JPH04261509A - Focusing controlling apparatus and distance measuring method - Google Patents

Focusing controlling apparatus and distance measuring method

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JPH04261509A
JPH04261509A JP2297355A JP29735590A JPH04261509A JP H04261509 A JPH04261509 A JP H04261509A JP 2297355 A JP2297355 A JP 2297355A JP 29735590 A JP29735590 A JP 29735590A JP H04261509 A JPH04261509 A JP H04261509A
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Abstract

PURPOSE: To perform optimum focusing in a short time by obtaining the moving amount of an image pickup lens to a focusing position with arithmetically calculating operation by fetching data once at least. CONSTITUTION: This device is provided with a sampling means 3 sampling data in the video screen one-dimensional direction of a video signal outputted from an image pickup element 2, and a one-dimensional Z-transformation means 7 Z-transforming the data of the sampled video signal. Also this device includes a moving means 6 moving an image pickup lens 1 or the element 2 to a focusing position arithmetically calculated by zero point set storing means 81 to 8j storing one or more zero points as a set by every optical transfer function(OTF) obtained by one-dimensional Z-transformation, zero point substituting means 101 to 10j , sum calculating means 111 to 11j , a defocusing amount detecting means 12, and a focusing position calculating means 13.

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、スチルビデオカメラ、銀塩フィルム式カメラ
や双眼鏡等の光学系の焦点を自動的に合わせる合焦制御
(オートフオーカス)装置及び任意の位置にある物体ま
での距離を測定する方法に関する。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a focusing control (autofocus) device that automatically focuses an optical system of a still video camera, a silver halide film camera, binoculars, etc. It relates to a method of measuring the distance to an object at an arbitrary position.

<従来の技術> 従来のオートフオーカス方式には、補助光等の測距のた
めの信号を被写体に照射し、その帰ってきた信号を利用
するアクティブ方式と、映像信号自身を何らかの形で利
用するパッシブ方式がある。
<Conventional technology> Conventional autofocus methods include an active method in which a distance measurement signal such as an auxiliary light is emitted onto the subject and the returned signal is used, and the other is an active method in which the video signal itself is used in some way. There is a passive method to do this.

パッシブ方式は被写体信号自身を利用するため精度の良
い方法としてよく利用されているが、ビデオカメラ等で
は、カメラ自身の撮像のための撮像素子(CCD)を有
しているため、撮像素子から得られる映像信号をそのま
ま利用してオートフォーカスを行う方式がよく採られる
。スチルビデオカメラにおいてもムービービデオカメラ
同様撮像素子を内蔵しているため、これから得られる映
像信号を直接利用すれば、別にオートフオーカスのため
の専用光学ユニットを設ける必要がなくコスト、精度共
に有利である。
The passive method is often used as a highly accurate method because it uses the subject signal itself, but video cameras and the like have an image sensor (CCD) for capturing images of the camera itself, so the signal obtained from the image sensor is A method is often adopted in which autofocus is performed by using the video signal as it is. Like movie video cameras, still video cameras have a built-in image sensor, so if you directly use the video signal obtained from this, there is no need to install a separate optical unit for autofocus, which is advantageous in terms of cost and accuracy. be.

ムービービデオカメラに用いられる従来の映像信号を用
いる撮像面オートフオーカス方式をスチルビデオカメラ
等に利用すると概路次のようになる。
When the conventional imaging surface autofocus method using video signals used in movie video cameras is applied to still video cameras, etc., the outline is as follows.

即ち、映像信号等に含まれる高周波成分は合焦位置(ベ
ストフォーカス位置)にてそのレベルが最大となり、デ
フォーカス量が増えるに従って高周波成分は小さくなっ
ていく。
That is, the high frequency components contained in the video signal etc. have a maximum level at the in-focus position (best focus position), and as the amount of defocus increases, the high frequency components become smaller.

このことを利用して撮像の度に撮像レンズを至近距離か
ら無限位置まで複数位置a0、a1、a2、…で一度ス
キャンし、その間の映像信号に含まれる高周波成分f0
をバンドパスフィルタにて取り出し、逐一そのレベルを
比較することにより、高周波成分が最大となる位置、例
えばa1を見つけ出し、再びその位置にレンズを移動さ
せるという動作をさせる。第7図(A)、(B)、(C
)は夫々前記従来例のハードウエアの構成、撮像レンズ
の各スキャン位置、該各スキャン位置における高周波成
分レベルを示したものである。
Taking advantage of this, the imaging lens is scanned once at multiple positions a0, a1, a2, etc. from a close distance to an infinite position every time an image is taken, and the high frequency component f0 contained in the video signal during that time is
is extracted by a band-pass filter and the levels are compared one by one to find a position where the high frequency component is maximum, for example a1, and the lens is moved to that position again. Figure 7 (A), (B), (C
) respectively show the hardware configuration of the conventional example, each scan position of the imaging lens, and the high frequency component level at each scan position.

<発明が解決しようとする課題> かかる従来のオートフォーカス方式では後述するように
いくつかの問題点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> The conventional autofocus method has several problems as described below.

アクティブ方式では前述したようにオートフォーカス専
用の光学ユニットを別に必要とするという問題が大きい
As mentioned above, the active method has a major problem in that it requires a separate optical unit dedicated to autofocus.

パッシブ方式においても、まず、合焦位置を知るために
一度レンズを至近距離から無限位置まで移動させなけれ
ばならず時間がかかる。
Even in the passive method, the lens must first be moved from a close distance to an infinity position in order to find the in-focus position, which takes time.

また、検出精度を上げるためには高周波成分取出用バン
ドパスフィルタの帯域幅を狭くすればよいが、あまり狭
くしすぎると、被写体の種類によっては、その帯域の周
波数成分をあまり含まず、十分な出力が得られない等の
不具合を生じる。
In addition, in order to improve detection accuracy, it is possible to narrow the bandwidth of the bandpass filter for extracting high-frequency components, but if the bandwidth is too narrow, depending on the type of subject, it may not include many frequency components in that band and may not be sufficient. This may cause problems such as not being able to obtain output.

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、レンズを至近距離から無限位置まで移動してスキャン
する必要がなく、最低1回の映像信号取込みのみで正確
な合焦位置を見つけ出し、かつ被写体信号の特定周波数
成分など、被写体の種類への依存性を有せず、また、オ
ートフォーカス専用の特別の光学系も必要としない新規
な方式の合焦制御装置を提供することを目的とする。同
時に、アクティブ方式のように発光機構を備えることな
く、映像信号を利用して任意の位置にある物体を測定す
る方法を提供することを目的とする。
The present invention was developed in view of these conventional problems, and it is possible to find an accurate in-focus position by capturing a video signal at least once, without having to scan by moving the lens from a close distance to an infinite position. , and does not have dependence on the type of subject such as a specific frequency component of the subject signal, and does not require a special optical system dedicated to autofocus. shall be. At the same time, it is an object of the present invention to provide a method of measuring an object at an arbitrary position using a video signal without having a light emitting mechanism unlike the active method.

