JPH04404A - ビデオカメラ - 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、オートフォーカス機能を有するビデオカメラ
に関するものである。

［発明の概要］ 本発明のビデオカメラは、オートフォーカス時において
フォーカスレンズが一方向に駆動されている際に、レン
ズ移動可能範囲の中間点に達した後所定期間中、適当な
フォーカス制御情報が得られなかった場合には、その進
行方向先にはジャストフォーカス点はないとみなして、
方向を反転するようにしたものである。この制御により
、レンズ移動方向にジャストフォーカス点がなかった場
合でも、わざわざ端点位置まで移動されることはなくな
り、オートフォーカス動作が効率化される。

［従来の技術］ オートフォーカス動作のための、フォーカスレンズ駆動
制御方式としては、合焦位置ではビデオ信号の直流分を
除く周波数成分が最大になることを利用して、ビデオ信
号の直流分を除いた周波数成分を積算した値をオートフ
ォーカス制御情報としての評価値データとし、この評価
値データが最大となる位置にフォーカスリングを駆動さ
せて、フォーカスレンズ位置を制御する方式（いわゆる
山登り制御）が知られている（特願昭６２−１４６６２
８号）。

例えばある被写体に対してＮ（広角）Ｈ■（望遠）の範
囲でフォーカスレンズ（フォーカスリング）が移動制御
されたとき、第４図に示すように評価値データＤｔの曲
線が得られる場合を仮定する。もし、オートフォーカス
動作開始時にフォーカスレンズがＰｌ地点にあったとし
たら、まずフォーカスレンズを任意の方向に移動させて
評価値データＤｔを得、高い評価値データＤｔが得られ
る方向を確認する（以下、この動作を方向決定動作とい
う）。そして、その高い評価値データＤｔが得られる方
向にフォーカスレンズを駆動しながら評価値データＤｔ
を順次得ていき、最終的には、評価値データの曲線の頂
上付近で父方向或はＮ方向に微小調整移動しながら、最
も高い評価値データＤｔが得られる地点、すなわちＰ、
地点にフォーカスレンズを位置させる方式である。

なお、オートフォーカス動作開始時点の移動方向、すな
わち方向決定動作における移動の方向は、例えばその直
前のオートフォーカス動作におけるフォーカス位置に基
づいて設定されるなどの方法が取られており、通常、最
初の移動方向が、常に父方向である、又はＮ方向である
と決められているわけではない。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このようなオートフォーカス制御方式におい
て、成る被写体に対して例えば第５図に示したような評
価値データＤｔが得られる場合に、フォーカスレンズが
Ｐ１地点にあり、しかもオートフォーカス動作開始時に
フォーカスレンズが父方向に駆動されて方向決定動作が
なされた場合は、その方向決定動作中に適正な評価値デ
ータを得ることができない。つまり、Ｐ、地点から置型
遠位置Ｐ２までレンズを駆動させても、評価値データＤ
ｔは非常に低レベルでほぼ一定しており、又はほとんど
得られないため、Ｐ、地点から父方向とＮ方向のどちら
に評価値データＤｔのピークがあるのか判定できない。

従って、フォーカスレンズはそのまま端点位置Ｐ２まで
駆動され、そこで方向変換されてＮ方向に移動し、さら
にＰ１地点を通過して、初めて適当な評価値データＤｔ
を得、そこから山登り制御によってＰ、地点に到達する
ことになる。すなわち、Ｐ、〜Ｐ２間で非常に無駄な動
作を行なわなければならない。

このように、特に、合焦位置がいづれかの端点付近にあ
る場合などは、もしオートフォーカス動作開始時にフォ
ーカスレンズが合焦位置の逆方向に駆動されると、その
動作は非能率なものとなってオートフォーカス制御時間
が長くなり、また、レンズ移動が見苦しいという問題が
あった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような問題点にかんがみてなされたもの
で、少なくともフォーカスレンズがその移動可能範囲の
両端点にあること及び中間点にあることを検出すること
ができる検出手段を設けるとともに、オートフォーカス
動作開始時点の方向決定動作中に、中間点が検出されて
から所定期間適当なフォーカス制御情報が得られなかっ
た場合は、移動方向を逆転させるようにした制御手段を
備えるようにしたビデオカメラを提供するものである。

