JPH0556328A - オートフオーカス装置 - Google Patents
オートフオーカス装置Info
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- JPH0556328A JPH0556328A JP3211039A JP21103991A JPH0556328A JP H0556328 A JPH0556328 A JP H0556328A JP 3211039 A JP3211039 A JP 3211039A JP 21103991 A JP21103991 A JP 21103991A JP H0556328 A JPH0556328 A JP H0556328A
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- JP
- Japan
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- relative distance
- lens
- focusing
- focus
- value
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
- G06V40/19—Sensors therefor
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 合焦動作時間を短縮して速写性を向上させ
る。 【構成】 山登りＡＦにて、ピーク値が出現したことが
認識された時点におけるフォーカシングレンズ１と撮像
素子２の光電変換面との相対距離が、ピーク値に対応す
る焦点深度幅内なら、該認識時点に対応した位置に停止
させる。一方、上記相対距離がピーク値に対応する焦点
深度幅外なら、焦点深度幅内になるところまでレンズを
逆転駆動する。
る。 【構成】 山登りＡＦにて、ピーク値が出現したことが
認識された時点におけるフォーカシングレンズ１と撮像
素子２の光電変換面との相対距離が、ピーク値に対応す
る焦点深度幅内なら、該認識時点に対応した位置に停止
させる。一方、上記相対距離がピーク値に対応する焦点
深度幅外なら、焦点深度幅内になるところまでレンズを
逆転駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はオートフォーカス装置、
詳しくは、撮像素子からの映像信号出力に基づく光電変
換面上の像の鮮鋭度を表わす信号（以下、コントラスト
情報と呼称する）の変化より合焦状態を検出するオート
フォーカス装置に関する。
詳しくは、撮像素子からの映像信号出力に基づく光電変
換面上の像の鮮鋭度を表わす信号（以下、コントラスト
情報と呼称する）の変化より合焦状態を検出するオート
フォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動合焦方式の一つとして、撮像
素子として用いる撮像装置においてフォーカシングレン
ズを繰り出しまたは繰り込むときの映像信号に基づき、
その合焦の度合いを示す被写体のコントラスト情報を得
て、その値のピーク値を求め、このピーク値を示す位置
を合焦位置と判断して、その位置にフォーカシングレン
ズを駆動する方式のものがあった。この合焦方式は、
「山登り方式」と呼称され、例えばＮＨＫ技術研究報告
（昭和４０年，第１７巻・第１号，通算第８６号，第２
１ぺージ〜第３７ページ）に詳しく説明されている。
素子として用いる撮像装置においてフォーカシングレン
ズを繰り出しまたは繰り込むときの映像信号に基づき、
その合焦の度合いを示す被写体のコントラスト情報を得
て、その値のピーク値を求め、このピーク値を示す位置
を合焦位置と判断して、その位置にフォーカシングレン
ズを駆動する方式のものがあった。この合焦方式は、
「山登り方式」と呼称され、例えばＮＨＫ技術研究報告
（昭和４０年，第１７巻・第１号，通算第８６号，第２
１ぺージ〜第３７ページ）に詳しく説明されている。
【０００３】この山登り方式による合焦制御（以下、山
登りＡＦと呼称する）の従来例を図９，１０により以下
に説明する。
登りＡＦと呼称する）の従来例を図９，１０により以下
に説明する。
【０００４】図９は、レンズ繰り出し段数ｎを１，２，
……と繰り出したときのコントラスト情報のコントラス
ト値Ｃn をプロットした線図で、コントラスト値Ｃ4 が
得られたレンズ繰り出し段数 ｎ＝４ の時点では、未
だこのレンズ位置 ｎ＝４がピーク位置であるとは判断
できない。
……と繰り出したときのコントラスト情報のコントラス
ト値Ｃn をプロットした線図で、コントラスト値Ｃ4 が
得られたレンズ繰り出し段数 ｎ＝４ の時点では、未
だこのレンズ位置 ｎ＝４がピーク位置であるとは判断
できない。
【０００５】更に、レンズを繰り出して ｎ＝５ に対
応したコントラスト値Ｃ5 が前回のコントラスト値Ｃ4
より低くなるのを認識したとき、始めてＣ4 がピーク値
であったと認識することができる。そこで、レンズ繰り
出し段数ｎを１段戻して ｎ＝４ にし、ピーク値Ｃ4
を得るようにしている。
応したコントラスト値Ｃ5 が前回のコントラスト値Ｃ4
より低くなるのを認識したとき、始めてＣ4 がピーク値
であったと認識することができる。そこで、レンズ繰り
出し段数ｎを１段戻して ｎ＝４ にし、ピーク値Ｃ4
を得るようにしている。
【０００６】これを図１０のフローチャートで説明する
と、現在のコントラスト値を変数Ｃn に入力して（ステ
ップＳ１０１）、フォーカシングレンズを１段正転駆動
する（ステップＳ１０２）。そして、この１段正転駆動
後のコントラスト値を変数Ｃn+1 に入力し（ステップＳ
