JPH07318795A - オートフォーカス装置 - Google Patents
オートフォーカス装置Info
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- JPH07318795A JPH07318795A JP6112957A JP11295794A JPH07318795A JP H07318795 A JPH07318795 A JP H07318795A JP 6112957 A JP6112957 A JP 6112957A JP 11295794 A JP11295794 A JP 11295794A JP H07318795 A JPH07318795 A JP H07318795A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 手ぶれやノイズ等により合焦点判断を誤ら
ず、高速に焦点合わせが可能なオートフォーカス装置を
提供する。 【構成】 狭帯域ＢＰＦ４−１と検波積分手段４−２か
らなる狭帯域高域成分検出器４により輝度信号Ｓ４から
狭帯域高域成分データＤNを検出する。広帯域ＢＰＦ５
−１と検波積分手段５−２からなる広帯域高域成分検出
器５により輝度信号Ｓ４から広帯域高域成分データＤW
を検出する。マイクロコンピュータ６は、ＤS＝ＤN／Ｄ
Wにより正規化フォーカスデータＤSを計算し、ＤSによ
り山登り制御を行う。
ず、高速に焦点合わせが可能なオートフォーカス装置を
提供する。 【構成】 狭帯域ＢＰＦ４−１と検波積分手段４−２か
らなる狭帯域高域成分検出器４により輝度信号Ｓ４から
狭帯域高域成分データＤNを検出する。広帯域ＢＰＦ５
−１と検波積分手段５−２からなる広帯域高域成分検出
器５により輝度信号Ｓ４から広帯域高域成分データＤW
を検出する。マイクロコンピュータ６は、ＤS＝ＤN／Ｄ
Wにより正規化フォーカスデータＤSを計算し、ＤSによ
り山登り制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スチルカメラ、ビデオ
カメラ等の撮像装置のオートフォーカス（自動焦点）装
置に係り、特に、コントラスト（山登り）方式のオート
フォーカス装置における信号処理の改善に関するもので
ある。
カメラ等の撮像装置のオートフォーカス（自動焦点）装
置に係り、特に、コントラスト（山登り）方式のオート
フォーカス装置における信号処理の改善に関するもので
ある。
【０００２】
【発明の概要】通常、焦点調節位置（横軸）に対する映
像輝度信号の高域成分（縦軸）は、合焦位置を頂点とす
る１つの山形曲線（以下、この山形曲線をフォーカスカ
ーブと略す）を描く。また、映像輝度信号の周波数成分
は、焦点がずれたり手ブレなどによって低い方へシフト
する。
像輝度信号の高域成分（縦軸）は、合焦位置を頂点とす
る１つの山形曲線（以下、この山形曲線をフォーカスカ
ーブと略す）を描く。また、映像輝度信号の周波数成分
は、焦点がずれたり手ブレなどによって低い方へシフト
する。
【０００３】本発明は、この特性に着目し、映像信号の
高域成分を検出する第１の検出手段と、映像信号の前記
高域成分及びこれより低い周波数成分とを検出する第２
の検出手段とを設ける。そして、第１の検出手段の検出
結果を第２の検出手段の検出結果で除算することによ
り、正規化されたフォーカスデータを得る。この正規化
フォーカスデータは、手ブレやノイズの影響が除去さ
れ、また蛍光灯のフリッカが除去された信頼性の高いデ
ータとなる。この正規化データを用いて山登り制御を行
うことにより、合焦方向と合焦位置とを正しく検出でき
る。
高域成分を検出する第１の検出手段と、映像信号の前記
高域成分及びこれより低い周波数成分とを検出する第２
の検出手段とを設ける。そして、第１の検出手段の検出
結果を第２の検出手段の検出結果で除算することによ
り、正規化されたフォーカスデータを得る。この正規化
フォーカスデータは、手ブレやノイズの影響が除去さ
れ、また蛍光灯のフリッカが除去された信頼性の高いデ
ータとなる。この正規化データを用いて山登り制御を行
うことにより、合焦方向と合焦位置とを正しく検出でき
る。
【０００４】また従来は、被写体の精細度やコントラス
トによってフォーカスカーブの山の高さが変化するの
で、ピンボケと判断するレベルが定められなかったこと
が焦点調節誤りの原因となっていたが、上記正規化デー
タを用いることによりフォーカスカーブも正規化され、
フォーカスカーブの山の高さのばらつきが小さくなり、
ある閾値（しきい値ともいう）を超えないときは、焦点
が合ってないと判断することが可能となる。
トによってフォーカスカーブの山の高さが変化するの
で、ピンボケと判断するレベルが定められなかったこと
が焦点調節誤りの原因となっていたが、上記正規化デー
タを用いることによりフォーカスカーブも正規化され、
フォーカスカーブの山の高さのばらつきが小さくなり、
ある閾値（しきい値ともいう）を超えないときは、焦点
が合ってないと判断することが可能となる。
【０００５】
【従来の技術】オートフォーカス方式は、被写体までの
距離を測定する測距方式と、撮像装置内で焦点を検出す
る焦点検出方式とに分類される。焦点検出方式には、コ
ントラスト方式と位相差方式とが知られている。コント
