JPH0771208B2 - 合焦検出装置 - Google Patents
合焦検出装置Info
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- JPH0771208B2 JPH0771208B2 JP61275828A JP27582886A JPH0771208B2 JP H0771208 B2 JPH0771208 B2 JP H0771208B2 JP 61275828 A JP61275828 A JP 61275828A JP 27582886 A JP27582886 A JP 27582886A JP H0771208 B2 JPH0771208 B2 JP H0771208B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、合焦検出装置に関する。
例えばビデオ・カメラ等のように、CCDイメージ・セン
サにより被写体像の電気映像信号を形成する装置では、
その映像信号から被写体の鮮鋭度を評価して、光学系の
焦点調節を行う自動合焦方式が知られている。その方式
での合焦検出回路を第３図に示す。撮像素子10からの映
像信号を微分回路12で微分し、絶対値回路14で絶対値を
とる。そして、ピーク検出回路16で微分絶対値信号のピ
ーク値を検出し、そのピーク値を評価回路18で評価す
る。この方式は、ピーク値が大きい程合焦点に近く、合
焦点でピーク値が最大になることを利用している。他に
類似した方式として、映像信号から高周波成分を抽出
し、その振幅で被写体像の鮮鋭度を判定する合焦検出方
式もある。しかし、どちらの検出方式も、被写体の種類
やコントラストによって鮮鋭度の評価値（ピーク値又は
高周波成分の振幅）が変化するため、基本的に、絶対的
な合焦判定を行うことができない。その結果、連続する
画像（フィールド又はフレーム）から得られる評価値の
相対比較、所謂山登り方式により判定せざるを得ない。
サにより被写体像の電気映像信号を形成する装置では、
その映像信号から被写体の鮮鋭度を評価して、光学系の
焦点調節を行う自動合焦方式が知られている。その方式
での合焦検出回路を第３図に示す。撮像素子10からの映
像信号を微分回路12で微分し、絶対値回路14で絶対値を
とる。そして、ピーク検出回路16で微分絶対値信号のピ
ーク値を検出し、そのピーク値を評価回路18で評価す
る。この方式は、ピーク値が大きい程合焦点に近く、合
焦点でピーク値が最大になることを利用している。他に
類似した方式として、映像信号から高周波成分を抽出
し、その振幅で被写体像の鮮鋭度を判定する合焦検出方
式もある。しかし、どちらの検出方式も、被写体の種類
やコントラストによって鮮鋭度の評価値（ピーク値又は
高周波成分の振幅）が変化するため、基本的に、絶対的
な合焦判定を行うことができない。その結果、連続する
画像（フィールド又はフレーム）から得られる評価値の
相対比較、所謂山登り方式により判定せざるを得ない。
この合焦検出方式の欠点を克服する新しい方式が提案さ
れた。この方式は、被写体の輪郭部等のエッジ部分から
形成される画像部分に注目し、エッジ対応部分の明るさ
の勾配と明るさの差との比をもって、被写体像の鮮鋭度
の評価値とするものである。この評価値は合焦状態を絶
対的に表しており、連続する画像からの評価値を比較す
るという作業を必要としない。
れた。この方式は、被写体の輪郭部等のエッジ部分から
形成される画像部分に注目し、エッジ対応部分の明るさ
の勾配と明るさの差との比をもって、被写体像の鮮鋭度
の評価値とするものである。この評価値は合焦状態を絶
対的に表しており、連続する画像からの評価値を比較す
るという作業を必要としない。
しかし、エッジ幅を検出する際には、評価値算出回路上
の問題から、合焦点を中心とする比較的狭い範囲でしか
正確な判定を行えないため、非合焦時に自動合焦装置が
無制御状態になってしまう可能性が高い。他方、第３図
の合焦検出方式による自動合焦装置では、非合焦状態に
おいて合焦点の方向に制御するのには好都合であるが、
合焦点付近ではハンチングを起こすなどして、あまり安
定な制御を達成出来ない。
の問題から、合焦点を中心とする比較的狭い範囲でしか
正確な判定を行えないため、非合焦時に自動合焦装置が
無制御状態になってしまう可能性が高い。他方、第３図
の合焦検出方式による自動合焦装置では、非合焦状態に
おいて合焦点の方向に制御するのには好都合であるが、
合焦点付近ではハンチングを起こすなどして、あまり安
定な制御を達成出来ない。
これに対し、両方式の長所を活かし、欠点を相補いあっ
て、精度のよい合焦検出を行いうる合焦検出装置も提案
されている（特願昭60−245239号）が、この装置には未
だ改善の余地が数多く残されている。本発明は、かかる
合焦検出装置の精度を高め、且つ構成をより簡単にする
ことを目的とする。
て、精度のよい合焦検出を行いうる合焦検出装置も提案
されている（特願昭60−245239号）が、この装置には未
