JP2904841B2 - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
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- JP2904841B2 JP2904841B2 JP2012155A JP1215590A JP2904841B2 JP 2904841 B2 JP2904841 B2 JP 2904841B2 JP 2012155 A JP2012155 A JP 2012155A JP 1215590 A JP1215590 A JP 1215590A JP 2904841 B2 JP2904841 B2 JP 2904841B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- 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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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、撮影装置に使用され自動的に撮影像の焦点
を合わせる自動合焦装置に関する。
を合わせる自動合焦装置に関する。
［従来の技術］ 従来、ビデオカメラ等の撮影装置に使用される自動合
焦装置には、三角測距法や赤外線方式等が用いられてい
たが、最近は撮影像を電気信号に変換する撮像素子から
送出される信号を直接合焦操作に利用するものが多い。
これはいっっぱんに山登り方式と呼ばれるもので、撮影
像の焦点が最も合ったときに撮像素子より送出される映
像信号内の高周波成分の振幅が最も高くなるという性質
を応用したものであり、この高周波成分を得るためにバ
ンドパスフィルタ（以下BPFと記す）が使用され上記映
像信号よりBPFにて高周波成分が抽出される。
焦装置には、三角測距法や赤外線方式等が用いられてい
たが、最近は撮影像を電気信号に変換する撮像素子から
送出される信号を直接合焦操作に利用するものが多い。
これはいっっぱんに山登り方式と呼ばれるもので、撮影
像の焦点が最も合ったときに撮像素子より送出される映
像信号内の高周波成分の振幅が最も高くなるという性質
を応用したものであり、この高周波成分を得るためにバ
ンドパスフィルタ（以下BPFと記す）が使用され上記映
像信号よりBPFにて高周波成分が抽出される。
［発明が解決しようとする課題］ ところが撮影像によっては焦点が合っていないのにタ
イミング次第で瞬間的に高周波成分が一番高くなること
がある。この現象は疑似ピークと呼ばれるが、これを回
避するために種々の工夫がなされている。例えば、何種
類かの高周波数成分の振幅を同時に測定し、これらのピ
ークが全て一致した場合が真の合焦点だと判断する方法
があるが、この方法の場合には数種類のBPFを使用する
必要があり、部品点数が多くなるという問題点がある。
又、撮影像によって上記ピークの高さ、幅等がまちまち
であり、どの範囲の高周波成分を測定すべきであるかも
問題となる。よって多くの周波数成分を測定するように
し、撮影像によって最も適切な範囲を選択するのが理想
的であるが、このような方法をとると上述したように部
品点数が多くなり、製造コストの面からも不利となると
いう問題点がある。
イミング次第で瞬間的に高周波成分が一番高くなること
がある。この現象は疑似ピークと呼ばれるが、これを回
避するために種々の工夫がなされている。例えば、何種
類かの高周波数成分の振幅を同時に測定し、これらのピ
ークが全て一致した場合が真の合焦点だと判断する方法
があるが、この方法の場合には数種類のBPFを使用する
必要があり、部品点数が多くなるという問題点がある。
又、撮影像によって上記ピークの高さ、幅等がまちまち
であり、どの範囲の高周波成分を測定すべきであるかも
問題となる。よって多くの周波数成分を測定するように
し、撮影像によって最も適切な範囲を選択するのが理想
的であるが、このような方法をとると上述したように部
品点数が多くなり、製造コストの面からも不利となると
いう問題点がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、部品点数が少なく、よって製造コストも安価と
なり、かつ種々の撮影像に対して適切な合焦操作を行う
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。
もので、部品点数が少なく、よって製造コストも安価と
なり、かつ種々の撮影像に対して適切な合焦操作を行う
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。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、合焦動作のため撮影レンズが移動すること
に伴い供給されるそれぞれの映像信号をデジタル変換す
るA/D変換器と、 上記A/D変換器が送出するそれぞれのデジタル映像信
号を該デジタル映像信号毎に周波数領域に変換する直交
変換器と、 上記周波数領域内における複数の周波数成分につい
て、上記直交変換器が送出するそれぞれの上記周波数領
域にて変化を観察し、該変化観察において上記複数の周
波数成分のすべてが最大となる上記周波数領域を得るた
めに上記撮影レンズの上記合焦動作用の制御信号を生成
する制御部と、を備えたことを特徴とする。
に伴い供給されるそれぞれの映像信号をデジタル変換す
るA/D変換器と、 上記A/D変換器が送出するそれぞれのデジタル映像信
号を該デジタル映像信号毎に周波数領域に変換する直交
変換器と、 上記周波数領域内における複数の周波数成分につい
て、上記直交変換器が送出するそれぞれの上記周波数領
