JPS6260369A

JPS6260369A - 自動合焦信号検出装置

Info

Publication number: JPS6260369A
Application number: JP60200137A
Authority: JP
Inventors: Masao Yajima; 正男矢島; Hideyuki Kondo; 秀幸近藤
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1987-03-17
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JP2542361B2

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）本発明はカメラ等の光学装置に用いられる自動合焦信号
検出装置に関する。

（従来の技術）カメラにおいて撮影レンズは周波数伝達特性が第１３図
に示すようにローパスフィルタ型となっており（図中の
ｆｒｅｑは周波数）、被写体像がぼけているときには被
写体個有の空間周波数の低周波成分しか通さず、ピント
が合うにつれて高周波成分も通すようになる。自動合焦
信号検出装置の一つとしてその撮像レンズの周波数伝達
特性に着目してカメラからの映像信号の含まれる高周波
成分の量を利用するものがある。この自動合焦信号検出
装置では第１４図に示すようにカメラ１において撮影レ
ンズを通して撮像することによって得られた映像信号よ
りゲート２で走査線設定部３からの信号により映像信号
の特定の走査線部分を選び、ハイパスフィルター（以下
ＨＰＦという）４でその高置波成分を取シ出してピーク
ホールド回路５でピークホールドすることにより高周波
成分の量を検出する。第１５図はカメラ１のレンズを動
かした時のピークホールド回路５の出力電圧例であシ、
ピントが合った時にピークホールド回路５の出力電圧が
最大となる。なお一本の走査線部分による合焦信号検出
では不正確となるため、実際にはゲート２で複数本の走
査線部分を取シ出している。

（発明が解決しようとする問題点）上記自動合焦信号検出装置では被写体、カメラ１のレン
ズ、ＨＰＦ４等の特性により出力電圧特性が第１６図、
第１７図のようになることがある。第１６図の場合被写
体像が完全にぼける点■、■では出力電圧が出なくてレ
ンズを近接、■のどちらの方向へ動かせばよいか分らな
いので、ピント合わせに時間がかかる。第１７図におい
てＡは出力電圧が飽和した場合であシ、Ｂはピークかに
ぷい場合である。Ａ、Ｂとも合焦点がはっきりせず、ピ
ントがあまくなる。

（問題点を解決するための手段）本発明はカットオフ周波数が異なる複数のＨＰＦと、該
ＨＰＦの出力に重みをつげて加算することによって合焦
信号を検出する手段とを備えている。

（作　用）あらかじめ設定した適数本の走査線から得られる被写体
の映像信号が複数のＨＰＦを通って上記手段により重み
を付けられて加算されることによって上記映像信号の合
焦信号が検出される。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示す。

この実施例は低域カットオフ周波数の異なる複数のＨＰ
Ｆを使用し、その、出力に適当な重みをつけて加算する
ことによりすそが広く、かつ鋭いピークを持つ出力電圧
特性を得ている。これにより完全にぼけた状態からでも
ピントを合わせる方向がわかって短時間でピントを合わ
せることができ、かつ正確にピントを合わせることがで
きる。

この実施例においてカメラ１１の位置はモータ３１を用
いてマイクロコンビーータ２２により制御される。カメ
ラ１１は被写体をレンズを通して撮像して映像信号を出
力するが、この映像信号はバッファ１２を介して常に同
じ走査線を設定する回路（１３〜２１）とオートフォー
カス信号発生口Ｍ（２ａ１〜２３ｎ　、　　２４１〜２
４ｎ　、　　２５１〜２５ｎ　、　　２６，２７１〜２
７ｎ、　　２８　、　２９　）　Ｋ入力される。

まず走査線設定回路について説明する。カメラ１１から
の映像信号は入力インピーダンスの高いバッファ１２を
通って同期信号分離回路１３で同期信号成分のみがとシ
出され、水平同期分離回路１４、垂直同期分離回路１５
により水平同期信号と垂直同期信号が分離される。フィ
ールド検出回路１８は水平同期分離回路１４　、垂直同
期分離回路１５からの水平同期信号、垂直同期信号のタ
イ・ミンクから第１フイールドと第２フイールドのどち
らかを検出する。ここにカメラ１１からの映像信号は第
１フイールドのものと第２フイールドのものが交互にく
シ返される。検出域設定回路１７は水平同期分離回路１
４からの水平同期信号の立ち上がシの６１秒後から４２
秒後までの間にゲート２４１〜２４ｎを開くための信号
を発生する。この信号によりゲート２４１〜２４ｎが開
いてピークホールド回路２５１〜２５ｎには映像信号の
高周波成分のみが入力され、同期信号に関するものが除
かれる。水平同期カウンタ１６とディジタルコンパレー
タ２０は処理の対象となる走査線を検出する。すなわち
マイクロコンビーータ２２により設定された値がラッチ
回路１９でラッチされ、水平同期カウンタ１６が水平同
期分離回路１４からの水平同期信号の数をカウントして
ディジタルコンパレータ２０によりラッチ回路１９の値
と水平同期カウンタ１６の値が比較される。制御回路２
１はラッチ回路１９の値と水平同期カウンタ１６の値が
一致したときにディジタルコンパレータ２０の出力信号
により各走査線側にサンプルホールド回路２７１〜２７
ｎに加算係数器２６の出力信号をホールドさせる。こと
に１フイールドの間にはマイクロコンビーータ２２の設
定により複数本の走査線を処理できる。制御回路２１は
設定した走査線の処理結果（加算係数器２６の出力信号
）をどのサンプルホールド回路２７１〜２７ｍでホール
ドするかの判断を行う。このようにして同じフィールド
のｎｌ、ｎ２・・・ｎｌ１１本目の走査線の映像信号を
検出できる。

