JPH01293771A - 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） 本発明はズーミング機能を備えた各種ビデオカメラ等に
用いられるオートフォーカス方式に関する。

（従来の技術） 各種のビデオカメラにおける光学系としてはフォーカス
レンズとズームレンズとを備えたものがあり、そのよう
な光学系を備えたビデオカメラは上記フォーカスレンズ
を光軸方向に移動させてフォーカシングを行なうととも
に、ズームレンズを光軸方向に移動させてズーミングを
行なうようになっている。

このようなビデオカメラにおいては、第６図に示すよう
にズーミング時にズームレンズの光軸上の位置をテレ側
からワイド側、あるいはワイド側からテレ側に移動させ
た場合には、このズームレンズの移動に伴なってフォー
カスレンズを被写体の距離に応じて移動させることによ
りジャストピント状態を常時保つようになっている。

（発明が解決すべき課題） ところで、上述のようなズーミング機能を備えたビデオ
カメラにおけるフォーカスレンズの光軸上の位置とズー
ムレンズの光軸上の位置との関係は第６図に示すように
被写体の距Ｍｕ１．ｕ２・・・ｕｎに応じて各々異なる
。

そして、フォーカスレンズの位１とズームレンズの位置
との関係を示す曲線は、被写体が近いほど曲線Ｕ　の如
く緩やかな傾きになり、被写体が遠いほど曲線ｕ１の如
く急峻となる。

よって、従来のビデオカメラによって近接撮影を行なう
場合に、ズームレンズがテレ側にあるとフォーカスレン
ズの移動範囲内にてジャストピント状態が得られなくな
ってしまうという問題が生じてしまう。

（課題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、
ズーミング機能を備えたビデオカメラにおいて、ズーム
レンズがどの位置にあっても確実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、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
うとともに、ズームレンズを光軸方向に移動させてズー
ミングを行なうカメラにおけるオートフォーカス方式で
あって、上記フォーカスレンズの移動可能範囲内におけ
る移動によってジャストピントしなかった場合には、上
記ズームレンズをワイド側に所定量移動させた後、再度
フォーカスレンズを移動させてフォーカシングを行なう
ことを特徴とするオートフォーカス方式を提供するもの
である。

（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後玉のフォーカスレ
ンズ１と前玉のズームレンズ２とを有する周知の光学系
３を備えている。

そして、このオートフォーカス装置においては、上記フ
ォーカスレンズ１をパルスモータ４にてｊｌの範囲内で
光軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動させることによって
フォーカシングを行なうようになっており、上記フォー
カスレンズ１の光軸上の位置は上記パルスモータ４を回
転駆動させるパルスをカウントすることによってフォー
カシング回路５に記憶されている。

また、上記ズームレンズ２はＤＣモータ６にてｊ２の範
囲内で光軸方向に移動されてズーミングが行なわれるよ
うになっており、このズームレンズ２の光軸上の位置は
上記ＤＣモータ６に設けられなロータリエンコーダの出
力が供給される位１制御回路７にて検出されて上記フォ
ーカシング回路５に供給されるようになっている。

一方、上述のような光学系３を介して入射される被写体
からの撮像光はＣＯＤ　（電荷結合素子）等を用いな撮
像素子８にて光電変換されて影像信号が得られ、この影
＠信号は増幅器９にて増幅されて図示しない一般的なカ
メラ回路に供給されるとともにフィルタ回路１０に供給
される。

そして、このフィルタ回路１０は上記映像信号から所定
の周波数成分を抽出して信号自動利得制御回路＜ＡＧＣ
）１１に供給する。

そして、この自動利得制御回路１１は上記所定の周波数
成分を利得制卸した後検波器（ＤＥＴ＞１２に供給し、
この検波器１２にて上記映像信号の所定の周波数成分に
対応した第２図に示すような焦点電圧Ｅが取り出される
。