<課題を解決するための手段> このため、本発明に係る合焦制御装置は第1図に示すよ
うに、撮像素子から出力される映像信号の映像画面一次
元方向のデータをサンプリングするサンプリング手段と
、サンプリングされた映像信号のデータをZ変換する一
次元Z変換手段と、複数のデフォーカス量に対応した撮
像レンズ系の点像拡がり関数を一次元Z変換して得られ
るレスポンス関数(OTF)毎に1個以上の零点をセッ
トで記憶する零点セット記憶手段と、前記一次元Z変換
手段によりZ変換された多項式にOTF毎の零点セット
の各零点を代入し、代入して得られる値各々の絶対値を
演算する零点代入手段と、OTF毎の前記零点を代入し
て得られる各々の絶対値の総和を演算する総和演算手段
と、前記OTF毎の絶対値の総和を比較し、該総和の最
小値に対応するOTFのデフォーカス量を検出するデフ
ォーカス量検出手段と、検出されたデフォーカス量に基
づいて撮像素子と撮像レンズとの相対合焦位置を演算す
る合焦位置演算手段と、演算された合焦位置に撮像レン
ズ又は撮像素子を移動する移動手段と、を含んで構成し
た。
<Means for Solving the Problem> Therefore, as shown in FIG. 1, the focusing control device according to the present invention includes sampling means for sampling data in one-dimensional direction of the video screen of the video signal output from the image sensor. , a one-dimensional Z-transforming means for Z-transforming the data of the sampled video signal, and a response function (OTF) obtained by one-dimensional Z-transforming the point spread function of the imaging lens system corresponding to a plurality of defocus amounts. Zero point set storage means for storing one or more zero points as a set for each OTF, and each value obtained by substituting each zero point of the zero point set for each OTF into the polynomial Z-transformed by the one-dimensional Z-transforming means. a zero point substitution means for computing the absolute value of , a summation computing means for computing the sum of each absolute value obtained by substituting the zero point for each OTF, and a sum calculation means for computing the sum of the absolute values obtained by substituting the zero point for each OTF, and comparing the sum of the absolute values for each OTF, a defocus amount detection means for detecting a defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value of , and a focus position calculation means for calculating a relative focus position between the image sensor and the imaging lens based on the detected defocus amount. , a moving means for moving the imaging lens or the imaging element to the calculated focus position.

また、前記サンプリング手段は前記一次元方向のデータ
を該一次元方向と直交する方向に複数組サンプリングし
、前記デフォーカス量検出手段は前記絶対値の総和の複
数組における平均値に相当する値をOTF間で比較し、
その中の最小値に対応するOTFのデフォーカス量を検
出するように構成することができる。
Further, the sampling means samples a plurality of sets of data in the one-dimensional direction in a direction perpendicular to the one-dimensional direction, and the defocus amount detection means detects a value corresponding to an average value of the sum of the absolute values of the plurality of sets. Compare between OTFs,
It can be configured to detect the defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value therein.

また、前記サンプリング手段は前記一次元方向のデータ
を該一次元方向と直交する方向に複数組サンプリングし
、前記デフォーカス量検出手段は前記絶対値の総和の値
を各組においてOTF間で比較して最小のものを選択し
た後、それら各組における最小値の中で最小となる値に
対応するOTFのデフォーカス量を検出するように構成
してもよい。
Further, the sampling means samples a plurality of sets of data in the one-dimensional direction in a direction perpendicular to the one-dimensional direction, and the defocus amount detecting means compares the sum of the absolute values between OTFs in each set. After selecting the minimum value among the minimum values in each set, the defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value among the minimum values in each set may be detected.

また、前記サンプリング手段は撮像レンズが無限遠位置
又は至近位置にセットされた状態でサンプリングを行い
、移動手段は一方向にのみ撮像レンズ又は撮像素子を移
動して相対合焦位置を制御する構成としてもよい。
Further, the sampling means performs sampling with the imaging lens set at an infinity position or a close position, and the moving means moves the imaging lens or imaging element only in one direction to control the relative focusing position. Good too.

また、本発明に係る測距方法は、撮像レンズを通して撮
像素子上に得られた物体の映像信号のデータをサンプリ
ングしてZ変換し、該Z変換された多項式に複数のデフ
ォーカス量に対応した零点を代入して該多項式の零点を
見つけ出すことにより現在のデフォーカス量を検出し、
該検出されたデフォーカス量に基づいて撮像レンズ又は
撮像素子から前記物体までの距離を測定する。
Further, the distance measuring method according to the present invention samples data of a video signal of an object obtained on an image sensor through an imaging lens, performs Z transformation, and applies a polynomial that corresponds to a plurality of defocus amounts to the Z-transformed polynomial. Detecting the current amount of defocus by substituting the zero point and finding the zero point of the polynomial,
The distance from the imaging lens or image sensor to the object is measured based on the detected defocus amount.

<作用> サンプリング手段は、撮像素子から出力された映像画面
一次元方向の映像信号のデータを、一組以上サンプリン
グする。
<Operation> The sampling means samples one or more sets of video signal data in one-dimensional direction of the video screen output from the image sensor.

一次元Z変換手段は、前記サンプリングされた映像信号
のデータ(通常は処理しやすいようにAD変換器により
デジタル信号に変換されたデータを用いる)を組毎にZ
変換する。
The one-dimensional Z conversion means converts the data of the sampled video signal (usually data converted into a digital signal by an AD converter for ease of processing) into Z for each set.
Convert.

前記Z変換された多項式には、零点代入手段により零点
セット記憶手段に記憶された複数のOTFの各零点が代
入され、代入して得られる値各々の絶対値が求められる
Each zero of a plurality of OTFs stored in the zero point set storage means is substituted into the Z-transformed polynomial by the zero point substitution means, and the absolute value of each value obtained by the substitution is determined.

総和演算手段は、OTF毎の前記零点を代入して得られ
る各々の絶対値の総和を求める。
The sum calculation means calculates the sum of the respective absolute values obtained by substituting the zero points for each OTF.

これらOTF毎の絶対値の総和がデフォーカス量検出手
段により比較され、その中の最小値に対応するOTFの
デフオーカス量を検出する。即ち、零点を代入したとき
に零となるOTFが現在の真のOTFであるから、絶対
値の総和が最小となるOTFは与えられたOTFの中で
最も真に近いOTFであるため、そのOTFのデフォー
カス量は現在のデフォーカス量を良好に示すこととなる
The total sum of these absolute values for each OTF is compared by the defocus amount detection means, and the defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value among them is detected. In other words, since the OTF that becomes zero when the zero point is substituted is the current true OTF, the OTF for which the sum of absolute values is the smallest is the OTF that is closest to the truth among the given OTFs, so that OTF The defocus amount indicates the current defocus amount well.

