JPH01174176A - テレビカメラの焦点調整方法及び装置 - 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、テレビカメラの焦点調整方法及び装置に係り
、具体的には放送用スタジオ等においてドラマの録画撮
りを行っている際に、ビューファインダやモニター用テ
レビジョンを見ている人の指示により、指示された被写
体に対してテレビカメラの撮影光学系の焦点合わせの微
調整を自動的に行うように構成されたテレビカメラの焦
点調整方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、高品位テレビジョンシステムが開発され、実用化
段階に入りつつあり、必然的に高精度の焦点合わせが要
求されている。

しかし、従来のテレビカメラにあっては、ビューファイ
ンダーを覗きながらテレビカメラの撮影光学系のフォー
カスレンズを手動操作によって移動させて被写体に焦点
合わせを行っていた。この場合、上記ビューファインダ
上の映像の目視による限界解像度は、そのビューファイ
ンダのサイズにも左右されるが、４００〜５００ＴＶＬ
程度であり、高品位テレビジョンシステムで要求される
１　０００ＴＶＬ程度の解像度を十分、満足するように
焦点合わせを行うのが困難である。

そこで、高品位テレビジョンシステムに対応できるよう
に、これまでは、テレビカメラの撮影光学系の焦点合わ
せを行うに際し、少なくとも１０００ＴＶＬ程度の解像
度の画像が得られるように、ビューファインダを覗きな
がら焦点合わせ操作をするカメラマンの他に、別に用意
された大型モニタを監視しながら手動にて焦点合わせを
行うフォーカスマンがおり、その人に微細な焦点合わせ
の調整を委ねていた。

一方、撮影を行っている際にテレビカメラのビューファ
インダやそのモニター用テレビジョンを見ている人の指
示により指定された被写体に対してテレビカメラの撮影
光学系の焦点合わせを行うことができるテレビカメラの
実現が望まれている例えば、テレビジョン放送用のドラ
マの録画撮りを放送用スタジオにおいて行うとする。こ
の場合には、当然のことながらドラマの登場人物である
俳優や女優のみならず、演出家であるディレクタや撮影
を担当しているテレビカメラマンや更には既述したフォ
ー力マン等が上記ドラマの録画撮りに携わってくる。

一般に、上記テレビカメラマンが操作するテレビカメラ
にはビニ−ファインダが取付けられており、テレビカメ
ラマンが映し出している被写体像がこの画面に映し出さ
れる。

しかし、このビューファインダは比較的小型のもの（例
えば、ツイフチ）であり、ビューファインダに写し出さ
れている被写体像のピントが適正であるかどうかの判別
がしにくい。

そのために、ビューファインダに映し出されている被写
体像と同一の被写体像を大型のモニター用テレビジョン
に映し出し、このモニター用テレビジョンを上述のフォ
ーカスマンが観察している。そして、自分で判断して焦
点合わせの微調整をしたり、或いはディレクタの指示に
より同一画面上のどこにピントを合わせるか、というよ
うな作業をしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１２図には、絞り値と焦点深度との関係が解像度をパ
ラメータにして示されている。上述したように、例えば
４００ＴＶＬの限界解像本数であるビューファインダを
覗きながら手動操作により焦点合わせを行う場合、第１
２図にて曲線Δ、Δ′で囲まれた４　００ＴＶＬ程度の
解像度の領域内に焦点調整が行われるが、この領域内は
、この解像度における焦点深度内であるための、もはや
手動操作者には、その領域内のどの辺に位置するか不明
となってしまう。

従って、４００ＴＶＬ程度の解像度を持つ１゜５〜フイ
ンチ程度のビューファインダを覗きながらの焦点合わせ
では、高品位テレビジョンシステムにおいて要求される
曲線Ｂ、Ｂ’で囲まれた１０００ＴＶＬの解像度の領域
内に調整が困難である。

また放送中においては手動操作に際し最良結像性能が得
られる位置に対して例えば、近距離側から遠距離側へ、
そして遠距離側から再び近距離側へ移動させ上記位置を
選定することが実質的に画像のボケや画像の揺れを生じ
見苦しくなってしまうために不可能である。

このような実情にも拘わらず、因みに１０００ＴＶＬ程
度での良好な解像度が得られるように焦点調整を行うに
は、少なくとも合焦目標値を曲線ｃ、ｃ′で示される１
　０００ＴＶＬの解像度における焦点深度の２の焦点深
度範囲内に設定する必要がある。

ところで、上記ビューファインダに第９図に示すような
場面が写し出されたとする。

即ち、ビューファインダ１００を構成しているＣＲＴＩ
ＯＩからなる画面の手前中央には人物１０３が写し出さ
れており、左方にはやや離れた後方位置に…木１０５が
写し出され、更に右方の遠方には家１０４が写し出され
ている。

第９図に示した画面において、テレビカメラマンは手前
の人物１０３にピントを合わせていたとし、ディレクタ
は左方の樹木１０５にピントを合わせたいとする。

このような場−合には、ドラの製作においてはディレク
タの権限が最優先されるので、このディレクタはフォー
カスマンに指示して樹木１０５の方にピントを合わせる
ようにする。

つまり、従来のテレビドラマの録画撮りにおいてはカメ
ラマンとフォーカスマンとディレクタとが夫々の役目を
受は持ち、画面のどこにピントを合わせるかというディ
レクタの意図はフォーカスマンを通じて画面上に実現さ
れ、ディレクタの意図が直接、画面上に表されていなか
った。即ち、従来のテレビドラの録画撮りにおいては、
テレビカメラマン以外にフォーカスマンを必要とし、更
にディレクタの意図を直接、画面に表現し難いという不
都合があった。

