JPS6042984A - 自動焦点整合装置 - Google Patents
自動焦点整合装置Info
- Publication number
- JPS6042984A JPS6042984A JP58152033A JP15203383A JPS6042984A JP S6042984 A JPS6042984 A JP S6042984A JP 58152033 A JP58152033 A JP 58152033A JP 15203383 A JP15203383 A JP 15203383A JP S6042984 A JPS6042984 A JP S6042984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- loop gain
- focus
- focusing device
- output signal
- level
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はテレビジョンカメラの撮像素子より１！Ｉた信
号の高周波成分を検出し、その振巾が最大になる様にレ
ンズの焦点整合装置を駆動する自動焦点整合装置に関す
るものである。
号の高周波成分を検出し、その振巾が最大になる様にレ
ンズの焦点整合装置を駆動する自動焦点整合装置に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点
従来技術として、赤外線を被写体に向けて発射し、被写
体より反射した赤外線を受光して被写体までの距離を測
定し、その距離によりレンズの焦点装置を駆動する方式
がある。この方式は応答速度は早いが被写体までの距離
を正確に測定し、その出力でし／ズを駆動するためには
レンズの焦点整合装置の組立精度が必要であった。
体より反射した赤外線を受光して被写体までの距離を測
定し、その距離によりレンズの焦点装置を駆動する方式
がある。この方式は応答速度は早いが被写体までの距離
を正確に測定し、その出力でし／ズを駆動するためには
レンズの焦点整合装置の組立精度が必要であった。
寸だ整合装置の精度をラフにするために、整合装置を自
動焦点システムの帰還ル−プ内に入れる従来技術もある
。すなわち、撮像素子の受光面に結像している被写体像
を周期的、光学的に７ＩＺ力しそのボケ量を検出し、撮
像素子より得た高周波成分の信号の振巾が最大になるよ
うに、レンズの焦点整合装置を駆動するもので、レンズ
の焦点整合装置を自動焦点システムの帰還ル−プ内に入
れることにより、整合装置の精度をラフにできるが、モ
ータの応答のタイムラグの関係でシステムの応答を早く
てきない欠点があった。
動焦点システムの帰還ル−プ内に入れる従来技術もある
。すなわち、撮像素子の受光面に結像している被写体像
を周期的、光学的に７ＩＺ力しそのボケ量を検出し、撮
像素子より得た高周波成分の信号の振巾が最大になるよ
うに、レンズの焦点整合装置を駆動するもので、レンズ
の焦点整合装置を自動焦点システムの帰還ル−プ内に入
れることにより、整合装置の精度をラフにできるが、モ
ータの応答のタイムラグの関係でシステムの応答を早く
てきない欠点があった。
従来例について、くわしく説明する。レンズの焦点整合
装置を自動焦点システムの帰還ル−プ内に入れる従来例
を第１図に示す。第１図において、１はレンズ、２は被
写体の光学情報を電気信号に変換する撮像管、３は撮像
管２から得た電気信号を増１１］する前置増巾器、４は
ガンマ補正、フ゛ラキング（ＢＬＫ）処理、同期信号（
ＳＹＮＣ）の加算等を行うプロセス回路て、テレビジョ
ン信号を得る。５は同期信号発生回路て、各回路に同期
４１１号（ＳＹＮＣ）、ブラキンク僧号（ＢＬＫ）、垂
直駆動１１１号（ＶＤ）、水平駆動信号（ＨＤ）宿を供
給する。
装置を自動焦点システムの帰還ル−プ内に入れる従来例
を第１図に示す。第１図において、１はレンズ、２は被
写体の光学情報を電気信号に変換する撮像管、３は撮像
管２から得た電気信号を増１１］する前置増巾器、４は
ガンマ補正、フ゛ラキング（ＢＬＫ）処理、同期信号（
ＳＹＮＣ）の加算等を行うプロセス回路て、テレビジョ
ン信号を得る。５は同期信号発生回路て、各回路に同期
４１１号（ＳＹＮＣ）、ブラキンク僧号（ＢＬＫ）、垂
直駆動１１１号（ＶＤ）、水平駆動信号（ＨＤ）宿を供
給する。
６は撮像管２の電子ビームを走査さす偏向回路である。
７は高周波成分を検出する回路で、例えば中心周波数Ｉ
ＭＨｚ のバンドパスフィルタである。
ＭＨｚ のバンドパスフィルタである。
１２のモータでレンズの焦点整合装置を基準周波数発生
回路８より得た信号で微動さぜ、目に検知できない程度
にレンズのフォーカスを変化させる。
回路８より得た信号で微動さぜ、目に検知できない程度
にレンズのフォーカスを変化させる。
この結果、高周波成分検出回路７の出力信号Ｑ−Ｌフォ