１０３）、Ｃn とＣn+1 とを比較する（ステップＳ１０
４）。この場合、 Ｃn ＜Ｃn+1 なら、山登り曲線の上昇領域中をレンズ駆動しているこ
とになるので、レンズ駆動段数ｎをインクリメントした
後（ステップＳ１０５）、上記ステップＳ１０２に戻っ
て上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０５を繰り返す。
と、現在のコントラスト値を変数Ｃn に入力して（ステ
ップＳ１０１）、フォーカシングレンズを１段正転駆動
する（ステップＳ１０２）。そして、この１段正転駆動
後のコントラスト値を変数Ｃn+1 に入力し（ステップＳ
１０３）、Ｃn とＣn+1 とを比較する（ステップＳ１０
４）。この場合、 Ｃn ＜Ｃn+1 なら、山登り曲線の上昇領域中をレンズ駆動しているこ
とになるので、レンズ駆動段数ｎをインクリメントした
後（ステップＳ１０５）、上記ステップＳ１０２に戻っ
て上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０５を繰り返す。
【０００７】上記ステップＳ１０４で Ｃn ＞Ｃn+1 に
なれば、山登り曲線の下降領域に入ったことになるの
で、フォーカシングレンズを１段だけ逆転駆動して（ス
テップＳ１０６）このフローを終了する。
なれば、山登り曲線の下降領域に入ったことになるの
で、フォーカシングレンズを１段だけ逆転駆動して（ス
テップＳ１０６）このフローを終了する。
【０００８】さて、上記図１０で説明したフローでは、
コントラスト値が１回でも前回値を下廻ったら、コント
ラスト情報のピーク位置つまり合焦点をフォーカシング
レンズが通過した（以下、ピーク越えと呼称する）と認
識して直ちにピーク値に戻すようにしているが、これで
はコントラスト情報にノイズが重畳された場合擬合焦し
てしまう虞がある。
コントラスト値が１回でも前回値を下廻ったら、コント
ラスト情報のピーク位置つまり合焦点をフォーカシング
レンズが通過した（以下、ピーク越えと呼称する）と認
識して直ちにピーク値に戻すようにしているが、これで
はコントラスト情報にノイズが重畳された場合擬合焦し
てしまう虞がある。
【０００９】そこでノイズが重畳された場合でも擬合焦
しないように、例えばコントラスト値の減少が所定のｍ
回連続して起こることを条件にしたり（特開昭６３−２
６２９７１号参照）、あるいはコントラスト値の増減判
断に所定の幅をもたせ、この所定幅のレベルを下廻るこ
とを条件にする（特開昭６３−１５７５７８号参照）等
によりピーク越えを判断する手段が開示されている。そ
して、一番大きなコントラスト値が得られたレンズ位置
に、もしくは一番大きなコントラスト値と同値になる迄
フォーカシングレンズを逆転駆動させ、合焦動作を終了
させるようにしている。
しないように、例えばコントラスト値の減少が所定のｍ
回連続して起こることを条件にしたり（特開昭６３−２
６２９７１号参照）、あるいはコントラスト値の増減判
断に所定の幅をもたせ、この所定幅のレベルを下廻るこ
とを条件にする（特開昭６３−１５７５７８号参照）等
によりピーク越えを判断する手段が開示されている。そ
して、一番大きなコントラスト値が得られたレンズ位置
に、もしくは一番大きなコントラスト値と同値になる迄
フォーカシングレンズを逆転駆動させ、合焦動作を終了
させるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の山登りＡＦにおいては、ピーク越えを判断したらフォ
ーカシングレンズを山登り曲線上の一番大きなコントラ
スト値が得られたレンズ位置に、もしくは一番大きなコ
ントラスト値と同じになるまで、フォーカシングレンズ
を逆転駆動して戻すという動作が、一連の合焦動作中に
含まれている。従って、このピーク位置に戻すという動
作時間が合焦動作中に占める割合いが大きくなり、全体
の合焦動作時間を遅らせ、速写性に欠けることになって
しまう。
の山登りＡＦにおいては、ピーク越えを判断したらフォ
ーカシングレンズを山登り曲線上の一番大きなコントラ
スト値が得られたレンズ位置に、もしくは一番大きなコ
ントラスト値と同じになるまで、フォーカシングレンズ
を逆転駆動して戻すという動作が、一連の合焦動作中に
含まれている。従って、このピーク位置に戻すという動
作時間が合焦動作中に占める割合いが大きくなり、全体
の合焦動作時間を遅らせ、速写性に欠けることになって
しまう。
【００１１】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、合焦動作時間が短く速写性に優れたオートフォーカ
ス装置を提供するにある。
し、合焦動作時間が短く速写性に優れたオートフォーカ
ス装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明のオート
フォーカス装置は、フォーカシングレンズと撮像素子の
光電変換面との相対距離を変化させたときの、該撮像素
子からの映像信号出力に基づく上記光電変換面上の像の
鮮鋭度を表わす信号のレベル変化に応じて、該レベルが
そのピーク値に近付くように漸次上記フォーカシングレ
ンズと撮像素子の光電変換面との相対距離を変化させる
ようにしたオートフォーカス装置であって、上記ピーク
値が出現したことが認識された時点における上記フォー
カシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離
が、フォーカシングレンズに係る焦点深度内の誤差で上
記ピーク値に対応する所定の距離範囲内にあるときには
上記認識時点に対応する位置で上記相対距離の変化を停
止せしめ、該認識時点における上記相対距離が所定の距
離範囲内を逸脱したときには、上記相対距離が所定の距