［作用］ フォーカス制御情報としての評価値データの検出方式に
もよるが、各種の被写体に対し、はとんどの場合、評価
値データの曲線としては、第１図に示すように、 （ａ）　Ｎ　（最広角位置）〜　　　焦点位置の範囲内
に山が形成される場合、 （ｂ　）　　２．５ｍ焦点〜ｏｏ（置型遠位置）の範囲
内に山が形成される場合、 （ｃ）はぼ２．５ｍ焦点位置付近を中心として山が形成
される場合、 に類型される。そして特に上記したオートフォーカスの
非効率動作が発生するのは（ａ）或は（ｂ）の場合であ
る。

従って、例えば２．５ｍ焦点位置を中間点として検出し
、移動中のレンズがこの中間地点をこえてから所定期間
の間、適正な評価値データが得られなかった場合は、そ
の進行方向先にはジャストフォーカス点が存在しないと
判断してよいことになる。

［実施例］ 第２図は本発明のビデオカメラの一実施例のオートフォ
ーカス制御回路系ブロック図を示したものである。

１は、フォーカスレンズが駆動モータ２により矢印Ａ、
Ｂ方向に回動されることにより矢印Ｃ９Ｄ方向に移動さ
れて焦点位置が制御されるレンズ系を示す。このレンズ
系は、以下説明するコントラスト検出法（周波数分離法
）による山登り制御がなされることにより、オートフォ
ーカス動作が可能とされている。なおこの場合、フォー
カスレンズは、Ａ方向に駆動されたとき（＝Ｃ方向に移
動したとき）に遠距離に合焦され、Ｂ方向に駆動された
とき（＝Ｄ力方向移動したとき）に近距離に合焦される
ものとする。

３はＣＣＤ撮像素子であり、レンズ系１を介した被写体
像を撮像し、その撮像信号を信号処理回路４に出力する
。

信号処理回路４は、ＣＣＤ撮像素子３の出力信号から輝
度信号及びクロマ信号を形成するものであり、プロセス
回路、カラーエンコーダ等から構成されている。

５ａ、５ｂはバンドパスフィルタであり、信号処理回路
４から取り出された輝度信号が供給される。バンドパス
フィルタ５ａは中心周波数が例えば１００　ＫＨｚであ
り、バンドパスフィルタ５ｂは、中心周波数が例えば５
００　ＫＨｚである。このバンドパスフィルタ５ａ、５
ｂにより、信号処理回路４から供給された輝度信号中の
所定周波数成分が取り出される。そして、取り出された
周波数成分はアンプを介して検波回路６ａ、６ｂに供給
され、その所定周波数成分のレベル検出がなされる。

７はスイッチ回路であり、バンドパスフィルタ５ａ、５
ｂのいづれで抽出された周波数成分の検波出力をオート
フォーカス制御データに使用するかをオートフォーカス
制御系システムコントローラ（以下、コントローラとい
う）１０の制御に従って選択する１例えば、コントラス
トが強い被写体のときにはバンドパスフィルタ５ａの出
力が選択され、コントラストが弱い被写体のときにはバ
ンドパスフィルタ５ｂの出力が選択される。

スイッチ回路７によって選択された検波出力、すなわち
輝度信号中の所定周波数成分のレベルの信号はＡ／Ｄ変
換器８においてデジタル化され、そのデジタル出力は積
算回路９に供給される。積算回路９にはコントローラ１
ｏから積算エリア制御信号が供給されており、Ａ／Ｄ変
換器８から入力される輝度信号中の所定の周波数成分の
レベルのデータは、積算エリア制御信号で指定される期
間積算される。実際の積算動作としては、例えば１水平
期間における最大値を１フイ一ルド分積算する方式が考
えられる。この積算結果データが、評価値データＤｔと
してコントローラ１０に供給される。

コントローラ１０は、供給された評価値データＤｔを用
いて山登り制御を行ない、オートフォーカス動作を達成
することができるように構成されている。すなわち、フ
ォーカスレンズが駆動され、完全なピンボケ状態から合
焦状態に達し、再びピンボケ状態になっていく過程での
スペクトル成分の分布とその強度を測定してい（と、ピ
ンボケ状態ではスペクトル成分は低域側にあるとともに
その大きさも小さく、ピントがあってくるに従ってスペ
クトル成分が高域側に移りその大きさも大きくなり、各
種被写体に対して、例えば前記第１図（ａ）〜（ｃ）に
示したような各種曲線が得られる。従って、ビデオ信号
中から抽出した高域成分を積算したデータが最大となる
ようにレンズをＰＪ位置に駆動すれば、オートフォーカ
ス制御が達成される。

