JPS6317420A - 合焦検出装置 - Google Patents
合焦検出装置Info
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- JPS6317420A JPS6317420A JP14022986A JP14022986A JPS6317420A JP S6317420 A JPS6317420 A JP S6317420A JP 14022986 A JP14022986 A JP 14022986A JP 14022986 A JP14022986 A JP 14022986A JP S6317420 A JPS6317420 A JP S6317420A
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Landscapes
- Focusing (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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。
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、撮影レンズを通過した被写体光を受光して
撮影レンズの合焦状態を検出するビデオカメラの合焦検
出装置に関する。
撮影レンズの合焦状態を検出するビデオカメラの合焦検
出装置に関する。
撮影レンズを通過した被写体光を受光して撮影レンズの
合焦状態を検出する焦点検出装置にあっては、被写体の
状況、例えば被写体が暗いときとか明暗の差が小さいよ
うな場合には焦点検出が不可能となる。このように焦点
検出不能状態になったときにそのまま撮影を継続すれば
焦点の合わないピンボケ画像を撮影することになるので
、従来のビデオカメラでは焦点検出不能となった時点で
撮影レンズの移動を停止するようにしたり、あるいはあ
らかじめ設定しである所定位置に撮影レンズを強制的に
移動させるようにしていた。
合焦状態を検出する焦点検出装置にあっては、被写体の
状況、例えば被写体が暗いときとか明暗の差が小さいよ
うな場合には焦点検出が不可能となる。このように焦点
検出不能状態になったときにそのまま撮影を継続すれば
焦点の合わないピンボケ画像を撮影することになるので
、従来のビデオカメラでは焦点検出不能となった時点で
撮影レンズの移動を停止するようにしたり、あるいはあ
らかじめ設定しである所定位置に撮影レンズを強制的に
移動させるようにしていた。
上記した従来形式のビデオカメラでは焦点検出不能とな
ったときには撮影レンズを停止させたシ、あらかじめ設
定しである所定位置に移動させるだけであるから、撮影
レンズの停止した位置においてそのレンズの焦点深度内
に被写体が存在する場合には一応合焦するものの、この
範囲外の被写体に対しては全く合焦させることができな
かった。
ったときには撮影レンズを停止させたシ、あらかじめ設
定しである所定位置に移動させるだけであるから、撮影
レンズの停止した位置においてそのレンズの焦点深度内
に被写体が存在する場合には一応合焦するものの、この
範囲外の被写体に対しては全く合焦させることができな
かった。
この発明は上記問題点を解決することを目的とするもの
であって、焦点検出の結果、焦点検出不能状態となった
ときは撮影レンズの焦点距離を変更して焦点検出エリア
内に被写体が入るようにし、更に焦点検出を続行しよう
とするものである。
であって、焦点検出の結果、焦点検出不能状態となった
ときは撮影レンズの焦点距離を変更して焦点検出エリア
内に被写体が入るようにし、更に焦点検出を続行しよう
とするものである。
そこでこの発明の合焦検出装置は、撮影レンズを通過し
た被写体光を受光して撮影レンズの合焦状態を検出する
合焦検出装置において、焦点検出手段と、焦点距離を変
更できる撮影レンズと、焦点検出手段による合焦状態の
検出結果出力される焦点検出不能信号の出力に応答して
撮影レンズの焦点距離を短焦点距離側へ移動させ、更に
焦点検出手段に焦点検出動作を継続させる焦点検出制御
手段を備えたことを特徴とするものである。
た被写体光を受光して撮影レンズの合焦状態を検出する
合焦検出装置において、焦点検出手段と、焦点距離を変
更できる撮影レンズと、焦点検出手段による合焦状態の
検出結果出力される焦点検出不能信号の出力に応答して
撮影レンズの焦点距離を短焦点距離側へ移動させ、更に
焦点検出手段に焦点検出動作を継続させる焦点検出制御
手段を備えたことを特徴とするものである。
焦点検出手段は、例えばCCDラインセンサ等の受光素
子とマイクロプロセッサのプログラムにより構成される
受光素子の出力を演算処理して焦点検出可能か否かを判
断する部分とからなり、焦点検出制御手段はマイクロプ
ロセッサのプログラムにより構成される。
子とマイクロプロセッサのプログラムにより構成される
受光素子の出力を演算処理して焦点検出可能か否かを判
断する部分とからなり、焦点検出制御手段はマイクロプ
ロセッサのプログラムにより構成される。
焦点検出手段は焦点検出可能のときは焦点検出可能信号
を出力し、焦点検出不能のときけ所定回数、例えば20
回焦点検出動作を繰返し、なお焦点検出不能のときは焦
点検出不能信号を出力する。
を出力し、焦点検出不能のときけ所定回数、例えば20
回焦点検出動作を繰返し、なお焦点検出不能のときは焦
点検出不能信号を出力する。
焦点検出制御手段は焦点検出不能となったときはズーム
レンズを広角側に移動しつつ更に焦点検出を続行させ、
焦点検出可能となったときはズームの移動を停止し、デ
フォーカス量を算出して、このデフォーカス量に基いて
撮影レンズを合焦させるように制御する。
レンズを広角側に移動しつつ更に焦点検出を続行させ、
焦点検出可能となったときはズームの移動を停止し、デ
フォーカス量を算出して、このデフォーカス量に基いて
撮影レンズを合焦させるように制御する。
以下、この発明の実施例について説明する。
まず、この発明の合焦検出装置の全体構成を、第1図に
示す回路ブロック図に基いて説明する。
示す回路ブロック図に基いて説明する。
図において、1は撮影及び焦点検出用光学系、2は撮像
