JPH08317272A - オートフォーカス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレビカメラのオートフォーカス制御を高精
度で安価に行う。 【構成】 タイミングジェネレータ２で制御された水平
方向平均値算出フィルター１と、遅延回路としてフリッ
プフロップ４を具備したデジタルハイパスフィルター３
と、絶対値処理回路５と、枠制御信号７により制御され
る積分回路６と、更に前記デジタルハイパスフィルター
３、絶対値処理回路５および積分回路６を制御する水平
同期信号８を含んで垂直方向の評価値算出回路を構成す
る。輝度信号Ｙは水平方向平均値算出フィルター１に入
力され、水平ラインの任意の画素数の平均値を出し、デ
ジタルハイパスフィルター３で水平同期信号８に同期し
て高周波成分を抽出し絶対値処理をした後、枠制御信号
７により制御された範囲において、全ての水平ラインの
高周波成分を積分し、オートフォーカスの為の評価値を
算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビカメラ等、電気的
手段により撮像する装置に関し、更に詳しくは撮像のオ
ートフォーカス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のテレビカメラに代表される電気的
手段による撮像装置のオートフォーカス装置の一例につ
いて図３ないし図６を参照して説明する。

【０００３】従来から、テレビカメラで得られた画像信
号を数値化し計数処理をした後、撮像用レンズのフォー
カス装置にフィードバックしてフォーカスを合わせる構
成のオートフォーカス装置があり、その代表的な構成を
図３に示す。

【０００４】図３において輝度信号ＹはＡ／Ｄコンバー
タ９でサンプリングパルス１０に同期してデジタルデー
タに変換され、図５に示すデジタルハイパスフィルター
３（以下、単に「ＨＰＦ」と記す）で高周波成分を取り
出し、絶対値処理回路５において絶対値を求め、その出
力を図４に示す画面２０の評価領域２１の全域にわたっ
て積分し、オートフォーカスのための水平方向の評価値
を算出している。

【０００５】即ち、この積分は符号７Ｈの水平方向の枠
制御信号により設定された範囲の水平ライン内の全デー
タを加算し（符号６Ｈ）、その後、符号７Ｖの垂直方向
の枠制御信号により設定された範囲において、水平同期
信号８で同期を取りながら垂直方向に積分されて（符号
６Ｖ）水平方向の評価値を得るものである。

【０００６】上述した方法により求めた水平方向の評価
値に基づいて、レンズを光軸方向に移動し、評価値が最
大となる位置、即ち、焦点が一致した位置で停止させフ
ォーカスを自動的に調整するものである。

【０００７】図５に示すＨＰＦ３に入力する隣り合う画
素はそれぞれその位置関係において垂直方向の差はない
ので、この方式の前記ＨＰＦ３の出力は水平方向のみの
高周波成分を出力することになり、その結果、評価値も
水平方向成分だけの評価値となる。

【０００８】しかしながら、上述したオートフォーカス
の方法では、地平線等水平方向に変化の少ない画像に対
してはフォーカス精度が劣化したり、また、極端な場合
にはフォーカスしないという欠点があった。

【０００９】従って、この欠点を解決するために、従来
より図６に示すように垂直方向の評価値を求めて、上述
したオートフォーカスに重畳する方法がある。即ち、同
図（ａ）において輝度信号ＹはＡ／Ｄコンバータ９で色
副搬送波周波数ｆｓｃの４倍の周波数４ｆｓｃでサンプ
リングされてデジタル信号に変換し、偶フィールドメモ
リー１３および奇フィールドメモリー１４に、偶／奇切
り換え信号で交互にスイッチ１１が切り換えられて各フ
ィールド毎に画像データが蓄積される。また、前記偶／
奇切り換え信号によりスイッチ１２が、読み込み中のメ
モリーではない方のメモリーをＨＰＦ３に接続し、一方
のメモリーの画像データ蓄積中に他方のメモリーから画
像データを読み出し、ＨＰＦ３で垂直方向の高周波成分
を出力し、絶対値処理回路５で絶対値が求められ、全デ
ータの加算がおこなわれて（符号１７）垂直方向の評価
値を連続して得るものである。ここで前記メモリーはタ
イミングジェネレータ２により、その書き込み、読み出
しが制御されている。

【００１０】つぎに図６（ｂ）および（ｃ）を参照し
て、メモリーの画像データの書き込みと読み出しについ
て更に説明する。まず、書き込みについては図６（ｂ）
に示すように水平走査の順にしたがい、１フィールドが
取り込まれる。１フィールドの取り込みが完了するとス
イッチ１１が切り替わり、他の一方のフィールドメモリ
ーに取り込みが始まると同時に、取り込んだばかりの画
像データはスイッチ１２が切り替わり図６（ｃ）に示す
ように垂直方向に順に読み出しが開始される。この垂直
方向に読み出された画像データがＨＰＦ３に入力され垂
直方向の評価値が求められる。

