JPH01162076A - オートフォーカス方式 - 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） 本発明は各種のビデオカメラ等に用いられるオートフォ
ーカス方式に関し、正確なフォーカシングを行ない得る
ようにしたものである。

（従来の技術） 従来から、被写体を撮影することによって得られる映像
信号の高域成分の電圧レベルが再生画像の精細度に対応
してい′ることに着目し、この高域成分の電圧を焦点電
圧として取り出し、この焦点電圧が最大レベルとなるよ
うにフォーカスレンズを駆動させることにより、このレ
ンズの位置をジャストピント位置に一致させるようなフ
ォーカシングを行なうオートフォーカス装置が知られて
いる。

そして、このようなフォーカシングの方式は、いわゆる
山登りサーボ方式として知られているものであり、この
方式はＮＨＫ技術研究報告昭４０゜第１７巻・第１号通
巻第８６号第２１ページ、あるいは昭和５７年１１月発
表のテレビジョン学会技術報告ＥＤ第６７５等の文献に
詳細に説明されている。

（発明が解決すべき問題点） ところで、上述の如き山登りサーボ方式において焦点電
圧にノイズが重畳されている場合に、このノイズによる
山の頂上をジャストピント位置であると誤判断してしま
い、ピンボケ状態のままでフォーカシングを終了してし
まうという問題点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたものであり
、焦点電圧にノイズが重畳しているような場合でも確実
にジャストピント位置を検出して正確にフォーカシング
を行なうことができるオートフォーカス方式を提供する
ことを目的とする。

そして、本発明はこの目的を達成するために、被写体を
撮影することにより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、この焦点電圧が最大となる
ようにフォーカスレンズを光軸方向に移動させてフォー
カシングを行なうオートフォーカス方式であって、 一旦上記焦点電圧が最大となりジャストピント位置が検
出された後に、検出されたジャストピント位置を中心と
して上記フォーカスレンズを振動させ、この振動に伴っ
て検出される焦点電圧と上記ジャストピント位置におけ
る焦点電圧とが所定値以上異なる場合には再度フォーカ
シングを行なうようにしたことを特徴どするオートフォ
ーカス方式を提供するものである。

（作　用） 上述の如ぎオートフォーカス方式によれば、−旦焦点電
圧が最大となる点、Ｊなわちジャストピント位置を検出
してフォーカスレンズが停止した後に、その停止位置が
正しいジャストピント位置であるか確認することができ
、これにより本発明に係るオートフォーカス方式によれ
ばノイズによる誤判断のない正確なフォーカシングを実
現することができる。

（実施例） 以下、本発明に係るオートフォーカス方式の好適な一実
施例を第１図ないし第５図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明に係るオートフォーカス方式を実現する
ためのオートフォーカス装置の構成を示すブロック図で
あり、このオートフォーカス装置はアホーカル系レンズ
５とフォーカスレンズ（マスク系レンズ）１とから構成
された光学系６を備えている。

゛そして、上記フォーカスレンズ１をパルスモータ２に
よって光軸方向の所定方向（矢印Ａまたは矢印Ｂ方向）
に移動させることによりフォーカシングを行なうにうに
なっているとともに、このフォーカスレンズ１はフォー
カシング開始と同時に移動されるようになっており、こ
のフォーカスレンズ１の光軸上の位置は、上記パルスモ
ータ２に設けられたロータリエンコーダにて検出されて
位置情報Ｓ１として制御回路３に供給されるようになっ
ている。

また、上述の如き光学系６を介して入射される被写体か
らの搬像光は、本実施例における搬像手段であるＣＯＤ
　（電荷結合素子）等を用いた撮像素子７にて光電変換
されて電気的な映像信号＄２にされる。

そして、この映像信＠Ｓ２は増幅器８にて増幅されて図
示しないカメラ回路等に供給されるとともに、バンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ）９及びバイパスフィルタ（ＨＰＦ
）１０に各々供給され、これらバンドパスフィルタ９及
びバイパスフィルタ１０は、上記映像信号Ｓ２から所定
の高域の周波数成分を各々抽出して自動利得制御回路（
ＡＧＣ）１１．１２に供給する。

そして、これら自動利得制御回路１１．１２は、上記各
周波数成分を各々利得制御した後検波器（ＤＥＴ）１３
．１４に供給し、これら検波器１３．１４にて上記映像
化口Ｓ２の所定の周波数成分に対応する第２図に示ず如
ぎ焦点電圧Ｅｌ、Ｅｌ＋が得られる。

