JPS63151273A - 自動焦点制御装置 - 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〕 この発明は、例えばビデオカメラに用いられる自動焦点
制御装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、例えばビデオカメラに用いられる自動焦点
制御装置において、撮像素子から出力される画像信号を
一度メモリに取り込み、メモリに蓄えられた画像信号を
用いてフォーカス制御を行うようにすることにより、送
り機構の厳密な精度を要求されずに、最適な焦点制御を
行えるようにしたものである。

〔従来の技術〕

スチルカメラやムービーカメラに採用されているオート
フォーカス機構は、焦点調整の方法から大別すると、被
写体までの距離を測定し、この距離に基づいてレンズを
移動させてピント合わせを行うものと、距離によらずに
ピント合わせを行うものと、超音波により被写体までの
反射時間を計測し、この時間から被写体までの距離を求
め、この距離に基づいてレンズを移動させてピント合わ
せを行うものとに分けられる。

被写体までの距離を測定する方式は、三角測距により、
被写体までの距離を測定するもので、これは、更に被写
体に赤外ビームを発射し、このビームが被写体に反射し
て戻ってきたものを拾って距離を求める赤外照射光式と
、ビームを照射させずに距離を求める一対合致式とに分
けられる。赤外ビームを発射する方式をアクティブ方式
、赤外ビームを発射しない方式をパッシブ方式と呼ぶ場
合もある。

距離によらずにピントが合っているかどうかを検出する
方式には、コントラストを検出するものと、位相差を検
出するものとがある。コントラストを検出する方式のオ
ートフォーカス機構の一例を第５図に示す。

第５図において、被写体からのビームｐ１がハーフミラ
−１００で反射され、この反射されたビームβ２がファ
インダーに映されると共に、ハーフミラ−１００を通過
してサブミラー１０１で反射される。サブミラー１０１
で反射されたビーム１３が図示せずもマスク、赤外カッ
トフィルタを介してビームスプリッタ１０２に供給され
る。ビームスプリンタ１０２の下面にはセンサアレー１
０３Ａ及びセンサアレー１０３Ｂが配置される。

ビームスプリッタ１０２によりビーム１３がビームＩ１
４とビームβ５とに分割される。ビーム１４がセンサア
レー１０３Ａに供給され、ビーム７！５がセンサアレー
１０３Ｂに供給される。

ビーム１４の光路は、ビームＩ１５の光路より長いので
、第６図に示すように、フィルム面を８０とすると、セ
ンサアレー１０３Ｂに供給されるビーム１５は、フィル
ム面Ｓ０より前にある面ｓＩと等価であり、センサアレ
ー１０３Ａに供給されるビームβ４は、フィルム面Ｓ０
より後にある面Ｓｔと等価である。センサアレー１０３
Ａから得られる信号のコントラストとセンサアレー１０
３Ｂから得られるコントラストが比較され、その比較出
力により、前ピンか後ビンかが判断される。

コントラスト検出は、例えばその高周波成分を検出する
ことにより行える。センサアレー１０３Ａから得られる
信号のコントラストとセンサアレー１０３Ｂから得られ
る信号のコントラストとが等しくなったときに、ピント
が合った状態と判断される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、スチルカメラやムービカメラに用いられる
オートフォーカス機構としては、各種のものが提案され
ている。そして、これらの方式は、いずれも長所と欠点
とを持っている。例えば、赤外線ビームや超音波を発射
させるようなアクティブ方式のものは、夜間でも動作が
可能であるが、ガラス等の障害物の影響を受けやすい。

コントラストを検出する方式のものでは、精度の高いピ
ント合わせは行えるが、コントラストのない像を映し出
すときにフォーカス制御が行えない。

しかしながら、これら従来のオートフォーカス機構には
、共通した欠点がある。この欠点は、高い組立精度が要
求されるということである。例えば被写体までの距離を
測定する方式においては正確な距離が計れ、これに基づ
いて正確にレンズを動かせるように光学系の組立精度を
高くする必要がある。また、第５図及び第６図に示した
ようなオートフォーカス機構においては、センサアレー
１０３Ａ及び１０３Ｂから得られる信号が正確に面Ｓ＋
及びＳ２の位置と等価となるようにセンサアレー１０３
Ａ及び１０３Ｂ、ビームスプリンタ１０２を配置する必
要がある。

したがって、この発明の目的は、高い組立精度が要求さ
れず、コストダウンがはかれ、然も、正確な焦点調整が
行える自動焦点制御装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、特殊な部品を用いる必要がない
自動焦点制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、撮像素子から出力される画像信号をメモリ
に取り込み、メモリに蓄えられた画像信号を用いてフォ
ーカス制御を行うようにしたことを特徴とする自動焦点
制御装置である。