【００１１】この垂直方向の評価値に基づいて更にフォ
ーカス制御が加えられるものであるが、上述したように
垂直方向の評価値を得るためには２つのフィールドメモ
リーが必要であり、従って、回路規模が大きくなり、高
価となっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、テレビカメラ等、電子的手段による撮像装置で撮影
する水平方向に変化が少ない画像においても、高精度に
オートフォーカス動作をする装置を提供しようとするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】テレビカメラからの画像
信号の特定した画像領域の水平方向周波数成分を抽出
し、その抽出量に基づいてテレビカメラのフォーカスを
制御するオートフォーカス装置に、画像信号の特定した
画像領域における各水平ラインの連続する複数の画像デ
ータを重み付け加算をすると共に、重み付け加算をした
値を各水平ラインの代表値とし、その代表値にたいして
ハイパスフィルターをかけ、その出力から評価値を算出
する垂直方向評価値算出部を設け、前記垂直方向の評価
値に基づいてフォーカスを制御する構成を付加して上記
課題を解決する。

【００１４】

【作用】画像信号の特定した画像領域における各水平ラ
インの画像データから垂直方向の画像の周波数成分を抽
出して水平方向に周波数成分の少ない画像についても垂
直方向の周波数成分に基づいてカメラの焦点を自動的に
制御する。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例について図１および図２を参
照して説明する。本実施例は垂直方向のオートフォーカ
スの回路構成に関するものであって、水平方向のそれは
従来例と同一であり、説明は省略する。

【００１６】画像の輝度信号Ｙは水平方向平均値算出フ
ィルター１に入力され、タイミングジェネレータ２によ
り発生される枠信号に基づき、画面の各水平ライン毎の
前記枠信号で規制される範囲にある任意の画素数（例え
ば６４画素）の平均を算出する。順次算出される各水平
ラインの平均値はデジタルのＨＰＦ３に入力され、水平
同期信号８に同期して高周波成分が抽出される。この高
周波成分は絶対値処理回路５で絶対値が求められ、枠制
御信号７で規制される範囲において各水平ラインの高周
波成分は積分回路６で積分され、枠内の全ての水平ライ
ンの高周波成分が積分された後、垂直方向の評価値が確
定する。尚、前記ＨＰＦ３を構成する遅延回路はフリッ
プフロップ４を用いている。

【００１７】上述したように抽出された垂直方向の評価
値に基づいてフォーカス制御を行うものであるが、前記
評価値は図２に示すように画面２０の評価領域２１の垂
直方向の中心線上、即ち垂直方向評価値算出線２２にの
みに関して抽出されているので、前記垂直方向評価値算
出線２２に沿って変化の少ない画像に対してはフォーカ
ス制御に効力を生じない。

【００１８】しかし、本発明は前述したように図３に示
す水平方向のフォーカス制御も併用しており、画像に垂
直方向と水平方向に少なくとの何れか一方に周波数成分
があればフォーカス制御を行うことが出来る。尚、予め
垂直方向と水平方向の何れか一方を優先させて評価値を
算出させ、その評価値がフォーカス制御に用いるのに不
十分である場合のみ、他の一方の評価値を算出させてフ
ォーカス制御をするようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】従って本発明によると、テレビカメラで
撮影した水平方向に変化が少ない画像においても、水平
方向の画像成分から抽出した垂直方向の評価値に基づい
て、自動的に焦点を合せ込むことができる。

【００２０】また、水平方向の画像成分から垂直方向の
評価値を抽出する回路を画像メモリーを用いることなく
構成するため、安価なオートフォーカス装置を提供する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるオートフォーカスのための垂直
方向の評価値を得る回路ブロック図である。

【図２】 本発明による垂直方向の評価値を得る画面部
位を示す図である。

【図３】 従来のオートフォーカスのための水平方向の
評価値を得る回路ブロック図である。

【図４】 従来の水平方向の評価値を得る画面部位を示
す図である。

【図５】 デジタルハイパスフィルターの構成を示す図
である。

【図６】 従来のオートフォーカス方法について説明す
るための図であって、（ａ）はフィールドメモリーを用
いたオートフォーカスのための垂直方向の評価値を得る
回路ブロック図であり、（ｂ）は画像データの取り込み
順を示し、（ｃ）は画像データの読み出し順を示す。

【符号の説明】

１ 水平方向平均値算出フィルター ２ タイミングジェネレータ ３ デジタルハイパスフィルター ４ フリップフロップ ５ 絶対値処理回路 ６ 積分回路 ７ 枠制御信号 ９ Ａ／Ｄコンバータ １１、１２ スイッチ １３ 偶フィールドメモリー １４ 奇フィールドメモリー １５ １サンプリングクロック遅延回路 １６ １Ｈ遅延回路 ２０ 画面 ２１ 評価領域 ２２ 垂直方向評価値算出線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的手段により撮像する撮像装置であ
   って、 前記撮像装置からの画像信号の特定画像領域における水
   平方向周波数成分を抽出し、 更に抽出した前記水平方向周波数成分に基づいて前記撮
   像装置のフォーカスを制御するオートフォーカス装置に
   おいて、 前記画像信号の特定画像領域における各水平ラインの連
   続する複数の画像データを重み付け加算をすると共に、 前記重み付け加算をした値を各水平ラインの代表値とし
   てハイパスフィルターをかけ、 更に前記ハイパスフィルターの出力から評価値を算出す
   る垂直方向評価値算出部を設け、 垂直方向の評価値に基づいてフォーカスを制御する構成
   を付加したことを特徴とするオートフォーカス装置。