JPH0614245A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合焦点にいきつくまでの時間を短縮したビデ
オカメラを提供する。 【構成】 例えば、テレ端付近で焦点調節用レンズ（フ
ォーカスレンズ）４の位置が至近端付近にあり且つ焦点
信号（鮮鋭度信号）のレベルが所定値より低い場合、一
定時間焦点調節用レンズ４を強制的に無限遠方向へ移動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等におい
て自動的に被写体に合焦させる自動焦点調節機能を備え
たビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、電子カメラ等を始
めとする映像機器の発展はめざましく、特にその機能及
び操作性の向上のため、自動焦点調節（ＡＦ）等の機能
が標準的に装備されるに至っている。

【０００３】ところで、この種の自動焦点調節装置を見
ると、撮像素子等により、被写体像を光電変換して得ら
れた映像信号中から画面の鮮鋭度（焦点信号）を検出
し、その鮮鋭度が最大となるようにフォーカスレンズ
（焦点調節用レンズ）を移動制御して焦点調節を行なう
ようにした方式が主流となりつつある。

【０００４】前記鮮鋭度信号（焦点信号）の評価として
は、一般にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）により抽出さ
れた映像信号の高周波成分の強度、あるいは微分回路な
どにより抽出された映像信号のボケ幅（被写体のエッジ
部分の幅）検出強度等を用いる。

【０００５】これは通常の被写体像を撮影した場合、焦
点がぼやけている状態では高周波成分のレベルは小さく
ボケ幅は広くなり、焦点が合ってくるにしたがって高周
波成分のレベルは大きくボケ幅は小さくなり、完全に合
焦点に達した状態でそれぞれ最大値、最小値をとる。し
たがって、フォーカシングレンズの制御は、前記鮮鋭度
が低い場合はこれが高くなる方向に可能な限り高速で駆
動し、鮮鋭度が高くなるにつれて減速し、精度良く鮮鋭
度の山の頂上で停止させるように制御される。このよう
な方式を一般に山登りオートフォーカス方式（以下、山
登りＡＦと略称する。）と称している。

【０００６】このような自動焦点調節装置が採用された
ことにより、従来、特に動画を撮影するビデオカメラな
どでは、その操作性が飛躍的に向上し、近年では必須の
機能となっている。

【０００７】さて、上記山登りＡＦにおいては、フォー
カスレンズを移動させ、被写体像の高周波成分のレベル
変化により合焦させるために、該フォーカスレンズを移
動させるべき方向を検出する。従って、この方法ではフ
ォーカスレンズが一度移動しない限り、合焦位置が現在
位置を基準にして、その前後のどちらにあるかが不明で
あり、フォーカスレンズを誤った方向に移動させてしま
うことがある。

【０００８】これに対し、フォーカスレンズを現在位置
で、前後に微小駆動させ、そのレベル変化により、該フ
ォーカスレンズを移動する方向を決定する方法が知られ
ている（特開平２−１４００７４号）。この方法によれ
ば、合焦動作を行なわせるためのフォーカスレンズの移
動方向、及び合焦後の被写体の移動などにより、合焦点
がずれた時、再起動させるか否かの判断を迅速に行なう
ことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、山登りＡＦ動作を開始した時、特にテレ端付近
でフォーカスレンズが至近端付近にある時に急なパンニ
ングなどを行ない無限遠に近い被写体を見ると、大きな
ボケとなり、フォーカスレンズが動いても鮮鋭度信号が
変化せず、正確な方向判定を行なうことができない。そ
のためにフォーカスレンズの移動方向が反転してしま
い、合焦点に行きつくまでに長い時間がかかってしまう
という問題点があった。

【００１０】また、上記従来例では、山登りＡＦ動作
中、特に鮮鋭度信号に明確な差が出る前に、鮮鋭度信号
のわずかな変化によって、フォーカスレンズの移動方向
が逆転し、その逆転動作が何回も繰り返される結果、合
焦点に行きつくまでに長い時間がかかってしまうという
問題点があった。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、合焦点に行きつくまでの
時間を短縮したビデオカメラを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の第１発明は、映像信号中より合焦度に応じた焦
点信号を検出し、該検出信号に基づき焦点調節用レンズ
を移動させて焦点調節を行なうビデオカメラにおいて、
前記焦点信号のレベルが所定値より低い時前記焦点調節
用レンズを予め決定された方向へ移動させるべく制御す
る制御手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１３】また、同じ目的を達成するため本発明の第
２発明は、映像信号中より、合焦度に応じた焦点信号を
検出し、該検出信号に基づき焦点調節用レンズを移動さ
せて焦点調節を行なうビデオカメラにおいて、前記焦点
信号のレベルが所定値より低い時に前記焦点調節用レン
ズが反転動作を繰り返した時該反転動作時の前記焦点信
号のレベル差に基づいて前記焦点調節用レンズの移動方
向を決定する決定手段を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１４】

