JP3562820B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子スチルカメラ等、映像信号を静止画記録するカメラに用いられるオートフォーカス装置、さらに詳しく言えば、被写界深度が深くなる撮影条件下での合焦速度および精度の改良を図った自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラ等に用いられるオートフォーカス装置の一つにＮＨＫ技研発表の「山登りサーボ方式」が挙げられる。
これは映像信号中の高周波成分を抽出し、それに基づき合焦点を検出するものであり、現在のビデオカメラ等に普及している。
この方式は、ＡＦ専用にセンサを設ける必要がなく、コストおよび実装の面で利点がある。
【０００３】
図４は上記山登りサーボ方式を採用したビデオカメラ等の回路の概略を示すブロック図である。
図示しない被写体からの反射光は、レンズユニット１で収束されアイリス２で絞り込まれＣＣＤ３上に達し、像が形成される。ＣＣＤ３は光電変換を行い、電気信号をカメラプロセス回路５に送出する。
カメラプロセス回路５は同期信号，セットアップレベル等を付加して映像信号を作成する。映像信号は図示しない記録回路等の他の回路に送られるとともにその輝度信号の一部がハイパスフィルタ６およびＡＥ制御回路１２に送出される。
ハイパスフィルタ６に送出された輝度信号からは高周波成分が抽出される。
高周波成分は増幅器７によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器８によりディジタル信号に変換される。
【０００４】
ゲ−ト回路１１はカメラプロセス回路５から出力される水平同期信号ＨＤ および垂直同期信号ＶＤ に基づき、積分処理すべき測距枠範囲を制御するゲート制御信号を出力する。
算術論理演算器９はゲート回路１１からのゲート制御信号に基づき、Ａ／Ｄ変換器８からのディジタル信号の積分処理を行う。
ＣＰＵ１０は算術論理演算器９から時系列的に出力される積分データを比較し、算術論理演算器９の出力が増大する方向にレンズユニットを駆動させるべき制御信号をレンズモータ駆動回路１５に送出する。レンズモータ駆動回路１５はＣＰＵ１０からの指示に従った方向にレンズモータ１６を駆動させ、レンズユニット内の焦点調整用レンズの位置を移動させる。
上記積分データの比較，レンズ駆動を連続的に行うことにより焦点調整用レンズは高周波成分が最大になる方向に移動させられ、最終的に高周波成分の最大値すなわち合焦点に達する。
一方、ＡＥ制御回路１２は、輝度信号より固定のシャッタ速度に対し適正露出の絞りにすべき制御信号をアイリスモータ駆動回路１３に送出する。アイリスモータ駆動回路１３はＡＥ制御回路１２からの制御信号に従ってアイリス２を駆動し適正露出に設定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記合焦方式において、固定のシャッタ速度は１／６０ｓｅｃであり、一般にビデオカメラではこのシャッタ速度で撮影を行っている。
そのため、焦点距離の短いレンズを用いた場合や被写体の輝度が高い場合では、被写界深度が非常に深くなり、合焦位置を検出することが困難で、合焦したとしても合焦までに時間がかかり、精度よく合焦できないという欠点があった。
電子スチルカメラでは、速写性が要求されるので合焦時間は短くなければならず、また、静止画記録再生であるので高い合焦精度が要求され、上記合焦方式は不適当であった。
上記対策として銀塩カメラと同様に測光センサを備え、その測光値に基づきシャッタ速度とアイリスを制御し露出設定することが考えられるが、上記問題点を回避しきれない場合がある。
本発明の目的は上述の問題を解決するもので、被写界深度が非常に深くなる撮影条件においても迅速にしかも高い精度で合焦ができる自動焦点調節装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による自動焦点調節装置は、レンズ系を通して固体撮像素子に結像される被写体像を映像信号に変換し、この映像信号中より抽出される高周波数成分に基づき合焦を行うオートフォーカス装置において、測光値を得るための測光回路と、前記測光値でシャッタ速度を決定し、該シャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満の輝度変化を絞りによって露出制御し、輝度変化が開放値から１ＥＶ値になった場合はシャッタ速度を変えるとともに絞りを開放値にし、そのシャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満の輝度変化を絞りによって露出制御する動作を繰り返す特性のＡＦ専用のプログラムと、ＡＥ用プログラムとを格納する記憶部と、前記測光値に基づき前記ＡＦ専用のプログラムのライン上でＡＦ制御を行い、その後に前記ＡＥ用プログラムのライン上でＡＥ制御を行う制御手段を備え構成されている。