部で撮影レンズから入射した被写体からの入射光はノ・
−フミラーH1を透過して撮像部2に結像し、公知の手
段で電気信号に変換され、適当な走査手段により走査さ
れて映像信号として出力される。3はプロセス回路で入
力された映像信号にr補正、ホワイトバランス補正等の
色調補正と、オートゲインコントロール等の処理をおこ
なう。4はマトリクス回路で上記入力信号を色差信号に
変換する。5はエンコーダで、入力色差信号をNTSC
信号に変換する。
部で撮影レンズから入射した被写体からの入射光はノ・
−フミラーH1を透過して撮像部2に結像し、公知の手
段で電気信号に変換され、適当な走査手段により走査さ
れて映像信号として出力される。3はプロセス回路で入
力された映像信号にr補正、ホワイトバランス補正等の
色調補正と、オートゲインコントロール等の処理をおこ
なう。4はマトリクス回路で上記入力信号を色差信号に
変換する。5はエンコーダで、入力色差信号をNTSC
信号に変換する。
7は図形ROMで、電子ファインダ内に焦点検出エリア
を表示する焦点検出エリア表示図形データが格納されて
いる。これらの図形データは後で説明するマイクロプロ
セッサ9によりアドレス指定されて読出され、加算回路
8に出力される。
を表示する焦点検出エリア表示図形データが格納されて
いる。これらの図形データは後で説明するマイクロプロ
セッサ9によりアドレス指定されて読出され、加算回路
8に出力される。
10は焦点検出部で、CCD−次元ラインセンサから構
成されておシ、被写体からの入射光はハーフミラ−Hl
、全反射ミラーH2で反射してCCDラインセンサ上に
結像する。これについては後程詳しく説明する。11は
A/D変換器で、焦点検出部10から出力された信号を
デジタル信号に変換するものである。
成されておシ、被写体からの入射光はハーフミラ−Hl
、全反射ミラーH2で反射してCCDラインセンサ上に
結像する。これについては後程詳しく説明する。11は
A/D変換器で、焦点検出部10から出力された信号を
デジタル信号に変換するものである。
9はマイクロプロセッサで、後程説明するように焦点検
出部を構成するCCDラインセンサの基準部上での焦点
検出用ゾーンを設定したり、検出信号の相関量を演算し
、焦点検出可能か否かの判断、図形ROMから焦点検出
エリア表示図形データの読出しとファインダへの表示、
撮影レンズのデフォーカス量の演算など、焦点検出に関
する各種の演算、制御をおこなうものである。
出部を構成するCCDラインセンサの基準部上での焦点
検出用ゾーンを設定したり、検出信号の相関量を演算し
、焦点検出可能か否かの判断、図形ROMから焦点検出
エリア表示図形データの読出しとファインダへの表示、
撮影レンズのデフォーカス量の演算など、焦点検出に関
する各種の演算、制御をおこなうものである。
8は加算回路で、エンコーダ5から出力される映像信号
であるNTSC信号と図形ROM 7から出力される焦
点検出エリア表示図形データ信号を加算する。
であるNTSC信号と図形ROM 7から出力される焦
点検出エリア表示図形データ信号を加算する。
12はローノεスフィルタ、13はパントノミスフィル
タ、14は同期分離回路で、これらの3つの回路は加算
回路8から出力される信号を入力とし、ロー・Zスフィ
ルタ12を経た信号は映像増巾器15を経て輝度信号と
して復調回路18に入力される。パントノぐスフイルタ
“13を経た信号は帯域増巾器16を経て搬送色信号と
なシ、また色同期回路17を経てバースト信号となり、
それぞれ復調回路18に入力される。また、同期分離回
路14では計SC信号から水平同期信号、垂直同期信号
を分離する。
タ、14は同期分離回路で、これらの3つの回路は加算
回路8から出力される信号を入力とし、ロー・Zスフィ
ルタ12を経た信号は映像増巾器15を経て輝度信号と
して復調回路18に入力される。パントノぐスフイルタ
“13を経た信号は帯域増巾器16を経て搬送色信号と
なシ、また色同期回路17を経てバースト信号となり、
それぞれ復調回路18に入力される。また、同期分離回
路14では計SC信号から水平同期信号、垂直同期信号
を分離する。
19は電子式ファインダを構成するCRTで、復調回路
18の出力と同期分離回路14から出力される水平、垂
直同期信号を受け、CRTの画面に焦点検出エリア図形
が重ねられた被写体像を表示する。
18の出力と同期分離回路14から出力される水平、垂
直同期信号を受け、CRTの画面に焦点検出エリア図形
が重ねられた被写体像を表示する。
なお、6は同期信号発生器(SSG )で、プローI=
ス回路3 、マトリクス回路4、エンコーダ5、図形
ROM 7、加算回路8の同期をとるための信号を発生
するものである。また、20は撮影レンズ駆動回路で、
マイクロプロセッサ9から出力されるデフォーカス量と
その方向信号に従って撮影レンズを合焦位置に駆動する
ようレンズ駆動モータ55(第4図参照)を制御する。
ス回路3 、マトリクス回路4、エンコーダ5、図形
ROM 7、加算回路8の同期をとるための信号を発生
するものである。また、20は撮影レンズ駆動回路で、
マイクロプロセッサ9から出力されるデフォーカス量と
その方向信号に従って撮影レンズを合焦位置に駆動する
ようレンズ駆動モータ55(第4図参照)を制御する。
21はズーム駆動回路で、マイクロプロセッサ9から出
力されるズーム移動指令信号に従ってズームレンズを構
成する変倍群を駆動するズームモータ59(第4図参照
)を制御する。
力されるズーム移動指令信号に従ってズームレンズを構
成する変倍群を駆動するズームモータ59(第4図参照
)を制御する。
次に焦点検出部の構成を説明する。
第2図は焦点検出部の構成を光学系を含めて示したもの
で、30は撮影レンズ、31はコンデンサレンズ、32
は一対の再結像レンズ(リレーレンズ)、33はCCD
ラインセンサ、34は綾シマスクである。
で、30は撮影レンズ、31はコンデンサレンズ、32
は一対の再結像レンズ(リレーレンズ)、33はCCD
ラインセンサ、34は綾シマスクである。
撮影レンズ30の所定の瞳位置を通過した被写体光は絞
シマスク34を通過して一対の再結像レンズ32により
CCDラインセンサ33上に設定された基準部と参照部