ここで、これら焦点電圧Ｅｌ、Ｅｌ＋は上記映像信号Ｓ
２を再生した再生画像の精細度に対応りるものであり、
上記フォーカスレンズ１がジャストピント位置Ｐにある
ときに各々最大となり、各焦点電圧Ｅｌ、Ｅｌ＋のレベ
ル及び曲線の形は被写体の周波数によって異なる。

上記焦点電圧Ｅ　（Ｅｌｌ、ＥＬ）は、Ａ／Ｄ　（アナ
ログ−デジタル）変換器１５．１６にてデジタル化され
て上記制雑回路３に供給される。

そして、本実施例において上記制御回路３は、フォーカ
シング開始当初は電圧レベルが高い上記バンドパスフィ
ルタ９の出力に基づく焦点電圧Ｅｌをフォーカシング開
始から１フイールド毎に順次サンプリングし、フォーカ
シング開始から所定時間経過した後は上記バイパスフィ
ルタ１０の出力に基づく焦点電圧［１１を１フイールド
毎にサンプリングする。

また、この制御回路３は、上記検波器１３゜１４等の検
出可能な最小値Ｅｍｉｎ又はこの最小値Ｅ　ｎ＋ｉｎの
定数倍の値の整数倍の複数の基準電圧値ＳＥｎ、及び各
基準電圧値ＳＥｎに固有の番号（ｎに相当する値）を記
憶している。

そして、この制御回路３は、これら各基準電圧値ＳＥｎ
と上述の如く検出される焦点電圧とを逐次レベル比較し
、これらが一致したときに一致した基準電圧値に固有の
番号だけを読み出す。

ここで、この制御回路３は、各基準電圧値固有の番号に
係る基準電圧値どうしの大小関係を記憶しており、新し
く読み出された番号に係る基準電圧値がその前に読み出
された番号に係る基準電圧値よりも大きい場合には上記
フォーカスレンズ１がジャストピント位置Ｐに達してい
ないものと判断して、このフォーカスレンズ１をそのま
ま移動させ続けるような制御信号Ｓ３をモータ駆ωノ回
路１７に供給する。

また、この制御回路３は、各基準電圧値ＳＥｎ・・・と
同レベルの焦点電圧Ｅｎ・・・が検出された時に、この
ときのフォーカスレンズ１の位置ｉｎ・・・を示す上記
位置情報Ｓ１を取り込む。

なお、本実施例において上記焦点電圧は、１フイールド
毎の離散的な情報として制御回路３に取り込まれる。そ
こで、本実施例では取り込まれた値が、各琺準電圧値Ｓ
Ｅｎを最初にオーバーしたときに検出された焦点電圧［
ｎが基準電圧値ＳＥｎに達したものとしてこのときの焦
点電圧Ｅｎ及び上記位置情報Ｓ１を取り込むようになっ
ている。

上述の如きオートフォーカス装置においては第３図に示
す如く、最大の基準電圧値３　Ｅ　ｗａｘに達したもの
として取り込まれた基準電圧値３　Ｅ　ｍａｘに固有の
番号が二回連続して検出された場合には、ジャストピン
ト位置Ｐがこれら二回の検出位置Ｘ。

Ｙの中間にあることになる。

そこで、二回同じ番号が読み出された場合には、上記フ
ォーカスレンズ１を二回の検出位置の中間（（Ｘ−Ｙ）
／２）にフォーカスレンズ１を移動させればこのフォー
カスレンズ１の位置をジャストピント位置Ｐに一致させ
ることができる。

よって、上記制御回路３は、このような場合に上記位置
情報Ｓ１に基づいてフォーカスレンズ１を反対方向（矢
印Ｂ方向）に所定量だけ移動させ二回の検出位＠Ｘ、Ｙ
の中間位置に戻すような制御信号Ｓ３を上記モータ駆動
回路１７に供給することにより、上記パルスモータ２を
反対方向に回転させてフォーカシングを行なう。

そして、上記制御回路３はこの時のジャストピント位置
Ｐにおける焦点電圧を記憶する。

一方、第４図に示すように上述の如く読み出された番号
がその前に読み出された番号よりも小さなレベルである
場合には、その前の検出位置がジャストピント位置Ｐと
いうことになる。

