JPS5872909A

JPS5872909A - コントラスト不足信号発生装置

Info

Publication number: JPS5872909A
Application number: JP57176019A
Authority: JP
Inventors: デニス・ジエ−・ウイルワ−デイング
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1982-10-06
Publication date: 1983-05-02
Also published as: US4434362A; JPH0146042B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】カメラの自動焦点技術に於て、入射する光景の低コント
ラスト状態に関連する問題がずっと認識されて趣ている
。入射する光景のコントラストが非常に低いと、自動焦
点信号に使用される検出器からの出力信号はカメラのレ
ンズを適正な焦点位置に位置付けするのに使用するため
には信頼性のおけないものになってしまう。従って、従
来は低コントラスト状態を検出し、その状態の時不足信
号を発生する手段を提供することが望まれていた。

この不足信号はオペレータに低コントラスト状態である
ことを知らせるばかりでなく−又は撮影レンズがその位
置は多くの光景の適切な焦点である又はレンズ移動を禁
止する過熱点位置であることを知らせる。

コントラスト不足を検出するのに用いられる共通の方法
は、おる設定値のバイアス信号を設け、この値以下の場
合コントラスト状態が正しい動作を行なうためには低す
ぎると仮定するものでめる。

自動焦点システムの信号は、実際のコントラストを表わ
している場合、バイアス信号と比較され、コントラスト
信号がバイアス信号より低い場合、システムは不足信号
を発生する。公知の不足検出システムとして、例えば水
出願人１９８０年１２月日付で発行されたアメリカ合衆
国特許第４．２４７．７６２号および１９８１年２月１
０日付の同第４　、２５０　、３７７号、ジェームス・
フレイジイアによｆｉ１９８０年１２月４日に出願され
現在係属中の°米国特許出願番号第２１２，９３０　号
、ジョン・シー・ワインテンバーガｊ−により１９８０
年１２月４日に出願され現在係属中の米国特許出願番号
第２１２，９１８号、及びジェームス・フレイジイア他
により１９８０年１２月５日に出願□され現在係属中の
米国出願番号第、２１３，４３７号がある。これら出願
中の発明は本出願人に譲渡されている１）ある種の自動焦点システムに於て発生しており、これま
で確認できなかった問題、特に“レンズ通過（、ｔｈｒ
ｏｕｇｈ　−ｔｈｅ　−１ｅｎｓ’）　”　型について
リテャード・ランブレイス他により１９８０年７月１０
日に出願され現在係属中の米国砺許出願番号第１６８，
２２５、号に開示されており、該発明は本出願人に譲渡
されている。このシステムに於て、カメラの撮影レンズ
は入射光を自動焦点検出回路に方向付けするために使用
され゛ており、自動焦点信号により決定される位置は適
切な焦点位置に近い位置か又は適切な焦点位置からはる
かに遠い位置である。レンズが適切な焦点位置から遠い
場合、検出器により受信される入射光はかなり焦点位置
からはずれているので、検出する検出器の像はかなりコ
ントラストの低いものとなる。検出器に投影される像は
レンズが適切な焦点位置付近にある時はそれほど焦点位
置外ではないので、コントラストのかな９増加した表示
が発生される。従って、コントラスト・バイアス信号を
低コントラスト状態か否かを決定する尺度として用いる
場合、システムはレンズが適切な焦点位置付近の時十分
なコントラストがあっても、レンズが通常の焦点位置か
らかなり離れた位置の時は不足信号を発生する。従って
、従来のコントラスト不足検出システムではしばしば実
際には必要ではない場合にも不足信号が発生されていた
。

本発明に係る装置は、焦点位置外の信号を表わす信号を
バイアス、基準又はコントラストを六わす信号で変更し
、焦点−直外の状態に依存する異なるレベルで不足信号
を発生させることにより、誤った不足信号が発生するこ
とを減少させるものである。特に、レンズが適正な焦点
位置の近くから移動開始した場合、低コントラスト状態
か否かを決定するための比較をかなり高いレベルで行な
い、レンズが適正な焦点位置からかなり遠い位置から開
始した場合には、不足信号を発生するための比較は低い
レベルとな９、よってレンズが極端な焦点位置外の時に
自然に発生する低コントラスト状態を許容し、不易ｌｉ
Ｉなコントラスト不足状態の表示が発生することを防ぐ
ものである。

