JP2526069Z - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えばビデオカメラ等の映像を電気信号にて得る撮像装置に係り、
特に焦点合わせを自動的に行う合焦装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、ビデオカメラ等の撮像装置の合焦装置として、第２図に示すような映像
信号のうち輝度信号のみを使う自動合焦装置がある。 即ち、撮像装置のレンズ１はモータ２等の駆動系により焦点位置が変化可能に
構成される。被写体がレンズ１を通して撮像された光学的映像はレンズ１により
例えばＣＣＤ等のイメージャ３に結像され、イメージャ３により電気信号のＲ，
Ｇ，Ｂ（又はＣｙ，Ｃｅ，Ｃｇ）よりなる映像信号に変換されてプロセス回路４
に出力される。このプロセス回路４はイメージャ３より入力されたＲ，Ｇ，Ｂ（
又はＣｙ，Ｃｅ，Ｃｇ）よりなる映像信号より輝度信号Ｙ，色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ
−Ｙを作る回路で、輝度信号Ｙをバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５に出力すると
共に、同期信号Φをタイミング発生回路６に出力する。前記バンドパスフィルタ
５はプロセス回路４から入力された輝度信号Ｙのうち例えば５００ＫＨｚ〜 ３ＭＨｚ等の所定の周波数のみを通してスイッチＳＷの第１の固定端子７に出力
する。スイッチＳＷの第２の固定端子８は接地される。前記タイミング発生回路
６はプロセス回路４から入力された同期信号Φから測距ゾーンに対する測距タイ
ミング信号Ｓ１を発生してスイッチＳＷに加えてスイッチＳＷをオン（第１の固
定端子７に接続），オフ（第２の固定端子８に接続）させると共に、タイミング
発生回路６からタイミング信号Ｓ２を発生してコントロールユニット９に出力す
る。前記タイミング発生回路６は第３図に示すように画面Ｓの測距ゾーンＡを決
めるためのもので、例えば画面Ｓの面積の１／４の測距ゾーンＡを考えた場合、
水平同期信号ＨｓｙｎｃとスイッチＳＷのオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）の関係
、及び垂直同期信号ＶｓｙｎｃとスイッチＳＷのオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）
の関係は第３図に示すようになる。前記スイッチＳＷはタイミング発生回路６か
らの測距タイミング信号Ｓ１によりオンしている間、バンドパスフィルタ５の出
力信号を整流回路１０に入力する。この整流回路１０はバンドパスフィルタ５か
らの入力信号を整流して積分回路１１に出力する。この積分回路１１は整流回路
１０からの入力信号を積分しアナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２に
出力する。このアナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２は積分回路１１
からの入力電圧をデジタル化してコントロールユニット９に出力する。このコン
トロールユニット９は例えばモータ２がＤＣ（直流）モータならばＤ（デジタル
）／Ａ（アナログ）変換回路とモータ駆動回路（モータが駆動できる出力電力を
取り出せるバッファ）からなり、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１
２からデジタル信号が入力されると共にタイミング発生回路６からタイミング信
号Ｓ２が入力され、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２からのデジ
タル信号はＤ（デジタル）／Ａ（アナログ）変換回路によりアナログ信号に変換
され、モータ駆動回路に加えられて、モータ駆動回路からモータが駆動できる出
力電力を取り出す。前記コントロールユニット９はモータ駆動回路から取り出さ
れた出力電圧に従って、モータ２の回転数、回転速度、回転方向を制御し、レン
ズ１の焦点位置を移動して合焦位置に合わせている。 ところで、輝度信号はレンズの合焦点に近くなるほど高周波成分が増加する。
したがって、第２図の場合、レンズの合焦点に近づくにつれてアナログ／デジタ ル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２の出力は増加するので、その値が最大になるよう
にコントロールユニット９でレンズ１を動かせば、合焦させることができる。 ［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、自然界には、色の変化は大きいものの輝度変化がほとんどない
ものも多く、このような場合、映像信号のうち輝度信号のみを使う自動合焦装置
では、合焦させることができなかった。 本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、映像信号の輝度信号及び色信号
を用いて合焦位置を求めることにより、いろいろな被写体に対し幅広く合焦させ
ることができる合焦装置を提供することを目的とする。 ［課題を解決するための手段及び作用］ 本考案は上記課題を解決するために、フォーカスを可変可能な光学系と、この