ーカスを微変化させているので、その変化成分を含んで
いる。１ｏはその変化成分すなわち、基準周波数成分を
検出する回路で、同期検波回路９で基準周波数成分信号
の極性と振１１コを検出し、モータ駆動回路１−１に加
え、撮像管２の出力信号の高周波成分の振巾が最大にな
る様にモータ１２を駆動する。
ーカスを微変化させているので、その変化成分を含んで
いる。１ｏはその変化成分すなわち、基準周波数成分を
検出する回路で、同期検波回路９で基準周波数成分信号
の極性と振１１コを検出し、モータ駆動回路１−１に加
え、撮像管２の出力信号の高周波成分の振巾が最大にな
る様にモータ１２を駆動する。
モータ１２の１駆動方向の検出を第２図を用いて説明す
る。レンズの焦点整合装置を近距離から遠距離捷で駆動
し、距離Ｄ１ のところに被写体があったとき、高周波
成分の信号の振ｌっけ第２図のようになる。ａｌ １
ａ２はモータの微変動を示す。被写体より近距離に合わ
されていたとき、基準周波数成分の信号はｂｌ のよう
な波形信号、遠距離に合わされていたときには、ｂ２の
ような波形信号をおのおの得る。ｂｌ の信号を同期検
波した信号でモータ１２を０１ の矢印方向に１駆動す
る。丑たｂ 信号ではｃ２矢印の方向にモータ１２は駆
動されるので、振１１〕の最大値で安定する。このよう
にレンズの焦点整合装置を帰還ループ内に入れることが
できるので、焦点整合装置の精度はラフで良い。しかし
、モータはレンズを駆動するため、応答は早くない。焦
点が合うまでの時間を早くするだめには、システムのル
ープゲインを高くする必要がある。ループゲインを高く
するとモータのイナーツヤのため、ハンチング現象が生
じ、／ステムの安定性が悪くなる。寸だ、ループゲイン
を高くしているとノイズで、モータか振られる。そのた
め焦点が合致しているときモータが振られて、画像がぶ
れ、安定性が悪くなる。
る。レンズの焦点整合装置を近距離から遠距離捷で駆動
し、距離Ｄ１ のところに被写体があったとき、高周波
成分の信号の振ｌっけ第２図のようになる。ａｌ １
ａ２はモータの微変動を示す。被写体より近距離に合わ
されていたとき、基準周波数成分の信号はｂｌ のよう
な波形信号、遠距離に合わされていたときには、ｂ２の
ような波形信号をおのおの得る。ｂｌ の信号を同期検
波した信号でモータ１２を０１ の矢印方向に１駆動す
る。丑たｂ 信号ではｃ２矢印の方向にモータ１２は駆
動されるので、振１１〕の最大値で安定する。このよう
にレンズの焦点整合装置を帰還ループ内に入れることが
できるので、焦点整合装置の精度はラフで良い。しかし
、モータはレンズを駆動するため、応答は早くない。焦
点が合うまでの時間を早くするだめには、システムのル
ープゲインを高くする必要がある。ループゲインを高く
するとモータのイナーツヤのため、ハンチング現象が生
じ、／ステムの安定性が悪くなる。寸だ、ループゲイン
を高くしているとノイズで、モータか振られる。そのた
め焦点が合致しているときモータが振られて、画像がぶ
れ、安定性が悪くなる。
発明の目的
本発明は以上の問題点を除き、応答速度が速く、しかも
安定性を向上させた自動焦点整合装置を提供することを
目的とする。
安定性を向上させた自動焦点整合装置を提供することを
目的とする。
発明の構成
本発明は、撮像素子の受光面に結像している被写体像を
周期的、光学的にポカし、前記ボケだ像のボケ量を検出
し、前記検出イ占号でレンズの焦点整合装置を焦点が合
うように駆動する／ステムのループゲインを、前記ボケ
量の最小値イτＪ近−１／こｉＪ、前記検出信号の振幅
が所定期間、実質的に所定の振−以下のとき減少させる
ようにし、址だループゲインを減少させた後、結像して
いる被写体像か変化したときには減少させたループゲイ
ンを元の九−ブゲインに戻すようにした自動焦点整合装
置であり、焦点がずれているときには大きなループゲイ
ンで応答速度を速くし、焦点が合致するとループゲイン
を小さくし、ハンチング現象の防止やノイズによる画像
のぶれを防止し、システムの安定性を高めたものである
。
周期的、光学的にポカし、前記ボケだ像のボケ量を検出
し、前記検出イ占号でレンズの焦点整合装置を焦点が合
うように駆動する／ステムのループゲインを、前記ボケ
量の最小値イτＪ近−１／こｉＪ、前記検出信号の振幅
が所定期間、実質的に所定の振−以下のとき減少させる
ようにし、址だループゲインを減少させた後、結像して
いる被写体像か変化したときには減少させたループゲイ
ンを元の九−ブゲインに戻すようにした自動焦点整合装
置であり、焦点がずれているときには大きなループゲイ
ンで応答速度を速くし、焦点が合致するとループゲイン
を小さくし、ハンチング現象の防止やノイズによる画像
のぶれを防止し、システムの安定性を高めたものである
。
実施例の説明
本発明の一実施例を第３図に示し、以下説明する。第３