本発明の詳細な説明する前に、前記した現在係属中の出
願番号第１６８，２２５号に開示の自動焦点回路の動作
を簡単に説明する。前記出願に於て、複数個の入射光感
応型検出器はグループ分けされている。それらの検出器
の第１のグループは可視された光景の入射光を第１のパ
ターンで受信し、第２のグループは同様に第２のパター
ンで受信する。

これらのパターンは互いに対称物とシステム間の距離が
変わるにつれて移動する。その範囲はシステムの焦点レ
ンズを移動することによりパターンが一致するか否かを
計算することによりパターンの相対位置を解析すること
により決定される。プロセスは、レンズが現在位置上の
一方の端部から現在位置を通って他端の端部へと移動す
るにつれて得られる合計（和）を有するそれぞれの検出
器からの信号の一連の合計を得るものである。各レンズ
の位置は、現在の位置の両方側に任意の番号ｌが付され
ている。９種々の合計の出力値Ｖはメモリーに記憶され
、記憶された隣接する２つの値の差りが算出される。こ
の差値は種々の合計値により作られるカーブの傾斜を表
わしており、このカーブは適切な予想適正焦点位置を表
わす予想ゼロ点と交差する時、最大値Ｄａである。この
最大差値ＤＩＢは又レンズが適切な位置と予想される位
置に移動した時存在する適正なコントラスト状態である
。換言すれば、コントラストが大きい場合、値Ｄ＋＋ｓ
は増加し、コントラネトが小さい場合には値Ｄａは減少
する。従って、値Ｄａをその値以下の時低コントラスト
状態が存在し、不定信号を発生させるための任意に符号
を付した値として使用することが可能である。しかし、
レンズを通過する入射光が極端に焦点外状態の時、Ｄａ
に対する値がレンズが適切な焦点位置又はその近傍に位
置している時よりは非常に小さいという状態が存在する
。従って、Ｄｍのみを低コントラスト状態が存在するか
否かを決定するのに使用した場合、焦点位置から全くは
ずれている時システムはコントラスト不足状態として誤
って検出してしまう。

第１図に於て、実線カーブ１０は、レンズが種々の焦点
位置外の位置の時に発生すると予想される低コントラス
ト値の変化をプロットしたものである。値ＤＩＩＩがカ
ーブ１０より上の時、十分なコントラストが得られてい
るが、Ｄａがカーブ１０より下の時はコントラストが不
足、しており、不足信号が発生される。横軸上の点０は
レンズが適切な焦点位置にあることを示しており、低コ
ントラスト値がかなり高いことが理解できる。レンズが
正方向又は負方向の焦点位置外に移動した時、低コント
ラスト値は鐘状のカーブに添って減少し、極端に焦点位
置から離れている場合には、−低コントラスト値は適切
な焦点位置にある時よりもかなり低いことが理解でき、
る。従って、固定バイアス例えば実線１２で示したもの
を用いた場合、適切な焦点位置又はその近傍に於てコン
トラスト値がバイアス線１２よりも上であっても、レン
ズが焦点位置からかなり遠い位置の場合低コントラスト
状態が存在すると判断してしまう。この様に、固定バイ
アスを用いた場合には、システムはしばしば娯った低コ
ントラスト信号を発生してしまう。