離範囲内になるところまで相対距離を変化せしめるため
の駆動手段を具備したことを特徴とする。
フォーカス装置は、フォーカシングレンズと撮像素子の
光電変換面との相対距離を変化させたときの、該撮像素
子からの映像信号出力に基づく上記光電変換面上の像の
鮮鋭度を表わす信号のレベル変化に応じて、該レベルが
そのピーク値に近付くように漸次上記フォーカシングレ
ンズと撮像素子の光電変換面との相対距離を変化させる
ようにしたオートフォーカス装置であって、上記ピーク
値が出現したことが認識された時点における上記フォー
カシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離
が、フォーカシングレンズに係る焦点深度内の誤差で上
記ピーク値に対応する所定の距離範囲内にあるときには
上記認識時点に対応する位置で上記相対距離の変化を停
止せしめ、該認識時点における上記相対距離が所定の距
離範囲内を逸脱したときには、上記相対距離が所定の距
離範囲内になるところまで相対距離を変化せしめるため
の駆動手段を具備したことを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下、図示の実施例により本発明を説明す
る。先づ、本発明の実施例を説明するのに先立って、そ
の基本概念を説明すると、山登りＡＦにて、コントラス
ト情報のピーク値が出現したことが認識された時点（以
下、認識時点と呼称する）におけるフォーカシングレン
ズと撮像素子の光電変換面との相対距離が焦点深度内な
ら、上記フォーカシングレンズを合焦点に向け逆転させ
ることなく、上記認識時点に対応する位置に停止させ
る。一方、認識時点における相対距離が焦点深度外な
ら、上記フォーカシングレンズを焦点深度内まで逆転さ
せる。
る。先づ、本発明の実施例を説明するのに先立って、そ
の基本概念を説明すると、山登りＡＦにて、コントラス
ト情報のピーク値が出現したことが認識された時点（以
下、認識時点と呼称する）におけるフォーカシングレン
ズと撮像素子の光電変換面との相対距離が焦点深度内な
ら、上記フォーカシングレンズを合焦点に向け逆転させ
ることなく、上記認識時点に対応する位置に停止させ
る。一方、認識時点における相対距離が焦点深度外な
ら、上記フォーカシングレンズを焦点深度内まで逆転さ
せる。
【００１４】ここで、図２（Ａ），（Ｂ）により焦点深
度について簡単に説明すると、被写体の多くは立体形
で、撮像面上に正しくピントを結び得るのは物体面に相
当する平面上の諸点だけで、その前後の点はすべてピン
ボケになる筈である。しかしながら実際には、ピントが
合っているようにみえる範囲が可成り大きく、さほど見
苦しい画像にはならない。このことはフォーカシングレ
ンズと撮像素子の光電変換面との相対距離を変えて光軸
上の一点を撮像面上に結像する場合にも当て嵌まる。そ
こで撮像面上において一定のボケを仮定し、ボケがこれ
より小さければ人間の目にはピンボケと感じず合焦して
いると感じるボケ量を許容錯乱円と呼称する。
度について簡単に説明すると、被写体の多くは立体形
で、撮像面上に正しくピントを結び得るのは物体面に相
当する平面上の諸点だけで、その前後の点はすべてピン
ボケになる筈である。しかしながら実際には、ピントが
合っているようにみえる範囲が可成り大きく、さほど見
苦しい画像にはならない。このことはフォーカシングレ
ンズと撮像素子の光電変換面との相対距離を変えて光軸
上の一点を撮像面上に結像する場合にも当て嵌まる。そ
こで撮像面上において一定のボケを仮定し、ボケがこれ
より小さければ人間の目にはピンボケと感じず合焦して
いると感じるボケ量を許容錯乱円と呼称する。
【００１５】図２（Ａ）において、フォーカシングレン
ズ１を透過した被写体光を撮像面１１上にジャストピン
トで結像させた場合、許容錯乱円径ｄに達するまでの撮
像面１１からの変位つまりピント誤差量は、レンズ側に
向う前側焦点深度ａと、反対側に向う後側焦点深度ｂと
なる。そして、通常は、ａとｂとが等しく、また ａ＋
ｂ が焦点深度になる。
ズ１を透過した被写体光を撮像面１１上にジャストピン
トで結像させた場合、許容錯乱円径ｄに達するまでの撮
像面１１からの変位つまりピント誤差量は、レンズ側に
向う前側焦点深度ａと、反対側に向う後側焦点深度ｂと
なる。そして、通常は、ａとｂとが等しく、また ａ＋
ｂ が焦点深度になる。
【００１６】図２（Ｂ）は、フォーカシングレンズ１と
撮像面１１との相対距離を変化させたときのコントラス
ト値をプロットした線図で、該コントラスト値は合焦位
置で最大となり、これより何れの方向へずれても減少す
る。しかし、このずれ量が焦点深度内なら、前述したよ
うに人間の目にはボケと感じない。
撮像面１１との相対距離を変化させたときのコントラス
ト値をプロットした線図で、該コントラスト値は合焦位
置で最大となり、これより何れの方向へずれても減少す
る。しかし、このずれ量が焦点深度内なら、前述したよ
うに人間の目にはボケと感じない。
【００１７】換言すれば、撮像面１１とフォーカシング
レンズ１との相対距離を若干前後に移動させると像は丸
くぼけるが、許容錯乱円径以内であれば人間の目では像
のボケを識別することができず、この範囲が焦点深度で
クレーム上のピーク値に対応する所定の距離範囲に相当
する。
レンズ１との相対距離を若干前後に移動させると像は丸
くぼけるが、許容錯乱円径以内であれば人間の目では像
のボケを識別することができず、この範囲が焦点深度で
クレーム上のピーク値に対応する所定の距離範囲に相当
する。
【００１８】次に、本発明に係るオートフォーカス装置
を電子スチルカメラに適用し、撮像素子を固定してフォ
ーカシングレンズを前後動させて合焦制御する第１実施
