JP2941980B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents
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- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
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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
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/672—Focus control based on electronic image sensor signals based on the phase difference signals
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
て好適な自動焦点調節装置に関するものである。
て好適な自動焦点調節装置に関するものである。
【０００２】［背景の技術］近年、ビデオカメラ等の撮
像装置においては、自動焦点検出装置（以下ＡＦと称
す）が必須となっているが、この種のＡＦとしては、撮
像信号中から被写体の鮮鋭度に応じた信号を抽出して評
価し、光学系の焦点検出動作を行なう自動焦点検出方式
が注目されている。
像装置においては、自動焦点検出装置（以下ＡＦと称
す）が必須となっているが、この種のＡＦとしては、撮
像信号中から被写体の鮮鋭度に応じた信号を抽出して評
価し、光学系の焦点検出動作を行なう自動焦点検出方式
が注目されている。
【０００３】この種のＡＦ方式としては種々のタイプが
あるが、まず本発明を適用可能なＡＦ装置の基本的な回
路構成について、図６を用いて説明する。被写体像は、
フォーカシングレンズ１で結像され、ズームレンズ２、
絞り（アイリス）３を介してＣＣＤ等の撮像素子４の撮
像面に結像され、光電変換されて、映像信号に変換され
る。撮像素子４は、タイミング発生回路７より発生され
た基準クロックのタイミングで駆動される撮像素子駆動
回路８によって周期的に光軸方向に振動され、結像状態
を微少変化（ウォブリング）させる。撮像素子４で光電
変換された映像信号は、プリアンプ５で増幅され、プロ
セス回路６でγ補正、ブランキング処理、同期信号の付
加等の所定の処理を施されて現格化された標準映像信号
に変換されると同時に、バンドパスフィルタ８に入力さ
れる。バンドパスフィルタ８では、映像信号中の合焦状
態、すなわち鮮鋭度に応じて変化する高周波成分が抽出
され、続いてゲート９で画面中の所定の位置に設定され
た焦点検出領域に相当する信号のみが通過され、ピーク
検波回路１０にて、整流化されてピークホールドされ、
信号Ｓ0が出力される。そして同期検波回路１１にて、
タイミング発生回路７より発生された基準クロックのタ
イミングで、同期検波されることにより、撮像素子４の
光軸方向における微小ウォブリングに応答した合焦状態
を表す信号Ｓ1が得られる。また、ピーク検波回路１
０、出力Ｓ0は、１Ｖ遅延回路１２で１Ｖ（Ｖは垂直同
期期間）遅延され、比較回路１３で遅延のないＳ0と比
較することで、現在、山を登っているか下っているかの
判定を行なう信号Ｓ2が得られる。さらに、信号Ｓ0はモ
ード判定用比較器１４へも入力され、信号Ｓ0の値が闘
値ＶHより大きいときに、スイッチ１５を信号Ｓ1側に切
換え、ウォブリングに応答した信号Ｓ1をモータドライ
バ１６へと印加し、モータ１７を駆動し、フォーカシン
グレンズ１を動かすことで、閉ループモードの自動焦点
動作を行なう。一方、信号Ｓ0がＶHより小さいときは、
スイッチ１５は、山登り信号Ｓ2側に切換えられ、モー
タドライバ１６へ印加されることでウォブリングを用い
ない山登りモードで自動焦点動作が行なわれる。
あるが、まず本発明を適用可能なＡＦ装置の基本的な回
路構成について、図６を用いて説明する。被写体像は、
フォーカシングレンズ１で結像され、ズームレンズ２、
絞り（アイリス）３を介してＣＣＤ等の撮像素子４の撮
像面に結像され、光電変換されて、映像信号に変換され
る。撮像素子４は、タイミング発生回路７より発生され
た基準クロックのタイミングで駆動される撮像素子駆動
回路８によって周期的に光軸方向に振動され、結像状態
を微少変化（ウォブリング）させる。撮像素子４で光電
変換された映像信号は、プリアンプ５で増幅され、プロ
セス回路６でγ補正、ブランキング処理、同期信号の付
加等の所定の処理を施されて現格化された標準映像信号
に変換されると同時に、バンドパスフィルタ８に入力さ
れる。バンドパスフィルタ８では、映像信号中の合焦状
態、すなわち鮮鋭度に応じて変化する高周波成分が抽出
され、続いてゲート９で画面中の所定の位置に設定され
た焦点検出領域に相当する信号のみが通過され、ピーク