だ改善の余地が数多く残されている。本発明は、かかる
合焦検出装置の精度を高め、且つ構成をより簡単にする
ことを目的とする。
本発明に係る合焦検出装置は、撮像面に結像された被写
体像の情報を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像
手段より出力される撮像信号を微分する微分手段と、前
記微分手段より出力された微分出力の１フィールド期間
内における最大値を検出する第１の検出手段と、前記微
分手段より出力された微分出力に基づいて、１フィール
ド期間内における前記撮像信号中の画像のエッジ部の幅
に応じた信号を検出することによつて合焦状態を判定
し、前記エッジ幅が最小となつたときに合焦点に到達し
たことを検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手
段の出力が増大する方向にフォーカスレンズを駆動する
とともに、前記第２の検出手段の出力に基づいて被写体
像の合焦状態を判定し、前記フォーカスレンズが合焦点
に到達したことが判定されたとき前記フォーカスレンズ
を停止する焦点制御手段とを有することを特徴とする。
体像の情報を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像
手段より出力される撮像信号を微分する微分手段と、前
記微分手段より出力された微分出力の１フィールド期間
内における最大値を検出する第１の検出手段と、前記微
分手段より出力された微分出力に基づいて、１フィール
ド期間内における前記撮像信号中の画像のエッジ部の幅
に応じた信号を検出することによつて合焦状態を判定
し、前記エッジ幅が最小となつたときに合焦点に到達し
たことを検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手
段の出力が増大する方向にフォーカスレンズを駆動する
とともに、前記第２の検出手段の出力に基づいて被写体
像の合焦状態を判定し、前記フォーカスレンズが合焦点
に到達したことが判定されたとき前記フォーカスレンズ
を停止する焦点制御手段とを有することを特徴とする。
上記手段により、撮像手段から出力される撮像信号の微
分出力の最大値を使った山登り制御と、エッジ幅に基づ
く信号による合焦判定とを組み合わせているので、簡単
な構成で合焦制御のための適切な制御信号を形成でき、
その結果、互いの検出方式の欠点を補完し且つ互いの長
所を活かした自動合焦調節装置を構成できる。
分出力の最大値を使った山登り制御と、エッジ幅に基づ
く信号による合焦判定とを組み合わせているので、簡単
な構成で合焦制御のための適切な制御信号を形成でき、
その結果、互いの検出方式の欠点を補完し且つ互いの長
所を活かした自動合焦調節装置を構成できる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図に本発明の実施例のブロク図を示す。
１図に本発明の実施例のブロク図を示す。
第１図において、撮像素子10、微分回路12及び絶対値回
路14については第３図と同じである。絶対値回路14の出
力を、一定遅延量の多段の遅延回路20（20−1,20−2,
…,20−2m）に印加し、各遅延回路20の出力Sn，Sn-1，S
n-2，…，Sn-m，Sn-2mを加算回路22で加算する。加算回
路22の出力は映像信号各点での前後の明るさの差（又は
変化量）を示す。遅延回路20の中央からの出力Sn-mを割
算回路24の分子入力に印加し、その分母入力には加算回
路22の出力を印加する。割算回路24の出力は１つの画面
における映像信号の各点での前記比を示し、ピーク検出
回路26が、その比の最大値、エッジ対応部分の合焦評価
値を検出する。
路14については第３図と同じである。絶対値回路14の出
力を、一定遅延量の多段の遅延回路20（20−1,20−2,
…,20−2m）に印加し、各遅延回路20の出力Sn，Sn-1，S
n-2，…，Sn-m，Sn-2mを加算回路22で加算する。加算回
路22の出力は映像信号各点での前後の明るさの差（又は
変化量）を示す。遅延回路20の中央からの出力Sn-mを割
算回路24の分子入力に印加し、その分母入力には加算回
路22の出力を印加する。割算回路24の出力は１つの画面
における映像信号の各点での前記比を示し、ピーク検出
回路26が、その比の最大値、エッジ対応部分の合焦評価
値を検出する。
ピーク検出回路30は、機能的には第３図のピーク検出回
路16と同じであり、遅延回路20の中央出力Sn-mを受け、
合焦検出域内の最大ピーク値を出力する。評価回路32
は、ピーク検出回路26の出力とピーク検出回路30の出力
とを受け、その時点での撮影光学系の合焦度（合焦点に
あるか又は非合焦か、又はその非合焦の程度）を判定
し、その判定結果に応じて撮影光学系の調節装置（例え
ば、レンズ駆動モータ）に適切な制御信号を送出する。
路16と同じであり、遅延回路20の中央出力Sn-mを受け、