ここで、この焦点電圧Ｅは、上記映像信号を再生した再
生画像の精細度に対応するものであり、上記フォーカス
レンズ１がジャストピント位置Ｐにあるときにそのレベ
ルが最大となる。

そして、この焦点電圧ＥはＡ／Ｄ　（アナログ−デジタ
ル）変換器１３にてデジタル化されて上記フォーカシン
グ回路５に供給される。

このフォーカシング回路５は、上述のように被写体を撮
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
て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上記フォーカスレン
ズ１を駆動させることによりこのフォーカスレンズ１を
ジャストピント位置Ｐに移動させるようなフォーカシン
グ制御を行なうものである。

すなわち、このフォーカシングロ路５は、上記フォーカ
スレンズ１の光軸方向への移動に伴なう焦点電圧Ｅをフ
ォーカシング開始から１フイ一ルド期間毎に順次サンプ
リングする。

また、このフォーカシング回路５は第２図に示すような
複数の基準電圧値ＳＥｎを記憶しており、上述のように
順次サンプリングされる焦点電圧と各基準電圧（ｉ［ｓ
Ｅｏとを逐次レベル比較し、これらが一致したときに一
致した基準電圧値を読み出す。

そして、このように読み出された基準電圧値ＳＥｏが前
に読み出された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が未だ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フォーカシング制御信号をド
ライブ回路１４を介して前記パルスモータ４に供給する
。

なお、本実施例において上記焦点電圧Ｅは１フイールド
毎の離散的な情報としてフォーカシング回路５に取り込
まれる。そこで、本実施例では取り込まれた焦点電圧が
各基準電圧５Ｅｎｔｆ′！に初にオーバした時に、検出
された焦点電圧Ｅが基準電圧値ＳＥｏに一致したものと
みなしてその基準電圧値を読み出すようになっている。

また、上述のようなオートフォーカス装置においては、
第３図に示すように最大の基準電圧値Ｓ　Ｅ　ｗａｘが
２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２回の検出位置の中間にあることになる。

よって、このように２回連続して同じ基準電圧値Ｓ　Ｅ
　ｌａｘが読み出された場合には上記フォーカスレンズ
１を２回読み出し位置の中間位置に移動させればジャス
トピント状態を得ることができることになる。

そこで、上記フォーカシング回路５は、このような場合
にはフォーカスレンズ１をそれまでの移動方向の逆方向
に所定量ｄ１だけ移動させるようなフォーカシング制御
信号を出力して上記パルスモータ４を反対方向に回転さ
せ、これによってフォーカシングを行なうようになって
いる。

なお、この場合における上記所定量ｄ１は、上記パルス
モータ４に設けられたロータリエンコーダの出力をカウ
ントすることにより得られるフォーカスレンズ１の位置
情報に基づいて算出されるようになっている。

また、第４図に示すように、上述のように読み出された
基準電圧値Ｓ　Ｅ　ｎａｘ−１がその前に読み出された
基準電圧値Ｓ　Ｅ　ｌａＸよりも小さくなるような場合
には、その前の読み出し位置がジャストピント位置Ｐと
いうことになる。

よって、この場合には上記フォーカスレンズ１を前の読
み出し位置に戻せばジャストピント状態を得ることがで
きることになる。

そこで、上記フォーカシング回路５は、このような場合
にも上記フォーカスレンズ１を反対方向に所定量ｄ２だ
け移動させるようなフォーカシング制６１＋信号を出力
して上記パルスモータ４を反対方向に回転させることに
よってフォーカシングを行なうようになっている。

一方、上記フォーカシング回路５は第５図に示すように
上述のようなフォーカシング動作によってフォーカスレ
ンズ１が矢印Ｃ方向に移動して最大移動節ＭＪ！１の端
に到達した時に、未だジャストピント状態が得られてい
ない場合には前記ズームレンズ２をワイド側、すなわち
矢印り方向に移動させるようなズーミング制御信号を前
記位置制御回路７に供給する。