の2つの領域に結像する。CCD上に結像した2つの像
の間隔は、第3図に示すように合焦時をtoとすると前
ピンの場合はt。より小さく、また後ピンの場合はto
よシ大となる。そしてこの像間隔はデフォーカス量にほ
ぼ比例する。したがって、この像間隔を検出することに
より、合焦、非合焦、非合焦ではデフォーカスの量を知
ることができる。
シマスク34を通過して一対の再結像レンズ32により
CCDラインセンサ33上に設定された基準部と参照部
の2つの領域に結像する。CCD上に結像した2つの像
の間隔は、第3図に示すように合焦時をtoとすると前
ピンの場合はt。より小さく、また後ピンの場合はto
よシ大となる。そしてこの像間隔はデフォーカス量にほ
ぼ比例する。したがって、この像間隔を検出することに
より、合焦、非合焦、非合焦ではデフォーカスの量を知
ることができる。
次にこの発明の実施に使用するズームレンズの構成につ
いて第4図により説明する。
いて第4図により説明する。
撮影レンズ30は前玉群41、変倍群42、コンインセ
ータ43、マスター944かIEJ[される。45はハ
ーフミラ−Hlを有するプリズム、H2は反射ミラー、
47はリレーレンズ、10はCCDラインセンサ33を
含む焦点検出部である。
ータ43、マスター944かIEJ[される。45はハ
ーフミラ−Hlを有するプリズム、H2は反射ミラー、
47はリレーレンズ、10はCCDラインセンサ33を
含む焦点検出部である。
前玉群41の鏡胴50はへリコイド51を介して本体鏡
胴52に対し回転可能に装着され、鏡胴50の外周に設
けられたギア53がレンズ駆動モータ55の駆動ギア5
4と噛合している。
胴52に対し回転可能に装着され、鏡胴50の外周に設
けられたギア53がレンズ駆動モータ55の駆動ギア5
4と噛合している。
変倍群42は変倍群ホルダー56上に組立てられており
、変倍群ホルダー56はズームモータ59からギア57
.58を経て駆動される駆動ねじ60によシ光軸方向に
直進移動する。変倍群42が広角位置端部まで移動した
ことを検出するために、変倍群ホルダー56の接触によ
り作動する検出スイッチ61が設けられている。
、変倍群ホルダー56はズームモータ59からギア57
.58を経て駆動される駆動ねじ60によシ光軸方向に
直進移動する。変倍群42が広角位置端部まで移動した
ことを検出するために、変倍群ホルダー56の接触によ
り作動する検出スイッチ61が設けられている。
CCDラインセンサ33に設定される基準部と参照部、
および基準部、参照部上に設定される焦点検出用ゾーン
の関係を第5図により説明する。
および基準部、参照部上に設定される焦点検出用ゾーン
の関係を第5図により説明する。
なお、基準部、参照部、焦点検出用ゾーンなトハマイク
ロプロセッサのプログラム上で設定されるものである。
ロプロセッサのプログラム上で設定されるものである。
基準部は一本のCCDラインセンサを構成するtl乃至
t35の35個の画素が割当てられ、また参照部は同じ
(rl乃至r39の39個の画素が割当てられる。一方
、焦点検出用ゾーンはCCDラインセンサを構成する4
o乃至t26の17個の画素が割当てられており、これ
はCCD画素の中3画素を隔てた2つの画素t10 (
!: 4<の出方差分データZsl。から同じく画素t
2□と126の出力差分データts 2□までの13個
のデータを使用する範囲であって、第4図で1”として
示された範囲である。
t35の35個の画素が割当てられ、また参照部は同じ
(rl乃至r39の39個の画素が割当てられる。一方
、焦点検出用ゾーンはCCDラインセンサを構成する4
o乃至t26の17個の画素が割当てられており、これ
はCCD画素の中3画素を隔てた2つの画素t10 (
!: 4<の出方差分データZsl。から同じく画素t
2□と126の出力差分データts 2□までの13個
のデータを使用する範囲であって、第4図で1”として
示された範囲である。
なお、CCD画素の差分データをとるのは、CCDの時
系列出力から誤差の多い低周波成分の影響を除くためで
あり、また中3画素を隔てた2つの画素の出力の差をと
りだしているのは良好な実験結果を得たことから決めら
れたものであって、必らずしもこれに限定されるもので
はない。
系列出力から誤差の多い低周波成分の影響を除くためで
あり、また中3画素を隔てた2つの画素の出力の差をと
りだしているのは良好な実験結果を得たことから決めら
れたものであって、必らずしもこれに限定されるもので
はない。
また、第5図上のXは光学的基準位置(光軸)を示すも
のである。この図から分るように、焦点検出用ゾーンは
光学的基準位置Xを中心に設定される。
のである。この図から分るように、焦点検出用ゾーンは
光学的基準位置Xを中心に設定される。
第6図はCCDラインセンサ33上に設定される焦点検
出用ゾーンIと被写体上での焦点検出エリアとの対応関
係を示したもので、Isは撮影レンズ30の予定結像面
に置かれた撮像部2の撮像領域を示し、これを撮影レン
ズ30により被写体上に投影したIS′の範囲が撮影画
面(被写体における撮影領域)である。第6図では撮影
領域ISを一点鎖線で焦点検出用光学系に重ねて図示し
ているが、実際には第1図に示したようにハーフミラ−
Hl、全反射ミラーH2によって両者は互に分離されて
いる。また、yは撮影レンズ30の予定結像面付近に置
かれた視野マス久FM’は撮影レンズ30にょシ被写体
上に投影された視野マスクの像である。
出用ゾーンIと被写体上での焦点検出エリアとの対応関
係を示したもので、Isは撮影レンズ30の予定結像面
に置かれた撮像部2の撮像領域を示し、これを撮影レン
ズ30により被写体上に投影したIS′の範囲が撮影画
面(被写体における撮影領域)である。第6図では撮影
領域ISを一点鎖線で焦点検出用光学系に重ねて図示し
ているが、実際には第1図に示したようにハーフミラ−
Hl、全反射ミラーH2によって両者は互に分離されて
いる。また、yは撮影レンズ30の予定結像面付近に置
かれた視野マス久FM’は撮影レンズ30にょシ被写体
上に投影された視野マスクの像である。
そして、CCDラインセンサ33上の焦点検出ゾーン■
を一方のリレーレンズ32′及びコンデンサレンズ31