合焦検出域内の最大ピーク値を出力する。評価回路32
は、ピーク検出回路26の出力とピーク検出回路30の出力
とを受け、その時点での撮影光学系の合焦度（合焦点に
あるか又は非合焦か、又はその非合焦の程度）を判定
し、その判定結果に応じて撮影光学系の調節装置（例え
ば、レンズ駆動モータ）に適切な制御信号を送出する。
次に、第２図を参照して第１図の回路の動作を説明す
る。第２図（ａ）に示すエッジ図形が被写体であるとす
る。この場合、撮像素子10の出力Ｉは、光学系が合焦状
態にあるときには第２図（ｂ−１）に示すように鋭い変
化を示すが、非合焦状態にあるときには、第２図（ｂ−
２）に示すように緩やかに変化する。以下、（ｃ−
１），（ｃ−２）が微分回路12の出力を示し、（ｄ−
１），（ｄ−２）が絶対値回路14の出力を示し、（ｅ−
１），（ｅ−２）が加算回路22の出力を示し、（ｆ−
１），（ｆ−２）が割算回路24の出力を示す。ピーク検
出回路26は第２図（ｆ）の信号からピーク値を検出し、
ピーク検出回路30は第２図（ｄ）の信号からピーク値を
検出する。
る。第２図（ａ）に示すエッジ図形が被写体であるとす
る。この場合、撮像素子10の出力Ｉは、光学系が合焦状
態にあるときには第２図（ｂ−１）に示すように鋭い変
化を示すが、非合焦状態にあるときには、第２図（ｂ−
２）に示すように緩やかに変化する。以下、（ｃ−
１），（ｃ−２）が微分回路12の出力を示し、（ｄ−
１），（ｄ−２）が絶対値回路14の出力を示し、（ｅ−
１），（ｅ−２）が加算回路22の出力を示し、（ｆ−
１），（ｆ−２）が割算回路24の出力を示す。ピーク検
出回路26は第２図（ｆ）の信号からピーク値を検出し、
ピーク検出回路30は第２図（ｄ）の信号からピーク値を
検出する。
絶対値回路14の出力のピーク値は、光学系が合焦点に近
づく程大きくなり、合焦点で最大値になる。従って、公
知の山登り法を用いることでこの最大値に光学系を自動
制御できる。前述の如く、この方法で得られる合焦評価
値は、被写体のコントラストに応じて変化するため、合
焦点か否かの絶対判定には不向きであるが、非合焦時に
おいては、合焦用レンズの移動に応じてその値が滑らか
に増減するため、合焦点に近づける制御のためには極め
て有効である。そこで、本発明では、合焦点から離れた
状態では、このピーク検出回路30を、光学系を調節する
ための合焦評価信号にする。
づく程大きくなり、合焦点で最大値になる。従って、公
知の山登り法を用いることでこの最大値に光学系を自動
制御できる。前述の如く、この方法で得られる合焦評価
値は、被写体のコントラストに応じて変化するため、合
焦点か否かの絶対判定には不向きであるが、非合焦時に
おいては、合焦用レンズの移動に応じてその値が滑らか
に増減するため、合焦点に近づける制御のためには極め
て有効である。そこで、本発明では、合焦点から離れた
状態では、このピーク検出回路30を、光学系を調節する
ための合焦評価信号にする。
他方、ピーク検出回路26は、第２図（ｆ）の信号のピー
ク値を検出する。この検出値は、合焦点で最大値を示す
が、その値は被写体のコントラストには依存せず、絶対
的である。従って、焦点調節用レンズを微小変位させて
その相対比較から合焦度を判定するという操作は不要で
ある。これは、絶対値回路14の出力に現れるパルス波形
に関し、そのパルスの高さをそのパルスの面積で正規化
しているからであり、合焦状態か否かの絶対的な評価値
たりうる。しかし、この評価法は、割算回路24への分母
入力のダイナミック・レンジによって評価可能範囲が限
られるため、合焦点から大きく外れているときには、余
り有効ではない。
ク値を検出する。この検出値は、合焦点で最大値を示す
が、その値は被写体のコントラストには依存せず、絶対
的である。従って、焦点調節用レンズを微小変位させて
その相対比較から合焦度を判定するという操作は不要で
ある。これは、絶対値回路14の出力に現れるパルス波形
に関し、そのパルスの高さをそのパルスの面積で正規化
しているからであり、合焦状態か否かの絶対的な評価値
たりうる。しかし、この評価法は、割算回路24への分母
入力のダイナミック・レンジによって評価可能範囲が限
られるため、合焦点から大きく外れているときには、余
り有効ではない。
そこで本発明では、評価回路32が、絶対値信号のピーク
値による評価と正規化信号のピーク値による評価とを適
宜に組み合わせて総合評価する。例えば、合焦点近傍で
は、ピーク検出回路26の出力を利用し、それ以外ではピ
ーク検出回路30の出力を利用するというように、両ピー
ク検出回路26,30の出力を切り換えて利用する組合わせ
とか、両ピーク検出回路26,30の出力を重み付きで加算
して総合評価値とし、合焦点に近づくに連れてピーク検
出回路26の出力の評価重みを増すといった組合わせ法が
考えられる。また、ピーク検出回路26の出力を合焦点か
否かの判断にのみ利用し、合焦用レンズ駆動モータの回
転速度、回転方向の制御にはピーク検出回路30の出力を