第３図においてａはバッファ１２の出力を示し、ｂ、ｃ
はその一部を拡大したものである。図中■は垂直同期信
号、Ｈは水平同期信号である。フィールド検出回路１８
は■の終シからＨが出るまでの時間ｔが第１フイールド
と第２フイールドで違うことを利用している。検出域設
定回路１７はＣのようにＨの立ち上がりの６１秒後から
４２秒後までの間に映像信号をとシ出すようにゲート信
号を発生する。

次にオートフォーカス信号発生回路について説明する。

バッファ１２からの映像信号は複数のＨＰＦ２３１〜２
３ｎにより高周波成分が取り出され、ゲート２４１〜２
４ｎにより映像信号の適当な部分がとシ出されてピーク
ホールド回路２５１〜２５ｎによりピーク値が検出され
る。ＨＰＦ’２３１〜２３ｎは各々出力電圧特性が違う
ので、加算係数器２６によりＨＰＦ２３１〜２３ｎの各
出力に係数をかけて加算し所望の出力電圧特性を得てい
る。加算係数器２６は第２図に示すように各入力に係数
をかける係数器２６１〜２６ｎとその出力を加算する加
算器２６０で構成されるが、ここでは演算増幅器ＯＰ及
び抵抗Ｒ１〜Ｒｎ　、　Ｒｆで構成されている。

・　ここまでの処理はすべての走査線に対して行なわれ
る。次に加算係数器２６の出力はサンプルホールド回路
２７１〜２７ｎによりマイクロコンビ為−タ２２で設定
した走査線についてのみ走査線毎にサンプルホールドさ
れて加算器２８で和がとられ、その和がサンプルホール
ド回路２９でホールドされてアナログ／ディジタル変換
器３０でディジタル値に変換される。マイクロコンピー
タ２２はフィールド検出回路１８の出力信号により制御
回路２１、アナログ／ディジタル変換器３０等を制御し
、アナログ／ディジタル変換器３０からデータを取シ込
んでカメラ１１のピント合わせな行う。

ところでＨＰＦ　２３１〜２３３　（ｎを例えば３とす
る）は第４図に示すように低域カットオフ周波数ｆ１〜
ｆ３が異なシ、同一の画像に対する出力電圧特性が第５
図に示すように異なる。このＨＰＦ　２３１〜２３３の
出力に各々適当な重みをつけて加算したものは第６図に
示すようになり、すそが広くて合焦点で鋭いピークを持
つ出力電圧特性が得られる。

マイクロコンピュータ２２はピント合わせを行う場合者
カメラ位置でデータをアナログ／ディジタル変換器３０
から取シ込み、それを前のものと比較してレンズの動く
方向などを判断し、モータ３１によりカメラ１１のレン
ズを合焦点へ移動させる。すなわち第７図、第８図に示
すように（１）まず出力電圧（サンプルホールド回路２
９の出力電圧）をアナログ／ディジタル変換器３０を介
して測定しながらモータ３１にカメラ１１のレンズを任
意の光軸方向へ動かさせる。Ｃ）次にその動かした方向
が上記出力電圧を増加させる方向であればモータ３１に
カメラ１１のレンズをその方向へ動かし続けさせる。逆
にレンズを動かした方向が出力電圧を減少させる方向で
あればモータ３１にその方向とは逆の方向へカメラ１１
のレンズを動かさせる。（３）上記出力電圧の変動が増
加から減少になったことからジャストピント位置（合焦
点）をカメラ１１のレンズが通過したことを検出し、そ
の合焦点を記憶する。（４）上記記憶した合焦点へカメ
ラ１１のレンズを戻して停止させるようにモータ３１を
制御する。なおピント合わせの順番０）〜（４）は第７
図、第８図の（１）〜（４）と対応している。

次にバッファ１２、ＨＰＦ２３１〜２３３、ゲート２４
１〜２４３、ピークホールド回路２５１〜２５３の出力
波形について説明する。カメラ１１に例えば第９図（１
）のような画像が人力された場合バッファ１２からの映
像信号は走査線ｎｌ”　ｎ３について第９図０）のよう
な波形になる。この映像信号は第４図に示すような特性
のＨＰＦ　２３１〜２３３を介してゲート２４１〜２４
３に入力され、ＨＰＦ　２３１の出力とゲート２４１の
出力が第９図（３）のような波形になる。ＨＰＦ　２３
１の出力はバッファ１２の出力高域成分のみであるので
、バッファ１２の出力の立ち上がり、立ち下がり部で鋭
いピークができる。ゲート２４１を第９図ｃ２）′ＶＣ
示すゲート開の間だけ開けると、第９図（３）のように
られる。ＨＰＦ　２３２及びゲート２４２の出力、ＨＰ
Ｆ２３３及びゲート２４３の出力も同様に第９図（４）
　（５）のような波形となるが、ＨＰＦ　２３１　、　
２３２　、２３３の順にその低域カットオフ周波数が高
くなっているから第９図で（３）　＞　（４）　＞　（
５）の順に出力振幅が小さくなる。

ここで第９図（６）のようなタイミングでピークホール
ド回路２５１〜２５３のセット、リセットを行うと、ピ
ークホールド回路２５１〜２５３の出力は第９図（７）
のような波形になる。図中Ｖｓ　、　Ｖｚ　、　Ｖｚは
ゲート２４１〜２４３の各出力中で最も大きなピークｔ
ｏピーク電圧である。加算係数器２６の出力はピークホ
ールド回路２５１〜２５３の出力を適当な割合で加算し
たものであるから、ピークホールド回路２５１〜２５３
の出力とほぼ同じ波形となシ、その高さ、つまり電圧は
加算の割合により任意に設定することができる。

また第１０図（１）のような画像がカメラ１１に入力さ
れて３本の走査線ｎ１〜ｎ３を選んだ場合バッファ１２
、ゲート２４１、サンプルホールド回路２７１〜２７３
　（ｍ＝　３とする）、加算器２８の出力は第１０図（
１）〜（５）のような波形となる。３本の走査線１１〜
１３について信号処理を終ったところで第１０図（５）
に示すん侶変換ホールドのタイミングで加算器２８の出
力がアナログ／ディジタル変換器３０によりアナログ／
ディジタル変換される。このように走査線をとびとびに
選べばどれか１本の走査線について出力があれば、つま
りどれか１本の走査線が被写体にかかつていればピント
合わせが行うことができ、適当な間隔をおいて走査線を
複数本用いるとよい。

また走査線の設定と検出域Ｃｔ１〜１２）の設定により
任意の場所にピントを合わせることができる。

例えばまん中に人がいる風景などの場合第１１図のよう
に３本の走査線、検出域を選べば中心にいる人物Ｐにピ
ントが合う。また第１２図のように走査線、検出域を選
べば画面右上の斜線部分にピントが合う。

（発明の効果）以上のように本発明によればあらかじめ設定した適数本
の走査線から得られる被写体の映像信号をカットオフ周
波数が異なる複数のＨＰＦを介して重みをつげて加算す
ることによって映像信号の合焦信号を検出するので、す
そが広くて鋭いピークを持つ出力電圧特性が得られる。

これＫよりレンズの移動方向が容易にわかってピント合
わせの時間を短縮でき、かつピントをシャープに合わせ
ることができる。またＨＰＦの数や上記重みを変えるこ
とにより被写体に最適な構成とすることが可能であり、
被写体の特性によって精度が左右されないようにできる
。さらに上記走査線の位置を自由に設定することが可能
であるので、被写体の特性によって精度が下がらないよ
うにできる。

【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
加算係数器を示すブロック図、第３図は上記実施例のバ
ッファ出力波形及びその拡大波形を示す波形図、第４図
は同実施例のＩ（ＰＦ特性を示す特性曲線図、第５図は
同実施例の各ＨＰＦの出力電圧特性を示す特性曲線図、
第６図は同実施例の出力電圧特性を示す特性曲線図、第
７図及び第８図は同実施例のピント合わせな説明するた
めの図。第９図及び第１０図は同実施例の入力画像例と各部信号
波形を示す図、第１１図及び第１２図は本発明を説明す
るだめの図、第１３図はレンズの周波数伝達特性を示す
特性曲線図、第１４図は従来の自動合焦信号検出装置を
示すブロック図、第１５図〜第１７図は同装置の出力電
圧特性を示す特性曲線図である。２３１〜２３ｎ・・・ＨＰＦ、２６・・・加算係数器。叱　る　　　（の゛勺− １−　　　　　　　　　　　　　　　　　ぎ）？　　　
　　　　リ　　　　　　　へ −リ　（ト手続補正書（方刻昭和６０年１２月１６日、′ 特許庁長官　宇賀道部　殿　　　　　　　′）１　事件
の表示昭和６０年特許願第２００１３７号２充明の名称自動合焦信号検出装置３　補正をする者事件との関係　特許出願人名　　　　称　（２２３）株式会社三協精機製作所４　
　代　　　理　　　人住　所　東京都世田谷区経堂４丁目５番４号６補正の対
象図　　　　　面７　補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

あらかじめ設定した適数本の走査線から得られる被写体
の映像信号が入力されカットオフ周波数が異なる複数の
ハイパスフィルターと、該ハイパスフィルターの出力に
重みをつけて加算することによつて上記映像信号の合焦
信号を検出する手段とを備えた自動合焦信号検出装置。