1Cよシ撮影レンズ3oの予定結像面上に投影した領域
IAが焦点検出ゾーン■を用いる場合におけるその予定
結像面上での焦点検出エリアに該当し、さらにIAを撮
影レンズ3゜によシ被写体上に投影した領域IBがゾー
ン■を用いる場合における被写体上での焦点検出エリア
に該当する。電子式ファインダは撮像領域ISに対応す
る撮影画面IS’の像をファインダ内に表示するから、
ゾーン■により焦点検出が行なわれる場合はIBで示さ
れる焦点検出エリアをファインダ内に表示すれば、それ
により被写体上での焦点検出エリアを撮影者に正しく知
らせることができる。
を一方のリレーレンズ32′及びコンデンサレンズ31
1Cよシ撮影レンズ3oの予定結像面上に投影した領域
IAが焦点検出ゾーン■を用いる場合におけるその予定
結像面上での焦点検出エリアに該当し、さらにIAを撮
影レンズ3゜によシ被写体上に投影した領域IBがゾー
ン■を用いる場合における被写体上での焦点検出エリア
に該当する。電子式ファインダは撮像領域ISに対応す
る撮影画面IS’の像をファインダ内に表示するから、
ゾーン■により焦点検出が行なわれる場合はIBで示さ
れる焦点検出エリアをファインダ内に表示すれば、それ
により被写体上での焦点検出エリアを撮影者に正しく知
らせることができる。
次に、マイクロプロセッサ9で実行されるファインダ内
に示される焦点検出エリア内のコントラストの判定と、
この結果に基づいておこなわれるズームレンズの駆動に
ついて説明する。
に示される焦点検出エリア内のコントラストの判定と、
この結果に基づいておこなわれるズームレンズの駆動に
ついて説明する。
被写体に向けた撮影レンズが合焦が非合焦かを判断する
にはCCDラインセンサ上に設定された基準部と参照部
の出力信号からその位相のずれを調べることによりおこ
なわれるが、焦点検出エリア内にある被写体部分が明暗
の差の小さなものであるとき、即ちコントラストが低い
ときはCCDの各画素の出力差が小さく、したがって基
準部と参照部の出力の相関がとシにくくなシ、ノイズ等
も加わるから合焦の判定が困難となる。そこで基準部と
参照部の最良相関量を求めた際、これをコントラスト値
で正規化した値が所定値に達しないときは、その最良相
関量に信頼性がないと判定し、それに基いて像間隔、即
ちデフォーカス景を算出することなく(あるいは算出し
てもそれをレンズ駆動に用いることなく)、被写体傾対
して相対的に焦点検出エリアを拡げるべくズームレンズ
を広角に設定して再度焦点検出処理をやり直すのである
。
にはCCDラインセンサ上に設定された基準部と参照部
の出力信号からその位相のずれを調べることによりおこ
なわれるが、焦点検出エリア内にある被写体部分が明暗
の差の小さなものであるとき、即ちコントラストが低い
ときはCCDの各画素の出力差が小さく、したがって基
準部と参照部の出力の相関がとシにくくなシ、ノイズ等
も加わるから合焦の判定が困難となる。そこで基準部と
参照部の最良相関量を求めた際、これをコントラスト値
で正規化した値が所定値に達しないときは、その最良相
関量に信頼性がないと判定し、それに基いて像間隔、即
ちデフォーカス景を算出することなく(あるいは算出し
てもそれをレンズ駆動に用いることなく)、被写体傾対
して相対的に焦点検出エリアを拡げるべくズームレンズ
を広角に設定して再度焦点検出処理をやり直すのである
。
以下、その演算内容を説明する。
まず、CCD画素のうち、中3個を隔てた2個の画素の
出力差分データを基準部、参照部のそれぞれについて求
める。
出力差分データを基準部、参照部のそれぞれについて求
める。
即ち、基準部の差分データtskは
tsk=tk−t(k+4) 但し、 k=l〜3
1参照部の差分データrskは rsk−”rk−r(k+4) 但し、k=1〜3
5次に、基準部の隣接する2つの差分データの差を加算
したものをコントラストとする。
1参照部の差分データrskは rsk−”rk−r(k+4) 但し、k=1〜3
5次に、基準部の隣接する2つの差分データの差を加算
したものをコントラストとする。
即ち、ゾーンIのコントラストCIは、C1=ΣI A
skls (” ”) l ・−・・・−= (1
)k=10 次に基準部の出力と参照部の出力の相関量を求める。即
ち、相関量H+(t)は ・・・・・・・・・・・・(2) 但しt=Q〜22 t=Q〜22の各について求めた相関量H+(0)〜H
1(22)のうち、最小ものHH(tMl) を最良
相関量として求める。即ち、 Hl (tMt) =Min (Hl(0) 、−・・
Hl(22) )・・・・・・・・・・・・(3) tMl = 11のときが合焦であり、この値から実際
のZMtの値までの差がデフォーカス量に相当する。
skls (” ”) l ・−・・・−= (1
)k=10 次に基準部の出力と参照部の出力の相関量を求める。即
ち、相関量H+(t)は ・・・・・・・・・・・・(2) 但しt=Q〜22 t=Q〜22の各について求めた相関量H+(0)〜H
1(22)のうち、最小ものHH(tMl) を最良
相関量として求める。即ち、 Hl (tMt) =Min (Hl(0) 、−・・
Hl(22) )・・・・・・・・・・・・(3) tMl = 11のときが合焦であり、この値から実際
のZMtの値までの差がデフォーカス量に相当する。
次に、このようにして求めた最良相関量が信頼できるか
否か、換言すると、それに基づく像間隔並びにデフォー
カス量算出(焦点検出)結果が信頼できるか否かの判断
をするが、このためには前記(3)式で求めた最良相関
量Hr (tMt )を先に(1)式で求めた基準部の
コントラストCIで正規化する。正規化するのは被写体
輝度に応じてCCDの電荷蓄積量が変化してHl (t
Mt)の値が変動しても常に一定のレベルで判断できる
ようにするためである。
否か、換言すると、それに基づく像間隔並びにデフォー
カス量算出(焦点検出)結果が信頼できるか否かの判断
をするが、このためには前記(3)式で求めた最良相関
量Hr (tMt )を先に(1)式で求めた基準部の
コントラストCIで正規化する。正規化するのは被写体
輝度に応じてCCDの電荷蓄積量が変化してHl (t
Mt)の値が変動しても常に一定のレベルで判断できる