図の１〜１２は第１図における構成要素と同一で同じ動
作をする。焦点がはソ合致したとき、すなわち、第２図
でＤｌ 附近のとき、基準周波数成分信号は小さくなる
。これを利用して、焦点がは合致したことを検出する。
図の１〜１２は第１図における構成要素と同一で同じ動
作をする。焦点がはソ合致したとき、すなわち、第２図
でＤｌ 附近のとき、基準周波数成分信号は小さくなる
。これを利用して、焦点がは合致したことを検出する。
この検出回路が第３図のレベル検出回路１３で、基準周
波数成分検出回路１０の出力信号のレベルがある値以下
のとき、利得制御回路１４の利得を下げる。または、モ
ータを停止させる信号を発生させる。すなわち基準周波
数成分検出回路１０の出力信号が太きいときは、システ
ムの応答速度を早くするようにシステムのループゲイン
を大きくし、基準周波数成分検出回路１０の出力信号が
ある値以下になるとループゲインを小さくして、ハンチ
ングせずに焦点が合致するようにする。
波数成分検出回路１０の出力信号のレベルがある値以下
のとき、利得制御回路１４の利得を下げる。または、モ
ータを停止させる信号を発生させる。すなわち基準周波
数成分検出回路１０の出力信号が太きいときは、システ
ムの応答速度を早くするようにシステムのループゲイン
を大きくし、基準周波数成分検出回路１０の出力信号が
ある値以下になるとループゲインを小さくして、ハンチ
ングせずに焦点が合致するようにする。
次に焦点が合致してからのノイズに対する安定同一で、
同じ動作をする。本実施例においては、レベル検出回路
１３の出力信号のレベルがある期間実質的に所定値より
も少なかったとき、自動焦点システムのループゲインを
下げ、その状態を保持する。焦点が合致したときは、ル
ープゲインが小さな状態にあるので、ノイズに対して安
定になる。タイマ１５とカウンタ１６はある期間、レベ
ル検出回路１３の出力信号のレベル実質的に所定値より
も少ないかどうかを検出するものである。
同じ動作をする。本実施例においては、レベル検出回路
１３の出力信号のレベルがある期間実質的に所定値より
も少なかったとき、自動焦点システムのループゲインを
下げ、その状態を保持する。焦点が合致したときは、ル
ープゲインが小さな状態にあるので、ノイズに対して安
定になる。タイマ１５とカウンタ１６はある期間、レベ
ル検出回路１３の出力信号のレベル実質的に所定値より
も少ないかどうかを検出するものである。
タイマ１５は、所要のある期間を決めるタイマ回路で、
レベル検出回路１３の出力信号のレベルがある値以下に
なれば、動作を始める１、カウンタ１６は、レベル検出
回路１３の出力信号のレベルがある値以上のとき、ある
値以上になる回数をカウントする。タイマ１６の動作期
間中のカウンタ１６のカウント数がある値以下なら出力
信号のレベルは実質的に所定値以下であるとみなし、焦
点は合致したとする。このように構成することによりノ
イズに影響されることなく焦点の合致を検出できる。焦
点の合成が検出されたとき制御回路１７で利得制御回路
２１の利得を下げ、その状態を保持゛する。ループゲイ
ンを下げた状態が保持されて、カメラを移動させたとき
、あるいは被写体が移動したとき、焦点がずれたのに、
ループゲインが小さい状態では、焦点が合致する寸での
時間がかかる。そのため、以前の状態に復帰させる必要
がある。検波回路１８とホールド回路１９、比較器２０
で復帰用リセット信号を得る。すなわち、被写体が移動
したとき、高周波成分検出回路７の出力信号のレベルが
変化するのでこれを検出し、復帰用リセット信号を得る
。これについてくわしく説明する。
レベル検出回路１３の出力信号のレベルがある値以下に
なれば、動作を始める１、カウンタ１６は、レベル検出
回路１３の出力信号のレベルがある値以上のとき、ある
値以上になる回数をカウントする。タイマ１６の動作期
間中のカウンタ１６のカウント数がある値以下なら出力
信号のレベルは実質的に所定値以下であるとみなし、焦
点は合致したとする。このように構成することによりノ
イズに影響されることなく焦点の合致を検出できる。焦
点の合成が検出されたとき制御回路１７で利得制御回路
２１の利得を下げ、その状態を保持゛する。ループゲイ
ンを下げた状態が保持されて、カメラを移動させたとき
、あるいは被写体が移動したとき、焦点がずれたのに、
ループゲインが小さい状態では、焦点が合致する寸での
時間がかかる。そのため、以前の状態に復帰させる必要
がある。検波回路１８とホールド回路１９、比較器２０
で復帰用リセット信号を得る。すなわち、被写体が移動
したとき、高周波成分検出回路７の出力信号のレベルが
変化するのでこれを検出し、復帰用リセット信号を得る
。これについてくわしく説明する。
検波回路１８は高周波成分検出回路７の出力信号のレベ
ルをＤＣ成分に変換する。次に、カウンタ１６がループ