上記した問題を解決するために、本発明に於ては、バイ
アス電圧を比較し、かつＤａ値をカーブ１０にほぼ添っ
て適切な焦点位置の両方の側で減少するように構成して
いる。実際、鐘状カーブ１０の形状はある光景から他の
光景に移る時にある程度変化し、このことは実用上及び
簡素化の一部で、カーブ１０と合致する信号と比較する
場合望ましく、これはカーブを近似させやすくかつ線１
２の様な直線バイアスみら得られるよりもより良い動作
が可能である。この様な比較信号の１つとして一点破線
１４で示した線があり、この縁はゼロ点すなわち適切な
焦点位置の高い点から両方の側の焦点位置から全くはず
れた低い点まで直線状に減少している。線１４は誤った
低コントラスト信号の発生する回数を減少させ、我示状
態をかなり改善することが理解できる。それにもかかわ
らず、ある焦点位置外の点でＤＦＩのある値が比較信号
より小さい点があり、適切な焦点位置に於ける低コント
ラスト値よりも大きいことが理解できる。従って、例え
ば点線１６で示した様な合成線に添って作られた信号が
用いられる。線１６は適切な焦点位置である高い位置か
ら一部焦点位直外状態の固定値の点まで直線状に伸び、
そして極端な焦点位置外の点までほぼ水平に伸びている
・。カーブ１０に非常に近似したカーブ１６を使用する
ことによりコントラスト不足信号が発生してはいけない
ところでは、殆ど発生されなくなる。もちろん上記した
様に、鐘状カーブ１０は入射する光景が異なれば変化す
るのでカーブ１４又は°１６いずれでも完全な動作を得
ることができない。しかしいずれの場合に於ても、従来
の装置よりはるかに改善された性能が得られる。

第２図は焦点位置からずれるに従ってコントラスト不足
信号のレベルを減少させるための回路である。第２図に
於て、矢印２０が０７１と共に示されており、上記した
現在係属中の米国特許願第１６８．２２５号に記載の回
路から得られた最大スロープを表わす入力信号を示して
いる。上記した様に、Ｄ７ＩＩは予想されるゼロ点交差
又は適切な焦点位置に存在する実際のコントラスト状態
に関連している。入力２０の信号Ｄｍはボックス２ｏと
して示した関数発生回路に供給されている。ボックス２
２を指し示めしている矢印２６は、上記した現在係属中
の米国特許出願番号第１６８，２２５号に開示の回路に
より決定された、レンズを現在位置から適切な焦点位置
へと移動させるのに必要な変移量に比例する信号を表わ
している。入力２６の信号は絶対値ＩＫ（Ｖｍ／ｂｍ＋
ｉｍ）　ｌ　　で表わされる。但し、Ｋは第１図のカー
ブ１４の所望スロープに従っテ選択された比例定数、Ｖ
ｙａは予想ゼロ交差点に近似した合計の値又は上記した
米国特許出願番号第１６８．２２５号に開示の装置より
得られた適切な焦点位置、及びｉｓは負又は正の変移量
であり、レンズをその現在位置からほぼ所望の焦点位置
へ移動′するのに使用する。値（Ｖｍ／Ｄａ　＋　ｉ　
ｎｒ　）は上記した現在係属中の米国特許出願番号第１
６８，２２５号の回路より得られた値であり、該回路は
現在のレンズ位置に対するゼロ交差点を予想し、Ｋ及び
図示しない絶対値回路からの上記（Ｖｍ／Ｄａ　＋　ｉ
　ｍ　）　　を乗じて得られるｌ　Ｋ　（Ｖｍ／Ｉ）ｍ
＋　ｉ　ｍ　）　ｌ　　は適切な焦点位置の両側の焦点
位置外の状態をあらかじめ定められた方法により変化す
る信号としてボックス２２に供給されている。

ボックス２２は入力２０上のＤｙｘ信号を入力２６上の
焦点外信号ｌ　Ｋ　（Ｖｍ／−→１ｒＩＬ］　　で、そ
の太き場がレンズの焦点外位置に応じて変化するように
変更し、矢印３０で示す変更された出力信号を発生する
。例えば、ボックス２２は値Ｄ＋＋ｓ及び値Ｋ　（Ｖｍ
／１）ｍ　＋ｌ　ｍ　）を加算又は乗算することにょシ
出力３０にコントラスト制限信号を発生する。この出力
３０のコントラスト制限信号はシステムが不足か否かを
決定するコントラスト制限を表わしている。出力３０の
コントラスト制限信号はコンパＬ’−１３２の入力に供
給されており、コンパレータ３２はその値以下の場合不
足信号が発生する設定値のトリップ・ポイン）　（ｔｒ
ｉｐ　ｐｏｌｎｔ）又ｉｔバイアス信号を表わしており
矢印３４で示されている第２の入力を備えている。コン
パレータ３２は入力３０のコントラスト制限信号と入力
３４のトリップ・ポイント信号を比較し、入力３０の信
号が入力３４の信号より小さい場合、矢印３６で示す出
力の不足信号を発生する。入力３０の信号が入力３４の
信号より大きい場合、十分なコントラストが得られてい
ると判断し、矢印３６上に設定値の又はゼロ出力を発生
する。デジタル回路の場合、“０”が十分なコントラス
トが得られていることを表わすために、“１′°がコン
トラスト不足であることを表わすために選ばれる。

