JPH01162075A - オートフォーカシング方法 - 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） 本発明は各種のビデオカメラ等に用いられるオートフォ
ーカス方式に関し、特に確実かつ迅速なフォーカシング
を行ない得るようにしたものである。

（従来の技術） 従来から、被写体を撮影することによって得られる映像
信号の高域成分の電圧レベルが再生画像の精細度に対応
していることに着目し、この高域成分の電圧を焦点電圧
として取り出し、この焦点電圧が最大レベルとなるよう
にフォーカスレンズを駆動させることによりこのレンズ
の位置をジ１？ストピント位置に一致させるようなフォ
ーカシングを行なうオートフォーカス装置が知られてい
る。

そして、このようなフォーカシングの方式は、いわゆる
山登りサーボ方式として知られているものであり、この
方式はＮＨＫ技術研究報告ｌ１ｒＩ４０、第１７巻・第
１号通巻第８６号第２１ページ、あるいは昭和５７年１
１月発表のテレビジョン学会技術報告ＥＤ第６７５等の
文献に詳細に説明されている。

（発明が解決すべき問題点） ところで、上述の如き山登りサーボ方式においては、互
いに時間的（位置的）にズした二点での焦点電圧をサン
プリングして逐次レベル比較していき、４れら二点での
焦点電圧の大小関係によってピントずれの有無、及びジ
ャストピント位置の方向を検出することによりフォーカ
スレンズを所定方向に移動させていく。

そのため、例えばローコントラスｌ−の被写体を撮影す
る場合のように上記焦点電圧のレンズ移動量に対する変
化量が少なくなった場合や、サンプリング範囲がジャス
トピント位置から離れすぎている場合には、上述の如く
レベル比較して得られる差分値（差分電圧）レベルが小
さすぎてジャストピント位置の方向を検出するのに時間
がかかってしまい、その結果上述の如き山登りサーボ方
式を確実かつ迅速に行ない得なくなるという問題点があ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたものであり
、レンズの移動けに対する焦点電圧の変化ｍが小さい場
合にも確実かつ迅速なフォーカシングを行なうことがで
きるオートフォーカス方式を提供することを目的とする
。

そして、本発明はこの目的を達成するために、被写体を
撮影することにより得ら□れる映像信号の所定の高域成
分を焦点電圧として取り出し、この焦点電圧とあらかじ
め設定された複数の基準電圧値との比較の結果に基づい
てフォーカスレンズを光軸方向に移動させてフォーカシ
ングを行なうオートフォーカス方式であって、フォーカ
シング聞始時から所定時間内に検出される焦点電圧がい
ずれかの基準電圧値に達しない場合にはフォーカスレン
ズの移動方向を逆転させ、逆転した後上記フォーカスレ
ンズがフォーカシング位置に戻ってから再度上記所定時
間内に焦点電圧が基準電圧値に達しない場合には上記フ
ォーカスレンズをフォーカシング開始位置に戻してフォ
ーカシングを終了するようにしたことを特徴とするオー
トフォーカス方式を提供するものである。

（作　用） 上述の如きオートフォーカス方式によれば、焦点電圧が
検出可能な範囲内であれば、レンズの移動量に対する焦
点電圧の変化量の大小に関係なく確実かつ迅速なフォー
カシングを行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明に係るオートフォーカス方式の好適な一実
施例を第１図ないし第６図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明に係るオートフォーカス方式を実現する
ためのオートフォーカス装置の構成を示すブロック図で
あり、このオートフォーカス装置はアホーカル系レンズ
５とフォーカスレンズ（マスク系レンズ）１とから構成
された光学系６を備えている。

そして、上記フォーカスレンズ１を本実施例における移
動手段であるパルスモータ２ににつて光軸方向の所定方
向（矢印Ａ−Ｂ方向）に移動させることによりフォーカ
シングを行なうようになっているとともに、このフォー
カスレンズ１はフォーカシング開始と同時に移動される
ようになっており、このフォーカスレンズ１の光軸上の
位置は、上記パルスモータ２に設けられたロータリエン
コーダにて検出されて位置情報＄１として制御回路３に
供給されるようになっている。

また、上述の如き光学系６を介して入射される被写体か
らの踊像光は、本実施例における撮像手段であるＣＯＤ
　（電荷結合素子）等を用いた撮像素子７にて光電変換
されて電気的な映像信号Ｓ２にされる。

そして、この映像信＠Ｓ２は増幅器８にて増幅されて図
示しないカメラ回路等に供給されるとともに、バンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ）９に供給され、このバンドパスフ
ィルタ９は、上記映像信号Ｓ２から所定の高域成分を抽
出して自動利得制御回路（ＡＧＣ）１０に供給する。

そして、この自動利得制御回路１０は、上記高域成分を
利得制御した後検波器（ＤＥＴ）１１に供給し、この検
波器１１にて上記映像信号Ｓ２の所定の高域成分に対応
する第２図に示す如き焦点電圧Ｅが検波される。