尚、一般にテレビカメラの合焦位誼は第９図に示すよう
にＣＲＴ１３１の略中夫に形成されたウィンドウ１０２
（斜線で示す）に設定されている本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであり、テレビカメラのビュー
ファインダ又はモニターテレビジョンを見ているディレ
クタ等の指示に基づいて指定された被写体に対してテレ
ビカメラの撮影光学系のフォーカスレンズの焦点合わせ
を行うことができ、しかも目視判断では困難な高域空間
周波数成分に対するフォーカスレンズの焦点合わせの微
調整を行うことが可能なテレビカメラの焦点調整方法及
び装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明のテレビカメラの焦点調整方法では上記目的を達
成するために、撮影光学系により結像した被写体像を映
像信号に変換する撮像手段と、上記映像信号を所定フォ
ーマットの映像信号に変換処理する信号処理手段と、該
信号処理手段からの映像信号を受けて被写体をモニタ表
示するビニ−ファインダと、該ビニ−ファインダの画面
上における撮影光学系の焦点合わせをすべき領域を指定
する合焦領域指定手段と、上記撮影光学系のフォーカス
レンズを移動させて焦点合わせの調整を行う第１の合焦
手段とを有するテレビカメラの焦点調整方法において、
前記合焦領域指定手段により指定されたビューファイン
ダの画面上の領域における被写体に対して第１の合焦手
段により撮影光学系の焦点合わせの調整を行うと共に、
前記第１の合焦手段の合焦動作終了もしくは外部手動操
作に基づいて発生する起動信号にて動作し焦点合わせの
調整を行う第２の合焦手段によって前記撮影光学系のフ
ォーカスレンズを移動させて前記第１の合焦手段による
調整で目視判断が困難な高域空間周波数成分に対する微
調整を行うことを特徴とするものである。

また、本発明のテレビカメラの焦点調整装置では、上記
目的を達成するために、撮影光学系により結像した被写
体像を映像信号に変換する撮像手段と、上記映像信号を
所定のフォーマットの映像信号に変換処理する信号処理
手段と、該信号処理手段からの映像信号を受けて被写体
像をモニタ表示するビューファインダとを有するテレビ
カメラにおいて、ビューファインダの画面上における撮
影光学系の焦点合わせをすべき領域を指定する合焦領域
指定手段と、該合焦領域指定手段の出力信号を受けて前
記信号処理手段から出力される映像信号のうち指定され
たビニ−ファインダの画面上の領域の画像を示す映像信
号のみを取り出す合焦位置確定手段と、上記撮影光学系
のフォーカスレンズを移動させる駆動手段と、この駆動
手段に駆動量指示信号を出力する第１の合焦手段と、こ
の第１の合焦手段によるフォーカスレンズ駆動終了もし
くは手動操作に基づく起動信号を受けて動作し、前記合
焦位置確定手段の出力信号を取り込み上記フォーカスレ
ンズを所定の時間間隔で複数回、所定移動量だけ移動さ
せるように上記駆動手段を制御して、前記合焦位置確定
手段の出力信号に基づいて夫々の移動位置での焦点量を
演算し、上記フォーカスレンズの最良結像性能が得られ
る位Ｉを決定して上記フォーカスレンズをその位置へ移
動させることにより焦点合わせの調整を行う第２の合焦
手段と、を有することを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明に係るテレビカメラの焦点調整方法では被写体像
をモニタ表示するビニ−ファインダの画面上の指定され
た領域における被写体に対して第１の合焦手段により撮
影光学系の焦点合わせの調整が行われる。

この第１の合焦手段による撮影光学系の焦点調整後に、
第１の合焦手段の合焦動作終了もしくは外部手動操作に
基づいて発生する起動信号を受けて動作する第２の合焦
手段により目視判断が困難な高域空間周波数成分に対す
る前記撮影光学系の焦点合わせの微調整が行われる。

本発明に係るテレビカメラの焦点調整装置では合焦領域
指定手段によりビューファインダの画面上における撮影
光学系の焦点合わせをすべき領域が指定されると、合焦
位置確定手段により信号処理手段から出力される映像信
号のうち合焦領域指定手段によって指定されたビューフ
ァインダの画面上の領域の画像を示す映像信号のみが取
り出される。これと同時に被写体に対して第１の合焦手
段によりテレビカメラの撮影光学系の焦点合わせが行わ
れる。

次いでこの第１の合焦手段によるフォーカスレンズ駆動
終了もしくは手動操作に基づいて発生する起動信号を受
けて動作する第２の合焦手段により上記フォーカスレン
ズが所定の時間間隔で複数回、所定移動量だけ移動させ
られるように上記駆動手段が制御され且つ夫々の移動位
置での焦点量が前記合焦位置確定手段の出力信号に基づ
いて演算されると共に、上記フォーカスレンズの最良結
像性能が得られる位置が決定され上記フォーカスレンズ
はその位置に移動させられる。この結果、テレビカメラ
のビニ−ファインダ又はモニタテレビジョンを見ている
ディレクタ等の指示に基づいて指定された被写体に対し
てテレビカメラの撮影光学系の焦点合わせを行うことが
でき、しかも目視判断が困難な高域空間周波数成分に対
するフォーカスレンズの焦点合わせの微調整が行われる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図には本発明が適用されたテレビジョンカメラの外観が
示されており、同図に示すように、テレビカメラ本体１
の前面側にはＣＲＴ等からなるビニ−ファインダ２が取
付けられている。

このビューファインダ２の画面は略等しい間隔で縦方向
が４つに分けられ、更に横方向が５つに分けられており
、夫々の区割の右上隅には各区割の識別名称である番号
１．２・・・・・・・・・・・・２０が付されている。

また第２図には本発明に係るテレビカメラの要点調整装
置の構成が示されている。同図において、撮影光学系３
はフォーカスレンズ１０、ズームレンズ１２、マスター
レンズ１３、絞り１４等から構成されている。フォーカ
スレンズ１０は撮影光学系の焦点合わせを行うレンズで
ある。

