JPH066661A - 合焦検出装置 - Google Patents

合焦検出装置

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JPH066661A
JPH066661A JP4161399A JP16139992A JPH066661A JP H066661 A JPH066661 A JP H066661A JP 4161399 A JP4161399 A JP 4161399A JP 16139992 A JP16139992 A JP 16139992A JP H066661 A JPH066661 A JP H066661A
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JP
Japan
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value
image
signal
focus
brightness
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Pending
Application number
JP4161399A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Takeda
伸弘 竹田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 撮像面に結像された被写体像を撮像素子によ
り画像信号に変換し、ディジタル化された画像信号を用
いて、該画像のエッジ部分の明るさの勾配と明るさの振
幅との比を算出し、算出された比の値によって撮像面に
結像された被写体像の合焦状態を判定する合焦判定装置
において、前記明るさの勾配に対して足切りを行う手段
を具備した。 【効果】 本発明によれば、正確な合焦情報を得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子スチルカメラ等の
合焦検出装置に関するものである。
【0002】更に詳述すれば本発明は、撮像面に結像さ
れた被写体像を撮像素子により画像信号に変換し、ディ
ジタル化された画像信号を用いて、該画像のエッジ部分
の明るさの勾配と明るさの振幅との比を算出し、算出さ
れた比の値によって撮像面に結像された被写体像の合焦
状態を判定する合焦判定装置に関するものである。
【0003】
【従来の技術】図9は、ぼけ量を検出するための方法の
1つであるES法の説明をする図である。ES法に関し
ては米国特許第4804831号に開示されているので
簡単な説明にとどめる。同図において(a)は映像信号
であり合焦時はエッジが立ち、非合焦時はエッジが寝
る。(b)は映像信号の微分波形の絶対値Dである。
(c),(d)はそれぞれ微分波形Dの遅延信号DL
1,DL2であり、(e)は積分波形Iであり映像信号
のエッジ部のコントラストを表す。(f)のごとくDを
Iで割算することによってエッジの鋭さを示すES値を
表す。このES法は、被写体の大きさやコントラスト、
照明によって影響されないという特徴がある。
【0004】図10は従来から知られているディジタル
ESフィルターの構成例である。同図において801は
微分回路、802は絶対値回路、803は遅延回路、8
04は積分回路、805は割算回路、806はピークホ
ールド回路である。そして、画像情報の中で最もES値
の高かった値を、その被写体のES値と判断する。
【0005】図11は、合焦位置を求めるためにAF動
作を行う際のレンズ位置とES値の変化を示した図であ
る。レンズ送りは最小位置から最大位置まで連続的に送
り、その間1垂直走査期間毎(1Vと略)に画像情報を
固体撮像素子に蓄積し、その信号を読み出し、その画像
情報からES値を求めて最もES値が大きかった位置を
合焦位置とする。
【0006】レンズ送り量を横軸に合焦信号(この場合
はES値)を縦軸にとった時に描かれる合焦位置をピー
クとする曲線を山登り曲線というが、ES法の山登り曲
線は、急峻であり合焦検出の精度がよい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12
(a),(A)に示した様な信号のES値を従来のディ
ジタルESフィルターで算出すると、どちらも同じ値と
なってしまう。つまり、エッジでないところでも急峻な
エッジとみなされ、正しい合焦情報が得られないという
欠点がある。また、信号に僅かのスパイク状のノイズが
存在しても、正しい合焦情報が得られないという欠点が
