JP3689497B2 - 自動焦点調節方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種のビデオカメラ等に用いられる自動焦点調節方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラ等をはじめとする映像機器の進歩は、目覚ましく、オートフォーカス制御、オートアイリス制御、ズーム機能等が標準的に装備され、あらゆる部分において、操作性の改善、多機能化がはかられている。
【０００３】
ところでオートフォーカス装置を見ると、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となるようにフォーカスレンズ（焦点調節レンズ）位置を制御して、焦点調節を行うようにしたＴＶＡＦ(Television Auto Focus)方式が主流になりつつある。
【０００４】
前記鮮鋭度の評価としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベル（以下、焦点電圧と記述する）等を用いている。これは、通常の被写体像を撮影した場合、図１２に示すように焦点が合ってくるに従って焦点電圧は大きくなり、そのレベルが最大になる点を合焦位置としている。焦点電圧は映像信号の１枚の画に１つ決める。そこで、例えばＮＴＳＣ方式の映像信号においては、１フィールドの画は１／６０秒（１Ｖ）毎に更新されるので、焦点電圧は１／６０秒（１Ｖ）に１回づつ得られる。
【０００５】
ＴＶＡＦ方式において、フォーカスレンズの制御は、合焦点の方向が分からないときにはフォーカスレンズを微小駆動し、焦点電圧が大きくなる方向を判別し、合焦点の方向判別を行った後は、判別方向へフォーカスレンズを高速駆動し、一度合焦点を乗り越えた後、合焦点にフォーカスレンズを戻すようにして合焦させている。
【０００６】
次に、微小駆動動作について図１２を用いて説明する。図１３に示すようにフォーカスレンズをある方向に駆動し、焦点電圧が増加した場合はそのままの駆動方向を変えず、焦点電圧が減少した場合は駆動方向を反転させる。つまり、常時合焦信号の大きくなる方向へフォーカスレンズは駆動される。このように制御されることで合焦点の方向に絶えず駆動されるため、速度は遅いが微小駆動を繰り返すだけでも最終的には合焦点に達することができる。
【０００７】
ここで、焦点電圧は映像信号から作られるため、映像信号の１フィールド間隔（ＮＴＳＣ方式では１／６０秒（１Ｖ））でしか変化しない。従って、フォーカスレンズを所定位置に停止したら１Ｖの間停止しＣＣＤに電荷を蓄積して、次のフィールドで映像信号から評価値を生成している。そして、その評価値を次のフィールドで取り込み、方向を判別してフォーカスレンズを駆動している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では次のような欠点があった。
【０００９】
即ち、微小駆動する際、どのような振幅でもフォーカスレンズは高速で移動及び停止を繰り返すため、小刻みにカタカタといった騒音を発生する。速度を遅くすると騒音は押さえられるが、駆動に時間がかかるためＡＦ（オートフォーカス）の方向判別が遅くなり、ＡＦ性能が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述した従来の技術の有する問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、従来より低速で移動に要するフィールド数を従来と同一にでき、ＡＦ性能を低下させることなく騒音を低減することができると共に、焦点調節レンズの移動量を確保でき、ＡＦ性能に悪影響を与えることがなく、しかも焦点調節レンズの移動速度を低くしたにも拘らず騒音が増加することのない自動焦点調節方法及び装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に応じて決定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項２記載の自動焦点調節方法は、請求項１記載の自動焦点調節方法において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項３記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に比例して決定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項４記載の自動焦点調節方法は、請求項３記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項５記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の１フィールドの時間の整数倍の時間で移動するように決定することを特徴とするものである。
【００１９】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項６記載の自動焦点調節方法は、請求項５記載の自動焦点調節方法において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項７記載の自動焦点調節方法は、請求項５記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項８記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項９記載の自動焦点調節方法は、請求項８記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１０記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間と映像信号の１フィールドの整数倍の時間を加えた時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００２５】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１１記載の自動焦点調節方法は、請求項１０記載の自動焦点調節方法において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１２記載の自動焦点調節方法は、請求項１０記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で、第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１３記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に応じて決定することを特徴とするものである。
【００２９】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１４記載の自動焦点調節装置は、請求項１３記載の自動焦点調節装置において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３４】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１５記載の自動焦点調節装置は、請求項１３または１４記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００３５】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１６記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に比例して決定することを特徴とするものである。
【００３７】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１７記載の自動焦点調節装置は、請求項１６記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４２】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１８記載の自動焦点調節装置は、請求項１６または１７記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００４３】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１９記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の１フィールドの時間の整数倍の時間で移動するように決定することを特徴とするものである。
【００４４】
また、上記目的を達成するために請求項２０記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４５】
また、上記目的を達成するために請求項２１記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４６】
また、上記目的を達成するために請求項２２記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記撮像手段は、ＣＣＤからなることを特徴とするものである。
【００４７】
また、上記目的を達成するために請求項２３記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記駆動手段は、モータとドライバとからなることを特徴とするものである。
【００４８】