尚、デフォーカス量の検出精度を高めるにはより多くの
OTFを用意すればよい。
Note that in order to improve the detection accuracy of the defocus amount, more OTFs may be prepared.

このようにして現在のデフォーカス量が検出されると、
撮像レンズの位置、焦点距離が既知であるため、合焦位
置演算手段により相対合焦位置を演算することができる
When the current defocus amount is detected in this way,
Since the position and focal length of the imaging lens are known, the relative focus position can be calculated by the focus position calculation means.

そして、移動手段により、前記演算された合焦位置に撮
像レンズ又は撮像素子を移動することにより良好に焦点
位置を合わせることができる。
Then, by moving the imaging lens or the imaging element to the calculated focus position using the moving means, the focus position can be satisfactorily adjusted.

また、サンプリング手段て複数組のデータをサンプリン
グし、前記デフォーカス量検出手段で前記絶対値の総和
の複数組における平均値に相当する値をOTF間で比較
し、その中の最小値に対応するOTFのデフォーカス量
を検出するように構成したものでは、一組だけのデータ
で対応するOTFを決定する場合に比較して、ノイズに
よる影響を小さくすることができ検出精度が向上する。
Further, the sampling means samples a plurality of sets of data, and the defocus amount detecting means compares a value corresponding to an average value of the sum of the absolute values in the plurality of sets between OTFs, and corresponds to the minimum value among them. In the configuration configured to detect the defocus amount of the OTF, the influence of noise can be reduced and the detection accuracy can be improved compared to the case where the corresponding OTF is determined using only one set of data.

この方式では、特に、複数組の平均値に信頼性を持たせ
たものである。つまり、総和の絶対値が最小となる組を
持つOTFがあっても複数組の平均値か最小となる方に
信頼性を持たせるのである。
In this method, reliability is particularly given to the average values of multiple sets. In other words, even if there is an OTF that has a set with the minimum absolute value of the sum, reliability is given to the average value of the plurality of sets or the one with the minimum value.

また、同様にサンプリング手段で複数組のデータをサン
プリングするが、前記デフォーカス量検出手段は前記絶
対値の総和の各組における値をOTF間で比較して最小
のものを選択した後、それら各組の最小値の中の最小値
に対応するOTFのデフォーカス量を検出するように構
成したものでは、ノイズによる影響を小さくすることが
でき検出精度が向上することは同様であるが、この方式
では一組でも総和の絶対値が最小となれば、それに対応
するOTFを信頼するのである。
Similarly, the sampling means samples a plurality of sets of data, and the defocus amount detecting means compares the sum of the absolute values in each set between OTFs, selects the smallest one, and then selects the smallest one. A method configured to detect the defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value among the minimum values of the set can similarly reduce the influence of noise and improve detection accuracy, but this method Then, if the absolute value of the sum of even one set is the minimum, the corresponding OTF is trusted.

また、前記サンプリング手段は撮像レンズが無限遠位置
又は至近位置にセットされた状態でサンプリングを行い
、移動手段は一方向にのみ撮像レンズ又は撮像素子を移
動して合焦位置を制御する構成とすることにより、1回
のデータ取込みによる演算処理と1回の移動で確実に合
焦位置にセッティングできる。即ち、撮像レンズが無限
遠位置又は至近位置以外の位置にある場合には、デフォ
ーカス量が定まっても、至近位置側にデフォーカスされ
ているか無限遠側にデフォーカスされているかの区別が
つかないので、撮像レンズの移動方向が決定しない。
Further, the sampling means performs sampling with the imaging lens set at an infinite position or a close position, and the moving means moves the imaging lens or image sensor only in one direction to control the focusing position. By doing so, it is possible to reliably set the focus position with one calculation process of data acquisition and one movement. In other words, when the imaging lens is at a position other than the infinity position or the close position, even if the amount of defocus is determined, it is difficult to distinguish whether it is defocused toward the close position or towards infinity. Therefore, the moving direction of the imaging lens cannot be determined.

また、本発明に係る測距方法においては、撮像レンズを
通して撮像素子上に得られた物体の映像信号のデータを
サンプリングしてZ変換し、該Z変換された多項式に複
数のデフォーカス量に対応した零点を代入すれば前述の
合焦制御装置で説明したように該多項式の零点を見つけ
出すことができ、これによって現在のデフォーカス量を
検出できるから、該検出されたデフォーカス量に基づい
て撮像レンズ又は撮像素子から前記物体までの距離を測
定することができる。この方法では、前記アクティブ方
式のような特別な発光機構が必要なく、映像信号の処理
のみで精度よく測距を行える。
Furthermore, in the ranging method according to the present invention, data of a video signal of an object obtained on an image sensor through an imaging lens is sampled and Z-transformed, and the Z-transformed polynomial is applied to a plurality of defocus amounts. By substituting the zero point of the polynomial, it is possible to find the zero point of the polynomial as explained in the above-mentioned focus control device, and the current amount of defocus can be detected by this, so imaging is performed based on the detected amount of defocus. The distance from the lens or image sensor to the object can be measured. With this method, there is no need for a special light emitting mechanism like the active method, and distance measurement can be performed with high accuracy only by processing the video signal.

<実施例> 実施例の説明に先立ち、本発明に関わる理論を第2図及
び第3図を参照して以下に説明する。
<Example> Prior to describing the example, the theory related to the present invention will be explained below with reference to FIGS. 2 and 3.

ある撮像光学系において、CCD等の撮像素子からサン
プリングされた映像信号のデータyは、レンズの点像拡
がり関数(Point spread functio
−n)をg、物体データをu、撮像素子系で生じるノイ
ズをnとすると、次のように一般的に表されることにな
る{第2図(A)参照}。
In a certain imaging optical system, data y of a video signal sampled from an imaging device such as a CCD is determined by the point spread function of the lens.
-n) is g, object data is u, and noise generated in the image sensor system is n, it is generally expressed as follows {see FIG. 2(A)}.

■式において、全ての変数は二次元量であり、*はコン
ボリューション(たたみこみ)を示す。
(2) In the formula, all variables are two-dimensional quantities, and * indicates convolution.

点像拡がり関数gは光学理論により次式のように表され
る。
The point spread function g is expressed by the following equation according to optical theory.

ここで、d0:物体−撮像レンズ間距離、d1:撮像レ
ンズ−撮像素子間距離とすると、d1が合焦位置にある
ときの距離より小さい側にデフォーカスされている場合
は、前記Wは次式を満足する値として設定される。
Here, if d0 is the distance between the object and the imaging lens, and d1 is the distance between the imaging lens and the imaging element, then if d1 is defocused to the smaller side than the distance when it is at the in-focus position, the above W is as follows. Set as a value that satisfies the expression.