域にて変化を観察し、該変化観察において上記複数の周
波数成分のすべてが最大となる上記周波数領域を得るた
めに上記撮影レンズの上記合焦動作用の制御信号を生成
する制御部と、を備えたことを特徴とする。
［作用］ A/D変換器は映像信号をデジタル変換し、直交変換器
はデジタル変換された映像信号を例えば離散コサイン変
換することで上記映像信号より低周波数成分より高周波
成分までを送出する。制御部は、直交変換器が送出する
上記周波数成分の任意の成分に基づいて合焦操作用の制
御信号を送出するので、BPFは不要となり、特に複数の
周波数成分に基づいて合焦操作を行う回路を構成する場
合には複数のBPFが不要な分構成部品点数をすくなくす
るように作用する。よって制御部は製造コストを低減す
るように作用している。
はデジタル変換された映像信号を例えば離散コサイン変
換することで上記映像信号より低周波数成分より高周波
成分までを送出する。制御部は、直交変換器が送出する
上記周波数成分の任意の成分に基づいて合焦操作用の制
御信号を送出するので、BPFは不要となり、特に複数の
周波数成分に基づいて合焦操作を行う回路を構成する場
合には複数のBPFが不要な分構成部品点数をすくなくす
るように作用する。よって制御部は製造コストを低減す
るように作用している。
［実施例］ 本発明の自動合焦装置の一実施例を示す第１図におい
て、撮影系を構成している撮影レンズ１を介して得られ
る撮影像を電気信号に変換する撮像素子２の出力側は信
号を増幅するプリアンプ３に接続され、プリアンプ３の
出力側はプリアンプ３が送出するアナログ信号の映像信
号をデジタル変換するA/D変換器４を介して画面表示可
能なように上記映像信号の処理を行う信号処理回路５に
接続される。信号処理回路５の出力側は、信号処理回路
５より送出される映像信号をアナログ変換するD/A変換
器６を介して上記映像信号を可視的に表示するディスプ
レイ７に接続されるとともに、直交変換器８に接続され
る。
て、撮影系を構成している撮影レンズ１を介して得られ
る撮影像を電気信号に変換する撮像素子２の出力側は信
号を増幅するプリアンプ３に接続され、プリアンプ３の
出力側はプリアンプ３が送出するアナログ信号の映像信
号をデジタル変換するA/D変換器４を介して画面表示可
能なように上記映像信号の処理を行う信号処理回路５に
接続される。信号処理回路５の出力側は、信号処理回路
５より送出される映像信号をアナログ変換するD/A変換
器６を介して上記映像信号を可視的に表示するディスプ
レイ７に接続されるとともに、直交変換器８に接続され
る。
直交変換器８は、デジタル変換された映像信号を例え
ばフーリエ変換等を行うことで周波数領域に変換する直
交変換回路であり、本実施例では今後画像符号化の標準
方式となると考えられる離散コサイン変換（以下DCTと
記す）によって上記変換を行っている。DCTは、数多く
提案されている直交変換の内の一つであり、上記映像信
号を直交変換器８にて２次元DCTを行うとデジタル変換
された撮影像の映像信号は、周波数領域の信号に変換さ
れ、さらに周波数成分の小さいものから順番に並べられ
る。即ち、DCTの概念を説明すると、第２図ａに示すよ
うに、撮影像20が例えば横８画素、縦８画素より構成さ
れているとした場合、直交変換器８にてDCTが行なわれ
その結果得られる周波数成分が、第２図ｂに示すよう
に、横８×縦８のマトリックス状の格納領域21であって
該格納領域21の図内左端上に直流成分とし、以下、行方
向では右方向に進む程周波数成分が高く、かつ列方向で
は下方向に進む程周波数成分が高くなるように格納領域
に並べられる。即ち、上記格納領域21において、左端上
に存在する周波数成分が最も低く、右端下に存在する周
波数成分が最も高くなっている。
ばフーリエ変換等を行うことで周波数領域に変換する直
交変換回路であり、本実施例では今後画像符号化の標準
方式となると考えられる離散コサイン変換（以下DCTと
記す）によって上記変換を行っている。DCTは、数多く
提案されている直交変換の内の一つであり、上記映像信
号を直交変換器８にて２次元DCTを行うとデジタル変換
された撮影像の映像信号は、周波数領域の信号に変換さ
れ、さらに周波数成分の小さいものから順番に並べられ
る。即ち、DCTの概念を説明すると、第２図ａに示すよ
うに、撮影像20が例えば横８画素、縦８画素より構成さ
れているとした場合、直交変換器８にてDCTが行なわれ
その結果得られる周波数成分が、第２図ｂに示すよう
に、横８×縦８のマトリックス状の格納領域21であって
該格納領域21の図内左端上に直流成分とし、以下、行方
向では右方向に進む程周波数成分が高く、かつ列方向で
は下方向に進む程周波数成分が高くなるように格納領域
に並べられる。即ち、上記格納領域21において、左端上
に存在する周波数成分が最も低く、右端下に存在する周
波数成分が最も高くなっている。
このような動作を行う直交変換器８の出力側は、演算
回路９に接続される。演算回路９は、上述した格納領域
21に格納される種々の周波数成分の内、基本的に最も周
波数成分の高いものの変化を観察することでこの周波数
成分が最大となるように撮影レンズ１を移動させる信号
を発生し、該信号をモータ10へ送出する回路である。
尚、直交変換器８より種々の周波数成分が送出されるこ
とより、演算回路９において複数の周波数成分の観察を
行いこれらが全て最大となるように合焦操作に関する制
御信号を作成することで、従来例にて生じたような疑似
ピークに撮影像の焦点が合うということを防ぐことがで
きる。
回路９に接続される。演算回路９は、上述した格納領域
21に格納される種々の周波数成分の内、基本的に最も周
波数成分の高いものの変化を観察することでこの周波数
成分が最大となるように撮影レンズ１を移動させる信号
を発生し、該信号をモータ10へ送出する回路である。