検波回路１０にて、整流化されてピークホールドされ、
信号Ｓ0が出力される。そして同期検波回路１１にて、
タイミング発生回路７より発生された基準クロックのタ
イミングで、同期検波されることにより、撮像素子４の
光軸方向における微小ウォブリングに応答した合焦状態
を表す信号Ｓ1が得られる。また、ピーク検波回路１
０、出力Ｓ0は、１Ｖ遅延回路１２で１Ｖ（Ｖは垂直同
期期間）遅延され、比較回路１３で遅延のないＳ0と比
較することで、現在、山を登っているか下っているかの
判定を行なう信号Ｓ2が得られる。さらに、信号Ｓ0はモ
ード判定用比較器１４へも入力され、信号Ｓ0の値が闘
値ＶHより大きいときに、スイッチ１５を信号Ｓ1側に切
換え、ウォブリングに応答した信号Ｓ1をモータドライ
バ１６へと印加し、モータ１７を駆動し、フォーカシン
グレンズ１を動かすことで、閉ループモードの自動焦点
動作を行なう。一方、信号Ｓ0がＶHより小さいときは、
スイッチ１５は、山登り信号Ｓ2側に切換えられ、モー
タドライバ１６へ印加されることでウォブリングを用い
ない山登りモードで自動焦点動作が行なわれる。
【０００４】次に図７を用いて、さらに自動焦点調節動
作について説明する。図７（ａ）は、合焦／非合焦時の
フォーカシングレンズ１の位置に対するピーク検波回路
１０の出力レベルＳ0を表わしている。フォーカシング
レンズ位置が合焦点よりも近距離側に位置しているとき
は、撮像素子のウォブリングに対する応答信号ＡNが検
出される。また、フォーカシングレンズ位置が合焦点よ
りも遠距離側に位置しているとき、撮像素子のウォブリ
ングに対する応答信号ＡFが検出される。そして、合焦
時には応答信号ＡMが検出される。レンズが近距離側に
あるときと、逆に遠距離側にあるときとでは、その位相
が逆になるため、前ピン、後ピン情報を得ることができ
る。これらの信号をタイミング発生回路７出力の基準タ
イミングで同期検波すると、図７（ｂ）で示す信号Ｓ1
となる。つまり、近距離時のＡNは基準タイミングと同
相であるので同期検波出力Ｓ1は正の信号が出力され遠
距離時のＡFは基準タイミングと逆相であるので同期検
波出力Ｓ1は負の信号が出力される。また、合焦時は、
信号Ｓ1はほぼ０のレベルになる。したがって、この信
号Ｓ1をモータドライブ回路１５に入力することによ
り、モータ１６を駆動することができる。以上が閉ルー
プモードでのモータドライバ入力の説明である。ところ
が信号Ｓ1には欠点があり、大ボケになると、図７
（ａ）におけるＳ0が小さくなり、図７（ｂ）のＳ1の出
力も小さくなるため、モータ速度が遅くなる。したがっ
て、Ｓ0がＶH以下のときは、Ｓ1を用いずに、図７
（ｃ）に示したような１Ｖ前のＳ0とを比較した、比較
信号Ｓ2を用いる。この信号Ｓ2は比較器出力なので一定
の値でかつ、レンズを駆動すべき、符号のみを持った信
号である。以上が山登りモードである。モータドライブ
回路１６は、正の信号が入力された時に、モータを近距
離から遠距離方向に、負の信号が入力されたときには、
遠距離から近距離方向に信号Ｓ1、Ｓ2の絶対レベルに比
例した速度で駆動し、フォーカシングレンズを移動す
る。したがって、フォーカシングレンズは大ボケ時は、
高速にＳ2の速度で合焦点方向に動き、合焦点に近づく
と、Ｓ1の速度でＳ1がゼロとなる合焦点に収束する動作
を行なうことで、自動焦点調節動作が行なわれる。
作について説明する。図７（ａ）は、合焦／非合焦時の
フォーカシングレンズ１の位置に対するピーク検波回路
１０の出力レベルＳ0を表わしている。フォーカシング
レンズ位置が合焦点よりも近距離側に位置しているとき
は、撮像素子のウォブリングに対する応答信号ＡNが検
出される。また、フォーカシングレンズ位置が合焦点よ
りも遠距離側に位置しているとき、撮像素子のウォブリ
ングに対する応答信号ＡFが検出される。そして、合焦
時には応答信号ＡMが検出される。レンズが近距離側に
あるときと、逆に遠距離側にあるときとでは、その位相
が逆になるため、前ピン、後ピン情報を得ることができ
る。これらの信号をタイミング発生回路７出力の基準タ
イミングで同期検波すると、図７（ｂ）で示す信号Ｓ1
となる。つまり、近距離時のＡNは基準タイミングと同
相であるので同期検波出力Ｓ1は正の信号が出力され遠
距離時のＡFは基準タイミングと逆相であるので同期検
波出力Ｓ1は負の信号が出力される。また、合焦時は、
信号Ｓ1はほぼ０のレベルになる。したがって、この信
号Ｓ1をモータドライブ回路１５に入力することによ
り、モータ１６を駆動することができる。以上が閉ルー
プモードでのモータドライバ入力の説明である。ところ
が信号Ｓ1には欠点があり、大ボケになると、図７
（ａ）におけるＳ0が小さくなり、図７（ｂ）のＳ1の出
力も小さくなるため、モータ速度が遅くなる。したがっ
て、Ｓ0がＶH以下のときは、Ｓ1を用いずに、図７
（ｃ）に示したような１Ｖ前のＳ0とを比較した、比較
信号Ｓ2を用いる。この信号Ｓ2は比較器出力なので一定
の値でかつ、レンズを駆動すべき、符号のみを持った信
