JPH0625096Y2 - オートフォーカス回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本考案は、ビデオカメラのオートフォーカス回路に関す
る。

(ロ)従来技術 ビデオカメラの特徴を生かしたオートフォーカス回路と
して、撮影中の映像信号の高域周波数成分、即ち画像の
精細度を検出し、精細度が最大となる様にレンズのフォ
ーカスリングを制御する所謂山登制御に付いては、特開
昭５６−５１１６４号等に開示されている。

この種のオートフォーカス回路は例えば特開昭５８−１
８８９６６号公報の様に、フォーカスリングが合焦点位
置にあるときにも、高域周波数成分が常に最大となる様
にフォーカスリングを回動制御すべく常時フォーカスリ
ングを微動せしめる様構成するものもあるが、使用に際
しては手振れ等によってフォーカスリングの目標位置が
常に変動することが多く、この変動に追随してフォーカ
スリングを回動制御しようとしても、応答の遅れによっ
て逆にフォーカス制御が乱れることがあった。

そこで、通常は、フォーカスリングを合焦点位置に一旦
停止した状態で、高域周波数成分の時間的なレベル変化
を検出し、その変化量が一定レベル以上変化したとき、
オートフォーカス動作を再開する様構成することにより
動作の安定化を図っている。

(ハ)考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上述する従来例では、暗い位置で合焦点
状態にあるビデオカメラをパンニングして異なる距離に
ある新しい被写体を撮像しても、その新しい被写体が前
の被写体よりも複雑な形状であったり、明るかったりし
た場合には、距離が変わっているので本来はフォーカス
制御を再開しなければならないのに、前の合焦点状態に
対してレベル変化が少ないためにフォーカス制御を再開
しないと云う問題がある。また、暗い位置で合焦点状態
にあるビデオカメラをパンニングして同じ距離にある新
しい被写体を撮像したときも、その新しい被写体が上記
と同様に前の被写体よりも複雑な形状であったり、明る
かったりした場合には、逆に距離が変わっていないので
本来はフォーカス制御を再開する必要がないのに、レベ
ル変化が大きくなるため誤ってフォーカス制御を再開し
てしまうと云う惧れがある。

これは、高域周波数成分の時間的な変化を検出するだけ
では、合焦点状態を正しく識別できないことを示してい
る。

(ニ)問題点を解決するための手段 そこで、本考案は、輝度信号のハイパス出力を入力する
広帯域と中帯域と狭帯域の各フィルタと、各フィルタ出
力レベルを検出するレベル検出回路と、レベル検出出力
を相対的に比較してフォーカス制御の再開指令又は合焦
点位置の確認指令を為す判別回路とを設けることを特徴
としている。

(ホ)作用 よって、本考案では、フィルタ出力レベルを相対比較す
ることにより被写体パターンの形状変化と被写体距離の
変動とを識別することによって適格なフォーカス制御を
実行するものである。

(ヘ)実施例 以下、本考案を図示せる実施例に従い説明する。

まず、ビデオカメラの光学系は、得られる輝度信号に対
してローパスフィルタを構成していることに付いてはよ
く知られており、フォーカスリングがピンボケ状態にあ
るとき輝度信号は低域成分しか導出されず、ピントが合
うに従って高域成分が次第に導出され、合焦点位置で最
高周波数を導出する。従って、フォーカスリングの回動
は、ローパスフィルタのカットオフ周波数の変更に相当
し、合焦点位置でカットオフ周波数は最大となる。そこ
で、入力される輝度信号のカットオフ帯域を検出すれば
オートフォーカスが可能になるが、輝度信号の高域成分
の有無は、フォーカスによって左右されると共にパター
ン形状にも大きく左右される。