利用する方法も考えられる。
値による評価と正規化信号のピーク値による評価とを適
宜に組み合わせて総合評価する。例えば、合焦点近傍で
は、ピーク検出回路26の出力を利用し、それ以外ではピ
ーク検出回路30の出力を利用するというように、両ピー
ク検出回路26,30の出力を切り換えて利用する組合わせ
とか、両ピーク検出回路26,30の出力を重み付きで加算
して総合評価値とし、合焦点に近づくに連れてピーク検
出回路26の出力の評価重みを増すといった組合わせ法が
考えられる。また、ピーク検出回路26の出力を合焦点か
否かの判断にのみ利用し、合焦用レンズ駆動モータの回
転速度、回転方向の制御にはピーク検出回路30の出力を
利用する方法も考えられる。
図示実施例では絶対値回路14の出力から（遅延回路20を
経由して）ピーク検出回路30によってピーク検出し、こ
れを第１の評価値としているが、絶対値回路14の出力の
積分値を利用してもよい。また、割算回路24の出力をピ
ーク検出回路26でピーク検出し、これを第２の評価値と
しているが、割算回路24の出力を一定の閾値と比較し、
その閾値を越した回数を計数して評価してもよい。
経由して）ピーク検出回路30によってピーク検出し、こ
れを第１の評価値としているが、絶対値回路14の出力の
積分値を利用してもよい。また、割算回路24の出力をピ
ーク検出回路26でピーク検出し、これを第２の評価値と
しているが、割算回路24の出力を一定の閾値と比較し、
その閾値を越した回数を計数して評価してもよい。
以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によれ
ば、所謂山登り法の特長を活かしつつ、山登り法固有の
欠点とされた合焦点近傍での不自然な挙動を解消でき
る。また、山登り法とエッジ幅検出法とを兼用するにも
関わらず、両方式の回路要素の共用化を図っているの
で、回路構成は簡単なものになっている。
ば、所謂山登り法の特長を活かしつつ、山登り法固有の
欠点とされた合焦点近傍での不自然な挙動を解消でき
る。また、山登り法とエッジ幅検出法とを兼用するにも
関わらず、両方式の回路要素の共用化を図っているの
で、回路構成は簡単なものになっている。
第１図は本発明の一実施例の回路ブロック図、第２図は
第１図の回路の信号波形図、第３図は従来の合焦検出回
路例である。 10……撮像素子、12……微分回路、14……絶対値回路、
16,26,30……ピーク検出回路、18,32……評価回路、20
……遅延回路、22……加算回路、24……割算回路
第１図の回路の信号波形図、第３図は従来の合焦検出回
路例である。 10……撮像素子、12……微分回路、14……絶対値回路、
16,26,30……ピーク検出回路、18,32……評価回路、20
……遅延回路、22……加算回路、24……割算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 邦彦 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−103616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−43876（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】撮像面に結像された被写体像の情報を電気
信号に変換する撮像手段と、 前記撮像手段より出力される撮像信号を微分する微分手
段と、 前記微分手段より出力された微分出力の１フィールド期
間内における最大値を検出する第１の検出手段と、 前記微分手段より出力された微分出力に基づいて、１フ
ィールド期間内における前記撮像信号中の画像のエッジ
部の幅に応じた信号を検出することによつて合焦状態を
判定し、前記エッジ幅が最小となつたときに合焦点に到
達したことを検出する第２の検出手段と、 前記第１の検出手段の出力が増大する方向にフォーカス
レンズを駆動するとともに、前記第２の検出手段の出力
に基づいて被写体像の合焦状態を判定し、前記フォーカ
スレンズが合焦点に到達したことが判定されたとき前記
フォーカスレンズを停止する焦点制御手段 とを有することを特徴とする合焦検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275828A JPH0771208B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 合焦検出装置 |
| US07/403,188 US4994920A (en) | 1986-11-19 | 1989-09-05 | Device for focus detection with weightings of the focus detecting signals of plural focus detectors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275828A JPH0771208B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 合焦検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128878A JPS63128878A (ja) | 1988-06-01 |