また、上記目的を達成するために請求項２４記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記駆動振幅決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００４９】
また、上記目的を達成するために請求項２５記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記駆動速度決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００５０】
また、上記第１の目的を達成するために請求項２６記載の自動焦点調節装置は、請求項２０または２１記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００５１】
また、上記目的を達成するために請求項２７記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００５３】
また、上記目的を達成するために請求項２８記載の自動焦点調節装置は、請求項２７記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００５８】
また、上記目的を達成するために請求項２９記載の自動焦点調節装置は、請求項２７記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００５９】
また、上記目的を達成するために請求項３０記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間と映像信号の１フィールドの整数倍の時間を加えた時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００６０】
また、上記目的を達成するために請求項３１記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００６１】
また、上記目的を達成するために請求項３２記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で、第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００６２】
また、上記目的を達成するために請求項３３記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記撮像手段は、ＣＣＤからなることを特徴とするものである。
【００６３】
また、上記目的を達成するために請求項３４記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記駆動手段は、モータとドライバとからなることを特徴とするものである。
【００６４】
また、上記目的を達成するために請求項３５記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記駆動振幅決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００６５】
また、上記目的を達成するために請求項３６記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記駆動速度決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００６６】
また、上記目的を達成するために請求項３７記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００８５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１１に基づき説明する。
【００８６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る自動焦点調節装置を具備した撮像装置であるビデオカメラシステムの構成を示すブロック図である。図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞り、１０４は固定の第２群レンズである。１０５はフォーカスコンペレンズ（以下、フォーカスレンズと記述する）で、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えている。１０６は撮像素子であるＣＣＤ、１０７はＡＧＣで、ＣＣＤ１０６の出力を増幅するものであり、後述のカメラ制御マイコン（マイクロコンピュータ）１１５からの信号によって増幅率が調節される。１０８はカメラ信号処理回路、１０９は記録装置で、カメラ信号処理回路１０８からの出力を磁気テープ等の記録媒体に記録するものである。１１０は変倍レンズ１０２を駆動させる変倍レンズモータ、１１２はフォーカスレンズ１０５を駆動させるフォーカスコンペレンズモータである。１１１は変倍レンズドライバ、１１３はフォーカスコンペレンズドライバで、それぞれ変倍レンズモータ１１０、フォーカスコンペレンズモータ１１２を後述のカメラＡＦマイコン１１５からの信号により駆動するものである。１１４はＡＦ（自動焦点調節）評価値処理回路で、ＣＣＤ１０６の出力信号中より焦点検出に用いられる高域成分を抽出する回路である。１１５はカメラ制御マイコンで、本システム全体を総合的に制御すると共に、ＡＦ評価値処理回路１１６及びＡＥ評価値処理回路１１４の出力信号に基づいて、変倍レンズモータ１１０及びフォーカスコンペレンズモータ１１２を制御するものである。
【００８７】
図１のように構成されたビデオカメラシステムにおいて、カメラ制御マイコン１１５はＡＦ評価値処理回路１１４の出力信号レベルが最大となるようにフォーカスレンズ１０５を移動させて自動焦点調節を行っている。
【００８８】
次に、カメラ制御マイコン１１５の制御動作について図２を用いて詳しく説明する。図２は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるカメラ制御マイコン１１５のＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、同図のフローチャートはカメラ制御マイコン１１５内で処理される。
【００８９】
図２のステップＳ２０１でフォーカスレンズ１０５を光軸方向前後に微小駆動動作させながら、ＡＦ評価値を取り込むことにより、現在合焦しているのか、ボケているのか、ボケているときには合焦点はどちらなのかを判断する。次に、ステップＳ２０２で微小駆動動作の結果により現在合焦状態にあるのか否かを判別する。そして、合焦状態にある場合にはフォーカスレンズ１０５の移動を停止し、ステップＳ２０８からの再起動監視処理ルーチンへ進み、合焦状態でない場合にはステップＳ２０３へ進む。このステップＳ２０３では、微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるかの判別ができたか否かを判別し、該方向判別ができない場合は前記ステップＳ２０１へ戻る。また、前記ステップＳ２０３において方向判別ができた場合はステップＳ２０４へ進み、その判別方向へ山登り駆動動作を実行する。次に、ステップＳ２０５で合焦点、即ちＡＦ評価信号の頂点を越えたか否かを判別し、越えていなければ前記ステップＳ２０４へ戻って山登り駆動動作をを続け、越えていたならばステップＳ２０６でフォーカスレンズ１０５を頂点に戻す。しかしながら頂点に戻す動作をしている間に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、頂点にフォーカスレンズ１０５が辿り着いたならば、今いるところが本当に頂点、即ち合焦点であるのかを判定するため、次のステップＳ２０７でフォーカスレンズ１０５が頂点に達したか否かを判別する。そして、フォーカスレンズ１０５が頂点に達しない場合は前記ステップＳ２０６へ戻る。また、前記ステップＳ２０７においてフォーカスレンズ１０５が頂点に達した場合には、前記ステップＳ２０１へ戻る。
【００９０】
一方、前記ステップＳ２０２において現在合焦状態にある場合には、ステップＳ２０８で合焦時のＡＦ評価値レベルを記憶する。次に、ステップＳ２０９で再起動判定ルーチンを実行する。この再起動判定ルーチンは、現在合焦状態にある場合にはＡＦ評価値レベルが、合焦時に前記ステップＳ２０８において記憶したレベルに比べ、変動したか否を判別する処理であり、例えば、記憶したレベルに対して所定レベル以上変化したら、パンニング等による被写体変化があったとして、「再起動した」と判別し、所定レベル未満の変化量ならば被写体の変化はないとして「再起動しない」と判別する。このような判別基準に従ってステップＳ２１０で再起動したか否かを判別する。そして、「再起動しない」と判別した場合は、ステップＳ２１１でフォーカスレンズ１０５の移動を停止させた後、前記ステップＳ２０９へ戻り、再び再起動監視処理を行う。一方、前記ステップＳ２１０において「再起動した」と判別した場合には、前記ステップＳ２０１へ戻り、再び微小駆動動作を行い、合焦判定及び方向判定を行う。
【００９１】
以上のような動作を繰り返すことで、絶えず合焦を維持できるようにフォーカスレンズ１０５は動作する。
【００９２】
次に、上記図２のステップＡ２０１において実行される微小駆動動作について、図３及び図１２を用いて説明する。ここで、図３におけるステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は図２におけるステップＳ２０１、図３におけるステップＳ３０７は図２におけるステップＳ２０２、図３におけるステップＳ３０８は図２におけるステップＳ２０３、図３におけるステップＳ３０９は図２におけるステップＳ２０４〜ステップＳ２０７、図３におけるステップＳ３１０は図２におけるステップＳ２０８〜ステップＳ２１１である。
