JP3202337B2 - フォーカス状態表示装置 - Google Patents

フォーカス状態表示装置

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JP3202337B2
JP3202337B2 JP18128192A JP18128192A JP3202337B2 JP 3202337 B2 JP3202337 B2 JP 3202337B2 JP 18128192 A JP18128192 A JP 18128192A JP 18128192 A JP18128192 A JP 18128192A JP 3202337 B2 JP3202337 B2 JP 3202337B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はテレビカメラ装置の焦点
設定に利用する。特に、ラインセンサを用いたテレビカ
メラ装置の焦点設定支援技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ラインセンサは小型でしかも安価である
ことから、ファクシミリやコピーマシンなどのOA機器
に文字やパターンの読取部として広く利用されている。
ラインセンサにはCCD(Charge Couple
d Device)形とMOS(Metal Oxid
e Semiconductor)形があり、これらの
素子からなるビットが一列に多数並んだ構造である。ま
た、このラインセンサをテレビカメラ装置の撮像部とし
て用い、競馬等で着順判定に利用することが知られてい
る。
【0003】ラインセンサが撮影した一次元の映像はそ
の移動距離で合成され、二次元の映像として利用され
る。ファクシミリやコピーマシンなどに組み込まれたラ
インセンサは使用毎に焦点設定を行う必要はないが、テ
レビカメラ装置の撮像部として用いる場合は、被写体と
の距離が頻繁に変化するので、その都度焦点の再設定が
必要である。
【0004】ラインセンサを用いたテレビカメラ装置の
焦点設定は、二次元の映像に合成してから合わせていた
のではとても時間がかかり実用的でないため、一次元出
力のまま焦点設定を行わなければならない。
【0005】このラインセンサを用いたテレビカメラ装
置において焦点を設定するときの従来例方式を図6およ
び図7を参照して説明する。図6はラインセンサを用い
たテレビカメラ装置を示す図である。図7は従来例装置
の構成図である。図6に示すように、ラインセンサ3に
おいて焦点を合わせる場合は、被写体1にカメラのレン
ズ2を向けラインセンサ3に被写体1の映像を結像させ
る。
【0006】図7に示すように、入力端子4からの映像
信号は増幅器5で増幅される。このとき、波形Aが得ら
れる。さらに、ハイパスフィルタ6により高周波成分の
みを通過させ、波形Bが得られる。
【0007】この波形Bの信号を検波器7で検波し、直
流成分としてその電圧のピーク値をコンデンサ8に蓄え
る。このコンデンサ8に蓄えられたピーク値が出力端子
9から出力信号として出力される。
【0008】ここで、焦点の最良点においては入力信号
における高周波信号の振幅が最大になる特性を利用し、
出力信号のピーク値を検出することで焦点の最良点を検
出する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、出力信号の高
周波成分を検出する方式は焦点をシャープに合わせるこ
とができるが、被写体の状態により大幅に出力信号の
レベルが変化する、一部に信号の大きい部分があると
その部分だけで出力信号が決定される、入力信号に含
まれるノイズにより出力信号が影響を受ける、などの問
題がある。
【0010】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、一次元であるラインセンサの出力から焦点最良
点を目視により高い確度を以て設定できる装置を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、ラインセンサ
からの信号を入力する入力端子と、この入力端子からの
信号の高周波成分を抽出するハイパスフィルタと、この
ハイパスフィルタの通過信号を検波する検波器と、この
検波器の出力を蓄積する第一の蓄電器とを備えたフォー
カス状態表示装置である。
【0012】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記検波器と前記第一の蓄電器との間に高インピーダンス
回路が介挿され、この高インピーダンス回路の分岐出力
に接続された第二の蓄電器と、前記第一の蓄電器を継続
的に積分させるとともにこの第二の蓄電器の電荷を走査
周期に同期して放電させるスイッチ回路と、前記第一の
蓄電器の端子電圧に対応する電圧および前記第二の蓄電
器の端子電圧に対応する電圧をそれぞれ入力とする比較
器と、この比較器の出力を表示する手段とを備えたこと
である。
【0013】前記比較器が複数であり、この複数の比較
器には、前記第一の蓄電器の端子電圧の分割電圧および
前記第二の蓄電器の端子電圧がそれぞれ接続されること
が望ましい。また、前記高インピーダンス回路は電流増
幅器であることが望ましい。
【0014】
【作用】ラインセンサの出力信号から高周波成分を抽出
して整流し、これを二つの蓄電器に蓄える。二つの蓄電
器の一方の蓄電器は、ラインセンサが一回走査する毎に
放電を行い、他の蓄電器はそれまでのピーク値を保持す
る。すなわち、ラインセンサが一回走査する毎に放電を
行う方の蓄電器の時定数は、放電させるスイッチ回路の
動作に依存するが、ピーク値を保持する方の蓄電器の時
