JP2845614B2 - ビデオカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、撮像レンズが収差を有する場合に適用し
て好適なビデオカメラに関する。

［従来の技術］ ビデオカメラにおいては、被写体からの像光が撮像レ
ンズを介して撮像素子の撮像面に供給され、この撮像面
に被写体像が結像されることによって撮像が行なわれ
る。

この場合、撮像面に正確に被写体像を結像させるため
に、被写体に焦点を合わせることが必要となる。

従来、この操作はオートフォーカス機構でもって実現
されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、通常のオートフォーカス機構では、被写体
の中心部に焦点が合うように設定されている。

そのため、撮像レンズに収差がある場合には、被写体
の中心部は焦点の合った状態で撮像されるが、その周辺
部では焦点のずれた状態で撮像されることになり、高解
像度化の妨げとなる。

このような欠点は、撮像レンズの収差を少なくするこ
とで軽減することができる。

撮像レンズの収差を少なくするため、レンズ径を大き
くして中心部分のみを使用したり、特殊加工技術による
非球面レンズを使用することが考えられているが、製造
が困難で高価となる欠点がある。

そこで、この考案では、撮像レンズが収差を有する場
合であっても、高解像度のビデオ信号を得ることができ
るようにするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明は、所定フィールド期間毎に被写体の中心部
および周辺部に焦点が合うように調整するフォーカス調
整手段と、撮像素子で被写体を撮像して得られるビデオ
信号を記憶する画像メモリとを備えるものである。

そして、焦点が被写体の中心部に合うフィールド期間
に撮像して得られるビデオ信号のなかで中心部に対応す
る信号を画像メモリの中心部に対応するアドレスに書き
込むと共に、焦点が被写体周辺部に合うフィールド期間
に撮像して得られるビデオ信号のなかで周辺部に対応す
る信号を画像メモリの周辺部に対応するアドレスに書き
込み、この画像メモリの読み出し信号を出力ビデオ信号
とするものである。

［作 用］ 上述構成においては、焦点が被写体の中心部に合うフ
ィールド期間に撮像して得られるビデオ信号のなかで中
心部に対応する信号と、焦点が被写体の周辺部に合うフ
ィールド期間に撮像して得られるビデオ信号のなかで周
辺部に対応する信号とが画像メモリ８に書き込まれる。

そのため、画像メモリ８には実質的に被写体の中心部
および周辺部のいずれにも焦点の合った状態で撮像され
たビデオ信号が書き込まれることになり、撮像レンズが
収差を有する場合であっても、画像メモリ８からは高解
像度の出力ビデオ信号が得られる。特に静止画を記録す
る際に有効であるが、被写体の動きが緩慢な場合には、
動画を記録する際にも有効である。

［実 施 例］ 以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例に
ついて説明する。

同図において、被写体（図示せず）からの像光は、撮
像レンズ１を介して撮像素子２、例えばCCDイメージセ
ンサに供給される。撮像レンズ１は、フォーカスレンズ
1F、ズームレンズ1Z、ピエゾレンズ1Pが含まれて構成さ
れる。

３は従来周知の方式のフォーカスセンサである。この
フォーカスセンサ３からの被写体位置信号はフォーカス
モータ（図示せず）に制御信号として供給され、被写体
の中心部に焦点が合うように調整される。なお、この被
写体位置信号は、マイコン５にフォーカス情報として供
給される。

４はズームレンズ1Zの位置を検出するズームセンサで
ある。このズームセンサ４の出力信号は、マイコン５に
ズーム情報として供給される。

また、撮像素子２より出力される撮像信号はカメラ回
路６に供給される。カメラ回路６は、AGC回路や撮像信
号より輝度信号、色差信号を得るプロセス回路等を有し
て構成される。

このカメラ回路６より出力されるビデオ信号（輝度信
号、色差信）は、A/D変換器７でディジタル信号に変換
された後、フィールドメモリ８に書き込み信号として供
給される。

