信号では高周波成分は比較的少なくな
る。したがって、映像信号処理回路の出力する輝度信号
成分のうち、高周波成分の量を検出することにより、レ
ンズが合焦位置にあるかどうかを評価することができ
る。前述のフォーカス評価値は、この合焦状態を評価す
るためのデータである。
置が合焦状態に近いときには、得られる映像のいわゆる
エッジ部分は、はっきりしている。このような映像を現
わす信号には、高周波成分が多く含まれる。一方、焦点
のずれた映像においては、エッジ部分がはっきりしな
い。そのような信号では高周波成分は比較的少なくな
る。したがって、映像信号処理回路の出力する輝度信号
成分のうち、高周波成分の量を検出することにより、レ
ンズが合焦位置にあるかどうかを評価することができ
る。前述のフォーカス評価値は、この合焦状態を評価す
るためのデータである。
【0005】図5は、レンズの位置とフォーカス評価値
との関係を示す図である。同図において、横軸はレンズ
の位置、縦軸はフォーカス評価値、曲線40は高周波成
分のフォーカス評価値の特性を示す。図中レンズ位置P
は焦点がぴったりと合っているレンズの位置を示す。
との関係を示す図である。同図において、横軸はレンズ
の位置、縦軸はフォーカス評価値、曲線40は高周波成
分のフォーカス評価値の特性を示す。図中レンズ位置P
は焦点がぴったりと合っているレンズの位置を示す。
【0006】図5から明らかなように、フォーカス評価
値は、レンズ位置Pにおいて最大値を示す。レンズ位置
Pの前後Q,Rにおいては、フォーカス評価値は単調増
加し、または単調減少する。
値は、レンズ位置Pにおいて最大値を示す。レンズ位置
Pの前後Q,Rにおいては、フォーカス評価値は単調増
加し、または単調減少する。
【0007】そこで、山登り制御においては、レンズを
一定方向に向けて移動させながら、たとえば、1フィー
ルドごとにフォーカス評価値を求める。求められたフォ
ーカス評価値は、1フィールド前のフォーカス評価値と
比較される。その結果、現フィールドのフォーカス評価
値のほうが大きければ、レンズをそれまでと同じ方向に
さらに移動させる。逆に、1フィールド前のフォーカス
評価値のほうが大きければ、レンズをそれまでと逆の方
向に移動させる。図5からわかるように、レンズの位置
が合焦位置Pを越えてしまったと判断できるためであ
る。
一定方向に向けて移動させながら、たとえば、1フィー
ルドごとにフォーカス評価値を求める。求められたフォ
ーカス評価値は、1フィールド前のフォーカス評価値と
比較される。その結果、現フィールドのフォーカス評価
値のほうが大きければ、レンズをそれまでと同じ方向に
さらに移動させる。逆に、1フィールド前のフォーカス
評価値のほうが大きければ、レンズをそれまでと逆の方
向に移動させる。図5からわかるように、レンズの位置
が合焦位置Pを越えてしまったと判断できるためであ
る。
【0008】このようにして、1フィールド前のフォー
カス評価値と同じ値のフォーカス評価値が得られるとこ
ろでレンズを停止させる。
カス評価値と同じ値のフォーカス評価値が得られるとこ
ろでレンズを停止させる。
【0009】たとえば、レンズが初期状態において図5
のレンズ位置Pにあったとする。上述の山登り制御によ
って、レンズが合焦位置Pを越えて位置Rに達すると、
フォーカス評価値が減少し始める。そこで、レンズを負
の方向に戻し、合焦位置Pで停止させる。以上のように
することにより、レンズは焦点の合った位置に自動的に
移動する。
のレンズ位置Pにあったとする。上述の山登り制御によ
って、レンズが合焦位置Pを越えて位置Rに達すると、
フォーカス評価値が減少し始める。そこで、レンズを負
の方向に戻し、合焦位置Pで停止させる。以上のように
することにより、レンズは焦点の合った位置に自動的に
移動する。
【0010】図6に示されるように、撮像するときには
被写体が画面50の中央部に置かれることが一般的であ
る。被写体に焦点を合わせるためには、通常は画面50
の全体ではなく画面中央の一部のフォーカス制御エリア
51が焦点合わせの対象とされる。
被写体が画面50の中央部に置かれることが一般的であ
る。被写体に焦点を合わせるためには、通常は画面50
の全体ではなく画面中央の一部のフォーカス制御エリア
51が焦点合わせの対象とされる。
【0011】また、上述の山登り制御においては、ノイ
ズなどにより、フォーカス評価値に真正でないピークを
生じることがある。そのため、一般的には複数回のフォ
ーカス評価値が連続して大きくなっているか、あるいは
小さくなっているかを調べることによって制御を行な
う。
ズなどにより、フォーカス評価値に真正でないピークを
生じることがある。そのため、一般的には複数回のフォ
ーカス評価値が連続して大きくなっているか、あるいは
小さくなっているかを調べることによって制御を行な
う。
【0012】図7は、従来のオートフォーカス装置を有
するビデオカメラの1例のブロック図である。同図にお
いて、このビデオカメラは、レンズ系2と、レンズ系2
により被写体の像が結ばれる位置に配置された受光面に
設けられた被写体の像を電気信号に変換するためのCC
D3と、CCD3から出力される信号を相関ダブルサン
プリングするためのCDS(コーリレーション・ダブル
・サンプリング)回路4と、CDS回路4によりサンプ