フォーカスレンズ１０はモータあるいは圧電素子等のア
クチュエータ１６により図示してない駆動機構を介して
撮影光学系１の光軸９０方向に駆動されるようになって
いる。

アクチユエータ１６は、駆動回路１８により駆動信号が
与えられ、駆動回路１８には制御回路５０よりＤ／Δ変
換器２０を介してアクチユエータ１６を駆動するための
制御信号が出力される。

ズームレンズ１２は撮影光学系１の倍率を変更するレン
ズ系であり、種々のレンズにより構成されている。ズー
ムレンズ１２のズーム位置（倍率）は図示してないズー
ムリングに連動するポテンショメータ２９により検出さ
れ、該検出値はＡ／Ｄ変換器３１を介して制御回路５０
に人力されるようになっている。

設定される絞り値は絞り１４の開口面積を可変する図示
してない絞りリングに連動するポテンショメータ２８に
より検出され、該検出慣はＡ／Ｄ変換器３０を介して制
御回路５０に人力されるようになっている。

１５は色分解光学系であり、この色分解光学系１５は校
り１４を介して入射される光をＲＳＧ。

Ｂの三原色に分解する光学部品であり、例えばダイクロ
イックプリズム、フィルタ等で構成されている。

３７．３８．３９はそれぞれ色分解光学系１５によりＲ
ＳＧ、Ｂの三原色に分解された光による被写体の光学像
を映像信号に変換する撮像管あるいは固体撮像素子で構
成された撮像デバイスであり、これらの撮像デバイス３
７．３８．３９により１尋られた微弱な映像信号はそれ
ぞれプリアンプ４０．４１．４２により増幅された後、
プロセス回路４３．４４．４５に人力される。

プロセス回路４３．４４．４５はそれぞれ、プリアンプ
４０．４１，４２から出力された映像信号に周波数特性
補償、ガンマ補正、輪郭強調等の各種の信号処理を行い
、三原色Ｒ，Ｃ，Ｂの映像信号とする回路である。

カラーエンコーダ４６はプロセス回１４３．４４．４５
から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの映像信号を所定のフォーマ
ット、例えばＮＴＳＣ方式の複合映像信号とする回路で
ある。

同期分離回路４８はカラーエンコーダ４６かろ出力され
る複合映像信号をハイパスフィルタ５１を介して合焦位
置選択アナログゲート５２に出力すると共に、複合映像
信号から複合同期信号５ＹＮＣ，水平同期信号Ｈｓｙｎ
ｃ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを分離し、これらの各同期
信号を各回路部に供給する回路である。

ハイパスフィルタ５１は映像信号の信号帯域の高域周波
数近傍の信号成分のみを通過させるような周波数特性と
なっている。すなわち、ハイパスフィルタ５１の遮断周
波数は映像信号の信号帯域の高域周波数近傍に選択され
る。

ところでテレビカメラの撮影光学系は空間周波数に対す
る応答特性を考えた場合に被写体像を示す映像信号に関
してローパスフィルタとして機能するものとして把渥す
ることができる。このように撮影光学系をローパスフィ
ルタとして考えた場合にこのローパスフィルタの周波数
特性はディフォーカス量によって、遮断周波数が大きく
変化する。

一方、映像信号に含まれる高周波成分は被写体像の精細
度を示すので、前記ローパスフィルタの遮断周波数付近
にふける映像信号の高周波成分の振幅情報をテレビカメ
ラの撮影光学系の焦点調整のだめの情報として使用する
ことができる。このため、ハイパスフィルタ５１の遮断
周波数は映像信号の信号帯域の高域周波数近傍に選択さ
れる。

混合回路４７はカラーエンコーダ４６から出力される映
像信号と、制御回路５０により制御されるＣＲＴコント
ローラ４９によって送出されるビューファインダ２の画
面の区割とその識別名称である番号（１，２，３、・・
・・・・等）とで構成される信号とを混合する回路であ
る。

そして、この混合回路４７で混合された映像信号はビュ
ーファインダ２を構成する映像ドライブ回路３に入力さ
れ、更にこのビニ−ファインダ２を構成するＣＲＴ２ａ
の画面上、に被写体像を映し出すようになっている。

また３２はフォーカスレンズ１０を手動操作により駆動
するための操作部材であり、該操作部材３２を回すこと
によりこれに連動するポテンショメータ３４により操作
部材３２の回動量に応じた電圧が検出され、この検出さ
れた電圧値がＡ／Ｄ変換器３６を介して制御回路５０に
人力されるようになっている。

３３は制御回路５０にフォーカスレンズ１０の自動焦点
調整を指示するための外部起動信号を発生する外部起動
釦である。

一方、カメラマン９は自らの頭にマイクロフォン２７を
ヘッドフォン形式で取付けていて、このマイクロフォン
２７は音声識別部６０に接続されている。

即ち、上記マイクロフォン２７は音声認識部６０を構成
する、帯域幅の広い音声信号を圧縮してデジタル信号に
変換するアナログインターフェース６１に接続され、こ
のアナログインターフェース６１の出力端は予め登録済
の音声とアナログインターフェース６１から人力された
音声とを比較する演算プロセッサ６２に接続されている
。

この演算プロセッサ６２は、音声を予め登録しである登
録メモリ６３と音声認識部の制御を司っているンステム
制御部６４に接続されている。

上記登録メモリ６３には、予めカメラマン９の音声でビ
ューファインダ２のＣＲ，Ｔ２ａの夫々の区割が、例え
ばＮＪ、「２」、・・・・・・・・「２０」というよう
に音声（称呼）として登録されていて、カメラマン９が
後に発した音声の識別番号（例えば、「５」）によって
５番に対応した所定の信号を発生するようになっている
。