【０００７】
【作用】
上記構成によれば、被写界深度が深くなるような撮影でも、ＡＦ制御時に絞りが開放近傍に設定され、後にＡＥ用プログラムでシャッタ速度および絞り値を設定し直すので、迅速にしかも高い精度で合焦が行われる。したがって、電子スチルカメラのオートフォーカス装置に好適に用いることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
図１は本発明による自動焦点調節装置の実施例を示す回路ブロック図である。
図４の各回路部分と同じ符号を付した部分は、同様に機能する回路構成部分である。
図１において、外部光を直接測光するための測光回路４が設けられ、そのデータはＣＰＵ１７に入力する。
ＣＰＵ１７はＡＦ専用プログラムとＡＥ用プログラムを格納する記憶部を有し、当初はＡＦ専用プログラムによってシャッタ速度と絞り値を制御し、同時にＡＦ制御を行う。
そして、ＡＦ制御を終了した時点でつぎはＡＥ用プログラムによりシャッタ速度と絞り値を設定し直し、撮影可能となる。
【０００９】
図２は上記ＡＦ専用プログラムとＡＥ用プログラムの例を示す図である。
ＡＦ専用プログラムＡは絞り開放近傍になるようにシャッタ速度が設定されている。
一方、ＡＥ用プログラムＢは通常の適正絞り，適正シャッタ速度に設定されている。
例えば、ＥＶ値１２では、通常、絞り８〜５．６，シャッタ速度１／６０秒〜１／１２５秒に設定されてＡＦ制御が行われるが、本発明では先ず絞り２．０近傍，シャッタ速度１／１０００秒〜１／２０００秒の状態、すなわち絞り値を開放気味にしてＡＦ制御を行った後に、通常のＡＥ制御を行う。
【００１０】
図３は撮影時の制御シーケンスを示すフローチャートである。
以下、このフローに沿って図１の動作を詳細に説明する。
図示しないレリーズボタンが半押しされると、ＡＦ，ＡＥ制御が行われる。
ＣＰＵ１７は測光回路４より測光データを得（ステップ「以下、ＳＴという」１）、ＡＦ専用プログラムラインに基づきシャッタ速度を決定し、決定したシャッタ速度になるようにＣＣＤ３を制御する。
ＡＥ制御回路１２はこのシャッタ速度の元での輝度信号に基づきアイリスモータ駆動回路１３を制御し絞り値を適正露出値になるように設定する（ＳＴ２）。
【００１１】
ＣＰＵ１７は上記のようにＡＥ制御された状態で、ゲート回路１１でゲーティングされる測距枠内の高周波成分の積分値を比較し、その積分値が増大する方向にレンズを移動させるべき制御信号をレンズモータ駆動回路１５に送出する。
レンズモータ駆動回路１５は制御信号に基づきレンズモータ１６を駆動させてレンズを移動させる。
この動作を繰り返し、積分値が最大値になるようにレンズを駆動することにより合焦点を求める（ＳＴ３）。
ＣＰＵ１７はＡＦ制御が終了すると、つぎはＡＥ用プログラムラインに切替え、このＡＥ用プログラムラインに基づきシャッタ速度を決定し、決定したシャッタ速度になるようにＣＣＤ３を制御する。
ＡＥ制御回路１２はこのシャッタ速度の元での輝度信号に基づきアイリスモータ駆動回路１３を制御し絞り値を再度設定し直す（ＳＴ４）。
【００１２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は開放値から１ＥＶ値未満を絞りによって露出制御し、輝度が１ＥＶ値になった場合はシャッタ速度を変えるとともに絞りを開放値にし、そのシャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満を絞りによって露出制御する動作を繰り返す特性のＡＦ専用のプログラムラインの元でＡＦ制御を行い、その後にＡＥ用プログラムラインでシャッタ速度および絞りを設定し直すように構成されている。
被写界深度が深い場合、映像信号中の高周波成分は充分に検出できるが、レンズ駆動による変化が小さくなるため、合焦ポイントの判定が困難となる。したがって、焦点距離の短いレンズによる被写界深度が深くなるＡＦ撮影は困難であったが、本発明によれば、画作りの上で被写界深度を損なうことなく高性能なＡＦ制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動焦点調節装置の実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】ＡＦ専用プログラムとＡＥ用プログラムの一例を示す図である。
