JP2932575B2 - オートフォーカス制御装置及びその制御方法 - Google Patents

オートフォーカス制御装置及びその制御方法

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JP2932575B2 JP2054420A JP5442090A JP2932575B2 JP 2932575 B2 JP2932575 B2 JP 2932575B2 JP 2054420 A JP2054420 A JP 2054420A JP 5442090 A JP5442090 A JP 5442090A JP 2932575 B2 JP2932575 B2 JP 2932575B2
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はムービカメラ等のオートフォーカス制御装置
及びオートフォーカス制御方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明はムービカメラ等のオートフォーカス制御装置
及びオートフォーカス制御方法に関し、撮像手段より得
られる映像信号からコントラストデータを得、該コント
ラストデータが最大値となる位置にフォーカスレンズを
動かすオートフォーカス制御装置又は方法であって、コ
ントラストデータを得る為に設定された大小二つの画枠
と、大小二つの画枠のうら初めは大きい画枠から得られ
るコントラストデータに基づいてフォーカスレンズを制
御し、上記大きい画枠から最大コントラストデータが得
られたときに上記小さい画枠から得られる最大のコント
ラストデータに基づいて上記フォーカスレンズを制御し
て画像の背景にあるコントラストの強い方に合焦しない
様にしたものである。
〔従来の技術〕
ビデオムービカメラ等の撮像手段のオートフォーカス
装置及びオートフォーカス方法には、従来から種々の機
構や方法が提案されている。一般にはCCD等の撮像手段
から取り出された映像信号をマイクロコンピュータ等で
画像処理し、ピントの合い具合を検出し、そのデータに
基づいて撮像手段のレンズを移動させてピントを自動的
に合せるTTL(Through The Lens)方式がよく利用され
ている。オートフォーカス方法の代表的なものとしては
マスタレンズに入って来る光の情報データをオートフォ
ーカス情報データにそのまま用いるパッシブ方式と、ム
ービカメラ側から信号を発射し被写体で反射してきた情
報を利用するアクティブ方式が知られている。アクティ
ブ及びパッシブ方式には三角測量法を用いる方法がよく
利用されているが、最近はパッシュブ方式としてコント
ラスト検出法が広く利用されている。この方式の原理は
第4図Aに示す様にムービカメラのファインダー(1)
をのぞいた時の被写体(2)にピントが合い被写体
(2)の画像の輪郭がはっきりするほど所定のフィルタ
ーを介して取り出した映像信号(3)は第4図Bに示す
様にコントラスト比が大きく、周波数成分が高くなり、
第4図Cに示す様にピントが合っていない被写体(2)
の映像信号(3)は第4図Dに示す様にコントラスト比
が小さく周波数成分は低くなると云う原理を利用するも
ので、この原理を用いてコントラストを検出するには第
5図に示す様に、例えばズームレンズ中に含まれるフォ
ーカスレンズ、ズームレンズ、並にマスタレンズ等のう
ち、フォーカスレンズ(6)をオートフォーカス(以下
AFと記す)モータ(5)で微小移動させる様にしてい
る。この微小移動を行なうためにはCCD(7)に入射す
る被写体(2)に対応する映像信号(3)のコントラス
トの最大値に合せた信号をAF回路(8)に供給し、AFモ
ータ(5)を駆動する様にしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来技術で説明した様に、CCD(7)或はファ
インダー(1)上の画面(9)中のコントラストの最大
値点を検出する場合には第6図Aに示す様に、略画面
(9)の中央付近で1/2H×1/2V(Hは画面の水平方向、
Vは画面の垂直方向長さ)程度の大きさの比較的大きい
画枠(10)を設定し、この画枠(10)内で一番コントラ
ストの大きい例えば、被写体(2)のうちの人(2a)に
合焦させることで、第6図Bの曲線(12)に示す様なデ
ータが得られる。然し、画面(9)の人(2a)の背景に
例えば、ストライプ状の模様のある壁(2b)等があると
第6図Bの曲線(13)に示す様に合焦点は壁(2b)の方
に引かれ背景に合焦してしまう。この場合、人(2a)に
合焦させるには画枠を第6図Cに示す様に小さくし、こ
の小さい画枠(11)内で合焦処理を行なえば第6図Bの
曲線(12)で示す位置に合焦させることが出来る。然
し、小さい画枠(11)で合焦させると、第6図Cに示す
様に人の顔(2d)を大写しする様な場合、例えば、鼻
(2c)の写し出された画枠(11)内は略平らでコントラ
スト比がないので、合焦位置を探し出すことが出来なく
なる問題が生ずる。自然界では全くコントラストが無い
ことは極めて少ないが、それがフラットと判断される多
くの場合は枠内の被写体が動いている場合であり、被写
体が矢印(16)の様に動く場合には合焦位置が大きく移
動し、合焦位置を正しく定めることが出来ない問題も生
ずる。一般的には画枠は適当な大きさに定めざるを得な
くなり、画面(9)に写し出される被写体(2)に応じ
て、上述の2種の現象のうちのどちらかの動きをする問
題があった。
本発明は叙上の問題点を解決するために成されたもの
で、その目的とするところは背景引かれが軽減されたAF
制御装置及びAF制御方法を提供しようとするものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のAF制御装置及びAF制御方法はその例が第1及
び第2図に示される様に、本発明の第1及び第2の発明
は撮像手段(17)より得られる映像信号からコントラス
トデータを得、コントラストデータが最大値となる位置
にAFレンズ(17a)を動かすAF制御装置又は制御方法で
あって、コントラストデータを得る為に設定された大小
二つの画枠(10)(11)と、大小二つの画枠(10)(1
1)のうち初めは大きい画枠(10)が得られるコントラ
ストデータに基づいて上記フォーカスレンズ(17a)を
制御し、大きい画枠(10)から最大コントラストデータ
が得られたときに小さい画枠(11)から得られる最大の
コントラストデータに基づいてフォーカスレンズ(17
a)を制御して成るものである。
〔作用〕
本発明のAF制御装置及びAF制御方法によれば大きい画
枠(10)と小さい画枠(11)のデータ変化を検出するこ
とで背景引かれを軽減できるものが得られる。
〔実施例〕 以下、本発明のAF制御装置及びAF制御方法を第1図乃
至第3図について詳記する。
第1図乃至第3図に於いて、従来図面との対応部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。
第1図は本例のAF制御装置の一実施例を示す系統図で
あり、同図でフォーカスレンズ(17a)、ズームレン
ズ、マスターレンズ等から成るレンズ系及びCCD(7)
を含むムービカメラ等の撮像手段(17)には第5図で説
明したAFモータ(5)を有し、フォーカスレンズ(17
a)を矢印(17b)方向に移動させる。勿論インナーフォ
ーカスレンズの様にマスタレンズを矢印方向に微小移動
させる様にしてもよい。このAFモータ(5)は後述する
もレンズ駆動回路(25)からの駆動信号で駆動される。
CCD(7)は第3図Aのフォーカス動作説明図中に示さ
れる用にCCD(7)の画面(9)中からのデータの取り
込みが大きい画枠(略H/2×V/2)(10)と小さい画枠
(11)から取り出せる様に成される。CCD(7)から取
り出した映像信号はアンプ(18)を介して映像信号処理
回路(19)に供給され、映像記録回路等へ出力される。
アンプ(18)では輝度信号(以下Y信号と記す)が分離
され、このY信号はコントラスト検出回路(20)に供給
されて、コントラストが検出される。このコントラスト
検出回路(20)は例えば、大きい画枠(10)と小さい画
枠(11)領域のY信号が帯域通過濾波回路(BPF)(20