号である。以上が山登りモードである。モータドライブ
回路１６は、正の信号が入力された時に、モータを近距
離から遠距離方向に、負の信号が入力されたときには、
遠距離から近距離方向に信号Ｓ1、Ｓ2の絶対レベルに比
例した速度で駆動し、フォーカシングレンズを移動す
る。したがって、フォーカシングレンズは大ボケ時は、
高速にＳ2の速度で合焦点方向に動き、合焦点に近づく
と、Ｓ1の速度でＳ1がゼロとなる合焦点に収束する動作
を行なうことで、自動焦点調節動作が行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、変調信号の応答を用いた閉ループモード
と変調信号の応答を用いない山登りモードの切換をバン
ドパスフィルタ出力のレベルが一定値を越えたかどうか
で行っているために、合焦度を表わす信号の合焦までの
山の傾きがズームレンズの位置や絞り値で変化した場合
（すなわち被写界深度が変化した時、）、例えば焦点距
離が小さく、画角が広くなったような場合は、被写界深
度が深くなるため特性曲線の山の形状が緩やかな山を描
き、通常の状態において、山登りモードから閉ループモ
ードに入るタイミングより早めに閉ループに入ってしま
い駆動速度が減速されるため、合焦点に達するまで時間
がかかるといった問題が起きる。また、焦点距離が大き
く、画角が小さくなったような場合は、被写界深度が逆
に浅くなるため、山の形状が急激な山を描き、合焦直前
で閉ループに入り易くなるため、減速しても、レンズ駆
動系のバックラッシュ等により合焦点を通り過ぎ、オー
バーシュートしてしまうといった問題がある。近年ズー
ムレンズが標準とも言えるようになったビデオカメラで
は、これらの問題は避けられない問題でもある。
記従来例では、変調信号の応答を用いた閉ループモード
と変調信号の応答を用いない山登りモードの切換をバン
ドパスフィルタ出力のレベルが一定値を越えたかどうか
で行っているために、合焦度を表わす信号の合焦までの
山の傾きがズームレンズの位置や絞り値で変化した場合
（すなわち被写界深度が変化した時、）、例えば焦点距
離が小さく、画角が広くなったような場合は、被写界深
度が深くなるため特性曲線の山の形状が緩やかな山を描
き、通常の状態において、山登りモードから閉ループモ
ードに入るタイミングより早めに閉ループに入ってしま
い駆動速度が減速されるため、合焦点に達するまで時間
がかかるといった問題が起きる。また、焦点距離が大き
く、画角が小さくなったような場合は、被写界深度が逆
に浅くなるため、山の形状が急激な山を描き、合焦直前
で閉ループに入り易くなるため、減速しても、レンズ駆
動系のバックラッシュ等により合焦点を通り過ぎ、オー
バーシュートしてしまうといった問題がある。近年ズー
ムレンズが標準とも言えるようになったビデオカメラで
は、これらの問題は避けられない問題でもある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明は上述した問題
点を解決することを目的としてなされたもので、その特
徴とするところは、焦点状態を検出して合焦度を示す信
号を出力する焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力
にもとづいて、フォーカスレンズを駆動する駆動手段
と、被写界深度情報を検出する深度検出手段と、前記合
焦度を示す信号のレベルに応じて前記駆動手段を制御
し、前記フォーカスレンズを前記合焦度を示す信号が増
大する方向に駆動する第１の焦点調節モードから、前記
フォーカスレンズを微小振動して前記合焦度を示す信号
がピークとなる位置を検出する第２の焦点調節モードへ
と切り換える切換点を、前記深度検出手段によって検出
された被写界深度情報に基づいて変化させる制御手段と
を有する自動焦点調節装置にある。
点を解決することを目的としてなされたもので、その特
徴とするところは、焦点状態を検出して合焦度を示す信
号を出力する焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力
にもとづいて、フォーカスレンズを駆動する駆動手段
と、被写界深度情報を検出する深度検出手段と、前記合
焦度を示す信号のレベルに応じて前記駆動手段を制御
し、前記フォーカスレンズを前記合焦度を示す信号が増
大する方向に駆動する第１の焦点調節モードから、前記
フォーカスレンズを微小振動して前記合焦度を示す信号
がピークとなる位置を検出する第２の焦点調節モードへ
と切り換える切換点を、前記深度検出手段によって検出
された被写界深度情報に基づいて変化させる制御手段と
を有する自動焦点調節装置にある。
【０００７】
【作用】これによって被写界深度が浅いときに生じやす
い合焦点近傍におけるオーバーシュートや、深度が深い
ときに合焦点に到達するまで時間が長く合焦動作が遅く
なるといった不都合が解消され、常に良好な自動焦点調
節動作を行うことができる。
い合焦点近傍におけるオーバーシュートや、深度が深い
