JPS5858868B2 - ジドウシヨウテンチヨウセツソウチ - Google Patents
ジドウシヨウテンチヨウセツソウチInfo
- Publication number
- JPS5858868B2 JPS5858868B2 JP50031528A JP3152875A JPS5858868B2 JP S5858868 B2 JPS5858868 B2 JP S5858868B2 JP 50031528 A JP50031528 A JP 50031528A JP 3152875 A JP3152875 A JP 3152875A JP S5858868 B2 JPS5858868 B2 JP S5858868B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- output
- video signal
- peak value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
最近ＴＶカメラが工業用ロボットの眼として使われるよ
うになってきた。
うになってきた。
この際、被写体像の条件に応じて焦点を自動的に調節す
る必要がある。
る必要がある。
従来、この種の自動焦点調節装置における焦点正合の評
価方法として、画像のもつ高周波成分を抽出する方法が
一般的にとられている。
価方法として、画像のもつ高周波成分を抽出する方法が
一般的にとられている。
しかしながらこの方法によるものは、高周波フィルタを
必要とするため、その設計が煩雑であり、またＳ／Ｎの
問題等があって、必ずしも満足できるものではない。
必要とするため、その設計が煩雑であり、またＳ／Ｎの
問題等があって、必ずしも満足できるものではない。
本発明は、微分の概念を導入し、簡単な評価方法に基づ
く自動焦点調節装置を提供しようとするものである。
く自動焦点調節装置を提供しようとするものである。
第１図および第２図は本発明に係る装置の原理を説明す
るための説明図で、それぞれＡは得られる画像のパター
ンを示したもの、ＢはＡ図のＢ−Ｂで示す水平走査線に
対応するビデオ信号、ＣはＢに示すビデオ信号を微分し
た波形を示す。
るための説明図で、それぞれＡは得られる画像のパター
ンを示したもの、ＢはＡ図のＢ−Ｂで示す水平走査線に
対応するビデオ信号、ＣはＢに示すビデオ信号を微分し
た波形を示す。
第１図は得られる画像の焦点の正合のよい場合を示し、
第２図は正合の悪い場合をそれぞれ示す。
第２図は正合の悪い場合をそれぞれ示す。
正合の良い場合は、そのビデオ信号は、第１図Ｂの■に
示すように急峻に変化するのに対して、正合の悪い場合
のビデオ信号は、第２図Ｂの＠に示すように傾斜をもつ
。
示すように急峻に変化するのに対して、正合の悪い場合
のビデオ信号は、第２図Ｂの＠に示すように傾斜をもつ
。
したがって、ビデオ信号を微分し、その微分値が大きい
場合は正合が良く、微分値が小さい場合は正金が悪いこ
とを示し、この微分値の大きさから正合の良し悪しを判
断することができる。
場合は正合が良く、微分値が小さい場合は正金が悪いこ
とを示し、この微分値の大きさから正合の良し悪しを判
断することができる。
第３図は本発明に係る自動焦点調節装置の一実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
図において１０はＴＶカメラで、ここにはレンズ１１、
このレンズを通った光を受光する走査形蛍光素子１２等
が設置されている。
このレンズを通った光を受光する走査形蛍光素子１２等
が設置されている。
１３はビデオ信号Ｓ■が出力される出力端子、２０はゲ
ート回路で、一方にビデオ信号Ｓ■が印加され、他方に
画面で焦点を正合させたい領域を指定するゲート信号が
印加されている。
ート回路で、一方にビデオ信号Ｓ■が印加され、他方に
画面で焦点を正合させたい領域を指定するゲート信号が
印加されている。
３１はビデオ信号Ｓ■を反転させるインバータ、３２は
ビデオ信号Ｓ■を一定時間乙だけ遅延させるための遅延
回路、４０はインバータ３１の出力信号（Ｓｖ）と、遅
延回路３２の出力信号Ｓｖ１とを加算する加算回路、５