〔作用〕

ＣＣＤ撮像素子８の出力は、Ａ／Ｄコンバータ１４でデ
ィジタル化され、ＲＡＭ１６に蓄えられる。ＲＡＭ１６
に書き込まれたデータのピントが合っているかどうかが
検出され、ＲＡＭ１６に書き込まれたデータのピントが
合っていなければレンズ１を動かされ、ＲＡＭ１６に最
終的に蓄えられる画像データのピントが合うように制御
される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

この発明は、着脱自在のＲＡＭパッケージに静止画を記
録するようにした電子スチルカメラに用いられる。第１
図は、この発明が適用された電子スチルカメラの一例を
示すもので、第１図において１はレンズ、２は絞り機構
、３はシャッター機構である。これらレンズ１、絞り機
構２、シャッター機構３により光学系が構成される。

レンズ１はレンズ駆動回路４の出力により位置制御され
る。レンズ駆動回路４には、マイクロコンピュータ５の
出力が供給される。マイクロコンピュータ５によりピン
トが合っているかどうかが判断され、マイクロコンピュ
ータ５の出力に基づいてレンズ１が動かされる。これに
より、フォーカス制御がなされる。このフォーカス制御
については後に詳述する。

絞り機構２は、絞り駆動回路６の出力により制御される
。絞り駆動回路６にはマイクロコンピュータ５の出力が
供給され、マイクロコンピュータ５により絞り調整が自
動的になされる。

シャッター機構３は、シャッター駆動回路７により制御
され、シャッター駆動回路７には、マイクロコンピュー
タ５の出力が供給される。マイクロコンピュータ５から
シャッター制御命令が出力されると、シャッター駆動回
路７の出力により、シャッター機構３が開閉される。

シャッター機構３が開閉されることにより、レンズ１で
受光され、絞り機構２、シャッター機構３を介された被
写体像がＣＣＤ撮像素子８に供給される。ＣＣＤ撮像素
子８にはタイミング信号発生回路９からＣＣＤ撮像素子
８の駆動信号が供給される。

タイミング信号発生回路９は、同期信号発生回路１０か
ら供給される同期信号を基に、ＣＣＤ撮像素子８の駆動
信号、サンプルホールド回路１１に対するサンプリング
パルス、ＲＡＭコントローラ１２のタイミング信号等、
種々のタイミング信号を発生する。

ＣＣＤ撮像素子８から１画面分の画像信号が出力され、
この画像信号がサンプルホールド回路１１に供給される
。サンプルホールド回路１１でタイミング信号発生回路
９からのサンプリングパルスによりＣＣＤ撮像素子８の
出力がサンプルホールドされる。

サンプルホールド回路１１の出力がクランプ回路１３を
介してＡ／Ｄコンバーター４に供給され、ＣＣＤ撮像素
子８から出力された１画面分の画像信号がディジタル化
される。このディジタル画像データがＡ／Ｄコンバータ
ー４からデータバス１５に送出される。

データバス１５は、マイクロコンピュータ５に対する入
出力データが転送されるデータバスで、このデータバス
１５にはカード状のパッケージに封入されたＲＡＭ１６
が着脱自在に接続される。

ＲＡＭ１６にはバックアップ電源１７が設けられる。

マイクロコンピュータ５からＲＡＭコントローう１２に
書き込み指令が与えられると、Ａ／Ｄコンバータ１４か
らデータバス１５に送出されたディジタル画像データが
ＲＡＭ１６に取り込まれる。

このようにして、ＲＡＭ１６には１画面分の画像データ
が蓄えられる。ＲＡＭ１６の容量に余裕があれば、複数
の画面の画像データをＲＡＭ１６に蓄えることもできる
。ＲＡＭ１６は着脱自在とされ、ＲＡＭ１６にはバック
アップ電源１７が設けられているので、ＲＡＭ１６を外
しても、ＲＡＭ１６に蓄えられた画像データは失われな
い。このＲＡＭ１６に蓄えられた画像データを再生させ
ることにより、撮像した画面が再現される。

この発明は、このようにＲＡＭパッケージに静止画を記
録するようにした電子スチルカメラのオートフォーカス
機構に用いられる。

この発明が適用されたオートフォーカス機構はは、ＲＡ
Ｍ１６に画像データを書き込んでいき、ＲＡＭ１６に書
き込まれたデータのピントが合っているかどうかを検出
し、ＲＡＭ１６に書き込まれたデータのピントが合って
いなければレンズ１を動かしていき、ＲＡＭ１６に最終
的に蓄えられる画像データのピントが合うように制御す
るようにしている。ピントが合っているかどうかは、コ
ントラストを検出することにより行うようにしている。

すなわち、第２図に示すようにピントが合った状態では
コントラストが大きくなり、ピントが前後にずれると、
それに伴ってコントラストが小さくなっていく。したが
って、コントラストが最大となる所がピントが合った位
置であり、これによりフォーカス調整を行える。