ラスト方式は、山登り方式とも呼ばれ、被写体の映像コ
ントラストが合焦点時に最大となることを利用するもの
である。
距離を測定する測距方式と、撮像装置内で焦点を検出す
る焦点検出方式とに分類される。焦点検出方式には、コ
ントラスト方式と位相差方式とが知られている。コント
ラスト方式は、山登り方式とも呼ばれ、被写体の映像コ
ントラストが合焦点時に最大となることを利用するもの
である。
【０００６】通常、ビデオカメラの撮像素子から得られ
るビデオ信号そのものから特定空間周波数成分の信号振
幅を抽出すると、同一被写体に対する信号振幅は、合焦
点時に最大となり焦点ずれが大きくなるにつれて減少す
る。この最大点を検出する方法として、まずフォーカス
レンズを動かしてみてその結果生じた振幅の変化量を取
り出し、変化が正となる方向へレンズを移動させ、山の
頂上で変化量が０となったときレンズの移動を停止させ
る方法が知られている。
るビデオ信号そのものから特定空間周波数成分の信号振
幅を抽出すると、同一被写体に対する信号振幅は、合焦
点時に最大となり焦点ずれが大きくなるにつれて減少す
る。この最大点を検出する方法として、まずフォーカス
レンズを動かしてみてその結果生じた振幅の変化量を取
り出し、変化が正となる方向へレンズを移動させ、山の
頂上で変化量が０となったときレンズの移動を停止させ
る方法が知られている。
【０００７】従来のコントラスト方式のオートフォーカ
ス装置の構成例を図９のブロック図に示す。レンズ１を
通った光Ｓ１は、ＣＣＤ２で光電変換されて電気信号Ｓ
２となり、信号処理部３で映像信号として処理される。
処理された映像信号Ｓ３は、後段の回路へ出力される。
また、信号処理部３で分離された輝度信号Ｓ４は、高域
成分検出器１４に入力される。
ス装置の構成例を図９のブロック図に示す。レンズ１を
通った光Ｓ１は、ＣＣＤ２で光電変換されて電気信号Ｓ
２となり、信号処理部３で映像信号として処理される。
処理された映像信号Ｓ３は、後段の回路へ出力される。
また、信号処理部３で分離された輝度信号Ｓ４は、高域
成分検出器１４に入力される。
【０００８】高域成分検出器１４は、ＢＰＦ１４−１
と、積分器１４−２とからなり、ＢＰＦ１４−１で必要
な帯域の信号のみを取り出し、積分器１４−２で検波及
び積分を行う。この積分結果は高域成分データＳ１５と
してマイクロコンピュータ１６に入力され、フォーカス
制御用データとして使用される。マイクロコンピュータ
１６は、レンズ駆動機構７に対してレンズ移動指示信号
Ｓ１７を出力し、これに従ってレンズ１が動く。マイク
ロコンピュータ１６が前記高域成分データＳ１５が最大
となるように、レンズ１の移動方向と移動量を制御する
ことにより、フォーカスカーブの山登り制御が行われ
る。また、数種類の周波数帯域毎に映像信号の成分を検
出できるシステムでは、必要に応じて用いる帯域成分を
切り換えながら上記と同様の動作を行っている。
と、積分器１４−２とからなり、ＢＰＦ１４−１で必要
な帯域の信号のみを取り出し、積分器１４−２で検波及
び積分を行う。この積分結果は高域成分データＳ１５と
してマイクロコンピュータ１６に入力され、フォーカス
制御用データとして使用される。マイクロコンピュータ
１６は、レンズ駆動機構７に対してレンズ移動指示信号
Ｓ１７を出力し、これに従ってレンズ１が動く。マイク
ロコンピュータ１６が前記高域成分データＳ１５が最大
となるように、レンズ１の移動方向と移動量を制御する
ことにより、フォーカスカーブの山登り制御が行われ
る。また、数種類の周波数帯域毎に映像信号の成分を検
出できるシステムでは、必要に応じて用いる帯域成分を
切り換えながら上記と同様の動作を行っている。
【０００９】この山登り方式によるフォーカシング時間
の短縮方法として、次に示す２つの従来技術が提案され
ていた。その第１の従来技術は、特開昭６２−２９９９
２４号公報に示される「オートフォーカス方式」であ
る。この方式によれば、フォーカスレンズの移動に伴う
各レンズ位置における所定の高域成分をフォーカスデー
タ（焦点電圧）Ｅとして取り出し、２点間のフォーカス
データＥの差分データΔＥを求める。そして、この差分
データΔＥと予め求められた合焦位置に到達するときの
ΔＥ0とを比較し、２つの値が一致したときフォーカス
レンズを停止させる。これにより、フォーカシングの時
間を短縮している。
の短縮方法として、次に示す２つの従来技術が提案され
ていた。その第１の従来技術は、特開昭６２−２９９９
２４号公報に示される「オートフォーカス方式」であ
る。この方式によれば、フォーカスレンズの移動に伴う
各レンズ位置における所定の高域成分をフォーカスデー
タ（焦点電圧）Ｅとして取り出し、２点間のフォーカス
データＥの差分データΔＥを求める。そして、この差分
データΔＥと予め求められた合焦位置に到達するときの
ΔＥ0とを比較し、２つの値が一致したときフォーカス
レンズを停止させる。これにより、フォーカシングの時
間を短縮している。
【００１０】次いで、第２の従来技術は、特開昭６２−
２７２２１７号公報に示される「オートフォーカス装
置」である。この装置によれば、フォーカスデータの微
分値を同データの２回微分値で除算して、フォーカスレ
ンズの合焦位置までの移動距離を決定することにより、
高速、円滑な合焦を可能にする。
２７２２１７号公報に示される「オートフォーカス装
