JPH0591390A - ビデオカメラの自動焦点整合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影距離の変化に対する焦点整合動作の応答
性を、撮影状況に応じて変えることにより、望遠撮影に
おいても焦点位置の安定した撮影を行うことができるよ
うにする。 【構成】 合焦評価値発生回路１２からの現フィールド
の合焦評価値を、メモリ１３に記憶された前フィールド
の合焦評価値と比較する比較回路２１，２２を二つ設
け、これら第一，第二比較回路２１，２２に、焦点整合
を再起動する際の基準となる評価値基準低下率と基準不
感時間とを、回路ごとに値を変えて設定する。そしてモ
ード設定スイッチ２４とモード切替スイッチ２３とで比
較回路２１，２２を切り替えて、評価値基準低下率と基
準不感時間との値を変える。これにより、撮影距離が絶
えず変化している場合の焦点整合の再起動の頻度が変わ
る。つまり、焦点整合動作の応答性を変えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラに組み込
まれ、被写体に対する焦点整合、つまりピント合わせを
自動的に行う自動焦点整合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ、特に家庭用のビデオカメ
ラでは、撮影操作を簡単にするために、自動焦点整合装
置を組み込んでピント合わせを自動化している。

【０００３】自動的に焦点整合を行う方法としては、映
像信号中の輝度信号から高周波成分を取り出して合焦評
価値とし、その合焦評価値が最大となるように焦点整合
を行う、山登り方式と呼ばれる方法が広く用いられてい
る。この山登り方式は、輝度信号の高周波成分が、一般
に合焦時に最大となるという特性を利用したもので、撮
影中の映像に対してパララックスのない状態で精度よく
焦点整合を行うことができるとともに、焦点整合専用の
センサを必要とせず、自動焦点整合装置の構成が簡単で
あるという利点がある。

【０００４】図３は、ビデオカメラに組み込まれた、こ
の山登り方式の自動焦点整合装置の従来例を示すブロッ
ク構成図である。

【０００５】図のように、ビデオカメラに装備されたズ
ームレンズ１およびフォーカスレンズ２に入射した被写
体からの光は、撮像素子３上に結像されて電気信号に変
換される。その電気信号がプロセス回路４で処理されて
映像信号となり、またその映像信号中の輝度信号がプロ
セス回路４から自動焦点整合装置１１（以下単に整合装
置１１と呼ぶ）へ送られる。

【０００６】この整合装置１１は、合焦評価値発生回路
１２，メモリ１３，比較回路１４，制御回路１５，駆動
回路１６およびフォーカスモータ１７を備え、その合焦
評価値発生回路１２に上記プロセス回路４からの輝度信
号が入力される。

【０００７】上記合焦評価値発生回路１２は、入力され
た輝度信号から高周波成分を取り出して合焦評価値を発
生させるもので、先ずゲート回路１２ａにより、入力輝
度信号から、画面中央に設定されたフォーカスエリアに
対応する部分の輝度信号だけを通過させる。続いてその
通過輝度信号から、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２
ｂで高周波成分を取り出すとともに、その高周波成分を
検波回路１２ｃで検波する。次いでその検波回路１２ｃ
の検波出力をＡ／Ｄ変換回路１２ｄでディジタル値に変
換し、更にそのディジタル値を映像信号の１フィールド
毎に積分回路１２ｅで積分して、各フィールドの合焦評
価値とする。

【０００８】上記メモリ１３は、上記合焦評価値発生回
路１２が次々と発生させる各フィールドの合焦評価値を
更新しながら記憶するとともに、合焦時の最大合焦評価
値を記憶する。

【０００９】上記比較回路１４は、上記合焦評価値発生
回路１２からの現フィールドの合焦評価値を、上記メモ
リ１３に記憶された前フィールドの合焦評価値と比較す
る。またこの比較回路１４には、後述のように焦点整合
を再起動する際の基準となる、評価値基準低下率と基準
不感時間とが予め設定されている。

【００１０】上記制御回路１５は、上記比較回路１４の
比較結果に基づいて上記駆動回路１６を制御し、その駆
動回路１６は、その制御回路１５の制御に従ってフォー
カスモータ１７を駆動し、フォーカスレンズ２を光軸方
向に移動させてその焦点位置を変える。またこの駆動回
路１６は、ズームスイッチ１８からの指令によってズー
ムモータ１９を駆動し、ズームレンズ１を光軸方向に移
動させてその焦点距離を変える。