フィールドメモリ８への書き込みは、コントローラ９
の制御の基づき書き込み制御回路10によって制御され
る。カメラ回路６よりコントローラ９には、システムク
ロックCLK、水平同期信号HDおよび垂直同期信号VDが同
期基準信号として供給される。

この場合、カメラ回路６より順次出力される１フィー
ルド分のビデオ信号のなかで、被写体の中心部および周
辺部に対応する信号SmおよびSsが、それぞれ１フィール
ド期間毎にメモリ８の中心部および周辺部に対応するア
ドレスに書き込まれる。第２図Ａは、このように各フィ
ールド期間でメモリ８に書き込まれる信号Sm、Ssを示し
ている。

なお、コントローラ９の動作はマイコン５によって制
御され、コントローラ９よりマイコン５にはコントロー
ル情報が供給される。

ところで、撮像レンズ１を構成するピエゾレンズ1P
は、マイコン５の制御に基づきドライバ11でもって１フ
ィールド期間おきに後方に所定距離だけ移動される。こ
の移動で被写体の周辺部に焦点が合うようにされる。

被写体の周辺部に焦点が合ったか否かの検出は以下の
ようにして行なわれる。すなわち、カメラ回路６より得
られる輝度信号Ｙはフィルタ12に供給されて高域成分が
抜き出され、この高域成分は接続スイッチ13を介して積
分回路14に供給される。

接続スイッチ13のオンオフ制御はコントローラ９によ
って行なわれる。すなわち、ピエゾレンズ1Pが後方に移
動制御された状態で撮像された１フィールド分の輝度信
号Ｙの高域成分のなかで、被写体の周辺部に対応する高
域成分のみが接続スイッチ13を介して積分回路14に供給
される。

積分回路14では高域成分が積分され、出力信号SiはD/
A変換器15でディジタル信号に変換されてマイコン５に
供給される。この積分回路14の動作はコントローラ９に
よって制御され、次の１フィールド分の高域成分が接続
スイッチ13を介して供給される直前にリセットされる。

この場合、焦点が合うほど輝度信号Ｙの高域成分が増
えるので、積分回路14の出力信号Siの強度は、第３図に
示すように、被写体の周辺部の焦点がずれが大きくなる
ほど減衰していく。

ある１フィールド期間では、ピエゾレンズ1Pは被写体
の周辺部に焦点が合うように基準位置より後方に移動制
御される。

次のフィールド期間では、ピエゾレンズIPは基準位置
に戻され、被写体の中心部に焦点が合うようにされる。

さらに次のフィールド期間では、ピエゾレンズ1Pは、
被写体の周辺部に焦点が合うように基準位置より後方に
移動制御される。

また次のフィールド期間では、ピエゾレンズ1Pは基準
位置に戻され、被写体の中心部に焦点が合うようにされ
る。

以下、同様にしてピエゾレンズ1Pは、１フィールド期
間おきに基準位置より後方に移動制御される。積分回路
14の出力信号Siは、被写体の周辺部に焦点が合うとき最
大レベルとなる。マイコン５では信号Siのレベルが監視
され、信号Siのレベルが最大となるようにピエゾレンズ
1Pの後方への移動距離が変更される。

なお、マイコン５ではフォーカス情報やズーム情報が
常に監視され、安定な状態でのみピエゾレンズ1Pの移動
距離の変更が行なわれる。

このようにピエゾレンズ1Pが１フィールド期間おきに
後方に移動制御され、１フィールド期間毎に被写体の中
心部および周辺部に交互に焦点が合うようにされる。

上述したように、メモリ８には、カメラ回路６より順
次出力される１フィールド分のビデオ信号のなかで、被
写体の中心部および周辺部に対応する信号SmおよびSsが
１フィールド期間毎に書き込まれるが、信号Smはピエゾ
レンズ1Pが基準位置に戻されて被写体の中心部に焦点が
合うようにされた１フィールド期間に撮像されたものと
され、信号Ssはピエゾレンズ1Pが後方に移動制御されて
被写体の周辺部に焦点が合うようにされた１フィールド
期間に撮像されたものとされる。