このコントラストの検出には、差分データの標準偏差を
用いている。つまり、コントラストが大きくなれば、画
像データの変化は急になる。コントラストが小さければ
、画像データが平均化する。

したがって、コントラストが大きくなれば、画像データ
の差分データの標準偏差が大きくなる。

以下、第３図に示すフローチャートを参照しながら、こ
の発明が適用されさたオートフォーカス機構について説
明する。

先ず、レンズ駆動回路４の出力によりレンズ１が所定の
位置まで移動される（ステップ■）。

ＣＣＤ撮像素子８により１画面分の画像信号が得られ、
この画像信号がＡ／Ｄコンバータ１４でディジタル化さ
れ、ＲＡＭ１６の各アドレスに蓄えられる（ステップ■
）。

ＲＡＭ１．６に蓄えられた画像データのうち所定アドレ
スのものが取り出される。例えばＲＡＭｌ６に第４図に
示すように１画面分のデータに対応するアドレスＡ　（
０，０）〜Ａ　（Ｘ、Ｙ）があるとすると、１画面分の
中央部に水平方向に並ぶアドレスＡ　（Ｘ＋、　Ｙｏ　
）　〜Ａ　（Ｘ２．３’０　）のデータが取り出される
（ステップ■）。

ＲＡＭ１６から取り出されたアドレスＡ　（ｘｔ。

ｙｏ）〜Ａ（ｘｚ、ｙｏ）の画像データの差分データが
求められる（ステップ■）。

求められた差分データから標準偏差σが算出される　（
ステップ■）。

求められた標準偏差σが一定の値以上かどうかが検出さ
れ、コントラスト検出が可能かどうかが判断される（ス
テップ■）。アドレスＡ（ｘｔ、ｙ。）〜Ａ（ｘｚ、ｙ
ｏ）の画像データのコントラストが小さい場合には、こ
れを用いてフォーカス制御をすることは難しい。

コントラスト検出が可能であれば、標準偏差σが最大に
なったかどうかが判断される（ステップ■）。

最大でなければ、ステップ■に戻り、レンズ１を移動し
た後、同様の処理が繰り返される。

このような処理が繰り返されることによりレンズ１が移
動され、焦点が合ってくるにともなって、標準偏差σが
大きくなる。標準偏差σが最大になったところでレンズ
１が停止され、撮像モードに移行される（ステップ■）
。

ステップ■において、コントラス１−検出が不可能であ
ると判断された場合には、取り出すアドレスが変更され
（ステップ■）、ステップ■に移行される。例えばアド
レスＡ（ｘｔ、ｙｏ）〜Ａ（ｘｚ、Ｖｏ）のデータでコ
ントラスト検出ができない場合には、第４図に示すよう
に１画面分の中央の垂直方向に並ぶアドレスＡ　（ｘ６
．　ｙ　＋　）〜Ａ（ｘ。、ｙ２）のデータが用いられ
る。このデータを用いてもコントラストが検出できない
場合には、更に、アドレスが変更される。

なお、上述の一実施例では、標準偏差σからコントラス
トを検出し、ピントが合った状態を検出しているが、他
の方法でピントが合った状態を検出するようにしても良
い。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、ＲＡＭ１６に蓄えられた画像データ
を用いてフォーカス調整を行うようにしている。ＲＡＭ
１６は、カード状のパッケージに封入されていて、この
ＲＡＭ１６は撮像した画面の記録媒体である。すなわち
、この発明に依れば、記録媒体に記録される画面を検知
しながら、この記録媒体に記録されるべき画面が最もピ
ントが合った状態になるように制御して、焦点調整を行
うようにしている。このため、レンズ１の送り機構の精
度によらず、常に最適なフォーカス調整を行える。この
ため、厳密な精度を要求されず、コンスダウンがはかれ
る。更にこの発明に依れば、特殊なセンサーモジュール
を用いる必要がない。また、ソフトウェアによりオート
フォーカス制御を行え、特別なハードウェアを必要とし
ない。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例の説明に用いる波形図、第３図はこの
発明の一実施例の説明に用いるフローチャート、第４図
はこの発明の説明に用いる路線図、第５図及び第６図は
従来のオートフォーカス機構の一例の説明に用いる断面
図及び斜視図である。 図面における主要な符号の説明 ｌ：レンズ、　５：マイクロコンピュータ、８：ＣＣＤ
撮像素子、　　１４　：　Ａ／Ｄコンバータ、１５：デ
ータパス、　　１６　：　ＲＡＭ。 ピシトによりコントラスりの多矛５ Ａ（０，０） 第４図 フローチャート 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像素子から出力される画像信号をメモリに取り込み、
   上記メモリに蓄えられた画像信号を用いてフォーカス制
   御を行うようにしたことを特徴とする自動焦点制御装置
   。