JPS62284587A

JPS62284587A - 撮像装置における焦点整合表示方法

Info

Publication number: JPS62284587A
Application number: JP61127293A
Authority: JP
Inventors: Keijiro Nakamura; 仲村　敬二郎; Akio Izumi; 晶雄泉; Hideyuki Tanaka; 秀幸田中
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1987-12-10

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、イメージセンナを用いた撮像装置における焦
点整合状態を表示する方法に関する。

［従来の技術］従来、イメージセンサを用いた撮像装置にあっては、シ
ンクロスコープを用いてイメージセンサの出力波形を観
察したり、カメラのようにファインダを利用して、実際
の画像を観察することにより、焦点調整を行っている。

しかし、この方式では、比較的高価なシンクロスコープ
が必要であったり、あるいは光学系が複雑になる等の問
題があった。

また、他の従来方法では、第４図に示すように、被写体
１を光源２で照明し、被写体ｌからの反射光をレンズ３
を通してイメージセンサ４上に結像させる。駆動回路５
により出力されるクロック信号ＣＬ（第５図）と走査開
始信号ＳＴ（第５図）に同期してイメージセンサ４上の
像の光量に応じた撮像パルス信号Ｐ■（第５図）を出力
する、この出力信号ＰＶをサンプル・ホールドアンプ回
路６に供給してサンプルホールドして撮像信号ｖＳ（第
５図）を形成する。さらに、立上がり検出回路７によっ
て被写体像と背景との境界部分に相当する画像信号を抽
出し、クロック信号ＣＬにより変調することにより、画
素数信号ＣＴ（第５図）を形成する。このパルス数を表
示して、そのパルス数が最小となるように操作者がピン
トを調整する。

しかし、最小値をみつける操作は比較的やっかいなもの
てあり、また、この最小値は被写体や光源によっては、
かなり低下した値となるため、用意した表示桁数を越え
てしまったり、逆に誤差範囲に入ってしまって表示が煩
雑に変化し、最小値を判定できない等、不具合な点が多
々あった。

［発明か解決しようとする問題点］そこで、本発明の目的は、シンクロスコープやファイン
ダ等を使用することなしに、上記のような不具合点をな
くし、簡単な操作で、正確な焦点調整を行うことができ
る焦点整合表示方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］このような目的を達成するために、本発明は、撮像装置
から得られた物体と背景との境界部分の撮像信号の画素
数を計数して焦点を整合させる方法において、第１の周
期における撮像信号の画素数に所定数を加算した加算画
素数を、第２の周期における撮像信号の画素数と、比較
し、加算画素数が第２の周期における撮像信号の画素数
より犬である場合にその旨を表示し、第２の周期におけ
る撮像信号の画素数が第１の周期における撮像信号の画
素数よりも小さいときのみ第２の周期の撮像信号の画素
数に応じて加算画素数を更新することを特徴とする。

［作用］本発明では、上述した被写体像と背景との境界部分の画
素数を最小とする条件を、すなわち焦点が整合する条件
を、各走査周期における画素数の比較により求め、かか
る画素数最小の条件が満足されたときに、表示素子を点
灯させることにより、焦点整合状態を表示する。

このノイズの影害やイメージセンサ上の原像計数の不確
実さを改善するために、上記画素数信号の第１の周期の
画素数には所定の定数を加算した加算画素数を作り、第
２の周期の画素数信号における画素数が加算画素数以下
の場合に表示素子を点灯させるようにしている。

さらに加えて、第２の周期の画素数が第１の周期の画素
数より小さくなった場合においてのみ、すなわち焦点の
合う方向にある場合においてのみ、第２の周期の、より
少ない画素数により加算画素数を更新し、前記表示素子
が点灯する条件を満足させ、常に表示素子が点灯する方
向にピントを移動させることによって、簡単に、かつ正
確に焦点を整合させる。

［実施例］以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、その各部の電気信号
の状態を第２図に示す。