光学系を通して被写体を撮像し、映像信号を得る撮像手段と、この撮像手段で得
られた映像信号から輝度信号を検出する輝度信号検出手段と、前記撮像手段で得
られた映像信号から色信号を検出する色信号検出手段と、少なくとも前記輝度信
号検出手段により検出された輝度信号あるいは前記色信号検出手段により検出さ
れた色信号の検波出力の一方が最大となるように前記光学系のフォーカスを変え
るフォーカス可変手段とを具備したことを特徴とするもので、映像信号の検波と
して少なくとも輝度信号あるいは色信号の一方を検波することにより、ほとんど
の被写体に対し正確に合焦できるものである。また、前記輝度信号検出手段から
検出された輝度信号の検波出力の変化が少ないとき、前記フォーカス可変手段に
より前記輝度信号の検波出力を最大とするようにフォーカスを変えた後、前記色
信号の検波出力を最大とするように該フォーカスを変え、該輝度信号の検波出力
の変化が大きいとき、前記フォーカス可変手段で該輝度信号検波出力のみにより
前記フォーカスを変えることを特徴とすることにより、輝度信号の検波出力の変
化が大きいときは輝度信号のみで合焦し、輝度信号の検波出力の変化が小さいと
きは輝度信号の合焦動作の後に色信号の検波出力により合焦ができる。 ［実施例］ 以下図面を参照して本考案の一実施例を詳細に説明する。 第１図は本考案の一実施例に係る合焦装置を示し、撮像装置のレンズ１はモー タ２等の駆動系により焦点位置が変化可能に構成される。被写体がレンズを通し
て撮像された光学的映像はレンズ１により例えばＣＣＤ等のイメージャ３に結像
され、イメージャ３により電気信号のＲ，Ｇ，Ｂ（又はＣｙ，Ｃｅ，Ｃｇ）より
なる映像信号に変換されてプロセス回路４に出力される。このプロセス回路４は
イメージャ３より入力されたＲ，Ｇ，Ｂ（又はＣｙ，Ｃｅ，Ｃｇ）よりなる映像
信号より輝度信号Ｙ，色信号Ｃ（色搬送波）を作る回路である。プロセス回路４
で作られた輝度信号Ｙは第１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５１に出力し、プ
ロセス回路４で作られた色信号Ｃは第２のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５２に
出力すると共に、プロセス回路４から同期信号Φをタイミング発生回路６に出力
する。前記第１のバンドパスフィルタ５１はプロセス回路４から入力された輝度
信号Ｙのうち例えば５００ＫＨｚ〜３ＭＨｚ等の所定の周波数のみを通してスイ
ッチＳＷの第１の固定端子７１に出力し、前記第２のバンドパスフィルタ５２は
プロセス回路４から入力された色信号Ｃのうちの所定の周波数のみを通してスイ
ッチＳＷの第２の固定端子７２に出力する。スイッチＳＷの第３の固定端子８は
接地される。前記タイミング発生回路６はプロセス回路４から入力された同期信
号Φから測距ゾーンに対する測距タイミング信号Ｓ１を発生してコントロールユ
ニット９に出力する。前記タイミング発生回路６は第３図に示すように画面Ｓの
測距ゾーンＡを決めるためのもので、例えば画面Ｓの面積の１／４の測距ゾーン
Ａを考えた場合、水平同期信号ＨｓｙｎｃとスイッチＳＷのオン（ＯＮ）／オフ
（ＯＦＦ）の関係、及び垂直同期信号ＶｓｙｎｃとスイッチＳＷのオン（ＯＮ）
／オフ（ＯＦＦ）の関係は第３図に示すようになる。このコントロールユニット
９はスイッチＳＷを第１の固定端子７１（輝度信号側）または第２の固定端子７
２（色信号側）に切替えることができる。コントロールユニット９はスイッチＳ
Ｗが第１の固定端子７１（輝度信号側）に切替わっている場合、タイミング発生
回路６から入力された測距タイミング信号Ｓ１をスイッチＳＷに加えてスイッチ
ＳＷをオン（第１の固定端子７１に接続），オフ（第３の固定端子８に接続）さ
せる。前記スイッチＳＷはコントロールユニット９からの測距タイミング信号Ｓ
１により第１の固定端子７１に接続されている間、第１のバンドパスフィルタ５
１の出力信号を整流回路１０に入力する。この整流回路１０は第１のバンドパ スフィルタ５１からの入力信号を整流して積分回路１１に出力する。この積分回
路１１は整流回路１０からの入力信号を積分しアナログ／デジタル変換回路（Ａ
／Ｄ・Ｃ）１２に出力する。積分回路１１からの出力電圧はいわゆる輝度信号の
コントラスト値となる。アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２は積分
回路１１からの入力電圧である輝度信号のコントラスト値をデジタル化してコン
トロールユニット９に出力する。このコントロールユニット９は例えばモータ２
がＤＣ（直流）モータならばＤ（デジタル）／Ａ（アナログ）変換回路とモータ
駆動回路（モータが駆動できる出力電力を取り出せるバッファ）からなり、アナ
ログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２からデジタル信号が入力されると共
にタイミング発生回路６から測距タイミング信号Ｓ１が入力され、アナログ／デ
ジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２からのデジタル信号はＤ（デジタル）／Ａ（
アナログ）変換回路によりアナログ信号に変換され、モータ駆動回路に加えられ
て、モータ駆動回路からモータが駆動できる出力電力を取り出す。前記コントロ