なお、この音声認識部６０は、カメラマン９の専用とし
て対応するものであり、ディレクタ（図示されず）に対
しても予め音声を登録しておく場合には、ディレクタ専
用の別の音声認識部を用意し、これに対し別途登録する
ようにすればよい。

そして、上記音声認識部６０を構成しているシステム制
御部６４の出力端は前記制御回路５０に接続されている
。

合焦位置選択アナログゲート５２は、ビューファインダ
２におけるＣＲＴ２ａの画面上の指定された区割のみの
映像信号を取り出す回路であり、合焦位置選択アナログ
ゲート５２には同期分離回路４８から水平同期信号）１
５ｙｎｃ　、垂直同期信号■５ｙｎｃが、また制御回路
５０からＶＳｔａｒｔ信号、■ｅｎｄ　信号、Ｈｓｔａ
ｒｔ信号、Ｈｅｎｄ信号が供給されるようになっている
。

したがってカラーエンコーダ４６から得られた映像信号
は同期分離回路４８を介してハイパスフィルタ５１に入
力され、このハイパスフィルタ５１により前記映像信号
のうち高周波成分のみが抽出される。この映像信号の高
周波成分は合焦位置選択アナログゲート５２に人力され
、該アナログゲート５２により更にビューファインダ２
のＣＲＴ２ａの画面上で指定された区割のみの映像信号
が取り出され、Ａ／Ｄ変換器５３に出力される。

また合焦位置選択アナログゲート５２からはＡ／Ｄ変換
器５３、ＲＡＭ５４、アドレスジェネレータ５５及び制
御回路５０にタイミング信号が出力されるようになって
おり、このタイミング信号により、Ａ／Ｄ変換器５３の
Ａ／Ｄ変換処理、ＲＡＭ５４へのデータの書き込み／読
み出し、更にはアドレスジェネレータ５５よりアドレス
データをＲＡＭ５４に出力する各タイミングが定められ
る。

前記アナログゲート５２で確定した区割の映像信号はＡ
’／Ｄ変換器５３でＡ／Ｄ変換され、このＡ／Ｄ変換さ
れた映像信号の高周波成分の振幅情報はＲＡＭ５４に書
き込まれ、必要に応じて制御回路５０に人力されるよう
になっている。

制御回路５０はＡ／Ｄ変換器３０．３１．３６、ＲＡＭ
５４、音声認識部６０等からの信号を取り込み、各種の
演算処理を行い、テレビカメラの撮影光学系をビューフ
ァインダ２のＣＲＴ２ａにおける画面上の指定された区
割に属する被写体に対して合焦させるようにフォーカス
レンズ１０の焦点調整を行うべくアクチュエータ１６の
駆動制御を行う。

上記構成からなるテレビカメラの焦点調整装置の動作を
以下に説明する。

先ず、第２図に示すようにテレビカメラマン９がテレビ
カメラを人物１０３に向けて操作部材３２を操作すると
、この人物１０３の被写体像は撮影光学系３、色分解光
学系１５、撮像デバイス３７．３８．３９等を介してビ
ューファインダ２を構成するＣＲＴ２ａの画面上に映し
出される。

この状態を第４図に示す。

この時、テレビカメラマンは人物１０３にピントを合わ
せたいとすると、１８番目の区割である識別名称を「１
８」と唱える。

すると、この音声はマイクロフォン２７を介してアナロ
グインターフェース６１に供給され、ここでデジタル信
号に変換されて演算プロセッサ６２を介して登録メモリ
６３との登録内容の比較が行われる。

ここで、上述の「１８」の音声信号が、予め登録メモリ
６３に登録されているなら、所定の信号をシステム制御
部６４から制御回路５０に対し送出する。なお、若しカ
メラマン以外の別の人間が、上述の「１８」を唱えたと
しても、この音声信号は登録メモリ６３に登録されてい
ないので、上述の所定の信号は出力されない。つまり、
カメラマン９の音声のみに応じて音声認識部６０が所定
の信号を発生することとなる。

そして、この制御回路５０においてテレビカメラマンが
唱えたＣＲＴ２ａ上の座標が演算されて確定する。

次いでビューファインダ（図示せず）をのぞきながら被
写体にテレビカメラの撮影光学系の焦点を合わせるべく
操作部材３２を操作する。操作部材３２の操作量（回動
量）に応じた電圧値がポテンショメータ３４により検出
され、Ａ／Ｄ変換器３６を介して制御回路５０に入力さ
れる。制御回路５０はＡ／Ｄ変換器３６のディジタル信
号に基づいてＤ／Ａ変換器２０を介して駆動回路１８に
アクチユエータ１６を操作部材３２の操作に応じて所定
方向に所定量だけ駆動するｈめの制御信号を出力する。

この結果、アクチユエータ１６は駆動回路１８から駆動
信号を受けてフォーカスレンズ１０を図示してない駆動
機構を介して光軸９０上を移動させる。このように操作
部材３２の手動操作によりテレビカメラの撮影光学系の
焦点合わせの調整が行われる。

さて、上記した操作部材３２の手動操作が終了（停止）
すると、その合焦動作終了に基づく起動信号によって自
動的に焦点合わせの＠調整が行われる。この微調整は既
述したように撮影光学系をローパスフィルタとして考え
た場合に焦点調整により一定距離の被写体に対して等偏
寄域幅が変化し、このローパスフィルタの遮断周波数付
近の映像信号の高周波成分の振幅が大きく変化するので
この振幅変化を検出し、合焦位置において高周波成分の
振幅が最大となることから、この振幅が最大となるよう
にフォーカスレンズ１０を移動スることにより行われる
。