あった。
【0008】よって本発明の目的は、常に正確な合焦情
報を得ることができる合焦検出装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、第1の発明は撮像面に結像された被写体像を撮像素
子により画像信号に変換し、ディジタル化された画像信
号を用いて、該画像のエッジ部分の明るさの勾配と明る
さの振幅との比を算出し、算出された比の値によって撮
像面に結像された被写体像の合焦状態を判定する合焦判
定装置において、前記明るさの勾配に対して足切りを行
う手段を具備したものである。
【0010】また、第2の発明は撮像面に結像された被
写体像を撮像素子により画像信号に変換し、ディジタル
化された画像信号を用いて、該画像のエッジ部分の明る
さの勾配と明るさの振幅との比を算出し、算出された比
の値によって撮像面に結像された被写体像の合焦状態を
判定する合焦判定装置において、画像信号に対し一定の
周波数成分以上の信号成分を除去する低域透過フィルタ
ーと、前記低域通過フィルターにより帯域制限された信
号を用いて算出された明るさの勾配と明るさの比から、
エッジであるか否かを判別するエッジ判別手段を具備
し、前記エッジ判別手段の出力により被写体の合焦状態
を判定する。
【0011】
【作用】第1の発明によれば、ディジタルESフィルタ
ーに簡単な足切り(入力が小さいときには出力を“0”
にする)手段を付加することにより、正確な合焦情報を
得ることができる。
【0012】また第2の発明によれば、ディジタルES
フィルターに一定周波数以上の信号成分を除去する低域
透過フィルターとエッジ判別手段を付加することによ
り、正確な合焦情報を得ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0014】実施例1 図1は、本発明の一実施例によるディジタルESフィル
ターの構成図である。本図において図10と同一の構成
要素は、同一の番号としその説明を省略する。101
は、入力が小さいときには出力を0にする足切り回路で
あり、その特性を図2に示す。
【0015】図3は、本実施例によるディジタルESフ
ィルターで算出されるES値の例である。
【0016】次に、図3を参照して本実施例におけるE
S値の算出法について説明する。同図において(a),
(A)は映像信号であり、その8ビットA/D変換後の
出力を破線で示す。(b),(B)は映像信号の微分値
の絶対値Dである。(c),(C)は足切り後の信号
D′である。(d),(D)は微分値Dを積分した値I
であり、映像信号のエッジ部のコントラストを表わす。
(e),(E)のごとくD′をIで割算することによっ
て、エッジの鋭さを示すES値を表す。
【0017】足切りは、ES値算出の際の分子のみに対
して行われ、コントラストを表す積分値Iには影響しな
い。したがって、積分値Iは従来と同じ値となる。ま
た、被写体のエッジ部に対しては、Dと足切り回路後の
信号D′が同じ値となり、従来と同様のES値が得られ
る。ノイズ等Dが3以下の信号に対しては、D′=0と
なり、ES値が0となる。
【0018】なお本実施例においては、足切り量は、下
位2ビットに固定しているが、被写体の状態によって可
変するように足切り回路を構成してもよい。
【0019】以下に、本実施例におけるディジタルES
フィルターを電子スチルカメラの合焦検出装置として用
いた場合について説明する。
【0020】図4は、被写体を撮像する固体撮像素子の
出力より画像のぼけ量を検出し、自動的に合焦させる機
能を持った自動焦点機能付電子スチルカメラのブロック
図である。図4において、1はレンズユニット、2はレ
ンズ駆動モータであり、3は絞り、4は絞り駆動回路で
ある。5は被写体像を電気信号に変換する固体撮像素子
であり、6は固体撮像素子を駆動するための固体撮像素
子駆動回路である。7は固体撮像素子5の出力をA/D
変換するA/D変換回路である。
【0021】8はA/D変換回路7の出力を記憶するメ
モリーである。9は、ぼけ量を表すES値を算出するE
Sフィルターである。10はシステム全体を制御するシ
ステム制御回路である。11はメモリー8の出力に対し
てガンマ変換,帯域制限等の処理を行う撮像信号処理回
路である。12は撮像信号処理回路11の出力をD/A
変換するD/A変換回路である。13はD/A変換回路
12の出力をFM変調するFM変調回路である。
【0022】14はFM変調回路13の出力を電流増幅
するREC(記録)アンプである。15は磁気ヘッド、