０は一方に加算回路４０の出力信号が印加され、他方に
ゲート信号が印加されるゲート回路である。
ビデオ信号Ｓ■を一定時間乙だけ遅延させるための遅延
回路、４０はインバータ３１の出力信号（Ｓｖ）と、遅
延回路３２の出力信号Ｓｖ１とを加算する加算回路、５
０は一方に加算回路４０の出力信号が印加され、他方に
ゲート信号が印加されるゲート回路である。
６０は第４図に示すように入力信号に対する出力信号の
特性（入出力特性）が人力Ｏを中心として凹状となる非
線形関係の人出力特性をもつ絶対値信号を得る回路で、
ゲート回路５０を介して印加される加算回路４０の加算
出力の絶対値をとる。
特性（入出力特性）が人力Ｏを中心として凹状となる非
線形関係の人出力特性をもつ絶対値信号を得る回路で、
ゲート回路５０を介して印加される加算回路４０の加算
出力の絶対値をとる。
７０はピーク値検出回路で、絶対値を得る回路６０の出
力信号のピーク値を検出し、保持し、これを出力する。
力信号のピーク値を検出し、保持し、これを出力する。
８０はサーボ回路、８１はレンズ１１の移動機構で、こ
れらの回路はピーク値検出回路７０の出力信号に対応し
てレンズ１１を移動させる。
れらの回路はピーク値検出回路７０の出力信号に対応し
てレンズ１１を移動させる。
このように構成した回路の動作を次に第５図及び第６図
を参照しながら説明してみよう。
を参照しながら説明してみよう。
ここで、第５図は正合の良い場合を、第６図は正合の悪
い場合をそれぞれ例示する。
い場合をそれぞれ例示する。
いま、第５図及び第６図において、Ａの実線に示すよう
なビデオ信号がゲート回路２０を介して抽出されたとす
る。
なビデオ信号がゲート回路２０を介して抽出されたとす
る。
この信号はインバータ３１によってＢの一８■に示すよ
うな極性の反転した信号となる。
うな極性の反転した信号となる。
また、遅延回路３２で、一定時間Ｚだけ遅延され、Ｂの
Ｓ■１（破線で示す波形）に示すような信号となる。
Ｓ■１（破線で示す波形）に示すような信号となる。
加算回路４０は、印加される信号−８ＶとＳＶｌとを加
算し、その出力端にＣに示すような波形、すなわち、ビ
デオ信号を微分した信号に近似する信号ＤＭＹを出力す
る。
算し、その出力端にＣに示すような波形、すなわち、ビ
デオ信号を微分した信号に近似する信号ＤＭＹを出力す
る。
この信号ＤＭＹを式で示すと次式の通りとなる。
Ｄ（Ｘ、Ｙ）−Ｄ（Ｘ−Ｚ、Ｙ）＝ＤＭＹ、・・・・・
（１）ここでＤ（Ｘ、Ｙ）は、画面を表わす関数とし、
Ｘ、Ｙは画面上の座標を表わすものとする。
（１）ここでＤ（Ｘ、Ｙ）は、画面を表わす関数とし、
Ｘ、Ｙは画面上の座標を表わすものとする。
したがって、Ｄ（Ｘ、Ｙ）は座標Ｘ、Ｙ点での濃淡を表
わす。
わす。
座標を離散的に考えると、Ｄ（ｉ、ｊ）ｉ ＝ １．２
．・・・Ｎ、ｊ＝１．２．・・・Ｍとなる。
．・・・Ｎ、ｊ＝１．２．・・・Ｍとなる。
なお、座標は、Ｘ軸が走査線の方向と一致するようにと
るものとする。
るものとする。
信号ＤＭＹは、ゲート回路５０を介して絶対値を得る回
路６０に印加され、ここでＤに示すような正極性の信号
に変換される。
路６０に印加され、ここでＤに示すような正極性の信号
に変換される。
ピーク値検出回路７０は、絶対値を得る回路６０から出
力された信号のピーク値ＥＰをに）に示すように検出し
、これが焦点正合をするための評価関数値となる。
力された信号のピーク値ＥＰをに）に示すように検出し
、これが焦点正合をするための評価関数値となる。
以上の動作をさらに具体的に説明する。
いま、使用されるＴＶカメラが商用テレビジョン方式と
同様のインクレーストスキャン（ｉｎｔｅｒ−１ａｃｅ
ｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ）方式を採用しているものとすれ
ば、第７図及び第８図に示すように、第１フイールド（
第７図）では、水平走査線ＨＬの偶数番目のものが、す
ぐ次に続く第２フイールド（第８図）では水平走査線Ｈ
Ｌの奇数番目のものがそれぞれ表われる。
同様のインクレーストスキャン（ｉｎｔｅｒ−１ａｃｅ