リングされた信号を処理して映像信号(輝度信号You
t,クロマ信号Cout)を出力するための映像信号処
理回路5と、レンズ系2の中に含まれるフォーカスレン
ズを移動させるためのモータ6と、映像信号処理回路5
の出力する輝度信号Youtを処理してフォーカス評価
値を求めることにより、合焦のためにフォーカスレンズ
の移動方向を定め、モータ6を制御するためのオートフ
ォーカス装置1aとを含む。
するビデオカメラの1例のブロック図である。同図にお
いて、このビデオカメラは、レンズ系2と、レンズ系2
により被写体の像が結ばれる位置に配置された受光面に
設けられた被写体の像を電気信号に変換するためのCC
D3と、CCD3から出力される信号を相関ダブルサン
プリングするためのCDS(コーリレーション・ダブル
・サンプリング)回路4と、CDS回路4によりサンプ
リングされた信号を処理して映像信号(輝度信号You
t,クロマ信号Cout)を出力するための映像信号処
理回路5と、レンズ系2の中に含まれるフォーカスレン
ズを移動させるためのモータ6と、映像信号処理回路5
の出力する輝度信号Youtを処理してフォーカス評価
値を求めることにより、合焦のためにフォーカスレンズ
の移動方向を定め、モータ6を制御するためのオートフ
ォーカス装置1aとを含む。
【0013】映像信号処理回路5は、CDS回路4の出
力する信号を増幅して一定レベルにするためのAGC回
路7と、AGC回路7の出力する信号を輝度信号および
2つの色差信号に分離して出力させるための色分離回路
8と、色分離回路8から出力される色差信号を処理しク
ロマ信号Coutとして出力するためのクロマ処理回路
9と、色分離回路8から輝度信号を受取り出力輝度信号
Youtとして出力するための輝度処理回路10とから
構成されている。
力する信号を増幅して一定レベルにするためのAGC回
路7と、AGC回路7の出力する信号を輝度信号および
2つの色差信号に分離して出力させるための色分離回路
8と、色分離回路8から出力される色差信号を処理しク
ロマ信号Coutとして出力するためのクロマ処理回路
9と、色分離回路8から輝度信号を受取り出力輝度信号
Youtとして出力するための輝度処理回路10とから
構成されている。
【0014】オートフォーカス装置1aは、輝度信号Y
outから垂直同期信号Vs,水平同期信号Hsを分離
するための同期分離回路11と、同期分離回路11から
与えられる同期信号Vs,Hsに応答して、図6に示さ
れるフォーカス制御エリア51に対応する信号のみを通
過させるためのゲート回路12と、ゲート回路12から
与えられる信号のうち高周波成分のみを通過させるため
のBPF(バンドパスフィルタ)13と、BPF13の
出力する信号のレベルを検波するための検波回路16
と、検波回路16の出力する信号を所定の周波数でサン
プリングするためのサンプリング回路24と、サンプリ
ング回路24の出力する値を、例えば、1フィールドに
わたって積算することによりフォーカス評価値を求める
積算回路23と、積算回路23の出力するフォーカス評
価値に基づいてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ
るようにモータ6の移動を制御するための制御回路21
とから構成されている。
outから垂直同期信号Vs,水平同期信号Hsを分離
するための同期分離回路11と、同期分離回路11から
与えられる同期信号Vs,Hsに応答して、図6に示さ
れるフォーカス制御エリア51に対応する信号のみを通
過させるためのゲート回路12と、ゲート回路12から
与えられる信号のうち高周波成分のみを通過させるため
のBPF(バンドパスフィルタ)13と、BPF13の
出力する信号のレベルを検波するための検波回路16
と、検波回路16の出力する信号を所定の周波数でサン
プリングするためのサンプリング回路24と、サンプリ
ング回路24の出力する値を、例えば、1フィールドに
わたって積算することによりフォーカス評価値を求める
積算回路23と、積算回路23の出力するフォーカス評
価値に基づいてフォーカスレンズを合焦位置に移動させ
るようにモータ6の移動を制御するための制御回路21
とから構成されている。
【0015】図7において、このようなオートフォーカ
ス装置1aを有する従来のビデオカメラは、以下のよう
に動作する。レンズ系2は、CCD3の受光面上に被写
体の像を結ぶ。CCD3は、結ばれた被写体の像を光電
変換により電気信号に変換する。CDS回路4は、CC
D3から出力される信号を相関ダブルサンプリングし、
AGC回路7に与える。
ス装置1aを有する従来のビデオカメラは、以下のよう
に動作する。レンズ系2は、CCD3の受光面上に被写
体の像を結ぶ。CCD3は、結ばれた被写体の像を光電
変換により電気信号に変換する。CDS回路4は、CC
D3から出力される信号を相関ダブルサンプリングし、
AGC回路7に与える。
【0016】AGC回路7はCDS回路4から出力され
る信号のレベルを、所定のレベルとなるように増幅し、
色分離回路8に与える。色分離回路8は、AGC回路7
によって増幅された信号を、色差信号と輝度信号とに分
離し、色差信号をクロマ処理回路9に、輝度信号を輝度
処理回路10にそれぞれ与える。クロマ処理回路9は、
色分離回路8から与えられた色差信号を処理し、クロマ
