JPH07114463B2

JPH07114463B2 - オートフォーカシング方法

Info

Publication number: JPH07114463B2
Application number: JP62320882A
Authority: JP
Inventors: 與志知大竹; 俊篠崎
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH01162075A

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
ーカシング方法に関し、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
の位置をジャ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技術研究報告昭40.第17巻・第１号通巻第86号
第21ページ、あるいは昭和57年11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）にズレ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、これら二点での
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ト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、レンズの移動量に対する焦点電圧の変化量が小さい
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シング方法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
を所定期間毎に焦点電圧Enとして順次取り出し、これら焦点電圧Enと、予め制御手段３にて設定された複数の基準電圧値とを順
次比較し、これらの比較結果に基づいてフォーカスレンズ１を光軸
方向に移動させてフォーカシングを行うオートフォーカ
シング方法であって、フォーカシング開始時から上記制御手段３により設定さ
れた所定時間ｔ内に検出される焦点電圧Enが、いずれか
の基準電圧に達しない場合にはフォーカスレンズ１の移
動方向をフォーカシング開始位置方向に逆転させ、逆転した後、上記フォーカスレンズ１が上記フォーカシ
ング開始位置を越える所定の時間2t位置に至っても焦点
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１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
ーカシング方法を提供するものである。

（作用）上述の如きオートフォーカシング方法によれば、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シング方法の好適な
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シング方法を実現
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（マスタ系レンズ）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によっ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S₁として制御手段である
制御回路３（以下、制御回路３と呼ぶ）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
らの撮像光は、本実施例における撮像手段であるCCD
（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、この映像信号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1
2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う焦点電圧Ｅをフォーカシング開
始から１フィールド毎（NTSC方式の場合は1/60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Emin又はこの最小値Emin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SEn、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、フォーカシング開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13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
ら予め制御回路３にて設定された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
に係る基準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がその前に読み
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の位置ln…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フィールド
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SE
nを最初にオーバーしたときに検出された焦点電圧En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E
n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１
図に示す如くフォーカスレンズ１を第１図中矢印Ａ方向
に移動させた時に、第３図に示す如く最大の基準電圧値
SEmaxに達したものとして取り込まれた基準電圧値SEmax
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を二回の検出の位置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１
図中矢印Ｂ方向）に所定量｛（Ｘ−Ｙ）/2｝だけ戻すよ
うな制御信号S₃を上記モータ駆動回路14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図に示す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を移動させ続けること
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制御回路３からのタイム
データS₄に基づくフォーカシング開始時から所定の時間
ｔ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
点電圧のレベル移動量に対する変化量が小さい場合には
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、第５図に示すようにジャス
トピント位置Ｐから離れるほど傾斜の度合いが小さくな
る。すなわち、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置
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フィールド毎に検出され
る焦点電圧Ｅが基準電圧値SEnに達するまでに比較的長
い時間を要する。

一般に、ビデオカメラ等に用いられる山登りサーボ方式
のオートフォーカス回路では、スタートして下降を確認
すると逆転をして山登りを始める。すなわち、基準電圧
値SEnを検出すると逆転して山登りを始める。

そこで、上記所定時間ｔ内に焦点電圧Ｅと基準電圧値SE
n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要する時
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2t内においても焦点電圧Ｅが基準電圧値SEn
に一致しない場合がある。

即ち、フォーカスレンズ１を、フォーカシング開始位置
方向に逆転して、フォーカシング開始位置を越える所定
の時間2t位置に至ってもフォーカシング位置に移動させ
ることができない場合がある。

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シング方法の一実
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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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所定期間毎に焦点電圧Enとして
順次取り出し、これら焦点電圧Enと、予め制御手段３にて設定された複数の基準電圧値とを順
次比較し、これらの比較結果に基づいてフォーカスレンズ１を光軸
方向に移動させてフォーカシングを行うオートフォーカ
シング方法であって、フォーカシング開始時から上記制御手段３により設定さ
れた所定時間ｔ内に検出される焦点電圧Enが、いずれか
の基準電圧に達しない場合にはフォーカスレンズ１の移
動方向をフォーカシング開始位置方向に逆転させ、逆転した後、上記フォーカスレンズ１が上記フォーカシ
ング開始位置を越える所定の時間2t位置に至っても焦点
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１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
ーカシング方法。