JPS5848587A - 自動合焦装置 - 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】 本発明は、ビデオカメラの自動合焦装置、４１にその焦
点電圧発生回路に関するものである。

ビデオカメラの特徴を生かした自動焦点合わせ装置とし
て撮映中・の映像信号の高域成分を用いて画面の精細度
を検出し、精細度が最大となるようにレンズの距離１ｊ
（以後へリコイドと表わす）を回転制御するいわゆる出
登り制御が知られている。

この方式＃ｉｍ技術研究報告、昭４０．第１７巻、第１
号、通黄第８６号２１ページに石田他著「出登りサーボ
方式によるテレビカメラの自動焦点調整」として詳細に
述べられてい乏が以下この方式を第１図、累２図を用い
て簡単に説明する。

第１図は山登シ方式による自動焦点合わせ装置の構成を
示すブロック図である。同図において、ｌはレンズ、２
はカメラ回路、３は映像信号の出力端子、４はバイパス
フィルタ、５は検波器、６は差分ホールド回路、７はモ
ータ駆動回路、８Ｆｉレンズ１のへリコイドを回転する
ためのモータ、９は焦点電圧発生回路、である。

以下第１図の構成の動作を第２図の特性図を用いて説明
する。

レンズｌに入射すゐ被写体よりの光は結像し、カメラ回
路（光電蜜換回路）２で電気信号となｐ１端子３には映
像信号として出力される・この映像、信号の高域成分□
だけが・・イパスフイータ４で１出され、検波器５で検
波され九級、端子５１ＫＴｏられれる・端子５１にあら
れれる映像信号の高域成分に対応する電圧（第２１１ａ
ｌｌ！（イ））（以後焦点電圧と表わす）＃ｉ撮撮像像
精細度に対応しているので、・レンズ１のへリコイドの
位置がレンズ１と被写体′関の距離に合致していれば最
大と１に９、ここからずれるに従って低下する′・第２
図で曲線に）はへリコイド位置を至近→の方向に移動し
た場合の、＊ｓｕｉはヘリ−イド位置を田→至近方向に
移動した場合の、それぞれ差分ホールド回路６の出力端
子６１の出力電圧波形を示す。

第２図から判断されることは、何らかの亭’ＲＫよりヘ
リコイド位置を焦点電圧（へ）の山を登るように制御し
、焦点電圧が最大となる山の頂上にヘリコイドを導けれ
ば自動焦点合わせ装置が形成されるということでｌ１゜ この手段は第１図の差分ホールド回路６〜モー−８によ
り達せられる。すなわち、モータ８によ、ｐヘリコイド
位置を動かしながら差分ホールド回路６は端子５１にあ
られれる焦点電圧を一定時間毎にナングルホールドし、
焦点電圧が時間経過に対して増加方向であれば正の電圧
を□、減少方向であれば負の一電圧を発生する回路であ
り、−１：二−駆動回路７は端子６１にあられれる差分
ホールド回路５の出力電圧が正であればモータ８０回転
方向をそのままに保って更に山を登９りづけ、同出力電
圧が負であればモータ８を逆転してヘリコイドを山を上
る方向へと戻す。

このようにすれば第１図の構成のへｖ：Ｆイド位置制御
閉ループは焦点電圧により作られる山を差分ホールド回
路６の出力電圧を参照して登ってゆきＪついに′はこの
山の頂上で小きざみに振動しながら定常状態に達するこ
とにより自動的に焦点合わせができる０以上が山登９万
式によるビデオカメラの自動焦点合わせ装置の概要であ
る。

以上で従来の自動焦点合わせ装置の動作を簡単に説明し
たが、第１図においてカメラ＠略２から端子３に取りだ
す信号として、すなわち焦点電圧発生回路９に導く信号
として映像信号の中の輝度信号を取シだしているのが一
般である・このような装置にて実際に撮像すると、存在
するほとんどの被写体に対して有効な焦点電圧が得られ
、良好に自動合焦動作が行なえるが以下に逮、べる欠点
が発生した。

現実に存在するほとんどの被写体が高域成分（輪郭部成
分、精細度成分）を有しているが、−万輝度変化がほと
んどなく色相、あるいは色の濃さすなわち色信号情報の
みが変化している様な被写体もかな９のひん度で存在す
ることがわかった・、この様な絵柄の場合も合焦を良好
に行ない丸いことは轟然であるが上記装置では輝度信号
によって焦点電圧を得ているため、はとんどあるいはま
ったく焦点電圧が得られなくなり山のばり判定が不可能
となって誤動作を起し、ｆケた位置に止育ってしまう。

