JPH0310578A - 自動合焦装置 - Google Patents

自動合焦装置

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Publication number
JPH0310578A
JPH0310578A JP1144216A JP14421689A JPH0310578A JP H0310578 A JPH0310578 A JP H0310578A JP 1144216 A JP1144216 A JP 1144216A JP 14421689 A JP14421689 A JP 14421689A JP H0310578 A JPH0310578 A JP H0310578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
video signal
level
focusing
automatic
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1144216A
Other languages
English (en)
Inventor
Misao Makino
牧野 美佐雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kowa Co Ltd
Original Assignee
Kowa Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kowa Co Ltd filed Critical Kowa Co Ltd
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Priority to US07/534,767 priority patent/US5072250A/en
Publication of JPH0310578A publication Critical patent/JPH0310578A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
    • G02B7/365Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals by analysis of the spatial frequency components of the image
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自動合焦装置、さらに詳細には、撮像手段に
よって得られた被写体の映像信号に含まれる高周波成分
が最大となる様に合焦用レンズを移動させて自動的に焦
点調節動作を行う自動合焦装置に関する。
[従来の技術] 従来、撮像手段(たとえばTVカメラ等)によって得ら
れた被写体の映像信号に含まれる高周波成分を抽出し、
抽出された高周波成分が最大となるように合焦用レンズ
を移動させて自動的に焦点調節動作を行う自動合焦方法
が知られている。
[発明が解決しようとする課題] 撮像手段(たとえばTVカメラ等)によって得られた被
写体の映像信号に含まれる高周波成分を抽出し、抽出さ
れた高周波成分が最大となる様に合焦用レンズを移動さ
せて、自動的に焦点調節動作を行う方法では、被写体が
移動したり、又はカメラを動かしたりすると、映像信号
に含まれる高周波成分が減少し、あたかも合焦状態が変
化したかの様になってしまう。その結果合焦状態である
にもかかわらず自動焦点調節動作を開始してしまい、モ
ニターテレビ上の画面が非合焦状態になり、その後合焦
状態になるため非常に見苦しいという欠点がある。また
、合焦用レンズの合焦範囲外に被写体があった場合には
、いつまでたっても合焦状態と判定できずに自動焦点調
節動作を繰り返すという欠点がある。
従って、本発明は、このような問題点を解決するために
なされたもので、被写体が移動したり、又はカメラを動
かしても確実に自動焦点調節動作を行なうことが可能な
自動合焦装置を提供することをその課題とする。
[課題を解決するための手段] 以上の様な課題を解決するために、本発明においては、
撮像手段によって被写体の映像信号を得て、その映像信
号に含まれる高周波成分が最大となるように合焦用レン
ズを移動させて自動的に合焦動作を行う自動合焦装置に
おいて、光軸に沿って移動可能に配置され、前記映像信
号の合焦状態を変化させる合焦用レンズと、前記映像信
号の高周波成分を抽出することにより合焦状態を判別し
、前記合焦用レンズを合焦位置に移動させる自動焦点調
節手段と、前記映像信号のレベルをしきい値と比較し、
前記映像信号のレベルを判定する手段とを設け、前記羞
しきい値より小さな映像信号が所定時間以上継続したと
きに、自動焦点調節動作を開始する構成を採用した。
[作用] このような構成において、映像信号のレベルを比較器を
用いてしきい値と比較し、映像信号のレベルがしきい値
よりも大きいか小さいかを判定する。この様にしてレベ
ルの判定をした結果、映像信号のレベルが一定の時間以
上連続してしきい値より小さい値であると合焦状態がず
れたと判定し、自動焦点調節動作を開始する。又、自動
焦点調節動作を開始すると同時にタイマーが作動し、タ
イマーが作動している期間内のみ自動焦点調節動作を行
う。
[実施例1 以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する
本実施例では、弱視者用支援システムとして雑誌、新聞
等をTVカメラを使用して撮像し、TVモニター上に拡
大して表示する装置について説明しているが、本発明は
、このような装置にだけに限定されるものではな(、撮
像手段によって被写体の映像信号を得る装置の合焦装置
一般に適用されるものである。
第1図は装置の全体構成図であり、被写体1は、例えば
雑誌、本等の書物を対物レンズ及び合焦用レンズ2を通
してCCDカメラ3で撮像する。CCDカメラ3の映像
信号は、モニター4、高周波成分抽出回路5及び映像レ
ベル検出回路10に入力される。モニター4には、被写
体1の映像が表示される。高周波成分抽出回路5では、
バイパスフィルターを通すことによって映像信号に含ま
れる高周波成分だけを抽出する。抽出された高周波成分
はピークホールド6によってピークを保持し適当な時定
数回路を用いることによって直流電圧に変換される。直
流電圧に変換された高周波成分を示す信号はデータホー
ルド7及びデータホールド8に入力される。データホー
ルド7及びデータホールド8は、それぞれ所定時間ずれ
た映像信号の高周波成分を示す直流電圧を保持する。
大小判定回路9ではデータホールド7とデータホールド
8に保持されたデータがどちらが大きいかの大小判定を
行い、それによって合焦用レンズ2をどちらに動かすか
の方向判定用の信号と、2つのデータの差を検出して合
焦状態かどうかを判定する合焦判定用の信号を出力する