【００９３】
図３において、まず、ステップＳ３０１で振幅を決定する。ここでは絞り１０３等のパラメータから振幅が設定される。絞り１０３が開いているときは、被写体深度が浅いためフォーカスレンズ１０５の小さな移動で焦点電圧が変化するので振幅を小さく設定し、絞り１０３が閉じているときは、被写体深度が深いためフォーカスレンズ１０５が大きく移動しないと焦点電圧が変化しないので振幅を大きく設定する。次に、ステップＳ３０２でフォーカスレンズ１０５の駆動速度を許容されている最高速度に設定する。次に、ステップＳ３０３で前記ステップＳ３０２において設定された駆動速度で且つ前記ステップＳ３０１において設定された振幅でフォーカスレンズ１０５を駆動する。
【００９４】
次に、ステップＳ３０４で評価値取り込みタイミングを待って評価値を取り込み、次のステップＳ３０５で評価値が増加しているか否かを判別する。そして、評価値が増加していなければ、次のステップＳ３０６で駆動方向を反転した後、ステップＳ３０７へ進んで同じフォーカスエリアでフォーカスレンズ１０５が往復移動しているかによって合焦状態か否かを判別する。そして、合焦状態であれば、ステップＳ３１０で再起動判別処理を行い、また、合焦状態でなければ、ステップＳ３０８で同じ方向が常に増加しているかによって方向判別ができたか否かを判別する。そして、方向判別ができた場合は、ステップＳ３０９で判別方向へ山登り駆動する。一方、前記ステップＳ３０８において方向判別ができない場合は、前記ステップＳ３０１へ戻る。
【００９５】
ここで、焦点電圧は映像信号から作られるため、映像信号の１フィールド間隔（ＮＴＳＣでは１／６０秒（１Ｖ））でしか変化しない。従って、図１３に示すようにフォーカスレンズ１０５が所定位置に停止したら１Ｖの間停止しＣＣＤ１０６に電荷を蓄積して、次のフィールドで映像信号から評価値を生成している。そして、次のフィールドでその評価値を基に、方向判別を行ってフォーカスレンズ１０５を駆動している。ここで、次のフィールドでフォーカスレンズ１０５が停止して１Ｖ分電荷を蓄積するには、次のフィールドの頭においてフォーカスレンズ１０５が目的位置に到達していればよく、それ以上早く目的位置にフォーカスレンズ１０５が到達しても意味がない。つまり、フォーカスレンズ１０５が動き出したら、次のフィールドの始まる直前に目的位置に到達すればＡＦの方向判別に要する時間は変わらないことになる。
【００９６】
そこで、本実施の形態に係る自動焦点調節装置における駆動速度決定方法について、図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０３で実行される。
【００９７】
図４において、まず、ステップＳ４０１で振幅を設定する。次に、ステップＳ４０２でフォーカスレンズ１０５を、そのフォーカスコンーレンズモータ１１２で許容されている最高速度で駆動したとき、前記ステップＳ４０１において設定した振幅を何秒で移動できるか計算する。次に、ステップＳ４０３で前記ステップＳ４０２において計算した時間が何フィールド分に相当するかを計算する。次にステップＳ４０４で前記ステップＳ４０１において設定した振幅を前記ステップＳ４０３において計算されたフィールドで移動するのに要する時間を計算する。次に、ステップＳ４０５で前記計算された振幅を前記計算された駆動速度でフォーカスレンズ１０５を駆動した後、本処理動作を終了する。
【００９８】
これを、図５を用いて詳述する。同図の（ａ）は従来の駆動速度で所定幅駆動した例を示す。これから明らかなように、フォーカスレンズの移動後、次のフィールドまで時間があり、速すぎる駆動速度で駆動していることが分かる。本発明の駆動速度決定方法により計算すると、同図の（ｂ）に示すように従来より速い駆動速度で次のフィールドに間に合うようにフォーカスレンズが移動している。同図の（ｃ）は従来の駆動速度で所定振幅駆動した例を示す。これから明らかなように、フォーカスレンズの移動後、次のフィールドまで時間があり、速すぎる駆動速度で駆動していることが分かる。本発明の駆動速度決定方法により計算すると、同図の（ｄ）に示すように従来より遅い駆動速度で次のフィールドに間に合うようにフォーカスレンズが移動している。しかし、振幅が大きいため、同図の（ｂ）よりは速い駆動速度でフォーカスレンズが移動することになり、振幅に比例して駆動速度が決められていることが分かる。
【００９９】
次に、図６に駆動が１フィールドを超える場合を例示して説明する。同図の（ａ）が従来の駆動速度で所定幅振幅駆動した例である。これから分かるように、フォーカスレンズが移動後、次のフィールドまで時間があり、速すぎる駆動速度で駆動してることが分かる。本発明の駆動速度決定方法により計算すると、同図の（ｂ）のように従来より遅い速度で、次のフィールドに間に合うようにフォーカスレンズが移動している。この様に、１フィールドを超える場合でも本発明により、ＡＦの制御タイミングを変えることなくＴＶフィールドの整数倍の時間で、駆動が終了するように駆動速度を遅くすることができる。
【０１００】
これにより、振幅によって必要以上に速い駆動速度でフォーカスレンズを駆動することがなくなり、騒音を低減することができると共に、ＡＦの制御タイミングに悪影響を与えないため、ＡＦ性能に悪影響はない。
【０１０１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図７及び図８を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る自動焦点調節装置を具備したビデオカメラシステムの基本的な構成は、上述した第１の実施の形態における図１と同一であるから、同図を流用して説明する。
【０１０２】
カメラ制御マイコン１１５の制御動作については、上述した第１の実施の形態と同一であるから、その説明は省略する。
【０１０３】
ここで、本実施の形態に係る自動焦点調節装置における駆動速度決定方法について、図７を用いて説明する。図７は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０３で実行される。
【０１０４】
図７において、まず、ステップＳ７０１で振幅を設定する。次に、ステップＳ７０２でフォーカスレンズ１０５を、そのフォーカスコンペレンズモータ１１２で許容されている最高速度で駆動したとき、前記ステップＳ７０１において設定した振幅を何秒で移動できるか計算する。次に、ステップＳ７０３で前記ステップＳ７０２において計算した時間が何フィールド分に相当するかを計算する。次にステップＳ７０４で前記ステップＳ７０１において設定した振幅を前記ステップＳ７０３において計算されたフィールドで移動するのに要する時間を計算する。次に、ステップＳ７０５で前記ステップＳ７０４において計算した駆動速度が所定の最低速度より速いか否かを判別する。
【０１０５】
そして、計算した駆動速度が所定の最低速度より遅い場合は、ステップＳ７０６で駆動速度を所定の最低速度に置き換えた後、ステップＳ７０７へ進む。また、前記ステップＳ７０５において計算した駆動速度が所定の最低速度より速い場合は、前記ステップＳ７０６をスキップしてステップＳ７０７へ進む。このステップＳ７０７では前記計算された振幅で且つ前記計算された駆動速度でフォーカスレンズを駆動した後、本処理動作を終了する。
【０１０６】
ここで、所定の最低速度について説明する。フォーカスレンズ１０５をフォーカスコンペレンズモータ１１２により駆動する場合、駆動速度が遅すぎると、特に動き出し、反転時においてフォーカスレンズ１０５の移動量が十分に確保できない事が知られている。それを図８に示す。同図においては、駆動速度は、フォーカスコンペレンズモータとして一般的なパルスモータの１秒当たりのパルス数であり、移動量はパルスモータ１パルス当たりのフォーカスレンズ移動量が本来動くべき移動量の何％に当たるかを示している。これから明らかなように、２４０（パルス／秒）未満の駆動速度では、移動量が著しく減少するのが分かる。そこで、フォーカスレンズの移動量が十分に確保できる所定の最低速度（例えば２４０（パルス／秒））を設定し、振幅に応じて駆動速度を変更した後、この所定の最低速度以下であれば、駆動速度を最低速度に変更してフォーカスレンズの移動量を確保する。
【０１０７】
これにより、振幅によって必要以上に速い駆動速度でフォーカスレンズを駆動することがなくなり、図１０に示すように騒音を低減することができると共に、ＡＦに必要なフォーカスレンズの移動量を確保できるため、ＡＦ性能に悪影響はない。
【０１０８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について、図９及び図１０を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る自動焦点調節装置を具備したビデオカメラシステムの基本的な構成は、上述した第１の実施の形態における図１と同一であるから、同図を流用して説明する。
【０１０９】
カメラ制御マイコン１１５の制御動作については、上述した第１の実施の形態と同一であるから、その説明は省略する。
【０１１０】
ここで、本実施の形態に係る自動焦点調節装置における駆動速度決定方法について、図９を用いて説明する。図９は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０３で実行される。
【０１１１】