16は記録媒体である磁気シート、17は磁気シート1
6を回転させるモーター、18はモーターの回転を安定
させるためのモーターサーボ回路である。19は被写体
の明るさを測定するための測光素子である。20はレリ
ーズスイッチであり、このスイッチの投入と共に一連の
撮影動作が開始される。
【0023】図5は、固体撮像素子としてよく用いられ
ているインターライン転送型固体撮像素子を示す。同図
において、501はインターライン転送型固体撮像素子
である。502は光を電荷に変えて蓄積するフォトダイ
オード、503はフォトダイオードで発生した電荷を垂
直方向に転送する垂直CCDである。V1〜V4は垂直
CCD503の転送電極であり、V1はフォトダイオー
ドの奇数行の電荷を転送する転送ゲートを兼ねている。
同様に、V3はフォトダイオードの偶数行の電荷を転送
する転送ゲートを兼ねている。垂直CCD503は、4
相の転送パルスで駆動される。
【0024】504は、垂直CCD503より転送され
てくる電荷を、水平方向に転送する水平CCDである。
H1,H2は水平CCD504の転送電極であり、2相
の転送パルスで駆動される。505は、電荷を電圧に変
換し出力する出力アンプである。506は、不要電荷を
逆転送により掃き捨てるためのトップドレインである。
507は、不要電荷を順転送により掃き捨てるためのボ
トムドレインである。
【0025】図6は、自動焦点機能付電子スチルカメラ
の動作シーケンスを示した図である。まず時刻T0にレ
リーズスイッチ20が投入されると、一連の撮影シーケ
ンスが開始される。測光素子19の出力より、最適絞り
値Avおよび最適シャッタースピードTvを算出する。
【0026】T1からT2の間に絞りを解放に設定し、
T2からT3の間にn段ステップもしくは連続的に無限
遠から至近までのピント位置までレンズユニット1をレ
ンズ駆動モーター2によって移動させると共に、n回の
不要電荷の掃き捨て・露光・信号電荷読み出しといった
一連の動作(すなわちAF動作)を行い、n回の信号電
荷読み出しにおける固体撮像素子5の出力からぼけ量を
算出することによって、最もぼけ量の少ない位置(すな
わち最適ピント位置)を算出する。
【0027】T3からT4の間に絞り値をAvに設定す
ると同時に、レンズユニット1を合焦レンズ位置に設定
する。T4から不要電荷を逆転相によりトップドレイン
506に掃き捨てるクリア動作を行い、その後、本露光
を行う。次にT5から信号電荷の読み出しを行うと共
に、磁気シート16に処理信号を記録する。
【0028】実施例2 図7は、本発明の第2の実施例によるディジタルESフ
ィルターの構成図である。本図において図10と同一の
構成要素は、同一の番号としその説明を省略する。20
1は、一定周波数以上の信号成分を除去するディジタル
低域透過フィルターである。202はエッジ判別器であ
り、算出されたES値よりエッジであるか否かを判別
し、エッジである場合には、ES値をそのまま出力し、
そうでない場合には0を出力する。
【0029】図8は、本実施例のディジタルESフィル
ターで算出されるES値の一例である。
【0030】次に、図8を参照して本実施例におけるE
S値の算出法について説明する。同図において(a),
(A)は映像信号であり、その8ビットA/D変換後の
出力を破線で示す。(b),(B)はディジタル低域透
過フィルター201の出力である。エッジ部の画像信号
は、このフィルターにより鈍って出力される。(c),
(C)は映像信号の微分値の絶対値Dである。(d),
(D)は微分値Dを積分した値Iであり、映像信号のエ
ッジ部のコントラストを表す。(e),(E)のごとく
DをIで割算することによってエッジの鋭さを示すES
値を表す。
【0031】ES値は、エッジの鋭さを表す値であるの
で、本当のエッジ部では、低域透過フィルターの作用に
よりノイズ等のES値に比べて小さくなる。
【0032】(f),(F)はエッジ判別器202の出
力Oである。エッジ判別器202では、算出されたES
値がディジタル透過フィルター201の特性によって決
まるある値より大きい場合には、その信号はノイズ成分
であるとみなし、その出力を0にする。また、小さい場
合にはエッジ部であると判断し、ES値をそのまま出力
する。したがって、被写体のエッジ部に対しては、従来
と同様のES値が得られ、ノイズ等の信号に対しては、
ES値が0となる。
【0033】本実施例におけるディジタルESフィルタ
ーを電子スチルカメラの合焦検出装置として用いた場合
については、先に図4〜図6を参照して述べたとおりで
あるので、説明は省略する。