第１図において、カウント・アップカウンタ８はイメー
ジセンサの走査開始信号ＳＴにより、被写体像と背景と
の境界部分の画素数信号ＣＴの１周期分のパルス数ｘ２
をカウントアツプする。このカウンタ８のカウント出力
をラッチ回路９によりラッチする。

カウンタ８のカウント数Ｘ２がラッチ回路９にすでにラ
ッチされている値数ｘ１より小である場合、すなわち、
Ｘ□〉Ｘ２の場合には、後述の条件にしたがって、ｘ２
がラッチ回路９に新たにラッチされる。このようにして
、画素数信号ＣＴのパルス数が最小になる条件、すなわ
ち焦点が整合する条件が検査される。

ラッチ回路９のラッチ出力は表示用カウントダウンカウ
ンタ１１およびラッチ用カウントダウンヵウレタ１２に
供給される。表示用カウントダウンカウンタ１１にはカ
ウントの初期値を定めるための定数Ｃが定数回路ｌＯよ
り供給される。表示用カウントダウンカウンタ１１の出
力は表示用フリップフロップ１３に供給され、ラッチ用
カウントダウンヵウンタ１２の出力はラッチ用フリップ
フロップ１４に供給される。

他方、クロック信号ＣＬをカウンタ１５に供給してその
個数をカウントし、そのカウント出力をパルス形成回路
１６に供給して、走査終了信号ＥＤを発生させる。この
走査終了信号ＥＤをナントゲート１７および１８の各一
方の入力端子に供給し、同各他方の入力端子には、フリ
ップフロップ１３および１４の各出力２２および２３を
供給する。

ナントゲート１７からの点火信号２４をワンショットマ
ルチバイブレータの形態のパルス発生器１９に供給し、
得られるワンショットパルスにより、駆動トランジスタ
２０を制御して表示素子２１の点灯を行う。ナントゲー
ト１８から得られるラッチ信号をラッチ回路９に供給し
、そのタイミングでカウントアツプカウンタ８の出力を
ラッチ回路９にラッチする。

ここで、カウントアツプカウンタ８のカウント数Ｘ２が
ラッチ回路９にラッチされる条件は次のように定め５れ
る。

すなわち、ラッチ回路９によってラッチされている数値
Ｘ１はそのままラッチ用カウントダウンカウンタ１２の
初期値として設定され、パルス数Ｘ２の画素数信号ＣＴ
により順次ｘ１−ｘ２のカウントダウンが行われる。し
たがって、Ｘ１≦Ｘ２、すなわち、Ｘｌ−Ｘ２≦０であ
る場合には、カウントダウンカウンタ１２のカウント数
２８は、カウントダウンの最中にＯに到達し、この時、
ラッチ用フリップフロップ１４をリセットする。したが
ってラッチ用フリップフロップ１４の出力２３は、ロー
レベル出力となる。

一方、クロック信号ＣＬはカウンタ１５によりカウント
され、イメージセンサの１周期の走査を終了した時点で
パルス形成回路１６によって走査終了信号ＥＤが出力さ
れる。

ところが、ラッチ用フリップフロップの出力２３とパル
ス形成回路１６の出力ＥＤとはナントゲート１８に導か
れているため、これらがＡＮＤ条件を満足した場合にの
み、走査終了時にラッチ信号２５が出力されるようにな
っている。このため、前述のようにＸ１≦Ｘ２でラッチ
用フリップフロップ１４の出力２３がローレベルである
場合には、ＡＮＤ条件が満足されず、カウントアツプカ
ウンタ８のカウント数はラッチ回路９にラッチされない
。

反対に、Ｘ□〉ｘ２であれば、ラッチ用カウントダウン
カウンタ１２のカウントダウンによってもそのカウント
数２８はＯにならないため、ラッチ用フリップフロップ
１４はリセットされず、その出力２３はハイレベル状態
にあり、したがって、ＡＮＤ条件が満足されるため、走
査周期のつど画素信号のより少ない値がラッチ回路９に
ラッチされることになる。

他方、ラッチ回路９でラッチされた数値Ｘ１に対して、
定数設定回路ｌＯにより定数Ｃが加算されて、表示用カ
ウントダウンカウンタ１１の初期値Ｃ＋Ｘ、として設定
される。