そして、この位置制御回路７は、上記ズーミング制御信
号に応じた駆動信号をドライブ回路１５を介して前記Ｄ
Ｃモータ６に供給する。

ここで、上述のようなフォーカスレンズ１を移動させな
にもかかわらずジャストピント状態が得られない場合と
は、第５図に示すように上記フォーカスレンズ１がテレ
側のＸ点に位置している特に被写体の距離がＵの近接撮
動を行なうような場合に起こる現象である。

そこで、このような場合には、上述のようにズームレン
ズ２を被写体の距離に応じてワイド側に移動させること
により、ジャストピント状態を得ることができる。

すなわち、ズームレンズ２をワイド側に移動させること
によって焦点電圧Ｅは第２図示すように変化し、この焦
点電圧Ｅに基づいてズームレンズ２を移動させて前述の
ようなフォーカシングを行なうことによりジャストピン
ト状態を得ることができる。

また、本実施例ではズームレンズ２の位置が、ジャスト
ピント状態が得られる位置を通り過ぎた場合にはこのズ
ームレンズ２の移動を停止するとともに、動作制御がよ
り正確な上記フォーカスレンズ１を第５図中矢印Ｅ方向
に移動させることによって最終的なフォーカシングを行
なうようになっている。

このように、本実施例に係るオートフォーカス装置は、
フォーカシング時にフォーカスレンズ１のみならず、必
要に応じてズームレンズ２をも移動させることによって
、ズームレンズ２がどの位置にあっても近接撮影を含む
すべての撮影状態で確実に自動でフォーカシングを行な
うことができる。

また、上述の実施例においては、焦点電圧Ｅを検出しつ
つズームレンズ２を移動させることにより、フォーカシ
ングのためのズームレンズ２等の移動距離が必要最少限
となるためより迅速なフォーカシングを実現することが
できるとともに、特にズームレンズ２の移動距離が少な
くなるためフォーカシング開始時と終了時との画角の変
化をより少なくすることができる。

なお、本発明としては、上記ズームレンズ２を焦点電圧
Ｅを検出することなく一定量ずつワイド側に移動させた
り、あるいは−気にワイドｔ！ｉＡまで移動させた後に
再度フォーカスレンズ１の移動によるフォーカシングを
行なうようにしてもよい。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明はフォーカスレ
ンズの移動可能範囲内における移動によってジャストピ
ントしなかった場合には、ズームレンズをワイド側に移
動させるようにしたため、フォーカシング開始時におけ
るズームレンズの位置に関係なくすべての撮影状態にお
いて自動的なフォーカシングを実現することができる。

また、最終的なフォーカシングは移動制御が正確なフォ
ーカスレンズの移動によって行なうようにしたため、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図は本発明に係る一実施例を示すブロック図、第２
図は焦点電圧を示すグラフ、第３図及び第４図はジャス
トピント位置近傍における焦点電圧と基準電圧値との関
係を各々示すグラフ、第５図はフォーカシング時におけ
るフォーカスレンズとズームレンズとの移動状態を示す
グラフ、第６図はジャストピント状態が得られるフォー
カスレンズの位置とズームレンズの位置と被写体の距離
との関係を示すグラフである。 １・・・フォーカスレンズ、２・・・ズームレンズ、４
・・・パルスモータ、５・・・フォーカシング回路、６
・・・ＤＣモータ、７・・・位置制御回路。 ミ（ ｆ１１ 茗３０ Ｙｆ口 ■、ｍ：、Ｘ’ｒ＋Ｉ“１ 第到Σ 躬ｉ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   グを行なうとともに、ズームレンズを光軸方向に移動さ
   せてズーミングを行なうカメラにおけるオートフォーカ
   ス方式であつて、 上記フォーカスレンズの移動可能範囲内における移動に
   よつてジャストピントしなかった場合には、上記ズーム
   レンズをワイド側に所定量移動させた後、再度フォーカ
   スレンズを移動させてフォーカシングを行なうことを特
   徴とするオートフォーカス方式。