ゲインを下げる信号を出力すると同時に、検波回路１８
の出力信号をホールド回路１９でホールドする。この状
態から、カメラを移動せず、寸だ被写体も移動しなけれ
ば、検波回路１８とホールド回路１９の出力信号のレベ
ルは同一であるので、比較器２ｏの出力信号は零である
。
ルをＤＣ成分に変換する。次に、カウンタ１６がループ
ゲインを下げる信号を出力すると同時に、検波回路１８
の出力信号をホールド回路１９でホールドする。この状
態から、カメラを移動せず、寸だ被写体も移動しなけれ
ば、検波回路１８とホールド回路１９の出力信号のレベ
ルは同一であるので、比較器２ｏの出力信号は零である
。
カメラか、被写体が移動したとき、検波回路１８とホー
ルド回、路１９の出力信号のレベルが異在り、比較器２
０の出力信号が得られる。この出力信−シシで、制御回
路１７をリセットし、ループゲインを復帰させる・第４
図のｉ体側では、高周波成分仏号の変化を検知して、リ
セット信号を得ているが、映像信号の変化を検知して、
リセット信号を得ても良い。
ルド回、路１９の出力信号のレベルが異在り、比較器２
０の出力信号が得られる。この出力信−シシで、制御回
路１７をリセットし、ループゲインを復帰させる・第４
図のｉ体側では、高周波成分仏号の変化を検知して、リ
セット信号を得ているが、映像信号の変化を検知して、
リセット信号を得ても良い。
発明の効果
このように本発明の装置は、レンズの焦点整合装置も自
動焦点システムの帰還ループに入−）でいるため、焦点
合致は高精度で、例えば１２倍ズ＝ムレンズが使用でき
る。また、温度によって膨張し焦点が変化するプラスチ
ックレンズでも使用できる。捷たこのシステムの応答速
度を早くして、しかも焦点合成の安定性も向上できる。
動焦点システムの帰還ループに入−）でいるため、焦点
合致は高精度で、例えば１２倍ズ＝ムレンズが使用でき
る。また、温度によって膨張し焦点が変化するプラスチ
ックレンズでも使用できる。捷たこのシステムの応答速
度を早くして、しかも焦点合成の安定性も向上できる。
しかも、焦点が合致したとき、ノイズに対して安定−で
ある。
ある。
このように本発明は極めて卓越した作用効果を有するも
のである。
のである。
第１図は従来の自動焦点整合装置を示すブロック図、第
２図はモータの駆動方向を検出する原理を説明するだめ
の原理図、第３図は本発明における一実施例の自動焦点
整合装置のブロック図、第４図は本発明における他の実
施例の自動焦点整合装置のブロック図である。 １・・・・・・レンズ、２ ・・・撮像管、７・・・・
・高周波成分検出回路、９・・・・・同期検波回路、１
Ｑ・・・・・・基準周波数成分検出回路、１３ ・・・
レベル検出回路、１５・・・・・タイマ、１６・・・・
・カウンタ、１了・・・・・・制御回路、１９・・・・
ホールド回路、２０・・・・・比較器、２１・−・利イ
４）制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２ 図 ３ 図 ４図 「
２図はモータの駆動方向を検出する原理を説明するだめ
の原理図、第３図は本発明における一実施例の自動焦点
整合装置のブロック図、第４図は本発明における他の実
施例の自動焦点整合装置のブロック図である。 １・・・・・・レンズ、２ ・・・撮像管、７・・・・
・高周波成分検出回路、９・・・・・同期検波回路、１
Ｑ・・・・・・基準周波数成分検出回路、１３ ・・・
レベル検出回路、１５・・・・・タイマ、１６・・・・
・カウンタ、１了・・・・・・制御回路、１９・・・・
ホールド回路、２０・・・・・比較器、２１・−・利イ
４）制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２ 図 ３ 図 ４図 「
Claims (4)
- （１）撮像素子の受光面に結像している被写体像を周期
的、光学的にポカし、前記ボケた像のボケ量を検出し、
前記検出信号でレンズの焦点整合装置を焦合が合うよう
に駆動するシステムのループゲインを、前記ボケ量の最
小値桿νたけ前記検出信号の振幅が所定期間、実質的に
所定の振幅以下のとき減少させることを特徴とする自動
焦点整合装置Ｑ - （２）モータの駆動速度を制御してループゲインを減少
させることを特徴とする特ｉｒ晶求の範囲第１項記載の
自動焦点整合装置。 - （３） モータの駆動を零にしてループゲインを減少さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動
焦点整合装置。 - （４）撮像素子の受光面に結像している被写体像を周期
的、光学的にポカし、前記ボケだ像のボケ量゛を検出し
、前記検出信号でレンズの焦点整合装置を焦点が合うよ
うに駆動するシステムのループゲインを、前記ボケ量の
最小値付近まだは前記検出信号の振幅が所定期間、実質
的に所定の振幅以下のとき減少させるとともに、前記ル