置」である。この装置によれば、フォーカスデータの微
分値を同データの２回微分値で除算して、フォーカスレ
ンズの合焦位置までの移動距離を決定することにより、
高速、円滑な合焦を可能にする。
【００１１】すなわち、フォーカスデータの山の形を２
次の放物線カーブと仮定し、Ｙをフォーカスデータ、Ｘ
をフォーカスレンズ位置、ｂを合焦点、ａ，ｃを係数と
すると、
次の放物線カーブと仮定し、Ｙをフォーカスデータ、Ｘ
をフォーカスレンズ位置、ｂを合焦点、ａ，ｃを係数と
すると、
【数１】 Ｙ＝−ａ（Ｘ−ｂ）2＋ｃ …（１） 式（１）が成り立つ。ここで、フォーカスデータＹの微
分値を２回微分値で除算すると、
分値を２回微分値で除算すると、
【数２】 α＝（ｄＸ／ｄＹ）／（ｄ2Ｙ／ｄ2Ｘ）＝Ｘ−ｂ …（２） 式（２）となる。よって、現在のフォーカスレンズ位置
Ｘと算出値αとから合焦点ｂは、ｂ＝Ｘ−αにより求め
られる。
Ｘと算出値αとから合焦点ｂは、ｂ＝Ｘ−αにより求め
られる。
【００１２】また、交流商用電源が５０Ｈｚの地域で
は、蛍光灯のフリッカ（明滅）周期が１００Ｈｚとなる
ので、ＮＴＳＣ方式のフィールド周波数６０Ｈｚでサン
プリングするビデオカメラの映像信号には、２０（１０
０と６０との最大公約数）Ｈｚの周期をもつビートが生
じる。これにより、映像信号には３ＶＤ周期の山谷が現
れ、フォーカスデータに対しても同様の山谷が現れる。
これを排除するためには、１周期のデータを加算あるい
は平均して評価値とすればよい。すなわち、常に最新の
３ＶＤ間のフォーカスデータを加算することで、上記蛍
光灯のフリッカによる山谷は平均化される。
は、蛍光灯のフリッカ（明滅）周期が１００Ｈｚとなる
ので、ＮＴＳＣ方式のフィールド周波数６０Ｈｚでサン
プリングするビデオカメラの映像信号には、２０（１０
０と６０との最大公約数）Ｈｚの周期をもつビートが生
じる。これにより、映像信号には３ＶＤ周期の山谷が現
れ、フォーカスデータに対しても同様の山谷が現れる。
これを排除するためには、１周期のデータを加算あるい
は平均して評価値とすればよい。すなわち、常に最新の
３ＶＤ間のフォーカスデータを加算することで、上記蛍
光灯のフリッカによる山谷は平均化される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、手ぶれやノイズによる合焦点の判
断誤りに対して有効な防止手段がないという問題点があ
った。例えば、図１０に示すように、ハイコントラスト
の被写体が大きく焦点を外れてボケているレベルＬ１１
と、ローコントラストの被写体で合焦したレベルＬ１２
とのフォーカスデータの大小関係は、Ｌ１１＞Ｌ１２と
なる。ここでボケた時に合焦判断しない閾値（またはし
きい値）を、ローコントラストの被写体の適するように
Ｌ１３に設定すると、ハイコントラストのＬ１１の状態
で手ぶれやノイズによりデータの増減があったとき合焦
点と誤判断してしまう。また、上記の誤判断を避けるた
めに、閾値をハイコントラストの被写体の適するように
Ｌ１４とすると、ローコントラストの被写体は、合焦点
でもボケていると判断し、いつまでも合焦できないこと
となる。
来の技術においては、手ぶれやノイズによる合焦点の判
断誤りに対して有効な防止手段がないという問題点があ
った。例えば、図１０に示すように、ハイコントラスト
の被写体が大きく焦点を外れてボケているレベルＬ１１
と、ローコントラストの被写体で合焦したレベルＬ１２
とのフォーカスデータの大小関係は、Ｌ１１＞Ｌ１２と
なる。ここでボケた時に合焦判断しない閾値（またはし
きい値）を、ローコントラストの被写体の適するように
Ｌ１３に設定すると、ハイコントラストのＬ１１の状態
で手ぶれやノイズによりデータの増減があったとき合焦
点と誤判断してしまう。また、上記の誤判断を避けるた
めに、閾値をハイコントラストの被写体の適するように
Ｌ１４とすると、ローコントラストの被写体は、合焦点
でもボケていると判断し、いつまでも合焦できないこと
となる。
【００１４】また、蛍光灯のフリッカ対策として３ＶＤ
加算処理を行うオートフォーカス装置では、フォーカス
データの計算に時間が掛かり、フォーカス動作が高速化
できないという問題点があった。
加算処理を行うオートフォーカス装置では、フォーカス
データの計算に時間が掛かり、フォーカス動作が高速化
できないという問題点があった。
【００１５】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、手
ぶれやノイズ等により合焦点判断を誤らず、高速に焦点
合わせが可能なオートフォーカス装置を提供することで
ある。
ぶれやノイズ等により合焦点判断を誤らず、高速に焦点
合わせが可能なオートフォーカス装置を提供することで
ある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、映
像信号から該映像信号の高域成分を検出する第１の検出
手段と、前記映像信号から前記高域成分及び前記高域成
分より低い周波数成分を検出する第２の検出手段と、前
記第１の検出手段による検出結果を前記第２の検出手段
による検出結果で除算する除算手段と、前記除算の商に
基づいて撮像装置の焦点制御を行う制御手段と、を備え
ることを特徴とするオートフォーカス装置である。