図９において、まず、ステップＳ９０１で振幅を設定する。次に、ステップＳ９０２でフォーカスレンズ１０５を、そのフォーカスコンペレンズモータ１１２で許容されている最高速度で駆動したとき、前記ステップＳ９０１において設定した振幅を何秒で移動できるか計算する。次に、ステップＳ９０３で前記ステップＳ９０２において計算した時間が何フィールド分に相当するかを計算する。次にステップＳ９０４で前記ステップＳ９０１において設定した振幅を前記ステップＳ９０３において計算されたフィールドで移動するのに要する時間を計算する。次に、ステップＳ９０５で前記ステップＳ９０４において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｌより速いか否かを判別する。
【０１１２】
そして、計算した駆動速度が所定の共振速度Ｌより速い場合は、ステップＳ９０６で前記ステップＳ９０４において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｈより速いか否かを判別する。そして、計算した駆動速度が所定の共振速度Ｈより遅い場合は（即ち、共振速度Ｌ＜ステップＳ９０４において計算した駆動速度＜共振速度Ｈのとき）、ステップＳ９０７で駆動速度を所定の共振速度Ｈに置き換えた後、ステップＳ９０８で前記計算された振幅で且つ前記計算された駆動速度でフォーカスレンズを駆動した後、本処理動作を終了する。また、前記ステップＳ９０５において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｌより遅い場合及び前記ステップＳ９０６において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｈより速い場合は、いずれも前記ステップＳ９０８へ進んで、前記計算された振幅で且つ前記計算された駆動速度でフォーカスレンズを駆動した後、本処理動作を終了する。
【０１１３】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の自動焦点調節方法及び装置に用いる記憶媒体について、図１１を用いて説明する。被写体を撮影することによりＣＣＤ１０６から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置を制御するための制御プログラムを格納する記憶媒体には、図４に示すように、少なくとも「微小駆動モジュール」、「高速駆動モジュール」、「切換制御モジュール」、「ゲイン変更モジュール」、「所定値変更モジュール」の各モジュールのプログラムを格納すれば良い。
【０１１４】
ここで、「微小駆動モジュール」は、前記焦点調節レンズ手段を微小駆動するためのプログラムモジュールである。また、「高速駆動モジュール」は、前記焦点調節レンズ手段を高速駆動するためのプログラムモジュールである。また、「切換制御モジュール」は、焦点電圧が所定値以下の時に前記微小駆動ステップから前記高速駆動ステップに切り換え制御するためのプログラムモジュールである。また、「ゲイン変更モジュール」は、映像信号のレベルを一定にするためにゲインを変更するためのプログラムモジュールである。更に、「所定値変更モジュール」は、前記ゲイン変更ステップのレベルにより前記切換制御ステップの所定値を変更するためのプログラムモジュールである。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、焦点電圧が所定レベル以下のときには方向判別をやめて、予め決められた方向へ焦点調節レンズを高速駆動する場合、ＡＧＣゲインの低い被写体で所定レベルを決めると、ＡＧＣゲインの高い被写体には所定レベルが低すぎるため大ボケになっても、評価値がそれより低くならないため、方向を判別できなくても方向判別を続けたり、ＡＧＣの高い被写体で所定レベルを決めると、ＡＧＣゲインの低い被写体では所定レベルが高すぎるため、評価値の低い被写体には合焦できなくなることがなくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動焦点調節装置を有するビデオカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】同システムのＡＥ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】時間とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【図６】時間とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【図７】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】駆動速度とフォーカスレンズの移動量との関係を示す図である。
【図９】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１０】フォーカスレンズの駆動速度と騒音との関係を示す図である。
【図１１】本発明の記憶媒体に格納するプログラムモジュールを示す図である。
【図１２】フォーカスレンズ位置と焦点電圧レベルとの関係を示す図である。
【図１３】時間とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 固定の第１群レンズ
１０２ 変倍レンズ
１０３ 絞り
１０４ 固定の第２群レンズ
１０５ フォーカスレンズ（フォーカスコンペレンズ、焦点調節レンズ）
１０６ ＣＣＤ
１０７ ＡＧＣ
１０８ カメラ信号処理回路
１０９ 記録装置
１１０ 変倍レンズモータ
１１１ 変倍レンズドライバ
１１２ 絞りモータ
１１３ 絞りドライバ
１１４ フォーカスコンペレンズモータ
１１５ フォーカスコンペレンズドライバ
１１６ ＡＦ評価値処理回路
１１７ ＡＥ評価値処理回路
１１８ カメラ制御マイコン
【発明の属する技術分野】
本発明は各種のビデオカメラ等に用いられる自動焦点調節方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラ等をはじめとする映像機器の進歩は、目覚ましく、オートフォーカス制御、オートアイリス制御、ズーム機能等が標準的に装備され、あらゆる部分において、操作性の改善、多機能化がはかられている。
【０００３】
ところでオートフォーカス装置を見ると、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を検出し、それが最大となるようにフォーカスレンズ（焦点調節レンズ）位置を制御して、焦点調節を行うようにしたＴＶＡＦ(Television Auto Focus)方式が主流になりつつある。
【０００４】
前記鮮鋭度の評価としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベル（以下、焦点電圧と記述する）等を用いている。これは、通常の被写体像を撮影した場合、図１２に示すように焦点が合ってくるに従って焦点電圧は大きくなり、そのレベルが最大になる点を合焦位置としている。焦点電圧は映像信号の１枚の画に１つ決める。そこで、例えばＮＴＳＣ方式の映像信号においては、１フィールドの画は１／６０秒（１Ｖ）毎に更新されるので、焦点電圧は１／６０秒（１Ｖ）に１回づつ得られる。
【０００５】
ＴＶＡＦ方式において、フォーカスレンズの制御は、合焦点の方向が分からないときにはフォーカスレンズを微小駆動し、焦点電圧が大きくなる方向を判別し、合焦点の方向判別を行った後は、判別方向へフォーカスレンズを高速駆動し、一度合焦点を乗り越えた後、合焦点にフォーカスレンズを戻すようにして合焦させている。
【０００６】
次に、微小駆動動作について図１２を用いて説明する。図１３に示すようにフォーカスレンズをある方向に駆動し、焦点電圧が増加した場合はそのままの駆動方向を変えず、焦点電圧が減少した場合は駆動方向を反転させる。つまり、常時合焦信号の大きくなる方向へフォーカスレンズは駆動される。このように制御されることで合焦点の方向に絶えず駆動されるため、速度は遅いが微小駆動を繰り返すだけでも最終的には合焦点に達することができる。
【０００７】
ここで、焦点電圧は映像信号から作られるため、映像信号の１フィールド間隔（ＮＴＳＣ方式では１／６０秒（１Ｖ））でしか変化しない。従って、フォーカスレンズを所定位置に停止したら１Ｖの間停止しＣＣＤに電荷を蓄積して、次のフィールドで映像信号から評価値を生成している。そして、その評価値を次のフィールドで取り込み、方向を判別してフォーカスレンズを駆動している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では次のような欠点があった。
【０００９】
即ち、微小駆動する際、どのような振幅でもフォーカスレンズは高速で移動及び停止を繰り返すため、小刻みにカタカタといった騒音を発生する。速度を遅くすると騒音は押さえられるが、駆動に時間がかかるためＡＦ（オートフォーカス）の方向判別が遅くなり、ＡＦ性能が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述した従来の技術の有する問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、従来より低速で移動に要するフィールド数を従来と同一にでき、ＡＦ性能を低下させることなく騒音を低減することができると共に、焦点調節レンズの移動量を確保でき、ＡＦ性能に悪影響を与えることがなく、しかも焦点調節レンズの移動速度を低くしたにも拘らず騒音が増加することのない自動焦点調節方法及び装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に応じて決定することを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項２記載の自動焦点調節方法は、請求項１記載の自動焦点調節方法において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項３記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に比例して決定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項４記載の自動焦点調節方法は、請求項３記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項５記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の１フィールドの時間の整数倍の時間で移動するように決定することを特徴とするものである。