ときに合焦点に到達するまで時間が長く合焦動作が遅く
なるといった不都合が解消され、常に良好な自動焦点調
節動作を行うことができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明における自動焦点調節装置を各図
を参照しながらその一実施例につき詳述する。
を参照しながらその一実施例につき詳述する。
【０００９】図１は本発明における自動焦点調節装置の
構成を示すブロック図であり、同図において前述の図５
の装置と同一構成部分については同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。
構成を示すブロック図であり、同図において前述の図５
の装置と同一構成部分については同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。
【００１０】同図において、１８はアンプ５より出力さ
れた撮像信号中より合焦状態に応じて変化する被写体像
のエッジ幅に関する情報を検出するエッジ幅検出回路、
１９はエッジ幅検出回路１８より出力されたエッジ幅情
報に応じてモード切換スイッチ１５を切換制御するモー
ド判定回路、２０、２１はそれぞれ焦点距離、絞り値を
検出するズームエンコーダ、アイリスエンコーダであ
り、これらのエンコーダの出力はモード判定回路１９へ
と供給され、被写界深度情報としてモード切換スイッチ
１５の切換制御に用いられる。
れた撮像信号中より合焦状態に応じて変化する被写体像
のエッジ幅に関する情報を検出するエッジ幅検出回路、
１９はエッジ幅検出回路１８より出力されたエッジ幅情
報に応じてモード切換スイッチ１５を切換制御するモー
ド判定回路、２０、２１はそれぞれ焦点距離、絞り値を
検出するズームエンコーダ、アイリスエンコーダであ
り、これらのエンコーダの出力はモード判定回路１９へ
と供給され、被写界深度情報としてモード切換スイッチ
１５の切換制御に用いられる。
【００１１】本発明における自動焦点調節装置は以上の
ような構成となっており、以下、その動作について順を
追って説明する。
ような構成となっており、以下、その動作について順を
追って説明する。
【００１２】プリアンプ５より出力された撮像信号は、
バンドパスフィルタ８に入力されて高周波成分が抽出さ
れるのと同時にエッジ幅検出回路１８にも入力される。
エッジ幅検出回路では被写体像のエッジ部分の幅（ボケ
たときは大きく、合焦で最も小さくなる）の情報が検出
され、これに比例した電気信号（エッジ幅信号）が出力
される。このエッジ幅信号は、同期検波回路１１に入力
され、撮像素子４の光軸方向における微少ウォブリング
によって変調された信号成分に応答した合焦状態を表わ
す信号Ｅ6が得られるとともに、モード判定回路１９へ
と入力される。
バンドパスフィルタ８に入力されて高周波成分が抽出さ
れるのと同時にエッジ幅検出回路１８にも入力される。
エッジ幅検出回路では被写体像のエッジ部分の幅（ボケ
たときは大きく、合焦で最も小さくなる）の情報が検出
され、これに比例した電気信号（エッジ幅信号）が出力
される。このエッジ幅信号は、同期検波回路１１に入力
され、撮像素子４の光軸方向における微少ウォブリング
によって変調された信号成分に応答した合焦状態を表わ
す信号Ｅ6が得られるとともに、モード判定回路１９へ
と入力される。
【００１３】モード判定回路１９では入力された被写体
のエッジ幅信号と入力のズーム及びアイリスエンコーダ
信号により、被写界深度とボケ幅に応じたモード切換ス
イッチ１５の切換制御を行い、信号Ｅ6、Ｓ1のうちの一
方が選択され、モータドライバ１６に印加されることで
自動焦点調節動作が行われる。モード切換スイッチ１５
がＥ6に切換えられた場合には、同期検波回路１１より
出力されたウォブリングによる変調成分に応じた信号成
分にもとづいて焦点調節され、合焦点近傍において高精
度な焦点調節を行うことができる。
のエッジ幅信号と入力のズーム及びアイリスエンコーダ
信号により、被写界深度とボケ幅に応じたモード切換ス
イッチ１５の切換制御を行い、信号Ｅ6、Ｓ1のうちの一
方が選択され、モータドライバ１６に印加されることで
自動焦点調節動作が行われる。モード切換スイッチ１５
がＥ6に切換えられた場合には、同期検波回路１１より
出力されたウォブリングによる変調成分に応じた信号成
分にもとづいて焦点調節され、合焦点近傍において高精
度な焦点調節を行うことができる。
【００１４】またモード切換スイッチ１５がＳ1に切り
換えられている場合には、高周波成分の各フィールドの
ピーク値が高くなる方向に山登り駆動される。これは主
に大ぼけ時のサーチに用いられる。
換えられている場合には、高周波成分の各フィールドの
ピーク値が高くなる方向に山登り駆動される。これは主
に大ぼけ時のサーチに用いられる。
【００１５】次に図２、図３を用いてエッジ幅検出回路
１８の動作について説明する。図３はエッジ幅検出回路
１８の内部構成を示すもので、エッジ幅検出回路１７に