ようにするためである。
正規化した最も相関度の高い部分の相関量は、YMI
=H+ (tMt) /C■ ・・・・・・・
・・・・・(4)で表わされ、これをあらかじめ設定し
である所定の基準レベルYsと比較する。その結果、Y
MI≦ys ・・・・・・・・・・
・・(5)であれば焦点検出可能である(焦点検出結果
が信頼できる)と判断される。また、 YMI > YS ・・・・・・・
・・・・・(6)であれば焦点検出不能である(焦点検
出結果に信頼性が乏しい)と判断される。一般的に云っ
て被写体輝度が低いときはCCD出力のS/N比が劣化
し、焦点検出結果が不安定になる場合であり、(4)式
ではC7が小さくなるからYMIは大きくなる。また、
被写体が模様の無い壁などのようにコントラストが低い
場合でもCCD出力の差分データに差がなくなりC1が
小さくなるからYMIは大きくなる。
=H+ (tMt) /C■ ・・・・・・・
・・・・・(4)で表わされ、これをあらかじめ設定し
である所定の基準レベルYsと比較する。その結果、Y
MI≦ys ・・・・・・・・・・
・・(5)であれば焦点検出可能である(焦点検出結果
が信頼できる)と判断される。また、 YMI > YS ・・・・・・・
・・・・・(6)であれば焦点検出不能である(焦点検
出結果に信頼性が乏しい)と判断される。一般的に云っ
て被写体輝度が低いときはCCD出力のS/N比が劣化
し、焦点検出結果が不安定になる場合であり、(4)式
ではC7が小さくなるからYMIは大きくなる。また、
被写体が模様の無い壁などのようにコントラストが低い
場合でもCCD出力の差分データに差がなくなりC1が
小さくなるからYMIは大きくなる。
なお、被写体のコントラストだけを判定して焦点検出可
能か否かの判定をおこなうようにしてもよく、その場合
は(1)式で求めたコントラストClが所定値以上のと
きを焦点検出可能とし、その所定値よシも小さいときを
焦点検出不能とする。
能か否かの判定をおこなうようにしてもよく、その場合
は(1)式で求めたコントラストClが所定値以上のと
きを焦点検出可能とし、その所定値よシも小さいときを
焦点検出不能とする。
次に、この発明の合焦検出装置の実施例の動作について
第1図の回路ブロック図に基いて説明する。
第1図の回路ブロック図に基いて説明する。
図示しないビデオカメラの電源スィッチを投入して動作
状態にすると、マイクロプロセッサのプログラムによシ
焦点検出部100CCD画素上に焦点検出ゾーンを設定
し、また焦点検出エリア表示図形信号を図形ROM 7
より読出し、映像信号と重畳して電子式ファインダを構
成するCRT 19上に焦点検出エリアを表示する。
状態にすると、マイクロプロセッサのプログラムによシ
焦点検出部100CCD画素上に焦点検出ゾーンを設定
し、また焦点検出エリア表示図形信号を図形ROM 7
より読出し、映像信号と重畳して電子式ファインダを構
成するCRT 19上に焦点検出エリアを表示する。
被写体にカメラを向けると被写体光は撮影及び焦点検出
用光学系1に入射し、ハーフミラ−Hlによ多分割され
て一方は撮像部2に入射して映像信号に変換され、他方
は焦点検出部10に入射する。
用光学系1に入射し、ハーフミラ−Hlによ多分割され
て一方は撮像部2に入射して映像信号に変換され、他方
は焦点検出部10に入射する。
焦点検出部10では入射した被写体光をCCDラインセ
ンサで受光し、所定時間積分する。
ンサで受光し、所定時間積分する。
CCDによる積分時間は被写体の明るさによシ変化させ
る。積分されたCCD出力はA/D変換器11を経てマ
イクロプロセッサ9に入力される。
る。積分されたCCD出力はA/D変換器11を経てマ
イクロプロセッサ9に入力される。
マイクロプロセッサ9では入力信号に基いて先に説明し
た演算式によりコントラスト、相関量など相関演算をお
こない、焦点検出可能か否かの判定をおこなう。その結
果、焦点検出不能のときはズーム駆動回路21にズーム
移動指令信号を出力してズームモータ59を駆動し、撮
影レンズを広角側に移動しつつ焦点検出動作を続行させ
る。焦点検出可能と判定されたときは撮影レンズのズー
ム移動を停止し、その時点でのCCD出力番c基いてデ
フォーカス量を算出し、算出結果に基いてレンズ駆動回
路20にレンズ駆動指令信号を出力してレンズ駆動モー
タ55を駆動し、撮影レンズを合焦させる。
た演算式によりコントラスト、相関量など相関演算をお
こない、焦点検出可能か否かの判定をおこなう。その結
果、焦点検出不能のときはズーム駆動回路21にズーム
移動指令信号を出力してズームモータ59を駆動し、撮
影レンズを広角側に移動しつつ焦点検出動作を続行させ
る。焦点検出可能と判定されたときは撮影レンズのズー
ム移動を停止し、その時点でのCCD出力番c基いてデ
フォーカス量を算出し、算出結果に基いてレンズ駆動回
路20にレンズ駆動指令信号を出力してレンズ駆動モー
タ55を駆動し、撮影レンズを合焦させる。
撮像部2から出力された映像信号はプロセス回路3で色
調補正、利得調整された上マトリクス回路4で色差信号
に変換され、更にエンコーダ5でNTSC信号に変換さ
れる。
調補正、利得調整された上マトリクス回路4で色差信号
に変換され、更にエンコーダ5でNTSC信号に変換さ
れる。
NTSC信号は加算回路8により図形ROM 7から出
力された焦点検出エリア表示図形信号と加算サレタ上、
ローノぞスフィルタ12、パン)”iZスフイルタ13
、同期分離回路14に入力される。
力された焦点検出エリア表示図形信号と加算サレタ上、
ローノぞスフィルタ12、パン)”iZスフイルタ13
、同期分離回路14に入力される。
ロー・ξスフイルタ12を経た信号は映像増巾器15を
経て輝度信号として復調回路18に入力され、パントノ
Zスフイルタ13を経た信号は帯域増巾器16を経て搬
送色信号となり、また色同期回路17を経てバースト信
号となシ、それぞれ復調回路18に入力される。
経て輝度信号として復調回路18に入力され、パントノ
Zスフイルタ13を経た信号は帯域増巾器16を経て搬
送色信号となり、また色同期回路17を経てバースト信
号となシ、それぞれ復調回路18に入力される。
電子式ファインダを構成するCRT 19は復調回路1