ここで、この焦点電圧Ｅは上記映像信号Ｓ２を再生した
再生画像の精細度に対応するものであり、上記フォーカ
スレンズ１がジャストピント位置Ｐにあるときに最大と
なる。

上記焦点電圧Ｅは、Ａ／Ｄ　（アナログ−デジタル）変
換器１２にてデジタル化されて上記制御回路３に供給さ
れる。

そして、上記制御回路３は、上記フォーカスレンズ１の
光軸方向への移動に伴なう焦点電圧Ｅをフォーカシング
開始から１フイールド毎（ＮＴＳＣ方式の場合は１７６
０秒毎）に順次サンプリングする。

また、この制御回路３は、上記検波器１１等の検出可能
な最小値Ｅ　ｍｉｎ又はこの最小値Ｅ　ｍｉｎの定数倍
の値の整数倍（例えば奇数倍）の複数の基準電圧値ＳＥ
ｎ、及び各基準電圧値ＳＥｎに固有の番号（ｎに相当す
る）を記憶している。

さらに、この制御回路３にはタイマ１３からタイムデー
タＳ４が供給されている。

このタイマ１３は、フォーカシング聞−始時と同時に所
定周波数のクロックパルスにてインクリメントされるも
のであり、上記制御回路３はこのタイマ１３のタイムデ
ータＳ４、すなわちクロックパルスの計数値によってフ
ォーカシング開始時からの所定時間を検出するようにな
っている。

なお、上記タイマ１３は、上記制御回路３から供給され
るタイマ制御信号Ｓ５によって動作制御され、タイマ１
３の内容はフォーカシング終了時及びフォーカシング開
始時から所定時間経過した時にリセットされるようにな
っている。

そして、この制御回路３は、上記各基準電圧値ＳＥｎと
上述の如く検出される焦点電圧Ｅとを逐次レベル比較し
、これらが上記タイムデータＳ４にて規定される所定の
時間内に一致したときに、一致した基準電圧値に固有の
番号だけを読み出す。

ここで、この制御回路３は、各基準電圧値に固有の番号
に係る基＊電圧値どうしの大小関係を記憶しており、新
しく読み出された番号に係る基準電圧値厚その前に読み
出された番号に係る基準電圧値よりも大きい場合には上
記フォーカスレンズ１がジャストピント位置Ｐに達して
いないものと判断して、このフォーカスレンズ１をその
まま移動させ続けるような制御信号Ｓ３をモータ駆動回
路１４に供給する。

一方、この制御回路３は、各基準電圧値ＳＥｎ・・・と
同レベルの焦点電圧Ｅｎ・・・が検出された時に、この
ときのフォーカスレンズ１の位＠ＪＩｎ・・・を示す上
記位置情報Ｓ１を取り込む。

なお、本実施例において上記焦点電圧は、１フイールド
毎の離散的な情報として制御回路３に取り込まれる。そ
こで、本実施例では取り込まれた値が、各基準電圧値Ｓ
Ｅｎを最初にオーバーしたときに検出された焦点電圧Ｅ
ｎが基準電圧値ＳＥｎに達したものとしてこのときの焦
点電圧Ｅｎ及び上記位置情報Ｓ１を取り込むようになっ
ている。

また、上述の如きオートフォーカス装置においては第３
図に示す如くフォーカスレンズ１を第３図中矢印へ方向
に移動させた時に、最大の基準電圧値３　Ｅ　ｍａｘに
達したものとして取り込まれた基準電圧値Ｓ　Ｅ　ｍａ
ｘに固有の番号が二回連続して検出された場合には、ジ
ャストピント位置Ｐがこれら二回の検出位置の中間にあ
ることになる。

そこで、二回同じ番号が読み出された場合には、上記フ
ォーカスレンズ１を二回の検出の位＠Ｘ、Ｙの中間にフ
ォーカスレンズ１を移動させればこのフォーカスレンズ
１の位置をジャストピント位置Ｐに一致させることがで
きる。

よって、上記制御回路３は上記位置情報Ｓ１に基づいて
、このような場合にフォーカスレンズ１を反対方向（第
３図中矢印Ｂ方向）に所定ｆｆ１（、（Ｘ−’／）／２
）だけ戻すような制御信号Ｓ３を上記モータ駆動回路１
４に供給することにより、上記パルスモータ２を反対方
向に回転させてフォーカシングを行なう。

また、第４図に示づ−ように上述の如く読み出された番
号がその前に読み出された番号よりも小さなレベルであ
る場合には、その前の検出位置がジャストピント位置Ｐ
ということになる。

そこで、このような場合には、上記フォーカスレンズ１
を前の検出位置に戻せばジャストピント位置Ｐに一致さ
せることができる。

そして、この場合にも、上述の場合と同様に制御回路３
は上記位置情報Ｓ１に基づいて上記フォーカスレンズ１
を反対方向に移動させるような制御信号Ｓ３を上記モー
タ駆動回路１４に供給してフォーカシングを行なう。