また、d1が合焦位置にあるときの距離より大きい側に
デフォーカスされている場合は、前記Wは次式を満足す
る値として設定される。
Further, when the distance is defocused to the side larger than the distance when d1 is at the in-focus position, W is set as a value that satisfies the following equation.

また、レンズ窓関数Pは、レンズアパーチャーを示し、
撮像レンズに収差のない場合は、レンズアパーチャー内
いずれの点においても一定値であり、それ以外の点にお
いては、0となる。
Further, the lens window function P indicates the lens aperture,
When the imaging lens has no aberration, it is a constant value at any point within the lens aperture, and is 0 at other points.

今、簡単化のため■式においてノイズの項nを無視する
と、 となり、コンボリュージョンにより画像を劣化させるの
は、点像拡がり関数gであることが分かり、また■式よ
り、点像拡がり関数gは、Wによってのみ影響を受ける
ことが明らかである。したがってWの値が決まれば、即
ち■又は■′式において、撮像レンズ−撮像素子間距離
d1及び撮像レンズの焦点距離fは既知であるので、物
体−撮像レンズ間距離d0が決まれば点像拡がり関数g
は一義的に決まることになる。
Now, if we ignore the noise term n in formula (■) for simplification, it becomes as follows, and it can be seen that it is the point spread function g that degrades the image due to convolution, and from formula (■), the point spread function g It is clear that g is only influenced by W. Therefore, if the value of W is determined, i.e., in the formula ■ or ■', the distance d1 between the imaging lens and the imaging element and the focal length f of the imaging lens are known, so if the distance d0 between the object and the imaging lens is determined, the point image spread function g
will be determined uniquely.

このことは、逆の見方をすると、現在の撮像レンズ位置
における点像拡がり関数gを特定できれば、物体−撮像
レンズ間距離d0を知ることができることを意味する。
From a reverse perspective, this means that if the point spread function g at the current imaging lens position can be specified, the object-imaging lens distance d0 can be known.

そして、第2図(B)に示すように、最初映像信号デー
タのサンプリング時に撮像レンズが無限遠位置Aにあっ
たとすると、物体−撮像レンズ間距離d0を知れば、撮
像レンズ−撮像素子間距離d1及びレンズ焦点位置fは
既知であるため、次式が成立する。
As shown in FIG. 2(B), if the imaging lens is at infinity position A when the video signal data is first sampled, then if the distance d0 between the object and the imaging lens is known, the distance between the imaging lens and the imaging element is Since d1 and the lens focal position f are known, the following equation holds true.

これにより、合焦位置(図示B)を得るためのレンズ移
動量Δdが求まる。
Thereby, the lens movement amount Δd for obtaining the in-focus position (B in the figure) is determined.

次に、現在のレンズ位置における点像拡がり関数gを特
定する方法について説明する。
Next, a method for specifying the point spread function g at the current lens position will be described.

まず、点像拡がり関数gの一次元離散フーリエ変換Gk
は次式のように表される。なお、Gkはレスポンス関数
(optical transfer functio
n)と呼ばれ、OTFと略記される。その光学系におけ
る役割は、増幅器のような電気的伝送路の伝達関数の役
割に類似したものである。
First, the one-dimensional discrete Fourier transform Gk of the point spread function g
is expressed as the following equation. Note that Gk is a response function (optical transfer function
n) and abbreviated as OTF. Its role in an optical system is similar to that of a transfer function in an electrical transmission line such as an amplifier.

ここで、gi(i=0、1…M−1)は点像拡がり関数
gのサンプル値、Mはサンプル数である。
Here, gi (i=0, 1...M-1) is a sample value of the point spread function g, and M is the number of samples.

OTFGkを、周波数成分kを横軸方向に変数として(
k≧0)、種々のデフォーカス量l/Wについて描いた
曲線を第3図に示す。■式よりl/W=0のときにl/
d0+l/d1=l/fとなり、合焦位置であることが
図からも分かる。
OTFGk is expressed as (
FIG. 3 shows curves drawn for various defocus amounts l/W (k≧0). ■From the formula, when l/W=0, l/
It can be seen from the figure that d0+l/d1=l/f, which is the in-focus position.

■式において、■=exp{−j(2π/M)k}とお
くと(|■|=l)、次式が成立する。
If we set ■=exp{-j(2π/M)k} in equation (2) (|■|=l), the following equation holds true.

■式から分かるように、一次元離散フーリエ変換は■−
1の多項式の形をとり、したがって、Gkは因数分解を
行って次式のように表すことができる。
■As you can see from the formula, the one-dimensional discrete Fourier transform is ■−
It takes the form of a polynomial of 1, therefore, Gk can be expressed as the following equation by factorizing it.

ここで、■i(i=1、2、…M−1)は、■−1を変
数とする多項式の零点である。即ち、■−1=■i(又
は■=l/■i)のときGk=0となる。あるデフォー
カス量l/WにおけるGkの零点 を他のデフォーカス量l/WにおけるGkの■−1に代
入しても0とはならない。したがって種々のデフォーカ
ス量l/Wに対する各Gkの零点を調べておき、あるデ
フォーカス量l/W0に対する各Gk0の零点をデフォ
ーカス量l/Wの不明なGkの■−1に代入したときに
Gk=0になったとすると、このOTFGkのデフォー
カス量l/Wはl/W0であることが判明する。つまり
Gkを特定することができる。ところが、第3図でデフ
ォーカス量l/Wがある大きさより小さい曲線Gkは0
となる点がない。換言すれば|■i|=1を満たす零点
が存在しない。したがって、一次元離散フーリエ変換で
は上記の場合にはGkを特定することができない。
Here, ■i (i=1, 2, . . . M-1) is a zero point of a polynomial with ■-1 as a variable. That is, when ■-1=■i (or ■=l/■i), Gk=0. Even if the zero point of Gk at a certain defocus amount l/W is substituted into -1 of Gk at another defocus amount l/W, it will not become zero. Therefore, when the zero point of each Gk0 for various defocus amounts l/W is investigated and the zero point of each Gk0 for a certain defocus amount l/W0 is substituted into ■-1 of Gk whose defocus amount l/W is unknown. Assuming that Gk=0, it turns out that the defocus amount l/W of this OTFGk is l/W0. In other words, Gk can be specified. However, in Fig. 3, the curve Gk where the defocus amount l/W is smaller than a certain value is 0.
There is no point where In other words, there is no zero point that satisfies |■i|=1. Therefore, Gk cannot be specified in the above case using the one-dimensional discrete Fourier transform.

そこで、上記の場合でもOTFを特定評価できるように
■式のexp{j(2π/M)k}の代わりに振幅γを
持つZ=γexp(jω)を用いて点像拡がり関数gの
一次元Z変換をとると次式のようになる。
Therefore, in order to be able to specifically evaluate the OTF even in the above case, we use Z=γexp(jω) with amplitude γ instead of exp{j(2π/M)k} in equation (2) to calculate the one-dimensional point spread function g. Taking Z-transformation gives the following equation.

この多項式G(Z)により複素平面上γ=1の単位円周
上に限らず、いずれの点においてもG(Z)を評価する
ことができる。
Using this polynomial G(Z), it is possible to evaluate G(Z) at any point on the complex plane, not only on the unit circumference of γ=1.

■式の両辺のZ変換をとり次のように表す。■Take the Z transformation of both sides of the equation and express it as follows.

Y(Z)=U(Z)×G(Z)−N(Z)■ここで、Y
(Z)、U(Z)、G(Z)及びN(Z)は夫々■式に
おけるy、u、g及びnのZ変換を示す。仮にノイズの
項N(Z)を無視すると、ZiがU(Z)又はG(Z)
の零点であればY(Z)=0となる。したがって、ある
デフオーカス量l/W0に対応する点像拡がり関数gを
Z変換して得られたG0(Z)の零点をY(Z)に代入
してY(Z)=0になったとすると、そのときのG(Z
)はG0(Z)であると特定できる(一般にはG(Z)
の零点とサンプリングデータのZ変換値であるU(Z)
の零点は一致しない)。
Y(Z)=U(Z)×G(Z)−N(Z) ■Here, Y
(Z), U(Z), G(Z) and N(Z) respectively represent Z transformations of y, u, g and n in formula (2). If we ignore the noise term N(Z), then Zi becomes U(Z) or G(Z)
If it is the zero point of , then Y(Z)=0. Therefore, if the zero point of G0(Z) obtained by Z-transforming the point spread function g corresponding to a certain amount of defocus l/W0 is substituted into Y(Z), then Y(Z)=0, G(Z) at that time
) can be identified as G0(Z) (generally G(Z)
U(Z), which is the zero point of and the Z-transformed value of the sampling data
The zeros of the two do not match).

そこで、使用されるカメラの撮像レンズに対して、予め
異なるデフォーカス量l/Wに対する点像拡がり関数g
を■式を求め、各点像拡がり関数gから各デフオーカス
量l/Wに対応するOTFGk(Gk1、Gk2…Gk
j)を測定又は理論的計算により求め、さらに各OTF
Gkにおける零点セット(Z0n1、Z0n2…Z0n
i;n=1、2…J)を計算により求めておく。
Therefore, for the imaging lens of the camera used, the point spread function g for different defocus amounts l/W is determined in advance.
Find a formula for OTFGk (Gk1, Gk2...Gk) corresponding to each defocus amount l/W from each point spread function g.
j) by measurement or theoretical calculation, and further calculate each OTF.
Zero point set in Gk (Z0n1, Z0n2...Z0n
i; n=1, 2...J) are calculated in advance.

そして、撮像素子出力のサンプルデータからZ変換によ
り求められたY(Z)に各OTFGkの零点セットを代
入し、それらの絶対値の合計が最も小さくなるOTFを
探せば、そのOTFが現在のOTFに相当することにな
る。
Then, by substituting the zero point set of each OTFGk into Y (Z) obtained by Z transformation from the sample data of the image sensor output, and finding the OTF for which the sum of their absolute values is the smallest, that OTF becomes the current OTF. It will be equivalent to .

このようにしてOTFが特定され、したがって点像拡が
り関数gが特定されるので、デフオーカス量l/Wも決
まり、レンズの移動量Δdを決めることかできるのであ
る。
In this way, the OTF is specified, and therefore the point spread function g is specified, so the defocus amount l/W is also determined, and the lens movement amount Δd can be determined.

また、デフォーカス量l/Wが決まるとレンズの移動量
Δdが決まる前に、前述したように■又は■′式におい
て、物体−撮像レンズ間距離d0が決まる。つまり、撮
像レンズ又は撮像素子から任意の位置にある物体までの
距離を測定することができる。
Further, once the defocus amount l/W is determined, and before the lens movement amount Δd is determined, the distance d0 between the object and the imaging lens is determined using the formula (1) or (2), as described above. In other words, it is possible to measure the distance from the imaging lens or image sensor to an object located at an arbitrary position.

以下に、本発明に係るカメラの合焦制御装置の実施例を
図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a camera focusing control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1の実施例の構成を示す第4図において、撮像レンズ
1は、オートフォーカス操作時は初期位置が至近距離位
置にセットされる。該撮像レンズ1から入った光はCC
D(撮像素子)2A及び信号増幅器2B等を含むイメー
ジセンサー回路2により光電変換、増幅処理され、映像
信号として出力される。
In FIG. 4 showing the configuration of the first embodiment, the initial position of the imaging lens 1 is set to a close distance position during autofocus operation. The light entering from the imaging lens 1 is CC
The image sensor circuit 2 including a D (imaging device) 2A, a signal amplifier 2B, etc. performs photoelectric conversion and amplification processing, and outputs it as a video signal.

前記映像信号はサンプリング手段としてのサンプリング
回路3により、オートフォーカスに必要な画素分(合焦
させようとする映像部分)のデータがサンプリングされ
、A/D変換器4によりデジタル信号に変換された後、
映像画面一次元方向の一行当たりn個ずつK行分のデー
タ(第5図参照)が行バッファメモリ5に一時的に記憶
される。
The video signal is sampled by a sampling circuit 3 serving as a sampling means, in which data for pixels necessary for autofocus (the video portion to be focused) is sampled, and is converted into a digital signal by an A/D converter 4. ,
K rows of data (see FIG. 5) are temporarily stored in the row buffer memory 5, with n data per row in the one-dimensional direction of the video screen.

一方、複数(J個)の異なるデフォーカス量l/Wに対
するOTFGkの零点セット(Z0p1、Z0p2、…
Z0pi;p=1、2…J)がJ個のレジスタ81〜8
jに夫々記憶されている。即ちこれらのレジスタ81〜
8jが零点セット記憶手段に相当する。
On the other hand, OTFGk zero point sets (Z0p1, Z0p2,...
Z0pi; p=1, 2...J) are J registers 81 to 8
Each is memorized in j. That is, these registers 81~
8j corresponds to the zero point set storage means.

以下、マイクロコンピュータの各演算部で実行される演
算処理を順に説明する。
Hereinafter, the arithmetic processing executed by each arithmetic unit of the microcomputer will be explained in order.

一次元Z変換部7では、まず前記行バッファメモリ5に
保持されている第1行のサンプルイメージデータg11
〜g1nをZ変換して下記のようにZ−1の多項式から
なるY1(Z)を求める。
In the one-dimensional Z conversion unit 7, first, the sample image data g11 of the first row held in the row buffer memory 5 is
~g1n is Z-transformed to obtain Y1(Z) consisting of a polynomial of Z-1 as shown below.

各レジスタ81〜8jに対応する各零点代入部91〜9
jでは、夫々一次元Z変換部9から入力したY1(Z)
に対応するレジスタ8pにストアされた零点セットの各
零点Z0p1〜Z0piを順次代入し、絶対値演算部1
01〜10jでは前記各代入した値の絶対値|Y1(Z
0p1)|〜|Y1(Z0pi)|を求める。即ち、こ
れら零点代入部91〜9jと絶対値演算部101〜10
jとが零点代入手段に相当する。
Zero point assignment units 91 to 9 corresponding to each register 81 to 8j
In j, Y1(Z) input from the one-dimensional Z transformation unit 9, respectively.
The absolute value calculation unit 1 sequentially substitutes each zero point Z0p1 to Z0pi of the zero point set stored in the register 8p corresponding to
For 01 to 10j, the absolute value of each substituted value |Y1(Z
0p1)|~|Y1(Z0pi)| That is, these zero point substitution units 91 to 9j and absolute value calculation units 101 to 10
j corresponds to the zero point substitution means.

上記のようにして求められた絶対値|Y1(Z0pi)
|〜|Y1(Z0p1)|は、順次対応する加算部11
p(p=1〜j・に入力されて加算されていく。そして
、1セットの零点全てについて上記演算処理が終了する
と、次に第2行目のついてサンプルイメージデータにつ
いて同様の演算処理が繰り返され、その演算結果が加算
部11pにおいて第1行目の加算値に加算される。この
加算部111〜11jが総和演算手段に相当する。
Absolute value determined as above | Y1 (Z0pi)
|~|Y1(Z0p1)| is sequentially the corresponding addition unit 11
p (p = 1 to j・ is input and added. Then, when the above calculation process is completed for all the zero points of one set, the same calculation process is repeated for the sample image data in the second row. The calculation result is added to the addition value in the first row in the addition section 11p.The addition sections 111 to 11j correspond to the summation calculation means.

第K行目までの全ての行について上記の演算処|Yr(
Z0pn)|は比較部12にて比較され、その中の最小
値に対応するOTFを、現在のデフォーカス量l/Wに
対応するOTFとして特定する。
The above calculation process |Yr(
Z0pn)| are compared in the comparison unit 12, and the OTF corresponding to the minimum value among them is specified as the OTF corresponding to the current defocus amount l/W.

この比較部12がデフォーカス量検出手段に相当する。This comparison section 12 corresponds to defocus amount detection means.

これにより、現在のデフォーカス量l/Wが検出された
ので、合焦位置演算部13では合焦位置つまりレンズの
移動量Δdを演算する。
As a result, the current defocus amount l/W has been detected, so the focus position calculation unit 13 calculates the focus position, that is, the lens movement amount Δd.

まず、本実施例では撮像レンズ1が至近距離にセットさ
れているので合焦位置より大きい側にデフォーカスされ
ている場合であり、まず、前記■式を適用して物体U−
撮像レンズ1間の距離d0を求める。次いで、この値を
、■式に代入することにより二次方程式の根として求め
る。本実施例の場合には、この根は正負の2個求められ
るが、その中、負の値を選択する。理由は前述したとお
りである。尚、デフォーカス量l/Wが分かれば前述の
ようにしてレンズ移動量Δdは求められるので、予め複
数のデフォーカス量l/W毎に求めたレンズ移動量Δd
のデータをROMのマップテーブルに記憶しておき、検
索により求めるようにすれば処理速度が速められる。
First, in this embodiment, since the imaging lens 1 is set at a close distance, the object U-
The distance d0 between the imaging lenses 1 is determined. Next, this value is found as the root of the quadratic equation by substituting it into the equation (2). In the case of this embodiment, two roots, positive and negative, are found, and the negative value is selected. The reason is as described above. Note that if the defocus amount l/W is known, the lens movement amount Δd can be obtained as described above, so the lens movement amount Δd obtained in advance for each of a plurality of defocus amounts l/W is
The processing speed can be increased by storing the data in a ROM map table and searching for it.

このようにして求められたレンズ移動量Δdに応じた信
号を移動手段としてのレンズ駆動回路6に出力する。こ
れにより、撮像レンズ1が撮像素子2から離れる方向に
Δd分移動して焦点位置が合わされる。
A signal corresponding to the lens movement amount Δd thus obtained is output to the lens drive circuit 6 as a moving means. As a result, the imaging lens 1 is moved away from the imaging element 2 by Δd, and the focal position is adjusted.

かかる構成とすれば、一回のデータ取込みによる演算操
作で移動量Δdを知ることができ、一回の移動のみで短
時間に合焦位置に調節できる。
With such a configuration, the amount of movement Δd can be determined by arithmetic operations based on data acquisition once, and the focus position can be adjusted in a short time with only one movement.

また、被写体の周波数成分等被写体の種類に依存性を有
しないので常に良好な精度が得られ、しかもオートフォ
ーカス専用の特別な光学系も必要とせず、コスト的にも
有利である。
Furthermore, since there is no dependence on the type of subject such as the frequency component of the subject, good accuracy can always be obtained, and there is no need for a special optical system dedicated to autofocus, which is advantageous in terms of cost.

前期実施例は各行についての|Yr(Z0pn)|の総
和(平均と同等)が最小となるOTFを選択したが、次
に全ての|Yr(Z0pn)|の中で最小値を持つOT
Fを選択する実施例を第6図に基づいて説明する。
In the previous embodiment, the OTF with the minimum sum of |Yr(Z0pn)| for each row (equivalent to the average) was selected, but next, the OTF with the minimum value among all |Yr(Z0pn)|
An example of selecting F will be described based on FIG.

即ち、第1の実施例と異なるのは、加算部111を終了
する毎に第1比較部12Aにおいて、行毎のを選択する
That is, the difference from the first embodiment is that each row is selected in the first comparison section 12A every time the addition section 111 is finished.

)|、(r=1〜k)の選択を終了した後、第2比較部
12Bにおいて、該K行分の最小値の中で最小の値を持
つOTFを、現在のデフォーカス量l/Wに対応するO
TFとして特定する。尚、本実施例では第1比較部12
Aと第2比較部12Bとがデフォーカス量検出手段に相
当する。
)|, (r=1 to k), the second comparison unit 12B selects the OTF having the smallest value among the minimum values for the K rows as the current defocus amount l/W. O corresponding to
Specify as TF. Note that in this embodiment, the first comparing section 12
A and the second comparison section 12B correspond to defocus amount detection means.

特定されたOTFのデフォーカス量l/Wに基づいて演
算した移動量Δd分レンズを移動して焦点を合わせるこ
とは第1の実施例と同様であり、したがって効果も同様
であるが、前述したようにOTFの特定に関して、第1
の実施例では絶対値の総和における各行の平均値に信頼
性をおくのに対し、第2の実施例では1行でも絶対値の
総和が最小となるものに信頼性をおく点で相違する。
Focusing by moving the lens by the amount of movement Δd calculated based on the defocus amount l/W of the specified OTF is the same as in the first embodiment, and therefore the effect is also the same, but as described above. Regarding the identification of OTF, the first
The difference is that in the second embodiment, reliability is placed on the average value of each row in the sum of absolute values, whereas in the second embodiment, reliability is placed on the minimum sum of absolute values in even one row.

また、オートフォーカス操作時に撮像レンズを至近位置
にセットしたものについて示したが、逆に無限遠位置に
セットしても機能としては全く同様であり(撮像レンズ
の動きが大きいものでは撮影開始前の通常状態で撮像レ
ンズを引っこめてコンパクトに携帯できる利点がある)
、この場合にはレンズ移動量の演算に■式が用いられ撮
像レンズを撮像素子に近づける方向に移動させることに
なる。尚、前述したように撮像レンズを無限遠位置や至
近位置にセットすることなく、合焦制御を行えるように
、前述したように撮像レンズの任意の初期位置と少し移
動させた位置とで2回デフォーカス量を検出してレンズ
移動量と移動方向とを決定して移動制御する方式を採用
してもよい。また、撮像レンズを移動する代わりに、撮
像素子を移動させる方式としてもよい。その場合、撮像
素子を撮像レンズから遠ざける方向を正方向とした撮像
素子の移動量Δdを、■式の代わりに次式によって求め
ることとなる。尚、■式が使用される場合はΔdは正の
値となり、■′式が使用される場合はΔdは負の値とな
る。
In addition, although the image pickup lens is set at a close position during autofocus operation, the function is exactly the same even if it is set at an infinity position. It has the advantage of being compact and portable by retracting the imaging lens under normal conditions.)
In this case, formula (2) is used to calculate the amount of lens movement, and the imaging lens is moved in a direction closer to the imaging element. In addition, as mentioned above, in order to be able to perform focusing control without setting the imaging lens at an infinity position or a close position, the imaging lens is set twice, once at an arbitrary initial position and once at a slightly moved position. A method may be adopted in which the amount of defocus is detected, the amount and direction of lens movement are determined, and the movement is controlled. Furthermore, instead of moving the imaging lens, a method may be adopted in which the imaging element is moved. In that case, the moving amount Δd of the image sensor, with the direction of moving the image sensor away from the imaging lens as the positive direction, is determined by the following equation instead of the equation (2). It should be noted that when the formula (2) is used, Δd is a positive value, and when the formula (2) is used, Δd is a negative value.

また、以上の実施例では、複数行(組)のサンプリング
データをZ変換して比較する構成としたため、映像信号
のノイズの影響を平均化により小さくすることができる
が、ノイズの影響が小さい場合には、1行分のデータの
みで処理を行うことも可能である。また、データを1個
ずつサンプリングする毎に、多項式の各Z−n項に順次
データを積算するようなシーケンスを行えば行バッファ
メモリ5のように一時的に記憶する手段は不要である。
In addition, in the above embodiment, since the sampling data of multiple rows (sets) are Z-transformed and compared, the influence of noise on the video signal can be reduced by averaging, but if the influence of noise is small, It is also possible to perform processing using only one row of data. Further, if a sequence is performed in which data is sequentially integrated into each Z-n term of the polynomial each time data is sampled one by one, a temporary storage means such as the row buffer memory 5 is not required.

但し、この方式は、演算行程が増大するので高速処理機
能を有したものに適する。
However, since this method increases the number of calculation steps, it is suitable for devices with high-speed processing capabilities.

<発明の効果> 以上説明したように本発明によれば、最低1回のデータ
取込みによる演算操作で合焦位置への撮像レンズの移動
量を知ることができ、最低1回の移動で短時間に焦点を
最適に合わせることができる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the amount of movement of the imaging lens to the in-focus position can be determined by arithmetic operations based on at least one data acquisition, and the amount of movement of the imaging lens to the in-focus position can be determined in a short time by at least one movement. can be optimally focused.

また、被写体の周波数成分等被写体の種類に依存性を有
しないので常に良好な精度が得られ、しかもオートフォ
ーカス専用の特別な光学系も必要とせず、コスト的にも
有利である。
Furthermore, since there is no dependence on the type of subject such as the frequency component of the subject, good accuracy can always be obtained, and there is no need for a special optical system dedicated to autofocus, which is advantageous in terms of cost.

また、サンプリング手段で複数組のデータをサンプリン
グし、零点を代入したZ変換式の絶対値の総和の複数組
における平均値に相当する値をOTF毎に比較し、その
中の最小値に対応するOTFのデフォーカス量を検出し
たり、絶対値の総和の各組における値をOTF毎に比較
して最小のものを選択した後、それら各組の最小値の中
の最小値に対応するOTFのデフォーカス量を検出した
りするようにしたものでは、ノイズによる影響を小さく
することができ検出精度が向上する。
In addition, multiple sets of data are sampled by the sampling means, and the values corresponding to the average values of the multiple sets of the sums of the absolute values of the Z conversion formula in which zero points are substituted are compared for each OTF, and the value corresponding to the minimum value among them is compared. After detecting the defocus amount of the OTF or comparing the values in each set of absolute value sums for each OTF and selecting the smallest one, the OTF corresponding to the minimum value among the minimum values of each set is detected. If the defocus amount is detected, the influence of noise can be reduced and detection accuracy can be improved.

また、撮像レンズか無限遠位置又は至近位置にセットさ
れた状態でサンプリングを行い、移動手段は一方向にの
み撮像レンズ又は撮像素子を移動して合焦位置を制御す
る構成したものでは、1回の移動で確実に合焦位置にセ
ッティングできる。
In addition, if sampling is performed with the imaging lens set at an infinity position or a close position, and the moving means moves the imaging lens or image sensor only in one direction to control the focusing position, it is necessary to perform sampling once. You can reliably set the focus position by moving the lens.

また、本発明に係る測距方法においては、アクティブ方
式のような特別な発光機構が必要なく、映像信号の処理
のみで精度よく測距を行える。
Further, in the distance measuring method according to the present invention, there is no need for a special light emitting mechanism such as an active method, and distance measurement can be performed with high accuracy only by processing the video signal.