【００１１】図４は、上述のような山登り方式の整合装
置１１を組み込んだビデオカメラで、ある被写体を撮影
する際の、フォーカスレンズ２の焦点位置に対する合焦
評価値の変化を示す図である。この図を用いて上記整合
装置１１の焦点整合動作を説明する。

【００１２】いま、撮影開始時の焦点位置が、被写体に
対する合焦点位置ＬＭより近点側の位置Ｌａであったと
すると、合焦評価値発生回路１２がその焦点位置Ｌａに
おける合焦評価値Ｆａを発生させて、メモリ１３に記憶
させる。続いて制御回路１５が、フォーカスレンズ２を
移動させてその焦点位置を近点側もしくは無限遠側に変
化させると、合焦評価値発生回路１２が現フィールドの
合焦評価値を発生させ、比較回路１４がその現フィール
ドの合焦評価値を、メモリ１３に記憶された前フィール
ドの合焦評価値Ｆａと比較する。その比較の結果、現フ
ィールドの合焦評価値が前フィールドの合焦評価値Ｆａ
より大きければ、制御回路１５はフォーカスレンズ２を
同一方向に移動させてその焦点位置を同一方向に変え、
小さければフォーカスレンズ２を逆方向に移動させてそ
の焦点位置を逆方向に変える。

【００１３】この動作をフィールド毎に繰り返すことに
より、制御回路１５はフォーカスレンズ２の焦点位置
を、合焦点位置ＬＭを行き過ぎた位置Ｌｂから合焦点位
置ＬＭに戻す。またメモリ１３は、この合焦点位置ＬＭ
における最大合焦評価値ＦＭを記憶する。

【００１４】ところで、上述のような焦点整合動作を続
けると、被写体までの距離が絶えず変化している場合に
は、焦点位置が常に変化するために、映像が落ち着きの
ないものとなってしまう。また、被写体の手前を人や物
が素早く横切った場合にも、焦点位置が不必要に変化し
てしまう。

【００１５】そこで制御回路１５により、フォーカスレ
ンズ２の焦点位置を合焦点位置ＬＭに固定し、その後の
合焦評価値の低下率が、比較回路１４に予め設定された
評価値基準低下率を超え、かつその評価値基準低下率を
超えた状態の持続時間である不感時間が、比較回路１４
に予め設定された基準不感時間を超えた際に焦点整合を
再起動させるようにしている。つまり、焦点位置を合焦
点位置ＬＭに固定するたびに、その合焦点位置ＬＭにお
ける最大合焦評価値ＦＭに評価値基準低下率ｋ（０＜ｋ
＜１）を乗じて合焦評価値のしきい値ＦＳを設定し、合
焦評価値がそのしきい値ＦＳを基準不感時間より長く続
けて下回った場合に、焦点整合をやり直すようにする。

【００１６】このような焦点整合における評価値基準低
下率と基準不感時間との値は、撮影距離の変化に対する
焦点整合動作の応答性を決めるものであり、撮影距離の
変化する被写体を撮影する際に、その被写体の映像が大
きくボケない範囲で、必要最小限の頻度で焦点整合の再
起動が行われるように適宜に設定される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしズームレンズ１
の焦点距離を伸ばして望遠撮影する場合には、被写界深
度が浅くなるために、合焦評価値が変動しやすくなる。
従って、従来の整合装置１１のように、評価値基準低下
率と基準不感時間との値が一定であると、動きの激しい
被写体を望遠撮影した際に、頻繁に焦点整合が行われて
焦点位置が不安定になるという問題が生じる。

【００１８】評価値基準低下率と基準不感時間との値
を、被写界深度の浅い望遠撮影に合わせて設定すると、
他の焦点距離での撮影においても焦点整合を制限するこ
とになり、応答性の高い焦点整合を行うことができなく
なる。