信号Coutとして外部に出力する。輝度処理回路10
は色分離回路8から与えられた輝度信号を処理し、出力
輝度信号Youtとして外部に出力する。輝度信号Yo
utはまた、オートフォーカス装置1aのゲート回路1
2および同期分離回路11にも与えられる。
る信号のレベルを、所定のレベルとなるように増幅し、
色分離回路8に与える。色分離回路8は、AGC回路7
によって増幅された信号を、色差信号と輝度信号とに分
離し、色差信号をクロマ処理回路9に、輝度信号を輝度
処理回路10にそれぞれ与える。クロマ処理回路9は、
色分離回路8から与えられた色差信号を処理し、クロマ
信号Coutとして外部に出力する。輝度処理回路10
は色分離回路8から与えられた輝度信号を処理し、出力
輝度信号Youtとして外部に出力する。輝度信号Yo
utはまた、オートフォーカス装置1aのゲート回路1
2および同期分離回路11にも与えられる。
【0017】同期分離回路11は、輝度信号Youtか
ら垂直同期信号Vs及び水平同期信号Hsを分離してゲ
ート回路12に与える。ゲート回路12は垂直同期信号
Vs、水平同期信号Hsおよび所定のクロック信号に同
期して、現在走査中の位置が、図6に示されるフォーカ
ス制御エリア51内にある場合だけ、輝度信号をBPF
13に与える。BPF13は、ゲート回路12から出力
される輝度信号のうち、所定の高周波帯域成分のみを抽
出し、検波回路16に与える。検波回路16は、与えら
れた高周波帯域成分の信号のレベルを検波し、サンプリ
ング回路24に与える。サンプリング回路24は、検波
回路16から出力されるレベル信号を所定の周波数でサ
ンプリングし、積算回路23に与える。積算回路23
は、サンプリング回路24から与えられる信号を1フィ
ールド分積算し、制御回路21に与える。積算された値
は、そのフィールドのフォーカス評価値を表わす。制御
回路21は、積算回路23より与えられたこのフォーカ
ス評価値を用い、前述の山登り制御によってフォーカス
レンズを合焦位置に移動させるように、モータ6を制御
する。このように、フォーカス評価値を用いてレンズ系
内のフォーカスレンズを合焦位置に移動させることによ
り、オートフォーカスが行なわれる。
ら垂直同期信号Vs及び水平同期信号Hsを分離してゲ
ート回路12に与える。ゲート回路12は垂直同期信号
Vs、水平同期信号Hsおよび所定のクロック信号に同
期して、現在走査中の位置が、図6に示されるフォーカ
ス制御エリア51内にある場合だけ、輝度信号をBPF
13に与える。BPF13は、ゲート回路12から出力
される輝度信号のうち、所定の高周波帯域成分のみを抽
出し、検波回路16に与える。検波回路16は、与えら
れた高周波帯域成分の信号のレベルを検波し、サンプリ
ング回路24に与える。サンプリング回路24は、検波
回路16から出力されるレベル信号を所定の周波数でサ
ンプリングし、積算回路23に与える。積算回路23
は、サンプリング回路24から与えられる信号を1フィ
ールド分積算し、制御回路21に与える。積算された値
は、そのフィールドのフォーカス評価値を表わす。制御
回路21は、積算回路23より与えられたこのフォーカ
ス評価値を用い、前述の山登り制御によってフォーカス
レンズを合焦位置に移動させるように、モータ6を制御
する。このように、フォーカス評価値を用いてレンズ系
内のフォーカスレンズを合焦位置に移動させることによ
り、オートフォーカスが行なわれる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の山登り制
御によるオートフォーカス装置には、以下のような問題
点がある。ノイズなどによる誤動作を避けるため、複数
回のフォーカス評価値が連続して大きくなっているか、
あるいは小さくなっているかを調べることによって、現
在山登りの方向にあるのか、それとも山を超してしまっ
たのか、といった判断を行なう。たとえば、フォーカス
評価値が連続して2回以上大きくなっていれば、山登り
の最中であるため、それまでと同じ方向にフォーカスを
動かし、逆に、連続して2回以上小さくなっていればピ
ークを超えてしまったと判断できるためフォーカスを逆
の方向に移動させる。
御によるオートフォーカス装置には、以下のような問題
点がある。ノイズなどによる誤動作を避けるため、複数
回のフォーカス評価値が連続して大きくなっているか、
あるいは小さくなっているかを調べることによって、現
在山登りの方向にあるのか、それとも山を超してしまっ
たのか、といった判断を行なう。たとえば、フォーカス
評価値が連続して2回以上大きくなっていれば、山登り
の最中であるため、それまでと同じ方向にフォーカスを
動かし、逆に、連続して2回以上小さくなっていればピ
ークを超えてしまったと判断できるためフォーカスを逆
の方向に移動させる。
【0019】ところが、たとえば、図3aのように、フ
ォーカス評価値が各サンプリングごとに大きくなったり
小さくなったりというように、交互に変化する状況が続
いた場合に、前述の方法では正しい判断ができない。す
なわち、図3aの1番目から8番目のフォーカス評価値
に見られるように、全体的にとらえた場合、明らかにフ
ォーカス評価値が小さくなっているにもかかわらず、ピ
ークを越えてしまったという判断ができない。この場
合、7番目から9番目のフォーカス評価値を見ることに