【図３】撮影時の制御のシーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図４】従来のオートフォーカス装置の一例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ レンズユニット
２ アイリス
３ ＣＣＤ
４ 測光回路
５ カメラプロセス回路
６ ＨＰＦ
７ ＡＭＰ
８ Ａ／Ｄ変換器
９ 算術論理演算器
１０，１７ ＣＰＵ
１１ ゲート回路
１２ ＡＥ制御回路
１３ アイリスモータ駆動回路
１４ アイリスモータ
１５ レンズモータ駆動回路
１６ レンズモータ
【産業上の利用分野】
本発明は電子スチルカメラ等、映像信号を静止画記録するカメラに用いられるオートフォーカス装置、さらに詳しく言えば、被写界深度が深くなる撮影条件下での合焦速度および精度の改良を図った自動焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラ等に用いられるオートフォーカス装置の一つにＮＨＫ技研発表の「山登りサーボ方式」が挙げられる。
これは映像信号中の高周波成分を抽出し、それに基づき合焦点を検出するものであり、現在のビデオカメラ等に普及している。
この方式は、ＡＦ専用にセンサを設ける必要がなく、コストおよび実装の面で利点がある。
【０００３】
図４は上記山登りサーボ方式を採用したビデオカメラ等の回路の概略を示すブロック図である。
図示しない被写体からの反射光は、レンズユニット１で収束されアイリス２で絞り込まれＣＣＤ３上に達し、像が形成される。ＣＣＤ３は光電変換を行い、電気信号をカメラプロセス回路５に送出する。
カメラプロセス回路５は同期信号，セットアップレベル等を付加して映像信号を作成する。映像信号は図示しない記録回路等の他の回路に送られるとともにその輝度信号の一部がハイパスフィルタ６およびＡＥ制御回路１２に送出される。
ハイパスフィルタ６に送出された輝度信号からは高周波成分が抽出される。
高周波成分は増幅器７によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器８によりディジタル信号に変換される。
【０００４】
ゲ−ト回路１１はカメラプロセス回路５から出力される水平同期信号ＨＤ および垂直同期信号ＶＤ に基づき、積分処理すべき測距枠範囲を制御するゲート制御信号を出力する。
算術論理演算器９はゲート回路１１からのゲート制御信号に基づき、Ａ／Ｄ変換器８からのディジタル信号の積分処理を行う。
ＣＰＵ１０は算術論理演算器９から時系列的に出力される積分データを比較し、算術論理演算器９の出力が増大する方向にレンズユニットを駆動させるべき制御信号をレンズモータ駆動回路１５に送出する。レンズモータ駆動回路１５はＣＰＵ１０からの指示に従った方向にレンズモータ１６を駆動させ、レンズユニット内の焦点調整用レンズの位置を移動させる。
上記積分データの比較，レンズ駆動を連続的に行うことにより焦点調整用レンズは高周波成分が最大になる方向に移動させられ、最終的に高周波成分の最大値すなわち合焦点に達する。
一方、ＡＥ制御回路１２は、輝度信号より固定のシャッタ速度に対し適正露出の絞りにすべき制御信号をアイリスモータ駆動回路１３に送出する。アイリスモータ駆動回路１３はＡＥ制御回路１２からの制御信号に従ってアイリス２を駆動し適正露出に設定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記合焦方式において、固定のシャッタ速度は１／６０ｓｅｃであり、一般にビデオカメラではこのシャッタ速度で撮影を行っている。
そのため、焦点距離の短いレンズを用いた場合や被写体の輝度が高い場合では、被写界深度が非常に深くなり、合焦位置を検出することが困難で、合焦したとしても合焦までに時間がかかり、精度よく合焦できないという欠点があった。
電子スチルカメラでは、速写性が要求されるので合焦時間は短くなければならず、また、静止画記録再生であるので高い合焦精度が要求され、上記合焦方式は不適当であった。
上記対策として銀塩カメラと同様に測光センサを備え、その測光値に基づきシャッタ速度とアイリスを制御し露出設定することが考えられるが、上記問題点を回避しきれない場合がある。