【００１９】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項６記載の自動焦点調節方法は、請求項５記載の自動焦点調節方法において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項７記載の自動焦点調節方法は、請求項５記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項８記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項９記載の自動焦点調節方法は、請求項８記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１０記載の自動焦点調節方法は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間と映像信号の１フィールドの整数倍の時間を加えた時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００２５】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１１記載の自動焦点調節方法は、請求項１０記載の自動焦点調節方法において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１２記載の自動焦点調節方法は、請求項１０記載の自動焦点調節方法において、第１の所定速度以上で、第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１３記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に応じて決定することを特徴とするものである。
【００２９】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１４記載の自動焦点調節装置は、請求項１３記載の自動焦点調節装置において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３４】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１５記載の自動焦点調節装置は、請求項１３または１４記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００３５】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１６記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に比例して決定することを特徴とするものである。
【００３７】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１７記載の自動焦点調節装置は、請求項１６記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４２】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１８記載の自動焦点調節装置は、請求項１６または１７記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００４３】
また、上記目的を達成するために本発明の請求項１９記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の１フィールドの時間の整数倍の時間で移動するように決定することを特徴とするものである。
【００４４】
また、上記目的を達成するために請求項２０記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４５】
また、上記目的を達成するために請求項２１記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００４６】
また、上記目的を達成するために請求項２２記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記撮像手段は、ＣＣＤからなることを特徴とするものである。
【００４７】
また、上記目的を達成するために請求項２３記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記駆動手段は、モータとドライバとからなることを特徴とするものである。
【００４８】
また、上記目的を達成するために請求項２４記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記駆動振幅決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００４９】
また、上記目的を達成するために請求項２５記載の自動焦点調節装置は、請求項１９記載の自動焦点調節装置において、前記駆動速度決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００５０】
また、上記第１の目的を達成するために請求項２６記載の自動焦点調節装置は、請求項２０または２１記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００５１】
また、上記目的を達成するために請求項２７記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００５３】
また、上記目的を達成するために請求項２８記載の自動焦点調節装置は、請求項２７記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００５８】
また、上記目的を達成するために請求項２９記載の自動焦点調節装置は、請求項２７記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００５９】
また、上記目的を達成するために請求項３０記載の自動焦点調節装置は、被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間と映像信号の１フィールドの整数倍の時間を加えた時間で移動が終了するように決定することを特徴とするものである。
【００６０】
また、上記目的を達成するために請求項３１記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００６１】
また、上記目的を達成するために請求項３２記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、第１の所定速度以上で、第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００６２】
また、上記目的を達成するために請求項３３記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記撮像手段は、ＣＣＤからなることを特徴とするものである。
【００６３】
また、上記目的を達成するために請求項３４記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記駆動手段は、モータとドライバとからなることを特徴とするものである。
【００６４】
また、上記目的を達成するために請求項３５記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記駆動振幅決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００６５】
また、上記目的を達成するために請求項３６記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記駆動速度決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００６６】
また、上記目的を達成するために請求項３７記載の自動焦点調節装置は、請求項３０記載の自動焦点調節装置において、前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とするものである。
【００８５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１１に基づき説明する。