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、映
像信号から該映像信号の高域成分を検出する第１の検出
手段と、前記映像信号から前記高域成分及び前記高域成
分より低い周波数成分を検出する第２の検出手段と、前
記第１の検出手段による検出結果を前記第２の検出手段
による検出結果で除算する除算手段と、前記除算の商に
基づいて撮像装置の焦点制御を行う制御手段と、を備え
ることを特徴とするオートフォーカス装置である。
【００１７】また本発明は、映像信号の高域成分を通過
させる第１のバンドパスフィルタと、第１のバンドパス
フィルタの出力を検波して積分する第１の積分手段と、
前記映像信号の前記高域成分を通過させるとともにさら
に低い周波数成分も通過させる第２のバンドパスフィル
タと、第２のバンドパスフィルタの出力を検波して積分
する第２の積分手段と、前記第１の積分手段の出力を前
記第２の積分手段の出力で除算する除算手段と、前記除
算の商に基づいて撮像装置の焦点制御を行う制御手段
と、を備えることを特徴とするオートフォーカス装置で
ある。
させる第１のバンドパスフィルタと、第１のバンドパス
フィルタの出力を検波して積分する第１の積分手段と、
前記映像信号の前記高域成分を通過させるとともにさら
に低い周波数成分も通過させる第２のバンドパスフィル
タと、第２のバンドパスフィルタの出力を検波して積分
する第２の積分手段と、前記第１の積分手段の出力を前
記第２の積分手段の出力で除算する除算手段と、前記除
算の商に基づいて撮像装置の焦点制御を行う制御手段
と、を備えることを特徴とするオートフォーカス装置で
ある。
【００１８】また、本発明においては、前記除算の商と
所定の閾値とを比較する比較手段と、前記商が前記閾値
を超えないときに合焦点と判定しない判定手段と、をさ
らに備えることができる。
所定の閾値とを比較する比較手段と、前記商が前記閾値
を超えないときに合焦点と判定しない判定手段と、をさ
らに備えることができる。
【００１９】
【作用】上記構成の本発明のオートフォーカス装置にお
いて、映像信号の高域成分を通過させる第１のバンドパ
スフィルタ（以下、狭帯域ＢＰＦと略す）と、前記高域
成分を含みさらに低域成分も通過させる第２のバンドパ
スフィルタ（以下、広帯域ＢＰＦと略す）とにより、映
像信号の高域成分と、該高域成分を含みさらに低域まで
の信号成分が得られる。
いて、映像信号の高域成分を通過させる第１のバンドパ
スフィルタ（以下、狭帯域ＢＰＦと略す）と、前記高域
成分を含みさらに低域成分も通過させる第２のバンドパ
スフィルタ（以下、広帯域ＢＰＦと略す）とにより、映
像信号の高域成分と、該高域成分を含みさらに低域まで
の信号成分が得られる。
【００２０】次いで、狭帯域ＢＰＦ、広帯域ＢＰＦのそ
れぞれの出力は、それぞれ積分手段により検波され、積
分される。この積分結果の前者は、元の映像信号の高域
成分信号強度を代表する第１の強度信号となり、後者は
前記高域成分を含みさらに低域までの信号強度を代表す
る第２の強度信号となる。
れぞれの出力は、それぞれ積分手段により検波され、積
分される。この積分結果の前者は、元の映像信号の高域
成分信号強度を代表する第１の強度信号となり、後者は
前記高域成分を含みさらに低域までの信号強度を代表す
る第２の強度信号となる。
【００２１】次いで、除算手段により、第１の強度信号
を第２の強度信号で除算すると、この除算結果は、被写
体による差異が少なく、蛍光灯のフリッカ等が除去され
た、正規化データとなる。この正規化データを用いて山
登り焦点制御を行うことにより、合焦方向と合焦位置と
を正しく検出できる。また、正規化データを扱うこと
で、被写体や撮影条件によるフォーカスデータのばらつ
きが小さくなり、ある閾値をフォーカスデータが超えな
いときは、合焦と判断しない処理を行うことで、手ブレ
などによる誤判断を防止できる。
を第２の強度信号で除算すると、この除算結果は、被写
体による差異が少なく、蛍光灯のフリッカ等が除去され
た、正規化データとなる。この正規化データを用いて山
登り焦点制御を行うことにより、合焦方向と合焦位置と
を正しく検出できる。また、正規化データを扱うこと
で、被写体や撮影条件によるフォーカスデータのばらつ
きが小さくなり、ある閾値をフォーカスデータが超えな
いときは、合焦と判断しない処理を行うことで、手ブレ
などによる誤判断を防止できる。
【００２２】
【実施例】次に図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明に係るオートフォーカス装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。図１にお
いて、本実施例のオートフォーカス装置は、レンズ１
と、ＣＣＤ２と、信号処理部３と、狭帯域高域成分検出
器４と、広帯域高域成分検出器５と、マイクロコンピュ
ータ６と、レンズ駆動機構７とからなる。
に説明する。図１は、本発明に係るオートフォーカス装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。図１にお
いて、本実施例のオートフォーカス装置は、レンズ１
と、ＣＣＤ２と、信号処理部３と、狭帯域高域成分検出
器４と、広帯域高域成分検出器５と、マイクロコンピュ