【００１９】本発明は、この望遠撮影において焦点位置
が不安定になるという問題を解決するためになされたも
ので、撮影距離の変化に対する焦点整合動作の応答性
を、撮影状況に応じて変えることのできるビデオカメラ
の自動焦点整合装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る自動焦点整合装置では、焦点整合を再
起動する際の基準となる評価値基準低下率と基準不感時
間との値を変える手段を設けた。

【００２１】

【作用】評価値基準低下率と基準不感時間との値を変え
ることにより、被写体までの距離が絶えず変化している
場合の焦点整合の再起動の頻度が変わる。つまり、撮影
距離の変化に対する焦点整合動作の応答性を変えること
ができる。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００２３】図１は、ビデオカメラに組み込まれた、本
発明に係る自動焦点整合装置のブロック構成図である。
尚、図１において、図３に示した従来例と相違ない構成
要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

【００２４】本発明に係る自動焦点整合装置１０（以下
単に整合装置１０と呼ぶ）の特徴は、焦点整合を再起動
する際の基準となる評価値基準低下率と基準不感時間と
の値を変える手段が設けられた点にあり、この実施例で
はその可変手段として、第一，第二の二つの比較回路２
１，２２と、モード切替スイッチ２３と、モード設定ス
イッチ２４とが設けられている。

【００２５】上記第一，第二比較回路２１，２２は、合
焦評価値発生回路１２からの現フィールドの合焦評価値
を、メモリ１３に記憶された前フィールドの合焦評価値
と比較するもので、各比較回路２１，２２には、焦点整
合を再起動する際の基準となる評価値基準低下率と基準
不感時間とが予め設定されている。しかもこれらの評価
値基準低下率と基準不感時間との値は、各比較回路２
１，２２で異なり、第一比較回路２１の評価値基準低下
率ｋ１は、第二比較回路２２の評価値基準低下率ｋ２よ
り大きく（１＞ｋ１＞ｋ２＞０）、また第一比較回路２
１の基準不感時間Ｔ１は、第二比較回路２２の基準不感
時間Ｔ２より短く（Ｔ１＜Ｔ２）設定されている。つま
り、第一，第二比較回路２１，２２のどちらを使用する
かによって、評価値基準低下率と基準不感時間とを変
え、それにより焦点整合動作の応答性を、第一比較回路
２１を使用するモード１と、第二比較回路２２を使用す
るモード２との二つのモードに変えることができる。

【００２６】上記モード切替スイッチ２３は、合焦評価
値発生回路１２からの現フィールドの合焦評価値を、上
記第一，第二比較回路２１，２２に選択的に出力させる
ことにより、モード１とモード２とを切り替えるもの
で、その切り替えは制御回路１５によって制御される。

【００２７】上記モード設定スイッチ２４は、制御回路
１５に対して上記モード切替スイッチ２３によるモード
１，２の切り替えを指令することにより、モード１，２
を設定するものである。

【００２８】更に、本実施例では、上記二つのモード
１，２を、ズームレンズ１の焦点距離に応じて自動的に
変えることができるように、ズームレンズ１の位置から
その焦点距離を検出する焦点距離センサ２５が設けられ
ている。この焦点距離センサ２５の検出データは、制御
回路１５に送られる。その他の構成は従来例と同様であ
る。

【００２９】尚、この整合装置１０の各回路およびメモ
リ１３やモード切替スイッチ２３は、実際にはマイクロ
コンピュータとして一体的に構成される。

【００３０】次に、上記整合装置１０の二つのモード
１，２における焦点整合動作を、図２を用いて説明す
る。尚、この整合装置１０の山登り方式による基本的な
焦点整合動作については、従来例の説明を参照すること
とする。

【００３１】図２は、合焦評価値の時間変化の一例を示
す図で、ある被写体に対して焦点整合を行って合焦させ
た後、その被写体が動いて撮影距離が変化したことによ
り、合焦評価値発生回路１２からの合焦評価値が、合焦
時の最大合焦評価値ＦＭから低下した様子を示してい
る。

【００３２】図のように、最大合焦評価値ＦＭに評価値
基準低下率ｋ１，ｋ２を乗じて算出される各モード１，
２における合焦評価値のしきい値ＦＳ１，ＦＳ２は、上
述したそれぞれの評価値基準低下率ｋ１，ｋ２の大きさ
の関係から、モード１のしきい値ＦＳ１の方が高くな
る。