【作用】第１発明のビデオカメラは、例えば、テレ端付
近でフォーカス（焦点調節用）レンズの位置が至近端付
近にあり、且つ鮮鋭度信号（焦点信号）のレベルが所定
値より低い場合、一定時間フォーカスレンズを強制的に
無限遠方向へ移動させることにより、フォーカスレンズ
の無駄なハンチングが抑制され、合焦点にいきつくまで
の時間が短縮されるものである。

【００１５】また、第２発明のビデオカメラは、フォー
カスレンズが反転した時、その時点での鮮鋭度信号レベ
ルを記憶し、前記フォーカスレンズが反転を繰り返した
場合、反転ポイントにおける鮮鋭度信号のレベル差を見
て、そのレベルが高くなる方向へフォーカスレンズを一
定時間移動させることにより、合焦点が見つけ易くな
り、合焦点にいきつくまでの時間が短縮されるものであ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１７】［第１実施例］図１は本発明の第１実施例
に係るビデオカメラの構成を示すブロック図であり、同
図中、１は第１固定レンズ、２は変倍（ズーム）レン
ズ、３は第２固定レンズ、４はフォーカスレンズであ
る。

【００１８】これらの各レンズ１〜４を通った光は、撮
像素子５の撮像面上に結像されて電気信号に変換され
る。この電気信号はアンプ６により増幅された後、カメ
ラプロセス回路７に送られ、このカメラプロセス回路７
において、輝度信号が分離された後、鮮鋭度信号（焦点
信号）検出回路８に送られる。この鮮鋭度信号検出回路
８において検出された鮮鋭度信号は、マイクロコンピュ
ータ９に送られる。このマイクロコンピュータ９は、前
記送られた鮮鋭度信号に応じてフォーカスモータドライ
バ１０に駆動命令信号を出力する。この駆動命令信号に
よりフォーカスモータ１１が駆動されてフォーカスレン
ズ４が移動するものである。

【００１９】また、マイクロコンピュータ９はズームモ
ータドライバ１２にも駆動命令信号を出力し、この駆動
命令信号によりズームモータ１３が駆動され、変倍レン
ズ２が移動するものである。

【００２０】また、マイクロコンピュータ９は、鮮鋭度
信号の他に、フォーカスレンズ４の位置を監視するフォ
ーカスエンコーダ１４からのフォーカスレンズ位置信
号、変倍レンズ２の位置を監視するズームエンコーダ１
５からの変倍レンズ位置信号をそれぞれ取り込み、これ
らの信号から変倍レンズ２及びフォーカスレンズ４の位
置をそれぞれ検出することができる。

【００２１】次に、本実施例のビデオカメラにおけるフ
ォーカスレンズ２の実際の動きに関して、図２を参照し
ながら説明する。図２は、本実施例のビデオカメラにお
けるマイクロコンピュータ９により行なわれる制御手順
を示すフローチャートである。

【００２２】山登りＡＦ動作が開始されると、図２のル
ーチンを実行する。同図においてステップ２０１〜２０
３は、本発明の制御を使用するか否かの条件を判定する
部分であり、まず、ステップ２０１では変倍レンズ２が
テレ端近傍にいるか否かを確認する。テレ端近傍にいれ
ばステップ２０２に進んで、フォーカスレンズ４が至近
端近傍にいるか否かを確認する。至近端付近であればス
テップ２０３に進み、鮮鋭度信号のレベルが所定値より
低いか否かを判別する。このレベルが高いか、低いかの
判断には、様々なチャートに関しての鮮鋭度信号の状態
を調べた経験から決定されたスレッショルドレベルを設
けることにより行なわれる。

【００２３】前記各ステップ２０１〜２０３での判別条
件に対して、１つでも該当しないものがあればステップ
２０６，２０７において通常の山登りＡＦ制御を行な
い、合焦に至ることになる。また前記各ステップ２０１
〜２０３での判別条件が総て満足されている場合、ステ
ップ２０４へ移行する。このステップ２０４では、フォ
ーカスレンズ４を無限方向へ強制的に移動させるプログ
ラムが実行される。ここに来ると、フォーカスレンズ４
はステップ２０５で、予め設定されている時間（一定期
間）が経過したと判別されるまで、無限方向へ移動され
る。