入力した信号Ｅ0は、微分回路２１で微分され微分信号
Ｅ1を出力する。この微分信号Ｅ1は絶対値回路２２で絶
対値され、ゲート回路２３で画面中の焦点検出領域に相
当する部分の信号のみを抜き出される。この信号は、あ
る特定幅だけ積分器２４で積分され、割算器２５の分母
の入力となる。またゲート２３の出力信号は割算器２５
の分子入力となる。そして、この割算器２５の出力は、
最大値を求めるために、ピークホールド回路２６でピー
クホールドされることでエッジ幅が求まる。すなわち積
分器２４の積分期間ごとにその期間のピーク値を積分器
出力で割ったピーク値がホールドされる。図３は、コン
トラストの異なる合焦エッジと非合焦エッジについて、
Ｅ0〜Ｅ4の各信号を表わした図である。（ｂ−１）〜
（ｆ−１）は合焦エッジ、（ｂ−２）〜（ｆ−２）は非
合焦エッジである。この図からわかるように、最終出力
Ｅ4は、コントラストに依存することなくエッジの幅
（つまりは合焦の度合）を表わしている。
１８の動作について説明する。図３はエッジ幅検出回路
１８の内部構成を示すもので、エッジ幅検出回路１７に
入力した信号Ｅ0は、微分回路２１で微分され微分信号
Ｅ1を出力する。この微分信号Ｅ1は絶対値回路２２で絶
対値され、ゲート回路２３で画面中の焦点検出領域に相
当する部分の信号のみを抜き出される。この信号は、あ
る特定幅だけ積分器２４で積分され、割算器２５の分母
の入力となる。またゲート２３の出力信号は割算器２５
の分子入力となる。そして、この割算器２５の出力は、
最大値を求めるために、ピークホールド回路２６でピー
クホールドされることでエッジ幅が求まる。すなわち積
分器２４の積分期間ごとにその期間のピーク値を積分器
出力で割ったピーク値がホールドされる。図３は、コン
トラストの異なる合焦エッジと非合焦エッジについて、
Ｅ0〜Ｅ4の各信号を表わした図である。（ｂ−１）〜
（ｆ−１）は合焦エッジ、（ｂ−２）〜（ｆ−２）は非
合焦エッジである。この図からわかるように、最終出力
Ｅ4は、コントラストに依存することなくエッジの幅
（つまりは合焦の度合）を表わしている。
【００１６】次に、図４を用いて、モード判定回路１８
を中心とした装置の動作について説明する。
を中心とした装置の動作について説明する。
【００１７】同図においてフローをスタートすると、ま
ず、ｓｔｅｐ１で合焦しているか否かの判定を行い、合
焦していれば、ｓｔｅｐ７へと進んでフォーカシングレ
ンズを停止状態に保持し、続いてｓｔｅｐ８において再
起動判定を行う。
ず、ｓｔｅｐ１で合焦しているか否かの判定を行い、合
焦していれば、ｓｔｅｐ７へと進んでフォーカシングレ
ンズを停止状態に保持し、続いてｓｔｅｐ８において再
起動判定を行う。
【００１８】ｓｔｅｐ１において合焦していなければ、
ｓｔｅｐ２へと進み、被写界深度に応じてモード切換ス
イッチ１５によってＥ6とＳ1を切り換えるためのしきい
値ＥＳを選択する動作を行う。
ｓｔｅｐ２へと進み、被写界深度に応じてモード切換ス
イッチ１５によってＥ6とＳ1を切り換えるためのしきい
値ＥＳを選択する動作を行う。
【００１９】続いてｓｔｅｐ３に進み、図２に示すエッ
ジ幅検出回路において、エッジ幅検出値Ｅ4がしきい値
ＥＳを越えたか否かの判定を行い、越えていれば、すな
わち合焦点近傍であれば、ｓｔｅｐ４へと進んでＥ6を
選択し、ｓｔｅｐ６へ移行してウォブリングによる焦点
調節動作が行われる。
ジ幅検出回路において、エッジ幅検出値Ｅ4がしきい値
ＥＳを越えたか否かの判定を行い、越えていれば、すな
わち合焦点近傍であれば、ｓｔｅｐ４へと進んでＥ6を
選択し、ｓｔｅｐ６へ移行してウォブリングによる焦点
調節動作が行われる。
【００２０】またｓｔｅｐ３において、エッジ幅検出値
Ｅ4がしきい値ＥＳを越えていなければ、ｓｔｅｐ５へ
と進みＳ1を選択してｓｔｅｐ６へと移行し、ウォブリ
ングによる焦点調節を用いず、高周波成分のピーク値に
よる山登り制御による焦点調節動作が行われる。このフ
ローチャートで重要なのは、被写界深度に応じて、モー
ド切換スイッチ１５を切り換えるためのしきい値ＥＳが
変化するところにある。
Ｅ4がしきい値ＥＳを越えていなければ、ｓｔｅｐ５へ
と進みＳ1を選択してｓｔｅｐ６へと移行し、ウォブリ
ングによる焦点調節を用いず、高周波成分のピーク値に
よる山登り制御による焦点調節動作が行われる。このフ
ローチャートで重要なのは、被写界深度に応じて、モー
ド切換スイッチ１５を切り換えるためのしきい値ＥＳが
変化するところにある。
【００２１】ここで図５は被写界深度に応じたしきい値
ＥＳの選択の様子をグラフに表したものである。図５に
おいて、横軸は被写界深度を表し、縦軸はＳ1及びＥ6の
切換点を決定するためのしきい値ＥＳを表す。同図
（ａ）は被写界深度に応じてしきい値ＥＳが段階的に変
化する様子を示すものである。ズームエンコーダ２０及
びアイリスエンコーダ２１を用いて被写界深度を演算
し、深度の深い時は、合焦度を表わす合焦基準信号Ｅ4
のフォーカシングレンズの移動に応じた変化は緩やかな
