JPH05122580A - 自動焦点調節装置およびビデオカメラ - Google Patents
自動焦点調節装置およびビデオカメラInfo
- Publication number
- JPH05122580A JPH05122580A JP3281140A JP28114091A JPH05122580A JP H05122580 A JPH05122580 A JP H05122580A JP 3281140 A JP3281140 A JP 3281140A JP 28114091 A JP28114091 A JP 28114091A JP H05122580 A JPH05122580 A JP H05122580A
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- Japan
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- signal
- focus
- color
- lens
- focusing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はビデオカメラなどの画像入力システ
ムの自動焦点調節装置に関するもので、色情報を用いて
被写体の変化を検出する手段を設けることで、焦点調節
の再始動が確実に行え、信頼性の高い自動焦点調節装置
を提供することを目的とする。 【構成】 撮像素子２から入力された信号を、色信号処
理回路４により被写体の代表色に応じた信号に変換し、
焦点検出手段５の被写体の焦点信号と共に制御部６で被
写体状況を判断して、レンズ駆動部７により自動焦点調
節する。
ムの自動焦点調節装置に関するもので、色情報を用いて
被写体の変化を検出する手段を設けることで、焦点調節
の再始動が確実に行え、信頼性の高い自動焦点調節装置
を提供することを目的とする。 【構成】 撮像素子２から入力された信号を、色信号処
理回路４により被写体の代表色に応じた信号に変換し、
焦点検出手段５の被写体の焦点信号と共に制御部６で被
写体状況を判断して、レンズ駆動部７により自動焦点調
節する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラやスチルカ
メラなどの焦点調節をする際に、撮影すべき被写体の像
を最適な焦点位置に自動的にフォーカシングする自動焦
点調節装置とその自動焦点調節装置を備えたビデオカメ
ラに関するものである。
メラなどの焦点調節をする際に、撮影すべき被写体の像
を最適な焦点位置に自動的にフォーカシングする自動焦
点調節装置とその自動焦点調節装置を備えたビデオカメ
ラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラなどの撮像システムにおい
て、重要な機能である自動焦点調節装置（オートフォー
カス）については、既に何種類かの方式が提案・実施さ
れている。その中の１つであるビデオカメラの映像信号
を利用する方式（「映像信号方式」と称する）について
は、例えば「山登りサーボ方式によるテレビカメラの自
動焦点調整」（「ＮＨＫ技術研究」第１７巻 第１号
２１頁 昭和４０年発行石田他）の論文に詳細に発表さ
れている。また特願昭６３−２４８１９８号では、映像
信号方式における山登り始動時の方向判定に、撮影レン
ズの一部を光軸方向に振動させて応答性を改善する方式
が開示されている。
て、重要な機能である自動焦点調節装置（オートフォー
カス）については、既に何種類かの方式が提案・実施さ
れている。その中の１つであるビデオカメラの映像信号
を利用する方式（「映像信号方式」と称する）について
は、例えば「山登りサーボ方式によるテレビカメラの自
動焦点調整」（「ＮＨＫ技術研究」第１７巻 第１号
２１頁 昭和４０年発行石田他）の論文に詳細に発表さ
れている。また特願昭６３−２４８１９８号では、映像
信号方式における山登り始動時の方向判定に、撮影レン
ズの一部を光軸方向に振動させて応答性を改善する方式
が開示されている。
【０００３】映像信号方式では、焦点調節動作が完了し
合焦状態に至った後、被写体が変化すると、その変化を
検出して焦点調節動作を再開させる必要がある。このた
めに、例えば、焦点状態に対応した高周波信号成分の量
のレベルの変化を監視することにより、被写体の変化を
検出する方法や、被写体の輝度変化を検出する方法が用
いられていた。
合焦状態に至った後、被写体が変化すると、その変化を
検出して焦点調節動作を再開させる必要がある。このた
めに、例えば、焦点状態に対応した高周波信号成分の量
のレベルの変化を監視することにより、被写体の変化を
検出する方法や、被写体の輝度変化を検出する方法が用
いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波信号成
分のレベル変化や輝度の変化は、被写体が変化した場合
だけに発生するものではない。被写体が変化せず、被写
体の照度のみが変化した場合においても起こり得る。ま
た、被写体が変化した場合でも、被写体の絵柄によって
は、高周波信号成分の量や被写体の輝度は変化しない場
合もある。
分のレベル変化や輝度の変化は、被写体が変化した場合
だけに発生するものではない。被写体が変化せず、被写
体の照度のみが変化した場合においても起こり得る。ま
た、被写体が変化した場合でも、被写体の絵柄によって
は、高周波信号成分の量や被写体の輝度は変化しない場
合もある。
【０００５】このような場合、従来の自動焦点調節装置
では、撮影レンズが不要な動きをしたり、像がボケけた
ままの状態で停止するという状況が発生する。
では、撮影レンズが不要な動きをしたり、像がボケけた
ままの状態で停止するという状況が発生する。
【０００６】本発明はかかる点に鑑み、焦点調節の再始
動が確実に行え、信頼性の高い自動焦点調節装置および
ビデオカメラを提供することを目的とする。
動が確実に行え、信頼性の高い自動焦点調節装置および
ビデオカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の自動焦点調節装置およびビデオカメラは、焦
点調節用レンズ部を含む撮像レンズと、前記撮像レンズ
を介して形成された被写体像を電気信号に変換する光電
変換手段と、前記光電変換手段の出力信号から、高周波
信号成分の量に対応した焦点信号を発生する焦点信号検
出手段と、前記焦点調節用レンズ部を駆動するレンズ駆
動手段と、前記光電変換手段の出力信号から被写体像の
色に応じた信号を発生する色信号処理手段と、前記焦点
信号に応じて、前記レンズ駆動手段を制御して焦点調節
を行なわしめ、前記色信号処理手段の出力に応じて、焦
点調節動作を始動させる制御手段とを備えたものであ
る。
に本発明の自動焦点調節装置およびビデオカメラは、焦
点調節用レンズ部を含む撮像レンズと、前記撮像レンズ
を介して形成された被写体像を電気信号に変換する光電
変換手段と、前記光電変換手段の出力信号から、高周波
信号成分の量に対応した焦点信号を発生する焦点信号検
出手段と、前記焦点調節用レンズ部を駆動するレンズ駆
動手段と、前記光電変換手段の出力信号から被写体像の
色に応じた信号を発生する色信号処理手段と、前記焦点
信号に応じて、前記レンズ駆動手段を制御して焦点調節
を行なわしめ、前記色信号処理手段の出力に応じて、焦
点調節動作を始動させる制御手段とを備えたものであ
る。
【０００８】
【作用】本発明は上記した構成によって、焦点信号の出
力により、焦点調節用レンズ部を駆動し、焦点調節を行
い、合焦状態に到達したのち、被写体変化を色信号処理
手段の出力により検出し、再度、焦点調節動作を開始す
ることができる。すなわち、被写体の色情報を用いて、
被写体変化を検出することにより、常に誤動作すること
のない安定で確実な応答ができる。また、色情報により
被写体の状況を推定することができ、調節速度を可変す
ることで、安定性の確保も実現可能である
力により、焦点調節用レンズ部を駆動し、焦点調節を行
い、合焦状態に到達したのち、被写体変化を色信号処理
手段の出力により検出し、再度、焦点調節動作を開始す
ることができる。すなわち、被写体の色情報を用いて、
被写体変化を検出することにより、常に誤動作すること
のない安定で確実な応答ができる。また、色情報により
被写体の状況を推定することができ、調節速度を可変す
ることで、安定性の確保も実現可能である
【０００９】。
【実施例】以下、本発明の自動焦点調節装置の一実施例
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施例の自動焦点調節装
置を用いたビデオカメラのブロック図である。図１にお
いて、１は焦点調節レンズ部１ａを含む撮像レンズであ
り、被写体の像を撮像素子２上に結ぶ。撮像素子２は被
写体像を電気信号に変換し、映像信号を出力する。撮像
素子２の出力信号は、カメラプロセス回路３、色信号処
理回路４に入力される。また、焦点信号検出部５にも入
力され、映像信号の高周波信号成分の量を検出し、焦点
信号として出力する。色信号処理回路４の出力と焦点信
号は、制御部６に入力される。制御部６はレンズ駆動部
７を介し、焦点調節レンズ部１ａを駆動するよう構成さ
れている。
置を用いたビデオカメラのブロック図である。図１にお
いて、１は焦点調節レンズ部１ａを含む撮像レンズであ
り、被写体の像を撮像素子２上に結ぶ。撮像素子２は被
写体像を電気信号に変換し、映像信号を出力する。撮像
素子２の出力信号は、カメラプロセス回路３、色信号処