ｄ ｓｃａｎｎｉｎｇ）方式を採用しているものとすれ
ば、第７図及び第８図に示すように、第１フイールド（
第７図）では、水平走査線ＨＬの偶数番目のものが、す
ぐ次に続く第２フイールド（第８図）では水平走査線Ｈ
Ｌの奇数番目のものがそれぞれ表われる。
このような方式の画面において、破線で囲まれた領域Ｆ
について焦点正合をする場合、ゲート回路２０に、水平
領域を与えるｔｌ ｔｌ２に対応する信号を与え、ま
たゲート回路５０に、垂直領域を与えるｔｌ＋ｔ４に対
応する信号を与える。
について焦点正合をする場合、ゲート回路２０に、水平
領域を与えるｔｌ ｔｌ２に対応する信号を与え、ま
たゲート回路５０に、垂直領域を与えるｔｌ＋ｔ４に対
応する信号を与える。
ピーク値検出回路７０は、まず第７図（第１フイールド
）において、第０番目の走査線ＨＬｏ上の区間ｔ１〜ｔ
２における最大値ｐｏを検出、保持し、これを出力する
。
）において、第０番目の走査線ＨＬｏ上の区間ｔ１〜ｔ
２における最大値ｐｏを検出、保持し、これを出力する
。
次に２番目の走査線ＨＬ２上の区間ｔ１〜ｔ２における
最大値Ｐ２が検出され、この最大値Ｐ２はＰＯと比較さ
れ、ＰＯ＞Ｐ２の場合そのままの値ＰＯが、ＰＯ＜Ｐ
２の場合ＰＯからＰ２に更新され、Ｐ２が出力される。
最大値Ｐ２が検出され、この最大値Ｐ２はＰＯと比較さ
れ、ＰＯ＞Ｐ２の場合そのままの値ＰＯが、ＰＯ＜Ｐ
２の場合ＰＯからＰ２に更新され、Ｐ２が出力される。
４番目の走査線ＨＬ４上の区間１１〜ｔ２においても同
様にして、区間ｔ１〜ｔ２における最大値Ｐ４とＰ２（
またはＰＯ）と比較され、これより大きいときＰ４が出
力される。
様にして、区間ｔ１〜ｔ２における最大値Ｐ４とＰ２（
またはＰＯ）と比較され、これより大きいときＰ４が出
力される。
このようにして領域Ｆの最後の走査線ＨＬ２ｎまで続け
られ、このときピーク値検出回路７０の出力Ｐ２ｎがこ
の画面（第１フイールド）の焦点正合度を示す評価関数
となる。
られ、このときピーク値検出回路７０の出力Ｐ２ｎがこ
の画面（第１フイールド）の焦点正合度を示す評価関数
となる。
第８図（第２フイールド）においても、第７図の場合と
同様の動作を行い、ピーク値検出回路７０の出力端から
第２フイールドの焦点正合度を示す評価関数を得ること
ができる。
同様の動作を行い、ピーク値検出回路７０の出力端から
第２フイールドの焦点正合度を示す評価関数を得ること
ができる。
レンズ系の制御は、例えば次のようにして行われる。
焦点を合せようとするとき、先ず■の位置にレンズをま
わす。
わす。
次に一定速度で最短撮影距離の位置で止まるまで、レン
ズをまわすとする。
ズをまわすとする。
これまでの時間を例えば０．５秒とする。
フィールドの数は、商用テレビジョンの場合と同じよう
に考えると、毎秒６０コマであり、０．５秒間には３０
コマが存在する。
に考えると、毎秒６０コマであり、０．５秒間には３０
コマが存在する。
従って、レンズが■の位置から最短撮影距離の位置まで
に移動する間、ピーク値検出回路７０から第９図に示す
ように３０個の評価関数が得られる。
に移動する間、ピーク値検出回路７０から第９図に示す
ように３０個の評価関数が得られる。
第９図の例によれば、これらの評価関数が最大となるレ
ンズ位置Ｍθ多で焦点が合う。
ンズ位置Ｍθ多で焦点が合う。
ここでサーボ回路８０の中にもう１つのピーク値検出回
路を設け、得られた３０個の評価関数のうちの最大値（
第９図のＭＰ）を検出、保持し、レンズ位置θが１００
優になったところで、θを逆方向に移動させ、このとき
のピーク値検出回路７０の出力がサーボ回路８０の中に
設けたピーク値検出回路の保持値ＭＰに等しくなったと
ころでθを停止させるようにすれば、Ｍθ係の位置が決
まる。
路を設け、得られた３０個の評価関数のうちの最大値（
第９図のＭＰ）を検出、保持し、レンズ位置θが１００
優になったところで、θを逆方向に移動させ、このとき
のピーク値検出回路７０の出力がサーボ回路８０の中に
設けたピーク値検出回路の保持値ＭＰに等しくなったと
ころでθを停止させるようにすれば、Ｍθ係の位置が決
まる。
この回路において、絶対値を得る回路６０の人出力特性
