JPH03214868A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

自動焦点調整装置

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Publication number
JPH03214868A
JPH03214868A JP2008341A JP834190A JPH03214868A JP H03214868 A JPH03214868 A JP H03214868A JP 2008341 A JP2008341 A JP 2008341A JP 834190 A JP834190 A JP 834190A JP H03214868 A JPH03214868 A JP H03214868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
frequency component
focusing
high frequency
focus
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008341A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Takemoto
浩 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Priority to US07/640,882 priority patent/US5105278A/en
Publication of JPH03214868A publication Critical patent/JPH03214868A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビデオカメラやスチルカメラ等の画像中に
含まれる周波数成分を分析してレンズの合焦位置を検出
し、自動的に焦点調整を行う自動焦点調整装置に関する
〔従来の技術〕
ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像素子から出力され
る映像信号の中から特定の高周波成分を抽出し、この高
周波成分が最大値となるようにレンズの位置を前後に移
動させて焦点調整を行う自動焦点調整装置が知られてい
る。
この装置はレンズ系を一種の低域通過フィルタと考え、
焦点調整によって一定距離の被写体に対する等価帯域幅
が変化することに着目し、遮断周波数付近の映像信号の
高周波成分の振幅変化を検出して画面の精細度を検知し
、レンズの合焦位置を求めるものである。この場合、遮
断周波数付近の高周波成分の振幅は最良結像位置で最大
となり焦点がその前後にずれるにつれて低下する。
具体的には、画像を水平方向に走査して得られる映像信
号から特定の高周波成分(例えばlMllz)の信号を
帯域通過フィルタによって取り出し、この高周波成分の
振幅が最大となるようにレンズの位置を調整して焦点位
置を合わせている(例えば、特開昭62 − 1460
81号公報参照)。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、帯域通過フィルタを通して得られる特定の高周
波成分の振幅の大小を観測するこの方式は、画像を水平
方向に順次走査して映像信号を得ているので、垂直方向
の画像に対する合焦精度は高いが、水平方向の画像に対
する合焦精麿は低く、例えば、窓のブラインドのような
横縞模様の画像に対してはうまく合焦できないという不
都合がある。
画像は本来2次元の情報であるが、水平方向に順次走査
することによって1次元の時系列映像信号に変換される
。従って、被写体が水平方向にエッジを持つ縦縞模様の
画像(第3図(a))では、得られる輝度信号の走査線
上の位置PP’およびQQ′に極めて高い周波数成分を
含み(第3図(b))、帯域通過フィルタを通すことに
よって特定の高周波成分の信号を取り出すことができる
。しかし、被写体が垂直方向に工・ノジを持つ横縞模様
の画像(第4図(a))では、得られる輝度信号中にあ
まり高い周波数成分は含まれないので(第4図(b))
、特定の高周波成分の振幅を監視することによってレン
ズの合焦位置を求めるという従来の方式では高い合焦精
度は得られない。
この発明は横縞模様の被写体のように垂直方向にのみエ
ッジを持つ被写体に対しても精度よく合焦することの出
来る自動焦点調整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〕
この発明による自動焦点調整装置は、描像素子の1最像
面にレンズを通して結像される被写体像の光学情報を電
気信号に変換する逼像手段と、この変換した電気信号を
ディジタル信号に変換するAD変換手段と、上記ディジ
タル信号をフレーム毎に一時記憶するメモリ手段と、上
記ディジタル信号によって形成される画像に対し周波数
頭域に2次元直交変換を施して上記画像に含まれる各周
波数成分の大きさを検出する符号化手段と、上記各周波
数成分の中の特定の高周波成分の振幅を検出する合焦検
出手段と、この合焦検出手段からの制御信号によって上
記レンズの位置を調整するレンズ駆動手段とを備え、上
記特定の高周波成分の振幅が最大値となるように上記レ
ンズの位置を調整して合焦位置を求めるようにしている
(作 用〕 この発明による自動焦点調整装置は、被写体のの画像デ
ータを、フレーム毎に符号化手段によって離散コサイン
変換のような直交変換を施して2次元的に周波数解析し
、その中の特定の周波数成分の振幅変化を監視すること
によりレンズの合焦位置を求めている。
2次元離散コサイン変換係数には画像の水平方向、垂直
方向およびそれらを合成した斜め方向の各周波数成分が
含まれているので、この変換係数の中から特定の係数を
選択してその大きさを監視することにより、単一方向、
特に水平方向の周波数成分しか含まない横縞模様のよう
な被写体に対する合焦精度の向上を図ることが出来る。
この場合、特定の係数とは、レンズの焦点調整によって
一定距離の被写体に対する等価帯域幅が変化することに