理回路４に入力される。また、焦点信号検出部５にも入
力され、映像信号の高周波信号成分の量を検出し、焦点
信号として出力する。色信号処理回路４の出力と焦点信
号は、制御部６に入力される。制御部６はレンズ駆動部
７を介し、焦点調節レンズ部１ａを駆動するよう構成さ
れている。
【００１１】また、図２は焦点信号検出部５の内部ブロ
ック図である。映像信号はハイパスフィルタ２０１（以
下、ＨＰＦと称す）に入力され、映像信号の高周波成分
のみが抽出される。その後、ゲート回路２０２で、画面
の一部の検出領域の信号が、取り出された後、検波回路
２０３で検波され、焦点信号として出力される。このよ
うな構成により、フィールド周期毎に焦点信号が検出さ
れ、制御部６に入力される。制御部６では、焦点信号検
出部５の過去２フィールド分の出力値、すなわち焦点信
号ＶF を保持し、両者の差分値（△ＶF ）を演算し、こ
の差分値△ＶFの符号、絶対値および焦点信号ＶF の絶
対値より撮影レンズ１の合焦状態を判断し、レンズ駆動
部７にレンズの駆動速度、および駆動方向を規定する信
号を供給する。
ック図である。映像信号はハイパスフィルタ２０１（以
下、ＨＰＦと称す）に入力され、映像信号の高周波成分
のみが抽出される。その後、ゲート回路２０２で、画面
の一部の検出領域の信号が、取り出された後、検波回路
２０３で検波され、焦点信号として出力される。このよ
うな構成により、フィールド周期毎に焦点信号が検出さ
れ、制御部６に入力される。制御部６では、焦点信号検
出部５の過去２フィールド分の出力値、すなわち焦点信
号ＶF を保持し、両者の差分値（△ＶF ）を演算し、こ
の差分値△ＶFの符号、絶対値および焦点信号ＶF の絶
対値より撮影レンズ１の合焦状態を判断し、レンズ駆動
部７にレンズの駆動速度、および駆動方向を規定する信
号を供給する。
【００１２】レンズ駆動部７は制御部６の信号に基づき
焦点調節レンズ部１ａを駆動し、所定の位置まで移動さ
せ、焦点信号が最大になるように焦点調節が実行され、
合焦状態に到達する。以上が基本的な山登り制御の動作
説明である。次に、本発明の要点である被写体変化検出
に関して、図面を用いて説明する。
焦点調節レンズ部１ａを駆動し、所定の位置まで移動さ
せ、焦点信号が最大になるように焦点調節が実行され、
合焦状態に到達する。以上が基本的な山登り制御の動作
説明である。次に、本発明の要点である被写体変化検出
に関して、図面を用いて説明する。
【００１３】図３は、色信号処理回路４の内部ブロック
図である。撮像素子２から出力された信号は、色分離回
路３００に入力され、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ信号とＢ
−Ｙ信号）に分離され、色信号検出部３０５に入力され
る。色信号検出部３０５内で、色差信号は、それぞれ第
１ゲート部３０１と第２ゲート部３０２で画面の検出領
域に対応した部分が抽出され、第１積分回路３０３、第
２積分回路３０４で加算されていく。１フィールド間の
加算値が色信号処理回路４の出力値となる。このよう
に、ある検出領域内での色差信号の加算値を対象とする
被写体の代表値とする。この各色差信号の代表値は、制
御部６に入力される。制御部６では、この信号を記憶
し、フィールド間の変化を監視する。
図である。撮像素子２から出力された信号は、色分離回
路３００に入力され、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ信号とＢ
−Ｙ信号）に分離され、色信号検出部３０５に入力され
る。色信号検出部３０５内で、色差信号は、それぞれ第
１ゲート部３０１と第２ゲート部３０２で画面の検出領
域に対応した部分が抽出され、第１積分回路３０３、第
２積分回路３０４で加算されていく。１フィールド間の
加算値が色信号処理回路４の出力値となる。このよう
に、ある検出領域内での色差信号の加算値を対象とする
被写体の代表値とする。この各色差信号の代表値は、制
御部６に入力される。制御部６では、この信号を記憶
し、フィールド間の変化を監視する。
【００１４】図４は、色信号の変化を示すための説明図
である。横軸がＲ−Ｙ軸であり、縦軸がＢ−Ｙ軸であ
る。この座標系において、点線で示すように座標軸をブ
ロック分けしている。いま、一連の焦点調節動作が完了
し、合焦状態に到達したとする。このときの色信号処理
部４の２つの色信号の代表値から決定される座標が、図
４のＡのブロックに位置していたとする。制御部６はこ
の座標位置の変化を監視し、座標位置がＡのブロックか
ら、他のブロックに変わったことを検出すると、被写体
の変化があったと判断し、焦点調節動作を再度開始す
る。
である。横軸がＲ−Ｙ軸であり、縦軸がＢ−Ｙ軸であ
る。この座標系において、点線で示すように座標軸をブ