尚、直交変換器８より種々の周波数成分が送出されるこ
とより、演算回路９において複数の周波数成分の観察を
行いこれらが全て最大となるように合焦操作に関する制
御信号を作成することで、従来例にて生じたような疑似
ピークに撮影像の焦点が合うということを防ぐことがで
きる。
このように構成される本実施例の自動合焦装置の動作
を以下に説明する。
を以下に説明する。
撮像素子２より送出される映像信号は、プリアンプ３
にて増幅された後、A/D変換器４にてA/D変換され信号処
理回路５にて上述した信号処理がなされる。信号処理回
路５より送出された映像信号は、D/A変換器６を介して
ディスプレイ７に可視的に表示されるとともに、直交変
換器８に送出され上述した直交変換がなされ、その情報
は演算回路９へ送出される。演算回路９では、直交変換
器８より供給される種々の周波数成分より例えば最も高
い周波数成分の変化を観察し該周波数成分が最も高くな
るように撮影レンズ１を移動させる制御信号を発生す
る。尚、演算回路９は、上述したように、供給される周
波数成分の内から複数の周波数成分の変化を観察し合焦
操作を行う制御信号を発生するようにしても良い。
にて増幅された後、A/D変換器４にてA/D変換され信号処
理回路５にて上述した信号処理がなされる。信号処理回
路５より送出された映像信号は、D/A変換器６を介して
ディスプレイ７に可視的に表示されるとともに、直交変
換器８に送出され上述した直交変換がなされ、その情報
は演算回路９へ送出される。演算回路９では、直交変換
器８より供給される種々の周波数成分より例えば最も高
い周波数成分の変化を観察し該周波数成分が最も高くな
るように撮影レンズ１を移動させる制御信号を発生す
る。尚、演算回路９は、上述したように、供給される周
波数成分の内から複数の周波数成分の変化を観察し合焦
操作を行う制御信号を発生するようにしても良い。
このように本実施例の自動合焦装置では、映像信号を
A/D変換してデジタル情報にて、又DCTを行うことで映像
信号における周波数成分を一度に複数得ることができる
ため、従来のように例えば高周波成分を得るためにBPF
を使用する必要がなく、特に複数の周波数成分を得るた
めに複数のBPFを設ける必要がなく、部品点数が増加す
るということはない。又、部品点数が増加しないことよ
り生産コストの上昇を抑えることができる。又、DCTを
行うことで特定の周波数成分に限らずあらゆる周波数情
報を得ることができるので、その内の複数種類の周波数
成分を組み合わせこれらの変化を観察することでさまざ
まな画像に最適な合焦動作を行うことができ、合焦精度
を向上させることができる。
A/D変換してデジタル情報にて、又DCTを行うことで映像
信号における周波数成分を一度に複数得ることができる
ため、従来のように例えば高周波成分を得るためにBPF
を使用する必要がなく、特に複数の周波数成分を得るた
めに複数のBPFを設ける必要がなく、部品点数が増加す
るということはない。又、部品点数が増加しないことよ
り生産コストの上昇を抑えることができる。又、DCTを
行うことで特定の周波数成分に限らずあらゆる周波数情
報を得ることができるので、その内の複数種類の周波数
成分を組み合わせこれらの変化を観察することでさまざ
まな画像に最適な合焦動作を行うことができ、合焦精度
を向上させることができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、デジタル変換さ
れた映像信号を直交変換することで複数の周波数成分を
得ることより、BPFが不要となり、特に疑似ピークによ
る誤った合焦操作を防ぐための回路に複数のBPFを使用
する必要がなくなることより部品点数が少なく、製造コ
ストも安価とすることができる。さらに、直交変換器よ
り複数の周波数成分が送出されることより任意の周波数
成分について変化を観察することができることより、種
々の撮影像に対して適切な合焦操作を行うことができ
る。
れた映像信号を直交変換することで複数の周波数成分を
得ることより、BPFが不要となり、特に疑似ピークによ
る誤った合焦操作を防ぐための回路に複数のBPFを使用
する必要がなくなることより部品点数が少なく、製造コ
ストも安価とすることができる。さらに、直交変換器よ
り複数の周波数成分が送出されることより任意の周波数
成分について変化を観察することができることより、種
々の撮影像に対して適切な合焦操作を行うことができ
る。
第１図は本発明の自動合焦装置の構成を示すブロック
図、第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は本発明の自動合焦
装置に使用されるDCTの動作の概略を示す図である。 ４……A/D変換器、６……D/A変換器、８……直交変換
器、９……演算回路。
図、第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は本発明の自動合焦
装置に使用されるDCTの動作の概略を示す図である。 ４……A/D変換器、６……D/A変換器、８……直交変換
器、９……演算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】合焦動作のため撮影レンズが移動すること
に伴い供給されるそれぞれの映像信号をデジタル変換す
るA/D変換器と、 上記A/D変換器が送出するそれぞれのデジタル映像信号
を該デジタル映像信号毎に周波数領域に変換する直交変
換器と、 上記周波数領域内における複数の周波数成分について、
上記直交変換器が送出するそれぞれの上記周波数領域に
て変化を観察し、該変化観察において上記複数の周波数
成分のすべてが最大となる上記周波数領域を得るために
上記撮影レンズの上記合焦動作用の制御信号を生成する