例を、図１，３〜６により以下に説明する。
を電子スチルカメラに適用し、撮像素子を固定してフォ
ーカシングレンズを前後動させて合焦制御する第１実施
例を、図１，３〜６により以下に説明する。
【００１９】図１は、本発明の第１実施例を示すオート
フォーカス装置を内蔵した電子スチルカメラのブロック
構成図で、このカメラは、主にフォーカシングレンズ１
と、撮像素子２と、撮像信号増幅やサンプルホールド処
理を行う撮像処理回路３と、出力端子部４と、コントラ
スト情報であるコントラスト値を撮像信号から抽出する
Ｂ．Ｐ．Ｆ．（バンドパスフィルタ）回路５と、コント
ラスト情報のアナログ／デジタル変換用のＡ／Ｄ変換回
路６と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成される演算処
理回路７と、上記フォーカシングレンズ１を駆動するモ
ータ８と、同モータ８のためのモータドライブ回路９
と、図示されない映像記録再生系とによって構成されて
いる。
フォーカス装置を内蔵した電子スチルカメラのブロック
構成図で、このカメラは、主にフォーカシングレンズ１
と、撮像素子２と、撮像信号増幅やサンプルホールド処
理を行う撮像処理回路３と、出力端子部４と、コントラ
スト情報であるコントラスト値を撮像信号から抽出する
Ｂ．Ｐ．Ｆ．（バンドパスフィルタ）回路５と、コント
ラスト情報のアナログ／デジタル変換用のＡ／Ｄ変換回
路６と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成される演算処
理回路７と、上記フォーカシングレンズ１を駆動するモ
ータ８と、同モータ８のためのモータドライブ回路９
と、図示されない映像記録再生系とによって構成されて
いる。
【００２０】以上の構成を持つカメラの動作は、まず、
被写体光がフォーカシングレンズ１を介して取り込ま
れ、撮像素子２の受光面上に被写体像として結像する。
該撮像素子２よりの出力信号は撮像処理回路３において
サンプルホールドされ、撮像信号として出力端子部４お
よびＢ．Ｐ．Ｆ回路５に出力される。そして、その信号
は出力端子部４から記録再生系の回路へ出力される。ま
た、Ｂ．Ｐ．Ｆ回路５において、所定の高周波成分がコ
ントラスト値として抽出される。
被写体光がフォーカシングレンズ１を介して取り込ま
れ、撮像素子２の受光面上に被写体像として結像する。
該撮像素子２よりの出力信号は撮像処理回路３において
サンプルホールドされ、撮像信号として出力端子部４お
よびＢ．Ｐ．Ｆ回路５に出力される。そして、その信号
は出力端子部４から記録再生系の回路へ出力される。ま
た、Ｂ．Ｐ．Ｆ回路５において、所定の高周波成分がコ
ントラスト値として抽出される。
【００２１】更に、Ａ／Ｄ変換回路６によりデジタル値
に変換され、演算処理回路７のＲＡＭに取り込まれる。
この演算処理回路７は、上記コントラスト値のピーク点
の認識手段、焦点深度演算手段、並びに合焦判別手段等
を内蔵し、更に、合焦検出動作並びに合焦動作時にモー
タドライブ回路９を介してモータ８を駆動し、上記フォ
ーカシングレンズ１を所定の位置に移動せしめる制御手
段等を内蔵している。次に、この第１実施例における合
焦処理動作を図３〜６により説明する。
に変換され、演算処理回路７のＲＡＭに取り込まれる。
この演算処理回路７は、上記コントラスト値のピーク点
の認識手段、焦点深度演算手段、並びに合焦判別手段等
を内蔵し、更に、合焦検出動作並びに合焦動作時にモー
タドライブ回路９を介してモータ８を駆動し、上記フォ
ーカシングレンズ１を所定の位置に移動せしめる制御手
段等を内蔵している。次に、この第１実施例における合
焦処理動作を図３〜６により説明する。
【００２２】図３は、フォーカシングレンズ位置を示す
レンズ繰り出し段数ｎに対するコントラスト値の変化を
プロットした線図で、レンズ繰り出し段数５に対応した
コントラスト値Ｃ5 を検出すると、その前段のコントラ
スト値Ｃ4 がピーク値であったと認識することができ
る。そこで、このピーク値Ｃ4 が出現したことが認識さ
れたレンズ繰り出し段数 ｎ＝５ の位置がこのフォー
カシングレンズ１に係る焦点深度内か否かを判断し、こ
の場合深度内なのでこの繰り出し段数５の位置でレンズ
駆動を停止する。ところが従来の合焦機構では、更に１
段逆転駆動してピーク位置Ｃ4 に戻していたが、本発明
では、ピーク越えを認識した時点が焦点深度内なら、人
間の目でボケを認識できないということから、該認識時
点に対応した位置でレンズ駆動を停止する。
レンズ繰り出し段数ｎに対するコントラスト値の変化を
プロットした線図で、レンズ繰り出し段数５に対応した
コントラスト値Ｃ5 を検出すると、その前段のコントラ
スト値Ｃ4 がピーク値であったと認識することができ
る。そこで、このピーク値Ｃ4 が出現したことが認識さ
れたレンズ繰り出し段数 ｎ＝５ の位置がこのフォー
カシングレンズ１に係る焦点深度内か否かを判断し、こ
の場合深度内なのでこの繰り出し段数５の位置でレンズ
駆動を停止する。ところが従来の合焦機構では、更に１
段逆転駆動してピーク位置Ｃ4 に戻していたが、本発明
では、ピーク越えを認識した時点が焦点深度内なら、人
間の目でボケを認識できないということから、該認識時
点に対応した位置でレンズ駆動を停止する。
【００２３】さて、上記図３ではピーク越えを認識する
のにコントラスト値が一度でも前回を下廻ったらそこを
ピーク点と見做すことにしていたが、これではコントラ
スト情報にノイズが重畳されているような場合には、擬
合焦する虞がある。そこで連続して例えば３回過去の最
大値を下廻ったとき、その過去の最大値をピーク位置と
判断する合焦システムに本発明を適用した例を図４によ