カーブの山を描くため（同図の（ａ））、合焦点が急峻
に現れないため切換しきい値ＥＳは高めに設定し、合焦
点近くまで駆動信号Ｓ1が出力されるようにし、大ボケ
から合焦までの時間があまりかからないようにする。ま
た、深度の浅い時は合焦基準信号Ｅ4は急峻な山を描く
ため（同図（ｂ））、切換しきい値ＥＳは低めに設定
し、ヘリコイド等のバックラッシュで合焦点を通過し、
オーバシュートしないようにする。
ＥＳの選択の様子をグラフに表したものである。図５に
おいて、横軸は被写界深度を表し、縦軸はＳ1及びＥ6の
切換点を決定するためのしきい値ＥＳを表す。同図
（ａ）は被写界深度に応じてしきい値ＥＳが段階的に変
化する様子を示すものである。ズームエンコーダ２０及
びアイリスエンコーダ２１を用いて被写界深度を演算
し、深度の深い時は、合焦度を表わす合焦基準信号Ｅ4
のフォーカシングレンズの移動に応じた変化は緩やかな
カーブの山を描くため（同図の（ａ））、合焦点が急峻
に現れないため切換しきい値ＥＳは高めに設定し、合焦
点近くまで駆動信号Ｓ1が出力されるようにし、大ボケ
から合焦までの時間があまりかからないようにする。ま
た、深度の浅い時は合焦基準信号Ｅ4は急峻な山を描く
ため（同図（ｂ））、切換しきい値ＥＳは低めに設定
し、ヘリコイド等のバックラッシュで合焦点を通過し、
オーバシュートしないようにする。
【００２２】このようにズームエンコーダ、アイリスエ
ンコータ情報を用いて深度を演算し、深度が深いときは
切換しきい値ＥＳを高めに、深度が浅いときは、切換し
きい値ＥＳを低めにして、閉ループと山登りモードの切
換点を深度によって可変させることにより、大ボケから
合焦点までの合焦時間を深度に関係なく、ほぼ一定にす
ることができる。また、望遠などのように焦点距離が極
めて長く、深度が特に浅い場合にも、しきい値を下げる
ことで、山登りモードから閉ループモードへと入ると
き、その切換点が合焦直前であるために、合焦点を越え
てオーバシュートするなどの不都合を解消できる。
ンコータ情報を用いて深度を演算し、深度が深いときは
切換しきい値ＥＳを高めに、深度が浅いときは、切換し
きい値ＥＳを低めにして、閉ループと山登りモードの切
換点を深度によって可変させることにより、大ボケから
合焦点までの合焦時間を深度に関係なく、ほぼ一定にす
ることができる。また、望遠などのように焦点距離が極
めて長く、深度が特に浅い場合にも、しきい値を下げる
ことで、山登りモードから閉ループモードへと入ると
き、その切換点が合焦直前であるために、合焦点を越え
てオーバシュートするなどの不都合を解消できる。
【００２３】また、図５では横軸に被写界深度をズーム
とアイリスの関数として取ったが、焦点距離によって画
角が変化した場合、山の形状のほかエッジ幅信号も微妙
に変ってくるために、しきい値ＥＳを単に、深度だけで
変えるのではなく、画角という点も考慮して、切換しき
い値ＥＳを設定することも可能である。映像信号を用い
て自動合焦を行うオートフォーカスシステムでは現在、
高倍ズームレンズ化や、望遠ズーム化が行なわれている
ので、この発明を用いることにより、より敏速で精度の
よいオートフォーカスシステムの実現が可能となり、い
かなる撮影状態においても常に安定な焦点調節動作を行
うことができる。
とアイリスの関数として取ったが、焦点距離によって画
角が変化した場合、山の形状のほかエッジ幅信号も微妙
に変ってくるために、しきい値ＥＳを単に、深度だけで
変えるのではなく、画角という点も考慮して、切換しき
い値ＥＳを設定することも可能である。映像信号を用い
て自動合焦を行うオートフォーカスシステムでは現在、
高倍ズームレンズ化や、望遠ズーム化が行なわれている
ので、この発明を用いることにより、より敏速で精度の
よいオートフォーカスシステムの実現が可能となり、い
かなる撮影状態においても常に安定な焦点調節動作を行
うことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本願によれば、フォ
ーカスレンズを高速駆動する第１のモードと、フォーカ
スレンズを微小振動して合焦点を検出する第２のモード
の切換点を、被写界深度に応じて変化させるようにした
ので、焦点信号の山型の変化特性の形状に応じた合焦動
作が可能となり、深度が深いときには合焦時間が長くな
り、深度が浅いときには合焦点を通過してオーバーシュ
ートしてしまうといった不都合を未然に防止でき、深度
によらず、合焦性能を常に均一化することができ、安定
で高精度の自動焦点調節装置を実現することができる。
ーカスレンズを高速駆動する第１のモードと、フォーカ
スレンズを微小振動して合焦点を検出する第２のモード
の切換点を、被写界深度に応じて変化させるようにした
ので、焦点信号の山型の変化特性の形状に応じた合焦動
作が可能となり、深度が深いときには合焦時間が長くな
り、深度が浅いときには合焦点を通過してオーバーシュ
ートしてしまうといった不都合を未然に防止でき、深度
によらず、合焦性能を常に均一化することができ、安定