a)及び(20a′)で帯域制御されて取り出されされ、夫
々のY信号はアンプ(20b)及び(20b′)で増幅され、
更に検波回路(20c)及び(20c′)で検波されて、大又
は小の画枠からのコントラストデータはゲート回路(2
1)を介してアナログ−デジタル変換回路(以下A/Dと記
す)(22)に供給される。このA/Dでデジタルデータに
変換されたコントラストデータは積分回路(23)で例え
ば、1フィールド分のデータが積分されてマイクロコン
ピュータ(CPU)(24)に供給される。CPU(24)はゲー
ト回路(21)をコントロールし例えば、CPU(24)はA/D
(22)への入力切換を垂直同期信号毎に高速に時分割し
て大小の画枠(10)及び(11)からのデータの取り込み
はCPUに対しては略同時に取り込むと等価に成る様に構
成されている。CPU(24)は積分回路(23)の出力に基
づいてコントラストの最大値を検出し、AFモータ(5)
のオン、オフ、AFレンズ(17a)の回転方向の選択、並
に回転速度の制御信号等をレンズ駆動回路(25)に出力
し、AFレンズ(17a)を移動させる様に成されている。
上述の構成に於ける本例の動作を説明する。先ず、本
例では大きい画枠(10)の領域のコントラストを検出す
る。この場合、上述の構成ではBPF(20a),(20
a′)、アンプ(20b),(20b′)、検波回路(20c),
(20c′)と解り易い様に2組のコントラスト検出回路
(20)を設けたが,CCD(7)の走査領域をCPU(24)で
制御し、始めは大きい画枠(10)の領域を走査し、次に
小さい画枠(11)の領域を走査して、コントラストを検
出する様に切換制御させる様にすれば、コントラスト検
出回路(20)を構成するBPF(20a)、アンプ(20b)、
検波回路(20c)は1組でよいことは明らかである。本
例では2組のBPF(20a)及び(20a′)の特性を変えて
山の急峻さを変える様にしたものである。即ち、CPU(2
4)はゲート回路(21)の接片aを固定接点b側に切換
えて、大きい画枠(10)のコントラストを検出する。従
来のAF制御装置及びAF制御方法では合焦点のコントラス
トのピーク値に対し、ピーク値の途中であれば、ピーク
値の方向にAFモータ(5)を回転させて行く様にしてい
た。本例ではこのAFモータ(5)をピーク値方向に動か
している間に、ゲート回路(21)の接片aを固定接点c
側に切換えて、大きい画枠(10)のコントラストデータ
の取り込みと略同時に小さい画枠(11)でのコントラス
トデータの取り込みを行ない、小さい画枠(11)でのコ
ントラストのピーク値をCPU(24)は確認する。即ち、
第3図Aの画面(9)の例で説明すれば、この様な画像
のコントラスト検出データは大きい画枠(10)でみれば
第3図Bの様になる。未、画面端からの距離が第3図B
のP1で示すコントラスト値を示していたとするとAFモー
タ(5)は背景引かれのためコントラスト値の増加方向
のピーク値P3方向に動き、背景の木に合焦する。この動
作過程でCPU(24)は小さい画枠(11)のコントラスト
値のピークを確認し、再びAFモータ(5)を小さい画枠
(11)のコントラストピーク値P2方向に停止させる。こ
の時点で第3図Cに示す様な小さい画枠(11)での合焦
曲線P2′を確認したところ、合焦位置が共通し、二つ共
にコントラストピーク値を示すのでフォーカスリングは
停止することになる。
一方、大きい画枠(10)でP1点を出発してP3点に向う
過程で第2図に示す様に小さい画枠(11)をCPU(24)
が判断(第1ステップST1)し、次の第2ステップST2
大きい画枠(10)の合焦点P3で止った場合、次の第3ス
テップST3で示す様に小さい画枠(11)のピークポイン
トP2′が否かをCPU(24)が判断し、第3図Cに示す様
に小さい画枠(11)での合焦点P3′が更に例えば、画面
端からの距離として示されるN方向に増加するのであれ
ば、小さい画枠(11)のピークポイントにないので、第
4ステップST4に進んで小さい画枠(11)のデータの増
加方向にAFモータを動かし、第3ステップST3に戻し