【0034】なお、本実施例においては、A/D変換後
にディジタルフィルターにより画像信号の帯域制限を行
っているが、A/D変換前にアナログフィルターで行っ
てもよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、正
確な合焦情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるディジタルESフ
ィルターの構成図である。
【図2】図1に示した足切り回路の特性を示す図であ
る。
【図3】第1の実施例におけるESフィルターによりE
S値を算出する過程を示す図である。
【図4】本発明を適用した自動焦点機能付電子スチルカ
メラのブロック図である。
【図5】インターライン転送型固体撮像素子の構成図で
ある。
【図6】図1の自動焦点機能付電子スチルカメラにおけ
る動作シーケンスを示す図である。
【図7】本発明の第2の実施例によるディジタルESフ
ィルターの構成図である。
【図8】第2の実施例におけるESフィルターによりE
S値を算出する過程を示す図である。
【図9】従来から知られているES法の説明図である。
【図10】従来のESフィルターの構成図である。
【図11】AF動作を行う際のレンズ位置とES値の変
化を示す図である。
【図12】従来のESフィルターの問題を示す図であ
る。
【符号の説明】
101 足切り回路 201 低域透過フィルター 202 エッジ判別器 801 微分回路 802 絶対値回路 803 遅延回路 804 積分回路 805 割算回路 806 ピークホールド回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像面に結像された被写体像を撮像素子
    により画像信号に変換し、ディジタル化された画像信号
    を用いて、該画像のエッジ部分の明るさの勾配と明るさ
    の振幅との比を算出し、算出された比の値によって撮像
    面に結像された被写体像の合焦状態を判定する合焦判定
    装置において、 前記明るさの勾配に対して足切りを行う手段を具備した
    ことを特徴とする合焦検出装置。
  2. 【請求項2】 撮像面に結像された被写体像を撮像素子
    により画像信号に変換し、ディジタル化された画像信号
    を用いて、該画像のエッジ部分の明るさの勾配と明るさ
    の振幅との比を算出し、算出された比の値によって撮像
    面に結像された被写体像の合焦状態を判定する合焦判定
    装置において、 画像信号に対し一定の周波数成分以上の信号成分を除去
    する低域透過フィルターと、前記低域通過フィルターに
    より帯域制限された信号を用いて算出された明るさの勾
    配と明るさの比から、エッジであるか否かを判別するエ
    ッジ判別手段を具備し、前記エッジ判別手段の出力によ
    り被写体の合焦状態を判定することを特徴とする合焦検
    出装置。
JP4161399A 1992-06-19 1992-06-19 合焦検出装置 Pending JPH066661A (ja)

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JP4161399A JPH066661A (ja) 1992-06-19 1992-06-19 合焦検出装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014513809A (ja) * 2010-12-07 2014-06-05 ナム タイ,ヒョク オートフォーカス画像システム
US9237270B2 (en) 2010-05-05 2016-01-12 Hiok Nam Tay Auto-focus image system
US9251571B2 (en) 2009-12-07 2016-02-02 Hiok Nam Tay Auto-focus image system

Cited By (4)

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US9734562B2 (en) 2009-12-07 2017-08-15 Hiok Nam Tay Auto-focus image system
US9237270B2 (en) 2010-05-05 2016-01-12 Hiok Nam Tay Auto-focus image system
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