。モーター駆動回路12では、大小判定回路9の方向判
定用の信号によりモーターを正転又は逆転する様にモー
ター13を制御する。それと同時に大小判定回路9の合
焦判定用の信号により合焦状態と判定された時にはモー
ター13を停止する様に制御する。
映像レベル検出回路10は、CCDカメラ3の映像出力
信号のレベルを検出するもので、第2図に詳細に図示さ
れているように、映像信号を抵抗R2、R3の分圧比で
定まるしきい値電圧と比較する比較器20と、その出力
信号によって制御されるトランジスタTRIと、トラン
ジスタTRIが導通したとき抵抗R4を介して電荷を蓄
積するコンデンサCIと、コンデンサCIの電圧に従っ
て制御されるトランジスタTR2等から構成されている
映像レベル検出回路10で映像信号のレベルが一定時間
以上継続したことが検出されると、タイマーIIが作動
される。タイマー回路は、第4図に詳細に図示されてい
るように、モノステーブルマルチバイブレータ−ICか
ら構成されており、モノステーブルマルチバイブレータ
−ICのBに信号が入力されると02、R6の時定数で
決定される時間だけQに信号が出力される。このタイマ
ー回路の出力信号は、モーター駆動回路12に入力され
る。
次に、このように構成された装置の動作を第5図のフロ
ーチャートに従って説明する。
まず、被写体1を対物レンズ及び合焦用レンズ2を通し
てCCDカメラ3で損保し、CCDカメラ3より映像信
号を出力する。この状態がステップSlである。この映
像信号は、例えば、第3図(a)にVで示したような波
形を有している。次にステップS2で、映像レベル検出
回路1oにより映像レベルの検出を行う。また、映像レ
ベルがしきい値以上かどうかの判定をステップs3で行
い、YESだとステップS2に戻る。Noだとステップ
S4に進み、しきい値以下の状態が一定時間以上継続し
たかどうかの判定を行う。このような判定は以下のよう
にして行なわれる。
すなわち、第2図に図示された映像レベル検出回路lO
において映像信号Vと、R2とR3の分圧比によって定
まるしきい値■0とを比較器20で比較する。その比較
結果である比較器20の出力信号■1の波形が第3図(
b)に図示されている。映像信号■のレベルがしきい値
Voよりも小さい状態が続くと(tの期間)、R4、C
1の時定数によってコンデンサC1の電圧■2が第3図
(C)に図示したように上昇していき、toの時点でト
ランジスタTR2がONになる。トランジスタTR2が
ONすると、トランジスタTR2のコレクター電圧の波
形は第3図(d)に示したようにローレベルになる。こ
の様にして、映像レベルが一定時間以上しきい値より小
さい状態が続(と映像レベルが小さいという信号を出力
する。このローレベルの信号は、映像信号が再び高いレ
ベルになるtlの時間まで継続する。
このような判断を行なって、ステップs4においてしき
い値以下の状態が一定時間以上継続しない場合には、ス
テップS2に戻り、継続する場合は、ステップS5及び
ステップs7に進む。ステップS5ではタイマーを作動
させる。すなわち、タイマー回路11に映像レベルが小
さいという信号が入力され、タイマー回路が一定時間の
タイムカウントを行う。ステップs6ではタイマーが作
動している時間内かどうかを判定し、時間を超過すると
ステップS12へ進み、モーター駆動止する。
一方ステップs7では、高周波成分抽出回路5により映
像信号に含まれる高周波成分の抽出を行い、データホー
ルド7に保持されている前回抽出された高周波成分デー
タと、データボールド8に保持されている今回の高周波
成分データの値の大小の判定をステップs8で行う。次
に高周波成分が最大がどうかの判定をステップs9で行
い、NoだとステップSllのモーター駆動に進む。ス
テップSllのモーター駆動では、ステッブS8の高周
波成分大小判定の結果、高周波成分が大きくなる方向に
モーターを駆動するようにモーター13を制御する。
ステップSIOでは、モーターが制御されることによっ
てモーターに連動されて合焦用レンズが移動する6合焦
用レンズが移動すると合焦状態が変り映像信号に含まれ
る高周波成分の量が変化するのでステップS8に戻り、
高周波成分の大小判定を行う。このようにして高周波成
分が最大になるまで、ステップS8、S9、Sll、S
10、を順次繰り返す。ステップS9で高周波成分が最
大と判定すると、合焦用レンズがその位置の時合焦と判
断し、ステップS12に進みモーターを停止する。ステ
ップSL2では、ステップS9よりの高周波成分最大の
判定又はステップS6のタイマーが時間超過の判定のい
ずれか早い方の判定をもってモーターを停止する。ステ
ップS12でモーターを停止するとステップS2に戻り
同様の動作を行う。
第6図には、上述したようにモーターを駆動するモータ
ー駆動回路12の詳細な回路が図示されている。モータ
ー駆動回路12には、タイマー回路11が作動している
ときに発生するタイマー作動信号と大小判定回路9から
得られる方向判定信号のANDをとるアンドゲート21
.22が設けられており、タイマー作動信号と合焦判定
信号で非合焦と判定したときのみアンドゲート21.2
2のいずれかが導通し、それによりトランジスタTR4
、TR7あるいはトランジスタTR5゜TR6がオンに
なる。また、非合焦の場合には、トランジスタTR3が
オンとなるので、合焦に向かう方向に従って、トランジ
スタTR4、TR7あるいはトランジスタTR5、TR
6がオンになり、それによりモーター13は正転又は逆
転し、合焦用レンズ2を移動させ合焦状態を変化させる
[発明の効果] 以上説明した様に本発明では、映像信号のレベルをしき
い値と比較して映像信号のレベルを判定し、レベルが一
定時間以上小さい値が続くと自動焦点調節動作を開始す
る様にしているので、被写体が移動したり、又はカメラ
を動かしたりしても自動焦点調節動作を開始することが
な(、安定的に合焦状態を得ることができる。又、タイ
マーを設け、タイマー作動中のみ自動焦点調節動作を行
う様にしているので合焦用レンズの合焦範囲外に被写体
があった場合でもいつまでも自動焦点調節動作を繰り返
すことな(一定時間内で自動焦点調節動作を終了するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明装置の全体の構成を示す構成図、第2
図は、映像レベル検出回路の構成を示す回路図、第3図
(a)〜(d)は、装置の動作を説明する出力波形図、
第4図は、タイマー回路の構成を示す回路図、第5図は
、合焦動作の制御の流れを示すフローチャート図、第6
図は、モーター駆動回路の構成を示す回路図である。 1・・・被写体 2・・・対物及び合焦用レンズ 3・−CODカメラ 5・・・高周波成分抽出回路 9・・・大小判定回路 10・・・映像レベル検出回路 12・・−モーター駆動回路 Wもq(レベ?し拳?2ねCば 筒2図 第3図 クイマーた]シを襲う 第4図 (−マーmmam。 第6図 手続補正書泪発) 平成2年5月168