り説明する。
のにコントラスト値が一度でも前回を下廻ったらそこを
ピーク点と見做すことにしていたが、これではコントラ
スト情報にノイズが重畳されているような場合には、擬
合焦する虞がある。そこで連続して例えば３回過去の最
大値を下廻ったとき、その過去の最大値をピーク位置と
判断する合焦システムに本発明を適用した例を図４によ
り説明する。
【００２４】図４は、コントラスト情報にノイズが重畳
されている場合のレンズ位置ｎに対するコントラスト値
Ｃn をプロットした線図で、レンズ駆動段数６のときの
コントラスト値Ｃ6 は、過去の最大値である前段のコン
トラスト値Ｃ5 を下廻る。次に、レンズ駆動段数７に対
応したコントラスト値Ｃ7 は、前段のコントラスト値Ｃ
6 を若干ながら上廻っているが、過去の最大値であるＣ
5 に対比すると下廻っている。
されている場合のレンズ位置ｎに対するコントラスト値
Ｃn をプロットした線図で、レンズ駆動段数６のときの
コントラスト値Ｃ6 は、過去の最大値である前段のコン
トラスト値Ｃ5 を下廻る。次に、レンズ駆動段数７に対
応したコントラスト値Ｃ7 は、前段のコントラスト値Ｃ
6 を若干ながら上廻っているが、過去の最大値であるＣ
5 に対比すると下廻っている。
【００２５】更にフォーカシングレンズを１段繰り出し
ｎ＝８ のときのコントラスト値Ｃ8 を求めると、前
段のコントラスト値Ｃ7 を下廻るので勿論過去の最大値
Ｃ5 より小さい。つまり、過去の最大値Ｃ5 を連続して
３回下廻ったことになるので、ピーク値が出現したと認
識しこのレンズ駆動段数８の位置が焦点深度内か否かを
チェックする。この場合焦点深度外なので、深度内の一
番近いレンズ位置に戻すためには１段戻して ｎ＝７
にすればよいことになる。
ｎ＝８ のときのコントラスト値Ｃ8 を求めると、前
段のコントラスト値Ｃ7 を下廻るので勿論過去の最大値
Ｃ5 より小さい。つまり、過去の最大値Ｃ5 を連続して
３回下廻ったことになるので、ピーク値が出現したと認
識しこのレンズ駆動段数８の位置が焦点深度内か否かを
チェックする。この場合焦点深度外なので、深度内の一
番近いレンズ位置に戻すためには１段戻して ｎ＝７
にすればよいことになる。
【００２６】上記図４では、連続して３回過去の最大値
を下廻ったときピーク値が出現したと認識したが、ノイ
ズが重畳されたコントラスト情報のコントラスト値が予
め設定された閾値を下廻ったときにピーク値が出現した
と認識してもよく、これを図５により説明する。
を下廻ったときピーク値が出現したと認識したが、ノイ
ズが重畳されたコントラスト情報のコントラスト値が予
め設定された閾値を下廻ったときにピーク値が出現した
と認識してもよく、これを図５により説明する。
【００２７】図５において、レンズ駆動段数 ｎ＝５
に対応したコントラスト値Ｃ5 を過去の最大値とする
と、閾値レベルＴＬを下廻るコントラスト値はＣ8 にな
る。ところが、このＣ8 に対応するレンズ駆動段数８で
は焦点深度外なので、焦点深度内の一番近いレンズ位置
ｎ＝７ に戻すために一段戻せばよいことになる。
に対応したコントラスト値Ｃ5 を過去の最大値とする
と、閾値レベルＴＬを下廻るコントラスト値はＣ8 にな
る。ところが、このＣ8 に対応するレンズ駆動段数８で
は焦点深度外なので、焦点深度内の一番近いレンズ位置
ｎ＝７ に戻すために一段戻せばよいことになる。
【００２８】ところで、上記図４，５において、従来の
合焦システムでは、過去の最大値Ｃ5 にまで戻していた
が、要は人間の目で像のボケを認識できない程度の合焦
状態であればよく、且つ、合焦動作に要する時間が短い
ことが必要なので、焦点深度内の一番近いレンズ位置に
戻すことにしている。
合焦システムでは、過去の最大値Ｃ5 にまで戻していた
が、要は人間の目で像のボケを認識できない程度の合焦
状態であればよく、且つ、合焦動作に要する時間が短い
ことが必要なので、焦点深度内の一番近いレンズ位置に
戻すことにしている。
【００２９】図６は、この第１実施例における合焦動作
のフローチャートで、このフローがスタートするとまず
フォーカシングレンズの移動段数を格納する変数ｎに１
を入力して初期設定し（ステップＳ１）、現在位置での
コントラスト値を変数Ｃn に入力する（ステップＳ
２）。そして、フォーカシングレンズを１段正転駆動し
（ステップＳ３）、正転駆動後のコントラスト値を変数
Ｃn+1 に入力する（ステップＳ４）。
のフローチャートで、このフローがスタートするとまず
フォーカシングレンズの移動段数を格納する変数ｎに１
を入力して初期設定し（ステップＳ１）、現在位置での
コントラスト値を変数Ｃn に入力する（ステップＳ
２）。そして、フォーカシングレンズを１段正転駆動し
（ステップＳ３）、正転駆動後のコントラスト値を変数
Ｃn+1 に入力する（ステップＳ４）。
【００３０】上記Ｃn とＣn+1 とを比較してピーク値が
出現したか否か、つまりピーク越えの有無を判断し（ス
テップＳ５）、ピーク越えでなければｎをインクリメン
トして（ステップＳ６）、上記ステップＳ３に戻り上記
ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。この場合のピーク越え
判断は、上記図３で説明したコントラスト値が一度でも
前回を下廻ったらそこをピーク点と見做す方式でも、あ
るいは上記図４で説明した過去の最大値を連続して３回
下廻ったらピーク越えと判断しても、更には上記図５で
説明した過去の最大値から予め設定された閾値レベルだ
げ下廻ったらピーク越えと判断する方式でも何れであっ
てもよい。
出現したか否か、つまりピーク越えの有無を判断し（ス
テップＳ５）、ピーク越えでなければｎをインクリメン