で高精度の自動焦点調節装置を実現することができる。
【図１】本発明における自動焦点装置の一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】エッジ幅検出回路の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】エッジ幅検出回路の動作を説明するための図で
ある。
ある。
【図４】本発明における自動焦点調節装置の制御動作を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図５】被写界深度に応じてモード切換用しきい値を可
変する動作を説明のするための図である。
変する動作を説明のするための図である。
【図６】本発明を適用可能な自動焦点調節装置の一例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】自動焦点検出動作を説明するための図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 焦点状態を検出して合焦度を示す信号を
出力する焦点検出手段と、 前記焦点検出手段の出力にもとづいて、フォーカスレン
ズを駆動する駆動手段と、 被写界深度情報を検出する深度検出手段と、 前記合焦度を示す信号のレベルに応じて前記駆動手段を
制御し、前記フォーカスレンズを前記合焦度を示す信号
が増大する方向に駆動する第１の焦点調節モードから、
前記フォーカスレンズを微小振動して前記合焦度を示す
信号がピークとなる位置を検出する第２の焦点調節モー
ドへと切り換える切換点を、前記深度検出手段によって
検出された被写界深度情報に基づいて変化させる制御手
段と、 を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041795A JP2941980B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 自動焦点調節装置 |
| US08/410,413 US5923371A (en) | 1991-03-07 | 1995-03-27 | Automatic focus adjusting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041795A JP2941980B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280175A JPH04280175A (ja) | 1992-10-06 |
| JP2941980B2 true JP2941980B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=12618272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3041795A Expired - Fee Related JP2941980B2 (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923371A (ja) |
| JP (1) | JP2941980B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6587148B1 (en) * | 1995-09-01 | 2003-07-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Reduced aliasing distortion optical filter, and an image sensing device using same |
| KR100220015B1 (ko) * | 1996-12-27 | 1999-09-01 | 구자홍 | 카메라의 자동 포커스(af) 제어방법 |
| JP3338322B2 (ja) * | 1997-02-25 | 2002-10-28 | 三洋電機株式会社 | オートフォーカスカメラ |
| US6972798B1 (en) * | 1999-08-31 | 2005-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Focusing device and method |
| CN1323546C (zh) * | 2003-03-10 | 2007-06-27 | 宇东科技股份有限公司 | 景深调测装置 |
| JP2006195060A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | オートフォーカス装置 |
| JP4371074B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2009-11-25 | ソニー株式会社 | 制御装置および方法、プログラム、並びにカメラ |