8の出力信号と、同期分離回路14で分離された水平同
期信号、垂直同期信号を受け、焦点検出エリアが重畳さ
れた被写体像を表示する。
8の出力信号と、同期分離回路14で分離された水平同
期信号、垂直同期信号を受け、焦点検出エリアが重畳さ
れた被写体像を表示する。
次に、第7図に示すフローチャートによって、焦点検出
と、この結果に基づくズームレンズの移動に関してマイ
クロプロセッサで実行される信号処理について説明する
。
と、この結果に基づくズームレンズの移動に関してマイ
クロプロセッサで実行される信号処理について説明する
。
自動焦点調節動作の開始によシ、まず電子式ファインダ
内に焦点検出エリアの表示をおこなう(ステップ≠1)
。次に、焦点検出部に入射した被写体光をCCDライン
センサで受光し、所定時間積分する(ステップ≠2)。
内に焦点検出エリアの表示をおこなう(ステップ≠1)
。次に、焦点検出部に入射した被写体光をCCDライン
センサで受光し、所定時間積分する(ステップ≠2)。
そして、CCDラインセンサで積分されたデータをプロ
セッサのメモリにダンプしくステップ+3)、相関演算
をおこなう(ステップ≠4)。
セッサのメモリにダンプしくステップ+3)、相関演算
をおこなう(ステップ≠4)。
これはマイクロプロセッサのプログラムにょシ設定され
るCCDラインセンサ上の基準部と参照部、そしてこの
上に設定される焦点検出ゾーンに含まれるCCD各画素
からの出力信号を演算処理するものである。
るCCDラインセンサ上の基準部と参照部、そしてこの
上に設定される焦点検出ゾーンに含まれるCCD各画素
からの出力信号を演算処理するものである。
まず、先に説明したように、基準部、参照部についてC
CD各画素の中3画素を隔てた2つの画素の出力差分デ
ータtsk、 rskを求める。
CD各画素の中3画素を隔てた2つの画素の出力差分デ
ータtsk、 rskを求める。
次に焦点検出ゾーンのコントラストCIを先に説明した
(1)式によシ求め、さらに基準部と参照部との相関量
H+ (t)を(2)式にょシ求め、この中から最良相
関量H+(tM+)を(3)式にょシ求める。次にこれ
を正規化した値YMIを(4)式により求め、相関演算
を完了する。
(1)式によシ求め、さらに基準部と参照部との相関量
H+ (t)を(2)式にょシ求め、この中から最良相
関量H+(tM+)を(3)式にょシ求める。次にこれ
を正規化した値YMIを(4)式により求め、相関演算
を完了する。
ステップ+5に移シ、先に求めた正規化した相関量YM
Iを所定の基準値Y、と比較し、焦点検出可能か否かの
判断をおこなう。この結果YMI>Ysのときは、焦点
検出ゾーンに対応する焦点検出エリア内には焦点検出可
能な被写体が存在しないことを意味するから、ステップ
+6に移シ、焦点検出不能の警告表示をおこなう。
Iを所定の基準値Y、と比較し、焦点検出可能か否かの
判断をおこなう。この結果YMI>Ysのときは、焦点
検出ゾーンに対応する焦点検出エリア内には焦点検出可
能な被写体が存在しないことを意味するから、ステップ
+6に移シ、焦点検出不能の警告表示をおこなう。
しかしながら、偶然に、あるいは被写体が動いているこ
とによって焦点検出エリアに被写体が存在しなかった場
合も予想されるので、この実施例では20回AFによる
焦点検出を繰返す(ステップ+7)。20回焦点検出を
おこなった後、なお焦点検出不能の場合はステップ+8
に移り、ズーム移動フラグFをセットする。次にズーム
移動フラグFを調べ(ステップナ9)、F=1であれば
ズームの移動をおこない、レンズを広角側に移す(ステ
ップ+10)。これにより被写体の大きさは撮影画面内
で、そして焦点検出エリア向上で相対的に小さくなり、
被写体を捕捉できる可能性が大となる。第8図はこの状
態を示したもので、同図(a)に示した場合は焦点検出
不能であるが、同図(b)の場合は焦点検出エリア内に
被写体が存在することになり、焦点検出可能となること
を示している。
とによって焦点検出エリアに被写体が存在しなかった場
合も予想されるので、この実施例では20回AFによる
焦点検出を繰返す(ステップ+7)。20回焦点検出を
おこなった後、なお焦点検出不能の場合はステップ+8
に移り、ズーム移動フラグFをセットする。次にズーム
移動フラグFを調べ(ステップナ9)、F=1であれば
ズームの移動をおこない、レンズを広角側に移す(ステ
ップ+10)。これにより被写体の大きさは撮影画面内
で、そして焦点検出エリア向上で相対的に小さくなり、
被写体を捕捉できる可能性が大となる。第8図はこの状
態を示したもので、同図(a)に示した場合は焦点検出
不能であるが、同図(b)の場合は焦点検出エリア内に
被写体が存在することになり、焦点検出可能となること
を示している。
ズーム移動の結果、ズームレンズが広角端に達したか否
かを、例えば第4図に示す検出スイッチ61の開又は閉
で検出しくステップ+11)、広角端に達していればズ
ームの移動を停止しくステップΦ12)、次のサイクル
の処理のためステップ≠2に移る。
かを、例えば第4図に示す検出スイッチ61の開又は閉
で検出しくステップ+11)、広角端に達していればズ
ームの移動を停止しくステップΦ12)、次のサイクル
の処理のためステップ≠2に移る。
ステップ+9においてズーム移動フラグFjlF1のと
きはズームの移動を停止しくステップ+13)。
きはズームの移動を停止しくステップ+13)。
ステップ≠2に移る。また、ステップ≠11においてズ
ームが広角端に到達していないときはズームの移動を続
けるため、そのままステップナ2に移る。
ームが広角端に到達していないときはズームの移動を続
けるため、そのままステップナ2に移る。
ステップ≠5における判断の結果YMI≦Y3、即ち焦
点検出可能のときは、ステップ+14に進み、焦点検出
エリアの表示をおこない、焦点検出不能警告表示がなさ
れているときは消去する。ズーム移動フラグFを調べ(
ステップ≠15)、F=1であれば、これは今回の焦点
検出により始めて焦点検出可能となったのであるからズ
ームの移動が続いている。そこでズーム移動フラグをリ
セットしくステップ+16)、ステップ+9を経てステ
ップ+13に移りズーム移動を停止して次のサイクルの