を例えば２乗特性のような非線形特性とする利点は、加
算回路４０からの出力信号のピーク値が強調され、全体
として検出感度を増大することができる点にある。
を例えば２乗特性のような非線形特性とする利点は、加
算回路４０からの出力信号のピーク値が強調され、全体
として検出感度を増大することができる点にある。
なお、この実施例ではインパークと加算回路との組合せ
で印加される２種のビデオ信号の差を求めるようにした
ものであるが、この組合せに代えて引算演算を行う演算
回路を用いてもよい。
で印加される２種のビデオ信号の差を求めるようにした
ものであるが、この組合せに代えて引算演算を行う演算
回路を用いてもよい。
また、ここでは、ＴＶカメラがカラー用か、モノクロ用
か特に意識してないが、双方に適用できることはもちろ
んである。
か特に意識してないが、双方に適用できることはもちろ
んである。
カラー用とする場合、ＴＶカメラからルミナンス信号を
ビデオ信号として取り出すものとする。
ビデオ信号として取り出すものとする。
以上に説明したように、本発明に係る装置は、画面の一
部を表示するビデオ信号と、このビデオ信号を遅延した
信号との差を求め、この差信号の最大値を焦点正合度の
評価信号とし、これが最大となるように焦点を調節する
もので、フィルタ回路等を使用することなく簡単な横取
で、自動的に焦点調節を行うことができる。
部を表示するビデオ信号と、このビデオ信号を遅延した
信号との差を求め、この差信号の最大値を焦点正合度の
評価信号とし、これが最大となるように焦点を調節する
もので、フィルタ回路等を使用することなく簡単な横取
で、自動的に焦点調節を行うことができる。
また、本発明に係る装置においては、絶対値を得る回路
の入出力特性が入力Ｏを中心として凹状となる非線形特
性を有すものであることから、検出感度が高く、従って
、常に鮮明な画像が得られるように自動焦点調節を行な
わせることができる。
の入出力特性が入力Ｏを中心として凹状となる非線形特
性を有すものであることから、検出感度が高く、従って
、常に鮮明な画像が得られるように自動焦点調節を行な
わせることができる。
第１図及び第２図は不発明に係る装置の原理を説明する
ための説明図で、Ａは得られる画像のパターンを、Ｂは
Ａ図におけるＢ−Ｂの水平走査線に対応するビデオ信号
を、ＣはＢに示すビデオ信号を微分した波形をそれぞれ
示す。 第３図は本発明に係る装置の一実施例を示すブロック図
、第４図は第３図装置に使用されている絶対値を得る回
路の人出力特性を示す線図、第５図及び第６図は第３図
装置の動作を説明するための波形図、第７図及び第８図
はインクレーストスキャン方式の画面において焦点正合
をする領域を説明するための画面図、第９図はレンズが
（１）の位置から最大撮影距離の位置までに移動する間
得られる評価関数の波形図である。 １０：ＴＶカメラ、２０：ゲート回路、３１：インバー
タ、３２：遅延回路、４０：加算回路、５０：ゲート回
路、６０：絶対値を得る回路、７０：ピーク値検出回路
、８０：サーボ回路、８１：レンズ移動機構。
ための説明図で、Ａは得られる画像のパターンを、Ｂは
Ａ図におけるＢ−Ｂの水平走査線に対応するビデオ信号
を、ＣはＢに示すビデオ信号を微分した波形をそれぞれ
示す。 第３図は本発明に係る装置の一実施例を示すブロック図
、第４図は第３図装置に使用されている絶対値を得る回
路の人出力特性を示す線図、第５図及び第６図は第３図
装置の動作を説明するための波形図、第７図及び第８図
はインクレーストスキャン方式の画面において焦点正合
をする領域を説明するための画面図、第９図はレンズが
（１）の位置から最大撮影距離の位置までに移動する間
得られる評価関数の波形図である。 １０：ＴＶカメラ、２０：ゲート回路、３１：インバー
タ、３２：遅延回路、４０：加算回路、５０：ゲート回
路、６０：絶対値を得る回路、７０：ピーク値検出回路
、８０：サーボ回路、８１：レンズ移動機構。
Claims (1)
- １ レンズ系とこのレンズ系を通った光を受光する受光
素子を含むＴＶカメラ、該ＴＶカメラから得られるビデ
オ信号の一部と該ビデオ信号の一部を一定時間遅延した
