JPS62264774A - 自動焦点整合装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はビデオカメラの撮像素子より得た映像信号の高
域周波数成分を検出し、その振幅が最大になるようにレ
ンズの焦点整合装置を制御する自動焦点整合装置に関す
るものである。

従来の技術 自動焦点整合装置のなかで、ビデオカメラの撮像素子の
出力電気信号より高域周波数成分を得て、前記高域周波
数成分の振幅が最大となるように、レンズの焦点整合装
置を制御するものがある（例えば、実公昭４０−２６５
６８号公報）。

以下に前述の自動焦点整合装置の一例として、レンズの
焦点整合装置を振動させることにより、撮像素子の受光
面上に結像している被写体像を、周期的・光学的にポカ
し、前記撮像素子の出力信号より前記ボケによる信号を
検出し、前記検出信号により前記高域周波数成分の振幅
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
のを、従来例として説明する。

第６図は、従来の自動焦点整合装置のブロック図を示す
ものである。第６図において、１はレンズ、２はレンズ
１により受光面上に結像している被写体像を電気信号に
変換する撮像素子、３は前記電気信号を増幅する前置増
幅器、４は前置増幅器３の出力信号に種々の処理を加え
てテレビジョン信号にするプロセス回路、６は同期信号
・ブランキング信号等を発生する同期信号発生器、６は
撮像素子２を駆動する撮像素子駆動回路である。

７は前置増幅器３の出力信号より高域周波数成分を検出
する高域周波数成分検出回路で、例えば中心周波数１川
のバンドパス・フィルタである。８は基準周波数を同期
検波回路１０とモータ駆動回路１１に供給する基準周波
数発生器、９は高域周波数成分検出回路７で得た高域周
波数成分に含まれる基準周波数成分を基準周波数で同期
検波し、前記同期検波出力でモータ駆動回路１１を通じ
てモータ１２を駆動する同期検波回路である。

以上のように構成された従来の自動焦点整合装置につい
て、以下その動作を説明する。

撮像素子の出力信号に含まれる高域周波数成分の振幅は
、合焦時に最大になり、ボケるに従って減少する。第６
図はその様子を示したものである。

縦軸は、撮像素子２の出力信号に含まれる高域周波数成
分の振幅である。横軸は、レンズ１の焦点整合装置の位
置で、「近」は近距離の被写体、「遠」は遠距離の被写
体に合焦する位置を示している。いま距離Ｄ　の被写体
に対しては、Ｄ、に対応するり、′の位置で合焦して高
域周波数成分の振幅は最大となり、その位置よりずれる
に従って減少する山型特性となる。

一方、レンズ１の焦点整合装置は前述したように基準周
波数で振動しており、目に検知できない程度にフォーカ
スが変化している。ａ　１．　ａ　２はその様子を示し
たものである。前述した振動のために、ｂｌ、ｂ２に示
すように撮像素子の出力信号に含まれる高域周波数成分
は振幅変調を受け、基準周波数成分を持つことになる。

基準周波数成分は第６図からも明らかなように、レンズ
の焦点整合装置が合焦位置より近距離側にあるか遠距離
側にあるかで”その位相が１８００反転する。従って、
ａ、の状態にある撮像素子の出力信号より高域周波数成
分を検出し、次に高域周波数成分に含まれる基準周波数
成分を検出し、基準周波数成分を基準周波数で同期検波
してその位相と振幅を検出し、検出信号でモータを矢印
Ｃ１の方向に駆動するなら、ａ２の場合では矢印ｃ２の
方向に駆動されることになり、常に高域周波数成分の振
幅が最大になる点で安定する。

この方式は、レンズの焦点整合装置を含めてクローズド
・ループを形成しており、焦点整合装置の組立精度をラ
フにできるなどの特徴を有している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では次のような問題点を
有していた。

高輝度の被写体を写した場合、撮像素子の受光面上に結
像する被写体像の光量が、撮像素子のグイナミノクψレ
ンジを越えていると、撮像素子から得られる映像信号は
飽和して歪んでしまう。このように飽和した映像信号か
らは、正確に高域周波数成分を検出することができない
ので、合焦精度が落ちてしまうことがある。また、映像
信号が飽和していなくても、画面上の一部に光源などの
高輝度の被写体があれば、高域周波数成分検出部のゲイ
ンはその高輝度部にあわせられ、残りの低輝度部から高
域周波数成分を検出することが困難になり、合焦精度が
落ちることがある、本発明にかかる点に鑑み、画面上に
高輝度の被写体を含んでも合焦精度が劣化しない、高合
焦精度の自動焦点整合装置を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達するため、撮像素子から得られる
映像信号の高域周波数成分が最大になるように制御され
るレンズの焦点整合装置を有し、前記映像信号の振幅が
所定のレベルを越えた場合、前記映像信号もしくは前記
映像信号から検出した高域周波数成分信号またはその両
方を前記焦点整合装置に入力することなく遮断するよう
に構成されている。

作　　　用 本発明は上記した構成により、撮像素子から得られる映
像信号の振幅と所定の検出レベルとを比較し、前記映像
信号が前記検出レベルを越えた場合に、前記映像信号も
しくは前記映像信号から検出した高域周波数成分信号を
遮断して焦点整合装置に入力しないようにすれば、系の
ゲインを有用な低輝度部に合わせることによって高域周
波数成分レベルを正確に検出することができ、合焦精度
の高い自動焦点整合装置とすることができる。