定数は走査周期に比較して極めて大きい値になるように
設定する。
【0015】焦点最良点に近づくにつれて、高周波成分
の振幅が最大になるので、走査毎に放電を行う蓄電器に
充電されている電圧値は現在の焦点位置を現し、他の一
方の蓄電器が保持しているピーク値は焦点最良点を現し
ている。この二つの蓄電器の電圧は、ピーク値で一致す
る。
【0016】この二つの蓄電器の電圧の差を焦点調節確
度として表示する。
【0017】
【実施例】本発明第一実施例の構成を図1を参照して説
明する。図1は本発明第一実施例装置の構成図である。
【0018】本発明は、ラインセンサを用いたテレビカ
メラ装置20からの信号を入力する入力端子4と、この
入力端子4からの信号の高周波成分を抽出するハイパス
フィルタ6と、このハイパスフィルタ6の通過信号を検
波する検波器7および7′と、この検波器7および7′
の出力を蓄積する第一の蓄電器であるコンデンサ8とを
備えたフォーカス状態表示装置である。
【0019】ここで、本発明の特徴とするところは、検
波器7および7′とコンデンサ8との間に電流増幅器で
ある高インピーダンス回路21が介挿され、この高イン
ピーダンス回路21の分岐出力に接続された第二の蓄電
器であるコンデンサ8′と、コンデンサ8を継続的に積
分させるとともにこのコンデンサ8′の電荷を走査周期
に同期して放電させるスイッチ回路13と、コンデンサ
8の端子電圧に対応する電圧およびコンデンサ8′の端
子電圧に対応する電圧をそれぞれ入力とする比較器18
0 〜189 と、この比較器180 〜189 の出力を表示
する手段であるLED190 〜199 とを備えたことで
ある。
【0020】次に、図1および図2を参照して本発明第
一実施例装置の動作を説明する。図2は本発明第一実施
例装置における各部の波形を示す図である。入力端子4
からラインセンサを用いたテレビカメラ装置20の映像
信号が入力され、この信号の遅延線10を介した信号と
直接信号とを増幅器11に入力する。この遅延線10を
含む線路はその遅延量に応じたハイパスフィルタ6を構
成する。
【0021】すなわち、図2(a)に示した波形が入力
端子4から入力され、ハイパスフィルタ6を構成する線
路により増幅器11の出力は図2(b)に示すように高
周波成分のみの波形となる。
【0022】これは正負両極性であるから検波器7およ
び7′により図2(c)に示すように正極性の信号に変
換される。
【0023】この信号は増幅器14で増幅される。増幅
器14および抵抗器14′により構成される高インピー
ダンス回路21は入力信号レベルに応じて電流を発生す
る電流増幅器である。
【0024】この電流をコンデンサ8および8′に蓄
え、電流電圧変更を行うと、電流が流れる毎にコンデン
サ8および8′の電圧は図2(d)に示すように上昇す
る。すなわち、整流された入力信号はすべて積分され
る。この動作により「発明が解決しようとする課題」で
述べた被写体の状態により大幅に出力信号のレベルが
変化する、一部に信号の大きい部分があるとその部分
だけで出力信号が決定される、などの問題点が改善され
る。
【0025】この電圧のピーク値はダイオード12を介
してコンデンサ8に蓄積され、保持される。このピーク
値は焦点の最良点で得られ、コンデンサ8は焦点の最良
点の情報を電圧として保持する。
【0026】スイッチ16およびダイオード12により
構成されたスイッチ回路13は図2(e)に示すよう
に、ラインセンサの1回の走査毎に動作し、コンデンサ
8′に蓄えられた電荷を放電し、電圧を0Vとする。こ
のため増幅器17の出力電圧は、焦点位置に対応して1
回の走査毎に変化する。すなわち、コンデンサ8′の時
定数はスイッチ16の動作に依存しているが、コンデン
サ8の時定数はラインセンサの走査周期に比較して極め
て大きい値に設定されている。
【0027】比較器180 〜189 は10個設けられ、
その入力の一方は増幅器15に接続され、入力信号のピ
ーク値すなわち焦点の最良点での電圧を抵抗器R0 〜R
9 により分割した電圧がそれぞれ入力される。他方の入
力は増幅器17に接続され、変化する焦点位置に対応し
た電圧が入力される。この比較器180 〜189 は、増
幅器15からの分割電圧よりも増幅器17からの電圧が
大きくなれば出力を発生するように構成された比較回路
である。また、出力にはLED190 〜199が接続さ
れる。増幅器15および17の出力電圧が等しいとき
に、LED190〜199 はすべて点灯する。
【0028】すなわち、コンデンサ8に焦点の最良点の
電圧がすでに保持されていれば焦点がまったく合ってい
ない状態では増幅器17の電圧は低く、その電圧は比較
器180 〜189 の増幅器15に接続された側の分割電
圧の最低レベルの電圧よりもさらに低いので、LED1
0 〜199 は一個も点灯しない。焦点が合うに従って
増幅器17からの電圧は増加し、比較器180 〜189
の増幅器15に接続された側の分割電圧を上回れば、そ
の低い方から順次LED190 〜199 は点灯する。焦
点が合ったときには増幅器15および17の出力電圧は
一致し、比較器180 〜189 に接続されたLED19
0 〜199 はすべて点灯する。
【0029】この状態を図3に示した。図3は焦点位置
と増幅器15および17の出力を示す図である。図3
(a)および図3(b)において、焦点最良点30に対
して、増幅器17の出力は現在の焦点位置に対応し、曲
線31で示したカーブを描く。これに対して増幅器15
の出力は、図3(a)において、一度焦点最良点30を
通過すると保持され、直線32を描く。