そこで、本実施例では、視覚的に明らかにピンボケ状態
と看做せる周波数３００ＫHzをカットオフ周波数とする
第３ローパスフィルタ（Ｆ３）と、視覚的に合焦点状態
と看做せる周波数７００ＫHzをカットオフ周波数とする
第２ローパスフィルタ（Ｆ２）と、通常の画面では出力
レベルが低く合焦点状態を判定する上で被写体のパター
ン形状により大きくレベルが変動する高帯域をカットオ
フするため1.5ＭHzをカットオフ周波数とする第１ロー
パスフィルタ（Ｆ１）を設け、各フィルタ出力を各検波
積分回路（Ｄ１）（Ｄ２）（Ｄ３）に入力して得られる
積分出力レベル（Ｌ１）（Ｌ２）（Ｌ３）を相対的に比
較しＬ１＞Ｌ２＞Ｌ３なる関係を満足する様にフォーカ
ス制御を為すべく、Ｌ３＜Ｌ２≒Ｌ１なる関係に陥った
ときにはフォーカスリングを両方向に僅かづつ回動して
フォーカスリングの回動位置が合焦点位置にあるか否か
を確認し、Ｌ１≒Ｌ２≒Ｌ３なる関係に陥ったときはフ
ォーカス制御動作を再開する様構成している。

以下、本実施例の具体的な構成に付いて説明する。

まず固体撮像素子(1)より導出される撮像出力は、信号
処理回路(2)に入力される。この信号処理回路(2)より得
られる輝度信号がサンプリングゲート(3)に入力され
る。このサンプリングゲート(3)は奇数フィールド画面
に於ける画面中央のサンプリングエリアに相当する輝度
信号を導出すべく、ゲート信号発生回路(4)より導出さ
れるゲート制御出力によって、必要な輝度信号のみをサ
ンプリングする。次にサンプリング出力は１００ＫHzを
カットオフ周波数とするハイパスフィルタ(5)に入力さ
れ低域成分をカットされる。このハイパス出力は、前述
する第１・第２・第３ローパスフィルタに入力された
後、更に第１・第２・第３検波積分回路（Ｄ１）（Ｄ
２）（Ｄ３）に入力される。尚、各検波回路（Ｄ１）
（Ｄ２）（Ｄ３）は、垂直同期信号によって毎フィール
ド積分レベルをリセットされる。

各積分出力レベル（Ｌ１）（Ｌ２）（Ｌ３）はリセット
される直前に順次マルチプレクサ(6)よりＡＤ変換回路
(7)に入力されて、各ＡＤ変換値がマイクロプロセッサ
（ＭＰ）に入力される。

このマイクロプロセッサＭＰは、まずＡＤ変換値をダイ
プレクサ(8)によって第１・第２・第３メモリ（Ｍ１）
（Ｍ２）（Ｍ３）に入力する。第１メモリ出力と第２メ
モリ出力を入力する第１判定回路(9)は、第２積分出力
レベル（Ｌ２）が第１積分出力レベル（Ｌ１）とほぼ等
しくなったとき、Ｌ１≒Ｌ２と判断して第１判定出力を
発する。また、第２メモリ出力と第３メモリ出力を入力
する第２判定回路(10)は、第３積分出力レベル（Ｌ３）
と第２積分出力レベル（Ｌ２）とがほぼ等しくなったと
き、Ｌ２≒Ｌ３と判断して第２判定出力を発生する。

確認回路(11)は、判定結果がＬ１≒Ｌ２＞Ｌ３の場合、
即ち、第１判定出力のみが発生した場合に作動する。こ
の確認回路(11)はフォーカスリング(15)を駆動するパル
スモータ(14)を、原位置より一方に１ステップづつ５ス
テップ程度低速で駆動した後、原位置に高速復帰した後
他方に１ステップづつ５ステップ程度低速で駆動せしめ
て、合焦点状態を確認している。この確認回路(11)は、
上述するパルスモータ(14)の駆動期間中各ステップに於
ける第１メモリ出力（第１積分出力のＡＤ変換データ）
を５回動づつ読み込んで平均化することにより当該ステ
ップに於ける積分出力レベルを特定する。更にこの確認
回路(11)は、ステップモータ(14)の移動に伴う各特定レ
ベルの変化より、被写体の形状変化と距離変化を識別す
る。即ち、原位置よりフォーカスリング(15)が外れるに
従って特定レベルが減少すれば、フォーカスリング(15)
は合焦点位置にあることになり、Ｌ１≒Ｌ２となったの
は被写体パターンの形状変化に起因するものであり、フ
ォーカス制御の必要はない。一方原位置よりフォーカス
リング(15)が一方に外れるに従って減少し他方に外れる
に従って増加すれば、フォーカスリング(15)は合焦点位
置にないことになりＬ１≒Ｌ２となったのは被写体距離
の変化に起因するものでありフォーカス制御が必要とな
る。