よる遮断周波数付近の映像信号の高周波成分で、その係
数値は最良結像位置で最大となりその前後に焦点がずれ
るにつれて低下する。
従って、水平方向および垂直方向からそれぞれ特定の変
換係数を選択し、その各係数値が最大値となるようにレ
ンズの位置を調整すれば、単一方向の周波数成分しか含
まない画像に対しても精度よく合焦位置を求めることが
出来る。
〔実施例〕
第1図はこの発明による自動焦点調整装置の一実施例を
示すブロック図で、電子スチルカメラに適用した例につ
いて示している。
この調整装置はレンズを通して結像される被写体像を電
気信号に変換して出力するCCD等の固体撮像素子を備
える撮像部1と、この撮像部1から出力される電気信号
を増幅するプリアンプ2と、増幅された電気信号をディ
ジタル信号に変換するAD変換部3と、変換したディジ
タル信号を一時的に記憶するフレームメモリ4と、この
メモリ4に記憶したディジタル信号を周波数領域に直交
変換して各周波数成分に分解する符号化部5と、各周波
数成分の中の特定の高周波成分の値の変化を監視し、そ
の値の最大{直を検出する合焦検出部6と、撮像部1の
レンズを前後に移動させるレンズ駆動部7とから構成さ
れる。
符号化部5はフレームメモリ4に記憶される画像データ
を、1ブロックnXn画素からなる複数のブロックに分
割し、各ブロック毎に離散コサイン変換(D C T 
: Discrete Cosine Transfo
rm)を施して各周波数成分に分解するもので、例えば
1ブロック8×8画素の画像データに2次元DCTを施
し、第2図に示すような8×8マトリクスの変換係数F
==(1+J・1.2,・・・.8)を得る。
この8×8マトリクスの変換係数F ijのうち一番左
上の係数は画像に含まれる直流成分の大きさを表し、そ
れより下の数値ほど縦波の高周波成分の大きさを表し、
それより右の数値ほど横波の高周波成分の大きさを表し
ている。従って、変換係数F ijを見ればその画像に
含まれる縦波、横波およびその合成波形の大きさが同時
に観測できる。
現在検討されている電子スチルカメラの国際標準化方式
では、この変換係数F ijを量子化したのちハフマン
符号化することによってデータの圧縮を図るようにして
いる。
符号化部5で得られるDCT係数F ijは、次いで合
焦検出部6に入力される。合焦検出部6は撮像部1のレ
ンズの移動によって変化する特定の高周波成分の大きさ
を監視し、その大きさが最大値となる位置にレンズを移
動させるようにレンズ駆動部7に制御信号を送る。レン
ズ駆動部7はこの制御信号を受けてレンズを移動させ、
特定の高周波成分の大きさが最大値となる位置で停止さ
せる。
このようにして、撮像部1乃至レンズ駆動部7によって
形成される閉ループによりレンズの合焦位置を検出する
。2次元DCT係数F ijには、水平方向、垂直方向
およびそれらを合成した斜め方向の各周波数成分が含ま
れているので、この係数F ijを利用することにより
一方向にしかエッジを持たない被写体に対しても精度よ
く合焦することが出来る。
〔発明の効果〕
この発明によれば、被写体の画像を2次元的に周波数解
析し、その中の特定の周波数成分の振幅変化を監視して
レンズの合焦位置を求めるようにしているので、単一方
向、特に水平方向の周波数成分しか含まない横縞模様の
ような被写体に対しても合焦精度の向上を図ることが可
能となる。
また、画像データの圧縮を行う符号化部を利用している
ので、回路構成の簡略化を図ることが出来、低価格のカ
メラにも適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による自動焦点調整装置を電子スチル
カメラに適用した場合の一実施例を示すブロック図、 第2図は2次元DCT係数を示す8×8マトリクスの表
、 第3図は縦縞模様の画像とその輝度信号波形の概略図、 第4図は横縞模様の画像とその輝度信号波形の概略図で
ある。 1・・・撮像部、2・・・ブリアンプ、3・・・AD変
換部、4・・・フレームメモリ、5・・・符号化部、6
・・・合焦検出部、7・・・レンズ駆動部。 第 1 図 2次元DCTのマトリ7ス表 第 2 図 (a)ね蜂頌鷹へ11課 第 3 図 (0).ndA漣様31本 1多殊期間 (b)i11ノ蓄 づ富 号 1fl多第 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 撮像素子の撮像面にレンズを通して結像される被写体像
    の光学情報を電気信号に変換する撮像手段と、 この変換した電気信号をディジタル信号に変換するAD
    変換手段と、 上記ディジタル信号をフレーム毎に一時記憶するメモリ
    手段と、 上記ディジタル信号によって形成される画像に対し周波
    数領域に2次元直交変換を施して上記画像に含まれる各
    周波数成分の大きさを検出する符号化手段と、 上記各周波数成分の中の特定の高周波成分の振幅を検出
    する合焦検出手段と、 この合焦検出手段からの制御信号によって上記レンズの
    位置を調整するレンズ駆動手段とを備え、上記特定の高
    周波成分の振幅が最大値となるように上記レンズの位置
    を調製して合焦位置を求めることを特徴とする自動焦点
    調製装置。
JP2008341A 1990-01-19 1990-01-19 自動焦点調整装置 Pending JPH03214868A (ja)

Priority Applications (2)

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JP2008341A JPH03214868A (ja) 1990-01-19 1990-01-19 自動焦点調整装置
US07/640,882 US5105278A (en) 1990-01-19 1991-01-14 Automatic focus-adjusting apparatus using two-dimensional frequency component of an image

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