【００２４】そして、一定期間が過ぎたならステップ２
０６に進み、通常の山登りＡＦ制御により合焦に至るこ
とになる。そして、ステップ２０７で合焦したならばス
テップ２０８に進んでフォーカスレンズ４の移動を停止
させた後、本制御動作を終了する。

【００２５】図３は鮮鋭度信号のレベル変化とフォーカ
スレンズ４の動きとの関係を示す図である。

【００２６】同図の横軸はフォーカスレンズ４の位置で
あり、テレ端でフォーカスレンズ４が至近端付近にあ
り、且つ鮮鋭度信号のレベルが所定値より低い場合、そ
の時の鮮鋭度信号の変化は、図３のａで示される。この
時、従来の山登りＡＦ制御を行なうと、鮮鋭度信号の変
化がないため図３のｃで示す様にフォーカスレンズ４は
ハンチングを繰り返し、鮮鋭度信号の変化が表われた時
点で、そのレベルの頂上へ向かうため、このハンチング
の時間が合焦までの時間を長くしていた。

【００２７】本発明においては、上述した図２のステッ
プ２０４，２０５においてフォーカスレンズ４を一定時
間強制的に無限遠方向へ移動させることによって、図３
のｄで示した様にフォーカスレンズ４の無駄なハンチン
グがなくなった。

【００２８】また、合焦点が至近側にある場合は、その
時の鮮鋭度信号の変化は図３のｂの様になり、鮮鋭度信
号のレベルは上述した図２のステップ２０３で決定され
ているスレッショルドレベルより下がらないため、図２
のステップ２０６へ移り通常の山登りＡＦ制御を行なう
ので、不用意にフォーカスレンズ４を無限方向へ移動さ
せることなく、合焦状態を得ることができる。また、ワ
イド側においては画角が広くなるため、鮮鋭度信号とし
てはそのレベル変化が生じ易くなり、従って、通常の山
登りＡＦ制御だけで、ハンチングなしに合焦状態を得る
ことが可能である。

【００２９】［第２実施例］次に、本発明の第２実施例
を図４〜図６に基づき説明する。図４は本発明の第２実
施例に係るビデオカメラの構成を示すブロック図であ
る。同図において、上述した第１実施例と同一部分に
は、同一符号を付して説明する。図４において図１と異
なる点は、変倍レンズ２の位置を検出するズームエンコ
ーダを備えていないことであある。

【００３０】次に本実施例のビデオカメラにおけるフォ
ーカスレンズ４の実際の動きに関して、図４を参照して
説明する。図４は本実施例のビデオカメラにおけるマイ
クロコンピュータ９により行なわれる制御手順を示すフ
ローチャートである。山登りＡＦ動作が開始されると、
図４のルーチンを実行する。同図において、まず、ステ
ップ５０１でフォーカスレンズ４が反転したか否かを判
定する。反転しなければ、後述するステップ５０９に進
んで通常の山登りＡＦ制御を行なう。

【００３１】また、フォーカスレンズ４の反転が検出さ
れるとステップ５０２において、鮮鋭度信号のレベルが
所定値より低いか否かを判別する。このレベルが高けれ
ば現在のフォーカスレンズ位置は合焦近辺であり、被写
体の変化によって反転が起こったと判断し、後述するス
テップ５０８を実行する。鮮鋭度信号のレベルが低い場
合、山登りＡＦ制御の途中でのローカルピークを検出し
たと判断する。そして、ステップ５０３で反転が１回目
か否かを判別し、最初の反転であればステップ５０４で
その時のフォーカスレンズ４の位置及び鮮鋭度信号のレ
ベルをそれぞれ記憶する。そして、後述するステップ５
０９に進んで通常の山登りＡＦ制御を続ける。

【００３２】また、フォーカスレンズ４が合焦点へたど
り着く前にローカルピークで反転したのであれば、鮮鋭
度信号のレベルは下がるため必ず再度反転することにな
る。そこで、鮮鋭度信号が低いレベルで２回目の反転が
発生した場合、ステップ５０５に移る。このステップ５
０５では、先にステップ５０４で記憶した最初の反転時
のデータと現在のデータとを比較し、至近／無限遠のど
ちらの方向へ移動すれば山を登るのかを判断する。そし
て、その移動方向が決定されたならばステップ５０６へ
移り、その決定した方向へ決まった時間だけフォーカス
レンズを移動させる。これにより、ローカルピークを越
えて真の合焦方向へフォーカスレンズ４を移動させるこ
とができる。