トして（ステップＳ６）、上記ステップＳ３に戻り上記
ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。この場合のピーク越え
判断は、上記図３で説明したコントラスト値が一度でも
前回を下廻ったらそこをピーク点と見做す方式でも、あ
るいは上記図４で説明した過去の最大値を連続して３回
下廻ったらピーク越えと判断しても、更には上記図５で
説明した過去の最大値から予め設定された閾値レベルだ
げ下廻ったらピーク越えと判断する方式でも何れであっ
てもよい。
【００３１】さて、上記ステップＳ５でピーク値が出現
したと判断されたら、このピーク認識時点におけるフォ
ーカシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離
が、フォーカシングレンズ１に係る焦点深度内の誤差で
上記ピーク値に対応する所定の距離範囲（以下、ピーク
値に対応する焦点深度幅と呼称する）内に収まっている
か否かをチェックする（ステップＳ７）。
したと判断されたら、このピーク認識時点におけるフォ
ーカシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離
が、フォーカシングレンズ１に係る焦点深度内の誤差で
上記ピーク値に対応する所定の距離範囲（以下、ピーク
値に対応する焦点深度幅と呼称する）内に収まっている
か否かをチェックする（ステップＳ７）。
【００３２】この認識時点における上記相対距離がピー
ク値に対応する焦点深度幅内なら、該認識時点に対応し
た位置に停止したままでこのフローを終了する。一方、
焦点深度外なら、フォーカシングレンズを逆転駆動し
（ステップＳ８）、上記相対距離がピーク値に対応する
焦点深度幅内になるところまで上記ステップＳ７，Ｓ８
を繰り返す。そして深度内に達したらこのフローを終了
する。
ク値に対応する焦点深度幅内なら、該認識時点に対応し
た位置に停止したままでこのフローを終了する。一方、
焦点深度外なら、フォーカシングレンズを逆転駆動し
（ステップＳ８）、上記相対距離がピーク値に対応する
焦点深度幅内になるところまで上記ステップＳ７，Ｓ８
を繰り返す。そして深度内に達したらこのフローを終了
する。
【００３３】上記第１実施例によれば、山登りＡＦにて
従来はピーク値が出現したと認識された時点で必ずピー
ク値まで逆転駆動していたのに対し、該認識時点におけ
る上記相対距離がピーク値に対応する焦点深度幅内なら
逆転駆動を全く行わず、また焦点深度幅外なら最寄りの
焦点深度幅内になるところまで逆転駆動するだけなの
で、合焦動作時間を短縮でき、ひいては速写性を向上で
きる。
従来はピーク値が出現したと認識された時点で必ずピー
ク値まで逆転駆動していたのに対し、該認識時点におけ
る上記相対距離がピーク値に対応する焦点深度幅内なら
逆転駆動を全く行わず、また焦点深度幅外なら最寄りの
焦点深度幅内になるところまで逆転駆動するだけなの
で、合焦動作時間を短縮でき、ひいては速写性を向上で
きる。
【００３４】上記図１，３〜６で説明した第１実施例で
は、ピーク越えと認識した時点で相対距離がピーク値に
対応する焦点深度幅内か否かをチェックし、焦点深度幅
内ならそこでレンズ駆動を停止するし、焦点深度幅をオ
ーバしていれば深度幅内になるところまで相対距離を変
化するようにしていた。これに対し、次に述べる第２実
施例では、合焦動作開始前に予め焦点深度幅を計算して
記憶しておき、如何なる場合でもピーク値に対応する焦
点深度幅を超えないよう合焦処理するようにしたもの
で、図７，８を用いて、以下に説明する。
は、ピーク越えと認識した時点で相対距離がピーク値に
対応する焦点深度幅内か否かをチェックし、焦点深度幅
内ならそこでレンズ駆動を停止するし、焦点深度幅をオ
ーバしていれば深度幅内になるところまで相対距離を変
化するようにしていた。これに対し、次に述べる第２実
施例では、合焦動作開始前に予め焦点深度幅を計算して
記憶しておき、如何なる場合でもピーク値に対応する焦
点深度幅を超えないよう合焦処理するようにしたもの
で、図７，８を用いて、以下に説明する。
【００３５】図７は、この第２実施例におけるレンズ位
置ｎに対するコントラスト値Ｃn をプロットした線図
で、ピーク値Ｃ5 に対応する計算された焦点深度幅がレ
ンズ位置で ｎ＝３ から ｎ＝７ まであるとする。
従って、レンズ繰り出し段数ｎが ｎ＝６ になると、
前段におけるコントラスト値Ｃ5 がピーク値であったか
も知れないと認識できるが、ノイズ等による擬合焦の虞
もあるので、更にレンズ駆動して ｎ＝７ に進む。
置ｎに対するコントラスト値Ｃn をプロットした線図
で、ピーク値Ｃ5 に対応する計算された焦点深度幅がレ
ンズ位置で ｎ＝３ から ｎ＝７ まであるとする。
従って、レンズ繰り出し段数ｎが ｎ＝６ になると、
前段におけるコントラスト値Ｃ5 がピーク値であったか
も知れないと認識できるが、ノイズ等による擬合焦の虞
もあるので、更にレンズ駆動して ｎ＝７ に進む。
【００３６】このときのコントラスト値Ｃ7 は過去の最
大値Ｃ5を下廻るが、上記図４，５のように更に１段正
転駆動するようなことはしない。即ち、このレンズ位置
が焦点深度幅の端点なので、この ｎ＝７ をピーク値
が出現したことが認識された時点とする。換言すれば、
焦点深度が深ければレンズ繰り出し量を大きくとれるこ
とになる。
大値Ｃ5を下廻るが、上記図４，５のように更に１段正
転駆動するようなことはしない。即ち、このレンズ位置
が焦点深度幅の端点なので、この ｎ＝７ をピーク値
が出現したことが認識された時点とする。換言すれば、
焦点深度が深ければレンズ繰り出し量を大きくとれるこ
とになる。