【００８６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る自動焦点調節装置を具備した撮像装置であるビデオカメラシステムの構成を示すブロック図である。図１において、１０１は固定の第１群レンズ、１０２は変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞り、１０４は固定の第２群レンズである。１０５はフォーカスコンペレンズ（以下、フォーカスレンズと記述する）で、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を兼ね備えている。１０６は撮像素子であるＣＣＤ、１０７はＡＧＣで、ＣＣＤ１０６の出力を増幅するものであり、後述のカメラ制御マイコン（マイクロコンピュータ）１１５からの信号によって増幅率が調節される。１０８はカメラ信号処理回路、１０９は記録装置で、カメラ信号処理回路１０８からの出力を磁気テープ等の記録媒体に記録するものである。１１０は変倍レンズ１０２を駆動させる変倍レンズモータ、１１２はフォーカスレンズ１０５を駆動させるフォーカスコンペレンズモータである。１１１は変倍レンズドライバ、１１３はフォーカスコンペレンズドライバで、それぞれ変倍レンズモータ１１０、フォーカスコンペレンズモータ１１２を後述のカメラＡＦマイコン１１５からの信号により駆動するものである。１１４はＡＦ（自動焦点調節）評価値処理回路で、ＣＣＤ１０６の出力信号中より焦点検出に用いられる高域成分を抽出する回路である。１１５はカメラ制御マイコンで、本システム全体を総合的に制御すると共に、ＡＦ評価値処理回路１１６及びＡＥ評価値処理回路１１４の出力信号に基づいて、変倍レンズモータ１１０及びフォーカスコンペレンズモータ１１２を制御するものである。
【００８７】
図１のように構成されたビデオカメラシステムにおいて、カメラ制御マイコン１１５はＡＦ評価値処理回路１１４の出力信号レベルが最大となるようにフォーカスレンズ１０５を移動させて自動焦点調節を行っている。
【００８８】
次に、カメラ制御マイコン１１５の制御動作について図２を用いて詳しく説明する。図２は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるカメラ制御マイコン１１５のＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、同図のフローチャートはカメラ制御マイコン１１５内で処理される。
【００８９】
図２のステップＳ２０１でフォーカスレンズ１０５を光軸方向前後に微小駆動動作させながら、ＡＦ評価値を取り込むことにより、現在合焦しているのか、ボケているのか、ボケているときには合焦点はどちらなのかを判断する。次に、ステップＳ２０２で微小駆動動作の結果により現在合焦状態にあるのか否かを判別する。そして、合焦状態にある場合にはフォーカスレンズ１０５の移動を停止し、ステップＳ２０８からの再起動監視処理ルーチンへ進み、合焦状態でない場合にはステップＳ２０３へ進む。このステップＳ２０３では、微小駆動動作の結果により、どちらの方向に合焦点があるかの判別ができたか否かを判別し、該方向判別ができない場合は前記ステップＳ２０１へ戻る。また、前記ステップＳ２０３において方向判別ができた場合はステップＳ２０４へ進み、その判別方向へ山登り駆動動作を実行する。次に、ステップＳ２０５で合焦点、即ちＡＦ評価信号の頂点を越えたか否かを判別し、越えていなければ前記ステップＳ２０４へ戻って山登り駆動動作をを続け、越えていたならばステップＳ２０６でフォーカスレンズ１０５を頂点に戻す。しかしながら頂点に戻す動作をしている間に、パンニング等により被写体が変化する場合もあるので、頂点にフォーカスレンズ１０５が辿り着いたならば、今いるところが本当に頂点、即ち合焦点であるのかを判定するため、次のステップＳ２０７でフォーカスレンズ１０５が頂点に達したか否かを判別する。そして、フォーカスレンズ１０５が頂点に達しない場合は前記ステップＳ２０６へ戻る。また、前記ステップＳ２０７においてフォーカスレンズ１０５が頂点に達した場合には、前記ステップＳ２０１へ戻る。
【００９０】
一方、前記ステップＳ２０２において現在合焦状態にある場合には、ステップＳ２０８で合焦時のＡＦ評価値レベルを記憶する。次に、ステップＳ２０９で再起動判定ルーチンを実行する。この再起動判定ルーチンは、現在合焦状態にある場合にはＡＦ評価値レベルが、合焦時に前記ステップＳ２０８において記憶したレベルに比べ、変動したか否を判別する処理であり、例えば、記憶したレベルに対して所定レベル以上変化したら、パンニング等による被写体変化があったとして、「再起動した」と判別し、所定レベル未満の変化量ならば被写体の変化はないとして「再起動しない」と判別する。このような判別基準に従ってステップＳ２１０で再起動したか否かを判別する。そして、「再起動しない」と判別した場合は、ステップＳ２１１でフォーカスレンズ１０５の移動を停止させた後、前記ステップＳ２０９へ戻り、再び再起動監視処理を行う。一方、前記ステップＳ２１０において「再起動した」と判別した場合には、前記ステップＳ２０１へ戻り、再び微小駆動動作を行い、合焦判定及び方向判定を行う。
【００９１】
以上のような動作を繰り返すことで、絶えず合焦を維持できるようにフォーカスレンズ１０５は動作する。
【００９２】
次に、上記図２のステップＡ２０１において実行される微小駆動動作について、図３及び図１２を用いて説明する。ここで、図３におけるステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は図２におけるステップＳ２０１、図３におけるステップＳ３０７は図２におけるステップＳ２０２、図３におけるステップＳ３０８は図２におけるステップＳ２０３、図３におけるステップＳ３０９は図２におけるステップＳ２０４〜ステップＳ２０７、図３におけるステップＳ３１０は図２におけるステップＳ２０８〜ステップＳ２１１である。
【００９３】
図３において、まず、ステップＳ３０１で振幅を決定する。ここでは絞り１０３等のパラメータから振幅が設定される。絞り１０３が開いているときは、被写体深度が浅いためフォーカスレンズ１０５の小さな移動で焦点電圧が変化するので振幅を小さく設定し、絞り１０３が閉じているときは、被写体深度が深いためフォーカスレンズ１０５が大きく移動しないと焦点電圧が変化しないので振幅を大きく設定する。次に、ステップＳ３０２でフォーカスレンズ１０５の駆動速度を許容されている最高速度に設定する。次に、ステップＳ３０３で前記ステップＳ３０２において設定された駆動速度で且つ前記ステップＳ３０１において設定された振幅でフォーカスレンズ１０５を駆動する。
【００９４】
次に、ステップＳ３０４で評価値取り込みタイミングを待って評価値を取り込み、次のステップＳ３０５で評価値が増加しているか否かを判別する。そして、評価値が増加していなければ、次のステップＳ３０６で駆動方向を反転した後、ステップＳ３０７へ進んで同じフォーカスエリアでフォーカスレンズ１０５が往復移動しているかによって合焦状態か否かを判別する。そして、合焦状態であれば、ステップＳ３１０で再起動判別処理を行い、また、合焦状態でなければ、ステップＳ３０８で同じ方向が常に増加しているかによって方向判別ができたか否かを判別する。そして、方向判別ができた場合は、ステップＳ３０９で判別方向へ山登り駆動する。一方、前記ステップＳ３０８において方向判別ができない場合は、前記ステップＳ３０１へ戻る。
【００９５】
ここで、焦点電圧は映像信号から作られるため、映像信号の１フィールド間隔（ＮＴＳＣでは１／６０秒（１Ｖ））でしか変化しない。従って、図１３に示すようにフォーカスレンズ１０５が所定位置に停止したら１Ｖの間停止しＣＣＤ１０６に電荷を蓄積して、次のフィールドで映像信号から評価値を生成している。そして、次のフィールドでその評価値を基に、方向判別を行ってフォーカスレンズ１０５を駆動している。ここで、次のフィールドでフォーカスレンズ１０５が停止して１Ｖ分電荷を蓄積するには、次のフィールドの頭においてフォーカスレンズ１０５が目的位置に到達していればよく、それ以上早く目的位置にフォーカスレンズ１０５が到達しても意味がない。つまり、フォーカスレンズ１０５が動き出したら、次のフィールドの始まる直前に目的位置に到達すればＡＦの方向判別に要する時間は変わらないことになる。
【００９６】
そこで、本実施の形態に係る自動焦点調節装置における駆動速度決定方法について、図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０３で実行される。
【００９７】
図４において、まず、ステップＳ４０１で振幅を設定する。次に、ステップＳ４０２でフォーカスレンズ１０５を、そのフォーカスコンーレンズモータ１１２で許容されている最高速度で駆動したとき、前記ステップＳ４０１において設定した振幅を何秒で移動できるか計算する。次に、ステップＳ４０３で前記ステップＳ４０２において計算した時間が何フィールド分に相当するかを計算する。次にステップＳ４０４で前記ステップＳ４０１において設定した振幅を前記ステップＳ４０３において計算されたフィールドで移動するのに要する時間を計算する。次に、ステップＳ４０５で前記計算された振幅を前記計算された駆動速度でフォーカスレンズ１０５を駆動した後、本処理動作を終了する。
【００９８】
これを、図５を用いて詳述する。同図の（ａ）は従来の駆動速度で所定幅駆動した例を示す。これから明らかなように、フォーカスレンズの移動後、次のフィールドまで時間があり、速すぎる駆動速度で駆動していることが分かる。本発明の駆動速度決定方法により計算すると、同図の（ｂ）に示すように従来より速い駆動速度で次のフィールドに間に合うようにフォーカスレンズが移動している。同図の（ｃ）は従来の駆動速度で所定振幅駆動した例を示す。これから明らかなように、フォーカスレンズの移動後、次のフィールドまで時間があり、速すぎる駆動速度で駆動していることが分かる。本発明の駆動速度決定方法により計算すると、同図の（ｄ）に示すように従来より遅い駆動速度で次のフィールドに間に合うようにフォーカスレンズが移動している。しかし、振幅が大きいため、同図の（ｂ）よりは速い駆動速度でフォーカスレンズが移動することになり、振幅に比例して駆動速度が決められていることが分かる。