よって初めてピークを越えたという判断がなされる。
ォーカス評価値が各サンプリングごとに大きくなったり
小さくなったりというように、交互に変化する状況が続
いた場合に、前述の方法では正しい判断ができない。す
なわち、図3aの1番目から8番目のフォーカス評価値
に見られるように、全体的にとらえた場合、明らかにフ
ォーカス評価値が小さくなっているにもかかわらず、ピ
ークを越えてしまったという判断ができない。この場
合、7番目から9番目のフォーカス評価値を見ることに
よって初めてピークを越えたという判断がなされる。
【0020】また、たとえば動いている被写体を撮影し
た場合など、フォーカス評価値がフォーカスの移動方向
とは全く無関係に、大きく変化する場合がある。すなわ
ち、図3bの1番目から9番目の変化に見られるよう
に、フォーカス評価値が無秩序に変化する場合も、前述
と同様な問題が発生する。このような場合、フォーカス
評価値の信頼性が低いため、従来の装置ではハンチング
などが発生したり、ピントを大きく外すことがあった。
本発明の目的は、前述のようなフォーカス評価値の変動
が各サンプリングごとに異なるときに対処させることに
ある。
た場合など、フォーカス評価値がフォーカスの移動方向
とは全く無関係に、大きく変化する場合がある。すなわ
ち、図3bの1番目から9番目の変化に見られるよう
に、フォーカス評価値が無秩序に変化する場合も、前述
と同様な問題が発生する。このような場合、フォーカス
評価値の信頼性が低いため、従来の装置ではハンチング
などが発生したり、ピントを大きく外すことがあった。
本発明の目的は、前述のようなフォーカス評価値の変動
が各サンプリングごとに異なるときに対処させることに
ある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の山登り制御によ
るオートフォーカス装置においては、被写体を撮像して
輝度信号を取出す手段と、前記輝度信号に含まれる所定
の周波数帯域成分のレベルを検出してフォーカス評価値
信号を出力するための手段と、前記フォーカス評価値信
号に応答してフォーカスレンズを移動させるための制御
手段に加えて、前記フォーカス評価値信号の変化の傾向
と信頼性の度合を検出する手段とを設けた。
るオートフォーカス装置においては、被写体を撮像して
輝度信号を取出す手段と、前記輝度信号に含まれる所定
の周波数帯域成分のレベルを検出してフォーカス評価値
信号を出力するための手段と、前記フォーカス評価値信
号に応答してフォーカスレンズを移動させるための制御
手段に加えて、前記フォーカス評価値信号の変化の傾向
と信頼性の度合を検出する手段とを設けた。
【0022】
【作用】本発明においては、フォーカス評価値の変化の
傾向と信頼性の度合いを検出する手段があるから、これ
らのデータとフォーカス評価値の3つを山登り制御に用
いる。したがって、フォーカス評価値の変化だけでは正
しく判断できない場合においても、本発明に係るオート
フォーカス装置においては、正しく合焦動作を行なうこ
とができる。
傾向と信頼性の度合いを検出する手段があるから、これ
らのデータとフォーカス評価値の3つを山登り制御に用
いる。したがって、フォーカス評価値の変化だけでは正
しく判断できない場合においても、本発明に係るオート
フォーカス装置においては、正しく合焦動作を行なうこ
とができる。
【0023】
【実施例】図1は、本発明に係るオートフォーカス装置
1を備えたビデオカメラのブロック図である。これに示
されるビデオカメラは、オートフォーカス装置1の一部
を除いて、図7に示されるものと同一である。両図にお
いて、同一の部品には同一の符号および名称が与えられ
ており、それらの機能も同一である。したがって、重複
する部分についての詳しい説明は省略する。
1を備えたビデオカメラのブロック図である。これに示
されるビデオカメラは、オートフォーカス装置1の一部
を除いて、図7に示されるものと同一である。両図にお
いて、同一の部品には同一の符号および名称が与えられ
ており、それらの機能も同一である。したがって、重複
する部分についての詳しい説明は省略する。
【0024】図1のオートフォーカス装置1において、
同期分離回路11、ゲート回路12、PBF13、検波
回路16、サンプリング回路24、積算回路23までは
図7の装置と同様である。本発明においては、積算回路
23から出力されたフォーカス評価値を一定期間サンプ
リングし、最小二乗法による近似を行なって、フォーカ
ス評価値の変化の傾向と信頼性の度合い(以下フォーカ
ス変動値と呼ぶ)を検出するLSC(最小二乗計算)回
路22を、積算回路23と制御回路21との間に設け、
その出力を制御回路21に供給し、制御回路21は、積
算回路23から出力されたフォーカス評価値とLSC回
路22から出力されたフォーカス変動値に基づいて、レ
ンズ系2の中のフォーカスレンズを合焦位置に移動させ
るように、モータ6の移動を制御する。
同期分離回路11、ゲート回路12、PBF13、検波
回路16、サンプリング回路24、積算回路23までは
図7の装置と同様である。本発明においては、積算回路
23から出力されたフォーカス評価値を一定期間サンプ
リングし、最小二乗法による近似を行なって、フォーカ
ス評価値の変化の傾向と信頼性の度合い(以下フォーカ