て、小さい画枠(11)のピークポイントP2′に達するま
で動かすことになる。第3ステップST3で小さい画枠(1
1)のピークポイントP2′に達した状態の“YES"状態に
なれば第5ステップST5に示す様にフォーカスリングを
停止させ、小さい画枠に合焦し、第6ステップST6に示
す様に再起動待ちとなる様に成される。即ち、大枠でコ
ントラストピークを確認してから、その近傍で小枠のデ
ータを取りに行く場合、瞬間のデータをみるため、小枠
内の被写体(2a)が動いていてもこの動きより早い時間
内にコントラストを得るために従来に比べて容易にコン
トラストピークが得られるため背景引かれを軽減するこ
とが出来る様になる。
上述のコントラスト検出回路(20)のBPF(20a)及び
(20a′)の特性の山の急峻さを変えた場合の効果を第
3図Cのフォーカス動作曲線で説明する。被写体によっ
ては小さい画枠(11)でP3″をみたときにP3″近傍の接
線は略零と成りコントラストカーブの傾きを検知出来
ず、場合によってはフォーカスレンズ(17a)は無限大
方向に移動してしまい合焦点位置P2′に向かわないこと
などもあり得る。この場合に破線で示すBPF特性を実線
で示すBPF特性の様に山の傾きを変える様にすればP2
に合焦しない弊害が除去出来る。
本発明のAF制御装置及びその制御方法によれば背景引
かれが軽減出来ると共に手振れや被写体に多少の動きが
あっても安定に動作するものが得られる。
尚、本発明は叙上の実施例に限定されることなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは明
らかである。
〔発明の効果〕
本発明によれば背景引かれによる背景への合焦が軽減
され、手振れや、被写体の動きにも強いAF制御装置及び
AF制御方法を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のAF制御装置及びAF制御方法の一実施例
を示す系統図、第2図は本発明のAF制御装置及びAF制御
方法の一実施例を示す流れ図、第3図は本発明のAF制御
装置及びAF制御方法のフォーカス動作説明図、第4図は
従来のコントラスト装置及びその方式の原理説明図、第
5図は従来のコントラスト検出方法説明図、第6図は従
来のオートフォーカス説明図である。 (17)は撮像手段、(20)はコントラスト検出回路、
(23)は積分回路、(24)はCPUである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮像手段より得られる映像信号からコント
    ラストデータを得、該コントラストデータが最大値とな
    る位置にフォーカスレンズを動かすオートフォーカス制
    御装置であって、 上記コントラストデータを得る為に設定された大小二つ
    の画枠と、 上記大小二つの画枠のうち初めは大きい画枠から得られ
    るコントラストデータに基づいて上記フォーカスレンズ
    を制御する制御手段と、 上記大きい画枠から最大コントラストデータが得られた
    ときに上記小さい画枠から得られる最大コントラストデ
    ータに基づいて上記フォーカスレンズを制御する制御手
    段とを具備して成ることを特徴とするオートフォーカス
    制御装置。
  2. 【請求項2】撮像手段より得られる映像信号からコント
    ラストデータを得、該コントラストデータが最大値とな
    る位置にフォーカスレンズを動かすオートフォーカス制
    御方法であって、 上記コントラストデータを得る為の大小二つの画枠を設
    定し、 上記大小二つの画枠のうち初めは大きい画枠から得られ
    るコントラストデータに基づいてフォーカスレンズを制
    御し、最大データが得られたときに、上記小さい画枠か
    ら得られるコントラストデータが最大となる様に上記フ
    ォーカスレンズを制御して成ることを特徴とするオート
    フォーカス制御方法。
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