実施例 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。

第４図は、本発明の第４の実施例における自動焦点整合
装置のブロック図を示すものである。

第４図において、２１はレンズ、２２はレンズ２１によ
り受光面上に結像している被写体像を電気信号に変換す
る撮像素子である。２３は前記電気信号を増幅する前置
増幅器、２４は前置増幅器２３の出力信号に種々の処理
を加えテレビジョン信号にするプロセス回路、２６は同
期信号、ブランキング信号等を発生する同期信号発生器
、２ｅは撮像素子２２を駆動する撮像素子駆動回路であ
る。２７は前置増幅器２３の出力映像信号より高域周波
数成分を検出する高域周波数成分検出回路である。２８
は基準周波数を同期検波回路３ｏとモータ駆動回路３１
に供給する基準周波数発生器、２９は高域周波数成分検
出回路２７で得た高域周波数成分に含まれる基準周波数
成分を検出する基準周波数成分検出回路、３ｏは前記基
準周波数成分を基準周波数で同期検波し、前記同期検波
出力でモータ駆動回路３１を通じてモータ３２を駆動す
る同期検波回路である。３３は前置増幅器２３から得ら
れる映像信号の振幅が所定のレベルを越えたことを検出
する比較器である。３４は比較器３３の出力によって高
域周波数成分検出回路２７から得られる高域周波数成分
信号を基準周波数成分検出回路２９へ通したり゛遮断し
たりするゲート回路である。

以上のように構成された本実施例の自動焦点整合装置に
ついて、第２図を参照しながら以下その動作を説明する
。

比較器３３は前置増幅器２３の出力映像信号（第２図１
）の振幅と所定の検出レベルとを比較して、その結果を
出力する（第２図ｂ）、Ｊこのときの高域周波数成分検
出回路２７の出力は第２図Ｃのようになっている。ゲー
ト回路３４は、比較器３３の出力信号（第２図ｂ）によ
って、映像信号の振幅が所定のレベルより小さい時には
高域周波数成分信号を通過させ、大きい時には高域周波
数成分信号を遮断するように働く（第２図ｄ）。

比較器３３の検出レベルを適当な値に定める、あるいは
調節することにより、本実施例の自動焦点整合装置は従
来例のものと同じように動作する。

しかも画面の一部に高輝度の被写体を含む場合において
も、不要な高輝度信号はゲート回路３４で除かれるので
、基準周波数成分検出回路２９以後のゲインを最適に設
定することができる。

以上のように本実施例によれば、映像信号がある振幅値
を越えたときに映像信号を遮断することにより、残りの
低輝度部での高域周波数成分の検出が容易になり、高合
焦精度な自動焦点整合装置とすることができる。

第３図は本発明の第２の実施例における自動焦点整合装
置のブロック図を示すもので、第４の実施例と同一部に
は同一番号を付している。第３図において、４１は１水
平走査時間の遅延線、４２は比較器３３の出力に応じ、
信号を通したり、遮断したりするゲート回路である。

以上のように構成された本実施例の自動焦点整合装置に
ついて、第４図を参照しながら以下その動作を説明する
。

遅延線４１は映像信号を１水平走査時間遅らせるもので
ある。第４図ａ、Ｃはそれぞれ遅延線４１の入力および
出力信号、ｄはこのときの高域周波数成分検出回路２７
の出力信号である。比較−３によって映像信号の振幅が
所定の検出レベルを越えたことが検出されると（第４図
ｂ）、ゲート回路４２は水平走査のタイミングに同期し
て、検出された高輝度信号を含む１水平走査期間の高域
周波数成分信号を遮断する（第４図ｅ）。このような構
成とすることにより、高輝度信号を時間軸上にさかのぼ
って除くことができるので、比較器３３の応答速度が遅
くてもその影響をすべて除くことができる。また、不要
な高輝度信号が所定の検出レベルの僅か下側に広く分布
していても、−ケ所でも検出レベルを越えていれば水平
走査単位で除くことができる。

以上に述べた各実施例では、撮像素子の受光面上に結像
する被写体像を光学的に変調し、撮像素子から得られる
映像信号の高域周波数成分の変調成分を同期検波してレ
ンズの焦点整合装置を駆動する方式の自動焦点整合装置
について説明したが、本発明は上記方式の自動焦点整合
装置に限らず、映像信号中の高域周波数成分が最大にな
るようにレンズの焦点整合装置を制御する自動焦点整合
装置には全て応用できるものである。さらに、ゲート回
路を前置増幅器後に挿入して映像信号を遮断するように
してもよい。また、第２の実施例では遅延線を用いてい
るが、これはＣＯＤ等でもよい。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、従来方式では合焦し
難かった、光源など高輝度の被写体を含む画像に対し、
合焦精度が著しく向上するほか、簡単な回路を付加する
だけで上記効果が表われるなど、その実用的効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】 第４図は本発明の第４の実施例における自動焦点整合装
置のブロック図、第２図は本発明の第４の実施例におけ
る自動焦点整合装置の動作を説明する波形図、第３図は
本発明の第２の実施例における自動焦点整合装置のブロ
ック図、第４図は本発明の第２の実施例における自動焦
点整合装置の動作を説明する波形図、第６図は従来の自
動焦点整合装置のブロック図、第６図は従来の自動焦点
整合動作を説明するだめの特性図である。 ２１・・・・・・レンズ、２２・・・・・・撮像素子、
２７・・・・・・高域周波数成分検出回路、３３・・・
・・・比較器、４１・・・・・・遅延線、３４．４２・
・・・・・ゲート回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子から得られる映像信号の高域周波数成分
   が最大になるように制御されるレンズの焦点整合装置を
   有し、前記映像信号の振幅が所定のレベルを越えた場合
   、前記映像信号もしくは前記映像信号から検出した高域
   周波数成分信号またはその両方を前記焦点整合装置に入
   力することなく遮断するよう構成したことを特徴とする
   自動焦点整合装置。
2. （２）映像信号もしくは前記映像信号から検出した高域
   周波数成分信号またはその両方を水平走査単位で遮断す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の自動焦
   点整合装置。