第２図から理解できるように、焦点位置外の距離が増加
すれば、入力２６からボックス２２に印加される信号の
値が大きくなり、従って機能的に加算又は乗算され出力
３００制御制限信号も大きくなる。従って、焦点位置外
の距離が増加するに従い、不足信号を発生するために、
入力３４のトリップ、ポイント信号は更に大きいものが
必要となる。この様にこのシステムでは、出力３０の制
御制限信号が非常に小さくないが焦点位置外の距離が大
きい時不足信号を発生しない。一方、レンズの焦点位置
外の位置が適切な焦点位置からそれ程遠くない場合、出
力３００制御制限信号は小さくなり、よってトリップ・
ポイント以下となると不足信号を出力してしまう。出力
３６の不足信号はカメラのオペレータに低コントラスト
状態であることを示すために、又は上記した現在係属中
の特許出願番号第１６８，２２５号に開示の回路に用い
て写そうとする写真の大部分が焦点内に収まる様に撮影
レンズを過熱点位置に位置付けするために用いられる。

第２図に示した回路は、機能的に乗算又は除算を行なう
ことにより、第１図に一点破線１４で示したカーブを発
生することができる。カーブのスロープは選択されたＫ
の値に依存するので、カーブ１０を最も近似する値に選
択されなければならない。もちろん、Ｄａの値を焦点外
状態を示す信号に従って調整することも可能であるが、
第３図に示すように入力３４のトリップ・ポイント又は
バイアス信号を調整することも同様に可能である。

第３図に於て、値り隅はコンパレータ５０の入力に矢印
５２で示す様に供給されている。焦点位置外、すなわち
絶対値ｌ　Ｋ（ＶｎＶ／Ｄｍ’−１ｊｍ）　ｌ　　信号
がボックス５２で示す関数発生回路の入力に矢印で示す
ように供給されている。ボックス５２は矢印５６で示す
様に第２の入力Ｋｌ　を備えており、これら２つの信号
に１及びｌ　Ｋ（Ｖｍ／１）＋ｓ　＋　ｉ　ｎ　）　ｌ
は、−第１図と同様に、加算又は乗算により変更され矢
印５８で示されており、コンパレータ５ｏの入力として
使用される出力に変更されたトリップ・ポイント又はバ
イアス信号を発生する。ＪＫ及びＫｌＯ値はカーブが所
望のスロープとなる値が選択される。コンパレータ５０
は入力５２のＤａｍ信号入力５８の変更されたトリップ
・ポイント又はバイアス信号と比較し、Ｉ）ｍ信号がト
リップ・ポイント信号よりも小さい時は常に矢印６０で
示す出力に不足信号を発生する。

第２図及び第３図に示した装置両方とも第１図のカーて
１４に示した直線関数を発生するが、他の出願中で所望
されている実線１ｏで示した鐘状カーブをほぼ近似する
ものではない。

第１図の点線１６で示しだカーブを発生する必要がある
場合は、第４図に示した回路を用いる。

第４図に於て、Ｄａｒ信号が矢印７２で示されるコンパ
レータ１０の入力に供給されており、焦点外、すなわち
ＩＫ（ｖ講ルｓ＋ｉＪｌ　　信号が矢印７６で示される
コンパレータＴ４の入力に供給されている。

