JPS63181571A - 自動焦点整合装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラの撮像素子よシ得た電気信号の
高周波成分が最大になるようにレンズの焦点整合装置を
駆動する自動焦点整合装置に関するものである。

従来の技術 従来の自動焦点整合装置としては、例えば特公昭４３−
９１９４４号公報に示されている。第３図は前記従来の
ものとほぼ同じ動作をする自動焦点整合装置のブロック
図を示すものである。１はレンズ、２は撮像面に結像し
ている被写体像を電気信号、に変換する撮像素子、３は
撮像素子２より得た電気信号を増幅する前置増幅器、４
は前置増幅器３の出力に種々の処理を加えテレビジョン
信号にするプロセス回路、６はプロセス回路４や撮像素
子駆動回路６にブランキング信号等を供給する同期信号
発生器、６は撮像素子２を駆動する撮例えば中心周波数
Ｉ　ＭＨｚのバンドパスフィルタと増幅器で構成されて
いる。８は前記高周波成分より基準周波数成分を検出す
る基準周波数成分検出回路で、バンドパスフィルタで構
成されている。

９は基準周波数発生器で、基準周波数を同期検波回路１
０に供給するとともに、モータ駆動回路１１に供給し、
レンズ１の焦点整合装置をモータ１２で微変動させ、レ
ンズ１のフォーカスを目に検知できない程度に変化させ
る。前記変化によって高周波成分は基準周波数成分をも
つことになる。１゜は同期検波回路で、基準周波数成分
検出回路８で検出した前記基準周波数成分の振幅と位相
を基準周波数で検出し、前記検出信号をモータ駆動回路
１１に加え、撮像素子２より得られる高周波成分が最大
となるようにモータ１２を駆動する。

以上のように構成された従来の自動焦点整合装置におい
て、以下その動作について第４図を用いて説明する。

第４図において、横軸はレンズ１の焦点整合装置の位置
を示しており、近は近距離の被写体に焦点が合う位置で
あり、遠は遠距離の被写体に合う位置である。縦軸は、
撮像素子２より得られる電気信号の高周波成分の振幅を
示している。

いま、被写体までの距離がＤであるとする。この時、レ
ンズ１の焦点整合装置が前記距離りに対応した位置ｄに
ある時、焦点が整合し高周波成分は最大となシ、この位
置よシ近距離側にずれても遠距離側にずれても高周波成
分が減少する山型特性となる。また、ａｌ、ａ２はモー
タ１２の基準周波数での微変動による焦点整合装置の動
きを示している。ａｌはレンズ１の焦点整合装置が位置
ｄｊシ近距離側にある場合の微変動を示しておシ、この
時高周波成分は前記微変動によシｂ１のような振幅変調
をうける。ａ２は遠距離側にある場合で、この時はｂ２
のような振幅変調をうける。前記ｂ１．ｂ２の振幅変調
は、図から明らかなように、焦点整合装置が合焦点より
近距離側にあるか遠距離側にあるかによって位相が反転
する。したがって、ｂｌの信号を基準周波数で同期検波
し、前記同期検波した信号でモータ１２を矢印ｃ１の方
向に駆動する。また、ｂ２の信号では矢印ｃ２の方向に
駆動されることになシ、常に高周波成分が最大になる点
で安定することになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記構成では以下に述べるような問題点
を有していた。

撮像素子は、光の入力によって発生した電気信号を一定
時間次々と積分し、その後所定の方法で出力する。例え
ば、撮像素子としてＣＯＤを用いた場合には、１／６０
秒の蓄積時間によるフィールド蓄積モードと１／３ｏ秒
の蓄積時間によるフレーム蓄積モードが有る。さらに、
最近では、動きの速い被写体をプレなく撮影するために
例えば、１／１ｏＯｏ秒の蓄積時間による電子シャッタ
ーモードを搭載したビデオカメラが商品化されている。

いま、前述の基憔周波数１８を ｆ、＝ｓｉｎ　（２ｒｒ　ｔ　ｆｙ／４）　、（ｆｙ　
：垂直走査周波数）・・・・・・（１） に設定すると、撮像素子より得られる電気信号に含まれ
る高周波成分が受ける振幅変調は、次式％式％ ＡＨ：高周波成分の振幅 したがって、（２）式第２項が最大となる点が蓄積時間
内の中心にある時、高周波成分の振幅変調度は最大とな
る。また、蓄積時間が短くなると、高周波成分の振幅Ａ
Ｈが減少していくことになる。

従来の方式では、基準周波数ｆ、の位相は固定であるた
め、蓄積時間が短くなった場合には、高周波成分の振幅
及び振幅変調度が低下し、自動焦点整合装置としての機
能を十分に果たすことができない。