信号とが印加され両信号の差を求める演算回路、人力信
号に対する出力信号の特性（人出力特性）が人力Ｏを中
心とする凹状となる非線形関係を有し前記演算回路の出
力信号の絶対値を得る回路、この絶対値を得る回路の出
力値のピーク値を検出・保持するピーク値検出回路、こ
のピーク値検出回路の出力が最大となるように前記ＴＶ
カメラのレンズ系を制御するサーボ回路を具備した自動
焦点調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50031528A JPS5858868B2 (ja) | 1975-03-14 | 1975-03-14 | ジドウシヨウテンチヨウセツソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50031528A JPS5858868B2 (ja) | 1975-03-14 | 1975-03-14 | ジドウシヨウテンチヨウセツソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51105723A JPS51105723A (ja) | 1976-09-18 |
| JPS5858868B2 true JPS5858868B2 (ja) | 1983-12-27 |
Family
ID=12333681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50031528A Expired JPS5858868B2 (ja) | 1975-03-14 | 1975-03-14 | ジドウシヨウテンチヨウセツソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858868B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3656412A1 (en) | 2018-11-22 | 2020-05-27 | Shibuya Corporation | Flow rate calibration device of fluid replacement pump in hemodialysis system |
| EP3656413A1 (en) | 2018-11-22 | 2020-05-27 | Shibuya Corporation | Blockage detection device of fluid replacement passage in a hemodialysis system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198204A (ja) * | 1985-02-28 | 1986-09-02 | Disco Abrasive Sys Ltd | 顕微鏡のオ−トフオ−カス方法 |
-
1975
- 1975-03-14 JP JP50031528A patent/JPS5858868B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3656412A1 (en) | 2018-11-22 | 2020-05-27 | Shibuya Corporation | Flow rate calibration device of fluid replacement pump in hemodialysis system |
| EP3656413A1 (en) | 2018-11-22 | 2020-05-27 | Shibuya Corporation | Blockage detection device of fluid replacement passage in a hemodialysis system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51105723A (ja) | 1976-09-18 |
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