| JP5371184B2 (ja) * | 2006-08-30 | 2013-12-18 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、及びその制御方法。 |
| JP5183450B2 (ja) * | 2008-12-16 | 2013-04-17 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及びそのフォーカス制御方法 |
| US9041766B1 (en) * | 2013-03-14 | 2015-05-26 | Ca, Inc. | Automated attention detection |
| US9100540B1 (en) | 2013-03-14 | 2015-08-04 | Ca, Inc. | Multi-person video conference with focus detection |
| CN103491309B (zh) * | 2013-10-10 | 2017-12-22 | 魅族科技（中国）有限公司 | 图像数据的采集方法和终端 |
| FR3033902A1 (fr) | 2015-03-20 | 2016-09-23 | Commissariat Energie Atomique | Procede et systeme de mise au point automatique d'une camera |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732408A (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-22 | Chinon Kk | Focusing controller |
| US4484806A (en) * | 1982-04-28 | 1984-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Automatic focussing apparatus |
| JP2511409B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1996-06-26 | ミノルタ株式会社 | 自動焦点調節装置 |
| JPH0779434B2 (ja) * | 1986-05-16 | 1995-08-23 | キヤノン株式会社 | 合焦検出装置 |
| US4841370A (en) * | 1986-11-17 | 1989-06-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Automatic focusing circuit for automatically matching focus in response to video signal |
| 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 |
| US5212516A (en) * | 1989-03-28 | 1993-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Automatic focus adjusting device |
| JP2810403B2 (ja) * | 1989-03-28 | 1998-10-15 | キヤノン株式会社 | 自動焦点整合装置 |
| JP2592985B2 (ja) * | 1990-09-25 | 1997-03-19 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| EP0512430B1 (en) * | 1991-05-02 | 1997-09-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Automatic focusing device |
| JP2977979B2 (ja) * | 1991-11-28 | 1999-11-15 | キヤノン株式会社 | 自動焦点調節装置 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP3041795A patent/JP2941980B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-03-27 US US08/410,413 patent/US5923371A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5923371A (en) | 1999-07-13 |
| JPH04280175A (ja) | 1992-10-06 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |