JPS63141012A - 合焦検出装置 - Google Patents

合焦検出装置

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JPS63141012A
JPS63141012A JP61288071A JP28807186A JPS63141012A JP S63141012 A JPS63141012 A JP S63141012A JP 61288071 A JP61288071 A JP 61288071A JP 28807186 A JP28807186 A JP 28807186A JP S63141012 A JPS63141012 A JP S63141012A
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浩史 須田
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当山 正道
Akihiro Fujiwara
昭広 藤原
Kunihiko Yamada
邦彦 山田
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method

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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、電子撮像素子を有するカメラの合焦検出装置
に関する。
〔従来の技術〕
近年、ビデオ・カメラでは、鴇像素子の映像信号を帯域
の異なる複数のバンド・パス・フィルタ(B P F)
に供給し、各BPF出力から撮影画面の精細度を検出し
、その精細度が最大になるように合焦用レンズを位置調
節する、所謂山登りサーボ方式による自動合焦方式が提
案されている(特開昭58−188966号)。
その従来の自動焦点整合装置のブロック図を第6図に示
す、この装置では、レンズ1を介して受ける被写体の光
学情報を撮像間2で電気信号に変換し、前置増幅器3で
増幅後、プロセス回路4でテレビジョン信号化する。B
PF13は中心周波数が低(、帯域が200 KHz〜
I M)Izで、従って、検出範囲は広いが検出感度は
低い。他方のBPF14は、中心周波数が高く、帯域が
15MHz〜25MHzで、検出範囲は狭いが、検出感
度は優れている。演算処理回路15は、レンズlのフォ
ーカス調整が大きくずれているときには、BPF13の
出力を通し、合焦点近傍ではBPF 14の出力を通す
、いわば切換スイッチである。この切換の判定は、BP
F14の出力が一定の閾値以上か否かによる。この焦点
整合装置では、レンズ1を光軸方向に基準周波数で微少
振動させており、基準周波数成分検出回路8が、演算処
理回路15の出力から当該基準周波数成分を取り出し、
同期検波回路9で同期検波する。そして、同期検波回路
9の出力をモータ駆動回路11に印加し、レンズ1を合
焦点に制御する。
このような方式で得られるBPF出力の一例を第7図に
示す。このBPF出力電圧(以下、焦点電圧という)は
撮影映像の精細度に対応しているので、↑鼓形レンズの
結像面が撮像管の撮像面に合致している状況で最大にな
り、それからずれるに従い小さくなる。従って、この焦
点電圧が最大になるように憑影レンズを位置調節するこ
とで自動焦点調節を達成出来ることになる。この焦点電
圧の曲線は一般に被写体やその焦点整合に応じて大きく
変化するので、合焦調節の各段階毎に、出力レベルの大
きいBPFを選択しなければならない。
一般的には、精細度の低い大ボケ状態では中域用BPF
、の出力を採用し、合焦点付近ではレンズの停止精度を
高めるために超高域用BPFzの出力を用いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしこの構成では、2つのBPF出力を同時には演算
処理回路15で処理できないので、BPF選択の判定は
適当な閾値によらざるをえない。
周知の通りBPFの出力レベルは被写体により大きく異
なるため、かかるBPFの選択の為の闇値設定は、非常
に難しく、誤動作のもとになる。
また、焦点電圧自体は被写体の明るさにも大きく依存し
、特に蛍光灯照明下では、1フイールド毎の焦点電圧に
は成る周期でレベル変動が生じる。
例えば、フィールド周波数が60Hzで電源周波数が5
0Hzの地区の場合、蛍光灯が100 Hzで点灯する
ため、焦点電圧には20Hzのレベル変動が生じる。こ
れは自動合焦の失敗に直結する。
そこで本発明は、複数個のBPFを選択して用いる際に
、かかる選択を良好に行え、また蛍光灯の悪影響を防止
しうる合焦検出装置を提示することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る合焦検出装置は、異なる周波数通過特性の
複数のバンド・バス・フィルタを具備し、撮像素子から
の映像信号をこれらのバンド・バス・フィルタに印加し
、各バンド・バス・フィルタ出力により撮影光学系の合
焦度を検出する装置であって、各バンド・バス・フィル
タ出力を所定周期で順次選択する選択手段を設けた。
〔作用〕
上記選択手段により、各BPF出力が循環的に得られる
構成を簡単にすることができ、各BPF出力のうち、例
えば現在得られた値と過去に得られた値とを比較し、そ
の比較結果に応じて、BPF出力を選択することができ
る。また、選択手段の選択周期を、蛍光灯による妨害変
動の周期と合わせることにより、この妨害変動は単にB
PF出カシカレベル体的上昇又は下降になり、従って妨
害変動により検出精度が低下することもない。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第1図
は本発明の第1実施例のブロック図を示し、第2図は別
の実施例を示す。
第1図において、レンズ10を透過した被写体からの光
は撮像素子12により電気映像信号に変換される。その
映像信号は、プリアンプ14で増幅された後、ビデオ・
カメラのプロセス回路に送られるが、合焦検出のために
BPF16,18゜20にも印加される。BPF16は
中域用、BPF18は高域用、BPF20は超高域用で
ある。
BPF16の出力は可変利得アンプ40を介してアナロ
グ・スイッチ46の選択接点46Aに接続し、BPF1
8の出力は可変利得アンプ42を介して選択接点46B
に接続し、BPF20の出力は可変利得アンプ44を介
して選択接点46Cに接続する。各可変利得アンプ40
,42.44の利得は、連係のゲイン・レベル・レジス
タ48゜50.52の保持値によって決定される。
スイッチ46の選択出力は可変利得アンプ26で増幅さ
れ、ゲート回路28に印加される。ゲート回路28は合
焦検出に利用する画面領域の信号のみを通過させる。ピ
ーク・ホールド回路30は画面毎にゲート回路28の出
力をピーク・ホールドし、A/D変換器32がそのホー
ルド値をA/D変換してマイクロコンピュータ54に供
給する。
マイクロコンピュータ54は、A/D変換器32からの
信号値を直前値と比較してレンズ10の移動方向を判定
し、モータ駆動回路34に駆動信号を送る。モータ駆動
回路34はその駆動信号に従いレンズ10の駆動モータ
36を制御する。マイクロコンピュータ54はまた、A
/D変換器32からの信号レベルが不適正(例えば、所
定闇値レベル以下又は以上)のときには、適正となるよ
うにゲイン・レベル・レジスタ48.50.52の内容
を変えてアンプ40,42.44の利得を調節する。マ
イクロコンピュータ54は更に、撮像素子駆動回路55
に橋像素子12を駆動するための基準となる垂直同期信
号を送る。
スイッチ46はフィルタ切換信号発生回路56からの切
換信号に従い、BPF16,18.20の一つを周期的
に選択する。フィルタ切換信号発生回路56は、カメラ
部の垂直同期信号70から第4図に示す2ビツトの信号
72.74を形成する組み合わせ論理回路であり、この
2ビア)信号の組み合わせにより選択すべきBPFが決
定される。この2ビット信号はマイクロコンピュータ5
4にも送られ、スイッチ46がどのBPFを選択してい
るかを知らせる。
第3図はピーク・ホールド回路30のフィールド周期で
のホールド値(焦点電圧)を示す。本発明では、従来例
のように1つのBPFを継続的に(部ち連続フィールド
にわたり)選択することはせずに、複数(図示例では3
個)のBPFを順に選択するので、焦点電圧特性は点で
示される。
図示例では3個のBPFを順に選択することから、フィ
ールド周波数が60Hzであると、各BPFは20bF
1jJ]で選択されることになる。従って商用電源周波
数が50Hzの地区でプリアンプ14の出力に20Hz
周期のレベル変動が生じても、それは単に第3図の特性
の全体的レベル上昇を招(たけてあり、アンプ40.4
2.44の利得の調節で解消でき、ピーク・ホールド回
路30の出力には影響しない。
次にマイクロコンビエータ54の動作を簡単に説明する
。第5図はそのフローチャートを示す。
動作開始時に先ず各パラメータを初期化する(Sl)0
次にフィルタ切換信号発生回路56の出力から現在の選
択ライルタを知り(S2)、焦点電圧取り込みルーチン
(S3)で焦点電圧を取り込み、対応する変数に代入す
る。そして同じBPFについて前回取り込んだ焦点電圧
との差分を計算する。1!IIちどの時点でも、BPF
16.18.20の全てについて差分値が得られている
。それら差分値を相互に比較してどのBPFに関する差
分値が最大かを判定しくS4)、最大のBPFの焦点電
圧を選択して山登り制御を実行する(S5)。
以後S2に戻り、32〜S5を繰り返す、各周波数成分
について相互演算して得られる総体的な焦点電圧値によ
りレンズlOを位置調節する場合には、このS4及びS
5の段階でその演算及び制御を行えばよい。
本実施例においてはBPFを選択するに際して前回の出
力と今回の出力の差の最も大きいフィルタを用いている
ので、従来のように各BPFの出力を闇値と比較する方
法よりもBPFの選択を良好に行え、精度が向上する。
また、本実施例ではスイッチ46により各BPF出力を
切り換えるので、各BPF出力をマイクロコンビエータ
54に取り込むに際してゲート回路28、ピーク・ホー
ルド回路30及びA/D変換器32が一系統で済み、構
成が簡単になり、更には各系統の特性を合わせる必要が
無い。
第2図は本発明の第2の実施例のブロック図を示す、但
し第1図と共通する部分は一部省略した。
この例では、BPF16,18.20の各出力を選択ス
イッチ60の各選択接点60A、60B。
60Cに直接接続し、スイッチ60の出力とゲート回路
28との間に可変利得アンプ62を接続する。ゲイン・
レベル・レジスタ4B、50.52の出力は選択スイッ
チ64を介して可変利得アンプ62の利得制御入力に接
続する。そして、スイッチ60の切換を指示するフィル
タ切換信号発生回路56からの同じ切換信号によりスイ
ッチ64を!傾次切り換えることにより、ゲイン・レベ
ル・レジスタ48.50.52の出力を順次、可変利得
アンプ62の利得制御B入力に印加してその利得を制御
する。この構成により、単一の可変利得アンプ62しか
用いずに、ゲート回路28、即ちピーク・ホールド回路
30には、第1図の回路と同様に、各BPF出力をそれ
ぞれ対応する増幅利得で増幅した信号が入力される。従
って、より構成が簡単になる。
以上では、フィールド周波数が60bの場合を説明した
が、フィールド周波数が50)!zで商用電源周波数が
601(zの地区では、焦点電圧にIHzのレベル変動
が生じる。従って、この場合には、5個のBPFを用い
、各BPF出力を5フイールドに1回ずつ取り出すよう
にすればよい。こうすることで、蛍光灯の影響を除去で
きる。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によれ
ば、合焦検出のために複数のフィルタからの出力を実質
的に同時に利用でき、また、商用交流電源で点灯する蛍
光灯の悪影響を完全に排除した状態で合焦検出を行いう
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のブロック図、第2図は第
2実施例の部分ブロック図、第3図は第1実施例により
得られる焦点電圧の特性図、第4図は第1図及び第2図
のフィルタ切換信号発生回路56の発生する切換信号の
タイミング・チャート、第5図はマイクロコンピュータ
54の動作ヲ示すフローチャート、第6図は従来の自動
合焦装置に構成図、第7図は従来例による焦点電圧の特
性図である。 10− レンズ 12−撮像素子 14・−プリアンプ
 16. 18. 20−・−BPF   28−・・
ゲート回路 30・・−ビーク・ホールド回路 32−
・・A/D変換器 34−モータ駆動回路 36−モー
タ40.42.44−・・−・可変利得アンプ 46,
60゜64−・選択スイッチ 4 B、  50. 5
2−ゲイン・レベル・レジスタ 54−・マイクロコン
ピュータ 56−・・フィルタ切換信号発生回路第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異なる周波数通過特性の複数のバンド・パス・フィルタ
    を具備し、撮像素子からの映像信号をこれらのバンド・
    パス・フィルタに印加し、各バンド・パス・フィルタ出
    力により撮影光学系の合焦度を検出する装置であって、
    各バンド・パス・フィルタ出力を所定周期で順次選択す
    る選択手段を設けたことを特徴とする合焦検出装置。
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