ータ６と、レンズ駆動機構７とからなる。
【００２３】レンズ１を通った光Ｓ１は、ＣＣＤ２で光
電変換されて電気信号Ｓ２となり、信号処理部３で映像
信号として処理される。処理された映像信号Ｓ３は図示
されない後段の回路へ出力される。また、信号処理部３
で分離された輝度信号Ｓ４は、狭帯域高域成分検出器４
及び広帯域高域成分検出器５へ出力される。
電変換されて電気信号Ｓ２となり、信号処理部３で映像
信号として処理される。処理された映像信号Ｓ３は図示
されない後段の回路へ出力される。また、信号処理部３
で分離された輝度信号Ｓ４は、狭帯域高域成分検出器４
及び広帯域高域成分検出器５へ出力される。
【００２４】狭帯域高域成分検出器４は、映像信号から
その高域成分を検出する手段である。本実施例の狭帯域
高域成分検出器４は、輝度信号Ｓ４の高域成分を通過さ
せる狭帯域ＢＰＦ４−１と、狭帯域ＢＰＦ４−１の出力
を検波し積分する積分器４−２からなる。広帯域高域成
分検出器５は、映像信号からその高域成分及びこれより
低い周波数成分を検出する手段である。本実施例の広帯
域高域成分検出器５は、狭帯域ＢＰＦ４−１より低域遮
断周波数が低い広帯域ＢＰＦ５−１と、広帯域ＢＰＦ５
−１の出力を検波し積分する積分器５−２からなる。
その高域成分を検出する手段である。本実施例の狭帯域
高域成分検出器４は、輝度信号Ｓ４の高域成分を通過さ
せる狭帯域ＢＰＦ４−１と、狭帯域ＢＰＦ４−１の出力
を検波し積分する積分器４−２からなる。広帯域高域成
分検出器５は、映像信号からその高域成分及びこれより
低い周波数成分を検出する手段である。本実施例の広帯
域高域成分検出器５は、狭帯域ＢＰＦ４−１より低域遮
断周波数が低い広帯域ＢＰＦ５−１と、広帯域ＢＰＦ５
−１の出力を検波し積分する積分器５−２からなる。
【００２５】狭帯域ＢＰＦ４−１及び広帯域ＢＰＦ５−
１の特性例を図２に示す。図２（ａ）は、狭帯域ＢＰＦ
の高域遮断周波数と広帯域ＢＰＦの高域遮断周波数とを
一致させ、また両者の高域減衰特性を一致させた例を示
す。図２（ｂ）は、狭帯域ＢＰＦの高域遮断周波数より
広帯域ＢＰＦの高域遮断周波数を高く設定した例を示
す。
１の特性例を図２に示す。図２（ａ）は、狭帯域ＢＰＦ
の高域遮断周波数と広帯域ＢＰＦの高域遮断周波数とを
一致させ、また両者の高域減衰特性を一致させた例を示
す。図２（ｂ）は、狭帯域ＢＰＦの高域遮断周波数より
広帯域ＢＰＦの高域遮断周波数を高く設定した例を示
す。
【００２６】いずれの場合においても、広帯域ＢＰＦの
低域遮断周波数は、狭帯域ＢＰＦの低域遮断周波数より
低く設定されている。以上のＢＰＦ特性を要約すれば、
広帯域ＢＰＦの減衰量は、いかなる周波数においても狭
帯域ＢＰＦの減衰量を上回ることがないように設定され
ている。すなわち、広帯域ＢＰＦの出力レベルをｄW、
狭帯域ＢＰＦの出力レベルをｄNとしたとき、輝度信号
の任意の周波数において式（３）が成立するように設定
されている。
低域遮断周波数は、狭帯域ＢＰＦの低域遮断周波数より
低く設定されている。以上のＢＰＦ特性を要約すれば、
広帯域ＢＰＦの減衰量は、いかなる周波数においても狭
帯域ＢＰＦの減衰量を上回ることがないように設定され
ている。すなわち、広帯域ＢＰＦの出力レベルをｄW、
狭帯域ＢＰＦの出力レベルをｄNとしたとき、輝度信号
の任意の周波数において式（３）が成立するように設定
されている。
【数３】 ｄW≧ｄN …（３）
【００２７】上記狭帯域ＢＰＦ４−１及び広帯域ＢＰＦ
５−１の各出力は、それぞれ積分器４−２、５−２によ
り検波された後、積分されて狭帯域データＤN、広帯域
データＤWとなり、マイクロコンピュータ６に入力され
る。マイクロコンピュータ６は、それぞれのデータ
ＤN，ＤWから正規化フォーカスデータＤSを式（４）に
より計算する。
５−１の各出力は、それぞれ積分器４−２、５−２によ
り検波された後、積分されて狭帯域データＤN、広帯域
データＤWとなり、マイクロコンピュータ６に入力され
る。マイクロコンピュータ６は、それぞれのデータ
ＤN，ＤWから正規化フォーカスデータＤSを式（４）に
より計算する。
【数４】 ＤS＝ＤN／ＤW …（４） ここで、積分器４−２、５−２の入力の各周波数につい
て式（３）が成立しているので、その積分後の出力もＤ
W≧ＤNとなり、ＤSは常に１以下の値（０＜ＤS≦１）と
なる。
て式（３）が成立しているので、その積分後の出力もＤ
W≧ＤNとなり、ＤSは常に１以下の値（０＜ＤS≦１）と
なる。
【００２８】図２（ａ）のＢＰＦを用いた時、輝度信号
Ｓ４の周波数成分が狭帯域ＢＰＦ４−１を通過する周波
数成分のみと仮定すると、合焦点ではＤS＝１となり、
合焦から外れるにしたがって、ＤSは小さくなる。
Ｓ４の周波数成分が狭帯域ＢＰＦ４−１を通過する周波
数成分のみと仮定すると、合焦点ではＤS＝１となり、
合焦から外れるにしたがって、ＤSは小さくなる。
【００２９】図３は、通常の被写体におけるフォーカス
レンズ位置に対するＤN，ＤWの軌跡である。図４は、式
（４）より求めたＤSの軌跡である。図４から、ＤSの軌
跡は山の形状を示すので、これを用いてマイクロコンピ
ュータ６は合焦方向の判断を行い、レンズ駆動機構７に
たいしてレンズ移動の指示信号Ｓ７を出力し、それに基
づきレンズ１が動くことで山登り制御ができる。
レンズ位置に対するＤN，ＤWの軌跡である。図４は、式