【００９９】
次に、図６に駆動が１フィールドを超える場合を例示して説明する。同図の（ａ）が従来の駆動速度で所定幅振幅駆動した例である。これから分かるように、フォーカスレンズが移動後、次のフィールドまで時間があり、速すぎる駆動速度で駆動してることが分かる。本発明の駆動速度決定方法により計算すると、同図の（ｂ）のように従来より遅い速度で、次のフィールドに間に合うようにフォーカスレンズが移動している。この様に、１フィールドを超える場合でも本発明により、ＡＦの制御タイミングを変えることなくＴＶフィールドの整数倍の時間で、駆動が終了するように駆動速度を遅くすることができる。
【０１００】
これにより、振幅によって必要以上に速い駆動速度でフォーカスレンズを駆動することがなくなり、騒音を低減することができると共に、ＡＦの制御タイミングに悪影響を与えないため、ＡＦ性能に悪影響はない。
【０１０１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図７及び図８を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る自動焦点調節装置を具備したビデオカメラシステムの基本的な構成は、上述した第１の実施の形態における図１と同一であるから、同図を流用して説明する。
【０１０２】
カメラ制御マイコン１１５の制御動作については、上述した第１の実施の形態と同一であるから、その説明は省略する。
【０１０３】
ここで、本実施の形態に係る自動焦点調節装置における駆動速度決定方法について、図７を用いて説明する。図７は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０３で実行される。
【０１０４】
図７において、まず、ステップＳ７０１で振幅を設定する。次に、ステップＳ７０２でフォーカスレンズ１０５を、そのフォーカスコンペレンズモータ１１２で許容されている最高速度で駆動したとき、前記ステップＳ７０１において設定した振幅を何秒で移動できるか計算する。次に、ステップＳ７０３で前記ステップＳ７０２において計算した時間が何フィールド分に相当するかを計算する。次にステップＳ７０４で前記ステップＳ７０１において設定した振幅を前記ステップＳ７０３において計算されたフィールドで移動するのに要する時間を計算する。次に、ステップＳ７０５で前記ステップＳ７０４において計算した駆動速度が所定の最低速度より速いか否かを判別する。
【０１０５】
そして、計算した駆動速度が所定の最低速度より遅い場合は、ステップＳ７０６で駆動速度を所定の最低速度に置き換えた後、ステップＳ７０７へ進む。また、前記ステップＳ７０５において計算した駆動速度が所定の最低速度より速い場合は、前記ステップＳ７０６をスキップしてステップＳ７０７へ進む。このステップＳ７０７では前記計算された振幅で且つ前記計算された駆動速度でフォーカスレンズを駆動した後、本処理動作を終了する。
【０１０６】
ここで、所定の最低速度について説明する。フォーカスレンズ１０５をフォーカスコンペレンズモータ１１２により駆動する場合、駆動速度が遅すぎると、特に動き出し、反転時においてフォーカスレンズ１０５の移動量が十分に確保できない事が知られている。それを図８に示す。同図においては、駆動速度は、フォーカスコンペレンズモータとして一般的なパルスモータの１秒当たりのパルス数であり、移動量はパルスモータ１パルス当たりのフォーカスレンズ移動量が本来動くべき移動量の何％に当たるかを示している。これから明らかなように、２４０（パルス／秒）未満の駆動速度では、移動量が著しく減少するのが分かる。そこで、フォーカスレンズの移動量が十分に確保できる所定の最低速度（例えば２４０（パルス／秒））を設定し、振幅に応じて駆動速度を変更した後、この所定の最低速度以下であれば、駆動速度を最低速度に変更してフォーカスレンズの移動量を確保する。
【０１０７】
これにより、振幅によって必要以上に速い駆動速度でフォーカスレンズを駆動することがなくなり、図１０に示すように騒音を低減することができると共に、ＡＦに必要なフォーカスレンズの移動量を確保できるため、ＡＦ性能に悪影響はない。
【０１０８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について、図９及び図１０を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る自動焦点調節装置を具備したビデオカメラシステムの基本的な構成は、上述した第１の実施の形態における図１と同一であるから、同図を流用して説明する。
【０１０９】
カメラ制御マイコン１１５の制御動作については、上述した第１の実施の形態と同一であるから、その説明は省略する。
【０１１０】
ここで、本実施の形態に係る自動焦点調節装置における駆動速度決定方法について、図９を用いて説明する。図９は本実施の形態に係る自動焦点調節装置におけるＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０３で実行される。
【０１１１】
図９において、まず、ステップＳ９０１で振幅を設定する。次に、ステップＳ９０２でフォーカスレンズ１０５を、そのフォーカスコンペレンズモータ１１２で許容されている最高速度で駆動したとき、前記ステップＳ９０１において設定した振幅を何秒で移動できるか計算する。次に、ステップＳ９０３で前記ステップＳ９０２において計算した時間が何フィールド分に相当するかを計算する。次にステップＳ９０４で前記ステップＳ９０１において設定した振幅を前記ステップＳ９０３において計算されたフィールドで移動するのに要する時間を計算する。次に、ステップＳ９０５で前記ステップＳ９０４において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｌより速いか否かを判別する。
【０１１２】
そして、計算した駆動速度が所定の共振速度Ｌより速い場合は、ステップＳ９０６で前記ステップＳ９０４において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｈより速いか否かを判別する。そして、計算した駆動速度が所定の共振速度Ｈより遅い場合は（即ち、共振速度Ｌ＜ステップＳ９０４において計算した駆動速度＜共振速度Ｈのとき）、ステップＳ９０７で駆動速度を所定の共振速度Ｈに置き換えた後、ステップＳ９０８で前記計算された振幅で且つ前記計算された駆動速度でフォーカスレンズを駆動した後、本処理動作を終了する。また、前記ステップＳ９０５において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｌより遅い場合及び前記ステップＳ９０６において計算した駆動速度が所定の共振速度Ｈより速い場合は、いずれも前記ステップＳ９０８へ進んで、前記計算された振幅で且つ前記計算された駆動速度でフォーカスレンズを駆動した後、本処理動作を終了する。
【０１１３】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の自動焦点調節方法及び装置に用いる記憶媒体について、図１１を用いて説明する。被写体を撮影することによりＣＣＤ１０６から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置を制御するための制御プログラムを格納する記憶媒体には、図４に示すように、少なくとも「微小駆動モジュール」、「高速駆動モジュール」、「切換制御モジュール」、「ゲイン変更モジュール」、「所定値変更モジュール」の各モジュールのプログラムを格納すれば良い。
【０１１４】
ここで、「微小駆動モジュール」は、前記焦点調節レンズ手段を微小駆動するためのプログラムモジュールである。また、「高速駆動モジュール」は、前記焦点調節レンズ手段を高速駆動するためのプログラムモジュールである。また、「切換制御モジュール」は、焦点電圧が所定値以下の時に前記微小駆動ステップから前記高速駆動ステップに切り換え制御するためのプログラムモジュールである。また、「ゲイン変更モジュール」は、映像信号のレベルを一定にするためにゲインを変更するためのプログラムモジュールである。更に、「所定値変更モジュール」は、前記ゲイン変更ステップのレベルにより前記切換制御ステップの所定値を変更するためのプログラムモジュールである。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、焦点電圧が所定レベル以下のときには方向判別をやめて、予め決められた方向へ焦点調節レンズを高速駆動する場合、ＡＧＣゲインの低い被写体で所定レベルを決めると、ＡＧＣゲインの高い被写体には所定レベルが低すぎるため大ボケになっても、評価値がそれより低くならないため、方向を判別できなくても方向判別を続けたり、ＡＧＣの高い被写体で所定レベルを決めると、ＡＧＣゲインの低い被写体では所定レベルが高すぎるため、評価値の低い被写体には合焦できなくなることがなくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動焦点調節装置を有するビデオカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】同システムのＡＥ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図５】時間とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【図６】時間とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【図７】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】駆動速度とフォーカスレンズの移動量との関係を示す図である。