【0030】比較器180 〜189 を用いたことによ
り、「発明が解決しようとする課題」で述べた入力信
号に含まれるノイズにより出力信号が影響を受ける、と
いう問題点が改善される。それは、ノイズレベルのピー
ク値は第一および第二のコンデンサ8および8′に均等
に分配され、比較器180 〜189 にも均等な入力レベ
ルとして入力されるため、比較器180 〜189 の出力
条件を満たさないからである。
【0031】次に、図4を参照して実際の焦点設定手順
を説明する。図4は焦点設定手順を示すフローチャート
である。図3で示した動作を用いて、実際の焦点設定を
行う手順を説明する。電源投入時に、テレビカメラの焦
点は最近距離にあり、焦点は合っていないものとする。
【0032】テレビカメラの電源を投入して被写体にカ
メラを向ける(S1)。増幅器15および17の出力
は、この時点ではどちらも同じレベルなのですべてのL
ED190 〜199 が点灯する(S2)。撮影者は焦点
を合わせるために、焦点設定を近距離から無限遠方向に
操作する(S3)。その途中で焦点が合うと増幅器15
および17の出力はピーク値に達する。しかし、LED
190 〜199 が初めからすべて点灯しているため、撮
影者は焦点最良点30に気付かず焦点は無限遠方向に通
過する。このときコンデンサ8はピーク値を保持し、増
幅器15はそのピーク値電圧に対応した電圧を出力して
いるため、増幅器17の出力電圧が増幅器15の出力電
圧よりも低くなる。このため、LED190 〜199
中で滅灯するLED190 〜199 が現れ始める(S
4)。ここで、撮影者はLED190〜199 の点灯状
況から焦点最良点30をすでに通過したことを知り、焦
点設定を無限遠から近距離へと逆方向に操作する(S
5)。この逆方向への操作により、再びすべてのLED
190 〜199 が点灯した時点で(S6)、焦点合わせ
は終了する。
【0033】次に、図5を参照して本発明第二実施例を
説明する。図5は本発明第二実施例装置の要部構成図で
ある。図1に示した増幅器15および17に一つの比較
器18を接続し、その出力に電圧計22を接続した構成
である。電圧計22の指示値のピーク値が焦点最良点で
ある。
【0034】本発明第二実施例の利点は、比較器18が
一つなので回路構成が簡素化できる点である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれ
ば、一次元であるラインセンサの出力から焦点最良点を
目視により高い確度を以て設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例装置の構成図。
【図2】本発明第一実施例装置各部の波形を示す図。
【図3】増幅器の出力と焦点位置を示す図。
【図4】本発明第一実施例装置における焦点設定手順を
説明するフローチャート。
【図5】本発明第二実施例装置の要部構成図。
【図6】ラインセンサを用いたテレビカメラ装置を示す
図。
【図7】従来例装置の構成図。
【符号の説明】
1 被写体 2 レンズ 3 ラインセンサ 4 入力端子 5、11、14、15、17 増幅器 6 ハイパスフィルタ 7、7′ 検波器 8、8′ コンデンサ 9 出力端子 10 遅延線 12 ダイオード 13 スイッチ回路 14′、R0 〜R9 抵抗器 16 スイッチ 180 〜189 比較器 190 〜199 LED 20 テレビカメラ装置 21 高インピーダンス回路 30 焦点最良点 31 曲線 32 直線 A、B 波形
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/225 G02B 7/28 G02B 7/36 H04N 5/232

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラインセンサからの信号を入力する入力
    端子と、この入力端子からの信号の高周波成分を抽出す
    るハイパスフィルタと、このハイパスフィルタの通過信
    号を検波する検波器と、この検波器の出力を蓄積する第
    一の蓄電器とを備えたフォーカス状態表示装置におい
    て、 前記検波器と前記第一の蓄電器との間に高インピーダン
    ス回路が介挿され、 この高インピーダンス回路の分岐出力に接続された第二
    の蓄電器と、 前記第一の蓄電器を継続的に積分させるとともにこの第
    二の蓄電器の電荷を走査周期に同期して放電させるスイ
    ッチ回路と、 前記第一の蓄電器の端子電圧に対応する電圧および前記
    第二の蓄電器の端子電圧に対応する電圧をそれぞれ入力
    とする比較器と、 この比較器の出力を表示する手段とを備えたことを特徴
    とするフォーカス状態表示装置。
  2. 【請求項2】 前記比較器が複数であり、この複数の比
    較器には、前記第一の蓄電器の端子電圧の分割電圧およ
    び前記第二の蓄電器の端子電圧がそれぞれ接続された請
    求項1記載のフォーカス状態表示装置。
  3. 【請求項3】 前記高インピーダンス回路は電流増幅器
    である請求項1記載のフォーカス状態表示装置。
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JP5374953B2 (ja) * 2008-07-30 2013-12-25 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタおよびプロジェクタの制御方法

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