（４）より求めたＤSの軌跡である。図４から、ＤSの軌
跡は山の形状を示すので、これを用いてマイクロコンピ
ュータ６は合焦方向の判断を行い、レンズ駆動機構７に
たいしてレンズ移動の指示信号Ｓ７を出力し、それに基
づきレンズ１が動くことで山登り制御ができる。
【００３０】次いで、被写体のコントラストの差異によ
るＤN，ＤWの傾向を示すため、被写体がハイコントラス
トのときのＤN1，ＤW1と、被写体がローコントラストの
ときのＤN2，ＤW2の軌跡を図５に示す。なお、図５
（ｂ）は、図５（ａ）のフォーカスデータの小さい領域
を拡大した図である。
るＤN，ＤWの傾向を示すため、被写体がハイコントラス
トのときのＤN1，ＤW1と、被写体がローコントラストの
ときのＤN2，ＤW2の軌跡を図５に示す。なお、図５
（ｂ）は、図５（ａ）のフォーカスデータの小さい領域
を拡大した図である。
【００３１】また図６は、それぞれのコントラストにお
けるＤSを示す（ＤS1＝ＤN1／ＤW1，ＤS2＝ＤN2／
ＤW2）。図６に示すように、被写体のコントラストに大
きい差があっても、正規化されたフォーカスデータの差
はほとんどなくなる。これにより、あるレベルＬ１に閾
値を設け、このレベル以下では、フォーカスカーブの山
が検出されても、合焦と判断しない処理を施すことによ
り、焦点がボケた状態で、手ぶれやノイズによって合焦
と誤判断することが防止できる。
けるＤSを示す（ＤS1＝ＤN1／ＤW1，ＤS2＝ＤN2／
ＤW2）。図６に示すように、被写体のコントラストに大
きい差があっても、正規化されたフォーカスデータの差
はほとんどなくなる。これにより、あるレベルＬ１に閾
値を設け、このレベル以下では、フォーカスカーブの山
が検出されても、合焦と判断しない処理を施すことによ
り、焦点がボケた状態で、手ぶれやノイズによって合焦
と誤判断することが防止できる。
【００３２】図７は、フォーカスデータの時間経過に伴
う変化を示す。図７において、横軸（時間軸）の１目盛
は１フィールド期間であり、蛍光灯のフリッカの影響が
正規化によって除去されることが示されている。交流商
用電源の周波数が５０Ｈｚの地域では、従来技術の項で
述べたように映像信号は３ＶＤ周期で変動する。映像信
号の３ＶＤ周期の変動は、すべての周波数帯域に対して
同じ比率で影響するため、ＤN，ＤWのフォーカスデータ
も同じ割合で影響する。したがって、ＤNをＤWで除算し
た商であるＤSは、この変動が打ち消し合い除去されて
いる。これにより、ＤSを自動焦点調節のフォーカスデ
ータとして用いることにより、従来のように３ＶＤ周期
の変動を除去するための加算・平均を行う必要がなくな
り、合焦までの時間が短縮され、迅速な焦点合わせが行
える。
う変化を示す。図７において、横軸（時間軸）の１目盛
は１フィールド期間であり、蛍光灯のフリッカの影響が
正規化によって除去されることが示されている。交流商
用電源の周波数が５０Ｈｚの地域では、従来技術の項で
述べたように映像信号は３ＶＤ周期で変動する。映像信
号の３ＶＤ周期の変動は、すべての周波数帯域に対して
同じ比率で影響するため、ＤN，ＤWのフォーカスデータ
も同じ割合で影響する。したがって、ＤNをＤWで除算し
た商であるＤSは、この変動が打ち消し合い除去されて
いる。これにより、ＤSを自動焦点調節のフォーカスデ
ータとして用いることにより、従来のように３ＶＤ周期
の変動を除去するための加算・平均を行う必要がなくな
り、合焦までの時間が短縮され、迅速な焦点合わせが行
える。
【００３３】図８は、マイクロコンピュータ６に内蔵さ
れたプログラムによるフォーカス動作を説明するフロー
チャート図である。まず、フォーカスレンズ１を前後何
れか一定の方向に移動させるようにレンズ駆動機構７に
対して制御信号Ｓ７を出力する（ステップ１０１）。次
いで、狭帯域高域成分検出器４及び広帯域高域成分検出
器５より、狭帯域フォーカスデータＤN，広帯域フォー
カスデータＤWを入力する（ステップ１０２）。次い
で、正規化フォーカスデータＤS（ＤS＝ＤN／ＤW）を計
算する（ステップ１０３）。ある程度継続して同一方向
にフォーカスレンズ１を移動した後、最新のＤＳとその
前のＤＳとを比較し、最新のＤＳの方が大きければ山登
り中、最新のＤＳの方が小さければ下りと判断する（ス
テップ１０４）。
れたプログラムによるフォーカス動作を説明するフロー
チャート図である。まず、フォーカスレンズ１を前後何
れか一定の方向に移動させるようにレンズ駆動機構７に
対して制御信号Ｓ７を出力する（ステップ１０１）。次
いで、狭帯域高域成分検出器４及び広帯域高域成分検出
器５より、狭帯域フォーカスデータＤN，広帯域フォー
カスデータＤWを入力する（ステップ１０２）。次い
で、正規化フォーカスデータＤS（ＤS＝ＤN／ＤW）を計
算する（ステップ１０３）。ある程度継続して同一方向
にフォーカスレンズ１を移動した後、最新のＤＳとその
前のＤＳとを比較し、最新のＤＳの方が大きければ山登
り中、最新のＤＳの方が小さければ下りと判断する（ス
テップ１０４）。
【００３４】ステップ１０４において、山登り中と判断
したした場合には、ステップ１０１に戻り、フォーカス
レンズの移動を同じ方向に続ける。ステップ１０４にお
いて、山を下っていると判断した場合には、ステップ１
０５へ移る。ステップ１０５では、頂点を越えたかどう