１１はフォーカスレンズモータ駆動回路であり、コント
ローラ１０からの駆動方向制御信号（ＳＦ、Ｓａ）に従
って駆動モータ２ａ、２ｂを駆動する。また、駆動速度
制御信号ＳｓがＤ／Ａ変換器１２を介して供給され、駆
動速度制御信号Ｓｓに基すいてレンズ駆動速度を設定す
る。なお、駆動方向制御信号Ｓ、、Ｓ、、及び駆動速度
制御信号Ｓｌｌは、オートフォーカス動作時においては
上記山登り制御によって生成されるものである。駆動方
向制御信号ＳＦにより、レンズは望遠側方向（００）に
駆動され、駆動方向制御信号Ｓ！ｌにより広角側方向（
Ｎ）に駆動される。

１３はフォーカスレンズ位置検出器であり、例えばフォ
ーカスレンズ円筒部分の所定範囲に反射膜を形成し、こ
の円筒部分対して発光タイオードから検出光を照射し、
被照射位置が反射膜形成部分か否か、つまり円筒部分の
入方向或はＢ方向の回転位置が、反射光が得られる位置
であるか否かにより、フォーカスレンズ位置を検出する
ことができる。検出信号はＡ／Ｄ変換器１４を介してコ
ントローラ１０に入力される。そして特に本実施例では
、この位置検出器１３により、レンズが端点位置（畳床
角位置、或は置型遠位置）に達したこと、及び２．５ｍ
焦点位置に達したことが検出されるようになされている
。

このようにオートフォーカス制御回路系が構成された本
実施例では、前述したようにコントローラ１０において
評価値データＤｔに基ずく山登り制御が実行されて、フ
ォーカスレンズが駆動されオートフォーカスを達成する
ものであるが、そのオートフォーカス動作（山登り制御
）は、■駆動開始モード、■方向検出モード、■フォー
カス点通過モード、■反転戻りモード、■微小調整モー
ドの、５段階の制御によって達成されている。

例えば、前記第４図で説明したように、Ｐ１地点にレン
ズが位置していた場合、まず駆動開始モード■で所定の
方向にレンズを移動させ、次に方向検出モード■として
、移動に伴って順次得られた評価値データＤｔ、Ｄｔ・
・・・に基づいて方向決定動作を行なう。そして、フォ
ーカス点通過モード■として、決定された方向に評価値
データＤｔを検出しながら移動していく。この際、順次
検出される評価値データＤｔは、合焦位置に近づくに従
って高い値になっていくことになるが、レンズがジャス
トフォーカス位置ＰＪ地点を通り過ぎると、その時点で
得られる評価値データＤｔは、その直前の評価値データ
Ｄｔよりも低い値となる。

すなわち、この評価値データの低下によってレンズがジ
ャストフォーカス位置を通過したことが検出されること
になる。そこで、反転戻りモード■として移動方向を反
転し、ジャストフォーカス点ＰＪに向かってわずかに移
動させ、最後に微小調整モード■としてＮ方向及び■方
向に微小移動しながらジャストフォーカス点ＰＪ、つま
り、最も高い評価値データＤｔが得られる地点に到達す
る。

本実施例では、コントローラ１０によって以上のオート
フォーカス動作の制御を行なう際に、第２図のフローチ
ャートに示すように、中間点検出に伴う動作が実行され
る。

すなわち、コントローラ１０は駆動開始モード■として
、駆動速度制御信号Ｓｓ、及び駆動方向制御信号ＳＦ或
はＳＲを出力して一方向レンズを駆動しくＦｌｏｏ）、
つづいて方向検出モード■として方向決定動作を行なう
。つまり移動に従って評価値データＤｔが上昇していっ
たときは、その進行方向にピーク点が存在すると判断し
、そのまま進行してモード■〜■の動作でフォーカスレ
ンズをジャストフォーカス点Ｐ、に位置させる（ＦＩＯ
Ｉ−Ｆ２Ｏ３）。また、移動に従って評価値データＤｔ
が下降していったときは、進行方向の逆方向にピーク点
が存在すると判断し、もう一方の駆動方向制御信号ＳＲ
或はＳＦを出力して移動方向を逆転させ、その後同様に
モード■〜■の動作でフォーカスレンズをジャストフォ
ーカス点Ｐ、に位置させる（　Ｆ１０２→Ｆ１０７→Ｆ
１０８　）。