【００３７】図８は、この第２実施例のフローチャート
で、上記図６に示した第１実施例における各ステップと
同じステップには同じステップ番号を付けてその説明を
省略し、異なるステップＳ１１，Ｓ１２についてのみ以
下に説明する。
で、上記図６に示した第１実施例における各ステップと
同じステップには同じステップ番号を付けてその説明を
省略し、異なるステップＳ１１，Ｓ１２についてのみ以
下に説明する。
【００３８】このフローがスタートすると、まずステッ
プＳ１１に進んでピーク値を何段まで行き過ぎてもよい
か、焦点深度幅を算出する。次に、ステップＳ１〜Ｓ５
を実行してもピーク超えと判断するに至らない場合、ス
テップＳ１２で焦点深度の端点、つまり上記ステップＳ
１１で計算した深度幅内なら上記ステップを繰り返す。
一方、焦点深度の端点に達したらこのフローを終了す
る。なお上記ステップＳ５でピーク超えと判断されれ
ば、直ちにこのフローを終了する。
プＳ１１に進んでピーク値を何段まで行き過ぎてもよい
か、焦点深度幅を算出する。次に、ステップＳ１〜Ｓ５
を実行してもピーク超えと判断するに至らない場合、ス
テップＳ１２で焦点深度の端点、つまり上記ステップＳ
１１で計算した深度幅内なら上記ステップを繰り返す。
一方、焦点深度の端点に達したらこのフローを終了す
る。なお上記ステップＳ５でピーク超えと判断されれ
ば、直ちにこのフローを終了する。
【００３９】上記第２実施例によれば、如何なる場合に
もピーク値に対応する焦点深度幅を超えることがないの
で更に合焦動作時間を短縮でき速写性を向上できる。
もピーク値に対応する焦点深度幅を超えることがないの
で更に合焦動作時間を短縮でき速写性を向上できる。
【００４０】上記各実施例では、撮像素子を固定してフ
ォーカシングレンズを移動させるとしたが、要はフォー
カシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離が
変化すればよいので、フォーカシングレンズを固定して
撮像素子を移動させるようにしてもよい。
ォーカシングレンズを移動させるとしたが、要はフォー
カシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離が
変化すればよいので、フォーカシングレンズを固定して
撮像素子を移動させるようにしてもよい。
【００４１】またフォーカシングレンズの駆動をステッ
ピングモータ等の段数管理で行うように説明したが、例
えばリニアに移動するＤＣモータ等を利用するようにし
てもよい。即ち、このリニア移動を一定時間間隔で、も
しくは一定距離間隔でサンプリングし、各点で得られた
コントラスト情報のコントラスト値を用いることもでき
る。
ピングモータ等の段数管理で行うように説明したが、例
えばリニアに移動するＤＣモータ等を利用するようにし
てもよい。即ち、このリニア移動を一定時間間隔で、も
しくは一定距離間隔でサンプリングし、各点で得られた
コントラスト情報のコントラスト値を用いることもでき
る。
【００４２】更に、上記実施例では、本発明を電子スチ
ルカメラに適用した例で説明したが、これに限定される
ことなくオートフォーカス装置を有する銀塩カメラやビ
デオムービ等にも広く適用可能である。
ルカメラに適用した例で説明したが、これに限定される
ことなくオートフォーカス装置を有する銀塩カメラやビ
デオムービ等にも広く適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ピー
ク値が出現したことが認識された時点における上記フォ
ーカシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離
が、フォーカシングレンズに係る焦点深度内の誤差で上
記ピーク値に対応する所定の距離範囲内にあるときには
上記認識時点に対応する位置で停止せしめ、該認識時点
における上記相対距離が所定の距離範囲内を逸脱したと
きには、上記相対距離が所定の距離範囲内になるところ
まで相対距離を変化させるようにしたので、合焦動作時
間を短縮でき速写性を向上できるという顕著な効果が発
揮される。
ク値が出現したことが認識された時点における上記フォ
ーカシングレンズと撮像素子の光電変換面との相対距離
が、フォーカシングレンズに係る焦点深度内の誤差で上
記ピーク値に対応する所定の距離範囲内にあるときには
上記認識時点に対応する位置で停止せしめ、該認識時点
における上記相対距離が所定の距離範囲内を逸脱したと
きには、上記相対距離が所定の距離範囲内になるところ
まで相対距離を変化させるようにしたので、合焦動作時
間を短縮でき速写性を向上できるという顕著な効果が発
揮される。
【図１】本発明の第１実施例を示すオートフォーカス装
置が内蔵された電子スチルカメラのブロック構成図。
置が内蔵された電子スチルカメラのブロック構成図。
【図２】焦点深度を説明する図。
【図３】上記第１実施例におけるレンズ位置に対するコ
ントラスト値をプロットした線図で、１度でも前回値を
下廻ったらピーク点と見做すもの。
ントラスト値をプロットした線図で、１度でも前回値を
下廻ったらピーク点と見做すもの。
【図４】上記第１実施例におけるレンズ位置に対するコ
ントラスト値をプロットした線図で、３回連続して過去
の最大値を下廻ったらピーク点と見做すもの。
ントラスト値をプロットした線図で、３回連続して過去
の最大値を下廻ったらピーク点と見做すもの。
【図５】上記第１実施例におけるレンズ位置に対するコ
ントラスト値をプロットした線図で、予め設定された閾
値を下廻ったらピーク点と見做すもの。
ントラスト値をプロットした線図で、予め設定された閾
値を下廻ったらピーク点と見做すもの。
【図６】上記第１実施例における合焦動作のフローチャ