処理のためステップ+2に移る。
点検出可能のときは、ステップ+14に進み、焦点検出
エリアの表示をおこない、焦点検出不能警告表示がなさ
れているときは消去する。ズーム移動フラグFを調べ(
ステップ≠15)、F=1であれば、これは今回の焦点
検出により始めて焦点検出可能となったのであるからズ
ームの移動が続いている。そこでズーム移動フラグをリ
セットしくステップ+16)、ステップ+9を経てステ
ップ+13に移りズーム移動を停止して次のサイクルの
処理のためステップ+2に移る。
ステップナ15においてズーム移動フラグF41のとき
は焦点検出可能な被写体が存在し、ズームの移動も停止
していることになるので、デフォーカス量を演算しくス
テップ+17)、算出、されたデフォーカス量に基いて
撮影レンズを、駆動しくステップ−+tS)、合焦させ
る。
は焦点検出可能な被写体が存在し、ズームの移動も停止
していることになるので、デフォーカス量を演算しくス
テップ+17)、算出、されたデフォーカス量に基いて
撮影レンズを、駆動しくステップ−+tS)、合焦させ
る。
第8図は電子式ファインダに表示される被写体像と焦点
検出エリアを示したもので、同図(a)は被写体像72
が焦点検出エリア71に入らないため焦点検出不能の状
態を示している。また、同図ら)は撮影レンズを広角に
したため、被写体像が相対的に小さくなり、被写体像7
2が焦点検出エリア71に入ってきて、焦点検出可能と
なった状態を示している。なお、70はファインダの視
野枠を示す。
検出エリアを示したもので、同図(a)は被写体像72
が焦点検出エリア71に入らないため焦点検出不能の状
態を示している。また、同図ら)は撮影レンズを広角に
したため、被写体像が相対的に小さくなり、被写体像7
2が焦点検出エリア71に入ってきて、焦点検出可能と
なった状態を示している。なお、70はファインダの視
野枠を示す。
以上説明したように、この発明によれば撮影中に焦点検
出不能となったときは自動的に撮影レンズの焦点距離を
変更して広角とし、広い視野の中で被写体を捕捉して焦
点検出を続行するようにしたから、焦点検出不能となる
事態を著しく少くすることができる。
出不能となったときは自動的に撮影レンズの焦点距離を
変更して広角とし、広い視野の中で被写体を捕捉して焦
点検出を続行するようにしたから、焦点検出不能となる
事態を著しく少くすることができる。
第1図はこの発明の合焦検出装置の一実施例の回路ブロ
ック図、第2図は焦点検出部の構成を示す図、第3図は
焦点検出状態の説明図、第4図はズームレンズの構成を
示す図、第5図はCCDラインセンサとその上に設定さ
れる基準部、参照部、焦点検出ゾーンの説明図、第6図
はCCDラインセンサ上の焦点検出ゾーンと被写体上で
の焦点検出エリアの関係を示す図、第7図はマイクロプ
ロセッサにより実行される焦点検出とズームレンズの移
動、レンズの合焦駆動に関する信号処理の概略を示すフ
ローチャート、第8図は電子式ファインダに表示される
被写体像と焦点検出エリアの関係を示す図である。 1;撮影及び焦点検出用光学系、2:撮像部、9:マイ
クロプロセッサ、10:焦点検出部、19:CRTo 第 2 7 端 3 図 (a) 7n 第8図 手 続 補 正 書 5
昭和62年7月29日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 61、
事件の表示 7昭和
61年特許願第140229号 2、発明の名称 な
合焦検出装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 30番地 大阪国際ビル 名 称 (607)ミノルタカメラ株式会社4、代理
人 住所 〒107 東京都港区赤坂1丁目11番41号 、補正命令の日付 自 発 補 正 ・補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 、補正の内容 (1)明細書第14頁第8行、「所定値に達しい」を、
「所定値を越える」と補正する。
ック図、第2図は焦点検出部の構成を示す図、第3図は
焦点検出状態の説明図、第4図はズームレンズの構成を
示す図、第5図はCCDラインセンサとその上に設定さ
れる基準部、参照部、焦点検出ゾーンの説明図、第6図
はCCDラインセンサ上の焦点検出ゾーンと被写体上で
の焦点検出エリアの関係を示す図、第7図はマイクロプ
ロセッサにより実行される焦点検出とズームレンズの移
動、レンズの合焦駆動に関する信号処理の概略を示すフ
ローチャート、第8図は電子式ファインダに表示される
被写体像と焦点検出エリアの関係を示す図である。 1;撮影及び焦点検出用光学系、2:撮像部、9:マイ
クロプロセッサ、10:焦点検出部、19:CRTo 第 2 7 端 3 図 (a) 7n 第8図 手 続 補 正 書 5
昭和62年7月29日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 61、
事件の表示 7昭和
61年特許願第140229号 2、発明の名称 な
合焦検出装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 30番地 大阪国際ビル 名 称 (607)ミノルタカメラ株式会社4、代理
人 住所 〒107 東京都港区赤坂1丁目11番41号 、補正命令の日付 自 発 補 正 ・補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 、補正の内容 (1)明細書第14頁第8行、「所定値に達しい」を、
「所定値を越える」と補正する。
Claims (3)
- (1)撮影レンズを通過した被写体光を受光して撮影レ
ンズの合焦状態を検出する合焦検出装置において、焦点
検出手段と、焦点距離を変更できる撮影レンズと、焦点
検出手段による合焦状態の検出結果出力される焦点検出
不能信号の出力に応答して撮影レンズの焦点距離を短焦
点距離側へ移動させ、更に焦点検出手段に焦点検出動作
を継続させる焦点検出制御手段を備えたことを特徴とす
る合焦検出装置。 - (2)前記焦点検出手段は焦点検出不能状態を検出した
ときは複数回の焦点検出動作を繰返し、最終的に焦点検