本発明の目的は上述の問題を解決するもので、被写界深度が非常に深くなる撮影条件においても迅速にしかも高い精度で合焦ができる自動焦点調節装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明による自動焦点調節装置は、レンズ系を通して固体撮像素子に結像される被写体像を映像信号に変換し、この映像信号中より抽出される高周波数成分に基づき合焦を行うオートフォーカス装置において、測光値を得るための測光回路と、前記測光値でシャッタ速度を決定し、該シャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満の輝度変化を絞りによって露出制御し、輝度変化が開放値から１ＥＶ値になった場合はシャッタ速度を変えるとともに絞りを開放値にし、そのシャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満の輝度変化を絞りによって露出制御する動作を繰り返す特性のＡＦ専用のプログラムと、ＡＥ用プログラムとを格納する記憶部と、前記測光値に基づき前記ＡＦ専用のプログラムのライン上でＡＦ制御を行い、その後に前記ＡＥ用プログラムのライン上でＡＥ制御を行う制御手段を備え構成されている。
【０００７】
【作用】
上記構成によれば、被写界深度が深くなるような撮影でも、ＡＦ制御時に絞りが開放近傍に設定され、後にＡＥ用プログラムでシャッタ速度および絞り値を設定し直すので、迅速にしかも高い精度で合焦が行われる。したがって、電子スチルカメラのオートフォーカス装置に好適に用いることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
図１は本発明による自動焦点調節装置の実施例を示す回路ブロック図である。
図４の各回路部分と同じ符号を付した部分は、同様に機能する回路構成部分である。
図１において、外部光を直接測光するための測光回路４が設けられ、そのデータはＣＰＵ１７に入力する。
ＣＰＵ１７はＡＦ専用プログラムとＡＥ用プログラムを格納する記憶部を有し、当初はＡＦ専用プログラムによってシャッタ速度と絞り値を制御し、同時にＡＦ制御を行う。
そして、ＡＦ制御を終了した時点でつぎはＡＥ用プログラムによりシャッタ速度と絞り値を設定し直し、撮影可能となる。
【０００９】
図２は上記ＡＦ専用プログラムとＡＥ用プログラムの例を示す図である。
ＡＦ専用プログラムＡは絞り開放近傍になるようにシャッタ速度が設定されている。
一方、ＡＥ用プログラムＢは通常の適正絞り，適正シャッタ速度に設定されている。
例えば、ＥＶ値１２では、通常、絞り８〜５．６，シャッタ速度１／６０秒〜１／１２５秒に設定されてＡＦ制御が行われるが、本発明では先ず絞り２．０近傍，シャッタ速度１／１０００秒〜１／２０００秒の状態、すなわち絞り値を開放気味にしてＡＦ制御を行った後に、通常のＡＥ制御を行う。
【００１０】
図３は撮影時の制御シーケンスを示すフローチャートである。
以下、このフローに沿って図１の動作を詳細に説明する。
図示しないレリーズボタンが半押しされると、ＡＦ，ＡＥ制御が行われる。
ＣＰＵ１７は測光回路４より測光データを得（ステップ「以下、ＳＴという」１）、ＡＦ専用プログラムラインに基づきシャッタ速度を決定し、決定したシャッタ速度になるようにＣＣＤ３を制御する。
ＡＥ制御回路１２はこのシャッタ速度の元での輝度信号に基づきアイリスモータ駆動回路１３を制御し絞り値を適正露出値になるように設定する（ＳＴ２）。
【００１１】
ＣＰＵ１７は上記のようにＡＥ制御された状態で、ゲート回路１１でゲーティングされる測距枠内の高周波成分の積分値を比較し、その積分値が増大する方向にレンズを移動させるべき制御信号をレンズモータ駆動回路１５に送出する。
レンズモータ駆動回路１５は制御信号に基づきレンズモータ１６を駆動させてレンズを移動させる。
この動作を繰り返し、積分値が最大値になるようにレンズを駆動することにより合焦点を求める（ＳＴ３）。
ＣＰＵ１７はＡＦ制御が終了すると、つぎはＡＥ用プログラムラインに切替え、このＡＥ用プログラムラインに基づきシャッタ速度を決定し、決定したシャッタ速度になるようにＣＣＤ３を制御する。
ＡＥ制御回路１２はこのシャッタ速度の元での輝度信号に基づきアイリスモータ駆動回路１３を制御し絞り値を再度設定し直す（ＳＴ４）。
【００１２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は開放値から１ＥＶ値未満を絞りによって露出制御し、輝度が１ＥＶ値になった場合はシャッタ速度を変えるとともに絞りを開放値にし、そのシャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満を絞りによって露出制御する動作を繰り返す特性のＡＦ専用のプログラムラインの元でＡＦ制御を行い、その後にＡＥ用プログラムラインでシャッタ速度および絞りを設定し直すように構成されている。
被写界深度が深い場合、映像信号中の高周波成分は充分に検出できるが、レンズ駆動による変化が小さくなるため、合焦ポイントの判定が困難となる。したがって、焦点距離の短いレンズによる被写界深度が深くなるＡＦ撮影は困難であったが、本発明によれば、画作りの上で被写界深度を損なうことなく高性能なＡＦ制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動焦点調節装置の実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】ＡＦ専用プログラムとＡＥ用プログラムの一例を示す図である。