本発明の目的は、上記欠点をなくし、被写体に輝度や変
化がない場合、あるいは輝度の変化が極めて軽微でそれ
ぞれ色相あるいは色の濃さに変化があるような被写体に
ついても充分な焦点電圧が得られるような焦点電圧発生
回路を提供する仁とにある。

本発′明の要゛点は、撮像画像信号の輝度信号から得た
高域成分を検波した信号と色信号から得た高域成分を検
波したｉ号とを加算して焦点電圧を得ることであり、さ
らに詳−す些ば上記色信号による焦点電圧として、カメ
ラ内回路（Ｒ−Ｙ）色差信号、（Ｂ−Ｙ）色差信号、あ
るいはＲ，Ｇ、！１原色信号をそれぞれと９だし該信号
の高域成分を検波して得た信号を廟いることＫＴｏる。

以下本発明の一実−施例を第３図を用いて説明する。・
第３図中１〜９は第１図中に示した同一番号をもつブロ
ックと同一機能を有するブロックである。カメラ回路２
Ｆｉ一般に概略本図に示す構成になっている・すなわち
光学レンズ系ＩＫ入射する光は撮僚素子１０に結偉し充
電変換される・充電変換された種々信号成分（例えばＩ
ｔ　、　Ｇ　、　ＢＭ色トリクス回路１２に入力される
。マトリクス回路１２によってＹ（輝度）・Ｒ（赤）、
Ｂ（實）の信号をつ（９プロセス回路１３′にてガンマ
補正など種々信号処理された結果、輝度信号（Ｙ）、（
Ｒ−Ｙ）　、　（Ｂ−Ｙ）の色差信号が得られエンコー
ダ１９によってＮＴ８Ｃ信号を得てｉる。

本図の９が本発明による焦点電圧発生回路であシ、４，
１４．１６ｅｌそれぞれバイパスフィルタ回路（田１）
でそれぞれカメラ回路内の輝度信号（Ｙ）１色差信号（
Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）が入力され該信号の高域成分が検波回
路５，１５．１７によ°りて検波平滑される。それぞれ
の検波出力を加算（ロ）路１８によって加算することに
よってその出力には輝度信号と色情報信号の両者からの
高域成分から得た焦点電圧を得ている・もちろんＩｌ、
Ｇ、Ｉｌ信号によっても本発明の目的を達成させること
ができる。

上記説明したように本発明によｔＬ＃ｉ、被写体に色度
情報、輝度情報のいずれかに変化成分（高域成分）が存
在さえすれば、自動合焦動作をさせるに必要な焦点電圧
を得ることができる。したがう正実際の被写状況のほと
んどについて有効な焦点−圧を得る仁とができ良好な自
動合焦装置を提供することができる。なお輝度９色度情
報いずれにも変化成分が存在しない様な絵柄（たとえば
白いかべ９字のかいて卒い黒い黒板など）の場合は焦　
　　　゛点電圧を得ることはできないが、この様な場合
必らずしも焦点谷わせする必要がなく、被写体の位装置
とそれに和尚するレンズの焦点位置がずれてもさほどの
不自然はなく実用上の障害はない〇

【図面の簡単な説明】

第１１Ｑは従来の自動合焦装置の構成を示すプロッタ図
、第７図はＩｌＩ図に示す自動合焦装置の焦点電圧特性
と差分電圧検出特性を示すグラフ％第３図は本発明の一
実施例を示すブロック図、でるる。 符号説明 ｌ・・・レンズ系、２・・・カメラ回路、６・・・差分
電圧検出回路、７−・モータ駆動回路、８−・モータ、
９・・・焦点電圧発生回路、ビ４，１４．１６）−／−
イパスフィルタ、（５，１５，１７）−・検波回路、１
０・・・撮像素子、１１−・・前置増幅器、１２−・・
マトリクス回路、１Ｂ−・・グロ令スー路、１９−・・
エン；−ダＯ 代゛理人　弁理士　並　木　昭　夫 第り図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）撮像した映像信号から焦点正金度に対応した信号量
   を得る第１の手段と、抽出された該信号量の時間経過に
   対する増減傾向を検出することにより抽出された該信号
   量が最大となるように撮像レンズ位置を制御する第２の
   手段とを有して成る自動合焦装置において、前記第１の
   手段が、映像信号から輝度信号および色差信号（または
   原色信号）を作り出す手段と、輝度信号および色差信号
   （ｔたは原色信号）からそれぞれ高域周波数成分を抽出
   し検波する手段と、輝度信号の検波出力と色差信号（ま
   たは原色信号）の検波出力を加算する手段と、から成」
   、該加算出力を焦点正金度に対応した信号量として用い
   るようにしたことを特徴とする自動合焦装置０