ールユニット９はモータ駆動回路から取り出された出力電圧に従って、モータ２
の回転数、回転速度、回転方向を制御し、レンズ１の焦点位置を移動する。とこ
ろで、輝度信号はレンズの合焦点に近くなるほど高周波成分が増加する。したが
って、第１図の場合、レンズの合焦点に近づくにつれてアナログ／デジタル変換
回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２の出力は増加するので、その値が最大になるようにコン
トロールユニット９でレンズ１を動かせば、合焦させることができる。 しかし、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２の出力値に変化がな
いとき、すなわち輝度信号のコントラスト値に変化がないときは、コントロール
ユニット９はスイッチＳＷを第２の固定端子７２（色信号側）に切替えると共に
、タイミング発生回路６から入力された測距タイミング信号Ｓ１をスイッチＳＷ
に加えてスイッチＳＷをオン（第２の固定端子７２に接続），オフ（第３の固定
端子８に接続）させる。前記スイッチＳＷはコントロールユニット９からの測距
タイミング信号Ｓ１により第２の固定端子７２に接続されている間、第２のバン
ドパスフィルタ５２の出力信号を整流回路１０に入力する。この整流回路１０は
第２のバンドパスフィルタ５２からの入力信号を整流して積分回路１１に出力す
る。この積分回路１１は整流回路１０からの入力信号を積分しアナログ／デジタ
ル変 換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２に出力する。積分回路１１からの出力電圧はいわゆる
色信号のコントラスト値となる。アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１
２は積分回路１１からの入力電圧である色信号のコントラスト値をデジタル化し
てコントロールユニット９に出力する。このコントロールユニット９は例えばモ
ータ２がＤＣ（直流）モータならばＤ（デジタル）／Ａ（アナログ）変換回路と
モータ駆動回路（モータが駆動できる出力電力を取り出せるバッファ）からなり
、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２からデジタル信号が入力され
ると共にタイミグ発生回路６から測距タイミング信号Ｓ１が入力され、アナログ
／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２からのデジタル信号はＤ（デジタル）／
Ａ（アナログ）変換回路によりアナログ信号に変換され、モータ駆動回路に加え
られて、モータ駆動回路からモータが駆動できる出力電力を取り出す。前記コン
トロールユニット９はモータ駆動回路から取り出された出力電圧に従って、モー
タ２の回転数、回転速度、回転方向を制御し、レンズ１の焦点位置を移動する。
ところで、色信号としての色搬送波はレンズの合焦点に近くなるほど大きくなる
。したがって、第１図の場合、レンズの合焦点に近づくにつれてアナログ／デジ
タル変換回路（Ａ／Ｄ・Ｃ）１２の出力は増加するので、その値が最大になるよ
うにコントロールユニット９でレンズ１を動かせば、合焦させることができる。 尚、上記実施例では色信号として色搬送波を用いる場合について説明したが、
これに限らず、例えばＲ；Ｇ；Ｂ信号，（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）信号等の別の色
信号でも同様に実施できることはいうまでもない。 又、イメージャの出力をアナログ（Ａ）／デジタル（Ｄ）変換して、上記実施
例をデジタル信号にして処理しても同様に実施できることはいうまでもない。 ［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、映像信号の輝度信号及び色信号を用いて合
焦位置を求めることにより、例えば輝度変化がほとんどないが色の変化があるも
の等のいろいろな被写体に対し幅広く合焦させることができる合焦装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例に係る合焦装置を示す構成説明図、第２図は従来の 合焦装置を示す構成説明図、第３図は第１図及び第２図のタイミング発生回路の
動作を説明するための図である。 １……レンズ、２……モータ、３……イメージャ、４……プロセス回路、５１
，５２……バンドパスフィルタ、６……タイミング発生回路、９……コントロー
ルユニット、１０……整流回路、１１……積分回路、１２……Ａ／Ｄ変換回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 （１） フォーカスを可変可能な光学系と、 この光学系を通して被写体を撮像し、映像信号を得る撮像手段と、 この撮像手段で得られた映像信号から輝度信号を検出する輝度信号検出手段と
   、 前記撮像手段で得られた映像信号から色信号を検出する色信号検出手段と、 前記輝度信号検出手段に検出された輝度信号の検波出力が最大となるように該
   フォーカスを変えるとともに、前記輝度信号検出手段に検出された輝度信号の検
   波出力の変化が少ないときは前記色信号検出手段に検出された色信号の検波出力
   最大となるように該フォーカスを変えるフォーカス可変手段と を具備したことを特徴とする合焦装置。