本発明はかかる点に鑑み、前述した撮像素子の蓄積時間
の変化による高周波成分の振幅変調度の低下が引き起こ
す自動焦点機能の低下のない自動焦点整合装置を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、被写体の光学的情報を電気信号に変換する撮
像素子と、前記撮像素子の撮像面に結像している被写体
像を周期的、光学的に変調する手段と、前記周期的、光
学的に変調するための基準信号を発生する手段と、撮像
素子からの電気信号の高周波成分に含まれる前記基準信
号成分の位相と振幅を検出し、前記高周波成分が最大と
なるようにレンズの焦点整合装置を駆動する手段と、前
記周期的、光学的に変調するための前記基準信号の位相
を前記撮像素子の蓄積時間の変化に伴って制御する手段
と、撮像素子の蓄積時間によって高周波成分の利得を制
御する手段を有する自動焦点整合装置である。

作　　用 本発明は、前記構成により、基準周波数の位相と高周波
成分の利得を制御して、基準周波数で高周波成分に含ま
れる基準周波数成分の位相と振幅を正確に検出して、撮
像素子の蓄積時間に無関係に十分な焦点整合機能を達成
することを可能にする。

実施例 第１図は本発明の実施例における自動焦点整合装置のブ
ロック図を示すもので、第３図に示す従来構成と同一の
ブロックには同一符号を付している。１３は基準周波数
発生器９で出力された基準周波数の位相を制御する位相
制御器で、１４は高周波成分検出回路７で検出された映
像信号の高周波成分の利得を制御するだめの利得制御回
路である。１５は撮像素子の蓄積時間を切換えるだめの
回路であり、例えば前記フィールド蓄積モード（６０渡
）と電子シャッターモード（濱云巧冠）の切換えスイッ
チである。

以上のように構成された本実施例の自動焦点整合装置に
ついて、以下第２図を用いてその動作を説明する。

第２図は、撮像素子としてＣＯＤを用いた場合のフィー
ルド蓄積モードと電子シャッターモードにおける電荷の
読み出しのタイミングを示したものである。また、各モ
ードにおいて最適な基憔周波数の波形を併記している。

いま、撮像素子の蓄積時間の切換スイッチ１６がフィー
ルド蓄積モードに有る場合には、基準周波数発生器９よ
り出力された基準周波数は、第２図ａに示すように垂直
走査期間の中心（蓄積時間の中心）にそのピークが現れ
るように位相制御器１３で位相制御される。

次に、撮像素子の蓄積モードが電子シャッターモードに
切換ると、基準周波数は、位相制御器１３により第２図
すに示すように電子シャッターモードにおける蓄積時間
の中心にそのピークが現れるように制御される。また、
電子シャッターモード時には、レンズの絞りを開けて映
像信号レベルの減少を防いでいるが、被写体照度が低く
なると十分な補正ができない。このような場合には、利
得制御回路１４により高周波成分の利得を制御し、基準
周波数成分の位相と振幅を正確に検出している。

したがって、本実施例によれば、撮像素子の蓄積時間に
よる基準周波数成分の位相のずれと振幅の低下によシ生
じる自動焦点整合機能の低下を解消することができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、撮像素子の蓄積時
間による基準周波数成分の位相のずれと振幅の低下が引
き起こす自動焦点機能の低下のない自動焦点整合装置を
実現することができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における自動焦点整合装置のブ
ロック図、第２図は同実施例の動作を説明するだめの図
、第３図は従来の自動焦点整合装置のブロック図、第４
図は同従来例の動作を説明するための図である。 １・・・・・・レンズ、２・・・・・・撮像素子、７・
・・・・・高周波成分検出回路、８・・・・・・基應周
波数成分検出回路、９・・・・・・基準周波数発生器、
１ｏ・・・・・・同期検波回路、１２・・・・・・モー
タ、１３・・・・・・位相制御器、１４・・・・・・利
得制御回路、１５・・・・・・撮像素子蓄積時間切換ス
イッチ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名！＠
　２　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓄積時間が選択的に変化可能な撮像素子の撮像面に結像
   している被写体像を周期的、光学的に変調するための基
   準信号発生回路と、前記撮像素子の蓄積時間によって前
   記基準信号の位相を変化させる回路と、前記撮像素子の
   出力信号の高周波成分を検出する回路と、前記高周波成
   分より前記周期的、光学的変調による変調成分を検出す
   る回路と、前記変調成分を前記基準信号で同期検波する
   回路を備え、前記同期検波出力により、前記高周波成分
   が最大となるようにレンズの焦点整合装置を駆動するこ
   とを特徴とする自動焦点整合装置。