制御部と、 を備えたことを特徴とする自動合焦装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012155A JP2904841B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 自動合焦装置 |
| US07/631,455 US5210564A (en) | 1990-01-22 | 1990-12-21 | Automatic focusing device employing a frequency domain representation of a digital video signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012155A JP2904841B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216078A JPH03216078A (ja) | 1991-09-24 |
| JP2904841B2 true JP2904841B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=11797573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012155A Expired - Fee Related JP2904841B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 自動合焦装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5210564A (ja) |
| JP (1) | JP2904841B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2711813B1 (fr) * | 1993-10-27 | 1996-01-12 | Telediffusion Fse | Procédé et dispositif de focalisation automatique d'un objectif. |
| US5842059A (en) * | 1996-07-22 | 1998-11-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Automatic focus adjusting device |
| AU748148B2 (en) * | 2000-03-16 | 2002-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | A method for single camera range finding using a wavelet decomposition |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE373214B (ja) * | 1972-03-17 | 1975-01-27 | B Olsen | |
| JPS5156627A (en) * | 1974-11-13 | 1976-05-18 | Canon Kk | Butsutaizosenmeidokenshutsuhoshiki |
| JPH0672973B2 (ja) * | 1983-06-30 | 1994-09-14 | 株式会社リコー | オ−トフオ−カス方法 |
| US4584704A (en) * | 1984-03-01 | 1986-04-22 | Bran Ferren | Spatial imaging system |
| US5043809A (en) * | 1986-11-25 | 1991-08-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Encoding apparatus |
| JP2554255B2 (ja) * | 1987-03-23 | 1996-11-13 | 旭光学工業株式会社 | フイルタリング装置 |
| US4814889A (en) * | 1987-10-07 | 1989-03-21 | General Electric Company | Automatic focussing system |
| JP2772079B2 (ja) * | 1989-01-09 | 1998-07-02 | オリンパス光学工業株式会社 | 自動合焦装置 |
| JP3143110B2 (ja) * | 1989-07-24 | 2001-03-07 | 株式会社リコー | 画像入力装置 |
| JPH03214868A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Ricoh Co Ltd | 自動焦点調整装置 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2012155A patent/JP2904841B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-21 US US07/631,455 patent/US5210564A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5210564A (en) | 1993-05-11 |
| JPH03216078A (ja) | 1991-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090326 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |