JPH04283713A - 自動焦点検出装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被写体像を映像信号で記
録するビデオカメラ，電子スチルカメラ等に用いられる
オートフォーカス装置、さらに詳しくいえば、映像信号
中の高周波数成分を抽出し、抽出信号が最大になるよう
に焦点調整用レンズを駆動して合焦を行うＡＦ方式の弱
点をカバーする自動焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ等に用いられるオートフォ
ーカス装置の一つとして「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
ラ等に広く用いられている。図３は上記山登りサーボ方
式を採用するビデオカメラ等の回路の概略を示すブロッ
ク図である。図示しない被写体の像がレンズユニット２
１を通してＣＣＤ２２上に結ばれる。ＣＣＤ２２では光
電変換され、電気信号がカメラプロセス回路２３に送ら
れる。カメラプロセス回路２３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２４に送られ高周波
成分が抽出される。高周波成分は増幅器２５によって増
幅された後、Ａ／Ｄ変換器２６によりディジタル信号に
変換される。ゲート回路２８はカメラプロセス回路２３
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２７はゲー
ト回路２８からのゲート制御信号に基づき、Ａ／Ｄ変換
器２６からのディジタル信号の積分処理を行う。ＣＰＵ
２９は算術論理演算器２７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２７の出力が増大す
る方向にレンズユニット２１を駆動させるべき制御信号
をモータ制御回路３０に送出する。モータ制御回路３０
はＣＰＵ２９からの指示にしたがった方向にモータ３１
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記合焦方式は測距枠
内に輝度の高い物体、例えば電球，蝋燭等の光源や光の
反射率の大きい物体が存在した場合、正確にオートフォ
ーカス動作が行われないことがある。これは高輝度の被
写体を結像したとき、固体撮像素子から得られる映像信
号が飽和して正確に高周波数成分を検出できないからで
ある。図４に高輝度被写体である蝋燭に対し合焦時（ａ
）および非合焦時（ｂ）のときの輝度信号波形を示す。 蝋燭のＡの位置およびＢの位置の輝度信号Ａ’およびＢ
’はレベル差が生ぜず、矩形波となる。また、映像信号
が飽和していない場合でも画面上の一部に光源などの高
輝度被写体が含まれているときは、高周波成分検出部の
ゲインはその高輝度部にしたがってしまい、残りの低輝
度部から高周波成分を検出することは困難になり合焦精
度が低下することがある。

【０００４】この対策として多数の提案がなされている
。その中で比較的効果があると考えられているものの一
つに誤測距の原因となる高輝度部分の映像を遮断するも
のがある（特開昭６３ー２０９７２）。しかしながら、
この提案は高輝度部分以外に十分なコントラストが得ら
れる被写体が測距枠内に存在しないときは測距に用いる
べき信号がほとんどなく合焦には充分ではなかった。本
発明の目的は上記欠点を解決するもので、通常は輝度信
号の高周波成分に基づき合焦を行ない、この合焦方式の
不得手な高輝度被写体が測距枠内に入った場合、合焦の
方式を切り替え、規定値以上の高輝度部分の面積を算出
し、その面積が最小になるようにレンズを駆動すること
により高輝度被写体に対しても正確な合焦点を検出でき
る自動焦点検出装置を提供することにある。

【０００５】

【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検出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、通常は前記高
周波数成分に基づき合焦を行い、測距枠内に高輝度の被
写体が入った場合、測距枠を分割し、前記高輝度部分を
含む分割した画面内の規定値以上の高輝度部分の面積を
検出し、その面積が最小になるようにレンズ系を駆動し
て合焦点を検出するように構成されている。

【０００６】

【実施例】以下、図面等を参照して本発明をさらに詳し
く説明する。図１は合焦時（ａ）と非合焦時（ｂ）の蝋
燭の像の一例を示す図である。この図から理解できるよ
うに高輝度の被写体を撮影した場合、非合焦時は高輝度
部分の面積は広くなり、逆に合焦時の面積は狭くなると
いう特徴を有している。したがって、合焦時には規定値
以上の高輝度部分の面積が最小になることが理解できる
。本発明はこの点に着目したもので、高輝度の被写体が
含まれている場合には測距枠を分割し、高輝度部分を含
む前記分割した画面内の規定値以上の高輝度部分の面積
が最小になるようにレンズを駆動制御することにより合
焦点を検出するものである。

【０００７】図２は本発明による自動焦点検出装置の実
施例を示す回路ブロック図である。レンズ１，絞り２，
ＣＣＤ３，カメラプロセス回路４，ハイパスフィルタ５
，増幅器６，Ａ／Ｄ変換器７，ゲート回路１２，算術論
理演算器１３，ＡＦ用ＣＰＵ１７，モータ制御回路１８
およびモータ１９よりなるループ系は図３の回路と同様
に動作する。カメラプロセス回路４から出力される輝度
信号はＡ／Ｄ変換器８によりディジタル信号に変換され
ＡＥ用算術論理演算器１１に入力される。ゲート回路１
０はカメラプロセス回路４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、ＡＥ範囲の
ゲート制御信号を出力する。ＡＥ用算術論理演算器１１
はゲート回路１０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を演算する。