コンパレータ１４は矢印７８で系謬れる第２の入力を備
えており、そこにＫｓで示される信号が供給されている
。Ｋｓの値はその大きさが、第１図に於て、カーブ１６
の水平部分がゼロ点の両方の側の上昇スロープの水平線
間で変化するように発生される。換言すれば、線１６の
スロープの変化が、レンズが適切な焦点位置から４変移
位置以上離れており、スロープの変化を発生すべきとな
った時、Ｋｌは４を表わす値となっている。第４図に示
したコンパレータ７４はＫ（Ｖｍ／ｂ＠＋　ｉ蒸）の値
と［ｆｉの値とを比較し、矢印８０で示されておりボッ
クス８２で示される関数発生回路の入力に接続されてい
る出力に出力を発生する。入力８０の信号はｌ　Ｋ　（
’Ｖｍ／Ｄａ　＋　ｉ　ｒｎ　）ｌがＫｚより不埒い時
はｌ　Ｋ　（Ｖｙ４／Ｄｍ＋　ｉ　ｍ　）ｌを表わして
おり、ＩＫ（Ｖｍ／Ｄ＋ｘ４−ｉｓ’）　ｌがＫｌ　よ
りも大きい時は固定値又はＯを表わしている。この様に
、入カフ６の信号は焦点位置外の状態が設定値に２　よ
りも大きい時、固定値が第４図に示した関数発生回路８
２に入力され、例えば、矢印８４で示されている入力に
供給される値Ｋｌと加算又は乗算される。Ｋｌ及びに８
の値は矢印８６で示されるボックス８２の出力が第１図
に示したカーブ１６の水平部分を得るために所望の値に
選ばれている。一方、入力Ｔ６の信号が値に８　よりも
小さい時は、入力８０の信号は第３図の入力５０のそれ
と類似しており、関数発生回路８２の出力８６の信号は
第３図の出力５８のそれと類似している。出力８６の信
号はコンパレータ１０の入力に供給されており、ここで
入力Ｔ２のＤ７１１信号と比較され、第３図に示したと
同様に、出力９０に不足信号を発生する。この様にして
、コンバレ〜り？０の出力９０の不足信号は異なる２つ
の異なる状態で発生する。第１のそれは焦点位置外の距
離が設定値Ｋｓ　よりも大きい時であり、第２のそれは
焦点位置外の距離が設定値Ｋａ　よりも小さい時である
。再び話をもどすと、第３図及び第４図に於て、不足信
号出力は、オペレータに低コントラスト状態を知らせる
ためか、又は撮影しようとする殆どの景色を焦点内に収
めるために撮影レンズを過熱点位置にセットするために
、又は焦点情報を中断するために、前記した′現在係属
中の米国特許出願番号第１６８，２２５号に開示の回路
により発生される。

第４図に示した回路は第３図に示した回路に基づいてい
るものであり、トリップ・ポイント又はバイアス信号が
焦点外すなわちｌＫ（ｖｍ、％＋ｔｍＤ１侶号により変
更される。もちろん、′１ｊｇ２図に示したと同様にＤ
ａｍ信号変更することにより第１図の練１６で示した様
な複雑なカーブが得られ、これを用いることもできる。

第５図に於て、ボックス１０２で表わされている関数発
生回路の矢印１０Ｇで表わされている入力にＤａ信号が
供給されている。前記した様に、ボックス１０２はその
入力の合計又は演算結果を表わす信号又は当業者にξっ
て便利と思われる他の機能を表わす信号を出力する。焦
点位置外、すなわちＩＫ（ＶＭ争ｍ＋ｉ＋ｍ）　ｌがコ
ンパレータ１０６の矢印１０４で示されている入力に供
給されており、コンパレータ１０６は矢印１０８で表わ
されている第２の入力Ｋｌを備えている。Ｍ４図に示す
様に、コンパレータ１０６はＩＫ（Ｖｍ／Ｄｍ＋ｉ　ｍ
）　ｌ　カＫｓ　ｊ　’）　大ｔ！　イ時は常に矢印１
１０で示す出力にｊＫ　（Ｖｌｌｌ／ＤＦＸ＋　ｉ　ｔ
ｍ月を表わす信号を発生し、この逆が真の場合には常に
一定又はゼロ信号を発生する。出力１１０はボックス１
０２の入力に供給されておシ、第２図と同様に、ボック
ス１０２は矢印１１４で示すように変更されたＤａ出力
を発生する。この出力は焦点位置外の距離が小さい時は
ＩＫ（Ｖｙｍ／Ｄａ）＋ｉｍｌと共に変化し、焦点位置
外の距離が大＾い時は設定された一定値となる。