上述の如く、本実施例によれば従来の如き差分電圧のレ
ベルにに関係なく、上記フォーカスレンズ１をジャスト
ピント位置Ｐに移動させることができ、確実なフォーカ
シングを実現することができる。

このように、本実施例に係るオートフォーカス装置は、
各基準電圧値ＳＥｎに固有の番号を読み出し、この番号
のみに基づいてフォーカスレンズ１を８ｗＪさせ続ける
ことができるため、実際に各焦点電圧の差分電圧が検出
限界値よりも小さくなるような場合であっても確実なフ
ォーカシングを行なうことができる。

一方、第５図に示すように上記タイムデータＳ４に基づ
く所定の時間を内に焦点電圧Ｅといずれかの基準電圧値
ＳＥｎとが一致しなかった場合、すなわちサンプリング
位置における焦点電圧のレンズ移動量に対する変化■が
小さい場合には上記所定時間に達した時点でフォーカス
レンズ１の移動方向を逆転させる。

ここで、上記焦点電圧Ｅｎは、ジャストピント位置Ｐか
ら離れるほどレンズ移動量に対する変化量が小さくなる
ため、上記フォーカスレンズ１がジャストピント位ＬＩ
Ｐから離れた位置でこのジャストピント位置Ｐから遠ざ
かる方向に移動する場合には１フイ一ルド枚に検出され
る焦点電圧Ｅが基ｔｉ！；電圧値ＳＥｎに達するまでに
比較的長い時間を要する。

そこで、上記所定時間を内に焦点電圧Ｅと基準電圧値Ｓ
Ｅｎとが一致しない場合にはフォーカスレンズ１がジャ
ストピント位置Ｐから遠ざかる方向に移動している可能
性が高い。

よって、このような場合にはフォーカスレンズ１の移動
方向を逆転させることによって無駄な時間をできるだけ
少なくすることができるためフォーカシングに用する時
間を短くすることができる。

そして、逆転した後の所定時間内に検出された焦点電圧
Ｅが基準電圧値と一致した場合には先に述べたようなフ
ォーカシング動作を行なうことによりフォーカスレンズ
１をジャストピント位置Ｐに移動させる。

なお、この場合にはフォーカスレンズ１に対するジャス
トピント位置Ｐの方向が判別している。

また、上述の如く移動方向が逆転した後、上記所定時間
の倍の時間２を内においても焦点電圧Ｅが基準電圧値Ｓ
Ｅｎに一致しない場合がある。

そして、そのような場合は第６図に示すように、被写体
が極めてローコントラストの場合であり、実質的にフォ
ーカシングが不要であるためフォーカスレンズ１をフォ
ーカシングの開始位置に戻してフォーカシングを終了す
る。

このように、本実施例のよればローコントラストの被写
体を撮影する場合等における無駄な時間を省略すること
によりフォーカシングに要する時間を短くすることがで
き、これにより迅速なフォーカシングを実現することが
できる。

なお、本実施例においては、各基準電圧値ＳＥｎに固有
の番号を記憶させたが、この番号のかわりに各基準電圧
値ＳＥｎに固有なコードを記憶させてもよい。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明によれば、焦点
電圧が検出可能な範囲内であれば差分電圧のレベルに関
係なく確実なフォーカシングを行なうことができるとと
もに、ローコントラストの被写体を撮影する場合等に迅
速なフォーカシングを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオートフォーカス方式の一実施例
を示すブロック図、第２図は焦点電圧を示すグラフ、第
３図乃至第６図はフォーカスレンズの位置と焦点電圧と
の位置関係に応じた焦点電圧と基準電圧値との関係を各
々示すグラフである。 １・・・フォーカスレンズ、２・・・パルスモータ、３
・・・制御回路、１３・・・タイマ。 第２図 第８図 第４図 ど 第５図　　　　　　ヱ巨富１ 第６図　　　　　　距組

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体を撮影することにより得られる映像信号の所定の
   高域成分を焦点電圧として取り出し、この焦点電圧とあ
   らかじめ設定された複数の基準電圧値との比較の結果に
   基づいてフォーカスレンズを光軸方向に移動させてフォ
   ーカシングを行なうオートフォーカス方式であつて、 フォーカシング開始時から所定時間内に検出される焦点
   電圧がいずれかの基準電圧値に達しない場合にはフォー
   カスレンズの移動方向を逆転させ、逆転した後上記フォ
   ーカスレンズがフォーカシング位置に戻ってから再度上
   記所定時間内に焦点電圧が基準電圧値に達しない場合に
   は上記フォーカスレンズをフォーカシング開始位置に戻
   してフォーカシングを終了するようにしたことを特徴と
   するオートフォーカス方式。