【００３３】いま、合焦後の合焦評価値発生回路１２か
らの合焦評価値が、時刻ｔ１でモード１のしきい値ＦＳ
１を下回り、その後時刻ｔ２でモード２のしきい値ＦＳ
２を下回り、更にその後の時刻ｔ３でもモード２のしき
い値ＦＳ２を下回った状態にあるとする。この場合、時
刻ｔ３までの不感時間は、モード１ではΔｔ１３、モー
ド２ではΔｔ２３となり、モード１での不感時間Δｔ１
３の方が、モード２での不感時間Δｔ２３より長くな
る。

【００３４】そしてモード１では、不感時間Δｔ１３が
基準不感時間Ｔ１を超えた際に焦点整合を再起動し、モ
ード２では、不感時間Δｔ２３が基準不感時間Ｔ２を超
えた際に焦点整合を再起動することになる。この時、上
述のようにモード１での不感時間Δｔ１３の方が、モー
ド２での不感時間Δｔ２３より長く、しかもモード１の
基準不感時間Ｔ１は、モード２の基準不感時間Ｔ２より
短く設定されているため、撮影距離が絶えず変化してい
る場合の焦点整合の再起動の頻度は、モード１の方がモ
ード２よりも多くなる。つまり、撮影距離の変化に対す
る焦点整合動作の応答性を、モード１で高く、モード２
で低くすることができる。

【００３５】例えば、時刻ｔ３で、モード１での不感時
間Δｔ１３が基準不感時間Ｔ１を超え、モード２での不
感時間Δｔ２３は基準不感時間Ｔ２を超えない場合に
は、モード１では焦点整合の再起動が行われ、モード２
では再起動は行われずに焦点位置は固定されたままとな
る。

【００３６】このように、上記構成の整合装置１０によ
れば、各モード１，２における評価値基準低下率ｋ１，
ｋ２と基準不感時間Ｔ１，Ｔ２との値を適宜に設定し、
それらのモード１，２をモード設定スイッチ２４で選択
することにより、撮影距離の変化に対する焦点整合動作
の応答性を、撮影状況に応じてより適当なものとするこ
とができる。従って、被写界深度の浅い望遠撮影を行う
際には、モード２を設定して焦点整合動作の応答性を低
くすることにより、焦点位置の安定した撮影を行うこと
ができる。

【００３７】更に、モード設定スイッチ２４でモード２
が選択され、しかも焦点距離センサ２５によりズームレ
ンズ１が望遠側であると検出された時に、制御回路１５
がモード２を設定するようにすれば、モード設定スイッ
チ２４で敢えてモード１を設定しない限り、望遠撮影時
には自動的にモード２を設定させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るビデ
オカメラの自動焦点整合装置によれば、撮影距離の変化
に対する焦点整合動作の応答性を撮影状況に応じて変え
ることができ、それにより、望遠撮影においても、焦点
位置の安定した撮影を行うことができ、より見易い映像
を作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動焦点整合装置のブロック構成
図である。

【図２】合焦評価値の時間変化の一例を示す図である。

【図３】従来の自動焦点整合装置のブロック構成図であ
る。

【図４】山登り方式の自動焦点整合動作を説明するため
の、焦点位置に対する合焦評価値の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 自動焦点整合装置 １２ 合焦評価値発生回路 １３ メモリ １５ 制御回路 １６ 駆動回路 １７ フォーカスモータ ２１ 第一比較回路 ２２ 第二比較回路 ２３ モード切替スイッチ ２４ モード設定スイッチ ２５ 焦点距離センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオカメラの映像信号中の輝度信号か
   ら高周波成分を取り出して合焦評価値とし、その合焦評
   価値が最大となるように焦点整合を行って焦点位置を固
   定するとともに、上記合焦評価値の低下率が、予め設定
   された評価値基準低下率を超え、かつその評価値基準低
   下率を超えた状態の不感時間が、予め設定された基準不
   感時間を超えた際には、焦点整合を再起動するビデオカ
   メラの自動焦点整合装置において、 上記評価値基準低下率と基準不感時間との値を変える手
   段を設けたことを特徴とするビデオカメラの自動焦点整
   合装置。