ロック分けしている。いま、一連の焦点調節動作が完了
し、合焦状態に到達したとする。このときの色信号処理
部４の２つの色信号の代表値から決定される座標が、図
４のＡのブロックに位置していたとする。制御部６はこ
の座標位置の変化を監視し、座標位置がＡのブロックか
ら、他のブロックに変わったことを検出すると、被写体
の変化があったと判断し、焦点調節動作を再度開始す
る。
【００１５】また、色信号処理部４の出力が激しく変動
している場合は、被写体が安定していないと判断でき
る。この場合は、焦点信号検出部５の出力信号の信頼性
が保たれていない可能性が高いため、焦点調節動作の調
節速度を遅くすることにより、不要な動きが抑制でき、
動作の安定化をはかることもできる。
している場合は、被写体が安定していないと判断でき
る。この場合は、焦点信号検出部５の出力信号の信頼性
が保たれていない可能性が高いため、焦点調節動作の調
節速度を遅くすることにより、不要な動きが抑制でき、
動作の安定化をはかることもできる。
【００１６】ここで、ゲート部によって、画面の一部を
切り出して、処理することにより、色信号検出の分解能
を高めることができる。また、色の検出領域を焦点調節
のための検出領域と同一にするように構成すれば、より
誤動作の少ない被写体変化が検出できる。 以上に示す
動作により、本発明の自動焦点調節装置によれば、被写
体変化を確実に捉えることができる。
切り出して、処理することにより、色信号検出の分解能
を高めることができる。また、色の検出領域を焦点調節
のための検出領域と同一にするように構成すれば、より
誤動作の少ない被写体変化が検出できる。 以上に示す
動作により、本発明の自動焦点調節装置によれば、被写
体変化を確実に捉えることができる。
【００１７】なお、本実施例では、被写体の色の代表値
を求めるために、色差信号を用いたが、色に対応する信
号であれば、色差信号に限るものではない。例えば、色
の三原色であるＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号を用いる構成で
もよい。また、従来用いられていた焦点信号のレベル変
化や輝度変化の情報と組み合わせて使用することによ
り、より確実な検出ができることは言うまでもない。
を求めるために、色差信号を用いたが、色に対応する信
号であれば、色差信号に限るものではない。例えば、色
の三原色であるＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号を用いる構成で
もよい。また、従来用いられていた焦点信号のレベル変
化や輝度変化の情報と組み合わせて使用することによ
り、より確実な検出ができることは言うまでもない。
【００１８】さらに、以上説明した自動焦点調節装置
を、撮像素子を使う機器として代表的なビデオカメラに
用いれば、ビデオカメラの色信号処理回路の出力を利用
することができ、簡単な回路を付加することで、動画の
撮影に対して確実な焦点調節が行え、被写体のボケを感
じさせない高品位な画像を提供できる。
を、撮像素子を使う機器として代表的なビデオカメラに
用いれば、ビデオカメラの色信号処理回路の出力を利用
することができ、簡単な回路を付加することで、動画の
撮影に対して確実な焦点調節が行え、被写体のボケを感
じさせない高品位な画像を提供できる。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、映像信号の
色情報を用い、被写体の状態を検出する構成をとること
により、特に、色情報の変化から被写体の変化を検出す
ることが可能となる。このことにより、焦点調節におけ
る被写体変化発生時の再始動が確実に行え、また、調節
速度を可変にすることも可能であり、常に誤動作するこ
とのない安定で確実な応答を可能とした焦点調節を実現
することができ、自動焦点調節に極めて優れた効果を有
するものである。
色情報を用い、被写体の状態を検出する構成をとること
により、特に、色情報の変化から被写体の変化を検出す
ることが可能となる。このことにより、焦点調節におけ
る被写体変化発生時の再始動が確実に行え、また、調節
速度を可変にすることも可能であり、常に誤動作するこ
とのない安定で確実な応答を可能とした焦点調節を実現
することができ、自動焦点調節に極めて優れた効果を有
するものである。
【００２０】また、本発明の自動焦点調節装置をビデオ
カメラに適用することにより、撮像素子を用いる代表的
な電子機器として、常に高品位な映像を提供するビデオ
カメラが実現できる。
カメラに適用することにより、撮像素子を用いる代表的
な電子機器として、常に高品位な映像を提供するビデオ
カメラが実現できる。
【図１】本発明の一実施例の自動焦点調節装置およびビ
デオカメラのブロック図