フォーカスレンズ１０の焦点ずれ量（以下、ディフォー
カス量と記す）に対するハイパスフィルタ５１を介して
得られる映像信号の高周波成分の振幅との関係（焦点量
曲線）を第１Ｏ図に示す。

同図において絞り値ＡＶにより焦点量曲線の傾斜、極大
値（ピーク）が異なることが理解できる。

制御回路５０内に設けられたＲＯＭには絞り値とフォー
カスレンズ１０の移動量との関係がテーブルとして記憶
されている。

さて絞りリングに連動するポテンショメータ２８からＡ
／Ｄ変換器３０を介して絞り値が制御回路５０に取り込
まれ、制御回路５０は絞り値に基づいてフォーカスレン
ズｌＯの移動量及び移動方向を決定し、Ｄ／Ａ変換器２
０を介して駆動回路１８にアクチユエータ１６を微小移
動させるための制御信号を出力する。この制御信号は１
フイールド毎に行われ、２フレームでディフォーカス量
の異なる４点（その内の１点は方向判別に利用）の映像
信号の高周波成分の積分値が制御回路５０によりＲＡＭ
５４に書き込まれた前記高周波成分の振幅情報から演算
され、この積分値とディフォーカス量との関係から焦点
量曲線の極大値（ピーク）が得られるディフォーカス量
の座標値が求められる。この演算処理の内容を第１１図
を参照して説明する。

第１１図においてフォーカスレンズ１０を微小移動し、
ａ、ｂ、ｃの３点の映像信号の高周波成分の焦点電圧値
を得る。同図においてＸをディフォーカス量、ｙをハイ
パスフィルタ５１を介して得られる映像信号の高周波成
分の焦点電圧値とする。ａ、ｂ、ｃの間隔をＳとしａ点
のＸ座標を「０」とすると各点の座標は、 ａ（０，ｙＡ　）　　　・・・（１） ｂ（Ｓ、ｙｉ）　　　・・・（２） ｃ　（２Ｓ、　ｙｃ　　）　　・・・（３）である。

この３点を通る曲線の山頂ｐ、（ｘｐ　　、　３／ｐ　
　）のＸ座標Ｘ、をラグランジェの補間多項式を用いて
求める。

ａ（ｘｏ、ｙｏ）、ｂ（ＸＩ　、ｙ＋　　）、ｃ（ｘユ
、ｙ２）の３点を通る焦点量曲線の弐Ｐ　（ｘ）は次の
ように表される。

Ｐ（ｘ　）　−ｒ：ｆ　（ｘｈ）　　Ｌｍ（ｘ　）　　
　−（４）（Ｘｍ　　Ｘ＋）−（Ｘｍ　−Ｘｈ−＋）（
Ｘｈ　−Ｘｈ＋、）”’（Ｘｉ＋−Ｘ、、）・・・（５
） ここで式（１１、（２）、（３）を（５）式に代入する
と、（０−ｓ）（０−２ｓ＞ （ｘ−ｘ、＞　　（ｘ−ｘ、） （ｘ−０）　　（ｘ−２ｓ） （ｓ−０）　　（ｓ−２ｓ） （ｘ−０）　　（ｘ−ｓ） （２ｓ−０）　　（２ｓ−ｓ） 　Ｓ２ 式（６）、（７）、（８）を式（４）に代入して−ｙ、
・　□　（Ｘ”　−２ＳＸ） ＋ｙｃ　　ｌ　　　　　（ｘ”　−５ｘ）Ｐ（ｘ）の微
分式がＯのとき極大値をとるので二〇 ・・・（９） よってａ点より合焦位＝ｐ点までの距離Ｘ、は式％式％ 制御回路５０はこの座標値Ｘ、を示すデータからフォー
カスレンズ１０の移動量を求め、Ｄ／Ａ変換器２０を介
して駆動回路１８にフォーカスレンズ１０を合焦位置ま
で移動させるための制御信号を出力する。この結果、駆
動回路１８よりアクチュエータ１６に駆動信号が出力さ
れ、フォーカスレンズ１０は、被写体に対して合焦位置
に移動させられ、次の手動操作等による起動信号が入力
されるまでその位置に留まる。

しかしながら、これら一連の前述した合焦動作に於いて
、焦点量曲線の極大値が決定されない場合があり得る。

その場合は、被写体に合焦させるための制御信号が制御
口ｖ＆５０よりＤ／Ａ変換器２０、駆動回路１８を介し
てアクチュエータ１６に出力される。その後、再び焦点
量曲線の極大値の座標を求めるための演算処理が行われ
、同様のフォーカスレンズ１０の駆動制御の結果、被写
体に対しテレビカメラの撮影光学系は手動操作では得る
ことが困難な高精度での合焦状態となる。

このようにしてビューファインダ２のＣＲＴ　２ａにお
ける画面上のフォーカスエリア（区割）の指定及び手動
によるフォーカスレンズ１０の焦点調整が行われる。

次に制御回路５０により実行される処理ルーチンの内容
を第３Ａ図及び第３Ｂ図に示す。これらの図において、
この処理ルーチンが起動されると、まずフォーカスエリ
アの指定が既述したようにマイクロフォン２８に対する
音声人力により行われ、制御回路５０はＣＲＴ２ａ上の
座標を算出する（ステップ２００）。

次いでステップ２０１ではフォーカスエリアの指定が完
了したか否かの判定が行われ、フォーカスエリアの指定
が完了していない場合には同じ判定を繰り返す。

フォーカスエリアの指定が完了し、すなわちフォーカス
エリアが制御回路５０による演算により確定した場合に
はカラーエンコーダ４６から出力される映像信号はハイ
パスフィルタ５１によりその高周波成分のみが抽出され
る。更に、合焦位置選択アナログゲート５２によりハイ
パスフィルタ５１から出力される映像信号のうち指定さ
れたＣＲＴ２ａの画面上のフォーカスエリアを示す信号
成分のみが取り出され、この信号はＡ／Ｄ変換器５３に
よりＡ／Ｄ変換され、そのＡ／Ｄ変換された映像信号の
高周波成分の振幅情報はＲＡＭ５４に書き込まれる。