【０００８】ＡＥ用ＣＰＵ１４はＡＥ用算術論理演算器
１１からの演算データに基づき絞り２を開放，絞りのい
ずれの方向に駆動させるべきかの判断を行い、その判断
した方向に駆動させるべき制御信号をモータ制御回路１
５に送出する。モータ制御回路１５はモータ１６を制御
し絞り２を駆動させる。ＡＥ用ＣＰＵ１４はＡＥ用算術
論理演算器１１から送出される演算データが適性露出値
に対応するデータになったと判断したとき、モータ制御
回路１５に停止のための制御信号を送出して絞り２の駆
動を停止させる。合焦動作と絞り動作はほぼ同時に行わ
れ、ＡＥ用算術論理演算器１１の演算データはＡＥ用Ｃ
ＰＵ１４だけでなく、ＡＦ用ＣＰＵ１７にも供給される
。ＡＦ用ＣＰＵ１７は上述のように輝度信号の高周波成
分を積分処理したデータに基づき合焦動作を制御してい
るが、同時にＡＥ用算術論理演算器１１からの輝度情報
データを監視し、測距枠内の被写体が正常にＡＦ動作を
行えないような高輝度被写体であるか否かの判断を行っ
ている。この判定はＡＥ用算術論理演算器１１からの輝
度情報データが規定値を越えるか否かによって行ってい
る。

【０００９】図４は合焦時（ａ）および非合焦時（ｂ）
の蝋燭（高輝度被写体）のＡおよびＢの水平ライン位置
での輝度信号Ａ’およびＢ’の一例を示すもので、上記
輝度信号中には規定値レベル（Ｖｒｅｆ　）の一例を記
載してある。ＡＦ用ＣＰＵ１７はＡＥ用算術論理演算器
１１からの輝度情報データがＶｒｅｆ　を越えた場合、
合焦方式を切り替え、ＡＦ用算術論理演算器１３からの
データを取り入れず、ＡＥ用算術論理演算器１１からの
データを取り入れる。ＡＦ用ＣＰＵ１７は測距枠を分割
し前記規定値以上の高輝度部分をその一部に含む分割画
面について、わずかにレンズユニット１を何れかの方向
に移動させてＶｒｅｆ　レベル以上の高輝度部分の面積
の大きさを比較し、その比較結果に基づきモータ１９の
駆動方向を決定する。例えば、わずかにレンズユニット
１を移動させた結果、図４中のＳａとＳｂの面積になっ
た場合、Ｓａ＜Ｓｂであるので、Ｓａになる方向にモー
タ１９を駆動させるべき制御信号をモータ制御回路１８
に送出する。 そして規定値以上の高輝度部分の面積が最小になる位置
を見出したときモータ制御回路１８に停止のための制御
信号を送出する。以上により、測距枠内に高輝度被写体
が入った場合でもレンズユニットを合焦点に導くことが
できる。以上、本実施例では被写体が高輝度であるか否
かの判断をＡＥ用算術論理演算器からのデータによって
行っているが、ＡＦ用算術論理演算器からのデータによ
って判断をしても良い。

【００１０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明による自動
焦点検出装置は高輝度被写体が測距枠に入った場合、被
写体の輝度信号の高周波成分が最大になるようにレンズ
を駆動制御する制御方式を、規定値以上の高輝度部分を
その一部に含む分割画面について、規定値以上の高輝度
部分の面積が最小になるようにレンズを駆動する制御方
式に切り替えて合焦するものである。したがって、被写
体の輝度信号から高周波成分を抽出できる場合だけでな
く抽出できない高輝度の場合でも正確な合焦を行えると
いう利点がある。また、本発明を実施するにあたり、新
たな検出回路系を必要としないでＣＰＵの制御アルゴリ
ズム変更等で対処でき、そのための価格上昇を抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動焦点検出装置の原理を説明す
るための図である。

【図２】本発明による自動焦点検出装置の実施例を示す
ブロック図である。

【図３】従来の自動焦点合焦装置の一例を示すブロック
図である。

【図４】高輝度被写体の輝度信号の波形を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１…レンズユニット ２…絞り ３…ＣＣＤ ４…カメラプロセス回路 ５…ハイパスフィルタ ６…増幅器 ７，８…Ａ／Ｄ変換器 １０，１２…ゲート回路 １１，１３…算術論理演算器 １４，１７…ＣＰＵ １５，１８…モータ制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、通常は前記高周波数成分に基づ
   き合焦を行い、測距枠内に高輝度の被写体が入った場合
   、測距枠を分割し、前記高輝度部分を含む分割した画面
   内の規定値以上の高輝度部分の面積を検出し、その面積
   が最小になるようにレンズ系を駆動して合焦点を検出す
   るように構成したことを特徴とする自動焦点検出装置。