ス変動値と呼ぶ)を検出するLSC(最小二乗計算)回
路22を、積算回路23と制御回路21との間に設け、
その出力を制御回路21に供給し、制御回路21は、積
算回路23から出力されたフォーカス評価値とLSC回
路22から出力されたフォーカス変動値に基づいて、レ
ンズ系2の中のフォーカスレンズを合焦位置に移動させ
るように、モータ6の移動を制御する。
【0025】図2は、LSC回路22の動作の1例を説
明するためのグラフである。
明するためのグラフである。
【0026】まず、LSC回路22に入力されたフォー
カス評価値を、例えば、8回サンプリングし、順番にD
0からD7とする。そして、x軸をフォーカス評価値の
順番(ここでは0〜7としている)、y軸をフォーカス
評価値の大きさに対応させた2次元の座標系を考え、D
0からD7までをそれぞれプロットする。これらを表に
すると次のようになる。
カス評価値を、例えば、8回サンプリングし、順番にD
0からD7とする。そして、x軸をフォーカス評価値の
順番(ここでは0〜7としている)、y軸をフォーカス
評価値の大きさに対応させた2次元の座標系を考え、D
0からD7までをそれぞれプロットする。これらを表に
すると次のようになる。
【0027】
【表1】
【0028】これらのプロットした値との誤差が最も少
なくなるような直線y=ax+bを計算する。その傾き
aと、接片bを表1の数値により計算すると次の数式1
および2に示されるようになる。
なくなるような直線y=ax+bを計算する。その傾き
aと、接片bを表1の数値により計算すると次の数式1
および2に示されるようになる。
【0029】
【数1】
【0030】
【数2】
【0031】その後、残差平方和rを下記の数式3
【0032】
【数3】
【0033】に従って計算し、傾きaと残差平方和r
を、それぞれフォーカス変動値AおよびRとして制御回
路21へ出力する。たとえば表1の例では、フォーカス
評価値として順番に10,30,25,35,40,4
0,55,50という値が入力されているとすると、傾
きaが約5.42、接点bが約16.7、残差平方和r
が約190となり、フォーカス変動値A=5.42、フ
ォーカス変動値R=190が制御回路21へ出力され
る。このフォーカス変動値Aはフォーカス評価値の変化
の傾向を表わし、フォーカス変動値Rはフォーカス評価
値の変化の信頼性の度合を表わす。
を、それぞれフォーカス変動値AおよびRとして制御回
路21へ出力する。たとえば表1の例では、フォーカス
評価値として順番に10,30,25,35,40,4
0,55,50という値が入力されているとすると、傾
きaが約5.42、接点bが約16.7、残差平方和r
が約190となり、フォーカス変動値A=5.42、フ
ォーカス変動値R=190が制御回路21へ出力され
る。このフォーカス変動値Aはフォーカス評価値の変化
の傾向を表わし、フォーカス変動値Rはフォーカス評価
値の変化の信頼性の度合を表わす。
【0034】以下、図1〜図3について本発明のオート
フォーカス装置1について説明する。制御回路21によ
る山登り制御は、従来技術において説明されたものと基
本的な部分は同一であるから、ここでは従来技術との相
違点について説明する。
フォーカス装置1について説明する。制御回路21によ
る山登り制御は、従来技術において説明されたものと基
本的な部分は同一であるから、ここでは従来技術との相
違点について説明する。
【0035】制御回路21は、積算回路23から出力さ
れるフォーカス評価値と、LSC回路22から出力され
るフォーカス変動値Aおよびフォーカス変動値Rを常に
監視している。そして、フォーカス変動値Rが所定の範
囲内であれば、フォーカス評価値の信頼性は高いと判断
し、従来と同様にフォーカス評価値の連続した変化で制
御を行なう。ただし、フォーカス変動値Aが負の値を示
し、かつ、その絶対値が所定の範囲を越えているにもか
かわらず、フォーカス評価値が連続して小さくなってい
ない場合は、図3aのような変化をしている場合が考え
られるため、ピークを越えたと判断し、フォーカスを逆
の方向に移動させる。
れるフォーカス評価値と、LSC回路22から出力され
るフォーカス変動値Aおよびフォーカス変動値Rを常に
監視している。そして、フォーカス変動値Rが所定の範
囲内であれば、フォーカス評価値の信頼性は高いと判断
し、従来と同様にフォーカス評価値の連続した変化で制
御を行なう。ただし、フォーカス変動値Aが負の値を示
し、かつ、その絶対値が所定の範囲を越えているにもか
かわらず、フォーカス評価値が連続して小さくなってい
ない場合は、図3aのような変化をしている場合が考え
られるため、ピークを越えたと判断し、フォーカスを逆
の方向に移動させる。
【0036】一方、フォーカス変動値Rが所定の範囲を
越えているような場合は、図3bのようにフォーカス評
価値が無秩序な変化をしていると考えられるため、フォ
ーカス評価値の信頼性は低いと判断し、一旦フォーカス
の制御を中断してフォーカスをその位置で停止させる。
そして、フォーカス変動値Rが所定の範囲内に収まるの
を待った後、フォーカスの制御を再開させる。
越えているような場合は、図3bのようにフォーカス評
価値が無秩序な変化をしていると考えられるため、フォ
ーカス評価値の信頼性は低いと判断し、一旦フォーカス