ート。
ート。
【図７】本発明の第２実施例を示すオートフォーカス装
置におけるレンズ位置に対するコントラスト値をプロッ
トした線図。
置におけるレンズ位置に対するコントラスト値をプロッ
トした線図。
【図８】上記第２実施例における合焦動作のフローチャ
ート。
ート。
【図９】従来のオートフォーカス装置におけるレンズ位
置に対するコントラスト値をプロットした線図。
置に対するコントラスト値をプロットした線図。
【図１０】従来のオートフォーカス装置における合焦動
作のフローチャート。
作のフローチャート。
１…フォーカシングレンズ ２…撮像素子
Claims (1)
- 【請求項１】 フォーカシングレンズと撮像素子の光電
変換面との相対距離を変化させたときの、該撮像素子か
らの映像信号出力に基づく上記光電変換面上の像の鮮鋭
度を表わす信号のレベル変化に応じて、該レベルがその
ピーク値に近付くように漸次上記フォーカシングレンズ
と撮像素子の光電変換面との相対距離を変化させるよう
にしたオートフォーカス装置であって、 上記ピーク値が出現したことが認識された時点における
上記フォーカシングレンズと撮像素子の光電変換面との
相対距離が、フォーカシングレンズに係る焦点深度内の
誤差で上記ピーク値に対応する所定の距離範囲内にある
ときには上記認識時点に対応する位置で上記相対距離の
変化を停止せしめ、該認識時点における上記相対距離が
所定の距離範囲内を逸脱したときには、上記相対距離が
所定の距離範囲内になるところまで相対距離を変化せし
めるための駆動手段を具備したことを特徴とするオート
フォーカス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21103991A JP3285896B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | オートフォーカス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21103991A JP3285896B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | オートフォーカス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556328A true JPH0556328A (ja) | 1993-03-05 |
| JP3285896B2 JP3285896B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=16599361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21103991A Expired - Fee Related JP3285896B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | オートフォーカス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285896B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829667A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Fuji Photo Optical Co Ltd | オートフォーカス方法 |
| JPH1184228A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Olympus Optical Co Ltd | 自動焦点調節装置 |
| US8233075B2 (en) | 2007-05-24 | 2012-07-31 | Gyrus Acmi, Inc. | User-aided auto-focus |
| KR20130106538A (ko) * | 2012-03-20 | 2013-09-30 | 엘지이노텍 주식회사 | 오토 포커스 오류 검출 시스템 및 방법 |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP21103991A patent/JP3285896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829667A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Fuji Photo Optical Co Ltd | オートフォーカス方法 |
| JPH1184228A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Olympus Optical Co Ltd | 自動焦点調節装置 |
| US8233075B2 (en) | 2007-05-24 | 2012-07-31 | Gyrus Acmi, Inc. | User-aided auto-focus |
| KR20130106538A (ko) * | 2012-03-20 | 2013-09-30 | 엘지이노텍 주식회사 | 오토 포커스 오류 검출 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3285896B2 (ja) | 2002-05-27 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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