また、メモリ８の読み出しは、コントローラ９の制御
に基づき読み出し制御回路16で制御される。この場合、
各フィールド期間において、それぞれ画素信号の読み出
しタイミングは書き込みタイミングより所定時間だけ進
んで行なわれる。これによりメモリ８からは、被写体の
中心部および周辺部に対応する信号SmおよびSsが交互に
変更されたビデオ信号が出力される（第２図Ｂに図
示）。

そして、メモリ８の出力信号はD/A変換器17でアナロ
グ信号とされて出力される。

なお、A/D変換器７、15およびD/A変換器17の動作制御
は、コントローラ９によって行なわれる。

このように本例においては、１フィールド期間おきに
ピエゾレンズ1Pが基準位置より後方に移動制御され、１
フィールド期間毎に焦点が被写体の中心部および周辺部
に合うようにされる。そして、焦点が被写体の中心部に
合う１フィールド期間に撮像して得られるビデオ信号の
なかで被写体の中心部に対応する信号Smはメモリ８の被
写体の中心部に対応するアドレスに書き込まれると共
に、焦点が被写体の周辺部に合う１フィールド期間に撮
像して得られるビデオ信号のなかで被写体の周辺部に対
応する信号Ssはメモリ８の被写体の周辺部に対応するア
ドレスに書き込まれる。

つまり、メモリ８には被写体の中心部および周辺部の
いずれにも焦点のあった状態で撮像されたビデオ信号が
書き込まれるので、このメモリ８より読み出されて出力
されるビデオ信号は、撮像レンズ１に収差があっても、
その収差によるボケの低減された高解像度のものとな
る。

なお、上述実施例においては、焦点の移動のためにピ
エゾレンズ1Pを使用したものであるが、焦点の移動手段
はこれに限定されるものではない。

また、上述実施例においては、１フィールド期間毎に
被写体の中心部および周辺部に焦点が合うようにし、そ
れぞれで被写体の中心部および周辺部に対する信号Smお
よびSsをメモリ８に書き込むようにしたものであるが、
被写体が動きの少ないものであれば、複数フィールド期
間毎としてもよい。これにより、焦点の移動制御に余裕
を持たせることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、焦点が被写
体の中心部に合うフィールド期間に撮像して得られるビ
デオ信号のなかで中心部に対応する信号と、焦点が被写
体の周辺部に合うフィールド期間に撮像して得られるビ
デオ信号のなかで周辺部に対応する信号とが画像メモリ
に書き込まれ、この画像メモリよりビデオ信号が出力さ
れるので、撮像レンズに収差があっても、その収差によ
るボケのない高解像度の出力ビデオ信号が得ることがで
きる。この発明は特に静止画を記録する際に有効であ
り、また動画を記録する際でも被写体の動きが緩慢な場
合には有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はメ
モリの書き込み信号および読み出し信号の説明のための
図、第３図は焦点ズレと積分出力との関係を示す図であ
る。 １……撮像レンズ 1F……フォーカスレンズ 1P……ピエゾレンズ ２……撮像素子 ５……マイコン ６……カメラ回路 ８……メモリ ９……コントローラ 10……書き込み制御回路 12……フィルタ 13……接続スイッチ 14……積分回路 16……読み出し制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/225 - 5/232

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定フィールド期間毎に被写体の中心部お
   よび周辺部に焦点が合うように調整するフォーカス調整
   手段と、 撮像素子で被写体を撮像して得られるビデオ信号を記憶
   する画像メモリとを備え、 焦点が上記中心部に合うフィールド期間に撮像して得ら
   れるビデオ信号のなかで上記中心部に対応する信号を上
   記画像メモリの上記中心部に対応するアドレスに書き込
   むと共に、 焦点が上記周辺部に合うフィールド期間に撮像して得ら
   れるビデオ信号のなかで上記周辺部に対応する信号を上
   記画像メモリの上記周辺部に対応するアドレスに書き込
   み、 上記画像メモリの読み出し信号を出力ビデオ信号とする
   ビデオカメラ。