| JPH0771208B2 true JPH0771208B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=17560991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61275828A Expired - Fee Related JPH0771208B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 合焦検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4994920A (ja) |
| JP (1) | JPH0771208B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0392977B1 (de) * | 1989-04-10 | 1993-11-10 | GRETAG Aktiengesellschaft | Kompensationsschaltung zur Korrektur von Bildfehlern eines Bildprojektionssystems |
| JP2974339B2 (ja) * | 1989-09-20 | 1999-11-10 | キヤノン株式会社 | 自動焦点調節装置 |
| JPH0418872A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-23 | Nippon Philips Kk | 自動焦点制御装置 |
| JP2935901B2 (ja) * | 1990-12-06 | 1999-08-16 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| JP3175175B2 (ja) * | 1991-03-01 | 2001-06-11 | ミノルタ株式会社 | 合焦検出装置 |
| JP2996806B2 (ja) * | 1992-06-11 | 2000-01-11 | キヤノン株式会社 | カメラ、自動焦点調節装置及び焦点調節方法 |
| JP3058781B2 (ja) * | 1993-07-30 | 2000-07-04 | 松下電器産業株式会社 | 合焦点位置検出方法 |
| JP2002189164A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-05 | Minolta Co Ltd | 光学系制御装置、光学系制御方法および記録媒体 |
| JP4491722B2 (ja) * | 2004-08-26 | 2010-06-30 | 住友電気工業株式会社 | フィルムの検査装置 |
| KR20100051359A (ko) * | 2008-11-07 | 2010-05-17 | 삼성전자주식회사 | 영상 데이터 생성 방법 및 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4544953A (en) * | 1983-03-28 | 1985-10-01 | Designs For Vision, Inc. | Automatic facusing using slope and peak detection |
| JPS59216380A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-06 | Sony Corp | ビデオカメラ |
| JPH0783446B2 (ja) * | 1985-05-16 | 1995-09-06 | 株式会社リコー | ビデオカメラ等のオ−トフオ−カス装置 |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP61275828A patent/JPH0771208B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-05 US US07/403,188 patent/US4994920A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63128878A (ja) | 1988-06-01 |
| US4994920A (en) | 1991-02-19 |
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