【図３】撮影時の制御のシーケンスを説明するためのフローチャートである。
【図４】従来のオートフォーカス装置の一例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ レンズユニット
２ アイリス
３ ＣＣＤ
４ 測光回路
５ カメラプロセス回路
６ ＨＰＦ
７ ＡＭＰ
８ Ａ／Ｄ変換器
９ 算術論理演算器
１０，１７ ＣＰＵ
１１ ゲート回路
１２ ＡＥ制御回路
１３ アイリスモータ駆動回路
１４ アイリスモータ
１５ レンズモータ駆動回路
１６ レンズモータ
Claims (1)
- レンズ系を通して固体撮像素子に結像される被写体像を映像信号に変換し、この映像信号中より抽出される高周波数成分に基づき合焦を行うオートフォーカス装置において、
測光値を得るための測光回路と、
前記測光値でシャッタ速度を決定し、該シャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満の輝度変化を絞りによって露出制御し、輝度変化が開放値から１ＥＶ値になった場合はシャッタ速度を変えるとともに絞りを開放値にし、そのシャッタ速度における開放値から１ＥＶ値未満の輝度変化を絞りによって露出制御する動作を繰り返す特性のＡＦ専用のプログラムと、ＡＥ用プログラムとを格納する記憶部と、
前記測光値に基づき前記ＡＦ専用のプログラムのライン上でＡＦ制御を行い、その後に前記ＡＥ用プログラムのライン上でＡＥ制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30293492A JP3562820B2 (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30293492A JP3562820B2 (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06133204A JPH06133204A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3562820B2 true JP3562820B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=17914894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30293492A Expired - Fee Related JP3562820B2 (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562820B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP5211714B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2013-06-12 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
| JP2009251557A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Panasonic Corp | 撮像装置 |
| JP5030883B2 (ja) * | 2008-07-28 | 2012-09-19 | 富士フイルム株式会社 | ディジタル・スチル・カメラおよびその制御方法 |
| JP5454546B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2014-03-26 | 株式会社ニコン | オートフォーカス装置 |
| JP5486662B2 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-07 | パナソニック株式会社 | 撮像装置及びカメラ本体 |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP30293492A patent/JP3562820B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06133204A (ja) | 1994-05-13 |
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