出不能状態を検出したとき焦点検出不能信号を出力する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の合焦検出
装置。 - (3)前記焦点距離を変更できる撮影レンズはズームレ
ンズであり、前記焦点検出制御手段はズームレンズを短
焦点距離側に移動させつつ焦点検出手段を作動させて合
焦状態を検出せしめ、焦点検出可能信号の出力に応答し
てズームレンズの移動を停止するよう制御することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の合焦検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61140229A JPH07119876B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 合焦検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61140229A JPH07119876B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 合焦検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6317420A true JPS6317420A (ja) | 1988-01-25 |
JPH07119876B2 JPH07119876B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=15263908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61140229A Expired - Lifetime JPH07119876B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 合焦検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07119876B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01307710A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-12 | Canon Inc | 光学機器 |
US5196877A (en) * | 1988-10-12 | 1993-03-23 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Viewfinder framing device for zoom lens camera |
US5258799A (en) * | 1991-03-12 | 1993-11-02 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Auto focus camera with pseudo focal length mode |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58132205A (ja) * | 1982-01-30 | 1983-08-06 | Ricoh Co Ltd | オ−トフオ−カスシステムにおけるレンズ駆動方式 |
JPS60183879A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-19 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
JPS6160081A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Asahi Optical Co Ltd | ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61140229A patent/JPH07119876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58132205A (ja) * | 1982-01-30 | 1983-08-06 | Ricoh Co Ltd | オ−トフオ−カスシステムにおけるレンズ駆動方式 |
JPS60183879A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-19 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
JPS6160081A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Asahi Optical Co Ltd | ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01307710A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-12 | Canon Inc | 光学機器 |
US5196877A (en) * | 1988-10-12 | 1993-03-23 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Viewfinder framing device for zoom lens camera |
US5258799A (en) * | 1991-03-12 | 1993-11-02 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Auto focus camera with pseudo focal length mode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07119876B2 (ja) | 1995-12-20 |
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