次に手動操作によるフォーカスレンズ１０の焦点合わせ
を行うための操作部材３２の現在位置がポテンショメー
タ３４により検出され、Ａ／Ｄ変換器３６を介して読み
込まれ、制御回路５０内の記憶部（ＲＡＭ）に書き込ま
れる（ステップ２０２）。次いで図示してない絞りリン
グにより設定される絞り１４の絞り値がポテンショメー
タ２８、Ａ／Ｄ変換器３０を介して、またズームレンズ
１２のズーム位置（倍率）がポテンショメータ２９、Ａ
／Ｄ変換器３１を介してそれぞれ、読み込まれ制御回路
５０内の記憶部に書き込まれる（ステップ２０３）。

更に操作部材３２の現在位置がステップ２０２で読み込
まれた位置から変化し且つ操作部材３２の操作が停止し
たか否か、換言すれば手動操作によるフォーカスレンズ
ｌＯの焦点合わせが行われ且つ終了したか否かが判定さ
れる（ステップ２０４）。手動操作によるフォーカスレ
ンズ１０の焦点合わせが行われ且つ終了した場合にはス
テップ２０５に移行する。また手動操作によるフォーカ
スレンズ１０の焦点合わせが行われなかった場合にはス
テップ２１０に移行し、外部起動釦３３が操作されたか
否かが判定される。

ステップ２１０で外部起動釦３３が操作されていないと
判定された場合にはステップ２０２に戻る。また外部起
動釦３３が操作された場合にはステップ２０５に移行す
る。このようにステップ２０２〜２０４及びステップ２
１０の処理によって手動操作によるフォーカスレンズ１
０の焦点合わせが終了したか又は外部起動釦３３が操作
された場合にステップ２０５〜２０９、ステップ２１１
〜２２１によるフォーカスレンズ１０の焦点合わせの＠
調整が行われる。

ステップ２０５では現時点における絞り１４の絞す値、
ズームレンズ１２のズーム位置に基づいてフォーカスレ
ンズ１００単位移動量が算出される。次いでハイパスフ
ィルタ５１により抽出された映像信号の高周波成分量（
焦点電圧）が合焦位置選択アナログゲート５２を介して
Ａ／Ｄ変換器５３によりＡ／Ｄ変換され、その変換値■
８がＲＡＭ５４のメモリエリアＸに書き込まれる（ステ
ップ２０６）。

更にステップ２０７ではフォーカスレンズ１０がアクチ
ユエータ１６によりステップ２０５で算出された単位移
動量だけ光軸９０上をカメラ本体側（手前側であり、至
近側）に移動させられる。

この時にハイパスフィルタ５１を介して得られた映像信
号の高周波成分量がＡ／Ｄ変換器５３によりＡ／Ｄ変換
され、その変換値■、はＲＡＭ５４のメモリエリアｙに
書き込まれる（ステップ２０８）。

次いでステップ２０９ではＲＡＭ５４のメモリエリアｘ
、ｙに書き込まれた焦点電圧値Ｖ、　、Ｖアの大小比較
が行われる。Ｖ、＜Ｖ、であると判定された場合にはス
テップ２２０に進み、フォーカスレンズ１０の移動方向
をカメラ本体側（手前側）に指定し、ステップ２１４に
進む。

又■８　≧■、であると判定された場合にはフォーカス
レンズ１０の移動方向を被写体側で無限遠側に指定し、
フォーカスレンズ１０は２単位移動量だけ無限遠側に移
動させられる（ステップ２１１．２１２＞。この時点で
ハイパスフィルタ５１を介して得られた映像信号の高周
波成分量がＡ／Ｄ変換器５３によりＡ／Ｄ変換され、そ
の変換値■、′がＲＡＭ５４のメモリエリアｙに書き込
まれ、更新される（ステップ２１３）。

更にフォーカスレンズ１０が単位移動量だけステップ２
１１又はステップ２２０で指定された移動方向に移動さ
せられ、その時点においてノ１イバスフィルタ５１を介
して得られた映像信号の高周波成分量がＡ／Ｄ変換器５
３によりＡ／Ｄ変換され、その変換値■２　がＲＡＭ５
４のメモリエリアＺに書き込まれる（ステップ２１４．
２１５）。

次にステップ２１６ではＲＡＭ５４のメモリエリアＸ−
Ｚに書き込まれた焦点電圧１ｖ、　、ｖ。

、Ｖ、（又は■や、■、′、Ｖ、）を用いてラグランジ
ェの補間多項式により焦点曲線を示す関数の極大値及び
その極大値が得られる合焦位置を示す座標が求められる
。

更にステップ２１７ではステップ２１６において演算さ
れた結果、極大値が存在するか否かが判定され、極大値
が存在する場合には極大値が存在する光軸９０上の座標
位置にフォーカスレンズ１０がアクチユエータ１６によ
り移動させられる（ステップ２２１）。又ステップ２１
７で極大値が存在しないと判定された場合にはＲＡＭ５
４のメモリエリアＺに書き込まれている焦点電圧値■２
がメモリエリアＸに書き換えられ、フォーカスレンズ１
０が単位移動量だけ既にステップ２１１又はステップ２
２０で指定されている方向に移動させられ、更にステッ
プ２１３に戻る（ステップ２１８．２１９）。以後、ス
テップ２１３〜２１９の一連の処理は焦点量曲線を示す
関数の極大値が求まるまで続行される。