尚、本発明はカメラの他望遠鏡等にも適用できる。Note that the present invention can be applied to telescopes and the like in addition to cameras.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の構成、機能を示すブロック図、第2図
(A)、(B)は本発明の理論を説明するための各部の
位置関係を示す図、第3図はデフォーカス量の異なる各
OTFの特性を示す線図、第4図は本発明の第1の実施
例の構成を示す図、第5図はサンプリングされるデータ
の画面上の位置を示す図、第6図は本発明の第2の実施
例の構成を示す図、第7図(A)は夫々従来例のハード
ウェアの構成を示す図、同図(B)は撮像レンズの各ス
キャン位置を示す図、同図(C)は前記各スキャン位置
における高周波成分レベルを示す図である。 1…撮像レンズ2A…CCD3…サン プリング回路6…レンズ駆動回路7…一次元Z変換部8
1〜8j…レジスタ91〜9j…零点代入部101〜1
0j…絶対値演算部111〜11j、111′〜11j
′…加算部12…比較部12A…第1比較部12B…第
2比較部13…合焦位置演算部 特許出願人 コニカ株式会社 特許出願人 エドワード アール.ダウスキージュニア
代理人 弁理士 笹島富二雄
Figure 1 is a block diagram showing the configuration and functions of the present invention, Figures 2 (A) and (B) are diagrams showing the positional relationship of each part to explain the theory of the present invention, and Figure 3 is the amount of defocus. 4 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the position of sampled data on the screen, and FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of each OTF with different characteristics. 7A is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention, FIG. 7A is a diagram showing the hardware configuration of the conventional example, and FIG. 7B is a diagram showing each scan position of the imaging lens. Figure (C) is a diagram showing the high frequency component level at each scan position. 1...Imaging lens 2A...CCD 3...Sampling circuit 6...Lens drive circuit 7...One-dimensional Z conversion section 8
1 to 8j...Registers 91 to 9j...Zero point assignment units 101 to 1
0j...Absolute value calculation units 111 to 11j, 111' to 11j
'...Addition section 12...Comparison section 12A...First comparison section 12B...Second comparison section 13...Focus position calculation section Patent applicant Konica Corporation Patent applicant Edward R. Dowsky Jr. Representative Patent Attorney Fujio Sasashima

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮像素子から出力される映像信号の映像画
面一次元方向のデータをサンプリングするサンプリング
手段と、サンプリングされた映像信号のデータをZ変換
する一次元Z変換手段と、複数のデフォーカス量に対応
した撮像レンズ系の点像拡がり関数を一次元Z変換して
得られるレスポンス関数(OTF)毎に1個以上の零点
をセットで記憶する零点セット記憶手段と、前記一次元
Z変換手段によりZ変換された多項式にOTF毎の零点
セットの各零点を代入し、代入して得られる値各々の絶
対値を演算する零点代入手段と、OTF毎の前記零点を
代入して得られる各々の絶対値の総和を演算する総和演
算手段と、前記OTF毎の絶対値の総和を比較し、該総
和の最小値に対応するOTFのデフォーカス量を検出す
るデフォーカス量検出手段と、検出されたデフオーカス
量に基づいて撮像素子と撮像レンズとの相対合焦位置を
演算する合焦位置演算手段と、演算された合焦位置に撮
像レンズ又は撮像素子を移動する移動手段と、を含んで
構成したことを特徴とする合焦制御装置。
1. Sampling means for sampling data in a one-dimensional direction of a video screen of a video signal output from an image sensor, one-dimensional Z-conversion means for Z-transforming data of the sampled video signal, and a plurality of defocusing devices. zero point set storage means for storing a set of one or more zero points for each response function (OTF) obtained by one-dimensional Z-transforming a point spread function of an imaging lens system corresponding to the amount; and the one-dimensional Z-transforming means. a zero point substitution means for substituting each zero point of the zero point set for each OTF into the Z-transformed polynomial and calculating the absolute value of each value obtained by the substitution; a sum calculation means for calculating the sum of absolute values; a defocus amount detection means for comparing the sum of the absolute values for each OTF and detecting the defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value of the sum; The device includes a focus position calculation means for calculating a relative focus position between the image pickup element and the image pickup lens based on the amount of defocus, and a movement means for moving the image pickup lens or the image pickup element to the calculated focus position. A focusing control device characterized by:
【請求項2】前記サンプリング手段は前記一次元方向の
データを該一次元方向と直交する方向に複数組サンプリ
ングし、前記デフォーカス量検出手段は前記絶対値の総
和の複数組における平均値に相当する値をOTF間で比
較し、その中の最小値に対応するOTFのデフォーカス
量を検出してなる請求項1に記載の合焦制御装置。
2. The sampling means samples a plurality of sets of data in the one-dimensional direction in a direction orthogonal to the one-dimensional direction, and the defocus amount detection means corresponds to an average value of the sum of the absolute values of the plurality of sets. 2. The focusing control device according to claim 1, wherein the OTFs are compared with each other, and the defocus amount of the OTF corresponding to the minimum value among the OTFs is detected.
【請求項3】前記サンプリング手段は前記一次元方向の
データを該一次元方向と直交する方向に複数組サンプリ
ングし、前記デフォーカス量検出手段は前記絶対値の総
和の値を各組においてOTF間で比較して最小のものを
選択した後、それら各組における最小値の中で最小とな
る値に対応するOTFのデフォーカス量を検出してなる
請求項1に記載の合焦制御装置。
3. The sampling means samples a plurality of sets of data in the one-dimensional direction in a direction orthogonal to the one-dimensional direction, and the defocus amount detecting means calculates the sum of the absolute values between the OTFs in each set. 2. The focusing control device according to claim 1, wherein the OTF defocus amount corresponding to the minimum value among the minimum values in each set is detected after the comparison is made and the minimum value is selected.
【請求項4】前記サンプリング手段は撮像レンズが無限
遠位置又は至近位置にセットされた状態でサンプリング
を行い、移動手段は一方向にのみ撮像レンズ又は撮像素
子を移動して合焦位置を制御してなる請求項1〜3のい
ずれかに記載の合焦制御装置。
4. The sampling means performs sampling with the imaging lens set at an infinity position or a close position, and the moving means moves the imaging lens or imaging element in only one direction to control the focusing position. A focusing control device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】撮像レンズを通して撮像素子上に得られた
物体の映像信号のデータをサンプリングしてZ変換し、
該Z変換された多項式に複数のデフォーカス量に対応し
た零点を代入して該多項式の零点を見つけ出すことによ
り現在のデフォーカス量を検出し、該検出されたデフォ
ーカス量に基づいて撮像レンズ又は撮像素子から前記物
体までの距離を測定する測距方法。
5. Sampling and Z-transforming data of a video signal of an object obtained on an image sensor through an imaging lens;
The current defocus amount is detected by substituting zero points corresponding to a plurality of defocus amounts into the Z-transformed polynomial and finding the zero point of the polynomial, and based on the detected defocus amount, the imaging lens or A distance measuring method for measuring the distance from an image sensor to the object.
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