デオカメラのブロック図
【図２】本発明の一実施例の焦点信号検出部の内部ブロ
ック図
ック図
【図３】本発明の一実施例の色信号処理回路の内部ブロ
ック図
ック図
【図４】色信号の変化を示すための説明図
１ 撮像レンズ ２ 撮像素子 ３ カメラプロセス部 ４ 色信号処理回路 ５ 焦点信号検出部 ６ 制御部 ７ レンズ駆動部
Claims (4)
- 【請求項１】 焦点調節用レンズ部を含む撮像レンズ
と、前記撮像レンズを介して形成された被写体像を電気
信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段の出
力信号から、高周波信号成分の量に対応した焦点信号を
発生する焦点信号検出手段と、前記焦点調節用レンズ部
を駆動するレンズ駆動手段と、前記光電変換手段の出力
信号から被写体像の色に応じた信号を発生する色信号処
理手段と、前記焦点信号に応じて、前記レンズ駆動手段
を制御して焦点調節を行なわしめ、前記色信号処理手段
の出力に応じて、焦点調節動作の調節速度の決定、ある
いは調節動作の始動の決定を行う制御手段とを具備して
なることを特徴とする自動焦点調節装置。 - 【請求項２】 色信号処理手段は、被写体像の色の代表
色を発生する色検出手段を有する請求項１記載の自動焦
点調節装置。 - 【請求項３】 色信号処理手段および焦点検出手段は、
画面の一部の領域にのみ作用することを特徴とする請求
項１または２記載の自動焦点調節装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の自動焦点調節装置を備え
ていることを特徴とするビデオカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281140A JPH05122580A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 自動焦点調節装置およびビデオカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281140A JPH05122580A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 自動焦点調節装置およびビデオカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05122580A true JPH05122580A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17634925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3281140A Pending JPH05122580A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 自動焦点調節装置およびビデオカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05122580A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7747159B2 (en) | 2007-02-09 | 2010-06-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Focusing device and image-capturing device provided with the same |
| EP1760522A3 (en) * | 2005-08-31 | 2017-04-12 | Nikon Corporation | Autofocus apparatus |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP3281140A patent/JPH05122580A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1760522A3 (en) * | 2005-08-31 | 2017-04-12 | Nikon Corporation | Autofocus apparatus |
| US7747159B2 (en) | 2007-02-09 | 2010-06-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Focusing device and image-capturing device provided with the same |
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