以上の処理によりフォーカスレンズ１０の焦点合わせの
微調整が行われる。

次に合焦位置選択アナログゲート５２の具体的構成の一
例を第５図に示す。同図において合焦位置選択アナログ
ゲート５２は、第１と第２のカウンタ５２０と５２１及
び第３と第４のカウンタ５２５と５２６及び第３と第４
のカウンタ５２５と５２６及びタロツク発生器５２２を
有しており、さらに第１と第２のフリップフロップ（以
下、Ｆ／Ｆと記す）回路５２３と５２７を有し、さらに
アンドゲート５２４とアナログスイッチ５２８を有して
いる。

次に、このように構成された合焦位置選択アナログゲー
ト５２の動作を第６〜８図によって説明する。

いま、第６図に示すようにビューファインダを構成する
ブラウン管２ａの画面上における音声により指定された
映像信号を取り出したいものとする。なお、クロック発
生器５２２から発生されているクロック信号のＬＨ（例
えば５２５本の走査線では６３．５μｓ）当たりのパル
ス数をビューファインダ上Ｈ方向のマス目と同じとする
。

次に制御回路５０によりカメラマンの音声により指定さ
れた座標をＨ，Ｖ方向にそれぞれにスタート及びエンド
に分け、合焦位置選択アナログゲート５２を構成するカ
ウンタ５２０．５２１にデータとして出力する（第６図
参照）。

上記カウンタ５２０．５２１は）（５ｙｎｃ信号がアク
ティブになった後のクロック信号の数をカウントし、Ｃ
ＲＴ２Ｈの画面上の指定された領域のスタート、エンド
の位置に達したならばパルスを出力する。このパルスを
Ｆ／Ｆ回路５２３によりＨ方向におけるアナログスイッ
チ５２８の制御信号とする。

カウンタ５２５．５２６はＶ　５ｙｎｃ信号がアクティ
ブになった後にＨｓｙｎｃ信号をカウントし、Ｈ方向の
場合と同様に■方向におけるアナログスイッチ５２８の
制御信号を発生する。

このＨ，Ｖ方向におけるのアナログスイッチ５２８の制
御信号をアンドゲート５２４に人力してアナログスイッ
チ５２８を制御する。

このようにすれば音声によって指定された部分のみの映
像信号を取り出すことができる。

尚、上記実施例においては、ビューファインダ２を構成
するのＣＲＴ２ａの画面上におけるフォーカスエリアを
指定した後に手動操作部材３２によって予め合焦操作を
行う例を述べたが、この第１の段階での合焦動作（第１
の合焦手段による合焦動作）は、次の合焦手段によるも
のであっても良い。つまり、ドラマ撮りのときなどに利
用される所謂ショットボックス（ＳＨＯＴ　　ＢＯＸ）
によって定められた合焦位置の記憶値に基づく合焦動作
、更にはゾーンフォーカス型の自動焦点調整装置等の自
動焦点調整装置の出力信号による合焦動作であっても良
く、これらと本発明による目視判断が困難な高域空間周
波数成分に対する微調整を行う第２の合焦手段との組み
合わせによっても同様の作用効果が奏せられるものであ
る。

また、第２の合焦手段の起動は、第１の合焦手段の動作
終了後のみならず、外部手動操作をトリが−として行う
ようにしたものでも良い。

更にハイパスフィルタ５１０代わりにバンドパスフィル
タを用いてもよい。

また、上記実施例ではビューファインダを構成するＣＲ
Ｔの画面上におけるフォーカスエリアの指定を音声人力
により行うように構成しているが、これに限定されるこ
となく、例えば、キー操作によりＣＲＴの画面上にカー
ソルを移動させることによりフォーカスエリアを指定す
るようにしてもよいし、ＣＲＴ画面上の各区割にタッチ
センサを設け、指で指定すべき区割を触れることにより
フォーカスエリアの指定を行うようにしてもよいまた、
ビューファインダを覗く操作者の眼球移動を追跡する方
法によって指定を行ってもよい。

更に上記実施例ではカメラマン専用の音声認識部を設け
ているが、例えばカメラマンとディレクタのそれぞれ専
用の音声認識部を２つ用意しておき、それぞれ制御回路
５０に接続しておく。

そして、予めカメラマン専用の音声認識部とディレクタ
専用の音声認識部との間には優先順位を付けておき、デ
ィレクタ専用の音声認識部が最優先であるようにしてお
く。

このような場合において、前記第４図に示した画面で、
ディレクタが樹木１０５にピントを合わせたいと意図し
、カメラマンは人物１０３にピントを合わせたいと意図
しているとする。