かの判断を行う。まだ頂点を越えてなければ、頂点は逆
方向にあるとして、ステップ１０６へ移る。ステップ１
０６では、フォーカスレンズの駆動方向を反転するよう
に、レンズ駆動機構７に対して指示を出力し、ステップ
１０１へ戻る。
したした場合には、ステップ１０１に戻り、フォーカス
レンズの移動を同じ方向に続ける。ステップ１０４にお
いて、山を下っていると判断した場合には、ステップ１
０５へ移る。ステップ１０５では、頂点を越えたかどう
かの判断を行う。まだ頂点を越えてなければ、頂点は逆
方向にあるとして、ステップ１０６へ移る。ステップ１
０６では、フォーカスレンズの駆動方向を反転するよう
に、レンズ駆動機構７に対して指示を出力し、ステップ
１０１へ戻る。
【００３５】ステップ１０５において頂点を越えたと判
断したとき、次いで、そのときの正規化フォーカスデー
タＤSが合焦と判断可能な閾値Ｌ１を超えているかどう
かを判断する（ステップ１０７）。ＤSがＬ１を超えて
いなければ、偽の頂点であると判断し、ステップ１０６
へ移る。ＤSがＬ１に等しいか超えていれば、合焦と判
断し、頂点が観測された位置までフォーカスレンズ１を
戻して（ステップ１０８）、一連のフォーカシング動作
を終了する。
断したとき、次いで、そのときの正規化フォーカスデー
タＤSが合焦と判断可能な閾値Ｌ１を超えているかどう
かを判断する（ステップ１０７）。ＤSがＬ１を超えて
いなければ、偽の頂点であると判断し、ステップ１０６
へ移る。ＤSがＬ１に等しいか超えていれば、合焦と判
断し、頂点が観測された位置までフォーカスレンズ１を
戻して（ステップ１０８）、一連のフォーカシング動作
を終了する。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正規化したフォーカスデータによって山登り制御を行う
ので、被写体のコントラストや輝度、撮影条件等に左右
されず、合焦方向と合焦位置を正しく検出し、正確な焦
点合わせができるという効果がある。また本発明によれ
ば、フォーカスデータが所定の閾値を超えないときは合
焦と判断しないことが可能となり、手ぶれなどの外乱に
よって映像信号の周波数分布が変動した場合にも合焦判
断を誤ることがなくなるという効果がある。さらに本発
明によれば、蛍光灯等の光源輝度のフリッカ対策として
輝度信号の時間平均をとる必要がなくなるので、フォー
カス動作の高速化ができるという効果がある。
正規化したフォーカスデータによって山登り制御を行う
ので、被写体のコントラストや輝度、撮影条件等に左右
されず、合焦方向と合焦位置を正しく検出し、正確な焦
点合わせができるという効果がある。また本発明によれ
ば、フォーカスデータが所定の閾値を超えないときは合
焦と判断しないことが可能となり、手ぶれなどの外乱に
よって映像信号の周波数分布が変動した場合にも合焦判
断を誤ることがなくなるという効果がある。さらに本発
明によれば、蛍光灯等の光源輝度のフリッカ対策として
輝度信号の時間平均をとる必要がなくなるので、フォー
カス動作の高速化ができるという効果がある。
【図１】本発明に係るオートフォーカス装置の実施例の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るオートフォーカス装置の実施例に
使用されるＢＰＦの特性例を示す減衰特性グラフであ
る。
使用されるＢＰＦの特性例を示す減衰特性グラフであ
る。
【図３】実施例の狭帯域データＤN、広帯域データＤWの
特性例を説明するグラフである。
特性例を説明するグラフである。
【図４】実施例の正規化データＤSの特性例を説明する
グラフである。
グラフである。
【図５】被写体のコントラストの高低による狭帯域デー
タＤN、広帯域データＤWの特性例を説明するグラフであ
る。
タＤN、広帯域データＤWの特性例を説明するグラフであ
る。
【図６】被写体のコントラストの高低による正規化デー
タＤSの特性例を説明するグラフである。
タＤSの特性例を説明するグラフである。
【図７】蛍光灯のフリッカによる影響が正規化データで
除去される様子を説明するグラフである。
除去される様子を説明するグラフである。
【図８】本発明の実施例の動作を説明するフローチャー
ト図である。
ト図である。
【図９】従来のオートフォーカス装置の構成例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１０】従来技術の問題点を説明する図である。
１ レンズ ２ ＣＣＤ ３ 信号処理部 ４ 狭帯域高域成分検出器 ４−１ 狭帯域ＢＰＦ ４−２ 積分器 ５ 広帯域高域成分検出器 ５−１ 狭帯域ＢＰＦ ５−２ 積分器 ６ マイクロコンピュータ ７ レンズ駆動機構
Claims (3)
- 【請求項１】 映像信号から該映像信号の高域成分を検
出する第１の検出手段と、 前記映像信号から前記高域成分及び前記高域成分より低
い周波数成分を検出する第２の検出手段と、 前記第１の検出手段による検出結果を前記第２の検出手
段による検出結果で除算する除算手段と、 前記除算の商に基づいて撮像装置の焦点制御を行う制御
手段と、 を備えることを特徴とするオートフォーカス装置。 - 【請求項２】 映像信号の高域成分を通過させる第１の
バンドパスフィルタと、 第１のバンドパスフィルタの出力を検波して積分する第