表示用カウントダウンカウンタ１１には、表示用フリッ
プフロップ１３が接続され、さらにその出力２２と走査
終了信号ＥＤとがナントゲート１７においてＡＮＤ条件
を満たすときに、点灯信号２４を与えている。その動作
は前述のラッチ用フリップフロップ１４を介してラッチ
信号２５が与えられる場合と全く同様である。点灯信号
２４はパルス発生器１９に入力され、その出力であるワ
ンショットパルス２６が出力されている間にわたって表
示素子２１が点灯する。

従って、Ｃ＋Ｘ１−Ｘ２＞Ｏの場合には表示素子２１が
点灯し、Ｃ＋Ｘ、−Ｘ２　＜Ｏの場合には消灯する。定
数Ｃは後述の理由によって定められるが、あまり大きな
値でないため、概ねｘｌ〉×２の場合において表示素子
２１が点灯する。すなわち、焦点調整において、焦点か
整合する方向にある場合には、表示素子２１が点灯し、
その反対の場合には消灯するので、これによって焦点が
整合されているか否かを知ることかできる。

定数Ｃを設定するのは、×１とｘ２の大小関係を比較す
る場合に、ノイズの影響やイメージセンサ上に投影され
る画像にその素子程度の不確実性があることによる影響
を除外するためであって、Ｃの値としては、上記の条件
を満足する範囲内で極力小さい値を採用するのが好まし
い。

第２図において、カウンタ１１のカウント数２７、カウ
ンタ１２のカウンタ数２８が、定数設定回路ｌθで設定
される加算定数Ｃと各周期での画素数信号ＣＴのパルス
数ｘ、ｘ’　、ｘ”　、ｘ”’により示されている。

第２図において、周期ａはピントの合っていない状態を
示し、ラッチ回路９には周期ａより以前のラッチ出力Ｘ
がラッチされ、走査開始時に表示用カウントダウンカウ
ンタ１１には、カウント数２７で示すごとく、Ｃ＋ｘが
設定され、ラッチ用カウントダウンカウンタ１２には、
カウント数２８で示すごとく、Ｘか設定されている。

画素数信号ＣＴのパルス数Ｘ′　はピントが合っていな
いので、ｘ’＞ｘであり、ラッチ信号２５は出力されな
い。そのため、周期すの走査開始時には、カウンタｔｉ
および１２に同様の数値Ｃ＋ｘおよびＸかそれぞれ設定
される。また、ここでは、Ｃ＋ｘ＞ｘ’　　となってい
るため、点灯信号２４が出力されている。ピント調整開
始時には、表示素子２１は必ず点灯していることになる
。

周期すにおいては、ピントが合った状態であり、ｘ”＜
ｘ＜ｘ’　であるので、ラッチ信号２５が出力され、ラ
ッチ回路９にラッチされる定数ｘ”となる。ここでも当
然Ｃ＋　ｘ　＞　ｘ　”　となるため、点灯信号２４が
出力されている。

周期Ｃではピントの最も合っている点で通りすぎ、しか
もＸ″′が焦点整合近傍のカウント値Ｃ＋ｘ”以上の値
なので、ｘ″’＞ｘ”およびＣ＋　ｘ　”＜　ｘ　”’
となり、ラッチ信号２５および点灯信号２４共に出力さ
れないため、ラッチ回路９のラッチ数値は更新されず、
ｘ″のままであり、表示素子２１は消灯する。

さらに、本発明実施例の動作を第３図（Ａ）〜（Ｅ）　
により説明する。

第３図（八）〜（Ｅ）において、縦軸は画素数信号ＣＴ
のパルス数Ｘを示し、横軸は被写体１のレンズ３による
結像位置を示す。さらに、３１は作業者が行うピント合
わせ操作による移動を示す。３２および３３は、表示素
子２１の、それぞれ、点灯状態および消灯状態を示す。

３４は終了後の表示用カウントダウンカウンタ１１の初
期設定値を示す、３５は初期結像位置、３６は第２の位
置、３７はイメージセンサ位置、３Ｂはカウンタ１１の
最小初期設定値を示す。

操作者は、表示素子２１が点灯する順方向にピント位置
を移動する。第３図（Ａ）において、初期結像位置３５
から結像位置をイメージセンサ位置３７に一致させるた
めに、レンズ３を順方向に調整し、第２の位置３６まで
移動させる間、表示素子２１は点灯したままである。

第３図（Ｉｌ）において、操作者がもし逆方向にレンズ
３を調整すると、カウンタ１１の初期設定値３４を越え
るところで表示素子２１が消灯状態３３となるから、操
作者は再び表示素子２１を点灯させるべく、第３図　（
Ｃ）に示すように、順方向にピントを８勅させる。

第３図　（Ｃ）において、最もピントの合った位置３７
を通りすぎ、この最もピントの合った位置３７で設定さ
れたカウンタ口の最小初期設定値３８を赳えてしまうと
、表示素子２１は消灯するため、操作者は、第３図（Ｄ
）に示すように、表示素子２１が点灯する方向、すなわ
ち逆方向にレンズ３を調整する。

第３図（Ｄ）において、逆方向に結像位置を移動させて
、第３図　（Ｃ）と同じく画素数信号ＣＴのパルス数が
カウンタ１１の最小初期設定値３８以下となっている間
は、表示素子２１は点灯し、ピントの合っていることを
示す。従って、この間の領域が撮像信号のノイズを十分
考慮し、かつできるだけ小さくなるように、加算定数Ｃ
を設定しておけば、操作者は第３図（Ｅ）のごとく容易
にイメージセンサ位置３７に結像位置を一致させること
ができる。

なお、前述した被写体１の背後に光源２を配置しても、
本発明をそのまま適用できること言うまでもない。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明においては、ピ
ントの移動に伴い、画素数信号ＣＴのパルス数Ｘの常に
小さい値をラッチし、これに加算定数Ｃを加算した数値
と新しい画素数信号ＣＴのパルス数との大小関係を比較
し、画素数信号が前記数値より小さいとき、すなわちピ
ントの整合する方向にピントが移動しているときには、
表示素子の点灯によりその旨を表示するように構成した
ので、操作者は単に表示状態を見ながら常に点灯する方
向にピントを調整すればよく、ファインダーやシンクロ
スコープを用いることなしに、きわめて簡単に焦点を整
合させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は本発明の実施例における各部の信号波形図、第３図（八）〜（Ｅ）は本発明におけるピントの移動と
画素数信号におけるパルス数との関係の説明図、第４図は撮像装置の被写体および光源に対する配置を示
すと共に従来の焦点調整法を説明するための線図、第５図はかかる従来例の説明用信号波形図である。１・・・被写体、２・・・光源、３・・・レンズ、４・・・イメージセンサ、８・・・カウントアツプカウンタ、９・・・ラッチ回路、１０・・・定数設定回路、１１・・・表示用カウントダウンカウンタ、１２・・・
ラッチ用カウントダウンカウンタ、１３・・・表示用フ
リップフロップ、１４・・・ラッチ用フリップフロップ、】５・・・カウ
ンタ、１６・・・パルス成形回路、１７、１８・・・ナントゲート、１９・・・パルス発生器、２０・・・駆動トランジスタ、２１・・・表示素子。

Claims

【特許請求の範囲】

撮像装置から得られた物体と背景との境界部分の撮像信
号の画素数を計数して焦点を整合させる方法において、
第１の周期における撮像信号の画素数に所定数を加算し
た加算画素数を、第２の周期における撮像信号の画素数
と比較し、前記加算画素数が前記第２の周期における撮
像信号の画素数より大である場合にその旨を表示し、前
記第２の周期における撮像信号の画素数が前記第１の周
期における撮像信号の画素数よりも小さいときのみ当該
第２の周期の撮像信号の画素数に応じて加算画素数を更
新することを特徴とする撮像装置における焦点整合表示
方法。