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)撮像手段によって被写体の映像信号を得て、その映
    像信号に含まれる高周波成分が最大となるように合焦用
    レンズを移動させて自動的に合焦動作を行う自動合焦装
    置において、 光軸に沿って移動可能に配置され、前記映像信号の合焦
    状態を変化させる合焦用レンズと、前記映像信号の高周
    波成分を抽出することにより合焦状態を判別し、前記合
    焦用レンズを合焦位置に移動させる自動焦点調節手段と
    、 前記映像信号のレベルをしきい値と比較し、前記映像信
    号のレベルを判定する手段とを設け、前記しきい値より
    小さな映像信号が所定時間以上継続したときに、自動焦
    点調節動作を開始するようにしたことを特徴とする自動
    合焦装置。 2)前記しきい値より小さな映像信号が所定時間以上継
    続したときに作動されるタイマーを設け、そのタイマー
    が作動している時間内だけ自動焦点調節動作を行なうこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の自動合焦
    装置。 3)前記映像信号の高周波成分を抽出することにより、
    合焦状態を判別する手段を設け、合焦状態と判定するか
    、又は前記タイマーの作動が終了するかのどちらか早い
    方をもって自動焦点調節動作を終了することを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項に記載の自動合焦装置。
JP1144216A 1989-06-08 1989-06-08 自動合焦装置 Pending JPH0310578A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1144216A JPH0310578A (ja) 1989-06-08 1989-06-08 自動合焦装置
US07/534,767 US5072250A (en) 1989-06-08 1990-06-07 Autofocus apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP1144216A JPH0310578A (ja) 1989-06-08 1989-06-08 自動合焦装置

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JPH0310578A true JPH0310578A (ja) 1991-01-18

Family

ID=15356941

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JP1144216A Pending JPH0310578A (ja) 1989-06-08 1989-06-08 自動合焦装置

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