の制御を中断してフォーカスをその位置で停止させる。
そして、フォーカス変動値Rが所定の範囲内に収まるの
を待った後、フォーカスの制御を再開させる。
【0037】以上のように、フォーカス変動値Aおよび
フォーカス変動値Rを用いて制御を行なうことにより、
確実な合焦動作を行なうことができる。したがって、画
面の変化などによってフォーカス評価値の信頼性が低く
なったような場合でも、従来のようにハンチングを起こ
したり大きくピントを外したりする恐れがない。
フォーカス変動値Rを用いて制御を行なうことにより、
確実な合焦動作を行なうことができる。したがって、画
面の変化などによってフォーカス評価値の信頼性が低く
なったような場合でも、従来のようにハンチングを起こ
したり大きくピントを外したりする恐れがない。
【0038】実際には、制御回路21は、マイクロコン
ピュータなどで実現させる。図4は、制御回路21で実
行されるプログラムの1例のフローチャートである。図
4に示されるように、このプログラムは以下のようなス
テップで制御を行なう。
ピュータなどで実現させる。図4は、制御回路21で実
行されるプログラムの1例のフローチャートである。図
4に示されるように、このプログラムは以下のようなス
テップで制御を行なう。
【0039】ステップS001において、サンプリング
パルスの検出が試みられる。
パルスの検出が試みられる。
【0040】ステップS002において、サンプリング
パルスの検出ができたかどうかが判断される。判断の答
がYESであれば制御はステップS003に進み、判断
の答がNOであれば制御はステップS001に戻る。
パルスの検出ができたかどうかが判断される。判断の答
がYESであれば制御はステップS003に進み、判断
の答がNOであれば制御はステップS001に戻る。
【0041】ステップS003においては、フォーカス
評価値およびフォーカス変動値A,Rのサンプリングが
行なわれる。制御はその後ステップS004に進む。
評価値およびフォーカス変動値A,Rのサンプリングが
行なわれる。制御はその後ステップS004に進む。
【0042】ステップS004においては、フォーカス
変動値Rの値をチェックする。
変動値Rの値をチェックする。
【0043】ステップS005においては、チェックさ
れた値が予め定められた値を越えているかどうかが判断
される。判断の答がYESならば検出されたフォーカス
評価値の信頼性は低いため、制御はステップS201に
移り、NOならばステップS006に進む。
れた値が予め定められた値を越えているかどうかが判断
される。判断の答がYESならば検出されたフォーカス
評価値の信頼性は低いため、制御はステップS201に
移り、NOならばステップS006に進む。
【0044】ステップS006においては、フォーカス
評価値による山登り制御が行なわれる。
評価値による山登り制御が行なわれる。
【0045】ステップS007においては、山登り制御
の結果、合焦に達したかどうかの判断が行なわれる。判
断の答がYESならばオートフォーカス動作を終了する
ため、制御はステップS301に移り、NOならばステ
ップS008に進む。
の結果、合焦に達したかどうかの判断が行なわれる。判
断の答がYESならばオートフォーカス動作を終了する
ため、制御はステップS301に移り、NOならばステ
ップS008に進む。
【0046】ステップS008においては、山登り制御
の結果、山を越したかどうかの判断が行なわれる。判断
の答がYESならばフォーカスを逆に移動させるためス
テップS009に進み、NOならば山はまだ越していな
いと判断され、制御はステップS101に移る。
の結果、山を越したかどうかの判断が行なわれる。判断
の答がYESならばフォーカスを逆に移動させるためス
テップS009に進み、NOならば山はまだ越していな
いと判断され、制御はステップS101に移る。
【0047】ステップS009においては、フォーカス
をそれまでと逆の方向に移動させる。その後、制御はス
テップS001に戻る。
をそれまでと逆の方向に移動させる。その後、制御はス
テップS001に戻る。
【0048】ステップS101に進んだ場合は、次にフ
ォーカス変動値Aの値をチェックする。制御はステップ
S102に進む。
ォーカス変動値Aの値をチェックする。制御はステップ
S102に進む。
【0049】ステップS102においては、チェックさ
れたデータが負の場合で、なおかつその絶対値が予め定
められた値を越えているかどうかが判断される。判断の
答がYESならば、フォーカス評価値は小さくなってい
る傾向にあり、フォーカス評価値は図3aのような変化
をしていると考えられるため、制御はステップS009
に移る。一方、判断の答がNOであった場合は、フォー
カスを同方向に移動させるために、制御はステップS1
03に進む。
れたデータが負の場合で、なおかつその絶対値が予め定
められた値を越えているかどうかが判断される。判断の
答がYESならば、フォーカス評価値は小さくなってい
る傾向にあり、フォーカス評価値は図3aのような変化
をしていると考えられるため、制御はステップS009
に移る。一方、判断の答がNOであった場合は、フォー
カスを同方向に移動させるために、制御はステップS1
03に進む。
【0050】ステップS103においては、フォーカス
をそれまでと同じ方向に移動させる。その後、制御はス