【図９】同システムのＡＦ制御動作のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１０】フォーカスレンズの駆動速度と騒音との関係を示す図である。
【図１１】本発明の記憶媒体に格納するプログラムモジュールを示す図である。
【図１２】フォーカスレンズ位置と焦点電圧レベルとの関係を示す図である。
【図１３】時間とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 固定の第１群レンズ
１０２ 変倍レンズ
１０３ 絞り
１０４ 固定の第２群レンズ
１０５ フォーカスレンズ（フォーカスコンペレンズ、焦点調節レンズ）
１０６ ＣＣＤ
１０７ ＡＧＣ
１０８ カメラ信号処理回路
１０９ 記録装置
１１０ 変倍レンズモータ
１１１ 変倍レンズドライバ
１１２ 絞りモータ
１１３ 絞りドライバ
１１４ フォーカスコンペレンズモータ
１１５ フォーカスコンペレンズドライバ
１１６ ＡＦ評価値処理回路
１１７ ＡＥ評価値処理回路
１１８ カメラ制御マイコン
Claims (37)
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に応じて決定することを特徴とする自動焦点調節方法。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項１記載の自動焦点調節方法。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に比例して決定することを特徴とする自動焦点調節方法。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項３記載の自動焦点調節方法。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の１フィールドの時間の整数倍の時間で移動するように決定することを特徴とする自動焦点調節方法。
- 所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項５記載の自動焦点調節方法。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項５載の自動焦点調節方法。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップと、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間で移動が終了するように決定することを特徴とする自動焦点調節方法。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項８記載の自動焦点調節方法。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方法であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定ステップと、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定ステップとを具備し、前記駆動速度決定ステップは、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間と映像信号の１フィールドの整数倍の時間を加えた時間で移動が終了するように決定することを特徴とする自動焦点調節方法。
- 所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項１０記載の自動焦点調節方法。
- 第１の所定速度以上で、第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止ステップを設けたことを特徴とする請求項１０記載の自動焦点調節方法。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に応じて決定することを特徴とする自動焦点調節装置。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１３記載の自動焦点調節装置。
- 前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項１３または１４記載の自動焦点調節装置。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅に比例して決定することを特徴とする自動焦点調節装置。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１６記載の自動焦点調節装置。
- 前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項１６または１７記載の自動焦点調節装置。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行うレンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、
前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の１フィールドの時間の整数倍の時間で移動するように決定することを特徴とする自動焦点調節装置。 - 所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１９記載の自動焦点調節装置。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１９記載の自動焦点調節装置。
- 前記撮像手段は、ＣＣＤからなることを特徴とする請求項１９記載の自動焦点調節装置。
- 前記駆動手段は、モータとドライバとからなることを特徴とする請求項１９記載の自動焦点調節装置。
- 前記駆動振幅決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項１９記載の自動焦点調節装置。
- 前記駆動速度決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項１９記載の自動焦点調節装置。
- 前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項２０または２１記載の自動焦点調節装置。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段と、所定速度以下の速度を決定することを禁止する速度決定禁止手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間で移動が終了するように決定することを特徴とする自動焦点調節装置。
- 第１の所定速度以上で第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項２７記載の自動焦点調節装置。
- 前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項２７または２８記載の自動焦点調節装置。
- 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、前記焦点電圧を最大にするように焦点調節を行う焦点調節レンズ手段を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置であって、前記焦点調節レンズ手段を駆動する駆動手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する振幅を決定する駆動振幅決定手段と、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を決定する駆動速度決定手段とを具備し、前記駆動速度決定手段は、前記焦点調節レンズ手段を駆動する速度を、駆動する振幅を映像信号の次のフィールドの開始までの時間と映像信号の１フィールドの整数倍の時間を加えた時間で移動が終了するように決定することを特徴とする自動焦点調節装置。
- 所定速度以下の速度を決定することを禁止する第１の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項３０記載の自動焦点調節装置。
- 第１の所定速度以上で、第２の所定速度以下の速度を決定することを禁止する第２の速度決定禁止手段を設けたことを特徴とする請求項３０記載の自動焦点調節装置。
- 前記撮像手段は、ＣＣＤからなることを特徴とする請求項３０記載の自動焦点調節装置。
- 前記駆動手段は、モータとドライバとからなることを特徴とする請求項３０記載の自動焦点調節装置。
- 前記駆動振幅決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項３０記載の自動焦点調節装置。
- 前記駆動速度決定手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項３０記載の自動焦点調節装置。
- 前記速度決定禁止手段は、カメラ制御マイクロコンピュータよりなることを特徴とする請求項３１または３２記載の自動焦点調節装置。
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