コンパレータ１１６の入力には出力１１４及び矢印１１
Ｂで示すトリップ・ポイント又はバイアス入力カ供給さ
れている。コンパレータ１１６は入力１１４の変更され
たＤａ信号と入力１１８のトリップ・ポイント信号を比
較し、入力１１４の変更された０２に信号がトリップ・
ポイント信号よりも小さい時は常にコントラスト信号を
発生し、入力１１８のトリップ・ポイント信号が入力１
１４の変更されたＤｍ信号より小さい時は十分なコント
ラストが得られていることを示す設定値又はゼロ信号を
常に出力１２０に発生する。この様に、第４図に示した
と同様に、コントラスト不足信号はカーブ１１６の２つ
の異なる比較部分で発生する。第１のそれは焦点位置外
の距離が大きい時、すなわちＩＫ（Ｖ１□ｇ＋ｔｍ］が
Ｋｌ　より大きい時であり、第２のそれ線焦点位置外の
距離が小さい時、すなわちｌ　Ｋ　（Ｖｍ／Ｉ）ｍ＋　
ｉ　ｍ）　１がＫｇより小さい時である。

以上のことから理解できるように、本発明の装置を自動
焦点システムに用いることにより、可視される景色のコ
ントラストが不足している場合に、更に正確な不足信号
を発生することができる。本発明は好適な実施例に関連
して説明した内容に限定されるものではなく、当該技術
に於ける種々の可能な変形を含むものでろ抄、特許請求
の範囲によってのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は低コントラスト値対焦点位置外の変化を示す図
、第２図は本発明の１実施例の回路ダイヤグラム、第３
図は本発明の他の実施例の回路ダイヤグラム、第４図は
本発明の更に別の実施例回路ダイヤグラム、第５図は本
発明の更に別の実施例回路ダイヤグラムである。１０・・・・実線カーブ、１２・・・・直線、１４・・
・・一点破線カーブ、１６・・・・点線カーブ、２２，
５２，８２．１０２　　・・・・関数発生回路、３２．
５０．７０，７４，１０６，１１６・・・・コンパレー
タ。特許出願人　　ハネウェル・インコーボレーテンド復代
理人・山川政樹（ｔｕ為１名）ｎシコンＦラストｈ愚ＦＩＧ　　＋ＦＩＧ　　５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コントラスト状態により変化する第１の信号と焦
点位置外の状態により変化する第２の信号を発生する自
動焦点システム用コントラスト不足信号発生回路であっ
て、設定値の第３の信号を発生する第１の手段と；前記
第１．第２及び第３の信号を受信し、前記第１又は第３
の信号の１つを第２の信号で変更し第２の信号と共に変
化する第４の信号を発生し、前記第４の信号−と第１又
は第３の信号の残シの１つとを比較しコントラスト不足
信号を発生する信号処理手段；とを備えていることを特
徴とするコントラスト不足信号発生回路。
（２）撮影する景色に対する適切な焦点位置に移動可能
なレンズ手段を備えており、景色のコントラストを表示
する第１の信号と、レンズ手段が現在位置から適切な焦
点位置へ移動するのに必要な距離を表示する第２の信号
を発生する自動焦点システムに用いるコントラスト不足
信号発生回路であって、設定値の第３の信号を発生する
第１の手段と；前記Ｎ２の信号及び第１又は第３の信号
を受信し、受信された２つの信号の関数として変化する
第４の信号を発生する第２の手段と；前記第４の信号及
び前記第１又は第３の信号の残りの１つの信号を受信し
、受信された信号の定められた１つが他の信号を超えた
時コントラスト不足信号を発生する第３の手段と；を備
えていることを特徴とするコントラスト不足信号発生回
路。