テップS001に戻る。
をそれまでと同じ方向に移動させる。その後、制御はス
テップS001に戻る。
【0051】ステップS201に進んだ場合は、フォー
カス評価値の信頼性が低いと判断されているため、フォ
ーカスを一時停止させる。制御はその後ステップS00
1に戻る。
カス評価値の信頼性が低いと判断されているため、フォ
ーカスを一時停止させる。制御はその後ステップS00
1に戻る。
【0052】ステップS301に進んだ場合は、合焦点
に達しているため、フォーカスを完全に停止させる。そ
してオートフォーカス動作の処理を終了する。
に達しているため、フォーカスを完全に停止させる。そ
してオートフォーカス動作の処理を終了する。
【0053】制御回路21が、図4に示されるフローチ
ャートに従って制御するプログラムを実行することによ
り、フォーカス評価値がどのような変化をしても確実な
合焦動作を行なうことができる。これにより、ピントが
大きく外れたり、ハンチングを起こしたりすることがな
くなる。
ャートに従って制御するプログラムを実行することによ
り、フォーカス評価値がどのような変化をしても確実な
合焦動作を行なうことができる。これにより、ピントが
大きく外れたり、ハンチングを起こしたりすることがな
くなる。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォーカ
ス評価値の変化の傾向と信頼性とによって制御が行なわ
れるから、移動方向の不安定な被写体を撮影しても確実
なオートフォーカスの制御を行なうことができる。
ス評価値の変化の傾向と信頼性とによって制御が行なわ
れるから、移動方向の不安定な被写体を撮影しても確実
なオートフォーカスの制御を行なうことができる。
【図1】本発明の一実施例を用いたビデオカメラのブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】LSC回路の処理内容の1例を示すグラフであ
る。
る。
【図3】aおよびbはフォーカス評価値の変化を示す模
式図である。
式図である。
【図4】制御回路において実行されるプログラム1例の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図5】山登り制御の原理を示すためのフォーカス評価
値の特性図である。
値の特性図である。
【図6】撮影画面の模式図である。
【図7】従来のオートフォーカス装置を用いたビデオカ
メラのブロック図である。
メラのブロック図である。
1 オートフォーカス装置 11 同期分離回路 12 ゲート回路 13 BPF 16 検波回路 21 制御回路 22 LSC回路 23 積算回路 24 サンプリング回路
Claims (1)
- 【請求項1】 山登り制御によるオートフォーカス装置
において、被写体を撮像して輝度信号を取出す手段と、
前記輝度信号に含まれる所定の周波数帯域成分のレベル
を検出してフォーカス評価値信号を出力するための手段
と、前記フォーカス評価値信号の変化の傾向と信頼性の
度合を検出する手段と、前記のフォーカス評価値信号な
らびにその傾向および信頼性の度合に応答してレンズを
移動させるための制御手段とを有することを特徴とする
オートフォーカス装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3071159A JP2851713B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | オートフォーカス装置 |
CA002064528A CA2064528C (en) | 1991-04-03 | 1992-03-31 | Automatic camera focusing device |
US07/862,361 US5337084A (en) | 1991-04-03 | 1992-04-02 | Automatic focusing device utilizing a trend of variation and degree of reliability of a focusing evaluation value signal to improve image focusing |
MYPI92000570A MY107864A (en) | 1991-04-03 | 1992-04-02 | Automatic focusing device in which trend of variation and degree of reliability of focusing evaluation value signal. |
KR1019920005507A KR960002898B1 (ko) | 1991-04-03 | 1992-04-02 | 포커스 평가값 신호의 경향 및 신뢰도를 판정하는 오토 포커스 장치 및 그 제어 방법 |
DE69215571T DE69215571T2 (de) | 1991-04-03 | 1992-04-03 | Automatische Einrichtung und Verfahren zur Fokussierung |
EP92302995A EP0507627B1 (en) | 1991-04-03 | 1992-04-03 | Automatic focusing device and method |