そこで、このような場合には、上記フォーカスレンズ１
を前の検出位置に戻せばジャストピント位置Ｐに一致さ
せることができる。

そして、この場合にも、上）本の場合と同様に制御回路
３は上記位置情報Ｓ１基づいてフィーカスレンズ１を前
の検出位置に戻すように反対方向に移動させる制御信号
Ｓ３を上記モータ駆動回路１３に供給させてフォーカシ
ングを行なう。

そして、上記制御回路３はこの時のジ１１ストピント位
置Ｐにお覧ノる焦点電圧を記憶する。

また、上記制御回路３は、上述のように一旦ジャストピ
ント位置Ｐが検出された後に、上述のように検出された
ジャストピント位置を中心として上記フォーカスレンズ
１を所定用振動させ、この時に検出される上記バイパス
フィルタ１０の出力に基づく焦点電圧［Ｈの値と上述の
如く制御回路３１　に記憶されたジャストピント位置に
おける焦点電圧と比較する。

そして、比較の結果その差分が所定値以上の場合には第
５図に示すように、上述の如く検出されたジャストピン
ト位置Ｐ′がノイズの重畳による疑似的なものであると
判断する。

すなわち、実験の結果ノイズによる焦点電圧の山は定常
的ではなく極めて短い時間で変化し、その変化は特に高
い周波数成分に顕著に現われることが判明した。

そこで、−旦ジャストピント位置であると検出された位
置Ｐ′における高い周波数成分に基づく焦点電圧が、そ
の後の振動によって直ちに変化する場合には、この検出
されたジャストピント位首Ｐ°がノイズによる偽似山で
ある可能性が極めて高く、そのような場合には再度フォ
ーカシングを再開して継続してフォーカシングを行なう
ことにより正しいジャストピント位置Ｐを検出すること
ができる。

以復、これを３回程度繰り返すことによりジャストピン
ト位置を確定することができる。

また、上述の如き比較の結果、その差分が所定の範囲内
であれば検出されたジャストピント位置は正しいものと
してフォーカシングを終了する。

このように、本実施例に係るオーｌ−フォーカス装置は
、各基準電圧値ＳＥｎに固有の番号を読み出し、この番
号の大小比較にのみに基づいてフォーカスレンズ１をジ
ャストピント位置の方向に移動させ続けることができる
ため、実際に各焦点電圧の差分電圧のレベル比較を行な
う場合に比して迅速なフォーカシングを行なうことがで
きる。

また、−旦ジャストピント位置が検出された後に検出さ
れたジャストピント位置が正しい位置であるか判断して
、正しくない場合には再度フォーカシングを再開覆るこ
とにより、ピンボケ状態でフォーカシ、ングが終了する
ことを未然に防止することができる。

なお、本実施例においては、バイパスフィルタ１０の出
力に基づく焦点電圧Ｅｌ＋を用いてジャストピント位置
のＴ１１認をしているが、垂直相関周波数成分に基づく
焦点電圧を用いてジャストピント位置の確認をしてもよ
い。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明によれば一旦ジ
１ノストピント位置が検出された後に、検出されたジャ
ストピント位置が正しい位置であるかどうか確認してノ
イズによる誤判断を未然に防止することができ、これに
より正確なフォーカシングを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオートフォーカス方式の一実施例
を示ずブロック図、第２図は焦点電圧を示すグラフ、第
３図及び第４図は焦点電圧と基準電圧値との関係を各々
示すグラフ、第５図はノイズが重畳した焦点電圧と基準
電圧値との関係を示寸グラフである。 １・・・フォーカスレンズ、２・・・パルスモータ、３
・・・制御回路、１０・・・バイパスフィルタ。 第２図 第８図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体を撮影することにより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、この焦点電圧が最
   大となるようにフォーカスレンズを光軸方向に移動させ
   てフォーカシングを行なうオートフォーカス方式であつ
   て、 一旦上記焦点電圧が最大となりジャストピント位置が検
   出された後に、検出されたジャストピント位置を中心と
   して上記フォーカスレンズを振動させ、この振動に伴っ
   て検出される焦点電圧と上記ジャストピント位置におけ
   る焦点電圧とが所定値以上異なる場合には再度フォーカ
   シングを行なうようにしたことを特徴とするオートフォ
   ーカス方式。