１の積分手段と、 前記映像信号の前記高域成分を通過させるとともにさら
に低い周波数成分も通過させる第２のバンドパスフィル
タと、 第２のバンドパスフィルタの出力を検波して積分する第
２の積分手段と、 前記第１の積分手段の出力を前記第２の積分手段の出力
で除算する除算手段と、 前記除算の商に基づいて撮像装置の焦点制御を行う制御
手段と、 を備えることを特徴とするオートフォーカス装置。 - 【請求項３】 前記除算の商と所定の閾値とを比較する
比較手段と、 前記商が前記閾値を超えないときに合焦点と判定しない
判定手段と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項
２記載のオートフォーカス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112957A JPH07318795A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | オートフォーカス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6112957A JPH07318795A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | オートフォーカス装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318795A true JPH07318795A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14599774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6112957A Pending JPH07318795A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | オートフォーカス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318795A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006064970A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Fujinon Corp | オートフォーカスシステム |
| US7046289B2 (en) | 2001-06-06 | 2006-05-16 | Minolta Co., Ltd. | Automatic focusing device, camera, and automatic focusing method |
| JP2007171710A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 合焦点装置 |
| JP2009186843A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Hitachi Ltd | フォーカス制御装置及び方法 |
-
1994
- 1994-05-26 JP JP6112957A patent/JPH07318795A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046289B2 (en) | 2001-06-06 | 2006-05-16 | Minolta Co., Ltd. | Automatic focusing device, camera, and automatic focusing method |
| JP2006064970A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Fujinon Corp | オートフォーカスシステム |
| JP2007171710A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 合焦点装置 |
| JP2009186843A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Hitachi Ltd | フォーカス制御装置及び方法 |
| US8120698B2 (en) | 2008-02-07 | 2012-02-21 | Hitachi, Ltd. | Focus control apparatus useful for image pick up apparatuses equipped with an auto focus function and method therefor |
| US8379139B2 (en) | 2008-02-07 | 2013-02-19 | Hitachi, Ltd. | Focus control apparatus useful for image pick up apparatuses equipped with an auto focus function and method therefor |
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