ES92302995T ES2094874T3 (es) | 1991-04-03 | 1992-04-03 | Dispositivo de enfoque automatico controlado por la variacion y grado de fiabilidad de una señal de valor de evaluacion del enfoque. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3071159A JP2851713B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | オートフォーカス装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04305609A JPH04305609A (ja) | 1992-10-28 |
JP2851713B2 true JP2851713B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=13452575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3071159A Expired - Fee Related JP2851713B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | オートフォーカス装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5337084A (ja) |
EP (1) | EP0507627B1 (ja) |
JP (1) | JP2851713B2 (ja) |
KR (1) | KR960002898B1 (ja) |
CA (1) | CA2064528C (ja) |
DE (1) | DE69215571T2 (ja) |
ES (1) | ES2094874T3 (ja) |
MY (1) | MY107864A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009139782A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | レンズ姿勢/位置調整方法および装置 |
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1991
- 1991-04-03 JP JP3071159A patent/JP2851713B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-31 CA CA002064528A patent/CA2064528C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-02 US US07/862,361 patent/US5337084A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-02 MY MYPI92000570A patent/MY107864A/en unknown
- 1992-04-02 KR KR1019920005507A patent/KR960002898B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-04-03 ES ES92302995T patent/ES2094874T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-03 DE DE69215571T patent/DE69215571T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-03 EP EP92302995A patent/EP0507627B1/en not_active Expired - Lifetime
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JPH04305609A (ja) | 1992-10-28 |
CA2064528A1 (en) | 1992-10-04 |
EP0507627A3 (en) | 1993-03-24 |
DE69215571D1 (de) | 1997-01-16 |
KR920020934A (ko) | 1992-11-21 |
EP0507627B1 (en) | 1996-12-04 |
US5337084A (en) | 1994-08-09 |
ES2094874T3 (es) | 1997-02-01 |
CA2064528C (en) | 1999-01-26 |
KR960002898B1 (ko) | 1996-02-27 |
MY107864A (en) | 1996-06-29 |
DE69215571T2 (de) | 1997-05-28 |
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