ところが、方向決定動作が不能であった場合、つまり、
一方向へ移動を続けても、評価値データＤｔが得られて
こない場合、又は非常に低レベルの評価値データＤｔで
一定している場合であったら、フォーカスレンズが２．
５ｍ合焦位置に達した段階で内蔵カウンタ手段により、
タイムカウントを実行する（　Ｆ２Ｏ３−Ｆ２Ｏ３）。

例えば前記第１図（ａ）或は（ｂ）の場合において、モ
ード■で、フォーカスレンズがＰ１地点からそれぞれ矢
印２方向に駆動されたときは、この場合に該当すること
になる。

そして引き続きその方向への移動を続行するが、もし順
次上昇していく評価値データＤｔが得られたら、そのま
まモード■〜■の動作に入り、フォーカスレンズをジャ
ストフォーカス点ＰＪに位置させる（　Ｆ１０５→Ｆ１
０８　）。

ところが、そのまま移動してもカウンタ手段がタイムア
ツプするまでの所定期間内に、適正な評価値データが得
られなかったら、駆動方向逆転制御を行なう。例えば第
１図（ａ）或は（ｂ）における、　２．５ｍ合焦位置か
らＰ３地点までのレンズ移動のための所要期間がカウン
トされており、この間は引き続き同方向に駆動されてい
るが、Ｐ３地点に到達しカウントアツプされた段階で、
いまだ適正な評価値データＤｔが得られなければ、その
移動は合焦位置に対して逆進していると判断し、駆動方
向を逆転させる（　Ｆ２Ｏ３−Ｆ２Ｏ３）。そしてその
後、逆方向に駆動され、評価値データＤｔが得られる地
点に到達したら、そのままモード■〜■の動作に入り、
フォーカスレンズをジャストフォーカス点ＰＪに位置さ
せる（−Ｆ２Ｏ３）。

コントローラ１０が以上の動作制御を行なうことにより
、本実施例のビデオカメラは、モード■において逆方向
にフォーカスレンズが移動され、しかもその方向が合焦
位置に対して逆方向であっても、端点位置まで到達し、
折り返してくるといった無駄な動作を行なうことはない
。

なお、中間位置は必ずしも２．５ｍ合焦位置に設定する
必要はなく、実施するビデオカメラの特性に応じて適正
な中間位置が決定されればよい。また、２．５ｍ合焦位
置からの所定期間も、その実施機器の特性に従って決定
されるものとなる。

なお、中間位置からの所定期間（上記実施例におけるＰ
、−Ｐ、移動期間）の判断は、タイムカウントによらず
、Ｐ３地点そのものを位置検出することによってもよい
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のビデオカメラは、フォー
カスレンズが一方向へ移動し、中間位置到達が検出され
てから所定期間中に適正な評価値データが得られなかっ
た場合は、進行方向を逆転するように制御する手段を備
えるようにしたため、オートフォーカス動作において、
フォーカスレンズが合焦位置に反して、わざわざ端点ま
で逆走してしまうという無駄をなくし、効率の良いオー
トフォーカス動作を達成することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は評価値データの類型の説明
図、 第２図は本発明のビデオカメラのオートフォーカス制御
系の一実施例を示すブロック図、第３図は本実施例にお
けるオートフォーカス制御動作を示すフローチャート、 第４図は山登り制御の説明図、 第５図は端点までの逆走動作の説明図である。 １はレンズ系、２はフォーカスレンズモータ、３はＣＣ
Ｄ撮像素子、１０はコントローラ、１１はフォーカスレ
ンズ駆動回路、１３はフォーカスレンズ位置検出器を示
す。 ａ □レンズ移動範囲□ 第 図 中−一−−−レンズ移動範囲□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オートフォーカス制御情報に基ずいてフーカスレンズを
   駆動させてオートフォーカス動作を行なうことができる
   ように構成されたビデオカメラにおいて、 少なくとも前記フォーカスレンズがその移動可能範囲の
   両端点にあること及び中間点にあることを検出すること
   ができる検出手段を設けるとともに、 オートフォーカス動作時で前記フォーカスレンズが一方
   向へ移動している際に、前記検出手段により中間点が検
   出されてから所定期間中に適当なフォーカス制御情報が
   得られなかった場合は、移動方向を逆転させるようにし
   た制御手段を備えるようにしたことを特徴とするビデオ
   カメラ。