この時、カメラマンは人物１０３の区割座標である「１
８」を唱え、一方ディレクタは樹木１０５の区割座標で
ある「７」と唱えたとする。

すると、前述のようにディレクタ専用の音声認識部の方
が優先されるようになっているので、この場合には樹木
１０５にピントを合わせることが可能な状態になる。

したがって本実施例によれば、例えばフォーカスマンは
不必要となり、しかもディレクタの意図が直接、画面に
表現されるようになる。

従って、フォーカスマンを一人減らすことができるので
省力化に役立ち、かつディレクタの意図が直接、画面に
反映される。

また本実施例によれば目視判断が困難な空間周波数成分
の焦点深度領域内においても被写体に対してテレビカメ
ラの撮影光学系を合焦させることができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明では合焦領域指定手段によ
り指定されたビューファインダの画面上の領域における
被写体に対して第１の合焦手段により撮影光学系の焦点
合わせの調整を行うと共に、前記第１の合焦手段の合焦
動作終了もしくは外部手動操作に基づいて発生する起動
信号を受けて動作する第２の合焦手段によって前記フォ
ーカスレンズの焦点合わせの微調整を行うように構成し
たので、本発明によればテレビカメラのビューファイン
ダ又はモニターテレビジョンを見ているディレクタ等の
指示に基づいてテレビカメラの撮影光学系のフォーカス
レンズの焦点合わせを行うことができ、しかも目視判断
では困難な高域空間周波数成分に対するフォーカスレン
ズの焦点合わせの微調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されたテレビカメラの外観を示す
斜視図、第２図は本発明に係るテレビカメラの焦点調整
装置の一実施例の構成を示すブロック図、第３Ａ図及び
第３Ｂ図は第１図に示す制御回路により実行される処理
ルーチンの内容を示すフローチャート、第４図はテレビ
カメラのビューファインダの画面の一例を示す説明図、
第５図は第１図に示す合焦位置選択アナログゲートの具
体的構成の一例を示すブロック図、第６図乃至第８図は
第５図に示す合焦位置選択アナログゲートの動作状態を
示すタイミングチャート、第９図はビューファインダの
ＣＲＴに映し出される画面の一例を示す説明図、第１０
図は絞り値をパラメータにした場合における焦点量曲線
を示す特性図、第１１図は焦点量曲線の一例を示し、焦
点量曲線の極大値を求める際の演算内容を説明するため
の特性図、第１２図は絞り値に対する焦点深度の特性を
解像度をパラメータとして示した特性図である。 ２・・・ビューファインダ、　　２ａ・・・ＣＲＴ、　
　　１０・・・フォーカスレンズ、　　１４・・・絞り
、　　１６・・・駆動用アクチュエータ、　　２０・・
・Ｄ／Ａ変換器、３０．３１．３６．５３・・・Ａ／Ｄ
変換器、　３２・・・操作部材、　３３・・・外部起動
釦、　５０・・・制御回路、　　５１・・・ハイパスフ
ィルタ、　　５３・・・合焦位置選択アナログゲート、
　５４・・・ＲＡＭ、６０・・・音声認識部、　　６１
・・・アナログインターフェース、　６２・・・演算プ
ロセッサ、　６３・・−登録メモリ、　　６４・・・シ
ステム制御部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影光学系により結像した被写体像を映像信号に
   変換する撮像手段と、上記映像信号を所定フォーマット
   の映像信号に変換処理する信号処理手段と、該信号処理
   手段からの映像信号を受けて被写体をモニタ表示するビ
   ューファインダと、該ビューファインダの画面上におけ
   る撮影光学系の焦点合わせをすべき領域を指定する合焦
   領域指定手段と、上記撮影光学系のフォーカスレンズを
   移動させて焦点合わせの調整を行う第１の合焦手段とを
   有するテレビカメラの焦点調整方法において、前記合焦
   領域指定手段により指定されたビューファインダの画面
   上の領域における被写体に対して第１の合焦手段により
   撮影光学系の焦点合わせの調整を行うと共に、前記第１
   の合焦手段の合焦動作終了もしくは外部手動操作に基づ
   いて発生する起動信号にて動作し焦点合わせの調整を行
   う第２の合焦手段によって前記撮影光学系のフォーカス
   レンズを移動させて前記第１の合焦手段による調整で目
   視判断が困難な高域空間周波数成分に対する微調整を行
   うことを特徴とするテレビカメラの焦点調整方法。
2. （２）撮影光学系により結像した被写体像を映像信号に
   変換する撮像手段と、上記映像信号を所定のフォーマッ
   トの映像信号に変換処理する信号処理手段と、該信号処
   理手段からの映像信号を受けて被写体像をモニタ表示す
   るビューファインダとを有するテレビカメラにおいて、 ビューファインダの画面上における撮影光学系の焦点合
   わせをすべき領域を指定する合焦領域指定手段と、 該合焦領域指定手段の出力信号を受けて前記信号処理手
   段から出力される映像信号のうち指定されたビューファ
   インダの画面上の領域の画像を示す映像信号のみを取り
   出す合焦位置確定手段と、上記撮影光学系のフォーカス
   レンズを移動させる駆動手段と、 この駆動手段に駆動量指示信号を出力する第１の合焦手
   段と、 この第１の合焦手段によるフォーカスレンズ駆動終了も
   しくは手動操作に基づく起動信号を受けて動作し、前記
   合焦位置確定手段の出力信号を取り込み上記フォーカス
   レンズを所定の時間間隔で複数回、所定移動量だけ移動
   させるように上記駆動手段を制御して、前記合焦位置確
   定手段の出力信号に基づいて夫々の移動位置での焦点量
   を演算し、上記フォーカスレンズの最良結像性能が得ら
   れる位置を決定して上記フォーカスレンズをその位置へ
   移動させることにより焦点合わせの調整を行う第２の合
   焦手段と、 を有することを特徴とするテレビカメラの焦点調整装置
   。
3. （３）前記テレビカメラは、絞り値情報入力手段を含み
   、 前記合焦位置確定手段は、信号処理手段から出力される
   映像信号からその信号帯域の高域周波数近傍の信号成分
   を抽出するハイパスフィルタを有し、 前記第２の合焦手段は、このハイパスフィルタを介した
   信号成分の振幅情報を記憶する記憶手段を有し、前記第
   １の合焦手段の出力信号及び絞り値情報入力手段からの
   出力信号を取り込み、これらの信号に基づいて上記フォ
   ーカスレンズを所定の時間間隔で複数回、絞り値に応じ
   て決定される所定移動量だけ移動させるように前記駆動
   手段を制御すると共に、この所定移動量だけ移動させる
   ごとに、上記ハイパスフィルタから得られた信号成分の
   振幅情報を上記記憶手段に書き込み、これらの振幅情報
   とディフォーカス量とから補間演算を行い焦点量のディ
   フォーカス量に対する関数を求め、上記フォーカスレン
   ズの最良結像性能が得られる位置を決定し、この位置に
   フォーカスレンズを移動させるように上記駆動手段を制
   御することを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載
   のテレビカメラの焦点調整装置。