そこで、フォーカス制御回路(12)は、確認回路(11)がフ
ォーカスずれを識別したとき及び、Ｌ２≒Ｌ３なる関係
を識別する第２判定回路(10)の出力が発生したとき第１
積分出力レベル（Ｌ_１）に基づいてフォーカス制御を開
始する。確認回路(11)からの出力に基いてフォーカス制
御を為す場合は視覚的にほとんどピンボケを検出できな
い程度のフォーカスずれ状態であり、第２判定回路(10)
からの出力に基いてフォーカス制御を為す場合は視覚的
にもピンボケを確認できる程度のフォーカスずれであ
り、ステップパルスの発生周期は、第２判定出力発生時
に短くする必要がある。

確認回路(11)及びフォーカス制御回路(12)より外部に導
出される２出力は、マイクロプロセッサ（ＭＰ）より導
出されるアップパルスとダウンパルスであり、モータ駆
動回路(13)に入力されて前記ステップモータ(13)を駆動
している。

上述するフォーカス制御の結果Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３なる関
係が成立して、フォーカス制御回路の山登制御が完了し
たとき、フォーカス制御回路(12)は休止状態になる。

尚、前述するマイクロプロセッサ（ＭＰ）内に図示した
回路要素は、ハード回路として実在するものではなく、
ソフト的に形成される機能的な要素であるが、これら全
ての回路要素をハード的に形成することは当然可能であ
る。

(ト)考案の効果 よって、本考案によれば、被写体のパターン形状の変動
と距離の変動とを識別するため、適正なオートフォーカ
スが実現されその結果は大である。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案の一実施回路のブロック図を示す。 （Ｆ１）（Ｆ２）（Ｆ３）……第１・第２第３ローパス
フィルタ、（Ｄ１）（Ｄ２）（Ｄ３）……第１・第２・
第３検波積分回路、(9)……第１判定回路、(10)……第
２判定回路、(11)……確認回路、(12)……フォーカス制
御回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/34

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】低域成分が除去された輝度信号がそれぞれ
   入力され、高域カットオフ周波数の最も高い第１ローパ
   スフィルタと、この第１ローパスフィルタよりも高域カ
   ットオフ周波数の低い第２ローパスフィルタと、この第
   ２ローパスフィルタより更に高域カットオフ周波数の低
   い第３ローパスフィルタと、 前記第１、第２、第３ローパスフィルタの各出力をそれ
   ぞれ検波したのち積分する第１、第２、第３検波積分回
   路と、 前記第１、第２検波積分回路の各出力を互いに比較し、
   その両出力のレベルが略等しいときに第１判定出力を発
   生する第１判定回路と、 前記第２、第３検波積分回路の各出力を互いに比較し、
   その両出力のレベルが略等しいときに第２判定出力を発
   生する第２判定回路と、 前記第１判定出力のみが発生した時に、フォーカスリン
   グを所定量駆動して、この駆動に伴う前記第１検波積分
   回路の出力の変化状態に応じて合焦点状態にあるか否か
   を確認する確認回路と、 前記確認回路で合焦点状態にないと確認された時及び前
   記第２判定出力が発生した時に前記第１検波積分回路の
   出力に基づき前記フォーカスリングを駆動してフォーカ
   ス制御を再開し、前記確認回路で合焦点状態にあると確
   認された時には前記フォーカスリングを現在位置に固定
   するよう制御する回路と、 を設けてなるオートフォーカス回路。