【００３３】次いでステップ５０７に進んで一定時間が
経過したか否かを判別し、経過したならステップ５０８
で反転カウンタ及び各記憶データをクリアした後、ステ
ップ５０９へ進み、通常の山登りＡＦ制御を行なった
後、ステップ５１０で合焦になったか否かを判別する。
真の合焦になったと判別されたならステップ５１１でフ
ォーカスレンズ４の移動を停止させた後、本制御動作を
終了する。また、前記ステップ５１０で合焦でないと判
別されると、前記ステップ５０１へ戻る。

【００３４】図６は鮮鋭度信号のレベル変化と、フォー
カスレンズ４の動きとの関係を示す図である。同図の横
軸はフォーカスレンズ４の位置であり、ｃが鮮鋭度信号
の変化を示している。ａ，ｂはフォーカスレンズ４の動
きを示しており、ａは従来のものであり、ｂが本実施例
による動きを示している。同図中、「１」，「２」はフ
ォーカスレンズ４の反転回数を示しており、「１」の位
置での鮮鋭度信号と、「２」の位置での鮮鋭度信号との
差ΔＥｓにより図５のステップ５０５での移動方向を設
定し、その設定方向へフォーカスレンズ４を移動させ
る。この操作により、従来生じていたフォーカスレンズ
４の無駄なハンチングがなくなって、合焦点にいきつく
までの時間が短縮される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した様に本発明の第１発明のビ
デオカメラによれば、変倍レンズがテレ端付近にあり且
つフォーカスレンズが至近端付近で、しかも鮮鋭度信号
のレベルが所定値より低い場合、無限遠方向へ一定時間
フォーカスレンズを移動させることにより、フォーカス
レンズの無駄なハンチングをなくすことができ、合焦点
にいきつくまでの時間が大幅に短縮される。

【００３６】また、本発明の第２発明のビデオカメラに
よれば、鮮鋭度信号のレベルが所定値より低く、フォー
カスレンズがハンチングを起こした場合、その反転時の
鮮鋭度信号のレベル差から鮮鋭度信号が大きくなる方向
へフォーカスレンズを移動させることにより、フォーカ
スレンズのハンチングの少ない迅速な合焦動作を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るビデオカメラの構成
を示すブロック図である。

【図２】同ビデオカメラにおける制御手順を示すフロー
チャートである。

【図３】同ビデオカメラと従来のビデオカメラにおける
鮮鋭度信号のレベル変化とフォーカスレンズの動きとの
関係を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るビデオカメラの構成
を示すブロック図である。

【図５】同ビデオカメラにおける制御手順を示すフロー
チャートである。

【図６】同ビデオカメラと従来のビデオカメラにおける
鮮鋭度信号のレベル変化とフォーカスレンズの動きとの
関係を示す図である。

【符号の説明】

４ フォーカスレンズ（焦点調節用レンズ） ９ マイクロコンピュータ（制御手段、決定手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号中より合焦度に応じた焦点信号
   を検出し、該検出信号に基づき焦点調節用レンズを移動
   させて焦点調節を行なうビデオカメラにおいて、前記焦
   点信号のレベルが所定値より低い時前記焦点調節用レン
   ズを予め決定された方向へ移動させるべく制御する制御
   手段を設けたことを特徴とするビデオカメラ。
2. 【請求項２】 前記焦点調節用レンズを予め決定された
   方向へ移動するか否かの判断をビデオカメラ本体内のレ
   ンズ群の位置によって決定する決定手段を設けたことを
   特徴とする請求項１記載のビデオカメラ。
3. 【請求項３】 映像信号中より、合焦度に応じた焦点信
   号を検出し、該検出信号に基づき焦点調節用レンズを移
   動させて焦点調節を行なうビデオカメラにおいて、前記
   焦点信号のレベルが所定値より低い時に前記焦点調節用
   レンズが反転動作を繰り返した時該反転動作時の前記焦
   点信号のレベル差に基づいて前記焦点調節用レンズの移
   動方向を決定する決定手段を設けたことを特徴とするビ
   デオカメラ。