ープゲインを減少させた後、前記結像している被写体像
が変化したとき前記ループゲインを減少前のゲインにす
ることを特徴とする自動焦点整合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152033A JPH0638639B2 (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 自動焦点整合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152033A JPH0638639B2 (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 自動焦点整合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042984A true JPS6042984A (ja) | 1985-03-07 |
| JPH0638639B2 JPH0638639B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15531584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152033A Expired - Lifetime JPH0638639B2 (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 自動焦点整合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638639B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009086641A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-04-23 | Asml Netherlands Bv | 検査方法および装置、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セル、デバイス製造方法および距離測定システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461922A (en) * | 1977-10-26 | 1979-05-18 | Toshihiko Kotsukawa | Automatic focusing controller |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58152033A patent/JPH0638639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5461922A (en) * | 1977-10-26 | 1979-05-18 | Toshihiko Kotsukawa | Automatic focusing controller |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009086641A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-04-23 | Asml Netherlands Bv | 検査方法および装置、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セル、デバイス製造方法および距離測定システム |
| US7869022B2 (en) | 2007-07-18 | 2011-01-11 | Asml Netherlands B.V. | Inspection method and apparatus lithographic apparatus, lithographic processing cell, device manufacturing method and distance measuring system |
| JP4611407B2 (ja) * | 2007-07-18 | 2011-01-12 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 検査装置および方法、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セル、並びにデバイス製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0638639B2 (ja) | 1994-05-18 |
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